浙教版(2024)科学八上3.4欧姆定律及其应用提高题(含答案)

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浙教版(2024)科学八上3.4欧姆定律及其应用提高题(含答案)
一、选择题
1.如图所示电路中,电表均为实验室学生用电表,当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表指针偏转角度相同,当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表时,则两表的示数之比U甲:U乙为(  )
A.5:4 B.5:1 C.4:5 D.4:1
2.利用伏安法测量电阻时,由于电表本身电阻的影响,造成测量结果有误差。现采用如图所示的电路,能较准确地测量Rx的阻值,已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通a时,电压表示数为9V,电流表示数为0.3A,当S接通b时,电压表示数为12V,电流表示数为0.2A,则待测电阻Rx的阻值为(  )
A.30Ω B.60Ω C.40Ω D.50Ω
3.小欣通过整理甲、乙两个元件的电流与电压的数据,绘制出了如图所示的图像,据图像分析,下列判断正确的是(  )
A.甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C.若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,甲、乙两元件电压之比为2:1
D.若甲、乙元件并联后,接在电压为2V的电源上,干路的总电流是0.6A
4.在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2阻值之比为(  )
A.1:1 B.1:5 C.4:1 D.4:5
5.如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V;移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为(  )
A.5Ω B.6Ω C.7Ω D.8Ω
6.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是(  )
A.电源电压为6V B.R2的最大阻值为20Ω
C.当滑片P位于a点时,电流表示数为0.6A D.图乙中C点表示滑片P位于滑动变阻器的中点
7.如图甲所示电路中电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关后,将滑动变阻器R2的滑片从a端滑
到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。则下列判断中正确的是(  )
A.电源电压为10V B.电阻R1的阻值为10Ω
C.滑动变阻器R2的阻值最大为30Ω D.若滑动变阻器断路,则电压表示数为零
8.甲、乙两个电阻的U﹣I图线如图所示,若把两个电阻并联接在同一电路中,下列说法正确的是(  )
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1
D.当两端电压为2V时,电路中的总电流为0.6A
9.如图所示,A1和A2是完全相同的两个电流表,都有3A和0.6A两个量程,闭合开关后,发现两个电流表指针偏转的角度相同,则(  )
A.R1:R2=1:5 B.R1:R2=5:1 C.R1:R2=1:4 D.R1:R2=4:1
10.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻。不能测出未知电阻Rx阻值的电路是(  )
A. B. C. D.
11.图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是(  )
A.图线b是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
B.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C.电源电压是6V
D.定值电阻阻值是1Ω
12.如图甲表示灯泡L和定值电阻R的I﹣U关系图象。将L和R先后以图乙和图丙两种方式接在同一恒压电源U上,流过它们的电流和它们两端电压如图所示;则下列判断正确的是(  )
A.I1=I2=I3=I4 B.I1=I2<I3<I4 C.U1<U2<U3=U4 D.U1=U2=U3=U4
13.如图甲是电路的一部分且电流保持不变,R0为定值电阻。闭合开关S,根据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U﹣R图线①,如图乙;断开开关S,根据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U﹣R图线②。下列能正确表示图线②的是(  )
A. B. C. D.
二、填空题
14.用电子秤来测量物体的质量,下图为电子秤的原理图,托盘和弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆R与弹簧上端相连,当托盘中没有放物体时,电压表示数为零。设变阻器的总电阻为R=20Ω,总长度为L=20cm,电源电压U=3V保持不变,保护电阻的阻值为R0=10Ω,弹簧被压缩时,产生的弹力F=kx(其中弹簧劲度系数为k=200N/m,x为弹簧被压缩的长度),不计一切摩擦和其它阻力,当滑动变阻器的滑片匀速向下滑动时,电压表的读数    (填“均匀减少”、“均匀增大”、“非均匀减小”、“非均匀增大”);当托盘上放上某物体时,电压表的示数为Um=1V,求此时被测物体的质量m为    kg(g取10N/kg)。
15.两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,则RA=
    Ω,若把它们串联起来,接在某电源上,电路中的电流是0.2A,则电源电压是  V。若把它们并联在3V的电路中,干路中的电流是     A。
16.如图甲是某电子秤的原理示意图,定值电阻R1阻值为100Ω,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系如图乙所示。已知电源电压为6V保持不变。
(1)当托盘为空时,R2电阻为    Ω;
(2)若放入某物体后,电压表示数为1.5V,该物体的质量    。
17.某物流公司使用光控自动分拣系统,其核心电路如图所示。R1为光敏电阻,有光时阻值为2kΩ,无光时8kΩ,R2为定值电阻其阻值为4kΩ,电源电压恒为12V。当传送带上的包裹挡住激光时,系统会计数一次(计数器可视为电压表)。激光被遮挡瞬间,计数器示数变化量为     V。若要使计数器更灵敏(电压变化更明显),可     (填“增大”或“减小”)电源电压。
18.如图甲所示,电源电压保持不变,R1是定值电阻。在开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动的过程电,两电表示数变化情况如图乙所示。根据图象的信息可知,滑动变阻器R2的最大阻值为     Ω,电源电压为     。
19.如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,电压表的示数随电路中电流的变化的图像如图b所示,根据图像的信息可知:图像     (填“甲”或“乙”)是电压表V1变化的曲线,电阻R1的阻值是     Ω;当电路中的电流为0.25A时,R1与R2的比值为     。
20.如图为甲、乙两电器元件的电流与电压关系图。
(1)随着电流增大,甲元件的电阻     (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)当将甲、乙两元件并联在6V电源电压下,则电路中总电流为  A。
21.如图,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3。要使R2、R3并联,应闭合开关     ,此时电流表的示数为I1;当R1、R2串联,开关S1、S2都断开时,此时电流表的示数为I2;则I1:I2=    。
三、解答题
22.某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中电源电压恒为6V,定值电阻R0为10Ω,电压表量程为3V,R是压敏电阻,R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如表,平板质量不计。
压力F/N 0 300 375 500 750 1500
压敏电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
(1)人的体重越重,电压表的示数越     (选填“大”或“小”)。
(2)体重为500N的人站在体重计上时,电压表的示数是多大?
(3)在电路安全的情况下,体重计能称量的最大值是多少牛?
(4)若想提高称量的最大值,在不改变电压表量程的情况下,写出可采取的一条措施。
23.如图甲所示,电源电压不变,灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。求:
(1)当电路中电流为0.25A时,小灯泡的电阻为多少?
(2)电源电压为多少?
(3)若将电压表量程换为“0~3V”,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是多少?
24.如图所示,是小科为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路,电源电压恒定。R1为电热丝,白炽灯泡L标有“12V 1.5A”字样(R1和L电阻均恒定不变),滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2,将滑片P移到最右端时,灯泡正常发光。当所有开关都闭合,P位于最右端时,电路中的总电流为2.1A。求:
(1)电源电压。
(2)R1的电阻。
(3)当只闭合开关S和S2,滑片P位于最左端时,通过灯泡的电流。
25.某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,用电压表的示数大小表示体重的大小。其中电源电压恒为6V,定值电阻R0为10Ω,电压表量程为0~3V,R是压敏电阻,R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如下表,平板质量不计。
压力F/N 0 60 200 500 900 1500
压敏电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
(1)体重秤上不站人时,电压表读数为多少伏?
(2)小明站在平板上称量时,电压表指针指在2.4V处,则小明的体重为多少牛?
参考答案与试题解析
1.【考点】串并联的比例计算.
【分析】由图可知,当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,电阻R1与R2并联,甲电流表测通过R2的电流,乙电流表测干路电流。两表指针偏转角度相同,根据并联电路的电流规律判断两电流表所选用的量程,并得出两电流表的示数关系,根据并联电路的电流规律可得通过R1与R2的电流关系,根据并联电路的分流关系可得两电阻的阻值之比;
当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表时,R1与R2串联,甲电压表测电源电压,乙表测R2两端的电压。根据串联电路的分压关系可得R1与R2两端的电压之比,根据串联电路的电压规律可得两电压表的示数之比。
【解答】解:由图可知,当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,电阻R1与R2并联,甲电流表测通过R2的电流,乙电流表测干路电流。
两表指针偏转角度相同,由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以甲电流表的示数小于乙电流表的示数,则甲电流表用的是小量程(0~0.6A),乙电流表用的是大量程(0~3A),
所以乙电流的示数为甲电流表示数的5倍,即I=5I2,
根据并联电路的电流规律可得,通过R1的电流为I1=I I2=5I2 I2=4I2,
根据并联电路的分流关系可得,R1与R2的阻值之比为R1:R2=I2:I1=I2:4I2=1:4;
当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表时,R1与R2串联,甲电压表测电源电压,乙表测R2两端的电压。
根据串联电路的分压关系可得R1与R2两端的电压之比为U1:U2=R1:R2=1:4,
根据串联电路的电压规律可得两电压表的示数之比为
U甲:U乙=U:U2=(U1+U2):U2=(1+4):4=5:4,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查串、并联电路的电流、电压规律和分压、分流关系的应用,明确电路的连接方式和电表的测量对象是关键。
2.【考点】欧姆定律.
【分析】根据电流表和电压表都有内阻,结合串联和并联电路的特点和欧姆定律,列出电源电压的表达式,解方程计算电阻大小。
【解答】解:设电流表的内阻为RA,S接a时,电流表测电路电流,电压表测Rx两端的电压,由串联电路的特点,结合欧姆定律可得电源电压U=Ux+UA=Ux+I1RA,
即U=9V+0.3A×RA①
S接b时,电流表测电路电流,电压表测Rx与电流表两端的总电压U,此时电压表示数等于电源电压U=12V,将U=12V代入①式,解得RA=10Ω;
由电阻的串联和欧姆定律可得U=I2(Rx+RA),
即12V=0.2A×(Rx+10Ω),
解得Rx=50Ω。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律,属于中档题。
3.【考点】欧姆定律;并联电路的电流特点;串并联电路的电压特点.
【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比,据此分析图像甲、乙电阻的变化,由欧姆定律算出定值电阻的阻值;
(2)若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时通过它们的电流相等,根据图像读出两元件两端的电压,进而算出甲、乙两元件电压之比;
(3)若甲、乙元件并联后,接到2V的电路中它们两端的电压相等,根据图像读出通过两元件的电流,根据并联电路电流的规律算出干路的总电流。
【解答】解:AB、由图像可知,乙元件中电流与两端电压图像不是过原点直线,说明乙元件的电流与电压不成正比,即乙元件不是定值电阻,
由图知当甲两端的电压为3V时,通过它的电流为0.6A,其电阻为:R===5Ω,故AB错误;
C、若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,由串联电路中各处的电流相等可知通过两元件的电流均为0.2A,
由图像可知,两元件两端的电压U甲=1V、U乙=2V,故甲、乙两元件电压之比为:1V:2V=1:2,故C错误;
D、若甲、乙元件并联后,接到2V的电路中,根据并联电路中各支路两端的电压相等可知,两元件两端的电压均为2V,
由图像可知,通过两元件的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,由并联电路电流的规律知干路的总电流是:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
4.【考点】欧姆定律.
【分析】由电路图可知,两电阻串联,电压表V2测电源的电压,电压表V1测R2两端的电压;根据串联电路的电压特点确定两电压表的量程,大量程示数是小量程示数的5倍,根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1、R2的阻值之比。
【解答】解:
由电路图可知,闭合开关后,两电阻串联,电压表V2测电源的电压,电压表V1测R2两端的电压;
因串联电路的总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针都向右偏转相同角度,
所以V2用的是大量程,V1用的是小量程,则电压表V2的示数等于电压表V1示数的5倍,即U=5U2,
因串联电路各处的电流相等,
所以,由I=可得,电阻R1、R2的阻值之比:
=====。
故选:C。
【点评】本题考查了欧姆定律和串联电路特点的应用,关键是知道两个电压表指针都向右偏转相同角度时大量程示数是小量程示数的5倍。
5.【考点】欧姆定律.
【分析】根据滑动变阻器滑片变化导致电流变化,分析AB和CD分别接的是哪个元件,然后再根据电流变化来分析灯泡分压变化,反推变阻器的接入电阻的可能值。
【解答】解:先算出电源电压为U总=UAB+UCD=1.8V+1.2V=3V。
当滑片使得电流表示数变大时,滑动变阻器接入阻值变小,分压减小,故滑动变阻器接入的是A、B两点间,灯泡接入的是C、D两点间。
滑片移动前,根据C、D两点间电压和电流可以算出小灯泡此时电阻为;
滑片移动后,根据串联电路的分压原理,可得C、D间的电压为U'CD=U总﹣U'AB=3V﹣1.5V=1.5V,此时灯泡和滑动变阻器分得的电压相同,故此时两者实际阻值相等。
因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,故灯泡此时电阻应大于6Ω;
因为滑动变阻器接入阻值变小,电路中电流变大,故实际电流大于0.2A,则实际电阻应小于。
故电阻的取值范围应为:6Ω<R<7.5Ω,符合选项的是C。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路分压法则、欧姆定律的计算,先需要分析两个位置分别接入的元件,然后再根据滑片的移动来分析电流的变化,最后分析阻值的取值范围。属于较难的一道题。
6.【考点】欧姆定律.
【分析】(1)由电路图可知,闭合开关S后,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑片位于a端时,变阻器接入电路的电阻为0Ω,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,根据图乙读出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当滑片位于b端时,变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据图乙读出电路中的最小电流和电压表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式求出R1的阻值和电源的电压;
(2)根据图乙读出C点表示电压表的示数和电路中的电流,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值,然后判断出图乙中C点是否表示滑片位于中点时的状态
【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关S后,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片位于a端时,变阻器接入电路的电阻为0Ω,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流Ia=0.6A,故C正确;
由欧姆定律可得,电源的电压U=IaR1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于b端时,变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,
由图乙可知,电路中的最小电流Ib=0.2A,电压表的示数Ub=4V,
则滑动变阻器的最大阻值:R2===20Ω,故B正确
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压U=IbR1+Ub=0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R1=10Ω,U=6V,故A正确;
(2)由图乙可知,C点表示电压表的示数U2c=2V,电路中的电流Ic=0.4A,
则滑动变阻器接入电路中的阻值:R2c===5Ω,
所以,图乙中C点不是表示滑片位于中点时的状态,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
7.【考点】欧姆定律.
【分析】ABC、闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
滑动变阻器的滑片在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑动变阻器两端的电压最大,从图中可知此时电路电流和滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压表达式;
滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,滑动变阻器两端的电压为0V,从图中可知此时电路电流,根据欧姆定律可知电源电压表达式,联立两式得出电源电压和定值电阻的阻值;
D、若滑动变阻器断路,则电压表可测量电源电压。
【解答】解:ABC、闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
滑动变阻器的滑片在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑动变阻器两端的电压最大,从图中可知此时电路电流为0.5A,滑动变阻器两端的电压为10V,根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值为R2==20Ω;
根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压U=0.5A×R1+10V.....①;
滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,滑动变阻器两端的电压为0V,从图中可知此时电路电流为1.5A,根据欧姆定律可知电源电压U=1.5A×R1......②;
联立①②得:U=15V,R1=10Ω;
故AC错误、B正确;
D、若滑动变阻器断路,则电压表可测量电源电压,电压表示数为15V,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,是一道综合题。
8.【考点】欧姆定律;并联电路的电流特点;串并联电路的电压特点.
【分析】(1)由图象可知通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,从图象中读出任意一点的电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的阻值;
(2)若把两个电阻并联接在同一电路中,它们两端的电压相等,根据欧姆定律求出通过的电流之比;
(3)当两端电压为2V时,根据图象得出对应的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流。
【解答】解:
A.由图象可知,通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,且U甲=U乙=2V时,I甲=0.2A、I乙=0.4A,
由I=可得,两电阻的阻值分别为R甲===10Ω,R乙===5Ω,
则甲的电阻值大于乙的电阻值,故A错误;
BC.因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,把两个电阻并联接在同一电路中时,它们两端的电压相等,即两端的电压之比为1:1,故C错误;
通过甲、乙两个电阻的电流之比====,故B错误;
D.当两端电压为2V时,两电阻的电流为I甲=0.2A、I乙=0.4A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了并联电路的电流特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象判断出两电阻为定值电阻并读出相关的信息。
9.【考点】欧姆定律.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,根据并联电路的电流特点和两个电流表指针偏转的角度相同确定量程,大量程示数是小量程示数的5倍,根据并联电路的电流特点求出两支路的电流之比,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表指针偏转的角度相同,
所以,干路电流表A2的量程为3A,R1支路的电流表A1量程为0.6A,
此时电流表A2的示数是电流表A1示数的5倍,即I=5I1,
两支路的电流之比:
===,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:
===。
故选:D。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是两电流表量程的确定,要注意两个电流表指针偏转的角度相同时大量程示数是小量程示数的5倍。
10.【考点】欧姆定律.
【分析】要测出未知电阻Rx的阻值,根据Rx=可知,应利用电压表或电流表结合串、并联电路的特点测出通过Rx的电流以及电压,然后求出Rx的阻值。
【解答】解:
A.由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源电压U=I0R0;开关S闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流I,此时通过Rx的电流Ix=I﹣I0,由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻Rx阻值Rx=,故A可行;
B.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出Rx两端的电压,从而无法测出Rx的阻值,故B不可行;
C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源电压U=I1R0;当开关S断开时,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻R==,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得Rx=R﹣R0=﹣R0,故C可行;
D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压U0=U﹣Ux,由串联电路中各处的电流相等可得,电路中的电流I==,则Rx=R0=R0,故D可行。
故选:B。
【点评】本题考查了电阻的测量,要注意伏安法测电阻的原理为欧姆定律,一定要直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流为目的,然后可由欧姆定律求得电阻的阻值。
11.【考点】欧姆定律.
【分析】(1)由图甲可知R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和,从图乙中可知当电流相同时,两个电压表的示数,则电压表的示数之和即电源电压;
(2)由欧姆定律可知,当电阻一定时,电流与电压成正比;据此分析图乙中的图线分别代表哪个电压表与电流表的关系图;再从图中读取电流和电压,根据欧姆定律的变形求出定值电阻的阻值;
(3)当滑动变阻器的阻值最大时,其两端电压最大,由欧姆定律可知通过的电流最小,从图中读出数据,再根据欧姆定律的变形求出滑动变阻器的最大阻值;由图可知当电压表V1、V2的示数相等时,R1两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律的变形式求出滑动变阻器的阻值,与最大阻值比较即可知道滑片是否在中点。
【解答】解:C、由图甲可知R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和,由图乙可知,当电流为0.1A时,两个电压表的示数分别为1V和5V,因此电源电压为:U=1V+5V=6V;故C正确;
AD、由于R2是定值电阻,由欧姆定律可知,通过R2的电流与其两端电压成正比,由图乙可知,图线b代表电流表A的示数随V2的示数变化关系图;则图线a代表电流表A的示数随V1的示数变化关系图;
定值电阻的阻值:R2===10Ω;故A、D错误;
B、由图乙可知,滑动变阻器的最大阻值:R1===50Ω;
当电压表V1、V2的示数相等时,由图可知,此时R1两端的电压U1′=3V,
通过的电流:I=0.3A,则R1′===10Ω,则滑片不在滑动变阻器的中点位置,故B错误。
故选:C。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用,熟练掌握串联电路的电流、电阻和电压特点,并从图中读取相关信息是解题的关键。
12.【考点】欧姆定律的应用;串联电路中的电流规律;并联电路中的电压规律.
【分析】(1)由图甲图像分析出R和RL的大小关系;
(2)根据串联电路的电流特点分析I1和I2的大小关系,串联电路总电阻大于任一分电阻,利用并联电路电压特点结合欧姆定律分析I2、I3、I4的大小关系;
(3)根据并联电路的电压特点分析U3和U4的大小关系,利用串联电路电压规律分析U1、U2、U3的大小关系。
【解答】解:由图甲图像可知,电流I相同时,R的电压小于RL的电压,根据欧姆定律可得R<RL;
乙图中,R与L串联,根据串联电路中电流处处相等可知,I1=I2,根据甲图可知灯的电压大于R的电压,即U1>U2,
根据串联电路电压规律可知电源电压U>U1>U2,
丙图中,R与L并联,根据并联电路中各支路电压相等可知U3=U4=U;
串联电路总电阻大于任一分电阻,由欧姆定律可知所以I2<I3<I4,
综上可知U2<U1<U3=U4,I1=I2<I3<I4,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路的电流规律、并联电路的电压规律及欧姆定律的应用,关键是图像分析出两电阻的大小关系。
13.【考点】欧姆定律.
【分析】由欧姆定律I=可知,U=IR,当闭合开关S时,可知U﹣R图线①U=IR是正比例函数关系,说明电路中的电流是恒定不变的;当断开开关S时,可知U﹣R图线②U=IR+IR0=IR+U0是一次函数关系。
【解答】解:由欧姆定律I=可知,U=IR,
闭合开关S,R0定值电阻短路,只有电阻箱R接入电路,电压表测量电阻箱R两端电压U=IR,U﹣R图线①U=IR是正比例函数关系,说明电路中的电流是恒定不变的;是一条从原点出发的射线(U、R均为正数);
断开开关S,定值电阻R0和电阻箱R串联接入电路,电压表测量电阻箱R和定值电阻R两端电压,由串联电路电压规律可知:U=UR+UR0=IR+IR0,又知电流I大小始终不变,R0是定值电阻,可知U﹣R图线②U=IR+IR0=IR+U0是一次函数关系,且与纵轴交点为(0,U0);
故BCD错误,A正确。
故选:A。
【点评】本题考查串联电路电流和电压的规律、欧姆定律。
14.【考点】欧姆定律.
【分析】变阻器的滑片匀速向下滑动,托盘和弹簧的质量不计时,弹簧所受的压力等于托盘中物体的重力,即F=G=mg,据弹簧所受拉力与弹簧形变量的关系有F=k△x=mg,据此得出变阻器滑片以上部分的电阻表达式。
变阻器的总电阻R与R0串联连接,根据欧姆定律可知电路中的电流,电压表与变阻器滑片以上部分并联,结合欧姆定律得出其示数表达式,分析得出结论及 被测物体的质量。
【解答】解:
弹簧所受的压力等于托盘中物体的重力,即F=G=mg
据弹簧所受拉力与弹簧形变量的关系有F=k△x=mg
所以,变阻器滑片以上部分的电阻
由图示知,变阻器的总电阻R与R0串联连接,根据欧姆定律可知电路中的电流
由图示知,电压表与变阻器滑片以上部分并联,其示数
理想电压表的读数与物体的质量成正比,随着物体的增加,电压表的半数均匀增大。
电压表的示数为1V时,有。
故答案为:均匀增大;2。
【点评】本题是力电综合题,有一定难度。
15.【考点】欧姆定律;并联电路的电流特点;串并联电路的电压特点.
【分析】由图可知,通过A的电流与它两端的电压正比,故A的阻值不变,根据图像可知当通过A的电流为0.2A时,它两端的电压,根据欧姆定律求A的阻值;
两元件串联时通过它们的电流相等,当电路中的电流为0.2A时,由图像可知通过A、B两端的电压,根据串联电路的电压规律可得电源电压;
两元件并联时它们两端的电压相等,当电压为3V时,由图像可知通过A、B的电流,根据并联电路的电流规律可得干路中的电流。
【解答】解:由图可知,通过A的电流与它两端的电压正比,故A的阻值不变,根据图像可知当通过A的电流为0.2A时,它两端的电压为2.0V,根据欧姆定律可得,A的阻值:;
两元件串联时通过它们的电流相等,当电路中的电流为I=0.2A时,
由图像可知,A、B两端的电压分别为UA=2.0V,UB=2.5V,
根据串联电路的电压规律可得,电源电压:U总=UA+UB=2.0V+2.5V=4.5V;
两元件并联时它们两端的电压相等,当电压为3V时,
由图像可知通过A、B的电流均为0.3A,
根据并联电路的电流规律可得,干路电流:I总= I′A+IB=0.3A+0.3A=0.6A。
故答案为:10;4.5;0.6。
【点评】本题考查串、并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图像获取正确信息。
16.【考点】欧姆定律.
【分析】(1)当托盘为空时,物体质量为0,由图乙可知R2的阻值;
(2)闭合开关,两电阻串联,电压表测定值电阻R1两端的电压,知道放入某物体后电压表的示数,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算电路总电阻,根据串联电路电阻规律求出此时压敏电阻的阻值,根据图像读出此时物体的质量。
【解答】解:(1)当托盘为空时,没有放上物体,故物体质量为0,由图乙可知,物体质量m=0时,R2电阻为500Ω。
(2)分析图甲电路图可知,R1与R2串联,电压表测量R1两端电压,电压表示数为1.5V,定值电阻R1阻值为100Ω,
根据欧姆定律知,则通过电阻R1的电流;
根据串联电路的电流处处相等,电源电压为6V保持不变,则定值电阻R2的阻值
由乙图可知,R2电阻为300Ω时,物体的质量为400g。
故答案为:(1)500;
(2)400g。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
17.【考点】欧姆定律.
【分析】(1)计数器可视为电压表,由图可知,开关S闭合时,光敏电阻R1与定值电阻R2串联,计数器并联在光敏电阻两端;根据欧姆定律和串联电路规律分别计算激光照射光敏电阻和不照射光敏电阻时,光敏电阻两端的电压,进而计数器两端电压的变化量;
(2)根据串联电路规律和欧姆定律分析要使计数器更灵敏,电源电压的变化情况。
【解答】解:(1)计数器可视为电压表,由图可知,开关S闭合时,光敏电阻R1与定值电阻R2串联,计数器并联在光敏电阻两端;
根据串联电路规律可得,电路的总电阻:R总=R1+R2,
电路中的电流:I==,
光敏电阻两端的电压:U1=IR1=R1,
激光照射光敏电阻时,光敏阻值为R1=2kΩ,
光敏电阻两端的电压:U1=R1=×2000Ω=4V,
激光未照射光敏电阻时,光敏阻值为R′1=8kΩ,
光敏电阻两端的电压:U′1=R′1=×8000Ω=8V,
计数器两端电压的变化量:ΔU1=U′1﹣U1=8V﹣4V=4V;
(2)计数器两端电压的变化量:ΔU1=U′1﹣U1=R′1﹣R1=(﹣) U
因R′1、R1和R2均为定值,所以ΔU1随电源电压U的增大而增大,
据此可知要使计数器更灵敏,应该增大电源电压。
故答案为:4;增大。
【点评】本题考查串联电路规律和欧姆定律公式的应用,是基础题。
18.【考点】欧姆定律.
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,即电流表示数最小,根据串联电路分压规律可知滑动变阻器分得的电压最大,即电压表的示数最大,根据图乙读出电表的示数,根据欧姆定律的应用求出滑动变阻器的最大阻值;
根据滑片P在最右端时电压表和电流表的示数,利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出此时的电源电压;由图乙可知当电流表示数为0.5A时电压表的示数,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出此时的电源电压,利用电源电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源电压。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由串联电路分压规律可知,此时滑动变阻器分得的电压最大,即电压表的示数最大,由图乙可知,此时电路中的最小电流为:I小=0.3A,
电压表的最大示数:U2大=9V,
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值为:
R2===30Ω,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,当滑片P在最右端时的电源电压为:
U=I小R1+U2大=0.3A×R1+9V﹣﹣﹣①
由图乙可知当电流表示数为0.5A时,电压表的示数为5V,
同理可得电源电压为:U=I1R1+U2=0.5A×R1+5V﹣﹣﹣②
联立①②解得:R1=20Ω,U=15V。
故答案为:30;15V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,从图象中获取有用的信息是关键。
19.【考点】欧姆定律.
【分析】由图可知:R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
根据电压表示数是否为零确定甲、乙对应电压表示数变化的图象。
当电路中的电流为0.25A时,由图象得出R1与R2两端的电压,根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出R1与R2的比值。
【解答】解:由图可知:R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
则当滑动变阻器的滑片在最左端,电压表V2示数为0V;
从图中信息可以看出,乙图象中的电压值可以为零,因此乙对应的是电压表为V2示数变化的曲线,甲对应的是电压表V1变化的曲线;
由甲图象可知:当U1=2V时,I1=0.1A,根据欧姆定律可知,R1===20Ω;
当电路中的电流为0.25A时,由图象可知R1与R2两端的电压分别为:5V、1V;
由于串联电路电流处处相等,则根据欧姆定律可得:
====。
故答案为:甲;20;5:1。
【点评】本题考查串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,会从图象中读出相关信息是解答本题的关键所在,因此要培养自己的读图能力。
20.【考点】欧姆定律;并联电路的电流特点.
【分析】(1)由图象知,甲的电流与电压成正比,由此可知甲电阻的变化与否;
(2)由图象读出甲乙并联在6V电源上时通过它们的电流,由并联电路的电流规律可得总电流。
【解答】解:(1)由图象知,通过甲元件的电流随其两端电压增大而增大,且二者变化的图象为一条通过坐标原点的直线,所以甲的电流与电压成正比,即其两端电压与通过电流的比值是定值,由R=可知,甲元件的电阻不变。
(2)由并联电路的电压规律知,甲、乙两元件并联在6V电源上时,两元件两端电压都为6V,
由图象知,此时通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.6A,
则通过电路的总电流为:I=I甲+I乙=0.2A+0.6A=0.8A。
故答案为:(1)不变;(2)0.8A。
【点评】本题考查对电流与电压关系图象的认识和理解以及并联电路的电流和电压规律的应用,属于一道基础题。
21.【考点】欧姆定律;串联电路和并联电路的辨别.
【分析】(1)电路的基本连接形式有两种:一种是串联,在串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;另一种是并联,在并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作。
(2)根据串联电路电阻规律、并联电路电阻规律、欧姆定律表示通过两电路的电流,进一步计算两电流表示数之比。
【解答】解:如图所示,电流从电源的正极流出经过电流表后,要使电阻R2、R3并联,则电流分别通过电阻R2、R3,所以应闭合开关S1、S2 (电阻R1处于短路状态);
电流表在干路上,并联电路干路电流等于各支路电流之和,已知R1=R2=R3,设电源电压为U,每个电阻的阻值均为R,
根据欧姆定律可得电流表的示数为I1=+==;
当R1、R2串联,开关S1、S2都断开时,电流表测串联电路中的电流;
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时电流表的示数:I2===,
则==。
故答案为:S1、S2;4:1。
【点评】本题是一道关于电路组成、电阻的串并联以及欧姆定律的综合题,在解题时应先根据串、并联电路电阻的特点,分别表示出电流的大小,再计算电流的比值。
22.【考点】欧姆定律.
【分析】(1)由图可知,定值电阻R0与压敏电阻R串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流;
人的体重越重,压力越大,由表格数据可知R的阻值变化,根据欧姆定律可知,电路中的电流和R0两端的电压变化;
(2)体重为500N的人站在体重计上时,由表格数据可知此时压敏电阻R的电阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律求出电路中的电流越大,根据U=IR求出电压表示数;
(3)电压表示数为3V时,压敏电阻两端的电压最小,接入电路中的电阻最小,压力最大,此时体重计的示数最大;根据串联电路的电压的特点求出压敏电阻两端的电压,根据串联电路的分压原理可知压敏电阻的阻值,对应表格得出压力大小,从而可知体重大小;
(4)在不改变电压表量程的情况下,即电压表示数最大为3V不变,当压敏电阻受到的压力越大,它的阻值越小,根据欧姆定律得出提高称量的最大值的措施。
【解答】解:(1)由图可知,压敏电阻R和定值电阻R0串联接入电路,电压表与定值电阻R0并联,测量定值电阻R0两端的电压。体重越大,对压敏电阻的压力越大,由表格数据可知,压力越大,压敏电阻的阻值越小,电路的总电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,由U=IR可知R0两端的电压越大,即电压表示数越大;
(2)由表格可知,当体重为500N的人站在体重计上时,压敏电阻的阻值为15Ω时,
电路中的电流为I===0.24A,
R0两端的电压即电压表的示数为U0=IR0=0.24A×10Ω=2.4V,
(3)当电压表示数最大,即R0两端的电压最大为3V时,压敏电阻两端的电压最小,
且为:U小=U﹣U0大=6V﹣3V=3V,即压敏电阻和定值电阻分担电压相等,
根据串联电路分压特点可知,压敏电阻的阻值也为10Ω,
由表格可知,此时压力为750N,即体重计的最大称量值为750N;
(4)在不改变电压表量程的情况下,即电压表示数最大为3V不变,由欧姆定律可知,若保持R0的阻值不变,则电路中的最大电流不变,若要提高称量的最大值,则压敏电阻受到的压力变大,它的阻值变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,要保持电路中的最大电流不变,应减小电源电压。
答:(1)大;
(2)电压表的示数是2.4V;
(3)体重计能称量的最大值是750N;
(4)减小电源电压。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是能从表中获取相关信息。
23.【考点】欧姆定律.
【分析】灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端电压。
(1)根据乙图确定电压,结合欧姆定律计算灯泡电阻;
(2)当电路中的电流为0.6A时,根据乙图确定灯泡电压,结合丙图确定滑动变阻器的电阻,根据串联电路的特点和欧姆定律计算电源电压;
(3)将电压表量程换为0~3V时,当电压表示数为3V时,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.5A,根据串联电路电流规律可知通过滑动变阻器的电流是0.5A,由串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律可求出此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,由图丙可知电路中的电流将减小,当电路中的电流减小时,由图乙可知灯泡L两端的电压也减小,由此可知电流表、电压表、灯泡都不会损坏,由此可知滑动变阻器接入电路的最大阻值。
【解答】解:图中电路是灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端电压。
(1)根据乙图的图像可知,当电路中电流为0.25A时,灯泡两端的电压为1V,则小灯泡的电阻为。
(2)当电路中的电流为0.6A时,由图乙可知,灯泡两端的电压为6V;由图丙可知,此时滑动变阻器的阻值为10Ω,
根据欧姆定律知,滑动变阻器两端的电压为UR=I1R=0.6A×10Ω=6V;
根据串联电路电压的特点可知,电源电压为U=UL+UR=6V+6V=12V;
(3)若将电压表量程换为“0~3V”,则灯泡两端的最大电压为ULmax=3V,由图乙可知,此时电路允许通过的最大电流为I大=0.5A<0.6A;
根据串联电路电压的特点,则滑动变阻器两端的电压为UR小=12V﹣3V=9V;
则滑动变阻器允许接入的最小电阻为。
当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,由图丙可知电路中的电流将减小,当电路中的电流减小时,由图乙可知灯泡L两端的电压也减小,由此可知电流表、电压表、灯泡都不会损坏,由此可知滑动变阻器接入电路的最大阻值为自身最大阻力,即50Ω,所以滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω。
答:(1)当电路中电流为0.25A时,小灯泡的电阻为4Ω;
(2)电源电压为12V;
(3)若将电压表量程换为“0~3V”,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是18Ω~50Ω。
【点评】本题主要考查欧姆定律的应用,串联电路电流、电压、电阻规律的应用,其中求解滑动变阻器接入电路的阻值范围是解本题的难点,本题有一定的难度。
24.【考点】欧姆定律.
【分析】(1)当只闭合开关S和S2,将滑片P移到最右端时,电路为灯泡L的简单电路,根据灯泡正常发光求出电源电压;
(2)当所有开关都闭合,P位于最右端时,灯泡L与电热丝R1并联,根据并联电路的电流特点求出通过电热丝R1的电流,根据欧姆定律求出电热丝R1的阻值;
(3)当只闭合开关S和S2,滑片P位于最左端时,灯泡L与滑动变阻器R串联,根据欧姆定律求出灯泡的电阻,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据串联电路的电流特点求出通过灯泡的电流。
【解答】解:(1)当只闭合开关S和S2,将滑片P移到最右端时,电路为灯泡L的简单电路,因为此时灯泡正常发光,所以电源电压为:U=UL=12V;
(2)当所有开关都闭合,P位于最右端时,灯泡L与R1并联,此时通过灯泡的电流:IL=1.5A,
由并联电路的电流特点可知,通过R1的电流:I1=I﹣IL=2.1A﹣1.5A=0.6A,
由欧姆定律可知,R1的阻值:
R1===20Ω;
(3)当只闭合开关S和S2,滑片P位于最左端时,灯泡L与滑动变阻器R串联,此时滑动变阻器接入电路的电阻R=40Ω,
灯泡的电阻为:RL===8Ω,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,此时电路中的电流为:
I'===0.25A,
由串联电路的电流特点可知,此时通过灯泡的电流为0.25A。
答:(1)电源电压为12V;
(2)R1的电阻为20Ω;
(3)当只闭合开关S和S2,滑片P位于最左端时,通过灯泡的电流为0.25A。
【点评】本题考查串、并联电路的特点、欧姆定律的应用,知道灯泡正常发光时的电压等于灯泡的额定电压是解题的关键。
25.【考点】欧姆定律.
【分析】(1)由图可知压敏电阻R和定值电阻R0串联接入电路,电压表与定值电阻R0并联,测量定值电阻R0两端的电压,体重秤上不站人时,压力为0,确定电阻大小,结合串联电路的特点和欧姆定律计算电流,根据U=IR计算电压;
(2)当电压表的值为2.4V时,根据欧姆定律得出电路中的电流、压敏电阻两端的电压、压敏电阻的阻值;由表格可知称得的体重。
【解答】解:(1)由图可知压敏电阻R和定值电阻R0串联接入电路,电压表与定值电阻R0并联,测量定值电阻R0两端的电压,
当体重秤上不站人时,F=0N,根据表格数据知,此时R=30Ω,根据串联电路的特点知,电路的总电阻R总=30Ω+10Ω=40Ω;
电路中的电流为;
当体重秤上不站人时,电压表示数U1=I1R0=0.15A×10Ω=1.5V;
(2)流经压敏电阻的电流;
小明站在平板上称量时,压敏电阻两端电压为U3=6V﹣2.4V=3.6V;
压敏电阻大小;
从表中读出,小明的体重为500N。
答:(1)体重秤上不站人时,电压表读数为1.5V;
(2)小明站在平板上称量时,电压表指针指在2.4V处,则小明的体重为500N。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和串联电路的特点,是一道综合题。
(第6题)
(第7题)
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