【精品解析】初中科学新浙教版 八年级上册 第三章 电路探秘单元卷

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【精品解析】初中科学新浙教版 八年级上册 第三章 电路探秘单元卷

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初中科学新浙教版 八年级上册 第三章 电路探秘单元卷
一、选择题(共16题,共48分)
1.将一根带正电的玻璃棒靠近一颗用绝缘绳悬挂的不带电金属小球,但玻璃棒与金属小球不接触。下列关于金属小球两侧所带电荷与受力达到平衡状态时的示意图,最合理的是(  )
A. B. C. D.
2.取暖器中常有如图所示的结构,当取暖器倾倒时会自动断电,起保护作用。该结构相当于电路基本组成中的 (  )
A.电源 B.导线 C.开关 D.用电器
3.如图所示为“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝静止在空中,形状像章鱼。下列分析中,正确的是(  )
A.塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
B.塑料丝之间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
C.塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D.塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数
4.如图甲所示,当开关S从2转到1时,电流表和电压表示数的U-I图像如图乙所示。下列判断中,正确的是(  )
A.电源电压为8 V
B.电阻R2的阻值为10 Ω
C.电阻R1的阻值为20 Ω
D.开关S接2时,通过R2 的电流为0.2 A
5.用如图所示的电路测量电阻R 的阻值,为了改变电阻 R两端的电压,有三种方案可选:
甲:改变接入 MN 的串联电池的个数。
乙:将电池与不同阻值的电阻串联接入MN。
丙:将电池与滑动变阻器串联接入 MN,改变滑动变阻器滑片的位置。
其中可行的方案是 (  )
A.甲 B.丙 C.甲、丙 D.甲、乙、丙
6.中国科技馆内进行“模拟避雷针”的实验展示。云层当参观者按下“有避雷针”按钮时,从高压发生器尖端涌出的白色闪电会径直劈向建筑物模型顶部的避雷针,模拟云层带正电,受到雷击的建筑物不会受到任何影响的场景,示意图如右图所示。下列说法中,不正确的是 (  )
A.制作避雷针的材料为导体
B.云层之间的相互作用以及空气对流让云层带电的方式属于摩擦起电
C.衣物之间的摩擦产生的静电现象,其原理与雷电类似
D.图中闪电发生时,与避雷针和大地相连的金属线中的电流方向是从大地到避雷针
7.如图所示为“研究串联电路电压关系”的实验,下列关于这个实验的说法,错误的是(  )
A.此实验应选择两个规格不同的灯泡进行实验
B.在此实验中应选择使用图甲中的电压表,此电压表比常见的电压表量程更小,最小刻度值更小,误差更小
C.此实验需要收集 AB、CD、AD 两端的电压并比较,从而得出规律
D.用电压表测量灯泡L1 两端的电压时,要把电压表正接线柱接在A 接线柱上,负接线柱接在 B 接线柱上
8.如图所示为一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器,它的金属滑片一端连着浮球,油面高度改变时,金属滑片会绕着O点转动。闭合开关S,从油量表指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度,下列说法中,正确的是 (  )
A.油量表是电流表改装而成的
B.油量表是电压表改装而成的
C.改装油量表时,电表小示数对应油量表大示数
D.浮球一直处于漂浮状态
9.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻 R1 和R2 的I-U 图像如图所示,下列说法中,正确的是 (  )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻探究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.当电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
10.在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器。电位器的内部构造如图所示,图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时,下列说法中,正确的是(  )
A.将A、C接入电路,旋动滑片,可以改变通过电位器的电流
B.将A、B接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变小
C.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变小
D.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变大
11.如图所示的电路中有两个灯泡和两个电表(电流表或电压表),在图中字母处接入合适的元件,要求开关闭合时两灯均能发光,且两电表的示数均不为零,则下列选项中,符合要求的是 (  )
A.a为灯泡,b为电流表,c为电压表
B.a为电流表,b为灯泡,c为电压表
C.a为电压表,b为电流表,c为灯泡
D.a为灯泡,b为电压表,c为电流表
12.如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器金属球,验电器的金属箔片张开;再用手接触验电器的金属球,验电器的金属箔片闭合。下列说法中,正确的是 (  )
A.毛皮摩擦过的橡胶棒因为失去电子带上负电
B.验电器的金属箔片张开是因为同种电荷相互排斥
C.验电器的金属箔片闭合是因为电荷消失了
D.人手接触验电器的金属球时电流方向是从金属箔片到人手
13.在“用电压表和电流表测导体的电阻”的实验中,有两名同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,画出定值电阻和小灯泡的U-I图像分别如图甲、乙所示,则对于图像的分析,下列说法中,错误的是(  )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由图甲可知,该实验装置还可以用来探究电流与电压的关系
C.由图乙可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.将该定值电阻和小灯泡并联接在电源电压恒为3 V的电路中,干路电流为6 A
14.如图所示,电源电压不变,电阻. 闭合开关,小明在实验过程中仅记录了三个电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值,下列判断中正确的是(  )
A.4V、2 Ω B.5V、1 Ω C.4V、1Ω D.2V、2 Ω
15.如图所示为利用数字化电压—电流传感器测量电阻后绘出的不同电阻的U-I图像。由图可知,下列判断中,正确的是 (  )
A. B.
C. D.无法比较R1、R2、R3大小
16.在如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知. ,当开关S和 S1 闭合、S2 断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当开关S和S2闭合、S1断开时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是 (  )
A.1:1、4:3 B.1:2、1:3 C.1:1、1:4 D.1:4、1:1
二、填空题(共8题,共40分)
17.由于云层间的相互作用以及空气对流等原因,使云带电荷,其实质是   (填“产生了新电荷”或“电荷发生了转移”)。通常云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。当两个云层靠近且达到一定条件时,上层云底部的负电荷向下运动从而产生放电现象,产生这种现象的原因是   (填电荷间的相互作用规律)。
18.如图所示,将一块透明有机玻璃板架在两本书之间,在下方撒上小纸屑,用干燥的丝绸在有机玻璃板上摩擦,会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停,这是因为有机玻璃板被丝绸摩擦后带上了电,因此能够   小纸屑,小纸屑接触有机玻璃板后迅速被弹开,这是因为它们   。
19.如图甲所示,Q是一个带正电的物体,把同一带正电小球先后挂在A、B、C处,比较小球在不同位置受到带电体Q 的作用力大小。
(1)图甲中电荷之间相互作用力的大小是通过   显示出来的。
(2)根据图甲的实验现象,可得出结论:   。
(3)接着用另一个带电小球靠近物体Q时,情景如图乙所示,则另一个小球的带电情况是   。
20.实验室有3个未知阻值的电阻a、b、c,小明用电压表和电流表来比较它们的阻值大小。
(1)如图甲所示为小明设计的测量电阻R 阻值的电路图,其中正确的是   (填序号)。
(2)若采用正确方法后,小明对这3个电阻分别进行了测量,并把结果标在图乙中,则其中电阻阻值最大的是   (填字母)。
21.如图所示,电源电压恒为6 V,R1为10 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.4A,则通过R1 的电流为   A,R2的阻值为   Ω,干路中的电流为   A。
22.用如图所示的电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6 V,R1为定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 1 A”的字样,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V。请回答下列问题:
(1)闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是   。
(2)若. 为保证电路安全,滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为   。
23.小明利用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系,根据实验的数据绘出的图像如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为   Ω时,通过它的电流为0.2A;当电流分别为0.25 A和0.5 A 时,接入电路的导体的电阻之比为   ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为   V。
24.在如图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标图中描绘出相应的点,如图乙所示,则电源电压为   V,电阻R1 的阻值为   Ω,电阻R2 的阻值为   Ω。
三、实验与探究题(共6题,共46分)
25.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图乙所示。
UAB/V 2.5
UBC/V 1.8
UAC/V 4.3
(1)检查电压表时,发现电压表指针如图甲所示,接下来的操作是   。
(2)小明根据图乙连接好电路,闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该   。
(3)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。同组的小红认为他的实验存在缺陷,改进方法是   。
26.据史料记载,欧姆曾用图甲电路来研究电流与电压、电阻的关系,该电路中温差电源的电压与温差成正比。当电路中有电流通过时,小磁针偏转,转动手柄,使小磁针回到原位置,记录手柄转过的角度。改变电源温差,利用同一铁丝多次实验得出表1数据;控制电源温差不变,用粗细相同、长度不同的铁丝多次实验得出表2;(已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比)
表1
实验组别 1 2 3 4
电源温差/℃ 20 40 60 80
手柄转过角度/° 50 100 150 200
表2
实验组别 1 2 3 4
铁丝长度/cm 2 4 6 10
手柄转过角度/° 305 281.5 259 224
(1)分析表1中的数据,可以得到的初步结论是   。
(2)对表2 中的数据进行分析后发现,无法得出通过铁丝的电流与铁丝电阻成反比的结论;于是在铁丝两端连接一个电压表,重复实验,发现当铁丝长度改变时,电压表示数也发生改变,据此分析电流与铁丝电阻不成反比的原因:   ;为了解决上述原因,请提出改进的方法:   。
27.小科利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。可供选择的器材如下:电源(两节新干电池),电流表,电压表,开关,阻值分别为5 Ω、10 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,规格分别为“10 Ω 2 A”的滑动变阻器. 和“20Ω 1.5 A”的滑动变阻器 ,导线若干。
实验次序 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 25
电流I/A 0.4 0.2 0.08
(1)实验中电压表示数保持   V不变。
(2)断开开关,拆下5 Ω的电阻,改接10 Ω的电阻。继续操作有以下几步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大位置;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片 P 移到适当位置。合理的操作顺序是   (填序号)。
(3)换用25Ω的电阻重复操作,要顺利完成本实验,应选用的滑动变阻器是   (填“R1”或“R2”)。
(4)分析表格数据,可得出的结论是   。
28.在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”的活动中,同学们进行了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,使滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,电路中的电流变大。
(2)某同学连接电路时,误将电压表与电流表的位置接反了,如果闭合开关,那么电路中将出现   的情况。
(3)纠正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器的滑片 P 的位置,记录实验数据,绘制出如图乙所示的图像。根据图乙可得到的结论是   。
(4)某小组的同学们在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于 R 的阻值,这是一种巧合吗 于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:
方案一:收集阻值均为10 Ω的几个小组的数据。
方案二:收集阻值不同的几个小组的数据。你认为方案   更合理。
29.实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻。如图所示,虚线框内是欧姆表的简化结构图,它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在ab间接入一个电阻R,电路中就有一个对应电流Ⅰ,即电阻R与电流表的读数I有一一对应关系。所以,由电流表的指针位置可以知道电阻R的大小。为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前都需要调零,即把a、b两接线柱短接,调节变阻器的滑片位置,使电流表满偏(指在最大刻度处)。
(1)普通电流表示数标识情况为左小右大,那么改装后的欧姆表示数的标识情况为    。
(2)欧姆表示数标识是不均匀的,示数分布特点是   
(3)如果某欧姆表的刻度值是按电源电压为1. 5V来标识的,满偏电流为10 mA,那么5 mA位置处对应的电阻值为   。在使用一段时间后,发现电源电压降为1. 2 V,用这个欧姆表测得某电阻为350 Ω,则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)   Ω
30.小华想利用电压表和电流表测量阻值约为150Ω的电阻R 的阻值,实验室中可用的器材有2节新的干电池、滑动变阻器 滑动变阻器R2(“100Ω 0.5 A”)、电阻箱R(0~9999 Ω)、电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)、开关及导线若干。
(1)根据测量原理,小华设计了如图甲所示的电路。连接电流表时,通过估算确定电流表的量程,电路正常工作时的最大电流约为   A。
(2)计算完电流后,小华发现原电路无法较准确地测量出R 的阻值,原因是   。
(3)小华又设计了如图乙所示的电路,正确连接电路后,闭合开关 S0,将开关S拨至 1,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数 U1;再将开关 S 拨至 2,调节   ,使电压表的示数恰好为U1,记下电阻箱的示数R0,则未知电阻Rx的测量值为   。
(4)此实验中滑动变阻器应选用   (填“R1”或“R2”)。
四、综合题(共3题,共26分)
31.如图甲所示为潜水员潜水时会佩戴的水压表和深度表,如图乙所示为某深度表的工作原理简化电路图,已知电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻 电压表量程选择的是0~3 V,Rp是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图像如图丙所示。
(1)当电流为0.1 A时, 两端的电压为多少
(2)未下潜时,深度表显示示数为0,此刻度对应电压表的读数是多少
(3)在不损坏电表的前提下,潜水员佩戴该深度表能到达的最大深度是多少
32.汽车尾气是造成空气污染的原因之一,科学兴趣小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测原理图。已知电源电压恒为12 V,R。为定值电阻,R为气敏电阻,气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如表所示。请回答下列问题:
有害尾气的浓度(体积分数)/% … 5 7.5 10 12.5 15 …
R/Ω … 5.2 4 3 2.5 2 …
(1)有害尾气的浓度越大,电压表的示数越   (填“大”或“小”)。
(2)当电压表的示数为 6 V 时,电流表的示数为1.5A,则电阻R。的阻值为多大
(3)当这种有害尾气的浓度(体积分数)增大到15%时,电压表的示数为多大
33.如图所示,电源电压为9 V 并保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω,闭合开关S后,电流表 A的示数为1.2 A。求:
(1)电流表A1 的示数I1。
(2)电阻R2的阻值。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】根据带电体可以吸引不带电的轻小物体和同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引进行判断。
【解答】带电体可以吸引不带电的轻小物体,可知玻璃棒给小球一个向左的吸引力,小球将向左偏,异种电荷相互吸引,可知小球靠近玻璃棒一侧分布的是负电荷。
故答案为:A。
2.【答案】C
【知识点】基本电路与电路图
【解析】【分析】开关可以控制电路的通断,结合图像和题中描述的功能进行判断。
【解答】当取暖器倾倒时,球滚到一边,此时电路处于断路状态,回正后球滚回金属片之间,将电路接通,可知该装置可以控制电路的通断,相当于开关。
故答案为:C。
3.【答案】B
【知识点】摩擦起电;电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】摩擦起电的本质是不同物质对电子的束缚能力不同,在摩擦时会发生电子的转移,得到电子的物质带负电,失去电子的物质带正电,但电子总数不变。
【解答】A、由图可知,塑料丝与塑料管相互排斥,说明两者带有同种电荷,故A错误;
B、塑料丝带有同种电荷,因而会相互排斥,所以呈现章鱼状,故B正确;
C、毛皮比塑料更易失去电子,可知毛皮与塑料摩擦时,毛皮因为失去电子而带正电,塑料棒因得到电子而带负电,故C错误;
D、塑料管和塑料丝得到的电子总数等于毛皮两次失去的电子总数,故D错误。
故答案为:B。
4.【答案】D
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】串联电路电源电压等于各用电器电压之和,总电阻等于各用电器电阻之和。
【解答】A、开关接时2,电路为串联电路,电压表测量两端电压,开关接1时,电路为的简单电路,此时两端电压等于电源电压,可知电源电压为6V,故A错误;
BC、的阻值为,的阻值为,故BC错误;
D、开关接时2,电路为串联电路,电阻最大,电流最小,结合图乙可知,此时电流为0.2A,故D正确。
故答案为:D。
5.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】测量电阻R的阻值时,为了多次测量求平均值减小误差,需要改变电阻两端的电压和通过电路的电流,结合电路图和串联分压的规律进行解答。
【解答】测量电阻R的阻值时,为了多次测量求平均值减小误差,需要改变电阻两端的电压和通过电路的电流,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,故甲可行;
乙:将电池与不同阻值的电阻串联接入MN,定值电阻的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,故乙可行;
丙、电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,故丙可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
故答案为:D。
6.【答案】D
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果。
雷电是大气中一种剧烈的放电现象。
物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
【解答】A、制作避雷针的材料为导体,故A正确,不符合题意;
B、云层之间的相互作用以及空气对流让云层带电方式属于摩擦起电,故B正确,不符合题意;
C、衣物之间的摩擦产生的静电放电现象,其原理与雷电类似,故C正确,不符合题意;
D、图中闪电发生时,与避雷针和大地相连的金属线中的电流方向是从避雷针到大地,因为云层带的是正电荷,故D错误,符合题意;
故答案为:D。
7.【答案】D
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】 (1)实验时要选择规格不同的灯泡进行实验以使实验结论具有普遍性。
(2)电压表的量程越小,分度值相应也小,误差更小。
(3)实验时要分别测出总电压和各部分电压的数值,从而得出串联电路中电压的规律。
(4)电压表使用时要让电流从正接线柱流进,从负接线柱流出。
【解答】 A、实验应选择两个规格不同的灯泡进行,以得到普遍结论,故A正确;
B、此实验中选择使用图1的电压表,此电压表比常见的电压表相比,小量程为0-1.5V,分度值是0.05V,量程更小,分度值更小,误差更小,故B正确;
C、此实验需要收集AB、CD、AD两端电压,并比较从而得出总电压与各部分电压之间的规律,故C正确;
D、电压表使用时要让电流从正接线柱流进,从负接线柱流出,在图2中,电压表测量L1两端电压时,要把电压表正接线柱接B接线柱,负接线柱接A接线柱,故D错误。
故答案为:D。
8.【答案】A
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)根据电压表并联在电路中、电流表串联在电路中判断油量表的类型;
(2)由电路图可知,R1与R2串联,电流表(油量表)测电路中的电流,分析油面上升时滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路电流的变化;
(3)当油面下降到一定量时,浮球受到的浮力小于重力,据此分析浮球的状态。
【解答】A、油量表串联在电路中,而电流表是串联在电路中使用的,所以油量表是电流表改装而成的,故该选项正确。
B、电压表是并联在电路中使用的,油量表是串联在电路中的,所以油量表不是电压表改装而成的,故该选项错误。
C、油面高度变化时,滑动变阻器接入电路的电阻改变,电路中的电流改变,油量表的示数是随着电流变化而变化,并不是电表小示数对应油量表表示数,故该选项错误。
D、当油箱内油面高度变化到一定程度,浮球可能会受到容器等的限制,不一定一直处于漂浮状态,故该选项错误。
故答案为:A。
9.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】 A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,电压由电源提供,与电流无关;
D、由电阻的计算式可得R1与R2的阻值之比。
【解答】 A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关,故A错误;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论是一样的,故B错误;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,而电压由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故C错误;
D、由电阻的计算式可得:当I=0.2A时,U1=1V,U2=2V,故R1:R2=U1:U2=1:2,故D正确。
故答案为:D。
10.【答案】C
【知识点】变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】 电位器是一个滑动变阻器, 根据接线柱的选择情况确定接入电阻丝的长度变化,进而确定接入的阻值变化。
【解答】A.将A 和C 接入电路,电位器相当于定值电阻,移动滑片,电阻不变,电源电压不变,无法改变通过电位器的电流,故A错误;
B.将A 和B 接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻增大,电源电压不变,电流变小,故B错误;
CD.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻变小,故C正确、D错误。
故选C。
11.【答案】B
【知识点】基本电路与电路图;电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;电路的动态分析
【解析】【分析】电流表与所测电路串联,若电流表与用电器并联,会导致用电器短路;电压表要并联在测量对象两端。
并联电路支路电压等于电源电压。
【解答】A、若a为灯泡,b为电流表,c为电压表,b直接接在电源两端,会导致电源短路,故A错误;
B、若a为电流表,b为灯泡,c为电压表,电路为并联电路,电流表a测量图中灯泡所在支路的电流,电压表c测量图中灯泡两端电压,灯均会亮,电表均有示数,故B正确;
C、若a为电压表,b为电流表,c为灯泡, b直接接在电源两端,会导致电源短路,故C错误;
D、若a为灯泡,b为电压表,c为电流表,c与灯泡并联,会导致灯泡短路,不会发光,故D错误。
故答案为:B。
12.【答案】B
【知识点】摩擦起电;电荷间的相互作用规律;电流和电流的单位换算
【解析】【分析】摩擦起电的本质是不同物质对电子的束缚能力不同,在摩擦时会发生电子的转移,得到电子的物质带负电,失去电子的物质带正电,但电子总数不变。
【解答】A、毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子带上负电,故A错误;
B、同种电荷相互排斥,金属箔片带有同种电荷,所以相互排斥,故B正确;
C、验电器的金属箔片闭合是因为电荷发生了转移,电荷并没有消失,故C错误;
D、橡胶棒上的电子转移到金属箔片上,当手接触金属箔片时,电子又从金属箔片转移到手上,瞬间电流的方向与电子定向移动方向相反,可知电流从手流向金属箔片,故D错误。
故答案为:B。
13.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,公式为。
(2)定值电阻的特性:定值电阻的阻值不随电压、电流的变化而变化,其U - I图像是一条过原点的直线;小灯泡的电阻:小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,其U - I图像是一条曲线。
【解答】A、由图甲,根据欧姆定律时,定值电阻,故该选项正确。
B、图甲是定值电阻的U - I图像,因为定值电阻阻值不变,所以该实验装置可以用来探究电流与电压的关系(电阻一定时,电流与电压成正比),故该选项正确。
C、由图乙,小灯泡的U - I图像是曲线,且电压变化量比电流变化量大,根据,可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故该选项正确。
D、将定值电阻和小灯泡并联接在电源电压恒为3V的电路中,由图甲知,定值电阻的电流I1 = 3A;由图乙知,小灯泡的电流I2= 2A。根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,干路电流I = I1 + I2 = 3A + 2A = 5A,不是6A,故该选项错误。
故答案为:D。
14.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】 (1)根据电路图首先分析开关闭合时,两个电阻的连接方法,判断电压表和电流表各测量谁的电压和电流,根据并联电路的电流特点判断电流表和电压表的可能值,最后确定具体的电流表示数和电压表示数。
(2)知道干路电流和R2的电流,根据并联电路电流特点求出R1电流,知道R1电流和电压,根据欧姆定律求出R1的电阻。
【解答】 (1)由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A2测干路电流,A1测通过R2的电流,电压表测电源两端电压,
由题知,R2=4Ω,三只电表的示数分别为1、4、5,且干路电流等于各支路电流之和,
假设电流表A1示数是I2=1A,R2的电阻是4Ω,所以R2两端的电压是:U2=I2R2=1A×4Ω=4V,A2测干路电流是5A,符合题中的数据,假设正确;
假设电流表A1示数是I2'=4A,R2的电阻是4Ω,所以R2两端的电压是:U2'=I2'R2=4A×4Ω=16V,则假设错误,
由并联电路的电压特点可知,电源电压U=U2=4V,故B、D错误。
(2)由于电压表的示数U=4V,且电流表A1示数是I2=1A,干路电流I=5A,
由并联电路特点可知通过R1的电流:I1=I-I2=5A-1A=4A,
由可得R1的阻值:
,故A错误、C正确。
故答案为:C。
15.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 根据图像得出电压一定时的电流关系,再根据欧姆定律比较各电阻的阻值关系。
【解答】 由图像可知,当三个电阻两端电压相等时,通过三个电阻的电流关系为:IR1<IR2<IR3,
由欧姆定律的变形式可知,R1>R2>R3,故B正确。
故答案为:B。
16.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】 当S1闭合、S2断开时,两电阻并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流;
当S1断开、S2闭合时,两电阻仍然并联,电压表测电源的电压,电流表测通过R2支路的电流;
根据电源的电压不变判断电压表示数的变化,根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出各支路的电流,根据并联电路的电流特点判断电流表示数的比值。
【解答】 当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。
电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,
所以两次电压表的示数不变,即U1:U2=1:1;
两电阻并联,

则I1:I2=4:3。
故答案为:A。
17.【答案】电荷发生了转移;异种电荷相互吸引
【知识点】电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】摩擦起电的本质是不同物质对电子的束缚能力不同,在摩擦时会发生电子的转移,得到电子的物质带负电,失去电子的物质带正电,但电子总数不变。
【解答】空气对流和云层间的相互作用,即物质间相互摩擦,导致电荷发生了转移,因而使云带电。
由图可知,上面的云的底层带负电,下面的云的上部带正电,异种电荷相互吸引,导致上面的云的负电荷向下运动,产生放电现象。
18.【答案】吸引;带上了同种电荷而相互排斥
【知识点】电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引和带电体可以吸引轻小物体进行分析。
【解答】 有机玻璃板被丝绸摩擦后带上了电,带电体可以吸引轻小物体,所以会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停。
小纸屑接触有机玻璃板后迅速被弹开,是因为其与有机玻璃板带有同种电荷,所以会因为相互排斥而弹开。
19.【答案】(1)细线与竖直方向的夹角大小
(2)在电荷量一定的情况下,电荷间的距离越小,电荷间的相互作用越大
(3)带负电
【知识点】摩擦起电;电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】(1)把不明显的现象转换为易观察、明显的现象,这种实验方法叫做转换法;小球质量越小,在相同力作用下,丝线与竖直方向夹角越大,实验现象越明显;
(2)电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,相互排斥的一定是同种电荷;
(3)相互吸引的可能是异种电荷,也可能一个带电,另一个不带电。
【解答】(1)根据转换法可知,图中电荷之间相互作用力的大小是通过丝线与竖直方向的夹角大小显示出来,夹角越大,说明相互作用力越大。
(2)由图甲可知,A处小球距离物体Q最近,丝线与竖直方向的夹角最大,说明电荷间的相互作用力最大;C处小球距离物体Q最远,丝线与竖直方向的夹角最小,说明电荷间的相互作用力最小,由此可得:在电荷量一定的情况下,电荷间的距离越小,电荷间的相互作用越大。
(3)Q带正电荷,与小球相互吸引,因异种电荷相互吸引,该小球带负电荷。
20.【答案】(1)①
(2)C
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据对“伏安法”测电阻的电路图分析判断;
(2)根据欧姆定律的变形式分析解答。
【解答】 (1)在“伏安法”测电阻的实验中,待测电阻R与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与待测电阻R并联,①符合要求。②中电流表与被测电阻并联,③中电压表没有与被测电阻并联,②③电路接法有误,故选①;
(2)如下图所示:
根据图片可知,当a、b的电流相同时,a的电压大于b的电压,
根据可知,a的电阻大于b的电阻;
当c和a的电流相同时,c的电压大于a的电压,
根据可知,c的电阻大于a的电阻。
比较可知,c的电阻最大。
21.【答案】0.6;15;1
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测R2支路的电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1支路的电流和R2的阻值;
(2)利用并联电路的电流特点求出干路的电流。
【解答】 由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测R2支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1支路的电流:

根据可得电阻R2的阻值:

(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路的电流:
I=I1+I2=0.6A+0.4A=1A。
22.【答案】(1)R1开路
(2)4Ω
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据电表示数情况,结合串联电路的特点,确定故障原因;
(2)根据欧姆定律,结合串联电路的特点,可求得滑动变阻器接入电路的最小值。
【解答】 (1)电流表无示数,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源间是通路,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻R1断路;
(2)如图所示,R1与R2串联,当电源电压一定时,R2接入电路的阻值越小,电路的总电阻就越小,电路中的电流就越大。
比较R2的允许通过的最大电流与电流表的量程可知,电路中允许通过的最大电流I=0.6A,此时R2接入的阻值最小,由欧姆定律公式
可得:电路的总电阻:;
R2的最小值:R2=R-R1=10Ω-6Ω=4Ω。
23.【答案】10;2:1;2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】 (1)分析图像找出对应点的数值求出电阻;
(2)根据电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比,求出接入电路中的阻值之比;
(3)利用图像,结合欧姆定律求出电压。
【解答】 (1)根据实验的数据绘出了图像,可知当电流为0.2A时,对应的,则电阻为R=10Ω;
(2)因为电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比,故当电流分别为I1=0.25A和I2=0.5A时,接入电路的导体的电阻之比R1:R2=I2:I1=0.5A:0.25A=2:1;
(3)根据I=0.2A,R=10Ω,由可得导体两端电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V。
24.【答案】12;30;30
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知对应的电压和电流,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;由图乙得出电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值。
【解答】 (1)由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流;
此时电路中的电流最大,由图乙可知,电源的电压U=12V,电路中的电流I=0.4A,
由可得,电阻R1的阻值:

(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;
此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流I'=0.2A,
电路中的总电阻:

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R-R1=60Ω-30Ω=30Ω。
25.【答案】(1)对电压表进行调零
(2)断开开关,电压表换用0~3V 的量程
(3)更换不同规格的小灯泡进行多次实验
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】 (1)电压表使用前要调零;
(2)实验时,电流表的指针偏转角度太小,说明选用的量程过大,据此回答;
(3)为了得出普遍结论,应进行多次实验,进行多次测量。
【解答】 (1)电压表指针如图甲所示,指针不在零刻度线上,接下来他要对电压表进行的操作是调零;
(2)电压表示数如图丙所示偏转角度较小,说明量程选大了,为了使测量结果更准确,接下来他应该断开开关,电压表换用0~3V的量程;
(3)为得出普遍结论,应更换不同规格的灯泡,或改变电源电压,进行多次实验,测出多组实验数据。
26.【答案】(1)当电阻一定时,电流与电压成正比
(2)电路中铜丝、水银也会分走一部分电压,没有控制铁丝两端电压相同;添加一个滑动变阻器与铁丝串联.
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)分析题表1数据得出结论。
(2)图乙电路中,当铁丝长度改变时,铁丝的阻值发生变化,根据串联电路的分压特点可知,电路中的铜丝、水银会分走部分电压,据此分析;为了控制铁丝两端电压相同,可以在图乙电路中,添加一个滑动变阻器与铁丝串联。
【解答】 (1)根据题表1数据分析可知,使用同一铁丝实验时,手柄转过角度随电源温差增大而增大,手柄转过角度与电源温差的比值不变,则手柄转过角度与电源温差成正比关系,所以可以得到的初步结论是当电阻一定时,电流与电压成正比。
(2)图乙电路中,当铁丝长度改变时,铁丝的阻值发生变化,根据串联电路的分压特点可知,电路中的铜丝、水银会分走部分电压,使得每次实验铁丝两端电压不同,所以电压表示数也发生改变,电流与铁丝电阻不成反比。
为了控制铁丝两端电压相同,可以在图乙电路中,添加一个滑动变阻器与铁丝串联,通过调节滑动变阻器的滑片,使铁丝两端电压保持不变。
27.【答案】(1)2
(2)②①④③
(3)R2
(4)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据表中数据利用U=IR求出定值电阻两端电压;
(2)为保护电路,应将滑片移到阻值最大处;再闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到适当位置,记录电流表示数;
(3)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,确定滑动变阻器选用的规格;
(4)根据定值电阻两端电压为一定值分析得出结论。
【解答】(1)由表中数据可知,根据欧姆定律得定值电阻两端电压为U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.08A×25Ω=2V,故实验中电压表示数保持2V不变;
(2)从安全和规范角度考虑,正确的顺序是:
②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;
①闭合开关;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置;
③记录电流表示数;
故正确的顺序是②①④③;
(3)两节新干电池的电压为3V,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=3V-2V=1V
根据分压原理得,即,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=12.5Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少12.5Ω的滑动变阻器,本次实验中选择较合适的滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”,即R2;
(4)根据表格中数据可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,故可得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
28.【答案】(1)
(2)电流表无示数,电压表示数接近电源电压
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)二
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,接入电路电阻变小;
(2)电压表与电流表位置接反,相当于电压表串联,电流表并联接入;
(3)根据图乙分析电流与电压的关系;更换不同的电阻值进行实验,得出普遍规律。
【解答】(1)要求动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,即接入电路电阻变小,所以将滑动变阻器的左下接线柱和电源负极相连接,如下图所示:
(2)电压表与电流表位置接反,相当于电压表串联,电流表并联接入,由于电压表阻值很大,所以电路电流过小,达不到电流表的灵敏程度,电流表无示数,和电压表的阻值相比,其他用电器电阻很小可忽略不计,所以电压表示数接近电源电压;
(3)根据图乙可知,电流与电压的关系图像为正比例函数图象,所以得出结论,在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;
(4)为探究电压与电流的比值是否一直等于R的阻值,需要更换阻值不同的电阻进行实验,得出普遍规律。
29.【答案】(1)左大右小
(2)左密右疏
(3)150;280
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 由欧姆定律可知,当电流比较大时,说明a、b间的电阻比较小,即标出的电阻值较小;当电流比较小时,说明a、b间的电阻比较大,即标出的电阻值较大;据此判断改装后的欧姆表示数的标识情况。根据欧姆定律和串联电路的电阻特点得出电流表示数的表达式,分析电阻变化量相同时对应的电流变化量的大小,据此判断欧姆表的示数分布特点;
【解答】(1)由题知,欧姆表是由灵敏电流表、电源、变阻器等组成的;由欧姆定律可知,当电流比较大时(电流表指针偏右),说明a、b间的电阻比较小,则标出的电阻值较小;当电流比较小时(电流表指针偏左),说明a、b间的电阻比较大,则标出的电阻值较大;所以,改装后的欧姆表示数的标识情况为左大右小。
(2)在a、b间接入一个电阻R时,电路中电流
当接入的电阻较小(电流表指针偏右),且电阻变化量相同时,由欧姆定律可知对应的电流变化量较大;而接入的电阻较大(电流表指针偏左),且电阻变化量相同时,则对应的电流变化量较小;所以欧姆表的示数分布特点是左密右疏。
(3)电源电压为1.5V,当电路中的电流为满偏电流Ig =10mA时,欧姆表的内阻
那么5mA位置时,电路的总电阻
由串联电路的电阻特点可知,对应的电阻值为
R=R总-R内=300Ω-150Ω=150Ω
由于欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,所以,刻度值为350Ω所对应的电流值
电源电压为1.2V时,此时欧姆表的内阻
电流为时,电路的总电阻
则这个电阻的实际值
30.【答案】(1)0.02
(2)无法准确测得电路中的电流
(3)电阻箱R的阻值;R
(4)R2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;电路的动态分析;电阻
【解析】【分析】 (1)由电路图1可知,开关S闭合时,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,根据欧姆定律求出电路的最大电流;
(2)比较通过电路的最大电流和电流表接入电路的量程和分度值可知电流的大小是否容易准确测出;
(3)由图2可知,先将开关S拨至1,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数U1,此时待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压;
再将开关S拨至2,调节电阻箱阻值,使电压表的示数恰好为U1,记下电阻箱的示数R0,此时电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端的电压,
根据等效替代法进行分析可知电阻箱和待测电阻接入电路的阻值相同;
(4)图2的实验采用的是等效替代法测未知电阻的阻值,且单刀双掷开关分别接1或2时,电路均为串联电路,电压表测未知电阻两端的电压或测电阻箱两端的电压,为了便于调节变阻器且减小电压表的读数误差,变阻器的最大阻值应与待测电阻的阻值相差不大,据此判断此实验中应选用哪个滑动变阻器。
【解答】 (1)由电路图可知,开关S闭合时,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,
根据欧姆定律可得电路的最大电流;
(2)由题知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,而电路中最大电流为0.02A,电路正常工作时电流小于等于电流表的分度值,故无法准确测得电路电流;
(3)由图2可知,先将开关S拨至1,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数U1,此时待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压;
再将开关S拨至2,调节电阻箱阻值,使电压表的示数恰好为U1,记下电阻箱的示数R0,此时电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端的电压,
因两种情况下滑动变阻器接入电路中的电阻不变,且电压表的示数相同,
由欧姆定律可知两种情况下电路中电流相同,电路的总电阻相等,故Rx=R0;
(4)由题意解答可知,电源电压为3V,待测电阻的阻值约为150Ω,图2的实验采用的是等效替代法测未知电阻的阻值,且单刀双掷开关分别接1或2时,电路均为串联电路,电压表测未知电阻两端的电压或测电阻箱两端的电压,为了便于调节变阻器且减小电压表的读数误差,变阻器的最大阻值应与待测电阻的阻值相差不大,所以此实验中滑动变阻器应选用滑动变阻器R2(100Ω 0.5A)。
31.【答案】(1)当电流为0.1 A时,两端的电压为
(2)电压表测量两端的电压 ,示数为
(3)电压表最大测量值为3V,此时电路中的电流为, Rp阻值为 ,由图丙可知,此时的深度为60m。
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用;电阻的串联、并联
【解析】【分析】(1)根据欧姆定定律的变式U=IR计算电压。
(2)串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
(3)串联电路电流处处相等,电源电压等于各用电器两端电压之和,结合欧姆定律计算电阻的阻值,结合图丙读出深度。
32.【答案】(1)小
(2)当电压表的示数为6 V时,R0两端的电压 串联电路中电流相等,则
(3)当有害尾气的浓度增大到15%时,由表中数据可知, 此时电路中的总电阻. =2Ω+4Ω=6Ω,↓此时电路中的电流 2 A,电压表的示数
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 由图可知,定值电阻R0、气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)由表中数据可知,有害尾气浓度增大时气敏电阻R的阻值变化,根据串联电路的分压原理可知气敏电阻R两端的电压变化,即为电压表示数的变化;
(2)根据串联电路的电压特点求出定值电阻R0两端的电压,根据欧姆定律求出定值电阻R0的阻值;
(3)由表中数据读出当有害尾气浓度增大到15%时气敏电阻R的阻值,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出此时电路中的电流,再根据欧姆定律求出此时定值电阻R0两端的电压,根据串联电路的电压特点求出气敏电阻R两端的电压,即为电压表的示数。
【解答】 由图可知,定值电阻R0、气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)由表中数据可知,有害尾气浓度越大时气敏电阻R的阻值越小,由串联电路的分压原理可知气敏电阻R两端的电压越小,因此电压表的示数越小;
(2)当电压表的示数为6 V时,
R0两端的电压
串联电路中电流相等,则 ;
(3)当有害尾气的浓度增大到15%时,由表中数据可知,
此时电路中的总电阻.
=2Ω+4Ω=6Ω,
此时电路中的电流 2 A,
电压表的示数 。
33.【答案】(1)图中电阻R1、R2并联,
电流表A1测通过电阻R1的电流,
电流表A 测干路电流,

(2)通过电阻R2的电流

【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)由图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测通过电阻R1的电流,根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算通过R1的电流;
(2)根据并联电路电流规律计算通过电阻R2的电流,根据欧姆定律计算R2的阻值;
1 / 1初中科学新浙教版 八年级上册 第三章 电路探秘单元卷
一、选择题(共16题,共48分)
1.将一根带正电的玻璃棒靠近一颗用绝缘绳悬挂的不带电金属小球,但玻璃棒与金属小球不接触。下列关于金属小球两侧所带电荷与受力达到平衡状态时的示意图,最合理的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】根据带电体可以吸引不带电的轻小物体和同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引进行判断。
【解答】带电体可以吸引不带电的轻小物体,可知玻璃棒给小球一个向左的吸引力,小球将向左偏,异种电荷相互吸引,可知小球靠近玻璃棒一侧分布的是负电荷。
故答案为:A。
2.取暖器中常有如图所示的结构,当取暖器倾倒时会自动断电,起保护作用。该结构相当于电路基本组成中的 (  )
A.电源 B.导线 C.开关 D.用电器
【答案】C
【知识点】基本电路与电路图
【解析】【分析】开关可以控制电路的通断,结合图像和题中描述的功能进行判断。
【解答】当取暖器倾倒时,球滚到一边,此时电路处于断路状态,回正后球滚回金属片之间,将电路接通,可知该装置可以控制电路的通断,相当于开关。
故答案为:C。
3.如图所示为“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝静止在空中,形状像章鱼。下列分析中,正确的是(  )
A.塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
B.塑料丝之间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
C.塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D.塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数
【答案】B
【知识点】摩擦起电;电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】摩擦起电的本质是不同物质对电子的束缚能力不同,在摩擦时会发生电子的转移,得到电子的物质带负电,失去电子的物质带正电,但电子总数不变。
【解答】A、由图可知,塑料丝与塑料管相互排斥,说明两者带有同种电荷,故A错误;
B、塑料丝带有同种电荷,因而会相互排斥,所以呈现章鱼状,故B正确;
C、毛皮比塑料更易失去电子,可知毛皮与塑料摩擦时,毛皮因为失去电子而带正电,塑料棒因得到电子而带负电,故C错误;
D、塑料管和塑料丝得到的电子总数等于毛皮两次失去的电子总数,故D错误。
故答案为:B。
4.如图甲所示,当开关S从2转到1时,电流表和电压表示数的U-I图像如图乙所示。下列判断中,正确的是(  )
A.电源电压为8 V
B.电阻R2的阻值为10 Ω
C.电阻R1的阻值为20 Ω
D.开关S接2时,通过R2 的电流为0.2 A
【答案】D
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】串联电路电源电压等于各用电器电压之和,总电阻等于各用电器电阻之和。
【解答】A、开关接时2,电路为串联电路,电压表测量两端电压,开关接1时,电路为的简单电路,此时两端电压等于电源电压,可知电源电压为6V,故A错误;
BC、的阻值为,的阻值为,故BC错误;
D、开关接时2,电路为串联电路,电阻最大,电流最小,结合图乙可知,此时电流为0.2A,故D正确。
故答案为:D。
5.用如图所示的电路测量电阻R 的阻值,为了改变电阻 R两端的电压,有三种方案可选:
甲:改变接入 MN 的串联电池的个数。
乙:将电池与不同阻值的电阻串联接入MN。
丙:将电池与滑动变阻器串联接入 MN,改变滑动变阻器滑片的位置。
其中可行的方案是 (  )
A.甲 B.丙 C.甲、丙 D.甲、乙、丙
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】测量电阻R的阻值时,为了多次测量求平均值减小误差,需要改变电阻两端的电压和通过电路的电流,结合电路图和串联分压的规律进行解答。
【解答】测量电阻R的阻值时,为了多次测量求平均值减小误差,需要改变电阻两端的电压和通过电路的电流,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,故甲可行;
乙:将电池与不同阻值的电阻串联接入MN,定值电阻的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,故乙可行;
丙、电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,故丙可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
故答案为:D。
6.中国科技馆内进行“模拟避雷针”的实验展示。云层当参观者按下“有避雷针”按钮时,从高压发生器尖端涌出的白色闪电会径直劈向建筑物模型顶部的避雷针,模拟云层带正电,受到雷击的建筑物不会受到任何影响的场景,示意图如右图所示。下列说法中,不正确的是 (  )
A.制作避雷针的材料为导体
B.云层之间的相互作用以及空气对流让云层带电的方式属于摩擦起电
C.衣物之间的摩擦产生的静电现象,其原理与雷电类似
D.图中闪电发生时,与避雷针和大地相连的金属线中的电流方向是从大地到避雷针
【答案】D
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果。
雷电是大气中一种剧烈的放电现象。
物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
【解答】A、制作避雷针的材料为导体,故A正确,不符合题意;
B、云层之间的相互作用以及空气对流让云层带电方式属于摩擦起电,故B正确,不符合题意;
C、衣物之间的摩擦产生的静电放电现象,其原理与雷电类似,故C正确,不符合题意;
D、图中闪电发生时,与避雷针和大地相连的金属线中的电流方向是从避雷针到大地,因为云层带的是正电荷,故D错误,符合题意;
故答案为:D。
7.如图所示为“研究串联电路电压关系”的实验,下列关于这个实验的说法,错误的是(  )
A.此实验应选择两个规格不同的灯泡进行实验
B.在此实验中应选择使用图甲中的电压表,此电压表比常见的电压表量程更小,最小刻度值更小,误差更小
C.此实验需要收集 AB、CD、AD 两端的电压并比较,从而得出规律
D.用电压表测量灯泡L1 两端的电压时,要把电压表正接线柱接在A 接线柱上,负接线柱接在 B 接线柱上
【答案】D
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】 (1)实验时要选择规格不同的灯泡进行实验以使实验结论具有普遍性。
(2)电压表的量程越小,分度值相应也小,误差更小。
(3)实验时要分别测出总电压和各部分电压的数值,从而得出串联电路中电压的规律。
(4)电压表使用时要让电流从正接线柱流进,从负接线柱流出。
【解答】 A、实验应选择两个规格不同的灯泡进行,以得到普遍结论,故A正确;
B、此实验中选择使用图1的电压表,此电压表比常见的电压表相比,小量程为0-1.5V,分度值是0.05V,量程更小,分度值更小,误差更小,故B正确;
C、此实验需要收集AB、CD、AD两端电压,并比较从而得出总电压与各部分电压之间的规律,故C正确;
D、电压表使用时要让电流从正接线柱流进,从负接线柱流出,在图2中,电压表测量L1两端电压时,要把电压表正接线柱接B接线柱,负接线柱接A接线柱,故D错误。
故答案为:D。
8.如图所示为一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器,它的金属滑片一端连着浮球,油面高度改变时,金属滑片会绕着O点转动。闭合开关S,从油量表指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度,下列说法中,正确的是 (  )
A.油量表是电流表改装而成的
B.油量表是电压表改装而成的
C.改装油量表时,电表小示数对应油量表大示数
D.浮球一直处于漂浮状态
【答案】A
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)根据电压表并联在电路中、电流表串联在电路中判断油量表的类型;
(2)由电路图可知,R1与R2串联,电流表(油量表)测电路中的电流,分析油面上升时滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路电流的变化;
(3)当油面下降到一定量时,浮球受到的浮力小于重力,据此分析浮球的状态。
【解答】A、油量表串联在电路中,而电流表是串联在电路中使用的,所以油量表是电流表改装而成的,故该选项正确。
B、电压表是并联在电路中使用的,油量表是串联在电路中的,所以油量表不是电压表改装而成的,故该选项错误。
C、油面高度变化时,滑动变阻器接入电路的电阻改变,电路中的电流改变,油量表的示数是随着电流变化而变化,并不是电表小示数对应油量表表示数,故该选项错误。
D、当油箱内油面高度变化到一定程度,浮球可能会受到容器等的限制,不一定一直处于漂浮状态,故该选项错误。
故答案为:A。
9.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻 R1 和R2 的I-U 图像如图所示,下列说法中,正确的是 (  )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻探究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.当电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】 A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,电压由电源提供,与电流无关;
D、由电阻的计算式可得R1与R2的阻值之比。
【解答】 A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关,故A错误;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论是一样的,故B错误;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,而电压由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故C错误;
D、由电阻的计算式可得:当I=0.2A时,U1=1V,U2=2V,故R1:R2=U1:U2=1:2,故D正确。
故答案为:D。
10.在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器。电位器的内部构造如图所示,图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时,下列说法中,正确的是(  )
A.将A、C接入电路,旋动滑片,可以改变通过电位器的电流
B.将A、B接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变小
C.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变小
D.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变大
【答案】C
【知识点】变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】 电位器是一个滑动变阻器, 根据接线柱的选择情况确定接入电阻丝的长度变化,进而确定接入的阻值变化。
【解答】A.将A 和C 接入电路,电位器相当于定值电阻,移动滑片,电阻不变,电源电压不变,无法改变通过电位器的电流,故A错误;
B.将A 和B 接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻增大,电源电压不变,电流变小,故B错误;
CD.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻变小,故C正确、D错误。
故选C。
11.如图所示的电路中有两个灯泡和两个电表(电流表或电压表),在图中字母处接入合适的元件,要求开关闭合时两灯均能发光,且两电表的示数均不为零,则下列选项中,符合要求的是 (  )
A.a为灯泡,b为电流表,c为电压表
B.a为电流表,b为灯泡,c为电压表
C.a为电压表,b为电流表,c为灯泡
D.a为灯泡,b为电压表,c为电流表
【答案】B
【知识点】基本电路与电路图;电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;电路的动态分析
【解析】【分析】电流表与所测电路串联,若电流表与用电器并联,会导致用电器短路;电压表要并联在测量对象两端。
并联电路支路电压等于电源电压。
【解答】A、若a为灯泡,b为电流表,c为电压表,b直接接在电源两端,会导致电源短路,故A错误;
B、若a为电流表,b为灯泡,c为电压表,电路为并联电路,电流表a测量图中灯泡所在支路的电流,电压表c测量图中灯泡两端电压,灯均会亮,电表均有示数,故B正确;
C、若a为电压表,b为电流表,c为灯泡, b直接接在电源两端,会导致电源短路,故C错误;
D、若a为灯泡,b为电压表,c为电流表,c与灯泡并联,会导致灯泡短路,不会发光,故D错误。
故答案为:B。
12.如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器金属球,验电器的金属箔片张开;再用手接触验电器的金属球,验电器的金属箔片闭合。下列说法中,正确的是 (  )
A.毛皮摩擦过的橡胶棒因为失去电子带上负电
B.验电器的金属箔片张开是因为同种电荷相互排斥
C.验电器的金属箔片闭合是因为电荷消失了
D.人手接触验电器的金属球时电流方向是从金属箔片到人手
【答案】B
【知识点】摩擦起电;电荷间的相互作用规律;电流和电流的单位换算
【解析】【分析】摩擦起电的本质是不同物质对电子的束缚能力不同,在摩擦时会发生电子的转移,得到电子的物质带负电,失去电子的物质带正电,但电子总数不变。
【解答】A、毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子带上负电,故A错误;
B、同种电荷相互排斥,金属箔片带有同种电荷,所以相互排斥,故B正确;
C、验电器的金属箔片闭合是因为电荷发生了转移,电荷并没有消失,故C错误;
D、橡胶棒上的电子转移到金属箔片上,当手接触金属箔片时,电子又从金属箔片转移到手上,瞬间电流的方向与电子定向移动方向相反,可知电流从手流向金属箔片,故D错误。
故答案为:B。
13.在“用电压表和电流表测导体的电阻”的实验中,有两名同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,画出定值电阻和小灯泡的U-I图像分别如图甲、乙所示,则对于图像的分析,下列说法中,错误的是(  )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由图甲可知,该实验装置还可以用来探究电流与电压的关系
C.由图乙可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.将该定值电阻和小灯泡并联接在电源电压恒为3 V的电路中,干路电流为6 A
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,公式为。
(2)定值电阻的特性:定值电阻的阻值不随电压、电流的变化而变化,其U - I图像是一条过原点的直线;小灯泡的电阻:小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,其U - I图像是一条曲线。
【解答】A、由图甲,根据欧姆定律时,定值电阻,故该选项正确。
B、图甲是定值电阻的U - I图像,因为定值电阻阻值不变,所以该实验装置可以用来探究电流与电压的关系(电阻一定时,电流与电压成正比),故该选项正确。
C、由图乙,小灯泡的U - I图像是曲线,且电压变化量比电流变化量大,根据,可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故该选项正确。
D、将定值电阻和小灯泡并联接在电源电压恒为3V的电路中,由图甲知,定值电阻的电流I1 = 3A;由图乙知,小灯泡的电流I2= 2A。根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,干路电流I = I1 + I2 = 3A + 2A = 5A,不是6A,故该选项错误。
故答案为:D。
14.如图所示,电源电压不变,电阻. 闭合开关,小明在实验过程中仅记录了三个电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值,下列判断中正确的是(  )
A.4V、2 Ω B.5V、1 Ω C.4V、1Ω D.2V、2 Ω
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】 (1)根据电路图首先分析开关闭合时,两个电阻的连接方法,判断电压表和电流表各测量谁的电压和电流,根据并联电路的电流特点判断电流表和电压表的可能值,最后确定具体的电流表示数和电压表示数。
(2)知道干路电流和R2的电流,根据并联电路电流特点求出R1电流,知道R1电流和电压,根据欧姆定律求出R1的电阻。
【解答】 (1)由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A2测干路电流,A1测通过R2的电流,电压表测电源两端电压,
由题知,R2=4Ω,三只电表的示数分别为1、4、5,且干路电流等于各支路电流之和,
假设电流表A1示数是I2=1A,R2的电阻是4Ω,所以R2两端的电压是:U2=I2R2=1A×4Ω=4V,A2测干路电流是5A,符合题中的数据,假设正确;
假设电流表A1示数是I2'=4A,R2的电阻是4Ω,所以R2两端的电压是:U2'=I2'R2=4A×4Ω=16V,则假设错误,
由并联电路的电压特点可知,电源电压U=U2=4V,故B、D错误。
(2)由于电压表的示数U=4V,且电流表A1示数是I2=1A,干路电流I=5A,
由并联电路特点可知通过R1的电流:I1=I-I2=5A-1A=4A,
由可得R1的阻值:
,故A错误、C正确。
故答案为:C。
15.如图所示为利用数字化电压—电流传感器测量电阻后绘出的不同电阻的U-I图像。由图可知,下列判断中,正确的是 (  )
A. B.
C. D.无法比较R1、R2、R3大小
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 根据图像得出电压一定时的电流关系,再根据欧姆定律比较各电阻的阻值关系。
【解答】 由图像可知,当三个电阻两端电压相等时,通过三个电阻的电流关系为:IR1<IR2<IR3,
由欧姆定律的变形式可知,R1>R2>R3,故B正确。
故答案为:B。
16.在如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知. ,当开关S和 S1 闭合、S2 断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当开关S和S2闭合、S1断开时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是 (  )
A.1:1、4:3 B.1:2、1:3 C.1:1、1:4 D.1:4、1:1
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】 当S1闭合、S2断开时,两电阻并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流;
当S1断开、S2闭合时,两电阻仍然并联,电压表测电源的电压,电流表测通过R2支路的电流;
根据电源的电压不变判断电压表示数的变化,根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出各支路的电流,根据并联电路的电流特点判断电流表示数的比值。
【解答】 当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。
电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,
所以两次电压表的示数不变,即U1:U2=1:1;
两电阻并联,

则I1:I2=4:3。
故答案为:A。
二、填空题(共8题,共40分)
17.由于云层间的相互作用以及空气对流等原因,使云带电荷,其实质是   (填“产生了新电荷”或“电荷发生了转移”)。通常云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。当两个云层靠近且达到一定条件时,上层云底部的负电荷向下运动从而产生放电现象,产生这种现象的原因是   (填电荷间的相互作用规律)。
【答案】电荷发生了转移;异种电荷相互吸引
【知识点】电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】摩擦起电的本质是不同物质对电子的束缚能力不同,在摩擦时会发生电子的转移,得到电子的物质带负电,失去电子的物质带正电,但电子总数不变。
【解答】空气对流和云层间的相互作用,即物质间相互摩擦,导致电荷发生了转移,因而使云带电。
由图可知,上面的云的底层带负电,下面的云的上部带正电,异种电荷相互吸引,导致上面的云的负电荷向下运动,产生放电现象。
18.如图所示,将一块透明有机玻璃板架在两本书之间,在下方撒上小纸屑,用干燥的丝绸在有机玻璃板上摩擦,会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停,这是因为有机玻璃板被丝绸摩擦后带上了电,因此能够   小纸屑,小纸屑接触有机玻璃板后迅速被弹开,这是因为它们   。
【答案】吸引;带上了同种电荷而相互排斥
【知识点】电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引和带电体可以吸引轻小物体进行分析。
【解答】 有机玻璃板被丝绸摩擦后带上了电,带电体可以吸引轻小物体,所以会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停。
小纸屑接触有机玻璃板后迅速被弹开,是因为其与有机玻璃板带有同种电荷,所以会因为相互排斥而弹开。
19.如图甲所示,Q是一个带正电的物体,把同一带正电小球先后挂在A、B、C处,比较小球在不同位置受到带电体Q 的作用力大小。
(1)图甲中电荷之间相互作用力的大小是通过   显示出来的。
(2)根据图甲的实验现象,可得出结论:   。
(3)接着用另一个带电小球靠近物体Q时,情景如图乙所示,则另一个小球的带电情况是   。
【答案】(1)细线与竖直方向的夹角大小
(2)在电荷量一定的情况下,电荷间的距离越小,电荷间的相互作用越大
(3)带负电
【知识点】摩擦起电;电荷间的相互作用规律
【解析】【分析】(1)把不明显的现象转换为易观察、明显的现象,这种实验方法叫做转换法;小球质量越小,在相同力作用下,丝线与竖直方向夹角越大,实验现象越明显;
(2)电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,相互排斥的一定是同种电荷;
(3)相互吸引的可能是异种电荷,也可能一个带电,另一个不带电。
【解答】(1)根据转换法可知,图中电荷之间相互作用力的大小是通过丝线与竖直方向的夹角大小显示出来,夹角越大,说明相互作用力越大。
(2)由图甲可知,A处小球距离物体Q最近,丝线与竖直方向的夹角最大,说明电荷间的相互作用力最大;C处小球距离物体Q最远,丝线与竖直方向的夹角最小,说明电荷间的相互作用力最小,由此可得:在电荷量一定的情况下,电荷间的距离越小,电荷间的相互作用越大。
(3)Q带正电荷,与小球相互吸引,因异种电荷相互吸引,该小球带负电荷。
20.实验室有3个未知阻值的电阻a、b、c,小明用电压表和电流表来比较它们的阻值大小。
(1)如图甲所示为小明设计的测量电阻R 阻值的电路图,其中正确的是   (填序号)。
(2)若采用正确方法后,小明对这3个电阻分别进行了测量,并把结果标在图乙中,则其中电阻阻值最大的是   (填字母)。
【答案】(1)①
(2)C
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据对“伏安法”测电阻的电路图分析判断;
(2)根据欧姆定律的变形式分析解答。
【解答】 (1)在“伏安法”测电阻的实验中,待测电阻R与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与待测电阻R并联,①符合要求。②中电流表与被测电阻并联,③中电压表没有与被测电阻并联,②③电路接法有误,故选①;
(2)如下图所示:
根据图片可知,当a、b的电流相同时,a的电压大于b的电压,
根据可知,a的电阻大于b的电阻;
当c和a的电流相同时,c的电压大于a的电压,
根据可知,c的电阻大于a的电阻。
比较可知,c的电阻最大。
21.如图所示,电源电压恒为6 V,R1为10 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.4A,则通过R1 的电流为   A,R2的阻值为   Ω,干路中的电流为   A。
【答案】0.6;15;1
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测R2支路的电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1支路的电流和R2的阻值;
(2)利用并联电路的电流特点求出干路的电流。
【解答】 由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测R2支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1支路的电流:

根据可得电阻R2的阻值:

(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路的电流:
I=I1+I2=0.6A+0.4A=1A。
22.用如图所示的电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6 V,R1为定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 1 A”的字样,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V。请回答下列问题:
(1)闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是   。
(2)若. 为保证电路安全,滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为   。
【答案】(1)R1开路
(2)4Ω
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据电表示数情况,结合串联电路的特点,确定故障原因;
(2)根据欧姆定律,结合串联电路的特点,可求得滑动变阻器接入电路的最小值。
【解答】 (1)电流表无示数,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源间是通路,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻R1断路;
(2)如图所示,R1与R2串联,当电源电压一定时,R2接入电路的阻值越小,电路的总电阻就越小,电路中的电流就越大。
比较R2的允许通过的最大电流与电流表的量程可知,电路中允许通过的最大电流I=0.6A,此时R2接入的阻值最小,由欧姆定律公式
可得:电路的总电阻:;
R2的最小值:R2=R-R1=10Ω-6Ω=4Ω。
23.小明利用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系,根据实验的数据绘出的图像如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为   Ω时,通过它的电流为0.2A;当电流分别为0.25 A和0.5 A 时,接入电路的导体的电阻之比为   ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为   V。
【答案】10;2:1;2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】 (1)分析图像找出对应点的数值求出电阻;
(2)根据电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比,求出接入电路中的阻值之比;
(3)利用图像,结合欧姆定律求出电压。
【解答】 (1)根据实验的数据绘出了图像,可知当电流为0.2A时,对应的,则电阻为R=10Ω;
(2)因为电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比,故当电流分别为I1=0.25A和I2=0.5A时,接入电路的导体的电阻之比R1:R2=I2:I1=0.5A:0.25A=2:1;
(3)根据I=0.2A,R=10Ω,由可得导体两端电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V。
24.在如图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标图中描绘出相应的点,如图乙所示,则电源电压为   V,电阻R1 的阻值为   Ω,电阻R2 的阻值为   Ω。
【答案】12;30;30
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知对应的电压和电流,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;由图乙得出电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值。
【解答】 (1)由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流;
此时电路中的电流最大,由图乙可知,电源的电压U=12V,电路中的电流I=0.4A,
由可得,电阻R1的阻值:

(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;
此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流I'=0.2A,
电路中的总电阻:

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R-R1=60Ω-30Ω=30Ω。
三、实验与探究题(共6题,共46分)
25.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图乙所示。
UAB/V 2.5
UBC/V 1.8
UAC/V 4.3
(1)检查电压表时,发现电压表指针如图甲所示,接下来的操作是   。
(2)小明根据图乙连接好电路,闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该   。
(3)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。同组的小红认为他的实验存在缺陷,改进方法是   。
【答案】(1)对电压表进行调零
(2)断开开关,电压表换用0~3V 的量程
(3)更换不同规格的小灯泡进行多次实验
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】 (1)电压表使用前要调零;
(2)实验时,电流表的指针偏转角度太小,说明选用的量程过大,据此回答;
(3)为了得出普遍结论,应进行多次实验,进行多次测量。
【解答】 (1)电压表指针如图甲所示,指针不在零刻度线上,接下来他要对电压表进行的操作是调零;
(2)电压表示数如图丙所示偏转角度较小,说明量程选大了,为了使测量结果更准确,接下来他应该断开开关,电压表换用0~3V的量程;
(3)为得出普遍结论,应更换不同规格的灯泡,或改变电源电压,进行多次实验,测出多组实验数据。
26.据史料记载,欧姆曾用图甲电路来研究电流与电压、电阻的关系,该电路中温差电源的电压与温差成正比。当电路中有电流通过时,小磁针偏转,转动手柄,使小磁针回到原位置,记录手柄转过的角度。改变电源温差,利用同一铁丝多次实验得出表1数据;控制电源温差不变,用粗细相同、长度不同的铁丝多次实验得出表2;(已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比)
表1
实验组别 1 2 3 4
电源温差/℃ 20 40 60 80
手柄转过角度/° 50 100 150 200
表2
实验组别 1 2 3 4
铁丝长度/cm 2 4 6 10
手柄转过角度/° 305 281.5 259 224
(1)分析表1中的数据,可以得到的初步结论是   。
(2)对表2 中的数据进行分析后发现,无法得出通过铁丝的电流与铁丝电阻成反比的结论;于是在铁丝两端连接一个电压表,重复实验,发现当铁丝长度改变时,电压表示数也发生改变,据此分析电流与铁丝电阻不成反比的原因:   ;为了解决上述原因,请提出改进的方法:   。
【答案】(1)当电阻一定时,电流与电压成正比
(2)电路中铜丝、水银也会分走一部分电压,没有控制铁丝两端电压相同;添加一个滑动变阻器与铁丝串联.
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)分析题表1数据得出结论。
(2)图乙电路中,当铁丝长度改变时,铁丝的阻值发生变化,根据串联电路的分压特点可知,电路中的铜丝、水银会分走部分电压,据此分析;为了控制铁丝两端电压相同,可以在图乙电路中,添加一个滑动变阻器与铁丝串联。
【解答】 (1)根据题表1数据分析可知,使用同一铁丝实验时,手柄转过角度随电源温差增大而增大,手柄转过角度与电源温差的比值不变,则手柄转过角度与电源温差成正比关系,所以可以得到的初步结论是当电阻一定时,电流与电压成正比。
(2)图乙电路中,当铁丝长度改变时,铁丝的阻值发生变化,根据串联电路的分压特点可知,电路中的铜丝、水银会分走部分电压,使得每次实验铁丝两端电压不同,所以电压表示数也发生改变,电流与铁丝电阻不成反比。
为了控制铁丝两端电压相同,可以在图乙电路中,添加一个滑动变阻器与铁丝串联,通过调节滑动变阻器的滑片,使铁丝两端电压保持不变。
27.小科利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。可供选择的器材如下:电源(两节新干电池),电流表,电压表,开关,阻值分别为5 Ω、10 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,规格分别为“10 Ω 2 A”的滑动变阻器. 和“20Ω 1.5 A”的滑动变阻器 ,导线若干。
实验次序 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 25
电流I/A 0.4 0.2 0.08
(1)实验中电压表示数保持   V不变。
(2)断开开关,拆下5 Ω的电阻,改接10 Ω的电阻。继续操作有以下几步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大位置;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片 P 移到适当位置。合理的操作顺序是   (填序号)。
(3)换用25Ω的电阻重复操作,要顺利完成本实验,应选用的滑动变阻器是   (填“R1”或“R2”)。
(4)分析表格数据,可得出的结论是   。
【答案】(1)2
(2)②①④③
(3)R2
(4)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据表中数据利用U=IR求出定值电阻两端电压;
(2)为保护电路,应将滑片移到阻值最大处;再闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到适当位置,记录电流表示数;
(3)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,确定滑动变阻器选用的规格;
(4)根据定值电阻两端电压为一定值分析得出结论。
【解答】(1)由表中数据可知,根据欧姆定律得定值电阻两端电压为U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.08A×25Ω=2V,故实验中电压表示数保持2V不变;
(2)从安全和规范角度考虑,正确的顺序是:
②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;
①闭合开关;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置;
③记录电流表示数;
故正确的顺序是②①④③;
(3)两节新干电池的电压为3V,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=3V-2V=1V
根据分压原理得,即,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=12.5Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少12.5Ω的滑动变阻器,本次实验中选择较合适的滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”,即R2;
(4)根据表格中数据可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,故可得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
28.在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”的活动中,同学们进行了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,使滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,电路中的电流变大。
(2)某同学连接电路时,误将电压表与电流表的位置接反了,如果闭合开关,那么电路中将出现   的情况。
(3)纠正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器的滑片 P 的位置,记录实验数据,绘制出如图乙所示的图像。根据图乙可得到的结论是   。
(4)某小组的同学们在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于 R 的阻值,这是一种巧合吗 于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:
方案一:收集阻值均为10 Ω的几个小组的数据。
方案二:收集阻值不同的几个小组的数据。你认为方案   更合理。
【答案】(1)
(2)电流表无示数,电压表示数接近电源电压
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)二
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,接入电路电阻变小;
(2)电压表与电流表位置接反,相当于电压表串联,电流表并联接入;
(3)根据图乙分析电流与电压的关系;更换不同的电阻值进行实验,得出普遍规律。
【解答】(1)要求动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,即接入电路电阻变小,所以将滑动变阻器的左下接线柱和电源负极相连接,如下图所示:
(2)电压表与电流表位置接反,相当于电压表串联,电流表并联接入,由于电压表阻值很大,所以电路电流过小,达不到电流表的灵敏程度,电流表无示数,和电压表的阻值相比,其他用电器电阻很小可忽略不计,所以电压表示数接近电源电压;
(3)根据图乙可知,电流与电压的关系图像为正比例函数图象,所以得出结论,在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;
(4)为探究电压与电流的比值是否一直等于R的阻值,需要更换阻值不同的电阻进行实验,得出普遍规律。
29.实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻。如图所示,虚线框内是欧姆表的简化结构图,它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在ab间接入一个电阻R,电路中就有一个对应电流Ⅰ,即电阻R与电流表的读数I有一一对应关系。所以,由电流表的指针位置可以知道电阻R的大小。为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前都需要调零,即把a、b两接线柱短接,调节变阻器的滑片位置,使电流表满偏(指在最大刻度处)。
(1)普通电流表示数标识情况为左小右大,那么改装后的欧姆表示数的标识情况为    。
(2)欧姆表示数标识是不均匀的,示数分布特点是   
(3)如果某欧姆表的刻度值是按电源电压为1. 5V来标识的,满偏电流为10 mA,那么5 mA位置处对应的电阻值为   。在使用一段时间后,发现电源电压降为1. 2 V,用这个欧姆表测得某电阻为350 Ω,则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)   Ω
【答案】(1)左大右小
(2)左密右疏
(3)150;280
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 由欧姆定律可知,当电流比较大时,说明a、b间的电阻比较小,即标出的电阻值较小;当电流比较小时,说明a、b间的电阻比较大,即标出的电阻值较大;据此判断改装后的欧姆表示数的标识情况。根据欧姆定律和串联电路的电阻特点得出电流表示数的表达式,分析电阻变化量相同时对应的电流变化量的大小,据此判断欧姆表的示数分布特点;
【解答】(1)由题知,欧姆表是由灵敏电流表、电源、变阻器等组成的;由欧姆定律可知,当电流比较大时(电流表指针偏右),说明a、b间的电阻比较小,则标出的电阻值较小;当电流比较小时(电流表指针偏左),说明a、b间的电阻比较大,则标出的电阻值较大;所以,改装后的欧姆表示数的标识情况为左大右小。
(2)在a、b间接入一个电阻R时,电路中电流
当接入的电阻较小(电流表指针偏右),且电阻变化量相同时,由欧姆定律可知对应的电流变化量较大;而接入的电阻较大(电流表指针偏左),且电阻变化量相同时,则对应的电流变化量较小;所以欧姆表的示数分布特点是左密右疏。
(3)电源电压为1.5V,当电路中的电流为满偏电流Ig =10mA时,欧姆表的内阻
那么5mA位置时,电路的总电阻
由串联电路的电阻特点可知,对应的电阻值为
R=R总-R内=300Ω-150Ω=150Ω
由于欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,所以,刻度值为350Ω所对应的电流值
电源电压为1.2V时,此时欧姆表的内阻
电流为时,电路的总电阻
则这个电阻的实际值
30.小华想利用电压表和电流表测量阻值约为150Ω的电阻R 的阻值,实验室中可用的器材有2节新的干电池、滑动变阻器 滑动变阻器R2(“100Ω 0.5 A”)、电阻箱R(0~9999 Ω)、电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)、开关及导线若干。
(1)根据测量原理,小华设计了如图甲所示的电路。连接电流表时,通过估算确定电流表的量程,电路正常工作时的最大电流约为   A。
(2)计算完电流后,小华发现原电路无法较准确地测量出R 的阻值,原因是   。
(3)小华又设计了如图乙所示的电路,正确连接电路后,闭合开关 S0,将开关S拨至 1,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数 U1;再将开关 S 拨至 2,调节   ,使电压表的示数恰好为U1,记下电阻箱的示数R0,则未知电阻Rx的测量值为   。
(4)此实验中滑动变阻器应选用   (填“R1”或“R2”)。
【答案】(1)0.02
(2)无法准确测得电路中的电流
(3)电阻箱R的阻值;R
(4)R2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;电路的动态分析;电阻
【解析】【分析】 (1)由电路图1可知,开关S闭合时,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,根据欧姆定律求出电路的最大电流;
(2)比较通过电路的最大电流和电流表接入电路的量程和分度值可知电流的大小是否容易准确测出;
(3)由图2可知,先将开关S拨至1,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数U1,此时待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压;
再将开关S拨至2,调节电阻箱阻值,使电压表的示数恰好为U1,记下电阻箱的示数R0,此时电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端的电压,
根据等效替代法进行分析可知电阻箱和待测电阻接入电路的阻值相同;
(4)图2的实验采用的是等效替代法测未知电阻的阻值,且单刀双掷开关分别接1或2时,电路均为串联电路,电压表测未知电阻两端的电压或测电阻箱两端的电压,为了便于调节变阻器且减小电压表的读数误差,变阻器的最大阻值应与待测电阻的阻值相差不大,据此判断此实验中应选用哪个滑动变阻器。
【解答】 (1)由电路图可知,开关S闭合时,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,
根据欧姆定律可得电路的最大电流;
(2)由题知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,而电路中最大电流为0.02A,电路正常工作时电流小于等于电流表的分度值,故无法准确测得电路电流;
(3)由图2可知,先将开关S拨至1,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数U1,此时待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压;
再将开关S拨至2,调节电阻箱阻值,使电压表的示数恰好为U1,记下电阻箱的示数R0,此时电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端的电压,
因两种情况下滑动变阻器接入电路中的电阻不变,且电压表的示数相同,
由欧姆定律可知两种情况下电路中电流相同,电路的总电阻相等,故Rx=R0;
(4)由题意解答可知,电源电压为3V,待测电阻的阻值约为150Ω,图2的实验采用的是等效替代法测未知电阻的阻值,且单刀双掷开关分别接1或2时,电路均为串联电路,电压表测未知电阻两端的电压或测电阻箱两端的电压,为了便于调节变阻器且减小电压表的读数误差,变阻器的最大阻值应与待测电阻的阻值相差不大,所以此实验中滑动变阻器应选用滑动变阻器R2(100Ω 0.5A)。
四、综合题(共3题,共26分)
31.如图甲所示为潜水员潜水时会佩戴的水压表和深度表,如图乙所示为某深度表的工作原理简化电路图,已知电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻 电压表量程选择的是0~3 V,Rp是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图像如图丙所示。
(1)当电流为0.1 A时, 两端的电压为多少
(2)未下潜时,深度表显示示数为0,此刻度对应电压表的读数是多少
(3)在不损坏电表的前提下,潜水员佩戴该深度表能到达的最大深度是多少
【答案】(1)当电流为0.1 A时,两端的电压为
(2)电压表测量两端的电压 ,示数为
(3)电压表最大测量值为3V,此时电路中的电流为, Rp阻值为 ,由图丙可知,此时的深度为60m。
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用;电阻的串联、并联
【解析】【分析】(1)根据欧姆定定律的变式U=IR计算电压。
(2)串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
(3)串联电路电流处处相等,电源电压等于各用电器两端电压之和,结合欧姆定律计算电阻的阻值,结合图丙读出深度。
32.汽车尾气是造成空气污染的原因之一,科学兴趣小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测原理图。已知电源电压恒为12 V,R。为定值电阻,R为气敏电阻,气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如表所示。请回答下列问题:
有害尾气的浓度(体积分数)/% … 5 7.5 10 12.5 15 …
R/Ω … 5.2 4 3 2.5 2 …
(1)有害尾气的浓度越大,电压表的示数越   (填“大”或“小”)。
(2)当电压表的示数为 6 V 时,电流表的示数为1.5A,则电阻R。的阻值为多大
(3)当这种有害尾气的浓度(体积分数)增大到15%时,电压表的示数为多大
【答案】(1)小
(2)当电压表的示数为6 V时,R0两端的电压 串联电路中电流相等,则
(3)当有害尾气的浓度增大到15%时,由表中数据可知, 此时电路中的总电阻. =2Ω+4Ω=6Ω,↓此时电路中的电流 2 A,电压表的示数
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 由图可知,定值电阻R0、气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)由表中数据可知,有害尾气浓度增大时气敏电阻R的阻值变化,根据串联电路的分压原理可知气敏电阻R两端的电压变化,即为电压表示数的变化;
(2)根据串联电路的电压特点求出定值电阻R0两端的电压,根据欧姆定律求出定值电阻R0的阻值;
(3)由表中数据读出当有害尾气浓度增大到15%时气敏电阻R的阻值,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出此时电路中的电流,再根据欧姆定律求出此时定值电阻R0两端的电压,根据串联电路的电压特点求出气敏电阻R两端的电压,即为电压表的示数。
【解答】 由图可知,定值电阻R0、气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)由表中数据可知,有害尾气浓度越大时气敏电阻R的阻值越小,由串联电路的分压原理可知气敏电阻R两端的电压越小,因此电压表的示数越小;
(2)当电压表的示数为6 V时,
R0两端的电压
串联电路中电流相等,则 ;
(3)当有害尾气的浓度增大到15%时,由表中数据可知,
此时电路中的总电阻.
=2Ω+4Ω=6Ω,
此时电路中的电流 2 A,
电压表的示数 。
33.如图所示,电源电压为9 V 并保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω,闭合开关S后,电流表 A的示数为1.2 A。求:
(1)电流表A1 的示数I1。
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)图中电阻R1、R2并联,
电流表A1测通过电阻R1的电流,
电流表A 测干路电流,

(2)通过电阻R2的电流

【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)由图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测通过电阻R1的电流,根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算通过R1的电流;
(2)根据并联电路电流规律计算通过电阻R2的电流,根据欧姆定律计算R2的阻值;
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