浙教版(2024)科学八年级上册 欧姆定律强化练习二(含答案)

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浙教版(2024)科学八年级上册 欧姆定律强化练习二(含答案)

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电路:欧姆定律强化练习二
一、单选题
1.如图所示,在探究串联电路的电压关系时,闭合开关后用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=2V,UBC=2V,UAC=4V。在表格中记录数据后,接着应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
2. 小科同学按如图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,电压表 V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示。造成这一现象的原因可能是(  )
A.L1 开路
B.L2 短路
C.V1和 V2所选量程不相同,L1短路
D.V2和V2所选量程不相同,电路各处完好
3.如图所示为小莲探究电流与电阻关系的电路图,R为定值电阻,R' 为滑动变阻器。下列说法中,错误的是(  )
A.实验过程中要更换电阻R,以改变电阻大小
B.调节R' 的目的是控制R两端电压不变
C.R' 的滑片向左移动时,电压表的示数会变大
D.本实验得出的结论是电阻与电流成反比
4.电源电压U保持不变,在甲、乙两处分别接入电流表,闭合开关S、断开S1,测得I甲:I乙=1:2。若拆去电流表,并在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S、S1,此时U甲:U乙是(  )
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.3:2
5.如图a所示,在一个电阻均匀的金属圆环上有两A、B、C、D四点。其中О为圆心,AB、CD为圆环的两条互相垂直的直径。现把A、B两点接入电源电压保持不变的如图b所示的电路MN两端时,发现电流表示数为I0,当换接A、D两点,则此时电流表的示数应为(  )
A.I0 B.I0/4 C.3I0/4 D.4I0/3
6.小科学习了关于电的基础知识后,连接了如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是(  )
A.电压表V的示数变小
B.电流表的示数不变
C.当滑片P滑到最右端时,L与R串联
D.电流表的示数不变
7.科学兴趣小组开展“制作可调式电热水壶”的活动。设计电路时要求满足:闭合开关后,顺时针调节变阻器的旋钮滑片P时,通过发热体的电流增大,产热加快;同时反映发热体功率高低的显示仪(电压表)示数增大。下列设计符合要求的是(  )
A. B.C. D.
8.两个灯泡串联的电路图如图所示,开关S闭合后,两个灯泡都不发光,用电压表测灯泡L1两端的电压时,其示数为4.5V,再用电压表测L2两端的电压时,其示数为零,则灯泡L1、L2的故障是(  )
A.L1短路,L2开路 B.L1开路,L2正常
C.L1、L2都短路 D.L1、L2都开路
9.如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻R.阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器 R 最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出 R 阻值的电路 (  )
A.只有①② B.只有③④
C.只有②③④ D.①②③④均可以
10. 图甲电路中, 电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关,逐渐增大光照强度时,下列说法正确的是
A.整个电路的电阻变大
B.电压表和电流表示数均变大
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
11.如图甲所示滑动变阻器的滑片从 a 端滑到 b 端的过程中电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.滑片向右移动时,电压表示数变小
B.滑动变阻器的最大阻值为60Ω
C.电源电压为5V
D.滑片移动过程中,两电表示数变化量的比值不变
12.某科技小组为快递公司设计了一套计数装置,电路如图所示。R1为光敏电阻(当有光照射时电阻变小),激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表),R2为定值电阻。现闭合开关,计数装置正常工作。当激光被物体遮挡时,下列说法正确的是
A.R1两端的电压变大 B.R2两端的电压变大
C.通过R2的电流变大 D.通过R1与R2的电流之比变小
13.如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体 EF、FG、GH 连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P 是与 R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关 S 将P 从H 端移到 E 端时,电流表示数 I 与 P 向左移动距离 x 之间的关系如图乙所示。已知 R= 10 ,则下列判断正确的 是(  )
A.电源电压为 12V
B.GH 导体的电阻为 10Ω
C.当电流表示数为 0.5A 时,x 的值为 31 cm
D.P 位于 x= 0 cm 时,R 两端的电压为 4V
二、填空题
14.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   。
15.如图甲所示,是某款气敏“电阻型”酒精测试仪的工作电路,气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,电源电压为9V,R1是阻值为25Ω的定值电阻,R2是气敏电阻,其阻值与酒精浓度的关系如图乙。酒精浓度(n)表示每100mL气体中含有酒精的质量。在检测过程中,如果驾驶员没有喝酒,电压表的示数为   V;电压表示数为5V,驾驶员呼出的气体,每100mL中含有酒精   mg。
16.如图1是某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路。电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为光敏电阻。当激光被遮挡时,计数器显示的电压增大,自动计数一次。
(1)电路工作时,流过R1和R2的电流之比为    。
(2)R2的阻值与光照强度的关系大致如图2中的    。(填序号)
17.在中学生科技创新大赛中,某参赛小组设计了一种测定风力大小的装置如图甲所示,迎风板与压敏电阻连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻的阻值随风力变化而变化,其阻值与风力F关系如图乙所示。电源电压恒为,定值电阻R为。
(1)开关闭合后,无风时,电压表的示数是   ;
(2)如果电压表的读数范围为,该装置所能测量的最大风力为   。
18.如图甲所示,电源电压保持不变,灯泡允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R 的最大阻值为50 Ω,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V。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如图乙、丙所示。
(1)当电压表示数为6 V时,滑动变阻器连入电路的阻值为   Ω。
(2)电源电压为   V。
(3)若将电压表量程换为0~3V,则滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为   Ω
19.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻( 允许通过的最大电流为0.5A),电阻R2为滑动变阻器(10Ω,1 A),电流表的量程为0~0.6 A。闭合开关S,改变R2接入电路的阻值,两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙所示,当滑片在b 端时电流表示数为0.3A。若滑片置于滑动变阻器的中点时,电流表示数为0.4A,则电阻R2 两端的电压为   V,R1的阻值为   Ω,电源电压为   V。
三、实验探究题
20.某科学兴趣小组在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路。已知电源电压为6V保持不变,所给的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器有“20Ω,2A”、“60Ω,1A”两种规格。
(1)图乙是尚未完成连接的实物电路,请你在答卷对应图中用笔画线代替导线完成连接。要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电压表示数变大。
(2)电路连接好后,闭合开关,发现电流表有示数、电压表示数为零,则电路故障原因可能是____。
A.电压表的量程太大 B.电阻R发生断路
C.电阻R发生短路 D.滑动变阻器发生短路
(3)兴趣小组的同学排除故障后进行实验,将获得的相关数据绘制成图丙所示的I—R图像。根据图像判断,图中的阴影部分面积可表示为   。
(4)分析图丙I—R图像可以得到的实验结论是   。
序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1.0 0.18 5.6
2 1.5 0.22 6.8
3 2.0 0.24 8.3
4 2.5    
21.物理课上,小薇想“测量小灯泡正常发光时的电阻”,选用器材连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3 V,小灯泡正常发光时的电压为2.5V,滑动变阻器能满足实验需要,电流表、电压表均完好。
(1)请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接,要求:导线不交叉,滑片 P 向左移动,灯变暗;
(2)该实验中,滑动变阻器除了保护电路,其主要作用是   ;
(3)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片 P的过程中,小薇应注视   (填“电压表”或“电流表”)的变化情况,当停止移动滑片P时,她发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是   (填字母符号);
A.滑动变阻器接触不良 B.小灯泡短路 C.小灯泡断路
(4)排除电路故障后小薇继续进行实验,并将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,示数为   A,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω(保留一位小数);细心的小薇发现小灯泡的铭牌标有“2.5 V 0.3 A”,与测得的小灯泡正常发光时的电流不同,原因可能是   。
四、解答题
22.如图所示,当滑动变阻器的滑片移动时,电压表和电流表的示数各将怎样变化
(1)图甲:若滑片向右移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
(2)图乙:若滑片向左移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
(3)图丙:若滑片向右移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
23.现有一个暗箱,其表面有一个裸露的开关K,内部有两个电阻和,且,小宁欲探究其结构,把暗箱接入到电路中,如图甲所示虚线框表示暗箱,电源电压保持不变,断开暗箱开关K,滑动变阻器滑片P从a移动到b,读出电流表和电压表示数,绘制成如图乙所示的电流与电压的关系图。
(1)开关K断开时,暗箱内的电阻   ;
(2)求滑动变阻器的最大电压;   
(3)小宁将滑动变阻器滑片P移至a处,闭合暗箱开关K,发现电流表示数增加了,则暗箱内电阻的连接方式是下图中的   ,通过计算分析说明理由。   
24.学校项目化学习小组的同学们想制作简易握力计,选用电压表来显示握力的大小。他们设计的电路图如图甲所示,其中电源电压为 6 V,定值电阻 R1 的阻值为12 Ω,电压表量程选用0~15 V,轻质细杆将弹簧与滑动变阻器的滑片连接起来。
(1)〔初步调试〕用手往下拉弹簧,电压表的示数   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)〔表盘改造〕为方便读数,小组同学想在电压表的表盘上标注相应的握力值。经测定,滑动变阻器R2接入电路的阻值与握力 F 的关系如图乙所示,请计算电压表刻度为3 V的位置上应标注的握力大小(写出计算过程)。
(3)〔优化改进〕当握力一定时,电压表指针的偏转角度越大,握力计的精确度就越高。下列改进方法中,在保证电路安全的前提下,能提高握力计精确度的有____(多选,填字母)。
A.将电源电压增大到12 V B.将定值电阻增大为15 Ω
C.将定值电阻减小为9Ω D.电压表选用0~3 V 的量程
25.现有一个粗细均匀的金属圆环,它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性,小科把它接入如图甲所示的电路中。实验时,小科先将触点M 与圆环上的A 点连接,再移动滑动变阻器. 的滑片P 至最右端,闭合开关S,将触点N 从A点开始沿逆时针方向滑动一周,在触点 N 滑动的过程中,触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻,记为 设滑过弧MN的长为x,电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V,铜丝的阻值不计,触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
(1)由图乙可知,该金属圆环中铜丝的长度是   cm。
(2)在触点 N 滑动过程中, 的最大值是多少
(3)每1 cm电阻丝的阻值是   Ω。(提示:图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)
(4)如图丙所示,把M、N接到圆环其中一条直径的两端,将滑片 P 移到滑动变阻器最左端后,闭合开关S,求电流表的最大值。(计算过程中不需要说明取最大值的理由)
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】
在探究串联电路中的电压关系时,用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压后,得到UAB=2V=UBC=2V,说明此时两个小灯泡规格相同,为寻找规律,应换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性和普遍性。
故答案为:C。
【分析】
①串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
②探究串联电路中的电压关系时,为避免实验的偶然性从而得到普遍规律,应该使用相同规格的小灯泡、不同规格的小灯泡、不同的用电器进行多次实验,然后分析数据,总结结论。
2.【答案】D
【解析】【分析】由图可知,电路是由两个电灯串联而成,两个电压表分别测的是总电压和L2两端的电压,在电路各处完好时,这两个电压值是不会相等的,指针一样,则说明选择的量程不同。
【解答】A、若 L1开路,则 V2没有示数,V1测的是电源电压,有示数,A 不符合题意。
B、若L2短路,则 V2没有示数,V1测的是电源电压,有示数,B不符合题意。
C、若L1短路,则 V1和V2都测量 L2两端的电压,所用量程不同时,指针位置不可能完全一样,C不符合题意。
D、电路完好时,V1测的是电源电压,V2测的是 L2两端的电压,两表指针位置一样,说明 V1用的是大量程,V2用的是小量程,D符合题意。
故答案为:D。
3.【答案】D
【解析】【分析】 (1)根据控制变量法知要探究电流与电阻关系,需要控制电阻两端的电压不变,改变电路的电阻;
(2)判断出当R'滑片向左移时滑动变阻器接入电路电阻的变化,由串联电路电阻的规律判断出电路总电阻的变化,由欧姆定律判断出电路中的电流以及定值电阻R两端电压的变化,进而判断出电压表示数的变化。
【解答】 AB.根据控制变量法知要探究电流与电阻关系,需要控制电阻两端的电压不变,改变电路的电阻,故AB正确不合题意;
C.当R'滑片向左移时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由知电路中的电流变大,电压表示数会变大,由串联电路电压的规律知定值电阻R两端的电压变大,电压表的示数变大,故C正确不合题意;
D.本实验得出的结论是在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D错误符合题意。
故选D。
4.【答案】B
【解析】【分析】在并联电路中,电流与电阻成反比;在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析计算。
【解答】闭合开关S、断开S1,两个电阻并联,电流表甲测R1的电流,乙测R2的电流。
根据并联电路中,电流与电阻成反比得到:;
闭合开关S、S1,两个电阻串联,电压表甲测R2的电压,乙测R1的电压,
根据串联电路中,电压与电阻成正比可知:。
故选B。
5.【答案】D
【解析】【分析】(1)由电路图可知,把A、B两点接入电源时,ACB弧的电阻与ADB弧的电阻并联,根据电阻的并联特点表示出电流表的示数;
(2)当换接A、D两点时,ACBD弧的电阻与AD弧的电阻并联,根据电阻的并联特点表示出电流表的示数,联立等式即可求出电流表的示数。
【解答】 设每圆周弧的电阻为R,电源的电压为U
(1)把A、B两点接入电源时,ACB弧的电阻与ADB弧的电阻并联,则:
RACB=RADB=2R,
电路中的总电阻R总=R,
电流表的示数
(2)当换接A、D两点时,ACBD弧的电阻与AD弧的电阻并联,则:
RACBD=3R,RAD=R,
电路的总电阻
电流表的示数
故选:D。
6.【答案】D
【解析】【分析】图中灯泡与变阻器并联,电压表测灯泡的电压,电流表A2测灯泡的电流,A1测干路电流。根据电源的电压可知电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过L的电流变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知该支路电流的变化。
【解答】根据图片可知,灯泡与变阻器并联,电压表测灯泡的电压,电流表A2测灯泡的电流,A1测干路电流。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时, 由于电源电压不变,结合并联电路电压特点可知,电压表V的示数不变。A2测灯泡电流,不受变阻器的影响,即A2的示数不变。变阻器的阻值变大,由知道,通过变阻器的电流变小。根据并联电路的特点是I总=IL+I变,所以,电流表A1的示数变小,故D正确,ABC错误。
故答案为:D。
7.【答案】C
【解析】【分析】变阻器与电热丝串联,由触片的移动得出变阻器接入电阻的变化,则由欧姆定律可得出电路中电流的变化和显示仪(电压表)的示数变化,根据Q=I2Rt可知产生热量的变化。
【解答】A、变阻器与发热体串联,电压表测发热体两端的电压,顺时针转动旋钮型变阻器滑片时,变阻器接入电路中的电阻不变,电路的总电阻不变,由通过发热体的电流不变,根据Q=I2Rt可知产热不变,根据U=IR可知发热体两端的电压不变,显示仪(电压表)示数不变,故A不符合题意;
B、变阻器与发热体串联,电压表测发热体两端的电压,顺时针转动旋钮型变阻器滑片时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由通过发热体的电流变小,根据Q=I2Rt可知产热减慢,根据U=IR可知发热体两端的电压变小,显示仪(电压表)示数变小,故B不符合题意;
C、变阻器与发热体串联,电压表测发热体两端的电压,顺时针转动旋钮型变阻器滑片时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由通过发热体的电流变大,根据Q=I2Rt可知产热加快,根据U=IR可知发热体两端的电压变大,显示仪(电压表)示数变大,故C符合题意;
D、变阻器与发热体串联,电压表测量变阻器两端的电压,顺时针转动旋钮型变阻器滑片时,变阻器接入电路中的电阻变小,由串联分压可知变阻器两端的电压变小,电压表的示数变小,故D不符合题意。
故答案为:C。
8.【答案】B
【解析】【分析】用电压表检查电路故障时,如果电压表示数为零,则电压表并联电路短路或电压表并联电路之外电路断路;
如果电压表示数不为零,则电压表与电源相连,电压表并联电路断路;根据电路故障分析电路故障原因。
【解答】闭合开关,灯不亮,则灯泡短路或电路中存在断路;
用电压表检测电灯L1两端电压时,其示数为4.5V,说明灯L1没有短路,电压表并联电路之外不存在断路;
测电灯L2两端电压时,示数为零,说明L2短路或L1断路。
综合分析可知,B正确,ACD错误。
故选:B。
9.【答案】C
【解析】【分析】要测量电阻阻值,需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用欧姆定律求出电阻阻值;分析图示电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】 ①由电路图可知,S接1或2时,通过电压表的电流的方向会发生变化,电压表的指针会反向偏转,无法读取电压表的示数,故①不可行;
②根据图可知,闭合S1、S2,电路为Rx的简单电路,电压表测量电源的电压U;只闭合开关S1,两只电阻串联,电压表测量Rx两端电压为Ux;
根据串联电路的电压关系可知,定值电阻两端的电压为:U0=U-Ux;
此时电路中的电流为:,
根据串联电路的电流关系可知,通过Rx的电流为,则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值,故②可行;
③闭合S1、S2时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;闭合S1、断开S2,两电阻串联,电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式I(R0+Rx)=IxRx可求出Rx的阻值,故③可行;
④闭合S1,S接2时,R0和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U;闭合S1,S接1时,Rx和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,读出电流表的示数,根据电流表示数和电源电压,利用可以求出Rx的阻值,故④可行。
故答案为:C。
10.【答案】D
【解析】【分析】串联电路电流处处相等,由可知,电阻越大,分压越大。
【解答】A、电路为串联电路,由图乙可知,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值减小,串联电路总电阻等各用电器电阻之和,所以总电阻变小,故A错误;
BCD、总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,所以电流表示数变大;电压表测量光敏电阻两端电压,串联电路电阻大,分压大,光敏电阻的阻值减小,所以电压表示数将变小,故BC错误,D正确。
故答案为:D。
11.【答案】D
【解析】【分析】滑动变阻器连入电路的有效长度越长,滑动变阻器的连入电阻的阻值越大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中电流逐渐减小。
没有电源电压且电压表测量滑动变阻器两端的串联电路,要求电源电压可通过在图像中找两个点,根据串联电路的电压和电流规律,列出两种情况下的电源电压表达式,联立两式,即可求得电源电压和定值电阻的阻值。【解答】A、据甲图可知,电路是两电阻串联,电压表测变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,当滑片向右移动时,变阻器接入电路中的阻值变大,根据串联分压原理可知,变阻器两端电压变大,电压表的示数会变大,故A错误;
B、据乙图可知,当变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中电流最小为0.1A,此时变阻器两端电压为5V,变阻器的最大阻值为:,故B错误;
C、据乙图可知,当变阻器接入电路中的阻值最小时,电路中的电流最大为0.6A,可得电源电压为:------①,当变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小为0.1A,此时变阻器两端电压为5V,可得电源电压为:-------②,联立①②解得:U=6V,R0=10Ω;故C错误;
D、电压表测量R两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑片移动过程中,R两端的电压分别为:, ,则,即,故滑片移动过程中,电压表示数变化量与电流表示 数变化量的比值始终不变。故D正确。
故答案为:D。
12.【答案】A
【解析】【分析】根据图片确定电路的串并联关系,以及电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串联电路的电压规律对各个选项分析判断。
【解答】 根据图片可知,两电阻串联,计数器(电压表)测R1的电压。当激光被遮挡瞬间电阻R1变大,则此时总电阻变大。根据可知,此时通过电路的电流变小,故C错误;
串联电路的电压与电阻成正比,R1两端的电压变大,故A正确;
根据U=IR可知,电流变小时,R2两端的电压变小,故B错误;
根据串联电路各处的电流相等可知,R1与R2的电流之比为1:1,保持不变,故D错误。
故选A。
13.【答案】C
【解析】【分析】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路中电流最大,根据图象读出电路中最大电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中电流最小,根据图象读出电路中最小电流,根据欧姆定律结合串联电路电阻规律求出变阻器的最大阻值,由图象可知滑片P从H端移到E端时出现拐点,据此确定GH、FG、EF的长度,滑片位于铜导线段时电流不变,据此确定铜导线的长度,根据图象得出滑片P位于F点时电路中的电流,根据欧姆定律求此时电路总电阻,根据电阻串联的特点求EF段电阻,进一步计算GH段导体的电阻;
(3)根据欧姆定律计算当电流表示数为0.5A时电路中的总电阻,根据串联电路电阻规律计算此时R2接入电路中的电阻,进一步计算R2接入电路中长度和x的值;
(4)根据U=IR计算P位于x=0cm时R1两端的电压。
【解答】A、当P位于x=35cm时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,图乙可知I大=0.6A,
则电源的电压
U=I大R1=0.6A×10Ω=6V
故A错误。
B、当P位于x=0cm时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知I小=0.2A,
则电路中的总电阻
滑动变阻器的最大阻值
REH=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω
由图乙可知,滑片从G向F移动时,电路中的电流I=0.4A不变,即GF段为铜导线,
此时电路的总电阻
EF段的总电阻
REF=R总'-R1=15Ω-10Ω=5Ω
所以,GH导体的电阻
RGH=REH-REF=20Ω-5Ω=15Ω
故B错误。
C、由图像的拐点可知
GH=15cm,FG=25cm-15cm=10cm,EF=35cm-25cm=10cm
因EF段导体的阻值与自身长成正比,
所以EF段导体每1cm的电阻
当电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻
此时R2接入电路中电阻
R2=R总″-R1=12Ω-10Ω=2Ω
由REF>R2可知,滑片应位于EF段,
此时接入电路中的长度
所以
x=35cm-4cm=31cm
故C正确。
D、当P位于x=0cm时,滑片在H处,此时变阻器全部接入电路,此时总电流最小为0.2A,则R两端的电压为
U=IR=0.2A×10Ω=2V
故D错误。
故答案为:C。
14.【答案】(1)R1开路
(2)4Ω
【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。
15.【答案】3;40
【解析】【分析】(1)由图甲知,两电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,由图乙可知如果驾驶员没有喝酒时R2的阻值,由欧姆定律求出此时电路中的电流和R1两端的电压(即电压表的示数);
(2)当电压表示数为5V时,由欧姆定律算出电路中的电流和电路的总电阻,根据串联电路的电阻规律算出R2的电阻,由图乙判断出驾驶员呼出的气体中每100mL中含有酒精的质量。
【解答】由图甲知,两电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,由图乙知,如果驾驶员没有喝酒,即酒精浓度为0,此时气敏电阻R2的阻值为50Ω,此时电路中的电流为
此时R1两端的电压 (即电压表的示数)
当电压表示数为5V时,电路的电流为
此时电路的总电阻为
根据串联电路的电阻规律可知,此时R2的阻值为
由图乙知,此时驾驶员呼出的气体,每100mL中含有酒精40毫克。
16.【答案】(1)1:1
(2)③
【解析】【分析】(1)根据串联电路的电流规律分析解答;
(2)在串联电路中的,电压的分配与电阻成正比,据此分析R2的阻值变化,确定光敏电阻的阻值变化规律即可。
【解答】(1)根据图1可知,定值电阻R1与光敏电阻R2串联,则流过它们的电流相等,即二者的电流之比为1:1;
(2)根据图1可知,电压表与R2并联,测R2两端的电压。计数器的电压增大,根据串联电路的分压规律可知,此时R2的阻值增大,那么R2的阻值随光照强度的减小而增大,故选③。
17.【答案】(1)3
(2)500
【解析】【分析】(1)分析电路串并联时,可先将电压表及其引线去除,防止干扰。电压表并联在哪个用电器两端,测量的就是哪个用电器两端的电压。
(2)风速越大,Rx阻值越小,由串联分压的特点可知,R两端的电压越大,结合欧姆定律计算Rx的最小阻值,通过图乙即可求得最大风力。
【解答】(1)由甲电路图可知,R与Rx串联,电压表测R两端的电压。由图象可知,当无风时,电阻Rx=12Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流为
电压表的示数为。
(2)当所测风力最大时,Rx的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数最大,即UR=8V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以Rx两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流为
则压敏电阻的阻值为
由图乙可知,该装置所能测量的最大风力为500N。
(1)由甲电路图可知,R与Rx串联,电压表测R两端的电压。由图象可知,当无风时,电阻Rx=12Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流为
电压表的示数为
(2)当所测风力最大时,Rx的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数最大,即UR=8V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以Rx两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流为
则压敏电阻的阻值为
由图乙可知,该装置所能测量的最大风力为500N。
18.【答案】(1)10
(2)12
(3)18
【解析】【分析】 (1)(2)由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;
由图乙可知,当电流表的示数为0.6A时,电压表的示数为6V;由图丙可知,当电流表示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω,根据欧姆定律可求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律可求出电源电压;
(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。
【解答】 (1)(2)由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;
由图乙可知,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.6A,即灯泡L两端的电压UL=6V,
由图丙可知,当电流表示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω;
滑动变阻器两端的电压U滑=I滑R滑=0.6A×10Ω=6V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压U=UL+U滑=6V+6V=12V;
(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,
串联电路各处电流相等,所以通过滑动变阻器的电流是0.5A,
此时滑动变阻器两端的电压U滑″=U-UL″=12V-3V=9V,
此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值:。
19.【答案】2;8;6
【解析】【分析】串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,电流处处相等。结合欧姆定律和串联电路的电压规律联立方程组,计算电源电压。
【解答】电路为串联电路,电压表测量和滑动变阻器两端总电压,测量滑动变阻器两端电压。
当滑片在中间位置时,连入电路的阻值为5欧姆,电流为0.4A,此时。
结合图乙可知,当滑片在b端时,滑动变阻器两端电压为3V,和滑动变阻器两端总电压为5.4V,可知两端电压为5.4V-3V=2.4V,电路中电流为0.3A,则。
串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和,可得,解得。
20.【答案】(1)
(2)C
(3)定值电阻两端的电压
(4)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比
【解析】【分析】在电压恒定的条件下,通过导体的电流与电阻成反比 ;而在电阻恒定的条件下,电流与电压成正比。
【解答】(1)电压表测的是定值电阻两端的电压,根据串联分压,电压表示数要变大,那么滑动电阻器的两端电压要变小,滑动变阻器的阻值变小。即滑动变阻器的滑片P向A端移动时,阻值变小。又因为滑动变阻器应接“一上下”两个接线柱,C端已经接入电路中,下面的接线柱只能选择A接线柱。
(2)电流表有示数:说明电路是通路,无断路,应该发生短路现象。电压表示数为零:可能是电压表并联的电阻R短路,导致其两端无电压;也可能是电压表本身故障。
A:电压表量程太大不会导致示数为零,只会影响读数精度。
B:电阻R断路会导致电流表无示数,与题中信息矛盾。
C:电阻R短路时,电压表测导线电压,示数为零,电流表有示数,符合题意。
D:滑动变阻器短路时,电压表仍能测量R两端电压,示数不为零,与题中信息矛盾。
(3)电路定值电阻R和滑动变阻器串联,电流表测的是整个电路的电流。丙的I-R图像中,纵坐标是电流I,横坐标是电阻R,阴影部分的面积为S = I × R。根据欧姆定律U = IR,阴影面积表示定值电阻R两端的电压。由于实验目的是探究“电流与电阻的关系”,需控制电压不变,即阴影面积为定值,因此阴影面积表示电压表的示数。
(4)从I-R图像可看出,电流I随电阻R的增大而减小,且I与R成反比例关系(即I = U/R,U为定值)。因此,实验结论为:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故正确答案为
(1)(2)C;(3)定值电阻两端的电压;(4)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
21.【答案】(1)
(2)调节灯泡两端的电压
(3)电压表;A
(4)0.26;9.6;小灯泡的电阻随温度升高而变大
【解析】【分析】(1)滑动变阻器通过改变连入电路的有效长度来改变连入电路的阻值大小,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
(2)灯泡与滑动变阻器串联,串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和。
(3)当灯泡两端电压为2.5V时,灯泡正常发光,可知眼睛注视的是电压表示数。
(4)根据欧姆定律计算灯泡正常发光时的电阻。
电阻大小与材料、长度、横截面积及温度有关。
【解答】(1)变阻器与灯泡串联,滑片P向左移动时灯泡变暗,即通过灯泡的电流变小,电路中的电阻变大,所以应该接滑动变阻器的右下端接线柱,如答案图所示:

(2)该实验中,滑动变阻器除了保护电路,其主要作用是调节灯泡两端的电压,使灯泡正常发光。
(3)测量小灯泡正常发光时的电阻,移动滑动变阻器的滑片 P 的过程中,小薇应注视电压表的变化情况,直到其示数为2.5V,表示灯泡正常发光;当停止移动滑片 P 时,发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是滑动变阻器接触不良。
故答案为:A。
(4)由题图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A;则小灯泡正常发光时的电阻为: 9.6Ω;小灯泡的电阻随温度升高而变大,所以小灯泡的铭牌上标的“2.5V,0.3A”与测得的小灯泡正常发光时的电流不同。
22.【答案】(1)变小;变小
(2)变大;变小
(3)不变;变小
【解析】【分析】(1)串联电路的特点:串联电路中总电阻等于各部分电阻之和;在电源电压不变时,根据欧姆定律,电路中总电阻变化会引起电流变化。
(2)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,变形可得U=IR,可用于分析电阻两端电压的变化。
【解答】
(1)图甲中,R与R'串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片向右移动时,滑动变阻器R ' 接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大。因为电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I变小,即电流表的示数变小。又因为U=IR,R的阻值不变,电流I变小,所以R两端的电压变小,即电压表的示数变小。
(2)图乙中,R与R ' 串联,电压表测R ' 两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片向左移动时,滑动变阻器R ' 接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小。由于电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I变大,即电流表的示数变大。根据U=IR,R的阻值不变,电流I变大,所以R两端的电压变大。
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,即U=UR +UR',所以R ' 两端的电压UR' =U UR变小,即电压表的示数变小。
(3)图丙中,R与R' 串联,电压表测R' 滑片右侧部分电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变(因为是滑片右侧部分,滑片移动不改变接入电路的总电阻),所以电路的总电阻不变。
由于电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I不变,即电流表的示数不变。而电压表所测的R'滑片右侧部分电阻变小,根据U=IR,电流I不变,电阻变小,所以电压表的示数变小。
23.【答案】12Ω;3.6V;A;见解析
【解析】【分析】 电路的暗箱内的电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器的电压;
(1)根据电路的最大电流和电源电压,通过欧姆定律计算定值电阻;
(2)根据串联电路的特点和欧姆定律计算U0;
(3)将滑动变阻器滑片P移至a处,闭合暗箱开关K,发现电流表示数增加了1.5A,根据串并联的电阻特点结合欧姆定律分析电路的连接方式。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器的电压;
当滑片移动到最左端时,变阻器接入的阻值最小,此时电流最大为0.5A,
则暗箱内的电阻。
(2)根据图片可知,当滑片位于右端时,接入的阻值最大,此时电流最小为0.2A,
则定值电阻的电压为;
则滑动变阻器的最大电压。
(3)根据题意可知,当K断开时,电阻为12Ω,电流为0.5A,
将滑动变阻器滑片P移至a处,闭合暗箱开关K,发现电流表示数增加了1.5A,
则电流变为2.0A,
此时电路的总电阻为;
对于A图:K断开只有R1工作,则R1=12Ω,闭合后两个电阻并联,且R1=3R2,则R2=4Ω,
根据并联总电阻比任何一个电阻小可知,
则总电阻。
与已知情况A相符,故A符合题意;
对于B图,K断开有R1、R2串联工作,则R1+R2=12Ω,
闭合后只有电阻R1,根据以上计算知R1=3Ω,则R2=9Ω,与R1=3R2的情况不符,
故B不符合题意。
24.【答案】(1)增大
(2)定值电阻两端的电压=6V-3V=3V,因串联电路中电压之比等于电阻之比,故滑动变阻器接入电路的电阻由图乙可知,此时的握力为800N,即在电压表刻度为3V的位置上所标注的握力为800N。
(3)A;C
【解析】【分析】(1)电压表并联在哪个用电器两端,测量的就是哪个用电器两端的电压,串联电路,电源电压等于各用电器两端电压之和。串联电路的分压特点:电阻越大,分压越大。
(2)根据串联电路的电压特点、电流特点和欧姆定律可知,串联电路电压比等于电阻比可计算阻值,也可根据欧姆定律先计算电路中电流,在计算电阻的阻值,结合图乙读出力的大小。
(3)根据串联电路的分压特点进行分析判断,电阻差异越大,两个电阻两端的电压差异越大。
【解答】(1)电路为串联电路,电压表测量变阻器两端电压,向下拉弹簧,滑片向下移动,变阻器连入电路的阻值增大,由串联分压的特点可知,变阻器两端电压将变大,可知电压表示数将变大。
(3)A、增大电源电压,由欧姆定律可知,电阻变化量一定时,变阻器两端电压变化值更大,可知电压表指针的偏转角度越大,故A正确;
B、增大定值电阻的阻值,由串联分压的特点可知,变阻器电阻变化量一定时,电压变化量不明显,故B错误;
C、减小定值电阻的阻值,由串联分压的特点可知,变阻器电阻变化量一定时,电压变化量更大,故C正确;
D、将电压表量程改为3V,会导致测量范围减小,当握力过大时,会导致电压表损坏,故D错误。
故答案为:AC。
25.【答案】(1)10
(2)当x=0或x=50cm时,金属圆环接入电路中的电阻为零,此时电路为 R1的简单电路,由图乙可知,此时电路中的电流I大=0.9 A,由 可得变阻器接入电路中的电阻为 当电路中的电流最小时,电路的总电阻最大,金属圆环接入电路中的电阻最大,由图乙可知,电路中的电流 ,此时电路的总电阻为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,M、N之间的最大值-5 Ω=4Ω。
(3)0.4
(4)把M、N接到圆环其中一条直径的两端,将滑片P 移动到滑动变阻器最左端后,电路为圆环的简单电路,由电阻的并联可知,当铜丝全部位于MN上方(或下方)时,上方(或下方)的电阻最小,则电路的总电阻最小,此时MN上、下两部分电阻丝的电阻分别为:R5=25 cm×0.4 Ω/ cm= 此时电路总电阻为 则电流表的最大值为 。
【解析】【分析】(1)根据图乙进行分析,30-40厘米处,电路中电流不变,由欧姆定律可知,电路中总电阻不变,可知此时金属圆环的电阻变化量为零,即这段没有电阻,可知该段为铜丝。
(2)由欧姆定律可知电源电压一定时,电阻越小,电路中电流越大,电路为串联电路,则圆环进入电路的阻值为零时,电路有最大电流。
串联电路总电阻等于各用电器电阻之和,根据最小电流可计算得出最大电阻,用总电阻减去滑动变阻器的阻值可知的最大值。
(3)并联电路的总电阻等于各电阻阻值的倒数之和的倒数,且小于电路中任何一个电阻,所以电子丝两段阻值相等时,总电阻最大。
(4)并联电路的总电阻小于电路中任何一个电阻,所以要得到最大电流,则需要两段电阻丝的阻值差值最大,所以应将铜丝置于同一段电阻丝中。
【解答】(1)铜丝电阻忽略不计,相当于导线,当滑片在铜丝上移动时,金属圆环的总电阻不变,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流不变,由图乙可知,x的值在30~40 cm范围内时,电路中的电流不变,则该金属圆环中铜丝的长度为L=40 cm-30cm=10 cm。
(3)由题意可知,M、N之间两段弧形金属丝并联,分别将它们的阻值设为 R3、R4,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以 即 由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以当. 时,RMN最大,为4 Ω,则可解得. ,金属圆环中电阻丝的总电阻 +8Ω=16Ω,由图乙可知,金属圆环中电阻丝的总长度L总=50cm-10 cm=40 cm,所以,每1 cm电阻丝的阻值是
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