【期末满分冲刺】浙教版科学八年级上册:专题09《电流、电压与电阻的关系》期末培优冲刺
展开1.(2021八上·金华期中)如图所示电路中,电源两端电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P向右滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A. 电流表A示数变小,电压表V1示数变小,V2示数变大
B. 电流表A示数变小,电压表V1示数变大,V2示数不变
C. 电流表A示数变大,电压表V1示数变小,V2示数不变
D. 电流表A示数变小,电压表V1示数不变,V2示数变小
【答案】 B
【解析】根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电流表测总电流,电压表V1测变阻器R2的电压,电压表V2被电流表短路,示数为零。 当变阻器的滑片向右移动时,变阻器R2接入的阻值变大,根据R总=R1+R2可知,总电阻变大,则总电流变小,即电流表的示数变小。根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,电压表V1的示数变大,但是V2的示数不变,故A、C、D错误,而B正确。 故选B。
2.(2021八上·平阳期中)如图甲所示,将一电源和一未知电阻Rx 串联后置于箱内,只将A、B两个接线柱留在外面。为了测出Rx 和电源电压的值.在箱外接人一段电路加以测试。其中RO 为阻值已知的定值电阻,设电源电压不变。图乙设计中能达到目的的只有 ( )
A. ①③ B. ①③④ C. ①④ D. ②③④
【答案】 B
【解析】①当开关断开时,电阻R0与Rx串联,测出此时的电流I1。开关闭合时,电阻R0被短路,电路中只有Rx , 测出此时的电流为I2 , 则:
I1(R0+Rx)=I2Rx,可解得Rx的值,根据U=I2Rx可求得电源电压,故①符合题意;
②开关断开时,电流表和电压表的示数均为零;开关闭合时,读出电流表和电压表的示数,只能得知R0两端的电压和电路中的电流,无法得知电源电压和Rx的值,故②不合题意;
③开关断开时,电压表相当于串联在电路中,读出此时的示数U1 , 此时示数等于电源电压;
将开关闭合,此时R0与Rx串联,读出电压表的示数U2 , 可根据I=U2R0 计算出电路中的电流,Rx两端的电压Ux=U1-U2 , 则可根据Rx=UxI 计算出待测电阻Rx的值,故③符合题意;
④开关断开时,电压表串联在电路中,示数等于电源电压;
开关闭合时,R0被短路,读出电流表的示数,根据R=UI 计算出Rx的值,故④符合题意。
由此分析可知①③④能达到目的。 故选B。
3.(2021八下·余姚期中)如图所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表的示数从Ia变为Ib。下列各图中,能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( )
【答案】 B
【解析】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测R的电压,电流表测总电流。
当滑片P从a点滑到b点过程中,变阻器的阻值变大,那么通过电路的电流变小,因此在图像中,Ia在右,Ib在左;
在从b到a的过程中,电流不断变大,则变阻器的阻值变小。根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数逐渐变小,故B正确,而A、C、D错误。 故选B。
4.(2021八下·余姚期中)在图所示的电路中,R1=15欧,滑动变阻器R2标有“10Ω 2A”字样,闭合电键S,电路元件完好.当滑片向右移动时,若电压表V1的示数与电流表A示数的比值为K1 , 电压表V2的示数与电流表A示数的比值为K2 , 下列判断中正确的是( )
A. K1变大,K1〈K2 B. K2变大,K1〉K2 C. K2变小,K1〉K2 D. K1不变,K1〈K2
【答案】 B
【解析】根据图片可知,电压表V1测R1的电压,电流表测通过R1的电流,
由R=UI可知,电压表V1的示数和电流表的示数的比值K1=R1;
电压表V2测R2的电压,电流表测通过R2的电流,
由R=UI可知,电压表V2的示数和电流表的示数的比值K2=R2;
当滑片向右移动时,R1的阻值不变,即K1不变;R2的阻值增大,则K2变大。
由于15Ω>10Ω,
因此R1>R2;
即K1>K2。 故B正确,而A、C、D错误。 故选B。
5.(2021八下·台州开学考)以下关于研究“电流与电阻的关系”实验的说法正确的是( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是多次测量取平均值减少误差
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④
【答案】 A
【解析】①闭合开关前,移动滑片P到最右端,此时变阻器的阻值最大,可以防止电流过大烧坏用电器,故①正确; ②探究电流与电阻的关系时,需要控制电阻两端的电压相等而改变电阻的阻值,故②正确;
③④闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电压保持不变,故③、④错误。 故选A。
6.用如图所示的电路来研究一段电路中电流跟电阻的关系,其中滑动变阻器R′在这个实验中的主要作用是( )
A. 改变电路中的电阻,保护电阻R
B. 改变电路中的电流和电压
C. 当改变电阻R时,调节R′使电压表的示数保持不变
D. 当改变电阻R时,调节R′使电流表的示数保持不变
【答案】 C
【解析】探究电流与电阻关系的实验中,要改变电阻而控制电阻的电压相等。当换用不同的电阻后,它两端的电压会发生改变,通过移动滑动变阻器的滑片,从而使电压表的示数始终保持不变,故C正确,而A、B、D错误。 故选C。
7.(2020八上·温州期末)小温制作了一个用电压表测物体重力的仪器,它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小。如图所示,当秤盘不放重物时,滑片 P 恰好处于 a 点,闭合开关,在保证电压表安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 秤盘所放重物的质量越大,电压表的示数越小
B. 秤盘所放重物的质量越小,通过 R2 的电流越大
C. 秤盘所放重物的质量越大,R1 两端的电压越大
D. 称久了之后弹簧发生了形变,称量值比实际偏小
【答案】 B
【解析】根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测aP之间的电压。
秤盘上重物的质量越大,滑片向下移动的越多,则变阻器的阻值越大,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,电压表的示数越大,故A错误;
秤盘上重物的质量越小,滑片的位置越靠上,即变阻器的阻值越小,则通过电路的电流越大,故B正确;
根据A中分析可知,当秤盘上物体质量越大时,变阻器两端的电压越大,根据U总=U1+U2可知,R1两端的电压越小,故C错误; 称久了弹簧发生了形变,即弹簧变长了,则称量值比实际值偏大,故D错误。 故选B。
8.(2021八上·平阳期中)如图所示是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路,接在电源上,已知该电路中有一个元件断路,有一个元件短路,但不知道是哪两个元件有故障。今用一个校验电灯分别并联接入某电路两端,得到如表所示的结果。
根据表格内容可判断( )
A. 指示灯断路,开关短路 B. 指示灯断路,电热丝短路
C. 电热丝断路,开关短路 D. 开关断路,指示灯短路
【答案】 D
【解析】接a、f时能正常发光,说明电源正常;
接a、b时,不发光,说明c不能接到电源上;
接c、d时,发光暗,说明c、d能接到电源上;
接e、f时,不发光,说明e不能接到电源上;
接a、d时发光暗,说明电热丝正常;
接c、f时,正常发光说明灯短路了,故开关处也断路了。 故选D。
9.(2021八下·奉化期末)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大
B.滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大
C.滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小
D.滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大
【答案】 D
【解析】根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表测总电流。
当滑片向右滑动时,变阻器的阻值增大,总电阻增大,而总电流减小。根据U=IR可知,电压表的示数减小,故A、B错误; 当滑片向左滑动时,变阻器的阻值减小,总电阻减小,而总电流增大。根据U=IR可知,电压表的示数增大,故C错误,D正确。 故选D。
10.如图是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图,电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的气敏电阻,其电阻值会随天然气浓度的升高而变小。闭合开关S,若厨房天然气浓度升高,则下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数变大 B. 气敏电阻R的阻值变大
C. 通过电阻的电流变小 D. 气敏电阻R两端电压变大
【答案】 A
【解析】根据图片可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R0的电压。
闭合开关S,若厨房天然气浓度升高,那么气敏电阻R阻值减小,根据R总=R0+R可知,总电阻变小,根据“电流与电阻的反比关系”可知,总电流变大。根据公式U0=I0R0可知,电压表的示数变大。根据U总=U0+U可知,气敏电阻两端的电压减小。
故A正确,而B、C、D错误。 故选A。
11.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,在此过程中( )
A. 电流表A示数变大,电压表V2示数变小 B. 电流表A示数变大,电压表V1示数变小
C. 电压表V1示数变小,电压表V2示数变大 D. 电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
【答案】 A
【解析】根据电路图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测变阻器R2的电压,电流表测总电流。
闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,变阻器的阻值减小,根据R总=R1+R2可知,总电阻减小,根据“电流与电阻成反比”可知,电流表的示数增大。
根据U1=I1R1可知,电流增大,而R1的阻值不变,那么电压表V1的示数U1增大;
根据U总=U1+U2可知,U1变大,而U总不变,那么电压表V2的示数U2变小。 故A正确,而B、C、D错误。 故选A。
12.(2020八上·滨江月考)如图所示是小明设计的一种简易烟雾报警控制器。电路中R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的减小而增大,烟雾增大到一定程度使电压表的指针偏转到满刻线的处时,触发报警系统。以下做法能使控制器在烟雾较淡时就触发报警的是( )
A. 电压表改成大量程 B. 增大激光强度 C. 减小R0阻值 D. 减小电源电压
【答案】 C
【解析】当烟雾变淡时,光照强度变大,光敏电阻阻值减小,根据串联电路“电压与电阻成正比”可知,电压表的示数会变小。
A.如果电压表的量程变大,那么指针就不容易达到满刻度,故A错误;
B.增大激光强度,会使光敏电阻的阻值更小,它两端的电压更小,故B错误;
C.如果减小R0的电阻,那么它两端的电压就会减小。根据U=U+U0可知,光敏电阻的电压会增大,故C正确; D.减小电源电压,使光敏电阻两端的电压更小,故D错误。 故选C。
13.图甲所示为气敏电阻随有害尾气浓度β变化的曲线。某科技小组利用气敏电阻设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图乙所示,电源电压恒定不变,R为气敏电阻,L为指示灯。当有害尾气浓度β增大时( )
A. 电流表的示数增大,指示灯亮度增大 B. 电流表的示数减小,指示灯亮度增大
C. 电流表的示数减小,指示灯亮度减小 D. 电流表的示数增大,指示灯亮度减小
【答案】 A
【解析】根据甲图可知,当有害尾气浓度增大时,气敏电阻的阻值将变小,那么电路的总电阻变小,而电路中的电流变大,指示灯变亮,故A正确,而B、C、D错误。 故选A。
14.(2021八上·金华期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,发现三个电表中有两个电表的指针发生偏转,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障,其它元件均完好。
①电路中一定有示数的电表 表;
②接着移动变阻器R2的滑片P,发现三个电表的示数均不发生改变,则故障是 。
【答案】 V;R1开路
【解析】由题可知,闭合电键S,发现三个电表中有两个电表的指针发生偏转,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障,其它元件均完好。
①若电阻R1断路,两个电压表的正负接线柱通过变阻器、导线接在电源正负极上,两个电压表有示数;电压表的电阻无限大,使得电路中的电流为0,电流表无示数,则两个电表有示数;
若电阻R1短路,电压表V1无示数;电压表V通过导线接在电源上,电流表测量通过变阻器的电流,二者都有示数,两个电表有示数;
若滑动变阻器断路,电压表V1无示数,电流表无示数;电压表V通过导线接在电源正负极上,电压表V有示数,只有一个电表有示数;
若滑动变阻器短路,两个电压表都测电源的电压,都有示数;电流表测量的是通过电阻R1的电流,也有示数,即三个电表都有示数;
综上所述,一定有示数的是V表,而V1表、A表不一定有示数;
②由前面分析可知,满足“三个电表中有两个电表的指针发生偏转”只可能是R1断路或R1短路;
而移动变阻器R2的滑片P,发现三个电表的示数均不发生改变,说明滑动变阻器起不到调节电阻的作用,由此可知,故障原因是R1断路。
二、欧姆定律的动态电路计算
15.(2021八下·余姚竞赛)如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B. 电源电压为16V
C. R1的阻值是20Ω D. 滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】 C
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,
由图象可知,A为滑动变阻器R2的I-U关系图象,B为电阻R1的I-U图象,故A错误;
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由I-U图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B错误;
C.由I-U图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,
定值电阻R1的阻值R1=U1I=4V0.2A=20Ω , 故C正确;
D.当最小电流为0.2A时,电压表V2的示数为14V,此时变阻器的阻值最大;
则变阻器的最大阻值为:R2=U2I=14V0.2A=70Ω , 故D错误。故选C。
16.(2021八下·海曙月考)在研究“—定电压下,电流与电阻的关系”时,电路图如右图所示。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器上标有“10Ω 1.5A”字样。在a、b两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到2.5V,其原因可能是( )
A.控制电压为2.5V太高
B.电源电压4.5V太低
C.滑动变阻器的最大阻值太大
D.20Ω的电阻阻值太大
【答案】 D
【解析】探究电流与电阻的关系时,必须控制定值电阻两端的电压相等,这是通过调节滑动变阻器的滑片实现的。在整个过程中,电压表的示数不变,根据U总=U+U变可知,则变阻器两端的电压也不变,即二者电压的比值是不变的。根据UU变=RR变可知,定值电阻的阻值越大,变阻器接入的阻值越大。当定值电阻换成20Ω时,由于变阻器的最大阻值不够大,因此电压表的示数不能调到2.5V,故D正确,而A、B、C错误。 故选D。
17.(2021八下·慈溪期中)如右图所示,电压表示数为6V,电流表示数为0.2A,若图中虚框内有两只电阻,其中一只电阻R1=10Ω,则另一只电阻R2的阻值及其与Rl的连接方式,下列说法中正确的是( )
A. R2=10Ω与R1串联 B. R2=20Ω与R1并联 C. R2=20Ω与Rl串联 D. R2=10Ω与R1并联
【答案】 C
【解析】电路的总电阻R总=U总I总=6V0.2A=30Ω;
因为R总>R1 , 所以两个电阻串联。
则R2的阻值为:R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω。 故选C。
18.(2021八下·余姚期中)如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变,R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值R′=20Ω。当开关S闭合后,在将滑动变阻器的滑片由B端移动到A端的过程中,电流表示数的变化是由( )
A. 0.1A~0.3A B. 0A~0.1A C. 0.3A~0.1A D. 0.3A~0A
【答案】 A
【解析】根据图片可知,当滑片在B端时,定值电阻R与变阻器串联。
此时总电流为:I总=U总R总=3V10Ω+20Ω=0.1A;
当滑片在A端时,变阻器的阻值为零,只有定值电阻R,
此时的总电流为:I总'=U总R总'=3V10Ω=0.3A;
则电流表的示数变化范围为0.1A~0.3A。 故选A。
19.(2021八下·浙江期末)如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表的示数减小 B. 电压表与电流表的示数之比不变
C. 当滑片移到中点时,电压表示数为2 V D. 当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
【答案】 B
【解析】根据图片可知,定值电阻R与变阻器串联,电压表测定值电阻的电压。
当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,变阻器的阻值变小,那么总电阻变小,总电流变大,根据U=IR可知,电压表的示数变大,故A错误;
电压表测定值电阻的电压,电流表测通过定值电阻的电流,根据R=UI可知,两个电表的示数之比就是定值电阻R,因此它们的比值不变,故B正确;
当滑片移动到中点时,总电流I总=U总R总=6V10Ω+12×20Ω=0.3A;
此时电压表的示数:U=IR=0.3A×10Ω=3V,故C错误;
当滑片移动到a点时,变阻器接入的阻值为零,此时只有定值电阻,此时电流表的示数:I=UR=6V10Ω=0.6A , 故D错误。 故选B。
20.(2021八下·杭州开学考)如图甲所示,电源电压恒为3V,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度变化如图乙所示。闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是( )
A. 图甲中的R0有保护电路的作用 B. 温度为40℃时,电流表的示数为0.1A
C. 温度升高时,电压表的示数会变小 D. 温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
【答案】 D
【解析】A.图甲中的R0有保护电路的作用,故A正确不合题意;
B.温度为40℃时,热敏电阻R=20Ω,
此时的总电阻R总=R+R0=20Ω+10Ω=30Ω;
电流表的示数为: I总=U总R总=3V30Ω=0.1A , 故B正确不合题意;
C.温度升高时,热敏电阻R的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数会变小,故C正确不合题意;
D.电压表测R的电压,电流表测R的电流,根据R=UI可知,电压表与电流表示数的比值等于R的阻值。当温度降低时,R的阻值增大,那么电压表与电流表示数的比值增大,故D错误符合题意。 故选D。
21.小明在按如图所示电路进行“伏安法测定导体电阻”的实验,电源使用二节新干电池,被测电阻的阻值约为5 Ω,滑动变阻器的规格是“10 Ω 1.5 A”,电路连接正确,其实验数据记录如表所示,其中一组数据有拼凑的嫌疑,该组数据的实验序号是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】 D
【解析】当变阻器全部使用时,串联电路的总电阻:R总=Rx+R=5Ω+10Ω=15Ω;
两节干电池串联时总电压为3V;
根据公式R总'=U总I总'计算出表格中四组数据对应的总电阻,
分别为:6.25Ω、8.33Ω、12.5Ω、25Ω; 因为25Ω>20Ω, 所以D组数据肯定是拼凑的。 故选D。
22.现有R1、R2两个电阻,它们的U-I关系图像如图甲、乙所示。将这两个电阻串联后接入电压为6 V的电源两端,下列说法正确的是( )
A. 该电路中电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍 B. 通过电阻R1的电流是通过电阻R2电流的2倍
C. 电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压相等 D. 电阻R1与电阻R2的阻值相等
【答案】 A
【解析】根据图像可知,当电流为0.2A时,甲的电压为4V,乙的电压为2V,二者相加等于电源电压6V。
A.R1的电阻为:R1=U1I1=4V0.2A=20Ω , R2的电阻为:R2=U2I2=2V0.2A=10Ω , 故A正确;
B.通过两个电阻的电流相等,故B错误;
C.两个电阻的电压不相等,故C错误;
D.两个电阻不相等,故D错误。 故选A。
23.如图所示,R1与R2并联在电源电压为3 V的电路中。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3 A;同时闭合开关S1和S2 , 电流表的示数为0.5 A。则( )
A. R1的阻值为60 Ω B. R2的阻值为15 Ω C. 通过R1的电流是0.5 A D. 通过R2的电流是0.3 A
【答案】 B
【解析】只闭合开关S1时,只有电阻R1工作,此时电流表测通过R1的电流;
则通过R1的电流为0.3A,故C错误;
同时闭合开关S1和S2 , 电阻R1与R2并联,此时电流表测干路电流;
那么通过电阻R2的电流:I2=I总-I1=0.5A-0.3A=0.2A,故D错误;
那么R1的阻值为:R1=U1I1=3V0.3A=10Ω , 故A错误;
那么R2的阻值为:R2=U2I2=3V0.2A=15Ω , 故B错误。 故选B。
24.(2021八下·海曙月考)小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品,它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小,如图所示。
(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将________ (填 “增大”、“减小”或“不变”);
(2)一段时间后,在秤盘放2牛重的钩码时,表盘读数比2牛大,换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于______引起的(填字母)
A.R1短路B.R1断路C.R2短路D.R2断路
【答案】 (1)增大(2)A
【解析】(1)根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,由于滑片上连接的是电压表,因此无论滑片怎样移动,变阻器接入的都是全部阻值,即通过电路的电流不变。当秤盘上砝码的个数增多时,滑片向下移动,与电压表并联的电阻变大,根据U=IR可知,电压表的示数增大。
(2)电压表的示数偏大,根据U=IR可知,应该是通过电路的电流增大了,由于总电压不变,那么总电阻变小了。如果R2短路,那么电压表的示数变成0;如果R1短路,那么总电阻变小,而总电流变大,故A正确,B、C、D错误。 故选A。
25.(2021八下·浙江期末)如图所示,灯泡R1的电阻为50 Ω,滑动变阻器R2的最大电阻为200 Ω,电源电压为10 V保持不变,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片。不考虑灯泡电阻随温度变化因素。
(1)通过灯泡R1的最大电流是________。
(2)电压表的读数变化范围是________。
【答案】 (1)0.2A(2)0~8V
【解析】(1)当变阻器的滑片在a端时,它接入的阻值为零,此时只有灯泡自己工作,
通过灯泡R1的最大电流:IL=ULRL=10V50Ω=0.2A。
(2)当滑片在b端时,变阻器的阻值最大,此时电压表测变阻器的电压。
此时的总电流I总=U总R总=10V50Ω+200Ω=0.04A;
此时电压表的最大示数为:U2=I2R2=0.04A×200Ω=8V;
当变阻器的滑片在a端时,它接入的电阻为零,此时电压表的示数为零。
则电压表的示数变化范围为0~8V。
26.(2019八下·慈溪期中)在图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V1的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”);电压表V1示数与电压表V2示数的差值跟电阻R1两端电压的比值________(选填“大于1”、“等于1”或“小于1”)。在滑片移动的过程中,观察到两表示数之差从6V变到9V,电流表的示数变化了0.3A,则电阻R1=________Ω。
【答案】 不变;等于1;10
【解析】(1)当变阻器的滑片P向右移动时,变阻器R2的阻值增大,那么串联电路的总电阻变大,但是对总电压没有影响,因此电压表V1的示数不变;
(2)电压表V1测总电压,V2测变阻器的电压,根据U总=U1+U2可知,两个电压表的示数之差其实就是R1的电压,因此它们的比值等于1;
(3)在滑片移动的过程中,观察到两表示数之差从6V变到9V,即示数之差变化了3V,那么电阻R1两端的电压也变化了3V,因此它的电阻:R=△U△I=3V0.3A=10Ω。
三、欧姆定律的应用与计算
27.(2021八下·宁波期末)在如图示数的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合后,滑片P在滑动变阻器R2的某两点之间滑动的过程中,电流表的示数变化范围是1A﹣2A,电压表的示数变化范围是4V﹣8V.则定值电阻R1= Ω,电源电压U= V,R2的最大阻值= Ω。
【答案】 4;12;8
【解析】根据电路图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器的电压。
根据U总=U1+U2得到:U总=4V+2A×R1 ①;
U总=8V+1A×R1 ②;
①②联立解得:R1=4Ω,U总=12V。
变阻器接入的最大阻值为:R2=U2I2=8V1A=8Ω。
28.(2021八下·浙江期末)如图所示电路中,电阻R1是20 Ω,电压表的示数是2 V,A2的示数是0.4 A。电阻R2的阻值 Ω,A1的示数为 A。
【答案】 5;0.5
【解析】根据图片可知,电阻R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,A2测通过R2的电流。
根据并联电路的电压特点得到:U总=U1=U2=2V;
那么通过电阻R1的电流:I1=U1R1=2V20Ω=0.1A;
则电流表A1的示数:I总=I1+I2=0.1A+0.4A=0.5A; 电阻R2的阻值R2=U2I2=2V0.4A=5Ω。
29.(2021八下·杭州开学考)
(1)如图甲所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯________(选填“L1”或“L2”)两端电压。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且示数较大,电流表无读数,则故障可能是________( 选填“L1短路”.“L1断路”或“L2断路”)。
(2)如图乙所示为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6 V的电源上,通过灯泡的电流为________A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6 V的电源上,总电流为1.5 A,则该电阻的阻值为________。
【答案】 (1)L1;L2断路(2)0.2;6
【解析】后,两灯均熄灭,但电压表有读数且示数较大,电流表无读数,则故障可能是灯泡L1断路。
(2)根据串联电路的分压规律可知,6个灯泡的电阻相同,那么它们每个灯泡分得的电压为6V的16 , 即U=6V×16=1V , 根据乙图可知,此时通过灯泡的电流为0.2A。
当灯泡两端的电压为6V时,通过它的电流IL=0.5A;
那么电阻R的电流I=I总-IL=1.5A-0.5A=1A;
那么电阻R的阻值为:R=UI=6V1A=6Ω。
30.(2021八下·奉化期末)如图所示,R1=20Ω,R2是阻值为0~40Ω的变阻器,电源电压为12V。当P在B端时,电压表的示数多大?当P在AB中点时,电流表、电压表的示数各多大?
【答案】 解:①当P在B端时,R2的阻值为40Ω
电路中的总电阻为: R= R1+R2= 20Ω+40Ω= 60Ω
由欧姆定律I= UR = 12V/60Ω=0.2A
U1=IR1=0.2A×20Ω=4V
②当P在AB中点时,变阻器接入电路的阻值为: 20Ω
则电路总电阻为:R'=R1+R2=20Ω+20Ω=40Ω
此时电路电流I'= UR' =12V/40Ω=0.3A
电压表示数为: U1'=I'R1=0.3A×20Ω=6V
答:当P在B端时,电压表的示数为4V.当P在AB中点时,电流表、电压表的示数分别为:0.3A、6V。
31.(2021八下·镇海期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P从最右端a处向左移到b处,记录滑片在a、b处电流表和电压表的示数并标于图乙中M、N两点。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值。
(2)电源电压和R1的阻值。
(3)将滑片P从b点再移至某处c点(图中未标出)的过程中,两电表示数变化量的比值将________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 (1)根据甲图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
根据乙图可知,当滑片在b端时,此时变阻器全部接入电路,电阻最大,电流最小为0.2A,电压表的示数为8V, 则变阻器的最大阻值为:R2=U2I2=8V0.2A=40Ω;
(2)根据U总=U1+U2得到:U总=0.2A×R1+8V ①;
当滑片在b处时,电压表示数为4V,电流表示数为0.4A;
根据U总=U1+U2得到:U总=0.4A×R1+4V ②;
①②联立解得:R1=20Ω,U总=12V。
电源电压为12V,R1的阻值20Ω。(3)不变
【解析】(1)根据甲图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
根据乙图可知,当滑片在b端时,此时变阻器全部接入电路,电阻最大,电流最小为0.2A,电压表的示数为8V,
则变阻器的最大阻值为:R2=U2I2=8V0.2A=40Ω;
32.(2021八下·宁波期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片由b端向a端移动过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙所示,通过分析求:
(1)电源电压;
(2)电阻R阻值;
3)滑动变阻器的最大阻值.
【答案】 (1)根据甲图可知,当变阻器的滑片在最左端时,变阻器的阻值为零,此时只有定值电阻R,此时电压表的示数等于电源电压。
根据乙图可知,此时最大电流为0.6A,此时电压表的示数为6V,则电源电压为6V。
(2)根据乙图可知,当电流为0.6A时,电压表的示数为6V,
则定值电阻R=UI=6V0.6A=10Ω;
(3)当滑片在b端时,变阻器全部接入电路,此时它的阻值最大,通过电路的电流最小。
根据乙图可知,最小电流为0.1A;
此时的总电阻R总=U总I总=6V0.1A=60Ω;
则变阻器的最大阻值为:R变=R总-R=60Ω-10Ω=50Ω。
33.(2021八下·海曙月考)如图所示的电路中,电源电压为12V(恒定不变),定值电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器R’上标有“30Ω 2A”字样。
(1)当开关s闭合,R’的滑从最右端往左移动的过程中,电流表和电压表的示数变化情况是________ 。
(2)当滑片P在R’的最右端时,求通过电阻R的电流。
(3)当滑片在R’的正中位置时,电压表的示数为多少?
【答案】 (1)电流表增大,电压表减小
(2)I= UR总=12V40Ω =0.3A
(3)I’= UR总'=12V25Ω =0.48A
U’=I’R’=0.48A×15Ω=7.2V
【解析】(1)闭合开关后,变阻器R'与定值电阻R串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。当R’的滑片从最右端往左移动的过程中,变阻器的阻值减小,总电阻减小,根据I总=U总R总可知,而总电流增大。根据串联电路电压与电阻成正比可知,此时电压表的示数减小。
(2)当滑片P在R’的最右端时,变阻器R'与定值电阻R串联,
总电阻R总=R'+R=30Ω+10Ω=40Ω;
通过电阻R的电流I总=U总R总=12V40Ω=0.3A。
(3)当滑片在R’的正中位置时,定值电阻R与12R'串联,
总电阻R总'=12R'+R=12×30Ω+10Ω=25Ω;
此时的总电流为:I总'=U总R总'=12V25Ω=0.48A;
电压表的示数:U'=I'R'-0.48A×15Ω=7.2V。
34.(2021八上·柯桥月考)在综合实践活动中,为了防止某器械所受压力过大,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路,如图所示,电源电压恒为15V,报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过25 mA会损坏。其阻值随压力F的变化规律如下表所示。
(1)当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器能否移到最小阻值端?
(2)当压敏电阻Rx所受压力达到250N时,报警电路就实现报警功能,则此时滑动变阻器的接入阻值是多少?
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,则该电路应做如何调整?
【答案】 (1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能
(2)解: 报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,
由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:R总=UI=15V0.01A=1500Ω ,
由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,
则压敏电阻受到的压力为250时,
其阻值为Rx=500Ω-250N50N×20Ω=400Ω ,
所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)解:可在电路中串联电阻
35.(2020八上·浙江期中)如图甲所示,电源电压为U保持不变,R0为定值电阻。闭合开关,电流表A的示数为I,电压表V1的示数为U1 , 电压表V2的示数为U2。移动滑动变阻器得到在不同电流下的U1—I图线和U2—I图线,如图乙所示。
(1)随着电路中电流的增大,电压表V1的示数U1________(选填“减小”或“增大”)
(2)在U—I坐标中两条图线在Q点相交,此状态滑动变阻器连入电路的阻值是________Ω;
(3)请根据图像求电源电压U 和定值电阻R0的阻值。
【答案】 (1)减小
(2)0
(3)解:由图像可知:电源电压U=4.5V
U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A
R 两端的电压U=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V
R 的电阻 R = UI=Ω
【解析】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。根据公式U0=I0R0可知,当电流增大时,定值电阻两端的电压U0增大;根据公式U1=U总-U0可知,电压表V1的示数减小。
(2)电压表V1的示数等于变阻器的电压和灯泡电压之和,而电压表V2的示数等于灯泡的电压;如果两个图像相交,那么它们的示数相等,即变阻器的电压为零,根据U=IR可知,变阻器的阻值为零;
(3)由图像可知:电源电压U=4.5V;
当U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A;
定值电阻R0两端的电压U0=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V;
R0的电阻 = R0=U0I=Ω 。
36.(2020八上·浙江期末)电子体温计的探测器是热敏电阻,其阻值随着温度的变化而变化。某同学买来一个热敏电阻,准备设计和制作一支模拟电子体温.计。他计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值,按照图甲所示连接了实验电路。Rr为热敏电阻,实验时,Rr置于温控箱(图中虚线区域)中,电源电压保持不变, R1为定值电阻,R2为电阻箱(0~9999Ω可调节),S2 单刀双掷开关,开关S1和S2闭合前,他将电阻箱R2的阻值调到最大。
(1)首先调节温控箱的温度,使Rr温度为42.0℃,闭合S1 , 将S2接2,读出电压表的示数为5V。为测量此时Rr的阻值,接下来的操作是:将S2接________ (选填 “1”或“2”),调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为________ V, 读出此时R2的阻值即为42.0℃时Rr的阻值;
(2)逐渐降低温控箱的温度,根据_上述方法测量出Rr在不同温度时的阻值,若依据该同学所测数据画出的Rr阻值随温度变化的图象如图乙所示,且当Rr的温度降至32.0°C时,闭合S1 , 将S2接2,电压表示数为3V。求电阻R1的阻值;
(3)在获得如图乙所示的Rr阻值随温度变化的关系后,为了自制模拟电子体温计,小红将S2始终接2,闭合S1后,通过电压表的示数大小来显示温度高低,如果将Rr用绝缘薄包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合S1 , 当电压表示数稳定后,电压表示数最接近
【答案】 (1)1;5
(2)由图可知,t=32℃时,Rr=1000Ω,即电源电压:U=IR总=3VR1(1000Ω+R1);
当t=42℃时,Rr=200Ω,即电源电压:U=I1R总1=U1Rr1R总1=5VR1(200Ω+R1);
所以3VR1(1000Ω+R1)=5VR1(200Ω+R1)
R1=1000Ω;
(3)B
【解析】(1)串联电路是分压电路,电压是根据电阻大小来分配的,因此当电压表示数相同时,说明R2的阻值与Rr相同,所以将S2接在1,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为5V,读出此时R2的阻值即为42.0℃时Rr的阻值;
(2)由图可知,t=32℃时,Rr=1000Ω,即电源电压:U=IR总=3VR1(1000Ω+R1);
当t=42℃时,Rr=200Ω,即电源电压:U=I1R总1=U1Rr1R总1=5VR1(200Ω+R1);
所以3VR1(1000Ω+R1)=5VR1(200Ω+R1)
R1=1000Ω;
(3)由图可知,温度每升高1℃,Rr的阻值减小80Ω;人体体温约为37℃,这时Rr的阻值为:1000Ω-80Ω/℃(37℃-32℃)=600Ω;
由(2)可知,电源电压U=U=3VR1(1000Ω+R1)=3V1000Ω(1000Ω+1000Ω)=6V;
此时电路中的电流为:I=UR总=6V1000Ω+600Ω=0.00375A;
电压表示数为U1=IR1=0.00375A×1000Ω=3.75V;故B符合题意;
37.(2019八上·黄岩期末)国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,在意外熄火时,装置能自动关闭气路。该装置由电源、热敏电阻R1、滑动变阻器R0及控制元件A等组成。其模拟装置示意图如图1所示。已知电源电压U=6V,控制元件A的电阻不计,热敏电阻Rt的阻值与温度的关系如图2中的线①所示,其工作原理是:当电路控制装置中的电流I≤0.02A时,控制元件A启动保护,关闭气路,反之打开气路。
(1)停止加热(意外熄火)后,随着Rt温度降低,电路中电流将变________。
(2)在某次启动保护时Rt的温度为80°C,求此时滑动变阻R0接入电路的阻值大小;
(3)若仅将Rt更换为图2中的线②所示热敏电阻(两只热敏电阻的吸、放热本领相同),小黄发现装置启动保护的灵敏度会降低,你认为其中的原由是:________。
【答案】 (1)变小
(2)装置启动保护功能时,由题知此时电路中的电流I=0.02A,设此时电阻箱接入电路的阻值为R0 , Rt的温度为80℃,由图2中图线①可知,热敏电阻的阻值Rt=100Ω;
此时电路的总电阻为:
R总= UI=6V0.02A =300Ω
由电阻的串联可得,R1的电阻为:R0=R总-Rt=300Ω-100Ω=200Ω
(3)随着熄火后Rt温度降低,图线②所对应的热敏电阻要比图线①所对应的热敏电阻需降温至更低的温度才能启动保护,因此灵敏度降低
【解析】(1)由图2可知,温度越低, Rt 的阻值越大,电路的总电阻增大,电压不变,电流减小;
(2) 装置启动保护功能时,由题知此时电路中的电流I=0.02A,设此时电阻箱接入电路的阻值为R0 , Rt的温度为80℃,由图2中图线①可知,热敏电阻的阻值Rt=100Ω;
此时电路的总电阻为:
R总= UI=6V0.02A =300Ω
由电阻的串联可得,R1的电阻为:R0=R总-Rt=300Ω-100Ω=200Ω;
(3)由图2可知, 线②代表的电阻随着温度的降低,其电阻升高的更慢,即电路中的电流减小的更慢,这样会导致保护装置需要降低到更低的温度才能启动保护,所以灵敏度就会降低;
38.(2018八上·杭州期末)在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机,其原理示意图如图甲所示,游人手戴拳击手套, 击打可水平移动的 A 装置,A 通过压杆与压力传感器接触,压力传感器的电阻值 R 会随所受压力大小发生变化。电压表的示数可反映出打击力的大小。已知电阻 R0=120Ω,压力传感器表面能承受的最大压力为 4000N。压力传感器的电阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。若在某次游戏过程中,游人用 2000N 的力击中装置 A,此时电压表的示数为 1.5V。设电源电压恒定不变。
(1)电源电压是多少?
(2)当装置 A 不受打击力作用时,电压表的示数是多少?
【答案】 (1)电路中的电流 I=U0/R0 , 电阻 R 两端的电压 UR=IR,电源电压 U=U0+UR=6V
(2)不受打击力作用时的电流 I’=U/(R’+R0)
由 U’=I’R0得不受打击力作用时电压表的示数 U0’=1/120×120V=1V
【解析】(1)当F=2000N时,由乙图可知R的阻值为360Ω,此时电压表的示数为1.5V。先利用R0两端的电压和R0的阻值计算出电流,由电流计算出此时R两端的电压,R0和R两端的电压之和即为电源电压。
(2)由乙图得到,不受打击力时R的阻值,利用电源电压和电路中的总电阻求出电流。由R0的阻值和电流求出R0两端的电压。
39.如图是小明设计的一个简易“电子身高测量仪”的示意图。其中,电源电压恒为6V,保护电阻R0=20Ω;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量,其数据见下表。若已知小英测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置.根据题中提供的信息,解决下列问题:
①电阻棒的总电阻有多大?
②通过计算求出小聪或者小亮的身高;
③如果要简化该原理图,只保留电压表或电流表,简化后在保留表的表盘上刻画出对应的身高值,并且要求表的示数变大时对应的身高值增加.分析说明,应该保留哪个表?通过计算说明该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表的那个刻度值上?最大量程值是多少?
【答案】 解:由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压.①由表中数据可知,当P在中点时,U中=3V,I中=0.15A,根据欧姆定律可得: R中=U中I中=3V0.15A=20Ω ,电阻棒的总电阻:R总=2R总=2×20Ω=40Ω;②小聪量身高时接入电路的电阻: R1=U1I1=Ω ,∴接入电路的长度为10cm,小聪的身高是160cm-20cm+10cm=150cm;小亮量身高时接入电路的电阻: R2=U2I2=Ω ,∴接入电路的长度为30cm,所以小亮的身高是160cm-20cm+30cm=170cm;③当身高增加时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,∵ I=UR ,∴电路中的电流变小即电流表的示数变小,定值电阻R0两端的电压变小,∵串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,∴电阻棒两端的电压变大,即电压表的示数变大,故应保留电压表;∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴当达到最大量程时,电路中的电流: I=UR+R0=6V40Ω+20Ω=0.1A ,电压表的示数:U=IR=0.1A×40Ω=4V,即该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表4V的刻度值上;当滑片在a点时,滑动变阻器全部接入电路,∴测量范围最大是160cm-20cm+40cm=180cm.答:①电阻棒的总电阻有40Ω;②小聪或者小亮的身高分别为:150cm、170cm;③当身高增加时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,当电源电源一定时,电流表的示数变小,而电压表的示数变大,所以应保留电压表;该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表4V的刻度值上,最大量程值是180cm.
校验次数
1
2
3
4
5
6
校验电灯接入点
a、f
a、b
c、d
e、f
a、d
c、f
较验电灯发光情况
正常发光
不发光
亮度较暗
不发光
亮度较暗
正常发光
实验序号
A
B
C
D
电压(V)
2.4
1.8
1.2
0.6
电流(A)
0.48
0.36
0.24
0.12
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻RX/Ω
500
480
460
440
420
380
…
物理量
小聪
小英
小亮
A表示数I/A
0.20
0.15
0.12
V表示数U/V
2.0
3.0
3.6
身高h/m
*
1.6
*
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