中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题13:电路和欧姆定律
展开专题13:电路和欧姆定律
一.选择题(共36小题)
1.(2022•鄂州)到校了,早读和第一节课后,物理老师登场啦!老师先出了一道辨别导体和绝缘体的题目,下列物品常温下属于导体的是( )
A.玻璃板 B.陶瓷碗 C.橡胶鞋 D.金属勺
2.(2022•永州)下列物质属于绝缘体的是( )
A.铜 B.铝 C.银 D.橡胶
3.(2022•台州)如图,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的阻值变大。选择的接线柱是( )
A.AB B.CD C.BD D.AD
4.(2022•台州)某次实验时,电表的接线和指针的位置如图所示,其示数为( )
A.2.50伏 B.12.5伏 C.2.50安 D.12.5安
5.(2022•牡丹江)下列有关电现象的说法正确的是( )
A.充电宝给手机电池充电时,相当于电源
B.金属能导电,说明金属内部有大量的电子
C.梳过头发的塑料梳子会带电,说明摩擦可以创造电荷
D.开关断开时,教室内所有灯熄灭,说明教室内的灯是串联的
6.(2022•聊城)甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂,相互作用情况如图所示。如果丙带正电,则甲( )
A.一定带正电 B.一定带负电 C.一定不带电 D.可能带正电
7.(2022•北京)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,验电器的两片金属箔之所以张开是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
8.(2022•吉林)如图是用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近气球时的情形,则气球( )
A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.无法判断
9.(2022•宿迁)疫情防控期间,宿迁市很多学校门口新增加了人脸识别测温系统。若人脸识别通过,则控制电路会闭合开关S1,若体温测量值在正常范围内,则会闭合开关S2。只有人脸识别通过且体温在正常范围内,系统才会启动电动机打开闸门。下列有关该控制电路的设计能实现上述功能的是( )
A. B.
C. D.
10.(2022•广西)如图所示,验电器M不带电、N带负电,用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来,发现验电器M的金属箔片张开,下列说法正确的是( )
A.M带上了正电
B.N的金属箔片张角变大
C.金属棒中电流的方向由M向N
D.用手触摸金属棒,M、N的金属箔片张角不变
11.(2022•恩施州)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变、电流表A2示数变小
B.电流表A1示数变大、电压表V示数不变
C.电流表A2示数变大、电压表V示数变小
D.电流表A2示数变大、电压表V示数不变
12.(2022•永州)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变小
B.灯泡变亮
C.电流表示数变小
D.电压表的示数与电流表的示数的比值变小
13.(2022•内江)如图所示,给出了滑动变阻器四种接入电路的结构示意图。其中,当滑片P向左滑动时,使连入电路中的电阻变大的接法是( )
A. B.
C. D.
14.(2022•玉林)如图所示,电源电压为3V,电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A.5V B.3V C.2V D.1V
15.(2022•玉林)如图所示,某同学设计一个楼道照明“智能化”电路,即利用“光控开关”(天黑时自动闭合,天亮时自动断开)和“声控开关”(当有人走过发出声音时,自动闭合,无人走过没有声音时,自动断开)来控制灯泡。下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
16.(2022•牡丹江)如图所示,电源两端电压为3V,R1=5Ω。闭合开关S,电流表示数为0.1A,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流为0.6A B.R2的电阻为25Ω
C.R2两端的电压为3V D.R1两端的电压为2.5V
17.(2022•凉山州)某同学根据如图所示的电路图,测量小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针无明显偏转,电压表指针有较大偏转,则可能的原因是( )
A.电压表断路 B.小灯泡断路 C.电流表断路 D.开关断路
18.(2022•枣庄)小亮想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与长度、横截面积的关系”。他已选好代号为“a”的导体,他还应选用表中哪两个导体进行实验探究( )
导体代号
a
b
c
d
e
导体长度L/m
1.5
0.5
1.0
1.0
1.5
导体横截面积S/mm2
1.2
1.2
0.8
1.2
2.0
导体材料
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
镍铬
A.b、c B.c、e C.c、d D.b、e
19.(2022•黑龙江)下列对于生活中物理量的描述,最接近实际的是( )
A.初三学生小明的身高为15.2m
B.教室中一根粉笔重500g
C.黑龙江省夏天的气温为55℃
D.一节干电池的的电压为1.5V
20.(2022•黑龙江)请你仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是( )
A.两灯串联,两电压表示数相同
B.两灯并联,两电压表示数不同
C.两灯串联,两电压表示数不同
D.两灯并联,两电压表示数相同
21.(2022•武汉)某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
22.(2022•浙江)导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.电功
23.(2022•湖北)取两个相同的验电器甲和乙,如图,使甲带负电荷,乙不带电,下列分析错误的是( )
A.甲验电器带负电是因为它得到了电子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C.用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角都会发生改变
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中电流方向由乙到甲
24.(2022•广安)某物理兴趣小组为医院设计了一个输液自动报警器,它能在药液将要输完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体质量减少而减小,通过电铃的电流需要达到一定大小时才能发声。当输液管内液体质量减少,电表示数也变小(电源电压恒定)。下列几个电路图符合报警要求的是( )
A. B.
C. D.
25.(2022•十堰)如图所示,是2022年冬奥会闭幕式上控制舞台灯光与五环旗升降的电路原理图。闭合开关S1,舞台灯亮起,按下开关S2时,电动机才能启动控制五环旗升降;若舞台灯不亮,电动机也不启动。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
26.(2022•湖北)给某型号电烤箱设定好工作时间和温度,即闭合定时开关S1和温控开关S2,再闭合启动开关S,电烤箱开始工作。当达到了设定的工作时间或温度时,定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱就停止工作。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
27.(2022•天津)如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。则通过小灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.3A 0.2A B.0.2A 0.3A
C.0.5A 0.3A D.0.5A 0.2A
28.(2022•苏州)使用空气炸锅(如图所示)时发现:同时闭合定时开关和温控开关产生热风,仅闭合定时开关产生冷风,不会只发热不吹风。则其电路可能是( )
A. B.
C. D.
29.(2022•成都)实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A.甲电路中,开关S只控制L1
B.乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C.丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮
D.丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
30.(2022•重庆)宾馆房间有门铃系统,当房客闭合开关S1,“请勿打扰”灯泡L发光,来访者即便闭合门铃开关S2,门铃R也不发声;只有在S1断开,S2闭合时,门铃才发出“叮咚”声。R的电阻远大于L的电阻。如图中设计的电路图,跟该门铃系统功能吻合的是( )
A.
B.
C.
D.
31.(2022•鄂州)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数不变
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差不变
D.电压表示数变小,电压表与电流表A2示数的比值不变
32.(2022•荆州)在进行“探究串联电路电压特点”实验时,某同学设计的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析正确的是( )
A.如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表示数为零
B.如果只有灯泡L2断路,则开关闭合后电压表示数为零
C.开关闭合后,如果灯泡L2不亮、L1亮,一定是灯泡L2断路
D.开关闭合后,如果电压表示数为电源电压,一定是灯泡L2短路
33.(2022•宁夏)如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图,其中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时,下列说法正确的是( )
A.光敏电阻R的阻值减小
B.电流表的示数增大
C.电压表的示数增大
D.电路中消耗的总功率增大
34.(2022•郴州)如图所示为某烟雾报警器的电路简图,烟雾感应器的阻值R随烟雾浓度的增大而减小。当烟雾浓度增大时,电路中电压表的示数和灯泡亮度的变化情况是( )
A.电压表示数变大,灯泡变亮
B.电压表示数变小,灯泡变亮
C.电压表示数变小,灯泡变暗
D.电压表示数变大,灯泡变暗
35.(2022•常德)图甲是热敏电阻RT和定值电阻R的U﹣I关系图像,RT的阻值随温度的升高而变小。将RT和R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙和丙。若乙图中加在两电阻上的电压URT:UR=m,丙图中IRT:IR=n,则下关系式中正确的是( )
A.m= B.m> C.m< D.m=n
36.(2022•怀化)如图所示,导线连接无误,闭合开关后两灯都不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则其原因可能是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
二.多选题(共1小题)
(多选)37.(2022•长沙)如图甲所示,小丽在透明塑料板下放了一张爱心的图案,用丝绸裹住手指,照着图案用力摩擦塑料板后,均匀撒上木屑,竖起塑料板轻敲,板上就留下了一颗由木屑组成的爱心,如图乙所示,这个过程模拟了静电复印。下列说法正确的是( )
A.塑料板是绝缘体
B.摩擦过程中创造了电荷
C.摩擦后的塑料板和丝绸带上了同种电荷
D.木屑留在塑料板上是由于带电体吸引轻小物体
三.填空题(共8小题)
38.(2022•齐齐哈尔)用毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带 电。将该橡胶棒靠近轻质小球,二者互相排斥,则小球与橡胶棒带 (选填“同”或“异”)种电荷。
39.(2022•泰州)如图,小明用电压表测水果电池电压,由图可知:该水果电池的负极是 片,用水果电池给电路供电时,将 能转化为电能。
40.(2022•云南)梳过头发的塑料梳子,由于摩擦会带电,摩擦起电的本质是 (选填“电荷的转移”或“创造了电荷”)。将带电的梳子接触验电器的金属小球后金属箔片张开,金属箔片张开的原因是 。
41.(2022•锦州)如图所示,A和B是两个验电器,A的金属箔张开是因为同种电荷相互 ;用带有手柄的金属棒把A和B两个验电器的金属球连接起来,若瞬间电流的方向由B到A,则原来A验电器带 (选填“正”或“负”)电。金属棒的手柄是 (选填“绝缘”或“导”)体。
42.(2022•福建)塑料胶带属于 (填“绝缘体”或“导体”)。把贴在桌面的两条塑料胶带迅速撕开后让其靠近时,发现它们互相排斥,说明它们带 电荷(填“同种”或“异种”)。
43.(2022•南充)如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,R1与R2两个电阻是 联(选填“串”或“并”),此时甲、乙两表的示数比是2:3;如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲、乙两表示数之比是 。
44.(2022•安徽)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.8A,电流表A的示数为1.2A,则电阻R2= Ω。
45.(2022•扬州)在如图所示的电路中,电源电压6V,R1=12Ω。电压表量程为0~15V,电流表A量程为0~3A、A1量程为0~0.6A,闭合开关S,电压表的示数为 V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数 ,电压表示数与电流表A1示数的比值 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。为确保电表安全,R2连入电路的阻值最小为 Ω。
四.作图题(共2小题)
46.(2022•达州)某船上装有平衡警示电路,其中S为重力开关,金属片M可绕O点自由转动。
当船水平时,M在a、b中间;当船左倾到一定程度时,绿灯亮、电铃响;当船右倾到一定程度时,红灯亮、电铃响。请完成电路图。
47.(2022•广安)在如图所示电路的“〇”内填上适当的电表符号。要求:当开关S闭合时,电路连接正确。
五.实验探究题(共7小题)
48.(2022•绥化)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法。
(3)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关。
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。
A.电压表
B.电流表
C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用 代替小灯泡完成实验。
49.(2022•贺州)在“探究影响导体电阻大小的因素”中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关:
A.导体的材料
B.导体的长度
C.导体的横截面积
为了验证上述猜想,他用如图甲所示的器材进行实验,编号①②③是镍铬合金导体,④是锰铜导体。
(1)实验前开关应处于 状态。
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想 (选填猜想因素选项“A”“B”或“C”)。
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的 有关。
(4)用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,读数为 V,此时电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻为 Ω。
50.(2022•乐山)某小组同学在学习了欧姆定律后,对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良,结合实验室所提供的几种规格的导体(如表1),设计了如图1所示的电路图。
编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
(1)图1中,将三个电阻串联是为了保证 (选填“电压”或“电流”)相等。
(2)在探究“导体电阻与横截面积的关系”时,R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数,电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V,电压表V3示数如图2所示为 V。由欧姆定律分析得出,电压表示数越大,导体电阻越 (选填“大”或“小”)。多次调节滑动变阻器重复读数,可得出结论:材料和长度相同时,横截面积越大,导体电阻越 (选填“大”或“小”)。
(3)在探究“导体电阻与长度的关系”时,选用B、 和 (填导体代号),重复上述操作,可得出结论:材料和横截面积相同时,长度越长,导体电阻越大。
(4)本实验主要运用的物理方法是 (选填“控制变量法”或“模型法”)。
51.(2022•陕西)在“探究并联电路电流特点”的实验中,小华设计了如图﹣1所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为IA、IB、IC。更换多组 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示。
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.46
0.18
0.28
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 (写出关系式)。
(4)小华在某次实验时,测得C处电流IC为0.30A,观察到A处电流表指针位置如图﹣2所示,则A处电流大小为 A。
52.(2022•丽水)为研究“电流与电压的关系”,小科和小丽设计了如图甲的电路,其中电源电压恒定不变,定值电阻R为5欧。
请回答:
实验次数
一
二
三
电压/伏
1.0
1.5
2.0
电流/安
0.2
0.3
0.4
(1)如图甲,若滑片P向右移时接入的阻值变小,则待接导线应与 相连(填字母);
(2)闭合开关,小科发现电压表指针不偏转,电流表指针偏转,则故障可能是 ;
(3)小科排除故障后,通过实验获得数据如表,分析数据可得出的结论是 ;
(4)小丽用另一组同规格器材进行实验,获得的数据作出U﹣I关系如图乙,发现与预期结果不一样,分析实验过程中可能存在的问题有 。
53.(2022•绍兴)在“探究电流与电阻关系”的实验时,为了使实验操作简便,小敏用电阻箱来代替不同的定值电阻,电阻箱能提供的阻值是0~9999欧之间的任意整数值。现提供的器材有:电源(恒为6伏)、滑动变阻器(1安 50欧)、电压表(0~3伏)、电流表(0~0.6安)、电阻箱、开关和导线若干。
(1)请完成实物图甲的连接(要求滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大)。
(2)实验中滑动变阻器的作用是 。
(3)实验开始时,调节电阻箱使接入阻值为5欧,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数为 伏。
(4)小敏多次改变电阻箱的接入阻值,测得相应电流,并得出了实验结论。根据所给量程和设定电压,电阻箱可调节的范围为 。
54.(2022•河北)在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(10Ω 1A)、电压表和电流表做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线。(连线不要交叉)
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端。
(3)实验时小明设计了如下表格,通过表格可以看出,他的实验目的是探究通过导体的电流与 的关系。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
(4)小明将电源电压调为3V时,按(3)设计的方案进行实验。
①图丙是第2次实验时电流表的示数,示数为 A。
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为 Ω。
(5)小明根据实验数据描绘出了如图丁所示的图象,可以得出结论: 。
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验:
①按图甲连接电路,将电源电压调到某个值,在电路安全条件下闭合开关,移动滑片直到电压表示数为2.5V。
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发现电压表示数恰好为2.5V。通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
六.计算题(共2小题)
55.(2022•上海)如图所示电路,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关后,电流表示数为1.2安。
①求电源电压U;
②若在电路中接入一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4安,求R2的阻值。
56.(2022•济宁)长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发射,搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前,检验飞船舱体的气密性至关重要。某兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中,设计了如图所示的电路,模拟检验飞船舱体的气密性。若密闭容器不漏气,则密闭容器与真空室中的气压不发生变化;若密闭容器漏气,则密闭容器中的气压减小,真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105Pa,电源电压U=12V,定值电阻R0=18Ω;R1和R2是两个相同的压敏电阻,其阻值随环境气压的变化如表中所示。
环境气压/(×105Pa)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
压敏电阻阻值/Ω
36
22
12
6
3
2
按要求回答下列问题:
(1)当开关S接a时,若电压表的示数为10.8V,请通过计算判断密闭容器是否漏气;
(2)若密闭容器漏气,开关S接b时,电流表的示数为0.3A,求此时真空室中的环境气压。
七.综合能力题(共1小题)
57.(2022•鄂州)如图所示,科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4V,R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当被测身高增加时,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当R2实际接入的电阻值为5Ω时,电流表的读数是多少?
(3)为保证各元件安全,变阻器R2接入电路中的阻值范围是多少?
八.解答题(共2小题)
58.(2022•晋中)生活中导线与插座连接时,有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔,但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入,如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积,会更安全。请你用学过的物理知识解释其中的道理。
59.(2022•扬州)用一串小彩灯扮靓教室,发现一个小彩灯熄灭后,其他小彩灯依然发光,小丽猜想小彩灯并联;取下这个小彩灯,整串彩灯都会熄灭,小丽认为每个小彩灯应该是串联的,她决定将小彩灯接入图1所示的电路,测其电阻,探寻奥秘。已知电源电压为3V,小彩灯的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,在图1中将实物电路连接完整。
(2)接入未损坏的小彩灯,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,示数为 ,则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为 。
(3)接入灯丝断裂的小彩灯,当电压表示数为0.4V时,电流表示数为0.5A,可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为 Ω。
(4)根据实验数据可知,灯丝断裂后,小彩灯并未断路,而是相当于一段导线,起到连接电路的作用,可使其他小彩灯继续工作,但其余小彩灯实际功率会 。
九.简答题(共1小题)
60.(2022•甘肃)小胡发现穿羽绒服很轻,但在天气干燥时有些羽绒服表面容易吸附灰尘而变脏,请用物理知识解释羽绒服轻的原因及为什么羽绒服容易吸附灰尘。
专题13:电路和欧姆定律
参考答案与试题解析
一.选择题(共36小题)
1.(2022•鄂州)到校了,早读和第一节课后,物理老师登场啦!老师先出了一道辨别导体和绝缘体的题目,下列物品常温下属于导体的是( )
A.玻璃板 B.陶瓷碗 C.橡胶鞋 D.金属勺
【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。
常见的绝缘体包括:塑料、陶瓷、橡胶、空气、玻璃等。
【解答】解:金属容易导电,属于导体;玻璃、陶瓷、橡胶不容易导电,属于绝缘体。
故金属勺属于导体,玻璃板、陶瓷碗、橡胶鞋属于绝缘体。
故选:D。
【点评】对于常见的导体和绝缘体的记忆,不要死记硬背,要根据生活中哪些地面用什么导体来导电,用什么绝缘体来绝缘等。
2.(2022•永州)下列物质属于绝缘体的是( )
A.铜 B.铝 C.银 D.橡胶
【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限。
【解答】解:铜、铝、银都是金属,容易导电,是导体;橡胶不容易导电,是绝缘体。
故选:D。
【点评】此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例;生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,属于识记的内容,比较简单。
3.(2022•台州)如图,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的阻值变大。选择的接线柱是( )
A.AB B.CD C.BD D.AD
【分析】滑片P向右移动时,电阻变大,一定接入滑动变阻器的左半段,一定接入了左下方接线柱,上面的接线柱任意选择。
【解答】解:滑动变阻器应该一上一下进行连接;
根据滑动变阻器的使用特点可知,当滑片P向右移动时,接入电路的电阻阻值变大,说明接入电路的电阻丝变长,应该是接入了左半段电阻丝,因此应该是左下角的接线柱与上方任一接线柱的组合,故选项D的接法正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查了滑动变阻器接线柱的接法和移动滑片时,电阻的大小变化。滑动变阻器有四个接线柱,上面两个,下面两个,接入电路上选择上面一个,下面一个,接入电路的部分主要取决于接入的下面的接线柱。
4.(2022•台州)某次实验时,电表的接线和指针的位置如图所示,其示数为( )
A.2.50伏 B.12.5伏 C.2.50安 D.12.5安
【分析】根据电压表的量程和分度值读出示数。
【解答】解:由图可知,电表表盘标有“V”,所以是电压表;该电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为2.50V。
故选:A。
【点评】本题考查了电压表的读数,基础题。
5.(2022•牡丹江)下列有关电现象的说法正确的是( )
A.充电宝给手机电池充电时,相当于电源
B.金属能导电,说明金属内部有大量的电子
C.梳过头发的塑料梳子会带电,说明摩擦可以创造电荷
D.开关断开时,教室内所有灯熄灭,说明教室内的灯是串联的
【分析】(1)电池工作时将化学能转化成电能,充电时将电能转化成化学能;
(2)金属内部有大量的自由电子;
(3)摩擦起电的实质是电荷的转移;
(4)教室内的灯是并联的。
【解答】解:
A、充电宝正在给手机电池充电过程中,充电宝提供电能,相当于电源,故A正确;
B、金属能导电,说明金属内部有大量的自由电子,故B错误;
C、梳过头发的塑料梳子会带电,这是摩擦起电现象;当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,束缚电子能力弱的失去电子,所以摩擦起电实质上并不是创造了电荷,故C错误;
D、教室内的灯工作时互不影响,是并联的;开关断开时,教室内所有灯熄灭,是因为开关在干路中,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的组成、金属导电的原因、摩擦起电现象、家庭电路的连接方式,属于基础题。
6.(2022•聊城)甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂,相互作用情况如图所示。如果丙带正电,则甲( )
A.一定带正电 B.一定带负电 C.一定不带电 D.可能带正电
【分析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;带电体可以吸引不带电的轻小物体。
【解答】解:由图知,甲球与乙球靠近时相互排斥,所以甲球和乙球一定带同种电荷,甲可能带负电荷,也可能带正电荷;乙球和丙球相互吸引,丙带正电,则乙带负电,甲带负电;故B正确。
故选:B。
【点评】该题考查带电物体之间的相互作用,要注意,一个带电的物体吸引另一个物体时,要注意带电体具有能吸引轻小物体的特点。
7.(2022•北京)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,验电器的两片金属箔之所以张开是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
【分析】验电器是检验物体是否带电的仪器,其制作原理是:同种电荷相互排斥。
【解答】解:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用它去接触验电器的金属球时,验电器也带上负电,即验电器的金属球和两个金属箔片上都带上了负电,由于同种电荷相互排斥,故其两个金属箔片会张开。
故选:A。
【点评】明白验电器的制作原理是解决该题的关键。
8.(2022•吉林)如图是用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近气球时的情形,则气球( )
A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.无法判断
【分析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷;同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥。
【解答】解:毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,橡胶棒靠近气球时,气球被排斥,根据同种电荷相互排斥可知,气球带负电。
故选:C。
【点评】此题考查了摩擦起电的实质、电荷间的相互作用规律等知识点,属于基础性题目。
9.(2022•宿迁)疫情防控期间,宿迁市很多学校门口新增加了人脸识别测温系统。若人脸识别通过,则控制电路会闭合开关S1,若体温测量值在正常范围内,则会闭合开关S2。只有人脸识别通过且体温在正常范围内,系统才会启动电动机打开闸门。下列有关该控制电路的设计能实现上述功能的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可知,只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时,系统才会启动电动机打开闸门,说明开关S1、S2相互影响、不能独立工作即为串联,据此进行解答。
【解答】解:只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时,系统才会启动电动机打开闸门,当人脸识别不通过或体温不正常时,闸门就不会打开,这说明两个开关是相互影响的,所以两个开关是串联的,由选项可知A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了串、并联电路的设计,正确得出两开关的连接方式是关键。
10.(2022•广西)如图所示,验电器M不带电、N带负电,用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来,发现验电器M的金属箔片张开,下列说法正确的是( )
A.M带上了正电
B.N的金属箔片张角变大
C.金属棒中电流的方向由M向N
D.用手触摸金属棒,M、N的金属箔片张角不变
【分析】(1)N带的负电经金属棒流向M,使M带电;
(2)利用电荷守恒定律,N上的电荷流向M一部分,使N带电量减少;
(3)规定:电流的方向是正电荷定向移动的方向;
(4)人体是导体,用手触摸金属棒使电荷通过人体流向大地,则M、N上的电荷都减少,据此解答。
【解答】解:A、M、N的金属球通过金属棒连接后,带负电的N的电荷经金属棒流向M,使M带上负电荷,故A错误;
B、利用电荷守恒定律可知,M、N上的总电荷量不变,因为M由不带电到带电,使N的电荷量减少,则金属箔片的张角变小,故B错误;
C、在金属棒中,负电荷由N流向M,等效为正电荷由M流向N,所以金属棒中电流的方向是由M流向N,故C正确;
D、用手触摸金属棒,使负电荷通过人体流向大地,则M、N上的总电荷量减少,箔片的张角都变小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查验电器的原理及其使用、电荷守恒定律及其应用、电流的方向,掌握电荷守恒定律的内容是解答本题的关键。
11.(2022•恩施州)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变、电流表A2示数变小
B.电流表A1示数变大、电压表V示数不变
C.电流表A2示数变大、电压表V示数变小
D.电流表A2示数变大、电压表V示数不变
【分析】由电路图可知,灯泡和滑动变阻器并联,电压表灯泡两端电压,电流表A1测灯泡电流,A2测干路电流;根据滑动变阻器滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后应用并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】解:由图可知,灯泡和滑动变阻器并联,电压表灯泡两端电压,电流表A1测灯泡电流,A2测干路电流,
当滑动变阻器的滑片适当左移,接入电路中的电阻减小,
根据并联电路的特点可知,各支路的电压不变,所以电压表V的读数不变,电流表A1的读数也不变;
而滑动变阻器的接入电路中的电阻减小,电压不变,其电流增大;
根据并联电路中电流的特点可知,一条支路上的电流不变,一条支路上的电流增大,所以干路上的电流也增大,即电流表A2的读数变大,所以ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题。
12.(2022•永州)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变小
B.灯泡变亮
C.电流表示数变小
D.电压表的示数与电流表的示数的比值变小
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据变阻器两端的电压变化分析灯泡两端电压的变化,根据P=可知,灯泡实际功率的变化,进一步可知其亮暗的变化,进一步可知电压表V与电流表A示数比值变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、在滑动变阻器滑片P向左滑动过程中,接入电路中的电阻变大,根据串联电路的分压关系可知,电压表的示数变大,故A错误;
B、因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,根据串联电路的分压关系可知,灯泡两端的电压变大,由P=可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故B错误;
C、电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,电流表的示数变小,故C正确;
D、由电压表示数变大、电流表的示数变小可知,电压表V与电流表示数比值变大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的判断电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
13.(2022•内江)如图所示,给出了滑动变阻器四种接入电路的结构示意图。其中,当滑片P向左滑动时,使连入电路中的电阻变大的接法是( )
A. B.
C. D.
【分析】滑动变阻器使用时,接线柱的选取要一上一下。滑动变阻器接入电路中电阻的大小取决于电阻丝接入电路的长度,当接入电阻丝的长度变大时,电阻变大;当连入电路的电阻丝减小时,电阻变小。
【解答】解:A、由图知,滑动变阻器接左上与左下两个接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝长度变短,接入电路的阻值变小,故A不符合题意;
B、由图知,滑动变阻器接右上与左下两个接线柱,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变短,滑动变阻器接入电路的阻值变小,故B不符合题意;
C、由图知,滑动变阻器接左上与右下两个接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变长,接入电路的阻值变大,故C符合题意;
D、由图知,滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器被接成了定值电阻,当滑片向左滑动时,接入电路的阻值不变,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了滑动变阻器的接法。要使滑动变阻器的电阻变大或变小,关键是要看下边的接线柱接哪个。
14.(2022•玉林)如图所示,电源电压为3V,电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A.5V B.3V C.2V D.1V
【分析】由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表测L1两端的电压,即电压表的示数为L1两端的电压;根据串联电路的电压特点求出L2两端的电压。
【解答】解:
由电路图可知,两灯泡串联,电压表并联在L1两端,故电压表的示数即为L1两端的电压,即灯泡L1两端的电压U1=2V;
由串联电路的特点可知,L1两端的电压:U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,关键是电压表的正确使用和所测电路元件的判断,是一道基础题目。
15.(2022•玉林)如图所示,某同学设计一个楼道照明“智能化”电路,即利用“光控开关”(天黑时自动闭合,天亮时自动断开)和“声控开关”(当有人走过发出声音时,自动闭合,无人走过没有声音时,自动断开)来控制灯泡。下列符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【分析】电路中开关控制用电器时,开关和用电器是串联的。光控开关和声控开关同时控制一盏灯,同时符合光暗到一定程度,而且有一定的声音时电灯才发光,两个开关和灯泡应该是串联的。
【解答】解:A、当声控开关闭合时,形成电源短路,电灯不亮,故A不符合题意;
B、光控开关和声控开关是并联的,光暗到一定程度或有声音时都能使电灯发光,故B不符合题意;
C、当光控开关闭合时,形成电源短路,电灯不亮,故C不符合题意;
D、光控开关、声控开关和电灯是串联的,光控开关、声控开关同时闭合时电路形成通路,电灯发光,故D符合题意。
故选:D。
【点评】(1)开关控制用电器时开关和用电器是串联的,用电器和用电器之间是并联的。
(2)根据实际需要学会设计串联电路和并联电路。
16.(2022•牡丹江)如图所示,电源两端电压为3V,R1=5Ω。闭合开关S,电流表示数为0.1A,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流为0.6A B.R2的电阻为25Ω
C.R2两端的电压为3V D.R1两端的电压为2.5V
【分析】由图可知R1、R2串联,电流表测量电路中的电流;
(1)根据串联电路的特点可知通过R1的电流;
(2)(3)(4)利用欧姆定律求出R1两端的电压,根据串联电路的特点可知R2两端的电压,利用欧姆定律求出R2的阻值。
【解答】解:由图可知,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流;
A、根据串联电路的电流特点可知,串联电路中电流处处相等,所以通过R1的电流I1=I2=I=0.1A,故A错误;
BCD、根据欧姆定律可知,R1两端的电压U1=I1R1=0.1A×5Ω=0.5V;
根据串联电路的电压特点可知,R2两端的电压U2=U﹣U1=3V﹣0.5V=2.5V;
根据欧姆定律可知,R2的阻值R2===25Ω,故B正确、CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用,是一道基础题。
17.(2022•凉山州)某同学根据如图所示的电路图,测量小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针无明显偏转,电压表指针有较大偏转,则可能的原因是( )
A.电压表断路 B.小灯泡断路 C.电流表断路 D.开关断路
【分析】连接完电路后,闭合开关,电流表指针均无偏转,说明电路存在断路;
电压表的指针有明显的偏转,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外不存在断路。
【解答】解:连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表指针均无偏转,说明电路存在断路;电压表的指针有明显的偏转,说明电路故障原因是灯泡断路造成的,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查电路故障的分析,是电学实验中的常见问题,是基础性题目。
18.(2022•枣庄)小亮想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与长度、横截面积的关系”。他已选好代号为“a”的导体,他还应选用表中哪两个导体进行实验探究( )
导体代号
a
b
c
d
e
导体长度L/m
1.5
0.5
1.0
1.0
1.5
导体横截面积S/mm2
1.2
1.2
0.8
1.2
2.0
导体材料
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
镍铬
A.b、c B.c、e C.c、d D.b、e
【分析】电阻与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关,实验时温度一般不变,故不予考虑,
研究电阻与长度关系时,要控制材料和横截面积一定,找两个长度不同的导体;研究电阻与横截面积的关系时,要控制材料和长度一定,找两个横截面积不同的导体。
【解答】解:根据控制变量法的思想,研究导体电阻与长度的关系时,要控制材料和横截面积一定,找两个长度不同的导体,已选定了代号为“a”的导体,结合表格数据可知,他还要选用的导体代号是b;
研究导体电阻与横截面积的关系时,要控制材料和长度一定,找两个横截面积不同的导体,已选定了代号为“a”的导体,结合表格数据可知,他还要选用的导体代号是e,
因此想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与长度、横截面积的关系”,他已选好代号为“a”的导体,还应选用表中b、e两个导体,故D正确。
故选:D。
【点评】本题探究导体电阻与长度、横截面积的关系,主要考查控制变量法的应用,当被研究的问题与多个因素有关时,研究与一个因素的关系,控制其他因素一定,改变被研究的因素,这是控制变量法。
19.(2022•黑龙江)下列对于生活中物理量的描述,最接近实际的是( )
A.初三学生小明的身高为15.2m
B.教室中一根粉笔重500g
C.黑龙江省夏天的气温为55℃
D.一节干电池的的电压为1.5V
【分析】(1)中学生的身高约为160cm左右;
(2)500g=0.5kg,据此判断粉笔的质量是否正确;
(3)黑龙江省夏天的气温约为35℃;
(4)一节干电池的的电压为1.5V。
【解答】解:A、初三学生小明的身高为152cm=1.52m,故A错误;
B、教室中一根粉笔的质量10g=0.01kg,故B错误;
C、黑龙江省夏天的气温为35℃,不会达到55℃,故C错误;
D、一节干电池的的电压为1.5V,故D正确。
故选:D。
【点评】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
20.(2022•黑龙江)请你仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是( )
A.两灯串联,两电压表示数相同
B.两灯并联,两电压表示数不同
C.两灯串联,两电压表示数不同
D.两灯并联,两电压表示数相同
【分析】分析电路图、明确各电路元件的连接方式,确定电压表测哪部分电路电压,根据串联电路电压规律进行分析即可。
【解答】解:由图可知,灯L1与L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压,由串联电路电压规律可知,U=U1+U2,电压表V1的示数大于电压表V2的示数。
故选:C。
【点评】本题主要考查串联电路电压规律,分析清楚电路结构是正确解题的关键。
21.(2022•武汉)某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
【分析】影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积。探究这些因素的时候,常常使用控制变量法进行实验,改变一个量,控制其他量不变,分析最后结果的变化情况。根据给出的表格即可判断四个选项。
【解答】为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,需要控制材料和横截面积相同,改变长度,分析电阻阻值的变化,应选②③;
为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,需要控制材料和长度相同,改变导体横截面积,分析电阻阻值的变化,应选①②;
为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,需要控制长度和横截面积相同,改变导体材料,分析电阻阻值的变化,应选②④;
所以A、B、C错误,D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和控制变量法的设计和应用,属于中档题。
22.(2022•浙江)导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.电功
【分析】电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因。
【解答】解:自由电子定向移动形成电流,电压是形成电流的原因。图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,动力即为电压,故C符合题意,A、B、D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了对电压的理解,属于基础题。
23.(2022•湖北)取两个相同的验电器甲和乙,如图,使甲带负电荷,乙不带电,下列分析错误的是( )
A.甲验电器带负电是因为它得到了电子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C.用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角都会发生改变
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中电流方向由乙到甲
【分析】(1)电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)正电荷移动的方向是电流的方向;自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
(3)容易导电的是导体,不容易导电的是绝缘体。
【解答】解:A、甲验电器带负电是因为它得到了电子,故A正确;
B、甲中的两金属箔带有同种电荷,因同种电荷相互排斥,箔片能够张开,故B正确;
C、橡胶棒是绝缘体,用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角不会发生变化,故C错误;
D、自由电子的定向移动方向与电流方向相反,金属杆和金属球接触的一瞬间,金属杆中电流方向是从乙到甲,故D正确。
故选:C。
【点评】理解电荷间的作用规律、理解电流的方向,是解答此题的关键,基础题。
24.(2022•广安)某物理兴趣小组为医院设计了一个输液自动报警器,它能在药液将要输完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体质量减少而减小,通过电铃的电流需要达到一定大小时才能发声。当输液管内液体质量减少,电表示数也变小(电源电压恒定)。下列几个电路图符合报警要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】可变电阻R的阻值随管内液体质量的减少而减小,电流需要达到一定大小时电铃才能发声,当输液管内液体质量减少,电表的示数也变小,由此分析解答。
【解答】解:(1)当输液管内液体质量减少,R的阻值减小,能使通过电铃的电流增大,所以R与电铃应串联在电路,而A、C图中电铃与R并联,故A、C不符合题意;
(2)R与电铃串联,R的阻值变小,电路总电阻变小,电源电压一定,由知电路中电流变大,由U=IR知,此时电铃两端电压变大,由串联电路的电压特点知,R两端电压变小,故B错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题是电路的设计,考查了电路串联电路特点、欧姆定律的应用,利用好可变电阻R的阻值随管内液体的减少而减小是关键。
25.(2022•十堰)如图所示,是2022年冬奥会闭幕式上控制舞台灯光与五环旗升降的电路原理图。闭合开关S1,舞台灯亮起,按下开关S2时,电动机才能启动控制五环旗升降;若舞台灯不亮,电动机也不启动。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据开关闭合后指示灯和电动机的工作情况分析电路的连接情况,再选择合适的电路图。
【解答】解:当开关S1闭合时舞台灯亮起,此时电动机不工作;当开关S2闭合,电动机才能启动,说明指示灯与电动机互不影响,即两者是并联的,开关S1在干路上,S2在电动机支路上,故C符合要求,ABD不符合要求。
故选:C。
【点评】本题考查电路的设计,根据题意正确分析指示灯和电动机的连接方式以及开关的位置是关键。
26.(2022•湖北)给某型号电烤箱设定好工作时间和温度,即闭合定时开关S1和温控开关S2,再闭合启动开关S,电烤箱开始工作。当达到了设定的工作时间或温度时,定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱就停止工作。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】电烤箱设定好工作时间和温度,即闭合定时开关S1和温控开关S2,再闭合启动开关S,S控制定时开关S1和温控开关S2,电烤箱开始工作。当达到了设定的工作时间或温度时,定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱就停止工作,可控制开关S,据此分析。
【解答】解:A、电烤箱设定好工作时间和温度,即闭合定时开关S1和温控开关S2,再闭合启动开关S,S控制定时开关S1和温控开关S2,电烤箱开始工作。当达到了设定的工作时间或温度时,定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱就停止工作,可控制开关S,故三个开关应该串联;故A正确;
BD、三个开关都闭合,电路短路,故BD错误;
C、定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱不能停止工作;故C错误;
故选:A。
【点评】本题主要考查了串并联电路的设计,题目有一定难度。
27.(2022•天津)如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。则通过小灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.3A 0.2A B.0.2A 0.3A
C.0.5A 0.3A D.0.5A 0.2A
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A测干路的电流,电流表A1测灯L1的电流;由并联电路的特点求出流过小灯泡L1上的电流。
【解答】解:因为两灯泡并联,电流表A测干路的电流,电流表A1测灯L1的电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以流过灯泡L2的电流:I2=IA﹣IA1=0.5A﹣0.3A=0.2A。
故通过灯泡L1的电流是0.3A;通过灯泡L2的电流是0.2A;
故选:A。
【点评】分析清楚电路结构、熟练应用并联电路的电流特点可以正确解题。
28.(2022•苏州)使用空气炸锅(如图所示)时发现:同时闭合定时开关和温控开关产生热风,仅闭合定时开关产生冷风,不会只发热不吹风。则其电路可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】空气炸锅工作时,可以单独产生风,也可以产生热风,但不能只发热不吹风,说明电动机和电吹风可以独立工作、互不影响即为并联,且发热管支路有开关控制,据此进行解答。
【解答】解:
A.由图可知,发热管和电动机串联,同时闭合定时开关和温控开关,只发热不吹风,故A不符合题意;
B.由图可知,发热管和电动机并联,只闭合温控开关时,只有发热管工作,只发热不吹风,故B不符合题意;
C.由图可知,发热管和电动机并联,只闭合温控开关时,只有发热管工作,只发热不吹风,故C不符合题意;
D.由图可知,只闭合定时开关时,电动机工作产生冷风;再闭闭合温控开关时,电动机和发热管同时工作吹热风;只闭合合温控开关时发热管不工作,不会出现只发热不吹风,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串并联电路的设计,根据题干中的条件分析每一个选项即可得出答案。
29.(2022•成都)实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A.甲电路中,开关S只控制L1
B.乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C.丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮
D.丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
【分析】(1)开关与其控制的灯泡串联接入电路;
(2)串联电路互相影响,并联电路互不影响;
(3)根据电路的三种状态:通路、开路、短路分析。
【解答】解:A、甲中,两灯泡串联接入电路,开关可控制两个灯泡,故A错误;
B、乙中,开关断开,两灯泡串联接入电路,开关闭合,L1短路,L2亮,故B错误;
C、丙中,闭合开关,两灯泡短路,都不亮,故C错误;
D、丁中,闭合开关,两灯泡并联接入电路,断开开关,电路为灯泡L2的简单电路,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电路的辨别,分清电路的三种状态是关键。
30.(2022•重庆)宾馆房间有门铃系统,当房客闭合开关S1,“请勿打扰”灯泡L发光,来访者即便闭合门铃开关S2,门铃R也不发声;只有在S1断开,S2闭合时,门铃才发出“叮咚”声。R的电阻远大于L的电阻。如图中设计的电路图,跟该门铃系统功能吻合的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】并联电路中,各支路互不影响,根据用电器的工作特点判定电路的连接方式和各个开关的作用。
【解答】解:由题意可知,当房客闭合开关S1,“请勿打扰”灯泡L发光,来访者即便闭合门铃开关S2,门铃R也不发声,此时门铃R可能被短路;只有在S1断开,S2闭合时,门铃才发出“叮咚”声。R的电阻远大于L的电阻,说明灯泡与门铃R串联,S1与门铃R并联,S2在门铃R的支路,故A正确。
故选:A。
【点评】此题以宾馆房间的门铃系统考查电路图的设计,读懂题意,明确灯泡L和门铃R连接方式是关键。
31.(2022•鄂州)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数不变
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差不变
D.电压表示数变小,电压表与电流表A2示数的比值不变
【分析】由电路图可知,R2与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源两端的电压;
根据电源电压可知滑片移动时电压表V的示数变化,根据并联电路电流特点、欧姆定律可知电路中电流的变化,然后得出电压表示数与电流表示数的比值、差的变化。
【解答】解:由电路图可知,R2与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源两端的电压;
B、电源电压不变,则滑片移动过程中电压表示数不变,故B错误;
A、滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;并联电流互不影响,则通过R1的电流不变,即电流表A1示数不变;根据并联电流的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表A2示数变大,两个电流表示数的差变大,故A正确;C错误;
D、电压表V的示数不变,电流表A2示数变大,其比值变小,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
32.(2022•荆州)在进行“探究串联电路电压特点”实验时,某同学设计的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析正确的是( )
A.如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表示数为零
B.如果只有灯泡L2断路,则开关闭合后电压表示数为零
C.开关闭合后,如果灯泡L2不亮、L1亮,一定是灯泡L2断路
D.开关闭合后,如果电压表示数为电源电压,一定是灯泡L2短路
【分析】该电路为串联电路,电压表测量L1的电压;电压表示数为零时,L2断路或L1短路;电压表示数为电源电压时,L1断路或L2短路;只要有一个灯泡亮,另一个灯泡一定是短路,据此解答。
【解答】解:该电路为两个灯泡的串联,电压表测量灯泡L1两端的电压;
A、只有L1断路时,电压表的读数等于电源电压,故A错误;
B、只有灯泡L2断路时,电路中无电流,两个灯泡都不亮,且电压表无示数,故B正确;
C、开关闭合后,L1亮,L2不亮,则L2短路,故C错误;
D、电压表示数等于电源电压时,可能是L1断路,也可能是L2短路,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查利用电压表判断电路的故障、串联电路中电压关系等,掌握电路变化是解答本题的关键。
33.(2022•宁夏)如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图,其中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时,下列说法正确的是( )
A.光敏电阻R的阻值减小
B.电流表的示数增大
C.电压表的示数增大
D.电路中消耗的总功率增大
【分析】由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)分析电路的连接及电表测量的量,当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度的减弱,光敏电阻R的阻值增大,根据串联电阻的规律判断总电阻变化,由欧姆定律分析电路中电流变化,根据U=IR确定定值电阻电压变化,根据串联电路电压的规律得出电压表示数变化。
(2)根据P=UI来判断电路消耗的总功率的情况。
【解答】解:ABC、图甲中,闭合开关,R、R0串联,电流表测量电路电流,电压表测量光敏电阻R两端的电压;当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时,光照强度减小,光敏电阻R的阻值变大,电路中的电流变小,根据串联分压特点可知R两端的电压变大,电压表的示数变大,故AB错误,C正确;
D、电源电压不变、电路中的电流变小,由P=UI可知,电路消耗的总功率减小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从题干中获取有用的信息是关键。
34.(2022•郴州)如图所示为某烟雾报警器的电路简图,烟雾感应器的阻值R随烟雾浓度的增大而减小。当烟雾浓度增大时,电路中电压表的示数和灯泡亮度的变化情况是( )
A.电压表示数变大,灯泡变亮
B.电压表示数变小,灯泡变亮
C.电压表示数变小,灯泡变暗
D.电压表示数变大,灯泡变暗
【分析】由电路图可知,烟雾感应器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据“烟雾感应器的阻值R随烟雾浓度的增大而减小”可知,当烟雾浓度增大时R的阻值变化,根据串联电路的分压原理可知,R两端电压的变化,根据欧姆定律可知电路中电流变化,进而判断灯泡亮度的变化。
【解答】解:由电路图可知,烟雾感应器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
因烟雾感应器的阻值R随烟雾浓度的增大而减小,所以当烟雾浓度增大时,烟雾感应器R阻值减小,由串联电路的分压原理可知,此时烟雾感应器R两端的电压变小,即电压表的示数变小;
由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,灯泡变亮,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,从题干中获取有用的信息是关键。
35.(2022•常德)图甲是热敏电阻RT和定值电阻R的U﹣I关系图像,RT的阻值随温度的升高而变小。将RT和R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙和丙。若乙图中加在两电阻上的电压URT:UR=m,丙图中IRT:IR=n,则下关系式中正确的是( )
A.m= B.m> C.m< D.m=n
【分析】由图乙可知,热敏电阻与电阻R串联,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出热敏电阻与电阻R两端的电压之比即可得出电阻的表达式;
由图丙可知,热敏电阻与电阻R并联,根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出通过热敏电阻与电阻R的电流之比即可得出电阻的表达式;
根据“RT的阻值随温度升高而减小”,结合两电路图中热敏电阻与电阻R两端的电压关系得出电阻关系,进一步得出答案。
【解答】解:由图乙可知,热敏电阻与电阻R串联,因串联电路中各处的电流相等,
由I=可得热敏电阻与电阻R两端的电压之比 ===m 则RT=mR,
由图丙可知,热敏电阻与电阻R并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以通过热敏电阻与电阻R的电流之比为,==n 则RT′=,
RT的阻值随温度升高而减小,因热敏电阻受温度的影响,温度越高电阻越大,所以RT>RT′,则mR>,即m>。
故选:B。
【点评】本题考查了串、并联电路的特点和欧姆定律的应用,正确比较两电路图中灯泡的电阻大小关系是关键。
36.(2022•怀化)如图所示,导线连接无误,闭合开关后两灯都不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则其原因可能是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
【分析】根据电路图可知,两灯泡串联,电压表测量L1两端电压,电流表测量电路中的电流,根据选项逐一分析找出符合要求的选项。
【解答】解:A、如果灯L1短路,电压表被短路,电压表无示数,电路为L2的基本电路,电流表示数变大,故A错误;
B、如果灯L1断路,则电路中无电流,电流表示数为0;电压表与电源之间是接通的,测量的是电源电压,有示数,故B正确;
C、如果灯L2短路,则电压表测量的是电源电压,电压表有示数,电流表有示数,示数变大,故C错误;
D、如果灯L2都断路,则整个电路断路,电路中无电流,两表都无示数,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力,电路故障分短路和开路两种情况,平时做实验时试一试,多总结、提高分析能力。
二.多选题(共1小题)
(多选)37.(2022•长沙)如图甲所示,小丽在透明塑料板下放了一张爱心的图案,用丝绸裹住手指,照着图案用力摩擦塑料板后,均匀撒上木屑,竖起塑料板轻敲,板上就留下了一颗由木屑组成的爱心,如图乙所示,这个过程模拟了静电复印。下列说法正确的是( )
A.塑料板是绝缘体
B.摩擦过程中创造了电荷
C.摩擦后的塑料板和丝绸带上了同种电荷
D.木屑留在塑料板上是由于带电体吸引轻小物体
【分析】(1)不容易导电的物体是绝缘体。
(2)摩擦起电的实质是电子的转移。
(3)相互摩擦的两个物体会带等量的异种电荷。
(4)带电体能够吸引轻小物体。
【解答】解:A、塑料板是绝缘体,故A正确;
B、摩擦过程中不会创造电荷,故B错误;
C、摩擦后的塑料板和丝绸带上了异种电荷,故C错误;
D、由于带电体能吸引轻小物体,所以在平放的塑料板上面均匀地撒上一层干木屑时,塑料板上带电区域把木屑吸住,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了模拟静电复印的原理,应用摩擦起电、人体能导电、带电体能吸引轻小物体等知识可以正确答题。
三.填空题(共8小题)
38.(2022•齐齐哈尔)用毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带 负 电。将该橡胶棒靠近轻质小球,二者互相排斥,则小球与橡胶棒带 同 (选填“同”或“异”)种电荷。
【分析】①摩擦起电的实质是电荷的转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电。
②同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:因橡胶棒原子核束缚电子的能力强,毛皮与橡胶棒摩擦时毛皮上的电子会转移到橡胶棒上,橡胶棒因得到电子带负电;
因同种电荷相互排斥,所以将该橡胶棒靠近轻质小球,二者互相排斥,说明小球与橡胶棒带同种电荷。
故答案为:负;同。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质和电荷间的相互作用规律,是一道基础题目。
39.(2022•泰州)如图,小明用电压表测水果电池电压,由图可知:该水果电池的负极是 铁 片,用水果电池给电路供电时,将 化学 能转化为电能。
【分析】(1)由图中电压表指针的偏转方向可判断电流方向,同时能判断水果电池的极性。
(2)水果电池是将化学能转化为电能的装置。
【解答】解:图中电压表指针正常偏转,则连接电压表正接线柱的是电池的正极,即铜片是水果电池的正极,铁片是电池的负极。
水果电池和干电池、蓄电池类似,都是将化学能转化为电能的装置。
故答案为:铁;化学。
【点评】本题考查的是电源的能量转化和用电压表判断水果电池极性方法。运用电压表判断水果电池的正负极时,电压表正常偏转则连接电压表正接线柱的是电池的正极;电压表反向偏转时,连接电压表正接线柱的是电池的负极。
40.(2022•云南)梳过头发的塑料梳子,由于摩擦会带电,摩擦起电的本质是 电荷的转移 (选填“电荷的转移”或“创造了电荷”)。将带电的梳子接触验电器的金属小球后金属箔片张开,金属箔片张开的原因是 同种电荷相互排斥 。
【分析】(1)摩擦起电的实质是电子发生了转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电;
(2)电荷之间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:(1)摩擦起电实质是电荷的转移,一种物质失去多少电子,另一种物质就得到多少电子;
(2)用验电器检验物体是否带电时,金属箔片因带同种电荷相互排斥而出现夹角,其工作原理是同种电荷相互排斥。
故答案为:电荷的转移;同种电荷相互排斥。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、电荷间相互作用的规律,属于基础题。
41.(2022•锦州)如图所示,A和B是两个验电器,A的金属箔张开是因为同种电荷相互 排斥 ;用带有手柄的金属棒把A和B两个验电器的金属球连接起来,若瞬间电流的方向由B到A,则原来A验电器带 负 (选填“正”或“负”)电。金属棒的手柄是 绝缘 (选填“绝缘”或“导”)体。
【分析】验电器工作的原理:同种电荷互相排斥;
物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反;
容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体。
【解答】解:验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的,A的金属箔张开是因为A验电器的两片金属箔片带同种电荷;
物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,已知瞬间电流的方向由B到A,相当于正电荷从B到A(实际是自由电子从A到B),所以A验电器带负电;
使用金属棒连接两个验电器的过程中,为了避免电荷向其他方向转移,使用的手柄必须是绝缘体。
故答案为:排斥;负;绝缘。
【点评】此题考查了验电器的原理、电流的方向及材料绝缘性的应用,是一道电现象的基础题。
42.(2022•福建)塑料胶带属于 绝缘体 (填“绝缘体”或“导体”)。把贴在桌面的两条塑料胶带迅速撕开后让其靠近时,发现它们互相排斥,说明它们带 同种 电荷(填“同种”或“异种”)。
【分析】(1)容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体;
(2)电荷间的相互作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
【解答】解:(1)塑料胶带不容易导电属于绝缘体;
(2)两条塑料胶带靠近时,发现它们互相排斥,根据电荷间的相互作用规律:同种电荷互相排斥,说明它们带同种电荷。
故答案为:绝缘体;同种。
【点评】本题是一道基础题,考查了绝缘体、电荷间的相互作用,熟练掌握基础知识即可正确答题。
43.(2022•南充)如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,R1与R2两个电阻是 并 联(选填“串”或“并”),此时甲、乙两表的示数比是2:3;如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲、乙两表示数之比是 3:1 。
【分析】由电路图可知,当两表为电流表,且只闭合开关S1时,两电阻并联,电流表甲测量通过R2的电流,电流表乙测量干路中的总电流,根据并联电路的电流规律和欧姆定律求得两电阻的阻值之比;
当两表为电压表,且开关都闭合时,两电阻串联,电压表甲测量总电压,电压表测量R2两端的电压,根据串联电路的电流规律和欧姆定律求得两电压表的示数之比。
【解答】解:当甲、乙都是电流表时,只闭合S1,两个电阻并联,且电流甲测量R2的电流,电流乙测量干路的总电流;
此时甲、乙两表的示数之比是2:3,即:I2:I=2:3,
因为并联电路干路中的总电流等于各支路电流之和,所以通过R1的电流和通过R2的电流之比为:
I1:I2=(I﹣I2):I2=(3﹣2):2=1:2;
并联电路各支路两端的电压相等,由U=IR可得:I1R1=I2R2,
则两电阻的阻值之比为:R1:R2=I2:I1=2:1,
当甲、乙都是电压表,闭合S1和S2,两电阻串联,电压表甲测量的是总电压,电压表乙测量R2两端的电压;
因为串联电路中各处电流相等,根据U=IR可得,两电阻两端的电压之比为:,
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以电压表甲、乙的示数之比为:
U甲:U乙=U:U2=(U1+U2):U2=(2+1):1=3:1。
故答案为:并;3:1。
【点评】本题考查串并联电路的辨别、特点及其应用,掌握电压表和电流表的使用是解答本题的关键。
44.(2022•安徽)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.8A,电流表A的示数为1.2A,则电阻R2= 30 Ω。
【分析】由图可知,闭合开关,R1、R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路的电流;根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流;利用欧姆定律可知R1两端的电压,根据并联电路的电压特点可知电阻R2两端的电压,利用欧姆定律可知R2的阻值。
【解答】解:由图可知,R1、R2并联,闭合开关,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路的电流;
根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电流I2=I﹣I1=1.2A﹣0.8A=0.4A;
由I=可知,R1两端的电压U1=I1R1=0.8A×15Ω=12V;
根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压U2=U1=12V;
由I=可知,电阻R2的阻值:R2===30Ω。
故答案为:30。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用,是一道电学常考题,难度不大。
45.(2022•扬州)在如图所示的电路中,电源电压6V,R1=12Ω。电压表量程为0~15V,电流表A量程为0~3A、A1量程为0~0.6A,闭合开关S,电压表的示数为 6 V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数 变大 ,电压表示数与电流表A1示数的比值 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。为确保电表安全,R2连入电路的阻值最小为 2.4 Ω。
【分析】(1)由图可知,该电路为并联电路,电压表测量电源两端的电压;电流表A测量的是干路中的电流,电流表A1测量的是通过R1的电流;根据电源电压判定电压表示数;根据滑片移动方向判定滑动变阻器接入电路电阻的变化,根据欧姆定律判定通过滑动变阻器电流的变化;根据并联电路的电流关系分析干路中电流的变化;定值电阻阻值保持不变;
(2)根据并联电路独立工作、互不影响可知移动滑片时通过R1的电流不变,根据并联电路的电流特点求出电流表A最大示数时通过滑动变阻器的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小电阻值。
【解答】解:由图可知,该电路为并联电路,电压表测量电源两端的电压;电流表A测量的是干路中的电流,电流表A1测量的是通过R1的电流。
(1)电源电压U=6V保持不变,所以闭合开关S,电压表的示数为6V;
闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;
根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表A的示数变大;
R1阻值一定,所以电压表示数与电流表A1示数的比值=R1保持不变;
(2)由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,则移动滑片时,通过R1的电流不变,即I1===0.5A,
当电流表A的示数为3A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时通过变阻器R2的电流:
I2max=Imax﹣I1=3A﹣0.5A=2.5A,
由欧姆定律得滑动变阻器接入电路电阻的最小值:R2min===2.4Ω。
故答案为:6;变大;不变;2.4。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道滑片移动时通过R1的电流不变且电流表A的示数最大为3A时滑动变阻器接入电路的电阻最小。
四.作图题(共2小题)
46.(2022•达州)某船上装有平衡警示电路,其中S为重力开关,金属片M可绕O点自由转动。
当船水平时,M在a、b中间;当船左倾到一定程度时,绿灯亮、电铃响;当船右倾到一定程度时,红灯亮、电铃响。请完成电路图。
【分析】串联的各电路元件相互影响,不能独立工作,并联的各电路元件互不影响,能独立工作;根据题意判断各电路元件的连接方式,然后连接电路图。
【解答】解:当船左倾到一定程度时,绿灯亮、电铃响,开关接a,绿灯与电铃串联接入电路;
当船右倾到一定程度时,红灯亮、电铃响,开关接b,红灯与电铃串联接入电路;
由题意可知,红灯与绿灯互不影响,能独立工作,它们是并联的,
不论开关接a还是接b,电铃都接入电路,电铃串联在干路中,电路图如图所示:
。
【点评】本题考查了设计电路的能力,注意并联电路中各用电器互不影响,而串联电路中各元件相互影响。
47.(2022•广安)在如图所示电路的“〇”内填上适当的电表符号。要求:当开关S闭合时,电路连接正确。
【分析】电流表是串联使用的,电压表是并联使用的。由于两个电灯都要发光,据此填入电表;
【解答】解:题目要求,开关S闭合时,电路连接正确。
若右边圆圈内填入电流表,则左下方圆圈内只能填电压表,防止电源被短路,但此时导线将R2和电流表短路,所以右边圆圈内填入电压表,左下方圆圈内只能填电流表;R1和R2并联接入电路,如图所示:
。
【点评】本题考查了电流表和电压表在电路中的作用,属于中档题。
五.实验探究题(共7小题)
48.(2022•绥化)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察 小灯泡的亮度 比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是 控制变量法 和转换法。
(3)分别将编号为 A、B 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 横截面积 有关。
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 C 的工作原理中。
A.电压表
B.电流表
C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用 电流表 代替小灯泡完成实验。
【分析】(1)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫做转换法;
(2)(3)(4)(5)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变;
(6)电流表可较准确的测量电流大小。
【解答】解:(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法;
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,所以本实验采用的研究方法是控制变量法和转换法;
(3)要探究导体的电阻与导体材料的关系,应控制长度和横截面积相同,而材料不同,因此应将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验;
(4)如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验,即此时的长度和材料相同,但横截面积不同,故是为了验证导体的电阻与横截面积的关系;
(5)如果选用编号为C、D两根电阻丝进行实验,即此时的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在材料和横截面积相同,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中,故选:C;
(6)发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
故答案为:(1)小灯泡的亮度;(2)控制变量法;(3)A、B;(4)横截面积;(5)C;(6)电流表。
【点评】本题是一道实验题,考查了影响导体对电流的阻碍作用与导体的长度和横截面积的关系,解题时注意控制变量法的应用,分析实验数据,根据导体条件的不同及对应的实验数据的不同得出结论,是正确解题的前提与关键。
49.(2022•贺州)在“探究影响导体电阻大小的因素”中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关:
A.导体的材料
B.导体的长度
C.导体的横截面积
为了验证上述猜想,他用如图甲所示的器材进行实验,编号①②③是镍铬合金导体,④是锰铜导体。
(1)实验前开关应处于 断开 状态。
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想 B (选填猜想因素选项“A”“B”或“C”)。
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的 材料 有关。
(4)用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,读数为 2.2 V,此时电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻为 11 Ω。
【分析】(1)为了保护电路,实验前开关应处于断开状态;
(2)(3)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,在探究过程中需用到控制变量法,不加特殊说明,认为温度相同;
(4)根据电压表选用量程确定分度值读数,根据R=算出导体的电阻。
【解答】解:(1)为了保护电路,实验前开关应处于断开状态;
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,根据题意可知,①②两根导体材料、横截面积相同,而长度不同,所以是验证B电阻与导体长度的关系;
(3)①④两根导体,长度、横截面积相同,材料不同,而电流表的示数不同,说明两导体的电阻不同,所以导体电阻大小跟导体的材料有关;
(4)用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V;此时电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻为:
R===11Ω。
故答案为:(1)断开;(2)B;(3)材料;(4)2.2;11。
【点评】该题主要考查了用控制变量法探究影响导体电阻大小的因素,同时考查了电压表读数和电阻的计算等知识。
50.(2022•乐山)某小组同学在学习了欧姆定律后,对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良,结合实验室所提供的几种规格的导体(如表1),设计了如图1所示的电路图。
编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
(1)图1中,将三个电阻串联是为了保证 电流 (选填“电压”或“电流”)相等。
(2)在探究“导体电阻与横截面积的关系”时,R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数,电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V,电压表V3示数如图2所示为 0.5 V。由欧姆定律分析得出,电压表示数越大,导体电阻越 大 (选填“大”或“小”)。多次调节滑动变阻器重复读数,可得出结论:材料和长度相同时,横截面积越大,导体电阻越 小 (选填“大”或“小”)。
(3)在探究“导体电阻与长度的关系”时,选用B、 D 和 E (填导体代号),重复上述操作,可得出结论:材料和横截面积相同时,长度越长,导体电阻越大。
(4)本实验主要运用的物理方法是 控制变量法 (选填“控制变量法”或“模型法”)。
【分析】(1)串联电路的特点是电路处处相等;
(2)电压表读数应分析量程和分度值;根据串联分压原理,电压越大,电阻也越大;
(3)探究“导体电阻与长度的关系”时,要控制横截面积和材料相同;
(4)对探究实验“影响导体电阻大小的因素”,改变某一个变量,控制其他量不变看最终结果是否会有影响,这种方法叫做控制变量法。
【解答】解:(1)串联电路的特点是电路处处相等,故三个电阻串联保证了电路相等;
(2)电压表读数分析量程和分度值,量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为0.5V;根据串联分压原理,电压越大,电阻也越大;材料和长度相同时,横截面积越大,电压表示数越小,说明电阻越小;
(3)探究“导体电阻与长度的关系”时,要控制横截面积和材料相同,故选B、D、E进行实验;
(4)对探究实验“影响导体电阻大小的因素”,改变某一个变量,控制其他量不变看最终结果是否会有影响,这种方法叫做控制变量法。即本实验采用的方法。
故答案为:(1)电流;(2)0.5;大;小;(3)D;E;(4)控制变量法。
【点评】本题考查了电阻阻值大小和哪些因素有关系的实验设计、操作和结论分析。属于综合题。
51.(2022•陕西)在“探究并联电路电流特点”的实验中,小华设计了如图﹣1所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态。
(2)实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为IA、IB、IC。更换多组 不同 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示。
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.46
0.18
0.28
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 IA=IB+IC (写出关系式)。
(4)小华在某次实验时,测得C处电流IC为0.30A,观察到A处电流表指针位置如图﹣2所示,则A处电流大小为 0.8 A。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
(3)根据表中三处电流的关系得出结论;
(4)根据并联电路的电流特点,结合指针的位置分析电流表的量程,进而确定分度值读数。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)为了使结论更具普遍性,应使用不同规格的灯泡进行实验;
(3)分析表格中实验数据可知,在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,表达式为:IA=IB+IC;
(4)由电路图可知,C处为支路,A处为干路,由并联电路的电流特点可知,A处的电流应大于C处的电流,
由图﹣2中电流表的指针位置可知,电流表选用的是0~3A的量程,分度值为0.1A,示数为0.8A,因此A处电流大小为0.8A。
故答案为:(1)断开;(2)不同;(3)IA=IB+IC;(4)0.8。
【点评】本题探究并联电路电流特点,考查注意事项、归纳法的应用、并联电路的电流特点、电流表的读数和分析数据归纳结论的能力。
52.(2022•丽水)为研究“电流与电压的关系”,小科和小丽设计了如图甲的电路,其中电源电压恒定不变,定值电阻R为5欧。
请回答:
实验次数
一
二
三
电压/伏
1.0
1.5
2.0
电流/安
0.2
0.3
0.4
(1)如图甲,若滑片P向右移时接入的阻值变小,则待接导线应与 A 相连(填字母);
(2)闭合开关,小科发现电压表指针不偏转,电流表指针偏转,则故障可能是 电阻R短路 ;
(3)小科排除故障后,通过实验获得数据如表,分析数据可得出的结论是 电阻一定时,电流和电压成正比 ;
(4)小丽用另一组同规格器材进行实验,获得的数据作出U﹣I关系如图乙,发现与预期结果不一样,分析实验过程中可能存在的问题有 电压表没有调零,指针偏右,或者是电流表没有调零,指针偏左 。
【分析】(1)滑片P向右移时接入的阻值变小,说明接入阻值长度变短,由此可知滑动变阻器下面的接入柱是哪一边的接入电路;
(2)电流表指针偏转说明有电流通过,排除断路,电压表无示数,说明定值电阻两端无电压,由此可判断电路故障;
(3)由数据可知,电压变大,电流变大,比值不变;
(4)图乙中,当电流为0时,电压表有示数,意味着电压表没有调零,指针偏右,或者是电流表没有调零,指针偏左;
【解答】解:(1)滑片P向右移时接入的阻值变小,说明接入阻值长度变短,由此可知,滑动变阻器是右下接线柱接入电路;
(2)电流表指针偏转说明有电流通过,排除断路,电压表没有示数说明R被短路;
(3)由数据可知,电压变大,电流变大,比值不变。所以结论为电阻一定时,电流和电压成正比;
(4)图乙中,当电流为0时,电压表有示数,意味着电压表没有调零,指针偏右,或者是电流表没有调零,指针偏左;
故答案为:(1)A;(2)电阻R短路;(3)电阻一定时,电流和电压成正比;(4)电压表没有调零,指针偏右,或者是电流表没有调零,指针偏左。
【点评】本题考查了电流和电压的关系、滑动变阻器接入方法、故障分析和实验误差分析,属于提升题。
53.(2022•绍兴)在“探究电流与电阻关系”的实验时,为了使实验操作简便,小敏用电阻箱来代替不同的定值电阻,电阻箱能提供的阻值是0~9999欧之间的任意整数值。现提供的器材有:电源(恒为6伏)、滑动变阻器(1安 50欧)、电压表(0~3伏)、电流表(0~0.6安)、电阻箱、开关和导线若干。
(1)请完成实物图甲的连接(要求滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大)。
(2)实验中滑动变阻器的作用是 保护电路和控制定值电阻两端的电压不变 。
(3)实验开始时,调节电阻箱使接入阻值为5欧,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数为 2 伏。
(4)小敏多次改变电阻箱的接入阻值,测得相应电流,并得出了实验结论。根据所给量程和设定电压,电阻箱可调节的范围为 4Ω~25Ω 。
【分析】(1)根据滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大确定滑动变阻器接入的接线柱;
(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,据此分析滑动变阻器的作用;
(3)根据图乙电流表所选量程确定分度值读数,根据欧姆定律求出电阻箱两端的电压,即为电压表的示数;
(4)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变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当变阻器连入电路中的电阻最大时电阻箱接入电路的阻值,根据滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中最大电流,根据欧姆定律求出电阻箱接入电路的最小电阻,进而确定电阻箱可调节的范围。
【解答】解:(1)滑动变阻器串联在电路中,滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大,故滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
;
(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,因此实验中滑动变阻器的作用控制定值电阻两端的电压不变,同时还有保护电路的作用;
(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,则电阻箱两端的电压为:UV=IR=0.4A×5Ω=2V,即电压表的示数为2V;
(4)由(3)可知,电阻箱两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,则电阻箱两端的电压为变阻器分得电压的=0.5倍,根据分压原理,当变阻器连入电路中的电阻最大50Ω时,电阻箱接入电路的电阻为:R大=0.5×50Ω=25Ω;因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,由串联电路的电流特点可知,电路中允许通过的最大为0.6A,由欧姆定律可知,此时电阻箱接入电路的最小电阻:R小==≈3.3Ω,由电阻箱的特点可知,电阻箱接入电路的最小电阻为4Ω,因此电阻箱可调节的范围为4Ω~25Ω。
故答案为:(1)如图所示;(2)保护电路和控制定值电阻两端的电压不变;(3)2;(4)4Ω~25Ω。
【点评】本题探究电流与电阻关系,考查电路连接、滑动变阻器的作用、控制变量法和欧姆定律的运用,属于中等难度的题目。
54.(2022•河北)在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(10Ω 1A)、电压表和电流表做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线。(连线不要交叉)
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 左 端。
(3)实验时小明设计了如下表格,通过表格可以看出,他的实验目的是探究通过导体的电流与 导体电阻 的关系。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
(4)小明将电源电压调为3V时,按(3)设计的方案进行实验。
①图丙是第2次实验时电流表的示数,示数为 0.2 A。
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为 30 Ω。
(5)小明根据实验数据描绘出了如图丁所示的图象,可以得出结论: 在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验:
①按图甲连接电路,将电源电压调到某个值,在电路安全条件下闭合开关,移动滑片直到电压表示数为2.5V。
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发现电压表示数恰好为2.5V。通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值为 4 Ω。
【分析】(1)由图乙可知,图中定值电阻没有接入电路,据此改正连接错误;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)由表中数据可知,小明改变的是定值电阻的阻值,据此分析小明的探究目的;
(4)①根据图乙电流表所选量程确定分度值,根据丙图电流表的指针位置读数;
②根据欧姆定律求出定值电阻两端所控制的电压;
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变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当变阻器连入电路中的电阻最大时定值电阻的阻值,进而判断无法满足实验条件的定值电阻的阻值;
(5)根据图象为过原点的一条直线分析结论;
【拓展】①根据电压表的示数为2.5V,可以排除电源电压为1.5V,根据串联电路的分压原理和滑动变阻器的阻值不变求出两次定值电阻的阻值之比,进而确定所选取的电源电压和定值电阻的阻值,根据欧姆定律和串联电路的特点求出滑动变阻器接入电路的阻值。
【解答】解:(1)由图乙可知,图中定值电阻没有接入电路,定值电阻应串联在电路中与电压表并联,电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,如图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的左端;
(3)由表中数据可知,小明改变的是定值电阻的阻值,因此探究通过导体的电流与导体电阻的关系;
(4)①由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由丙图电流表的指针位置可知,读数为0.2A;
②由表中数据可知,第2次所用定值电阻的阻值为10Ω,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.2A×10Ω=2V,
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,电压表示数为变阻器分得的电压的=2倍,根据分压原理,当变阻器连入电路中的电阻最大为10Ω时,定值电阻的阻值为:R=2×10Ω=20Ω,因此定值电阻的阻值不能超过20Ω,故30Ω的定值电阻无法满足实验条件;
(5)由图丁可知,I﹣的图象为过原点的一条直线,因此电流与电阻的倒数成正比,故可得结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
【拓展】根据电压表的示数为2.5V,可以排除电源电压为1.5V,
由串联电路的电压特点可知,当电源电压为3V时,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UV=3V﹣2.5V=0.5V,
当电源电压为4.5V时,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UV=4.5V﹣2.5V=2V,
当电源电压为6V时,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,
由串联电路的分压原理可知:滑动变阻器接入电路的电阻与定值电阻的阻值之比分别为:===,===,===,
由题意可知,两次实验中滑动变阻器接入电路的阻值不变,因此两次实验中定值电阻的阻值之比可能为:==,==,==,
由器材中的5个定值电阻的阻值可知,只有5Ω和20Ω满足上述条件,故两次的电源电压分别为3V和4.5V,
因为滑动变阻器的最大阻值为10Ω,结合=和=可知,定值电阻R1=20Ω,R2=5Ω,
因此滑动变阻器接入电路的阻值:R滑=×20Ω=4Ω。
故答案为:(1)如图所示;(2)左;(3)导体电阻;(4)30;(5)在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;【拓展】4。
【点评】本题探究通过导体的电流与电压和电阻的关系,考查电路连接、注意事项、控制变量法和欧姆定律的应用以及分析图象归纳结论的能力。
六.计算题(共2小题)
55.(2022•上海)如图所示电路,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关后,电流表示数为1.2安。
①求电源电压U;
②若在电路中接入一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4安,求R2的阻值。
【分析】①已知电阻和电流大小,根据U=IR求出电源电压U;
②若在电路中接入一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4安,连接方式有两种,一是将R2串联在电路中,电路中电流应减小0.4A,利用之前的电流算出此时电路中的电流,根据R=求出电路的总电阻,根据电阻的串联求出R2的阻值;二是将R2并联在电路中,电路中电流应增加0.4A,根据并联电路电流特点,增加的0.4A即为通过R2的电流,根据R=求出R2的阻值。
【解答】解:①电路为只有R1的简单电路,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关后,电流表示数为1.2安,则电源电压:
U=I1R1=1.2A×10Ω=12V;
②若在电路中接入一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4安,连接方式有两种:
一是将R2串联在电路中,电路中电流应减小0.4A,此时电路中电流为:
I串=I1﹣0.4A=1.2A﹣0.4A=0.8A,
电路中总电阻为:
R总===15Ω,
R2的阻值为:
R2=R总﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω;
二是将R2并联在电路中,电路中电流应增加0.4A,根据并联电路电流特点,增加的0.4A即为通过R2的电流,即I2=0.4A,R2的阻值为:
R2===30Ω。
答:①电源电压U=12V;
②若将R2串联在电路中,R2的阻值为5Ω;
若将R2并联在电路中,R2的阻值为30Ω。
【点评】本题考查了串、并联电路的特点和串、并联电路电流的规律,并能熟练的掌握应用欧姆定律分析和计算电路问题。
56.(2022•济宁)长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发射,搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前,检验飞船舱体的气密性至关重要。某兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中,设计了如图所示的电路,模拟检验飞船舱体的气密性。若密闭容器不漏气,则密闭容器与真空室中的气压不发生变化;若密闭容器漏气,则密闭容器中的气压减小,真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105Pa,电源电压U=12V,定值电阻R0=18Ω;R1和R2是两个相同的压敏电阻,其阻值随环境气压的变化如表中所示。
环境气压/(×105Pa)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
压敏电阻阻值/Ω
36
22
12
6
3
2
按要求回答下列问题:
(1)当开关S接a时,若电压表的示数为10.8V,请通过计算判断密闭容器是否漏气;
(2)若密闭容器漏气,开关S接b时,电流表的示数为0.3A,求此时真空室中的环境气压。
【分析】(1)由电路图可知,当开关S接a时,定值电阻R0与压敏电阻R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压。已知电压表示数即定值电阻R0两端的电压和定值电阻R0的阻值,根据欧姆定律计算通过定值电阻R0的电流即电路中的电流;
已知电源电压,根据欧姆定律计算电路中的总电阻,根据电阻的串联特点计算压敏电阻R2此时的阻值,根据表中数据可知密闭容器中的环境气压大小,与正常环境气压比较,判断密闭容器是否漏气;
(2)由电路图可知,当开关S接b时,定值电阻R0与压敏电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压。已知电流表示数即电路中的电流,根据欧姆定律计算电路中的总电阻,根据电阻的串联特点计算压敏电阻R1此时的阻值,根据表中数据可知真空室中的环境气压大小。
【解答】解:(1)由电路图可知,当开关S接a时,定值电阻R0与压敏电阻R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压。
此时电路中的电流为:I=I0===0.6A,
电路中的总电阻为:R===20Ω,
则压敏电阻R2此时的阻值为:R2=R﹣R0=20Ω﹣18Ω=2Ω,
由表中数据可知,此时密闭容器中的环境气压为1.0×105Pa,等于密闭容器中的正常环境气压,故密闭容器不漏气;
(2)由电路图可知,当开关S接b时,定值电阻R0与压敏电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压。
此时电路中的总电阻为:R′===40Ω,
则压敏电阻R1此时的阻值为:R1=R′﹣R0=40Ω﹣18Ω=22Ω,
由表中数据可知,此时真空室中的环境气压为0.2×105Pa。
答:(1)密闭容器不漏气;(2)真空室中的环境气压为0.2×105Pa。
【点评】本题考查欧姆定律的应用,根据开关的位置确定电路的连接方式是解题的关键。
七.综合能力题(共1小题)
57.(2022•鄂州)如图所示,科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4V,R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当被测身高增加时,电压表的示数 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当R2实际接入的电阻值为5Ω时,电流表的读数是多少?
(3)为保证各元件安全,变阻器R2接入电路中的阻值范围是多少?
【分析】(1)分析身高增加时,滑片P的移动方向,判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,由串联电路特点判断电压表示数如何变化;
(2)根据欧姆定律求出电流表的示数;
(3)R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流为0.5A,根据欧姆定律计算电路总电阻,进一步计算电阻棒接入电路的最小电阻,电阻棒接入电路的电阻最大时,电阻棒两端的电压最大,根据串联电路电压规律计算定值电阻R1两端电压,根据串联电路电流特点结合欧姆定律进一步计算电阻棒接入电路的最大电阻。
【解答】解:(1)由电路图可知,该电路是串联电路、电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,
被测身高增加时,滑动变阻器电阻棒接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,串联电路中元件两端的电压和它的电阻成正比,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大;
(2)当开关闭合时,R1R2串联,根据欧姆定律可知电流表的示数:
IA===0.4A;
(4)R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流为0.5A,
此时的总电阻R总===8Ω,
滑动变阻器接入电路的最小电阻R2小=R总﹣R1=8Ω﹣5Ω=3Ω,
滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,最大电压为3V,定值电阻R1两端电压U1=U﹣U2=4V﹣3V=1V,
串联电路各处电流都相等,则=,即=,解得此时R2=15Ω,所以变阻器接入电路的阻值范围是3Ω~15Ω。
故答案为:(1)变大;(2)0.4A;(4)3Ω~15Ω。
【点评】本题考查串联电路特点,欧姆定律的灵活运用,关键是从题目所给信息中找到有用的数据。
八.解答题(共2小题)
58.(2022•晋中)生活中导线与插座连接时,有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔,但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入,如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积,会更安全。请你用学过的物理知识解释其中的道理。
【分析】影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,当其他因素一定时,导体的横截面积越大,电阻越小;
根据Q=I2Rt分析解答。
【解答】答:“U”型接入法可以增大连接处的接触面积,在长度和材料不变时,连接处的电阻小,根据Q=I2Rt可得,当电流、通电时间一定时,连接处产生的热量少,更安全。
【点评】本题考查了影响电阻的因素和焦耳定律的应用等知识,知道“U”型接入法可以增大连接处的接触面积是本题的关键。
59.(2022•扬州)用一串小彩灯扮靓教室,发现一个小彩灯熄灭后,其他小彩灯依然发光,小丽猜想小彩灯并联;取下这个小彩灯,整串彩灯都会熄灭,小丽认为每个小彩灯应该是串联的,她决定将小彩灯接入图1所示的电路,测其电阻,探寻奥秘。已知电源电压为3V,小彩灯的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,在图1中将实物电路连接完整。
(2)接入未损坏的小彩灯,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,示数为 0.16A ,则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为 15.625Ω 。
(3)接入灯丝断裂的小彩灯,当电压表示数为0.4V时,电流表示数为0.5A,可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为 0.8 Ω。
(4)根据实验数据可知,灯丝断裂后,小彩灯并未断路,而是相当于一段导线,起到连接电路的作用,可使其他小彩灯继续工作,但其余小彩灯实际功率会 变大 。
【分析】(1)根据电源电压确定电压表的量程与小彩灯并联,电流表和滑动变阻器与小彩灯串联,为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,据此确定滑动变阻器下面的接线柱;
(2)根据图2电流表所选量程确定分度值读数;根据欧姆定律求出小彩灯正常发光时接入电路的电阻;
(3)根据欧姆定律求出小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻;
(4)根据串联电路的电阻特点分析电路中电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,根据串联电路的电压特点分析小彩灯两端的电压变化,根据P=UI分析小彩灯实际功率的变化。
【解答】解:(1)因为电源电压为3V,所以电压表选用小量程与小彩灯并联,电流表和滑动变阻器与小彩灯串联,为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,由图可知,此时滑动变阻器的滑片在最左侧,因此滑动变阻器应选用右下接线柱,如图所示:;
(2)由图2可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.16A,由欧姆定律可知,小彩灯正常发光时接入电路的电阻:RL===15.625Ω;
(3)由欧姆定律可知,小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻:RL'===0.8Ω;
(4)由串联电路的电阻特点可知,此时电路中总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,由串联电路的电压特点可知,每个小彩灯两端的电压变大,由P=UI可知,小彩灯的实际功率变大。
故答案为:(1)如图所示;(2)0.16A;15.625Ω;(3)0.8;(4)变大。
【点评】本题考查电路连接、电流表的读数、欧姆定律的应用和串联电路的特点,难度不大。
九.简答题(共1小题)
60.(2022•甘肃)小胡发现穿羽绒服很轻,但在天气干燥时有些羽绒服表面容易吸附灰尘而变脏,请用物理知识解释羽绒服轻的原因及为什么羽绒服容易吸附灰尘。
【分析】羽绒的密度较小,根据密度公式分析羽绒服轻的原因;
天气干燥时,人体及内衣与羽绒服相互摩擦起电,带电体能吸引轻小的灰尘,所以羽绒服容易吸附灰尘。
【解答】解:羽绒的密度较小,根据密度公式ρ=可知,相同体积的羽绒服与其他密度较大的物质相比,质量较小,故羽绒服轻;天气干燥时,人体及内衣与羽绒服相互摩擦起电,带电体能吸引轻小的灰尘,所以羽绒服容易吸附灰尘。
答:羽绒的密度较小,根据密度公式ρ=可知,相同体积的羽绒服与其他密度较大的物质相比,质量较小,故羽绒服轻;天气干燥时,人体及内衣与羽绒服相互摩擦起电,带电体能吸引轻小的灰尘,所以羽绒服容易吸附灰尘。
【点评】本题考查密度和摩擦起电的有关知识,属于基础知识,难度不大。
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2022/7/22 21:00:58;用户:赫梦;邮箱:15809233924;学号:43083022
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