广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---电路和欧姆定律
展开A.甲可能不带电B.乙可能不带电
C.丙可能不带电D.甲与乙带有异种电荷
2.(2023•蓬江区校级模拟)下列微粒中,不带电的是( )
A.电子B.原子核C.中子D.质子
3.(2023•斗门区校级三模)“估测”是物理学中常用的一种方法。下列估测最符合实际的是( )
A.一个鸡蛋的质量约500g
B.全新的2B铅笔的长度约为18cm
C.多数人脉搏跳动100次用时约15min
D.家用电冰箱正常工作的电流约为4.2A
4.(2023•深圳三模)如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。如果导线A端带负电与导线B端之间形成放电,则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A.按钮下压压电材料带电过程,是下压时创造了电荷
B.按钮下压压电材料,压电材料将电能转化为机械能
C.在AB间放电时,其间形成的电流方向是由B到A
D.排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
5.(2022•潮阳区模拟)如图,当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.灯泡L与电阻R串联
B.电压表测量电阻R两端电压
C.电流表测量电阻R和灯泡L的电流之和
D.通过灯泡L和电阻R的电流一定不相等
6.(2023•佛冈县二模)听了交通安全教育专题讲座后,四位同学对学校附近十字路口人行横道的红、绿交通信号灯的电路产生了浓厚兴趣,经过观察、思考,他们分别画出了如图所示的红、绿灯连接电路的示意图,你认为其中正确的是( )
A.B.
C.D.
7.(2022•东莞市校级四模)通常情况下,下列物品由半导体材料制成的是( )
A.玻璃杯B.陶瓷碗C.LED灯D.铝锅
8.(2022•深圳一模)如图所示电路中,电源电压为4.5V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法错误的是( )
A.L1两端的电压为1.5V
B.L2两端的电压为3V
C.L1与L2两端电压之比为2:1
D.通过L1与L2的电流之比为1:1
9.(2021•中山市模拟)如图所示,是汽车油量表的工作原理图,Rx是变阻器,O点为杠杆的支点,杠杆另一端是浮标,下列说法错误的是( )
A.在电路中串联电阻R0的目的是保护电路
B.图中的油量表是由电流表改装而成
C.油位越高,变阻器Rx两端的电压越高
D.油位越高,整个电路消耗的总功率越大
10.(2021•韶关模拟)酒后驾车易发生交通事故,交警不定期用酒精检测仪检查司机是否酒驾,其设备的电路如图甲,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R0为定值电阻,电源电压不变。当检测酒精气体浓度增大时( )
A.电流表示数减小B.电压表示数减小
C.电路总电阻增大D.电压表示数增大
11.(2022•南山区校级模拟)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
①探究电流与电阻的关系时,调节电阻两端电压成倍数变化
②用“伏安法”测电阻时,改变定值电阻两端电压,测量对应电流
③研究影响电阻大小因素时,更换不同电阻丝,保持电流不变,测量对应电压值
④测量小灯泡的电功率时,改变小灯泡两端的电压,测量对应电流
A.①②B.②③C.③④D.②④
12.(2022•宝安区模拟)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法中正确的是( )
A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B.导体上的电压电流都为零时,电阻也为零
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的总电压为3V
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.4A
13.(2023•东莞市一模)如图甲所示,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坐标系中描绘了相对应的点,如图乙所示,下列有关判断正确的是( )
A.电源电压为8V
B.R2的阻值为20Ω
C.R1的阻值为20Ω
D.S接2时通过R2的电流为0.6A
14.(2021•惠阳区模拟)如图甲所示是某款手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C.被测温者体温越高,电路中电流越大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
15.(2021•宝安区校级一模)如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的I—U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
二.填空题(共8小题)
16.(2021•佛山模拟)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,R2的最大阻值为 Ω。
17.(2023•东莞市校级二模)编钟是我国古代的一种乐器,它是广大劳动人民智慧的结晶。演奏时轻敲或重敲同一位置,所发出声音的 (选填“音调”、“响度”或“音色”)不同;亲临现场时,我们能从不同角度看见编钟,是因为光在其表面发生 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。制造编钟的青铜属于 (选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”)。
18.(2023•东莞市校级二模)如图所示,AB、CD是长度相同的两条镍铬合金线,AB的横截面积大于CD的。将它们分别接入电路进行实验,则接AB时电流表的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)接CD时电流表的示数。该实验是为了探究导体的电阻大小与导体 的关系。
19.(2021•南海区模拟)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。当油面上升时,油量表示数将 ;电压表示数将 ;电压表与油量表示数的比值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(2022•宝安区二模)如图所示,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管,闭合开关,待弹簧测力计示数稳定后,将滑动变阻器滑片缓慢向右移动过程中,电流表示数 (选填“变大”、“不变”或“变小”),弹簧测力计的示数 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
21.(2023•东莞市校级一模)如图所示是关于电阻A、B的I﹣U图像。由图可知,电阻值较大的电阻是 Ω,若将A、B两电阻并联后接在电压为4V的电源两端,则并联电路干路中的电流是 A,此时电路总电阻值是 Ω。
22.(2022•揭阳模拟)在如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S将滑动变阻器R2的滑片P从a向b移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的 (选填“A”“B”“C”“D”或“E”)点。
23.(2023•曲江区校级模拟)如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则定值电阻为 Ω,滑动变阻器最大阻值为 Ω,电源电压为 V。
三.实验探究题(共2小题)
24.(2023•鼎湖区一模)小明和小芳在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,应将开关 (选填“闭合”或“断开”),此时小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 (选填“a”或“b”);
a.调零
b.将连接电压表正负接线柱的导线调换
(2)小明调整好电压表后连接好电路,闭合开关时,发现电压表指针又出现了如图乙所示的情况,小明立即断开开关,接下来他要对电压表进行的操作是 ;(选填“a”或“b”);
a.调零
b.将连接电压表正负接线柱的导线调换
(3)调整好后小明重新实验,闭合开关后,发现电压表有示数,L1亮、L2不亮,电路中发生故障的原因可能是 (选填“a”或“b”);
a.L2发生了短路
b.L2发生了断路
(4)排除故障后,他们完成了实验,并把数据记录在表丙中分析实验数据得出两个实验结论:
①串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
实验结束后小明和小芳互相交流,小芳指出结论 (选填“①”或“②”)是错误的,她认为该多测几组实验数据,造成结论错误的原因可能是使用的灯泡规格 (选填“相同”或“不相同”)。
25.(2023•东莞市校级二模)小海同学在做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验。
(1)根据图甲把实物电路连接好。
(2)小海同学按照电路图连接好后,闭合开关,移动滑片,发现电压表无示数,电流表却有示数。你认为发生故障的原因可能是 (电表本身没问题)。
(3)排除故障后,首先探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值如表,请在如图坐标上描点画出U﹣I图像,由此得出的实验结论是: 。通过计算可知,此次实验所用的电阻为 Ω。
(4)在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”实验过程中:
①移动变阻器滑片时,眼睛应注视 (选填序号);
A、变阻器滑片
B、电压表示数
C、电流表示数
②小海选择了电压恒为6V的电源,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”的,他在完成本实验时,控制定值电阻两端的电压为2V不变,当接入的定值电阻为20Ω时,他发现电压表示数始终无法达到2V,请你帮他想出一种解决方法: 。
四.计算题(共2小题)
26.(2022•东莞市模拟)如图甲所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。电源的电压为24V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)在重物下落的过程中(未撞击),压力传感器的电阻是多少?
(2)当撞击力为400N时,电流表的示数为多少?
(3)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?(g=10N/kg)
27.(2023•韶关模拟)图甲为超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(2)电流表的示数为0.24A时,空气中的湿度。
广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---电路和欧姆定律
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.(2023•白云区二模)三个用绝缘线悬挂着的轻质小球,由于电荷间相互作用,静止时的位置关系如图,则( )
A.甲可能不带电B.乙可能不带电
C.丙可能不带电D.甲与乙带有异种电荷
【考点】物体带电情况的判断.
【专题】应用题;电流和电路;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)排斥的带有同种电荷,吸引的可能带有异种电荷,也可能带电体吸引不带电的轻小物体。
【解答】解:甲、乙相互排斥,说明甲、乙一定带同种电荷,乙、丙相互吸引,说明丙可能带电或不带电。故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】带电体吸引不带电的轻小物体,排斥带同种电荷的物体,吸引带异种电荷的物体。
2.(2023•蓬江区校级模拟)下列微粒中,不带电的是( )
A.电子B.原子核C.中子D.质子
【考点】原子结构、元电荷与带电情况.
【专题】电流和电路;理解能力.
【答案】C
【分析】原子是由电子和原子核组成的,原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的。
【解答】解:原子核带正电、质子带正电、电子带负电,中子不带电。
故选:C。
【点评】本题考查了原子内各种微粒的电性,属于识记性内容,比较简单。
3.(2023•斗门区校级三模)“估测”是物理学中常用的一种方法。下列估测最符合实际的是( )
A.一个鸡蛋的质量约500g
B.全新的2B铅笔的长度约为18cm
C.多数人脉搏跳动100次用时约15min
D.家用电冰箱正常工作的电流约为4.2A
【考点】电流的单位和大小;质量的估测;长度的估测;时间的估测.
【专题】估算综合应用题;应用能力.
【答案】B
【分析】对于生活中数据的估测,应从实际的角度出发进行判断,也可从自己的角度出发判断,如自己的身高、自己的体重、自己正常时的体温及正常行走的速度等方面来与题目中的数据比较,只要相差不大,即该数据就是合理的。
【解答】解:A.一个鸡蛋的质量约为50g,故A不正确;
B.中学生“一拃”的长度约15cm,全新2B铅笔长度略大于此数值,在18cm左右,故B正确;
C.正常情况下,人的脉搏跳动一次的时间接近1s,跳动100次的时间约为90s=1.5min,故C不正确;
D.家用电冰箱正常工作的电流约1A,故D不正确。
故选:B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项。
4.(2023•深圳三模)如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。如果导线A端带负电与导线B端之间形成放电,则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A.按钮下压压电材料带电过程,是下压时创造了电荷
B.按钮下压压电材料,压电材料将电能转化为机械能
C.在AB间放电时,其间形成的电流方向是由B到A
D.排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
【考点】摩擦起电的实质;电流的方向;能量转化和转移;做功改变物体内能.
【专题】电流和电路;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)压电材料工作时带电不是创造了电荷,是电荷从一个物体转移到另一物体。
(2)按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能。
(3)物理学中规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(4)排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能减少。
【解答】解:A、按钮下压压电材料带电过程,是下压时电荷发生了转移,并不是创造了电荷,故A错误;
B、按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能,故B错误;
C、在AB间放电时,电子从A到B,电子带负电,电子实际移动得到方向与电流的方向相反;物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,所以其间形成的电流方向是由B到A,故C正确;
D、排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐减少,故D错误。
故选:C。
【点评】知道摩擦起电的实质;知道电流方向的规定;知道压电材料工作时的能量转化过程;知道物体对外做功,内能减少。
5.(2022•潮阳区模拟)如图,当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.灯泡L与电阻R串联
B.电压表测量电阻R两端电压
C.电流表测量电阻R和灯泡L的电流之和
D.通过灯泡L和电阻R的电流一定不相等
【考点】电压表的使用;电流表的使用;串、并联电路的概念与辨别;串联电路的电流规律.
【专题】应用题;电流和电路;应用能力.
【答案】B
【分析】由图可知,该电路为并联电路;电压表测量的是电源的电压,也是测量各支路两端的电压;电流表与R串联在支路中;根据用电器两端的电压和用电器的电阻,利用欧姆定律分析电流的大小。
【解答】解:
AB、由图可知,该电路电流的路径有两条,为并联电路;电压表测量的是电源的电压,也是测量各支路两端的电压,即电压表可以串联R两端的电压,故A错误,B正确;
C、电流表与R串联在支路中,测量的是R的电流,故C错误;
D、灯泡和电阻两端的电压相同,如果两个用电器的电阻相同,根据欧姆定律可知,电流是相同的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电路的辨别和并联电路的电压、电流的关系,属于基础知识,要掌握。
6.(2023•佛冈县二模)听了交通安全教育专题讲座后,四位同学对学校附近十字路口人行横道的红、绿交通信号灯的电路产生了浓厚兴趣,经过观察、思考,他们分别画出了如图所示的红、绿灯连接电路的示意图,你认为其中正确的是( )
A.B.
C.D.
【考点】电路图设计.
【专题】应用题;图析法;电流和电路.
【答案】B
【分析】根据生活经验可知,红绿交通信号灯不能同时工作、且互不影响即为并联,然后分析选项得出答案。
【解答】解:
A、两开关均闭合时红绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A不正确;
B、只闭合开关S1时绿灯亮,只闭合开关S2时红灯亮,两灯独立工作,互不影响,故B正确;
C、两开关都闭合时红绿交通信号灯同时发光,只闭合开关S2时两灯都不发光,故C不正确;
D、当只闭合开关S2时,两灯泡都发光;只闭合S1时红灯亮。故D不正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电路图的设计,关键是知道红绿交通信号灯两灯泡不会同时亮,要注意从选项中找出最符合题意的答案。
7.(2022•东莞市校级四模)通常情况下,下列物品由半导体材料制成的是( )
A.玻璃杯B.陶瓷碗C.LED灯D.铝锅
【考点】半导体材料的特点与作用.
【专题】应用题;粒子与宇宙、材料世界;应用能力.
【答案】C
【分析】半导体材料的导电性能介于导体与绝缘体之间,具有一些特殊的物理性质,发光二极管、热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等都是由半导体材料制成的。
【解答】解:ABD、玻璃杯和陶瓷碗是绝缘材料制成,铝锅是导体材料制成,故ABD不合题意;
C、LED灯是由发光二极管组成,其主要材料是半导体材料,故C符合题意。
故选:C。
【点评】本题主要考查了对半导体材料应用的了解,属基础知识,难度不大。
8.(2022•深圳一模)如图所示电路中,电源电压为4.5V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法错误的是( )
A.L1两端的电压为1.5V
B.L2两端的电压为3V
C.L1与L2两端电压之比为2:1
D.通过L1与L2的电流之比为1:1
【考点】串联电路的电压规律;串联电路的电流规律.
【专题】应用题;电流和电路;电压和电阻;应用能力.
【答案】C
【分析】串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,电流处处相等,由此分析电路,再判断两个灯泡两端电压和大小和电流关系。
【解答】解:
A、由电路图知,当开关S闭合时,两灯串联,电压表测L1两端电压,所以L1两端的电压为1.5V,故A正确;
BC、由串联电路的电压规律知,L2两端的电压U2=U﹣U1=4.5V﹣1.5V=3V,故B正确;
L1与L2两端电压之比为1.5V:3V=1:2,故C错误;
D、由串联电路的电流规律知,通过两灯电流相等,即通过L1与L2的电流之比为1:1,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的电流、电压规律的应用,正确分析电路的连接方式和电压表所测电压是关键。
9.(2021•中山市模拟)如图所示,是汽车油量表的工作原理图,Rx是变阻器,O点为杠杆的支点,杠杆另一端是浮标,下列说法错误的是( )
A.在电路中串联电阻R0的目的是保护电路
B.图中的油量表是由电流表改装而成
C.油位越高,变阻器Rx两端的电压越高
D.油位越高,整个电路消耗的总功率越大
【考点】电路的动态分析;欧姆定律的应用.
【专题】应用题;欧姆定律;电能和电功率;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)电阻R1串联在电路中,对电路起保护作用;
(2)根据电压表并联在电路中、电流表串联在电路中,判定油量表的种类;
(3)(4)油位升高,浮标上升,滑片下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据欧姆定律分析电压表示数变化情况,根据P=UI判定总功率的变化情况。
【解答】解:
A、电阻R1串联在电路中,可以避免滑片P滑至最下端,电路中电流过大烧坏测量表,对电路起保护作用,故A正确;
B、由图,油量表串联在电路中,由此可见,油量表是由电流表改装成的,故B正确;
CD、油位越高,浮标上升,滑片下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据分压原理,R2两端分得电压减小;滑动变阻器的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,根据P=UI可知,整个电路消耗的总功率越大,故C错误,D正确。
故选:C。
【点评】此题涉及到了欧姆定律的应用,电流表的使用,滑动变阻器的使用等知识点,综合性较强,有一定的难度,解答此题的关键是明白油量表的工作原理。
10.(2021•韶关模拟)酒后驾车易发生交通事故,交警不定期用酒精检测仪检查司机是否酒驾,其设备的电路如图甲,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R0为定值电阻,电源电压不变。当检测酒精气体浓度增大时( )
A.电流表示数减小B.电压表示数减小
C.电路总电阻增大D.电压表示数增大
【考点】电路的动态分析.
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】D
【分析】由电路图知,电阻R0与R串联,电压表测电阻R0两端电压,由图象知电阻R的阻值随酒精气体浓度变化而变化的关系,根据串联电路电阻的特点求出总电阻的变化,由欧姆定律判断电路电流如何变化,由U=IR可知电压表示数如何变化。
【解答】解:
由电路图知,电阻R0与R串联,电压表测电阻R0两端电压;
由图象可知,随酒精浓度的增大,酒精气体传感器R阻值减小,当检测酒精气体浓度增大时,R的电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路的总电阻变小;
电源电压不变,由I=可知,电路中电流变大,即电流表示数变大;
电路电流增大,由U=IR可知,R0两端电压变大,即电压表示数变大;
综上所述,D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题是一道闭合电路动态分析题,根据图象知道酒精气体传感器随酒精浓度的变化关系、熟练应用串联电路特点是正确解题的关键。
11.(2022•南山区校级模拟)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
①探究电流与电阻的关系时,调节电阻两端电压成倍数变化
②用“伏安法”测电阻时,改变定值电阻两端电压,测量对应电流
③研究影响电阻大小因素时,更换不同电阻丝,保持电流不变,测量对应电压值
④测量小灯泡的电功率时,改变小灯泡两端的电压,测量对应电流
A.①②B.②③C.③④D.②④
【考点】滑动变阻器的使用.
【专题】应用题;电压和电阻;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处,探究电流与电阻的关系时滑动变阻器的作用保持导体两端的电压不变;
(2)由于电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体两端的电压和通过它的电流无关,所以为了防止测量的偶然性,往往采取多次测量求平均值的方法来减小误差;
(3)结合滑动变阻器的使用目的可以确定滑动变阻器此时的作用;
(4)根据滑动变阻器使用目的,可以确定其在电路中的作用。
【解答】解:①、根据控制变量法的思路,研究导体中的电流与电阻的关系时,要保持导体两端的电压不变,而电路中换用阻值不同的电阻时,电阻两端的电压就要改变,为了保持电阻两端的电压不变,就需要改变滑动变阻器接入电路的阻值,故①错误;
②、用“伏安法”测电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故②正确;
③、在探究“电阻大小与哪些因素有关”时,保持电压不变,多次更换电阻丝,测量对应电流,是为了得出电阻与什么因素有关,滑动变阻器起到保护电路的作用,故③错误;
④、在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器的作用是:通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流,可比较小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系,不需要测量平均功率,故④正确。
故选:D。
【点评】滑动变阻器可以改变电路中的电流,也可以调节电路两端的电压,要认真审题,注意语言的准确性。
12.(2022•宝安区模拟)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法中正确的是( )
A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B.导体上的电压电流都为零时,电阻也为零
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的总电压为3V
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.4A
【考点】串联电路的电压规律;电阻的概念、单位及大小;串联电路的电流规律;并联电路的电流规律.
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;
(2)导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关;
(3)甲、乙串联在电路中,根据串联电路的电压特点读出当电路电流为0.2A时两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电路的总电压;
(4)甲、乙并联在电路中,根据并联电路的电压特点读出当电源电压为2V时通过两电阻的电流,利用并联电路的电流特点得出电路中的总电流。
【解答】解:A、由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,故A错误;
B、电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻的大小与导体中的电流、导体两端的电压无关;故B错误;
C、甲、乙串联在电路中时,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.2A时,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,电源的电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V,故C正确;
D、甲、乙并联在电路中时,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
13.(2023•东莞市一模)如图甲所示,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坐标系中描绘了相对应的点,如图乙所示,下列有关判断正确的是( )
A.电源电压为8V
B.R2的阻值为20Ω
C.R1的阻值为20Ω
D.S接2时通过R2的电流为0.6A
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】欧姆定律;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)由图甲可知,当开关在2时,R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压;当开关在1时,电路中只有R1,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压;由图可知电源电压大小;从图中可知当电路中只有R1时的电流,根据欧姆定律可求出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;由图乙可知R1=两端的电压和电路中的电流;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,据此得出R2两端的电压,由I=可得,电阻R2的阻值。
【解答】解:(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,I=0.6A时,U=6V,则电源电压为6V;故A错误;
由I=可得,R1的阻值:R1===10Ω,故C错误;
(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;
由图乙可知,U1=2V,电路中的电流I′=0.2A,故D错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
由I=可得,电阻R2的阻值:R2===20Ω,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用,从图中读取相关信息是解题的关键。
14.(2021•惠阳区模拟)如图甲所示是某款手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C.被测温者体温越高,电路中电流越大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
【考点】电路的动态分析.
【专题】应用题;欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】(1)根据电流表和电压表的正确使用确定显示仪是电流表还是电压表;
(2)当被测者体温较高时,显示仪的示数也会变大,由串联电路电压的规律和分压原理分析;
(3)被测者体温越高,电压表示数越大,根据串联电路分压原理可知热敏电阻阻值的变化,由欧姆定律分析电路的电流变化;
(4)当温度相同时,热敏电阻的阻值不变,若将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化。
【解答】解:
A、由图可知,R与R0串联,因显示仪与热敏电阻并联,故显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B、当被测者体温较高时,显示仪的示数也会变大,由分压原理,热敏电阻的电阻变大,即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故B正确;
C、被测者体温越高,电压表示数越大,根据串联电路分压原理可知,热敏电阻的阻值越大,电路的总电阻越大,由I=可知,电路的电流越小;故C错误;
D、温度相同时热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,根据串联电路的电压特点可知,R两端的电压越小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是题干中获取有效的信息,难度不大。
15.(2021•宝安区校级一模)如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的I—U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
【考点】欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律.
【专题】应用题;电路和欧姆定律;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)由图可知乙为定值电阻的图像,通过电阻的电流和两端的电压成正比,任意读出一组电压和电流,根据欧姆定律求出R的阻值;
(2)两灯泡并联时两端的电压相等,且都等于电源电压,根据图象读出对应的电流,根据并联电路的电流特点得出干路电流;
(3)串联电路各处电流相等,由图可知当通过电路的电流为0.4A时灯泡两端的电压和定值电阻两端的电压,根据串联电路电压规律计算电源电压,比较可知。
【解答】解:(1)由图象可知乙为定值电阻的图像,当U=4V时,I=0.4A,
由欧姆定律可得,电阻R的阻值:R===10Ω,故AB错误;
(2)将R和L并联在电源电压为4V的电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且支路电压等于电源电压,所以它们两端的电压均为4V,
由图象可知对应的电流:IL=0.8A,IR=0.4A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流:
I′=IL+IR=0.8A+0.4A=1.2A,故C正确;
(3)串联电路各处电流相等,由图可知当通过电路的电流为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为4V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时的电源电压:U=UL+UR=1V+4V=5V,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是从图象中得出灯泡和R电流与电压之间的关系。
二.填空题(共8小题)
16.(2021•佛山模拟)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 3 V,R2的最大阻值为 10 Ω。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】计算题;欧姆定律.
【答案】见试题解答内容
【分析】由甲图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,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,由图象读出电流和电压,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出电源电压。
【解答】解:
由甲图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电阻最小,电流最大,由图乙可知I1=0.6A,
根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=I1R1=0.6A×R1,
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,由乙图可知,I2=0.2A,U2=2V,
滑动变阻器的最大阻值:
R2===10Ω;
串联电路中总电压等于各分电压之和,
电源的电压:U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V,
电源的电压不变,
0.6A×R1=0.2A×R1+2V,
解得:R1=5Ω,
电源的电压U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V。
故答案为:3;10。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
17.(2023•东莞市校级二模)编钟是我国古代的一种乐器,它是广大劳动人民智慧的结晶。演奏时轻敲或重敲同一位置,所发出声音的 响度 (选填“音调”、“响度”或“音色”)不同;亲临现场时,我们能从不同角度看见编钟,是因为光在其表面发生 漫反射 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。制造编钟的青铜属于 导体 (选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”)。
【考点】导体与绝缘体的概念;音调、响度、与音色的区分;漫反射.
【专题】声现象;光的传播和反射、平面镜成像;粒子与宇宙、材料世界;理解能力.
【答案】响度;漫反射;导体。
【分析】(1)响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;
(2)反射分镜面反射和漫反射,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射;
(3)容易导电的物体叫导体;不容易导电的物体叫绝缘体。
【解答】解:轻敲或重敲同一编钟的同一位置,编钟振动的幅度不同,所发出声音的响度不同;
亲临现场时,我们能从不同角度看见编钟,是因为光在其表面发生漫反射;
金属一般情况下都容易导电,青铜属于导体。
故答案为:响度;漫反射;导体。
【点评】本题主要考查了响度、漫反射和导体的理解,将知识与生活有机的结合起来,便能找到答案。
18.(2023•东莞市校级二模)如图所示,AB、CD是长度相同的两条镍铬合金线,AB的横截面积大于CD的。将它们分别接入电路进行实验,则接AB时电流表的示数 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)接CD时电流表的示数。该实验是为了探究导体的电阻大小与导体 横截面积 的关系。
【考点】影响电阻大小的因素.
【专题】电压和电阻;应用能力.
【答案】大于;横截面积。
【分析】(1)实验中通过电流表示数的大小来显示导体电阻的大小,电阻越小,电流越大,则电流表示数越大;
(2)导体电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料及温度有关。
【解答】解:AB、CD的长度相同、材料相同,AB的横截面积大于CD的横截面积,将它们分别接入电路进行实验,会发现接入AB时电流表的示数大于接入CD时电流表的示数,这说明横截面积不同,导体的电阻不同,所有该实验是为了探究导体的电阻大小与横截面积的关系;
故答案为:大于;横截面积。
【点评】解决本题关键:一是掌握控制变量法及应用,二是知道影响导体电阻大小的因素。注意控制变量法的使用范围,控制变量法是初中物理实验中比较常用的研究方法之一。
19.(2021•南海区模拟)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。当油面上升时,油量表示数将 变大 ;电压表示数将 变小 ;电压表与油量表示数的比值将 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【考点】电路的动态分析.
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】变大;变小;变小
【分析】由图可知,该电路为串联电路,电压表测量R1两端的电压;油量表串联接入电路中,为电流表;
当油量发生生变化时,浮标随之运动,带动与浮标相连的指针运动,则可知滑动变阻器接入电阻的变化,由欧姆定律电路中电流的变化和R'两端的电压变化,根据串联电路的电压特点判断电压表示数的变化,进而求出电压表与电流表比值的变化。
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量R1两端的电压;油量表串联接入电路中,为电流表;
当油面上升时,R1接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据I=可知,电路中的电流变大,即油量表的示数变大;
因为U=IR,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,且电源的电压不变,所以R1两端的电压变小,即电压表的示数变小;
根据R=可知,电压表与电流表的比值为R1接入电路的电阻,阻值变小,比值变小。
故答案为:变大;变小;变小。
【点评】本题考查欧姆定律及滑动变阻器在生活中的应用,要通过对图的分析得出仪器的原理,再由物理规律求解。
20.(2022•宝安区二模)如图所示,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管,闭合开关,待弹簧测力计示数稳定后,将滑动变阻器滑片缓慢向右移动过程中,电流表示数 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”),弹簧测力计的示数 变小 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【考点】电路的动态分析.
【专题】应用题;欧姆定律;磁现象、电生磁;应用能力.
【答案】变大;变小
【分析】当变阻器R的滑片缓慢向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流表示数的变化;
运用安培定则判断通电螺线管的极性;影响电磁铁磁性强弱的因素有:电流的大小、线圈的匝数。线圈的匝数一定,电流越大磁性越强;磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流;闭合开关,当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中电流增大,即电流表的示数变大;
由图可知,电流由螺线管的下方流入,由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极,下端为S极;则螺线管与条形磁铁之间相对的磁极为同名磁极,相互排斥;电路中电流增大,则螺线管的磁性增强,螺线管与磁铁之间的斥力增大,因此弹簧测力计示数变小。
故答案为:变大;变小。
【点评】解本题的关键时抓住影响电磁铁磁性强弱的因素及根据运用安培定则判断通电螺线管的极性的方法。
21.(2023•东莞市校级一模)如图所示是关于电阻A、B的I﹣U图像。由图可知,电阻值较大的电阻是 10 Ω,若将A、B两电阻并联后接在电压为4V的电源两端,则并联电路干路中的电流是 1.2 A,此时电路总电阻值是 3.3 Ω。
【考点】欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;并联电路中的电压规律.
【专题】欧姆定律;应用能力.
【答案】10;1.2;3.3。
【分析】由I﹣U图像可知,A、B两电阻的的电流均与电压成正比,即A、B两电阻为定值电阻,根据欧姆定律分别得出阻值;
若将A、B两电阻并联后接在电压为4V的电源两端,根据并联电路的电流关系,结合欧姆定律可知干路中的电流,并得出此时电路总电阻值。
【解答】解:由I﹣U图像可知,A、B两电阻的的电流均与电压成正比,即A、B两电阻为定值电阻,其阻值分别为
,,
所以B电阻的阻值较大,其电阻是10Ω。
若将A、B两电阻并联后接在电压为4V的电源两端根据并联电路的电流关系,干路中的电流
;
此时电路总电阻值
。
故答案为:10;1.2;3.3。
【点评】本题考查欧姆定律的应用,是一道综合题。
22.(2022•揭阳模拟)在如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S将滑动变阻器R2的滑片P从a向b移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则电源电压为 6 V,R1的阻值为 10 Ω。当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的 B (选填“A”“B”“C”“D”或“E”)点。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】应用题;电流和电路;电压和电阻;欧姆定律;应用能力.
【答案】6;10;B。
【分析】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测定值电阻两端的电压,当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,则电路中电流最小,由图象可知此时电路中的电流和定值电阻两端的电压,根据欧姆定律计算定值电阻的阻值,当滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为定值电阻的简单电路,此时通过电路的电流最大,由图象可知这时电路中电流,根据欧姆定律计算电源电压;
(2)根据欧姆定律计算当滑片P在a端时串联电路总电阻,根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器的最大阻值,进一步计算滑动变阻器的滑片P在中点时滑动变阻器连入电路的阻值,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算滑片P在中点时通过电路的电流,进一步确定对应于乙图中的哪个点。
【解答】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测定值电阻两端的电压,当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,则电路中电流最小,
由图象可知此时电路中的电流Ia=0.2A,R1两端的电压U1=2V,
由欧姆定律可得:R1===10Ω;
当滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为定值电阻的简单电路,此时通过电路的电流最大,由图象可知这时电路中电流为Ib=0.6A,
根据欧姆定律可得电源电压:U=IbR1=0.6A×10Ω=6V;
(2)当滑片P在a端时,串联电路总电阻:R===30Ω,
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值:R2=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω;
当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为:R2′=0.5R2=0.5×20Ω=10Ω,
根据电阻的串联和欧姆定律可得电流表的示数为:I′===0.3A,
由图象可知电流表示数为0.3A时对应的点是B。
故答案为:6;10;B。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是明白滑片移动过程中电路的状态与图乙各各点对应关系。
23.(2023•曲江区校级模拟)如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则定值电阻为 20 Ω,滑动变阻器最大阻值为 40 Ω,电源电压为 6 V。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)当滑片在a端时,电路中只有定值电阻,此时电流最大,电压表的示数就是电源电压;利用欧姆定律求定值电阻R的阻值;
(2)当滑片在b端时,电路中电阻最大,电流最小,利用欧姆定律求电路的总电阻,再根据串联电路电阻特点求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:(1)当变阻器的滑片移动到a端时,电路中只有定值电阻,此时电流最大,电压表的示数就是电源电压;根据图乙可知,电压表示数为6V,即电源电压为6V,电路中的最大电流为0.3A;
由I=可得,定值电阻R的阻值:R===20Ω;
(2)当滑片在b端时,滑动变阻器与定值电阻串联,电路中总电阻最大,电流最小,即I′=0.1A;
由I=可得,电路的总电阻:R总===60Ω;
则滑动变阻器的最大阻值:Rmax=R总﹣R=60Ω﹣20Ω=40Ω。
故答案为:20;40;6。
【点评】本题结合图象考查了欧姆定律及串联电路特点应用和电功的计算,属综合性较高的题目,难点是明白滑片移动过程中电路的变化情况;应用图象解决问题,这是以后学习的重点。
三.实验探究题(共2小题)
24.(2023•鼎湖区一模)小明和小芳在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,应将开关 断开 (选填“闭合”或“断开”),此时小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 a (选填“a”或“b”);
a.调零
b.将连接电压表正负接线柱的导线调换
(2)小明调整好电压表后连接好电路,闭合开关时,发现电压表指针又出现了如图乙所示的情况,小明立即断开开关,接下来他要对电压表进行的操作是 b ;(选填“a”或“b”);
a.调零
b.将连接电压表正负接线柱的导线调换
(3)调整好后小明重新实验,闭合开关后,发现电压表有示数,L1亮、L2不亮,电路中发生故障的原因可能是 a (选填“a”或“b”);
a.L2发生了短路
b.L2发生了断路
(4)排除故障后,他们完成了实验,并把数据记录在表丙中分析实验数据得出两个实验结论:
①串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
实验结束后小明和小芳互相交流,小芳指出结论 ② (选填“①”或“②”)是错误的,她认为该多测几组实验数据,造成结论错误的原因可能是使用的灯泡规格 相同 (选填“相同”或“不相同”)。
【考点】探究串联电路中的电压规律.
【专题】实验题;电压和电阻;分析、综合能力.
【答案】(1)断开;a;(2)b;(3)a;(4)②;相同
【分析】(1)连接电路时,开关应断开;使用电压表前应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(2)电压表接入电路中时,电流应从正接线柱流入、从负接线柱流出;
(3)根据电路图可知,灯L1、L2串联,电压表测L1两端电压,开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,说明电路为通路,然后根据电压表的示数确定电路故障的具体位置;
(4)分析表中实验数据,根据实验数据得出实验结论。
【解答】解:(1)连接电路时,为了保护电路,开关应断开;由图乙知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上,故选:a;
(2)闭合开关时,发现电压表指针又出现了如图乙所示的情况,这说明电压表的正负接线柱接反了,小明立即断开开关,然后将连接电压表正负接线柱的导线调换,故选:b;
(3)开关闭合,灯L1亮,灯L2不亮,说明电路为通路;电压表有示数,说明与电压表以外的灯泡发生短路,因此灯L2短路,故选:a;
(4)由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,即②结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验。
故答案为:(1)断开;a;(2)b;(3)a;(4)②;相同。
【点评】本题为探究串联电路中的电压规律实验,考查电压表的正确使用以及串联电路的电压特点,还考查了学生对实验数据的处理能力和分析、归纳、总结能力。
25.(2023•东莞市校级二模)小海同学在做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验。
(1)根据图甲把实物电路连接好。
(2)小海同学按照电路图连接好后,闭合开关,移动滑片,发现电压表无示数,电流表却有示数。你认为发生故障的原因可能是 定值电阻短路 (电表本身没问题)。
(3)排除故障后,首先探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值如表,请在如图坐标上描点画出U﹣I图像,由此得出的实验结论是: 当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。通过计算可知,此次实验所用的电阻为 10 Ω。
(4)在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”实验过程中:
①移动变阻器滑片时,眼睛应注视 B (选填序号);
A、变阻器滑片
B、电压表示数
C、电流表示数
②小海选择了电压恒为6V的电源,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”的,他在完成本实验时,控制定值电阻两端的电压为2V不变,当接入的定值电阻为20Ω时,他发现电压表示数始终无法达到2V,请你帮他想出一种解决方法: 换用最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器 。
【考点】探究电流与电压、电阻的关系.
【专题】定量思想;控制变量法;欧姆定律;分析、综合能力;实验基本能力.
【答案】(1)见上图;(2)定值电阻短路;(3)见上图;当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;10;(4)①B;②换用最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器
【分析】(1)图甲电路图知电流表、定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器一上一下接入电路,据此完成实物电路的连接;
(2)连好电路闭合开关,电流表有示数,电路为通路,结合电压表无示数且电表本身没问题分析;
(3)根据描点法作图;
根据电流随电压的变化关系为过原点的直线得出结论;
根据R=计算出此次实验所用的电阻的大小;
(4)①实验研究的是电流与电阻的关系,因此必须控制电阻两端的电压值一定,所以眼睛应注视电压表的示数,移动滑片保持电压表示数不变;
②由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路的分压原理分析电压表示数始终无法达到2V的原因,并提出改进措施。
【解答】解:(1)图甲电路图知电流表、定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器一上一下接入电路,据此完成实物电路的连接,如下图所示:
;
(2)连好电路闭合开关,电流表有示数,电路为通路,因电压表无示数且电表本身没问题分,则故障可能是定值电阻短路;
(3)根据表中数据,在图4坐标上描点画出I﹣U图象连线,如下图所示:
;
由图知,因电流随电压的变化关系为过原点的直线,由此得出的实验结论是:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
根据R=计算出此次实验所用的电阻的大小为:R==……=;
(4)①探究电压一定时,电流与电阻的关系时,在不断的改变定值电阻的同时,必须不断的移动滑动变阻器,使得电压表的示数是一个定值,故在移动滑片的同时,眼睛观察电压表的示数,故选B;
②因定值电阻与滑动变阻器串联,通过它们的电流相等,
当定值电阻为20Ω且电阻两端电压是2V时,
电路电流I==0.1A;
此时滑动变阻器两端电压:
U滑=U﹣UR=6V﹣2V=4V,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑==40Ω>15Ω,由于滑动变阻器的最大阻值太小,分压太小,所以电压表示数始终无法达到2V;
要完成该实验可以换用最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。
答案为:(1)见上图;(2)定值电阻短路;(3)见上图;当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;10;(4)①B;②换用最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。
【点评】本题考查了探究电流与电压、电阻的关系的实验,涉及了电路故障分析、控制变量法的应用、串联分压原理的应用等,考查较综合,难度一般。
四.计算题(共2小题)
26.(2022•东莞市模拟)如图甲所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。电源的电压为24V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)在重物下落的过程中(未撞击),压力传感器的电阻是多少?
(2)当撞击力为400N时,电流表的示数为多少?
(3)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?(g=10N/kg)
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】(1)在重物下落的过程中(未撞击),压力传感器的电阻是110Ω;
(2)当撞击力为400N时,电流表的示数为0.8A;
(3)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是600N。
【分析】(1)在重物撞击样品前,压力传感器受到的压力不变,电阻不变,电路中的电流不变,由图乙可知,重物下落过程电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出压力传感器R的阻值;
(2)根据图丙找到样品受到的撞击力是400N时,压力传感器的电阻大小,根据串联电阻的规律求出总电阻,根据欧姆定律求出电流表的示数。
(3)根据图丙可知,压力传感器的电阻R随压力的变化规律,在撞击过程中,根据图乙中电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出压敏电阻的阻值,然后根据图丙得出样品受到的最大撞击力。
【解答】解:(1)由图甲知,压力传感器R与R0串联,电流表测电路中电流,
在重物撞击样品前,压力传感器受到的压力不变,电阻不变,电路中的电流不变,
由图乙可知,电路中的电流I=0.2A,
由I=可得,电路中的总电阻:
R总===120Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以压力传感器R的阻值:
R=R总﹣R0=120Ω﹣10Ω=110Ω;
(2)当样品受到的撞击力是400N时,压力传感器电阻为R传=20Ω,
根据串联电阻的规律,总电阻R总=R传+R0=20Ω+10Ω=30Ω,
此时电路中的电流I总===0.8A;
(3)图丙知,压力传感器的电阻R随压力的增大而减小,所以在测试过程中,样品受到的撞击力最大时,压敏电阻的阻值最小,由欧姆定律,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I′=1.2A,此时电路中的总电阻:
R总′===20Ω,
根据电阻的串联,则此时压力传感器R的阻值:
R′=R总′﹣R0=20Ω﹣10Ω=10Ω,
由图丙可知,压力传感器电阻为10Ω时压力(样品受到的最大撞击力)F=600N。
答:(1)在重物下落的过程中(未撞击),压力传感器的电阻是110Ω;
(2)当撞击力为400N时,电流表的示数为0.8A;
(3)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是600N。
【点评】本题考查了欧姆定律、串联电路的规律的灵活运用及能量的转化,关键是能从I﹣t和R﹣F的图象上获取有用的信息,有一定难度。
27.(2023•韶关模拟)图甲为超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(2)电流表的示数为0.24A时,空气中的湿度。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】(1)电压表的示数为9V时,电流表的示数为0.1A;
(2)电流表的示数为0.24A时,空气中的湿度是10%。
【分析】由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)根据串联电路电压规律计算定值电阻R0两端电压,根据欧姆定律计算此时通过电路的电流;
(2)电流表的示数为0.24A时,由欧姆定律可知定值电阻R0两端电压,根据串联电路电压规律计算定值电阻R两端电压,由图丙可知空气中的湿度。
【解答】解:(1)由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;串联电路总电压等于各部分电压之和,所以定值电阻R0两端电压U0=U﹣UR=12V﹣9V=3V,
电流表示数I==0.1A;
(2)当电流表示数I′=0.24A时,定值电阻两端的电压U0'=I'R0=0.24A×30Ω=7.2V,
则湿敏电阻两端的电压UR'=U﹣U0'=12V﹣7.2V=4.8V,
则湿敏电阻的阻值R′=,
由图丙可得,湿敏电阻等于20Ω时,对应的空气湿度是10%。
答:(1)电压表的示数为9V时,电流表的示数为0.1A;
(2)电流表的示数为0.24A时,空气中的湿度是10%。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的灵活应用,关键会从图中读出有用信息UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
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