
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中考物理一轮复习高频易错题精选(全国通用)第十七章欧姆定律(易错真题汇编)(原卷版+解析)
展开1.(2021•烟台中考)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R,已知R:R1:R2=1:1:2,则下列说法正确的是( )
A.当滑片P移动到a端时,闭合S1、S2,通过R1与R2的电流之比是1:2
B.当滑片P移动到a端时,闭合S1、S2,通过R1与R2的电流之比是1:1
C.当滑片P移动到b端时,只闭合S1,滑动变阻器两端的电压与R1两端的电压之比是1:1
D.当滑片P移动到b端时,只闭合S2,滑动变阻器两端的电压与R2两端的电压之比是2:1
2.(2021•陕西中考)如图1所示电路中,电源电压恒定不变,电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~15V,小灯泡L标有“6V 3.6W”,滑动变阻器R标有“50Ω 1.5A”。闭合开关S,调节滑动变阻器使其阻值在某一范围内变化时,电压表与电流表示数的变化情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是灯泡L两端的电压
B.滑片P向右移动时,电压表示数变小
C.电源电压为8.5V
D.闭合开关后,滑动变阻器阻值可以调节的范围是5~50Ω
3.(2021•武汉中考)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1=10Ω,R3=30Ω。开关S1闭合,开关S2接a,滑动变阻器R2的滑片P位于图示位置时,电压表的示数为1.2V,开关S1闭合,开关S2接b,滑片P移动到另一位置时,电压表的示数为2.0V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了( )
A.5ΩB.10ΩC.20ΩD.40Ω
4.(2020•巴中中考)如图所示,电源电压不变,闭合开关,两灯正常发光,电压表和电流表都有示数。一段时间之后,一个电表示数变小,另一个不变,则故障可能是( )
A.L1开路B.L1短路C.L2开路D.L2短路
5.(2020•贺州中考)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,下列说法正确的是( )
A.V1和V2的示数不变,A的示数变小
B.V1的示数不变,V2的示数变小,A的示数变大
C.V2的示数与A的示数之比不变
D.V1的示数与A的示数之比不变
6.(2020•镇江中考)测温模拟电路如图1所示,温度计由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示。则当开关S闭合后( )
A.电路可测量的最高温度为50℃
B.温度计的0℃应标在电压表零刻度处
C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大
D.若U 增大3V,R 增大45Ω,电路可测量的最高温度将增大
7.(2020•岳阳中考)如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则( )
A.a表是电压表
B.先闭合S1、S2,再闭合S3,a表示数无变化
C.S1、S2、S3都闭合,移动滑片P,a、b两表示数无变化
D.S1、S2、S3都闭合,b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
8.(2020•遵义中考)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,电流表A示数为I,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电压表V2示数变化了△U2,电流表A示数变化了△I.下列说法正确的是( )
A.U1不变,U2变大,I变小B.U1变小,U2不变,I变小
C.|△U2|与|△I|的比值不变D.|△U2|与|△I|的比值变大
9.(2020•烟台中考)如图所示,当开关S闭合时,小灯泡L不亮,小明同学利用电压表进行电路故障
检测,测量结果如表所示。假设导线连接良好,电路只有一处故障。则电路中的故障是( )
A.开关S断路B.小灯泡L断路
C.滑动变阻器R短路D.滑动变阻器R断路
10.(2020•青海中考)如图所示,电源电压保持不变,关于电路的工作情况,下列说法中正确的是( )
A.同时闭合两个开关,通过两只灯泡的电流一定相同
B.若电压表和电流表的位置对调,闭合S1、S2后,则两表都被烧坏
C.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表的示数变大
D.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮电流表损坏
11.(2020•鄂州中考)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有①B.只有②③C.只有①②③D.①②③④都可以
12.(2019•攀枝花中考)如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则( )
A.=,=B.=,=
C.=,=D.=,=
二、填空题
13.(2021•南充中考)如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字样(灯丝电阻不变),R=5Ω,电源电压恒定。若S、S1、S2均闭合,L2正常发光,电流表示数为I1,则电源电压为 V;若只闭合S,电流表读数为I2,则I1:I2= 。
14.(2021•广元中考)某同学利用如图电路,探究“电压一定时,通过导体的电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6V,实验用到的电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.实验中电阻R由小到大进行更换,并且保持电压表示数为2.5V不变,则需要调节变阻器的滑片P应该 (选填“向左端移动”、“向右端移动”或“不动”)。为了能够完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
15.(2021•哈尔滨中考)在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 Ω,短路位置到甲地的距离是 m。
16.(2021•内江中考)如图所示,电源电压为12V,电阻R1的阻值为10Ω,开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时,电压表的示数为6V,电阻R2的阻值为 Ω。调节滑片P,使电压表的示数从3V变为1.5V,则R3接入电路中的阻值变化了 Ω。
17.(2021•广西中考)如图是一握力计的电路示意图,a、b、c、d是四个接线柱,仪表及定值电阻R0均未画出。M、N均为金属板,N固定不动,当金属片P向左移动时,R接入电路的阻值变 。若握力F增大时,要求仪表的示数也增大,则a、b之间应接入 ,c、d之间应接入 。(后两空选填“定值电阻”、“电流表”或“电压表”)
18.(2021•德阳中考)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 点(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)。
三、实验探究题
19.(2021•赤峰中考)在“探究电流与电压关系”实验中,小峰所用电路如图甲所示。
(1)电路连接完整后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P滑到 (填“a”或“b”)端。
(2)闭合开关,移动滑片,依次进行实验,小峰记录的数据如下表所示。其中第二次实验时,电流表指针如图乙所示,则电流表的示数为 A。
(3)分析表中数据,得到的结论是 。
(4)实验结束,小峰整理器材时发现定值电阻很热,他联想到处理数据时,第四组数据之间的关系与前三组数据之间的关系存在差异,他和同组的小华就此展开讨论,认为数据差异可能是 造成的。由此反思实验过程:实验时每次读取数据后要 (写具体操作),再记录数据,减小此因素对测量结果的影响。
20.(2021•鄂尔多斯中考)“测量未知电阻阻值”实验中,提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx,一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关、导线若干。
(1)如图甲,“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上。
(2)改正错误后,闭合开关前,滑片应滑至最 (选填“左”或“右”)端。
(3)试触后,选择合适量程。闭合开关,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数如图乙,则Rx的阻值为 Ω(结果保留1位小数)。一次实验数据存在误差,接下来应通过 的方法来减小误差。
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
(5)同学们发现只用一只电表及已有其他器材(忽略定值电阻Rx的实验误差),也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是 。
四、计算题
21.(2021•衡阳中考)某兴趣小组为检测操场上的风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2,均匀电阻丝AB长为30厘米,阻值为15欧,电源电压U恒为9伏,保护电阻R0为3欧,电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅如表数据可知风速及风级。
(1)无风时,求通过R0的电流;
(2)为保护电路安全,求出风速仪所测最大风力等级为几级;
(3)某日从天气预报得知,第二天风力等级将会达到五级,风速v预计为10m/s,在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上,电路将如何改进,在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数,经查阅资料后得知,该挡风板所受的风压与风速的平方成正比,其关系式为p=kv2,(其中k为常量,数值为0.6),假设你为该小组成员,请你计算出风速为10m/s时,改进后的电路中电压表的示数。
22.(2021•遵义中考)某同学利用恒压电源、定值电阻R1和滑动变阻器R2,先后连接了如图甲、乙所示电路。在图甲电路中,该同学将滑片P置于最右端后闭合开关,此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、15.0V;再将滑片P移至某一位置时,电流表、电压表的示数分别为0.50A、9.0V。在图乙电路中,该同学接入两只电流表(图中未画出),在保证电路安全的前提下,将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值,测得两电流表的示数并记录在下表中。
(1)求R2的最大阻值;
(2)求R1的阻值和电源电压;
(3)请分析图乙电路中电流表A1、A2的接入位置并计算R2每次改变的阻值?测试点
a、b
b、c
c、d
电压表示数
有示数
有示数
无示数
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
0.8
1.6
2.4
3.0
电流I/A
0.16
0.48
0.58
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v(米/秒)
0.3~1.5
1.6~3.3
3.4~5.4
5.5~7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压p(帕)
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
滑片P移动的次序
1
2
3
4
5
电流表A1的示数/A
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
电流表A2的示数/A
1.30
1.40
1.55
1.80
2.30
第十七章 欧姆定律(易错真题汇编)
一、选择题
1.(2021•烟台中考)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R,已知R:R1:R2=1:1:2,则下列说法正确的是( )
A.当滑片P移动到a端时,闭合S1、S2,通过R1与R2的电流之比是1:2
B.当滑片P移动到a端时,闭合S1、S2,通过R1与R2的电流之比是1:1
C.当滑片P移动到b端时,只闭合S1,滑动变阻器两端的电压与R1两端的电压之比是1:1
D.当滑片P移动到b端时,只闭合S2,滑动变阻器两端的电压与R2两端的电压之比是2:1
解:AB、当滑片P移动到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,闭合S1、S2,R1和R2并联接入电路,并联电路各支路两端电压相等,R1:R2=1:2,由欧姆定律可得通过R1与R2的电流之比为:=2:1,故AB错误;
C、当滑片P移动到b端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,只闭合S1,R和R1串联接入电路,由串联电路分压原理可得滑动变阻器两端的电压与R1两端的电压之比:==,故C正确;
D、当滑片P移动到b端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,只闭合S2,R和R2串联接入电路,由串联电路分压原理可得滑动变阻器两端的电压与R2两端的电压之比:==,故D错误。
答案:C。
2.(2021•陕西中考)如图1所示电路中,电源电压恒定不变,电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~15V,小灯泡L标有“6V 3.6W”,滑动变阻器R标有“50Ω 1.5A”。闭合开关S,调节滑动变阻器使其阻值在某一范围内变化时,电压表与电流表示数的变化情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是灯泡L两端的电压
B.滑片P向右移动时,电压表示数变小
C.电源电压为8.5V
D.闭合开关后,滑动变阻器阻值可以调节的范围是5~50Ω
解:A、闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,故A错误;
B、滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大,故B错误;
CD、因串联电路各处电流相等,所以灯泡正常发光时通过电路的电流最大,小灯泡L标有“6V 3.6W”,此时通过电路的电流:I===0.6A,
由图2可知此时滑动变阻器两端的电压为3V,由欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小阻值为:RH小==5Ω,此时灯泡两端的电压为6V,串联电路总电压等于各分电压之和,所以电源电压为:U=UH+UL=3V+6V=9V,由题意可知电压表接入电路的量程为0~15V,电源电压为9V,所以滑动变阻器可以接入电路最大阻值,所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为5~50Ω,故D正确,故C错误。
答案:D。
3.(2021•武汉中考)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1=10Ω,R3=30Ω。开关S1闭合,开关S2接a,滑动变阻器R2的滑片P位于图示位置时,电压表的示数为1.2V,开关S1闭合,开关S2接b,滑片P移动到另一位置时,电压表的示数为2.0V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了( )
A.5ΩB.10ΩC.20ΩD.40Ω
解:(1)S2接a时,三个电阻串联,电压表测R1两端的电压为1.2V,此时:
通过各电阻的电流大小为:,
R3两端的电压为:U3=I3R3=0.12A×30Ω=3.6V,
R2两端的电压为:U2=U﹣U1﹣U3=6V﹣1.2V﹣3.6V=1.2V,
滑动变阻器R2接入电路的阻值为:;
(2)S2接b时,三个电阻串联,电压表测R1、R2两端的电压之和为2V,此时:
R3两端的电压为:U3′=U﹣(U1+U2)=6V﹣2V=4V,
电路中的电流为:,
电路的总电阻为:,
滑动变阻器R2接入电路的阻值为:Rb=R﹣R1﹣R3=45Ω﹣10ΩV﹣30Ω=5Ω,
则前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了:△R2=Ra﹣Rb=10Ω﹣5Ω=5Ω,故A正确,B、C、D错误。
答案:A。
4.(2020•巴中中考)如图所示,电源电压不变,闭合开关,两灯正常发光,电压表和电流表都有示数。一段时间之后,一个电表示数变小,另一个不变,则故障可能是( )
A.L1开路B.L1短路C.L2开路D.L2短路
解:由图可知,该电路为并联电路,电压表V测量的是电源电压,电流表A测量的是L1的电流;
A、L1开路,则该支路中的电流为0,即电流表示数为0,由于电源电压不变,则电压表示数不变,故A正确;
BD、L1短路或L2短路,则电源短路,电源会被烧坏,都无示数,故BD错误;
C、L2开路,电压表示数不变,根据并联电路的特点可知,电流表示数不变,故C错误。
答案:A。
5.(2020•贺州中考)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,下列说法正确的是( )
A.V1和V2的示数不变,A的示数变小
B.V1的示数不变,V2的示数变小,A的示数变大
C.V2的示数与A的示数之比不变
D.V1的示数与A的示数之比不变
解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V2测R1两端的电压,电压表V1测电源两端的电压,电流表A测电路中的电流;
闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路的总电阻变小,根据I=可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;
由于电源电压不变,则滑片移动时,电压表V1的示数不变;
根据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表V2的示数变大;
V2的示数与A的示数之比为R1的阻值,电阻值不变,比值不变;
V1的示数不变,A的示数变大,则其比值变小;
综上所述,C正确,ABD错误。
答案:C。
6.(2020•镇江中考)测温模拟电路如图1所示,温度计由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示。则当开关S闭合后( )
A.电路可测量的最高温度为50℃
B.温度计的0℃应标在电压表零刻度处
C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大
D.若U 增大3V,R 增大45Ω,电路可测量的最高温度将增大
解:由1图可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,
A、当电压表的示数最大,即Ut=3V时,电路允许测量的温度最高,
根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:
定值电阻R两端的电压:UR=U﹣Ut=6V﹣3V=3V,
则电路中的电流:
I===0.075A,
热敏电阻的阻值:
Rt===40Ω,
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃,故A错误;
B、当温度计的示数为0℃时,热敏电阻Rt的阻值不为零,根据串联电路的分压作用知,热敏电阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数 不为零,故B错误;
C、若增大电源电压U,电压表的量程仍为0﹣3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,由欧姆定律I=知电路的电流增大,热敏电阻的阻值Rt的阻值减小,电路可测量的最高温度减小,故C错误;
D、若U 增大3V,即电源电压为3V+6V=9V,R 增大45Ω,此时电压表的量程仍为0﹣3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,变为9V﹣3V=6V,由欧姆定律I=知此时电路的电流为I′===A,热敏电阻的阻值Rt的阻值为Rt′===42.5Ω,由图2知此时电路可测量的最高温度大于30℃,即电路可测量的最高温度将增大,故D正确。
答案:D。
7.(2020•岳阳中考)如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则( )
A.a表是电压表
B.先闭合S1、S2,再闭合S3,a表示数无变化
C.S1、S2、S3都闭合,移动滑片P,a、b两表示数无变化
D.S1、S2、S3都闭合,b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
解:
A、只闭合S1时,电表a、b、R1、R2串联后再与R3并联,
由a表无示数、b表有示数可知,a表为电流表,b表为电压表,
由c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化可知,c表为电流表,故A错误;
B、先闭合S1、S2时,c电流表将R1和R2短路,电路为滑动变阻器R3的简单电路,a电流表与b电压表串联,a表示数为零,
再闭合S3,R1、R2、R3并联,a电流表测R1和R2的电流,a电流表有示数,故B错误;
CD、S1、S2、S3都闭合时,R1、R2、R3并联,a电流表测R1和R2的电流,电压表b测电源两端的电压,
由电源的电压不变可知,滑片移动时,电压表b示数无变化,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R1与R2的电流不变,即电流表a的示数不变,故C正确;
由I=的变形式R=可知,b表示数除以a表示数等于R1与R2的总电阻,故D错误。
答案:C。
8.(2020•遵义中考)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,电流表A示数为I,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电压表V2示数变化了△U2,电流表A示数变化了△I.下列说法正确的是( )
A.U1不变,U2变大,I变小B.U1变小,U2不变,I变小
C.|△U2|与|△I|的比值不变D.|△U2|与|△I|的比值变大
解:
AB、当S闭合时,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由I=可知电路中电流I变小,根据U=IR可知R1两端电压U1变小,由串联电路电压的规律可知V2示数U2增大,故A、B错误;
CD、因为串联电路各部分电压之和等于电源电压,
所以R1和R2两端电压的变化量相等,则有:
△U1=△U2﹣﹣﹣﹣﹣①,
又因为R1是定值电阻,根据欧姆定律可得前后两次V1示数分别为U1=IR1,U′1=I′R1,
则U1﹣U′1=IR1﹣I′R1,
即△U1=△IR1,
所以=R1﹣﹣﹣﹣②,
由①②可知△U2 与△I 的比值不变,故C正确,D错误。
答案:C。
9.(2020•烟台中考)如图所示,当开关S闭合时,小灯泡L不亮,小明同学利用电压表进行电路故障
检测,测量结果如表所示。假设导线连接良好,电路只有一处故障。则电路中的故障是( )
A.开关S断路B.小灯泡L断路
C.滑动变阻器R短路D.滑动变阻器R断路
解:当开关S闭合时,小灯泡L不亮,说明电路可能出现了断路现象或灯泡短路;ab间电压表有示数,说明电源正常;
bc间电压表有示数,说明灯泡不可能短路,也说明除灯泡外的电路都是接通的,所以故障是灯泡断路。
答案:B。
10.(2020•青海中考)如图所示,电源电压保持不变,关于电路的工作情况,下列说法中正确的是( )
A.同时闭合两个开关,通过两只灯泡的电流一定相同
B.若电压表和电流表的位置对调,闭合S1、S2后,则两表都被烧坏
C.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表的示数变大
D.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮电流表损坏
解:
A、同时闭合两个开关,两灯并联,由并联电路电压的规律,两灯电压相同,两灯的规格不一定相同,由欧姆定律I=可知,通过两只灯泡的电流不一定相同,A错误;
B、若电压表和电流表的位置对调,电压表串联在电路中,电流表与L1并联,因电压表内阻很大,电路的电流很小,两表都不会被烧坏,B错误;
C、若先闭合S1,为L1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路的电流;
再闭合S2,两灯并联,电压表测电源电压,电压表示数不变;而此时电流表测干路电流,因通过L1的电流不变,根据并联电路电流的规律,电流表的示数变大,C正确;
D、若灯L1被短路,闭合S1、S2后,则灯L2也会短路,灯L2不亮,造成电流表损坏和电源短路,D错误。
答案:C。
11.(2020•鄂州中考)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有①B.只有②③C.只有①②③D.①②③④都可以
解:由图知,
①只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
②只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I0R0可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
③闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式=可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
④闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电流从电压表负接线柱流入,造成电压表指针向左偏转,故不能测出Rx阻值。
答案:C。
12.(2019•攀枝花中考)如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则( )
A.=,=B.=,=
C.=,=D.=,=
解:当开关S2断开,S1、S3闭合时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
已知R1:R2=2:1,则R1=2R2,
设电源的电压为U,则此时电压表的示数U1=U,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表示数I1=+=+=,
当开关S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
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:I2===,
此时电压表示数:U2=I2R1=×2R2=,
所以,==,==,故ABC错误、D正确。
答案:D
二、填空题
13.(2021•南充中考)如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字样(灯丝电阻不变),R=5Ω,电源电压恒定。若S、S1、S2均闭合,L2正常发光,电流表示数为I1,则电源电压为 3 V;若只闭合S,电流表读数为I2,则I1:I2= 2:1 。
解:(1)三个开关均闭合时,L1短路,R与L2并联,且L2正常发光,由并联电路电压规律可得:U=U2额=3V,
电流表测量通过R的电流,其示数为:;
(2)只闭合开关S时,R与L1串联,L2开路,L1的电阻:,电路的总电阻为:R总=R1+R=5Ω+5Ω=10Ω,
电流表的示数:,则I1:I2=0.6A:0.3A=2:1.
答案:3;2:1.
14.(2021•广元中考)某同学利用如图电路,探究“电压一定时,通过导体的电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6V,实验用到的电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.实验中电阻R由小到大进行更换,并且保持电压表示数为2.5V不变,则需要调节变阻器的滑片P应该 向右端移动 (选填“向左端移动”、“向右端移动”或“不动”)。为了能够完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 35 Ω。
解:
(1)根据串联分压原理可知,将小到大进行更换,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中,应控制电压表的示数不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2.5V;
(2)电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,
则变阻器分得的电压为电压表示数的=1.4倍,根据分压原理可知=,则当接入25Ω的最大定值电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.4R定=1.4×25Ω=35Ω,
故为了完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于35Ω。
答案:向右端移动;35。
15.(2021•哈尔滨中考)在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 100 Ω,短路位置到甲地的距离是 5000 m。
解:由I=可得,连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值:
R===100Ω;
已知每1m输电线的电阻为0.01Ω.导线总长度:L=×1m=10000m;
短路的地点离甲地的距离:s=×L=×10000m=5000m。
答案:100;5000。
16.(2021•内江中考)如图所示,电源电压为12V,电阻R1的阻值为10Ω,开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时,电压表的示数为6V,电阻R2的阻值为 10 Ω。调节滑片P,使电压表的示数从3V变为1.5V,则R3接入电路中的阻值变化了 40 Ω。
解:开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,R1和R2串联接入电路,电压表测R1两端的电压,
由欧姆定律可得此时通过电路的电流:I===0.6A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以R2两端的电压:U2=U﹣U1=12V﹣6V=6V,
串联电路各处电流相等,则电阻R2的阻值:R2===10Ω;
电压表的示数为3V时,通过电路的电流:I′===0.3A,
该电路总电阻:R′===40Ω,
电压表的示数为1.5V时,通过电路的电流:I″===0.15A,
该电路总电阻:R″===80Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路的电阻变化值:R3=R″﹣R′=80Ω﹣40Ω=40Ω。
答案:10;40。
17.(2021•广西中考)如图是一握力计的电路示意图,a、b、c、d是四个接线柱,仪表及定值电阻R0均未画出。M、N均为金属板,N固定不动,当金属片P向左移动时,R接入电路的阻值变 小 。若握力F增大时,要求仪表的示数也增大,则a、b之间应接入 电压表 ,c、d之间应接入 定值电阻 。(后两空选填“定值电阻”、“电流表”或“电压表”)
解:(1)由图可知,当金属片P向左移动时,R接入电路的阻值变小;
(2)c、d之间不可能是电压表,否则电路断路;
若c、d之间为电流表,
①当a、b之间为电压表时,电路为R的简单电路,电压表测电源电压示数不变,电流表测电路中的电流,
当握力增大时,滑片右移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=可知电流表的示数减小,这与电表的示数增大不符;
②a、b之间为定值电阻时,R与定值电阻并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时通过定值电阻的电流不变,
当握力增大时,滑片右移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=可知该支路的电流减小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表示数减小,这与电表的示数增大不符;
(3)若c、d之间为定值电阻,
①a、b之间不可能为电流表,否则滑动变阻器被短路;
②a、b之间为电压表时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,
当握力增大时,滑片右移,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=可知电流表的示数减小,
由U=IR可知,定值电阻两端的电压减小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压增大,即电压表的示数增大,符合题意。
答案:小;电压表;定值电阻。
18.(2021•德阳中考)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 点(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)。
解:(1)由电路图可知,当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,则电路中电流最小,
由图象可知此时电路中的电流Ia=0.2A,R2两端的电压U2=4V,
由欧姆定律可得R2的最大阻值:
R2===20Ω,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=IaR1+U2=0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P在b端时,滑动变阻器接入阻值为0,电压表示数为零,电路中电流最大,
由图象可知这时电路中电流为Ib=0.6A,电源电压加在R1两端,
则电源电压:U=IbR1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得:0.2A×R1+4V=0.6A×R1,
解得:R1=10Ω;
代入②得电源电压:U=6V;
(2)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′=R2=×20Ω=10Ω,
则电流表的示数为:
I′===0.3A。
由图象可知,电流表示数为0.3A时对应的点是B。
答案:10;B。
三、实验探究题
19.(2021•赤峰中考)在“探究电流与电压关系”实验中,小峰所用电路如图甲所示。
(1)电路连接完整后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P滑到 a (填“a”或“b”)端。
(2)闭合开关,移动滑片,依次进行实验,小峰记录的数据如下表所示。其中第二次实验时,电流表指针如图乙所示,则电流表的示数为 0.32 A。
(3)分析表中数据,得到的结论是 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
(4)实验结束,小峰整理器材时发现定值电阻很热,他联想到处理数据时,第四组数据之间的关系与前三组数据之间的关系存在差异,他和同组的小华就此展开讨论,认为数据差异可能是 温度变化导致R变大 造成的。由此反思实验过程:实验时每次读取数据后要 断开开关并冷却到室温后 (写具体操作),再记录数据,减小此因素对测量结果的影响。
解:(1)为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P滑到a端;
(2)由图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.32A;
(3)分析数据知,电压增大为原来的几倍,通过的也增大原来的几倍,即得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)由欧姆定律可知,第四组数据测量出电阻的阻值是:R3==≈5.2Ω,
同理,前几组数据测量出电阻的阻值都是5Ω,由于电阻受温度的影响,所以数据差异可能是由于温度变化导致R变大造成的。
每次读取数据后要及时断开开关,避免长时间通电导致电阻温度过高,从而对实验结果造成影响。
答案:(1)a;(2)0.32;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(4)温度变化导致R变大;断开开关并冷却到室温后。
20.(2021•鄂尔多斯中考)“测量未知电阻阻值”实验中,提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx,一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关、导线若干。
(1)如图甲,“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上。
(2)改正错误后,闭合开关前,滑片应滑至最 左 (选填“左”或“右”)端。
(3)试触后,选择合适量程。闭合开关,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数如图乙,则Rx的阻值为 20.8 Ω(结果保留1位小数)。一次实验数据存在误差,接下来应通过 多次测量求平均值 的方法来减小误差。
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
(5)同学们发现只用一只电表及已有其他器材(忽略定值电阻Rx的实验误差),也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是 C 。
解:(1)图甲中,电压表和变阻器串联,是错误的,电压表和电阻并联,如答图所示;
;
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑片应滑至阻值最大处,即最左端;
(3)由图乙可知,电流表选择小量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.12A,电压表选择小量程,分度值是0.1V,电压表的示数是2.5V,电阻的阻值为:R==≈20.8Ω;
为了减小误差,需要多次测量电阻的阻值求平均值;
(4)考虑到电压表中也有电流通过,电压表和电阻并联,由并联电路电流的规律可知电流表的示数变大,电压表的示数准确,由R=可知测得的Rx的测量值与真实值偏小;
(5)A.闭合开关S1,滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流,闭合开关S2,电阻Rx与灯泡并联,电阻Rx与灯泡两端的电压相等,但不能得到电阻Rx的电压值,不能得到灯泡正常发光时的电阻,故A不符合题意;
B.闭合开关S1,滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流,闭合开关S2,电阻Rx与灯泡并联,电阻Rx与灯泡两端的电压相等,但不能得到电阻Rx的电压值,不能得到灯泡正常发光时的电阻,故B不符合题意;
C.只闭合S1,移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,则灯正常发光;保持滑片位置不动,闭合S2,断开S1,记下电压表的示数U1,此时电压表测Rx与灯的电压,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电压没有改变,灯仍正常发光,由串联电路电压的规律,Rx的电压Ux=U1﹣2.5V通过Rx的电流,即灯的额定电流I=;
灯泡正常发光时的电阻为:RL===Rx,故C符合题意;
D.定值电阻与灯串联,电路中只有电压表,只闭合S1,电表测定值电阻的电压;当只闭合S2时,电压表测灯与定值电阻的电压,无法确定灯是否正常发光,故D不符合题意。
答案:(1)如上图所示;(2)左;(3)20.8;多次测量求平均值;(4)偏小;(5)C。
四、计算题
21.(2021•衡阳中考)某兴趣小组为检测操场上的风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2,均匀电阻丝AB长为30厘米,阻值为15欧,电源电压U恒为9伏,保护电阻R0为3欧,电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅如表数据可知风速及风级。
(1)无风时,求通过R0的电流;
(2)为保护电路安全,求出风速仪所测最大风力等级为几级;
(3)某日从天气预报得知,第二天风力等级将会达到五级,风速v预计为10m/s,在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上,电路将如何改进,在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数,经查阅资料后得知,该挡风板所受的风压与风速的平方成正比,其关系式为p=kv2,(其中k为常量,数值为0.6),假设你为该小组成员,请你计算出风速为10m/s时,改进后的电路中电压表的示数。
解:(1)无论有无风时,滑动变阻器接入电路的阻值均为15Ω,
电流I===0.5A;
(2)由图可知,风力越大,电压表测量部分电阻越长,电压表示数越大,电压表最大电压Umax=3V,
滑动变阻器分到电压UP=IRP=0.5A×15Ω=7.5V,
当电压表示数最大时,滑片移动距离L=LAB=×30cm=12cm,
由图乙可得,弹簧产生的弹力F=6N,
此时的风压p====30Pa,查表可知,此时风力等级为四级,
(3)原电路中风速越大,电压表示数越大,故改装电路为:
当风速为10m/s时,风压p=kv2=0.6×(10m/s)2=60Pa>30Pa,因此会超过电压表量程,
弹簧弾力F弹=F风=pS=60Pa×0.2m2=12N,
由表可得,弹簧形变量为24cm,因此可将电压表测量对象更换为滑片左侧部分的电阻,此时滑片左侧电阻R=×15Ω=3Ω,
此时电压表示数:U=×U=×9V=1.5V。
答:(1)无风时,通过R0的电流为0.5A;
(2)为保护电路安全,风速仪所测最大风力等级为四级;
(3)风速为10m/s时,改进后的电路中电压表的示数为1.5V。
22.(2021•遵义中考)某同学利用恒压电源、定值电阻R1和滑动变阻器R2,先后连接了如图甲、乙所示电路。在图甲电路中,该同学将滑片P置于最右端后闭合开关,此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、15.0V;再将滑片P移至某一位置时,电流表、电压表的示数分别为0.50A、9.0V。在图乙电路中,该同学接入两只电流表(图中未画出),在保证电路安全的前提下,将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值,测得两电流表的示数并记录在下表中。
(1)求R2的最大阻值;
(2)求R1的阻值和电源电压;
(3)请分析图乙电路中电流表A1、A2的接入位置并计算R2每次改变的阻值?
解:(1)在图甲电路中,该同学将滑片P置于最右端后闭合开关,两电阻串联接入电路,滑动变阻器接入电路最大阻值,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,由欧姆定律可得R2的最大阻值:R2===50Ω。
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,将滑片P置于最右端时,电源电压:U=IR1+U2=0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣①
将滑片P移至某一位置时,电源电压:U=I′R1+U2′=0.5A×R1+9V﹣﹣﹣﹣②
①②联立可得:R1=30Ω,U=24V;
(3)在图乙电路中,两电阻并联接入电路,并联电路互不影响,并联电路各支路两端电压相等,
将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值,电流表A1的示数不变,所以电流表A1测定值电阻R1支路的电流,
①电流表A2测干路电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和,
则第一次通过滑动变阻器的电流I1=1.3A﹣0.8A=0.5A,此时滑动变阻器接入电路的阻值R2′===48Ω,
第二次通过滑动变阻器的电流I2=1.4A﹣0.8A=0.6A,此时滑动变阻器接入电路的阻值===40Ω,滑动变阻器改变的阻值:ΔR2=48Ω﹣40Ω=8Ω,
第三次通过滑动变阻器的电流I2=1.55A﹣0.8A=0.75A,此时滑动变阻器接入电路的阻值===32Ω,滑动变阻器改变的阻值:ΔR2′=40Ω﹣32Ω=8Ω,
滑动变阻器改变的阻值相同,故符合题意;
②电流表A2测滑动变阻器的电流,则第一次滑动变阻器接入电路的阻值R21==≈18.46Ω,
第二次滑动变阻器接入电路的阻值R22==≈17.14Ω,滑动变阻器改变的阻值:ΔR21=18.46Ω﹣17.14Ω=1.32Ω,
第三次滑动变阻器接入电路的阻值R23==≈15.48Ω,滑动变阻器改变的阻值:ΔR22=17.14Ω﹣15.48Ω=1.66Ω,
滑动变阻器改变的阻值不同,故不符合题意。
答:(1)R2的最大阻值为50Ω;
(2)R1的阻值为30Ω,电源电压为24V;
(3)图乙电路中电流表A1与定值电阻串联接入电路,电流表A2在干路,R2每次改变的阻值为8Ω。测试点
a、b
b、c
c、d
电压表示数
有示数
有示数
无示数
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
0.8
1.6
2.4
3.0
电流I/A
0.16
0.48
0.58
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v(米/秒)
0.3~1.5
1.6~3.3
3.4~5.4
5.5~7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压p(帕)
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
滑片P移动的次序
1
2
3
4
5
电流表A1的示数/A
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
电流表A2的示数/A
1.30
1.40
1.55
1.80
2.30
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