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【期末满分冲刺】2022-2023学年人教版物理九年级上册期末综合复习:专题07《欧姆定律综合》应用重难点专练
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【期末直通车】专题07:欧姆定律综合应用重难点专练
(解析版)
一、单选题
1.(2021·湖北荆州·中考真题)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作,当滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮
B.电压表示数变小
C.电路的总电阻变小
D.电压表示数与电流表示数的比值变大
【标答】B
【分析】
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的
电流;
ABC.当滑片P向右移动过程中时,接入电路中的电阻增大,电路中的总电阻增大,电路中电流减小,灯泡两端的电压减小,电压表示数变小,灯泡变暗,故A错误,B正确;C错误;
D.电压表示数与电流表示数的比值正好是小灯泡的电阻,随着灯泡两端电压减小,灯泡的电阻减小,电压表示数与电流表示数的比值应变小,故D错误。
故选B。
2.(2021·内蒙古赤峰·中考真题)教室里常用过氧乙酸溶液熏蒸消毒,小明设计的“过氧乙酸气体浓度测试仪”可以监测教室里过氧乙酸气体浓度是否达到要求的标准。如图所示是其简化的工作电路图,电源电压恒为6V,定值电阻R2=10Ω。传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度增大而减小,下列判断正确的是( )
A.当过氧乙酸气体浓度增大时,,电路中电流表示数变小
B.当过氧乙酸气体浓度增大时,电路中电压表示数变小
C.当电路中电压表示数为4.5V时,过氧乙酸气体浓度达到消毒要求的最低标准,此时可计算得出电流表示数为0.45A
D.当电路中电压表示数为4.5V时,过氧乙酸气体浓度达到消毒要求的最低标准,可计算得出传感器R1的阻值为40Ω
【标答】B
【分析】
A.当过氧乙酸气体浓度增大时,传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度增大而减小,电路中的电阻变晓,电流增大,电流表示数变大,故A错误;
B.当过氧乙酸气体浓度增大时电路中的电阻变晓,电流增大,电流表示数变大,R1两端的电压变大,电路中电压表示数变小,故B正确;
C.当电路中电压表示数为4.5V时,过氧乙酸气体浓度达到消毒要求的最低标准,此时可计算得出电流表示数为
故C错误;
D.当电路中电压表示数为4.5V时,过氧乙酸气体浓度达到消毒要求的最低标准,可计算得出传感器R1的阻值为
故D错误。
故选B。
3.(2021·黑龙江大庆·中考真题)如图甲所示,电源电压U恒定不变,R为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器滑片P从移向的过程中,电路的总功率、定值电阻R的功率及滑动变阻器的功率与电流的关系图线如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器功率为0.72W滑片位置有2处,此2处电流表示数之和为1A
B.电压表示数与电流表示数比值不变
C.电压表示数的减少量与电流表示数的增加量比值减小
D.当电流表示数为1A时,滑动变阻器的滑片P处于端
【标答】A
【分析】
A.由乙图可知,电源电压为
定值电阻的阻值为
当滑动变阻器的功率为0.72W时,设电流为I,根据公式得
解得满足题意的电流为0.4A和0.6A,此时两次电流之和为1A,故A正确;
B.电压表示数与电流表示数比值为滑动变阻器的电阻,滑动变阻器电阻改变,故B错误;
C.电压表测的是滑动变阻器的电压,电压表示数的增加量等于定值电阻电压的减小量,对于定值电阻,根据公式,其电流和电压成正比,所以其电压的变化量和电流变化量的比值不变,故C错误;
D.由图可知,当电流为1A时,3图像功率为0,说明3是滑动变阻器的功率和电流的关系,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,即滑片在b端,故D错误。
故选A。
4.(2021·山东烟台·中考真题)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
【标答】C
【分析】
AB.当滑片P移动到a端时,闭合S1、S2,R1、R2并联,通过R1与R2的电流之比
故AB错误;
C.当滑片P移动到b端时,只闭合S1,R与R1串联,滑动变阻器两端的电压与R1两端的电压之比是
故C正确;
D.当滑片P移动到b端时,只闭合S2,R与R2串联,滑动变阻器两端的电压与R2两端的电压之比是
故D错误。
故选C。
5.(2021·江苏宿迁·中考真题)如图所示电路,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动至中点的过程中( )
A.变亮,电压表示数变大 B.小灯泡亮度不变,电压表示数不变
C.小灯泡变暗,电压表示数变小 D.小灯泡亮度不变,电压表示数变大
【标答】B
【分析】
由电路图知,滑动变阻器与小灯泡并联,电压表测滑动变阻器两端的电压,即测电源电压,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,电源电压不变,故电压表示数不变,小灯泡两端的电压不变,小灯泡的亮度不变,故选B。
6.(2021·湖南湘潭·中考真题)如图是小虹设计的一种“身高测量仪”,其中滑片P将电阻丝分成上下两部分,阻值分别为R1、R2,身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时,身高越高( )
A.电压表示数越小 B.电压表示数越大
C.电路中的电流越大 D.电路中的电流越小
【标答】B
【分析】
如图,电压表测R2两端的电压,被测量者身高越高滑片越往上移,R1越小,R2的电阻越大,根据串联分压原理,它两端的电压越大;由于RI、R2之和不变,即电路的总电阻不变,电路中的电流不变,综上分析,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(2021·广西玉林·中考真题)由欧姆定律I=变形可得R=,以下说法正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
【标答】C
【分析】
导体的电阻是导体的一种属性,导体两端的电压及通过它的电流的大小不会影响导体电阻的大小,而电路中导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,当电路中的电压一定时,改变电路中的电阻大小,通过电阻的电流会与电阻成反比,故ABD错误,C正确。
故选C。
8.(2021·山东烟台·中考真题)如图所示为某压力传感器的原理图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连,导线位于弹簧内部,当闭合开关S,压力F增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V2的示数与电流表A的示数比值变大
D.电压表V1的示数与电流表A的示数比值变小
【标答】C
【分析】
AB.R1和滑动变阻器R2串联,电流表测电路的电流,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压。当压力F增大时,变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变小,根据U=IR,电压表V1的示数变小,由串联电路电压的规律,电压表V2的示数变大,故AB错误;
C D.根据欧姆定律,电压表V2的示数与电流表A的示数比值即变阻器连入电路的电阻,这个比值变大;电压表V1的示数与电流表A的示数比值即定值电阻的大小,这个比值不变,故C正确,D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是明确电压表测量的电压。
9.(2021·广西河池·中考真题)如图所示的电路中,R是滑动变阻器,L是小灯泡,闭合开关S,在确保各元件安全的前提下,把滑动变阻器的滑片P自左向右移动,下列选项正确的是( )
A.电流表示数变大 B.电流表示数不变
C.小灯泡L变亮 D.小灯泡L变暗
【标答】A
【分析】
AB.灯泡和变阻器并联,把滑动变阻器的滑片P自左向右移动,变阻器阻值减小,电压不变,根据,变阻器支路电流变大,灯泡支路电流不变,总电流变大,电流表示数变大,故A正确,B错误;
CD.因为并联,所以变阻器支路不影响灯泡,灯泡亮度不变,故CD错误。
故选A。
10.(2021·内蒙古兴安盟·中考真题)如图所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭合状态,R0是定值电阻。R为感光电阻,受到的光照越强,其阻值越小。当烟雾浓度增大时,射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱,设电源电压不变。下列说法错误的是( )
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变大
C.电压表与电流表的示数之比变大 D.电压表与电流表的示数之比不变
【标答】D
【分析】
由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.因感光电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以,当烟雾浓度增大时,光照变弱,感光电阻R阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端电压变大,即电压表的示数变大,故AB正确,不符合题意;
CD.电压表与电流表的示数之比为电阻R的阻值,因电压表的示数变大,电流表的示数变小,故比值变大,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
二、多选题
11.(2021·北京·二模)图甲为定值电阻R和灯泡L的I-U图像。现将电阻R和灯泡L接在图乙所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电流表示数为0.3A。下列判断正确的是( )
A.电源电压是8V
B.电阻R的大小为20Ω
C.灯泡电阻随电压增大而减小
D.将电源电压变为原来的2倍时,电阻R两端电压小于原来的2倍
【标答】ABD
【分析】
A.由乙图可知,电阻R和灯泡L串联,电源电压等于两部分电压之和,电流表示数为0.3A时,由甲图可知,,,则电源电压
故A正确;
B.电阻R的大小
故B正确;
C.由甲图可知,小灯泡电阻随电压增大而增大,故C错误;
D.将电源电压变为原来的2倍时,由于小灯泡电阻随电压增大而增大,电路总电阻变大,根据可知电流小于原来的2倍,则电阻R两端电压小于原来的2倍,故D正确。
故选ABD。
12.(2021·黑龙江绥化·中考真题)以下四种电路,电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【标答】ABD
【分析】
A.只闭合S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A符合题意;
B.只闭合S时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流I0,再闭合S1,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式
I0Rx= (I- I0)R0
可求出Rx的阻值,故B符合题意;
C.S1接不同点电流方向改变,电压表会出现反偏,求不出Rx的阻值,故C不符合题意;
D.闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测Rx的电压,闭合开关S、S1,两只电阻串联,电压表测电源电压,根据电路电流相等列式
可求出Rx的阻值,故D符合题意。
故选ABD。
13.(2021·内蒙古呼和浩特·中考真题)在物理问题的研究中,科学方法至关重要,下列有关科学方法,说法正确的是( )
A.“长度测量”和”小灯泡电阻测量”实验中,都用到了多次测量求平均值,是为了减小误差
B.在“探究影响压力作用效果的因素”和“探究影响滑动摩擦力的因素”实验中,都用到了控制变量法
C.“测不规则小块固体的体积”和“托里拆利测大气压强”实验中,都用到等效替代法
D.温度计和测力计的制作都用到了转换法
【标答】BD
【分析】
A.灯泡的电阻会随温度发生变化,不能多次测量求平均值,故A错误;
B.压力作用效果与压力和受力面积有关,滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,在“探究影响压力作用效果的因素”和“探究影响滑动摩擦力的因素”实验中,都用到了控制变量法,故B正确;
C.排水法测小块固体的体积,采用的等效替代法;托里拆利实验测量出大气压的值,采用的是转换法;故C错误;
D.根据温度计中液柱的长短来判断温度高低的,用到转换法,根据弹簧伸长量表示力的大小,用到转换法,故D正确。
故选BD。
14.(2021·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S1、S2、S3,电流表的示数为0.9A
B.闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2
C.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小
D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V
【标答】ACD
【分析】
AB.闭合开关S1、S2、S3,R3被短路,R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,并联电路中各个支路的电压相等,电流表的示数为
通过R1和R2的电流之比为
故A正确,B错误;
C.只闭合开关S1,R1和R3串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知电路中的电流变小,由U1=IR1可知R1两端的电压变小,即电流表和电压表的示数均变小,故C正确;
D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端时,变阻器连入电路的电阻为零,只有R1的简单电路,电压表测量电源电压,电压表的示数是6V,R3的滑片由b端时,变阻器连入电路的电阻最大,电路中的电流为
电压表的示数
U′1=I′R1=0.15A×10Ω=1.5V
只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V,故D正确。
故选ACD。
15.(2021·河北藁城·二模)如图所示的电路中,电源电压不变,R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,R1的阻值大于滑动变阻器的最大阻值,只闭合开关S,各电阻中均有电流通过,所有电表均有示数,下列说法正确的是( )
A.电表a是电流表,三个开关同时闭合,电源会短路
B.只闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动,V1示数变小,V2示数变大
C.只闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动,ΔU2大于ΔU1
D.先闭合开关S,再闭合开关S1,潜动变阻器的滑片保持不动,大于
【标答】BD
【分析】
A.由题意可知,只闭合开关S时,各电阻中均有电流通过,所有电表均有示数,由电路图可知,电流从电源的正极出发,依次经R1、电表a、R2、R3回到电源的负极,所用电表a为电流表,当三开关均闭合时,R2与R3被短路,电路为R1的简单电路,电源不会短路,故A错误;
B.只闭合开关S时,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1与R2两端的电压之和,电压表V2测R2与R3两端的电压之和,当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R1、R2两端的电压均变小,则电压表V1的示数变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表V2的示数等于电源的电压减去R1两端的电压,所以,R2与R3两端的电压之和变大,即电压表V2的示数变大,故B正确;
C.设滑动变阻器的滑片向右移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则电压表V1示数的变化量
ΔU1=I1(R1+R2)-I2(R1+R2)= ΔI(R1+R2)
电压表V2示数的变化量
ΔU2=(U-I2R1)-(U-I1R1)=ΔIR1
所以
ΔU 2<ΔU 1
故C错误;
D.只闭合S时,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1与R2两端的电压之和,电压表V2测R2与R3两端的电压之和,闭合S、S1时,R1、R3串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R3两端的电压,设只闭合S时电路中的电流为I,再闭合开关S1后电路中的电流为I′,因电压表V1的示数等于电源的电压减去R3两端的电压,电压表V2的示数等于电源的电压减去R1两端的电压,则
ΔU 1=(U-IR3)-(U-I′R3)=(I′-I)R3=ΔIR3
ΔU 2=(U-IR1)-(U-I′R1)=(I′-I)R1=ΔIR1
因R1的阻值大于滑动变阻器R3的最大阻值,所以
故D正确。
故选BD。
三、填空题
16.(2021·广西钦州·中考真题)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,则接线柱a、b之间应接入______,接线柱c、d之间应接入______(后两空选填“定值电阻”、“电流表”
或“电压表”)
【标答】小 电压表 定值电阻
【分析】
[1]如图所示,当金属片P向左移动时,滑动变阻器接入电路中电阻的长度减小,R接入电路的阻值变小。
[2][3]当没有外力作用于握力计时,滑片P应位于滑动变阻器的左端,此时若c、d间接入电流表,会导致电源短路,这是不允许的。c、d间更不能接入电压表,这样电压表就串联在电路中了,相当于断路。所以c、d间只能接入定值电阻,当滑片P滑到左端时,定值电阻对电路起保护作用。a、b间不能接入电流表,否则滑动变阻器会发生短路现象,则a、b间只能接入电压表。当握力增大时,滑片P右移,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路的总电流变小,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。
17.(2021·黑龙江绥化·中考真题)如图所示,已知R1:R2=3:1,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=_________;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙=_________。
【标答】4:1 3:4
【分析】
[1]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源电压,乙测R2电压,电压比为
[2]当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2电流,乙测干路电流,电流比为
18.(2021·贵州黔东南·中考真题)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R 1=10Ω。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6A,则电源电压为______V;当同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数增大了0.5A,则R 2的阻值是______Ω。
【标答】6 12
【分析】
[1]只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,由可得电源电压
[2]当同时闭合开关S1、S2时,两电阻并联,电流表测干路电流,因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以通过R1的电流不变,仍为0.6A,而电流表的示数增大了0.5A,即通过R2的电流
因为并联电路各支路两端的电压相等,由可得R2的电阻
19.(2021·黑龙江哈尔滨·中考真题)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。
【标答】
【分析】
[1]连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值
[2]甲地到短路位置之间的输电线总长度
短路的地点离甲地的距离
20.(2021·广西贵港·中考真题)如图甲所示的电路,电源电压恒定,滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”的字样,R2=6Ω,两电表量程均保持不变,电路中各元件均在安全情况下工作。当闭合开关S1、断开S2,滑片P移动到某一位置时,电流表和电压表指针的位置如图乙所示;当同时闭合开关S1、S2,滑动变阻器接入电路的阻值不变,此时电流表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处。则R1的阻值是______Ω,电源电压是______V。
【标答】7 7.2
【分析】
[1] 当闭合开关S1、断开S2,滑片P移动到某一位置时,R1与R2和滑动变阻器串联,电流表和电压表指针的位置如图乙所示,电压表测量滑动变阻器的电压,由于滑动变阻器最大的电流为1A,故此时电流表选择的小量程,为0.4A,若滑动变阻器全部接入,此时滑动变阻器的电压最大,最大为
故电压表选择的是小量程,故此时电压表的示数为2V,则滑动变阻器的电阻为
则根据串联电压规律可以列等式
当同时闭合开关S1、S2,滑动变阻器接入电路的阻值不变,此时电流表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处,R2被短路,只有滑动变阻器和R1接入电路,此时的电流为0.6A,则可以列等式
可以整理得出
故则R1的阻值是7Ω。
[2]经整理可得
电源电压是7.2V。
四、实验题
21.(2021·内蒙古鄂尔多斯·中考真题)“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______。
A、 B、 C、 D、
【标答】 或 左 20.8 多次测量求平均值 偏小 C
【分析】
(1)[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,如图所示:
或
(2)[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)[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
[4]为了减小误差,需要多次测量电阻的阻值求平均值。
(4)[5]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,由可知测得的Rx的测量值与真实值偏小。
(5)[6]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
灯泡正常发光时的电阻
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。
故选C。
22.(2021·青海·西宁市教育科学研究院中考真题)用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整______。(要求滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,且导线不能交叉)
(2)实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是______。(填字母)
A.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
(3)小明根据实验数据画出图象,如图乙所示。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成______。
(4)小明同学还想测量小灯泡的电功率,于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡。正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因是______。
(5)排除故障后,小明调节滑片,使小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流大小为______A,小灯泡正常发光时的电功率为______W。
(6)小明通过改变滑动变阻器滑片的位置,多次进行了小灯泡电功率的测量,这样做的目的是______。(填字母)
A.求出灯泡在不同电压下的功率的平均值,这样可以减小误差
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
【标答】 B 正比 小灯泡断路 0.28 0.7 B
【分析】
(1)[1]滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联,如下图所示:
(2)[2]探究电流与电压关系的实验,要控制电阻不变,记下电流随电压的变化关系,为得出普遍性的结论,要多次测量,故实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数,故选B。
(3)[3]由图像可知,是一条过原点的直线,可以得到通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。
(4)[4]正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表示数接近电源电压,可能灯泡断路。
(5)[5][6]丙图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A;小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(6)[7]灯泡在不同电压下的功率不同,求功率的平均值无意义;在实验中进行了多次测量,其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系,故选B。
23.(2021·山东青岛·中考真题)测量定值电阻的阻值。
(1)实验依据的公式是_________。
(2)图甲是刚刚接好的实物电路,请指出其中的错误或不要之处________(写出一条即可)。
(3)实验中发现电流表无示数。为查找问题,先将导线1从a点断开,然后依次去接触e点、d点、c点及b点,发现当接触e点、d点时,电流表有示数,则电路故障不可能是________(选填符合要求的选项字母)。
A.开关S断路 B.滑动变阻器断路 C.电阻R断路
(4)排除电路故障后进行实验,得到如下数据,其中表格内空缺的电流值如图乙所示,则这个电流值为_________A。
U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
I/A
0.15
0.23
0.30
0.45
(5)表格填写完整后,根据表中数据,在图丙中描点并画出这个电阻R的U-I图象。________
【标答】 见解析 C 0.38
【分析】
(1)[1]测量定值电阻的阻值用到公式。
(2)[2]由图可知,刚刚接好的实物电路,开关应该是断开的,图中开关是闭合的,是错误的,电源由两节干电池组成,1节干电池的电压是1.5V,所以电源电压是3V,电压表的量程选择0~3V,图中电压表的量程选择0~15V,是错误的。
(3)[3]将导线1从a点断开,依次去接触e点、d点、c点及b点,当接触e点、d点时,电流表有示数,说明电源的负极和d点之间没有断路,不可能电阻R断路,故选C。
(4)[4]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数0.38A。
(5)[5]由表中数据,根据描点法画出这个电阻R的U-I图象,如图所示:
五、计算题
24.(2021·内蒙古兴安盟·中考真题)某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示,电源电压U恒为15V,定值电阻R0=10Ω,R1为一竖直固定光滑金属棒,总长40cm,阻值为20Ω,其接入电路的阻值与对应棒长成正比。金属弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端,重80N,高60cm。底面积为100cm2,当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。闭合开关S。求:
(1)当水位处于位置A时,M受到的浮力;
(2)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增加了多少?
(3)水位降至位置B时,电压表的示数是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3, g取10N/kg)
【标答】(1)60N;(2)30cm;(3)5V
【分析】
解:(1)当水位处于位置A时,M刚好浸没,排开水的体积
则M受到的浮力
(2)水位处于A位置时,弹簧受到的拉力
F1=G-F浮= 80N - 60N = 20N
由图乙可知,此时弹簧的伸长量
ΔL1=10cm
当水位降至位置B时,M的下表面刚好离开水面,所受浮力为0N,此时弹簧受到的拉力
F2=G= 80N
由图乙可知,此时弹簧的伸长量
ΔL 2 =40cm
水位由位置A降至位置B时,弹簧的长度增加量
ΔL =ΔL –ΔL1=40cm-10cm=30cm
(3)当水位降至位置B时,R连入电路的长度
L=L总-ΔL = 40cm -30cm =10cm
因为R1连入电路的阻值与对应棒长成正比,即
所以此时R1接入电路的阻值
此时电路中的电流
由得,此时R1两端的电压
答:(1)当水位处于位置A时,M受到的浮力是60N;
(2)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增加了30cm;
(3)水位降至位置B时,电压表的示数是5V。
25.(2021·湖南衡阳·中考真题)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,均匀电阻丝长为30厘米,阻值为15欧,电源电压恒为9伏,保护电阻为3欧,电压表量程0~3伏。弹簧弹力与弹簧长度改变量的关系如图乙所示。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,计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速(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(帕)
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
(1)无风时,求通过的电流;
(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,风速预计为,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,(其中为常量,数值为0.6),假设你为改小组成员,请你计算出风速为时,改进后的电路中电压表的示数。
【标答】(1);(2)四级;(3)1.5V
【分析】
解:(1)因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路,所以,电流要流经全部电阻丝,在滑片P左移的过程中,始终是全部电阻丝与电阻R0串联,所以电路的总电阻不变;无论有无风时,滑动变阻器接入电路的阻值均为,通过的电流
(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;滑动变阻器分到电压
当电压表示数最大时,滑片移动距离
由图乙可得,弹簧产生的弹力,此时的风压
查表可知,此时风力等级为四级。
(3)当风速为时,风压
因此会超过电压表量程,弹簧弹力
由表可得,弹簧形变量为,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
此时电压表示数
改装电路为
此电路只能在风力稳定时使用。
答:(1)无风时,求通过的电流是;
(2)为保护电路安全,求出风速仪所测最大风力等级为四级;
(3)风速为时,改进后的电路中电压表的示数是1.5V。
26.(2021·四川攀枝花·中考真题)如图所示电路中,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,灯泡L标有“4V 2W”字样。滑动变阻器的滑片P滑到某一位置,把滑动变阻器分为左右两部分,且右边电阻比左边电阻小3Ω。只闭合开关S1,电压表V1的示数为U1;只闭合开关S2,电压表V2的示数为U2,两次灯泡均正常发光,且U1:U2=4:3,求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)滑动变阻器的总电阻。
【标答】(1);(2)5Ω
【分析】
解(1)灯泡正常发光时的电流
(2)只闭合开关S1,R的左侧、灯泡L串联,电压表V1测R左侧两端的电压,示数为U1;只闭合开关S2,R1、R的右侧、灯泡L串联,电压表V2测R1的电压,示数为U2;两次灯泡均正常发光,故两次电路中的电流相同,则有
解得:
由U1:U2=4:3得
解得
滑动变阻器的总电阻
答:(1)灯泡正常发光时的电流为;
(2)滑动变阻器的总电阻为。
27.(2021·山东日照·中考真题)常用的呼气式酒精测试仪有两种:一种是燃料电池型酒精测试仪(简称“电池型”),利用酒精与电池内的化学物质发生反应产生电压,某款“电池型”工作电路如图甲,燃料电池两端的电压与进入电池的酒精浓度关系如图乙。一种是气敏电阻型酒精测试仪(简称“电阻型”),气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,某款“电阻型”工作电路如图丙,电源电压为9V,R1是阻值为25Ω的定值电阻,R2是气敏电阻,其阻值与酒精浓度的关系如图丁。酒精浓度(n)表示每100mL气体中含有酒精的质量。请完成下列问题。
(1)已知R0的阻值为20Ω。若驾驶员每100mL呼出气体内含有40mg酒精,当用该款“电池型”检测时,图甲中电流表的示数为多大?
(2)用该款“电阻型”检测时,请计算:
①如果驾驶员没有喝酒,电压表的示数为多少?
②如果电压表示数为5V,驾驶员呼出的气体,每100mL中含有酒精多少毫克?
【标答】(1)0.1A;(2)9V,40mg
【分析】
(1)“电池型”检测时,由题知每100mL呼出气体中含有40mg酒精时,由乙图可知,此时燃料电池的电压为U燃
由题可知,根据欧姆定律得
(2)①如果驾驶员没有喝酒,由丁图可知当n为0时,R2也为0。此时电路为关于R1简单电路,R1两端的电压U与电源电压U源相等
②由图丙可知电压表 测量 R1两端的电压,即U1=5V,分析电路可知R1与R2串联,根据串联分压不分流得
由欧姆定律得
根据串联电路各处电流相等,
由欧姆定律得
当时,由丁图可知每 100mL呼出气体中含有的酒精为40mg。
28.(2021·贵州·中考真题)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。
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
(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。
【标答】(1)50Ω;(2)30Ω,24V;(3)电流表A1是串联在 R1支路上,电流表A2是串联在干路中,R2每次改变的阻值为8Ω
【分析】
解:(1)图甲中,R1与R2串联,电压表R2两端电压,电流表测电路中的电流。当滑片P置于最右端时,R2接入电路与的阻值最大,此时电流表、电压表的示数分别为0.30A,15.0V,则R2的最大阻值为
R2max=
(2)设电源电压为U,当滑片P置于最右端时,电流表、电压表的示数分别为0.30A,15.0V,过呢据串联电路电压规律,则有
U=0.3A×R1+15V……①
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,则有
U=0.5A×R1+9V……②
联列①②解得R1=30Ω,U=24V。
(3)图乙中,R1与R2并联,因并联电路中各支路互不影响,所以,移动滑片P改变R2的阻值,不影响R1支路的电流大小。表中电流表A1的示数始终不变,说明A1是测R1支路的电流,即A1串联在 R1支路上。若A2串联在干路中测干路电流,则次序1时通过R2的电流为
I1=1.3A-0.8A=0.5A
此时R2的阻值为
R2=48Ω
次序2时通过R2的电流为
I2=1.4A-0.8A=0.6A
此时R2的阻值为
R2'=40Ω
R2改变的阻值为
ΔR2=R2-R2'=48Ω-40Ω=8Ω
次序3时通过R2的电流为
I3=1.55A-0.8A=0.75A
此时R2的阻值为
R2''=32Ω
R2改变的阻值为
ΔR2=R2'-R2''=40Ω-32Ω=8Ω
两次R2改变的阻值都是8Ω,符合题意。故电流表A2可能是串联在干路中测干路电流。
若A2串联在R2支路中测R2的电流,则次序1时R2的阻值为
次序2时R2的阻值为
次序3时R2的阻值为
两次R2改变阻值分别为1.32Ω和1.66Ω,R2改变的阻值不相等,故A2不是串联在R2支路中测R2的电流。
综上分析可知,电流表A1是串联在 R1支路上测R1的电流,电流表A2是串联在干路中测干路电流,R2每次改变的阻值为8Ω。
答:(1)R2的最大阻值为50Ω;
(2)R1的阻值为30Ω,电源电压为24V;
(3)电流表A1是串联在 R1支路上测R1的电流,电流表A2是串联在干路中测干路电流,R2每次改变的阻值为8Ω。
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