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文檔簡介

浙教版科學(xué)八上科學(xué)第四單元電學(xué)計(jì)算作業(yè)-較難難度(含答案)

八上科學(xué)第四單元電學(xué)計(jì)算作業(yè)-較難難度

1.在圖示電路中,電源電壓保持不變,此時(shí)電流表的示數(shù)為I1,現(xiàn)將電阻R1與R2對(duì)換后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不變,如將R1與R3對(duì)換,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為I2,且I1:I2=3:2,則可判斷R1:R2:R3為()

A.1:1:2B.2:2:1C.1:2:1D.2:1:2

【分析】將電阻R1與R2對(duì)換后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不變,說明R1=R2;將R1與R3對(duì)換,根據(jù)電流的變化,分析總電阻的變化,即可求出電阻之比。

【解答】解:由題意知,將電阻R1與R2對(duì)換后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不變,說明R1=R2;

電源電壓保持不變,將R1與R3對(duì)換,I1:I2=3:2,

則電路中的總電阻之比:

=,

將R1=R2帶入解得,R2:R3=1:2,

所以有R1:R2:R3=1:1:2。

故選:A。

2.如圖所示電路中,電源電壓6V恒定不變,電流表的量程是0~0.6A,電壓表的量程是0~3V,小燈泡上標(biāo)有“2V,0.5A"(燈絲電阻不變),滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω,1A”。閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,在不損壞電路元件的前提下,電流表、電壓表示數(shù)的范圍分別是()

A.0.25A~0.5A,1V~2VB.0.3A~0.5A,1V~1.5V

C.0.25A~0.5A,1.5V~2VD.0.25A~0.6A,1V~2V

【分析】由圖可知,小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測量小燈泡兩端的電壓;根據(jù)小燈泡的規(guī)格,可知小燈泡兩端的最大電壓;結(jié)合電流表量程可知電流中的最大電流;根據(jù)歐姆定律求出小燈泡的電阻;當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí),根據(jù)歐姆定律可知,此時(shí)電路中的電流最小,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出此時(shí)電路中的總電阻,根據(jù)歐姆定律求出電路中的最小電流,根據(jù)歐姆定律求出小燈泡兩端的最小電壓,即電壓表的最小示數(shù),據(jù)此可知電流表和電壓表的示數(shù)變化范圍。

【解答】解:由圖可知,小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測量小燈泡兩端的電壓;

根據(jù)題意可知,小燈泡的額定電壓為2V,小于3V,即小燈泡兩端的最大電壓UL=2V,

小燈泡允許通過的最大電流:IL=0.5A,

電流表量程為0~0.6A,所以電路中允許通過的最大電流I大=IL=0.5A;

由I=可知,小燈泡的電阻:RL===4Ω,

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大,即R滑=20Ω,根據(jù)歐姆定律可知,此時(shí)電路中的電流最小,

根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,此時(shí)電路中的總電阻:R=R滑+RL=20Ω+4Ω=24Ω,

電路中的最小電流:I?。剑剑?.25A,

由I=可知,小燈泡兩端的最小電壓:UL小=I小RL=0.25A×4Ω=1V,

所以電流表的示數(shù)變化范圍為0.25A~0.5A,電壓表的示數(shù)變化范圍為1V~2V。

故選:A。

3.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,此時(shí)電流表的讀數(shù)為I1,現(xiàn)將電阻R1與R2對(duì)換后,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不變;如將R1與R3對(duì)換,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)變?yōu)镮2,且I1:I2=3:2,則可判斷()

A.R1:R2:R3=1:1:2B.R1:R2:R3=2:2:1

C.R1:R2:R3=1:2:1D.R1:R2:R3=2:1:2

【分析】由電路圖可知,R2與R3并聯(lián)后與R1串聯(lián),電流表測電路中的總電流;

(1)根據(jù)電阻R1與R2對(duì)換后電流表的示數(shù)不變,利用歐姆定律判斷兩電阻之間的關(guān)系;

(2)根據(jù)電阻的串聯(lián)和并聯(lián)特點(diǎn)求出R1與R3對(duì)換前后電路的總電阻,根據(jù)歐姆定律和電流表的示數(shù)得出總電阻之間的關(guān)系,解方程即可得出兩電阻之間的關(guān)系,進(jìn)一步即可得出答案。

【解答】解:(1)將電阻R1與R2對(duì)換后,電流表的示數(shù)不變,

根據(jù)歐姆定律可知對(duì)換前后電路的總電阻不變,即R1:R2=1:1;

(2)將R1與R3對(duì)換前,電路中的總電阻R=R1+=R2+,

對(duì)換后,電路中的總電阻R′=R3+R2,

因電源的電壓不變,且I1:I2=3:2,

所以根據(jù)R=可知,對(duì)換前后電路中總電阻之比==,

即3(R2+)=2(R3+R2),

整理可得:2﹣3R2R3﹣2=0,

解得:R3=2R2,R3=﹣R2(舍掉)

所以R1:R2:R3=1:1:2,

故選:A。

4.突然廣播響起,乘務(wù)員提醒旅客不要在動(dòng)車上吸煙。為了保證行車安全和乘客身體健康,動(dòng)車上裝有煙霧報(bào)警裝置,熱愛學(xué)習(xí)的小余上網(wǎng)查詢到該裝置其原理如圖,M為煙霧傳感器,其阻值RM隨著煙霧濃度的變化而變化,電阻R為可變電阻,車廂內(nèi)有人抽煙時(shí),煙霧濃度增大,導(dǎo)致S兩端的電壓增大,裝置發(fā)出警報(bào),現(xiàn)給出下列幾種說法,其中正確的是()

①RM隨煙霧濃度的增大而增大

②RM隨煙霧濃度的增大而減小

③若要提高報(bào)警靈敏度可增大R

④若要提高報(bào)警靈敏度可減小R

A.①③B.①④C.②③D.②④

【分析】由電路圖可知,M與R并聯(lián)后再與S串聯(lián)。

(1)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知并聯(lián)部分兩端的電壓變化,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知并聯(lián)部分總電阻的變化,進(jìn)一步得出傳感器電阻的變化,然后得出結(jié)論;

(2)R的阻值越大,M與R并聯(lián)的電阻R并越接近RM,U增大越明顯,據(jù)此進(jìn)行解答。

【解答】解:由電路圖可知,傳感器M與可變電阻R并聯(lián)后再與報(bào)警裝置S串聯(lián),

(1)由題知,車廂內(nèi)有人抽煙時(shí),煙霧濃度增大,導(dǎo)致S兩端的電壓增大,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,由S兩端電壓U增大可知,并聯(lián)部分兩端的電壓減小,傳感器兩端電壓減小,

由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知,并聯(lián)部分的總電阻減小,則傳感器的電阻減?。ㄊ怯蓚鞲衅鞯碾娮铚p小引起并聯(lián)部分的總電阻減小),

所以,RM隨煙霧濃度的增大而減小,故①錯(cuò)誤、②正確;

(2)R的阻值越大,M與R并聯(lián)的電阻R并越接近RM,U增大越明顯,導(dǎo)致“S"上電壓變化最明顯,

所以,若要提高報(bào)警靈敏度可增大R,故③正確、④錯(cuò)誤;

綜上可知,C選項(xiàng)正確、ABD錯(cuò)誤。

故選:C。

5.如圖所示的電路,電源電壓恒定,下列操作一定可行的是()

A.只閉合S1時(shí),把滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移,電流表、電壓表增大

B.只閉合S1時(shí),把滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移,電流表、電壓表增大

C.滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),S2斷開、S1由閉合到斷開,電流表、電壓表均減小

D.滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),S1閉合、S2由閉合到斷開,電流表、電壓表均減小

【分析】(1)只閉合S1時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R1兩端的電壓變化,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知變阻器兩端的電壓變化;

(2)滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),S2斷開,當(dāng)S1閉合時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流;當(dāng)S1斷開時(shí),電路斷路,電壓表測電源的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化;

(3)滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),S1閉合,當(dāng)S2閉合時(shí),電路為R2的簡單電路,電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流;當(dāng)S2斷開時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可知電路中電流的變化和電壓表示數(shù)的變化。

【解答】解:(1)只閉合S1時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流,

把滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移,接入電路中的電阻變大,電路中的總電阻變大,

由I=可知,電路中的電流變小,即電流表的示數(shù)變小,

由U=IR可知,R1兩端的電壓變小,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,變阻器R2兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大,

同理可知,把滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移時(shí),電流表的示數(shù)變大,電壓表的示數(shù)變小,故AB錯(cuò)誤;

(2)滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),S2斷開,

當(dāng)S1閉合時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流;

當(dāng)S1斷開時(shí),電路斷路,電壓表測電源的電壓,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,且電路中從有電流到無電流,

所以,電壓表的示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變小,故C錯(cuò)誤;

(3)滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),S1閉合,

當(dāng)S2閉合時(shí),電路為R2的簡單電路,電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流;

當(dāng)S2斷開時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,由I=可知,電路中的電流變小,即電流表的示數(shù)變小,

由U=IR可知,R2兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小,故D正確。

故選:D。

6.實(shí)際測量中使用的電流表、電壓表都是由小量程電流計(jì)G改裝而成的,電流計(jì)G也是一個(gè)電阻,同樣遵循歐姆定律。如圖所示,已知小量程的電流計(jì)的內(nèi)阻為Rg=120Ω,表頭顯示其滿偏電流為Ig=2mA。關(guān)于電表的改裝,下列說法正確的是()

A.將電流計(jì)改裝成電壓表,應(yīng)在電流計(jì)兩端并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?/p>

B.將電流計(jì)改裝成電流表,應(yīng)在電流計(jì)兩端串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?/p>

C.將小量程的電流計(jì)改裝為量程為10mA的電流表,應(yīng)串聯(lián)30Ω的電阻

D.將小量程的電流計(jì)改裝為量程為10mA的電流表,應(yīng)并聯(lián)30Ω的電阻

【分析】(1)利用串聯(lián)分壓的特點(diǎn)分析如何將電流計(jì)改裝成電壓表;利用并聯(lián)分流的特點(diǎn)分析如何將電流計(jì)改裝成電流表;

(2)根據(jù)歐姆定律結(jié)合并聯(lián)電路的電流規(guī)律進(jìn)行計(jì)算并聯(lián)電阻的大小。

【解答】(1)電流計(jì)改裝成電壓表,利用串聯(lián)分壓的特點(diǎn)分析;電流計(jì)改裝成電流表,利用并聯(lián)分流的特點(diǎn)分析。

(2)根據(jù)歐姆定律進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

解:A、因?yàn)榇?lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和,所以將小量程電流計(jì)改裝成大量程的電壓表,應(yīng)與電流計(jì)串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮瑁蔄錯(cuò)誤;

B、因?yàn)椴⒙?lián)電路干路程中的電流等于各支路電流之和,所以將小量程的電流計(jì)改裝成大量程的電流表,應(yīng)在電流計(jì)兩端并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?,故B錯(cuò)誤;

CD、將小量程的電流計(jì)改裝為量程為10mA的電流表,根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律可知,并聯(lián)的電阻應(yīng)分去的電流:I分=10mA﹣2mA=8mA,由歐姆定律得,Rg×Ig=R并×I分,解得:R并==30Ω。即應(yīng)并聯(lián)30Ω的電阻,故C錯(cuò)誤,D正確;

故選:D。

7.用如圖所示的電路可以測量電阻的阻值。圖中R1是待測電阻,R0是定值電阻,G是靈敏度很高的電流表,MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關(guān),改變滑動(dòng)頭P的位置,當(dāng)通過電流表G的電流為零時(shí),測得MP=l1,PN=l2,則R1的阻值為()

A.R0B.R0

C.R0D.R0

【分析】閉合開關(guān),改變滑動(dòng)頭P的位置,當(dāng)通過電流表G的電流為零時(shí),說明通過電阻絲兩側(cè)的電流是相等的,而總電流一定,故通過R0和R1的電流也相等;并聯(lián)電路電壓相等,故電阻絲MP段與PN段電壓之比等于R0和R1的電壓比;再結(jié)合歐姆定律列式求解即可。

【解答】解:閉合開關(guān),R0與左側(cè)電阻絲并聯(lián),R1與右側(cè)電阻絲并聯(lián),然后兩并聯(lián)部分串聯(lián)在電路中;

通過電流表G的電流為零,說明通過電阻絲兩側(cè)的電流是相等的,而總電流一定,故通過R0和R1的電流也相等,因并聯(lián)電路電壓相等,則電阻絲MP段與PN段電壓之比等于R0和R1的電壓比,

即:===﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;

通過電流表G的電流為零,說明通過電阻絲兩側(cè)的電流是相等的,則由U=IR可得:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,

由①②可得:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;

根據(jù)電阻定律的公式R=ρ可知:=﹣﹣﹣﹣④,

由③④可得=,解得:R1=R0。

故選:C。

8.將兩個(gè)電阻R1、R2連接成如圖甲所示的電路,當(dāng)閉合開關(guān)S后,電流表的示數(shù)為2A.現(xiàn)將圖甲中的電阻改接成如圖乙所示,則閉合開關(guān)S后,電流表的示數(shù)I為()

A..I≤0.5AB..0.5A≤I<1A

C..1A≤I<2AD..I≥2A

【分析】由甲電路圖可知,R1、R2并聯(lián),電流表測干路電流,根據(jù)電阻的并聯(lián)表示出電路中的總電阻,利用歐姆定律表示出干路電流表的示數(shù),由乙電路圖可知,R1、R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中電流表的示數(shù);根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)求出兩電流表示數(shù)的比值,然后得出答案。

【解答】解:由甲電路圖可知,R1、R2并聯(lián),電流表測干路電流,

因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,

所以,電路的總電阻:

R=,

由歐姆定律可得干路中電流表的示數(shù):

I1==,

由乙電路圖可知,R1、R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

由歐姆定律可得電路中電流表的示數(shù):

I=,

則====+4,

所以,≥4,

即I1≥4I,代入數(shù)據(jù)得2A≥4I,所以I≤0.5A。

故選:A。

9.如圖所示,AB、BC是由同種材料制成的長度相同、橫截面積不同的兩段導(dǎo)體,將它們串聯(lián)后連入電路中,則以下判斷正確的是()

A.RAB<RBC,UAB=UBCB.RAB>RBC,IAB=IBC

C.RAB>RBC,IAB<IBCD.RAB=RBC,IAB<IBC

【分析】(1)電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),其大小只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān),故在分析時(shí)用控制變量的思維來考慮;

(2)對(duì)于串聯(lián)電路,電流是處處相等的;

(3)根據(jù)U=IR比較電阻兩端的電壓。

【解答】解:在材料和長度相同時(shí),導(dǎo)體橫截面積越小電阻越大,

對(duì)于AB和BC是由同種材料制成的長度相同的兩段導(dǎo)體,由于AB段的橫截面積小,BC段的橫截面積大,

故AB段的電阻大于BC段的電阻,即RAB>RBC;

此兩段電阻串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電流處處相等的關(guān)系可知,這兩段導(dǎo)體中的電流是相等的,即IAB=IBC,

根據(jù)U=IR可知UAB>UBC,故ACD錯(cuò)誤,B正確。

故選:B。

10.在圖甲所示電路中,R0、R2為定值電阻,電流表、電壓表都是理想電表。改變滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置,電壓表V1、V2和電流表A的示數(shù)均要發(fā)生變化。兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖線如圖乙所示。則下列判斷中正確的是()

A.電阻R0為2Ω

B.V2示數(shù)變化圖線為b

C.電源電壓為14V

D.滑動(dòng)變阻器R1的阻值最大為6Ω

【分析】由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器R1、電阻R2、電阻R0串聯(lián)在電路中,電壓表V1測量R1和R2兩端的總電壓,電壓表V2測量R2兩端的電壓,電流表測量電路中的電流。

(1)當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器R1連入的電阻變小,從而使電路中的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,R0兩端的電壓變大,R2兩端的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知,R1和R2兩端的總電壓變小,由此可知圖象中上半部分b為電壓表V1示數(shù)變化圖線,下半部分a為電壓表V2示數(shù)變化圖線;

(2)由圖象可知:當(dāng)電壓表V1的示數(shù)(R1和R2兩端的電壓)為10V時(shí),此時(shí)電壓表V2的示數(shù)(R2兩端的電壓)為1V,電路中的電流為1A,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的阻值,最后利用電阻的串聯(lián)表示出電源的電壓;

(3)由圖象可知:當(dāng)滑片P移至最左端,滑動(dòng)變阻器連入電阻為0,此時(shí)電路中的總電阻最小,電路中的電流最大為4A,此時(shí)兩電壓表的示數(shù)都為4V,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓,根據(jù)電源的電壓不變得出等式即可求出R0和電源電壓。

【解答】解:由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器R1、電阻R2、電阻R0串聯(lián)在電路中,電壓表V1測量R1和R2兩端的總電壓,電壓表V2測量R2兩端的電壓,電流表測量電路中的電流。

(1)當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器R1連入的電阻變小,從而使電路中的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,R0兩端的電壓變大,R2兩端的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知,R1和R2兩端的總電壓變小,據(jù)此判斷:圖象中上半部分b為電壓表V1示數(shù)變化圖線,下半部分a為電壓表V2示數(shù)變化圖線,故B不正確;

(2)由圖象可知:當(dāng)R1和R2兩端的電壓為10V時(shí),R2兩端的電壓為1V,電路中的電流為1A,

∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和,

∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U1=U12﹣U2=10V﹣1V=9V,

根據(jù)歐姆定律可得,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:

R1===9Ω>6Ω,故D不正確;

∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和,

∴電源的電壓U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

(3)當(dāng)滑片P移至最左端,滑動(dòng)變阻器連入電阻為0,兩電壓表都測量電阻R1兩端的電壓,示數(shù)都為4V,電路中的電流最大為4A,

電源的電壓U=U2′+U0′=4V+4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②得:10V+1A×R0=4V+4A×R0

解得:R0=2Ω,故A正確;

電源電壓為:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×2Ω=12V,故C不正確。

故選:A。

11.如圖所示,電壓表量程是0~3V,電流表量程是0~0.6A,變阻器的最大值是50Ω,R0電阻為6Ω,電源電壓為6V,為了保證兩表使用安全,求變阻器的電阻取值范圍()

A.R≤4ΩB.R≥6ΩC.4Ω≤R≤6ΩD.無法確定

【分析】由電路圖可知,電阻R0與變阻器串聯(lián),電壓表測變阻器兩端的電壓,電流表測電路中的電流;當(dāng)電流表的示數(shù)為0.6A時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小,根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻,再根據(jù)電阻的串聯(lián)求出其大??;

當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R1兩端的電壓,利用歐姆定律求出電路中的電流,再根據(jù)歐姆定律求出其大小。

【解答】解:由電路圖可知,電阻R0與變阻器串聯(lián),電壓表測變阻器兩端的電壓,電流表測電路中的電流。

當(dāng)電流表的示數(shù)為0.6A時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小,

電路中的總電阻:

R總===10Ω,

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

∴R滑min=R總﹣R0=10Ω﹣6Ω=4Ω;

當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,

此時(shí)R0兩端的電壓:

U0min=U﹣U2max=6V﹣3V=3V,

此時(shí)電路中的電流:

Imin===0.5A,

∴R滑max===6Ω,

∴滑動(dòng)變阻器取值范圍為4Ω≤R≤6Ω。

故選:C。

12.小麗設(shè)計(jì)了如圖所示的簡易電子距離測量儀,R是一根粗細(xì)均勻的電阻絲,其每厘米長的電阻為0.5Ω,電路各部分均接觸良好。物體M只能在導(dǎo)軌上做直線運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)與之相連的金屬滑片P移動(dòng),電壓表示數(shù)可反映物體M移動(dòng)的距離。開始測量前,將金屬滑片P置于電阻絲中點(diǎn),此時(shí)電壓表和電流表示數(shù)分別為1.5V和0.2A.由此可知()

A.電阻絲的總電阻為7.5Ω

B.當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),物體M向右移動(dòng)了5cm

C.當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),物體M向左移動(dòng)了5cm

D.若開始測量前,將金屬滑片P置于電阻絲某端點(diǎn),可測量的最大距離30cm。

【分析】由電路圖可知,電路為R的簡單電路,電壓表測變阻器右側(cè)部分電阻兩端的電壓,電流表測電路中的電流;

(1)金屬滑片P置于電阻絲中點(diǎn)時(shí),根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路的電阻,進(jìn)一步求出電阻絲的最大阻值,根據(jù)題意求出電阻的總長度;

(2)根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)為2V和1V時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻,再根據(jù)題意求出物體M向左移動(dòng)的距離。

【解答】解:(1)金屬滑片P置于電阻絲中點(diǎn)時(shí),

電阻絲接入電路的電阻R中===7.5Ω,

電阻絲的總電阻為R=2R中=2×7.5Ω=15Ω;

電阻絲的長度L==30cm,

即當(dāng)開始測量前,將金屬滑片P置于電阻絲某端點(diǎn),可測量的最大距離30cm;

(2)當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),接入電路的電阻R′===10Ω,

物體M位于L′==20cm,

故物體M向左移動(dòng)了ΔL=L′﹣L=20cm﹣15cm=5cm;

(3)當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),接入電路的電阻R″===5Ω,

物體M位于L″==10cm,

故物體M向右移動(dòng)了ΔL=L﹣L″=15cm﹣10cm=5cm;

故選:D。

13.小科在測量一電阻的阻值時(shí),用相同的電源、滑動(dòng)變阻器、理想電壓表、電流表設(shè)計(jì)了兩個(gè)電路,電路圖如圖所示。若把滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端移到最右端(電壓表、電流表均未超過量程)。甲圖電壓表的示數(shù)變化量為ΔU甲,電流表的示數(shù)變化量為ΔI甲。乙圖電壓表的示數(shù)變化量為ΔU乙,電流表的示數(shù)變化量為ΔI乙。則下列比較正確的是()

A.ΔU甲>ΔU乙ΔI甲<ΔI乙

B.ΔU甲>ΔU乙ΔI甲>ΔI乙

C.ΔU甲<ΔU乙ΔI甲<ΔI乙

D.ΔU甲<ΔU乙ΔI甲>ΔI乙

【分析】分析兩電路圖,根據(jù)滑動(dòng)變阻器的不同接法分別利用串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得兩種情況下電壓表及電流表示數(shù)的范圍,則可得出變化范圍的大小關(guān)系。

【解答】解:甲圖中定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),則當(dāng)滑動(dòng)變阻器短路時(shí),電壓表示數(shù)最大,等于電源電壓,即U1最大=U;由歐姆定律可得:此時(shí)電路中電流I1最大=;

當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入時(shí),電路中電阻最大,則電流最小,由歐姆定律可得:電路中電流I1最小=,此時(shí)電壓表示數(shù)為U1最小=I1最小×R1=×R1;

即電流表示數(shù)范圍為~;電壓表示數(shù)范圍為:×R1~U;

乙圖中滑動(dòng)變阻器全部接入電路,電壓表、電流表、電阻串聯(lián)后與滑片左側(cè)部分并聯(lián),則當(dāng)滑片在最左端時(shí),電壓表、電流表、電阻被短路,此時(shí)電壓表示數(shù)為零;電流表的示數(shù)為零;

當(dāng)滑片滑到最右端時(shí),電壓表、電流表、電阻串聯(lián)后與滑動(dòng)變阻器全部電阻并聯(lián)在電源兩端,理想電壓表電阻無窮大,則此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為電源電壓U,電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表示數(shù)始終為0;

故電流表示數(shù)不變;電壓表示數(shù)范圍為0~U。

則可得出,乙圖中的電壓表及電流表示數(shù)的變化范圍均要大,即ΔU甲<ΔU乙,ΔI甲>ΔI乙。

故選:D。

14.如圖是一種自動(dòng)測定油箱內(nèi)油面高度的裝置。R2是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片連在杠桿一端?,F(xiàn)需要在設(shè)計(jì)的電路中,添加一個(gè)由電表改裝成的油量表,要求:開關(guān)閉合后,油箱內(nèi)油面升高,油量表示數(shù)增大。則下列有關(guān)油量表的選擇及連接方式不正確的是()

A.用電流表,串聯(lián)在B處

B.用電流表,串聯(lián)在A處

C.用電壓表,并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)

D.用電壓表,并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)

【分析】由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,油量表即電流表測電路中的電流,根據(jù)油面的變化可知浮標(biāo)和滑片移動(dòng)的方向,進(jìn)一步可知接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R1兩端的電壓變化,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化。

【解答】解:

由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表接在AC兩點(diǎn)測R2兩端的電壓,油量表(即電流表)串聯(lián)在B測電路中的電流,電流表不能與R1并聯(lián),故D錯(cuò)誤;

當(dāng)油面上升時(shí),浮標(biāo)上移,滑片下移,R2接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,

由I=可知,電路中的電流變大,無論電流表串聯(lián)在A處還是B處,油量表的示數(shù)都變大,故AB正確;

當(dāng)油箱內(nèi)油面升高時(shí),R2連入電路的阻值變小,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以R1兩端的電壓變大,用電壓表,并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)電壓表示數(shù)變大,故C正確、D錯(cuò)。

故選:D。

15.在如圖所示的電路中,電源電壓不變,當(dāng)S閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右移動(dòng)時(shí),三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是()

A.A變大,V1不變,V2變大

B.A變大,V1變小,V2不變

C.A不變,V1變小,V2變大

D.A變小,V1變大,V2變大

【分析】由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表V1測R2兩端的電壓,電壓表V2測電源的電壓;根據(jù)電源的電壓判斷電壓表V2示數(shù)的變化,根據(jù)滑片的移動(dòng)確定接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和定值電阻R1兩端的電壓變化,再根據(jù)電阻的串聯(lián)判斷電壓表V1示數(shù)的變化。

【解答】解:由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表V1測R2兩端的電壓,電壓表V2測電源的電壓;

∵電源的電壓不變,

∴滑片移動(dòng)時(shí),電壓表V2的示數(shù)不變;

當(dāng)滑片P從左向右移動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,

∵I=,

∴電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大;

∵U=IR,

∴定值電阻R1兩端的電壓變大,

∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和,

∴滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓變小,即電壓表V1示數(shù)變小。

故選:B。

16.將兩個(gè)不同阻值的電阻R1、R2連成如圖甲所示的電路,當(dāng)閉合開關(guān)S后,電流表的示數(shù)為0.5A,現(xiàn)將圖甲中的電阻改接成如圖乙所示的電路,則閉合開關(guān)S后,電流表的示數(shù)()

A.一定大于2A

B.一定大于0.5A,但小于1A

C.一定小于0.5A

D.一定大于1A,但小于2A

【分析】由甲電路圖可知,R1、R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中電流表的示數(shù);由乙電路圖可知,R1、R2并聯(lián),電流表測干路電流,根據(jù)電阻的并聯(lián)表示出電路中的總電阻,利用歐姆定律表示出干路電流表的示數(shù),根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)求出兩電流表示數(shù)的比值,然后得出答案。

【解答】解:由甲電路圖可知,R1、R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,電路中電流表的示數(shù):

I1=,

由乙電路圖可知,R1、R2并聯(lián),電流表測干路電流,

因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,

所以,電路的總電阻:

R=,

干路中電流表的示數(shù):

I2==,

則======+4,

因R1≠R2,

所以,>4,

即I2>4I1=4×0.5A=2A。

故選:A。

17.A、B、C分別為某三角形導(dǎo)體框架的三個(gè)頂點(diǎn)。現(xiàn)將一電源接在A、B兩端點(diǎn)時(shí)流過AB邊的電流大小為0.72A.當(dāng)把電源接在B、C兩端點(diǎn)時(shí)流過AB邊的電流大小為0.4A.那么,當(dāng)把該電源接在A、C兩端點(diǎn)時(shí),流過AC邊的電流大小為()

A.0.8AB.0.9AC.1.0AD.1.2A

【分析】本題中導(dǎo)體應(yīng)看做材料相同,橫截面積相同,粗細(xì)均勻的,這樣導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比。在電壓一定時(shí),已知前后兩次通過AB邊的電流,利用R=可以得到AB、AB+AC段的電阻,從而得到兩段導(dǎo)線AB、AC是電阻關(guān)系。然后根據(jù)電源電壓一定列出方程求解,最后確定正確選項(xiàng)。

【解答】解:

設(shè)電源電壓為U,

由題可知,AB的電阻為R1=,AB+AC的電阻為R2=,

所以,AB與AB+AC的電阻之比為

==×=。

所以RAB、RAC之比為=

設(shè)電源接在A、C之間時(shí)通過AC的電流為I,根據(jù)題意得

RAB×0.72A=RACI

解得I=0.9A.

故選:B。

18.如圖,R1=2Ω.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,記錄了三只電表的示數(shù),但沒有記錄單位,記下的一組數(shù)據(jù)是1、2和3.也弄不清楚這些數(shù)字是哪只電表的示數(shù),單位是V還是A,請(qǐng)根據(jù)電路圖和記錄的數(shù)據(jù),確定實(shí)驗(yàn)中所用的電源電壓和電阻R2的阻值分別是()

A.1V2ΩB.2V1ΩC.2V2ΩD.3V1Ω

【分析】(1)分析電路結(jié)構(gòu),明確各電路元件的連接方式,畫出等效電路圖;

(2)根據(jù)個(gè)電表所測量的量及所給數(shù)據(jù),判斷各數(shù)據(jù)是哪個(gè)表的示數(shù),再根據(jù)電表所測的量及并聯(lián)電路特的確定各電表示數(shù)單位;

(3)根據(jù)電路圖及電表示數(shù)求出電源電壓,由并聯(lián)電路特點(diǎn)求出流過R2的電流,最后由歐姆定律求出電阻R2的阻值。

【解答】解:電路的等效電路圖如圖所示;

由電路圖可知:電壓表測電源電壓,電流表A1測量R1的電流,電流表A2測量干路電流;

由歐姆定律可得,電源電壓(電壓表示數(shù)):U=R1IA1=2Ω×IA1,即電壓表示數(shù)是電流表A1示數(shù)的兩倍;

由題中所給數(shù)據(jù)可知,2是電壓表示數(shù);則2的單位是V,即UV=2V,電源電壓U=UV=2V;故AD錯(cuò)誤;

由于電流表A1的測量R1的電流,電流表A2的測量干路電流;

根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知:電流表A2的示數(shù)大于電流表A1的示數(shù);

所以,數(shù)據(jù)3是電流表A2的示數(shù),單位是A,即IA2=3A;

數(shù)據(jù)1是電流表A1的示數(shù),單位是A,即IA1=1A;

由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知,流過電阻R2的電流:I2=IA2﹣IA1=3A﹣1A=2A,

由I=得R2的阻值:R2===1Ω;故B正確,C錯(cuò)誤。

故選:B。

19.如圖所示,電源電壓為4.5V且恒定不變,當(dāng)開關(guān)s閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端滑向b端的過程中,三只理想電壓表的示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,下列可能出現(xiàn)的情況是()

A.ΔU1=0V、ΔU2=2V、ΔU3=1V

B.ΔU1=0V、ΔU2=2V、ΔU3=2V

C.ΔU1=0.5V、ΔU2=1V、ΔU3=1.5V

D.ΔU1=0.2V、ΔU2=1V、ΔU3=0.8V

【分析】由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表V1測電源的電壓,電壓表V2測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電壓表V3測燈泡兩端的電壓。根據(jù)電源的電壓不變判斷電壓表V1示數(shù)的變化,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)判斷燈泡與滑動(dòng)變阻器兩端電壓變化絕對(duì)值的關(guān)系,結(jié)合選項(xiàng)即可得出答案。

【解答】解:由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表V1測電源的電壓,電壓表V2測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電壓表V3測燈泡兩端的電壓。

因電源的電壓不變,

所以,滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端滑向b端的過程中,電壓表V1示數(shù)變化的絕對(duì)值ΔU1=0V,故CD不正確;

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,U2=U﹣U3,U2′=U﹣U3′,

則ΔU2=U2′﹣U2=(U﹣U3′)﹣(U﹣U3)=U3﹣U3′=﹣(U3′﹣U3)=﹣ΔU3,

即電壓表V2示數(shù)變化的絕對(duì)值ΔU2等于電壓表V3示數(shù)變化的絕對(duì)值ΔU3,結(jié)合選項(xiàng)可知B正確,A不正確。

故選:B。

20.如圖所示,已知R0=R1=R2=R3=....=Rn=R100=3Ω,Rb=2Ω,A、B間的電壓為6V,則通過R100的電流大小是()

A.1AB.()99A

C.×()100AD.()101A

【分析】倒著看:R100與3個(gè)Rb并聯(lián)的等效電阻為:R并1=2Ω=Rb。R99與3個(gè)Rb并聯(lián)的等效電阻R并2=2Ω=Rb。依此類推,整個(gè)電路總阻R總=3Rb=6Ω。再利用歐姆定律算出總電流,再根據(jù)并聯(lián)分流,推出通過R100的電流大小。

【解答】解:由題知:R0=R1=R2=R3=....=Rn=R100=3Ω,Rb=2Ω。

R100與3個(gè)Rb并聯(lián)的電阻為:R并1==2Ω。

同理可得:R99與3個(gè)Rb并聯(lián)的電阻,得R并2=2Ω=Rb。

依此類推,整個(gè)電路總阻R總=3Rb=6Ω。

電流的總電流:I===1A。

根據(jù)并聯(lián)電路分流得:通過R0的電流為I0=I=A。

通過R1的電流:I1=×A。

通過R2的電流:I2=×()2A。

所以通過R100的電流:I100=×()100A。

故選:C。

21.如圖所示,電源電壓保持6V不變,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,定值電阻的規(guī)格為“10Ω0.5A”,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω1A"。閉合開關(guān),為了保證電路安全,在變阻器滑片移動(dòng)過程中,下列說法正確的是()

A.電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2W~3W

B.電流表示數(shù)允許的變化范圍為0.2A~0.5A

C.變阻器R2接入電路的阻值允許變化范圍為2Ω~20Ω

D.電阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4W~0.9W

【分析】滑動(dòng)變阻器R2與定值電阻R1串聯(lián),電壓表測量定值電阻兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理(電阻越大,電阻兩端的電壓越高),當(dāng)電壓表的示數(shù)最小時(shí),變阻器接入電路的電阻最大;當(dāng)電流表的示數(shù)達(dá)到最大值時(shí),變阻器接入電路的電阻最?。桓鶕?jù)歐姆定律的應(yīng)用可分別電路中的總電阻和滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值,同時(shí)可以確定電壓表示數(shù)、電流表示數(shù)以及電路中總功率的變化。

【解答】解:電源兩端電壓為6V保持不變,定值電阻為10Ω;

由題意知,當(dāng)電壓表的最大測量值為3V時(shí),此時(shí)定值電阻R1兩端的電壓U1=3V,電路中的電流I1=I=I2===0.3A<0.5A,因此電路中的最大電流為0.3A;故B錯(cuò)誤;

故根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端電壓之和可得:

滑動(dòng)變阻器兩端的最小電壓為U2最小=U﹣U1=6V﹣3V=3V,

由歐姆定律可知:接入電路中的最小電阻R2===10Ω;

所以,電路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W;故A錯(cuò)誤;

電阻R1消耗功率最大功率:P1=U1I=3V×0.3A=0.9W。

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電路中的電流最小,即I最?。剑?.2A,

電阻R1消耗的最小功率:P′=(I1′)2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W。

則電阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4W~0.9W;故D正確。

故選:D。

22.如圖所示,把6個(gè)阻值均為R的相同電阻連接成一個(gè)正六邊形的電阻器,這個(gè)六邊形的每個(gè)頂點(diǎn)都有一個(gè)接線柱,其中1、4接線柱用導(dǎo)線相連接。則利用這個(gè)電阻器可獲得的不同電阻值(不包括零歐姆)的總個(gè)數(shù)和最大電阻值分別是()

A.2個(gè),B.3個(gè),C.4個(gè),D.5個(gè),6R

【分析】注意1、4這根導(dǎo)線把整個(gè)電阻裝置分為左右兩邊。須知,如果只連一邊的接線柱(如只連1、2,5、6等)另一邊沒有連的電阻都被1、4導(dǎo)線短路。然后畫出等效電路,就很容易解出正確結(jié)果。

【解答】解:設(shè)一個(gè)電阻為R,那么不管怎么接線,只有兩種電阻:R,R(為最大電阻).連12,13,23,24,34,16,15,65,64,45接線柱電阻都是R;如圖一,連接12接線柱為例;等效電路如圖所示

其總電阻為:=R.連25,26,35,36接線柱電阻都是R;如圖二,連接62接線柱為例:等效電路如圖所示

其總電阻為:+=R。

故選:A。

23.圖中R1=R2,R3=R4=R5,電壓表讀數(shù)U1=10伏,U2=12伏,則a、b兩端電壓是()

A.22伏B.24伏C.26伏D.28伏

【分析】先分析電路圖,確定五個(gè)電阻的連接方式(串聯(lián))、兩個(gè)電壓表的測量對(duì)象;

由題知R1=R2、R3=R4=R5,因?yàn)槲鍌€(gè)電阻串聯(lián),根據(jù)歐姆定律可知U1=U2,U3=U4=U5,根據(jù)電壓表V2的示數(shù)可求U3、U4的大?。辉俑鶕?jù)電壓表V1的示數(shù)可求U2的大?。蛔詈笄蟪隹傠妷?。

【解答】解:由圖可知,五個(gè)電阻串聯(lián),通過各個(gè)電阻的電流相同,

∵I=,R1=R2、R3=R4=R5,

∴U1=U2、U3=U4=U5,

∵電壓表V2的示數(shù)為12V,即:U3+U4=12V,

∴U3=U4=6V,

∵電壓表V1的示數(shù)為10V,即:U2+U3=10V,

∴U2+6V=10V,

∴U2=4V,

Uab=U1+U2+U3+U4+U5=4V+4V+6V+6V+6V=26V。

故選:C。

24.某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量mx,找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k).如圖所示,測量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0;而后在其受壓面上放一個(gè)物體,即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U.現(xiàn)有下列器材:力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為mo的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上),請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測量。為使力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào),并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路。

(1)實(shí)驗(yàn)步驟:①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使輸出電壓為0②將砝碼m0放在力電轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U0③將待測物體mx放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U1,該物體質(zhì)量mx=。

(2)若去掉ab導(dǎo)線,能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求?說明理由。答:不能(選填“能”或“不能")達(dá)到設(shè)計(jì)要求,理由是ab接入電路時(shí),滑動(dòng)變阻器的左側(cè)與轉(zhuǎn)換器并聯(lián),則力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓最小可以為零,最大可以為電源電壓,測量范圍較大;

而將ab撤去后,力電轉(zhuǎn)換器與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),則根據(jù)串聯(lián)的分壓原理,轉(zhuǎn)換器上的電壓不會(huì)達(dá)到零;

當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入時(shí)電壓最小,故使電壓的范圍變小,可能無法使轉(zhuǎn)換器的輸出為零。

【分析】(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)首先使受壓面壓力為零時(shí),電壓表輸出為零;則將已知質(zhì)量的砝碼放在轉(zhuǎn)換器上方,則可得出電壓表示數(shù);換用待測物體則同樣可讀出示數(shù),利用示數(shù)的比值可求得物體的質(zhì)量。

(2)由圖可知,現(xiàn)在的接法是先將滑動(dòng)變阻器全部接入,再將滑動(dòng)變阻器的左側(cè)電阻與力電轉(zhuǎn)換器及電壓表關(guān)聯(lián);而如果將ab撤去后,電路成了滑動(dòng)變阻器與力電轉(zhuǎn)換器串聯(lián);分析前后的變化可知能否滿足要求。

【解答】解:(1)先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使輸出電壓為0,

當(dāng)將砝碼m0放在力電轉(zhuǎn)換器上時(shí),受到的壓力為m0g,

此時(shí)輸出電壓U0=Km0g,則k=;

當(dāng)測物體mx放在轉(zhuǎn)換器上時(shí),受到的壓力為mxg,

此時(shí)輸出電壓U1=Kmxg=mxg,

解得:mx=;

(2)ab接入電路時(shí),滑動(dòng)變阻器的左側(cè)與轉(zhuǎn)換器并聯(lián),則力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓最小可以為零,最大可以為電源電壓,測量范圍較大;

而將ab撤去后,力電轉(zhuǎn)換器與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),則根據(jù)串聯(lián)的分壓原理,轉(zhuǎn)換器上的電壓不會(huì)達(dá)到零;

當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入時(shí)電壓最小,故使電壓的范圍變小,可能無法使轉(zhuǎn)換器的輸出為零,達(dá)不到實(shí)驗(yàn)要求;

故答案為:(1);

(2)不能。

ab接入電路時(shí),滑動(dòng)變阻器的左側(cè)與轉(zhuǎn)換器并聯(lián),則力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓最小可以為零,最大可以為電源電壓,測量范圍較大;而將ab撤去后,力電轉(zhuǎn)換器與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),則根據(jù)串聯(lián)的分壓原理,轉(zhuǎn)換器上的電壓不會(huì)達(dá)到零;當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入時(shí)電壓最小,故使電壓的范圍變小,可能無法使轉(zhuǎn)換器的輸出為零。

25.探究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”的過程中,某同學(xué)按如圖1所示的電路圖連接實(shí)物,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他將圖2實(shí)物電路連接好。要求滑片在右端時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大

步驟1:保持定值電阻R的阻值不變,閉合開關(guān)S后,使R兩端的電壓成整數(shù)倍變化,如2V、4V、6V,分別讀出并記錄對(duì)應(yīng)于不同電壓下的電流表示數(shù),比較每次電流表的示數(shù)是否成整數(shù)倍變化。

步驟2:保持每次定值電阻兩端電壓不變,換用不同的定值電阻,使電阻成整數(shù)倍變化,如5Ω、10Ω、15Ω,分別讀出并記錄對(duì)應(yīng)于不同阻值的電流表的示數(shù),比較每次的電阻值與電流值的乘積是否相等。

(1)“步驟1"的設(shè)計(jì)目的是為了探究電流與電壓的關(guān)系。

(2)當(dāng)某同學(xué)在按“步驟2”做時(shí),選一個(gè)“5Ω"的電阻,測得電流表示數(shù)為0.2A,當(dāng)換“10Ω”來做時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A(不考慮溫度對(duì)電阻的影響),你認(rèn)為電流表的度數(shù)將會(huì)大于(填“大于"或“小于”)0.1A,滑片應(yīng)該向右(填“左"或“右”)移動(dòng)。

【分析】在連接電路實(shí)物圖時(shí),電壓表應(yīng)并聯(lián)在定值電阻兩端,滑動(dòng)變阻器滿足滑片在右端時(shí)阻值最大;

(1)步驟1中電阻R保持不變,改變電壓,看電流的變化,據(jù)此可得出實(shí)驗(yàn)的目的;

(2)步驟2中,定值電阻的阻值增大了一倍,而電路中的總電阻卻增大了不到一倍,因此,電流表的讀數(shù)將會(huì)大于0.1A,也就是說,電流減小的不到一倍,此時(shí)應(yīng)通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,增大滑動(dòng)變阻器的阻值。

【解答】解:由電路圖可知,電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、定值電阻、電流表組成串聯(lián)電路,電壓表與定值電阻并聯(lián),滑片在右端時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大。則將滑動(dòng)變阻器滑片左邊的電阻連入電路,即將接線柱接在左下邊的接線柱,實(shí)物電路圖如圖所示。

(1)由實(shí)驗(yàn)步驟1可知,實(shí)驗(yàn)時(shí)控制電阻阻值不變而改變電阻兩端電壓,測出通過電阻的電流,實(shí)驗(yàn)是為了探究電流與電壓的關(guān)系。

(2)步驟2中,定值電阻由“5Ω"換為“10Ω”,根據(jù)串聯(lián)分壓,其兩端電壓也會(huì)相應(yīng)增大,因此,電流不會(huì)從0.2A變小到0.1A,而是大于這一數(shù)值;

要想使電流減小一倍,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng),使定值電阻兩端的電壓保持與第一次相同才行。

故答案為:如上圖;

(1)電流與電壓的關(guān)系;(2)大于;右。

26.在探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系"的過程中,兩小組同學(xué)提出了以下猜想:小組1猜想:電流可能跟電壓成正比;小組2猜想:電流可能跟電阻成反比。

(1)小組1的做法是:按圖甲所示連接電路,保持定值電阻R=10Ω不變,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′,得到多組數(shù)據(jù)。在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出的結(jié)論是電阻一定時(shí),電流與電壓成正比。

(2)小組2連接了如圖乙所示的電路圖。正確的實(shí)驗(yàn)步驟為:

①讓5Ω電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)為1.5V,記錄電流表示數(shù);

②將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右(填“左”或“右")移動(dòng),當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為1.5V時(shí),記錄電流表示數(shù);

③將10Ω電阻換成15Ω電阻,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn):當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到最右端時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)如圖丙所示。出現(xiàn)上述情況的原因可能是滑動(dòng)變阻器的最大阻值太??;

(3)重復(fù)(2)中②的操作,得到下表的數(shù)據(jù)。為了得出導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系,請(qǐng)寫出分析數(shù)據(jù)的方法及該實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓/V電阻/Ω電流/A

11.550.3

21.5100.15

315

【分析】(1)電阻一定時(shí),電流與電壓成正比。

(2)②探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,要采用控制變量法;即研究電流跟電壓關(guān)系時(shí),控制電阻不變,研究電流跟電阻關(guān)系時(shí)要保持電壓不變。

③定值電阻變大時(shí),兩端電壓相應(yīng)變大,為保持電壓一定,必須調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使其接入電路電阻相應(yīng)變化。

(3)根據(jù)I=可求得電流,分析數(shù)據(jù),得出電流與電阻的反比例關(guān)系。

【解答】解:(1)按圖甲所示連接電路,保持定值電阻R=10Ω不變,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′,得到多組數(shù)據(jù)。在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出的結(jié)論是電阻一定時(shí),電流與電壓成正比。

(2)②將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V,為保持電壓表的示數(shù)1.5V不變,應(yīng)減小電路中的電流,即滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)增大接入電路的電阻。

③由圖3可知,將10Ω電阻換成15Ω電阻、滑片移動(dòng)到最右端時(shí)電壓表的示數(shù)大于1.5V,說明定值電阻分得的電壓仍然太大,即滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小。

(3)由表格中數(shù)據(jù)1、2次實(shí)驗(yàn)知,電壓不變,電流和電阻的乘積為定值,可得導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流越小,因此第3此實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓也應(yīng)為1.5V,電流I3===0.1A。

可得導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流越小,即導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與電阻成反比。

故答案為:(1)電阻一定時(shí),電流與電壓成正比;(2)②右;1.5;③滑動(dòng)變阻器的最大阻值太??;(3)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與電阻成反比。

27.在如圖所示的電路中,電阻R1=10歐姆,R2=4歐姆,R3=6歐姆,R4=3歐姆,電壓U=12伏特,且保持不變。如在a、b間接一電阻,使流過R3的電流為零,則R的阻值為1.2Ω;如在a、b間接一電壓表,其讀數(shù)為9伏特:如在a、b間接一電流表,其讀數(shù)為3.33安培。(電壓表、電流表的內(nèi)阻對(duì)電路的影響可以忽略)

【分析】(1)要使通過R3的電流為零時(shí),則必有R1、R2兩端的電壓相等;根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和并聯(lián)電路特點(diǎn),以及歐姆定律分別求出R1、R2兩端的電壓,然后列出等式即可求出R的阻值。

(2)由電路圖可知,R2、R3串聯(lián)后與R1并聯(lián),再與R4串聯(lián),電壓表測R3、R4兩端的電壓值和;根據(jù)電阻的串聯(lián)和電阻的并聯(lián)特點(diǎn)求出電路的總電阻,根據(jù)歐姆定律求出R4兩端的電壓、R2、R3串聯(lián)電路兩端的電壓,再根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律求出R3兩端的電壓,即可求出電壓表的示數(shù)。

(3)由電路圖可知,R3、R4并聯(lián)后與R1串聯(lián),再與R2并聯(lián),電流表測通過R2、R3電流之和;根據(jù)電阻的串聯(lián)和電阻的并聯(lián)特點(diǎn)求出左側(cè)支路的總電阻,根據(jù)歐姆定律求出該支路干路電流、R3兩端的電壓以及通過R3的電流、R2的電流,即可求出電流表的示數(shù)。

【解答】解:(1)R1、R2串聯(lián)后的總電阻為R左串=R1+R4=10Ω+3Ω=13Ω;

電路中的電流為I左==A,

電阻R1分得的電壓為U1=I左×R1=A×10Ω=V,

R2、R串聯(lián)后的總電阻為R右串=R2+R=4Ω+R;

電路中的電流為I右==,

電阻R2分得的電壓為U2=I右×R2=×4Ω,

通過R3的電流為零時(shí),R1、R2兩端的電壓相等;

即:V=×4Ω,

解之得:R=1.2Ω。

(2)R2、R3串聯(lián)后電阻為R串=R2+R3=4Ω+6Ω=10Ω,

R串與R1并聯(lián)后電阻為R分===5Ω,

再與R4串聯(lián)后總電阻為R總=R分+R4=5Ω+3Ω=8Ω,

此時(shí)電路電流I總===1.5A,

R4兩端的電壓U4=I總R4=1.5A×3Ω=4.5V,

所以R2、R3串聯(lián)后兩端的電壓為U串=U﹣U4=12V﹣4.5V=7.5V,

R2、R3串聯(lián)后電流I分===0.75A,

R3兩端的電壓為U3=I分R3=0.75A×6Ω=4.5V,

電阻R3、R4兩端的電壓之和也就是電壓表的示數(shù)U分=U3+U4=4.5V+4.5V=9V。

(3)通過電阻R2的電流I2===3A,

R3、R4并聯(lián)后電阻為R并===2Ω,

再與R1串聯(lián)后總電阻為R串=R1+R并=10Ω+2Ω=12Ω,

此時(shí)這段電路的電流為I1===1A,

所以通過通過R1的電流為1A,R3兩端的電壓為U3=I1R并=1A×2Ω=2V,

通過R3的電流為I3==≈0.33A,

所以電流表的示數(shù)為I=I2+I3=3A+0.33A=3.33A。

答:1.2Ω;9;3.33。

28.在圖(a)所示的電路中,電源電壓為6伏且不變。電阻R1的阻值為20歐,滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω2A"字樣,閉合電鍵S,電壓表的示數(shù)為4伏。

①求電流表的示數(shù)。

②求電阻R2連入電路的阻值。

③若電流表接“0~0.6A”量程,并且改變電路連接如圖(b)所示,然后將阻值為30歐的電阻R0和一根導(dǎo)線接入電路中的A、B、C三個(gè)接線柱中,通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P使電流表達(dá)到滿刻度。

方法一:將R0接在AB(或BC)接線柱之間,且導(dǎo)線接在AC接線柱之間,當(dāng)R2的電阻阻值為15歐時(shí)電流表滿偏。

方法二:將R0接在AC接線柱之間,且導(dǎo)線接在AC接線柱之間,當(dāng)R2的電阻阻值為10歐時(shí)電流表滿偏。

【分析】(1)由圖a可知R1、R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流;

(2)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻;

(3)根據(jù)歐姆定律求出電路中只有R0接入電路中時(shí)的電流可知,電阻R0不能通過串聯(lián)電路中使電流表示數(shù)達(dá)到0.6A,故應(yīng)采用并聯(lián)或R0短路來實(shí)現(xiàn),根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻。

【解答】解:①由圖a可知R1、R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流,

∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,

∴根據(jù)歐姆定律可得,電路中的電流:

I===0.2A;

②∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

∴電阻R2兩端的電壓:

U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V,

電阻R2連入電路的阻值:

R2===10Ω;

③電路中只有R0接入電路中時(shí),電路中的電流:

I0===0.2A,

∴電路應(yīng)采用并聯(lián)或R0短路來實(shí)現(xiàn)電流表滿偏,

當(dāng)R0與R2并聯(lián)時(shí),即將R0接在AB(或BC)接線柱之間,且導(dǎo)線接在AC接線柱之間,

通過滑動(dòng)變阻器的電流:

I2=I﹣I0=0.6A﹣0.2A=0.4A,

∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,

∴滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻:

R2′===15Ω;

當(dāng)R0短路時(shí),電路為滑動(dòng)變阻器的簡單電路,即將R0接在AC接線柱之間,且導(dǎo)線接在AC接線柱之間,

滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻:

R2″===10Ω。

答:①電流表的示數(shù)為0.2A;

②電阻R2連入電路的阻值為10Ω;

③方法一:AB(或BC);AC;15;

方法二:AC;AC;10。

29.小明同學(xué)在探究“電流與電阻的關(guān)系"實(shí)驗(yàn)中,他選擇的器材有:電壓恒為3V的電源,阻值為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻各一只,“15Ω1A”的滑動(dòng)變阻器一只,學(xué)生用電流表、電壓表各一只、開關(guān)和導(dǎo)線若干。他設(shè)想進(jìn)行如下操作:實(shí)驗(yàn)過程中通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來控制定值電阻兩端的電壓恒為1.5V。

A.先將5Ω的電阻接入電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀取與該電阻對(duì)應(yīng)的電流值;

B.再用10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀取與該電阻對(duì)應(yīng)的電流值;

C.最后他用20Ω的電阻替換10Ω的電阻接入電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀取與該電阻對(duì)應(yīng)的電流值。

和小明同組的小紅同學(xué)經(jīng)過分析和估算發(fā)現(xiàn),這是無法完成的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),問:

(1)小明此設(shè)計(jì)的主要問題出在哪里?

問題是:滑動(dòng)變阻器阻值偏小,不能使20Ω電阻接入電路時(shí)電壓保持1.5V。

(2)小紅提出:要改進(jìn)小明的設(shè)計(jì),只要更換掉一個(gè)不合適的器材就可以使上述問題得以解決,并指出所需器材是下列器材中的一個(gè):①30Ω的定值電阻、②4.5V的電源、③“50Ω1A"的滑動(dòng)變阻器、④單刀雙擲開關(guān)。

其他設(shè)計(jì)不變的情況下,小明需要更換的器材是:③。(填序號(hào))

【分析】(1)電流跟電壓、電阻有關(guān),用控制變量法研究電流跟電壓和電阻的關(guān)系。

(2)研究電流跟電阻的關(guān)系時(shí),保持電阻兩端的電壓不變,改變電阻大小,討論電流跟電阻的關(guān)系。

【解答】解:(1)串聯(lián)電路電阻起分擔(dān)電壓的作用,相等的電阻分擔(dān)的電壓相等,電源的電壓是3V,當(dāng)阻值為5Ω、10Ω的定值電阻接入電路,通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,都能和滑動(dòng)變阻器分擔(dān)一半的電壓1.5V,當(dāng)20Ω的定值電阻接入時(shí),滑動(dòng)變阻器的最大阻值的15Ω,20Ω的定值電阻兩端的電壓最小是20Ω×≈1.7V,不能達(dá)到1.5V,要保持1.5V,滑動(dòng)變阻器的電阻至少是20Ω。

(2)如果定值電阻換成30Ω,定值電阻的電壓更大,比1.7V還大,不能完成實(shí)驗(yàn),不符合題意。

(3)電源電壓換成4.5V時(shí),20Ω的定值電阻兩端的電壓最小是20Ω×≈2.6V,不能達(dá)到1.5V.不符合題意。

(4)當(dāng)20Ω的定值電阻接入時(shí),要使定值電阻兩端的電壓達(dá)到1.5V,滑動(dòng)變阻器的電阻至少是20Ω.電路中當(dāng)定值電阻為5Ω,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為0,最大電流是I==0.6A.“50ΩlA”的滑動(dòng)變阻器符合題意

故答案為:(1)滑動(dòng)變阻器阻值偏小,不能使20Ω電阻接入電路時(shí)電壓保持1.5V

(2)③

30.如圖甲所示,電源電壓為U保持不變,R0為定值電阻。閉合開關(guān),電流表A的示數(shù)為I,電壓表V1的示數(shù)U1,電壓表V2的示數(shù)為U2.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器得到在不同電流下的U1﹣I圖線和U2﹣I圖線,如圖乙所示。

(1)隨著電路中電流的增大,電壓表V1的示數(shù)U1減小(選填“減小"或“增大”)。

(2)請(qǐng)根據(jù)圖像求電源電壓U是4.5V,定值電阻R0的阻值是1Ω。

【分析】由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器、R0串聯(lián),電壓表V1測變阻器和燈泡兩端的電壓之和,電壓表V2測燈泡兩端的電壓,電流表測電路中的電流。

(1)根據(jù)歐姆定律可知當(dāng)電路中的電流增大時(shí)R0兩端的電壓變化,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表V1的示數(shù)變化;

(2)分析出當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí),可能電路發(fā)生斷路,根據(jù)電壓表的示數(shù)得出電源電壓。根據(jù)圖像中兩個(gè)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)列出關(guān)系式求出R0的值。

【解答】解:由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器、R0串聯(lián),電壓表V1測變阻器和燈泡兩端的電壓之和,電壓表V2測燈泡兩端的電壓,電流表測電路中的電流。

(1)由U=IR可知,當(dāng)電路中的電流增大時(shí),R0兩端的電壓增大,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,變阻器和燈泡兩端的電壓之和減小,即電壓表V1的示數(shù)U1減??;

(2)由圖像可知,當(dāng)電路中的電流為零時(shí),說明電路發(fā)生了斷路,由U1的示數(shù)可得與電壓表V1并聯(lián)的電路某處斷路,此時(shí)U1等于電源電壓,

所以電壓電壓U=4.5V;

由圖像知,當(dāng)U1=2.5V時(shí),電路中的電流I=2.0A,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,R0兩端的電壓:

U0=U﹣U1=4.5V﹣2.5V=2.0V,

由I=可得,R0的電阻:

R0===1Ω。

故答案為:(1)減??;(2)4.5;1。

31.小華做“電流表、電壓表測電阻"實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有電源(電壓為1.5伏的整數(shù)倍且保持不變)、待測電阻RX、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電鍵及導(dǎo)線若干,所有元件均完好。

①他連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),閉合電鍵后,將變阻器滑片從一端移動(dòng)到另一端的過程中,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的變化范圍為0.12安~0.26安,電壓表示數(shù)相應(yīng)的變化范圍為2.4伏~0伏。

②他通過思考分析,重新實(shí)驗(yàn)。當(dāng)變阻器滑片移動(dòng)到中點(diǎn)附近位置時(shí),電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖1、2所示。

請(qǐng)將下面表格填寫完整。(計(jì)算電阻時(shí),精確到0.1歐)

物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓Ux(伏)電流Ix(安)電阻Rx(歐)電阻Rx平均值(歐)

12.1

0.1217.5

17.4

22.8

0.16

17.5

34.5

0.26

17.3

【分析】(1)根據(jù)滑片的移動(dòng)確定接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律確定電路中電流的變化和定值電阻兩端的電壓變化,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)確定滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化,從而確定電表示數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和電壓表測量的電路元件;

(2)根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等和總電壓等于各分電壓之和得出電源的表達(dá)式,利用電源的電壓不變建立等式即可求出電源電壓的大約值,利用電源的電壓是1.5V的整數(shù)倍確定電源的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電路電流為0.12A和0.26A時(shí)定值電阻的阻值;

(3)根據(jù)電壓表和電流表的最大示數(shù)確定量程,根據(jù)分度值讀出示數(shù),利用歐姆定律求出定值電阻的阻值,然后求出定值電阻的平均值。

【解答】解:(1)電源電壓不變,移動(dòng)滑片,減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,滑動(dòng)變阻器兩端電壓變小,待測電阻兩端電壓變大,由歐姆定律可知,電路電流增大,由題意知,“在移動(dòng)變阻器滑片的過程中,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的變化范圍為0.12~0.26安,電壓表示數(shù)相應(yīng)的變化范圍為2.4~0伏”因此電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),測滑動(dòng)變阻器兩端電壓;

由題意知,電路最小電流I1=0.12A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓最大,電壓表示數(shù)最大,即UV=U滑=2.4V,

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí),電路為R的簡單電路,電路中的電流I3=0.26A,

∵電源的電壓不變,

∴根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可得:0.12A×R+2.4V=0.26A×R,

解得:R′≈17Ω,

U′=0.26A×17Ω=4.42V,

∵電源的電壓為1.5伏的整數(shù)倍,

∴電源的電壓U=4.5V;

(2)當(dāng)I1=0.12A,UV=U滑=2.4V時(shí),

R兩端的電壓UR=U﹣U滑=4.5V﹣2.4V=2.1V,

R1===17.5Ω;

當(dāng)I3=0.26A,UV=U滑=0時(shí),

R3==≈17.3Ω;

(3)由題意知,電壓表最大示數(shù)是2.4V,因此電壓表量程為0~3V,分度值是0.1V,電壓表示數(shù)U2=2.8V,

電路中的最大電流為0.26A,因此電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為I2=0.16A,則

R2===17.5Ω;

電阻Rx平均值:

Rx=≈17.4Ω,故表格如下:

物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓Ux(伏)電流Ix(安)電阻Rx(歐)電阻Rx平均值(歐)

12.10.1217.517.4

22.80.1617.5

34.50.2617.3

32.小明要測量電阻Rx的阻值(約100),實(shí)驗(yàn)室能提供的器材有:學(xué)生電源(U=3V)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(最大阻值R=50)、開關(guān)各一個(gè),導(dǎo)線若干。

(1)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示,請(qǐng)用鉛筆畫線代替導(dǎo)線,根據(jù)甲圖將乙圖中的實(shí)物圖連接完整。

(2)當(dāng)小明按照甲圖連好實(shí)物電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表的指針能夠偏轉(zhuǎn),電壓表的示數(shù)為3V,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為0。

(3)在實(shí)驗(yàn)過程中,小明發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度太小,但他想了想,覺得不需要改變電路的連接方式,且不用讀出電流表的示數(shù),也能較準(zhǔn)確地求出Rx的阻值。他的做法是:將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大阻值處,讀出電壓表的示數(shù)Ux,則Rx=(用字母表示)。

【分析】(1)由電路圖畫實(shí)物圖,首先從電源的正極出發(fā),依次連接開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、定值電阻、到電源的負(fù)極。最后把電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端。

(2)電流表的示數(shù)有偏轉(zhuǎn),說明電路是通路,定值電阻和滑動(dòng)變阻器是串聯(lián)的,定值電阻電壓等于電源電壓,說明滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為零。

(3)根據(jù)R=知道電壓和電流,能求出電阻,電壓表能直接測量定值電阻的電壓,不讀電流表的示數(shù),根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,讓定值電阻的電流等于滑動(dòng)變阻器的電流,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)最大阻值處,滑動(dòng)變阻器相當(dāng)于一個(gè)已知電阻,求出滑動(dòng)變阻器的電壓,就能求出電流。

【解答】解:(1)按照電路圖,首先從電源的正極出發(fā),依次連接開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、定值電阻、到電源的負(fù)極。最后把電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端。注意電壓表的正接線柱靠近電源正極,負(fù)接線柱靠近電源負(fù)極。如圖。

(2)電流表的示數(shù)有偏轉(zhuǎn),說明電路是通路,電源電壓等于3V,定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),定值電阻的電壓也是3V,說明滑動(dòng)變阻器滑到最左端,連入電路的阻值為零。

(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑到最右端,滑動(dòng)變阻器相當(dāng)于已知電阻R=50,電壓表能直接測量定值電阻的電壓Ux,根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電壓之和,求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U﹣Ux,通過滑動(dòng)變阻器的電流為I=,串聯(lián)電路電流處處相等,通過定值電阻的電流和滑動(dòng)變阻器的電流相等。所以定值電阻的電阻為R'==。

故答案為:(1)如圖所示。

(2)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為0

(3)最大阻值處;電壓表的示數(shù)Ux;。

33.如圖所示電路中,電源電壓保持不變,電阻R1為10Ω,R2為5Ω.問:

(1)開關(guān)S斷開時(shí),電流表的示數(shù)為0.4A,電壓表的示數(shù)是多少?

(2)開關(guān)S閉合時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)各是多少?

【分析】(1)開關(guān)S斷開時(shí),電阻R1、R2串聯(lián),電流表測電路中電流,電壓表測R1兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù);

(2)開關(guān)S斷開時(shí),根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓;開關(guān)S閉合時(shí),電阻R2被短路,電路為R1的簡單電路,電壓表測電源的電壓,電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求

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