考點:歐姆定律的應(yīng)用.
專題:;;歐姆定律.
分析:由電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S斷開時,電路為R1的簡單電路,兩電流表測電路中的電流,電壓表測R2兩端的電壓;
當(dāng)開關(guān)S閉合時,兩電阻并聯(lián),電壓表測并聯(lián)電路兩端的電壓,也是測電源的電壓,電流表A1測R1支路的電流,A測干路電流;根據(jù)電源的電壓不變判斷電壓表示數(shù)的變化,根據(jù)并聯(lián)電路的特點判斷兩電流表示數(shù)的變化.
解答:解:∵開關(guān)S斷開時,電路為R1的簡單電路,電壓表測R2兩端的電壓,R2沒有連入電路,故此時電壓表示數(shù)為零;
兩電流表測電路中的電流,即通過R1的電流.
∴開關(guān)S閉合后,電壓表測并聯(lián)電路兩端的電壓,也是測電源的電壓,故電壓表的示數(shù)變大;
∵電流表A1測R1支路的電流,
∵R1兩端的電壓不變,
∴電流表A1的示數(shù)不變.
∵電流表A測干路電流,并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,
∴當(dāng)開關(guān)S2閉合時,電流表A的示數(shù)變大,且電流表A的示數(shù)變化為支路R2上的電流I2.
則電壓表V的示數(shù)變化與電流表A的示數(shù)變化之比為: =R2=2Ω.
故答案為:變大;不變;2.
點評:本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用,關(guān)鍵是開關(guān)S閉合前后電路連接方式的辨別和各電表所測電路元件的判斷.
三、解答題(共5小題)(選答題,不自動判卷)
26.(2013•煙臺)圖甲為某型號電子秤,其原理結(jié)構(gòu)如圖乙所示,R0為定值電阻;R是壓敏電阻,其阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖丙所示.改寫電壓表(量程為3V)的表盤數(shù)值后可直接讀出所稱量物體的質(zhì)量,設(shè)踏板的質(zhì)量為5kg,電源電壓保持9V不變,g取10N/Kg.
(1)空載時,電壓表的示數(shù)為1V,求R0的阻值.
(2)該電子秤的量程是多大?
(3)如果保持電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變,只在電路中增加一個電阻,使電子秤的量程變?yōu)?10kg,計算說明應(yīng)使用多大的電阻?如何連接?
考點:歐姆定律的應(yīng)用;串聯(lián)電路的電流規(guī)律;串聯(lián)電路的電壓規(guī)律;電阻的串聯(lián).1558533
專題:;壓軸題;電路和歐姆定律;圖像綜合題.
分析:(1)根據(jù)G=g求出空載時踏板的重力,由圖乙得出對應(yīng)壓敏電阻的阻值,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出壓敏電阻兩端的電流,利用歐姆定律和串聯(lián)電路的電流特點求出電路中的電流,再根據(jù)歐姆定律求出R0的阻值;
(2)電子稱的質(zhì)量最大時對應(yīng)的電壓表量程最大值,此時定值電阻兩端的電壓為3V,根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流,利用串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出壓敏電阻的阻值,由圖乙讀出壓敏電阻受到的壓力即為踏板和最大稱量的重力之和,再根據(jù)G=g求出該電子秤的量程;
(3)先求出最大稱量為110kg時壓敏電阻受到的壓力,再由圖乙讀出壓敏電阻的阻值,利用歐姆定律求出電路中的總電阻,最后根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點求出所需串聯(lián)電阻的阻值.
解答:解:(1)空載時,踏板的重力為:
G=g=5kg×10N/kg=50N,
由丙圖可知,此時壓敏電阻的阻值R=240Ω,
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
∴壓敏電阻兩端的電壓:
UR=U?U0=9V?1V=8V,
∵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:
I1= = = A,
R0的阻值:
R0= = =30Ω;
(2)電子稱的質(zhì)量最大時對應(yīng)的電壓表量程最大值,此時定值電阻兩端的電壓為3V,
此時電路中的電流:
I2= = =0.1A,
壓敏電阻兩端分得的電壓:
UR′=U?U0′=9V?3V=6V,
壓敏電阻的阻值:
R′= = =60Ω,
由丙圖可知,此時壓敏電阻受到的壓力為950N,
該電子秤的量程:
ax= = =90kg;
(3)當(dāng)電子稱的量程變?yōu)?10kg時,
G′='g=110kg×10N/kg=1100N,
壓敏電阻受到的壓力為1100N+50N=1150N,由圖乙可知壓敏電阻R″=20Ω,
此時電路中的總電阻:
R總= = =90Ω,
∵串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和,
∴R加=R總?R0?R″=90Ω?30Ω?20Ω=40Ω,
要使電子稱的量程變?yōu)?10kg,應(yīng)串聯(lián)一個40Ω的電阻.
答:(1)R0的阻值阻值為30Ω;
(2)該電子秤的量程是90kg;
(3)要使電子稱的量程變?yōu)?10kg,應(yīng)串聯(lián)一個40Ω的電阻.
點評:本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律及其變形公式的靈活運用,關(guān)鍵是正確分析電路圖和從圖象中得出相關(guān)的信息,要注意計算時要考慮踏板的壓力.
27.(2013•咸寧)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.移動滑動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 ,電壓表V2的示數(shù)U2 增大;(選填“減小”或“增大”)
(2)在U?I坐標(biāo)中兩條圖線在Q點相交,此狀態(tài)滑動變阻器連入電路的阻值是 0 Ω;
(3)請根據(jù)圖象求電源電壓U和定值電阻R0的阻值.
考點:探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗.
專題:壓軸題;探究型實驗綜合題.
分析:(1)根據(jù)電流表的示數(shù)變化判斷出滑動變阻器阻值的變化,根據(jù)串分壓的知識判斷出U1的變化,根據(jù)歐姆定律判斷出U2的變化;
(2)根據(jù)電壓與電流的關(guān)系,判斷出對應(yīng)的圖象,理解兩圖線相交的含義即具有相同的電流和電壓;
(3)分析出當(dāng)電流表示數(shù)為為零時,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)圖象中兩個對應(yīng)的點列車關(guān)系式求出R0的值.
解答:解:(1)電路中的電流增大,根據(jù)U=IR得,燈泡兩端的電壓變大,所以U2的示數(shù)增大;
電流增大,則滑動變阻器的電阻減小,所以燈泡與滑動變阻器的總電阻減小,分得的電壓減小,即U1的示數(shù)減。
(2)由圖象知,Q點處說明U1和U2相等,則此時滑動變阻器 兩端的電壓為零,電阻為零;
(3)根據(jù)(1)的分析,上面是U1?I圖線,下面是U2?I圖線,當(dāng)電流為零時,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U1等于電源電壓,所以電壓電壓U=4.5V;
由圖象知,當(dāng)U1=1.5V時,電路中的電流I=3.0A
R0兩端的電壓U0=U?U1=4.5V?1.5V=3.0V
R0的電阻R0= = =1Ω
故答案為:(1)減小;增大;(2)0;(3)電源電壓為4.5V,電阻R0的阻值為1Ω.
點評:此題通過圖象和動態(tài)電路考查了學(xué)生對串聯(lián)電路電壓、電流關(guān)系及歐姆定律的應(yīng)用,解決此題關(guān)鍵能根據(jù)滑動變阻器阻值的變化判斷出兩電壓表示數(shù)的變化,并能結(jié)合圖象分析出所需的數(shù)值,難度較大.
28.(2013•自貢)謝敏同學(xué)利用電壓表和電流表測量電阻R1的阻值(約9Ω),電源選用兩節(jié)干電池.
(1)按圖甲電路,將圖乙中電流表正確連入電路.
(2)該同學(xué)檢查電路連接正確,合上開關(guān),可是無論怎樣移動滑片,電壓表示數(shù)總為3 V不變,你認(rèn)為發(fā)生故障的原因可能是 R1處斷路 或 R2處短路。
(3)清除故障后,小明將滑片P向左滑動時,電壓表示數(shù)將 增大。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”),當(dāng)P滑到某一位置時,兩表讀數(shù)如圖丙所示,由此可知R= 10 Ω.你認(rèn)為這個結(jié)果可靠嗎 不可靠?理由是 沒有多次測量求平均值。
考點:伏安法測電阻的探究實驗;電流表的連接;電路的動態(tài)分析.
專題:作圖題;壓軸題;實驗探究題;整體思想;估算法.
分析:(1)電源電壓是3V,電阻R1≈9Ω,根據(jù)I= 可以估算出干路中的電流大約在0.33A左右,所以選擇電流表的量程為0~0.6A;
(2)電壓表示數(shù)總為3V不變,說明電壓表測量的是電源兩端的電壓,尋找可能的原因,一是滑動變速器短路或被測電阻斷路;
(3)在測量電阻的實驗中,應(yīng)通過滑動變阻器改變電路中的電流,多次測量求平均值,以減小實驗的誤差,因為導(dǎo)體的電阻與電流和電壓無關(guān).
解答:解:(1)由于電源是兩節(jié)干電池串聯(lián),電源電壓為3V,故電壓表量程選擇0~3V,根據(jù)R= 可判斷電路中的最大電流在0.33A左右,故電流表的量程選擇0~0.6A;
(2)移動滑片,電壓表示數(shù)總為3V,說明電壓表測的是電源電壓,即R1處斷路或R2處短路;
(3)清除故障后,將滑片P向左滑動時,其電阻減小,整個電路的電流增大,電壓表示數(shù)將增大;
由圖丙知:U=2V,I=0.2A,所以R= = =10Ω;
這個結(jié)果不可靠,應(yīng)多次測量求平均值,以減小實驗的誤差.
故答案為:(1)電路如圖所示.
(2)R1處斷路R2處短路
(3)增大;10;不可靠;沒有多次測量求平均值.
點評:本題的難點較多,一是電流表量程的選取,二是故障原因的判斷,需要學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中積累方法與技巧.
29.(2013•上海)在如圖1所示的電路中,電源電壓為18伏保持不變,電阻R1為10歐,閉合電鍵S后,電流表A的示數(shù)如圖2(a)所示.
①求電阻R1兩端的電壓U1.
②求此時滑動變阻器R2連入電路的阻值.
③現(xiàn)有標(biāo)有“20Ω,2A”“50Ω,1A“字樣的滑動變阻器可供選擇,有一個表盤如圖2(b)所示的電壓表可接入電路.當(dāng)選用標(biāo)有 20Ω,2A 字樣的變阻器替換R2,并把電壓表接入 CD 兩點間時(選填“AB”,“CD”,“AB或CD”),在移動變阻器滑片P的過程中電壓表示數(shù)的變化量△U最大.求電壓表示數(shù)的最大變化量△U最大.
考點:歐姆定律的應(yīng)用;串聯(lián)電路的電流規(guī)律;電流表的讀數(shù)方法;電壓表的使用;串聯(lián)電路的電壓規(guī)律.1558533
專題:計算題;壓軸題;電路和歐姆定律;電路變化分析綜合題.
分析:(1)由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電路中的電流,利用歐姆定律求出電阻R1兩端的電壓;
(2)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓,利用歐姆定律求出此時滑動變阻器R2連入電路的阻值;
(3)由圖2(b)可知電壓表的最大示數(shù)為15V,若電壓表并聯(lián)在AB兩點間R1兩端的最大電壓為15V,若電壓表并聯(lián)在CD兩點間時R1兩端的最大電壓可達(dá)到18V,故電壓表應(yīng)并聯(lián)在CD兩點間在移動變阻器滑片P的過程中電壓表示數(shù)的變化量△U最大;當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,R1兩端的電壓等于電源的電壓,滑動變阻器兩端的電壓為0,此時電路中的電流最大,根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流即可判斷選取的滑動變阻器;當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電壓表的示數(shù)最大,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,利用歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓,進(jìn)一步得出電壓表的最大變化量.
解答:解:①由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,
圖2(a)中電流表的量程為0~3A,分度值為0.5A,電路中的電流I=0.8A,
根據(jù)歐姆定律可得,電阻R1兩端的電壓:
U1=IR1=0.8A×10Ω=8V;
②∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
∴此時滑動變阻器兩端的電壓:
U2=U?U1=18V?8V=10V,
滑動變阻器R2連入電路的阻值:
R2= = =12.5Ω;
③由圖2(b)可知電壓表的最大示數(shù)為15V,若電壓表并聯(lián)在AB兩點間R1兩端的最大電壓為15V,若電壓表并聯(lián)在CD兩點間時R1兩端的最大電壓可達(dá)到18V,
∴電壓表應(yīng)并聯(lián)在CD兩點間在移動變阻器滑片P的過程中電壓表示數(shù)的變化量△U最大;
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,R1兩端的電壓等于電源的電壓,滑動變阻器兩端的電壓為0,此時電路中的電流最大,
Iax= = =1.8A>1A,
∴滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω,2A”,
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,滑動變阻器兩端的電壓最大,即電壓表的示數(shù)最大,
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
∴電路中的最小電流:
Iin= = =0.6A,
電壓表的最大示數(shù):
U2′=IinR2′=0.6A×20Ω=12V,
∴△U最大=12V.
答:①求電阻R1兩端的電壓U1為8V;
②此時滑動變阻器R2連入電路的阻值為12.5Ω
③20Ω,2A;CD;電壓表示數(shù)的最大變化量為12V.
點評:本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用以及電流表的讀數(shù),關(guān)鍵是根據(jù)電壓表的量程判斷電壓表變化量最大時電壓表的位置.
30.(2013•天津)現(xiàn)有一個阻值為30Ω的定值電阻R0,一個電壓約為12V的電源,一個只有0~3V量程的電壓表,一個最大阻值為200Ω的滑動變阻器,開關(guān)及導(dǎo)線若干.請你設(shè)計一個實驗,比較精確地測出一個約為20Ω的未知電阻Rx的阻值(電路可重組),要求:
(1)畫出實驗電路圖;
(2)寫出主要實驗步驟和需要測量的物理量;
(3)寫出待測電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式(用已知量和測量量表示).
考點:伏安法測電阻的探究實驗.
專題:實驗題;壓軸題;設(shè)計與制作題;探究型實驗綜合題.
分析:由題意可知,所給的器材中無電流表,不能利用“伏安法”來測電阻,可以根據(jù)串聯(lián)電路中各處的電流相等設(shè)計電路,即待測電阻和已知電阻串聯(lián);實驗中要求比較精確地測出一個約為20Ω的未知電阻,且電壓表的量程為0~3V,若待測電阻和定值電阻R0串聯(lián)或者待測電阻與最大阻值為200Ω的滑動變阻器串聯(lián),都會使電壓表的示數(shù)超過量程,故可以采用定值電阻R0和待測電阻、滑動變阻器串聯(lián),然后用電壓表分別測出待測電阻和已知電阻兩端的電壓,利用歐姆定律得出等式即可得出待測電阻的阻值.
解答:解:(1)定值電阻R0和未知電阻Rx、滑動變阻器串聯(lián),分別利用電壓表測出定值電阻R0和未知電阻Rx兩端的電壓,電路圖如下圖所示:
(2)主要實驗步驟和需要測量的物理量:
①按照電路圖連好電路,將滑動變阻器滑片調(diào)到阻值最大處,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)接近滿偏,記下電壓表的示數(shù)U0;
②斷開開關(guān),保持滑片的位置不變,將電壓表改接在未知電阻兩端,閉合開關(guān),記下電壓表的示數(shù)Ux;
(3)∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,
∴根據(jù)歐姆定律可得:
= ,
解得:Rx= R0.
點評:本題屬于“一只電表測電阻”的類型,這種類型的題目,由于器材相對不夠,不能用“伏安法”來測電阻,可以根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和并聯(lián)電路的電壓特點設(shè)計測電阻的方法.
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/chusan/92959.html
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