上海市闵行区三年(2021-2023)年中考物理一模试题按知识点分层-02电磁学(基础题)
一、单选题
1.(2023·上海闵行·统考一模)科学家的重大发现,促进了人类生产生活方式的变革。首先揭示通过导体的电流与导体两端电压关系的物理学家是( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.库仑
2.(2023·上海闵行·统考一模)将电阻、以串联或并联的方式接入某电路中,通过它们的电流相等。关于、的阻值大小,下列判断正确的是( )
A.若、串联,则一定等于 B.若、串联,则一定小于
C.若、并联,则一定等于 D.若、并联,则一定小于
3.(2023·上海闵行·统考一模)如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关,电流表和电压表均有示数。再闭合开关,则下列判断正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数变小
4.(2022·上海闵行·统考一模)直接影响电阻大小的因素是( )
A.电荷量 B.电压 C.电流 D.长度
5.(2022·上海闵行·统考一模)在下列电路图中,能反映人行道上红、绿交通信号灯的工作原理的是( )
A. B. C. D.
6.(2022·上海闵行·统考一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变大的是( )
A.电压表V示数
B.电流表A示数
C.电流表A示数与电流表示数的比值
D.电压表V示数与电流表A示数的比值
7.(2020·上海闵行·统考一模)下列物理量能反映物质特性的是
A.质量 B.电流 C.密度 D.电压
8.(2020·上海闵行·统考一模)首先通过实验研究得出“通过导体的电流与导体两端的电压关系”的科学家是
A.伏特 B.安培 C.帕斯卡 D.欧姆
9.(2020·上海闵行·统考一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。当S断开时,电流表示数为I1;当S闭合时,电流表示数为I2。如果I1︰I2=2︰3,则R1、R2的电阻之比为
A.2︰3 B.3︰2.
C.1︰2 D.2︰1
10.(2020·上海闵行·统考一模)在图所示的电路中,电源电压U保持不变。现有如下两种操作:①用电压为2U的电源替换原来的电源;②将滑动变阻器滑片向右移。其中可以使电流表A1示数与A2示数的比值变大的操作有
A.只有①可行 B.只有②可行
C.①②都不行 D.①②都可行
二、填空题
11.(2023·上海闵行·统考一模)电压是使导体中自由电荷定向移动形成_______的原因。我国家庭电路中,电视机正常工作的电压为_______伏,它与家中的空调是_______连接的。
12.(2023·上海闵行·统考一模)托里拆利用图1装置首先测定了_______的值;某同学用图2(a)所示装置测量_______,测量时其指针如图2(b)所示,其读数是_______。
13.(2023·上海闵行·统考一模)某导体的电阻为20欧,通过它的电流为0.3安,则10秒内通过导体横截面的电荷量为_______库,该导体两端电压为_______伏。若电流增大为0.6安,此时它的电阻为_______欧。
14.(2022·上海闵行·统考一模)小晶家的浴室安装了一种浴霸,既有照明灯又有取暖灯,两者是_______连接的,正常工作时电压为_______伏。若照明灯和取暖灯同时工作一段时间后关闭取暖灯,电路中的总电流将_______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
15.(2022·上海闵行·统考一模)某导体电阻为10欧,通过它的电流为0.2安,5秒内通过该导体横截面的电荷量为_______库,它两端的电压为_______伏。当通过该导体的电流为0.6安时,它的电阻为_______欧。
16.(2022·上海闵行·统考一模)如图所示的电路中,铅笔芯两端接入电路中,闭合开关S,小灯泡L不亮,且电压表有示数,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或铅笔芯上,请判断故障可能是________;再将导线从a端沿笔芯向左移动时,只有一个电表示数发生变化,示数发生变化的电表是_______,电路故障是_______。
17.(2020·上海闵行·统考一模)我国家庭电路中,标有“110瓦”的电视机正常工作时两端的电压为_____伏,通过它的电流为__安;它与电灯是_____连接的(选填“串联”或“并联”)。
18.(2020·上海闵行·统考一模)某导体阻值为10欧,当通过它的电流为0.3安时,该导体两端的电压为_____伏,10秒内通过该导体横截面的电荷量为_____库。当通过该导体的电流增大为0.6安时,导体的电阻为_____欧。
19.(2020·上海闵行·统考一模)将电压相同的电源、阻值不同的电阻分别组成如图(a)、(b)所示的电路,闭合开关S后,电流表A1的示数____电流表A2的示数(选填“<”、“=”或“>”),理由是:__________。
20.(2020·上海闵行·统考一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,一段时间后,小灯L突然熄灭。如果电路中只有一处故障且只发生在小灯L或电阻R处,为了检测故障,将一完好的检测小灯L'并联在L两端,观察到检测小灯L'也不发光。
(1)电路中可能存在的故障是_____。
(2)若将检测小灯L'重新并联到电阻R两端,能否根据小灯的发光情况判断出故障,请说明理由。______。
三、综合题
21.(2023·上海闵行·统考一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2、R3为规格相同的三个电阻,其中一个存在短路故障。
①闭合开关S,电源_______发生短路(选填“可能”或“不可能”);
②为了检测出具体故障所在,将电阻R1和R3的位置互换。请写出互换前后电流表示数的变化情况及对应的故障_______。
四、作图题
22.(2023·上海闵行·统考一模)在图中,请用笔画线代替导线完成电路连接,要求:闭合开关S,向右移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数变小。
23.(2022·上海闵行·统考一模)在如图所示电路的○里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路。
24.(2020·上海闵行·统考一模)在图中,将电源、电压表、开关三个元件符号正确填进电路的空缺处。要求:闭合开关后,电压表测量小灯两端的电压。
25.(2020·上海闵行·统考一模)在如图所示的电路中,有导线尚未连接,请以笔画线代替导线补上,使之成为正确的电路。
五、实验题
26.(2023·上海闵行·统考一模)小明将图所示烧瓶中的电阻丝取出并晾干,用伏安法测该电阻丝的阻值。器材有电源、电流表、电压表、“20Ω 2A”字样的滑动变阻器、开关及导线若干。连接电路后闭合开关,移动滑片到某位置时发现滑动变阻器冒烟并闻到焦糊味,两电表示数均为零。小明更换了规格相同的滑动变阻器重新进行实验,将实验数据填入表中。
实验次数 U/伏 I/安 R/欧
1 0.2 0.24 0.83
2 0.5 0.54 0.92
3 0.6 0.60 1.00
①“伏安法测电阻”的实验原理是:_______。
②试分析滑动变阻器冒烟的原因:_______。
③判断电源电压的最大值为_______伏。
④小明分析表中数据发现,电阻丝的电阻值逐渐变_______,其主要原因可能是_______。
27.(2022·上海闵行·统考一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,连接完成最后一根导线时的电路如图(a)所示。
①请找出小华操作过程中的错误,并说明正确的操作;________
②小华重新正确连接电路、操作规范,闭合开关后电压表、电流表示数如图(b)所示,可得待测电阻的阻值是_______欧;
③接下来小华通过_______来改变待测电阻两端的电压和电流,从而得到多组数据。
28.(2020·上海闵行·统考一模)小李同学猜测小灯发光的亮度可能与小灯的电压、电流有关,他用三个不同小灯甲、乙、丙组成不同的电路进行探究活动。电路连接情况及实验现象如图(a)、(b)、(c)、(d)所示。
(1)图(c)或(d)是在研究小灯发光的亮度与________的关系,你的判断依据是__________。
(2)观察图(a)、(b)、(c)、(d)中现象,可以得出初步结论:_______。
29.(2020·上海闵行·统考一模)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,实验器材有:电压恒定的电源、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、开关以及导线若干。实验中,小华正确连接电路,操作步骤正确,闭合开关时电表示数如图(a)、(b)所示。接着,移动滑片至中点位置(阻值恰好为最大值的一半),观察到电流表示数为0.38安,同时发现电压表0~15伏量程已损坏,小华通过计算得出了此时Rx的电压。
物理量 序号 Ux(伏) Ix(安) Rx(欧) Rx平均值(欧)
1 (1) (2)
2 (3) 0.38
3
根据以上信息,回答下列问题:
(1)该实验的原理是 _______ 。
(2)画出小华的实验电路图。 _______ 。
(3)完成表格中(1) ___ 、(2) ____ 、(3) ____ 的数据填写。
30.(2020·上海闵行·统考一模)某兴趣小组为了寻找两用电器串联时所消耗功率的变化规律,利用相关器材开展了探究实验。他们按图连接电路,实验中电源电压和电阻R1保持不变,多次改变变阻器R2的阻值,利用功率表测出R1、R2所消耗的电功率P1、 P2,将实验相关数据记录于下表中。
实验 序号 R2 (欧) P1 (瓦) P2 (瓦) 实验 序号 R2 (欧) P1 (瓦) P2 (瓦)
1 9 13.70 6.16 6 24 5.95 7.14
2 12 11.25 6.75 7 27 5.22 7.04
3 15 9.40 7.05 8 30 4.61 6.91
4 18 7.98 7.18 9 33 4.10 6.77
5 21 7.20 7.20 10 36 3.67 6.61
(1)根据表格中实验序号 1~ 10中第2列和第4列的数据,可以发现:两用电器串联,当电源电压和R1一定时, ____ 。
(2)请根据表格中的信息判断:当该电路中滑动变阻器的功率为7.0瓦时,变阻器的阻值所处范围应为 ____ 。
(3)该小组同学分析比较表格中第3列和第4列的数据后,提出猜想:当 ____ 时,P2最大。为了验证猜想,他们应在 ____ 范围内改变R2的阻值进行探究。
六、计算题
31.(2023·上海闵行·统考一模)在如图所示的电路中,已知电源电压为15伏,电阻R1的阻值为10欧。
①闭合开关S,求电流表示数;
②若此电路中再接入标有“20欧2安”字样的滑动变阻器R2,移动滑片到某一位置时,闭合开关S后,发现电流表示数相比接入R2前变化了0.5安。请通过计算确定此时变阻器R2的阻值。
32.(2022·上海闵行·统考一模)在如图所示的电路中,电源电压U且保持不变,R1的阻值为30欧,电流表的示数为0.2安。闭合开关S后,某电流表示数改变了0.3安。求:
①电源电压U;
②电路中的总电阻R。
33.(2022·上海闵行·统考一模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,的阻值为40欧。闭合开关S后,求:
①通过的电流;
②用滑动变阻器先后替换R1和,移动滑片P的过程中,两次电压表示数的最大值均为10伏,请确定滑动变阻器的规格。
34.(2020·上海闵行·统考一模)在如图所示的电路中,电源电压为12伏,通过R1的电流为0.6安。开关S闭合后,电流表A的示数为1安。求:
(1)电阻R1消耗的电功率。
(2)电阻R2的阻值。
35.(2020·上海闵行·统考一模)在如图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1为定值电阻,变阻器R2上标有“20欧 2安”字样。
(1)若电源电压为12伏,闭合开关S,移动滑片,当电路中电流为0.6安时,电阻R1两端电压为4伏。求:①变阻器R2两端电压;②10秒内整个电路消耗的电能。
(2)若将表盘如图(b)所示的电压表并联在R1两端,在移动变阻器R2滑片的过程中,电压表示数的最大值为15伏、最小值为6伏,电路中电流的变化量为ΔI1;若将电压表并联在R2两端,在移动变阻器R2滑片的过程中,电压表示数的最大值为12伏、最小值为0伏,电路中电流的变化量为ΔI2。求ΔI1与ΔI2的比值。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】欧姆是德国物理学家,他最先提出了欧姆定律,其内容为通电导体中的电流与电阻两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。后来人们为了纪念欧姆的贡献,将此经历命名为欧姆定律。安培发现了安培定则,伏特发明了“伏打电堆”电池,库仑提出了著名的库仑定律。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.C
【详解】AB.串联电路各处的电流相等,与串联的两电阻大小无关,可大于、等于或小于,故AB错误;
CD.若两电阻并联,由并联电路电压的规律,两电阻的电压相等,已知通过它们的电流相等,根据欧姆定律变形公式可知,一定等于,故C正确,D错误。
故选C。
3.D
【详解】当只闭合S1时,L1和L2串联,电压表只测L1的电压,电流表测电路中的电流,开关S1和S2都闭合时,电压表被短路,故电压表示数变小,电流表和L2也被短路,则电流表示数也变小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.D
【详解】电阻是导体的一种属性,其大小受导体材料、长度和横截面积影响,还可能受温度的影响,与其它因素无关,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.C
【详解】交通规则是“红灯停,绿灯行”,按照交通规则,红灯和绿灯是分别亮着,是并联状态,并且有各自独立的开关控制灯泡。故C符合题意。故选C。
6.D
【详解】由图得,滑动变阻器与电阻R1并联,电压表与滑动变阻器并联,测量滑动变阻器的电压,电流表A测量干路电流,电流表A1测量电阻R1电流。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,并联电路中,各支路互不影响,电压表V和电流表A1示数不变,电路中总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律得,电路总电流变小,所以电流表A示数变小,因此电流表A示数与电流表示数的比值变小,电压表V示数与电流表A示数的比值变大,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.C
【详解】A.质量是指物体所含物质的多少,是物体的一个基本属性,不是物质特性,故A不符合题意;
B.电流是表示电流强弱的物理量,故B不符合题意;
C.密度是物质的一种特性,密度与物体的质量、体积都无关,故C符合题意;
D.电压是形成电流的原因,不是物质的性质,故D不符合题意。
8.D
【详解】A.伏特发明了伏特电池,故A不符合题意;
B.安培发现了安培定则,故B不符合题意;
C.帕斯卡研究大气压变化情况,故C不符合题意;
D.欧姆通过实验研究得出“通过导体的电流与导体两端的电压关系”,故D符合题意。
9.D
【详解】当S断开时,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,当S闭合时,R2被短路,只有R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流,
,
,
故选D。
10.B
【详解】由图可知,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R2的电流,用电压为2U的电源替换原来的电源,两电阻不变,由I=可知电流表A1示数与A2示数大小不变,两电表示数之比也不变,不可行;
并联电路中各个用电器两端的电压相等,由并联电路电流的特点和欧姆定律可知,电流表A1示数与A2示数的比值
,
将滑动变阻器滑片向右移,接入电路中的电阻变大,即R2的阻值变大,R1的阻值不变,变大,变大,电流表A1示数与A2示数的比值变大,②可行,故选B。
11. 电流 220 并联
【详解】[1]自由电荷在电压的作用下会定向移动形成电流,所以是形成电流的原因。
[2]我国家庭电路的标准电压为220V,所以电视机正常工作的电压为220V。
[3]因为家庭电路各支路用电器工作互不影响,所以家庭用电器都采用并联的方式,即电视机与家中的空调是并联连接的。
12. 标准大气压 电压 2.5V
【详解】[1][2][3]托里拆利是世界上第一个利用水银柱测量出一个标准大气压值的人;图2(a)中所示的装置为电压表,此仪器是用来测量电压值的;图2(b)中电压表的选用0~3V量程,分度值为0.1V,此处显示的电压值为2.5V。
13. 3 6 20
【详解】[1]通过导体的电流为0.3安,则10秒内通过导体横截面的电荷量
[2]导体的电阻为20欧,通过它的电流为0.3安,则导体两端电压
[3]电阻是导体的性质,与导体两端电压和通过导体的电流无关,所以电流增大为0.6安时,导体的电阻不变,仍为20欧。
14. 并联 220 变小
【详解】[1]浴霸的照明灯和取暖灯独立工作,互不影响,是并联连接。
[2]我国家庭电路的电压为220V,所以浴霸正常工作时的电压为220V。
[3]照明灯和取暖灯并联连接,则干路的电流,即电路的总电流等于两灯的电流之和。而取暖灯关闭后,浴霸的照明灯不受影响,通过的电流不变,则电路的总电流将变小。
15. 1 2 10
【详解】[1]5秒内通过导体横截面积的电荷量
Q=It=0.2A×5s=1C
[2]导体两端的电压
U=IR=0.2A×10Ω=2V
[3]电阻是导体的一种属性,不随通过导体电流的变化而变化,只与导体的材料、横截面积和长度有关,所以该导体的电阻仍为10Ω。
16. 小灯短路或铅笔芯断路 电流表 小灯泡短路
【详解】[1]由图可知,灯泡和铅笔芯串联,电压表测量铅笔芯两端的电压,电流表测量电路中的电流,闭合开关S,小灯泡L不亮,且电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此故障可能是灯L短路或铅笔芯断路。
[2][3]如果铅笔芯断路,电路中出现断路,电流表没有示数,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表示数等于电源电压,将导线从a端沿笔芯向左移动时,电流表仍然没有示数,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表示数等于电源电压,所以两个电表示数都没有变化;如果灯L短路,只有铅笔芯的简单电路,电压表测量电源电压,电压表的示数等于电源电压,将导线从a端沿笔芯向左移动时,笔芯接入电路的电阻长度变短,电阻变小,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,电压表测量电源电压,电压表的示数不变,只有电流表示数发生变化。
17. 220 0.5 并联
【详解】[1]家庭电路中,电视机正常工作时两端的电压是220V;
[2]通过它的电流为
I==0.5A;
[3]家庭电路中各用电器互不影响,电视机与电灯是并联。
18. 3 3 10
【详解】[1]该导体两端的电压
U=IR=0.3A×10Ω=3V;
[2]10秒内通过该导体横截面的电荷量
Q=It=0.3A×10s=3C;
[3]电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,当通过该导体的电流增大为0.6安时,该导体的电阻仍为10Ω不变。
19. < 详见解析
【详解】[1][2]图(a)中两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,图(b)中两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,串联时总电阻大于R1,并联时总电阻小于R1,根据欧姆定律,总电压相同时,总电阻越大,总电流越小,所以电流表A1的示数小于电流表A2的示数。
20. L短路或者R断路 能;详见解析
【详解】(1)[1]由分析可知:R和L串联,电路中只有一处故障,将一完好的检测小灯L'并联在L两端,小灯L'不发光,可能是L短路或者R断路;
(2)[2]将检测小灯L'重新并联到电阻R两端,若只有L'发光,则L短路,若两灯均发光,则R断路。
21. 不可能 电流表示数变大则R1短路;电流表示数不变则R2短路;电流表示数变小则R3短路
【详解】①[1]由电路图可知,该电路为电阻R1、R2的并联,然后再与R3串联的电路。由题知,只有其中一个电阻存在短路故障。若R1短路,则R2也被短路,此时电路只有R3,不会发生电源短路;若R2短路,则R1也被短路,此时电路只有R3,不会发生电源短路;若R3短路,此时电路为电阻R1、R2的并联电路,不会发生电源短路;综上,闭合开关S,电源不可能发生短路。
②[2]若R1短路,此时电路只有R3,故电路的阻值为R3;若将电阻R1和R3的位置互换,电路为电阻R3、R2的并联电路,根据并联电路总电阻小于任一分电阻,则电路的总电阻变小,电流变大,即电流表示数变大;
若R2短路,此时电路只有R3,故电路的阻值为R3;若将电阻R1和R3的位置互换,此时电路只有R1,故电路的阻值为R1。因三个电阻规格相同,阻值相同,所以电路的电阻不发生变化,电流表示数不变;
若R3短路,此时电路为电阻R1、R2的并联电路;若将电阻R1和R3的位置互换,此时R2也被短路,此时电路只有R1。根据并联电路总电阻小于任一分电阻,则电路的总阻值变大,电流变小,电流表示数变小。
综上可知,电流表示数变大则R1短路;电流表示数不变则R2短路;电流表示数变小则R3短路。
22.
【详解】电流表需要“正入负出”串联接入电路,为保护电路安全,使用大量程。滑动变阻器采用一上一下的接线方式串联接入电路,与电流表串联,当闭合开关S,向右移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数变小,则需要在向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故将电流表的“-”接线柱与滑动变阻器左下方接线柱相连。如图所示:
23.
【详解】由电路图知,两灯应并联在电路中,电流表在干路,测电路的总电流,并在L1两端是电压表,测电源电压,作图如下
24.
【详解】由图可知,电阻和灯泡串联,电压表测量小灯两端的电压,电压表和灯泡并联,中间空缺处是电压表,右边空缺处的元件是开关,左边空缺处的元件是电源,如图所示:
25.
【分析】由电路图可知,两灯泡和电流表已经串联,但电流表的正负接线柱反了,所以两灯泡的连接方式不可能是串联,应该是并联,且电流表测右侧灯泡支路的电流,然后与开关和电源串联组成电路,据此进行解答。
【详解】经分析可知,两灯泡不可能是串联,原因是会造成电流表的正负接线柱接反,所以两灯泡应并联,且电流表测右侧灯泡支路的电流,开关位于干路,如下图所示。
26. 电路电流超过滑动变阻器最大允许通过电流2A,熔断了 5 大 随着电阻丝两端电压和通过电流的增大,电阻丝温度升高,自身电阻变大
【详解】①[1]由欧姆定律推导式可知,伏安法测电阻的原理是。
②[2]电路中电流过大,超过滑动变阻器最大电流,产生的电热过多,烧坏了滑动变阻器电阻丝绝缘层,最后烧断电阻丝,造成滑动变阻器冒烟,并闻到焦糊味,导致两电表示数均为0,所以滑动变阻器冒烟的原因是电路中的电流过大,超过了滑动变阻器的最大电流。
③[3]分析表中数据可知,当电路中的电流最小为0.24A时,电阻丝两端的电压为0.2V,此时滑动变阻器接入电路的阻值为最大值20Ω,根据串联电路电压和欧姆定律可得,电源电压为
U=UR+U滑=UR+IR滑=0.2V+0.24A×20Ω=5V
故电源电压的最大值为5V。
④[4][5]分析表中第四列数据发现,电阻丝的电阻值逐渐变大。分析表中第二、三列数据发现,电阻丝两端电压越高,电流越大,由P=UI可知,电功率越大,则电阻丝的温度越高,因此其主要原因可能是电阻丝的电阻值随温度的升高而增大。
27. 见解析 5 移动滑片
【详解】①[1]由图(a)知,在连接电路时,开关闭合,滑动两个接线柱都接在下端。正确的连接方法是:在连接电路时,断开开关,变阻器接线柱要一上一下接法,并把滑片置于阻值最大处。
②[2]由图(b)知,电压表所选为0~3V量程,对应分度值为0.1V,示数为1.2V;电流表所选量程为0~0.6A量程,对应分度值为0.02A,示数为0.24A。那么待测电阻的阻值
③[3]接着,小华需要通过移动滑片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变待测电阻两端的电压和通过电路中的电流,得到多组数据,通过求平均值来减小实验误差。
28. 电流 详见解析 详见解析
【详解】(1)[1][2]图(c)或(d),两个灯泡并联,两灯两端的电压相同、灯泡规格不同,由欧姆定律可知通过两个灯泡的电流不同,研究小灯发光的亮度与电流的关系;
(2)[3]图(a)或(b),两个灯泡串联,通过两个灯泡的电流相同,灯泡规格不同,灯泡两端的电压不同,电压越大,小灯越亮;由图(c)或(d)可知,(不同小灯)电压相同时,电流越大,小灯越亮。
29. R= 2.8 0.26 4.2
【详解】(1)[1]用电流表、电压表测电阻的实验原理是欧姆定律的变形公式R=;
(2)[2]电阻和变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表和电阻并联,如图所示:
(3)[3]由图(a)可知,电压表的量程是0-3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.8V;
[4]由表中数据可知,电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电压表的示数是0.26A;
[5]闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中的电流为0.26A,则滑动变阻器两端电压:
UR=IR=0.26A×20Ω=5.2V;
又因为被测电阻与滑动变阻器串联,而串联电路两端电压等于各部分电压之和,故电源电压:
U=2.8V+5.2V=8V;
当滑片位于中点时,滑动变阻器两端电压:
UR中=I1×R=0.38A×10Ω=3.8V;
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以未知电阻两端电压:
Ux=8V-3.8V=4.2V。
30. 随着R2的增大,P2先变大再变小 12欧<R2<15欧 或 27欧<R2<30欧 两个串联用电器消耗功率相等 18欧<R2<21欧
【详解】(1)[1]表格中实验序号 1~ 10中第2列和第4列的数据,两用电器串联,保持电源电压和R1不变,随着R2的增大,P2先变大再变小;
(2)[2]根据(1)的结论可知,6.75W<7.0W<7.05W,故当该电路中滑动变阻器的功率为7.0W时,滑动变阻器的阻值范围为12Ω到15Ω;
由实验序号7到10中的数据,以得出的初步结论是:在串联电路中,当电源电压和R1一定时,R2越大,P2越小;6.91W<7.0W<7.04W,故当该电路中滑动变阻器的功率为7.0W时,滑动变阻器的阻值范围为27Ω到30Ω;
(3)[3]比较表格中第3列和第4列的数据,两个串联用电器消耗功率都是7.02W时,变阻器的功率P2达到最大;
[4]为了验证猜想,由表中数据可知,应在18Ω到21Ω范围内改变R2的阻值进行探究。
31.①1.5A;②5Ω
【详解】解:①由图可知,闭合开关,该电路为电阻R1的简单电路,电流表测量该电路的电流,根据欧姆定律,该电路的电流即电流表的示数为
②若滑动变阻器串联接入。根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以将滑动变阻器串联接入电路后,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变小。电流表示数相比接入R2前变化了0.5A,则此时通过的电流为
I'=I-0.5A=1.5A-0.5A=1A
电路的总电阻为
变阻器R2的阻值
R2=R总-R1=15Ω-10Ω=5Ω
若滑动变阻器并联接入。由并联电路特点可知,电流表测干路电流,闭合开关S后,发现电流表示数相比接入R2前变化了0.5A,说明通过滑动变阻器的电流为0.5A,则滑动变阻器接入电路的阻值为
超出了滑动变阻器的最大阻值20Ω,所以滑动变阻器不可能并联接入电路。
答:①闭合开关S,电流表示数为1.5A;
②此时变阻器R2的阻值是5Ω。
32.①6V;②12Ω
【详解】解:①由电路图知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,A2测干路的电流。开关断开时,电路中只有R1工作,则
此时电源电压
②并联电路中,各个用电器独立工作,那么开关闭合或断开,对R1支路无影响,所以电流表A1的示数不变,所以开关闭合后,示数发生变化的是A2,据并联电路的电流特点知,干路的电流
则电路中的总电阻
答:①电源电压U为6V;
②电路中的总电阻R为12Ω。
33.①0.36A;②“50欧 1安”
【详解】解:①由电路图知,两电阻串联在电路中,则电路中的总电阻
据串联电路的电流特点知
②当替换R1时,电压表测R0两端的电压,示数最大为10伏,此时接入电路中的阻值最大,R2两端的电压
据串联电路的分压特点有
即
解得,滑动变阻器的最大阻值
当替换时,电压表测R1两端的电压,示数最大为10伏,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,通过电路的电流最大,即允许通过变阻器的最大电流限制为
所以滑动变阻器的规格为“50欧 1安”。
答:(1)通过R2的电流I2为0.36A;
(2)滑动变阻器的规格为50Ω、1A。
34.(1)7.2瓦;(2)30欧
【详解】(1)电阻R1消耗的电功率
P1=UI1=12V×0.6A=7.2W;
(2)开关S闭合后,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路的特点可知通过R1的电流不变,由并联电路电流的规律可知通过R2的电流
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A,
由并联电路电压的特点可知R2两端的电压
U2=U=12V,
电阻R2的阻值
R2==30Ω。
答:(1)电阻R1消耗的电功率是7.2W;
(2)电阻R2的阻值是30Ω。
35.(1)① 8伏;② 72焦;(2)3:4
【详解】(1)①由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由串联电路电压的规律可知变阻器R2两端电压
U2=U-U1=12V-4V=8V;
②10秒内整个电路消耗的电能
W=UIt=12V×0.6A×10s=72J;
(2)电压表并联在R1两端,变阻器R2滑片移动时,滑片P由右端向左端滑动一段距离前后电路中的电流分别为I1、I2,R1两端电压的变化量:
ΔU1=U1′-U1=I2R1-I1R1=(I2-I1)R1=ΔI1R1,
ΔI1=,
若将电压表并联在R2两端,在移动变阻器R2滑片的过程中,在串联电路中,
U= U1+U2
保持不变,则
ΔU2= ΔU1'
ΔI1与ΔI2的比值
。
答:(1)①变阻器R2两端电压是8V
②10秒内整个电路消耗的电能是72J;
(2) ΔI1与ΔI2的比值是3:4。
答案第1页,共2页
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