2023-2024鲁教版(五四制)物理九上同步教学 13.4 电阻的串联与并联 同步练习(含解析)

13.4 电阻的串联和并联
未命名
一、单选题
1.如图所示,电电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表示数不变,电流表A1示数不变
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差不变
D.电压表示数变小,电压表与电流表A2示数的比值不变
2.如图所示的电路中,电电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是(  )
A.电流表A1的示数变小,电流表A2的示数变大
B.电压表V与电流表A2示数的比值将变小
C.电流表A2示数与电流表A1示数的差值不变
D.电压表的示数不变,电流表A2的示数变大
3.如图所示的电路,电电压不变,当开关S闭合后,灯泡正常工作(忽略温度对灯泡电阻的影响),将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表V的示数变大,电流表A1的示数变小
B.小灯泡L的实际功率变小,亮度变暗
C.电流表A1与电流表A2示数之差变大
D.电压表V与电流表A1示数的比值变大
4.现有两个电阻R1、R2,且R1>R2,下图中电路总电阻最小的是(  )
A. B.
C. D.
5.如图所示的电路中,电电压保持不变,移动滑动变阻器的滑片,根据电压表的读数U和电流表的读数描绘的图像可能是(  )
A. B. C. D.
6.如图,电电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,将滑片P从右端向左端移动过程中,下列说法正确的是(  )
A.V1和V2示数不变,A示数变大 B.V2和A示数的乘积先变大后变小
C.V1和A示数之比不变 D.V2和A示数之比变小
二、实验题
7.为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻R(阻值不小于10Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
 
(1)请将图甲实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片右移时电流表示数变小________;
(2)小叶同学闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数接近电电压,则故障原因可能是电阻R_______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,移动滑片使电压表示数为2V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为_______A,本次测得R的阻值为_______Ω;
(4)把待测电阻换成小灯泡,通过调节滑动变阻器的滑片,多次测量,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的I~U关系图像如图丙所示,发现当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比_______(选填“变大”“变小”或“不变”),说明_______;
(5)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中R的测量结果,于是小叶同学设计了图丁所示电路进行测量,R0为定值电阻,实验步骤如下:
①按照图丁的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;
③断开S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;
④可得待测电阻R=_______。(用U1、I1、U2、I2表示)
8.实验室测密度通常采用天平和量筒为测量工具,测量原理是。科学项目化学习小组进行思考与实验,制作出多种可直接测量液体密度的简易“液体密度仪”。(阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排)
项目一:利用轻质杆秤制作“液体密度仪”
步骤I:按图甲用细木条制作好轻质杆秤(自身质量忽略不计),提起提钮,移动秤砣(小螺母),当杆秤水平平衡时,用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0g/cm3”刻度。
步骤Ⅱ:按图乙将大螺母浸没在水中(浸没且不碰底),提起提钮,移动秤砣,当杆秤水平平衡时,用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1g/cm3”刻度。再将BC两刻度之间间距分为10等份。
步骤Ⅲ:将烧杯中的水换成某种待测液体,按步骤Ⅱ方法操作,移动秤砣,当杆秤再次水平平衡时,读出对应的密度刻度。
测量原理:ρ液(问题起点)—F浮—FA—L力臂(问题终点)原理推导:根据甲图中的杠杆平衡条件列出“式1”:m1g×OA=m2g×OB根据乙图中的杠杆平衡条件列出“式2”:(m1g﹣F浮)×OA=m2g×OC两式相减得到“式3”:F浮×OA=m2g×BC
结合实验步骤和原理推导,完成下列问题:
(1)请结合“式3”和阿基米德原理,对步骤Ⅱ中直接将BC两刻度之间分为10等份(即待测液体密度与BC大小成正比)的合理性进行解释:_____;
(2)为提升上述密度计测量的精确度,在不改变提钮O的前提下,请你提出一项改进措施:_____;
项目二:制作力—电转换的“液体密度仪”
小组设计了如图丙所示的电路。电路中电电压U为9伏,电流表选用0~0.6A量程,定值电阻R0的阻值为10欧,R是力敏电阻,其阻值与所受压力FB的关系如图丁所示。已知A点悬挂的大螺母质量为0.7千克,体积为3.5×10﹣4m3,力臂OA:OB=10:1。
(3)在电流表上标记“0g/cm3”的刻度:当没有液体,让大螺母直接悬挂A点下方,闭合开关,求此时电流表的示数;( )
(4)若大螺母浸没于某液体中时,电流表示数为0.3安,则此液体的密度为 _____。
9.小金用电压表和电流表测导体R的电阻。在正确连接电路的基础上,通过调节滑动变阻器RP,先后完成了四次实验,测得的电压和电流值如表所示。回答问题:
实验次数 U(伏) I(安)
1 0.6 0.12
2 0.8 0.16
3 1.2 待填
4 1.8 0.36
(1)根据实验要求,用笔画线作为导线在图中正确连接电压表______;
(2)第3次实验时,电流表示数如图乙所示,此时电流为 ______安;
(3)根据表中数据,在实验过程中,滑动变阻器RP滑片移动的方向是 ______(选填“A→B”或“B→A”)。
10.某同学为了探究电流跟电阻的关系,连接了如图甲所示的电路,电电压4.5V恒定不变,四个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω和20Ω。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并画出正确的连接位置; ( )
(2)先将5Ω定值电阻接入电路,滑片P移到阻值最大处,闭合开关,此时电压表示数为0.9V;移动滑片P的同时,眼睛应注视 ___________使其示数为某一预设值,记下电流表示数为0.5A;之后断开开关,保持滑片P的位置不变,换用10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片P应向___________(填“A”或“B”)端移动,直至电压表示数为___________时,记录电流表示数;
(3)该同学多次实验得到如图乙所示的图象,由图象可以得出结论:___________ ;
(4)该同学在桌上发现一个标识模糊的定值电阻,接着他将该电阻接入电路,并重复刚才的实验步骤,发现无论怎样移动滑片P,电压表都无法达到刚才的预设值,则该定值电阻阻值不可能大于___________Ω。
三、综合题
11.老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电电压不变)进行实验:在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知:
(1)电电压U为______V;
(2)RMN为______;
(3)图乙中曲线______(填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的;
(4)老师告诉小宁,暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻:一个阻值为R0(R0值已知),另一个阻值未知,假设为Rx。求Rx的值。( )(用R0、RMN表示)
12.电影院由于空间密闭,长时间会导致二氧化碳浓度上升,会使人焦虑。为此大多电影院都采用如图甲所示的自动换气设备,工作电路中灯泡的规格为“220V 44W”,控制电路电电压恒为6V,定值电阻R0为38Ω,气敏电阻Rx的阻值随二氧化碳的浓度变化图像如图乙所示,当通过线圈的电流大于或等于125mA时,衔铁被吸下,电动机M工作,加快室内外空气交换,从而降低室内二氧化碳浓度;当通过线圈的电流小于或等于100mA时,衔铁弹回,指示灯L亮,使电影院内二氧化碳浓度维持在一定的范围。(电磁铁线圈电阻不计)
(1)随着二氧化碳浓度升高,气敏电阻Rx的阻值___________(选填“增大”或“减小”);根据如图所示的控制电路,电磁铁的上端为 ___________极。
(2)工作电路中的灯泡正常发光时的电流是多少?( )
(3)自动换气设备能调节的室内二氧化碳浓度范围为多少?( )
13.如图甲所示,坐位体前屈是初中体育国标测试中的一项,图乙是某学习小组设计的测试仪器的简化电路原理图。
推动距离/cm 得分
>17.4 10
13.6~7.3 9
9.8~13.5 8
6.0~9.7 7
2.2~5.9 5
……
(1)测试者向前推动的测试仪的滑块实际上是滑动变阻器,滑块推动的距离越大,滑动变阻器连入电路的电阻值越大,仪器的示数就越大,则 ___________表反映了被测者的成绩;
(2)若电电压为6V不变,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,滑块能被推的最大距离为30cm,滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”,R2=10Ω,滑块每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω。为保证电路各元件安全,测试中推动滑块时的最大距离是 ___________cm;
(3)如表是坐位体前屈的得分标准,在某次练习中,小明完成测试后,电流表的示数为0.4A,则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 ___________Ω,他的坐位体前屈得分为 ___________;
(4)该实验小组将图乙的表盘进行改进,改进后可以直接从电表的表盘上读出对应的长度值,改进后的表盘刻度是 ___________(选填“均匀”或“不均匀”)的;
(5)如下图所示,他们又设计了下列四种方案,其中表盘上的长度刻度值均匀的是 ___________(选填字母)。
A.B. C. D.
四、计算题
14.电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且电压表的电阻很大,小杨同学想要测量一下实验室中常用电压表0~3V量程的电阻值。于是设计了如图所示的实验电路图。电电压保持不变,闭合开关、调节变阻箱的阻值、使其阻值为150Ω,读出对应的电压表示数为2.4V,再调节变阻箱的阻值,使其阻值为2850Ω,读出对应的电压表示数为0.8V。求:
(1)电电压U的大小;
(2)电压表的电阻RV的阻值。
15.长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发射,搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前,检验飞船舱体的气密性至关重要。某兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中,设计了如图所示的电路,模拟检验飞船舱体的气密性。若密闭容器不漏气,则密闭容器与真空室中的气压不发生变化;若密闭容器漏气,则密闭容器中的气压减小,真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105Pa,电电压U=12V,定值电阻R0=18Ω;R1和R2是两个相同的压敏电阻,其阻值随环境气压的变化如表中所示。
环境气压/(×105Pa) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
压敏电阻阻值/Ω 36 22 12 6 3 2
按要求回答下列问题:
(1)当开关S接a时,若电压表的示数为10.8V,请通过计算判断密闭容器是否漏气;
(2)若密闭容器漏气,开关S接b时,电流表的示数为0.3A,求此时真空室中的环境气压。
五、填空题
16.如图所示,电电压恒定,只闭合开关S2,电流表示数为0.3A,电压表示数为3V,R2阻值为 _____Ω;再断开开关S2,闭合开关S1、S3,电流表示数______(填“变大”“变小”或“不变”);当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电压表示数为______V。
17.如图是一种测定油箱内油量的装置。竖直放置的均匀圆弧形电阻丝R长20cm,规格为1Ω/cm。滑片P与滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动。O是滑杆的中点,且与电阻丝R的中点在同一高度,滑杆的另一端通过轻质细杆连接一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面一起下降,带动滑杆使滑片向上移动,电流表的示数始终随之改变。
(1)油量逐渐减少,电阻R0两端的电压逐渐___________;
(2)当油箱加满油时,滑片刚好位于R的下端,电流表指针指在最大刻度处,此时示数为0.6A;油面缓慢下降,当R接入电路的长度为4cm时,电流表示数为0.3A;油面继续缓慢下降到最低位置时(油箱底部还有少许油可忽略不计),滑片刚好位于R的上端。电电压为___________V;
(3)对(2)中的设计进行调整,在保证油箱加满油时,电流表指针仍指在最大刻度的前提下,只改变电阻R0和电电压,就能实现还剩半箱油时,指针刚好指在电流表表盘刻度的中央。则电阻R0的阻值为___________Ω。
18.如图所示电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10Ω,R2=20Ω,电电压恒为6V,闭合开关S。当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表a的示数为___________A;当电表a、b为电压表,c为电流表,电表b的示数为___________V。
19.电阻为的电铃可看作是一个纯电阻,正常工作时的电压为,现只有一个的电,要使它正常工作,需要给它串联一个______Ω的电阻。
20.如图所示,电电压保持不变,、为定值电阻。若开关、闭合,甲、乙两表均为电压表,示数之比为5∶2,则、电阻之比为__________;若开关闭合、断开,两表均为电流表,甲、乙两表的示数之比为__________。
参考答案:
1.A
【解析】
【详解】
由电路图可知,R2与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电两端的电压。
B.电电压不变,则滑片移动过程中电压表示数不变,故B错误;
AC.滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;并联电流互不影响,则通过R1的电流不变,即电流表A1示数不变;根据并联电流的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表A2示数变大,两个电流表示数的差变大,故A正确,C错误;
D.电压表V的示数不变,电流表A2示数变大,其比值变小,故D错误。
故选A。
2.C
【解析】
【详解】
AD.由电路图可知,闭合开关S,R1与R2并联,电压表V测电两端的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流。因电电压保持不变,所以滑片移动时电压表V的示数不变,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的电流不变,将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器R2接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2的电流变小,即电流表A1的示数变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,即电流表A2的示数变小,故AD错误;
B.电流表A2的示数变小,所以电压表V与电流表A2示数的比值将变大,故B错误;
C.由电流表A2示数与电流表A1示数的差值等于通过R1的电流可知,其差值不变,故C正确。
故选C。
3.D
【解析】
【详解】
AB.由图可知,该电路为并联电路,电流表A1测量干路中的电流,电压表测量电电压,电流表A2测量通过灯泡的电流;由于电电压不变,所以电压表示数不变;并联电路中各支路互不影响,移动滑片,通过灯泡的电流不变,灯泡的亮度不变,所以电流表A2的示数不变;将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小;根据并联电路中的电流规律可知,干路中的电流变小,所以电流表A1的示数变小;故AB错误;
C.根据并联电路中的电流规律可知,电流表A1示数变小,电流表A2示数不变,所以电流表A1与电流表A2示数之差变小,故C错误;
D.电压表V的示数不变,电流表A1示数变小,则电压表V与电流表A1示数的比值变大,故D正确。
故选D。
4.B
【解析】
【详解】
根据串并联电路电阻的特征,当R1和R2串联时,电路总电阻为R1和R2之和,即串联电路总电阻大于任何一个分电阻,当R1和R2并联时,电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以并联时电路中电阻最小。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.D
【解析】
【详解】
AB.由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由可得,电压表的读数
据此可知,电压表的读数U随电流表的读数增大而减小,故AB不符合题意;
CD.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流表的读数
故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.D
【解析】
【详解】
滑动变阻器与电阻串联,电流表测电路的电流,V2测电电压,V1测变阻器的电压。
A.将滑片P从右端向左端移动过程中,变阻器连入电路的电阻变小,由串联电阻的规律,电路的电阻变小,根据欧姆定律,电流表示数变大,R两端电压变大,则是V1表示数变大,V2测电电压,示数不变,故A错误;
B.因V2的示数等于电电压保持不变,故V2和A示数的乘积变大,故B错误;
C.根据欧姆定律,V1和A示数之比即变阻器连入电路的电阻,可知这个比值变小,故C错误;
D.根据欧姆定律,V2和A示数之比即电路的总电阻,结合选项A,可知这个比值变变小,故D正确。
故选D。
7. 断路 0.16 12.5 变大 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【解析】
【详解】
(1)[1]电为两节干电池,电压为3V,电压表应选小量程并联在定值电阻两端;待测电阻R阻值不小于10Ω,则电路中电流最大为
故电流表应选小量程串联在电路中;滑动变阻器的滑片右移时电流表示数变小,说明变阻器连入电路的阻值变大,故变阻器应选左下接线柱与电流表串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]小叶同学闭合开关后,发现电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表示数接近电电压,说明电压表与电连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路路断路了,即故障原因可能是电阻R断路。
(3)[3]由(1)可知,电流表选用小量程;排除故障后,移动滑片使电压表示数为2V,此时电流表的指针位置如图乙所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.16A。
[4]由欧姆定律,本次测得R的阻值为
(4)[5]由图丙可知,当电压分别为0.5V、1.5V和3.0V时,对应的电流分别为0.1A、0.21A和0.28A,由欧姆定律,对应的电阻分别为
故发现当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大。
[6]由于电压表的示数增大时,电流表示数也增大,根据P=UI,灯泡的功率增大,灯丝的温度升高,灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(5)④[7]在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电压;移动滑动变阻器滑片,由欧姆定律,定值电阻和电流表的总电阻为

在③中,电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻为

定值电阻和电流表内阻不变,②﹣①得出待测电阻阻值为
8. 见解析 增加OA的长度 0.6A 1.2×103kg/m3
【解析】
【详解】
(1)[1]由“式3”和阿基米德原理可得
即液体密度ρ液与BC之间的关系式
由于m2、V大螺母、OA都是定值,所以液体密度ρ液与BC成正比,所以将BC两刻度之间分成10等分是合理的。
(2)[2]根据液体密度与BC之间的关系式
可知,要增加精确度,即要增加BC的长度,可增加OA的长度或换一个密度更大的大螺母。
(3)[3]由图丙可知,定值电阻R0与力敏电阻R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,当没有液体时,根据杠杆的平衡条件可得


所以力敏电阻受到的力
由图丁可知,当力敏电阻受到的力为70N时,力敏电阻的阻值为5Ω,此时电路中的总电阻
电路中的电流
即电流表的示数为0.6A。
(4)[4]当电流表示数为0.3A时,由欧姆定律得,电路中的总电阻
力敏电阻的阻值
由图丁得力敏电阻受到的力
根据杠杆的平衡条件可知
此时A端细线的拉力
大螺母受到的浮力
液体的密度
9. 0.24 B→A
【解析】
【详解】
(1)[1]小金用电压表和电流表测导体R的电阻。根据欧姆定律得,电压表应测导体R两端的电压与其并联,所以在图中正确连接电压表如下图
(2)[2]第3次实验时,如图乙所示电流表用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数0.24A,故此时电流为0.24A安。
(3)[3]由电路图知,导体R与滑动变阻器串联,电路总电阻等于导体R的电阻与滑动变阻器接入电路的电阻之和根据表中数据,在实验过程中,从第1次到第4次,电路中电流逐渐变大。根据欧姆定律得,滑动变阻器接入电路阻值变小,故滑动变阻器RP滑片移动的方向是 B→A。
10. 电压表 A 2.5V 电压一定时,电流与电阻成反比 25
【解析】
【详解】
(1)[1]在探究电流跟电阻的关系时,滑动变阻器与定值电阻应串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻两端的电压,而图甲中,变阻器尚未接入电路,那么接错的导线是连接电流表与定值电阻的那根,正确连接应将变阻器上面的接线柱与电流表的正接线柱相连,如下图所示:
(2)[2]在探究电流跟电阻的关系时,需要保持定值电阻两端的电压不变,因此调节滑动变阻器的滑片调节至某一位置时,眼睛应注视电压表,使它的示数为某一预设值。
[3]用10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻时,若滑片的位置不变,根据串联电路的分压特点可知,定值电阻阻值变大,则分得的电压变大,大于电压预设值,为了使定值电阻两端电压保持不变,应向A端调节滑片,使变阻器接入电路的阻值变大,分得的电压变大,才能让定值电阻两端的电压保持不变。
[4]由图乙可知,本实验中定值电阻两端的电压
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V
因此,闭合开关,滑动变阻器的滑片P向A段移动,直至定值电阻两端电压为2.5V时,记录电流表示数。
(3)[5]由图乙可知,导体中的电流与导体电阻的乘积是一个定值,因此可得出结论:电压一定时,导体中通过的电流与电阻成反比。
(4)[6]由题意可知,变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数为0.9V,则变阻器两端的电压
U1=U总-UR=4.5V-0.9V=3.6V
根据串联电路的分压原理可得
代入数值得
解得,变阻器的最大阻值
Rmax=20Ω
已知在本实验中,定值电阻两端的电压保持2.5V不变,则整个过程中,变阻器两端的电压
UP=U总-U=4.5V-2.5V=2V
由串联电路的分压原理可知,当变阻器接入电路的阻值最大时,定值电阻接入电路的阻值也最大,故有
带入数值得
解得定值电阻允许的最大阻值
R定=25Ω
当定值电阻的阻值大于25Ω时,无论怎么调节滑片,都无法让电压表达到预设值,因此该定值电阻阻值不可能大于25Ω。
11. 6 10Ω B 见解析
【解析】
【详解】
(1)[1](2)[2](3)[3]当开关S、S1闭合时,RMN短路,只有R1接入电路,电流表测电流,R1两端电压等于电电压;当开关S闭合,S1断开时,RMN与R1串联。由图乙得,B曲线当R1为30欧时,电流为0.2A,A曲线当R1为20欧时,电流为0.2A,根据串联总电阻关系,B曲线为开关S、S1闭合,A曲线为开关S闭合,S1断开。电电压为
解得
(4)[4]因为暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻R0和RX,串联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要大,并联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要小,若
R0则R0和Rx应串联,所以
Rx=RMN-R0

R0>RMN
则R0和Rx应并联,即有
12. 减小 N 0.2A 0.06%~0.15%
【解析】
【详解】
(1)[1]由乙图可知,气敏电阻Rx的阻值随着二氧化碳浓度升高而减小。
[2]在控制电路中,电流从电磁铁的下端流入、上端流出,则根据安培定则可知电磁铁的上端为N极。
(2)[3]由可得,灯泡正常发光时的电流为
(3)由图甲可知,控制电路中两电阻串联,当控制电路的电流为125mA时,根据欧姆定律可得控制电路的总电阻为
因串联电路总电阻等于各分电阻之和,此时气敏电阻的阻值为
由图乙可知此时二氧化碳浓度为0.15%;
当控制电路的电流为100mA时,此时控制电路的总电阻为
此时气敏电阻的阻值为
由图乙可知此时二氧化碳浓度为0.06%,由此可知该自动换气设备能调节的室内二氧化碳浓度范围为0.06%~0.15%。
13. 电压 20 5 8 不均匀 A
【解析】
【详解】
(1)[1]由图乙可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,根据滑块推动的距离越大,滑动变阻器连入电路的电阻值越大,仪器的示数就越大可知,当滑动变阻器接入电路的阻值越大,电路中的总电阻越大,根据可知,当电电压一定时,总电阻R越大,电路中的电流越小,根据U2=I2R2可知,定值电阻R2两端的电压越小,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器R1两端的电压U1=U﹣U2越大,即滑块推动的距离越大,滑动变阻器连入电路的电阻值越大,电压表示数越大。
(2)[2]由于电流表的量程是0~0.6A和滑动变阻器的规格是“15Ω 1A”可知,电路中的最大电流为0.6A,所以当电路中的电流为0.6A时,电路中的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,最小阻值
R1=R总﹣R2=10Ω﹣10Ω=0
此时推动滑块移动距离是0cm;当滑动变阻器两端电压为3V时,定值电阻R2两端的电压
U2=U﹣U1=6V﹣3V=3V
通过定值电阻R2的电流
通过滑动变阻器的电流
I1=I2=0.3A
此时滑动变阻器R1接入电路的最大阻值
根据滑片每移动1 cm,R1的阻值变化0.5Ω可知,此时推动滑块移动距离是
所以推动滑块时的最大距离是20cm。
(3)[3][4]当电路中的电流为0.4A时,定值电阻R2两端的电压
U2′=I2′R2=0.4A×10Ω=4V
滑动变阻器R1两端的电压
U1′=U-U2′=6V-4V=2V
滑动变阻器R1接入电路的阻值
根据滑块每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω可知,推动滑块移动的距离是
根据表格数据可知,小明的得分是8分。
(4)[5]滑动变阻R1器两端的电压
所以滑动变阻R1器两端的电压U1与滑动变阻器R1接入电路的阻值的关系不是一次函数关系,而滑动变阻器接入电路中的阻值与滑块移动的距离是一次函数关系,由此可知,电压表的刻度是不均匀的。
(5)[6]A.滑动变阻器与电阻丝串联接入电路,电压表测量挡板P点右侧的那部分电阻丝两端的电压,若滑动变阻器接入电路的阻值一定,电阻丝接入电路的阻值不变,当推动挡板P时,电路中的总电阻不变,根据可知,电路中的电流不变,挡板P点右侧的那部分电阻丝长度均匀变化,其阻值变化均匀,根据U=IR可知,挡板P以右的那部分电阻丝两端的电压均匀变化,故A符合题意;
B.滑动变阻器与电阻丝串联接入电路,电压表测量电阻丝两端的电压,若滑动变阻器接入电路的阻值一定,当推动挡板P时,电阻丝接入电路的长度均匀变化,其阻值变化均匀,电阻丝两端的电压
由于电阻丝两端的电压与电阻丝接入电路的阻值不是一次函数,所以电压表的变化不均匀,故B不符合题意;
CD.滑动变阻器与电阻丝串联接入电路,电流表测量电路中的电流,若滑动变阻器接入电路的阻值一定,当推动挡板P时,电阻丝接入电路的长度均匀变化,其阻值变化均匀,电路中的电流
由此可知,电路中的电流与电阻丝接入电路的阻值不是一次函数关系,所以电流表的变化不是均匀的,故CD不符合题意。
故选A。
14.(1)2.7V;(2)1200Ω
【解析】
【详解】
解:(1)(2)当变阻箱的阻值为150Ω时,电路中的电流为I1,电压表示数为U1,由欧姆定律可知电路中的电流为
由串联电路的电压特点可知电电压为
……①
当变阻箱的阻值为2850Ω时,电路中的电流为I2,电压表示数为U2,由欧姆定律可知电路中的电流为
由串联电路的电压特点可知电电压为
……②
联立①②解得:RV=1200Ω,U=2.7V。
答:(1)电电压U的大小为2.7V;
(2)电压表的电阻RV的阻值为1200Ω。
15.(1)密闭容器不漏气;(2)0.2×105Pa
【解析】
【详解】
解:(1)由电路图可知,当开关S接a时,定值电阻R0与压敏电阻R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压此时电路中的电流为
电路中的总电阻为
则压敏电阻R2此时的阻值为
R2=R-R0=20Ω-18Ω=2Ω
由表中数据可知,此时密闭容器中的环境气压为1.0×105Pa,等于密闭容器中的正常环境气压,故密闭容器不漏气。
(2)由电路图可知,当开关S接b时,定值电阻R0与压敏电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压;此时电路中的总电阻为
则压敏电阻R1此时的阻值为
R1=R′-R0=40Ω-18Ω=22Ω
由表中数据可知,此时真空室中的环境气压为0.2×105Pa。
答:(1)密闭容器不漏气;
(2)真空室中的环境气压为0.2×105Pa。
16. 10 变大 0
【解析】
【详解】
[1]只闭合开关S2时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,由可得,R2的阻值
[2]再断开开关S2,闭合开关S1、S3时,R1与R2并联,电压表测电两端的电压,电流表测干路电流,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,R串 R并,由可知,电路的总电流变大,即电流表的示数变大。
[3]当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,此时R2和电压表被短路,则电压表的示数为0。
17. 减小 2.4 10
【解析】
【详解】
(1)[1]油箱中的油量减少时,浮子随油面一起下降,带动滑杆使滑片向上移动,则圆弧形电阻丝R接入电路中的电阻变大,电路中总电阻变大,根据欧姆定律,在电电压一定时,电路中电流变小,再根据可知,电阻R0两端的电压减小。
(2)[2]电路中R和R0串联,根据串联电路电压特点,电电压
当油箱加满油时,滑片刚好位于R的下端,此时R接入电路中电阻为零,电路为R0的简单电路,电流表指针指在最大刻度处,示数为0.6A,则电电压
——①
油面缓慢下降,当R接入电路的长度为4cm时,电流表示数为0.3A,此时R接入电路的阻值
R=4cm ×1Ω/cm=4Ω
则电电压
——②
联立①②解得
R0=4Ω,U=2.4V
(3)[3]只改变电阻R0和电电压,还剩半箱油时,指针刚好指在电流表表盘刻度的中央,为0.3A。此时杠杆刚好水平平衡,滑片P接触电阻丝R的中点,即接入电路的长度为10cm,接入电路的电阻为
R=10cm ×1Ω/cm=10Ω
则电电压
——③
联立①③解得
R0=10Ω,U=6V
18. 0.3 4
【解析】
【详解】
[1] 闭合开关S,当电表a、b为电流表,c为电压表时,R1、R2并联,电流表a测R2支路的电流,电流表b测量干路电流;根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压为
U2=U=6V
通过R2支路的电流
所以电表a的示数为0.3A。
[2]当电表a、b为电压表,c为电流表,R1、R2串联,电压表a测量电电压,电压表b测量R2两端的电压;根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
电路中的电流为
根据串联电路的电流特点可知,通过R2的电流为
I2′=I=0.2A
由可知,R2两端的电压为
U2′=I2′R2=0.2A×20Ω=4V
所以电表b的示数为4V。
19.
【解析】
【详解】
因为串联电路的总电压等于各分电压之和,所以,电铃正常工作时,串联的电阻R两端的电压为
串联电路各处电流都相等,通过电阻的电流
根据可得串联电阻的阻值
20. 3∶2 3∶5
【解析】
【详解】
[1] 开关、闭合,甲、乙两表均为电压表,此时电阻R1和R2串联,电压表甲测的是电电压,电压表乙测的是的电压,示数之比为5∶2,则R1和R2的电压之比为3∶2,由于串联电路电流处处相等,由公式可知,R1和R2的电阻之比为3∶2。
[2] 若开关闭合、断开,两表均为电流表,此时电阻R1和R2并联,则R1和R2的电压之比为1∶1,由于R1和R2的电阻之比为3∶2,当电压相同时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,所以,通过R1和R2的电流之比为3∶2,由于电流表乙测的是干路电流,电流表甲测的是R1的电流,所以甲、乙两表的示数之比为3∶5。

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