一、选择题
1.小华用如图所示的电路研究串联电路特点,电源电压保持不变。闭合开关S,两电表中只有一个电表有示数,将L1和L2交换位置,再闭合开关,两电表均有示数。已知电路中除了L1、L2外,其它电路元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可以确定,只有L1短路 C.可以确定,L1短路且L2断路 解析:A
B.可以确定,只有L1断路 D.可以确定,L1断路且L2短路A
由电路可知两灯串联,电压表测L1两端电压。若电路中L1或者L2断路,两者交换位置后,电路中依然无电流,即电流表始终没有示数,所以两灯均不可能断路;若L1短路,则电流表有示数,电压表被短路无示数,交换两灯位置后电流表和电压表均有示数。故BCD错误,A正确。 故选A。
2.利用如图所示电路探究串联电路的规律,下列做法中( )
①分别把开关改接到a、b、c处,可以探究开关位置的改变对灯泡控制作用的影响 ②分别将电流表串联在a、b、c处,可以探究电路中各处电流的关系
③将电压表正负接线柱分别接在ab、bc、ac点,可以探究电路中各灯泡两端电压与电源两端电压的关系
④为使探究结论更具普遍性,可更换不同的灯泡或改变电源电压进行多次实验 A.①②③④都正确 解析:A
①分别把开关改接到a、b、c处,开关的位置不同,通过开关的通断,可以探究开关位置的改变对用电器控制作用的影响,故①正确;
②分别将电流表串联在a、b、c处,电流表测不同位置的电流,可以探究电路中各处电流的关系,故②正确;
③电压表要并联在ab、bc和ac点,分别测量灯泡L1、L2和电源电压,可以探究串联电路中各用电器两端电压与电源两端电压的关系,故③正确;
B.只有①③正确
C.只有②④正确
D.只有①②④正确A
④本实验是探究串联电路的规律(主要是电流、电压的规律),为使探究结论更具普遍性,可更换不同的用电器或改变电源电压进行多次实险,故④正确。 故选A。
3.关于导体的电阻,如果不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是( ) A.铝导线比铜导线的电阻大
B.粗细相同的两根铝丝,短的比长的电阻大 C.两根铝导线,长的比短的电阻大
D.长度相同的两根铜丝, 细的比粗的电阻大D 解析:D
A.电阻不仅与材料有关,还与长短、粗细有关,故无法得出铝导线比铜导线的电阻大,A选项错误;
B.粗细相同的两根铝丝,长度越长,电阻越大,故B选项错误;
C.两根铝导线,并没有说粗细相同,故无法判断电阻的大小,故C选项错误; D.长度相同的两根铜丝,横截面积越小,电阻越大,故细的比粗的电阻大,故D选项正确。 故选D。
4.下列有关电压、电流和电阻的说法正确的是( ) ..A.电压的作用是在电路中产生自由电荷 B.电路中有电流时,就一定有电压 C.只要电荷移动就能形成电流
D.导体的电阻由它两端电压和通过的电流决定B 解析:B
A.电压的作用是使自由电荷定向移动,故A错误;
B.电压是形成电流的原因,电路中有电流时,就一定有电压,故B正确; C.电荷的定向移动才能形成电流,故C错误;
D.导体的电阻由自身的材料、长度、粗细来决定,和它两端电压及通过的电流无关,故D错误。 故选B。
5.如图所示,闭合开关后发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,由此判断电路中出现的故障是( )
A.灯L1短路 C.灯L2开路 解析:B
A.当灯L1短路时,电压表无示数,电流表有示数,故A不符合题意;
B.当灯L1开路时,电压表和灯L2及电流表串联,因为电压表的电阻很大,所以电路中的电流很小,几乎忽略不计,所以电流表示数为0,电压表测电源电压,故B符合题意;
B.灯L1开路 D.灯L2短路B
C.当灯L2开路时,不能形成闭合回路,所以电路中没有电流,所以电流表和电压表都无示数,故C不符合题意;
D.当灯L2短路时,电流表和电压表均有示数,故D不符题意。 故选B。
6.如图所示,当开关S闭合后,灯泡L1、L2均发光,电压表、电流表均有示数。一段时间后,发现两灯都熄灭,电流表和电压表示数均变为零,原因可能是( )
A.灯L1断路 解析:B
B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路B
如图,L1、L2串联,电压表测L1两端电压,电流表测电路中电流。
A.若灯L1断路,此时电压表串联在电路中,两灯均熄灭,电流表无示数,电压表有示数,故A不符合题意;
B.若灯L2断路,则整个电路断路,两灯均熄灭,两表示数都为零,故B符合题意; C.若灯L1短路,则电压表也被短路,L1熄灭,L2发光,电流表有示数,电压表无示数,故C不符合题意;
D.若灯L2短路,则L1发光,L2熄灭,两表均有示数,故D不符合题意。 故选B。
7.下列生活中常见的电流、电压值的描述,符合实际的是( ) A.一节干电池的电压为2V C.手电筒工作时的电流约为10A 解析:B
A.一节干电池的电压为1.5V,故A不符合题意; B.人体的安全电压不高于36V,故B符合题意; C.手电筒工作时的电流约为0.1A,故C不符合题意; D.家用电冰箱工作时的电流约为2A,故D不符合题意。 故选B。
8.某电路中有两个电阻R1和R2,R1、R2两端的电压分别为1.5V和4.5V,则电源的电压是( ) A.1.5V 解析:D
如果两个用电器并联,则两个用电器的电压相等,因为R1、R2两端的电压分别为1.5V和
B.3V
C.4.5V
D.6VD
B.人体的安全电压不高于36V D.家用电冰箱工作时的电流约为10mAB
4.5V,电压不相等,所以R1和R2串联,所以电源电压为
UU1U21.5V4.5V6V
故选D。
9.小文同学利用家中的电位器、直流稳压电源、导线、开关和小灯泡,组装了一个调光台灯,电路如图所示。滑动片P顺时针向A端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电位器接入电路中的电阻变大 B.电路中的电流变小 C.小灯泡两端的电压变大 D.小灯泡的亮度变暗C 解析:C
由图可知,电路为电位器与小灯泡的串联电路,当滑动片P顺时针向A端滑动的过程中,电位器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路分压特点,小灯泡两端的电压变大,小灯泡变亮。 故选C。
10.用电压表测灯L1两端的电压,下列正确的电路图是( )
A.
B.
C.
D.D
解析:D
A.由图可知,L1与L2串联,电压表测量的是电源电压,且电压表正负接线柱接反了,故A错误;
B.由图可知,L1与L2串联,电压表并联在L1两端,但电压表正负接线柱接反了,故B错误;
C.由图可知,L1与L2串联,电压表并联在L2两端测的是L2的电压,故C错误; D.由图可知,L1与L2串联,电压表并联在L1两端测的是L1的电压,电压表连接正确,故D正确。 故选D。
二、填空题
11.如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙为电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。电位器应与灯泡______(填“串联”或“并联”),它是通过改变接入电路中的电阻丝_____来改变其接入电路中的电阻。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将____(选填“a和b”“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料,应该选用____(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
串联长度b和c镍铬合金丝
解析:串联 长度 b和c 镍铬合金丝
[1][2]电位器应与灯泡串联,因为并联互不影响,可根据改变电阻丝接入长度,从而改变其接入阻值大小。
[3]由于顺时针旋转灯泡变量,则可知电路电流变大,即电位器接入阻值变小,则应将b和
c接入电路。
[4]由于铜丝电阻太小,起不到调节的作用,故应采用阻值合适的镍铬合金丝。
12.如图电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1=R2。开关S闭合时,电流表A1的示数为I0。开关S断开后,三个电表中示数变大的电表是______表(选填“V”、“A1”、“A2”);若开关S断开时,由于电阻R1、R2中一个出现了故障,使电流表A1的示数变为零,试分析电压表V和电流表A2的示数,判断可能出现的故障。______(填写所有可能情况)。
A2若电压表V示数为U0电流表A2示数为0则
电阻R1断路;若电压表V电流表A2示数均为0则电阻R2断路
解析:A2 若电压表V示数为U0,电流表A2示数为0,则电阻R1断路;若电压表V、电流表A2示数均为0,则电阻R2断路
[1]当开关S闭合后,R2和A2被短路,电路为R1的基本电路,电压表测量电源电压,电流表A1测量电路电流,开关S断开时,两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电流表都测量电路电流,因为串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电压表示数减小,因为开关断开后,电阻增大,电流减小,所以A1减小,A2原先为0,断开后变大。
[2]若R1短路,电流表A1的示数不为0,不符合题意;若R1断路,两个电流表示数均为0,电压表串联在电路中测电源电压,示数为U0;若R2短路,两电流表均有示数,不符合题意;若R2断路,则电路中无电流,三个表示数均为0。
13.在如下图所示的电路中,电源电压保持不变。若闭合开关S,灯L1或L2出现断路故障不能工作时。请判断分析:
(1)若两灯均不发光,则三个电表中示数一定大于零的电表是______表; (2)若两灯中有一灯不发光,则三个电表中示数一定大于零的电表是______表。
电压电流表A电压
解析:电压 电流表A、电压
(1)[1]闭合开关S,灯L1、L2并联,两灯均不发光,两灯都断路,此时电压表有示数,故示数一定大于零的电表是电压表。
(2)[2]闭合开关S,灯L1、L2并联,两灯中有一灯不发光,另一灯发光,干路电流表A,肯定有示数,电压表有示数,示数一定大于零的电表是电压表、电流表A。
14.如图所示电路,电源电压不变,当滑动变阻器滑片P向b端移时,增加了电阻丝的
_________(选填“长度”“横截面积”“材料”“温度”),同时灯的亮度________。[选填:“变大”、“变小”或“不变”]
长度变小
解析:长度 变小
[1]滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路部分电阻丝的长度来改变电阻的,则当滑动变阻器滑片P向b端移时,增加了电阻丝的长度。
[2]由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;滑片向b端移时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变小,灯的亮度变小。
15.一根长1m的导线,电阻为R。先把它剪去一半,再将剩下的一半均匀拉长为1m,此时它的电阻是______R。2 解析:2
在材料和横截面积不变时,电阻阻值和长度成正比;在材料和长度不变时,电阻阻值与横截面积成反比;所以先把它剪去一半,那么这一半的电阻体积是
V1LS0.5mS 2再将这一半均匀拉长为1m,这时体积是
V'L'S'1mS'
由于体积都是相同的,即VV',那么可知这时导线的横截面积S'1S,那么材料和长2度不变时,横截面积和电阻阻值成反比,横截面积变小为一半,那么电阻变大为2倍,即此时它的电阻是2R。
16.一款华为5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管的材料是_____,震惊世界的我国最年轻科学家曹原研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0。此现象中石墨烯是_____。半导
体超导体
解析:半导体 超导体 [1]发光的二极管由半导体组成的。 [2]石墨烯的电阻突然变为0,则为超导体。
17.如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转可知:锌片是盐水电池的______极,电池的电压为______V。铜片与电压表之间的导线中,自由电子的运动方向是从______(选填“电压表到铜片”、“铜片到电压表”)。
负06电压表到铜片【分析】根据电压表的正确
使用方法确定电源的正负极;根据电压表的量程分度值以及指针的位置读出电压表的示数;电源外部电流总是从电源的正极出发经过用电器回到电源的负极的电源内部电流是由负
解析:负 0.6 电压表到铜片 【分析】
根据电压表的正确使用方法确定电源的正负极;根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数;电源外部电流总是从电源的正极出发,经过用电器,回到电源的负极的,电源内部电流是由负极到正极;电荷的定向移动形成电流,正负电荷定向移动方向相反,规定正电荷定向移动的方向为电流方向;所以负电荷定向移动的方向与电流方向是相反的。
[1]根据图示可知,因为锌片与电压表的负接线柱相连,因此锌片为盐水电池的负极。 [2]电压表的量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为0.6V。
[3]电流的方向是从铜片流经电压表流向锌片,而自由电子的移动方向与电流方向相反,所以铜片与电压表之间的导线中,自由电子的运动方向是从电压表流向铜片。 18.如图所示,请在甲、乙两个“O”内选填符号“A”或“V”,使得两灯组成并联电路. (______)
甲为电流表乙为电压表
解析:甲为电流表,乙为电压表。
从负极分析,因为两灯泡并联,所以甲应为电流表;若乙为电流表则会发生短路,所以乙为电压表。
19.在探究电流与电阻关系时,先用5Ω的定值电阻R进行实验,使电压表示数为3V,再换用10Ω的定值电阻时,合上开关后,电压表的示数将_____3V。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
大于
解析:大于
当用10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻时,此时滑动变阻器的滑片位置不变,电路中的
总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数大于3V。
20.小灯泡L的铭牌上标有“6V 1.8W”字样,如果要使该灯泡接在电源电压为9V的电路中正常发光,应给它串联一个电阻R,其阻值为_____Ω,小灯泡正常发光时,电阻R的功率为_____W。09【解析】 解析:0.9 【解析】
灯泡与电阻R串联在9V电源上,灯泡正常发光,它两端电压达到额定电压,由串联电路电流特点和P=UI可得电路中电流:I=IR=I额=
P额U额=
1.8W=0.3A,由串联电路的电压特点6VU3VU==10Ω;可得R两端电压,UR=U−U额=9V−6V=3V,由I=可得R的电阻:R=
R10.3AR由P=UI可得R上的电功率:PR=URI=3V×0.3A=0.9W.
三、解答题
21.如图甲所示电路,当闭合开关后,灯泡L1和L2都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,指针位置均为图乙所示,如图丙所示,当S1闭合、S2和S3都断开时,电流表A1的示数如图丁所示:求: (1)甲图中L1和L2两端的电压 (2)丙图中电流表A2和A3的示数。
(3)丙图中,当S2和S3闭合,S1断开时,电流表A3和A2的示数分别为0.7A和0.3A,电流表A1的示数。
解析:(1)1.2V;4.8V;(2)0.1A;0A;(3)0.4A
解:(1)由甲图可知L1、L2串联,V1测电源电压U,V2测L1两端电压U1,由乙图可知
U6V
U11.2V
由UU1U2得,L2两端电压为
U2UU16V1.2V4.8V
(2)在丙图中,S1闭合、S2和S3都断开时, A3未接入电路,所以示数为0A,此时L1、L2串联,由丁图可知A1示数为0.1A,故A2示数等于A1示数0.1A。
(3)在丙图中,当S2和S3闭合,S1断开时,L1、L2并联,A3测干路电流,即
I总I1I20.7A
A2测通过L1的电流,即I10.3A,故A1示数
I2I总I10.7A0.3A0.4A
答:(1)甲图中L1两端的电压为1.2V,L2两端的电压为4.8V; (2)丙图中电流表A2 的示数为0.1A,A3的示数为0A; (3)电流表A1的示数是0.4A。
22.如图所示,闭合开关S后,电压表V2的示数U2=2.4V,电流表A的示数I=0.4A.求:
(1)通过用电器L1的电流多大?
(2)若电源电压为6V,电压表V1的示数多大? 解析:(1)0.4A (2)3.6V
由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压. (1)∵串联电路中各处的电流相等, ∴通过用电器L1的电流为0.4A;
(2) )∵串联电路中总电压等于各分电压之和 ∴电源电压为6V时,电压表V1的示数:
U1=U-U2=6V-2.4V=3.6V
答:(1) 通过用电器L1的电流为0.4A (2) 若电源电压为6V,电压表V1的示数为3.6V
23.如图甲所示,电源两端的电压恒定.当开关S1、S2闭合时,电压表V1的示数为U1;当开关S1闭合,S2断开时,电压表V2的示数为U2,电流表示数为0.3A.图乙中图线①反映的是通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系;图线②反映的是通过小灯泡L的电流与它两端电压的关系.求:
(1)分别画出题中所叙述的两种状态的等效电路图,一定要在等效电路图左上方写明开关状态;
(________)
(2)求电源电压值__________.
解析: 18V
【分析】
(1)根据开关的断开或闭合状态,按照电流的流向,画出等效电路图;
(2)当开关S1闭合,S2断开,电流表示数为0.3A;由U-I图象中的图线①②得出通过R1和灯泡L的电流为0.3A时的电压值,然后根据串联电路的电压特点即可求出电源电压. (1)当开关S1、S2闭合时,S2的闭合对灯泡电流表和电压表V2短路,只有R1连入电路;当S1、S2都闭合时,电流依次经过电阻和灯泡,即为串联连接;等效电路图如图:
(2)由U-I图象中的图线①可知:通过R1的电流为0.3A时,U1=6V, 由U-I图象中的图线②可知:通过小灯泡L的电流为0.3A时,UL=12V, 则根据串联电路的电压特点可知:电源电压U=U=U1+UL=6V+12V=18V.
24.如图电路中,电源电压为6V。开关闭合后,电流表A的示数为0.5A,A1表示为0.3A。求:
(1)灯L1两端的电压U1; (2)通过灯L1的电流I1; (3)通过灯L2的电流I2; (4)灯L2两端的电压U2。.
解析:(1) 6V;(2)0.3A;(3) 0.2A;(4)6V
由图可知,S闭合时,灯泡L1L2并联,电流表A1测量L1电流,电流表A测量干路总电流。 (1)由并联电路电压规律可知
U1U6V
(2)电流表A1测量L1电流,A1表示数为0.3A,所以通过灯L1的电流I1
I1=IA1=0.3A
(3)电流表A测量干路总电流,电流表A的示数为0.5A,即干路电流为0.5A,则由并联电路中的电流规律可知,通过灯L2的电流I2为
I2=II10.5A0.3A=0.2A
(4)由并联电路电压规律可知,灯L2两端的电压U2
U2U6V
答:(1)灯L1两端的电压U1为6V, (2)通过灯L1的电流I1为0.3A; (3)通过灯L2的电流I2为0.2A; (4)灯L2两端的电压U2为6V。
25.在如图所示的电路中,当开关S闭合后,电压表示数为8V;当开关S断开时,电压表示数为3.8V,则此时灯L1 和L2两端的电压分别为多少?
解析:2V;3.8V
当开关闭合时,灯泡L1发生短路,即此时电压表测的是L2两端的电压,同时也是电源电压,此时电压表的示数是8V,即电源电压是8V;
当开关断开时,两灯泡串联,且电压表测得是L2两端的电压,此时电压表示数为3.8V,故L2两端的电压是3.8V,据串联电路中总电压是各用电器电压之和的规律可知,此时L1两端的电压应是:
8V−3.8V=4.2V。
答:此时灯L1 和L2两端的电压分别为4.2V和3.8V。
26.如图所示,电源电压为6V恒定不变,当S闭合时,电压表所显示的电压值应是多少?当S断开时,电压表的示数为4V,则L2两端的电压为多少?
解析:6V;2V
由图可知,当S闭合时,L2短路,只有L1接入电路中,电压表测电源电压,所以示数为6V;
当开关S断开时,两灯串联,电压表测L1两端电压,故L1的电压为4V, 由串联电路的电压特点可得,L2两端的电压为
U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V。
答:S闭合时,电压表所显示的电压值为6V;当S断开时,L2两端的电压为2V。 27.如图所示的电路中,电源两端电压保持6 V不变, 闭合开关S,电流表的示数为0.6A,通过电阻R1的电流为0.5A。
求:电阻R2两端电压和电流。 解析:6V;0.1A
由电路图可知,电阻R1、R2并联,R2两端电压电压电源电压,即:
U2=U=6V;
电流表测干路中的电流I=0.6A,
根据并联电路电流规律可知,通过电阻R2的电流:
I2=I−I1=0.6A−0.5A=0.1A。
答:电阻R2两端电压为6V;电流为0.1A。
28.在如图所示的电路中,电源电压为6V,电阻R1 = 20Ω,电阻R2两端的电压是2V,求:
(1)电路中的电流是多少? (2)电阻R2的阻值是多少? (3)电路的总功率是多少?
解析:(1) 0.2A(2)10Ω (3)1.2W 【解析】
(1)电阻R1两端电压:U1=U−U2=6V−2V=4V,电路电流:IU14V=0.2A; R120ΩUU2V 可知,电阻阻值:R22=10Ω; RI0.2A(3)电路的总功率是:PUI6V0.2A=1.2W.
(2)由I
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