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7. (2024·江苏常州)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小.下列图示电路中,电源电压恒定,$R_{0}$为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是 ()

答案:
A 解析:A、B、C图中,A、B间海水和$R_{0}$串联,海水盐浓度越大,A、B间海水的电阻越小,根据串联分压可知,其分担的电压越小,电源电压恒定,则$R_{0}$两端的电压越大,若用电压表反映海水盐浓度,要使海水盐浓度越大,电表示数越大,则电压表应并联在$R_{0}$两端,故A符合要求,B、C不符合要求;D图中,A、B间海水和$R_{0}$并联,海水盐浓度越大,A、B间海水的电阻越小,电源电压恒定,由$I=\frac {U}{R}$可知,通过A、B间海水的电流越大,通过$R_{0}$的电流不变,若用电流表反映海水盐浓度,要使海水盐浓度越大,电表示数越大,应将电流表串联在海水支路,故D不符合要求。
8. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为$I_{1}$;当滑片P位于中点时,电流表的示数为$I_{2}$,电压表的示数为7.2V.若$I_{1}:I_{2}= 5:8$,则电源电压为____V.

答案:
12 解析:由图可知,$R_{1}$、$R_{2}$串联,电压表测$R_{2}$两端的电压。当滑片P位于最右端时,$R_{2}$全部接入电路,此时电路的总电阻$R=R_{1}+R_{2}$,由欧姆定律可知,电流表的示数$I_{1}=\frac {U}{R}=\frac {U}{R_{1}+R_{2}}$;当滑片P位于中点时,$R_{2}$的一半阻值接入电路,此时电路的总电阻$R'=R_{1}+\frac {1}{2}R_{2}$,由欧姆定律可知,电流表的示数$I_{2}=\frac {U}{R'}=\frac {U}{R_{1}+\frac {1}{2}R_{2}}$,则$\frac {I_{1}}{I_{2}}=\frac {\frac {U}{R_{1}+R_{2}}}{\frac {U}{R_{1}+\frac {1}{2}R_{2}}}=\frac {R_{1}+\frac {1}{2}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}=\frac {5}{8}$,解得$R_{2}=3R_{1}$。当
滑片P位于中点时,$R_{2}$两端的电压$U_{2}=7.2V$,由串联分压可得$\frac {U_{1}}{U_{2}}=\frac {R_{1}}{\frac {1}{2}R_{2}}=\frac {R_{1}}{\frac {1}{2}×3R_{1}}=\frac {2}{3}$,则$R_{1}$两端的电压$U_{1}=\frac {2}{3}U_{2}=\frac {2}{3}×7.2V=4.8V$,由串联电路的电压规律可得,电源电压$U=U_{1}+U_{2}=4.8V+7.2V=12V$。
滑片P位于中点时,$R_{2}$两端的电压$U_{2}=7.2V$,由串联分压可得$\frac {U_{1}}{U_{2}}=\frac {R_{1}}{\frac {1}{2}R_{2}}=\frac {R_{1}}{\frac {1}{2}×3R_{1}}=\frac {2}{3}$,则$R_{1}$两端的电压$U_{1}=\frac {2}{3}U_{2}=\frac {2}{3}×7.2V=4.8V$,由串联电路的电压规律可得,电源电压$U=U_{1}+U_{2}=4.8V+7.2V=12V$。
9. 如图所示电路,电源电压为12V且保持不变,电阻$R_{1}$的阻值为5Ω.则:
(1) 当闭合开关S、$S_{1}$、$S_{2}$,移动滑动变阻器的滑片P至最右端时,电流表$A_{1}$的读数为0.5A,电流表A的读数为1.7A,滑动变阻器的最大阻值是多少?
(2) 当闭合开关S,断开开关$S_{1}$、$S_{2}$,移动滑动变阻器的滑片P至中点处时,电流表A的示数是多少?

(1) 当闭合开关S、$S_{1}$、$S_{2}$,移动滑动变阻器的滑片P至最右端时,电流表$A_{1}$的读数为0.5A,电流表A的读数为1.7A,滑动变阻器的最大阻值是多少?
(2) 当闭合开关S,断开开关$S_{1}$、$S_{2}$,移动滑动变阻器的滑片P至中点处时,电流表A的示数是多少?
答案:
(1)10Ω (2)1.2A 解析:(1)当闭合开关S、$S_{1}$、$S_{2}$,移动滑动变阻器的滑片P至最右端时,灯泡和滑动变阻器的最大阻值并联,电流表$A_{1}$测通过灯泡的电流,电流表A测干路电流,由并联电路的电流规律可得,此时通过滑动变阻器的电流$I_{2}=I-I_{L}=1.7A-0.5A=1.2A$,由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值$R_{2}=\frac {U}{I_{2}}=\frac {12V}{1.2A}=10Ω$。(2)当闭合开关S,断开开关$S_{1}$、$S_{2}$,移动滑动变阻器的滑片P至中点处时,电阻$R_{1}$和滑动变阻器$R_{2}$最大阻值的一半串联,电流表A测电路中的电流,由欧姆定律可得,此时电路中的电流$I'=\frac {U}{R_{1}+\frac {1}{2}R_{2}}=\frac {12V}{5Ω+\frac {1}{2}×10Ω}=1.2A$,即电流表A的示数为1.2A。
10. 新素养科学思维如图所示,电源电压不变,电阻$R_{2}= 4Ω$,闭合开关S,小明在实验过程中仅记录了三个电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位.关于所用电源的电压和电阻$R_{1}$的阻值,下列判断正确的是 ()

A. 4V 2Ω
B. 5V 1Ω
C. 4V 1Ω
D. 2V 2Ω
A. 4V 2Ω
B. 5V 1Ω
C. 4V 1Ω
D. 2V 2Ω
答案:
C 解析:由图可知,电阻$R_{1}$、$R_{2}$并联,电流表$A_{2}$测干路电流、$A_{1}$测通过$R_{2}$的电流,电压表测电源电压。三只电表的示数分别为1、4、5,由于干路电流等于各支路电流之和,所以$A_{1}$的示数一定小于$A_{2}$的示数,则$A_{1}$的示数一定不为5A。如果电流表$A_{1}$的示数为4A,即通过$R_{2}$的电流为4A,则电源电压$U=U_{2}=I_{2}R_{2}=4A×4Ω=16V$,即电压表V的示数为16V,不符合题意,所以电流表$A_{1}$的示数只能为1A,即通过$R_{2}$的电流$I_{2}=1A$,则$R_{2}$两端的电压$U_{2}=I_{2}R_{2}=1A×4Ω=4V$,所以电源电压$U=U_{2}=4V$,电压表V的示数为4V,则$A_{2}$的示数为5A,即干路电流$I=5A$,通过$R_{1}$的
电流$I_{1}=I-I_{2}=5A-1A=4A$,由$I=\frac {U}{R}$可得,$R_{1}$的阻值$R_{1}=\frac {U}{I_{1}}=\frac {4V}{4A}=1Ω$。综上所述,C正确。
易错警示
题中没有直接告诉我们三个电表的示数,需要我们根据电路连接情况对电流表和电压表的示数进行假设,通过假设求出结果,看与已知条件是否相符,判断假设是否正确。
电流$I_{1}=I-I_{2}=5A-1A=4A$,由$I=\frac {U}{R}$可得,$R_{1}$的阻值$R_{1}=\frac {U}{I_{1}}=\frac {4V}{4A}=1Ω$。综上所述,C正确。
易错警示
题中没有直接告诉我们三个电表的示数,需要我们根据电路连接情况对电流表和电压表的示数进行假设,通过假设求出结果,看与已知条件是否相符,判断假设是否正确。
11. 如图甲所示,电源电压保持不变,$R_{1}$为定值电阻,滑动变阻器$R_{2}$的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V.电压表的示数与滑动变阻器$R_{2}$的关系图像如图乙所示.求:

(1) 电源电压.
(2) 定值电阻$R_{1}$的阻值.
(3) 闭合开关S后,在保证电路各元件安全的条件下,滑动变阻器$R_{2}$接入电路的最小阻值.
(1) 电源电压.
(2) 定值电阻$R_{1}$的阻值.
(3) 闭合开关S后,在保证电路各元件安全的条件下,滑动变阻器$R_{2}$接入电路的最小阻值.
答案:
(1)24V (2)10Ω (3)6Ω 解析:由图甲可知,闭合开关S后,$R_{1}$与$R_{2}$串联,电压表测$R_{1}$两端的电压。(1)(2)由图乙可知,$R_{2}=10Ω$时,电压表的示数即$R_{1}$两端的电压$U_{1}=12V$,此时电路中的电流$I=\frac {U_{1}}{R_{1}}=\frac {12V}{R_{1}}$,则电源电压$U=I(R_{1}+R_{2})=\frac {12V}{R_{1}}×(R_{1}+10Ω)$ ①;$R_{2}'=20Ω$时,电压表的示数即$R_{1}$两端的电压$U_{1}'=8V$,此时电路中的电流$I'=\frac {U_{1}'}{R_{1}}=\frac {8V}{R_{1}}$,则电源电压$U=I'(R_{1}+R_{2}')=\frac {8V}{R_{1}}×(R_{1}+20Ω)$ ②。联立①②,解得$R_{1}=10Ω$、$U=24V$。(3)电压表的量程为0~15V,当电压表的示数为$U_{1max}=15V$时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时电路的最大电流$I_{max}=\frac {U_{1max}}{R_{1}}=\frac {15V}{10Ω}=1.5A$,滑动变阻器两端的电压最小为$U_{2min}=U-U_{1max}=24V-15V=9V$,则滑动变阻器$R_{2}$接入电路的最小阻值$R_{2min}=\frac {U_{2min}}{I_{max}}=\frac {9V}{1.5A}=6Ω$。
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