1、1阶段检测(五) 电路、电流、电压与电阻欧姆定律 电功率 电与磁(考试时间:70 分钟 满分:90 分)一、填空题(每空 2 分,共 26 分)1.(2018山东枣庄中考)科技馆内有一个“静电球”,当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根竖起,形成“怒发冲冠”的景象,如图所示,这是由于头发丝带 (选填“同种”或“异种”)电荷而互相 的结果。 答案:同种 排斥解析:人体是导体,当人触摸静电球时,人体也带了和静电球同种电荷的电,故人的头发上也会带上与静电球同种电荷的电,据同种电荷相斥可知,头发之间带同种电荷,相互排斥,故头发会蓬松竖起来。2.(2018安徽模拟)一只小灯泡的额定电压为 8 V,正常发
2、光时通过它的电流为 0.5 A,现将该小灯泡接在 12 V 的电源上,为使其正常发光,应串联一个 的电阻。 答案:8解析:根据串联电路的分压特点可知,要使小灯泡在 12V 的电源上正常发光时应串联一个电阻,此时小灯泡两端的电压为 8V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压: UR=U-UL=12V-8V=4V,因串联电路各处的电流相等,所以,由 I= 可得,串联电阻的阻值:URR= =8。URIR=URIL= 4V0.5A3.(2018安徽全椒一模)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关 S1,S2,电压表示数为 6 V,电流表示数为 0.3 A,断开 S2后,电流表示数
3、为 0.2 A,则电源电压为 V,R2的阻值为 。 答案:6 10解析:由图可知,当闭合开关 S1、S 2时只有 R1接入电路中,电压表测它两端电压,所以电源电压:U=6V。由欧姆定律可得: R1= =20。UI= 6V0.3A2当断开 S2后,两电阻串联,电压表仍测 R1两端电压,电流表测电路中电流,由串联电路电流特点和欧姆定律可得: I2=I1= =0.2A, =0.2A,解得 R2=10。UR1+R2 6V20+R24.(2018安徽模拟)如图所示的电路可以改装成较大量程的电流表和电压表,图中的灵敏电流计的内阻 Rg为 1 ,允许通过的最大电流 Ig为 100 mA,R1=0.1 , R
4、2=99 。当我们将 1、2 接线柱接入电路时,可以测量的最大电流为 A;当我们将 1、3 接线柱接入电路时,可以测量的最大电压为 V。 答案:1 .1 109解析:接线柱 1、2 接入电路时,根据并联电路特点有: IgRg=I1R1,解得: I1= =1A;故可以IgRgR1=0.1A10.1测量的最大电流为: I=Ig+I1=0.1A+1A=1.1A;接线柱 1、3 接入电路时,灵敏电流计与 R1并联,后与 R2串联,根据串联电路的特点有: I3=I,则R2两端的电压为: U2=I3R2=1.1A99 =108.9V;灵敏电流计两端的电压为:Ug=IgRg=0.1A1 =0.1V。故可以测
5、量的最大电压为 U=U2+Ug=108.9V+0.1V=109V。5.(2018安徽铜陵一模)如图所示的电路中,已知电源电压 U=15 V,滑动变阻器的电阻值范围为010 ,电阻 R=15 ,电流表的量程为 03 A,闭合开关后,左右移动滑动变阻器,则电流表示数的变化范围为 A。 答案:0 .61解析:由电路图可知,定值电阻 R 与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,则 I 大 = =1A。UR=15V15当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的最小
6、电流: I 小 = =0.6A。UR+R滑 = 15V15+10左右移动滑动变阻器,则电流表示数的变化范围为 0.61A。6.(2018安徽二模)当今社会人类制造了很多垃圾,对垃圾的处理非常重要。垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后,采用科学方法使其发酵,并把产生的填埋气收集起来用于发电,这个过程是将垃圾的 能转化成电能,既能缓解用电问题,又能解决环境污染。 答案:化学3解析:将填埋气收集起来用于发电,是将这些垃圾的化学能最终转化为电能。7.(2018安徽巢湖市模拟)在如图甲的电路中,闭合开关 S 后,电流表 A1的示数如图乙,电流表 A 的示数如图丙,则电流表 A2的示数为 A。 答案:1 .1解析
7、:由图可知:灯 L1与灯 L2并联,电流表 A 测干路电流,电流表 A1测 L1电流。根据并联电路电流规律可知:干路电流大于支路电流。而从两表指针偏转位置来看,A 1偏转的比 A 还大,说明这两表使用的量程不同。由此得出:A 1的量程为 00.6A 量程,A 的量程为 03A 量程。0 0.6A 量程的分度值是 0.02A,所以 A1的示数是 0.4A。0 3A 量程的分度值是 0.1A,所以 A 的示数是 1.5A;根据并联电路电流规律: I=I1+I2,所以通过灯 L2的电流: I2=I-I1=1.5A-0.4A=1.1A。即电流表 A2示数为 1.1A。8.(2018安徽模拟)在如图所示
8、电路中,电阻 R1的阻值为 12 ,定值电阻 R2,闭合开关,电流表A1,A2的示数分别为 0.8 A、0 .3 A,1 min 内 R1上产生的热量为 J,电路消耗的功率为 W。 答案:64 .8 2.88解析:闭合开关,两只电阻并联,电流表 A1测量干路电流,电流表 A2测量通过 R1的电流。1min 内 R1上产生的热量:Q1= R1t=(0.3A)212 60s=64.8J;I12因为 I= ,UR所以电源电压: U=U1=I1R1=0.3A12 =3.6V。所以电路消耗的功率:P=UI=3.6V0.8A=2.88W。9.(2018安徽蒙城一模)如图所示,电源电压保持不变,灯 L 标有
9、“6 V 0.6 W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 移动到中点时,灯 L 正常发光,电压表示数为4 V,当滑片 P 移到最大阻值时,灯 L 与滑动变阻器的电功率之比为 。 答案:3 44解析:由电路图可知,灯泡 L 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器的滑片 P 移动到中点时,灯 L 正常发光,其两端的电压 UL=6V,因串联电路中各处的电流相等,所以,由I= 可得, ,解得: 。UR ULU滑 = IRLIR滑2=2RLR滑 =6V4V RLR滑 =34当滑片 P 移到最大阻值时,灯 L 与滑动变阻器的电功率之比: 。PLP滑
10、 =(I)2RL(I)2R滑 =RLR滑 =34二、选择题(每题 3 分,共 21 分)10.(2018安徽合肥庐阳校级三模)如图所示的电吉它主要由“拾音器”和“音响”组成,拾音器上装有磁铁和线圈。拨动钢弦,使其振动,产生微弱的电流,下列实验装置图中能解释拾音器原理的是( )答案:D解析:根据题干知道:电吉他是利用电磁感应现象的原理制成的。A 图中是奥斯特实验装置,说明通电导线周围存在的磁场,是根据电流的磁效应制成的,故 A 不符合题意;B 图中是一个通电螺线管,说明通电导线周围存在的磁场,是根据电流的磁效应制成的,故 B 不符合题意;C 图中有电源,是电动机的原理图,是利用通电导线在磁场中受
11、力运动的原理制成的,故 C 不符合题意;D 图中没有电源,是发电机的原理图,是根据电磁感应现象的原理制成的,故 D 符合题意。11.(2018北京中考)如图所示的电路中,电阻阻值 R1I2C.U1=U2 D.U1U2答案:A解析:由图知,电阻 R1、 R2串联,串联电路中各处电流都相等,即 I1=I2,故 A 正确,B 错误;通过两电阻的电流相等, R1R2,由 U=IR 可知 U1U2,故 CD 错误。512.(2018安徽濉溪模拟)在做伏安法测定小灯泡电功率的实验时,有一位同学分别设计了四个实验电路图,如图所示,其中正确的是( )答案:D解析:由 A 图可知,电流表与小灯泡并联,不能测量小
12、灯泡的电流,由 P=UI 可知不能测定小灯泡电功率,故 A 错误;由 B 图可知,电压表并联在电源两端,不能测量出小灯泡的电压,由 P=UI 可知不能测定小灯泡电功率,故 B 错误;由 C 图可知,电流表串联在干路上,测小灯泡与滑动变阻器的总电流,不能测量出小灯泡的电流,由 P=UI 可知不能测定小灯泡的电功率,故 C 错误;由 D 图可知,电压表与小灯泡并联测量小灯泡两端的电压,电流表与小灯泡串联测量通过小灯泡的电流,根据 P=UI 可求小灯泡的电功率,故 D 正确。13.(2018重庆中考)在如图所示的实物电路中,电源电压恒为 3 V,滑动变阻器的规格为“10 1 A”,灯泡上标有“2 .
13、5 V 1 W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )A.小灯泡正常发光时的电阻为 2.5 B.向右移动滑片时,电压表 V1的示数变小,小灯泡亮度变暗C.向右移动滑片时,电压表 V2与电流表 A 的示数之比不变D.让小灯泡正常发光 1 min,滑动变阻器产生的电热为 12 J答案:D解析:小灯泡正常发光时的电阻: RL= =6.25,故 A 错误;滑动变阻器向右移动滑片时,滑U额 2P额 =(2.5V)21W动变阻器接入电路的电阻减小,根据串联分压的原理,滑动变阻器分配的电压减小,即电压表 V2示数减小,小灯泡两端电压变大,即 V1示数变大,小
14、灯泡变亮,故 B 错误;滑动变阻器向右移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,即电压表 V2与电流表 A 的示数之比等于滑动变阻器的阻值,故 C 错误;小灯泡正常发光时的电流: I=IL= =0.4A,串联电路的总电压等于各部分电压之和, U 滑 =U-P额U额 = 1W2.5V6U 额 =3V-2.5V=0.5V,小灯泡正常发光 1min,滑动变阻器产生的电热: Q=U 滑It=0.5V0.4A60s=12J。故 D 正确。14.(2018安徽芜湖二模)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡 L1、L 2分别标有“6 V 3 W”和“6 V6 W”的字样,滑动变阻器 R 的阻值变化范围为 01
15、2 ,当 S1、S 2和 S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到 a 端时,两灯都正常发光。不考虑温度对灯泡电阻的影响,则( )A.电源电压为 12 VB.两灯都正常发光时电流表的示数为 3 AC.整个电路的最小功率是 2.25 WD.整个电路的最大功率是 12 W答案:C解析:当 S1、S 2、S 3都闭合,滑动变阻器滑到 a 端时,灯泡 L1和灯泡 L2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯都正常发光,所以,电源的电压 U=U1=U2=6V,故 A 错误;由P=UI 可得,两灯泡都正常发光时通过的电流: I1= =0.5A,I2= =1A,因并联电路中干路电流P1U1=
16、3W6V P2U2=6W6V等于各支路电流之和,所以,两灯都正常发光时电流表的示数: I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A,故 B 错误;由I= 可得,两灯泡的电阻: R1= =12, R2= =6。UR U1I1= 6V0.5A U2I2=6V1A当 S1、S 2和 S3都闭合且滑片位于 b 端时,灯泡 L1和灯泡 L2并联后与 R 的最大阻值串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,由串并联电路中电阻特点可得,此时电路的总电阻: R 总 = +R=R1R2R1+R2+12 =16,所以,电路的最小总功率: P 小 = =2.25W,故 C 正确;当 S1、S 2、S 3都闭12612
17、+6 U2R总 =(6V)216合且滑片位于 a 端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因此时两灯泡均正常发光,所以,整个电路的最大功率: P 大 =P1+P2=3W+6W=9W,故 D 错误。15.(2018湖北襄阳中考)如图所示,电源电压恒定。当开关 S1、S 2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比 U 甲 U 乙 =4 1;当开关 S1闭合、S 2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )A.4 3 B.3 2 C.3 4 D.3 1答案:C7解析:由电路图可知,当 S1、S 2闭合,甲乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测 R2两端的电压,
18、由串联电路电流相等和 I= 可得: ,且已知 U 甲 U 乙 =4 1,化简可得: ,则UR U甲R1+R2=U乙R2 R1R2=31R1=3R2;当 S1闭合、S 2断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测 R2支路的电流,乙测干路电流。由并联电路中各支路两端的电压相等和 I= 可得,两电流表的示数之比:UR。I甲I乙 = UR2UR1+UR2=R1R1+R2= 3R23R2+R2=3416.(2018安徽合肥模拟)如图所示为某科技创新小组设计的水位计工作原理图,容器中的绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器 R 的滑片 P 升降,并通过电压表 V 显示的数据来反映水位的升降情况。L 是一个指
19、示灯,电路各部分接触良好。当容器中的水位最低时,滑片 P 位于变阻器 R 的 a 端,则( )A.当水位不变时,电压表 V 示数不变,指示灯 L 不亮B.当水位上升时,电压表 V 示数变小,指示灯 L 变亮C.当水位上升时,电压表 V 示数变大,指示灯 L 变暗D.当水位下降时,电压表 V 示数变大,指示灯 L 变亮答案:C解析:(1)当水位不变时,电路处于通路状态,灯泡发光,此时变阻器接入电路中的电阻不变,变阻器两端的电压不变,即电压表的示数不变,故 A 不正确;(2)当水位上升时,浮子带动滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,由 I= 可知,电路中的电UR流变小,指示灯两端的电压变小。因串
20、联电路中总电压等于各分电压之和,所以变阻器两端的电压变大,即电压的示数变大。由 P=UI 可知,指示灯的实际功率变小,灯泡变暗,故 B 不正确,C 正确;反之,当水位下降时,浮子带动滑片下移,接入电路中的电阻变小,指示灯的实际功率变大,指示灯变亮,电压表的示数变小,故 D 不正确。三、实验题(每空 2 分,共 22 分)17.(2018安徽合肥包河区一模)在测定小灯泡的电功率的实验中,选用如图甲所示的器材并连接好电路,其中电源电压为 6 V,小灯泡额定的电压为 2.5 V(灯丝电阻约为 12 )。8(1)为了能顺利完成该实验探究,应选用 (选填“a”或“b”)规格的滑动变阻器。 a.“10 0
21、.5 A”b.“20 0.5 A”(2)正确规范操作,闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数逐渐变大,小灯泡却始终不发光,电压表也无示数,则电路故障可能是 (写出一条即可)。 (3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,接下来正确完整的实验操作是 。 (4)根据图象可计算出该小灯泡的额定功率为 W。 答案:(1)b (2)灯泡短路 (3)滑片应该向 B 端移动,直到电压表示数为 2.5 V (4)0.5解析:(1)灯泡正常工作时电流为 IL= 0 .2A。测定灯泡功率的实验中 ,灯泡与滑动变阻器串ULRL=2.5V12联,根据串联电路电压特点
22、得,灯泡正常工作时,滑动变阻器电压为: U 滑 =U-UL=6V-2.5V=3.5V,由 I=可得滑动变阻器电阻为: R 滑 = =17.5。滑动变阻器应选“20 0.5A”的滑动变阻器 b;UR U滑IL=3.5V0.2A(2)闭合开关后,小灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的;电流表指针偏转,说明电路不存在断路;电压表示数为零,说明与电压表并联的灯泡短路;(3)电压表接的是 03V 量程,分度值为 0.1V,此时示数为 2.2V;该电压低于额定电压,为使电压达到额定电压,滑片应该向 B 端移动,直到电压表示数为 2.5V;(4)分析图象可知:当电压为 2.5V 时,电流为 0.2A
23、,额定功率为 P=UI=2.5V0.2A=0.5W。18.(2018安徽长丰三模)图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片 P 固定在一起(P 与 R1间的摩擦不计)。电压表量程为 03 V,a、 b 是一根长为 6 cm 的均匀电阻丝,阻值 R1=30 ,电源电压 U=4.5 V。9(1)要保证电压表能正常工作,电路中 R0至少应为 。 (2)当拉环不受拉力时,滑片 P 处于 a 端,闭合开关后电压表的读数为 V。 (3)已知该弹簧伸长的长度 L 与所受拉力 F 间的关系如图乙所示,若 R0=30 ,通过计算说明,开关 S 闭合后,当电压表指针指在 1.5 V 处,作用在拉环上水平
24、向右的拉力为 N,此拉力器的量程为 N。 答案:(1)15 (2)0 (3)300 0600解析:(1)电压表示数为 3V 时,电路电流: I= =0.1A,此时电阻 R0的阻值:U1R1= 3V10R0= =15;U0I=U-U1I =4.5V-3V0.1A(2)由图示可知,滑片在 a 端时,电压表所测电压为零,电压表示数为 0;(3)电路电流: I= =0.1A,与电压表并联电阻的阻值:UR1+R0= 4.5V15+30RaP= =15。UaPI=1.5V0.1A弹簧的伸长量: L= 15 =3cm,由图乙所示图象可知,此时拉力为 300N;6cm30由图乙所示图象可知,拉力器的量程为 0
25、600N。19.(2018安徽合肥模拟)实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们可以把它看成是由一个电压为 U、电阻为 0 的理想电源与一个电阻值为 r 的电阻串联而成,如图甲所示。也可以利用两个已知阻值的电阻 R1=18 、 R2=9 和一个电流表,连接成如图乙所示的电路来测量干电池的电压 U 和电阻 r。10(1)根据电路图乙,用笔画线代替导线,将图丙中的实物装置图连接完整。(2)测量干电池的电压 U 和电阻 r 的步骤: 闭合开关 S1、断开开关 S2,电流表示数如图丁所示,则 I1= A; 同时闭合 S1、S 2,电流表示数为 I2=0.5 A。(3)利用测量出的电流值 I1、 I2及
26、 R1、 R2可计算出干电池的电压 U= V,r= 。 答案:(1)如图所示(2)0.2 (3)4 2解析:(1)原电路中,两电阻并联,S 1与 R1串联,S 2与 R2串联,根据电路图连接实物图,根据并联电路电流的规律,电流表选用大量程,如下所示;(2)如图丁所示:电流表的量程为 00.6A,分度值为 0.02A,电流表的示数为 0.2A;(3)由(2)知:a.闭合开关 S1、断开开关 S2,R1与电流表接入电路中,电流表示数为 I1,即电路中的电流,此时 R1与 r 串联,根据电阻的串联和欧姆定律,电源电压: U=I1(R1+r),即 U=0.2A(18 +r)b.同时闭合 S1、S 2,
27、此时 R2与 R1并联再和 r 串联,电流表测量干路电流,示数为 I2=0.5A,根据并联电路总电阻的倒数等于各电阻倒数的和,故电路中的总电阻为 R=R 并+r= +r= +r=6 +rR1R2R1+R2 18918+9则电源电压: U=I2R,即 U=0.5A(6 +r) 解 得:干电池的电阻: r=2,干电池的电压: U=4V。四、计算题(共 21 分)1120.(6 分)(2018安徽模拟)实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压 U 和电阻r 两个物理量来描述它。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为 U、电阻为 0 的理想电源与一个电阻值为 r 的电阻串联而成,如图
28、甲所示。若几节干电池串联,则如图乙所示。现有一种干电池,每节电池电压 U=1.5 V,内阻 r=1 。用这种电池给一个“12 V 6 W”的小灯泡供电。试求:(1)小灯泡正常发光时的电流和电阻。(2)若要小灯泡正常发光,需要几节这样的干电池串联?此时干电池电阻的电功率是多少?答案:(1)0 .5 A 24 (2)12 3 W解析:(1)由 P=UI 可知,灯泡正常发光的电流: IL= =0.5A;由 P= 可知,灯泡的电阻: RL=PL额UL额 =6W12V U2R=24;UL额 2PL额 =(12V)26W(2)小灯泡正常发光时电路中的电流为 0.5A;灯泡正常发光时电源电压: U=ILR
29、总 =IL(nr+RL)=0.5A(n1 +24) =1.5nV;需要干电池的节数: n=12;干电池内部消耗的实际功率: P 实 = r 总 =(0.5A)2121 =3W。IL221.(6 分)(2018安徽模拟)伏安法测电阻有如图甲、乙所示的两种方法,分别叫做安培表内接法(如图甲所示)和安培表外接法(如图乙所示)。一般情况下,我们不考虑电流表和电压表的内阻,当电压表示数为 U,电流表示数为 I 时,待测电阻 Rx= 。UI(1)如果电流表内阻为 Rg,电压表内阻为 RV,则甲、乙两种方法中 Rx实际为多少(用相关字母表示)?(2)通过分析说明,当 Rx较大时,用图甲的测量方法,还是用图乙
30、的测量方法,误差较小?答案:(1)甲方法中 Rx实际为 -Rg,乙方法中 Rx实际为 (2)选用图甲的方法误差小UI URVIRV-U解析:(1) 由图甲可知,电流表与待测电阻串联,电压表测量的是 Rx和 Rg两端的总电压,电流表测量通过 Rx的电流,则 Rx和 Rg的总电阻为: R=Rx+Rg= ,所以 Rx的阻值为: Rx= -Rg;UI UI 由图乙可知,电压表与待测电阻并联,电流表串联在干路中,电压表测量的是 Rx两端的电压,电流表测量 Rx和 Rg的总电流,根据并联电路的电流规律和欧姆定律可知,则通过 Rx的电流为: Ix=I-;URV12则 Rx的阻值为: Rx= ;UIx= UI
31、-URV= URVIRV-U(2)当 Rx较大时,用甲图测量时,由于 Rg较小,则电流表内阻分得的电压较小,误差小一些;用乙图测量时,由于 Rx较大,与电压表内阻比较接近,电压表分得的电流较大,误差较大。故应选用图甲的方法。22.(9 分)(2018安徽定远一模)如图所示的电路中,表头 G 的量程是 100 mA,内阻是 20 ; R2=2 ,S 为单刀双掷开关。当 S 接 a 时,电路可以作为量程为 0.5 A 的电流表使用;当 S 接 b 时,电路可以作为电压表使用。(1)当 S 接 a 时,使表头 G 指针满偏,电路两端的电压为多大?(2)R1的阻值是多大?(3)当 S 接 b 时,电路
32、相当于量程为多少的电压表?答案:(1)2 V (2)5 (3)3 V解析:(1)S 接 a 时,表头 G 与 R1并联,已知表头 G 的量程是 100mA,内阻是 20,根据欧姆定律可得,表头 G 指针满偏,电路两端的电压为: U=Ug=IgRg=0.1A20 =2V;(2)S 接 a 时,表头 G 指针满偏,电路可以作为量程为 0.5A 的电流表使用,即干路电流最大为0.5A,由并联电路的电流特点可得流过 R1的电流: I1=I-Ig=0.5A-0.1A=0.4A。根据 I= 可得 R1的阻值: R1= =5;UR UI1= 2V0.4A(3)当 S 接 b 时,表头 G 与 R1并联后再与 R2串联,表头 G 指针满偏时,表头 G 与 R1并联的电压不变,即 U=Ug=2V,并联电路的总电流: I=0.5A。根据 I= 可得 R2两端的电压: U2=IR2=0.5A2 =1V,电路两端的最大总电压: U 总 =U+U2=2V+1V=3V,即UR电路相当于量程为 3V 的电压表。13
