中考物理分类精粹专题十五:欧姆定律
一.选择题
1.(2016?河池)最先研究出电流与电压和电阻三者之间关系的科学家的是()
A.欧姆 B.法拉第 C.牛顿 D.焦耳
2.(2016?莆田)从欧姆定律可导出R=,下列说法正确的是()
A.当电压为0时,电阻为0
B.当电流增大2倍时,电阻减小2倍
C.当电压增大2倍时,电阻增大2倍
D.不管电压或电流如何变化,电阻不变
3.(2016?黔南州)下列说法中,不正确的是()
A.相同的电压加在阻值不同的导体两端,电流一定不同
B.用不同的电阻研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
C.同一电阻,它两端电压越大,通过它的电流也越大
D.当加在某电阻两端的电压改变时,该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变
4.(2016?通辽)在伏安法测电阻中()
A.实验原理是焦耳定律
B.实验需要多测几组数据,目的是为了寻找普遍规律
C.继续分析实验数据也能得出:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端电压成正比
D.若把电阻换成小灯泡,测得不同电压下小灯泡的阻值几乎相同
5.(2016?湘潭)张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”的实验时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象.分析图象得出的下列说法中错误的是()21·世纪教育网
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A和B的电阻之比为1:2
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流为0.1A
D.将导体A和B串联时通过A的电流为0.4A,则导体B两端电压为2V
5题6题7题
6.(2016?玉林)在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的试验数据绘制出如图所示的U﹣﹣I关系图象,从图中可以看出R1与R2的大小关系是()21教育网
A.R1>R2 B.R1=R2 C.R1<R2 D.无法确定
7.(2016?天水)如图是酒精浓度检测仪的简化电路图,图中R0为定值电阻、R为酒精气体传感器,R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,如果驾驶员对着酒精气体传感器呼出的酒精气体浓度越大,那么()2-1-c-n-j-y
A.A表示数越大,V表示数越小 B.A表示数越小,V表示数越大
C.A表和V表示数均越小 D.A表和V表示数均越大
8.(2016?本溪)如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是()
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω
C.如图2所示,当开关闭合,电路电流为0.2A时,电路总电阻是15Ω
D.如图3所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
9.(2016?滨州)某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻Rx的阻值,其中电源电压未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,下列电路中,可以测出Rx阻值的是()【来源:21cnjy.com】
A. B. C. D.
10.(2016?岳阳)如图电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数变化情况分别为()
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数变小,电压表的示数不变
D.电流表的示数变小,电压表的示数变小
10题11题12题
11.(2016?扬州)如图是自动测量油箱的油量装置图.其中Rˊ是定值电阻,R是弧形变阻器,它的金属滑片与是金属杠杆的一端,下列判断正确的是()
A.油量表是电压表改装而成的 B.R和Rˊ是并联的
C.油位越高,通过R的电流越大 D.油位越低,R两端的电压越小
12.(2016?东营)小明在医院看到一种输液警报器(如图甲),当管内药液流完时,电铃发声,报警器内部有一可变电阻,当输液管内有液体时,电阻大,无液体时,电阻小,电路如图乙所示,则当闭合开关报警器工作时,分析正确的是()
A.输完药液时,电流表示数变小
B.输完药液时,电压表示数变小
C.输完药液时,电铃响的原因是其两端电压变大,电铃正常工作
D.未输完药液时,电铃不响是因为没有电流通过
13.(2016?广元)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是()
A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω
13题14题15题
14.(2016?泰州)如图所示的电器中,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:3;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙是()2·1·c·n·j·y
A.2:5 B.3:5 C.2:3 D.5:2
15.(2016?宁夏)如图所示,电源电压不变,闭合开关后,下列关于电压表示数变化的说法正确的是()21教育名师原创作品
A.滑片P向右移动,V1表示数变大,V2表示数不变
B.滑片P向右移动,V1表示数变小,V2表示数变大
C.滑片P向左移动,V1表示数变小,V2表示数变大
D.滑片P向左移动,V1表示数变大,V2表示数不变
16.(2016?黔南州)小明对中考体育测试使用的身高测量仪感兴趣,为了了解它的测量原理,他尝试设计了如图所示的四个电路,其中能够实现身高越高、电压表示数越大的电路是()
A. B. C. D.
17.(2016?徐州)下图是某同学设计的测风速的装置,图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动.现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大.以下四个图中符合要求的是()
A. B. C. D.
18.(2016?聊城)如图所示电路中,电源电压保持不变,先闭合开关S1,观察电流表、电压表的示数;再闭合开关S2、S3,电表示数的变化情况正确的是()
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变小,电压表示数变大
18题19题
19.(2016?达州)如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示.则下列判断正确的是()
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.电源电压为18V
C.R1的阻值是20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
20.(2016?十堰)如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,电压表V1与V2的示数之比为3:2,只闭合开关S2时,电压表V1与V2的示数之比为5:3,则R1与R2的电阻之比为()
A.4:3 B.2:3 C.3:5 D.5:3
20题21题22题
21.(2016?金华)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时()
A.电压表V2示数与电流表A示数比值变大
B.电压表V1示数与电流表A示数比值变小
C.电流表A示数变大,电压表V1变大
D.电流表A示数变大,电压表V2变大
22.(2016?黔东南州)如图是研究并联电路电流特点的实物图,电源电压保持不变,先同时闭合开关S和S1,两灯均发光,观察并记录电流表示数后,断开开关S1,此时()
A.甲表示数不变,乙表示数变大
B.甲表示数变小,乙表示数变大
C.甲表示数变大,乙表示数不变
D.甲表示数变小,乙表示数不变
23.(2016?恩施州)我国刑法规定,从2011年5月1日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任.为了打击酒驾行为,交警常用酒精浓度监测仪对驾驶人员进行酒精测试,如图甲所示是一款酒精浓度监测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示.当接通电源时,下列说法正确的是()
A.当酒精浓度减小时,R的阻值减少
B.当酒精浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值变大
C.当酒精浓度增大时,电压表的示数变大
D.当酒精浓度增大时,电流表的示数变小
24.(2016?沈阳)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是()
A.电压表V1的示数将变大
B.电压表V2的示数将变大
C.电压表V2的示数与电流表A的示数之比将变大
D.滑动变阻器向右滑动过程中发现V2的示数突然增大,电流表A的示数几乎为零,则可能是滑动变阻器断路
24题25题26题
25.(2016?厦门)如图所示,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,下列说法中正确的是()
A.通过滑动变阻器的电流变小,其两端的电压变大
B.通过小灯泡的电流及其两端的电压都保持不变
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表和电压表的示数都逐渐变大
26.(2016?哈尔滨)公共场所严禁吸烟.小明设计了一种简易烟雾报警控制器如图所示.电路中R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,烟雾增大到一定程度使电压表V的指针偏转到某区域时出发报警系统.以下做法能使控制器在烟雾较淡时就触发报警的是()
A.V改接大量程 B.增大激光强度 C.减少R0阻值 D.减小电源电压
27.(2016?安徽)如图所示,L1“2.5V0.3A”、L2“3.8V0.3A”,灯丝电阻不变,电源电压可调,闭合开关S,下列说法正确的是()
A.L1、L2两端实际电压不同
B.L1、L2电阻之比为25:38
C.L1、L2的电流之比为25:38
D.通过调节电源电压,能使L1、L2同时正常工作
27题28题29题
28.(2016?鄂尔多斯)在相距50km的甲、乙两地间沿直线架设两条输电线.输电线的电阻与其长度成正比,若输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲乙两地的检修员用输出电压相同且不变的电源和电流表做成如图所示的测量仪,并分别进行了如下测量:将测量仪连接ab时,电流表的示数为1.2A;将测量仪连接cd时,电流表的示数为0.3A.由此可判断短路位置离甲地的距离是()
A.10km B.20km C.30km D.40km
29.(2016?雅安)如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,定值电阻R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,当开关S闭合,滑片P由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是()
A.电压表的示数减小,电流表的示数减小
B.电压表示数与电流表的示数之比不变
C.当滑片移到中点时,电压表示数为1V
D.当滑片移到a端时,电流表示数为0.24A
填空题
30.(2016?娄底)德国物理学家总结出导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,为了纪念他,人们将他的名字命名为的单位.
31.(2016?临沂)当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为Ω.
32.(2016?湖北)某段金属导体两端电压为4V时,通过的电流是0.2A;当该导体两端电压为12V时,通过该导体的电流为A;当该导体两端电压降为0时,电阻为Ω.
33.(2016?贵州)电阻为12Ω的电铃,正常工作时的电压为6V,现只有一个8V的电源,要使它正常工作,要给它联一个Ω的电阻.
34.(2016?莆田)在串联电路中,若R1:R2=5:2,则通过两个电阻的电流之比是,R1与R2两端的电压之比为.
35.(2016?永州)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2=10Ω,开关S、S1都闭合时,电流表示数为0.4A;开关S闭合,开关S1断开时,电流表示数变为0.3A.则电源电压为V,电阻R1的阻值为Ω.
35题36题37题
36.(2016?天水)如图所示的电路,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P自右向左移动的过程中,电压表示数将,电流表示数将(均选填“变大”、“不变”或“变小”).
37.(2016?西宁)如图甲所示电路,电源电压不变.闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是V,定值电阻R的阻值是Ω,滑动变阻器的最大阻值为Ω.
38.(2016?安徽)图中电源电压3V恒定不变,电阻R1=10Ω,R2=5Ω,则闭合开关S后,电压表示数为V.
39.(2016?桂林)甲、乙两电阻的电流与电压关系如图所示,由图可知,通过同一电阻的电流与它两端的电压成(选填“正比”或“反比”),阻值R甲R乙.(选填“>”、“=”或“<”)
38题39题40题
40.(2016?)如图所示,电源电压不变,开关S由闭合到断开时,电流表的示数将,电压表的示数将.(选填“增大”、“减小”、“不变”)
41.(2016?绥化)如图所示,开关S闭合后,灯L1、L2都能发光,则甲是(选填“电压表”或“电流表”),若开关S断开后,灯L1、L2都能发光,且甲、乙两表的示数之比为4:3,则L1、L2电阻之比为.
41题42题43题
42.(2016?巴中)如图所示,电源电压恒为6V,R1的阻值为8Ω,R2两端的电压为4V,则通过b点的电流为A,R2的阻值为Ω.
43.(2016?黔西南州)如图所示的电路,电源电压为12V且保持不变.当开关S、S1都闭合,滑动变阻器滑片P置于中点时,电流表示数为1.5A,电阻R=Ω.此时断开S1,电流表示数变为0.6A,则变阻器的最大电阻为Ω.
44.(2016?云南)如图所示电路,已知R1为40Ω,当S闭合,S1断开时,电压表的读数是4V,通过R1的电流为A,当S、S1均闭合时,电压表的读数是12V,R2的阻值为Ω.
45.(2016?河池)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在滑杆的右端,从电流表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度.当油面上升时,电流表的示数,定值电阻R0两端的电压.(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
44题45题46题
46.(2016?阜新)如图所示,闭合开关后,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.3A,则电阻R的阻值为Ω;当开关断开时,该电阻的阻值为Ω.
47.(2016?内江)在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω.现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为1.5V时,电流表示数为30mA.则短路处距甲地一条输电线的电阻为Ω,短路位置距甲地的距离为km.
47题48题
48.(2016?十堰)如图所示电路,R2为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S,将滑片P从b端移动到a端的过程中,电流表和电压表示数变化关系如图乙所示,则电源电压为V,滑动变阻器R1的最大阻值为Ω,电阻R2的阻值为Ω.
49.(2016?南京)如图所示,电源电压不变,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω.只闭合S,电流表A1、A2示数之比为,电压表V1、V2示数之比为.再闭合S1、S2,电流表A1、A2示数之比为,电压表V1、V2示数之比为.
49题50题51题
50.(2016?娄底)如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R的最大值为20Ω,当开关S闭合,滑片由右端向最左端滑动的过程中,电流表示数(选填“变小”、“变大”或“不变”),在此过程中电压表示数的变化范围是V.
51.(2016?南充)在如图示数的电路中,电源电压保持不变.开关S闭合后,滑片P在滑动变阻器R2的某两点之间滑动的过程中,电流表的示数变化范围是1A﹣2A,电压表的示数变化范围是4V﹣8V.则定值电阻R1=Ω,电源电压U=V.
52.(2016?永州)如图所示的电路中,开关闭合后,滑动变阻器从左向右滑动的过程中,灯泡的亮度(填“变亮”或“变暗”或“不变”),电压表的示数将(填“增大”或“减小”).
52题53题54题
53.(2016?北海)如图是关于电阻R1、R2的电流与电压关系的图象,则R1R2,若将R1、R2并联接在电压为2V的电路中,则干路的电流为A.
54.(2016?天门)如图所示,电源电压为9V,R0=60Ω,滑动变阻器R的规格为“50Ω2A”,电流表的量程为“0﹣0.6A”,小灯泡标有“6V3W”字样.不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器连入电路中阻值最小时,灯与滑动变阻器两端的电压之比是;当开关S、S1、S2都闭合且电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器连入电路中的阻值是Ω.
55.(2016?巴中)如图所示电路中,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.4A.则通过电阻R2的电流为A,电阻R1与R2的阻值之比为.
56.(2016?铜仁市)如图是甲、乙两导体的电流与电压关系图象,由图可得乙的电阻是Ω,若把甲、乙两电阻串联在电路中,加在甲、乙两电阻上的电压之比U甲:U乙=.
55题56题57题
(2016?达州)如图所示的电路中,电源电压不变,R1=R2=R3=10Ω.宇宇同学误将一电流表并联在R1两端,闭合开关后,读得电流表示数为0.3A,则电源电压U=V;发现错误后,该同学将图中电流表换成了电压表,则此时电压表的示数是V.
58.(2016?本溪)如图所示是一种自动测定油箱内由高度的油量表(是由量程为0~0.6A的电流表改装而成),金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片.从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度.电源电压为12V,定值电阻R0的作用是;当油箱油面下降时,油量表的示数将(选填“增大”、“减小”或“不变”);油箱装满油时,油量表为最大值(即电流表达到最大值,此时滑动变阻器的触头在某一端),则R0的值是Ω.
58题59题60题
59.(2016?巴中)如图的电路中,灯L1标有“6V、0.5A”的字样,灯L2标有“3V、0.3A”的字样.该电路长时间工作时只允许灯正常发光,且此时的电源电压是V.
60.(2016?营口)电阻甲与电阻乙串联在电路中,它们的电流和电压关系如图所示.当电路中电流为0.2A时,电阻乙的阻值为10Ω;当电路中的电流为0.5A时,电阻甲的阻值为Ω,电路的总电阻为Ω.
三.实验题
61.(2016?扬州)如图是小华同学探究“电流与电压关系”的电路图.
(1)请按电路图将实物图连接完整(要求滑片P向左滑时接入电阻变大).
(2)小华连接电路时,开关应,滑动变阻器的滑片P应放在最(左/右)端.
(3)闭合开关后小华发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,电压表指针有示数且不变,原因可能是.
(4)接着小华取来三只阻值分别5Ω、10Ω、15Ω的电阻,探究“电流与电阻关系”,他将电阻5Ω换成10Ω,移动滑动变阻器滑片P的目的是.
62.(2016?云南)小明在探究“通过导体的电流跟电压的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,并按电路图连接实验器材如图甲所示.
(1)电路中有一根线未连接,轻质图甲中以笔画线代替导线,将电路连接完整.
(2)连接电路过程中,开关应处于状态,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最的位置.
(3)实验中要控制不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的.
(4)电流表和电压表示数记录如表:
序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A 1 1.4 0.14 2 2.2 0.22 3 2.8 表中空白处的电流值如图乙所示,该值为A.
(5)分析实验数据可得结论:当电阻一定时,.
63.(2016?东营)小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A0~3A)、电压表(0~3V0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干.根据图甲所示的电路图进行实验.21世纪教育网版权所有
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整.
(2)连接电路.闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是.
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向(选填“左”或“右”)移动.
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为A.
(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示.老师看后说其中一次是错误的.帮小明分析出错的是第次,原因是.
实验次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 64.(2016?遂宁)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样,导线若干.
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整.
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于状态.闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最端(选填“左”或“右”).
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是.
(4)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为V.
(5)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是()
A.滑动变阻器的阻值太大B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小D.滑动变阻器烧坏了
(6)小华解决了上述问题后,完成了实验.利用收集到的多组数据.作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象.分析图象得出了电流与电阻的关系是.
65.(2016?福州)小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡额定电压是2.5V,电源电压4.5V.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整.
(2)在连接电路时,开关应,滑动变阻器滑片P应位于(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻约为Ω(保留一位小数);他把多次测量的电流值和电压绘制成I﹣U图象,发现I﹣U图线是一条曲线,原因是.
(4)如果还想测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的15V量程已经损坏,在不改变原器材的情况下,你的办法是.
66.(2016?南宁)如图所示,甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是Rx.
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为A,则未知电阻Rx=Ω.
(4)若实验中电压表损坏,利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值.实验电路如果丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:www-2-1-cnjy-com
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx=(用已知量和测量量符号表示)
67.(2016?呼和浩特)在测电阻的实验中,实验的器材有:干电池3节,电流表、电压表各1个,开关2个,滑动变阻器1只,待测电阻2个,导线若干.
(1)图甲是实验的电路图.小明按照电路图连接电路时,开关应.
①闭合开关S后,小明发现电流表和电压表的指针均不动.他断开开关S,检查线路连接无误后,把电压表与b点相连的那根导线改接到c点,再次闭合开关S时,发现电流表的指针仍不动,但电压表的指针有明显的偏转.若电路中只有一处故障,则故障是.
②排除故障后,正确连接电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为1.6V时,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为A,RX=.
(2)实验时某小组同学想利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻RY的测量.如图丙所示是他们按照设计想法连接的部分实验电路.
①请你依据下面的实验步骤,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.(只添加一条导线).
实验步骤:
A.开关S1和S2都断开,将变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;
B.保持滑片P位置不动,只闭合开关S1时,读取电流表的示数为I1;
C.再闭合开关S2时,读取电流表的示数为I2(I2>I1).
②请你用I1、I2和R0表示RY,则RY=.
四.计算题
68(2016?重庆).如图所示的电路中,电源电压恒为30V,电阻R1为15Ω.同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5A.求:
(1)通过电阻R1的电流;(2)电阻R2的阻值.
69.(2016?乌鲁木齐)如图所示,R1=20Ω,闭合开关,电压表和电流表的示数分别为6V和0.5A.求(1)通过电阻R1的电流;(2)电阻R2的阻值.
70.(2016?贵州)如图所示,定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上,当开关闭合时,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,求:
(1)定值电阻R1的大小.(2)R2在40s的时间内消耗的电能.
71.(2016?厦门)如图所示,甲为电路的连接情况,R1=20Ω,R2为滑动变阻器,乙为R3的I﹣U图象,电源电压保持不变.当S1闭合,S2断开时,若滑片P在a端,则电流表示数为0.6A;若滑片P在b端,则电压表示数为8V.求:
(1)电源电压.(2)滑动变阻器R2的最大阻值.
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,求电流表的示数.
72.(2016?天门)如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”,电源电压保持不变.
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的功率.
73.(2016?河北)某物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置,其部分结构如图甲所示.电源电压为6V,R0为定值电阻,滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙,T为容器的阀门.某次探测时,水下机器人潜入100m深的湖底取出矿石样品M.返回实验室后,将矿石样品M悬挂于P点放入容器中,保持静止状态.打开阀门T,随着水缓慢注入容器,电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示.在电压表示数从2V变为4V的过程中,电流表示数变化值为0.2A(弹簧电阻忽略不计,矿石M不吸水,湖水密度与水相同,g=10N/kg).求:
(1)水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强为多少?
(2)定值电阻R0的阻值是多少?(3)矿石M的密度是多少kg/m3?
74.(2016?达州)如图所示,电源电压可调,灯泡L规格为“15V45W”,且灯丝电阻不随温度变化.电流表量程为“O~O.6A”和“O~3A“,滑动变阻器的规格分别为“25Ω2A’和“1OΩ3A”.
(1)将电源电压调到18V,闭合开关,移动P,使灯泡正常发光.求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率.
(2)将电源电压调到l5V,用定值电阻R0替换灯泡,P置于中点A,闭合开关,电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置(可能重新选择了电流表量程和变阻器R).然后将P从A移到最左端B,两表示数的I﹣U关系如图所示.通过计算判断所用变阻器的规格.
75.(2016?江西)如图所示,电源电压不变,L是标有“12V,6W”的小灯泡,且其电阻不随温度变化,R1=16Ω,滑动变阻器R2的最大电阻值为24Ω,只闭合S,S2时灯L恰能正常发光.
求:(1)电源电压.
(2)同时闭合开关S、S1、S2且滑片P位于最下端B时,电流表的示数.
(3)当闭合开关S时,电路的最小总功率和此时电压表的示数.
76.(2016?菏泽)如图所示,已知电源电压为U,三个电阻的阻值分别为R1、R2和R3,求:
(1)当S1、S2均断开,电流表和电压表的示数;
(2)当S1、S2均闭合时,电压表和电流表的示数.
77.(2016?贵港)如图甲所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,R2为滑动变阻器,其规格能够满足电路要求.电流表A、A1的表盘均如图乙所示,电源电压为12V,且保持不变.闭合开关S,在保持电路元件正常使用的情况下,求:
(1)电流表A1的示数;
(2)电路中的最大电功率为多少?此时通过R2的电流I2是多少?
(3)若R2为一个规格为“30Ω2A”的滑动变阻器,电流表A的示数变化的最大值△I是多少?
(4)联系家庭电路,并结合以上计算结果,类比说一说对合理使用家用电器的启示.
78.(2016?长沙)如图甲所示的电路图,电源电压6V保持不变,灯L2的电阻是10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数如图乙所示.
(1)灯泡L1和L2的连接方式是联.
(2)不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:灯L1的阻值和电流表A的示数.
79.(2016?上海)如图所示,定值电阻R1的阻值为10Ω,灯L上标有“6V3.6W”,滑动变阻器R2上标有“50Ω3A”,电流表、电压表的量程分别为0~3A、0~15V.
(1)闭合S1、S2,灯L正常发光,求:①灯正常发光的电阻;②滑动变阻器允许连入电路的阻值范围.
(2)断开S1、S2,用一个新的电源去更换原来的电源,要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,两个电表先后均能达到满刻度,且电路安全工作,求更换电源允许的电压范围.
80.(2016雅安)科学小组设计了一个给工作镀膜的电路模型,通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度.如图,电源电压恒定,R0为定值电阻,在压敏电阻RX上放有托盘,托盘上放有容器(不计托盘和容器的质量),容器内装有40N的水.闭合开关,用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件,将工件两次浸入水中(均未浸没且不触底,水未溢出),第一次工件下表面距水面2cm,电压表示数为6V,杆的作用力为10N;第二次工件下表面距水面6cm,电压表示数为4V,杆的作用力为6N.压敏电阻上表面的受力面积为20cm2,其电阻值RX随压力F的变化关系如表.g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
F/N 42 44 46 48 … 62 64 RX/Ω 28 22 18 16 … 9 8 (1)工件未浸入水中时,压敏电阻所受的压强.
(2)工件下表面距水面2cm时,其下表面所受水的压强.
(3)为使工件浸入镀膜液中的深度越深(未浸没),电压表的示数越大,从而控制镀膜情况,你认为应该怎样利用现有元件改进电路?www.21-cn-jy.com
(4)在原设计电路中,如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa,求该电路的电源电压.【来源:21·世纪·教育·网】
参考答案
一.选择题
1.A;2.D;3.D;4.C;5.D;6.A;7.D;8.C;9.BC;10.C;11.C;12.C;13.B;14.A;15.D;16.B;17.B;18.A;19.BC;20.A;21.C;
51.4;12;
52.变暗;增大;
53.<;0.5;
54.2:1;20;
55.0.1;1:4;5
6.20;1:2;
57.6;2;
58.保护电路;减小;20;
59.L2;6.6;
60.5;10;
实验题
66.答案为:
阻值最大;断路;(3)0.24;10;(4)②b端;③R0.
67.:
(1)断开;①bc之间断路;②0.32;5Ω;
(2)①
②.
68.
【解答】解:由电路图可知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流.
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过电阻R1的电流:
I1===2A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻R2的电流:
I2=I﹣I1=2.5A﹣2A=0.5A,
则电阻R2的阻值:
R2===60Ω.
答:(1)通过电阻R1的电流为2A;
(2)电阻R2的阻值为60Ω.
69.【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流.
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过电阻R1的电流:
I1===0.3A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A,
电阻R2的阻值:
R2===30Ω.
答:(1)通过电阻R1的电流为0.3A;
(2)电阻R2的阻值为30Ω.
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题.
70【解答】解:(1)由I=可知,定值电阻R1的阻值:R1===10Ω;
(2)R2在40s的时间内消耗的电能:W=UI2t=6V×0.2A×40s=48J.
答:(1)定值电阻R1的大小为10Ω.
(2)R2在40s的时间内消耗的电能为48J.
71.【解答】解:
(1)当S1闭合,S2断开时,滑片P在a端,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I=可得,电源电压:U=IaR1=0.6A×20Ω=12V;
(2)当S1闭合,S2断开时,滑片P在b端,R2接入电路的电阻最大,电压表测R2两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压:U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
Ib==,即=,
解得:R2=40Ω;
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,R1与R3并联,电流表测干路电流,
由图乙可知,当R3两端的电压U3=6V时,通过的电流I3=0.3A,
则R3的阻值:
R3===20Ω,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R===10Ω,
干路电流表的示数:
I===1.2A.
答:(1)电源电压为12V;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω;
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,电流表的示数为1.2A.
72【解答】解:
(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与L串联,小灯泡L正常发光,
所以UL=U额=2.5V,电路中电流:I=I1=I额=0.3A,
由I=可得R1两端电压:U1=I1R1=0.3A×25Ω=7.5V,
由串联电路电压特点可得电源电压:U=U额+U1=2.5V+7.5V=10V;
(2)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
由并联电路的电压特点知:U=U1′=U2=10V,
通过R1的电流:I1′===0.4A,
由并联电路的电流特点可得,通过R2的电流:I2=I′﹣I1′=0.6A﹣0.4A=0.2A,
所以R2的功率:P2=UI2=10V×0.2A=2W.
答:(1)电源电压为10V;
(2)R2的功率为2W.
73【解答】解:(1)水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa;
(2)由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
由图丙可知,当容器内水的深度在0~h1时,电压表的示数U1=2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:U0=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
电路中的电流:I1==,
由图丙可知,当容器内水的深度大于h2时,电压表的示数U2=4V,
R0两端的电压:U0′=U﹣U2=6V﹣4V=2V,
电路中的电流:I2==,
因电流表示数变化值为0.2A,
所以,I1﹣I2=﹣=0.2A,
解得:R0=10Ω;
(3)当容器内水的深度在0~h1时,电路中的电流:
I1===0.4A,
滑动变阻器接入电路中的电阻:
R1===5Ω,
由图乙可知,此时拉力F1=22.5N,
当容器内水的深度大于h2时,电路中的电流:
I2===0.2A,
滑动变阻器接入电路中的电阻:
R2===20Ω,
由图乙可知,此时拉力F2=15N,
由于是往容器中缓慢注水,结合图丙可知:
①当容器内水的深度在0~h1时,矿石没有浸在水中,不受浮力,此时弹簧的拉力与重力平衡,拉力最大;②当容器内水的深度在h1~h2时,矿石浸在水中受浮力的作用,水的深度增加,浮力增大,拉力减小;③当容器内水的深度大于h2时,矿石浸没在水中,浮力最大且不变,此时拉力最小.21cnjycom
由于F1=22.5N>F2=15N,
结合上述分析可知:矿石的重G=F1=22.5N,矿石浸没在水中时拉力为F2=15N;
根据称量法测浮力可知,矿石浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G﹣F2=22.5N﹣15N=7.5N;
根据F浮=ρ水gV排可得矿石的体积:
V=V排===7.5×10﹣4m3;
矿石M的密度:ρ=====3×103kg/m3.
答:(1)水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强为1×106Pa;
(2)定值电阻R0的阻值是10Ω;
(3)矿石M的密度是3×103kg/m3.
74【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流.【版权所有:21教育】
(1)由P=得:RL===5Ω;
由P=UI可得,灯的额定电流:
IL额===3A,
因串联电路中各处的电流相等,且灯泡能正常发光,所以使用滑动变阻器是“10Ω3A”.
则当滑动变阻器连入的电阻最大阻值为10Ω,电路中的电流最小,电功率最小;
总电流I===1.2A,
灯泡消耗的最小功率:
P灯小=I2R灯=(1.2A)2×5Ω=7.2W.
(2)将电源电压调到l5V,用定值电阻R0替换灯泡,当滑动变阻器P置于中点A时,根据电阻的串联和欧姆定律可得:
IA=;
当滑动变阻器P置于B时,滑动变阻器连入的电阻为0,则根据电阻的串联和欧姆定律可得:
IB=;
由图乙可知:IA=IB,
即:=×;
解得:R=R0;
由于P置于中点A,电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置;即IA的可能值为0.4A或2A;
根据IA=IB可知:IB的可能值为0.6A或3A;
所以,由I=得:R与R0可能值为:R01===25Ω;R02===5Ω;
根据题干可知;滑动变阻器的规格为“25Ω2A”.
答:(1)灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率分别为5Ω、7.2W.
(2)所用变阻器的规格为“25Ω2A”.
75.【解答】解:(1)只闭合S,S2时,电路为灯泡的基本电路;由于灯泡正常发光,所以电源电压等于灯泡的额定电压,即12V;
(2)同时闭合开关S、S1、S2且滑片P位于最下端B时,灯L、R1、滑动变阻器并联,并且滑动变阻器的全部阻值接入电路,电流表测得是R1与滑动变阻器两条支路的电流之和;
电路的总电阻:R总===9.6Ω;
电流表的示数:I===1.25A;
(3)当闭合开关S时,R1、滑动变阻器以及灯泡串联;
由P=可知,灯丝的阻值:RL===24Ω;
电路中最小电流:I最小===0.1875A;
电路的最小总功率:P=UI最小=12V×0.1875A=2.25W;
由欧姆定律可知,电压表的示数:U′=I最小RL=0.1875A×24Ω=4.5V.
答:(1)电源电压为12V.
(2)同时闭合开关S,S1,S2且滑片P位于最下端B时,电流表的示数为1.25A.
(3)当闭合开关S时,电路的最小总功率和此时电压表的示数分别为2.25W和4.5V.
【点评】本题是一道电路动态分析题,分析清楚电路结构是正确解题的关键,分析清楚电路结构后应用串并联电路特点、欧姆定律以及功率计算公式即可正确解题.
76【解答】解:(1)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中电流表的示数:
I=,
电压表的示数:
U2=IR2=×R2=;
(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,
则电压表的示数为U,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R=,
电流表的示数:
I′===.
答:(1)当S1、S2均断开,电流表的示数为,电压表的示数为;
(2)当S1、S2均闭合时,电压表的示数为U,电流表的示数为.
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键.21·cn·jy·com
77.【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流.
(1)电流表A1的示数I1===0.6A;
(2)由图乙可知:电路中的最大电流为电流表A使用3A的量程时,则电路中的最大电流为3A,
最大功率P=UI=12V×3A=36W;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,则通过R2的电流:
I2=I﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A;
(3)若R2为一个规格为“30Ω2A”的滑动变阻器,由于R1支路的电流不变,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,干路电流最小,
则I2最小===0.4A,
所以,电流表A的最小示数I最小=I1+I2最小=0.6A+0.4A=1A,
由变阻器的规格可知,通过R2的最大电流为2A,所以
电流表A的示数最大为I最大=0.6A+2A=2.6A
△I=I最大﹣I最小=2.6A﹣1A=1.6A;
(4)由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,当支路电阻越小干路电流越大,所以为保护电路,使用家用电器时注意额定功率,不能使干路电流超过规定值.【出处:21教育名师】
答:(1)电流表A1的示数为0.6A;
(2)电路中的最大电功率为36W,通过R2的电流I2是2.4A;
(3)若R2为一个规格为“30Ω2A”的滑动变阻器,电流表A的示数变化的最大值△I是1.6A;
(4)使用家用电器时注意额定功率,不能使干路电流超过规定值.
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用,关键是滑动变阻器消耗最大和最小功率的判断.21cnjycom
78.【解答】解:(1)据图可知,若开关闭合,电流有两条路径,即两灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流.
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,且电流表A1是选择的小量程,其示是0.5A,故
由I=可得,灯L1的阻值:=R1===12Ω;
此时对于灯L2来说,知道其电阻是10Ω,电压是6V,故其电流是:
I===0.6A,故总电流是:
I=I1+I2=0.6A+0.5A=1.1A;
答:(1)灯泡L1和L2的连接方式是并联.
(2)不考虑温度对灯丝电阻的影响,灯L1的阻值是12Ω,电流表A的示数1.1A.
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,解题方式可以灵活,只要方法合理、结果正确即可.
79【解答】解:(1)闭合S1、S2时,R1被短路,电路为L与R2并联,电流表测干路电流.
①由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL===0.6A,
由I=可得,灯正常发光的电阻:
RL===10Ω;
②因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
所以,电源的电压U=UL=6V,
当电流表的示数I=3A时,通过滑动变阻器的电流最大,接入电路中的电阻最小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的最大电流:
I2=I﹣IL=3A﹣0.6A=2.4A,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小===2.5Ω,
滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为2.5Ω~50Ω;
(2)当电路中的电流I大=3A时,R1两端的电压:
U1=I大R1=3A×10Ω=30V,
当U′=U1=30V且电压表的示数为15V时,变阻器接入电路中的电阻:
U滑=R滑=R滑=15V,
解得:R滑=10Ω,
因在移动滑动变阻器滑片的过程中,两个电表先后均能达到满刻度,且电路安全工作,
所以,电源的最小电压为30V,
当电路中的电流I大=3A,且电压表的示数U滑大=15V,电源的电压U″=30V+15V=45V最大,
则更换电源允许的电压范围为30V≤U<45V.
答:(1)①灯正常发光的电阻为10Ω;②滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为2.5Ω~50Ω;
(2)更换电源允许的电压范围为30V≤U<45V.
80【解答】解:(1)不计托盘和容器的质量,压敏电阻受到的压力:
F=G=40N,
压敏电阻所受的压强:
p===2×104Pa;
(2)工件下表面所受水的压强:
p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m=200Pa;
(3)由题意可知,工件下表面距水面2cm到6cm时,电压表示数从6V变为4V,即电压表所测Rx两端的电压越小,
因电源的电压不变,且电源的电压不变,
所以,R0两端的电压越大,
故使工件浸入镀膜液中的深度越深(未浸没),电压表的示数越大,电压表应并联在R0的两端;
(4)工件下表面距水面2cm到6cm时,
a、设两次杆的作用力都是拉力,
把工件和液体看做整体,受到竖直向上的支持力、拉力,竖直向下的工件和水的重力,
由力的平衡条件可得,两种情况下有:
F支持+F拉=G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
F支持′+F拉′=G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①可得:
F支持′﹣F支持=F拉﹣F拉′=10N﹣6N=4N,
因压敏电阻受到的压力与工件和液体受到的支持力是一对相互作用力,
所以,压敏电阻所受压力的变化:
△F=F支持′﹣F支持=4N,
压敏电阻所受压力的变化量:
△p===2000Pa<6000Pa,此种情况不符合题意;
b、设两次杆的作用力都是压力,
把工件和液体看做整体,受到竖直向上的支持力,竖直向下的工件和水的重力以及杆的压力,
由力的平衡条件可得,两种情况下有:
F支持=F拉+G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
F支持′=F拉′+G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
③﹣④可得:
F支持﹣F支持′=F拉﹣F拉′=10N﹣6N=4N,
则压敏电阻所受压力的变化:
△F=F支持′﹣F支持=4N,
压敏电阻所受压力的变化量:
△p===2000Pa<6000Pa,此种情况不符合题意
C、工件下表面距水面2cm到6cm时,排开水的体积变大,受到的浮力变大,
所以,杆上力开始为拉力,后为压力,
杆的作用力向上时,工件和容器受到竖直向上的支持力、拉力,竖直向下的工件和水的重力,
由力的平衡条件可得,受到的支持力:
F支持+F拉=G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
杆的作用力向下时,工件和容器受到竖直向上支持力,竖直向下的工件和水的重力、向下的压力,
由力的平衡条件可得,受到的支持力:
F支持′=G水+G工件+F拉′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由⑥﹣⑤可得:
F支持′﹣F支持=F拉′+F拉=6N+10N=16N,
则压敏电阻所受压力的变化:
△F=F支持′﹣F支持=16N,
压敏电阻所受压力的变化量:
△p===8000Pa>6000Pa,满足要求,
当第一次工件下表面距水面h1=2cm=0.02m时,工件受到的浮力:
F浮=G﹣F拉,
由阿基米德原理可得:
F浮=ρ水gV排=ρ水gS工件h1,即ρ水gS工件h1=G﹣F拉﹣﹣﹣⑦
第二次工件下表面距水面h2=6cm=0.06m,工件受到的浮力:
F浮′=G+F拉′=G+6N,
由阿基米德原理可得:
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gS工件h2,即ρ水gS工件h2=G+F拉′﹣﹣﹣⑧
⑧﹣⑦可得:
S工件===0.04m2,
则F浮=ρ水gV排=ρ水gS工件h1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m2×0.02m=8N,
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gS工件h2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m2×0.06m=24N,
因工件受到的浮力和工件对水的压力是一对相互作用力,
所以,容器对压敏电阻的压力分别为:
F1=G水+F浮=40N+8N=48N,F2=G水+F浮′=40N+24N=64N,
由表格数据可知,对应压敏的电阻分别为R1=16Ω,R2=8Ω,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流分别为:
I1===0.375A,I2===0.5A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,
所以,电源的电压:
U=I1(R1+R0)=I2(R2+R0),即0.375A×(16Ω+R0)=0.5A×(8Ω+R0),
解得:R0=16Ω,
电源的电压U=I1(R1+R0)=0.375A×(16Ω+16Ω)=12V.
答:(1)工件未浸入水中时,压敏电阻所受的压强为2×104Pa;
(2)工件下表面距水面2cm时,其下表面所受水的压强为200Pa;
(3)将电压改接到与R0并联.
(4)该电路的电源电压为12V.
【点评】本题考查了液体压强公式和固体压强公式、阿基米德原理、称重法求浮力公式、串联电路的特点以及欧姆定律的应用,判断出两次杆作用力的方向和求出两次工件受到的浮力是关键.21cnjy.com
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