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现有阻值为20Ω不变的纯电阻元件R0及未知定值电阻Rx,现利用电压可调的电源、量...

现有阻值为20Ω不变的纯电阻元件R0及未知定值电阻Rx,现利用电压可调的电源、量程为0~0.6A的电流表、量程为0~15V的电压表、标有“10Ω 1A”的滑动变阻器及纯电阻元件R0,组成如图所示的电路,则:

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(1)若电源电压为6V,当滑动变阻器的滑片处于最右端时,电流表的示数为多少安;

(2)在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值为多少伏;

(3)将纯电阻元件R0换为未知定值电阻Rx,固定电源电压,调节滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数为14V;当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数为11V.此时电源电压及未知电阻Rx的阻值为多少.

 

(1)若电源电压为6V,当滑动变阻器的滑片处于最右端时,电流表的示数0.2A; (2)在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值为18V; (3)电源电压为20V,未知电阻Rx的阻值为30Ω. 【解析】【解析】 (1)由图可知:R0与变阻器R串联,当滑片处于最右端时,R连入阻值最大,电流表测电路中电流,电压表测R两端电压, 所以电路中电流: I===0.2A; (2)当滑片在最右端时,电路中电阻最大,此时电源电压最大, 电流表量程为0~0.6A的电流表,滑动变阻器允许通过最大电流为1A, 当电压表示数最大为15V时,通过R电流: IR===1.5A,此时电流超过变阻器最大电流, 所以电路电流最大为0.6A, 所以电源电压的最大值为:U最大=I最大(R0+R最大)=0.6A×(20Ω+10Ω)18V; (3)当R0换为未知定值电阻Rx,Rx与变阻器R串联, 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知:U′=IRx+UR, 当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数为14V, 则有:U′=0.2A×Rx+14V…① 当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数为11V. 则有:U′=0.3A×Rx+11V…② 解①②可得:U′=20V,Rx=30Ω. 答:(1)若电源电压为6V,当滑动变阻器的滑片处于最右端时,电流表的示数0.2A; (2)在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值为18V; (3)电源电压为20V,未知电阻Rx的阻值为30Ω. 【考点】欧姆定律的应用. 【专题】计算题;欧姆定律. 【分析】(1)由图R0与变阻器R串联,当滑片处于最右端时,R连入阻值最大,由串联电路特点和欧姆定律计算电路中电流; (2)在保证电路安全的情况下,即不超过电流表和电压表的测量范围,由此根据串联电路特点计算电源电压的最大值; (3)当R0换为未知定值电阻Rx,由电流表示数和电压表示数,根据电源电压不变列式求此时电源电压和Rx的阻值. 【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,正确分析电路、分析判断出电路的最大是解题的关键.  
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考点分析:
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为探究导体中的电流与电阻的关系,实验室提供的器材有:电压为6V的电源、电流表、电压表、五个定值电阻(阻值分别为8Ω、12Ω、18Ω、24Ω、30Ω)、滑动变阻器(1A 30Ω)、开关、导线若干.

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(1)小华选用8Ω的定值电阻,根据甲图连接实物,将滑动变阻器的滑片移至最左端,闭合开关发现,电压表的指针偏转超过其量程,电流表示数不为零,则以下操作中,最合理的操作是     

A.立即将滑动变阻器的滑片移至最右端

B.断开开关,将电压表接入电路的量程改为15V

C.断开开关,检查定值电阻是否发生断路

D.断开开关,检查滑动变阻器是否发生短路

(2)排除故障后,小华调节滑动变阻器,使电压表的示数如图乙所示,其值为      V,记下此时对应的电流;将定值电阻阻值换为12Ω时,则应将滑动变阻器的滑片向      (“左”、“右”)移动,使电压表保持图乙的值不变,才能完成第二组数据的测量.

(3)测量第三组数据时,小华换用阻值为30Ω的定值电阻,无论怎样移动滑片,无法完成实验,因为电压表示数总比图乙的示数      (“大”、“小”).通过分析计算,小华认为若用现有的方案和器材完成实验,接入的定值电阻阻值不得大于      Ω.

 

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探究并联电路的电流规律.

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(1)实验时,接好电路后,闭合开关发现两灯都亮.但由于连线较乱,一时无法检查两灯是串联还是并联,小明灵机一动,随意拆下一根导线,发现两灯都熄灭,因此他认定两灯连成了串联,小明的方法是      的(“正确”或“错误”),理由是     

(2)若在某次测量时,按甲图连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,则应该      ;排除问题后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是     

(3)纠正(2)中错误后,分别测出A、B、C三处的电流值,如表所示.由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等.这个实验在设计方案上还存在的不足之处是:      (写出一条).

IA/A

IB/A

IC/A

0.18

0.18

0.36

(4)小军连接了如图丙的实物连接图,此时,电流表测的是      (“L1”、“L2”、“干路”)的电流.若要测灯L1的电流,请你在图上只改动一根导线,完成电路的连接.(在需改动的导线上打“×”,再画出重新连接后的导线)

(5)细心的小军还发现:在实验时,电流较大的那个灯泡比另一个亮,且更换不同规格的灯泡总是这样.于是他总结出这样的规律:“不同灯泡的亮暗和电流有关,电流越大的灯泡越亮”,小明觉得该结论不正确,因为以前在研究串联电路的实验中发现,不同型号灯泡串联,电流相等,但亮度不同.他们一起讨论后认为,根据小军的实验现象,正确的结论应是:     

 

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在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,电源电压保持3V不变,小明和小亮用图甲所示的器材进行实验.

(1)用笔画线代替导线完成实物图甲的连接;

(2)小明在闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最      (“左”或“右”)端;

(3)实验时,小明调节滑动变阻器,改变Rx两端的电压和电流,得到三组电压和电流值,根据公式 R=满分5 manfen5.com 得到三次实验的电阻值,分别为R1=5.1Ω,R2=5.3Ω,R3=5.2Ω,则实验测得值应为Rx=      Ω.

(4)在某次实验时,电压表因出现故障而不能使用,小亮用原有的电流表、滑动变阻器,增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图乙所示的电路:

测量时,闭合S1,将S2拨到l,记下电流表的示数为I1;再将S2拨到2,记下电流表的示数为I2,小亮说待测电阻RX=满分5 manfen5.com,小明认真分析电路后发现,小亮的方法不合理,原因是:     

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按要求作图:

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(1)如图甲是用木棒撬石块的示意图,请在图中用小黑点标出支点,用符号O表示,并画出动力F的力臂.

(2)请在图乙中根据标出的电流方向,从电池、电流表、电压表三个元件符号中选出两个,并分别填入电路的空缺处.填入后要求:①闭合开关,小灯泡L1和L2都能发光;②小灯泡L1和L2并联连接.

 

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某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器,器材有:滑动变阻器R′(150Ω 3A)、定值电阻R=100Ω、电压表(量程0﹣3V)、电源(电压6V)及开关和导线若干,设计电路如图,制作过程如下:

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(1)在a与b之间接阻值为100Ω电阻R,调节滑动变阻器R′,使电压表示数为3V(即满量程),把电压表的“3V”刻度线标为“100Ω”,此时滑动变阻器R′接入阻值为      Ω;

(2)保持滑动变阻器滑片不动,当在a、b之间接入电阻R1时,电压表示数为2V,则电阻R1=      Ω,电压表“2V”处标上此阻值;

(3)据此原理,通过计算可把电压表的电压刻度改为相应的电阻值,这样就可以直接测量电阻.在测量过程中,小组成员发现:电源长时间工作,电源电压会降低,此时若将某未知电阻接入,电压表指针指示标有20Ω处,则该电阻的实际阻值将      (“大于”、“小于”或“等于”)20Ω.

 

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