【单元练】北京爱迪(国际)学校九年级物理第十七章【欧姆定律】提高练习(含解析)
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一、选择题
1.如图所示,闭合开关S ,小灯泡亮度低,继续调节滑动变阻器,让小灯泡逐渐变亮,这段时间内,若小灯泡电阻变化量的绝对值是1R ∆,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是2R ∆,则1R ∆和2R ∆大小关系正确的是( )
A .1R ∆>2R ∆
B .1R ∆=2R ∆
C .1R ∆<2R ∆
D .无法确定C
解析:C 设原来的电流为I 1,继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐增加,小灯泡逐渐变亮,此时灯的电压增大,通过灯的电流也增大,所以I 2>I 1,所以
12U U I I > (U 为电源总电压),根据欧姆定律,即R 总1>R 总2;滑片移动后电路的总电阻小于原来的电路总电阻,根据P=UI 灯功率增大,灯丝的温度升高,小灯泡阻值随温度的升高而变大,由电阻的串联规律知道,小灯泡阻值增大的值1R ∆小于变阻器连入电路中减小的值2R ∆,即C 正确。
故选C 。
2.距离传感器的工作原理如图,物体M 在绝缘导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P 一起移动,通过电压表显示的数据,来反映物体移动距离的大小x ,假设电压表是理想的,电源电压保持不变,物体M 不动时,金属滑杆P 处于滑动变阻器中点,闭合开关S 后,下列说法中正确的是( )
A .物体M 不动时,滑动变阻器上没有电流通过
B .物体M 不动时,电压表没有示数
C .物体M 运动时,滑动变阻器上没有电流通过
D .物体M 运动时,电压表示数会发生变化D
解析:D
A.物体M不动时,滑动变阻器上仍有电流,而且电流不变,故A错误;
B.只有当金属杆P停在变阻器最左端时,物体M不动,电压表没有示数;所以当金属杆P在中点时,电压表有示数,故B错误;
C.物体M运动时,电路中电阻没有变化,根据欧姆定律可知,滑动变阻器上有电流,且电流不会发生变化,故C错误;
D.电压表测量变阻器左侧的电压,可把滑动变阻器左右两侧电阻看成串联,物体M运动时,左侧电阻变化,由串联分压可知左侧电压会变化,则电压表的示数会发生变化,故D 正确。
故选D。
3.在如图所示的电路中,电源两端电压保持不变。
当闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P 向右移动时,下列说法中正确的是()
A.电流表示数变大
B.电压表V1、V2的示数不变
C.小灯泡亮度变暗
D.电路总电阻变小C
解析:C
由图可知电路为串联电路,电流表测电路电流,电压表V1测灯泡L两端电压,电压表V2测灯泡L与滑动变阻器R2的电压,闭合开关,当滑片P向右移动时,滑动变阻器R2的阻值变大,总电阻变大,故电路电流变小,电流表示数变小,灯泡变暗,灯泡L两端电压变小,即电压表V1示数变小,根据串联电路分压规律,电阻越大分压越大,故电压表V2示数变大,综上,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.如图所示是电阻R A和R B的I-U图象,分析可知下列说法中正确的是()
A.当R A两端电压为0V时,R A的阻值是0Ω
B.当R B两端电压为2V时,通过R B的电流为0.1A
C.当两电阻并联时,通过R A和R B的电流之比为1∶2
D.当两电阻串联时,R A和R B两端的电压之比为2∶1B
解析:B
A.由图可知,R A的阻值
A A
A
6V
=10Ω0.6A
U
R
I
==
导体的电阻是导体的属性,与它的材料、长度、粗细有关,与其两端电压和通过它的电流无关,所以,当R A两端电压为0V时,R A的阻值仍是10Ω,故A错误;
B.由图可知,当R B两端电压为2V时,通过R B的电流为0.1A,故B正确;
C.电阻R B的阻值
B B
B
6V
=20Ω0.3A
U
R
I
==
根据并联电路分流关系可知,当两电阻并联时,电压相等,则通过R A和R B的电流之比为2∶1,故C错误;
D.根据串联电路分压关系可知,当两电阻串联时,电压之比等于电阻之比,所以R A和R B 两端的电压之比为1∶2,故D错误。
故选B。
5.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是()
A.电灯L的亮度变暗B.电流表A的示数变小
C.电压表V1的示数不变D.电压表V1与电压表V2示数之和不变C 解析:C
AB.由图知道,灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压;当滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律知道,电路中的电流增大,即电流表A的示数变大,电灯L的亮度变亮,故AB错误;
C.由于电压表V1测电源电压,所以滑片移动时,V1的示数保持不变,故C正确;D.当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,由U=IR知道,灯泡两端的电压变大,由串联电路的电压规律可知道,滑动变阻器两端的电压变小,即V2的示数变小,所以电压表V1与电压表V2示数之和变小,故D错误。
故选C。
6.020年校园防疫不放松!手持式电子测温仪最为常见使用,如图是某款电子测温仪以及它内部的原理图。
其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,温度升高时,电阻会变小,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻。
在使用过程中,当被测温者体温较高时,显示仪的示数也会变大,关于此测温仪,下列分析正确的是()
A.显示仪是由电流表改装成的
B.被测温者温度越高,电路中的电流越大
C.寒冷的冬天,测温仪室外测人体温时,热敏电阻R阻值变小
D.将定值电阻R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变小B
解析:B
A.开关闭合后,两电阻串联,仪表与定值电阻并联,由于电压表相当于断开、电流表相当于导线,所以显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B.被测温者温度越高,热敏电阻的电阻会变小,电路总电阻变小,则电路中的电流越大,故B正确;
C.寒冷的冬天,测温仪室外测人体温时温度降低,热敏电阻R阻值变大,故C错误;D.将定值电阻R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度时热敏电阻R阻值不变,由串联分压可知定值电阻分压能力更大,即显示仪示数变大,故D错误。
故选B。
7.如图所示电路,电源两端电压保持不变。
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是()
A.电压表V示数变小,电流表示数变小
B.电压表V示数变大,电流表示数变小
C.电压表V示数变小,电流表示数变大
D.电压表V示数变大,电流表示数变大A
解析:A
由图可以得出定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻的电阻。
将滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器的阻值增大,电路中的电流减小,即电流表的示数减小;根据U=IR可知定值电阻两端的电压减小,即电压表的示数减小,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.如图所示,甲、乙两电路中的电源电压相等且保持不变,L1、L2两个灯泡的规格相同,两个电路中的滑动变阻器的规格也相同。
闭合开关,将两个电路中的滑动变阻器的滑片从中点向右滑动的过程中,下列关于两个灯泡亮度情况描述正确的是()
A .L 1逐渐变亮
B .L 2逐渐变暗
C .L 1始终比L 2亮
D .L 2始终比L 1亮D
解析:D A .图甲中小灯泡1L 与滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片从中点向右滑动的过程中,滑动变阻器电阻增大,电路总电阻增大,由欧姆定律可知,电流减小,由串联分压规律可知,滑动变阻器分压增大,所以小灯泡两端的电压减小,由P UI =可知,小灯泡L 1的电功率减小,所以逐渐变暗,故A 错误;
B .图乙中小灯泡2L 与滑动变阻器并联,电压始终等于电源电压,滑动变阻器的滑片从中点向右滑动的过程中,小灯泡的电压不变,由2U P R
=可知,小灯泡2L 的电功率不变,所以亮度不变,故B 错误;
CD .由于小灯泡1L 与滑动变阻器串联,滑动变阻器会分压,所以小灯泡1L 的电压小于电源电压,小灯泡2L 与滑动变阻器并联,电压始终等于电源电压,所以小灯泡1L 的电压始终小于小灯泡2L 的电压,所以L 1始终比L 2暗,故C 错误,D 正确。
故选D 。
9.把一根阻值是12 Ω的全裸且电阻均匀的电阻丝弯成一个圆环,按如图所示方式连接在
3.6 V 的电源上,则电流表的读数为( )
A .1.6 A
B .0.6 A
C .0.3 A
D .0.16 A A
解析:A 如图是圆环上的两个电阻并联,其中一个电阻的阻值为圆环的
1112Ω=3Ω44
R =⨯ 另外一个电阻是9Ω,则并联部分的总电阻为
12111114=+=9Ω3Ω9Ω
R R R =+总 总电阻为
9Ω4R =总 则电流表的读数为
3.6V ==1.6A 9Ω4
U I R =
故A 选项正确。
故选A 。
10.图示电路中,电源电压保持不变。
闭合开关S ,电路正常工作,过了一会儿,电流表A 的示数变为零,若故障发生在灯L 或电阻R 上,现用一个检验灯泡0L 来判断电路故障,则下列判断正确的是( )
A .将灯泡0L 并联在L 两端,若灯泡0L 发光,则一定是R 断路
B .将灯泡0L 并联在R 两端,若灯泡0L 发光,则一定是R 断路
C .将灯泡0L 并联在L 两端,若灯泡0L 发光,则一定是R 短路
D .将灯泡0L 并联在R 两端,若灯泡0L 发光,则一定是L 断路B
解析:B
AC .将灯泡0L 并联在L 两端,再与R 串联,如果R 断路,则电路断开,灯泡0L 不发光;若R 短路,不会影响L 正常发光;故AC 错误;
BD .将灯泡0L 并联在R 两端,再与L 串联,若灯泡0L 发光,则一定是R 断路;若L 断路,则电路断开,0L 不会发光,故B 正确、D 错误。
故选B 。
二、填空题
11.电阻R 1的U -I 图像如图所示,R 1的阻值是______Ω。
把R 1与图中的电阻R 2并联在电源电压为4V 的电路中,通过R 1与R 2的电流之比为______,R 1与R 2两端的电压之比为______。
1∶21∶1
解析:1∶2 1∶1
[1]由图像可知,当电阻R 1两端的电压为6V 时,通过的电流为0.6A ,由欧姆定律可得R 1的阻值为10Ω。
[2][3]由图像可知,当电阻R 2两端的电压为3V 时,通过的电流为0.6A ,由欧姆定律可得R 1的阻值为5Ω;把R 1与R 2并联在电源电压为4V 的电路中,并联电路中各支路两端电压相等,所以R 1与R 2两端的电压之比为1∶1;由并联电路分流关系可知通过R 1与R 2的电流之比等于电阻反比,即
I 1∶I 2=R 2∶R 1=5Ω∶10Ω=1∶2
12.用电流表和已知阻值的电阻测小灯泡的电阻,在测量时,如图所示,将灯泡与已知阻值的电阻R 0并联,用电流表A 1测出通过R 0的电流I 1,用电流表A 2测出通过灯泡L 的电流I 2,R 0两端电压的表达式为U =______,小灯泡的电阻表达式为R =______。
I1R0
解析:I 1R 0 102
I R I [1]分析电路图可知,已知电阻R 0的阻值,电流表A 1测通过R 0的电流为I 1,根据欧姆定律可知,R 0两端的电压为
10U I R =
[2]因为L 与R 0并联,根据并联电路各支路电压相等,可知
L 10U U I R ==
电流表A 2测出通过灯泡L 的电流I 2,则灯泡的电阻为
10L 22
I R U R I I == 13.如图所示电路,当S 闭合,变阻器滑片P 向右滑时,V 1表的示数_______,V 2表的示数_______。
(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
不变变大
解析:不变 变大
[1][2]由电路图知,电阻R 1和变阻器R 2串联在电路中,电压表V 1测电源电压,V 2测测变阻器两端的电压,当变阻器的滑片P 向右滑动时,变阻器接入电路的阻值变大,据串联电路的分压特点知,变阻器两端的电压变大,即V 2的示数变大,但电源电压不变,则V 1的示数不变。
14.经过A 、B 两个电路元件的电流与其两端电压的关系如图所示。
将A 、B 串联后接入电路,当通过A 的电流为0.4A 时,A 和B 两端的总电压为______V ;将A 、B 并联后接入电路,当通过B 的电流为0.2A 时,A 两端的电压是______V ,通过A 的电流是______A 。
204
解析:20.4
[1]由图像可知A和B均为定值电阻,其电流与其两端电压成正比,将A、B串联后接入电路,则它们的电流相同,当通过A的电流为0.4A时通过B的电流也为0.4A,此时A两端的电压是2V。
当B两端电压是2V时,其电流是0.2A,由欧姆定律可推知当通过B的电流是0.4A时其两端电压为4V。
由串联分压可知A和B两端的总电压为6V。
[2][3]将A、B并联后接入电路,它们两端的电压相同,由图像知当通过B的电流为0.2A 时,B两端的电压为2V,故A两端的电压是2V,查图像可知此时通过A的电流是0.4A。
15.如图所示是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法,x R为待测电阻,如果考虑电表内阻对测量结果的影响,则电压表示数_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)x R 两端的实际电压,电流表示数_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)通过x R的实际电流。
大于等于
解析:大于等于
[1]考虑电流表有内阻,两端会有很小的电压,电压表测量x R和电流表两端的电压,示数大于x R两端的实际电压。
[2]电压表中有微弱电流,没有通过电流表;电流表测量通过x R的电流,示数等于通过x R 的实际电流。
16.在如图电路中,电源电压不变,R1=R2=R3=6Ω,某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0.6A,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。
224
解析:2 2.4
[1]当电流表并联在R1两端时,等效电路图如下图所示:
电源的电压
U=I(R2+R3)=0.6A×(6Ω+6Ω)=7.2V [2]电流表换成了电压表时,则电路图如下所示:
电路中的电流
I′=
123
7.2V 6+6+6
U
R R R =
++ΩΩΩ=0.4A
电压表的示数
U1=I′R1=0.4A×6Ω=2.4V
17.如图是测量电阻所用电路的一部分,其中带G符号标志的是灵敏电流计,通电后电压表示数为3V,灵敏电流计的示数为3mA,则根据测量的数据,待测电阻R的测量值大小为____Ω,经上网查找资料可知此灵敏电流计自身的电阻为50Ω,考虑电表电阻对实验的影响,则待测电阻R的真实值等于____Ω。
950
解析:950
[1]由
U
I
R
=知道,该电阻的测量值
3
3V
1000Ω
310A
U
R
I-
===
⨯
[2]由于电表电阻对实验的影响时,电压表测R与G两端的电压之和,电流表测通过它们的电流,则测量值即为R与R G的总电阻,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,待测电阻R的真实值
R真=R-R G=1000Ω-50Ω=950Ω
18.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,小灯泡变_____(填“亮”或“暗”),电压表示数______(填“变大”“不变”或“变小”)。
暗变大
解析:暗 变大
[1]闭合开关S 后,由电路图可知电路为滑动变阻器与小灯泡的串联电路,当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,滑动变阻器的电阻变大,电路中电流变小,小灯泡变暗。
[2]根据串联电路的分压规律,当滑动变阻器的电阻变大时,分压变大,电压表示数变大。
19.小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。
电源电压恒为6V ,滑动变阻器的R 2的最大电阻值为20Ω,电阻R 1为10Ω实验过程中,将滑动变阻器的滑片移到某一位置时,读出电阻R 1两端电压为4V ,并读出了电流表此时的示数。
紧接着小华想更换电阻再做两次实验,可供选择的电阻有15Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,应选择的电阻是_____Ω或____Ω。
30
解析:30
[1][2]探究电流与电阻的关系,需控制定值电阻两端电压不变,由题知,本次实验控制电压为4V 。
当滑动变阻器接入电路的阻值为最大值20Ω时,可以选择的定值电阻有最大阻值,设为max R ,根据串联电路分压规律可得
max 4V 6V 4V 20Ω
R -= 解得
max 40ΩR =
所以,可以选择的电阻是15Ω和30Ω。
20.如图所示的电路中,闭合开关S ,当滑动变阻器R 2的滑片P 向左移动时,电压表V 的示数将___________,电流表的A 2的示数将___________,电压表V 的示数与电流表A 1的示数之比将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
不变变小不变
解析:不变 变小 不变
[1]此电路中,定值电阻和滑动变阻器并联,A 1测R 1所在支路电流,A 2测R 2所在支路电流,电压表测的是电源电压,所以移动滑片的位置,电压不变。
[2]向左移动滑片,R 2阻值增大,两端电压不变,所以电流减小。
[3]R 1阻值不变,两端电压仍为电源电压,所以电流表A 1示数不变;电压表与A 1的示数比值也不变。
三、解答题
21.如图所示的电路,电源电压为 12V 且保持不变,电阻 R 1=10Ω。
求:
(1)当 S 1 闭合、S 2 断开时,电流表 A 的示数为 1.5A ,则 R 2 的阻值多大?
(2)当 S 1、S 2 均闭合时,电流表 A 的示数多大?
(3)当 S 1、S 2 均断开时,电压表 V 1 的示数为 4V ,则 R 3 的阻值多大?
解析:(1) 8Ω;(2)2.7A ;(3) 16Ω
解:(1)当S 1闭合、S 2断开时,电路为R 2的简单电路,电流表测量电路电流,R 2 的阻值
2112V 8Ω1.5A
U R I === (2)当 S 1、S 2 均闭合时,R 1、R 2并联,电流表测量干路电流,通过R 1的电流
2112V 1.2A 10Ω
U I R === 因并联电路中各支路互不影响,并且干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数
12 1.2A+1.5A=2.7A I I I =+=
(3)当 S 1、S 2 均断开时,R 2、R 3串联,电压表V 1测量R 2两端电压,电路电流
1324V 0.5A 8Ω
U I R === 因串联电路两端电压等于各部分电压之和,则 R 3 的阻值
13312V 4V 16Ω0.5A
U U R I --===
(2)电流表 A 的示数2.7A ;
(3)R 3 的阻值16Ω。
22.如图所示的电路中,定值电阻R 1=10Ω,电源电压保持恒定不变。
当开关S 闭合时,电流表示数为0.50A 。
如果用阻值为30Ω的电阻R 2替换R 1,电流表示数变为0.30A 。
求:
(1)R 0的阻值。
(2)电源电压。
解析:(1) 15Ω;(2)3V
解:(1)当开关S 闭合时,R 0和R 1并联,电流表测量干路中电流,由并联电路电流的规律可知
I 0+I 1=I
01
U U I R R += 00.5A 10U U R +=Ω
① 用阻值为30Ω的电阻R 2替换R 1,R 0和R 2并联,电流表测量干路中电流,由并联电路电流的规律可知
I 0+I 2=I′
02
U U I R R '+= 00.3A 30U U R +=Ω
② 由①②得到
R 0=15Ω
(2)将R 0=15Ω带入①得到U =3V 。
答:(1)R 0的阻值是15Ω。
(2)电源电压是3V 。
23.在如图所示的电路中,电阻R 1的阻值为10Ω,闭合开关S ,电流表A l 的示数为0.6A ,电流表A 的示数为1A ,求:
(1)通过电阻R 2的电流;
(2)电源电压;
解析:(1)0.4A;(2)6V;(3)15Ω
【分析】
(1)根据并联电路的特点求出通过电阻R2的电流;
(2)已知电阻R1的阻值、流过该电阻的电流,由欧姆定律可求出电源电压;
(3)已知电阻R2两端的电压、流过该电阻的电流,由欧姆定律可求出电阻R2的阻值。
(1)由并联电路特点知,通过电阻R2的电流
I2=I A−I A1=1A−0.6A=0.4A
(2)并联电路的各支路电压相同,则电源电压
U=U1=I A1R1=0.6A×10Ω=6V
(3)由
U
I
R
=可得,电阻R2的阻值
2
2
6V
15Ω
0.4A
U
R
I
===
答:(1)通过电阻R2的电流是0.4A;(2)电源电压是6V;(3)电阻R2的阻值是15Ω。
24.为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用。
有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示。
当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60Ω。
在图乙所示的工作电路中,电源电压恒为8V,定值电阻R2=20Ω。
求:
(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压表的示数是多少?
(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mL<酒精气体浓度≤0.8mg/mL。
当电流表的示数为0.2A时。
试通过计算判断被检测者是否酒驾。
解析:(1)6V;(2)属于酒驾
(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60Ω,因为串联电路中总电阻等于各
分电阻之和,所以根据欧姆定律可得,电路中的电流
128V ==0.1A 60Ω+20Ω
U U I R R R =
=+总 电压的示数 U 1=IR 1=0.1A×60Ω=6V
电压表的示数是6V 。
(2)当电流表的示数为0.2A 时,电路总电阻为
''8V =40Ω0.2A
U R I ==总 此时R 1阻值为
''1240Ω2020R R R =-=-Ω=Ω总
由甲图可知,被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/mL ,此时
0.2mg/mL <0.3mg/mL <0.8 mg/mL
所以被检测者属于酒驾。
答:(1)电压表的示数是6V ;
(2)被检测者属于酒驾。
25.某人设计了一种简易的电子拉力计,如图甲是其原理图,放在水平地面上的物体A 通过硬质弹簧与拉环相连。
弹簧上端和金属滑片P 固定在一起(弹簧的电阻不计,P 与R 2接触良好且不计摩擦)。
已知物体A 的质量为100kg ,定值电阻R 1=6Ω,R 2是一根长为6cm 的均匀电阻线(阻值与其长度成正比),其最大阻值为24Ω,电源电压为6V ,电流表的量程为0~0.6A 。
当不拉拉环时,金属滑片P 刚好处于a 端。
已知该弹簧伸长的长度ΔL 与所受竖直向上的拉力F 间的关系如图乙所示,问:
(1)闭合开关,当电流表示数为0.3A 时,R 2接入电路中的电阻为多少?
(2)要把电流表的表盘改为拉力计的表盘,则拉力计表盘的零刻度(即金属滑片P 刚好处于a 端时)应标在电流表表盘的何处(即电流为多少)?
(3)在保证电路安全的条件下,物块A 对地面的压力范围是多少?(取g =10N/kg )
解析:(1)14Ω;(2)0.2A 处应标零刻度;(3)250N~1000N 。
(1)R 1与R 2串联,当电流表示数为0.3A 时,由欧姆定律U I R
=得定值电阻R 1两端的电压 110.3A 6 1.8V U IR ==⨯Ω=,
由串联电路的电压规律12U U U =+得R 2两端的电压
216V 1.8V 4.2V U U U =-=-=, 由欧姆定律U I R
=可得R 2接入电路中的电阻 22 4.2V 140.3A
U R I ===Ω; (2)金属滑片P 刚好处于a 端时,R 2阻值最大,此时
R 2=24Ω,
与R 1串联。
此时电路中的总电阻
R =R 1+R 2=6Ω+24Ω=30Ω,
则由欧姆定律可得此时电路中的电流
6V 0.2A 30U I R ===Ω
, 所以电流表上0.2A 处应标零刻度;
(3)由(2)可知电流表示数最小为0.2A ,此时A 上拉力为零;所以对地面的压力最大为
N 100kg 10N/kg 1000N F G mg ===⨯=,
为了保证电路安全,电路中的电流最大不能超过电流表的最大值,所以最大电流
I m =0.6A ,
此时R 1两端的电压
1m 10.6A 6 3.6V m U I R ==⨯Ω=,
由串联电路的电压规律可得R 2两端的电压
2'6V 3.6V=2.4V m U U U =-=-,
所以R 2此时的阻值为
22' 2.4V '40.6A
m U R I ===Ω, 因为R 2阻值与其长度成正比,设此时R 2接入电路中的长度为L ',则
2
2L L R R ''= 即
6cm 424Ω
L '=Ω 解得
1cm L '=,
弹簧伸长的长度
6cm-1cm=5cm L L L '∆=-=,
由乙图可知此时拉环处拉力
F =750N ,
对A 进行受力分析如图所示:
则
N F F G +=,
所以
N 100kg 10N/kg 750250N F G F mg F N =-=-=⨯-=,
因为地面对A 的支持力F N 与A 对地面的压力是一对相互作用力,所以物块对A 的压力也为250N 。
综上可知,A 对地面的压力范围是250N~1000N 。
答:(1)闭合开关,当电流表示数为0.3A 时,R 2接入电路中的电阻为14Ω;
(2)拉力计的零刻度应标在电流表表盘上示数为0.2A 处;
(3)在保证电路安全的条件下,物块A 对地面的压力范围是250N~1000N 。
26.如图所示,电阻1R 为10Ω,电源两端电压为6V 。
闭合开关S ,当滑动变阻器R 的滑片P 移动到某位置时,电流表示数为0.1A ,求此时:
(1)电阻1R 两端的电压;
(2)滑动变阻器R 接入电路的阻值。
解析:(1)1V (2)50Ω
(1)电阻1R 两端的电压为
110.1A 10Ω1V U IR ==⨯=
答:电阻1R 两端的电压为1V 。
(2)滑动变阻器R 两端的电压为
216V 1V 5V U U U =-=-=
滑动变阻器R 接入电路的阻值为
225V 50Ω0.1A
U R I === 答:滑动变阻器R 接入电路的阻值为50Ω。
27.如图所示,电源电压U 保持不变,R 1=20Ω。
当滑动变阻器R 2的滑片P 在左端时,电流表示数为0.5A ;若将滑片P 滑至变阻器中点时,电流表示数为0.2A 。
求:(1)电源电压U 。
(2)滑动变阻器的大阻值。
(3)滑片移动过程中R 1两端电压变化范围。
解析:(1)10V (2)60Ω(3)2.5V~10V
(1)当滑动变阻器滑片P 在左端时,只剩R 1接在电路中,所以电源电压为:
0.5A 20Ω=10V U IR ==⨯;
(2)当滑片P 滑至中点时:
110.2A 20Ω4V U I R ==⨯='
2110V 4V 6V U U U =-=-= 26V =30Ω0.2A
U R I =='中 2230Ω=60ΩR R ==⨯滑中;
(3)当滑片移动到左端时,R 1两端电压最大为U 大
10V U U ==大;
当滑片移动到右端时,R 1两端电压最小为U 小,电路中电流为:
110V ==0.125A +20Ω+60Ω
U I R R =小滑 1=0.125A 20Ω=2.5V U I R =⨯小小
所以R 1两端电压变化范围是2.5V~10V 。
答:(1)电源电压U 是10V ;
(2)滑动变阻器的大阻值是60Ω;
(3)滑片移动过程中R 1两端电压变化范围是2.5V~10V 。
28.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R 1=5Ω,R 2=15Ω。
求:(1)S 1和S 2都断开时,电流表示数为0.2A ,求电源电压;
(2) S 1和S 2都闭合时,电流表示数为0.9A ,求电阻R 3。
解析:(1)4V ;(2)40Ω
解:(1)当S 1、S 2都断开时,R 1与R 2串联,电源电压
U =I (R 1+R 2)=0.2A×(5Ω+15Ω)=4V
(2)当S l、S2都闭合时,R1与R3并联,并联电路中各支路两端的电压相等,通过R1的电流为
I1=
14V 5
U R =
Ω
=0.8A
通过R3的电流为
I3=I′-I1=0.9A-0.8A=0.1A 电阻R3的阻值
R3=
3
4V 0.1A
U
I
==40Ω答:(1)电源电压是4V;
(2)电阻R3的阻值是40Ω。