17.在如圖所示的電路中,電源電壓為18V保持不變,電阻R1的阻值為10Ω.閉合開關(guān)S后.電流表A的示數(shù)如圖(a)所示

(1)求電阻R1兩端的電壓U1
(2)求此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值.
(3)現(xiàn)有標(biāo)有“20Ω2A”、“50Ω1A”字樣的滑動(dòng)變阻器可供選擇.有一個(gè)表盤如圖2(b)所示的電壓表可接入電路.當(dāng)選用標(biāo)有“20Ω 2A”字樣的變阻器替換R2,并把電壓表接入CD兩點(diǎn)間時(shí)(選填“AB”,“CD”,“AB或CD”),在移動(dòng)變阻器滑片P的過程中電壓表示數(shù)的變化量△U最大.求電壓表示數(shù)的最大變化量△U最大

分析 (1)由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電路中的電流,利用歐姆定律求出電阻R1兩端的電壓;
(2)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,利用歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值;
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大,定值電阻兩端的電壓最;當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最小,定值電阻兩端的電壓最大;據(jù)此分別討論兩只滑動(dòng)變阻器分別替換后它們兩端的電壓變化,然后得出答案.

解答 解:(1)由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,
圖(a)中電流表的量程為0~3A,分度值為0.1A,電路中的電流I=0.8A,
根據(jù)歐姆定律可得,電阻R1兩端的電壓:
U1=IR1=0.8A×10Ω=8V;
(2)因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:
U2=U-U1=18V-8V=10V,
滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值:
R2=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{10V}{0.8A}$=12.5Ω;
(3)若用“50Ω,1A”的滑動(dòng)變阻器替換R2時(shí),
當(dāng)電路中的電流為1A時(shí),定值電阻兩端的電壓最大,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最小,
則R1兩端的最大電壓:
U1max=ImaxR1=1A×10Ω=10V,
滑動(dòng)變阻器兩端的最小電壓:
U2min′=U-U1max=18V-10V=8V,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),定值電阻兩端的電壓最小,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大,
此時(shí)電路中的最小電流:
Imin=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{1}′}$=$\frac{18V}{10Ω+50Ω}$=0.3A,
R1兩端的最小電壓:
U1min=IminR1=0.3A×10Ω=3V,
滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓:
U2max′=U-U1min=18V-3V=15V,
則△U1=U1max-U1min=10V-3V=7V,△U2=U2max′-U2min′=15V-8V=7V;
若用“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器替換R2時(shí),
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大,
電路中的最小電流:
Imin=$\frac{U}{{R}_{1}+{R′}_{2}}$=$\frac{18V}{10Ω+20Ω}$=0.6A,
R1與R2兩端的電壓分別為:
U1′=IminR1′=0.6A×10Ω=6V,U2′=IminR2′=0.6A×20Ω=12V,
因電壓表的最大量程為15V,
所以,R1與R2兩端的最大電壓變化分別為:
△U1=15V-6V=9V,△U2=12V-0V=12V,
綜上可知,當(dāng)電壓表接入CD兩點(diǎn)間時(shí),電壓表示數(shù)的變化量最大,即△U最大=12V.
答:(1)求電阻R1兩端的電壓U1為8V;
(2)此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值為12.5Ω;
(3)“20Ω 2A”;CD;電壓表示數(shù)的最大變化量為12V.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用以及電流表的讀數(shù),關(guān)鍵是根據(jù)電壓表的量程判斷電壓表變化量最大時(shí)電壓表的位置.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

7.如圖所示是“用伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖.
(1)伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)的原理是R=$\frac{U}{I}$.
(2)圖中電表1是電流表,電表2是電壓表.
(3)根據(jù)電路圖連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)斷開;閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于右(左/右)端.
(4)若被測電阻的阻值約為30Ω,電流表的量程為0~0.6A、0~3A,電壓表的量程為0~3V、0~15V,電源有1.5V、3V、6V、15V供選擇.為了減小電表的讀數(shù)的誤差,要求在幾次測量中.電表指針的示數(shù)大于量程的$\frac{2}{3}$,則電源應(yīng)選用15V,電壓表選用0~15V檔量程,電流表選用0~0.6A檔量程.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖所示,電源電壓不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從一端滑到另一端的過程中,電壓表的示數(shù)變化范圍是0~8V,電流表的變化范圍是0.5~1A,則電源電壓為( 。
A.8VB.10VC.16VD.20V

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖是探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路,關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法錯(cuò)誤的是( 。
A.閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)過大,原因可能是滑動(dòng)變阻器連入電路阻值過小
B.實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是:電壓一定時(shí),電流與電阻成反比
C.進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了得出科學(xué)的結(jié)論
D.實(shí)驗(yàn)中,更換大阻值的電阻后,滑片應(yīng)向a端移動(dòng)

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

12.在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,
(1)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于B(選填“A“或“B”)端.
(2)曾糊涂同學(xué)將實(shí)物連接成如圖1所示電路,其中有一處連線錯(cuò)誤,請你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”并改正.
(3)將電路連接正確后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P,使定值電阻R兩端電壓為2V,電流表示數(shù)如圖2所示,為0.4A,則R的阻值為5Ω.
(4)琴琴正確連接電路后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),其原因可能是定值電阻斷路.

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

2.如圖所示,電源電壓不變,R1和R2是兩段長度相同、材料相同的電阻絲,R2=40Ω.閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,電流表的示數(shù)是0.2A;若再閉合S1,電流表的示數(shù)是0.6A,則電源電壓為16 V.開關(guān)都閉合時(shí),通過R1和R2的電流之比為1:2,電阻絲R2(選填“R1”或“R2”)的橫截面積較大.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

9.甲、乙兩位同學(xué)在探究串聯(lián)電路中電流的規(guī)律:
(1)甲同學(xué)剛接好最后一根導(dǎo)線,表的指針迅速達(dá)到最右端,乙同學(xué)立即切斷電源,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)在連接電路時(shí)沒有斷開開關(guān)且沒有試觸選擇電流表的量程;
(2)實(shí)驗(yàn)中乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表指針擺動(dòng)分別出現(xiàn)了如圖甲所示的兩種情況,請分析在使用電流表時(shí)存在問題的原因正負(fù)接線柱接反了,糾正的方法是:將正負(fù)接線柱上的導(dǎo)線對調(diào);
(3)甲和同組同學(xué)終于完成了探究串聯(lián)電路電流規(guī)律的正確連接,甲同學(xué)讀取電流表的示數(shù)后,感覺比其它實(shí)驗(yàn)小組的讀數(shù)大一些,于是他斷開開關(guān)又仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)電流表還有0.02A的讀數(shù),這時(shí)才意識(shí)到使用電流表之前還必須調(diào)零;
(4)丙同學(xué)所接電路圖如圖所示,閉合開關(guān)后,兩電流表指針偏轉(zhuǎn)情況如圖,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表A1指針偏轉(zhuǎn)較A2小,所以他認(rèn)為“串聯(lián)電路電流每流經(jīng)一個(gè)用電器,電流都會(huì)減弱一些”,請你指出造成他判斷錯(cuò)誤的原因:電流表量程選擇不同;
(5)甲選用規(guī)格完全相同的燈泡串聯(lián)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),乙選用規(guī)格不同的燈泡串聯(lián)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為乙的方案較好,理由是使結(jié)論更具有普遍性.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

6.如圖甲所示電路,滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從左端滑到右端的過程中,電壓表與電流表的示數(shù)呈圖乙所示的規(guī)律,計(jì)算
(1)可變電阻R2接入電路的阻值變化范圍是多少?
(2)電源電壓是多少?
(3)電阻R1的阻值是多少?

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

7.小明、小紅兩同學(xué)學(xué)習(xí)了電流、電壓和電阻知識(shí)后,發(fā)現(xiàn)電流與水管中的水流相似、電壓與水壓差相似,小明同學(xué)提出:導(dǎo)體對電流的阻礙作用可能與水管對水流阻礙作用相似,隨后小紅同學(xué)便提出:導(dǎo)體的電阻可能跟導(dǎo)體的長度、橫截面積有關(guān).
為了研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān),他們設(shè)計(jì)了如圖所示的  電路,且在常溫下選用手頭擁有的長度、橫截面積不同的鋁絲接入電路的MN兩點(diǎn)間,利用電流表和電壓表測量后計(jì)算出阻值,將數(shù)據(jù)記錄在表一、表二中.
表一  鋁絲 
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
長度l
(米)
橫截面積S
(毫米2
電阻R
(歐)
10.10.10.028
20.20.40.014
30.450.30.042
表二 鋁絲
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
長度l
(米)
橫截面積S
(毫米2
電阻R
(歐)
40.10.20.014
50.20.20.028
60.30.20.042
(1)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與4或2與5可得出的定性結(jié)論是:常溫下,鋁絲長度相同,鋁絲的橫截面積越小,電阻越大.
(2)分析比較表二(選填“表一”或“表二”)的相關(guān)數(shù)據(jù)可得出的定量結(jié)論是:常溫下,鋁絲橫截面積相同時(shí),鋁絲的電阻與長度成正比比(選填“正”或“反”).
(3)請進(jìn)一步綜合分析表一、表二的相關(guān)數(shù)據(jù),并歸納得出結(jié)論.
(a)分析比較(1與5)、(2與4)或(3與6)的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:常溫下,鋁絲長度與橫截面積的比值相同,電阻相同.
(b)進(jìn)一步分析比較(1與5)、(2與4)和(3與6)的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可得出的結(jié)論是:常溫下,鋁絲長度與橫截面積的比值不同,電阻不相同;鋁絲長度與橫截面積的比值越大,電阻越大.
(4)他們繼續(xù)分析表一和表二的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,發(fā)現(xiàn)無法得到導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系.為了進(jìn)一步探究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系,需添加的器材為導(dǎo)體乙和導(dǎo)體丙(選填“導(dǎo)體甲”、“導(dǎo)體乙”、“導(dǎo)體丙”).
器材:
導(dǎo)體甲:長度為0.2米、橫截面積為0.4毫米2的鎳鉻合金絲
導(dǎo)體乙:長度為0.2米、橫截面積為0.2毫米2的鋁絲
導(dǎo)體丙:長度為0.45米、橫截面積為0.3毫米2的康銅絲.

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