6 小明根据所学的电路知识设计了以下四个体重计原理图,其中可行的是 (
C
)答案
C
解析
【分析】要判断体重计原理图是否可行,需依据电流表、电压表的正确使用规则,以及滑动变阻器改变电路电阻从而改变电表示数的原理分析:电流表需串联在电路中,电压表需并联在被测电路两端,且电路需为通路,电表示数能随体重变化(滑动变阻器阻值变化)而改变,以此判断各选项是否符合要求。
【解析】逐一分析各选项:
1. 选项A:电压表并联在电源两端,无论滑动变阻器滑片如何移动,电压表示数始终等于电源电压,无法随体重变化改变示数,不能反映体重,不可行。
2. 选项B:电压表串联在电路中,由于电压表内阻极大,电路中电流几乎为零,电表示数几乎不变,无法反映体重变化,不可行。
3. 选项C:电流表串联在电路中,定值电阻$R_0$与滑动变阻器$R$串联。当体重增加时,滑片下移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路电流增大,电流表示数增大,能对应反映体重大小,可行。
4. 选项D:电流表并联在电路中,会造成电源短路,烧坏电流表和电源,不可行。
【答案】C
【知识点】欧姆定律、电流表使用、电压表使用
【点评】本题考查基础电路的设计应用,需掌握电表的正确使用方法,结合滑动变阻器的变阻原理分析电表示数变化,属于常见的电路分析题型。
【难度系数】0.5
【解析】逐一分析各选项:
1. 选项A:电压表并联在电源两端,无论滑动变阻器滑片如何移动,电压表示数始终等于电源电压,无法随体重变化改变示数,不能反映体重,不可行。
2. 选项B:电压表串联在电路中,由于电压表内阻极大,电路中电流几乎为零,电表示数几乎不变,无法反映体重变化,不可行。
3. 选项C:电流表串联在电路中,定值电阻$R_0$与滑动变阻器$R$串联。当体重增加时,滑片下移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路电流增大,电流表示数增大,能对应反映体重大小,可行。
4. 选项D:电流表并联在电路中,会造成电源短路,烧坏电流表和电源,不可行。
【答案】C
【知识点】欧姆定律、电流表使用、电压表使用
【点评】本题考查基础电路的设计应用,需掌握电表的正确使用方法,结合滑动变阻器的变阻原理分析电表示数变化,属于常见的电路分析题型。
【难度系数】0.5
7 某调光台灯用到的电位器的结构图如图所示。
(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的
(2)若只将b、c接线柱接入电路,顺时针转动旋钮时,调光台灯的灯泡会
A. 变亮 B. 变暗

(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的
长度
来改变接入电路中的电阻值,从而改变灯泡的亮度。(2)若只将b、c接线柱接入电路,顺时针转动旋钮时,调光台灯的灯泡会
A
。A. 变亮 B. 变暗
答案
(1) 长度 (2) A
解析
【分析】
首先,电位器属于滑动变阻器的一种,其工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,进而改变电路电流,影响灯泡亮度。对于第二问,需明确接入b、c接线柱时,接入电路的是滑片到c端的电阻丝;顺时针转动旋钮时,滑片向c端移动,接入的电阻丝长度变化会导致电阻变化,再结合欧姆定律分析电流和灯泡亮度的变化。
【解析】
(1)电位器的核心是滑动变阻器,滑动变阻器的工作原理是改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,因此电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度改变电阻,从而改变灯泡亮度。
(2)若只将b、c接线柱接入电路,接入电路的电阻丝是滑片到c端的部分;顺时针转动旋钮时,滑片向c端移动,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,根据欧姆定律,电路中电流增大,灯泡的实际功率变大,因此灯泡变亮,故选A。
【答案】
(1) 长度 (2) A
【知识点】
滑动变阻器原理、电阻与电流的关系
【点评】
本题考查电位器的工作原理,属于基础题,关键是明确接入电路的电阻丝部分,判断旋钮转动时电阻的变化,进而分析灯泡亮度变化,难度适中。
【难度系数】
0.7
首先,电位器属于滑动变阻器的一种,其工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,进而改变电路电流,影响灯泡亮度。对于第二问,需明确接入b、c接线柱时,接入电路的是滑片到c端的电阻丝;顺时针转动旋钮时,滑片向c端移动,接入的电阻丝长度变化会导致电阻变化,再结合欧姆定律分析电流和灯泡亮度的变化。
【解析】
(1)电位器的核心是滑动变阻器,滑动变阻器的工作原理是改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,因此电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度改变电阻,从而改变灯泡亮度。
(2)若只将b、c接线柱接入电路,接入电路的电阻丝是滑片到c端的部分;顺时针转动旋钮时,滑片向c端移动,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,根据欧姆定律,电路中电流增大,灯泡的实际功率变大,因此灯泡变亮,故选A。
【答案】
(1) 长度 (2) A
【知识点】
滑动变阻器原理、电阻与电流的关系
【点评】
本题考查电位器的工作原理,属于基础题,关键是明确接入电路的电阻丝部分,判断旋钮转动时电阻的变化,进而分析灯泡亮度变化,难度适中。
【难度系数】
0.7
8 一根粗细均匀的铜丝,其电阻为R,如果把它截为长度相等的几段,每段电阻为$R_1$,则$R_1$
<
$R$;若将几根这样的铜丝拧在一起,其电阻为$R_2$,则$R_2$<
$R$。(均选填“>”“=”或“<”)答案
< <
解析
【分析】
要判断电阻的大小变化,需依据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为导体电阻率,与材料有关;$L$为导体长度;$S$为导体横截面积)分析:
1. 铜丝截为等长几段时,材料不变($\rho$不变)、横截面积$S$不变,每段长度$L$缩短,根据电阻与长度成正比,可判断每段电阻与原电阻的关系;
2. 几根铜丝拧在一起时,材料不变($\rho$不变)、总长度$L$不变,横截面积$S$增大,根据电阻与横截面积成反比,可判断总电阻与原电阻的关系。
【解析】
根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$:
1. 原铜丝电阻$R=\rho\frac{L}{S}$,截为$n$段后,每段长度为$\frac{L}{n}$,横截面积仍为$S$,则每段电阻$R_1=\rho\frac{\frac{L}{n}}{S}=\frac{R}{n}$,因$n≥2$,故$R_1<R$;
2. 几根铜丝拧在一起时,总横截面积为$nS$,总长度仍为$L$,则总电阻$R_2=\rho\frac{L}{nS}=\frac{R}{n}$,故$R_2<R$。
【答案】< <
【知识点】电阻定律、影响电阻的因素
【点评】本题考查电阻定律的基础应用,核心是理解电阻与长度、横截面积的比例关系,属于常规基础题,只要掌握电阻定律即可正确解答。
【难度系数】0.8
要判断电阻的大小变化,需依据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为导体电阻率,与材料有关;$L$为导体长度;$S$为导体横截面积)分析:
1. 铜丝截为等长几段时,材料不变($\rho$不变)、横截面积$S$不变,每段长度$L$缩短,根据电阻与长度成正比,可判断每段电阻与原电阻的关系;
2. 几根铜丝拧在一起时,材料不变($\rho$不变)、总长度$L$不变,横截面积$S$增大,根据电阻与横截面积成反比,可判断总电阻与原电阻的关系。
【解析】
根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$:
1. 原铜丝电阻$R=\rho\frac{L}{S}$,截为$n$段后,每段长度为$\frac{L}{n}$,横截面积仍为$S$,则每段电阻$R_1=\rho\frac{\frac{L}{n}}{S}=\frac{R}{n}$,因$n≥2$,故$R_1<R$;
2. 几根铜丝拧在一起时,总横截面积为$nS$,总长度仍为$L$,则总电阻$R_2=\rho\frac{L}{nS}=\frac{R}{n}$,故$R_2<R$。
【答案】< <
【知识点】电阻定律、影响电阻的因素
【点评】本题考查电阻定律的基础应用,核心是理解电阻与长度、横截面积的比例关系,属于常规基础题,只要掌握电阻定律即可正确解答。
【难度系数】0.8
9 我们可以将电路中多个电阻的阻碍作用看成一个电阻的作用,该电阻称为总电阻。
(1)在如图(a)所示电路中,当开关S断开时,若将滑片P向右移动,则总电阻将
(2)在如图(a)所示电路中,若将开关S闭合,则总电阻
(3)在如图(b)所示电路中,若将开关S闭合,则总电阻

(1)在如图(a)所示电路中,当开关S断开时,若将滑片P向右移动,则总电阻将
变大
,其原因是总电阻接入电路的电阻丝长度变大
。(均选填“变大”“变小”或“不变”)(2)在如图(a)所示电路中,若将开关S闭合,则总电阻
变小
,其原因是总电阻接入电路的电阻丝长度变小
。(均选填“变大”“变小”或“不变”)(3)在如图(b)所示电路中,若将开关S闭合,则总电阻
变小
,其原因是总电阻接入电路的电阻丝横截面积变大
。答案
(1) 变大 变大 (2) 变小 变小 (3) 变小 总电阻接入电路的电阻丝横截面积变大
解析
【分析】
本题需先明确各电路的结构,结合滑动变阻器的工作原理、串并联电路总电阻的特点分析:
(1)图(a)开关S断开时,R₁与滑动变阻器R₂串联,总电阻为两电阻之和,滑动变阻器接入电阻由接入的电阻丝长度决定,滑片移动会改变接入长度,进而影响总电阻;
(2)图(a)开关S闭合时,滑动变阻器R₂被短路,电路仅R₁接入,总电阻变化;
(3)图(b)开关S闭合时,R₁与R₂并联,并联电路总电阻小于任一分电阻,需结合导体电阻与横截面积的关系分析原因。
【解析】
(1)图(a)开关S断开时,R₁与滑动变阻器R₂串联,总电阻R总=R₁+R₂。滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,接入电阻变大,因此总电阻变大;
(2)图(a)开关S闭合时,滑动变阻器R₂被导线短路,电流不经过R₂,电路中只有R₁接入,总电阻比原来的R₁+R₂小,所以总电阻变小,原因是滑动变阻器接入的电阻丝被短路,相当于接入的电阻丝长度变小;
(3)图(b)开关S闭合时,R₁与R₂并联,根据并联电路总电阻的规律,并联电阻的总电阻小于任一分电阻,因此总电阻变小,原因是导体并联相当于增大了导体的横截面积,横截面积越大,电阻越小。
【答案】
(1) 变大 变大 (2) 变小 变小 (3) 变小 总电阻接入电路的电阻丝横截面积变大
【知识点】
串联电路总电阻、滑动变阻器原理、并联电路总电阻
【点评】
本题考查电路总电阻的影响因素,需准确分析开关通断时的电路结构,结合滑动变阻器的工作原理和串并联电路总电阻的特点判断,区分短路、串联、并联对总电阻的影响是解题关键。
【难度系数】
0.5
本题需先明确各电路的结构,结合滑动变阻器的工作原理、串并联电路总电阻的特点分析:
(1)图(a)开关S断开时,R₁与滑动变阻器R₂串联,总电阻为两电阻之和,滑动变阻器接入电阻由接入的电阻丝长度决定,滑片移动会改变接入长度,进而影响总电阻;
(2)图(a)开关S闭合时,滑动变阻器R₂被短路,电路仅R₁接入,总电阻变化;
(3)图(b)开关S闭合时,R₁与R₂并联,并联电路总电阻小于任一分电阻,需结合导体电阻与横截面积的关系分析原因。
【解析】
(1)图(a)开关S断开时,R₁与滑动变阻器R₂串联,总电阻R总=R₁+R₂。滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,接入电阻变大,因此总电阻变大;
(2)图(a)开关S闭合时,滑动变阻器R₂被导线短路,电流不经过R₂,电路中只有R₁接入,总电阻比原来的R₁+R₂小,所以总电阻变小,原因是滑动变阻器接入的电阻丝被短路,相当于接入的电阻丝长度变小;
(3)图(b)开关S闭合时,R₁与R₂并联,根据并联电路总电阻的规律,并联电阻的总电阻小于任一分电阻,因此总电阻变小,原因是导体并联相当于增大了导体的横截面积,横截面积越大,电阻越小。
【答案】
(1) 变大 变大 (2) 变小 变小 (3) 变小 总电阻接入电路的电阻丝横截面积变大
【知识点】
串联电路总电阻、滑动变阻器原理、并联电路总电阻
【点评】
本题考查电路总电阻的影响因素,需准确分析开关通断时的电路结构,结合滑动变阻器的工作原理和串并联电路总电阻的特点判断,区分短路、串联、并联对总电阻的影响是解题关键。
【难度系数】
0.5
10 种植农作物的温室大棚中常用湿敏电阻监测和控制内部的空气湿度。如图所示为测量空气相对湿度的电路图,其由电源、电压表、开关、定值电阻和湿敏电阻连接而成,其中电源电压恒定不变,湿敏电阻的阻值随空气相对湿度变化的关系如下表中数据所示。


(1)由表格中的数据可知:相对湿度越大,湿敏电阻的阻值
(2)若空气相对湿度变大,电压表示数也随之变大,则图(a)所示的电路中,
(1)由表格中的数据可知:相对湿度越大,湿敏电阻的阻值
越小
。(2)若空气相对湿度变大,电压表示数也随之变大,则图(a)所示的电路中,
$R_2$
(选填“R₁”或“R₂”)是湿敏电阻,理由是:由表中数据可知,若空气相对湿度变大,则湿敏电阻阻值变小。在串联电路中,电源电压不变,定值电阻不变,另一电阻变小,电路中的电流变大,定值电阻两端电压变大,而湿敏电阻两端电压$U_湿 =U-U_定$,变小,故电压表并联在定值电阻两端
。答案
(1) 越小 (2) $R_2$ 由表中数据可知,若空气相对湿度变大,则湿敏电阻阻值变小。在串联电路中,电源电压不变,定值电阻不变,另一电阻变小,电路中的电流变大,定值电阻两端电压变大,而湿敏电阻两端电压$U_湿 =U-U_定$,变小,故电压表并联在定值电阻两端
解析
【分析】
本题分为两小问,第一问需直接观察表格中相对湿度与湿敏电阻阻值的对应关系,总结规律;第二问需结合串联电路特点和欧姆定律,分析电阻变化对电路电流、电压的影响,判断湿敏电阻。
【解析】
(1)观察表格数据:相对湿度为30%时湿敏电阻阻值200Ω,50%时150Ω,70%时100Ω,90%时50Ω,可见相对湿度越大,湿敏电阻阻值越小。
(2)图(a)中R₁与R₂串联,电源电压恒定。当相对湿度变大,湿敏电阻阻值变小,总电阻变小,由欧姆定律I=U/R总可知电路电流变大。若电压表示数变大,根据U定=IR定,定值电阻两端电压随电流增大而变大,说明电压表测定值电阻电压,因此湿敏电阻是R₂(若R₁为湿敏电阻,电压表测R₁的电压U湿=U-U定,U定变大则U湿变小,不符合电压表示数变大的条件)。
【答案】
(1) 越小 (2) $R_2$ 由表中数据可知,若空气相对湿度变大,则湿敏电阻阻值变小。在串联电路中,电源电压不变,定值电阻不变,另一电阻变小,电路中的电流变大,定值电阻两端电压变大,而湿敏电阻两端电压$U_湿 =U-U_定$,变小,故电压表并联在定值电阻两端。
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压规律、湿敏电阻特性
【点评】
本题结合湿敏电阻特性与串联电路动态分析,考查欧姆定律和串联规律的应用,属于基础电路分析题,需理清电阻变化对电流、电压的影响。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问,第一问需直接观察表格中相对湿度与湿敏电阻阻值的对应关系,总结规律;第二问需结合串联电路特点和欧姆定律,分析电阻变化对电路电流、电压的影响,判断湿敏电阻。
【解析】
(1)观察表格数据:相对湿度为30%时湿敏电阻阻值200Ω,50%时150Ω,70%时100Ω,90%时50Ω,可见相对湿度越大,湿敏电阻阻值越小。
(2)图(a)中R₁与R₂串联,电源电压恒定。当相对湿度变大,湿敏电阻阻值变小,总电阻变小,由欧姆定律I=U/R总可知电路电流变大。若电压表示数变大,根据U定=IR定,定值电阻两端电压随电流增大而变大,说明电压表测定值电阻电压,因此湿敏电阻是R₂(若R₁为湿敏电阻,电压表测R₁的电压U湿=U-U定,U定变大则U湿变小,不符合电压表示数变大的条件)。
【答案】
(1) 越小 (2) $R_2$ 由表中数据可知,若空气相对湿度变大,则湿敏电阻阻值变小。在串联电路中,电源电压不变,定值电阻不变,另一电阻变小,电路中的电流变大,定值电阻两端电压变大,而湿敏电阻两端电压$U_湿 =U-U_定$,变小,故电压表并联在定值电阻两端。
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压规律、湿敏电阻特性
【点评】
本题结合湿敏电阻特性与串联电路动态分析,考查欧姆定律和串联规律的应用,属于基础电路分析题,需理清电阻变化对电流、电压的影响。
【难度系数】
0.6
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