第十五章探究电路专题训练.docx
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第十五章探究电路专题训练
第十五章专题练习
一.运用欧姆定律进行计算和分析专题:
类型1分析电表示数变化
1.(淄博中考)如图1所示的电路,电源电压恒定,当开关S闭合时()
A.A示数变小,V示数变大B.A示数变大,V示数不变
C.A示数不变,V示数变小D.A示数不变,V示数变大
2.(滨州中考)如图2所示的电路,电源电压恒定,开关S1闭合,S2断
开.要使电压表和电流表的示数均增大,下列操作一定可行的是()
A.滑动变阻器的滑片P向右移B.滑动变阻器的滑片P向左移
C.滑动变阻器的滑片P不动,S1由闭合到
D.滑动变阻器的滑片P不动,S2由断开到闭合
3.(东营中考)某兴趣小组为了研究电子温控装置,将热敏电阻R1、
定值电阻R2以及电压表和电流表连入如图3所示电路,热敏电阻的
阻值随温度的升高而减小,闭合开关,当温度升高时,电压表和电流
表的示数变化情况是()
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表和电压表示数均变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
4.(成都中考)如图4所示电路中,闭合开关S后,
要使电流表示数增大,滑动变阻器的滑片P应
向_______端滑动,此过程中电压表示数将________.
5.(安顺中考)计算机鼠标装有传感器来监视鼠标的移动情况,
如图5是它的工作原理示意图.物体M在轨道上平行移时,可带
动与之相连的金属滑片P移动,通过电压表示数可反映物体
M移动的距离,当物体M向右移动时,电流表示数将________,
电压表示数将_______(填“变大”“不变”或“变小”).
类型2图像问题
6.(绥化中考)通过两电路元件A和B的电流与其两端电压的关系如
图5
图6,则元件A的电阻为Ω,将A和B串联后接在某一电路
中,已知电路中电流为0.2A,则电源电压为_______V.
7.(鄂州中考)如图7a所示的电路,电源电压保持不变.闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图7b所示,根据图像的信息可知:
(填“甲”或“乙”)是电压表V2示数变化的图像,电源电压为______V,电阻R1的阻值为______Ω.
类型3动态电路计算类
8.如图8所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变。
当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.3A;当S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.6A。
求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少?
图8
类型4极值型
9.给你一只标有“10Ω0.3A”的定值电阻和一只标有“30Ω0.6A”的滑动变阻器,在保证所有电路元件安全的前提下,若将它们串联接入电路,则:
(1)电路中允许通过的最大电流为多少?
(2)它们两端允许加的最大电压为多少?
10.如图9所示的电路中,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程
为0~3V,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,
电源电压为6V,开关S闭合后,在保证电流表、电压表不被烧坏的情
况下,滑动变阻器连入电路中的阻值范围为多少?
11.在如图10所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电流表连接“0~0.6A”量程,电压表连接“0~15V”量程.求:
(1)当电压表的示数为12V时,电流表的示数为0.5A,电阻R1的阻值。
(2)当电流表的示数为0.4A时,电压表的示数。
(3)为了保证电路的安全,滑动变阻器允许接入的最大阻值和最小阻值。
类型5综合提升
12.(陕西中考)在图11甲所示电路中,电源电压恒为12V,滑动变阻器铭牌上标有“100Ω0.5A”字样,图乙为R1的I-U图像,R1的阻值为_________,当电路中的电流为0.2A时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为_______,为了不损坏滑动变阻器R2,接入电路的阻值应不小于________。
13.如图12所示,电源电压为6V,并保持不变,则:
(1)当S1、S2闭合,S3断开时,电流表示数为0.5A,则R1的电阻值为多少?
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V.则R2的电阻值为多少?
(3)如果只闭合S3,电压表示数是多少?
14.(天津中考)小红用如图13电路测量未知电阻R2的阻值.实验
时,闭合S、S1,电压表的示数是12V:
闭合S、断开S1,
电压表的示数是8V.已知电阻R1为40Ω,电源电压保持不变,
求被测电阻R2的阻值.
图13
15.
(鄂州中考)小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力,设计了一个实验装置,如图14甲所示.电源电压保持3V不变,电流表量程为0~1A,电阻不计,粗细均匀的电阻丝MN全长12cm,总电阻为9Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比.水平光滑杆AB上套有弹簧,弹力与其伸长量x的关系如图乙所示,弹簧左端固定,右端连接有滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连.滑片与电阻丝始终保持良好接触,水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝左端相接触,此时电流表满偏.测量时,滑块稳定后,小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小.
(1)电阻R0的阻值为多少?
(2)当电流表读数为0.5A时,物体所受的冲击
力大小为多少?
16.如图15甲是水果自动筛选装置,它能将质量小于一定标准的水果自动剔除,其原理如下:
传送带上的水果经过检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当UAB<3V时,机械装置启动,将质量不达标的小水果推出传送带,实现自动筛选功能.已知:
电源电压为12V,R0=20Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图丙所示.求:
(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流是多大?
(2)该装置能够剔除质量小于多少千克的水果?
图15
(3)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的.请你对电路进行改进,使该装置能够方便地改设不同的筛选标准.
17.(2015内江)如图16甲所示,在2015年某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试.在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损.从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示.电源的电压=24V,定值电阻R0=10Ω.求:
(1)在重物下落的过程中,压力传感器的电阻是多少?
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?
二.电路故障分析专题:
题型一:
家庭电路故障分析
18.(2017烟台)如图17是小明家的部分电路,他将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热水壶突然停止工作,但电灯仍正常发光,拔出电饭煲的插头,电热水壶仍不能工作,用试电笔分别测试插座的左、右孔,氖管均发光.若电路中只有一处故障,则( )
A.电热水壶所在电路的b、c间断路B.插座的接地线断路
C.电路的c、d间导线断路D.电路的a、b间导线断路
19.(2017西宁)小明晚上做功课,把台灯插头插在书桌边的插座上,闭合台灯开关,发现台灯不亮。
为了找出故障原因,小明把台灯插头插入其他插座,发现台灯能正常发光,用测电笔插入书桌边的插座孔进行检查,发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光。
故障原因可能是( )
A.进户线火线上的熔丝烧断B.进户线零线断了
C.书桌边的插座与零线断开D.书桌边的插座与火线断开
图18
图17
20.(2017自贡)电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图18所示。
当S闭合后,再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时,可能出现以下三种情况,试判断(选填:
“短路”、“断路”或“正常”):
(1)L0不亮,说明该支路______________。
(2)L0正常发光,说明该支路______________。
(3)L0发光呈暗红色,说明该支路_____________。
题型二:
串联电路故障分析
21.如图19所示,用铅笔芯做成一个滑动变阻器接入电路,
电源电压不变,闭合电键,移动右端的铜环电路正常工
作。
过了一会儿,小灯泡熄灭,电压表有示数,故障只
发生在灯或铅笔芯上,则该电路中出现的故障是()
A.可能是铅笔芯断路B.可能是铅笔芯短路
C.可能是灯断路D.一定是灯短路
2
图18
2.在图20所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S,
电路正常工作。
一段时间后,发现电表的示数发生了变化,
已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,则
下列判断中正确的是()
A.若电压表V示数变小,一定是电阻R1短路
B.若电流表A示数变小,一定是电阻R2断路
C.若电压表V与电流表A示数的比值不变,一定是电阻R2短路
D.若电压表V与电流表A示数的比值不变,一定是电阻R1断路
23.如图21所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S,
电路正常工作。
过了一会儿,两个电表中有一个电表的示数变
小,且电路中只有灯与电阻中的一个有故障,则下列断中正确
的是()
A.可能灯短路B.可能灯断路
C.可能电阻R短路D.一定电阻R断路
题型三:
并联电路故障分析
24.在图22所示的电路中,电源电压保持不变。
电键S由断开到
闭合,三个电表的示数均不发生变化,若电路故障只发生在灯
L1或L2处,则一定是()
A.灯L1断路B.灯L1短路C.灯L2断路D.灯L2短路。
练习
25.如图23所示的电路中,电源电压为3伏。
当开关S闭合时,
却只有一只灯泡发光,若故障只发生在两只灯泡上,
则下列判断正确的是()
A.若电压表示数为3伏,则灯Ll短路
B.若电压表示数为3伏,则灯L2短路
C.若电压表示数为0伏,则灯Ll断路
D.若电压表示数为0伏,则灯L2断路
26.在如图24所示的电路中,电源电压保持不变。
当电键S
闭合后,电路正常工作,一会儿后,灯L熄灭,电压表V
的示数发生变化。
若电路故障只发生在电阻R或小灯L上,
则故障是()
A.当电压表V的示数变大时,一定是小灯L断路
B.当电压表V的示数变大时,一定是电阻R断路
C.当电压表V的示数变小时,一定是小灯L短路
D.当电压表V的示数变小时,一定是电阻R短路
2
图18
7.在图25所示的电路中,电源电压保持不变。
由于电阻R
或灯L可能出现了故障,电键S闭合前后,两电表指针所
在位置都不变,下列判断中正确的是()
A.若灯L不发光,则只有电阻R短路
B.若灯L不发光,则只有电阻R断路
C.若灯L发光,则只有电阻R短路
D.若灯L发光,则只有电阻R断路
2
图18
8.在图26所示的电路中,电源电压不变。
闭合开关S,电路
正常工作。
过了一会儿,两个电表中只有一个电表的示数变
大。
已知除灯L和电阻R外,电路中其它各处均完好,则()
A.若电压表示数变大,可能是L短路
B.若电流表示数变大,可能是L短路
C.若电压表示数变大,一定是R断路
D.若电流表示数变大,一定是R断路
2
图18
9.在图27所示的电路中,闭合开关S,发现一只电表的
示数明显变小,而另一只电表的示数明显变大,则()
A.可能是灯L断路
B.一定是灯L短路
C.可能是滑动变阻器R断路
D.一定是滑动变阻器R短路
6.在如图6所示的电路中,电源电压为6V且不变。
闭合电键S,两个电压表均有示数,将滑动变阻器的滑片向右移动过程中,电压表V2的示数突然变大。
已知电路中各处均接触良好,除滑动变阻器和灯外,其他元件均完好。
(1)若电路中只有一处出现故障,请判断故障可能是________。
(选填“R断路”、“R短路”、“L断路”或“L短路”)
(2)若
(1)小题判断正确,如果再给你一个电流表和电压表V3,当电流表串联接入电路后,闭合电键,电流表____________(选填“有示数”或“无示数”),此时,电压表V3接在R两端,V3的示数为__________V,电压表V2的示数为_____________V。
7.在如图7所示的电路中,电源电压不变。
闭合电键S,电路正常工作。
一段时间后,发现其中有一个灯泡熄灭,而此时电压表的示数与电流表的示数的比值
不变,则下列说法可能的是()
A.灯L1熄灭
B.灯L1亮度不变
C.灯L2熄灭
D.灯L2更亮
8.在如图8所示的电路中,电阻R1˃R2。
闭合电键S,电流表A的示数为I1,电压表V的示数为U1。
一段时间后,电流表A的示数为I2,且I2则发生此现象的原因可能是()
A.R1断路
B.R2断路
C.R1短路
D.R2短路
Ⅳ.课后练习
1、如图所示,电源电压保持不变。
当电键S闭合后,电路正常工作,一会儿后灯L熄灭,电压表V的示数发生变化。
若电路故障只发生在电阻R或小灯L上,则故障是()
A、当电压表V的示数变大时,一定是小灯L断路
B、当电压表V的示数变大时,一定是电阻R断路
C、当电压表V的示数变小时,一定是小灯L短路
D、当电压表V的示数变小时,一定是电阻R短路
【答案】A
2、如图所示,闭合电键S,电路正常工作,一段时间后灯L熄灭,电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。
现将一完好的电压表并联在灯L两端()
A、若电压表有示数,则一定是灯L断路
B、若电压表有示数,则可能是电阻R短路
C、若电压表无示数,则一定是灯L短路
D、若电压表无示数,则一定是电阻R断路
【答案】A
3、如图所示,电源电压保持不变。
闭合电键S,电路正常工作。
一段时间后,三个电表中只有一个电表的示数变大。
若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2处,则下列判断中正确的是()
A、若电压表V1示数变大,则电阻R1短路
B、若电压表V1示数变大,则电阻R2短路
C、若电压表V2示数变大,则电阻R1断路
D、若电压表V2示数变大,则电阻R2断路
【答案】D
4、如图所示,电源电压保持不变。
闭合电键S,电路正常工作。
一段时间后,发现三个电表中只有一个电表的示数发生了变化。
若电路故障只发生在灯L1或L2上,则()
A、电流表A1与电流表A2示数的差值可能不变
B、电压表V与电流表A1示数的比值一定不变
C、电流表A1的示数可能发生了变化
D、电流表A2的示数一定发生了变化
【答案】C
5、如图是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图,当电键闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,电流表有示数电压表无示数。
则故障原因可能是()
A、L1断路B、L1短路
C、L2断路D、L2短路
【答案】D
6、如图所示,电源电压保持不变。
当电键S闭合后,电压表V的示数始终为电源电压。
若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R或灯泡L处,则在下列方法中,不能直接判断出故障的是()
A、在电路中串联一个完好的电流表
B、用一个完好的电流表替换灯泡L
C、用一个完好的小灯泡替换灯泡L
D、用一根完好的导线替换灯泡L
【答案】D
7、如图所示,闭合电键S,发现灯不亮。
若故障只发生在电阻R或灯L上,则用电压表对电路进行检查,下列正确的是()
A、电压表接ab时,闭合电键S,若电压表有示数,说明灯L断路
B、电压表接cd时,闭合电键S,若电压表没有示数,说明R短路
C、电压表接bd时,闭合电键S,若电压表没有示数,说明电阻R断路
D、电压表接ac时,闭合电键S,若电压表有示数,说明灯L短路
【答案】A
8、如图所示,电源电压保持不变,当电键S闭合后,发现灯不发光。
已知电路中只有一处故障,且只发生在L或R上,则()
A、用电压表并联在L两端,发现电压表无示数,故障一定是L短路
B、用电压表并联在L两端,发现电压表有示数,故障一定是L断路
C、用电压表并联在R两端,发现电压表无示数,故障一定是R短路
D、用电压表并联在R两端,发现电压表有示数,故障一定是R断路
【答案】B
9、如图所示,电源电压恒定不变,闭合电键S发现小灯L不亮,若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,为检测故障所在,下列做法和判断正确的是()
A、用电压表并在灯L两端,电压表无示数,则灯L一定短路
B、用电压表并在电阻R两端,电压表无示数,则电阻R可能短路
C、用一个检测小灯L′并联在电阻R两端,若灯L′亮,则灯L一定短路
D、用一个检测小灯L′并联在电阻R两端,若灯L′不亮,则灯L一定断路
【答案】D
10、如图所示,电源电压保持不变。
闭合电键S,电路正常工作,一段时间后,灯熄灭,且只有一只电表的示数变大。
若电路中只发生一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,将两个用电器位置对换后,下列判断正确的是()
A、两电表的指针均无偏转,则L短路
B、两电表的指针均无偏转,则R短路
C、两电表的指针均发生偏转,则L短路
D、两电表的指针均发生偏转,则R短路
【答案】C
11、如图所示,闭合电键S,灯L亮,一段时间后灯L熄灭。
已知电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,则下列判断正确的是()
A、将电流表串联在电路中,若电流表无示数,则一定是灯L断路
B、将电流表串联在电路中,若电流表有示数,则一定是灯L短路
C、将电压表并联在灯L两端,若电压表有示数,则一定是电阻R短路
D、将电压表并联在灯L两端,若电压表无示数,则一定是电阻R断路
【答案】B
12、如图所示,电源电压不变,闭合电键S,电路正常工作。
一段时间后,灯熄灭,且只有一只电表示数变大,若灯和电阻只有一处发生故障,则()
A、电流表示数变大,小灯L可能断路
B、电流表示数变大,电阻R可能短路
C、电压表示数变大,小灯L可能短路
D、电压表示数变大,电阻R一定断路
【答案】D
答案:
1.B2.A3.C4.C
5.A6.
(1)R短路;
(2)有示数;0;6。
或
(1)L断路;
(2)无示数;0;6
7.A8.B
参考答案
1.B2.D3.D4.右增大5.不变变大6.537.乙6208.
(1)当开关S断开时,电阻R1和R2串联,则:
电路中的总电阻R=R1+R2=30Ω+30Ω=60Ω电路中的电流I=U/R=6V/60Ω=0.1A电阻R2两端的电压U2=IR2=0.1A×30Ω=3V.
(2)当开关S闭合时,电阻R2被短路,则电流表的示数I=U/R1=6V/30Ω=0.2A电阻R2两端电压为0.9.
(1)当S1、S2断开,S3闭合时,等效电路图如图甲所示,电源电压U=I1R1=0.45A×20Ω=9V.
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,等效电路图如图乙所示,通过R2的电流I2=I-I1=0.75A-0.45A=0.3A,电阻R2=U/I2=9V/0.3A=30Ω.(3)S2、S3断开,S1闭合时,等效电路图如图丙所示,电路中的电流I=U/R=9V/(20Ω+30Ω)=0.18A,电阻R1两端的电压U1=IR1=0.18A×20Ω=3.6V.
10.
(1)电路中允许通过的最大电流为0.3A
(2)电路两端的最大电压U=IR=0.3A×(10Ω+30Ω)=12V.11.为了防止电流表被烧坏,则有U/(R1+R2)=6V/(10Ω+R2)≤0.6A,则R2≥0;为了防止电压表被烧坏,则有UR1/(R1+R2)=6V×10Ω/(10Ω+R2)≤3V,则R2≥10Ω,故滑动变阻器连入电路中的阻值范围为10~50Ω.12.
(1)电阻R1两端的电压为U1=U-U2=18V-12V=6V,R1=
=
=12Ω.
(2)电阻R1两端的电压为U1′=I′R1=0.4A×12Ω=4.8V,此时电压表的示数为U2′=U-U1′=18V-4.8V=13.2V.(3)当电流表的示数为0.6A时滑动变阻器接入电路的电阻最小,电路中的总电阻为R=
=
=30Ω变阻器接入的电阻为R小=R-R1=30Ω-12Ω=18Ω当电压表的示数为15V时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流为I′=
=
=0.25A,变阻器接入的电阻为R大=
=
=60Ω13.B14.减小增大15.20Ω40Ω4Ω16.
(1)当S1、S2闭合,S3断开时,电阻R2短路,电阻R1接在电源上,则R1=U/I1=6V/0.5A=12Ω.
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电阻R1和R2串联,则电路中的电流I=U1/R1=(6V-4V)/12Ω=(1/6)A,电阻R2=U2/I=4V/(1/6)A=24Ω.(3)如果只闭合S3,电阻R1断路,电阻R2接在电源上,故电压表的示数为6V.17.
(1)当S1、S2闭合时,电阻R1被短路,电阻R2与灯泡L并联,通过灯泡的电流IL=UL/RL=6V/12Ω=0.5A通过电阻R2的电流IR2=I1-IL=0.9A-0.5A=0.4A电阻R2=UR2/IR2=6V/0.4A=15Ω;
(2)当S1、S2都断开时,电阻R2被断路,电阻R1与灯泡L串联,电路中电流I2=U/(R1+RL)=6V/(18Ω+12Ω)=0.2A灯泡两端电压为UL=I2RL=0.2A×12Ω=2.4V.18.当闭合S、S1时,R2处于短路状态,电路中只有R1,电压表测电源的电压,电源的电压U=12V,当闭合S、断开S1时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得,电路中的电流:
I=I2=I1=
=
=0.2A又串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压U2=U-U1=12V-8V=4V,则根据欧姆定律可得,R2=
=
=20Ω19.
(1)电流表满偏时,电流I=1A由I=
可得,R0=
=
=3Ω
(2)电流为I′=0.5A时,电阻丝电阻R=
-R0=
-3Ω=3Ω因为粗细均匀的电阻丝MN全长12cm,总电阻为9Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比.所以接入电路的长度为4cm,由图乙知:
F=Kx,K=4N/cm,x=4cm.则F=4N/cm×4cm=16N20.
(1)当检测点上没有水果时,R1=100ΩR=R1+R0=100Ω+20Ω=120ΩI=
=
=0.1A
(2)当U0=3V时,I1=I0=
=
=0.15AU1=U-U0=12V-3V=9VR1=
=
=60Ω查图表得F=G=1Nm=
=
=0.1kg所以该装置能够剔除质量小于0.1kg的水果.(3)将R0改为可调电阻,如滑动变阻器、电阻箱,也可将变阻器与电流表串联连入电路,方便调节时观测.