某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持2V不变
C.将Rx从10Ω换成15Ω后,应将滑片P向右移
D.滑动变阻器阻值变化范围为1~15Ω
C
【详解】
A.更换5个定值电阻,而图乙是关于电流和电阻的图像,那么该同学研究的是电流和电阻的关系,A错误;
B.从图乙可以看到,当电阻是5Ω时,电流是0.5A,那么Rx两端的电压是
即实验中电压表的示数保持2.5V不变,B错误;
C.将Rx从10Ω换成15Ω后,电阻值变大,根据串联电路的分压原理可知,为了保持Rx电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值也应该变大,应将滑片P向右移,C正确;
D.实验中电压表的示数保持2.5V不变,那么滑动变阻器两端的电压是0.5V,串联电路电流处处相等,流过变阻器最小的电流是0.1A,最大是0.5A,那么滑动变阻器阻值最小
最大
滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω,D错误。
故选C。
小明用如图所示的电路进行实验,R0为定值电阻,闭合开关S后,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表的示数变化范围是0.5~2A,电压表的示数变化范围是4~10V.则下列结论正确的是
A.定值电阻R0的阻值为5Ω
B.变阻器连入电路的电阻变化范围2~20Ω
C.电源电压为15V
D.电路总电流的变化范围为0.5~1.25A
B
【详解】
由电路图可知,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流.因滑动变阻器接入电路的阻值越大,滑动变阻器两端电压越大,电路电流越小,所以,当电压表示数=10V时,电路电流I=0.5A;当电压表示数=4V时,电路电流I′=2A,由I=可得,滑动变阻器接入电路的电阻分别为:
===20Ω,===2Ω,则变阻器连入电路中的阻值变化范围为2Ω∼20Ω,故B正确;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,所以,电源的电压:
U=I(+)=I′(+),即0.5A×(+20Ω)=2A×(+2Ω),解得:=4Ω,故A错误;电源的电压U=I+)=0.5A×(4Ω+20Ω)=12V,故C错误;由题意可知,电流的变化范围是0.5.故选B.
【点睛】
由电路图可知,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,滑动变阻器两端电压变大,电路电流减小,据此根据题意求出滑动变阻器两端电压与对应的电流,由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,然后求出滑动变阻器接入电路的阻值范围;根据电阻的串联和欧姆定律分别表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出定值电阻的阻值,进一步求出电源的电压,最后根据P=UI求出电路消耗的总功率的变化范围.
在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
B
【详解】
A.由图可知,导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比,故A错误;
B.由图可知,这个不变的电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V;
电源至少选用两节新干电池(3V),故B正确;
C.换用2Ω电阻做实验时,控制电阻的电压不变,故不需要更换电压表量程,故C错误;
D.多次实验是为了得出普遍性的规律,故D错误.
下列说法正确的是
A.当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值也随着改变
B.用不同的导体研究电流和电压的关系,得到的结论不一样
C.相同的电压加在电阻不同的导体两端,电流一定相同
D.同一导体,两端电压越大,通过电流也越大
D
【详解】
在研究电流与电压的实验中,对同一导体,改变加在两端的电压,发现通过的电流也随之改变,但电压与电流的比值不变,换其他导体,也能得出同样结论。
故选D。
【点睛】
导体的电阻取决于导体的长度、横截面积和材料,而与加不加电压、有无电流无关,但可以通过电压和相应电流的比值求出导体的电阻。
在研究电流与电阻的关系时,小刚先用5欧的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3V,记下电流表的示数,接着换用10欧的定值电阻后,闭合开关,他下一步的操作是
A.记录电流表和电压表的示数
B.将变阻器滑片向左移动直至电压表示数恢复3V
C.将变阻器滑片向右移动直至电压表示数恢复3V
D.增加电阻的数直至电压表示数恢复3V
C
【详解】
滑动变阻器的滑片位置不变,当用10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻时,若不移动滑片,电路中的总电阻变大,根据知,电路中的电流变小,则滑动变阻器两端的电压变小,定值电阻两端的电压变大;
因为串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以为使定值电阻两端的电压保持3V不变,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即将变阻器滑片向右移动直至电压表示数恢复3V.
故选C.
【点睛】
重点是欧姆定律的应用和电路的动态分析,根据串联电路的分压原理,电阻越大,分得电压越多的特点,判断滑动变阻器滑片的移动方向.
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