第2課時　電路中電流與電壓電阻規(guī)律的綜合應用

第四章

電路探秘第七節(jié)

電路分析與應用第2課時

電路中電流與電壓、電阻規(guī)律的綜合應用1.(跨學科·數(shù)學)有兩個電路元件A和B,流過元件的電流與其

兩端電壓的關系如圖甲所示。把它們串聯(lián)在電路中,如圖乙

所示,電源電壓保持不變,閉合開關S,這時電流表的示數(shù)為0.4

A。下列說法錯誤的是

()

甲

乙基礎過關全練DA.A的阻值為5ΩB.該電源電壓為4.5VC.電路中電流為0.4A時,A、B的電阻之比為4∶5D.將A和B并聯(lián)在電源電壓為6V的電路中,通過A、B的電流

一定相等解析

A的I-U圖像為過原點的直線,故A為定值電阻,由A的

圖像可知,UA=2V,IA=0.4A,由歐姆定律可得A的阻值RA=

=

=5Ω,A正確;由電路圖可知,電路元件A和B串聯(lián),電流表測電路中的電流,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,電流

表的示數(shù)為0.4A時,IA=IB=I=0.4A,由圖像可知,A和B兩端的

電壓分別為UA=2V,UB=2.5V,則電源電壓U=UA+UB=2V+2.5

V=4.5V,B正確;電流表的示數(shù)為0.4A時,根據(jù)串聯(lián)電路的分

壓特點可知,A、B的電阻之比為RA∶RB=UA∶UB=2V∶2.5V=4∶5,C正確;將A和B并聯(lián)在電源電壓為6V的電路中,由圖

可知B的I-U圖像是曲線,則B的阻值是變化的,所以通過A、B

的電流不一定相等,D錯誤。2.(新方法·模型法)(2022浙江溫州中考改編)為延長食物保質

期,可對食物進行真空包裝。真空包裝機(如圖甲)先抽出塑

料袋內的氣體,再利用電熱絲加熱塑料袋口進行密封。圖乙

是模擬該真空包裝機功能的簡易電路圖。

甲

乙(1)該電路圖中,要使抽氣機工作,需閉合的開關是

。(2)已知通過電熱絲的電流越大,電熱絲的溫度越高,密封時

溫度過高會導致袋口破損,為降低電熱絲溫度,應將滑動變阻

器滑片向

（填“左”或“右”）移動。S和S2左解析(1)由圖乙可知,滑動變阻器與電熱絲串聯(lián)后再與抽氣

機并聯(lián),開關S在干路上,控制整個電路;開關S1在滑動變阻

器、電熱絲所在的支路,控制電熱絲;開關S2在抽氣機所在的

支路上,控制抽氣機。因此要使抽氣機工作,需閉合的開關是

干路上的S和抽氣機所在支路的S2。(2)降低電熱絲溫度,需

要減小電熱絲所在支路中的電流,由歐姆定律可知,可增大電

熱絲所在支路中的電阻,即增大滑動變阻器接入電路的電阻,

故應將滑動變阻器的滑片向左移動。3.(2022浙江紹興中考,15,★★☆)學習了“質量測量工具的

進化”的STEAM課程,小敏認識并使用了如圖所示臺秤,能力提升全練發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度與所測物體質量成正比。根據(jù)臺秤示數(shù)

變化規(guī)律,小敏想選用電流表或電壓表的示數(shù)來反映所測物

體質量大小,設計的電路最合理的是

()

A

BB

C

D解析

A項,電阻R0和變阻器R串聯(lián),電壓表測量R兩端的電壓,

由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律得到電壓表的示數(shù)UV=U

-U0=U-IR0=U-

,由上式可知,電壓表示數(shù)UV和R不成正比,故A不符合題意;B項,電阻R0和變阻器R串聯(lián),電壓表測量R

的滑片上方電阻絲兩端的電壓,因為電壓表內阻很大,在電路

中相當于開路,滑片移動過程中,電路的總電阻不變,由I=

可知,電路中的電流保持不變,因此電壓表的示數(shù)UV=IR上,UV

和R上成正比,故B符合題意;C、D項,電阻R0和變阻器R串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電流表的示數(shù)I=

,所以I與R不成正比,故C、D不符合題意。4.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江紹興柯橋期末,17,★★☆)

如圖甲所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電

壓不變。閉合開關S后,滑片P從a端移動到b端,電流表示數(shù)I

與電壓表示數(shù)U的變化關系如圖乙所示。下列說法正確的

是

()

甲

乙DA.電源電壓U=2VB.滑動變阻器R2的最大阻值為10ΩC.定值電阻R1的阻值為20ΩD.R1兩端的電壓變化范圍為1~3V解析由圖甲可知,R1和R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓

表測R2兩端的電壓;由圖乙可知,當電路中的電流I1=0.1A時,R

2兩端的電壓U2=2V,由串聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓為

U=U1+U2=I1R1+U2=0.1A×R1+2V①;當電路中的電流I2=0.3A

時,R2兩端的電壓U2'=0V,此時電源電壓U=U1'=I2R1=0.3A×R1

②;聯(lián)立①②解得:R1=10Ω,U=3V,A、C錯誤。當電壓表示數(shù)

最大時,滑動變阻器接入電路的阻值最大,則滑動變阻器R2的

最大阻值為

=

=20Ω,B錯誤。已知滑動變阻器兩端的電壓最大為2V,由串聯(lián)電路的電壓特點可知R1兩端的最小電

壓U1″=U-U2=3V-2V=1V,R1兩端的最大電壓為3V,因此R1

兩端的電壓變化范圍為1~3V,D正確。5.(2022浙江麗水中考,26,★★☆)為探究“電流與電壓的關

系”,小科和小麗設計了如圖甲所示的電路,其中電源電壓恒定不變,定值電阻R為5歐。

甲

乙實驗次數(shù)一二三電壓/V1.01.52.0電流/A0.20.30.4(1)如圖甲,若滑片P向右移時接入的阻值變小,則待接導線應

與

相連(填字母)。(2)閉合開關,小科發(fā)現(xiàn)電壓表指針不偏轉,電流表指針偏轉,

則故障可能是

。(3)小科排除故障后,通過實驗獲得數(shù)據(jù)如表所示,分析數(shù)據(jù)可得

出的結論是：

。A電阻R短路(或電壓表斷路)電阻一定時,通過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比(4)小麗用另一組同規(guī)格器材進行實驗,獲得的數(shù)據(jù)作出U-I關系如圖乙,發(fā)現(xiàn)與預期結果不一樣,分析實驗過程中可能存

在的問題有

。見解析解析(1)滑片P向右移時,滑動變阻器接入電路的阻值變小,

說明接入電路的電阻絲長度變短,由此可知,滑動變阻器是右

下接線柱A接入電路。(2)電流表指針偏轉說明有電流通過;

電壓表無示數(shù),說明定值電阻兩端無電壓或電壓表未接入電

路,即可能是R被短路或電壓表斷路。(3)由表格數(shù)據(jù)可知,通

過定值電阻R的電流與R兩端的電壓之比為一個定值,因此可

得出結論:電阻一定時,通過電阻的電流與電阻兩端的電壓成

正比。(4)由圖乙可知,當電流為0時,電壓表有示數(shù),說明電壓

表沒有調零,指針偏右;或者是電流表沒有調零,指針偏左;或者兩種情況同時存在。6.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2020浙江溫州中考)小明對“籃球在

空氣中是否受到浮力”進行探究,由此進行一系列的思考與

實驗,并最終設計出可直接測量空氣密度的簡易“空氣密度

儀”。素養(yǎng)探究全練甲(1)如圖甲,將一個帶閥門的籃球放在天平的托盤上,閥門連

接未充氣的氣球,且處于關閉狀態(tài)。加砝碼使天平平衡。打

開閥門,氣球變大,天平指針向右偏轉。指針向右偏轉的原因是：

。(2)為測量籃球受到的浮力大小,小明設計了如圖乙所示的電

路。電路中電源電壓U為6伏,定值電阻R0的阻值為10歐,R是

力敏電阻,其阻值與所受壓力FB的關系如圖丙所示。當左盤

中籃球未給氣球充氣時,電流表示數(shù)為0.2安;當籃球給氣球

充氣到體積為籃球的2倍時(籃球體積不變),電流表示數(shù)為0.

15安。力敏電阻R所受壓力FB與籃球對左側托盤的壓力FA的關系如圖丁所示。請計算籃球所受的浮力。

乙(3)圖乙中籃球和氣球內的氣體總質量保持不變,并控制氣球

體積為籃球的2倍,在電壓表指針所指的刻度盤上標上對應

的空氣密度值,就制成了一臺測量當?shù)乜諝饷芏鹊摹翱諝饷?/p>

度儀”?，F(xiàn)用此裝置測量大于1.29kg/m3的空氣密度,指針

大致指示在何處?請在圖戊的刻度盤中用箭頭標出,并寫出

你的判斷依據(jù)。戊解析(1)隨著氣球體積變大,氣球排開空氣的體積變大,根

據(jù)阿基米德原理,受到的空氣浮力也變大,籃球對左盤的壓力

減小。(2)由I=

得,R總=

=

=30歐,則R1=R總-R0=30歐-10歐=20歐,由圖丙得FB1=309牛,根據(jù)圖丁

可知FB是FA的50倍,故FB1=309牛時,對應的FA1=6.18牛;R總'=

=

=40歐,則R2=R總'-R0=40歐-10歐=30歐,由圖丙得FB2=300牛,則