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1、电路动态分析及实验 电路动态分析及实验一选择题(共4小题)1(2009达州)在如图所示电路中,电源电压保持不变闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法中正确的是()A电压表的示数不变,电流表的示数变大B电压表的示数变大,电流表的示数变大C电流表的示数与电流表的示数同时变大D电流表的示数与电流表的示数同时变小2在如图所示的电路中,闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中(两灯始终发光),则下列说法正确的是()A电流表示数变小B灯L1变亮,灯L2变暗C电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大D电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变小3如图是小李探究电路变化的实验电路,其中R1、R
2、2为定值电阻,R0为滑动变阻器,Rmax为滑动变阻器的最大阻值,电源两极间电压不变已知R1R2Rmax,当滑动变阻器R0的划片P置于某一位置时,R1、R2、R0两端的电压分别为U1、U2、U0;当划片P置于另一位置时,R1、R2、R0两端的电压分别为U1、U2、U0若U1=|U1U1|,U2=|U2U2|,U0=|U0U0|,则()AU0U1U2BU1U2U0CU1U2U0DU0U1U24在图所示电路中,开关S闭合后,电流表A1的示数大于A2的示数下列说法正确的是()A若只将R1与R2的位置对调,电流表A1的示数一定不变,A2的示数可能变大B若只将R1与R3的位置对调,电流表A1的示数一定变小
3、,A2的示数一定变大C若只用电压表V1替换电流表A1,电压表V1无示数,电流表A2的示数变大D若用电压表V1、V2分别替换电流表A1、A2,电压表V1的示数比V2的大二解答题(共5小题)5实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源一个、电阻箱(电路图符号)一个、电压表一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干小明想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:“当通过电阻的电流保持不变时,电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”请根据上述要求帮助小明画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表格6实验桌上摆放着如下实验器材:满足实验要求的电源1个、已知阻值的定值电阻两只,电阻箱(电路图符号)一个,已
4、调零的电流表、电压表各1块,滑动变阻器1个,开关1个,导线若干请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻串联,当通过这两个电阻的电流I和其中一个电阻保持不变时,这两个电阻串联后两端的总电压与另一个电阻R的关系为:U=IR+b(b为常量)”请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表7实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源一个电压表、电流表各一只、单刀单掷开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干请你利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:“在并联电路中,支路电阻的电功率与该电阻的阻值成反比”根据上述要求完成下列任务:(1)在虚线框内画出实验电路图;(2)写出实验步骤;(3)设计一个记
5、录实验数据的表格8实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个,电阻箱(电路图符号)一个,已调零的电流表、电压表各一块,开关两个,导线若干请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1与R2串联时,如果R2的阻值保持不变,则电阻R1与R2串联的等效电阻R跟电阻R1的关系为:R=R1+b(b为常量)”请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表9(2010北京)实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个,电阻箱一个,已调零的电流表两块,开关两个,导线若干请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时,如果R1的阻值保持
6、不变,则电阻R1与R2并联的等效电阻R跟电阻R2的关系为:(b为常量)”请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表电路动态分析及实验参考答案与试题解析一选择题(共4小题)1(2009达州)在如图所示电路中,电源电压保持不变闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法中正确的是()A电压表的示数不变,电流表的示数变大B电压表的示数变大,电流表的示数变大C电流表的示数与电流表的示数同时变大D电流表的示数与电流表的示数同时变小考点:欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用。 分析:该电路为并联电路,A1与R2串联,A2接在干路上,电压表与并联在电路中;并联电路两端电压等于电源电压,故电压表示
7、数不变,排除选项B;滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,根据欧姆定律可得,A1示数变小,从而排除选项AC;而R1支路中的电流不变,根据并联电路电流的特点可得,A2示数变小解答:解:因为该电路为并联,所以电压表示数等于电源电压,故B选项错误;又因为滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,而并联电路两端电压不变,因此A1示数减小,故排除选项A、C;因为并联电路各支路互不影响,因此R1支路中电流不变,而并联电路干路电流等于支路电流之和,故A2示数也变小故选D点评:排除法是选择题常用的一种方法,既准确又节省时间;本题考查学生对滑动变阻器的使用以及欧姆定律的应用掌握情况,是一种常见题型2在
8、如图所示的电路中,闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中(两灯始终发光),则下列说法正确的是()A电流表示数变小B灯L1变亮,灯L2变暗C电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大D电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变小考点:电路的动态分析;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用。 专题:推理法;图析法。分析:由电路图可知,灯泡L1、L2、滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡L1、滑动变阻器两端的电压,V2测灯泡L2、滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;滑片P向左移动的过程中可知滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知,电路中电流的变化,灯泡L1、L2两端电压的变化,灯泡亮暗的
9、变化;进一步根据串联电路的电压特点可知两电压表示数的变化解答:解:滑片P向左移动的过程,滑动变阻器接入电路中电阻变小,串联电路的总电阻变小;根据欧姆定律可知电路中电流变大,灯泡L1、L2两端的电压变大,所以灯泡L2变亮;由串联电路总电压等于各分电压之和可知,电压表V1的示数为电源的电压减掉灯泡L2两端的电压,电压表V2的示数为电源的电压减掉灯泡L1两端的电压,所以两点压表的示数都变小故选D点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算,关键是电压表的正确使用和电路图串并联的识别3如图是小李探究电路变化的实验电路,其中R1、R2为定值电阻,R0为滑动变阻器,Rmax为滑动变阻器的最大阻值,电源两
10、极间电压不变已知R1R2Rmax,当滑动变阻器R0的划片P置于某一位置时,R1、R2、R0两端的电压分别为U1、U2、U0;当划片P置于另一位置时,R1、R2、R0两端的电压分别为U1、U2、U0若U1=|U1U1|,U2=|U2U2|,U0=|U0U0|,则()AU0U1U2BU1U2U0CU1U2U0DU0U1U2考点:欧姆定律的应用。 分析:先分析电路的连接方式,然后根据串联电路中电流的特点,以及定值电阻两端电压的变化U=IR进行比较U1与U2的大小;再根据串联电路中电压的特点,即滑动变阻器两端电压的变化等于U1+U2解答:解:该电路为串联电路,因为R1、R2为定值电阻,并且R1R2,而
11、当滑动变阻器从一端移至另一端时,通过R1、R2的电流相等,所以定值电阻两端的电压变化为U1=|U1U1|=IR1,U2=|U2U2|=IR2;即U1U2;又因为串联电路两端的电压等于各部分电压之和,因此滑动变阻器两端电压变化量是定值电阻电压变化量之和,即U0=U1+U2所以U0U1U2故选A点评:解答本题需要掌握:正确识别电路;串联电路中电压和电流的特点,欧姆定律的应用4在图所示电路中,开关S闭合后,电流表A1的示数大于A2的示数下列说法正确的是()A若只将R1与R2的位置对调,电流表A1的示数一定不变,A2的示数可能变大B若只将R1与R3的位置对调,电流表A1的示数一定变小,A2的示数一定变
12、大C若只用电压表V1替换电流表A1,电压表V1无示数,电流表A2的示数变大D若用电压表V1、V2分别替换电流表A1、A2,电压表V1的示数比V2的大考点:并联电路的电流规律;电流表的使用。 专题:应用题。分析:A、由“开关S闭合后,电流表A1的示数大于A2的示数”可推出R1与R3的关系,但不知R1与R2的关系,所以不能确定A2的示数可能变大B、由“开关S闭合后,电流表A1的示数大于A2的示数”可推出R1与R3的关系,然后可知电流表A1的示数和A2的示数C、若只用电压表V1替换电流表A1,电流经电流表A2、电阻R3回负极D、若电压表V1、V2分别替换电流表A1、A2,则三个电阻串联,电压表V1测
13、R2、R3两端电压,V2测R1与R2的电压解答:解:A、由“开关S闭合后,电流表A1的示数大于A2的示数”可知,R1R3,所以若只将R1与R2的位置对调,电流表A1的示数一定不变,但不能确定A2的示数,故本选项错误;B、由“开关S闭合后,电流表A1的示数大于A2的示数”可知,R1R3,但不知R1与R2的关系,所以若只将R1与R3的位置对调,电流表A1的示数一定变小,但不能确定A2的示数,故本选项错误;C、若只用电压表V1替换电流表A1,电压表V1无示数,电流经电流表A2、电阻R3回负极,则电流表A2的示数变大故本选项正确D、若电压表V1、V2分别替换电流表A1、A2,则三个电阻串联,电压表V1
14、测R2、R3两端电压,V2测R1与R2的电压,因为由A可知,R1R3,所以电压表V1的示数比V2的小,故本选项错误故选C点评:电流表相当于一根导线,电压表相当于开路,分析电路时去掉两表,简化电路而确认电路的连接方式是关键,灵活运用欧姆定律和串并联电路的特点是基础二解答题(共5小题)5实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源一个、电阻箱(电路图符号)一个、电压表一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干小明想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:“当通过电阻的电流保持不变时,电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”请根据上述要求帮助小明画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表格考点:探究
15、电流与电压、电阻的关系实验;控制变量法与探究性实验方案。 专题:实验题;设计与制作题。分析:探究“电流跟电压、电阻的关系”时需要利用控制变量法;该实验中探究的是电压与电阻的关系,所以需要控制所有电阻的电流相同,研究导体电阻与其两端电压的关系解答:解:(1)让这些不同的电阻串联,可以保证通过它们的电流是相同的;实验电路图如下图所示:(2)实验步骤:按电路图将六个阻值不同的电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和调好的电压表接入电路中闭合开关S,测量R1两端的电压,记录R1的阻值和电压表示数断开开关S,把电压表连接在R2两端闭合开关S,测量R2两端的电压,记录R2的阻值和电压表示数仿照步骤,分别测
16、量电阻R3、R4、R5和R6两端的电压,记录R3、R4、R5和R6的阻值和相应的电压表示数(3)实验记录表格:123456R/U/V点评:(1)抓住变量和不变量,结合串、并联电路的电压、电流特点设计实验;(2)此类实验设计题目,考查内容比较多,知识综合性较强,考查学生设计能力和知识运用能力6实验桌上摆放着如下实验器材:满足实验要求的电源1个、已知阻值的定值电阻两只,电阻箱(电路图符号)一个,已调零的电流表、电压表各1块,滑动变阻器1个,开关1个,导线若干请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻串联,当通过这两个电阻的电流I和其中一个电阻保持不变时,这两个电阻串联后两端的总电压与另一个电阻
17、R的关系为:U=IR+b(b为常量)”请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表考点:串联电路的电压规律;物理学方法;欧姆定律的应用。 专题:实验题;设计与制作题。分析:根据实验要求,将一个定值电阻与电阻箱串联,因为要保证电流不变,所以还串联一个滑动变阻器,当改变电阻箱接入电路的电阻时,通过调节滑动变阻器的电阻,使电路中电流不变因为是证明两个电阻串联后两端的总电压与另一个电阻R的关系为:U=IR+b,所以要测出两个电阻串联的两端总电压,R的阻值可从电阻箱上读出来电流表串联在电路中b是常数,可根据电路中的电流和定值电阻的阻值求出,即b=I R0这样改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的阻值
18、,保证电流不变就可得到多组数据记录在表格中,然后分析归纳就可证明两个电阻串联后两端的总电压与另一个电阻R的关系为:U=IR+b(b为常量)解答:解:(1)按电路图连接实验电路,电流表、电压表指针调零,将滑动变阻器画片P调到阻值最大位置(2)将电阻箱的电阻R1接入电路中,闭合开关,读出电流表示数为I0,读出电压表示数为U1,将R1、I0、U1记录在表格中(3)断开开关,将电阻箱的电阻R2接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器画片P使电流表示数为I0不变,读出电压表示数为U2,将R2、I0、U2记录在表格中(4)仿照步骤(3)改变电阻箱电阻R,再做四次实验,将四次实验的电阻箱电阻R、电流表示数I0、
19、电压表示数U记录在表格中R0/R/I/AU/V(5)根据b=I R0算出常量b点评:按实验要求,要不断改变变阻箱的阻值,从而改变电压这时电流要改变根据控制变量法的思路,要注意保证电流不变所以要通过滑动变阻器来调节电流保持不变7实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源一个电压表、电流表各一只、单刀单掷开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干请你利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:“在并联电路中,支路电阻的电功率与该电阻的阻值成反比”根据上述要求完成下列任务:(1)在虚线框内画出实验电路图;(2)写出实验步骤;(3)设计一个记录实验数据的表格考点:探究用电器的电功率实验;并联电路的电流规律。 专
20、题:实验题;作图题;设计与制作题。分析:(1)将两已知电阻并联,用电压表测量支路两端的电压,用电流表测量干路电流,开关S与其中一个电阻串联(2)如下图,当开关断开(电路中只有R1)读出电压表和电流表的示数U和I1,闭合断开(两个电阻并联)时再读出电压表和电流表的示数U和I(I=I1+I2),则I2=II1,利用电功率公式求解(3)设计的表格中要有电阻、电压、电流、电功率各一行,多进行几次实验要有多列解答:解:(1)电路图如右图所示,R1、R2阻值已知,用电压表测出两端电压,通过开关开闭测量和推导得出通过两电阻的电流,计算出相应的电功率进行比较得出结论(2)按电路图连接实物图;断开开关S,读出电
21、压表和电流表的示数U和I,闭合开关S,读出电压表和电流表的示数U(因接在同一电源上,电压表的示数不变)和I;换用其它的电阻,多做几次;分析数据的结论(3)要记录选用的电阻和该电阻所加电压、通过的电流以及计算得出的电功率,设计表格如下图所示点评:理解并会利用下面知识设计电路是本题关键:由于开关闭合,给一个电阻并联上另一个电阻时,因为接在同一电源上,对原来电阻无影响(通过的电流不变)8实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个,电阻箱(电路图符号)一个,已调零的电流表、电压表各一块,开关两个,导线若干请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1与R2串联时,如果R2
22、的阻值保持不变,则电阻R1与R2串联的等效电阻R跟电阻R1的关系为:R=R1+b(b为常量)”请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表考点:电路图设计;电阻的串联。 专题:实验题;设计与制作题。分析:设计实验时要从实验的目的出发,利用现有的器材,先画出电路图,再根据要求设计步骤和记录数据的表格本实验中,电阻的改变在靠电阻箱来完成,电压表要测量电路中的总电压解答:解:根据实验的目的与要求,应将定值电阻R与变阻箱串联,并用电压表测量它们两端的总电压,电流表测电路中的电流实验电路图如图所示实验步骤:(1)按电路图连接电路(2)断开开关,调节电阻箱R2的阻值闭合开关S,用电流表A测量电流I
23、1,用电压表测量电压U1,将R1、I1、U1、R2的测量数据记录在实验数据记录表中(3)仿照步骤(2),分别改变5次电阻箱R2的阻值,用电流表A分别测量电流I,用电压表分别测量电压U,并分别将R1、I、U、R2的测量数据记录在实验数据记录表中(4)利用公式R=,分别计算出6次串联电路的6个等效电阻,并分别记录在实验数据记录表中(5)分析实验数据,得出结论实验数据记录表R2/R1/U/VI/AR/点评:本实验探究的是电阻R1与R2串联的等效电阻R跟电阻R1的关系,变阻箱的阻值可以直接读出来,因此电压表与电流表的作用就是帮助得到总电阻的大小,根据欧姆定律R=,要用电压表测串联后的总电压,用电流表测
24、流经两个电阻的电流,根据这一基本思路可先设计电路图,再写出步骤、列出表格9(2010北京)实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个,电阻箱一个,已调零的电流表两块,开关两个,导线若干请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时,如果R1的阻值保持不变,则电阻R1与R2并联的等效电阻R跟电阻R2的关系为:(b为常量)”请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表考点:电路图设计;欧姆定律的应用;电阻的并联。 专题:实验题;作图题;设计与制作题。分析:两电阻并联,R1的阻值保持不变,一电流表测R1的电流,一电流表测总电流调节电阻箱R2的阻值,闭
25、合开关S,用电流表A1测量通过定值电阻R1的电流,用电流表A2测量通过干路的电流,分别将数据记录在实验数据记录表中,分别改变多次电阻箱R2的阻值,将数据记录在实验数据记录表中最后利用欧姆定律计算出并联电路的几个等效电阻,并分别记录在实验数据记录表中,最后利用R和R2的数据分别计算出和的数据,并分别记录在实验数据记录表中解答:解:(1)两电阻并联,一电流表测R1的电流,一电流表测总电流实验电路图如下图所示实验步骤:(1)按电路图连接电路(2)断开开关,调节电阻箱R2的阻值闭合开关S,用电流表A1测量通过定值电阻R1的电流I1,用电流表A2测量通过干路的电流I2,将R1、I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中(3)仿照步骤(2),分别改变5次电阻箱R2的阻值,用电流表A1分别测量相应的电流I1的数据,用电流表A2分别测量相应的电流I2的数据,并分别将R1、I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中利用公式,分别计算出6次并联电路的6个等效电阻,并分别记录在实验数据记录表中(5)利用R和R2的数据分别计算出和的数据,并分别记录在实验数据记录表中实验数据记录表 R1/ I1/A I2/A R2/ R/点评:本题考查电路图的设计和并联电路的特点,以及欧姆定律的应用,本题的关键是电路图的设计和实验步骤