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第十七章 欧姆定律
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1.【2021·烟台】如图所示是某压力传感器的原理图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连,导线位于弹簧内部,当闭合开关S,压力F增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V2的示数与电流表A的示数比值变大
D.电压表V1的示数与电流表A的示数比值变小
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【答案】C
2.【2023·福建】如图是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.测较高温度时,R0两端的电压较大
C.增大R0的阻值,可增大测温仪的最大测量值
D.增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值
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【答案】B
3.【2023·德阳】小兰在探究“电流与电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源、定值电阻R(分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω)及导线若干。
(1)小兰设计了如图甲所示电路,请用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接完整。
解:如图所示。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现移动滑动变阻器的滑片时,电流表有示数变化,电压表示数始终为零,此时电路出现的故障可能是______。
A.电阻R短路
B.电阻R断路
C.滑动变阻器短路
A
(3)小兰排除故障后继续实验,先后将3个定值电阻分别接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直至电压表示数为2.0 V,记下相应电流表示数(见下表),分析表中数据,得出的结论是:___________________
____________。
电压一定时,电流与
实验次数 电压/V 电阻/Ω 电流/A
1 2.0 5 0.40
2 2.0 10 0.20
3 2.0 20 0.10
电阻成反比
(4)本实验探究采用的研究方法是____________。
控制变量法
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4.【2023·安徽】一个小灯泡正常工作电压为2.5 V,图甲是测量其电阻的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整。
解:如图所示。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.50 V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图丙所示,则此时通过小灯泡的电流为________A。
0.28
(3)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现小灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度________(填“升高”“不变”或“降低”)。
降低
(4)测量数据如下表所示。
电压U/V 2.50 2.10 1.70 1.30 0.90 0.50
电流I/A 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16
分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越低,其灯丝的电阻越________。
小
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5.【2023·绥化,多选】以下四种电路,电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
【点拨】A图,只闭合S时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据欧姆定律可得电源电压U=I1(R0+Rx)=I0R0,解方程可求出Rx的阻值。B图,只闭合S时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;再闭合S1,两电阻并联,电流表测量干路电流I,根据欧姆定律可得电源电压U=IxRx=(I-Ix)R0,解方程可求出Rx的阻值。
【答案】ABD
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6.有一个量程为0~1 mA的小量程电流表G,内阻Rg=30 Ω,选择一个定值电阻R0与它并联起来,如图所示。将A、B两端接入电路(图中I表示电流表G与电阻R0并联后的总电流)。
(1)调节电路,使电流表的指针指在最大刻度(即1 mA)处,这时电流I为0.6 A,求电阻R0的值(计算结果保留两位小数)。
(2)继续调节电路,使电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5 mA),此时电流I变为多少?
解:电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5 mA),电流为原来的二分之一,由欧姆定律知电流表两端的电压也为原来的二分之一,由欧姆定律,通过定值电阻的电流为原来的二分之一,由并联电路电流的规律,此时电流I变为原来的二分之一,即为0.3 A。
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7.为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是其原理图。
硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5 Ω,ab是一个长为
5 cm的均匀电阻丝,阻值Rab=25 Ω,电源电压U=3.0 V,电流表的量程为 0~0.6 A,当不拉拉
环时,金属滑片P刚好处于a端。已知
该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间
的关系如图乙所示。
(1)小明在电路中连入R0的目的是___________。
(2)小明将电流表的表盘改为拉力计的表盘,当不拉拉环时,拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的________A处。
保护电路
0.1
(3)通过计算说明,电流表0.6 A处应标多少牛?
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【点拨】闭合开关S,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流。当压力F增大时,滑片P下移,变阻器R2接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,由U=IR可知,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,A错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,B错误;电压表V2的示数与电流表A的示数比值变大,C正确;由R=可知,电压表V1的示数与电流表A的示数比值等于R1的阻值,其比值不变,故D错误。
【点拨】显示仪与R0并联,则显示仪是由电压表改装成的,A错误;测较高温度时,R的阻值变小,电路的总电阻变小,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,B正确;测温仪的最大测量值(即电压表的最大示数)一定,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,此时热敏电阻两端的电压也一定,当增大测温仪的最大测量值时,热敏电阻R的阻值变小,由I=可知,通过R的电流变大,即电路的电流变大,由R=可知,R0的阻值应减小,C错误;
测温仪的最大测量值(即电压表的最大示数)一定,由I=可知,最大测量值时电路中的电流一定,当增大电源电压时,由R=可知,电路的总电阻变大,则热敏电阻的阻值变大,测温仪的最大测量值会减小,D错误。
C图,闭合开关S,两电阻串联,开关S1由一侧拨到另一侧时,会导致电压表的正负接线柱接反造成电压表指针向左偏转,不能测出Rx阻值。D图,闭合开关S、S1,断开S2,两电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S、S2,断开S1,电压表测量电阻Rx两端电压Ux,根据串联电路各处电流相等,由欧姆定律可得=,解方程可求出Rx的阻值。
解:电流表G与定值电阻并联,调节电路,使电流表的指针指在最大刻度(即1 mA)处,由欧姆定律,其两端的电压U=Ig×Rg=0.001 A×30 Ω=0.03 V,这时电流I为0.6 A,由并联电路电流的规律知,通过定值电阻的电流I0=0.6 A-1×
10-3 A=0.599 A,由欧姆定律得电阻R0==≈0.05 Ω。
解:电流表表盘示数为0.6 A时,电路中的电阻为=5 Ω,电路中电阻Rab=0 Ω,滑片P刚好处于b端,弹簧伸长5 cm,由题图乙可知此时拉力的大小为500 N,故应标500 N。
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