内容正文:
专题02 欧姆定律
清单01 欧姆定律
一、欧姆定律及其应用
1、欧姆定律的概念
(1)欧姆定律的内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
(2)欧姆定律的公式:;在使用公式及其导出式时,要注意同一段导体、同一时刻。
(3)欧姆定律的单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
(4)欧姆定律的理解:当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
2、欧姆定律变形公式及简单计算
(1):电阻等于电压与电流的比值;电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关。
(2)U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关。
(3)利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论:串联电路中电压与电阻成正比;并联电路中电流与电阻成反比。
(4)在不同时段时,电源电压和同一段导体的电阻一般不变因为物理公式中各物理量有其实际意义,不能只按数学形式去判断,根据公式凡是说电阻与谁成比例的,都是错误的!
3、欧姆定律的应用
(1)电流规律
串联:I=I1=I2串联电路电流处处相等。
并联:I=I1+I2并联电路干路电流等于各支路电流之和。
(2)电压规律
串联:U=U1+U2串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联:U=U1=U2并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。
(3)电阻规律
串联:R=R1+R2串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
(4)比例规律
串联:串联电路中电压与电阻成正比。
并联:I1R1=I2R2并联电路中电流与电阻成反比。
二、电阻的串联与并联
1、电阻的串联
(1)电阻串联的实质是增加了导体的长度,因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。
(2)串联电路的总电阻等于各分电阻之和,公式:R=R1+R2。
(3)串联电路的任何一个分电阻增大,总电阻就随着增大。
(4)n个阻值相同的电阻串联,总电阻等于nR。
(5)在串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之和。
(6)串联电路中,电压与电阻成正比 。
2、电阻的并联
(1)电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。
(2)并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,公式:。
(3)并联电路中任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
(4)n个阻值相同的电阻并联,总电阻等于。
3、电路故障的判断
(1)在串联电路中
当电路断路时:电压表测断路处的电压等于电源电压;测没断路的用电器的电压为零;电流表在任何位置都是零。
当电路短路时:电压表测短路处的电压等于零;测没短路的用电器的电压比原来增大;电流表示数变大。
(2)在并联电路中
某支路断路时:电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压;电流表测断路所在支路示数为零;测没断路的支路仍为原来的示数。
某支路短路时:所有支路都被短路,电源烧坏(不常考)。
(3)当电压表示数为电源电压时有两种推测:a电压表所测范围电路断路;b电压表所测范围之外的所有用电器都短路。
(4)当电压表示数为零时有两种推测:a电压表所测范围电路短路;b电压表所测范围之外有断路的地方。
(5)常结合灯泡的亮灭来进一步判断:串联电路中两灯都不亮可能是某处断;串联电路中一亮一灭可能是灭的那个短;并联电路中一亮一灭可能是灭的那个断。
4、动态电路分析
(1)此类问题解题之前要弄清的问题:a看懂电路图,弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量;b弄清改变电阻的方法,利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。
(2)解题方法
方法①:按这样的顺序分析:局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变,导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。
方法②:串联电路中,即电压与电阻成正比,由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压,电阻所占比例分数越大,分得的电压比例就越大。
5、
(1)电路设计的方法:根据题目要求电路设计电路时,根据题目要求结合串并联电路的特点来设计。用电器互相影响的一般设计为串联电路,用电器互不影响的一般设计为并联电路;当有多个开关时,注意开关的控制作用。
(2)电路设计注意事项
①用电器串并联:用电器互相影响的,一般设计为串联电路;用电器互不影响的,一般设计为并联电路。
②开关的串并联:两个或两个以上的开关同时闭合,用电器才能工作的,开关一般设计为串联;无论闭合哪一个开关,都能控制用电器,开关一般设计为并联。
③开关与用电器的关系:开关只能控制某个用电器,开关与用电器串联;开关能控制整个电路,开关设计在干路上;开关与用电器并联,开关闭合后用电器不工作,开关断开后用电器工作——局部短路。
实验一 探究电流与电压的关系
【实验目的】探究通过导体的电流与电压的关系。
【实验方法】控制变量法。
【实验器材】干电池、开关、电压表、电流表、定值电阻、若干导线、滑动变阻器。
【实验步骤】
步骤①根据电路图连接电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②保持定值电阻R不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别变化为不同数值,并读出电流表相应的数值、填表。
步骤③改变定值电阻R阻值,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别变化为不同数值,并读出电流表相应的数值、填表。
步骤④根据数据画出I-U图像。
步骤⑤整理实验器材。
【实验结论】
(1)同一导体,电流与电压成正比。
(2)同一导体,电压和电流的比值为定值。
(3)不同导体,电压和电流的比值不同。
实验二 探究电流与电阻的关系
【实验目的】探究通过导体的电流与电阻的关系。
【实验方法】控制变量法。
【实验器材】干电池、开关、电压表、电流表、不同阻值定值电阻、若干导线、滑动变阻器。
【实验步骤】
步骤①根据电路图连接电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。
步骤③根据数据画出I-R图像。
步骤④整理实验器材。
【实验结论】一导体,其电阻两端的电压一定时,电流与电阻成反比。
实验三 伏安法测未知电阻的探究实验
【实验目的】用电流表、电压表测出未知电阻(或小灯泡)的阻值。
【实验原理】。
【实验方法】伏安法。
【实验器材】干电池、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线。
【实验步骤】
步骤①根据电路图连接实物图,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P的位置,改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值,I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格。
步骤③根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值。
步骤④整理实验器材。
【练习1】(23-24九年级上·山东枣庄·期末)当某导体两端电压是6V时,通过它的电流是0.3A,则该导体的电阻是多少Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为多少Ω。以下答案正确的是( )
A.20 0 B.20 20 C.0 20 D.1.8 0
【答案】B
【详解】根据可知,导体的电阻为
导体的电阻是本身的一种属性,与两端电压或通过的电流无关,当它两端电压为0V时,该导体的电阻仍为20Ω。
故选B。
【练习2】(23-24九年级上·山东淄博·期末)“探物”小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中电源电压恒为6V,定值电阻为10Ω,电压表量程为0-3V,R是压敏电阻(阻值随平板受到的压力大小变化而变化),R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如下表,平板质量不计。下列说法正确的是( )
压力F/N
0
60
200
500
900
1500
压敏电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
A.平板上没有人时,电路中的电流为0.6A
B.当电压表的值为2V时,称得的体重为200N
C.体重计能称量的最大值是1500N
D.体重计读数越大,R的阻值就越小,电压表的示数就越小
【答案】B
【详解】由图可知压敏电阻R和定值电阻串联接入电路,电压表与定值电阻并联,测量定值电阻两端的电压。
A.平板上没有人时,F=0,压敏电阻为30Ω,由串联电阻的规律及欧姆定律,电路中的电流为
故A错误;
B.当电压表示数为2V时,根据串联电路电压的规律,压敏两端电压为
U2=6V-2V=4V
压敏两端电压为电压表示数的2倍,根据串联电路分压规律可知,压敏电阻的阻值为
R2=2×10Ω=20Ω
由表格可知,此时压力为200N,即称得的体重为200N,故B正确;
C.电压表的最大示数为3V时,根据串联电路分压规律可知,压敏电阻两端的电压也是3V,压敏电阻和定值电阻分得的电压相等,根据串联电路分压特点可知,压敏电阻的阻值也为10Ω,由表格可知,此时压力为900N,即体重计的最大称量值为900N,故C错误;
D.体重计读数越大,R的阻值就越小,根据分压原理,R的电压越小,根据串联电路电压的规律,电压表的示数就越大,故D错误。
故选B。
【练习3】(23-24九年级上·山东烟台·期末)下图是根据实验数据画出的定值电阻和小灯泡的电流和电压关系图像,在图线上取四个点A、B、C、D,这四个点的电阻大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】在横轴上任意取一个点,过这一点画一条平行于竖轴的直线,表示定值电阻和小灯泡两端的电压相同,发现任意相同电压下,定值电阻的电流都比小灯泡的电流大,根据可知,定值电阻的阻值小于小灯泡的电阻,即,,,同一定值电阻阻值不变,因此,故ABC错误,D正确。
故选D。
【练习4】(23-24九年级上·山东滨州·期末)根据“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”实验作出的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.两导体串联接在4.5V的电源上时,电路中的电流为0.3A
C.两导体并联后接在2.5V的电源上时,干路中的电流为0.8A
D.该实验得到的结论是:导体两端的电压和通过导体的电流成正比
【答案】B
【详解】A.由图示知,当通过两个电阻的电流相等为0.3A时,乙两端的电压为3.0V,甲两端的电压为1.5V,据知,甲、乙的电阻分别为
甲的电阻小于乙的电阻,故A错误;
B.两个导体串联在4.5V的电源上,电路中的电流
故B正确;
C.由图示知,两导体并联在2.5V的电源上时,通过甲导体的电流为0.5A,通过乙的电流
通过干路的电流
I总=I甲+I乙=0.5A+0.25A=0.75A
故C错误;
D.该实验中,电路中的电流变化是由电压变化引起的,所以得到的结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故D错误
故选B。
【练习5】(23-24九年级上·山东枣庄·期末)如图电路,闭合开关后,电压表V1与V2示数之比为3∶2,则R1∶R2为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
【答案】A
【详解】由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是R2两端的电压。因电压表V1与V2示数之比为3∶2,根据串联电路的分压作用可知
UV1∶UV2=( U1+U2)∶U2 =(R1+R2)∶R2=3∶2
所以
R1∶R2=1∶2
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【练习6】(23-24九年级上·山东济南·期末)小明用如图所示电路探究电流与电阻的关系,R为定值电阻,电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10Ω换成20Ω后,接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是( )
A.改变电路两端的电压
B.保持电阻两端的电压不变
C.多次测量以减少误差
D.保持通过电阻的电流不变
【答案】B
【详解】实验中,当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,因此接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是保持电阻两端的电压不变,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【练习7】(23-24九年级上·山东临沂·期末)如图所示的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻值变 ,电流表示数变 ,滑动变阻器两端的电压变 。
【答案】 小 大 小
【详解】[1]电路为串联电路,电压表测量灯泡两端的电压。滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器连入的电阻丝长度变短,所以连入电路的阻值变小。
[2]根据可知,电阻变小,电流变大,即电流表示数变大。
[3]由串联电路分压特点可知,滑动变阻器阻值变小,其分到的电压变小,即滑动变阻器两端的电压变小。
【练习8】(23-24九年级上·山东枣庄·期末)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.5A,电流表A的示数为1.5A,则通过电阻R2的电流为 A,电源电压为为 V,电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】 1 10 10
【详解】由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流。
[1]并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过R2的电流为
I2=I-I1=1.5A-0.5A=1.0A
[2]并联电路中各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得,电源的电压为
U=U2=U1=I1R1=0.5A×20Ω=10V
[3]电阻R2的阻值为
【练习9】(23-24九年级上·山东枣庄·期末)用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为3V,定值电阻R的阻值为5Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请把上图乙所示的实物图连接完整,要求滑片P向右移动时电流表示数变小 ;
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至 端(填“A”或“B”),这样做的目的是 ;
同时小明发现电流表的指针在零刻度线左端,如图丙所示,其原因是 ;
(3)闭合开关移动滑片,发现电流表有示数,电压表示数为零。电路仅有一处故障,故障是 ;
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如表。结论: ;
U/V
1.0
1.5
1.9
2.5
3.0
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(5)若探究“通过导体的电流与电阻的关系”,需要用到阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻。先将10Ω的电阻换成15Ω后,若保持电压表的示数为1.5V不变,应将滑动变阻器的滑片向 端(选填“A”或“B”)移动,换用25Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
【答案】 B 保护电路 电流表未调零 定值电阻短路 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比 B 过小
【详解】(1)[1]电压表并联在定值电阻两端,电流表、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路,滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表示数变小,说明电阻变大,滑片是远离下接线柱,故接入滑动变阻器的A接线柱,根据电源电压为3V知,电压表接0~3V量程,电路连接如图所示:
(2)[2][3]闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路电流最小,滑动变阻器起到保护电路的作用。
[4]开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,其原因是使用前电流表没有调零。
(3)[5]闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表的测量对象短路,则与电压表并联的部分是短路,故障是定值电阻短路。
(4)[6]根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故得出的结论:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[7]定值电阻和滑动变阻器串联在3V电源上,定值电阻两端的电压是1.5V,则滑动变阻器两端的电压是1.5V,根据串联分压原理,滑动变阻器和定值电阻的阻值之比是1∶1,当定值电阻是10Ω时,滑动变阻器的电阻是10Ω,当定值电阻是15Ω时,滑动变阻器的电阻也是15Ω,故将10Ω的电阻换成15Ω后,滑动变阻器滑片向B端移动使滑动变阻器的阻值变大。
[8]当定值电阻是25Ω时,滑动变阻器的电阻也应该是25Ω,才能保持电压表示数是1.5V,由于滑动变阻器的最大阻值是20Ω,电压表的示数总是大于1.5V,所以无法使电压表的示数达到1.5V的原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
【练习10】(23-24九年级上·山东济宁·期末)某学习小组用“伏安法”测量小灯泡的电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,导线不能交叉);
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端。(选填“左”或“右”);
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表的示数都比较小,导致这一现象的原因是滑动变阻器的电阻 (选填“较大”或“较小”);
(4)找到原因后,小明移动滑动变阻器的滑片,图乙、图丙是电压表示数和电流表示数,可以计算出此时小灯泡的电阻 Ω;
(5)如图丁所示,是小明根据测量数据绘制的通过小灯泡电流I随它两端电压U变化的关系图像。请根据图像信息,分析下列说法中正确的是 。
A.小灯泡的电阻是5Ω
B.小灯泡的电阻随电压的增大而减小
C.小灯泡的电阻受温度影响发生改变
D.若将这样两个同样规格的小灯泡并联在2V的电源两端,干路中总电流为0.45A
【答案】 左 较大 6 C
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即左端。
(3)[3]闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表的示数都比较小,说明电路通路,根据欧姆定律可知,滑动变阻器的阻值很大,导致电路电流过小,从而使得灯泡的实际功率过小而不发光。
(4)[4]小明移动滑动变阻器的滑片,图乙、图丙是电压表示数和电流表示数,电压表选用小量程,分度值0.1V,则其示数为1.2V,电流表选用小量程,分度值0.02A,则其示数为0.2A,根据可得,则此时小灯泡的电阻为
(5)[5]ABC.由图知,灯丝的电阻随电压的增大而增大,因灯丝的电阻随温度的升而增大,不是定值,不一定是5Ω,故AB错误,C正确;
D.两个同样规格的小灯泡并联时,通过的电流相等,由图象可知,当灯泡两端电压为2V时通过的电流为0.45A,又因为并联电路中干路电流等于各支路电流,所以电路中总电流为
I=0.45A+0.45A=0.9A
故D错误。
故选C。
【练习11】(23-24九年级上·山东菏泽·期末)如图甲所示的电路中,灯泡的电阻为3Ω,闭合开关后,电压表接的小量程,其示数如图乙所示,若电源电压为3V(甲图中电源电压保持不变,灯泡的电阻不变),求:
(1)甲图中灯泡两端电压是多少?
(2)甲图中灯泡的电阻是多少?
【答案】(1)1.8V;(2)
【详解】解:(1)由电路图可知闭合开关,电灯、串联,电压表V测两端的电压,示数为,即灯泡两端的电压为,根据串联电路的电压规律可知两端的电压
(2)串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
由得,的电阻
答:(1)甲图中灯泡两端电压是1.8V;
(2)甲图中灯泡的电阻是。
【练习12】(23-24九年级上·山东菏泽·期末)如图所示电路,电源电压恒为6V保持不变,定值电阻的铭牌是“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R的铭牌是“20Ω 1A”,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V。求:
(1)只闭合开关S和,滑动变阻器的滑片P置于最左端时,电压表的示数为2V,求定值电阻的阻值;
(2)若只闭合开关S和,移动滑动变阻器的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R允许的取值范围。
【答案】(1);(2)2Ω~10Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S和时,R与R2串联,滑动变阻器的滑片P置于最左端时,R连入电路的阻值最大为R=20Ω,则通过R的电流为
即电路中的电流为I= 0.1A,由串联电路的电压特点知道,R2两端的电压为
U2=U-U′=6V-2V=4V
则R2的阻值为
(2)①若只闭合开关S和,则R与R1串联。当滑动变阻器R连入电路的阻值最小时,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,由题知最大电流为Imax=0.5A,此时电阻R1的电压
由串联电路的分压特点可知滑动变阻器连入电路的阻值最小为
②当滑动变阻器R连入电路的阻值最大时,由串联电路分压的特点知道,此时R两端的电压最大,由电压表的量程可知R两端的电压最大为Umax=3V,由串联电路的电压特点知道,R1两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器连入电路的最大阻值为
由上述分析可知滑动变阻器R允许的取值范围是2Ω~10Ω。
答:(1)定值电阻的阻值为40Ω;
(2)滑动变阻器R允许的取值范围为2Ω~10Ω。
1.(23-24九年级上·山东济南·期末)高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,晓宏同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源两端电压一定),以下说法正确的是( )
A.称重表相当于一个电压表,车辆越重,称重表的示数越大
B.称重表相当于一个电流表,车辆越重,称重表的示数越小
C.称重表相当于一个电压表,车辆越重,称重表的示数越小
D.称重表相当于一个电流表,车辆越重,称重表的示数越大
【答案】D
【详解】AC.由图知,R1、称重表、R依次串联在电路中,所以称重表是电流表,故AC错误;
BD.当车辆越重时,滑片向下滑,滑动变阻器连入电路的电阻减小,电路总电阻变小,由知,所以称重表的示数越大,故B错误,D正确。
故选D。
2.(23-24九年级上·山东泰安·期末)小华给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列说法中( )
①空气湿度越大,电压表示数越小
②空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
③当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
④当空气湿度为40%时,电压表的示数为2.4V
A.只有②③正确 B.只有①④正确 C.只有①③正确 D.只有③④正确
【答案】D
【详解】①定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压原理知道,湿敏电阻R两端的电压减小,定值电阻R0两端的电压增大,即电压表示数增大,故①错误;
②由图乙知道,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故②错误;
③根据欧姆定律知道
根据串联电路电阻的特点
由图乙知道,对应的湿度为50%,故③正确;
④由图乙知道,当空气湿度为40%时,湿敏电阻R的阻值为30Ω,根据串联分压原理知道
①
②
由①②解得
U湿=3.6V
U0=2.4V
电压表的示数为2.4V,故④正确;
综上所述,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.(23-24九年级上·山东临沂·期末)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由中点向左端滑动过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变大 B.电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数变大 D.电压表V示数和电流表A2示数的比值变大
【答案】B
【详解】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A2测R1支路的电流,电流表A1测干路电流;因电源电压恒定,所以滑片移动时,电压表V的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,所以电压表V示数与电流表A2示数比值不变;将滑动变阻器的滑片P由中点向左端滑动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,即电流表A1的示数变小,综上所述,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.(23-24九年级上·山东德州·期末)如图是油量表的示意图,金属片ab的阻值为20Ω,电源电压为15V,闭合开关,当浮标最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.3A,下列说法不正确的是( )
A.滑片和金属片ab组成一个滑动变阻器
B.油量增多时,浮标上升,滑片P向下移,变阻器连入电路电阻变小,电流表示数变大
C.电阻的阻值为30Ω
D.当浮标最高时,滑片P滑到b端,电流表示数为0.75A
【答案】D
【详解】A.滑片和金属片ab组成一个接入电路中电阻可以改变的滑动变阻器,故A正确,不符合题意;
B.油量增多时,浮标上升,滑片P向下移,变阻器连入电路电阻变小,由知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故B正确,不符合题意;
C.当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大, 电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电阻R1的阻值
故C正确,不符合题意;
D.当浮球最高时,滑片位于b端,电路为R1的简单电路,通过电路中的电流为
则此时电流表的示数为0.5A,故D错误,符合题意。
故选D。
5.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)如图所示,电源电压恒为6V,闭合开关S,电压表的示数为2V,电路中的电流为0.5A。则灯泡L2两端的电压及灯泡L2的电阻分别为( )
A.4V,4Ω B.2V,4Ω C.4V,8Ω D.2V,8Ω
【答案】C
【详解】由电路图可知,闭合开关S后,两灯串联,电压表测L1两灯的电压,电压表的示数为2V,所以L1两灯的电压为2V,根据串联电路电压规律可知,灯泡L2两端的电压为
U2=U-U1=6V-2V=4V
灯泡L2的电阻为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)如图所示电路,闭合开关后,下列说法不正确的是( )
A.向左移动变阻器滑片,电流表、电压表示数都变大
B.若变阻器发生断路,电压表示数变小
C.若L2灯断路,电流表示数为零,电压表示数变小
D.若L1灯短路,电流表示数变大,电压表为零
【答案】A
【详解】A.由电路图可知,闭合开关后,灯泡L2与滑动变阻器并联后再与灯泡L1串联,电流表测灯泡L2支路的电流,电压表测灯泡L1两端的电压。向左移动变阻器滑片时,变阻器接入电路中的电阻变小,并联部分的总电阻变小,电路的总电阻也变小,由可知,电路的总电流变大,灯泡L1两端的电压变大,即电压表的示数变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,并联部分的电压变小,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可知,灯泡L2支路的电流变小,即电流表的示数变小,故A错误,符合题意;
B.若变阻器发生断路,灯泡L1与灯泡L2串联,电压表测L1两端的电压,电流表测电路中的电流,因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,灯泡L2的电阻大于灯泡L2与变阻器并联后的总电阻,即电路的总电阻变大,由可知,电路的总电流变小,灯泡L1两端的电压变小,即电压表的示数变小,故B正确,不符合题意;
C.若L2灯断路,灯泡L1与滑动变阻器串联,电压表测灯泡L1两端的电压,电流表被断路无示数,因变阻器接入电路中的电阻大于灯泡L2与变阻器并联后的总电阻,即电路的总电阻变大,所以,由可知,电路的总电流变小,灯泡L1两端的电压变小,即电压表的示数变小,故C正确,不符合题意;
D.若L1灯短路,灯泡L2与滑动变阻器并联,电流表测灯泡L2支路的电流,电压表被短路无示数,因灯泡L2两端的电压原来小于电源的电压变为等于电源的电压,所以,由可知,通过灯泡支路的电流变大,即电流表示数变大,故D正确,不符合题意。
故选A。
故选A。
7.(23-24九年级上·山东临沂·期末)如图所示的电路,电源电压为3V,定值电阻。若闭合开关S1、S2后电阻、并联且都能正常工作,则甲表是 表(选填“电流”或“电压”);甲表的示数是 、乙表的示数是 。
【答案】 电压 3V 0.3A
【详解】[1]闭合开关S1、S2后电阻、并联且都能正常工作,若甲为电流表,甲、开关S2把R2短路,R2不发光,因此甲为电压表,乙与R2串联,乙为电流表,测R2的电流。
[2][3]电压表测并联电路各支路两端的电压,电压为电源电压,示数为3V;乙为电流表,测R2的电流,电流表的示数
8.(23-24九年级上·山东临沂·期末)甲、乙两电阻的电流随电压的变化关系如图所示,则 (选填“>”“<”或“=”),当电阻两端电压相等时,通过甲、乙两电阻的电流之比 ,甲、乙两电阻的电功率之比 。
【答案】 < 3∶1 3∶1
【详解】[1]由图像可知,当电压为3V时,通过甲的电流为3A,通过乙的电流为1A,所以
所以。
[2][3]当电阻两端电压相等时,通过的电流与电阻成反比,所以通过甲、乙两电阻的电流之比为
甲、乙两电阻的电功率之比
9.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)为了保护同学们的视力,很多学校教室里的日光灯全部更换成如图所示的LED护眼灯,每间教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是 联的。如果打开护眼灯之后,老师又打开了教室中的多媒体设备,则教室电路中的总电阻会 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】 并 减小
【详解】[1]如图所示的LED护眼灯,每个教室里的这9盏LED护眼灯是互不影响的,所以它们之间一定是并联的。
[2]如果打开护眼灯之后,老师又打开了教室中的多媒体设备,护眼灯、多媒体设备是并联,独立工作,互不影响,多开了多媒体设备,多了一条支路,则教室电路中的总电流会增大,根据可知教室电路中的总电阻会减小。
10.(23-24九年级上·山东东营·期末)同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:新干电池两节,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器(30Ω、2A)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
(1)当滑片P向右滑时电流表示数变大,按照电路图在图乙中将实物图补充完整 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于 (选填“A”或“B”)端;闭合开关S,移动滑片P,发现电流表指针几乎末偏转,电压表有示数,则故障原因可能是 ;
A.R短路 B.滑动变阻器短路 C.R断路 D.滑动变阻器断路
(3)闭合开关以后,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,此时滑动变阻器除保护电路以外的作用是 (选填字母序号);
A.控制定值电阻两端电压不变 B.改变定值电阻两端电压
(4)测量的数据如表格所示,根据以上实验数据得到的结论是:电阻一定时, 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.5
1.0
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.08
0.1
0.5
0.4
0.5
0.6
【答案】 A C B 通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)[1]由图甲得,定值电阻R与变阻器串联,电压表测量定值电阻R的电压,电流表测量电路电流;当滑片P向右滑时电流表示数变大,则变阻器此时接入电路中电阻变小,则变阻器的D端接入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于阻值最大的A端。
[3]闭合开关S,移动滑片P,发现电流表指针几乎末偏转,电压表有示数说明电路中没有电流,电压表与电源相连接,则故障原因可能是与电压表并联的R断路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[4]由表格中数据得,定值电阻的电压不断改变,说明滑动变阻器除保护电路以外的作用是改变定值电阻两端电压,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[5]由表格中数据得,定值电阻的电压与电流的比值不变,可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
11.(23-24九年级上·山东德州·期末)“探究电流与电阻的关系”的实验,准备的器材如下:电源(4.5V)、电流表、电压表、标有“30Ω1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)。
实验序号
1
2
3
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.4
0.2
(1)连接电路时,开关S应处于 状态;
(2)电路连接完成后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,出现这种现象的原因可能是 ;
(3)实验时,将5Ω的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,并将实验数据记录在表格中;
(4)接下来换10Ω的电阻进行实验,闭合开关,此时须向 (选填“左”或“右”)端移动滑片P,为了更好的完成实验,移动滑动变阻器滑片P的同时,眼睛应注视 并使示数为 时,再读出电流表的示数;
(5)接着再换20Ω的电阻重复实验。实验结束后,发现通过导体的电流跟导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
【答案】 断开 定值电阻断路 右 电压表 2V 反比
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关S应处于断开。
(2)[2]闭合开关,发现电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表有示数,说明电压表所在的电路是通路,故电压表所测量的定值电阻断路。
(3)[3][4][5]探究电流与电阻的关系,改变电阻,控制定值电阻两端的电压不变,根据串联分压,用5Ω做实验,接下来换10Ω的电阻进行实验,定值电阻的阻值变大,定值电阻两端的电压变大,为了保证定值电阻两端的电压不变,故需要将滑动变阻器分更大的电压,故需要将滑动变阻器向右移动;移动滑动变阻器滑片P的同时,眼睛应注视电压表,保证定值电阻两端的电压不变,分析表格中的数据可知
(4)[6]导体的电流与导体的电阻的乘积是一个定值,故结论为通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
12.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图所示,电源电压恒为6V,闭合开关,当滑动变阻器的滑片位于最左侧时,电流表A的读数为0.3A;当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表A的读数为0.1A;求:
(1)定值电阻的阻值为多少欧姆?
(2)滑动变阻器的最大阻值为多少欧姆?
【答案】(1)20Ω;(2)40Ω
【详解】解:(1)由图可知,电阻R1和变阻器串联,电流表测量电路中的电流,当滑动变阻器R2的滑片位于最左侧时,只有R1连入电路,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知R1的阻值
(2)当滑动变阻器滑片位于最右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大,R1与R2串联,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻
由串联电路的电阻特点可得滑动变阻器R2的最大阻值为
R2=R-R1=60Ω-20Ω=40Ω
答:(1)定值电阻R1的阻值为20Ω;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。
13.(23-24九年级上·山东潍坊·期末)电梯为居民出入带来很大的便利,出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示.系统电路由工作电路和控制电路组成:当电梯没有超载时,工作电路中的动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,工作电路中的动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作。当控制电路中的电磁铁线圈中电流达到20mA时,动触点K刚好接触静触点B,电铃发出警报声。已知电梯自重为,控制电路中的电源电压,保护电阻,压敏电阻的阻值随压力F大小变化如图乙所示。若g取,电磁铁线圈的阻值忽略不计。求:
(1)该电梯的最大载重质量;
(2)电梯空载时,通过电磁铁线圈的电流大小。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)由得,当电磁铁线圈中电流达到20mA时,控制电路的总电阻
压敏电阻的阻值
由图乙可知,此时压敏电阻所受的压力为,电梯的最大载重为
质量为
(2)由题图乙可知,当压敏电阻所受的压力时,压敏电阻阻值,通过电磁铁线圈的电流大小
答:(1)该电梯的最大载重质量是7×102kg;
(2)电梯空载时,通过电磁铁线圈的电流大小是0.005A。
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专题02 欧姆定律
清单01 欧姆定律
一、欧姆定律及其应用
1、欧姆定律的概念
(1)欧姆定律的内容:导体中的电流与导体两端的电压成 ,与导体的电阻成 。
(2)欧姆定律的公式:;在使用公式及其导出式时,要注意同一段导体、同一时刻。
(3)欧姆定律的单位:电流I的单位是 ;电压U的单位是 ;电阻R的单位是 。
(4)欧姆定律的理解:当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
2、欧姆定律变形公式及简单计算
(1):电阻等于电压与电流的比值;电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关。
(2)U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关。
(3)利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论:串联电路中电压与电阻成 ;并联电路中电流与电阻成 。
(4)在不同时段时,电源电压和同一段导体的电阻一般不变因为物理公式中各物理量有其实际意义,不能只按数学形式去判断,根据公式凡是说电阻与谁成比例的,都是错误的!
3、欧姆定律的应用
(1)电流规律
串联:I=I1=I2串联电路电流处处 。
并联:I=I1+I2并联电路干路电流等于各支路 。
(2)电压规律
串联:U=U1+U2串联电路总电压等于各部分电路两端 。
并联:U=U1=U2并联电路各支路两端电压相等,等于 。
(3)电阻规律
串联:R=R1+R2串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:并联电路总电阻的倒数等于各分电阻 。
(4)比例规律
串联:串联电路中电压与电阻成 。
并联:I1R1=I2R2并联电路中电流与电阻成 。
二、电阻的串联与并联
1、电阻的串联
(1)电阻串联的实质是增加了导体的长度,因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都 。
(2)串联电路的总电阻等于各分电阻之和,公式:R=R1+R2。
(3)串联电路的任何一个分电阻增大,总电阻就随着增大。
(4)n个阻值相同的电阻串联,总电阻等于nR。
(5)在串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之和。
(6)串联电路中,电压与电阻成正比 。
2、电阻的并联
(1)电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都 。
(2)并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,公式:。
(3)并联电路中任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
(4)n个阻值相同的电阻并联,总电阻等于。
3、电路故障的判断
(1)在串联电路中
当电路断路时:电压表测断路处的电压等于电源电压;测没断路的用电器的电压为零;电流表在任何位置都是零。
当电路短路时:电压表测短路处的电压等于零;测没短路的用电器的电压比原来增大;电流表示数变大。
(2)在并联电路中
某支路断路时:电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压;电流表测断路所在支路示数为零;测没断路的支路仍为原来的示数。
某支路短路时:所有支路都被短路,电源烧坏(不常考)。
(3)当电压表示数为电源电压时有两种推测:a电压表所测范围电路断路;b电压表所测范围之外的所有用电器都短路。
(4)当电压表示数为零时有两种推测:a电压表所测范围电路短路;b电压表所测范围之外有断路的地方。
(5)常结合灯泡的亮灭来进一步判断:串联电路中两灯都不亮可能是某处断;串联电路中一亮一灭可能是灭的那个短;并联电路中一亮一灭可能是灭的那个断。
4、动态电路分析
(1)此类问题解题之前要弄清的问题:a看懂电路图,弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量;b弄清改变电阻的方法,利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。
(2)解题方法
方法①:按这样的顺序分析:局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变,导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。
方法②:串联电路中,即电压与电阻成正比,由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压,电阻所占比例分数越大,分得的电压比例就越大。
5、
(1)电路设计的方法:根据题目要求电路设计电路时,根据题目要求结合串并联电路的特点来设计。用电器互相影响的一般设计为串联电路,用电器互不影响的一般设计为并联电路;当有多个开关时,注意开关的控制作用。
(2)电路设计注意事项
①用电器串并联:用电器互相影响的,一般设计为串联电路;用电器互不影响的,一般设计为并联电路。
②开关的串并联:两个或两个以上的开关同时闭合,用电器才能工作的,开关一般设计为串联;无论闭合哪一个开关,都能控制用电器,开关一般设计为并联。
③开关与用电器的关系:开关只能控制某个用电器,开关与用电器串联;开关能控制整个电路,开关设计在干路上;开关与用电器并联,开关闭合后用电器不工作,开关断开后用电器工作——局部短路。
实验一 探究电流与电压的关系
【实验目的】探究通过导体的电流与电压的关系。
【实验方法】控制变量法。
【实验器材】干电池、开关、电压表、电流表、定值电阻、若干导线、滑动变阻器。
【实验步骤】
步骤①根据电路图连接电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②保持定值电阻R不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别变化为不同数值,并读出电流表相应的数值、填表。
步骤③改变定值电阻R阻值,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别变化为不同数值,并读出电流表相应的数值、填表。
步骤④根据数据画出I-U图像。
步骤⑤整理实验器材。
【实验结论】
(1)同一导体,电流与电压成正比。
(2)同一导体,电压和电流的比值为定值。
(3)不同导体,电压和电流的比值不同。
实验二 探究电流与电阻的关系
【实验目的】探究通过导体的电流与电阻的关系。
【实验方法】控制变量法。
【实验器材】干电池、开关、电压表、电流表、不同阻值定值电阻、若干导线、滑动变阻器。
【实验步骤】
步骤①根据电路图连接电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。
步骤③根据数据画出I-R图像。
步骤④整理实验器材。
【实验结论】一导体,其电阻两端的电压一定时,电流与电阻成反比。
实验三 伏安法测未知电阻的探究实验
【实验目的】用电流表、电压表测出未知电阻(或小灯泡)的阻值。
【实验原理】。
【实验方法】伏安法。
【实验器材】干电池、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线。
【实验步骤】
步骤①根据电路图连接实物图,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P的位置,改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值,I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格。
步骤③根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值。
步骤④整理实验器材。
【练习1】(23-24九年级上·山东枣庄·期末)当某导体两端电压是6V时,通过它的电流是0.3A,则该导体的电阻是多少Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为多少Ω。以下答案正确的是( )
A.20 0 B.20 20 C.0 20 D.1.8 0
【练习2】(23-24九年级上·山东淄博·期末)“探物”小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中电源电压恒为6V,定值电阻为10Ω,电压表量程为0-3V,R是压敏电阻(阻值随平板受到的压力大小变化而变化),R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如下表,平板质量不计。下列说法正确的是( )
压力F/N
0
60
200
500
900
1500
压敏电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
A.平板上没有人时,电路中的电流为0.6A
B.当电压表的值为2V时,称得的体重为200N
C.体重计能称量的最大值是1500N
D.体重计读数越大,R的阻值就越小,电压表的示数就越小
【练习3】(23-24九年级上·山东烟台·期末)下图是根据实验数据画出的定值电阻和小灯泡的电流和电压关系图像,在图线上取四个点A、B、C、D,这四个点的电阻大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【练习4】(23-24九年级上·山东滨州·期末)根据“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”实验作出的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.两导体串联接在4.5V的电源上时,电路中的电流为0.3A
C.两导体并联后接在2.5V的电源上时,干路中的电流为0.8A
D.该实验得到的结论是:导体两端的电压和通过导体的电流成正比
【练习5】(23-24九年级上·山东枣庄·期末)如图电路,闭合开关后,电压表V1与V2示数之比为3∶2,则R1∶R2为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
【练习6】(23-24九年级上·山东济南·期末)小明用如图所示电路探究电流与电阻的关系,R为定值电阻,电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10Ω换成20Ω后,接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是( )
A.改变电路两端的电压 B.保持电阻两端的电压不变
C.多次测量以减少误差 D.保持通过电阻的电流不变
【练习7】(23-24九年级上·山东临沂·期末)如图所示的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻值变 ,电流表示数变 ,滑动变阻器两端的电压变 。
【练习8】(23-24九年级上·山东枣庄·期末)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.5A,电流表A的示数为1.5A,则通过电阻R2的电流为 A,电源电压为为 V,电阻R2的阻值为 Ω。
【练习9】(23-24九年级上·山东枣庄·期末)用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为3V,定值电阻R的阻值为5Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请把上图乙所示的实物图连接完整,要求滑片P向右移动时电流表示数变小 ;
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至 端(填“A”或“B”),这样做的目的是 ;
同时小明发现电流表的指针在零刻度线左端,如图丙所示,其原因是 ;
(3)闭合开关移动滑片,发现电流表有示数,电压表示数为零。电路仅有一处故障,故障是 ;
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如表。结论: ;
U/V
1.0
1.5
1.9
2.5
3.0
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(5)若探究“通过导体的电流与电阻的关系”,需要用到阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻。先将10Ω的电阻换成15Ω后,若保持电压表的示数为1.5V不变,应将滑动变阻器的滑片向 端(选填“A”或“B”)移动,换用25Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
【练习10】(23-24九年级上·山东济宁·期末)某学习小组用“伏安法”测量小灯泡的电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,导线不能交叉);
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端。(选填“左”或“右”);
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表的示数都比较小,导致这一现象的原因是滑动变阻器的电阻 (选填“较大”或“较小”);
(4)找到原因后,小明移动滑动变阻器的滑片,图乙、图丙是电压表示数和电流表示数,可以计算出此时小灯泡的电阻 Ω;
(5)如图丁所示,是小明根据测量数据绘制的通过小灯泡电流I随它两端电压U变化的关系图像。请根据图像信息,分析下列说法中正确的是 。
A.小灯泡的电阻是5Ω
B.小灯泡的电阻随电压的增大而减小
C.小灯泡的电阻受温度影响发生改变
D.若将这样两个同样规格的小灯泡并联在2V的电源两端,干路中总电流为0.45A
【练习11】(23-24九年级上·山东菏泽·期末)如图甲所示的电路中,灯泡的电阻为3Ω,闭合开关后,电压表接的小量程,其示数如图乙所示,若电源电压为3V(甲图中电源电压保持不变,灯泡的电阻不变),求:
(1)甲图中灯泡两端电压是多少?
(2)甲图中灯泡的电阻是多少?
【练习12】(23-24九年级上·山东菏泽·期末)如图所示电路,电源电压恒为6V保持不变,定值电阻的铭牌是“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R的铭牌是“20Ω 1A”,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V。求:
(1)只闭合开关S和,滑动变阻器的滑片P置于最左端时,电压表的示数为2V,求定值电阻的阻值;
(2)若只闭合开关S和,移动滑动变阻器的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R允许的取值范围。
1.(23-24九年级上·山东济南·期末)高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,晓宏同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源两端电压一定),以下说法正确的是( )
A.称重表相当于一个电压表,车辆越重,称重表的示数越大
B.称重表相当于一个电流表,车辆越重,称重表的示数越小
C.称重表相当于一个电压表,车辆越重,称重表的示数越小
D.称重表相当于一个电流表,车辆越重,称重表的示数越大
2.(23-24九年级上·山东泰安·期末)小华给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列说法中( )
①空气湿度越大,电压表示数越小
②空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
③当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
④当空气湿度为40%时,电压表的示数为2.4V
A.只有②③正确 B.只有①④正确 C.只有①③正确 D.只有③④正确
3.(23-24九年级上·山东临沂·期末)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由中点向左端滑动过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变大 B.电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数变大 D.电压表V示数和电流表A2示数的比值变大
4.(23-24九年级上·山东德州·期末)如图是油量表的示意图,金属片ab的阻值为20Ω,电源电压为15V,闭合开关,当浮标最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.3A,下列说法不正确的是( )
A.滑片和金属片ab组成一个滑动变阻器
B.油量增多时,浮标上升,滑片P向下移,变阻器连入电路电阻变小,电流表示数变大
C.电阻的阻值为30Ω
D.当浮标最高时,滑片P滑到b端,电流表示数为0.75A
5.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)如图所示,电源电压恒为6V,闭合开关S,电压表的示数为2V,电路中的电流为0.5A。则灯泡L2两端的电压及灯泡L2的电阻分别为( )
A.4V,4Ω B.2V,4Ω C.4V,8Ω D.2V,8Ω
6.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)如图所示电路,闭合开关后,下列说法不正确的是( )
A.向左移动变阻器滑片,电流表、电压表示数都变大
B.若变阻器发生断路,电压表示数变小
C.若L2灯断路,电流表示数为零,电压表示数变小
D.若L1灯短路,电流表示数变大,电压表为零
7.(23-24九年级上·山东临沂·期末)如图所示的电路,电源电压为3V,定值电阻。若闭合开关S1、S2后电阻、并联且都能正常工作,则甲表是 表(选填“电流”或“电压”);甲表的示数是 、乙表的示数是 。
8.(23-24九年级上·山东临沂·期末)甲、乙两电阻的电流随电压的变化关系如图所示,则 (选填“>”“<”或“=”),当电阻两端电压相等时,通过甲、乙两电阻的电流之比 ,甲、乙两电阻的电功率之比 。
9.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)为了保护同学们的视力,很多学校教室里的日光灯全部更换成如图所示的LED护眼灯,每间教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是 联的。如果打开护眼灯之后,老师又打开了教室中的多媒体设备,则教室电路中的总电阻会 (选填“增大”或“减小”)。
10.(23-24九年级上·山东东营·期末)同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:新干电池两节,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器(30Ω、2A)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
(1)当滑片P向右滑时电流表示数变大,按照电路图在图乙中将实物图补充完整 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于 (选填“A”或“B”)端;闭合开关S,移动滑片P,发现电流表指针几乎末偏转,电压表有示数,则故障原因可能是 ;
A.R短路 B.滑动变阻器短路 C.R断路 D.滑动变阻器断路
(3)闭合开关以后,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,此时滑动变阻器除保护电路以外的作用是 (选填字母序号);
A.控制定值电阻两端电压不变 B.改变定值电阻两端电压
(4)测量的数据如表格所示,根据以上实验数据得到的结论是:电阻一定时, 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.5
1.0
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.08
0.1
0.5
0.4
0.5
0.6
11.(23-24九年级上·山东德州·期末)“探究电流与电阻的关系”的实验,准备的器材如下:电源(4.5V)、电流表、电压表、标有“30Ω1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)。
实验序号
1
2
3
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.4
0.2
(1)连接电路时,开关S应处于 状态;
(2)电路连接完成后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,出现这种现象的原因可能是 ;
(3)实验时,将5Ω的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,并将实验数据记录在表格中;
(4)接下来换10Ω的电阻进行实验,闭合开关,此时须向 (选填“左”或“右”)端移动滑片P,为了更好的完成实验,移动滑动变阻器滑片P的同时,眼睛应注视 并使示数为 时,再读出电流表的示数;
(5)接着再换20Ω的电阻重复实验。实验结束后,发现通过导体的电流跟导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
12.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图所示,电源电压恒为6V,闭合开关,当滑动变阻器的滑片位于最左侧时,电流表A的读数为0.3A;当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表A的读数为0.1A;求:
(1)定值电阻的阻值为多少欧姆?
(2)滑动变阻器的最大阻值为多少欧姆?
13.(23-24九年级上·山东潍坊·期末)电梯为居民出入带来很大的便利,出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示.系统电路由工作电路和控制电路组成:当电梯没有超载时,工作电路中的动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,工作电路中的动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作。当控制电路中的电磁铁线圈中电流达到20mA时,动触点K刚好接触静触点B,电铃发出警报声。已知电梯自重为,控制电路中的电源电压,保护电阻,压敏电阻的阻值随压力F大小变化如图乙所示。若g取,电磁铁线圈的阻值忽略不计。求:
(1)该电梯的最大载重质量;
(2)电梯空载时,通过电磁铁线圈的电流大小。
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