内容正文:
第13讲 电流与电压、电阻的关系
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识:十一大核心题型精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 探究电流与电压、电阻的关系
1、引入
在如图12-2-1所示的实验中,改变导体两端的电压,电流随之改变,这表明通过导体的电流与导体两端的电压有关;改变接入导体的电阻,电流也会随之改变,因而通过导体的电流与导体的电阻也有关。电流与电压、电阻究竟存在怎样的关系呢?。
2、学生实验:探究电流与电压、电阻的关系
提出问题
电流与电压、电流与电阻分别有什么定量关系呢?提出猜想并说明猜想的依据。
电流与电压、电阻都有关系,因此可采用____控制变量法_____分别探究电流与电压、 电流与电阻的关系。
实验一 探究电流与电压的关系
对于阻值一定的导体,探究通过导体的电流随两端电压变化的情况
搜集证据
器材 阻值一定的导体、电源、电流表(或电流传感器)、电压表(或电压传感器) 、开关及导线 。
方案
为了探究电流I随电压U 变化的定量关系,需要改变导体两端的电压,测得多组电压值和电流值。分组讨论实验方案,可以补充实验器材,并在虚线框中画出实验电路图。
需要补充的器材:_______滑动变阻器______ .
连接电路,进行实验。
电路图: 实物图:
记录 将导体的电阻、测得的电流和电压记录在表12-2-1中。
作出解释
分析
①分析表12-2-1中数据,同一导体,如果导体两端的电压不断增大,通过导体的电流如何变化?
②进一步找出通过同一导体的电流与导体两端电压的定量关系。分析处理数据可以采用计算或作图两种方法。若采用作图法可以电压U 为横轴、电流I为纵轴建立平面坐标系(图12-2-2),画出I-U图像进行分析。
结论 由上述实验可得,同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压_____成正比________ .
要点:
1.任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,这样可以保护电路。
2.本实验中滑动变阻器的作用有两点:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压
3.如果只凭一组数据,就得出电流与电压成正比的结论,缺乏普遍性,所以本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作,这样得出的数据更具普遍性。
实验二 探究电流与电阻的关系
在____导体两端电压相同____的条件下,探究通过导体的电流随电阻的变化情况。
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
阻值不同的导体若干、滑动变阻器、电源、电流表(或电流传感器)、电压表(或电压传感器)、开关及导线。
方案
当更换不同阻值的导体时,导体两端的电压是否发生改变?如何保持不同阻值的导体两端电压不变?与实验一相比,实验二的电路图有何变化?
设计实验方案并完成实验。
作出解释
分析 ①分析数据,当电压一定时,如果接入电路的电阻不断增大,通过导体的电流如何变化?
②通过计算找出电压一定时,电流与导体电阻的关系。
结论
由上述实验可得,_当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比___ .
交流反思
还能通过什么数据处理方法,找出电流与导体电阻的关系?
记录
设计数据记录表,并将实验数据记录在表中。
通过大量实验探究,可以得出:
通过导体的电流I与导体两端的电压U成正比,与导体的电阻R成反比。这一规律叫做欧姆定律,可表示为
对于电路中的某一导体,只要知道了电流、 电压、电阻这三个物理量中的任意两个,就可以根据欧姆定律算出第三个量。
要点:
①欧姆定律内容:通过导体的电流I与导体两端的电压U成正比,与导体的电阻R成反比。发现这一规律的物理学家:欧姆。
②.欧姆定律中三个物理量适用于同一时间的同一部分电路上,不同导体的电流、电压、电阻间不存在上述关系。
③.在用欧姆定律进行计算时,单位必须统一,即电压、电流、电阻的单位必须为伏特(V)、安培(A)、欧姆(Ω),如果不是,在计算前必须先统一单位。
3、 拓展视野:并非所有元件的I-U 图像都是一条过原点的倾斜直线。如图12-2-3 所示,某热敏电阻的I-U 图像是一条曲线。像热敏电阻的这种电流与电压不成正比的元件统称为非线性元件。
知识点2 电阻与电流、电压的大小有什么关系?
欧姆定律的公式可以变形为但不能 据此认为电阻与电压成正比,与电流成反比。这是因为改变导体两端电压时,通过它的电流也随之改变,而电压与电流的比值不变,即导体的电阻不变。电阻是导体的一种物理性质,一般情况下.电阻不随导体两端电压和通过导体的电流变化而变化。
如果导体的温度或某些外界物理条件发生明显改变时,电压和电流的比值不再是定值,即导体的电阻会发生变化。
此外,欧姆定律并不适用于所有导体,如气体导电时就不适用。
教材习题01
将小灯泡接入电路后,测得其两端电压为2.5V, 通过它的电流为0.3 A, 求小灯泡此时的电阻。
【答案】8.3Ω
解题方法 根据欧姆定律公式的变形公式可得。
教材习题02
某同学认为,当导体两端电压为零时,没有电流通过,所以该导体电阻为零。你认为该同学的观点是否正确,并简述理由。
【答案】不正确
解题方法 电阻是导体的一种物理性质,一般情况下,电阻不随导体两端电压和通过导体的电流变化而变化。
题型一 计算题
1.有一盏白炽灯,电阻为880Ω,接在220V的家庭电路上,求通过这盏灯的电流。
【答案】
【详解】解:通过这盏灯的电流为
答:通过这盏灯的电流为0.25A。
2.汽车的车灯接在12V电源两端,通过灯丝的电流为0.4A。通过计算回答:灯丝的电阻是多少?
【答案】30欧姆
【详解】解:由可得,灯丝的电阻是
答:灯丝的电阻是30欧姆。
3.如图所示的电路图,电源电压为6V,电阻R1的阻值为20Ω,闭合开关后,通过R2的电流为0.2A。求:
(1)通过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电路的总电阻R。
【答案】(1)0.3A;(2)30Ω;(3)12Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,R1与R2并联,根据并联电路中电压的规律可知,并联电路中各支路两端的电压相等,再根据欧姆定律可得,通过R1的电流为
(2)根据欧姆定律可求出电阻R2的阻值为
(3)根据并联电路中电流的规律可知,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,由此可得电路的总电流为
I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A
再根据欧姆定律可知电路的总电阻
答:(1)通过R1的电流为0.3A。
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
(3)电路的总的阻R为12Ω。
4.如图所示,定制电阻R1=10Ω,当开关S闭合后,电流表A的示数为0.3A,表的示数是0.2A。
求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
【答案】(1)2V;
(2)20Ω
【详解】(1)由电路图可知,开关S闭合后,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1支路的电流。并联电路中各支路两端电压相等,所以由R1支路可知电源电压为
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流为
R2的阻值为
5.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为5Ω,电阻R2的阻值为10Ω。当开关S闭合时,电压表示数为2V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源两端的电压U。
【答案】(1)0.4A;(2)6V
【详解】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,所以电流表的示数
(2)根据可得,R2两端的电压
U2=IR2=0.4A×10Ω=4V
电源两端的电压
U=U1+U2=2V+4V=6V
答:(1)电流表的示数I为0.4A;
(2)电源两端的电压U为6V。
6.在如图所示的电路中,已知R2、R3阻值均为30Ω(电源电压恒定),当S1、S2全部断开时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)只闭合S2,电流表的示数;
(3)S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6A,求R1的阻值。
【答案】(1)12V;(2)0.4A;(3)60Ω
【详解】解:(1)当S1,S2全部断开时,R2与R3串联,R1断路,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由可得,电源电压为
(2)只闭合S2时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,则电流表的示数为
(3)S1,S2都闭合时,R1与R2并联,R3短路,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R2的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流为
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1的阻值为
答:(1)电源电压为12V;
(2)电流表的示数为0.4A;
(3)R1的阻值为60Ω。
题型二 实验辨析、填空
7.要注意“电流与电压成正比”的前提条件是 一定;“电流与电阻成反比”的前提是 一定。
【答案】 电阻 电压
【详解】[1][2]“电流与电压成正比”的前提条件是电阻一定;“电流与电阻成反比”的前提是电压一定。
8.电流与电阻关系的实验中,滑动变阻器的作用是: 、 。
【答案】 保护电路 保持定值电阻两端电压不变
【详解】[1][2]探究电流与电阻关系的实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变。
9.下列探究实验中,需要控制电阻不变的是( )
A.探究串联电路中的电流关系
B.探究并联电路中的电压关系
C.探究通过导体的电流与导体电阻的关系
D.探究通过导体的电流与导体两端电压的关系
【答案】D
【详解】A.探究串联电路中的电流关系时,应使用不同电阻串联,消除因电阻相同带来的实验结论不准确,故A不符合题意;
B.探究并联电路中的电压关系时,应使用不同电阻观察其电压关系,从而得出结论,故B符合题意;
C.探究通过导体的电流与导体电阻的关系,应保证电压不变,更换不同电阻,从而探究电流与电阻关系,故C不符合题意;
D.探究通过导体的电流与导体两端电压的关系,应保证电阻不变,改变电阻两端电压,从而探究电流与导体两端电压的关系,故D符合题意.
10.如图所示是“探究电流的大小与哪些因素有关”的电路图。实验开始时,滑动变阻器的作用是 。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变,此时滑动变阻器的作用是 ;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,此时应保持 不变。
【答案】 保护电路 电阻 改变电阻两端电压 电压
【详解】[1]探究电流的大小与哪些因素有关的实验中,刚开始滑动变阻器移到阻值最大处,是为了保护电路。
[2]探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应当控制电阻不变,改变电压,探究电流与电压的关系。
[3]探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,电阻不变,通过滑动变阻器改变电阻两端的电压,探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
[4]在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应当控制电压不变,改变电阻,探究电流与电阻的关系。
11.如图所示,在“研究电流与电阻的关系”实验中,下列说法中正确的是( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是改变电阻两端的电压
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
【答案】A
【详解】①闭合开关前,为保护电路,变阻器连入电路中的电阻最大,即移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用,故A正确;
②根据控制变量法,在研究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,闭合开关后,当换下不同的定值电阻时,根据分压原理,电压表示数要改变,通过移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变,故B正确;
③因控制定值电阻的电压不变,当换上不同的定值电阻时,通过电阻的电流改变了,故闭合电键后,移动滑片P的作用不是控制通过电阻的电流保持不变,故C错误;
④在研究“电流与电阻的关系”实验中,为得出普遍性的规律,要更换不同的定值电阻(保持电压不变),记录对应的电流大小,故要移动滑片P的目的是控制电阻两端的电压不变,故D错误。
题型三 欧姆定律的有关辨析
12.最先提出“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比”这一规律的德国科学家是( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.瓦特
【答案】C
【详解】德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即为欧姆定律,并以他的名字命名电阻的单位,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
13.对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.公式表明:电阻与电压成正比,与电流成反比
B.公式表明:导体中的电流与导体两端的电压成反比
C.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变
D.公式U=IR表明:导体两端的电压U是由通过它的电流Ⅰ和它的电阻R共同决定
【答案】C
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,公式只是计算电阻的一种方法,故A错误;
B.公式表明: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,故B错误;
C.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值等于导体的电阻,同一导体的电阻是不变的,所以电压与电流的比值不变,故C正确;
D.电压是形成电流的原因,导体两端有电压时才可能产生电流,不能说导体两端的电压U是由通过它的电流I和它的电阻R共同决定,故D错误。
故选C。
14.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越高,通过这段导体中的电流就越大
C.电路两端只要有电压,电路中就一定有电流
D.导体中的电流,跟导体的电阻成正比,跟导体两端的电压成反比
【答案】B
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,与导体的电压与电流无关,故A错误;
B.由可知,当电阻一定时,导体两端的电压越高,通过这段导体中的电流就越大,故B正确;
C.根据形成持续电流的条件可知,一是闭合电路,二是导体两端有电压,因此只有电压不一定能形成电流,故C错误;
D.由欧姆定律可知,通过导体的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比,故D错误。
故选B。
15.由欧姆定律公式变形可得,下列说法正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.电阻大小等于它两端电压和通过的电流比值
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
【答案】C
【详解】ABD.电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,当导体两端电压为0时,导体的电阻不为0,故ABD错误;
C.由欧姆定律的变形公式可知,导体电阻大小等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值,故C正确。
故选C。
题型四 欧姆定律的应用—计算比值问题
16.有两个电阻R1和R2,当它们两端的电压之比是4:3时,通过它们的电流之比是2:5,则R1和R2的电阻之比是( )
A.5:3 B.8:15
C.3:5 D.10:3
【答案】D
【详解】它们两端的电压之比是
通过它们的电流之比是
则R1和R2的电阻之比
故选D。
17.定值电阻和并联在如图甲所示电路中,电流表的示数为,通过的电流为;再将和串联在如图乙所示电路中,两端的电压和两端的电压之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】如图定值电阻和并联,电流表测干路电流,电流表的示数为,通过的电流为,则通过的电流为
根据并联电路电压规律和欧姆定律,两电阻之比为
再将和串联后,根据串联电路电流规律和欧姆定律,两端的电压和两端的电压之比为
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
18.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为I1;当滑片P位于中点时,电流表的示数为I2,电压表的示数为7.2V。若I1∶I2=5∶8,则R1与R2的阻值之比为 ,电源电压为 V。
【答案】 1∶3 12
【详解】[1][2]由图可知,、串联,电压表测量两端的电压,当滑片P位于最右端时,全部接入电路,此时电路中的总电阻为
根据欧姆定律可知,电流表的示数为
当滑片P位于中点时,一半接入电路,此时电路中的总电阻为
根据欧姆定律可知,电流表的示数为
则
解得,即
此时两端的电压,根据串联分压的特点可得
则两端的电压为
根据串联电路的电压规律可知,电源电压为
题型五 欧姆定律在电路图中的应用
19.如图所示电路中,电源电压为3V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为2V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.L1两端的电压为1V B.L2两端的电压为1V
C.L1与L2的灯丝电阻之比为1∶1 D.通过L1与L2的电流之比为2∶1
【答案】B
【详解】A.由电路图知,两灯串联,电压表测L1两端电压,所以L1两端的电压,故A不符合题意;
B.串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,所以L2两端的电压
故B符合题意;
D.串联电路中,电流处处相等,所以通过L1与L2的电流之比为1∶1,故D不符合题意;
C.通过两灯电流相等,由欧姆定律有
所以
故C不符合题意。
故选B。
20.如图所示的电路中,电源电压恒定,,开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.8A;开关S1闭合、S2断开时,电流表示数变化了0.6A。则电源电压为 V,电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】 6 10
【详解】[1] S1、S2都闭合时,两电阻并联,电流表的示数为0.8A,电流表测干路电流;开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表示数变化了0.6A,即为R2的电流,由并联电路电流的规律,通过R1的电流为
由并联电路电压的规律和欧姆定律可知,R1的电压即电源电压,则
[2]由欧姆定律得,电阻R2的阻值为
21.如图所示电路,若电源电压是3V,闭合开关后,电流表A1示数为0.2A,A2示数为0.6A,则通过Ll的电流为 A,则电路总电阻是 Ω。
【答案】 0.4 5
【详解】[1]由图可知,两灯并联,电流表A1测小灯泡L2的电流,电流表A2测干路电流,由并联电路的电流关系可知通过小灯泡L1的电流为
[2]由欧姆定律可得,电路的总电阻为
题型六 图像题
22.在如图所示的图象中,能正确反映物理量之间关系的是( )
A.甲图:定值电阻与它两端电压的关系 B.乙图:定值电阻与通过它的电流的关系
C.丙图:电压一定时,电流与电阻的关系 D.丁图:电阻一定时,电流与电压的关系
【答案】D
【详解】AB.定值电阻的阻值大小不随其两端电压及通过它的电流而改变,故AB不符合题意;
C.当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,故C不符合题意;
D.当电阻一定时,电流与电压成正比,故D符合题意。
故选D。
23.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6A
【答案】C
【详解】A.由图象上看出,当导体两端的电压为0时,电流为0,但是电阻不为零,因为电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流没有关系,故该选项说法错误;
B.由图象可求得导体的电阻为R=U/I=1/0.2=5Ω,并且不随电压的改变而改变,该选项说法错误;
C.电压使电路中形成电流,因此电压为零时,电流也为零,该选项说法正确;
D.当导体电压为2V时,由图象可以找到此时对应的电流0.4A,因此该选项说法错误.
24.在“探究电流与电压的关系”实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为2∶1
【答案】B
【详解】A.电阻是导体的属性,与其两端是否施加电压无关,当R1与R2两端的电压为0时,仍有电阻,故A错误;
B.导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论应该是一样的,故B正确;
C.在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,是导体两端的电压大小决定了通过导体的电流大小,电压是由电源提供的,不由电流大小决定,故C错误;
D.根据,电流相同时,电压与电阻成正比。由图可知,电流均为0.3A时,电压为1.5V,电压为3V,、电压之比为,则R1与R2的阻值之比为,故D错误。
故选B。
25.如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如下图2所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.电压表示数范围是3∼9V
D.滑动变阻器的阻值范围是0∼18Ω
【答案】D
【详解】AB.由电路图可知,当滑片P位于a端时,电路为定值电阻R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,且此时电路中的电流最大,由图象可知电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,即电源电压为9V;由可得定值电阻R的阻值为
故AB正确,AB不符合题意;
CD.由电路图可知,当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,由图象可知电路中的最小电流I′=0.5A,此时电压表示数为3V,则可知电压表示数范围为3V~9V;滑片P位于b端时,电路中的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值为
R滑大=R总﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω
则滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω,故C正确、D错误,C不符合题意、D符合题意。
故选D。
26.图甲为探究“电流与电阻的关系”实验电路,根据实验数据作出图像如图乙,以下关于该实验说法正确的是( )
A.当A、B间的电阻由更换为后,要控制电压不变,应将变阻器滑片向左移动
B.实验过程中是控制电压表示数为不变
C.若电源电压为,则变阻器规格可以是“50Ω 1A”
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
【答案】B
【详解】A.根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变,故A错误;
B.由图像可知,实验过程中所控制的电压表示数
UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
不变,故B正确;
C.由图乙可知,实验中使用的定值电阻阻值最大为50Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×50Ω=100Ω
即变阻器的最大阻值不小于100Ω,变阻器规格不可以是“50Ω 1A”,故C错误;
D.由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D错误。
故选B。
27.小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为,电压表量程为,实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的图象。关于此实验的分析,下列说法错误的是( )
A.在这5次实验中,控制定值电阻两端的电压为3V
B.接入电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为
C.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为
D.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“ 0.5A”
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,定值电阻两端电压
故A正确,不符合题意;
B.由图乙可知,接入15Ω电阻进行实验,此时的电流为0.2A,此时电路中的总电阻
故B正确,不符合题意;
C.由题意可知,滑动变阻器两端的电压
电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大
电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小
滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为
故C正确,不符合题意;
D.由图乙可知,当定值电阻为5Ω时,电路中的电流为0.6A,故选用滑动变阻器的规格不可以是“ 0.5A” ,故D错误,符合题意。
故选D。
题型七 敏感电阻、实际生活中设计滑动变阻器
28.如图甲是酒精浓度测试仪,图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻,R为气敏电阻,人体呼出的酒精气体浓度越大,R的阻值越小。下面对此电路分析正确的是( )
A.呼出的酒精气体浓度变大,电阻R0两端电压变小
B.呼出的酒精气体浓度变大,电压表的示数变大
C.呼出的酒精气体浓度变大,电流表的示数变大
D.呼出的酒精气体浓度变大,通过R0的电流不变
【答案】C
【详解】ACD.由电路图可知,气敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测电阻R两端的电压;呼出的酒精气体浓度变大,R的阻值变小,电路的总电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,电流表的示数变大,通过R0的电流变大;根据U=IR可知,R0两端的电压变大,电压表示数变大,故C正确,AD错误;
B.R0两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知气敏电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故B错误。
故选C。
29.如图所示,是小明同学运用电学知识设计的身高测量仪,电源电压不变,R0是定值电阻,电阻R接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,金属杆cd和MP(P是滑片)电路接触良好,杆cd和MP的电阻不计,当被测者身高增加时,电压表的示数 (选填“变小”或“不变”)。
【答案】变大
【详解】由图知,R0和滑动变阻器R的bP部分串联,电流表测电路中的电流,电压表测bP部分两端电压,当被测身高增加时,滑动P向上移动,R连入阻值变大,由串联电路的分压原理知,R分得电压变大,即电压表示数变大。
30.小明设计了一款简易的地磅,它可以测量重物的重力,其内部电路如图所示,已知电源电压恒为12V,为滑动变阻器,是阻值为5Ω的定值电阻,重物的重力增大时, (填“电流”或“电压”)表的示数会增大,未放上重物时,滑片P位于最下端,此时电流表的示数为 A,接入电路中的电阻为10Ω时,电压表的示数为 V。
【答案】 电压 2.4 8
【详解】[1]如图,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。重物的重力增大时,滑片上移,滑动变阻器阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,电路中电流变小,电流表示数变小;根据U=IR可知,定值电阻两端电压变小,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端电压变大,电压表的示数会增大。
[2]滑片P位于最下端,此时电路为定值电阻的简单电路,电流表的示数为
[3] 接入电路中的电阻为10Ω时,电路中电流为
电压表的示数为
题型八 油量表问题
31.如图甲所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,其中油量表是用 表改装的。当油箱中的油面下降时,R的电阻值将 (选填“增大”“减小”或“不变”);定值电阻R1、R2的U﹣I关系图象如图乙所示,则R1∶R2= 。
【答案】 电压 增大 1∶2
【详解】[1][2]由图甲可知,油量表与R0并联,因此油量表为电压表。当油箱中的油面下降时,指针(滑片)上移,R接入电路的电阻丝变长,故R接入电路的电阻增大。
[3]由图乙可知,U1=U2=6V时,通过定值电阻R1、R2的电流
由可得,定值电阻R1、R2的阻值
则
32.小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图所示,其中电源两端电压保持不变,是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电流表的示数发生变化。下列说法中正确的是( )
A.当油箱中的油量减少时,变阻器R连入电路的电阻变小
B.当油箱中的油量增加时,电流表示数变小
C.电流表示数变大时,表明油箱中的油量增加
D.电流表示数变小时,电阻两端电压变大
【答案】C
【详解】A.当油箱中油量减少时,油箱中的液面下降,由杠杆平衡原理可知,P向上滑动,R接入电路的阻值变大,故A错误;
B.油箱中油增加,油箱只能液面上升,由杠杆平衡原理,P向下滑动,R接入电路的阻值变小,R与R0串联,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,故B错误;
C.电路为串联电路,R0为定值电阻,由可知,当电流变大时,电路中的总电阻变小,R接入电路的阻值变小,P下滑,油箱中的液面上升,故C正确;
D.R0为定值电阻,当电流变小时,由U=IR可知,R0两端的电压变小,故D错误。
故选C。
题型九 欧姆定律在动态电路中的应用
33.如图所示,电源电压不变,当开关S闭合后,移动滑片P,改变滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数从6V变化到9V,同时观察到电流表的示数从2A变化到1A。定值电阻R1阻值和电源电压分别为( )
A.3Ω、12V B.3Ω、10V C.6Ω、12V D.6Ω、10V
【答案】A
【详解】由电路图可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;当电压表的示数变大时,由于串联电路的总电压等于各分电压之和,则定值电阻两端的电压减小,根据U=IR可知,电路中的电流变小,故当电压表的示数为9V时,电路中的电流为1A,根据欧姆定律和串联电路的特点可得,电源电压
当电压表的示数为6V,电路中的电流为2A,根据欧姆定律和串联电路的特点可得,电源电压
由于电源电压不变,则
解得
所以,电源电压
故选A。
34.在图所示的电路中,滑动变阻器滑片Р位于中点。用电阻R3替换R1(R3>R1)后,在确保电路安全的前提下,能使电流表A与A1示数差值与替换R1前相同的方法是( )
A.增大电源电压,不移动滑片Р B.减小电源电压,不移动滑片P
C.电源电压不变,滑片P向右移 D.电源电压不变,滑片P向左移
【答案】A
【详解】由电路图可知,R1(或R3)与R2并联,A测干路电流,A1表测通过R2的电流。替换前,电流表A与A1示数差值为
①
替换后,电流表A与A1示数差值为
②
由于R3>R1,对比①②可知,要使电流表A与A1示数差值与替换R1前相同,需增大电源电压,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
题型十 作图题
题型十 作图题
35.请你用笔画线代替导线,把图中电路连接完整,要求变阻器滑片向右移动,电压表示数变大。
【答案】
【详解】电源电压为3V,故电压表选用小量程与灯并联;要求变阻器滑片向右移动,电压表示数变大,由欧姆定律,电路的电流变大,故变阻器连入电路的电阻变小,变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
36.在图所示电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。要求:闭合开关S后,电压表测滑动变阻器两端电压,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变大。
【答案】
【详解】根据题意,滑动变阻器向右移动,电流表示数变大,则滑动变阻器应串联在电路中,向右滑动电流变大,由欧姆定律可知接入阻值变小,故滑动变阻器应选择下面右端接线柱;由于电源为两节干电池串联,总电压不超过3V,故电压表选择0~3V量程,电压表并联在滑动变阻器两端,如图所示
37.在图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请以笔画线代替导线补上,补上后要求:闭合开关,当变阻器的滑片向右移动时,电压表的示数变小。
【答案】
【详解】如图,电压表的正接线柱因靠近电源正极,负接线柱靠近电源负极,电压表应接在滑动变阻器两端;滑动变阻器与灯泡串联,滑动变阻器按一上一下接入电路,闭合开关,当变阻器的滑片向右移动时,电压表的示数变小,说明灯泡两端的电压变大,电路中的电流变大,由欧姆定律可知滑动变阻器的电阻变小,滑动变阻器应接右下接线柱;电压表负接线柱接在滑动变阻器右下接线柱,如图
题型十一 实验题
38.小孔用图甲电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)图甲中,电表1应为 (选填“电压”或“电流”)表。
(2)电路连接完成后,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2V.记录电流表示数。多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻的倒数一关系图像,如图乙中图线②所示。
(3)为了使实验结论更具有普遍性,小明又将定值电阻R两端的电压控制为1.5V、不断改变定值电阻的大小,又进行了多次实验,又绘制出电流Ⅰ与定值电阻的倒数关系图像,此次关系图像应为图乙中的图线 (选填“①”“②”或“③”)。
(4)根据图乙中的图像,得出的实验结论为: 。
【答案】 电压 ③ 当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
【详解】[1]图甲中电表1应与定值电阻并联,用于测量电阻两端电压,因此应为电压表。
[2]根据欧姆定律可知,当电压降低时,相同电阻对应的电流减小。原实验电压为2V(对应图线②),新实验电压降至1.5V后,同一电阻的倒数对应的电流值更小,因此图线会整体下移,故应选择位置最低的图线③。
[3] 根据图乙图像可看出,电流I与电阻倒数成正比,即电流I与电阻R成反比,因此实验结论为:当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
39.如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图。
实验序号
1
2
3
。。。
电压 U/V
0.8
1.6
2.4
…
电流I/A
0.16
0.32
…
(1)连接电路时,应先将开关 (选填“闭合”或“断开”),并将滑动变阻器的滑片P 调至阻值最 处;
(2)连接好电路后,闭合开关S并多次移动滑动变阻器的滑片P,将电压值与相应的电流值记录如上表。第3次测量时, 电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流值为 A;
(3)为了能够从表中数据总结出电流I与电压U的比例关系,你采用的数学方法是 。
【答案】(1) 断开 右
(2)0.48
(3)比值法
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时开关应断开,并将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即最右端。
(2)由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.48A。
(3)由表中数据可知,电压和电流的比值为
是一个定值,可以得到电阻一定时,电流和电压成正比,用到比值法。
40.小明做“探究通过导体的电流与它两端电压的关系”的实验,电表均完好,他按照图 (a)所示的电路图,正确连接电路。
①闭合开关发现电压表示数为 2.8 伏,电流表示数为 0,他断开开关,将电压表并联在电源两端,闭合开关后发现电压表示数仍为 2.8 伏,电流表示数为 0,则故障原因是 ;
②小明排除故障后,改变电源电压,电流表示数如图 (b)所示,此时通过导体的电流为 安;
③实验中测得多组数据,绘制出导体的 I-U 图象如图(c)所示,由图象可得,通过导体的电流与它两端电压的关系是 ,该实验中所用导体的阻值为 欧。
【答案】 电阻R断路 0.26 当电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比 10
【详解】①[1]将电压表并联在电源两端,闭合开关后发现电压表示数为2.8伏, 说明电源电压为2.8V;图(a)中,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数等于电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电阻R断路了。
②[2]由图(b)可知, 电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A。
③[3]由图丙知,绘制出电阻R的I-U图象为过原点的直线,说明当电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比。
[4]由图(c)可知,当导体两端的电压为2.0V时,通过导体的电流为0.2A,由欧姆定律可知,该实验中所用导体的阻值
41.小王和小李两位同学在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,所用的电源为若干节新干电池。实验过程中他们都进行了多次实验,所用的实验方法有:①改变电池节数;②移动滑动变阻器的滑片。实验电路如图A和B所示,实验数据记录在表一和表二中.
表一
序号
电压(伏)
电流(安)
1
2
0.2
2
3
0.3
3
6
0.6
表二
序号
电压(伏)
电流(安)
4
1.5
0.1
5
3
0.2
6
6
0.4
(1)表一的实验数据是采用 的实验方法(选填序号①或②);
(2)上述两科实验方法的目的都是为了 ;
(3)分析比较实验序号1和2和3或和5和6中电流与电压的倍数关系, 得出的初步结论 ;
(4)分析比较实验序号 中数据及相关的条件,得出的初步结论是:电压相等时,通过不同导体的电流大小不同.
(5)进一步分析比较表一、表二的数据及相关的条件,得出的初步结论是:
①分析比较表一或表二,可知: ;
②分析比较表一和表二,可知: 。
【答案】 ② 总结普遍的物理规律,避免由于实验次数太少而造成结论的偶然性,片面性 在电阻一定时,电流与电压成正比 2与5或3与6 同一导体,电压与电流的比值相同的 不同导体,电压与电流的比值是不同的
【详解】(1)[1]改变电池节数和调节滑动变阻器滑片的位置,都能改变电阻两端电压。由实验数据知,表二中电压为1.5V、3V、6V,电阻变化是整数倍,表一中电压3V、2V变化不是整数倍,所以表一采用的是改变滑动变阻器滑片位置的方法;
(2)[2]两种方法都测量了三组电压、电流,目的是相同的:总结普遍的物理规律,避免由于实验次数太少而造成结论的偶然性,片面性;
(3)[3]由实验数据知,电流与电压变化规律相同,也就是在电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)[4] 实验结论是:电压相同时,通过不同导体的电流大小不同。表一、表二中,电压相同的是实验步骤2与5或3与6,比较其对应电流得出结论即可.所以实验步骤2和5或者3与6都符合题意;
(5)[5]分析比较表一或表二,可得结论:同一导体,电压与电流的比值相同的;
[6]分析比较表一和表二,可得结论:不同导体,电压与电流的比值是不同的。
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知识目标复核
1.探究电流与电压的关系;
2.探究电流与电阻的关系;
3. 欧姆定律
4. 电阻与电流、电压大小的关系。
一、单选题
1.由欧姆定律推得,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端电压成正比
B.导体的电阻与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关
D.以上说法都不对
【答案】C
【详解】导体的电阻是导体本身的属性,与导体的材料、长度、横截面积有关,其大小等于电压与电流的比值,导体的电阻不会随电流,电压的变化而变化,由欧姆定律推得,只能计算导体的阻值大小,故ABD错误,C正确。
故选C。
2.一定值电阻,两端加6V电压时,通过的电流是1A,当加在其两端的电压变为3V时,通过的电流和导体的电阻是( )
A.0.5A 6Ω B.1A 6Ω C.0.5A 3Ω D.1A 3Ω
【答案】A
【详解】导体的电阻
导体的电阻与电流及电压无关,所以导体的电阻不变,当两端的电压为3V时,流过的电流
故选A。
3.两电阻、的图像如图所示,结合图像中的信息分析可知( )
A. B.
C. D.无法比较、的大小
【答案】B
【详解】根据图像均为过原点的倾斜直线,说明两电阻为定值电阻,根据欧姆定律结合图像可得,R1的阻值为
R2的阻值为
故R1>R2。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们按照图所示方式连接在电路中,测得A、B两端电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A.IA<IB B.UA<UB C.IA>IB D.UA=UB
【答案】B
【详解】AC.两段导体串联接入电路,串联电路各处电流都相等,则IA=IB,故AC错误;
BD.导体的电阻和导体的材料,长度,横截面积,温度有关,A和B是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,A的横截面积是B的两倍,在其它条件相同的情况下,横截面积越大,导体的电阻越小,所以RA<RB,因为IA=IB,根据U=IR可得UA<UB,故B正确,D错误。
故选B。
5.如图所示,是汽车油量表的工作原理图,是变阻器,O点为杠杆的支点,杠杆另一端是浮标,下列说法不正确的是( )
A.在电路中串联电阻的目的是保护电路
B.油位越低,图中的油量表示数越小
C.油位越高,变阻器两端的电压越高
D.油位越高,整个电路电压与电流的比值越小
【答案】C
【详解】A.电阻R0串联在电路中,可以避免滑片P滑至最下端,电路中电流过大烧坏测量表,对电路起保护作用,故A正确,不符合题意;
B.由图,油量表串联在电路中,由此可见,油量表是由电流表改装成的,油位越低,浮标下降,滑片上移,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,图中的油量表示数越小,故B正确,不符合题意;
CD.油位越高,浮标上升,滑片下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据分压原理,Rx两端分得电压减小,滑动变阻器的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电源电压不变,由可知,整个电路电压与电流的比值越小,故C错误,符合题意,D正确不符合题意。
故选C。
6.如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大
B.电压表的示数变小,电流表的示数变小
C.电压表的示数和电流表的示数的比值变大
D.电压表的示数和电流表的示数的比值变小
【答案】D
【详解】AB.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变大;根据串联电路的电压规律可知,R2两端电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误;
CD.根据可知,电压表的示数和电流表的示数的比值为R2的阻值,所以该比值变小,故D正确,C错误。
故选D。
二、填空题
7.历史上第一个成功揭示电流与电压、电阻关系的物理学家是 ,为了纪念他做出的杰出贡献,人们用他的名字命名为 的单位。
【答案】 欧姆 电阻
【详解】[1][2]德国物理学家欧姆对电流与电阻和电压之间的关系进行了实验研究,第一个成功揭示电流与电压、电阻关系,从而得出了著名的欧姆定律。为了纪念他做出的杰出贡献,人们用他的名字命名为电阻的单位。
8.在一根电阻线两端加上4V电压,通过它的电流为0.2A,这根电阻线电阻为 Ω;若不加电压,该电阻线电阻为 Ω。
【答案】 20 20
【详解】[1]由欧姆定律可知,这根电阻线电阻为
[2]电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,因此若不加电压,该电阻线电阻也为20Ω。
9.如图是电阻的电流与电压关系的图象,其中 。若将两个电阻串联接在某一电路中,当电路中的电流为0.2A时,则这两个电阻两端的总电压为 V。
【答案】 5
【详解】[1]由图知R1、R2的电流与电压成正比,为定值电阻,当R2两端的电压时,电流。由可知,R2的电阻为
[2]若将R1、R2串联接在某一电路中,当电路中的电流为0.2A时,由图像可知,两端的电压,两端的电压。因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压为
10.如图所示的漫画描述的是电学中的 定律,该定律的数学表达式是 。
【答案】 欧姆
【详解】[1]该图表示出了电流、电压、电阻的关系,所以漫画描述的是电学中的欧姆定律。
[2]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,该定律的数学表达式是。
11.如图所示,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“10Ω;1.5A”,定值电阻R的阻值为50Ω,电流表的测量范围为0~0.6A。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下,电路最大电流为 A,滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ω。
【答案】 0.12 0
【详解】[1][2]由电路图可知,定值电阻R和滑动变阻器串联,由欧姆定律可知,当电路总电阻最小时,电流最大,假设滑动变阻器的值为0时,此时电路中的电流
小于电流表的最大量程,则滑动变阻器接入电路的最小值为0,电路最大电流
三、作图题
12.在如图电路中缺少一根导线,请按要求用笔画线代替导线完成电路连接。要求:闭合开关S后,向右移动变阻器的滑片时,电流表的示数变小。
【答案】
【详解】根据题意可知,闭合开关后,向右移动变阻器的滑片P时,电流表的示数变小,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变大,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
13.某实验小组探究电流与电阻的关系时,多次正确实验,测得的数据如表所示,请在坐标图中画出电流与电阻倒数的图像。
序号
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
【答案】
【详解】如图,1~5组数据电阻的倒数分别为0.2、0.1、0.06、0.05、0.04,数据如下表所示:
序号
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
0.2
0.1
0.06
0.05
0.04
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
在坐标轴上根据需要标上数据,在坐标中依次描出各点,用平滑的线连接起来,如图:
四、计算题
14.已知电阻,电阻,只闭合开关S1时,电流表的示数为1.2A,求:
(1)电源的电压;
(2)再闭合开关S2后,电路中电流表的示数。
【答案】(1)24V
(2)1.6A
【详解】(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,电流表的示数为1.2A,电源的电压
(2)再闭合开关S2后,两个电阻并联,电压表测干路中的电流,由于电源电压不变,通过R1的电流不变;R2两端的电压等于电源电压,通过R2的电流
干路中的电流,即电路中电流表的示数
15.空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标,如表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图,用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变,的阻值为100,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。
空气质量指数K
0~50
51~100
101~150
150~200
201~300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
重度污染
(1)当空气质量指数为300时,两端的电压为多少?
(2)当电路中电流为0.1A时,对应的空气质量等级是什么?
【答案】(1)15V
(2)对应的空气质量等级为良
【详解】(1)由图甲可知,气敏电阻与定值电阻串联,电流表测量电路的电流,由图乙可知,当空气质量指数为300时,气敏电阻的阻值R=20Ω,此时电路中的电流为
则两端的电压为
(2)当电路中电流为0.1A时,电路中总电阻为
则气敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时空气质量指数在51~100之间,对应的空气质量等级为良。
五、实验题
16.“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如图所示的电路图并进行实验。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.6
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.20
0.24
(1)连接电路前,电流表指针未指向零刻度线,应该对电流表进行 。
(2)正确连接电路,闭合并关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是
(3)实验测出五组数据记录在表格中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处理数据? 。(列举一种方法即可)
【答案】(1)校零
(2)定值电阻R断路
(3)见解析
【详解】(1)连接电路前,电流表指针未指向零刻度线,因此应该对电流表进行调零,使指针对准零刻度线。
(2)闭合并关后,发现电流表没有示数,说明电路中可能某处断路,没有形成通路;电压表有示数,说明电压表和电源之间保持通路,则电路可能出现的故障是与电压表并联的定值电阻R断路。
(3)由题意可知,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应当将测得的实验数据转化为图像进行探究,所以应当以电流和电压为横纵坐标轴,在坐标系中根据实验数据描出各点,并用一条光滑曲线连接,得到对应的图像,之后再进行下一步的探究。
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第13讲 电流与电压、电阻的关系
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识:十一大核心题型精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 探究电流与电压、电阻的关系
1、引入
在如图12-2-1所示的实验中,改变导体两端的电压,电流随之改变,这表明通过导体的电流与导体两端的电压有关;改变接入导体的电阻,电流也会随之改变,因而通过导体的电流与导体的电阻也有关。电流与电压、电阻究竟存在怎样的关系呢?。
2、学生实验:探究电流与电压、电阻的关系
提出问题
电流与电压、电流与电阻分别有什么定量关系呢?提出猜想并说明猜想的依据。
电流与电压、电阻都有关系,因此可采用______________分别探究电流与电压、 电流与电阻的关系。
实验一 探究电流与电压的关系
对于阻值一定的导体,探究通过导体的电流随两端电压变化的情况
搜集证据
器材 阻值一定的导体、电源、电流表(或电流传感器)、电压表(或电压传感器) 、开关及导线 。
方案
为了探究电流I随电压U 变化的定量关系,需要改变导体两端的电压,测得多组电压值和电流值。分组讨论实验方案,可以补充实验器材,并在虚线框中画出实验电路图。
需要补充的器材:__________________ .
连接电路,进行实验。
记录 将导体的电阻、测得的电流和电压记录在表12-2-1中。
作出解释
分析
①分析表12-2-1中数据,同一导体,如果导体两端的电压不断增大,通过导体的电流如何变化?
②进一步找出通过同一导体的电流与导体两端电压的定量关系。分析处理数据可以采用计算或作图两种方法。若采用作图法可以电压U 为横轴、电流I为纵轴建立平面坐标系(图12-2-2),画出I-U图像进行分析。
结论 由上述实验可得,同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压________________________ .
要点:
1.任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,这样可以保护电路。
2.本实验中滑动变阻器的作用有两点:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压
3.如果只凭一组数据,就得出电流与电压成正比的结论,缺乏普遍性,所以本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作,这样得出的数据更具普遍性。
实验二 探究电流与电阻的关系
在___________的条件下,探究通过导体的电流随电阻的变化情况。
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
阻值不同的导体若干、滑动变阻器、电源、电流表(或电流传感器)、电压表(或电压传感器)、开关及导线。
方案
当更换不同阻值的导体时,导体两端的电压是否发生改变?如何保持不同阻值的导体两端电压不变?与实验一相比,实验二的电路图有何变化?
设计实验方案并完成实验。
作出解释
分析 ①分析数据,当电压一定时,如果接入电路的电阻不断增大,通过导体的电流如何变化?
②通过计算找出电压一定时,电流与导体电阻的关系。
结论
由上述实验可得,________________________________________________________ .
交流反思
还能通过什么数据处理方法,找出电流与导体电阻的关系?
记录
设计数据记录表,并将实验数据记录在表中。
通过大量实验探究,可以得出:
通过导体的电流I与导体两端的电压U成正比,与导体的电阻R成反比。这一规律叫做欧姆定律,可表示为
对于电路中的某一导体,只要知道了电流、 电压、电阻这三个物理量中的任意两个,就可以根据欧姆定律算出第三个量。
要点:
①欧姆定律内容:通过导体的电流I与导体两端的电压U成正比,与导体的电阻R成反比。发现这一规律的物理学家:欧姆。
②.欧姆定律中三个物理量适用于同一时间的同一部分电路上,不同导体的电流、电压、电阻间不存在上述关系。
③.在用欧姆定律进行计算时,单位必须统一,即电压、电流、电阻的单位必须为伏特(V)、安培(A)、欧姆(Ω),如果不是,在计算前必须先统一单位。
3、 拓展视野:并非所有元件的I-U 图像都是一条过原点的倾斜直线。如图12-2-3 所示,某热敏电阻的I-U 图像是一条曲线。像热敏电阻的这种电流与电压不成正比的元件统称为非线性元件。
知识点2 电阻与电流、电压的大小有什么关系?
欧姆定律的公式可以变形为但不能 据此认为电阻与电压成正比,与电流成反比。这是因为改变导体两端电压时,通过它的电流也随之改变,而电压与电流的比值不变,即导体的电阻不变。电阻是导体的一种物理性质,一般情况下.电阻不随导体两端电压和通过导体的电流变化而变化。
如果导体的温度或某些外界物理条件发生明显改变时,电压和电流的比值不再是定值,即导体的电阻会发生变化。
此外,欧姆定律并不适用于所有导体,如气体导电时就不适用。
教材习题01
将小灯泡接入电路后,测得其两端电压为2.5V, 通过它的电流为0.3 A, 求小灯泡此时的电阻。
教材习题02
某同学认为,当导体两端电压为零时,没有电流通过,所以该导体电阻为零。你认为该同学的观点是否正确,并简述理由。
题型一 计算题
1.有一盏白炽灯,电阻为880Ω,接在220V的家庭电路上,求通过这盏灯的电流。
2.汽车的车灯接在12V电源两端,通过灯丝的电流为0.4A。通过计算回答:灯丝的电阻是多少?
3.如图所示的电路图,电源电压为6V,电阻R1的阻值为20Ω,闭合开关后,通过R2的电流为0.2A。求:
(1)通过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电路的总电阻R。
4.如图所示,定制电阻R1=10Ω,当开关S闭合后,电流表A的示数为0.3A,表的示数是0.2A。
求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
5.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为5Ω,电阻R2的阻值为10Ω。当开关S闭合时,电压表示数为2V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源两端的电压U。
6.在如图所示的电路中,已知R2、R3阻值均为30Ω(电源电压恒定),当S1、S2全部断开时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)只闭合S2,电流表的示数;
(3)S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6A,求R1的阻值。
题型二 实验辨析、填空
7.要注意“电流与电压成正比”的前提条件是 一定;“电流与电阻成反比”的前提是 一定。
8.电流与电阻关系的实验中,滑动变阻器的作用是: 、 。
9.下列探究实验中,需要控制电阻不变的是( )
A.探究串联电路中的电流关系
B.探究并联电路中的电压关系
C.探究通过导体的电流与导体电阻的关系
D.探究通过导体的电流与导体两端电压的关系
10.如图所示是“探究电流的大小与哪些因素有关”的电路图。实验开始时,滑动变阻器的作用是 。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变,此时滑动变阻器的作用是 ;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,此时应保持 不变。
11.如图所示,在“研究电流与电阻的关系”实验中,下列说法中正确的是( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是改变电阻两端的电压
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
题型三 欧姆定律的有关辨析
12.最先提出“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比”这一规律的德国科学家是( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.瓦特
13.对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.公式表明:电阻与电压成正比,与电流成反比
B.公式表明:导体中的电流与导体两端的电压成反比
C.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变
D.公式U=IR表明:导体两端的电压U是由通过它的电流Ⅰ和它的电阻R共同决定
14.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越高,通过这段导体中的电流就越大
C.电路两端只要有电压,电路中就一定有电流
D.导体中的电流,跟导体的电阻成正比,跟导体两端的电压成反比
15.由欧姆定律公式变形可得,下列说法正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.电阻大小等于它两端电压和通过的电流比值
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
题型四 欧姆定律的应用—计算比值问题
16.有两个电阻R1和R2,当它们两端的电压之比是4:3时,通过它们的电流之比是2:5,则R1和R2的电阻之比是( )
A.5:3 B.8:15
C.3:5 D.10:3
17.定值电阻和并联在如图甲所示电路中,电流表的示数为,通过的电流为;再将和串联在如图乙所示电路中,两端的电压和两端的电压之比为( )
A. B. C. D.
18.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为I1;当滑片P位于中点时,电流表的示数为I2,电压表的示数为7.2V。若I1∶I2=5∶8,则R1与R2的阻值之比为 ,电源电压为 V。
题型五 欧姆定律在电路图中的应用
19.如图所示电路中,电源电压为3V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为2V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.L1两端的电压为1V B.L2两端的电压为1V
C.L1与L2的灯丝电阻之比为1∶1 D.通过L1与L2的电流之比为2∶1
20.如图所示的电路中,电源电压恒定,,开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.8A;开关S1闭合、S2断开时,电流表示数变化了0.6A。则电源电压为 V,电阻R2的阻值为 Ω。
21.如图所示电路,若电源电压是3V,闭合开关后,电流表A1示数为0.2A,A2示数为0.6A,则通过Ll的电流为 A,则电路总电阻是 Ω。
题型六 图像题
22.在如图所示的图象中,能正确反映物理量之间关系的是( )
A.甲图:定值电阻与它两端电压的关系 B.乙图:定值电阻与通过它的电流的关系
C.丙图:电压一定时,电流与电阻的关系 D.丁图:电阻一定时,电流与电压的关系
23.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6A
24.在“探究电流与电压的关系”实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为2∶1
25.如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如下图2所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.电压表示数范围是3∼9V
D.滑动变阻器的阻值范围是0∼18Ω
26.图甲为探究“电流与电阻的关系”实验电路,根据实验数据作出图像如图乙,以下关于该实验说法正确的是( )
A.当A、B间的电阻由更换为后,要控制电压不变,应将变阻器滑片向左移动
B.实验过程中是控制电压表示数为不变
C.若电源电压为,则变阻器规格可以是“50Ω 1A”
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
27.小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为,电压表量程为,实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的图象。关于此实验的分析,下列说法错误的是( )
A.在这5次实验中,控制定值电阻两端的电压为3V
B.接入电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为
C.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为
D.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“ 0.5A”
题型七 敏感电阻、实际生活中设计滑动变阻器
28.如图甲是酒精浓度测试仪,图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻,R为气敏电阻,人体呼出的酒精气体浓度越大,R的阻值越小。下面对此电路分析正确的是( )
A.呼出的酒精气体浓度变大,电阻R0两端电压变小
B.呼出的酒精气体浓度变大,电压表的示数变大
C.呼出的酒精气体浓度变大,电流表的示数变大
D.呼出的酒精气体浓度变大,通过R0的电流不变
29.如图所示,是小明同学运用电学知识设计的身高测量仪,电源电压不变,R0是定值电阻,电阻R接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,金属杆cd和MP(P是滑片)电路接触良好,杆cd和MP的电阻不计,当被测者身高增加时,电压表的示数 (选填“变小”或“不变”)。
30.小明设计了一款简易的地磅,它可以测量重物的重力,其内部电路如图所示,已知电源电压恒为12V,为滑动变阻器,是阻值为5Ω的定值电阻,重物的重力增大时, (填“电流”或“电压”)表的示数会增大,未放上重物时,滑片P位于最下端,此时电流表的示数为 A,接入电路中的电阻为10Ω时,电压表的示数为 V。
题型八 油量表问题
31.如图甲所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,其中油量表是用 表改装的。当油箱中的油面下降时,R的电阻值将 (选填“增大”“减小”或“不变”);定值电阻R1、R2的U﹣I关系图象如图乙所示,则R1∶R2= 。
32.小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图所示,其中电源两端电压保持不变,是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电流表的示数发生变化。下列说法中正确的是( )
A.当油箱中的油量减少时,变阻器R连入电路的电阻变小
B.当油箱中的油量增加时,电流表示数变小
C.电流表示数变大时,表明油箱中的油量增加
D.电流表示数变小时,电阻两端电压变大
题型九 欧姆定律在动态电路中的应用
33.如图所示,电源电压不变,当开关S闭合后,移动滑片P,改变滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数从6V变化到9V,同时观察到电流表的示数从2A变化到1A。定值电阻R1阻值和电源电压分别为( )
A.3Ω、12V B.3Ω、10V C.6Ω、12V D.6Ω、10V
34.在图所示的电路中,滑动变阻器滑片Р位于中点。用电阻R3替换R1(R3>R1)后,在确保电路安全的前提下,能使电流表A与A1示数差值与替换R1前相同的方法是( )
A.增大电源电压,不移动滑片Р B.减小电源电压,不移动滑片P
C.电源电压不变,滑片P向右移 D.电源电压不变,滑片P向左移
题型十 作图题
35.请你用笔画线代替导线,把图中电路连接完整,要求变阻器滑片向右移动,电压表示数变大。
36.在图所示电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。要求:闭合开关S后,电压表测滑动变阻器两端电压,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变大。
37.在图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请以笔画线代替导线补上,补上后要求:闭合开关,当变阻器的滑片向右移动时,电压表的示数变小。
题型十一 实验题
38.小孔用图甲电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)图甲中,电表1应为 (选填“电压”或“电流”)表。
(2)电路连接完成后,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2V.记录电流表示数。多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻的倒数一关系图像,如图乙中图线②所示。
(3)为了使实验结论更具有普遍性,小明又将定值电阻R两端的电压控制为1.5V、不断改变定值电阻的大小,又进行了多次实验,又绘制出电流Ⅰ与定值电阻的倒数关系图像,此次关系图像应为图乙中的图线 (选填“①”“②”或“③”)。
(4)根据图乙中的图像,得出的实验结论为: 。
39.如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图。
实验序号
1
2
3
。。。
电压 U/V
0.8
1.6
2.4
…
电流I/A
0.16
0.32
…
(1)连接电路时,应先将开关 (选填“闭合”或“断开”),并将滑动变阻器的滑片P 调至阻值最 处;
(2)连接好电路后,闭合开关S并多次移动滑动变阻器的滑片P,将电压值与相应的电流值记录如上表。第3次测量时, 电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流值为 A;
(3)为了能够从表中数据总结出电流I与电压U的比例关系,你采用的数学方法是 。
40.小明做“探究通过导体的电流与它两端电压的关系”的实验,电表均完好,他按照图 (a)所示的电路图,正确连接电路。
①闭合开关发现电压表示数为 2.8 伏,电流表示数为 0,他断开开关,将电压表并联在电源两端,闭合开关后发现电压表示数仍为 2.8 伏,电流表示数为 0,则故障原因是 ;
②小明排除故障后,改变电源电压,电流表示数如图 (b)所示,此时通过导体的电流为 安;
③实验中测得多组数据,绘制出导体的 I-U 图象如图(c)所示,由图象可得,通过导体的电流与它两端电压的关系是 ,该实验中所用导体的阻值为 欧。
41.小王和小李两位同学在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,所用的电源为若干节新干电池。实验过程中他们都进行了多次实验,所用的实验方法有:①改变电池节数;②移动滑动变阻器的滑片。实验电路如图A和B所示,实验数据记录在表一和表二中.
表一
序号
电压(伏)
电流(安)
1
2
0.2
2
3
0.3
3
6
0.6
表二
序号
电压(伏)
电流(安)
4
1.5
0.1
5
3
0.2
6
6
0.4
(1)表一的实验数据是采用 的实验方法(选填序号①或②);
(2)上述两科实验方法的目的都是为了 ;
(3)分析比较实验序号1和2和3或和5和6中电流与电压的倍数关系, 得出的初步结论 ;
(4)分析比较实验序号 中数据及相关的条件,得出的初步结论是:电压相等时,通过不同导体的电流大小不同.
(5)进一步分析比较表一、表二的数据及相关的条件,得出的初步结论是:
①分析比较表一或表二,可知: ;
②分析比较表一和表二,可知: 。
知识导图记忆
知识目标复核
1.探究电流与电压的关系;
2.探究电流与电阻的关系;
3. 欧姆定律
4. 电阻与电流、电压大小的关系。
一、单选题
1.由欧姆定律推得,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端电压成正比
B.导体的电阻与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关
D.以上说法都不对
2.一定值电阻,两端加6V电压时,通过的电流是1A,当加在其两端的电压变为3V时,通过的电流和导体的电阻是( )
A.0.5A 6Ω B.1A 6Ω C.0.5A 3Ω D.1A 3Ω
3.两电阻、的图像如图所示,结合图像中的信息分析可知( )
A. B.
C. D.无法比较、的大小
4.同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们按照图所示方式连接在电路中,测得A、B两端电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A.IA<IB B.UA<UB C.IA>IB D.UA=UB
5.如图所示,是汽车油量表的工作原理图,是变阻器,O点为杠杆的支点,杠杆另一端是浮标,下列说法不正确的是( )
A.在电路中串联电阻的目的是保护电路
B.油位越低,图中的油量表示数越小
C.油位越高,变阻器两端的电压越高
D.油位越高,整个电路电压与电流的比值越小
6.如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大
B.电压表的示数变小,电流表的示数变小
C.电压表的示数和电流表的示数的比值变大
D.电压表的示数和电流表的示数的比值变小
二、填空题
7.历史上第一个成功揭示电流与电压、电阻关系的物理学家是 ,为了纪念他做出的杰出贡献,人们用他的名字命名为 的单位。
8.在一根电阻线两端加上4V电压,通过它的电流为0.2A,这根电阻线电阻为 Ω;若不加电压,该电阻线电阻为 Ω。
9.如图是电阻的电流与电压关系的图象,其中 。若将两个电阻串联接在某一电路中,当电路中的电流为0.2A时,则这两个电阻两端的总电压为 V。
10.如图所示的漫画描述的是电学中的 定律,该定律的数学表达式是 。
11.如图所示,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“10Ω;1.5A”,定值电阻R的阻值为50Ω,电流表的测量范围为0~0.6A。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下,电路最大电流为 A,滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ω。
三、作图题
12.在如图电路中缺少一根导线,请按要求用笔画线代替导线完成电路连接。要求:闭合开关S后,向右移动变阻器的滑片时,电流表的示数变小。
13.某实验小组探究电流与电阻的关系时,多次正确实验,测得的数据如表所示,请在坐标图中画出电流与电阻倒数的图像。
序号
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
四、计算题
14.已知电阻,电阻,只闭合开关S1时,电流表的示数为1.2A,求:
(1)电源的电压;
(2)再闭合开关S2后,电路中电流表的示数。
15.空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标,如表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图,用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变,的阻值为100,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。
空气质量指数K
0~50
51~100
101~150
150~200
201~300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
重度污染
(1)当空气质量指数为300时,两端的电压为多少?
(2)当电路中电流为0.1A时,对应的空气质量等级是什么?
五、实验题
16.“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如图所示的电路图并进行实验。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.6
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.20
0.24
(1)连接电路前,电流表指针未指向零刻度线,应该对电流表进行 。
(2)正确连接电路,闭合并关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是
(3)实验测出五组数据记录在表格中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处理数据? 。(列举一种方法即可)
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