内容正文:
第16讲 欧姆定律 单元综合检测
一、单选题
1.通过大量实验研究,得出电流与电压关系的物理学家是( )
A.托里拆利 B.库仑 C.安培 D.欧姆
2.滑动变阻器实现变阻是利用了改变接入电路中电阻线的( )
A.材料 B.长度 C.粗细 D.温度
3.以下关于电阻的说法中。不正确的是( )
A.导体的电阻是导体对电流的阻碍作用
B.电阻的单位是伏/安
C.导体的电阻与通过该导体的电流强度大小成反比
D.电阻率只决定于导体的材料性质
4.阻值分别为1欧和10欧的电阻并联后,总电阻R的阻值 ( )
A.可能大于10欧 B.在5~10欧之间
C.一定小于1欧 D.在1~5欧之间
5.甲、乙两电阻分别接在电压之比是3∶2的电路中,已知甲、乙的阻值之比是2∶1,则通过甲、乙的电流之比是( )
A.1∶1 B.3∶4 C.2∶1 D.3∶1
6.两电阻R1、R2并联后的总电阻R是( )
A. B. C. D.
7.如图所示,由横截面积相同、同种材料制成的甲、乙两导体,并联在同一电路中,导体两端的电压分别为U甲、U乙,通过的电流分别为I甲、I乙,则( )
A.U甲=U乙,I甲>I乙 B.U甲>U乙,I甲=I乙
C.U甲=U乙,I甲<I乙 D.U甲<U乙,I甲=I乙
8.如图是电位器结构图,将接线柱a、b接入电路,滑片向右旋转,关于旋转过程中接入电阻的大小的变化,下列说法正确的是( )
A.变大 B.不变
C.变小 D.先变小后变大
9.下列研究中所使用的科学方法为“类比法”的是( )
①研究导体中电流与该导体两端电压的关系
②研究电流时,用水流比作电流
③研究串联电路时,引入“总电阻”的概念
④研究影响导体电阻大小的因素
A.① B.② C.③ D.④
10.在如图所示的电路中,滑动变阻器的滑片P位于中点附近。用阻值小于的电阻替换后,向右移动变阻器的滑片P,与原电路相比,一定变大的是( )
A.电流表A的示数
B.电压表的示数
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值
D.电压表的示数与电流表A的示数的比值
二、填空题
11.上海地区家庭照明电路的电压为 伏,家中电视机和其他用电器之间是 连接的(选填“串联”或“并联”);小明看电视时,若妈妈再使用微波炉,家中电路的总电阻 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
12.有一导体两端的电压为12V时,通过它的电流为0.2A,它的电阻是 Ω;当它两端的电压为0V时,它的电阻是 Ω,通过导体的电流是 A。
13.某滑动变阻器上标有“10Ω2A” 的字样,其中10Ω表示 , 2A 表示 ;如图所示中,闭合电键前,变阻器滑片P应滑到 位置. (选填“最左”、“最右”或“中间”)
14.如图所示, 电路的电源电压为3V,开关闭合后, 电流表示数为0.1A, 电压表示数为2V, 则电阻 。
15.如图所示,已知R1与R2两端所加电压为24V.如果R1=80Ω,开关闭合后,R2中的电流为0.2A,则R2= Ω,干路中电流I= A.再给R1、R2并联一个200Ω的电阻,电路中的总电阻会变 (填“大”或“小”).
16.如图所示,已知。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比为 ;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比为 。(电路中各元件均未损坏)
17.在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0,电路中可能在R1或R2上存在一处断路故障。
(1)为了正确快速判断出电路中是否存在故障,电流表串联在 (选填“R1支路”“R2支路”或“干路”)上最为合适;
(2)按上述电流表串联的位置,若存在故障,请写出开关S闭合前后,电流表的示数及对应的故障。
18.为防止酒驾事故的发生,酒精测试仪被广泛应用,如图(a)所示,有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪。其工作电路图如图(b)所示,其中电源电压恒为8伏,定值电阻R2为20欧,电阻R1在不同酒精气体浓度的环境下的阻值如表一所示。
表一 不同酒精气体浓度的环境下R1的阻值
酒精气体浓度[毫克(酒精)/毫升(血液)]
0
0.1
0.2
0.3
0.8
R1阻值(欧姆)
60
40
30
20
10
(1)请结合上述信息和所学知识,写出电流表的示数和酒精气体浓度的关系,并说明理由 ;
(2)我国道路交通安全法规规定:车辆驾驶员血液中酒精含量每100毫升大于或等于20毫克,小于80毫克,属于酒后驾车;血液中酒精含量每100毫升大于或等于80毫克,属于醉酒驾车;当电流表的示数为0.2安时,可以判断该驾驶员属于 。
A.没有饮酒 B.酒后驾车 C.醉酒驾车
三、作图题
19.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。
20.在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数变大并且电路正确。
21.在图所示电路的⚪里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
四、计算题
22.一个电熨斗接在220V的电压上,流过它的电流是220mA,该电熨斗的电阻是多少?
23.在如图所示电路中,电源电压为9伏且不变,电阻的阻值为10欧。闭合开关S,电流表A的示数为1.2安,求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电阻的阻值。
24.在下图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,滑动变阻器标有“20欧 ; 2安”将滑动变阻器的滑片P移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.4安。求:
(1)通过变阻器的电流;
(2)电路中的总电阻R的阻值。
25.如图所示的电路中,已知电源电压为9V,电阻R的阻值为15Ω,当电键闭合时,求:
(1)电压表和电流表的示数;
(2)电源电压不变,在电路安全的条件下,若电流表的0~3A量程已损坏,通过更换电阻,使电流表的示数在原来示数的基础上,变化了0.1A,求此时的电阻大小。
26.在图1的电路中,电源电压U为18伏保持不变,电阻R1阻值为10欧,开关S闭合。
(1)求通过电阻R1的电流I1;
(2)现有一标有“100欧 1安”字样的滑动变阻器R2,将其与电阻R1以某种方式接入上述电源两端,组成一新的电路。
(a)若将R1与R2并联在电路中,此时通过R2的电流为0.6安,求变阻器R2接入电路的电阻值;
(b)改变R1与R2的连接方式,将一电压表并联在电路中的某位置,移动滑片,使电压表指针位置如图2所示,且电路元件均安全。写出电压表并联在电路中的位置,并求出变阻器R2接入电路的电阻值。
五、实验题
27.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。
28.在做“探决定电阻大小的因素”的实验时,需要在电压相同的条件下比较通过不同导线的电流,发现决定电阻大小的因素、表格中是几种实验用导线的参数:
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
材料
锰铜
钨
镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积(mm2)
3.2
0.8
1.2
0.8
0.2
1.2
1.2
(1)为了研究电阻与导体材料有关,应选用导线C和导线 。结论是 ;
(2)为了研究电阻与导体的长度有关,应选用导线C和与线 。结论是 ;
(3)为了研究电阻与导体横截面积有关,应选用导线A和导线 。结论是 ;
(4)上述研究方法在物理学里叫 。
29.某同学利用如图所示的电路测定值电阻Rx的阻值,他所选用的电源电压是6伏。该同学电路连接正确,闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表、电流表的示数分别是3.8伏、0.26安。接着他移动滑片使电路中电流达到最大,电流表的示数为0.40安。他再次移动滑片到B点,电流表和电压表的示数如图所示。
(1)这种方法叫做 测电阻。通过分析可知,B点在A点的 (选填“左”或“右”)侧;
(2)请在下列表格中填入各对应的数据,并计算出电阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧)( )
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
2
3
2 / 14
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第16讲 欧姆定律 单元综合检测
一、单选题
1.通过大量实验研究,得出电流与电压关系的物理学家是( )
A.托里拆利 B.库仑 C.安培 D.欧姆
【答案】D
【详解】物理学家欧姆,利用大量的实验得出电流与电压、电阻的关系,命名为欧姆定律,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.滑动变阻器实现变阻是利用了改变接入电路中电阻线的( )
A.材料 B.长度 C.粗细 D.温度
【答案】B
【详解】根据滑动变阻器的工作原理可知,滑动变阻器移动滑片时,不能改变接入电阻丝的材料和横截面积以及温度,只能改变接入电路电阻丝的长度,来改变接入电路的电阻,故ACD 不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.以下关于电阻的说法中。不正确的是( )
A.导体的电阻是导体对电流的阻碍作用
B.电阻的单位是伏/安
C.导体的电阻与通过该导体的电流强度大小成反比
D.电阻率只决定于导体的材料性质
【答案】C
【详解】A.导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小,故A正确,不符合题意;
B.电阻的大小可通过电压与电流的比值来表示,从这方面讲,伏/安也可算做电阻的单位;故B正确,不符合题意;
C.导体的电阻与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,故C错误,符合题意;
D.电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,为了反映电阻在材料方面的差别,用电阻率来体现导体的材料性质;故D正确,不符合题意。
故选C。
4.阻值分别为1欧和10欧的电阻并联后,总电阻R的阻值 ( )
A.可能大于10欧 B.在5~10欧之间
C.一定小于1欧 D.在1~5欧之间
【答案】C
【详解】电阻越并越小,而且并联总电阻比最小的电阻还小,所以选C
5.甲、乙两电阻分别接在电压之比是3∶2的电路中,已知甲、乙的阻值之比是2∶1,则通过甲、乙的电流之比是( )
A.1∶1 B.3∶4 C.2∶1 D.3∶1
【答案】B
【详解】通过它们的电流之比是
故选B。
6.两电阻R1、R2并联后的总电阻R是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据并联电阻的特点得
则总电阻为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.如图所示,由横截面积相同、同种材料制成的甲、乙两导体,并联在同一电路中,导体两端的电压分别为U甲、U乙,通过的电流分别为I甲、I乙,则( )
A.U甲=U乙,I甲>I乙 B.U甲>U乙,I甲=I乙
C.U甲=U乙,I甲<I乙 D.U甲<U乙,I甲=I乙
【答案】C
【详解】由横截面积相同、同种材料制成的甲、乙两导体,甲导体较长,则R甲>R乙;两导体并联在同一电路中,并联电路各支路两端的电压相等,故导体两端的电压U甲=U乙,根据可知通过的电流分别为I甲<I乙。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.如图是电位器结构图,将接线柱a、b接入电路,滑片向右旋转,关于旋转过程中接入电阻的大小的变化,下列说法正确的是( )
A.变大 B.不变
C.变小 D.先变小后变大
【答案】A
【详解】使用两个接线柱将电位器连入电路时,间的电阻片连入电路有电流通过,当将滑片向右旋转时,间电阻片长度增大,电阻变大。故A正确,BCD错误。
故选A。
9.下列研究中所使用的科学方法为“类比法”的是( )
①研究导体中电流与该导体两端电压的关系
②研究电流时,用水流比作电流
③研究串联电路时,引入“总电阻”的概念
④研究影响导体电阻大小的因素
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【详解】A.电流与导体两端电压和导体的电阻都有关系,研究电流与电压的关系时,需要保持电阻一定,采用的是控制变量法,故A不符合题意;
B.电流和水流都客观存在,但电流的形成无法直接观察,水流却可以直接观察。电流是电荷的定向移动形成的,水流是水分子的定向移动形成的,两者的形成有共同之处,用能直接观察的水流解释不能直接观察的电流的形成,采用的是“类比法”,故B符合题意。
C.在串并联电路中几个电阻共同作用产生的效果与一个电阻产生的效果相同,或一个电阻再电路中的作用可以由几个电阻共同作用代替,采用的是等效替代法,故C不符合题意。
D.影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度和横截面积,研究时需要保持其中的两个量一定,采用的是控制变量法,故D不符合题意。
故选B。
10.在如图所示的电路中,滑动变阻器的滑片P位于中点附近。用阻值小于的电阻替换后,向右移动变阻器的滑片P,与原电路相比,一定变大的是( )
A.电流表A的示数
B.电压表的示数
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值
D.电压表的示数与电流表A的示数的比值
【答案】D
【详解】ABC.分析电路图可知,R1与R2串联,电流表测量串联电路中电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端电压,用阻值小于的电阻替换后,定值电阻的阻值变小,向右移动变阻器的滑片P,R2的阻值变大,电路中的总电阻可能变大,也可能变小,则电路中的电流大小不能判断,即电流表A示数大小不能判断;电压表V1测量电源电压,保持不变,则电压表的示数与电流表A的示数的比值大小不能判断,故ABC不符合题意;
D.由欧姆定律可知,电压表的示数与电流表A的示数的比值等于R2的阻值,由于右移动变阻器的滑片P,R2的阻值变大,所以电压表的示数与电流表A的示数的比值一定变大,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
11.上海地区家庭照明电路的电压为 伏,家中电视机和其他用电器之间是 连接的(选填“串联”或“并联”);小明看电视时,若妈妈再使用微波炉,家中电路的总电阻 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】 220 并联 变小
【详解】[1]我国家庭照明电路的电压为220伏。
[2]家庭电路中,用电器之间是并联的,所以,电视机和其他用电器之间是并联的。
[3]因为家庭电路是并联电路,各用电器两端电压都相同,根据并联电路的电阻规律可知,增加一个用电器,就相当于多并联了一个用电器,并联的用电器变多,电路的总电阻变小。
12.有一导体两端的电压为12V时,通过它的电流为0.2A,它的电阻是 Ω;当它两端的电压为0V时,它的电阻是 Ω,通过导体的电流是 A。
【答案】 60 60 0
【详解】[1]由欧姆定律可得,导体的电阻
[2][3]因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当它两端的电压为0V时,导体的电阻仍为60Ω不变,此时通过导体的电流为0A。
13.某滑动变阻器上标有“10Ω2A” 的字样,其中10Ω表示 , 2A 表示 ;如图所示中,闭合电键前,变阻器滑片P应滑到 位置. (选填“最左”、“最右”或“中间”)
【答案】 最大阻值是10Ω 允许通过的最大电流是2A 最右端
【详解】[1][2]变阻器铭牌上标有“10Ω 2A”的字样,表示此变阻器的最大阻值是10Ω,允许通过的最大电流是2A;
[3]连接电路时,将滑动变阻器的滑片滑到电阻最大位置,使电路中的电流不致过大,起保护电路的作用;由图可知,闭合电键前,变阻器滑片P应滑到最右端.
14.如图所示, 电路的电源电压为3V,开关闭合后, 电流表示数为0.1A, 电压表示数为2V, 则电阻 。
【答案】10
【详解】由电路图可知,R1、R2串联接入电路中,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,由题意可知,R1两端的电压为
R1的阻值为
15.如图所示,已知R1与R2两端所加电压为24V.如果R1=80Ω,开关闭合后,R2中的电流为0.2A,则R2= Ω,干路中电流I= A.再给R1、R2并联一个200Ω的电阻,电路中的总电阻会变 (填“大”或“小”).
【答案】 120 0.5 小
【详解】图中的两电阻并联,并联电路两端电压相等,由欧姆定律I=U/R得R2的阻值:
R2=U/I2=24V/0.2A=120Ω;
通过R1的电流:
I1=U/R1=24V/80Ω=0.3A;
则干路电流:
I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A;
电路中的总电阻:
R总=U/I=24V/0.5A=48Ω;
若并联一个电阻,则干路电流增大,在电压不变的情况下说明总电阻会变小.
16.如图所示,已知。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比为 ;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比为 。(电路中各元件均未损坏)
【答案】
【详解】[1]当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表,R1与R2串联,电压表甲测R2两端的电压、乙测R1两端电压,串联电路各处电流相等,两表示数之比为
[2]当开关S断开,甲、乙两表均为电流表,R1与R2并联,电流表甲测通过R1电流,乙测通过R2电流,并联电路各支路两端电压相等,两表示数之比为
17.在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0,电路中可能在R1或R2上存在一处断路故障。
(1)为了正确快速判断出电路中是否存在故障,电流表串联在 (选填“R1支路”“R2支路”或“干路”)上最为合适;
(2)按上述电流表串联的位置,若存在故障,请写出开关S闭合前后,电流表的示数及对应的故障。
【答案】(1)干路
(2)见解析
【详解】(1)由图可知,开关断开时,只有R2的简单电路,开关闭合时,两个电阻并联,为了判断电路中是否存在故障,电流表串联在干路中。
(2)开关闭合前后,电流表示数由0变为,电阻R2断路。开关闭合前后,电流表示数均为,电阻R1断路。
18.为防止酒驾事故的发生,酒精测试仪被广泛应用,如图(a)所示,有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪。其工作电路图如图(b)所示,其中电源电压恒为8伏,定值电阻R2为20欧,电阻R1在不同酒精气体浓度的环境下的阻值如表一所示。
表一 不同酒精气体浓度的环境下R1的阻值
酒精气体浓度[毫克(酒精)/毫升(血液)]
0
0.1
0.2
0.3
0.8
R1阻值(欧姆)
60
40
30
20
10
(1)请结合上述信息和所学知识,写出电流表的示数和酒精气体浓度的关系,并说明理由 ;
(2)我国道路交通安全法规规定:车辆驾驶员血液中酒精含量每100毫升大于或等于20毫克,小于80毫克,属于酒后驾车;血液中酒精含量每100毫升大于或等于80毫克,属于醉酒驾车;当电流表的示数为0.2安时,可以判断该驾驶员属于 。
A.没有饮酒 B.酒后驾车 C.醉酒驾车
【答案】(1)见解析
(2)B
【详解】(1)由表格数据可知,当酒精气体浓度增大时,其阻值变小,由电路图可知,电阻R1与定值电阻R2串联,则总电阻变小,电源电压不变,所以电路中电流变大,故电流表的示数变大,所以可得电流表的示数随酒精气体浓度的增大而增大。
(2)电源电压恒为8伏,当电流表的示数为0.2安时,电路中总电阻
电阻R1的阻值
由表格中数据可知,酒精气体浓度为0.3mg/mL,则每100毫升酒精含量
属于酒后驾车,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
三、作图题
19.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:
20.在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数变大并且电路正确。
【答案】
【详解】闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数变大,说明滑动变阻器和灯是串联的;滑片左移时,电压表示数变大,则滑动变阻器两端电压变小,所以滑动变阻器阻值变小,应该接左下接线柱;要注意电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,滑动变阻器要“一上一下”接入电路;根据电源为两节干电池串联可知,电源电压为3V,所以电压表应该选择0~3V量程,则实物图的连接如下所示:
21.在图所示电路的⚪里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
【答案】
【详解】电路要正常,与R1串联的是电流表,另一个只能是电压表,否则会出现短路,如图所示:
四、计算题
22.一个电熨斗接在220V的电压上,流过它的电流是220mA,该电熨斗的电阻是多少?
【答案】1000Ω
【详解】解:流过电熨斗的电流为0.22A,根据欧姆定律可知该电熨斗的电阻为
答:该电熨斗的电阻是1000Ω。
23.在如图所示电路中,电源电压为9伏且不变,电阻的阻值为10欧。闭合开关S,电流表A的示数为1.2安,求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电阻的阻值。
【答案】(1)0.9A;(2)30Ω
【详解】解:(1)两电阻并联,通过R2的电流为
(2)两电阻并联,电流表测干路电流,通过R1的电流为
R1的电阻为
答:(1)通过R2的电流为0.9A;
(2)R1的电阻为30Ω。
24.在下图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,滑动变阻器标有“20欧 ; 2安”将滑动变阻器的滑片P移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.4安。求:
(1)通过变阻器的电流;
(2)电路中的总电阻R的阻值。
【答案】(1)0.6A
(2)20Ω
【详解】(1)闭合开关S,两电阻并联,电流表测量R1的电流。将滑动变阻器的滑片P移到最右端,则滑动变阻器的电阻全部连入电路,则通过变阻器的电流
(2)根据并联电路的电流特点可得总电流I=I1+I2=0.4A+0.6A=1A
根据欧姆定律可得总电阻
25.如图所示的电路中,已知电源电压为9V,电阻R的阻值为15Ω,当电键闭合时,求:
(1)电压表和电流表的示数;
(2)电源电压不变,在电路安全的条件下,若电流表的0~3A量程已损坏,通过更换电阻,使电流表的示数在原来示数的基础上,变化了0.1A,求此时的电阻大小。
【答案】(1)9V;0.6A
(2)18Ω
【详解】(1)由图可知,电路为R的简单电路,闭合电键,电压表示数等于电源电压,为9V;电路电流为
即电流表示数为0.6A。
(2)电流表0~3A的量程损坏,小量程为0~0.6A,通过更换电阻,使电流表的示数在原来示数的基础上,变化了0.1A,变化后的电流应为
此时的电阻为
26.在图1的电路中,电源电压U为18伏保持不变,电阻R1阻值为10欧,开关S闭合。
(1)求通过电阻R1的电流I1;
(2)现有一标有“100欧 1安”字样的滑动变阻器R2,将其与电阻R1以某种方式接入上述电源两端,组成一新的电路。
(a)若将R1与R2并联在电路中,此时通过R2的电流为0.6安,求变阻器R2接入电路的电阻值;
(b)改变R1与R2的连接方式,将一电压表并联在电路中的某位置,移动滑片,使电压表指针位置如图2所示,且电路元件均安全。写出电压表并联在电路中的位置,并求出变阻器R2接入电路的电阻值。
【答案】(1)1.8A
(2)(a)30Ω;(b)20Ω或65Ω
【详解】(1)根据欧姆定律可得通过电阻R1的电流
(2)(a)将R1与R2并联在电路中,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得变阻器R2接入电路的电阻值
(b)改变R1与R2的连接方式,两电阻串联接入电路:(Ⅰ)若电压表接入电路的是大量程,分度值为0.5V,图2中电压表的示数为12V,串联电流总电压等于各部分电压之和,串联电路各处电流相等,电压表并联在滑动变阻器两端时,根据欧姆定律可得通过电路的电流。代入数据可得
解方程可得。滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,比较可知电路安全;电压表并联在定值电阻两端时,根据欧姆定律可得通过电路的电流,代入数据可得
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,可知电路不安全,故舍去;(Ⅱ)若电压表接入电路的是小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,电压表并联在滑动变阻器两端时,根据欧姆定律可得通过电路的电流,代入数据可得
解方程可得,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,比较可知电路不安全,故舍去;电压表并联在定值电阻两端时,根据欧姆定律可得通过电路的电流,代入数据可得
解方程可得,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,比较可知电路安全;所以变阻器R2接入电路的电阻值为20Ω或65Ω。
五、实验题
27.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
28.在做“探决定电阻大小的因素”的实验时,需要在电压相同的条件下比较通过不同导线的电流,发现决定电阻大小的因素、表格中是几种实验用导线的参数:
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
材料
锰铜
钨
镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积(mm2)
3.2
0.8
1.2
0.8
0.2
1.2
1.2
(1)为了研究电阻与导体材料有关,应选用导线C和导线 。结论是 ;
(2)为了研究电阻与导体的长度有关,应选用导线C和与线 。结论是 ;
(3)为了研究电阻与导体横截面积有关,应选用导线A和导线 。结论是 ;
(4)上述研究方法在物理学里叫 。
【答案】 F 在电压相同的条件下,导体长度、横截面积相同,材料不同电阻不同 E 在电压相同的条件下,导体材料、横截面积相同,导体长度越长,电阻越大 D 在电压相同的条件下,导体材料、长度相同,则导体横截面积越大电阻越小 控制变量
【详解】(1)[1][2]分析表格中的数据可知,研究电阻与导体材料有关时,要控制长度、横截面积不变,所以选C和F两根导线;通过数据可以得出结论:在电压相同的条件下,导体长度、横截面积相同,材料不同电阻不同;
(2)[3][4]研究电阻与导体长度有关时,要控制横截面积、材料不变,所以选C和G两根导线;可得到以下结论:在电压相同的条件下,导体材料、横截面积相同,导体长度越长,电阻越大;
(3)[5][6]要研究电阻与导体横截面积有关,应选用和导线A材料、长度都相同,横截面积不同的导线,所以选A和D两根导线;可以得出如下结论:在电压相同的条件下,导体材料、长度相同,则导体横截面积越大,电阻越小;
(4)[7]电阻大小与多个因素有关,包括导体的长度、材料、横截面积和温度。每次只能改变1个因素,这种叫控制变量,探究的过程需要按照控制变量法来进行。
29.某同学利用如图所示的电路测定值电阻Rx的阻值,他所选用的电源电压是6伏。该同学电路连接正确,闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表、电流表的示数分别是3.8伏、0.26安。接着他移动滑片使电路中电流达到最大,电流表的示数为0.40安。他再次移动滑片到B点,电流表和电压表的示数如图所示。
(1)这种方法叫做 测电阻。通过分析可知,B点在A点的 (选填“左”或“右”)侧;
(2)请在下列表格中填入各对应的数据,并计算出电阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧)( )
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
2
3
【答案】 伏安法 右侧 见解析
【详解】(1)[1]实验中用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量定值电阻的电流,由得到定值电阻的阻值,用到伏安法测量电阻。
[2]滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表的示数是3.8V,电流表的示数是0.26A,电源的电压为6V,由图可知,如果电压表的量程为0~15V,分度值是0.5A,电压表的示数是11.5V,超过电源电压,不符合题意,所以电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表的示数是2.3V,电路中的最大电流为0.4A,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数是0.16A,此时电流小于滑片P在A点时的电流,根据欧姆定律可得,滑片位于A点时接入电路中的电阻小于滑片位于B点时接入电路中的电阻,B点在A点的右侧。
(2)[3]电压表的示数是3.8V,电流表的示数是0.26A,电阻Rx的阻值
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,即电压表的示数U=6V时,电路中的电流I=0.4A最大,电阻Rx的阻值
电压表的示数是2.3V,电流表的示数是0.16A,电阻Rx的阻值
电阻的平均值
如下表所示
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
3.8
0.26
14.6
14.7
2
6.0
0.40
15.0
3
2.3
0.16
14.4
2 / 14
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