内容正文:
14.2 欧姆定律
目录
1
一、探究电流与电压、电阻的关系 1
二、欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系 4
三、 欧姆定律的简单计算 5
四、 欧姆定律的图像 6
8
13
一、探究电流与电压、电阻的关系
1.在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;
(2)表一是探究电流与 关系的实验数据,为分析它们的定量关系,需要对表一中的数据进行处理,请简要说明如何处理数据: (写出一种方法即可);
表一
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
...
...
...
(3)分析表二中的数据,可得结论:当电压一定时, 。
表二
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.48
2
10
0.24
3
15
0.16
...
...
...
2.某实验小组利用电压恒为4.5V的学生电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、导线若干探究“电流与电压、电阻的关系”。
(1)探究电流与电压的关系
①小组同学设计了图中甲、乙、丙三个电路图,经小组讨论,最终确定用图丙电路进行实验,原因是该电路不仅能保持 不变,还能很容易改变 ;
②图丁是小组实验时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线按照图丙将电路连接完整 ;
③小组同学先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表数据。由表中数据得到的结论是 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(2)探究电流与电阻的关系
①小组同学分别接入三个不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表示数,绘制了如图戊所示的图像,由图像可知小明在实验中控制定值电阻两端电压为 V;
②分别选取5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻进行实验,当用10Ω电阻替换5Ω电阻时,闭合开关,电流表示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (选填“A”或“B”)端移动;为顺利完成图戊中的数据采集,实验中选取的滑动变阻器最大阻值不能低于 Ω。
3.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,小明使用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,三个开关和一些导线,规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器,电压为4.5V的电源等器材进行探究。
【证据】
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)检查如图所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;( )
(3)改正错误后,闭合开关,探究电流与电压的关系,移动滑动变阻器的滑片,得到如下数据,本实验中使用的电阻阻值为 Ω;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)接着探究电流与电阻的关系,先后单独闭合开关,,,移动滑动变阻器的滑片,得到如下数据,根据数据可知,实验中通过调节滑片保持电压表示数 V;
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流I/A
0.40
0.20
0.13
【解释】分析实验中得到的数据,可得到结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;电压一定时,通过导体的电流与其电阻成 比;
【交流】为了使实验结论更具有普遍性,在完成探究电流与电阻的关系实验后,小明将20Ω的电阻接入电路进行实验,发现实验无法完成,原因是: 。
4.同学们利用如图甲所示电路,探究电流与电压的定量关系。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,导线不要交叉 ,闭合开关前,滑片P移到最 端。
(2)正确连接后,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,经检查发现仅1根导线断路,该导线为 (选填序号“a”“b”或“c”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,测量并记录多组电压表和电流表的示数,其中第3次实验时电流表的示数如图乙所示,示数为 A。
电压
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
电流
0.16
0.20
0.28
0.32
(4)分析表中数据,发现数据间存在的关系是 ,由此可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 。
(5)为使实验结论更具普遍性,某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验,发现无法得出(4)中的结论,原因是灯丝电阻随 发生改变。
二、欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系
5.以下关于欧姆定律及其变形式的说法正确的是( )
A.由可知,电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
B.由可知,导体两端的电压与导体的电阻成正比
C.由可知,导体的电阻与其两端的电压成正比,与其通过的电流成反比
D.以上公式均适用于所有用电器电压、电流和电阻的计算
6.科学研究中常常发现某一问题的两个相关的量(x,y)之间存在一定的关系,且可用图线表示;下列相关的量之间不符合如图所示关系的是( )
A.同一地点物体所受重力和物体质量的关系
B.定值电阻通过它的电流与两端的电压的关系
C.某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系
D.给某个初温不是零摄氏度物体加热时,物体吸收的热量与温度的关系
7.如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,当开关S1由断开到闭合时,电路中的电流表示数和电压表示数将( )
A.变大,变大 B.变小,变小
C.变小,变大 D.变大,变小
8.在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理做出了如图所示的图象,分析图象可知:Ra Rb(选填“=”、“<”或“>”);若将a、b两导体并联后接在1.5V的电源上时,通过导体a、导体b的电流分别为Ia和Ib,则Ia:Ib= ;将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体a的电流为 A。
三、 欧姆定律的简单计算
9.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻为,只闭合开关S时,电流表的示数为,电压表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)开关均闭合时,电流表的示数。
10.如图甲所示,为定值电阻,电源电压为3V,闭合开关,电压表示数为1V;现将接入图乙电路,闭合开关,电流表示数为0.3A,则通过电阻的电流为 A。
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,、为定值电阻,的阻值是30Ω。闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值。
12.如图甲,电源电压保持不变,小灯泡正常工作时电压为。闭合开关后,当滑片从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的关系如图乙所示,电源电压为 ,滑动变阻器的最大阻值为 。
四、 欧姆定律的图像
13.如图所示为、两电阻的图像,则、的电阻之比为( )
A. B. C. D.
14.如图所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程,电压表量程。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
15.如图甲,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,电流表示数I和电压表示数U的关系图像如图乙所示,此过程电压表与电流表的示数比将 ;当电流表示数为0.25A时,电压表的示数为 V。
16.在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
一、单选题
1.小宇和同学们在做电学实验过程中,她们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图丙:不增加任何器材、不改变电路,也可以探究电流与电阻的关系
2.勇勇在探究“电流与电阻的关系”时,按照如图所示连接电路,电源电压恒为 6V, 电阻 R1 可选用 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种规格,请回答下列问题。
根据电路图,连接各元件的过程中,以下描述错误的是( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器移动到最左端
B.电压表误接在滑动变阻器两端也可以进行实验
C.滑动变阻器可以连接三个接线柱
D.移动滑动变阻器是为了改变定值电阻两端电压
3.在学习了电流和电压的概念后,老师上课时又重做了下图所示的实验,发现:电路中用1节干电池时,小灯泡较暗;用2节干电池时,小灯泡较亮。大家根据这一实验现象提出了以下四个科学问题。其中最有探究价值且易于探究的是( )
A.同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关?
B.同一灯泡发光的亮度跟它两端的电压有什么关系?
C.同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系?
D.导体中的电流跟它两端的电压及其电阻有什么关系?
4.小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出I﹣R图像如图乙,关于实验的说法正确的是( )
A.当A、B间的电阻由20Ω更换为10Ω后,要控制电压不变,应将变阻器滑片适当向右移动
B.实验过程中是控制电压表示数为2V不变
C.若电源电压为6V,则变阻器的最大阻值不小于50Ω
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
5.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压且保持不变,电压表量程为,定值电阻,是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.电路中的最大电流为0.015A
B.电压表示数越小,环境温度越高
C.环境温度为40℃时,电压表的示数为2.7V
D.此电路允许的最高环境温度为100℃
二、填空题
6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比,则 ;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是 。
7.在如图所示电路中,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω。为保障电路安全,不能同时闭合的两个开关是 。当只闭合S2时,电流表示数为0.6A,则电源电压是 V,当闭合S1,断开S2和S3时,电流表示数为I1;当断开S1,闭合S2和S3时,电流表示数为I2,则I1︰I2= 。
8.如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω;0.5A”字样,电流表量程为,电压表量程为。若闭合开关S后,电流表无示数,电压表示数接近4.5V,故障只发生在R1、R2上,则电路中的故障是 。当电路正常工作时,滑动变阻器R2的滑片P向右调节时,电压表的示数将 。为确保各元件安全,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围是 。
9.如左图所示电路,R1、R2均为定值,电阻R0为滑动变阻器,电源电压保持不变,改变滑动变阻器R0滑片的位置,两电压表的示数随电流变化的图象如右图所示,根据图象信息可知 (选填甲或乙)是电压表V1示数变化的图象,电源电压为 V,滑动变阻器R0的最大阻值为 Ω。
10.在串联电路中,探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时,记录的实验数据如下表所示。
R/
2
6
8
12
16
20
U/V
3
5
6
8
10
12
请根据表中数据判断和归纳:
(1)当电阻R=5Ω时,电压U= V;
(2)可变电阻R跟该电路两端的电压U的关系:R= 。
三、实验题
11.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为的电源,一个开关,阻值分别为,的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“ ”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)故障排除后,小华先把的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下的电阻,改换成阻值为的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。
(3)当小华改用的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是__________。
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
(4)小华解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 。
12.王招娣同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)实验时,王招娣先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。
(3)当王招娣改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,其原因可能是( )
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
(4)小华解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据,作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 。
(5)知识在于总结,在对比中进步!这个实验的电路图也可以用于探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,请你完成下表中两个实验的对比。
实验名称
比较项目
探究通过导体的电流与导体电阻关系
探究通过导体的电流与导体两端电压关系
滑动变阻器的作用
保护电路
保护电路
改变导体两端的电压
测多组数据的意义
排除偶然性,寻找普遍规律
排除偶然性,寻找普遍规律
四、计算题
13.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω。当S1闭合、S2接“A”时,电流表的示数为0.3A;求:
(1)电源电压;
(2)当S1闭合、S2接“B”时,电流表的示数。
14.图甲所示实物图中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将R2滑片从左端1位置向右移到2位置,(位置1、2不是滑片在最左端或最右端的特殊位置)根据两表示数画出的U﹣I图像,如图乙中AB所示。其中A点的数据与滑片在位置1时对应。求:
(1)电阻R1的阻值?
(2)电源电压是多少?
一、单选题
1.(2025·江苏苏州·中考真题)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小
B.电压表示数不变
C.电压表示数与电流表A示数之比变大
D.电压表示数与电流表A示数之比变小
2.(2025·四川乐山·中考真题)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
3.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变小
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
4.(2025·江西·中考真题)在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.仅闭合,将滑片P向右移动,A的示数变小,V的示数变大
B.仅闭合,将滑片P向左移动,A的示数变大,V的示数变大
C.先闭合,保持滑片P位置不动,再闭合时,A的示数变大
D.闭合和,将滑片P向右适当移动的过程中,V的示数不变
三、填空题
5.(2025·四川广安·中考真题)两个定值电阻串联在电路中,已知,则通过的电流之比为 ,两端的电压之比为 。
6.(2025·黑龙江绥化·中考真题)如图所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电源电压恒为4.5V,在电路中分别接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验。先将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V;再将电阻由10Ω更换为5Ω,调节滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为2V为止:要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
7.(2025·四川广安·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的关系图象如乙图所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
8.(2025·四川凉山·中考真题)在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V,定值电阻R2的阻值为 Ω。
四、作图题
9.(2025·贵州·中考真题)小明设计了一款可调温电热垫,其调温开关的结构及工作原理如图甲所示,绝缘滑动键上固定有长、短两块铜片,两铜片分别与电源两极相连;拨动滑动键,改变两铜片与a、b、c三个触点的接触方式来切换挡位。图乙是电热垫内部未完成的电路图, 若电源两端电压U=4.8V,两电阻丝阻值分别为、 。 不添加器材, 请在虚线框内完成电路图,使其满足以下要求:
挡位一:长铜片与a接触,短铜片与b接触,此时R2两端的电压为1.2V;
挡位二:长铜片同时与a、b接触,短铜片与c接触,此时通过R2的电流为1.2A。
五、实验题
10.(2025·黑龙江·中考真题)
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是 (选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案: 。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为 V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是: (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向 (填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个 Ω的电阻才能完成实验。
11.(2025·山西·中考真题)如图是探究电流与电阻关系的实验装置,电源电压为,实验用到定值电阻的阻值分别为、、、、。
次数
1
2
3
4
5
电阻
5
10
15
20
25
电流
0.4
0.2
0.14
0.1
0.08
(1)请你用笔画线代替导线,把图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应 。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“A”或“B”)端。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有 的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是 。
(4)排除故障后,通过实验获得数据如上表,分析数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻应为 。
六、计算题
12.(2025·吉林·中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
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14.2 欧姆定律
目录
1
一、探究电流与电压、电阻的关系 1
二、欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系 7
三、 欧姆定律的简单计算 10
四、 欧姆定律的图像 12
15
27
一、探究电流与电压、电阻的关系
1.在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;
(2)表一是探究电流与 关系的实验数据,为分析它们的定量关系,需要对表一中的数据进行处理,请简要说明如何处理数据: (写出一种方法即可);
表一
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
...
...
...
(3)分析表二中的数据,可得结论:当电压一定时, 。
表二
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.48
2
10
0.24
3
15
0.16
...
...
...
【答案】(1)
(2) 电压 绘制I-U图像
(3)通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中,滑动变阻器要与定值电阻串联,且接入电路时需要做到“一上一下”,电压表测量定值电阻两端的电压,在下面“表一”数据中,电压表电压小于3V,则电压表选0~3V量程。完整实物图如图所示:
(2)[1]“表一”数据中,电压的大小发生了改变,根据控制变量法的使用方法,该实验探究的是“电流与电压的关系”。
[2]记录了数据以后,为了能够更好的判断数据之间的关系、得出正确的结论,一般利用数学上的函数关系,即先建立以电流为纵轴、电压为横轴的平面直角坐标系,然后先描点,再连线,采用图像法分析数据。
(3)由“表二”数据可知,电流与电阻的乘积是一个定值,并且电阻越大,电流越小,故在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
2.某实验小组利用电压恒为4.5V的学生电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、导线若干探究“电流与电压、电阻的关系”。
(1)探究电流与电压的关系
①小组同学设计了图中甲、乙、丙三个电路图,经小组讨论,最终确定用图丙电路进行实验,原因是该电路不仅能保持 不变,还能很容易改变 ;
②图丁是小组实验时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线按照图丙将电路连接完整 ;
③小组同学先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表数据。由表中数据得到的结论是 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(2)探究电流与电阻的关系
①小组同学分别接入三个不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表示数,绘制了如图戊所示的图像,由图像可知小明在实验中控制定值电阻两端电压为 V;
②分别选取5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻进行实验,当用10Ω电阻替换5Ω电阻时,闭合开关,电流表示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (选填“A”或“B”)端移动;为顺利完成图戊中的数据采集,实验中选取的滑动变阻器最大阻值不能低于 Ω。
【答案】(1) 电阻阻值 电阻两端的电压 电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
(2) 2 变大 B 25
【解析】(1)①[1][2]探究电流与电压的关系时,应控制电阻阻值不变,记录电流随电压的变化规律,为得出普遍性的规律,要多次测量。甲图中灯泡的电阻随温度的变化而变化;乙图无法改变电阻两端的电压,不能多次测量;丙图不仅能保持电阻阻值不变,还可以通过移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,从而多次测量。
②[3]由丙图可知,滑片向右移动,电阻变大,故丁图中,滑动变阻器左下接线柱连入电路中,与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,如图所示:
③[4]由表中数据可知,随着电压的增大,电流也增大,且电压与电流的比是个常数,故由表中数据得到的结论是:电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比。
(2)①[1]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,根据绘制了如图乙所示的图像可知,电阻的电压为Uv=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V
所以在实验中控制电阻两端电压为2V不变。
②[2]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大。
[3]研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向B端移动。
[4]定值电阻两端控制的电压为2V,滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UV=4.5V-2V =2.5V
根据串联正比分压可得,当20Ω的电阻接入时,滑动变阻器接入的阻值为R滑,则有,代入数值得 ,解得R滑=25Ω,故实验中选取的滑动变阻器最大阻值不能低于25Ω。
3.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,小明使用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,三个开关和一些导线,规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器,电压为4.5V的电源等器材进行探究。
【证据】
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)检查如图所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;( )
(3)改正错误后,闭合开关,探究电流与电压的关系,移动滑动变阻器的滑片,得到如下数据,本实验中使用的电阻阻值为 Ω;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)接着探究电流与电阻的关系,先后单独闭合开关,,,移动滑动变阻器的滑片,得到如下数据,根据数据可知,实验中通过调节滑片保持电压表示数 V;
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流I/A
0.40
0.20
0.13
【解释】分析实验中得到的数据,可得到结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;电压一定时,通过导体的电流与其电阻成 比;
【交流】为了使实验结论更具有普遍性,在完成探究电流与电阻的关系实验后,小明将20Ω的电阻接入电路进行实验,发现实验无法完成,原因是: 。
【答案】(1)左
(2)
(3)5
(4) 2 正 反 滑动变阻器最大阻值太小,不能使电压表示数为2V
【解析】(1)闭合开关前,为了保护电路,变阻器应移至阻值最大处,即最左端。
(2)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,改接的电路如下图所示:
(3)根据表格数据可得定值电阻的阻值为,,,
则本实验中使用的电阻阻值为
(4)[1]根据表格数据可得,定值电阻两端电压为
[2]根据表格数据分析可知,当电阻一定时,电压变为原来的多少倍,电流也变为原来的多少倍,因此可得结论为: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。
[3]根据表格数据分析可知,电流与电阻的乘积不变,且当电阻变大时,电流变小,因此可得结论为:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
[4]将20Ω的电阻接入电路进行实验,根据串联分压原理可得
解得,因此是滑动变阻器最大阻值太小,不能使电压表示数为2V。
4.同学们利用如图甲所示电路,探究电流与电压的定量关系。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,导线不要交叉 ,闭合开关前,滑片P移到最 端。
(2)正确连接后,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,经检查发现仅1根导线断路,该导线为 (选填序号“a”“b”或“c”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,测量并记录多组电压表和电流表的示数,其中第3次实验时电流表的示数如图乙所示,示数为 A。
电压
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
电流
0.16
0.20
0.28
0.32
(4)分析表中数据,发现数据间存在的关系是 ,由此可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 。
(5)为使实验结论更具普遍性,某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验,发现无法得出(4)中的结论,原因是灯丝电阻随 发生改变。
【答案】(1) 右
(2)b
(3)0.24
(4) 正比
(5)温度
【解析】(1)[1]由图可知,滑动变阻器应该串联接入电路中,滑动变阻器连接遵循“一上一下”接入。如图所示:
[2]为了保护电路,闭合开关前,滑片P移到最大阻值处,即最右端。
(2)串联电路只有一条电流的路径,电压表看作断开,则电流表没有示数,说明电路中某处断路,电压表有示数,说明与其并联的小灯泡和导线存在断路,由题意知,断路的导线为导线b,应将它更换。
(3)由图可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故读数为0.24A。
(4)[1][2]由表格数据可知
可发现数据间存在的关系是
即电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(5)某同学用小灯泡代替电阻重复实验,不能得出结论,因为小灯泡的灯丝电阻阻值会随温度变化而变化。
二、欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系
5.以下关于欧姆定律及其变形式的说法正确的是( )
A.由可知,电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
B.由可知,导体两端的电压与导体的电阻成正比
C.由可知,导体的电阻与其两端的电压成正比,与其通过的电流成反比
D.以上公式均适用于所有用电器电压、电流和电阻的计算
【答案】A
【解析】A.由可知,电阻一定时,导体两端的电压增大为原来的几倍,通过导体的电流也增大为原来的几倍,即通过导体的电流与其两端的电压成正比,故A正确;
B.电压或电阻的变化会引起电流的变化,不能说“导体两端的电压与导体的电阻成正比”,故B错误;
C.电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关,故C错误;
D.欧姆定律公式及其变形式只适用于纯电阻的电压、电流和电阻的计算,故D错误。
故选A。
6.科学研究中常常发现某一问题的两个相关的量(x,y)之间存在一定的关系,且可用图线表示;下列相关的量之间不符合如图所示关系的是( )
A.同一地点物体所受重力和物体质量的关系
B.定值电阻通过它的电流与两端的电压的关系
C.某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系
D.给某个初温不是零摄氏度物体加热时,物体吸收的热量与温度的关系
【答案】D
【解析】A.由图像可知,y与x成正比关系,同一地点物体所受重力和物体质量的关系,g为常数,所以物体所受重力和物体质量成正比,故A不符合题意;
B.导体的电阻一定,由欧姆定律可知,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故B不符合题意;
C.由Q放=mq可知,某种燃料(热值一定)完全燃烧所放出的热量与燃料的质量成正比,故C不符合题意;
D.由Q吸=cmΔt可知,给某个物体加热时,物体的质量和比热容不变,所以物体吸收的热量与升高的温度成正比,与物体的温度不成正比,故D符合题意。
故选D。
7.如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,当开关S1由断开到闭合时,电路中的电流表示数和电压表示数将( )
A.变大,变大 B.变小,变小
C.变小,变大 D.变大,变小
【答案】A
【解析】由电路图可知,开关S处于闭合状态,当开关断开时,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流;当开关闭合时,电阻被短路,电路为与电源相连的简单电路,电压表测两端的电压,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,当开关由断开到闭合时,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由可知,两端的电压变大,即电压表的示数变大。
故选A。
8.在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理做出了如图所示的图象,分析图象可知:Ra Rb(选填“=”、“<”或“>”);若将a、b两导体并联后接在1.5V的电源上时,通过导体a、导体b的电流分别为Ia和Ib,则Ia:Ib= ;将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体a的电流为 A。
【答案】 < 2∶1 0.2
【解析】[1]由图象可知,当Ua=Ub时,Ia>Ib,由可知,Ra<Rb。
[2]由图知,若将a、b两导体并联后接在3V的电源上时,Ia′=0.6A,Ib′=0.3A,所以通过导体a、b的电流之比为
根据知,在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比,所以两导体的电阻之比为
当将a、b两导体并联后接在1.5V的电源上时,导体中的电流仍与电阻成反比,所以通过导体a导体b的电流之比为
[3]由图知,若当通过a、b的电流为0.2A时,a、b两端的电压分别为Ua=1.0V,Ub=2.0V,由串联电路电压的规律知电源电压为
符合题意,所以将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时通过导体a的电流为0.2A。
三、 欧姆定律的简单计算
9.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻为,只闭合开关S时,电流表的示数为,电压表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)开关均闭合时,电流表的示数。
【答案】(1)15V
(2)20Ω
(3)0.75A
【解析】(1)由图可知,只闭合开关S时,两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,电压表示数为,即R1两端电压,电流表的示数为,电阻为,故两端电压为
故电源电压为
(2)电阻的阻值为
(3)开关均闭合时,被短路,电路中只有R1接入电路,故此时电流表的示数为
10.如图甲所示,为定值电阻,电源电压为3V,闭合开关,电压表示数为1V;现将接入图乙电路,闭合开关,电流表示数为0.3A,则通过电阻的电流为 A。
【答案】0.2
【解析】如图甲所示,R1、R2为串联关系,电压表测量R1的电压;根据串联分压规律,
将R1、R2接入图乙电路,两个电阻并联,电流表测量干路电流,根据并联电路各支路电流之比等于各支路电阻倒数的比,故
根据干路电流等于各支路电流之和,则
解得通过电阻R1的电流
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,、为定值电阻,的阻值是30Ω。闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值。
【答案】(1)6V
(2)20Ω
【解析】(1)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,所以,电阻R1两端的电压
因并联电路中各支路两端的电压相等,且等于电源电压,则电源电压为
(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
R2的电阻
12.如图甲,电源电压保持不变,小灯泡正常工作时电压为。闭合开关后,当滑片从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的关系如图乙所示,电源电压为 ,滑动变阻器的最大阻值为 。
【答案】 12 9
【解析】[1]由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测串联电路中的电流。由图乙可知,当小灯泡两端电压为12V时,正常发光,通过小灯泡的电流为2 A;此时滑动变阻器滑片在最左端,滑动变阻器接入电路的阻值为0,则电源电压等于小灯泡正常工作时的电压,为12V。
[2]当滑动变阻器滑片在最右端时,接入电路的阻值最大,由图乙可知,此时小灯泡电压为3V,根据串联电路电压规律可得,滑动变阻器电压为U滑=12V-3V=9V
电路电流为1A,根据欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值为
四、 欧姆定律的图像
13.如图所示为、两电阻的图像,则、的电阻之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由图可知,的阻值为
的电阻为
则、的电阻之比为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
14.如图所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程,电压表量程。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
【答案】(1)12Ω
(2)8V
(3)6~11V
【解析】(1)小灯泡L正常发光时的电阻
(2)由电路图可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,由图像可知,当灯泡两端的电压是6V时,通过灯泡的电流是0.5A,灯泡的额定电流是0.5A,此时灯泡正常发光,所以灯泡的电压是6V,电源电压U=UL+UR=6V+2V=8V
(3)当电路中的电流最大是0.5A,变阻器连入电路的电阻为零,电源电压最小,最小电源电压Umin=UL=6V
当电路中的最小电流是0.2A,变阻器连入电路的电阻为最大值50Ω,变阻器两端的电压UR1=IminR大=0.2A×50Ω=10V<15V
此时电源电压最大,最大电源电压Umax=UL1+UR1=1V+10V=11V
电源电压的取值范围是6~11V。
15.如图甲,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,电流表示数I和电压表示数U的关系图像如图乙所示,此过程电压表与电流表的示数比将 ;当电流表示数为0.25A时,电压表的示数为 V。
【答案】 变大 3.5
【解析】[1] 由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,变阻器接入电路的电阻变大,根据可知电压表与电流表的示数之比等于变阻器接入电路的电阻,所以此过程电压表与电流表的示数比将变大。
[2]当滑片于a端时,变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中的电流最大,由图乙可知最大电流I1=0.6A,由可得,电源电压 ①
由图乙可知,当电路中的电流为I2=0.4A时,变阻器两端的电压U滑=2V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压 ②
因电源电压不变,则由①②可得
解得R0=10Ω
电源电压为
当电流表的示数为0.25A时,定值电阻R0两端的电压为
此时滑动变阻器两端的电压为
即电压表的示数为3.5V。
16.在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
【答案】B
【解析】A.由图像可知,当两个电阻两端的电压变化时,通过电阻的电流也随之变化,但电压与电流的比值不变,即两导体的阻值不变,故两个电阻的阻值不随电压的变化而变化,故A错误;
B.由图像可知,R1的阻值为
R2的阻值为
故
故B正确;
C.串联电路中电流处处相等,故若两个电阻串联,则通过R1的电流等于通过R2的电流,故C错误;
D.根据并联电路的电压规律可知,若两个电阻并联,则两个电阻两端的电压相同,由于R1的阻值小于R2的阻值,根据可知,通过R1的电流大于通过R2的电流,故D错误。
故选B。
一、单选题
1.小宇和同学们在做电学实验过程中,她们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图丙:不增加任何器材、不改变电路,也可以探究电流与电阻的关系
【答案】B
【解析】A.探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这—因素不变,故A错误;
B.由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确;
C.探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C错误;
D.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,故需要添加几个阻值不同的电阻,故D错误。
故选B。
2.勇勇在探究“电流与电阻的关系”时,按照如图所示连接电路,电源电压恒为 6V, 电阻 R1 可选用 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种规格,请回答下列问题。
根据电路图,连接各元件的过程中,以下描述错误的是( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器移动到最左端
B.电压表误接在滑动变阻器两端也可以进行实验
C.滑动变阻器可以连接三个接线柱
D.移动滑动变阻器是为了改变定值电阻两端电压
【答案】D
【解析】A.为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器调节到变阻器阻值最大处,由图可知,需要将滑动变阻器移动到最左端,故A正确,不符合题意;
B.在探究“电流与电阻的关系”实验中,需要保证定值电阻两端电压保持不变,由图可知,该电路为串联电路,电路中有滑动变阻器和定值电阻,根据串联电路电压规律,滑动变阻器电压也会保持不变,所以当电压表误接在滑动变阻器两端也可以进行实验,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,当滑动变阻器左下接线柱也接入电路时,会被上方导线短路,对电路没有影响,故C正确,不符合题意;
D.在探究“电流与电阻的关系”实验中,滑动变阻器的作用是为了保证定值电阻两端电压不变,故D错误,符合题意。
故选D。
3.在学习了电流和电压的概念后,老师上课时又重做了下图所示的实验,发现:电路中用1节干电池时,小灯泡较暗;用2节干电池时,小灯泡较亮。大家根据这一实验现象提出了以下四个科学问题。其中最有探究价值且易于探究的是( )
A.同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关?
B.同一灯泡发光的亮度跟它两端的电压有什么关系?
C.同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系?
D.导体中的电流跟它两端的电压及其电阻有什么关系?
【答案】C
【解析】AB.都是针对具体的“灯泡”提出的问题,不是最有探究价值的问题,综上分析知,故AB不符合题意;
CD.通过对比两个实验的现象发现:同一个灯泡的亮度发生变化是由于电池个数的变化引起的,而亮度和电池个数的物理本质是通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,再将问题由特殊扩展到一般,且需要得出电流与电压之间的具体关系,所以可最有探究价值且易于探究的科学问题是“同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系”,综上分析知,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
4.小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出I﹣R图像如图乙,关于实验的说法正确的是( )
A.当A、B间的电阻由20Ω更换为10Ω后,要控制电压不变,应将变阻器滑片适当向右移动
B.实验过程中是控制电压表示数为2V不变
C.若电源电压为6V,则变阻器的最大阻值不小于50Ω
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
【答案】B
【解析】A.根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由20Ω改接成10Ω的电阻,电阻减小,其分得的电压减小;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,应减小滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,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
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,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的
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
即变阻器的最大阻值不小于100Ω,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。
5.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压且保持不变,电压表量程为,定值电阻,是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.电路中的最大电流为0.015A
B.电压表示数越小,环境温度越高
C.环境温度为40℃时,电压表的示数为2.7V
D.此电路允许的最高环境温度为100℃
【答案】C
【解析】
A B.由乙图可知,环境温度越高,热敏电阻的阻值越小,电源电压和阻值不变,根据欧姆定律可知此时电路中电流越大,由可知电压表的示数越大,所以当电压表的示数最大为3V时,电路中的电流最大,为
故AB错误;
C.由乙图可知,当环境温度为时,热敏电阻的阻值为,则电路中的电流
电压表的示数
故C正确;
D.当电路中的电流最大时,热敏电阻的阻值为
由乙图可知此时的温度最高,为,故D错误。
故选C。
二、填空题
6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比,则 ;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是 。
【答案】 2∶3 2∶5
【解析】[1]当两表为电压表时,两个电阻串联,甲测两个电阻两端总电压,乙测两端电压,有
则
[2]当两表为电流表时,开关断开时,两个电阻并联,甲测通过电流,乙测并联电路干路中电流,则两表示数之比为
7.在如图所示电路中,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω。为保障电路安全,不能同时闭合的两个开关是 。当只闭合S2时,电流表示数为0.6A,则电源电压是 V,当闭合S1,断开S2和S3时,电流表示数为I1;当断开S1,闭合S2和S3时,电流表示数为I2,则I1︰I2= 。
【答案】 S1和S3 12 2︰9
【解析】[1]由图可知,同时闭合S1和S3,电源会被短路,因此为了保证电路安全,不能同时闭合的开关是S1和S3。
[2]由图可知,当只闭合开关S2时,该电路为只含有R2的简单电路,电流表测电路中的电流;已知电流表的示数为0.6A,即电路中的电流为I=0.6A,由可知电源电压为
U=U2=IR2=0.6A×20Ω=12V
[3]当闭合S1,断开S2、S3时,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流;此时电流表的示数即电路中的电流I1,由串联电路的电阻特点可知电路总电阻为
R串=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
由欧姆定律可知电路中的电流为
当断开S1,闭合S2、S3,该电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路的电流;由并联电路的电阻特点可知电路总电阻为
由欧姆定律可知干路的电流为
则
I1︰I2=0.4A︰1.8A=2︰9
8.如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω;0.5A”字样,电流表量程为,电压表量程为。若闭合开关S后,电流表无示数,电压表示数接近4.5V,故障只发生在R1、R2上,则电路中的故障是 。当电路正常工作时,滑动变阻器R2的滑片P向右调节时,电压表的示数将 。为确保各元件安全,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围是 。
【答案】 R2断路 变大
【解析】[1]由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;闭合开关S后,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表示数接近电源电压4.5V,说明电压表与电源接通,故障在与电压表并联的部分电路,故障只发生在R1或R2上,则电路故障是R2断路,此时电压表与R1串联接在电源两端,电压表两端的电压接近电源电压。
[2]由电路图可知,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电阻R1阻值不变,电路总电阻变大,电源电压不变,电路中的电流变小;由可知,电阻R1两端电压变小,电源电压U不变,电阻R2两端的电压变大,电压表V示数变大。
[3]因串联电路中各处的电流相等,电流表量程为,变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以,电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当电压表示数最大为时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和所以,R1两端电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的最大电阻
为确保各元件安全,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围是。
9.如左图所示电路,R1、R2均为定值,电阻R0为滑动变阻器,电源电压保持不变,改变滑动变阻器R0滑片的位置,两电压表的示数随电流变化的图象如右图所示,根据图象信息可知 (选填甲或乙)是电压表V1示数变化的图象,电源电压为 V,滑动变阻器R0的最大阻值为 Ω。
【答案】 乙 30 100
【解析】[1][2][3]由图可得,R1、R2与R0串联,电压表V1测R1与R0两端的总电压,电压表V2测R1两端电压,若将滑动变阻器移动至最右端,此时R0阻值最大,电压表V1示数最大,电流最小;当R0阻值最大时,电压表V1最大示数是24V,此时电流为0.2A;此时电源电压可以表示为
若将滑动变阻器移动至最左端,此时阻值为0,此时测的是电压表V1和电压表V2测的都是R1两端电压,示数相等,由图可得,此时电压为12V,电流为0.6A,电阻R1的阻值是
而此时电压表V1示数最小,此时电源电压可以表示为
即
解得,R2=30Ω,所以电源电压为
R0最大阻值为
综上所述,乙是电压表V1示数变化的图象,电源电压为30V,R0最大阻值为100Ω。
10.在串联电路中,探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时,记录的实验数据如下表所示。
R/
2
6
8
12
16
20
U/V
3
5
6
8
10
12
请根据表中数据判断和归纳:
(1)当电阻R=5Ω时,电压U= V;
(2)可变电阻R跟该电路两端的电压U的关系:R= 。
【答案】 4.5
【解析】(1)[1]由表格数据知,R的阻值每增大4Ω,部分电路两端的电压U增大2V,可知U与R成一次函数关系,可设为
U=kR+b
将R1=2Ω,U1=3V和R3=8Ω,U3=6V分别代入可得
3V=k×2Ω+b,6V=k×8Ω+b
解以上两式得
k=0.5A,b=2V
即
U=0.5A×R+2V
当R=5Ω时,代入一次函数式得
U=0.5A×5Ω+2V=4.5V
(2)[2]由一次函数式得,可变电阻跟该电路两端的电压的关系是
三、实验题
11.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为的电源,一个开关,阻值分别为,的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“ ”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)故障排除后,小华先把的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下的电阻,改换成阻值为的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。
(3)当小华改用的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是__________。
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
(4)小华解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 。
【答案】(1)
(2) 2.4 右 2
(3)C
(4)电压一定时,电流与电阻成反比
【解析】(1)电压表与定值电阻并联,使用0~3V量程;电流表串联在电路中,使用0~0.6A量程;使用金属杆两端任一接线柱将变阻器连入电路。电路如下:
(2)[1]电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,此时读数为2.4V。
[2]原来接入10Ω电阻,调节好变阻器;现在将10Ω电阻换成20Ω电阻,根据串联电路分压特点可知,此时定值电阻两端电压比原来大,因此,应调节变阻器,减小通过它的电流以减小其两端电压。因此应将变阻器滑片向右调节。
[3]读丁图可知,接入10Ω电阻时,电路中电流为0.2A,则控制定值电阻两端电压为
(3)当电路中定值电阻为50Ω时,电路中电流为
此时变阻器两端电压为
变阻器在电路中阻值为
而变阻器规格为“20Ω 1A”,即变阻器的最大阻值太小。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)分析图像发现
即电压一定时,电流与电阻乘积为定值,二者成反比。
12.王招娣同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)实验时,王招娣先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。
(3)当王招娣改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,其原因可能是( )
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
(4)小华解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据,作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 。
(5)知识在于总结,在对比中进步!这个实验的电路图也可以用于探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,请你完成下表中两个实验的对比。
实验名称
比较项目
探究通过导体的电流与导体电阻关系
探究通过导体的电流与导体两端电压关系
滑动变阻器的作用
保护电路
保护电路
改变导体两端的电压
测多组数据的意义
排除偶然性,寻找普遍规律
排除偶然性,寻找普遍规律
【答案】(1)
(2) 2.4 右 2
(3)C
(4)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)保持导体两端电压不变
【解析】(1)由图甲所示电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,因为使用电压恒为3V的电源,所以电压表选择0~3V量程。电流表串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,如图所示:
(2)[1]由图可知,电压表所选量程为0~3V,根据指针位置可知,其示数是2.4V。
[2][3]拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为20Ω的电阻。闭合开关,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,则应将变阻器滑片向右移动,使电压表的示数不变为2V。
(3)当改用50Ω的电阻时,电路中的电流:
则滑动变阻器的阻值为:
无法使电压表的示数达到实验要求的值,可能由于滑动变阻器的最大阻值太小,把滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器分得的电压还是较小,不能使电阻两端达到要求的值。
故选C。
(4)分析图丙可知,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V,说明电压一直保持在2.5V,可得出:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)在探究通过导体的电流与导体电阻关系这一实验中,根据控制变量法可知需要控制导体两端电压相同,由于电路中电阻的变化,根据串联分压可知待测电阻两端的电压会变大,则为了保持待测电阻两端的电压相同,则需要通过调节滑动变阻器来保持导体两端电压不变。
四、计算题
13.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω。当S1闭合、S2接“A”时,电流表的示数为0.3A;求:
(1)电源电压;
(2)当S1闭合、S2接“B”时,电流表的示数。
【答案】(1)6V
(2)0.5A
【解析】(1)当闭合、接“A”时,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路,电源电压
(2)当闭合、接“B”时,两个电阻并联,电流表测量干路电流,电流表的示数
14.图甲所示实物图中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将R2滑片从左端1位置向右移到2位置,(位置1、2不是滑片在最左端或最右端的特殊位置)根据两表示数画出的U﹣I图像,如图乙中AB所示。其中A点的数据与滑片在位置1时对应。求:
(1)电阻R1的阻值?
(2)电源电压是多少?
【答案】(1)5
(2)2.5V
【解析】(1)由图乙可知,当电压表示数为2V时,电路中电流为0.1A;当电压表示数为1V时,电路中电流为0.3A。因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以由欧姆定律可知,当滑片在位置1处时,电源电压为
U=U1+U2=0.1A×R1+2V
当滑片在位置2处时,电源电压为
联立可得
R1=5Ω
(2)由图乙可知,当电压表示数为2V时,电路中电流为0.1A;当电压表示数为1V时,电路中电流为0.3A。因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以由欧姆定律可知,当滑片在位置1处时,电源电压为
U=U1+U2=0.1A×R1+2V
当滑片在位置2处时,电源电压为
联立可得
U=2.5V
一、单选题
1.(2025·江苏苏州·中考真题)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小
B.电压表示数不变
C.电压表示数与电流表A示数之比变大
D.电压表示数与电流表A示数之比变小
【答案】D
【解析】AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量变阻器两端的电压,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,变阻器R2连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U=IR可知电阻R1两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB不符合题意;
C.由可知电压表示数与电流表A示数之比等于R1的阻值,R1的阻值不变,所以电压表示数与电流表A示数之比不变,故C不符合题意;
D.由可知电压表示数与电流表A示数之比等于R2的阻值,R2的阻值变小,所以电压表示数与电流表A示数之比变小,故D符合题意。
故选D。
2.(2025·四川乐山·中考真题)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向上凸起,机翼上方的水流速度较快,机翼上方受到的竖直向下的压强小于机翼下方受到的竖直向上的压强,机翼获得竖直向上的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,电路电阻越小,电路电流越大,则电流表的示数越大,故A符合题意;
B.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压。水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,由串联电路中电阻越小分到的电压越小得,电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,则电流表的示数越小,故C不符合题意;
D.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量定值电阻R0的电压。机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,由欧姆定律得,定值电阻R0的电压变小,故电压表的示数变小,故D不符合题意。
故选A。
二、多选题
3.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变小
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
【答案】BD
【解析】A.当水箱内水位上升时,由p=ρgh可知水对箱底的压强变大,故A不符合题意;
BCD.由图可知,变阻器和电阻R0串联,电压表测量电阻R0两端的电压,当水箱内水位上升时,滑动变阻器的滑片下移,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由U=IR可知电阻R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故BD符合题意,C不符合题意。
故选BD。
4.(2025·江西·中考真题)在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.仅闭合,将滑片P向右移动,A的示数变小,V的示数变大
B.仅闭合,将滑片P向左移动,A的示数变大,V的示数变大
C.先闭合,保持滑片P位置不动,再闭合时,A的示数变大
D.闭合和,将滑片P向右适当移动的过程中,V的示数不变
【答案】BCD
【解析】A.由图可知,仅闭合,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑片P向右移动,变阻器R2连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知,电路的总电阻变大,由可知电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,由U1=IR1可知电阻R1两端的电压变小,V的示数变小,故A错误;
B.由图可知,仅闭合,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑片P向左移动,变阻器R2连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U1=IR1可知电阻R1两端的电压变大,V的示数变大,故B正确;
C.由图可知,先闭合,保持滑片P位置不动,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,再闭合时,变阻器R2被短路,是电阻R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故C正确;
D.闭合和,变阻器R2被短路,只有电阻R1的简单电路,电压表V测量电源电压,将滑片P向右适当移动的过程中,V的示数不变,故D正确。
故选BCD。
三、填空题
5.(2025·四川广安·中考真题)两个定值电阻串联在电路中,已知,则通过的电流之比为 ,两端的电压之比为 。
【答案】
【解析】[1]两个定值电阻串联在电路中,因为串联电路中各处的电流相等,所以通过的电流之比I1∶I2=1∶1
[2]两端的电压之比U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2=7∶8
6.(2025·黑龙江绥化·中考真题)如图所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电源电压恒为4.5V,在电路中分别接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验。先将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V;再将电阻由10Ω更换为5Ω,调节滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为2V为止:要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
【答案】 左 25
【解析】[1]电阻由换为,根据串联分压,电阻变小,其两端电压变小(小于2V)。要使电压表示数回到2V,需减小滑动变阻器两端电压,根据串联电路分压特点,应减小滑动变阻器接入电阻,所以滑片向左移动。
[2]实验中电阻最大为,此时电压表示数,电源电压,则滑动变阻器两端电压
电路中电流
根据欧姆定律,则滑动变阻器最大阻值至少为
7.(2025·四川广安·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的关系图象如乙图所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
【答案】 6 20
【解析】[1]由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片位于左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零(电路为灯泡的简单电路),此时电路中的电流最大,由图像可知,此时电路中的电流I=0.4A,灯泡两端的电压为6V,即电源的电压U=6V
[2]当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图像可知,此时灯泡两端的电压
电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的最大阻值为
8.(2025·四川凉山·中考真题)在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V,定值电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】 16 80
【解析】[1]据图可知,电路是两电阻并联,电流表A1测R2支路电流,电流表A2测干路电流,闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置,说明电流表A1选用小量程,分度值是0.02A,读数为0.2A;电流表A2选择的是大量程,分度值是0.1A,读数为1A,根据并联电路电流规律可得R1支路电流为
电源电压为
[2]定值电阻R2的阻值为
四、作图题
9.(2025·贵州·中考真题)小明设计了一款可调温电热垫,其调温开关的结构及工作原理如图甲所示,绝缘滑动键上固定有长、短两块铜片,两铜片分别与电源两极相连;拨动滑动键,改变两铜片与a、b、c三个触点的接触方式来切换挡位。图乙是电热垫内部未完成的电路图, 若电源两端电压U=4.8V,两电阻丝阻值分别为、 。 不添加器材, 请在虚线框内完成电路图,使其满足以下要求:
挡位一:长铜片与a接触,短铜片与b接触,此时R2两端的电压为1.2V;
挡位二:长铜片同时与a、b接触,短铜片与c接触,此时通过R2的电流为1.2A。
【答案】
【解析】挡位一,长铜片与a接触,短铜片与b接触,此时R2两端的电压为1.2V未达到电源电压,合理假设此时两电阻串联。
若串联,则流经R2的电流为
流经R1的电流为
所以此时电路中两电阻应是串联状态。
挡位二,长铜片同时与a、b接触,短铜片与c接触,通过R2的电流为1.2A,根据欧姆定律可得此时R2两端的电压为
刚好等于电源电压,并联电路各支路电压相等且等于电源电压,故此时两电阻并联,则满足条件的电路图如图所示
五、实验题
10.(2025·黑龙江·中考真题)
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是 (选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案: 。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为 V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是: (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向 (填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个 Ω的电阻才能完成实验。
【答案】(1) B、C 灯泡亮度 在原电路中再串联一个电流表
(2) 2 滑动变阻器断路 左 10
【解析】(1)[1]探究导体的电阻与其横截面积的关系,应改变横截面积,保证其它条件相同,接入的两段导体应是B、C。
[2]实验中可以通过观察灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小,灯泡越亮,电阻越小,灯泡越暗,电阻越大。
[3]若接入MN之间的导体的阻值比较接近,灯泡亮度接近而无法判断它们的阻值大小,则在原电路中再串联一个电流表。
(2)[1]应该将滑动变阻器一上一下串联在电路中,如图所示:
[2]由图2丙可知,定值电阻两端的电压为
应控制电压保持2V不变。
[3]电流表和电压表均无示数,说明电路断路,若电阻断路,电压表会测量电源电压,有示数,不合题意,当滑动变阻器断路或者开关断路,电路无电流,电压表和电流表均无示数。
[4]用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若滑片不动,则电路中的电流变小,定值电阻两端的电压减小,滑动变阻器两端的电压增大,为了控制定值电阻两端的电压不变,应该将滑动变阻器的阻值调大,滑片向左移动。
[5]当接入25Ω的定值电阻时,根据串联电路的特点有
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为
而原来滑动变阻器的规格为“40Ω,1A”,所以需要串联一个电阻的阻值为
11.(2025·山西·中考真题)如图是探究电流与电阻关系的实验装置,电源电压为,实验用到定值电阻的阻值分别为、、、、。
次数
1
2
3
4
5
电阻
5
10
15
20
25
电流
0.4
0.2
0.14
0.1
0.08
(1)请你用笔画线代替导线,把图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应 。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“A”或“B”)端。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有 的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是 。
(4)排除故障后,通过实验获得数据如上表,分析数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻应为 。
【答案】(1)
(2) 断开 更换电阻后控制电阻两端电压不变的作用
(3)电阻短路
(4) 反比
【解析】(1)探究电流与电阻关系的实验中,电压表应测量定值电阻两端电压,且因为电源电压为3V,故电压表选择小量程即可,如图所示:
(2)[1][2]为了安全,连接电路前,开关应保持断开,且实验前滑动变阻器应移到最大阻值,由图可知滑动变阻器移至B端时接入电路中的电阻最大。
[3]在探究电流与电阻关系实验中,应通过调节滑动变阻器滑片时电阻两端电压保持不变。
(3)电路中有电流则电路可能是短路,因为电压表无示数,说明电压表并联的位置可能短路,即电阻R可能短路。
(4)[1]由表中数据可知,电流随电阻增大而减小,电流与电阻的乘积不变,所以可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[2]由表中数据可知该实验中,定值电阻两端保持不变的电压为
故滑动变阻器两端电压为
根据分压关系可知滑动变阻器电阻
即滑动变阻器接入电路的电阻
六、计算题
12.(2025·吉林·中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
【答案】(1)0.8A (2)12V
【解析】(1)由电路图可知R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可得,电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.4A=0.8A
(2)根据并联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V
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