内容正文:
专题07 欧姆定律
考点一 电流与电压、电阻的关系
1.(24-25九上·云南曲靖宣威一中·期中)如图所示是伏安法测电阻的实验电路图,实验中所用电源电压为3V,某次实验时电压表示数为2V,电流表示数为0.3A,下列说法正确的是( )
A.电阻R3的阻值为10Ω
B.被测电阻的额定功率为0.6W
C.滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变大
D.用这个电路探究电流与电压的关系时应控制电阻不变
【答案】D
【详解】A.根据电路图可知,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路的电流,根据可得,电阻R3的阻值为 故A错误;
B.额定功率是指用电器正常工作时的功率,此题中,只有某一次的示数,不知道额定电压和电流,故不能计算出额定功率,故B错误;
C.根据实物图可知,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的长度变小,则滑动变阻器接入阻值变小,故C错误;
D.探究电流与电压的关系,应控制定值电阻R阻值不变,改变定值电阻两端电压,观察电流的变化,故D正确。
故选D。
2.(24-25九上·云南文山一中·期中)小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系.电源电压为,三个定值电阻阻值分别为和,两个滑动变阻器规格分别为“”和“”。
(1)图甲电路连接不完整,请用笔画线代替导线将电路连接完整___________。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到____________(选填“左”或“右”)端。
(3)正确连接电路后,小明依次使用三个定值电阻进行实验.每次更换定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数与前二次实验相同,记录相应电流表示数,绘制出图像如图乙所示,实验中电压表的示数为____________V。
(4)小明找来一个未知阻值的电阻,重复上述实验,电流表表盘如图丙所示,其示数为____________A,该电阻的阻值为____________。
(5)根据以上实验数据,实验中小明选择的滑动变阻器规格应为____________。
【答案】(1)
(2)右
(3)2.4
(4) 0.12 20
(5)
【详解】(1)实验时,电流表、电阻、滑动变阻器串联接在电路中,由乙图可知,电流表的量程选用0~0.6A,电压表并联在电阻两端测量电阻两端电压,因此将开关的右接线柱与电流表“0.6”接线柱连接,滑动变阻器的右上接线柱和电阻的左接线柱连接,实物图如下图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大端,即最右端。
(3)探究电流和电阻的关系时,电阻两端的电压保持不变,由乙图可知,当电阻的阻值为10Ω时,通过电阻的电流为0.24A,则电阻两端的电压为 即实验中电压表的示数为2.4V。
(4)[1][2]由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.12A,则该电阻的阻值为
(5)根据串联电路的电压规律可知,定值电阻和滑动变阻器的阻值与分压之比可表示为 由于定值电阻两端的电压一定,则滑动变阻器两端的电压也一定,所以滑动变阻器的阻值需要随定值电阻的阻值增大而增大,在(4)中,当定值电阻的阻值为20Ω时 解得,滑动变阻器接入电路的阻值大于10Ω,因此实验中小明选择的滑动变阻器的规格为“”。
考点二 欧姆定律的内容及理解
1.(24-25九上·云南曲靖市·期中)根据欧姆定律公式,可变形得到公式,下列说法正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】D
【详解】导体的电阻与导体的材料、长度及横截面积有关,与其两端的电压和流过它的电流无关,所以当导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零。
故选D。
2.(24-25九上·云南楚雄双柏·期中)如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2 V时,R甲=0.4 Ω
C.如图2所示,当开关S闭合,电路电流为0.2 A时,电路总电阻是15 Ω
D.如图3所示,当开关S闭合,电源电压为2 V时,电路总电流为0.4 A
【答案】C
【详解】A.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,故A不正确;
B.由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过的电流为0.4A,根据欧姆定律可得:, 故B不正确;
C.如图2所示,甲和乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.2A时,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V, 根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,电源的电压:U=U甲+U乙=1V+2V=3V,
根据欧姆定律可得:, 故C正确;
D.如图3所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图象可知,
I甲=0.4A,I乙=0.2A,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,
故D不正确.
3.(24-25九上·云南保山龙陵一中·期中)物理定律、公式及原理构建出物理学科的知识框架。下列相关说法正确的是( )
A.焦耳定律是研究电流流过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系
B.由欧姆定律可知电流与电压成正比
C.牛顿第一定律可以用实验直接验证
D.由阿基米德原理可知浸在液体中的物体所受的浮力等于其排开液体的重力
【答案】AD
【详解】A.焦耳定律是研究电流流过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系,故A正确;
B.由欧姆定律可知当电阻一定时,电流与电压成正比,故B错误;
C.牛顿第一定律是科学推理得来的,不能用实验直接验证,故C错误;
D.由阿基米德原理可知浸在液体中的物体所受的浮力等于其排开液体的重力,故D正确;
故选AD。
4.(24-25九上·云南保山龙陵三中·期中)图甲是小灯泡L和电阻R的图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合时,电流表的示数为0.5A。电源为稳压电源,下列说法中正确的是( )
A.图乙电源电压为4V
B.闭合后,通过电阻的电流为0.2A
C.闭合、后,电流表的示数为0.6A
D.只闭合时,小灯泡L的电阻为0.5
【答案】AB
【详解】AD.只闭合时,电路中只有小灯泡L,电流表的示数为0.5A,由图乙可知小灯泡两端电压为4V,则小灯泡的电阻为 在只有一个用电器的电路中,电源电压与用电器两端电压相等,即电源电压也为4V,故A正确,D错误;
BC.闭合后,由图乙可知小灯泡L和电阻R并联,电流表测干路电流,电源电压为4V,由图甲可知小灯泡L和电阻R的电流分别为0.5A、0.2A,根据并联电路电流规律可得电流表示数为
故B正确,C错误。
故选AB。
5.(24-25九上·云南弥勒市一中·期中)如图甲所示是定值电阻R和小灯泡L的I-U关系图像,小明将定值电阻R和小灯泡接到如图乙所示的电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片滑到如图乙所示位置,使电压表的示数为6V时,下列选项中正确的是( )
A.灯丝的电阻值大于12Ω B.定值电阻R的阻值为20Ω
C.电源电压等于8V D.灯泡与定值电阻的两端电压之比为1︰3
【答案】BD
【详解】如图定值电阻R和小灯泡L串联,电压表测定值电阻两端电压,由图甲可知,当电压表的示数为6V时,电路电流,则灯泡两端电压为,由欧姆定律可得此时灯丝的电阻为
定值电阻R的阻值为 灯泡与定值电阻的两端电压之比为 即灯泡与定值电阻的两端电压之比为1︰3。 如图当电路中电流为时,,灯泡两端电压为,灯泡与定值电阻的两端总电压为 此时灯泡与定值电阻的两端总电压还不包括滑动变阻器两端电压,故电源电压大于8V。综合上述分析,故AC错误,BD正确。
故选BD。
考点三 欧姆定律的应用
1.(24-25九上·云南玉溪四中&六中·期中)图甲是李雪同学探究并联电路的电流规律时使用的电路图。实验中他用电流表分别测出A、B、C三处的电流IA、IB、IC。李雪没有及时将数据整理到相应表格中而是随手记录到草纸上。如图乙,已知L1的电阻大于L2的电阻。下列选项中三处电流均正确的是( )
A.IA=0.9A,IB=0.2A,IC=1.1A
B.IA=0.9A,IB=1.1A,IC=0.2A
C.IA=0.2A,IB=0.9A,IC=1.1A
D.IA=1.1A,IB=0.2A,IC=0.9A
【答案】C
【详解】由图可知,两灯是并联,A点在L1支路上,B点在L2支路上,C点在干路上。根据并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和,可知C点电流是1.1A。因为两灯并联,所以两灯两端电压相等,又已知L1的电阻大于L2的电阻,所以由可知,L1的电流小于L2的电流,则A点电流是0.2A,B点电流是0.9A;故C正确,ABD错误。
故选C。
2.(24-25九上·云南大理下关二中·期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,假定小灯泡电阻恒定,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.电压表Ⅴ示数不变,电流表A2的示数变小
B.电流表A1示数变大,电流表A2的示数变小
C.电压表Ⅴ示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表Ⅴ示数与电流表A2示数的比值变大
【答案】C
【详解】开关闭合后,小灯与变阻器并联,电流表A2测量干路电流,电流表A1测量通过小灯的电流,电压表测量总电压。因为电源电压保持不变,故电压表示数不变。小灯电阻不变,两端电压不变,故通过小灯的电流不变,即A1示数不变。滑片向右滑动,变阻器连入电路阻值减小,通过变阻器的电路变大,根据并联电路电流特点可以知道,干路电流变大,即A2示数变大。根据欧姆定律可以知道:电压表示数和(总电压)与A1示数(小灯中电流)比值等于小灯电阻,是不变的。因为变阻器连入电路的阻值减小了,所以电路总电阻减小,电压表示数和(总电压)与A2示数(总电流)比值等于总电阻,是要变小的。故ABD错误,C正确。
故选C。
3.(24-25九上·云南开远一中·期中)如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比,则下列说法正确的是( )
A.当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时组成串联电路
B.R1与R2电阻之比为1∶4
C.若构成并联电路,需开关S1闭合、S2断开,甲为电流表,乙为电压表
D.当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为4∶5
【答案】AD
【详解】AB.若甲乙都是电压表,S1、S2都闭合,电流只有一条路径,则R1和R2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测 R2两端的电压,串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,由串联电路电流相等可得
两电阻之比 故A正确,B错误;
C.若要电路构成并联电路,则电流有两条路径,分别经过两个电阻,则需开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表都是电流表,故C错误;
D.当S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测R2支路的电流,乙电流表测干路电流,由并联电路中各支路两端的电压相等和可得,两电流表的示数之比 故D正确。
故选AD。
4.(24-25九上·云南文山一中·期中)如图所示电路, 电源电压恒为6V,小灯泡标有“3.8V,0.5A”字样, 闭合开关后,当滑动变阻器滑片在最右端时,电压表示数为2V,电流表示数为0.32A。在不超过小灯泡额定电压的情况下,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为1.9W
B.电路的最大总功率为3.0W
C.滑动变阻器R的阻值变化范围为
D.当滑片P向左移动时小灯泡的灯丝阻值越来越大
【答案】ABD
【详解】A.小灯泡的额定功率 故A正确;
B.小灯泡允许通过的最大电流为0.5A,电路的最大总功率为 故B正确;
C.当电路中电流最大为0.5A时,滑动变阻器连入电路的阻值最小,此时灯泡两端的电压为3.8V,则滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器连入电路的最小阻值为 当滑动变阻器滑片在最右端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值最大,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数为2V,电流表示数为0.32A,则滑动变阻器连入电路的最大阻值为
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为,故C错误;
D.当滑片在最右端时,灯泡的阻值为 滑片向左移,滑动变阻器连入电路的阻值减小,由串联分压的特点可知,灯泡两端的电压变大,当灯泡两端的电压增大到3.8V时,灯泡的电阻为
当滑片P向左移动时小灯泡的灯丝阻值越来越大,故D正确。
故选ABD。
5.(24-25九上·云南大理州下关四中·期中)如图所示,图甲为超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为20Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。以下说法中正确的是( )
A.湿度减小湿敏电阻的阻值增大
B.湿度增大电流表示数增大
C.湿度为80%时,电流表的示数为0.12A
D.电压表的示数为6V时,监测到空气的湿度为10%
【答案】CD
【详解】A.由丙图可知,湿敏电阻阻值随湿度的增大而增大,故A错误;
B.由乙图可知,开关S闭合时,定值电阻R0与湿敏电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量湿敏电阻两端的电压;由丙图可知,当湿度增大时湿敏电阻阻值增大,根据串联电路电阻规律可知电路的总电阻增大,电源电压不变,由欧姆定律可知电路中的电流减小,即电流表示数减小,故B错误;
C.由丙图可知,湿度为80%时湿敏电阻的阻值R=80Ω,由串联电路规律可得,电路的总电阻
根据欧姆定律可得电路中的电流 故C正确;
D.电压表示数为时,根据串联电路电压规律可得,定值电阻R0两端的电压
根据欧姆定律可得,电路中的电流 湿敏电阻的阻值 由丙图可知此时空气湿度为10%,故D正确。
故选CD。
6.(24-25九上·云南昆明五华区·期中)如图为一种测量环境温度仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R为10Ω,R0为热敏电阻,其阻值随环境温度的增加而减小,阻值范围为5~20Ω,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。闭合开关S,当环境的温度增加时,在保证两电表安全的情况下,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,R0两端的电压变大 B.电压表示数与电流表示数的比值变小
C.电流表示数的变化范围为0.2~0.3A D.R0在电路中的最小电阻值为10Ω
【答案】CD
【详解】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.R0随环境温度的增加而减小,当环境的温度增加时,热敏电阻的阻值减小,根据知,电路的电流增大,根据U=IR知,定值电阻R两端的电压增大,根据串联电路电压的规律知,R0两端电压U0会变小,故A错误;
B.由图可知,电压表测R两端电压,电流表测R电流,由可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值,则电压表示数与电流表示数的比值不变,故B正确;
CD.当电压表示数最大为3V时,热敏电阻的电阻最小,电路中的电流最大,最大电流为
此时热敏电阻两端的电压为URo=U﹣UV=6V﹣3V=3V 热敏电阻的最小值为 当热敏电阻最大时,电路中的电流最小,最小电流为 所以电流表示数的变化范围为0.2~0.3A,故CD正确。
故选CD。
7.(24-25九上·云南西南大学官渡实验学校·期中)甲和乙两灯的额定电压均为6V。如图是两灯电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则下列说法正确的是 ( )
A.电路中的电流为0.5A B.电源电压为12V
C.甲灯的电阻为5Ω D.两灯的实际功率之比为1∶3
【答案】AD
【详解】A.已知甲乙两灯泡正常发光时的电压均为6V,由图象可知,甲正常工作时的电流为1.0A,乙正常工作时的电流为0.5A,因串联电路中各处的电流相等,所以两灯泡串联时,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,电路中的电流为0.5A,故A正确;
B.由图象可知,电路中的电流为0.5A时,甲两端的电压为2V,乙两端的电压为6V,电源电压 故B错误;
C.甲灯的电阻 故C错误;
D.由可得,此时这两灯实际功率之比 故D正确。
故选AD。
8.(24-25九上·云南大理下关一中初中部教育集团·期中)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,为了探究电阻大小跟导体长度的关系,应该选择材料和________都相同、长度不同的金属丝;一只电阻两端的电压从2V变化到3V,通过电阻的电流增加了0.2A,则该电阻的阻值为________Ω。
【答案】 横截面积 5
【详解】[1]导体的电阻与它的长度、横截面积、材料都有关,为了探究电阻大小跟导体长度的关系,应该选择材料和横截面积都相同、长度不同的金属丝。
[2]一只电阻两端的电压从2V变化到3V,通过电阻的电流增加了0.2A,设电阻为R,则有
解得R=5Ω。
9.(24-25九上·云南文山·二学区·期中)一段导体两端电压为10V时,其电流为2A,若将电压降为0时,其电阻是 _______Ω;若将此导体从中间对折后电阻将_________。
【答案】 5 变小
【详解】[1]一段导体两端电压为10V时,其电流为2A,则其电阻 电阻是导体的一种性质,与导体两端电压无关,因此若将电压降为0时,其电阻仍为5Ω。
[2]将导体从中间对折后,电阻的长度变短,电阻的横截面积变大,由于长度越短,横截面积越大,电阻越小,所以导体从中间对折后电阻将变小。
10.(24-25九上·云南昆明五华区·期中)在如图所示的电路中,电源电压恒为3V,R1为定值电阻,滑动变阻器标有“50Ω 2A”的字样。将滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关,电流表的示数I1为0.36A,R1的阻值为__________Ω;移动滑片P,使滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω,电流表的示数为I2,则I2与I1的差值为__________A。
【答案】 10 0.24
【详解】[1]根据电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表测干路的电流,R1和R2两端的电压等于电源电压,将滑动变阻器的滑片P置于最右端,则R2接入电路的阻值最大,为50Ω,则通过R2的电流为
由并联电路电流特点可知通过R1的电流为R1的阻值为
[2]移动滑片P,使滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω,则通过R2的电流为 此时干路电流为 则I2与I1的差值为
11.(24-25九上·云南普洱思茅一中·期中)如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关时,小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图像。只闭合开关时,L的电阻为___________Ω;再闭合开关后,在2min内电阻R产生的热量是___________J。
【答案】 4 48
【详解】只闭合开关时,只有灯泡L接入电路,根据结合图乙可知 L的电阻为 再闭合开关后,灯泡L与电阻R并联 由图乙知,通过R的电流为0.2A,在2min内电阻R产生的热量是
12.(24-25九上·云南玉溪八中·期中)如图是电阻和电阻中电流随电压变化的图像。由图像可知,电阻的阻值为________。若将它们串联,通过电阻的电流为时,电路的总电压为________。
【答案】 5 4.5
【详解】[1]电阻的阻值为
[2]由图可知,若将它们串联,通过电阻的电流为时,两端电压为3.0V,两端电压为1.5V,电路的总电压为
13.(24-25九上·云南昆明官渡区云大附中星耀学校·期中)如图所示的电路中,开关闭合后,、的示数分别如图所示,则的示数为________V,若灯泡L1的电阻为10Ω,则通过L1的电流为________A。
【答案】 5.5 0.3
【详解】[1][2]据图可知电路为两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测灯泡L2两端电压,由串联电路中电压规律可知,电压表V1选择大量程,分度值为0.5V,读数为5.5V;电压表V2选择小量程,分度值为0.1V,读数为2.5V,则灯泡L1两端电压为 则通过L1的电流为
14.(24-25九上·云南楚雄双柏·期中)某课外活动小组的同学设计了一个用电压表示数的变化来反映环境温度变化的电路,如图甲所示。电源电压为6V不变,定值电阻R0=20Ω,R1是热敏电阻,R1阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)当电压表示数为2V时,电路中的电流多大?
(2)当环境温度为20℃时,电压表示数是多少?
【答案】(1)0.1A
(2)2V
【详解】(1)由电路图可知,与串联,电压表测两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以电压表的示数为2V时,电路中的电流为
(2)由图乙知,当环境温度为20℃时,的阻值为,则电路的总电阻 电路中的电流 两端的电压 即电压表示数为2V。
15.(24-25九上·云南文山一中·期中)如图所示电路,电源电压恒为6V,电阻的阻值为20Ω,的阻值为30Ω,只闭合开关S时,电压表示数为2V。求:
(1)电流表示数;
(2)电阻的阻值;
(3)开关均闭合时,通电1min电阻产生的热量和整个电路消耗的电能。
【答案】(1)0.2A
(2)10Ω
(3)108J,180J
【详解】(1)只闭合开关时,电路中只有电阻和串联,电压表测电阻两端的电压,则电阻两端的电压 此时电流表示数
(2)电阻的阻值
(3)开关均闭合时,电阻、并联,则通过电阻的电流为 此时通电电阻产生的热量为 通过电阻的电流为 此时通电电路消耗的电能为
16.(24-25九上·云南昆明五华区民族中学·期中) 如图所示的电路中,电源电压为3V恒定不变,R为阻值未知的定值电阻,小灯泡L的规格为“6V 3W”,闭合开关S后,电流表的示数为1.25A,不考虑温度对小灯泡电阻的影响。求:
(1)小灯泡的实际功率;
(2)电阻R的阻值;
(3)通电1min,整个电路产生的热量。
【答案】(1)0.75W
(2)3Ω
(3)225J
【详解】(1)由可知,小灯泡的电阻为 闭合开关,小灯泡L与定值电阻并联,小灯泡两端的电压为3V,由可知,小灯泡的实际功率为
(2)由可知,流过小灯泡的电流为 电流表测量干路电流,由并联电路电流规律可知,流过电阻的电流为 由可知,定值电阻的阻值为
(3)由可知,通电1min整个电路产生的热量为
17.(24-25九上·云南曲靖宣威一中·期中)如图所示,定值电阻R的阻值为20Ω,电源电压保持不变。当开关闭合,开关断开时,电流表的示数为0.3A,当开关均闭合时小灯泡正常发光,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)开关均闭合时电流表的示数;
(3)小灯泡的额定功率。
【答案】(1)6V
(2)0.5A
(3)1.2W
【详解】(1)当开关S1闭合,开关S2断开时,电路为R的简单电路,由欧姆定律得,电源电压为
(2)开关均闭合时,电阻R和小灯泡L并联,电流表测通过L的电流,电流表测干路电流,则电流表示数为
(3)当开关均闭合时,小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率为
18.(24-25九上·云南玉溪市第八中学·期中)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω,R2=40Ω。
(1)若开关S1、S2都断开,电流表示数为0.2A,则电源电压是多少伏?
(2)若开关S1、S2都闭合,电流表示数为1.2A,则通过R3的电流是多少安?
(3)R3的电阻是多少欧姆?
【答案】(1)10伏
(2)0.2安
(3)50欧姆
【详解】(1)若开关S1、S2都断开,电阻R1和R2串联,根据串联电路电流处处相等,电路中的电流I=I1=I2=0.2A
根据公式U=IR可得,电阻R1两端的电压U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V 电阻R2两端的电压U2=I2R2=0.2A×40Ω=8V
根据串联电路电压规律可得,电源电压U=U1+U2=2V+8V=10V
(2)若开关S1、S2都闭合,电阻R1和R3并联,电流表测干路电流,根据公式可得,此时通过R1的电流 电流表示数为1.2A,根据并联电路电流规律可得,通过R3的电流I3=I'-I1'=1.2A-1A=0.2A
(3)根据欧姆定律可得,R3的电阻
19.(24-25九上·云南文山第二校区·期中)如图所示,电源电压恒定。R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.2A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能是多少。
【答案】(1)6V;
(2)20Ω;
(3)180J
【详解】(1)当S闭合,S1断开时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为0.2A,即通过R1的电流为0.2A,根据欧姆定律可得,电源电压为
(2)当S、S1都闭合时,两电阻并联,根据并联特点可知,通过R1的电流不变,为0.2A,则通过R2的电流为 由于两电阻并联,两电阻的两端电压都等于电源电压,根据欧姆定律可得,R2的阻值为
(3)S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能是
20.(24-25九上·云南宣威市祯祥初中·期中)如图所示的电路中,电源电压大小保持不变。电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的规格为“40Ω,0.5A”,求:
(1)只闭合开关S1,电流表的示数为0.1A,则电源电压大小为多少?
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最右端,此时电压表示数为多少?
(3)将S1、S2、S3都闭合,移动滑片位置,使电流表的示数为0.5A,此时滑动变阻器的阻值为多少Ω?
【答案】(1)3V;
(2)2V;
(3)15Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,电阻R1与R2串联,电流表测量电路中的电流。串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,所以电源电压为
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最右端时,电阻R2与滑动变阻器R3的最大阻值串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R3两端的电压,此时电路中的电流为 R3两端的电压,即电压表的示数为
(3)S1、S2、S3都闭合时,R2短路,R1与R3并联,电流表测量干路中的电流,并联电路各支路两端的电压相等都等于电源电压,即 此时通过R1的电流为 因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过变阻器R3的电流为 此时滑动变阻器的阻值为
21.(24-25九上·云南弥勒市第一中学·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,。
(1)当、断开,闭合时,电流表示数为0.2A,求电源电压;
(2)当、闭合,断开时,求电流表的示数;
(3)当、闭合,断开时,通电1min,电阻产生的热量。
【答案】(1)6V;(2)0.9A;(3)108J
【详解】解:(1)断开,闭合时,和串联,电流表测电路的电流,由欧姆定律得电源电压为
(2)闭合,断开时,和并联,电流表测干路的电流,则流过R1的电流 流过R2的电流 则并联电路的总电流为 故电流表的示数为0.9A。
(3)S1、S2闭合,S3断开时,由(2)知流过R2的电流I2=0.3A,故由焦耳定律得,电阻R2产生的热量
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,通电1min,电阻R2产生的热量为108J。
22.(2023·云南曲靖麒麟十中·中考模拟)如图所示,电源电压恒定,电阻的阻值为,当只闭合开关时,电流表示数为;当只闭合开关时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,通电1min电路消耗的电能。
【答案】(1)6V;(2)25Ω;(3)230.4J
【详解】解:(1)由图可知,只闭合开关时,只有工作,电流表的示数即为通过的电流,由可知,电源电压
(2)当只闭合开关时,、串联,电流表示数测量电路中的电流,由可知,、的总电阻 根据串联电路的电阻特点可知,的阻值
(3)当开关断开,、都闭合时,、并联,根据并联电路的电压特点可知,、两端的电压都等于电源电压,通电电路消耗的电能
23.(24-25九上·云南西南大学官渡实验中学·期中)小明学习了电学知识后,在家自制了一盏调光灯,他选用了标有“2.5V 0.5W”的小灯泡,电源电压恒为4.5V,组成如图电路。小明闭合开关后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答:
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少安?
(2)此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧?
(3)小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能是多少焦?
【答案】(1)0.2A;(2)10Ω;(3)54J
【详解】解:(1)由P=UI可得,小灯泡正常发光时的电流
(2)由图可知,滑动变阻器与小灯泡串联,当小灯泡正常发光时,根据串联电路的特点,通过滑动变阻的电流等于小灯泡的额定电流,即I滑=I额 根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器两端电压U滑=U-U灯=4.5V-2.5V=2V 此时滑动变阻器接入电路的电阻
(3)小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能W=UIt=4.5V×0.2A×1×60s=54J
24.(24-25九上·云南曲靖·期中)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,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。
【答案】(1)V;(2)A
【详解】解:(1)电源电压为
(2)此时两电阻并联,流过R2电流为 电流表的示数
考点四 电路的动态分析
1.(24-25九上·云南保山龙陵一中·期中)如图是交警查酒驾时的酒精浓度检测仪的简化电路图,电源电压恒定, 为定值电阻、R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当驾驶员酒驾时对酒精浓度检测仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.Ⓐ表的示数变大,表的示数变小
B.Ⓐ表的示数变小,表的示数变大
C.表和Ⓐ表的示数比值变大
D.电源的输出总功率变大
【答案】D
【详解】AB.由图可知,电路为两电阻串联,电压表测R0两端电压,当驾驶员酒驾时对酒精浓度检测仪吹气时,酒精气体传感器的电阻会变小,电路中的电流会变大,根据串联分压原理可知,酒精气体传感器两端电压会变小,则R0两端电压会变大,即电压表的示数变大,故AB错误;
C.表和Ⓐ表的示数比值为定值电阻R0的阻值,保持不变,故C错误;
D.根据可知,电压不变,电路中电流变大,则电功率变大,故D正确。
故选D。
2.(24-25九上·云南楚雄双柏·期中)某学习小组连接了如图所示的实物电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,关于电流表的示数、电流表的示数以及灯泡的亮度,可能出现的现象是( )
A.变大,变小,灯泡亮度不变 B.变小,变大,灯泡亮度变暗
C.变小,变小,灯泡亮度不变 D.变大,变大,灯泡亮度变亮
【答案】C
【详解】如图,灯泡于滑动变阻器并联,电流表A2在干路,测干路电流;电流表A1与滑动变阻器串联,测变阻器的电流;闭合开关,移动滑片P的过程中,电流表的示数发生变化,由于并联电路各支路互不影响,通过灯泡的电流不变,灯泡的亮度不变;由于干路电流等于支路电流之和,因此电流表的示数发生变化,若变小,干路电流也变小,灯泡亮度不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(24-25九上·云南开远市一中·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片由b端移动到中央的过程中,三个电表的示数变化情况是( )
A.A的示数变大,V1的示数不变,V2的示数变小
B.A的示数变大,V1的示数变大,V2的示数变小
C.A的示数变小,V1的示数不变,V2的示数变大
D.A的示数变大,V1的示数变小,V2的示数变大
【答案】A
【详解】从图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测量的是电源电压,所以电压表V1的示数保持不变,电流表测量电路电流滑动变阻器的滑片由b端移动到中央的过程中,其连入电路中的电阻P滑变小,而灯泡的电阻不变,所以电路中的总电阻R变小,电源电压保持不变,由欧姆定律得,电路中的电流I变大,即电流表的示数变大,由欧姆定律知,灯泡两端的电压UL变大,因此滑动变阻器两端的电压 变小,即电压表V2的示数变小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(24-25九上·云南昆明五华区·期中)小明根据所学的知识设计了一个电子量角器,将电压表表盘重标数据后可以从电压表上直接读出OP的旋转角度θ,其简化电路如图所示。其中电源电压恒定,定值电阻R0=10Ω,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比。当滑片OP旋转至M处时,电流表的示数为0.45A;旋转角度θ=90°时,电压表示数为2.5V。
(1)顺时针转动滑片后,半圆弧电阻接入电路中的阻值将__________;
(2)电源电压是多少__________;
(3)半圆弧电阻的最大阻值是多少__________;
(4)从电路安全的角度考虑,请通过计算说明该装置能否测量180°__________。
【答案】(1)变大
(2)4.5V
(3)25Ω
(4)见解析
【详解】(1)由图可知变阻器的接入部分为MP,顺时针转动滑片后,半圆弧长度增大,因此接入电路中的阻值将变大。
(2)当滑片OP旋转至M处时,电路中只有定值电阻,电流表的示数为0.45A,则电源电压为
(3)旋转角度θ=90°时,电压表示数为2.5V,此时滑动变阻器接入阻值为最大阻值的一半,则最大阻值为
(4)电压表量成为0~3V,当电压表为3V时,变阻器接入阻值为最大,最大阻值为
变阻器最大接入阻值为20Ω,若旋转角度为180°,则变阻器接入阻值为25Ω,,因此该装置不能测量180°。
5.(21-22九下·辽宁沈阳育才双语·月考)如图所示,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示。求:
(1)求滑动变阻器最大阻值。
(2)电源电压和R1的阻值。
(3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数。
【答案】(1);(2),;(3)
【详解】解:(1)滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,由图乙可知,此时电流为0.6A,电源的电压 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小为0.2A, 电源的电压 解得, 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流,此时电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值
(2)由(1)知电源的电压,R1的值为。
(3)滑片P滑到ab中点时,电路中的电流 则电压表的示数
考点五 电路的故障分析
1.(24-25九上·云南玉溪市峨山·期中)如图,小敏在做“组成串联电路”的实验时,电路连好后,闭合开关,两灯均不亮,经检查,电路连接无误,老师告诉她是其中有一个小灯泡坏了,下面方法不能检测出坏灯泡的是( )
A.用一根导线分别与两个灯泡并联
B.用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点
C.用一个电压表分别与两个灯泡并联
D.用一个小灯泡分别与两个灯泡并联
【答案】B
【详解】如图两灯泡串联时,闭合开关,两灯均不亮,是其中有一个小灯泡坏了,则一定时某只灯泡断路了。
A.用一根导线分别与两个灯泡并联,当与断路的灯泡并联时,电路是通路,另一只发光,当与完好的灯泡并联时,电路仍然不通,说明并联的灯断路,可以判断故障,故A不符合题意;
B.因为电路中一只灯泡断路,所以用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点时,都不会有电流,不能检测出电路故障,故B符合题意;
C.用一个电压表分别与两个灯泡并联,与断路的灯泡并联时,电压表串联在电路中,可以测出电源电压,可以检测出电路故障,故C不符合题意;
D.用一个小灯泡分别与两个灯泡并联,当与当与断路的灯泡并联时,电路是通路,两只灯泡都发光,可以检测出电路故障,故D不符合题意。
故选B。
2.(24-25九上·云南保山龙陵三中·期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.小灯泡L亮度不变
B.电压表V的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A1的示数之比变小
D.电流表A2的示数与电流表A1的示数之差不变
【答案】AD
【详解】AB.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器并联,A1测滑动变阻器电流,A2测干路电流,电压表测电源电压,保持不变,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,滑动变阻器接入阻值变大,根据欧姆定律及并联电路电流的规律,通过滑动变阻器的电流变小,即A1示数变小,并联电路相互不影响,灯泡电流不变,亮度不变,故A正确,B错误;
C.电压表V的示数与电流表A1的示数之比为滑动变阻器接入电路阻值的大小,由于A1示数变小,电压表示数不变,所以电压表V的示数与电流表A1的示数之比变大,故C错误;
D.电流表A2的示数与电流表A1的示数之差为通过小灯泡的电流,因为并联电路互不影响,所以灯泡电流不变,即电流表A2的示数与电流表A1的示数之差不变,故D正确。
故选AD。
3.(24-25九上·云南曲靖麒麟区·期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变小 B.R1电功率不变
C.电压表V的示数变大 D.电路的总功率变小
【答案】ABD
【来源】云南省曲靖市麒麟区2024-2025学年九年级上学期期中质量检测物理试题
【详解】由图得,定值电阻R1与变阻器R2并联,电流表A1测量变阻器R2的电流,电流表A测量干路电流,电压表测量电源电压。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动过程中,变阻器接入电路中电阻变大,并联电路中各支路的电压等于电源电压,电源电压不变,R2的电压不变,由欧姆定律得,R2的电流变小,即电流表A1的示数变小;并联电路各支路互不影响,则定值电阻R1的电压与电流不变,由得,R1电功率不变;由并联电路电流特点得,干路电流变小,由得,电路的总功率变小,故ABD正确,C错误。
故选ABD。
4.(24-25九上·云南普洱市思茅中学·期中)如图所示的电路中,闭合开关,当滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.灯变亮
B.灯变暗
C.电流表示数变小
D.电流表示数变小
【答案】BD
【详解】如图,两灯泡并联,滑动变阻器串联在L2所在支路中,电流表A1串联在L1所在支路中,电流表A2串联在干路中,开关串联在干路中;闭合开关,当滑片P向右滑动时,滑动变阻器阻值变大,L2支路电阻变大,两端电压不变,L2支路电流变小,L2变暗;由于并联电路各支路之间互不影响,所以,L1支路电流不变,L1亮度不变,电流表A1示数不变;干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,电流表A2示数变小,故BD正确,AC错误。
故选BD。
5.(24-25九上·云南曲靖·期中)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变大,电压表V的示数不变
B.电流表A2的示数变大,电压表V的示数不变
C.电流表A2与电流表A1的示数之差不变
D.电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
【答案】BD
【详解】由电路图可知,R1与R2并联,A1测R2的电流,A2测干路的电流,电压表测电源电压。滑片P向左移动,R1的阻值变小,通过R1的电流变大,并联互不影响,通过R2的电流不变,A1的示数不变,A2的示数变大,电压表示数不变,电流表A2与电流表A1的示数之差变大,电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变。
故选BD。
6.(24-25九上·云南广南篆角乡初中·期中模拟)按要求填空:
(1)如图所示,电源电压保持不变,已知,闭合开关S1,将开关S2掷到2时,小灯泡恰好正常发光;断开开关S1,将开关S2掷到1时,电压表的示数________,电流表的示数________(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)在如图所示的电路中,要使L1、L2串联,应闭合的开关是______;若同时闭合开关S1,S3,能发光的灯是______;电路中的干电池供电时将______能转化为电能。
【答案】(1) 变大 变小
(2) S2 L1、L2 化学
【详解】(1)[1][2]闭合开关S1,将开关S2掷到2时,灯泡与电阻并联,电流表测量干路电流,电压表被短路,电压表示数为0,断开开关S1,将开关S2掷到1时,灯泡与电阻串联,电压表测电阻两端电压,所以电压表示数变大,此时电路中的总电阻变大,则电流中电流变小,故电流表的示数变小。
(2)[1]串联时,电流只有一条路径,分析电路图,当开关S1、S3断开,开关S2闭合时,两灯泡串联。
[2]分析电路图,当开关S1与S3闭合,S2断开时,电流有两条路径,两灯泡并联,则L1、L2都会发光。
[3]干电池为外电路提供电能,这一过程内部发生化学变化,将化学能转化为电能。
考点六 电阻的测量
1.(24-25九上·云南西南大学官渡实验学校·期中)如图所示,下列四个等式中,符合并联电路特点的是( )
A.I=I1﹢I2 B.U=U1﹢U2
C.R=R1﹢R2 D.
【答案】AD
【详解】A.在并联电路中,干路上的电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2故A符合题意;
B.在并联电路中,各支路两端的电压都相等且等于电源电压,即 U=U1=U2故B不符合题意;
C.在并联电路中,总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和, 即故C不符合题意;
D.在并联电路电压相等,由欧姆定律可知 故D符合题意。
故选AD。
1.(24-25九上·云南保山龙陵一中·期中)中小学生的身高、体重是评价学生健康成长的重要标志,某老师为了监测学生的身高和体重设计的监测仪的电路原理如图甲所示。电源 UA的电压为18V,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,是竖直固定放置的滑动变阻器,其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,总长80cm。电源UB的电压为3V,脚踏板下方有一压敏电阻其阻值随压力 F大小变化规律如图乙所示。同时闭合开关,身高h=160cm的小明站在踏板上时,电流表的示数为0.15A,此时滑片恰好在中点,电压表示数为14.4V,电流表,的示数为0.36A。
(1)如果图甲电路中都是用电流表来表示身高和体重的读数,则代表体重读数的是________;由图乙可知电阻的阻值与压力大小成__________(选填“正比”或“反比”);
(2)由题可知,下列说法正确的是_;
A.当压力 F=500N时,工作时的消耗功率为0.45W
B.的阻值为10Ω
C.身高h=160cm的小明站在踏板上时,工作10s产生的电热为50J
D.小明的体重为50kg
(3)在电路安全的前提下,求滑动变阻器接入电路中的阻值范围。
【答案】(1) 反比
(2)ABD
(3)
【详解】(1)[1]据甲图可知,压敏电阻与电流表A2串联在同一个电路中,则A2代表体重读数。
[2]由乙图可知,当压力越大时,的阻值越小,即的阻值与压力大小成反比。
(2)A.当压力 F=500N时,据乙图可知,的阻值为20Ω,则工作时的消耗功率为
故A正确;
B.滑片恰好在中点,电压表示数为14.4V,电流表的示数为0.36A,此时两端电压为 的阻值为 故B正确;
C.身高h=160cm的小明站在踏板上时,工作10s产生的电热为 故C错误;
D.小明站在踏板上时,电流表的示数为0.15A,R3的电阻为 由图可知此时压力为500N,则小明的体重为 故D正确
故选ABD。
(3)滑片恰好在 R2中点时,R2接入电路的长度为40cm,电压表示数为14.4V, 电流表A1的示数为0.36A,即电阻R2的一半大小为 此时电阻R1的电压为 故电阻R1的大小为 在电路安全前提下,由于电流表 A₁量程是 0~0.6A,接入电路的总阻值最小为 滑动变阻器接入电路的阻值最小为 在电路安全前提下,由于电压表量程是0~15V,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,R1两端的电压 由串联电路的分压原理知 解得R2max=50Ω,故在电路安全前提下,滑动变阻器R2接入电路中的阻值范围是20Ω~50Ω。
2.(24-25九上·云南普洱市思茅中学·期中)某家用电热水器,其工作模式和相关参数如下表。图为电热水器的原理图,包括工作电路和控制电路两部分,通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。为电热丝,为滑动变阻器,为热敏电阻(置于电热水器内),其阻值随温度的升高而减小。
型号
电源
加热功率
保温功率
水容量
LELZ20-19
AD220V
800W
(1)由图可知,闭合开关时,电磁继电器的上端为______(选填“N”或“S”)极;当电热丝和同时工作时电热水器处于______(选填“加热”或“保温”)挡。
(2)该电热器正常工作时,求:
①电热丝的阻值;
②电热水器处于加热状态时,工作可使水的温度升高则该电热水器的效率是多少?
(3)电热水器工作时,若需要提高其保温温度,下列措施可行的是______。
A.将滑动变阻器的滑片向右移
B.减小电磁继电器线圈匝数
C.将电磁继电器左端弹簧更换为劲度系数更大的弹簧
D.增大控制电路的电源电压
【答案】(1) S 保温
(2)①,②
(3)ABC
【详解】(1)[1]由电路图可知,电流从螺线管的下方流入,上方流出,根据安培定则可知,电磁继电器的上端为S极。
[2]当电热丝和同时工作时,工作电路中和串联,电路的总电阻最大,由可知,电热水器的功率最小,处于保温状态。
(2)①当单独接入电路时,电路处于加热挡,加热功率为800W,则电热丝的阻值
当工作电路中和串联,处于保温状态,电路总电阻 电热丝的阻值
②水吸收热量 消耗电能
该电热水器的效率
(3)AD.当温度升高时,由热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小可知,R的阻值减小,控制电路的总电阻减小,电磁铁的磁性变强,衔铁与下触点接触,电热水器处于保温状态,所以,要提高电热水器的保温温度,就应减小控制电路的电流,增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即滑片向右移动,或减小控制电路的电源电压,故A符合题意,D不符合题意。
BC.减小电磁继电器线圈匝数,或将电磁继电器左端弹簧更换为劲度系数更大的弹簧,可以使衔铁被吸下时的电流增大,热敏电阻R的阻值变得更小,提高电热水器的保温温度,故BC符合题意。
故选ABC。
3.(24-25九上·云南保山龙陵三中·期中)阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化,如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为热敏电阻的阻值随温度t变化的图像(为方便计算,已将图线作了近似处理)。图丙是用做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.60—1.20V之间调节,为定值电阻,阻值为100。该电路工作原理是:当保持通过的电流不变时,两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从表盘上读出温度值。测量时,将放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻是_________(填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将放入冰水混合物中时,的阻值是_________。
(2)测温时,保持两端电压为0.20V,两端的电压随温度升高而_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)某次测温时,表盘上显示的温度是20℃,此时电源电压为_________V。
【答案】(1) 负 520
(2)变小
(3)0.92
【详解】(1)[1]由图乙可知,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小,为负温度系数热敏电阻。
[2]在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,冰水混合物的温度为0℃,所以热敏电阻R1的温度为0℃,由图乙可知其阻值为520Ω。
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V时,电路中的电流保持2mA不变,因热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小,所以,由U=IR可知,R1两端的电压变小,即R1两端的电压随温度升高而变小。
(3)由图乙可知,当t=30℃时,R1=280Ω,当t=0℃时,R1=520Ω,设R1=kt+b,由题意可得30k+520=280Ω
解得k=-8,所以R1与t的函数关系为R1=-8t+520 当t=20℃时,R1的阻值为R1=-8×20+520=360Ω 由可得,此时V1的示数U1=IR1=2×10-3A×360Ω=0.72V 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时电源电压U=U1+U2=0.72V+0.20V=0.92V
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专题07 欧姆定律
考点一 电流与电压、电阻的关系
1.(24-25九上·云南曲靖宣威一中·期中)如图所示是伏安法测电阻的实验电路图,实验中所用电源电压为3V,某次实验时电压表示数为2V,电流表示数为0.3A,下列说法正确的是( )
A.电阻R3的阻值为10Ω
B.被测电阻的额定功率为0.6W
C.滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变大
D.用这个电路探究电流与电压的关系时应控制电阻不变
2.(24-25九上·云南文山一中·期中)小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系.电源电压为,三个定值电阻阻值分别为和,两个滑动变阻器规格分别为“”和“”。
(1)图甲电路连接不完整,请用笔画线代替导线将电路连接完整___________。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到____________(选填“左”或“右”)端。
(3)正确连接电路后,小明依次使用三个定值电阻进行实验.每次更换定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数与前二次实验相同,记录相应电流表示数,绘制出图像如图乙所示,实验中电压表的示数为____________V。
(4)小明找来一个未知阻值的电阻,重复上述实验,电流表表盘如图丙所示,其示数为____________A,该电阻的阻值为____________。
(5)根据以上实验数据,实验中小明选择的滑动变阻器规格应为____________。
考点二 欧姆定律的内容及理解
1.(24-25九上·云南曲靖市·期中)根据欧姆定律公式,可变形得到公式,下列说法正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
2.(24-25九上·云南楚雄双柏·期中)如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2 V时,R甲=0.4 Ω
C.如图2所示,当开关S闭合,电路电流为0.2 A时,电路总电阻是15 Ω
D.如图3所示,当开关S闭合,电源电压为2 V时,电路总电流为0.4 A
3.(24-25九上·云南保山龙陵一中·期中)物理定律、公式及原理构建出物理学科的知识框架。下列相关说法正确的是( )
A.焦耳定律是研究电流流过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系
B.由欧姆定律可知电流与电压成正比
C.牛顿第一定律可以用实验直接验证
D.由阿基米德原理可知浸在液体中的物体所受的浮力等于其排开液体的重力
4.(24-25九上·云南保山龙陵三中·期中)图甲是小灯泡L和电阻R的图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合时,电流表的示数为0.5A。电源为稳压电源,下列说法中正确的是( )
A.图乙电源电压为4V
B.闭合后,通过电阻的电流为0.2A
C.闭合、后,电流表的示数为0.6A
D.只闭合时,小灯泡L的电阻为0.5
5.(24-25九上·云南弥勒市一中·期中)如图甲所示是定值电阻R和小灯泡L的I-U关系图像,小明将定值电阻R和小灯泡接到如图乙所示的电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片滑到如图乙所示位置,使电压表的示数为6V时,下列选项中正确的是( )
A.灯丝的电阻值大于12Ω B.定值电阻R的阻值为20Ω
C.电源电压等于8V D.灯泡与定值电阻的两端电压之比为1︰3
考点三 欧姆定律的应用
1.(24-25九上·云南玉溪四中&六中·期中)图甲是李雪同学探究并联电路的电流规律时使用的电路图。实验中他用电流表分别测出A、B、C三处的电流IA、IB、IC。李雪没有及时将数据整理到相应表格中而是随手记录到草纸上。如图乙,已知L1的电阻大于L2的电阻。下列选项中三处电流均正确的是( )
A.IA=0.9A,IB=0.2A,IC=1.1A
B.IA=0.9A,IB=1.1A,IC=0.2A
C.IA=0.2A,IB=0.9A,IC=1.1A
D.IA=1.1A,IB=0.2A,IC=0.9A
2.(24-25九上·云南大理下关二中·期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,假定小灯泡电阻恒定,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.电压表Ⅴ示数不变,电流表A2的示数变小
B.电流表A1示数变大,电流表A2的示数变小
C.电压表Ⅴ示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表Ⅴ示数与电流表A2示数的比值变大
3.(24-25九上·云南开远一中·期中)如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比,则下列说法正确的是( )
A.当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时组成串联电路
B.R1与R2电阻之比为1∶4
C.若构成并联电路,需开关S1闭合、S2断开,甲为电流表,乙为电压表
D.当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为4∶5
4.(24-25九上·云南文山一中·期中)如图所示电路, 电源电压恒为6V,小灯泡标有“3.8V,0.5A”字样, 闭合开关后,当滑动变阻器滑片在最右端时,电压表示数为2V,电流表示数为0.32A。在不超过小灯泡额定电压的情况下,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为1.9W
B.电路的最大总功率为3.0W
C.滑动变阻器R的阻值变化范围为
D.当滑片P向左移动时小灯泡的灯丝阻值越来越大
5.(24-25九上·云南大理州下关四中·期中)如图所示,图甲为超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为20Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。以下说法中正确的是( )
A.湿度减小湿敏电阻的阻值增大
B.湿度增大电流表示数增大
C.湿度为80%时,电流表的示数为0.12A
D.电压表的示数为6V时,监测到空气的湿度为10%
6.(24-25九上·云南昆明五华区·期中)如图为一种测量环境温度仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R为10Ω,R0为热敏电阻,其阻值随环境温度的增加而减小,阻值范围为5~20Ω,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。闭合开关S,当环境的温度增加时,在保证两电表安全的情况下,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,R0两端的电压变大 B.电压表示数与电流表示数的比值变小
C.电流表示数的变化范围为0.2~0.3A D.R0在电路中的最小电阻值为10Ω
7.(24-25九上·云南西南大学官渡实验学校·期中)甲和乙两灯的额定电压均为6V。如图是两灯电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则下列说法正确的是 ( )
A.电路中的电流为0.5A B.电源电压为12V
C.甲灯的电阻为5Ω D.两灯的实际功率之比为1∶3
8.(24-25九上·云南大理下关一中初中部教育集团·期中)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,为了探究电阻大小跟导体长度的关系,应该选择材料和________都相同、长度不同的金属丝;一只电阻两端的电压从2V变化到3V,通过电阻的电流增加了0.2A,则该电阻的阻值为________Ω。
9.(24-25九上·云南文山·二学区·期中)一段导体两端电压为10V时,其电流为2A,若将电压降为0时,其电阻是 _______Ω;若将此导体从中间对折后电阻将_________。
10.(24-25九上·云南昆明五华区·期中)在如图所示的电路中,电源电压恒为3V,R1为定值电阻,滑动变阻器标有“50Ω 2A”的字样。将滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关,电流表的示数I1为0.36A,R1的阻值为__________Ω;移动滑片P,使滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω,电流表的示数为I2,则I2与I1的差值为__________A。
11.(24-25九上·云南普洱思茅一中·期中)如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关时,小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图像。只闭合开关时,L的电阻为___________Ω;再闭合开关后,在2min内电阻R产生的热量是___________J。
12.(24-25九上·云南玉溪八中·期中)如图是电阻和电阻中电流随电压变化的图像。由图像可知,电阻的阻值为________。若将它们串联,通过电阻的电流为时,电路的总电压为________。
13.(24-25九上·云南昆明官渡区云大附中星耀学校·期中)如图所示的电路中,开关闭合后,、的示数分别如图所示,则的示数为________V,若灯泡L1的电阻为10Ω,则通过L1的电流为________A。
14.(24-25九上·云南楚雄双柏·期中)某课外活动小组的同学设计了一个用电压表示数的变化来反映环境温度变化的电路,如图甲所示。电源电压为6V不变,定值电阻R0=20Ω,R1是热敏电阻,R1阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)当电压表示数为2V时,电路中的电流多大?
(2)当环境温度为20℃时,电压表示数是多少?
15.(24-25九上·云南文山一中·期中)如图所示电路,电源电压恒为6V,电阻的阻值为20Ω,的阻值为30Ω,只闭合开关S时,电压表示数为2V。求:
(1)电流表示数;
(2)电阻的阻值;
(3)开关均闭合时,通电1min电阻产生的热量和整个电路消耗的电能。
16.(24-25九上·云南昆明五华区民族中学·期中) 如图所示的电路中,电源电压为3V恒定不变,R为阻值未知的定值电阻,小灯泡L的规格为“6V 3W”,闭合开关S后,电流表的示数为1.25A,不考虑温度对小灯泡电阻的影响。求:
(1)小灯泡的实际功率;
(2)电阻R的阻值;
(3)通电1min,整个电路产生的热量。
17.(24-25九上·云南曲靖宣威一中·期中)如图所示,定值电阻R的阻值为20Ω,电源电压保持不变。当开关闭合,开关断开时,电流表的示数为0.3A,当开关均闭合时小灯泡正常发光,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)开关均闭合时电流表的示数;
(3)小灯泡的额定功率。
18.(24-25九上·云南玉溪市第八中学·期中)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω,R2=40Ω。
(1)若开关S1、S2都断开,电流表示数为0.2A,则电源电压是多少伏?
(2)若开关S1、S2都闭合,电流表示数为1.2A,则通过R3的电流是多少安?
(3)R3的电阻是多少欧姆?
19.(24-25九上·云南文山第二校区·期中)如图所示,电源电压恒定。R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.2A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能是多少。
20.(24-25九上·云南宣威市祯祥初中·期中)如图所示的电路中,电源电压大小保持不变。电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的规格为“40Ω,0.5A”,求:
(1)只闭合开关S1,电流表的示数为0.1A,则电源电压大小为多少?
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最右端,此时电压表示数为多少?
(3)将S1、S2、S3都闭合,移动滑片位置,使电流表的示数为0.5A,此时滑动变阻器的阻值为多少Ω?
21.(24-25九上·云南弥勒市第一中学·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,。
(1)当、断开,闭合时,电流表示数为0.2A,求电源电压;
(2)当、闭合,断开时,求电流表的示数;
(3)当、闭合,断开时,通电1min,电阻产生的热量。
22.(2023·云南曲靖麒麟十中·中考模拟)如图所示,电源电压恒定,电阻的阻值为,当只闭合开关时,电流表示数为;当只闭合开关时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,通电1min电路消耗的电能。
23.(24-25九上·云南西南大学官渡实验中学·期中)小明学习了电学知识后,在家自制了一盏调光灯,他选用了标有“2.5V 0.5W”的小灯泡,电源电压恒为4.5V,组成如图电路。小明闭合开关后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答:
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少安?
(2)此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧?
(3)小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能是多少焦?
24.(24-25九上·云南曲靖·期中)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,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。
考点四 电路的动态分析
1.(24-25九上·云南保山龙陵一中·期中)如图是交警查酒驾时的酒精浓度检测仪的简化电路图,电源电压恒定, 为定值电阻、R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当驾驶员酒驾时对酒精浓度检测仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.Ⓐ表的示数变大,表的示数变小
B.Ⓐ表的示数变小,表的示数变大
C.表和Ⓐ表的示数比值变大
D.电源的输出总功率变大
2.(24-25九上·云南楚雄双柏·期中)某学习小组连接了如图所示的实物电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,关于电流表的示数、电流表的示数以及灯泡的亮度,可能出现的现象是( )
A.变大,变小,灯泡亮度不变 B.变小,变大,灯泡亮度变暗
C.变小,变小,灯泡亮度不变 D.变大,变大,灯泡亮度变亮
3.(24-25九上·云南开远市一中·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片由b端移动到中央的过程中,三个电表的示数变化情况是( )
A.A的示数变大,V1的示数不变,V2的示数变小
B.A的示数变大,V1的示数变大,V2的示数变小
C.A的示数变小,V1的示数不变,V2的示数变大
D.A的示数变大,V1的示数变小,V2的示数变大
4.(24-25九上·云南昆明五华区·期中)小明根据所学的知识设计了一个电子量角器,将电压表表盘重标数据后可以从电压表上直接读出OP的旋转角度θ,其简化电路如图所示。其中电源电压恒定,定值电阻R0=10Ω,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比。当滑片OP旋转至M处时,电流表的示数为0.45A;旋转角度θ=90°时,电压表示数为2.5V。
(1)顺时针转动滑片后,半圆弧电阻接入电路中的阻值将__________;
(2)电源电压是多少__________;
(3)半圆弧电阻的最大阻值是多少__________;
(4)从电路安全的角度考虑,请通过计算说明该装置能否测量180°__________。
5.(21-22九下·辽宁沈阳育才双语·月考)如图所示,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示。求:
(1)求滑动变阻器最大阻值。
(2)电源电压和R1的阻值。
(3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数。
考点五 电路的故障分析
1.(24-25九上·云南玉溪市峨山·期中)如图,小敏在做“组成串联电路”的实验时,电路连好后,闭合开关,两灯均不亮,经检查,电路连接无误,老师告诉她是其中有一个小灯泡坏了,下面方法不能检测出坏灯泡的是( )
A.用一根导线分别与两个灯泡并联
B.用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点
C.用一个电压表分别与两个灯泡并联
D.用一个小灯泡分别与两个灯泡并联
2.(24-25九上·云南保山龙陵三中·期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.小灯泡L亮度不变
B.电压表V的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A1的示数之比变小
D.电流表A2的示数与电流表A1的示数之差不变
3.(24-25九上·云南曲靖麒麟区·期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变小 B.R1电功率不变
C.电压表V的示数变大 D.电路的总功率变小
4.(24-25九上·云南普洱市思茅中学·期中)如图所示的电路中,闭合开关,当滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.灯变亮
B.灯变暗
C.电流表示数变小
D.电流表示数变小
5.(24-25九上·云南曲靖·期中)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变大,电压表V的示数不变
B.电流表A2的示数变大,电压表V的示数不变
C.电流表A2与电流表A1的示数之差不变
D.电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
6.(24-25九上·云南广南篆角乡初中·期中模拟)按要求填空:
(1)如图所示,电源电压保持不变,已知,闭合开关S1,将开关S2掷到2时,小灯泡恰好正常发光;断开开关S1,将开关S2掷到1时,电压表的示数________,电流表的示数________(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)在如图所示的电路中,要使L1、L2串联,应闭合的开关是______;若同时闭合开关S1,S3,能发光的灯是______;电路中的干电池供电时将______能转化为电能。
考点六 电阻的测量
1.(24-25九上·云南西南大学官渡实验学校·期中)如图所示,下列四个等式中,符合并联电路特点的是( )
A.I=I1﹢I2 B.U=U1﹢U2
C.R=R1﹢R2 D.
1.(24-25九上·云南保山龙陵一中·期中)中小学生的身高、体重是评价学生健康成长的重要标志,某老师为了监测学生的身高和体重设计的监测仪的电路原理如图甲所示。电源 UA的电压为18V,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,是竖直固定放置的滑动变阻器,其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,总长80cm。电源UB的电压为3V,脚踏板下方有一压敏电阻其阻值随压力 F大小变化规律如图乙所示。同时闭合开关,身高h=160cm的小明站在踏板上时,电流表的示数为0.15A,此时滑片恰好在中点,电压表示数为14.4V,电流表,的示数为0.36A。
(1)如果图甲电路中都是用电流表来表示身高和体重的读数,则代表体重读数的是________;由图乙可知电阻的阻值与压力大小成__________(选填“正比”或“反比”);
(2)由题可知,下列说法正确的是_;
A.当压力 F=500N时,工作时的消耗功率为0.45W
B.的阻值为10Ω
C.身高h=160cm的小明站在踏板上时,工作10s产生的电热为50J
D.小明的体重为50kg
(3)在电路安全的前提下,求滑动变阻器接入电路中的阻值范围。
2.(24-25九上·云南普洱市思茅中学·期中)某家用电热水器,其工作模式和相关参数如下表。图为电热水器的原理图,包括工作电路和控制电路两部分,通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。为电热丝,为滑动变阻器,为热敏电阻(置于电热水器内),其阻值随温度的升高而减小。
型号
电源
加热功率
保温功率
水容量
LELZ20-19
AD220V
800W
(1)由图可知,闭合开关时,电磁继电器的上端为______(选填“N”或“S”)极;当电热丝和同时工作时电热水器处于______(选填“加热”或“保温”)挡。
(2)该电热器正常工作时,求:
①电热丝的阻值;
②电热水器处于加热状态时,工作可使水的温度升高则该电热水器的效率是多少?
(3)电热水器工作时,若需要提高其保温温度,下列措施可行的是______。
A.将滑动变阻器的滑片向右移
B.减小电磁继电器线圈匝数
C.将电磁继电器左端弹簧更换为劲度系数更大的弹簧
D.增大控制电路的电源电压
3.(24-25九上·云南保山龙陵三中·期中)阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化,如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为热敏电阻的阻值随温度t变化的图像(为方便计算,已将图线作了近似处理)。图丙是用做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.60—1.20V之间调节,为定值电阻,阻值为100。该电路工作原理是:当保持通过的电流不变时,两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从表盘上读出温度值。测量时,将放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻是_________(填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将放入冰水混合物中时,的阻值是_________。
(2)测温时,保持两端电压为0.20V,两端的电压随温度升高而_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)某次测温时,表盘上显示的温度是20℃,此时电源电压为_________V。
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