内容正文:
专题08 欧姆定律(一)
考点一 电流与电压、电阻的关系
1.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)小张在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,根据记录的实验数据得到了如图所示的图像,下列说法错误的是( )
A.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
B.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
C.将甲、乙并联接到3V的电源上,干路电流为0.6A
D.当导体乙两端电压为1V时,通过乙的电流为0.1A
【答案】C
【详解】A.由图可知,当时,,,根据欧姆定律可得,导体甲、乙的电阻分别为
,所以导体甲的电阻小于导体乙的电阻,故A正确,不符合题意;
B.由图像可知,通过甲电阻的电流与其两端的电压成正比例函数,即通过导体甲的电流与其两端的电压成正比,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,当时,,,根据并联电路电流特点可知,当甲、乙并联接到3V的电源上,干路电流为 故C错误,符合题意;
D.由图像可知,当在导体乙的两端加上加1V的电压时,通过的电流为0.1A,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明准备了5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻,学生电源(调至6V)、电流表、电压表、开关及导线若干,在实验过程中,需保持定值电阻两端电压为2V不变,还需要选用下列哪种规格的滑动变阻器( )。
A.“10Ω 1A” B.“15Ω 15A” C.“20Ω 2A” D.“50Ω 2A”
【答案】D
【详解】由题意可知,定值电阻两端的电压为2V不变,当定值电阻的阻值为15Ω时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,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为 因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流为 即,解得:,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.(24-25九上·重庆九龙坡区川外附外·期中)在“探究电流与电压和电阻关系”的实验中,某中学的物理实验小组选用、、、、五个电阻,电压恒为6V的电源,“ 0.6A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)连接电路时开关应该______;闭合开关前,电流表指针如图乙所示,原因是电流表______;
(2)正确连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P时,发现电流表指针偏转,但电压表指针不偏转,请你帮他分析原因:可能是电阻R发生了______;
(3)首先,接入的电阻探究“电流与电压的关系”。实验小组记录的数据表格如下,小红分析了数据后,指出有一组数据不符合实际,这组数据对应的实验序号是______;
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
电流/A
0.14
0.20
0.24
0.28
0.3
(4)接着小红继续按照图甲所示电路,将、、、、这五个电阻随机单独接入电路,探究电流与电阻的关系;
①实验中控制电阻两端的电压为2.4V不变。她用的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.3A,由此可知换上的电阻为______,为了使电阻两端的电压恢复到2.4V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调______(选填“大”或“小”);
②她发现当接入的电阻时,无论怎样调节滑片,电压表的示数都大于2.4V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于______的滑动变阻器;
(5)小红思考:电阻两端的电压应控制为多少合适呢?在不改变实验器材和电路连接的前提下,实验小组分别提出了2.6V、2.7V和2.8V三个电压值,为使实验顺利进行,你认为这三个电压值中能选择的是______V。
【答案】(1) 断开 没有调零
(2)短路
(3)1
(4) 5 小 37.5
(5)2.8
【详解】(1)[1]连接电路时开关应处于断开状态,这是为了保护电路,避免在连接过程中发生短路或其他意外;
[2]闭合开关前,图中电流表偏向零刻线左侧,原因是电流表没有调零。
(2)[1]正确连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P时,发现电流表指针偏转,说明电路中没有断路,电压表指针不偏转,说明电压表所测电阻R发生短路;
(3)第1组数据中,当定值电阻两端电压为1.4V,电路中电流为0.14A,滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器需要接入阻值为 此时所需滑动变阻器阻值超过滑动变阻器最大阻值,因此不符合实际的实验序号是1。
(4)[1][2]电阻两端的电压为2.4V不变,用的电阻时电流为断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.3A,由可知电路中阻变小,可知换上的定值电阻阻值小于10Ω,即换的是5Ω电阻;此时若滑动变阻器保持不变,由可得则其两端分压变大,定值电阻电压小于2.4V,因此需要将滑动变阻器阻值调小减小其分压,保证定值电阻两端电压仍旧为2.4V。
[3]当接入的电阻时,需要的滑动变阻器接入阻值为 由于,超过了滑动变阻器最大值,因此应该更换一个最大阻值大于37.5Ω的滑动变阻器。
(5)本实验中当接入定值电阻阻值最大时,所需滑动变阻器阻值最大,据此求滑动变阻器阻值接入最大时,定值电阻两端电压的最小值,根据串联电路分压,且电流处处相等可知解得定值电阻两端电压至少为,则这三个电压值中能选择的是2.8V。
4.(24-25九上·重庆八中·期中)阳阳和佳佳用如图甲所示的电路,探究“电流与电压和电阻的关系”,实验器材如下:2节旧干电池,滑动变阻器(20Ω 1A),电流表、电压表各1个,阻值为5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个,开关1个,导线若干。
(1)阳阳检查电路发现有一条导线连接错误,请在图甲错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)重新正确连接电路后,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针都迅速向右偏向了接近满刻度的位置,则阳阳在操作上存在的问题是__________。
(3)纠正问题后,阳阳先探究“电流与电压的关系”,她将阻值为15Ω的定值电阻作为R0接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,测出多组电压及对应电流。
①某次实验时,电流表的读数如图乙所示,则此时通过电阻的电流为__________A;
②多次实验后阳阳得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成__________。
(4)阳阳再利用图甲探究“电流与电阻的关系”:
①她将5Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P,记录此时电压表和电流表示数。
②断开开关S,保持滑片位置不变,用15Ω的电阻代替5Ω的电阻,闭合开关S,此时电压表示数__________(选填“变大”“变小”或“不变”),应向__________(选填“左”或“右”)移动滑片。
③当阳阳将20Ω的电阻接入电路后,发现无论怎么移动滑片,都无法将电压表调到目标示数,为完成实验,阳阳可以将电源电压适当调__________(选填“大”或“小”)。
④同组的佳佳认为,为保持定值电阻两端电压不变,图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。于是佳佳先后将5Ω和15Ω的电阻直接接入电路,闭合开关后读出电流表示数分别为0.28A和0.14A,发现定值电阻两端电压发生了变化。佳佳找到了张老师,张老师告诉他:实际的电池内部存在一个等效的定值电阻R0(如图丙),所以会出现这样的结果。佳佳听后恍然大悟,于是他仍然按图甲进行探究,分析已有的数据后。为了顺利完成这三个电阻的实验,加在定值电阻两端电压UR的范围是__________。(填选项的字母符号)
A.1.5V<UR≤3V B.1.24V<UR<1.4V C.1.24V<UR≤2.8V
【答案】(1)
(2)见解析
(3) 0.1 正比
(4) 变大 左 小 B
【详解】(1)原电路中,电阻被短路,没有接入电路,改正电路如图所示
(2)正确连接电路后,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针都迅速向右偏向了接近满刻度的位置,说明闭合开关前,阳阳没有将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大的一端。
(3)①[1]由乙图可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.1A。
②[2]探究“电流与电压的关系”的实验中,要控制电阻的大小不变,多次改变电压电流值,得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
(4)②[1][2]断开开关S,保持滑片位置不变,用15Ω的电阻代替5Ω的电阻,闭合开关S,根据串联电路的分压原理可知,电压表的示数变大,而探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制电阻两端的电压不变,根据串联电路的分压原理应移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,由图甲可知,应向左移动滑片。
③[3]当阳阳将20Ω的电阻接入电路后,发现无论怎么移动滑片,都无法将电压表调到目标示数,说明滑动变阻器的最大阻值太小,为完成实验,阳阳可以将电源电压适当调小。
④[4]根据欧姆定律有U=IR,2次实验中电阻的电压 R 分别为1.4V和2.1V,都小于电源电压3V,是因为电源有内阻,设电源本身的电压为E,对外(R与R' 串联)提供的电压为U,根据串联电路的规律及欧姆 定律可得电路的电流
R与R'两端的电压为 则 对外提供的电压U的倒数与串联电阻的倒数为一次函数的关系,即根据选择了5Ω和15Ω的定值电阻时,电源内阻之外的电阻获得的电压分别为1.4V和2.1V, 将已知量代入上式有, 解方程组得, 故这个一次函数为 按图甲实验,因要控制当电阻的电压值U为一定值,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压也为一定值,由分压原理可知定值电阻和变阻器的电压之比为一定值,故当电阻20Ω时,变阻器连入电路的电阻最 大为20Ω,这时的总电阻为40Ω,代入上式得 解得U=1.24V。当电阻最小为5Ω时,电路的电流最大,变阻器连入电 路的电阻最小,此时电压表有最大值, 当变阻器电阻连入电路中的电阻为0时,将5Ω代入这个关系式有解得U=1.4V,故为确保完成验证,则这个电压值U的范围为1.24V< U < 1.4V。
故选B。
5.(24-25九上·重庆南岸南坪中学·期中)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8V)、电阻箱(阻值可调节)、滑动变阻器(“60Ω 0.6A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大______;
(2)按照(1)问中你的连接方式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______端;(选填“左”或“右”)
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5Ω一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,其中第4次实验时,电压表指针如图乙所示,其示数为______V,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与______的关系;
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
(4)小明实验时控制电压表的示数U=3V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与______的关系,本实验研究物理问题所用到的方法是______。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
(5)小明按照(4)问的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过______Ω。
【答案】 右 2.5 电压 电阻 控制变量法 100
【详解】(1)[1]滑动变阻器一上一下串联接入电路,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大,下面连接A接线柱,电压表和电阻箱并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移动到阻值最大处,即最右端。
(3)[3]由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.5V。
[4]由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,电阻一定,电流与电压成正比。
(4)[5][6]由表中数据可知,保持电压UV=I1R1=0.6A×5Ω=3V
不变,可以得到电压一定,电流和电阻成反比,用到控制变量法。
(5)[7]多次改变电阻箱接入电路的电阻值,移动变阻器的滑片P,保持电压表示数为3V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=4.8V-3V=1.8V
电压表示数为滑动变阻器分得的电压的 根据分压原理,当滑动变阻器接入电路的电阻最大为60Ω时,电阻箱连入电路中的电阻为 即为完成该实验,电阻箱接入电路的阻值不能超过100Ω。
6.(24-25九上·重庆南川三校联盟·期中)小钟同学利用如图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验,实验器材:电源一个,电流表、电压表各一只,一个开关,五个定值电阻(分别为8Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),滑动变阻器R2的规格为“20Ω 2A”,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线帮助小钟同学将图乙中的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变小______。
(2)小钟同学在“探究电流与电压的关系”时,所使用的滑动变阻器除了保护电路还有______的作用。他将其中的某个定值电阻接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出定值电阻两端施加不同电压时对应的电流值,并记录在表一中,分析表一中的这些数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成______,该实验中接入电路的定值电阻的阻值为______Ω。
表一
实验序号
1
2
3
4
U/V
3.0
4.0
5.0
6.0
I/A
0.30
0.40
0.50
0.60
(3)在“探究电流与电阻的关系”时,小钟同学每次更换不同的定值电阻R1后,通过调节滑动变阻器接入电路的阻值,使______(选填“电流表”或“电压表”)的示数保持不变。
(4)根据实验测得的数据如表二所示,在进行第4次实验时,小钟同学用15Ω的电阻替换20Ω的电阻。闭合开关后未移动滑片就直接读出电流表示数,如图丙所示,由此可加:小钟实验时电源电压为______V。为保证第4次实验探究的合理性,小钟应再将滑动变阻器的滑片调至第3次实验时滑片位置的______(选填“左”或者“右”)侧。
表二
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
8
10
20
15
50
I/A
0.50
0.40
0.20
(5)继续完成第5次实验时,无论怎样移动滑动变阻器,都无法达到实验要求。为了全部完成5次实验,所选滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
【答案】 改变电阻的电压和电流 正比 10 电压表 6 右 25
【详解】(1)[1]要求滑动变阻器的滑片P向左移动时、电流表的示数变小,即电路的电阻变大,故变阻器滑片以右电阻丝连入电路中与电阻串联,根据表中电压大于等于3V,故电压表选用大量程与电阻并联,如下所示:
(2)[2]“探究电流与电压的关系”时,要保持电阻大小不变,为得出普遍性的结论要要多次测量,所使用的滑动变阻器除了保护电路外,还有改变电阻的电压和电流的作用。
[3][4]分析表一中的这些数据可知,电压增大为原来的几倍,对应的电流也增大为原来的几倍,故可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比,由欧姆定律,该实验中接入电路的定值电阻的阻值为
(3)[5]在“探究电流与电阻的关系”时,要控制电阻的电压不变,故小钟同学每次更换不同的定值电阻R1后,通过调节滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数保持不变。
(4)[6]根据实验测得的数据如表二所示,在进行第4次实验时,小钟同学用15Ω的电阻替换20Ω的电阻。闭合开关后未移动滑片就直接读出电流表示数,如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,根据欧姆定律和串联电阻的规律,由变阻器连入电阻的电阻不变有 即 小钟实验时电源电压为U=6V
[7] 根据分压原理可知,将定值电阻由20Ω改接成15Ω的电阻,电阻变小,其分得的电压变小;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,即为保证第4次实验探究的合理性,小钟应再将滑动变阻器的滑片调至第3次实验时滑片位置的右侧。
(5)[8]由表二数据知,电阻的电压为 根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=6V-4V=2V 变阻器分得的电压为电压表示数的0.5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=0.5×50Ω=25Ω故为了完成整个实验,所选滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω。
考点二 欧姆定律的内容及理解
1.(24-25九上·重庆江北鲁能巴蜀中学·期中)关于对欧姆定律的公式,及变形式的理解,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.通过导体的电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定的
D.导体两端的电压为零时,通过导体的电流和导体的电阻也都为零
【答案】A
【详解】A.导体的电阻一定时,当电压变大时,电流随之变大,因此通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故A正确;
BCD.导体电阻是导体的属性,与导体两端电压和通过的电流无关,故BCD错误。
故选A。
2.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)如图是电阻甲和乙的I-U图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.4A
D.将甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
【答案】D
【详解】A.由图像可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B.当乙两端电压为2.5V,电流为0.5A,其电阻值为 故B错误;
C.若甲和乙并联,电压为1,则通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.4A,则干路电流为
0.2A +0.4A=0.6 A
故C错误;
D.将甲和乙串联,电流为0.4A,则甲两端电压为2V,乙两端电压为1V,则它们两端的总电压为
2V +1V =3V
故D正确。
故选D。
3.(24-25九上·重庆珊瑚初中·期中)甲、乙两个电阻的U-I图线如图,若把两个电阻串联接在同一电路中,下列说法正确的是:
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1
D.电路电流为0.2A时,电源电压为2V
【答案】C
【详解】A.由图像任取一点可计算出R甲=10Ω,R乙=5Ω,故A错误。
B.因为甲乙两个电阻串联在电路当中,所以电流之比为1:1。故B错误。
C.因为甲乙两个电阻串联在电路当中,所以有 故C正确。
D.电路电流为0.2A时,由图像可知,U甲=2V,U乙=1V,所以 故D错误。
故选C。
4.(24-25九上·重庆一一〇中学集团·期中)根据欧姆定律可以得到公式R=,关于这个公式的下列说法中,正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D.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
【答案】D
【详解】ABC.因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,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,同一导体的电阻与加在它两端的电压、通过它的电流无关,且导体两端电压为零时其阻值不为零,故ABC错误;
D.同一导体的电阻不变,由R=可知,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,故D正确。
故选D。
5.(24-25九上·重庆南川三校联盟·期中)由欧姆定律公式可知( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B.导体两端的电压为零时,导体电阻为零
C.导体中的电流为零时,导体电阻为零
D.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
【答案】D
【详解】ABC.导体的电阻由导体的材料、粗细、长度和温度所影响,与导体两端的电压及通过的电流大小无关。故ABC错误;
D.根据欧姆定律的推导式,导体电阻的大小可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示,故D正确。
故选D。
6.(24-25九上·重庆梁平西大实中片区·期中)德国物理学家______最先通过实验归纳出“一段导体中的电流,跟加在这段导体两端电压成正比,跟这段导体的电阻成反比”的定量关系;并以他的名字命名了物理量______的单位。
【答案】 欧姆 电阻
【详解】[1][2]物理学家欧姆最先在对电流与电压、电阻的定量关系研究中取得成果,他的名字被规定为电阻的单位。
7.(24-25九上·重庆九十五中·期中)德国物理学家___________通过大量实验和理论研究发现了电流与电压和电阻的关系,为了纪念他的杰出贡献,以他的名字命名为物理量___________的单位。
【答案】 欧姆 电阻
【详解】[1] 欧姆是德国物理学家,通过大量实验和理论研究发现了电流与电压和电阻的关系,他最先提出了欧姆定律,其内容为:通电导体中的电流I与导体两端的电压U成正比,与导体电阻R成反比,表达式是。
[2] 后来人们为了纪念欧姆的贡献,将电阻的单位命名为欧姆。
8.(24-25九上·重庆长寿川维中学·期中)在某一温度下接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。导体A、B并联在电压为3V的电源两端时,干路电流为___________A;导体A、B串联在电路中,当通过导体B中的电流为0.3A时,电源电压为___________V。
【答案】 0.9 4.5
【详解】[1]根据题意可知,导体A、B并联在电压为3V的电源两端时,根据并联电路的电压特点可知,导体A、B两端的电压都等于3V,根据图形可知,通过导体A的电流是0.6A,通过导体B的电流是0.3A,根据并联电路电流规律可知,干路电流为I=IA+IB=0.6A+0.3A=0.9A
[2]导体A、B串联在电路中,当通过导体B中的电流为0.3A时,根据串联电路电流特点可知,通过导体A、B的电流都是0.3A,根据图象可知,导体A两端电压是1.5V,导体B两端电压是3.0V,根据串联电路的电压规律可知,电源电压为U=UA+UB=1.5V+3.0V=4.5V
9.(24-25九上·重庆复旦中学教育集团·期中)1826年德国物理学家___________归纳总结出了“导体中的电流与电压、电阻的关系”;后来人们为了纪念他做出的贡献,将他的名字作为物理量___________的单位。
【答案】 欧姆 电阻
【详解】[1]归纳总结出导体中电流与电压、电阻关系: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的是物理学家欧姆。
[2]为了纪念他,用他的名字作为电阻的单位,即电阻的单位为欧姆。
10.(24-25九上·重庆荣昌中学·期中)电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示.当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是____Ω;若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是_____A.
【答案】 10 0.7
【详解】由图像知道,当R2上的电压是:U2 =1.5V时,通过它的电流是:I2 =0.15A,由欧姆定律知道:此时R2的阻值是:R2 =U2/I2=1.5V/0.15A=10Ω;由图像知道,电阻R1 的I﹣U图象是一条过原点的直线,即通过的电流跟它两端所加电压成正比,即R1 阻值是不变的,所以,当U1 =1V时,通过它的电流是I1 =0.2A,由欧姆定律知道,R1的阻值是:R1 =U1/I1=1V/0.2A=5Ω;将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中时,由图象知道,通过R2的电流为0.2A,通过R1的电流是:I1′=U1′/R1=2.5V/5Ω=0.5A,所以通过干路的电流大约是:I总=0.2A+0.5A=0.7A.
考点三 电路的动态分析
1.(24-25九上·重庆南开中学·期中)如图所示电路,电源电压保持不变,只闭合S1,滑动变阻器的滑片向右移动,下列说法中正确的是( )
A.V1示数变大,V2示数变小,电流表示数变大
B.电压表V1和V2示数之和不变
C.若闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片向右移动,则电路中电流变大
D.若闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片向右移动,则电压表V1和电流表示数之比不变
【答案】B
【详解】AB.只闭合S1,由于电压表相当于断路,滑动变阻器全部接入电路,电路为两定值电阻串联,滑动变阻器的滑片向右移动,电阻不变,故电路中的电流不变,电压表V1测R1左边电阻两端电压,电压表V2测定值电阻右边和定值电阻R2两端的总电压,V1示数变大,V2示数变小,根据串联电路中电压规律可知,电压表V1和V2示数之和等于电源电压,因此电压表V1和V2示数之和不变,故A错误,B正确;
CD.若闭合S1、S2,此时R1滑片右侧的电阻被短路,电阻R1为滑动变阻器,当滑动变阻器的滑片向右移动,R1接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,根据可知,电路中的电流变小,电压表V1测变阻器R1两端电压,电压表V1和电流表示数之比等于R1的阻值,故变大,故CD错误。
故选B。
2.(24-25九上·重庆八中·期中)如图甲为气象馆的一种风速仪的工作原理图。电源通过改变电压来提供大小不变的恒定电流,电流表量程为0~0.6A,用于反映风速大小,定值电阻R0=10Ω。迎风板是一块轻质薄板,与压力传感器RF紧密相连。RF的阻值随迎风板受到的压力F大小变化的关系如图乙所示。测量时风始终垂直吹在迎风板上,其受到的压力F与风速ν的关系F=kv2(k的大小为0.05,v的单位m/s),无风时电流表示数为0.3A。下列说法正确的是( )
A.当无风时,电源电压为15V
B.电源提供的恒定电流为0.9A
C.该风速仪所能测量的最大风速为20m/s
D.通过增大电源的输出电流能增大该风速仪所能测量的最大风速
【答案】C
【详解】A.由公式F=kv2可知,无风时,压力为0,由图乙可知,RF=30Ω,此时电流表测通过RF的电流,示数为0.3A,所以RF两端的电压为UF=IFRF=0.3A×30Ω=9V 由电路图可知,RF与R0并联,根据并联电路电压特点可知,电源电压为U=U0=UF=9V 故A错误;
B.由于U =9V,R0=10Ω,根据欧姆定律可得,通过R0的电流为 根据并联电路电流特点可知,电源提供的恒定电流为I=I0+IF=0.9A+0.3A=1.2A故B错误;
C.由乙图可知,风力越大,RF越小,电流越大,电流表量程为0~0.6A,所以当IF'=0.6A时,所测风力最大。根据并联电路规律可得,通过R0的电流为I0'=I-IF'=1.2A-0.6A=0.6A 根据欧姆定律可得,R0两端的电压为U0'=I0'R0=0.6A×10Ω=6V 由并联电路电压规律可得UF'=U0'=6V 根据欧姆定律可得 由图丙可得,当RF'=10Ω时,F=20N,由F=kv2可得,最大速度为 故C正确;
D.由表格数据可知,风速增大,风力增大,由丙图可知,压力传感器RF的阻值减小,根据并联电路电阻规律,电路总电阻减小,电源输出电流恒定,电源电压减小,通过R0的电流减小,通过RF的电流增大,电流表示数增大,所以减小电源的输出电流能增大该风速仪所能测量的最大风速,故D错误。
故选C。
3.(24-25九上·重庆一中·期中)如图所示电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表A的示数变大
B.电压表的示数变大,电压表的示数变小
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值变大
D.电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比变大
【答案】C
【详解】AB.分析电路可知,闭合开关S,、串联,电流表A测电路电流,电压表测电压,电压表测电压。当滑动变阻器的滑片向右滑动时,阻值变大,则总电阻变大,根据,电流表A的示数变小,根据串联分压原理,电压表的示数变大,则电压表的示数变小,故AB错误;
C.电压表的示数变大,电流表A的示数变小,则电压表的示数与电流表A的示数的比值变大,故C正确;
D.根据串联分压,电压表示数的变化量等于电压表示数的变化量。对于定值电阻R1,设某时刻下其两端电压为,电流为,根据欧姆定律则有 ① 设另一时刻下其两端电压为,电流为,根据欧姆定律则有 ② ②-①则有 则有 所以当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变,则电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变,故D错误。
故选C。
4.(24-25九上·重庆八中·期中)如图所示电路,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。电源电压不变,开关S1、S2、S3处于断开状态。下列判断正确的是( )
A.只闭合S1和S3,向右移动R2的滑片,电流表示数减小,电压表示数变大
B.只闭合S1和S2,向左移动R2的滑片,电流表示数始终不变
C.只闭合S1,电流表示数为I1;只闭合S2,电流表示数为I2,则I2大于I1
D.只闭合S2,向左移动R2的滑片,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值变大
【答案】B
【详解】A.只闭合S1和S3,两电阻并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压,所以向右移动R2的滑片时,电压表示数不变;由于R2接入电阻变大,根据可知,电压不变时,电流表示数减小,故A错误;
B.只闭合S1和S2,只有R1接入电路,电阻R2被短路,电流表测电路中的电流,所以向左移动R2的滑片,对电路不起作用,电流表示数始终不变,故B正确;
C.只闭合S1,只有R1接入电路,电流表示数为;只闭合S2,两电阻串联,电流表示数为,可见I2小于I1,故C错误;
D.只闭合S2,两电阻串联,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值等于定值电阻R1的阻值,所以电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故D错误。
故选B。
5.(24-25九上·重庆八中·期中)如图所示,电源电压恒定不变,下列说法正确的是( )
A.若S1闭合,S2断开,则电压表没有示数,电流表A2有示数
B.当先闭合S1,再闭合S2后,滑动变阻器的滑片不动,电压表与电流表A2示数的比值变大
C.当S1、S2都闭合时,滑动变阻器的滑片向右移动过程中,电压表与电流表A2的示数乘积变大
D.当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片向左移动过程中,电流表A2和A1差值不变
【答案】C
【详解】A.若S1闭合,S2断开,此时为滑动变阻器的简单电路,电流表A2测电路电流,电压表测电源电压,电压表有示数,电流表A2有示数,故A错误;
B.若S1闭合,S2断开,此时为滑动变阻器的简单电路,电流表A2测电路电流,电压表测电源电压,当S1、S2都闭合时,灯泡和滑动变阻器并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测灯泡支路电流,电压表测电源电压。当先闭合S1,再闭合S2后,滑动变阻器的滑片不动,电压表测量电源电压,示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑动变阻器的滑片不动,通过滑动变阻器的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A2示数变大。故电压表与电流表A2示数的比值变小,故B错误;
C.当S1、S2都闭合时,滑动变阻器的滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,干路电流变大,即电流表A2示数变大,电压表始终测量电源电源,即电压表示数不变,故电压表与电流表A2的示数乘积变大,故C正确;
D.当S1、S2都闭合时,灯泡和滑动变阻器并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测灯泡支路电流,电流表A2和A1的差值即为滑动变阻器支路的电流。当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器两端电压不变,则滑动变阻器支路的电流变小,故电流表A2和A1的差值变小,故D错误。
故选C。
6.(24-25九上·重庆江北中学·期中)如图所示的电路中,电源电压一定,开关S闭合后,有一个电表的指针没有发生偏转。移动滑动变阻器的滑片,此时观察到只有一个电表指针的位置在改变,则故障是( )
A.变阻器R短路
B.电灯L短路
C.变阻器R断路
D.电灯L断路
【答案】B
【详解】A.若变阻器R短路,闭合开关,电路中形成电流,电压表测灯泡两端电压,电流表和电压表都产生偏转,移动已经短路的变阻器,不会对电路产生影响,故A不符合题意;
B.若灯泡短路,电压表测导线两端电压,示数为零,闭合开关,电路中形成电流,电流表有偏转,滑动变阻器滑片的移动会改变该串联电路的电阻,故电流表示数会产生变化,但电压表示数依旧是零,故B符合题意;
C.若变阻器断路,串联电路无电流,电流表指针不偏转,同时电压表所在支路也断开,即电压表指针也不会产生偏转,滑动变阻器滑片的移动也不会对电流表和电压表指针位置产生影响,故C不符合题意;
D.若灯泡断路,串联电路无电流,电流表指针不偏转,此时电压表直接接在电源两端,测量电源电压,滑动变阻器滑片的移动不会对电源电压产生影响,故此过程电流表和电压表的指针位置都不会产生变化, 故D不符合题意。
故选B。
7.(24-25九上·重庆南开中学·期中)如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,为定值电阻,电源电压保持不变,检测时,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,则( )
A.电压表的示数越小
B.电流表的示数越小
C.电压表与电流表示数的比值不变
D.电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值变小
【答案】C
【详解】AB.由电路图可知,气敏电阻R1与定值电阻R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,R1的阻值变小,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,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,故AB错误;
C.因电源电压保持U不变,且电流表的示数变大,所以,电源电压与电流表示数的比值为定值电阻R2的值,电压表与电流表示数的比值不变,故C正确;
D.设定路中电流的变化量为,则电压表示数的变化量为,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值为R2,比值不变,故D错误。
故选C。
8.(24-25九上·重庆珊瑚初中·期中)图甲中R0为定值电阻,电源电压保持不变。滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”字电流表量程0~0.6A,小灯泡的电阻为10Ω(小灯泡可视为定值电阻)。在开关S1、S2都断开或都闭合两种情况中,移动滑片P(保证所有元件都安全)得到了两次电流表示数点R1阻值变化关系的图像(如图乙所示)。下列说法中正确的是( )
A.电源电压是12V
B.当小灯泡发光时,流过小灯泡的电流是0.9A
C.R0的阻值为20Ω
D.全过程整个电路中的最大电流和最小电流之比为6∶1
【答案】D
【详解】由甲图可知,当开关S1、S2 都闭合时,滑动变阻器R1与灯泡L并联,此时由于R1的阻值不能为零,由此可判断出图乙中的上边的曲线为S1、S2 都闭合时电流表示数与R1阻值变化关系的图象,则下边的曲线为S1、S2 都断开时电流表示数与R1阻值变化关系;
A.开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器R1与灯泡L并联,图象中上边的曲线可知,当R1=20Ω时,I1=0.3A, 由可得,电源电压 故A错误;
B.灯泡发光时,流过小灯泡的电流故B错误;
C.开关S1、S2都断开时,R1与R0串联,当R1=0Ω时,电路中只有R0连入,由图象中下边的曲线可知I=0.6A, 由可得,R0的阻值 故C错误;
D.开关都闭合时,变阻器R1与灯泡L并联,根据并联电路电流的规律知干路最大电流为
开关都断开时,R1与R0串联,当R1的阻值全部连入电路时电路中的电流最小,为
则最大电流和最小电流的之比为 故D正确。
故选D。
9.(24-25九上·重庆大渡口区三十七中·期中)小林受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电流表 B.温度变化时两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变大 D.温度降低时电路的总功率变大
【答案】D
【详解】A.由图可知,该电路为串联电路,由于电表并联在热敏电阻R1的两端,因此该电表为电压表,故A错误;
BC.当热敏电阻的温度升高时,热敏电阻的阻值变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,根据U=IR可知,定值电阻R2 两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,热敏电阻两端的电压变大,即电压表示数变大,故BC错误;
D.温度降低时,热敏电阻的阻值变小,串联电路的总电阻变小,电路中的电流变大,电源电压不变,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D正确。
故选D。
10.(24-25九上·重庆一一〇中学集团·期中)如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的示意图,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少,则下列说法正确的是( )
A.油量减少,R减少,油量表指针偏转变小 B.油量减少,R增大,油量表指针偏转变大
C.油量增加,R减少,油量表指针偏转变大 D.油量增加,R增大,油量表指针偏转变小
【答案】C
【详解】由电路图可知,R与R′串联,油量表串联在电路中。当油量减少时,浮标下移,滑片上移,R连入电路的电阻增大,电路中的总电阻增大,由可知,电流表(油量表)的指针偏转变小;反之,当油量增加时,油量表指针偏转变大。故ABD错误,C正确。
故选C。
11.(24-25九上·重庆南岸文德实验中学·期中)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,R是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(即电流表)指针所指的刻度知道油面高度,则它的工作过程是( )
A.油面升高,R变大,油量表指针示数变小
B.油面降低,R变大,油量表指针示数变大
C.油面升高,R变小,油量表指针示数变大
D.油面降低,R变小,油量表指针示数变大
【答案】C
【详解】图中,变阻器与定值电阻串联,油量表(即电流表)串联在电路中测电路的电流。
AC.油面升高,杠杆顺时针转动,滑动变阻器连入电路的电阻变小,由串联电阻的规律,电路的电阻变小,由欧姆定律,油量表指针示数变大,故A不符合题意,C符合题意;
BD.油面降低,杠杆逆时针转动,滑动变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律,电路的电阻变大,由欧姆定律,油量表指针示数变小,故BD不符合题意。
故选C。
12.(24-25九上·重庆荣昌中学·期中)如图所示,如果电源电压不变,当滑动变阻器R2的滑动片由a滑向b,在这个过程中会出现的情况是( )
A.电流表A1、A2示数都变小
B.电流表A1、A2示数都变大
C.电流表A1示数不变,A2示数变大
D.电流表A1示数不变,A2示数变小
【答案】D
【详解】电阻R1、R2之间是并联的,电流表A1测的是电阻R1中的电流,电流表A2测的是变阻器R2中的电流。根据并联电路的特点,各支路两端电压都等于电源电压,当滑片由a向b移动时,R2接入电路的电阻在变大,流过R2中的电流变小,即A2示数变小。因并联电路互不影响,所以电阻R1中的电流不变,即电流表A1中的示数不变。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
13.(24-25九上·重庆南岸南坪中学·期中)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则滑动变阻器R2的最大阻值为 ___________Ω,电源电压为 ___________V。
【答案】 20 6
【详解】[1]由甲图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电流表的示数最小为0.2A,此时电压表的示数,即R2两端的电压为4V,R2的最大阻值为
[2]滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路中阻值最大,此时电路中电流为0.2A,滑动变阻器两端的电压为4V,电源电压为① 滑片P在b端时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,由图可知,电路中的最大电流为0.6A,则电源电压为② 解①②得,,所以电源电压为6V。
14.(24-25九上·重庆八中·期中)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡电流达到最大值,此时小灯泡的实际电压为10V,如图乙绘制了电流表与两个电压表示数变化关系的图像,则电源电压为___________V,滑动变阻器的最大阻值为___________Ω。
【答案】 12 20
【详解】[1]闭合开关S,灯泡和变阻器串联,电压表V1测量灯泡两端电压,电压表V2测量变阻器两端电压,电流表测量电路电流。滑片在最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路总电阻最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,从图乙可知最小电流为0.3A;滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻逐渐变小,根据串联分压特点可知,变阻器两端的电压逐渐变小,灯泡两端电压逐渐变大,可知图乙中下面的曲线为电流表与电压表V2的示数变化关系的图像,上面的曲线为电流表与电压表V1的示数变化关系的图像。滑片在a点时,灯泡两端的电压为10V,变阻器两端的电压为2V,则电源电压为
[2]滑片在最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电流为0.3A,变阻器两端的电压与灯泡两端的电压相等,电源电压为12V,即变阻器两端的电压与灯泡两端的电压各为6V,滑动变阻器的最大阻值为
15.(24-25九上·重庆荣昌中学·期中)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则______ (“AB”或“BC”)段是电压表V2示数变化的图像,电源电压为______ V。
【答案】 BC 12
【详解】[1]由电路图可知,三个电阻串联,电压表V1测R2、R3的总电压,电压表V2测定值电阻R2的电压,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,滑动变阻器电阻连入电路的阻值变大,电路中电流变小,电阻R2电压随着电流变小,电压也变小,则BC段是电压表V2示数变化的图像。
[2]当滑片在a端时,电源电压为U=4.8V+0.6A×R1① 当滑片在b端时,电源电压为U=9.6V+0.2A×R1②联立①②得U=12V
考点四 电路的故障分析
1.(24-25九上·重庆九龙坡区川外附外·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关时,电流表A有示数。一段时间后电流表A的示数变大,则以下情况可能的是( )
A.可能是R1发生了断路 B.可能是滑片P向左移
C.可能R2的PC部分发生了短路 D.可能是bd间发生了断路
【答案】C
【详解】由电路图可知,两电阻并联,R2全部接入电路,电流表测干路电流,电压表测滑动变阻器滑片右端的电阻两端的电压;
A.R1发生断路,通过R1的电流变为零,R2两端的电压和电阻不变,通过R2的电流不变。根据并联电路电流特点可知,干路电流变小,则电流表示数减小,故A不符合题意;
B.滑片P向左移,因滑片上端连接的是电压表,相当于开路,R2仍全部接入电路,其接入电路的电阻不变,通过R2电流不变;由于并联电路互不影响,通过R1的电流不变,则干路电流不变,故B不符合题意;
C.若R2的PC部分发生了短路,R2接入的电阻变小,电压不变,根据可得,通过R2的电流变大;由于并联电路互不影响,通过R1的电流不变,则干路电流变大,故C符合题意;
D.若bd间发生了断路,通过R2的电流为0,R2支路电流变小;R1两端的电压和电阻不变,通过R1的电流不变。根据并联电路电流特点可知,测量干路电流的电流表示数减小,故D不符合题意。
故选C。
2.(24-25九上·重庆荣昌中学·期中)如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻或灯泡仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡断路 ②可能灯泡短路
③可能电阻断路 ④可能电阻短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
【答案】A
【详解】由图得,灯泡L与电阻R串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量灯泡L的电压,电压表V测量电源电压。若灯泡断路,电路中没有电流,电流表示数为0,电压表V1、V均与电源相连接,因此电压表V1、V均有示数;若灯泡短路,电中只有电阻R工作,电路中有电流,电流表有示数,灯泡两端无电压,即电压表V1示数为0,电压表V仍测量电源电压,仍有示数;若电阻断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表V1被断开,无示数,电压表V仍测量电源电压,仍有示数;若电阻短路,电路中有电流,电流表有示数,电压表V、V1都测量电源电压,都有示数,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)在图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作.一段时间后,两灯中有一灯熄灭,三个电表中只有一个电表的示数变小,则下列判断中正确的是
A.一定是电流表A1的示数变小、灯L1熄灭 B.可能是电流表A1的示数变小、灯L2熄灭
C.可能是电流表A2的示数变小、灯L2熄灭 D.一定是电流表A2的示数变小、灯L1熄灭
【答案】A
【详解】经分析可知电路故障一定为两只灯泡中的一只断路,由电路图可知:不论两只灯泡中的那一盏断路,电压表始终测电源的电压,故电压表的示数不变;电流表A1:灯泡烧坏前测两支路的电流,烧坏后只测其中一个支路电流,故示数变小;①若灯泡L2断路,则A2的示数为0,即示数变小,②若灯泡L1断路,则L2两端的电压不变,通过的电流不变,即A2的示数不变.
故选A.
4.(24-25九上·重庆江津二中联盟十校·期中)在如图所示的实验电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片后,发现电流表、电压表均有示数,小灯泡不亮,则故障原因是( )
A.L断路 B.L短路 C.R断路 D.R短路
【答案】B
【详解】A.根据电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量串联电路电流,如果小灯泡L发生了断路,则电路为断路,电流表示数为零,电压表测量电源电压有示数,灯不亮,故A不符合题意;
B.如果小灯泡L发生短路,电流表有示数,电压表测量滑动变阻器两端电压,电压表有示数,灯不亮,故B符合题意;
C.如果滑动变阻器R断路,即电路为断路,电流表无示数,电压表都有示数,故C不符合题意;
D.如果滑动变阻器R短路,电路中电流将会很大,电流表有示数,电压表无示数,故D不符合题意。
故选B。
考点五 电阻的测量
1.(24-25九上·重庆九龙坡区川外附外·期中)一只标有“8V”字样的小灯泡L和定值电阻R的I—U关系图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.电阻R的阻值为
B.若小灯泡L和定值电阻R串联,电路两端允许加的最大电压为16V
C.当小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为4V的电路时,整个电路通电1min电流所做的功为96J
D.若将小灯泡L接在电压为12V的电路中,为让小灯泡正常发光需串联一个的电阻
【答案】C
【详解】A.因定值电阻阻值固定不变,所以过原点的倾斜的直线为电阻R的I—U关系图像,由图可知,当定值电阻两端电压为8V时,通过定值电阻的电流为0.2A,定值电阻的阻值为 故A错误;
B.若小灯泡L和定值电阻R串联,小灯泡L两端的最大电压为8V,由图可知,此时电路中的最大电流为0.4A,此时定值电阻两端电压为 电路两端允许加的最大电压为
故B错误;
C.当小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为4V的电路时,由并联电路电压规律可知,灯与电阻两端电压相等且等于电源电压4V,由图可知,此时通过L的电流为0.3A,通过R的电流为0.1A,干路电流为
整个电路通电1min电流所做的功为 故C正确;
D.若将小灯泡L接在电压为12V的电路中,为让小灯泡正常发光,此时灯两端电压为8V,由图可知,通过灯的电流为0.4A,需串联电阻两端的电压为 根据串联电流相等可知,通过串联电阻的电流也为0.4A,则串联电阻的阻值为 故D错误。
故选C。
2.(24-25九上·重庆育才中学·期中)如图甲所示为某电阻材料组成的边长为12cm的等边三角形ABC,D为BC边的中点,该材料每1cm的电阻为1Ω。图乙中电源电压恒为U。R0为定值电阻,a、b两点为开放式接点。若将AC点分别接在图乙a、b两点(接A、C两点三角形总电阻为R1),电压表示数为U1=2V;若将AD点接在图乙a、b两点(接AD两点三角形总电阻为R2),此时电压表示数为U2=1.8V。下列说法不正确的是( )
A. B.前后两次R0的功率之比为100︰81
C.R0的阻值为1Ω D.电源电压U=15V
【答案】D
【详解】A.如图甲所示,若将AC点分别接在图乙a、b两点,电阻可视为由电阻线AC和ABC并联;等边三角形边长为12cm,则并联的两条电阻线长度分别为12cm和24cm,该材料每1cm的电阻为1Ω,则并联的两条电阻线电阻分别为12Ω和24Ω;根据并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和可得总电阻为R1的阻值 若将AD点分别接在图乙a、b两点,电阻可视为由电阻线ACD和ABD并联;D为BC边的中点,并联的两条电阻线长度都是18cm,则并联的两条电阻线电阻都是18Ω;根据并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和可得总电阻为R2的阻值 则电阻R1与电阻R2之比为8:9,故A正确,不符合题意;
B.由图乙可知,电压表测量定值电阻R0两端的电压,前后两次R0两端的电压分别为2V、1.8V,根据可得前后两次R0的功率之比 故B正确,不符合题意;
CD.如图乙所示,若将AC点分别接在图乙a、b两点,定值电阻和电阻串联,电压表示数为2V,根据串联电路电流和电压的规律以及欧姆定律可得式① 若将AD点分别接在图乙a、b两点,定值电阻和电阻串联,电压表示数为,根据串联电路电流和电压的规律以及欧姆定律可得式② 联立①②可解U=18V,R0=1Ω 即电源电压为18V,R0的阻值为1Ω,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
3.(24-25九上·重庆渝中巴蜀学校·期中)某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡标有“2.5V”的字样。他调节电压表示数每次增加0.5V,并记下对应电流表示数如下表所示。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
电阻/
5
7.1
9.4
8.3
8.9
A.从第1次到第5次的实验过程中,滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动
B.灯泡的电阻不同,是因为实验误差太大造成的
C.小灯泡正常发光时的电阻为五次电阻的平均值
D.第3次实验记录的电流表示数是错误的
【答案】D
【详解】A.电路为串联电路,电压表测量灯泡两端电压,由表中数据可知,从第1次到第5次的实验过程中,电压表示数逐渐增大,串联电路电源电压等于各用电器电压之和,所以滑动变阻器两端电压逐渐减小,由串联分压的特点可知,滑动变阻器连入电路的阻值逐渐减小,所以滑片逐渐向左滑片,故A错误;
B.灯泡的阻值不同,是因为灯泡的阻值随着温度的升高而增大,故B错误;
C.灯泡的阻值随着温度的升高而增大,所以不能通过取平均值来表示灯泡正常发光时的电阻,灯泡正常发光时的电阻应为灯泡两端电压为2.5V时的测得电阻,即为8.9,故C错误;
D.灯泡的阻值随着温度的升高而增大,由表中数据可知,第3组测得的阻值大于第4和第5 组测得的阻值,说明第3组实验记录的电流表示数是错误的,故D正确。
故选D。
4.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有①②③ B.只有②③④ C.只有②③ D.①②③④都可以
【答案】B
【详解】解:由图知,断开开关,两只电阻串联,电压表测量电源电压为;闭合开关,Rx被短路,电压表测量电源电压, 不可求出的阻值; 只闭合时,两电阻串联,电流表测电路中电流;两开关都闭合时只有接入电路中,电流表测此时电路中电流,根据电源电压不变列式 可求出的阻值,故能测出阻值;只闭合时,电路是只有的简单电路,电流表测量通过的电流;再闭合,两只电阻并联,电流表测量干路电流,根据电源电压不变列式 可求出的阻值,故能测出阻值;断开开关,两只电阻串联,电压表测量两端电压为;闭合开关,电压表测量电源电压,根据电路电流相等列式 可求出的阻值,故能测出阻值,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选B。
5.(24-25九上·重庆八中·期中)“测量小灯泡电阻”实验时,小邬同学准备了两节新电池作为电源,待测小灯泡L1标有“2.5V”字样,三个滑动变阻器(R1:“10Ω 0.3A”,R2:“25Ω 0.5A”,R3:“300Ω 1A”),连接的部分电路如图甲所示。
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.15
0.20
0.23
0.25
0.26
表1
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮;
(2)测量小灯泡电阻的原理是___________(用公式表示);
(3)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡L1正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向___________(选填“左”或“右”)端移动,小邬将实验数据整理在表1中,则小灯泡正常发光时电阻为___________Ω;
(4)小邬选用的滑动变阻器为___________(选填“R1”、“R2”或“R3”);
(5)小邬发现实验中小灯泡的电阻值不同,其原因是___________;
(6)小邬实验时,两电表突然均无示数。为了查找故障,他将电压表拆下,保持电路其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测灯泡L1、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在待测灯泡L1两端时,电压表无示数,则故障原因是___________;
(7)小邬只将图甲中的小灯泡L1更换为另一盏额定电压为2.5V的小灯泡L2,得到其I-U图像如图乙所示,则该灯泡通过电流为0.2A时,灯泡电阻___________(选填“>”、“<”或“=”)7.5Ω。
【答案】(1)
(2)
(3) 右 10
(4)R2
(5)灯丝的电阻与温度有关
(6)滑动变阻器断路
(7)<
【详解】(1)滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,即滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路电流变大,需将滑动变阻器的右下接线柱与灯泡L1的右下接线柱相连,如图所示:
(2)实验中,需要测量流过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压,根据公式求小灯泡的电阻,故测量小灯泡电阻的原理是。
(3)[1]实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡L1正常发光,应增大灯泡两端电压,应增大电路电流,应减小电路电阻,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向右端移动。
[2]由表格数据可知,小灯泡正常发光时电阻为
(4)滑动变阻器接入电路的阻值越大,电路总电阻越大,电路电流越小,由表格数据可知,电路电流为0.1A时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时,滑动变阻器两端电压为 此时,滑动变阻器接入电路的阻值为 故R1不符合要求,R3的最大阻值为300Ω,不易调节,故小邬选用的滑动变阻器为R2。
(5)小邬发现实验中小灯泡的电阻值不同,其原因是灯丝的电阻与温度有关。
(6)电流表无示数,可能是电路出现了断路,电压表无示数,可能是电压表并联以外的电路断开。将电压表分别接在电源、待测灯泡L1、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在待测灯泡L1两端时,电压表无示数,说明电路故障为滑动变阻器断路。
(7)由图乙可知,该灯泡通过电流为0.2A时,灯泡两端电压小于1.5V,由欧姆定律可知,该灯泡通过电流为0.2A时,灯泡电阻小于7.5Ω。
6.(24-25九上·重庆南开中学·期中)在“测量未知电阻R的电阻”实验中,小南设计了如图甲所示的实验电路。
(1)本实验的实验原理是______________,实验中滑动变阻器除了有改变待测电阻R两端电压的作用以外还可以起到______________的作用;
(2)图甲是小南连接的电路,其中有一根导线连接有误,请在该导线上打“×”,并在原图上用笔画线代替导线画出正确的连线_________(只连一根,导线不能交叉);
(3)小南改正接线后继续进行实验,开关闭合前应将滑片P移到最______________(选填“左”或“右”)端.闭合开关后发现电流表有示数、电压表无示数,若故障只发生在电阻R或滑动变阻器上,则故障可能是______________;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P将电压表调到合适的值,如图乙此时电流表示数为______________A;
(5)利用本次实验器材还可以做______________(选填“A”或“B”)的实验。
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系
(6)小南设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡L正常工作时的电阻,已知电源电压恒定,定值电阻阻值为,小灯泡正常工作时的电压为,实验步骤如下:
①将开关S拨到触点1,调节滑片P,使电流表的示数为;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,再将开关S拨到触点2,读出电流表的示数为I;
③根据实验数据,计算出小灯泡正常工作时的电阻___________(用和I表示)。
【答案】 保护电路 左 R短路 0.3 A
【详解】(1)[1][2]根据欧姆定律,本实验的实验原理是;实验中滑动变阻器除了有改变待测电阻R两端电压的作用(达到多次测量的目的)以外还可以起到保护电路的作用。
(2)[3]图甲是小南连接的电路中电阻R和电压表短路了,电阻应与变阻器串联,电压表与电阻并联,正确的连线如下所示:
(3)[4][5]小南改正接线后继续进行实验,开关闭合前应将滑片P移到阻值最大处,即最左端;闭合开关后发现电流表有示数,可知电路为通路,电压表无示数,若故障只发生在电阻R或滑动变阻器上,则故障可能是R短路,导致电压表与导线并联。
(4)[6]排除故障后,闭合开关S,移动滑片P将电压表调到合适的值,如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.3A。
(5)[7]电流与电阻和电压大小有关,研究电流与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,因题中只有一个定值电阻,故利用本次实验器材还可以做研究探究电流与电压的关系,故选A。
(6)分析①中电路的连接及电流表测量的电流,根据欧姆定律和根据并联电路电压的规律,可知灯正常发光;在②中分析电路的连接及电流表测量的电流,根据已知条件和并联电路电流的规律求出灯的额定电流,根据欧姆定律得出小灯泡正常工作时的电阻。
③[8]在①中,灯与定值电阻并联后再与变阻器串联,电流表测定值电阻的电流,调节滑片P,使电流表的示数为,根据欧姆定律,定值电阻的电压为,根据并联电路电压的规律,灯的电压为,灯正常发光;在②中,电路的连接关系没有改变,各电阻大小和通过的电流没有改变,电流表测灯与定值电阻的电流,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流为 由欧姆定律可得出灯正常发光的电阻为
1.(24-25九上·重庆南开中学·期中)如图甲所示为小渝同学设计的测液体密度的装置。A为轻质薄壁溢水杯,圆柱体B的重力为30N,用细线与力敏传感器R相连,R的阻值随拉力的变化图像如图丙所示,B的上表面与溢水口相平;图乙为R所在的电路,电源电压U=6V,R0=100Ω电压表V的量程为0~5V,电流表A的量程为0~0.03A.向溢水杯中加满水,电流表示数为0.02A.求:
(1)此时电阻R的阻值;
(2)圆柱体B的体积;
(3)为调整该装置的测量范围,小渝在其余部分不改动的前提下,更换电阻R0为Rx,再次将溢水杯中装满水,此时电流表示数为;将溢水杯中的水换为另一密度为2×103kg/m3液体时,电流表的示数为;若,求该装置调整后的液体密度测量范围。
【答案】(1)200Ω
(2)10﹣3m3
(3)0.4×103kg/m3~3×103kg/m3。
【详解】(1)电阻的阻值为
(2)由丙图可知R=200Ω时,拉力F=20N 所以圆柱体B的体积
(3)圆柱体B在另一液体中受到的浮力 此时的拉力
由表可知此时力敏电阻的阻值R'=400Ω,电源电压代入数据变形后有 解得Rx=120Ω;能测量得最大密度是电压表示数U0=5V时,由串联电路电压的分配与电阻成正比得代入数据后得 解得R2=600Ω,所以此时拉力为0N,此时
故最大密度为密度的最小值为R最小时
由图丙可知R关于F的表达式为 所以当Rmin=80Ω时对应的拉力F2=26N
故最小密度为故该装置调整后的液体密度测量范围为0.4×103kg/m3~3×103kg/m3
1.(24-25九上·重庆合川中学&七校联盟·期中)如图甲所示的电路中,电源电压U=4V,电阻R1=10Ω,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移到中点时,电流表A的示数如图乙所示。求:
(1)电流表A1的示数;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)当滑动变阻器的滑片P移到距最左端五分之一的Q点时,电路中电流表A的示数。
【答案】(1)0.4A
(2)5Ω
(3)1.4A
【详解】(1)由图甲可知,R1、R2并联,电流表A1测通过R1的电流I1,并联电路中总电压与各支路两端电压相等,可得U1=U2=U=4V 根据欧姆定律可得,电流表A1的示数为
(2)由图可知,电流表A测干路上的总电流I总,其示数大于电流表A1的示数,即I总>0.4A。结合可知图(b)中电流表A使用的是0~3A量程,由图可读出其示数为I总=2.0A,根据并联电路电流特点可得,通过变阻器的电流为 此时变阻器接入电路的阻值为 则滑动变阻器的最大阻值为
(3)当滑动变阻器的滑片P移到距最左端五分之一的Q点时,变阻器连入电路的电阻为
根据并联电路的电压规律可知,两电阻的两端电压相等且都等于4V,根据并联电路的电流规律和欧姆定律可得,此时干路电流为 即为此时电路中电流表A的示数。
2.(24-25九上·重庆珊瑚初中·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电路都采用学生用电压表和电流表。只闭合S、 滑片移到最左端时,电压表 的示数为12V; 只闭合S、S1、S3,滑片移到最左端时,电流表的示数为1.6A,电流表的示数为0.6A。
(1)电源电压为多少?
(2)只闭合S、 滑片移到最左端时,通过的电流是多少?
(3)闭合所有开关, 滑片移到最右端, 滑片移到最左端,电流表 和 的偏转角度相同; 断开所有开关,将电压表 和电流表互换,再闭合所有开关,将。和 滑片都移到最右端,电流表的偏转角度是电流表的,此时通过的电流是多少?
【答案】(1)12V
(2)1A
(3)0.1A
【详解】(1)只闭合S、S3 ,R4滑片移到最左端时,R4接入阻值为0,电路是R1的简单电路,电压表V1 测的是电源电压,故电源电压为12V。
(2)只闭合S、S1、 S3,R4滑片移到最左端时,R4接入阻值为0,电路是R1与R2的并联电路,电流表A1测干路电流为1.6A,电流表A2测通过R2的电流为0.6A,故通过的电流是
(3)闭合所有开关,R3滑片移到最右端,R4滑片移到最左端,R4接入阻值为0,电路是R1、R2和R3的并联电路,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过R2的电流,电流表A3测通过R3的电流,电流表A1和A3的偏转角度相同,则A1选用的是0~3A量程,A3选用的是0~0.6A量程,且A1的示数是A3的5倍,即
因为当电路是R1与R2的并联电路,电流表A1测干路电流为1.6A,电源电压保持不变,由并联电路电流规律可知 综上得 断开所有开关,将电压表V3和电流表A2互换,再闭合所有开关,将R3 和R4滑片都移到最右端,R3 和R4都接入最大阻值,此时R1被短接,电路是R3与R3的并联电路,A1测干路电流,A2测通过R4的电流,A3测通过R3的电流,此时电流表A1的偏转角度是电流表A3的,则此时A1示数是A3的倍,即 电源电压保持不变,故 由并联电路电流规律可知,此时通过的电流为
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专题08 欧姆定律(一)
考点一 电流与电压、电阻的关系
1.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)小张在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,根据记录的实验数据得到了如图所示的图像,下列说法错误的是( )
A.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
B.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
C.将甲、乙并联接到3V的电源上,干路电流为0.6A
D.当导体乙两端电压为1V时,通过乙的电流为0.1A
2.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明准备了5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻,学生电源(调至6V)、电流表、电压表、开关及导线若干,在实验过程中,需保持定值电阻两端电压为2V不变,还需要选用下列哪种规格的滑动变阻器( )。
A.“10Ω 1A” B.“15Ω 15A” C.“20Ω 2A” D.“50Ω 2A”
3.(24-25九上·重庆九龙坡区川外附外·期中)在“探究电流与电压和电阻关系”的实验中,某中学的物理实验小组选用、、、、五个电阻,电压恒为6V的电源,“ 0.6A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)连接电路时开关应该______;闭合开关前,电流表指针如图乙所示,原因是电流表______;
(2)正确连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P时,发现电流表指针偏转,但电压表指针不偏转,请你帮他分析原因:可能是电阻R发生了______;
(3)首先,接入的电阻探究“电流与电压的关系”。实验小组记录的数据表格如下,小红分析了数据后,指出有一组数据不符合实际,这组数据对应的实验序号是______;
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
电流/A
0.14
0.20
0.24
0.28
0.3
(4)接着小红继续按照图甲所示电路,将、、、、这五个电阻随机单独接入电路,探究电流与电阻的关系;
①实验中控制电阻两端的电压为2.4V不变。她用的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.3A,由此可知换上的电阻为______,为了使电阻两端的电压恢复到2.4V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调______(选填“大”或“小”);
②她发现当接入的电阻时,无论怎样调节滑片,电压表的示数都大于2.4V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于______的滑动变阻器;
(5)小红思考:电阻两端的电压应控制为多少合适呢?在不改变实验器材和电路连接的前提下,实验小组分别提出了2.6V、2.7V和2.8V三个电压值,为使实验顺利进行,你认为这三个电压值中能选择的是______V。
4.(24-25九上·重庆八中·期中)阳阳和佳佳用如图甲所示的电路,探究“电流与电压和电阻的关系”,实验器材如下:2节旧干电池,滑动变阻器(20Ω 1A),电流表、电压表各1个,阻值为5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个,开关1个,导线若干。
(1)阳阳检查电路发现有一条导线连接错误,请在图甲错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)重新正确连接电路后,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针都迅速向右偏向了接近满刻度的位置,则阳阳在操作上存在的问题是__________。
(3)纠正问题后,阳阳先探究“电流与电压的关系”,她将阻值为15Ω的定值电阻作为R0接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,测出多组电压及对应电流。
①某次实验时,电流表的读数如图乙所示,则此时通过电阻的电流为__________A;
②多次实验后阳阳得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成__________。
(4)阳阳再利用图甲探究“电流与电阻的关系”:
①她将5Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P,记录此时电压表和电流表示数。
②断开开关S,保持滑片位置不变,用15Ω的电阻代替5Ω的电阻,闭合开关S,此时电压表示数__________(选填“变大”“变小”或“不变”),应向__________(选填“左”或“右”)移动滑片。
③当阳阳将20Ω的电阻接入电路后,发现无论怎么移动滑片,都无法将电压表调到目标示数,为完成实验,阳阳可以将电源电压适当调__________(选填“大”或“小”)。
④同组的佳佳认为,为保持定值电阻两端电压不变,图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。于是佳佳先后将5Ω和15Ω的电阻直接接入电路,闭合开关后读出电流表示数分别为0.28A和0.14A,发现定值电阻两端电压发生了变化。佳佳找到了张老师,张老师告诉他:实际的电池内部存在一个等效的定值电阻R0(如图丙),所以会出现这样的结果。佳佳听后恍然大悟,于是他仍然按图甲进行探究,分析已有的数据后。为了顺利完成这三个电阻的实验,加在定值电阻两端电压UR的范围是__________。(填选项的字母符号)
A.1.5V<UR≤3V B.1.24V<UR<1.4V C.1.24V<UR≤2.8V
5.(24-25九上·重庆南岸南坪中学·期中)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8V)、电阻箱(阻值可调节)、滑动变阻器(“60Ω 0.6A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大______;
(2)按照(1)问中你的连接方式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______端;(选填“左”或“右”)
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5Ω一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,其中第4次实验时,电压表指针如图乙所示,其示数为______V,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与______的关系;
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
(4)小明实验时控制电压表的示数U=3V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与______的关系,本实验研究物理问题所用到的方法是______。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
(5)小明按照(4)问的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过______Ω。
6.(24-25九上·重庆南川三校联盟·期中)小钟同学利用如图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验,实验器材:电源一个,电流表、电压表各一只,一个开关,五个定值电阻(分别为8Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),滑动变阻器R2的规格为“20Ω 2A”,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线帮助小钟同学将图乙中的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变小______。
(2)小钟同学在“探究电流与电压的关系”时,所使用的滑动变阻器除了保护电路还有______的作用。他将其中的某个定值电阻接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出定值电阻两端施加不同电压时对应的电流值,并记录在表一中,分析表一中的这些数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成______,该实验中接入电路的定值电阻的阻值为______Ω。
表一
实验序号
1
2
3
4
U/V
3.0
4.0
5.0
6.0
I/A
0.30
0.40
0.50
0.60
(3)在“探究电流与电阻的关系”时,小钟同学每次更换不同的定值电阻R1后,通过调节滑动变阻器接入电路的阻值,使______(选填“电流表”或“电压表”)的示数保持不变。
(4)根据实验测得的数据如表二所示,在进行第4次实验时,小钟同学用15Ω的电阻替换20Ω的电阻。闭合开关后未移动滑片就直接读出电流表示数,如图丙所示,由此可加:小钟实验时电源电压为______V。为保证第4次实验探究的合理性,小钟应再将滑动变阻器的滑片调至第3次实验时滑片位置的______(选填“左”或者“右”)侧。
表二
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
8
10
20
15
50
I/A
0.50
0.40
0.20
(5)继续完成第5次实验时,无论怎样移动滑动变阻器,都无法达到实验要求。为了全部完成5次实验,所选滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
考点二 欧姆定律的内容及理解
1.(24-25九上·重庆江北鲁能巴蜀中学·期中)关于对欧姆定律的公式,及变形式的理解,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.通过导体的电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定的
D.导体两端的电压为零时,通过导体的电流和导体的电阻也都为零
2.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)如图是电阻甲和乙的I-U图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.4A
D.将甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
3.(24-25九上·重庆珊瑚初中·期中)甲、乙两个电阻的U-I图线如图,若把两个电阻串联接在同一电路中,下列说法正确的是:
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1
D.电路电流为0.2A时,电源电压为2V
4.(24-25九上·重庆一一〇中学集团·期中)根据欧姆定律可以得到公式R=,关于这个公式的下列说法中,正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D.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
5.(24-25九上·重庆南川三校联盟·期中)由欧姆定律公式可知( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B.导体两端的电压为零时,导体电阻为零
C.导体中的电流为零时,导体电阻为零
D.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
6.(24-25九上·重庆梁平西大实中片区·期中)德国物理学家______最先通过实验归纳出“一段导体中的电流,跟加在这段导体两端电压成正比,跟这段导体的电阻成反比”的定量关系;并以他的名字命名了物理量______的单位。
7.(24-25九上·重庆九十五中·期中)德国物理学家___________通过大量实验和理论研究发现了电流与电压和电阻的关系,为了纪念他的杰出贡献,以他的名字命名为物理量___________的单位。
8.(24-25九上·重庆长寿川维中学·期中)在某一温度下接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。导体A、B并联在电压为3V的电源两端时,干路电流为___________A;导体A、B串联在电路中,当通过导体B中的电流为0.3A时,电源电压为___________V。
9.(24-25九上·重庆复旦中学教育集团·期中)1826年德国物理学家___________归纳总结出了“导体中的电流与电压、电阻的关系”;后来人们为了纪念他做出的贡献,将他的名字作为物理量___________的单位。
10.(24-25九上·重庆荣昌中学·期中)电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示.当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是____Ω;若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是_____A.
考点三 电路的动态分析
1.(24-25九上·重庆南开中学·期中)如图所示电路,电源电压保持不变,只闭合S1,滑动变阻器的滑片向右移动,下列说法中正确的是( )
A.V1示数变大,V2示数变小,电流表示数变大
B.电压表V1和V2示数之和不变
C.若闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片向右移动,则电路中电流变大
D.若闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片向右移动,则电压表V1和电流表示数之比不变
2.(24-25九上·重庆八中·期中)如图甲为气象馆的一种风速仪的工作原理图。电源通过改变电压来提供大小不变的恒定电流,电流表量程为0~0.6A,用于反映风速大小,定值电阻R0=10Ω。迎风板是一块轻质薄板,与压力传感器RF紧密相连。RF的阻值随迎风板受到的压力F大小变化的关系如图乙所示。测量时风始终垂直吹在迎风板上,其受到的压力F与风速ν的关系F=kv2(k的大小为0.05,v的单位m/s),无风时电流表示数为0.3A。下列说法正确的是( )
A.当无风时,电源电压为15V
B.电源提供的恒定电流为0.9A
C.该风速仪所能测量的最大风速为20m/s
D.通过增大电源的输出电流能增大该风速仪所能测量的最大风速
3.(24-25九上·重庆一中·期中)如图所示电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表A的示数变大
B.电压表的示数变大,电压表的示数变小
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值变大
D.电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比变大
4.(24-25九上·重庆八中·期中)如图所示电路,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。电源电压不变,开关S1、S2、S3处于断开状态。下列判断正确的是( )
A.只闭合S1和S3,向右移动R2的滑片,电流表示数减小,电压表示数变大
B.只闭合S1和S2,向左移动R2的滑片,电流表示数始终不变
C.只闭合S1,电流表示数为I1;只闭合S2,电流表示数为I2,则I2大于I1
D.只闭合S2,向左移动R2的滑片,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值变大
5.(24-25九上·重庆八中·期中)如图所示,电源电压恒定不变,下列说法正确的是( )
A.若S1闭合,S2断开,则电压表没有示数,电流表A2有示数
B.当先闭合S1,再闭合S2后,滑动变阻器的滑片不动,电压表与电流表A2示数的比值变大
C.当S1、S2都闭合时,滑动变阻器的滑片向右移动过程中,电压表与电流表A2的示数乘积变大
D.当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片向左移动过程中,电流表A2和A1差值不变
6.(24-25九上·重庆江北中学·期中)如图所示的电路中,电源电压一定,开关S闭合后,有一个电表的指针没有发生偏转。移动滑动变阻器的滑片,此时观察到只有一个电表指针的位置在改变,则故障是( )
A.变阻器R短路
B.电灯L短路
C.变阻器R断路
D.电灯L断路
7.(24-25九上·重庆南开中学·期中)如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,为定值电阻,电源电压保持不变,检测时,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,则( )
A.电压表的示数越小
B.电流表的示数越小
C.电压表与电流表示数的比值不变
D.电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值变小
8.(24-25九上·重庆珊瑚初中·期中)图甲中R0为定值电阻,电源电压保持不变。滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”字电流表量程0~0.6A,小灯泡的电阻为10Ω(小灯泡可视为定值电阻)。在开关S1、S2都断开或都闭合两种情况中,移动滑片P(保证所有元件都安全)得到了两次电流表示数点R1阻值变化关系的图像(如图乙所示)。下列说法中正确的是( )
A.电源电压是12V
B.当小灯泡发光时,流过小灯泡的电流是0.9A
C.R0的阻值为20Ω
D.全过程整个电路中的最大电流和最小电流之比为6∶1
9.(24-25九上·重庆大渡口区三十七中·期中)小林受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电流表 B.温度变化时两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变大 D.温度降低时电路的总功率变大
10.(24-25九上·重庆一一〇中学集团·期中)如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的示意图,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少,则下列说法正确的是( )
A.油量减少,R减少,油量表指针偏转变小 B.油量减少,R增大,油量表指针偏转变大
C.油量增加,R减少,油量表指针偏转变大 D.油量增加,R增大,油量表指针偏转变小
11.(24-25九上·重庆南岸文德实验中学·期中)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,R是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(即电流表)指针所指的刻度知道油面高度,则它的工作过程是( )
A.油面升高,R变大,油量表指针示数变小
B.油面降低,R变大,油量表指针示数变大
C.油面升高,R变小,油量表指针示数变大
D.油面降低,R变小,油量表指针示数变大
12.(24-25九上·重庆荣昌中学·期中)如图所示,如果电源电压不变,当滑动变阻器R2的滑动片由a滑向b,在这个过程中会出现的情况是( )
A.电流表A1、A2示数都变小
B.电流表A1、A2示数都变大
C.电流表A1示数不变,A2示数变大
D.电流表A1示数不变,A2示数变小
13.(24-25九上·重庆南岸南坪中学·期中)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则滑动变阻器R2的最大阻值为 ___________Ω,电源电压为 ___________V。
14.(24-25九上·重庆八中·期中)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡电流达到最大值,此时小灯泡的实际电压为10V,如图乙绘制了电流表与两个电压表示数变化关系的图像,则电源电压为___________V,滑动变阻器的最大阻值为___________Ω。
15.(24-25九上·重庆荣昌中学·期中)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则______ (“AB”或“BC”)段是电压表V2示数变化的图像,电源电压为______ V。
考点四 电路的故障分析
1.(24-25九上·重庆九龙坡区川外附外·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关时,电流表A有示数。一段时间后电流表A的示数变大,则以下情况可能的是( )
A.可能是R1发生了断路 B.可能是滑片P向左移
C.可能R2的PC部分发生了短路 D.可能是bd间发生了断路
2.(24-25九上·重庆荣昌中学·期中)如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻或灯泡仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡断路 ②可能灯泡短路
③可能电阻断路 ④可能电阻短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
3.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)在图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作.一段时间后,两灯中有一灯熄灭,三个电表中只有一个电表的示数变小,则下列判断中正确的是
A.一定是电流表A1的示数变小、灯L1熄灭 B.可能是电流表A1的示数变小、灯L2熄灭
C.可能是电流表A2的示数变小、灯L2熄灭 D.一定是电流表A2的示数变小、灯L1熄灭
4.(24-25九上·重庆江津二中联盟十校·期中)在如图所示的实验电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片后,发现电流表、电压表均有示数,小灯泡不亮,则故障原因是( )
A.L断路 B.L短路 C.R断路 D.R短路
考点五 电阻的测量
1.(24-25九上·重庆九龙坡区川外附外·期中)一只标有“8V”字样的小灯泡L和定值电阻R的I—U关系图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.电阻R的阻值为
B.若小灯泡L和定值电阻R串联,电路两端允许加的最大电压为16V
C.当小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为4V的电路时,整个电路通电1min电流所做的功为96J
D.若将小灯泡L接在电压为12V的电路中,为让小灯泡正常发光需串联一个的电阻
2.(24-25九上·重庆育才中学·期中)如图甲所示为某电阻材料组成的边长为12cm的等边三角形ABC,D为BC边的中点,该材料每1cm的电阻为1Ω。图乙中电源电压恒为U。R0为定值电阻,a、b两点为开放式接点。若将AC点分别接在图乙a、b两点(接A、C两点三角形总电阻为R1),电压表示数为U1=2V;若将AD点接在图乙a、b两点(接AD两点三角形总电阻为R2),此时电压表示数为U2=1.8V。下列说法不正确的是( )
A. B.前后两次R0的功率之比为100︰81
C.R0的阻值为1Ω D.电源电压U=15V
3.(24-25九上·重庆渝中巴蜀学校·期中)某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡标有“2.5V”的字样。他调节电压表示数每次增加0.5V,并记下对应电流表示数如下表所示。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
电阻/
5
7.1
9.4
8.3
8.9
A.从第1次到第5次的实验过程中,滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动
B.灯泡的电阻不同,是因为实验误差太大造成的
C.小灯泡正常发光时的电阻为五次电阻的平均值
D.第3次实验记录的电流表示数是错误的
4.(24-25九上·重庆求精中学校·期中)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有①②③ B.只有②③④ C.只有②③ D.①②③④都可以
5.(24-25九上·重庆八中·期中)“测量小灯泡电阻”实验时,小邬同学准备了两节新电池作为电源,待测小灯泡L1标有“2.5V”字样,三个滑动变阻器(R1:“10Ω 0.3A”,R2:“25Ω 0.5A”,R3:“300Ω 1A”),连接的部分电路如图甲所示。
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.15
0.20
0.23
0.25
0.26
表1
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮;
(2)测量小灯泡电阻的原理是___________(用公式表示);
(3)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡L1正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向___________(选填“左”或“右”)端移动,小邬将实验数据整理在表1中,则小灯泡正常发光时电阻为___________Ω;
(4)小邬选用的滑动变阻器为___________(选填“R1”、“R2”或“R3”);
(5)小邬发现实验中小灯泡的电阻值不同,其原因是___________;
(6)小邬实验时,两电表突然均无示数。为了查找故障,他将电压表拆下,保持电路其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测灯泡L1、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在待测灯泡L1两端时,电压表无示数,则故障原因是___________;
(7)小邬只将图甲中的小灯泡L1更换为另一盏额定电压为2.5V的小灯泡L2,得到其I-U图像如图乙所示,则该灯泡通过电流为0.2A时,灯泡电阻___________(选填“>”、“<”或“=”)7.5Ω。
6.(24-25九上·重庆南开中学·期中)在“测量未知电阻R的电阻”实验中,小南设计了如图甲所示的实验电路。
(1)本实验的实验原理是______________,实验中滑动变阻器除了有改变待测电阻R两端电压的作用以外还可以起到______________的作用;
(2)图甲是小南连接的电路,其中有一根导线连接有误,请在该导线上打“×”,并在原图上用笔画线代替导线画出正确的连线_________(只连一根,导线不能交叉);
(3)小南改正接线后继续进行实验,开关闭合前应将滑片P移到最______________(选填“左”或“右”)端.闭合开关后发现电流表有示数、电压表无示数,若故障只发生在电阻R或滑动变阻器上,则故障可能是______________;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P将电压表调到合适的值,如图乙此时电流表示数为______________A;
(5)利用本次实验器材还可以做______________(选填“A”或“B”)的实验。
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系
(6)小南设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡L正常工作时的电阻,已知电源电压恒定,定值电阻阻值为,小灯泡正常工作时的电压为,实验步骤如下:
①将开关S拨到触点1,调节滑片P,使电流表的示数为;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,再将开关S拨到触点2,读出电流表的示数为I;
③根据实验数据,计算出小灯泡正常工作时的电阻___________(用和I表示)。
1.(24-25九上·重庆南开中学·期中)如图甲所示为小渝同学设计的测液体密度的装置。A为轻质薄壁溢水杯,圆柱体B的重力为30N,用细线与力敏传感器R相连,R的阻值随拉力的变化图像如图丙所示,B的上表面与溢水口相平;图乙为R所在的电路,电源电压U=6V,R0=100Ω电压表V的量程为0~5V,电流表A的量程为0~0.03A.向溢水杯中加满水,电流表示数为0.02A.求:
(1)此时电阻R的阻值;
(2)圆柱体B的体积;
(3)为调整该装置的测量范围,小渝在其余部分不改动的前提下,更换电阻R0为Rx,再次将溢水杯中装满水,此时电流表示数为;将溢水杯中的水换为另一密度为2×103kg/m3液体时,电流表的示数为;若,求该装置调整后的液体密度测量范围。
1.(24-25九上·重庆合川中学&七校联盟·期中)如图甲所示的电路中,电源电压U=4V,电阻R1=10Ω,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移到中点时,电流表A的示数如图乙所示。求:
(1)电流表A1的示数;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)当滑动变阻器的滑片P移到距最左端五分之一的Q点时,电路中电流表A的示数。
2.(24-25九上·重庆珊瑚初中·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电路都采用学生用电压表和电流表。只闭合S、 滑片移到最左端时,电压表 的示数为12V; 只闭合S、S1、S3,滑片移到最左端时,电流表的示数为1.6A,电流表的示数为0.6A。
(1)电源电压为多少?
(2)只闭合S、 滑片移到最左端时,通过的电流是多少?
(3)闭合所有开关, 滑片移到最右端, 滑片移到最左端,电流表 和 的偏转角度相同; 断开所有开关,将电压表 和电流表互换,再闭合所有开关,将。和 滑片都移到最右端,电流表的偏转角度是电流表的,此时通过的电流是多少?
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