14.3 欧姆定律的应用（重难点训练）物理沪粤版2024九年级上册

14.3 欧姆定律的应用 一、伏安法测电阻（共7小题） 二、伏安特性曲线理解与应用（共6小题） 三、并联电路电阻规律（共7小题） 四、并联电路电阻的计算（共7小题） 一、伏安法测电阻（共7小题） 1．在“伏安法测电阻”的实验中，老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器（铭牌上标有“20Ω  1A”）等器材。所有器材均完好。 (1)小夏设计并连接了图甲所示的部分电路，请用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：导线不可交叉）。 (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最______（选填“左”或“右”）端。此时，滑动变阻器的作用是______。 (3)闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查，电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能是______。 (4)排除故障后，小夏继续进行实验，当电压表示数为1.2V时，读出图乙所示的电流表示数，并计算出定值电阻的阻值______Ω。小夏认为实验已经完成，小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠，原因是：______。 2．在“伏安法测电阻”的实验中，某同学准备了下列器材：待测电阻、干电池两节（每节电压为）、滑动变阻器、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。 (1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大； (2)正确连接好电路后，为了减小实验误差，他调整滑片进行了三次测量，测量的数据如下表所示。 次数 电压（） 电流 1 1.21 0.12 2 1.52 0.15 3 2.14 0.21 根据实验数据，回答下列问题： ①待测电阻的阻值为___________（结果保留1位小数）； ②实验中选择的滑动变阻器应为___________（选填“”或“”）； ③第3次测量，滑动变阻器连入电路的阻值为___________（结果保留1位小数）。 3．科学探究小组连接了图甲所示的电路，测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，的阻值约为8Ω，滑动变阻器有（a：“25Ω  2A”和b：“20Ω  0.2A”）两种规格。 (1)连接电路时，应选择的滑动变阻器是___________（选填“a”或“b”）。 (2)甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）。 (3)正确连接导线后，滑片P移至某处，此时电压表示数为2.6V，电流表示数如图乙所示为___________A，本次测得的阻值为___________Ω（精确到0.1Ω）。通过移动滑片P测得多组实验数据，计算出的平均值，这样做是为了___________（选填字母符号）。 A．寻找普遍规律    B．减小误差 (4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路，利用阻值为的定值电阻和电流表等器材，测量的阻值，经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变，请将实验过程补充完整： ①只闭合开关___________，电流表的示数记为； ②闭合开关，电流表的示数记为； ③用已知量和测量量写出的阻值表达式：___________。 4．小明测量标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻RL和未知电阻Rx的阻值，电源电压恒定但未知。 （一）小明用伏安法测量RL，图甲是他连接的实物电路 (1)图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正； (2)改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至电压表示数为2.5V时，电流表示数为0.3A，则RL=______Ω（保留一位小数）。整理器材时，小明发现电压表未调零，如图乙所示，则所测的RL______；（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） （二）小明用上述灯泡和一个电阻箱、电压表，设计了如图丙所示电路来测未知电阻Rx的阻值； (3)请将电阻箱和未知电阻填在虚线框内； (4)正确操作后，在S2接1和接2时，调节电阻箱使电压表示数均为2.5V，读出电阻箱的阻值分别为R1和R2，则Rx=______（用RL、R1、R2表示）。 5．小明用如图甲所示电路测量额定电压为的小灯泡的阻值。所用器材：两节新干电池、电压表、电流表、小灯泡、滑动变阻器、开关和导线若干。 (1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）。 (2)正确连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表示数较大，电压表无示数，其原因可能是灯泡___________。 (3)解决上述问题后，小明闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录数据，如下表所示。 第3次实验时电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡电阻为___________。（结果保留一位小数） 实验次数 1 2 3 4 电压 1 2 电流 电阻 (4)小明发现每次测量的灯泡阻值差距很大，原因是___________。 6．小明在做“测量小灯泡的电阻”实验时，电源电压3V，待测小灯泡的额定电压为，他连接的部分电路如图甲所示，有3个滑动变阻器（铭牌上分别标有“，”、“，2A”、“，2A”字样）可供选择。 (1)如图甲所示，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到______（选填“A”或“B”）端；闭合开关后发现电压表的指针刚好满偏。小明仔细检查后，发现只有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的导线上画“”，并补上一条正确的导线；______ (2)纠正错误后闭合开关，小明发现灯泡还是不发光，电流表无示数，电压表有示数。产生此故障的原因可能是下列情况中的______； A．电灯座内部开路 B．小电灯的灯丝断了 C．电压表的正、负接线柱接反 D．电流表开路 (3)排除故障后，闭合开关后通过调节滑动变阻器获得了多组数据，小明根据实验数据绘制了小灯泡的图像，如图丙中的图线a所示，观察图像，发现AB部分近似为线段，BC部分为曲线，为便于分析，将线段AB延长作出图像，如图丙中的图线b所示。 ①某次实验中，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，他应向______（选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作； ②小灯泡正常工作时的电阻为______；实验中小灯泡两端电压最低可以调至，则他实验时所选用的滑动变阻器是______（选填“，”、“，2A”、“，2A”）； ③通过实验发现，当小灯泡两端电压逐渐增大时，灯泡亮度会逐渐变亮，说明小灯泡的亮度与______功率（选填“额定”或“实际”）有关；比较a、b两图线，发现两图线间的距离随着电压的增大而增大，你认为造成这种结果的原因是______。 (4)细心的同学在实验过程中发现，灯丝呈螺旋状，于是提出新的问题；为什么将灯丝设计成螺旋状？你认为这样设计的目的是通过：①______；②______，从而增大灯丝的阻值。 7．【实验名称】伏安法测电阻 【实验器材】选用的器材有：学生电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。 【证据】 （1）在图甲中，用笔画线代替导线将滑动变阻器连入电路中（要求：滑片P向左移动时电流表的示数变大）；____在“伏安法测电阻”的实验中，滑动变阻器的主要作用是______________。 （2）连接电路时，小明刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置，其原因可能是①______________；②______________。 【解释】 （1）当小明闭合开关后，发现电流表的示数为0，电压表的示数接近电源电压，则电路中存在的故障可能是______________。 （2）实验过程中，当电压表的示数如图乙所示，电流表的示数为0.3A，可求得定值电阻R的阻值为______________ Ω。 【拓展】善于探究的你发现用图丙所示的电路也能测出Rx的阻值（滑动变阻器的最大阻值为RP），测量步骤如下： ①将滑动变阻器滑片P滑到A端，闭合开关S，读出电压表的示数U1； ②将滑动变阻器滑片P滑到B端，闭合开关S，读出电压表的示数U2； ③则定值电阻Rx=____________（用物理量的符号表示）。 二、伏安特性曲线理解与应用（共6小题） 1．在某一温度下，两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示。由图可知，元件甲的电阻是 _____Ω，将元件甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端，则元件乙的电阻是 _____Ω。 2．根据“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”实验作出的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．导体甲的电阻大于导体乙的电阻 B．将两导体串联后接在3V的电源上时，通过的电流为0.3A C．将两导体并联后接在2V的电源上时，干路中的电流为0.6A D．该实验得到的结论是：导体两端的电压和通过导体的电流成正比 3．有两个用电器甲和乙，其电流与其两端电压关系如图所示，其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是（　　） A．用电器甲电阻不变，大小为0.1Ω B．用电器乙电阻随着电流增大而变大，最大值10Ω C．如果把这两个用电器串联接在电压为6V的电路中，电路中的电流是0.35A D．如果把这两个用电器并联接在电压为4V的电路中，干路中的电流是0.65A 4．如图是电阻甲和电阻乙的I—U关系图象，下列说法正确的是（　　） A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A B．甲的阻值随电压增大而增大 C．将甲和乙串联在同一电路中，若电流为0.3A，则甲、乙两端的电压之和为2V D．将甲和乙并联在同一电路中，若电压为1V，则干路电流为0.4A 5．一个定值电阻和一只小灯泡的电流与其两端电压的关系如图所示，小灯泡的I-U图像是图中的______（选填“A”或“B”），定值电阻的阻值为______Ω。若把它们串联起来，接在某电源上，电路中的电流是0.3A，则电源电压是______V。 6．小洁和小兮同学利用元件甲和乙“探究电流与电压的关系”时，将自己的实验数据画到如图所示的坐标图上，下列说法正确的是（　　） A．甲为定值电阻，阻值为10Ω B．乙为定值电阻，阻值为5Ω C．甲和乙并联，电源电压为4V时，R甲：R乙=2:1 D．甲和乙串联，电流为0.2A时，电源电压为10V 三、并联电路电阻规律（共7小题） 1．小李同学在检查一个电路时，发现其中一个6欧的电阻坏了，但手边只有欧、欧、欧的电阻，保持电源电压不变，选择某两个电阻以某种方式连接替换，可行的是（　　） A．将与串联 B．将与串联 C．将与并联 D．将与并联 2．科技小组的同学需要获得一个小电阻， 但实验室只有两个阻值较大的电阻R1和R2，且R1<R2，有同学提议可以用两个电阻连接获得小电阻。下列四种连接方式中,符合小组要求的是（　　） A． B． C． D． 3．引入“总电阻”概念时运用的科学方法是________（选填“等效替代”或“控制变量”）法。阻值为10Ω和40Ω的两个电阻并联在电路中，其总电阻为________Ω。 4．学了电阻的串并联后，小涵归纳了如下结论，正确的是（　　） A．串联电路的总电阻比每个分电阻都小 B．并联电路的总电阻比每条支路的电阻都小 C．两个阻值均为R的电阻并联后的等效电阻为2R D．串联电路中的任何一个电阻变大，总电阻都会变小 5．将三个相同的电阻R按照甲、乙两种不同的连接方式（如图）分别接到同一电源两端，则相同时间内整个电路消耗的电能之比W甲:W乙为（　　） A．1:3 B．3:1 C．1:9 D．9:1 6．同种材料制成的横截面积相同的导体甲、乙，甲的长度大于乙的长度，则甲的电阻 _______乙的电阻；若将它们并联在电路中，通过甲的电流 _______ 通过乙的电流，甲和乙的总电阻 _______ 甲的电阻。（均选填“大于”“等于”或“小于”） 7．题图为电阻的关系图线，分别为a、b。它们把第一象限分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，则并联后的总电阻的关系图线位于区域______（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 四、并联电路电阻的计算（共7小题） 1．我国家庭电路的电压为___________V。小强养成随手关灯的良好习惯，当他关掉家中不用的电灯后，家中电路的总电阻___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 2．把一根粗细均匀、电阻为32Ω的电阻丝绕成一个圆环，并以如图所示的方式接入电压为6V的电源两端（导线和电流表内阻忽略不计），则该圆环在电路中的电阻值为_______Ω，电流表示数为_______A。 3．如图所示，电源电压为3伏，闭合开关S，电路正常上作。现有如下两种操作：①将开关S断开；②将电源电压替换为4伏。其中可以使电流表A示数与电流表A1示数的比值变小的操作有（　　） A．只有①可行 B．只有②可行 C．①②都可行 D．①②都不行 4．把电阻R1和R2串联后接到电源电压为20V的电路两端，通过R1的电流为0.2A，R2两端电压为4V。若将R1和R2并联后接到同一电路中，求： （1）并联后电路的等效电阻为多少？ （2）并联后，通过R1、R2的电流各是多少？ 5．如图所示电路，甲乙两图中电源相同。R1、R2串联如甲图，闭合开关S，电压表示数为2V，电流表示数为0.2A；R1、R2并联如乙图，闭合开关S，电压表示数为6V，求： （1）求电源电压； （2）求R1、R2的阻值； （3）求乙图中电流表示数。 6．如图所示的电路中电源电压保持不变，，当、都断开，电流表示数是0.2A，求： （1）电源电压； （2）、都闭合时，电流表示数是多少？ 7．研究物理问题时，我们常用简单的、易于研究的模型来代替复杂的物理原型，这种方法称为模型等效替代法。如图甲，虚线框内的电阻若用一个电阻R'来替代，即可把原电路转换为两个电阻并联的电路（如图乙所示），从而使问题的解决得以简化。图丙中电源电压U=3V不变，R1=12Ω，其余电阻值未知，测得AB间总电阻为6Ω，电流表示数为___________A；现将R1换成6Ω的电阻，则AB间总电阻变为___________Ω。 试卷第2页，共28页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.3 欧姆定律的应用 一、伏安法测电阻（共7小题） 二、伏安特性曲线理解与应用（共6小题） 三、并联电路电阻规律（共7小题） 四、并联电路电阻的计算（共7小题） 一、伏安法测电阻（共7小题） 1．在“伏安法测电阻”的实验中，老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器（铭牌上标有“20Ω  1A”）等器材。所有器材均完好。 (1)小夏设计并连接了图甲所示的部分电路，请用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：导线不可交叉）。 (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最______（选填“左”或“右”）端。此时，滑动变阻器的作用是______。 (3)闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查，电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能是______。 (4)排除故障后，小夏继续进行实验，当电压表示数为1.2V时，读出图乙所示的电流表示数，并计算出定值电阻的阻值______Ω。小夏认为实验已经完成，小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠，原因是：______。 【答案】(1) (2) 右 保护电路 (3)定值电阻R断路 (4) 10 未多次测量求平均值，测量结果可能存在较大误差 【详解】（1）电压表和电阻并联，如图所示： （2）[1][2]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最阻值最大处，即最右端，目的是保护电路。 （3）闭合开关，电压表示数接近电源电压，说明电压表接在电源上，又因为电流表无示数，经检查，电流表及各接线处均完好，说明电路中存在断路，即定值电阻R断路。 （4）[1]由乙图可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.12A，因为得定值电阻的阻值 [2]“伏安法测定值电阻”，未多次测量求平均值，测量结果可能存在较大误差，需要多次测量取平均值，目的是减小误差。 2．在“伏安法测电阻”的实验中，某同学准备了下列器材：待测电阻、干电池两节（每节电压为）、滑动变阻器、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。 (1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大； (2)正确连接好电路后，为了减小实验误差，他调整滑片进行了三次测量，测量的数据如下表所示。 次数 电压（） 电流 1 1.21 0.12 2 1.52 0.15 3 2.14 0.21 根据实验数据，回答下列问题： ①待测电阻的阻值为___________（结果保留1位小数）； ②实验中选择的滑动变阻器应为___________（选填“”或“”）； ③第3次测量，滑动变阻器连入电路的阻值为___________（结果保留1位小数）。 【答案】(1) (2) 10.1 R2 4.1 【详解】（1）滑动变阻器需采用“一上一下”的接线方式串联在电路中，题目要求闭合开关后滑片向右移动时电流表示数变大，电流变大意味着电路总电阻变小，即滑动变阻器接入电路的电阻变小。因此需将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。如图所示： （2）[1]伏安法测电阻中，为减小误差，需根据每次实验的电压和电流数据，用欧姆定律的变形式分别计算待测电阻的阻值，再求平均值。 第一次测量， 第二次测量， 第三次测量， 待测电阻的平均值 [2]电源总电压为3V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压U滑=U－UR。当待测电阻两端电压最小时（第1次实验UR =1.21V），滑动变阻器两端电压最大，此时滑动变阻器接入的电阻也最大。第一次实验中，电路电流 I1=0.12A，滑动变阻器两端电压U滑=3V-1.21V=1.79V 根据解得 滑动变阻器R1最大阻值为10Ω，无法满足此次实验中需要接入约14.9Ω电阻的要求；而滑动变阻器R2最大阻值为20Ω，既能满足阻值需求，且此次实验电流 0.12A小于R2的最大允许电流 0.5A，因此实验中选择的滑动变阻器应为R2。 [3]第3次测量时，电源电压U=3V，待测电阻两端电压U3=2.14V，电路电流 I3=0.21A。根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压U滑3=U-U3=3V-2.14V=0.86V 滑动变阻器连入电路的阻值 3．科学探究小组连接了图甲所示的电路，测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，的阻值约为8Ω，滑动变阻器有（a：“25Ω  2A”和b：“20Ω  0.2A”）两种规格。 (1)连接电路时，应选择的滑动变阻器是___________（选填“a”或“b”）。 (2)甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）。 (3)正确连接导线后，滑片P移至某处，此时电压表示数为2.6V，电流表示数如图乙所示为___________A，本次测得的阻值为___________Ω（精确到0.1Ω）。通过移动滑片P测得多组实验数据，计算出的平均值，这样做是为了___________（选填字母符号）。 A．寻找普遍规律    B．减小误差 (4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路，利用阻值为的定值电阻和电流表等器材，测量的阻值，经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变，请将实验过程补充完整： ①只闭合开关___________，电流表的示数记为； ②闭合开关，电流表的示数记为； ③用已知量和测量量写出的阻值表达式：___________。 【答案】(1)a (2) (3) 0.32 8.1 B (4) 【详解】（1）由于电源压表量程为0-3V，的阻值约为8Ω，当电压表示数为3V时，电流 滑动变阻器b允许通过的最大电流为0.2A，小于0.375A太多，故连接电路时，应选择的滑动变阻器是a。 （2）电压表与被测元件并联，电压表需要测定值电阻两端电压，故错误之处和改正，如图所示： （3）[1][2]由图可知，电流表选量程，分度值为，电流表示数如图乙所示为，本次测得的阻值为 [3]利用伏安法测量定值电阻阻值，通过移动滑片P测得多组实验数据，计算出的平均值，这样做是为了减小误差，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 （4）[1][2][3]由于没有电压表，需要根据电源电压和串联的定值电阻两端的电压计算出待测电阻两端的电压，则需先测出电源电压，再根据欧姆定律求出与待测电阻串联的定值电阻两端电压，根据分压原理计算出待测电阻两端电压， 步骤②闭合开关，待测电阻被短路，电路中只有定值电阻连入电路，电流表的示数记为，可计算出电源电压 步骤①只闭合开关，定值电阻与待测电阻串联，电流表测串联电路的电流为，定值电阻两端电压为 根据串联分压可知，待测电阻两端电压为 待测电阻的阻值为 4．小明测量标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻RL和未知电阻Rx的阻值，电源电压恒定但未知。 （一）小明用伏安法测量RL，图甲是他连接的实物电路 (1)图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正； (2)改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至电压表示数为2.5V时，电流表示数为0.3A，则RL=______Ω（保留一位小数）。整理器材时，小明发现电压表未调零，如图乙所示，则所测的RL______；（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） （二）小明用上述灯泡和一个电阻箱、电压表，设计了如图丙所示电路来测未知电阻Rx的阻值； (3)请将电阻箱和未知电阻填在虚线框内； (4)正确操作后，在S2接1和接2时，调节电阻箱使电压表示数均为2.5V，读出电阻箱的阻值分别为R1和R2，则Rx=______（用RL、R1、R2表示）。 【答案】(1) (2) 8.3 偏小 (3) (4) 【详解】（1）根据实验电路是串联的，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流，原电路图中，灯泡和电压表串联，且被短路，因此改接的电路如下图所示： （2）[1]当电压表的示数为2.5V时，灯泡RL的阻值为 [2]乙图所示电压表的指针指在零刻线的左侧，当电压表的示数为2.5V时，灯泡两端的实际电压大于2.5V，由电流与电压关系可知，通过灯泡的电流大于电压为2.5V时的电流，即电压测量的偏小，电流测量的偏大，根据可知，测量的电阻偏小。 （3）根据题意，在S2接1和接2时，调节电阻箱使电压表示数均为2.5V，说明电阻箱均接在电路中，因此b位置是电阻箱，a位置是未知电阻，如下图所示： （4）当S2接1时，电路为灯泡和电阻箱串联，电压表测灯泡两端电压，可得电路中的电流为 电阻箱两端电压为 可得电源电压为 当S2接2时，电路为未知电阻和电阻箱串联，电压表测未知电阻两端电压，此时电阻箱两端电压为 电路中的电流为 则未知电阻的阻值为 5．小明用如图甲所示电路测量额定电压为的小灯泡的阻值。所用器材：两节新干电池、电压表、电流表、小灯泡、滑动变阻器、开关和导线若干。 (1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）。 (2)正确连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表示数较大，电压表无示数，其原因可能是灯泡___________。 (3)解决上述问题后，小明闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录数据，如下表所示。 第3次实验时电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡电阻为___________。（结果保留一位小数） 实验次数 1 2 3 4 电压 1 2 电流 电阻 (4)小明发现每次测量的灯泡阻值差距很大，原因是___________。 【答案】(1) (2)短路 (3)7.7 (4)小灯泡的电阻随温度的升高而增大 【详解】（1）滑片向左移动时灯泡变亮，可知滑片向左移动时电路的电流变大，变阻器连入电路的电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示： （2）正确连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表示数较大，说明电路是通路，电压表无示数，其原因可能是灯泡短路。 （3）由图甲可知电流表接小量程，分度值为。第3次实验时电流表的示数如图乙所示，示数为。由欧姆定律可得，此时小灯泡电阻 （4）小灯泡的电阻与温度有关，温度越高，小灯泡的电阻越大，所以每次测量的小灯泡阻值差距很大，是因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 6．小明在做“测量小灯泡的电阻”实验时，电源电压3V，待测小灯泡的额定电压为，他连接的部分电路如图甲所示，有3个滑动变阻器（铭牌上分别标有“，”、“，2A”、“，2A”字样）可供选择。 (1)如图甲所示，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到______（选填“A”或“B”）端；闭合开关后发现电压表的指针刚好满偏。小明仔细检查后，发现只有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的导线上画“”，并补上一条正确的导线；______ (2)纠正错误后闭合开关，小明发现灯泡还是不发光，电流表无示数，电压表有示数。产生此故障的原因可能是下列情况中的______； A．电灯座内部开路 B．小电灯的灯丝断了 C．电压表的正、负接线柱接反 D．电流表开路 (3)排除故障后，闭合开关后通过调节滑动变阻器获得了多组数据，小明根据实验数据绘制了小灯泡的图像，如图丙中的图线a所示，观察图像，发现AB部分近似为线段，BC部分为曲线，为便于分析，将线段AB延长作出图像，如图丙中的图线b所示。 ①某次实验中，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，他应向______（选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作； ②小灯泡正常工作时的电阻为______；实验中小灯泡两端电压最低可以调至，则他实验时所选用的滑动变阻器是______（选填“，”、“，2A”、“，2A”）； ③通过实验发现，当小灯泡两端电压逐渐增大时，灯泡亮度会逐渐变亮，说明小灯泡的亮度与______功率（选填“额定”或“实际”）有关；比较a、b两图线，发现两图线间的距离随着电压的增大而增大，你认为造成这种结果的原因是______。 (4)细心的同学在实验过程中发现，灯丝呈螺旋状，于是提出新的问题；为什么将灯丝设计成螺旋状？你认为这样设计的目的是通过：①______；②______，从而增大灯丝的阻值。 【答案】(1) A (2)AB (3) B 10 ，2A 实际 见解析 (4) 减少散热 增大导体的长度 【详解】（1）[1][2]闭合开关前，应使滑动变阻器滑片处于A端时，接入电路的阻值最大，目的是防止电路中电流过大，烧坏电路元件；电流表应串联在电路中，电压表应与小灯泡并联，正确的连接如图所示： （2）闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，电流表的示数为零，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，所以产生此故障的原因可能是小灯泡的灯丝断了或小灯泡和灯座接触不良。 故选AB。 （3）①[1]某次实验中，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为，则此时灯泡两端的电压为2V，低于其额定电压，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，应增大灯泡的电压，减小滑动变阻器分得的电压，由串联分压的规律可知应减小变阻器接入电路的阻值，所以，根据改正后的实物图可知他应向B端移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作。 ②[2][3]由图丙可知，小灯泡两端电压为时，通过它的电流为，则小灯泡正常工作时的电阻 实验中小灯泡两端电压最低可以调至，此时滑动变阻器分得的电压最大，变阻器接入电路的电阻最大，由图丙可知，小灯泡两端电压为时，通过它的电流为，此时滑动变阻器分得的电压为 串联电路中电流处处相等，则由欧姆定律可得变阻器的最大阻值 故所选用的滑动变阻器为，2A。 ③[4][5]电压增大时，实际功率变大，小灯泡亮度增大，故小灯泡的亮度与实际功率有关；因电压增大时，温度升高，小灯泡的电阻变大，所以两图线间的距离随着电压的增大而增大。 （4）[1][2]导体的电阻与自身的长度、材料、横截面积、温度等因素有关，将灯丝设计成螺旋状的目的是：①减少散热、②增大导体的长度。 7．【实验名称】伏安法测电阻 【实验器材】选用的器材有：学生电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。 【证据】 （1）在图甲中，用笔画线代替导线将滑动变阻器连入电路中（要求：滑片P向左移动时电流表的示数变大）；____在“伏安法测电阻”的实验中，滑动变阻器的主要作用是______________。 （2）连接电路时，小明刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置，其原因可能是①______________；②______________。 【解释】 （1）当小明闭合开关后，发现电流表的示数为0，电压表的示数接近电源电压，则电路中存在的故障可能是______________。 （2）实验过程中，当电压表的示数如图乙所示，电流表的示数为0.3A，可求得定值电阻R的阻值为______________ Ω。 【拓展】善于探究的你发现用图丙所示的电路也能测出Rx的阻值（滑动变阻器的最大阻值为RP），测量步骤如下： ①将滑动变阻器滑片P滑到A端，闭合开关S，读出电压表的示数U1； ②将滑动变阻器滑片P滑到B端，闭合开关S，读出电压表的示数U2； ③则定值电阻Rx=____________（用物理量的符号表示）。 【答案】 改变定值电阻两端的电压 见解析 见解析 定值电阻Rx断路 5 【详解】【证据】（1）[1]滑片P向左移动时电流表的示数变大，可知电路的电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示： [2]在“伏安法测电阻”的实验中，要多次测量取平均值，滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两端的电压。 （2）[3][4]“试触”时，指针摆到电流表的最大刻度，说明电路中的电流较大，原因可能是①电流表量程太小，即实验时电流表量程选择了小量程；②电源电压太大；③滑动变阻器阻值没有调到最大值；④滑动变阻器和定值电阻同时短路。 【解释】（1）[5]当小明闭合开关后，发现电流表的示数为0，电路可能断路，电压表的示数接近电源电压，电压表与电源连通，则电路中存在的故障可能是定值电阻Rx断路。 （2）[6]实验过程中，当电压表的示数如图乙所示，电压表选0~3V的量程，分度值是0.1V，电压表示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，由欧姆定律可求得定值电阻R的阻值 【拓展】 ①将滑动变阻器滑片P滑到A端，闭合开关S，电路为待测电阻的简单电路，读出电压表的示数U1；即电源电压； ②将滑动变阻器滑片P滑到B端，两电阻串联，闭合开关S，读出电压表的示数U2；即待测电阻两端的电压，根据串联电路电压的规律及欧姆定律和串联电路电流的规律有 ③[7]则定值电阻 二、伏安特性曲线理解与应用（共6小题） 1．在某一温度下，两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示。由图可知，元件甲的电阻是 _____Ω，将元件甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端，则元件乙的电阻是 _____Ω。 【答案】 5 10 【详解】[1]读图像可知，当甲两端电压为2V时，通过它的电流为0.4A，故它的电阻为 [2]读图像可知，当通过甲、乙的电流为0.2A时，它们两端电压分别为1V、2V，电压和为3V。故二者串联接在电压为3V的电源上，通过它们的电流为0.2A，此时乙两端电压为2V，则乙此时的电阻为 2．根据“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”实验作出的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．导体甲的电阻大于导体乙的电阻 B．将两导体串联后接在3V的电源上时，通过的电流为0.3A C．将两导体并联后接在2V的电源上时，干路中的电流为0.6A D．该实验得到的结论是：导体两端的电压和通过导体的电流成正比 【答案】C 【详解】A．I―U的斜率表示电阻的倒数，由图可知甲的斜率大于乙的斜率，因此甲的电阻小于乙的电阻。故A错误； B．由图像可知，通过的电流为0.3A，甲两端的电压是1.5V，乙两端的电压是3V。由于两电阻串联，所以总电压为4.5V。故B错误； C．由图像可知，将两导体并联后接在2V的电源上时，通过甲的电流是0.4A，通过乙的电流是0.2A。干路电流等于0.6A。故C正确； D．该实验得到的结论是：在电阻一定时，导体两端的电压和通过导体的电流成正比。故D错误。 故选C。 3．有两个用电器甲和乙，其电流与其两端电压关系如图所示，其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是（　　） A．用电器甲电阻不变，大小为0.1Ω B．用电器乙电阻随着电流增大而变大，最大值10Ω C．如果把这两个用电器串联接在电压为6V的电路中，电路中的电流是0.35A D．如果把这两个用电器并联接在电压为4V的电路中，干路中的电流是0.65A 【答案】D 【详解】A．由图象可知，用电器甲电阻的图象为过原点的倾斜直线，则用电器甲的电阻不变，由图象可知，当时通过的电流，由可得，用电器甲的电阻 故A错误； B．由图象可知，当用电器乙两端的电压分别为、、、时，对应的电流分别为、、、，由可得，对应的电阻分别为、、、，所以，用电器乙的电阻随着电流增大而变小，故B错误； C．如果把这两个用电器串联且电路中的电流为时，用电器甲电阻两端的电压，由图象可知，用电器乙两端的电压，则电源的电压 所以，如果把这两个用电器串联接在的电源上，电路中的电流不可能是，故C错误； D．因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，如果把这两个用电器并联接在的电源上时，它们两端的电压均为，由图象可知，通过两电阻的电流分别为、，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流 故D正确。 故选D。 4．如图是电阻甲和电阻乙的I—U关系图象，下列说法正确的是（　　） A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A B．甲的阻值随电压增大而增大 C．将甲和乙串联在同一电路中，若电流为0.3A，则甲、乙两端的电压之和为2V D．将甲和乙并联在同一电路中，若电压为1V，则干路电流为0.4A 【答案】C 【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．由图像可知，甲是一条过原点的直线，则甲的电阻是不变的，故B错误； C．由图像可知将甲和乙串联，若电流为0.3A，则它们两端的电压为分别是1.5V和0.5V，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，它们两端的电压 故C正确； D．由图像可知甲和乙并联，若电压为1V，则通过两电阻的电流分别为0.2A和0.4A，根据并联电路的电流规律可知干路中的电流 故D错误。 故选C。 5．一个定值电阻和一只小灯泡的电流与其两端电压的关系如图所示，小灯泡的I-U图像是图中的______（选填“A”或“B”），定值电阻的阻值为______Ω。若把它们串联起来，接在某电源上，电路中的电流是0.3A，则电源电压是______V。 【答案】 B 5 3.5 【详解】[1]小灯泡的电阻随温度变化而变化，I-U图像不是直线，故选B。 [2]由图可知取A点的电流、电压值，可得定值电阻的阻值为 [3]把它们串联起来，接在某电源上，电路中的电流是0.3A时，灯泡两端电压为2.0V，电阻两端电压为1.5V，则电源电压是3.5V。 6．小洁和小兮同学利用元件甲和乙“探究电流与电压的关系”时，将自己的实验数据画到如图所示的坐标图上，下列说法正确的是（　　） A．甲为定值电阻，阻值为10Ω B．乙为定值电阻，阻值为5Ω C．甲和乙并联，电源电压为4V时，R甲：R乙=2:1 D．甲和乙串联，电流为0.2A时，电源电压为10V 【答案】D 【详解】AB．由图中可知，甲中电流与电压不成正比，乙中电流与电压成正比，故可知乙为定值电阻，而甲不是定值电阻；当乙两端电压为8V时，流过乙的电流为0.2A，故由欧姆定律可知，乙的电阻为 故可知AB错误； C．甲和乙并联，当电源电压为4V时，由图中可知，甲乙的电流之比为 故由欧姆定律可知，甲乙的电阻之比为 故C错误； D．甲和乙串联，电流为0.2A时，由图中可知，甲两端电压为U甲=2V，乙两端电压为U乙=8V，故可知电源电压为 故D正确。 故选D。 三、并联电路电阻规律（共7小题） 1．小李同学在检查一个电路时，发现其中一个6欧的电阻坏了，但手边只有欧、欧、欧的电阻，保持电源电压不变，选择某两个电阻以某种方式连接替换，可行的是（　　） A．将与串联 B．将与串联 C．将与并联 D．将与并联 【答案】D 【详解】A．将R1​与R2​串联，总阻值为 故A不符合题意； B．将R2​与R3​串联，总阻值为 故B不符合题意； C．将R1​与R2​并联，总阻值为 故C不符合题意； D．将R2​与R3​并联，总阻值为 故D符合题意。 故选D。 2．科技小组的同学需要获得一个小电阻， 但实验室只有两个阻值较大的电阻R1和R2，且R1<R2，有同学提议可以用两个电阻连接获得小电阻。下列四种连接方式中,符合小组要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．电阻R2被短路，只有R1接入电路，R总=R1； B．电阻R1被短路，只有R2接入电路，R总=R2； C．电阻R1与R2串联，R总=R1+R2； D．电阻R1与R2并联，； 因为，所以 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．引入“总电阻”概念时运用的科学方法是________（选填“等效替代”或“控制变量”）法。阻值为10Ω和40Ω的两个电阻并联在电路中，其总电阻为________Ω。 【答案】 等效替代 8 【详解】[1][2]根据电阻在电路中的作用效果，用一个电阻来替代两个电阻的实际作用，称为等效替代法。根据并联电路电阻的规律，阻值为10Ω和40Ω的两个电阻并联在电路中，其总电阻为 4．学了电阻的串并联后，小涵归纳了如下结论，正确的是（　　） A．串联电路的总电阻比每个分电阻都小 B．并联电路的总电阻比每条支路的电阻都小 C．两个阻值均为R的电阻并联后的等效电阻为2R D．串联电路中的任何一个电阻变大，总电阻都会变小 【答案】B 【详解】AD．串联电路的总电阻等于各电阻之和；所以串联电路的总电阻比其中任何一个电阻都大，且任何一个分电阻变大，总电阻都变大，故AD错误； BC．并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，并联电路的总电阻比其中任何一个电阻都小，两个阻值均为R的电阻并联后的等效电阻为 故B正确，C错误。 故选B。 5．将三个相同的电阻R按照甲、乙两种不同的连接方式（如图）分别接到同一电源两端，则相同时间内整个电路消耗的电能之比W甲:W乙为（　　） A．1:3 B．3:1 C．1:9 D．9:1 【答案】C 【详解】图甲中三个电阻串联接入电路，图乙中三个电阻并联接入电路，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，并联电路总电阻的倒数等于各负电阻的倒数之和，所以 ， 分别接到同一电源两端，则相同时间内整个电路消耗的电能之比 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．同种材料制成的横截面积相同的导体甲、乙，甲的长度大于乙的长度，则甲的电阻 _______乙的电阻；若将它们并联在电路中，通过甲的电流 _______ 通过乙的电流，甲和乙的总电阻 _______ 甲的电阻。（均选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】 大于 小于 小于 【详解】[1]导体的材料和横截面积相同，长度越长，电阻越大，甲、乙是由同种材料制成且横截面积相等，甲的长度大于乙的长度，则甲的电阻大于乙的电阻。 [2]将它们并联在电路中，根据并联电路电压的规律可知，甲、乙两端的电压相等，根据欧姆定律可知，通过甲的电流小于通过乙的电流。 [3]根据电阻的并联特点可知电阻并联相当于增加导体的横截面积，所以总电阻小于任意一个电阻，甲和乙的总电阻小于甲的电阻。 7．题图为电阻的关系图线，分别为a、b。它们把第一象限分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，则并联后的总电阻的关系图线位于区域______（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 【答案】I 【详解】由于电阻大小由材料、长度、横截面积决定，并联后的电阻相当于增大了电阻的横截面积，所以R1与R2并联后的总电阻R并小于两电阻中任何一个，由欧姆定律可知，当电压相同时，通过R并的电流最大，所以应处于I-U关系图线的I区域。 四、并联电路电阻的计算（共7小题） 1．我国家庭电路的电压为___________V。小强养成随手关灯的良好习惯，当他关掉家中不用的电灯后，家中电路的总电阻___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 220 变大 【详解】[1]由常见的电压可知，我国家庭电路电压为220V。 [2]家庭电路中各个用电器是并联的， 他关掉家中不用的电灯后，相当于并联电阻的横截面积变小，总电阻变大。 2．把一根粗细均匀、电阻为32Ω的电阻丝绕成一个圆环，并以如图所示的方式接入电压为6V的电源两端（导线和电流表内阻忽略不计），则该圆环在电路中的电阻值为_______Ω，电流表示数为_______A。 【答案】 6 1 【详解】[1]设整个电阻丝的阻值为R，且R＝32Ω，根据电路图可知，与并联，电流表测量干路的电流，根据并联电路电阻规律可得电路中的总电阻为 [2]电流表的示数为 3．如图所示，电源电压为3伏，闭合开关S，电路正常上作。现有如下两种操作：①将开关S断开；②将电源电压替换为4伏。其中可以使电流表A示数与电流表A1示数的比值变小的操作有（　　） A．只有①可行 B．只有②可行 C．①②都可行 D．①②都不行 【答案】A 【详解】开关S闭合时两电阻并联，电流表A测干路电流，A1测R1电流，由干路电流大于支路电流可知此时电流表A示数与电流表A1示数的比值大于1。将开关S断开时，电路为R1的简单电路，两电流表示数相等，电流表A示数与电流表A1示数的比值等于1，故将开关S断开电流表A示数与电流表A1示数的比值变小。 开关S闭合时，电流表A示数与电流表A1示数的比值为 即电流表A示数与电流表A1示数的比值与电源电压无关，将电源电压更换为4V，这一比值不变。 综上所述，故A项符合题意，BCD项不符合题意。 故选A。 4．把电阻R1和R2串联后接到电源电压为20V的电路两端，通过R1的电流为0.2A，R2两端电压为4V。若将R1和R2并联后接到同一电路中，求： （1）并联后电路的等效电阻为多少？ （2）并联后，通过R1、R2的电流各是多少？ 【答案】（1）16Ω；（2）0.25A；1A 【详解】解：（1）由串联电路电压的规律可知R1两端的电压 U1=U-U2=20V-4V=16VR1的阻值 R2的阻值 并联后电路的等效电阻 （2）并联后，通过R1、R2的电流各是 答：（1）并联后电路的等效电阻为16Ω； （2）并联后，通过R1、R2的电流各是0.25A和1A。 5．如图所示电路，甲乙两图中电源相同。R1、R2串联如甲图，闭合开关S，电压表示数为2V，电流表示数为0.2A；R1、R2并联如乙图，闭合开关S，电压表示数为6V，求： （1）求电源电压； （2）求R1、R2的阻值； （3）求乙图中电流表示数。 【答案】（1）6V；（2）10Ω；20Ω；（2）0.9A 【详解】解：（1）由乙电路图可知，R1与R2并联，电流表测干路电流，电压表测电源的电压，由电压表的示数可知，电源的电压 U＝6V （2）由甲电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可得，R1的阻值 R1＝ 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压 U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V 则R2的阻值 R2＝ （3）因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，乙图中电路中的总电阻 乙图中电流表示数 答：（1）电源电压为6V； （2）R1、R2的阻值分别为10Ω和20Ω； （3）乙图中电流表示数为0.9A。 6．如图所示的电路中电源电压保持不变，，当、都断开，电流表示数是0.2A，求： （1）电源电压； （2）、都闭合时，电流表示数是多少？ 【答案】（1）12V；（2）0.8A 【详解】解：（1）当S1、S2都断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，由可得，电源的电压 U=I(R1+R2)=0.2A×(30Ω+30Ω)=12V （2）当S1、S2都闭合时，R1与R3并联，电流表测干路电流，电路中的总电阻 则干路电流表的示数      答：（1）电源电压为12V； （2）S1、S2都闭合时，电流表示数是0.8A。 7．研究物理问题时，我们常用简单的、易于研究的模型来代替复杂的物理原型，这种方法称为模型等效替代法。如图甲，虚线框内的电阻若用一个电阻R'来替代，即可把原电路转换为两个电阻并联的电路（如图乙所示），从而使问题的解决得以简化。图丙中电源电压U=3V不变，R1=12Ω，其余电阻值未知，测得AB间总电阻为6Ω，电流表示数为___________A；现将R1换成6Ω的电阻，则AB间总电阻变为___________Ω。 【答案】 0.5 4 【详解】[1]设AB以上部分的电阻为R2，闭合开关，R1与R2并联，电流表测干路电流，AB间总电阻为6Ω，则电流表示数为 [2]R1的电流 并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以R2的电流 I2=I-I1=0.5A-0.25A=0.25A 将R1换成6Ω的电阻后，R2的阻值和两端的电压不变，所以R2的电流不变，6Ω的R1的电流 将R1换成6Ω的电阻后，干路中的总电流 AB间总电阻 试卷第2页，共28页 / 学科网（北京）股份有限公司 $