第十七章 欧姆定律 课时练习 2025-2026学年物理人教版九年级全一册
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内容正文:
第3节 电阻的测量
课后·知能演练
一、基础巩固
1.用伏安法测量电阻器电阻的实验中,下列说法不正确的是( )
A.连接电路的过程中,开关应断开
B.电流表与被测电阻器串联,电压表与被测电阻器并联
C.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大位置
D.试触时发现电流表指针反向偏转,电压表正常,只需断开电路,将电源正、负极对调即可
2.(2024·安徽中考)在测量小灯泡电阻的实验中,小红同学根据测出的数据画出小灯泡的I-U图像如图所示。由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值____________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
3.实验小组设计了如图甲所示的电路来测量电阻器的阻值Rx,小富提出,这样只能得到一组数据,测量误差可能较大。为了减小误差,需要多次测量,应该在电路中串联一个____________。他们利用改进后的电路进行实验,并绘制出待测电阻器的电压—电流图像。如图乙所示的A、B两条图线中,____________是他们绘制出的图线。
4.(2024·四川成都中考)小张用如图所示的电路测量灯泡的电阻,电流表和电压表均选用较小的测量范围。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是____________。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是________________________。
5.(2024·江西中考)用电流表和电压表测量电阻器电阻的实验步骤如下。
(1)请在虚线框中画出用伏安法测量电阻器电阻的电路图。
(2)闭合开关前,发现电压表指针如图所示,应先对其进行____________。
(3)确认电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电流表、电压表指针分别如图甲、乙所示,此时电流表示数为____________ A,电压表示数为____________ V。
(4)调节滑动变阻器的滑片,进行多次实验。
(5)对相关数据进行处理,得出结果。
6.(2024·内蒙古中考)在测量小灯泡电阻的实验中,某同学选用标有“2.5 V”字样的小灯泡进行实验。
(1)按图甲所示连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为0,其原因可能是小灯泡____________。
(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P,电流表的示数如图乙所示,为____________ A;为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向____________(选填“A”或“B”)端移动。
(3)分析表格中记录的实验数据,可知小灯泡正常发光时的电阻约为____________ Ω(结果保留小数点后一位);实验中发现小灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越____________。
(4)某同学在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,小灯泡发光明显变亮。请依据影响导体电阻大小的因素分析,产生这一现象的原因可能是___________________。
序号
1
2
3
4
U/V
1.0
2.0
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.32
二、素养提升
7.在制作电阻器的实践活动中,同学们在实验室找到一捆镍铬合金丝,其包装上标有“横截面积1 mm2,长度10 m”的字样。为了利用这捆镍铬合金丝制作一个8 Ω的电阻器,同学们先将这捆镍铬合金丝两端的绝缘皮刮掉接到接线柱上,然后进行了如下操作。
(1)根据图甲中的电路图,以笔画线将图乙中的实物电路连接完整(要求:导线不能交叉)。
(2)闭合开关后,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现电流表、电压表均有示数,但始终不变化,出现这一现象的原因可能是____________(填字母)。
A.镍铬合金丝短路____________ B.镍铬合金丝断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变这捆镍铬合金丝两端的电压,测得多组电压及电流的值,将数据填入表格中。第三次实验时,电流表的示数如图丙所示,则测得的电流为____________ A,计算得到此次的电阻值为____________ Ω(计算结果保留两位小数)。
序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.0
0.10
10.00
2
2.0
0.21
9.52
3
3.0
(4)为了确定这捆镍铬合金丝的电阻,上表在设计时还应增加的一项内容为____________。
(5)根据实验的计算结果,要制作8 Ω的电阻器,应截取长度约为____________ m的镍铬合金丝(结果保留整数)。
三、拓展探究
8.(2024·山东济南中考)学习了用伏安法测电阻后,某小组想进一步探究导体的电阻与导体长度的关系。他们选择了如图甲所示的器材,并连接了部分电路。将固定在木板上长为15 cm的铅笔芯作为研究对象,将其标记为等长的五段,其中a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,则需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的____________(选填“A”“B”或“C”)接线柱连接。
(2)将电路连接完整后,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表都始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是____________ 。
(3)该小组排除故障后继续实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为____________ A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值。
(4)将线夹分别夹在b、c、d、e点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入的长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示。
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入的长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在如图丙所示的坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入的长度l的关系图像。
②通过分析图像可得出实验结论:在导体的材料和横截面积一定的条件下,____________。
(5)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该________________________。
参考答案
1.D 解析:连接电路过程中,为防止电路连接错误而损坏电路,应将开关断开,A正确。电流表应串联在电路中,电压表应与被测电阻器并联,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置,B、C正确。试触时发现电流表指针反向偏转,电压表正常,应将电流表的正、负接线柱对调,若将电源正、负极对调,则会使电流表正常而电压表的指针会反向偏转,D错误。
2.增大
解析:由题图可知,当灯泡两端的电压为1.0 V、2.0 V时,通过灯泡的电流分别为0.28 A、0.4 A,根据欧姆定律可知灯泡的电阻分别为R1=≈3.6 Ω,R2==5 Ω,可见,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值增大。
3.滑动变阻器 A
解析:测量电阻器的阻值时,为了减小误差,应改变通过待测电阻器的电流及两端的电压,多次测量求平均值,所以电路中应串联一个滑动变阻器,用来改变通过待测电阻器的电流及两端的电压。由于电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,所以电阻器的电压—电流图像是正比例函数图像,故A是他们绘制出的图线。
4.保护电路 移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡能否发光,两电表是否有示数
解析:将滑动变阻器的滑片移到最右端,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,起到保护电路的作用;灯泡不亮但两表有示数,说明电路是通路,但电路的总电阻较大,此时可以移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡能否发光,两电表是否有示数。
5.(1)如图所示 (2)调零 (3)0.5 2.5
6.(1)短路 (2)0.24 A (3)8.3 大 (4)捏滑片减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,减小了电阻
解析:(1)由题图甲知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流,闭合开关后,小灯泡不发光,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为零,说明电压表短路,由此推知小灯泡短路。(2)电流表的分度值为0.02 A,示数为0.24 A,小灯泡正常发光时的电流应为0.3 A,根据欧姆定律可知,电压不变时,电路中的电流变大时,电路电阻要变小,根据滑动变阻器“近下电阻小”的调阻规律,滑片应向A端移动。(3)根据表中数据可知,小灯泡正常发光时的电阻R=≈8.3 Ω,当电压为2.8 V时,小灯泡的电阻R'==8.75 Ω,由此可知,灯丝温度越高,电阻越大。(4)用力捏滑片与电阻丝接触处,减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,减小了接入电路中的电阻,电路中的电流变大,则小灯泡发光明显变亮。
7.(1)如图所示 (2)C (3)0.28 10.71 (4)电阻平均值/Ω (5)8
解析:(1)由题图甲可知,滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据“远下电阻大”的调阻规律,应将滑动变阻器的左下接线柱与镍铬合金丝的右端接线柱相连。(2)移动滑片P,电流表、电压表均有示数,且示数始终不变,说明镍铬合金丝正常接入电路,但移动滑片时滑动变阻器起不到变阻的作用,说明滑动变阻器短路,C符合题意。(3)电流表选用的测量范围是0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流为0.28 A,第三次实验时电压为3.0 V,第三次实验时测得的电阻值R3=≈10.71 Ω。(4)测量电阻器的电阻时,需要改变电阻器两端的电压进行多次测量,取每次测量的电阻平均值作为最终结果来减小误差,因此表格在设计时还应增加的一项内容为电阻平均值/Ω。(5)镍铬合金丝的电阻值R=≈10 Ω,镍铬合金丝长度10 m,因此每1 m镍铬合金丝的电阻值为1 Ω,要制作8 Ω的定值电阻,应截取长度约为l==8 m。
8.(1)B
(2)滑动变阻器断路
(3)0.26
(4)如图所示 导体的电阻与长度成正比
(5)用不同的导体进行多次实验
解析:(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据“远下电阻大,近下电阻小”的调阻规律可知,B接线柱必须接入电路,故需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的B接线柱连接。(2)将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数,说明电路是断路,将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数,说明此时电路是通路,与导线并联的部分断路,若电路中只有一处元件故障,则故障是滑动变阻器断路。(3)由题图乙知,电流表选用的测量范围是0~0.6 A,分度值为0.02 A,读数为0.26 A。(4)①根据数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线将各点连接起来;②图像是过原点的直线,可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下,导体的电阻与长度成正比。(5)只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该换用不同的导体进行多次实验,得出普遍性结论。
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$第1节 电流与电压、电阻的关系 课后 知能演练 一、基础巩固 1.如图所示,能正确表示通过某定值电阻的电流与它两端电压之间关系的图像是( ) 2.在探究电压一定时电流与电阻的关系时( ) A.调节滑动变阻器,使电路中的电流保持不变 B.调节滑动变阻器,使不同的定值电阻R两端的电压保持不变 C.使定值电阻R两端的电压成倍数变化 D.每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化 3.小军采用如图所示的电路,研究电压一定时通过某导体的电流与它的电阻的关系。他分别用5 和10 的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小军将A、B两点间的电阻R由5 更换为10 ,闭合开关后,应该( ) A.保持滑动变阻器滑片不动 B.将滑动变阻器滑片向右移动 C.将滑动变阻器滑片向左移动 D.更换阻值更大的滑动变阻器 4.在探究电阻一定时电流与电压的关系的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到_位置,分别采用5 、10 、15 的电阻进行实验,目的是_。下图是根据实验数据绘制的图像,由图像可知,电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成_关系。 5.(2024 江苏苏州中考)在图中完成探究电阻一定时电流与电压关系的电路连接,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。 二、素养提升 6.在探究导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻的关系的实验中,电路图如图甲所示。 (1)小明在实验前发现还缺少一个实验器材,请将所缺器材的电路元件符号正确连入图甲所示的电路中。实验时,先将电阻箱的阻值调为5 ,然后将滑片P调至_ (选填“A”或“B”)端,闭合开关,再调节滑片P至某一位置,电流表示数如图乙所示,读数为_ A。断开开关,将电阻箱的阻值调为10 ,再闭合开关,_(选填“能”或“不能”)立即记录电流表的示数。 (2)小华在实验过程中保持滑片P位置不变,多次改变电阻箱的阻值R,读出电流表的示数I,将多组数据描点,画出I-R图像,如图丙所示。根据小华的实验数据,_(选填“能”或“不能”)得出导体中的电流与电阻成反比的结论。 三、拓展探究 7.(2024 陕西中考)小明和小华在探究电压一定时电流与电阻的关系时,实验电路如图甲所示。 甲 乙 丙 丁 实验序号 R/ I/A 1 5 0.4 2 10 0.2 3 15 0.12 4 20 0.1 (1)请用笔画线表示导线将图甲所示电路补充完整。 (2)正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最_(选填“左”或“右”)端。闭合开关,观察到电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,则原因可能是定值电阻R_。 (3)排除故障后,小明换用不同的电阻,控制电压表示数不变进行实验,将实验数据记录在表中,并作出I-R图像,如图乙所示。小华认为小明所绘图像不合理,其理由是_。 (4)小明和小华发现,由I-R图像不能确定电流与电阻的定量关系,于是他们进一步分析数据特点,作出I-图像,如图丙所示,分析其特点,可得出:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_比。 (5)小明和小华对实验进行反思:再换用两个定值电阻,增加两组数据,使数据点分布更合理,有利于使绘出的图像更好地反映电流与电阻的关系,你建议选用_(选填“4 、7 ”或“12 、18 ”)的定值电阻。 (6)小明和小华找到一卷规格为10 /m的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取长度分别为0.4 m、0.7 m、1.2 m、1.8 m的四段,对应阻值分别为4 、7 、12 、18 。分别将它们绕成螺旋状,两端缠绕在接线柱上固定,制成四个简易定值电阻,如图丁所示。在老师的帮助下,他们对制作的电阻进行测量检验,发现测量值均偏小,原
第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
课后·知能演练
一、基础巩固
1.(2024·山东淄博中考)如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A.电流表的示数不变,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数变小,电压表的示数不变
2.右图为电梯超载报警电路简图。电源电压恒定不变,保护电阻的阻值为R0,力敏电阻的阻值R随电梯内压力的增大而减小,电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作时,若有人进入电梯,则( )
A.电流表示数减小
B.电压表示数增大
C.电压表与电流表示数之比增大
D.电压表与电流表示数之比减小
3.如图所示的电路的电源电压为1.5 V,电阻R1为2 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3 A,则( )
A.通过阻值为R1的电阻器的电流大于0.3 A
B.两个电阻器是并联的
C.电压表的示数为0.9 V
D.电阻R2为3 Ω
4.如图所示的电路的电源电压为9 V,电流表使用0~0.6 A的测量范围,电压表使用0~3 V的测量范围,阻值为10 Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5 A。为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于( )
A.20 Ω B.10 Ω C.8 Ω D.5 Ω
5.如图所示,电源电压为3 V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6 A,电流表A2的示数为0.2 A,则通过灯泡L2的电流为____________ A,灯泡L1的阻值为____________ Ω。
6.下图为灯泡L和阻值为R的定值电阻的U-I图像,若将L和此定值电阻并联在电源电压为6 V的电路中,则整个电路的总电流为____________ A;若将它们串联在电源电压为4 V的电路中,则L与此定值电阻的阻值之比为____________。
7.(2024·江西中考)如图所示,电源两端的电压为24 V,其中一个电阻器的电阻R为20 Ω。
(1)只闭合开关S,求通过电阻为R的电阻器的电流;
(2)同时闭合开关S、S1,若通过干路的电流为1.6 A,求通过电阻为R1的电阻器的电流和电阻R1的值。
二、素养提升
8.如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的读数与电流表A1的读数的比值变大
B.电流表A2的读数与电流表A1的读数的差值变大
C.电流表A2的读数变小,电压表V的读数变大
D.电压表V的读数与电流表A2的读数的比值变小
9.(2024·四川南充中考)如图所示的电路中,若甲、乙两表为电流表,闭合开关S1,断开开关S2,两表指针位置相同,则R1∶R2=____________;若甲、乙两表为电压表,闭合开关S1、S2,则两表示数之比是____________(电表每次测量时均未超过其测量范围)。
三、拓展探究
10.某学习小组在实验室探究一个热敏电阻的阻值随温度变化的关系,设计了如图甲所示的电路图,电源两端电压恒为12 V,定值电阻的阻值为R0,热敏电阻的阻值为R,电流表的测量范围是0~0.6 A,电压表的测量范围是0~15 V。
(1)同学们按电路图连接实物电路后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是热敏电阻R处发生____________(选填“短路”或“断路”)。
(2)他们排除故障后,闭合开关S,测量了该热敏电阻在不同温度下的电阻值,并绘制成如图乙所示的图像。由图像可知,热敏电阻的阻值R随温度t的增大而____________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)某次测量中,电压表示数如图丙所示,电流表示数为0.2 A,则此时热敏电阻的温度为____________ ℃。
(4)探究过程中,热敏电阻的温度变化范围为0~100 ℃,则电压表示数的变化范围为____________。
参考答案
1.A 解析:由题图知,R1与R2并联,电流表测通过R1的电流,电压表测电源电压,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2接入电路的阻值变大,因并联电路各支路互不影响,所以电流表示数不变;电源电压不变,则电压表示数不变。故选A。
2.D 解析:由题图知,保护电阻与力敏电阻串联,电流表测串联电路中电流,电压表测力敏电阻两端电压,力敏电阻的阻值大小随电梯内压力增大而减小,当有人进入电梯后,压力增大,力敏电阻阻值减小,电路的总电阻减小,则电压表分压减小,电压表示数减小,由I=得电流表示数增大;电压表与电流表示数之比为R阻值,故其比值减小,综上所述,D符合题意。
3.D 解析:闭合开关,两个电阻器是串联的,电流表测通过电路的电流,电压表测阻值为R1的电阻器两端的电压,由题意知通过两电阻的电流都为0.3 A,A、B错误。阻值为R1的电阻器两端的电压U1=IR1=0.3 A×2 Ω=0.6 V,串联电路总电压等于各部分电压之和,则阻值为R2的电阻器两端的电压U2=U-U1=1.5 V-0.6 V=0.9 V,C错误。根据欧姆定律可得定值电阻R2的阻值R2==3 Ω,D正确。
4.A 解析:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表使用0~3 V测量范围,当电压表的示数U1=3 V时,电路中的电流I==0.3 A,因串联电路中各处的电流相等,且定值电阻允许通过的最大电流为0.5 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,电流表的测量范围为0~0.6 A,由此确定电路中的最大电流为0.3 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,滑动变阻器接入电路的最小阻值RP==20 Ω,A正确。
5.0.4 15
解析:由题图可知,两灯并联,电流表A1测干路电流,大小为I=0.6 A,电流表A2测通过L1的电流,大小为I1=0.2 A,通过灯泡L2的电流为I2=I-I1=0.6 A-0.2 A=0.4 A,U1=U=3 V,由I=可得灯泡L1的阻值为R1==15 Ω。
6.0.9 1∶3
解析:若将L和阻值为R的定值电阻并联在电源电压为6 V的电路中,并联电路各支路两端电压相等,由图可知,当L和定值电阻两端电压为6 V时,IL=0.5 A,IR=0.4 A,则整个电路的总电流I=IL+IR=0.5 A+0.4 A=0.9 A;若将其串联在电源电压为4 V的电路中,由题图可知,当I'=0.2 A时,UL=1 V,UR=3 V,电源电压U=UL+UR=1 V+3 V=4 V,符合要求;根据I=的变形式R=可得RL==5 Ω,R==15 Ω,则。
7.(1)1.2 A
(2)0.4 A 60 Ω
解析:(1)当只闭合开关S,只有阻值为R的电阻接在电路中,UR=U=24 V,R=20 Ω,
根据欧姆定律可得通过阻值为R的电阻的电流IR==1.2 A。
(2)同时闭合开关S、S1,阻值为R的电阻和阻值为R1的电阻并联,通过干路的电流I=1.6 A
阻值为R1的电阻两端的电压U1=U=24 V
通过阻值为R1的电阻的电流I1=I-IR=1.6 A-1.2 A=0.4 A
则R1==60 Ω。
8.A 解析:由题图可知,闭合开关S时,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表A1测量通过滑动变阻器的电流,电流表A2测量干路中的电流,电压表测量电源电压,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V读数不变,滑动变阻器接入电路的阻值变大,由I=可知,通过滑动变阻器的电流变小,即电流表A1的读数变小,则电压表V读数与电流表A1读数的比值变大,A正确。因为并联电路各支路互不影响,所以滑动变阻器的滑片P向右移动时,通过定值电阻的电流不变,因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A2读数与电流表A1读数的差即为通过定值电阻的电流,则该差值不变,B错误。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流变小,即电流表A2读数变小,电压表V读数不变,则电压表V读数与电流表A2读数的比值变大,C、D错误。
9.4∶1 5∶4
解析:当开关S1闭合、S2断开,甲、乙为电流表时,阻值为R1的定值电阻和阻值为R2的定值电阻并联,甲电流表测阻值为R1的定值电阻所在支路的电流,乙电流表测干路电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两表指针位置相同,所以乙电流表的示数是甲电流表示数的5倍,即I甲∶I乙=1∶5,则通过两电阻的电流之比为I1∶I2=I甲∶(I乙-I甲)=1∶(5-1)=1∶4,因并联电路中各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得,并联电阻中的电流之比等于电阻之比的倒数,则R1∶R2=I2∶I1=4∶1;当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,阻值为R1的定值电阻与阻值为R2的定值电阻串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测阻值为R1的定值电阻两端的电压,因串联电路中的电流处处相等,所以两电阻两端的电压之比等于电阻之比,即U1∶U2=4∶1,因串联电路中总电压等于各串联部分两端的电压之和,所以两电压表的示数之比为U甲∶U乙=(U1+U2)∶U2=(4+1)∶4=5∶4。
10.(1)断路 (2)减小 (3)20 (4)6~11 V
解析:(1)闭合开关,电流表无示数,可初步判断电路存在断路,电压表示数约为电源电压,说明电压表到电源两极间是通路,则推断与电压表并联的热敏电阻断路。(2)由图像可知,热敏电阻的阻值R随温度t增大而减小。(3)电压表选用0~15 V测量范围,读数为10 V;电流表示数为0.2 A,根据欧姆定律知,热敏电阻R==50 Ω,根据图像知,温度为20 ℃。(4)电源电压U电源=12 V,定值电阻的电压U0=U电源-U=12 V-10 V=2 V,定值电阻的阻值为R0==10 Ω。当热敏电阻的阻值为R=110 Ω时,I==0.1 A,电压表示数U=IR=0.1 A×110 Ω=11 V;当R'=10 Ω时,I'==0.6 A,电压表示数U'=I'R'=0.6 A×10 Ω=6 V,则电压表示数的变化范围为6~11 V。
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第2节 欧姆定律
课后·知能演练
一、基础巩固
1.有一条电阻线,在其两端加1 V电压时,测得电阻值为0.5 Ω,如果在其两端加10 V电压,那么其电阻值为( )
A.0.5 Ω B.5 Ω C.0.05 Ω D.20 Ω
2.由欧姆定律I=变形可得R=,下列说法正确的是( )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端的电压和通过它的电流决定
D.导体电阻大小等于它两端的电压与通过它的电流的比值
3.一个阻值为20 Ω的定值电阻,测得通过它的电流为5 A,那么此时加在这个定值电阻两端的电压是( )
A.4 V B.10 V C.0.25 V D.100 V
4.在探究电阻一定时电流与电压的关系实验中,得到如图所示的I-U图像。由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端电压的关系及R的阻值分别是( )
A.成正比,R=10 Ω B.成正比,R=0.1 Ω
C.成反比,R=10 Ω D.成反比,R=0.1 Ω
5.将一个定值电阻接在6 V的电源上,通过它的电流为0.5 A,此时它的电阻为_________ Ω;若将该定值电阻两端的电压改为12 V,则此定值电阻为____________ Ω,通过定值电阻的电流为____________ A;若定值电阻两端的电压为0,则通过它的电流为____________ A,此时它的电阻为____________ Ω。
6.由不同材料制成的金属棒甲和乙,长度相同,横截面积不同,两者按照如图所示的方式连在一起后接在电源两端。如果此时金属棒甲和乙两端的电压相等,那么两金属棒的电阻大小关系为R甲____________(选填“大于”“等于”或“小于”)R乙。
7.一个电熨斗的电阻是0.1 kΩ,使用时通过的电流是2.2 A,则加在电熨斗两端的电压是多少?
二、素养提升
8.(多选)右图是电阻器甲和乙的I-U图像,由图像可知下列判断正确的是( )
A.甲的电阻值是20 Ω
B.甲的电阻值大于乙的电阻值
C.甲、乙串联,乙两端的电压为1 V时,甲两端的电压为3 V
D.甲、乙并联,通过甲的电流为0.1 A时,通过乙的电流为0.2 A
9.酒精浓度检测仪的工作原理有两种。
甲
(1)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为R,酒精气体敏感电阻的阻值R'随酒精浓度的增大而减小。闭合开关,驾驶员呼出的气体中酒精浓度越大,阻值R'____________,电路中的电流I____________,即电流表的示数____________,当电流表示数达到一定值时,检测仪发出报警信号。
乙
(2)如图乙所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为R,酒精气体敏感电阻的阻值R'随酒精浓度的增大而减小。闭合开关,驾驶员呼出的气体中酒精浓度越大,阻值R'____________,电路中的电流I____________,由U=IR可知,定值电阻两端的电压 ,即电压表的示数____________,当电压表示数达到一定值时,检测仪发出报警信号。
三、拓展探究
10.甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2 Ω,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地将电流表接入如图所示的电路中,则电压表应接在 (选填“A、B”或“C、D”)两点之间;若电压表和电流表的示数分别为4 V和0.5 A,则短路位置离甲地____________ km。
参考答案
1.A 解析:导体的电阻是导体本身的一种性质,不随导体两端的电压的改变而改变。
2.D 解析:导体电阻是导体自身的一种特性,电阻的大小取决于导体的材料、长度、横截面积、温度等因素,与加在它两端的电压及通过它的电流无关,A、B、C错误。由欧姆定律I=的变形式R=可知,导体电阻大小在数值上等于它两端电压与通过电流的比值,D正确。
3.D 解析:加在这个定值电阻两端的电压U=IR=5 A×20 Ω=100 V。
4.A 解析:图线是一条过原点斜向上的射线,为正比例函数,因此电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;由图像知,当R两端的电压U=5 V时,通过R的电流I=0.5 A,由欧姆定律I=得,电阻R==10 Ω。故选A。
5.12 12 1 0 12
6.等于
解析:由题意知,金属棒甲和乙串联,根据串联电路的电流规律可知,通过两金属棒的电流大小相等,如果此时金属棒甲和乙两端的电压也相等,根据公式R=可知,两金属棒的电阻相等。
7.220 V
解析:电熨斗的电阻R=0.1 kΩ=100 Ω,通过的电流I=2.2 A,根据欧姆定律,可以得出加在电熨斗两端的电压U=IR=2.2 A×100 Ω=220 V。
8.ACD 解析:甲的电阻值R甲==20 Ω,A正确。由题图知,甲是定值电阻,乙的阻值是变化的,在两图线相交时,甲的电阻值等于乙的电阻值,B错误。甲和乙串联时,通过甲、乙的电流相等,乙两端电压为1 V时,通过甲、乙的电流均为0.15 A,则甲两端的电压为3 V,C正确。甲和乙并联时,两端的电压相等,通过甲的电流为0.1 A时,甲、乙两端的电压均为2 V,则通过乙的电流为0.2 A,D正确。故选ACD。
9.(1)越小 越大 越大
(2)越小 越大 越大 越大
解析:(1)由题意知,酒精气体敏感电阻的阻值随酒精浓度的增加而减小,当酒精浓度越大,其电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,电流表测量电路中的电流,所示示数越大。(2)酒精气体敏感电阻的阻值随酒精浓度的增加而减小,由题图乙知,电路中的电流越大,则由U=IR1可知,定值电阻两端的电压越大,则电压表示数越大。
10.A、B 20
解析:电压表若接在C、D两点之间,电压表将被短路,电压表没有读数;由I=可知,连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻R==8 Ω,短路处距甲地一条输电线的电阻R'=R=×8 Ω=4 Ω,则短路位置离甲地l==20 km。
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