专题03 欧姆定律(期末复习讲义)九年级物理上学期沪科版(五四学制)
2026-01-03
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第12章 欧姆定律 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 欧姆定律的应用 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.24 MB |
| 发布时间 | 2026-01-03 |
| 更新时间 | 2026-01-03 |
| 作者 | xuekwwuli |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2026-01-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55763409.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理欧姆定律期末复习讲义通过结构化知识点梳理构建知识体系,以框架图呈现欧姆定律表达式及变形式、动态电路分析等核心内容,明确纯电阻电路适用条件及“同一性”原则,突出物理观念中运动和相互作用观念的建立,清晰展现重难点内在联系。
讲义亮点在于分层题型设计,每个知识点配套典例及变式训练,如动态电路分析中结合敏感电阻特性判断电流电压变化,培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。实验题(如电阻测量)落实科学探究要素,分层练习满足不同学生需求,为教师实施精准化复习教学提供有力支持。
内容正文:
专题03 欧姆定律(期末复习讲义)
知识点01 欧姆定律的应用
表达式: I=U/R ;变形式: U=IR 、 R=U/I ,适用于纯电阻电路,其中 I 、 U 、 R 对应同一导体或同一电路的同一时刻,不同导体不能混用。
知识点02 动态电路分析
1.并联电路中滑片移动引起的动态电路分析
2.敏感电阻引起的动态电路变化
1.敏感电阻电路模型通常是敏感电阻和定值电阻的串联电路,要弄清楚敏感电阻的特性。大多数敏感电阻的阻值随温度(或压力、光照、浓度)等因素的升高而减小。
2.根据敏感电阻阻值大小的变化判断电路中电流的变化。对定值电阻:电流和电压成正比,通过定值电阻的电流和其两端的电压同时增大或减小(同向变化);对敏感电阻:通过敏感电阻的电流和其两端的电压反向变化。
题型一 电阻和变阻器
【典例】如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.由图可知,灯泡和滑动变阻器的下半段被导线短路,灯泡不亮,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度,故A不符合题意;
B.滑动变阻器的上半段被短路,灯泡和滑动变阻器的下半段是并联的,灯泡两端电压始终等于电源电压,所以滑动变阻器不能改变灯泡的亮度,故B不符合题意;
C.滑动变阻器和灯泡是串联的,移动滑动变阻器的滑片,改变接入电路中的电阻,改变电路中的电流,改变灯泡的亮度,故C符合题意;
D.灯泡和滑动变阻器都被导线短路,灯泡不能发光,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度,故D不符合题意。
故选C。
【变式1】如图所示的滑动变阻器结构示意图,A、B、C、D是它的四个接线柱。现将此滑动变阻器接入电路,当滑片P向D接线柱滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则接入电路的接线柱可能是( )
A.A和B B.B和D C.D和C D.C和A
【答案】B
【详解】滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的大小。电阻丝的电阻与其长度成正比。 题目要求当滑片P向D接线柱(即向右)滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小。这意味着接入电路的电阻丝长度变短。
A.若接入电路的接线柱是A和B,则接入电路的是滑动变阻器的全部电阻丝,其阻值最大且为定值,移动滑片P时,电阻不变。故A不符合题意;
B.若接入电路的接线柱是B和D,则接入电路的电阻丝是PB段。当滑片P向D接线柱(即向右)滑动时,电阻丝PB段的长度变短,接入电路的电阻减小。故B符合题意;
C.若接入电路的接线柱是D和C,则接入电路的是一根金属棒,其电阻几乎为零,移动滑片P时,电阻不变。故C不符合题意;
D.若接入电路的接线柱是C和A,则接入电路的电阻丝是PA段。当滑片P向D接线柱(即向右)滑动时,电阻丝PA段的长度变长,接入电路的电阻增大。故D不符合题意。
故选B。
【变式2】如图所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,分别将三根横截面积相同的金属丝接入电路。下列说法错误的是( )
A.电流表示数越大,表明接入电路中的金属丝的电阻越小
B.该实验用到控制变量法和转换法
C.该电路可以探究导体的电阻大小是否跟导体的长度有关
D.该电路可以探究导体的电阻大小是否跟导体的横截面积有关
【答案】D
【详解】A.电阻对电流有阻碍作用,电阻越大,阻碍作用越大,通过电流越小,电流表示数越大,表明接入电路中的金属丝的电阻越小,故A正确,不符合题意;
B.在这个实验中,探究影响导体电阻大小的因素时,需要控制其他因素不变,只改变一个因素来研究其对电阻的影响,用到了控制变量法;同时通过电流表示数的大小来反映导体电阻的大小,用到了转换法,故B正确,不符合题意;
C.该电路中可以选取同一根金属丝,通过改变接入电路中金属丝的长度,来探究导体的电阻大小是否跟导体的长度有关,故C正确,不符合题意;
D.因为实验中使用的三根金属丝横截面积相同,没有不同横截面积的金属丝进行对比,所以该电路不可以探究导体的电阻大小是否跟导体的横截面积有关,故D错误,符合题意。
故选D。
题型二 欧姆定律的应用
【典例】小华给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为,定值电阻的阻值为,湿敏电阻的阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为时,与两端电压之比为
D.当电路中电流为时,空气湿度为
【答案】D
【详解】AB.分析电路图可知,湿敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R0电压。由乙图可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,则电路总电阻越小,根据可知电流越大,根据可知电压表示数越大,故AB错误;
C.当空气湿度为时,R的阻值为30Ω,串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
与两端电压之比为,故C错误;
D.当电路中电流为时,由欧姆定律得,电路电阻为
此时R的阻值为
由图乙可知,此时空气湿度为,故D正确。
故选D。
【变式1】如图是灯泡L和定值电阻R的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图线是小灯泡L的图像
B.根据定值电阻R的图线可求得其阻值为
C.若将灯泡L和定值电阻R串联在的电路中,此时灯电阻为
D.若将灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为的电路中,电路总电流为
【答案】C
【详解】首先明确:定值电阻的图像是过原点的直线(电阻不变),灯泡的图像是曲线(电阻随温度变化)。因此甲是定值电阻的图像,乙是灯泡的图像。
A.甲是定值电阻的图像,乙才是灯泡的图像,故A错误;
B.由甲图(定值电阻),取、,则
不是,故B错误;
C.串联时电流相等,总电压为。结合图像,当时,灯泡的电压,定值电阻的电压,满足
此时灯泡电阻
故C正确;
D.并联时电压均为,由图像:灯泡的电流,定值电阻的电流,总电流
不是,故D错误。
故选C。
【变式2】李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A
B.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A
C.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零
【答案】C
【详解】A.由图像可知,当时,,故A正确,不符合题意;
B.当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,,由图知,,根据并联电路电流规律可得,
故B正确,不符合题意;
C.当甲乙两端的电压均为3V时,,,,结合欧姆定律可得,,故C错误;符合题意;
D.电阻的大小与两端的电压无关,所以导体两端的电压为零时电阻的阻值不变,故D正确,不符合题意。
故选 C。
题型三 动态电路分析
【典例】小明同学在物理实践活动中,设计了如图所示的四种用电流表或电压表测量重物重力的电路,其中是滑动变阻器,是定值电阻,电源两极间电压恒定。四个电路中有一个电路能实现重物重力增大,电表示数增大,这个电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.电路为并联电路,电流表测量干路中的电流,当重物重力增大,压力增大时,滑动变阻器滑片向下移动,接入电路的阻值增大,电路的总电阻增大,电流表的示数减小,故A不符合题意;
B.电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当重物重力增大,压力增大时,变阻器滑片向下移动,接入电路的电阻增大,根据串联电路分压规律可知,两端的电压会变大,即电压表的示数变大,故B符合题意;
C.电路为并联电路,电流表测量定值电阻支路中的电流,因并联电路的各支路互不影响,所以无论重物重力增大或减小引起滑动变阻器支路的电阻增大还是减小,定值电阻支路中的电流都不会改变,即电流表的示数不变,故C不符合题意;
D.电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压,当重物重力增大,压力增大时,滑动变阻器滑片向下移动,接入电路的电阻增大,根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器两端电压增大,则两端的电压变小,即电压表的示数变小,故D不符合题意。
故选B。
【变式1】如图所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻。闭合开关S,若从左向右移动滑动变阻器R的滑片,所有电表的示数均不超量程,则此过程中( )
A.V1、V2和A表的示数均增大
B.V1表的示数增大,V2表和A表的示数减小
C.V2表的示数与V1表的示数的差值减小
D.V1表的示数变化量小于V2表的示数变化量
【答案】C
【详解】AB.R1与变阻器串联后再与R2串联,V1测变阻器的电压,V2测R1与变阻器的电压,电流表测电路的电流,若从左向右移动滑动变阻器R的滑片,变阻器连入电路的电阻变大,电路的电阻变大,由欧姆定律可知电路的电流变小,根据U=IR可知,R2的电压变小,根据串联电路电压的规律, V2示数增大,故AB不符合题意;
C.根据串联电路电压的规律,V2表的示数与V1表的示数的差值即R1的电压,根据U=IR可知,V2表的示数与V1表的示数的差值减小,故C符合题意;
D.根据串联电路电压的规律,V2表的示数变化量等于R2的示数变化量,根据串联电路电压的规律,变阻器增大的电压等于两定值电阻电压减小量之和,故V1表的示数变化量大于V2表的示数变化量,故D不符合题意。
故选C。
【变式2】如图甲是科技小组制作的体重秤的电路图,其中为压力传感器,其电阻与所受压力的关系如图乙所示,它的表面面积为。电源电压为24V,,用一只量程为的电流表的示数表示体重,g取,下列说法正确的是( )
A.人的体重越重,电流表的示数越小
B.当没有称重时,电流表的示数为
C.体重秤的最大称量质量为80kg
D.体重60kg的人,站立时对体重秤的压强为
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,压敏电阻和定值电阻串联,根据图乙可知,人的体重越大,压敏电阻所受的压力越大,压敏电阻的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律知,电路中电流越大,电流表示数越大,故A错误;
B.当体重秤不站人,即压敏电阻受到的压力为0时,由图乙可知,压敏电阻的阻值为,根据串联电路的电阻特点可知,电路的总电阻
则电路中的电流
故B错误;
C.当电流表示数为时,电路的总电阻
根据串联电路的特点知
根据图乙可知,压敏电阻所受压力800N,即重力为800N,则体重计的最大称量为
故C正确;
D.人站立时对体重秤的压力等于重力,即
双脚站立时与体重秤的接触面积约为,则站立时对体重秤的压强
故D错误。
故选C。
题型四 电阻的测量
【典例】如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路( )
A.只有② B.只有①② C.只有②③④ D.①②③④均可以
【答案】C
【详解】①.由电路图可知,S接1或2时,通过电压表的电流的方向会发生变化,有一次测量时电压表的指针会反向偏转,无法读取电压表的示数,故①不符合题意;
②.根据图可知,闭合S1、S2,电路为Rx的简单电路,电压表测量电源电压U;只闭合开关S1,两电阻串联,电压表测量Rx两端电压为Ux;根据串联电路的电压关系可求出两电阻串联时定值电阻R0两端的电压,根据欧姆定律可求出两电阻串联时通过定值电阻R0的电流,则可得出串联时通过Rx的电流,再根据欧姆定律可求出Rx的阻值。故②符合题意;
③.闭合S1、S2时,电路是只有Rx的简单电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;闭合S1、断开S2,两电阻串联,电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式
可求出Rx的阻值,故③符合题意;
④.闭合S1,S接2时,R0和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U;闭合S1,S接1时,Rx和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,读出电流表的示数,根据电流表示数和电源电压,利用可以求出Rx的阻值,故④符合题意。
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式1】小明设计了如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,小明发现电流表指针在零刻度线右边,接下来小明应当进行的操作是 ;
(3)排除电流表问题后,正确连接电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“”或“”)端;
(4)闭合开关,将滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,为 A,则的阻值为 ;
(5)小华认为这个结果不可靠,应该移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,再多测量出几组数据。多次测量的目的是 ;
(6)在实验过程中,小明所使用的电流表突然坏了。在老师的指导下,小明增加了一个已知阻值的电阻和一个开关,设计和连接了如图丙所示的电路测量未知定值电阻的阻值。主要操作步骤如下:
①闭合开关和,电压表的示数为;
②开关保持闭合,只断开开关,电压表的示数为;
③的阻值为 (用含、、的式子表示)。
【答案】(1)
(2)将电流表调零
(3)B
(4) 0.5 4
(5)取平均值,减小误差
(6)
【详解】(1)用电压表测量电阻两端电压,电流表测量通过电阻的电流,根据公式即可算出电阻的阻值,所以该实验的原理是。
(2)闭合开关前,电流表指针不在零刻度线,说明电流表未调零,所以接下来的操作是将电流表调零。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处来起到保护电路的作用,由甲图可知,滑动变阻器接了左下柱,所以滑片应位于右端即B端。
(4)[1]电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A。
[2]此时电压表示数即电阻两端电压为2V,所以电阻阻值为
(5)由于实验就进行了一次,数据可能不准,误差较大,所以应多测几组数据来求平均值,达到减小误差的目的。
(6)闭合开关和,电阻R0短路,电路中只有Rx正常工作,所以此时电压表示数U1为电源电压;开关保持闭合,只断开开关,电阻R0和Rx串联。电压表示数U2为Rx两端电压,根据串联电路电压规律可知,R0两端电压为
根据串联分压公式可得,
由此可得Rx的阻值为
【变式2】为了研究“导体对电流阻碍作用的大小”,小军利用同种合金材料制成的三条电阻丝(不考虑温度对电阻的影响)进行实验,已知:长度相同,粗细相同。小军如图甲所示连接电路,依次将三条电阻丝接入电路,每次闭合开关后,观察电流表的示数,发现三次电流表示数逐渐变大。
(1)根据实验现象可以得出以下结论:
①电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体 有关。
②电阻丝 的阻值最小(选填“a”、“b”或“c”)。
(2)小军要测量电阻丝的电阻值,他又添加了电压表、滑动变阻器和若干导线。
①小军按照自己设计的电路图连接的实物电路如图乙所示,小乐发现电路连接有一处错误,请你在错接的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的接线 。
②小军改正错误的电路连接后,进行实验。闭合开关,当滑片移到某一位置时,电压表的示数如图丙所示,电阻丝两端的电压为 V,此时,电流表的示数为,则 。
【答案】(1) 长度 c
(2) 1.2 4
【详解】(1)[1]同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝中,a、b长度相同,b、c粗细相同,不考虑温度对电阻的影响时,三个电阻丝分别接入电路时,电流表的示数不同,说明三个电阻丝的阻值不相等,故可得结论电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体长度有关。
[2]由题意可知,依次将a、b、c三条电阻丝接入电路,三次电流表示数逐渐变大,所以电源的电压一定时,由可知,c电阻丝的阻值最小。
(2)[1]由图乙可知,乙图中a电阻丝被短路了,应将电压表并联在a电阻丝两端,电流表测量通过a电阻丝的电流,修改图如下:
[2][3]由图丙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为1.2V,电阻丝的阻值为
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.一导体两端的电压为时,通过的电流为,下列方法中能够改变导体电阻大小的是(不计温度对电阻的影响)( )
A.改变导体的长度 B.改变通电的时间
C.改变通过的电流 D.改变两端的电压
【答案】A
【详解】A.电阻是导体自身的一种特性,它由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,改变导体的长度能改变导体电阻大小,故A符合题意;
BCD.电阻是导体自身的一种特性,它由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与加在导体两端的电压和通过导体的电流大小以及通电的时间无关,故BCD不符合题意。
故选A。
2.小华同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的I-U图像。下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体甲的电阻为10Ω
C.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路电流为0.9A
D.将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过它们的电流为0.3A
【答案】C
【详解】AB.由图像中信息与欧姆定律得,导体甲的电阻为
导体乙的电阻为
导体甲的电阻小于导体乙的电阻,故AB错误;
C.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,甲、乙的电压均为3V,由图像中信息可知,此时甲、乙的电流分别为0.6A、0.3A,由并联电路电流特点得,干路电流为
故C正确;
D.将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,串联电路电流处处相等,由图像中信息可知,当甲、乙的电流均为0.2A时,甲、乙的电压分别为1V、2V,由串联电路电压特点得,此时电源电压为
符合题意,则此时通过它们的电流为0.2A,故D错误。
故选C。
3.小睿想制作一个调光灯,但滑动变阻器发生故障无法继续使用,他把一段物体用线夹连入电路,改变线夹位置起到了改变电阻的作用,如图所示。在下列选项所列物体中,为了使现象更明显,他的最佳选择应该是( )
A.长15cm、直径5mm的铜棒
B.长15cm、直径5mm的橡胶棒
C.长1.5cm、直径2mm的铅笔芯
D.长15cm、直径2mm的铅笔芯
【答案】D
【详解】为了使调光现象更明显,需要所选物体的电阻有较大的变化范围,导体的电阻大小与材料、长度和横截面积有关;
A.铜棒是导体,其电阻率很小,长15cm的铜棒电阻非常小,改变其接入电路的长度,电阻变化微乎其微,灯泡亮度几乎不变,故A不符合题意;
B.橡胶棒是绝缘体,电阻极大,接入电路后,电路中几乎没有电流,灯泡不会亮,故B不符合题意;
CD.铅笔芯的主要成分是石墨,是导体,电阻率比金属大,可以用来改变电路中的电阻,长度为1.5cm的铅笔芯,其最大电阻值较小,电阻变化范围也较小,长15cm的铅笔芯的最大电阻更大,电阻可调范围也更大,能使电路中电流变化更显著,从而使灯泡亮度变化更明显,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.某定值电阻两端的电压为时,通过的电流为,则该定值电阻的阻值为 ;当该定值电阻两端的电压为时,通过的电流为 A,当它两端电压为0时,该电阻的阻值为 。
【答案】
10
0.4
10
【详解】[1][2][3]某定值电阻两端的电压为时,通过的电流为,则该定值电阻的阻值为
当该定值电阻两端的电压为时,通过的电流为
电阻的阻值与电阻的材料、长度和横截面积等有关,与电阻两端电压无关,当它两端电压为0时,该电阻的阻值为
5.如图所示是小文同学设计的一种自动测定油箱内油面高度的装置。图中油量表是用 表改装的;当油箱中的油面上升时,R2接入电路的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),此时油量表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 电流 变大 变小
【详解】[1][2][3]油量表串联在电路中,所以是电流表改装的。油面上升时,浮标上升,滑片P向下移动,R2接入电路中的电阻变大,串联总电阻变大,电路中电流变小,油量表示数变小。
6.电源电压保持不变,在甲乙两处分别接入电压表,闭合开关S,测得,则 ;断开开关S,拆去电压表换成电流表,则电流表的示数 。
【答案】 1∶2 1∶2
【详解】[1]在甲乙两处分别接入电压表,闭合开关S,由电路图可知,此时电阻和电阻串联,甲电压表测电阻两端电压,乙电压表测电阻两端电压,已知,即,根据串联分压规律和串联电路电流处处相等可知,电阻和电阻的阻值之比为
[2]断开开关S,拆去电压表换成电流表,此时电阻和电阻并联,甲电流表测通过电阻的电流,乙电流表测通过电阻的电流,此时电流表的示数之比为
7.如图甲所示的是旋转式变阻器,它是通过改变接入电路的弧形电阻片的长度来改变其连入电路的电阻大小的。将该旋转式变阻器如图乙所示的接线方式接入到串联电路中,当轴沿顺时针方向旋转时,它的电阻会 (选填“变大”“变小”或“不变”),如果其它条件都不变,电路中的电流会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变小 变大
【详解】[1][2]图中旋转式变阻器的B、C两接线柱连入电路,则连入电路的弧形电阻片是PB段,当轴顺时针旋转时,它接入电路的电阻丝的长度变短,则接入电路的电阻将变小;其它条件都不变,电流变大。
8.如图所示的滑动变阻器的铭牌上标有“30Ω 2A”的字样,当A、B接入电路中时,变阻器接入电路的电阻为 Ω;将B、D接入电路,闭合开关前滑片P应放在最 (选填“左”或“右”)端。
【答案】 30 左
【详解】[1]当A、B接入电路中时,滑动变阻器的电阻丝全部接入电路,即滑动变阻器接入电路的电阻为。
[2]将B、D接入电路,闭合开关前,为了保护电路,滑片P要移到最大阻值处,即移到最左端。
9.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻均为定值电阻,其中。闭合开关S,将单刀双掷开关接1时,电压表示数为1.5 V;将切换接2时,电压表示数为2 V,此时电路中的电流为 A;则定值电阻的阻值为 。
【答案】 0.1 10
【详解】[1]由电路图可知,将切换接2时,和串联,电压表测两端的电压,此时电路中的电流为
[2]将切换接2时,电源电压为……①
闭合开关S,将单刀双掷开关接1时,和串联,电压表测两端的电压,此时电路中的电流为
此时电源电压为……②
因为电源电压相等,由①②可得。
10.在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中,实验器材有电压6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器(40,0.5A)和开关各一个、定值电阻4个(5、10、20、25)及导线若干。
(1)如图甲所示的实物图的连接,为使滑片P向左移动时,电流表的示数变大,导线C应该连接到滑动变阻器 端(选填“A”或“B”);
(2)正确连接电路后,试触时,发现电压表指针迅速偏向最右端,电流表示数为零,则电路中出现的故障可能是定值电阻R0 ;
(3)排除故障后,小芳做了三次实验,并将数据描绘出如图乙所示的图像。三次实验中,滑片P的位置最靠近B端的是第 次实验(选填“①”“②”或“③”)。小芳进一步处理数据后得出正确结论。
(4)当小芳改用25的电阻继续做实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P,都无法使定值电阻R0的电压达到实验要求的值。仔细分析后,就用现有的器材,不改变电源电压的前提下小芳可以采用 的方法来继续完成该实验。
【答案】(1)A
(2)断路
(3)③
(4)把或的定值电阻跟滑动变阻器串联
【详解】(1)滑片P向左移动时,电流表示数变大,就应使滑片P向左移动,变阻器连入电路的阻值变小,导线C应连接到变阻器的接线柱A端
(2)试触时发现电压表指针快速向右偏转,电流表示数为0,说明电路存在断路性故障,可能是定值电阻R0断路。
(3)由图像可以看出,每次实验定值电阻两端电压都等于2V,每一次实验,滑动变阻器两端电压都等于4V。根据串联电路分压原理,每一次滑动变阻器连入的阻值都等于定值电阻的2倍。第③次实验定值电阻最大等于,滑动变阻器需要连入,所以第③次实验变阻器连入的阻值最大,第③次实验滑片P的位置最靠近B端。
(4)根据前面的分析,每一次实验,滑动变阻器连入电路的阻值都等于定值电阻的2倍,当用的定值电阻实验时,滑动变阻器需要连入的阻值是。而本题中的滑动变阻器最大阻值只有,所以无论怎样移动滑片都无法使电压表示数达到要求的值。利用现有器材,要想完成实验,需要把或的定值电阻跟滑动变阻器串联。
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
11.如图所示,把一块直角梯形电阻片沿虚线分割成长度相同的电阻和,按图示方向串联接入同一电路,此时两端的电压分别为,通过它们的电流分别为,下列大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】ABC.串联电路中电流处处相等,即;由图可知,和长度相同,但的横截面积小于的横截面积。横截面积越小,则越大,故,故ABC错误;
D.由,串联电路中相同,且,因此,D正确。
故选D。
12.如图所示,小明用甲、乙两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,他将甲夹子固定在一端,乙夹子在铅笔芯上滑动,观察小灯泡的亮度变化。下列说法中正确的是( )
A.将乙夹子远离甲夹子移动时灯泡变亮
B.实验中主要是改变了铅笔芯接入电路部分的横截面积
C.实验通过灯泡的亮暗反映铅笔芯接入电路的电阻大小
D.实验中可以用电压表替换灯泡也能完成本实验,更准确
【答案】C
【详解】A.将乙夹子远离甲夹子时,铅笔芯接入电路的长度变长,根据电阻与长度的关系(材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大),铅笔芯的电阻R增大;由欧姆定律(电源电压U不变),电路电流I减小,灯泡的实际功率(R灯为灯泡电阻)减小,灯泡应变暗,并非变亮,故A错误;
B.实验中乙夹子在铅笔芯上滑动时,铅笔芯接入电路的横截面积未改变,改变的是接入电路的长度,故B错误;
C.在电源电压不变的情况下,铅笔芯的电阻越大,电路电流越小,灯泡的实际功率越小,灯泡越暗;反之,电阻越小,灯泡越亮。因此实验通过灯泡的亮暗可以反映铅笔芯接入电路的电阻大小,这是转换法的应用,故C正确;
D.若用电压表替换灯泡,电路会处于断路状态,电压表仅能测量电源电压,无法随铅笔芯电阻的变化而改变示数,不能反映电阻的大小变化,无法完成实验,故D错误。
故选C。
13.如图所示的电路中,R为光敏电阻,其电阻值随光照强度增大而明显减小。当开关S闭合,光照强度逐渐增强时,下列判断中正确的是( )
A.电流表和电压表的示数均变大,灯L变亮
B.电流表和电压表的示数均变小,灯L变暗
C.电压表的示数变小,电流表的示数变大,灯L变亮
D.电压表的示数变大,电流表的示数变小,灯L变暗
【答案】C
【详解】由图可知,灯泡和光敏电阻串联,电压表测量光敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流。由题意可知,当光照强度逐渐增强时,光敏电阻阻值减小,则电路的总电阻变小,根据,电路中电流变大,则电流表示数变大;由可知,灯L两端的电压变大,由串联电路电压规律可知,光敏电阻R两端的电压变小,即电压表示数变小;灯两端的电压变大,通过的电流变大,则灯泡L变亮,故C正确,ABD错误。
故选C。
14.如图1所示,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,坐标系中描绘了相对应的点,如图2所示,下列判断正确的是( )
A.电源电压为8V B.的阻值为20Ω
C.的阻值为10Ω D.S接2时通过的电流为0.2A
【答案】D
【详解】AB.开关S接1时,R1单独接入电路,此时电压表测电源电压,电流表测电路中电流;开关S接2时,R1、R2串联,此时电压表测R1两端的电压,电流表测电路中电流。根据串联电压规律结合图2可知,开关S接1时,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,则电源电压为6V,则R1的阻值为
故AB错误;
CD.开关S接2时,电压表示数为2V,电流表示数为0.2A,根据串联电流规律,通过R2的电流为0.2A,根据串联电压规律,此时R2两端的电压为
则R2的阻值为
故C错误,D正确。
故选D。
15.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在滑杆的右端,从电表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。油箱内的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电表的示数发生变化。下列说法中正确的是( )
A.图中的电表应是电流表
B.图中的电表应是电压表
C.当油箱中油量减少时,电表示数变大
D.当油箱中油量减少时,电阻R0两端电压变大
【答案】A
【详解】AB.图中电表串联连接,应为电流表,故A正确,B错误;
C.当油量减少时,浮子下降,滑片向上移动,滑动变阻器电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流变小,电表示数变小,故C错误;
D.当油量减少时,滑动变阻器电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流变小,电路中电流变小,由可知,R0两端电压变小,故D错误。
故选A。
16.在如图甲所示电路中, 电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω 。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则下列说法不正确的是( )
A.通过R2的电流为0.2A B.通过R1的电流为0.8A
C.电源电压为16V D.R2的电阻值为5Ω
【答案】D
【详解】R1、R2并联,电流表A1、A2分别测量R2的电流、干路电流,干路电流大于R2的电流,电流表A1、A2指针偏转角度相同,则电流表A1、A2的量程分别为0~0.6A、0~3A,分度值分别为0.02A、0.1A,示数分别为0.2A、1A,则R2的电流、干路电流分别为0.2A、1A,由并联电路电流特点得,通过R1的电流为
由欧姆定律得,电源电压为
R2的电阻值为
故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
17.小明在科技小组活动中制作了一个如图甲所示的简易调光台灯,其内部电位器的结构如图乙所示,a、b、c是电位器的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。电源电压恒定,当顺时针旋转旋钮时,台灯逐渐变亮,则电位器的连接情况是( )
A.接入a、b接线柱且与灯泡串联
B.接入b、c接线柱且与灯泡串联
C.接入a、c接线柱且与灯泡并联
D.接入b、c接线柱且与灯泡并联
【答案】B
【详解】A.选择a、b接线柱且与灯泡串联,当旋钮带着滑片顺时针旋转时,接入电路的电阻丝长度变长,电位器接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,电流减小,灯逐渐变暗,故A不符合题意;
B.选择b、c接线柱且与灯泡串联,当旋钮带着滑片顺时针旋转时,接入电路的电阻丝长度变短,电位器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,电流增大,灯逐渐变亮,故B符合题意;
CD.电位器与灯泡并联时,电位器的电阻变化不会影响灯泡所在支路的电流,灯泡亮度不会改变,故CD不符合题意。
故选B。
18.小美在探究电流与电阻的关系时,设计了实物图如甲所示。其中电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为25Ω,阻值为5Ω、10Ω、25Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(1)电路中有一根导线连接错误,请在这根导线上画上“×”,再用笔画线表示导线,改接到正确的位置上;
(2)小美先用5Ω电阻实验,闭合开关,调节滑片P,读出电压表的示数,并记录此时电流表的示数;断开开关将5Ω电阻换成10Ω,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)调节滑片P,使电压表的示数相同;由乙图可知此实验中电压表的读数为 V;
(3)根据图乙数据可得出该实验的结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是( )
A.调高电源电压
B.换用阻值更大的滑动变阻器
C.将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】(1)
(2) 左 2.5
(3)反比
(4)B
【详解】(1)在探究电流与电阻的关系实验中,电压表应与定值电阻并联。电路中电压表连接错误,应将电压表与定值电阻并联,即将定值电阻右侧连接电流表的导线,改接到电压表的负接线柱上,如图所示:
(2)[1]当把5Ω电阻换成10Ω电阻时,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大。为了使电压表的示数相同,即控制定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,所以应向左调节滑片P。
[2]由图乙可知,电流与电阻的乘积不变,即此实验中电压表的示数为
(3)根据图乙数据,电阻增大,电流减小,且电流与电阻的乘积是一个定值,即电阻两端电压一定,所以可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)AB.实验时更换为50Ω的定值电阻后,电路中的电流
需要的滑动变阻器的阻值为
滑动变阻器的最大阻值为25Ω,无法满足实验要求,因此无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数为2.5V,说明滑动变阻器最大阻值太小;要想完成实验,可以减小电源电压,使滑动变阻器分得的电压减小,所需滑动变阻器的阻值减小,或换用阻值更大的滑动变阻器,能增大滑动变阻器的分压能力,从而可以使定值电阻两端电压达到原来的数值,故B符合题意,故A不符合题意;
C.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻两端的电压,现在测变阻器两端的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,接入50Ω的电阻实验时,无论怎样移动滑片,都不能使定值电阻两端的电压减小到2.5V,所以不能完成这次实验,故C不符合题意。
故选B。
19.小赵在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50Ω 1A”,乙“10Ω 2A”)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
(2)开关闭合前滑片应置于 (选填“A”、”B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 ;
(4)排除故障后,依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(5)上述实验中,小赵用R=20Ω电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(6)为完成整个实验,小赵应该选取滑动变阻器 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)
(2)A
(3)定值电阻断路
(4)反比
(5) B 2
(6)甲
【详解】(1)由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,对应的实物图如图所示:
(2)为了保护电路,开关闭合前,滑片应置于阻值最大的A端。
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,说明电路出现断路现象,且电压表与电源相连接,则故障原因可能是定值电阻断路。
(4)由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻的乘积为定值,说明电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)[1][2]由图丙与欧姆定律得,定值电阻的电压控制为
上述实验中,小赵用电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,由串联分压可知电压表的示数减小,闭合开关,为了控制定值电阻的电压不变,需要增大电压表的示数,由串联分压可知,他应向B端移动滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器接入电路中的电阻,使电压表示数为2V时,读出电流表的示数。
(6)由串联电路电压特点得,滑动变阻器的电压为
串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
则定值电阻的电阻越大,滑动变阻器接入电路中的电阻越大;当接入20Ω定值电阻时,滑动变阻器接入电路中的电阻为
实验中所用滑动变阻器的最大阻值不低于40Ω,则为完成整个实验,小赵应该选取滑动变阻器甲。
20.如图所示,已知电源电压为,闭合开关,电压表的示数为,通过灯泡的电流为,不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)灯泡两端的电压。
(2)灯泡的电阻。
(3)若将灯泡换成导线接入电路,求通过灯泡的电流。
【答案】(1)4.5V
(2)15Ω
(3)0.8A
【详解】(1)由电路图可知,灯泡和串联,电压表测量两端的电压,电压表测量两端的电压。
根据串联电路的电压规律,电源电压等于各用电器两端电压之和,即。已知电源电压,两端的电压。所以,灯泡两端的电压为
(2)根据欧姆定律,可得灯泡的电阻。已知两端的电压,通过的电流。灯泡的电阻为
(3)若将灯泡换成导线,电路中只有灯泡。此时两端的电压等于电源电压,即。由于不考虑温度对灯丝电阻的影响,灯泡的电阻不变,仍为15Ω。根据欧姆定律,此时通过灯泡的电流为
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
21.从清晨被电子闹钟唤醒,到夜晚灯光照亮归途,电贯穿生活的每个角落。电是科技运转的脉搏,也是生活舒适便捷的基石,无可替代。
(1)上海地区照明电路的电压为 伏,家中用电器间是 连接的(选填“串联”或“并联”),家中多使用一个用电器,干路电流 (选填“增大”或“减小”)。
(2)某导体两端的电压为3伏,通过导体的电流为0.3安,当导体两端电压为9伏时,其电阻为 欧;如果通过该导体的电流为0.5安,则导体两端电压为 伏。
(3)家用电热水壶正常工作时的电流约为________
A.0.1安 B.0.5安 C.1安 D.6安
(4)下列关于电荷、电流、电压的说法,正确的是( )
A.验电器的原理是异种电荷相互吸引
B.电荷只要移动,就一定能形成电流
C.电路中有持续电流,电路两端就一定有电压
D.在导体液体中可能是自由移动的正、负离子,所以电流的方向不能确定
(5)投影仪内的灯泡由于发光而温度很高,必须用风扇降温。使用投影仪时,首先要打开风扇,待确认风扇正常运转后,再通电让灯泡发光。如图2电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
(6)如图甲是亮度可调台灯,电位器是调节其亮度的装置。电位器实际是滑动变阻器,如图乙是电位器的结构示意图,这是通过改变电阻丝接入电路中的 来改变电阻,如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,接入电路两接线柱为 。
A.“a和b” B.“b和c” C.“a和c”
【答案】(1) 220 并联 增大
(2) 10 5
(3)D
(4)C
(5)C
(6) 长度 B
【详解】(1)[1]我国家庭照明电路电压为220V,则上海地区照明电路的电压为220V。
[2]家中用电器间互不影响,是并联的关系。
[3]根据并联电路的电流规律,家中多使用一个用电器,电压不变,每多使用一个用电器,电路中多加一条支路,原来支路电流不变,则干路电流增大。
(2)[1]某导体两端的电压为3V,通过的电流为0.3A,则导体电阻为
导体电阻与电流、电压无关,所以当导体两端电压为9V时,其电阻不变,仍为10Ω。
[2]如果通过该导体的电流为0.5A,则导体两端电压为
(3)根据生活实际可知,家用电热水壶正常工作时的电流较大,约为5~10A,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)A.验电器的原理是同种电荷相互排斥,故A错误;
B.电荷发生定向移动才能形成电流,故B错误;
C.电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因,所以电路中有持续电流,电路两端就一定有电压。故C正确;
D.正、负电荷发生定向移动均能形成电流。物理学中将正电荷定向移动的方向规定为电流方向。故D错误。
故选C。
(5)由题意可知,电风扇能独立工作,也能与灯泡同时工作,所以电风扇与灯泡并联;使用投影仪时,首先要打开风扇,待确认风扇正常运转后,再通电让灯泡发光。所以干路上有一个开关控制整个电路,只有干路开关闭合电风扇先启动,灯泡支路中有一个开关单独控制灯泡,再将支路开关闭合,灯泡才能通电发光,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(6)[1][2]电位器就是一个变阻器,是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻,从而改变电路中的电流的。如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,即电路中的电流变大,电位器连入电路中的电阻变小,连入电路中电阻丝的长度要变短,接入电路两接线柱为b、c时,顺时针旋转旋钮时电位器连入电路中电阻丝的长度会变短,符合要求。故选B。
22.学习电学知识后,小赵同学对生活中的电路进行观察与研究。
(1)小赵发现教室里的一个开关可以同时控制几盏灯,一盏灯坏了其他灯也能继续工作,于是判断这些灯之间的连接方式是 ;教室的灯工作时两端的电压为 伏;多开一盏灯,教室中的总电流将 (选填“增大”或“减小”)。
(2)如图甲所示,小赵发现家里调光台灯的旋钮,是一种电位器,实质是一种变阻器。调节旋钮能改变台灯的亮暗程度,电位器必须与灯泡 (选填“串联”或“并联”)。已知电位器接入电路的电阻越小,灯泡两端电压越大,如图乙所示,若要实现沿顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变暗,必须将 和 两个接线柱接入电路。
(3)在如图所示电路中的圆内填上电流表、电压表的符号,要求:移动滑片的过程中,通过的电流大小不变,且使电路可以正常工作。
【答案】(1) 并联 220 增大
(2) 串联 B A
(3)
【详解】(1)[1]一个开关可以同时控制几盏灯,一盏灯坏了其他灯也能继续工作,各灯泡之间互不影响,这些灯之间的连接方式是并联的,开关在干路。
[2][3]家庭电路的电压为220V,教室的灯工作时两端的电压与家庭电路的电压相同,为220伏;多开一盏灯,增加一条支路,其它支路的电流不受影响,由并联电路中,干路电流等于支路电流之和可知,教室中的总电流将增大。
(2)[1]要调节旋钮能改变台灯的亮暗程度,电位器必须能够控制通过灯泡的电流大小,所以电位器必须与灯泡串联。
[2][3]已知电位器接入电路的电阻越小,灯泡两端电压越大,若要实现沿顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变暗,则顺时针旋转旋钮触片时,灯泡两端的电压减小,则电位器接入电路的电阻变大,所以必须将B和A两个接线柱接入电路。
(3)移动滑片的过程中,通过的电流大小不变,说明R1、R2互不影响,R1和R2并联,电路正常工作,电流从正极流出后分两支,一支过R1,另一支过上面的电表和R2,汇合后经下面的电表回电源负极,故上下两个圈内为电流表,中间的电表和R2并联,为电压表,实物图如图:
23.如图甲是某科技小组设计的湿度检测装置,电源电压为4.5V,电压表量程为,电流表量程为,R0的阻值为40Ω,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系如图乙所示。
(1)为使湿度表显示的示数随湿度的增大而增大,湿度表应该由 表改装;
(2)当湿度为40%时,求电路中的电流大小;
(3)根据当前设计的电路,可测量的最高湿度RH是多少。
【答案】(1)电压
(2)0.05A
(3)70%
【详解】(1)由图甲,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路电流。由图乙,湿敏电阻R的阻值随湿度RH的增大而增大,当湿度增大时,湿敏电阻R增大,定值电阻R0阻值不变,根据串联电路分压原理,则湿敏电阻R两端的电压增大,电压表示数增大;电源电压不变,根据串联电路电压规律,则电阻R0两端的电压减小,根据可知,电路中电流减小,电流表示数减小。所以,要使湿度表读数随湿度增大而增大,湿度表应该由电压表改装。
(2)由题意,定值电阻,电源电压,由图乙,当湿度RH为40%时,湿敏电阻,由欧姆定律,此时电路电流
(3)电压表量程为,则湿敏电阻R两端电压为3V时,湿敏电阻R两端电压最大,此时湿敏电阻R阻值最大,湿度RH最高。定值电阻R0阻值不变,由串联电路分压原理,则有
即
则湿敏电阻
由图乙,根据当前设计的电路,可测量的最高湿度RH是70%。
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专题03 欧姆定律(期末复习讲义)
知识点01 欧姆定律的应用
表达式: I=U/R ;变形式: U=IR 、 R=U/I ,适用于纯电阻电路,其中 I 、 U 、 R 对应同一导体或同一电路的同一时刻,不同导体不能混用。
知识点02 动态电路分析
1.并联电路中滑片移动引起的动态电路分析
2.敏感电阻引起的动态电路变化
1.敏感电阻电路模型通常是敏感电阻和定值电阻的串联电路,要弄清楚敏感电阻的特性。大多数敏感电阻的阻值随温度(或压力、光照、浓度)等因素的升高而减小。
2.根据敏感电阻阻值大小的变化判断电路中电流的变化。对定值电阻:电流和电压成正比,通过定值电阻的电流和其两端的电压同时增大或减小(同向变化);对敏感电阻:通过敏感电阻的电流和其两端的电压反向变化。
题型一 电阻和变阻器
【典例】如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的的是( )
A. B. C. D.
【变式1】如图所示的滑动变阻器结构示意图,A、B、C、D是它的四个接线柱。现将此滑动变阻器接入电路,当滑片P向D接线柱滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则接入电路的接线柱可能是( )
A.A和B B.B和D C.D和C D.C和A
【变式2】如图所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,分别将三根横截面积相同的金属丝接入电路。下列说法错误的是( )
A.电流表示数越大,表明接入电路中的金属丝的电阻越小
B.该实验用到控制变量法和转换法
C.该电路可以探究导体的电阻大小是否跟导体的长度有关
D.该电路可以探究导体的电阻大小是否跟导体的横截面积有关
题型二 欧姆定律的应用
【典例】小华给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为,定值电阻的阻值为,湿敏电阻的阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为时,与两端电压之比为
D.当电路中电流为时,空气湿度为
【变式1】如图是灯泡L和定值电阻R的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图线是小灯泡L的图像
B.根据定值电阻R的图线可求得其阻值为
C.若将灯泡L和定值电阻R串联在的电路中,此时灯电阻为
D.若将灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为的电路中,电路总电流为
【变式2】李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A
B.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A
C.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零
故选 C。
题型三 动态电路分析
【典例】小明同学在物理实践活动中,设计了如图所示的四种用电流表或电压表测量重物重力的电路,其中是滑动变阻器,是定值电阻,电源两极间电压恒定。四个电路中有一个电路能实现重物重力增大,电表示数增大,这个电路是( )
A. B.
C. D.
【变式1】如图所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻。闭合开关S,若从左向右移动滑动变阻器R的滑片,所有电表的示数均不超量程,则此过程中( )
A.V1、V2和A表的示数均增大
B.V1表的示数增大,V2表和A表的示数减小
C.V2表的示数与V1表的示数的差值减小
D.V1表的示数变化量小于V2表的示数变化量
【变式2】如图甲是科技小组制作的体重秤的电路图,其中为压力传感器,其电阻与所受压力的关系如图乙所示,它的表面面积为。电源电压为24V,,用一只量程为的电流表的示数表示体重,g取,下列说法正确的是( )
A.人的体重越重,电流表的示数越小
B.当没有称重时,电流表的示数为
C.体重秤的最大称量质量为80kg
D.体重60kg的人,站立时对体重秤的压强为
题型四 电阻的测量
【典例】如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路( )
A.只有② B.只有①② C.只有②③④ D.①②③④均可以
【变式1】小明设计了如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,小明发现电流表指针在零刻度线右边,接下来小明应当进行的操作是 ;
(3)排除电流表问题后,正确连接电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“”或“”)端;
(4)闭合开关,将滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,为 A,则的阻值为 ;
(5)小华认为这个结果不可靠,应该移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,再多测量出几组数据。多次测量的目的是 ;
(6)在实验过程中,小明所使用的电流表突然坏了。在老师的指导下,小明增加了一个已知阻值的电阻和一个开关,设计和连接了如图丙所示的电路测量未知定值电阻的阻值。主要操作步骤如下:
①闭合开关和,电压表的示数为;
②开关保持闭合,只断开开关,电压表的示数为;
③的阻值为 (用含、、的式子表示)。
【变式2】为了研究“导体对电流阻碍作用的大小”,小军利用同种合金材料制成的三条电阻丝(不考虑温度对电阻的影响)进行实验,已知:长度相同,粗细相同。小军如图甲所示连接电路,依次将三条电阻丝接入电路,每次闭合开关后,观察电流表的示数,发现三次电流表示数逐渐变大。
(1)根据实验现象可以得出以下结论:
①电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体 有关。
②电阻丝 的阻值最小(选填“a”、“b”或“c”)。
(2)小军要测量电阻丝的电阻值,他又添加了电压表、滑动变阻器和若干导线。
①小军按照自己设计的电路图连接的实物电路如图乙所示,小乐发现电路连接有一处错误,请你在错接的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的接线 。
②小军改正错误的电路连接后,进行实验。闭合开关,当滑片移到某一位置时,电压表的示数如图丙所示,电阻丝两端的电压为 V,此时,电流表的示数为,则 。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.一导体两端的电压为时,通过的电流为,下列方法中能够改变导体电阻大小的是(不计温度对电阻的影响)( )
A.改变导体的长度 B.改变通电的时间
C.改变通过的电流 D.改变两端的电压
2.小华同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的I-U图像。下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体甲的电阻为10Ω
C.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路电流为0.9A
D.将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过它们的电流为0.3A
3.小睿想制作一个调光灯,但滑动变阻器发生故障无法继续使用,他把一段物体用线夹连入电路,改变线夹位置起到了改变电阻的作用,如图所示。在下列选项所列物体中,为了使现象更明显,他的最佳选择应该是( )
A.长15cm、直径5mm的铜棒
B.长15cm、直径5mm的橡胶棒
C.长1.5cm、直径2mm的铅笔芯
D.长15cm、直径2mm的铅笔芯
4.某定值电阻两端的电压为时,通过的电流为,则该定值电阻的阻值为 ;当该定值电阻两端的电压为时,通过的电流为 A,当它两端电压为0时,该电阻的阻值为 。
5.如图所示是小文同学设计的一种自动测定油箱内油面高度的装置。图中油量表是用 表改装的;当油箱中的油面上升时,R2接入电路的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),此时油量表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.电源电压保持不变,在甲乙两处分别接入电压表,闭合开关S,测得,则 ;断开开关S,拆去电压表换成电流表,则电流表的示数 。
7.如图甲所示的是旋转式变阻器,它是通过改变接入电路的弧形电阻片的长度来改变其连入电路的电阻大小的。将该旋转式变阻器如图乙所示的接线方式接入到串联电路中,当轴沿顺时针方向旋转时,它的电阻会 (选填“变大”“变小”或“不变”),如果其它条件都不变,电路中的电流会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.如图所示的滑动变阻器的铭牌上标有“30Ω 2A”的字样,当A、B接入电路中时,变阻器接入电路的电阻为 Ω;将B、D接入电路,闭合开关前滑片P应放在最 (选填“左”或“右”)端。
9.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻均为定值电阻,其中。闭合开关S,将单刀双掷开关接1时,电压表示数为1.5 V;将切换接2时,电压表示数为2 V,此时电路中的电流为 A;则定值电阻的阻值为 。
10.在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中,实验器材有电压6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器(40,0.5A)和开关各一个、定值电阻4个(5、10、20、25)及导线若干。
(1)如图甲所示的实物图的连接,为使滑片P向左移动时,电流表的示数变大,导线C应该连接到滑动变阻器 端(选填“A”或“B”);
(2)正确连接电路后,试触时,发现电压表指针迅速偏向最右端,电流表示数为零,则电路中出现的故障可能是定值电阻R0 ;
(3)排除故障后,小芳做了三次实验,并将数据描绘出如图乙所示的图像。三次实验中,滑片P的位置最靠近B端的是第 次实验(选填“①”“②”或“③”)。小芳进一步处理数据后得出正确结论。
(4)当小芳改用25的电阻继续做实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P,都无法使定值电阻R0的电压达到实验要求的值。仔细分析后,就用现有的器材,不改变电源电压的前提下小芳可以采用 的方法来继续完成该实验。
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
11.如图所示,把一块直角梯形电阻片沿虚线分割成长度相同的电阻和,按图示方向串联接入同一电路,此时两端的电压分别为,通过它们的电流分别为,下列大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
12.如图所示,小明用甲、乙两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,他将甲夹子固定在一端,乙夹子在铅笔芯上滑动,观察小灯泡的亮度变化。下列说法中正确的是( )
A.将乙夹子远离甲夹子移动时灯泡变亮
B.实验中主要是改变了铅笔芯接入电路部分的横截面积
C.实验通过灯泡的亮暗反映铅笔芯接入电路的电阻大小
D.实验中可以用电压表替换灯泡也能完成本实验,更准确
13.如图所示的电路中,R为光敏电阻,其电阻值随光照强度增大而明显减小。当开关S闭合,光照强度逐渐增强时,下列判断中正确的是( )
A.电流表和电压表的示数均变大,灯L变亮
B.电流表和电压表的示数均变小,灯L变暗
C.电压表的示数变小,电流表的示数变大,灯L变亮
D.电压表的示数变大,电流表的示数变小,灯L变暗
14.如图1所示,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,坐标系中描绘了相对应的点,如图2所示,下列判断正确的是( )
A.电源电压为8V B.的阻值为20Ω
C.的阻值为10Ω D.S接2时通过的电流为0.2A
15.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在滑杆的右端,从电表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。油箱内的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电表的示数发生变化。下列说法中正确的是( )
A.图中的电表应是电流表
B.图中的电表应是电压表
C.当油箱中油量减少时,电表示数变大
D.当油箱中油量减少时,电阻R0两端电压变大
16.在如图甲所示电路中, 电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω 。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则下列说法不正确的是( )
A.通过R2的电流为0.2A B.通过R1的电流为0.8A
C.电源电压为16V D.R2的电阻值为5Ω
17.小明在科技小组活动中制作了一个如图甲所示的简易调光台灯,其内部电位器的结构如图乙所示,a、b、c是电位器的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。电源电压恒定,当顺时针旋转旋钮时,台灯逐渐变亮,则电位器的连接情况是( )
A.接入a、b接线柱且与灯泡串联
B.接入b、c接线柱且与灯泡串联
C.接入a、c接线柱且与灯泡并联
D.接入b、c接线柱且与灯泡并联
18.小美在探究电流与电阻的关系时,设计了实物图如甲所示。其中电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为25Ω,阻值为5Ω、10Ω、25Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(1)电路中有一根导线连接错误,请在这根导线上画上“×”,再用笔画线表示导线,改接到正确的位置上;
(2)小美先用5Ω电阻实验,闭合开关,调节滑片P,读出电压表的示数,并记录此时电流表的示数;断开开关将5Ω电阻换成10Ω,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)调节滑片P,使电压表的示数相同;由乙图可知此实验中电压表的读数为 V;
(3)根据图乙数据可得出该实验的结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是( )
A.调高电源电压
B.换用阻值更大的滑动变阻器
C.将电压表改接到滑动变阻器两端
19.小赵在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50Ω 1A”,乙“10Ω 2A”)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
(2)开关闭合前滑片应置于 (选填“A”、”B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 ;
(4)排除故障后,依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(5)上述实验中,小赵用R=20Ω电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(6)为完成整个实验,小赵应该选取滑动变阻器 (选填“甲”或“乙”)。
20.如图所示,已知电源电压为,闭合开关,电压表的示数为,通过灯泡的电流为,不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)灯泡两端的电压。
(2)灯泡的电阻。
(3)若将灯泡换成导线接入电路,求通过灯泡的电流。
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
21.从清晨被电子闹钟唤醒,到夜晚灯光照亮归途,电贯穿生活的每个角落。电是科技运转的脉搏,也是生活舒适便捷的基石,无可替代。
(1)上海地区照明电路的电压为 伏,家中用电器间是 连接的(选填“串联”或“并联”),家中多使用一个用电器,干路电流 (选填“增大”或“减小”)。
(2)某导体两端的电压为3伏,通过导体的电流为0.3安,当导体两端电压为9伏时,其电阻为 欧;如果通过该导体的电流为0.5安,则导体两端电压为 伏。
(3)家用电热水壶正常工作时的电流约为________
A.0.1安 B.0.5安 C.1安 D.6安
(4)下列关于电荷、电流、电压的说法,正确的是( )
A.验电器的原理是异种电荷相互吸引
B.电荷只要移动,就一定能形成电流
C.电路中有持续电流,电路两端就一定有电压
D.在导体液体中可能是自由移动的正、负离子,所以电流的方向不能确定
(5)投影仪内的灯泡由于发光而温度很高,必须用风扇降温。使用投影仪时,首先要打开风扇,待确认风扇正常运转后,再通电让灯泡发光。如图2电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
(6)如图甲是亮度可调台灯,电位器是调节其亮度的装置。电位器实际是滑动变阻器,如图乙是电位器的结构示意图,这是通过改变电阻丝接入电路中的 来改变电阻,如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,接入电路两接线柱为 。
A.“a和b” B.“b和c” C.“a和c”
22.学习电学知识后,小赵同学对生活中的电路进行观察与研究。
(1)小赵发现教室里的一个开关可以同时控制几盏灯,一盏灯坏了其他灯也能继续工作,于是判断这些灯之间的连接方式是 ;教室的灯工作时两端的电压为 伏;多开一盏灯,教室中的总电流将 (选填“增大”或“减小”)。
(2)如图甲所示,小赵发现家里调光台灯的旋钮,是一种电位器,实质是一种变阻器。调节旋钮能改变台灯的亮暗程度,电位器必须与灯泡 (选填“串联”或“并联”)。已知电位器接入电路的电阻越小,灯泡两端电压越大,如图乙所示,若要实现沿顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变暗,必须将 和 两个接线柱接入电路。
(3)在如图所示电路中的圆内填上电流表、电压表的符号,要求:移动滑片的过程中,通过的电流大小不变,且使电路可以正常工作。
23.如图甲是某科技小组设计的湿度检测装置,电源电压为4.5V,电压表量程为,电流表量程为,R0的阻值为40Ω,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系如图乙所示。
(1)为使湿度表显示的示数随湿度的增大而增大,湿度表应该由 表改装;
(2)当湿度为40%时,求电路中的电流大小;
(3)根据当前设计的电路,可测量的最高湿度RH是多少。
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