第十七章 欧姆定律(高效培优·重难点训练)物理新教材人教版九年级全一册
2026-07-26
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2份
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摘要:
**基本信息**
以15类题型系统覆盖欧姆定律核心内容,从实验探究到综合应用,构建“概念-实验-计算-分析”递进式训练体系,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|探究实验|题型1-2(4题)|控制变量法应用,数据处理与误差分析|从实验基础建立电流与电压、电阻关系的物理观念|
|概念与图像|题型3-4(5题)|公式理解与I-U图像分析|深化欧姆定律表达式及图像表征的科学思维|
|计算与实验|题型5-8(12题)|基础计算、伏安法及变式测电阻|衔接实验技能与定量计算,培养科学推理|
|电路规律|题型9-10(5题)|串并联电路电压、电流关系|应用欧姆定律推导电路规律,构建模型|
|综合应用|题型11-15(17题)|图像应用、范围计算、动态分析等|整合知识解决复杂问题,提升科学探究与问题解决能力|
内容正文:
第十七章 欧姆定律
【题型1 】 1
【题型2 】 2
【题型3 】 2
【题型4 】 3
【题型5 】 4
【题型6 】 4
【题型7 】 5
【题型8 】 5
【题型9 】 6
【题型10 】 7
【题型11 】 7
【题型12 应用欧姆定律求范围】 8
【题型13 及计算】 8
【题型14 】 10
【题型15 】 11
【题型1 】
1.如图所示,在“探究电阻一定时,电流与电压的关系”实验中,多次改变滑动变阻器滑片的位置是为了( )
A.保护电路安全 B.保持两端电压不变
C.改变两端的电压 D.改变的电阻
【答案】C
【详解】本实验的目的是探究电阻一定时,电流与电压的关系,实验要求控制定值电阻的阻值不变,需要得到多组不同电压下对应的电流数据,总结普遍规律,因此多次移动滑动变阻器滑片的目的是改变定值电阻两端的电压。
故选C。
2.如图所示,小明在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。(要求滑动变阻器左移时电流表示数变小)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于___________(选填“A”或“B”)端。
(3)排除故障后,小明通过实验得到数据如表(一)所示,根据表(一)的数据,可得出的结论是:_______________。
表(一)
实验序号
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(4)小明继续探究电流与电阻的关系,得到如表(二)所示的数据,通过分析表(二)的数据发现,电流与电阻___________(选填“成”或“不成”)反比,造成这一现象的原因是小明在操作过程中_________________________________。
表(二)
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.30
0.20
0.15
【答案】(1)
(2)A
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
(4) 不成 没有控制导体两端电压保持一致
【详解】(1) 滑动变阻器要一上一下连接,滑动变阻器左移时电流表示数变小,阻值变大,滑动变阻器应接下方的右接线柱。
(2)为了保护电路,连接电路时开关要断开,应将滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即A端。
(3)由表格中的数据可知,在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(4)因研究电流与电阻的关系时,应控制电阻的电压不变,由表中数据可知,电流与电阻的乘积不是一定值,即电压表的示数是变化的,即没有移动滑动变阻器的滑片使电阻两端电压不变。
3.在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,小明设计了如图甲所示的电路。电源电压为3V且保持不变,R为定值电阻。
实验次数
1
2
3
4
电压表的示数U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表的示数I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
(1)在开关S闭合前,一定要把滑动变阻器的滑片P移到最______(选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有偏转,原因可能是R__________________。
(2)小明改变定值电阻R两端的电压,进行了多次实验,得出了实验数据如表中所示。请你根据表中数据,在图乙中用描点法画出导体中的电流I与两端电压U的关系图象。
(3)分析表中的数据可以得出一些结论或信息:①当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压______;②实验中所用定值电阻的阻值是______Ω。
(4)小明又拿过来四个不同的定值电阻,电源电压增大为4.5V保持不变,接着探究电流与电阻的关系。进行了5次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丁,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现5次实验中有1次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丁中的数据分析,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时未移滑片,这次实验中小明控制电压表示数为______V。去掉错误数据,分析丁图得出结论:保持导体两端的电压不变时,__________________。
【答案】(1) 右 断路
(2)
(3) 成正比 10
(4) 20 3 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)开关闭合前,滑动变阻器需要调到最大阻值处保护电路;由图甲可知,滑动变阻器下接线柱接左端,滑片移到最右端时接入电阻最大。
闭合开关后电流表无偏转说明电路断路,电压表有偏转说明电压表连通电源两极,故障可能发生在与电压表并联的部分,因此故障可能是定值电阻R断路。
(2)根据表格数据描点连线,据此作图。
(3)由数据可知,电阻不变时,导体两端电压增大为几倍,电流也增大为几倍,因此可得结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
四次实验所测电阻的阻值分别为,,,
实验中所用定值电阻的阻值
(4)根据如图丁画出的电流与电阻关系的图像知,除定值电阻为20Ω外,电流与电阻之积为,故阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验中小明控制电压表示数为3V。
去掉错误数据,分析丁图,通过导体的电流与导体的电阻乘积为一定值,得出结论:保持导体两端的电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
4.老师组织同学们分小组来探究“电阻一定时电流与电压的关系”。
(1)图甲是某小组连接的实物图,请你用笔画线代替导线将实物图连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大。
(2)正确连接电路并检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针明显偏转,且移动滑片时两表示数均无变化,该电路的故障可能是________。
(3)排除故障后,测量出的数据如下表1,请你在图乙中描出剩下的点并画出图像。
表1
实验次数
1
2
3
4
5
电压
0.6
1.0
1.4
2.0
2.4
电流
0.06
0.1
0.14
0.2
0.24
(4)为了使该结论更具普遍性,接下来最合理的操作是( )
A.改变变阻器的阻值继续做几次实验
B.增加一节电池重做前面的实验
C.更换定值电阻重做前面的实验
(5)另一实验小组也用这些器材来做实验,他们的记录的数据如下表2,请你分析该小组实验中可能存在的问题是________。对比表1的实验次数1和表2的实验次数________可以知道电源电压为________V。
表2
实验次数
1
2
3
4
5
电压
0.6
1.0
1.4
2.0
2.4
电流
0.24
0.2
0.16
0.1
0.06
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)
(4)C
(5) 电压表并联在滑动变阻器两端 5 3
【详解】(1)电流表、定值电阻和滑动变阻器应串联,电压表应并联在定值电阻两端。滑片向右滑动时电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,故应将滑动变阻器右下接线柱接入电路,并按图连接。
(2)闭合开关后电流表无示数,说明电路中无电流,可能出现断路;电压表指针明显偏转,说明电压表两接线柱能与电源两极连通,且移动滑片时两表示数均无变化,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(3)(2.0,0.20)、(2.4,0.24)两点乙标,故将(0.6,0.06)、(1.0,0.10)、(1.4,0.14)、描在坐标系中,并用平滑直线连接,可得到一条过原点的倾斜直线,说明电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)A.改变变阻器的阻值继续实验,本质上仍是在同一定值电阻下改变电压,不能增强结论的普遍性,故A错误;B.增加一节电池只是改变电源电压,研究对象仍是同一定值电阻,故B错误;C.更换定值电阻重做前面的实验,可检验不同电阻时该规律是否仍成立,能使结论更具普遍性,故C正确。故选C。
(5)表2中电压增大时电流反而减小,不符合定值电阻两端电压随电流增大而增大的规律;在串联电路中,滑动变阻器两端电压会随电流增大而减小,因此该小组可能把电压表并联在滑动变阻器两端。表1第1次实验中定值电阻两端电压为0.6V、电流为0.06A;表2第5次实验中电流同为0.06A,此时滑动变阻器两端电压为2.4V,故电源电压
【题型2 】
5.用如图所示电路探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验,在A、B间接入5Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数,接着取下5Ω的电阻分别换上10Ω、15Ω的定值电阻,移动滑片,使电压表示数仍为2V,当换上15Ω的定值电阻时,无论怎样移动滑片,电压表示数都不能回到2V。对此现象,下列分析正确的是( )
A.15Ω电阻太大,换一个更大的定值电阻,继续实验
B.变阻器的最大阻值太大,换一个最大阻值小一点的变阻器继续实验
C.在第一次接入5Ω的定值电阻时,移动滑片,使电压表示数为定值1.5V,继续实验
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入,并重新选择电压值进行实验
【答案】D
【详解】AB.由图可知定值电阻R与滑动变阻器串联。根据串联电路的分压特点可知,当换用阻值更大的定值电阻时,电压表的示数将变大,为保证电压表的示数不变,应增大滑动变阻器的阻值。定值电阻越大,所需滑动变阻器的阻值越大,当电阻增大为某一值时,滑动变阻器不能使电阻两端的电压保持在2V不变,需要换一个最大阻值更大一点的滑动变阻器继续实验,故AB错误;
C.在第一次接入5Ω的定值电阻时,使电压表示数为定值1.5V,根据串联分压原理可得
左边为一定值,右边也为一定值,则完成实验所需滑动变阻器的阻值会更大,所以此时不能完成整个实验,故C错误;
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入进行实验,当,所需滑动变阻器的阻值最大,此时调节电压表示数到某一值,则用其它两个电阻做实验时,所需滑动变阻器的阻值更小一些,则可以使电阻两端的电压不变,能完成所有的实验,故D正确。
故选D。
6.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,实验电路如图甲所示,电源电压恒为,、、、、的定值电阻各一个。
(1)请在图甲电路中的一根错误导线上画“×”,并改接到正确位置。
(2)电路改接正确后,闭合开关前发现电流表指针如图乙所示,接下来的操作是______。
(3)在探究电流与电压的关系时,将的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数如图丙所示时记录其示数,为______V,同时还需记录电流表的示数。
(4)在探究电流与电阻的关系时,每次接入一个不同的定值电阻,进行了五次实验并正确读取相应的数据,然后在坐标系中描点,如图丁所示,绘制完图像分析结论时发现:选取______定值电阻实验时测量的数据是错误的,应该去掉才能获取正确结论。导致数据错误的原因是______。
【答案】(1)
(2)将电流表调零
(3)2.6
(4) 20 更换的定值电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片,保持电压表的示数一定
【详解】(1)原电路错误为定值电阻和电压表被短路,此时将电压表与定值电阻左侧连接的导线改接到定值电阻的右侧即可。此时电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中。
(2)闭合开关前电流表指针未对准零刻度线,因此需要先将电流表调零。
(3)电压表选用量程,分度值为,读数为。
(4)探究电流与电阻的关系时,需要控制定值电阻两端电压不变。根据图丁数据和欧姆定律可得,除20Ω外,其余电阻两端的电压均为,只有20Ω电阻两端电压为
不符合控制电压不变的要求,原因可能是更换的定值电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片,保持电压表的示数一定。
7.为了研究通过导体的电流与电阻的关系,小明和同学小能设计了如图电路进行实验。
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
20
10
5
电流I/A
0.10
0.20
0.40
(1)经检查图甲中一根导线连接错误,请在错误导线上打“×”并补画出正确的连线。
(2)纠正错误导线时开关应该_______;纠正之后该同学继续实验,本实验中滑动变阻器的作用是:________。
(3)小明完成了表中第1组实验后,想把20Ω的电阻换成10Ω的电阻继续实验,从操作规范和器材安全角度考虑,以下操作顺序最合理的顺序是_______(选填“A”或“B”或“C”);①闭合开关;②断开开关;③记录电流表示数;④将滑动变阻器滑片移到最右端;⑤取下20Ω的电阻,接入10Ω的电阻;⑥眼睛看着电压表,将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
A.②⑤④①⑥③ B.②⑤①④⑥③ C.②④①⑤⑥③
(4)在上面步骤中小明将20Ω的电阻换成10Ω的电阻后,第2次实验,滑片最终的位置在第1次实验的_____侧(选填“左”或“右”);完成三次实验后他将数据填入图乙的表中,从表中可以知道实验中电压表示数控制在_____V,进一步分析得出结论:电压一定时,电流与电阻成______。
(5)有同学认为本次实验数据不足,实验结论不具有普遍意义,你给小明的建议是:________。
【答案】(1)
(2) 断开 保证定值电阻两端的电压不变
(3)A
(4) 左 2 反比
(5)更换不同阻值的定值电阻,重复实验
【详解】(1)电路图中电阻和电压表被短路,电阻串联在电路中,电压表和电阻并联。
(2)为了保护电路,开关应该断开;
研究通过导体的电流与电阻的关系,保持电阻两端的电压不变,滑动变阻器的作用是保证定值电阻两端的电压不变。
(3)研究“电流与电阻的关系”,要控制电阻的电压不变,再记下电流表的示数,故从安全和规范角度考虑,正确的顺序是:断开开关,取下20Ω的电阻,接入10Ω的电阻,将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关;眼睛看着电压表,将滑动变阻器的滑片移到适当位置,记录电流表示数,即②⑤④①⑥③,故选A。
(4)根据串联电路的分压原理可知,将20Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻减小,其分得的电压减小,为了保持电压表的示数不变,需要增大电压表的示数,由串联电路电压的规律可知需要减小变阻器两端的电压,由串联分压可知减小变阻器连入电路的电阻,变阻器的滑片向左移动,第2次实验,滑片最终的位置在第1次实验的左侧。
由表中数据可知,电压表的示数为保持不变,可以得到电压一定,电流与电阻成反比。
(5)为了使实验结论具有普遍性,更换不同阻值的定值电阻,重复实验。
8.如图,小汀和小州探究“电流与电阻的关系”,用以下器材:学生电源、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω各一个)、开关、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)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电路连接完整(导线不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最__________端(选填“左”或“右”)。
(3)排除故障后,小汀把学生电源调至4.5V,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,记下电流表的示数。断开开关后,他未移动滑片位置就将定值电阻由5Ω更换为10Ω,闭合开关时电压表的示数将(选填“大于”“小于”或“等于”)__________2.5V,此时应将滑动变阻器的滑片向__________端移动,直到电压表的示数再次达到2.5V,记录电流表的示数。
(4)小汀依次接入不同的定值电阻,正确操作后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,电流与电阻成__________。
(5)小州实验时电源电压为4.5V,通过改变定值电阻R的阻值和移动滑动变阻器滑片P,进行了5次实验,测得了下表中的数据,他想通过数据分析“电流与电阻的关系”,但小汀通过数据发现实验有问题,本实验操作中的不妥当之处是____________________________________________________________。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.58
0.28
0.18
0.13
0.10
【答案】(1)
(2)右
(3) 大于 右
(4)反比
(5)没有控制定值电阻两端的电压相同
【详解】(1)探究“电流与电阻的关系”的实验中,电压表应并联在定值电阻两端。
(2)为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器接入电路的阻值最大。由图中接线可知,滑片位于最右端时接入电路的阻值最大,故滑片应滑至最右端。
(3)定值电阻由5Ω更换为10Ω后,滑动变阻器接入电路的阻值不变。根据串联电路的分压规律,定值电阻的阻值增大,其两端电压增大,因此电压表示数大于2.5V。要使定值电阻两端电压恢复到2.5V,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以应将滑片向右端移动。
(4)由图丙可知,电阻增大时,通过定值电阻的电流减小,且各组数据中电阻与电流的乘积均约为2.5V,即定值电阻两端的电压保持不变。因此,电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)根据表中数据和可得,定值电阻两端的电压依次为2.90V、2.80V、2.70V、2.60V和2.50V,各次实验中定值电阻两端的电压并不相同,因此实验操作中的不妥之处是没有控制定值电阻两端的电压相同。
【题型3 】
9.关于电流、电压和电阻之间的关系,下列说法正确的是( )
A.公式表明,导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比
B.公式U=IR表明,导体两端的电压跟电阻成正比
C.公式U=IR表明,导体两端的电压U跟电流成正比
D.导体的电阻是导体本身的一种性质。与电压、电流无关
【答案】D
【详解】AD.电阻是导体本身的固有性质,它的大小只由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,和导体两端的电压、通过导体的电流无关。公式只是计算电阻大小的数学式,不是电阻的决定式,故A错误,D正确;
BC.电压是形成电流的原因,由电源提供,公式是电压的计算式,不能说“导体两端的电压跟电阻成正比”“电压跟电流成正比”,说法本身颠倒了因果关系,也缺少成立的前提条件,故BC错误。
故选D。
10.物理中有一种“用两个物理量的比值定义新的物理量”的方法,叫作比值定义法,其公式形如,其中有些物理量有如下特征:物理量A可以通过物理量B和C的比值求出,但物理量A并不是由物理量B和C决定的。下列物理量中不符合这一特征的是( )
A.密度 B.功率
C.比热容 D.定值电阻
【答案】B
【详解】A.密度是物体的一种特性,密度不随质量和体积的变化而变化,所以密度属于比值定义法,故A不符合题意;
B.功率的大小由功和时间共同决定,不符合“物理量A并不是由物理量B和C决定的”这一特征,故B符合题意;
C.比热容是物体的一种特性,与质量、温度和热量无关,所以比热容属于比值定义法,故C不符合题意;
D.电阻是导体的一种性质,与电压和电流无关,所以定值电阻属于比值定义法,故D不符合题意。
故选B。
11.为了纪念英国著名物理学家______,物理学中把他的名字命名为功和能以及热量的单位。德国著名物理学家欧姆发现,一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,可用公式表示为______。
【答案】 焦耳
【详解】[1]功、能以及热量的国际单位是焦耳,该单位是为纪念英国著名物理学家焦耳而命名的。
[2]欧姆定律揭示了导体中电流与电压、电阻的定量关系:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,其表达式为。
【题型4 】
12.如图是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像。下列说法正确的是( )
A.电阻R的阻值为5Ω
B.灯泡L的阻值为5Ω
C.将L和R串联在5V的电源上,电路中的电流为0.4A
D.将L和R并联在2V的电源上,干路中的电流为0.6A
【答案】C
【详解】A.R是定值电阻,由图像可知,当时,,电阻R的阻值,故A错误;
B.灯泡的电阻随电压(温度)变化,是不定值,只有在电压为时电阻才为
不能直接说“灯泡的阻值为”,故B错误。
C.和串联,串联电路电流处处相等,总电压等于各部分电压之和。当电路电流时,由图可得:,,总电压
正好等于电源电压,符合条件,故C正确。
D.和并联在电源上,并联电路各支路电压等于电源电压,即
由图得,,干路电流
故D错误。
故选C。
13.如图甲所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移至灯正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为40Ω
B.灯正常发光时其电阻约为13.3Ω
C.曲线b是电流表示数与电压表V1示数的关系图像
D.电源电压为12V
【答案】B
【详解】由电路图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
ACD.当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小。由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大,此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小,则曲线a表示电流表示数与电压表V1示数的关系图像,曲线b表示电流表示数与电压表V2示数的关系图像。由图乙可知,电路中的最小电流为0.2A,此时灯泡两端的电压为2V,滑动变阻器两端的电压为9V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值R滑大=
故ACD错误;
B.闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置,此时电路中的电流最大,由图乙可知电路中的最大电流为0.6A,即灯泡的额定电流为0.6A,此时滑动变阻器两端的电压为3V,则小灯泡两端的电压为
灯正常发光时其电阻约为
故B正确。
故选B。
14.如图所示是一种亮度可调的小台灯的电路图,电源电压为,灯泡的额定电压为24V。其关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为________。调节滑动变阻器的滑片,灯泡的实际功率为时,滑动变阻器连入电路的阻值是________。灯泡L的电阻不是定值,是因为________。
【答案】 60 90 小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】【小题1】灯泡两端的电压为24V时,灯泡正常发光,由图乙可以知道此时通过灯泡的电流I=0.4A。根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻
【小题2】由图乙可以知道,当灯泡两端的电压为6V,通过的电流为0.2A时,灯泡的实际功率为1.2W,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以灯泡的实际功率为1.2W时,滑动变阻器两端的电压
串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得,滑动变阻器R连入电路的电阻为
【小题3】在材料、长度和横截面积一定时,灯丝电阻还与温度有关,并且灯丝电阻随温度的升高而增大。
【题型5 】
15.如图所示的电路,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,假定灯泡的电阻不变,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大 B.电压表的示数减小
C.灯泡的亮度保持不变 D.电压表和电流表示数的比值不变
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑片与之间的电压,电流表测量电路中的电流。因为滑动变阻器的全部阻值都接入了电路,在滑片向左移动的过程中,电路中的总电阻不变。根据欧姆定律,电源电压恒定不变,总电阻不变,所以电路中的电流不变,即电流表示数不变,故A错误;
B.滑片向左移动时,滑片与之间的电阻增大,而电路电流不变,根据,可知滑片与间的电压增大,即电压表示数增大,故B错误;
C.由于电路电流不变,灯泡的电阻不变,根据,可得灯泡的实际功率不变,而灯泡的亮度由实际功率决定,所以灯泡的亮度保持不变,故C正确;
D.电压表与电流表示数的比值等于滑片与之间的电阻,滑片向左移动时,该电阻增大,所以比值变大,故D错误。
故选C。
16.图甲是一种烟雾报警器电路图。开关S处于闭合状态,是定值电阻,R为光敏电阻,阻值与光照强度关系如图乙所示,烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列分析正确的是( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数变小
C.电压表与电流表示数之比变小 D.总电压与电流表示数乘积变大
【答案】B
【详解】由图甲可知,与串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压;由图乙可知,光照强度越弱,光敏电阻的阻值越大;当烟雾浓度增大时,受到的光照变弱,因此的阻值变大;
AB.当烟雾浓度增大时,变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律,电路电流变小,定值电阻两端电压,变小,两端电压变大,即电压表示数变大,故A错误,B正确;
C.电压表测的电压,电流表测电路电流,,的阻值变大,因此电压表与电流表示数之比变大,故C错误;
D.总电压不变,电流表示数变小,因此总电压与电流表示数的乘积变小,故D错误。
故选B。
17.两个电阻和的阻值分别是30Ω和60Ω,把它们并联后接在电压为6V的电源上,通过电阻的电流是_______A,干路电流是_______A,电路总电阻是_______Ω。
【答案】 0.2 0.3 20
【详解】根据并联电压规律可知,并联电路中各支路电压等于电源电压,即
根据欧姆定律可得,通过的电流为
根据欧姆定律可得,通过的电流为
根据并联电流规律可知干路电流为
根据欧姆定律可得,电路总电阻为
18.图示电路中,电源电压恒为6V,电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.2A,则电阻R1的阻值为________Ω,电流表A的示数为________A。
【答案】 30 0.8
【详解】图示电路中电阻R1与电阻R2并联,闭合开关S,电流表A1测通过电阻R1的电流,电流表A测干路电流。根据并联电路特点知,电阻R1与电阻R2两端电压为
电阻R1的阻值为
通过电阻R2的电流为
电流表A的示数为
19.如图所示,电源电压恒为12V,,。只闭合开关,电压表示数为6V。求:
(1)两端的电压;
(2)电阻的阻值;
(3)再闭合开关、,电流表的示数。
【详解】(1)只闭合开关时,与串联,电压表测量两端电压。已知电源电压,两端电压,根据串联电路总电压等于各部分电压之和,可得
(2)串联电路电流处处相等,根据欧姆定律得
的阻值
(3)再闭合、后,被短路,与并联,电流表测干路电流。并联电路中各支路电压等于电源电压,即
分别计算两支路的电流
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,可得电流表示数
20.如图(a)是某电热水壶放在水平桌面上,空壶重力为15N,底面积为,容积1.5L,装满水后,水深0.2米,内部简化电路如图(b)所示。将它接入家庭电路中,电压U为220伏,正常工作时加热电阻的阻值为40欧。
(1)求水对水壶底部的压强;
(2)水壶对桌面的压强;
(3)正常工作时、同时闭合,求通过电热水壶的电流;
(4)当闭合、断开时,电热水壶的工作电流减小为原来的0.1倍,求电阻的阻值。
【详解】(1)水对水壶底部的压强
(2)水的体积为1.5L即
水的重力
水壶对桌面的压力
根据固体压强公式,受力面积
水壶对桌面的压强
(3)当 、 同时闭合时,电阻 被短路,电路为 的简单电路,根据欧姆定律,通过电热水壶的电流
(4)当 闭合、 断开时, 与 串联,此时电路中的电流
电路总电阻
根据串联电路电阻规律,电阻 的阻值
【题型6 】
21.某同学做“伏安法测灯泡电阻”的实验,实验电路如图甲所示,所用小灯泡标有“2.4 V”字样。下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.可以多次实验求平均值以减小误差
C.闭合开关前,滑动变阻器滑片应该移至最右端
D.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻为8 Ω
【答案】B
【详解】A.伏安法测量电阻的原理是欧姆定律的变形公式,通过测量灯泡两端电压和通过灯泡的电流计算电阻,故A正确;
B.小灯泡的电阻随温度升高而改变,不同电压下小灯泡温度不同,电阻不同,因此多次实验求平均值没有物理意义,无法减小误差,故B错误;
C.为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应调到阻值最大处。由图甲可知,滑片移至最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,故C正确;
D.小灯泡正常发光时,灯泡两端电压,电流表选用0∼0.6 A量程,分度值为0.02A,由图乙可知电流表示数,此时灯泡电阻
故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
22.图甲是测量小灯泡电阻的实验电路图,待测小灯泡额定电压为,电源电压为。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表指针明显偏转,电流表指针几乎不偏转,则故障原因可能是_______(选填“A”“B”或“C”);
A.小灯泡灯丝断了 B.小灯泡短路了 C.滑动变阻器断路了
(3)排除故障后继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。
【答案】(1)
(2)A
(3)12.5
【详解】(1)滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则变阻器应选择左下接线柱与灯泡串联,据此作图。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,说明发生断路,电压表指针明显偏转,说明电压表两端与电源相通,则故障原因可能是小灯泡灯丝断了,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻为
23.在测量小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片P置于B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数均较小,接下来的操作是______,多次改变小灯泡两端的电压,记录电压表、电流表的示数,当小灯泡两端电压为2.5V时,电流表示数如图乙所示,为______A,此时小灯泡的电阻为______Ω(结果保留一位小数);
(3)根据数据绘制I-U图像,如图丙所示,发现此图像不是直线,主要原因是灯丝电阻受______的影响。
【答案】(1)
(2) 将滑动变阻器的滑片P向A端移动 0.3 8.3
(3)温度
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,要求滑片P置于B端时滑动变阻器接入电阻最大,因此将滑动变阻器A接线柱与开关右接线柱相连。
(2)闭合开关后小灯泡不亮、两表示数均小,说明滑动变阻器阻值太大,电路电流太小,接下来应向A端缓慢移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,逐步减小变阻器阻值,增加电路电流;
结合图甲可知,图乙电流表量程,分度值,指针示数为;
当小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡的电阻为
(3)灯丝电阻受温度影响,小灯泡两端电压越大,温度越高,灯丝电阻随温度升高而增大,所以I-U图像是曲线而非直线。
24.小明和小华两位同学用不同的方法测量灯泡的电阻。
(1)小明设计了图甲的实验电路测量标有“2.5V”字样的灯泡的电阻,实验室提供的电源电压为3V且保持不变,两只滑动变阻器A“20Ω,2A”、B“50Ω,1.5A”、电流表电压表、开关及若干导线。
实验次序
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.4
电流I/A
0.3
0.28
0.24
0.18
0.1
电阻R/Ω
7.00
6.07
5.42
5.00
4.00
①连接电路时,开关应________。
②实验中先移动滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光,此时电流表的读数如图乙为________A;接着逐渐降低灯泡两端的电压,记录的数据如表,则灯泡正常发光时灯丝电阻是________Ω(保留两位小数),实验中所选滑动变阻器是________(选填“A”或“B”);
③分析表中的数据,灯泡电阻的变化规律最接近图丙所示图像中的曲线________(选填“a”、“b”或“c”)。
④用图甲所示的电路________(选填“能”或“不能”)用来探究电流与电压的关系。
(2)小华设计了图丁所示的电路,经过以下步骤,也测出了灯泡正常发光时的电阻。已知灯泡的额定电压为、定值电阻的阻值为
a.闭合开关S、,断开;
b.闭合开关S、,断开;
c.保持变阻器的滑片P不动,读取电压表的示数为U;
d.移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为。
实验步骤的正确顺序是________(填字母序号);灯泡正常发光时灯丝电阻________,(用、U、表示)
【答案】(1) 断开 0.32 7.81 B c 不能
(2) adbc
【详解】(1)①连接电路时,为了保护电路,开关必须处于断开状态。
②电流表选用量程,分度值为,读数为。
灯泡额定电压为,根据得正常发光电阻
当灯泡电压最低为时,电流为,滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入电阻
因此选择最大阻值的滑动变阻器B。
③灯泡电阻随电压升高、温度升高而增大,根据可知,升高相同的电压,电流的变化量减小,则对应的图像的倾斜程度逐渐减小,图像越来越平缓,因此对应曲线。
④探究电流与电压的关系需要控制电阻阻值不变,灯泡电阻随温度变化,无法保持电阻恒定,因此不能完成探究。
(2)本实验利用串联电路规律测电阻,正确步骤为:先闭合开关、断开,移动滑片使灯泡电压等于额定电压,再保持滑片不动,闭合、断开,读取总电压,故顺序为。
此时电压是灯泡和定值电阻的总电压,两端电压为,串联电路电流相等,则
整理得
【题型7 】
25.某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,其中电源电压不变且未知,定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值均已知。下列电路中,不能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.与定值电阻串联,电压表测两端电压,电压表测两端电压,此时电路电流
串联电路电流处处相等,则
可以测出阻值,故A不符合题意;
B.与定值电阻并联,电流表测的电流,电流表测的电流,并联电路各支路电压相等,则电源电压
因此
可以测出阻值,故B不符合题意;
C.定值电阻与串联,电流表只测量一次电路电流,根据
电源电压未知,只有一个方程,无法解出未知电阻,不能测出阻值,故C符合题意;
D.闭合时,被短路,电压表直接测电源电压;断开时,与串联,电压表测电压。此时两端电压为,电路电流
因此
可以测出阻值,故D不符合题意。
故选C。
26.小红在“探究电流与电压关系”的实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器(满足实验要求)、电流表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验过程如下:
(1)请根据小红设计的电路图(图1)将实物图(图2)连接完整(要求:导线不交叉)。
(2)小红把5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P,发现电压表示数无变化,电流表示数有变化,其原因可能是定值电阻_________。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P将实验数据记录在表中,分析数据可得出结论:___________________________________________________________。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)在探究电流与电压和电阻的定量关系后,要测量一个标记不清的定值电阻阻值(约为30 Ω),利用现有器材,设计了如右图所示的电路。
①闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值R0时,记录电压表示数为U1;
②_________,记录电压表示数为U2;
③得出了定值电阻阻值的表达式:Rx =______(用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)短路
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4) 将滑动变阻器滑到左端最小阻值处
【详解】(1)根据题图1可知,滑动变阻器向右滑动阻值变大,所以将滑动变阻器的左下接线柱接入电路。
(2)闭合开关,移动滑片P,电流表示数有变化,说明电路为通路,发现电压表示数无变化,则可能是定值电阻短路。
(3)分析数据可知,导体两端电压与通过导体电流的比值是一个定值,可以得出结论: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)由图可知,闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值时,滑动变阻器与未知定值电阻串联接入电路,电压表测量定值电阻两端的电压为,为了得到电源电压,需要将滑动变阻器滑片调至最左端,接入电路阻值为0时,此时电路中只有,电压表测电源电压,示数为
滑动变阻器与未知定值电阻串联时,滑动变阻器两端电压
通过电路的电流
则
27.在测量一个阻值未知的定值电阻Rx的实验中,电源电压保持3V不变,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)
闭合开关后,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能是_______(选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(2)排除故障后继续实验,当电压表示数为1V时,电流表示数如图乙所示,则Rx=_______Ω;
(3)接下来探究小组的同学继续移动滑动变阻器的滑片,又测出两次对应的电压和电流值,并求出电阻,两次测得的电阻值分别为R2=5.3Ω,R3=5.2Ω,则实验测得Rx的阻值为_______Ω;进行多次实验的目的是_________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律,避免偶然性”);
(4)该小组的同学们进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值已知为R的定值电阻、电流表、开关等器材测量Rx的阻值,设计了如图丙所示实验电路图,测量步骤如下:
①闭合开关S1、断开S2,读出电流表的示数I1; ②同时闭合开关S1和S2,读出电流表的示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx=_______。(用R、I1、I2表示)
【答案】(1)断路
(2)5
(3) 5.2 减小误差
(4)
【详解】(1)电流表无示数说明电路发生断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表能连通到电源两极,因此故障是和电压表并联的断路。若短路,电流表会有示数、电压表无示数,不符合故障现象。
(2)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,由图乙得电流表示数为0.2A,根据欧姆定律得
(3)测定值电阻阻值时,多次测量取平均值减小误差,因此的最终阻值为
本实验测量定值电阻的阻值,定值电阻阻值不变,多次测量的目的是取平均值减小误差。
(4)闭合、断开时,与串联,电流表测电路电流,电源电压
同时闭合、时,被短路,电路只有,电流表测电路电流,电源电压
联立两式整理得
【题型8 】
28.如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由电路图可知,定值电阻R0和未知电阻Rx串联,电压表V1测量定值电阻R0两端电压,电压表V2测量未知电阻Rx两端电压。根据串联电路电流规律可知,通过两电阻的电流相等,即
根据欧姆定律可得
变形得
故ABC错误,D正确。
故选D。
29.在做“伏安法测电阻”的实验中,小林设计并联接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线补齐图中缺失的一根导线,使电路连接完整(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。
(3)在实验过程中,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻________(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小林继续进行实验,某次测量中电压表和电流表的示数如图乙所示时,则该次测得未知电阻的阻值为________。
(5)实验中应调节________,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,目的是为了______。
(6)小林对实验进一步拓展,在缺少电流表的情况下,设计了图丙所示的实验电路来测量未知电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。实验步骤如下:
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式:________(用、、表示)。
【答案】(1)或
(2)右
(3)断路
(4)10
(5) 滑动变阻器的滑片 减小误差
(6)
【详解】【小题1】将待测电阻的右接线柱连接到电压表的“3”接线柱或滑动变阻器左下接线柱,使电压表并联在两端,保证导线不交叉即可。
【小题2】闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处,本图中滑动变阻器接入左下接线柱,滑片在最右端时接入的电阻最大。
【小题3】电流表示数几乎为0,说明电路断路;电压表偏到量程最右端,说明电压表两端连通电源,因此故障可能为断路。
【小题4】电压表选量程,分度值0.1V,读数,电流表选量程,分度值0.02A,读数,根据得。
【小题5】本实验中,调节滑动变阻器滑片可以改变待测电阻两端的电压和电流;对定值电阻多次测量,求平均值可以减小实验误差。
【小题6】滑片移到端时,电压表测两端电压,滑片移到端时,电压表测电源电压,即电源电压,此时两端电压为,串联电路电流相等,因此,整理得
30.为测量某待测电阻的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于________状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A”或“B”)端。
(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为________Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是________;
(4)完成实验后,某小组的同学认为桌面上的2B、HB铅笔芯的电阻与其软硬程度有关。于是同学们做实验来检验该猜想是否正确。
①小叶同学的设计思路如图丙所示。
请指出她设计中的错误___________。
②小王同学认为图丙所示装置不是一个完整的电路,因为缺少了________。
③小王同学还发现了设计中的不足,于是他改进了电路如图丁所示,小华同学看了小王同学设计的电路图,觉得若已知,可以用此电路测出的阻值;闭合开关S、、,读出电流表的示数为,电流表的示数为,则____________。
【答案】(1) 断开 B
(2)
(3) 5 减小误差
(4) 没有控制两种铅笔芯的横截面积与长度相同 开关
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应断开,且变阻器的滑片应移至阻值最大处,即B端。
(2)电压表没有连接进去测量电阻两端的电压,应并联在定值电阻的两端。
(3)待测电阻的阻值为
进行了多次测量,目的是计算电阻的平均值从而减小实验误差。
(4)探究铅笔芯电阻和软硬程度的关系,根据控制变量法,需要控制铅笔芯的横截面积与长度相同,只改变铅笔芯的软硬程度,小叶设计没有控制铅笔芯的横截面积与长度相同。
完整电路需要包含电源、开关、用电器、导线,图丙电路已有电源、灯泡(用电器)和导线,缺少控制电路通断的开关。
图丁中与并联,并联电路各支路电压相等,因此
变形得
【题型9 】
31.如图所示的两个电压表均为学校实验室里常用的电压表。闭合开关后,两电压表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时灯和电阻之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由图可知,两灯泡串联,电压表测总电压,电压表测灯泡两端的电压,所以示数应该大于的示数,而两表的指针偏角相同,所以两表选择的测量范围不同。因为电压表的大测量范围的分度值是小测量范围的倍,电压表与电压表示数之比是,即总电压,因为在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和,所以两端的电压
所以灯和两端的电压之比为
根据串联电路分压特点可知,灯和电阻之比为,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
32.如图所示,电源电压恒为,定值电阻的阻值为,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为。电流表的示数为______,此时滑动变阻器接入电路的阻值为______。
【答案】 0.1 50
【详解】[1][2]由图可知,与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路中的电流。根据欧姆定律 ,串联电路电流处处相等,所以电流表示数为0.1A。电源电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压:,再由欧姆定律得的阻值:。
33.某同学组装了如图所示的电路。
(1)当甲、乙两表为电流表时,闭合开关,断开开关,两表指针位置相同。的阻值为。电源为两节新干电池。求乙表的示数和的阻值;(电流表可选测量范围为0~0.6A和0~3A)
(2)把甲、乙两表换成电压表,闭合开关、,两表的示数之比为多少?
【详解】(1)分析电路可知,当甲、乙两表为电流表时,闭合开关,断开开关,与并联,乙测干路电流,甲测支路的电流。电源为两节新干电池,一节新干电池电压为1.5V,因此电源电压
由欧姆定律可知,通过的电流为
两表指针位置相同,干路电流大于支路电流,电流表同一指针位置大量程读数是小量程的5倍,所以干路电流为
则乙表的示数为1.5A。根据并联电流规律,支路电流为
的阻值为
(2)把甲、乙两表换成电压表,闭合开关、,与串联,甲测电源电压,乙测电压。根据串联分压原理,与电压之比为
可得,根据串联电压规律,甲、乙两表示数之比为
【题型10 】
34.如图所示,电源电压保持不变,、均为定值电阻。当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比为,当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两电流表的示数之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】开关S闭合,甲、乙两表为电压表时:与串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测两端电压,已知,即,两端电压为,则
串联电路电流相等,根据,可得
开关S断开,甲、乙两表为电流表时,与并联,甲电流表测支路的电流,乙电流表测干路电流,并联电路中各支路电压相等,由得,,干路电流,则
故ABC错误,D正确。
故选D。
35.如图所示,若甲、乙两表为电压表,当S闭合时,两表示数之比为,两个电阻器的阻值之比为_________;若甲、乙两表为电流表,当S断开时,两个电阻器的电压之比为_________。
【答案】 1∶2 1∶1
【详解】当S闭合,甲、乙为电压表时,与串联,电压表甲测电源电压
电压表乙测两端电压,已知
串联电路电流处处相等,由得
所以
当S断开,甲、乙为电流表时,与并联,并联电路中各支路两端电压相等,都等于电源电压。因此
36.如图所示的电路,电源电压恒为6V,,闭合开关后,电流表的示数为0.9A。求:
(1)通过的电流;
(2)通过的电流;
(3)的阻值。
【详解】(1)由电路图可知,与并联,根据并联电路电压规律,
根据欧姆定律,可得
(2)根据并联电路电流规律可知
由(1)知,因此
(3)由并联电路电压规律得两端的电压为,根据欧姆定律
【题型11 】
37.如图甲所示是压力秤的简易电路,已知电源电压为18 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,定值电阻的阻值为,电阻R为压敏电阻,其阻值变化与所受压力大小的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.当压力F为100 N时,电流表的示数为0.25 A
B.随着压力F的增大,电压表与电流表的示数之比变大
C.此压力秤能测量的最大压力值为600 N
D.若将电压表改装成压力显示器,则表盘上的刻度对应的压力值是均匀的
【答案】C
【详解】A.当压力F为100 N时,压敏电阻R阻值为60Ω,电路为串联电路,电流表的示数为,故A错误;
B.电压表与电流表的示数之比即,而,所以,为定值电阻,其阻值不变,故B错误;
C.电流表的量程为0-0.6A,当电流最大为时,两端的电压
此时压敏电阻两端电压
压敏电阻阻值
由图乙可知,当时,压力
若电压表达到量程15V,此时电路
超过电流表量程0.6A,所以电路最大电流由电流表量程决定,此时压力最大为600N,故C正确;
D.电压表测两端电压
由图乙可知R与F成线性关系,设(k、b为常数),则
U0与F不是线性关系,所以表盘刻度不均匀,故D错误。
故选C。
38.小米找到了一个灯泡,其电流与电压的关系图像如图甲所示。小米将灯泡与铭牌标有“”的滑动变阻器连入如图乙所示的电路。滑动变阻器滑片移动至最右端后闭合开关电流表示数为0.4A,电源电压为______V。若将电流表“-”和“0.6A”接线柱接入电路,为保证电路中各元件安全滑动变阻器接入电路的最小值为______。
【答案】 9 13
【详解】由图乙可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路总电流,当滑动变阻器滑片移动至最右端时,电路电流为,滑动变阻器接入电路的电阻最大,。由图甲知,此时灯泡两端电压为,根据欧姆定律,灯泡电阻为
根据串联电路电阻的规律,电路总电阻为
电源电压为
将电流表“-”和“0.6A”接线柱接入电路,由图甲可知,能通过灯泡的最大电流为,此时灯泡两端电压为,为了保护电路,电路能通过的最大电流为,此时电路总电阻为
灯泡的电阻为
则滑动变阻器接入电路的最小值为
39.小王和小李同学利用热敏电阻R1设计电路来反映环境温度的变化情况。他们所用热敏电阻的阻值Rt随温度t变化关系如图甲所示。小王是用电压表示数的变化来显示温度的变化,其电路如图乙所示,小李是用电流表示数的变化来显示温度的变化,其电路如图丙所示。他们所用电源电压均为3V,定值电阻R0=10Ω,则:
(1)在乙图中,开关S闭合,当环境温度为10℃时,电压表的示数为多少?
(2)在丙图中,开关S闭合,当电流表的示数为0.4A时,环境的温度为多少?
【详解】(1)由图乙可知,定值电阻R0与热敏电阻Rt串联,电压表测量R0两端的电压;由图甲可知,当环境温度为10℃时,热敏电阻的阻值,所以电路的总电阻
电路中的电流为
则R0两端的电压,即电压表的示数为
(2)由图丙可知,定值电阻R0与热敏电阻Rt并联,电流表测量干路的总电流,R0和Rt两端的电压均等于电源电压,即
通过定值电阻R0的电流
通过热敏电阻Rt的电流
此时热敏电阻的阻值为
由图甲可知,当热敏电阻的阻值为30Ω时,对应的环境温度为20℃。
【题型12 应用欧姆定律求范围】
40.某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为9V,定值电阻的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与压敏电阻R相连,R的阻值随压力F的变化关系如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.当检测板所受压力增大时,电压表示数减小
B.检测板不受压力时,电压表的示数为8V
C.该装置所能测量的最大压力为
D.若将换为阻值较小的电阻,可提高该装置所能测量的最大压力值
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,串联,电压表测定值电阻两端的电压,由图乙可知,当检测板所受压力增大时,压敏电阻R的阻值减小,由串联电路的电阻特点可知电路中总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,是定值电阻,根据可知,两端的电压增大,即电压表示数增大,故A错误,不符合题意;
B.由图乙可知当检测板不受压力时,压敏电阻的阻值,由串联电路的电阻特点可知电路的总电阻,此时电路中的电流:,由欧姆定律可知,电压表的示数,故B错误,不符合题意;
C.据电压表量程可知两端的最大电压,则电路中的最大电流:,电路的最小总电阻:,由串联电路的电阻特点可知,压敏电阻的最小阻值,由图乙可知,当,时该装置所能测量的最大压力为6000N,故C错误,不符合题意;
D.将换为阻值较小的电阻,电压表示数最大为3V,根据欧姆定律可知最大电流变大,压敏电阻两端的电压为6V,则压敏电阻接入电路的阻值变小,由图乙可知可提高该装置所能测量的最大压力值,故D正确。
故选D。
41.如图甲所示,L上标有“6V 0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~12V,变阻器R的最大电阻为100Ω。小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω;只闭合,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为,电流表示数为。只闭合,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示;当滑片置于b点时,电压表示数,电流表示数为。已知,,在保证电路安全的前提下,任意闭合开关以及移动滑片,电流表示数最小可以为______A。(灯丝电阻不随温度变化)
【答案】 12 0.3
【分析】[1]求小灯泡正常发光的电阻:利用小灯泡的额定电压、额定电流,根据欧姆定律直接计算灯丝电阻。
[2]先计算电源电压与定值电阻:先分析只闭合、滑片在b点的串联电路:从图乙获取b点对应的变阻器阻值和电压,计算此时电路电流;再根据的比例,算出。
再分别对“只闭合、滑片在a点”和“只闭合、滑片在b点”两个电路,列电源电压的表达式;结合的比例关系,解出和电源电压U。
最后确定电路中的最小电流:电源电压不变,电路总电阻最大时,电流最小;同时需满足电流表、电压表量程,以及灯泡额定电流的安全限制。分开关状态分析总电阻的最大值:①只闭合,根据电压表最大量程,确定变阻器可接入的最大阻值,计算对应电流;②只闭合,同理根据电压表最大量程,确定变阻器可接入的最大阻值,计算对应电流;
对比不同状态的电流,得出符合安全要求的最小电流。
【详解】[1]已知小灯泡的额定电压,额定电流,根据欧姆定律可得:小灯泡正常发光时的电阻
[2]只闭合时的电路,此时与串联,电压表测两端电压。当滑片在b点时,,由图乙知此时,则电流
已知,则
又,设,。
只闭合时,L与串联,电源电压:
只闭合时,与串联,电源电压:
则,故, 。
要使电流表示数最小,需电路总电阻最大,同时保证电路安全,电压表量程,电流表量程,灯泡额定电流0.5A。
电压表最大示数为12V,因此滑动变阻器两端电压为,串联部分的电压
串联部分电阻越大,最小电流越小:只闭合时,串联电阻为,最小电流
只闭合时,串联电阻为,最小电流
故最小电流为。
42.小丽同学在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值Rp与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,定值电阻R0为30Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V, 变阻器标有“50Ω 1A”。
(1)闭合开关S,当电流表示数0.3A时,求电压表的示数;
(2)闭合开关S,当电流表示数0.4A时,求物体的重力G;
(3)在保证电路各元件安全的情况下,求Rp的变化范围。
【详解】(1)由图甲可知,闭合开关S,与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路电流,即,电压表的示数
(2)当电流表示数时,电路中的总电阻
此时大小
根据图乙可知,此时物体重力为4N。
(3) 因电压表的量程为0~15V ,故R0能通过的最大电流
结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流可得,电路的最大电流
此时的最小阻值
当物体重力为0时,Rp取最大阻值,此时电路安全,故
所以的变化范围为。
【题型13 及计算】
43.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关,调节两个滑动变阻器的滑片至某位置时,甲、乙电流表的示数分别为、,且;调节滑片,使接入电路的阻值减小10 ,接入电路的阻值增大20,此时甲、乙电流表的示数分别为、。若,则可能为( )
A.8∶7 B.4∶3 C.2∶1 D.3∶1
【答案】C
【分析】依据并联电路特点和欧姆定律,找出R1与R2的关系是解题的关键。再根据题目的已知条件列方程,求出R2的值,即可解题。
【详解】由图可知,R1与R2并联,电流表甲测R1支路电流,电流表乙测干路总电流。根据并联电路电流规律:已知,设,则,因此R2支路的电流
并联电路电压相等,电源电压
代入得,则。
滑片移动后,R1阻值变为
R2阻值变为
已知移动后乙示数之比
得
根据欧姆定律,干路电流
将代入,整理得
即
解得 或
根据欧姆定律可知甲所在支路电流分别为,
则甲电流表两次电流之比
当时,两次电流之比
当时,两次电流之比
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
44.如图甲所示,电源电压恒定不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出和的U—I关系图像如图乙所示。则的图像为______(“Ⅰ”/“Ⅱ”),______,当断路时,表示数为______V,若换用最大阻值更大滑动变阻器替代,则图像Ⅰ和Ⅱ的交点将______(“向左移动”/“向右移动”/“不移动”)。
【答案】 Ⅱ 10 8 不移动
【详解】甲图中与串联,测电压,测电压。滑片左移时,电阻减小,电路电流增大,定值电阻的电压随电流增大而增大,因此随增大而增大的图线Ⅱ是的图像。
取图线Ⅱ的点,当时,,由得:
串联电路总电压等于各部分电压之和,交点处,因此电源电压
当断路时,通过接在电源两端,测量电源电压,示数为。
交点处,串联电流相同,由可知此时;电源电压、都不变,因此交点处电流、电压都不变,所以交点不移动。
45.某课外实践小组设计一个车速报警装置,提醒司机车速不超过限定值。简化电路如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为20 Ω,可变电阻的阻值随车速变化的一次函数图像如图乙所示。将报警装置放置在大客车上,当车速为60 km/h时,电压表读数为8 V;当车速达到100 km/h时,电流表达到报警电流值,装置报警。
(1)求电源电压;
(2)求电流表的报警电流值;
(3)保持报警电流不变,将报警装置放置在小轿车上,要求车速达到120 km/h时才报警,求需替换的定值电阻阻值。
【详解】(1)当,,其两端电压为,电路为串联电路,电路中的电流为
电源电压为
(2)当,,电流表的报警电流值为
(3)由乙图可知,速度提高,可变电阻阻值降低20Ω,故当时,速度相对于提高,可变电阻阻值应降低10Ω,故当时,可变电阻阻值为
接入电路的总阻值为
需替换的定值电阻阻值为
【题型14 】
46.如图是酒精浓度检测仪原理示意图,R是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,定值电阻为保护电阻。下列分析正确的是( )
A.酒精浓度检测仪是由电流表改装成的
B.增大电源电压,酒精浓度检测仪的最大测量值增大
C.增大的阻值,酒精浓度检测仪的最大测量值减小
D.驾驶员呼出的酒精气体浓度较大时,两端的电压较小
【答案】C
【详解】A. 由图可知,定值电阻与R串联,酒精浓度检测仪与并联,是由电压表改装成的,故A错误;
B. 设显示仪最大示数为,此时电路电流,两端电压
的阻值
增大电源电压,则增大,酒精浓度减小,最大测量值减小,故B错误;
C. 由可知,增大,则增大,酒精浓度减小,最大测量值减小,故C正确;
D. 酒精浓度较大时,较小,总电阻较小,电流较大,两端电压较大,故D错误。
故选C。
47.如图是一款智能压力秤的电路结构图,电源电压为3V且保持不变,定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随物体对秤盘压力F的变化如表格所示。压力秤放置在水平地面,当秤盘为空盘时,闭合开关,电路中的电流为________A;当秤盘中放置物体时,电压表示数为2V,物体对秤盘的压力为________N。
R/Ω
40
30
20
10
0
F/N
0
30
60
90
120
【答案】 0.06 60
【详解】由图可知,压敏电阻R与定值电阻串联,电压表测量压敏电阻R两端的电压。空盘时压力,从表格得此时压敏电阻阻值, 电路总电阻
根据欧姆定律电路中的电流
电压表示数,则定值电阻两端电压
串联电路电流相等,电路电流
此时压敏电阻的阻值
查表可知,当压敏电阻阻值为20Ω时,对应的压力。
48.如图所示是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图,它的油量表由电流表改装而成,通过电流表的指针指示油箱里的油的体积。图中,电源电压为6V,压力传感器R的上表面积为5cm2,油箱内汽油的密度为。已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示:
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
……
电阻R/Ω
500
380
310
245
200
170
150
……
(1)当汽油与油箱的总重力为600N时,压力传感器R受到的压强是多少?
(2)若电路中电流是0.04A,则汽油与油箱的总重力是多少?
(3)如果空油箱的质量为5.8kg,当油量表的指针指向2×10-2m3时,电路中的电流是多少?
【答案】(1)
(2)300N
(3)0.03A
【详解】(1)压力传感器R受到的压强
(2)
查表可知:
(3)油的质量
总质量
总压力
查表可知:时,
电路中的电流
49.如图所示,闭合开关S,灯L发光,一段时间后灯L熄灭。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。现用一只规格相同且完好的灯L′替换灯L,下列说法正确的是( )
①若灯L′亮,则灯L可能断路
②若灯L′亮,则灯L可能短路
③若灯L′不亮,则电阻R一定断路
④若灯L′不亮,则电阻R可能短路
A.只有①②③正确 B.只有②③④正确 C.只有①②④正确 D.只有①③④正确
【答案】A
【详解】由上图可知,灯L和R组成串联电路,电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,用一只规格相同且完好的灯L′替换灯L,若灯L′亮,说明其它电路是通的,则电阻R肯定完好,故障只能在灯L上,灯L可能是短路或断路,故①②正确;若灯L′不亮,说明电路不通,则故障在电阻R上,考虑到小灯L原先不亮,则故障只能是电阻R断路,故③正确,④错误,故A正确,BCD不正确。
故选A。
【题型15 】
50.如图所示,电源为两节新干电池串联使用,开关闭合后灯泡发光,两个电表均有示数。调节滑动变阻器滑片到某处时,灯泡突然熄灭,两个电表一个示数变大,一个示数变小。则电路可能出现的故障为( )
A.电源电压突然降低
B.若是电压表示数变大,则是灯泡发生了短路
C.滑动变阻器短路
D.若是电流表示数变大,则是灯泡发生了短路
【答案】D
【详解】如图所示,灯泡与滑动变阻器串联,电压表与灯泡并联,电压表测量灯泡两端电压。
A.根据欧姆定律可知,在总电阻不变的情况下,若电源电压突然降低,则电路中电流变小,小灯泡两端的电压变小,故电压表与电流表的示数均变小,故A不符合题意;
B.根据欧姆定律可知,若电压表示数变大,则经过灯泡的电流也会变大,故电流表与电压表示数均变大,故B不符合题意;
C.当滑动变阻器短路,电路中总电阻变小,根据欧姆定律可知,在电源电压不变的情况下,电流会变大,灯泡两端的电压会变大,故电流表与电压表示数均变大,故C不符合题意;
D.电流表示数变大,即电路中电流变大,说明电路中可能出现了短路,灯泡不亮,说明灯泡出现了故障,故电路中灯泡发生了短路,此时电压表被短接,电压表示数为零,即电压表示数变小,故D符合题意。
故选D。
51.如图所示,在电路安全的情况下,定值电阻或滑动变阻器中,仅有一个发生了故障,小明为研究故障的原因,特地设计了两个方案:
方案一:通过移动滑动变阻器的滑片P来判断出故障的原因。请写出开关S闭合,移动滑动变阻器的滑片P后,电流表示数变化情况及对应的故障:__________。
方案二:用一个完好的定值电阻来替换来判断发生的故障,不可选用的的阻值( )
A. B.
【答案】 若电流表示数改变,故障为R1断路;若电流表示数不变,故障为R2断路 A
【详解】由图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流,电路安全,说明电路故障是R1断路或R2断路。若R1断路,电路中只有R2接入,移动滑片R2接入电路电阻改变,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流(即电流表示数)改变。若R2断路,电路中只有R1接入,移动滑片不改变电路电阻,因此电流表示数不变。
若定值电阻R1断路,用R0替换R1,由电阻的并联可知,电路的总电阻将变小,由欧姆定律可知,电流表A的示数将变大;若变阻器断路,用R0替换R1时,如果R0等于R1,则电流表A的示数不变;如果R0大于R1,由欧姆定律可知,电流表A的示数将变小;如果R0小于R1,由欧姆定律可知,电流表A的示数将变大。
综上可知,如果选用的电阻R0小于R1,当出现电流表A的示数变大时,可能是R1断路,也可能是R2断路,则利用该电阻不能准确判断电路故障;而选用的电阻R0的阻值应大于或等于R1,才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障,故选A。
52.小渝和同学们用图甲所示电路探究“电流与电压的关系”,定值电阻有10Ω、20Ω、40Ω、50Ω可选,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)选用的电源电压为3V,请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整;
(2)正确连接电路后,将的滑片P移动到_________端(选填“A”或“B”),通过试触发现电流表无示数、电压表有示数且接近电源电压,可能是电阻处发生了_________故障导致的;
(3)排除故障后闭合开关S,第1次实验观察到电压表示数如图乙所示为_________V。移动滑片P多次实验,将实验数据记录在表中,分析表中实验数据,发现_________,由此可得实验结论:_________
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.4
1.8
2.2
2.6
2.8
电流I/A
0.12
0.14
0.09
0.22
0.26
0.28
(4)进一步定量分析发现_________的比值和所选电阻标定的阻值相同;
【答案】(1)
(2) A 断路/开路
(3) 1.2 排除第3组数据后,导体两端电压与通过导体的电流的比值不变 在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
(4)电压与电流
【详解】(1)本实验中,滑动变阻器需要“一上一下”串联接入电路,电压表并联在定值电阻两端,电源电压为3V,因此电压表选择0~3V量程即可。
(2)连接电路时,滑片需要移到滑动变阻器最大阻值处;滑片在A端时接入电阻丝最长,电阻最大。
电流表无示数说明电路断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表连通接在电源两端,因此故障是断路。
(3)电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,指针读数为1.2V;分析实验数据,除去第三组数据,可发现电压与电流的比值不变,由此可得结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(4)根据欧姆定律,定量计算可得,电压与电流的比值等于电阻的标定阻值。
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第十七章 欧姆定律
【题型1 探究电流与电压的关系】 1
【题型2 探究电流与电阻的关系】 4
【题型3 欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系】 7
【题型4 欧姆定律的图像表示】 7
【题型5 欧姆定律的简单计算】 8
【题型6 伏安法测电阻的实验】 10
【题型7 单安法/单伏法测电阻】 12
【题型8 双安法/双安法测电阻】 14
【题型9 串联电路的电阻与电压的比值关系及计算】 16
【题型10 并联电路的电阻与电流的比值关系及计算】 17
【题型11 欧姆定律在图像中的应用】 18
【题型12 应用欧姆定律求范围】 19
【题型13 含有变阻器电路的动态分析及计算】 20
【题型14 含有敏感电阻的动态分析】 22
【题型15 应用欧姆定律进行电路故障分析】 24
【题型1 】
1.如图所示,在“探究电阻一定时,电流与电压的关系”实验中,多次改变滑动变阻器滑片的位置是为了( )
A.保护电路安全 B.保持两端电压不变
C.改变两端的电压 D.改变的电阻
2.如图所示,小明在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。(要求滑动变阻器左移时电流表示数变小)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于___________(选填“A”或“B”)端。
(3)排除故障后,小明通过实验得到数据如表(一)所示,根据表(一)的数据,可得出的结论是:_______________。
表(一)
实验序号
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(4)小明继续探究电流与电阻的关系,得到如表(二)所示的数据,通过分析表(二)的数据发现,电流与电阻___________(选填“成”或“不成”)反比,造成这一现象的原因是小明在操作过程中_________________________________。
表(二)
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.30
0.20
0.15
3.在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,小明设计了如图甲所示的电路。电源电压为3V且保持不变,R为定值电阻。
实验次数
1
2
3
4
电压表的示数U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表的示数I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
(1)在开关S闭合前,一定要把滑动变阻器的滑片P移到最______(选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有偏转,原因可能是R__________________。
(2)小明改变定值电阻R两端的电压,进行了多次实验,得出了实验数据如表中所示。请你根据表中数据,在图乙中用描点法画出导体中的电流I与两端电压U的关系图象。
(3)分析表中的数据可以得出一些结论或信息:①当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压______;②实验中所用定值电阻的阻值是______Ω。
(4)小明又拿过来四个不同的定值电阻,电源电压增大为4.5V保持不变,接着探究电流与电阻的关系。进行了5次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丁,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现5次实验中有1次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丁中的数据分析,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时未移滑片,这次实验中小明控制电压表示数为______V。去掉错误数据,分析丁图得出结论:保持导体两端的电压不变时,__________________。
4.老师组织同学们分小组来探究“电阻一定时电流与电压的关系”。
(1)图甲是某小组连接的实物图,请你用笔画线代替导线将实物图连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大。
(2)正确连接电路并检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针明显偏转,且移动滑片时两表示数均无变化,该电路的故障可能是________。
(3)排除故障后,测量出的数据如下表1,请你在图乙中描出剩下的点并画出图像。
表1
实验次数
1
2
3
4
5
电压
0.6
1.0
1.4
2.0
2.4
电流
0.06
0.1
0.14
0.2
0.24
(4)为了使该结论更具普遍性,接下来最合理的操作是( )
A.改变变阻器的阻值继续做几次实验
B.增加一节电池重做前面的实验
C.更换定值电阻重做前面的实验
(5)另一实验小组也用这些器材来做实验,他们的记录的数据如下表2,请你分析该小组实验中可能存在的问题是________。对比表1的实验次数1和表2的实验次数________可以知道电源电压为________V。
表2
实验次数
1
2
3
4
5
电压
0.6
1.0
1.4
2.0
2.4
电流
0.24
0.2
0.16
0.1
0.06
【题型2 】
5.用如图所示电路探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验,在A、B间接入5Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数,接着取下5Ω的电阻分别换上10Ω、15Ω的定值电阻,移动滑片,使电压表示数仍为2V,当换上15Ω的定值电阻时,无论怎样移动滑片,电压表示数都不能回到2V。对此现象,下列分析正确的是( )
A.15Ω电阻太大,换一个更大的定值电阻,继续实验
B.变阻器的最大阻值太大,换一个最大阻值小一点的变阻器继续实验
C.在第一次接入5Ω的定值电阻时,移动滑片,使电压表示数为定值1.5V,继续实验
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入,并重新选择电压值进行实验
6.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,实验电路如图甲所示,电源电压恒为,、、、、的定值电阻各一个。
(1)请在图甲电路中的一根错误导线上画“×”,并改接到正确位置。
(2)电路改接正确后,闭合开关前发现电流表指针如图乙所示,接下来的操作是______。
(3)在探究电流与电压的关系时,将的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数如图丙所示时记录其示数,为______V,同时还需记录电流表的示数。
(4)在探究电流与电阻的关系时,每次接入一个不同的定值电阻,进行了五次实验并正确读取相应的数据,然后在坐标系中描点,如图丁所示,绘制完图像分析结论时发现:选取______定值电阻实验时测量的数据是错误的,应该去掉才能获取正确结论。导致数据错误的原因是______。
7.为了研究通过导体的电流与电阻的关系,小明和同学小能设计了如图电路进行实验。
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
20
10
5
电流I/A
0.10
0.20
0.40
(1)经检查图甲中一根导线连接错误,请在错误导线上打“×”并补画出正确的连线。
(2)纠正错误导线时开关应该_______;纠正之后该同学继续实验,本实验中滑动变阻器的作用是:________。
(3)小明完成了表中第1组实验后,想把20Ω的电阻换成10Ω的电阻继续实验,从操作规范和器材安全角度考虑,以下操作顺序最合理的顺序是_______(选填“A”或“B”或“C”);①闭合开关;②断开开关;③记录电流表示数;④将滑动变阻器滑片移到最右端;⑤取下20Ω的电阻,接入10Ω的电阻;⑥眼睛看着电压表,将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
A.②⑤④①⑥③ B.②⑤①④⑥③ C.②④①⑤⑥③
(4)在上面步骤中小明将20Ω的电阻换成10Ω的电阻后,第2次实验,滑片最终的位置在第1次实验的_____侧(选填“左”或“右”);完成三次实验后他将数据填入图乙的表中,从表中可以知道实验中电压表示数控制在_____V,进一步分析得出结论:电压一定时,电流与电阻成______。
(5)有同学认为本次实验数据不足,实验结论不具有普遍意义,你给小明的建议是:________。
8.如图,小汀和小州探究“电流与电阻的关系”,用以下器材:学生电源、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω各一个)、开关、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)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电路连接完整(导线不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最__________端(选填“左”或“右”)。
(3)排除故障后,小汀把学生电源调至4.5V,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,记下电流表的示数。断开开关后,他未移动滑片位置就将定值电阻由5Ω更换为10Ω,闭合开关时电压表的示数将(选填“大于”“小于”或“等于”)__________2.5V,此时应将滑动变阻器的滑片向__________端移动,直到电压表的示数再次达到2.5V,记录电流表的示数。
(4)小汀依次接入不同的定值电阻,正确操作后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,电流与电阻成__________。
(5)小州实验时电源电压为4.5V,通过改变定值电阻R的阻值和移动滑动变阻器滑片P,进行了5次实验,测得了下表中的数据,他想通过数据分析“电流与电阻的关系”,但小汀通过数据发现实验有问题,本实验操作中的不妥当之处是____________________________________________________________。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.58
0.28
0.18
0.13
0.10
【题型3 】
9.关于电流、电压和电阻之间的关系,下列说法正确的是( )
A.公式表明,导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比
B.公式U=IR表明,导体两端的电压跟电阻成正比
C.公式U=IR表明,导体两端的电压U跟电流成正比
D.导体的电阻是导体本身的一种性质。与电压、电流无关
10.物理中有一种“用两个物理量的比值定义新的物理量”的方法,叫作比值定义法,其公式形如,其中有些物理量有如下特征:物理量A可以通过物理量B和C的比值求出,但物理量A并不是由物理量B和C决定的。下列物理量中不符合这一特征的是( )
A.密度 B.功率 C.比热容 D.定值电阻
11.为了纪念英国著名物理学家______,物理学中把他的名字命名为功和能以及热量的单位。德国著名物理学家欧姆发现,一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,可用公式表示为______。
【题型4 】
12.如图是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像。下列说法正确的是( )
A.电阻R的阻值为5Ω
B.灯泡L的阻值为5Ω
C.将L和R串联在5V的电源上,电路中的电流为0.4A
D.将L和R并联在2V的电源上,干路中的电流为0.6A
13.如图甲所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移至灯正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为40Ω
B.灯正常发光时其电阻约为13.3Ω
C.曲线b是电流表示数与电压表V1示数的关系图像
D.电源电压为12V
14.如图所示是一种亮度可调的小台灯的电路图,电源电压为,灯泡的额定电压为24V。其关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为________。调节滑动变阻器的滑片,灯泡的实际功率为时,滑动变阻器连入电路的阻值是________。灯泡L的电阻不是定值,是因为________。
【题型5 】
15.如图所示的电路,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,假定灯泡的电阻不变,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大 B.电压表的示数减小
C.灯泡的亮度保持不变 D.电压表和电流表示数的比值不变
16.图甲是一种烟雾报警器电路图。开关S处于闭合状态,是定值电阻,R为光敏电阻,阻值与光照强度关系如图乙所示,烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列分析正确的是( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数变小
C.电压表与电流表示数之比变小 D.总电压与电流表示数乘积变大
17.两个电阻和的阻值分别是30Ω和60Ω,把它们并联后接在电压为6V的电源上,通过电阻的电流是_______A,干路电流是_______A,电路总电阻是_______Ω。
18.图示电路中,电源电压恒为6V,电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.2A,则电阻R1的阻值为________Ω,电流表A的示数为________A。
19.如图所示,电源电压恒为12V,,。只闭合开关,电压表示数为6V。求:
(1)两端的电压;
(2)电阻的阻值;
(3)再闭合开关、,电流表的示数。
20.如图(a)是某电热水壶放在水平桌面上,空壶重力为15N,底面积为,容积1.5L,装满水后,水深0.2米,内部简化电路如图(b)所示。将它接入家庭电路中,电压U为220伏,正常工作时加热电阻的阻值为40欧。
(1)求水对水壶底部的压强;
(2)水壶对桌面的压强;
(3)正常工作时、同时闭合,求通过电热水壶的电流;
(4)当闭合、断开时,电热水壶的工作电流减小为原来的0.1倍,求电阻的阻值。
【题型6 】
21.某同学做“伏安法测灯泡电阻”的实验,实验电路如图甲所示,所用小灯泡标有“2.4 V”字样。下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.可以多次实验求平均值以减小误差
C.闭合开关前,滑动变阻器滑片应该移至最右端
D.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻为8 Ω
22.图甲是测量小灯泡电阻的实验电路图,待测小灯泡额定电压为,电源电压为。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表指针明显偏转,电流表指针几乎不偏转,则故障原因可能是_______(选填“A”“B”或“C”);
A.小灯泡灯丝断了 B.小灯泡短路了 C.滑动变阻器断路了
(3)排除故障后继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。
23.在测量小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片P置于B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数均较小,接下来的操作是______,多次改变小灯泡两端的电压,记录电压表、电流表的示数,当小灯泡两端电压为2.5V时,电流表示数如图乙所示,为______A,此时小灯泡的电阻为______Ω(结果保留一位小数);
(3)根据数据绘制I-U图像,如图丙所示,发现此图像不是直线,主要原因是灯丝电阻受______的影响。
24.小明和小华两位同学用不同的方法测量灯泡的电阻。
(1)小明设计了图甲的实验电路测量标有“2.5V”字样的灯泡的电阻,实验室提供的电源电压为3V且保持不变,两只滑动变阻器A“20Ω,2A”、B“50Ω,1.5A”、电流表电压表、开关及若干导线。
实验次序
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.4
电流I/A
0.3
0.28
0.24
0.18
0.1
电阻R/Ω
7.00
6.07
5.42
5.00
4.00
①连接电路时,开关应________。
②实验中先移动滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光,此时电流表的读数如图乙为________A;接着逐渐降低灯泡两端的电压,记录的数据如表,则灯泡正常发光时灯丝电阻是________Ω(保留两位小数),实验中所选滑动变阻器是________(选填“A”或“B”);
③分析表中的数据,灯泡电阻的变化规律最接近图丙所示图像中的曲线________(选填“a”、“b”或“c”)。
④用图甲所示的电路________(选填“能”或“不能”)用来探究电流与电压的关系。
(2)小华设计了图丁所示的电路,经过以下步骤,也测出了灯泡正常发光时的电阻。已知灯泡的额定电压为、定值电阻的阻值为
a.闭合开关S、,断开;
b.闭合开关S、,断开;
c.保持变阻器的滑片P不动,读取电压表的示数为U;
d.移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为。
实验步骤的正确顺序是________(填字母序号);灯泡正常发光时灯丝电阻________,(用、U、表示)
【题型7 】
25.某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,其中电源电压不变且未知,定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值均已知。下列电路中,不能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
26.小红在“探究电流与电压关系”的实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器(满足实验要求)、电流表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验过程如下:
(1)请根据小红设计的电路图(图1)将实物图(图2)连接完整(要求:导线不交叉)。
(2)小红把5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P,发现电压表示数无变化,电流表示数有变化,其原因可能是定值电阻_________。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P将实验数据记录在表中,分析数据可得出结论:___________________________________________________________。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)在探究电流与电压和电阻的定量关系后,要测量一个标记不清的定值电阻阻值(约为30 Ω),利用现有器材,设计了如右图所示的电路。
①闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值R0时,记录电压表示数为U1;
②_________,记录电压表示数为U2;
③得出了定值电阻阻值的表达式:Rx =______(用U1、U2、R0表示)。
27.在测量一个阻值未知的定值电阻Rx的实验中,电源电压保持3V不变,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)
闭合开关后,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能是_______(选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(2)排除故障后继续实验,当电压表示数为1V时,电流表示数如图乙所示,则Rx=_______Ω;
(3)接下来探究小组的同学继续移动滑动变阻器的滑片,又测出两次对应的电压和电流值,并求出电阻,两次测得的电阻值分别为R2=5.3Ω,R3=5.2Ω,则实验测得Rx的阻值为_______Ω;进行多次实验的目的是_________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律,避免偶然性”);
(4)该小组的同学们进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值已知为R的定值电阻、电流表、开关等器材测量Rx的阻值,设计了如图丙所示实验电路图,测量步骤如下:
①闭合开关S1、断开S2,读出电流表的示数I1; ②同时闭合开关S1和S2,读出电流表的示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx=_______。(用R、I1、I2表示)
【题型8 】
28.如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
29.在做“伏安法测电阻”的实验中,小林设计并联接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线补齐图中缺失的一根导线,使电路连接完整(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。
(3)在实验过程中,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻________(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小林继续进行实验,某次测量中电压表和电流表的示数如图乙所示时,则该次测得未知电阻的阻值为________。
(5)实验中应调节________,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,目的是为了______。
(6)小林对实验进一步拓展,在缺少电流表的情况下,设计了图丙所示的实验电路来测量未知电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。实验步骤如下:
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式:________(用、、表示)。
30.为测量某待测电阻的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于________状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A”或“B”)端。
(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为________Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是________;
(4)完成实验后,某小组的同学认为桌面上的2B、HB铅笔芯的电阻与其软硬程度有关。于是同学们做实验来检验该猜想是否正确。
①小叶同学的设计思路如图丙所示。
请指出她设计中的错误___________。
②小王同学认为图丙所示装置不是一个完整的电路,因为缺少了________。
③小王同学还发现了设计中的不足,于是他改进了电路如图丁所示,小华同学看了小王同学设计的电路图,觉得若已知,可以用此电路测出的阻值;闭合开关S、、,读出电流表的示数为,电流表的示数为,则____________。
【题型9 】
31.如图所示的两个电压表均为学校实验室里常用的电压表。闭合开关后,两电压表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时灯和电阻之比为( )
A. B. C. D.
32.如图所示,电源电压恒为,定值电阻的阻值为,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为。电流表的示数为______,此时滑动变阻器接入电路的阻值为______。
33.某同学组装了如图所示的电路。
(1)当甲、乙两表为电流表时,闭合开关,断开开关,两表指针位置相同。的阻值为。电源为两节新干电池。求乙表的示数和的阻值;(电流表可选测量范围为0~0.6A和0~3A)
(2)把甲、乙两表换成电压表,闭合开关、,两表的示数之比为多少?
【题型10 】
34.如图所示,电源电压保持不变,、均为定值电阻。当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比为,当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两电流表的示数之比为( )
A. B. C. D.
35.如图所示,若甲、乙两表为电压表,当S闭合时,两表示数之比为,两个电阻器的阻值之比为_________;若甲、乙两表为电流表,当S断开时,两个电阻器的电压之比为_________。
36.如图所示的电路,电源电压恒为6V,,闭合开关后,电流表的示数为0.9A。求:
(1)通过的电流;
(2)通过的电流;
(3)的阻值。
【题型11 】
37.如图甲所示是压力秤的简易电路,已知电源电压为18 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,定值电阻的阻值为,电阻R为压敏电阻,其阻值变化与所受压力大小的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.当压力F为100 N时,电流表的示数为0.25 A
B.随着压力F的增大,电压表与电流表的示数之比变大
C.此压力秤能测量的最大压力值为600 N
D.若将电压表改装成压力显示器,则表盘上的刻度对应的压力值是均匀的
38.小米找到了一个灯泡,其电流与电压的关系图像如图甲所示。小米将灯泡与铭牌标有“”的滑动变阻器连入如图乙所示的电路。滑动变阻器滑片移动至最右端后闭合开关电流表示数为0.4A,电源电压为______V。若将电流表“-”和“0.6A”接线柱接入电路,为保证电路中各元件安全滑动变阻器接入电路的最小值为______。
39.小王和小李同学利用热敏电阻R1设计电路来反映环境温度的变化情况。他们所用热敏电阻的阻值Rt随温度t变化关系如图甲所示。小王是用电压表示数的变化来显示温度的变化,其电路如图乙所示,小李是用电流表示数的变化来显示温度的变化,其电路如图丙所示。他们所用电源电压均为3V,定值电阻R0=10Ω,则:
(1)在乙图中,开关S闭合,当环境温度为10℃时,电压表的示数为多少?
(2)在丙图中,开关S闭合,当电流表的示数为0.4A时,环境的温度为多少?
【题型12 应用欧姆定律求范围】
40.某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为9V,定值电阻的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与压敏电阻R相连,R的阻值随压力F的变化关系如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.当检测板所受压力增大时,电压表示数减小
B.检测板不受压力时,电压表的示数为8V
C.该装置所能测量的最大压力为
D.若将换为阻值较小的电阻,可提高该装置所能测量的最大压力值
41.如图甲所示,L上标有“6V 0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~12V,变阻器R的最大电阻为100Ω。小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω;只闭合,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为,电流表示数为。只闭合,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示;当滑片置于b点时,电压表示数,电流表示数为。已知,,在保证电路安全的前提下,任意闭合开关以及移动滑片,电流表示数最小可以为______A。(灯丝电阻不随温度变化)
42.小丽同学在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值Rp与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,定值电阻R0为30Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V, 变阻器标有“50Ω 1A”。
(1)闭合开关S,当电流表示数0.3A时,求电压表的示数;
(2)闭合开关S,当电流表示数0.4A时,求物体的重力G;
(3)在保证电路各元件安全的情况下,求Rp的变化范围。
【题型13 及计算】
43.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关,调节两个滑动变阻器的滑片至某位置时,甲、乙电流表的示数分别为、,且;调节滑片,使接入电路的阻值减小10 ,接入电路的阻值增大20,此时甲、乙电流表的示数分别为、。若,则可能为( )
A.8∶7 B.4∶3 C.2∶1 D.3∶1
44.如图甲所示,电源电压恒定不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出和的U—I关系图像如图乙所示。则的图像为______(“Ⅰ”/“Ⅱ”),______,当断路时,表示数为______V,若换用最大阻值更大滑动变阻器替代,则图像Ⅰ和Ⅱ的交点将______(“向左移动”/“向右移动”/“不移动”)。
45.某课外实践小组设计一个车速报警装置,提醒司机车速不超过限定值。简化电路如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为20 Ω,可变电阻的阻值随车速变化的一次函数图像如图乙所示。将报警装置放置在大客车上,当车速为60 km/h时,电压表读数为8 V;当车速达到100 km/h时,电流表达到报警电流值,装置报警。
(1)求电源电压;
(2)求电流表的报警电流值;
(3)保持报警电流不变,将报警装置放置在小轿车上,要求车速达到120 km/h时才报警,求需替换的定值电阻阻值。
【题型14 】
46.如图是酒精浓度检测仪原理示意图,R是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,定值电阻为保护电阻。下列分析正确的是( )
A.酒精浓度检测仪是由电流表改装成的
B.增大电源电压,酒精浓度检测仪的最大测量值增大
C.增大的阻值,酒精浓度检测仪的最大测量值减小
D.驾驶员呼出的酒精气体浓度较大时,两端的电压较小
47.如图是一款智能压力秤的电路结构图,电源电压为3V且保持不变,定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随物体对秤盘压力F的变化如表格所示。压力秤放置在水平地面,当秤盘为空盘时,闭合开关,电路中的电流为________A;当秤盘中放置物体时,电压表示数为2V,物体对秤盘的压力为________N。
R/Ω
40
30
20
10
0
F/N
0
30
60
90
120
48.如图所示是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图,它的油量表由电流表改装而成,通过电流表的指针指示油箱里的油的体积。图中,电源电压为6V,压力传感器R的上表面积为5cm2,油箱内汽油的密度为。已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示:
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
……
电阻R/Ω
500
380
310
245
200
170
150
……
(1)当汽油与油箱的总重力为600N时,压力传感器R受到的压强是多少?
(2)若电路中电流是0.04A,则汽油与油箱的总重力是多少?
(3)如果空油箱的质量为5.8kg,当油量表的指针指向2×10-2m3时,电路中的电流是多少?
49.如图所示,闭合开关S,灯L发光,一段时间后灯L熄灭。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。现用一只规格相同且完好的灯L′替换灯L,下列说法正确的是( )
①若灯L′亮,则灯L可能断路
②若灯L′亮,则灯L可能短路
③若灯L′不亮,则电阻R一定断路
④若灯L′不亮,则电阻R可能短路
A.只有①②③正确 B.只有②③④正确 C.只有①②④正确 D.只有①③④正确
【题型15 】
50.如图所示,电源为两节新干电池串联使用,开关闭合后灯泡发光,两个电表均有示数。调节滑动变阻器滑片到某处时,灯泡突然熄灭,两个电表一个示数变大,一个示数变小。则电路可能出现的故障为( )
A.电源电压突然降低 B.若是电压表示数变大,则是灯泡发生了短路
C.滑动变阻器短路 D.若是电流表示数变大,则是灯泡发生了短路
51.如图所示,在电路安全的情况下,定值电阻或滑动变阻器中,仅有一个发生了故障,小明为研究故障的原因,特地设计了两个方案:
方案一:通过移动滑动变阻器的滑片P来判断出故障的原因。请写出开关S闭合,移动滑动变阻器的滑片P后,电流表示数变化情况及对应的故障:__________。
方案二:用一个完好的定值电阻来替换来判断发生的故障,不可选用的的阻值( )
A. B.
52.小渝和同学们用图甲所示电路探究“电流与电压的关系”,定值电阻有10Ω、20Ω、40Ω、50Ω可选,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)选用的电源电压为3V,请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整;
(2)正确连接电路后,将的滑片P移动到_________端(选填“A”或“B”),通过试触发现电流表无示数、电压表有示数且接近电源电压,可能是电阻处发生了_________故障导致的;
(3)排除故障后闭合开关S,第1次实验观察到电压表示数如图乙所示为_________V。移动滑片P多次实验,将实验数据记录在表中,分析表中实验数据,发现_________,由此可得实验结论:_________
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.4
1.8
2.2
2.6
2.8
电流I/A
0.12
0.14
0.09
0.22
0.26
0.28
(4)进一步定量分析发现_________的比值和所选电阻标定的阻值相同;
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