第十七章《欧姆定律》易错点整理及针对性练习 2026-2027学年人教版九年级全一册物理
2026-08-12
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十七章 欧姆定律 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.61 MB |
| 发布时间 | 2026-08-12 |
| 更新时间 | 2026-08-12 |
| 作者 | 沈书禾 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59180952.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理《欧姆定律》易错点精析清单全面覆盖概念理解、公式应用、单位换算、图像分析、实验操作、动态电路计算六大知识范畴,搭建从基础概念辨析到综合问题解决的递进式学习支架。
清单以“易错表现-原因分析-正确结论-针对训练”四步结构呈现18个易错点,如通过R=U/I公式辨析强化电阻本质理解培养科学思维,实验操作标注滑动变阻器滑片初始位置规范科学探究。针对训练题分层设计,帮助学生突破难点,教师可据此精准教学提升课堂实效。
内容正文:
第十七章《欧姆定律》易错点精析
(含18个易错点)
一、概念易错点
易错点1:对电阻是导体本身性质的误解
易错表现:
①认为导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比(由 R=U/I 误推导)
②认为导体两端电压为0时,导体的电阻也为0
③认为通过导体的电流越大,导体的电阻越小。
为什么容易错:受公式 R=U/I 的表面形式影响,误认为电阻由电压和电流决定。没有理解电阻是导体本身的一种性质,与是否通电无关。
正确结论:
①电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压和通过它的电流无关
②R=U/I 是电阻的计算式(测量式),不是决定式
③当导体两端电压为0时,导体的电阻不为0(超导体除外)。
【针对训练】
1.根据欧姆定律公式,可变形得到,下列说法中正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
B.导体电阻越大,通过导体电流越小
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻与电压成正比,与电流成反比
2.当导体两端的电压为4V时,通过的电流为0.2A.若导体两端的电压增加到6V,通过的电流为___________A;若导体两端的电压减小到0V,通过的电流为___________A,此时导体的电阻为___________。
3.(多选)某导体中的电流与它两端的电压的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.当导体两端的电压为4V时,导体中的电流为0.8A
B.该导体的电阻随电流的增大而增大
C.该导体的电阻为5Ω
D.电阻一定时,导体两端的电压与电流成正比
易错点2:欧姆定律中电流、电压、电阻的因果关系颠倒
易错表现:
①说“电压与电流成正比”或“电阻与电流成反比”
②认为电流变化引起电阻、电压的变化
③混淆“电压是原因、电流是结果”的逻辑关系。
为什么容易错:对欧姆定律的表述“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比”理解不深。没有分清因果关系。
正确结论:
①电压是形成电流的原因,电流是电压作用的结果。应该说“电流与电压成正比”,不能说“电压与电流成正比”
②电阻是导体对电流的阻碍作用,是电阻的大小影响了电流的大小。应该说“电流与电阻成反比”,不能说“电阻与电流成反比”
③是电压、电阻的变化导致了电流的变化,不是电流变化引起电阻、电压的变化。
【针对训练】
4.下面是四位同学对于欧姆定律公式的理解,其中说法正确的是( )
A.甲:通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.乙:导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C.丙:电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
D.丁:导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大
5.小张是某中学的初三学生,学完“电流、电压、电阻的关系”后整理笔记,发现下列关于三者关系说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小
B.导体的电阻与其两端电压成正比
C.只要电路中有电压,就一定有电流
D.电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比
6.下列对欧姆定律的公式及变形式的理解正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体两端的电压为零时,通过导体的电流和导体的电阻也都为零
C.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定的
易错点3:欧姆定律适用范围的误解
易错表现:
①认为欧姆定律适用于所有电路
②认为含有电动机的电路也可以用欧姆定律直接计算
③不注意物理量的“同一性”和“同时性”。
为什么容易错:对欧姆定律的适用条件认识不足;对“纯电阻电路”的概念不理解。
正确结论:
①欧姆定律仅适用于纯电阻电路。纯电阻电路是指电能全部转化为内能的电路(如电灯、电烙铁、电炉等)
②含有电动机、电解槽的电路不是纯电阻电路,不适用欧姆定律
③应用欧姆定律时,公式中的 I、U、R 必须是同一段导体、同一时刻的物理量。
【针对训练】
7.一段导体两端电压为12V,导体中的电流是2A,则此导体本身的电阻为____________Ω;如果电压减小4V,导体中的电流是____________A;若电压减为0V,导体的电阻等于____________Ω。
8.关于欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比 B.导体的电阻与电流成反比
C.导体中的电流与电压成正比 D.欧姆定律适用于所有电路
9.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A.求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻R2的阻值。
易错点4:控制变量法在探究实验中的条件遗漏
易错表现:
①说“导体中的电流跟导体两端的电压成正比”时,忘记“电阻一定”的条件
②说“导体中的电流跟导体的电阻成反比”时,忘记“电压一定”的条件
③在结论描述中漏掉前提条件。
为什么容易错:对控制变量法的思想理解不深。只记结论不记条件。
正确结论:
①在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比
②在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比
③描述结论时必须明确前提条件,不能省略。
【针对训练】
10.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A.“探究电流跟电压关系”实验时,可将定值电阻R替换成小灯泡
B.“探究电流跟电压关系”实验时,多次实验的目的是减小误差
C.“探究电流跟电压关系”实验结论:电阻不变时,电压与电流成正比
D.“探究电流跟电阻关系”实验时,移动滑动变阻器滑片的目的是保持电阻两端电压不变
11.下列对电压、电流和电阻的关系理解正确的是( )
A.导体两端电压为0时,电阻也为0
B.导体两端的电压与该导体的电阻成正比
C.电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成正比
D.电阻一定时,通过导体的电流与该导体两端的电压成正比
12.如图所示是电学中常见的电路图,进行以下相应实验时,描述正确的是( )
A.“探究电流与电压的关系”实验,多次实验目的是为了减小实验误差
B.“探究电流与电压的关系”实验,滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C.“探究电流与电阻的关系”实验,可得导体两端电压一定时,导体电阻跟通过导体的电流成反比
D.“探究电流与电阻的关系”实验,每次更换电阻后,都要保持电阻两端电压不变
13.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为,更换5个定值电阻,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
A.应使用最大阻值为不小于的滑动变阻器进行实验
B.将从换成后,应向左调节滑动变阻器滑片
C.调节滑动变阻器滑片时,眼睛应认真观察电流表示数
D.本实验得到的结论是:电压一定时,电阻与电流成反比
14.(多选)在电学实验中,有四个实验同学们非常熟悉:①探究并联电路电流的规律;②探究电流与电阻的关系;③探究电流与电压的关系;④探究影响电阻大小的因素。关于这四个实验,下列说法中正确的有( )
A.①实验中多次测量目的是为了寻找普遍规律
B.②实验中滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C.③实验中可用小灯泡替代定值电阻
D.④实验中没有采用转换法
15.(多选)在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5、10、15、20四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最右端
B.用10电阻实验,读数时的滑片位置比5电阻读数时更靠左
C.实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压不变
D.实验获得多组数据是为了归纳出:电压一定时、导体电阻与导体中的电流成反比
二、公式易错点
易错点5:欧姆定律三个公式的适用场景混淆
易错表现:
①求电阻时用 R=U/I,认为这是电阻的决定式
②求电压时用 U=IR,认为电压与电流和电阻有关
③三个公式的物理意义分不清。
为什么容易错:对三个公式的物理意义理解不深.将数学等式与物理规律混为一谈。
正确结论:
①I=UR:欧姆定律的核心表达式,描述电流与电压、电阻的关系
②R=U/I:电阻的计算式(测量式),只表示数量关系,不反映物理规律——电阻与U、I无关
③U=IR:电压的计算式,电压与电流、电阻无关(电压由电源决定)。
【针对训练】
16.(多选)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为6V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
A.本实验中变阻器的作用是改变定值电阻两端电压
B.应使用最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器进行实验
C.本实验的结论是:电压一定时,电阻与电流成反比
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应向右调节变阻器滑片
17.如图所示的电路,电源电压不变,电阻的阻值为10Ω,当开关和都闭合时,电流表的示数为1.2A;当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.4A,求:
(1)电源电压。
(2)的阻值。
18.如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。当开关S1闭合,S2接a时,电流表读数为0.3A.当开关S2改接b时,电压表读数为2V,求:
(1)电源电压。
(2)当S2接b时,通过定值电阻R1的电流。
(3)定值电阻R2的阻值。
19.把电阻为和的两个定值电阻串联起来接在电压为20V的电源上,则电路中的电流为___________A,电阻为的定值电阻两端的电压为___________V,电阻为的定值电阻两端的电压为___________V。
易错点6:串联分压与并联分流的比例关系记反
易错表现:
①认为串联电路中,电阻越大,分得的电压越小(说反了)
②认为并联电路中,电阻越大,分得的电流越大(说反了)
③将串联分压(正比)与并联分流(反比)记混。
为什么容易错:对串联和并联电路的特点理解不深;分压和分流的规律容易记反。
正确结论:
①串联分压:串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即 U1:U2=R1:R2。电阻越大,分得的电压越大
②并联分流:并联电路中,电流的分配与电阻成反比,即 I1:I2=R2:R1。电阻越大,分得的电流越小
③串联电路中电阻越大分得的电压越大
并联电路中电阻越大分得的电流越小。
【针对训练】
20.如图所示,电源电压恒定,。当开关闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比____,当开关闭合、断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比____。
21.若电阻,把它们串联起来接入电路,则通过它们的电流之比________;若把并联起来接入电路,则此时通过它们的电流之比________。
22.如图电路,闭合开关后,电压表与示数之比为,则为( )
A. B. C. D.
易错点7:串并联电路总电阻的比较
易错表现:
①认为串联总电阻比任何一个分电阻都小(说反了)
②认为并联总电阻比任何一个分电阻都大(说反了)
③认为两个电阻并联后总电阻等于两个电阻之和。
为什么容易错:对电阻串联(相当于增大导体长度)和并联(相当于增大导体横截面积)的微观本质理解不深。
正确结论:
①串联电路的总电阻等于各串联电阻之和:R=R1+R2+⋯,总电阻比任何一个分电阻都大
②并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和:1R=1R1+1R2+⋯,总电阻比任何一个分电阻都小
③两个电阻并联:R=R1R2/(R1+R2)。口诀:上乘下加
【针对训练】
23.如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S后,滑片从中点向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大
B.电流表的示数变大,电流表的示数变小
C.电流表与的示数之差变大
D.电压表示数与两电流表示数之差的比值不变
24.王明同学在修理电子玩具时,需要用一个75Ω的电阻,现手边有阻值为250Ω、100Ω、60Ω、35Ω及15Ω的电阻各一个,他可以选择______Ω和______Ω的两个电阻______联来获得。
25.将一个阻值为的电阻和阻值为的电阻串联在电路中,它们的等效电阻为_________;若将它们并联起来,则等效电阻为_________。要得到的电阻,需将_________个的电阻串联起来使用。
26.电阻,按如图所示接在电压为的电路中,电流表的示数为,此时电源电压______。
三、单位易错点
易错点8:电流、电压、电阻单位的混淆
易错表现:
①混淆电流、电压、电阻的单位符号(A、V、Ω)
②忘记单位换算(如1mA = 10-3A,1kΩ = 10³Ω)
③计算时单位不统一就直接代入公式。
为什么容易错:对三个物理量的国际单位和常用单位不熟悉
单位换算不熟练。
正确结论:
①电流I:国际单位安培(A),换算:1A = 10³mA = 10⁶μA
②电压U:国际单位伏特(V),换算:1kV = 10³V,1V = 10³mV
③电阻R:国际单位欧姆(Ω),换算:1MΩ = 10³kΩ = 10⁶Ω
④计算时必须使用国际单位(A、V、Ω),单位不统一要先换算。
【针对训练】
27.如图甲所示电路,电源电压不变,为。只闭合开关,电流表的示数如图乙所示;再闭合,电流表的示数为。
(1)图乙中电流表的示数为_____;
(2)求电阻。
28.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。
(1)求电源电压;
(2)断开、闭合时,求电流表的示数;
(3)、都闭合时,电流表的示数为0.9A,求的电阻。
四、图像易错点
易错点9:I−U 图像中斜率与电阻的关系
易错表现:
①认为 I−U 图像中,越靠近U轴的直线电阻越小(说反了)
②不会根据 I−U 图像的斜率判断电阻大小
③认为 I−U 图像中过原点的直线一定是定值电阻。
为什么容易错:对 I−U 图像中斜率的物理意义 k=I/U=1/R 理解不清。
正确结论:
①在 I−U 图像中,斜率 k=I/U=1/R,斜率越大,电阻越小
②定值电阻的 I−U 图像是一条过原点的直线
③小灯泡的 I−U 图像是曲线(灯丝电阻随温度升高而增大)。
【针对训练】
29.在探究电流与电压的关系时发现,通过电阻a、b的电流随电压变化的情况如图所示,则下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
B.电压相同时,阻值大的电阻通过的电流大
C.电流相同时,阻值小的电阻两端的电压大
D.两电阻阻值的关系是
30.如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法不正确的是( )
A.通过甲的电流与它两端的电压成正比
B.当乙两端电压增大时,通过它的电流也增大,它的电阻也在变大
C.甲、乙串联接入某一电路中,若测得电阻乙阻值为6Ω,则电源电压可能为8V
D.甲、乙并联接入某一电路中,若测得电阻乙阻值为4Ω,则干路电流一定大于0.35A
31.在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
易错点10:I−R 图像的理解偏差
易错表现:
①认为 I−R 图像是一条过原点的直线
②不会根据 I−R 图像判断电流与电阻的关系
③混淆 I−U 图像和 I−R 图像。
为什么容易错:对“电压一定时,电流与电阻成反比”理解不深。
正确结论:
①在电压一定时,电流与电阻成反比,I−R 图像是反比例函数图像(双曲线的一支)
②I−R 图像中,电流随电阻的增大而减小,但不成正比
③定值电阻的 I−U 图像(正比,直线)与电压一定时的 I−R 图像(反比,曲线)不同。
【针对训练】
32.小龙用图甲的电路探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,供选择的定值电阻有5个,阻值分别为,两个滑动变阻器(“”和“”),电源电压恒为3V。
(1)连接实物电路时开关应该________,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至_____(选填“A”或“B”)端。
(2)保持滑片位置不变,将电阻换成电阻,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑片,使_______的示数保持不变,记下实验数据。
(3)换其它电阻重复实验,由实验数据画出如图乙的图像。由图像可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________。
(4)上述实验所选用的滑动变阻器是________(选填“”或“”)。
(5)小龙完成上述实验后,又设计如图丙的电路,只用电压表就能测量出额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,电源电压恒定,定值电阻阻值为。请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S和,断开,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为;
②滑动变阻器滑片不动,________,读出电压表示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻________(用表示)。
33.为完成“探究电流与电阻关系”实验。小陈同学选用以下器材:电压恒为的电池组,电流表,电压表,开关,阻值分别为、、、的定值电阻各一个,规格为“ ”的滑动变阻器,导线若干。电路连接如图甲所示。
(1)连接电路时,为了保护电路。开关应处于___________状态。
(2)实验得到电流随电阻变化的图像如图乙所示,实验中控制定值电阻两端的电压为___________V,当接入R的电阻为时,电流表的示数为___________A。
(3)为了完成全部4个定值电阻的实验探究,定值电阻两端的电压不能小于___________V。
34.小徐同学在实验课上设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为6伏,更换5个定值电阻,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
①该同学研究的是电流和电压的关系
②将从换成后,应立即记录电流表的示数
③滑动变阻器的作用是保持两端电压不变
④实验中电压表的示数应保持2.5伏不变
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
35.甲乙两个兴趣小组在做“探究电流与电阻关系”的实验时都选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。如图所示的A、B两个图像分别是甲、乙两小组依据所得数据描绘的。下列关于该实验的说法中正确的是( )
A.由图像A可知,甲小组在实验中控制电阻两端的电压始终为3V
B.该实验说明:当电压一定时,导体的电阻与通过导体中的电流成反比
C.由图像B可知,乙小组在实验中控制电阻两端的电压始终为2V
D.乙小组为了完成本次实验,所选的滑动变阻器的最大阻值至少为40Ω
五、实验易错点
易错点11:探究电流与电压关系实验中的操作错误
易错表现:
①连接电路时开关未断开,滑动变阻器滑片未移到最大阻值处
②电压表并联在电源两端(测电源电压)而非定值电阻两端
③不知道滑动变阻器在实验中的作用。
为什么容易错:对实验操作规范不熟悉
对滑动变阻器的两个作用理解不清。
正确结论:
①连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片移到最大阻值处
②电压表应并联在定值电阻两端,测量定值电阻两端的电压
③滑动变阻器的作用:保护电路和改变定值电阻两端的电压,实现多次测量。
【针对训练】
36.如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片要移到最右端
B.用一个定值电阻R,改变变阻器阻值,观察电流表、电压表的示数
C.滑动变阻器滑片向左移动,电压表示数变大
D.通过定值电阻R的电流与电源电压成正比
37.小欢同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
B.开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该移至最左端
C.为了方便观察实验现象,可以将换成小灯泡
D.保持电阻不变时,导体两端电压与电流成正比
38.在探究“电流与电压的关系”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,电阻。
(1)实验中,为保护电路元件,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最__________(选填“左”或“右”)端的位置。
(2)闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表仍无示数,电流表示数有变化,若电路故障只有一处,则故障可能是R________。
(3)排除电路故障继续实验,移动滑片,得出的多组数据如下表所示,其中空白处电压表的示数如图乙所示,为________V,请你根据表格数据在图丙中画出U—I的关系图像________,根据图像可知当电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成________比。
电压U/V
0.5
1
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)完成上述实验后,小明想用该电路研究“电流与电阻的变化关系”,选用不同阻值的定值电阻接入电路,实验时也要移动滑动变阻器的滑片,其主要目的是________________,将10Ω的电阻接入电路中时,移动滑片,使电压表的示数为1V,接着用15Ω、20Ω的电阻分别接入该电路再次实验,若要顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于__________Ω。
易错点12:探究电流与电阻关系实验中的操作错误
易错表现:
①更换电阻后,没有调节滑动变阻器保持电压不变
②换用更大电阻后,不知道滑片应向哪个方向移动
③滑动变阻器规格选择不当,无法完成实验。
为什么容易错:对“控制变量法”中“控制电压不变”的要求理解不深
不会根据串联分压原理判断滑片移动方向。
正确结论:
①更换电阻后,应调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压保持不变
②换用更大电阻后,滑动变阻器应向阻值增大的方向移动
③滑动变阻器的最大阻值应足够大——用最大电阻时,滑滑R滑≥U滑UR×R。
【针对训练】
39.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
40.小明利用如图所示电路探究电流与电阻的关系。实验中,用5Ω电阻完成一组数据测量后,他断开开关,将5Ω电阻更换为10Ω电阻后,接下来必要的操作及其合理顺序是( )
①闭合开关;②记录电流表的示数;③将滑动变阻器滑片调到阻值最大处;④移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数与更换电阻前保持一致;⑤移动滑动变阻器滑片,使得电阻两端的电压改变。
A.①③④② B.③①⑤② C.③①④② D.①③⑤②
41.如图甲所示,这是小华同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:学生电源(可调节电源电压),、、、、的定值电阻各一个,“10Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)连接好电路,开关闭合前,小华发现电压表出现了如图乙的现象的原因是:___________;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,这样可以起到___________的作用;
(3)实验过程中调节电源电压为,并保持定值电阻两端电压为,当将接入定值电阻从改接为时,此时需要将滑动变阻器的滑片向___________(选填“A”或“B”)移,直到电压表读数为时。
(4)小华得出初步结论:导体两端电压为不变时,通过导体的电流与接入导体的电阻成反比。请写出他得到这个结论的数据分析方法:___________。(简要写出1种即可)
数据序号
1
2
3
4
电阻
5
10
15
20
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
(5)小华想继续用25Ω的定值电阻进行实验,将25Ω电阻接入电路后发现无论如何移动滑动变阻器,电压表示数都大于。为了能够把定值电阻两端电压调整为,仅用实验中已使用过的实验器材(不更换和添加新器材),写出一种可行操作方法:___________。
易错点13:伏安法测电阻实验中的易错点
易错表现:
①对小灯泡在不同电压下的电阻求平均值
②电流表内外接法选择不当导致测量误差
③不知道如何排除电路故障。
为什么容易错:对小灯泡灯丝电阻随温度变化的特性不理解
对电表内阻造成的误差分析不清。
正确结论:
①定值电阻的阻值不变,可以多次测量取平均值减小误差
②小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,不同电压下电阻不同,不能取平均值
③伏安法测电阻的原理:R=U/I。
【针对训练】
45.如图所示,在测量小灯泡的电阻的实验中,当闭合开关S时,发现灯泡L不亮,电流表指针明显偏转。经检测电路中只有一处故障,该故障是( )
A.灯泡L断路 B.灯泡L被短接
C.变阻器R被短接 D.开关S被短接
46.在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压恒为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“ 1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,将图乙的实物电路连接完整。
(2)在连接电路时,开关应处于___________(选填“闭合”或“断开”)状态;闭合开关前,电流表的指针反偏,其原因可能是___________。
(3)小吴闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是___________(选填字母)。
A.检查电路是否断路
B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)解决完所有的问题,小吴规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω(保留一位小数)。他发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受___________的影响。
实验次数
1
2
3
4
电压
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻
5.6
6.8
8.3
(5)测完小灯泡的电阻后,小吴用一未知定值电阻换下灯泡,闭合开关,移动变阻器的滑片至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图丙,则可计算出未知电阻___________。
(6)小华认为:不用电流表,只用电压表和已知阻值的定值电阻,电源电压保持不变,由图丁同样可以测得未知电阻的阻值。小华设计方案如下:
a.闭合、断开,读出电压表示数为
b.闭合、,读出电压表示数为
小华得到电阻的表达式为___________(用测量值、及来表示)。
47.在“测量小灯泡电阻”的实验中,所有实验元件均完好,如图所示。闭合开关后,灯泡未亮起。经检查,发现电路中的电压表和电流表的位置接错。此时,电压表___________(选填“有示数”或“无示数”);电流表___________(选填“有示数”或“无示数”)。
48.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L1短路 C.灯泡L2断路 D.灯泡L2短路
易错点14:伏安法测电阻的电路故障分析
易错表现:
①认为电流表无示数一定是断路(忽略电流表损坏或短路)
②认为电压表有示数一定是所测部分短路
③不会根据电表示数综合判断故障位置。
为什么容易错:对断路和短路的电表示数特征记忆不牢,不会综合分析。
正确结论:
①电流表有示数 → 电路通路,故障为短路
电流表无示数 → 电路断路
②串联电路中,电压表有示数(接近电源电压)→ 与电压表并联的部分断路
③串联电路中,电压表无示数 → 与电压表并联的部分短路或外部断路。
【针对训练】
45.如图所示,在测量小灯泡的电阻的实验中,当闭合开关S时,发现灯泡L不亮,电流表指针明显偏转。经检测电路中只有一处故障,该故障是( )
A.灯泡L断路 B.灯泡L被短接
C.变阻器R被短接 D.开关S被短接
46.在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压恒为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“ 1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,将图乙的实物电路连接完整。
(2)在连接电路时,开关应处于___________(选填“闭合”或“断开”)状态;闭合开关前,电流表的指针反偏,其原因可能是___________。
(3)小吴闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是___________(选填字母)。
A.检查电路是否断路
B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)解决完所有的问题,小吴规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω(保留一位小数)。他发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受___________的影响。
实验次数
1
2
3
4
电压
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻
5.6
6.8
8.3
(5)测完小灯泡的电阻后,小吴用一未知定值电阻换下灯泡,闭合开关,移动变阻器的滑片至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图丙,则可计算出未知电阻___________。
(6)小华认为:不用电流表,只用电压表和已知阻值的定值电阻,电源电压保持不变,由图丁同样可以测得未知电阻的阻值。小华设计方案如下:
a.闭合、断开,读出电压表示数为
b.闭合、,读出电压表示数为
小华得到电阻的表达式为___________(用测量值、及来表示)。
47.在“测量小灯泡电阻”的实验中,所有实验元件均完好,如图所示。闭合开关后,灯泡未亮起。经检查,发现电路中的电压表和电流表的位置接错。此时,电压表___________(选填“有示数”或“无示数”);电流表___________(选填“有示数”或“无示数”)。
48.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L1短路 C.灯泡L2断路 D.灯泡L2短路
六、计算与动态电路易错点
易错点15:动态电路中电表示数变化的判断
易错表现:
①滑动变阻器滑片移动时,不知道电流表和电压表示数如何变化
②混淆电压表测量的是滑动变阻器还是定值电阻的电压
③分析时没有遵循“局部→整体→局部”的分析逻辑。
为什么容易错:对电路的连接方式判断不清。对电压表的测量对象识别错误。
正确结论:
①分析动态电路应遵循:先判断电路连接方式 → 再分析电阻变化 → 根据欧姆定律判断电流变化 → 最后判断电压变化
②串联电路中,滑动变阻器电阻增大 → 总电阻增大 → 电流减小 → 定值电阻两端电压减小 → 滑动变阻器两端电压增大
③电压表与谁并联就测谁的电压。
【针对训练】
49.下图所示是实践小组设计的测量油箱内油量的装置,其中滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴转动,滑杆的一端固定着一个浮标。某次调试时加油或放油,油量表一直指示油量最大且保持不变,杠杆、浮子等油箱零件完好,检查电路最终排除了故障。下列说法错误的是( )
A.油量表用电流表改装而成 B.当油面升高时,油量表示数变大
C.若将拆除则油量表仍可安全工作 D.调试中出现的电路故障可能是短路
50.小明根据图甲所示的电路图连接电路,利用伏安法测量定值电阻的阻值,电源电压恒定不变。
(1)如图甲,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上。
(2)本实验的原理是________;连接电路过程中,开关应________,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最________(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,若故障只发生在定值电阻或滑动变阻器中,则电路故障原因是________。
(4)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,则________。
(5)小明继续移动滑片,又进行了几次测量,多次测量的目的是________;
(6)若电压表损坏,利用电流表和已知最大阻值为的滑动变阻器也可以测量阻值,如图丁。
①将滑片移到最右端,闭合开关,读出电流表示数;
②再将滑片移到最左端,读出电流表示数,则________(用、、表示)
51.如图所示,某创客小组自制肺活量比较装置,吹气时,气球胀大,隔板向上运动。下列说法正确的是( )
A.R0接入电路的电阻变大
B.电流表示数变小
C.电压表示数变小
D.电压表示数与电流表示数的比值变大
52.如图甲是一种具有加热功能的暖手桌垫,图乙是其简化电路图。电源电压恒为,电压表测量范围为 ,是阻值恒为的加热电阻,是热敏电阻,用于感知桌面温度,其阻值随温度的变化图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.当桌垫温度下降时,热敏电阻的阻值增大
B.当桌垫温度上升时,电流表和电压表的示数均变大
C.当桌垫温度达到15℃时,电路中的电流为
D.当桌面温度处于0~40℃之间时,电压表示数的范围为
53.如图所示,开关S、S1均闭合后,三表均有示数;再断开S1时,三表示数的变化情况是( )
A.电压表V示数变大,电流表A1示数不变
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数变小
C.电流表A2示数不变,电流表A1示数变小
D.电压表V与电流表A1的比值不变
54.超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小明设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为4.5 V,定值电阻规格可选,电压表(选0~3 V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10 N/kg)( )
A.如果用图甲所示电路检测,当定值电阻一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越大
B.把图甲中阻值调到500 Ω,当电压表的示数为3.6 V时,货车模型的质量是1.0 kg
C.若保持的阻值为500 Ω不变,将电压表改接到定值电阻两端,如图丙所示,则当电压表示数为1.5 V时,货车模型总质量为1.5 kg
D.若图丙中货车模型的总质量为2 kg时,电压表的示数达到了最大值,则的阻值应调整为1000 Ω
易错点16:滑动变阻器滑片移动方向的判断
易错表现:
①在“探究电流与电阻的关系”中,更换电阻后不知道滑片向哪移动
②在动态电路中,滑片移动方向与电阻变化方向判断相反
③不知道滑动变阻器接入的是哪部分电阻丝。
为什么容易错:对滑动变阻器的接线方式(“一上一下”)和有效电阻的判断不熟练。
正确结论:
①滑动变阻器接入电路的有效电阻取决于下方接线柱到滑片之间的电阻丝长度
②滑片远离下方接线柱 → 接入电阻变大
滑片靠近下方接线柱 → 接入电阻变小
③在“探究电流与电阻的关系”中,换用更大电阻后,滑片应向阻值增大的方向移动。
【针对训练】
59.如图所示,是电阻甲和乙的U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B.当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
60.如图所示,电路的电源电压不变,定值电阻,小灯泡L阻值为不变,电流表量程为0~3A,滑动变阻器标有“45Ω 2A”字样。
(1)只闭合时,电流表的示数为0.6A,求电源电压;
(2)只闭合开关,当小灯泡两端电压为8V时,求滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)闭合开关、、,在保证电路安全的情况下,求通过滑动变阻器接入电路的最大电流。
61.图甲为超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图,图乙是传感器电阻的阻值随湿度变化图像。已知:电源电压保持不变,定值电阻。某次测量时,只闭合开关,电流表示数为100mA,再闭合开关,电流表示数为200mA。求:
(1)电源电压。
(2)此时空气中的湿度。
易错点17:欧姆定律的“同体性”与“同时性”
易错表现:
①开关通断变化后,将变化前后的电流、电压混用
②串联电路中,将一个电阻的电流与另一个电阻的电压代入公式
③计算时将不同时刻的物理量代入同一个公式。
为什么容易错:对“同一导体、同一时刻”的要求重视不够。
正确结论:
①同体性:公式中的 I、U、R 必须针对同一段导体
②同时性:公式中的I、U、R 必须是同一时刻的物理量
③开关通断、滑片移动后,电路状态发生变化,应重新分析。
【针对训练】
59.如图所示,是电阻甲和乙的U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B.当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
60.如图所示,电路的电源电压不变,定值电阻,小灯泡L阻值为不变,电流表量程为0~3A,滑动变阻器标有“45Ω 2A”字样。
(1)只闭合时,电流表的示数为0.6A,求电源电压;
(2)只闭合开关,当小灯泡两端电压为8V时,求滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)闭合开关、、,在保证电路安全的情况下,求通过滑动变阻器接入电路的最大电流。
61.图甲为超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图,图乙是传感器电阻的阻值随湿度变化图像。已知:电源电压保持不变,定值电阻。某次测量时,只闭合开关,电流表示数为100mA,再闭合开关,电流表示数为200mA。求:
(1)电源电压。
(2)此时空气中的湿度。
易错点18:动态电路的极值问题
易错表现:
①不知道滑动变阻器接入电路的阻值范围如何确定
②忽略电表量程对滑动变阻器阻值范围的限制
③不知道电路安全的前提条件。
为什么容易错:对串联分压和电表量程的综合应用不熟练。
正确结论:
①滑动变阻器阻值范围的确定需同时考虑:电流表量程、电压表量程、用电器额定值
②当滑动变阻器阻值最小时,电流最大(受电流表量程和用电器额定电流限制)
③当滑动变阻器阻值最大时,电压表(测滑动变阻器)示数最大(受电压表量程限制)。
【针对训练】
62.电路中电源电压恒为,电压表的量程为,电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡标有“”字样,假设灯丝的电阻不变,闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列说法中正确的是( )
A.灯泡正常发光时的电阻是
B.电压表示数的变化范围是
C.滑动变阻器允许的调节范围是
D.电流表示数的变化范围是
63.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
64.(多选)在如图所示的电路中,电源两端的电压为6V且保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻值为10Ω
B.电压表的示数与电流表的示数的比值会变大
C.电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A
D.电压表的示数变化范围为1V~6V
65.如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑片P移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
C.定值电阻R1两端最大的电压为3V
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3~15Ω
66.图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”。在滑片移动的过程中,电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系如图乙所示,电流表和电压表的示数都没有超过所选的测量范围。以下说法:
①电源电压为16V
②R1的电阻是20Ω
③电流表示数变化范围是0.15A~0.6A
④电压表示数变化范围是0V~15V
⑤滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω
其中正确的是( )
A.①③ B.②⑤ C.②③④ D.④⑤
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第十七章《欧姆定律》易错点精析
(含18个易错点)
一、概念易错点
易错点1:对电阻是导体本身性质的误解
易错表现:
①认为导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比(由 R=U/I 误推导)
②认为导体两端电压为0时,导体的电阻也为0
③认为通过导体的电流越大,导体的电阻越小。
为什么容易错:受公式 R=U/I 的表面形式影响,误认为电阻由电压和电流决定。没有理解电阻是导体本身的一种性质,与是否通电无关。
正确结论:
①电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压和通过它的电流无关
②R=U/I 是电阻的计算式(测量式),不是决定式
③当导体两端电压为0时,导体的电阻不为0(超导体除外)。
【针对训练】
1.根据欧姆定律公式,可变形得到,下列说法中正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
B.导体电阻越大,通过导体电流越小
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻与电压成正比,与电流成反比
【答案】A
【详解】AD.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,故A正确,D错误。
B.导体两端的电压未知,导体电阻越大,通过导体电流不一定越小,故B错误;
C.电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,故C错误。
故选A。
2.当导体两端的电压为4V时,通过的电流为0.2A.若导体两端的电压增加到6V,通过的电流为___________A;若导体两端的电压减小到0V,通过的电流为___________A,此时导体的电阻为___________。
【答案】 0.3 0 20
【详解】[1][2][3]导体的电阻为
因导体电阻是固有性质,不随两端电压、通过电流变化,故电压为6V时电阻仍为20Ω,此时通过的电流为
当导体两端电压为0V时,通过的电流为0A。
此时导体电阻仍为20Ω。
3.(多选)某导体中的电流与它两端的电压的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.当导体两端的电压为4V时,导体中的电流为0.8A
B.该导体的电阻随电流的增大而增大
C.该导体的电阻为5Ω
D.电阻一定时,导体两端的电压与电流成正比
【答案】AC
【详解】A.由图像可知,当导体两端的电压为2V时,通过导体的电流为0.4A,电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,所以当导体两端的电压为4V时,通过导体的电流为0.8A,故A正确;
B.由图像可知,通过导体的电流与导体两端电压成正比,因此导体的电阻为定值电阻,故B错误;
C.由可得,导体的电阻,故C正确;
D.电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,电压是电流形成的原因,顺序不能颠倒,故D错误。
故选AC。
易错点2:欧姆定律中电流、电压、电阻的因果关系颠倒
易错表现:
①说“电压与电流成正比”或“电阻与电流成反比”
②认为电流变化引起电阻、电压的变化
③混淆“电压是原因、电流是结果”的逻辑关系。
为什么容易错:对欧姆定律的表述“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比”理解不深。没有分清因果关系。
正确结论:
①电压是形成电流的原因,电流是电压作用的结果。应该说“电流与电压成正比”,不能说“电压与电流成正比”
②电阻是导体对电流的阻碍作用,是电阻的大小影响了电流的大小。应该说“电流与电阻成反比”,不能说“电阻与电流成反比”
③是电压、电阻的变化导致了电流的变化,不是电流变化引起电阻、电压的变化。
【针对训练】
4.下面是四位同学对于欧姆定律公式的理解,其中说法正确的是( )
A.甲:通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.乙:导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C.丙:电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
D.丁:导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大
【答案】D
【详解】ABC.导体的电阻是自身固有性质,仅由材料、长度、横截面积、温度决定,与导体两端电压、通过的电流均无关,故ABC错误;
D.对同一段导体,R为定值,由欧姆定律可知,R一定时,导体两端电压越高,通过的电流越大,故D正确。
故选D。
5.小张是某中学的初三学生,学完“电流、电压、电阻的关系”后整理笔记,发现下列关于三者关系说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小
B.导体的电阻与其两端电压成正比
C.只要电路中有电压,就一定有电流
D.电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比
【答案】D
【详解】A.电阻是导体本身具有的性质,与电流大小无关,故A错误;
B.导体电阻是导体本身具有的性质,只与材料、长度、横截面积、温度有关,导体电阻与其两端电压没有关系,故B错误;
C.电路中产生持续电流的条件有两个,一个是有电压,另一个是电路处处连通,所以电路中有电压,不一定有电流,故C错误;
D.根据欧姆定律的结论,电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D正确。
故选D。
6.下列对欧姆定律的公式及变形式的理解正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体两端的电压为零时,通过导体的电流和导体的电阻也都为零
C.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定的
【答案】C
【详解】A.电阻是导体本身的一种属性,由导体的材料、长度、横截面积以及温度决定,与导体两端的电压大小无关,故A错误;
B.当导体两端电压为零时,通过导体的电流为零。但导体电阻是其固有属性,不会因为电压为零就变为零,故B错误;
C.根据欧姆定律,当导体电阻R一定时,电流I的大小取决于电压U,电压越大,电流越大,即通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故C正确;
D.导体电阻大小是其自身的固有属性,不随导体两端电压和通过导体的电流改变而改变,故D错误。
故选C。
易错点3:欧姆定律适用范围的误解
易错表现:
①认为欧姆定律适用于所有电路
②认为含有电动机的电路也可以用欧姆定律直接计算
③不注意物理量的“同一性”和“同时性”。
为什么容易错:对欧姆定律的适用条件认识不足;对“纯电阻电路”的概念不理解。
正确结论:
①欧姆定律仅适用于纯电阻电路。纯电阻电路是指电能全部转化为内能的电路(如电灯、电烙铁、电炉等)
②含有电动机、电解槽的电路不是纯电阻电路,不适用欧姆定律
③应用欧姆定律时,公式中的 I、U、R 必须是同一段导体、同一时刻的物理量。
【针对训练】
7.一段导体两端电压为12V,导体中的电流是2A,则此导体本身的电阻为____________Ω;如果电压减小4V,导体中的电流是____________A;若电压减为0V,导体的电阻等于____________Ω。
【答案】 6 1.33 6
【详解】由欧姆定律可得,导体的电阻为
电压减小4V后,导体两端电压为
导体电阻不随电压、电流改变,此时通过导体的电流为
因电阻是导体的固有属性,与两端电压无关,故电压为0V时,导体电阻仍为6Ω。
8.关于欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比 B.导体的电阻与电流成反比
C.导体中的电流与电压成正比 D.欧姆定律适用于所有电路
【答案】C
【详解】AB.电阻是导体本身的一种性质,与两端电压和通过的电流无关,故AB错误;
C.根据欧姆定律,在电阻不变时,导体中的电流与电压成正比,故C正确;
D.欧姆定律不适用于非纯电阻用电器的电路,故D错误。
故选 C。
9.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A.求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻R2的阻值。
【答案】(1)0.2A
(2)3V
(3)15Ω。
【详解】(1)由电路图可知,与并联,电流表测干路总电流,电流表测通过的电流。
根据并联电路的电流规律,干路电流等于各支路电流之和,可得
(2)根据并联电路的电压规律:各支路电压相等且等于电源电压,结合欧姆定律可得
(3)两端电压,由欧姆定律可得
易错点4:控制变量法在探究实验中的条件遗漏
易错表现:
①说“导体中的电流跟导体两端的电压成正比”时,忘记“电阻一定”的条件
②说“导体中的电流跟导体的电阻成反比”时,忘记“电压一定”的条件
③在结论描述中漏掉前提条件。
为什么容易错:对控制变量法的思想理解不深。只记结论不记条件。
正确结论:
①在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比
②在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比
③描述结论时必须明确前提条件,不能省略。
【针对训练】
10.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A.“探究电流跟电压关系”实验时,可将定值电阻R替换成小灯泡
B.“探究电流跟电压关系”实验时,多次实验的目的是减小误差
C.“探究电流跟电压关系”实验结论:电阻不变时,电压与电流成正比
D.“探究电流跟电阻关系”实验时,移动滑动变阻器滑片的目的是保持电阻两端电压不变
【答案】D
【详解】A. 探究电流与电压的关系时,需要控制电阻不变,小灯泡的电阻会随温度变化而改变,无法保持电阻恒定,因此不能替换定值电阻,故A错误;
B.探究电流跟电压关系时,多次实验的目的是得到电流与电压关系的普遍规律,不是减小误差,故B错误;
C.电压是形成电流的原因,存在因果关系,正确结论为,电阻不变时,电流与电压成正比,不能颠倒表述,故C错误;
D.探究电流跟电阻关系时,需要利用控制变量法保持定值电阻R两端电压不变,移动滑动变阻器滑片就是为了调节R两端电压保持不变,故D正确。
故选D。
11.下列对电压、电流和电阻的关系理解正确的是( )
A.导体两端电压为0时,电阻也为0
B.导体两端的电压与该导体的电阻成正比
C.电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成正比
D.电阻一定时,通过导体的电流与该导体两端的电压成正比
【答案】D
【详解】A.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压无关,与通过导体的电流无关,故A错误;
B.电流一定时,导体两端的电压与该导体的电阻成正比,故B错误;
C.电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故C错误;
D.电阻一定时,通过导体的电流与该导体两端的电压成正比,故D正确。
故选D。
12.如图所示是电学中常见的电路图,进行以下相应实验时,描述正确的是( )
A.“探究电流与电压的关系”实验,多次实验目的是为了减小实验误差
B.“探究电流与电压的关系”实验,滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C.“探究电流与电阻的关系”实验,可得导体两端电压一定时,导体电阻跟通过导体的电流成反比
D.“探究电流与电阻的关系”实验,每次更换电阻后,都要保持电阻两端电压不变
【答案】D
【详解】A.探究电流与电压的关系多次实验的目的是寻找普遍规律,而非减小实验误差,减小误差一般是多次测量求平均值,故A错误;
B.探究电流与电压的关系实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压,从而得到多组电压、电流数据,寻找规律,若保持电压不变,无法完成实验,故B错误;
C.导体的电阻是导体本身的一种性质,与通过的电流无关,正确结论是导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故C错误;
D.根据控制变量法,在研究电流与电阻关系时,必须保持电阻两端电压不变,改变电阻,观察电流的变化,故D正确。
故选D。
13.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为,更换5个定值电阻,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
A.应使用最大阻值为不小于的滑动变阻器进行实验
B.将从换成后,应向左调节滑动变阻器滑片
C.调节滑动变阻器滑片时,眼睛应认真观察电流表示数
D.本实验得到的结论是:电压一定时,电阻与电流成反比
【答案】A
【详解】A.由图乙得
即实验中控制电阻两端的电压不变,探究电流和电阻的关系。根据串联分压特点可知
阻值最大的定值电阻为25Ω,滑动变阻器的阻值至少为
故A正确;
B.将Rx从10Ω换成15Ω后,由串联电路分压特点得,Rx的电压将变大,因此应将滑片P向右移,增大滑动变阻器接入电路中的电阻,增大滑动变阻器分到的电压,使Rx的电压变为2.5V,故B错误;
C.探究电流和电阻的关系,应控制电阻两端的电压不变,调节滑动变阻器滑片时,眼睛应认真观察电压表示数,故C错误;
D.由图乙得,当电压不变时,电阻的电流和电阻的图像为双曲线的一部分,且
由此可得:电压一定时,电流与电阻成反比,故D错误。
故选A。
14.(多选)在电学实验中,有四个实验同学们非常熟悉:①探究并联电路电流的规律;②探究电流与电阻的关系;③探究电流与电压的关系;④探究影响电阻大小的因素。关于这四个实验,下列说法中正确的有( )
A.①实验中多次测量目的是为了寻找普遍规律
B.②实验中滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C.③实验中可用小灯泡替代定值电阻
D.④实验中没有采用转换法
【答案】AB
【详解】A.探究并联电路电流的规律为探究性实验,多次测量是为了寻找普遍规律,故A正确;
B.探究电流与电阻的关系,需要保持定值电阻两端的电压一定,改变电阻的大小,滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变,故B正确;
C.探究电流与电压的关系,需要保持电阻一定,改变接入电阻两端的电压,而灯泡的电阻会随温度发生变化,不可用小灯泡替代定值电阻,故C错误;
D.探究影响电阻大小的因素的实验中,通过电流表示数或灯泡亮度来反映电阻大小,利用了转换法,故D错误。
故选AB。
15.(多选)在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5、10、15、20四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最右端
B.用10电阻实验,读数时的滑片位置比5电阻读数时更靠左
C.实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压不变
D.实验获得多组数据是为了归纳出:电压一定时、导体电阻与导体中的电流成反比
【答案】AC
【详解】A.闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处,由电路图可知,滑片置于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,可保护电路。故A正确;
B.探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻R两端的电压不变。当将5Ω电阻更换为10Ω电阻时,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大;为保持其电压不变,需增大滑动变阻器的分压,即增大滑动变阻器接入电路的电阻,因此滑片应向右移动,即10Ω实验时的滑片位置比5Ω时更靠右。故B错误;
C.实验的核心要求是控制定值电阻两端电压不变,因此更换不同阻值的定值电阻后,需通过移动滑动变阻器的滑片,调节其接入电阻,从而改变分压,使定值电阻两端电压保持恒定。 即移动滑片的作用是控制电阻两端的电压不变,故C正确;
D.实验结论为:导体两端的电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比。导体的电阻是导体本身的性质,与导体两端电压和通过的电流无关,故D错误。
故选AC。
二、公式易错点
易错点5:欧姆定律三个公式的适用场景混淆
易错表现:
①求电阻时用 R=U/I,认为这是电阻的决定式
②求电压时用 U=IR,认为电压与电流和电阻有关
③三个公式的物理意义分不清。
为什么容易错:对三个公式的物理意义理解不深.将数学等式与物理规律混为一谈。
正确结论:
①I=UR:欧姆定律的核心表达式,描述电流与电压、电阻的关系
②R=U/I:电阻的计算式(测量式),只表示数量关系,不反映物理规律——电阻与U、I无关
③U=IR:电压的计算式,电压与电流、电阻无关(电压由电源决定)。
【针对训练】
16.(多选)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为6V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
A.本实验中变阻器的作用是改变定值电阻两端电压
B.应使用最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器进行实验
C.本实验的结论是:电压一定时,电阻与电流成反比
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应向右调节变阻器滑片
【答案】BD
【分析】首先分析实验目的,确定实验探究的问题,来确定滑动变阻器的作用,进而知道实验结论,再利用串联电路电流、电压规律以及相关公式分析相应的问题。
【详解】任取乙图一点,如时,,得
即实验中保持两端电压为2.5V不变。
A.本实验的目的是探究电流与电阻的关系,需要更换不同定值电阻后,保持定值电阻两端电压不变,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变,故A错误;
B.当接入最大的定值电阻时,电路电流为,滑动变阻器分得的电压
此时滑动变阻器需要接入的电阻
因此滑动变阻器最大阻值不小于35Ω,故B正确;
C.电阻是导体本身的性质,不随电流改变,本实验的正确结论是:电压一定时,电流与电阻成反比,故C错误;
D.将从5Ω换成10Ω后,根据串联分压规律,定值电阻分得的电压会变大,为了保持两端电压仍为2.5V,需要增大滑动变阻器的分压,因此要增大滑动变阻器接入电路的电阻。由图甲可知,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,因此应向右调节变阻器滑片,故D正确。
故选BD。
17.如图所示的电路,电源电压不变,电阻的阻值为10Ω,当开关和都闭合时,电流表的示数为1.2A;当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.4A,求:
(1)电源电压。
(2)的阻值。
【答案】(1)12V
(2)20Ω
【详解】(1)当开关S1、S2都闭合时,被短路,电路为的简单电路,电流表测量电路电流,由此可知两端电压就是电源电压,所以
(2)当开关S1闭合,S2断开时,与串联,此时电流,所以电路总电阻
所以的阻值
18.如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。当开关S1闭合,S2接a时,电流表读数为0.3A.当开关S2改接b时,电压表读数为2V,求:
(1)电源电压。
(2)当S2接b时,通过定值电阻R1的电流。
(3)定值电阻R2的阻值。
【答案】(1)6V
(2)0.1A
(3)40Ω
【详解】(1)当开关闭合,接a时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测两端的电压,此时两端的电压等于电源电压U。根据欧姆定律可得,电源电压
(2)当开关闭合,接b时,电阻与串联,电压表测两端的电压。此时通过定值电阻的电流
(3)因为当开关闭合,接b时,电阻与串联,所以电路中的总电流I等于通过的电流,即。根据串联电路的电压特点,电阻两端的电压
根据欧姆定律可得,定值电阻的阻值
19.把电阻为和的两个定值电阻串联起来接在电压为20V的电源上,则电路中的电流为___________A,电阻为的定值电阻两端的电压为___________V,电阻为的定值电阻两端的电压为___________V。
【答案】 2 8 12
【详解】[1]两个电阻串联,已知,,根据串联电路的总电阻规律,可得总电阻
根据欧姆定律,电源电压,则电路中的电流
[2][3]根据欧姆定律推导公式,则电阻两端的电压
电阻两端的电压
易错点6:串联分压与并联分流的比例关系记反
易错表现:
①认为串联电路中,电阻越大,分得的电压越小(说反了)
②认为并联电路中,电阻越大,分得的电流越大(说反了)
③将串联分压(正比)与并联分流(反比)记混。
为什么容易错:对串联和并联电路的特点理解不深;分压和分流的规律容易记反。
正确结论:
①串联分压:串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即 U1:U2=R1:R2。电阻越大,分得的电压越大
②并联分流:并联电路中,电流的分配与电阻成反比,即 I1:I2=R2:R1。电阻越大,分得的电流越小
③串联电路中电阻越大分得的电压越大
并联电路中电阻越大分得的电流越小。
【针对训练】
20.如图所示,电源电压恒定,。当开关闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比____,当开关闭合、断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比____。
【答案】 3:2 1:3
【详解】[1]当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,和串联,甲测电源的电压,乙测两端的电压;电路的总电阻为
由于在串联电路中电流处处相等,根据可知,电压之比等于电阻之比,则
[2]当开关S1闭合、S2断开,甲、乙为电流表时,和并联,甲电流表测支路的电流,乙电流表测干路电流;由于并联电路中,支路电压相同,根据可知,通过电阻的电流之比等于电阻的反比,即
干路中的电流等于支路电流的和,所以
21.若电阻,把它们串联起来接入电路,则通过它们的电流之比________;若把并联起来接入电路,则此时通过它们的电流之比________。
【答案】
【详解】[1]两电阻串联时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过它们的电流之比;
[2]两电阻并联时,因并联电路中各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得,并联电路中:。
22.如图电路,闭合开关后,电压表与示数之比为,则为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由电路图可知, 与 串联,电压表 测电源电压 ,电压表 测 两端电压 ,已知 ,根据串联电路电压规律 可得, 两端电压
串联电路电流 处处相等,由欧姆定律 可知电阻之比等于电压之比,
故选 A。
易错点7:串并联电路总电阻的比较
易错表现:
①认为串联总电阻比任何一个分电阻都小(说反了)
②认为并联总电阻比任何一个分电阻都大(说反了)
③认为两个电阻并联后总电阻等于两个电阻之和。
为什么容易错:对电阻串联(相当于增大导体长度)和并联(相当于增大导体横截面积)的微观本质理解不深。
正确结论:
①串联电路的总电阻等于各串联电阻之和:R=R1+R2+⋯,总电阻比任何一个分电阻都大
②并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和:1R=1R1+1R2+⋯,总电阻比任何一个分电阻都小
③两个电阻并联:R=R1R2/(R1+R2)。口诀:上乘下加
【针对训练】
23.如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S后,滑片从中点向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大
B.电流表的示数变大,电流表的示数变小
C.电流表与的示数之差变大
D.电压表示数与两电流表示数之差的比值不变
【答案】D
【详解】由图可知,与并联,电压表测电源电压,电流表测干路总电流,电流表测支路的电流,当滑片从中点向右移动时,接入电路的阻值变大;
A.电源电压保持不变,因此电压表示数始终不变,故A错误;
B.滑片从中点向右移动时,接入电路的电阻变大,根据,电源电压U不变,因此支路电流变小;是定值电阻,支路电压不变,因此的电流不变;干路电流等于两支路电流之和,因此干路电流变小,示数变小,故B错误;
C.与的示数之差为支路的电流,电流不变,因此差值不变,故C错误;
D.电压表示数为,两电流表示数之差为的电流,比值,是定值电阻,因此比值不变,故D正确。
故选D。
24.王明同学在修理电子玩具时,需要用一个75Ω的电阻,现手边有阻值为250Ω、100Ω、60Ω、35Ω及15Ω的电阻各一个,他可以选择______Ω和______Ω的两个电阻______联来获得。
【答案】 60 15 串
【详解】[1][2][3]因为两个电阻串联之后的总阻值等于两个电阻值之和,所以可以选择15Ω和60Ω的电阻串联,总阻值
25.将一个阻值为的电阻和阻值为的电阻串联在电路中,它们的等效电阻为_________;若将它们并联起来,则等效电阻为_________。要得到的电阻,需将_________个的电阻串联起来使用。
【答案】 8 1.5 3
【详解】[1]串联电阻的等效电阻等于各电阻之和,所以和电阻串联的等效电阻。
[2]并联电阻的等效电阻计算公式为,对于2Ω和6Ω的电阻并联,,则。
[3]串联电阻的等效电阻等于各电阻之和,设需要个的电阻串联,可得,解得。
26.电阻,按如图所示接在电压为的电路中,电流表的示数为,此时电源电压______。
【答案】10
【详解】由图可知,R1、R2并联接入电路中,根据并联电路特点有
即,解得。
三、单位易错点
易错点8:电流、电压、电阻单位的混淆
易错表现:
①混淆电流、电压、电阻的单位符号(A、V、Ω)
②忘记单位换算(如1mA = 10-3A,1kΩ = 10³Ω)
③计算时单位不统一就直接代入公式。
为什么容易错:对三个物理量的国际单位和常用单位不熟悉
单位换算不熟练。
正确结论:
①电流I:国际单位安培(A),换算:1A = 10³mA = 10⁶μA
②电压U:国际单位伏特(V),换算:1kV = 10³V,1V = 10³mV
③电阻R:国际单位欧姆(Ω),换算:1MΩ = 10³kΩ = 10⁶Ω
④计算时必须使用国际单位(A、V、Ω),单位不统一要先换算。
【针对训练】
27.如图甲所示电路,电源电压不变,为。只闭合开关,电流表的示数如图乙所示;再闭合,电流表的示数为。
(1)图乙中电流表的示数为_____;
(2)求电阻。
【答案】(1)0.3
(2)30Ω
【详解】(1)图乙电流表选用的是0∼0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.3A刻度处,所以示数为0.3A。
(2)只闭合S时,只有接入电路,电流 , ,根据欧姆定律,电源电压
闭合,与并联,电流表测干路电流 。并联电路各支路电压相等,干路电流等于各支路电流之和,结合欧姆定律可知
28.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。
(1)求电源电压;
(2)断开、闭合时,求电流表的示数;
(3)、都闭合时,电流表的示数为0.9A,求的电阻。
【答案】(1)6V
(2)0.6A
(3)
【详解】(1)当、都断开时,与串联,由串联电流规律可得
电源电压为
(2)当断开、闭合时,被短路,只有接入电路,因此两端电压
电流表的示数
(3)当、都闭合时,与并联,被短路,电流表测干路电流,即,已知电源电压,由并联电路电流规律可得,的电流
两端电压
因此的电阻
四、图像易错点
易错点9:I−U 图像中斜率与电阻的关系
易错表现:
①认为 I−U 图像中,越靠近U轴的直线电阻越小(说反了)
②不会根据 I−U 图像的斜率判断电阻大小
③认为 I−U 图像中过原点的直线一定是定值电阻。
为什么容易错:对 I−U 图像中斜率的物理意义 k=I/U=1/R 理解不清。
正确结论:
①在 I−U 图像中,斜率 k=I/U=1/R,斜率越大,电阻越小
②定值电阻的 I−U 图像是一条过原点的直线
③小灯泡的 I−U 图像是曲线(灯丝电阻随温度升高而增大)。
【针对训练】
29.在探究电流与电压的关系时发现,通过电阻a、b的电流随电压变化的情况如图所示,则下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
B.电压相同时,阻值大的电阻通过的电流大
C.电流相同时,阻值小的电阻两端的电压大
D.两电阻阻值的关系是
【答案】D
【详解】A.图像为过原点直线,电流随电压增大而增大,故A不符合题意;
B.由可知,电压相同时,阻值大的电阻通过的电流小,故B不符合题意;
C.由可知,电流相同时,阻值小的电阻两端的电压小,故C不符合题意;
D.由图像可知,当电压相同时,通过a的电流较大,由可知,a的电阻较小,则,故D正确。
故选D。
30.如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法不正确的是( )
A.通过甲的电流与它两端的电压成正比
B.当乙两端电压增大时,通过它的电流也增大,它的电阻也在变大
C.甲、乙串联接入某一电路中,若测得电阻乙阻值为6Ω,则电源电压可能为8V
D.甲、乙并联接入某一电路中,若测得电阻乙阻值为4Ω,则干路电流一定大于0.35A
【答案】C
【分析】根据电阻甲和乙的图像,分析电流与电压的关系,以及在串联和并联电路中电阻和电流的关系,判断选项的正确性。
【详解】由图可得电阻甲的阻值为
A.分析图像可知,甲电阻的图像是正比例函数,说明通过甲的电流与它两端的电压成正比,故A正确;
B.由图像可知,乙两端的电压为2V、6V时通过的电流为0.4A、0.6A,由可得对应的电阻为5Ω、10Ω,所以乙两端电压增大时,通过它的电流也增大,乙的电阻变大,故B正确;
C.甲乙串联,电流处处相等,若电源电压为8V,若测得电阻乙阻值为6Ω,则电流
由图像可知:电流时,乙两端电压,甲两端电压,则电源电压
故C错误;
D.甲、乙并联,根据并联电路电压规律可知,甲、乙电压相等,由图像可知:乙的电流时,此时并联电路电源电压大约为
此时乙的电阻约为
甲的电流约为
则干路电流大约为
故D正确。
本题选择说法不正确的,故选C。
31.在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
【答案】B
【详解】A.由图像可知,当两个电阻两端的电压变化时,通过电阻的电流也随之变化,但电压与电流的比值不变,即两导体的阻值不变,故两个电阻的阻值不随电压的变化而变化,故A错误;
B.由图像可知,R1的阻值为
R2的阻值为
故
故B正确;
C.串联电路中电流处处相等,故若两个电阻串联,则通过R1的电流等于通过R2的电流,故C错误;
D.根据并联电路的电压规律可知,若两个电阻并联,则两个电阻两端的电压相同,由于R1的阻值小于R2的阻值,根据可知,通过R1的电流大于通过R2的电流,故D错误。
故选B。
易错点10:I−R 图像的理解偏差
易错表现:
①认为 I−R 图像是一条过原点的直线
②不会根据 I−R 图像判断电流与电阻的关系
③混淆 I−U 图像和 I−R 图像。
为什么容易错:对“电压一定时,电流与电阻成反比”理解不深。
正确结论:
①在电压一定时,电流与电阻成反比,I−R 图像是反比例函数图像(双曲线的一支)
②I−R 图像中,电流随电阻的增大而减小,但不成正比
③定值电阻的 I−U 图像(正比,直线)与电压一定时的 I−R 图像(反比,曲线)不同。
【针对训练】
32.小龙用图甲的电路探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,供选择的定值电阻有5个,阻值分别为,两个滑动变阻器(“”和“”),电源电压恒为3V。
(1)连接实物电路时开关应该________,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至_____(选填“A”或“B”)端。
(2)保持滑片位置不变,将电阻换成电阻,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑片,使_______的示数保持不变,记下实验数据。
(3)换其它电阻重复实验,由实验数据画出如图乙的图像。由图像可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________。
(4)上述实验所选用的滑动变阻器是________(选填“”或“”)。
(5)小龙完成上述实验后,又设计如图丙的电路,只用电压表就能测量出额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,电源电压恒定,定值电阻阻值为。请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S和,断开,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为;
②滑动变阻器滑片不动,________,读出电压表示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻________(用表示)。
【答案】(1) 断开 A
(2) A 电压表
(3)反比
(4)
(5) 闭合开关S和,断开
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;闭合开关前,滑动变阻器需调到最大阻值处,由图甲可知,滑片调至A端时接入电路的电阻最大。
(2)探究电流与电阻的关系时,需保持定值电阻两端电压不变。将5Ω换为10Ω电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压升高,要使电压回到原数值,需要增大滑动变阻器接入的电阻以分得更多电压,因此向A端移动滑片,保持电压表示数不变。
(3)由I-R图像可得
因此可以得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)由图乙可知,定值电阻两端控制电压
电源电压3V,因此滑动变阻器分压为
当接入最大电阻时,根据串联分压规律解得
需要滑动变阻器最大阻值,因此选用。
(5)该实验利用串联电路电流相等的特点,使灯泡电压达到额定电压,保持滑片不动后,闭合S、,断开,此时电压表测小灯泡和总电压,可得两端电压为
电路电流
因此灯泡正常发光电阻
33.为完成“探究电流与电阻关系”实验。小陈同学选用以下器材:电压恒为的电池组,电流表,电压表,开关,阻值分别为、、、的定值电阻各一个,规格为“ ”的滑动变阻器,导线若干。电路连接如图甲所示。
(1)连接电路时,为了保护电路。开关应处于___________状态。
(2)实验得到电流随电阻变化的图像如图乙所示,实验中控制定值电阻两端的电压为___________V,当接入R的电阻为时,电流表的示数为___________A。
(3)为了完成全部4个定值电阻的实验探究,定值电阻两端的电压不能小于___________V。
【答案】(1)断开
(2) 2.5 0.125
(3)2.7
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)探究电流与电阻的关系时,需保持定值电阻两端电压不变。根据图乙,由,任意取一组数据计算,如时,,得
因此实验控制定值电阻两端电压为。
当接入时,电流表的示数
(3)滑动变阻器最大阻值为,四个定值电阻中最大阻值为。当接入最大定值电阻、滑动变阻器调至最大阻值时,此时定值电阻两端的电压就是能完成所有实验的最小电压。 根据串联分压规律可得,,代入数据,解得
因此定值电阻两端电压不能小于。
34.小徐同学在实验课上设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为6伏,更换5个定值电阻,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
①该同学研究的是电流和电压的关系
②将从换成后,应立即记录电流表的示数
③滑动变阻器的作用是保持两端电压不变
④实验中电压表的示数应保持2.5伏不变
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
【答案】C
【详解】根据图乙可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,故①错误。研究电流和电阻的关系时,将从5Ω换成10Ω后,两端的电压变大,因要控制两端的电压不变,故要移动变阻器的滑片,使电压表示数不变,再记录电流表的示数,故滑动变阻器的作用是保持两端的电压不变,故②错误,③正确。由图乙可知两端的电压
故④正确。故选C。
35.甲乙两个兴趣小组在做“探究电流与电阻关系”的实验时都选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。如图所示的A、B两个图像分别是甲、乙两小组依据所得数据描绘的。下列关于该实验的说法中正确的是( )
A.由图像A可知,甲小组在实验中控制电阻两端的电压始终为3V
B.该实验说明:当电压一定时,导体的电阻与通过导体中的电流成反比
C.由图像B可知,乙小组在实验中控制电阻两端的电压始终为2V
D.乙小组为了完成本次实验,所选的滑动变阻器的最大阻值至少为40Ω
【答案】C
【详解】A.由图可知,甲实验中阻值为5Ω的电阻两端的电压为,故A错误;
B. 甲实验中阻值为5Ω的电阻两端的电压为
阻值为10Ω的电阻两端的电压为
电压不固定,无法说明当电压一定时,导体的电阻与通过导体中的电流成反比,故B错误;
C. 由图可知,乙实验中电阻两端的电压为
乙小组在实验中控制电阻两端的电压始终为2V,故C正确;
D. 分析图像B,实验控制定值电阻两端电压始终为2V,实验中定值电阻最大为25Ω,此时电路中的电流为
为了完成该实验,电源电压为6V,根据串联电路电压的特点,此时滑动变阻器两端的电压
此时电路中滑动变阻器的阻值,故D错误。
故选C。
五、实验易错点
易错点11:探究电流与电压关系实验中的操作错误
易错表现:
①连接电路时开关未断开,滑动变阻器滑片未移到最大阻值处
②电压表并联在电源两端(测电源电压)而非定值电阻两端
③不知道滑动变阻器在实验中的作用。
为什么容易错:对实验操作规范不熟悉
对滑动变阻器的两个作用理解不清。
正确结论:
①连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片移到最大阻值处
②电压表应并联在定值电阻两端,测量定值电阻两端的电压
③滑动变阻器的作用:保护电路和改变定值电阻两端的电压,实现多次测量。
【针对训练】
36.如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片要移到最右端
B.用一个定值电阻R,改变变阻器阻值,观察电流表、电压表的示数
C.滑动变阻器滑片向左移动,电压表示数变大
D.通过定值电阻R的电流与电源电压成正比
【答案】D
【详解】A.为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到阻值最大处,根据图示,滑片要移到最右端,故A正确;
B.探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,改变滑动变阻器的阻值,从而改变定值电阻两端的电压,观察电流表、电压表的示数,故B正确;
C.滑动变阻器滑片向左移动,其接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电流变大,定值电阻阻值不变,所以定值电阻两端电压变大,即电压表示数变大,故C正确;
D.根据欧姆定律,在电阻一定时,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,不是与电源电压成正比,故D错误。
本题要求选错误选项,故选D。
37.小欢同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
B.开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该移至最左端
C.为了方便观察实验现象,可以将换成小灯泡
D.保持电阻不变时,导体两端电压与电流成正比
【答案】A
【详解】A.探究“电流与电压的关系”时,需要保持定值电阻阻值不变,改变定值电阻两端电压得到多组实验数据。移动滑动变阻器的滑片可以改变滑动变阻器接入电路的电阻,从而改变电路电流,最终改变定值电阻两端电压,故A正确;
B.开关闭合前,滑动变阻器需要调节到接入电路电阻最大的位置。由电路可知,滑片移到最右端时,滑动变阻器接入电阻最大,因此滑片应该移至最右端,故B错误;
C.本实验要求电阻阻值保持不变,小灯泡的电阻会随温度升高而增大,不是定值,无法满足实验要求,因此不能替换为小灯泡,故C错误;
D.电压是形成电流的原因,电流随电压改变而改变,正确结论为:保持电阻不变时,导体中的电流与导体两端电压成正比,故D错误。
故选A。
38.在探究“电流与电压的关系”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,电阻。
(1)实验中,为保护电路元件,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最__________(选填“左”或“右”)端的位置。
(2)闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表仍无示数,电流表示数有变化,若电路故障只有一处,则故障可能是R________。
(3)排除电路故障继续实验,移动滑片,得出的多组数据如下表所示,其中空白处电压表的示数如图乙所示,为________V,请你根据表格数据在图丙中画出U—I的关系图像________,根据图像可知当电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成________比。
电压U/V
0.5
1
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)完成上述实验后,小明想用该电路研究“电流与电阻的变化关系”,选用不同阻值的定值电阻接入电路,实验时也要移动滑动变阻器的滑片,其主要目的是________________,将10Ω的电阻接入电路中时,移动滑片,使电压表的示数为1V,接着用15Ω、20Ω的电阻分别接入该电路再次实验,若要顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于__________Ω。
【答案】(1)左
(2)短路
(3) 1.5 正
(4) 控制定值电阻两端电压不变 40
【详解】(1)为保护电路元件,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最大阻值处,即最左端。
(2)闭合开关后,电流表有示数,说明故障可能是短路,电压表无示数,则说明电压表并联部分短路,即定值电阻R短路。
(3)电源电压为3V,则电压表选用小量程,所以分度值为0.1V,如图乙所示,此时电压表示数为1.5V;根据表格数据在图丙中画出U-I的关系图像,据此作图。由图像可知,U-I图像是过原点的直线,可得:当电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
(4)研究“电流与电阻的变化关系”,要控制定值电阻两端电压不变,要到达此目的必须通过移动滑动变阻器的滑片。
实验时,电路中接入10Ω电阻时,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为1V;根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
若要顺利完成实验,那么滑动变阻器的阻值至少为40Ω。
易错点12:探究电流与电阻关系实验中的操作错误
易错表现:
①更换电阻后,没有调节滑动变阻器保持电压不变
②换用更大电阻后,不知道滑片应向哪个方向移动
③滑动变阻器规格选择不当,无法完成实验。
为什么容易错:对“控制变量法”中“控制电压不变”的要求理解不深
不会根据串联分压原理判断滑片移动方向。
正确结论:
①更换电阻后,应调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压保持不变
②换用更大电阻后,滑动变阻器应向阻值增大的方向移动
③滑动变阻器的最大阻值应足够大——用最大电阻时,滑滑R滑≥U滑UR×R。
【针对训练】
39.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。
40.小明利用如图所示电路探究电流与电阻的关系。实验中,用5Ω电阻完成一组数据测量后,他断开开关,将5Ω电阻更换为10Ω电阻后,接下来必要的操作及其合理顺序是( )
①闭合开关;②记录电流表的示数;③将滑动变阻器滑片调到阻值最大处;④移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数与更换电阻前保持一致;⑤移动滑动变阻器滑片,使得电阻两端的电压改变。
A.①③④② B.③①⑤② C.③①④② D.①③⑤②
【答案】C
【详解】闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。探究“电流与电阻的关系”时,必须控制定值电阻两端的电压不变。更换大电阻后,电路总电阻变大,电流变小,滑动变阻器两端电压变小,定值电阻两端电压变大,因此需调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压与更换前保持一致,最后记录电流表的示数。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
41.如图甲所示,这是小华同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:学生电源(可调节电源电压),、、、、的定值电阻各一个,“10Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)连接好电路,开关闭合前,小华发现电压表出现了如图乙的现象的原因是:___________;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,这样可以起到___________的作用;
(3)实验过程中调节电源电压为,并保持定值电阻两端电压为,当将接入定值电阻从改接为时,此时需要将滑动变阻器的滑片向___________(选填“A”或“B”)移,直到电压表读数为时。
(4)小华得出初步结论:导体两端电压为不变时,通过导体的电流与接入导体的电阻成反比。请写出他得到这个结论的数据分析方法:___________。(简要写出1种即可)
数据序号
1
2
3
4
电阻
5
10
15
20
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
(5)小华想继续用25Ω的定值电阻进行实验,将25Ω电阻接入电路后发现无论如何移动滑动变阻器,电压表示数都大于。为了能够把定值电阻两端电压调整为,仅用实验中已使用过的实验器材(不更换和添加新器材),写出一种可行操作方法:___________。
【答案】(1)电压表使用前没有进行调零
(2)保护电路
(3)A
(4)计算每次实验中电流I和对应电阻R的乘积,发现各组的I×R数值都近似等于2V,是定值,由此得出电压不变时,电流与电阻成反比
(5)适当调低学生电源的输出电压(或在电路中串联一个已经用过的定值电阻,比如将5Ω/10Ω等定值电阻串联进电路辅助分压,合理即可)
【详解】(1)开关还未闭合,电压表没有接入工作电路,指针就偏向零刻度线左侧,说明是实验前电压表的指针没有校准到零刻度线处,即没有调零。
(2)闭合开关前将滑动变阻器调到最大阻值处,此时电路总电阻最大,电流最小,可以避免电流过大烧坏电表、电源等实验元件,起到保护电路的作用。
(3)探究电流与电阻的关系时要控制定值电阻两端电压不变,将5Ω电阻换为10Ω后,根据串联分压规律,定值电阻阻值变大,它分得的电压会随之变大;为了让定值电阻电压回落回2V,需要增大滑动变阻器接入电路的分压,也就是要增大滑动变阻器的接入阻值。结合甲图的接线(滑动变阻器接了B、C接线柱),向A端移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,阻值变大,因此滑片向A端移动。
(4)前4次实验中,电阻与电流的乘积始终为2V,即电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(5)现在电源电压为3V,滑动变阻器最大阻值只有10Ω,当接入25Ω定值电阻时,根据串联分压,滑动变阻器最多只能分担1V电压,定值电阻最小分得的电压为,大于2V。
题目要求不添加新器材,因此可以调低电源总电压,让滑动变阻器的最大分压足够把25Ω电阻的电压降到2V;也可以把已有的其他定值电阻串联进电路,相当于增大了可利用的总分压电阻,从而分担更多电压,让25Ω电阻两端电压为2V。
易错点13:伏安法测电阻实验中的易错点
易错表现:
①对小灯泡在不同电压下的电阻求平均值
②电流表内外接法选择不当导致测量误差
③不知道如何排除电路故障。
为什么容易错:对小灯泡灯丝电阻随温度变化的特性不理解
对电表内阻造成的误差分析不清。
正确结论:
①定值电阻的阻值不变,可以多次测量取平均值减小误差
②小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,不同电压下电阻不同,不能取平均值
③伏安法测电阻的原理:R=U/I。
【针对训练】
45.如图所示,在测量小灯泡的电阻的实验中,当闭合开关S时,发现灯泡L不亮,电流表指针明显偏转。经检测电路中只有一处故障,该故障是( )
A.灯泡L断路 B.灯泡L被短接
C.变阻器R被短接 D.开关S被短接
【答案】B
【详解】A.如果灯泡L断路,整个电路断路,灯泡不亮,电流表示数为零,故A不符合题意;
B.如果灯泡L被短接,则灯泡不亮,电路为通路,并且电路电流变大,即电流表指针明显偏转,故B符合题意;
C.变阻器R被短接,电路为灯泡的基本电路,则灯泡会发光,电路中有较大的电流,电流表指针有明显的偏转,故C不符合题意;
D.开关S是用来控制电路的通断,开关被短接时,灯泡一直发光,电流表有示数,故D不符合题意。
故选B。
46.在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压恒为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“ 1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,将图乙的实物电路连接完整。
(2)在连接电路时,开关应处于___________(选填“闭合”或“断开”)状态;闭合开关前,电流表的指针反偏,其原因可能是___________。
(3)小吴闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是___________(选填字母)。
A.检查电路是否断路
B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)解决完所有的问题,小吴规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω(保留一位小数)。他发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受___________的影响。
实验次数
1
2
3
4
电压
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻
5.6
6.8
8.3
(5)测完小灯泡的电阻后,小吴用一未知定值电阻换下灯泡,闭合开关,移动变阻器的滑片至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图丙,则可计算出未知电阻___________。
(6)小华认为:不用电流表,只用电压表和已知阻值的定值电阻,电源电压保持不变,由图丁同样可以测得未知电阻的阻值。小华设计方案如下:
a.闭合、断开,读出电压表示数为
b.闭合、,读出电压表示数为
小华得到电阻的表达式为___________(用测量值、及来表示)。
【答案】(1)
(2) 断开 电流表使用前未调零
(3)B
(4) 9.6 温度
(5)9
(6)
【详解】(1)由图甲可知,电流表串联在电路中,学生实验用小灯泡电阻约10Ω,电路最大电流不超过 0.6A,电流表选择 0~0.6A 小量程,按照电路图完成实物连接。如图所示。
(2)连接电路时,开关应处于断开状态,防止接线过程短路损坏元件;闭合开关前电路尚未接通,电流表指针反向偏转,是由于电流表使用前未进行调零。
(3)闭合开关电流表有示数,说明电路通路;小灯泡不亮,大概率是滑动变阻器接入阻值过大,电路电流太小。因此移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选 B。
(4)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.26A,则小灯泡正常发光时的电阻为
小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受温度的影响,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5)闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,其值为0.3A,的电阻为
(6)a.闭合、断开,与串联,电压表测量的电压,读出电压表示数为
b.闭合、,电路为的简单电路,此时电压表测量电源电压,读出电压表示数为
两端的电压为,通过的电流
因为串联电路电流处处相等,则
电阻的表达式为
47.在“测量小灯泡电阻”的实验中,所有实验元件均完好,如图所示。闭合开关后,灯泡未亮起。经检查,发现电路中的电压表和电流表的位置接错。此时,电压表___________(选填“有示数”或“无示数”);电流表___________(选填“有示数”或“无示数”)。
【答案】 有示数 无示数
【详解】[1][2]由图知,电压表串联在被测电路中,两接线柱与电源两极形成通路,电压表有示数;电流表并联在灯泡两端,灯泡短路不发光;因为电压表电阻很大,整个电路电流很小,电流表无示数。
48.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L1短路 C.灯泡L2断路 D.灯泡L2短路
【答案】A
【详解】电路中S闭合,灯泡L1和L2并联,电流表测量通过L2的电流,电压表测量电源电压,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,说明电路中没有发生短路(若短路会导致电流表或电压表示数变化),一个灯泡突然熄灭,说明电路中存在断路,电流表示数没有发生变化,说明灯泡L2没有发生断路,则灯泡L1断路,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
D.已知货车模型质量,则
对应,电压表最大示数为,即,则
易错点14:伏安法测电阻的电路故障分析
易错表现:
①认为电流表无示数一定是断路(忽略电流表损坏或短路)
②认为电压表有示数一定是所测部分短路
③不会根据电表示数综合判断故障位置。
为什么容易错:对断路和短路的电表示数特征记忆不牢,不会综合分析。
正确结论:
①电流表有示数 → 电路通路,故障为短路
电流表无示数 → 电路断路
②串联电路中,电压表有示数(接近电源电压)→ 与电压表并联的部分断路
③串联电路中,电压表无示数 → 与电压表并联的部分短路或外部断路。
【针对训练】
45.如图所示,在测量小灯泡的电阻的实验中,当闭合开关S时,发现灯泡L不亮,电流表指针明显偏转。经检测电路中只有一处故障,该故障是( )
A.灯泡L断路 B.灯泡L被短接
C.变阻器R被短接 D.开关S被短接
【答案】B
【详解】A.如果灯泡L断路,整个电路断路,灯泡不亮,电流表示数为零,故A不符合题意;
B.如果灯泡L被短接,则灯泡不亮,电路为通路,并且电路电流变大,即电流表指针明显偏转,故B符合题意;
C.变阻器R被短接,电路为灯泡的基本电路,则灯泡会发光,电路中有较大的电流,电流表指针有明显的偏转,故C不符合题意;
D.开关S是用来控制电路的通断,开关被短接时,灯泡一直发光,电流表有示数,故D不符合题意。
故选B。
46.在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压恒为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“ 1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,将图乙的实物电路连接完整。
(2)在连接电路时,开关应处于___________(选填“闭合”或“断开”)状态;闭合开关前,电流表的指针反偏,其原因可能是___________。
(3)小吴闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是___________(选填字母)。
A.检查电路是否断路
B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)解决完所有的问题,小吴规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω(保留一位小数)。他发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受___________的影响。
实验次数
1
2
3
4
电压
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻
5.6
6.8
8.3
(5)测完小灯泡的电阻后,小吴用一未知定值电阻换下灯泡,闭合开关,移动变阻器的滑片至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图丙,则可计算出未知电阻___________。
(6)小华认为:不用电流表,只用电压表和已知阻值的定值电阻,电源电压保持不变,由图丁同样可以测得未知电阻的阻值。小华设计方案如下:
a.闭合、断开,读出电压表示数为
b.闭合、,读出电压表示数为
小华得到电阻的表达式为___________(用测量值、及来表示)。
【答案】(1)
(2) 断开 电流表使用前未调零
(3)B
(4) 9.6 温度
(5)9
(6)
【详解】(1)由图甲可知,电流表串联在电路中,学生实验用小灯泡电阻约10Ω,电路最大电流不超过 0.6A,电流表选择 0~0.6A 小量程,按照电路图完成实物连接。如图所示。
(2)连接电路时,开关应处于断开状态,防止接线过程短路损坏元件;闭合开关前电路尚未接通,电流表指针反向偏转,是由于电流表使用前未进行调零。
(3)闭合开关电流表有示数,说明电路通路;小灯泡不亮,大概率是滑动变阻器接入阻值过大,电路电流太小。因此移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选 B。
(4)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.26A,则小灯泡正常发光时的电阻为
小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受温度的影响,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5)闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,其值为0.3A,的电阻为
(6)a.闭合、断开,与串联,电压表测量的电压,读出电压表示数为
b.闭合、,电路为的简单电路,此时电压表测量电源电压,读出电压表示数为
两端的电压为,通过的电流
因为串联电路电流处处相等,则
电阻的表达式为
47.在“测量小灯泡电阻”的实验中,所有实验元件均完好,如图所示。闭合开关后,灯泡未亮起。经检查,发现电路中的电压表和电流表的位置接错。此时,电压表___________(选填“有示数”或“无示数”);电流表___________(选填“有示数”或“无示数”)。
【答案】 有示数 无示数
【详解】[1][2]由图知,电压表串联在被测电路中,两接线柱与电源两极形成通路,电压表有示数;电流表并联在灯泡两端,灯泡短路不发光;因为电压表电阻很大,整个电路电流很小,电流表无示数。
48.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L1短路 C.灯泡L2断路 D.灯泡L2短路
【答案】A
【详解】电路中S闭合,灯泡L1和L2并联,电流表测量通过L2的电流,电压表测量电源电压,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,说明电路中没有发生短路(若短路会导致电流表或电压表示数变化),一个灯泡突然熄灭,说明电路中存在断路,电流表示数没有发生变化,说明灯泡L2没有发生断路,则灯泡L1断路,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
D.已知货车模型质量,则
对应,电压表最大示数为,即,则
六、计算与动态电路易错点
易错点15:动态电路中电表示数变化的判断
易错表现:
①滑动变阻器滑片移动时,不知道电流表和电压表示数如何变化
②混淆电压表测量的是滑动变阻器还是定值电阻的电压
③分析时没有遵循“局部→整体→局部”的分析逻辑。
为什么容易错:对电路的连接方式判断不清。对电压表的测量对象识别错误。
正确结论:
①分析动态电路应遵循:先判断电路连接方式 → 再分析电阻变化 → 根据欧姆定律判断电流变化 → 最后判断电压变化
②串联电路中,滑动变阻器电阻增大 → 总电阻增大 → 电流减小 → 定值电阻两端电压减小 → 滑动变阻器两端电压增大
③电压表与谁并联就测谁的电压。
【针对训练】
49.下图所示是实践小组设计的测量油箱内油量的装置,其中滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴转动,滑杆的一端固定着一个浮标。某次调试时加油或放油,油量表一直指示油量最大且保持不变,杠杆、浮子等油箱零件完好,检查电路最终排除了故障。下列说法错误的是( )
A.油量表用电流表改装而成 B.当油面升高时,油量表示数变大
C.若将拆除则油量表仍可安全工作 D.调试中出现的电路故障可能是短路
【答案】C
【详解】A.由图可知,油量表在电路中串联,所以油量表用电流表改装而成,故A正确,不符合题意;
B.当油面升高时,R接入电路的电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,所以油量表示数变大,故B正确,不符合题意;
C.当油面升高时,R接入电路的电阻变小,可以保护电路,所以拆除后,电路中的电流可能会过大,油量表可能会被损坏,故C错误,符合题意;
D.不论是加油还是放油的过程中,油量表一直指示油量最大且不变,表明滑片不能改变滑动变阻器接入的阻值的大小,且电阻很小,故电路有可能出现的故障是R短路,故D正确,不符合题意。
故选C。
50.小明根据图甲所示的电路图连接电路,利用伏安法测量定值电阻的阻值,电源电压恒定不变。
(1)如图甲,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上。
(2)本实验的原理是________;连接电路过程中,开关应________,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最________(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,若故障只发生在定值电阻或滑动变阻器中,则电路故障原因是________。
(4)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,则________。
(5)小明继续移动滑片,又进行了几次测量,多次测量的目的是________;
(6)若电压表损坏,利用电流表和已知最大阻值为的滑动变阻器也可以测量阻值,如图丁。
①将滑片移到最右端,闭合开关,读出电流表示数;
②再将滑片移到最左端,读出电流表示数,则________(用、、表示)
【答案】(1)
(2) 断开 左
(3)定值电阻短路
(4)10Ω
(5)求平均值,减小误差
(6)
【详解】(1)原电路图中,电压表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联是错误的,在测量定值电阻的阻值实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)[1]用伏安法测量定值电阻的阻值实验中,用电压表测定值电阻两端电压,用电流表测通过定值电阻的电流,利用求出定值电阻的阻值,故该实验的原理是;
[2][3]为了保护电路,连接电路过程中,开关应断开,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处,即最左端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路,若故障只发生在定值电阻或滑动变阻器中,则电路故障原因是定值电阻短路。
(4)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小测量范围,分度值0.02A,其示数为0.26A,则定值电阻的阻值为
(5)为了减小误差,应多次测量取平均值。
(6)在步骤①中,与滑动变阻器最大阻值串联,电流表测电路中的电流为,则电源电压为
在步骤②中,电路为只有的简单电路,电流表测电路中的电流为,则电源电压为
因电源电压不变,即
解得
51.如图所示,某创客小组自制肺活量比较装置,吹气时,气球胀大,隔板向上运动。下列说法正确的是( )
A.R0接入电路的电阻变大
B.电流表示数变小
C.电压表示数变小
D.电压表示数与电流表示数的比值变大
【答案】C
【详解】电路中定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路电流,当隔板向上运动,滑动变阻器接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律得,电流变大,即电流表示数变大;由得,定值电阻两端的电压变大,由串联电路电压特点得,滑动变阻器两端的电压变小,则电压表示数变小,电压表与电流表的比值为滑动变阻器接入电路中的电阻,则比值变小,故ABD错误,C正确。
故选C。
52.如图甲是一种具有加热功能的暖手桌垫,图乙是其简化电路图。电源电压恒为,电压表测量范围为 ,是阻值恒为的加热电阻,是热敏电阻,用于感知桌面温度,其阻值随温度的变化图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.当桌垫温度下降时,热敏电阻的阻值增大
B.当桌垫温度上升时,电流表和电压表的示数均变大
C.当桌垫温度达到15℃时,电路中的电流为
D.当桌面温度处于0~40℃之间时,电压表示数的范围为
【答案】D
【详解】A.由图丙可知,温度下降时,热敏电阻R的阻值减小,故A错误;
B.桌垫温度上升时,热敏电阻R的阻值增大,电路总电阻增大,电流表示数变小;R0阻值不变,R0两端电压变小,即电压表示数变小,故B错误;
C.15°C时,热敏电阻R的阻值为80Ω,电路总电阻为
电源电压为24V,电路中的电流为,故C错误;
D.0°C时,,根据串联电路分压原理,电压表示数为
40°C时,,根据串联电路分压原理,电压表示数为
故0~40°C之间电压表示数范围为4~12V,故D正确。
故选D。
53.如图所示,开关S、S1均闭合后,三表均有示数;再断开S1时,三表示数的变化情况是( )
A.电压表V示数变大,电流表A1示数不变
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数变小
C.电流表A2示数不变,电流表A1示数变小
D.电压表V与电流表A1的比值不变
【答案】D
【详解】ABC.S、S1均闭合时,与灯泡并联,电压表测电源电压(也等于两端电压);电流表测支路的电流,电流表测干路总电流。
断开S1后,支路断开,只有接入电路,电源电压保持不变:电压表仍然测电源电压,所以示数不变;是定值电阻,两端电压始终等于电源电压,根据,的电流不变,因此示数不变;干路电流等于各支路电流之和,断开S1后少了支路的电流,因此干路示数变小,故ABC不符合题意;
D.电压表与的比值,是定值电阻,阻值不变,因此比值不变,故D符合题意。
故选D。
54.超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小明设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为4.5 V,定值电阻规格可选,电压表(选0~3 V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10 N/kg)( )
A.如果用图甲所示电路检测,当定值电阻一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越大
B.把图甲中阻值调到500 Ω,当电压表的示数为3.6 V时,货车模型的质量是1.0 kg
C.若保持的阻值为500 Ω不变,将电压表改接到定值电阻两端,如图丙所示,则当电压表示数为1.5 V时,货车模型总质量为1.5 kg
D.若图丙中货车模型的总质量为2 kg时,电压表的示数达到了最大值,则的阻值应调整为1000 Ω
【答案】D
【详解】A.图甲中电压表测两端电压,货车质量越大,压力越大,越小,由串联电路电压规律可知,电压表示数越小,故A错误;
B.定值电阻,电压表示数,由串联电路电压规律可知两端电压
电路中的电流
力敏电阻
由图乙可知此时压力,货车模型的质量,且电压超过电压表量程,故B错误;
C.图丙中电压表测电压,,,电流
总电阻
力敏电阻
由图乙可知此时压力,货车模型的质量,故C错误;
易错点16:滑动变阻器滑片移动方向的判断
易错表现:
①在“探究电流与电阻的关系”中,更换电阻后不知道滑片向哪移动
②在动态电路中,滑片移动方向与电阻变化方向判断相反
③不知道滑动变阻器接入的是哪部分电阻丝。
为什么容易错:对滑动变阻器的接线方式(“一上一下”)和有效电阻的判断不熟练。
正确结论:
①滑动变阻器接入电路的有效电阻取决于下方接线柱到滑片之间的电阻丝长度
②滑片远离下方接线柱 → 接入电阻变大
滑片靠近下方接线柱 → 接入电阻变小
③在“探究电流与电阻的关系”中,换用更大电阻后,滑片应向阻值增大的方向移动。
【针对训练】
59.如图所示,是电阻甲和乙的U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B.当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
【答案】B
【详解】A.从图像可知,当甲两端的电压U甲 = 0.5V时,在甲的U-I图像上对应的电流为I甲 = 0.1A,故A正确,不符合题意;
B.从图像可知,当乙两端的电压U乙= 2.5V时,通过乙的电流I乙 = 0.5A。根据欧姆定律,此时乙的电阻 ,故B错误,符合题意;
C.若甲和乙串联,根据串联电路电流处处相等的特点,当电流为0.4A时,通过它们的电流均为 0.4A。从图像可知,此时甲两端的电压U甲=2V,乙两端的电压U乙 = 1V。根据串联电路总电压等于各部分电压之和的特点,它们两端的总电压 U总 = U甲+U乙=2V+1V=3V,故C正确,不符合题意;
D.若甲和乙并联,根据并联电路各支路两端电压相等的特点,当电压为1V时,它们两端电压均为 1V。从图像可知,此时通过甲的电流I甲=0.2A,通过乙的电流I乙=0.4A。根据并联电路干路电流等于各支路电流之和的特点,干路电流 I总 =I甲+ I乙= 0.2A+0.4A=0.6A,故D正确,不符合题意。
故选B。
60.如图所示,电路的电源电压不变,定值电阻,小灯泡L阻值为不变,电流表量程为0~3A,滑动变阻器标有“45Ω 2A”字样。
(1)只闭合时,电流表的示数为0.6A,求电源电压;
(2)只闭合开关,当小灯泡两端电压为8V时,求滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)闭合开关、、,在保证电路安全的情况下,求通过滑动变阻器接入电路的最大电流。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)只闭合时,与串联,电流表测电路电流。电路中的总电阻
电源电压
(2)只闭合时,与串联,电路中的电流
两端的电压
滑动变阻器连入电路的阻值
(3)闭合、、时,被短路,与并联,电流表测干路电流。 通过的电流
干路最大电流受电流表量程限制,所以干路最大电流
通过滑动变阻器的最大电流
因,故通过滑动变阻器接入电路的最大电流为
61.图甲为超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图,图乙是传感器电阻的阻值随湿度变化图像。已知:电源电压保持不变,定值电阻。某次测量时,只闭合开关,电流表示数为100mA,再闭合开关,电流表示数为200mA。求:
(1)电源电压。
(2)此时空气中的湿度。
【答案】(1)20V
(2)60%
【详解】(1)只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表示数为
由欧姆定律可知,电源电压为
(2)再闭合开关S2,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表示数为
根据并联电路的电流特点知道,通过R2的电流为
根据欧姆定律可知,传感器电阻R2的阻值为
由图乙可知,此时空气中的湿度为60%。
易错点17:欧姆定律的“同体性”与“同时性”
易错表现:
①开关通断变化后,将变化前后的电流、电压混用
②串联电路中,将一个电阻的电流与另一个电阻的电压代入公式
③计算时将不同时刻的物理量代入同一个公式。
为什么容易错:对“同一导体、同一时刻”的要求重视不够。
正确结论:
①同体性:公式中的 I、U、R 必须针对同一段导体
②同时性:公式中的I、U、R 必须是同一时刻的物理量
③开关通断、滑片移动后,电路状态发生变化,应重新分析。
【针对训练】
59.如图所示,是电阻甲和乙的U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B.当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
【答案】B
【详解】A.从图像可知,当甲两端的电压U甲 = 0.5V时,在甲的U-I图像上对应的电流为I甲 = 0.1A,故A正确,不符合题意;
B.从图像可知,当乙两端的电压U乙= 2.5V时,通过乙的电流I乙 = 0.5A。根据欧姆定律,此时乙的电阻 ,故B错误,符合题意;
C.若甲和乙串联,根据串联电路电流处处相等的特点,当电流为0.4A时,通过它们的电流均为 0.4A。从图像可知,此时甲两端的电压U甲=2V,乙两端的电压U乙 = 1V。根据串联电路总电压等于各部分电压之和的特点,它们两端的总电压 U总 = U甲+U乙=2V+1V=3V,故C正确,不符合题意;
D.若甲和乙并联,根据并联电路各支路两端电压相等的特点,当电压为1V时,它们两端电压均为 1V。从图像可知,此时通过甲的电流I甲=0.2A,通过乙的电流I乙=0.4A。根据并联电路干路电流等于各支路电流之和的特点,干路电流 I总 =I甲+ I乙= 0.2A+0.4A=0.6A,故D正确,不符合题意。
故选B。
60.如图所示,电路的电源电压不变,定值电阻,小灯泡L阻值为不变,电流表量程为0~3A,滑动变阻器标有“45Ω 2A”字样。
(1)只闭合时,电流表的示数为0.6A,求电源电压;
(2)只闭合开关,当小灯泡两端电压为8V时,求滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)闭合开关、、,在保证电路安全的情况下,求通过滑动变阻器接入电路的最大电流。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)只闭合时,与串联,电流表测电路电流。电路中的总电阻
电源电压
(2)只闭合时,与串联,电路中的电流
两端的电压
滑动变阻器连入电路的阻值
(3)闭合、、时,被短路,与并联,电流表测干路电流。 通过的电流
干路最大电流受电流表量程限制,所以干路最大电流
通过滑动变阻器的最大电流
因,故通过滑动变阻器接入电路的最大电流为
61.图甲为超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图,图乙是传感器电阻的阻值随湿度变化图像。已知:电源电压保持不变,定值电阻。某次测量时,只闭合开关,电流表示数为100mA,再闭合开关,电流表示数为200mA。求:
(1)电源电压。
(2)此时空气中的湿度。
【答案】(1)20V
(2)60%
【详解】(1)只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表示数为
由欧姆定律可知,电源电压为
(2)再闭合开关S2,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表示数为
根据并联电路的电流特点知道,通过R2的电流为
根据欧姆定律可知,传感器电阻R2的阻值为
由图乙可知,此时空气中的湿度为60%。
易错点18:动态电路的极值问题
易错表现:
①不知道滑动变阻器接入电路的阻值范围如何确定
②忽略电表量程对滑动变阻器阻值范围的限制
③不知道电路安全的前提条件。
为什么容易错:对串联分压和电表量程的综合应用不熟练。
正确结论:
①滑动变阻器阻值范围的确定需同时考虑:电流表量程、电压表量程、用电器额定值
②当滑动变阻器阻值最小时,电流最大(受电流表量程和用电器额定电流限制)
③当滑动变阻器阻值最大时,电压表(测滑动变阻器)示数最大(受电压表量程限制)。
【针对训练】
62.电路中电源电压恒为,电压表的量程为,电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡标有“”字样,假设灯丝的电阻不变,闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列说法中正确的是( )
A.灯泡正常发光时的电阻是
B.电压表示数的变化范围是
C.滑动变阻器允许的调节范围是
D.电流表示数的变化范围是
【答案】C
【详解】A. 灯泡电阻 ,故A错误;
BCD. 灯泡和滑动变阻器串联,电路允许的最大电流 ,此时变阻器两端最小电压
变阻器接入最小电阻
电压表最大示数 ,此时灯泡两端最小电压
电路最小电流
变阻器接入最大电阻
综上所述,电压表示数范围为 ,电流表示数范围为 ,滑动变阻器调节范围为 ,故BD错误,C正确。
故选C。
63.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。
64.(多选)在如图所示的电路中,电源两端的电压为6V且保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻值为10Ω
B.电压表的示数与电流表的示数的比值会变大
C.电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A
D.电压表的示数变化范围为1V~6V
【答案】AD
【详解】由图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表是测量R1两端的电压;开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中,滑动变阻器的电阻变小,总电阻变小,电源电压不变,根据可知,电流变大,所以电流表的示数变大。
A.电压表的示数为3V时,因为电源电压为6V,根据串联等流分压的原理可知,滑动变阻器分得的电压也是3V,所以滑动变阻器接入的阻值与定值电阻R1的阻值相等为10Ω,故A正确;
B.电压表测R1两端的电压,电流表测通过R1的电流,电压表和电流表示数的比值即为定值电阻R1的阻值,阻值不变,所以电压表的示数与电流表的示数的比值会不变,故B错误;
CD.当滑片在b端时,滑动变阻器全部接入电路,R1、R2串联,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以,电路的总电阻
电路中的最小电流为
电压表的最小示数为
当滑片在a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路为R1的简单电路,此时电路中的最大电流为
电压表的最大示数为
综上所述,滑片由b端向a端移动的过程中,电流表的示数变化范围是0.1A~0.6A,电压表的示数变化范围是1V~6V,故C错误,D正确。
故选AD。
65.如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑片P移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
C.定值电阻R1两端最大的电压为3V
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3~15Ω
【答案】D
【分析】首先分析电路连接方式,因为要保证电路安全,所以需根据通过R1的最大电流、电流表量程、电压表量程确定电路的最大、最小电流,这是解题的突破口。利用图乙的U-I图像,结合欧姆定律和串联电路电压规律可推导电源电压、各电阻的电压、阻值变化范围等物理量。
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,因串联电路中电流处处相等,所以为保证电路安全,故电路中的最大电流为0.5A,则R1两端的最大电压
由图像可知,当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器两端电压为2V,则定值电阻两端电压为
电源电压为
当电路中电流最大为0.5A时,滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值
电压表量程为0~3V,当电压表的示数最大为时,由串联分压的规律可知变阻器接入电路的阻值最大,此时R1两端的电压
电路中电流最小为
此时滑动变阻器的阻值为
所以电流表的示数变化范围为0.2A~0.5A,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3Ω~15Ω,故D正确,ABC错误。
故选D。
66.图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”。在滑片移动的过程中,电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系如图乙所示,电流表和电压表的示数都没有超过所选的测量范围。以下说法:
①电源电压为16V
②R1的电阻是20Ω
③电流表示数变化范围是0.15A~0.6A
④电压表示数变化范围是0V~15V
⑤滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω
其中正确的是( )
A.①③ B.②⑤ C.②③④ D.④⑤
【答案】B
【详解】由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,当变阻器接入电路中的电阻时,其两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压 ①
当变阻器接入电路中的电阻时,其两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压 ②
①②联立可得:,
故①错误,②正确;
当电压表的示数时,R1两端的电压
此时电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
则电路中电流表的最小示数为0.15A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,最大阻值为
当滑动变阻器接入电阻为0时,电路中的电流
结合电流表的测量范围为0~0.6A和滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”可知电路中的最大电流为0.5A,所以电流表示数的变化范围是0.15A~0.5A,故③错误;
电路中的电流最大时,变阻器接入电路中的阻值最小,此时电压表的示数最小,电路中的最大电流为0.5A,此时电路中的总电阻为
变阻器接入电路中的最小阻值为
则滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω,故⑤正确;
电压表的最小示数
所以电压表示数变化范围是8V~15V,故④错误;
由上可知,正确的是②⑤,故B正确,ACD错误。
故选B。
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