内容正文:
专题04 欧姆定律
4大高频考点
1. 电流与电压、电阻的关系
2. 欧姆定律
3. 电阻的测量
4. 欧姆定律在串、并联电路中的应用
考点1 电流与电压、电阻的关系
1.(25-26九上·明德教育集团·期中)(多选)如图是电阻甲、乙的电流与电压关系图像,据图可知( )
A. 甲、乙电阻阻值在不断变化
B. 导体甲的电阻为5Ω
C. 当在导体甲的两端加上2V的电压时,通过导体甲的电流为0.4A
D. 将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.6A
2.(25-26九上·湖南常德·期中)某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列有关说法正确的是( )
A. 为了方便观察实验现象,可以将R1换成小灯泡
B. 可调节滑动变阻器得滑片,使电压表的示数产生变化
C. 实验开始前,滑动变阻器滑片应该移至最左端
D. 实验的结论是:电阻一定时,电压与电流成正比
3.(25-26九上·湖南衡阳实验中学·期中)如图是某实验小组探究“电流与电压和电阻的关系”的实验,电源电压保持不变。
(1)在“探究电流与电压的关系”时,根据实验数据绘制的图像如图乙,分析图像可得结论: ;
(2)在“探究电流与电阻的关系”时,选用、、、的电阻由小到大依次正确接入如图甲所示电路。当把电阻接入电路时,移动滑片,电流表示数如图丙所示是 A。则后面的实验每更换一个阻值,为保持定值电阻两端电压一定,滑动变阻器滑片P应向 (选填“A”或“B”)端滑动,使电压表示数为 V,同时记下对应的电流值;
(3)若每次实验时电阻两端的电压均为,为完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少应是 ;
(4)实验结束后,某同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压的关系”的实验探究,老师指出这个实验操作是不可行的,原因是 。
4.(25-26九上·长沙雅礼教育集团·期中)小明利用题图甲电路进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验。
(1)探究电流与电压的关系时:
①图乙是小明的实验数据描出的点,其中, (填字母)组数据是异常的,检查发现是读数时粗心所致,分析时 (选填“需要”或“不需要”)把它剔除;
②请在图乙中画出I-U图像 ;电阻R的阻值为 Ω;
(2)探究电流与电阻的关系时,记录的实验数据如下所示,则定值电阻两端的电压是 V。你判断的依据是 。
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
5.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)物理兴趣小组的同学们在“探究电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图所示的电路。已知电源电压为4.5V保持不变,所给的定值电阻的阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω,不同的定值电阻两端的控制电压恒为2.5V。
(1)在连接电路的过程中,开关应处于 状态。
(2)实验中,他们将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后,同时调节滑动变阻器,眼睛还需要一直观察 示数的变化。
(3)为了使所给的四个定值电阻都能进行实验,滑动变阻器的最大阻值至少应为 Ω。
6.(25-26九上·明德教育集团·期中)如图所示,这是小明同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)实验前,小明发现电压表出现了如图乙的现象,接下来的操作是: ;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最 端(选填“左”或“右”);
(3)将5Ω的定值电阻接入电路开始实验,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到设定值,此时电流表的示数如图丙所示,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V;
(4)小明逐一将10Ω、15Ω、20Ω的电阻接入电路,继续进行实验。当将其中某一电阻接入电路时,无法将电压表示数调节到设定值。于是,他只改变定值电阻两端的电压,重新依次进行实验,改变后的电压值应该不低于 V。
7.(25-26九上·湖南常德·期中)某小组同学在“探究电流与电阻的关系”实验时,电路图如图甲所示。
(1)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 端;
(2)闭合开关,不管怎样移动滑动变阻器,发现电压表示数较大、电流表示数几乎为零,说明电路可能 ;
(3)本实验中当电阻从5Ω更换为15Ω,滑动变阻器应向 滑动;
(4)该小组同学调节滑片,并记录数据,得到如图乙所示的图象,电压一定时,电流大小与电阻成 比;
(5)在这次实验当中,R两端的电压始终应为 V。
8.(25-26九上·长郡教育集团·期中)在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中,某实验小组设计如图甲所示的电路,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,按图甲所示电路完成图乙中实物的连接(滑片向右移时接入电路的电阻变大);(导线不能交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值端,是为了 ;实验过程中,需要多次调节滑动变阻器的滑片,调节的目的是 ;
(3)实验中测得五组数据,如下表所示:
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流 I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
分析表中的数据可得出实验结论: 。
9.(25-26九上·长沙一中集团·期中)某实验小组利用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系:
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,电流表示数变大 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,眼睛观察电表并记录数据。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
2.2
电流I/A
0.10
0.12
0.14
0.18
0.20
0.22
(3)某同学记录的实验数据如上表所示,请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图像 ,分析图像可以得出:在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成 。
考点2 欧姆定律
1.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)关于欧姆定律公式可变形为,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻与导体两端的电压成正比
B. 通过导体的电流与导体的电阻成反比
C. 当导体两端的电压变为0V时,导体的电阻变为0Ω
D. 导体的电阻是导体本身的一种性质,电流、电压不影响导体电阻的大小
2.(25-26九上·岳阳·期中)由欧姆定律公式I=可变形得到R=,对此,下列说法中正确的是
A. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
B. 某段导体两端电压为0时,其电阻为0
C. 导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
3.(25-26九上·长沙一中集团·期中)(多选)如图甲是R1和R2的I-U图像,现把它们分别接入图乙所示电路中MN 之间,保持电源电压不变,闭合开关后,通过它们的电流分别为I2,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(25-26九上·岳阳·期中)某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线(如图1),设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中,为热敏电阻,为可变电阻,控制系统可视作的电阻,电源电压为9V。当通过控制系统的电流小于2mA时,加热系统将开启,为恒温箱加热;当通过控制系统的电流等于2mA时,加热系统将关闭。下列说法正确的是( )
A. 若要使恒温箱内温度保持,应将调为
B. 若要使恒温箱内温度升高,应将增大
C. 若恒温箱内温度降低,通过控制系统的电流将增大
D. 保持不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化
5.(25-26九上·长郡教育集团·期中)在如图所示的电路中,电压表示数为2 V,电流表示数为0.2A,则该定值电阻R 的阻值为 Ω;若将电压表示数调到3V,此时通过电阻R的电流为 A。
6.(25-26九上·岳阳·期中)某种电子秤的构造及工作原理电路如图所示,其中为定值电阻,为压敏电阻,的阻值与所受压力之间满足关系式(关系式中压力F的单位是N,电阻的单位是),电子秤称量由量程为0~3V的电压表改装而成。已知:定值电阻的阻值为,空载时的阻值为,电源电压保持9V不变。求:
(1)空载时电压表的示数为多少?
(2)电子秤的最大称量值为多少千克?
(3)若要使电子秤的最大称量值变为100kg,在不改变电源电压和电压表量程的情况下,的阻值应变为多少?
7.(25-26九上·长沙雅礼教育集团·期中)电阻R和灯泡L的I~U图像如图所示,当电阻R和灯泡L并联在某一电源上时,干路中的电流为0.9A,则电源电压为 V;若将电阻R和灯泡L串联在电压为9V的电源上,此时电路中的电流为 A,灯泡L的电阻为 Ω。
8.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)两个电阻的电流随两端电压变化的关系图像如图所示,则 Ω。若将它们并联接在电源电压为4V的电路中,则通过干路的电流为 A。
9.(25-26九上·湖南常德·期中)两只定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.4A”,把它们串联在同一电路中,电路两端允许加的最大电压为 V。把它们并联在同一电路中,干路允许的最大电流为 A。
10.(25-26九上·明德教育集团·期中)如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻Rt,其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱,电源电压恒定。当环境温度为20℃,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,此时Rt两端电压为 V。某次测试时,将电阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.015A,此时Rt两端电压为4.5V,电源电压是 V。
考点3 电阻的测量
1.(25-26九上·衡阳·期中)为了测量小灯泡在不同电压下的电阻,小明设计了如图所示的电路。闭合开关S后,无论怎么移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L都不发光,电流表和电压表均无示数,若电路中只有一处故障,出现上述现象的原因中不可能的是( )
A. 电流表断路
B. 小灯泡L断路
C. 滑动变阻器断路
D. 开关断路
2.(25-26九上·岳阳·期中)小明和同学用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡正常工作时的电压为2.5V。
(1)闭合开关S前,他们发现电流表的指针指在零刻度线的左侧,其原因可能是 (选填字母序号)。
A. 电流表没调零
B. 电流表正、负接线柱接反了
(2)当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电压表示数为2.1V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (填左或右)端移。
(3)移动滑片P,记录多组对应的电压表和电流表的示数,画出如图乙所示的U﹣I图像,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(4)实验中测出了小灯泡在多次不同电压下的灯丝电阻,有些同学认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差。这些同学的观点是错误的,因为灯泡的电阻受 影响很大。
3.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)小欣用“伏安法”测小灯泡的电阻,待测小灯泡正常工作电压为2.5V,恒压电源电压为6V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整。
(2)连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该移至 端(选填“C”或“D”)
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻约为 Ω(保留一位小数);
(4)如果还想测量正常工作电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的0~15V测量范围已经损坏,在不改变原器材的情况下,你的办法是 。
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.(25-26九上·湖南衡阳实验中学·期中)如图电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器,忽略温度对灯泡L电阻的影响。闭合开关S,滑片P向右移动,观察到( )
A. 电流表A的示数变小
B. 电流表A1的示数变大
C. 若断开开关S,灯泡L将变亮
D. 若断开开关S,灯泡L将变暗
2.(25-26九上·长沙雅礼教育集团·期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,在保证各元件安全的条件下,滑动变阻器的滑片从最右端向中点移动的过程中( )
A. 电压表V示数变小,灯的亮度变亮
B. 电流表示数变大,电流表示数不变
C. 两个电流表示数都变大
D. 电压表V示数与电流表示数的比值变小
3.(25-26九上·湖南衡阳实验中学·期中)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为20Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)R1的阻值。
4.(25-26九上·岳阳·期中)如图所示,电源电压不变,,。当闭合、断开时,电流表的示数为1A,则电源电压是 V;当开关、断开时,电流表的示数为0.2A,的阻值是 ;当、都闭合时,电流表的示数是 A。
5.(25-26九上·湖南常德·期中)如图所示的电路,,电源电压为6V,当闭合开关,断开开关、时,电流表A示数为0.2A,求:
(1)的阻值;
(2)断开开关,闭合开关、时,电流表A的示数。
6.(25-26九上·湖南常德·期中)秋实同学设计了一个用电表示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理如图甲所示,电源电压保持不变,是定值电阻,阻值为,是热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系图像如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为40℃时,此时电压表的示数为3V。求:
(1)通过的电流;
(2)电源电压。
7.(25-26九上·长沙雅礼教育集团·期中)如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω、R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0-15V,V2的量程为0-3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,通过R2的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路中的电流保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求:R0接入电路的阻值范围。
8.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)如图所示电路,电源电压恒定不变,滑动变阻器最大阻值为30Ω,闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至中点,电压表示数为9V,接着断开,电压表示数变化了3V,此时电流表示数为。(不计温度对灯泡电阻的影响)请计算下列问题:
(1)电源电压的大小是多少;
(2)电流表示数是多少;
(3)将滑动变阻器滑片调至最左端,用灯泡替换电压表,闭合所有开关,电流表示数为,若,电阻与灯泡的阻值之比为1:6,则灯泡的电阻是多少?通电10min内灯泡消耗的电能为多少?
9.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)如图甲所示的电路中,滑动变阻器最大阻值为50Ω,为定值电阻,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从某位置滑动到另一位置,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则的阻值为 Ω,电源电压为 V。若电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-15V,滑动变阻器的移动范围是 。
10.(25-26九上·长沙一中集团·期中)现有一个电压可调的电源U,定值电阻R,规格为“60Ω 0.5 A”的滑动变阻器 Rp,电流表(测量范围为0~0.6A),电压表(测量范围为0~15 V),若干导线。小初用以上器材设计实验,电路图(部分元件还未画出)如图所示,他做了如下操作:
①将AB用导线连接,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S。调节电源电压并保持不变,此时电压表示数为6 V。电流表示数为0.3A;
②将滑动变阻器 Rp接入AB之间,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S,调节电源电压为 并保持不变,闭合开关S,在保证各元件安全的前提下,调节滑动变阻器的阻值;
③在操作②之后将R 和 Rp的位置互换,闭合开关S,在保证各元件安全的前提下,调节电源电压U 和滑动变阻器。求:
(1)定值电阻R 的阻值;
(2)在操作②中,滑动变阻器可调节的最小值;
(3)在操作③中,可调电源U 的最大值及此时滑动变阻器接入电路的阻值。
试卷第1页,共3页
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专题04欧姆定律
考点1电流与电压、电阻的关系
1.【答案】BC
2.【答案】B
3.【答案】(1)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2)①0.2
②A
③2
(3)50
(4)灯丝电阻随温度的变化而变化
个I/A
0.6
0.4
0.2
4.【答案】(1)①C
②需要
③
0
2
3 U/V
④
10(2)①2②在探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,通过计算每次实验中
U=R的值,发现其近似相等,都约为2V。
5.【答案】(1)断开
(2)电压表
(3)32
6.【答案】(1)将电压表调零
(2)左
(3)1
(4)1.2
7.【答案】①右
②断路
③右
④反
⑤2
8.【答案】(1)
(2)①保护电路
②改变定值电阻
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两端的电压
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
乙
(2)
[]闭合开关前,滑动变阻器滑片置于最大阻值端,此时电路总电阻最大,电流最小,能防止电路中电流过
大损坏元件。
[2]实验要探究电阻一定时电流与电压的关系,需要多次改变定值电阻两端的电压,从而得到多组电流、电
压数据,所以多次调节滑动变阻器的滑片的目的是改变定值电阻两端的电压。
(3)
分析表格数据,电压与电流的比值始终为
0.5V-1V=1.5V-2Y=2.5-50,是一定值,
I0.1A0.2A0.3A0.4A0.5A
所以得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
个I/A
0.3
0.2
0.1
9.【答案】①
甲
②
③正比
考点2欧姆定律
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】BC
4.【答案】B
2/4
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5.【答案】①10
②0.3
6.【答案】(1)1V
(2)91kg
(3)212
7.【答案】①3
②0.6
③5
8.【答案】①5
②1.2
9.【答案】①
10
②
1
10.【答案】①4
②6
考点3电阻的测量
1.【答案】B
2.【答案】(1)A
(2)右
(3)12.5
(4)温度
恒压电源
3.【答案】(1)
(2)C(3)10.4(4)将电压
表并联在滑动变阻器两端
恒压电源
(2)
连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至C端,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,能
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起到保护电路的作用。
(3)
由图乙可知,电流表选用0-0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.24A,根据欧姆定律,已知U=2.5V,
I024A,则小灯泡的电阻R==2.5V
≈10.42
I0.24A
(4)
将电压表并联在滑动变阻器两端,当电压表的示数为2.2V时,小灯泡两端的电压就为3.8V,此时小灯泡
正常发光,再读取电流表的示数,根据欧姆定律,即可计算出小灯泡正常发光时的电阻。
》
考点4欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】(1)0.6A
(2)12V
(3)302
4.【答案】①6
②12
③2
5.【答案】(1)202
(2)0.9A
6.【答案】(1)
0.3A
(2)
6V
7.【答案】(1)0.2A
(2)18V
(3)10~202
8.【答案】(1)9V
(2)0.4A
(3)902,540J
9.【答案】①5
②9
③102-502
10.【答案】(1)202
(2)162
(3)25V、302
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专题04 欧姆定律
4大高频考点
1. 电流与电压、电阻的关系
2. 欧姆定律
3. 电阻的测量
4. 欧姆定律在串、并联电路中的应用
考点1 电流与电压、电阻的关系
1.(25-26九上·明德教育集团·期中)(多选)如图是电阻甲、乙的电流与电压关系图像,据图可知( )
A. 甲、乙电阻阻值在不断变化
B. 导体甲的电阻为5Ω
C. 当在导体甲的两端加上2V的电压时,通过导体甲的电流为0.4A
D. 将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.6A
【答案】BC
【详解】
AB.从图像中可知,甲乙两电阻的I-U关系图像是过原点倾斜的直线,说明甲乙两电阻是定值电阻,阻值不变,对于甲,取图像上一点,如,,则
对于乙,取图像上一点,如,,则
故A不符合题意,B符合题意;
C.从图像中可以直接看出,当在导体甲的两端加上2V的电压时,通过导体甲的电流为0.4A,故C符合题意;
D.甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上,根据并联电路电压的特点U甲=U乙=U=3V
从图像中可知,当U=3V时,I甲=0.6A,I乙=0.3A,根据并联电路电流特点,干路电流,故D不符合题意。
故选BC。
2.(25-26九上·湖南常德·期中)某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列有关说法正确的是( )
A. 为了方便观察实验现象,可以将R1换成小灯泡
B. 可调节滑动变阻器得滑片,使电压表的示数产生变化
C. 实验开始前,滑动变阻器滑片应该移至最左端
D. 实验的结论是:电阻一定时,电压与电流成正比
【答案】B
【详解】
A.探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不可以将R1换成小灯泡,故A错误;
B.探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,进而改变电路中的电流,因此可调节滑动变阻器得滑片,使电压表的示数产生变化,故B正确;
C.为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图可知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移至阻值最大的最右端,故C错误;
D.实验中使用的是同一个电阻,控制的是电阻不变,改变电压电阻两端的电压,电路中的电流也跟着变化,电压变化是因,电流变化是果,所以实验的结论为:电阻一定时,电流与电压成正比,故D错误。
故选B。
3.(25-26九上·湖南衡阳实验中学·期中)如图是某实验小组探究“电流与电压和电阻的关系”的实验,电源电压保持不变。
(1)在“探究电流与电压的关系”时,根据实验数据绘制的图像如图乙,分析图像可得结论: ;
(2)在“探究电流与电阻的关系”时,选用、、、的电阻由小到大依次正确接入如图甲所示电路。当把电阻接入电路时,移动滑片,电流表示数如图丙所示是 A。则后面的实验每更换一个阻值,为保持定值电阻两端电压一定,滑动变阻器滑片P应向 (选填“A”或“B”)端滑动,使电压表示数为 V,同时记下对应的电流值;
(3)若每次实验时电阻两端的电压均为,为完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少应是 ;
(4)实验结束后,某同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压的关系”的实验探究,老师指出这个实验操作是不可行的,原因是 。
【答案】(1)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (2)① ② A ③ (3)50 (4)灯丝电阻随温度的变化而变化
【讲解】(1)
由图像可知,当导体两端的电压增大时,通过导体的电流增大,且通过导体的电流与导体两端的电压的比值保持不变,故可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)
[1][2][3]如图甲,电流表选用小量程,电流表分度值0.02A,电流表示数为0.2A,则定值电阻两端电压为
实验中,当把10Ω的电阻换成后面的大电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,电源电压不变,要增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向A端滑动,使电压表示数为2V,同时记下对应的电流表的数值。
(3)
在探究电流与电阻的关系实验中,应控制定值电阻两端电压不变,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
定值电阻的最大电阻为25Ω,当定值电阻阻值最大时,滑动变阻器的电阻也最大,滑动变阻器最小阻值为
滑动变阻器的最小阻值至少应是50Ω。
(4)
探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不能用小灯泡做此实验。
4.(25-26九上·长沙雅礼教育集团·期中)小明利用题图甲电路进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验。
(1)探究电流与电压的关系时:
①图乙是小明的实验数据描出的点,其中, (填字母)组数据是异常的,检查发现是读数时粗心所致,分析时 (选填“需要”或“不需要”)把它剔除;
②请在图乙中画出I-U图像 ;电阻R的阻值为 Ω;
(2)探究电流与电阻的关系时,记录的实验数据如下所示,则定值电阻两端的电压是 V。你判断的依据是 。
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
【答案】(1)① C ② 需要 ③ ④ 10 (2)① 2 ② 在探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,通过计算每次实验中U=IR的值,发现其近似相等,都约为2V。
【讲解】(1)
[1][2]探究电流与电压的关系时,电阻保持不变,电流应与电压成正比(图像为过原点的直线)。图中C点偏离比例关系,属于读数错误导致的异常数据,分析时需剔除。
[3]用直线连接A、B、D、E、F点(C点剔除),得到过原点的I-U图像:
[4]选取图像上任意一组数据,由可知,电阻R的阻值为
(2)
[1][2]在探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压不变。
当R1=5Ω,I1=0.40A时,U1=I1R1=0.40A×5Ω=2V
当R2=10Ω,I2=0.20A时,U2=I2R2=0.20A×10Ω=2V
当R3=15Ω,I3=0.14A时,U3=I3R3=0.14A×15Ω=2.1V(存在一定实验误差)
当R4=20Ω,I4=0.10A时,U4=I4R4=0.10A×20Ω=2V
当R5=25Ω,I5=0.08A时,U5=I5R5=0.08A×25Ω=2V
综合分析可知,在误差允许的范围内,定值电阻两端的电压是2V,判断依据是在探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,通过计算每次实验中U=IR的值,发现其近似相等,都约为2V。
5.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)物理兴趣小组的同学们在“探究电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图所示的电路。已知电源电压为4.5V保持不变,所给的定值电阻的阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω,不同的定值电阻两端的控制电压恒为2.5V。
(1)在连接电路的过程中,开关应处于 状态。
(2)实验中,他们将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后,同时调节滑动变阻器,眼睛还需要一直观察 示数的变化。
(3)为了使所给的四个定值电阻都能进行实验,滑动变阻器的最大阻值至少应为 Ω。
【答案】(1)断开 (2)电压表 (3)32
【讲解】(1)
在连接电路的过程中,为了防止电路连接过程中出现短路等故障损坏电路元件,开关应处于断开状态。
(2)
“探究电流与电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,当把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后,根据串联电路分压规律,定值电阻两端电压会变化,所以需要调节滑动变阻器,同时眼睛要一直观察电压表示数的变化,使电压表的示数保持2.5V不变。
(3)
根据串联电路电压规律,电源电压U=4.5V,定值电阻两端控制电压,则滑动变阻器两端的电压
当定值电阻的阻值最大,即R=40Ω时,电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律,可得滑动变阻器的最大阻值
所以滑动变阻器的最大阻值至少应为
6.(25-26九上·明德教育集团·期中)如图所示,这是小明同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)实验前,小明发现电压表出现了如图乙的现象,接下来的操作是: ;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最 端(选填“左”或“右”);
(3)将5Ω的定值电阻接入电路开始实验,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到设定值,此时电流表的示数如图丙所示,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V;
(4)小明逐一将10Ω、15Ω、20Ω的电阻接入电路,继续进行实验。当将其中某一电阻接入电路时,无法将电压表示数调节到设定值。于是,他只改变定值电阻两端的电压,重新依次进行实验,改变后的电压值应该不低于 V。
【答案】(1)将电压表调零 (2)左 (3)1 (4)1.2
【讲解】(1)
实验前,电压表的指针反偏,未指到零刻度线上,接下来的操作是,将电压表调零。
(2)
为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,故应移到左端。
(3)
由图丙可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,故电流表示数为0.2A,定值电阻为5Ω,由欧姆定律可知,设定的定值电阻两端电压为
(4)
实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=1V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为U滑=U-UV=3V-1V=2V
滑动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,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=2×20Ω=40Ω>30Ω
故当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到设定值。研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为UV',根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为U滑'=U-UV'=3V-Uv
根据分压原理可得
即
因电压表示数Uv'为定值,上式中,左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,故有
解得电压表的示数为UV'=1.2V,即为完成实验,电压表的最小电压为1.2V。
7.(25-26九上·湖南常德·期中)某小组同学在“探究电流与电阻的关系”实验时,电路图如图甲所示。
(1)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 端;
(2)闭合开关,不管怎样移动滑动变阻器,发现电压表示数较大、电流表示数几乎为零,说明电路可能 ;
(3)本实验中当电阻从5Ω更换为15Ω,滑动变阻器应向 滑动;
(4)该小组同学调节滑片,并记录数据,得到如图乙所示的图象,电压一定时,电流大小与电阻成 比;
(5)在这次实验当中,R两端的电压始终应为 V。
【答案】① 右 ② 断路 ③ 右 ④ 反 ⑤ 2
【详解】
(1)[1]正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最右端。
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电压表示数较大、电流表示数几乎为零,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路断路了。
(3)[3]探究通电导体电流与电阻的关系时需保持定值电阻两端的电压不变,根据串联分压原理可知将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大,由分压原理可知应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,使电压表的示数不变。
(4)(5)[4][5]根据图乙所示的图象可知,电阻的电流与电阻之积为
为一定值,故从图象可看出,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
8.(25-26九上·长郡教育集团·期中)在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中,某实验小组设计如图甲所示的电路,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,按图甲所示电路完成图乙中实物的连接(滑片向右移时接入电路的电阻变大);(导线不能交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值端,是为了 ;实验过程中,需要多次调节滑动变阻器的滑片,调节的目的是 ;
(3)实验中测得五组数据,如下表所示:
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流 I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
分析表中的数据可得出实验结论: 。
【答案】(1) (2)① 保护电路 ② 改变定值电阻两端的电压 (3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【讲解】(1)
根据实验,电路为串联电压,电压表测量定值电阻两端电压,电源电压为3V,电压表选用小量程,滑片P向右移时接入电路中的阻值变大,则使用左下接线柱,连线如图所示:
(2)
[1]闭合开关前,滑动变阻器滑片置于最大阻值端,此时电路总电阻最大,电流最小,能防止电路中电流过大损坏元件。
[2]实验要探究电阻一定时电流与电压的关系,需要多次改变定值电阻两端的电压,从而得到多组电流、电压数据,所以多次调节滑动变阻器的滑片的目的是改变定值电阻两端的电压。
(3)
分析表格数据,电压与电流的比值始终为,是一定值,所以得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
9.(25-26九上·长沙一中集团·期中)某实验小组利用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系:
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,电流表示数变大 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,眼睛观察电表并记录数据。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
2.2
电流I/A
0.10
0.12
0.14
0.18
0.20
0.22
(3)某同学记录的实验数据如上表所示,请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图像 ,分析图像可以得出:在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成 。
【答案】① ② ③ 正比
【详解】
[1]要求滑片P向A端滑动时,电流表示数变大即滑动变阻器接入电路的电阻变小。所以应将滑动变阻器的C接线柱与开关的右端相连,这样当滑片向A移动时,接入电路的电阻丝长度变短,电阻变小,电流变大。如图所示
[2]根据表格中的数据,在坐标上描出对应的点(1.0,0.10)、(1.2,0.12)、(1.4,0.14)、(1.8,0.18)、(2.0,0.20)、(2.2,0.22),然后用直线将这些点连接起来,就得到电流I与电压U的关系图像。如图所示
[3]从绘制的图像可以看出,这是一条过原点的直线,说明在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比。
考点2 欧姆定律
1.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)关于欧姆定律公式可变形为,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻与导体两端的电压成正比
B. 通过导体的电流与导体的电阻成反比
C. 当导体两端的电压变为0V时,导体的电阻变为0Ω
D. 导体的电阻是导体本身的一种性质,电流、电压不影响导体电阻的大小
【答案】D
【详解】
ACD.导体的电阻由材料、长度、横截面积和温度决定,与电压、电流无关,故AC错误,D正确;
B.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反比,故B错误;
故选D。
2.(25-26九上·岳阳·期中)由欧姆定律公式I=可变形得到R=,对此,下列说法中正确的是
A. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
B. 某段导体两端电压为0时,其电阻为0
C. 导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
【答案】C
【详解】电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,故A、B、D错误;导体电阻的大小可以由公式求出,故C正确.故选C.
【点睛】根据电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关作答.
3.(25-26九上·长沙一中集团·期中)(多选)如图甲是R1和R2的I-U图像,现把它们分别接入图乙所示电路中MN 之间,保持电源电压不变,闭合开关后,通过它们的电流分别为I2,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【详解】
AB.由图可知,R1和R2的I-U图像是一条过原点的倾斜直线,说明R1和R2是定值电阻,从图甲中选取一个相同的电压值(比如),可知对应的电流,对应的电流,根据,可计算出
所以,故A错误,B正确;
CD.图乙中,电源电压不变,和分别接入电路时,两端电压都等于电源电压。电源电压U相同时,根据欧姆定律,因为,所以通过的电流大于通过的电流,即,故C正确,D错误。
故选BC。
4.(25-26九上·岳阳·期中)某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线(如图1),设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中,为热敏电阻,为可变电阻,控制系统可视作的电阻,电源电压为9V。当通过控制系统的电流小于2mA时,加热系统将开启,为恒温箱加热;当通过控制系统的电流等于2mA时,加热系统将关闭。下列说法正确的是( )
A. 若要使恒温箱内温度保持,应将调为
B. 若要使恒温箱内温度升高,应将增大
C. 若恒温箱内温度降低,通过控制系统的电流将增大
D. 保持不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化
【答案】B
【详解】
A.由图2可知,控制电路中热敏电阻、可变电阻、控制系统(相当于一个的电阻)串联,要使恒温箱内温度保持,由图1可知此时热敏电阻的阻值
且通过控制系统的临界电流为
则此时电路的总电阻为
由串联电路的电阻规律可知的阻值应为
故A错误;
B.若要使恒温箱内温度升高,由题意可知加热系统将开启为恒温箱加热,且此时通过控制系统的电流应小于2mA,由欧姆定律可知电路的总电阻将增大,同时由图1可知温度升高时热敏电阻的阻值减小,根据可知应将的阻值增大,故B正确;
C.若恒温箱内温度降低,由图1可知热敏电阻的阻值增大,总电阻增大,由欧姆定律可知电路中的电流减小,即通过控制系统的电流将减小,故C错误;
D.保持不变,由图1可知热敏电阻随恒温箱内的温度均匀变化,设为
而通过控制系统的电流大小为
则电流I与温度t不成正比,也不是一次函数关系,所以通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化的,故D错误。
故选B。
5.(25-26九上·长郡教育集团·期中)在如图所示的电路中,电压表示数为2 V,电流表示数为0.2A,则该定值电阻R 的阻值为 Ω;若将电压表示数调到3V,此时通过电阻R的电流为 A。
【答案】① 10 ② 0.3
【详解】
[1]闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻两端的电压。根据欧姆定律可知该定值电阻R 的阻值为
[2]电阻为导体本身的一种性质,与通过导体的电流盒电压无关,若将电压表示数调到3V,该定值电阻R 的阻值仍为10Ω,此时通过电阻R的电流
6.(25-26九上·岳阳·期中)某种电子秤的构造及工作原理电路如图所示,其中为定值电阻,为压敏电阻,的阻值与所受压力之间满足关系式(关系式中压力F的单位是N,电阻的单位是),电子秤称量由量程为0~3V的电压表改装而成。已知:定值电阻的阻值为,空载时的阻值为,电源电压保持9V不变。求:
(1)空载时电压表的示数为多少?
(2)电子秤的最大称量值为多少千克?
(3)若要使电子秤的最大称量值变为100kg,在不改变电源电压和电压表量程的情况下,的阻值应变为多少?
【答案】(1)1V (2)91kg (3)21Ω
【讲解】(1)
由图可知,R1和R0串联,电压表测量R0两端的电压
空载时,的阻值为,此时电路中电流
电压表的示数
(2)
当电压表示数最大为3V时,电路中的电流
此时的阻值
由得到压力
最大称量值
(3)
当最大称量值为100kg时,压力最大为
由得的阻值
当电压表示数最大为3V时,通过的电流
则的阻值应变为
7.(25-26九上·长沙雅礼教育集团·期中)电阻R和灯泡L的I~U图像如图所示,当电阻R和灯泡L并联在某一电源上时,干路中的电流为0.9A,则电源电压为 V;若将电阻R和灯泡L串联在电压为9V的电源上,此时电路中的电流为 A,灯泡L的电阻为 Ω。
【答案】① 3 ② 0.6 ③ 5
【详解】
[1]当电阻R和灯泡L并联在某一电源上时,由于并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,则由图像可知,当灯泡的电流为IL=0.6A,电阻R的电流IR=0.3A时,干路中的电流为0.9A,此时各支路电压为3V,则电源电压为3V。
[2][3]电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,通过的电流相同,根据串联分压可知,此时电源电压为9V,当电路中的电流为0.6A时,电阻两端电压为6V,灯两端电压为3V,满足串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和;此时灯泡L的电阻
8.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)两个电阻的电流随两端电压变化的关系图像如图所示,则 Ω。若将它们并联接在电源电压为4V的电路中,则通过干路的电流为 A。
【答案】① 5 ② 1.2
【详解】
[1]由图可知,定值电阻R1两端电压为4V时,通过定值电阻R1的电流为0.8A,则
[2]将两个电阻并联接在电源电压为4V的电路中,由于并联电路中电压是相等的,当电压为4V时,通过定值电阻R1的电流为0.8A,通过定值电阻R2的电流为0.4A,则干路中的电流
9.(25-26九上·湖南常德·期中)两只定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.4A”,把它们串联在同一电路中,电路两端允许加的最大电压为 V。把它们并联在同一电路中,干路允许的最大电流为 A。
【答案】①
10 ②
1
【详解】
[1]对于串联电路,电流处处相等,所以串联电路的最大电流不能超过两个电阻中允许通过的最小电流。在本题中,甲电阻允许的最大电流为1A ,乙电阻允许的最大电流为0.4A ,因此串联电路的最大电流为 0.4A 。 根据欧姆定律,串联电路两端允许加的最大电压为
[2]对于并联电路,各支路两端的电压相等,所以并联电路的最大电压不能超过两个电阻中允许加的最大电压中的较小值。根据欧姆定律,甲电阻两端允许的最大电压为
乙电阻两端允许的最大电压为
因此,并联电路的最大电压为6V。在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。所以,当并联电路两端电压为 6V 时,通过甲电阻的电流为
通过乙电阻的电流为其允许的最大电流0.4A。 因此,干路中允许通过的最大电流为
10.(25-26九上·明德教育集团·期中)如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻Rt,其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱,电源电压恒定。当环境温度为20℃,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,此时Rt两端电压为 V。某次测试时,将电阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.015A,此时Rt两端电压为4.5V,电源电压是 V。
【答案】① 4 ② 6
【详解】
[1]从图乙热敏电阻的阻值随温度变化关系中,可以看出当环境温度为20℃时,。已知此时电流,根据欧姆定律,可得两端的电压
[2]当环境温度20℃,电阻箱阻值为2R,电路总电阻,电源电压
电流,两端电压,由欧姆定律求此时
由图乙可知,当时,电阻箱阻值为R,电路总电阻,电源电压
因为电源电压恒定,所以
化简得
解得,则
考点3 电阻的测量
1.(25-26九上·衡阳·期中)为了测量小灯泡在不同电压下的电阻,小明设计了如图所示的电路。闭合开关S后,无论怎么移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L都不发光,电流表和电压表均无示数,若电路中只有一处故障,出现上述现象的原因中不可能的是( )
A. 电流表断路
B. 小灯泡L断路
C. 滑动变阻器断路
D. 开关断路
【答案】B
【详解】
小灯泡都不发光,且电压表、电流表均无示数说明电路断路,且电压表与电源不通。
A.若电流表断路,整个电路断路,且电压表与电源负极不通,故A不符合题意;
B.若小灯泡L断路,电压表串联在电路中,电压表示数等于电源电压,电流表无示数,故B符合题意;
C.若滑动变阻器断路,整个电路处于断路状态,没有电流通过,灯泡不亮,两表均无示数,故C不符合题意;
D.开关断路,整个电路断路,且电压表与电源正极不通,故D不符合题意。
故选 B。
2.(25-26九上·岳阳·期中)小明和同学用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡正常工作时的电压为2.5V。
(1)闭合开关S前,他们发现电流表的指针指在零刻度线的左侧,其原因可能是 (选填字母序号)。
A. 电流表没调零
B. 电流表正、负接线柱接反了
(2)当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电压表示数为2.1V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (填左或右)端移。
(3)移动滑片P,记录多组对应的电压表和电流表的示数,画出如图乙所示的U﹣I图像,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(4)实验中测出了小灯泡在多次不同电压下的灯丝电阻,有些同学认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差。这些同学的观点是错误的,因为灯泡的电阻受 影响很大。
【答案】(1)A (2)右 (3)12.5 (4)温度
【讲解】(1)
闭合开关S前,应该调零使电流表的指针指在零刻度线上,如果电流表的指针指在零刻度线的左侧,说明还没有调零,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(2)
由图甲可知,电压表测灯泡两端的电压,电压表示数为2.1V,依题意小灯泡正常工作时的电压为2.5V,所以需要增大灯泡两端的电压,由串联电路电压规律可知,需要减小滑动变阻器两端的电压,由串联分压可知,可以减小滑动变阻器的阻值,所以应将滑动变阻器的滑片向右移。
(3)
由图乙可知,灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为
(4)
灯丝阻值随温度变化而变化,不是一个定值,求平均值没有意义,故这些同学的观点是错误的。
3.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)小欣用“伏安法”测小灯泡的电阻,待测小灯泡正常工作电压为2.5V,恒压电源电压为6V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整。
(2)连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该移至 端(选填“C”或“D”)
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻约为 Ω(保留一位小数);
(4)如果还想测量正常工作电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的0~15V测量范围已经损坏,在不改变原器材的情况下,你的办法是 。
【答案】(1) (2)C (3)10.4 (4)将电压表并联在滑动变阻器两端
【讲解】(1)
小灯泡正常工作电压为2.5V,所以电压表应选用0~3V量程,并联在小灯泡两端,故作图如下:
(2)
连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至C端,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,能起到保护电路的作用。
(3)
由图乙可知,电流表选用0-0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.24A,根据欧姆定律,已知U=2.5V,I=0.24A,则小灯泡的电阻
(4)
将电压表并联在滑动变阻器两端,当电压表的示数为2.2V时,小灯泡两端的电压就为3.8V,此时小灯泡正常发光,再读取电流表的示数,根据欧姆定律,即可计算出小灯泡正常发光时的电阻。
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.(25-26九上·湖南衡阳实验中学·期中)如图电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器,忽略温度对灯泡L电阻的影响。闭合开关S,滑片P向右移动,观察到( )
A. 电流表A的示数变小
B. 电流表A1的示数变大
C. 若断开开关S,灯泡L将变亮
D. 若断开开关S,灯泡L将变暗
【答案】A
【详解】
B.由图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表A测干路电流,A1测通过L的电流;闭合开关S后,在滑片P向右移动的过程中,由于灯泡L支路与R支路互不影响,所以灯泡两端电压不变,灯泡电流不变,即A1示数不变,故B不符合题意;
A.滑片P向右移动的过程中,R连入阻值变大,由欧姆定律可知,通过R的电流变小;根据并联电路的电流特点可知,干路电流变小,即电流表A变小,故A符合题意;
CD.若断开开关S,小灯泡两端的电压不变,小灯泡的电阻不变,由知,小灯泡的实际功率不变,小灯泡L的亮度不变,故CD不符合题意。
故选A。
2.(25-26九上·长沙雅礼教育集团·期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,在保证各元件安全的条件下,滑动变阻器的滑片从最右端向中点移动的过程中( )
A. 电压表V示数变小,灯的亮度变亮
B. 电流表示数变大,电流表示数不变
C. 两个电流表示数都变大
D. 电压表V示数与电流表示数的比值变小
【答案】B
【详解】
由电路图可知,闭合开关S,灯泡和滑动变阻器并联,电流表A2测通过灯泡的电流,电流表A1测干路电流,电压表测电源两端电压;
A.因电源电压不变,所以滑片移动时,即电压表V的示数不变;因并联电路各支路互不影响,则移动滑片时,通过灯泡的电流和实际功率均不变,则灯泡的亮度不变,故A错误;
BC.通过灯泡的电流不变,即电流表A2的示数不变;
滑动变阻器的滑片P从最右端向中点移动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流增大,根据并联电路的电流规律可知,干路电流增大,即电流表A1示数变大,故B正确、C错误;
D.因为电压表V的示数不变、电流表A2的示数不变,所以电压表V的示数和电流表A2示数的比值不变,故D错误。
故选B。
3.(25-26九上·湖南衡阳实验中学·期中)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为20Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)R1的阻值。
【答案】(1)0.6A (2)12V (3)30Ω
【讲解】(1)
由图可知,闭合开关S,电路是并联的,电流表A测干路电流,电流表测支路电流,并联电路的总电流为,已知通过的电流
则通过的电流
(2)
电阻两端电压
并联电路中、两端电压相同且等于电源电压,即电源电压
(3)
由并联电路中电压规律可知,两端电压为12V,通过的电流,则R1的阻值
4.(25-26九上·岳阳·期中)如图所示,电源电压不变,,。当闭合、断开时,电流表的示数为1A,则电源电压是 V;当开关、断开时,电流表的示数为0.2A,的阻值是 ;当、都闭合时,电流表的示数是 A。
【答案】① 6 ② 12 ③ 2
【详解】
[1]由图可知,当S1闭合、S2断开时,R2和R3被短路,此时电路为R1的简单电路,电流表测量电路中电流为1A,由欧姆定律可得电源电压为
[2]由图可知,当开关S1、S2断开时,三个电阻串联,电流表测量电路中电流为0.2A,由欧姆定律可得电路的总电阻为
由于串联电路的电阻等于各部分电阻之和,则R3的阻值为
[3]由图可知,当S1、S2都闭合时,三个电阻并联,电流表测量干路电流,由并联电路特点和欧姆定律可得,此时干路电流为
则此时电流表示数为2A。
5.(25-26九上·湖南常德·期中)如图所示的电路,,电源电压为6V,当闭合开关,断开开关、时,电流表A示数为0.2A,求:
(1)的阻值;
(2)断开开关,闭合开关、时,电流表A的示数。
【答案】(1)20Ω (2)0.9A
【讲解】(1)
当闭合开关,断开开关、时,、串联,电流表测电路电流。总电阻为
则的阻值为
(2)
断开开关,闭合开关、时,、并联,电流表测干路电流。此时电流为
电流为
根据并联电流规律,电流表A的示数为
6.(25-26九上·湖南常德·期中)秋实同学设计了一个用电表示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理如图甲所示,电源电压保持不变,是定值电阻,阻值为,是热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系图像如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为40℃时,此时电压表的示数为3V。求:
(1)通过的电流;
(2)电源电压。
【答案】(1)
0.3A (2)
6V
【讲解】(1)
由电路图甲可知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表测量两端的电压。由图像乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻的阻值为10Ω。此时电压表的示数为3V,根据欧姆定律,通过的电流为
由于与热敏电阻是串联连接,串联电路中电流处处相等,所以通过的电流即为电路中的总电流。
(2)
电路中的总电流
定值电阻两端的电压
根据串联电路的电压特点,电源电压等于各部分电路两端电压之和,所以电源电压为
7.(25-26九上·长沙雅礼教育集团·期中)如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω、R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0-15V,V2的量程为0-3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,通过R2的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路中的电流保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求:R0接入电路的阻值范围。
【答案】(1)0.2A (2)18V (3)10~20Ω
【讲解】(1)
由图可知,、和串联,电压表测和两端总电压,电压表测两端电压;闭合开关,滑动变阻器的滑片置于某一位置时,电压表的示数为14V,的示数为2V,根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,通过的电流为:
(2)
两端电压为:
则电源电压为:
(3)
当电压表满偏时,即,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律可知,两端电压为
此时电路中的电流为:
两端电压为:
滑动变阻器两端电压为:
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
当电压表满偏时,即,滑动变阻器接入电路的阻值最小;
此时电路中的电流为:
电路的总电阻为:
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为:
故在替换前的阻值变化范围为;
用最大阻值为的滑动变阻器替换电阻,要使电路中的电流最大,当电压表满偏时,电路中的电流最大,此时电路中的电流为,电路的总电阻为;
根据电阻的串联可知,
即
因仅可以在替换前的范围内变化,当时,;
当电压表满偏时,根据串联分压原理可知,
代入数据
即
因
解得。
故接入电路的阻值范围为。
8.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)如图所示电路,电源电压恒定不变,滑动变阻器最大阻值为30Ω,闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至中点,电压表示数为9V,接着断开,电压表示数变化了3V,此时电流表示数为。(不计温度对灯泡电阻的影响)请计算下列问题:
(1)电源电压的大小是多少;
(2)电流表示数是多少;
(3)将滑动变阻器滑片调至最左端,用灯泡替换电压表,闭合所有开关,电流表示数为,若,电阻与灯泡的阻值之比为1:6,则灯泡的电阻是多少?通电10min内灯泡消耗的电能为多少?
【答案】(1)9V (2)0.4A (3),
【讲解】(1)
闭合开关时,只有滑动变阻器接入电路,定值电阻断路,小灯泡L短路,电压表测滑动变阻器两端的电压(电源电压);将滑动变阻器的滑片调至中点,电压表示数为9V,所以电源电压为
(2)
接着断开,此时滑动变阻器和小灯泡L串联,电压表示数变化了3V,即小灯泡两端的电压为,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器的滑片没有移动,仍然在中点位置,即滑动变阻器接入电路中的阻值为
由可得,此时电流表的示数为
(3)
[1]将滑动变阻器滑片调至最左端,用灯泡替换电压表,闭合所有开关;此时滑动变阻器全部接入电路,灯泡L短路,灯泡、滑动变阻器、定值电阻三个并联,电流表测干路电流;由题意知,则电流表的示数为
由可得,此时通过滑动变阻器的电流为
根据并联电流规律可知,通过灯泡和定值电阻的电流之和为
电阻与灯泡的阻值之比为1:6,即,根据并联分流规律可知
即通过灯泡L2的电流为,由可得,灯泡的电阻为
[2]由可得,通电10min内灯泡消耗的电能为
9.(25-26九上·湖南师大附中教育集团·期中)如图甲所示的电路中,滑动变阻器最大阻值为50Ω,为定值电阻,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从某位置滑动到另一位置,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则的阻值为 Ω,电源电压为 V。若电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-15V,滑动变阻器的移动范围是 。
【答案】① 5 ② 9 ③ 10Ω-50Ω
【详解】
[1][2]由电路图可知,R1和R2串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路中电流,由图乙可知,电路中的电流为0.40A,电压表示数为7.0V,根据欧姆定律可得电源电压为
①
电路中的电流为0.50A,电压表示数为6.5V,,根据欧姆定律可得电源电压为
②
由① ②两式解得
U=9V,R2=5Ω
[3]当滑片P从右端移到左端时,R1连入电路的阻值变大,由串联电路分压规律和欧姆定律可知, R1两端的电压变大,即电压表示数变大。因为电源电压为9V,所以R1两端的电压最大不会超过9V,所以R1连入电路的阻值最大可为50Ω。当滑片P从左端移到右端时,R1连入电路的阻值变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,为了保护电路,电路中的电流最大不能超过电流表的最大量程0.6A。当电路中的电流为0.6A时,此时电路中的电阻为
此时R1连入电路的阻值为
若电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-15V,滑动变阻器的移动范围是10Ω-50Ω。
10.(25-26九上·长沙一中集团·期中)现有一个电压可调的电源U,定值电阻R,规格为“60Ω 0.5 A”的滑动变阻器 Rp,电流表(测量范围为0~0.6A),电压表(测量范围为0~15 V),若干导线。小初用以上器材设计实验,电路图(部分元件还未画出)如图所示,他做了如下操作:
①将AB用导线连接,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S。调节电源电压并保持不变,此时电压表示数为6 V。电流表示数为0.3A;
②将滑动变阻器 Rp接入AB之间,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S,调节电源电压为 并保持不变,闭合开关S,在保证各元件安全的前提下,调节滑动变阻器的阻值;
③在操作②之后将R 和 Rp的位置互换,闭合开关S,在保证各元件安全的前提下,调节电源电压U 和滑动变阻器。求:
(1)定值电阻R 的阻值;
(2)在操作②中,滑动变阻器可调节的最小值;
(3)在操作③中,可调电源U 的最大值及此时滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】(1)20Ω (2)16Ω (3)25V、30Ω
【讲解】(1)
将AB用导线连接,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S。此时电路中只有定值电阻R 接入电路。
调节电源电压并保持不变,此时电压表示数为6 V。电流表示数为0.3A;定值电阻R 的阻值
(2)
在操作② 中,电路如图所示
当变小时电流表与电压表示数增大,当电压表示数时,
不安全,因此当时,滑动变阻器阻值最小
(3)
在操作③ 中,电路图如下
,
电压表最大示数,
此时,
试卷第1页,共3页
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