【重难突破系列】专题十五 欧姆定律 讲义-2026-2027学年苏科版物理九年级上学期
2026-10-01
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内容正文:
专题讲义 苏科版九年级物理上册
重难专题十五
欧姆定律
(解析版)
苏科版九年级上册 | 第十四章《欧姆定律》 | 建议用时 45 分钟 | 难度:★★★★☆
▎学习目标
1.理解欧姆定律的内容、公式 I=U/R 及其变形公式,知道电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关;
2.经历探究电流与电压、电阻关系的实验,理解控制变量法,能说明滑动变阻器在两次探究实验中的不同作用;
3.能运用欧姆定律进行串、并联电路的有关计算,会看 I-U、I-R 图像,并能分析滑片移动引起的动态电路中电表示数的变化。
【思维导图】
欧姆定律
探究实验
方法:控制变量法(R 一定 / U 一定)
电阻一定:I 与 U 成正比;电压一定:I 与 R 成反比
滑动变阻器作用:改变电压 / 控制定值电阻两端电压不变
欧姆定律
欧姆定律理解
内容:I=U/R,变形 U=IR、R=U/I
同体性、同时性:I、U、R 对应同一导体同一时刻
R 是导体本身性质,与 U、I 无关
欧姆定律
串并联计算
串联:I 相等,U=U1+U2,分压与电阻成正比
并联:U 相等,I=I1+I2,分流与电阻成反比
统一单位:I→A,U→V,R→Ω
欧姆定律
图像与动态电路
I-U 过原点直线:定值电阻,斜率越大 R 越小
I-R 曲线:电压一定时成反比
动态电路:局部电阻→总电阻→总电流→各电表示数
考点一 电流与电压、电阻的关系及欧姆定律
1.探究电流与电压的关系:采用控制变量法,控制电阻 R 不变,改变它两端的电压。按图连接电路(电流表串联、电压表并联在定值电阻两端),闭合开关后调节滑动变阻器,记下几组电压表示数 U 和电流表示数 I。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。此时滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压(和电路中的电流),以便多次测量寻找普遍规律。
图1 探究电流与电压关系的电路图(A 串联测电流,V 并联测定值电阻两端电压)
2.探究电流与电阻的关系:控制定值电阻两端的电压不变,换用不同阻值的定值电阻。每换上一个较大的电阻后,都要调节滑动变阻器,使电压表示数回到原来的值(控制变量)。结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。此时滑动变阻器的作用是“控制定值电阻两端的电压保持不变”——电阻越大,需把滑动变阻器接入电路的阻值调得越大。
图2 探究电流与电阻关系:甲为实验电路,乙为电压一定时的 I-R 图像(成反比)
3.实验装置:实验器材由电源、开关、电流表、电压表、定值电阻和滑动变阻器组成。连接电路时开关应断开,闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,以保护电路;电流表要串联接入且电流从“+”接线柱进、“-”接线柱出,电压表要并联在被测用电器两端。
图3 探究电流与电压、电阻关系的实验实物装置
4.欧姆定律: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。公式为 I=U/R;变形公式为 U=IR、R=U/I。式中 I、U、R 的单位分别为安培(A)、伏特(V)、欧姆(Ω),计算时必须统一为国际单位。
图4 电阻一定时的 I-U 图像(过原点的倾斜直线)
表1 两次探究实验的对比
比较项目
探究 I 与 U 的关系
探究 I 与 R 的关系
控制不变量
电阻 R
定值电阻两端电压 U
改变的量
电阻两端电压
定值电阻的阻值
滑动变阻器作用
改变 R 两端电压,多次测量
控制定值电阻两端电压不变
结论
R 一定,I 与 U 成正比
U 一定,I 与 R 成反比
▎重难诠释
①R=U/I 只是电阻的“量度式”,不是“决定式”——电阻是导体本身的性质,由材料、长度、横截面积和温度决定,与 U、I 均无关,不能说 R 与 U 成正比、与 I 成反比;
②运用 I=U/R 时要注意“同体性、同时性”:I、U、R 必须对应同一段导体(或同一段电路)、同一时刻的三个量;
③换大电阻后电压表的示数会变大,应把滑动变阻器接入电路的阻值调大,才能使电压表示数回到原来的值。
考点二 欧姆定律的应用(串并联计算·图像·动态电路)
1.串联电路中的计算:串联电路中各处电流相等(I=I1=I2),总电压等于各部分电路两端电压之和(U=U1+U2),总电阻等于各串联电阻之和(R=R1+R2)。由 U=IR 可知,串联电路中各电阻分得的电压与它的阻值成正比,即 U1/U2=R1/R2——电阻越大,分得的电压越大。
图5 R1 与 R2 串联,电压表测 R2 两端电压
2.并联电路中的计算:并联电路中各支路两端电压相等(U=U1=U2),干路电流等于各支路电流之和(I=I1+I2),总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。由 I=U/R 可知,并联电路中各支路的电流与它的电阻成反比,即 I1/I2=R2/R1——电阻越大的支路,电流越小。
3.I-U 图像:定值电阻的 I-U 图像是一条过原点的倾斜直线,直线的斜率表示电阻的倒数(斜率越大,电阻越小)。在同一坐标系中比较两条直线,可直接比较电阻大小、读出对应电压下的电流。
图6 甲、乙两电阻的 I-U 图像(甲的斜率大,电阻较小)
4.灯泡的 I-U 曲线:小灯泡的 I-U 图像是一条曲线(向电压轴弯曲),因为灯丝电阻随温度升高而增大:电压越大,灯泡越亮、灯丝温度越高、电阻越大,所以电流增大得越来越慢。求灯泡在某一电压下的电阻时,应从曲线上取该电压对应的电流,再用 R=U/I 计算。
图7 两只小灯泡的 I-U 曲线(非线性,电阻随温度变化)
5.动态电路分析:滑动变阻器滑片移动引起接入电路的阻值变化时,按“局部→整体→局部”的顺序分析:先判断电路的连接方式和电表测量对象,再由局部电阻的变化推出总电阻、总电流的变化,最后结合欧姆定律和串、并联规律判断各电表示数的变化。
图8 定值电阻 R 与滑动变阻器 R′串联的动态电路
表2 串联电路与并联电路规律对比
物理量
串联电路
并联电路
电流
I=I1=I2(处处相等)
I=I1+I2(干路等于支路之和)
电压
U=U1+U2
U=U1=U2(各支路相等)
电阻
R=R1+R2
1/R=1/R1+1/R2
分配规律
电压与电阻成正比 U1/U2=R1/R2
电流与电阻成反比 I1/I2=R2/R1
▎重难诠释
①计算前先理清电路:电流表相当于导线(测哪段电流),电压表相当于开路(测哪两端电压);
②从 I-U 图像求电阻时,R=U/I 必须取“同一坐标点”的 U、I;灯泡电阻随温度变化,不同电压下电阻一般不同;
③动态电路先看滑动变阻器接入阻值变大还是变小,再推总电阻、总电流,最后由 U=IR 判断定值电阻两端电压的变化。
考向一 欧姆定律的理解(公式·同体同时性)
1.(2025秋•官渡区校级月考)由欧姆定律的公式及变形公式,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与它两端的电压成正比
B.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
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成反比
D.导体的电阻与通过它的电流成反比
【答案】B
【详解】
A.导体电阻是导体本身的固有属性,仅与材料、长度、横截面积、温度有关,与两端电压无关,故A错误;
B.根据欧姆定律的内容可知:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故B正确;
C.导体的电阻是导体本身的一种固有属性,公式只是电阻的计算式,是用来通过电压和电流的比值间接计算电阻大小的,并不代表电阻由电压、电流决定,因此不存在“电压一定时,电阻和电流成反比”的逻辑,故C错误;
D.导体电阻是导体本身的固有属性,仅与材料、长度、横截面积、温度有关,与通过的电流无关,故D错误。
故选:B。
2.(2026•蒲城县一模)关于公式,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压为0时,导体的电阻一定为0
B.导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体的电阻等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值
D.导体的电阻与其两端的电压成正比
【答案】C
【详解】
ABD.电阻是导体本身的一种性质,与它两端的电压和通过的电流无关,所以导体两端的电压为0时其阻值不为0,故ABD错误;
C.由得,导体的电阻大小在数值上等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值,故C正确。
故选:C。
3.(2025秋•长春期末)某导体两端的电压为4V时,流过它的电流为0.5A,若该导体两端的电压变为原来的2倍,则导体的电阻和导体中的电流分别为( )
A.16Ω 0.5A
B.16Ω 1A
C.18Ω 0.5A
D.8Ω 1A
【答案】D
【详解】
由I可得,导体的电阻:
R8Ω,
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
所以,当导体两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻仍为8Ω不变,
此时通过导体的电流:
I′2I=2×0.5A=1A,
故D正确。
故选:D。
4.(2026•淮阳区校级模拟)分别将U1=4V、U2=6V两个不同的电压加在某段导体的两端,则两次通过该导体的电流之比为( )
A.3:2
B.2:3
C.1:1
D.1:2
【答案】B
【详解】
两次通过导体的电流之比;
故选:B。
5.(2026•乌鲁木齐模拟)对人体来说,一般情况下不高于36V的电压是安全的,通过人体的电流达到30mA时会有生命危险。根据以上数据,估算普通人体电阻最接近于( )
A.1×102Ω
B.2×103Ω
C.3×104Ω
D.4×105Ω
【答案】B
【详解】
因为当人体两端的电压为36V时,通过的最大电流为:I=30mA=0.03A,
由I可知,人体的电阻为:R1200Ω,
结合选项中的数据可知,与其接近的人体电阻为1×103Ω,故B正确。
故选:B。
考向二 探究电流与电压、电阻的关系(实验·滑动变阻器)
6.(2025秋•杭锦后旗期末)小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【答案】B
【详解】
A、探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变,故A错误;
B、由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确;
C、探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C错误;
D、在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,故需要添加几个阻值不同的电阻,故D错误。
故选:B。
7.(2025秋•白云区期末)小明同学为了探究电流跟电阻的关系,在如图所示的情况下,将A、B两点间10Ω的电阻更换为15Ω的电阻,下一步的操作应当是( )
A.将滑动变阻器滑片适当向左移动,观察电压表示数
B.将滑动变阻器滑片适当向右移动,观察电压表示数
C.将滑动变阻器滑片适当向左移动,观察电流表示数
D.将滑动变阻器滑片适当向右移动,观察电流表示数
【答案】B
【详解】
将AB两点间10Ω的电阻更换为15Ω的电阻,闭合开关,电路总电阻变大,电路电流变小,滑动变阻器两端电压变小,则AB间的电压增大;为保持AB间的电压不变,要移动滑片使AB间的电压减小:当滑动变阻器连入电路的电阻增大时,电路中电流变小,由U=IR可知,AB间的电压减小,故将滑动变阻器的滑片向右移动,观察电压表的示数。故选:B。
8.(2026•惠山区模拟)用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。正确连接电路后,保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变,闭合开关,电压表示数为1.5V,移动滑动变阻器R2的滑片P,记录多组数据,测得电流、电压如表1所示;之后将电压表并联在滑动变阻器两端,改变电阻箱R1的阻值,并将滑片移到适当位置,测得相应的电流值如表2所示。下列说法正确的是( )表1表2
次数
U1/V
I/A
①
1.5
0.15
②
2.0
0.20
③
2.5
0.25
④
3.0
0.30
次数
R1/Ω
I/A
U2/V
①
30.0
0.13
2.0
②
40.0
0.1
2.0
③
50.0
0.08
2.0
④
60.0
A.由表1中的数据可得,电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B.由表2中的数据可得,实验时,R1两端电压保持2V不变
C.实验中所用电源电压为6V,R2最大的阻值为30Ω
D.第二组实验过程中,当R1为60Ω时无法完成实验
【答案】D
【详解】
A.根据表1数据,在电阻R1一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。电压是产生电流的原因,所以应该说电流与电压成正比,而不是电压与电流成正比。故A错误;
B.由表1数据可知,电阻箱的阻值。在表2实验中,电压表测R2 两端电压,且U2=2.0V 保持不变。根据串联电路电压规律U=U1+U2和欧姆定律U1=IR1,可得U=IR1+U2。取表2中第②组数据代入,U=0.1A×40.0Ω+2.0V=6.0V。所以电源电压为6V。此时R1 两端的电压U1=U−U2=6.0V−2.0V=4.0V。实验中保持R1两端电压为4V不变,而非2V。故B错误;
C.由B的分析可知,电源电压为6V。在表2实验中,当R1=50.0Ω 时,电流I=0.08A,此时滑动变阻器接入电路的阻值。这说明滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω,但题目未提供信息确定其最大阻值就是30Ω。故C错误;
D.在表2实验中,需保持R1 两端电压4V 不变。当R1=60Ω时,电路中的电流应为。此时滑动变阻器两端的电压仍需为2V,则其接入电路的阻值应为。由于从已有数据无法确定滑动变阻器的最大阻值能达到30Ω,因此该实验步骤可能无法完成。故D正确。
故选:D。
9.(2026•连云港一模)图甲是小明探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图,分别采用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行多次实验。图乙是他根据实验数据描绘出的I﹣R关系图像。若电源电压为4.5V,为了顺利完成探究过程,滑动变阻器的阻值至少为多少( )
A.12.5Ω
B.25Ω
C.30Ω
D.50Ω
【答案】B
【详解】
由图乙可知,电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.4A×5Ω=⋯⋯=0.1A×20Ω=2V;
研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U﹣UV=4.5V﹣2V=2.5V;
变阻器分得的电压为电压表示数的倍,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R滑=1.25×20Ω=25Ω
为了顺利完成探究过程,滑动变阻器的阻值至少为25Ω。
故选:B。
10.(2026•苏州)如图,在探究电流与电压的关系时,电源电压为6V,定值电阻R阻值为5Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器铭牌为“50Ω,0.5A”。闭合开关,为了保证电路中所有器材的安全,滑动变阻器接入电路的阻值至少为( )
A.5Ω
B.7Ω
C.10Ω
D.12Ω
【答案】B
【详解】
由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路电流;
电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器铭牌为“50Ω,0.5A”,根据串联电路的特点知,最大允许的电流为0.5A;
此时电压表的示数为U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,小于电压表量程为0~3V,没有超过量程;
此时变阻器的电压U'=U电﹣U=6V﹣2.5V=3.5V;
根据欧姆定律知,此时变阻器的电阻R'。
故选:B。
考向三 欧姆定律的串、并联计算
11.(2025秋•嘉祥县校级期末)如图所示,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=8Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A,接b时电流表的示数可能为( )
A.0.3A
B.0.7A
C.0.9A
D.1.2A
【答案】B
【详解】
由图可知,闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,R1与R3串联;接b时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,
Ib0.6A,
若R3=0Ω,则Ib=0.75A;若R3无穷大,则Ib=0.6A,
由题知,R3是定值电阻,所以0.6A<Ib<0.75A,故B符合题意。
故选:B。
12.(2026•仓山区校级模拟)如图甲所示,R1=10Ω,闭合开关,两完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示。通过R1的电压、R2的电流分别为( )
A.15V 0.3A
B.3V 1.2A
C.12V 0.3A
D.12V 1.2A
【答案】C
【详解】
R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路电流,
结合并联电路的电流关系可知,干路电流大于支路电流,因此A1接大量程(0~3A),A2接小量程(0~0.6A),电流表A1(大量程)指针在1.5A位置,即干路电流I=1.5A,电流表A2(小量程)指针在0.3A位置,即R2支路电流I2=0.3A,
故通过R1的电流I1=I﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A
根据欧姆定律可知,R1两端的电压U1=I1R1=1.2A×10Ω=12V。
故选:C。
13.(2025秋•通川区期末)如图所示,电源两端电压保持不变,R1、R2和R3均为定值电阻。闭合开关S,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2(I1>I2)。下列判断正确的是( )
A.R1>R3
B.通过电阻R2的电流方向为b→a
C.通过电阻R2的电流大小为I1﹣I2
D.干路中的电流大小为I1+I2
【答案】A
【详解】
A、电流表相当于导线,闭合开关S,三个电阻并联,电流表A1测R2、R3的总电流,
A2的测R2、R1的总电流;由于I1>I2,R3的电阻小于R1电阻;即R1>R3;故A正确;
B、电流从电源正极流出经过A2到a,流过R2到b,故通过电阻R2的电流方向为a→b,故B错误;
CD、根据并联电路的特点知,I1﹣I2表示R3的电流与R1电流的差值,不是R2的电流;而干路电流等于三个灯泡的电流之和,因而小于I1+I2,故CD错误。
故选:A。
14.(2025秋•南通期末)同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们按照如图所示的方式连接在电路中,测得A、B两端的电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A.IA=IB
B.IA>IB
C.IA<IB
D.UA>UB
【答案】A
【详解】
因为A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,所以RA<RB。
ABC、由图可知,两电阻串联,根据串联电路中各部分导体的电流相等,可得IA=IB,故A正确,BC错误;
D、因为串联电路中电压的分配与电阻成正比,RA<RB,所以UA<UB,故D错误。
故选:A。
15.(2025秋•根河市校级期末)如图所示,开关S闭合时,两电压表指针均偏转指在同一位置,则R1与R2的阻值之比是( )
A.1:5
B.5:1
C.4:1
D.1:4
【答案】C
【详解】
图中R1与R2串联,电压表V2测电源总电压U,电压表V1测R2两端电压U2。
串联电路总电压U>U2,但两表指针位置相同,说明:V2用大量程0~15V,V1用小量程0~3V,且大量程示数是小量程的5倍。
设V1示数U2为U0,则V2示数U为5U0。
由串联电压规律,R1两端电压U1=U﹣U2=5U0﹣U0=4U0,
根据串联分压规律是:串联电路的电压之比等于电阻之比,可得;
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
考向四 I-U/I-R 图像与动态电路综合
16.(2025秋•江海区期末)如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,下列说法错误的是( )
A.电阻R的电阻是10Ω
B.当灯泡L两端的电压增大时,其阻值也变大
C.若L与R串联在5V的电源上使用时,则电路中的电流为0.4A
D.若L与R并联在电源上使用时,通过干路的电流是0.6A,则此时电源电压为2V
【答案】D
【详解】
A.由图像可知,电阻R的I﹣U图像是一条过原点的直线,说明其电阻是定值。当电阻R两端的电压为2V时,通过的电流为0.2A。
R的阻值为:
,故A正确;
B.由灯泡L的I﹣U图像可知,这是一条曲线。当灯泡两端电压为1V时,电流为0.4A,此时电阻,
当灯泡两端电压为2V时,电流为0.6A,此时电阻为:
;
可见,当灯泡L两端的电压增大时,其阻值也变大,故B正确;
C.若L与R串联在5V的电源上,由于串联电路电流处处相等(I=IL=IR),总电压等于各部分电压之和,由图可知,当电流为0.4A时,灯泡两端电压为1V,定值电阻两端电压为4V,满足条件,故C正确;
D.若L与R并联,根据并联电路的特点,它们两端的电压相等,即U=UL=UR,干路电流等于各支路电流之和,即I=IL+IR,由图可知,电源电压为2V时,通过灯泡的电流为0.6A,通过定值电阻的电流为0.2A,此时干路电流为0.2A+0.6A=0.8A,故D错误。
故选:D。
17.(2025秋•泉港区期末)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,由图像可知下列判断正确的是( )
A.甲的电阻值是20Ω
B.甲的电阻值大于乙的电阻值
C.甲、乙串联,乙两端的电压为1V时,甲两端的电压为2.5V
D.甲、乙并联,通过甲的电流为0.2A时,通过乙的电流为0.4A
【答案】D
【详解】
A、由图可知,甲是定值电阻,甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,所以甲的电阻R甲5Ω,故A错误;
B、由图像可知,通过乙的电流与其两端电压不成正比,所以乙的阻值是变化的,在两图线相交时,甲的阻值等于乙的阻值,故B错误;
C、甲、乙串联,当乙两端的电压为1V时,由图象可知,通过乙的电流为0.4A,由于通过甲、乙的电流相等,则甲的电流也为0.4A,此时甲两端电压为2V,故C错误;
D、甲、乙并联,通过甲的电流为0.2A时,由图象可知,甲两端的电压为1V,由于甲、乙两端电压相等,则乙两端的电压也为1V,此时通过乙的电流为0.4A,故D正确。
故选:D。
18.(2026•霍邱县二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2和R3为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表V1、电压表V2、电流表A的示数和R3两端的电压变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI、ΔU3。下列图像能大致反映他们的关系的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】
由电路图可知,R1、R2、R3串联,电流表A测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2和R1两端的总电压。
设电源电压为U,根据串联电路的电压特点,电压表V1的示数U1=U﹣I(R2+R3),当滑片P由b端移至a端时,R1接入电路的电阻变小,电路中的电流I变大,电流变化量的绝对值为ΔI,则电压表V1示数变化量的绝对值ΔU1=(R2+R3)ΔI,因为R2和R3为定值电阻,所以ΔU1与ΔI成正比,其图像应为过原点的倾斜直线,故A、B错误;
电压表V2的示数U2=U﹣IR3,当电路中的电流变化量的绝对值为ΔI时,电压表V2示数变化量的绝对值ΔU2=R3ΔI,因为R3为定值电阻,所以ΔU2与ΔI成正比,其图像应为过原点的倾斜直线,故C正确;
R3两端的电压U3=IR3,当电路中的电流变化量的绝对值为ΔI时,R3两端电压变化量的绝对值ΔU3=R3ΔI,因为R3为定值电阻,所以ΔU3与ΔI成正比,其图像应为过原点的倾斜直线,而选项D中图像为平行于横轴的直线,故D错误。
故选:C。
19.(2026•镇江二模)如图甲所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度变化情况如图乙所示。闭合开关S,当监控区的温度升高时,电流表的示数I随热敏电阻阻值的倒数的变化关系图线中,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】
由图甲可知,定值电阻R0与热敏电阻R并联,电流表测干路电流I。
根据并联电路电流特点和欧姆定律,干路电流。
将看作自变量,可得I与的关系式为。
由于电源电压U和定值电阻R0均不变,故U和均为正常数。
由此可知,I与成一次函数关系,其图像应为一条斜率为正的直线。
当(即R趋近于无穷大)时,,即图像与纵轴(I轴)交于正半轴。
A.图像为递减曲线,不符合一次函数关系,故A错误;
B.图像为直线,但当时I=0(与横轴相交),不符合,故B错误;
C.图像为斜率为正的直线,且与纵轴交于正半轴,符合推导结果,故C正确;
D.图像为递增曲线,不符合一次函数关系,故D错误。
故选:C。
20.(2026•罗庄区二模)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数变化了0.2A,电压表V1的示数从6V变为2V,电压表V2的示数变化了9V。下列选项正确的是( )
A.滑片P在a端和b端时,电流表示数之比是2:1
B.R2的最大阻值为90Ω
C.电源电压9V
D.滑片P在a端时,电流表示数是0.1A
【答案】B
【详解】
AD、设滑片P在a端电流为Ia,b端电流为Ib,根据欧姆定律结合题意可得滑片P在a端和b端时R1两端电压表达式分别为IaR1=6V,IbR1=2V;
两式相比可得:
,即电流比为Ia:Ib=3:1;
结合图中已知条件Ia﹣Ib=0.2A,解得Ia=0.3A,Ib=0.1A;
则滑片P在a端电流为0.3A,故AD错误;
B、滑片P在a端时,R2接入电阻为0,因此R2两端电压U2a=0;滑片P在b端时,R2全部接入,V2示数变化量ΔU2=U2b﹣U2a=9V,即U2b=9V
根据欧姆定律可得R2最大电阻为:
,故B正确;
C、滑片P在a端时,根据欧姆定律可得R1的阻值为:
;
滑片P在a端时,根据欧姆定律可得电源电压表达式为:
U=Ia(R1+R3)=0.3A×(20Ω+R3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
滑片P在b端时,根据欧姆定律可得电源电压表达式为:
U=Ib(R1+R2+R3)=0.1A×(20Ω+90Ω+R3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②两式,解得U=13.5V,故C错误。
故选:B。
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21.(2026•文昌一模)小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出I﹣R图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑动到最右端
B.实验过程中应控制电压表示数为2V不变
C.当电阻R由10Ω更换为20Ω后,应将滑片P适当向右移动
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
【答案】D
【详解】
A.连接好电路闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大的位置,即滑片P应置于最右端,故A正确;
B.探究“电流跟电阻的关系”,应控制电压不变,即保持电阻两端的电压不变,由图乙可知UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
即电压表的示数为2V,故B正确;
C.探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,当电阻R由10Ω更换为20Ω后,由串联分压可知电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故C正确;
D.由图像可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,则电压一定,电流和电阻成反比,电阻是导体的一种性质,电阻大小与电流和电压无关,故D错误。
故选:D。
22.(2025秋•醴陵市期末)图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为____V,干路电流为____A( )
A.2V,0.25A
B.2V,0.45A
C.3V,0.45A
D.3V,0.25A
【答案】B
【详解】
由图乙可知,电阻与灯泡并联,电流表测量通过电阻的电流,并联电路各支路两端的电压相等且等于电源电压,
则电源电压为:U=UR=IR=0.2A×10Ω=2V;
由图甲可知,当灯泡两端的电压为2V时,通过灯泡的电流为0.25A;
根据并联电路的电流特点,干路电流I等于各支路电流之和,即I=I灯+IR=0.25A+0.2A=0.45A,故ACD错误,B正确。
故选:B。
23.(2025秋•宣城期末)如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,其电源电压可调,将电源电压调到某一值,同时闭合开关S1和S2时,电流表的示数为0.7A。下列分析与判断正确的是( )
A.此时小灯泡L的电阻为20Ω
B.此时电源电压为4V
C.此时通过电阻R的电流为0.5A
D.将小灯泡L和电阻R串联,若通过电路的电流为0.2A,电源电压为5.5V
【答案】B
【详解】
当S1和S2闭合时,L与R并联,电流表测干路电流为I=0.7A。根据并联电路电流特点结合图甲可知,当U=4V时,IL=0.5A,IR=0.2A,I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,符合题意。
A、根据欧姆定律可得此时小灯泡L的电阻为:8Ω,故A错误;
B、此时电源电压为U=4V,故B正确;
C、IR=0.2A,而非0.5A,故C错误。
D、若L与R串联,由图甲可知,I=0.2A时,UL=1V,UR=4V,总电压为:U=UL+UR=1V+4V=5V,而非5.5V,故D错误。
故选:B。
24.(2026•宿松县二模)小明用如图甲所示的电路探究通过导体的电流跟电阻的关系,其中电源电压恒为6V,滑动变阻器有“50Ω、1.0A”和“30Ω、0.6A”两个规格。小明根据测量数据得到如图乙所示图像。下列说法正确的是( )
A.实验过程中,定值电阻R与滑动变阻器的电阻值之比为2:1
B.分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
C.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
D.要完成整个实验,可以选取规格“30Ω、0.6A”的滑动变阻器
【答案】C
【详解】
A、由乙图可知定值电阻两端的电压始终保持UR=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U−UR=6V−2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,实验过程中,定值电阻R与滑动变阻器的比值为1:2,故A错误;
B、由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体中的电流与导体的电阻的乘积保持不变,0.1A×20Ω=……=0.4A×5Ω,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;导体的电阻是导体本身阻碍电流的性质与导体中的电流无关,故B错误;
C、根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω换成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变,故C正确;
D、由图像可知,小明控制导体两端的电压:UR=IR=0.1A×20Ω=……=0.4A×5Ω=2V,当接入阻值为20Ω的定值电阻时,根据串联分压原理此时滑动变阻器应接入电路的电阻为:2×20Ω=40Ω>30Ω,由此可知规格“30Ω、0.6A”的滑动变阻器不能满足实验要求,故D错误。故选:C。
25.(2025秋•市南区期末)如图所示电路,A、B间的电压U为10V,电阻R1为1kΩ,R2为5Ω,R3为2kΩ,R4为10Ω。估算干路中的电流I的大小为( )
A.1.0A
B.0.1A
C.0.3A
D.0.005A
【答案】A
【详解】
电路结构为R1与R2并联,再与R3串联,最后与R4并联,则R1。R2并联后的电阻;
R并与R3串联后的电阻为:R串=5Ω+2000Ω=2005Ω;
AB之间的总电阻为:;
干路中的电流:。
故选:A。
26.(2026•李沧区二模)小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的I﹣R图象。关于此实验的分析,下列说法错误的是( )
A.在这5次实验中,控制定值电阻两端的电压为3V
B.接入15Ω电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为25Ω
C.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6:1
D.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“20Ω 0.5A”
【答案】D
【详解】
A、由图乙可知,定值电阻两端电压U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×15Ω=0.1A×30Ω=3V,故A正确;
B、由图乙可知,接入15Ω电阻进行实验,此时的电流为0.2A,由R可知,此时电路中的总电阻25Ω,故B正确;
C、探究电流与电阻的关系,需控制电阻两端电压不变,根据串联分压可知,当R4=30Ω时,滑动变阻器的阻值最大,R滑大20Ω,当R1=5Ω时,滑动变阻器最小,R滑小,可得滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6:1,故C正确;
D、由图乙可知,当R1=5Ω时,电路中的电流为0.6A,故选用的滑动变阻器规格可以是“20Ω 0.5A”不可以,故D错误。
故选:D。
27.(2026春•锡林郭勒盟月考)用如图电路探究电流与电阻的关系,所用器材:电源(6V),定值电阻R1(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个),规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器R2,如表为实验数据记录表。关于该实验,下列说法正确的是( )
序号
电阻R1/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
4
20
未测
A.实验过程中控制电压表示数为2V
B.将电阻R1由5Ω更换为10Ω时,应向左适当移动滑动变阻器滑片
C.若使用现有器材完成第4次实验,需要更换滑动变阻器
D.使用滑动变阻器的目的是使R1两端的电压为不同值
【答案】C
【详解】
A.探究电流与电阻的关系实验,需要控制定值电阻两端电压一定,由表格数据可知,每一组电阻与电流值的乘积相等为3V,因此控制电压表示数为3V,故A错误;
B.将电阻R1由5Ω更换为10Ω时,因电阻变大,由分压原理可知R1分得的电压会增大,为控制电压表示数不变,应向右调节滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值增大,进而让滑动变阻器分得更多的电压,使R1的电压值保持不变,故B错误;
C.若要完成第四次实验,应保证将R1换成20Ω电阻时,R1两端的电压仍为3V,由于串联电路电流特点可知,整个电路的电流
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得电压为U2=U﹣U1=6V﹣3V=3V,由欧姆定律可知滑动变阻器此时接入电路的阻值应为15Ω
大于滑动变阻器的最大阻值,所以要更换滑动变阻器,故C正确;
D.使用滑动变阻器的目的是使R1两端的电压为相同值,控制定值电阻两端电压一定,故D错误。
故选:C。
28.(2025秋•武汉期末)如图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,电源电压为4.5V,定值电阻的电阻R=100Ω,天然气气敏电阻的电阻是R0。当报警器两端的电压达到3V时报警,此时R0的值为( )
A.50Ω
B.100Ω
C.200Ω
D.300Ω
【答案】C
【详解】
图中R与R0串联,电压表测R0两端电压,
当AB间电压刚好达到报警电压3V时,根据串联电路的特点知,此时R两端的电压为UR=U﹣U0=4.5V﹣3V=1.5V;由欧姆定律可得电路中电流为;
由可知,此时气敏电阻R0的阻值为。
故C正确,ABD错误。
故选:C。
29.(2025秋•合肥校级期末)图示为电阻R1和R2的I﹣U图像,下列分析不正确的是( )
A.R1的阻值小于R2的阻值
B.R1的阻值为10Ω
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流小于通过R2的电流
【答案】A
【详解】
A.由图像可知,电压相等时,R2的电流大于R1的电流,根据可知,R2<R1,故A错误;
B.由图可知,当电压U=1.0V时,I=0.10A,R1的阻值,
故B正确;
C.由选项A可知,R1>R2,当R1和R2串联后,根据串联电路,电压越大分压越大的原则,可知。故C正确;
D.将R1和R2并联,并联电路各支路电压等于电源电压,又知R1>R2,根据,可得,即。故D正确。
故选:A。
30.(2025秋•盐城期末)如图所示,小明同学在做“探究电流与电阻的关系”实验中,先在A、B间接入15Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为3V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换15Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.大于3V,应将滑片P向左滑
B.大于3V,应将滑片P 向右滑
C.小于3V,应将滑片P向左滑
D.小于3V,应将滑片P向右滑
【答案】C
【详解】
由图可知,变阻器与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路的电流。本实验中要控制电阻的电压不变,用10Ω的电阻替换15Ω的电阻,因电阻变小,由串联分压原理可知,定值电阻分得的电压变小,即电压表示数小于3V;探究电流与电阻的关系的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,直到使电压表的示数为3V。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
31.(2025秋•冠县校级月考)小华和同学们进行了“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材有:三节干电池(每节恒为1.5V)、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两个(分别标有“20Ω 2A”“40Ω 1A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。他们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,他应先_______________ 。(2)连接电路时,开关应处于_______ (选填“断开”或“闭合”)状态。(3)连接电路后,为保护电路,开关闭合前,应将滑片P置于_____ (选填“A”或“B”)。(4)连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则电路故障的原因可能是_____ 。(选字母)
A.滑动变阻器短路改变定值电阻两端的电压
B.滑动变阻器断路控制定值电阻两端的电压不变(6)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置,观察并记录两电表示数。接着将5Ω的电阻换成10Ω,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向_____ (选填“A”或“B”)端移动;(7)多次更换定值电阻进行实验,并根据实验数据画出电流随电阻变化的I﹣R图像,如图丙所示。通过观察图像,回答以下两个问题:①实验中,控制定值电阻两端的电压保持_____ V不变。②在误差范围内,图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等,因此可以得出的实验结论是:____________________ 。(8)为了完成整个实验,他们选取的滑动变阻器规格是_____________ (选填“20Ω 2A”或“40Ω 1A”)。
C.定值电阻短路
D.定值电阻断路(5)滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到_____ 的作用(选填“A”或“B”)。
【答案】(1)将电压表指针调至零位;(2)断开;(3)B;(4)D;(5)B;(6)B;(7)2;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。(8)“40Ω 1A”。
【详解】
(1)连接电路前,电压表指针未对准零刻度线,需要先对电压表进行调零,使指针指在零刻度线处。
(2)连接电路时,为避免接线错误烧坏元件,开关必须处于断开状态。
(3)闭合开关前,滑动变阻器要调至最大阻值处保护电路;本电路滑动变阻器接左下A接线柱,滑片移到B端时接入电阻丝最长、电阻最大,因此滑片置于B端。
(4)电流表无示数说明电路断路,电压表接近电源电压说明电压表能连通到电源两端,因此故障为定值电阻断路,故ABC错误,D正确;
故选:D。
(5)本实验探究电流与电阻的关系,实验要求更换定值电阻后,保持定值电阻两端电压不变,因此滑动变阻器除保护电路外,作用是控制定值电阻两端电压不变,故选B。
(6)将5Ω电阻换为10Ω后,根据串联分压规律,定值电阻两端电压会升高,要让电压回到原来的控制值,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阻,滑片向B端移动。
(7)根据U=IR,取图丙中任意一点计算:如R=5Ω,I=0.4A,得UR=IR=0.4A×5Ω=2V
因此控制定值电阻两端电压为2V不变。
矩形面积为I×R=U,面积相等说明IR乘积为定值,因此得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(8)电源总电压为3×1.5V=4.5V,当接入最大定值电阻20Ω时,滑动变阻器需要分压4.5V﹣2V=2.5V
根据串联分压规律,,可得滑动变阻器需要接入的阻值为
因此需要选择最大阻值更大的“40Ω 1A”滑动变阻器。
故答案为:(1)将电压表指针调至零位;(2)断开;(3)B;(4)D;(5)B;(6)B;(7)2;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。(8)“40Ω 1A”。
32.(2026•上蔡县一模)小科同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路,她在学校实验室找来了如下这些实验器材:电压恒为3V的电源。阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。(1)小科先把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后调节滑动变阻器,根据I﹣R图像可知要移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____ V,读出电流表示数后,断开开关,她改换成20Ω的电阻继续做实验。闭合开关,发现电压表示数变大了,接下来她向_____ (填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,直至电压表示数恢复原来的示数;(2)根据图中所示的I﹣R图像,分析图像得出的结论:当导体两端电压一定时,电流与电阻成_______ 。实验中滑动变阻器的主要作用是_________________ ;(3)当小科改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值。若要完成该实验,滑动变阻器的阻值至少是_______ Ω;(4)小科将定值电阻换成小灯泡,利用电压表和电流表测小灯泡的电阻(伏安法),闭合开关后,发现两表的示数如图所示,则此时小灯泡的电阻为_____ Ω。
【答案】(1)2;右;(2)反比;保持定值电阻两端的电压不变;(3)25;(4)4。
【详解】
(1)排除故障后,小科接入10Ω电阻,移动滑片后,根据图丙知道,电压表示数为U0=I1R1=10Ω×0.2A=2V,把10Ω换成20Ω的电阻,闭合开关发现后电压表示数变大,要保持电阻两端电压不变,就要增大滑动变阻器接入的电阻阻值,滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
(2)由图像可知:电压一定时,通过导体中的电流跟导体的电阻成反比;
探究“电流与电阻的关系”实验中,要保持电阻两端电压不变,所以此实验中滑动变阻器的主要作用是控制定值电阻两端电压不变;
(3)当小科改用的电阻继续实验时,由(2)分析可知,滑动变阻器连入电路的阻值要进一步增大,但发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,原因是滑动变阻器的最大阻值太小,分压太小。定值电阻分压为2V,电源电压为3V,故滑动变阻器两端的电压为U滑=U电源﹣U定值=3V﹣2V=1V,串联电路电压比等于电阻比,若要完成该实验,滑动变阻器的阻值至少为
,解得R滑min=25Ω;
(4)由图示电压表可知,其量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为2V,由图示电流表可知,其量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,由可得,灯泡电阻
。
故答案为:(1)2;右;(2)反比;保持定值电阻两端的电压不变;(3)25;(4)4。
33.(2026•莱西市校级模拟)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。(1)请你根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整。(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于_______ 状态;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑向最_____ (填“左”或“右”)端。(3)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是________ V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向_____ (填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为_____ V。(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是(_____ )
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
【答案】(1);(2)断开;右;(3)2.4;右;2;(4)C
【详解】
(1)由图甲可知,滑动变阻器采用“一上一下”的原则与定值电阻串联,且滑动变阻器左下部分电阻接入电路,同时电压表与定值电阻并联,如图所示:
;
(2)为保护电路,连接电路时,应断开开关,闭合开关前,将滑片移至最大阻值处,由图乙知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的右端;
(3)由图丁可知,定值电阻阻值为10Ω时,通过定值电阻的电流为0.2A,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压:UV=IR=0.2A×10Ω=2V;
由图丙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V>2V,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V不变;
(4)改用50Ω的电阻时,电路中的电流I0.04A,
滑动变阻器的阻值为:R滑25Ω>20Ω,因此无法使电压表的示数达到实验要求的值,可能由于滑动变阻器的最大阻值太小,故选:C。
故答案为:(1)
;(2)断开;右;(3)2.4;右;2;(4)C。
34.(2025秋•长沙校级期末)同学们在“探究电流与电阻的关系”时,实验器材有:电压恒为6V的电源、定值电阻4个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器一个、电流表、电压表、开关、导线若干。(1)正确连接电路,闭合开关前,滑片P应移到滑动变阻器最_____ 端;(2)实验中,依次将4个电阻接入电路进行探究,根据实验数据绘制了如图乙的I﹣R图像,可知实验中控制定值电阻两端电压为_____ V,分析图像还可得结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____ 比;(3)实验中,需要调节滑动变阻器的滑片,此时,我们的眼睛需要重点注意观察________ ,请说说理由:____________________ 。
【答案】(1)右;(2)2;反;(3)电压表;因为移动滑片的目的是使得电压表示数保持固定值不变。
【详解】
(1)如图甲所示,闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的最右端;
(2)探究电流与电阻关系时,需要控制定值电阻两端电压不变,根据U=IR,任取图乙中一组R、I数据计算,例如R=10Ω、I=0.2A时U=0.2A×10Ω=2V,因此控制定值电阻两端电压为2V;
由图像可知,电压一定时,电流随电阻增大而减小,且乘积为定值,因此结论为:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)本实验是探究电流与电阻的关系,应保持定值电阻两端电压不变,因此调节滑动变阻器滑片时,需要重点观察电压表,使电压表示数始终保持在设定的不变值。
故答案为:(1)右;(2)2;反;(3)电压表;因为移动滑片的目的是使得电压表示数保持固定值不变。
35.(2026春•东台市月考)做“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,电源电压恒定。(1)根据实验,回答问题:①找出图甲中一根错误的连线,打“×”,并在图中改正。②正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最_____ 端,紧接着选用5Ω定值电阻进行实验,闭合开关,立刻观察电流表,如图乙;③接着调节滑动变阻器直至电压表示数为2.5V,读取电流表示数并记在表格中。再更换定值电阻,并调节滑动变阻器,调节的目的是_________________ ;④多次实验后,实验数据如表所示,其中有一个错误数据为________ ;⑤分析表格中正确的四组数据,可以得出结论:____________________ ;(2)使用该组器材,定值电阻两端电压的控制范围是2.4~3V,则电源电压为________ V。(3)若滑动变阻器最大阻值为20Ω,定值电阻两端电压控制2.5V不变,仍使用上述五个定值电阻完成实验,则电源电压可调节的范围为____________ V。
实验次数
定值电阻R/Ω
电流表示数I/A
1
5
0.5
2
10
0.24
3
15
0.8
4
20
0.12
5
25
0.1
【答案】(1)①;②右;③控制定值电阻两端电压不变;④0.8;⑤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;(2)4.8;(3)2.5~4.5。
【详解】
(1)①原电路中,电流表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在“探究通过导体的电流与电阻的关系”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,如下图所示:
;
②为了保护电路,在闭合开关前,应将滑片移至阻值最大端,即最右端;
③研究电流与电阻关系时要控制电压不变,因此更换定值电阻后,调节滑动变阻器,调节的目的是控制定值电阻两端电压不变;
④研究电流与电阻关系时要控制电压不变,应控制定值电阻两端电压不变,若忽略误差不计,由表中数据可知,第3次实验电流与电阻的乘积与其它4次实验不同,说明第3次实验数据错误,即错误数据为0.8;
⑤分析表格数据可知当定值电阻两端的电压不变时,在合理误差范围之内,定值电阻增大为原来的几倍,通过电阻的电流就减小为原来的几分之一,由此可得出结论为: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;
(2)由(1)②可知,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.16A,此时5Ω定值电阻与滑动变阻器最大阻值串联,根据串联电路电压规律和欧姆定律可知,电源电压为:
U=0.16A×5Ω+0.16A×R滑……Ⅰ;
使用该组器材,定值电阻两端的最小电压为2.4V,
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的最大电压:U滑=U﹣UV=U﹣2.4V,
根据分压原理有:,即
,
方程左边为一定值,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,
即Ⅱ;
由Ⅰ、Ⅱ式解得:U=4.8V。
(3)要保持定值电阻两端电压2.5V不变,需满足滑动变阻器能分担剩余电压,当定值电阻最大25Ω、滑动变阻器最大20Ω时,电源电压最大:
U大=U定,
当定值电阻为5Ω最小时,滑动变阻器阻值最小可滑至0Ω,此时电源电压最小且等于定值电阻两端的电压2.5V,故电源电压可调节的范围为2.5~4.5V。
故答案为:(1)①
;②右;③控制定值电阻两端电压不变;④0.8;⑤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;(2)4.8;(3)2.5~4.5。
重难突破系列 | 苏科版九年级物理 | 专题十五 欧姆定律
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$专题讲义 苏科版九年级物理上册
重难专题十五
欧姆定律
(原卷版)
苏科版九年级上册 | 第十四章《欧姆定律》 | 建议用时 45 分钟 | 难度:★★★★☆
▎学习目标
1.理解欧姆定律的内容、公式 I=U/R 及其变形公式,知道电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关;
2.经历探究电流与电压、电阻关系的实验,理解控制变量法,能说明滑动变阻器在两次探究实验中的不同作用;
3.能运用欧姆定律进行串、并联电路的有关计算,会看 I-U、I-R 图像,并能分析滑片移动引起的动态电路中电表示数的变化。
【思维导图】
欧姆定律
探究实验
方法:控制变量法(R 一定 / U 一定)
电阻一定:I 与 U 成正比;电压一定:I 与 R 成反比
滑动变阻器作用:改变电压 / 控制定值电阻两端电压不变
欧姆定律
欧姆定律理解
内容:I=U/R,变形 U=IR、R=U/I
同体性、同时性:I、U、R 对应同一导体同一时刻
R 是导体本身性质,与 U、I 无关
欧姆定律
串并联计算
串联:I 相等,U=U1+U2,分压与电阻成正比
并联:U 相等,I=I1+I2,分流与电阻成反比
统一单位:I→A,U→V,R→Ω
欧姆定律
图像与动态电路
I-U 过原点直线:定值电阻,斜率越大 R 越小
I-R 曲线:电压一定时成反比
动态电路:局部电阻→总电阻→总电流→各电表示数
考点一 电流与电压、电阻的关系及欧姆定律
1.探究电流与电压的关系:采用控制变量法,控制电阻 R 不变,改变它两端的电压。按图连接电路(电流表串联、电压表并联在定值电阻两端),闭合开关后调节滑动变阻器,记下几组电压表示数 U 和电流表示数 I。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。此时滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压(和电路中的电流),以便多次测量寻找普遍规律。
图1 探究电流与电压关系的电路图(A 串联测电流,V 并联测定值电阻两端电压)
2.探究电流与电阻的关系:控制定值电阻两端的电压不变,换用不同阻值的定值电阻。每换上一个较大的电阻后,都要调节滑动变阻器,使电压表示数回到原来的值(控制变量)。结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。此时滑动变阻器的作用是“控制定值电阻两端的电压保持不变”——电阻越大,需把滑动变阻器接入电路的阻值调得越大。
图2 探究电流与电阻关系:甲为实验电路,乙为电压一定时的 I-R 图像(成反比)
3.实验装置:实验器材由电源、开关、电流表、电压表、定值电阻和滑动变阻器组成。连接电路时开关应断开,闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,以保护电路;电流表要串联接入且电流从“+”接线柱进、“-”接线柱出,电压表要并联在被测用电器两端。
图3 探究电流与电压、电阻关系的实验实物装置
4.欧姆定律: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。公式为 I=U/R;变形公式为 U=IR、R=U/I。式中 I、U、R 的单位分别为安培(A)、伏特(V)、欧姆(Ω),计算时必须统一为国际单位。
图4 电阻一定时的 I-U 图像(过原点的倾斜直线)
表1 两次探究实验的对比
比较项目
探究 I 与 U 的关系
探究 I 与 R 的关系
控制不变量
电阻 R
定值电阻两端电压 U
改变的量
电阻两端电压
定值电阻的阻值
滑动变阻器作用
改变 R 两端电压,多次测量
控制定值电阻两端电压不变
结论
R 一定,I 与 U 成正比
U 一定,I 与 R 成反比
▎重难诠释
①R=U/I 只是电阻的“量度式”,不是“决定式”——电阻是导体本身的性质,由材料、长度、横截面积和温度决定,与 U、I 均无关,不能说 R 与 U 成正比、与 I 成反比;
②运用 I=U/R 时要注意“同体性、同时性”:I、U、R 必须对应同一段导体(或同一段电路)、同一时刻的三个量;
③换大电阻后电压表的示数会变大,应把滑动变阻器接入电路的阻值调大,才能使电压表示数回到原来的值。
考点二 欧姆定律的应用(串并联计算·图像·动态电路)
1.串联电路中的计算:串联电路中各处电流相等(I=I1=I2),总电压等于各部分电路两端电压之和(U=U1+U2),总电阻等于各串联电阻之和(R=R1+R2)。由 U=IR 可知,串联电路中各电阻分得的电压与它的阻值成正比,即 U1/U2=R1/R2——电阻越大,分得的电压越大。
图5 R1 与 R2 串联,电压表测 R2 两端电压
2.并联电路中的计算:并联电路中各支路两端电压相等(U=U1=U2),干路电流等于各支路电流之和(I=I1+I2),总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。由 I=U/R 可知,并联电路中各支路的电流与它的电阻成反比,即 I1/I2=R2/R1——电阻越大的支路,电流越小。
3.I-U 图像:定值电阻的 I-U 图像是一条过原点的倾斜直线,直线的斜率表示电阻的倒数(斜率越大,电阻越小)。在同一坐标系中比较两条直线,可直接比较电阻大小、读出对应电压下的电流。
图6 甲、乙两电阻的 I-U 图像(甲的斜率大,电阻较小)
4.灯泡的 I-U 曲线:小灯泡的 I-U 图像是一条曲线(向电压轴弯曲),因为灯丝电阻随温度升高而增大:电压越大,灯泡越亮、灯丝温度越高、电阻越大,所以电流增大得越来越慢。求灯泡在某一电压下的电阻时,应从曲线上取该电压对应的电流,再用 R=U/I 计算。
图7 两只小灯泡的 I-U 曲线(非线性,电阻随温度变化)
5.动态电路分析:滑动变阻器滑片移动引起接入电路的阻值变化时,按“局部→整体→局部”的顺序分析:先判断电路的连接方式和电表测量对象,再由局部电阻的变化推出总电阻、总电流的变化,最后结合欧姆定律和串、并联规律判断各电表示数的变化。
图8 定值电阻 R 与滑动变阻器 R′串联的动态电路
表2 串联电路与并联电路规律对比
物理量
串联电路
并联电路
电流
I=I1=I2(处处相等)
I=I1+I2(干路等于支路之和)
电压
U=U1+U2
U=U1=U2(各支路相等)
电阻
R=R1+R2
1/R=1/R1+1/R2
分配规律
电压与电阻成正比 U1/U2=R1/R2
电流与电阻成反比 I1/I2=R2/R1
▎重难诠释
①计算前先理清电路:电流表相当于导线(测哪段电流),电压表相当于开路(测哪两端电压);
②从 I-U 图像求电阻时,R=U/I 必须取“同一坐标点”的 U、I;灯泡电阻随温度变化,不同电压下电阻一般不同;
③动态电路先看滑动变阻器接入阻值变大还是变小,再推总电阻、总电流,最后由 U=IR 判断定值电阻两端电压的变化。
考向一 欧姆定律的理解(公式·同体同时性)
1.(2025秋•官渡区校级月考)由欧姆定律的公式及变形公式,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与它两端的电压成正比
B.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
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成反比
D.导体的电阻与通过它的电流成反比
2.(2026•蒲城县一模)关于公式,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压为0时,导体的电阻一定为0
B.导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体的电阻等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值
D.导体的电阻与其两端的电压成正比
3.(2025秋•长春期末)某导体两端的电压为4V时,流过它的电流为0.5A,若该导体两端的电压变为原来的2倍,则导体的电阻和导体中的电流分别为( )
A.16Ω 0.5A
B.16Ω 1A
C.18Ω 0.5A
D.8Ω 1A
4.(2026•淮阳区校级模拟)分别将U1=4V、U2=6V两个不同的电压加在某段导体的两端,则两次通过该导体的电流之比为( )
A.3:2
B.2:3
C.1:1
D.1:2
5.(2026•乌鲁木齐模拟)对人体来说,一般情况下不高于36V的电压是安全的,通过人体的电流达到30mA时会有生命危险。根据以上数据,估算普通人体电阻最接近于( )
A.1×102Ω
B.2×103Ω
C.3×104Ω
D.4×105Ω
考向二 探究电流与电压、电阻的关系(实验·滑动变阻器)
6.(2025秋•杭锦后旗期末)小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
7.(2025秋•白云区期末)小明同学为了探究电流跟电阻的关系,在如图所示的情况下,将A、B两点间10Ω的电阻更换为15Ω的电阻,下一步的操作应当是( )
A.将滑动变阻器滑片适当向左移动,观察电压表示数
B.将滑动变阻器滑片适当向右移动,观察电压表示数
C.将滑动变阻器滑片适当向左移动,观察电流表示数
D.将滑动变阻器滑片适当向右移动,观察电流表示数
8.(2026•惠山区模拟)用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。正确连接电路后,保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变,闭合开关,电压表示数为1.5V,移动滑动变阻器R2的滑片P,记录多组数据,测得电流、电压如表1所示;之后将电压表并联在滑动变阻器两端,改变电阻箱R1的阻值,并将滑片移到适当位置,测得相应的电流值如表2所示。下列说法正确的是( )表1表2
次数
U1/V
I/A
①
1.5
0.15
②
2.0
0.20
③
2.5
0.25
④
3.0
0.30
次数
R1/Ω
I/A
U2/V
①
30.0
0.13
2.0
②
40.0
0.1
2.0
③
50.0
0.08
2.0
④
60.0
A.由表1中的数据可得,电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B.由表2中的数据可得,实验时,R1两端电压保持2V不变
C.实验中所用电源电压为6V,R2最大的阻值为30Ω
D.第二组实验过程中,当R1为60Ω时无法完成实验
9.(2026•连云港一模)图甲是小明探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图,分别采用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行多次实验。图乙是他根据实验数据描绘出的I﹣R关系图像。若电源电压为4.5V,为了顺利完成探究过程,滑动变阻器的阻值至少为多少( )
A.12.5Ω
B.25Ω
C.30Ω
D.50Ω
10.(2026•苏州)如图,在探究电流与电压的关系时,电源电压为6V,定值电阻R阻值为5Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器铭牌为“50Ω,0.5A”。闭合开关,为了保证电路中所有器材的安全,滑动变阻器接入电路的阻值至少为( )
A.5Ω
B.7Ω
C.10Ω
D.12Ω
考向三 欧姆定律的串、并联计算
11.(2025秋•嘉祥县校级期末)如图所示,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=8Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A,接b时电流表的示数可能为( )
A.0.3A
B.0.7A
C.0.9A
D.1.2A
12.(2026•仓山区校级模拟)如图甲所示,R1=10Ω,闭合开关,两完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示。通过R1的电压、R2的电流分别为( )
A.15V 0.3A
B.3V 1.2A
C.12V 0.3A
D.12V 1.2A
13.(2025秋•通川区期末)如图所示,电源两端电压保持不变,R1、R2和R3均为定值电阻。闭合开关S,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2(I1>I2)。下列判断正确的是( )
A.R1>R3
B.通过电阻R2的电流方向为b→a
C.通过电阻R2的电流大小为I1﹣I2
D.干路中的电流大小为I1+I2
14.(2025秋•南通期末)同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们按照如图所示的方式连接在电路中,测得A、B两端的电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A.IA=IB
B.IA>IB
C.IA<IB
D.UA>UB
15.(2025秋•根河市校级期末)如图所示,开关S闭合时,两电压表指针均偏转指在同一位置,则R1与R2的阻值之比是( )
A.1:5
B.5:1
C.4:1
D.1:4
考向四 I-U/I-R 图像与动态电路综合
16.(2025秋•江海区期末)如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,下列说法错误的是( )
A.电阻R的电阻是10Ω
B.当灯泡L两端的电压增大时,其阻值也变大
C.若L与R串联在5V的电源上使用时,则电路中的电流为0.4A
D.若L与R并联在电源上使用时,通过干路的电流是0.6A,则此时电源电压为2V
17.(2025秋•泉港区期末)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,由图像可知下列判断正确的是( )
A.甲的电阻值是20Ω
B.甲的电阻值大于乙的电阻值
C.甲、乙串联,乙两端的电压为1V时,甲两端的电压为2.5V
D.甲、乙并联,通过甲的电流为0.2A时,通过乙的电流为0.4A
18.(2026•霍邱县二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2和R3为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表V1、电压表V2、电流表A的示数和R3两端的电压变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI、ΔU3。下列图像能大致反映他们的关系的是( )
A.
B.
C.
D.
19.(2026•镇江二模)如图甲所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度变化情况如图乙所示。闭合开关S,当监控区的温度升高时,电流表的示数I随热敏电阻阻值的倒数的变化关系图线中,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
20.(2026•罗庄区二模)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数变化了0.2A,电压表V1的示数从6V变为2V,电压表V2的示数变化了9V。下列选项正确的是( )
A.滑片P在a端和b端时,电流表示数之比是2:1
B.R2的最大阻值为90Ω
C.电源电压9V
D.滑片P在a端时,电流表示数是0.1A
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21.(2026•文昌一模)小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出I﹣R图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑动到最右端
B.实验过程中应控制电压表示数为2V不变
C.当电阻R由10Ω更换为20Ω后,应将滑片P适当向右移动
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
22.(2025秋•醴陵市期末)图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为____V,干路电流为____A( )
A.2V,0.25A
B.2V,0.45A
C.3V,0.45A
D.3V,0.25A
23.(2025秋•宣城期末)如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,其电源电压可调,将电源电压调到某一值,同时闭合开关S1和S2时,电流表的示数为0.7A。下列分析与判断正确的是( )
A.此时小灯泡L的电阻为20Ω
B.此时电源电压为4V
C.此时通过电阻R的电流为0.5A
D.将小灯泡L和电阻R串联,若通过电路的电流为0.2A,电源电压为5.5V
24.(2026•宿松县二模)小明用如图甲所示的电路探究通过导体的电流跟电阻的关系,其中电源电压恒为6V,滑动变阻器有“50Ω、1.0A”和“30Ω、0.6A”两个规格。小明根据测量数据得到如图乙所示图像。下列说法正确的是( )
A.实验过程中,定值电阻R与滑动变阻器的电阻值之比为2:1
B.分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
C.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
D.要完成整个实验,可以选取规格“30Ω、0.6A”的滑动变阻器
25.(2025秋•市南区期末)如图所示电路,A、B间的电压U为10V,电阻R1为1kΩ,R2为5Ω,R3为2kΩ,R4为10Ω。估算干路中的电流I的大小为( )
A.1.0A
B.0.1A
C.0.3A
D.0.005A
26.(2026•李沧区二模)小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的I﹣R图象。关于此实验的分析,下列说法错误的是( )
A.在这5次实验中,控制定值电阻两端的电压为3V
B.接入15Ω电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为25Ω
C.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6:1
D.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“20Ω 0.5A”
27.(2026春•锡林郭勒盟月考)用如图电路探究电流与电阻的关系,所用器材:电源(6V),定值电阻R1(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个),规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器R2,如表为实验数据记录表。关于该实验,下列说法正确的是( )
序号
电阻R1/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
4
20
未测
A.实验过程中控制电压表示数为2V
B.将电阻R1由5Ω更换为10Ω时,应向左适当移动滑动变阻器滑片
C.若使用现有器材完成第4次实验,需要更换滑动变阻器
D.使用滑动变阻器的目的是使R1两端的电压为不同值
28.(2025秋•武汉期末)如图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,电源电压为4.5V,定值电阻的电阻R=100Ω,天然气气敏电阻的电阻是R0。当报警器两端的电压达到3V时报警,此时R0的值为( )
A.50Ω
B.100Ω
C.200Ω
D.300Ω
29.(2025秋•合肥校级期末)图示为电阻R1和R2的I﹣U图像,下列分析不正确的是( )
A.R1的阻值小于R2的阻值
B.R1的阻值为10Ω
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流小于通过R2的电流
30.(2025秋•盐城期末)如图所示,小明同学在做“探究电流与电阻的关系”实验中,先在A、B间接入15Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为3V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换15Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.大于3V,应将滑片P向左滑
B.大于3V,应将滑片P 向右滑
C.小于3V,应将滑片P向左滑
D.小于3V,应将滑片P向右滑
31.(2025秋•冠县校级月考)小华和同学们进行了“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材有:三节干电池(每节恒为1.5V)、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两个(分别标有“20Ω 2A”“40Ω 1A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。他们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,他应先_______________ 。(2)连接电路时,开关应处于_______ (选填“断开”或“闭合”)状态。(3)连接电路后,为保护电路,开关闭合前,应将滑片P置于_____ (选填“A”或“B”)。(4)连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则电路故障的原因可能是_____ 。(选字母)
A.滑动变阻器短路改变定值电阻两端的电压
B.滑动变阻器断路控制定值电阻两端的电压不变(6)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置,观察并记录两电表示数。接着将5Ω的电阻换成10Ω,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向_____ (选填“A”或“B”)端移动;(7)多次更换定值电阻进行实验,并根据实验数据画出电流随电阻变化的I﹣R图像,如图丙所示。通过观察图像,回答以下两个问题:①实验中,控制定值电阻两端的电压保持_____ V不变。②在误差范围内,图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等,因此可以得出的实验结论是:____________________ 。(8)为了完成整个实验,他们选取的滑动变阻器规格是_____________ (选填“20Ω 2A”或“40Ω 1A”)。
C.定值电阻短路
D.定值电阻断路(5)滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到_____ 的作用(选填“A”或“B”)。
32.(2026•上蔡县一模)小科同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路,她在学校实验室找来了如下这些实验器材:电压恒为3V的电源。阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。(1)小科先把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后调节滑动变阻器,根据I﹣R图像可知要移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____ V,读出电流表示数后,断开开关,她改换成20Ω的电阻继续做实验。闭合开关,发现电压表示数变大了,接下来她向_____ (填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,直至电压表示数恢复原来的示数;(2)根据图中所示的I﹣R图像,分析图像得出的结论:当导体两端电压一定时,电流与电阻成_______ 。实验中滑动变阻器的主要作用是_________________ ;(3)当小科改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值。若要完成该实验,滑动变阻器的阻值至少是_______ Ω;(4)小科将定值电阻换成小灯泡,利用电压表和电流表测小灯泡的电阻(伏安法),闭合开关后,发现两表的示数如图所示,则此时小灯泡的电阻为_____ Ω。
33.(2026•莱西市校级模拟)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。(1)请你根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整。(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于_______ 状态;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑向最_____ (填“左”或“右”)端。(3)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是________ V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向_____ (填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为_____ V。(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是(_____ )
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
34.(2025秋•长沙校级期末)同学们在“探究电流与电阻的关系”时,实验器材有:电压恒为6V的电源、定值电阻4个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器一个、电流表、电压表、开关、导线若干。(1)正确连接电路,闭合开关前,滑片P应移到滑动变阻器最_____ 端;(2)实验中,依次将4个电阻接入电路进行探究,根据实验数据绘制了如图乙的I﹣R图像,可知实验中控制定值电阻两端电压为_____ V,分析图像还可得结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____ 比;(3)实验中,需要调节滑动变阻器的滑片,此时,我们的眼睛需要重点注意观察________ ,请说说理由:____________________ 。
35.(2026春•东台市月考)做“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,电源电压恒定。(1)根据实验,回答问题:①找出图甲中一根错误的连线,打“×”,并在图中改正。②正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最_____ 端,紧接着选用5Ω定值电阻进行实验,闭合开关,立刻观察电流表,如图乙;③接着调节滑动变阻器直至电压表示数为2.5V,读取电流表示数并记在表格中。再更换定值电阻,并调节滑动变阻器,调节的目的是_________________ ;④多次实验后,实验数据如表所示,其中有一个错误数据为________ ;⑤分析表格中正确的四组数据,可以得出结论:____________________ ;(2)使用该组器材,定值电阻两端电压的控制范围是2.4~3V,则电源电压为________ V。(3)若滑动变阻器最大阻值为20Ω,定值电阻两端电压控制2.5V不变,仍使用上述五个定值电阻完成实验,则电源电压可调节的范围为____________ V。
实验次数
定值电阻R/Ω
电流表示数I/A
1
5
0.5
2
10
0.24
3
15
0.8
4
20
0.12
5
25
0.1
重难突破系列 | 苏科版九年级物理 | 专题十五 欧姆定律
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