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文档简介
十七、欧姆定律一、选择题1.(2019·宿迁)如图所示,电源电压为3V保持不变,闭合开关,电压表示数为2V。下列选项符合题意的是()RR2R1SVA.电压表测R2两端电压 B.R1、R2组成并联电路C.若开关断开,电压表示数为0 D.R1QUOTE、QUOTER2电阻之比2︰1【答案】D【解析】ABD、由图知,开关闭合后,电阻R1、R2串联,电压表并联在R1两端的电压,测量电阻R1两端的电压,其大小U1=2V;电阻R2两端的电压U2=U-U1=3V-2V=1V,因为两电阻串联,所以由欧姆定律可知I=EQ\F(U1,R1)=EQ\F(U2,R2),则R1︰R2=U1︰U2=2V︰1V=2︰1;故AB错、D正确;C、若开关断开,电压表通过电阻R2接在电源上,测量电源电压,示数不为0,故C错。2.(2019·达州)如图所示,甲、乙均为理想电表,当开关S闭合后灯L1、L2都能发光,下列说法中正确的是()A.灯L1、L2是串联在电路中的 B.甲一定是电流表,乙一定是电压表 C.当L2短路时L1仍能发光 D.乙、甲两电表示数的比值与L1的阻值相等【答案】B【解析】(1)读图可知,开关S闭合后,要使灯L1和L2都能发光只有并联才行,因为电压表要并联在电路中,电流表要串联在电路中,所以甲一定是电流表,乙一定是电压表,故A错误,B正确。(2)因为甲是电流表,当L2短路时,发生电源短路,L1不能发光,故C错误;(3)乙是电压表,测量L2两端电压,甲是电流表,测量干路上的电流,因此乙、甲两电表示数的比值不等于L1的阻值,而是等于总电阻的阻值,故D错误。3.(2019·宜宾)(多选)在如图所示的测量电路中,闭合开关S后,电压表V1的示数是2.5V,V2的示数是3.8V,此时小灯泡L1的电阻为7.5Ω,则关于该测量下列说法中正确的是()A.电压表V的示数是6.3VB.电压表V的示数是1.3VC.此时小灯泡L2的电阻小于7.5ΩD.电流表的两个量程(0~0.6A;0〜3A)中应选0〜0.6A【答案】AD【解析】AB、由图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V测电源电压;因为电源电压等于两灯泡两端电压之和,所以电源电压:U=U1+U2=2.5V+3.8V=6.3V,故A正确,B错误;C、因为串联电路中电流处处相等。已知此时小灯泡L1的电阻R1=7.5Ω,则流经小灯泡L1的电流I1=EQ\F(U1,R1)=EQ\F(2.5V,7.5Ω)=EQ\F(1,3)A,串联电路中电流处处相等,即I=I1=I2=EQ\F(1,3)A,则此时小灯泡L2的电阻R2=EQ\F(U2,R2)=EQ\F(3.8V,EQ\F(1,3)A)=11.4Ω>7.5Ω,故C错误;D、由C可知,电路中的电流不超过0.6A,则电流表的两个量程应选0~0.6A,故D正确。4.(2019·广东)如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为10Ω、20Ω。闭合开关S,通过L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则()A.I1︰I2=l︰1,U1︰U2=2︰l B.I1︰I2=1︰2,U1︰U2=1︰1 C.I1︰I2=1︰1,U1︰U2=l︰2 D.I1︰I2=1︰2.U1︰U2=l︰2【答案】C【解析】由图可知:灯泡L1、L2串联;根据串联电路的电流特点可知,通过L1、L2的电流相等,即I1︰I2=1︰1;故BD错误;根据I=EQ\F(U,R)可得它们两端的电压之比:U1︰U2=I1R1︰I2R2=R1︰R2=10Ω︰20Ω=1︰2,故A错误,C正确。5.(2019·临沂)如图所示电路的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V0.2A”和“3.8V0.3A”字样,闭合开关后两均发光。假改灯泡的电阻不受温度影响,下列判断正确的是()A.两灯串联 B.灯L2更亮C.灯L1的电阻丝更粗 D.电流表A2的示数为0.5A【答案】B【解析】A、由图可知,电流从电源的正极流出,经开关后分为两支,一支经过灯泡L1,另一支经过左侧电流表A1和灯泡L2,汇合到电流表A2再回到电源的负极,因此,两灯泡并联,故A错误。B、两灯泡L1和L2分别标有“3.8V0.2A”和“3.8V0.3A”字样,由I=EQ\F(U,R)可得,R1>R2,两灯泡并联,其两端电压相等,由P=EQ\F(U2,R)可知,灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率,则灯L2更亮,故B正确;C、由于灯丝的材料相同,长度相同,L2电阻小于L1电阻,所以L2灯丝就较粗,故C错误;D、由图知,两节干电池串联,则电源电压为3V;如果两灯能正常发光,则A2的示数为0.2A+0.3A=0.5A;由于电源电压小于两灯泡的额定电压为3.8V,所以此时两灯泡都不能正常发光,则A2的示数应小于0.5A,故D错误。6.(2019·株洲)(多选)在图示电路中,电源两端电压为U,三个定值电阻R1、R2和R3互不相等,电流表A的示数为IA,已知IA=eq\f(UR2,R1R2+R2R3+R3R1),根据该电路和IA的表达式,下列哪两个元件对调位置后,电流表的示数一定不变?()A.R1和R2 B.R2和R3 C.R3和R1 D.电源和电流表【答案】CD【解析】由IA=eq\f(UR2,R1R2+R2R3+R3R1)可知,R1与R3互换时,电流表的示数不变,而R1和R2互换或R2和R3互换时,电流表的示数发生变化,故AB错误、C正确;由电路图可知,电源和电流表互换时,相当于原电路图中R1与R3互换,所以此时电流表的示数不变,故D正确。7.(2019·常德)定值电阻R1、R2组成的电路如图所示,已知R1>R2。闭合开关S,通过R1、R2的电流分别记为I1、I2,R1、R2两端的电压分别记为U1、U2下列说法正确的是()
A.U1=U2
B.U1>U2C.I1<I2
D.I1>I2【答案】B【解析】定值电阻R1、R2组成串联电路,串联电路中电流处处相等,因此C、D选项错误;因R1>R2,根据U=1R可得U1>U2,故B正确。8.(2019·常德)如图,是某实验小组的同学连接的电路,则()A.在连接此电路时,开关应该断开;开关闭合前,滑片应处于最左端B.S1、S2都闭合时,L1、L2并联,电流表测干路的电流C.先闭合S1、S2,再断开S1时,电流表示数变小,电压表示数变小D.S1、S2都闭合,将滑片右移时,电流表示数变小,电压表示数变小【答案】C【解析】A、为保护电路,在连接电路过程中开关应断开,闭合开关前,滑片应处于阻值最大处,即图中右端,因此A错误;B、S1、S2都闭合时,L2被短路,B错误;C、先闭合S1、S2,L2被短路,再断开S1时,L1、L2串联,电路中电阻变大,电流变小。电压表测量滑动变阻器两端电压,滑片位置不变,当电流变小,根据U=IR,两端电压变小,C正确;D、S1、S2都闭合,L1与滑动变阻器串联,将滑片右移时,连入电阻增大,电流减小,电流表示数减小。根据串联电路分压规律,滑动变阻器连入阻值变大其两端电压变大,故D错误。9.(2019·宁夏)如图所示的电路中,电阻R2的阻值为15Ω。当开关S1、S2闭合时,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A。下列说法正确的是()A.电阻R1的阻值为10ΩB.S1、S2闭合时,通过电阻R1的电流为0.5AC.S1、S2闭合时,电流表A1测量的是R1的电流D.开关S2断开时,电流表A2示数为0.5A【答案】A【解析】由图像可知当开关S1、S2闭合时,电阻R1、R2并联,电流表A1测干路电流,A2测R2电流,由并联电路各支路电压等于电源电压可知R1两端电压等于R2两端电压为:U=I2R2=0.2A×15Ω=3V由并联电路总电流等于各支路电流之和可知通过R1的电流为:I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A因此电阻R1的阻值为:R1=EQ\F(U,I1)=EQ\F(3V,0.3A)=10Ω;当开关S2断开时只有电阻R2的接入电路,电流表A2示数仍为0.2A,因此A正确,BCD错误。10.(2019·恩施)如图的电路中,R为待测电阻,阻值约为5Ω。实验器材有:滑动变阻器,规格为“10Ω2A”;电压表(量程分别为0~3V、0~15V);电流表(量程分别为0~0.6A、0~3A);电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法,为使测量时能较准确地读数(指针最好在中间刻度线附近),两只电表的量程应采用()RRPSAVA.0~0.6A和0~15VB.0~0.6A和0~3VC.0~3A和0~15VD.0~3A和0~3V【答案】B【解析】根据电流表和电压表的要求,要使误差更小,应使电流或电压值超过满偏的EQ\F(2,3)。电压表的大量程为0~15V,EQ\F(2,3)×15V=10V>4.5V,所以电压表应选择0~3V的量程;当电压表的示数为最大3V时,电流表的示数I=EQ\F(U,R)=EQ\F(3V,5Ω)=0.6A,所以电流表应选择0~0.6A,故选B。11.(2019·呼和浩特)用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是()A.用电器甲电阻不变,大小为0.1ΩB.用电器乙电阻随着电流增大而变大,最大值10ΩC.如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,干路中的电流是0.43AD.如果把这两个用电器并联接在4V的电源上,干路中的电流是0.65A【答案】D【解析】A、由图象可知,用电器甲电阻的I−U图象为过原点的倾斜直线,则用电器甲的电阻不变;由图象可知,当U甲=5V时通过的电流I甲=0.5A,由I=EQ\F(U,R)可得,用电器甲的电阻R甲=EQ\F(U甲,I甲)=EQ\F(5V,0.5A)=10Ω,故A错误;B、由图象可知,当用电器乙可得的电压分别为1.5V、2.5V、4V、4.5V、5V时,对应的电流分别为0.05A、0.1A、0.25A、0.35A、0.5A,由R=EQ\F(U,I)可得,对应的电阻分别为30Ω、25Ω、16Ω、12.9Ω、10Ω,所以,用电器乙的电阻随着电流增大而变小,故B错误;C、如果把这两个用电器串联且电路中的电流为0.43A时,用电器甲电阻两端的电压U甲'=IR甲=0.43A×10Ω=4.3V,由图象可知,用电器乙两端的电压大于4.5V,则电源的电压大于4.3V+4.5V=8.8V,所以,如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,电路中的电流不可能是0.43A,故C错误;D、因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,如果把这两个用电器并联接在4V的电源上时,它们两端的电压均为4V,由图象可知,通过两电阻的电流分别为I甲'=0.4A、I乙'=0.25A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流I'=I甲'+I乙'=0.4A+0.25A=0.65A,故D正确。12.(2019·毕节)已知R2<R1,将图中的四种不同接法,接到同一电源两极间,则电路中电流最大的是()ABCD【答案】D【解析】解:因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,两电阻串联时总电阻最大,两电阻并联时总电阻最小,由I=EQ\F(U,R)可知,两电阻并联时,电路中的电流最大。故选:D。13.(2019·宜昌)用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。甲:多节干电池串联接入MN;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是()A.仅有甲 B.仅有乙 C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行【答案】D【解析】研究电流跟电压的关系时应采用控制变量法,即控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压测出通过的电流,据此进行解答。解:研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。14.(2019·青海)在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用实验数据作出了如图l所示的图像。根据图像,下列说法正确的是()A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻B.通过导体乙的电流与其两端的电压成正比C.当导体甲两端的电压为2V时,通过导体甲的电流为0.2AD.将两导体并联后接在3V的电源上时,干路中的电流为0.6A【答案】B【解析】A、由图象,当通过甲、乙的电流都0.3A时,乙两端电压大于甲两端电压,由R=EQ\F(U,I)可知乙的电阻大于甲,故A错误;B、由图象可知,通过导体乙的电流与两端的电压成正比例函数,即通过导体乙的电流与两端的电压成正比,故B正确;C、当导体甲两端的电压为2V时,从图象中读出2V时,通过甲的电流为0.4A,故C错误;D、由并联电路的电压特点可知,当导体甲与乙并联后接入电路后它们的电压相等,当UA=UB=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A,干路中的电流I=IA+IB=0.6A+0.3A=0.9A,故D错误。15.(2019·淄博)(多选)如图所示,电源电压为5V,闭合开关S,电压表的示数为1V,则()A.通过灯泡L1的电流比L2的电流大 B.灯泡L1两端的电压是1V C.灯泡L1和L2的电阻之比是4︰1 D.若灯泡L2灯丝烧断,电压表示数为零【答案】BD【解析】(1)由图知两灯串联,电压表测L1两端电压,由此可知L1两端的电压;由串联电路的电流特点可知两灯电流关系;(2)由串联电路电压特点和欧姆定律可得两灯电阻关系;(3)串联中,一处断路则整个电路断路,由此根据电路图分析电压表示数情况。AB、由图知,两灯串联在电路中,电压表测L1两端电压,即L1两端的电压是1V,故B正确;串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡L1的电流和L2的电流相等,故A错误;C、由串联电路的电压特点知,U2=U-U1=5V-1V=4V,通过两灯电流相等,由欧姆定律有:EQ\F(U1,R1)=EQ\F(U2,R2),即:EQ\F(R1,R2)=EQ\F(U1,U2)=EQ\F(1V,4V)=EQ\F(1,4),故C错误;D、由图知,若灯泡灯丝烧断,则整个电路断路,所以电压表示数为0,故D正确。16.(2019·贵港)如图2所示电路,电源两端电压与灯丝电阻保持不变。先只闭合开关S2,电流表和电压表均有示数。下列说法正确的是()A.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数不变,电流表示数变小B.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数与电流表示数的比值变大C.再闭合开关S1、S3时,电压表示数不变,电流表示数变大D.再闭合开关S1、S3时,电压表示数与电流表示数的比值变小【答案】D【解析】设电源电压为U,当只闭合开关S2时,由图2知,电阻R与灯泡L1串联接在电路中,电压表测电阻R两端的电压(设为UR),电流表测电路中的电流,根据串联电路的电压规律得UR+UL1=U;A.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电路变成只由电阻R构成的简单电路,则与原来相比,电路的电阻变小,而电源电压不变,根据欧姆定律I=EQ\F(U,R)得电路中电流变大,此时电阻R两端的电压刚好等于电源电压为U,可见电压表的示数变大,电流表的示数也变大,故A错误。B.再断开开关S2,只闭合开关S1时,根据对A选项的分析知,与原来相比,电压表的示数变大,电流表的示数也变大,但由于两表的示数之比等于定值电阻R的阻值,所以两表示数的比值应保持不变,故B错误。C.再闭合开关S1、S3时,由图2知,电路的结构是:电阻R与灯泡L2并联,再与灯泡L1串联,L1处于干路上,电流表测干路电流,电压表测电源电压。所以与原来相比,电压表的示数变为U即变大;原来的电流表示数为I=EQ\F(U,R+RL1),现在变成I′=EQ\F(U,R并+RL1),而R并<R,可见电流表的示数变大,故C错误。D.再闭合开关S1、S3时,因为电压表测电源电压,电流表测电路的总电流,所以两表示数的比值反映的是电路的总电阻,根据对C选项的分析知,电路的总电阻的阻值是变小的,所以两表示数的比值变小,故D正确。17.(2019·衡阳)如图所示,电源电压U=2V不变,R=4Ω,虚线框内所有电阻均未知。闭合开关,电流表示数为1A;如果用一个2Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为()A.2AB.1.5AC.1.2AD.0.5A【答案】B【解析】由欧姆定律变形公式R=EQ\F(U,I)可求并联的总电阻,再根据并联电阻的特点可求虚线框内所有电阻的等效电阻,用一个2Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,再根据并联电阻的特点求出此时并联的总电阻,最后又欧姆定律可求电流。由I=EQ\F(U,R)可得,并联的总电阻:R并=EQ\F(U,I)=EQ\F(2V,1A)=2Ω,虚线框内所有电阻的等效电阻为R′,由并联电路电阻的特点:EQ\F(1,R并)=EQ\F(1,R)+EQ\F(1,R′)代入数据,EQ\F(1,2Ω)=EQ\F(1,4Ω)+EQ\F(1,R′)解得R′=4Ω;用一个2Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,此时并联的总电阻R″:EQ\F(1,R″)=EQ\F(1,R替)+EQ\F(1,R′)代入数据,EQ\F(1,R″)=EQ\F(1,2Ω)+EQ\F(1,4Ω)解得:R″=EQ\F(4,3)Ω,电流表示数将变为:I′=EQ\F(U,R″)=EQ\F(2V,EQ\F(4,3)Ω)=1.5A18.(2019·吉林)有甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,把它们并联在同一电路中,它们两端的电压分别为U甲和U乙,下列判断中正确的是()A.
U甲=U乙
B.
U甲<U乙
C.
U甲>U乙
D.
无法判断【答案】A【解析】因为并联电路中各支路两端电压相等,所以当甲、乙两根镍铬合金丝并联时,它们两端的电压之比:U甲︰U乙=1︰1,故A正确,而B、C、D错误。19.(2019·巴中)下列说法错误的是()A.电荷的定向移动形成电流 B.串联电路中电流处处相等 C.灯泡亮度由灯泡的实际功率决定 D.导体的电阻跟导体两端电压成正比【答案】D【解析】A.电流是由电荷的定向移动形成的,故A正确;B.串联电路中各处的电流相等,故B正确;C.灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,故C正确;D.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,故D错误。20.(2019·绍兴)科学研究中,当设计多个因素影响的研究方案时,每一次只改变其中的某个因素,而其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响。以下实验中没有用到此方法的是()甲乙丙丁A.
甲:探究蒸发快慢的影响因素B.
乙:探究动能大小的影响因素C.
丙:探究电流与电压的关系D.
丁:探究平面镜成像规律【答案】D【解析】科学研究中,当设计多个因素影响的研究方案时,每一次只改变其中的某个因素,而其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,这种方法叫控制变量法,分析各个选项中使用的研究方法即可。A.液体蒸发快慢受到液体的温度、表面积和空气流速的影响,因此探究蒸发快慢的影响因素时使用了控制变量法,故A不合题意;B.动能的大小受到物体质量和运动速度的影响,因此探究动能大小的影响因素时使用了控制变量法,故B不合题意;C.通过导体的电流受到电压和电阻的影响,因此探究电流与电压的关系时保持电阻相同,改变电压,使用了控制变量法,故C不合题意;D.探究平面镜成像的规律时,用一支完全相同的蜡烛到镜子后面与镜中的像重合,从而找到像的位置,探究物像的大小关系,使用了等效替代法,故D符合题意。21.(2019·台湾)导体甲、乙、丙分別连接成三个电装置,如图所示。三个导体均由相同的材质组成,导体甲的长度为Lcm,截面积为Acm2;导体乙的长度为2Lcm,截面积为Acm2;导体丙的长度为Lcm,截面积为2Acm2.若电路中连线及安培计的电阻、电池内电阻忽略不计,导体甲、乙、丙所连接的电路装置中,流经三导体的电流值分別为I甲、I乙、I丙,其大小关系为下列何者()A.I甲>I乙>I丙 B.I乙>I甲>I丙 C.I丙>I甲>I乙 D.I丙>I乙>I甲【答案】C【解析】(1)影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积;(2)根据I判断出电流的大小。影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积,在材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比,在材料和长度一定时,导体的电阻与横截面积成反比,即长度越小,横截面积越大,电阻越小。由图知:导体甲和丙长度相同,丙的横截面积是甲的2倍,所以R甲>R丙,导体甲和乙的横截面积相同,乙的长度是甲的2倍,所以R乙>R甲,所以R乙>R甲>R丙,根据欧姆定律可知,在电源电压相同时,I丙>I甲>I乙,故C正确。22.(2019·江西)(多选)处理物理实验数据时,经常选用坐建立坐标系。如图所示,所建立的坐标系符合物理要求的是()ABCDA.质量与体积的关系B.重力与质量的关系C.电流与电压的关系D.路程与时间的关系【答案】AD【解析】图象的画法必须满足物理量带单位,同一坐标轴刻度需均匀分布,坐标轴标原点O。AD、质量与体积的关系的图象、路程与时间的关系图象满足以上条件,AD正确;B、重力与质量的关系的图象中物理量没带单位,B错误;C、电流与电压的关系的图象中电流所在的坐标轴刻度分布不均匀,C错误。23.(2019·盘锦)在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是()A.导体中的电流与导体的电阻成正比 B.电源至少选用两节新干电池 C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程 D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差【答案】B【解析】A、探究“电流与电阻关系”实验中要控制电阻的电压不变,A错误;B、由图知,这个不变的电压为:U=IR=0.4A×5Ω=2V,电源至少选用两节新干电池(3V),B正确;C、换用2Ω电阻做实验时,控制电阻的电压不变,故不需要更换电压表量程,C错误;D、多次实验是为了得出普遍性的规律,D错误。24.(2019·沈阳)(多选)如图所示是电阻RA和RB的I-U图象,分析可知下列说法中正确的是()A.当RA两端电压为0V时,RA的阻值是10ΩB.当RB两端电压为2V时,通过RB的电流为0.1AC.当两电阻并联时,通过RA和RB的电流之比为1:2D.当两电阻串联时,RA和RB两端的电压之比为1:2【答案】ABD【解析】AB、由图象可知,当UB=2V时,IB=0.1A,故B正确;由I=EQ\F(U,R)可得,两电阻的阻值分别为:RA=EQ\F(UA,IA)=EQ\F(2V,0.2A)=10ΩRB=EQ\F(UB,IB)=EQ\F(2V,0.1A)=20Ω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RA两端电压为0V时,RA的阻值仍为10Ω不变,故A正确;CD、因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,当两电阻并联时,通过RA和RB的电流与电阻成反比,因此电流之比为2:1,故C错误;因串联电路中各处的电流相等,所以,当两电阻串联时,RA和RB两端的电压与电阻成正比,因此电压之比为1:2:,故D正确。25.(2019·镇江)如图所示,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小,它在温度为80℃和100℃时的阻值分别为240Ω和200Ω;阻值不计的报警器在电流达到12mA时开始报警,超过25mA时将损坏;相关器材规格已在图中标明。当电路开始报警温度为100℃时,滑动变阻器接入电路的阻值和电路的最高报警温度分别用R0和t0表示,则()A.不能求得R0的值B.不能求得t0的值C.将P向左移,可提高该电路开始报警时的温度D.利用此电路,可将开始报警时的温度设定为80℃【答案】B【解析】A、由图像可知R1与滑动变阻器串联,当温度为100℃时,电路电流为12mA即0.012A,则此时电路总电阻:R总=EQ\F(U,I)=EQ\F(3V,0.012A)=250Ω此时R1的阻值为200Ω,R0的值:R0=R总-R1=250Ω-200Ω=50Ω;B、因为热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小,由欧姆定律I=EQ\F(U,R)可知电压不变,总电阻减小,电流增大,电路最大电流为25mA,电源电压为3V,即可求出此时电路电阻,但是不知道热敏电阻R1阻值与温度的具体关系,因此不能求得t0的值;C.将P向左移,接入电路电阻减小,由欧姆定律I=EQ\F(U,R)可知,电路电流增大,因此可降低该电路开始报警时的温度;D.温度为80℃时R1阻值为240Ω,此时若开始报警,则电路电流为0.012A,则此时电路总电阻为:R总=EQ\F(U,I)=EQ\F(3V,0.012A)=250Ω,此时R0的值为:R0=R总-R1=250Ω-240Ω=10Ω,即只需将滑动变阻器阻值调至10Ω即可实现将开始报警时的温度设定为80℃。26.(2019·淮安)如图(a)所示是电阻甲和乙的I-U图像;(b、(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是()A.当电阻乙两端电压为2.5V时,它的阻值和甲的阻值相等B.图(b)中,当电压U为3V时,乙的电阻为5ΩC.图(c)中,当电压U为2V时,干路总电流为0.6AD.图(c)中,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小【答案】B【解析】A.由图(a)可知,当电阻甲、乙两端电压为2.5V时,通过两者的电流均为0.5A,则由R=EQ\F(U,I)可知,甲、乙的阻值相等,故A说法正确;B.图(b)中,两电阻串联,由图(a)可知,当电路中的电流I=0.2A、U甲=1V、U乙=2V时,电压U为3V,此时乙的电阻R乙=EQ\F(U乙,I乙)=EQ\F(2V,0.2A)=10Ω,故B说法错误;C.图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,当电压U=2V、I甲=0.4A、I乙=0.2A时,干路总电流为I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故C说法正确;D.图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小,故D说法正确。二、填空题27.(2019·泰州)如图甲,定值电阻R2的阻值为40Ω。闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电流表A1的读数为_________A,电流表A2的读数为_________A,电源电压为_________V,R1的阻值为_________Ω.【答案】1.50.348160【解析】(1)由电路图可知:两电阻并联,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是通过R1的电流;已知两个电流表指针偏转相同,由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以,A1选择的量程是0~3A,分度值为0.1A,则A1的示数为I总=1.5A,即干路电流为1.5A;电流表A2选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,则A2的示数为I1=0.3A,即通过电阻R1的电流为0.3A;则通过电阻R2的电流为:I2=I总-I1=1.5A-0.3A=1.2A。(2)由并联电路的特点和欧姆定律可得电源电压:U=U2=I2R2=1.2A×40Ω=48V,R1的阻值:R1=eq\f(U1,I1)=eq\f(U,I1)=eq\f(48V,0.3A)=160Ω。28.(2019·福建)如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为。【答案】0.2;6【解析】(1)若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上时,因灯泡的电阻相等且通过的电流相等,所以,由I=EQ\F(U,R)的变形式U=IR可知,每只灯泡两端的电压相等,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,每只灯泡两端的电压U=1V,由图象可知,通过灯泡的电流为0.2A;(2)若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由图象可知,通过灯泡的电流IL=0.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过电阻的电流:IR=I-IL=1.5A-0.5A=1A,则该电阻的阻值:R=EQ\F(U,IR)=EQ\F(6V,1A)=6Ω。故答案为:0.2;6。29.(2019·西宁)如图所示,3个电阻值均为10Ω的电阻R1、R2、R3串联后接在电压恒定为U的电路中,某同学误将一只电流表并联在电阻R2两端,发现电流表的示数为1.5A,据此可推知电源电压U为V;若用一只电压表代替电流表并联在R2两端,则电压表的示数为V。【答案】30;10【解析】(1)当电流表并联在R2两端时,电路为R1、R3串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得:电源的电压U=I(R1+R3)=1.5A×(10Ω+10Ω)=30V;(2)电流表换成了电压表时,三电阻串联,电压表测R2两端的电压,电路中的电流:I′=EQ\F(U,R1+R2+R3)=EQ\F(30V,10Ω+10Ω+10Ω)=1A,电压表的示数U2=I′R2=1A×10Ω=10V。29.(2019·赤峰)某段金属丝两端电压为6V时,通过的电流为0.3A;当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流为A;当该金属丝两端电压降为0V时,它的电阻为Ω。【答案】0.2;20【解析】(1)知道某段金属丝两端电压和通过的电流,根据欧姆定律求出其电阻;(2)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,与两端的电压和通过的电流无关,再根据欧姆定律求出该金属丝两端电压降为4V时通过的电流。由I=EQ\F(U,R)可得,该金属丝的电阻:R=EQ\F(U,I)=EQ\F(6V,0.3A)=20Ω,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,当该金属丝两端电压降为4V时或降为0V时,该金属丝的阻值仍为20Ω不变,当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流:I′=EQ\F(U′,R)=EQ\F(4V,20Ω)=0.2A。30.(2019·凉山)如图所示,阻值为4Ω的电阻R1与2Ω电阻R2并联,电流表的示数为3A,则通过电阻R1与R2的电流之比为,电源电压为V。【答案】1︰2;4【解析】由图可知,两电阻并联,已知两电阻阻值,可求得并联电路的电阻,由欧姆定律可求得电源电压,然后可求通过电阻R1与R2的电流之比。解:由图可知,两电阻并联,已知R1=4Ω,R2=2Ω,则R并=EQ\F(R1×R2,R1+R2)=EQ\F(4Ω×2Ω,4Ω+2Ω)=EQ\F(4,3)Ω,由I=EQ\F(U,R)可得,电源电压U=IR并=3A×EQ\F(4,3)Ω=4V;电阻R1与R2的电流之比:EQ\F(I1,I2)=EQ\F(EQ\F(U,R1),EQ\F(U,R2))=EQ\F(R2,R1)=EQ\F(2Ω,4Ω)=EQ\F(1,2)。31.(2019·岳阳)如图,电源电压恒定不变,若要灯泡L和滑动变阻器R串联,则只需要闭合开关______;闭合开关S1和S3,断开S2,将滑片P由图中位置向右移动,灯泡L的亮度______(填“变亮”、“变暗”或“不变”)。【答案】S2;不变【解析】串联电路:把电路中各元件首尾相接,连入电路就是串联。并联电路:把几个用电器首首相接,尾尾相接,再连入电路,就是并联。并联电路各支路互不影响。要使灯泡L和滑动变阻器R串联,应将灯泡L和滑动变阻器R首尾相连接到电源两端,则由图可知只要闭合S2,断开S1、S3;若闭合开关S1和S3,断开S2,小灯泡和滑动变阻器并联,因并联电路各支路互不影响,所以当将滑片P由图中位置向右移动,灯泡L的亮度不变。32.(2019·安徽)如图为电阻A和B的I﹣U图象。若将A、B串联接入某电源两端,则闭合开关后,它们两端的电压UA、UB之比是________;若将A、B并联接入电源两端,闭合开关后,测得干路电流为0.6A,则电源电压是________V。【答案】1︰2;2【解析】(1)串联电路中电流处处相等,将A和B串联后接入某电源两端时,若通过的电流I=0.2A时(也可取其他电流值),由图象可知,它们两端的电压UA=1V,UB=2V,则UA︰UB=1V︰2V=1︰2;(2)由图象可知,当U=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A,则RA=EQ\F(U,IA)=EQ\F(3V,0.6A)=5Ω,RB=EQ\F(U,IB)=EQ\F(3V,0.3A)=10Ω,若将A、B并联接入电源两端,则A和B并联的总电阻:R并=EQ\F(RARB,RA+RB)=EQ\F(5Ω×10Ω,5Ω+10Ω)=EQ\F(10,3)Ω;此时干路电流为0.6A,则由I=EQ\F(U,R)可得电源电压:U=IR并=0.6A×EQ\F(10,3)Ω=2V。33.(2019·襄阳)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω,若只使R2、R3并联接入电路,则应闭合开关,此时电流表的示数为I1,要使R1、R2串联,应断开开关S1、S2此时电流表的示数为I2,则I1︰I2=。【答案】(1)S1、S2(2)4︰1【解析】如图所示,要使电阻R2、R3并联,则电阻R2、R3中必须有电流通过,所以应闭合开关S1、S2,此时电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:R=EQ\F(R1R2,R1+R2)=EQ\F(10Ω×10Ω,10Ω+10Ω)=5Ω,此时电流表的示数:I1=EQ\F(U,R)=EQ\F(U,5Ω);断开开关S1、S2时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电压表的示数::I2=EQ\F(U,R1+R2)=EQ\F(U,10Ω+10Ω)=EQ\F(U,20Ω),所以,EQ\F(I1,I2)=EQ\F(U,5Ω)︰EQ\F(U,20Ω)=4︰1。34.(2019·丽水)小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品,它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小,如图所示。(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将______(填“增大”、“减小”或“不变”);(2)一段时间后,在秤盘放2牛重的钩码时,表盘读数比2牛大,换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于______引起的(填字母)。A.R1短路
B.R1断路
C.R2短路
D.R2断路【答案】增大
A【解析】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压;由于电压表的内阻很大,在电路中可看作开路,所以变阻器R2始终以最大阻值接入电路,则滑片移动时,电路中的总电阻不变,电路中电流保持不变;当秤盘上所放钩码个数增多时,滑片向下移,电阻丝aP的电阻增大,但是电路中电流保持不变,根据U=IR可知,电阻丝aP两端的电压增大,即电压表的示数增大;(2)由题知,一段时间后,电压表表盘的读数比标注的值要大,且换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同;因两个电阻串联,电压表有示数(且物重不同时电压表示数不同),说明电路是通路,所以电阻R1和电阻R2不可能断路,故BD错误;电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压,在秤盘放2牛重的钩码时,表盘读数比2牛大,即电压表示数变大,根据U=IR可知电路中电流变大,说明电路的电阻变小,因此R1或R2出现短路,如果R2短路,根据U=IR可知电压表示数为0,不符合题意,所以故障只能是R1短路,故A正确,C错误。故答案为:(1)增大;(2)A。(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压,根据拉力的变化可知滑片移动的方向,进一步判断接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电压表示数的变化;(2)由电路图可知,两个电阻串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压,开关闭合后电压表示数变大,说明电路中电流变大,据此分析电路故障。35.(2019·郴州)如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1=20Ω.闭合开关S,电流表A2的示数为0.9A,则电流表A1的示数为A,定值电阻R2的阻值为Ω。【答案】0.3;10【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1即电流表A1的示数:I1=EQ\F(U,R1)=EQ\F(6V,20Ω)=0.3A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过定值电阻R2的电流:I2=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A,则定值电阻R2的阻值:R2=EQ\F(U,R2)=EQ\F(6V,0.6A)=10Ω。36.(2019·娄底)某小灯泡上标有“6V6W”字样,其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示,则当小灯泡两端的电压为2V时,通过小灯的电流为_____A,此时小灯泡的电阻为_____Ω。【答案】0.5;4【解析】由图象可知,当小灯泡两端的电压为2V时通过的电流,根据欧姆定律求出小灯泡的电阻。由图象可知,当小灯泡两端的电压为2V时,通过的电流I=0.5A;由I=eq\f(U,R)可得,此时小灯泡的电阻:R=eq\f(U,I)=eq\f(2V,0.5A)=4Ω37.(2019·苏州)如图所示电路中,电源电压为3V,R1和R2阻值相等。若断开S2闭合S1,,两电阻的连接方式为(选填“串联”或“并联”);若断开S1闭合S3,此时电压表示数为V。【答案】并联
1.5【解析】(1)若断开S2,闭合S1、S3,R1和R2并列连接在电源两端,即为并联;(2)若断开S1、S3,闭合S2,R1和R2依次连接即为串联,电压表测R1两端的电压;由于R1和R2阻值相等,根据串联电路的分压特点可知:电压表示数U1=EQ\F(1,2)U=EQ\F(1,2)×3V=1.5V。38.(2019·鄂州)如图所示,在探究串联电路电压关系的实验中,小磊同学先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点,电压表的示数为3V。已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为V,通过R2的电流为A。如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点,这种接法是错误的,理由是。【答案】2
0.2
会导致电压表“+、-”接线柱接反【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,则电阻R1两端的电压U1=1V,保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点时,电压表测电源两端的电压,则U=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻R2两端的电压U2=U-U1=3V-1V=2V,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过R2的电流I2=I1=EQ\F(U1,R1)=EQ\F(1V,5Ω)=0.2A;如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点时,会导致电压表“+、-”接线柱接反,这种接法是错误的。故答案为:2;0.2;会导致电压表“+、-”接线柱接反。由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点时,电压表测电源两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电阻R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出通过R2的电流;如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点时,根据电流表正确使用判断这种接法错误的原因。39.(2019·南通)共享单车是绿色环保的交通工具.用车前需手机扫码解锁,如强行开锁则会报警.开锁和报警所需电能由自行车传动放电提供。(1)车锁外壳应采用硬度较的材料;骑行时车轮带动发电机发电将能转化为电能,车轮获得向前动力的同时也将地面的沙尘向后扬起,说明。(2)单车和小明的总重600N,小明骑单车时,车胎与地面接触的总面积为4.0×10-3m2,则车辆对地面的压强为Pa。(3)单车报警控制电路的原理图如图.电源电压为4.0V,R0为定值电阻,R为压敏电阻,阻值与所受压力F的大小关系为R=10-0.3F(Ω)。当F=0时电路电流I=0.25A;当I≥0.4A时会报警,则报警时压敏电阻受到的压力至少为N。RRR0【答案】(1)大机械能力的作用是相互的(2)1.5×105(3)20【解析】(1)车锁的外壳为了防止损坏应采用硬度较大的材料;发电机工作时是将机械能转化为电能;车轮获得向前的动力是地面施加的,根据力的作用是相互的,车轮也会给地面施加一个力,将地面的沙尘向后扬起;(2)车辆对地面的压强p=EQ\F(F,S)=EQ\F(600N,4.0×10-3m2)=1.5×105Pa;(3)当F=0时,压敏电阻R=10—0.3F(Ω)=10Ω,此时电路中的电流为0.25A,则电路的总电阻R总=EQ\F(U总,I总)=EQ\F(4V,0.25A)=16Ω,则定值电阻R0=R总-R=16Ω-10Ω=6Ω;当I≥0.4A时,此时电路的总电阻R总≤EQ\F(U总,I总)=EQ\F(4V,0.4A)=10Ω,则压敏电阻至少为R=R总-R0=10Ω-6Ω=4Ω;则4Ω=10Ω-0.3F(Ω),F=20N。40.(2019·广安)如图所示电路中,电源电压恒为6V,当闭合开关时,电压表的示数为4V,则灯L2两端电压为V,灯L1、L2的阻值之比为。【答案】2;2︰1【解析】由电路图可知,闭合开关后,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,根据串联电路的电压特点求出L2两端的电压,根据欧姆定律求出灯L1、L2的阻值之比。由电路图可知,闭合开关后,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压为U1,已知电源电压U=6V,则L2两端的电压:U2=U-U1=6V-4V=2V,串联电路中电流处处相等,I=I1=I2,由I=EQ\F(U,R)可得,灯L1、L2的阻值之比:EQ\F(R1,R2)=EQ\F(EQ\F(U2,R2),EQ\F(U,R))=EQ\F(U1,U2)=EQ\F(4V,2V)=2︰1。41.(2019·常德)超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导元件和限流电阻并联组成,内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如图乙所示,限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V3W”字样。当电源电压为6V时,灯泡(选“能”或“不能”)正常发光;若电源电压仍为6V,当灯泡发生短路时,电流表的示数为A。【答案】能1.1【解析】根据题中的图乙可知:当电路中的电流小于0.6A时,超导部件的电阻R1的电阻为零,即超导部件就把电阻R2短路,此时灯泡单独连入电路,电源电压为6V时,则灯泡两端电压为6V等于灯泡的额定电压,所以灯泡能正常发光。当灯泡发生短路时,超导限流器工作,此时超导限流器两端电压为6V,通过限流电阻R2的电流I2=EQ\F(U,R2)=EQ\F(6V,12Ω)=0.5A,干路电流I=I1+I2=0.6A+0.5A=1.1A。42.(2019·盘锦)如图所示电路,电源电压恒定,滑动变阻器的滑片P移到b端。R1与R2组成串联电路,需要闭合开关;滑片P由b向a滑动过程中,电压表V1的示数将(填“变大”、“变小”或“不变”);当电压表V1与V2的示数比为5︰3时,R1与R2连入电路的阻值比为。【答案】S、S2;不变;3︰2【解析】由电路图可知,当闭合开关S、S2时,R1与R2依次连接组成串联电路,此时电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R1两端的电压,因电源的电压不变,所以,滑片P由b向a滑动过程中,电压表V1的示数不变,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表V1与V2的示数比为5︰3,所以,两电阻两端的电压之比:EQ\F(U1,U2)=EQ\F(UV2,UV1-UV2)=EQ\F(3,5-3)=EQ\F(3,2),因串联电路中各处的电流相等,所以,由I=EQ\F(U,R)可得,R1与R2连入电路的阻值之比:EQ\F(R1,R2)=EQ\F(EQ\F(U1,I),EQ\F(U2,I))=EQ\F(U1,U2)=EQ\F(3,2)。三、实验探究题实验次数厚度h/mm边长a/mm电阻R/×10-3Ω1151.621101.631151.641201.652100.864100.475100.3243.(2019·淮安)某科技兴趣小组在实验室看到若干长方体金属导体。它们的材料相同,外形都如图甲所示。他们想探究该种导体电阻与厚度及边长的关系,在老师的帮助下,他们测量了部分导体的厚度h、边长a和电阻R,并记录在表格中。(在测量电阻时,老师要求导体都要按照图乙所示的方式通过导线接入电路;实验时环境温度保持不变)
根据以上信息,请回答下面问题:(1)分析表中数据可知,此材料的电阻大小与面积a2_______(选填“有关”或“无关”),与厚度h成_______(选填“正比”或“反比”)。(2)选取厚度之比2︰3、边长之比2︰1的两个导体,其阻值分别为R1、R2,串联接到图丙电路中,R1两端的电压为U1,R2两端的电压为U2,则U1︰U2=_______。(3)电子元件的微型化需要其体积越来越小。有一微型电路需要一只阻值1.6×10-3Ω的导体,由边长5mm、10mm、15mm、20mm中选择5mm的,与其它三个相比,选用5mm的优缺点是__________。【答案】(1)无关反比(2)3︰2(3)优点:体积小缺点:电阻较大,发热较多【解析】(1)从第1、2、3、4次实验可以看出,当导体的厚度h相同,边长不同时,电阻都相同,都为6Ω,所以导体电阻大小与边长a无关;从第5、6、7次实验可以看出,当导体的边长相同,厚度h增大时,电阻减小,所以导体的电阻大小与厚度h成反比;(2)由丙图可知,R1、R2串联,所以流过R1、R2的电流相等,由U=IR得,U1与U2之比等于R1、R2之比;由(1)得,导体的电阻之比与边长无关,与厚度成反比,所以R1、R2之比等于R1、R2厚度的反比;即eq\f(U1,U2)=eq\f(R1,R2)=eq\f(h2,h1)=eq\f(3,2)(3)边长为5mm的导体,与其它三个导体相比优点是:体积小,可以缩小电子元件的体积等;但也存在缺点:电阻大、产生的热量多,不利于散热。44.(2019·泰州)小华在“探究电流与电阻关系”的实验中(1)按要求将实物图连接完整(要求:滑片P向右滑时变阻器接入电路的电阻变大)。(2)在连接电路的过程中,开关必须处于_________(闭合/断开)状态,滑动变阻器的滑片P应放在最_________(左/右)端。(3)小华用三只阻值分别为15Ω、10Ω和5Ω的电阻探究“电流与电阻关系”的过程中,将15Ω电阻换成10Ω时,应将滑片向_________(左/右)移动,其目的是_________。【答案】(1)如图所示(2)断开右(3)左控制电阻两端的电压不变。【解析】(1)要求滑片P向右滑时变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:(2)在连接电路的过程中,开关必须处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处,即最右端。(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻由15Ω改接成10Ω的电阻,电阻减小,其分得的电压减小;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持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,控制电阻的电压不变。45.(2019·德阳)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。次数次数U1/VI/A①1.00.20②1.50.30③2.00.40表1次数R1/ΩI/A①3.00.50②6.00.33③9.00.25表2(1)保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变,移动滑动变阻器R2的滑片P,测得电流、电压如表1所示;根据表1中的数据,你得出的结论是______________________________;这时R1的阻值为________Ω。(2)在研究电流与电阻的关系时,先将R1的阻值调为5欧姆进行实验,使电压表的示数为1.5V,然后将R1的阻值调为10欧姆时,某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将________1.5V(选填“大于”、“小于”或“等于”)。因此要向________(选填“右”或“左”)调节滑片,使电压表的示数仍为1.5V。(3)李明同学用该电路测量电源电压时,将滑动变阻器的滑片到适当位置保持不变,仅改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表2所示,利用表2中的数据求得电源电压约为__________。【答案】在电阻不变时,通过导体的电流与它两端的电压成正比
5
大于
右
3V【解析】解:(1)由表1数据知,在电阻不变时,电压是原来的几倍,通过的电流是原来的几倍,即在电阻不变时,通过导体的电流与它两端的电压成正比;由欧姆定律,R1=EQ\F(U,I)=EQ\F(1V,0.20A)=5Ω;(2)在研究电流与电阻的关系时,先将R1的阻值调为5欧姆进行实验,使电压表的示数为1.5V,然后将R1的阻值调为10欧姆时,某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,根据分压原理,电压表的示数将大于1.5V;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,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,由分压原理,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,使电压表的示数仍为1.5V;(3)利用表2中的1、3次实验的数据,根据电阻的串联和欧姆定律,由电源电压不变列方程得:U=I11(R11+R滑)=I13(R13+R滑);即0.5A×(3Ω+R滑)=0.25A×(9Ω+R滑),R滑=3Ω。电源电压约为:U=0.5A×(3Ω+3Ω)=3V。故答案为:(1)在电阻不变时,通过导体的电流与它两端的电压成正比;
5;(2)大于;右;(3)3V。(1)纵向比较表1数据得出结论;由欧姆定律求出R1;(2)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;(3)利用表2中的1、3次实验的数据,根据电阻的串联和欧姆定律,由电源电压不变列方程求得变阻器连入电路的电阻,从而得出电源电压。本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用和数据分析、控制变量法的运用。46.(2019·桂林)小飞在做探究电流与电压、电阻的关系“实验时,准备了以下器材:两节新的干电池,电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω)、开关、导线若干。(1)在按电路图连接实物时,开关必须处于_____状态;在实物图中,滑变阻器的滑片要移到_____(选填“最右端”或“最左端”)。(2)图15是小飞连接好的实验电路,闭合开关后,他发现移动滑片的过程中,电流表的示数_____,电压表的示数_____。(选“变大”、“变小”或“不变”)(3)小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物,请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”,并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确。(4)问题解决后,他们接入10Ω的电阻进行实验,并得出下表中的数据,对数据进行分析后得出实验结论是:________。电压U/V11.522.5电流I/A0.10.150.20.25(5)接下来他们分别接入其它电阻再次对电流与电阻关系进行探究,并作出了如图16所示图像,请你通过图像中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U=______V。【答案】(1)断开,最左端;(2)不变,不变;(3)如图所示(4)当电阻一定时,电流与电压成正比(5)l。【解析】在第(5)接下来他们分别接入其它电阻再次对电流与电阻关系进行探究时,图16中为反比例函数图,乘积为2,根据控制变量法可知,要维持电阻两端电压为2V,电源电压为3V,则滑动变阻器两端电压为lV。47.(2019·七台河)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R(填“短路”或“断路”)(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压(填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向(填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是Ω。【答案】(1)如图所示(2)断路(3)3;不变;右;7.5【解析】解:(1)滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:(2)若定值电阻短路,电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意;若定值电阻R断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,符合题意,故闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R断路;(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为:U=IR=0.6A×5Ω=﹣﹣﹣=0.2A×15Ω=3V;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,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,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应右端移动,使电压表的示数为3V。电压表控制的电压为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=4.5V-3V=1.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=0.5×15Ω=7.5Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少7.5Ω的滑动变阻器。48.(2019·绥化)将电阻R与10Ω电阻串联后接到3V电源上,通过R的电流为0.1A,则R=Ω.若R两端电压为0,则R=Ω。【答案】20;20【解析】解:(1)由题意可知,电阻R与10Ω电阻R1串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,由I=EQ\F(U,R)可得,电路中的总电阻:R总=EQ\F(U,I)=EQ\F(U,IR)=EQ\F(3V,0.1A)=30Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻R的阻值:R=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω;(2)因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积有关,与两端的电压和通过的电流无关,所以,若R两端电压为0,则R仍为20Ω不变。49.(2019·随州)利用如图所示的器材探究:流经小灯泡的电流I与小灯泡两端电压U之间对应关系规律。(小灯泡的额定电压为2.5V,阻值在5Ω至10Ω之间)(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;(2)将该实物图对应的电路图画在虚线框内;(3)实验中记录了流过该小灯泡的电流与灯泡两端电压(包括略高于额定电压)对应数据(见下表)。实验次数12345U/V1.01.62.02.42.8I/A0.200.250.270.280.29请在给定的U﹣I坐标系中描画出该5组数据对应的坐标点并根据这些点的分布特点画出这个小灯泡的U﹣I图线。形成这种图线特征的原因是。【答案】(1)如图所示;(2)如图所示;(3)灯的电阻随温度的变化而变化。【解析】(1)由表中数据,电流表选用小量程与灯串联,电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中;(2)根据实物图画出电路图:(3)根据描点法作图。灯的电阻随温度的变化而变化。解:(1)由表中数据,电流表选用小量程与灯串联,电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中,如下图1左所示;(2)根据实物图画出电路图,如下图1右所示;(3)根据表中数据,在坐标系中找出对应的点,用平滑的曲线连接起来,如下图2所示:灯的U﹣I图象为一曲线,原因是灯的电阻随温度的变化而变化。50.(2019·朝阳)东东同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验。(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻止分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。①按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大。②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是。③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,其示数为A。④断开开关S,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再次闭合开关后,滑片应向(填“左”或“右”)端移动。⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是。(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1。②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2。③未知电阻的阻值Rx=(用字母表示)。【答案】(1)①如图所示;②电阻断路(或电流表短路);③0.4;(4)右;⑤6.25Ω~25Ω;(2)eq\f(U1-U2,U2)R0【解析】(1)①滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是电阻断路(或电流表短路);③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.2A;④根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成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,即应保持电阻两端的电压不变,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,由分压原理,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;⑤当电阻5Ω的电阻接入电路,最大电流为0.4A,由串联电阻的规律和欧姆定律,变阻器连入电路的最小电阻为:R滑小=eq\f(U,I1)-R1=eq\f(4.5V,0.4A)-5Ω=6.25Ω;根据串联电路的规律及分压强原理:有eq\f(U-UV,UV)=eq\f(R滑大,R4),即eq\f(4.5V-2V,2V)=eq\f(R滑大,20Ω),故R滑大=25Ω;在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6.25Ω~25Ω;(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1。②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2。③在①中,电压表测待测电阻和定值电阻的总电压,在②中,电压表定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律,待测电阻的电压为:U1-U2,由分压原理有:eq\f(U1-U2,U2)=eq\f(Rx,R0)未知电阻的阻值:Rx=eq\f(U1-U2,U2)R0。51.(2019·潍坊)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组利用电阻箱等连接了如图甲所示的实物电路(电源电压恒为6V)。序号电压(V)电阻(Ω)电流(A)14100.4220(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大);(2)将第一次实验得到的数据填入表格,然后将电阻箱接入电路的阻值由10Ω调至20Ω,滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动,直到______为止,此时电流表指针位置如图乙所示,其示数为______A;(3)根据以上实验数据得出结论:电流与电阻成反比。请对上述探究写出一条改进性建议______。(4)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种情况的原因可能是_____。【答案】(1)电路连接如上图所示;(2)B;电压表的示数为4V;0.2;(3)进行多次实验(或结论中添加“电压一定”的前提)(4)电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器R的阻值太小)【解析】(1)电压表应并联到定值电阻两端,根据电源电压选择电压表的量程;滑动变阻器采用“一上一下”接入电路,且滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大。(2)实验中应控制电阻两端的电压不变,E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω后,电阻两端的电压会变大,因此应当减小电路中电流,滑片应向右端(B端)移动,直到电压表示数为4V;电流表示数可以根据量程和分度值来确定。(3)应该进行多次实验,测出多组数据;由于采用的控制变量法,所以在得出结论时需要加上一定的条件;(4)滑动变阻器与电阻R1串联,电源电压一定,根据串联电路电压的特点知,滑动变阻器电压越大,定值电阻两端电压越小,现在无论如何调节滑动变阻器都不能使R1两端电压达到4V,可能是因为滑动变阻器分压太小造成的。解:(1)由于电源电压为6V,所以电压表的量程选择0~15V,然后并联到定值电阻两端,注意正、负接线柱不要接反;滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大,接滑动变阻器下面的A接线柱即可,如图所示:(2)实验中应控制电阻两端的电压不变,将电阻箱接入电路的阻值由10Ω调至20Ω后,电阻两端的电压会变大,因此应当减小电路中电流,滑片应向右端(B端)移动,直到电压表示数为4V;电流表使用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.2A。(3)因为实验次数太少,存在很大的偶然性,应该多次测量才能得出普遍规律;在得出实验结论时,需要加上“电压一定”的条件。(4)电源电压为6V,电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路电
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