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文档简介
电流与电压和电阻的关系
【实验器材】电源、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻、开关、导线。
【实验结论】在电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电阻成正比;在电压一定时,通过电阻
的电流与电阻成反比。
【典型例题】
类型一、探究电流与电压、电阻的关系
1.某小组在探究电流与电压关系时,得到的实验数据如下表:
R=10Ω
电压U/V246
电流I/A0.20.40.6
(1)分析数据发现:在______时,______跟______成______(填“正”或“反”)比。
(2)在坐标纸上画出U-I关系图。
(3)在本实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路外,主要是__________________。
【思路点拨】本题是物理课上常用的控制变量法,注意不变量,也就是在一定的前提下,还要注意
电压和电流的因果关系,所以在表达时需注意。
【答案】(1)电阻一定;导体中的电流;导体两端的电压;正;(2)如图所示;(3)改变定值电阻两端
的电压
【解析】(1)注意:在回答结论时一定要说上前提条件即电阻不变。由表格可知电流改变的倍数与电
压改变的倍数相等,即正比例关系。在结论中一定要说电流与电压成正比,而不能说反。这是因为
有电压才有电流,电压是因,电流是果,因此结论一定要说电阻一定时,电流和电压成正比。(2)做
图时,在坐标上描出对应的点连线即可以。因为电压若为0,电流也为0,所以该图象过原点。
类型二、欧姆定律
2.根据欧姆定律公式I=U/R可以导出R=U/I,由公式得出的正确结论是()
A.导体电阻的大小跟导体两端电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中电流成反比
C.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体中的电流共同决定
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体两端的电压和导体中的电流无关
【思路点拨】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。其大小等于导
体两端的电压与通过导体的电流之比。
【答案】D
【解析】导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,
导体电阻在数值上等于导体两端电压与通过导体的电流之比,故D正确;故选D。
一.选择题(共3小题)
1.如图所示,是“探究电流与电压的关系”的实验电路图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电
源电压恒定。闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,电流I与R1、R2两端的电压的变化关系图象如
图所示,其中正确的是()
A.B.
C.D.
【分析】AB、分析电路连接及电表测量的物理量,由欧姆定律分析I随U1关系图象;
CD、根据串联电路的分压特点和欧姆定律分析电流随电压U2的函数关系。
【解答】解:
AB、由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1两端的电压,
电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
由欧姆定律可得,R1两端的电压:U1=IR1,因R1的阻值不变,电流I与R1两端的电压成正比,
A错误,B正确;
由串联电路的分压特点和欧姆定律可得,滑动变阻器两端的电压:U2=U﹣U1=U﹣IR1,因电源
电压U和R1的阻值不变,所以,电流I与电压U2关系图象为一次函数图象,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律、串联电路的规律,体现了与数学知识的融合。
2.如图所示为探究“电流与电阻关系”的实验电路图,每次实验必须保持大小不变的是()
A.电压表的示数B.电流表的示数
C.定值电阻的阻值D.滑动变阻器的阻值
【分析】探究“电流与电阻关系”要控制电阻的电压不变,结合欧姆定律分析。
【解答】解:探究“电流与电阻关系”要控制电阻的电压不变,当换上不同的定值电阻后,电压
表示数发生变化,通过移动变阻器的滑片控制电压表示数不变;
由欧姆定律I=,每次通过定值电阻的电流不同,即电流表的示数不同;
故只有A正确。
故选:A。
【点评】本题探究“电流与电阻关系”,考查控制变量法和实验过程及欧姆定律的运用。
3.小华用图示电路探究“电流跟电阻的关系”,他按正确的操作方法进行了多次实验,记录了多组
数据,如果电源电压保持不变,对他的实验数据进行分析,下列物理量中发生改变的是()
A.定值电阻两端的电压
B.滑动变阻器两端的电压
C.电压表与电流表示数之比
D.定值电阻与滑动变阻器消耗的功率之比
【分析】AB、探究“电流跟电阻的关系”,要控制电阻的电压不变;
由串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压不变;
C、由欧姆定律,电压表与电流表示数之比即定值电阻大小;
D、根据P=I2R结合串联电路电流的规律和分压原理分析定值电阻与滑动变阻器消耗的功率之比
的变化。
【解答】解:
AB、探究“电流跟电阻的关系”,要控制定值电阻的电压不变,A不符合题意;
由串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压也不变,B不符合题意;
C、图中电压表测定值电阻的电压,电流表测电路的电流,由欧姆定律,电压表与电流表示数之
比即定值电阻大小,因实验中要换用不同的定值电阻,故这个比值发生变化,C符合题意;
D、定值电阻的电压不变,由串联电路电压的规律,变阻器的电压也为一定值。串联电路各处的
电流相等,根据P=I2R,定值电阻与滑动变阻器消耗的功率之比等于定值电阻与滑动变阻连入电
路的电阻之比,由分压原理,这个比值保持不变,D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律及电功率公式和控制变量法的运用,要掌握。
二.填空题(共2小题)
4.如图所示,在探究“电流与电阻的关系”实验中,将5欧电阻换成10欧电阻后,闭合开关,我
们发现,电压表的示数变大,为了达到实验目的,接下来的操作是向右移动变阻器的滑片,
控制电压表的示数不变。
【分析】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。
【解答】解:
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5改接成10的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,电
压表的示数变大,探究电流与电阻的实验Ω中应控制电Ω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,使电压表的示数不变。
故答案为:变大;向右移动变阻器的滑片,控制电压表的示数不变。
【点评】本题探究“电流与电阻的关系”实验,考查串联电路的规律及欧姆定律和控制变量法的
运用。
5.在利用图探究“电流与电压关系”的实验中,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻值,这
个操作的目的是保护电路。在实验过程中,滑动变阻器的作用是改变电阻的电压和电流;
在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时,滑动变阻器的作用是控制电阻的电压不变。
【分析】(1)在闭合开关前,为保护电路,要将滑动变阻器调到最大阻值;
(2)探究“电流与电压关系”的实验,为得出普遍性的规律,要多次测量,据此分析滑动变阻
器的作用;(3)探究“电流和电阻的关系”实验时,要控制电阻的电压不变,据此分析滑动变阻
器的作用。
【解答】解:
(1)在利用图探究“电流与电压关系”的实验中,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻
值,这个操作的目的是保护电路;
(2)探究“电流与电压关系”的实验,为得出普遍性的规律,要多次测量,故在实验过程中,
滑动变阻器的作用是改变电阻的电压和电流;
(3)在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时,要控制电阻的电压不变,滑动变阻器的作
用是:控制电阻的电压不变。
故答案为:保护电路;改变电阻的电压和电流;控制电阻的电压不变。
【点评】本题研究“电流与电压关系”和“电流和电阻的关系”实验,考查变阻器的作用及控制
变量法和归纳法的运用。
三.实验探究题(共1小题)
6.生活处处是物理,留心观察皆学问。物理创新小组在调查各种家用电热器正常工作时的电流有多
大的活动中发现,许多电热器正常工作时的电压相同,而电流不同。这激发了他们探究导体中电
流大小与电阻大小是否有关的兴趣。
【实验器材】学生电源(6V),电流表(0﹣0.6A,0﹣3A)、电压表(0﹣3V,0﹣15V)、定值电
阻(5、10、20、25各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
ΩΩΩΩ
【制定计划与设计实验】
(1)请用笔画线代替导线将图乙所示的实物按甲电路图连接完整,要求:连线不能交叉。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于最左端(选填“左”或“右”)。这样做可以
起到保护电路的作用,此实验中滑动变阻器的另一个作用是调节定值电阻两端电压不变。
【进行实验与收集证据】
小洋同学在实验中依次接入四个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下
电流表的示数,得到数据如表所示:
R/5102025
Ω
I/A0.50.250.120.10
【实验结论】忽略误差,通过表中数据可以得出:电压一定时,通过导体的的电流与电阻成反
比。
【交流与评估】
(1)要完成上述实验,得出结论,实验时所用滑动变阻器的最大阻值不能小于35。
Ω
(2)将图乙中的电阻R换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10的小灯泡后,还可以测小灯泡
的电功率。若要测该小灯泡的额定功率,则在图乙电路中必须改动Ω的地方是:电压表换0~15V
量程。
【分析】【制定计划与设计实验】
(1)电压表与电阻并联,变阻器按一下一上接入电路中;
(2)为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;
【实验结论】根据电流与电阻之积为一定值分析;
【交流与评估】
(1)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻
器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25电阻时变阻器连入电路中的电阻;
Ω
(2)测量小灯泡的额定功率必须使小灯泡在额定电压下发光,此题中需改变电压,同时注意电
压表的量程。
【解答】解:【制定计划与设计实验】
电压表选用小量程与电阻并联,变阻器按一下一上接入电路中,如下所示:
;
(2)为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,即最左端;
在探究电流与电阻的关系时需要控制电阻两端的电压不变,所以滑动变阻器的作用是调节定值电
阻两端电压不变;
【实验结论】由表格数据知电流与电阻之积为一定值,故得出的结论是:电压一定时,通过导体
的的电流与电阻成反比;
【交流与评估】
(1)由表格数据知,电阻两端的电压始终保持U=IR=0.5A×5=﹣﹣﹣﹣0.1A×25=2.5V;
ΩΩ
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=6V﹣2.5V=3.5V,变阻器分得的电压为电压表示数=倍,根据分压原理,当接入
25电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
Ω
R滑=×25=35,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35的滑动变阻器。
ΩΩΩ
(3)小灯泡的额定电压为3.8V,要使其正常发光,电压表应该选择0~15V量程。
故答案为:(1)如图所示;(2)左;调节定值电阻两端电压不变;
【实验结论】电压一定时,通过导体的的电流与电阻成反比;
【交流与评估】(1)35;(2)电压表换0~15V量程。
【点评】本题探究“电压不变时,电流与电阻的关系”,考查了电路连接、数据分析、操作过程、
器材选择和控制变量法、归纳法的运用。
欧姆定律
1.内容: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。
2.公式:I=U/R(这是基本公式)。变形公式:R=U/I,U=IR(只能用于计算,不能用于解释三者之间
的关系)。
3.适用范围:
(1)欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路,并且是纯电阻电路。
(2)定律中“导体”中的电流I,“两端”的电压U及“导体”的电阻R,是对同一和导体或同一段电路
而言,三者要一一对应。在解题中,习惯上把同一个导体的各个物理量符号的下角标用同一数字表
示,表示,,等。
R1U1I1
一.选择题(共16小题)
1.对欧姆定律的理解,下列说法中正确的是()
A.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C.在相同电压时,导体的电阻与电流成反比
D.对某一导体来说,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【分析】(1)欧姆定律的内容是:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;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。
(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。
【解答】解:
ABC、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、温度有关,与两端的电
压和通过的电流无关,故ABC错误;
D.对某一导体来说,电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律内容的掌握和理解,是一道基础题目。
2.根据欧姆定律,下列说法正确的是()
A.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
D.导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
【分析】(1)电阻是导体本身的一种阻碍电流的性质,其大小取决于导体的材料、长度、横截面
积以及温度,与导体两端的电压和通过的电流无关;
(2)欧姆定律的内容:一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成
反比。
【解答】解:
ABC、电阻是导体本身的一种阻碍电流的性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以导体
两端的电压为零时,电阻值不为零;增大通过导体的电流、增大导体两端的电压,这段导体的电
阻不变,故ABC错误;
D、根据欧姆定律可知,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反
比,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和对欧姆定律的理解,注意导体的电阻与导体两端的电
压和通过的电流无关,但可以根据欧姆定律计算出电阻的大小。
3.在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压关系的图象正确的是()
A.B.
C.D.
【分析】在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,找出选项中的正比例
函数图象即可。
【解答】解:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,所以,导体的I
﹣U关系图象是一条过原点的斜向上的射线,只有图象A符合题意。
故选:A。
【点评】了解电阻一定时,电流与电压之间的正比例关系,再结合正比例函数图象的特点进行判
断,是解答的关键。
4.如图所示,电源电压保持不变。刚合开关S,将滑动变阻器的滑片中从b端移到中点的过程中()
A.灯泡L亮度变小B.电压表示数变小
C.电流表示数不变D.电路总功率变大
【分析】由图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表测量通过滑动变阻器
的电流;
(1)根据并联电路中各支路互不影响可知灯泡亮度的变化;
(2)根据电源电压可知电压表示数的变化;
(3)根据滑片移动的方向可知滑动变阻器接入电路阻值的变化,根据欧姆定律可知通过滑动变
阻器电流的变化,即电流表示数的变化;
(4)根据并联电路电流规律可知干路电流的变化,根据P=UI可知电路总功率的变化。
【解答】解:A、因为灯泡与滑动变阻器并联,而并联电路中各支路互不影响,因此滑片移动时,
灯泡亮度不变,故A错误;
B、因为电压表测量电源电压,所以滑片移动时,电压表示数不变,故B错误;
C、根据电路图可知,当滑动变阻器的滑片中从b端移到中点的过程中,滑动变阻器接入电路的
阻值逐渐减小,而并联电路两端电压不变,所以由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大,
即电流表的示数变大,故C错误;
D、因干路电流等于各支路电流之和,而通过灯泡的电流不变,通过滑动变阻器的电流变大,因
此干路电流变大,由P=UI可知,电路的总功率变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律以及功率计算公式的应用,关键明确电路的连接方
式以及仪表测量的对象。
5.如图所示,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻。闭合开关,逐渐增
大光敏电阻上的光照强度,下列说法正确的是()
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值将变大
D.电路中的总功率变小
【分析】由电路图知,闭合开关,光敏电阻R和定值电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,
电压表测量光敏电阻两端的电压;
(1)根据光照强度的变化判断光敏电阻阻值如何变化,从而得出总电阻如何变化,根据串联电
路的特点及欧姆定律判断电流表与电压表示数如何变化。
(2)电压与电流的比值等于电阻,据此判断电压表和电流表示数比值的变化。
(3)根据P=UI可知电路中总功率的变化。
【解答】解:由电路图知,闭合开关,光敏电阻R和定值电阻R1串联,电流表测量电路中的电
流,电压表测量光敏电阻两端的电压;
AB、由题知,逐渐增大光敏电阻的光照强度,光敏电阻R的阻值减小,则电路的总电阻R总减小,
电源电压U不变,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;
定值电阻R1阻值不变,由U1=IR1可知,定值电阻R1两端电压变大,光敏电阻两端电压UR=U
﹣U1,U1增大,所以UR变小,即电压表示数变小,故A错误,B正确;
C、由于电压表和电流表示数的比值等于光敏电阻的阻值,因此其比值变小,故C错误;
D、由P=UI可知,电路总功率变大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是一道闭合电路的动态分析题,从“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”入
手分析电路中总电阻的变化,掌握串联电路特点、欧姆定律、功率计算公式是正确解题的关键。
6.如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,a、b是电流表或电压表。当
只闭合开关S、S1时,a、b的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a的示数不变,b
的示数有变化。下列说法正确的是()
A.a是电流表
B.只闭合S、S2,将滑片P向右移动,a的示数一定变小
C.只闭合S、S2,将滑片P向右移动,R1消耗的功率一定变大
D.只闭合S、S1,将滑片P向右移动,整个电路消耗的总功率一定变大
【分析】(1)当只闭合开关S、S1时,电表a与R2串联、电表b与变阻器R串联,然后它们并
联,此时电表a、b指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a的示数不变,b的示数有
变化,根据并联电路的特点和欧姆定律得出电表示数变化,从而得出电表的类型;根据滑片的移
动可知接入电路中电阻的变化,从而得出电路中总电阻的变化,根据P=UI=判断电路的总
功率的变化;
(2)只闭合S、S2,若a为电流表,变阻器R被短路,电路为R1的简单电路,a、b电流表测电
路中的电流,据此得出电表a和R1消耗的功率变化。
【解答】解:
AD、当只闭合开关S、S1时,电表a与R2串联、电表b与变阻器R串联,然后它们并联,此时
电表a、b指针均明显偏转,
将位于中点的滑片P向左移动,a的示数不变,b的示数有变化,则电表b为电流表,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以电表a可能是电流表,也可能是电压表,故A错
误;
若a为电流表时R与R2并联,若a为电压表时电路为变阻器R的简单电路,
将滑片P向右移动,变阻器R接入电路中的电阻变小,两种情况下的总电阻均变小,
由P=UI=可知,电路的总功率一定变大,故D正确;
BC、只闭合S、S2,若a为电流表,变阻器R被短路,电路为R1的简单电路,a、b电流表测电
路中的电流,
所以,将滑片P向右移动时,a电流表的示数不变,R1消耗的功率不变,故BC错误。
故选:D。
【点评】本题考查了电路图的动态分析,涉及到串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综
合应用,正确判断电表的类型和电路的连接方式是关键。
7.物理科代表为全班同学设计了如图四个电路图,图中电源电压未知但不变,R0为阻值已知的定
值电阻,R1为最大阻值已知的滑动变阻器,通过断开、闭合开关或调节R1接入电路阻值不能测
出未知电阻Rx阻值的电路是()
A.B.
C.D.
【分析】要测量Rx的阻值,根据R=可知,需知道被测电阻两端电压和通过的电流,据此分析;
或者利用电源电压不变列方程可求得被测电阻的阻值。
【解答】解:由图知:
A、闭合两只开关,待测电阻与定值电阻并联,电流表测量通过定值电阻R0的电流。根据电流表
示数和R0阻值,利用U=IR可以得到R0两端电压,再根据并联电路电压特点,可以得到待测电
阻两端电压,但无论哪只开关闭合,都不能测量通过待测电阻Rx的电流,所以无法得到待测电
阻Rx的阻值。故A符合题意;
B、闭合两只开关,定值电阻R0被短路,只有待测电阻有电流通过,电压表测量电源电压,示数
为U;
闭合S1、断开S2,待测电阻与定值电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压,示数为Ux,
根据串联电路电压特点知,定值电阻两端电压为U0=U﹣Ux,
所以此时电路电流为I==,
根据I=得,
待测电阻阻值为Rx===.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故B
不符合题意;
C、闭合开关,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器被短路,只有待测电阻有电流通过,
电压表测量电源电压,示数为U;
闭合开关,移动滑片,使滑动变阻器全部接入电路与待测电阻串联,电压表测量待测电阻两端电
压,示数为Ux,
根据串联电路电压特点知,滑动变阻器两端电压为U1=U﹣Ux,
所以此时电路电流为I==,
根据I=得,
待测电阻阻值为Rx===.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故C
不符合题意;
D、闭合开关,滑动变阻器滑片位于最右端时,滑动变阻器被短路,只有待测电阻有电流通过,
电流表示数为I,由U=IR得,电源电压为U=IRx;
闭合开关,移动滑片,使滑动变阻器全部接入电路与待测电阻串联,电流表示数为I串,由U=IR
得,电源电压为U=I串(R1+Rx),
根据IRx=I串(R1+Rx)得,
待测电阻阻值为Rx=.故此电路可以得到待测电阻Rx的阻值。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】利用电压表或电流表测未知电阻的阻值,具有一定的难度。会在只有电压表或电流表时,
利用电表与已知阻值部分电路结合间接测量电压或电流是关键。
8.对一个定值电阻,根据欧姆定律可以导出R=,关于这个导出公式,下列说法正确的是()
A.当导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.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
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
【分析】电阻是导体本身的一种性质,它与两端的电压和通过电流无关,R=这个导出公式只
说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。
【解答】解:因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与
导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当电压为0时,导体的电阻不变(不为0),故ABD
错误、C正确。
故选:C。
【点评】本题考查我们对欧姆定律导出公式R=的理解,要注意公式R=只是表示出了三者
之间的数值关系,而并非是它们间的正、反比关系。
9.根据欧姆定律的公式I=的变形式R=及电阻的性质,可以判定当()
A.U变小时,不变B.U=0时,=0
C.U变大时,变小D.U变大时,变大
【分析】电阻是导体本身的一种性质,电阻大小的影响因素是导体的材料、长度、横截面积和温
度,它与两端的电压和通过电流无关,R=这个导出公式只说明导体电阻的大小是导体两端的
电压与通过导体的电流大小的比值。
【解答】解:公式R=只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值,
电阻的大小与它两端的电压和通过的电流无关,当电压发生变化时,电流也随之发生变化,但电
阻不变;
当电压为0时,电阻大小不变。
所以,A符合题意,B、C、D不符合题意。
故选:A。
【点评】理解欧姆定律及变形式时,要注意可以说电流与电压成正比,但决不能说电阻与电压成
正比,与电流成反比;应熟记电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压无关。
10.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的
过程中,两个电阻的U﹣I关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是()
A.图线甲是电阻R1的“U﹣I”关系图象
B.电源电压为9V
C.滑动变阻器R2的最大阻值为20
Ω
D.变阻器滑片在中点时,电压表V2示数为7.2V
【分析】(1)根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,根据图象读出电路中的最小
电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出R1和
滑动变阻器的最大阻值;
(3)变阻器滑片在中点时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求
出电压表V2示数。
【解答】解:(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最
大,R2两端的电压为0,
由图象可知,甲为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象,乙为电阻R1的U﹣I图象,故A错误;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.3A,R1两端的电压U1=3V,R2两端的电压U2=9V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压:
U=U1+U2=3V+9V=12V,故B错误;
由I=可得,R1和滑动变阻器的最大阻值:
R1===10,R2===30,故C错误;
ΩΩ
(3)变阻器滑片在中点时,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I′===0.48A,
电压表V2的示数:
U2′=I′×=0.48A×=7.2V,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,
要明白电路各个用电器的连接情况,还要会看“U﹣I”关系图象。在电学中,有些题目的信息是
通过图象给出的,所以要会读电路图中的信息和U﹣I图象中的信息。
11.对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是()
A.公式R=表明:电阻与电压成正比,与电流成反比
B.公式I=表明:导体两端的电压与通过它的电流成正比
C.对于一个定值电阻,加在它两端的电压与通过它的电流的比值不变
D.由U=IR可知,导体两端的电压跟导体的电阻成正比
【分析】(1)根据欧姆定律的内容可知,通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比,跟它的电
阻成反比,电阻的大小是由导体本身决定的,与电压的大小无关;
(2)导体两端电压取决于电源,电压是形成电流的原因。
【解答】解:
A.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,公式R=只是计算电阻的一种方法,故A错误;
B.公式I=表明:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故B错误;
C.对于同一个定值电阻,电阻一定,导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电
压与电流的比值不变,故C正确;
D.导体两端电压取决于电源,与导体电阻和导体中的电流无关,不能说导体两端的电压跟导体
的电阻成正比,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律的理解和影响电阻大小因素的掌握,要注意导体的电阻与两
端的电压和通过的电流无关,公式R=只是计算电阻的一种方法。
12.甲乙两灯并联工作时,甲灯比乙灯亮,说法正确的是()
A.甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大
B.甲灯两端的电压一定比乙灯的大
C.通过甲灯的电流一定比乙灯的小
D.甲灯的实际功率一定比乙灯的大
【分析】灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,实际功率越大,灯泡越亮。同时还要知道并联电路
中各支路两端的电压相等。
【解答】解:
甲乙两灯,并联接在某电路中,甲灯比乙灯亮,说明甲的实际功率较大,故D正确;
根据P=可得:R=,由于并联电压相等,故B错误;
因为甲灯的实际功率大于乙灯实际功率,因此可知甲灯丝的电阻小于乙灯丝电阻,故A错误;
根据欧姆定律I=可知,通过甲灯的电流大于乙灯的电流,故C错误。
故选:D。
【点评】本题考查灯泡亮度的比较,关键知道灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率的大小,并结合
欧姆定律、电功率公式、并联电路的特点等进行分析即可。
13.如图所示电路,闭合开关后两个电压表的示数比为5:1,下列说法正确的是()
A.R1、R2两端电压比为U1:U2=4:1
B.R1、R2两个电阻的阻值之比为1:4
C.通过R1、R2的电流值之比为I1:I2=4:1
D.R1、R2组成并联电路
【分析】由电路图可知,闭合开关后,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,根据串联电路的电流特点得出通过R1、R2的电流值之
比,根据串联电路的电压特点求出R1、R2两端的电压之比,根据欧姆定律求出R1、R2两个电阻
的阻值之比。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关后,R1与R2依次连接组成串联电路,故D错误;
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,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过R1、R2的电流值之比为I1:I2=1:1,故C错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1、R2两端的电压之比:
===,故A错误;
由I=可得,R1、R2两个电阻的阻值之比:
===,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路
元件是关键。
14.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的
过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是()
A.电源电压为18V
B.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
C.R1的阻值是30
Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为20
Ω
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电
流表测电路中的电流。
(1)根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电阻R1的功率最小,根据图
象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据
欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电
路中的电流。
AB、当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2
两端的电压为0,
由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U图象;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由I﹣U图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故A正确,B错误;
CD、由I=可得,定值电阻R1的阻值和滑动变阻器R2的最大阻值:
R1===20,
Ω
R2===70,故CD错误。
Ω
故选:A。
【点评】本题考查串联电路电流和电压的规律以及欧姆定律的应用,要明白电路各个用电器的连
接情况,还要会看“I﹣U”关系图象,从中获取有用的信息。
15.小明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路(如图所示),R是定值电阻,R'是滑动变阻器,
电池两端电压不变。其中能够实现身高越低,电压表示数越小的电路是(滑片随身高增加而升高)
()
A.B.
C.D.
【分析】分析电路图,先确认R与R'的连接方式,再确定电压表测量的是哪个电阻两端的电压,
最后根据滑动变阻器的变阻原理和串联电路的分压关系判断。
【解答】解:A、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测电源电压,示数不变,
故A错误;
B、由电路图可知:电压表串联在电路中,电路无电流通过,电压表示数为电源电压,不变化,
故B错误;
C、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测滑动变阻器的电压,身高越低,滑动
变阻器阻值越小,电压表示数越小,故C正确。
D、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测定值电阻电压,身高越低,滑动变阻
器阻值越小,电压表示数越大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了滑动变阻器的使用、并联电路的电压特点、串联电路的分压关系、电压表的
使用,涉及到了电路动态分析,属于难题;串联分压,阻值越大分得的电源电压就越大。
16.如图所示的电路中,R0为滑动变阻器,R1、R2为定值电阻,且R1<R2,E为电压恒定的电源.
当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,流过三个电流表A0,A1、A2的电流将发生
变化,其变化量的大小(绝对值)分别为△I0、△I1,△I2;电阻R0、R1、R2两端的电压也发生
变化,其变化量的大小(绝对值)分别为△U0,△U1、△U2。则下列说法中正确的是()
A.△U0>△U1=△U2B.△I0>△I1>△I2
C.△U0=△U1>△U2D.△I0<△I1<△I2
【分析】根据电路图可知,R0、R2并联后与R1串联,电流表A0测量R0中的电流,电流表A1
测量R1中的电流(即干路中的电流),电流表A2测量R2中的电流;
(1)根据并联电路两端电压相等可知△U1与△U2的关系,据此判断AC选项是否正确;
(2)先根据滑片移动的方向确定电路总电阻的变化,然后根据欧姆定律可知干路电流的变化,
再根据串联电路电压规律和欧姆定律可知通过R2电流的变化,最后并联电路电流规律可知△I0、
△I1、△I2的关系。
【解答】解:
根据电路图可知,R0、R2并联后与R1串联,电流表A0测量R0中的电流,电流表A1测量R1中
的电流(即干路中的电流),电流表A2测量R2中的电流;
AC、因为R0、R2并联,所以无论滑片如何移动,△U0和△U2的变化量相等,即△U0=△U2;
在串联电路中,各部分电压之和等于电源电压,而电源电压不变,因此△U0=△U2=△U1,故
AC错误;
CD、当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可
知,干路电流I1变小;
由U=IR可知,R1两端电压变小,则并联电路部分两端电压变大,由欧姆定律可知,通过定值
电阻R2的电流I2变大;
因干路电流等于各支路电流之和,即I1=I0+I2,且I1变小,I2变大,所以通过滑动变阻器中的电
流I0减小得更多,则△I0>△I1;
因为R1<R2,且△U1=△U2,所以由△I=可知△I1>△I2,故B正确,D错误;
故选:B。
【点评】本题考查混联电路的特点以及欧姆定律的应用,具有一定的难度,关键明确定值电阻的
阻值可利用R=进行计算。
二.填空题(共8小题)
17.德国物理学家欧姆经过大量实验研究,得出了电流与电压的关系,用数学公式可表示为I
=。当某导体两端的电压变为原来的2倍时,通过它的电流变为原来的2倍。
【分析】根据对欧姆定律内容的了解和公式的掌握作答。
【解答】解:德国物理学家欧姆经过大量实验研究,得出了电流与电压的关系,用数学公式可表
示为I=,这就是欧姆定律。
可表述为: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。。
因此,当某导体两端的电压变为原来的2倍时,通过它的电流也会变为原来的2倍。
故答案为:欧姆;I=;2倍。
【点评】本题主要考查了对欧姆定律内容的了解与对公式的认识,是一道基础题,熟练掌握欧姆
定律是正确解题的关键。
18.如图所示是A、B两个定值电阻的I﹣U图象,当通过电阻A的电流为0时,其电阻为5;
Ω
将A、B两电阻串联接入电路,当A两端的电压为4V时,电阻B的功率为6.4.W.
【分析】从图象上读出一组电压值和电流值,根据R=即可求出A、B的阻值;根据图象得出
2
电路中的电流,根据P=IRB求出电阻B的功率。
【解答】解:由图可知,AB的U﹣I图象为一条直线,这表明AB都是定值电阻;
根据欧姆定律可知,当电压为2V时,A的阻值为:RA===5;电阻的大小与电流大
Ω
小无关,当通过电阻A的电流为0时,其电阻为5;
Ω
B的电阻为:RA===10;
Ω
将A、B两电阻串联接入电路,则通过AB的电流相同,当A两端的电压为4V时,电路中的电
流为:I===0.8A;
22
则B的功率为:P=IRB=(0.8A)×10=6.4W。
Ω
故答案为:5;6.4.
【点评】本题结合图象考查了欧姆定律及串联电路的规律,图象法为解决物理问题的常用方法要
做到熟练应用。
19.如图所示,闭合开关S,若将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,灯泡的亮度将不变(选
填“变亮”、“变暗”、“不变”),电压表示数将减小(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑片右侧部分电阻两端的电压,
电流表测量电路电流;根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知滑片移动时不能改变接
入电路中的电阻,但可以改变电压表所测部分电阻的大小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,
根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,进一步判断亮暗的变化,再根据欧姆定律可知电压表示
数的变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑片右侧部分电阻两端的电
压,电流表测量电路电流;
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中,
接入电路中的电阻不变,滑片右侧部分电阻的阻值减小,
由I=可知,电路中的电流不变,即电流表示数不变;
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率不变,亮暗不变;
由U=IR可知,滑片右侧部分电阻两端的电压减小,即电压表的示数减小。
故答案为:不变;减小。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据电压表
的正确使用判断出滑片的移动不能改变接入电路中的电阻,但可以改变电压表所测部分的电阻。
20.如图电路中,电源电压不变,当开关闭合,滑动变阻器的滑片P由左端向右移动到中点的过程
中,电流表A1的示数将会变大,电流表A2的示数将会不变,电压表的示数将会不变。
(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【分析】由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1并联,电压表测电源的电压,电流表A1
测干路电流,A2测R2的电流;
根据并联电路的电压特点和电源的电压可知电压表示数的变化;根据滑片的移动可知接入电路中
电阻的变化,根据欧姆定律可知电流表示数的变化。
【解答】解:
由图可知,R2与滑动变阻器R1并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,A2测R2的
电流。
电源电压不变,所以电压表V示数不变;
根据并联电路的电压特点可知:U=U1=U2,滑动变阻器的滑片P由左端向右移动到中点的过程
中,R1连入阻值减小,由I=可知通过R1电流变大,通过R2电流不变,即A2示数不变;
根据并联电路的电流特点I=I1+I2可知,干路电流变大,即A1示数变大。
故答案为:变大;不变;不变。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到欧姆定律和并联电路特点的应用,要注意并联电路
中各支路独立工作、互不影响的特点。
21.将长度相同的铜线和铁线并联在同一电源上,发现通过它们的电流相等,则铁线一定粗些。
【分析】根据并联电路中电流和电压的规律进行分析,然后根据R=判断电阻大小;
对于铁线和铜线的长度和粗细都相同,铜的电阻率小于铁的电阻率,据此进行解答。
【解答】解:
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