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文档简介
专题14欧姆定律及其应用
【跨学科实践】
1.(2024·湖南)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫
设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选
0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密
连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10N/kg)
(1)若货车模型总质量为1.5kg,则其所受重力为N;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质
量越大,电压表示数越;
(3)小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置
为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过
2kg,则R0阻值应为Ω。
考点1电流与电压和电阻的关系
1.(2024·江苏苏州)在图中完成探究电流与电压关系的电路连接,使滑动变阻器接入电路
的阻值最大。
2.(2024·安徽)图甲为小英同学设计的“探究电流与电压的关系”电路图,电源两端电压为
3V,滑动变阻器的规格为“50Ω1.5A”。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处,闭合开关,移动滑片P,
小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障,她断开开关,然后按图丙所示的电
路图,只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下,并正确连接到滑动变阻器的接线柱
上。重复前面的操作,发现电压表有示数且保持不变,电流表始终无示数。若电路中只有一
处故障,则故障可能是。
(3)排除故障后进行实验,得到的实验数据如下表所示。
数据序号123456
电压U/V0.300.600.901.201.501.80
电流I/A0.080.150.230.300.380.45
分析表中的数据,可以初步得出结论,在电阻一定的情况下,。
(4)本实验中,定值电阻R的阻值为Ω(保留一位小数)。
3.(2024·河南)小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5V,
滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)她先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。
①图1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图。
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最右端,否则,闭合开关时(填“电流表”
或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程。
③闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第5次的电压表和电流表的示数如图2、3所示,
请将示数填入表中。
实验次数12345
电压U/V1.62.02.22.4a.
电流I/A0.160.200.220.24b.
④请在图4中描出表中各组数据对应的点,并根据描出的点画出IU图像。
⑤分析表中数据或图像的特点,可得出:电阻一定时,电流与电压成正比。得出此结论的理
由是。
(2)接下来,她用原电路探究电压一定时,电流与电阻的关系。先调节滑片,使电压表示
数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω、15Ω电阻,闭合开关,
移动滑片,使电压表示数仍为2V,记录电流表示数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数
始终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的是(填字母代号)。
A.换用电压为6V的电源
B.把电压表改接为0~15V量程
C.在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
4.(2024·山东滨州)某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示
数变大;
(2)连接电路时,开关应处于状态。把某定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片
调至最(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原
因可能是定值电阻;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图丙所
示,则此时通过定值电阻的电流为A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数
据记录在下表中;
数据序号123456
电压U/V0.60.91.21.82.43
电流I/A0.120.191.80.480.6
小州同学发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这
组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这组数据是第(填序号)组;
(4)分析数据得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成;
(5)小滨用电流表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器测量未知电阻Rx的阻值,设计了如
图丁所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示数为I2;
③则Rx(用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
5.(2024·湖南)在“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如
图甲所示的电路图并进行实验。
(1)连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行;
(2)连接电路时,开关S应处于状态;
(3)连接完电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移至端;
(4)某次实验中,电流表指针偏转如图乙所示,示数为A;
(5)实验测出五组数据记录在表格中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎
样处理数据?(列举一种方法即可)。
数据序号12345
电压U/V1.21.61.82.02.4
电流I/A0.120.160.180.200.24
6.(2024·陕西)小明和小华在探究电流与电阻的关系时,实验电路如图-1所示。
试验次数R/ΩI/A
150.4
2100.2
3150.12
4200.1
(1)请用笔画线代替导线将图-1所示电路补充完整;
(2)正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最(选填“左”或“右”)
端。闭合开关,观察到电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,
则原因可能是定值电阻R;
(3)排除故障后,小明换用不同的电阻,控制电压表示数不变进行实验,将实验数据记录
在表中,并作出IR图像,如图-2。小华认为小明所绘图像不合理,其理由是;
(4)小明和小华发现,由IR图像不能确定电流与电阻的定量关系,于是他们进一步分析
1
数据特点,作出了I图像,如图-3,分析其特点,可得出:当导体两端电压一定时,通
R
过导体的电流与导体的电阻成比;
(5)小明和小华对实验进行了反思:若再换用两个定值电阻,增加两组数据,使数据点分
布合理,有利于绘出的图像更好的反映电流与电阻的关系,你建议选用(选填“4、
7”或“12、18”)的定值电阻;
(6)小明和小华找到一卷规格为10/m的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取了长度为0.4m、
0.7m、1.2m、1.8m的四段,对应阻值为4、7、12、18。分别将它们绕成螺旋状后,
两端缠绕在接线柱上固定,制成了四个简易定值电阻,如图-4所示。在老师的帮助下,他
们对制作的电阻进行了测量检验,发现测量值均偏小,且有的偏小值较大,原因可能
是。
7.(2024·云南)实验小组探究“电流与电压的关系”。
(1)实验前,他们设计了实验探究的思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系,物理
上把这种研究方法叫法。
(2)根据图甲的电路图连接电路时,开关应。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑
片移到端(选填“A”或“B”)。
(3)检查图乙,发现有一根导线接错,请在这根导线上打“×”,并画出正确接法,且导线不
交叉。
(4)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,记录第1组电压表和电流表的示数后,为完
成后续实验,应逐渐将滑片向端移动(选填“A”或“B”),数据记录如下表。其中第
3次实验时电流表的示数如图丙所示,读数为A。
次数12345
电压U/V0.81.01.21.41.6
电流I/A0.080.100.140.16
(5)分析实验数据可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压
成。
(6)某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验,发现无法得出(5)中的结论,原因
是。
8.(2024·江苏连云港)小明在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验时,他用图甲所示
的电路进行实验,实验中电阻R两端的电压始终保持2V不变,电路中仪表均完好无损。
(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,电流表无示数,
则电路故障的原因可能是。
(3)排除故障后,小明将不同阻值的电阻接入电路进行实验,某次实验时电流表的示数如
图丙所示,此时电阻R的阻值为Ω。
(4)在实验过程中,当把电阻R由20Ω更换为10Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻应
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(2024·四川广安)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
“20Ω2A”“40Ω1A”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)小华先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数,出现该
故障的原因可能是;(写出一种即可)
(2)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,为控制定值电阻两端电压不变,应将滑动变阻器的滑片向
(选填“A”或“B”)端移动;
(3)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IR图像,如图
乙所示。通过观察发现: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;
(4)为了完成整个实验,他们选取的滑动变阻器规格是。
10.(2024·福建)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、
电流表(0~0.6A)、电阻R(5、10、20)、滑动变阻器(202A)、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。闭合开关前,将滑动变阻器滑片
P移到最端,起到的作用。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故
障可能是。排除故障,继续实验。
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,
为V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成。实验中所选的电阻阻值为
。
序号电压U/V电流I/A
11.00.20
21.50.30
30.40
(4)探究电流与电阻的关系,将5电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换
为10,移动滑片直至电压表示数为V,记录电流表示数;再将电阻更换为20,发
现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为。
11.(2024·重庆B卷)小超同学利用图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压恒定,
有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器标有“10Ω1A”;
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整;
(2)连接电路前发现电压表指针如图乙所示,则需要对电压表;连接电路时开关
应,将滑动变阻器滑片P移至端;
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,可能是定值电阻发
生了;
(4)排除故障后,当接入5Ω的定值电阻,调节滑片P使电压表示数达到所要控制的电压U1
时,电流表指针如图丙所示,其示数为A;更换为10Ω的电阻继续实验,发现滑动变
阻器调到最大阻值时,才能使电压表示数达到U1,则电源电压为V;
(5)当更换为20Ω的电阻时,为了顺利完成实验,需要换用最大阻值至少为Ω的滑
动变阻器。
12.(2024·重庆A卷)小吴同学利用图甲中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,
其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,
原因可能是导体A发生;排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如
图乙所示,示数为A;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的。换用导体B重复上述实验,根
据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是
的,因此将这个比值定义为导体的电阻;
(3)根据电阻定义可知导体B的阻值为Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻
进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、
B的色环如图丁所示,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图戊中电阻(选填“d”“e”
或“f”)。
实验次数①②③
R/Ω15BA
I/A0.20.30.4
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控
制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。①电路中接入15Ω的电阻,使电阻
两端电压达到某一固定值,测出电流;②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固
定值,变阻器接入的阻值应比前次实验;③将电阻B替换为A再次进行
实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后
忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是Ω。
13.(2024·山东临沂)用电压表和电流表等器材探究电流与电阻的关系,电源电压为4.5V,
所用定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。
(1)先将30Ω的电阻接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最
(选填“左”或“右”)端;
(2)图甲所示电路有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画一条线代替导线,
将电路连接正确;
(3)改正错误后闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,可能是定值电阻路;
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.0V时,电流表的
示数为0.1A。断开开关,将30Ω的电阻换成25Ω的后再闭合开关,应将滑动变阻器的滑片
向(选填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为3.0V,此时,电流表的示数如图乙
所示,为A;
(5)实验数据如下表所示,请在图丙中描绘出IR的关系图象;
实验次数123456
电阻R/Ω30252015105
电流I/A0.10.150.20.30.6
(6)为顺利完成该实验,所用滑动变阻器的最大阻值应大于Ω。
考点2欧姆定律
14.(2024·安徽)在“测小灯泡的电阻”实验中,小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U
图像如图所示。则由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值(选填“增大”“不
变”或“减小”)。
考点3欧姆定律在串、并联电路中的应用
15.(2024·新疆)如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,
一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,
用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V;移动滑动变阻器的
滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度
的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为()
A.5ΩB.6ΩC.7ΩD.8Ω
16.(2024·四川遂宁)噪声污染是当代社会四大污染之一,若青少年长期处于噪声环境中会
影响身心健康。为了监测噪声的强弱,同学们找来定值电阻R0、声敏电阻R(阻值会随声
音强弱发生变化)、电流表、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的
装置,其中R的阻值随声音强弱变化的关系如甲图所示,该装置电路如乙图所示。在某次
测试中,当噪声80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声50dB时,电流表示数为0.2A。下列
选项正.确.的是()
A.电路中的电流随声音强度增大而减小
B.R0阻值是15Ω
C.电源电压10V
D.当电流表示数0.3A,噪声强度为60dB
17.(2024·江苏扬州)如图所示,电源电压恒为6V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减
小。电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,当电压表示数为2.4V时,电流表示数可能
是()
A.小于0.18AB.等于0.18A
C.大于0.18A,小于0.2AD.大于0.2A,小于0.24A
18.(2024·山东临沂)如图所示电路的电源电压为9V,电流表使用0~0.6A量程,电压表
使用0~3V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A。为保证电路中各元
件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于()
A.20ΩB.10ΩC.8ΩD.5Ω
19.(2024·四川南充)(多选)如图,开关S闭合后,电流表的示数分别为I1、I2,电压表的
示数分别为U1、U2、U3,L1的电阻小于L2的电阻,则下列关系中正确的是()
A.I1I2B.U1U2C.U1U2U3D.U1U2U3
20.(2024·山东滨州)如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6A,
电流表A2的示数为0.2A,则通过灯泡L2的电流为A,灯泡L1的阻值为Ω。
、、
21.(2024·江西)如图所示,三个电阻R1R2R3的阻值均相同,开关S1断开、开关S2掷到
1,电流表A1与电流表A2的示数之比为;当开关S1闭合、开关S2掷到2时,电
流表A1与电流表A2的示数之比为。
22.(2024·四川南充)如图所示电路,若甲、乙两表为图中电流表,闭合开关S1,断开开关
S2,两表指针位置相同,则R1:R2;若甲、乙两表为图中电压表,闭合开关S1、S2,
则两表示数之比是(电表每次测量均未超过量程)。
23.(2024·重庆A卷)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为
0~3V,定值电阻R1大于5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω;1A”,小灯泡L的电流随其两
端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S、S1接1,在电路安全的情况下,变阻器R2允
许接入电路的最大阻值为15Ω,则电源电压为V;若闭合开关S、S1接2,在电路
安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻R1的阻值为
Ω。
24.(2024·山东临沂)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左
端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻R0的阻值为
Ω,电源电压为V.
25.(2024·新疆)体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人
体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素,经综合分析得出人的体脂率。
(1)人运动时,存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的(选填“内能”或“化学能”),
导致人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大,肌肉比脂肪更容易导电。若人的体脂率下降,
体重不变,则人体的密度(选填“增大”或“减小”),人体的电阻(选填“增大”
或“减小”)。
(2)若小强的父亲在医院测体脂率时,加在两手之间的电压为5V,通过的电流为2.5mA,
则小强的父亲两手之间的电阻为Ω。小强的父亲两手之间的电阻(选填“可能”
或“不可能”)大于两脚之间的电阻。小强的父亲经锻炼后质量从80kg降为78kg,体脂率从
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