4.6 电流与电压、电阻的关系(2)课课练(含解析)

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名称 4.6 电流与电压、电阻的关系(2)课课练(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2021-10-25 16:34:59

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4.6 电流与电压、电阻的关系(2)
一、单选题
1.下图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图像是( )
A. B. C. D.
2.如图所示是某电子秤内部简化电路。R0是定值电阻,Rx是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压保持不变。闭合开关,当Rx上压力增大时,随之减小的是( )
A.通过Rx的电流
B.通过R0的电流
C.Rx两端的电压
D.R0两端的电压
3.在研究“—定电压下,电流与电阻的关系”时,电路图如右图所示。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器上标有“10Ω 1.5A”字样。在a、b两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到2.5V,其原因可能是( )
A.控制电压为2.5V太高
B.电源电压4.5V太低
C.滑动变阻器的最大阻值太大
D.20Ω的电阻阻值太大
4.如右图所示,电压表示数为6V,电流表示数为0.2A,若图中虚框内有两只电阻,其中一只电阻R1=10Ω,则另一只电阻R2的阻值及其与Rl的连接方式,下列说法中正确的是( )
A. R2=10Ω与R1串联 B. R2=20Ω与R1并联 C. R2=20Ω与Rl串联 D. R2=10Ω与R1并联
5.如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变,R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值R′=20Ω。当开关S闭合后,在将滑动变阻器的滑片由B端移动到A端的过程中,电流表示数的变化是由( )
A. 0.1A~0.3A B. 0A~0.1A
C. 0.3A~0.1A D. 0.3A~0A
6.如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒AB和CD连接在一起后接在电源两端。关于AB和CD的电阻R及两端电压U的判断,正确的是( )
A. RAB>RCD , UAB<UCD
B. RAB>RCD , UAB>UCD
C. RAB<RCD , UAB<UCD
D. RAB<RCD , UAB>UCD
7.以下关于研究“电流与电阻的关系”实验的说法正确的是( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是多次测量取平均值减少误差
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④
8.在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验。
①“测量物体的长度”时,多次测量
②“研究液体的内部压强与深度的关系”时,改变液体的深度,多次测量
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值
上述实验中寻找普遍规律的是( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
9.如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表的示数减小 B. 电压表与电流表的示数之比不变
C. 当滑片移到中点时,电压表示数为2 V D. 当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
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从最右端滑到最左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )

A. 图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B. 电源电压为16V
C. R1的阻值是20Ω D. 滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
二、填空题
11.如图所示电路中,电阻R1是20 Ω,电压表的示数是2 V,A2的示数是0.4 A。电阻R2的阻值 Ω,A1的示数为 A。
12.在如图示数的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合后,滑片P在滑动变阻器R2的某两点之间滑动的过程中,电流表的示数变化范围是1A﹣2A,电压表的示数变化范围是4V﹣8V.则定值电阻R1= Ω,电源电压U= V,R2的最大阻值= Ω。
13.定值电阻R1和小灯泡R2的电压和电流关系曲线分别如图所示。R1的阻值为 Ω,若将R1和R2并联后接在5 V的电源两端,则电路中的总电流为 A。
14.在学校科技小组制作活动中,小科同学设计了一个模拟调光灯,电路如图甲所示,电源电压为4V;小灯泡正常工作时的电压为2.5V,图乙是该小灯泡的I-U图像;铅笔芯的材质粗细均匀,其长为10cm、阻值为20Ω;回形针A固定在铅笔芯右端,回形针P可以在铅笔芯上自由滑动。请回答下列问题:
(1)根据乙图,小灯泡灯丝的阻值与温度的关系:________。
(2)当P滑到距A点Xcm处时,电路中的电流为0.2A,则X=________ cm。
(3)当p滑到距A点2.5cm处时,电路中小灯泡两端的电压为________V。
三、实验探究题
15.某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1).第一个实验是测量电阻Rx的阻值,他们在A、B间接入待测电阻Rx,请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将乙图中的实物图连接完整。
(2).第二个实验是测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡,正确连接电路,闭合开关后, (请将实验步骤的相应操作补充完整)至电压表的示数为2.5V时,记录下电流表示数,算出灯泡的额定功率。
(3).若图甲在A、B间接入10Ω定值电阻,其他元件不变,下列实验可完成的是__ ___。
A. 探究通电导体产生的热量与电阻的关系 B. 探究电流与电压的关系
C. 探究电流与电阻的关系
16.为了探究电流与电阻之间的关系,小明选择阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻,“15Ω 2.5A"的滑动变阻器等器材,按图甲方式连接电路进行实验。将5Ω的电阻接入电路中,调节滑片,观察电流表示数如图乙,再用10Ω、20Ω电阻重复实验。
(1).图乙中电流表的示数为 。
(2).将10Ω的定值电阻接入电路后,小明的操作步骤为 。
(3).为了完成上述实验,可选择的电源电压最大为 。
17.在探究“电流跟电压、电阻关系”的过程中,小明同学做了如下步骤:
步骤1:根据电路图连接实物图;
步骤2:保持定值电阻R阻值不变,闭合开关S后,使R两端电压成倍数变化,如1V、2V、3V,分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数,比较每次电流表的示数是否成整数倍的变化。
步骤3:保持每次定值电阻两端电压保持不变,换用不同的定值电阻,使电阻成整数倍的变化,如5Ω、10Ω、15Ω,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数,比较每次的电阻值与电流值的乘积是否相等。
(1)下面左边为探究“电流跟电压、电阻关系”的电路图,请帮小明将右边实物图按电路图连线(注:电流表用:“0—0.6A”; 电压表用“0—3V”)
(2)“步骤2”的设计目的是为了探究________;
(3)当小明同学在按“步骤3”做时,选一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A,(不考虑温度对电阻的影响),你认为电流表的读数将会是________(填“大于”、“小于”)0.1A,此时滑片应该向________移动(选填“A”、或“B”),此时,手和眼睛的分工是 ________。
四、解答题
18.为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为 8V,传感器电阻 R2 的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为 0 时,R2 的电阻为 50Ω.使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器 R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为 5V。
(1)电压表的示数为 5V 时,电流表的示数为多少?
(2)调零后,R1 的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气 10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?
19.如图所示,R1=20Ω,R2是阻值为0~40Ω的变阻器,电源电压为12V。当P在B端时,电压表的示数多大?当P在AB中点时,电流表、电压表的示数各多大?
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4.6 电流与电压、电阻的关系(2)
一、单选题
1.下图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】先确定图象中两个物理量的关系是怎样的,再看图象中所反应的这两个物理量的关系与电阻一定时,电流与电压关系是否吻合。
【解答】电阻一定时,电流与电压成正比,当导体两端电压为0时,电流不为0,所以该图象为过原点的一条直线。
故答案为:A。
2.如图所示是某电子秤内部简化电路。R0是定值电阻,Rx是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压保持不变。闭合开关,当Rx上压力增大时,随之减小的是( )
A.通过Rx的电流
B.通过R0的电流
C.Rx两端的电压
D.R0两端的电压
【答案】 C
【解析】根据串联电路的特点和欧姆定律对各个选项进行判断即可。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与压敏电阻Rx串联。闭合开关后,Rx的压力增大时,它的阻值减小,根据R总=Rx+R0可知,通过电路的电流增大。根据U0=I0R0可知,R0两端的电压增大。根据U总=Ux+U0可知,Rx两端的电压减小,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
3.在研究“—定电压下,电流与电阻的关系”时,电路图如右图所示。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器上标有“10Ω 1.5A”字样。在a、b两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到2.5V,其原因可能是( )
A.控制电压为2.5V太高 B.电源电压4.5V太低
C.滑动变阻器的最大阻值太大 D.20Ω的电阻阻值太大
【答案】 D
【解析】在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此分析即可。
【解答】探究电流与电阻的关系时,必须控制定值电阻两端的电压相等,这是通过调节滑动变阻器的滑片实现的。在整个过程中,电压表的示数不变,根据U总=U+U变可知,则变阻器两端的电压也不变,即二者电压的比值是不变的。根据可知,定值电阻的阻值越大,变阻器接入的阻值越大。当定值电阻换成20Ω时,由于变阻器的最大阻值不够大,因此电压表的示数不能调到2.5V,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
4.如右图所示,电压表示数为6V,电流表示数为0.2A,若图中虚框内有两只电阻,其中一只电阻R1=10Ω,则另一只电阻R2的阻值及其与Rl的连接方式,下列说法中正确的是( )
A. R2=10Ω与R1串联 B. R2=20Ω与R1并联 C. R2=20Ω与Rl串联 D. R2=10Ω与R1并联
【答案】 C
【解析】在串联电路中,总电阻大于其中任何一个电阻;在并联电路中,总电阻小于其中任何一个电阻,据此判断另一只电阻的串并联关系,并计算其组阻值。
【解答】电路的总电阻;
因为R总>R1 ,所以两个电阻串联。则R2的阻值为:R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω。
故选C。
5.如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变,R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值R′=20Ω。当开关S闭合后,在将滑动变阻器的滑片由B端移动到A端的过程中,电流表示数的变化是由( )
A. 0.1A~0.3A B. 0A~0.1A C. 0.3A~0.1A D. 0.3A~0A
【答案】 A
【解析】首先分析滑片移动时电路的串并联情况,然后计算出总电阻,最后根据欧姆定律计算出总电流即可。
【解答】根据图片可知,当滑片在B端时,定值电阻R与变阻器串联。
此时总电流为:;当滑片在A端时,变阻器的阻值为零,只有定值电阻R,
此时的总电流为:;则电流表的示数变化范围为0.1A~0.3A。故选A。
6.如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒AB和CD连接在一起后接在电源两端。关于AB和CD的电阻R及两端电压U的判断,正确的是( )
A. RAB>RCD , UAB<UCD
B. RAB>RCD , UAB>UCD
C. RAB<RCD , UAB<UCD
D. RAB<RCD , UAB>UCD
【答案】 B
【解析】①电阻与长度成正比,与横截面积成反比,据此比较电阻大小;
②根据串联电路的电流特点和U=IR比较电阻两端的电压大小。
【解答】①AB与CD材料和长度相同,因为SABRCD;
②在串联电路中,各处电流都相等,因此IAB=ICD。根据公式U=IR可知,因为RAB>RCD , 所以电压UAB>UCD。
故B正确,而A、C、D错误。故选:B.
7.以下关于研究“电流与电阻的关系”实验的说法正确的是( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是多次测量取平均值减少误差
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④
【答案】 A
【解析】根据“探究电流与电阻关系”的实验设计思想、实验过程和结论分析判断。
【解答】①闭合开关前,移动滑片P到最右端,此时变阻器的阻值最大,可以防止电流过大烧坏用电器,故①正确;
②探究电流与电阻的关系时,需要控制电阻两端的电压相等而改变电阻的阻值,故②正确;
③④闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电压保持不变,故③、④错误。
故选A。
8.在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验。
①“测量物体的长度”时,多次测量
②“研究液体的内部压强与深度的关系”时,改变液体的深度,多次测量
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值
上述实验中寻找普遍规律的是( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
【答案】 C
【解析】回忆各个实验的过程,分析实验中多次测量的目的,然后进行归类即可。
【解答】①“测量物体的长度”时,多次测量求平均值,可以减小测量误差;
②“研究液体的内部压强与深度的关系”时,改变液体的深度,多次测量,是为了寻找液体压强随深度变化的规律;
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量,是为了寻找串并联电路中电流的普遍特点;
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值,计算出电阻后求它们的平均值,是为了减小测量误差。那么为了寻找普遍规律的是②③。故选C。
9.如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表的示数减小 B. 电压表与电流表的示数之比不变
C. 当滑片移到中点时,电压表示数为2 V D. 当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
【答案】 B
【解析】(1)根据滑片移动方向确定电阻变化,进而判断电流变化,然后根据U=IR分析电压表的示数变化;(2)根据公式分析;
(3)当滑片移动到中点时,首先根据计算出总电流,再根据U=IR计算出电压表的示数;
(4)当滑片移动到a点时,变阻器接入的阻值为零,此时只有定值电阻,根据计算电流表的示数即可。
【解答】根据图片可知,定值电阻R与变阻器串联,电压表测定值电阻的电压。
当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,变阻器的阻值变小,那么总电阻变小,总电流变大,根据U=IR可知,电压表的示数变大,故A错误; 电压表测定值电阻的电压,电流表测通过定值电阻的电流,根据可知,两个电表的示数之比就是定值电阻R,因此它们的比值不变,故B正确;
当滑片移动到中点时,总电流;
此时电压表的示数:U=IR=0.3A×10Ω=3V,故C错误;
当滑片移动到a点时,变阻器接入的阻值为零,此时只有定值电阻,此时电流表的示数: ,故D错误。故选B。
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从最右端滑到最左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )

A. 图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B. 电源电压为16V
C. R1的阻值是20Ω D. 滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】 C
【解析】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。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。
(3)从图像中找到对应的电压和电阻,根据欧姆定律求出R1的阻值
(4)从图像中找到最小电流和变阻器的电压,根据欧姆定律计算滑动变阻器的最大阻值。
【解答】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。
A.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,故A错误;
B.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B错误;
C.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,
定值电阻R1的阻值 , 故C正确;
D.当最小电流为0.2A时,电压表V2的示数为14V,此时变阻器的阻值最大;
则变阻器的最大阻值为: , 故D错误。
故选C。
二、填空题
11.如图所示电路中,电阻R1是20 Ω,电压表的示数是2 V,A2的示数是0.4 A。电阻R2的阻值 Ω,A1的示数为 A。
【答案】 5;0.5
【解析】首先分析两个电阻的串并联关系,然后确定电表测量的物理量,最后根据串并联电路的电压和电流特点计算即可。
【解答】根据图片可知,电阻R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,A2测通过R2的电流。
根据并联电路的电压特点得到:U总=U1=U2=2V;那么通过电阻R1的电流:;则电流表A1的示数:I总=I1+I2=0.1A+0.4A=0.5A;电阻R2的阻值。
12.在如图示数的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合后,滑片P在滑动变阻器R2的某两点之间滑动的过程中,电流表的示数变化范围是1A﹣2A,电压表的示数变化范围是4V﹣8V.则定值电阻R1= Ω,电源电压U= V,R2的最大阻值= Ω。
【答案】 4;12;8
【解析】根据U总=U1+U2 , 结合欧姆定律U=IR列出方程,从而计算出定值电阻R1的阻值和电源电压即可,并根据欧姆定律计算出变阻器的最大阻值。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器的电压。
根据U总=U1+U2得到:U总=4V+2A×R1 ①;
U总=8V+1A×R1 ②;
①②联立解得:R1=4Ω,U总=12V。
变阻器接入的最大阻值为:。
13.定值电阻R1和小灯泡R2的电压和电流关系曲线分别如图所示。R1的阻值为 Ω,若将R1和R2并联后接在5 V的电源两端,则电路中的总电流为 A。
【答案】 10;0.8
【解析】(1)从图像中找到一组对应的R1的电压和电流,然后根据计算它的阻值;
(2)并联时,各支路两端电压等于电源电压;首先根据图像确定二者电压都为5V时通过它们的电流,然后根据并联电路I总=I1+I2计算总电流。
【解答】(1)根据图像可知,当R1的电压为2V时,通过它的电流为0.2A,
那么它的阻值为:。
(2)当R1的电压为5V时,通过它的电流为0.5A;当R2的电压为5V时,通过它的电流为0.3A;
那么并联时总电流为:I总=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A。
14.在学校科技小组制作活动中,小科同学设计了一个模拟调光灯,电路如图甲所示,电源电压为4V;小灯泡正常工作时的电压为2.5V,图乙是该小灯泡的I-U图像;铅笔芯的材质粗细均匀,其长为10cm、阻值为20Ω;回形针A固定在铅笔芯右端,回形针P可以在铅笔芯上自由滑动。请回答下列问题:
(1)根据乙图,小灯泡灯丝的阻值与温度的关系:________。
(2)当P滑到距A点Xcm处时,电路中的电流为0.2A,则X=________ cm。
(3)当p滑到距A点2.5cm处时,电路中小灯泡两端的电压为________V。
【答案】 (1)灯丝的阻值随温度的升高而增大(2)7.5(3)2.5
【解析】(1)根据乙图分别计算出对应的阻值,然后再分析灯丝电阻随温度的变化规律;
(2)根据乙图确定电流为0.2A时灯泡的电压,并根据计算出此时灯泡的电阻,再根据计算出总电阻,接下来根据R=R总-RL计算出铅笔芯的阻值,最后根据“导体电阻与长度成正比”计算X的值;
(3)首先根据“导体电阻与长度成正比”计算出铅笔芯接入的阻值,再根据U'=I'R'计算出它的电压,并根据乙图确定U总=UL+U'对应的灯泡电压即可。
【解答】(1)根据公式分别计算出电压1V、1.5V、2V时的灯泡电阻为:5Ω、6.25Ω、7.14Ω、则得到:灯丝的阻值随温度的升高而增大。
(2)当电流为0.2A时,总电阻为:;
根据乙图可知,此时灯泡的电压为1V,则电阻为:;
此时铅笔芯的电阻R=R总-RL=20Ω-5Ω=15Ω;
根据导体的长度与电阻成正比得到:;
则X=7.5cm。
(3)当p滑到距A点2.5cm处时,此时铅笔芯接入的阻值为:;
根据乙图可知,当通过灯泡的电流为0.3A时,它的电压为2.5V;
此时U总=UL+U'=2.5V+0.3A×5Ω=4V。
则小灯泡两端的电压为2.5V。
三、实验探究题
15.某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1).第一个实验是测量电阻Rx的阻值,他们在A、B间接入待测电阻Rx,请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将乙图中的实物图连接完整。
(2).第二个实验是测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡,正确连接电路,闭合开关后, (请将实验步骤的相应操作补充完整)至电压表的示数为2.5V时,记录下电流表示数,算出灯泡的额定功率。
(3).若图甲在A、B间接入10Ω定值电阻,其他元件不变,下列实验可完成的是__ ___。
A. 探究通电导体产生的热量与电阻的关系
B. 探究电流与电压的关系
C. 探究电流与电阻的关系
【答案】 (1)
(2)(向右)调节滑动变阻器的滑片(3)B
【解析】(1)在伏安法测电阻的实验中,除了电压表与待测电阻并联,其它的都是串联,要注意电表量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线一上一下原则。
(2)在测定灯泡额定功率的实验中,闭合开关后,此时电压表的示数肯定小于灯泡的额定电压,需要调节变阻器的滑片,从而使电压表的示数增大,直到等于额定电压时,记下电流表的示数即可。
(3)根据各个实验的探究要求分析判断。
【解答】(1)电压表应该并联在AB两端,变阻器应该与定值电阻串联。根据图乙可知,可将变阻器左上角的接线柱与B端的接线柱相连。再将电压表“-”接线柱与B端相连,如下图所示:
(2)正确连接电路,闭合开关后,(向右)调节滑动变阻器的滑片至电压表的示数为2.5V时,记录下电流表示数,算出灯泡的额定功率。
(3)A.探究通电导体产生的热量与电阻的关系时,需要想办法判断产生热量的多少,而本题器材不能满足,故A错误;
B.探究电流与电压的关系时,需要不断改变电压,并记下电流表的示数,用滑动变阻器可以达到目的,故B正确;
C.探究电流与电阻的关系时,需要控制电压相同而不断改变电阻,本题只有一个电阻,无法完成,故C错误。故选B。
16.为了探究电流与电阻之间的关系,小明选择阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻,“15Ω 2.5A"的滑动变阻器等器材,按图甲方式连接电路进行实验。将5Ω的电阻接入电路中,调节滑片,观察电流表示数如图乙,再用10Ω、20Ω电阻重复实验。
(1).图乙中电流表的示数为 。
(2).将10Ω的定值电阻接入电路后,小明的操作步骤为 。
(3).为了完成上述实验,可选择的电源电压最大为 。
【答案】 (1)0.8(2)向右移动滑动变阻器至电压表示数为4伏(3)7伏
【解析】(1)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数;
(2)探究电流与电阻的关系时,必须控制电阻两端的电压相等。将5Ω换成10Ω后,定值电阻变大,则它两端的电压变大。要使它两端的电压恢复原来的电压,就必须减小它的电压,根据U总=U1+U2可知,变阻器两端的电压必须增大。根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时变阻器的阻值要增大,据此推测小明的步骤。
(3)当定值电阻为20Ω,变阻器的阻值最大为15Ω时电源电压最大,根据“串联电路电压与电阻成正比”计算即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,读书为0.8A;
(2)定值电阻两端的电压为:U=IR=0.8A×5Ω=4V,则将10Ω的定值电阻接入电路后,小明的操作步骤为:向右移动滑动变阻器至电压表示数为4伏。
(3)当定值电阻为20Ω,变阻器的阻值最大为15Ω时电源电压最大,
根据“串联电路电压与电阻成正比”得到:;
; 解得:U总=7V。
17.在探究“电流跟电压、电阻关系”的过程中,小明同学做了如下步骤:
步骤1:根据电路图连接实物图;
步骤2:保持定值电阻R阻值不变,闭合开关S后,使R两端电压成倍数变化,如1V、2V、3V,分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数,比较每次电流表的示数是否成整数倍的变化。
步骤3:保持每次定值电阻两端电压保持不变,换用不同的定值电阻,使电阻成整数倍的变化,如5Ω、10Ω、15Ω,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数,比较每次的电阻值与电流值的乘积是否相等。
(1)下面左边为探究“电流跟电压、电阻关系”的电路图,请帮小明将右边实物图按电路图连线(注:电流表用:“0—0.6A”; 电压表用“0—3V”)
(2)“步骤2”的设计目的是为了探究________;
(3)当小明同学在按“步骤3”做时,选一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A,(不考虑温度对电阻的影响),你认为电流表的读数将会是________(填“大于”、“小于”)0.1A,此时滑片应该向________移动(选填“A”、或“B”),此时,手和眼睛的分工是 ________。
【答案】 (1)
(2)在电阻不变时,电流与电压的关系
(3)大于;右;手调节滑动变阻器滑片,同时眼睛观察电压表示数
【解析】(1)在探究“电流与电压、电阻关系”的实验中,除了电压表与定值电阻并联,其它的都是串联,要主要电表量程和接线柱的选择,还要主要变阻器接线“一上一下”。
(2)根据控制变量法的要求分析设计目的;
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此分析换成10Ω电阻后电压的变化,再根据欧姆定律判断电流的变化。根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化,进而确定滑片的移动方向。调节滑片的目的是让电压表的示数恢复到原来的大小,因此应该用手调节滑片时,眼睛要观察电压表的示数,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,变阻器已经连接左下的A接线柱,则可将C接线柱与定值电阻R的右端相连,再将R的左端与电流表的“0.6”接线柱相连。接下来,将电压表的“3”接线柱与R的右端相连,将电压表“-”接线柱与R的左端相连,如下图所示:
(2)在步骤2中,定值电阻的阻值不变,而它两端的电压不变改变,则探究目的是:在电阻不变时,电流与电压的关系;
(3)根据串联电路的分压规律可知,换成10Ω的电阻后,电压表的示数肯定大于1V,根据可知,电流表的示数肯定大于0.1A。由于电流表的示数要减小,那么变阻器的阻值要增大,即滑片向右移动。此时,手和眼睛的分工是:手调节滑动变阻器滑片,同时眼睛观察电压表示数。
四、解答题
18.为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为 8V,传感器电阻 R2 的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为 0 时,R2 的电阻为 50Ω.使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器 R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为 5V。
(1)电压表的示数为 5V 时,电流表的示数为多少?
(2)调零后,R1 的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气 10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?
【答案】 (1)U2=6V,R2=50Ω
电流表的示数:
(2)∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴此时R1两端的电压:
U1=U-U2=8V-5V=3V,
∴ ,
调零后,R1的电阻保持不变,此时变阻器两端的电压:
U1′=I′R1=0.2A×30Ω=6V,
∴电压表的示数:U2′=U-U1′=8V-6V=2V,
因此此时电压表的示数为2V。
【解析】(1)已知电压表的示数,电阻R2的大小,根据电流公式求出电流表示数。
(2)由题可知,变阻器的阻值不变,已知电路中的电流,故可求变阻器的两端电压,再由电源电压减去这个值,就是电压表的示数。
19.如图所示,R1=20Ω,R2是阻值为0~40Ω的变阻器,电源电压为12V。当P在B端时,电压表的示数多大?当P在AB中点时,电流表、电压表的示数各多大?
【答案】 解:①当P在B端时,R2的阻值为40Ω
电路中的总电阻为: R= R1+R2= 20Ω+40Ω= 60Ω
由欧姆定律I= = 12V/60Ω=0.2A
U1=IR1=0.2A×20Ω=4V
②当P在AB中点时,变阻器接入电路的阻值为: 20Ω
则电路总电阻为:R'=R1+R2=20Ω+20Ω=40Ω
此时电路电流I'= =12V/40Ω=0.3A
电压表示数为: U1'=I'R1=0.3A×20Ω=6V
答:当P在B端时,电压表的示数为4V.当P在AB中点时,电流表、电压表的示数分别为:0.3A、6V。
【解析】①当P在B端时,变阻器R2与R1串联,电压表测R1的电压。首先根据 R= R1+R2 计算出总电阻,再根据 计算出总电流,最后根据 U1=IR1 计算出电压表的示数。
②当P在AB中点时,变阻器的阻值接入一半,为20Ω,再用(1)中相同的方法,计算出电压表的示数即可。
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