4.6电流与电压、电阻的关系 同步练习（含解析）

电流与电压、电阻的关系
一、单选题
1.甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图象如图所示，现将甲、乙两灯串联在电路中，当甲灯两端的电压为2V时，则关于该电路下列判断正确的是（ ）
A. 电路中的电流为0.3 A B. 甲、乙两灯的阻值之比为3：2
C. 乙灯两端的电压2 V D. 电路两端的总电压为5V
2.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. 图线A是电阻R1的I-U关系图象
B. 电源电压为14伏
C. R1的阻值是20欧
D. 滑动变阻器R2的最大阻值为30欧
3.如图所示的电路，已知电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，定值电阻R1的阻值为10 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω，电源电压为 6 V。开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动的过程中，保证电流表、电压表不被烧坏的情况下，下列说法正确的是( )
A. 电压表最小示数是1 V
B. 滑动变阻器滑片允许滑到最左端
C. 电路中允许通过的最大电流是0.6 A
D. 滑动变阻器滑片移动的过程中，电流表先达到最大量程
4.如图为灯L1、L2的U－I图像，根据图像可知( )
A. 通过L2的电流为0.2 A时，L2两端的电压为100 V
B. 电压为160 V时，通过L1的电流较大
C. 电压为160 V时，L1的电阻较大
D. 把两灯串联接入220 V的电路中，L1两端的电压较小
5.图1可表示“M与N的并列关系”，图2可表示“M属于N的从属关系”。下列概念间的关系符台图3所示关系的是（ ）
X Y Z
A 胰岛素 血糖 糖尿病
B 电流 电压 电阻
C 对流层 平流层 大气层
D 饱和溶液 不饱和溶液 浓溶液
A. A B. B C. C D. D
6.如图所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S,调节滑片的位置，使变阻器的阻值从最大变化到最小，得到两个电阻的“U-I”关系图象如图所示。则下列判断正确的是（ ）
A. 变阻器滑片在中点时，电流表示数为0.3A
B. 定值电阻R1的阻值为20Ω
C. 图象乙反映了R2的“U-I”关系
D. 滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
7.L1和L2是两个规格不同的灯泡，L1电阻较大。将它们串联接入电路中，发现L1亮度大于L2。若通过L1、L2的电流分别为I1、I2 ， L1、L2两端的电压分别为U1、U2。下列关系中正确的是（ ）
A. I1>I2 B. U1>U2 C. I1 8.如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列判断正确的是( )
A. 电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡变暗 B. 电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡变亮
C. 电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡变亮 D. 电流表示数变小，电压表示数变大，灯泡变暗
9.如图是甲、乙两电阻的电流随电压变化的曲线，据图判断( )。
A. R甲R乙 D. 无法确定
10.某同学用如图所示的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”时，在实验过程中， 当A、B两点间的电阻由10欧的R1更换为15欧的R2后，闭合开关，他接下来应该进行的操作是( )。
A. 读取电流表的数据 B. 保持变阻器滑片不动 C. 增加电池的节数 D. 调节变阻器滑片
11.图1电路中，电源电压可调，R为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图2。若把其中一个电表改装成温度计，要求温度升高时，电表示数增大。下列操作可提高温度计灵敏度的是（ ）
A. 减小电源电压 B. 减小R的电阻值 C. 增大电流表量程 D. 增大电压表量程
12.如题图所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如题图所示，下列说法不正确的是( )
A. 电源电压是9V
B. 定值电阻R的阻值是6Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0～18Ω
D. 若定值电阻R出现接触不良时，电流表示数为0，电压表示数为9V
二、填空题
13.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。
14.在相距20 km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知每1 m输电线的电阻为0.01 Ω。现发现输电线在某处发生短路，为确定短路的位置，检修员利用电压表、电流表和电源连接成如图所示电路进行检测。当电压表的示数为1.5 V时，电流表示数为30 mA，则短路处距甲地一条输电线的电阻为 Ω，短路位置距甲地的距离为 km。
三、实验探究题
15.小新在探究“通过导体的电流与电压的关系”时，设计了图甲的电路。电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”的字样。
（1）实验时，小新发现电压表V2指针如图乙所示，为完成实验，则小新接下来进行的操作是 。
（2）纠正错误后，实验中小新记录了多组电流表A和电压表V1、V2的示数，作出A、B两条图线，如图丙，其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的图线是 。
（3）小元认为用标有“20Ω 1A”的滑动变阻器R3也能得到丙图的AB两条线，你赞同他的观点吗？说明你的理由 。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】【分析】（1）在串联电路中，各处电流都相等，根据图像确定甲的电压为2V时通过电路的电流即可；
（2）在串联电路中，电压与电阻成正比；
（3）根据图像确定乙的电压；
（4）根据U总=U甲+U乙计算即可。
【解答】根据图像可知，当甲的电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，则整个电路中的电流为0.4A，故A错误；
当电流为0.4A时，乙的电压为3V，故C错误；
甲和乙的阻值之比： ， 故B错误；
电路的总电压为：U总=U甲+U乙=2V+3V=5V，故D正确。
故选D。
2.【答案】 C
【解析】【分析】（1）在串联电路中，电压与电阻成正比，据此确定R2的电压变化规律，从而确定图像与电阻的对应关系；
（2）在串联电路中，总电压等于各处电压之和，从图乙中找到电流相同时对应的两个电压，然后根据U总=U1+U2计算即可；
（3）从图像中找到一组对应的电流和电压，然后根据计算R1的阻值；
（4）从图像中找到电流最小时变阻器对应的电压，此时它的阻值最大，根据计算出它的最大阻值。
【解答】根据甲图可知，电阻R1与变阻器R2串联，电压表V1测R1的电压，V2测R2的电压，电流表测总电流。
A.当变阻器的滑片从右端向左端移动的过程中，变阻器的阻值减小，根据串联电路电压的分配规律可知，电压表V2的示数减小。根据图乙可知，图像A为R2的图像，B为R1的图像，故A错误；
B.根据图乙可知，当电流为0.2A时，电压表V1的示数为4V，V2的示数为14V，那么总电压U总=U1+U2=4V+14V=18V，故B错误；
C.根据图乙可知，当电流为0.2A时，电压表V1的示数为4V，那么电阻R1的阻值为： ， 故C正确；
D.根据图乙可知，通过电路的最小电流为0.2A，此时变阻器的电压为14V，那么变阻器的最大阻值： ， 故D错误。
故选C。
3.【答案】 A
【解析】【分析】（1）当电压表的示数最小时，通过电路的电流也最小，此时变阻器接入的阻值最大，根据欧姆定律计算出最小电流，再根据U=IR计算电压表的最小示数；
（2）当变阻器的滑片到达最左端时，它的阻值为零，计算出此时电压表的示数和电流表的示数，与其量程比较即可；
（3）根据电压表的量程确定通过电路的最大电流，然后再与电流表的量程比较；
（4）计算出滑片到达最左端时，两个电表的示数是否超过量程即可。
【解答】A.根据串联电路的分压特点可知，滑动变阻器接入电路中的阻值最大时电压表的示数最小，电路中的最小电流Imin＝ ＝ ＝0.1 A，电压表的最小示数Umin＝IminR1＝0.1 A×10 Ω＝1 V，故A正确；
B.由电路图可知，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，电压表测电源的电压，电源电压6 V大于电压表的最大量程3 V，所以滑动变阻器的滑片不能移到最左端，故B错误；
C.当滑片到达最左端时，此时变阻器的阻值为零，只有R1 ， 根据欧姆定律可得，此时电路中的电流I＝ ＝ ＝0.6 A，此时电压表的示数为6V>3V，超过量程，所以电路中的最大电流不可能为0.6 A，故C错误；
D.根据上面的分析可知，当滑片在最左端时，电流表刚好达到量程，而电压表已经超过量程，所以两电表中电压表先达到最大量程，故D错误。
故选A。
4.【答案】 C
【解析】【分析】（1）（2）根据图像，分别找到对应的电压值和电流值，然后进行比较和判断；
（3）根据公式比较电阻大小即可；
（4）在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，据此分析比较。
【解答】A.通过L2的电流为0.2 A时，L2两端的电压为50 V ，故A错误；
B.电压为160 V时，通过L1的电流为0.25A，通过L2的电流为0.45A，故B错误；
C.电压为160 V时，通过灯泡的电流I1R2 ， 故C正确；
D.把两灯串联接入220 V的电路中，它们两端的电压与电阻成正比，即。因为R1>R2 ， 所以U1>U2 ， 故D错误。
故选C
5.【答案】 C
【解析】【分析】根据图3可知，X和Y为并列关系，而它们都属于Z，据此对各个选项的内容进行判断即可。
【解答】A.胰岛素、血糖和糖尿病之间即没有并列关系，也没有从属关系，故A不合题意；
B.电流、电压和电阻是电学的三个基本物理量，为并列关系，故B不合题意；
C.大气层包括对流层和平流层，而对流层和平流层为并列关系，故C符合题意；
D.饱和溶液和不饱和溶液属于并列关系，但是它们不一定是浓溶液，即不存在从属关系，故D不合题意。
故选C。
6.【答案】 A
【解析】【分析】根据左图，确定电阻的串并联关系，分析电表测量的物理量，然后结合欧姆定律、串并联电路的电压、电流特点对各个选项的内容进行分析判断即可。
【解答】根据图片可知，电阻R1与R2串联，电压表V1测R1的电压，V2测变阻器的电压。
当变阻器的电阻变小时，通过电路的电流变大；根据串联电路电压与电阻成正比可知，电压表V2的示数变小，那么乙为R1的‘U-I’关系图，而甲为R2的“U-I”关系图，故C错误；
当电流为0.2A时，R1的电压为2V，R2 的电压为4V；
电源电压U总=U1+U2=2V+4V=6V；
那么R1的电阻；
那么R2的电阻；
故B错误；
当变阻器滑片在中点时，此时R2=10Ω；
电流表的示数：；
故A正确；
变阻器的阻值变化范围为0~20Ω，故D错误。
故选A。
7.【答案】 B
【解析】【分析】根据串联电路的电流规律比较电流的大小，然后根据U=IR比较两个灯泡两端的电压大小。
【解答】根据“串联电路中各处电流都相等”的规律可知，通过两个灯泡的电流相等，即I1=I2 ， 故A、C错误；
根据公式U=IR可知，当电流相等时，导体的电压与电阻成正比，因为电阻R1>R2 ， 所以电压U1>U2 ， 故B正确，D错误。
故选B。
8.【答案】 D
【解析】【分析】根据滑片的移动方向确定变阻器的阻值变化，根据“电流与电阻的反比关系”确定电流变化，根据串联电路的分压规律分析电压表的示数变化。
【解答】根据电路图可知，灯泡与变阻器串联，电压表与变阻器并联，电流表测总电流。当变阻器的滑片向左移动时，变阻器的阻值变大，那么电流表的示数变小，灯泡变暗。根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，电压表的示数变大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
9.【答案】 A
【解析】【分析】根据欧姆定律的变形式分析判断即可。
【解答】根据公式可知，当电压相等时，电流与电阻成反比。
如下图所示，当电压相同时，通过它们的电流：I甲>I乙；
那么R甲故选A。
10.【答案】 D
【解析】【分析】首先根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律分析电压表的示数变化，然后与原来的示数相比，分析要恢复原来的示数时电压表的示数变化，接下来根据U总=U1+U2分析变阻器的电压变化，最后再根据串联电路的分压确定变阻器的阻值变化即可。
【解答】当A、B两点间的电阻由10欧的R1更换为15欧的R2后，根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律可知，电压表的示数会变大，要保持原来的示数不变，那么电压表的示数就要减小。根据U总=U1+U2可知，变阻器两端的电压就要变大。根据串联电路的分压规律可知，变阻器的阻值要变大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
11.【答案】 B
【解析】【分析】首先根据图2确定温度升高时热敏电阻的阻值变化，然后根据“串联电路电压与电阻成正比”分析电压表的示数变化，根据“电流与电阻成反比”分析电流表的示数变化，据此确定可以改装成温度计的电表即可。
【解答】根据图1可知，定值电阻R与热敏电阻Rt串联，电压表测Rt电压，电流表测总电流。
根据图2可知，当温度升高时，热敏电阻Rt阻值减小，根据串联电路的分压规律可知，电压表的示数减小；根据电流与电阻的反比关系可知，电流表的示数增大。
因此将电流表改装成温度计。
要提高温度计的灵敏度，其实就是温度相同时，增大电流；
根据公式可知，只需要减小定值电阻R的阻值即可。
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
12.【答案】 C
【解析】【分析】（1）当滑片P位于a端时，电路为电阻R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，根据这个状态确定电源电压；
（2）根据（1）中的状态，确定定值电阻两端的电压和电流，然后根据欧姆定律计算它的阻值；
（3）当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，根据乙图确定最小电流值，利用R总＝ 计算出总电阻，最后利用R滑大＝R总﹣R计算出变阻器的最大阻值，进而确定变阻器的阻值变化范围；
（4）分析R接触不良时电路的变化，据此确定电表的示数。
【解答】当滑片P位于a端时，电路为电阻R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，
由图象可知，电路中的最大电流1.5A时，电压表的示数为9V，即电源的电压为9V，故A正确不合题意；
由I＝ 可得，定值电阻R的阻值：R＝ ＝ ＝6Ω，故B正确不合题意；
当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的最小电流I′＝0.5A，
则电路中的总电阻：R总＝ ＝ ＝18Ω，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以滑动变阻器的最大阻值：R滑大＝R总﹣R＝18Ω﹣6Ω＝12Ω，
所以滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω，故C错误符合题意；
当定值电阻R出现接触不良时，则串联电路断路，电流表示数为0，此时电压表串联在电路中，相当于测量电源电压，其示数为9V，D正确不合题意。
故选C。
二、填空题
13.【答案】 4；12；8
【解析】【分析】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：。
14.【答案】 25；2.5
【解析】【分析】（1）首先根据计算出两条导线的总电阻，再根据计算一条输电线的电阻；
（2）根据计算出短路位置距离甲地的距离。
【解答】（1）两条导线的总电阻；
一条输电线的电阻。
（2）短路位置距甲地的距离：。
三、解答题
15.【答案】 （1）A
（2）L2
（3）由题可知，当报警器达到出厂预设值4%时，查图乙可得，气敏电阻阻值为40Ω
已知R1和滑动变阻器R2串联，控制电路电源电压U1=3V，电流I=0.03A
根据欧姆定律R总= =100Ω
所以，滑动变阻器接人电路的阻值R2=R总-R1=100Ω-40Ω=60Ω
（4）B,C,D
【解析】【分析】（1）密度小的气体向上运动，密度大的气体向下运动，据此确定报警器的安装位置。
（2）根据两个灯泡的工作状态判断；
（3）通过图乙确定燃气浓度达到4%时气敏电阻的阻值，然后根据 计算出此时电路的总电阻，最后根据 R2=R总-R1 计算出滑动变阻器接入的阻值。
（4）根据有关燃气的使用安全的知识分析判断。
【解答】（1）如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷)，那么天然气主要集中在上面，则报警器应安装在厨房A区域。
（2）当报警器报警时，衔铁被吸下来，此时灯泡L2发光，而L1熄灭，所以蜂鸣器应该与L2并联。
（3）由题可知，当报警器达到出厂预设值4%时，查图乙可得，气敏电阻阻值为40Ω；
已知R1和滑动变阻器R2串联，控制电路电源电压U1=3V，电流I=0.03A；
根据欧姆定律 ；
所以，滑动变阻器接人电路的阻值R2=R总-R1=100Ω-40Ω=60Ω。
（4）如果屋内有燃气泄露，那么一旦遇到明火，很容易发生爆炸。
A.迅速打开排风扇，它的开关闭合时会有火花出现，可能会引燃燃气，故A错误；
B.打开门窗通风换气，可以降低屋内燃气的浓度，避免爆炸的发生，故B正确；
C.禁止切断报警器电源，因为切断电源的瞬间也会产生火花，可能引起爆炸，故C正确；
D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀，防止爆炸的发生，故D正确。
故选BCD。
四、实验探究题
16.【答案】 （1）断开开关，更换电压表正负接线柱导线
（2）A
（3）不赞同，因为用“20Ω 1A”滑动变阻器R3 后，图丙不能作出显示1-2V电压值是的电流值，也无法作出4-5V电压值时的电流值
【解析】【分析】（1）根据电压表的实验规范分析；
（2）根据欧姆定律分析两个电压表的示数变化规律，然后与丙图对照即可；
（3）根据欧姆定律计算出定值电阻的电压的变化范围，然后与图丙进行比较即可。
【解答】（1）根据乙图可知，电压表的指针反偏了，说明电压表的正负接线柱接反了，则接下来的操作为：断开开关，更换电压表正负接线柱导线。
（2）根据甲图可知，电压表V1测R1的电压。而R1为定值电阻，根据U=IR可知，电压表V1的示数随电流表示数的增大而增大，则表示通过R1的电流和R1两端电压关系的图线是A。
（3）根据图像可知，电压表V1的最大示数为6V，即电源电压为6V；
而电阻；
当使用“20Ω 1A”的变阻器时，它的最大阻值为20Ω；
则此时最小电流为：；
电压表V1的最小示数为：U1'=I'R1=0.2A×10Ω=2V；
则电压表V1的示数变化范围为2V~6V。
因此图丙中1-2V的部分是得不到的。
则我不同意小元的看法，理由是：因为用“20Ω 1A”滑动变阻器R3 后，图丙不能作出显示1-2V电压值是的电流值。