[第十四章 三、欧姆定律 第2课时 欧姆定律的理解及简单计算]
一、选择题
1.对于欧姆定律的公式,下列说法中正确的是 ( )
A.根据I=,当U=0 V时,I=0 A
B.根据R=,当U=0 V时,R=0 Ω
C.根据U=IR,同一电路中,电阻大的导体两端电压一定大
D.根据R=,导体的电阻与导体两端的电压和通过导体的电流有关
2.某同学用电流表和电压表测得甲、乙两导体的电阻后,作出了其I-U关系图像如图所示,则下列判断中正确的是 ( )
A.R甲>R乙 B.R甲=R乙 C.R甲3.有两个电阻R1和R2,当它们两端的电压之比是4∶3时,通过它们的电流之比是2∶5,则R1和R2的电阻之比是 ( )
A.5∶3 B.10∶3 C.3∶5 D.8∶15
4.如图所示,闭合开关S,两电流表指针向右偏转角度相同,则R1与R2两端的电压之比U1∶U2,通过R1、R2的电流之比I1∶I2,电阻之比R1∶R2分别为 ( )
A.1∶1 4∶1 1∶4
B.1∶1 1∶4 4∶1
C.1∶1 5∶1 1∶5
D.1∶4 1∶1 1∶4
5.[2019·滨州] 如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻.闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数不变 B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变 D.电压表示数不变,电流表示数变小
6.在某一温度下,连接在电路中的两段导体甲和乙的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知,下列分析错误的是 ( )
A.甲、乙导体均为定值电阻,甲的阻值为0.2 Ω,乙的阻值为0.1 Ω
B.甲两端电压为3 V时,通过甲的电流为0.6 A
C.通过乙的电流为0.2 A时,乙两端电压为2 V
D.甲、乙并联在电路中时,通过甲的电流与通过乙的电流之比为2∶1
二、填空题
7.在研究电路问题时,使用的电源电压为3 V,学生实验使用的常规电流表的电阻为0.3 Ω,若将电流表和电源的两极直接相连,则通过电流表的电流为 A,这样操作的后果是 .
8.如图所示,闭合开关后,电压表的示数为6 V,电流表的示数为300 mA,则电阻R的阻值为 Ω;当开关断开时,该电阻的阻值为 Ω.
9.一个阻值为20 Ω的电阻,测得通过它的电流为5 A,那么此时加在这个电阻两端的电压是 .
10.小刚学了欧姆定律后,为了测量铅笔芯的电阻,将一根铅笔芯接在3 V电源两端,测出通过铅笔芯的电流是0.15 A,则该铅笔芯的电阻为 Ω;若将这根铅笔芯两端的电压增加到6 V,则通过它的电流是 A,它的电阻为 Ω.
11.[2019·宜昌] 客厅有三组六盏相同的白炽灯,由一个开关控制,其中有一盏不亮,另五盏正常发光(如图所示).已知家庭电路的电压为220 V,每只灯工作时电阻为1100 Ω,则此时通过开关的电流为 A,不亮的那一盏灯 (选填“断路”或“被短接”)了.
12.如图所示的电路中,电源电压为12 V,闭合开关S后,电流表和电压表的示数分别为0.6 A和9 V.
(1)通过R1的电流为 A.
(2)小翔同学在求R1的阻值时,解题过程为:根据欧姆定律,R1===15 Ω.小翔的解题过程是否正确 (选填“正确”或“不正确”).请说明理由: .
13.[2018·襄阳] 电阻R1与R2的I-U图像如图所示.随电压、电流的增大,R2的阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”).当R2两端的电压为1.5 V时,R2的阻值是
Ω;若将它们并联接到电压为2.5 V的电源上,则干路中的电流是 A.
14.小明按照实验要求在课堂上探究电流和电阻的关系,电源电压保持6 V不变,分别将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻R接入电路,测得通过各定值电阻的电流,并作出了如图所示的I-R图像,则实验中电压表的示数保持 不变;为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 的滑动变阻器.
三、解答题
15.[2020·吉林] 如图所示,电源电压不变,R2的电阻为20 Ω,闭合开关后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.2 A.求:
(1)R1的电阻.
(2)电源电压.
16.如图所示,电源电压不变,电阻R1=10 Ω,开关S闭合时,电流表A的示数为0.3 A;开关S断开时,电流表的示数为0.1 A.求:
(1)电源电压.
(2)开关断开时,电阻R2两端的电压.
(3)R2的阻值.
17.在探究“—定电压下,电流与电阻的关系”时,电路图如图所示.电源电压恒为4.5 V,滑动变阻器上标有“10 Ω 1.5 A”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,使电压表的示数为2.5 V,读出电流表的示数.当20 Ω的电阻接入a、b间时,电压表的示数始终无法达到2.5 V,其原因可能是 ( )
A.20 Ω的电阻阻值太大
B.电源电压4.5 V太低
C.滑动变阻器的最大阻值太大
D.控制电压为2.5 V太高
18.探究电流与电压关系的实验电路如图所示,实验中调节滑动变阻器,电压表的示数由2 V变为2.5 V时,电流表的示数变化了0.1 A,则该定值电阻R的阻值为 Ω,当电压表示数为2.5 V时,电流表的示数为 A.
答案
1.A 2.C
3.B 由I=可得,R1和R2的电阻之比:R1∶R2=∶=×=×=.
4.A 由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流.因并联电路中各支路两端的电压相等,所以R1与R2两端的电压之比U1∶U2=1∶1,故D错误.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针向右偏转角度相同,所以电流表A1的量程为0~3 A,电流表A2的量程为0~0.6 A,且A1的示数是A2示数的5倍,即I=5I2,则通过两电阻的电流之比I1∶I2=(I-I2)∶I2=(5I2-I2)∶I2=4∶1,故B、C错误.由I=可得,两电阻的阻值之比R1∶R2=∶=I2∶I1=1∶4,故A正确.
5.D 定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表测量干路中的电流,电压表测并联电路的电压.滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,连入电路的电阻变大,所以该支路的电流变小,干路中的电流也变小,即电流表的示数变小.电压表测电源电压,所以示数不变.
6.A 由图像可知,当U=3 V时,I甲=0.6 A,I乙=0.3 A,则根据I=可得两导体的电阻分别为R甲===5 Ω;R乙===10 Ω,故A错误.由图像可知,甲两端电压为3 V时,通过甲的电流为0.6 A;通过乙的电流为0.2 A时,乙两端电压为2 V,故B、C正确.甲、乙并联在电路中时,电压相同,甲与乙的电阻之比为1∶2,则通过甲的电流与通过乙的电流之比为2∶1,故D正确.
7.10 损坏电流表和电源 由欧姆定律知,通过电流表的电流:I===10 A,大于3 A,超过电流表的最大测量值,电流表和电源会被损坏.
8.20 20 由电路图可知,电路为R的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,由I=可得,电阻R的阻值:R===20 Ω,因电阻是导体本身的一种性质,与其两端的电压和通过它的电流无关,所以,当开关断开时,该电阻的阻值仍为20 Ω不变.
9.100 V
10.20 0.3 20
11.1 断路 家庭电路中,一盏灯不亮且另五盏正常发光,说明六盏白炽灯工作时互不影响,故六盏白炽灯并联连接;由一个开关控制,则开关在干路中,由于六盏白炽灯相同,且五盏正常发光,则干路电流:I=5I1=5×=5×=1 A;由于不亮的灯对其他灯泡没有产生影响,故这盏灯发生了断路故障.
12.(1)0.6 (2)不正确 R1两端的电压取值错误
13.变大 10 0.7
14.2.5 V 35 Ω 由图知,电阻两端的电压:UV=2.5 V且保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=6 V-2.5 V=3.5 V,当接入25 Ω电阻时,电路中电流为0.1 A,此时变阻器连入电路中的电阻大为R滑===35 Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少为35 Ω的滑动变阻器.
15.由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测量电阻R1两端的电压.
(1)由I=得,R1的电阻:R1===10 Ω.
(2)由I=得,电阻R2两端的电压:U2=IR2=0.2 A×20 Ω=4 V,
所以电源电压:U=U1+U2=2 V+4 V=6 V.
16.(1)由电路图可知,开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,电源的电压:U=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V.
(2)当开关断开时,两电阻串联,电流表测电路中电流,串联电路中电流处处相等,由I=可得,U1=IR1=0.1 A×10 Ω=1 V,则电阻R2两端的电压:U2=U-U1=3 V-1 V=2 V.
(3)由I=可得,R2===20 Ω.
17.A 当电阻为20 Ω时,电流I===0.125 A,滑动变阻器接入电路的电阻:R滑===16 Ω,大于滑动变阻器的最大电阻10 Ω,滑动变阻器的最大阻值太小,实验不能完成,可以换用阻值小一些的定值电阻,即20 Ω的电阻阻值太大、电源电压太高.
18.5 0.5 定值电阻的阻值等于两端电压的变化量与通过电流的变化量的比值.R===5 Ω,当电压表示数为2.5 V时,电流表的示数为I===0.5 A.