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2022-2023学年度鲁科版九年级物理上册 第13章欧姆定律及其应用 同步练习
一、单选题
1.(2022九上·二道期末)19世纪20年代,对电流跟电阻和电压之间的关系进行大量实验研究的科学家是( )
A.欧姆 B.伏特 C.安培 D.焦耳
2.如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2 V时,R甲=0.4 Ω
C.如图2所示,当开关S闭合,电路电流为0.2 A时,电路总电阻是15 Ω
D.如图3所示,当开关S闭合,电源电压为2 V时,电路总电流为0.4 A
3.(2022九下·深圳月考)如图所示的电路中,电源电压为4伏。现有如下两种操作:①将滑动变阻器滑片向左移;②用6伏的电源替换原来的电源。其中可以使电压表V1示数与V2示数的比值变大的操作有( )
A.只有①可行 B.只有②可行 C.①②都可行 D.①②都不行
4.(2021九上·通州期末)关于公式 ,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压为0时,导体的电阻一定为0
B.导体的电阻等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值
C.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定
D.导体的电阻与通过导体的电流成反比
5.(2022九下·海安月考)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,如图所示.图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动.现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器凡的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大.以下四个图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6.(2022九下·开州月考)如下图1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关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R1的“U﹣I”关系图像
B.电源电压为9V
C.R1的阻值为20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
7.(2021九上·崇左期末)如图甲电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,在滑片P从a端向b端移动过程中,电压表和电流表示数变化情况如图乙所示,则( )
A.电源电压为4 V
B.R1的阻值为20 Ω
C.P在中点时,两电表示数对应于乙图的C点
D.P在中点时,两电表示数对应于乙图的B点
8.(2021九上·揭西期末)甲、乙两个定值电阻,分别为“10Ω 1A”和“10Ω 0.6A”,现将它们先后串联和并联起来分别允许加上的最高电压是( )
A.12V 6V B.12V 10V
C.16V 6V D.16V 10V
9.(2022九下·重庆市月考)如图所示,电源电压保持不变,当开关闭合后,使滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,以下说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表的示数变大,的示数变小
B.电压表的示数不变,电流表的示数不变,的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数的比值变大,的示数变小
D.电压表的示数与电流表的示数的比值不变,的示数变小
10.(2021九上·富裕期末)如图所示,当开关S断开和闭合时,电流表示数之比是1∶4,则电阻R1和R2之比是( )
A.1∶4 B.4∶1 C.1∶3 D.3∶1
11.(2022九下·哈尔滨开学考)如图所示,小宇运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP (P是滑片)与电路接触良好,杆cd和MP的电阻不计.当被测身高增加时,电压表的示数( )
A.变大 B.变小 C.不变. D.无法确定
12.(2021九上·吉林期中)如图所示,是定值电阻和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
13.(2020九上·赣榆月考)如图所示,将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表示数均变大
14.(2021九上·闽侯期中)某导体两端电压由6V升高到10V时,通过它的电流增大了0.1A,则导体的电阻为( )
A.20Ω B.30Ω C.40Ω D.50Ω
15.(2021九上·铁锋期末)用图甲所示电路“探究电流和电阻的关系”的实验,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,变阻器标有“50Ω 1A”字样。按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表示数可以任意设定只要保持不变就可以
B.将R从5Ω换成10Ω,为使电压表示数保持不变,应将滑片P向左移
C.当R的阻值是10Ω时,通过R的电流为0.3A
D.当R的阻值是25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω
16.(2021九上·高安期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表和电流表均有示数,再闭合开关S1,则下列说法正确的是( )
A.此时电流表测量R1电流
B.电流表示数变大、电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数比值不变
D.只闭合开关S时,电压表测量R1两端电压
17.(2021九上·林甸期末)在图甲所示电路中,电源电压保持不变,移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大,R1上的电压U的倒数与R2的阻值变化的图象如图乙所示,则( )
A.电压表V1示数变大 B.R1=5Ω
C.电阻R2的最大阻值为10Ω D.电源电压U=5V
18.(2021九上·海珠期末)右图所示的电路中,R1=R2=10Ω,电源电压恒定。闭合开关S,电路正常工作,两表指针均有明显偏转。以下说法正确的是( )
A.若R1断路,则电压表和电流表的示数都为零
B.若R2断路,则电压表指针有明显偏转,电流表的示数为零
C.若R1被短接,则电压表示数不变,电流表示数变大
D.若R2被短接,则电压表示数变大,电流表示数变大
二、填空题
19.(2021九上·崇左期末)如图所示的电路中,已知电阻R1:R2=1:3.如果甲、乙两表均为电压表,当开关S闭合时,Rl与R2的连接方式是 联,此时,两表的示数之比U甲:U乙= 如果甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两表的示数之比I甲:I乙= 。
20.(2022九下·南雄开学考)有两个电路元件A和B,流经各元件的电流I与其两端电压U的关系如图所示。把A、B两元件串联起来接在某一电源两端,测得电路中电流为0.2A,则此时RA:RB= ;若把A、B元件并联起来接在1V电源两端,电路中的总电流为 A,此时RB= Ω。
21.(2022·安徽模拟)如图甲所示,电源电压一定,不计电源内电阻,闭合开关后,当滑片从一端移动到另一端时,R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图像如图乙所示。则根据图像数据可知电源电压为 V。
22.(2022·安徽模拟)如图甲所示,通电后理想电流表A1和A2的示数之比为1:2,若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路,则通电后理想电压表V1和V2的示数之比U1:U2= 。
23.(2021九上·江城期末)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R甲 R乙(填“大于”“等于”或“小于”);当通过乙导体的电流为0时,乙导体的电阻为 Ω;当把R甲和R乙并联后接在2.0V的电源两端,则此电路干路中的电流为 A。
24.(2021九上·钦北期末)如图,是汽车油量表的工作原理图,油量表由 改制而成(选填“电压表”或“电流表”)。当油量上升,R接入电路的电阻 (选填“增加”或“减少”),油量表的示数 (选填“增加”或“减少”)。
25.(2021九上·南丹期末)两定值电阻,甲标有“20Ω 1A”,乙标有“10Ω 0.6A”,若把它们串联在同一电路中,总电阻为 Ω,电路两端允许加的最大电压为 V。
26.(2021九上·勃利期末)已知电阻R1∶R2 =3∶2,串联在电路中时,通过它们的电流之比为 ,R1与R2两端电压之比为 。
27.(2021九上·通榆期末)当某定值电阻两端电压减少了5V时,电阻中的电流由0.3A变为0.1A,则此定值电阻的阻值为 Ω,电阻两端原来的电压为 V。
28.当一个定值电阻两端的电压是6V时,通过它的电流是0.3A,如果该电阻两端不加电压,那么它的电阻是 Ω,此时通过它的电流为 A。
三、作图题
29.(2021九上·麦积期末)如题图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上、要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
30.(2020九上·南丹期末)根据图甲所示的电路图,用笔划线代替导线,将图乙所示的实物图连接起来。(要求:小灯泡电阻约为10Ω,导线不能交叉)。
四、实验探究题
31.(2022九下·兴化月考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,部分器材选用如下:电压为6V的电源,标有“100Ω 1A”的滑动变阻器,阻值不同的定值电阻若干,其他器材,回答下列问题
(1)按照图甲将图乙补画完整;
(2)按图甲连接电路后,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数 若电路故障只出现在R和R1上,则电路故障是 ;
(3)排除故障后,将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A时,读出电压表示数;
将R=5Ω电阻换成10Ω电阻,接下来的操作是:闭合开关,此时电流表的示数如图丙所示为 A,将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数与上一步电压表示数相同;
(4)分别将其它电阻依次替换R,重复(3)实验,根据所测数据绘制出如图丁所示I-R图像,该图像难以判定I与R的关系,小明根据数据作出了的图像,发现是一条过原点的直线,由此得出结论:电压一定时,电流与电阻成 ;
(5)要完成本次实验,如果有多种规格的滑动变阻器可供选择,选用滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
32.(2021九上·越秀期末)某学习小组的同学分别测出导体A、B、C、D在不同电压下对应的电流,作出以电压U为纵坐标、电流I为横坐标的图像,如图甲所示
(1)根据公式由甲的图像可知,当两端电压变化时,导体A的电阻 ;导体D的电阻 (以上均选填“改变”或“不变”):
(2)由图甲的图像是否能得出“所有导体的电流都与电压成正比”? (选填“能”或“不能”)
(3)学习小组的同学按图乙所示的电路图连接实物,电源用两节干电池,他们发现,当把5Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.36A;当把10Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.22A;当把15Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.16A;以上数据是否符合“电压一定时,电流与电阻成反比”的规律? (选填“是”或“否”)
五、计算题
33.(2021九上·吉林期中)电路如图所示,已知电源两端电压保持不变,电阻,当开关闭合时,电压表示数为。求:
(1)电流表的示数;
(2)电阻两端的电压;
(3)电阻的阻值。
34.(2022九上·和平期末)如图所示电路,开关都闭合时,电流表的示数为0.5A;断开S2后,电流表的示数为0.3A。若电阻R1的阻值是10Ω,求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】19世纪20年代,德国物理学家欧姆通过大量实验得到了电流与电压 电阻的定量关系,即欧姆定律 A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】欧姆最早探究了电流和电阻、电压的规律。
2.【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,A不正确;
B.由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过的电流为0.4A,根据欧姆定律可得: ,
B不正确;
C.如图2所示,甲和乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.2A时,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,
根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,电源的电压:U=U甲+U乙=1V+2V=3V,
根据欧姆定律可得: ,
C符合题意;
D.如图3所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,
D不正确.
故答案为:C
【分析】利用电压和电流的比值, 计算电阻;在电流、电压图像中,根据电压可以判断对于的电流的大小;根据串联电路总电压等于各用电器分压之和,计算总电压;并联电路中,干路电流等于各之和电流之和。
3.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】①有电路图可知,滑动变阻器R1和定值电阻R2串联,将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离,接入电路的电阻变大,电路中总电阻变大,根据欧姆定律表达式可知,电路中电流变小,由可知,定值电阻两端的电压变小,即V2示数变小,又因为串联分压,则V1示数变大,所以V1示数与V2示数的比值变大,故①可行;
②因为串联电路电流处处相等则有:,
即两电阻串联时:它们分得的电压之比等于它们的阻值之比,当用6伏的电源替换原来的电源,电路两电阻阻值没有改变,所以电压之比也不会变,即V1示数与V2示数的比值不变故②不行。BCD项不符合题意,D项符合题意;
故答案为:A
【分析】在串联电路中,各电阻的分压和等于电源电压,分压比等于电阻比;电阻变化,分压变化。
4.【答案】B
【知识点】电阻;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.电阻是导体本身的一种性质,与它两端的电压和通过的电流无关,所以导体两端的电压为0时,其阻值不为0,A不符合题意;
B.导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过它的电流的比,可以通过其计算求得。B符合题意;
CD.电阻是导体的一种性质,与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。与导体两端的电压和通过的电流无关。所以导体的电阻不由它两端的电压和通过它的电流决定,也不能说导体的电阻与通过导体的电流成反比,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电阻是导体的自身的性质,可以利用电压和电流的比值计算,电阻大小不受电压、电流的影响。
5.【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB选项中的探头,当风吹过探头时,探头下方空气的流速较大,上方的空气流速较小,上方空气压强较大,探头受到向下的压力差,将向下移动,不满足题目要求.
C选项,风吹过,探头向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电压表测滑动变阻器两端的电压,电压表的示数将变小.
D选项,电压表测定值电阻两端的电压,当滑动变阻器接入电路的电阻变小时,定值电阻分得的电压将变大,电压表的示数将变大.
故答案为:D.
【分析】流体压强和流速的关系:流速越快的地方压强越小。
根据欧姆定律判断出电压表的示数变化和风速的关系。
6.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.R1为定值电阻,根据欧姆定律可知,通过R1的电流与它两端的电压成正比,其U-I图线为延长线过原点的倾斜直线;由图2可知,图线乙中电流与电压成正比,因此图线乙是电阻R1的“U-I”关系图像,则图线甲为滑动变阻器R2的“U-I”关系图像,A不符合题意;
B.由图2可知,电流I=0.3A时,滑动变阻器电压U甲=9V,电阻R1的电压U乙=3V,所以,电源电压U=U甲+U乙=9V+3V=12V
B不符合题意;
C.图线乙是电阻R1的“U-I”关系图像,当U乙=3V时,I乙=0.3A,所以R1的电阻
C不符合题意;
D.由图2可知,电路中最小电流为I最小=0.3A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器的电压U甲=9V,则滑动变阻器最大阻值
D符合题意。
故答案为:D
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,随滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器的分压变小,随电路电流增大,定值电阻两端电压变大,据此判断甲乙图线是哪个电阻的图像;由图像求出两个电压表的示数,然后由串联电路特点求出电源电压。
当电路电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由图像找出此时滑动变阻器两端电压与流过它的电流,然后由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;由串联电路特点及欧姆定律、电功率公式计算求出R2的最大电功率。
7.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB.由电路图知,定值电阻R1与滑动变阻器串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。由图乙知,电压表示数为0,即变阻器接入电路的阻值为0时,电路中的电流为0.6A,当电压表示数为4V时,电路中的电流为0.2A。设电源电压为U,根据串联电路的规律及欧姆定律有U=0.6A×R1,U-4V=0.2A×R1
解以上两式得,电源电压及R1的阻值分别为U=6V,R1=10Ω
AB不符合题意;
CD.由图乙知,变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数为4V,此时电路的总电阻
则变阻器的最大电阻R2=R-R1=30Ω-10Ω=20Ω
当滑片P在中点时,变阻器接入电路的阻值
此时电路中的电流
变阻器两端的电压即电压表示数U′=I′R2′=0.3A×10Ω=3V
两电表示数对应于乙图中的B点,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑片P位于a端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,根据图乙读出电路中的最大电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑片P位于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,根据图乙读出电路中的最小电流和此时电压表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出R1的阻值以及电源的电压;P在中点时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流即电流表的示数,再根据欧姆定律求出电压表的示数,然后确定对应乙图的位置。
8.【答案】A
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】两只电阻串联时,通过两电阻的电流相等,则电路中允许通过的最大电流为
则串联电路的总电阻为
根据可得,两端允许加的最大电压为
根据可得,两电阻两端允许所加的最大电压分别为
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两定值电阻并联时,两端允许加上的最高电压是
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【分析】根据电流和电阻的乘积,计算电压;根据串联电路的电流规律,判断最大电流,利用电流和总电阻的乘积,计算总电压。
9.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过电阻R1的电流;滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值R2变大,由欧姆定律可知,流过滑动变阻器的电流I2变小;电源电压不变,电阻R1阻值不变,由欧姆定律可知,流过R1的电流I1不变,电流表A2示数不变,由并联电路电流的规律可知干路电流变小,电流表A1示数变小,A1示数变小;电压表的示数与电流表
的示数的比值变大,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流变化,根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2的电流变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,然后得出电压表的示数与电流表A1的示数之比变化。
10.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】当开关S断开时,只有电阻R2接入电路,电流表示数为
当开关S闭合时,电阻R1和R2并联接入电路,电流表示数为
由题意可知
整理得到
所以电阻R1和R2之比是
所以C符合题意。
故答案为:C。
【分析】在并联电路中,各支路电流的比值等于电阻的反比。
11.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】ab、 cd和MP组成一个滑动变阻器,当测身高增加时,滑片P向上滑动,ab接入电路的电阻变大,由串联分电压且电阻两端电压与电阻成正比,所以滑动ab两端电压增大。电压表测量ab间电压,所以电压表示数增大。
故选A。
【分析】由串联电路用电器两端电压之和等于电源电压,电阻两端电压与电阻大小成正比分析求解。
12.【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.由图像知,乙图线是一倾斜的直线,是定值电阻的I-U图象,而甲图线中,用电器的电阻是变化的,所以是小灯泡的I-U图线,A不符合题意;
B.由图像知,当通过定值电阻R的电流为0.4A时,它两端的电压为4V。则定值电阻
B不符合题意;
C.当定值电阻R和小灯泡L并联在4V的电源上时,由图像知,通过小灯泡的电流为0.8A,则通干路的电流I=I1+IL=0.4A+0.8A=1.2A,C符合题意;
D.由图像知,定值电阻R与小灯泡L串联接在电路中时,如果通过电路的电流为0.4A,则R两端的电压为4V,L两端的电压为1V,电源电压U=4V+1V=5V,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用电压和电流的比值计算电阻;根据并联电路干路电流等于支路电流之和,计算总电流;串联电路总总电压等于各用电器电压和。
13.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,与串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端电压。逐渐增大光敏电阻的光照强度,光敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,电源电压不变,电路的总电阻减小,根据,电路中电流变大,即电流表的示数变大;定值电阻阻值不变,根据,电阻R0两端的电压变大,即电压表示数变大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据光照强度的变化判断光敏电阻阻值如何变化;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。
14.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】设这个定值电阻的阻值为R,则导体两端电压为6V时,通过它的电流为,导体两端电压为10V时,通过它的电流为,题中说明通过它的电流增大了0.1A,即,代入相应关系式,可得,解得,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电压和电阻的比值, 可以计算电流;利用串联电路分压规律,结合电流的变化,可以计算电阻的大小。
15.【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.探究电流和电阻的关系时,需保持定值电阻两端电压不变;根据串联电路的规律和分压原理
方程左边为定值,故右边也为定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻最大,此时电阻的电压最小,则
R两端电压最小值UV=1V
实验中,电压表最小值为1V,A不符合题意;
B.由于串联电路起分压作用,电阻越大,分得的电压越大,所以将R从5Ω换成10Ω后,电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻R两端电压不变,需减小定值电阻两端电压,增大滑动变阻器两端电压,即增大滑动变阻器接入电路的电阻,故将滑片向右移动,B不符合题意;
C.根据图乙可知,当R=10Ω时,通过的电流为0.25A,C不符合题意;
D.由图乙可知,实验中保持电压表的示数UV1=IR=0.5A×5Ω=2.5V
不变,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压U滑=U-UV1=3V-2.5V=0.5V
由图乙可知,当R=25Ω时,电路中电流为0.1A,滑动变阻器两端电压仍为0.5V,滑动变阻器接入电路的阻值为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】在串联电路中,各电阻的分压比等于电阻比;为保持电阻的分压一定,电阻变化时,滑动变阻器的取值变大;利用电压和电流的比值,计算电阻。
16.【答案】C
【知识点】电流表的连接;电压表的连接;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AD.由电路图可知,只闭合开关S时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,D不符合题意;若再闭合开关S1时,R1被短路,电路为R2的简单电路,电压表测R2两端的电压,电流表测R2中的电流,A不符合题意;
BC.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的总电阻变小,由 可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由U=IR可知,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,B不符合题意;由 可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R2的阻值,则其比值不变,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】导线和用电器并联时,用电器短路,电路中的电阻减小,电流变大,定值电阻的分压变大。
17.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由图知电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1两端电压。
A.因电压表V1测电源电压,由于电源电压不变,则电压表V1示数不变,A不符合题意;
BD.由图乙知,R2=0时,R1上的电压U的倒数
R1两端电压U1=3V
由于此时电路中只有R1连入电路,所以,电源电压U=U1=3V
根据图乙可知,当R2′=10Ω时,R1上的电压U的倒数
则此时R1两端电压U1′=1V
根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知,变阻器的电压为U2′=U﹣U1′=3V﹣1V=2V
R1两端的电压为变阻器电压的0.5倍,根据分压原理R1=0.5×R2′=0.5×10Ω=5Ω
B符合题意,D不符合题意。
C.根据图像可知,电阻R2的最大阻值大于10Ω,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,电压表V1测电源电压,由于电源电压不变,则电压表V1示数不变;由图乙知:当电阻R2的有效阻值为零时,R1上的电压U的倒数为,则R1两端电压为3V,即电源电压为3V;然后根据R2的有效阻值为10Ω时,R1上的电压U的倒数求出此时R1两端电压,最后根据串联电路电压特点和欧姆定律即可求出R1的阻值。
18.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.若R1断路,电压表串联在电路,则电压表示数接近电源电压,电流表示数接近零,A不符合题意;
B.若R2断路,电路断开,电压表、电流表的示数为零,B不符合题意;
C.若R1被短接,电路中电阻变小,电压表也被短路,则电压表示数为零,电流表示数变大,C不符合题意;
D.若R2被短接,电路中电阻变小,则电流表示数变大,电压表示数变大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,结合欧姆定律逐项分析。
19.【答案】串;1:4;4: 3
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】如果甲、乙两表均为电压表,电压表内阻很大,在电路中相当于断路, 因而,当开关S闭合,R1与R2的连接方式是串联,甲测的是R1两端的电压,乙测的是总电压,两表的示数之比U甲:U乙 = R1:(R1+R2)=1:4
如果甲、乙两表均为电流表,电流表内阻很小,在电路中相当于一根导线,因而,当开关S断开时,R1与R2的连接方式是并联,甲测的是干路总电流,乙表测的是R1支路的电流,据 知,通过R1、R2电流之比I1︰I2= R2:R1=3:1
两表的示数之比I甲:I乙= (I1+ I2):I1=4:3
【分析】电压表的电阻非常大,在电路中相当于断路,分析电路时可以去掉,然后观察电路即可判断两电阻的连接方式,最后把电压表并在原来的位置,根据串联电路的电压特点和电流特点以及欧姆定律求出两电压表的示数之比;如果甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两电阻并联,甲电流表测干路电流,乙电流表测R1支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出两支路的电流,再根据并联电路的电流特点求出两电流表的示数之比。
20.【答案】4:5;0.15;20
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A、B两元件串联时,通过A、B两元件的电流相等,为I=0.2A;由图可知UA=2V,UB=2.5V,
A、B元件并联起来接在1V电源两端,A、B两元件两端电压相等,为U=1V;由图可知IA=0.1A,IB=0.05A,电路中的总电流为I=IA+IB=0.1A+0.05A=0.15A;
【分析】由图找出A、B两元件串联和并联时的电流和电压是关键,最后用欧姆定律及变形公式进行计算。
21.【答案】4
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】当R2接入电路的阻值为0时,由图甲可知,此时电路为R1的简单电路,电压表V2测R1两端的电压,此时R1两端的电压等于电源电压。由图乙可知,此时R1两端电压的倒数为 。则电源电压为
【分析】 当滑动变阻器等于0时,利用电压表的大小的倒数可以求出电源电压的大小。
22.【答案】2:1
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图甲所示电路图可知,两电阻并联,它们两端电压U相等,已知通电后电流表A1和A2的示数之比1:2,根据并联电路分流规律可知 ,图乙所示电路图可知,两电阻串联,通过两电阻的电流I相等,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,根据 可得,U=IR,则通电后电压表V1和V2的示数之比
【分析】 利用并联电路电压相等,结合电流的比值可以求出两个电阻的比值,结合串联电路电流相等及欧姆定律可以求出电压表读数之比。
23.【答案】小于;10;0.6
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由图象可知,当U=3V时,I甲=0.6A,I乙=0.3A
由可得,两导体的电阻分别为,
所以R甲小于R乙。
由于电阻是导体的一种性质,与导体两端电压和通过的电流无关,所以,当通过乙导体的电流为0时,其电阻的大小不变,仍为10Ω。
根据图象可知,当甲、乙两端电压都为2V时,通过甲、乙的电流I甲′=0.4A,I乙′=0.2A
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流I=I甲′+I乙′=0.4A+0.2A=0.6A
【分析】根据电压和电流的比值, 计算电阻;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;电阻是导体的特性,和电压、电流无关。
24.【答案】电流表;减少;增加
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由图可知,R和R0串联,油量表也是串联在电路中,因此油量表是由电流表改制而成。
当油量上升,浮标带动变阻器的指针向下移动,R接入电路的电阻减少,由 可知,电路中的电流变大,油量表的示数增加。
【分析】电流表在电路中串联;滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电流变大。
25.【答案】30;18
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的总电阻R=R甲+R乙=20Ω+10Ω=30Ω
甲电阻允许通过的最大电流为1A,乙电阻允许通过的最大电流为0.6A,因串联电路中各处的电流相等,所以,两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I乙=0.6A
两端允许加的最大电压U=IR=0.6A×30Ω=18V
【分析】根据串联电路电阻规律,计算总电阻;串联电路电流处处相等,电流不能超过运行的最大电流,利用电流和电阻的乘积,计算电压。
26.【答案】1∶1;3∶2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】因为串联电路中电流处处都相等,所以通过他们电流之比为1∶1。根据欧姆定律,R1与R2两端电压之比为
【分析】在串联电路电流处处相等,可以判断电流比;利用电流和电阻的乘积,计算电压,计算分压比。
27.【答案】25;7.5
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】设开始时电压为U,某定值电阻的阻值是R,则变化后电压为U﹣5V;由欧姆定律知道U=I1R=0.3A×R①
U﹣5V=I2R=0.1A×R②
由①②解得U=7.5V
R=25Ω
【分析】根据定值电阻变化的电压和变化的电流的比值,计算电阻;根据电流和电阻的乘积,计算电压。
28.【答案】20;0
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】它的电阻是
导体的电阻只与导体的长度、材料、横截面积、温度有关,与电流电压无关,该电阻两端不加电压,它的电阻依然为20Ω。导体的电流与导体两端的电压成正比,电压为0,则电流也为0。
【分析】根据电压和电流的比值, 计算电阻;电阻和电压、电流无关。
29.【答案】解:如图所示:
或
【知识点】实物的电路连接;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】按照题意,应将电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器要调节小灯泡的高度,应与小灯泡串联,而滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明此时电路中的电流变大,那么变阻器接入电路的阻值变小,所以变阻器下边的接线柱接在右端,作图如下
或
【分析】电压表应与被用电器并联,滑动变阻器应与被控制用电器串联,根据向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮,分析判断变阻器的接线柱。
30.【答案】解:如图所示:
【知识点】实物的电路连接;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由电路图知,灯与变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表测灯两端的电压,变阻器的滑片向右移动时,接入电路的电阻值增大,电源由三节蓄电池串联而成,故电压为6V,电压表的量程为0~15V,电路中的最大电流为
故电流的量程为0~0.6A,其实物连接图如下。
【分析】根据电路图,连接实物图,电压表、电流表要正入负出,根据需要选择量程;滑动变阻器要一上一下串联在电路中。
31.【答案】(1)
(2)右;R短路
(3)0.3;右
(4)反比
(5)50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)根据电路图连接实物图,电压表要并联在待测电阻两端,滑动变阻器要“一上一下”接入电路,如图所示:
(2)为了防止电路中电流过大,滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处,由图可知,将滑动变阻器的滑片滑到最右端。
闭合开关后,发现电流表有示数,电路中没有发生断路,电压表无示数,则与电压表并联的用电器短路,所以电路中的故障为R短路。
(4)如图丙,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A。
探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端的电压不变,将R=5Ω电阻换成10Ω电阻,阻值变大,根据串联电路电流规律可知,电压表示数变大,为了保持电阻两端电压不变,则需要滑动变阻器分压增大,故应将滑片向右滑动。
(5)根据如图丁I-R图像,每次电流与电阻的乘积都为2V,可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)由图丁知当电阻为25Ω时,定值电阻两端电压UR=2V,根据串联电路电压的规律知变阻器两端的电压U滑=U-UR=6V-2V=4V
根据串联电路的分压作用知
即
则滑动变阻器的最大阻值50Ω。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,电压表和电阻并联,滑动变阻器一上一下和电阻串联;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(4)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;若电压表处的电阻变大,滑动变阻器的取值调大;
(5)根据实验数据的图像,若电流和电阻的倒数成正比,则电流和电阻成反比;
(6)根据电源电压和电压表的示数,结合定值电阻的最大值,计算滑动变阻器的最小电阻值。
32.【答案】(1)不变;改变
(2)不能
(3)否
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由图甲可知,当两端电压变化时,流过导体A的电流始终与导体A两端电压成正比,故由欧姆定律可知,导体A的电阻不变;而导体D两端电压增大时,流过导体D的电流不与导体D两端电压成正比,故由欧姆定律可知,导体D的电阻发生改变。
(2)由图甲可知,导体D的U-I图线不是直线,故由图甲的图像不能得出“所有导体的电流都与电压成正比”。
(3)由题意可知,当电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω时,由欧姆定律可知,电阻两端电压分别为1.8V、2.2V、2.4V,要探究“电压一定时,电流与电阻成反比”的规律,应控制电阻两端电压不变,而该实验中电阻两端电压发生了变化,故以上数据不符合“电压一定时,电流与电阻成反比”的规律。
【分析】(1)根据图甲中A、D导体图象的性质分析解答。
(2)根据图甲中所有导体图象的性质分析解答。
(3)根据每次的电流与电阻的乘积分析解答。
33.【答案】(1)解:由图可知中,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等,所以,电流表的示数
答:电流表的示数为;
(2)解:因电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻两端的电压
答:电阻两端的电压为;
(3)解:根据,可得电阻的阻值
答:电阻的阻值为。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)利用电压和电阻的比值,计算电流;
(2)根据串联电路总电压和分压,计算电阻的分压大小;
(3)利用电压和电流的比值, 计算电阻。
34.【答案】(1)解:断开S2后,只有电阻R1接入,电流表的示数为0.3A,电源电压
答:电源电压为3V;
(2)解:开关都闭合时,两电阻并联,通过电阻R2的的电流为
电阻R2的阻值
答:电阻R2的阻值为。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电流和电阻的乘积,计算电压;
(2)根据并联电路电流规律,计算支路电流,根据电压和电流的比值, 计算电阻。
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2022-2023学年度鲁科版九年级物理上册 第13章欧姆定律及其应用 同步练习
一、单选题
1.(2022九上·二道期末)19世纪20年代,对电流跟电阻和电压之间的关系进行大量实验研究的科学家是( )
A.欧姆 B.伏特 C.安培 D.焦耳
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】19世纪20年代,德国物理学家欧姆通过大量实验得到了电流与电压 电阻的定量关系,即欧姆定律 A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】欧姆最早探究了电流和电阻、电压的规律。
2.如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2 V时,R甲=0.4 Ω
C.如图2所示,当开关S闭合,电路电流为0.2 A时,电路总电阻是15 Ω
D.如图3所示,当开关S闭合,电源电压为2 V时,电路总电流为0.4 A
【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,A不正确;
B.由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过的电流为0.4A,根据欧姆定律可得: ,
B不正确;
C.如图2所示,甲和乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.2A时,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,
根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,电源的电压:U=U甲+U乙=1V+2V=3V,
根据欧姆定律可得: ,
C符合题意;
D.如图3所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,
D不正确.
故答案为:C
【分析】利用电压和电流的比值, 计算电阻;在电流、电压图像中,根据电压可以判断对于的电流的大小;根据串联电路总电压等于各用电器分压之和,计算总电压;并联电路中,干路电流等于各之和电流之和。
3.(2022九下·深圳月考)如图所示的电路中,电源电压为4伏。现有如下两种操作:①将滑动变阻器滑片向左移;②用6伏的电源替换原来的电源。其中可以使电压表V1示数与V2示数的比值变大的操作有( )
A.只有①可行 B.只有②可行 C.①②都可行 D.①②都不行
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】①有电路图可知,滑动变阻器R1和定值电阻R2串联,将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离,接入电路的电阻变大,电路中总电阻变大,根据欧姆定律表达式可知,电路中电流变小,由可知,定值电阻两端的电压变小,即V2示数变小,又因为串联分压,则V1示数变大,所以V1示数与V2示数的比值变大,故①可行;
②因为串联电路电流处处相等则有:,
即两电阻串联时:它们分得的电压之比等于它们的阻值之比,当用6伏的电源替换原来的电源,电路两电阻阻值没有改变,所以电压之比也不会变,即V1示数与V2示数的比值不变故②不行。BCD项不符合题意,D项符合题意;
故答案为:A
【分析】在串联电路中,各电阻的分压和等于电源电压,分压比等于电阻比;电阻变化,分压变化。
4.(2021九上·通州期末)关于公式 ,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压为0时,导体的电阻一定为0
B.导体的电阻等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值
C.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定
D.导体的电阻与通过导体的电流成反比
【答案】B
【知识点】电阻;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.电阻是导体本身的一种性质,与它两端的电压和通过的电流无关,所以导体两端的电压为0时,其阻值不为0,A不符合题意;
B.导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过它的电流的比,可以通过其计算求得。B符合题意;
CD.电阻是导体的一种性质,与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。与导体两端的电压和通过的电流无关。所以导体的电阻不由它两端的电压和通过它的电流决定,也不能说导体的电阻与通过导体的电流成反比,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电阻是导体的自身的性质,可以利用电压和电流的比值计算,电阻大小不受电压、电流的影响。
5.(2022九下·海安月考)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,如图所示.图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动.现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器凡的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大.以下四个图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB选项中的探头,当风吹过探头时,探头下方空气的流速较大,上方的空气流速较小,上方空气压强较大,探头受到向下的压力差,将向下移动,不满足题目要求.
C选项,风吹过,探头向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电压表测滑动变阻器两端的电压,电压表的示数将变小.
D选项,电压表测定值电阻两端的电压,当滑动变阻器接入电路的电阻变小时,定值电阻分得的电压将变大,电压表的示数将变大.
故答案为:D.
【分析】流体压强和流速的关系:流速越快的地方压强越小。
根据欧姆定律判断出电压表的示数变化和风速的关系。
6.(2022九下·开州月考)如下图1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关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R1的“U﹣I”关系图像
B.电源电压为9V
C.R1的阻值为20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.R1为定值电阻,根据欧姆定律可知,通过R1的电流与它两端的电压成正比,其U-I图线为延长线过原点的倾斜直线;由图2可知,图线乙中电流与电压成正比,因此图线乙是电阻R1的“U-I”关系图像,则图线甲为滑动变阻器R2的“U-I”关系图像,A不符合题意;
B.由图2可知,电流I=0.3A时,滑动变阻器电压U甲=9V,电阻R1的电压U乙=3V,所以,电源电压U=U甲+U乙=9V+3V=12V
B不符合题意;
C.图线乙是电阻R1的“U-I”关系图像,当U乙=3V时,I乙=0.3A,所以R1的电阻
C不符合题意;
D.由图2可知,电路中最小电流为I最小=0.3A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器的电压U甲=9V,则滑动变阻器最大阻值
D符合题意。
故答案为:D
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,随滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器的分压变小,随电路电流增大,定值电阻两端电压变大,据此判断甲乙图线是哪个电阻的图像;由图像求出两个电压表的示数,然后由串联电路特点求出电源电压。
当电路电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由图像找出此时滑动变阻器两端电压与流过它的电流,然后由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;由串联电路特点及欧姆定律、电功率公式计算求出R2的最大电功率。
7.(2021九上·崇左期末)如图甲电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,在滑片P从a端向b端移动过程中,电压表和电流表示数变化情况如图乙所示,则( )
A.电源电压为4 V
B.R1的阻值为20 Ω
C.P在中点时,两电表示数对应于乙图的C点
D.P在中点时,两电表示数对应于乙图的B点
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB.由电路图知,定值电阻R1与滑动变阻器串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。由图乙知,电压表示数为0,即变阻器接入电路的阻值为0时,电路中的电流为0.6A,当电压表示数为4V时,电路中的电流为0.2A。设电源电压为U,根据串联电路的规律及欧姆定律有U=0.6A×R1,U-4V=0.2A×R1
解以上两式得,电源电压及R1的阻值分别为U=6V,R1=10Ω
AB不符合题意;
CD.由图乙知,变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数为4V,此时电路的总电阻
则变阻器的最大电阻R2=R-R1=30Ω-10Ω=20Ω
当滑片P在中点时,变阻器接入电路的阻值
此时电路中的电流
变阻器两端的电压即电压表示数U′=I′R2′=0.3A×10Ω=3V
两电表示数对应于乙图中的B点,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑片P位于a端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,根据图乙读出电路中的最大电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑片P位于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,根据图乙读出电路中的最小电流和此时电压表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出R1的阻值以及电源的电压;P在中点时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流即电流表的示数,再根据欧姆定律求出电压表的示数,然后确定对应乙图的位置。
8.(2021九上·揭西期末)甲、乙两个定值电阻,分别为“10Ω 1A”和“10Ω 0.6A”,现将它们先后串联和并联起来分别允许加上的最高电压是( )
A.12V 6V B.12V 10V
C.16V 6V D.16V 10V
【答案】A
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】两只电阻串联时,通过两电阻的电流相等,则电路中允许通过的最大电流为
则串联电路的总电阻为
根据可得,两端允许加的最大电压为
根据可得,两电阻两端允许所加的最大电压分别为
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两定值电阻并联时,两端允许加上的最高电压是
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【分析】根据电流和电阻的乘积,计算电压;根据串联电路的电流规律,判断最大电流,利用电流和总电阻的乘积,计算总电压。
9.(2022九下·重庆市月考)如图所示,电源电压保持不变,当开关闭合后,使滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,以下说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表的示数变大,的示数变小
B.电压表的示数不变,电流表的示数不变,的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数的比值变大,的示数变小
D.电压表的示数与电流表的示数的比值不变,的示数变小
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过电阻R1的电流;滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值R2变大,由欧姆定律可知,流过滑动变阻器的电流I2变小;电源电压不变,电阻R1阻值不变,由欧姆定律可知,流过R1的电流I1不变,电流表A2示数不变,由并联电路电流的规律可知干路电流变小,电流表A1示数变小,A1示数变小;电压表的示数与电流表
的示数的比值变大,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流变化,根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2的电流变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,然后得出电压表的示数与电流表A1的示数之比变化。
10.(2021九上·富裕期末)如图所示,当开关S断开和闭合时,电流表示数之比是1∶4,则电阻R1和R2之比是( )
A.1∶4 B.4∶1 C.1∶3 D.3∶1
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】当开关S断开时,只有电阻R2接入电路,电流表示数为
当开关S闭合时,电阻R1和R2并联接入电路,电流表示数为
由题意可知
整理得到
所以电阻R1和R2之比是
所以C符合题意。
故答案为:C。
【分析】在并联电路中,各支路电流的比值等于电阻的反比。
11.(2022九下·哈尔滨开学考)如图所示,小宇运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP (P是滑片)与电路接触良好,杆cd和MP的电阻不计.当被测身高增加时,电压表的示数( )
A.变大 B.变小 C.不变. D.无法确定
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】ab、 cd和MP组成一个滑动变阻器,当测身高增加时,滑片P向上滑动,ab接入电路的电阻变大,由串联分电压且电阻两端电压与电阻成正比,所以滑动ab两端电压增大。电压表测量ab间电压,所以电压表示数增大。
故选A。
【分析】由串联电路用电器两端电压之和等于电源电压,电阻两端电压与电阻大小成正比分析求解。
12.(2021九上·吉林期中)如图所示,是定值电阻和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.由图像知,乙图线是一倾斜的直线,是定值电阻的I-U图象,而甲图线中,用电器的电阻是变化的,所以是小灯泡的I-U图线,A不符合题意;
B.由图像知,当通过定值电阻R的电流为0.4A时,它两端的电压为4V。则定值电阻
B不符合题意;
C.当定值电阻R和小灯泡L并联在4V的电源上时,由图像知,通过小灯泡的电流为0.8A,则通干路的电流I=I1+IL=0.4A+0.8A=1.2A,C符合题意;
D.由图像知,定值电阻R与小灯泡L串联接在电路中时,如果通过电路的电流为0.4A,则R两端的电压为4V,L两端的电压为1V,电源电压U=4V+1V=5V,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用电压和电流的比值计算电阻;根据并联电路干路电流等于支路电流之和,计算总电流;串联电路总总电压等于各用电器电压和。
13.(2020九上·赣榆月考)如图所示,将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表示数均变大
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,与串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端电压。逐渐增大光敏电阻的光照强度,光敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,电源电压不变,电路的总电阻减小,根据,电路中电流变大,即电流表的示数变大;定值电阻阻值不变,根据,电阻R0两端的电压变大,即电压表示数变大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据光照强度的变化判断光敏电阻阻值如何变化;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。
14.(2021九上·闽侯期中)某导体两端电压由6V升高到10V时,通过它的电流增大了0.1A,则导体的电阻为( )
A.20Ω B.30Ω C.40Ω D.50Ω
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】设这个定值电阻的阻值为R,则导体两端电压为6V时,通过它的电流为,导体两端电压为10V时,通过它的电流为,题中说明通过它的电流增大了0.1A,即,代入相应关系式,可得,解得,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电压和电阻的比值, 可以计算电流;利用串联电路分压规律,结合电流的变化,可以计算电阻的大小。
15.(2021九上·铁锋期末)用图甲所示电路“探究电流和电阻的关系”的实验,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,变阻器标有“50Ω 1A”字样。按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表示数可以任意设定只要保持不变就可以
B.将R从5Ω换成10Ω,为使电压表示数保持不变,应将滑片P向左移
C.当R的阻值是10Ω时,通过R的电流为0.3A
D.当R的阻值是25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω
【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.探究电流和电阻的关系时,需保持定值电阻两端电压不变;根据串联电路的规律和分压原理
方程左边为定值,故右边也为定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻最大,此时电阻的电压最小,则
R两端电压最小值UV=1V
实验中,电压表最小值为1V,A不符合题意;
B.由于串联电路起分压作用,电阻越大,分得的电压越大,所以将R从5Ω换成10Ω后,电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻R两端电压不变,需减小定值电阻两端电压,增大滑动变阻器两端电压,即增大滑动变阻器接入电路的电阻,故将滑片向右移动,B不符合题意;
C.根据图乙可知,当R=10Ω时,通过的电流为0.25A,C不符合题意;
D.由图乙可知,实验中保持电压表的示数UV1=IR=0.5A×5Ω=2.5V
不变,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压U滑=U-UV1=3V-2.5V=0.5V
由图乙可知,当R=25Ω时,电路中电流为0.1A,滑动变阻器两端电压仍为0.5V,滑动变阻器接入电路的阻值为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】在串联电路中,各电阻的分压比等于电阻比;为保持电阻的分压一定,电阻变化时,滑动变阻器的取值变大;利用电压和电流的比值,计算电阻。
16.(2021九上·高安期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表和电流表均有示数,再闭合开关S1,则下列说法正确的是( )
A.此时电流表测量R1电流
B.电流表示数变大、电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数比值不变
D.只闭合开关S时,电压表测量R1两端电压
【答案】C
【知识点】电流表的连接;电压表的连接;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AD.由电路图可知,只闭合开关S时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,D不符合题意;若再闭合开关S1时,R1被短路,电路为R2的简单电路,电压表测R2两端的电压,电流表测R2中的电流,A不符合题意;
BC.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的总电阻变小,由 可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由U=IR可知,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,B不符合题意;由 可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R2的阻值,则其比值不变,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】导线和用电器并联时,用电器短路,电路中的电阻减小,电流变大,定值电阻的分压变大。
17.(2021九上·林甸期末)在图甲所示电路中,电源电压保持不变,移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大,R1上的电压U的倒数与R2的阻值变化的图象如图乙所示,则( )
A.电压表V1示数变大 B.R1=5Ω
C.电阻R2的最大阻值为10Ω D.电源电压U=5V
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由图知电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1两端电压。
A.因电压表V1测电源电压,由于电源电压不变,则电压表V1示数不变,A不符合题意;
BD.由图乙知,R2=0时,R1上的电压U的倒数
R1两端电压U1=3V
由于此时电路中只有R1连入电路,所以,电源电压U=U1=3V
根据图乙可知,当R2′=10Ω时,R1上的电压U的倒数
则此时R1两端电压U1′=1V
根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知,变阻器的电压为U2′=U﹣U1′=3V﹣1V=2V
R1两端的电压为变阻器电压的0.5倍,根据分压原理R1=0.5×R2′=0.5×10Ω=5Ω
B符合题意,D不符合题意。
C.根据图像可知,电阻R2的最大阻值大于10Ω,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,电压表V1测电源电压,由于电源电压不变,则电压表V1示数不变;由图乙知:当电阻R2的有效阻值为零时,R1上的电压U的倒数为,则R1两端电压为3V,即电源电压为3V;然后根据R2的有效阻值为10Ω时,R1上的电压U的倒数求出此时R1两端电压,最后根据串联电路电压特点和欧姆定律即可求出R1的阻值。
18.(2021九上·海珠期末)右图所示的电路中,R1=R2=10Ω,电源电压恒定。闭合开关S,电路正常工作,两表指针均有明显偏转。以下说法正确的是( )
A.若R1断路,则电压表和电流表的示数都为零
B.若R2断路,则电压表指针有明显偏转,电流表的示数为零
C.若R1被短接,则电压表示数不变,电流表示数变大
D.若R2被短接,则电压表示数变大,电流表示数变大
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.若R1断路,电压表串联在电路,则电压表示数接近电源电压,电流表示数接近零,A不符合题意;
B.若R2断路,电路断开,电压表、电流表的示数为零,B不符合题意;
C.若R1被短接,电路中电阻变小,电压表也被短路,则电压表示数为零,电流表示数变大,C不符合题意;
D.若R2被短接,电路中电阻变小,则电流表示数变大,电压表示数变大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,结合欧姆定律逐项分析。
二、填空题
19.(2021九上·崇左期末)如图所示的电路中,已知电阻R1:R2=1:3.如果甲、乙两表均为电压表,当开关S闭合时,Rl与R2的连接方式是 联,此时,两表的示数之比U甲:U乙= 如果甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两表的示数之比I甲:I乙= 。
【答案】串;1:4;4: 3
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】如果甲、乙两表均为电压表,电压表内阻很大,在电路中相当于断路, 因而,当开关S闭合,R1与R2的连接方式是串联,甲测的是R1两端的电压,乙测的是总电压,两表的示数之比U甲:U乙 = R1:(R1+R2)=1:4
如果甲、乙两表均为电流表,电流表内阻很小,在电路中相当于一根导线,因而,当开关S断开时,R1与R2的连接方式是并联,甲测的是干路总电流,乙表测的是R1支路的电流,据 知,通过R1、R2电流之比I1︰I2= R2:R1=3:1
两表的示数之比I甲:I乙= (I1+ I2):I1=4:3
【分析】电压表的电阻非常大,在电路中相当于断路,分析电路时可以去掉,然后观察电路即可判断两电阻的连接方式,最后把电压表并在原来的位置,根据串联电路的电压特点和电流特点以及欧姆定律求出两电压表的示数之比;如果甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两电阻并联,甲电流表测干路电流,乙电流表测R1支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出两支路的电流,再根据并联电路的电流特点求出两电流表的示数之比。
20.(2022九下·南雄开学考)有两个电路元件A和B,流经各元件的电流I与其两端电压U的关系如图所示。把A、B两元件串联起来接在某一电源两端,测得电路中电流为0.2A,则此时RA:RB= ;若把A、B元件并联起来接在1V电源两端,电路中的总电流为 A,此时RB= Ω。
【答案】4:5;0.15;20
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A、B两元件串联时,通过A、B两元件的电流相等,为I=0.2A;由图可知UA=2V,UB=2.5V,
A、B元件并联起来接在1V电源两端,A、B两元件两端电压相等,为U=1V;由图可知IA=0.1A,IB=0.05A,电路中的总电流为I=IA+IB=0.1A+0.05A=0.15A;
【分析】由图找出A、B两元件串联和并联时的电流和电压是关键,最后用欧姆定律及变形公式进行计算。
21.(2022·安徽模拟)如图甲所示,电源电压一定,不计电源内电阻,闭合开关后,当滑片从一端移动到另一端时,R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图像如图乙所示。则根据图像数据可知电源电压为 V。
【答案】4
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】当R2接入电路的阻值为0时,由图甲可知,此时电路为R1的简单电路,电压表V2测R1两端的电压,此时R1两端的电压等于电源电压。由图乙可知,此时R1两端电压的倒数为 。则电源电压为
【分析】 当滑动变阻器等于0时,利用电压表的大小的倒数可以求出电源电压的大小。
22.(2022·安徽模拟)如图甲所示,通电后理想电流表A1和A2的示数之比为1:2,若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路,则通电后理想电压表V1和V2的示数之比U1:U2= 。
【答案】2:1
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图甲所示电路图可知,两电阻并联,它们两端电压U相等,已知通电后电流表A1和A2的示数之比1:2,根据并联电路分流规律可知 ,图乙所示电路图可知,两电阻串联,通过两电阻的电流I相等,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,根据 可得,U=IR,则通电后电压表V1和V2的示数之比
【分析】 利用并联电路电压相等,结合电流的比值可以求出两个电阻的比值,结合串联电路电流相等及欧姆定律可以求出电压表读数之比。
23.(2021九上·江城期末)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R甲 R乙(填“大于”“等于”或“小于”);当通过乙导体的电流为0时,乙导体的电阻为 Ω;当把R甲和R乙并联后接在2.0V的电源两端,则此电路干路中的电流为 A。
【答案】小于;10;0.6
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由图象可知,当U=3V时,I甲=0.6A,I乙=0.3A
由可得,两导体的电阻分别为,
所以R甲小于R乙。
由于电阻是导体的一种性质,与导体两端电压和通过的电流无关,所以,当通过乙导体的电流为0时,其电阻的大小不变,仍为10Ω。
根据图象可知,当甲、乙两端电压都为2V时,通过甲、乙的电流I甲′=0.4A,I乙′=0.2A
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流I=I甲′+I乙′=0.4A+0.2A=0.6A
【分析】根据电压和电流的比值, 计算电阻;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;电阻是导体的特性,和电压、电流无关。
24.(2021九上·钦北期末)如图,是汽车油量表的工作原理图,油量表由 改制而成(选填“电压表”或“电流表”)。当油量上升,R接入电路的电阻 (选填“增加”或“减少”),油量表的示数 (选填“增加”或“减少”)。
【答案】电流表;减少;增加
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由图可知,R和R0串联,油量表也是串联在电路中,因此油量表是由电流表改制而成。
当油量上升,浮标带动变阻器的指针向下移动,R接入电路的电阻减少,由 可知,电路中的电流变大,油量表的示数增加。
【分析】电流表在电路中串联;滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电流变大。
25.(2021九上·南丹期末)两定值电阻,甲标有“20Ω 1A”,乙标有“10Ω 0.6A”,若把它们串联在同一电路中,总电阻为 Ω,电路两端允许加的最大电压为 V。
【答案】30;18
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的总电阻R=R甲+R乙=20Ω+10Ω=30Ω
甲电阻允许通过的最大电流为1A,乙电阻允许通过的最大电流为0.6A,因串联电路中各处的电流相等,所以,两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I乙=0.6A
两端允许加的最大电压U=IR=0.6A×30Ω=18V
【分析】根据串联电路电阻规律,计算总电阻;串联电路电流处处相等,电流不能超过运行的最大电流,利用电流和电阻的乘积,计算电压。
26.(2021九上·勃利期末)已知电阻R1∶R2 =3∶2,串联在电路中时,通过它们的电流之比为 ,R1与R2两端电压之比为 。
【答案】1∶1;3∶2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】因为串联电路中电流处处都相等,所以通过他们电流之比为1∶1。根据欧姆定律,R1与R2两端电压之比为
【分析】在串联电路电流处处相等,可以判断电流比;利用电流和电阻的乘积,计算电压,计算分压比。
27.(2021九上·通榆期末)当某定值电阻两端电压减少了5V时,电阻中的电流由0.3A变为0.1A,则此定值电阻的阻值为 Ω,电阻两端原来的电压为 V。
【答案】25;7.5
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】设开始时电压为U,某定值电阻的阻值是R,则变化后电压为U﹣5V;由欧姆定律知道U=I1R=0.3A×R①
U﹣5V=I2R=0.1A×R②
由①②解得U=7.5V
R=25Ω
【分析】根据定值电阻变化的电压和变化的电流的比值,计算电阻;根据电流和电阻的乘积,计算电压。
28.当一个定值电阻两端的电压是6V时,通过它的电流是0.3A,如果该电阻两端不加电压,那么它的电阻是 Ω,此时通过它的电流为 A。
【答案】20;0
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】它的电阻是
导体的电阻只与导体的长度、材料、横截面积、温度有关,与电流电压无关,该电阻两端不加电压,它的电阻依然为20Ω。导体的电流与导体两端的电压成正比,电压为0,则电流也为0。
【分析】根据电压和电流的比值, 计算电阻;电阻和电压、电流无关。
三、作图题
29.(2021九上·麦积期末)如题图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上、要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
【答案】解:如图所示:
或
【知识点】实物的电路连接;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】按照题意,应将电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器要调节小灯泡的高度,应与小灯泡串联,而滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明此时电路中的电流变大,那么变阻器接入电路的阻值变小,所以变阻器下边的接线柱接在右端,作图如下
或
【分析】电压表应与被用电器并联,滑动变阻器应与被控制用电器串联,根据向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮,分析判断变阻器的接线柱。
30.(2020九上·南丹期末)根据图甲所示的电路图,用笔划线代替导线,将图乙所示的实物图连接起来。(要求:小灯泡电阻约为10Ω,导线不能交叉)。
【答案】解:如图所示:
【知识点】实物的电路连接;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由电路图知,灯与变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表测灯两端的电压,变阻器的滑片向右移动时,接入电路的电阻值增大,电源由三节蓄电池串联而成,故电压为6V,电压表的量程为0~15V,电路中的最大电流为
故电流的量程为0~0.6A,其实物连接图如下。
【分析】根据电路图,连接实物图,电压表、电流表要正入负出,根据需要选择量程;滑动变阻器要一上一下串联在电路中。
四、实验探究题
31.(2022九下·兴化月考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,部分器材选用如下:电压为6V的电源,标有“100Ω 1A”的滑动变阻器,阻值不同的定值电阻若干,其他器材,回答下列问题
(1)按照图甲将图乙补画完整;
(2)按图甲连接电路后,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数 若电路故障只出现在R和R1上,则电路故障是 ;
(3)排除故障后,将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A时,读出电压表示数;
将R=5Ω电阻换成10Ω电阻,接下来的操作是:闭合开关,此时电流表的示数如图丙所示为 A,将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数与上一步电压表示数相同;
(4)分别将其它电阻依次替换R,重复(3)实验,根据所测数据绘制出如图丁所示I-R图像,该图像难以判定I与R的关系,小明根据数据作出了的图像,发现是一条过原点的直线,由此得出结论:电压一定时,电流与电阻成 ;
(5)要完成本次实验,如果有多种规格的滑动变阻器可供选择,选用滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
【答案】(1)
(2)右;R短路
(3)0.3;右
(4)反比
(5)50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)根据电路图连接实物图,电压表要并联在待测电阻两端,滑动变阻器要“一上一下”接入电路,如图所示:
(2)为了防止电路中电流过大,滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处,由图可知,将滑动变阻器的滑片滑到最右端。
闭合开关后,发现电流表有示数,电路中没有发生断路,电压表无示数,则与电压表并联的用电器短路,所以电路中的故障为R短路。
(4)如图丙,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A。
探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端的电压不变,将R=5Ω电阻换成10Ω电阻,阻值变大,根据串联电路电流规律可知,电压表示数变大,为了保持电阻两端电压不变,则需要滑动变阻器分压增大,故应将滑片向右滑动。
(5)根据如图丁I-R图像,每次电流与电阻的乘积都为2V,可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)由图丁知当电阻为25Ω时,定值电阻两端电压UR=2V,根据串联电路电压的规律知变阻器两端的电压U滑=U-UR=6V-2V=4V
根据串联电路的分压作用知
即
则滑动变阻器的最大阻值50Ω。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,电压表和电阻并联,滑动变阻器一上一下和电阻串联;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(4)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;若电压表处的电阻变大,滑动变阻器的取值调大;
(5)根据实验数据的图像,若电流和电阻的倒数成正比,则电流和电阻成反比;
(6)根据电源电压和电压表的示数,结合定值电阻的最大值,计算滑动变阻器的最小电阻值。
32.(2021九上·越秀期末)某学习小组的同学分别测出导体A、B、C、D在不同电压下对应的电流,作出以电压U为纵坐标、电流I为横坐标的图像,如图甲所示
(1)根据公式由甲的图像可知,当两端电压变化时,导体A的电阻 ;导体D的电阻 (以上均选填“改变”或“不变”):
(2)由图甲的图像是否能得出“所有导体的电流都与电压成正比”? (选填“能”或“不能”)
(3)学习小组的同学按图乙所示的电路图连接实物,电源用两节干电池,他们发现,当把5Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.36A;当把10Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.22A;当把15Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.16A;以上数据是否符合“电压一定时,电流与电阻成反比”的规律? (选填“是”或“否”)
【答案】(1)不变;改变
(2)不能
(3)否
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由图甲可知,当两端电压变化时,流过导体A的电流始终与导体A两端电压成正比,故由欧姆定律可知,导体A的电阻不变;而导体D两端电压增大时,流过导体D的电流不与导体D两端电压成正比,故由欧姆定律可知,导体D的电阻发生改变。
(2)由图甲可知,导体D的U-I图线不是直线,故由图甲的图像不能得出“所有导体的电流都与电压成正比”。
(3)由题意可知,当电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω时,由欧姆定律可知,电阻两端电压分别为1.8V、2.2V、2.4V,要探究“电压一定时,电流与电阻成反比”的规律,应控制电阻两端电压不变,而该实验中电阻两端电压发生了变化,故以上数据不符合“电压一定时,电流与电阻成反比”的规律。
【分析】(1)根据图甲中A、D导体图象的性质分析解答。
(2)根据图甲中所有导体图象的性质分析解答。
(3)根据每次的电流与电阻的乘积分析解答。
五、计算题
33.(2021九上·吉林期中)电路如图所示,已知电源两端电压保持不变,电阻,当开关闭合时,电压表示数为。求:
(1)电流表的示数;
(2)电阻两端的电压;
(3)电阻的阻值。
【答案】(1)解:由图可知中,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等,所以,电流表的示数
答:电流表的示数为;
(2)解:因电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻两端的电压
答:电阻两端的电压为;
(3)解:根据,可得电阻的阻值
答:电阻的阻值为。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)利用电压和电阻的比值,计算电流;
(2)根据串联电路总电压和分压,计算电阻的分压大小;
(3)利用电压和电流的比值, 计算电阻。
34.(2022九上·和平期末)如图所示电路,开关都闭合时,电流表的示数为0.5A;断开S2后,电流表的示数为0.3A。若电阻R1的阻值是10Ω,求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)解:断开S2后,只有电阻R1接入,电流表的示数为0.3A,电源电压
答:电源电压为3V;
(2)解:开关都闭合时,两电阻并联,通过电阻R2的的电流为
电阻R2的阻值
答:电阻R2的阻值为。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电流和电阻的乘积,计算电压;
(2)根据并联电路电流规律,计算支路电流,根据电压和电流的比值, 计算电阻。
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