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专题十七、欧姆定律的计算、动态电路及探究电流电压关系和伏安法测电阻
一、欧姆公式的理解
1.从欧姆定律可导出R= ,下列说法正确的是( )
A.当电压为0时,电阻为0
B.当电流增大2倍时,电阻减小2倍
C.当电压增大2倍时,电阻增大2倍
D.不管电压或电流如何变化,电阻不变
2.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法中正确的是( )
A.在电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
B.在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.在电流一定时,导体的电阻跟导体两端的电压成正比
D.在电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
3.在研究电流与电压、电流与电阻关系的实验中,下列有关说法正确的是( )
A.在电压一定时,导体的电阻与通过导体中的电流成反比
B.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C.在电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.导体的电阻大小与其两端的电压、通过导体的电流大小无关
4.甲、乙是由同种材料制成的两个长度相同、粗细均匀的电阻。在不同电压下,多次测量电流值,描绘了U-I图象。从中获得的信息正确的是( )
A.甲电阻大于乙电阻
B.乙电阻较细
C.当甲、乙电阻没有接入电路中时,电阻均为0
D.若甲、乙电阻串联在同一电路中,通过甲电阻的电流小于通过乙电阻的电流
5.以下对欧姆定律的认识,其中正确的是( )
A.欧姆定律揭示了导体的电阻与导体两端电压、通过导体的电流有关
B.同一导体,它两端电压越大,通过它的电流也越大
C.当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值也随之改变
D.根据欧姆定律的变形公式R=U/I可知:导体的的电阻随电压和电流的变化而变化
二、欧姆定律的应用之计算
6.一电阻两端的电压为6 V,通过的电流为1 A;若将它接在另一电路中,通过的电流变为0.5 A,则电阻两端的电压为( )
A.6 V B.3 V C.9 V D.12 V
7.在图所示的电路中,电源电压为6伏,电阻R1为5欧。闭合开关S时,电流表A的示数为2.0安,求:
(1)电流表A1的示数I1。
(2)通过电阻R2的电流I2。
8.如图A4-6-6所示的电路中,电源电压恒为30 V,电阻R1为15 Ω。同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5 A。求:
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电阻R2的阻值。
9.如图所示的电路中,电源电压为12 V,闭合开关S后,电流表、电压表的示数分别为0.6 A和9 V。求R1和R2的阻值。
10.如图所示电路,开关闭合后,电流表 A1 示数为1.2A,电流表 A2 示数为0.8A,电压表 V示数为6V,请回答:
(1)灯泡L1和L2的连接方式为 。
(2)电源电压是 V。
(3)求灯L1的阻值。
11.如图甲所示,电源电压为3V。当开关S闭合时,灯泡L1、L2正常发光,电流表A1、A2的示数分别如图乙、丙所示,求:
(1)灯L1的电流多少?
(2)灯L2的电阻多少?
(3)若灯L1的灯丝烧断,电流表A1、A2的示数分别是多少?
12.两个电路元件甲和乙中的电流与其两端电压的关系如图所示,若把它们串联接在电路中,总电阻是 Ω,甲、乙两端电压之比U1∶U2= 。
三、探究电流、电压、电阻的关系
13.如图所示,在研究电流跟电压、电阻的关系时,应首先选取一定值电阻,通过改变滑动变阻器的阻值,记录若干组电流值和相应的 值,得到在 不变时,电流跟 成正比的关系;然后选取不同阻值的电阻连人电路,调节滑动变阻器的滑片,使每次 保持不变,记录每次连人电路的电阻值和相应的 值,得到电流跟 成反比的关系。
14.在“探究电流与电阻关系”的实验中,小翔连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10 Ω的电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数;记录数据后,改用15 Ω的电阻替换10 Ω的电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片,读取电流数据
B.观察电流表,向右移动滑片,读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据
D.观察电流表,向左移动滑片,读取电压数据
15.某科学兴趣小组同学在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”时,设计了如 图甲所示的电路,正确操作实验后, 将得到的实验数据记录在下表中。
组别 物理量 1 2 3 4 5 6
_________ 6
电阻R/Ω 5 10 15 20 25 30
电流I/A 1.2 0.6 0.4 0.3 0.24 0.2
(1)小组同学设计记录表中的“ ”处应填 ;
(2)用笔画线代替导线, 将实物图连接完成;
(3)小组同学正确连接电路后进行实验, 每次更换电阻后都要调节滑动变阻器,这样操作的目的是 ;
(4)分析表中数据,得出结论:______________________________________________________
。
16.利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”。依次将阻值为5 欧、10 欧、20 欧的定值电阻接入AB 之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别 1 2 3
电阻 R(欧) 5 10 20
电流 I(安) 0.4 0.2 0.1
请回答:
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 ;
(2)上述操作④中,判断滑片已处于适当位置的依据是 ;
(3)依据表中数据作出了下列图像,其中正确的是 。(可多选)
17.如图所示是研究电流与电压的关系的实验电路图,实验过程中应保持电阻不变,当进行“保持电阻不变”这一步实验时应( )
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持R2两端的电压不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同的位置
D.保持电路中的电流不变
18.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.
19.小科和同学们在做“研究电流与电压的关系”的实验过程中:
(1)小科和同学们经过讨论,完成了“研究电流与电压的关系”两次实验电路的设计,如图甲、乙所示。由图甲改进为图乙,是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能改变 ,进行多次测量,方便寻找普遍规律。
(2)请用笔画线代替导线,帮助小科按电路图乙,将图丙中的实物电路连接完整。
(3)小科连完电路,闭合开关后,发现电流表的示数为0,电压表有示数。若电路仅有一处故障,则故障为 。
(4)在排除故障后,用同一定值电阻进行实验,移动滑动变阻器的滑片P位于不同位置,读出电表的示数并记录。数据如下表。则可得出结论_______________________________________________
。
电压U/V 3.00 2.50 2.00 1.50
电流I/A 0.30 0.25 0.20 0.15
四、实验探究之伏安法测小灯泡/定值电阻阻值
20.如图所示的实验电路图,不能测出定值电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
21.某科学兴趣小组用两节新干电池,规格为“10 Ω 1.5 A”的滑动变阻器等器材,来测量导体的电阻。请分析回答:
(1)连接好电路,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片,当滑片移动到C点时,发现两表才有示数,示数分别为2 V、0.2 A。根据以上信息思考该电路的连接方式,并用笔画线代替导线按该连接方式,将图甲中的电路连接完整。
(2)继续调节滑动变阻器进行测量,测得的数据如下表所示。第二次测量时电流表的示数如图乙所示,据图把表中所缺数据填写完整。
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.5
3 2.8 0.28
(3)该实验多次测量的目的是 。
(4)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端的电压不变,那么电阻两端的电压最小能控制到 V。
22.某同学为测量小灯泡的电阻,设计了如下图所示的电路,所用的电源电压是4V,小灯泡正常工作时的电压是2.5V,小灯泡两端允许加的最大电压为正常工作时电压的1.2倍。
(1)请将图甲的实验电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向左移,接入电路阻值变小) ;
(2)该同学正确连接电路后,闭合开关并移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的图象。根据图象信息,可计算出小灯泡正常工作时的电阻是 。他发现该图象不是直线,你认为出现这种情况的主要原因是 。
23.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端:
(2)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 。
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx= Ω。
(4)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R的滑动变阻器,和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时。电流表示数为I1:滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
24.图甲是利用伏安法测量小灯泡L的电阻的实验电路,已知L正常发光时两端需加的电压为2.5V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲的实物电路连接完整(要求导线不交叉,闭合开关后,滑动变阻器滑片向左滑动时灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A端”“B端”或“AB正中间”)。
(3)移动滑片P,当小灯泡L正常发光时,发现电流表示数如图乙所示,则此时电流表的读数为 A,小灯泡的电阻为 Ω(保留一位小数)。
(4)实验操作时,因小灯泡L不慎损坏而出现断路,移动滑片P,电压表指针 (选填“几乎不动”或“明显偏转”)。
五、动态电路分析
25.如图甲所示,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的阻值从最大变到最小时,两个电阻的“U-I”关系如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.电源电压为3V
B.R1的阻值为5Ω
C.R2的阻值变化范围为0~10Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
26.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是3∶5,此时灯L1、L2的电阻之比是( )
A.5∶3 B.3∶5 C.3∶2 D.2∶3
27.小明利用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验数据绘出了I-图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为 Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为 ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 V。
28.如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断中正确的是( )
A.电压表示数与电流表A2示数的比值变大,电流表A1示数变小
B.电压表示数与电流表A2示数的比值变小,电流表A1示数不变
C.电压表示数与电流表A1示数的比值不变,电流表A2示数变小
D.电压表示数与电流表A1示数的比值变大,电流表A2示数变大
29.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2和I1:I2分别是( )
A.1:1和4:3 B.1:2和1:3 C.1:1和1:4 D.1:4和1:1
30.如图所示的电路,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
31.如图所示的电路,电阻R1=R2=4Ω,电源电压保持不变,当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.75A,此时电路是 联电路,电路的总电阻是 Ω;当S闭合、S1断开时,电路的总电阻是 Ω,电流表的示数是 A。
32.如图所示电路中,电源两端电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P向右滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表A示数变小,电压表V1示数变大,V2示数不变
B.电流表A示数变小,电压表V1示数变小,V2示数变大
C.电流表A示数变大,电压表V1示数变小,V2示数不变
D.电流表A示数变大,电压表V1示数不变,V2示数变小
答案解析部分
1. D
电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当电压为0时、电流增大2倍时或电压增大2倍时,电阻的阻值不变,故ABC错误,D正确。
故答案为:D。
2. B
根据U=IR可知,当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,故A错误;
根据U=IR可知,当电阻一定时,通过导体的电流与两端的电压成正比,故B正确、D错误;
根据U=IR可知,当电流一定时,导体两端的电压与导体的电阻成正比,故C错误。
故选B。
3. D
根据U=IR可知,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故A错误;
根据U=IR可知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故B错误;
根据U=IR可知,当电流一定时,导体两端的电压与导体的电阻成正比,故C错误;
导体的电阻大小与其两端的电压、通过导体的电流大小无关,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,故D正确。
故选D。
4. B
A.如下图所示,当电流相同时,甲的电压小于乙的电压,根据可知,甲的电阻小于乙的电阻,故A错误;
B.甲乙材料相同,长度相同,根据“电阻与横截面积成反比”可知,乙的电阻大,则乙的横截面积小,故B正确;
C.电阻是导体的一种性质,只与材料、长度、横截面积和温度有关,与电压和电流无关,故C错误;
D.若甲、乙电阻串联在同一电路中,通过甲电阻的电流等于通过乙电阻的电流,故D错误。
故选B。
5. B
A.欧姆定律揭示了通过导体的电流与导体两端电压、导体的电阻之间的关系,故A错误;
B.根据可知,同一导体的电阻不变,它两端电压越大,通过它的电流也越大,故B正确;
C.当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值电阻却保持不变,故C错误;
D.电阻是导体的一种性质,与电压和电流大小无关,只与材料、长度、横截面积和温度有关,故D错误。
故选B。
6. B
根据可知,当电阻不变时,电压与电流成正比,即:;
;
解得:U'=3V。
故选B。
7. (1)解:I1= =1.2 安
(2)解:I2=I-I1=2.0安-1.2安=0.8安
8. (1)解:由电路图可知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过电阻R1的电流:I1===2 A。
(2)解:因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过电阻R2的电流:I2=I-I1=2.5 A-2 A=0.5 A,则电阻R2的阻值:R2===60 Ω
9. 解:由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R2两端的电压。
串联电路中各处的电流相等,
根据欧姆定律可得,R2的阻值: R2===15 Ω。
串联电路的总电压等于各个分电阻两端的电压之和,
R1两端的电压:U1=U-U2=12 V-9 V=3 V, R1的阻值:R1===5 Ω
10. (1)并联
(2)6
(3)解:I1=I总-I2=1.2A-0.8A=0.4A
R1= = =15Ω
(1)根据图片可知,电流从正极出发后分为两支,一支经过灯泡L1,另一支经过灯泡L2,则存在两条通路,因此灯泡L1和L2为并联。
(2)根据图片可知,电压表测L1两端的电压。根据并联电路的总电压等于各支路两端电压可知,此时的电源电压为6V。
(3)电流表A1测总电流,A2测通过灯泡L2的电流。
则通过灯泡L1的电流 I1=I总-I2=1.2A-0.8A=0.4A ;
灯泡L1的电阻: 。
11. (1)解:根据甲图可知,灯泡L1与L2并联,电流表A1测总电流,A2测通过L2的电流。
根据并联电路总电流等于各支路电流之和可知,A1的示数大于A2;
根据乙图可知,选择量程0~3V,分度值为0.1V,则示数为1.5A;
根据丙图可知,选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.48A。
那么A1的示数为1.5A,A2的示数为0.48A;
则通过灯L2的电流为0.48A;
通过灯泡L1的电流: 。
(2)解: 并联电路总电压等于各支路两端电压,
则灯泡L2的电压U2=U=6V;
那么它的电阻: 。
(3)解: 当L1的灯丝烧断后,电路里只有L2自己工作,此时两个电流表都测通过L2的电流,即 。
12. 40;3∶1
根据图像可知,当电流为0.3A时,甲两端的电压为9V,乙两端的电压为3V;
则二者两端的电压之比为:U甲:U乙=9V:3V=3:1;
此时的总电压为:U总=U1+U2=9V+3V=12V;
此时的总电阻为:。
13. 电压;电阻;电压;电压;电流;电阻
如图所示,在研究电流跟电压、电阻的关系时,应首先选取一定值电阻,通过改变滑动变阻器的阻值,记录若干组电流值和相应的电压值,得到在电阻不变时,电流跟电压成正比的关系;然后选取不同阻值的电阻连人电路,调节滑动变阻器的滑片,使每次电压保持不变,记录每次连人电路的电阻值和相应的电流值,得到电流跟电阻成反比的关系。
14. C
探究电流与电阻关系的实验中,要控制电压相同而改变电阻,并记录对应的电流。当电压表的示数保持不变时,根据U总=U1+U2可知,变阻器两端的电压也保持不变,那么二者电压的比值保持不变。在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即,当比值不变时,如果定值电阻的阻值增大,那么变阻器接入的阻值也要增大,即向左移动滑片,直到电压表的示数达到预定值,并记录对应的电流即可,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
15. (1)电压U/V
(2)
(3)使电阻R两端的电压恒为6V
(4)当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体电阻成反比
(1)探究通过导体的电流跟导体电阻的关系时,需要分别记录电阻、电流和电压,因此△处应该为:电压U/V。
(2)根据甲图可知,电阻R、变阻器和电流表串联,电压表与电阻并联。根据图乙可知,只需将电阻的右端与变阻器左下角的接线柱相连,再将电压表的“15”接线柱与电阻右端相连,如下图所示:
(3)探究通过导体的电流与电阻的关系时,必须控制电压相同而改变电阻,因此: 每次更换电阻后都要调节滑动变阻器,这样操作的目的是:使电阻R两端的电压恒为6V。
(4)将表格中每组数据中的电流与电阻相乘,乘积都等于6,那么得到结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体电阻成反比。
16. (1)②①④③
(2)电压表示数为2伏
(3)AB
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续操作有以下四步:
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
①闭合开关;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
③记录电流表示数。
则正确顺序为:②①④③。
(2)根据表格可知,电压表的示数应该为:U=IR=0.4A×5Ω=2V,则:上述操作④中,判断滑片已处于适当位置的依据是:电压表示数为2伏;
(3)根据表格可知,电流与对应电阻的乘积都等于2V,因此电流与电阻成反比关系,即二者的图像为一条双曲线,故A正确;
根据表格可知,对应电阻的倒数分别为:0.2、0.1、0.05,它们与对应电流的比值都是,因此电流与对应电阻的倒数成正比,则图像为一条倾斜的直线,故B正确。
故选AB。
17. C
当探究电流与电压的关系的实验中,要控制定值电阻的阻值不变,而改变它两端的电压,即调节变阻器的滑片在不同位置,然后记录对应的电流即可,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
18. A
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。
19. (1)电阻R两端的电压
(2)
(3)定值电阻R断路
(4)导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
(1)由图甲改进为图乙,是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能改变电阻R两端的电压,进行多次测量,方便寻找普遍规律。
(2)根据乙图可知,除了电压表与R并联,其它的都是串联。电流从正极出发,依次经过电流表、定值电阻和滑动变阻器,最后回到负极。根据丙图可知,将定值电阻左端与变阻器的右上角的接线柱相连,如下图所示:
(3)小科连完电路,闭合开关后,发现电流表的示数为0,电压表有示数。若电路仅有一处故障,则故障为定值电阻R断路。
(4)将每组数据中的电压与电流做比,比值都是10,因此得到结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比。
20. B
A.Rx与R串联,电压表测总电压,电流表测总电流。首先根据计算出总电阻,再根据Rx=R总-R计算出待测电阻阻值,故A正确不合题意;
B.Rx与R并联,电压表测电源电压,电流表测通过R的电流。根据并联电路U总=Ux=U可知道Rx两端的电压,但是无法得到通过Rx的电流,因此无法计算出Rx,故B错误符合题意;
C.Rx与R并联,电流表A1测总电流,A2测通过R的电流。可根据Ux=U=IR计算出Rx的电压,根据Ix=I总-I计算出通过Rx的电流,最后根据计算出它的电阻,故C正确不合题意;
D.当滑片在最右端时,变阻器的阻值为零,此时只有Rx,电流表的示数为Ix,根据U=IR得到:U总=Ux=RxIx;当滑片在最左端时,变阻器的阻值最大,和Rx串联,此时电流表的示数为I总,根据U=IR得到:U总=I总R总=I总(Rx+R),两个式子联立可计算出Rx,故D正确不合题意。
故选B。
21. (1)解:如图所示
(2)0.24
(3)减小实验误差
(4)2.4
(1)由题意可知,当向右移动滑动变阻器滑片,当滑片移到C点时,发现两表才有示数,这说明C点左侧有断路故障(或接触不良),则变阻器应选择右下接线柱(A接线柱)与电源正极相连,如图所示:
(2)图乙中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,如下表所示:
号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.5 0.24
3 2.8 0.28
(3)该实验多次测量的目的是取平均值减小误差;
(4)当滑片移到C点时,发现两表才有示数,示数分别为2V、0.2A,
根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器的最大电阻为:;
电源电压为3V,根据串联电路电压的规律及分压原理有:;
即;
解得:UV=2.4V;
电阻两端电压最小为2.4V。
22. (1)
(2)12.5Ω;灯丝的电阻随温度的升高而增大
(1)在测量小灯泡电阻的实验中,电压表应该与灯泡并联。小灯泡两端的最大电压为:2.5V×1.2=3V,则电压表选择量程0~3V。滑动变阻器应与灯泡串联,当滑片左移时,接入的阻值变小,那么应该将左下角的接线柱接入,而上面的接线柱任选一个即可,如下图所示:
(2)根据图乙可知,当灯泡电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,那么它正常工作时的电阻为:。他发现该图象不是直线,你认为出现这种情况的主要原因是:灯丝的电阻随温度的升高而增大。
23. (1)A
(2)滑动变阻器断路
(3)10
(4)
(1)为保护电路,滑片需要位于阻值最大处,故位于A端。
(2)连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,说明ED之间存在断路,故是滑动变阻器的断路。
(3)小量程,故电流表的示数为0.2A,则电阻的阻值为
故待测电阻的阻值为10Ω。
(4)闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器全部接入,电流表示数为I2,此时可以列等式
当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值为零,故可以列等式
联立两式,则电阻的大小为
故待测电阻的阻值为 。
24. (1)
(2)B端
(3)0.3;8.3
(4)几乎不动
(1)变阻器接线应该“一上一下”,只需将下面的A接线柱与开关左边的接线柱连接即可;电压表与灯泡并联,因为2.5V<3V,所以选择量程0~3V,只需将灯泡右端与电压表中间的接线柱“3”连接即可,如下图所示:
(2)根据图片可知,变阻器使用的是AP段,当P位于B端时变阻器的阻值最大,因此:闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于B端;
(3)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.3A,因此灯泡正常发光的电阻为:;
(4)实验操作时,因小灯泡L不慎损坏而出现断路,移动滑片P,电压表指针几乎不动。
25. D
根据图甲可知,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。
根据图像可知,当电流为0.2A时,两个电压表的示数分别为2V和1V,则电源电压:U总=U1+U2=2V+1V=3V,故A正确不合题意;
根据图甲可知,当电流增大时,根据U=IR可知,电压表V1的示数增大。
根据U总=U1+U2可知,V2的示数减小,则图像甲为R2的,图像乙为R1的。
则R1的阻值:。
故B正确不合题意;
当电流最小为0.2A时,R2的最大电压为2V,
则变阻器的最大阻值:,故C正确不合题意;
当变阻器在中点时,总电阻为:R总=R1+R2'=5Ω+10Ω×=10Ω;
此时电流表的示数为:,故D错误符合题意。
故选D。
26. D
开关S闭合后,如果乙为电流表将会造成电源短路,如果甲为电流表L2将被短路,因此甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以两灯泡两端的电压之比:;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:。
故选D。
27. 10;2∶1;2
【解析】【分析】(1)根据图乙确定电流为0.2A时的值,再计算电阻R;
(2)根据可知,当电压相同时,电流与电阻成反比;
(3)根据U=IR计算控制不变的电压。
(1)根据图乙可知,当电流为0.2A时,则此时;
(2)探究电流与电阻关系的实验中,要控制电压相同而改变电阻。根据当电压相同时,电流与电阻成反比,即;
(3)在实验过程中,小明控制导体两端的电压为:U=IR=0.2A×10Ω=2V。
28. C
根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2并联,电压表测R1的电压,电流表A1测R2的电流,A2测干路总电流。
根据并联电路总电压等于各支路两端电压可知,电压表的示数保持不变;
当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器R2的阻值增大,则总电阻增大,根据可知,干路电流A2的示数变小;
根据U总=U1=U2可知,此时电压表的示数等于R2的电压U2,而电流表A1的示数等于通过R2的电流。
根据可知,电压表示数和电流表示数的比值就是R2,因此二者的比值增大。
故选C。
29. A
当S和S1闭合、S2断开时,两个电阻并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流;
即U1=U总,I1=IR1+IR2;
当S1断开、S和S2闭合时,两个电阻仍然并联,电压表还测电源电压,电流表测R2的电流;
即U2=U总,I2=IR2;
那么U1:U2=1:1,
在并联电路中,电流与电阻成反比;
即:;
则I1:I2=(IR1+IR2):I2=(1+3):3=4:3。
故选A。
30. D
根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2并联,电压表测总电压,电流表测总电流。
闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,变阻器的阻值增大,则总电阻增大,而电压表的示数保持不变,根据可知,电流表的示数变小。
故选D。
31. 并;2;4;0.75
(1)根据图片可知,电流从正极流回负极有两条通路,一条只经过R1,另一条只经过R2,因此二者为并联;
(2)此时的总电阻:;
(3)当S闭合、S1断开时,此时只有电阻R1,则总电阻为4Ω,此时电流表的示数与原来相同,还是0.75A。
32. A
根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测变阻器的电压,V2测电流表的电压。
当滑片P向右滑动时,变阻器接入的阻值变大,则总电阻变大,那么总电流变小,即电流表的示数变小。在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,则电压表V1的示数变大。由于电流表分得电压为零,因此电压表V2的示数保持不变。
故选A。
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