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1.下面公式表示欧姆定律的是( )
A.v= B.ρ=
C.p= D.I=
【解析】选D。欧姆定律是指通过导体的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,其表达式为I=,故D选项正确;v=是速度公式,ρ=是密度公式,p=是压强公式。
2.(2014·海淀区月考)下列对欧姆定律及其公式理解正确的是( )
A.根据R=可知,导体的电阻与该导体两端的电压成正比
B.根据U=IR可知,导体两端的电压与该导体的电阻成正比
C.根据I=可知,电阻一定时,通过导体的电流与该导体两端的电压成正比
D.因为电阻是导体本身的一种性质,所以导体中的电流只与导体两端的电压有关,与导体的电阻无关
【解析】选C。导体电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与电阻两端的电压及通过导体的电流无关,故A选项错误;当电流I一定时,由U=IR可知,导体两端的电压与该导体的电阻成正比,没有“电流I一定”这一前提条件,“导体两端的电压与该导体的电阻成正比”的说法是错误的,故B选项错误;根据I=可知,电阻一定时,通过导体的电流与该导体两端的电压成正比的说法正确,故C正确;因导体中电流是导体两端的电压和导体的电阻决定的,则“导体中的电流只与导体两端的电压有关,与导体的电阻无关”的说法错误。故选C。
【易错警示】电流与电压和电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )之间有明确的因果关系,电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因;电阻是导体的一种性质,对电流有阻碍作用。明确三者的关系是理解欧姆定律的关键。学习物理公式时,要注意不能像数学公式一样来分析,因为物理公式中的每个字母都代表一个特定的物理量,有其本身的物理意义。
3.如图所示为A、B两个导体的I-U图线,由图线可知
( )
A.RA>RB B.RAC.RA=RB D.无法确定
【解析】选B。本题考查了欧 ( http: / / www.21cnjy.com )姆定律的实际应用,侧重考查了控制变量法。根据欧姆定律可知:在导体两端的电压相同时,通过导体的电流越大,说明导体的电阻就越小。由图可知:
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在电压相同时,通过B导体的电流比A的小,所以B的电阻比较大。故选B。
4.(2013·重庆中考)科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神,德国物理学家 最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即I=。为了纪念他做出的杰出贡献,人们将他的名字命名为 的单位。
【解析】本题考查欧姆定律。电流与电压、电阻的关系(即欧姆定律)是由欧姆研究发现的,为了纪念他做出的杰出贡献,以欧姆的名字作为电阻的单位。
答案:欧姆 电阻
5.某定值电阻两端的电压为3 V时,通过的 ( http: / / www.21cnjy.com )电流为0.3 A,则导体的电阻为 ;若导体两端的电压变为6 V时,则导体的电阻为 ,通过导体的电流为 。
【解析】根据欧姆定律可得,定值电阻的阻值:R===10Ω,因为电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以当导体两端的电压变为6 V时,定值电阻的阻值仍为10Ω不变,此时通过的电流:I'==
=0.6 A
答案:10Ω 10Ω 0.6 A
6.如图所示是一种普通手电筒的示意图,其电路 ( http: / / www.21cnjy.com )为电池、按键、小灯泡串联组成。已知手电筒使用的是两节新的干电池,按下键后小灯泡正常发光,通过小灯泡电流的大小为0.2A,求小灯泡正常发光情况下灯丝电阻的大小。
【解析】两节干电池电压是3V,通过小灯泡电流的大小为0.2A,由I=得,小灯泡正常发光时的电阻R===15Ω。
答案:15Ω
【试题备选】如图所示电路,电流表示数为I,电压表示数为U,则( )
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A.U=0时,R=0 B.U变大时,变大
C.I变大时,变小 D.U变大时,不变
【解析】选D。因为影响电阻大小的因素有:导体 ( http: / / www.21cnjy.com )的长度、横截面积以及材料,与导体两端的电压和通过导体中的电流无关,但电阻的大小等于导体两端的电压与通过导体中的电流的比值,所以当电压表的示数改变时,电阻的大小不变,电压与电流的比值也不变,故选D。课时提升作业
欧姆定律
(30分钟 40分)
一、选择题(本大题共7小题,每小题2分,共14分)
1.(2014·安徽蚌埠三中月考)根据欧姆定律可以得到公式R=,关于这个公式的说法中正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变
【解析】选D。本题考查了对公式R=的理解。电阻是导体本身所具有的一种属性,与通过它的电流、两端的电压无关,大小等于导体两端的电压与通过导体的电流之比。同一导体两端的电压越大,通过导体的电流越大,且增加的倍数关系是相同的。即电压与电流的比值不变。故选D。
【方法归纳】物理公式都表达一定的物理意义,不能单纯从数学公式的角度来考虑,还应该注意公式中各物理量的物理含义。公式R=是求导体电阻的计算公式,在此公式中,电阻与电压或电流无关,但电流与电压成正比。
2.将一段电阻丝接在3 V的电源上,测得 ( http: / / www.21cnjy.com )通过它的电流为0.3 A,若把该电阻丝改接在另一个电源上时,测得通过它的电流为0.2 A,则此时的电源电压和该电阻的阻值分别为( )
A.2 V 15Ω B.3 V 10Ω
C.2 V 10Ω D.3 V 15Ω
【解析】选C。由欧姆定律得电阻丝的阻值R===10Ω;电流为0.2 A时,电源电压U1=I1R=0.2 A×10Ω=2 V。故选C。
3.通过人体电流过大会危及人的生命安全。两 ( http: / / www.21cnjy.com )手间电阻约为2 kΩ;穿干燥胶鞋时,手与地间电阻约为800 kΩ。如果分别加220 V电压,则前一种情况通过人体的电流约为后一种的( )
A.2倍 B.400倍 C.220倍 D.800倍
【解析】选B。本题考查运用欧姆定律公式的计算。首先进行单位换算:2 kΩ=2 000Ω;800 kΩ=800 000Ω。第一种情况的电流:I1===0.11 A;第二种情况的电流:I2===0.000 275 A,则==400。前一种情况通过人体的电流约为后一种情况的400倍。故选B。
4.如图所示,AB和BC是由同种材料制成的 ( http: / / www.21cnjy.com )长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小关系正确的是( )
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A.UAB>UBC IAB=IBC B.UABC.UAB>UBC IAB【解析】选A。本题考查影响 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻大小的因素、串联电路中的电流规律和欧姆定律。串联电路中电流处处都相等,所以IAB=IBC;观察题图可知AB段比BC段横截面积小,导体的电阻大,根据欧姆定律变形式U=IR可知,AB段的电压比BC段的电压高,即UAB>UBC。
5. 2013年1月1日施行酒驾新规, ( http: / / www.21cnjy.com )酒驾五年禁驾。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,如图所示是它的原理图。图中R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,那么测试仪的( )
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A.电压表示数不变 B.电压表示数越大
C.通过传感器的电流越小 D.传感器两端的电压越大
【解析】选B。本题考查动态电路的分 ( http: / / www.21cnjy.com )析。R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,R2的电阻值会减小,则电路的总电阻减小,电路中电流变大,电压表示数变大,故A、C错,B正确;电路中总电压不变,则传感器两端的电压会变小,D错。
6.如图所示,电源电压不变。当开关 ( http: / / www.21cnjy.com )S闭合时,电流表的示数为0.8 A。开关S断开后,电流表的示数改变了0.5 A。则R1与R2的阻值之比为( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.13∶5 B.3∶5
C.5∶3 D.5∶13
【解析】选C。本题考查并联电路的电流规律及欧姆定律。开关S闭合时,
0.8 A=+;开关S断开后,0.3 A=,故0.5 A=,可得R1∶R2=5∶3。
7.在某一温度下,连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知,下列说法错误的是( )
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A.A导体的电阻为10Ω
B.B导体的电阻为10Ω
C.A导体两端电压为3 V时,通过A导体的电流为0.3 A
D.B导体两端电压为2 V时,通过B导体的电流为0.4 A
【解析】选B。本题考查运用欧姆定律和图像相结合的计算。由题图知,导体A、B的电压与电流的图像是一条过原点的直线,则通过导体A、B的电流与电压成正比,且电阻不变。任取U=2 V,由题图可知:RA===10Ω,RB===5Ω,当电压为3 V时,图像上对应通过A导体的电流为0.3 A,通过B导体的电流为0.6 A。故选B。
二、填空题(本大题共4小题,每空1分,共9分)
8.如图所示是我们在收音机等小型电器中经常见 ( http: / / www.21cnjy.com )到的定值电阻器,小明同学想测出这个电阻的阻值,他在电阻两端加6 V电压时,通过的电流为300 mA,则它的阻值为 Ω。如果把该电阻两端的电压调为2 V,则此时该电阻的阻值为 Ω,通过的电流是 A。
【解析】本题考查对电阻的理解及欧姆定律。电流I=300 mA=0.3 A,该电阻的阻值R===20Ω;电阻是导体本身的一种性质,它不随电压、电流的变化而改变;当电压U'=2 V时,通过的电流I'===0.1 A。
答案:20 20 0.1
9.(2014·贵州桐梓五 ( http: / / www.21cnjy.com )中月考)实验测得通过小灯泡L、定值电阻R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为 Ω;当小灯泡L两端的电压为2 V时,小灯泡的电阻为 Ω。
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【解析】由I-U图像可知,当定值电阻R两端的电压为4 V时,通过电阻R的电流是0.4 A,则电阻R的阻值R===10Ω;由I-U图像可知,当小灯泡L两端的电压为2 V时,通过小灯泡的电流IL=0.6 A,所以此时小灯泡的电阻RL===3.33Ω。
答案:10 3.33
10.某物理科技小组设计 ( http: / / www.21cnjy.com )的汽车有害尾气排放检测电路如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。当有害尾气浓度增大时,气敏电阻的阻值将 ,电压表的示数将 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
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【解析】本题考查动态电路及电表示数的变 ( http: / / www.21cnjy.com )化。由图乙可知,当有害尾气的浓度增大时,气敏电阻的阻值将变小,电路中的总电阻将变小,电源电压不变,则电路中的电流将变大,根据U0=IR0,R0为定值电阻,I变大,则U0变大,故电压表的示数将变大。
答案:变小 变大
11.电路元件甲和乙中的电流与两端电压 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系如图所示,由图可知,甲的电阻是 Ω。若将甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端,干路中的电流是 A。
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【解析】本题考查欧姆定律的应用。通过图像可以看出:当电阻甲两端的电压等于3 V时,通过的电流是0.6 A,所以电阻甲的阻值是R甲===5Ω。若将甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端时,两电阻两端的电压都等于2 V,从图中可以查出此时通过电阻甲和乙的电流分别是0.4 A和0.2 A,所以干路中的电流是I=0.4 A+0.2 A=0.6 A。
答案:5 0.6
三、计算题(本大题共2小题,共17分)
12. (7分)(2014·安徽蚌 ( http: / / www.21cnjy.com )埠三中月考)冬天的时候,同学们都喜欢带个“暖手宝”暖手。如图所示是电热“暖手宝”,它利用三节干电池串联供电,发热时间长,深受广大用户喜爱,则:
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(1)“暖手宝”工作时电压为多少?
(2)已知“暖手宝”的电阻为2Ω,则其工作电流为多大?
【解析】(1)一节干电池的电压为1.5 V,根据串联电池的总电压等于各节串联电池电压之和的规律可知,暖手宝工作电压为U=1.5 V×3=4.5 V;(2)暖手宝工作的电流:I===2.25 A。
答案:(1)4.5 V (2)2.25 A
13.(10分)(2013·广东中考)如图所示的电路,电源电压为6 V且保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 2 A”字样。
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(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,求电流表的示数I1。
(2)保持滑片P在最右端,闭合S1、S2,电流表示数I=5I1,求R2的阻值。
(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表示数为0.68 A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
【解题指南】(1)欧姆定律的表达式?
(2)并联电路的电流、电压有什么特点?
提示:(1)I=
(2)I=I1+I2+I3……,U1=U2=U3=U4=……
【解析】本题考查欧姆定律的综合应用。
(1)P移到最右端R1=50Ω,闭合S1,断开S2,电路如图所示,根据欧姆定律得I1===0.12 A。
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(2)S1、S2闭合,R1与R2并联,U=U1=U2=6 V,干路电流I=0.12 A×5=0.6 A,通过R1的电流是0.12 A,
I2=I-I1=0.6 A-0.12 A=0.48 A,所以R2===12.5Ω。
(3)移动滑片的位置,通过R2的电流不变,通过I1的电流I1'=I'-I2=0.68 A-
0.48 A=0.20 A,所以R1'===30Ω。
答案:(1)0.12 A (2)12.5Ω (3)30Ω
【培优训练】
如图所示,已知铝制电缆线每1 m长的电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )为0.02Ω(导体的材料、横截面积一定时,导体的电阻与长度成正比)。输电过程中,由于地下电缆某处短路,而导致用户停电,为找到发生短路的地点,工人在切断电源的情况下,以4节干电池串联作电源(4节干电池串联的总电压为6 V)。用电流表测得电路中的电流为0.2 A。求:
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(1)电路中导线的总电阻;
(2)电缆短路处到用户的距离。
【解析】(1)因为I=,
所以导线电阻R===30Ω;
(2)电缆线的总长度:
L==1 500 m,
电缆短路处到用户的距离是
s===750 m。
答案:(1)30Ω (2)750 m