14.3 欧姆定律的应用(巩固训练2)
【课时衔接】
1.(伏安法测定值电阻)某同学按如图方式测量Rx的电阻,实验中他读出电流表示数为0.2 A,电压表示数为2.9 V,则他测量Rx的值为 Ω。实验时,若考虑电压表电阻对测量结果的影响,则和Rx的真实值相比,Rx的测量值 (选填“偏大”、“偏小”或“一样大”)。
【基础通关】
2.为了测量Rx的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路,已知R0为10 Ω。当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为3 V;当S2断开、S1闭合时,电压表的示数如图乙所示。由此可知R0两端的电压为 V,Rx的阻值为 Ω。
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S1时,R1两端的电压为U1,电压表V1与V2的示数之比为5∶2,R1与R0的电阻之比为 ;若只闭合开关S2时,R2两端的电压为U2,电压表V1与V2的示数之比为7∶3,则R1与R2的电阻之比为 ,电压U1与U2之比为 。
【素养提升】
4.如图甲所示,电源电压恒为6 V,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化情况如图乙所示,R0是阻值为10 Ω的定值电阻,闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是 ( )
A.图甲中的R0有保护电路的作用
B.温度升高时,电压表的示数会变小
C.温度为40 ℃时,电流表的示数为0.2 A
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
5.如图所示的电路中,电流表A1的示数为0.5 A,A2的示数为0.3 A,电阻R2的阻值为10 Ω。下列说法正确的是 ( )
A.通过电阻R1的电流为0.5 A
B.电源电压为3 V
C.电阻R1的阻值为30 Ω
D.若断开开关S2,电流表A1示数变大
6.（素养拓展练）如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的“U-I”关系图像如图乙所示。则下列正确的是 ( )
A.图线Ⅱ为R2的“U-I”图像
B.当R2=R1时,电流的大小为0.2 A
C.电源电压为8 V
D.R1的阻值为30 Ω
7.小明利用如图甲所示的电路图来测量电源电压U和电阻R1的阻值。
(1)请按照图甲的电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实物连接。要求:闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表示数增大。
(2)小明调节滑动变阻器的滑片P,当电流表如图丙时,其读数为 A;将在移动滑片P的过程中得到的多组电压表、电流表读数,绘成图丁的图像。由图像得出电源的电压U=
V和电阻R1的阻值R1= Ω。
(3)小明继续探究,移动滑片P的过程中,电流表的最小示数为0.25 A,则滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
8.图为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点”的电路图。实验所选用的器材均能符合实验要求,其中部分器材的规格如下:小灯泡(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A),电压表(量程0~3 V,内阻3000 Ω),电流表(量程0~500 mA,内阻0.5 Ω),定值电阻R0(阻值1000 Ω)。按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7 V,电流表的示数为315 mA。求此时:
(1)小灯泡两端的电压;
(2)通过小灯泡的电流;
(3)小灯泡灯丝的阻值。
参考答案
1.14.5 偏小
2.0.6 40
3.2∶3 8∶9 14∶15
4.D
5.B 解析:由图可知,该电路为R1和R2的并联电路,电流表A1测干路的电流,电流表A2测通过R2的电流,开关S1控制干路的通断,开关S2控制R1支路的通断;已知电流表A1的示数为0.5 A,即干路的电流为I=0.5 A;已知电流表A2的示数为0.3 A,即通过R2的电流为I2=0.3 A,由并联电路的电流特点可知通过R1的电流为I1=I-I2=0.5 A-0.3 A=0.2 A,故A错误;已知电阻R2的阻值为R2=10 Ω,通过R2的电流为I2=0.3 A,由I=可知R2两端的电压为U2=I2R2=0.3 A×10 Ω=3 V,即电源电压为U=3 V,故B正确;由I=可知电阻R1的阻值为R1===15 Ω,故C错误;并联电路中各个支路之间互不影响,若断开开关S2,不会影响通过R2的电流,则总电流变小,即A1示数变小,故D错误。
6.C 解析:两电阻串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,滑片在最左端时,R2接入电路的阻值为零,因此此时电压表V2的示数为零,由图像可得,图线Ⅰ反映电压表V2的示数(即R2的电压)随电流的变化,则图线Ⅱ为R1的“U-I”图像,故A错误;串联电路各处的电流相等,当R2=R1时,由U=IR,则两电阻的电压相同,由图乙知,即为两图线的交点,可知电流为0.4 A,B错误;由图知,当电流为0.4 A时,两电压表示数均为4 V,因电路的电压等于两电压表示数之和,即电源电压;U=4 V+4 V=8 V,C正确;当滑片移动到最左端时,电路中只有R1,电压表V2的示数为零,电路的电流为0.8 A,由欧姆定律, R1===10 Ω,D错误。
7.(1)答案:
(2)0.6 3 2
(3)10
8.解:(1)通过电压表的电流:
I1===9×10-4 A
电压表与R0串联可得R0的电流:
I0=I1=9×10-4 A
由欧姆定律变形可得R0两端的电压:
U0=I0R0=9×10-4 A×1000 Ω=0.9 V
电压表与R0的支路总电压之和等于小灯泡两端的电压:
U=UV+U0=2.7 V+0.9 V=3.6 V
(2)已知电流表测量小灯泡所在支路和电压表、R0所在支路的干路电流,电流表的示数为315 mA。根据并联电路的电流特点可得通过小灯泡的电流:
IL=I-IV=315 mA-0.9 mA=314.1 mA
(3)由I=可得,小灯泡灯丝的阻值:
RL==≈11.461 Ω
214.3 欧姆定律的应用
【课时衔接】
1.(欧姆定律中三物理量单位统一)某导体,加在它两端的电压为8 V时,通过它的电流为400 mA,则它的阻值是 Ω。如果加在它两端电压为4 V,则通过它的电流是
mA。
2.(欧姆定律)如图所示的电路中,R1=6 Ω,R2=12 Ω,电流表示数为0.75 A。则AB两端的电压U=
V。
【基础通关】
3.探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6 V)、滑动变阻器(20Ω 1 A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω)及导线若干,以下说法正确的是 ( )
A.电压预设值越小,在获得3组实验数据过程中,滑动变阻器阻值调节范围越小
B.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1 V~4 V
C.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为3 V~5 V
D.实验电压预设值为2 V,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为30 Ω的滑动变阻器
4.两导体A、B在同一温度时,通过它们的电流与其两端电压的关系如图所示。则由图可知,导体A的电阻为 Ω;如果将A和B并联后接在电压为1.0 V的电源两端,则通过A和B的总电流为 A。
【素养提升】
5.如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为20 Ω,闭合开关S。当滑动变阻器滑片P移到a端时,电流表的示数为0.3 A;当滑动变阻器的滑片P移到b端时,电流表的示数为0.5 A。则电阻R的阻值为 Ω。
6.如图所示的四个电路中,电源电压U相同,R1A.甲<乙<丙<丁
B.丁<丙<乙<甲
C.丁<甲<乙<丙
D.丙<乙<甲<丁
7.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”这两个实验,下列说法不正确的是 ( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.滑动变阻器在两个实验电路中的作用是不同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
参考答案
1.20 200
2.3
3.C
4.5 0.3
5.30
解析:当滑动变阻器的滑片P移到a端时,电阻R被短路,此时电路为R1最大阻值的简单电路,电流表测电路中的电流;由I=可得,电源的电压:U=IR1=0.3 A×20 Ω=6 V;当滑动变阻器的滑片P移到b端时,电阻R与R1的最大阻值并联,电流表测干路电流,此时电路的总电阻:R总===12 Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,=+,即=+,解得:R=30 Ω。
6.C
7.A
214.3 欧姆定律的应用(巩固训练1)
【课时衔接】
1.(伏安法测电阻)“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是 ,在连接电路过程中,开关应该处于 状态,电流表应与待测电阻 联连接。
【基础通关】
2.两定值电阻甲、乙两端的电流与电压关系如图所示,现将甲和乙串联后接在电压为6 V的电源两端,下列分析正确的是 ( )
A.甲的电阻等于5 Ω
B.乙两端的电压是2 V
C.甲中的电流大于乙中的电流
D.甲、乙两端的电压之比是2:1
【素养提升】
3.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2∶5,此时灯L1、L2的电阻之比是 ,电流之比是 。
4.如图甲所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则下列选项正确的是 ( )
A.R1的阻值为0.1 Ω
B.滑动变阻器R2的最大阻值为10 Ω
C.电流表示数为0.2 A时,R1与R2的电压相等
D.电压表示数为2.5 V时,R2接入电路的阻值为2 Ω
5.如图所示,图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
(1)请你根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大)
(2)在连接电路时,开关必须 。
(3)闭合开关S后,发现电流表无示数,电压表有示数,则出现的故障可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.2 A,电压表的示数如图丙所示,其读数为 V,则待测电阻Rx= Ω。
(5)若实验中电流表不慎损坏,现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干,请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图,要求能测量Rx的阻值。
6.如图,这是测量电阻所用电路的一部分,其中表示的是灵敏电流计,通电后电压表示数为3 V,灵敏电流计的示数为3 mA,则:
(1)根据测量的数据,求该电阻的大小为多少
(2)经上网查找资料可知此灵敏电流计自身的电阻为50 Ω,考虑电表电阻对实验的影响,则待测电阻R的真实值等于多少
7.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为10 Ω。闭合开关S后,电流表的示数为1 A,通过电阻R2的电流为0.6 A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R1的阻值。
参考答案
1.R= 断开 串
2.A
3.3∶2 1∶1
4.D
5.(1)答案:
(2)断开
(3)Rx断路
(4)2 10
(5)答案:
6.解:(1)由I=可得,该电阻的测量值:
R===1000 Ω
(2)考虑电表电阻对实验的影响时,电压表测R与两端的电压之和,电流表测通过它们的电流,则测量值即为R与RG的总电阻,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,待测电阻R的真实值:
R真=R-RG=1000 Ω-50 Ω=950 Ω
7.解:由图可知R1与R2并联,电流表测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,
由I=可知,电源的电压:
U=I2R2=0.6 A×10 Ω=6 V
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流:
I1=I-I2=1 A-0.6 A=0.4 A
则R1的阻值:
R1===15 Ω
2
