17.2 欧姆定律(2)
【课时衔接】
1.(欧姆定律的应用)在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用实验数据作出了如图所示的图像。根据图像,下列说法正确的是 ( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
C.当导体甲两端的电压为2 V时,通过导体甲的电流为 0.2 A
D.将两导体并联后接在3 V的电源上时,干路中的电流为 0.6 A
2.(动态电路分析)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,所有电路元件完好。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变大的是 ( )
A.电流表示数与电流表示数的差值
B.电压表示数与电流表示数的比值
C.电压表示数与电流表示数的比值
D.电压表示数与电流表示数的乘积
【基础通关】
3.（教材变式练）在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向a移动时,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是 ( )
A.表的示数变小,表的示数不变,表的示数变小
B.表的示数变大,表的示数与表的示数的比值变大
C.表的示数变小,表的示数不变,表的示数变大
D.表的示数变大,表的示数与表 的示数之和变小
4.将电阻R1和R2并联后接在电源两端,若R1、R2的电阻分别为5 Ω和15 Ω,如图所示,则闭合开关S,电流表A与A1的示数之比为 ( )
A.3∶1 B.1∶4
C.4∶1 D.4∶3
【素养提升】
5.在如图所示的电路中,电源电压为12 V且保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2上标有“1 A”字样。闭合开关S,电压表示数为5 V。
(1)求通过电阻R1的电流I1。
(2)移动滑动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数的比值最大为3,求电压表最大示数和最小示数的差值ΔU1。
6.（素养拓展练）如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,在将滑动变阻器R2的滑片P从a端向b端移动的过程中,电压表和电流表的示数变化关系图像如图乙所示。求:
甲 乙
(1)滑动变阻器R2的最大阻值。
(2)电源电压和定值电阻R1的阻值。
(3)试通过计算说明:当滑动变阻器R2的滑片P在中点时,两电表的示数对应于图乙中的B点。
参考答案
1.B 解析:由图像可知,当通过甲、乙的电流都为0.3 A时,乙两端电压大于甲两端电压,由R=可知乙的电阻大于甲的电阻,故A错误;由图像可知,通过导体乙的电流与两端的电压成正比例函数,即通过导体乙的电流与两端的电压成正比,故B正确;当导体甲两端的电压为2 V时,从图像中读出2 V时,通过甲的电流为0.4 A,故C错误;由并联电路的电压特点可知,当导体甲与乙并联接入电路后它们两端的电压相等,当U甲=U乙=3 V时,I甲=0.6 A,I乙=0.3 A,干路中的电流I=I甲+I乙=0.6 A+0.3 A=0.9 A,故D错误。
2.B
3.D 4.D
5.解:(1)根据电路图可知,电压表测量R1两端的电压,又因为R1=10 Ω,所以通过电阻R1的电流:
I1===0.5 A
(2)电源电压和电压表示数的比值最大为3,因电源电压为12 V,此时应为电压表最小值,=3,故UV小=4 V;滑动变阻器R2上标有“1 A”字样,表示变阻器允许通过的最大电流为1 A,即电路的最大电流为1 A,由欧姆定律,此时电压表示数的最大值:
U1'=I'R1=1 A×10 Ω=10 V
故电压表示数的最大值和最小值的差值:
ΔU1=10 V-4 V=6 V
6.解:(1)由电路图可知,当滑片P在a端时滑动变阻器阻值全部接入,R1与R2串联,则电路中电流最小,由图像可知此时电路中的电流Ia=0.2 A,R2两端的电压U2=4 V,由I=可得滑动变阻器R2的最大阻值:
R2===20 Ω
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:
U=IaR1+U2=0.2 A×R1+4 V……①
当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,由图像可知这时电路中电流为Ib=0.6 A,电源电压加在R1两端,则
U=IbR1=0.6 A×R1……②
解①②得:R1=10 Ω,U=6 V
(3)当滑动变阻器的滑片P在中点时,滑动变阻器连入电路的阻值:
R2'=R2=×20 Ω=10 Ω
根据串联电阻的规律及欧姆定律可知,电流表的示数:
I'===0.3 A
由图像可知:电流表示数为0.3 A时对应的是B点。
217.2 欧姆定律(1)
【课时衔接】
1.(探究电流与电阻的关系)小明和同学们做探究“电流与电阻的关系”的实验,小明选择了如下器材:电源(电压恒为4.5 V)、滑动变阻器“20 Ω 2 A”、电流表、电压表、开关、定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω各一个)、导线若干。
(1)小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应 。
(2)请用笔画线代替导线帮助小明完成如图所示的电路的连接。
(3)开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;闭合开关后,发现电流表有示数,电压表示数为零。经检查,电流表、电压表正常且连接完好,则电路存在的故障可能是 。
(4)排除故障后,小明先将5 Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为2 V,再将5 Ω的电阻换成10 Ω电阻后,小明接下来的操作是移动变阻器的滑片,使电压表示数为 。
(5)更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
【基础通关】
2.（教材变式练）当某定值电阻两端的电压由8 V变为10 V时,通过电阻的电流增加了0.1 A,该电阻的阻值为 Ω;若它两端电压变为0 V,则该电阻中的电流为 A,此时电阻为 Ω。
3.（真情境）如图所示,这是自动测定油箱内油量的原理图。R2是规格为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器。油量表是由量程为0~0.6 A的电流表改装而成的,R1的阻值为10 Ω,电源电压为3 V。当油面上升时,电路中的电流将 (选填“增大”或“减小”);当R2的滑片处于最下端时,电路中的电流是 A。
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,所有元件均完好。闭合开关S,向左移动滑片时,电压表 V1与电流表A示数的比值将 ,电压表 V2的示数将 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【素养提升】
5.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右滑动,在此过程中 ( )
A.电压表示数变大,电流表示数变大,灯泡L变亮
B.电压表示数变大,电流表示数变小,灯泡L变暗
C.电压表示数变小,电流表示数变大,灯泡L变亮
D.电压表示数变小,电流表示数变小,灯泡L变暗
6.如图所示的电路,电源电压恒定,定值电阻R1阻值为10 Ω。闭合开关S后,电流表的示数为1.2 A,电流表的示数为0.9 A,求:
(1)通过定值电阻R2的电流。
(2)电源电压。
(3)定值电阻R2的阻值。
7.（素养拓展练）在如图所示的电路中,已知R2=R3=30 Ω(电源电压恒定),当S1、S2全部断开时,电流表的示数为0.2 A。求:
(1)电源电压。
(2)只闭合S2时,电流表的示数。
(3)S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6 A,R1的阻值。
参考答案
1.(1)将电流表指针调零 (2)
(3)B 电阻短路 (4)2 V
(5)反
解析:(1)小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应将电流表指针调零;(2)由于电压表示数为2 V,故电压表选用小量程与电阻并联,如图所示。(3)开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的B端;闭合开关后,发现电流表有示数,则电路为通路,电压表示数为零,经检查,电流表、电压表正常且连接完好,则电路存在的故障可能是电阻短路;(4)探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2 V;(5)更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
2.20 0 20
3.增大 0.3
4.不变 变小
5.B
6.解:(1)定值电阻R1与R2并联,电流表测干路电流,电流表测通过定值电阻R1的电流,通过R2的电流:
I2=I-I1=1.2 A-0.9 A=0.3 A
(2)电源电压:
U=U1=I1R1=0.9 A×10 Ω=9 V
(3)定值电阻R2的阻值:
R2====30 Ω
7.解:(1)当S1、S2全部断开时,R2与R3串联,R1断路,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=可得,电源电压:
U=I(R2+R3)=0.2 A×(30 Ω+30 Ω)=12 V
(2)只闭合S2时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,则电流表的示数:I2===0.4 A
(3)S1、S2都闭合时,R1与R2并联,R3短路,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R2的电流不变,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=0.6 A-0.4 A=0.2 A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R1的阻值:
R1===60 Ω
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