【暑期预习】 08 欧姆定律（电压测量、电流电阻电压的关系） 七升八衔接（含解析）

【暑期预习】 08 欧姆定律（电压测量、电流电阻电压的关系）
、选择题
现代人的生活已经离不开电了，为了安全用电，我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述，错误的是（　　）
A．一节干电池的电压是1.5伏 B．家庭电路的电压是220伏
C．手机电池电压是3.7伏 D．对人体安全的电压是36伏
如图所示，电压表测L2两端的电压，其中正确的是（　　）
A． B．C． D．
在练习使用电流表、电压表时，某同学进行了四次读数，其中读数正确的是（　　）
A．1.3A B．0.5A
C．2.4V D．13V
在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合时，下列说法正确的是(　　)。
A．电流表的示数减小，电压表的示数不变
B．电流表的示数增大，电压表的示数增大
C．电流表的示数减小，电压表的示数减小
D．电流表的示数不变，电压表的示数不变
用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案：
甲：多节干电池串联接入MN。乙：电池与滑动变阻器串联接入MN。丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是（　　）
A．仅有甲 B．仅有乙、丙
C．仅有甲、乙两种 D．甲、乙、丙都可行
下图所示电路图中，能用电压表正确测出灯L1两端电压的是(　　)
A． B．
C． D．
在如图(a)所示的电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均如图(b)所示，则灯L1和L2的电阻之比为 (　　)
A．5∶1 B．4∶1 C．1∶2 D．1∶1
某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像。下列结论与图像相符的是（　　）
A．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
某同学设计了一个电子身高测量仪。下列四个电路中，R是定值电阻，R'是滑动变阻器，电源电压不变，滑片会随身高上下平移，能够实现身高越高，电压表示数越大的电路是（　　）。
A． B．
C． D．
研究电流与电压的关系，如图所示，分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“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滑片到不同的适当位置
D．保持电路中电流不变
、填空题
如图所示，甲、乙是电流表或电压表。当开关S闭合后，要使电阻R1、R2并联，甲表是　 　 乙表是　 　 .
一节干电池的电压是　 　，3节干电池串联后的电压是　 　 ；家庭电路的电压　 　 ；一般情况下 ，对人体的安全电压不能超过　 　。
如图甲所示，是某款气敏“电阻型”酒精测试仪的工作电路，气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化，电源电压为9V，R1是阻值为25Ω的定值电阻，R2是气敏电阻，其阻值与酒精浓度的关系如图乙。酒精浓度（n）表示每100mL气体中含有酒精的质量。在检测过程中，如果驾驶员没有喝酒，电压表的示数为 　 　V；电压表示数为5V，驾驶员呼出的气体，每100mL中含有酒精 　 　毫克。
如图所示的电路中，已知电阻R1∶R2=2∶3。请回答：
（1）如果甲、乙两表均为电压表，S闭合时，两表的示数之比U甲：U乙=　 　。
（2）如果甲、乙两表均为电流表，S断开时，两表的示数之比I甲：I乙=　 　。
如图10所示，当S1闭合、S2断开时，电压表示数为2.5 V；当S1断开、S2闭合时，电压表示数为6 V。灯L1两端的电压为　 　V，灯L2两端的电压为　 　V，电源电压为　 　V。
、实验探究题
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
拓展性学习小组的同学合作进行“探究串联电路的电压特点”设计了如图①所示电路，并连接了如图②所示电路。(在导体的电阻不变时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比)
（1）图乙的实验电路连接中有一处错误，无法完成实验，连接错误的导线是　 　(填“a”“b”或“c”)。
（2）正确连接后，继续实验，根据测得的实验数据，绘制了如图③所示的曲线图。
(a)图③中甲、乙两条曲线是根据图①电路测得的实验数据所绘制的曲线，其中与图①电路中电压表V1对应的曲线是　 　(填“甲”或“乙”)。
(b)已知电源电压恒为6 V，根据探究目的分析图③中的曲线，得出的实验结论是　 　。
（3）拓展探究：同学们根据串联电路的特点，重新设计了如图④所示电路(电源电压未知)，利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值，闭合开关S后，接下来的操作是　 　(只需写出操作过程和测量的科学量，不需要写出表达式)。
、解答题
阅读下面有关“二极管”的短文，回答相关问题：
电子线路中有一种常用的器材叫二极管，在电路图中的符号如图所示．它在电路中的作用是：当电流从“＋”极端流入时，二极管对电流的阻碍作用很小，相当于一个阻值很小的电阻，此时二极管可视为一段导线；当电流从“－”极端流入时，二极管相当于一个阻值很大的电阻，使电流几乎不能通过它，即电流几乎为零，此时二极管可视为绝缘体．
因此，二极管可以视为—个由电流方向控制的开关，当电流从“＋”极端流入时，相当于开关闭合，当电流从“－”极端流入时，相当于开关断开．
此外，二极管还有许多用途，比如：整流、限幅、续流、检波、阻尼、稳压等等．二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）．根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等．按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二板管及平面型二极管．点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”．由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等．面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中．平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定
可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中．
（1）在如图电路中，当闭合开关S后，能亮的灯是　 　．（选填“L1”或“L2”）
（2）如图所示，开关S是单刀双掷开关，当开关S接a端时，c、两点接通，c、b两点断开；当开关S接b端时，c、b两点接通，c、a两点断开．某同学按照如图所示电路图连接了电路，电路中两个电源两端电压均为3V不变，当S接a端时，电压表的示数为　 　V；当S接b端时，电压表的示数为　 　V．
（3）如图是小明设计的判断电源正负极的电路图，闭合开关S后，小灯泡发光，则A端是电源的　 　极．（选填“正”或“负”）
观察图中的电压表，回答下列问题。
（1）如图甲所示的电压表，应该与被测用电器　 　联，　 　接线柱与电源正极相连，　 　接线柱与电源负极相连，该电压表的两个量程分别为　 　、　 　。
（2）测量3节干电池串联后的电压时，电压表应选用图　 　连接方式测量。
（3）读出图中电表对应的示数：甲：　 　；乙：　 　；丙：　 　。
如图甲是某电子秤的原理图，已知定值电阻R0=30Ω，电源电压9V恒定不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，改写电压表(量程为0~3V)的表盘数值后可直接读出所称物体的质量，托盘质量忽略不计。
（1）当托盘内物体的质量是50kg时，通过电路的电流是多少？
（2）该电子秤的最大称量值是多少千克？
（3）保持电子秤结构和电压表量程不变，若想增大其称量范围，可采取的改进方法是　 　。
【暑期预习】 08 欧姆定律（电压测量、电流电阻电压的关系）答案解析
、选择题
D
【解析】每一节新干电池电压是1.5V，家庭电路的电压是220V，手机电池电压是3.7V，目前市场上的手机电池的电压在3.7V左右；对人体安全的电压是不超过36V．
A．每一节新干电池电压是1.5V，此项不符合题意；
B．家庭电路的电压是220V，此项不符合题意；
C．手机电池电压是3.7V，目前市场上的手机电池的电压在3.7V左右，此项不符合题意；
D．对人体安全的电压是不高于36V，此项符合题意；
故答案为：D．
C
【解析】根据电压表的使用规则分析：①电压表要并联在电路中；
②电流要从“+“接线柱流入，从“-“接线柱流出（否则指针反转）．
③被测电压不要超过电流表的量程（可以采用试触的方法来看是否超过量程）．
A．电压表连在电源的两极上，测的是电源电压，故A错误；
B、电压表并联在L1的两端，测L1的两端的电压，故B错误；
C、电压表并联在L2的两端，因此电压表测L2的两端的电压，故C正确；
D、电压表并联在L1的两端，且正负接线柱接反了，故D错误．
故选C．
A
【解析】根据图片确定电表的量程和分度值，然后根据指针的位置读熟。
A．电流表的量程为0~3A，分度值为0.1A，那么读数为1.3A，故A正确；
B.电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，那么读数为0.1A，故B错误；
C.电压表的量程为0~15V，分度值为0.5V，那么读数为12V，故C错误；
D.电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，那么读数为2.6V，故D错误。
故选A．
D
【解析】首先根据开关的闭合或断开分析串并联关系，然后确定电表所测的物理量，最后根据欧姆定律结合串并联电路的电压、电流和电阻规律分析判断即可。
根据电路图可知，当开关S断开时，只有电阻R2工作，此时电流表测通过R2的电流，电压表测电源电压；
当开关S闭合后，电阻R1与R2并联，电流表仍然只测通过R2的电流，因此电流表的示数保持不变。此时电压表仍然测电源电压，因此电压表的示数保持不变。
故D正确，而A．B、C错误。
故选D。
D
【解析】根据串联电路的分压规律分析判断。
甲：串联电池的总电压等于电池的电压之和，即节数越多，则电压越大，故甲符合题意；
乙： 电池与滑动变阻器串联接入，变阻器的阻值越大，则变阻器的电压越大，而电压表的示数越小，故乙符合题意；
丙：电池先后与不同定值电阻R′串联 ，根据串联电路的分压规律可知，此时可以改变电压表的示数，故丙符合题意。
故选D。
B
【解析】A．电压表并联在L1和L2两个灯泡两端，测量两个灯泡两端的总电压，不符合题意，故A错误；
B、电压表并联在L1两端，测量L1两端的电压，符合题意，故B正确；
C、电压表并联在L2两端，测量L2两端的电压，不符合题意，故C错误；
D、电压表并联在L1两端，但是电压表的接线柱接反了，不符合题意，故D错误。
电压表的正确使用：
1、连接电压表的时候，电流要从正接线柱入，负接线柱出；
2、电压表与被测用电器并联。
B
【解析】根据串联电路的电压规律比较两个电压表示数的大小关系，然后根据b图确定两个电压表的示数，最后根据串联电路的分压规律计算出电阻之比即可。
根据a图可知，灯泡L1与L2串联，电压表V1测电源电压，V2测L2两端电压；
根据串联电路中总电压等于各处电压之和可知，V1的示数大于V2；
根据b图可知，当电压表选择量程0~3V时，分度值为0.1V，则示数为1.4V；
当电压表选择量程0~15V时，分度值为0.5V，则示数为7V；
则V1的示数为7V，V2的示数为1.4V；
那么L2的电压为1.4V，L1的电压为：U1=U总-U2=7V-1.4V=5.6V；
在串联电路中，电压与电阻成正比，
即：.
故选B。
C
【解析】根据欧姆定律可知，当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
图像中，电流随电阻变化的图像为双曲线，因此它们成反比例关系，即电压一定时，电流随着电阻的增大而减小，故C正确，而A．B、D错误。
故选C。
B
【解析】根据欧姆定律和串并联电路的特点，分析电压表的示数变化规律即可。
ABC.当变阻器和定值电阻R串联时，电压与电阻成正比。当人的身高增大时，滑片向上移动，则滑动变阻器的阻值减小，根据串联电路的分压规律可知，此时它两端的电压减小。根据U总=U+U变可知，此时定值电阻R的电压变大，故B正确，而A．C错误；
D.当变阻器和定值电阻R并联时，电压表测总电压，则无论滑片怎样移动，电压表的示数都保持不变，故D错误。
故选B。
C
【解析】研究电流与电压的关系时，电路中的定值电阻R1为研究对象；如果“保持电阻不变”，那么研究对象R1的阻值要保持不变，而改变它两端的电压大小。因为串联电路的总电压等于R1与变阻器R2的电压之和，因此可通过调节变阻器的电阻来改变变阻器的电压，进而改变定值电阻R1的电压。
A． 不能持R2滑片的位置不动，应该移动滑片的位置改变电阻，故A错误；
B.要改变R1两端的电压，必须改变R2两端的电压，故B错误；
C.保持R1不变，调节R2滑片到不同的适当位置，故C正确；
D.当R2的滑片位置改变时，总电阻发生变化，那么电路中的电流肯定变化，故D错误。
故选C。
、填空题
电压表；电流表
【解析】电压表并联在电路中，在电路中可以看作开路；电流表必须串联在电路中，在电路中相当于导线； 电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并
联，因此根据仪表的连接方式以及在电路中的作用解答本题。
由电路图可知，当开关S闭合后，若乙是电流表、甲是电压表，两电阻首首相连、尾尾相连，两电阻R1、R2并联；若乙是电压表、甲是电流表，则R2被短路了。
故答案为：电压表；电流表。.
1.5伏；4.5伏；220伏；36伏
【解析】根据有关电源的常识分析解答。
一节干电池的电压是1.5V，3节干电池串联后的电压是4.5V；家庭电路的电压220V；一般情况下 ，对人体的安全电压不能超过36V。
3；40
【解析】（1）由图甲知，两电阻串联，电压表测量定值电阻R1两端的电压，由图乙可知如果驾驶员没有喝酒时R2的阻值，由欧姆定律求出此时电路中的电流和R1两端的电压（即电压表的示数）；
（2）当电压表示数为5V时，由欧姆定律算出电路中的电流和电路的总电阻，根据串联电路的电阻规律算出R2的电阻，由图乙判断出驾驶员呼出的气体中每100mL中含有酒精的质量。（1）由图甲知，两电阻串联，电压表测量定值电阻R1两端的电压，
由图乙知，如果驾驶员没有喝酒，即酒精浓度为0，此时气敏电阻R2的阻值为50Ω，
此时电路中的电流为：，
此时R1两端的电压（即电压表的示数）：。
（2）当电压表示数为5V时，电路的电流为：，
此时电路的总电阻为：；
根据串联电路的电阻规律可知此时R2的阻值为：R2′=R-R1=45Ω-25Ω=20Ω，
由图乙知，此时驾驶员呼出的气体，每100mL中含有酒精40毫克。
（1）2：5
（2）5：3
【解析】（1）在串联电路中，电压与电阻成正比；
（2）在并联电路中，电流与电阻成反比。
（1）如果甲、乙两表均为电压表，S闭合时，两个电阻串联，电压表甲测R1的电压，乙测电源电压。
在串联电路中，电压与电阻成正比，即U1：U2=R1：R2=2：3；
则U甲：U乙=U1：（U1+U2）=2：（2+3）=2：5。
（2）如果甲、乙两表均为电流表，S断开时，两个电阻并联，电流表甲测总电流，乙测通过R1的电流。
在并联电路中，电流与电阻成反比，即I1：I2=R2：R1=3：2；
则I甲：I乙=（I1+I2）：I1=（3+2）：3=5：3。
2.5；3.5；6
【解析】电压表与哪个用电器并联，它就测哪个用电器的电压，然后结合串联电路的电压规律进行计算即可。
当S1闭合、S2断开时，灯泡L1与L2串联，电压表测L1的电压。
因为此时电压表的示数为2.5V，所以灯泡L1两端的电压为2.5V；
当S1断开、S2闭合时，灯泡L1与L2串联，电压表测电源电压；
因为此时电压表的示数为6V，所以电源电压为6V；
那么此时灯泡L2的电压：U2=U总-U1=6V-2.5V=3.5V。
、实验探究题
（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
【解析】（1）根据滑动变阻器在实验中的两个作用解答；
（2）根据图乙确定电器元件的串并联关系，以及电表所测的用电器，据此画出连接实物图，要保证串并联关系一致，且电器元件的相对位置一致。
（3）在探究电流与电压关系的实验中，如果定值电阻断路，那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，所以通过电流表的示数很小。在串联电路中，电压与电阻成正比，因此电压表几乎分去全部电源电压，因此它的示数接近电源电压。
（4）将每组数据中的电压与电流做比，根据比值的大小关系得到结论。
（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。
（1）b
（2）甲；串联电路中总电压等于各用电器分电压之和
（3）闭合开关S1，断开S2时，测得电压表的示数为U1；闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时，测得电压表的示数U2
【解析】（1）根据①图确定各个电器元件的串并联关系，然后分析图②，找到那条错误的导线即可；
（2）（a）根据U=IR分析V1的示数变化规律即可；
（b）将每组对应的两个电压表的示数相加，分析得到的和的数量关系，进而得出实验结论；
（3）在串联电路中，各处电流都相等，即通过定值电阻R0的电流与Rx的电流相等。只要知道通过R0的电流，就能知道通过Rx的电流。分析图④可知，先闭合开关S1，断开S2，此时电压表的示数为Ux；断开开关S1，闭合开关S2，此时电压表的示数为U总，那么R0两端的电压U0=U总-Ux。根据欧姆定律可知，通过Rx的电流Ix=I0=，最后根据计算未知电阻的阻值即可。
（1）根据图①可知，电压表V2应该与变阻器并联，因此图②中b导线应该接在变阻器的左边接线柱上，那么连接错误的导线是b。
（2）（a）根据①图可知，电压表V1测定值电阻R1的电压，当电流增大时，根据公式U=IR可知，电压表V1的示数不断增大，因此图①电路中电压表V1对应的曲线是甲；
（b）根据图③可知，当V1示数为2V、3V、5V时，V2的示数分别为4V、3V和1V，将两个电压表的示数相加得到的和都是6V，因此得到结论：串联电路中总电压等于各用电器分电压之和；
（3）拓展探究：同学们根据串联电路的特点，重新设计了如图④所示电路(电源电压未知)，利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值，闭合开关S后，接下来的操作是：闭合开关S1，断开S2时，测得电压表的示数为U1；闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时，测得电压表的示数U2。
、解答题
（1）L2
（2）3；0
（3）正
【解析】（1）根据“二极管可以视为一个由电流方向控制的开关，当电流从“+”极端流入时，相当于开关闭合，当电流从“-”极端流入时，相当于开关断开”分析即可；
（2）当电压表与导线并联时，因为导线电阻为0，所以它的示数为0；当电压表与很大的电阻并联时，它的示数接近电源电压；
（3）根据灯泡是否发光结合二极管判断电流方向，进而确定电源的正负极。
（1）根据图中可知，灯L1对应支路中的电流从“-”极端流入，相当于开关断开，所以它不发光；灯L2对应支路中电流从二极管“+”极端流入，“-”极端流出，相当于开关闭合，故灯L2能亮；
（2）当开关接a端时，电流从二极管“-”端流入，相当于断路，电压表测量电源两端电压为3V；当开关接b端时，电流从二极管“+”端流入，相当于开关闭合，电压表测量开关两端电压为0V．。
（3）开关闭合后，小灯泡发光，说明电流从二极管“+”极端流入，“-”极端流出，故A端是电源的正极。
（1）并；“3”；“-”；0~3伏；0~15伏
（2）乙
（3）2伏；12.5伏；0.5伏
【解析】（1）根据图片确定电压表的量程，结合电压表的使用方法解答；
（2）将电池电压与电压表的量程进行比较即可；
（3）根据图片确定电压表的量程和分度值，根据指针的位置读出示数。
（1）如图甲所示的电压表，应该与被测用电器并联，“3”接线柱与电源正极相连，“-”接线柱与电源负极相连，该电压表的两个量程分别为0~3伏、0~15伏。
（2）3节干电池串联时总电压为：1.5V×3=4.5V>3V，应该选0~15V的量程，故选乙；
（3）根据甲图可知，量程为0-3V，分度值为0.1V，示数为2V；
根据乙图可知，量程为0-15V，分度值为0.5V，示数为12.5V；
根据丙图可知，量程为0-3V，分度值为0.1V，示数为0.5V。
（1）解：F=G=mg=50kg×10N/kg=500N(1分)由乙图可知R=150Ω
由于R3和R串联，R总=R+R3=150Ω+30Ω=180Ω
I= =0.05A
（2）解：因为电压表的量程为0~3V，所以当R0两端的电压为3V时，
电路中的电流为I0= =0.1A
电路的总电阻为R总'= =90Ω
压力传感器的电阻R=R总'-R=90Ω-30Ω=60Ω
由乙图可知，当R=60Ω时，F=950N
则电子称的最大称量为m= =95kg
（3）减小电源电压
【解析】（1）首先根据F=G=mg计算压力传感器受到的压力，然后根据乙图确定压力传感器的电阻，接下来根据串联电路的电阻规律 R总=R+R3 计算此时的总电阻，根据 计算通过电路的电流。
（2）根据电压表的量程确定R0两端的最大电压，接下来根据 计算电路中的电流，再根据 计算此时的总电阻，利用 R=R总'-R 计算压力传感器的电阻，接下来根据图乙确定压力传感器受到的压力，根据计算电子秤的最大称量。
（3）增大称量范围，即增大压力传感器受到的压力，那么压敏电阻的阻值会减小。而定值电阻两端的电压保持不变，根据“串联电路电压与电阻成正比”可知，压力传感器两端的电压减小。根据U总=U0+U可知，此时电源电压变小，据此分析解答。
（3）保持电子秤结构和电压表量程不变，若想增大其称量范围，可采取的改进方法是：减小电源电压。
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