专题十四 欧姆定律
命题点1 欧姆定律的理解(14考)
1.(2022北京)如图所示的电路中,电阻阻值 开关S闭合后, 两端的电压分别为 通过 的电流分别为 下列判断正确的是 ( )
2.(2024安徽)在“测量小灯泡的电阻”实验中,小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U图像如图所示.则由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值 (选填“增大”“不变”或“减小”).
3. (2023连云港)两个电阻. 串联在电路中,已知 通过两个电阻的电流 的大小关系是 (选填“>”“=”或“<”),加在两个电阻两端的电压 的大小关系是 (选填“>”“=”或“<”).
命题点2 欧姆定律的简单计算
考向1 文字表述类(8考)
4. (2023 内江)有一只小灯泡上标有“3.6 V 0.3 A”字样,灯泡正常发光时的电流是 A.如果我们只有电压为6 V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个 Ω的电阻.
5.(2021南充)将阻值为100Ω的均匀导线对折后的阻值为 Ω,将此时的导线两端加4.5V电压时,通过导线的电流为 A.
考向2 图像类(21考)
6.(2023天津)定值电阻R的U-I关系图像如图所示,当该电阻两端电压为3 V时,通过它的电流为 ( )
A. 1 A
B. 2 A
C. 3A
D. 4 A
7.(2023凉山州)如图所示,甲图是灯泡L 和定值电阻R的I-U图像,将L和R先后以乙、丙图两种方式连在同一电源上,若乙图中 丙图中 则下列选项中不正确的是 ()
A. a>1
8.(2024龙东)如图为灯泡L 和定值电阻 R 的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3 V的电路中,干路电流为 A;若将其串联在电源电压为4 V的电路中,L和R的阻值之比为 .
考向3 简单电路类(53考)
9.(2024天津)在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路.闭合开关,当滑片P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3 W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω.
10.(2024滨州)如图所示,电源电压为3 V,闭合开关后,电流表 的示数为0.6 A,电流表 的示数为0.2 A;则通过灯泡 的电流为 A,灯泡 的阻值为 Ω.
11.(2023临沂)图甲所示电路的电源电压为3 V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为 Ω;断开开关后,电阻. 的阻值为 Ω.
12.(2024凉山州)如图所示的电路中 当开关S闭合甲、乙两表均为电压表时,两电压表示数之比为 ;当开关S断开甲、乙两表均为电流表时,两电流表示数之比为 .
12.1 新考法模型建构甲、乙两地相距30km,在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线,已知输电线的电阻与长度成正比.现输电线在某处发生了短路,为了确定短路的位置,检修员分别在甲、乙两地对电路进行检测,如图所示.两次检测中电源电压恒定不变,检测中电流表 的示数为20mA, 的示数为30mA,则短路位置距乙地为 km.
考法源自2021哈尔滨45题
13. (2024重庆B卷)将阻值为10Ω的电阻. 与另一电阻. 接入电源电压恒定的电路,如图所示.闭合开关S,电流表 的示数为0.45 A,电流表 的示数为0.3 A.求:
(1)通过 的电流;
(2)电源电压.
命题点3 动态电路分析重难
考向1 滑动变阻器类(51考)
14.(2024江西)(多选)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合,将滑片P向右移动,关于电流表和电压表示数变化情况,以下说法正确的是 ( )
A.电流表示数变小 B.电流表示数变大
C.电压表示数变小 D.电压表示数变大
中小学教育资源及组卷应用平台
15.(2024滨州)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电压表 的示数变小
B.电流表 与电流表 的示数相等
C.电流表 的示数变大
D.电压表①与电流表 示数的比值变大
16.(2024安徽)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻.闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表W、电压表W、电流表 示数变化量的绝对值分别为△U 、△U 、△I.则 ( )
A.电流表 的示数变大,电压表④的示数变大
B.电流表 的示数变小,电压表④的示数变小
C.△U 与△I的比值大于R的阻值
D.△U 与ΔI的比值等于 R的阻值
考向2 类滑动变阻器类(12考)
17.(2024资阳)如图所示是一种测定油箱内油量的装置.其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子.油箱内油量变化时,下列说法中正确的是 ( )
A.油量增加,滑杆带动滑片上移、电流表示数变小
B.油量增加,滑杆带动滑片下移、电流表示数变大
C.油量减少,滑杆带动滑片下移、电流表示数变小
D.油量减少,滑杆带动滑片上移、电流表示数变大
18.(2024广州)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接.未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P 向下滑动.闭合开关S,车辆总质量越大时 ( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
19. 新考法电阻箱电路(2023宁波)如图,电路中电流I大小始终不变,R 为定值电阻.闭合开关S,据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U-R图线①;断开开关S,据电压表示数U与电阻箱阻值R 的大小关系可以绘制U-R图线②.把 记为 ,下列能正确表示图线①②的是 ( )
考向3 敏感电阻类(41考)
20.(2024常州)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小.下列电路中,电源电压恒定, 为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是 ( )
21. (2024绥化)如图所示电路中, 是定值电阻, 是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻.闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中,正确的是 ( )
A.电压表和电流表的示数都增大
B.电压表和电流表示数的比值增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数增大,电压表示数减小
22.(2024河南)(双选)如图所示是小明为某仓库设计的温度报警电路. 为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化;R 为可调电阻.温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警.下列判断正确的是 ( )
A. R 的阻值随温度的升高而增大
B.温度升高过程中,电磁铁磁性增强
C.若要调低报警温度,可将 的阻值调大
D.若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
23.(2024福建)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻, 为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大.闭合开关S,当热敏电阻. 的温度降低时,电压表W的示数 ,电压表W的示数与电流表 的示数之比 .(均填变化情况)
考向4 多开关类(17考)
24.(2024重庆A卷)如图所示电路,电源电压保持不变, 和 是两个相同的小灯泡.先闭合开关 记录两电表示数;再闭合开关 ,电流表和电压表的示数变化情况是 ( )
A.电流表示数减小,电压表示数减小
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数增大,电压表示数不变
D.电流表示数不变,电压表示数不变
25.(2023大连)下列各电路中,电源电压不变.先闭合开关S,再闭合开关 电流表示数不变的是 ( )
26.(2023株洲)(多选)如图所示为某款电加热器的简化电路图, 为定值电阻,a、b、c、d为金属触点,S为旋钮开关,转动旋钮可以将相邻两个触点连通.则开关 ( )
A. 连接a、b时, 和 串联
B. 连接c、d时, 串联和
C. 从连接a、b旋转至c、d时,通过 的电流变小
D. 从连接a、b旋转至c、d时,通过 的电流变大
27.(2024江西)如图所示,三个电阻 的阻值均相同,开关 断开、开关 掷到1,电流表 与电流表 的示数之比为 ;当开关 闭合、开关 掷到2时,电流表 与电流表 的示数之比为 .
28.(2024南充)如图所示电路,若甲、乙两表为图中电流表,闭合开关S ,断开开关 ,两表指针位置相同,则 ;若甲、乙两表为图中电压表,闭合开关 ,则两表示数之比是 (电表每次测量均未超过量程).
命题点4 动态电路计算 重难
考向1 滑动变阻器类(33考)
29.(2024临沂)如图所示电路的电源电压为9 V,电流表使用0~0.6A量程,电压表使用0~3 V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A.为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于 ( )
A. 20Ω B. 10Ω C. 8Ω D.5Ω
30.(2024临沂)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示.则定值电阻R 的阻值为 Ω,电源电压为 V.
31. 挑战题(2023南充)在综合实践活动课上,小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路.电源电压恒定,R 为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R 的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光.此过程中,电流表 的示数随两电压表 、⑧(电压表④未画出)示数变化关系图像如图乙所示.小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;若R 的滑片可任意滑动,为了保证灯泡的安全,电路中至少再串联一个 Ω的电阻.
考向2类滑动变阻器类(9考)
32.(2023广元)如图所示是课外活动时,同学们设计的电子身高测量仪的电路简图,绝缘板A与滑动变阻器 的滑片P 固定在一起,且同步上下移动.已知电源电压恒为20V,定值电阻 滑动变阻器的规格为“100Ω 1 A”,电压表的量程为0~15 V,电流表的量程为0~3A.下表为 接入电路的阻值与被测者身高的对应关系.
某同学测得自己的身高为165 cm,测量时通过电流表的电流为 A;为保证电路安全工作,此测量仪测量的身高最多不能超过 cm.
身高 (cm) 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190
R (Ω) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
33.(2024成都A卷)小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲所示,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小.图乙是变阻器接入电路中的阻值. 与被测物体重力 G的关系图像.电源电压恒为24 V,定值电阻 为30Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15 V,变阻器标有“50Ω 1 A”.
(1)闭合开关S,当电流表示数 时,求物体的重力G.
(2)在保证电路各元件安全的情况下,求 的变化范围.
考向3 敏感电阻类(28考)
34.(2024北京)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变.电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度.某次环境温度从 上升到 电压表的示数变化了8mV.当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高.下列说法正确的是 ( )
A. 每升高1 ℃,R的阻值增大1.65Ω
B. 通过R的电流为20 mA
C.环境温度为20℃时,电压表的示数为216mV
D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源
35. 新考法解决实际问题(2024湖南省卷)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载.图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3 V,定值电阻R 规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力 F 变化关系如图乙所示.力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上.(g取10 N/kg)
(1)若货车模型总质量为1.5kg,则其所受重力为 N;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R 一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越 ;
(3)小枫将电压表改接到定值电阻R 两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载.如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg,则R 阻值应为 Ω.
考向4 多开关类(23考)
(2023郴州)如图所示,电阻 为定值电阻,电源电压保持不变.当开关 闭合, 接a端时,电流表示数为I;当开关 闭合,S 接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻. 的阻值是 ( )
37.(2024天津)(多选)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表).闭合S 和S ,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合 断开 a表示数为0.4(单位为A或V).则 ( )
A. R 的电阻为5Ω
B. R 的电阻为7.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3 V
D.后一种情况中b表的示数为1.2 A
考向5 多开关+滑动变阻器类(10考)
38.(2024重庆A卷)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R 大于5Ω,滑动变阻器R 的规格为“20Ω 1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示.若闭合开关S、S 接1,在电路安全的情况下,变阻器R 允许接入电路的最大阻值为15 Ω,则电源电压为 V;若闭合开关S、S 接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻. 的阻值为 Ω.
39.(2024雅安)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻. 阻值为40Ω,滑动变阻器R上标有“50Ω 1A”字样,电流表 的量程为0~0.6A,电流表 的量程为0~3A,灯泡L上标有“8V 2.4W”字样.闭合开关S,断开开关 时,灯泡正常发光.忽略灯泡电阻随温度的变化.求:
(1)灯泡的额定电流;
(2)电源电压;
(3)开关 都闭合时,在保证电路安全的前提下,电流表 示数Ⅰ与滑动变阻器阻值R之间的关系式.
命题点5 探究电流与电压的关系(58考)
40. 一题多设问 (2024湖南省卷)在“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验.
(1)连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行 .
(2)连接电路时,开关S应处于 状态.
(3)连接完电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移至 端.
(4)某次实验中,电流表指针偏转如图乙所示,示数为 A.
(5)新考法开放性试题实验测出五组数据记录在表格中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处理数据 (列举一种方法即可).
数据序号 1 2 3 4 5
电压 U/V 1.2 1.6 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.12 0.16 0.18 0.20 0.24
(6)将图甲中的定值电阻调换为 ,还可以完成 实验(写出一个实验名称即可).
(7) 新考法 图像数据处理 图丙是小明和同学小华通过自己多次实验,绘制的I-U图像,由图像可知小明所选的电阻的阻值 R 小华所选的电阻的阻值R (选填“大于”“小于”或“等于”). 考法源自2024天津21题
命题点6 探究电流与电阻的关系(72考)
41.(2024河南)小华用如图-1所示的电路探究电流与电压、电阻的关系.电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω.
(1)她先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系.
①如图-1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图.
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最右端,否则,闭合开关时 (选填“电流表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程.
③闭合开关,移动滑片,记录了如下数据.第5次的电压表和电流表的示数如图-2甲、乙所示,请将示数填入表中.
实验次数 1 2 3 4 5
电压 U/V 1.6 2.0 2.2 2.4 a. ___
电流 I/A 0.16 0.20 0.22 0.24 b. ____
④请在图-2丙中描出表中各组数据对应的点,并根据描出的点画出I-U图像.
⑤分析表中数据或图像的特点,可得出:电阻一定时,电流与电压成正比.得出此结论的理由是 .
新考法实验评估接下来,她用原电路探究电压一定时,电流与电阻的关系.先调节滑片,使电压表示数为2 V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω、15Ω电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数仍为2 V,记录电流表示数.当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始终不能为2 V,为了完成实验,下列方案可行的是 (填字母代号).
A.换用电压为6 V的电源
B.把电压表改接为0~15 V量程
C.在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
42.(2024陕西)小明和小华在探究电流与电阻的关系时,实验电路如图甲所示.
实验次数 R/Ω I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 15 0.12
4 20 0.1
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整.
(2)正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P 应置于最 (选填“左”或“右”)端.闭合开关,观察到电压表有示数,电流表无示数.已知导线、电表均完好且接触良好,则原因可能是定值电阻R .
(3)排除故障后,小明换用不同的电阻,控制电压表示数不变进行实验,将实验数据记录在表中,并作出I-R图像,如图乙.小华认为小明所绘图像不合理,其理由是
(4) 新考法 真实做实验小明和小华发现,由I-R图像不能确定电流与电阻的定量关系,于是他们进一步分析数据特点,作出了 图像,如图丙,分析其特点,可得出:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比.
(5)小明和小华对实验进行了反思:若再换用两个定值电阻,增加两组数据,使数据点分布合理,有利于绘出的图像更好地反映电流与电阻的关系,你建议选用 (选填“4Ω、7Ω”或“12 Ω、18Ω”)的定值电阻.
(6)小明和小华找到一卷规格为10 Ω/m的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取了长度为0.4m、0.7m、1.2m、1.8m的四段,对应阻值为4Ω、7Ω、12Ω、18Ω.分别将它们绕成螺旋状后,两端缠绕在接线柱上固定,制成了四个简易定值电阻,如图丁所示.在老师的帮助下,他们对制作的电阻进行了测量检验,发现测量值均偏小,且有的偏小值较大,原因可能是
命题点7 常规法测量定值电阻的阻值(2022年课标新增必 做实验)(61考)
43.(2024山西)实验室里有一个标识不清的定值电阻,小亮设计实验进行测量(电源为两节干电池).
(1)根据公式 可知,通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻.请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(导线不得交叉).
(2)连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片P应放在 (选填“A”或“B”)端.闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数.经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是 .
(3) 新考法实验评估 排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为 A,则电阻为 Ω.小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你做出评价或建议: .
44. 新考法 开放性试题(2024苏州)用如图所示电路测电阻R 的阻值.实验步骤如下:
(1)将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端.电阻箱 R 调为某一阻值. ,使电压表和电流表示数为合适的值.
(2)断开开关,将电压表右端由 C点改接到D点.
(3)闭合开关,反复调节 使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的阻值为
(4)待测电阻的阻值
(5)若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同,原因可能有: 、 .
命题点8 特殊法测量定值电阻的阻值(23考)
45. |一题多设问 (2024遂宁)老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值为 等器材测量未知电阻. 的阻值,实验所用的电路如甲图.
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物电路的连接(要求滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小).
(2)芳芳移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是 出现了 (选填“开路”或“短路”).
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如丙图所示,则 的阻值为 Ω.
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是 (选填序号).
A.避免偶然性,寻找普遍规律
B.求平均值减少误差
(5)另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表.老师向他们指出:不用电流表,利用现有器材也能进行测量.测量电路如丁图,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为
②再将滑片P移至 B端,电压表示数为
③则 (用 表示).
(6) 新考法特殊方法测电阻小林的设计方案如图戊所示,闭合开关S,电流表 和 的示数分别为I 和I .已知定值电阻的阻值为R ,则未知电阻 (用I 、I 和R 表示).
1. C 2. 增大 3. = > 4. 0.3 8 5. 25 0.186. A
7. D 【解析】由图乙知,灯泡L与电阻R 串联,所以通过它们的电流相同,由 可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,所以由图丙知,灯泡与电阻并联,各支路两端的电压相同,当电压相同时,电流与电阻成反比,所以 则 由图甲可知,在电流相同时,灯泡两端的电压较大,即U >U ,则 A.正确,不符合题意;当电压相同时,通过灯泡L的电流小于通过电阻R的电流,则可得b<1,B正确,不符合题意;由a>1,b<1,可得a>b,C正确,不符合题意;灯丝的实际功率随电压的增大而增大,灯丝的温度也随之升高,其电阻增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,即U 8.0.6 1:3 【解析】若将L和R并联在电源电压为3 V的电路中,并联电路各支路两端电压相等,由图可知,当电源电压为3 V时, ,则整个电路的总电流为 ;若将其串联在电源电压为4 V 的电路中,由图可知,当I'=0.2A时,UL=1 V,UR=3 V,(电源电压 1 V+3 V=4V;根据 可得L与R 的阻值之比为
9.左 6 【解析】滑动变阻器与灯泡串联接入电路,要使小灯泡变亮,应使得电路电流变大,即减小滑动变阻器接入电路的阻值,应将滑片 P 向左移动;当小灯泡正常发光时,通过电路的电流 小灯泡两端的电压为6 V,由串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压 则滑动变阻器接入电路的电阻
10. 0.4 15 【解析】由电路图知L 与L 并联,电流表 测量干路电流,电流表 测量 L 的电流,由并联电路的电流特点知,通过L 的电流 0.2A=0.4A,L |的电阻
11.2 2.5 【解析】由题图甲可知,电路是并联电路,电流表 测量的是通过R 支路的电流,电流表 测量的是干路电流,根据并联电路的电流特点可知,干路电流等于支路电流之和,所以可以确定电流表 选用的是0~0.6A量程,电流表 选用的是0~3 A量程,所以电流表 的示数是1.5A,电流表 的示数是0.3A,根据欧姆定律 可知,电路中的总电阻 通过电阻R 的电流 I =1.5A-0.3A=1.2A,则
12.3:2 1:3 【解析】当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两电阻串联,电压表乙测量R 两端的电压,电压表甲测量电源电压.因 串联的总电阻 串联电路的电流处处相等,根据串联电路的分压原理可知,两表示数之比为: 当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两电阻并联,电流表甲测量通过R 的电流,电流表乙测量干路中的电流,因 并联的总电阻为 根据并联电路的电流规律可知,两表示数之比为
12.1 12 【解析】由题可知,设电源电压为 U,甲地与短路位置之间输电线的电阻为R甲,乙地与短路位置之间输电线的电阻为 Rz,则根据欧姆定律有 所以 3:2,因输电线的电阻与长度成正比,所以乙地距短路位置
13.解:(1)由图可知,电阻R 和R 并联接入电路,电流表 测干路电流,电流表 测 R 所在支路的电流,根据并联电路电流特点,通过R 的电流
(2)电源电压等于 R 两端电压
14. AD 【解析】由电路图可知,定值电阻 R 与滑动变阻器R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压.将滑动变阻器的滑片 P 向右移动的过程中,滑动变阻器R接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,电源电压不变,根据 可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR 可知,R 两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器R两端的电压变大,即电压表示数变大,A、D正确,B、C错误.故选 AD.
类题通法
滑片移动引起串联电路的动态分析思路
15. C 【解析】从电路图中可以看出,R 与R 并联,电流表 测量干路电流, 测量通过 R 的电流,电压表测量电源电压,电源电压不变,A错误;由并联电路的电流特点知道, 大于 的示数,B错误;滑片从最上端向中点移动时,R的阻值变小,R 与R并联的总电阻变小,由 知,总电流变大,C正确;电压表①与电流表 示数的比值就是 R 的阻值,保持不变,D错误.故选 C.
16. D 【解析】由电路图可知,定值电阻 R 与滑动变阻器串联,电流表 测的是电路中的电流,电压表 测R 两端电压,电压表V 测滑动变阻器两端电压.当滑动变阻器的滑片由 B 端滑到A 端时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,根据 可知,电流I增大,电流表 的示数变大;根据 可知,R两端电压增大,电压表V 示数变大;根据 可知,滑动变阻器两端电压减小,电压表②示数变小,A、B错误;在滑片滑动前,有 滑动后 I'R,则 且 故 错误,D正确.故选 D.
17. B 【解析】由电路图可知,定值电阻R 和滑动变阻器串联在电路中,电流表测电路电流.油量增加,浮子上移,滑杆绕 O顺时针转动,带动滑片下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电压不变,电路电流增大,故电流表示数变大,A错误,B正确;油量减少,浮子下移,滑杆绕O逆时针转动,带动滑片上移,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知,电压不变,电路电流减小,故电流表示数变小,C、D错误.故选 B.
18. A 【解析】由电路图可知,滑动变阻器 R 与 R 串联,滑动变阻器全部阻值接入电路,电流表测电路中的电流,电压表测量滑片P以上电阻两端的电压.称重前,滑片 P 在最上方时,电压表示数为零,闭合开关S,车辆总质量越大,滑片 P 向下移动的距离越大,电压表示数越大;由于滑动变阻器全部接入电路,电路中的总电阻不变,所以电流表示数不变,A符合题意,B、C、D不符合题意.故选 A.
19. B 【解析】若开关S闭合,电路中接入的是电阻箱,其阻值可以从零调节,所以①过原点;若开关S断开,电阻箱和定值电阻串联接入电路,电压表示数不可能为零,所以②不过原点,B正确.故选B.
20. A 【解析】A选项海水与定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端电压,当海水盐浓度越大,海水电阻越小,则电路总电阻越小;电源电压恒定,则电路中电流越大,根据 可知定值电阻两端电压越大,即电压表示数越大,A符合题意,B选项海水与定值电阻串联,电压表测量海水两端电压,当海水盐浓度越大,海水电阻越小,海水两端电压越小,即电压表示数越小,B不符合题意;C选项电压表测量电源电压,恒定不变,C不符合题意;D选项电流表与定值电阻串联,与海水并联,故海水盐浓度变化不会导致电流表示数发生变化,即电流表示数不变,D不符合题意.故选A.
21. D 【解析】闭合开关S,R 与R 串联,逐渐增大光敏电阻的光照强度时,光敏电阻的阻值减小,电路的总电阻变小,由于电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,所以电流表的示数增大,由U=IR可知,定值电阻两端的电压增大,由串联电路的电压规律可知,光敏电阻两端的电压减小,即电压表的示数变小,A、C错误,D正确;因为电压表和电流表示数的比值等于光敏电阻的阻值,光敏电阻的阻值逐渐变小,所以电压表和电流表示数的比值变小,B错误.故选 D.
22. BD 【解析】根据题意可知,当仓库的温度超过某一值时,蜂鸣器响,说明衔铁被吸下,电磁铁的磁性增强,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变小,则R 的阻值变小,即热敏电阻R 的阻值随温度的升高而减小,A错误;当仓库温度升高时,R 的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,通过R 的电流变大,电磁铁的磁性增强,B正确;因热敏电阻R 的阻值随温度的升高而变小,若要调低报警的温度,当温度调低时R 阻值增大,衔铁被吸下时的电流不变,由 得,应减小电路中的总电阻,所以应将R 的阻值调小,C错误;若控制电路电源电压降低,要使控制电路电流达到报警电流,根据欧姆定律,电路总电阻将变小,则R 的阻值变小,因为热敏电阻R 的阻值随探测温度的升高而减小,则报警温度将升高,D正确.故选 BD.
23.变大 不变
解题思路
24. C 【解析】先闭合开关S ,电路中只有小灯泡L 工作,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压;再闭合S 后,两小灯泡并联,电流表测量干路的电流,电压表仍测量电源电压,由于电源电压不变,所以先闭合开关S ,再闭合S 后,电压表示数不变;由于并联电路各支路互不影响,所以通过小灯泡L 的电流不变,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以先闭合开关S ,再闭合S 后,电流表示数变大,C正确,A、B、D错误.故选 C.
25. C 【解析】A图电路中,先闭合开关S,再闭合开关S ,电路中总电阻变小,而电源总电压不变,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,A错误;B图电路中,先闭合开关S,电流表没有示数,
再闭合开关S ,R 支路中有电流通过,此时电流表有示数,即电流表示数变大,B错误;C图电路中,先闭合开关S,再闭合开关S ,R 和R 属于并联关系,由于并联电路互不影响,电流表只测通过R 的电流,所以电流表示数不变,C正确;D图电路中,先闭合开关S,再闭合开关S ,由原来只有R 接入电路变成R 和R 并联,电路中总电阻变小,而电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,D错误.故选 C.
26. AD 【解析】由图可知,当连接a、b时,R 和R 组成串联电路,A正确;当连接c、d时,R 和R 组成并联电路,B错误;从连接a、b旋转至c、d时,电路由串联变成并联,电阻R 两端的电压由小于电源电压变成等于电源电压,所以通过R 的电流变大,C错误,D正确.故选 AD.
27. 1:1 2:1 【解析】由图可知,当开关S 断开、开关S 掷到1时,R 与R 串联,因串联电路中电流处处相等,所以电流表 与电流表 示数相等,所以 与 示数之比为1:1;当开关S 闭合、开关S 掷到2时,R 与R 并联,电流表 测干路中的电流,电流表 测通过 R 的电流,因为电阻R 、R 、R 的阻值均相同,所以通过电阻R 与R 的电流相等,根据并联电路电流规律可得,电流表 与电流表 的示数之比
28.4:1 5:4
审题指导
第一步:分析初始电路
甲、乙均为电流表时,闭合开关S ,断开开关S ,R 与R 并联,电流表乙测干路电流,电流表甲测R 支路的电流.电流表乙示数大于电流表甲示数
第二步:分析物理量
两电流表指针偏转角度相同→电流表乙选择0~3A量程,电流表甲选择0~0.6A 量程,电流表乙的示数为电流表甲示数的5倍-
第三步:计算相关物理量
根据并联电路的电流规律可得,
第四步:分析更换电表后电路
甲、乙均为电压表时,闭合开关S 和S ,R 与R 串联,电压表甲测电源两端的电压,电压表乙测 R 两端的电压
第五步:计算更换电表后的相关物理量
总电阻 根据串联电路的分压原理可得,两电压表的示数之比
29. A 【解析】当电压表的读数为3 V时,因电源电压为9 V,所以滑动变阻器两端的电压为6 V,根据串联电路电压和电阻成正比,滑动变阻器接入电路的电阻为Rp=2R=2×10Ω=20Ω,若滑动变阻器的电阻变小,则两端电压变小,定值电阻两端的电压会超过3 V,电压表会烧坏,所以滑动变阻器的最大阻值应大于20Ω.故选 A.
30. 3 1.5 【解析】由图可知,闭合开关S,R 与R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器R两端电压,当滑片 P 位于最右端时,电源电压 U= ,当滑片P位于最左端时,电路为R 的简单电路,电源电压 联立①②两式可得U=1.5 V,R =3Ω.
审题指导
第一步:图像解读
第二步:计算相关物理量
联立①②式,代入表中数据,计算相关物理量
31.5 1.5 【解析】分析题意以及题图,由图甲可知定值电阻R 、滑动变阻器R 与灯泡L串联,R 的滑片开始处于最右端即阻值最大处,则电路中电流最小.当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,根据欧姆定律可知,灯泡L和定值电阻R 两端的电压均变大,由于电源电压恒定,故滑动变阻器两端的电压减小.图乙中曲线②的变化规律是电压越大对应的电流越小,所以曲线②有两种情况,即②测 R 两端电压或R 与R 两端总电压,而若②测 R 、R 总电压,则相同电流时 、 示数之和为定值,由图乙可知不符合,故②测R 两端电压,曲线②是滑动变阻器 R 两端电压与通过电流关系图像;曲线①的变化规律是电压越大对应电流越大,所以曲线①是灯泡L的变化图像,因为移动滑动变阻器的滑片 P 直至灯泡L正常发光,所以灯泡正常发光的电压是2.5V,电流是0.5A,根据欧姆定律,灯泡正常发光时的电阻R= 当灯泡正常发光时,串联电路中电流为0.5A,对应曲线②此时R 两端电压是0.75 V,因为电源电压不变,列二元一次方程组:当电流为0.5A时, 则2.5 V+0.75 V+0.5 A×R =U总①,当电流为0.2 A时, 则 由①②解得R =2. 灯泡安全意思是工作电压不得大于灯泡的额定电压,即灯泡两端的电压不得大于2.5V.当电路中串联一个未知电阻R ,若滑动变阻器R 滑片滑至阻值为0时,电路中总电阻 .根据欧姆定律可知,当电源电压不变时,电路中电流取最大值 时,电路中总电阻最小.方法一: 电流取 时, 则 5Ω-2.5Ω=1.5Ω.方法二:当电路电流取最大值Imax=0.5A时,未知电阻R 的阻值刚好等于未接入R 时,通过滑动变阻器电流为0.5A时接入电路的电阻值,即 因此,至少再串联一个1.5Ω的电阻,即可满足要求.
32. 0.25 185 【解析】由图可知,R 和R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测 R 两端电压.由表中数据可知,身高为165cm时,滑动变阻器R 接入电路的电阻为50Ω,由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻 此时电路中的电流 因为电压表的最大测量值为15 V,即滑动变阻器两端的最大电压为15V,由串联电路的电压特点可知,电阻R 两端最小电压 ,根据串联电路的分压原理代入数据得解得滑动变阻器接入电路的最大电阻 由表中数据可知,此测量仪能测量的最大身高为185 cm.
33. 解:(1)闭合开关S,R 和 Rp串联
总电阻
此时 Rp大小为
根据图乙可知,此时物体重力为4 N
(2)因电压表的量程为0~15 V
故R 能通过的最大电流
结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流,电路的最大电流为
此时 Rp的最小阻值为
当物体重力为0 N 时,Rp取最大阻值50Ω,此时电路安全,故
综上, Rp的变化范围为18~50Ω
34. C 【解析】根据图丙可知,温度从0℃升高到80℃时,R的阻值变化了132Ω-100Ω=32 Ω,故温度每升高1℃,R的阻值增大0.4Ω,A错误;当温度从20℃升高到30℃时,R的阻值增大了0.4 Ω×10=4Ω,电压表示数变化了8 mV,则通过R的电流I= B错误;当环境温度为20℃时,R的阻值为108Ω,由题意可知,通过R的电流大小保持不变,则电压表示数 U=IR=2 mA×108Ω=216mV,C正确;增大该测温装置的灵敏度,则要让电压表示数变化值更大,温度变化值相同时,电阻变化一定,根据欧姆定律,则应该更换一个电流值更大的恒流源,D错误.故选 C.
35. (1)15 (2)小 (3)1000
【解析】(1)货车模型所受重力 G= mg=1.5kg×10 N/ kg=15 N;(2)静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,重力越大,压力越大,由图乙可知R的电阻越小,根据串联电路电压和电阻成正比,R两端的电压越小,即电压表示数越小;(3)检测的货车模型总质量为2kg时,压力. 20N,此时R=500Ω,电压表读数为2 V,即R 两端电压 ,电源电压为3 V,根据串联电路电压规律,则R 两端的电压 此时 根据串联电路分压原理, 500Ω=1000Ω.
36. D 【解析】设电源电压为 U,当开关S 闭合,S 接a时,R 与R 串联,由欧姆定律可得 当开关S 闭合,S 接b时,R 与R 串联,由欧姆定律可得 ;联立两式解得 故选D.
37. BC 【解析】a、b为同种电表,当闭合S 断开S 时,由于a表示数为0.4,要使电路为通路,则a、b两表应为电流表,电流表a测通过电阻R 的电流,电流表b测通过电阻R 和R 的总电流;当闭合S 和S 时,a、b两表示数分别为3和1,此时a、b两表均为电压表,电压表a测电源电压,则电源电压为3 V;在题述后一种情况中,当两表均为电流表时,电阻R 两端电压为3 V,可得电阻R 的阻值 7.5Ω;在题述前一种情况中电压表b测定值电阻R 两端电压,则定值电阻R 两端电压为1V,由于电阻R 和R 串联,则电阻R 两端电压为2 V, 可得 当两电阻并联时,通过电阻R 的电流 即后一种情况中b表的示数为0.2 A+0.4 A=0.6A,综上可知,B、C正确,A、D错误.故选 BC.
38. 4.5 40 【解析】当闭合开关S、S 接1,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,根据串联分压知识可知,滑动变阻器接入电路的阻值越大,分压越多,电压表量程为0~3V,则滑动变阻器最大分压为3 V,故滑动变阻器接入最大阻值15Ω时两端电压为3 V,通过滑动变阻器的电流I= 由图乙可知,当通过小灯泡的电流为0.2A时,其两端的电压为1.5V,则电源电压 ;若闭合开关S、S 接2,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量串联电路的电流;当电路最大电流达到电流表最大测量值时,则最小电流为0.4A,此时电压表示数应最大为3 V,由串联电路电压规律可知,R 两端电压 1.5 V,R 的阻值 不符合题意.说明电路电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,且电流没有达到电流表最大测量值,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电源电压可表示为 当滑动变阻器接入电路的阻值最小,即阻值为0时,电路中电流最大,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电源电压可表示为 联立①②式可得, ,故R 的阻值为40Ω.
39.解:(1)由灯泡铭牌可知,灯泡的额定电流
(2)当闭合开关S,断开开关S 、S 时,灯泡L与定值电阻R 串联,此时灯泡正常发光,通过两用电器的电流等于灯泡额定电流,R 两端电压
电源电压
(3)当开关S 、S 、S 都闭合时,灯泡L被短路,R 与R 并联,电流表 示数为干路电流
代入数据得:
结合滑动变阻器 R 铭牌和 量程,通过 R 的电流IR……不得高于1A,此时干路电流最大为1.5 A,未超电流表 的量程,故R 的阻值最小值
电流表 示数Ⅰ与滑动变阻器阻值R之间的关系式为
40. (1)调零 (2)断开 (3)B (4)0.10 (5)作出电压与电流的U-I图像(或应用比值法,得到每组电压与电流的比值,进行判断)
(6)小灯泡 测小灯泡电阻(合理即可) (7)小于41. (1)①如答图1所示 ②电压表③a.2.8 b.0.28④如答图2所示 ⑤每次电压与电流的比值相等(或I-U图像是过坐标原点的一条倾斜直线)
(2)C
【解析】(1)①根据实物电路画出的电路图如答图1所示;②本实验中,当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路中的最大电流为0.45 A,没有超出电流表所选的0~0.6A量程,而此时电压表测电源电压,超出了所选的0~3V量程;③由图可知,电压表选择的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,其示数为2.8 V;电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02 A,其示数为0.28 A;④根据表格中的数据,描点画出的图像如答图2所示;⑤因为绘制出电阻R的I-U图像为过坐标原点的一条倾斜直线,故可得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(2)根据题意,把R换为20Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,根据串联分压原理可知,电压表示数始终大于2 V,若换用电压为6 V的电源,可能会使电压表示数超过2 V,不会将其降低到2 V,因此,A不符合题意;改变电压表的量程并不会改变电路中的电压分布,因此这个方案也不会使电压表示数回到2 V,B不符合题意;在电路中串联一个额外的电阻会增加电路的总电阻,从而减小电路中的电流,会使电压表示数减小,通过移动滑动变阻器滑片的位置,使电压表示数回到2V,因此,这个方案是可行的,验证:定值电阻两端的电压始终保持U =2 V,根据串联电路电压的规律可知,滑动变阻器分得的电压U滑=U-U,=4.5 V-2V=2.5 V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的 倍,根据串联分压原理可知,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻R滑=1.25×20Ω=25Ω>20Ω,根据串联电路电阻规律可知,需在电路中串联一个阻值至少为25 Ω-20Ω=5Ω的电阻,C符合题意.故选C.
42.(1)如答图所示 (2)右 断路 (3)综合分析已有数据,电流与电阻不呈线性关系,各相邻数据点不能简单地用直线相连,应该拟合为平滑的曲线 (4)反(5)4Ω、7Ω (6)由于镍铬合金丝两端有一部分缠绕在接线柱上,导致有效长度变短(或由于螺旋状线圈中镍铬合金丝相互接触形成短路)
解题技巧
本题第(3)问在坐标中画图像要点,先根据表格数据在坐标中描点连线,再用平滑曲线连接;第(5)问考查比较冷门的知识,就是“电表指针偏转超过量程的 时读数越准确”,所以为了更好在图像上得出规律,电表读数尽可能准确;第(6)问可结合“影响电阻大小的因素”进行分析,用没有绝缘层的镍铬合金丝制作定值电阻时,由于镍铬合金丝两端有一部分缠绕在接线柱上,导致有效长度变短,或由于螺旋状线圈中镍铬合金丝相互接触形成短路,使得电阻值偏小.
类题通法
根据电表有无示数判断电路故障
如答图所示 (2)断开 B 定值电阻R断路 (3)0.3 8 应该多次测量求平均值减小误差
44.(3)电阻箱和滑动变阻器 (4)R -R (5)R 【解析】(1)将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端,电阻箱R调为某一阻值R ,使电压表和电流表示数为合适的值,此时电压表测电阻箱两端的电压;(2)断开开关,将电压表右端由 C点改接到D点;(3)闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的阻值为R ,电压表测电阻箱和定值电阻两端的电压;(4)因两表的示数与步骤(1)中相同,根据欧姆定律可知 ,即待测电阻的阻值. (5)若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同,原因可能是①R 45. (1)如答图所示 (2)短路 (3)10 (4)B
【解析】(1)电压表测待测电阻R 两端电压,滑动变阻器B接线柱接入电路,具体如答图所示;(2)电流表有示数说明电路为通路,电压表无示数,说明所测部分电路的电阻为0,电压为0,故R 短路;(3)由图丙可知,U=2 V,I=0.2 A,所以 10Ω;(4)此实验最终结果是求一个数值,所以是求平均值,减小误差;(5)R 两端电压为 U 时,通过电路的电流 待测电阻
【解析】(6)由图戊可知,R 与未知电阻并联,电流表 测干路中电流,电流表 测 R 支路中的电流,电源电压 ,由并联电路的电压、电流规律可知,R 两端的电压等于电源电压,通过 Rx的电流 所以未知电阻的阻值