第21讲 欧姆定律
课时1
基础练
一、选择题
1.[2024秦皇岛模拟]甲图中电阻箱和定值电阻串联,闭合开关,改变的阻值,两电表示数与关系图像如乙图,图线①和②相互平行,则( )
甲 乙
A.通过的电流大小逐渐增大 B.通过的电流大小逐渐减小
C.两端的电压始终保持不变 D.两端的电压始终保持不变
2.[2025石家庄模拟]如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,是定值电阻,是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端。下列说法正确的是( )
A.油位降低,电路中的电流增大
B.、在电路中是并联的
C.油量表是由电流表改装而成的
D.此装置中去掉不影响整个电路的工作
二、非选择题
3.[2024邢台十校联考]一段导体两端电压是时,导体中的电流是,此导体的电阻是_ _ _ _ 。如果导体两端的电压降到,导体的电阻是_ _ _ _ 。
4.[2024秦皇岛十校联考]两个定值电阻,甲标有“”,乙标有“”。现把它们串联起来,则串联电路两端允许加的最大电压为_ _ _ _ ;现把它们并联起来,则干路电流最大为_ _ _ _ A。
5.[2025衡水安平一模]在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材选用如下:电压为的电源,阻值为 的滑动变阻器, 、 、 、 的定值电阻各一个,其他器材。回答下列问题。
甲 乙
(1) 闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过测量范围,则电路的故障可能是定值电阻_ _ _ _ (选填“短路”或“断路”)。
(2) 排除故障后,先将 定值电阻接入电路,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察_ _ _ _ _ _ (选填“电流表”“电压表”或“滑动变阻器”)。
(3) 接下来断开开关,取下 的定值电阻,换成 的定值电阻,闭合开关,应向_ _ _ _ (选填“”或“”)端移动滑片,直至电压表示数为_ _ _ _ 时,读出电流表的示数。记录实验数据,并绘制成图乙所示图像,分析图像可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_ _ _ _ (选填“正比”或“反比”)。
6.[2025保定二模]小亮在用伏安法测量电阻的阻值时,连接了如图1所示的部分电路。
图1 图2
(1) 请用笔画线代替导线完成图1的电路连接,要求滑片向右端移动时电路中电流变大。
(2) 在连接实物电路过程中,开关应处于_ _ _ _ (选填“闭合”或“断开”)状态。
(3) 闭合开关,发现两电表均无示数。为了查找故障他将电压表拆下,保持其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测电阻和滑动变阻器两端,发现只有接在待测电阻两端时,电压表无示数,则故障可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为时,电流表示数如图2所示,则电阻为_ _ _ _ ,小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你作出评价并给出建议:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 利用图1所示电路还可以探究的电学实验是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【拓展】 小亮所在的小组采用同样的方法测量另一个待测电阻,并且记录了三组数据,如表所示。然而,在准备分析数据时,他们发现连接电路时出现失误,电压表并联在了滑动变阻器两端。同组的小华提出,无需重新进行实验,并且利用现有的这些数据计算出待测电阻的阻值为_ _ _ _ 。
序号 电压表示数/ 电流表示数/A
1 2.8 0.16
2 2.0 0.20
3 1.2 0.24
提升练
7.[2023河北节选]在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小明把电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表和开关连成电路进行实验。
图1 图2 图3
图4 图5
(1) 图1是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2) 连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的指针都不偏转。图1中为电源的正极,、分别为滑动变阻器上电阻丝右侧的接线柱和金属杆右端的接线柱,用一条导线的两端分别连接和、和进行检测,结果如表一所示。发生故障的元件是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
表一
导线连接点 和 和
电压表指针是否偏转 否 是
电流表指针是否偏转 否 是
(3) 排除故障后进行实验。某次实验时,电压表的示数如图2所示,示数为_ _ _ _ 。移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据填入表二。
表二
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压 1.0 1.2 1.4 1.8 2.0 2.4
电流 0.10 0.12 0.14 0.28 0.20 0.24
(4) 小明根据表二中的数据画出图像,如图3所示。从图像可以看出,第_ _ _ _ (选填数据序号)组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉。
根据以上数据,小明得出结论:电阻两端的电压与通过电阻的电流之比为定值。
(5) 小红按图4连接电路,测量并记录几组电压和电流值,如表三所示,其中 、,、、分别表示电压表、和电流表A的示数。小红在与小明的交流中,发现用图像法处理数据可以更直观地看出两个量之间的变化关系,于是她也利用表三中的数据在坐标系中画出了三条直线①②③,如图5所示,其中_ _ _ _ 是由表三中的和的数据画出的。小明认为小红的实验相当于探究了三个定值电阻的电流与电压的关系,证据更充分。交流评估后得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
表三
数据序号 1 2 3 4 5
电压 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
电压 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5
电流 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
8.[2025保定涞水一模]在图a所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为 。闭合开关,电路中的电流为,电压表示数与电压表示数均如图b所示。
a b
(1) 求电源电压。
(2) 求电阻的阻值。
(3) 在电路各元件均正常工作的情况下,移动滑片,电压表示数最大值与电压表示数最小值相差。求滑动变阻器接入电路的最小阻值。
9.[2025石家庄桥西一模]如图甲、乙所示,小明把定值电阻和滑动变阻器先后以不同方式接入相同电源的电路中。的规格为“”或“”,电压表选用测量范围。在保证电路安全的情况下,移动滑片时发现有一个电路中滑动变阻器的滑片既不能移到最左端,也不能移到最右端,并且两电路中总电流的最大变化量均为。
甲 乙
(1) 图_ _ _ _ (选填“甲”或“乙”)电路中的滑片既不能移到最左端,也不能移到最右端。
(2) 通过计算说明变阻器的规格。
(3) 求出定值电阻的阻值。
课时2
基础练
一、选择题
1.[2025张家口模拟]如图甲所示为冬奥会使用的创可贴体温计,图乙为该装置感温区的电路图,其中电源电压恒为,定值电阻的阻值为 ,为热敏电阻,其阻值会随体温的升高而增大。当电压表的示数达到时便会报警。下列说法正确的是( )
甲 乙
A.体温越高,电压表示数越小
B.恰好报警时,电流表的示数为
C.恰好报警时,热敏电阻的阻值为
D.增大的阻值,会使装置在体温更高时报警
2.[2025秦皇岛海港一模]如图甲所示是某种材料制成的导体的电阻随温度变化的关系图像。根据该导体电阻的特性,小明同学设计了如图乙所示的电路,用来测量某环境的温度。已知电流表所选测量范围为,电压表所选测量范围为,定值电阻 ,已知环境温度为时,电流表的示数为,电源电压未知且保持不变。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.电源电压为
B.环境温度越高,电路中电流越大
C.电路可以测量环境的最低温度是
D.电路可以测量环境的最高温度是
二、非选择题
3.[2024廊坊十五校联考]图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关后,滑片从端移动到端的过程,电压表示数与电流表示数的关系图像如图乙所示。则滑动变阻器的最大阻值为_ _ _ _ ,电源电压为_ _ _ _ 。
甲 乙
4.[2024石家庄长安模拟]如图是人体身高测量仪的电路简化图, ,是滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片会随身高上下移动。当开关闭合,被测身高增加时,电流表的示数_ _ _ _ (选填“变大”“变小”或“不变”);当电压表的示数为时,滑动变阻器接入电路的阻值为_ _ _ _ 。
5.[2025石家庄长安模拟]为探究电流与电压的关系,提供的器材有滑动变阻器、定值电阻、开关、电源(电压恒为)、电流表、电压表,以及导线若干。
甲 乙
丙 丁
(1) 如图甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“”并补画出正确的连线。
实验次数 一 二 三
电压/ 1.0 1.5 2.0
电流/A 0.2 0.3 0.4
(2) 小明排除故障后,通过实验获得的部分实验数据如表,分析表中数据可得出结论:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 小明在某次实验中观察到电流表的示数如图乙所示,通过分析可得电压表的示数为_ _ _ _ 。
(4) 实验提供的滑动变阻器规格为“”、“”、“”,小明完成上述实验时选择的是_ _ _ _ _ _ (选填“”“”或“”)。
(5) 小丽用另一组同规格的器材进行实验,根据获得的数据作出关系图像如图丙,发现与预期结果不一样,实验过程中可能存在的问题是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(6) 小丽完成实验后,发现桌上有一个额定电压为的小灯泡,于是她利用手边的部分器材又找来一个定值电阻,设计了如图丁所示的电路,测出了小灯泡正常发光的电阻,请你帮她完成实验步骤。
①只闭合、,移动滑片,使电压表的示数为_ _ _ _ ;
②只闭合、,保持滑片不动,读出电压表的示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻为_ _ _ _ 。
提升练
6.[2025河北]在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了如图1所示的实验电路。电源电压为不变,为定值电阻,间粗细均匀的电阻丝和夹子和一起组成变阻器,、、、、、为电阻丝上的六个点,、两点未标出。
图1 图2
(1) 根据实验要求,请用笔画线代替导线将图1中的实物电路补充完整。
(2) 闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 闭合开关,电流表无示数,电压表示数为,电路的故障(仅有一处)是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 排除故障后,闭合开关,保持夹子位置不动,夹子依次接在变阻器的、、、、、六个点,每次电表均选用合适的测量范围,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图2所示,为_ _ _ _ A。
接线位置 A B E C F D
电压 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0
电流 0.3 ① 0.5 0.6 0.8 1.2
(5) 分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(6) 在电阻丝点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (写出一条即可)。
【拓展】 在上面的实验电路中,电流表接测量范围,把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子接在点不动,夹子可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子在任意位置时,用电阻替换,使电压表和图中的电压表示数之比总是。则满足上述条件的的取值范围是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
7.[2025邯郸一模]在图a所示的电路中,定值电阻的阻值为 ,滑动变阻器上标有“”字样。闭合开关后,移动滑片至变阻器的中点(即接入电路的阻值为),电压表示数如图b所示。
a b
(1) 求通过滑动变阻器的电流和电源电压。
(2) 若去掉变阻器和电压表,在电路中再接入一个电阻,电阻接入后电路中的总电流与原来比变化了,求的阻值。(计算结果保留两位小数)
8.[2025河北]如图1所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图像如图2所示。
图1 图2
(1) 求小灯泡正常发光时的电阻。
(2) 求电源电压。
(3) 将电源更换为可调电压电源,已知电流表测量范围,电压表测量范围。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
第21讲 欧姆定律
课时1
基础练
一、选择题
1.D 2.A
二、非选择题
3.20; 20
4.30; 1.5
5.(1) 断路
(2) 电压表
(3) ; 2; 反比
6.(1) 如图所示
(2) 断开
(3) 滑动变阻器断路
(4) 8; 只测一次数据实验结果存在偶然性,应该多次测量求平均值减小误差
(5) 探究电流与电压的关系
【拓展】 20
提升练
7.(1) 如图所示
(2) 滑动变阻器
(3) 1.2
(4) 4
(5) ③
8.(1)
[解析]由图a可知,闭合开关,与串联,电压表测两端的电压,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。由图b可知,电压表示数为,即,由串联电路的电压规律可知,电源电压。
(2)
[解析]已知电路中的电流为,根据可得,电阻 。
(3)
[解析]电路中的电流为时电压表与电压表示数相等,所以电压表示数最大值与电压表示数最小值相比,应是电压表示数大于电压表示数。已知,根据串联电路的电压规律可知,联立①②解得,,此时电路中的电流,则根据可得变阻器接入电路的最小阻值 。
9.(1) 乙
(2) “ ”
[解析]图甲中,与并联,通过的电流不变,通过的电流最大值为,最小值,
假设滑动变阻器规格为“”,则电源电压(不合题意,舍去),
假设滑动变阻器规格为“”,则电源电压
,
所以滑动变阻器的规格为“”。
(3)
[解析]图乙中,通过的电流最大值为,滑片没有滑到最左端,最小值,
电压表示数达到,滑片没有滑到最右端,则
。
课时2
基础练
一、选择题
1.D 2.D
二、非选择题
3.20; 6
4.变大; 6
5.(1) 如图所示
(2) 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3) 0.8
(4)
(5) 电表使用前未调零
(6) 2.5; 10
提升练
6.(1) 如图所示
(2) 保护电路
(3) 定值电阻断路
[解析]电流表无示数,电压表示数为电源电压,说明电压表串联接入电路,则电路故障是定值电阻断路。
(4) 0.4
[解析]图2中电流表测量范围为,分度值为,则示数为。
(5) 电流与电压成正比
[解析]分析计算表中数据可知,电压与电流的比值恒定(如),因此可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
(6) 更换电压更大的电源(更换阻值更小的定值电阻)
[解析]小蜡块熔化快慢与电阻丝产生的热量多少有关,根据,增大电流(如增大电源电压或减小定值电阻阻值)可加快熔化。
【拓展】
[解析]分析表中数据可知电阻 ,夹子不动、夹子在时,电流为,则 , 。当把另一个电压表接入并用电阻替换后,两电压表分别测量变阻器和电阻两端的电压,电压表和图中电压表示数之比为,由串联分压规律得出。当变阻器全部接入时,即, ;当电路中电流最大为时,最小, ,由于两电阻比值不变,则 ,因此的取值范围是 。
7.(1)
[解析]由图b可知两端电压为,则
;
因为和串联,所以,
,
。
(2) 或
[解析]若电阻与串联,电流减小,则
,
,
。
若与串联,电流增大,则
,
,
。
若电阻与并联,则经过支路的电流为,比原来增大,因此不符合题意。
8.(1)
[解析] 。
(2)
[解析]。
(3)
[解析]方法一
①当, 时,电源电压最小,;
②当, 时,,
,电源电压最大,
,故电源电压的取值范围为。
方法二
①, ,;
,,
;
电源电压取值范围为;
②, ,;
,,
,
;
电源电压取值范围为;
综上,电源电压的取值范围为。