5.3 欧姆定律
一、欧姆定律
1.电流与电压、电阻的关系:在电阻 时,通过导体的电流与导体两端的电压 ;在导体两端的电压 时,通过导体的电流与导体的电阻 。
2.导体的电流跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 。用公式表示为 。2·1·c·n·j·y
3.对于一个导体(或同一段电路),只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个,就可以利用欧姆定律求出第 个量。即电流 ;电压 ;电阻 。注意欧姆定律的适用条件:同一性(同一 ,同一 )。
二、电阻的测量
4.根据电阻 ,可以通过 和 的测量计算出电阻,这种测量电阻的方法叫做 。
三、串、并联电路的等效电阻
5.串联电路电阻串联,相当增大了导体的 ,等效电阻 各电阻之 。
即等效电阻R= 。也可以依据串联电路两端电 、通过的电 和欧姆定律求出等效电阻。
6.并联电路电阻并联,相当于增大了 ,等效电阻 并联的每一电阻。即等效电阻R R1;R R2;R R3。
也可以依据并联电路两端电 、通过干路的电 和欧姆定律求出等效电阻。
49.知道电压、电流和电阻。
探究电流与电压、电阻的关系。
理解欧姆定律。
A
D
C
考点一:欧姆定律
例1(2017常德)在探究“电流与电阻关系”的实验中,为同学们提供了以下实验器材: 电源一个(电压6V);定值电阻R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω;【出处:21教育名师】
滑动变阻器A(0~20Ω 1A);滑动变阻器B(0~50Ω 1A);
电流表、电压表各1只; 开关1个;导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)某同学将R1接入电路后闭合开关,调节滑片P使电压表示数为3V,并记下此时电流表的示数;
(3)断开开关,更换电阻,先后将R2 、R3接入电路进行实验,应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”);当用R3替换R2后,滑动变阻器的滑片P应向 端滑动(选填“a”或“b”)。
(4)实验数据如下表所示
电阻R/Ω
10
20
30
电流I/A
0.30
0.15
0.10
根据表中数据可得出的实验结论为: 。
你是如何从表中数据得出上述结论的? 。
【解析】(1)电流表与被测电路串联,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所测电流不能超过电流表的量程;因为电源电压U=6V,定值电阻R1=10Ω,通过电流的最大电流;所以电流表选0~0.6A量程更精确;电压表与被测电路并联,电压表的正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极,所测电压不能超过电压表的量程。补充导电从定值电阻左端出来流进电流表的正接线柱“0.6”;连线时导线最“经济”原则,即所连导线最短;补充连线如图所示。www-2-1-cnjy-com
(3)更滑电阻R2、R3时,由于R3与滑动变阻器RA串联,电流相等;控制定值电阻两端的电压相等U定=3V,电源电压U=6V,滑动变阻器两端的电压U变=U—U定=6V-3V=3V;当定值电阻由20Ω变到30Ω时,电阻增大,在串联电路电流处处相等时,所以变阻器的电阻应从20Ω变到30Ω;而滑动变阻器A的最大电阻值只有20Ω,无法变大到30Ω,所以最大阻值为50Ω滑动变阻器B能满足此要求。当定值电阻由20Ω变到30Ω时,滑动变阻器B的滑片P应向a端滑动,接入电路中的电阻变大。
(4)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。由于表中实验数据:0.3A×10Ω=0.15A×20Ω,即I1R1=I2R2,所以电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【答案】(1)连线如图所示;(3)B、a;(4)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。由于表中实验数据:0.3A×10Ω=0.15A×20Ω,即I1R1=I2R2,所以电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【点评】本题考查了探究电流与电阻的关系。是课程标准20个必做实验之一;要求层次最高“会”和“理解”。是基础题,考试频率高。
【变式跟进1】(2017岳阳)李明在探究电流与电压的关系时,当滑片P从左向右滑动时,电流表、电压表示数变化正确的是 ( )
A.电流表示数增大,电压表示数减小
B.电流表示数增大,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数减小
D.电流表示数减小,电压表示数增大
考点二:电阻的测量
例2(2017郴州)在测量“小灯泡的电阻”的实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,把图中的实物电路连接完整;(导线不能交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于图中最 端(填“左”或“右);
(3)连好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则此故障的原因可能是 。
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,按正确的操作测得实验数据记录如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
电压(V)
①2.5
③2.0
⑤1.5
电流(A)
②0.30
④0.25
⑥1.0
电阻(Ω)
在分折实验数据时,发现了一个数据有明显错误,这个数据是 (选填上表中数据前面的序号)。这个数据的正确值是 ;www.21-cn-jy.com
(5)根据实验数可知小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。(保留一位小数)
【解析】(1)电流表与被测电路串联,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所测电流不能超过电流表的量程;因为电源电压U=3V,灯泡两端的电压为U灯=2.5V,所以电流表选0~3VA量程更精确;电压表与被测电路并联,电压表的正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极,所测电压不能超过电压表的量程。补充导电从灯泡右端出来接电压表的正接线柱“3”;补充连线如图所示。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即滑片P在左端。
(3)闭合开关,电流表无示数,电路可能是开路;电压表示数接近电源电压,表示电压表正接线柱与电源正极连通,电压表的负接线柱与电源负极连通;故障可能是灯泡开路。
(4)在导体电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比。这个错误的数据是⑥;可能错误将量程选错,这个正确的电流可能是0.2A。
(5)灯泡正常发光是的电阻。
【答案】(1)连线如图所示;(2)左;(3)A;(4)⑥、0.2A;(5)8.3。
【点评】本题考查了测量小灯泡的电阻。是课程标准20个必做实验之一;要求层次最高“会”和“理解”。是基础题,考试频率高。
【变式跟进2】(2017长沙)小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时,除了滑动变阻器的名牌不清楚之外其他实验器材齐全且完好,电源电压不变,电流表和电压表对电路的影响均忽略不计。以下是他的实验过程,请回答下列问题:
(1)小天连接了如果图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值,请指出电路连接的错误之处:____________________________________(写出一种即可)
(2)更正电路之前,小天发现可以利用甲图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值;他闭合开关,读出电压表的示数为10V,电流表的示数为0.2A,则可计算出滑动变阻器的最大阻值为_____Ω。21*cnjy*com
(3)小天按照图乙所示电路图正确连接好电路后,为了减小实验误差,他选用了合适的量程进行了多次测量,以下是他的实验记录。第一次:当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电压表的指针位置如图丙所示;第二次:当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.58A,电压表的指针位置如图丁所示;第三次:当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表的示数为1.1A,则Rx的平均阻值为_________Ω(精确到0.1Ω)。
考点三:串、并联电路等效电阻
例3(2017南充)如图所示,电源电压恒为6V,R1是定值电阻,A、B是滑动变阻器R2的两端。闭合开关,当滑片P在A端时,的示数为0.6A;当滑片P移到B端时,的示数为0.2A。则R1和滑动变阻器R2的最大阻值分别是 ( )
A.10Ω,15Ω B.10Ω,20Ω C.10Ω,30Ω D.30Ω,10Ω
【解析】(1)当滑动变阻器的滑片P在A端时,只有R1接入电路。电源电压恒定为6V。则电阻R1的阻值。
(2)当滑动变阻器的滑片P在B时,R1与R2串联,
电路中的总电阻;
R2的阻值是R2=R-R1=30Ω—10Ω=20Ω。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了串联电路的等效电阻。是课程标准的边界知识;属于欧姆定律“理解”层次;是提高题,考试频率高。
【变式跟进3】(2017安徽)现一只满偏电流Ig=3mA的电流计G,已知其电阻Rg=100Ω,现在需要把它改装成一只最大电流Ic=3A的电流表,如图甲所示。
求:(1)电阻Rx的阻值;
(2)求改装后的电流表的等效电阻R总的阻值;
一、选择题
1.(2017湘潭)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。如果将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是 ( )
A.电压表的示数变大,灯L变亮,电流表示数变小
B.电压表的示数变小,灯L变暗,电流表示数变大
C.电压表的示数变大,灯L变暗,电流表示数变小
D.电压表的示数变小,灯L变亮,电流表示数变大
2.(2017连云港)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现两个电表的示数都变大,则出现这种故障的可能原因是( )
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
3.(2017聊城)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P向左移动的过程中(不考虑灯丝的电阻受温度的影响),下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数逐渐变小
B.电压表示数逐渐变大
C.滑动变阻器两端的电压逐渐变大
D.小灯泡的亮度逐渐变暗
4.(2017江西)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是 ( )
A.电压表示数变大,电流表示数变大
B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变小,电流表示数变大
D.电压表示数变大,电流表示数变小
5.(2017鄂州)如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻 ( )21·世纪*教育网
A.10Ω和40Ω B.20Ω和30Ω
C. 10Ω和20Ω D.30Ω和40Ω
6.(2017鄂州)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图所示电路,电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得R2两端电压增大,则可知R2阻值以及触摸点P到屏下端的距离将分别 ( )
A.阻值增大,距离减小 B.阻值增大,距离增大
C.阻值减小,距离增大 D.阻值不变,距离减小
7.(2017临沂)右图是电阻甲和乙的图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是
当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为10Ω
将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
8.(2017泰安)如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,三个电表的示数变化情况是 ( )
A.A的示数变小,V1的示数变大,V2的示数变小
B.A的示数变大,V1的示数变小,V2的示数变大
C.A的示数变小,V1的示数不变,V2的示数变大
D.A的示数变大,V1的示数不变,V2的示数变小
9.(2017衡阳)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和稳压电源连接成如图所示电路,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光照强度,则电表示数变化情况是21教育网
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表示数均变大
10.(2017枣庄)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是21教育名师原创作品
A.电流表A1的示数变小,电流变A2的示数变大
B.电流表A1的示数和电流表A2的示数同时变大
C.电压表的示数变大,电流表A1的示数变小
D.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小
二、填空题
11.(2017怀化)电阻R1=10Ω,R2=20Ω,将它们串联在电路中,则通过电阻R1、R2的电流之比为I1:I2= ,电阻R1、R2两端电压之比为U1:U2= 。
12.(2017岳阳)甲标有“1A 10Ω”和乙标有“0.5A 20Ω”的电热器串联时允许通过的最大电流是 A,可以接在电压最大为 V的电源上。
13.(2017德阳)两个电阻甲和乙,规格分别为“6V 0.3A”和“4V 0.4A”,将它们串联接入3V的电路中,则甲乙两电阻两端的电压之比为 ;将它们并联接入同样的电路中,通过甲乙两电阻的电流之比为 。
14.(2017泰安)在相距10km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每条输电线的电阻是100Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为2.0V时,电流表示数为80mA,则导线的电阻为 Ω,短路位置距离甲 km。
三、实验探究题
15.(2017怀化)小李同学在探究电流与电压关系的实验时,请回答下列问题:
(1)按照图甲所示的电路图,请用笔代替导线,完成图乙所示的实物图的连接。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(3)在做探究电流与电压关系的实验时,采用的实验方法是 法,要求保持电阻阻值不变,通过改变电阻两端的 ,观察电流大小的变化。
(4)如图丙所示,是他在实验中的第三次测量结果,请把实验数据填入到记录表中。
实验记录:定值电阻R=5Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.2
0.2
2
1.8
0.3
3
(5)分析实验数据,可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
四、计算题题
16.(2017衡阳)小林用一个电流表和一个阻值为10Ω的电阻R0来测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,在只闭合S的情况下,电流表的示数为0.6A;再同时闭合S、S1时,电流表的示数为0.9A,电源电压不变,求:
(1)电源电压;
(2)电阻Rx的阻值。
一、选择题
1.(2017衡阳)如图所示电路,电源电压为 5V,L1、L2 发光时的电阻均为 6?,电流表、电压表量程应分别选择
A.电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)
B.电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)
C.电流表(0~3A)、 电压表(0~3V)
D.电流表(0~3A)、 电压表(0~15V)
2.(2017重庆)为治理雾霾天气,环保部门加强了对PM2.5的监控。下图是某兴趣小组设计的监测PM2.5的四个电路图,其中R是气敏电阻,阻值随PM2.5浓度增大而减小,R0是保护电阻。现要求PM2.5浓度越大,电表的示数就越大,则符合要求的电路图是 ( )
3.(2016湘潭)在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用两个电阻R1、R2进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U -I关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是 ( )
A.R2 > R1 B.R2 = R1
C.R2 < R1 D.无法确定
4.(2016上海)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电键S1、S2均闭合。当电键S2由闭合到断开时,电路中 ( )
A. 电压表V的示数变小
B. 电流表A1的示数变大
C. 电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D. 电压表V示数与电流表A示数的乘积变大
5. (2016 南平)如图所示是某种“测重仪”的原理图。A为托盘,P为金属滑片,且固定在轻质弹簧上,并能随轻质弹簧一起上下滑动,R0为保护电阻。托盘中物体的质量大小,可由电表的示数来显示,当物体的质量越大,电表的示数就越大,符合这一要求的电路是 ( )
6.(2016黄石)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电路正常工作,过了一会儿,灯L变亮,两只电表中只有一只电表示数变大。则下列判断正确的是 ( )
A.R0短路,电流表示数变大
B.R1断路,电压表示数变大
C.R1断路,电流表示数变大
D.R0短路,电压表示数变大
7.(2016株洲)在图的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了ΔU和ΔI。下列分析正确的是21世纪教育网版权所有
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变小后变大
8.(2017北京)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关 S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列四个选项中,判断正确的是 ( )21cnjy.com
A.电压表、电流表示数均变大
B.电压表、电流表示数均变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
二、填空题
9.(2017益阳) 甲标有“1A 10Ω”和乙标有“0.4A 20Ω”的电热器并联时可以接在电压最大为 V的电源上,通过的干路的电流是 A。
10.(2017临沂)在如图所示的电路中,R1=15Ω,R2=10Ω,闭合开关后电流表的示数为0.3A,则电源电压为_________V,通过R1的电流为_________A。【来源:21·世纪·教育·网】
11.(2017益阳)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,滑杆可以绕固定轴转动,另一端固定一个浮子。当电流表示数越小时,滑动变阻器连入电路的阻值_______(填“越大”或“越小”),油箱内油量_______(填“越多”或“越少”)。21·2-1-c-n-j-y
12.(2017娄底)如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R的最大值为20Ω,当开关S闭合,滑片由右端向最左端滑动的过程中,电流表示数___ __(选填“变小”、“变大”或“不变”),在此过程中电压表示数的变化范围___ __V。
13.(2016岳阳)电子秤利用用了压力传感器。某电子秤使用的压力传感器的结构如图所示。弹簧钢右端固定, 其上、下表面各贴一完全相同的金属电阻丝,它的阻值对长度变化很敏感。电子秤工作时,给上、下电阻丝分别提供相等且大小恒定的电流I。若在弹簧钢自由端施加压力F,则上电阻丝拉伸,下电阻丝压缩,此时两电阻丝两端的电压变为U1、U2,传感器把两电压的差值输出,用来反映力F的大小。【来源:21cnj*y.co*m】
(1)压力F增大时,上金属丝的电阻________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)施加压力F时,两电阻丝两端电压的大小关系为U1____U2(选填“>”“<”或“=”)。
三、实验探究题
14.(2017常德)小芳在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”时,设计了如图甲所示的电路。
(1)小芳稍作思考之后,就将电路改进为如图乙所示的电路。她这样改进有何好处?________________________________________。【版权所有:21教育】
(2)小芳按照图乙将器材连成实验电路,还有部分导线没有连接,请用笔画线代替导线连接完整。
(3)连接电路时开关应该____________;闭合开关前滑片P应置于____________端。
(4)在实验过程中,她保持电源电压不变,通过调节滑动变阻器先后6次改变A、B间的电阻值,测得相应的电流值如表1所示。21*cnjy*com
小芳分析表1中数据发现总结不出电流跟电阻的定量关系,你认为其原因是__________________________。
(5)小芳认真思考后发现了自己在实验过程中的错误,并采取了正确的实验操作。你认为小芳每次改变电阻后应该采取的正确操作是:________________________________。
(6)正确操作实验后,小芳将得到的实验数据记录在表2中,请分析表2中的数据,你能得出什么探究结论? __________________________________________________________________________。
表2
(7)在探究“通过导体的电流与电压的关系”时,采用的实验方法是__________法,控制导体的电阻不变,改变导体两端的电压,观察电流的大小。
15.(2017大连)已知通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,实验器材有:稳压电源、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线,将图中的电路补充完整。
(2)连接电路时,将滑动变阻器移到了阻值最大端,电流表选择了0~3A的量程。连接好电路后,为了确定电流表的量程选择是否合适,应进行怎样的实验操作? 。
(3)设计出记录实验数据的表格,表格中要有必要的信息。
(4)小明通过实验操作,还确定了电压的取值范围,在该范围内,他预设了n个间距相等的电压值,为了使测得的实验数据更准确,预设的每个电压值还应满足什么条件? 。
(5)在该实验中,若滑动变阻器的接线柱接触不良,则闭合开关时,电流表和电压表的示数情况是 。(只有一个正确选项,将正确选项的字母填在横线上)
A.只有电流表有示数
B.只有电压表有示数
C.电流表和电压表均有示数
D.电流表和电压表均没有示数。
四、计算题
16.(2017河北)如图甲示,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”,在AB间接入规格为“12V 1A”的灯泡,闭合开关,当变阻器的五分之一阻值连入电路时,通过灯泡的电流为1A。21·cn·jy·com
(1)求电源电压 .
(2)R0是如图乙示的Ra和Rb之间任意取值的电阻,当在AB间接入电阻R0后,闭合开关,在保证电路安全的情况下,将滑片P从最右端向左滑动的过程中,电流表示数均出现过0.4A(电流表选择0﹣0.6A量程),求R0的取值范围及电压表示数的最大值和最小值。
5.3 欧姆定律
一、欧姆定律
1.电流与电压、电阻的关系:在电阻 一定 时,通过导体的电流与导体两端的电压 成正比 ;在导体两端的电压 一定 时,通过导体的电流与导体的电阻 成反比 。
2.导体的电流跟导体两端的电压成 正比 ,跟导体的电阻成 反比 。用公式表示为 。2-1-c-n-j-y
3.对于一个导体(或同一段电路),只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个,就可以利用欧姆定律求出第 三 个量。即电流 ;电压 U=IR ;电阻 。注意欧姆定律的适用条件:同一性(同一 导体(电路) ,同一 时刻 )。
二、电阻的测量
4.根据电阻 ,可以通过 电流 和 电压 的测量计算出电阻,这种测量电阻的方法叫做 伏安法 。【出处:21教育名师】
三、串、并联电路的等效电阻
5.串联电路电阻串联,相当增大了导体的 长度 ,等效电阻 等于 各电阻之 和 。
即等效电阻R= R1+R2 。也可以依据串联电路两端电 压 、通过的电 流 和欧姆定律求出等效电阻。
6.并联电路电阻并联,相当于增大了 横截面积 ,等效电阻 小于 并联的每一电阻。即等效电阻R 小于 R1;R 小于 R2;R 小于 R3。
也可以依据并联电路两端电 压 、通过干路的电 流 和欧姆定律求出等效电阻。
49.知道电压、电流和电阻。
探究电流与电压、电阻的关系。
理解欧姆定律。
A
D
C
考点一:欧姆定律
例1(2017常德)在探究“电流与电阻关系”的实验中,为同学们提供了以下实验器材: 电源一个(电压6V);定值电阻R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω;
滑动变阻器A(0~20Ω 1A);滑动变阻器B(0~50Ω 1A);
电流表、电压表各1只; 开关1个;导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)某同学将R1接入电路后闭合开关,调节滑片P使电压表示数为3V,并记下此时电流表的示数;
(3)断开开关,更换电阻,先后将R2 、R3接入电路进行实验,应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”);当用R3替换R2后,滑动变阻器的滑片P应向 端滑动(选填“a”或“b”)。
(4)实验数据如下表所示
电阻R/Ω
10
20
30
电流I/A
0.30
0.15
0.10
根据表中数据可得出的实验结论为: 。
你是如何从表中数据得出上述结论的? 。
【解析】(1)电流表与被测电路串联,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所测电流不能超过电流表的量程;因为电源电压U=6V,定值电阻R1=10Ω,通过电流的最大电流;所以电流表选0~0.6A量程更精确;电压表与被测电路并联,电压表的正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极,所测电压不能超过电压表的量程。补充导线从定值电阻左端出来流进电流表的正接线柱“0.6”;连线时导线最“经济”原则,即所连导线最短;补充连线如图所示。21教育名师原创作品
(3)更滑电阻R2、R3时,由于R3与滑动变阻器RA串联,电流相等;控制定值电阻两端的电压相等U定=3V,电源电压U=6V,滑动变阻器两端的电压U变=U—U定=6V-3V=3V;当定值电阻由20Ω变到30Ω时,电阻增大,在串联电路电流处处相等时,所以变阻器的电阻应从20Ω变到30Ω;而滑动变阻器A的最大电阻值只有20Ω,无法变大到30Ω,所以最大阻值为50Ω滑动变阻器B能满足此要求。当定值电阻由20Ω变到30Ω时,滑动变阻器B的滑片P应向a端滑动,接入电路中的电阻变大。
(4)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。由于表中实验数据:0.3A×10Ω=0.15A×20Ω,即I1R1=I2R2,所以电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【答案】(1)连线如图所示;(3)B、a;(4)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。由于表中实验数据:0.3A×10Ω=0.15A×20Ω,即I1R1=I2R2,所以电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【点评】本题考查了探究电流与电阻的关系。是课程标准20个必做实验之一;要求层次最高“会”和“理解”。是基础题,考试频率高。
【变式跟进1】(2017岳阳)李明在探究电流与电压的关系时,当滑片P从左向右滑动时,电流表、电压表示数变化正确的是 ( )
A.电流表示数增大,电压表示数减小
B.电流表示数增大,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数减小
D.电流表示数减小,电压表示数增大
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。21*cnjy*com
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
滑片P从左向右滑动时,变阻器接入电路中电阻R变增大;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大;通过电路的电流()减小;定值电阻两端电压(U定=IR定)减小;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)增大。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础题,考试频率高。
考点二:电阻的测量
例2(2017郴州)在测量“小灯泡的电阻”的实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,把图中的实物电路连接完整;(导线不能交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于图中最 端(填“左”或“右);
(3)连好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则此故障的原因可能是 。
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,按正确的操作测得实验数据记录如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
电压(V)
①2.5
③2.0
⑤1.5
电流(A)
②0.30
④0.25
⑥1.0
电阻(Ω)
在分折实验数据时,发现了一个数据有明显错误,这个数据是 (选填上表中数据前面的序号)。这个数据的正确值是 ;【版权所有:21教育】
(5)根据实验数可知小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。(保留一位小数)
【解析】(1)电流表与被测电路串联,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所测电流不能超过电流表的量程;因为电源电压U=3V,灯泡两端的电压为U灯=2.5V,所以电流表选0~3VA量程更精确;电压表与被测电路并联,电压表的正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极,所测电压不能超过电压表的量程。补充导线从灯泡右端出来接电压表的正接线柱“3”;补充连线如图所示。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即滑片P在左端。
(3)闭合开关,电流表无示数,电路可能是开路;电压表示数接近电源电压,表示电压表正接线柱与电源正极连通,电压表的负接线柱与电源负极连通;故障可能是灯泡开路。
(4)在导体电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比。这个错误的数据是⑥;可能错误将量程选错,这个正确的电流可能是0.2A。
(5)灯泡正常发光是的电阻。
【答案】(1)连线如图所示;(2)左;(3)A;(4)⑥、0.2A;(5)8.3。
【点评】本题考查了测量小灯泡的电阻。是课程标准20个必做实验之一;要求层次最高“会”和“理解”。是基础题,考试频率高。
【变式跟进2】(2017长沙)小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时,除了滑动变阻器的名牌不清楚之外其他实验器材齐全且完好,电源电压不变,电流表和电压表对电路的影响均忽略不计。以下是他的实验过程,请回答下列问题:
(1)小天连接了如果图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值,请指出电路连接的错误之处:____________________________________(写出一种即可)
(2)更正电路之前,小天发现可以利用甲图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值;他闭合开关,读出电压表的示数为10V,电流表的示数为0.2A,则可计算出滑动变阻器的最大阻值为_____Ω。
(3)小天按照图乙所示电路图正确连接好电路后,为了减小实验误差,他选用了合适的量程进行了多次测量,以下是他的实验记录。第一次:当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电压表的指针位置如图丙所示;第二次:当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.58A,电压表的指针位置如图丁所示;第三次:当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表的示数为1.1A,则Rx的平均阻值为_________Ω(精确到0.1Ω)。
【解析】(1)电压表应与被测电阻并联。错误将电压表与滑动变阻器并联。电压表的正接线柱靠近电源正极,电压表的负接线柱靠近电源负极;所测电压不能超过电压表的量程。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)变阻器与定值电阻RX串联,当滑片P位于最左端时,滑动变阻器全部接入电路,第一次正确步骤与(2)实验的电流相等I=0.2A,原因是电源电压相等,总电阻相等。电压表的示数UX=2V;所以RX的阻值;
此时可求出电源电压U=U变+UX==10V+2V=12V。
第二次实验电压表的示数UX=6V,电流I=0.58A,RX的阻值;
第三次实验滑动变阻器在最右端,只有RX接入电路,电压表示数U=12V,电流表示数I=1.1A;RX的阻值;
所以RX的平均阻值
【答案】(1)错误将电压表与滑动变阻器并联;(2)50;(3)10.4。
【点评】本题考查了测量小灯泡的电阻。是课程标准20个必做实验之一;要求层次最高“会”和“理解”。是基础题,考试频率高。
考点三:串、并联电路等效电阻
例3(2017南充)如图所示,电源电压恒为6V,R1是定值电阻,A、B是滑动变阻器R2的两端。闭合开关,当滑片P在A端时,的示数为0.6A;当滑片P移到B端时,的示数为0.2A。则R1和滑动变阻器R2的最大阻值分别是 ( )
A.10Ω,15Ω B.10Ω,20Ω C.10Ω,30Ω D.30Ω,10Ω
【解析】(1)当滑动变阻器的滑片P在A端时,只有R1接入电路。电源电压恒定为6V。则电阻R1的阻值。
(2)当滑动变阻器的滑片P在B时,R1与R2串联,
电路中的总电阻;
R2的阻值是R2=R-R1=30Ω—10Ω=20Ω。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了串联电路的等效电阻。是课程标准的边界知识;属于欧姆定律“理解”层次;是提高题,考试频率高。
【变式跟进3】(2017安徽)现一只满偏电流Ig=3mA的电流计G,已知其电阻Rg=100Ω,现在需要把它改装成一只最大电流Ic=3A的电流表,如图甲所示。
求:(1)电阻Rx的阻值;
(2)求改装后的电流表的等效电阻R总的阻值;
【解析】(1)灵敏电流计的两端的电压U=IgRg=3×10-3A×100Ω=0.3V;
由于G与RX并联;当干路电流I=3A,支路电流Ig=3mA=3×10-3A,
通过RX的电流IX=I—Ig=3A—3×10-3A=2.997A;
。
(2)改装后电流表的等效电阻。
,只有R1接入电路。电源电压恒定为6V。则电阻R1的阻值。
(2)当滑动变阻器的滑片P在B时,R1与R2串联,
电路中的总电阻;
R2的阻值是R2=R-R1=30Ω—10Ω=20Ω。故答案为:(1)0.101;(2)0.1。
【答案】(1)0.101;(2)0.1。
【点评】本题考查了并联电路的等效电阻。是课程标准的边界知识;属于欧姆定律“理解”层次;是提高题,考试频率高。21cnjy.com
一、选择题
1.(2017湘潭)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。如果将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是 ( )
A.电压表的示数变大,灯L变亮,电流表示数变小
B.电压表的示数变小,灯L变暗,电流表示数变大
C.电压表的示数变大,灯L变暗,电流表示数变小
D.电压表的示数变小,灯L变亮,电流表示数变大
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。www.21-cn-jy.com
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
滑片P从左向右滑动时,变阻器接入电路中电阻R变增大;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大;通过电路的电流()减小;灯泡两端电压(U定=IR定)减小;灯泡变暗;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)增大。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础提高题,考试频率高。
2.(2017连云港)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现两个电表的示数都变大,则出现这种故障的可能原因是( )
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
【解析】电压表与电阻R1并联,电流表与电路串联。开关闭合,电路正常工作,一段时间后,两个电表的示数增大,电流表示数增大,电路中电路增大;在电源电压一定时,串联电路中的总电阻减小,可能是其中一个电阻短路;电压表示数增大,R1不可能短路;只能是R2短路。故选C。2·1·c·n·j·y
【答案】C。【点评】本题考查了用电压表、电流表检查故障电路。是基础题,考试频率较高。
3.(2017聊城)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P向左移动的过程中(不考虑灯丝的电阻受温度的影响),下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数逐渐变小
B.电压表示数逐渐变大
C.滑动变阻器两端的电压逐渐变大
D.小灯泡的亮度逐渐变暗
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。21·世纪*教育网
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
滑片P向左滑动时,变阻器接入电路中电阻R变减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)减小;通过电路的电流()增大;定值电阻两端电压(U定=IR定)增大;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)减小。电压表测灯泡两端的电压。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础题,考试频率高。
4.(2017江西)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是 ( )
A.电压表示数变大,电流表示数变大
B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变小,电流表示数变大
D.电压表示数变大,电流表示数变小
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。【来源:21cnj*y.co*m】
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
滑片P从左向右滑动时,变阻器接入电路中电阻R变减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)减小;通过电路的电流()增大;定值电阻两端电压(U定=IR定)增大;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)减小。电压表测量变阻器两端的电压。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础题,考试频率高。
5.(2017鄂州)如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻 ( )
A.10Ω和40Ω B.20Ω和30Ω
C.10Ω和20Ω D.30Ω和40Ω
【解析】在探究电流与电阻关系时,要控制电压相等。电源电压恒定为3V。a、b间电压控制等于2V;变阻器两端电压U2=U-Uab=3V—2V=1V;则滑动变阻器的最小电流。则通过a、b的最小电流I1=0.1A,a、b最大电阻。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了串联电路的计算;属于欧姆定律“理解”层次;是基础题,考试频率高。
6.(2017鄂州)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图所示电路,电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得R2两端电压增大,则可知R2阻值以及触摸点P到屏下端的距离将分别 ( )
A.阻值增大,距离减小 B.阻值增大,距离增大
C.阻值减小,距离增大 D.阻值不变,距离减小
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。21教育网
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
触点P从下向上移动时,R2的阻值增大,R1的阻值减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R1+R2)不变;通过电路的电流()不变;电阻R2两端电压(U2=IR2)增大。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。但此题中电流中电流一定,电阻变化,其两端电压变化!是基础变式题,考试频率高。
7.(2017临沂)右图是电阻甲和乙的图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是
当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为10Ω
将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
【解析】串联电路中电源的电压等于各串联用电器两端电压之和。即U=U1+U2。串联电池组两端电压等于每节电池两端电压之和。即U=U1+ U2。串联电路中电流处处相等,即I=I1=I2;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2。
(1)当甲两端的电压为U=0.5V,查图得对应的电流为I=0.1A;
(2)当乙两端的电压为U=2.5V时 ,查图得对应的电流I=0.5A;
(3)将甲和乙串联,若电流I=0.3A时,则它们两端电压U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2.0V
(4)将甲和乙并联,若电压U=1V时,则它们的干路电流I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A。故选C。
【答案】C。【点评】本题考查了串联、并联电路的电压、电流规律,图像信息题。如果有图像提供的信息,以信息为解题的依据,不能盲目套公式计算,切记!是基础变式题,考试频率较高。
8.(2017泰安)如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,三个电表的示数变化情况是 ( )
A.A的示数变小,V1的示数变大,V2的示数变小
B.A的示数变大,V1的示数变小,V2的示数变大
C.A的示数变小,V1的示数不变,V2的示数变大
D.A的示数变大,V1的示数不变,V2的示数变小
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
滑片P向左滑动时,变阻器接入电路中电阻R变减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)减小;通过电路的电流()增大;定值电阻两端电压(U定=IR定)增大;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)减小。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础题,考试频率高。
9.(2017衡阳)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和稳压电源连接成如图所示电路,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光照强度,则电表示数变化情况是
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表示数均变大
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
增大光照强度,光敏电阻R变减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)减小;通过电路的电流()增大;定值电阻两端电压(U定=IR定)增大;光敏电阻两端电压(U变=U总-U定)减小。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础应用题,考试频率高。
10.(2017枣庄)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是
A.电流表A1的示数变小,电流变A2的示数变大
B.电流表A1的示数和电流表A2的示数同时变大
C.电压表的示数变大,电流表A1的示数变小
D.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
电流从电源正极出发,经过开关分支,一条支路通过R1、通过A2流回电源负极;另一支路通过A1、滑动变阻器R2、电流表A2流回电源负极。R1与R2并联;A1测量通过R2的支路电流;A2测量干路电流;电压表测量电源电压。
当滑片P向左移动时,R2接入电路的电阻增大;在并联电路中,电源电压一定时,通过R2的电流()减小;通过定值电阻R1的电流()不变;通过干路的电流(I=I1+I2)减小。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础变式题,考试频率高。
二、填空题
11.(2017怀化)电阻R1=10Ω,R2=20Ω,将它们串联在电路中,则通过电阻R1、R2的电流之比为I1:I2= ,电阻R1、R2两端电压之比为U1:U2= 。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
串联电路中电流处处相等,I1=I2,所以I1:I2=1:1;由欧姆定律得R1两端的电压U1=I1R1;R2两端的电压U2=I2R2;U1:U2=I1R1:I2R2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2 。故答案为:1:1;1:2。
【答案】1:1;1:2。。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。是基础题,考试频率高。
12.(2017岳阳)甲标有“1A 10Ω”和乙标有“0.5A 20Ω”的电热器串联时允许通过的最大电流是 A,可以接在电压最大为 V的电源上。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
串联电路中电流处处相等,I1=I2,为了保证用电器的安全,所通过的电流不能超过所表的最大电流值。所以电路中允许通过的最大电流I=0.5A;串联电路的总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,串联电路的电压U=IR =0.5A×30Ω=15V。故答案为:0.5;15。
【答案】0.5;15。。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。用电器的安全。是基础提高题,考试频率高。
13.(2017德阳)两个电阻甲和乙,规格分别为“6V 0.3A”和“4V 0.4A”,将它们串联接入3V的电路中,则甲乙两电阻两端的电压之比为 ;将它们并联接入同样的电路中,通过甲乙两电阻的电流之比为 。www-2-1-cnjy-com
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
已知电阻的电压和电流,依据欧姆定律可以求出电阻。电阻 ;电阻;串联电路中电流处处相等,I1=I2,电压之比等于对应的电阻之比,即U1:U2=R1:R2=20Ω:10Ω=2:1 ;并联支路电压相等,即U1=U2;依据欧姆定律得:I1R1=I2R2,即。故答案为:2:1;1:2。
【答案】2:1;1:2。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。串联电路最显著的特点是:电流相等;并联电路最显著的特点:并联支路电压相等。是基础题,考试频率高。
14.(2017泰安)在相距10km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每条输电线的电阻是100Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为2.0V时,电流表示数为80mA,则导线的电阻为 Ω,短路位置距离甲 km。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
已知导体的电压和电流,依据欧姆定律可以求出导体的电阻。导体的电阻 ;导线的长度;短路位置离甲的距离。故答案为:25;1.25。
【答案】25;1.25。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。伏安法测电阻的实际应用。是基础应用题,考试频率高。
三、实验探究题
15.(2017怀化)小李同学在探究电流与电压关系的实验时,请回答下列问题:
(1)按照图甲所示的电路图,请用笔代替导线,完成图乙所示的实物图的连接。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(3)在做探究电流与电压关系的实验时,采用的实验方法是 法,要求保持电阻阻值不变,通过改变电阻两端的 ,观察电流大小的变化。
(4)如图丙所示,是他在实验中的第三次测量结果,请把实验数据填入到记录表中。
实验记录:定值电阻R=5Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.2
0.2
2
1.8
0.3
3
(5)分析实验数据,可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。21*cnjy*com
【解析】(1)电流表与被测电路串联,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所测电流不能超过电流表的量程;因为电源电压U=3V,定值电阻R1=5Ω,通过电流的最大电流;所以电流表选0~0.6A量程更精确;滑动变阻器在图甲中,滑片P向右移动时电阻变大,所以电阻线接线柱应接滑动变阻器的左下端的接线柱。补充导线从电流表的正接线柱“0.6”连到滑动变阻器左下端。连线时注意与电路图一致。补充连线如图所示。
(2)连线时,开关应该断开。
(3)在实验中,要应用控制变量法。
(4)读数时,一看量程(接线柱)二看分度值(刻度盘的最小刻度)三看指针读示数。电压表示数U=2.4V;电流表示数I=0.4A。【来源:21·世纪·教育·网】
(5)在导体的电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比。
【答案】(1)连线如图所示;(2)断开;(3)控制变量(4)2.4、0.4;(5)正比。
【点评】本题考查了探究电流与电压的关系。是课程标准20个必做实验之一;要求层次最高“会”和“理解”。是基础题,考试频率高。
四、计算题题
16.(2017衡阳)小林用一个电流表和一个阻值为10Ω的电阻R0来测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,在只闭合S的情况下,电流表的示数为0.6A;再同时闭合S、S1时,电流表的示数为0.9A,电源电压不变,求:
(1)电源电压;
(2)电阻Rx的阻值。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
(1)只闭合S时,只有R0接入电路,
电源电压U=IR0=0.6A×10Ω=6V;
(2)当S、S1都闭合时,RX与R0并联,电流表测量干路中电流,各支路的电压等于电源电压U=6V。
通过R0的电流I==0.6A,通过RX的电流IX=I-I0=0.9A-0.6A=0.3A;
RX的阻值。故答案为:6V;20Ω。
【答案】6V;20Ω。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。用一只电流表和一个定值电阻测未知阻,用等效替代法,缺少电压表用并联电路替换。想一想,缺少电流表,用什么电路替换?是基础题,考试频率高。
一、选择题
1.(2017衡阳)如图所示电路,电源电压为 5V,L1、L2 发光时的电阻均为 6?,电流表、电压表量程应分别选择
A.电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)
B.电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)
C.电流表(0~3A)、 电压表(0~3V)
D.电流表(0~3A)、 电压表(0~15V)
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
灯泡L1和L2串联,电压表测量电源电压,电流表测量电流中电流。由于电源电压U=5V大于3V,所以电压表选0~15V量程;串联电路的中电阻R=R1+R2=6Ω+6Ω=12Ω,电路中的电流电,小于0.6A,所以电流表选0~0.6A 。
故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。串联电路规律、电压表、电流表量程的选择。是基础题,考试频率高。
2.(2017重庆)为治理雾霾天气,环保部门加强了对PM2.5的监控。下图是某兴趣小组设计的监测PM2.5的四个电路图,其中R是气敏电阻,阻值随PM2.5浓度增大而减小,R0是保护电阻。现要求PM2.5浓度越大,电表的示数就越大,则符合要求的电路图是 ( )
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
气敏电阻随浓度增大而减小,气敏电阻R变减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)减小;通过电路的电流()增大;定值电阻两端电压(U定=IR定)增大;气敏电阻两端电压(U变=U总-U定)减小。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础提高题,考试频率高。
3.(2016湘潭)在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用两个电阻R1、R2进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U -I关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是 ( )
A.R2 > R1 B.R2 = R1
C.R2 < R1 D.无法确定
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
利用控制变量法,根据伏安法测电阻原理,在通过的电流相等时,电压越大的,电阻越大;在图中做辅助线,控制电流相等,分别找出对应的电压U1和U2,U1>U2,
所以R1>R2。
故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。用图像法比较电阻的大小,运用控制变量法。是基础题,考试频率高。
4.(2016上海)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电键S1、S2均闭合。当电键S2由闭合到断开时,电路中 ( )
A. 电压表V的示数变小
B. 电流表A1的示数变大
C. 电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D. 电压表V示数与电流表A示数的乘积变大
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
电流从电源正极出发经过开关S1、分支:一支路通过电流表A1、电阻R1,汇合流过电流表A,回到电源负极;另一支路通过电阻R2、开关S2、汇合流过电流表A,流回电源负极。电阻R1与R2并联;A1测量支路电阻R1的电流;电流表A测量干路电流;电压表测量电源电压。
开关S2由闭合到断开,支路电阻R2由接入到断开;干路电流减小,电流表A的示数减小;电流表A1的示数不变,电压表V的示数不变。电压表V的示数与电流表的示数比值会增大,即等效电阻增大。
故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。开关的闭合与断开造成电路的变化。是基础题,考试频率高。
5.(2016 南平)如图所示是某种“测重仪”的原理图。A为托盘,P为金属滑片,且固定在轻质弹簧上,并能随轻质弹簧一起上下滑动,R0为保护电阻。托盘中物体的质量大小,可由电表的示数来显示,当物体的质量越大,电表的示数就越大,符合这一要求的电路是 ( )
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
质量越大,滑片P从上向下滑动时,变阻器接入电路中电阻R变减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)减小;通过电路的电流()增大;定值电阻两端电压(U定=IR定)增大;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)减小。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础提高题,考试频率高。
6.(2016黄石)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电路正常工作,过了一会儿,灯L变亮,两只电表中只有一只电表示数变大。则下列判断正确的是 ( )
A.R0短路,电流表示数变大
B.R1断路,电压表示数变大
C.R1断路,电流表示数变大
D.R0短路,电压表示数变大
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
电流从电源正极出发经过开关S1、电阻R0、分支:一支路通过变阻器R、汇合流过电流表A1、回到电源负极;另一支路通过灯泡、汇合流过电流表A,流回电源负极。变阻器R1与灯泡L并联,再与电阻R0串联;电流表A测量总电流;电压表测量灯泡两端的电压。
如果R0短路,灯泡会更亮,电压表示数增大,电流表示数增大,不符合题意;
如果R0断路,灯泡不亮,电压表、电流表均无示数,不符合题意;
如果R1短路,灯泡两端电压为0,灯泡不亮,电流表示数增大,不符合题意;
如果R1开路,与灯泡并联部分的电阻增大(并联电阻相当增加横截面积,并联部分的等效电阻减小,反之,电阻增大),电路总电阻增大,总电流减小,即电流表A的示数减小;定值电阻两端电压减小,灯泡两端电压增大,灯泡变亮。
故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。开关的闭合与断开造成电路的变化。是提高题,考试频率较高。
7.(2016株洲)在图的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了ΔU和ΔI。下列分析正确的是
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变小后变大
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
滑片P从右向中间滑动时,变阻器接入电路中电阻R变减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)减小;通过电路的电流()增大;定值电阻两端电压(U定=IR定)增大;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)减小。定值电阻的阻值是定值。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。注意技巧:定值电阻的阻值是定值。是基础提高题,考试频率高。
8.(2017北京)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关 S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列四个选项中,判断正确的是 ( )
A.电压表、电流表示数均变大
B.电压表、电流表示数均变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
滑动变阻器通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻;在电源电压U总一定时,在串联电路中,滑动变阻器的电阻R变增大,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大,电路中总电流()减小;在串联电路中电流处处相等,对于定值电阻两端的电压U定=IR定,电流I减小时,定值电阻两端电压减小;滑动变阻器两端的电压U变=U总—U定,当电路中总电流减小时,定值电阻两端电压U定减小,变阻器两端电压U变增大。
滑片P从左向右滑动时,变阻器接入电路中电阻R变增大;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)增大;通过电路的电流()减小;定值电阻两端电压(U定=IR定)减小;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)增大。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。是基础提高题,考试频率高。
二、填空题
9.(2017益阳) 甲标有“1A 10Ω”和乙标有“0.4A 20Ω”的电热器并联时可以接在电压最大为 V的电源上,通过的干路的电流是 A。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
已知电热器的电阻和电流,依据欧姆定律可以求出电压。电热器两端的电压即U1=I1R1=1A×10Ω=10V;U2=I2R1=0.4A×20Ω=8V;两个电热器并联要安全,两端电压不能超其额定电压U=8V;
通过电热器的实际电流;
通过电热器的实际电流;
并联电路中干路电流I=I1+I2=0.8A+0.4A=1.2A。故答案为:8;1.2。
【答案】8;1.2。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用和用电器的安全。并联电路最显著的特点:并联支路电压相等。是基础题,考试频率高。
10.(2017临沂)在如图所示的电路中,R1=15Ω,R2=10Ω,闭合开关后电流表的示数为0.3A,则电源电压为_________V,通过R1的电流为_________A。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
已知电阻和电流,依据欧姆定律可以求出电压。并联电路电源的电压等于各支路电压。电源的电压U=U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V;通过R1的电流。
故答案为:3;0.2。
【答案】3;0.2。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。并联电路最显著的特点:并联支路电压相等。是基础题,考试频率高。
11.(2017益阳)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,滑杆可以绕固定轴转动,另一端固定一个浮子。当电流表示数越小时,滑动变阻器连入电路的阻值_______(填“越大”或“越小”),油箱内油量_______(填“越多”或“越少”)。21·
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
通过电路的电流()越小,在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)越大;,变阻器接入电路中电阻R变越大;滑片P接b时接入电路中电阻最大;油量最少。故答案为:越大、越少。
【答案】越大、越少。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流的影响。是基础提高题,考试频率高。
12.(2017娄底)如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的最大值为20Ω,当开关S闭合,滑片由右端向最左端滑动的过程中,电流表示数___ __(选填“变小”、“变大”或“不变”),在此过程中电压表示数的变化范围___ __V。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
滑片P从右向左滑动时,变阻器接入电路中电阻R变减小;在串联电路中,电路的总电阻(R总=R定+R变)减小;通过电路的电流()增大;定值电阻两端电压(U定=IR定)增大;滑动变阻器两端电压(U变=U总-U定)减小。
当P在a时,只有R1接入电路,电压表的示数等于电源电压U=6V;当P在b时,R2全部接入电路,R1与R2串联,电路总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω;电路中的电流;变阻器两端的电压U2=IR2=0.2A×20Ω=4V;故选答案为:变大、4V~6V。
【答案】变大、4V~6V。
【点评】本题考查了滑动变阻器对电路中电流、电压的影响。答题注意电压变化顺序!是基础变式题,考试频率高。
13.(2016岳阳)电子秤利用用了压力传感器。某电子秤使用的压力传感器的结构如图所示。弹簧钢右端固定, 其上、下表面各贴一完全相同的金属电阻丝,它的阻值对长度变化很敏感。电子秤工作时,给上、下电阻丝分别提供相等且大小恒定的电流I。若在弹簧钢自由端施加压力F,则上电阻丝拉伸,下电阻丝压缩,此时两电阻丝两端的电压变为U1、U2,传感器把两电压的差值输出,用来反映力F的大小。
(1)压力F增大时,上金属丝的电阻________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)施加压力F时,两电阻丝两端电压的大小关系为U1____U2(选填“>”“<”或“=”)。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。21世纪教育网版权所有
(1)压力增大时,上端的金属丝拉伸,材料相同时,长度增大,横截面积减小,电阻增大;
(2)通过的电流相等时,电阻变大,两端的电压增大(U=IR)。所以U1>U2。
故答案为:变大;>。
【答案】变大;>。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。是结合实际的创新试题。是基础题,考试频率高。
三、实验探究题
14.(2017常德)小芳在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”时,设计了如图甲所示的电路。
(1)小芳稍作思考之后,就将电路改进为如图乙所示的电路。她这样改进有何好处?________________________________________。21·cn·jy·com
(2)小芳按照图乙将器材连成实验电路,还有部分导线没有连接,请用笔画线代替导线连接完整。
(3)连接电路时开关应该____________;闭合开关前滑片P应置于____________端。
(4)在实验过程中,她保持电源电压不变,通过调节滑动变阻器先后6次改变A、B间的电阻值,测得相应的电流值如表1所示。
小芳分析表1中数据发现总结不出电流跟电阻的定量关系,你认为其原因是__________________________。
(5)小芳认真思考后发现了自己在实验过程中的错误,并采取了正确的实验操作。你认为小芳每次改变电阻后应该采取的正确操作是:________________________________。
(6)正确操作实验后,小芳将得到的实验数据记录在表2中,请分析表2中的数据,你能得出什么探究结论? __________________________________________________________________________。
表2
(7)在探究“通过导体的电流与电压的关系”时,采用的实验方法是__________法,控制导体的电阻不变,改变导体两端的电压,观察电流的大小。
【解析】(1)在探究电流跟电阻关系时,要改变定值电阻的大小;用图乙更能反映实际情况中的改变定值电阻。
(2)电流表与被测电路串联,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所测电流不能超过电流表的量程;根据实验数据前后照应,电流超过0.6A,所以电流表选0~3A量程;电压表与被测电路并联,电压表的正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极,所测电压不能超过电压表的量程。补充导线从定值电阻左端出来流进电流表的正接线柱“3”;补充连线如图所示。
(3)连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应位于右端(或b端)。
(4)实验中没有控制定值电阻两端的电压相等。
(5)小芳每次改变电阻后,控制了定值电阻两端的电压相等U定=6V。
(6)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(7)在探究导体的电流与导体两端的电压的关系时,应采用控制变量法。
【答案】(1)用图乙更能反映实际改变定值电阻(2)连线如图所示;(3)断开、右;(4)没有控制定值电压两端的电压相等;(5)每次改变电阻后,控制定值电阻两端的电压相等;(6)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。(7)控制变量。
【点评】本题考查了探究电流与电阻的关系。是课程标准20个必做实验之一;要求层次最高“会”和“理解”。是基础题,考试频率高。
15.(2017大连)已知通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,实验器材有:稳压电源、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线,将图中的电路补充完整。
(2)连接电路时,将滑动变阻器移到了阻值最大端,电流表选择了0~3A的量程。连接好电路后,为了确定电流表的量程选择是否合适,应进行怎样的实验操作? 。
(3)设计出记录实验数据的表格,表格中要有必要的信息。
(4)小明通过实验操作,还确定了电压的取值范围,在该范围内,他预设了n个间距相等的电压值,为了使测得的实验数据更准确,预设的每个电压值还应满足什么条件? 。
(5)在该实验中,若滑动变阻器的接线柱接触不良,则闭合开关时,电流表和电压表的示数情况是 。(只有一个正确选项,将正确选项的字母填在横线上)
A.只有电流表有示数
B.只有电压表有示数
C.电流表和电压表均有示数
D.电流表和电压表均没有示数。
【解析】(1)电流表与被测电路串联,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所测电流不能超过电流表的量程;根据实验数据前后照应,电流超过0.6A,所以电流表选0~3A量程;滑动变阻器与被控制电路串联,“一上一下”与被控制电路串联。补充导线从电流表的负接线柱“—”出来,流进滑动变阻器的左下端。补充连线如图所示。
(2)在连接0~3A量程后,闭合开关,观察电流表的指针所指示数,如果没有超过0.6A,改用0~0.6A量程。
(3)设计表格如下图所示。探究电流与电压和电阻的关系分别做三次。
实验次数
电阻R/Ω
电压U/V
电流I/A
1
2
3
4
5
6
(4)由实物电路可知,电压表选择的量程为0~15V,分度值为0.5V,为了使测得的实验数据更准确,减小读数误差,则预设的每个电压值应该是0.5的整数倍数。
(5)如果滑动变阻器接触不良,开路,电压表、电流表都无示数。
【答案】(1)连线如图所示;(2)在连接0~3A量程后,闭合开关,观察电流表的指针所指示数,如果没有超过0.6A,改用0~0.6A量程。(3)表格如图所示;(4)为了使测得的实验数据更准确,减小读数误差,则预设的每个电压值应该是0.5的整数倍数。(5)D。
【点评】本题考查了探究电流与电阻和电压的关系。是课程标准20个必做实验之一;要求层次最高“会”和“理解”。是基础题,考试频率高。
四、计算题
16.(2017河北)如图甲示,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”,在AB间接入规格为“12V 1A”的灯泡,闭合开关,当变阻器的五分之一阻值连入电路时,通过灯泡的电流为1A。
(1)求电源电压。
(2)R0是如图乙示的Ra和Rb之间任意取值的电阻,当在AB间接入电阻R0后,闭合开关,在保证电路安全的情况下,将滑片P从最右端向左滑动的过程中,电流表示数均出现过0.4A(电流表选择0﹣0.6A量程),求R0的取值范围及电压表示数的最大值和最小值。
【解析】导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为;应用公式求电流、电压和电阻;公式的适用条件的同一性,即同一导体、同一电路、同一时刻。
(1)灯泡的电阻;变阻器与灯泡串联通过灯泡的电流为1A电源电压。
(2)由图乙可知
有甲可知,R0与R串联,电流表示数出现过0.4A,此时电路的等效电阻
A、B间接入最小电阻为R01=R总-R=45Ω-30Ω=15Ω,所以R0的取值范围为15Ω~25Ω;当A、B间的电阻取最小电阻,变阻器取最大值时,电压表的示数最大,此时电流为0.4A:
电压表的最大值U变最大=U-U0最小=18V-0.4A×15Ω=12V;
当R0为最大值R0=25Ω,电流表示数为最大值I=0.6A时,R0分压最大,分压最大值为
U0最大=I最大R0最大=0.6A×25Ω=15V,
变阻器分压最小U变最小=U-U0最大=18V-15V=3V,所以电压表的示数变化范围3V~12V。
故答案为:18V;15Ω~25Ω;3V~12V。
【答案】3;0.218V;15Ω~25Ω;3V~12V。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用。并联分压及最大值和最小值。是提高题,考试频率较高。