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第二十章 欧姆定律
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■考点一:欧姆定律
1.欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.公式:,其中:U为电源电压,单位为伏(V);I为通过导体的电流,单位为安(A);R为导体的电阻,单位为欧(Ω)。
3.注意:应用欧姆定律的公式进行计 ( http: / / www.21cnjy.com )算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。
4.公式变形:,。
5.(1)欧姆定律公式,表示加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就随着增大几倍。当导体两端的电压保持不变时,导体的电阻增大几倍,导体中的电流就减为原来的几分之一。(2)导出式U=IR表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。(3)导出式表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与其通过的电流的比值;由于同一导体的电阻一定(导体本身的性质),因此不能说成“导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比”。
■考点二:电阻的串并联
6.电阻的串联:(1)串联 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。(2)串联电阻的总电阻的阻值等于各分电阻之和:R串=R1+R2+……Rn。(3)n个相同电阻R串联时的总电阻为:R串=nR。
7.电阻的并联:(1)并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。(2)并联电阻的总电阻倒数等于各分电阻的阻值倒数之和,即:。(3)n个相同电阻R0串联时的总电阻为:。(4)两个电阻R1和R2并联时的表达式为:R总=。
8.串并联电阻的比较
分类 串联电路 并联电路
电路图
电流特点 串联电路中各处电流相等 并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点 串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和 并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点 串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和;若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为;把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。 并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为;把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点 串联电路中,电压的分配与电阻成正比 并联电路中,电流的分配与电阻成反比
电路作用 分压(…) 分流(…)
■考点三:电阻的测量
10.伏安法测导体电阻:根据欧姆定律的变形公式,用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流,就可以求得这段导体的电阻;此法叫“伏安法”。
11.伏安法测小灯泡电阻属于考试重点。
■易错提示
在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越小。
电炉子工作时,电炉丝热得发红,而连接电炉子的导线并不太热,是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小。
导体电阻是导体的特性,有没有电流都有电阻。
欧姆定律中的各量必须相对应,指明是哪个电阻或哪段电路。
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■考点一:欧姆定律
◇典例1:在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2阻值之比为( )。【版权所有:21教育】
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A.1:1;B.1:5;C.4:1;D.4:5
【考查角度】欧姆定律的应用。
【解析】由电路图可知,当闭合开 ( http: / / www.21cnjy.com )关后,两电阻串联,V1测R2两端的电压,电压表V2测电源电压;根据串联电路的电压特点和两个电压表指针偏转角度相同可知它们的量程,指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍,根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比。2·1·c·n·j·y
由电路图可知,当闭合开关后,两电阻串联,V1测R2两端的电压,电压表V2测电源电压;因串联电路的总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,所以,电压表V2的示数是电压表V1示数的5倍,即U=5U2,则电阻R1和R2两端的电压之比:,在串联电路中,电流相等,由U=IR可知,电阻R1和R2两端的电压之比等于R1和R2的阻值之比,所以,。
正确答案是C。
【答案】C。
◆变式训练
1.1(多选题)如图所示,电源电压不变,P置于中点,a为电流表或电压表。任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )。
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A.a是电压表;
B.只闭合S1,P向右滑动,a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小;
C.闭合S1、S3,断开S2,A1的示数大于A2的示数;
D.闭合S1、S2、S3,P向左滑动,A1的示数减小
【考查角度】电路分析、欧姆定律的应用。
【解析】(1)由电路图可知,S1与S2闭合时 ( http: / / www.21cnjy.com ),电表a与电源串联,根据电流表和电压表的正确使用判断a电压的类型;(2)只闭合S1,R1和滑动变阻器串联,电压表a测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律分别出电压表a示数的变化量,然后判断a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变化;(3)闭合S1、S3,断开S2,R2与滑动变阻器并联后再与R1串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测变阻器支路的电流,根据并联电路的电流特点比较两电流表的示数关系;(4)闭合S1、S2、S3时,R2与滑动变阻器并联,电流表A1被短路,据此判断滑片移动时电流表A1示数的变化。
解答:(1)由电路图可知,当S1与S ( http: / / www.21cnjy.com )2闭合时,电表a与电源串联,若a为电流表,会造成电源短路,故a不是电流表;此时电路是安全的,说明a是电压表,故A正确。
(2)只闭合S1,R1和滑动变阻器串联,电压表a测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,设P向右滑动前后电路中的电流分别为I1、I2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由可得,电压表a示数的变化量:△U2=U滑-U滑′=(U-I1R1)-(U-I2R1)=(I2-I1)R1=△IR1,则,即a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值不变,故B错误。
(3)闭合S1、S3,断开S2,R2与滑动变阻器并联后再与R1串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测变阻器支路的电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表A1的示数大于支路电流表A2的示数,故C正确;
(4)闭合S1、S2、S ( http: / / www.21cnjy.com )3时,R2与滑动变阻器并联,R1和A1被短路,A1示数为0,滑片移动时电流表A1的示数仍然为0,即示数不变,故D错误.【来源:21cnj*y.co*m】
故选A、C。
【答案】A、C。
1.2如题图所示电路中, ( http: / / www.21cnjy.com )电源电压为4.5V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )。
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A.L2两端的电压为1.5V;B.L1两端的电压为1.5V;
C.L1与L2的灯丝电阻之比为2:1;D.通过L1与L2的电流之比为1:2
【考查角度】串并联电路、欧姆定律应用。
【解析】由题图可以看出,S闭合后灯泡L1、L2属于串联,电压表V测量的是L1两端电压,因为电压表的示数为1.5V,故小灯泡L2两端电压是4.5V-1.5V=3V;因为两个小灯泡是串联,故通过它们的电流相同,根据公式得到:。
由此可知,正确答案是B。
【答案】B。
■考点二:电阻串并联
◇典例2:某兴趣小组为了研究电子温控 ( http: / / www.21cnjy.com )装置,连接成如图所示电路,R1为热敏电阻,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,闭合开关,当温度降低时,下列说法中正确的是( )。
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A.电压表V2和电流表A示数均变大;
B.电压表V1和电流表A示数之比不变;
C.电压表V2和电流表A的乘积不变;
D.电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变
【考查角度】电阻串并联、电路分析、欧姆定律的应用。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联后再与R0串联,电压表V1测并联部分的电压,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据热敏电阻阻值与温度的关系得出 ( http: / / www.21cnjy.com )当温度降低时其阻值的变化,进一步可知并联部分的电阻变化和电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,然后得出电压表V2和电流表A的乘积变化;根据串联电路的电压特点和并联电路的电压特点可知电压表V1的示数变化,然后得出电压表V1和电流表A示数之比变化;(2)设出温度变化前后电路中的电流,根据欧姆定律得出电压表示数和电流表示数与R0的阻值关系,然后得出电压表V2变化量和电流表A变化量之比的变化。
解答:由电路图可知,R1与R2并联后再与R0串联,电压表V1测并联部分的电压,电压表V2测R0两端的电压,电流表测干路中的电流。
(1)因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度降低时,热敏电阻R1的阻值变大,并联部分的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,干路中的电流变小,即电流表A的示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,故A错误。
由电压表V2示数变小、电流表A示数变小可知,电压表V2和电流表A的乘积变小,故C错误。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以 ( http: / / www.21cnjy.com ),并联部分的电压变大,即电压表V1的示数变大,由电压表V1的示数变大、电流表A示数变小可知,电压表V1和电流表A示数之比变大,故B错误。
(2)设温度变化前后,干路中的电流分别为I1、I2,则电压表V2示数的变化量:
△U2=I2R0﹣I1R0=(I2﹣I1)R0=△IR0,即,且R0的阻值不变,所以,电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变,故D正确。
故选D。
【答案】D。
◆变式训练
2.1 图中是一种输液时所用报警电路: ( http: / / www.21cnjy.com )电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触犯警报器(图中未画出)报警,则M接触药液后( )。
A.M的电阻RM变大;
B.电路消耗的总功率变大;
C.电压表与电流表的示数乘积不变;
D.电压表与电流表的示数之比变大
【考查角度】电路分析、欧姆定律应用、功率计算。
【解析】由电路图可知,定值电阻R与传感器电阻M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由题意可知,M接触药液后,警报器报警,电压表V的示数增大,由的变形式U=IR可知,电压表示数增大时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,则电压表与电流表的乘积变大,故C错误;由P=UI可知,电源电压不变时,电路消耗的总功率变大,故B正确;由可知,电路中的总电阻变小,因串联电路中总电阻等于各分电压之和,所以,M的电阻RM变小,故A错误;由可知,电压表V与电流表A的比值等于定值电阻R的阻值,则电压表与电流表的比值不变,故D错误;故应选B。
【答案】B。
2.2如图所示的电路中,当开关闭合时,下列说法正确的是( )。
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电流表示数不变,电压表无示数;电流表示数增大,电压表有示数;
电流表示数减小,电压表有示数;电流表示数增大,电压表无示数
【考查角度】串并联电路、电流、电压测量。
【解析】闭合S2之前,电流表测量R1上的电流,,闭合S2之后,电流表测量干路上的总电流,,所以电流表示数变大;闭合S2之后,电压表测量的是上R2的电压,所以有示数。故正确答案是B。21世纪教育网版权所有
【答案】B。
■考点三:伏安法测电阻
◇典例3:在测量“小灯泡的电阻”的实验中,有 ( http: / / www.21cnjy.com )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 。【出处:21教育名师】
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 。【来源:21·世纪·教育·网】
(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)
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【考查角度】小灯泡电阻测量实验、电路的连接、故障分析、电流表正确读数。
【解析】(1)根据灯的额定电压 ( http: / / www.21cnjy.com )确定电压表量程与灯并联;(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处;(3)若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡断路了;(4)因电流表选用小量程,电流表示数最大0.6A;(5)灯的额定电压下正常发光,由欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻。
解答:(1)标有“2.5V”的小灯泡表示灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:21*cnjy*com
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处,即图中最左端。
(3)电流表无示数,灯不亮,说明电 ( http: / / www.21cnjy.com )路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的小灯泡断路,故选A。
(4)因电流表选用小量程,电 ( http: / / www.21cnjy.com )流表示数不可能为1.0A(或通过灯的电流随电压的减小而变小),故数据⑥是错误的,错误的原因在于选用小量程却按大量程读数了,根据电流表大小量程之比为5:1,正确的电流大小为0.20A。
(5)灯的额定电压下正常发光,由表中数据结合欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻:RL。
故答案为:(1)如图;(2)左;(3)A;(4)⑥;0.20;(5)8.3。
【答案】(1)如图;(2)左;(3)A;(4)⑥;0.20;(5)8.3。
◆变式训练
3.1小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻Rx,实验室有如下器材供选用:
A.两节干电池;B.开关一个和导线若干;C. ( http: / / www.21cnjy.com )电压表(0-3~15V);D.电流表(0~0.6-3A) E.滑动变阻器(0~10Ω);F.滑动变阻器(0~100Ω)。
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(1)小华同学完成实验电路设计后,为了操作顺利和方便,除了A、B、C和D外,小华同学还需选用 器材(选填“E“或“F”);
(2)根据设计的实验电路要求,请用笔划线代替导线连接图甲中最后的两根导线;
(3)如图甲所示,连接好电路.在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应该滑至 端(选填“G”或“H”);
(4)小华在闭合开关后,移动滑动变阻器的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )片P时,发现电流表示数始终为零,而电压表有示数但不发生变化,此时电路中的一处故障是 (选填A、B、C或D);
A.滑动变阻器断路;B.滑动变阻器短路;C.定值电阻Rx断路;D.定值电阻Rx短路
(5)排除故障后,电流表示数为0.40A,电压表示数如乙图所示,则本次实验测得的定值电阻Rx是 Ω。
【考查角度】伏安法测电阻的探究实验。
【解析】(1)根据滑动变阻器的作用分析;(2 ( http: / / www.21cnjy.com ))根据电源电压和滑动变阻器的接法画图;(3)闭合开关前,滑动变阻器阻值调至最大;(4)根据灯泡发光情况、电流表和电压表是否有示数确定电路的故障;注意灯泡不亮,说明电路存在断路或灯泡发生短路;电流表示数为零说明电路断路;根据各选项的故障进行逐一分析;(5)根据欧姆定律求出电阻。
解答:(1)滑动变阻器在电路中 ( http: / / www.21cnjy.com )是为了改变电流表和电压表的示数,实现多次测量;滑动变阻器的阻值较大,则其两端分担的电压较大,定值电阻两端分担的电压较小,当滑片移动时,电压表的示数变化较小,不利于实验的结果的测量;故应选用滑动变阻器(0~10Ω);
(2)电源电压为2节干电池,为3V,故电压表量程为0-3V;滑动变阻器采用一上一下的接法,如图:
(3)闭合开关前,滑动变阻器阻值调至最大,即滑片移到G端;
(4)闭合开关后电流表没有示数,而电压表有示数,说明电压表并联部分断路,即定值电阻Rx断路;故选C;
(5)电压表的示数为2.2V,电流表示数为0.40A,由得测得的定值电阻Rx为:
。
故答案为:(1)E;(2)如图;(3)G;(4)C;(5)5.5。
【答案】(1)E;(2)如图;(3)G;(4)C;(5)5.5。
3.2图甲是利用电流表、电压表测量电阻的实验原理图。图乙是小红连接的实物实验电路图。
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(1)依照小红连接的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左端移动,请写出你观察到的实验现象。
(2)请你在图乙中只改动一根导线连接,使电路正常工作(用“×”标出改动导线,以笔划线代替导线,画出改接导线)。
(3)电路改接正确后,调节滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数如图丙、丁所示,此时被测出Rx的阻值为多少?
【考查角度】伏安法测电阻的探究实验。
【解析】(1)分析电路的连接,根据滑动变阻器 ( http: / / www.21cnjy.com )的滑片向左端移动确定变阻器连入电路中的电阻变化,根据电阻的串联,判断总电阻变化,由欧姆定律,确定电路中电流变化和电压示数变化;(2)用电流表、电压表测量电阻时,电压表与待测电阻并联;(3)根据电压表和电流表的小量程读数,根据欧姆定律求电阻大小。
【答案】解:(1)依照小红连接的电路中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压,电流表测电路中的电流,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左端移动,变阻器连入电路中的电阻变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律,电路中电流变大,即电流表示数变大;根据有U=IR,定值电阻即电压表示数变大。
(2)原电路中,电压表测电源电压是错误的,应与测待测电阻并联,改正后如下所示:
(3)电路改接正确后,调节滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数如图丙、丁所示,图中电表均选用小量程,分度值为分别为0.1V和0.02A,示数分别为1.8VT 0.24A,由欧姆定律,此时被测出Rx的阻值为:。
故答案为:(1)电流表示数变大,电压表示数变大;(2)如上所示;(3)Rx的阻值为7.5Ω。
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一、选择题
1.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )。
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A.V1的示数变大,A的示数变小;
B.V2的示数变大,V1的示数变小;
C.V1与V2的示数差和A的示数的比值一定不变;
D.V1与V2的示数差和V2的示数的比值一定大于1
【考查角度】欧姆定律、电路分析。
【解析】首先判定电路的连接状态,明确电流表、电压表在电路中的作用,根据滑动变阻器阻值的变化和欧姆定律判定电流表、电压表示数的变化。
由图可知,该电路为串联电路,电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是R2两端的电压。
A:当滑动变阻器的滑片P向 ( http: / / www.21cnjy.com )右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,即A的示数变小;电压表V1测量的是电源电压,保持不变,故A错误。
B:V1的示数保持不变,电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中的电流变小,根据U=IR可知,电阻R1两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,R2两端的电压变大,即V2的示数变大,故B错误。
C:V1与V2的示数差为电阻R1两端的电压,由欧姆定律可知,该电压与A的示数的比值为电阻R1的阻值,保持不变,故C正确。
D:V1与V2的示数差为电阻R1两端的电压,电压表V2测量的是R2两端的电压,由于不知两个电阻的阻值大小,所以无法判断电压的大小,也就无法判断两电压的比值与1的关系,故D错误。
故选C。
【答案】C。
2.如图所示,能正确表示通过某定值电阻的电流与它两端电压之间关系的图象是( )。
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A B C D
【考查角度】欧姆定律的应用。
【解析】由欧姆定律可知,电阻一定时,流过某定值电阻的电流与其两端的电压成正比;观察分析图象,图中两个量之间成正比关系,看选项中哪两个量的关系与图象中的相符即可。
定值电阻的阻值不变,由欧姆定律可知,电阻一定时,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,其I-U图象是一条过原点的倾斜直线,所以B符合题意。
故选B。
【答案】B。
3.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
【考查角度】欧姆定律应用。
【解析】由图可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,A错误;当乙两端电压为2.5V时,通过它的电流为0.5A,根据计算得知,其电阻值为5Ω,B错误;甲和乙串联,电流为0.3A时,甲两端的电压为1.5V,乙两端的电压为0.5V,则它们两端的电压为2V,C正确;甲和乙并联,电压为1V时,甲的电流为0.2A,乙的电流为0.4A,则它们的干路电流为0.6A;D错误。
正确答案是C。
【答案】C。
4.如图1所示,电源电压恒为6V,R ( http: / / www.21cnjy.com )为热敏电阻,其阻值随温度变化如图2所示,R0是阻值为10Ω的定值电阻,闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是( )。
A.图1中的R0有保护电路的作用;
B.温度升高时,电压表的示数会变小;
C.温度为40℃时,电流表的示数为0.2A;
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
【考查角度】欧姆定律的应用。
【解析】(1)根据图1中的电路连接方式, ( http: / / www.21cnjy.com )由图2可知,热敏电阻随温度的升高而减小,此时电路中的电流会增大,据此分析;(2)温度升高时,由图2分析热敏电阻的变化,再判断电路中总电阻的改变,由欧姆定律判断电压表示数变化情况;(3)由图2中的数据,根据串联电路的特点进行计算;(4)分析电压表与电流表示数比值所表示的量,结合图2进行判。
A:由图可知,R与R0串联在电路中 ( http: / / www.21cnjy.com ),当热敏电阻随温度的升高而过小时,电路中的总电阻R串=R+R0而不致过小,因此R0起到保护电路的作用,故A不符合题意。
B:由图2而知,当温度升高时,R会变小,根据串联电路的分压特点可知,热敏电阻两端的电压会变小,即电压表示数会变小,故B不符合题意。21·世纪*教育网
C:由图可知,温度为40℃时,热敏电阻的值为R=20Ω,则电流表示数,故C不符合题意。
D:由图可知,电压表测R两端电压U,电流表测电路电流即R电流I,由欧姆定律可知, ,即电压表与电流表示数的比值表示的是热敏电阻的值,当温度降低时,由图2可知,其阻值变大,即电压表与电流表的示数比值变大,故D符合题意。
故选D。
【答案】D。
5.将光敏电阻R、定值电阻R0、电 ( http: / / www.21cnjy.com )流表、电压表、开关和稳压电源连接成如图所示电路,光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而减小,闭合开关,逐渐增大光照强度,则电压表示数变化情况是( )。
A. ( http: / / www.21cnjy.com )表和 ( http: / / www.21cnjy.com )表示数均变小;B. ( http: / / www.21cnjy.com )表示数变大, ( http: / / www.21cnjy.com )表示数变小;
C. ( http: / / www.21cnjy.com )表示数变小, ( http: / / www.21cnjy.com )表示数变大D. ( http: / / www.21cnjy.com )表和 ( http: / / www.21cnjy.com )表示数均变大
【考查角度】欧姆定律应用、电路分析。
【解析】首先分析电路图,两用 ( http: / / www.21cnjy.com )电器串联,电压表测量R0两端电压。增强光照时,根据已知条件,光敏电阻R的电阻减小,则两端分压减小,R0两端电压变大,则电压表示数变大,总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律电流变大,电流表示数变大,故选D。
【答案】D。
6.图中是一种输液时所用报警电路 ( http: / / www.21cnjy.com ):电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触犯警报器(图中未画出)报警,则M接触药液后( )。
A.M的电阻RM变大;
B.电路消耗的总功率变大;
C.电压表与电流表的示数乘积不变;
D.电压表与电流表的示数之比变大
【考查角度】电路分析、欧姆定律应用、功率计算。
【解析】由电路图可知,定值电阻R与传感器电阻M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由题意可知,M接触药液后,警报器报警,电压表V的示数增大,由的变形式U=IR可知,电压表示数增大时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,则电压表与电流表的乘积变大,故C错误;由P=UI可知,电源电压不变时,电路消耗的总功率变大,故B正确;由可知,电路中的总电阻变小,因串联电路中总电阻等于各分电压之和,所以,M的电阻RM变小,故A错误;由可知,电压表V与电流表A的比值等于定值电阻R的阻值,则电压表与电流表的比值不变,故D错误;故应选B。
【答案】B。
7.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式滑动变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,下列说法正确的是( )。
A.电路中R和R0是并联的;
B.油量表是由电流表改装而成的;
C.油位越高,流过R的电流越大;
D.油位越低,R两端的电压越小
【考查角度】欧姆定律应用。
【解析】(1)根据定值电阻R0与滑动 ( http: / / www.21cnjy.com )变阻器R的连接形式判断连接方式;(2)根据电流表和电压表的正确使用判断油量表的类型;(3)根据油量的变化可知浮标的变化,进一步可知滑片移动的方向和接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R两端的电压变化。
A:由电路图可知,R0与R依次连接即为串联,故A错误。
B:由电路图可知,油量表与变阻器R并联,所以油量表应为电压表改装而成的,故B错误。
C、D:油位越低时,浮标下移,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小;由U=IR可知,R0两端的电压变小,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R两端的电压变大,即电压表的示数越大,故D错。
同理可知,油位越高,滑片下移,变阻器接入电路中的电阻越小,电路中的电流越大,即流过R的电流越大,故C正确。
故选C。
【答案】C。
8.在如图所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.电流表的示数变小;B.电压表的示数变小;
C.电流表的示数不变;D.电压表的示数变大
【考查角度】电路分析。
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器R并联,电压表测电源的电压,电流表测通过L的电流,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过L电流的变化。
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R ( http: / / www.21cnjy.com )并联,电压表测电源的电压,电流表测通过L的电流,因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故B、D错误。
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过L的电流不变,即电流表的示数不变,故A错误、C正确。
故选C。
【答案】C。
9.如图所示,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,电源电压保持不变,当滑动变阻器R2的滑片P向b滑动时,以下说法正确的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.电压表V的示数不变,电流表A1的示数变小,A2的示数变大;
B.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大,A2的示数变小;
C.电压表V的示数变大,电流表A1的示数不变,A2的示数不变;
D.电压表V的示数不变,电流表A1的示数变小,A2的示数不变
【考查角度】电路分析、欧姆定律的应用。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联 ( http: / / www.21cnjy.com ),电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流.根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流变化;根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化。
解答:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流。
因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故B、C错误。
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,故A错误。
当滑动变阻器R2的滑片P向b滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,故D正确。
故选D。
【答案】D。
10.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左移动时。下列判断正确的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.电路的总功率不变;B.电压表与电流表示数的比值不变;
C.电压表的示数变大;D.电流表的示数变小
【考查角度】欧姆定律应用。
【解析】由图示电路图可知,两电阻并 ( http: / / www.21cnjy.com )联,电压表测电源电压,电流表A测干路电流,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,利用P=UI可知电路消耗电功率的变化,根据电表示数的变化可知电路中的总功率变化。
解答:由图示电路图可知,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表A测干路电流。
因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故C错误。
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A的示数变小,故D正确。21cnjy.com
由P=UI可知,电路消耗的总功率变小,故A错误。
由电压表V示数不变、电流表A示数变小可知,电压表V的示数与电流表A的示数的比值变大,故B错误。
故选D。
【答案】D。
二、计算题
11.如图所示的电路中,定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω。闭合开关S后,电流表A2的示数为5mA。求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)电阻R1两端的电压为多少?
(2)电流表A1的示数为多少?
(3)电路工作5min,R1产生的焦耳热是多少?
【考查角度】欧姆定律的应用、焦耳定律的计算公式及其应用。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流;(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可得,电阻R1两端的电压:U1=U2=I2R2=5×10﹣3A×300Ω=1.5V;(2)通过R1的电流:,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A1的示数:I=I1+I2=10mA+5mA=15mA;(3)电路工作5min,R1产生的焦耳热:Q1=I12R1t=(0.01A)2×150Ω×5×60s=4.5J。
【答案】(1)1.5V;(2)15mA;(3)是4.5J。
实验探究题
12.小尧为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路,用到的器材有:电源(电压3V不变),标有”20Ω 1A“字样的滑动变阻器、电流表、电压表、三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻、开关及导线若干。
(1)电路连接完毕,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填A或B);
(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表示数不为零,出现这种现象的原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)小尧排除故障后,电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中接入5Ω电阻时,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U,此时电流表的示数如图乙所示;接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验,此时应将电压表的示数调为 V,再记录此时电流表的示数;然后用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验,她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值,电压表示数都无法调至U,原因可能是 (答一种情况即可)。
【考查角度】探究电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】(1)为了保护电路 ( http: / / www.21cnjy.com ),由图知甲知闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最大值B端;(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,说明电路可能有断路,电压表示数不为零,说明电压表到电源间是通路,所以故障可能是R断路了;(3)电路中接入5Ω电阻时,定值电阻两端电压:U=IR=0.2A×5Ω=1V,探究通过导体的电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,所以用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路,移动滑片P,应使电压表示数为1V时再记录此时电流表示数;由于滑动变阻器的最大阻值太小,把滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器分得的电压还是较小,定值电阻两端的电压值过高,不能使电阻两端电压达到要求的值。
故,答案是:(1)B;(2)断路;(3)1;滑动变阻器最大值太小。
【答案】(1)B;(2)断路;(3)1;滑动变阻器最大值太小。
13.小科连接好如图1所示电路,闭合开关,按一定操作来测量“小灯泡的电阻”,获得实验数据如表:
实验次数 1 2 3 4
电压U/伏 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/安 0.22 0.20 0.17 0.13
电阻R/欧 11.36 ? 8.82 7.69
(1)表中第2次实验时,小灯泡电阻为 欧;
(2)将表中电流、电压数据转换为I-U图象(图2),正确的是 ;
(3)小科发现第3、4两次实验小灯泡不发光,出现这种现象的原因是 ;
(4)小君按小科的方法连接好电路 ( http: / / www.21cnjy.com ),闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针不偏转,电压表指针偏转,若此电路只有一处故障,你认为该故障是 。
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】伏安法测电阻的探究实验。
【解析】(1)根据算出灯泡的电阻;(2)灯泡的电阻不是定值,I-U图象不是直线;(3)灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的;(4)常见的电路故障有断路与短路,根据故障现象分析电路故障原因。
解答:(1)表中第2次实验时,小灯泡的电压U=2.0V,电流I=0.20A,灯泡的电阻为:;
(2)随电压的增大,灯丝的温度升高,而灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以小灯泡的电流随两端电压变化的图象不是直线,故A正确;www.21-cn-jy.com
(3)灯泡的亮度是由灯泡的实际功率 ( http: / / www.21cnjy.com )决定的,第3、4两次实验电压低,电流小,灯泡的实际功率太小,达不到灯泡的发光功率,所以第3、4两次实验小灯泡不发光;
(4)灯不发光,电流表指针不偏转,说 ( http: / / www.21cnjy.com )明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联部分之外的电路不存在断路,综合分析可知,电路故障是小灯泡断路。
故答案为:(1)10;(2)A;(3)小灯泡的实际功率太小;(4)小灯泡断路。
【答案】(1)10;(2)A;(3)小灯泡的实际功率太小;(4)小灯泡断路。
14.现有下列器材:学生电源(6V ( http: / / www.21cnjy.com )),电流表(0-0.6A,0-3A)、电压表(0-3V,0-15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)
(2)实验中依次接入三个定值电阻,调节 ( http: / / www.21cnjy.com )滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论: 。
(3)上述实验中,小强用5Ω的电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 V 时,读出电流表的示数。[]
(4)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.50Ω、1.0A;B.30Ω、1.0A;C.20Ω 1.0A。
【考查角度】探究电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】(1)将电压表与 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻并联,滑动变阻器与电阻串联,且要接一上一下;(2)分析图丙中图象,曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等,据此得出结论;(3)将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后,电路中的总电阻变大,电路中的电流减小,滑动变阻器两端的电压减小,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压变大,要使定值电阻两端的电压不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路中的电阻,直到电压表的示数达到原来的示数不变;(4)由图丙找出实验时电路的最小电流,由串联电路的特点及欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值,据此确定滑动变阻器的最小的最大阻值。
解答:(1)将电压表与电阻并联,滑动变阻器与电阻串联,已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如图所示。
(2)分析图丙图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2V,由此得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
(3)将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入 ( http: / / www.21cnjy.com )电路后,定值电阻两端的电压增大,要使电压表的示数不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路中的电阻即滑片向A移动,直到电压的示数达到2V为止。
(4)由图丙知,电路的最小电流I ( http: / / www.21cnjy.com )=0.1A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣UR=6V﹣2V=4V,
由可得,滑动变阻器接入电路的阻值:,
则选用变阻器的规格为“50Ω 1.0A”。
故答案为:(1)如上图所示;(2)电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;(3)A;2;(4)A。
【答案】(1)如上图所示;(2)电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;(3)A;2;(4)A。
15.如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是 联。
(2)连接电路前,开关应处于 状态。
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为 A。
(4)经过3次测量,得到表格中的 ( http: / / www.21cnjy.com )实验数据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题: 。
次数 R1/Ω I/A
1 3.0
2 6.0 0.33
3 9.0 0.25
【考查角度】探究欧姆定律规律。
【解析】(1)由图甲可知 ( http: / / www.21cnjy.com ),电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是串联;(2)为了保护电路,连接电路中开关处于断开状态;(3)电流表量程为0-0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A;(4)探究通过导体的电流与电阻的关系时应控制电阻两端电压不变,由表格中的信息可知,电阻两端的电压是变化的。2-1-c-n-j-y
故,答案是:(1)串;(2)断开;(3)0.5;(4)小华每次改变电阻的阻值后,没有移动滑动变阻器滑片保持电阻两端的电压保持不变。
【答案】(1)串;(2)断开;(3)0.5;(4)小华每次改变电阻的阻值后,没有移动滑动变阻器滑片保持电阻两端的电压保持不变。
( http: / / www.21cnjy.com )
一、选择题
1.(2017·深圳)小明把台灯插入插座,闭合开关,家里的总控制开关立刻跳闸,请分析造成这种现象的原因是( )。
A.插头短路;B.灯丝断路;C.灯头内短路;D.灯头内断路
【考查角度】安全用电、家庭电路的故障分析。
【解析】家庭电路中的保险丝熔断 ( http: / / www.21cnjy.com )的原因有两个:一是用电器的总功率过大;二是发生短路.由生活常识可知,台灯的功率一般较小,因此造成家里的总控制开关跳闸原因不会是因台灯的功率过大,这两种情况都是由于发生短路造成的。
A、C:在台灯插头插入插座,闭合开关后,家里的总控制开关跳闸,该现象说明不是插头短路,是灯头内短路造成的,故A错误,C正确。
B、D:因为台灯和其它用电器并联,灯泡的灯丝断路或灯头内断路,只能使本支路没有电流,台灯不亮,不能引起家里的总控制开关跳闸,故B、D错误。
故选C。
【答案】C。
2.(2016·深圳二模)一段导体的电阻为R,两端的电压为U,通过的电流为I,下列说法错误的是( )。
A.欧姆定律的表达式是U=IR;B. R的大小与U无关;
C.电阻R一定时,电流I随电压U的增大而增大;D. 电路中有电压不一定会有电流
【考查角度】欧姆定律。
【解析】根据欧姆定律,通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体电阻成反比,公式是:;导体的电阻是导体的一种属性,与导体两端有没有电压无关;由欧姆定律公式可知,当导体电阻一定时,通过导体的电流随导体两端电压的增大而增大;电路两端有电压,不一定有电流。
由以上分析可知,A的说法是错误的,符合题意,故此题答案是A。
【答案】A。
3.(2016·罗湖区模拟)下列说法中不正确的是( )。
A.导体的电阻跟它的材料有关;
B.导体的电阻跟它的长短有关;
C.导体的电阻是由它两端的电压和通过它的电流来决定的;
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关
【考查角度】影响导体电阻的因素。
【解析】导体的电阻与导体的长度,导体的横截面积以及导体的材料有关;电阻是导体的一种属性,与导体上有没有电压和有没有通过电流无关。
由此可知,以上说法错误的是C,C符合题意,故此题答案是C。
【答案】C。
3.(2016·深圳七模)图甲所示电路,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电灯L1和L2两端的电压分别为:( )。
A.7.2V、1.8V;B.9V、1.8V;C.1.8V、7.2V;D.9V、7.2V
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【考查角度】串联电路电压关系、电压表使用。
【解析】由图可知,两个电压表一 ( http: / / www.21cnjy.com )个测量的是电源电压,一个测量的是L1两端电压;故上面的电压表读数是电源电压,应读15V量程刻度线,读数是9V;下面的电压表应读量程是3V的刻度线,读数是1.8V;即,L1电压是1.8V;因两个灯泡是串联,所以L2的电压是:9V-1.8V=7.2V。21教育名师原创作品
正确答案是C。
【答案】C。
4.(2016·罗湖区模拟)如图甲 ( http: / / www.21cnjy.com )所示电路中,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电源电压4V恒定不变(不计温度对电阻影响),在滑片滑动过程中,电流表与电压表的示数变化图乙所示,则根据图象信息可知( )。
A.R0阻值是35Ω;B.电路的最大总功率是3.2W;
C.电路的最小总功率是0.35W;D.滑动变阻器的最大阻值是5Ω
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【考查角度】串联电路计算、变阻器应用、功率计算。
【解析】由题意和题图给出的信息可知,变阻器滑片在最左端位置时,电压表读数为零,电流是0.8A;根据公式可求得电阻R0,电路总功率为:,所以当R最大时功率最小,当R为零时功率最大;电流最小为0.1A时,变阻器滑片P在最右端,由此可求出变阻器最大阻值。
解:(1)R0阻值:;(2)电路总功率最大值:,(3)变阻器阻值最大值:,所以,变阻器最大阻值为40Ω-5Ω=35Ω;(4)电路功率最小值:。
故,正确答案是B。
【答案】B。
5.(2016·深圳三模)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,不变的是( )。
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A. 电流表A示数与电流表A1 示数的差值;B. 电压表V示数与电流表A 示数的比值;
C. 电压表V示数与电流表A 示数的乘积;D. 电压表V示数与电流表A1 示数的乘积
【考查角度】并联电路分析、电流表和电压表的使用、电路分析。
【解析】由题图可以看出,电阻R1与变阻器 ( http: / / www.21cnjy.com )R2是并联;电流表A测量的是干路电流,电流表A1测量的是R1电流(示数不变);电压表测量的是电源电压,示数不变;当变阻器滑片向右移动时,变阻器电阻增大,电流减小,总电流减小,故电流表A示数减小。
从以上分析可以看出,唯一不变的是电压表示数与限量版A1的示数乘积不变,正确答案是D。
【答案】D。
6.(2016·罗湖区模拟)关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是( )。
A.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源,然后再救火;
B.家庭电路中的地线可以不接地;
C.保险丝被烧断后,可用铜丝代替保险丝接入电路;
D.发现有人触电后,应立即用手把触电人拉离电线
【考查角度】安全用电常识。
【解析】A.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源,然后再救火;此说法正确。出现电路故障或失火时,必须先切断电源,然后再去求火。
B.家庭电路中的地线可以不接地;此说法错误。地线是为了防止电器漏电发生,避免触电现象,地线必须接地。
C.保险丝被烧断后,可用铜丝代替保险丝接入电路;此说法错误。保险丝被烧断后,用铜线代替保险丝,就失去了保险丝的作用。
D.发现有人触电后,应立即用手把触电人拉离电线;此说法错误。人触电时,首先切断电源,然后迅速将人与电路分开。
故,正确答案是A。
【答案】A。
7.(2016·深圳六模)李兵同 ( http: / / www.21cnjy.com )学在探究欧姆定律的实验中,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比;
B.a、b两电阻并联后接到电压为2V的电源上时,电路中的总电流为0.6A;
C.a、b两电阻串联接到电压为3V的电源上时,a两端的电压为1V;
D.导体a的电阻大于导体b的电阻
【考查角度】欧姆定律应用、电路分析、串并联电路特点。
【解析】由图像可知,导体a、b的电阻分别为:,;当电源电压是2V,a、b并联接在电源两端时间,总电流为:0.2A+0.4A=0.6A;如果两电阻串联,总电阻是15Ω,电阻a两端电压为:。
所以,以上说法正确的是A、B、C,不符合题意;说法错误的是D,符合题意。
此题答案是D。
【答案】D。
8.(2016·罗湖区模拟)如图所示如图所示是A、B两定值电阻的U-I图象,由图象中信息可知( )。www-2-1-cnjy-com
A.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B两端的电压大;
B.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B两端的实际功率大;
C.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则A的实际功率小;
D.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则通过A的电流大
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】串并联电路特点、电路分析、功率计算。
【解析】由图像可知,A、B两电阻阻值分别为:,,电阻串联时,电阻大的两端电压大,故A得说法错误。
串联电路电流相同,电阻大的功率大,故B的说法也是错误的。
并联电路电压相同,电阻小电流大、功率大,故C的说法错误,D的说法正确。
正确答案是D。
【答案】D。
9.(2016·罗湖区模拟)以下符合安全用电原则的是( )。
A.大功率用电器的零线安装熔断器;
B.电冰箱可以使用两脚插头或三脚插头;
C.高压电线断开坠地时,只要不接触就是安全的;
D.发现有人触电,应迅速使用绝缘体挑开人身上的电线
【考查角度】安全用电常识。
【解析】A.大功率用电器的零线安装熔断器;此说法错误。保险丝不能安装在零线上。
B.电冰箱可以使用两脚插头或三脚插头;此说法错误。电冰箱是大功率电器,冰箱内储存由容易导电的物品,必须使用带有接地的三脚插头。
C.高压电线断开坠地时,只要不接触就是安全的;此说法错误。高压线电压很高,接近也会出现触电事故。
D.发现有人触电,应迅速使用绝缘体挑开人身上的电线;此说法正确。人触电时,要迅速用绝缘东西挑开电线,让人脱离开来。
正确的做法是D。
【答案】D。
10.(2016 深圳三模)如图是一种 ( http: / / www.21cnjy.com )可测定油箱内油面高度的装置,R′是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,油量表由电流表改装而成,通过两只电表的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置的工作原理,下列说法中正确的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.当油面高度升高时,油量表示数减小;B.当油面高度升高时,电压表示数增大;
C.当油面高度降低时,油量表示数增大;D.当油面高度降低时,电压表示数增大
【考查角度】变阻器使用、电路在生活中的应用。
【解析】根据题意,由图可知,两电阻串联,油量表(电流表)测电路中的电流,电压表测R′两端的电压;当油面高度升高时,R移动,接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大,即油量表的示数增大,故A的说法错误。
由U=IR可知,R′两端的电压增大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压减小,即电压表的示数减小,故B的说法错误。21·cn·jy·com
同理,当油面高度降低时,R接入电路的电阻增大,电路中的电流减小,即油量表示数减小,电压表的示数增大,故C的说法错误,D的说法正确。
正确答案是D。
【答案】D。
11.(2016·宝安区模拟)“珍爱生命、注意安全”是同学们日常生活中必须具有的意识.关于安全用电,下列说法正确的是( )。
A.连接照明电路时,开关连火线和连零线对灯泡的控制作用相同;
B.高压电线落到地上,可以靠近它但一定不要接触它;
C.发现有人触电,应首先把触电的人拉开,与带电体分离;
D.人站在绝缘的木凳上修电灯,就不会触电了
【考点点评】考点:安全用电。
【考查角度】安全用电。
【解析】(1)触电的形式有:人站在绝缘体 ( http: / / www.21cnjy.com )上,一只手接触火线,另一只手接触零线,这样,人体与导线构成了闭合电路,电流流过人体,发生触电事故;人站在地面上,一只手接触火线,导线、人体、大地构成了闭合电路,电流流过人体,发生触电事故。(2)安全用电的基本原则是:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。(3)当有人触电时,应先切断电源或用绝缘体把电线挑开。(4)开关的接法:火线首先进开关,再入灯泡。
解答:A:为用电安全,家庭电路中开关要接在火线和灯泡之间,虽然开关与零线相连不符合安全用电的要求,但对灯泡的控制作用相同;此A选项正确。
B:发现高压线落到地上,一定不要靠近它,以防高压电弧触电,或跨步电压触电;此选项错误。
C:当发现有人触电时,应该立即采取的措施是:迅速切断电源或用绝缘体挑开电线,不能用手拉开电线和触电的人,这样自己也会触电;此选项错误。
D:人站在绝缘木凳上:一只手接触火线,另一只手如果接触零线,这样,人体与导线构成了闭合电路,电流流过人体,也会发生触电事故;此D选项错误。
【答案】A。
12.(2016·深圳五模)在家庭电路中,以下情况会引起保险丝熔断的是( )。
A.电冰箱、空调之类的用电器没有使用三孔插座;B.用湿手拔插头;
C.用导线代替开关;D.用测电笔接触火线
【考查角度】安全用电常识。
【解析】保险丝熔断一般是因为以下几种情况:用电器发生故障,电路电流过大;电路发生短路现象,电流过大;电路漏电,发生电流过大。21教育网
湿手可以导电,如果用湿手拔插头,非常容易出现触电或漏电事故,也容易造成保险丝熔断现象。
此题正确答案是B。
【答案】B。
13.(2016·宝安区模拟)如图,在探究电流与电阻的关系实验时,将a b 间的电阻由15Ω换成10Ω时,下一步操作是( )。
A.读出电流表与电压表的示数;B.将滑片P向左移动;
C.将滑片P向右移动;D.适当增加电池的节数
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】探究电流与电阻的关系 ( http: / / www.21cnjy.com )时,要保持电阻两端的电压不变,改变电阻阻值;当电阻减小时,它两端的电压也随之变化,为保证结论的准确性,要通过调节滑片,使滑动变阻器两端的电压减小,从而使电阻两端的电压变为原来的值,根据串联电路的分压关系去调节即可。
在探究“电流与电阻的关系”的实验中,要控制电阻两端的电压不变;当A、B两点的电阻由15Ω换成10Ω后,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流变大,滑动变阻器两端的电压变大,由串联电路总电压等于各分电压之和可知,电压表的示数变小,要使电压表的示数不变,应调节滑动变阻器的滑片。
更换电阻后,电阻两端的电压和电流均发生变化,所以不能直接读出电流表与电压表的示数,故A不正确。
将滑片P向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,分得的电压变大,电阻两端的电压会进一步的变小,故B不正确。
将滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,分得的电压变小,电阻两端的电压变大,直到电压表的示数不变为止,故C正确。
适当增加电池的节数,可以增大电阻两端的电压,但不一定能保持电压表的示数不变,且不方便实验操作,故D不正确。
答案是C。
【答案】C。
14.(2016·深圳七模)关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是( )。
A.家庭电路中的熔丝熔断,一定是发生了短路;
B.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源后再用水救火;
C.家用电器的金属外壳应该接地;
D.家用电能表上的示数显示了家庭用电的总功率
【考查角度】安全用电常识、家庭用电知识。
【解析】A.家庭电路中的 ( http: / / www.21cnjy.com )熔丝熔断,一定是发生了短路;此说法错误。熔丝熔断是因为电路中电流过大,造成电流增大的原因不一定就是电路发生了短路;如漏电、使用大功率电器太多等等。
B.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源后再用水救火;此说法错误。水是导体,用水灭火是电路失火所不允许的。
C.家用电器的金属外壳应该接地;此说法正确。家用电器金属外壳接地是正确使用家用电器的基本要求。
D.家用电能表上的示数显示了家庭用电的总功率;此说法错误。电能表上显示的是电能而不是功率。
正确答案是C。
【答案】C。
15.(2016·南山区模拟)在图甲所示 ( http: / / www.21cnjy.com )的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示,下列说法正确的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.电阻R1的阻值为20Ω;
B.滑片P移到b端时,R2两端的电压为6V;
C.滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.2W;
D.当滑片P移到中点时,通过R1的电功率为0.9W
【考查角度】欧姆定律应用、功率计算。
【解析】(1)当滑片P移到b端时,接入电路中的电阻为0,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,根据图象读出电源的电压;(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,根据图象读出电压表的示数和滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律和电路中的电流特点得出等式即可求出R1的阻值,根据求出滑片P移到a端时R1消耗的功率;(3)根据图象得出滑片P移到中点时电压表的示数,根据求出R1的电功率。21*cnjy*com
解答如下:(1)当滑片P移到b端时,电 ( http: / / www.21cnjy.com )路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为0,两端的电压为0,故B错误。
由图象可知,电压表的示数为6V即电源的电压U=6V。
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,由图象可知,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表的示数U1=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,因串联电路中各处的电流相等,所以, ,也就是;解得:R1=10Ω,故A错误。
R1消耗的功率:,故C错误。
(3)由图象可知,当滑片P移到中点即R2′=10Ω时,U1′=3V,R1的电功率:
,故D正确。
正确答案是D。
【答案】D。
16.(2016·南山区五校联考)将“ ( http: / / www.21cnjy.com )6V、3W”和“6V、6W”的两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )。
A.电源电压为12V时,两只灯泡均能正常发光;
B.灯泡发光时,电路中允许通过的最大电流为1A;
C.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些;
D.灯泡L1正常发光时,灯泡L2的实际功率是1.5W
【考查角度】欧姆定律的应用、串联电路的电流规律、电功率的计算。
【解析】根据求出两灯泡的额定电流,利用欧姆定律求出两灯泡的电阻。(1)如果两灯泡的额定电流相等,可以同时发光,否则不可能同时正常发光;(2)根据串联电路的电流特点确定电路中的最大电流,根据比较两灯泡的实际功率,实际功率大的灯泡较亮;再根据求出灯泡L1正常发光时灯泡L2的实际功率。
解答:根据可得,两灯泡的额定电流分别为:,,
根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为:,;
(1)因为两灯泡的额定电流不相等,故两只灯泡不可能同时正常发光,故A不正确。
(2)串联电路中各处的电流相等,所以电路中的最大电流I=I1=0.5A,故B不正确;
又因为P=I2R,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以L1的电阻大,实际功率大,灯泡较亮,故C不正确。
灯泡L1正常发光时,灯泡L2的实际功率:P2=I2R2=(0.5A)2×6Ω=1.5W,故D正确。
故选D。
【答案】D。
二、实验探究题
17.(2016·宝安区模拟)物理学习小组进行“伏安法测电阻”的实验: ( http: / / www.21cnjy.com )
①请你用笔画线代替导线,将图1实物电路连接完整,使滑动变阻器滑片P移动到A端时,变阻器连入电路阻值最大(要求导线不交叉)。
②开关闭合前,发现电流表的指针在 ( http: / / www.21cnjy.com )零刻度线左端,如图2甲所示.小红同学认为电流表正负接线柱接反了,小华同学认为电流表没调零,你认为 (填“小红”或“小华”)同学说法正确。
③全部检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P使电压表示数为2.5V时,电流表示数如图2乙所示,则被测电阻本次测量值为 Ω。
④本小组完成实验后,讨论该电路还能完成哪些实验,在列出的四个实验中,你认为正确的是 实验(填选项字母)。
A.探究电流产生热量与电阻的关系;B.探究电流磁场强弱与电流大小的关系;
C.探究电流与电压的关系;D.探究电流与电阻关系.
【考查角度】伏安法测电阻的探究实验。
【解析】(1)①滑动变阻器 ( http: / / www.21cnjy.com )按一上一下的原则串联在电路中,滑片P移动到A端时变阻器连入电路阻值最大,则右下方接线柱接入电路中;②电表在使用前应校零;③根据电流表的量程和分度值读出示数,利用欧姆定律求出被测电阻的阻值;④分析选项中各实验的操作方法进行解答。
解答:(1)①滑动变阻器要按“一上 ( http: / / www.21cnjy.com )一下”的方式串联接入电路,要使滑动变阻器滑片P移动到A端时,变阻器连入电路阻值最大,应将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱连接,如图所示:
②电流表的指针在零刻度线左端,是在开关闭合前出现的,原因是电流表没调零,而不是电流表的正负接线柱接反了;所以小华同学说法正确。
③图乙电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,由可得,被测电阻的阻值:。
④A:探究电流产生热量与电阻的关系时,应保持电流不变,改变定值电阻的阻值,利用该电路不能完成。
B:本实验中导体周围的磁场太弱,且没有验证的实验器材,故不能探究电流磁场强弱与电流大小的关系。
C:探究电流与电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变两端的电压,利用该电路能完成。
D:探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端的电压不变,改变定值电阻的阻值,利用该电路不能完成。故选C。
正确答案是:①如图;②小华;③5;④C。
【答案】①如图;②小华;③5;④C。
18.(2016·龙岗区模拟)在做测量定值电阻Rx阻值的实验中:
①小红同学根据如图甲所示
的电路图,将实验器材连接成实 ( http: / / www.21cnjy.com )验电路(如图乙所示)。同小组的小花同学在检查电路时认为:从实验目的来看,小红在实验电路的连接上有一根导线连接错了.请你在接错的那根导线上打“×”,并画出正确的连接。
②将电路改接正确之后,小红同学闭合开关 ( http: / / www.21cnjy.com ),调节滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数如图丙所示,则电压表的示数是 V,被测电阻Rx的阻值是 Ω。
③小红和小花两位同学都为自己在全班首先获得 ( http: / / www.21cnjy.com )测量结果而高兴,准备整理实验器材,结束实验。针对这种情况,你对她们提出的建议是 ;你提出这个建议的目的是 。
④为了测量“3.8V”的 ( http: / / www.21cnjy.com )小灯泡的额定功率,小红同学断开开关后,首先把定值电阻换接成“3.8V”的小灯泡,把两节干电池换成4.5V的学生电源,然后将电压表的量程改接为 。
⑤小红同学闭合开关之后,就发现灯L很亮,电流表的示数大,则出现这种现象的原因是 。
⑥接着小红同学调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率为 W。
【接触角度】伏安法测电阻探究实验。
【解析】①根据(甲)中电路图,由电流的流径连接(乙)中的实物图,电流表测干路电流,电压表测待测电阻Rx两端的电压,由此发现连接中的问题;②电压表读数时要看清量程和分度值,然后根据指针的位置读数,然后根据变形公式计算出电阻值;③在测量定值电阻的阻值时,为了减小实验误差,应多测几组数据求平均值;④电压表使用时,不能超过量程,根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程;⑤电路连接的过程中,为了保护电路,滑动变阻器使用时,滑片首先要移到阻值最大处;⑥由图丁所示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数,由P=UI求出灯泡额定功率。
解答:①根据电路图连接实物图,发现电压表测的 ( http: / / www.21cnjy.com )是滑动变阻器与Rx两端的电压,显然与实验要求不符,这样会使Rx两端的电压偏大,电阻Rx的阻值偏大,修改如图所示:
②由图知:电压表选择的量程是0-3V,分度值为0.1V,所以电压表示数U=1.8V,电流I=0.2A,由得,被测电阻Rx的阻值:。
③为了减小实验中的测量误差,应移动滑动变阻器的滑片,多测几组数据求平均值。
④测量“3.8V”的小灯泡的额定功率,由于U额=3.8V>3V,所以电压表应该选择“0-15V”量程。
⑤小红同学闭合开关之后,就发现灯L很亮,电流表的示数大,说明电路的总电阻小,因此故障原因是:闭合开关前,滑片没有移到阻值最大的位置。
⑥由图丁所示电流表可知,其量程 ( http: / / www.21cnjy.com )为0-0.6A,分度值是0.02A,电流表示数为0.24A,所以灯泡额定功率:P=UI=3.8V×0.24A=0.912W。
故答案为:①如图;②1.8;9;③调节滑 ( http: / / www.21cnjy.com )片,改变电压表和电流表示数,多测几组数据;多次测量求平均值,减小误差;④0-15V;⑤闭合开关前,滑片没有移到阻值最大的位置;⑥0.912。
【答案】①如图;②1.8、9;③ ( http: / / www.21cnjy.com )调节滑片,改变电压表和电流表示数,多测几组数据;多次测量求平均值,减小误差;④0-15V;⑤闭合开关前,滑片没有移到阻值最大位置;⑥0.912。
19.(2016·深圳八模 ( http: / / www.21cnjy.com ))测定小灯泡的额定电功率。实验电路如图所示,电源电压恒为6V,已知实验使用的特制小灯泡的额定电压为3.5V,其电阻大小保持不变。
( http: / / www.21cnjy.com )
①该实验的原理是 (用公式表示)。
②在测定小灯泡的额定电功率时,应选用电压表的量程 来测量小灯泡两端的电压(选填“0~3V”、“0~15V”)。
③在正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡发光,电压表无示数,电流表有示数,该电路故障是电压表 (选填“短路”、“断路”)。
④经检查发现,电压表选用的量程已损坏 ( http: / / www.21cnjy.com ),而另一量程完好,某同学灵机一动:将电压表并联在变阻器的两端,调节滑动变阻器滑片至某一位置,读出电压表示数为2.8V,电流表示数为0.32A,也完成了实验,则小灯泡的额定功率为 W。
【考查角度】电器设备额定值、功率计算、欧姆定律。
【解析】①测量小灯泡的额定电 ( http: / / www.21cnjy.com )功率的原理:P=UI;②灯泡的额定电压为3.5V,故量程为0~15V;③电流表有示数,灯泡发光,说明电路无故障,电压表无示数说明电压表断路。
因为额定电功率=额定电压×额定电流,先算电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻=3.2V/0.32A=10欧,所以额定电流=3.5V/10欧=0.35A;所以,额定电功率=3.5V×0.35A=1.225瓦。
故答案为:①P=UI;②0~15V;③断路;④1.225。
【答案】①P=UI;②0~15V;③断路;④1.225。
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第二十章 欧姆定律
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■考点一:欧姆定律
1.欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成 ,与导体的电阻成 。
2.公式: ,其中:U为电源 ( http: / / www.21cnjy.com ) ,单位为伏(V);I为通过导体的 ,单位为安(A);R为导体的 ,单位为欧(Ω)。
3.注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,一 ( http: / / www.21cnjy.com )定要统一到 后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对 而言的。
4.公式变形:,。
5.(1)欧姆定律公式,表示加在导体两端电压增大几倍,导体中电流就随着 几倍。当导体两端的电压保持不变时,导体的电阻增大几倍,导体中的电流就减为原来的 。(2)导出式U=IR表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的 。(3)导出式表示导体的电阻在 上等于加在导体两端的电压与其通过的电流的比值;由于同一导体的电阻 (导体本身的性质),因此不能说成“导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比”。
■考点二:电阻的串并联
6.电阻的串联:(1)串联电阻的总电阻的阻 ( http: / / www.21cnjy.com )值比任何一个分电阻的阻值 。(2)串联电阻的总电阻的阻值等于各分电阻 :R串=R1+R2+……Rn。(3)n个相同电阻R串联时的总电阻为:R串= 。
7.电阻的并联:(1)并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值 。(2)并联电阻的总电阻倒数等于各分电阻的阻值 ,即:。(3)n个相同电阻R0串联时的总电阻为:。(4)两个电阻R1和R2并联时的表达式为:R总=。
8.串并联电阻的比较
分类 串联电路 并联电路
电路图
电流特点 串联电路中各处电流相等 并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点 串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和 并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点 串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和;若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为;把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。 并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为;把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点 串联电路中,电压的分配与电阻成正比 并联电路中,电流的分配与电阻成反比
电路作用 分压(…) 分流(…)
■考点三:电阻的测量
10.伏安法测导体电阻:根据欧姆定律的变形公式,用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的 和通过它的 ,就可以求得这段导体的电阻;此法叫“伏安法”。
11.伏安法测小灯泡电阻属于考试重点。
■易错提示
在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越小。
电炉子工作时,电炉丝热得发红,而连接电炉子的导线并不太热,是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小。
导体电阻是导体的特性,有没有电流都有电阻。
欧姆定律中的各量必须相对应,指明是哪个电阻或哪段电路。
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■考点一:欧姆定律
◇典例1:在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2阻值之比为( )。21·cn·jy·com
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A.1:1;B.1:5;C.4:1;D.4:5
【考查角度】欧姆定律的应用。
【解析】由电路图可知,当闭 ( http: / / www.21cnjy.com )合开关后,两电阻串联,V1测R2两端的电压,电压表V2测电源电压;根据串联电路的电压特点和两个电压表指针偏转角度相同可知它们的量程,指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍,根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比。www.21-cn-jy.com
由电路图可知,当闭合开关后,两电阻串联,V1测R2两端的电压,电压表V2测电源电压;因串联电路的总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,所以,电压表V2的示数是电压表V1示数的5倍,即U=5U2,则电阻R1和R2两端的电压之比:,在串联电路中,电流相等,由U=IR可知,电阻R1和R2两端的电压之比等于R1和R2的阻值之比,所以,。www-2-1-cnjy-com
正确答案是C。
【答案】C。
◆变式训练
1.1(多选题)如图所示,电源电压不变,P置于中点,a为电流表或电压表。任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )。【来源:21cnj*y.co*m】
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A.a是电压表;
B.只闭合S1,P向右滑动,a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小;
C.闭合S1、S3,断开S2,A1的示数大于A2的示数;
D.闭合S1、S2、S3,P向左滑动,A1的示数减小
1.2如题图所示电路中,电源电压为4. ( http: / / www.21cnjy.com )5V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )。21教育名师原创作品
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A.L2两端的电压为1.5V;B.L1两端的电压为1.5V;
C.L1与L2的灯丝电阻之比为2:1;D.通过L1与L2的电流之比为1:2
■考点二:电阻串并联
◇典例2:某兴趣小组为了研究电子温 ( http: / / www.21cnjy.com )控装置,连接成如图所示电路,R1为热敏电阻,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,闭合开关,当温度降低时,下列说法中正确的是( )。
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A.电压表V2和电流表A示数均变大;
B.电压表V1和电流表A示数之比不变;
C.电压表V2和电流表A的乘积不变;
D.电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变
◆变式训练
2.1 图中是一种输液时所用报警电 ( http: / / www.21cnjy.com )路:电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触犯警报器(图中未画出)报警,则M接触药液后( )。【出处:21教育名师】
A.M的电阻RM变大;
B.电路消耗的总功率变大;
C.电压表与电流表的示数乘积不变;
D.电压表与电流表的示数之比变大
2.2如图所示的电路中,当开关闭合时,下列说法正确的是( )。
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电流表示数不变,电压表无示数;电流表示数增大,电压表有示数;
电流表示数减小,电压表有示数;电流表示数增大,电压表无示数
■考点三:伏安法测电阻
◇典例3:在测量“小灯泡的电阻”的实验中,有 ( http: / / www.21cnjy.com )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 。
(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)
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【考查角度】小灯泡电阻测量实验、电路的连接、故障分析、电流表正确读数。
【解析】(1)根据灯的额定 ( http: / / www.21cnjy.com )电压确定电压表量程与灯并联;(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处;(3)若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡断路了;(4)因电流表选用小量程,电流表示数最大0.6A;(5)灯的额定电压下正常发光,由欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻。
解答:(1)标有“2.5V”的小灯泡表示灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处,即图中最左端。
(3)电流表无示数,灯不 ( http: / / www.21cnjy.com )亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的小灯泡断路,故选A。
(4)因电流表选用小量程,电流表示数不 ( http: / / www.21cnjy.com )可能为1.0A(或通过灯的电流随电压的减小而变小),故数据⑥是错误的,错误的原因在于选用小量程却按大量程读数了,根据电流表大小量程之比为5:1,正确的电流大小为0.20A。
(5)灯的额定电压下正常发光,由表中数据结合欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻:RL。
故答案为:(1)如图;(2)左;(3)A;(4)⑥;0.20;(5)8.3。
【答案】(1)如图;(2)左;(3)A;(4)⑥;0.20;(5)8.3。
◆变式训练
3.1小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻Rx,实验室有如下器材供选用:
A.两节干电池;B.开关一个和导线若干 ( http: / / www.21cnjy.com );C.电压表(0-3~15V);D.电流表(0~0.6-3A) E.滑动变阻器(0~10Ω);F.滑动变阻器(0~100Ω)。【来源:21·世纪·教育·网】
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(1)小华同学完成实验电路设计后,为了操作顺利和方便,除了A、B、C和D外,小华同学还需选用 器材(选填“E“或“F”);
(2)根据设计的实验电路要求,请用笔划线代替导线连接图甲中最后的两根导线;
(3)如图甲所示,连接好电路.在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应该滑至 端(选填“G”或“H”);
(4)小华在闭合开关后,移动滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器的滑片P时,发现电流表示数始终为零,而电压表有示数但不发生变化,此时电路中的一处故障是 (选填A、B、C或D);
A.滑动变阻器断路;B.滑动变阻器短路;C.定值电阻Rx断路;D.定值电阻Rx短路
(5)排除故障后,电流表示数为0.40A,电压表示数如乙图所示,则本次实验测得的定值电阻Rx是 Ω。
3.2图甲是利用电流表、电压表测量电阻的实验原理图。图乙是小红连接的实物实验电路图。
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(1)依照小红连接的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左端移动,请写出你观察到的实验现象。
(2)请你在图乙中只改动一根导线连接,使电路正常工作(用“×”标出改动导线,以笔划线代替导线,画出改接导线)。
(3)电路改接正确后,调节滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数如图丙、丁所示,此时被测出Rx的阻值为多少?
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一、选择题
1.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )。
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A.V1的示数变大,A的示数变小;
B.V2的示数变大,V1的示数变小;
C.V1与V2的示数差和A的示数的比值一定不变;
D.V1与V2的示数差和V2的示数的比值一定大于1
2.如图所示,能正确表示通过某定值电阻的电流与它两端电压之间关系的图象是( )。
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A B C D
3.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
4.如图1所示,电源电压恒为6V,R为热 ( http: / / www.21cnjy.com )敏电阻,其阻值随温度变化如图2所示,R0是阻值为10Ω的定值电阻,闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是( )。
A.图1中的R0有保护电路的作用;
B.温度升高时,电压表的示数会变小;
C.温度为40℃时,电流表的示数为0.2A;
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
5.将光敏电阻R、定值电阻R0、电流 ( http: / / www.21cnjy.com )表、电压表、开关和稳压电源连接成如图所示电路,光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而减小,闭合开关,逐渐增大光照强度,则电压表示数变化情况是( )。
A. ( http: / / www.21cnjy.com )表和 ( http: / / www.21cnjy.com )表示数均变小;B. ( http: / / www.21cnjy.com )表示数变大, ( http: / / www.21cnjy.com )表示数变小;
C. ( http: / / www.21cnjy.com )表示数变小, ( http: / / www.21cnjy.com )表示数变大D. ( http: / / www.21cnjy.com )表和 ( http: / / www.21cnjy.com )表示数均变大
6.图中是一种输液时所用报警电路:电源 ( http: / / www.21cnjy.com )电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触犯警报器(图中未画出)报警,则M接触药液后( )。
A.M的电阻RM变大;
B.电路消耗的总功率变大;
C.电压表与电流表的示数乘积不变;
D.电压表与电流表的示数之比变大
7.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式滑动变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,下列说法正确的是( )。
A.电路中R和R0是并联的;
B.油量表是由电流表改装而成的;
C.油位越高,流过R的电流越大;
D.油位越低,R两端的电压越小
8.在如图所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )。
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A.电流表的示数变小;B.电压表的示数变小;
C.电流表的示数不变;D.电压表的示数变大
9.如图所示,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,电源电压保持不变,当滑动变阻器R2的滑片P向b滑动时,以下说法正确的是( )。21cnjy.com
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A.电压表V的示数不变,电流表A1的示数变小,A2的示数变大;
B.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大,A2的示数变小;
C.电压表V的示数变大,电流表A1的示数不变,A2的示数不变;
D.电压表V的示数不变,电流表A1的示数变小,A2的示数不变
10.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左移动时。下列判断正确的是( )。
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A.电路的总功率不变;B.电压表与电流表示数的比值不变;
C.电压表的示数变大;D.电流表的示数变小
二、计算题
11.如图所示的电路中,定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω。闭合开关S后,电流表A2的示数为5mA。求:
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(1)电阻R1两端的电压为多少?
(2)电流表A1的示数为多少?
(3)电路工作5min,R1产生的焦耳热是多少?
实验探究题
12.小尧为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路,用到的器材有:电源(电压3V不变),标有”20Ω 1A“字样的滑动变阻器、电流表、电压表、三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻、开关及导线若干。
(1)电路连接完毕,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填A或B);
(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表示数不为零,出现这种现象的原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)小尧排除故障后,电路中接 ( http: / / www.21cnjy.com )入5Ω电阻时,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U,此时电流表的示数如图乙所示;接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验,此时应将电压表的示数调为 V,再记录此时电流表的示数;然后用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验,她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值,电压表示数都无法调至U,原因可能是 (答一种情况即可)。
13.小科连接好如图1所示电路,闭合开关,按一定操作来测量“小灯泡的电阻”,获得实验数据如表:
实验次数 1 2 3 4
电压U/伏 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/安 0.22 0.20 0.17 0.13
电阻R/欧 11.36 ? 8.82 7.69
(1)表中第2次实验时,小灯泡电阻为 欧;
(2)将表中电流、电压数据转换为I-U图象(图2),正确的是 ;
(3)小科发现第3、4两次实验小灯泡不发光,出现这种现象的原因是 ;
(4)小君按小科的方法连接好电路,闭合 ( http: / / www.21cnjy.com )开关后发现小灯泡不发光,电流表指针不偏转,电压表指针偏转,若此电路只有一处故障,你认为该故障是 。
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14.现有下列器材:学生电源(6V),电流 ( http: / / www.21cnjy.com )表(0-0.6A,0-3A)、电压表(0-3V,0-15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。21教育网
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(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)
(2)实验中依次接入三个定值 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论: 。2·1·c·n·j·y
(3)上述实验中,小强用5Ω的电阻做完 ( http: / / www.21cnjy.com )实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 V 时,读出电流表的示数。[]2-1-c-n-j-y
(4)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.50Ω、1.0A;B.30Ω、1.0A;C.20Ω 1.0A。
15.如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。
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(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是 联。
(2)连接电路前,开关应处于 状态。
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为 A。
(4)经过3次测量,得到表格中的实验数 ( http: / / www.21cnjy.com )据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题: 。
次数 R1/Ω I/A
1 3.0
2 6.0 0.33
3 9.0 0.25
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一、选择题
1.(2017·深圳)小明把台灯插入插座,闭合开关,家里的总控制开关立刻跳闸,请分析造成这种现象的原因是( )。21·世纪*教育网
A.插头短路;B.灯丝断路;C.灯头内短路;D.灯头内断路
2.(2016·深圳二模)一段导体的电阻为R,两端的电压为U,通过的电流为I,下列说法错误的是( )。
A.欧姆定律的表达式是U=IR;B. R的大小与U无关;
C.电阻R一定时,电流I随电压U的增大而增大;D. 电路中有电压不一定会有电流
3.(2016·罗湖区模拟)下列说法中不正确的是( )。
A.导体的电阻跟它的材料有关;
B.导体的电阻跟它的长短有关;
C.导体的电阻是由它两端的电压和通过它的电流来决定的;
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关
3.(2016·深圳七模)图甲所示电路,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电灯L1和L2两端的电压分别为:( )。
A.7.2V、1.8V;B.9V、1.8V;C.1.8V、7.2V;D.9V、7.2V
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4.(2016·罗湖区模拟)如图甲所示电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电源电压4V恒定不变(不计温度对电阻影响),在滑片滑动过程中,电流表与电压表的示数变化图乙所示,则根据图象信息可知( )。
A.R0阻值是35Ω;B.电路的最大总功率是3.2W;
C.电路的最小总功率是0.35W;D.滑动变阻器的最大阻值是5Ω
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5.(2016·深圳)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,不变的是( )。
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A. 电流表A示数与电流表A1 示数的差值;B. 电压表V示数与电流表A 示数的比值;
C. 电压表V示数与电流表A 示数的乘积;D. 电压表V示数与电流表A1 示数的乘积
6.(2016·罗湖区模拟)关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是( )。
A.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源,然后再救火;
B.家庭电路中的地线可以不接地;
C.保险丝被烧断后,可用铜丝代替保险丝接入电路;
D.发现有人触电后,应立即用手把触电人拉离电线
7.(2016·深圳六模)李兵同学在探究欧姆 ( http: / / www.21cnjy.com )定律的实验中,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )。21*cnjy*com
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A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比;
B.a、b两电阻并联后接到电压为2V的电源上时,电路中的总电流为0.6A;
C.a、b两电阻串联接到电压为3V的电源上时,a两端的电压为1V;
D.导体a的电阻大于导体b的电阻
8.(2016·罗湖区模拟)如图所示如图所示是A、B两定值电阻的U-I图象,由图象中信息可知( )。21*cnjy*com
A.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B两端的电压大;
B.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B两端的实际功率大;
C.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则A的实际功率小;
D.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则通过A的电流大
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9.(2016·罗湖区模拟)以下符合安全用电原则的是( )。
A.大功率用电器的零线安装熔断器;
B.电冰箱可以使用两脚插头或三脚插头;
C.高压电线断开坠地时,只要不接触就是安全的;
D.发现有人触电,应迅速使用绝缘体挑开人身上的电线
10.(2016 深圳三模)如图是一 ( http: / / www.21cnjy.com )种可测定油箱内油面高度的装置,R′是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,油量表由电流表改装而成,通过两只电表的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置的工作原理,下列说法中正确的是( )。
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A.当油面高度升高时,油量表示数减小;B.当油面高度升高时,电压表示数增大;
C.当油面高度降低时,油量表示数增大;D.当油面高度降低时,电压表示数增大
11.(2016·宝安区模拟)“珍爱生命、注意安全”是同学们日常生活中必须具有的意识.关于安全用电,下列说法正确的是( )。21世纪教育网版权所有
A.连接照明电路时,开关连火线和连零线对灯泡的控制作用相同;
B.高压电线落到地上,可以靠近它但一定不要接触它;
C.发现有人触电,应首先把触电的人拉开,与带电体分离;
D.人站在绝缘的木凳上修电灯,就不会触电了
12.(2016·深圳五模)在家庭电路中,以下情况会引起保险丝熔断的是( )。
A.电冰箱、空调之类的用电器没有使用三孔插座;B.用湿手拔插头;
C.用导线代替开关;D.用测电笔接触火线
13.(2016·宝安区模拟)如图,在探究电流与电阻的关系实验时,将a b 间的电阻由15Ω换成10Ω时,下一步操作是( )。
A.读出电流表与电压表的示数;B.将滑片P向左移动;
C.将滑片P向右移动;D.适当增加电池的节数
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14.(2016·深圳七模)关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是( )。
A.家庭电路中的熔丝熔断,一定是发生了短路;
B.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源后再用水救火;
C.家用电器的金属外壳应该接地;
D.家用电能表上的示数显示了家庭用电的总功率
15.(2016·南山区模拟)在图甲所 ( http: / / www.21cnjy.com )示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示,下列说法正确的是( )。
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A.电阻R1的阻值为20Ω;
B.滑片P移到b端时,R2两端的电压为6V;
C.滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.2W;
D.当滑片P移到中点时,通过R1的电功率为0.9W
16.(2016·南山区五校联考)将“6 ( http: / / www.21cnjy.com )V、3W”和“6V、6W”的两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )。
A.电源电压为12V时,两只灯泡均能正常发光;
B.灯泡发光时,电路中允许通过的最大电流为1A;
C.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些;
D.灯泡L1正常发光时,灯泡L2的实际功率是1.5W
二、实验探究题
17.(2016·宝安区模拟)物理学习小组进行“伏安法测电阻”的实验: ( http: / / www.21cnjy.com )
①请你用笔画线代替导线,将图1实物电路连接完整,使滑动变阻器滑片P移动到A端时,变阻器连入电路阻值最大(要求导线不交叉)。
②开关闭合前,发现电流表的指针在零 ( http: / / www.21cnjy.com )刻度线左端,如图2甲所示.小红同学认为电流表正负接线柱接反了,小华同学认为电流表没调零,你认为 (填“小红”或“小华”)同学说法正确。
③全部检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P使电压表示数为2.5V时,电流表示数如图2乙所示,则被测电阻本次测量值为 Ω。
④本小组完成实验后,讨论该电路还能完成哪些实验,在列出的四个实验中,你认为正确的是 实验(填选项字母)。
A.探究电流产生热量与电阻的关系;B.探究电流磁场强弱与电流大小的关系;
C.探究电流与电压的关系;D.探究电流与电阻关系.
18.(2016·龙岗区模拟)在做测量定值电阻Rx阻值的实验中:
①小红同学根据如图甲所示
的电路图,将实验器材连接成实验电路( ( http: / / www.21cnjy.com )如图乙所示)。同小组的小花同学在检查电路时认为:从实验目的来看,小红在实验电路的连接上有一根导线连接错了.请你在接错的那根导线上打“×”,并画出正确的连接。
②将电路改接正确之后,小红同学闭合开关 ( http: / / www.21cnjy.com ),调节滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数如图丙所示,则电压表的示数是 V,被测电阻Rx的阻值是 Ω。
③小红和小花两位同学都为自己 ( http: / / www.21cnjy.com )在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材,结束实验。针对这种情况,你对她们提出的建议是 ;你提出这个建议的目的是 。
④为了测量“3.8V”的小 ( http: / / www.21cnjy.com )灯泡的额定功率,小红同学断开开关后,首先把定值电阻换接成“3.8V”的小灯泡,把两节干电池换成4.5V的学生电源,然后将电压表的量程改接为 。
⑤小红同学闭合开关之后,就发现灯L很亮,电流表的示数大,则出现这种现象的原因是 。
⑥接着小红同学调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率为 W。
19.(2016·深圳八模)测定小灯泡的额 ( http: / / www.21cnjy.com )定电功率。实验电路如图所示,电源电压恒为6V,已知实验使用的特制小灯泡的额定电压为3.5V,其电阻大小保持不变。
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①该实验的原理是 (用公式表示)。
②在测定小灯泡的额定电功率时,应选用电压表的量程 来测量小灯泡两端的电压(选填“0~3V”、“0~15V”)。【版权所有:21教育】
③在正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡发光,电压表无示数,电流表有示数,该电路故障是电压表 (选填“短路”、“断路”)。
④经检查发现,电压表选用的量程已损坏,而另一 ( http: / / www.21cnjy.com )量程完好,某同学灵机一动:将电压表并联在变阻器的两端,调节滑动变阻器滑片至某一位置,读出电压表示数为2.8V,电流表示数为0.32A,也完成了实验,则小灯泡的额定功率为 W。
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