12.4 欧姆定律的应用 同步练习（二）（含解析）

《欧姆定律的应用》同步练习
1.如图所示电源电压额定且U=12V，R1=4Ω。R2=6Ω，R3=12Ω，闭合开关S后，电流表A1和A2的示数分别为（　　） A.3A 1A????B.3A 5A????C.5A 1A????D.5A 3A
2.如图所示是一个体重测试仪的工作原理图。电源电压保持不变。踏板受到的压力通过压杆传递压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻）。体重显示表（用电流表或者电压表改装而成），指针偏转角度会随着人的体重的（　　） A.体重显示表是用电压表改装而成 B.体重越大，该电路消耗的功率越小 C.压力传感器R的阻值随压力的增大而增大 D.压力传感器R的阻值随压力的增大而减小
3.在如图所示的电路中，电源电压不变，甲、乙两电表可能同是电流表，也可能同是电压表。己知当开关S断开时，两灯均发光，此时甲、乙两电表的示数之比为2：3。若将甲、乙两电表同时换成另一种电表，开关S闭合后两灯仍均发光，则此时甲、乙两电表的示数之比及灯泡L1和L2电阻之比分别为（不计温度对灯丝电阻的影响）（　　） A.3：1，2：1?B.3：1，3：1?C.1：3，1：3?D.1：3，3：2
4.如图所示的电路中，电源电压恒定，当滑动变阻器的滑动触头P向D端移动时，电流表的示数 ______ ，电压表的示数 ______ （填“变大”、“变小”或“不变”）。
第4题图 第5题图 第6题图
5.如图所示的电路中，电源电压为6V，R1=R2=30Ω，则当开关S断开时，电路中的电流是 ______ A；?当开关S闭合时，R2两端的电压为 ______ ?V。
6.晓亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足这个实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图所示。 （1）为了测出电阻Rx的阻值，请添加一根导线完成图所示的实验电路的连接。 （2）开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为I1； （3）只闭合开关 ______ 时，电流表的示数为I2。 （4）请用I1、I2和R0表示Rx。Rx= ______ 。
7.小丽通过“等效替代法”测量一个未知电阻Rx的阻值。如图1请你帮小丽将实验步骤补充完整： ①将开关断开，按电路图连接电路，将滑动变阻器移到阻值最大端。 ②闭合开关 ______ ，调节R滑至适当位置，记录电流表的示数为I； ③断开刚才开关，闭合开关 ______ ，调节 ______ ，直至电流表的示数仍为I； ④若此时R=8Ω，电阻箱R0的示数如图2，则待测电阻的阻值Rx= ______ Ω
8.小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小明选择了满足这个实验要求的电源（电压保持不变），如图所示，小明的实验步骤没有写完整，请你帮助小明完成实验步骤，并写出电阻Rx的表达式。 （1）用笔画线代替导线使电路连接完整。 （2）完成实验步骤：闭合开关S1断开S2，读出电流表的示数I1； ______ （3）则待测电阻的表达式为Rx= ______ 。
答案与解析
1. 解：由电路图可知，R1、R2、R3并联，电流表A1测R2与R3支路的电流之和，电流表A2测R1与R2支路的电流之和， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，通过三电阻的电流分别为： I1===3A，I2===2A，I3===1A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，两电流表的示数分别为： IA1=I2+I3=2A+1A=3A，IA2=I1+I2=3A+2A=5A， 由选项可知，ACD错误、B正确。 故选B。 由电路图可知，R1、R2、R3并联，电流表A1测R2与R3支路的电流之和，电流表A2测R1与R2支路的电流之和，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过三电阻的电流，根据并联电路的电流特点求出两电流表的示数。 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的结构和电流表所测的电路元件是关键。 2. 解：（1）由电路图可知，体重显示表串联在电路，应为电流表改装而成的，故A错误； （2）体重越大，压力传感器电阻受到的压力越大， 因体重显示表的指针偏转角度会随着人的体重的增加而增大，所以，由I=可知，电路中的电阻减小，即压力传感器的电阻减小， 综上可知，压力传感器R的阻值随压力的增大而减小，故C错误，D正确； 由P=UI知，体重越大，电路的总电阻越小，该电路消耗的功率越大，故B错误。 故选D。 （1）根据电流表与被测电路元件串联、电压表与被测电路元件并联进行判断； （2）体重越大时压力传感器电阻受到压力越大，根据欧姆定律可知电路中总电阻的变化，进一步得出压力传感器R的阻值与压力的关系，根据P=UI可知体重越大时电路消耗功率的变化。 本题考查了学生对杠杆的分类和杠杆平衡条件以及欧姆定律公式的灵活应用，分清电路的特点是关键。 3. 解：（1）当开关S断开时，要使两灯泡均正常发光，两灯泡并联，甲、乙两表必须是电流表，此时甲电流表测通过L2的电流，乙电流表测干路电流， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，两支路的电流之比： ===， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I=可得，两电阻的阻值之比： ===，故BCD错误； （2）将甲、乙两电表同时换成另一种电表即电压表，开关S闭合后，两灯泡串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等，且串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，=====，故A正确。 故选A。 （1）当开关S断开时，要使两灯泡均正常发光，两灯泡并联，甲、乙两表必须是电流表，此时甲电流表测通过L2的电流，乙电流表测干路电流，根据并联电路的电流特点求出两支路的电流之比，再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两灯泡的阻值之比； （2）将甲、乙两电表同时换成另一种电表即电压表，开关S闭合后，两灯泡串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电压表的示数之比。 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电流表的类型是解题的基础，分清楚电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
4. 解： 由图可知，定值电阻与变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻两端的电压， 当滑动变阻器的滑动触头P向D端移动时，变阻器接入电路的电阻变大，则总电阻变大，由I=可知，电路中的电流减小，即电流表示数变小；由U定=IR定可知，定值电阻两端的电压变小，即电压表示数变小。 故答案为：变小；变小。 由图可知，定值电阻与变阻器串联，根据串联电路的特点，结合欧姆定律进行分析。 本题考查的是串联电路和欧姆定律的综合运用，要掌握串联电路的电流电压规律，难度不大。 5. 解：（1）当开关S断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流： I===0.1A； （2）当开关S闭合时，电路为R1的简单，R2被短路，则R2两端的电压为0V。 故答案为：0.1；0。 （1）当开关S断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流； （2）当开关S闭合时，电路为R1的简单，R2被短路，据此进行解答。 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律以及电路三种状态的应用，是一道基础题目。 6. 解：（1）已知定值电阻和被测电阻并联，电流表串联在电路中，测串联电路的电流。再把被测电阻断路，只有已知电阻接在电路中，测此时R0电路的电流。根据两种电路状态下电源电压相等求解。如下图： （3）只闭合开关S2时，电路为R0的简单电路，电流表的示数为I2，则电源的电压为U=I2R0； （4）开关S1、S2都闭合时，电路为R0、Rx并联，电流表的示数为I1。 因电源的电压不变，所以并联时通过R0的电流不变， 所以通过Rx的电流为Ix=I1-I2， Rx的阻值为Rx==。 故答案为：（1）见上图；（3）S2；（4）。 实验中没有电压表，被测电阻已经被一个开关断路，故设计成并联电路找电压相等，通过开关闭合与断开，使电路处于两种状态，利用电源电压保持不变，找电路两种状态下的电压相等。在已知电阻和被测电阻并联，测量各支路电路中的电流，利用电源电压相等，列出等式求解。 在实验设计题中和计算题中，通过闭合和断开开关或移动滑片来改变电路连接状态，利用电源电压不变或并联电路支路电压相等，列出等式解题，是很典型、很常见、很简单的方法，一定要掌握。
7. 解：实验步骤： ①将开关断开，按电路图连接电路，将滑动变阻器移到阻值最大端。 ②闭合S1、断开S2，调节滑动变阻器滑片P，记录电流表的示数I； ③保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开S1、闭合S2，调整电阻箱旋钮，使电流表的示数仍为I； ④记录此时电阻箱示数R0，待测电阻的阻值Rx=R0=5×10Ω=50Ω 故答案为：②S1；③S2；电阻箱旋钮；④50。 替代法的测量思路是等效的思想，本题可以利用电流等效。即先只闭合开关S1闭合，读出电流表的示数为I（此电流为Rx、R共同作用的效果）；然后只闭合S2，调节电阻箱，使电流表的示数仍变为原来的数值I（此电流为R、R0共同作用的效果），既然Rx和R共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同，则Rx+R=R+R0，即Rx=R0。这里用电阻箱R0等效替代了待测电阻Rx。 本题主要考查的是等效替代的研究方法。等效替代法是指在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象来替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法。 8. 解：（1）实验中没有电压表，要测Rx的阻值，应利用并联电路的电压特点进行测量，即R0与Rx并联，开关S1和电流表位于干路，开关S2控制R0支路，电路图如下图所示： （2）实验步骤： 闭合开关S1断开S2，读出电流表的示数I1； 再闭合开关S2，读出电流表示数I2； （3）闭合开关S1断开S2时，电路为Rx的简单电路，电流表测通过Rx的电流I1； 再闭合开关S2时，Rx与R0并联，电流表测干路电流I2； 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过R0的电流： I0=I2-I1， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I=可得，电源的电压： U=I0R0=IxRx， 则Rx==。 故答案为：（1）如上图所示；（2）再闭合开关S2，读出电流表示数I2；（3）。 实验中没有电压表，要测Rx的阻值，应利用并联电路的电压特点进行测量，通过开关闭合与断开，测出Rx的电流和干路电流，利用并联电路的电流特点求出通过R0的电流，利用并联电路的电压特点和欧姆定律得出等式即可求出电阻Rx的阻值。 本题考查了测电阻实验原理图的设计，在没有电压表或电流表时一般要利用串联电路的电流相等和并联电路电压相等的特点设计电路图。