第十七章 欧姆定律 第2节欧姆定律(知识点与考点解析+跟踪训练)(同步学案)

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名称 第十七章 欧姆定律 第2节欧姆定律(知识点与考点解析+跟踪训练)(同步学案)
格式 zip
文件大小 3.1MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2018-08-10 15:09:02

文档简介

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第2节:欧姆定律知识点与考点解析(人教版)
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)。
注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,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。
3.公式变形:,。
应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时,只要知道I、U、R三个量中的两个,就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意,物理量的计算不同于数学上的计算,必须用对应的物理量单位才有意义,避免将物理问题数学化,应理解每个量的物理意义。
(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”。
4.运用欧姆定律公式解题技巧:解题时,为了便于分析问题,应先根据题意,画出电路图,并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号,公式中的三个物理量的单位均使用国际(制)单位。
1.考点解析
电磁学是物理的重点内容,在整个物理学科中占据非常重要的地位;所以,如何做好电磁学的复习,在中考物理中显得非常重要。电磁学涵盖的知识面宽,具有考点多、问题方式多样、分值高、题目种类多等特点。纵观历年中考试卷,涉及到电磁学考题,少则4、5道题,多则可达12道题;试题类型有选择题、填空题、作图题、简答题、实验探究题、计算题等;一般情况下,压轴题(计算题)必有一道此部分试题,并且分值很高,一般在8分—12分之间。从整张试卷看,电磁学内容所占分值在25分到40分之间,所占比例高的可达45%,平均比例为38%;由此可见其重要性。
第十七章是本书重点内容,本章每节都是重点,在中考中涉及到本章内容的考题所占比例高、考题形式多样、难度高,是每年中考中必考的内容,所以应该引起教师和考生注意,并下功夫做好本章复习。欧姆定律在本章的地位和其重要性不言而喻,在电磁学内容中,涉及到欧姆定律的考题无论从分值上,还是考题上,都会占有很大比例。从考题难易看,易、中、难都有出现,考查学生对欧姆定律的理解试题较易;考查欧姆定律的应用和有关计算一般为中等难度;考查利用欧姆定律解决实际问题的压轴题,一般较难。从考题形式上看,主要分为选择题、填空题和应用题三个大类,无论那种题型,都涉及到利用欧姆定律的计算问题;所以,本节知识点主要是欧姆定律的应用和利用欧姆定律计算。
2.中考题型分析
纵观各地中考考纲和近三年考卷,对本节内容的考查在中考试卷中肯定会出现,并且所占分值较高。主要考查题型有选择题、填空题和综合计算题三个类型。考查方式常见的有欧姆定律的理解、欧姆定律的应用、利用欧姆定律进行计算等。在压轴题中,欧姆定律与其他知识点结合(如电功率、电热等),所占分值较高,一般在10分左右,整张试卷,和本节知识点有关的考题分值一般在15%左右。
3.考点分类:考点分类见下表
考点分类 考点内容 考点分析与常见题型
常考热点 对欧姆定律的认识欧姆定律的应用 选择题、填空题和计算题,考查学生对欧姆定律的理解计算题居多,考查学生利用欧姆定律的计算能力
一般考点 利用欧姆定律解决问题 选择题、填空题,考查利用欧姆定律分析电路能力
冷门考点 欧姆定律的验证 实验探究题,考查欧姆定律的验证和理解
★考点一:欧姆定律
◆典例一:(2018 攀枝花)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4:3.此时灯L1和L2的电阻之比为( )。
A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3
【考点】电压表和电流表在电路中的作用、串联电路的特点以及欧姆定律的应用。
【解析】根据电压表并联在电路中,电流表串联在电路中确定甲乙仪表的种类,然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出两灯泡的电阻之比。
【解答】由图知,如果甲、乙两个电表中任何一个为电流表,将会形成短路,因此甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表乙测量L2两端电压,电压表甲测量电源电压;
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且甲、乙两个电表的示数之比是4:3,
所以灯L1、L2两端电压之比:U1:U2=(4﹣3):3=1:3;
又因为串联电路电流相等,即I1=I2;
所以,由I=可得,R1:R2=:=U1:U2=1:3。
故选A。
◆典例二:(2018·龙东)两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。现将元件A和B并联接入电路中,则元件A与B的电压之比为   ,电流之比为  。
【解析】(1)将元件A和B并联接入电路中,它们两端的电压相等,则元件A与B的电压之比为1:1;
(2)由图象可知,A和B的图象为正比例函数,两元件为定值电阻,
由图象可知,当UA=1V时,IA=0.2A,IB=0.1A,
则电流之比==2:1。
故答案为:1:1;2:1。
★考点二:欧姆定律的应用
◆典例一:(2018·临沂)如图所示的电路中,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为0.3A,电阻R2的阻值为10Ω。下列说法正确的是(  )。
A.通过电阻R1的电流为0.5A;
B.电源电压为5V;
C.电阻R1的阻值为15Ω;
D.若断开开关S2,电流表A1示数变大
【解析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;根据并联电路的电流特点求出通过电阻R1的电流,再根据并联电路的电压特点求出电源的电压,利用欧姆定律求出电阻R1的阻值,若断开开关S2,只有R1支路的电流,判断出电流表A1示数的变化。
【解答】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以通过电阻R1的电流:I1=I﹣I2=0.5A﹣0.3A=0.2A,故A错误;
又因为并联电路中各支路两端的电压相等,
故根据欧姆定律可得,电源的电压:U=U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V,故B错误;
电阻R1的阻值:R1===15Ω,故C正确。
若断开开关S2,电流表A1只测量R2的电流,电流表A1示数变小,故D错误。
故选C。
◆典例二:(2018·临沂)如图所示,在探究串联电路的电压关系实验时,小明先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3V。已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为   V,通过R2的电流为   A。如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,这种接法是错误的,理由是   。
【解析】(1)根据串联电路电压的规律求出电阻R2两端的电压为:3V﹣1V=2V,由欧姆定律求通过R1的电流,根据串联电路电流的规律求通过通过R2的电流;(2)电压表测电压时,电流要从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则电压表指针反向偏转。
【解答】(1)用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3V,即为总电压,根据串联电路电压的规律,电阻R2两端的电压为:
UR2=U﹣UR1=3V﹣1V=2V,由欧姆定律,通过R1的电流为:I1===0.2A;
根据串联电路电流的规律,通过通过R2的电流为0.2A;
(2)如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,则会造成电流从电压表负接线柱流入,这种接法是错误的。
故答案为:2;0.2;电流从电压表负接线柱流入了。
1.(2018 广安)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻阻值5Ω,滑动变阻器R的最大阻值50Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是(  )。
A.若滑片P向左移,电流表的示数变小;
B.电压表与电流表的比值不变;
C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω~50Ω;
D.电流表的变化范围是0.3A~0.6A
2.(2018·遵义)如图甲所示,R2为电阻箱调节R2时电流表示数I随之变化。如图乙所示是电阻箱阻值R2与电流表示数的倒数的图象。则定值电阻R1与电源电压U的大小分别为( )。
A.5Ω 30V B.5Ω 2.5V C.10Ω 20V D.10Ω 10V
3.(2018·安徽)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。在移动滑片的过程中,下列说法正确的是( )。
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大;
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大;
C.电流表的示数变小,电压表的示数变小;
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
4.(2018·成都A)图3所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关 于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是( )。
A.甲电路中,U=U1=U2 B.甲电路中,U>U1=U2
C.乙电路中,I=Il+I2 D.乙电路中,I>I1=I2
5.(2018·达州)如图所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是(  )。
A.电压表V1示数与电流表A的比值变大;
B.电压表V2示数与电流表A的比值不变;
C.电压表V1示数的变化量大于电压表V2示数的变化量;
D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
6.(2018·眉山)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后,两灯都能正常工作,灯L1,L2的电阻之比为R1:R2=1:2,此时甲、乙两电表的示数之比为( )。
A.2:1 B.1:2 C.3:2 D.2:3
7.(2018·赤峰)如图所示的电路中,电源电压保持不变,先闭合开关S1,电流表、电压表的示数分别为I1、U1,再闭合开关S2、S3,电流表示数分别为I2、U2,则正确的是( )。
A.I1>I2 U1>U2 B.I1<I2 U1>U2
C.I1<I2 U1<U2 D.I1>I2 U1<U2
8.(2018·常德)如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,A1,A2为实验室用电流表(接线柱上标有“﹣”,“0.6”,“3”),闭合开关后,调节滑片P,使两电流表指针所指位置相同。下列说法正确的是(  )。
A.电流表A1与A2的示数之比为1:4;
B.通过R0与R1的电流之比为4:1;
C.R0与R1两端的电压之比为1:4;
D.R0与R1的阻值之比为4:1
9.(2018·襄阳)如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=4:1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )。
A.4:3 B.3:2 C.3:4 D.3:l
10.(2018 台州)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是(  )。
A.该同学研究的是电流和电压的关系;
B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变;
C.滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧;
D.将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
11.(2018·咸宁)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图7乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图像。“当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V。则电源电压U= V,R2= Ω。
13.(2018·淮安)如图甲所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象。由图可知,电阻R的阻值是   Ω。将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3A,则电源电压为   V。
14.(2018 广安)如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是  V,R1与R2的电阻之比为   。
15.(2018 攀枝花)如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图象,由图可知,电阻R1的阻值为   Ω,若将两电阻并联后接在3V电源两端,干路电流为   A。
16.(2018·贵阳)如图所示电路,电源电压不变。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至某位置时,电流表的示数为I1;移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1V.若I1:I2=4:3,前后两次滑动变阻器的阻值之比为2:3,则电源电压为   V。
17.(2018 南京)图甲为热敏电阻的R﹣t图象,图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为150Ω,图中的”电源”是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控。
(1)恒温箱内的加热器应接在  (选填“A、B“或“C、D”)端;
(2)要实现对50℃﹣100℃之间任一温度的控制,该装置恒压电源U至少为   V。若恒压电源U为6V,则滑动变阻器R′的最大阻值至少为   Ω。
18.(2018 呼和浩特)体感器的可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压示数为3V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为7.5V.求:
(1)定值电阻R1的大小;压力F1与R2阻值之比k;
(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小;
(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
19.(2018·安徽)利用如图a所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关S,当滑片从滑动变阻器的一端向另一端移动时,小灯泡两端的电压连续发生变化,于是可得到多组测量值(U,I),根据测量值画出小灯泡的I-U图像如图c所示。从图像可以发现;随着小灯泡两端电压从0逐渐增大(不大于额定电压),其灯丝的电阻值 (选填“不断增大”,“保持不变”或“不断减小”);
(3)在图a中,闭合开关,将片P从A端向B端移动。在此过程中,小灯泡两端的电
压 (选填“不断变大”,“保持不变”或“不断变小”)
(4)考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流 (选填“偏大”或“偏小”)。
20.(2018·北京)如图所示,电源两端电压为12V并保持不变,电阻R1的阻值为8Ω。当开关S闭合时,电压表示数为4V。
求:(1)电阻R2的阻值;
(2)电阻R1消耗的电功率P1.
跟踪训练解析
1.(2018 广安)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻阻值5Ω,滑动变阻器R的最大阻值50Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是(  )。
A.若滑片P向左移,电流表的示数变小;
B.电压表与电流表的比值不变;
C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω~50Ω;
D.电流表的变化范围是0.3A~0.6A
【解析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化;(2)根据欧姆定律结合滑动变阻器的阻值确定电压表与电流表的示数比值的变化;(3)当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,定值电阻的功率最大,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用P=I2R求出定值电阻消耗的最大功率;当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,定值电阻的电功率最小,根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后得出答案。
【解答】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)若滑片P向左移动,接入电路中的电流变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
(2)由R=可知,电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻,
则滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化,电压表与电流表的示数比值变化,故B错误;
(3)当电流表的示数I大=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,定值电阻的功率最大,此时电路中的总电阻:R总===7.5Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R总﹣R=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω,
定值电阻消耗的最大功率:PR大=I大2R=(0.6A)2×5Ω=1.8W;
当电压表的示数U滑=3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,定值电阻的电功率最小,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:UR=U﹣U滑=4.5V﹣3V=1.5V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I小===0.3A,
故电流表的变化范围是0.3A~0.6A。
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑大===10Ω,
则滑动变阻器的阻值变化范围为2.5Ω~10Ω,故C错误,D正确;
故选D。
2.(2018·遵义)如图甲所示,R2为电阻箱调节R2时电流表示数I随之变化。如图乙所示是电阻箱阻值R2与电流表示数的倒数的图象。则定值电阻R1与电源电压U的大小分别为( )。
A.5Ω 30V B.5Ω 2.5V C.10Ω 20V D.10Ω 10V
【考点】欧姆定律应用。
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
由图乙可知,当R2=0Ω时, =2A﹣1,则电路中的电流I1=0.5A,
此时只有R1接入电路,则由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.5A×R1,﹣﹣﹣﹣①
当R2=10Ω时, =6A﹣1,则电路中的电流I2=A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:U=I2(R1+R2)=A×(R1+10Ω),﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,所以,0.5A×R1=A×(R1+10Ω),
解得:R1=5Ω,电源的电压U=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V。
故选B。
3.(2018·安徽)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。在移动滑片的过程中,下列说法正确的是( )。
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大;
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大;
C.电流表的示数变小,电压表的示数变小;
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
【考点】欧姆定律和滑动变阻器的使用。
【解析】由电路图可知,两电阻串联,电流表串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端的电压;根据滑片的移动确定接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端电压变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化。
解答:将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;根据可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据可知,R1两端的电压变大,根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故D正确。
故选D。
4.(2018·成都A)图3所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关 于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是( )。
A.甲电路中,U=U1=U2 B.甲电路中,U>U1=U2
C.乙电路中,I=Il+I2 D.乙电路中,I>I1=I2
【考点】串并联电路分析、欧姆定律。
【解析】A、甲电路中,两个灯泡首尾相接,则两个灯泡串联,串联分压,即U=U1+U2,故A错误;
B、甲电路中,因为两个灯泡阻值不等,所以根据串联分压规律可知U1≠U2,故A错误;
C、乙电路中,电流从电源正极出发后,分别经过灯泡L1、L2,然后汇合回到电源的负极,所以两个灯泡并联,并联电路中干路的电流等于各支路电流之和,即I=Il+I2,故C正确,
D、乙电路中,因为两个灯泡阻值不等,所以根据并联分流规律可知I1≠I2,故D错误。
故选C。
5.(2018·达州)如图所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是(  )。
A.电压表V1示数与电流表A的比值变大;
B.电压表V2示数与电流表A的比值不变;
C.电压表V1示数的变化量大于电压表V2示数的变化量;
D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
【考点】电路的动态分析,串联电路的特点和欧姆定律的应用。
【解析】由电路图可知,R0与R1、滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0与R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,然后判断电压表V1与电流表A的比值变化以及电压表V2示数与电流表示数的比值的变化;(2)根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出两电压表示数的变化量,然后比较两者的绝对值得出答案。
【解答】由电路图可知,R0与R1、滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,
因为R1为定值电阻,电压表V1与电流表A的比值为R1,所以电压表V1与电流表A的比值不变,故A错误;
由R0与R1的电阻不变和U=IR可知,R0和R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,
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变大,即电压表V2的示数变大;
因电压表V2的示数变大,电流表的示数变小,所以,电压表V2示数与电流表示数的比值变大,故B错误;
(2)设滑片移动前后电路中的电流为I、I′,
电压表V1示数的变化量:△UV1=U1′﹣U1=I′R1﹣IR1=(I′﹣I)R1=△IR1,
电压表V2示数的变化量:
△UV2=U滑′﹣U滑=[U﹣I′(R1+R2)]﹣[U﹣I(R1+R2)]=(I﹣I′)(R1+R2)=﹣△I(R1+R2)
因|△IR1|<|△I(R1+R2)|
所以,电压表V1示数变化量的绝对值小于电压表V2示数变化量的绝对值,故C错误,D正确。
故选D。
6.(2018·眉山)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后,两灯都能正常工作,灯L1,L2的电阻之比为R1:R2=1:2,此时甲、乙两电表的示数之比为( )。
A.2:1 B.1:2 C.3:2 D.2:3
【考点】串并联电路电压规律、欧姆定律。
【解析】根据电路的连接,乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,故两表都为电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联,根据分压原理和串联电路电压的规律得出答案。
【解答】乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,否则S闭合时,将灯短路,不发光,故两表都为电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联,灯L1、L2的电阻之比为R1:R2=1:2,根据分压原理,L2的电压为灯L1的2倍,即2UL1,根据串联电路电压的规律,总电压为:U=UL1+2UL1=3UL1,
甲、乙两电表的示数之比为2UL1:3UL1=2:3.只有D正确。
故选D。
7.(2018·赤峰)如图所示的电路中,电源电压保持不变,先闭合开关S1,电流表、电压表的示数分别为I1、U1,再闭合开关S2、S3,电流表示数分别为I2、U2,则正确的是( )。
A.I1>I2 U1>U2 B.I1<I2 U1>U2
C.I1<I2 U1<U2 D.I1>I2 U1<U2
【考点】欧姆定律应用。
【解析】由电路图可知,只闭合开关S1时,电阻R2与R3串联,电流表测电路中的电流;电压表测电阻R3两端的电压,电压表的示数为U1;
则电源电压U=UR2+U1<U2,所以电压表示数U1<U;
电流表示数为I1=;
再闭合开关S2、S3,同时将滑动变阻器的滑片移到最左端,R2被短路,R1与R3并联,电压表测量电源电压;电流表测干路电路电流;
则此时电压表示数U2=U;此时电流表示数为I2=IR1+IR3=+;
所以,U1<U2;由于<;
所以,I1<I2;
故选C。
8.(2018·常德)如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,A1,A2为实验室用电流表(接线柱上标有“﹣”,“0.6”,“3”),闭合开关后,调节滑片P,使两电流表指针所指位置相同。下列说法正确的是(  )。
A.电流表A1与A2的示数之比为1:4;
B.通过R0与R1的电流之比为4:1;
C.R0与R1两端的电压之比为1:4;
D.R0与R1的阻值之比为4:1
【考点】欧姆定律应用。
【解析】A. 如图电路,两电阻并联,电流表A1测量R0的电流,电流表A2测量干路电流。
因为干路电流一定大于支路电流,且电流表的两个量程为5倍的关系,所以两电流表指针所指位置相同时,干路电流为R0电流的5倍,即电流表A1与A2的示数之比为1:5,故A错误;
B. 得:,则
即通过R0与R1的电流之比为1:4,故B错误;
C. 两电阻并联,电压相等,故C错误;
D. R0与R1的阻值之比为:,故D正确;
故选D。
9.(2018·襄阳)如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=4:1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )。
A.4:3 B.3:2 C.3:4 D.3:l
【考点】欧姆定律应用。
【解析】由电路图可知,当S1、S2闭合,甲乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,
由串联电路电流相等和I=可得:=,
且已知U甲:U乙=4:1,化简可得:=,则R1=3R2;
当S1闭合、S2断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,
由并联电路中各支路两端的电压相等和I=可得,两电流表的示数之比:====。
选C。
10.(2018 台州)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是(  )。
A.该同学研究的是电流和电压的关系;
B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变;
C.滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧;
D.将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
【考点】串联电路的规律和欧姆定律及控制变量法的运用。
【解析】A、研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变;B、由图乙求出电流与电阻之积分析;C、由图乙知,电流为0.5A时,对应的电阻为5Ω;电流为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律求出变阻器连入电路中的电阻变化范围;D、根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】A、研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故A错误;
B、由题意和图象可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变);
由图乙知,电流与电阻之积(即Rx两端的电压):U=IRx=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×25Ω=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故B错误;
C、由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的电阻为5Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:R滑1=R总﹣R1=﹣R1=﹣5Ω=1Ω;
由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:R滑2=R总′﹣R2=﹣R2=﹣25Ω=5Ω;
所以,滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧,故C正确;
D、根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);
探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故D错误。
故选C。
11.(2018·咸宁)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图7乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图像。“当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V。则电源电压U= V,R2= Ω。
【考点】欧姆定律应用。
【解析】(1)当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,由图象此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R1的电压,从而得到电源电压;(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,由图象读出此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R2的阻值。
【解答】(1)由电路图可知,当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,由图象知,灯泡两端电压为2V时的电流为0.6A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6A,
R1的电流为0.2A时,电压为2V,R1的电流与电压成正比,所以R1的电流为0.6A,它两端电压为6V,所以电源电压U=UL+U1=2V+6V=8V;
(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,
灯泡两端电压为4V,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.8A,
由串联电路特点可知,I2=IL=0.8A,U2=U﹣UL=8V﹣4V=4V,
由欧姆定律可得R2的阻值:R2===5Ω。
故答案为:8;5。
13.(2018·淮安)如图甲所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象。由图可知,电阻R的阻值是   Ω。将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3A,则电源电压为   V。
【考点】串联电路的特点和欧姆定律公式的应用。
【解析】(1)根据图象,由I=可得,电阻R的阻值:R===10Ω;
(2)由电路图可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
串联电路中各处的电流相等,由图象可知,电流I=0.3A时,UL=1V,UR=3V,
则电源电压:U=UL+UR=1V+3V=4V;
故答案为:10;4。
14.(2018 广安)如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是  V,R1与R2的电阻之比为   。
【解析】由电路图可知,R1、R2串联,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1测R2两端的电压,根据串联电路的电压特点结合两只电压表指针的偏转角度相同得出量程,根据分度值读出示数并求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1、R2阻值之比。
【解答】由电路图可知,R1、R2串联,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1测R2两端的电压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两只电压表指针的偏转角度相同,
所以,电压表V2的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源电压U=7.5V,
电压表V1的量程为0~3V,分度值为0.1V,则R2两端的电压U2=1.5V,
根据串联电路的电压特点可得,R1两端的电压:U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V;
因串联电路中各处的电流相等,
所以由U=IR可得,R1、R2的阻值之比等于其两端电压之比,即:===4:1。
故答案为:6;4:1。
15.(2018 攀枝花)如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图象,由图可知,电阻R1的阻值为   Ω,若将两电阻并联后接在3V电源两端,干路电流为   A。
【解析】(1)由图象读出电阻R1的任意一组电压和电流值,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;(2)两电阻并联时两端的电压相等,根据图象读出对应的电压,再根据并联电路的电流特点求出干路电流。
【解答】(1)由图象可知,当I=0.3A时,R1的电压U1=3V,
则由I=可得R1的阻值:R1===10Ω;
(2)将两电阻并联后接在3V电源两端,则U1=U2=U=3V,
由图象可知,此时I1′=0.3A,I2′=0.6A,
由并联电路的电流特点可得,干路电流:I=I1′+I2′=0.3A+0.6A=0.9A。
故答案为:10;0.9。
16.(2018·贵阳)如图所示电路,电源电压不变。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至某位置时,电流表的示数为I1;移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1V.若I1:I2=4:3,前后两次滑动变阻器的阻值之比为2:3,则电源电压为   V。
【解析】由图知,两电阻串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,
若前后两次滑动变阻器的阻值分别为R1、R2,则: =,即:R1=R2,
根据串联电路特点和欧姆定律有:I1=,I2=,
则: ===,化简可得: =,
当移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1V,即:UR=1V,
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律有: =,
所以U2=×UR=3UR=3×1V=3V
所以电源电压:U=U2+UR=3V+1V=4V。
故答案为:4。
17.(2018 南京)图甲为热敏电阻的R﹣t图象,图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为150Ω,图中的”电源”是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控。
(1)恒温箱内的加热器应接在  (选填“A、B“或“C、D”)端;
(2)要实现对50℃﹣100℃之间任一温度的控制,该装置恒压电源U至少为   V。若恒压电源U为6V,则滑动变阻器R′的最大阻值至少为   Ω。
【解析】(1)当温度低的时候,电路与AB相连,此时加热器要工作,所以加热器的电路要与AB相连;(2)分析不同温度下热敏电阻的阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律明确应采用的电源电压;要使恒温箱内的温度保持 100℃,当温度达到100℃时,电路就要断开,即电路要达到20mA.根据闭合电路欧姆定律即可求得电阻的大小。
【解答】(1)当温度较低的时候,热敏电阻的电阻较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁与AB部分连接,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端。
(2)由图甲可知:50℃时热敏电阻的阻值为90Ω,要实现对50℃﹣100℃之间任一温度的控制,已知控制电路的电流要到达20mA=0.02A,
则根据串联电路的特点和欧姆定律可知:
需要的最小电源电压U=IR=0.02A×(150Ω+90Ω)=4.8V;
由图甲可知:温度达到100℃,热敏电阻R=50Ω,
若恒压电源U为6V,根据欧姆定律可得:I=,
即:0.02A=,解得:R′=100Ω。
故答案为:(1)A、B;(2)4.8;100。
18.(2018 呼和浩特)体感器的可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压示数为3V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为7.5V.求:
(1)定值电阻R1的大小;压力F1与R2阻值之比k;
(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小;
(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
【考点】串联电路特点和欧姆定律公式的应用。
【解析】(1)由图知,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,电流表示数为1A,电压表示数为3V,由串联电路特点和欧姆定律可计算R1的阻值;再计算出压力1N时,变阻器连入电路的阻值,根据压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系可得F1与R2阻值之比;(2)当滑片P滑至最下端时,电压表示数为7.5V,由串联电路特点和欧姆定律计算此时R2连入电路的阻值,由压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系计算压力F2的大小;(3)由F与R2的关系式表示出R2,由串联电路特点和欧姆定律表示电压表示数,从而得到F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
【解答】(1)由图可知,R1、R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,
当F1=1N时,电流表示数为1A,电压数为3V,由串联电路特点可知,此时U1=U﹣U2=12V﹣3V=9V,并且:I1=I2=1A,
由欧姆定律可得,R1的阻值:R1===9Ω;
此时R2连入电路的阻值:R2===3Ω,
所以压力F1与R2阻值之比:k===N/Ω,
(2)当滑片P滑至最下端时,变阻器连入阻值最大,电压表示数为7.5V,
此时电路中电流:I'=I2′=I1′====0.5A,
所以R2的最大值:R2最大===15Ω,
因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系,即:F=kR2,
所以压力F2=N/Ω×R2最大=N/Ω×15Ω=5N;
(3)由F=kR2有:R2==,
串联电路特点和欧姆定律表示电压表示数:
UV=IR2= R2==,
化简可得:F=(N)。
答:(1)定值电阻R1为9Ω;压力F1与R2阻值之比k为N/Ω;(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2为5N;(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式为F=(N)。
19.(2018·安徽)利用如图a所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关S,当滑片从滑动变阻器的一端向另一端移动时,小灯泡两端的电压连续发生变化,于是可得到多组测量值(U,I),根据测量值画出小灯泡的I-U图像如图c所示。从图像可以发现;随着小灯泡两端电压从0逐渐增大(不大于额定电压),其灯丝的电阻值 (选填“不断增大”,“保持不变”或“不断减小”);
(3)在图a中,闭合开关,将片P从A端向B端移动。在此过程中,小灯泡两端的电
压 (选填“不断变大”,“保持不变”或“不断变小”)
(4)考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流 (选填“偏大”或“偏小”)。
【考点】电路的连接、数据分析、串联、并联电路的规律和欧姆定律的运用。
【解析】(1)根据灯的额定电压确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)由图c知,当电压为0.25V、1.0V、2.0V时,对应的电流大小分别为0.1A、0.3A、0.45A,由欧姆定律分别求出对应的电阻大小分析回答;
(3)在图a中,灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联,闭合开关,将片P从A端向B端移动,判断PA部分电阻变化,根据并联电阻的规律得出并联部分的电阻变化,由分压原理确定并联部分的电压变化,即灯的电压变化;
(4)根据并联电路电流的规律分析。
解答:(1)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)由图c知,当电压为0.25V、1.0V、2.0V时,对应的电流大小分别为0.1A、0.3A、0.45A,由欧姆定律,对应的电阻大小分别为:2.5Ω、3.3Ω、4.4Ω,故灯丝的电阻值不断增大;
(3)在图a中,灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联,闭合开关,将片P从A端向B端移动。PA部分电阻越来越大,根据并联电阻的规律,并联部分的电阻变大,PB部分电阻变小,由分压原理,并联部分的电压变大,即灯的电压不断变大;
(4)因电压表与灯并联,根据并联电路电流的规律,电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流偏大。
故答案为:(1)如上;(2)不断增大;(3)不断增大;(4)偏大。
20.(2018·北京)如图所示,电源两端电压为12V并保持不变,电阻R1的阻值为8Ω。当开关S闭合时,电压表示数为4V。
求:(1)电阻R2的阻值;
(2)电阻R1消耗的电功率P1.
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算。
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压。(1)根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电阻R2的阻值;(2)根据P=UI求出电阻R1消耗的电功率。
【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压。
(1)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压:U1=U﹣U2=12V﹣4V=8V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:I===1A,
则电阻R2的阻值:R2===4Ω;
(2)电阻R1消耗的电功率:P1=U1I=8V×1A=8W.
答:(1)电阻R2的阻值为4Ω;(2)电阻R1消耗的电功率为8W。
知识点精析
考点概览
典例精析
跟踪训练
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第2节:欧姆定律跟踪训练(附解析)
一、选择题
1.对欧姆定律变形公式R=的理解,下面的哪一句话是正确的?( )
A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大;
B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大;
C.导体的电阻既与导体两端的电压有关,也与通过导体的电流有关;
D.电阻是导体本身的一种性质,它两端的电压与通过其的电流比值是一定的
2.一段导体的电阻为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.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )。
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大;
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大;
C.电压Vl与电压表V2的示数之和保持不变;
D.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变
4.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
5.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )。
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小;
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大;
C.通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比;
D.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
6.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( )。
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
7.如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合时,滑动变阻器R1的滑片P从b端滑到a端的过程中,下列说法正确的是( )。
A.电压表、电流表的示数均变小;
B.电压表、电流表的示数均不变;
C.电压表的示数不变,电流表的示数变小;
D.电压表的示数变小,电流表的示数不变
8.李兵同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( )。
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
9.李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是( )。
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A;
B.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A;
C.导体甲的电阻小于导体乙的电阻;
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
10.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( )。
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
11.在图甲所示的电路中,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( )。
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
12.将“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
二、填空题
13.标有“6V、1.5W”的灯泡L,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,此时每只灯泡L的电阻是_______Ω。
14.如图所示开关断开,甲乙两表都是电流表时,两表示数之比为 3:5。当开关闭合,甲乙两表都是电压表时,两表示数之比为________。
15.在如图所示的电路中,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,电压表V的示数将________,电流表A1示数的变化值与电流表A示数的变化值的比值将________。(均选填“变小”、“不变”或“变大”)
三、综合题
16.把电阻R1和R2串联后接到电压为12伏的电路上时,通过R1的电流为0.3安,R2上两端的电压为4.5伏。若将R1和R2并联后接到同一电路上,求:
(1)并联后电路的总电阻为多少?
(2)通过R1、R2的电流强度各是多少?
17.实验桌上有一个电学器件,该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成,且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内,如图甲所示,a、b是该器件的两个外露接线柱,电阻R1的阻值为20Ω,电阻R2的额定电压为6V.科技小组同学测得通过该器件的电流I和其两端电压U的数值,并绘制成图乙所示的图象。
求:(1)电阻R2的阻值;
(2)电阻R2的额定电功率。
18.如图1所示是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路,其中R是定值电阻。
(1)电路中有一根导线的连接不适宜,需要改接.请在这般导线上打“×”,并画出改接的导线。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最________ 端(左/右)。
(3)闭合开关,三次调节变阻器,得到表中的数据。
实验序号 1 2 3
电压/V 2.0 2.4 2.8
电流/A 0.40 0.48 0.56
由这些数据:①可看出电流与________ 的关系;
②可概括出结论:________。
(4)在探究电流与另一个物理量的关系时,需要多次更换________;并且每次更换后都要调节变阻器,使电压表的示数________ (增大/减小/不变)。
(5)小明根据自己的想法设计了另一种实验电路(如图2所示)。其中,MN是一根金属电阻丝,Q是一个金属夹.主要实验步骤是:先将Q移到最左端,再调节滑动变阻器,确保电流不超过电流表所选用的量程;然后从左向右且有间隔地改变金属夹的位置,得到表中的数据;最后分析数据得出结论。
实验序号 1 2 3
电压/V 0.5 1.2 1.5
电流/A 0.50 0.40 0.30
但是,由小明的实验:
①虽然可看出“电阻越大电流越小”,但无法得到“电流与电阻成反比”的关系;
②可得“电压越大电流越小”,但这个结论明显是错误的.请分析小明的实验,具体指出存在问题:________。
第2节:欧姆定律跟踪训练解析
1.对欧姆定律变形公式R=的理解,下面的哪一句话是正确的?( )
A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大;
B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大;
C.导体的电阻既与导体两端的电压有关,也与通过导体的电流有关;
D.电阻是导体本身的一种性质,它两端的电压与通过其的电流比值是一定的
【解析】电阻是导体本身是一种性质,公式R=只用来计算或测量电阻.同一个电阻,阻值大小与两端电压和通过的电流无关。
【解答】导体电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,与导体两端电压和电流无关;
导体电阻的大小可以用公式R=来计算,同一导体通过电流与它两端电压成正比;故ABC错误,D正确。故选D。
【答案】D 。
2.一段导体的电阻为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
【考点】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.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )。
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大;
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大;
C.电压Vl与电压表V2的示数之和保持不变;
D.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变
【解析】在电表示数变化的问题时,先认清电路的连接情况,在根据滑动变阻器的阻值变化分析电压表和电流表的示数变化情况。在此电路中,两个电阻是串联的,电压表V1测量的是电源电压,电压表V2串联的是滑动变阻器两端的电压,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器的电阻变大,电路中的电流变小,电压表V2的示数变大,电压表V1的示数不变。
【解答】A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大 不合题意;
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大 符合题意;
C.电压Vl与电压表V2的示数之和保持不变 不合题意;
D.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变 不合题意。故选B。
【答案】B。
4.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
【考点】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。正确答案是C。
【答案】C。
5.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )。
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小;
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大;
C.通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比;
D.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
【解析】电流受电压和电阻的影响,再分析其规律时,要结合控制变量法。
【解答】AB.电阻是导体本身的一种性质,影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。与通过导体的电流、导体两端的电压无关,AB不符合题意。
C.根据欧姆定律,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,C符合题意。
D.电阻是导体本身的一种性质,与所加电压无关,D不符合题意。
故答案为C。
6.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( )。
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
【考点】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。
7.如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合时,滑动变阻器R1的滑片P从b端滑到a端的过程中,下列说法正确的是( )。
A.电压表、电流表的示数均变小;
B.电压表、电流表的示数均不变;
C.电压表的示数不变,电流表的示数变小;
D.电压表的示数变小,电流表的示数不变
【解析】分析电路图:两电阻串联,电流表串联在电路中,滑动变阻器不能起到变阻作用,电压表测量的是aP之间的电压。当滑片P从b端滑到a端的过程中,分析电路中的电阻变化情况,根据欧姆定律确定电流表、电压表示数的变化情况。如图,当滑片P从b端滑到a端的过程中,滑动变阻器不能起到变阻作用,电路中的电阻不变,根据欧姆定律知道电路中的电流不变,即电流表的示数不变;
从b端滑到a端的过程中,RaP变小,因为U1=IRaP ,I不变,
所以滑动变阻器两端的电压变小,即:电压表示数会变小。
故选D。
8.李兵同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( )。
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
【考点】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。
9.李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是( )。
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A;
B.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A;
C.导体甲的电阻小于导体乙的电阻;
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
【解析】(1)从U-I图象可以得出的信息:①在一定电压下通过导体的电流;②通过比较相同电压下的电流大小,比较电阻大小关系;③通过导体的电流与其两端的电压成正比;(2)电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关。
【解析】A、由图知当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A,A不符合题意;
B、当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,U甲=U乙=2V,由图知I甲=0.4A,I乙=0.2A,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,B不符合题意;
C、由I=得R甲===5Ω,R乙===10Ω,C不符合题意;
D、电阻的大小与两端的电压无关,所以导体两端的电压为零时电阻的阻值不变,D不符合题意。故答案为D。
【答案】D。
10.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( )。
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
【考点】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。
11.在图甲所示的电路中,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( )。
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
【考点】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。
解答如下:(1)当滑片P移到b端时,电路为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。
12.将“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
【考点】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。
【答案】D。
二、填空题
13.标有“6V、1.5W”的灯泡L,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,此时每只灯泡L的电阻是_______Ω。
【解析】由串联电路特点求出灯泡两端电压、由图象找出电压所对应的电流、熟练应用欧姆定律是正确解题的关键。
【解答】由串联电路特点求出每个灯泡两端的电压;由I﹣U图象求出灯泡所对应的电流;由欧姆定律求出灯泡的电阻。
(1)三个相同的灯泡串联,它们两端的电压相等,灯泡两端电压为UL==4V;
(2)由I﹣U图象可知,电压U=4V对应的电流I=0.2A;
(3)灯泡电阻R==20Ω。
【答案】20。
14.如图所示开关断开,甲乙两表都是电流表时,两表示数之比为 3:5。当开关闭合,甲乙两表都是电压表时,两表示数之比为________。
【解析】(1)当开关断开,甲乙两表都是电流表时,R1和R2并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,根据并联电路的电流特点求出两支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;(2)当开关闭合,甲乙两表都是电压表时,R1和R2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阻两端的电压之比,根据串联电路的电压特点求出两电压表的示数之比。
【解答】(1)当开关断开,甲乙两表都是电流表时,R1和R2并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两支路的示数之比:= = = ,
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:= = = ;
(2)当开关闭合,甲乙两表都是电压表时,R1和R2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,
所以,两电阻两端的电压之比:= = = ,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,两电压表的示数之比:= = = 。
故答案为:5:2。
【答案】5:2。
15.在如图所示的电路中,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,电压表V的示数将________,电流表A1示数的变化值与电流表A示数的变化值的比值将________。(均选填“变小”、“不变”或“变大”)
【解析】分析电路图,R1和R2并联,电压表测量并联支路(电源电压)电压,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源电压保持不变,电压表的示数不变;根据并联电路的电压特点可知,两电流表示数变化量之间的关系,进一步得出它们的比值关系。
【解答】如图,R1和R2并联,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,
因为电源电压保持不变,电压表测量并联支路电压或电源电压,所以电压表V的示数不变;
因为I= 、U、R2大小不变,所以通过R2的电流不变;
因为并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A示数的变化量和电流表A1示数的变化量相等,故当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A1示数的变化值与电流表A示数的变化值的比值不变。
故答案为:不变;不变。
【答案】不变;不变。
三、综合题
16.把电阻R1和R2串联后接到电压为12伏的电路上时,通过R1的电流为0.3安,R2上两端的电压为4.5伏。若将R1和R2并联后接到同一电路上,求:
(1)并联后电路的总电阻为多少?
(2)通过R1、R2的电流强度各是多少?
【解析】(1)根据串联电路的电流规律和电压规律,分别求出电阻两端的电压和通过的电流,然后利用分别求出两个电阻的阻值,最后根据并联电路总电阻和分电阻的关系进行计算;(2)已知电源电压和电阻的阻值,直接利用即可求出通过R1、R2的电流。
解:(1)U1=12V-4.5V=7.5V,

电阻R1、R2并联后的总电阻:,
,;
答:(1)并联后的总电阻9.375Ω;(2)通过R1、R2的电流各是0.48A,0.8A。
17.实验桌上有一个电学器件,该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成,且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内,如图甲所示,a、b是该器件的两个外露接线柱,电阻R1的阻值为20Ω,电阻R2的额定电压为6V.科技小组同学测得通过该器件的电流I和其两端电压U的数值,并绘制成图乙所示的图象。
求:(1)电阻R2的阻值;
(2)电阻R2的额定电功率。
【解析】(1)由该器件的电流I和其两端电压U关系图象,找到某一电压下对应的电流值,根据I=计算总电阻,根据并联电路的电阻特点计算R2的阻值;(2)由P=计算R2的额定电功率。
解:(1)由乙图该器件的电流I和其两端电压U关系图象可知:当U=6V时,通过其电路I=1.5A,根据I=,
这个器件的总电阻:R===4Ω,
由题该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成,
根据并联电路的电阻特点:=+,则:=+,
解得:R2=5Ω;
(2)电阻R2的额定电压为6V,
所以R2的额定电功率:P2= ==7.2W。
答:(1)电阻R2的阻值为5Ω;(2)电阻R2的额定电功率为7.2W。
18.如图1所示是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路,其中R是定值电阻。
(1)电路中有一根导线的连接不适宜,需要改接.请在这般导线上打“×”,并画出改接的导线。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最________ 端(左/右)。
(3)闭合开关,三次调节变阻器,得到表中的数据。
实验序号 1 2 3
电压/V 2.0 2.4 2.8
电流/A 0.40 0.48 0.56
由这些数据:①可看出电流与________ 的关系;
②可概括出结论:________。
(4)在探究电流与另一个物理量的关系时,需要多次更换________;并且每次更换后都要调节变阻器,使电压表的示数________ (增大/减小/不变)。
(5)小明根据自己的想法设计了另一种实验电路(如图2所示)。其中,MN是一根金属电阻丝,Q是一个金属夹.主要实验步骤是:先将Q移到最左端,再调节滑动变阻器,确保电流不超过电流表所选用的量程;然后从左向右且有间隔地改变金属夹的位置,得到表中的数据;最后分析数据得出结论。
实验序号 1 2 3
电压/V 0.5 1.2 1.5
电流/A 0.50 0.40 0.30
但是,由小明的实验:
①虽然可看出“电阻越大电流越小”,但无法得到“电流与电阻成反比”的关系;
②可得“电压越大电流越小”,但这个结论明显是错误的.请分析小明的实验,具体指出存在问题:________。
【解析】(1)在实物电路的连接中,要特别注意电流表、电压表、滑动变阻器的接法,注意电流表、电压表量程的选择和正负接线柱的接法;(3)分析表格中数据,得出电流和电压的正比例关系;(4)要探究电流和电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,改变电阻的阻值;(5)要探究电流和电压、电阻的关系,需用控制变量法。
解:(1)由图1知,电源由两节干电池组成,最大电压为3V,所以电压表应选择0~3V的量程,而图中选择的是0~15V的量程,选择不当,改图如图所示:
(2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的A接线柱,闭合开关前,应将滑片移至右端;
(3)①由表格中数据知,电压变化,电流也变化,所以可以看出电流和电压的关系;②分析数据,电压和电流的比值为定值,可得电阻不变,导体中的电流和它两端的电压成正比;
(4)要探究电流和电阻的关系,应多次更换不同阻值的电阻,并且每次更换后都要调节变阻器,使电压表的示数不变;
(5)①要探究电流和电阻的关系,需保持电压不变,改变电阻,小明在实验中电压和电阻同时改变,所以无关得出正确结论;②由于电阻在增大,电阻越大,其分得的电压增大,而此时总电阻增大,所以电路中的电流减小。
故答案为:(1)见上图;(2)右;(3)①电压;②电阻不变,导体中的电流和它两端的电压成正比;(4)不同阻值的电阻;不变;(5)没有控制电阻两端的电压不变。
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