7.2 欧姆定律
一.选择题(共6小题)
1.导体的电阻大小可以通过加在导体上的电压和通过导体的电流的比值来衡量,即欧姆定律变形公式R=,下列对它的理解正确的是( )
A.当加在导体上的电压U=0时,导体的电阻R=0
B.导体的电阻随加在导体上的电压增大而增大
C.导体的电阻跟通过它的电流大小成反比
D.加在不同的导体两端的电压相同时,通过导体电流小的,这个导体的电阻较大
2.如图所示,在以下四个装置图中,电源电压保持不变,其中符合“物体质量增大时,电表示数也增大”的是( )
A. B.
C. D.
3.小科设计了一种测量温度的电路,如图甲所示,电源电压恒为12伏,R0=5欧,Rt为热敏电阻,图乙表示其阻值随温度变化的图象,电流表量程为“0~0.6A”。下列对此电路分析正确的是( )
A.电流表零刻度对应的温度为0℃
B.该电路最高能测量的温度为100℃
C.该温度表表盘上的刻度是均匀的
D.若要提高测量的温度范围,可适当增大R0的阻值
4.如图所示,电源电压不变,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω.下列说法错误的是( )
A.只闭合S,电流表A1、A2的示数比为1:1
B.只闭合S,电压表V1、V2的示数比为1:3
C.闭合S、S2,电压表V1、V2的示数比为5:11
D.闭合S、S1、S2,电流表A1、A2的示数比为3:5
5.如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。以下四个图象中,能正确表示当开关S闭合后,通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是( )
B.
C. D.
6.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,电流表的示数分别为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
二.多选题(共4小题)
7.如图所示的是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列是小明根据图象信息所做出的判断,其中不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端的电压为2.5V时,它的阻值为10Ω
C.将甲、乙串联,当通过它们的电流为0.3A时,它们两端的电压为2V
D.将甲、乙并联,当它们两端的电压为1V时,则通过干路的电流为0.4A
8.如图所示的各电路中,电源两端电压保持不变,R0为已知电阻,能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器,从油
量表指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。则下列说法正确的是( )
A.油量表实质相当于电压表
B.油量增加,R1接入电路的电阻值减小,油量表示数变大
C.油量减少,R1接入电路的电阻值增大,油量表示数变大
D.定值电阻R2可以起到避免短路,保护电路的作用
10.下列说法中正确的是( )
A.公式I=表示:在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.公式R=表示:导体的电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
C.一个用电器工作时有电流通过,则该用电器两端电压一定不为零
D.绝缘体永远不可能导电
三.计算题(共3小题)
11.在如图所示的电路中,已知电阻R1=5Ω,电流表A1的示数为I1=1A,电流表A的示数为I=1.5A,求:
(1)R1两端的电压U1;
(2)通过R2的电流I2;
(3)R2的阻值。
(4)电阻R1、R2并联后的总电阻
12.如图,已知电源电压为U=6V,R1=10Ω,R2=5Ω,
(1)当S1、S2均断开时,电流表示数为0.2A,求R2两端的电压和R3的阻值。
(2)当S1、S2均闭合时,求R1两端的电压和电流表的示数。
13.如图所示的电路中,电源电压恒定为7.5V,电流表示数为0.5A,电压表V1的示数为4V.求:
(1)电压表V2的示数;
(2)电阻R1的电阻值。
(3)电路中的总电阻。
一.选择题(共6小题)
1.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B.当电压一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成反比
C.当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成反比
D.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
2.张滨同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据整理后作出了如图所示的图象。根据图象,下列说法错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过导体乙的电流为0.2A
B.导体甲的电阻为5Ω
C.通过导体甲的电流与导体乙两端的电压也成正比
D.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A.则正确的是( )
A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω
4.如图所示,是一科技创新小组同学们设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,通过电压表显示的数据来反应水位升降情况。水位最低时,滑杆P位于R的a端处。L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻。下列判断错误的是( )
A.当水位不变时,则电压表示数不变,指示灯不亮
B.当水位下降时,则电压表示数变小,指示灯变亮
C.当电压表示数变大,指示灯变暗,则表明水位上升
D.若将电压表改装成水位计,则电压表零刻度线处应该标为最低水位
5.小王和小李分别利用甲、乙两导体“探究通过导体的电流与其两端电压关系”,并将自己整理好的实验数据画到了同一坐标图上,得出了如图的图象,通过图可知下列说法正确的是( )
A.甲为定值电阻,阻值为10Ω
B.乙为定值电阻,阻值为5Ω
C.将两电阻并联在电压为6V的电源两端,电路中电流为0.65A
D.将两电阻串联在电压为3V的电源两端,电路中电流为0.40A
6.如图甲所示,闭合开关 S 后,滑动变阻器的滑片由最右端滑至 a 点过程中,电压表示数变化量△U=5V,定值电阻 R1 的功率变化量△P=15W,电路中电流 I 与滑动变阻器 R2接入电路电阻关系图象如图乙所示。当滑动变阻器滑片置于 a 点时,滑动变阻器接入电阻Ra=2.5Ω,电流表的示数为 I2;当滑动变阻器的滑片置于最右端时,电流表的示数 I1=1A,若电源电压不变,则下列分析和计算正确的是( )
A.滑动变阻器 R2两端电压变化量不等于定值电阻 R1两端电压变化量
B.定值电阻 R1的阻值约为 1.67Ω
C.电源电压为 15V
D.滑动变阻器的最大阻值是 12.5Ω
二.多选题(共4小题)
7.公共场所严禁吸烟。小明设计了一种简易烟雾报警控制器如图所示。电路中R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,烟雾增大到一定程度使电压表?的指针偏转到某区域时触发报警系统。以下做法能使控制器在烟雾较淡时就触发报警的是( )
A.?改接大量程 B.增大激光强度 C.减少R0阻值 D.增大电源电压
8.如图所示的电路中,电源电压均不变,定值电阻R0阻值已知,滑动变阻器R的最大阻值已知,下列电路中能够测出未知电阻RX阻值的是( )
A. B.
C. D.
9.如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
10.如图所示是小安测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压为U不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1、S2闭合,开关S3断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S3闭合,开关S2断开时,电压表示数为U2.则下列四个表达式中正确的是( )
A.U1=U B.U2=U
C.Rx=R0 D.Rx=R0
三.计算题(共2小题)
11.如图所示的电路,灯L的电阻RL=4Ω,R是标有“20Ω1.5A”字样的变阻器,电源是由两节干电池串联而成的电池组。试求电流表和电压表的变化范围。
12.春节是亲人团聚的好日子,中学生从我做起,向家长宣传“开车不喝酒,喝酒不开车”,为了自己及他人安全,2011年5月11日起,国家执行酒驾重罚新规定。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于下图所示,电源电压恒为9V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为40Ω.使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R1的滑片)对测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V.求
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变。某驾驶员对着测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员醉驾,此时电压表的示数为多少?
一.选择题(共10小题)
1.(2018?常州)如何从外部检测植物含水量的变化呢?科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻Rx附着在叶片上,植物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;植物含水量变高,Rx变大,电表示数变大,电源电压恒定,R0为定值电阻,下列电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2.(2018?凉山州)下图中能正确反映通过某一定值电阻的电流与它两端电压的关系的是( )
A. B.
C. D.
3.(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,电流表的示数分别为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
4.(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
5.(2018?呼和浩特)早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中电流,导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比,并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γ?E(S表示导体中的电流;E表示导体两电压;γ表示导体对电流的传导率,简称电导率)。关于这一规律,下列说法正确的是( )
A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比
B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比
C.电导率反映的是导体对电流的导通作用
D.电导率的大小是由加在导体两端电压与通过导体的电流决定的
6.(2018?娄底)甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中U1:U2=m,丙图中,I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.m=n B.m>n C.m<n D.mn=1
7.(2018?武汉)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍
8.(2018?宿迁)如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关S1,电压表示数为U1;再闭合开关S2,电压表示数为U2,电阻R1、R2的阻值之比为( )
A.U1:U2 B.U2:UI C.U2:(U2﹣U1) D.U1:(U2﹣U1)
9.(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
10.(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
二.多选题(共2小题)
11.(2018?宜宾)图是轿车油量表原理图,金属滑杆与油箱中的浮子通过绝缘细杆相连,滑杆可绕固定轴O转动。Q是轿车仪表盘上的油量表,可以提醒司机剩余油量情况。下列说法正确的是( )
A.Q实质是一个电压表,装置K实质是连接导线
B.Q实质是一个电流表,装置K实质是一个滑动变阻器
C.油量减少,K连入电路的电阻减小,电路中电流增大
D.油量减少,K连入电路的电阻增大,电路中电流减小
12.(2018?广东)如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
三.实验探究题(共2小题)
13.(2018?株洲)利用图甲测量电源电压和定值电阻。电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。
(1)根据图甲在图乙中将电压表V2连入电路。
(2)U2和U1的关系式为 。(用电源电压U、定值电阻R1和R2表示)
(3)某同学根据实验数据,画出U2与U1的关系图线如图丙所示。已知R1=10Ω,则电源电压U= V,R2= Ω。
14.(2018?青岛)用毫安表测电阻可以用如图甲所示的电路测量电阻,a、b为接线柱。已知电源电压恒为U,毫安表量程为Ig、内阻为Rg。
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为“0欧”,此时变阻器接入电路中的阻值R1= __ 。
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式为I= 。
(3)若U=1.5V,Ig=10mA,图乙毫安表的表盘上已经标出了0Ω的位置,请标出150Ω、1100Ω的位置。
四.计算题(共2小题)
15.(2018?兰州)如图甲所示,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”的字样,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,闭合开关S,电流表的示数为0.3A。
(1)求电源电压U;
(2)若将一只电压表并联接入该电路(A和B)、(B和C)或(A和C)中的某一部分电路两端,调节滑动变阻器R2的滑片P,使电压表的指针指在图乙所示的位置,请指出电压表所有可能连接的位置,并求出滑动变阻器R2对应的电阻值。
16.(2018?恩施州)如图,图a为测量体重的电子秤原理图,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO,压力传感器,电流表A(量程为0﹣0.1A.转换刻度后可以显示体童大小)。其中AO:BO=5:1,已知压力传感器的电阻R与所受压力F变化的关系如图b所示。设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,电源电压恒为3V,取g=10N/kg。计算
(1)如果某人站在该秤踏板上时,电流表的示数为12mA,这个人的体重是多少kg?
(2)该秤能显示的最大体重值是多少kg?
7.2 欧姆定律
一.选择题(共6小题)
1.导体的电阻大小可以通过加在导体上的电压和通过导体的电流的比值来衡量,即欧姆定律变形公式R=,下列对它的理解正确的是( )
A.当加在导体上的电压U=0时,导体的电阻R=0
B.导体的电阻随加在导体上的电压增大而增大
C.导体的电阻跟通过它的电流大小成反比
D.加在不同的导体两端的电压相同时,通过导体电流小的,这个导体的电阻较大
【解答】解:(1)电阻是导体的一种性质,它的大小和导体两端的电压大小、导体中的电流大小无关,故A和B错误;
(2)电阻与电压、电流无关,不能说电阻与它们成比例,故C错误;
(3)对于不同的导体来说电阻一般R是不同的,在电压相同的情况下,导体中的电流跟它们的电阻成反比,通过导体电流小的,说明此导体的电阻较大,故D选项正确。
故选:D。
2.如图所示,在以下四个装置图中,电源电压保持不变,其中符合“物体质量增大时,电表示数也增大”的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、根据电路图可知,电路没有连接上滑动变阻器,被电流表短路,电流表示数为0,故A不符合题意;
B、根据电路图可知,电压表与滑动变阻器并联,物体质量增大时,滑片下移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据分压原理,则滑动变阻器分得的电压减小,故电压表示数变小;
故B不符合题意;
C、根据电路图可知,电流表与滑动变阻器和定值电阻串联,当质量增大时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据电阻的串联,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电流表示数变小,故C不符合题意;
D、根据电路图可知,定值电阻、滑动变阻器串联在电路中,电压表测量定值电阻的电压,由欧姆定律,当物体质量增大时,滑片下移,滑动变阻器滑片接入电阻减小,根据串联分压可知,电压表示数变大,D符合题意。
故选:D。
3.小科设计了一种测量温度的电路,如图甲所示,电源电压恒为12伏,R0=5欧,Rt为热敏电阻,图乙表示其阻值随温度变化的图象,电流表量程为“0~0.6A”。下列对此电路分析正确的是( )
A.电流表零刻度对应的温度为0℃
B.该电路最高能测量的温度为100℃
C.该温度表表盘上的刻度是均匀的
D.若要提高测量的温度范围,可适当增大R0的阻值
【解答】解:
A、由图象乙可知,温度为0℃时,热敏电阻的阻值为60Ω,
电路中的电流为:I==≈0.18A,即电流表的示数不为零,故A错误。
B、根据电流表量程可知,电路中的最大电流为I最大=0.6A,
则电路中的最小总电阻R===20Ω,
因为串联电路的总电阻等于各电阻阻值之和,
所以,热敏电阻的最小阻值为R最小=R﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω,
由图象知,此时最高能测量的温度为90℃;故B错误;
C、由题意和图示可知,该温度表是由电流表改装而成的,
根据I=可知,电流I与热敏电阻Rt的阻值不成正比,所以该温度表表盘上刻度是不均匀的;故C错误;
D、若要提高测量的温度范围,即提高最高能测量的温度,由图象知,热敏电阻的阻值变小,由于电源电压和电路中的最大电流不变,则总电阻不变;所以,需要适当增大R0的阻值;故D正确。
故选:D。
4.如图所示,电源电压不变,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω.下列说法错误的是( )
A.只闭合S,电流表A1、A2的示数比为1:1
B.只闭合S,电压表V1、V2的示数比为1:3
C.闭合S、S2,电压表V1、V2的示数比为5:11
D.闭合S、S1、S2,电流表A1、A2的示数比为3:5
【解答】解:
(1)只闭合S时,R1与R3串联,电流表A1和A2均测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表A1、A2的示数比为1:1,故A正确;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得,两电压表的示数之比:
=====,故B正确;
(2)闭合S、S2时,R1与R2并联后再与R3串联,电压表V1测并联部分两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,并联部分的电阻:
R并===1.2Ω,
则两电压表的示数之比:
====,故C错误;
(3)闭合S、S1、S2时,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且此时并联部分的电阻R并=1.2Ω,
则两电流表的示数之比:
====,故D正确。
故选:C。
5.如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。以下四个图象中,能正确表示当开关S闭合后,通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是( )
B.
C. D.
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电路中各处的电流相等,
所以,通过小灯泡L的电流:
I=,
由表达式可知,通过灯泡的电流与R接入电路中的电阻有关,故A错误;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为灯泡的简单电路,此时电路中的电流最大,故B错误;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大即R=20Ω时,电路中的总电阻最大,通过灯泡的电流最小,但不为零,故C错误、D正确。
故选:D。
6.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,电流表的示数分别为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
【解答】解: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。
二.多选题(共4小题)
7.如图所示的是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列是小明根据图象信息所做出的判断,其中不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端的电压为2.5V时,它的阻值为10Ω
C.将甲、乙串联,当通过它们的电流为0.3A时,它们两端的电压为2V
D.将甲、乙并联,当它们两端的电压为1V时,则通过干路的电流为0.4A
【解答】解:
A.由图象可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B.由图象可知,当乙两端电压为2.5V时,通过的电流为0.5A,由I=可得,此时乙的阻值R乙===5Ω,故B错误;
C.将甲和乙串联,当通过它们的电流为0.3A时,由图象可知此时U甲′=1.5V、U乙′=0.5V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,它们两端的电压U=U甲′+U乙′=1.5V+0.5V=2V,故C正确;
D.将甲、乙并联,当它们两端的电压为1V时,由图象可知此时I甲′=0.2A、I乙′=0.4A,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=I甲′+I乙′=0.2A+0.4A=0.6A,故D错误。
故选:ABD。
8.如图所示的各电路中,电源两端电压保持不变,R0为已知电阻,能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、由图可知,Rx与滑动变阻器串联,当S闭合时,电压表测Rx两端电压Ux,电流表测电路电流I,根据欧姆定律可得Rx的值:Rx=,故A符合题意;
B、开关S1、S2闭合时,R0短路,电压表测量电源电压U;开关S1闭合、S2断开时,Rx与R0串联,电压表测量Rx两端的电压Ux;则R0两端电压U0=U﹣Ux,Rx电流:Ix=I0==,可知Rx的阻值:Rx==﹣R0;故B符合题意;
C、由图可知,由电路图可知,开关S1、S2闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I,则电源的电压U=IR0;开关S1闭合、S2断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流I',电路的总电阻R串==,Rx的阻值:Rx=R串﹣R0=﹣R0,故C符合题意;
D、由图可知,R0与Rx并联,图示电路不能测出或求出流过电阻Rx的电流,图示电路不能测出待测电阻的阻值,故D不符合题意。
故选:ABC。
9.如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器,从油
量表指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。则下列说法正确的是( )
A.油量表实质相当于电压表
B.油量增加,R1接入电路的电阻值减小,油量表示数变大
C.油量减少,R1接入电路的电阻值增大,油量表示数变大
D.定值电阻R2可以起到避免短路,保护电路的作用
【解答】解:
A.由图可知,油量表串联在电路中,所以油量表是由电流表改装而成的,故A错误;
B.由图可知,油量增加时,浮标上移,在杠杆的作用下滑片下移,R1接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,则油量表示数变大;故B正确;
C.由图可知,油量减少,浮标下移,在杠杆的作用下滑片上移,R1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,则油量表示数变小,故C错误;
D.由图可知,定值电阻R2串联接在电路中,能防止滑动变阻器接入电路的阻值为零时造成电源短路,可以起到保护电路的作用,故D正确。
故选:BD。
10.下列说法中正确的是( )
A.公式I=表示:在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.公式R=表示:导体的电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
C.一个用电器工作时有电流通过,则该用电器两端电压一定不为零
D.绝缘体永远不可能导电
【解答】解:
A.在导体电阻一定时,由公式I=可知,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,故A正确;
B.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,公式R=只是计算导体电阻的一种方法,故B错误;
C.电压是电路中形成电流的原因,一个用电器工作时有电流通过,则该用电器两端一定有电压,即其两端电压一定不为零,故C正确;
D.导体和绝缘体没有绝对的界限,绝缘体在一定条件下,也会变成导体,故D错误。
故选:AC。
三.计算题(共3小题)
11.在如图所示的电路中,已知电阻R1=5Ω,电流表A1的示数为I1=1A,电流表A的示数为I=1.5A,求:
(1)R1两端的电压U1;
(2)通过R2的电流I2;
(3)R2的阻值。
(4)电阻R1、R2并联后的总电阻
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表测干路电流。
(1)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=U2=U1=I1R1=1A×5Ω=5V;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:
I2=I﹣I1=1.5A﹣1A=0.5A;
(3)R2的阻值:
R2===10Ω;
(4)电阻R1、R2并联后的总电阻:
R==≈3.3Ω。
答:(1)R1两端的电压为5V;
(2)通过R2的电流为0.5A;
(3)R2的阻值为10Ω;
(4)电阻R1、R2并联后的总电阻为3.3Ω。
12.如图,已知电源电压为U=6V,R1=10Ω,R2=5Ω,
(1)当S1、S2均断开时,电流表示数为0.2A,求R2两端的电压和R3的阻值。
(2)当S1、S2均闭合时,求R1两端的电压和电流表的示数。
【解答】解:(1)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,
由I=可得,R2两端的电压:
U2=IR2=0.2A×5Ω=1V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R3两端的电压:
U3=U﹣U2=6V﹣1V=5V,
则R3的阻值:
R3===25Ω;
(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1两端的电压:
U1=U2=U=6V,
通过R1、R2的电流分别为:
I1===0.6A,I2===1.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表的示数:
I=I1+I2=0.6A+1.2A=1.8A。
答:(1)当S1、S2均断开时,R2两端的电压为1V,R3的阻值为25Ω;
(2)当S1、S2均闭合时,R1两端的电压为6V,电流表的示数为1.8A。
13.如图所示的电路中,电源电压恒定为7.5V,电流表示数为0.5A,电压表V1的示数为4V.求:
(1)电压表V2的示数;
(2)电阻R1的电阻值。
(3)电路中的总电阻。
【解答】解:
(1)由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R2的电压(即U2=4V),电压表V2测电源电压,电源电压恒定为7.5V,故V2的示数为7.5V;
(2)根据串联电路的特点和欧姆定律可得,R1、R2的阻值分别为:
R1====7Ω,
R2===8Ω;
(3)因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
则电路中的总电阻:R总=R1+R2=7Ω+8Ω=15Ω。
答:(1)电压表V2的示数为7.5V;
(2)电阻R1的电阻值为7Ω;
(3)电路中的总电阻为15Ω。
一.选择题(共6小题)
1.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B.当电压一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成反比
C.当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成反比
D.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
【解答】解:
AD、由欧姆定律可知:当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比;当电压一定时,通过导体的电流跟该导体的电阻成反比;故A错误、D正确;
BC、电阻是导体本身的一种性质,其大小取决于导体的长度、材料和横截面积,而与通过它的电流、它两端的电压无关;故BC错误;
故选:D。
2.张滨同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据整理后作出了如图所示的图象。根据图象,下列说法错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过导体乙的电流为0.2A
B.导体甲的电阻为5Ω
C.通过导体甲的电流与导体乙两端的电压也成正比
D.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
【解答】解:(1)由乙图象可知,当U=2V时,I=0.2A,故A正确;
(2)当甲导体的电压为3V时,由图知I甲=0.6A,由欧姆定律,
R甲===5Ω,故B正确;
(3)通过甲的电流与导体乙两端的电压不一定是同一段电路上的物理量,所以不能说成正比,故C错误;
(4)由图知,加3V电压时,通过甲的电流大于通过乙的电流,根据欧姆定律R=,故导体甲的电阻小于导体乙的电阻,故D正确;
故选:C。
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A.则正确的是( )
A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω
【解答】解:(1)当开关S1、S2都闭合时,两电阻并联,电压表测电源的电压,电流表测R1支路的电流,
则电源的电压U=6V,
由I=可知,电阻R1的阻值R1===12Ω,故AC错误;
(2)将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,两电阻串联,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,
此时电路中的总电阻:
R===20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R2的阻值:
R2=R﹣R1=20Ω﹣12Ω=8Ω,故B正确、D错误。
故选:B。
4.如图所示,是一科技创新小组同学们设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,通过电压表显示的数据来反应水位升降情况。水位最低时,滑杆P位于R的a端处。L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻。下列判断错误的是( )
A.当水位不变时,则电压表示数不变,指示灯不亮
B.当水位下降时,则电压表示数变小,指示灯变亮
C.当电压表示数变大,指示灯变暗,则表明水位上升
D.若将电压表改装成水位计,则电压表零刻度线处应该标为最低水位
【解答】解:
由电路图可知,指示灯与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压;
A、当水位不变时,滑动变阻器和灯泡串联接入电路中,有电流通过灯泡,指示灯亮,故A说法错误;
B、当水位下降时,浮子带动滑片下移,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大;由U=IR可知,指示灯两端的电压变大,由串联电路的电压规律可知,变阻器两端的电压变小,即电压表示数减小;电路中的电流变大,灯泡的实际功率增大,灯变亮;故B说法正确;
C、当电压表示数变大时,由串联电路的电压规律可知,指示灯两端的电压减小,指示灯变暗,电路中的电流减小,说明变阻器接入电路中的电阻变大,则滑片上移,表明水位上升,故C说法正确;
D、若将电压表改装成水位计,指针指在电压表零刻度线时,变阻器接入电路的阻值为0,即滑杆P位于R的a端处,此时水位最低,则电压表零刻度线处应该标为最低水位,故D说法正确。
故选:A。
5.小王和小李分别利用甲、乙两导体“探究通过导体的电流与其两端电压关系”,并将自己整理好的实验数据画到了同一坐标图上,得出了如图的图象,通过图可知下列说法正确的是( )
A.甲为定值电阻,阻值为10Ω
B.乙为定值电阻,阻值为5Ω
C.将两电阻并联在电压为6V的电源两端,电路中电流为0.65A
D.将两电阻串联在电压为3V的电源两端,电路中电流为0.40A
【解答】解:
(1)由I﹣U图象知,元件甲的电流与电压不成正比,说明元件甲的阻值是变化的;
元件乙的电流与电压成正比,说明元件乙是定值电阻,且乙的阻值R乙===20Ω,故AB错误;
(2)将甲、乙两电阻并联接在6V电源的两端时,则U甲=U乙=6V,
由图象可知:I甲=0.35A,I乙=0.30A,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以干路中的电流:
I=IA+IB=0.35A+0.30A=0.65A,故C正确。
(3)甲乙两元件串联在电压为3V的电源两端时,
由串联电路的特点可知:I=I甲=I乙,U甲+U乙=3V,
结合图象可知,当I=0.1A时,U甲=1V,U乙=2V,满足电源电压为3V,所以此时电路中的电流为0.1A,故D错误。
故选:C。
6.如图甲所示,闭合开关 S 后,滑动变阻器的滑片由最右端滑至 a 点过程中,电压表示数变化量△U=5V,定值电阻 R1 的功率变化量△P=15W,电路中电流 I 与滑动变阻器 R2接入电路电阻关系图象如图乙所示。当滑动变阻器滑片置于 a 点时,滑动变阻器接入电阻Ra=2.5Ω,电流表的示数为 I2;当滑动变阻器的滑片置于最右端时,电流表的示数 I1=1A,若电源电压不变,则下列分析和计算正确的是( )
A.滑动变阻器 R2两端电压变化量不等于定值电阻 R1两端电压变化量
B.定值电阻 R1的阻值约为 1.67Ω
C.电源电压为 15V
D.滑动变阻器的最大阻值是 12.5Ω
【解答】解:由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端电压。
(1)由于电源电压U=U1+U2,所以,滑动变阻器 R2两端电压变化量等于定值电阻 R1两端电压变化量;故A错误;
(2)当滑片位于最右端时,R1与R2的最大阻值串联,电压表的示数最大,已知I1=1A;
则由I=可得:
U1=I1R1;
P1=(I1)2R1;
当滑动变阻器滑片置于a点时,电压表的示数最小,则电路中的电流为:
I2=,
由I=可得:
U1′=I2R1=×R1,
P1′=(I2)2R1=()2×R1,
所以,△U1=U1′﹣U1=×R1﹣I1R1,
△P1=P1′﹣P1=( )2×R1﹣(I1)2R1;
根据题干可知代入数据可得:
×R1﹣1A×R1=5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
()2×R1﹣(1A)2×R1=15W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②:
解①②得:R1=5Ω,U=15V,故B错误,C正确;
(3)由I=可得当滑片位于最右端时总电阻为:
R总===15Ω,
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得:
R2=R总﹣R1=15Ω﹣5Ω=10Ω;故D错误。
故选:C。
二.多选题(共4小题)
7.公共场所严禁吸烟。小明设计了一种简易烟雾报警控制器如图所示。电路中R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,烟雾增大到一定程度使电压表?的指针偏转到某区域时触发报警系统。以下做法能使控制器在烟雾较淡时就触发报警的是( )
A.?改接大量程 B.增大激光强度 C.减少R0阻值 D.增大电源电压
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测光敏电阻R两端的电压。
因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,
所以,当烟雾增大时(光照强度减小),光敏电阻的阻值增大,电路中的总电阻增大,
由I=可知,电路中的电流减小,
由U=IR可知,R0两端的电压减小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压增大,即电压表的示数增大,
则在烟雾较淡时,光照强度较大,同理可知电压表的示数会减小;要使控制器在烟雾较淡时就触发报警,就应在烟雾较淡时光敏电阻两端的电压达到报警系统触发的电压,即增大气敏电阻分得的电压,
A.电压表改接大量程时,不能改变气敏电阻两端的电压,故A错误;
B.增大激光强度,光敏电阻的阻值变小,其分得的电压变小,故B错误;
C.减少R0阻值时,其分得的电压减小,光敏电阻分得的电压增大,故C正确;
D.增大电源电压时,光敏电阻分得的电压也变大,故D正确。
故选:CD。
8.如图所示的电路中,电源电压均不变,定值电阻R0阻值已知,滑动变阻器R的最大阻值已知,下列电路中能够测出未知电阻RX阻值的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A、两电阻并联,断开开关时,电流表测量R0中的电流,根据U=IR算出电源电压;闭合开关时,电流表测量干路的总电流,根据并联电路电流的关系求出Rx的电流,根据欧姆定律算出Rx的阻值,故A能测量出电阻RX阻值;
B、两电阻串联,电压表始终测量电源电压,无法得出Rx两端的电压和通过的电流,故B不能测出Rx阻值;
C、两电阻和滑动变阻器串联,当开关接1时电压表测量Rx和R0的总电压,当开关接2时电压表测量R0的电压,根据欧姆定律可以求出电流,用总电压减去R0两端的电压就是Rx两端的电压,根据欧姆定律可以求出Rx的电阻,故C能测出Rx阻值;
D、当开关S放在1时,电路为R0简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;当S放2时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压;因电源电压不变,联立方程即可求出Rx的阻值,故D能测出Rx阻值;
故选:ACD。
9.如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
【解答】解:
ABC、当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,
此时电路中的电流最大,由图象可知,电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,即电源的电压为9V,故A正确;
由I=可得,定值电阻R的阻值:
R===6Ω,故B正确;
当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.5A,
则电路中的总电阻:
R总===18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器的最大阻值:
R滑大=R总﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω,
所以滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω,故C错误;
D、当定值电阻R出现接触不良时,则串联电路断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中,相当于测量电源电压,其示数为9V,故D正确。
故选:ABD。
10.如图所示是小安测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压为U不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1、S2闭合,开关S3断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S3闭合,开关S2断开时,电压表示数为U2.则下列四个表达式中正确的是( )
A.U1=U B.U2=U
C.Rx=R0 D.Rx=R0
【解答】解:
由电路图可知,当开关S1、S3闭合,开关S2断开时,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压,即U2=U,故B正确,A错误;
当开关S1、S2闭合,开关S3断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,即Ux=U1,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:
U0=U﹣Ux=U2﹣U1,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I==,即=,
解得:Rx=,故C正确,D错误。
故选:BC。
三.计算题(共2小题)
11.如图所示的电路,灯L的电阻RL=4Ω,R是标有“20Ω1.5A”字样的变阻器,电源是由两节干电池串联而成的电池组。试求电流表和电压表的变化范围。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电压表被短路,示数为0V,此时电路中的电流最大,
由于电源是由两节干电池串联而成的电池组,则电源电压:U=1.5V×2=3V;
则电路中的最大电流(电流表的最大示数):
I大===0.75A;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,总电阻为:R总=RL+R滑大=4Ω+20Ω=24Ω;
电路中的最小电流(电流表的最小示数):
I小===0.125A,
电压表的最大示数:
U大=I小R滑大=0.125A×20Ω=2.5V,
所以,电压表的变化范围为0~2.5V,电流表的变化范围0.125A~0.75A。
答:电压表的变化范围为0~2.5V,电流表的变化范围0.125A~0.75A。
12.春节是亲人团聚的好日子,中学生从我做起,向家长宣传“开车不喝酒,喝酒不开车”,为了自己及他人安全,2011年5月11日起,国家执行酒驾重罚新规定。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于下图所示,电源电压恒为9V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为40Ω.使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R1的滑片)对测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V.求
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变。某驾驶员对着测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员醉驾,此时电压表的示数为多少?
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当酒精气体的浓度为0时,R2=40Ω,此时电压表示数U2=6V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表的示数:
I===0.15A;
(2)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:
U1=U﹣U2=9V﹣6V=3V,
则滑动变阻器R1的电阻值:
R1===20Ω;
(3)当R1的电阻保持不变,电流表的示数I′=0.2A时,R1两端的电压:
U1′=I′R1=0.2A×20Ω=4V,
此时电压表的示数:
U2′=U﹣U1′=9V﹣4V=5V。
答:(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.15A;
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为20Ω;
(3)此时电压表的示数为5V。
一.选择题(共10小题)
1.(2018?常州)如何从外部检测植物含水量的变化呢?科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻Rx附着在叶片上,植物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;植物含水量变高,Rx变大,电表示数变大,电源电压恒定,R0为定值电阻,下列电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A、由电路图可知,两电阻串联,电流表测量电路的电流;
当植物含水量变低时,Rx变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,根据I=知,电流表示数变大,故A不符合题意;
B、由电路图可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻R0两端的电压;
当植物含水量变低时,Rx变小,电路的总电阻变小,电流变大;根据U=IR知,定值电阻R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故B不符合题意;
C、由电路图可知,两电阻串联,电压表测量湿敏电阻Rx两端的电压;
当植物含水量变低时,Rx变小,由B项解答可知,R0两端的电压变大,根据串联电路电压的规律可知,Rx两端的电压减小,即电压表示数变小,故C符合题意;
D、由电路图可知,两电阻串联,电压表测量电源电压;
因电源电压不变,所以电压表示数始终不变,故D不符合题意。
故选:C。
2.(2018?凉山州)下图中能正确反映通过某一定值电阻的电流与它两端电压的关系的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;
A、图线为反比例函数图象,表示电流与电压成反比,故A不符合题意;
B、图线表示电压增大时,导体中的电流不变,故B不符合题意;
C、图线为正比例函数图线,表示电阻一定时,通过电阻的电流与电压成正比,故C符合题意;
D、图线表示随着电压的增大,电流是减小的,故D不符合题意。
故选:C。
3.(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,电流表的示数分别为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
【解答】解: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。
4.(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
【解答】解: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。
5.(2018?呼和浩特)早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中电流,导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比,并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γ?E(S表示导体中的电流;E表示导体两电压;γ表示导体对电流的传导率,简称电导率)。关于这一规律,下列说法正确的是( )
A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比
B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比
C.电导率反映的是导体对电流的导通作用
D.电导率的大小是由加在导体两端电压与通过导体的电流决定的
【解答】解:
由题知,导体中的电流S与导体两电压E成正比,即S=γ?E,γ表示电导率;
A、由S=γ?E可知,在电压相同时,通过的电流与导体的电导率成正比,故A错误;
B、电压是形成电流的原因,所以电压与导体的电导率无关,故B错误;
C、由S=γ?E知,电压E一定时,通过的电流S与电导率γ成正比,所以电导率反映的是导体对电流的导通能力,故C正确;
D、电导率是导体对电流的传导率,电导率是导体本身的一种性质,与加在导体两端电压与通过导体的电流无关,故D错误。
故选:C。
6.(2018?娄底)甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中U1:U2=m,丙图中,I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.m=n B.m>n C.m<n D.mn=1
【解答】解:
由图乙知,灯泡与电阻串联,所以通过它们的电流相同,
由I=可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,
所以:==m,
由图丙知,灯泡与电阻并联,各支路两端的电压相同,
由I=可知,当电压相同时,电流与电阻成反比,
所以:==n,则=,
由图象甲可知,灯泡电阻随电压增大而增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,所以RL乙小于RL丙,
所以:<,则m<,即mn<1,故D错误;
由图象可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即U1>U2,则U1:U2=m>1,
由前面的解答可知1<m<,则可得n<1,
比较可知m>n,故B正确,AC错误。
故选:B。
7.(2018?武汉)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍
【解答】解:
由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压。
(1)由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,
由图象知,此时U2=UAB=2V,因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次,故A错误;
由串联电路的分压原理有:==,即:=,
所以:R1=5R2,故B错误;
(2)当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图象知,此时,U2'=UAB'=6V,
由串联电路的分压原理有:==,即:=,
所以:R1'=R2,故C错误;
且R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍,故D正确。
故选:D。
8.(2018?宿迁)如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关S1,电压表示数为U1;再闭合开关S2,电压表示数为U2,电阻R1、R2的阻值之比为( )
A.U1:U2 B.U2:UI C.U2:(U2﹣U1) D.U1:(U2﹣U1)
【解答】解:
闭合开关S1、S2时,只有电阻R1连入电路,电压表测量电源电压,则电源电压为U=U2,
只闭合开关S1时,定值电阻R1、R2串联,电压表测量R1的电压,则R1的电压为U′=U1;
因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,
所以R2的电压:U″=U﹣U′=U2﹣U1;
串联时通过R1、R2的电流相等,
根据欧姆定律可得R1、R2的阻值之比:
===。
故选:D。
9.(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
【解答】解:
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。
10.(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
【解答】解:
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。
二.多选题(共2小题)
11.(2018?宜宾)图是轿车油量表原理图,金属滑杆与油箱中的浮子通过绝缘细杆相连,滑杆可绕固定轴O转动。Q是轿车仪表盘上的油量表,可以提醒司机剩余油量情况。下列说法正确的是( )
A.Q实质是一个电压表,装置K实质是连接导线
B.Q实质是一个电流表,装置K实质是一个滑动变阻器
C.油量减少,K连入电路的电阻减小,电路中电流增大
D.油量减少,K连入电路的电阻增大,电路中电流减小
【解答】解:
AB、由图可知,油量表Q、定值电阻R0、装置K组成串联电路,所以油量表是由电流表改装而成的;
油箱中的油量变化,油量表Q发生变化,即电路中的电流发生变化,浮子上升或下降使滑杆绕固定轴O在装置K上面上下滑动,改变了接入电路的阻值,从而改变电路中的电流,所以,装置K实质是一个滑动变阻器,故A错误,故B正确;
CD、当油量减少时,浮子向下运动,而滑杆向上滑动,使装置K连入电路的电阻增大,电路总电阻增大,根据I=可知,电路中电流减小,故C错误,D正确。
故选:BD。
12.(2018?广东)如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
【解答】解:
ABC、当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,
此时电路中的电流最大,由图象可知,电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,即电源的电压为9V,故A正确;
由I=可得,定值电阻R的阻值:
R===6Ω,故B正确;
当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.5A,
则电路中的总电阻:
R总===18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器的最大阻值:
R滑大=R总﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω,
所以滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω,故C错误;
D、当定值电阻R出现接触不良时,则串联电路断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中,相当于测量电源电压,其示数为9V,故D正确。
故选:ABD。
三.实验探究题(共2小题)
13.(2018?株洲)利用图甲测量电源电压和定值电阻。电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。
(1)根据图甲在图乙中将电压表V2连入电路。
(2)U2和U1的关系式为 U2=U﹣ 。(用电源电压U、定值电阻R1和R2表示)
(3)某同学根据实验数据,画出U2与U1的关系图线如图丙所示。已知R1=10Ω,则电源电压U= 12 V,R2= 5 Ω。
【解答】解:
(1)由电路图知,三个电阻串联,电压表V2测R1和R的总电压,即电压表V2并联在R1和R的两端,如图所示:
(2)由串联电路特点知:UR2=U﹣U2,
因串联电路电流处处相等(I1=I2),
结合欧姆定律可得:==,
所以化简整理可得:U2=U﹣;
(3)由U2与U1的关系图线可知,当U1=0时,U2=12V,
代入U2和U1的关系式有:12V=U﹣,
解得电源电压:U=12V,
由图丙可知,当U1=2V时,U2=11V,且R1=10Ω,
代入表达式有:11V=12V﹣,
解得:R2=5Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)U2=U﹣;(3)12;5。
14.(2018?青岛)用毫安表测电阻可以用如图甲所示的电路测量电阻,a、b为接线柱。已知电源电压恒为U,毫安表量程为Ig、内阻为Rg。
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为“0欧”,此时变阻器接入电路中的阻值R1= ﹣Rg 。
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式为I= Ig 。
(3)若U=1.5V,Ig=10mA,图乙毫安表的表盘上已经标出了0Ω的位置,请标出150Ω、1100Ω的位置。
【解答】解:
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阳器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为“0欧”,此时R1与Rg串联,
根据电阻的串联和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的阻值:
R1=﹣Rg;
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,此时R1、Rg、Rx串联,
则此时的总电阻:
R=Rx+R1+Rg=Rx+﹣Rg+Rg=Rx+,
由欧姆定律可得,毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式为:
I===Ig﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
(3)若U=1.5V,Ig=10mA=0.01A,分别将150Ω、1100Ω代入①得,对应的电流分别为:
I1=×0.01A=0.005A=5mA;
I2=×0.01A=1.2×10﹣3A=1.2mA;
乙图中,毫安表分度值为0.2mA,据此在5mA和1.2mA的位置标出标出150Ω、1100Ω,如下所示:
答:(1)﹣Rg;(2)Ig;(3)如上所示。
四.计算题(共2小题)
15.(2018?兰州)如图甲所示,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”的字样,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,闭合开关S,电流表的示数为0.3A。
(1)求电源电压U;
(2)若将一只电压表并联接入该电路(A和B)、(B和C)或(A和C)中的某一部分电路两端,调节滑动变阻器R2的滑片P,使电压表的指针指在图乙所示的位置,请指出电压表所有可能连接的位置,并求出滑动变阻器R2对应的电阻值。
【解答】解:
(1)当变阻器的滑片P移至a端时,变阻器连入电路的电阻为0,电路中只有R1,
闭合开关S后,电流表A的示数为0.6A,即通过R1的电流I1=0.3A,
由欧姆定律得,R1的电压(即电源电压):
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)由图知,若电压表选用大量程,其示数为10V,而电源电压为6V,
根据串联电路的电压规律可知,电压表示数不可能大于电源电压,所以不存在这种情况;
因此,电压表只能选用小量程,其示数应为2V;则电压表不能接在电源两端,即不能接在AC间;
当电压表并联在AB两端时,此时电压表测R1两端的电压,即U1=2V,
则滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
根据串联分压规律可得:=,即:=,
解得:R滑=40Ω;
当电压表并联在BC两端时,此时电压表测R2两端的电压,即U滑′=2V,
此时R1两端的电压:U1′=U﹣U滑′=6V﹣2V=4V,
根据串联分压规律可得:=,即:=,
解得:R滑′=10Ω;
综上可知,电压表可在AB间,对应的变阻器连入电路中的电阻为40Ω;
电压表也可接在BC间,对应的变阻器连入电路中的电阻为10Ω。
答:(1)电源电压U为6V;
(2)电压表接在AB间,滑动变阻器R2对应的电阻值为40Ω;接在BC间,滑动变阻器R2对应的电阻值为10Ω。
16.(2018?恩施州)如图,图a为测量体重的电子秤原理图,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO,压力传感器,电流表A(量程为0﹣0.1A.转换刻度后可以显示体童大小)。其中AO:BO=5:1,已知压力传感器的电阻R与所受压力F变化的关系如图b所示。设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,电源电压恒为3V,取g=10N/kg。计算
(1)如果某人站在该秤踏板上时,电流表的示数为12mA,这个人的体重是多少kg?
(2)该秤能显示的最大体重值是多少kg?
【解答】解:
(1)由图a知,压力传感器R与电流表串联在电源上,由欧姆定律可得此时R连入电路的阻值:
R===250Ω,
由图象可知,此时人对踏板压力F=100N,
人对踏板压力F压=G人g=m人g,由杠杆平衡条件有:F×AO=m人g×BO,
所以:m人===50kg;
(2)由图象知,R与所受压力F变化成线性关系,设R=aF+b,
当F=100N时,R=250Ω,
即:250Ω=100N×a+b…①
当F=200N时,R=200Ω,
即:200Ω=200N×a+b…②
解①②可得:a=﹣0.5Ω/N,b=300Ω,
所以R=﹣0.5Ω/N?F+300Ω,
因为R阻值随F增大而减小,所以当电流表示数达到最大0.1A时,R阻值最小,压力传感器受到压力最大,人对踏板压力最大,
此时传感器的电阻:R'===30Ω,
则:30Ω=﹣0.5Ω/N?F+300Ω,
所以压力杆对传感器的压力:F′=540N,