第十四章 探究欧姆定律
14.1 怎样认识电阻
第1课时 电阻及其影响因素
知识要点基础练
知识点1 电阻
1.请完成下列单位换算:
(1)1.6 MΩ= 1.6×106 Ω;?
(2)5 kΩ= 5×103 Ω;?
(3)2×106 Ω= 2 MΩ;?
(4)60 kΩ= 6×10-2 MΩ。?
2.电阻R1与R2并联,若通过R1的电流小于通过R2的电流,则R1、R2对电流的阻碍作用是 (A)
A.R1对电流的阻碍作用大
B.R2对电流的阻碍作用大
C.R1和R2对电流的阻碍作用一样大
D.大小关系无法判断
知识点2 影响电阻大小的因素
3.小伟用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”。他先将一半电阻丝接入电路中,再移动夹子,将全部的电阻丝接入电路中,则电流表的示数与之前相比 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),说明导体的电阻与 长度 有关。?
4.通常情况下,下列关于金属丝电阻的说法中正确的是 (C)
A.金属丝的电阻只与它的长度有关
B.金属丝的电阻与它的横截面积无关
C.长度和横截面积相同的两段金属丝阻值可能相等
D.长度和横截面积不变的金属丝阻值一定不变
5.材料、长度均相同的两根电阻丝(温度相同),a的横截面积小于b的横截面积,则 (A)
A.a的电阻大于b的电阻
B.a的电阻等于b的电阻
C.a的电阻小于b的电阻
D.无法判断a与b电阻的大小
综合能力提升练
6.有三根相同材料制成的导体A、B、C, 在相同的温度下,A比B长,粗细相同;C与B长度一样,C粗些。这三根导体的电阻由大到小的顺序为 RA>RB>RC 。?
7.刘老师在课堂上做了一个演示实验。实验器材:玻璃泡破碎但钨丝完好的废白炽灯、标有“6 V”的小灯泡L、蓄电池、开关S、酒精灯、火柴、导线若干。连接的电路如图所示,当闭合开关S时,小灯泡L正常发光,然后用酒精灯加热白炽灯的钨丝,可观察到小灯泡L的亮度明显变暗,此时通过小灯泡L的电流变 小 ,这个实验说明了电阻跟 温度 有关。?
8.如图所示,AB和CD均为镍铬合金线。闭合开关后,通过观察 电流表的示数 ,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫 转换法 (选填“等效替代法”或“转换法”)。这个实验装置是研究电阻大小与导体 横截面积 的关系。?
9.一段1 m长的电阻丝,下列做法能使它的电阻增大的是 (B)
A.对折 B.长度拉伸为原来的2倍
C.剪掉一半 D.外表涂上绝缘材料
10.为了探究电阻的大小是否与长度有关,某同学采用了如图所示的电路,其中AC和DF分别为直径与长度均相同的铜导线和镍铬合金,B和E分别为AC和DF的中点。在对比探究时,下列选择正确的是 (D)
A.第一次接入AB,第二次接入DE
B.第一次接入DE,第二次接入AC
C.第一次接入AB,第二次接入DF
D.第一次接入DE,第二次接入DF
11.一根金属丝原来的阻值为5 Ω,将其截去后,把余下的金属丝均匀地拉到原长,则当温度不变时,处理后的金属丝的电阻将 (C)
A.仍为5 Ω B.小于5 Ω
C.大于5 Ω D.无法判断
12.为维护消费者权益,某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽査,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是 (D)
A.电线的温度引起电阻偏大
B.电线的材料引起电阻偏大
C.电线的横截面积引起电阻偏小
D.电线的横截面积引起电阻偏大
13.一块厚薄均匀的长方体铁块如图,分别沿图中所示的不同方向接入电路,则 (B)
A.沿AB方向接入电路时电阻最小
B.沿CD方向接入电路时电阻最小
C.沿EF方向接入电路时电阻最小
D.沿各个方向接入电路时的电阻一样大
14.在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中(规格不同的导体有若干):
(1)小明设计了如图甲所示的电路,为判断a、b两点间导体电阻的大小,小明应注意观察 电流表的示数变化 ,请你指出该方案存在的不足之处: ab间电阻很小时,可导致电路中电流过大而烧坏电流表 ;?
(2)小红设计了如图乙所示的电路,当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮,经检查电路无断路、短路故障,你认为灯不亮的原因是 电路中电流过小 ;?
(3)小丽设计了如图丙所示的电路,该电路中灯泡的作用有哪些?
① 灯泡可以保护电路 ;?
② 可以粗略反映电路中电流的变化 。?
拓展探究突破练
15.小王同学想探究影响导体电阻大小的因素。他想到道路越细长就越难走,于是猜想电阻的大小与导体的长度和横截面积有关。为此,小王找来了同种材料制成的各种长度和横截面积的金属线,并用伏安法测得了各种规格金属线的电阻,数据如表所示:
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
长度l/cm 10 20 40 10 20 40 10 20
横截面积S/mm2 1.0 1.0 1.0 2.5 2.5 2.5 4.0 4.0
电阻R/Ω 20 40 80 8 16 32 5 10
(1)分析数据可以得出结论:在横截面积相同的情况下,电阻R与长度l成 正比 关系;在长度相同的情况下,电阻R与横截面积S成 反比 关系;?
(2)根据(1)中的结论,可以把R和l、S的关系表示为R= K ;这次使用的金属线都是用同种材料制成的,因而不能确定导体材料与温度是否对电阻有影响,小王同学准备下次继续探究材料与温度对电阻的影响。?
第2课时 电阻器
知识要点基础练
知识点1 电阻器
1.下列符号中,表示定值电阻的是 (C)
2.有几位同学拿来一个滑动变阻器,看到铭牌上标有“20 Ω 2 A”的字样,这几位同学讨论时说出了以下几种对铭牌意义的理解,你认为正确的是 (C)
A.电阻的最小值是20 Ω,允许通过的最大电流是2 A
B.电阻的最小值是20 Ω,允许通过的最小电流是2 A
C.电阻的最大值是20 Ω,允许通过的最大电流是2 A
D.电阻的最大值是20 Ω,允许通过的最小电流是2 A
3.长度、粗细相同的铜线、铝线、铁线和镍铬合金线的电阻越来越大,则四种导线中最适合用来制作滑动变阻器电阻丝的是 (D)
A.铜线 B.铝线
C.铁线 D.镍铬合金线
知识点2 滑动变阻器的工作原理和作用
4.滑动变阻器是通过改变 接入电路中电阻丝的长度 来改变电阻的,如图所示电路中滑动变阻器铭牌上有“10 Ω 2 A”字样,为了能最大程度上改变电路中的电流,电流表应选用的量程为 0~3 A ;滑片P滑动过程中,滑片P 不能 (选填“能”或“不能”)移动到最左端a处。?
5.如图,闭合开关S后,要使滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗,应把F点与滑动变阻器的 A 点用导线连接起来。?
6.(怀化中考)如图所示,当滑片向左滑动时连入电路的电阻变大的是 (D)
综合能力提升练
7.日常生活中,变阻器有着广泛的应用,下列各组应用中,不属于滑动变阻器的是 ③ (填序号)。?
①调台灯亮度的装置 ②调收音机音量大小的电位器 ③调收音机频道的装置 ④调节电动车速度的装置
8.如图是大型电子地磅的示意图。当称重物时,在压力的作用下滑片P向下端滑动,变阻器连入电路的电阻 变小 ,电流表的示数 变大 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。?
9.一位同学设计了一个风力测定仪,如图所示,O是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板。无风时OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与弧形电阻相接触的点,电路中接有一个小灯泡,测风力时,闭合开关S。通过分析可知,金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个 滑动变阻器 ,观察 灯泡的亮度 可以粗略地反映风力的大小。若要提高该装置反映风力大小的性能,可采用的办法是 并联电压表(或串联电流表) 。?
10.小华想用滑动变阻器控制小灯泡的亮度,设计了如图所示的4种电路,其中正确的是 (C)
A.①③ B.③④ C.②③ D.①②
11.(潍坊中考)如图是实验电路连接完毕后,滑动变阻器接入电路的四种情形,已经可以闭合开关进行实验的是 (A)
12.如图所示,电阻箱的示数为 (A)
A.750 Ω B.705 Ω
C.7050 Ω D.75 Ω
13.在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器,其内部构造如图所示。图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱,使用电位器时,下列说法正确的是 (D)
A.只把A和B接入电路,无法改变通过电位器的电流
B.只把A和C接入电路,可以改变通过电位器的电流
C.将B、C两点接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻变大
D.将A、B接入电路同一点,C接入电路另一点,可以改变通过电位器的电流
14.由于一个滑动变阻器的最大阻值不够大,某同学将两个相同的滑动变阻器串联起来使用,如图,如果把两个接线柱接入电路中,要使两个滑动变阻器阻值最大,滑片P1、P2的位置是 (B)
A.P1在最右端,P2在最左端
B.P1在最左端,P2在最右端
C.P1在最左端,P2在最左端
D.P1在最右端,P2在最右端
15.现有电流表、电压表、滑动变阻器、蓄电池、小灯泡、开关、导线若干。
(1)将如图元件按要求用笔画线代替导线连接起来,要求:①电流表测通过灯L的电流;
②电压表测灯L两端的电压;
③开关闭合前,滑动变阻器的滑片应在B端;
④开关控制整个电路;
答案:如图所示
(2)在方框处画出对应的电路图;
答案:如图所示
(3)实验过程中,滑片P向A端移动,灯L的亮度 变亮 。?
拓展探究突破练
16.某滑动变阻器的阻值可以在0~20 Ω之间变化,聪明的文文同学想利用如图所示的电路图,通过实验找到滑动变阻器的中点位置。
(1)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,观察 两电压表示数 ,当它们示数 相等 时,则此时滑片位置就是滑动变阻器的中点位置,这是利用串联 分压 的原理来判断的;?
(2)如果你还想知道电路中电流的改变情况,需在电路中再 串 联一个电流表,并增加 一 根导线。?
14.2 探究欧姆定律
第1课时 探究电流与电压、电阻的关系
知识要点基础练
知识点1 探究电流与电压的关系
1.在探究导体上电流跟两端电压的关系时,实验过程中应该 (B)
A.保持电压不变 B.保持电阻不变
C.保持电流不变 D.以上说法都不对
2.(凉山州中考)如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 (C)
知识点2 探究电流与电阻的关系
3.“探究电流与电阻关系”实验的电路图如图所示。实验用到的电阻的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω,小红用5 Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是 断开开关,取下5 Ω电阻 ,然后将10 Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片位置,读出电流表的示数。在这个实验中滑动变阻器R'除保护电路外,还有 控制电阻R两端电压不变 的作用。?
4.在“探究通过导体的电流与导体电阻关系”的实验过程中,移动滑动变阻器滑片时应观察 (B)
A.滑动变阻器的滑片 B.电压表示数
C.电流表示数 D.电阻
综合能力提升练
5.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”时,实验过程中如果用10 Ω电阻代替5 Ω电阻,接下来应闭合开关,向 左 (选填“左”或“右”)调 滑动变阻器的滑片 ,眼看电压表,直到 电压表的示数前后一致 为止。?
6.如图所示为探究电流与电压关系的实验电路图,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电压表示数将 变大 ,电流表示数将 变大 ,电压表示数与电流表示数的比值 不变 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。?
7.在用电压表、电流表探究电流与电阻关系的实验中,在连接电路时,下列注意事项中不必要的一点是 (B)
A.实验时,采用控制变量法
B.开关、电流表应接在靠近电源电流流出的一端
C.连入开关时,应先将开关断开
D.电压表应与定值电阻并联,电流表应与定值电阻串联
8.某同学在“探究电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的图像,下列结论与图像相符的是 (C)
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
9.如图所示,保证AB间电阻R1=5 Ω不变,通过移动滑动变阻器,分别使电压表的示数为3 V、6 V、12 V,这是为了探究 (B)
A.通过电阻的电流与电阻的阻值的关系
B.通过电阻的电流与电阻两端电压的关系
C.电阻两端的电压与电阻阻值的关系
D.电阻的阻值与通过电阻的电流的关系
10.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”实验中,下列说法中正确的是 (A)
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是多次测量取平均值减少误差
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
11.某学习小组在一次实验探究中利用电压表和电流表测得了多组数据,记录如表所示。请根据表中给出的数据,判断他们实验时的电路可能是 (C)
U/V 3.0 2.5 2.0 1.8 1.5 1.3
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
12.小明在“探究通过导体的电流跟电压的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,并按电路图连接实验器材(如图甲所示)。
(1)电路中有一根导线未连接,请你在图甲中以笔画线代替导线,将电路连接完整;
答案:如图所示
(2)实验中要控制 电阻 不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的 电压 ;?
(3)电流表和电压表示数记录如表:
序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A
1 1.4 0.14
2 2.2 0.22
3 2.8
表中空白处的电流值如图乙所示,该值为 0.28 A;?
(4)分析实验数据可得结论:当电阻一定时, 导体中的电流和其两端的电压成正比 。?
拓展探究突破练
13.在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中,老师提供的器材:电源(电压恒定为4.5 V),电流表、电压表和开关各一个,四个定值电阻(10 Ω、15 Ω、20 Ω、30 Ω),滑动变阻器,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路图连接完整;
答案:如图所示
(2)在连接电路时,要求先将开关、滑动变阻器分别处于 D (填字母)的位置;?
A.闭合、阻值最大处 B.断开、阻值最小处
C.断开、阻值任意处 D.断开、阻值最大处
(3)实验时,先在a、b间接入10 Ω电阻,移动滑片P,使电压表示数为3 V,并记录相应的电流值;再改接15 Ω的电阻,此时滑片P应向 c (选填“c”或“d”)端移动,这样移动滑片的目的是 使定值电阻两端的电压保持3 V不变 ;?
(4)实验时,闭合开关,移动滑片P,如果发现电流表无示数,而电压表示数始终接近电源电压,则出现该现象的原因可能是 定值电阻断路 ;?
(5)通过实验获得数据,得到如图乙所示导体的电流I随电阻R变化的图像,由图像可得出结论: 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。?
第2课时 欧姆定律
知识要点基础练
知识点1 欧姆定律
1.由欧姆定律公式I=变形得R=,下列说法正确的是 (D)
A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B.当电压为0时,电阻也为0
C.导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
2.在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U-I关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是 (A)
A.R1>R2 B.R1=R2
C.R1知识点2 利用欧姆定律计算
3.某段导体两端加9 V电压时,通过导体的电流为0.3 A,导体的电阻是 30 Ω,当导体两端加6 V电压时,通过导体的电流为 0.2 A。?
4.灯泡L1、L2并联后接在电源两端,电源电压为6 V。L1的电阻为12 Ω,通过L2的电流为0.3 A,则L2的阻值为 20 Ω,通过干路的电流为 0.8 A。?
5.(自贡中考)两个电阻甲和乙,电阻值分别为20 Ω、40 Ω,将它们串联接入电路中,则甲、乙两电阻两端的电压之比为 1∶2 ;将它们并联接入电路中,通过甲、乙两电阻的电流之比为 2∶1 。?
综合能力提升练
6.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为6 V,电流表示数为0.3 A,断开S2后,电流表示数为0.2 A,则电源电压为 6 V,R2的阻值为 10 Ω。
7.(安顺中考)如图,电源电压恒定,R1=30 Ω,R2=60 Ω,当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1 A,则电源电压是 9 V;当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数是 0.45 A。?
8.(襄阳中考)电阻R1与R2的I-U图像如图所示。当R2上的电压为1.5 V时,R2的阻值是 10 Ω;若将它们并联连接到电压为2.5 V的电源上,则干路的电流是 0.7 A。?
9.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2∶5,此时灯L1、L2的电阻之比是 3∶2 ,电流之比是 1∶1 。?
10.由欧姆定律可导出R=,下列说法正确的是 (D)
A.导体的电阻是由电流和电压决定的
B.当电流增大2倍时,电阻减小2倍
C.当电压增大2倍时,电阻增大2倍
D.导体电阻的大小可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
11.如图所示的电路中,电源电压恒定为6 V,R=10 Ω,当开关S闭合时,电压表的示数为2 V,以下判断正确的是 (B)
A.电阻R两端的电压是2 V
B.电流表的示数为0.4 A
C.小灯泡的电阻为20 Ω
D.通过电阻R的电流为0.6 A
12.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”的实验时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,则下列说法错误的是 (D)
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A和B的电阻之比为1∶2
C.当在导体B的两端加上1 V的电压时,通过导体B的电流为0.1 A
D.将导体A和B串联时通过A的电流为0.4 A,则导体B两端电压为2 V
13.如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=30 Ω。闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是 (C)
A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
14.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为6 Ω,电阻R2的阻值为18 Ω。当开关S闭合时,电压表的示数为3 V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源两端的电压U。
解:(1)开关S闭合时,两电阻串联,电路中的电流
I=I1==0.5 A
即电流表的示数为0.5 A
(2)根据欧姆定律可得,R2两端的电压
U2=IR2=0.5 A×18 Ω=9 V
电源电压U=U1+U2=3 V+9 V=12 V
15.(北京中考)如图所示,电源两端电压U为9 V并保持不变,电阻R1阻值为10 Ω。闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2 A。求:
(1)电流表A1的示数I1;
(2)电阻R2的阻值。
解:(1)由题图可知,R1与R2并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A测干路电流,则电流表A1的示数I1==0.9 A
(2)通过电阻R2的电流I2=I-I1=1.2 A-0.9 A=0.3 A
根据I=可得,R2==30 Ω
拓展探究突破练
16.如图所示,电源电压为6 V不变。电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2上标有“20 Ω 2 A”字样,两电表均为常用电表。闭合开关S,电流表的示数为0.2 A。求:
(1)电压表的示数;
(2)电阻R2连入电路的阻值;
(3)若移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,发现电压表和电流表中有一个已达满刻度,此时电压表和电流表的示数。
解:(1)由I=可知,电压表的示数
UV=U1=IR1=0.2 A×10 Ω=2 V
(2)电阻R2两端的电压U2=U-U1=6 V-2 V=4 V
此时R2连入电路的阻值R2==20 Ω
(3)电源电压是6 V,因为R1=10 Ω,滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路中电流最大,I最大==0.6 A,因此电流表量程应为0~0.6 A;由题图可知,当滑片向左移动时,电压表和电流表的示数都变大;
①电压表选择0~15 V量程,电流表量程为0~0.6 A,当电流表指针达到满偏时,电路电流最大为I最大=0.6 A,电压表示数为U'V=I最大R1=0.6 A×10 Ω=6 V<15 V,能够保证电路安全,符合题意,此时电压表、电流表的示数分别为6 V、0.6 A;
②电压表选择0~3 V量程,当电压表指针达到满偏时,电压表示数U″V=3 V,电路电流为I'==0.3 A,此时电压表、电流表的示数分别为3 V、0.3 A。
综上所述,电压表和电流表的示数可能为3 V、0.3 A或6 V、0.6 A。
14.3 欧姆定律的应用
知识要点基础练
知识点1 “伏安法”测电阻
1.在测量小灯泡电阻的实验中,正确连接电路并闭合开关后,电压表和电流表的示数如图所示,则流过小灯泡的电流为 0.5 A,小灯泡的电阻为 5 Ω。?
2.在“伏安法测电阻”的实验中,下列说法正确的是 (B)
A.为了检测电路连接是否正确,连接电路时,需闭合开关
B.应该选取规格匹配的器材,既不会损坏器材,又能使测量结果误差小
C.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较小的量程
D.需进行三次实验,这样测量的结果才具有普遍性
3.在用“伏安法”测电阻的实验中,有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,画出定值电阻和小灯泡的U-I图像,分别如图甲、乙所示,则对于图像的分析,下列说法错误的是 (D)
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由图甲可知,定值电阻的阻值不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由图乙可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法,测定小灯泡的电阻
知识点2 短路的危害
4.如图电路中,有四个开关S1、S2、S3、S4,如果同时闭合 S1、S4 会造成电源短路,电源短路的危害是 损坏电源,甚至引起火灾 。?
5.小雅同学在做测量小灯泡的电阻实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如图所示,如果此时将开关闭合,则 (D)
A.两表都可能被烧坏
B.两表都不会被烧坏
C.电流表不会被烧坏
D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏
综合能力提升练
6.利用“伏安法”测电阻的部分电路如图,关于测量误差和产生原因,说法正确的是 (A)
A.测量值偏大,是由于电流表有内阻
B.测量值偏大,是由于电压表有内阻
C.测量值偏小,是由于电流表有内阻
D.测量值偏小,是由于电压表有内阻
7.小明同学练习用“伏安法”测电阻,他所测电阻的阻值约为2 Ω,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~3 A,测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为10 Ω,则他在测量中所出现的错误可能是 (C)
A.电压表和电流表的位置接反了
B.他没有多次测量取平均值,致使误差过大
C.电压表按15 V量程读数,电流表按3 A量程读数
D.电压表按15 V量程读数,电流表按0.6 A量程读数
8.甲、乙两地相距20 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知所用的输电线每千米的电阻为0.2 Ω。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻R0和电源接成如图所示的电路进行测量。当电压表的示数为2.0 V时,电流表的示数为0.5 A,则短路位置距离甲地 (A)
A.10 km
B.13 km
C.18 km
D.20 km
9.在如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,当滑动变阻器R的滑片P向右移动时,下列判断中正确的是 (D)
A.电流表的示数增大,电压表的示数减小
B.电流表和电压表的示数都减小
C.电流表的示数增大,电压表的示数不变
D.电流表的示数减小,电压表的示数不变
10.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时 (C)
A.电流表A1的示数变小,电压表V的示数变小
B.电流表A2的示数变大,电压表V的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值不变
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值不变
11.小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡额定电压为2.5 V,电源电压为4.5 V。
(1)小亮同学在连接该处的实物图的时候有一根线连接错误,请你帮他在错误的连线上面打“×”并画出正确的连线;
答案:如图所示
(2)在连接电路时,开关应 断开 ,滑动变阻器的滑片P应位于 左 (选填“左”或“右”)端;?
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.4 V时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻约为 10 Ω;他把多次测量的电流值和电压值绘制出的I-U图像是一条曲线,原因是 灯丝电阻受温度影响 。?
拓展探究突破练
12.在“伏安法测电阻”实验中,小明同学将电路连成如图甲所示的电路。
(1)请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大);
答案:如图所示
(2)实验中,闭合开关后,移动滑片,电流表无示数,电压表有较大示数,经检查,导线连接完好,则故障可能是 电阻断路 ;?
(3)排除故障后,小明进行实验记录数据,并根据数据绘制出图像(如图乙),由图乙可知,该定值电阻的阻值是 5 Ω;?
(4)小华设计了另一个测量电阻的电路(如图丙),在M、N之间接入待测电阻,可以在电流表表盘上直接读出电阻的阻值,小华已经标出了部分电阻值(如图丁),由电流表表盘数据可知,该电路中R0= 2 Ω。?
单元易错强化练
易错点1 不清楚滑动变阻器的连接方式
1.如图所示,电路的m、n两点间接一滑动变阻器来控制电灯的亮度,电路图上方为滑动变阻器的结构示意图。要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡逐渐变亮,则滑动变阻器接入电路的方式应采用 (B)
A.m接a,n接b B.m接d,n接b
C.m接b,n接c D.m接c,n接d
易错点2 不清楚电流与电压、电阻的关系
2.某实验小组在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验时,得出一组数据,则可以得出的结论是 (B)
导体两端电压/V 导体电阻/Ω 通过导体的电流/A
3 2 1.5
3 5 0.6
3 6 0.5
3 10 0.3
A.导体两端电压一定时,流经导体的电流大小与导体的电阻成正比
B.导体两端电压一定时,流经导体的电流大小与导体的电阻成反比
C.流经导体的电流大小一定时,导体两端电压与导体电阻成正比
D.流经导体的电流大小一定时,导体两端电压与导体电阻成反比
易错点3 不清楚电路中电流和电压的变化
3.如图所示电路中电源电压不变,当S闭合,且滑片P向左滑动时,各电表示数的变化情况是 (A)
A.A1表读数不变,A2表读数变大,V表读数不变
B.A1表读数变大,A2表读数变大,V表读数不变
C.A1表读数变小,A2表读数变大,V表读数变大
D.A1表读数不变,A2表读数变小,V表读数变小
易错点4 不能正确理解欧姆定律在生活中的应用
4.如图所示是酒精浓度检测仪的简化电路图,图中R0为定值电阻、R为酒精气体传感器,R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。驾驶员对着酒精气体传感器呼出的酒精气体浓度越大,则 (C)
A.电流表示数越大,电压表示数越小
B.电流表示数越小,电压表示数越大
C.电流表和电压表示数均越大
D.电流表和电压表示数均越小
5.体育中有一个项目是坐位体前屈,测量坐位体前屈成绩的装置如图所示,测试时需要从刻度尺上读数,改进后可以直接从电表的表盘上读出对应的长度值。下列四种方案中,表盘上的长度刻度值均匀的是 (A)
章末小结与提升
探究欧姆定律
类型1 滑动变阻器
1.如图所示,在保证安全的情况下,能用滑动变阻器调节小灯泡由亮到灭的电路是 (B)
类型2 电流与电压和电阻的关系
2.如图所示,在探究电流跟电压、电阻的关系实验中,应首先选取一个定值电阻,通过改变滑动变阻器的阻值,记录若干组电流值和相应的 电压 值,得到在 电阻 不变时,电流跟 电压 成正比的关系;然后选取不同阻值的电阻连入电路,调节滑动变阻器的滑片,使每次的 电压 保持不变,记录每次连入电路的电阻值和相应的 电流 值,得到电流跟 电阻 成反比的关系。?
类型3 欧姆定律及其应用
3.在如图所示的电路中,R1=15 Ω,R2=10 Ω,闭合开关后电流表的示数为0.3 A,则电源电压为 3 V,通过R1的电流是 0.2 A。
4.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 6 V,R1的阻值为 5 Ω。?
5.(襄阳中考)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 (C)
A.4∶3 B.3∶2 C.3∶4 D.3∶1
6.(呼和浩特中考)传感器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,直接表现力的大小。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。MN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12 V,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=1 N时,电流表示数为1 A,电压表示数为3 V,当滑片P滑至最下端时,电压表的示数为7.5 V。求:
(1)定值电阻R1的大小,压力F1与R2的阻值之比K1;
(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函数关系表达式。
解:(1)由题图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,根据欧姆定律可得
R1==9 Ω
R2==3 Ω
当F1=1 N时,R2的阻值为3 Ω,所以
K1= N/Ω
(2)当滑片P滑至最下端时,根据欧姆定律可得
I1==0.5 A
R2大==15 Ω
则F2=K1R2大= N/Ω×15 Ω=5 N
(3)压力F的大小与电压表示数U2之间函数关系表达式F=K1R2= N/Ω× N/Ω× N
实验一:电流与电压、电阻的关系
实验电路图
1.探究电流与电压的关系
(1)实验方法:闭合开关,调节滑动变阻器,使R两端的电压改变,记录电流表的示数。
(2)实验结论:电阻一定,电流与电压成正比。
2.探究电流与电阻的关系
(1)实验方法:更换阻值不同的电阻,通过调节滑动变阻器的滑片,使电阻R两端的电压不变,多次测量,记录电流表的示数。
(2)实验结论:电压一定,电流与电阻成反比。
【针对训练】
1.(天门中考)小明和小红同学在一次探究“导体中的电流与什么因素有关”的活动中发生了争执。小明说:“导体中的电流可能与它两端的电压有关,因为电压是产生电流的原因”。小红说:“导体中的电流可能与导体的电阻有关,因为电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻越大,电流越小”。为了验证猜想,小明和小红同学找来了如下器材:电压恒为4.5 V的电源、电流表、电压表、标有“20 Ω 1 A”的滑动变阻器各一个,阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻各一个,开关及导线若干。
(1)小明同学为了探究“电流与电压的关系”连接了如图甲所示的电路,正准备闭合开关时,旁边的小红同学急忙拦住他,说接线有错误,请你在图甲中只改动一根导线的连接,使电路正常工作(用“×”标出改动的导线,用笔画线代替导线,把它改接到正确的位置上,导线不得交叉);
答案:如图所示
(2)纠正错误后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 A (选填“A”或“B”)端;?
(3)小明通过调节滑动变阻器改变定值电阻R两端电压得到了3组实验数据,如表一,分析表格中的数据,可以得出结论: 电阻一定时,导体中的电流和它两端的电压成正比 ;?
(4)①小红在小明实验的基础上,继续探究“电流与电阻的关系”,她将表一中的第3次数据填入到表二中作为第1次实验数据,然后将定值电阻R由5 Ω更换成10 Ω接入电路,调节滑片P,直到 电压表的示数为3 V 为止,记下此时电流表的示数,电流表示数如图乙所示,请把电压数据及测得的电流数据填入表二中空白处;?
表一
实验次数 定值电阻/Ω 电压/V 电流/A
1 5 1 0.2
2 5 2 0.4
3 5 3 0.6
表二
实验次数 电压/V 定值电阻/Ω 电流/A
1 3 5 0.6
2 3 10 0.3
②小红同学根据表二中的实验数据得到如下结论:“电流与电阻成反比”;
(5)请你对第(4)步中的探究过程作出评价,并写出两点评价意见:
Ⅰ. 实验次数少 ;Ⅱ. 结论缺少“电压一定”的前提条件 。?
实验二:伏安法测电阻
1.实验原理:R=。
2.实验器材
电源、开关、导线、待测电阻、滑动变阻器、电流表、电压表。
3.实验电路图
4.记录表格
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻平均值/Ω
【针对训练】
2.如图甲所示是测量小灯泡电阻R的实验电路:
(1)请用笔画线代替导线将实验电路连接完整;
答案:如图所示
(2)小芹同学连好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路发生的故障可能是 小灯泡被短路 ;?
(3)排除故障,正确连接电路后,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的读数为0.2 A时,电压表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值大小为 12.5 Ω;?
(4)小芹同学用一只电流表和一只已知阻值的定值电阻R0来测量小灯泡的电阻R,她设计了如图丙所示的电路,先将电流表与R0串联测得电流I0,再将电流表与小灯泡串联测得电流IR,则小灯泡电阻R=? (用已知量和测量量的符号表示)。?
把电流计改装成电流表,应取适当阻值的电阻与其并联,使总电阻变小;把电流计改装成电压表,应取适当阻值的电阻与其串联,使总电阻变大;而后结合电路连接,利用串、并联电路中电流、电压和电阻的规律及欧姆定律等知识,就可对相关物理量的大小进行分析、求解。
【针对训练】
1.(安徽中考)现有一只满偏电流Ig=3 mA的电流计G,已知其电阻Rg=100 Ω。现在需要把它改装成一只量程Ic=3 A的电流表,如图a所示。求:
(1)电阻Rx的阻值;
(2)求改装后的电流表电阻Rc的阻值;
(3)如图b所示,将改装后的电流表接入电路中。已知电源电压U=10 V,电阻R1=5 Ω,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I=1.0 A。求此时滑动变阻器接入电路中的阻值R2,以及通过原电流计G的电流I1。
解:(1)Ug=IgRg=0.3 V
Rx=≈0.1 Ω
(2)Rc==0.1 Ω
(3)R总==10 Ω
R2=R总-R1-Rc=4.9 Ω
由I1Rg=(I-I1)Rx
代入数据可得,I1≈0.001 A=1 mA
2.实验室常用的电压表是由小量程的电流表改装而成的。图中是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=6 mA的电流表,其电阻Rg=10 Ω,图甲为改装后的电压表电路图,R1、R2为定值电阻,若使用A、B两个接线柱时,电表的量程为3 V;若使用A、C两个接线柱时,电表的量程为12 V。
(1)求定值电阻R1、R2的阻值;
(2)如果在A、B之间加上某一数值的电压时,电流表指针指如图乙所示的位置,那么A、B之间的电压为多少?
解:(1)由欧姆定律可得,A、B之间的电阻
RAB==500 Ω
又因为使用A、B两个接线柱时,Rg与R1串联
所以R1=RAB-Rg=500 Ω-10 Ω=490 Ω
同理,A、C之间的电阻RAC==2000 Ω
R2=RAC-RAB=2000 Ω-500 Ω=1500 Ω
(2)由题图可知,此时电流为I=2 mA=2×10-3 A
所以此时所测电压为
U=IRAB=2×10-3 A×500 Ω=1 V
专题训练(六) 特殊方法测电阻
【专题概述】
常见的测电阻的特殊方法有伏阻法、安阻法、替代法,其具体的测量方法如下:
伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻测未知电阻的方法。如图是伏阻法测电阻的电路图,先把电压表接在已知电阻R的两端,记下此时电压表的示数U1;然后再把电压表接在未知电阻Rx的两端,记下此时电压表的示数U2。根据欧姆定律知,通过两电阻的电流I1=,I2=,由于R和Rx串联,所以I1=I2,即,Rx=R。
安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻测未知电阻的方法。如图是安阻法测电阻的电路图,先把电流表跟已知电阻R串联,测出通过R的电流I1;然后再把电流表跟未知电阻Rx串联,测出通过Rx的电流I2。根据欧姆定律算出它们各自两端的电压U1=I1R,U2=I2Rx;由于R和Rx并联,所以U1=U2,即I1R=I2Rx,Rx=R。
用替代法测电阻的电路如图所示,图中R是滑动变阻器,R'是电阻箱,Rx是待测电阻,S2是单刀双掷开关,G是电流表。
将滑片P调至电路图中滑动变阻器的最下端,将电阻箱R'调至最大值,闭合开关S1,将开关S2拨向位置“1”,调节P的位置,使电流表指向某一合适的刻度IG;再将开关S2拨向位置“2”,保持滑片P位置不变,调节电阻箱R'的阻值使电流表指示的刻度仍为IG,此时电阻箱的阻值为R0,则Rx=R0。
类型1 伏阻法测电阻
1.在用伏安法测未知电阻Rx时,如果电流表缺少或损坏,也可以通过其他方式来解决,下列四个图中能够完成任务的是 (B)
2.图甲是实验小组用伏安法测未知电阻Rx的实物电路,电源电压未知但恒定,已知滑动变阻器的最大阻值为R(电阻均不受温度影响)。
(1)在图甲中找出连接错误的一根导线,并在导线上画“×”,用笔画线代替导线将实物图连接正确(所画的导线要用实线,不可用虚线,导线不能交叉);
答案:如图所示
(2)该实验的原理是 R=(或欧姆定律) ;?
(3)在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,于是小组的同学设计了如图乙所示的电路图也完成了实验。请你帮助他们把以下实验步骤填写完整:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1;
②再 将滑片移动到最右端 ,读出此时电压表的示数,记为U2;?
③则未知电阻Rx=?R 。?
类型2 安阻法测电阻
3.在用伏安法测未知电阻Rx时,发现电压表已损坏,某同学设计下列四个方案,正确的是 (D)
4.实验小组的同学要得到Rx的阻值,但是手边只有两个开关、一个未知电压的电源、一个阻值为10 Ω的定值电阻R0和一只电流表及导线若干,他们设计了如图1所示的电路。
(1)根据电路图进行连接时,开关S1应处于 断开 状态;?
(2)当S1闭合、S2断开时,电流表示数为0.2 A;
(3)当开关S1、S2都闭合时,电流表指针超过了0.6 A 的量程,改接大量程后,电流表指针恰与第(2)问中电流表指针所指的位置相同,则此时电流表示数为 1.0 A;?
(4)若电源电压不变,根据上述数据计算出Rx= 2.5 Ω;?
(5)某同学提出将电路中R0换成一个滑动变阻器,电路设计为如图2所示的情况时,也可以测出Rx的阻值(滑动变阻器最大阻值为R,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx=?R (用已知量和测量量的符号表示)。?
类型3 替代法测电阻
5.要测量一个阻值约为600 Ω的电阻Rx,提供的器材:干电池两节、学生用电压表(量程为0~3 V、0~15 V)、学生用电流表(量程为0~0.6 A、0~3 A)、滑动变阻器(10 Ω 2 A)和电阻箱R0(0~9999 Ω 5 A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的最合理的方案是 (D)
6.用如图1的电路测量定值电阻R的阻值。
(1)按图1电路,将图2中的滑动变阻器正确连入电路;
答案:如图所示
(2)闭合开关,将图2中的滑动变阻器的滑片P向左滑到某一位置时,电流表的示数为0.5 A,电压表的示数如图3所示,则被测电阻的阻值R= 4.8 Ω;?
(3)小明同学利用电流表、单刀双掷开关S、电阻箱R、滑动变阻器R0和电源,也测量出了未知电阻Rx的阻值,实验电路如图4所示。实验操作如下:
①按照电路图,连接好实物电路;
②将开关S拨至 a (选填“a”或“b”)处,移动滑片P,使电流表指针指向一准确值,读出电流表的示数I;?
③保持滑片P位置不变,再将S拨至 b (选填“a”或“b”)处,调节电阻箱使电流表的示数仍为I,此时电阻箱的示数为R。若R的阻值如图5所示,R0的阻值为10 Ω,则Rx的阻值为 35 Ω。?
专题训练(五) 动态电路分析(一)
【专题概述】
动态电路是中考常考的题型,且难度偏大,常在选择题中考查。在分析动态电路时,应先结合电路图明确电路的串、并联关系,然后明确电路中电压表、电流表测的是哪一部分的电压、电流,最后分析滑动变阻器的滑片移动时阻值的变化,根据串、并联电路的U、I、R关系规律分析解答。
类型1 滑动变阻器引起的电路变化
1.如图所示的电路,电源电压恒定不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,关于电流表A1和电压表V1的示数变化叙述正确的是 (B)
A.电流表A1示数变大,电压表V1示数变大
B.电流表A1示数变小,电压表V1示数变大
C.电流表A1示数变大,电压表V1示数变小
D.电流表A1示数变小,电压表V1示数变小
2.如图所示电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是 (C)
A.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
B.电压表V1与电流表A的示数之比变大
C.电流表A的示数变大,电压表V2的示数不变
D.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小
3.如图所示,A、B间电压一定,当滑片P向左移动到另一位置时,通过R1、R2的电流变化量的大小分别为ΔI1、ΔI2,电压变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,则 (C)
A.ΔI1>ΔI2,ΔU1>ΔU2
B.ΔI1<ΔI2,ΔU1<ΔU2
C.ΔI1<ΔI2,ΔU1=ΔU2
D.ΔI1=ΔI2,ΔU1=ΔU2
4.如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“2 A 20 Ω”字样。下列四个图像中,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 (A)
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,以下说法正确的是 (C)
A.两电流表示数的差值变小
B.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值不变
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值不变
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
类型2 开关引起的电路变化
6.如图所示的电路,电源电压不变。先闭合开关S,再闭合开关S1,两电阻正常工作;比较A、B、C、D四处的电流变化,其中可能正确的是 (B)
A.IA变大,ID变小 B.IA变大,IC不变
C.IA变大,IC变大 D.IB变大,ID变小
7.如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S从断开变为闭合时,电路中 (A)
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变小
D.电流表的示数不变,电压表的示数变大
8.如图所示的电路中,当只闭合开关S1时,电流表、电压表的示数分别为I1、U1,当开关S1、S2都闭合时,电流表、电压表的示数分别为I2、U2,则下列关系式正确的是 (C)
A.I2=I1,U2I1,U2=U1
C.I2>I1,U2>U1 D.I29.(恩施州中考)如图,电源电压恒定,闭合S2,断开S1和S3,两电表均有示数;再断开S2,同时闭合S1和S3,此时 (D)
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.两表示数均变小
D.两表示数均变大
类型3 传感器引起的电路变化
10.如图所示,电源电压不变,R1是光敏电阻,其阻值大小随光照强度的增强而减小。闭合开关S后,当光照强度增大时 (D)
A.通过R2的电流变大
B.电路总电阻变大
C.电流表示数变小
D.若要保持电流表示数不变,应将R2的滑片P向右移
11.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 (C)
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
12.如图是应用压敏电阻设计的实验电路,用力压向压敏电阻时,灯变亮。下列分析错误的是 (C)
A.灯变亮,说明电路中的电流增大
B.灯变亮,说明电路中的电阻减小
C.该压敏电阻的阻值随压力增大而增大
D.该压敏电阻的阻值随压力增大而减小
13.为治理雾霾天气,环保部门加强了对PM2.5的监控。如图是某兴趣小组设计的四个监测电路图,其中R是气敏电阻,阻值随PM2.5浓度增大而减小,R0是保护电阻。现要求PM2.5浓度越大,电表的示数越大,则符合要求的电路图是 (B)
