【名师导航】物理中考一轮总复习学案 第十七章欧姆定律﹙备考指南+知识详单+易错警示+知识精讲+达标检测)

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名称 【名师导航】物理中考一轮总复习学案 第十七章欧姆定律﹙备考指南+知识详单+易错警示+知识精讲+达标检测)
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科目 物理
更新时间 2019-12-02 10:07:34

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第十七章 《欧姆定律》达标检测
时间:45分钟 满分:100分
一.选择题(共20小题,满分40分,每小题2分)
1.(2分)(2019?常德)如右图,是某实验小组的同学连接的电路,则(  )
A.在连接此电路时,开关应该断开;开关闭合前,滑片应处于最左端
B.S1、S2都闭合时,L1、L2并联,电流表测干路的电流
C.先闭合S1、S2,再断开S1时,电流表示数变小,电压表示数变小
D.S1、S2都闭合时,将滑片右移时,电流表示数变小,电压表示数变小
2.(2分)(2019?滨州)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是(  )
A.电压表示数变小,电流表示数不变
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小
3.(2分)(2019?恩施州)如图所示电路图,改变各开关连接情况时,下列分析正确的是(  )
A.当S2闭合,S1、S3断开时,电压表V与V1示数相等
B.当S2闭合,S1、S3断开时,电流表A的示数大于A1的示数
C.当S2断开,S1、S3闭合时,电流表A的示数与A1的示数相等
D.当S2断开,S1、S3闭合时,电压表V与V1示数相等
4.(2分)(2019?呼伦贝尔)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由图示位置逐渐向b端移动的过程中(  )
A.电压表V示数变小,电流表A1示数变大
B.电压表V示数不变,电流表A2示数变小
C.电压表V的示数与电流表A1示数的比值变小
D.电压表V的示数与电流表A2示数的比值不变
5.(2分)(2019?盘锦)在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是(  )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
6.(2分)(2019?西宁)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1和S2,灯L正常发光,则断开开关S2时(  )
A.电流表示数变大,灯L变亮
B.电压表示数变大,灯L的实际功率变小
C.电流表示数变小,灯L仍然正常发光
D.电压表示数不变,电路的总功率变大
7.(2分)(2019?葫芦岛)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动。关于该过程,下列说法中正确的是(  )
A.电流表A1的示数变小,灯泡的亮度不变
B.电压表V的示数不变,灯泡的亮度变暗
C.整个电路的总功率变大
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变小
8.(2分)(2019?抚顺)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,滑片P从A点向右移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表A示数变大电流表A1示数不变
B.电流表A1示数变大电流表A2示数不变
C.电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变
D.电压表V示数与电流表A1示数的比值变小
9.(2分)(2019?青海)在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用实验数据作出了如图所示的图象。根据图象,下列说法正确的是(  )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
C.当导体甲两端的电压为2V时,通过导体甲的电流为 0.2A
D.将两导体并联后接在 3V的电源上时,干路中的电流为 0.6A
10.(2分)(2019?大连)如图所示是小灯泡的电流与其两端电压的关系图象,下列说法正确的是(  )
A.小灯泡的电阻不变,阻值为7.2Ω
B.小灯泡的电流随其两端电压的增大而增加得越来越快
C.小灯泡的电阻与其两端电压有关,随电压的增大而减小
D.小灯泡的实际功率与其两端电压有关,随电压的增大而增大
11.(2分)(2019?营口)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。闭合开关S后,滑片从最左端向右移动到中点的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表A1的示数变大,电流表A2的示数变大
B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积变小
12.(2分)(2019?兰州)在如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是(  )
A.电流表A1的示数变大,电压表V的示数变小
B.电流表A2的示数变小,电压表V的示数变大
C.电压表与电流表A2的示数之比变大
D.电流表A2与A1的示数之差变大
13.(2分)(2019?辽阳)如图所示的电路中,电源电压恒定不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a点移动到b点的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表V2的示数将变小
B.灯泡的亮度始终保持不变
C.电流表A1的示数与电流表A2的示数始终相等
D.电压表V1的示数与电流表A3的示数比值将变大
14.(2分)(2019?玉林)光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。如图所示,闭合开关,逐渐减弱光敏电阻的光照强度,下列说法正确的是(  )
A.电流表和电压表的示数均变小
B.电流表和电压表的示数均变大
C.电流表的示数变小,电压表的示数变大
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
15.(2分)(2019?赤峰)如图所示电路,电源电压和小灯泡电阻保持不变。当开关闭合后,变阻器滑片向右滑动时,电流表和电压表的示数变化情况分别是(  )
A.变大、变小 B.变大、变大 C.变小、变小 D.变小、变大
16.(2分)(2019?巴中)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片向左移动时,下列判断正确的是(  )
A.电路总功率变小
B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值不变
D.电流表示数变大
17.(2分)(2019?宁夏)如图所示的电路中,电阻R2的阻值为15Ω.当开关S1、S2闭合时,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A.下列说法正确的是(  )
A.电阻R1的阻值为10Ω
B.S1、S2闭合时,通过电阻R1的电流为0.5A
C.S1、S2闭合时,电流表A1测量的是R1的电流
D.开关S2断开时,电流表A2示数为0.5A
18.(2分)(2019?长春)如图所示,电源两端的电压恒定。闭合开关S1,小灯泡发光,再闭合开关S2,则(  )
A.小灯泡变亮 B.电流表示数变小
C.电压表示数不变 D.电路的总电阻变大
19.(2分)(2019?铜仁市)如图所示,若电路中电源两端的电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中(  )
A.电压表V1的示数变大,电流表A的示数变大
B.电压表V2的示数变大,电流表A的示数变小
C.电压表V1的示数变大,电流表A的示数变小
D.电压表V2的示数变大,电流表A的示数变大
20.(2分)(2019?广西)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时(  )
A.电流表示数增大 B.电压表示数减小
C.电路总电阻减小 D.电路总功率增大
二.填空题(共10小题,满分20分,每小题2分)
21.(2分)(2019?常德)超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导元件和限流电阻并联组成,内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示,限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V3W”字样。当电源电压为6V时,灯泡   (选填“能”或“不能”)正常发光;若电源电压仍为6V,当灯泡发生短路时,电流表的示数为   A。
22.(2分)(2019?恩施州)如电路图。已知电源电压恒定,定值电阻R1的阻值,当将电压表接在a、b两端时其示数为U1,当电压表接在b、c两端时其示数为U2,则可求出电阻的阻值Rx=   ,电源电压为U=   。
23.(2分)(2019?十堰)如图电路中,电源电压不变,变阻器最大阻值R2=20Ω,闭合开关S,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表的最小示数为0.3A,而电压表V1的最大示数与最小示数之比为5:3,则电阻R1=   Ω,电源电压为   V,电路中的最大电流为   A。
24.(2分)(2019?百色)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关,当变阻器滑片P往左滑动时,灯泡L的亮度   ;调节滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中,电压表V1的变化范围为2.5V~4.5V,电压表V2的变化范围为2V~0V,电流表的变化范围为0.1A~0.16A,则变阻器的最大阻值是   Ω。
25.(2分)(2019?丹东)如图所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象,若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,电路中的电流为0.6A,则电源电压为   V;若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上,此时灯L的电阻为   Ω,干路电流为   A。
26.(2分)(2019?盘锦)如图所示电路,电源电压恒定,滑动变阻器的滑片P移到b端。R1与R2组成串联电路,需要闭合开关   ;滑片P由b向a滑动过程中,电压表V1的示数将   (填“变大”、“变小”或“不变”);当电压表V1与V2的示数比为5:3时,R1与R2连入电路的阻值比为   。
27.(2分)(2019?本溪)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表V1示数和电流表A示数的乘积将   ,电压表V2示数和电流表A示数的比值将   。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
28.(2分)(2019?沈阳)如图所示,电源电压恒定,电路中各元件完好,在工作过程中不会损坏。若只闭合S1时,移动滑片P,使灯泡变亮的过程中,电压表的示数   ;若滑片P移至a端,只闭合S2时与S1和S2同时闭合时相比,电流表的示数   。(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
29.(2分)(2019?阜新)如图所示电路,电源电压恒定为3V,R2=10Ω,当S1闭合,S2、S3断开,电流表示数为0.6A,R1阻值为   Ω;S2闭合,S1、S3断开,电压表示数为   V;S1、S3闭合,S2断开,电流表示数为   A。
30.(2分)(2019?赤峰)某段金属丝两端电压为6V时,通过的电流为0.3A;当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流为   A;当该金属丝两端电压降为0V时,它的电阻为   Ω。
三.实验探究题(共5小题,满分15分,每小题3分)
31.(3分)(2019?呼伦贝尔)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻R、开关、导线利用给定器材连接成“伏安法测电阻”的电路。
(1)请在答题卡中相应位置画出图甲所示的实物图对应的电路图;
(2)实验前为了保护电路滑动变阻器的滑片应置于   端(选填“A“或“B”);
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是   (写出一种原因即可)
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,则通过R的电流大小为   A,它的阻值是   Ω。
32.(3分)(2019?上海)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为3伏保持不变)、电流表、电压表、电键和待测电阻Rx各一个,三个滑动变阻器(分别标有“5欧2安”字样、“10欧2安”字样、“50欧1安”字样),以及导线若干。小华选择其中一个滑动变阻器,正确连接电路,进行实验。实验中,当滑动变阻器滑片P在中间区域某位置时,电压表和电流表的指针位置如图(a)、(b)所示,小华记录第一组数据;然后移动滑动变阻器滑片P,在电压表指针自图(a)位置转过两小格时记录第二组数据,此时电流表、电压表指针偏转角度相同;接着继续操作完成实验。
①实验中电压表所选的量程为   伏。
②判断实验中电流表所选的量程。   (需要写出计算过程)
③小华的第二组数据中,电压、电流及计算出的待测电阻Rx的阻值是   。
33.(3分)(2019?朝阳)东东同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻止分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大。
②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是   。
③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,其示数为   A。
④断开开关S,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再次闭合开关后,滑片应向   (填“左”或“右”)端移动。
⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是   。
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。
①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2。
③未知电阻的阻值Rx=   (用字母表示)。
34.(3分)(2019?铁岭)小久利用电压恒为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡,10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,铭牌上标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电压表电流表,开关,导线完成了下列电学实验。
(1)探究电流与电阻关系。
①他设计的电路图如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最   (填“左”或“右”)端。他将10Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为4V读出电流表示数。保
持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻,为了使电压表的示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片向   (填“左”或“右”)端移动。
②他将定值电阻分别单独接入电路中,保持定值电阻两端电压为4V,最多可以完成   次实验。通过实验可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成   。
(2)测量小灯泡额定功率。
①小久设计了如图乙所示的电路。闭合开关,观察到小灯泡不发光,电流表无示数,则电压表示数为   V。
②小久检查电路时,发现所连接电路存在一处错误。请你在错误的导线上画“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线。
③排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片。当电压表示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为   A,小灯泡的额定功率为   W。
(3)小久找来额定电压为2.5V的小灯泡和开关,利用上述实验用过的电压为6V的电源和“20Ω 1A”的滑动变阻器,设计了如图丁所示的电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。请帮他将实验过程补充完整:
①闭合开关S、S1、S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为   V时,小灯泡正常发光。
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V。
③   (填所有开关的闭合或断开状态),读出电压表的示数为5V。
④小灯泡的额定功率P额=   W.
35.(3分)(2019?营口)小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验:
(1)小明选择了如下器材:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器“20Ω 2A“、电流表、电压表、开关、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的各一个)、导线若干。
①小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应   ;
②请用笔画线代替导线帮助小明完成图甲电路的连接;
③开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于   (选填“A”或“B“)端;闭合开关后,发现电流表有示数,电压表示数为零。经检查,电流表、电压表正常且连接完好,则电路存在的故障可能是   。
④排除故障后,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为2V,再将5Ω电阻换成10Ω电阻后,小明接下来的操作是   ;当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到控制值,说明   。
⑤更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成   比。
(2)上述实验结束后,小明和同学们想要测量额定电流为0.3A小灯泡的额定功率,却发现电压表已经损坏,
于是他们利用“20Ω 2A”的滑动变阻器以及原有器材,又设计了如图乙所示电路,测量过程如下:
①   (填开关通断情况),移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.3A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,   (填开关通断情况),记下电流表的示数为0.3A;
③则小灯泡的额定电功率为   W。
四.计算题(共5小题,满分25分,每小题5分)
36.(5分)(2019?雅安)如图所示电路,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“30Ω??1A”。在A、B?间接入规格为“12V?12W”的灯泡L,闭合开关,当变阻器连入电路的阻值为6Ω时,灯泡正常发光。求:
(1)灯泡L正常工作时电阻;
(2)电源电压;
(3)取下灯泡L,在A、B间接入一个电阻R0,要求R0接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器R能使电流表示数达到0.4A,求R0的取值范围。(提示:太大或太小会导致无论如何调节滑动变阻器电路中电流均不能达到0.4A)。
37.(5分)(2019?恩施州)某体育运动中心为了研究蹦床运动员的训练情况,在蹦床上接入压力传感器,压力传感器所在电路如图甲。已知某运动员质量为50kg,某次从距离蹦床一定高度处跳下的过程中,研究得到电路中两个电压表读数与电路中电流之间的关系如图乙所示,压力传感器的电阻与所受压力之间关系如图丙。试计算:
(1)定值电阻R1的阻值。
(2)电源电压和定值电阻R2的阻值。
(3)当电路中电流达到最大时,运动员受到的合力为多少N?
38.(5分)(2019?上海)在如图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“1安”字样。闭合电键S,电压表示数为5伏。
①求通过电阻R1的电流I1。
②求通电10秒钟后,电流通过电阻R1做的功W1。
③移动滑动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大为3,求电压表最大示数和最小示数的差值△U1。
39.(5分)(2019?玉林)某物理研究小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆,OA长100cm,O为支点,OB:BA=1:4;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时,闭合开关S,电压表的示数为1V:当托盘所受的压力增大,电压表的示数达到2V时,报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计,电压表的量程为0~3V.求:
(1)电源电压;
(2)当报警器开始报警时,压力传感器受到的压力;
(3)当托盘受到的压力为120N时,报警器是否报警;
(4)当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5:6时,托盘受到的压力。
40.(5分)(2019?徐州)定值电阻R1两端加4.5V电压时,通过的电流为0.45 A.如图所示电路,电源电压不变,R1和定值电阻R0并联,电流表示数为0.50A;用阻值为30Ω的电阻R2替换R1,电流表示数变为0.30 A.求:
(1)R1的阻值;
(2)电源电压。

第十七章 《欧姆定律》达标检测
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题,满分40分,每小题2分)
1.【解答】
(1)为保护电路,在连接此电路时,开关应该断开,开关闭合前,滑片应处于最大阻值的右端,故A错误;
(2)S1、S2都闭合时,L2被短路,L1与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,故B错误;
将滑片右移时,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,
由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故D错误;
(3)先闭合S1、S2时,L1与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
再断开S1后,L1、L2、变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,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,
由U=IR可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故C正确。
故选:C。
2.【解答】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故AC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R2的滑片P向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,
由I=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,即电流表的示数变小,故B错误、D正确。
故选:D。
3.【解答】
(1)当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电压表V测电源两端的电压,电压表V1测R1两端的电压,电流表A、A1均测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表V的示数大于电压表V1的示数,故A错误;
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表A的示数等于A1的示数,故B错误;
(2)当S2断开,S1、S3闭合时,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R2支路的电流,电压表V、V1均测电源两端的电压,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表A的示数大于电流表A1的阻值,故C错误;
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电压表V与V1示数相等,故D正确。
故选:D。
4.【解答】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R1支路的电流,电压表V测电源两端的电压。
因电源的电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故A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支路的电流不变,即电流表A2的示数不变,故B错误;
则电压表V的示数与电流表A2示数的比值不变,故D正确;
将滑动变阻器的滑片P由图示位置逐渐向b端移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,
由I=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,
则电压表V的示数与电流表A1示数的比值变大,故C错误。
故选:D。
5.【解答】A、探究“电流与电阻关系”实验中要控制电阻的电压不变,A错误;
B、由图知,这个不变的电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V;电源至少选用两节新干电池(3V),B正确;
C、换用2Ω电阻做实验时,控制电阻的电压不变,故不需要更换电压表量程,C错误;
D、多次实验是为了得出普遍性的规律,D错误。
故选:B。
6.【解答】由电路图可知,闭合开关S1和S2时,定值电阻R与灯泡L并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
当断开开关S2时,电路为灯泡L的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测通过L的电流,
因电源电压保持不变,
所以,电压表的示数不变,故B错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过灯泡L的电流不变,灯L仍然正常发光,故A错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电路的总电流变小,即电流表的示数变小,故C正确;
由P=UI可知,电路的总功率最小,故D错误。
故选:C。
7.【解答】由电路图可知,灯泡L与变阻器R并联,电流表A1测R支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源两端的电压。
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过灯泡L的电流不变,灯泡的亮暗不变,故B错误;
将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动时,接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过R的电流变小,即电流表A1的示数变小,故A正确;
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A2的示数变小,
则电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大,故D错误;
由P=UI可知,整个电路的总功率变小,故C错误。
故选:A。
8.【解答】由电路图可知,R0与R1并联,电流表A1测R0支路的电流,电流表A2测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源两端的电压。
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,
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R0的电流不变,即电流表A1的示数不变,故B错误;
则电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变、电压表V示数与电流表A1示数的比值不变,故C正确、D错误;
滑片P从A点向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过R1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A错误。
故选:C。
9.【解答】A、由图象,当通过甲、乙的电流都0.3A时,乙两端电压大于甲两端电压,由R=可知乙的电阻大于甲,故A错误;
B、由图象可知,通过导体乙的电流与两端的电压成正比例函数,即通过导体乙的电流与两端的电压成正比,故B正确;
C、当导体甲两端的电压为2V时,从图象中读出2V时,通过甲的电流为0.4A,故C错误;
D、由并联电路的电压特点可知,当导体甲与乙并联后接入电路后它们的电压相等,当UA=UB=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A,干路中的电流I=IA+IB=0.6A+0.3A=0.9A,故D错误。
故选:B。
10.【解答】A、根据图象可知,流过小灯泡的电流与其两端电压不成正比,故小灯泡的电阻不是一个定值,故A错误。
B、通过小灯泡的电流随其两端电压的增大而增加得越来越慢,故B错误,
C、小灯泡的电阻与温度有关,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,故C错误,
D、小灯泡的电压增大时,电流也增大,根据公式P=UI可知,小灯泡的实际功率随电压的增大而增大,故D正确。
故选:D。
11.【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A2测R2支路的电流,电流表A1测干路电流。
因电源的电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过定值电阻R2的电流不变,即电流表A2的示数不变,故B正确;
在滑片从最左端向右移动到中间位置的过程中,变阻器R1接入电路中的电阻变小,
由I=可知,通过R1的电流变大,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变大,即电流表A1的示数变大,故A错误;
由“电压表的示数不变、电流表A1的示数变大”可知,电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变小,故C错误;
由“电压表的示数不变、电流表A2的示数不变”可知,电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积不变,故D错误。
故选:B。
12.【解答】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流。
因电源电压恒定,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故AB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R2的电流不变,即电流表A1的示数不变,
将滑动变阻器的滑片P向右移动,接入电路中的电阻变小,
由I=可知,通过R1的电流变大,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变大,即电流表A2的示数变大,
则电压表与电流表A2的示数之比变小,故C错误;
由电流表A2与A1的示数之差等于通过R1的电流可知,两电流表的示数之差变大,故D正确。
故选:D。
13.【解答】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表V1、V2均测电源两端的电压,电流表A1、A3测阻器支路的电流,电流表A2测灯泡支路的电流。
因电源电压恒定不变,
所以,滑片移动时,电压表V1、V2的示数均不变,故A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,电流表A2的示数不变,灯泡的亮度始终保持不变,故B正确;
将滑动变阻器的滑片P由a点移动到b点的过程中,接入电路中的电阻变小,
由I=可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A1、A3的示数变大,
则电流表A1的示数与电流表A2的示数不相等、电压表V1的示数与电流表A3的示数比值变小,故CD错误。
故选:B。
14.【解答】由电路图可知,光敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,
所以,逐渐减弱光敏电阻的光照强度时,光敏电阻R的阻值变大,电路的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故BD错误;
由U=IR可知,R0两端的电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误、C正确。
故选:C。
15.【解答】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
当变阻器滑片向右滑动时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故AB错误;
由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,
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,即电压表的示数变大,故C错误、D正确。
故选:D。
16.【解答】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故B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R的电流不变,
当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过滑动变阻器的电流变小,
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错误;
电压表的示数不变、电流表A的示数变小,则电压表与电流表示数的比值变大,故C错误;
电源电压保持不变,干路电流变小,由P=UI可知,电路总功率变小,故A正确。
故选:A。
17.【解答】(1)当开关S1、S2闭合时,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路电流,故C错误;
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=I2R2=0.2A×15Ω=3V,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R1的电流:
I1=I﹣I2=0.5A﹣0.2A=0.3A,故B错误;
则电阻R1的阻值:
R1===10Ω,故A正确;
(2)开关S2断开时,R1被断路,电路为R2的简单电路,电流表A2测通过R2的电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,电流表A2示数为0.2A,故D错误。
故选:A。
18.【解答】闭合开关S1,为灯的简单电路,小灯泡发光,电流表测灯的电流,再闭合开关S2,两灯并联,电流表测干路电流:
A、因并联电路支路互不影响,故灯的亮度不变,A错误;
B、根据并联电路电流的规律,电流表示数变大,B错误;
C、电压表始终测电源电压,示数不变;C正确;
D、根据并联电阻小于其中任一电阻,故并联后的电阻变小,D错误。
故选:C。
19.【解答】由图知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量串联电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中,滑动变阻器的电阻变小,由串联分压的规律可知,变阻器分担的电压变小,即电压表V2示数变小;电源电压不变,所以定值电阻两端的电压就变大,即电压表V1示数变大;
定值电阻的阻值不变,滑动变阻器的电阻变小,所以整个电路的总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流就变大,即电流表的示数就变大。故BCD错误,A正确。
故选:A。
20.【解答】由电路图可知,湿敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,
将湿敏电阻R附着在叶片上,
因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,且串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
所以,当叶片含水量升高时,湿敏电阻的阻值增大,电路的总电阻增大,故C错误;
由I=可知,电路中的电流减小,即电流表示数减小,故A错误;
由U=IR可知,R0两端的电压减小,即电压表的示数减小,故B正确;
由P=UI可知,电路总功率减小,故D错误。
故选:B。
二.填空题(共10小题,满分20分,每小题2分)
21.【解答】(1)根据P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL===0.5A,
因0.5A<0.6A,
所以,由乙图可知R1的阻值为0Ω,此时R2被短路,灯泡L两端的电压为6V,能正常发光;
(2)当灯泡发生短路时,R1与R2并联,
根据图乙可知,通过R1的电流大于0.6A时阻值为10Ω,则
根据欧姆定律可得,R1两端两端的电压:
U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V,
所以,U1=U=6V,
即此时R1的阻值为10Ω,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,此时电流表的示数:
I=I1+I2=+=+=1.1A。
故答案为:能;1.1。
22.【解答】当将电压表接在a、b两端时,电压表的示数为U1,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I=,
当电压表接在b、c两端时,电压表的示数为U2,
则未知电阻的阻值:
Rx===,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=U1+U2。
故答案为:;U1+U2。
23.【解答】(1)两电阻串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,当变阻器最大阻值R2=20Ω时,由电阻的串联,电路的电阻最大,由欧姆定律,电路的最小电流为:
I小=。
即0.3A=﹣﹣﹣﹣①,
由欧姆定律U=IR,此时电压表V1的示数最小,U1小=0.3A×R1,
当P移动到最左端时,为R1的简单电路,此时电压表V1的最大示数为电源电压U;
因电压表V1的最大示数与最小示数之比为5:3,故有:
=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
由①②得:
R1=30Ω;
电源电压为U=15V;
(2)当P移动到最左端时,为R1的简单电路,电路的电阻最小,电路最大电流为:
I大===0.5A。
故答案为:30;15;0.5。
24.【解答】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当变阻器滑片P往左滑动时,R接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,
由串联电路的分压特点可知,R两端的电压变小,灯泡L两端的电压变大,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,则灯泡变亮;
(2)滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中,电流表的示数变大,电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小,
当滑片位于最右端时,电压表V2的示数最大,电路中的电流最小,
因电压表V2的变化范围为2V~0V、电流表的变化范围为0.1A~0.16A,
所以,此时电路中的电流I=0.1A,其两端的电压U2=2V,
则变阻器的最大阻值:
R2===20Ω。
故答案为:变亮;20。
25.【解答】1)电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,
因串联电路中各处的电流相等,电路中的电流为0.6A,
所以,通过它们的电流均为0.6A,
由图象可知,它们两端的电压分别为UL=3V,UR=6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UL+UR=3V+6V=9V;
(2)若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,它们两端的电压均为6V,
由图象可知对应的电流分别为IL′=0.8A,IR=0.6A,
由I=可得,此时灯L的电阻:
RL===7.5Ω,
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:
I=IL′+IR=0.8A+0.6A=1.4A。
故答案为:9;7.5;1.4。
26.【解答】由电路图可知,当闭合开关S、S2时,R1与R2依次连接组成串联电路,
此时电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R1两端的电压,
因电源的电压不变,
所以,滑片P由b向a滑动过程中,电压表V1的示数不变,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表V1与V2的示数比为5:3,
所以,两电阻两端的电压之比:
===,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,R1与R2连入电路的阻值之比:
===。
故答案为:S、S2;不变;3:2。
27.【解答】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
将滑动变阻器的滑片向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,
由串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变大,灯泡两端的电压变小,
即电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大,
则电压表V1示数和电流表A示数的乘积变小,电压表V2示数和电流表A示数的比值变大。
故答案为:变小;变大。
28.【解答】
(1)由电路图可知,若只闭合S1时,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻两端电压,移动滑片P,使灯泡变亮的过程中,灯泡的功率增大,由P=可知,小灯泡两端的电压增大,根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压减小,即电压表示数减小;
(2)若滑片P移至a端,即变阻器接入电路的阻值为0;
只闭合S2时,电路只有定值电阻R,电流表测量定值电阻R的电流,则电流表的示数:I=;
S1和S2同时闭合时,灯泡L与定值电阻并联,电流表测量定值电阻的电流,定值电阻两端的电压仍等于电源电压,则电流表的示数仍为:I=;
所以滑片P移至a端,只闭合S2时与S1和S2同时闭合时相比,电流表的示数不变。
故答案为:变小;不变。
29.【解答】
(1)由电路图知,当S1闭合,S2、S3断开时,只有R1连入电路中,电流表测R1的电流,
由I=可得R1阻值为:
R1===5Ω;
(2)由电路图知,当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电流表电路的电流,电压表测量电阻R2两端的电压,
由串联电路电阻特点知:R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω,
则电流表示数:
I′===0.2A,
电阻R2两端的电压:U2=I′R2=0.2A×10Ω=2V;
(3)由电路图知,当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,电流表测R1的电流,
由并联电路电压特点知:U=U1=U2=3V,
R1的电流:I1===0.6A。
故答案为:5;2;0.6。
30.【解答】由I=可得,该金属丝的电阻:
R===20Ω,
因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,
所以,当该金属丝两端电压降为4V时或降为0V时,该金属丝的阻值仍为20Ω不变,
当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流:
I′===0.2A。
故答案为:0.2;20。
三.实验探究题(共5小题,满分15分,每小题3分)
31.【解答】(1)根据实物图画出电路图,如下所示:
(2)实验前为了保护电路滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处B端;
(3)经分析,闭合开关,无论怎样移动滑片P发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是电阻R断路(或电流表短路);
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,它的阻值是:
R===9Ω。
故答案为:(1)如上所示;(2)B;(3)电阻R断路;(4)0.3; 9。
32.【解答】
①电路连接正确,即待测电阻与变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与待测电阻并联,因电源电压为3V,故电压表选用的量程为0~3V;
②(a)图中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.4V,
根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:3V﹣1.4V=1.6V,
若电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A;
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中==≈5.71Ω,由题意可得,变阻器的最大电阻约为:2×5.71Ω=11.4Ω,与题中所给的10Ω 2A变阻器的相吻合;
若电流表选用大量程,其示数为1.4A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中==≈1.14Ω,则变阻器的最大电阻约为:2×1.14Ω=2.28Ω,与题中所给的变阻器的规格差别较大;
故电流表只能选用小量程0﹣0.6A;
③图(b)电流表示数为0.28A.继续移动滑片,当电压表示数在如图(a)的基础上偏转两格后,电压表示数可能为1.6V和1.2V:
若电压表示数为:1.4V+2×0.1V=1.6V,即电压表示数变大,根据I=,则电路中的电流也应变大,则此时的电流为:0.28A+2×0.02A=0.32A;
由欧姆定律得待测电阻Rx的阻值:
Rx===5Ω;
若电压表示数为:1.4V﹣2×0.1V=1.2V,即电压表示数变小,根据I=,则电路中的电流也应变小,此时电流为:
0.28A﹣2×0.02A=0.24A;
由欧姆定律得待测电阻Rx的阻值:
Rx===5Ω;
故答案为:①0~3;
②(a)图中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.4V,
根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:3V﹣1.4V=1.6V,
若电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A;
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中==≈5.71Ω,则变阻器的最大电阻约为2×5.71Ω=11.4Ω,与题中所给的10Ω 2A变阻器的相吻合;
若电流表选用大量程,其示数为1.4A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中==≈1.14Ω,则变阻器的最大电阻约为2×1.14Ω=2.28Ω,与题中所给的变阻器的规格差别较大;
故电流表只能选用小量程0﹣0.6A;
③5Ω。
33.【解答】(1)①滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是电阻断路(或电流表短路);
③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.2A;
④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;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持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,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;
⑤当电阻5Ω的电阻接入电路,最大电流为0.4A,由串联电阻的规律和欧姆定律,变阻器连入电路的最小电阻为:R滑小=﹣R1=﹣5Ω=6.25Ω;
根据串联电路的规律及分压强原理:
有=,即=,故R滑大=25Ω;
在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6.25Ω﹣﹣﹣25Ω;
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。
①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2。
③在①中,电压表测待测电阻和定值电阻的总电压,
在②中,电压表定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律,待测电阻的电压为:U1﹣U2.,
由分压原理有:
=,
未知电阻的阻值:
Rx=R0。
故答案为:(1)①如上所示;
②电阻断路(或电流表短路);
③0.4;
(4)右;
⑤6.25Ω﹣25Ω;
(2)R0。
34.【解答】(1)①为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片在阻值最大处,即最右端;
将10Ω电阻换成20Ω电阻时,根据分压原理可知,电压表示数将增大,为保持电压表示数不变(应使电压表示数减小为原来的电压值),根据串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,即滑片向右移动,直到电压表示数为4V;
②根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UR=6V﹣4V=2V,
通过电路的最小电流为:I最小===0.1A,
定值电阻的最大值为R最大===40Ω,
所以只有10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻可以适用,故最多可以完成4次实验;
通过实验可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(2)①若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路,此时电压表有示数,且等于电源电压,为6V;
②分析实物图可知,变阻器与电流表串联后与灯并联,电压表串联在电路中,是错误的,
电流表应与灯串联,变阻器与灯串联,电压表与灯并联,将小灯泡右侧连线改接到电压表的负接线柱,如下图所示:
③图丙中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,
灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(3)①开关S、S1闭合、S2断开,调节滑动变阻器滑片,此时电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压的规律知,使电压表示数为6V﹣2.5V=3.5V时,灯泡正常发光;
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V。
③闭合开关S、S2,断开S1,此时电压表测量滑动变阻器两端的电压,读出电压表的示数为5V,此时电压表的示数为“闭合开关S、S1,断开S2”时的2倍,由图知这两次电路的连接不变,电流大小不变,只是电压表的测量范围变化了,根据串联电路的分压作用知此时滑片在中间位置,即闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片在中点处,即滑动变阻器的电阻为10Ω,
通过滑动变阻器的电流为:I===0.35A时,小灯泡正常发光。
④小灯泡的额定功率P额=UI=2.5V×0.35A=0.875W。
故答案为:(1)①右;右;②4;反比;(2)①6;②见上图;③0.3;1.14;(3)①3.5;③闭合开关S、S2,断开S1;④0.875。
35.【解答】
①小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应将电流表指针调零;
②由④电压表示数为2V,故电压表选用小量程与电阻并联,由欧姆定律,电流最大值为:
I大===0.4A,故电流表选用小量程与电阻串联,如下所示:
③开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的B端;闭合开关后,发现电流表有示数,则电路为通路,电压表示数为零,经检查,电流表、电压表正常且连接完好,则电路存在的故障可能是电阻短路;
④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;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持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,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,使电压表的示数为2V;
电压表控制的电压为2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=4.5V﹣2V=2.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的=1.25倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=1.25×20Ω=25Ω>20Ω,故当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到控制值,说明变阻器的最大电阻太小;
⑤更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(2)①只闭合开关S2,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.3A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合开关S1,断开开关S2,记下电流表的示数为0.3A;
③在①中,变阻器滑片以左电阻丝与灯串联后再与电流表串联,灯正常发光;
在②中,只有变阻器滑片以右电阻丝连入电路中,由欧姆定律,
R滑右===15Ω,则R滑左5Ω,由欧姆定律,在①中,滑片以左电阻丝的电压为:
U滑左=IR滑左=0.3A×5Ω=1.5V;
根据串联电流电压的规律,灯的额定电压为:
U额定=4.5V﹣1.5V=3V,灯的额定功率为:
P额定=U额定I=3V×0.3A=0.9W。
故答案为:(1)①将电流表指针调零;②如上所示;
③B;电阻短路;
④向右移动变阻器的滑片,使电压表示数为2V;变阻器最大电阻太小;⑤反;(2)①只闭合开关S2;②闭合开关S1,断开开关S2;③0.9。
四.计算题(共5小题,满分25分,每小题5分)
36.【解答】(1)由P=UI=可得,灯泡L正常工作时电阻:
RL===12Ω;
(2)当变阻器连入电路的阻值为6Ω时,灯泡正常发光,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,电路中的电流:
I===1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UL+IR=12V+1A×6Ω=18V;
(3)取下灯泡L,在A、B间接入一个电阻R0后,调节滑动变阻器R能使电流表示数达到0.4A,
此时电路中的总电阻:
R总===45Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,R0的阻值最大,此时其阻值R0=R总=45Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R0的阻值最小,此时其阻值R0=R总﹣R大=45Ω﹣30Ω=15Ω,
则R0的取值范围为15Ω~45Ω。
答:(1)灯泡L正常工作时电阻为12Ω;
(2)电源电压为18V;
(3)R0的取值范围为15Ω~45Ω。
37.【解答】(1)因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,因此图象a为电压表V1示数变化图象,图象b为电压表V2示数变化图象;
因为电压表测量R1两端电压,所以据图象a可得:U1=4V,I1=4A;
由I=可得,R1===1Ω;
(2)因为电压表V2测量压力传感器和R1两端总电压,所以由图象b可知,当U2=10V时,I2=1A;U2′=4V,I2′=4A;
根据欧姆定律和图象b可得:
U=10V+1A×R2 ①
U=4V+4A×R2 ②
联立①②可得:电源电压U=12V,
定值电阻的阻值:R2=2Ω;
(3)分析可知,当传感器电阻变为0时,此时两个电压表示数相等,电路中电流达到最大,由图象可得:Imax=4A,
由图丙可得弹簧对运动员的弹力:F弹为800N,
所受合力:F=F弹﹣G=F弹﹣mg=800N﹣50kg×10N/kg=300N。
答:(1)定值电阻R1的阻值为1Ω。
(2)电源电压为12V,定值电阻R2的阻值为2Ω。
(3)当电路中电流达到最大时,运动员受到的合力为300N。
38.【解答】①根据电路图可知,电压表测量R1两端的电压,又因为R1=10Ω,
所以通过电阻R1的电流:
I1===0.5A;
②通电10秒钟后,电流通过电阻R1做的功:
W1=U1I1t=5V×0.5A×10s=25J。
③电源电压和电压表示数的比值最大为3,因电源电压12V,此时应为电压表最小值,=3,故UV小=4V;
滑动变阻器R2上标有“1A”字样,表示变阻器允许通过的最大电流为1A,即电路的最大电流为1A,由欧姆定律,此时电压表示数的最大值:
U1′=I′R1=1A×10Ω=10V,
电压表示数的最大值和最小值的差值应为:
△U1=10V﹣4V=6V。
答:①通过电阻R1的电流I1=0.5A;
②通电10s做功为25焦。
③电压表示数的最大值和最小值的差值6V。
39.【解答】(1)当托盘空载时,电路中的电流;
此时传感器的电阻为R=30Ω,
则电源电压U=I1(R0+R)=0.1A×(10Ω+30Ω)=4V;
(2)当报警器开始报警时,电路中的电流;
传感器的电阻;
从图乙可知,此时传感器受到的压力为20N;
(3)根据杠杠的平衡条件F1L1=F2L2,可知F托盘×OB=F×OA;
由于OB:OA=1:4,可得OB:OA=1:5,
压力传感器受到的压力F'=F'托盘×=120N×=24N,
由于报警时F=20N,而此时F'>F,因此报警器报警;
(4)要保证电路安全,,P最大=UI最大=4V×0.3A=1.2W;
由于P'':P最大=5:6,可得P''=1W
此时,电路的输出功率,则;
由图乙可知当压力传感器R''=6Ω时,压力传感器受到的压力为F''=30N;
由杠杠平衡条件可知,托盘受到的压力F''托盘=F''×。
答:(1)电源电压为4V;(2)当压力达到20N时,压力传感器开始报警;(3)会报警;(4)此时托盘的压力为150N。
40.【解答】(1)根据I=可得:
R1===10Ω;
(2)根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知:
R1和定值电阻R0并联时,
+=I,
即:+=0.50A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
R2和定值电阻R0并联时,
+=I,
即:+=0.30A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
根据①式减②式可得:U=3V。
答:(1)R1的阻值为10Ω
(2)电源电压为3V。
第十七章 欧姆定律
/
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.电流与电压电阻的关系
★★★★
1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系。
2.理解欧姆定律,并能进行简单计算。3.会用伏安法测电阻。
本章内容常考:探究电流与电压电阻的关系、根据欧姆定律进行计算、测量电阻,2020年会出现利用欧姆定律公式计算题、测量电阻的实验、探究电流与电压电阻的关系实验,分值约8分。
2.欧姆定律
★★★★
3. 电阻的测量
★★★★
4. 欧姆定律在串并联电路中的应用
★★★★★

/
知识点一:探究电流与电压和电阻的关系
1.探究电流与电压和电阻的关系电路图:如图所示。
2.实验方法:控制变量法。
(1)研究电流与电压关系:控制电阻不变,改变电阻两端电压进行实验。
(2)研究电流与电阻关系:控制电阻两端电压不变,改变电阻进行实验。
3.滑动变阻器的作用
(1)保护电路;
(2)在研究电流与电阻关系时,控制电阻两端电压不变;在研究电流与电压关系时,改变电阻两端电压。
知识点二:欧姆定律
1. 欧姆定律内容:导体中的电流,跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2. 欧姆定律表达式:。
3. 欧姆定律理解
(1)欧姆定律揭示了导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系,即导体中的电流决定于导体两端电压和导体的电阻。
①如图甲所示的是__电阻一定时电流与电压的关系。
②如图乙所示的是__电压一定时电流与电阻的关系。
4.使用欧姆定律公式的注意事项:
(1)同体性,即同一段电路上的I、U、R
(2)同时性,即同一时间也就是电路在同一个状态下的I、U、R
(3)统一性,即单位要统一,I、U、R的单位分别是 A、 V、 Ω
5.串联电路和并联电路比较
串联电路
并联电路
电路图
电流
I=I1=I2
I=I1+I2
电压
U=U1+U2
U=U1=U2
等效电阻
多个电阻串联相当于增加了导体的长度,总电阻大于任一个串联导体的电阻
多个电阻并联相当于增加了导体的横截面积总电阻比任一支路的电阻都要小
电阻
R=R1+R2
=+
电流、电压的分配与电阻的关系
=,=…
=或I1R1=I2R2…
6.电路计算的一般思路:
(1)四个弄清:①用电器的连接方式;②各电表分别测哪个元件的电学量;③滑动变阻器接入电路的部分;④题中的已知条件和提供的物理过程。
(2)画电路图:特别是不同的物理过程对应的电路图,在图中尽可能地标出已知量的符号,数据和未知量的符号。
(3)对电路进行分析,寻找已知量与未知量的关系,分析电路时要抓住电路中不变的量(如电源电压恒定,定值电阻阻值)和变化的量。
(4)根据电路特点及相关公式比例关系或列方程求解。
/
易错点1 在叙述电流与电压、电阻关系的结论时,易忽略条件“在电压一定“或在”电阻一定”,颠倒三者的因果关系。
典例1:(2019秋?河北期中)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器(20Ω,2A)一个,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最 端(选填“左”或“右”)。
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表示数为零,电压表指针有偏转,则发生这种故障的原因可能是 。
(4)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2V,保持每次电压不变。
(5)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 。
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
(6)小华解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出结论是 。
/【错解】(1)见上图;(2)断开;右;(3)定值电阻R断路;(4)2.4;右;(5)C;(6)导体的电阻与导体中的电流成反比。理由:不理解意思造成叙述电流与电阻的关系时颠倒。
【析错】(1)分析图甲所示电路结构,明确各电路元件的连接方式,然后连接实物电路图;(2)连接电路时,为保护电路,开关应该断开,且闭合开关前滑片处于最大阻值处;(3)电流表无示数,说明是断路;电压表有示数,说明电压表能与电源连通,据此分析;(4)根据串联分压的规律,定值电阻的阻值变大,两端电压变大,要保持其两端电压不变,应增大变阻器的阻值;(5)根据滑动变阻器的最大阻值与定值电阻阻值间的关系,由串联电路的分压原理分析电压表不能达到要求的原因;(6)分析图丁中图象,曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等,说明电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
【正解】(1)由图甲所示电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中;电源电压为3V,则电压表应选用小量程,滑动变阻器按“一上一下”原则接线,根据电路图连接实物电路图,如图所示;
(2)连接电路时,为保护电路,开关应该断开,且闭合开关前滑片处于最大阻值处,既滑片处于最右端;
(3)电流表无示数,说明电路有断路故障;电压表有示数,说明电压表能与电源连通,则说明定值电阻R断路;
(4)由图可知,电压表所选量程为0~3V,根据指针位置可知,其示数是2.4V,探究“电流与电阻的关系”时,应控制电阻两端的电压不变(即电压表示数不变);由题意可知,拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为20Ω的电阻,闭合开关,电压表的示数变大;要使电压表示数减小为原来的电压值,由串联分压的规律可知,应增大变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以应将变阻器滑片向右移动,使电压表的示数减小为2V;
(5)当改用50Ω的电阻时,若电压表示数仍为2V,此时电路中的电流I=
??
??
=
2??
50?
=0.04??
则滑动变阻器接入电路的阻值为:R滑=
??

??
=
???
??
??
??
=
3???2??
0.04??
=25?而所给滑动变阻器的最大阻值为20Ω,无法使电压表的示数达到实验要求的值,故C符合题意;故选C;
(6)分析图丁图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.0V,且电流随电阻的增大而减小,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。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;右;(3)定值电阻R断路;(4)2.4;右;(5)C;(6)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
易错点2 在计算并联电路的总电阻时,常将=+误认为R=+
典例2:(2019?西湖区校级模拟)将一个100Ω阻值和一个1Ω的电阻并联,其总电阻将(  )
A.小于1Ω B.大于100Ω
C.等于101Ω D.小于100Ω而大于1Ω
【错解】D,理由:因电阻R1=100Ω的导体与电阻为R2=1Ω的导体UA 联后总电阻为1.01Ω,所以R1与R2并联后总电阻??=
1
??
1
+
1
??
2
=
1
100?
+1=
101
100?
=1.01?,故选D..
【析错】电阻并联,相当于增加了导体的横截面积,电阻越并越小,小于其中任一个,据此分析判断。
【正解】选D,根据电阻的并联特点可知:电阻并联时,越并总电阻越小,且小于其中的任何一个电阻;所以,一个100Ω阻值和一个1Ω的电阻并联时,总电阻R<1Ω。故选:A。
易错点3 在应用欧姆定律进行计算时,根据电表的量程确定变阻器应接入的阻值范围易出错。
典例3:(2019秋?仁和区期中)如图甲是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示。已知电源电压为6V保持不变。当托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,求:
(1)当托盘为空时,R2电阻,R2两端电压为多少?
/
(2)当托盘为空时,求定值电阻R1的阻值;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,求该物体的质量大小。
【错解】(1)当托盘为空时,由图象可知R2的阻值为600?,理由:由图乙可知,压敏电阻R2的阻值变化范围为0~600Ω.
【析错】(1)根据图象分析电阻的大小;根据欧姆定律的变形公式即可求出R2两端的电压;(2)根据电流表示数求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求出R1的阻值;(3)根据电流求出总电阻,从而求出R2电阻,根据图象分析质量大小。
【正解】(1)当托盘为空时,物体质量为0,根据图象可知R2的电阻为500Ω;由I=
??
??
可知,R2两端电压:U2=I1R2=0.01A×500Ω=5V;
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,由I=
??
??
可得,电路的总电阻: R=
??
??
1
=
6??
0.01??
=600?根据串联电路的特点可得,R1的阻值:R1=R-R2=600Ω-500Ω=100Ω;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,则此时电路的总电阻:
R'=
??
??
2
=
6??
0.02??
=300? 则R2的电阻:R2'=R'-R1=300Ω-100Ω=200Ω,
由图象可知,此时物体质量为600g。
易错点4 开关状态变化引起的电路变化
典例4:(2019?兰陵县二模)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A2示数减小
【错解】选A,理由:没弄清电路的变化,导致出错。
【析错】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R2支路的电流,判断出电流表A2示数的变化。
【正解】选C, 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;
A、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; B、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;
C、根据I=
??
??
可得:R1=
??
??
1
=
3??
0.2??
=15?,故C正确。D、电流表A2测R2支路的电流,若断开开关S2,电流表A2测量R2的电流,由于R2的电流不变,则电流表A2示数不变,故D错误。故选:C。
易错点5 滑片移动引起电路变化
典例5:(2019?澧县三模)如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,V1、V2为实验室用电压表(接线柱上标有“-”、“3”、“15”),闭合开关后,调节滑片P,使两电压表指针所指位置相同。下列说法中正确的是(  )
A.电压表V1与V2示数之比为1:5
B.R0与R1的阻值之比为1:4
C.R0与R1两端电压之比为1:5
D.通过两电阻电流之比4:1
【错解】选C,理由:看错电路,以为电路是并联电路。.
【析错】由电路图可知,R0与R1串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,根据串联电路的电压特点结合两电压表指针所指位置相同可知两电压表的量程,根据指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍可知两者的大小关系,根据串联电路的电压关系可知两电阻两端的电压关系,根据串联电路的电流特点可知通过的电流关系,再根据欧姆定律求出两电阻的阻值关系。
【正解】选B,理由:由电路图可知,R0与R1串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两电压表指针所指位置相同,所以,电压表V1的量程为0~15V,电压表V2的量程为0~3V,因指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍,所以,电压表V1与V2示数之比,5:1,即U=5U0,故A错误;则R0与R1两端电压之比:/
知识点一:探究电流、电压电阻之间的关系
典例1:(2019?本溪)利用所学知识完成下面的电学实验:探究电流与电阻关系
(1)用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、电压恒为8V的电源、“40Ω 1A”的滑动变阻器、量程为0~0.6A的电流表和量程合适的电压表连接了如图甲所示电路。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 (填“左”或“右”)端。实验中分别将四个定值电阻单独接入电路,并调节滑动变阻器的滑片,控制定值电阻两端电压保持不变并记录对应的电流值,为了完成四次实验,实验中定值电阻两端控制不变的电压最高不应超过 V。
(2)根据实验数据绘制了如图乙所示的图象,通过分析图象得出结论:当 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【考查方向】探究电流与电压、电阻的关系实验.
【名师点睛】(1)滑动变阻器的作用是保护电路,通常在连入电路时,阻值处于最大值处。根据串联电路电压的规律和分压原理求解。(2)在电压一定时通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【答案】(1)右;3;(2)电压;反比。
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片要放在阻值最大处,即最右端;电流表的量程为0-0.6A,当电路中的最大电流为0.6A时,电路中的总电阻最小,即此时电路中应接入定值电阻为5Ω的电阻,根据欧姆定律I=
??
??
得,此时定值电阻两端的电压:U=IR=0.6A×5Ω=3V;所以为了完成四次实验,实验中定值电阻两端控制不变的电压最高不应超过3V;(2)根据图乙所示的图象知,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。故答案为:(1)右;3;(2)电压;反比。
典例2:(2019?镇江)小兵利用图1电路来探究电流与电阻的关系,他在实验中控制电压表示数为U0不变,相关器材规格已在图中标明。
/ (1)请用笔画线代替导线将电压表接入电路;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,将电阻箱调至某阻值,调节滑动变阻器时,他发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化,经检查是由于某处被短路而造成的,被短路的是 ; (4)小兵调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与
1
??
关系图线如图2所示,由此可知U0= V,实验结论是:在电压一定时, ;
(5)若由于电池电量不足,小兵换用4.5V电源后继续实验,进行了如下操作:
①将电阻箱阻值先调至4Ω进行实验,实验完成后断开开关;
②再将电阻箱阻值调至15Ω后,闭合开关进行实验;
则由于小兵在上述操作中的一个疏漏,将会导致 。
(6)小华利用图1电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究在5Ω~25Ω范围内,他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验,则他根据实验数据描点所绘制的与I与
1
??
关系图线不可能是图3中的? (选填“甲”或“乙”),理由是 。
【考查方向】探究电流与电压、电阻的关系实验.
【名师点睛】(1)电压表与电阻并联;
(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处;
(3)电流表示数不为0,说明电路是短路,电压表示数为0,说明与电压表并联的部分短路;(4)根据图象算出电流与电阻的乘积即为U0;由I与
1
??
是一条过原点的直线得出在电压一定时,电流与电阻倒数的关系;(5)根据电源电压4.5V与电压表量程比较得出结论;(6)对于图3乙图线,当电阻为5Ω是,倒数为0.2,对应的电流为0.15A,根据欧姆定律算出电阻箱两端的电,根据可串联电路电压的规律算出此时滑动变阻器两端的电压,根据滑动变阻器两端的电压与电阻箱两端电压的关系得出滑动变阻器接入电路的电阻与电阻箱接入电路电阻的关系,当电阻箱接入电路的电阻是25Ω时,算出滑动变阻器接入电路的电阻,再与滑动变阻器的最大电阻相比,得出结论。
【答案】(1)见下图;(2)左;(3)电阻箱;(4)2;通过导体的电流与导体的电阻成反比;(5)电阻箱两端的电压超过电压表量程;(6)乙;当电阻箱阻值为25Ω时,滑动变阻器的最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V。
【解析】(1)将电压表并联在电阻箱的两端,且保证正进负出,如下图所示:
/ (2)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即最左端;
(3)电流表示数不为0,说明电路是短路,电压表示数为0,说明与电压表并联的部分短路,即电阻箱短路了;(4)由I与
1
??
关系图线知,当电流为0.1A时,
1
??
为0.05,则R=20Ω,关图线可知U0=IR=0.1A×20Ω=2V;根据图象知,电流与导体电阻的倒数成正比,则电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)断开开关,当把电阻箱的电阻从4Ω换为15Ω时,必须把滑动变阻器调到阻值最大处的位置,如果没有调,使得电阻箱分得的电压过大,会超过电压表的量程;
(6)对于图3乙图线,当电阻为5Ω是,倒数为0.2,对应的电流为0.15A,则电阻箱两端的电压U′0=I′R′0=0.15A×5Ω=0.75V,此时滑动变阻器两端的电压为3V-0.75V=2.25V,此时滑动变阻器两端的电压为电阻箱两端电压的3倍,滑动变阻器接入电路的电阻也为电阻箱接入电路的3倍,当电阻箱接入电路的电阻是25Ω时,滑动变阻器接入电路的电阻必须调到75Ω才能满足要求,而滑动变阻器的最大电阻只有50Ω,因此此图线不可能是实验测量的。
故答案为:(1)见上图;(2)左;(3)电阻箱;(4)2;通过导体的电流与导体的电阻成反比;(5)电阻箱两端的电压超过电压表量程;(6)乙;当电阻箱阻值为25Ω时,滑动变阻器的最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V。 知识点二:动态电路分析
典例3:(2019?滨州)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是(  )
A.电压表示数变小,电流表示数不变
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小
【考查方向】电路的动态分析.
【名师点睛】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,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的电流变化,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化。
【答案】D
【解析】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故AC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R2的滑片P向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,由I=
??
??
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,即电流表的示数变小,故B错误、D正确。故选:D。
典例4:(2019?恩施州)如图所示电路图,改变各开关连接情况时,下列分析正确的是(  )
A.当S2闭合,S1、S3断开时,电压表V与V1示数相等
B.当S2闭合,S1、S3断开时,电流表A的示数大于A1的示数
C.当S2断开,S1、S3闭合时,电流表A的示数与A1的示数相等
D.当S2断开,S1、S3闭合时,电压表V与V1示数相等
【考查方向】电路的动态分析.
【名师点睛】(1)当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电压表V测电源两端的电压,电压表V1测R1两端的电压,电流表A、A1均测电路中的电流,根据串联电路的电压特点比较两电压表的示数关系,根据串联电路的电流特点比较两电流表的示数关系;(2)当S2断开,S1、S3闭合时,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R2支路的电流,电压表V、V1均测电源两端的电压,根据并联电路的电流特点比较两电流表的示数关系,根据并联电路的电压特点比较两电流表的示数关系。
【答案】D
【解析】(1)当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电压表V测电源两端的电压,电压表V1测R1两端的电压,电流表A、A1均测电路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表V的示数大于电压表V1的示数,故A错误;因串联电路中各处的电流相等,所以,电流表A的示数等于A1的示数,故B错误;(2)当S2断开,S1、S3闭合时,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R2支路的电流,电压表V、V1均测电源两端的电压,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A的示数大于电流表A1的阻值,故C错误;因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电压表V与V1示数相等,故D正确。故选:D。
知识点三:伏安法测电阻
典例5:(2019?广安)学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
请用笔划线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:①滑片P向右移动时,电流表示数变小;②连线不能交又;
/
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是 。
A.电压表短路?? B.电压表断路?? C.滑动变阻器短路?? D.小灯泡断路 (3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时、电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”)。
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I-U图象,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
【考查方向】伏安法测电阻的探究实验.
【名师点睛】(1)在电源电压一定时,由电流的变化判断电阻的变化,由电阻的变化判断电阻丝长度的变化,判断接入的接线柱。(2)对于电路故障问题,一般是短路或断路,首先从电流表示数的变化判断电路是断路还是短路,然后再通过电压表判断故障具体位置。(3)首先读出电压表的示数,要使灯泡正常发光,电压表的示数要如何变化,然后根据串联电路中,电阻起分担电压的作用,电阻越大分担的电压越大做出判断。(4)从图象上读出小灯泡的额定电压和额定电流,求出小灯泡正常工作时的电阻。
【答案】(1)如上图;(2)D;(3)左;(4)12.5Ω。
【解析】(1)向右移动滑片,电流表的示数变小,在电源电压一定时,电路的总电阻变大,滑动变阻器的电阻变大,接线柱要接入左端的A接线柱。如图。
/ (2)闭合开关,灯泡不亮,电流表示数为零,说明电路是断路,电压表有示数,说明电灯断路,故选D。
(3)电压表选择0-3V,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,所以电压表读数是2.1V,小灯泡的额定电压为2.5V,要使小灯泡正常发光,电压表的示数要变大,滑动变阻器两端的电压要减小,滑动变阻器的电阻要减小,所以滑动变阻器的滑片向左滑动。
(4)由图象知,小灯泡正常工作的电压是2.5V,电流是0.2A,
所以,R=
??
??
=
2.5??
0.2??
=12.5?
故答案为:(1)如上图;(2)D;(3)左;(4)12.5Ω。
知识点四:电路故障分析
典例6:(2019?江宁区一模)如图所示,闭合开关S,发现灯泡L1亮,L2不亮,电压表有示数。调节变阻器滑片P,L1变亮,L2始终不亮,出现这一现象的原因可能是(  )
A.滑动变阻器断路 B.灯泡L1短路
C.灯泡L2短路 D.灯泡L2比L1灯丝的电阻小得多
【考查方向】电流表、电压表在判断电路故障中的应用.
【名师点睛】灯泡亮度决定于灯泡的实际功率,在串联电路中,用P=I2R比较灯泡实际功率;电路故障分两种情况:断路或短路,断路时串联电路灯泡不能发光;短路时串联电路电流较大,另一只灯泡能够发光。
【答案】D
【解析】由图知,闭合开关,两只灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡L2两端电压。A、如果滑动变阻器断路,整个电路断路,灯泡都不能发光。故A不符合题意; B、如果灯泡L1短路,L1不能发光,L2能够发光。故B不符合题意; C、如果灯泡L2短路不能发光,L1能够发光,同时电压表被短路无示数。故C不符合题意; D、如果L2比L1灯丝的电阻小得多,串联电路电流处处相等,由公式P=I2R知,L2的实际功率比L1小得多,所以不能发光。故D符合题意。故选:D。
典例7:(2019?河南模拟)如图所示,闭合开关S,发现灯泡L1、L2均不亮,调节变阻器滑片P,L1变亮,L2的亮度小于L1,出现这一现象的原因可能是(  )
A.灯泡L2短路,滑动变阻器接入上方两个接线柱
B.滑动变阻器接入电路中的电阻过大,灯泡的实际功率太小
C.滑动变阻器断路,灯泡L1的电阻小于L2的电阻
D.灯泡L2短路,L1正常接入电路中
【考查方向】电路的三种状态;实际功率.
【名师点睛】在串联电路中,若只有一个用电器工作,则电路中不能发生断路,可能是另一个用电器发生了短路而造成的。若发生断路,则整个电路都不会有电流,所有的用电器都不会工作。
【答案】B
【解析】(1)由实物图可知,两灯和滑动变阻器串联在电路中,闭合开关S,发现灯泡L1亮,L2不亮,灯泡的亮度取决于其实际功率的大小,则说明灯泡的实际功率太小。故B正确;(2)调节变阻器滑片P,L1变亮,L2的亮度小于L1.在串联电路中电流处处相等,由P=I2R可知,灯泡L2的电阻小于L1的电阻,若滑动变阻器断路,则整个电路断路,两灯都不亮,故C错误;(3)若灯L2短路了,L1正常接入电路中,则L2不亮,L1照常发光,且滑动变阻器接入上方两个接线柱,不能调节其亮度,故AD错误。故选:B。
知识点五:欧姆定律及应用
典例8 (2019?西宁)高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图,以下说法正确的是(  )
A.称重表其实是一个电压表
B.电路中的R1是没有作用的
C.当车辆越重时,R连入电路的阻值越大
D.当车辆越重时,称重表的示数越大
【考查方向】欧姆定律的应用.
【名师点睛】(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判断图中称重表的类型;(2)假设去掉定值电阻R1,判断可能出现的现象,从而确定所起的作用;(3)根据滑片移动的方向确定电路总电阻的变化,再根据欧姆定律可知电路电流的变化。
【答案】D
【解析】A.称重表与电阻串联,应为电流表,故A错误; B.当物体很重,滑片滑到最下端,如果没有电阻R1,会造成电源短路,烧坏电源和电流表,因此电路中的R1具有保护称重表的作用,故B错误; CD.当车辆越重时,滑片向下滑,R连入电路的阻值越小,电路的总电阻越小,由I=
??
??
可知,电路的电流越大,称重表的示数越大,故C错误、D正确。故选:D。
典例9:(2019?呼和浩特)用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是(  )
A.用电器甲电阻不变,大小为0.1Ω
B.用电器乙电阻随着电流增大而变大,最大值为10Ω
C.如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.43A
D.如果把这两个用电器并联接在4V的电源上,干路中的电流是0.65A
【考查方向】欧姆定律的应用.
【名师点睛】(1)由图象可知,通过用电器甲电阻的电流与两端的电压成正比例函数,则其为定值电阻,从图象中读出任意一种电流和电压值,利用欧姆定律求出其电阻;
(2)根据图象读出用电器乙几组电流与电压值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后判断其阻值的变化以及最大阻值;
(3)如果把这两个用电器串联且电路中的电流为0.43A时,根据欧姆定律求出用电器甲两端的电压,根据图象读出用电器乙两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,然后比较判断;
(4)如果把这两个用电器并联接在4V的电源上时它们两端的电压相等,根据图象读出通过两电阻的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流。
【答案】D
【解析】A.由图象可知,用电器甲电阻的I-U图象为过原点的倾斜直线,则用电器甲的电阻不变,由图象可知,当U甲=5V时通过的电流I甲=0.5A,由I=
??
??
可得,用电器甲的电阻R甲=
??

??

=
5??
0.5??
=10?,故A错误;
B.由图象可知,当用电器乙可得的电压分别为1.5V、2.5V、4V、4.5V、5V时,
对应的电流分别为0.05A、0.1A、0.25A、0.35A、0.5A,由R=
??
??
可得,对应的电阻分别为30Ω、25Ω、16Ω、12.9Ω、10Ω,所以,用电器乙的电阻随着电流增大而变小,故B错误; C.如果把这两个用电器串联且电路中的电流为0.43A时,用电器甲电阻两端的电压U甲′=IR甲=0.43A×10Ω=4.3V,由图象可知,用电器乙两端的电压大于4.5V,则电源的电压大于4.3V+4.5V=8.8V,所以,如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,电路中的电流不可能是0.43A,故C错误; D.因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,如果把这两个用电器并联接在4V的电源上时,它们两端的电压均为4V,由图象可知,通过两电阻的电流分别为I甲′=0.4A、I乙′=0.25A,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I′=I甲′+I乙′=0.4A+0.25A=0.65A,故D正确。故选:D。
/
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