课课精编精练——15.2科学探究:欧姆定律
1.根据I=,可以导出R=.以下几种看法正确的是( )
A.导体的电阻跟电压成正比
B.通过导体的电流减小,导体的电阻就增大
C.导体两端不加电压时,导体的电阻为零
D.导体电阻的大小等于加在它两端的电压与通过它的电流的比值
2.如图电路,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片向b端移动时,电压表示数变大
B.滑动变阻器的滑片向b端移动时,灯泡变亮
C.滑动变阻器的滑片向a端移动时,电流表示数变大
D.滑动变阻器的滑片向a端移动时,阻值变大
3.如图所示是小丽设计的压力传感器的原理图,其中R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。当压力F增大时( )
A.电流表示数增大 B.电流表示数减小
C.电流表示数不变 D.都有可能
4.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,设灯泡工作时的电阻不变。下列说法正确的是( )
A.L1灯逐渐变亮 B.L2灯逐渐变暗
C.电流表的示数变小 D.电流表示数不变
5.灯L1的电阻为15Ω,灯L2的电阻为10Ω,灯L1、L2并联在同一电路中,则灯L1、L2两端的电压之比是( )
A.3:2 B.2:3 C.1:1 D.无法确定
6.在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中,需要保持 不变,改变导体两端 的大小,根据导体中电流的大小,得出导体中的电流跟这段导体两端的电压的关系,这种研究物理问题的方法叫做 。
7.由欧姆定律可知:串联电路中的电流,等于电源两端 除以各分电阻 。当串联电路中的一个 改变时,电路中的 及另一个电阻两端 都会随之改变。
8.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P向a端滑动过程中,电流表A示数将 ,电压表V示数变化情况是 。
9.阻值为100欧的电阻接在25伏特电源上,流过的电流为 安;当电源电压减小到5伏特时,流过电阻的电流减小到 安。
10.电阻R1与R2串联在电压为24伏的电路中,如果R1两端电压为16伏,通过R2的电流为0.2安,则R2的阻值为 欧。
11.R1=20欧姆,R2=60欧姆,把它们串联后接到电路中,则( )
A.I1:I2=1:3,U1:U2=1:3 B.I1:I2=3:1,U1:U2=1:1
C.I1:I2=1:1,U1:U2=1:3 D.I1:I2=1:1,U1:U2=1:4
12.在“探究电流与电阻的关系”时,若连入电路的电阻是20Ω时,电流是0.2A,那么通过导体的电流是0.4A时,连入阻值为( )
A.4Ω B.10Ω C.40Ω D.16Ω
13.如图所示,保证AB间的电压U=2V不变,先后在AB间接入5Ω、10Ω、15Ω的电阻,这是为了研究( )
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.电阻的阻值与通过电阻的电流的关系
D.电阻两端的电压与电阻的阻值的关系
14.将10Ω的电阻接在3V的电源上,流过电阻的电流为I,若将30Ω的电阻接在同样的电源上,流过此电阻的电流为( )
A.I B.3I C.I D.I
15.关于电流与电压的关系,下列说法正确的是( )
A.电流与电压成正比
B.电压与电流成正比
C.导体两端电压与通过导体的电流成正比
D.通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比
16.如图所示,当电键S闭合时,电流表A的示数将 ,电流表A1的示数将 ,电压表V的示数将 。
17.如图所示,在探究“电流与电阻的关系”实验中,当a、b间接入5Ω的电阻时,电压表的示数为6V,电流表的示数为1.2A;当a、b间接入10Ω的电阻时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V,则电流表的示数为 A。
18.由欧姆定律可知,当并联电路中的一个支路的 改变时,这个支路的 会变化,干路 也会变化,但另一个支路的电流和电压都 。
19.灯泡L1、L2并联后接在电源两端,电源电压为6V.L1的电阻为12Ω,通过L2的电流为0.3A,则L2的阻值为 Ω,通过干路的电流为 A。
20.为了研究电流和电压的关系,在实验中要保持 不变,根据实验数据讨论可得:在 一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压 ;为了研究电流跟电阻的关系,在实验中要保持 不变,根据实验数据讨论可得:在 不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻 。
21.(2019?鄂尔多斯)在如图电路中,闭合开关后,当滑片P向右移动时,下列说法,正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.小灯泡亮度变大
C.与示数乘积变大
D.的示数与示数之差的比值变大
22.(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
23.(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
24.(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
25.(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
26.(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。
27.(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= 。
28.(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。
29.(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。
30.(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。
31.(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 。
32.(2019?常州)如图所示的电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,向右滑动滑动变阻器滑片P的过程中,电流表A的示数 ,电压表V1的示数 ,电压表V2的示数 (均选填“变小”“不变”或“变大”)
33.(2019?滨州)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,同学们发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 。
(4)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为 A。
实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.2
0.1
(5)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验,实验数据记录在表格中。由实验数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(6)该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0,测未知电阻Rx的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和S1,此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1,此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式,则Rx= 。
34.(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 。
35.(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.
36.(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。
37.(2019?沈阳)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路图。
(1)小明探究通过定值电阻的电流与其两端电压的关系。 ①在连接实验电路时,开关应 ;
②实验过程中,小明调节滑动变阻器使电压表的示数为1V,记录此时电流表的示数;接着他向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数增大为2V,记录此时电流表的示数;继续移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3V,记录此时电流表的示数。小明分析所测数据,得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比:
③此实验中多次测量的目的与下面的 (选填“A”或“B”)实验中多次测量的目的相同。
A.探究串联电路的电压规律
B.测量定值电阻的阻值
次数
电压U/V
电流I/A
1
1.5
2
2.0
0.28
3
2.5
0.30
(2)如图乙所示,小明将定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,探究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系。
①小明闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发光,但是电压表的示数始终为0V.经检查后发现是电路中一根导线断路,则发生断路的导线是a、b、c、d中的 (填字母);
②更换导线后,小明完成了三次实验测量,并把数据填写在表格中。其中第一次测量时,电流表的示数如图丙所示,此时的电流为 A;
③又进行了几次实验后,小明根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的I﹣U图象应与图丁中图象
(选填“a”或“b”)相似。
38.(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与关系图线不可能是图3中的 (选填“甲”或“乙”),理由是 。
39.(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)。
40.(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?
课课精编精练——15.2科学探究:欧姆定律
参考答案与试题解析
1.【解答】由R=可知,导体的电阻等于两端电压与通过电流的比值,
电阻是导体本身的属性,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,所以ABC错误、D正确。故选:D。
2.【解答】AB、由图知,电流表串联在滑片上,电流表将灯泡、电压表和变阻器的左边部分短路,灯泡不会发光,电压表无示数;滑片向b端移动时,电压表示数始终为零,灯泡始终不亮,故AB错误;
CD、滑动变阻器的滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,根据I=知,电流减小,即电流表示数减小,故C错误,D正确。故选:D。
3.【解答】由电路图可知,R1、R2串联,电流表测电路中的电流;
压力F增大时,金属片向下移动,变阻器R1接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,即电流表示数增大。
故选:A。
4.【解答】从图可知,灯泡L1与滑动变阻器串联后再与灯泡L2并联,电流表测量的是干路中的总电流,
滑动变阻器的滑片P从a向b滑动的过程中,灯泡L2所在支路和灯泡L1所在支路两端的电压不变,始终等于电源电压,
而灯泡工作时的电阻不变,故灯泡L2的亮度不变。故B错误。
滑片P向右滑动的过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,根据欧姆定律可知,该支路的电流变大,灯泡的亮度变亮,故A正确;
通过L2的电流不变,通过L1的电流变大,根据并联电路的电流规律可知,总电流变大,故CD错误。故选:A。
5.【解答】并联电路各支路电压相等且等于电源电压,即U1=U2,故U1:U2=1:1,故C正确。
故选:C。
6.【解答】在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中,采用控制变量法,需控制电阻值保持不变,改变导体两端的电压,分析电流和电压的关系。
故答案为:电阻;电压;控制变量法。
7.【解答】由串联电路的电阻关系可知,串联电路的总电阻等于各分电阻之和;又由欧姆定律I=可知,串联电路中的电流,等于电源两端电压除以各分电阻之和;
当串联电路中的一个电阻改变时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的总电阻发生变化,由I=可知,电路中的电流发生变化;
由U=IR可知,另一个电阻两端的电压发生变化。
故答案为:电压;之和;电阻;电流;电压。
8.【解答】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片P向a端移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
根据U=IR可知定值电阻两端的电压变大,因串联电路的总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小。故答案为:变大;变小。
9.【解答】将电阻接在25伏特电源上,流过电阻的电流:
I1===0.25A;
因电阻是导体的一种特性,不随电压的改变而改变,所以,当电源电压减小到5伏特时,电阻仍然为100欧,
则当电源电压减小到5伏特时,流过电阻的电流:
I2===0.05A。故答案为:0.25;0.05。
10.【解答】R1、R2串联,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:
U2=U﹣U1=24V﹣16V=8V,
由I=得:
R2===40Ω。故答案为:40。
11.【解答】因为串联电路各处的电流相等,
所以两电阻串联时通过的电流相等,即I1:I2=1:1;
由I=变形可得U=IR,则它们两端的电压之比====。
故选:C。
12.【解答】在研究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,
根据欧姆定律可得,原来电阻两端的电压:
U=I1R1=0.2A×20Ω=4V,
当通过导体的电流为0.4A时,其两端的电压仍控制为4V,
则此时导体的电阻:
R′===10Ω。故选:B。
13.【解答】保证AB间的电压U=2V不变,先后在AB间接入5Ω、10Ω、15Ω的电阻,即改变电阻的大小,故是为了研究电流与电压的关系,只有选项A正确,选项BCD错误。
故选:A。
14.【解答】根据题意可知,不同电阻接在同样的电源上,电阻两端的电压不变,
电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;将10Ω的电阻换成30Ω的电阻时,电阻增大到原来的3倍,所以流过此电阻的电流减小到原来的,为I。故选:C。
15.【解答】A、只有在电阻一定时,电流才与电压成正比,故A说法错误;
BC、在同一电路中,电流随电压的改变而改变;因电压是形成电流的原因,所以不能说电压与电流成正比(因果关系不能颠倒),故BC说法错误;
D、同一段导体说明其电阻不变,则由欧姆定律可知,通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比,故D说法正确。故选:D。
16.【解答】由电路图可知,该电路为并联电路,电压表始终测量电源电压,所以电压表的示数保持不变;
开关断开时,电路中只有R1,两电流表都测R1的电流;
开关闭合时,电路中R1和R2并联,电流表A测量干路的电流,电流表A1测量R1的电流;
由于并联电路中各支路互不影响,故开关闭合时电流表A1的示数不变;
根据并联电路的电流特点可知,干路中的电流等于各支路电流的和,故闭合开关后,电流表A的示数变大。故答案为:变大;不变;不变。
17.【解答】根据控制变量法,探究“电流与电阻的关系”时,要控制电阻的电压不变,故当a、b间接入10Ω的电阻时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V,由欧姆定律得,此时电流表的示数为:
I===0.6A。故答案为:6;0.6。
18.【解答】因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可知,当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流会变化,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,另一个支路的电流和电压都不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流发生变化。
故答案为:电阻;电流;电流;不变。
19.【解答】(1)灯泡L1、L2并联后接在电源两端,电源电压为6V,
由并联电路的电压特点可知,L1、L2的电压均等于电源电压6V,
则灯L2的阻值:R2===20Ω;
(2)流过灯L1的电流:I1===0.5A,
由并联电路的电流特点可得干路电流:I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A。
故答案为:20;0.8。
20.【解答】为了研究电流和电压的关系,在实验中要保持电阻不变,根据实验数据讨论可得:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成反比;
为了研究电流跟电阻的关系,在实验中要保持电压不变,根据实验数据讨论可得:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
故答案为:电阻; 电阻; 成正比; 电压;电压; 成反比。
21.【解答】由电路图可知,变阻器与灯泡并联;电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过灯泡的电流;电压表测量电源电压;
AB、因为并联电路中各支路互不影响,所以滑片移动时,通过灯泡的电流不变,即A2的示数不变;
灯泡两端的电压不变,通过灯泡的电流不变,由P=UI可知,灯泡的实际功率不变,则灯的亮度不变,故AB错误;
C、当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路的总电阻随之变小,而并联电路两端电压等于电源电压不变,由欧姆定律可知干路电流变大,即A1的示数变大;电压表测量电源电压,其示数不变,所以电压表与A1示数的乘积变大,故C正确;
D、因为A1的示数变大、A2的示数不变,所以电流表A1与电流表A2示数之差变大,且电压表示数不变,
所以V的示数与A1、A2示数之差的比值将变小,故D错误。故选:C。
22.【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。
23.【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。
24.【解答】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。
25.【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。
26.【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。
27.【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。
28.【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。
29.【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。
30.【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。
31.【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。
32.【解答】闭合开关S后,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测量电路总电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,
因为电压表V1测量电源电压,滑片移动,电压表V1的示数不变;
闭合开关S,向右滑动滑动变阻器滑片P的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大;
根据公式I=可知,电路电流变小,即电流表示数变小;
根据公式U=IR可知,电阻R1两端的电压变小,
根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变大,电压表V2的示数变大。
故答案为:变小;不变;变大。
33.【解答】(1)滑动变阻器与电阻串联,要求滑片向右移动时,连入电路的电阻变大,所以应将滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连,如下图所示:
(2)为保护电路,变阻器连入电路中电阻最大即B端;
(3)闭合开关,移动变阻器滑片P,发现电流表无示数,电路可有断路发生,而电压表有示数,说明电压表到电源两极间是通路,所以故障原因可能是定值电阻断路;
(4)小明同学首先将5Ω定值电阻接入电路,将滑片P滑到b端,再闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数0.4A;
(5)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,由欧姆定律的变形公式,电压表示数U=IR=0.4A×5Ω=2V;
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B端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数;
由表格中数据发现:电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故在电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)①闭合S、S1,此时两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为I1,
②闭合S、断开S1,此时为只有Rx工作的电路,电流表测量Rx的电流,示数为I2,可测出电源电压U=I2Rx,
根据并联电路电流的规律知,R0的电流:I0=I1﹣I2,则电源电压为U=(I1﹣I2)R0
根据电源电压相等知:U=U=I2Rx=(I1﹣I2)R0
未知电阻Rx的表达式为:Rx=。
故答案为:(1)如上所示;(2)B;(3)定值电阻断路;(4)0.4;(5)B;2;反比;(6)③。
34.【解答】(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。
35.【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。
36.【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。
37.【解答】(1)①在连接电路时,开关必须断开;
②实验过程中,小明调节滑动变阻器使电压表的示数为1V,记录此时电流表的示数,要使电压表的示数为2V,需要将滑动变阻器的电阻减小,滑动变阻器分压减少,他应向B端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数增大为2V;
③此题是探究电流与电压的关系,多次测量是为了找出普遍规律;
A、探究串联电路的电压规律,多次测量找普遍规律,故A符合题意;
B.测量定值电阻的阻值,多次测量是为了减小误差,故B不符合题意;
故选:A。
(2)①小明闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发光,说明电路为通路,电压表的示数始终为0V.说明与灯泡并联的电压表出有断路,故可能是c导线断路了;
②图中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.2A,示数为0.24A;
③因为灯的电阻随温度的变化而变化,通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,其图象不是直线,故b符合题意。
故答案为:(1)①断开;②B; ③A;(2)①c;②0.24;③b。
38.【解答】(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与关系图线知,当电流为0.1A时,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。
39.【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。
40.【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。