17.2
欧姆定律
一.选择题
1.在学过欧姆定律后,同学们有以下认识,其中不正确的是( )
A.欧姆定律揭示了导体中的电流与电压、电阻的关系
B.当电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
C.在研究导体中的电流与电压、电阻的关系过程中使用了控制变量法
D.根据欧姆定律的变形公式R=可知:导体的电阻随电压和电流的变化而变化
2.用图象描述物理量之间的关系具有更加直观的特点。下列描述定值电阻的电流、电压、电阻关系的图象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.对一个定值电阻,根据欧姆定律可以导出R=,关于这个导出公式,下列说法正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
4.如图所示的电路中,当S闭合,甲、乙两表是电压表时,两示数之比U甲:U乙=5:3,当S断开,甲、乙两表是电流表时( )
A.R1与R2的电阻之比R1:R2=5:3
B.R1与R2的电阻之比R1:R2=3:2
C.两表的示数之比I甲:I乙=3:5
D.两表的示数之比I甲:I乙═2:5
5.学了电路后,小林设计了四个体重计原理图,如图所示。其中能明显显示出“人的体重越大时,电表的示数越大”的电路是( )
A.
B.
C.
D.
6.有甲、乙两只灯泡,甲标有“20V
1.0A”字样,乙标有“15V
0.5A”字样。现把它们并联起来,则并联电路干路上的最大电流为( )(不考虑温度对灯泡电阻的影响)
A.1.25A
B.0.5A
C.1.5A
D.1.0A
7.如图所示的电路中,R1:R2=3:1,S断开时,电流表的示数为I1,S闭合时,电流表的示数为I2,则I1与I2之比是( )
A.3:4
B.4:3
C.1:3
D.1:4
8.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列正确的是( )
A.图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象
B.当R2=R1时,电流的大小为0.2A
C.电源电压为8V
D.R1的阻值为30Ω
二.填空题
9.某个导体通过0.5A的电流时,电阻为10Ω.若通过1A的电流时,该导体的电阻为
Ω;若该导体不通电时,其电阻为
Ω。
10.张阳在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时,用记录的实验数据作出了如图所示的U﹣I图象,将a、b串联接在电压为3V的电源上,电路中的电流
A。
11.将一只标有“100Ω
2V”的滑动变阻器与一只标有“20Ω
0.5V”的元器件串联起来接入某一电路,则该电路允许通过的最大电流为
。
12.如图所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别是
A和
A,R1和R2的阻值之比是
。
13.如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U甲:U乙=4:1,则R1:R2=
;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,通过两电表的电流之比I1:I2=
。
三.计算题
14.如图所示,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为5欧,R2的阻值为20欧,闭合开关后R1两端的电压为2伏。求:
(1)通过电阻R1的电流I1。
(2)电路的总电阻R。
15.图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S,电流表A1的示数为2A,电流表A2的示数为0.8A.求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
参考答案
一.选择题
1.解:A、欧姆定律研究的是电流、电压、电阻的关系,故A正确;
B、根据欧姆定律知,当电压一定时,导体中的电流与电阻成反比,故B正确;
C、在研究欧姆定律的过程中使用了研究问题的一种基本方法﹣控制变量法,故C正确;
D、导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压与流过导体的电流无关,不能说导体的电阻随电压和电流的变化而变化,故D错误。
故选:D。
2.解:
AB、对于定值电阻,电阻不变,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,其I﹣U图象是过原点的直线,如图所示,故AB错误;
CD、电阻是导体阻碍电流的性质,其大小与导体两端的电压无关,其R﹣U图象是平行于横轴的直线,如D图所示,故C错、D正确。
故选:D。
3.解:因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当电压为0时,导体的电阻不变(不为0),故ABD错误、C正确。
故选:C。
4.解:
(1)当S闭合,甲、乙两表是电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且U甲:U乙=5:3,
所以,R1、R2两端的电压之比:
===,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:
===,故AB错误;
(2)当S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2支路的电流,电流表乙测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1、R2两支路的电流之比:
===,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两表示数之比:
===,故C错误,D正确。
故选:D。
5.解:
A、电路为串联电路,电压表测量电源电压,而电源电压不变,所以无论压力增大还是减小,电压表的示数都不变,故A不符合题意;
B、电压表的内阻很大,串联在电路中相等于断路,所以无论压力增大还是减小,电压表的示数都不变,故B不符合题意;
C、图中电流表串联在电路中,当人的体重越大时,滑片向下移动,滑动变阻器连入电路的电阻减小,电流增大,电流表的示数增大,故C符合题意;
D、电路中电流表与滑动变阻器并联,将滑动变阻器短路了,无论压力如何变化,电流表示数都不变,不能实现人的体重越大,电表的示数越大,故D不符合题意。
故选:C。
6.解:甲标有“20V1.0A”字样,表示甲灯的额定电压为20V,额定电流为1.0A,
乙标有“15V0.5A”字样,表示乙灯的额定电压为15V,额定电流为5A,
由I=得,两灯泡的电阻分别为:
R甲===20Ω,
R乙==30Ω,
两灯泡的额定电压分别的U甲=20V、U乙=15V,由并联电路各支路电压相等,
则两灯泡并联时电路中的最大电压:U=U乙=15V,
通过乙灯的电流为0.5A,由欧姆定律,通过甲灯的电流为:
I甲′===0.75A,
由并联电路电流的规律,最大干路电流:
I=I甲′+I乙=0.75A+0.5A=1.25A,故A正确,BCD错误。
故选:A。
7.解:当S断开时,电路中只有R2工作,
电流表的示数:I1=;
当S闭合时,电阻R1、R2并联,
根据并联电路各支路两端的电压相等可知:
电阻R1、R2两端的电压相等,且等于电源的电压;
所以通过R1的电流:I1′=,
通过R2的电流:I2′=,
此时电流表测量干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以此时电流表的示数:
I2=I1′+I2′=+;
则I1:I2=:(+)=,
把R1:R2=3:1代入上式得:I1:I2=3:4。
故选:A。
8.解:A、两电阻串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,滑片在最左端时,R2接入电路的阻值为零,因此此时电压表V2示数为零,由图象可得,图线I反映电压表V2示数(即R2的电压)随电流的变化,则图Ⅱ为R1的“U﹣I”图象,故A错误;
B、串联电路各处的电流相等,当R2=R1时,由U=IR,则两电阻的电压相同,由图乙知,即为两图线的交点,可知电流为0.4A,B错误;
C、由图知,当电流为0.4A时,两电压表示数均为4V,因电路的电压等于两电压表示数之和,即电源电压;U=4V+4V=8V,C正确;
D、当滑片移动到最左端时,电路中只有R1,电压表V2示数为0,电路的电流为0.8A,由欧姆定律,
R1===10Ω,D错误。
故选:C。
二.填空题
9.解:∵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,
∴通过1A的电流或导体不通电时,导体的电阻仍为10Ω不变。
故答案为:10;10。
10.解:∵I=,
∴由图象可知:
Ra===10Ω,
Rb==═5Ω,
两电阻串联接入3V电路中,
电路电流I===0.2A;
故答案为:0.2。
11.解:
∵I=,
∴滑动变阻器允许通过的最大电流为I1===0.02A;
元件允许通过的最大电流为I2===0.025A。
所以滑动变阻器与元器件串联起来接入同一电路,则该电路允许通过的最大电流为I=I1=0.02A。
故答案为:0.02A。
12.解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测干路电流,A1测R2支路的电流,
∵并联电路干路电流大于各支路电流,且两指针的位置相同,
∴A2的量程为大量程,即为0~3A,分度值为0.1A,干路电流I=1.2A,
A1的量程为小量程,即为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R2支路的电流I2=0.24A,
∴通过R1的电流I1=I﹣I2=1.2A﹣0.24A=0.96A;
R1:R2=:===。
故答案为:0.96;0.24;1:4。
13.解:(1)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则两电阻两端的电压之比为
===;
因串联电路中各处的电流相等,所以,通过电阻R1、R2的电流之比I1:I2=1:1,
由I=可得,两电阻的阻值之比:
===;
(2)当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测R2支路的电流,乙电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,则两支路的电流之比
===;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两电流表的示数之比
===。
故答案为:(1)3:1;(2)3:4。
三.计算题
14.解:
(1)由公式I=得通过电阻R1的电流:
I1===0.4A;
(2)由串联电路的电阻关系可得,该电路的总电阻R=R1+R2=5Ω+20Ω=25Ω;
答:(1)通过电阻R1的电流I1是0.4A。
(2)电路的总电阻为25Ω。
15.解: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R2支路的电流。
(1)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=2A﹣0.8A=1.2A,
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=I1R1=1.2A×10Ω=12V。
(2)由I=可得,电阻R2的阻值:
R2===15Ω。
答:(1)电源电压为12V;
(2)电阻R2的阻值为15Ω。