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文档简介
专题03欧姆定律
题型一探究电流与电压、电阻的关系
1、某小组要用图所示的电路图先后完成两个实验方案:
①由少到多将几节干电池串联,先后接入MN,测量电流及电压;②电池与滑动变阻器串联
接入MN,多次移动滑片,测量电流及电压。则该小组探究的是()
A.串联电路的电压特点B.影响电阻大小的因素
C.电流跟电阻的关系D.电流跟电压的关系
【答案】D
【解析】在MN间先后串联接入几节干电池,或将电池与滑动变阻器串联接入MN,调节滑
片的位置,都能改变定值电阻两端的电压及通过的电流,但定值电阻的阻值保持不变,所以
探究的是:电阻一定时,通过导体的电流与电压的关系,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2、小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是()
A.实验过程中应该保持滑动变阻器&阻值不变
B.实验过程中可以将Ri换成小灯泡
C.实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变
D.实验过程中应该调滑动变阻器改变电压表示数
【答案】D
【解析】探究“电流与电压的关系”,应保持定值电阻品阻值不变,调节滑动变阻器的滑
片,改变定值电阻凡的电压和电流,从而多次实验,寻求普遍规律,故AC错误,D正确;
探究“电流与电压的关系”,应保持电阻不变,小灯泡电阻随温度的升高而变大,是变化的,
故B错误。故选D。
3、某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换了5个阻值不同的定值
电阻尺,得到如图乙所示的图象,以下有关叙述正确的是()
A.连接电路时,开关应处于闭合状态
B.该同学研究的是“电流和电压”的关系
C.将凡从5。换成10。后,应将滑片P向左移
D.滑动变阻器阻值变化范围为〜5。
【答案】D
【解析】为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,故A错误;由图中数据知,
电阻两端的电压为I7=/7?=0.5Ax5Q=0.1Ax25Q=2.5V,实验中电压表的示数保持2.5V不变,
该同学研究的是“电流和电阻”的关系,故B错误;将上从5。换成10。后,电阻变大,
根据串联电路分压原理,电压表示数变大,故应增大变阻器分得的电压,故应增大变阻器接
入电路电阻,应将滑片P向右移,故C错误;D.由图乙知,电路的最大电流为0.5A,由
串联电路的规律及欧姆定律可知,此时变阻器连入电路的最小阻值为
U3V
鼠L7-凡==-50=1。,电路的最小电流为0.1A时,由串联电路的规律及欧姆定律可
11U.3lx
u3V
知,此时变阻器连入电路的最大阻值为Rmax=5--必=万77-25。=5。,滑动变阻器阻值
12U.1A
变化范围为1。〜5。,故D正确。故选D。
4、探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端
电压为预设值不变。现采用如图所示电路进行探究,电源电压为4.5V不变,滑动变阻器(10。
1A),5。、10。、15Q、20Q的定值电阻各一个,按要求进行实验。则下列判断正确的是()
A.当电压一定时,电阻与电流成反比
B.将R从5Q换成10。后,应将滑片向左移动
C.仅利用题中所给器材无法完成探究电流与电压的关系
D.若不添加器材要获得4组实验数据,电压的预设值不能小于3V
【答案】D
【解析】当电压一定时,电流与电阻成反比,故A错误;将R从5。换成10。后,电阻变
大,为了保持电阻两端电压不变,根据串联分压和电阻成正比规律,应将滑片向右移动,增
大电阻,故B错误;探究电流与电压的关系实验中,需保持导体电阻不变,改变电阻两端
电压,题中所给器材可以完成探究电流与电阻的关系,故C错误;根据串联分压原理可得
UvR
=—,定值电阻的最大阻值为20。,若此时滑动变阻器接入电路最大阻值10。,代
Urr-UTlvxvp
Uv20。
入数据可得=77许,解可得Uv=3V,此即为电压的预设值的最小值,故D正确。
4.DV—(Jy1ULZ
故选D。
5、如图所示,这是“探究通过导体的电流与的关系”的实验电路和依据测得的
数据制作的表格,实验中使用的定值电阻为Qo
【答案】导体两端的电压5
【解析】根据表格中记录的物理量是通过导体的电流和电压,利用表格数据结合欧姆定律定
律可以计算出实验中使用的定值的阻值为尺=U一=3芸0V!=2芸0V'=若10Vj=5。,由此可判
I0.60A0.40A0.20A
断该实验探究的是在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系。
6、如图,在研究电流与电阻关系时,如果先用5。的定值电阻进行实验使电压表的示数为
3V,再换用了10。的定值电阻后,某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置,电压表的示数
将3V(选填“大于”、“小于”或“等于").此时应向(选填“右”或“左”)
调节滑片使电压表的示数仍为3Vo
R定
【答案】大于右
【解析】滑动变阻器的滑片位置不变,当用10。的定值电阻代替5。的定值电阻时,电路中
的总电阻变大,由/==可知,电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,由于串联
电路中总电压等于各串联电阻两端电压之和,则定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数
大于3V,串联电路中电阻越大分得的电压越大,为使两端的电压保持3V不变,应增大滑
动变阻器接入电路中的电阻,即滑片向右调节。
7、小李用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,电源电压4.5V保持不变,
根据实验的数据绘出了/-1图像(图乙)。由图像可知,当电流为0.5A时,导体两端的电
R
【答案】210
【解析】[1]由/-]图像可知,电流与电阻的倒数成正比例关系,电流与电阻的乘积保持不
变,当电流为0.5A时,4为0.25Q1,则此时的电阻为K=,=4C,即导体两端的电
R0.2512
U2V
压为U=1]Ri=0.5Ax4O=2V;当电流为0.2A时,导体的电阻为鸟=7二万==1。。。
L,U.
8、在“探究电流与电压的关系”实验中,用2节新干电池做电源,其他器材如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整(导线不得交叉);
(2)电路中滑动变阻器的主要作用是保护电路和通过调节其__________值,改变电路中
的___________
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于图中(选填"A"或"B”)端;
(4)某实验小组根据实验数据,作出甲、乙两个电阻的/一U图像,如图乙,分析图像乙
可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成比;
(5)将两个导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路电流为A,由图像可
知甲的电阻为。,乙的电阻为。o
【答案】(1)见解析(2)电阻电流(3)A(4)正(5)0.9510
【解析】(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻
器需要“一上一下”连接,故应用导线将滑动变阻器上端接线柱与电流表负接线柱相连,如
图所示:
(2)为了寻找普遍规律,需要重复实验,获得多组电流与电压值,移动滑动变阻器滑片,
改变其在电路中的电阻值,可以改变电路中的电流大小,从而获得多组数据。
(3)为了电路安全,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处,即A端。
(4)由图中数据可知,电阻一定时,电压变为原来的几倍,电流也变成原来的几倍,故得
出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比。
(5)并联电路各支路电压与电源电压相等,干路电流等于各支路电流之和。将两个导体并
联后接到电压为3V的电源上时,由图像可知,甲所在支路的电流为0.6A,乙所在支路的电
Ua15V
流为0.3A,故干路电流为/=/甲+/乙=0.6A+0.3A=0.9A;甲的电阻,
/甲
乙的电阻R乙=%=盥=10。o
9、在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(可调
为1.5丫、3.0丫、4.5丫、6.0丫之一)、5个定值电阻(阻值分别为5。、10。、15。、200、300)、
滑动变阻器(10Q1A),电压表和电流表做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,
请在这根导线上打“x”,并用笔重新画一根正确连接的导线(连线不要交叉);
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置最端,这样做的目的
是;
(3)实验时小明设计了如下表格,通过表格可以看出,他的实验目的是探究通过导体的电
流与的关系:
实验次数12345
R/Q510152030
I/A
(4)小明将电源电压调为3V时,按(3)设计的方案进行实验:
①电流表、电压表连接使用中共同的要求是电流(选填“负进正出”或“正进负出”),
图(2)是第2次实验时电流表的示数,示数为;
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值_____Q;
小明根据实验数据描绘出了如图(2)所示的图像,可以得出结论:;
(5)【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验:
①按图甲连接电路,将电源电压调到某个值,在电路安全条件下闭合开关,移动滑片直到电
压表示数为2.5V;
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发
现电压表示数恰好为2.5V;通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值
为______
【答案】(1)见解析(2)左保护电路(3)电阻(4)正进负出0.230
当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比(5)4
【解析】(1)乙图中定值电阻没有连入电路,由变阻器到电阻的导线连接错误,应将变阻器
的左上角接线柱连接到电压表的负接线柱,如图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应处于最大阻值处,由电路图可知,当滑片移到最左端
时,变阻器阻值最大,故滑动变阻器的滑片应置于最左端,这样可以防止闭合开关后电路中
电流过大,烧坏电路元件,起到保护电路的作用。
(3)由表中数据知道,小明改变的是定值电阻的阻值,因此探究通过导体的电流与导体电
阻的关系。
(4)①连接电流表和电压表时,都要让电流从正接线柱进,从负接线柱出;电流表选择的
时小量程,分度值为0.02A,所以图(2)中电流表示数为0.2A。
②第2次实验时使用的定值电阻阻值为10。,电流为0.2A,所以控制的电压值为2V,则实
验中滑动变阻器始终分IV的电压,定值电阻和滑动变阻器分压之比为2:1,根据/==,
电流相等时电压之比等于电阻之比,当定值电阻阻值为30。时,滑动变阻器的阻值为
津=3尺=3*30。=15。>尺滑2=1。。,所以当30Q的定值电阻接入电路时,无法满足实
验条件。由图可知,电流与电阻的倒数的关系为一条过原点的直线,则电流与电阻的倒数成
正比,所以电流与电阻成反比,故可得出结论:当导体两端电压不变时,通过导体的电流与
导体的电阻成反比。
(5)设当电源电压调为U前时,定值电阻阻值为R而,更换后的定值电阻阻值为火后,电源
电压为U后,当电压表调到2.5V,即定值电阻两端电压为2.5V,则滑动变阻器两端电压为U
前-2.5V或U后-2.5V,保持滑片不动,则滑动变阻器阻值不变,根据R=?有
U前-Z5VU后-2.5VR_25V
2.5V2.5V,可得定值电阻前后比值为电源可调为L5V、3.OV、
KKR后5V
4.5V、6.OV,其中1.5V小于2.5V,舍去。
①当U前=3V、U后=4.5V时,则定值电阻前后的比值为黄=〃后;<寸=2寸:<寸=7,
N后。前一,.3VJV—Z.JV1
定值电阻阻值分别为5。、IOC、15Q、20C、30Q,通过观察可知,R沪20Q、R卢5c符合
U25V
要求,当定值电阻为R前=20。时,电路中电流为/前=黄=5记二°125A,则滑动变阻器
尺前232
“。滑。前—2.5V
阻值为我滑二卢号——3V-2.5V
I前/前0.125A
R前U尸—2.5V6V-2.5V7
②当。前=3V、。后=6V时,则定值电阻前后的比值为黄="后007=77定
K后(7前一JV—Z.JV1
值电阻阻值分别为5C、IOC、15C、200、30C,通过观察可知,没有满足此比例关系的一
组电阻,故舍去。
夫前。尸一2.5V6V-2.5V7
③当U前=4.5V、U后=6V时,则定值电阻前后的比值为力=〃后.<寸=/<寸,”=彳
N后(7前一,.3V4.3V—Z.JV4
定值电阻阻值分别为5。、10。、15。、20。、30。,通过观察可知,没有满足此比例关系的
一组电阻,故舍去。综上所述,此时滑动变阻器接入电路的阻值为40。
题型二欧姆定律的理解与计算
1、根据欧姆定律可得到尺=一,对于该式下列说法中正确的是()
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.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
【答案】D
【解析】导体的阻值是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,电阻
不随着电压和电流的改变而改变,当导体两端的电压为零时,导体的电阻依是不会改变,不
会为零,故D正确,ABC错误。故选D。
2.如图所示电路的电源电压恒定,已知&的阻值为40。,R的阻值为5Q,Si、S2都闭合
时,电压表示数为9V,若只闭合Si,电压表示数为()
A.9VB.8VC.5VD.IV
【答案】D
【解析】由电路图可知,两开关都闭合时,R)短路,电压表测电源的电压,则电源电压U=9V,
U9V
若只闭合Si,两电阻串联,电压表测R两端电压,电路中电流为/==02A,
R两端电压为UR=/R=0.2AX5O=1V,故电压表示数为IV。故选D。
3.在如图所示的电路中,已知R=4Q,&=12Q,当S闭合后,通过Ri的电流7i=0.6A,
则下列结论正确的是()
A.通过&的电流/2=1.8AB.通过&的电流/2=0.2A
C.通过此的电流/2=0.3AD.电源电压U=1.8V
【答案】B
【解析】由图可知,两电阻并联;由/==得以两端的电压为Ui=/iRi=0.6Ax4Q=2.4V,
根据并联电路电压的规律知电源电压为U=Ui=Ui=2AV,通过&的电流为
U24V
/2=-/=777T=0-2A-故B正确,ACD错误。故选B。
1\21ZL2
4.(多选)在探究电流与电压的关系实验中,选取了甲和乙两个电阻,得到它们的U-/关系
A.当乙两端电压为4V时,通过其电流为0.2A
B.甲对电流的阻碍作用比乙大
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的总电压为10V
D.将甲和乙并联,若电源电压为4V,则它们干路的电流为0.6A
【答案】AD
【解析】由图可知,当乙两端电压为4V时,通过其电流为0.2A,故A正确;导体对电流
是有阻碍作用的,同等情况下,对电流的阻碍作用越小,通过的电流越大;由图像可知,甲、
乙两端的电压相等时,通过甲的电流比通过乙的电流大,说明甲对电流的阻碍作用小,乙对
电流的阻碍作用大,故B错误;甲和乙串联,若电流为0.3A,根据串联电路各处电流都相
等可知,通过甲、乙的电流均为0.3A,由图像可知U用=3V,U乙=6V,由串联电路中总电压
等于各分电压之和可知,它们两端的总电压U=U甲+U乙=3V+6V=9V,故C错误;将甲
和乙并联,若电源电压为4V,根据并联电路的电压特点可知,两电阻两端的电压为4V,由
图像可知品=0.4A,/乙=0.2A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电
流是/=/甲+/乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。故选AD。
5.某导体两端电压为6V时,通过导体的电流是0.5A;当导体两端电压为12V时,通过导
体的电流为A;当导体两端电压为零时,导体的电阻为
【答案】112
【解析】由/=巨知道,导体的电阻R=?=1二=12。,电阻是导体本身的一种性质,与
RI0.5A
电流和电压有关,所以当电压为12V或0V时,电阻仍是12。,当导体两端电压为12V时,
通过导体的电流为/'=U='=会12V=1A。
R12Q
6.如图所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻闭合开关S,电流表A的示数
为0.9A,电流表Ai的示数为0.6A。则电源电压为V;通过定值电阻&的电流为—
A;定值电阻&的阻值为Qo
【解析】由电路图可知,两电阻并联,电流表Ai测Ri支路的电流,电流表A测干路中的
电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电源的电压
U=U2=a=/1N=0.6Axl0C=6V;由并联电路的电流规律知,通过电阻&的电流为
/2=/-A=0.9A-0.6A=0.3A;电阻&的阻值为为=牛=恁=20。。
7.两个定值电阻用、R2,RI上标有“10。1A”,&上标有“15。0.6A”。将它们并联
在电路中,电路中所加的最大电压为V,干路允许通过的最大电流为
A;将它们串联在电路中,电源电压最大为Vo
【答案】91.515
【解析】由欧姆定律得R/两端最大电压Ui最大=/i最大RI=1AX10Q=10V,&两端最大电压
物最大=/2最大&=0.6AX15C=9V,因为并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,所以两
U9V
电阻并联后的最大电压为9V。此时通过R的电流淅=°-9A,并联电路干路电流
等于各支路电流之和,所以允许通过干路的最大电流/最大=八+/2最大=0.9A+0.6A=1.5A;由题
知以允许通过的最大电流是1A,以允许通过的最大电流是0.6A,因为串联电路中电流处
处相等,所以两电阻串联后电路中最大电流为0.6A,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,
根据欧姆定律可得电源电压U=/(4+&)=0.6Ax(10Q+15Q)=15V。
8.在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01。。现输
电线在某处发生短路,为确定短路位置,检测员用电压表、电流表和电源连成如图所示电路
进行检测,电压表的示数为3V,电流表的示数为20mA,则电源电压为V,短路位置
【解析】由图可知,电压表测的是短路位置到甲地的两段输电线两端的电压,即为电源电压,
773V
所以电源电压为3V,连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值尺=上=总二=150。,导
I0.02A
线总长度L=身dxlm=15000m=15km,短路位置离甲地的距离s=-L=-xl5km=7.5km。
0.01Q22
9.如图所示电路图中,电灯Li的阻值为10。;当Si接C时,S2接B时,电流表的读数是
O.3A。求:
(1)电源电压;
(2)Si接C,S2接A时,电流表的示数是O.5A,求电灯L2的阻值?
【解析】解:(1)当Si接C时,S2接8时,L2被短路,电路为Li的简单电路,电流表测
电路中的电流,电源电压为。=5=/禺=0.3AxlOO=3V;
(2)Si接C,S2接A时,两灯并联,电流表测干路电流,通过L2的电流为
UU3V
/2=/-A=O.5A-O.3A=O.2A,电灯L2的阻值为氏=三=丁===15。。
答:(1)电源电压为3V;
(2)Si接C,S2接A时,电流表的示数是O.5A,求电灯L2的阻值为15C。
10.如图所示的电路中,电阻R的阻值为20Q,电源电压不变。当加、S?断开,S3闭合时,
电流表的示数为0.6A;断开,S2,S3闭合时,电流表的示数为0.9A。求:
(1)电源电压;
(2)&的阻值:
(3)闭合Si,断开S2、S3时,电阻Ri两端的电压。
【解析】解:(1)当Si、S2断开,S3闭合时,只有R接入电路,电源电压为
U=IlRl=0.6Ax20Q=12V;
(2)当Si断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,通过用的电流不变,通过&的电流
U12V
/=/-A=0.9A-0.6A=0.3A,&的电阻为&=7==400.
2U.5A
u12V
(3)当S2、S3断开,S1闭合时,两电阻串联,电路电流为/'==0.2A
R、+R220Q+40Q
&两端的电压为U\=IR=0.2AX20。=4V.
答:(1)电源电压为12V;
(2)&的阻值为40。;
(3)电阻4两端的电压为4V。
11.随着人们生活品质的提高,出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障潜水员潜水时的安
全,潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源
电压U=6V且恒定不变,定值电阻&=10。,Rp是压敏电阻,图丙是Rp的阻值随海水深度
变化的图像,RP允许通过的最大电流为0.24A。电压表(量程0~3V)的示数可表示对应的
深度值。求:
⑴潜水员下水前,闭合深度表的开关,电压表的示数;
(2)电压表示数为1.5V时,潜水员下潜的深度;
(3)在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度。
甲
【答案】(1)1.2V;(2)10m;(3)40m
【解析】解:(1)由图乙可知,该电路为R)和Rp的串联电路,电压表测Ro两端的电压;
深度表在海面上时,即6=0m时,由图丙可知,此时KP=40O,由串联电路的电阻特点和欧
U6V
姆定律可知电路中的电流为/==0.12A,电压表的示数为
&+Rp10Q+40Q
[/0=7/^=0.12Axl0Q=1.2V;
(2)已知电压表示数为1.5V时,即Ro两端的电压为Uo=1.5V,通过品)的电流为
4=-7L=^=0.15A,电阻&的电流为/p=/°=0.15A,则此时Rp的阻值为
Ao
RP=¥6V-1.5V
=300,由图丙可知,此时潜水员下潜的深度为〃=10m。
1p0.15A
(3)当电路中电流最大时,由U=/R可知/两端的电压最大,由电压表量程可知R)两端的
U3V
电压最大为Uo大=3V,由此可知扁的电流最大为/。大=潘=淅=°.3人>0.24人,为保护电
/<()1UL2
6V
路,电路中允许通过的最大电流为0.24A,此时电路总电阻为我总==250,由
/大0.24A
串联电路的电阻特点可知压敏电阻Rp的阻值为4=K-凡=25Q-10Q=15。,由图丙可知,
此时下潜的深度为40m,即该深度表能测量的最大深度为40m。
答:(1)潜水员下水前,闭合深度表的开关,电压表的示数为L2V;
(2)电压表示数为1.5V时,潜水员下潜的深度为10m;
(3)在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度为40m。
题型三动态电路的分析与计算
I.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移
动时,下列分析正确的是()
A.电流表A示数变小,电压表V示数变小
B.电流表Ai示数与电流表A2示数都变小
C.电压表V示数与电流表A示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表Ai示数的比值不变
【答案】D
【解析】闭合开关S,两电阻并联,Ai和A2分别测R和&的电流,电流表测干路的电流,
电压表测电源电压,故电压表示数不变;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器连入
电路的电阻变大,由欧姆定律可知A2的示数变小,根据并联电路各支路可独立工作、互不
影响,故通过&的电流不变,即Ai的示数不变,由并联电路电流的规律,A的示数变小,
故AB错误;电流表A示数变小,而电压表V示数不变,故电压表V示数与电流表A示数
的比值变大,故C错误;根据欧姆定律可知,电压表V示数与电流表Ai示数的比值即以
的阻值,保持不变,故D正确。故选D。
2.如图所示电路中,电源电压恒定,R/为定值电阻,氏2为滑动变阻器,闭合开关S后,在
滑动变阻器滑片由。向b滑动的过程中()
B.电压表Vi的示数不变,电压表V2的示数变大,电流表的示数变小
C.电压表Vi的示数变小,电压表V2的示数变大,电流表的示数变小
D.电压表Vi的示数变大,电压表V2的示数变小,电流表的示数变大
【答案】C
【解析】分析电路可知,定值电阻R1和滑动变阻器及串联,电压表V1测R1电压,电压表
V2测及电压,电流表测电路电流。闭合开关S后,在滑动变阻器滑片由。向6滑动的过程
中,此阻值变大,则总电阻变大,根据/=?可知电流表示数变小;根据U=小可知定值电
阻R的电压变小,即电压表Vi示数变小;根据串联电路的分压作用,及的电压变大,即电
压表V2的示数变大。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
3.如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是()
C./总不断增大D.R两端电压不断增大
【答案】D
【解析】由图可知,定值电阻扁与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,当油量减
少时,浮子下降,滑片向上运动,电阻增大,总电阻增大,由/==得,在总电压一定时,
总电流减小,由U=/R得,在凡电阻一定时,&两端电压减小,根据串联电路总电压等于
各用电器两端电压之和,滑滑动变阻器R两端电压增大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准
备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻R/、热敏电阻及、电流表和电压表,小明在其
中选择部分器材设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻&的
阻值随温度变化关系如图乙所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于
这个电路的说法正确的是()
A.图中电表是电压表
B.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越小
C.热敏电阻温度越高,R两端的电压越小
D.定值电阻以起保护电路的作用
【答案】D
【解析】由电路图知道,电阻幻和及串联接入电路,该电路中的电表串联接入电路;由于
电表串联接入电路中,所以该电表为电流表,故A错误;热敏电阻温度越高,根据图乙知
道,热敏电阻的阻值越小,总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,电流表示
数越大;根据可知,R两端的电压越大,故BC错误;当热敏电阻的阻值较小时,R
串联接入电路中,可以起到保护电路的作用,故D正确。故选D。
5.如图所示的电路中,电源两端电压为6V且保持不变,定值电阻Ri的阻值为10。,滑动
变阻器&的铭牌上标有“50Q0.5A”,电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和
“0~3V”。开关S闭合后,在保证元件安全的情况下,滑动变阻器的滑片P在移动的过程
中,下列说法正确的是()
R\R2
Hl~~<<---------------
s
A.电流表示数的最大值为0.5A
B.电压表示数的最小值为IV
C.滑动变阻器连入电路的最小阻值为2。
D.滑动变阻器连入电路的最大阻值为20复
【答案】B
【解析】由电路图可知,R与及串联,电压表测Q两端的电压,电流表测电路中的电流。
U3V
因电压表的量程为0~3V,因此通过L1的电流最大为Lmax=—^=GK=0-3A,串联电路中
电流处处相等,因此电路中最大电流为0.3A,电流表示数最大为0.3A,故A错误;当滑动
变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流最小,即心=—=行黑二=O」A,
片+&maxWQ+5OQ
电压表的最小值为5疝n=0.1AxlOO=lV,滑动变阻器连入电路的最大阻值为50。,
故B正确,D错误;R两端的电压最大为3V,此时电路中电流最大,由串联电路电压规律
可知,滑动变阻器两端电压最小为6min=6V-3V=3V,滑动变阻器接入电路的阻值最小为
3V
=10Q,故错误。故选。
~0.3ACB
6.如图所示是某潜水器深度测试仪的简化电路图,电源电压保持不变,R为压敏电阻,其
阻值随压力增大而减小。品为定值电阻,其作用是。闭合开关后,当潜水器
下潜深度增大时,电流表示数将(选填“变大”“不变”或“变小”)。与在
淡水中相比,潜水器在海水中同一深度时,电流表的示数要更(选填“大”或
“小”)些。已知。海水淡水。
【解析】根据电路图可知,压敏电阻与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流。如果电路
中没有定值电阻,当压敏电阻的阻值较小时,由欧姆定律可知电路中电流较大,电流表可能
被烧坏,而电路中串联定值电阻可以起到保护电流表的作用,即起保护电路的作用。闭合开
关后,当潜水器下潜深度增大时,由。=/^,和尸=pS可知,压敏电阻受到的压力增大,而
压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,所以压敏电阻的阻值将变小,电路的总电阻变小,由
欧姆定律可知,电路电流变大,即电流表示数变大。由于2.加印泼水,所以由0=和尸=pS
可知潜水器在海水中同一深度时,压敏电阻受到的压力变大,则压敏电阻的阻值更小,由欧
姆定律可知,电流表的示数会更大。
7.如图所示,电源电压不变,开关闭合。当滑动变阻器滑片向右滑动时,滑动变阻器接入
电路的阻值____________,电流表A的示数,电压表Vi的示数,
电压表V2的示数=(所有空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】变大变小变小变大
【解析】由电路图可知,凡与此串联,电流表A测电路中的电流,电压表Vi测定值电阻
R两端的电压,电压表V2测滑动变阻器&两端的电压;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,
变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由/==可知电路中电流变
小,即电流表A的示数变小;电阻R阻值不变,由U=/R可知品两端的电压变小,即电压
表Vi的示数变小;由串联电路的电压特点可知,变阻器上两端的电压变大,即电压表V2
的示数将变大。
8.如图所示电源电压不变,当滑动变阻器滑片P向右移动时,电压表V的示数将,
A2的示数将(两空均选填“变大”或“变小”或“不变”)。
【解析】由图可知,Ri、&并联,电压表测电源电压,Ai测R电流,A2测干路电流。电
压表示数等于电源电压,故不变。当滑片向右移时,心电阻变大,根据欧姆定律,在电压
一定时,电流变小,而以支路电流不受影响,电流不变,即Ai示数不变;干路电流等于各
支路电流之和,治支路电流变小,尺支路电流不变,故干路电流变小,即A2示数变小。
9.在综合实践活动课上,小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,此电路中电源电压不变,
灯泡L标有“6V,3W”字样,将滑动变阻器R的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和
电流表示数分别为5V和0.4A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表的示数分别为2V
和0.5A,灯泡L正常发光。则电源电压为V;灯泡L正常发光时的电阻是Q;
滑动变阻器R的滑片P在最右端时,灯泡L的电阻为Qo
【答案】8127.5
p3W
【解析】灯泡L标有“6V,3W”字样,则灯泡的额定电流为/额=鲁=右7=0.5人,灯泡
%6V
L正常发光时的电阻为&=,=怒=12。,分析电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,
/额UQA
电压表测滑动变阻器电压。移动滑片P至某一位置,电压表和电流表的示数分别为2V和0.5A,
则此时小灯泡正常发光,即此时灯泡的电压为6V,滑动变阻器电压为2V,则根据串联电路
的分压作用,电源电压为。=UL+"滑=6V+2V=8V,滑动变阻器R的滑片P置于最右端,
闭合开关,电压表和电流表示数分别为5V和0.4A,则此时灯泡的电压为
UJ=。一。滑'=8V—5V=3V,则此时灯泡L的电阻为=理=且匕=7.50。
r0.4A
10.如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示
数随电路中电流变化的图象如图b所示,根据图象的信息可知(选填“甲”或
“乙”)是电压表V2示数变化的图象,电源电压为V,电阻R/的阻值为
Q„
UN
【答案】乙620
【解析】观察图a,闭合开关,根据电流的流法可知,定值电阻Ri和滑动变阻器以串联接
入电路,电压表Vi并联在R的两端,电压表V2并联在&的两端,再观察图b,假设电路
的电流是增大的,电源电压保持不变,电路的总电阻是减小的,变阻器接入电路的阻值应该
减小,滑片向左移动,定值电阻阻值不变,根据串联电路的分压特点,V2的示数减小,V1
的示数增大,再结合图b,甲是电压表Vi示数变化的图象,乙是电压表V2示数变化的图象。
观察图b,在电流值为0.15A时,甲、乙图象对应的电压值都为3V,电压表Vi和V2的示
数都为3V,串联电路的总电压等于各用电器的电压之和,所以电源电压为6V。观察图b,
在电流值为0.15A时,甲图象对应的电压值为3V,甲是电压表Vi示数变化的图象,Vi测
的是尺的电压,Rx的电压为3V,根据R=8可知,电阻Ri的阻值为K=乎=7^77=20Q,
电阻Ri的阻值为200。
11.如图所示,R是阻值为10。的定值电阻,R为滑动变阻器。
(1)调节滑动变阻器滑片,当电压表V2示数为3V时,求滑动变阻器两端电压。
(2)调节滑动变阻器滑片,当电流表A示数为0.4A时,求定值电阻R两端电压。
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端逐渐滑动到6端,发现电压表Vi示数从2V
变化到6V,而电压表V2表示数从4V变化到0,求电流表的示数变化范围。
【答案】(1)3V;(2)4V;(3)0.2A-0.6A
【解析】解:(1)由图可知,R和R是串联,电压表Vi测R的电压,V2测R两端的电压,
所以当电压表V2示数为3V时,即滑动变阻器R'电压是3V。
(2)当电流表A示数为0.4A时,根据串联电路中电流处处相等可计算出定值电阻R两端
的电压UR=4尺=/尺=04AX10Q=4VO
(3)当滑片P在。端时,此时滑动变阻器没有接入电路,即电压表V2的示数为0,电路中
只有R一个用电器,所以电压表Vi的示数即为电源电压,是6V。此时电路中的电流为
。=组=处=0.6A,当滑片在a端时,电压表Vi的示数是2V,电压表V2的示数是4V,
bR10Q
U?V
所以此时电流表的示数是Z=-J-=—=0.2A,所以电流表的示数变化范围是0.2A~0.6A„
aRlOQ
答:(1)调节滑动变阻器滑片,当电压表V2示数为3V时,滑动变阻器两端电压是3V;
(2)调节滑动变阻器滑片,当电流表A示数为0.4A时,定值电阻R两端电压是4V;
(3)电流表的示数变化范围0.2A~0.6A。
题型四伏安法测电阻
1.如图所示,甲、乙分别是两同学用伏安法测量电阻R时所设计的电路。则()
A.甲图设计更加简洁、合理
B.乙图设计较复杂、不合理
C.甲、乙两图设计均合理
D.乙图滑动变阻器起着保护电路和改变电流、电压的作用
【答案】D
【解析】图甲直接利用电压表测量电阻两端的电压,电流表测量通过电阻的电流,由欧姆定
律可以求出电阻值,图乙与图甲比较可知,图乙的电路中串联一个滑动变阻器,滑动变阻器
即可以保护电路,也可以改变电阻两端的电压,进行多次测量求平均值,减小误差,所以,
图乙设计更合理,滑动变阻器起着保护电路和改变电流、电压的作用。
故选D。
2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡发光时的电阻,下列说法正确的
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.实验过程中多次测量是为了多次测量求平均值减小误差
D.测正常发光时的电阻时,需移动滑片使电压表为2.5V,再读出电流表的示数
【答案】D
【解析】为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即8端,
故A错误;闭合开关后,小灯泡不发光的原因有很多,如小灯泡短路、灯座接触不良、小
灯泡实际功率太小等,即不一定是小灯泡灯丝断了,故B错误;实验过程中多次测量是为
了探究灯泡的亮度与灯泡电阻的关系,故C错误;当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正
常发光,因此要测小灯泡正常发光时的电阻,需移动滑片使电压表为2.5V,再读出电流表
的示数,故D正确。故选D。
3.某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,小灯泡标有“2.5V”的
字样,他记录的实验数据如下表所示,其中有一次记录的电流表示数是错误的。关于该实验,
)
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