沪科版九年级全册第二节 科学探究:欧姆定律优秀课后复习题
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知识点1 欧姆定理
对欧姆定律的理解
同一性:U、I、R三者之间的关系是对同一导体而言
同时性:U、I、R三者之间的关系是对同一导体同一时刻而言的,
对于不同的导体,不同的时间则不能混用!
导体的电阻只取决于导体本身的长度、材料、温度、横截面积等因素,不与其两端的电压、及流过的电流成比。
知识点2 解题步骤
(1)分析串并联。
(2)判断电流表、电压表所测对象。
(3)进行计算(两种方法):欧姆定理及变形公式,串并联电路电流、电压、电阻规律。
串联电路计算
1.如图所示,R1=10Ω,开关闭合后电流表的示数是0.2A,电压表的示数是4V.求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)电阻R2的阻值
(3)电源电压。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由I=可得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.2A×10Ω=2V;
(2)电阻R2的阻值:
R2===20Ω;
(3)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=2V+4V=6V。
答:(1)电阻R1两端的电压为2V;
(2)电阻R2的阻值为20Ω;
(3)电源电压为6V。
2.如图所示电路中,电源电压恒为6V,定值电阻R1的阻值为10Ω,R2的阻值为15Ω,闭合开关S,求:
(1)电流表的示数;
(2)电阻R1两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中电流表的示数:
I===0.24A;
(2)电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.24A×10Ω=2.4V。
答:(1)电流表的示数为0.24A;
(2)电阻R1两端的电压为2.4V。
3.如图所示,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P移到a端时,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,当滑片P移到b端时,电流表示数为0.2A,求:
①电阻R1的阻值和电源电压。
②当滑片P移到b端时,电压表的示数。
③滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:
①由图知,当滑动变阻器的滑片P移到a端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,
所以电源电压:U=6V;
由I=可得,R1的阻值:
R1===10Ω;
②当滑片P移到b端时,变阻器连入阻值为其最大值,两电阻串联,电压表测R1两端电压,
此时电压表的示数(即R1两端电压):
U1=I′R1=0.2A×10Ω=2V;
③由欧姆定律可得,P移到b端时电路的总电阻:
R===30Ω,
由串联电路的电阻特点可得,滑动变阻器的最大阻值:
R2=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω。
答:①电阻R1的阻值为10Ω和电源电压为6V。
②当滑片P移到b端时,电压表的示数为2V。
③滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
并联电路基础计算
4.如图所示,电源电压为3V且不变。R1、R2为定值电阻,R1的电阻为10Ω,闭合开关:
(1)电流表A1的示数;
(2)若电流表A的示数为0.5A,求R2的阻值。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电流表A1的示数I1===0.3A;
(2)若电流表A的示数为0.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A,
则R2的阻值R2===15Ω。
答:(1)电流表A1的示数为0.3A;
(2)若电流表A的示数为0.5A,则R2的阻值为15Ω。
5.如图所示电路中,电源电压为4.5V且保持不变,定值电阻R2的阻值为15Ω,只闭合开关S时,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)再闭合开关S1后,电流表的示数。
【解答】解:(1)只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,
由I=可得,电阻R1的阻值:
R1===9Ω;
(2)再闭合开关S1后,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1的电流不变,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R2的电流:
I2===0.3A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表的示数:
I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A。
答:(1)电阻R1的阻值为9Ω;
(2)再闭合开关S1后,电流表的示数为0.8A。
6.如图,电源两端电压保持不变,电阻R1阻值为10Ω.闭合开关S后,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.9A。
求:(1)电源两端电压U;
(2)电阻R2的阻值。
(3)若将两个电阻改为串联接入同一电源,则两个电阻两端的电压U1、U2分别为多少?
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)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=0.9A×10Ω=9V;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2支路的电流:
I2=I﹣I1=1.2A﹣0.9A=0.3A,
则电阻R2的阻值:
R2===30Ω;
(3)若将两个电阻改为串联接入同一电源,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I′===0.225A,
由I=可得,两个电阻两端的电压分别为:
U1=I′R1=0.225A×10Ω=2.25V,U2=I′R2=0.225A×30Ω=6.75V。
答:(1)电源两端电压为9V;
(2)电阻R2的阻值为30Ω;
(3)若将两个电阻改为串联接入同一电源,则两个电阻两端的电压U1、U2分别为2.25V和6.75V。
7.在图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2=30Ω,当只有开关S闭合时,电流表的示数为0.4A;当S、S1均闭合时,电流表的示数如图乙所示。求:
(1)电源电压U;
(2)R1的阻值;
(3)开关S、S1均闭合时,电路的总电阻R。
【解答】解:(1)开关S闭合,S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.4A,根据I=可得,
电源电压:U=I2R2=0.4A×30Ω=12V;
(2)开关S、S1均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,
因R2的电压和电阻保持不变,由欧姆定律可知,通过R2的电流仍为0.4A不变,根据并联电路电流的规律,此时电流表的示数应大于0.4A;
在图乙中,若电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,小于0.4A,故电流表只能选用大量程,此时分度值为0.1A,示数为1.2A,
由并联电路电流的规律可知,通过电阻R1的电流:
I1=I﹣I2=1.2A﹣0.4A=0.8A;
由I=可得:电阻R1===15Ω;
(3)因开关S、S1均闭合时,电路的总电流为1.2A,
则由I=可得,电路的总电阻:
R===10Ω。
答:(1)电源电压U为12V;
(2)R1的阻值为15Ω;
(3)开关S、S1均闭合时,电路的总电阻R为10Ω。
8.如图所示是某电加热器工作原理的简化电路图。加热器有两挡,分别是高温挡和低温挡,S1为挡位自动控制开关,R0和R均为电热丝,R0的阻值为220Ω.高温挡工作时,干路电流为5A.求:
(1)加热器工作时,通过R0的电流大小;
(2)电热丝R的电阻值。
【解答】解:
(1)由图知,加热器工作时,无论处于哪一挡,R0始终工作,其电压U=220V,
则通过R0的电流:I0===1A,
(2)S、S1闭合时,R与R0并联,干路电流I=5A,
由并联电路的特点可得,通过R的电流:IR=I﹣I0=5A﹣1A=4A;
由欧姆定律可得,电热丝R的电阻值:R===55Ω。
答:(1)加热器工作时,通过R0的电流大小为1A;
(2)电热丝R的电阻值为55Ω。
9.如图所示的电路中,开关S1、S2闭合,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。求:
(1)R1的电流;
(2)电源电压;
(3)R1的电阻。
【解答】解: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,R1的电流:
I1=I﹣I2=0.5A﹣0.3A=0.2A;
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,电源电压:
U=I2R2=0.3A×10Ω=3V;
(3)R1的电阻:
R1===15Ω.
答:(1)R1的电流为0.2A;
(2)电源电压为3V;
(3)R1的电阻为15Ω。
多开关电路基础计算
10.如图所示,已知电源电压为6V,电阻R1=20Ω、R2=10Ω。
(1)当开关S1、S2均断开时,电压表的示数为4V,求电流表的示数和R3的阻值。
(2)当开关S1、S2均闭合时,求电压表和电流表的示数。
【解答】解:(1)当S1、S2均断开,R2与R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
电路中的电流(电流表的示数):
I=I2===0.4A;
R3两端的电压:
U3=U﹣U2=6V﹣4V=2V,
根据欧姆定律可知,R3的阻值:
R3===5Ω;
(2)当S1、S2均闭合时,R3被短路,R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
则电压表的示数为6V,
R1中的电流:
I1===0.3A,
R2中的电流:
I2′===0.6A,
则此时电流表的示数:
I′=I1+I2′=0.3A+0.6A=0.9A。
答:(1)电流表的示数为0.4A;R3的阻值为5Ω;
(2)电压表和电流表的示数分别为6V和0.9A。
11.如图所示的电路中电源电压为6V,且电源电压不变.当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.3A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A.求:
(1)电阻R1的阻值为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,R2两端电压为多少?
【解答】解:
(1)当S1、S2断开,S3闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流;电流表的示数为0.3A;
根据欧姆定律可知,电阻R1的阻值为:R1===20Ω;
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,干路电流为I=0.9A;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流:I2=I﹣I1=0.9A﹣0.3A=0.6A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的阻值:R2===10Ω;
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:I′===0.2A,
电阻R1两端的电压:U2=I′R2=0.2A×10Ω=2V;
答:(1)电阻R1的阻值为20Ω;
(2)R2的阻值为10Ω;
(3)S2、S3断开,S1闭合时,R2两端电压为2V.
12.如图所示的电路中,电源电压若保持不变。R1=4Ω,R3=6Ω。
(1)如果开关S1、S2都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压多大?
(2)如果开关S1、S2都闭合时,电流表示数为2A,那么R2的阻值是多大?
(3)当开关S1闭合,S2断开时,电流表的示数是多少?
【解答】解:(1)由图知当开关S1、S2都断开时,电阻R1与R3串联,电流表测量的是整个电路中的电流I=0.6A,
此时电路中的总电阻为:R=R1+R3=4Ω+6Ω=10Ω,
则电源电压为:U=IR=0.6A×10Ω=6V。
(2)当开关开关S1、S2都闭合时,R3被短路,R1与R2并联,
根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律得:
通过R1中的电流为:I1===1.5A,
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得:
通过R2的电流为:I2=I并﹣I1=2A﹣1.5A=0.5A,
根据I=可得:
R2的阻值R2===12Ω。
(3)当开关S1闭合,S2断开时,R1与R2并联后与R2串联,
根据电阻的串并联特点可得:
总电阻R′=+R2=+6Ω=9Ω:
则电流表示数为:I′==≈0.7A。
答:(1)电源电压为6V;
(2)R2的阻值是12Ω;
(3)当开关S1闭合,S2断开时,电流表的示数是0.7A。
13.如图所示,电源电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,小灯泡正常工作的电压是3V,正常工作的电流是0.2A,求:
(1)小灯泡正常工作时的电阻是多少?
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,当滑动变阻器接入电路中的阻值为15Ω时,小灯泡正常工作,求电源电压是多少?
(3)保持滑动变阻器的位置不变,再闭合S1、S2,此时电流表示数变化了0.8A,求R0的阻值是多少?
【解答】解:(1)根据I=可得,灯泡的电阻:RL===15Ω;
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,灯L和滑动变阻器串联,则电路中的总电阻R总=RL+R滑′=15Ω+15Ω=30Ω,
由于灯泡正常工作,则电路中的电流I=I额=0.2A,
根据I=可得:
电源电压为:U=IR总=0.2A×30Ω=6V;
(3)当闭合S、S1、S2时,小灯泡被短路,R0与滑动变阻器并联,电流表测干路电流;
由于电阻越并越小、小于任何一个分电阻,此时电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,即此时电流表的示数I′=0.2A+0.8A=1A;
则此时滑动变阻器的电流:I滑′===0.4A,
根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知:
通过R0的电流:I0=I′﹣I滑′=1A﹣0.4A=0.6A,
根据I=可得:
R0的阻值:R0===10Ω。
答:(1)灯泡的电阻为15Ω;
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为15Ω;
(3)R0的阻值是10Ω。
14.如图所示,电源电压12V恒定不变,小灯泡L电阻为12Ω,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω.求:
(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,求此时电流表的示数;
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.2A.求此时R1两端的电压。
【解答】解:(1)由图可知,当开关S1、S2闭合,R2短路,R1与L并联,滑片P置于b端时接入电路的阻值最大,电流表测干路电流I并,
通过L的电流:
IL===1A,
通过滑动变阻器R1的电流:
I1===0.6A,
电流表示数即干路上的电流:
I并=IL+I1=1A+0.6A=1.6A;
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,L短路,R1接入电路的阻值最大,并与R2串联,电流表则电路电流I=0.2A,
由I=可知,R1两端的电压:
U1=IR1=0.2A×20Ω=4V。
答:(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,此时电流表的示数为1.6A;
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.2A.此时R1两端的电压为4V。
15.如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻R1=10Ω。闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.2A;闭合开关S1、S3,断开开关S2时,电压表的示数是4.8V。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R2、R3的阻值;
(3)用导线代替电压表连接电路,闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数。
【解答】解:(1)闭合开关S1、S2,断开开关S3时,R1与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=IR1+U3=0.2A×10Ω+6V=8V;
(2)定值电阻R3的阻值:
R3===30Ω,
闭合开关S1、S3,断开开关S2时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,
此时R2两端的电压:
U2=U﹣U3′=8V﹣4.8V=3.2V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流I′==,即=,
解得:R2=20Ω;
(3)用导线代替电压表连接电路,闭合开关S1、S2、S3时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表的示数:
I″=I1+I2=+=+=1.2A。
答:(1)电源电压为8V;
(2)定值电阻R2、R3的阻值依次为20Ω、30Ω;
(3)用导线代替电压表连接电路,闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为1.2A。
16.如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡标有“10V 5W”的字样(灯丝的电阻不变),定值电阻R2=30Ω。求:
(1)小灯泡灯丝的电阻。
(2)当开关S1、S2都断开时,接入电路中的电流表的示数为0.2A,则电阻R2电压是多少?电源电压是多少?
(3)当开关S1、S2都闭合时,接入电路中的电流表的示数也是0.2A,则小灯泡L与定值电阻R1是串联还是并联?定值电阻R1的阻值是多少?
【解答】解:(1)由P=可得,灯泡的电阻:
RL===20Ω;
(2)当S1、S2都断开时,R2与L串联,电流表A2测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以此时的总电阻:
R=R2+RL=30Ω+20Ω=50Ω,
根据I=可得电源电压:
U=IR=0.2A×50Ω=10V;
电阻R2电压:U2=IR2=0.2A×30Ω=6V。
(3)当S1、S2都闭合时,R1与L并联,电流表A1测R1支路的电流,由题意可知此时I1=0.2A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
则根据I=可得R1的阻值:
R1===50Ω;
答:(1)小灯泡L灯丝的电阻为20Ω;
(2)电阻R2电压是6V,电源电压为10V;
(3)开关S1、S2都闭合时,小灯泡L与定值电阻R1是并联,定值电阻R1的阻值为50Ω。
17.如图所示,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V 6W”字样(灯丝电阻不变)。定值电阻R1的阻值为10Ω,R2为滑动变阻器。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,小灯泡L正常发光,求此时电流表的示数。
(2)当断开开关S1和S3,闭合开关S2,滑动变阻器的滑片调至阻值最大时,电压表示数为1.5V,求R2的最大阻值。
【解答】解:(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L与电阻R1并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡L正常发光,则电源的电压:U=UL=6V,
通过电阻R1的电流为:
I1===0.6A,
根据P=UI可得,通过灯泡的电流:
IL===1A,
则电流表的示数:
I=IL+I1=1A+0.6A=1.6A;
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,
此时电路中的电流为:
I′===0.15A,
根据串联分压原理可得,U2=U﹣U1=6V﹣1.5V=4.5V,
根据I=可得,R2的最大阻值为:
R2===30Ω。
答:(1)电流表示数1.6A;
(2)R2的最大阻值为30Ω。
内容
在一段导体中,流过该导体的电流与加在该导体两端的电压成正比,与该段导体的电阻成反比
表达式
公式拓展
单位
U、I、R的单位分别为:伏特(V)、安培(A)、欧姆(Ω)
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