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    第十四章 欧姆定律 单元测试(能力提升)(原卷+解析卷)
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    物理苏科版第十四章 欧姆定律综合与测试优秀ppt课件

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    这是一份物理苏科版第十四章 欧姆定律综合与测试优秀ppt课件,文件包含第十四章欧姆定律单元测试能力提升解析版docx、第十四章欧姆定律单元测试能力提升原卷版docx等2份课件配套教学资源,其中PPT共0页, 欢迎下载使用。

    第十四章 欧姆定律 单元测试(能力提升)
    一、单选题
    1.小华在学完比热容和电阻两个概念后,对它们进行了对比。下列说法错误的是(  )
    A.比热容和密度都是物质的一种特性
    B.比热容的大小可以反映温度变化的快慢
    C.电阻的大小与导体的长度和横截面积有关
    D.当通过导体的电流减小,则导体的电阻变大
    【答案】D
    【解析】
    A.比热容和密度都是物质的一种特性,不同物质的比热容和密度一般不同,故A正确,A不符合题意;
    B.比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量,它可以反映不同物质在相同条件下(相同质量、吸收或放出相同热量)温度变化的快慢,故B正确,B不符合题意;
    CD.电阻是导体的一种属性,与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与通过导体的电流和导体两端的电压无关,故C正确,C不符合题意,D错误,D符合题意。
    故选D。
    2.甲、乙、丙三根用同种材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻值R甲、R乙、R丙的大小关系是(  )
    A.R甲=R乙=R丙 B.R甲>R乙>R丙
    C.R甲>R丙>R乙 D.R甲 【答案】B
    【解析】
    甲、乙、丙三根合金丝的材料相同,甲、乙粗细相同,而甲较长,则有
    R甲>R乙
    乙、丙的长度相同,丙较粗,则有
    R乙>R丙
    所以
    R甲>R乙>R丙
    故ACD不符合题意,B符合题意。
    故选B。
    3.如图甲是常用的一种可调风速的小风扇,图乙为其用于调风速的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,电路中电流越大,风扇越快,下列分析正确的是(  )

    A.若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,风扇风速加快
    B.若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速减弱
    C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
    D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
    【答案】D
    【解析】
    AB.若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮和顺时针转动旋钮时,都不会改变电位器接入电路的电阻,所以,风扇风速不会改变,故AB都错误;
    C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变大,风扇风速减弱,错误;
    D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变小,风扇风速加快。
    故选D
    4.如图所示的电路中,若忽略温度对灯丝电阻的影响,将开关S闭合,灯L1和L2均发光,下列说法中正确的是(  )

    A.电压表测的是电源两端的电压
    B.灯L1和L2是并联的
    C.取下灯L1后灯L2能继续发光
    D.电压表示数与通过灯L2的电流比值是定值
    【答案】D
    【解析】
    A.根据去源法可知,电压表所测量的是不含电源的那一部分电压,故测量的是灯泡L1的电压,故A错误;
    B.如图所示,去掉电压表,根据电流法,即电流从电池的正极出发,经过灯泡L1、开关S、灯泡L2后回到负极,故两灯泡串联,故B错误;
    C.两灯泡串联,取下灯L1后,电路中出现了断路,灯L2不能继续发光,故C错误;
    D.由于灯泡串联,通过灯泡L1的电流等于通过灯泡L2的电流,电压表测量的是灯泡L1的电压,电压表示数与通过灯L1的电流比值是灯泡L1的电阻,故比值不变, 故D正确。
    故选D。
    5.用如图电路“测量电阻R的阻值”。为了改变电阻R两端的电压,有三种方案可选:
    甲:改变接入MN的串联电池的个数;
    乙:将电池与不同阻值的电用中联接入MN;
    丙:将电池与滑动变阻器串联介入MN,改变滑动变阻器滑片的位置。
    其中可行的方案是( )

    A.仅有甲可行 B.仅有丙可行
    C.仅甲、丙可行 D.甲、乙、丙都可行
    【答案】D
    【解析】
    测量电阻R的阻值时,为了改变电阻R两端的电压
    甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;
    乙:电池先后与不同定值电阻串联接入MN,定值电阻的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻两端的电压不同,方法可行;
    丙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行。
    综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
    故ABC不符合题意,D符合题意。
    故选D。
    6.某同学想测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx,可供选用的器材有:干电池两节、电压表(量程为0~3V、0~15V)、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(10Ω 2A)和电阻箱R0(0~9999Ω 5A)各一个、开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的最合理的方案是(  )
    A. B.
    C. D.
    【答案】D
    【解析】
    AB.由于Rx的电阻约为500Ω,电源电压为两节干电池电压约为3V,所以电路中电流小于等于0.006A,那电流表无法显示其读数,故AB不合理,不符合题意
    C.电压表测电源电压,无论怎样调节开关和电阻箱R0,也无法测出Rx的阻值,故C不合理,不符合题意
    D.通过S1、S2的控制,可求出R0的电压,即可求得电路中的电流,Rx两端电压除以通过它的电流即可求出的阻值,故D合理,符合题意
    7.在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,电压表、电流表示数的变化情况是(  )

    A.电压表、电流表示数均变大 B.电压表、电流表示数均变小
    C.电压表示数变大,电流表示数变小 D.电压表示数变小,电流表示数变大
    【答案】C
    【解析】
    AD.由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故AD不符合题意;
    BC.电路中的电流变小,由可知,R2两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B不符合题意,C符合题意。
    故选C。
    8.勤于动手的小明同学连接了如图所示的电路,对连接关系判断正确的是(  )

    A.只闭合S、S1时, 滑动变阻器R1与灯L串联,电压表测灯L的电压
    B.闭合开关S、S1、 S3时,滑动变阻器R1与灯L串联,电压表测电源电压
    C.闭合开关S、S2、 S3时,滑动变阻器R1与电阻R2并联
    D.所有开关都闭合时,电源被短路
    【答案】C
    【解析】
    A.只闭合S、S1时, 滑动变阻器R1与灯L串联,电压表并联在滑动变阻器两端,测滑动变阻器的电压,故A错误;
    B.闭合开关S、S1、 S3时,灯L被短路,电路中只接入了滑动变阻器,故B错误;
    C.闭合开关S、S2、 S3时,滑动变阻器R1与电阻R2并联,灯泡被短路,故C正确;
    D.所有开关都闭合时,仍然是滑动变阻器R1与电阻R2并联,这是接入了电压表,故D错误。
    故选C。
    9.在如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自右向左滑动,则(  )

    A.电流表A的示数变大
    B.电压表V1与电流表A的示数比值减小
    C.电压表V2的示数变大
    D.电压表V2与电流表A的示数比值不变
    【答案】D
    【解析】
    A.由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,将滑动变阻器的滑片P自右向左滑动时,R1接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故A错误;
    BC.由U=IR可知,R2两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,则电压表V1与电流表A的示数比值变大,故BC错误;
    D.由可知,电压表V2与电流表A的示数比值等于R2的阻值,则其比值不变,故D正确。
    故选D。
    10.如图(a)所示是电阻甲和乙的I﹣U图像(b)、(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是(  )

    A.当电阻乙两端电压为2.5V时,它的阻值和甲的阻值相等
    B.图(b)中,当电流I为0.4A时,电源电压为4V
    C.图(c)中,当电压U为2V时,干路总电流为0.6A
    D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
    【答案】B
    【解析】
    A.由图(a)可知,当电阻甲、乙两端电压为2.5V时,通过两者的电流均为0.5A,由欧姆定律可知,甲、乙的阻值相等,故A正确,不符合题意;
    B.图(b)中,两电阻串联,由图(a)可知,当电路中的电流I=0.4A时,U甲=2V、U乙=2.5V,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电源电压为
    U=U甲+U乙=2V+2.5V=4.5V
    故B错误,符合题意;
    C.图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,当电压U=2V时,I甲=0.4A、I乙=0.2A,干路总电流等于各支路电流之和,为
    I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A
    故C正确,不符合题意;
    D.图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小,故D正确,不符合题意。
    故选B。
    11.如图所示,甲、乙位置为电压表或电流表,电源电压保持不变。开关S1、S2闭合后,灯L1、L2都能发光,甲、乙两块表的示数之比是2:3。现将开关S1、S2断开,甲、乙位置更换不同的电表后,且仅闭合开关S1,灯L1、L2仍能发光,则此时甲、乙两表的示数之比为(不计温度对灯丝的影响)(  )

    A.3:1 B.3:2 C.2:3 D.2:1
    【答案】A
    【解析】
    开关S1、S2闭合后,灯L1、L2都能发光,则甲、乙电表均为电压表,此时两灯泡串联,电压表甲测L2两端的电压,电压表乙测电源的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且
    U甲:U乙=2:3
    所以,两灯泡两端的电压之比

    因串联电路中各处的电流相等,所以,由

    可得,两灯泡的阻值之比

    甲、乙位置更换不同的电表即均为电流表后,仅闭合开关S1时,两灯泡并联,甲电流表测干路电流,乙电流表测L2支路的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过两灯泡的电流之比

    因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两电流表的示数之比

    故BCD不符合题意,A符合题意。
    故选A。
    12.在图所示的电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的最左端a处,此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数。已知变阻器的最大电阻大于灯泡L的电阻,以下判断正确的是(  )

    A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L有可能被烧毁
    B.若保持P在a处不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数均不变
    C.若保持P在a处不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数将变大
    D.若保持S2断开,将P移至变阻器最右端b,再闭合S1后,A表和V表均仍有示数
    【答案】B
    【解析】
    由电路图可知,两开关均断开,P在a端时,电路中滑动变阻器短路,只有L接入电路,此时正常发光。
    A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变小,灯泡不可能烧坏,故A错误;
    BC.若保持P在a处不动,S1仍断开,闭合S2后,滑动变阻器与电阻R0均被短路,电路电阻不变,A表和V表示数均不变,故B正确,C错误;
    D.若保持S2断开,将P移至变阻器最右端b,再闭合S1后,灯泡被短路,与灯泡并联的电压表没有示数,只有滑动变阻器接如电路,电流表测电路电流,有示数,故D错误。
    故选B。


    二、填空题
    13.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表的示数将 ___________(选填“变小”、“不变”或“变大”),灯泡的亮度变 ________(选填“亮”或“暗”)。


    【答案】变大 亮
    【解析】
    [1]当滑动变阻器滑片P向左移动时,接入的滑动变阻器变小,总电阻变小,电源电压不变,故电流变大。
    [2]通过灯泡的电流变大,故灯泡变亮。
    14.如图所示电路中,电源电压不变,定值电阻R1、R2分别标有“15Ω 6V”和“20Ω 10V”字样。若想要R1与R2串联,则甲应为___________(选填“电压表”或“电流表”);当开关S1闭合,S2断开,甲、乙均为电流表时,电源电压最大为___________V。

    【答案】电压表 6
    【解析】
    [1] 开关S1 和S2都闭合时:当甲和乙均为电流表时,R2被短路;当甲为电流表,乙为电压表时,R2与电流表甲并联,R2短路;当甲为电压表,乙为电流表时,电阻R1、R2串联,电阻R1、R2和电流表乙并联,电阻R1、R2被短路;当甲和乙均为电压表时,电阻R1、R2串联,电压表甲测量R2两端电压,电压表乙测量R1和R2两端电压,即电源电压。
    [2]当开关S1闭合,S2断开,甲、乙均为电流表时,电阻R1、R2并联,电流表乙测量通过R2电流,电流表甲测量干路电流。根据并联电路电压规律,并联电路各支路电压和电源电压相等,R1的额定电压为6V,R2的额定电压为10V,所以为了保护电路,电源电压最大为6V。
    15.如图所示,已知电源电压为3V,当开关闭合后,电压表示数为2V,灯泡L1中的电流为0.1A,则灯泡L2的电流是______A,灯泡L2的电阻是______Ω,若突然灯泡L2熄灭,电压表无示数了,则可能是灯泡L2______(选填“短路”、“断路”)。

    【答案】0.1 20 短路
    【解析】
    [1]分析电路可知,灯L1和L2串联,所以电流相等,因为灯泡L1中的电流为0.1A,则灯泡L2的电流是0.1A。
    [2]电压表测的是灯L2的电压,因为电压表示数为2V,则灯L2的电压为2V,灯L2的电阻为

    [3]如果灯L2断路,电压表和灯L1串联,此时L2不亮,L1不亮,电压表有示数,不符合题意,如果灯L2短路,电压表也被短路,此时L2熄灭,电压表无示数,符合题意。
    16.小明利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。实验中,他将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向______移;滑动变阻器阻值变化范围为_________。


    【答案】右 1Ω~5Ω
    【解析】
    [1]由乙图可知,当连入的定值电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A,此时定值电阻两端的电压为
    U0=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V,
    将Rx从5Ω换成10Ω后,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,变阻器两端的电压变小,根据串联电路电压的特点可知,定值电阻两端的电压变大,此时应将滑片P向右移。
    [2]定值电阻两端电压保持2.5V不变,当连入的定值电阻为5Ω时,根据串联分压以及可得变阻器连入的阻值
    R变1====1Ω
    当连入的定值电阻为25Ω时,根据串联分压以及可得变阻器连入的阻值
    R变2====5Ω
    滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω。
    17.某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表.连接的电路如图,制作步骤如下:

    (1)在A与B之间连接导线,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.6A(即满量程),把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”;
    (2)保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时,电流表示数为0.3A.此时滑动变阻器R1的接入阻值为_______Ω,把“80Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处;
    (3)据此原理,通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值,则在电流表刻度为“0.4A”处应标的电阻值是________Ω.
    【答案】80 40
    【解析】
    (2)设电源电压是U, 
    在A与B之间连接导线时,由欧姆定律得:, 
    即:
    ①, 

    保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时, 
    ,
    即:
    ②, 
    由①②计算得出:,
    (3)当电流时,

    计算得出:
    18.实际的电源都有一定的电阻,如干电池。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:


    在图乙中R1=14Ω,R2=9Ω。当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理。则电源的电压U=________和电阻r=_________。
    【答案】3 1
    【解析】
    [1][2]当只闭合S1时,相当于r与R1串联,则

    当只闭合S2时,相当于r与R2串联,则

    由①②可得

    代入数据有

    解得
    r=1Ω
    则电源电压
    U=I1(R1+r)=0.2A×(14Ω+1Ω)=3V
    19.小明同学在体考后,对坐位体前屈仪器的工作原理产生了浓厚的兴趣。想自己设计一个测量坐位体前屈成绩的电路。于是找老师借了电压恒定为9V的电源、学生电流表、定置电阻岛、长为20cm的均匀电阻杆R(1Ω/cm)、开关、合适的弹簧、绝缘杆N,绝缘板M,刻度尺和导线若干。如图所示,小明把弹簧套在绝缘杆N上,另一端定在绝缘板M上,绝缘板M固定在右侧的杆K上,没推动杆K时,弹簧处于自然伸长状态:推动杆K时,M板带动滑片P向左一起移动,他设想将电表改装成长度显示仪一一推的越远,显示仪示数变大,且刻度均匀:

    (1)老师指出小明的设计有不够合理的地方,你认为下列分析正确的是__________;
    A.推动距离为0时,显示仪的示数为0
    B.推动距离变大时,显示仪的示数不变
    C.推动距离变大时,显示仪的示数变小
    D.推动距离均匀变化时显示仪的示数变化不均匀
    (2)在老师的帮助下,小明又借了一个量程为0-3V的电压表,设计出了正确的电路,是下列四个电路中的__________电路;
    A. B. C. D.
    (3)确定正确的电路设计方案后,为了让测量仪测量的推动距离范围达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电局阻值应该为________Ω;
    (4)利用选定的器材,小明连接好了测量电路,当小曾同学在测量时,电压表的示数为1.8V,则小曾同学推动距离为________cm。
    【答案】D A 40 12
    【解析】
    (1)[1]推动距离为0时,两个电阻串联在电路中,此时电阻杆接入电阻最大,电流显示仪的示数不为0;向左推动距离变大时,电路中有效电阻变小,电流显示仪示数将变大;电流显示仪示数为

    可见,推动距离均匀变化时显示仪的示数变化并不均匀。
    故选D。
    (2)[2]电压表应能测量电阻杆的电压,且随其有效接入长度而变化,初始状态下电压表示数为最小,故A为正确的电路。
    (3)[3]由题意可知,测量的范围能达到最大且测量精确度最高,即滑片P移到电阻杆最左端时电压表满量程,则



    可得定值电阻值应该为40Ω。
    (4)[4]假设推动距离为L,此时电压表测量段的电阻为,





    可得



    三、作图题
    20.如图所示,是一种测定油箱内油量的装置图,其中油量表是由某种电表改装而成,R是滑动变阻器的电阻丝,金属杆AP可以绕O点转动,P为金属滑片。要求:当油箱内油量减少时,油量表的示数随之减小,请将电路图补充完整并在圈内标出电表的符号。

    【答案】
    【解析】
    油量表串联在电路中,只能是电流表;当油箱内油量减少时,金属杆AP的左侧下移、右侧上移,油量表的示数随之减小说明接入的电阻变大,即滑动变阻器的下半部分电阻丝接入电路;如图所示:

    21.(1)如图为亮度可调台灯的电路示意图,其中 AB是一段电阻丝,B、C作开关使用,OP是滑动片,可绕O点旋转,P端与电阻丝接触良好。将图中电路画完整;(____)

    (2)如图所示的电路中,请用笔画线代替导线补上两根导线使电路完整。要求:①电压表测小灯两端电压;②闭合电键S,向左移动滑动变阻器的滑片P,小灯变亮。(____)

    【答案】
    【解析】
    [1]分析可知,灯泡与电阻丝AB和滑片P组成的滑动变阻器串联,旋转指针时,滑动变阻器接入电路的阻值发生变化,能够调节灯泡的亮度,指针旋转到A点时,接入阻值最大。如图所示

    [2]要求电压表测小灯两端电压,则电压表应该并联在灯泡亮度,从电压表负接线柱引一根导线接在灯泡的左端。闭合电键S,向左移动滑动变阻器的滑片P,小灯变亮。即电路中的电流变大,接入阻值变小,则滑片P向左移时,应该靠近下接线柱,所以应该连接滑动变阻器的左下接线柱与灯泡的右端。如图所示

    22.在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,在下图中画出实验所需的电路图(其中部分电路已画出,电源为两节干电池,定值电阻约为10Ω),要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时滑动变阻器的阻值变小。(____)

    【答案】
    【解析】
    先估算一下回路中最大电流

    说明电流表应选择量程,两节干电池电压为,电压表应选择量程,无论电流表还是电压表,电流都是从正接线柱流入,从负接线柱流出,滑动变阻器的滑片P向右滑动时滑动变阻器的阻值变小,说明滑动变阻器利用的是右侧部分电阻,画得电路图如下所示:


    四、实验题
    23.小明做探究电流与电阻关系的实验;

    (1)连接电路时,滑动变阻器的滑片应置于 ______(选填“最左端”、“中间”或“最右端”);
    (2)闭合开关后,向右移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数如图乙所示,其值为 ______V,在此过程中,电流表的示数 ______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
    (3)更换不同阻值电阻,调节滑动变阻器,保持定值电阻两端的 ______不变,重复实验,记录数据;
    (4)观察表中的三次实验数据,实验得出最后结论:______。
    次数
    U/V
    R/Ω
    I/A
    1
    1.5
    5
    0.3
    2
    1.5
    10
    0.15
    3
    1.5
    15
    0.1

    【答案】最左端 1.5 变大 电压 见解析
    【解析】
    (1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应处在最大阻值处,即最左端。
    (2)[2][3]由图2可知,电压表选择的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V,此时的示数为U=1.5V;向右移动滑动变阻器的滑片,连入电路的电阻减小,根据欧姆定律知,电流表示数变大。
    (3)[4]在研究电流与电阻关系时,要保持电阻两端的电压不变。
    (4)[5]根据表中数据可知,电流与电阻的乘积为一定值,故可得出结论是:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
    24.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
    ①导体的电阻与导体的长度有关
    ②导体的电阻与导体的横截面积有关。
    ③导体的电阻与导体的材料有关。
    实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表
    编号
    材料
    长度/m
    横截面积/mm2
    A
    镍铬合金
    0.5
    0.5
    B
    镍铬合金
    1.0
    0.5
    C
    镍铬合金
    0.5
    1.0
    D
    锰铜合金
    0.5
    0.5
    (1)如图所示的电路中,连接电路时开关应______(“闭合”或“断开”),连接好电路后,在M、N之间分别接上不同的电阻丝;
    (2)分别将A和D两电阻丝接入如图电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此初步得到的结论是:导体电阻跟______有关;
    (3)为了验证上述猜想①,应该选用编号为______两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想______(填序号);
    (4)有同学认为,可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化______(选填“明显”或“不明显”);
    (5)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就______了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”),从而可以减输电线上的电能损失。

    【答案】断开 材料 A、B ② 不明显 减小
    【解析】
    (1)[1]连接电路时,开关应处于断开状态。
    (2)[2]分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,则得到的结论是:长度和横截面积相同时,导体的材料不同,电阻不同。
    (3)[3]要验证猜想①:导体的电阻与导体的长度有关,应控制导体的材料与横截面积相同,而长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验。
    [4]由表中数据可知,A、C两电阻丝的长度、材料相同而横截面积不同,将A和C两电阻丝接入电路中M、N两点间,可验证导体电阻跟横截面积的关系,即猜想②。
    (4)[5]此实验中这种方法不可取;这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,两次电流相差较小,灯泡亮度变化不明显。
    (5)[6]最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,即此时的材料、长度相同,横截面积变大,故其阻值变小,这样可以减小输电线上电能的损失。
    25.小亮和小明用“伏安法”测量小灯泡发光时的电阻。
    (1)“伏安法”测电阻的实验原理是___________;
    (2)请用笔画线代替导线,完成图示电路连接,要求:滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮___________;

    (3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表的示数都比较小,导致这一现象的原因是___________;
    (4)如图所示,电压表示数是___________V,电流表示数是___________A,可以计算出此时小灯泡的电阻R=___________Ω;
    (5)如图所示,是小明同学根据测量数据绘制的通过小灯泡电流I随它两端电压U变化的关系图像。根据图像信息可知下列说法中正确的是___________

    A.小灯泡的电阻是5Ω
    B.小灯泡的电阻随电压的增大而减小
    C.小灯泡的电阻受温度影响发生改变
    D.若将两个同样规格的小灯泡并联在2V的电源两端,干路中总电流为0.45A
    【答案】 变阻器连入电路的电阻较大 1.2 0.2 6 C
    【解析】
    (1)[1]“伏安法”测电阻需要用到公式。
    (2)[2]向右移动滑动变阻器滑片,灯泡变亮,滑动变阻器接入电路的阻值变小,把滑动变阻器右下方接线柱接入电路,如图所示:

    (3)[3]闭合开关,小灯泡不发光,电压表和电流表的示数都比较小,说明电路是通路,可能滑动变阻器连入电路的电阻较大。
    (4)[4]如图所示,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是1.2V。
    [5]电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.2A。
    [6]此时小灯泡的电阻
    R==6Ω
    (4)[7]A.由图可知,小灯泡的电流和电压不成正比,电阻是变化的,故A错误。
    BC.由图知,灯泡的电阻随电压的增大而增大,因灯丝的电阻随温度的升高而增大,故B错误,C正确。
    D.将两个同样规格的小灯泡并联在2V的电源两端,由并联电路电压的规律可知两个灯泡两端的电压是2V,由图可知,通过两个灯泡的电流是0.45A,干路中总电流为
    I=I1+I2=0.45A+0.45A=0.9A
    故D错误。
    故选C。
    26.小吴和小张同学在做“探究导体中电流与电压的关系”实验时,用到的实验器材有:多节干电池、电键、若干导线,电流传感器、电压传感器,以及有关DIS实验附件,并选用A、B和C三个导体作为研究对象。表一、表二和表三为他们的实验记录表。
    表1 导体A
    表2 导体B
    表3 导体C
    实验序号
    电压(伏)
    电流(安)
    实验序号
    电压(伏)
    电流(安)
    实验序号
    电压(伏)
    电流(安)
    1
    2.0
    0.10
    4
    1.0
    0.20
    7
    1.2
    0.12
    2
    3.5
    0.18
    5
    1.7
    0.32
    8
    2.4
    0.24
    3
    4.5
    0.22
    6
    3.0
    0.58
    9
    4.0
    0.40
    ①下图为小吴同学的实验电路图,请你帮他填写完整______;

    ②正确连接电路,实验过程中,小吴同学可以用______的方法改变导体两端的电压。
    ③小吴同学在如图的方格纸中建立了U-I坐标系,并且根据表格中的数据画出其中两个导体的图像,请你根据表中的数据,在图中画画出另一个导体的图像______;

    ④小吴分析图中图像Ⅰ或者Ⅱ发现都是______的倾斜直线,得出结论:同一导体,______;
    ⑤如要通过分析图像Ⅰ和Ⅱ得到结论:不同导体两端电压相同时,通过导体的电流不同。
    在图中用于分析与该结论相匹配的虚直线是______(“甲”“乙”或“甲与乙”);
    ⑥从数学角度分析图像Ⅰ的倾角al或图像Ⅱ的倾角a2,可得:______的比值在物理学上反映了导体______的一种物理量。结合第⑤题的结论,说明了不同导体对电流的______不同。
    【答案】
    改变串联电池的节数 过坐标原点 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 乙 电压与电流 对电流阻碍作用 阻碍作用
    【解析】
    ①[1]由图可知,与电阻R并联的一定是电压表,电流表与电阻串联,如图所示

    ②[2]实验器材中没有滑动变阻器,要改变导体两端的电压,只能通过改变电源电压来实现,因为题干中给出了多节干电池,所以改变电池的节数。
    ③[3]从U-I图像可以看出,图像Ⅰ对应导体B,图像Ⅱ对应导体A,故所要求画的是导体C的图像,通过描点、连线得到下图Ⅲ

    ④[4][5]由从U-I图像可知,图像Ⅰ和Ⅱ都是过原点的正比例函数图像;所以可以得出结论:当电阻一定时间,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
    ⑤[6]不同导体两端电压相同时,通过导体的电流不同,要控制纵坐标U相同,才能探究,故乙虚直线符合要求。
    ⑥[7][8][9]从坐标上可知道,图像的倾角即是正比例函数的斜率,由图像可知斜率等于纵轴U与横轴I之比,即是电压与电流之比;从数学角度看,U与I之比在物理上,映了导对电流阻碍作用的一种物理量;说明了不同导体对电流的阻碍作用不同,即电阻是导体本身的一种特性。
    27.小亮如图1做“测量小灯泡的电阻”的实验中:


    实验次数
    1
    2
    3
    U/V
    2.0
    2.5
    2.8
    I/A
    0.22
    0.25
    0.26
    R/Ω








    (1)实验原理是_______,在连接电路时滑动变阻器如图1所示,要移到端_______(选填“A”或“B”);
    (2)连好电路后,闭合开关,小亮发现所接的电路当电压表的示数增大时,灯泡反而变暗了,这可能是因为______;
    (3)实验过程中,忽然小灯泡熄灭,电流表有示数,电压表无示数,则此故障的原因可能是_______;
    (4)排除故障后,重新开始实验,小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值,小亮从图3表数据中发现,小灯泡的电阻是变化的,请你解释电阻变化的主要原因是:_______。
    (5)完成上述实验后,小亮设计了如图2测量定值电阻的阻值Rx,图中R0的阻值已知:
    ①方案一的电路中,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=_______;
    ②方案二的电路中,将S接到a时,读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的示数I2;则电阻Rx的阻值表达式为Rx=_______。
    【答案】 B 电压表并联在滑动变器两端 灯泡短路或电压表短路 小灯泡实际功率变大,灯丝温度升高电阻变大
    【解析】
    (1)[1][2]测量电阻的原理为;滑片应该位于阻值最大处,故在B端。
    (2)[3]所接的电路当电压表的示数增大时,灯泡反而变暗了,根据串联分压,电压表没有并在灯泡两端,则说明电压表并联在了滑动变阻器两端。
    (3)[4]电流表有示数,说明短路,电压表无示数,说明电压表所测量的灯泡短路,或者电压表短路。
    (4)[5]从图3表数据中发现,小灯泡的实际功率变大,小灯泡的电阻是变化的,因为温度升高,电阻变大。
    (5)[6][7]串联电路中,根据电流相等,则可以列等式

    故电阻Rx的阻值表达式为

    故电阻Rx的阻值表达式为;将S接到a时,读出电流表的示数I1,则电压表的示数为

    再将S接到b,读出电流表的示数I2,

    则电阻Rx的阻值表达式为

    故电阻Rx的阻值表达式为。
    28.小开同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器(规格为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”),阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,一个标记模糊阻值未知的定值电阻Rx,以及导线若干。

    (1)如图甲、乙、丙所示的实验电路图中,正确的是图___________,若按图丙所示电路图连接好电路后,闭合开关可观察到电流表的指针___________(选填“向右”、“向左”或“几乎不”)偏转;
    (2)正确连接电路后,更换不同电阻进行实验,测得数据填入下面表格,第一次实验时,电流表的示数如图丁所示。当取下10Ω的定值电阻,换接上20Ω的定值电阻时,为控制定值电阻两端电压为_________V不变,闭合开关,应将滑动变阻器的阻值相对于上次的阻值调___________(选填“大”或“小”)。
    实验序号
    1
    2
    3
    电阻R/Ω
    10
    20
    25
    电流I/A

    0.10
    0.08
    (3)由表中数据可知,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_________(选填“正比”或“反比”)。
    (4)根据表格数据判断,实验中选用的滑动变阻器可能是_______(选填“A”或“B”)。
    A.“10Ω 1A” B.“20Ω 0.5A″
    (5)小开同学在完成实验后,想知道标记模糊的定值电阻Rx的阻值(老师告知其阻值大于20Ω)。小开经过思考,设计了如图戊的电路图,其中R0为电阻箱,电源改为电压为10V的旧干电池组,电流表和滑动变阻器没有变化。具体操作如下:
    ①按电路图连接电路,电流表选择合适的量程。闭合开关S和S1,移动滑片到某一适当位置,读出电流表示数为0.4A;
    ②断开S1,闭合S,S2,调节电阻箱的阻值,直到电流表示数为_________A,读出电阻箱的阻值为R1;
    ③则Rx=___________
    (6)对于小开把电源电压增加到10V,下列说法合理的是__________
    A.可以用原电压,这个调整没有必要
    B.可以增大电流,提高读数精度
    C.可以增大滑动变阻器的调节范围
    (7)若电源的内阻r不可忽略且不变,则测量结果会_________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
    【答案】甲 几乎不 2 大 反比 B 0.4 R1 B 不变
    【解析】
    (1)[1]甲电路中,电压表与定值电阻并联,电流表与定值电阻串联,电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出,故甲正确;乙电路中电流表串联在电路中,电压表与定值电阻并联,但电压表的正负接线柱接反了,故乙错误;丙电路中,电压表与定值电阻串联,电流表与定值电阻并联,故丙错误。
    [2]若按图丙所示电路图连接好电路后,闭合开关,电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,可知电路中几乎无电流,所以可观察到电流表的指针几乎不偏转。
    (2)[3][4]探究电流与电阻的关系,应控制电阻两端电压不变,第一次实验时,电流表的示数如图丁所示,电流表接入电路的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数为0.2A,电阻两端电压
    U定=I1R1=0.2A×10Ω=2V
    所以当取下10Ω的定值电阻,换接上20Ω的定值电阻时,应控制定值电阻两端电压为2V不变;根据串联电路分压规律可知此时电阻两端电压大于2V,故应使滑动变阻器接入电路的电阻变大,即应将滑动变阻器的阻值相对于上次的阻值调大。
    (3)[5]由表中数据可知,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
    (4)[6]因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,电路中的电流


    一节新干电池的电压是1.5V,两节新干电池组成电源,电源电压是3V,由电压表的量程0~3V可知,定值电阻两端的最大电压UR=2V,当R=25Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻

    所以,应选用最大阻值为20Ω的滑动变阻器,故选B。
    (5)[7][8]断开S1,闭合S,S2,R0和滑动变阻器R串联接入电路,保持滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,直到电流表示数为0.4A,则R0为Rx的等效电阻,所以R0的阻值即Rx的阻值。
    (6)[9]老师告知电阻阻值大于20Ω,若用原来的电源,即使电路只有RX,通过电路的电流会小于

    换用10V的电源,通过电路的电流会小于

    所以把电源电压增加到10V,可以增大电流,提高读数精度,故选B。
    (7)[10]无论电源的内阻r是否可忽略,R0为Rx的等效电阻都不会改变,所以测量结果会不变。

    五、计算题
    29.如图所示,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示。求:
    (1)求滑动变阻器最大阻值。
    (2)电源电压和R1的阻值。
    (3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数。

    【答案】(1);(2),;(3)
    【解析】
    解:(1)滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,由图乙可知,此时电流为0.6A,电源的电压

    当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小为0.2A, 电源的电压

    解得


    当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流,此时电路中的总电阻

    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值

    (2)由(1)知电源的电压,R1的值为。
    (3)滑片P滑到ab中点时,电路中的电流

    则电压表的示数

    答:(1)滑动变阻器最大阻值为;
    (2)电源电压为,R1的阻值为;
    (3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数为。
    30.如图所示,电源电压保持不变,L1额定电压为1.2V,L2额定电压为9V。闭合开关S1后,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V,L1此时的实际电压是额定电压的;当开关S接“2”,滑片P在中点时,电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A,设灯丝电阻不随温度改变,求:
    (1)电源电压为多少V?
    (2)L1的电阻为多少?
    (3)若将L1和L2并联,则干路允许通过的最大电流为多少A?(保留两位小数)

    【答案】(1)6V;(2)27Ω;(3)0.44A
    【解析】
    解:(1)当开关S接“1”,滑片P在最左端时,滑动变阻器与L1串联,由题意可知滑动变阻器两端的电压为5.4V,L1两端的电压为
    U1==0.6V
    根据串联电路电压的规律可得电源电压
    U=5.4V+0.6V=6V
    (2)当开关S接“2”,滑片P在中点时,滑动变阻器与L2串联,L2两端电压为
    U2=6V-2V=4V
    若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A,则有

    由题意可得


    由①②③式可得
    R1=27Ω,R2=3Ω,RP=3Ω
    (3)若将L1和L2并联,因为L1额定电压为1.2V,L2额定电压为9V,所以它们并联时加在两端的电压最大为1.2V,则此时通过L1和L2的电流分别为


    干路允许通过的最大电流为
    I=I1+I2=0.04A+0.4A=0.44A
    答:(1)电源电压为6V;
    (2)L1的电阻为27Ω;
    (3)干路允许通过的最大电流为0.44A。

    六、综合题
    31.热敏电阻的阻值会随着温度的变化而变化,甲图是热敏电阻的实物图,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。

    热敏电阻的阻值随温度t变化的图象如乙图所示(为了方便计算,已将图线做了近似处理),丙图是用做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图。其中电源电压可在之间调节,R是阻值为的定值电阻。
    该电路的工作原理是:当保持通过R的电流不变时,两端电压随着电阻均匀变化(即随温度均匀变化),此时就可以把电压表的刻度盘改成相应的温度刻度,就可以直接从电压表V表盘上读出温度值。测温时,将放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使电流表A的示数保持在2mA不变,再从电压表V表盘上读出待测温度t。
    (1)热敏电阻R热是用______材料制成的;
    A.超导体  B.合金  C.半导体  D.绝缘体
    (2)根据测温原理,测温时,R两端电压保持不变为______V,两端的电压随温度的升高而______;(选填“增大”、“减小”或“不变”)
    (3)某次测温过程中,电压表V显示的温度是,此时电源电压是______V;
    (4)按照现有的电压调节范围,该温度计的测温范围为:,若要将测温范围变成,那么电源电压的调节范围要变成____________V。
    【答案】C 0.2 减小 0.76 0.2 1.24
    【解析】
    (1)[1]热敏电阻R热是一般是用半导体材料制成的,故选C。
    (2)[2]测温时,电流表A的示数保持在2mA不变,,R是阻值为的定值电阻,则R两端电压

    [3]由图乙可知R热的阻值随温度的升高而减小,因通过电路的电流不变,R热的阻值变小,由知道,R热两端的电压随温度的升高而减小。
    (3)[4]由图乙知道,电压表V显示的温度是时,R热的阻值为,因串联电路总电阻等于各分电阻中,所以电路总电阻

    此时电源电压

    (4)[5][6]由图乙知道,当所测温度为时,R热1=520Ω,此时热敏电阻两端的电压

    因串联电路的总电压等于各部分电压之和,则此时的电源电压

    图乙中R热的阻值与温度成一次函数关系,根据数学知识知道

    所测温度为时

    当时,电路为R的简单电路,电源电压即R两端电压,则此时电源电压为0.2V,所以电源电压的调节范围要变成。



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