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欧姆定律单元必做好题附详细解析强烈推荐教师版
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欧姆定律单元必做好题附详细解析强烈推荐
一、单选题(共14题;共28分)
1.用一个导体制成长度相等但横截面积不同的圆柱体a和b(a和b互相连接),a比b的横截面积大,将它们接入电路中,如图所示,通过a、b电流分别为Ia , Ib , a、b两端电压分别为Ua , Ub , 则下列说法正确的是( )
A. Ia>Ib、Ua=Ub B. Ia<Ib、Ua=Ub C. Ia=Ib、Ua>Ub D. Ia=Ib、Ua<Ub
【答案】 D
【解析】【解答】解:
同时a和b是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两端导体,Sa>Sb , 所以b段电阻大,所以Ra<Rb;
因两电阻串联,故两部分导体电流相等,即Ia=Ib , 根据欧姆定律可知,电阻越大,分担的电压越多,即Ua<Ub .
故选D.
【分析】利用电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关的知识进行分析即可判断;因两电阻串联,则由串联电路的电压和电流规律可知两导体中的电压、电流关系.
2.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变 B. 电压表V1与电压表V2的示数之和不变
C. 电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小 D. 电压表V2与电流表A的示数之比不变
【答案】 A
【解析】【分析】如图所示,这是一个串联电路,电压表V1测量总电压,所以电压表V1示数不变,电压表V2测量滑动变阻器两端电压,当将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,滑动变阻器变大,总电阻变大,电源电压不变,所以电路中的电流变小,电流表示数变小,故A正确;当滑动变阻器的电阻改变时,电路中的总电阻改变,所以电路中的电流改变,所以滑动变阻器两端电压改变,所以电压表V1与电压表V2的示数之和改变,故B错误;电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变,所以C是错误;电压表V2与电流表A的示数之比是滑动变阻器接入电路中的电阻,所以是变大的,故D错误。
【点评】此题是一道综合题,设计内容广,有一定的难度。
3.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中,下列关于电表示数变化情况判断正确的是( )
A. 电流表A1 变小,A2变小,电压表V不变 B. 电流表A1变小,A2不变,电压表V不变
C. 电流表A1变小,A2变小,电压表V变大 D. 电流表A1不变,A2变大,电压表V变小
【答案】 B
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测R1支路的电流。
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,CD不符合题意;
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,即电流表A2的示数不变,
当滑动变阻器滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,
由I= UR 可知,该支路的电流变小,即电流表A1的示数变小,B符合题意,A不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据电源的电压可知滑片移动时电压表的示数不变,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律I= UR可知该支路电流的变化情况.
4.一盏调光台灯,其原理如图所示,闭合S,将滑片从左向右移动,电流表的示数和灯L两端的电压变化分别是( )
A. 变大、变大 B. 变大、变小 C. 变小、变小 D. 变小、变大
【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,
将滑片从左向右移动时,接入电路中的电阻变大,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,AB不符合题意;
变阻器接入电路中的电阻变大,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压变大,灯泡两端的电压变小,C符合题意、D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律I=UR可知电路中电流的变化,根据串联电路的电压特点可知L两端的电压变化.
5.如右图所示,电源电压保持不变,当闭合开关后,滑动变阻器 的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变大,灯泡变亮 B. 电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变暗
C. 电压表示数变大,灯泡变亮 D. 电流表示数变小,电压表示数就小,灯泡变暗
【答案】 A
【解析】【解答】灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在滑动变阻器两端;
滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,即总电阻减小,由欧姆定律I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
而灯泡的阻值不变,电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大;
因为串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表示数也变小;
因为电路中的电流变大和灯泡两端的电压变大,所以灯泡的实际电功率变大,则灯泡变亮.
故选A.
【分析】分析电路图:灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在滑动变阻器两端;
当滑片向左移时,分析滑动变阻器接入电路中的阻值的变化,结合欧姆定律I= U R 确定电流表示数的变化情况;
灯泡的电阻不变,可利用公式U=IR判断出灯泡两端电压电压的变化情况,再结合串联电路电压的特点,判断出和电压表示数的变化情况;
并根据P=UI分析出灯泡的电功率变化情况,而灯泡的实际电功率决定了灯泡的明暗程度,据此判断.本题关键有二:一是根据欧姆定律和滑动变阻器的变阻原理分析电压和电流的变化,二是知道灯泡的明暗程度决定于灯泡的实际电功率
6.如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=30Ω.闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是( )
A. 1:3 B. 3:1 C. 3:4 D. 4:3
【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源的电压,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I= UR 可得,两电阻两端的电压之比:
U1U2 = IR1IR2 = R1R2 = 10Ω30Ω = 13 ,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表V1与V2的示数之比:
UV1UV2 = U2U1+U2 = 31+3 = 34 .
故选C.
【分析】由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻两端的电压之比,根据串联电路的电压特点求出两电压表的示数之比.
7.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=UI 可知:导体的电阻随电压和电流的变化而变化
【答案】 D
【解析】【解答】A.欧姆定律探究了电流和电压、电阻的关系,A不符合题意;
B.在电压一定时,电流和电阻成反比,B不符合题意;
C.探究电流和电压、电阻关系时,需要保持其它因素相同,利用了控制变量法,C不符合题意;
D.导体的电阻是导体的特性,和电压、电流无关,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】欧姆定律探究了电流和电压、电阻的关系,电流和电压成正比,和电阻成反比,电阻和电压、电流无关。
8.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是( )
A. 滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小
B. 滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大
C. 滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大
D. 滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大
【答案】 B
【解析】【解答】串联电路,且电压表测量灯泡电压,则当滑片向左滑动时总电阻变小,电流变大,灯泡分得电压变大,则电流表示数变大,电压表示数变大;反之,当滑片向右滑动时,电流表示数变小,电压表示数变小。
故答案为:B
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据串联电路的分压特点可知灯泡两端的电压变化.
9.如图所示,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻。闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大 B. 电流表示数变大,电压表示数变小
C. 电压表和电流表示数的比值将变大 D. 电流表和电压表示数均变大
【答案】 B
【解析】【解答】当光敏电阻上光照增强时,电阻R减小,电流表示数变大,电压表示数减小,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】在串联电路中,电阻减小,电路中的电流变大,减小的电阻分压减小。
10.在如右图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是( )
A. 灯 L1、L2 是串联的 B. 电流表的量程应选0~3A
C. 电压表的量程应选0~3V D. 电压表测的是灯 L1两端的电压
【答案】 B
【解析】【解答】根据电路图可以看出灯 L1、L2 是串联的,A不符合题意;电压表并联在L1两端,测的是灯 L1两端的电压,D不符合题意;因为电源电压为3伏,所以电压表的量程应选0~3V,C不符合题意;因为L1、L2发光时的电阻均为5欧,串联在一起,总电阻 R=10Ω ,根据 I=UR=3V10Ω=0.3A ,电流表的量程应选0~0.6A,B符合题意。
故答案为:B
【分析】根据电路中的电源电压和总电阻,利用欧姆定律计算电流的大小.
11.如图所示,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数变化情况是( )
A. 电流表示数减小,电压表示数减小 B. 电流表示数增大,电压表示数增大
C. 电流表示数减小,电压表示数增大 D. 电流表示数增大,电压表示数减小
【答案】 A
【解析】【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I= UR 可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,BD不符合题意;
由U=IR可知,R0两端的电压减小,即电压表的示数减小,A符合题意、C不符合题意。
故答案为:A
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,再根据欧姆定律I= UR可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化.
12.如图,在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,当我们将电阻由5Ω换成10Ω后,接下来的操作正确的是( )
A. 将变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B. 将变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C. 将变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D. 将变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
【答案】 C
【解析】【解答】解:在滑片P不动的情况下,将电阻由5Ω换成10Ω后,闭合开关,电路总电阻变大,
∵I= UR ,
∴电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,
∵串联电路的总电压等于各分电压之和可知,
∴定值电阻两端的电压增大,
要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片P向右端移动.
故选C.
【分析】要研究导体中的电流与电阻的关系,由控制变量法的思路可知,需要保证导体两端的电压不变,当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时,导体两端的电压是否变化,怎样变化是此题的解题思路.
13.从欧姆定律可以导出公式R= UI ,对电阻的理解错误的是( )
A. 当电压增大时,电阻也增大 B. 当电流增大时,电阻减小
C. 当电压为零时,电阻也为零 D. 电阻由导体本身性质决定,与电流、电压无关
【答案】 D
【解析】【解答】电阻两端的电压或电流增大、电压为零时,导体的电阻不变,R= UI 只是计算导体电阻的一种方法,ABC不符合题意、D符合题意。
故答案为:D
【分析】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、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关.
14.由欧姆定律公式 I=UR 变形得 R=UI ,由此分析,下列说法正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D. 导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】 D
【解析】【解答】欧姆定律的变形式R=UR是电阻的计算式,不是它的决定式,因为电阻是导体本身的一种性质,与与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过电流无关,电压为0时,电阻不变。
故答案为:D。
【分析】解答本题的关键是知道电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关。
二、填空题(共11题;共24分)
15.如图,导体A、B材料相同、长度相等,A比B的横截面积大,则A的电阻________ B的电阻;若将它们串联在电路中,则A两端的电压________ B两端的电压.(选填“大于”“等于”“小于”)
【答案】 小于;小于
【解析】【解答】材料相同、长度相等的导体,横截面积大的电阻小;串联电路中电流处处相等,又根据公式U=IR可知,电阻大的分得的电压大。
【分析】电阻 串联电路。
16.如图所示,电源电压恒定,R1=20Ω。闭合开关S,断开开关S1 , 电流表示数是0.3A;若再闭合 S1 , 发现电流表示数变化了0.2A,则电源电压为________V,R2的阻值为________Ω。
【答案】 6;30
【解析】【解答】由图知道,当闭合S,断开S1 时,电路为R1 的简单电路,由欧姆定律知道,电源的电压是:U=U1 =I1 R1 =0.3A×20Ω=6V;当再闭合S1 时,两电阻并联,则U2 =U=6V,电流表示数的变化量即为R2支路的电流,由I=U/R知道,R2 =U2/I2=6V/0.2A=30Ω。
故答案为:6;30.
【分析】(1)闭合S,断开S1时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)若再闭合S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电流特点可知电流表示数的变化即为R2支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值.
17.R1=10Ω,R2=20Ω,将它们串联在电路中,则通过电阻R1、R2的电流之比为I1:I2=________,电阻R1、R2两端电压之比为U1:U2=________.
【答案】 1:1;1:2
【解析】【解答】解:串联电路中,电流处处相等,故I1:I2=1:1,
U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2.
故答案为:1:1;1:2.
【分析】串联电路中,电流处处相等(即电流之比为1:1),电压之比等于电阻之比.
18.某一导体,两端加4.5V电压时,通过它的电流为0.15A。它的电阻为________Ω;当其两端电压为0V时,它的电阻是________Ω。
【答案】 30;30
【解析】【解答】根据电压和电流计算电阻为R=UI=4.5V0.15A=30Ω , 电阻的导体的特性,当电压为0时,电阻不变为30Ω。
故答案为:30;30。
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻,电阻和电压无关。
19.如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是________V,R1与R2的电阻之比为________。
【答案】 6;4:1
【解析】【解答】由电路图可知,R1、R2串联,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1测R2两端的电压。因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两只电压表指针的偏转角度相同,所以,电压表V2的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源电压U=7.5V,电压表V1的量程为0~3V,分度值为0.1V,则R2两端的电压U2=1.5V,根据串联电路的电压特点可得,R1两端的电压:U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V;因串联电路中各处的电流相等,所以由U=IR可得,R1、R2的阻值之比等于其两端的电压之比,即: R1R2=U1U2=6V1.5V =4:1。
故答案为:6;4:1.
【分析】R1、R2串联,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1测R2两端的电压,根据串联电路的电压特点结合两只电压表指针的偏转角度相同得出量程,根据分度值读出示数并求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1、R2阻值之比.
20.两个标有“5Ω 1A“和“10Ω 0.6A”的定值电阻,将它们串联起来使用时等效电阻为________Ω,电源电压最多为________V;若将它们并联时干路电流最大是________A。
【答案】 15;9;1.5
【解析】【解答】因为R1、R2串联,所以R总=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω;电路中的最大电流为:I1=I2=0.6A,U总=U1+U2=I1R1+I2R2=0.6A×5Ω+0.6A×10Ω=9V; R1两端的最大电压U1=I1R1=1A×5Ω=5V,U2=I2R2=0.6A×10Ω=6V,因为R1、R2并联,所以甲在R1、R2两端的最大电压为5V,I总=I1+I2= U1R1+U2R2=5V5Ω+5V10Ω =1.5A。
故答案为:15;9;1.5A。
【分析】根据串联电路电阻的规律求解;根据欧姆定律和串联电路电压的规律求解;分别求出加在两个电阻两端的最大电压,根据加在两个电阻的最大电压和并联电路电压的规律得出电阻两端的电压,根据欧姆定律、并联电路电流的规律求解。
21.如图所示,R1=4Ω,R2=6Ω,当开关S闭合时,通过R1与R2的电流之比为 ________;加在R1与R2两端的电压之比为 ________
【答案】 1:1;2:3
【解析】【解答】解:两电阻串联,因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过它们的电流之比I1:I2=1:1;
由I=UR可得,两电阻两端的电压之比:U1U2=IR1IR2=R1R2=4Ω6Ω=23.
故答案为:1:1;2:3
【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出它们两端的电压之比
22.某段金属丝两端电压为6V时,通过的电流为0.3A;当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流为________A;当该金属丝两端电压降为0V时,它的电阻为________Ω。
【答案】 0.2;20
【解析】【解答】由 I=UR 可得,该金属丝的电阻: R=UI=6V0.3A=20Ω
当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流: I′=U′R=4V20Ω=0.2A 。
因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,所以,当该金属丝两端电压降从4V时或降为0V时,该金属丝的阻值仍为20Ω不变。
故答案为:0.2;20.
【分析】由欧姆定律 I=UR 可得该金属丝的电阻;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,再利用欧姆定律进行计算即可.
23.如图甲所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象。由图可知,电阻R的阻值是________Ω.将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3A,则电源电压为________V。
【答案】 10;4
【解析】【解答】(1)根据图象,由I= UR 可得,电阻R的阻值:R= URIR = 6V0.6A =10Ω;(2)由电路图可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
串联电路中各处的电流相等,由图象可知,电流I=0.3A时,UL=1V,UR=3V,
则电源电压:U=UL+UR=1V+3V=4V;
故答案为:10;4。
【分析】从图象中得出正确的信息,然后由欧姆定律求出电阻阻值;由串联电路特点求出电源电压.
24.已知R1=5Ω,R2=3Ω,把它们串联起来,则通过它们的电流之比I1∶I2=________,它们的电压之比U1∶U2 =________;若把它们并联起来,则通过它们的电流之比I1∶I2 =________。
【答案】 1:1;5:3;3:5
【解析】【解答】串联电路的电流处处相等,所以串联起来,则通过它们的电流之比为:1:1;
电压之比为: U1U2=IR1IR2=R1R2=5Ω3Ω=53 ;
并联时,电压相等,所以通过它们的电流之比为; I1I1=UR1UR2=R2R1=35 。
故答案为:1:1;5:3;3:5。
【分析】根据串联电路中的电流处处相等,串联电路中电压的比和电阻的比值相等,并联电路中电流的比等于电阻的反比.
25.如图所示,电源电压是3V且保持不变,S闭合后电压表示数为1V,则灯L2两端的电压为________V; 若断开开关,电压表示数将________(选填 “变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 1;变大
【解析】【解答】由电路图知,当S闭合后,两灯串联,电压表测的是灯 L2 两端的电压,故灯 L2 两端的电压为1V。断开开关后,电压表测电源电压,此时示数为3V,故电压表示数将变大。
【分析】电压表和所测量的位置并联;电压表测量断路处,示数为电源电压。
三、计算题(共17题;共191分)
26.如图所示的电路中,电阻R1=36Ω,滑动变阻器R2标有“100Ω 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0. 5A。求:
(1)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(2)电源电压。
(3)为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。
【答案】 (1)解:由图示可知,两个电阻是串联的,在串联电路中电流处处相等,所以通过变阻器的电流也是0.5A,所以此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为
R=UI=6v0.5A=12Ω;
答:此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为12Ω;
(2)解:电阻R1两端的电压为U1=I1R1=36Ω×0.5A=18V,串联电路的总电压等于各部分电压之和,
所以电源电压为U=U1+U2=18V+6V=24V;
答:电源电压为24V;
(3)当电流表的示数为最大值0.6A时,变阻连入的电阻最小,此时电路中的总电阻为R=UI=24v0.6A=40Ω,变阻器的最小电阻为40Ω-36Ω=4Ω;
当电压表的示数为最大值15V,变阻器连入的电阻最大,此时电路中的电流为I=U1R1=9v36Ω=0.25A,
变阻器的最大电阻为Rmax=UmaxI=15V0.25A=60Ω。
答:为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为4~60Ω
【解析】【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压.(1)根据欧姆定律求出此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;(2)根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;(3) 当电流表的示数为0.6A时滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出其大小;当电压表的示数为15V时滑动 变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,再利用欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的最大值,即可得出R2接入电路的阻值范围.
27.如图甲是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示.已知电源电压为6V保持不变.
(1)当托盘为空时,R2电阻________;
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,求定值电阻R1的阻值;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,求该物体的质量大小.
【答案】 (1)500Ω
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,
由I= UR 可得,电路的总电阻:
R= UI = 6V0.01A =600Ω;
根据串联电路的特点可得,R1的阻值:R1=R﹣R2=600Ω﹣500Ω=100Ω;
答:若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,定值电阻R1的阻值为100Ω;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,
则此时电路的总电阻:R'= UI' = 6V0.02A =300Ω,
则R2的电阻:R2'=R'﹣R1=300Ω﹣100Ω=200Ω;
由图象可知,此时物体质量为600g.
答:若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,该物体的质量为600g.
【解析】【解答】解:(1)当托盘为空时,物体质量为0,根据图象可知R2的电阻为500Ω;
【分析】(1)根据图象分析电阻的大小;(2)根据电流表示数求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求出R1的阻值;(3)根据电流求出总电阻,从而求出R2电阻,根据图象分析质量大小.
28.如图所示,把10Ω的电阻R1和15Ω的电阻R2并联起来.闭合开关S后,电流表的示数为0.2A.求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R1的电流.
【答案】 (1)解:由图示可知,两电阻并联,电流表测通过电阻R2的电流,所以电源电压为U=I2R2=0.2A×15Ω=3V
(2)解:由于并联电路中各支路电压相等,所以通过电阻R1的电流为I1=U/R1=3V/10Ω=0.3A
【解析】【分析】根据电流和电阻,利用欧姆定律计算电压,利用电压和电阻计算电流的大小.
29.如图所示,电源电压为 6V , R1=10Ω ,闭合开关 S ,电流表示数为 0.4A .求:
(1)电压表 V1 的示数是多少?
(2)R2 的阻值.
【答案】 (1)解:如图两电阻串联,两电压表分别测量两个电阻的电压,电流表测量电流,根据欧姆定律和串联电路的电流、电压特点可解。
电压表V1的示数为: U1=IR1=0.4A×10Ω=4V
(2)解:串联电路的总电压等于各分电压之和,所以:
U2=U−U1=6V−4V=2V
R2的阻值为: R2=U2I2=2V0.4A=5Ω
【解析】【分析】根据电路中电流和电阻计算电压,利用串联电路中的总电压等于各用电器电压之和,结合串联电路中的电流处处相等,计算电阻.
30.目前,小汽车已进入寻常百姓家.如图1所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图.其中电源电压恒为12V,R0为定值电阻.A为油量表(实际是一只量程为0﹣0.6A的电流表),Rx为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小).关于压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示(汽油的密度为0.71×103kg/m3 , g取10N/kg):
Rx所受汽油的压强值/Pa
0
426
852
1278
Rx对应的电阻值/Ω
90
50
30
10
(1)该汽车油箱是长方体形容器,底面积为0.3m2 , 油箱内汽油高度达到18cm时,油箱即装满,则油箱装满时汽油的质量是多少?
(2)油箱装满时,油量表的示数如图2所示,求定值电阻R0的值.
(3)当油箱内汽油用完时,油量表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值.
(4)为了测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km的路程,油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,如图3所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L(1L=1dm3)?
【答案】 (1)已知:S0=0.3m2 h=18cm=0.18m ρ=0.71×103kg/m3 g=10N/kg U=12V I最大=0.6A IE=0.3A s=300km
∵ρ= mV
∴油箱装满时汽油的质量是m=ρV=ρ•S0h=0.71×103kg/m3×0.3m2×0.18m=38.34kg
答:油箱装满时汽油的质量是38.34kg
(2)油箱对压敏电阻的压强为p=ρgh=0.71×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1278Pa
查表得,压敏电阻的阻值为Rx=10Ω
∵I= UR
∴电路电阻为R= UI最大 = 12V0.6A =20Ω
∴定值电阻的阻值为R0=R﹣Rx=20Ω﹣10Ω=10Ω
答:定值电阻R0的值为10Ω
(3)当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,查表得,压敏电阻的阻值为Rx=90Ω
∴电路总电阻为R总=Rx+R0=90Ω+10Ω=100Ω
∵I= UR
∴电流表指针的位置为I= UR总 = 12V100Ω =0.12A
答:当油箱内汽油用完时,此位置所对应的电流值为0.12A.
(4)油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,电路电阻为RE= UIE = 12V0.3A =40Ω
∴压敏电阻的阻值为Rx=RE﹣R0=40Ω﹣10Ω=30Ω
查表得,压敏电阻受到的压强为p′=852Pa
∴汽油的深度为h′= P′ρg = 852Pa0.71×103kg/m3×10N/kg =0.12m
汽油减少的体积为△V=S•(h﹣h′)=0.3m2×(0.18m﹣0.12m)=0.018m3=18L
∴100km耗油体积为V0= 13 •△V= 13 ×18L=6L.
答:该汽车每行驶100km消耗汽油6L
【解析】【分析】①已知油箱底面积和汽油高度,可以得到汽油的体积;已知汽油密度和体积,利用公式m=ρV得到汽油的质量;②已知汽油密度和深度,利用公式p=ρgh得到油箱对Rx的压强;由压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时Rx的阻值;由指针位置知,此时电路电流最大,已知电源电压和电路电流,可以得到电路电阻;已知电路电阻和Rx的阻值,两者之差就是定值电阻R0的阻值;③当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,根据关系表可以得到此时压敏电阻的阻值;已知压敏电阻和定值电阻的阻值,可以得到电路总电阻;已知电源电压和电路总电阻,利用欧姆定律得到电路电流,也就是指针所指位置;④已知电源电压和电路电流,可以得到电路总电阻,已知电路总电阻和定值电阻阻值,可以得到压敏电阻的阻值,根据压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时的压强;已知汽油产生的压强和汽油的密度,可以得到汽油的深度;已知汽油原来的深度和现在的深度,可以得到减少的深度;已知油箱的底面积和减少的深度,可以得到减少的体积;已知行驶的路程和汽油减少的体积,得到100km消耗汽油的体积.
31.如图所示,已知R1的阻值是10Ω.当闭合S1、断开S2时,电流表的示数是0.6A;当S1、S2均闭合时,电流表的示数是0.9A.求:
(1)电源两端的电压;
(2)电阻R2阻值。
【答案】 (1)解:当闭合 S1 、断开 S2 时,电路为 R1 的简单电路,电流表测电路中的电流,由I= UR 可得,电源两端的电压:U= I1R1 =0.6A×10Ω=6V
(2)解:当 S1 、 S2 均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则电路中的总电阻:R= UI = 6V0.9A = 203 Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以, 1R = 1R1 + 1R2 ,即 1203Ω = 110Ω + 1R2 ,解得 R2 =20Ω
【解析】【分析】根据电阻和通过导体的电流的乘积计算电压,结合并联电路的电流规律计算电阻的大小。
32.如图所示,电源电压为6V,R1=R2=30Ω,求:
(1)当开关S断开时,R2两端的电压;
(2)当开关S闭合时,电流表的示数。
【答案】 (1)解:当开关S断开时, R1和R2 串联,串联的等效电阻为R= R1+ R2= 30Ω+30Ω=60Ω, , 串联电路的电流为I =U/ R=6V/60Ω= 0.1A,R2两端的电压U2=IR2=0.1A×30Ω=3V;
答:当开关S断开时,R2两端的电压为3V;
(2)解:当开关S闭合时, R2 被短路。电流表的示数I /=U/ R1=6V/30Ω= 0.2A。
答:当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A
【解析】【解答】(1)当开关S断开时, R1和R2 串联,
串联的等效电阻为R= R1+ R2= 30Ω+30Ω=60Ω, ,
串联电路的电流为I =U/ R=6V/60Ω= 0.1A,
R2两端的电压U2=IR2=0.1A×30Ω=3V;
答:当开关S断开时,R2两端的电压为3V;
(2)当开关S闭合时, R2 被短路。电流表的示数I /=U/ R1=6V/30Ω= 0.2A。
答:当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A
33.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2=20Ω,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.3A,求:
(1)电源电压
(2)电阻R1中的电流
(3)电阻R1的阻值
【答案】 (1)解:由电路图可知,R1、R2并联,电流表A2测量R2支路的电路,A1测量干路电流。电源电压 U=U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
答:电源电压为 6V
(2)解:根据并联电路电流规律得,通过R1的电流 I1=I−I2=0.5A-0.3A=0.2A
答:电阻R1中的电流为 0.2A ;
(3)解:电阻R1的阻值 R1=U1I1=6V0.2A=30Ω
答:电阻R1的阻值 30Ω 。
【解析】【分析】(1)两个电阻为并联关系,电压相等等于电源电压,结合定值电流的电流和电阻求解电压,即为电源电源;
(2)并联分流,明确电流表的测量对象求解其中一条支路电流即可;
(3)结合用电器的电流和电压,利用欧姆定律用电器两端的电阻即可。
34.如图所示,电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S,电阻R1两端的电压为10V,电阻R2两端的电压为5V.求:
(1)电源两端的电压.
(2)通过电阻R1的电流.
【答案】 (1)解:在串联电路中,电源两端电压U=U1+U2
U=U1+U2=10V+5V=15V
答:电源两端的电压是15V。
(2)解:由I= UR 得:
电阻R1的电流I1= U1R1 = 10V10Ω =1A
答:通过电阻R1的电流是1A。
【解析】【分析】(1)结合电路图,理清元件的连接方式,利用 串联电路中的电压特点求得电源电压.
(2)利用欧姆定律 I= UR 可得 通过电阻R1的电流.
35.在如图所示的电路中,R1和R2为两个定值电阻,其中电阻R1=10Ω,电源两端的电压保持不变。开关闭合后,电流表A示数为0.5A,电流表A1示数为0.3A.求:
(1)电源两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
【答案】 (1)解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路电流,电流表A测干路电流。
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I= UR 可知,电源两端的电压:
U=I1R1=0.3A×10Ω=3V
(2)解:因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过电阻R2的电流:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A
(3)解:电阻R2的阻值:
R2= UI2 = 3V0.2A =15Ω
答:电源两端的电压为3V;通过电阻R2的电流为0.2A;电阻R2的阻值为15Ω
【解析】【分析】(1)根据电流和电阻乘积计算电压,并联电路中支路电压等于电源电压;
(2)根据并联电路中总电流和支路电流差计算另一支路电流;
(3)根据电压和电流的比值计算电阻。
36.如图所示,电源电压不变.R1=20Ω,R2=30Ω,当S断开时,电流表示数为0.3A,当S闭合时,电流表示数为多少?
【答案】 解:当开关断开时,电路是R1的简单电路,
电源的电压为:
U=U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
当开关S闭合时,两电阻并联,
通过R2的电流为:
I2= U2R2 = 6V30Ω =0.2A;
干路电流:I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A,即电流表的示数为0.5A.
答:当S闭合时电流表的示数为0.5A.
【解析】【分析】当开关断开时,电路是R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;当开关S闭合时,电流表测干路电流,两电阻并联,根据欧姆定律求出通过R2的电流,最后根据并联电路电流特点求出跟路电流的大小,即为电流表的示数.
37.如图所示电路中,电源电压恒为 30V,电阻 R1 为 15Ω,同时闭合 S1、S2 时,电流表的示数为 2.5A,求:
(1)通过 R1 的电流;
(2)电阻 R2 的阻值。
【答案】 (1)解:因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流:I1= UR1 = 30V15Ω =2A;
(2)解: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=2.5A−2A=0.5A,则定值电阻R2的阻值:R2= UI2 = 30V0.5A =60Ω。
【解析】【分析】(1)结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据并联电路的电压特点和欧姆定律I=UR求出通过电阻R1的电流.
(2)根据并联电路的电流特点求出通过电阻R2的电流,再根据欧姆定律I=UR求出电阻R2的阻值.
38.在图中,R1=5Ω,R2=10Ω,当开关S闭合时,电流表的示数为0.6A。
求:
(1)电源电压;
(2)R1支路的电流。
【答案】 (1)解:由题意可知,通过R2的电流: I2=0.6A
根据欧姆定律I= UR 可得,电源电压:U=I2R2=0.6A×10Ω=6V
(2)解:通过R1支路的电流: I1=UR1=6V5Ω=1.2A
【解析】【分析】(1)两灯泡是并联关系,两端的电压为电源电压,利用欧姆定律求解即可;
(2)结合小灯泡的电阻和电压,利用欧姆定律求解电流即可。
39.如图所示电路图,电源电压保持不变,灯L1的电阻是20Ω,灯L2的电阻是10 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.3 A,不考虑温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)电源电压;
(2)通过灯L2的电流;
(3)电流表A的示数。
【答案】 (1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由I=UR可得,电源电压:U=U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)通过灯L2的电流:I2=U2R2=6V10Ω=0.6A
(3)干路中的电流为:I=I1+I2=0.3A+0.6A=0.9A,即电流表A的示数为0.9A
【解析】【解答】
【分析】分析电路图可知,两灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律变形式U=IR求出电源电压;
(2)根据欧姆定律I=UR求出通过L2的电流值;
(2)根据并联电路的电流特点求出干路电流表的示数。
40.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(1)电流表的示数I。
(2)电源两端的电压U。
【答案】 (1)解:I=I1= U1R1= 3V6Ω=0.5 A
(2)解:U2=IR2=0.5A×18Ω=9V
U=U1+U2=3 V+9 V=12 V
【解析】【分析】(1)根据电压和电阻的比值计算电流;(2)利用电流和电阻的乘积计算电压,结合串联电路电压规律计算总电压。
41.如图电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A。
(1)电源电压是多少?
(2)通过R2的电流是多少?
【答案】 (1)解:∵I= UR ,
∴电源电压U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
答:电源电压是3V。
(2)解:通过R2的电流I2= UR2 = 3V20Ω =0.15A
答:通过R2的电流是0.15A。
【解析】【分析】分析电路结构,两个电阻为并联关系;结合并联电路电流、电压规律和欧姆定律分析求解各个用电器两端的电压和流过它们的电流和电压即可。
42.如右图所示电路,电源电压保持不变,R1=4Ω,R2=6Ω.
(1)开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为1.5A,求电源电压;
(2)开关S1、S2都断开时,求电流表的示数;
(3)开关S1、S2都闭合时,电流表示数为2A,求R3的阻值.
【答案】 解:(1)电源电压为U=IR1=1.5A×4Ω=6V;(2)开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,电路中的电流为I=UR1+R2=6V4Ω+6Ω=0.6A,即电流表的示数为0.6A;(3)开关S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1、R3并联,因R1两端的电压不变,所以通过R1的电流为I1=1.5A,通过R3的电流为I3=2A﹣1.5A=0.5A,R3的阻值为R3=UI3=6V0.5A=12Ω.答:电源电压为6V;电流表的示数为0.6A;R3的阻值为12Ω.
【解析】【分析】(1)由电路图可知,开关S1断开、S2闭合时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,根据电阻的串联特点求出总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流;
(3)开关S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1、R3并联,根据并联电路的电流特点求出通过R3的电流,再根据欧姆定律求出R3的阻值.
四、实验探究题(共8题;共66分)
43.学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔划线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:①滑片P向右移动时,电流表示数变小;②连线不能交又;
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是 。
A.电压表短路
B.电压表断路
C.滑动变阻器短路
D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时、电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向________移动(选填“左”或“右”)。
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
【答案】 (1)解:如图所示:
(2)D
(3)左
(4)12.5
【解析】【解答】解:(1)向右移动滑片,电流表的示数变小,在电源电压一定时,电路的总电阻变大,滑动变阻器的电阻变大,接线柱要接入左端的A接线柱。如图。
;(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表示数为零,说明电路是断路,电压表有示数,说明电灯断路,
故答案为:D。(3)电压表选择0﹣3V,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,所以电压表读数是2.1V,小灯泡的额定电压为2.5V,要使小灯泡正常发光,电压表的示数要变大,滑动变阻器两端的电压要减小,滑动变阻器的电阻要减小,所以滑动变阻器的滑片向左滑动。(4)由图象知,小灯泡正常工作的电压是2.5V,电流是0.2A,
所以,R= UI = 2.5V0.2A =12.5Ω
故答案为:(1)如上图;(2)D;(3)左;(4)12.5Ω。
【分析】(1) 滑片P向右移动时,电流表示数变小,说明电阻变大,利用滑动变阻器的使用方法连接实物图即可.
(2) 灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零 ,说明电压表串联在电路中了.
(3)结合电压表的量程、分度值读出电压值,利用串联分压的原理确定滑片的移动方向.
(4)结合I-U图像读出对应的电流,利用R= UI求得电阻.
44.小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)该实验的原理是________。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于________端(选填“a”或“b”)。
(3)假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:
①________;②________。
(4)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=________Ω。
(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx , 实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②________;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx=________(写出表达式)。
【答案】 (1)R= UI
(2)b
(3)电源电压过大;选用电流表的量程太小
(4)8
(5)将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;U1RU−U1
【解析】【解答】解:(1)测量电阻的原理是R=UI或欧姆定律;
(2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至右边,即b端,使其阻值最大;
(3)操作正确,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明电路中的电流较大,根据影响电流的因素,可能是电源电压过大或电流表的量程选择偏小或滑动变阻器的最大阻值偏小;
(4)由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;
由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;
则R=UI=2.4V0.3A=8Ω;
(5)被测电阻与滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,开关串联在电路中,如图。
步骤:
①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②将滑片移至b端,闭合开关S,读出此时电压表的示数为U1 , 则滑动变阻器两端的电压为U﹣U1;
则电路中的电流Ix=I=U−U1R;
则Rx=U1U−U1R=U1RU−U1。
故答案为:(1)R=UI;(2)b;(3)电源电压过大;选用电流表的量程太小;(4)8;(5)将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1; U1RU−U1。
【分析】(1)实验中根据欧姆定律 R= UI 来测量电阻值.
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处.
(3)刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明电路中的电流太大,可能是电路中发生短路或滑动变阻器的电阻太小造成.
(4)根据电表的量程、分度值读出电流表和电压表的示数,由R=UI计算出电阻值.
(5)没有电流表,利用已知电阻和被测电阻串联找电流相等;被测电阻和已知最大阻值的滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,滑动变阻器为最大值时,电压表测被测电阻电压,根据串联电路电压特点,求滑动变阻器电压,求滑动变阻器电流,即被测电阻电流,根据R=UI计算电阻.
45.在“测量电阻“的实验中,设计了如图1所示的电路图。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图中的器材连接成完整电路。
(2)按图1所示电路连接器材时,开关要处于________(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最________(选填“左端”或“右端”)。
(3)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)。
(4)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图2所示,为________A,根据欧姆定律求出此时这个电阻R的阻值为________欧姆。
(5)以上这种测量电阻的方法叫________。
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻R的________值。
【答案】 (1)解:如下所示:
(2)断开;左端
(3)增大
(4)0.3;5
(5)伏安法
(6)平均
【解析】【解答】解:(1)由题干知,电压为1.5V,故电压表选用小量程与灯并联,由图2知,电流表选用小量程与灯串联,变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
;(2)连接器材时,为保护电路,开关要处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到阻值最大处;(3)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动分析电路中的电阻变化,由欧姆定律分析回答;(4)根据电流表选用的量程确定分度值读数根据欧姆定律求出此时这个电阻R大小;(5)根据I=UR测量电阻的方法叫伏安法;(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,取电阻R的平均值作为结果。
故答案为:(1)如上所示;(2)断开;左端;(3)增大;(4)0.3;5;(5)伏安法;(6)平均。
【分析】(1)结合电路图,利用电流流向法连接实物图即可,注意电表量程的选择.
(2)为保护电路,拆接电路时,开关要处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该滑到阻值最大处.
(3)将滑片P缓慢向右移动时电阻变小,再由欧姆定律分析回答.
(4)根据电流表的量程、分度值读数,再根据欧姆定律I=UR求出此时这个电阻R大小;
(5)根据I=UR测量电阻的方法叫伏安法.
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,取电阻R的平均值作为结果.
46.有一实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成如图甲实物电路的连接。(要求:连线不要有交叉)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零。导致这一现象的原因可能是______。(选填序号)
A.电压表断路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器断路
D.电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向________移。(选填“左”或“右”)
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象。由图可知小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
【答案】 (1)解:如图所示:
(2)B
(3)右
(4)12.5
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的接法为“一上一下”,电路图如图所示:
;(2)灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外,不存在断路;
故答案为:D;(3)电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,电压为2.2V;要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V,电路电流要增大,总电阻要减小,滑动变阻器的电阻要减小,滑片向右端移动,使电压表的示数为2.5V为止;(4)由图像知,当灯的电压是2.5V时,对应的电流值为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为 R=UI=2.5V0.2A=12.5Ω 。
故答案为:(1). (2). B (3). 右 (4). 12.5
【分析】利用伏安法测量电阻时,滑动变阻器与电阻串联,并且要一上一下,利用电压表测量电压,电流表测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻的大小.
47.用伏安法测电阻,实验电路图如图,电源电压保持不变。
(1)该实验的原理是________;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于________端(选填“A”或“B”);
(3)小明用完好的器材按如图所示实验电路图连接电路,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,原因可能是:①________,②________;
(4)小华按图所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图所示,则此时通过Rx的电流为________A,被测电阻Rx=________Ω。
【答案】 (1)R= UI
(2)B
(3)滑动变阻器的滑片没放在阻值最大端;电流表的量程选小了
(4)0.3;8
【解析】【解答】(1)伏安法测电阻的原理:R=U/I;(2)闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,由图知道应将滑片放在B端;(3)“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,可能是滑动变阻器的滑片没放在阻值最大端,还可能是电流表量程选小了;(4)根据图2知道,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,所以示数是2.4V;电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,示数是0.3A;由I=U/R知道被测电阻的阻值是:Rx=U/I=2.4V/0.3A=8Ω。
【分析】利用伏安法测量电阻时,电压表测量电压,电流表测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻的大小.
48.在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路图如图甲所示.
(1)实验中,滑动变阻器的作用是:________.
(2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉).
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是( )
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良
D.电阻短路
(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表.其中第5次实验电流表示数如图14丙所示,其读数为________A.
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流V/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(5)实验结论是:________.
【答案】 (1)保护电路、改变定值电阻两端的电压
(2)如下图所示;
(3)C
(4)0.12
(5)电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【解析】【解答】(1)滑动变阻在电路具有保护电路和改变定值电阻两端的电压的作用,滑动变阻器与电阻是串联的;(2)电压表应并联在定值电阻的两端,滑动变阻器与定值电阻应串联,连线如上图所示;(3)闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,出现这样的故障只能是与电压表并联的部分电路出现了断路,由图示可知,与电压表并联的是定值电阻,所以应是定值电阻处接触不良,故应选C;(4)由图示可知,电流表的示数为0.12A;(5)由表中的数据分析可知,当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比.
故答案为:(1)保护电路、改变定值电阻两端的电压;(2)见上图;(3)C;(4)0.12;(5)电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比.
【分析】探究电流与电阻成反比,前提是电压一定,所以实验时要保持电压不变;通过实验探究得到的规律是:电压一定是,电流与电阻成反比.
49.在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整________(请勿更改原有导线,导线不得交叉),
要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须________。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因能________。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为________A。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为________V。
【答案】 (1);断开
(2)电阻R处断路
(3)0.3;右;1.5
【解析】【解答】(1)实验中,除了电压表与电阻并联,其它的都是串联;观察发现,变阻器只接了一根导线。那么根据“一上一下”原则,从变阻器的右下接线柱引线与电源的负极连接即可,如下图:
要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须断开;
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,只能是电压表串联在电路中,即电阻R处断路;
(3)电流表的分度值是0.02A,那么电流表的读数是0.3A;5Ω两端的电压为U=IR=0.3A×5Ω=1.5V;将5Ω的电阻更换为10Ω时,因为串联电路电压与电阻成正比可知,电阻的电压大于1.5V;如果要保持3v不变,就必须减小电阻电压,增大变阻器的电压,即增大变阻器的电阻,也就是滑片向右移动。
【分析】(1)分析各个电器原件的作用和位置,确定它们的串并联情况,主要电压表和电流表的正负接线柱和量程的选择,以及滑动变阻器接线“一上一下”,将缺少的部分补充完整;连接电路时,为了防止电路忽通忽短,烧毁用电器,必须将开关断开;
(2)当电压表串联在电路中时,它的示数接近电源电压;
(3)根据指针位置确定电流表的示数;首先根据U=IR计算出5Ω时电阻的电压,在实验过程中要保持这个电压不变;根据串联电路电压与电阻成正比判断5Ω变成10Ω后电压表的示数变化,然后判断要恢复1.5V电压表示数变化方向,接下来根据U总=U+U变判断变阻器的电压变化,进而确定滑片的移动方向。
50.如图是小华同学探究“电流与电压关系”的电路图。
(1)按电路图将实物图连接完整。(滑片P向左滑时接入电阻变大)。
(2)连接电路时,开关应________。
(3)接着小华取来三只阻值分别5Ω、10Ω、15Ω的电阻,探究“电流与电阻关系”,他将电阻5Ω换成10Ω,移动滑动变阻器滑片P的目的是________。
【答案】 (1)解:如图所示:
(2)断开
(3)保持定值电阻两端的电压不变
【解析】【解答】滑片P向左滑时接入电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
;(2)为保护电路,小华连接电路时,开关应断开;(3)探究“电流与电阻关系”时应控制电阻的电压不变,他将电阻5Ω换成10Ω时,根据分压原理,电压表示数变大,移动滑动变阻器滑片P的目的是:控制定值电阻R两端的电压不变。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;(3)保持定值电阻两端的电压不变.
【分析】探究电流和电压关系,电流与电阻关系时,电路中电阻和滑动变阻器、电流表串联,电压表和电阻并联,探究电流和电压关系时,要保持电压不变.
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一、单选题(共14题;共28分)
1.用一个导体制成长度相等但横截面积不同的圆柱体a和b(a和b互相连接),a比b的横截面积大,将它们接入电路中,如图所示,通过a、b电流分别为Ia , Ib , a、b两端电压分别为Ua , Ub , 则下列说法正确的是( )
A. Ia>Ib、Ua=Ub B. Ia<Ib、Ua=Ub C. Ia=Ib、Ua>Ub D. Ia=Ib、Ua<Ub
【答案】 D
【解析】【解答】解:
同时a和b是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两端导体,Sa>Sb , 所以b段电阻大,所以Ra<Rb;
因两电阻串联,故两部分导体电流相等,即Ia=Ib , 根据欧姆定律可知,电阻越大,分担的电压越多,即Ua<Ub .
故选D.
【分析】利用电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关的知识进行分析即可判断;因两电阻串联,则由串联电路的电压和电流规律可知两导体中的电压、电流关系.
2.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变 B. 电压表V1与电压表V2的示数之和不变
C. 电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小 D. 电压表V2与电流表A的示数之比不变
【答案】 A
【解析】【分析】如图所示,这是一个串联电路,电压表V1测量总电压,所以电压表V1示数不变,电压表V2测量滑动变阻器两端电压,当将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,滑动变阻器变大,总电阻变大,电源电压不变,所以电路中的电流变小,电流表示数变小,故A正确;当滑动变阻器的电阻改变时,电路中的总电阻改变,所以电路中的电流改变,所以滑动变阻器两端电压改变,所以电压表V1与电压表V2的示数之和改变,故B错误;电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变,所以C是错误;电压表V2与电流表A的示数之比是滑动变阻器接入电路中的电阻,所以是变大的,故D错误。
【点评】此题是一道综合题,设计内容广,有一定的难度。
3.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中,下列关于电表示数变化情况判断正确的是( )
A. 电流表A1 变小,A2变小,电压表V不变 B. 电流表A1变小,A2不变,电压表V不变
C. 电流表A1变小,A2变小,电压表V变大 D. 电流表A1不变,A2变大,电压表V变小
【答案】 B
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测R1支路的电流。
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,CD不符合题意;
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,即电流表A2的示数不变,
当滑动变阻器滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,
由I= UR 可知,该支路的电流变小,即电流表A1的示数变小,B符合题意,A不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据电源的电压可知滑片移动时电压表的示数不变,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律I= UR可知该支路电流的变化情况.
4.一盏调光台灯,其原理如图所示,闭合S,将滑片从左向右移动,电流表的示数和灯L两端的电压变化分别是( )
A. 变大、变大 B. 变大、变小 C. 变小、变小 D. 变小、变大
【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,
将滑片从左向右移动时,接入电路中的电阻变大,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,AB不符合题意;
变阻器接入电路中的电阻变大,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压变大,灯泡两端的电压变小,C符合题意、D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律I=UR可知电路中电流的变化,根据串联电路的电压特点可知L两端的电压变化.
5.如右图所示,电源电压保持不变,当闭合开关后,滑动变阻器 的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变大,灯泡变亮 B. 电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变暗
C. 电压表示数变大,灯泡变亮 D. 电流表示数变小,电压表示数就小,灯泡变暗
【答案】 A
【解析】【解答】灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在滑动变阻器两端;
滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,即总电阻减小,由欧姆定律I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
而灯泡的阻值不变,电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大;
因为串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表示数也变小;
因为电路中的电流变大和灯泡两端的电压变大,所以灯泡的实际电功率变大,则灯泡变亮.
故选A.
【分析】分析电路图:灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在滑动变阻器两端;
当滑片向左移时,分析滑动变阻器接入电路中的阻值的变化,结合欧姆定律I= U R 确定电流表示数的变化情况;
灯泡的电阻不变,可利用公式U=IR判断出灯泡两端电压电压的变化情况,再结合串联电路电压的特点,判断出和电压表示数的变化情况;
并根据P=UI分析出灯泡的电功率变化情况,而灯泡的实际电功率决定了灯泡的明暗程度,据此判断.本题关键有二:一是根据欧姆定律和滑动变阻器的变阻原理分析电压和电流的变化,二是知道灯泡的明暗程度决定于灯泡的实际电功率
6.如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=30Ω.闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是( )
A. 1:3 B. 3:1 C. 3:4 D. 4:3
【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源的电压,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I= UR 可得,两电阻两端的电压之比:
U1U2 = IR1IR2 = R1R2 = 10Ω30Ω = 13 ,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表V1与V2的示数之比:
UV1UV2 = U2U1+U2 = 31+3 = 34 .
故选C.
【分析】由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻两端的电压之比,根据串联电路的电压特点求出两电压表的示数之比.
7.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=UI 可知:导体的电阻随电压和电流的变化而变化
【答案】 D
【解析】【解答】A.欧姆定律探究了电流和电压、电阻的关系,A不符合题意;
B.在电压一定时,电流和电阻成反比,B不符合题意;
C.探究电流和电压、电阻关系时,需要保持其它因素相同,利用了控制变量法,C不符合题意;
D.导体的电阻是导体的特性,和电压、电流无关,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】欧姆定律探究了电流和电压、电阻的关系,电流和电压成正比,和电阻成反比,电阻和电压、电流无关。
8.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是( )
A. 滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小
B. 滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大
C. 滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大
D. 滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大
【答案】 B
【解析】【解答】串联电路,且电压表测量灯泡电压,则当滑片向左滑动时总电阻变小,电流变大,灯泡分得电压变大,则电流表示数变大,电压表示数变大;反之,当滑片向右滑动时,电流表示数变小,电压表示数变小。
故答案为:B
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据串联电路的分压特点可知灯泡两端的电压变化.
9.如图所示,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻。闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大 B. 电流表示数变大,电压表示数变小
C. 电压表和电流表示数的比值将变大 D. 电流表和电压表示数均变大
【答案】 B
【解析】【解答】当光敏电阻上光照增强时,电阻R减小,电流表示数变大,电压表示数减小,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】在串联电路中,电阻减小,电路中的电流变大,减小的电阻分压减小。
10.在如右图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是( )
A. 灯 L1、L2 是串联的 B. 电流表的量程应选0~3A
C. 电压表的量程应选0~3V D. 电压表测的是灯 L1两端的电压
【答案】 B
【解析】【解答】根据电路图可以看出灯 L1、L2 是串联的,A不符合题意;电压表并联在L1两端,测的是灯 L1两端的电压,D不符合题意;因为电源电压为3伏,所以电压表的量程应选0~3V,C不符合题意;因为L1、L2发光时的电阻均为5欧,串联在一起,总电阻 R=10Ω ,根据 I=UR=3V10Ω=0.3A ,电流表的量程应选0~0.6A,B符合题意。
故答案为:B
【分析】根据电路中的电源电压和总电阻,利用欧姆定律计算电流的大小.
11.如图所示,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数变化情况是( )
A. 电流表示数减小,电压表示数减小 B. 电流表示数增大,电压表示数增大
C. 电流表示数减小,电压表示数增大 D. 电流表示数增大,电压表示数减小
【答案】 A
【解析】【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I= UR 可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,BD不符合题意;
由U=IR可知,R0两端的电压减小,即电压表的示数减小,A符合题意、C不符合题意。
故答案为:A
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,再根据欧姆定律I= UR可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化.
12.如图,在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,当我们将电阻由5Ω换成10Ω后,接下来的操作正确的是( )
A. 将变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B. 将变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C. 将变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D. 将变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
【答案】 C
【解析】【解答】解:在滑片P不动的情况下,将电阻由5Ω换成10Ω后,闭合开关,电路总电阻变大,
∵I= UR ,
∴电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,
∵串联电路的总电压等于各分电压之和可知,
∴定值电阻两端的电压增大,
要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片P向右端移动.
故选C.
【分析】要研究导体中的电流与电阻的关系,由控制变量法的思路可知,需要保证导体两端的电压不变,当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时,导体两端的电压是否变化,怎样变化是此题的解题思路.
13.从欧姆定律可以导出公式R= UI ,对电阻的理解错误的是( )
A. 当电压增大时,电阻也增大 B. 当电流增大时,电阻减小
C. 当电压为零时,电阻也为零 D. 电阻由导体本身性质决定,与电流、电压无关
【答案】 D
【解析】【解答】电阻两端的电压或电流增大、电压为零时,导体的电阻不变,R= UI 只是计算导体电阻的一种方法,ABC不符合题意、D符合题意。
故答案为:D
【分析】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、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关.
14.由欧姆定律公式 I=UR 变形得 R=UI ,由此分析,下列说法正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D. 导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】 D
【解析】【解答】欧姆定律的变形式R=UR是电阻的计算式,不是它的决定式,因为电阻是导体本身的一种性质,与与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过电流无关,电压为0时,电阻不变。
故答案为:D。
【分析】解答本题的关键是知道电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关。
二、填空题(共11题;共24分)
15.如图,导体A、B材料相同、长度相等,A比B的横截面积大,则A的电阻________ B的电阻;若将它们串联在电路中,则A两端的电压________ B两端的电压.(选填“大于”“等于”“小于”)
【答案】 小于;小于
【解析】【解答】材料相同、长度相等的导体,横截面积大的电阻小;串联电路中电流处处相等,又根据公式U=IR可知,电阻大的分得的电压大。
【分析】电阻 串联电路。
16.如图所示,电源电压恒定,R1=20Ω。闭合开关S,断开开关S1 , 电流表示数是0.3A;若再闭合 S1 , 发现电流表示数变化了0.2A,则电源电压为________V,R2的阻值为________Ω。
【答案】 6;30
【解析】【解答】由图知道,当闭合S,断开S1 时,电路为R1 的简单电路,由欧姆定律知道,电源的电压是:U=U1 =I1 R1 =0.3A×20Ω=6V;当再闭合S1 时,两电阻并联,则U2 =U=6V,电流表示数的变化量即为R2支路的电流,由I=U/R知道,R2 =U2/I2=6V/0.2A=30Ω。
故答案为:6;30.
【分析】(1)闭合S,断开S1时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)若再闭合S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电流特点可知电流表示数的变化即为R2支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值.
17.R1=10Ω,R2=20Ω,将它们串联在电路中,则通过电阻R1、R2的电流之比为I1:I2=________,电阻R1、R2两端电压之比为U1:U2=________.
【答案】 1:1;1:2
【解析】【解答】解:串联电路中,电流处处相等,故I1:I2=1:1,
U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2.
故答案为:1:1;1:2.
【分析】串联电路中,电流处处相等(即电流之比为1:1),电压之比等于电阻之比.
18.某一导体,两端加4.5V电压时,通过它的电流为0.15A。它的电阻为________Ω;当其两端电压为0V时,它的电阻是________Ω。
【答案】 30;30
【解析】【解答】根据电压和电流计算电阻为R=UI=4.5V0.15A=30Ω , 电阻的导体的特性,当电压为0时,电阻不变为30Ω。
故答案为:30;30。
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻,电阻和电压无关。
19.如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是________V,R1与R2的电阻之比为________。
【答案】 6;4:1
【解析】【解答】由电路图可知,R1、R2串联,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1测R2两端的电压。因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两只电压表指针的偏转角度相同,所以,电压表V2的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源电压U=7.5V,电压表V1的量程为0~3V,分度值为0.1V,则R2两端的电压U2=1.5V,根据串联电路的电压特点可得,R1两端的电压:U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V;因串联电路中各处的电流相等,所以由U=IR可得,R1、R2的阻值之比等于其两端的电压之比,即: R1R2=U1U2=6V1.5V =4:1。
故答案为:6;4:1.
【分析】R1、R2串联,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1测R2两端的电压,根据串联电路的电压特点结合两只电压表指针的偏转角度相同得出量程,根据分度值读出示数并求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1、R2阻值之比.
20.两个标有“5Ω 1A“和“10Ω 0.6A”的定值电阻,将它们串联起来使用时等效电阻为________Ω,电源电压最多为________V;若将它们并联时干路电流最大是________A。
【答案】 15;9;1.5
【解析】【解答】因为R1、R2串联,所以R总=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω;电路中的最大电流为:I1=I2=0.6A,U总=U1+U2=I1R1+I2R2=0.6A×5Ω+0.6A×10Ω=9V; R1两端的最大电压U1=I1R1=1A×5Ω=5V,U2=I2R2=0.6A×10Ω=6V,因为R1、R2并联,所以甲在R1、R2两端的最大电压为5V,I总=I1+I2= U1R1+U2R2=5V5Ω+5V10Ω =1.5A。
故答案为:15;9;1.5A。
【分析】根据串联电路电阻的规律求解;根据欧姆定律和串联电路电压的规律求解;分别求出加在两个电阻两端的最大电压,根据加在两个电阻的最大电压和并联电路电压的规律得出电阻两端的电压,根据欧姆定律、并联电路电流的规律求解。
21.如图所示,R1=4Ω,R2=6Ω,当开关S闭合时,通过R1与R2的电流之比为 ________;加在R1与R2两端的电压之比为 ________
【答案】 1:1;2:3
【解析】【解答】解:两电阻串联,因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过它们的电流之比I1:I2=1:1;
由I=UR可得,两电阻两端的电压之比:U1U2=IR1IR2=R1R2=4Ω6Ω=23.
故答案为:1:1;2:3
【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出它们两端的电压之比
22.某段金属丝两端电压为6V时,通过的电流为0.3A;当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流为________A;当该金属丝两端电压降为0V时,它的电阻为________Ω。
【答案】 0.2;20
【解析】【解答】由 I=UR 可得,该金属丝的电阻: R=UI=6V0.3A=20Ω
当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流: I′=U′R=4V20Ω=0.2A 。
因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,所以,当该金属丝两端电压降从4V时或降为0V时,该金属丝的阻值仍为20Ω不变。
故答案为:0.2;20.
【分析】由欧姆定律 I=UR 可得该金属丝的电阻;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,再利用欧姆定律进行计算即可.
23.如图甲所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象。由图可知,电阻R的阻值是________Ω.将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3A,则电源电压为________V。
【答案】 10;4
【解析】【解答】(1)根据图象,由I= UR 可得,电阻R的阻值:R= URIR = 6V0.6A =10Ω;(2)由电路图可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
串联电路中各处的电流相等,由图象可知,电流I=0.3A时,UL=1V,UR=3V,
则电源电压:U=UL+UR=1V+3V=4V;
故答案为:10;4。
【分析】从图象中得出正确的信息,然后由欧姆定律求出电阻阻值;由串联电路特点求出电源电压.
24.已知R1=5Ω,R2=3Ω,把它们串联起来,则通过它们的电流之比I1∶I2=________,它们的电压之比U1∶U2 =________;若把它们并联起来,则通过它们的电流之比I1∶I2 =________。
【答案】 1:1;5:3;3:5
【解析】【解答】串联电路的电流处处相等,所以串联起来,则通过它们的电流之比为:1:1;
电压之比为: U1U2=IR1IR2=R1R2=5Ω3Ω=53 ;
并联时,电压相等,所以通过它们的电流之比为; I1I1=UR1UR2=R2R1=35 。
故答案为:1:1;5:3;3:5。
【分析】根据串联电路中的电流处处相等,串联电路中电压的比和电阻的比值相等,并联电路中电流的比等于电阻的反比.
25.如图所示,电源电压是3V且保持不变,S闭合后电压表示数为1V,则灯L2两端的电压为________V; 若断开开关,电压表示数将________(选填 “变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 1;变大
【解析】【解答】由电路图知,当S闭合后,两灯串联,电压表测的是灯 L2 两端的电压,故灯 L2 两端的电压为1V。断开开关后,电压表测电源电压,此时示数为3V,故电压表示数将变大。
【分析】电压表和所测量的位置并联;电压表测量断路处,示数为电源电压。
三、计算题(共17题;共191分)
26.如图所示的电路中,电阻R1=36Ω,滑动变阻器R2标有“100Ω 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0. 5A。求:
(1)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(2)电源电压。
(3)为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。
【答案】 (1)解:由图示可知,两个电阻是串联的,在串联电路中电流处处相等,所以通过变阻器的电流也是0.5A,所以此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为
R=UI=6v0.5A=12Ω;
答:此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为12Ω;
(2)解:电阻R1两端的电压为U1=I1R1=36Ω×0.5A=18V,串联电路的总电压等于各部分电压之和,
所以电源电压为U=U1+U2=18V+6V=24V;
答:电源电压为24V;
(3)当电流表的示数为最大值0.6A时,变阻连入的电阻最小,此时电路中的总电阻为R=UI=24v0.6A=40Ω,变阻器的最小电阻为40Ω-36Ω=4Ω;
当电压表的示数为最大值15V,变阻器连入的电阻最大,此时电路中的电流为I=U1R1=9v36Ω=0.25A,
变阻器的最大电阻为Rmax=UmaxI=15V0.25A=60Ω。
答:为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为4~60Ω
【解析】【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压.(1)根据欧姆定律求出此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;(2)根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;(3) 当电流表的示数为0.6A时滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出其大小;当电压表的示数为15V时滑动 变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,再利用欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的最大值,即可得出R2接入电路的阻值范围.
27.如图甲是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示.已知电源电压为6V保持不变.
(1)当托盘为空时,R2电阻________;
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,求定值电阻R1的阻值;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,求该物体的质量大小.
【答案】 (1)500Ω
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,
由I= UR 可得,电路的总电阻:
R= UI = 6V0.01A =600Ω;
根据串联电路的特点可得,R1的阻值:R1=R﹣R2=600Ω﹣500Ω=100Ω;
答:若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,定值电阻R1的阻值为100Ω;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,
则此时电路的总电阻:R'= UI' = 6V0.02A =300Ω,
则R2的电阻:R2'=R'﹣R1=300Ω﹣100Ω=200Ω;
由图象可知,此时物体质量为600g.
答:若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,该物体的质量为600g.
【解析】【解答】解:(1)当托盘为空时,物体质量为0,根据图象可知R2的电阻为500Ω;
【分析】(1)根据图象分析电阻的大小;(2)根据电流表示数求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求出R1的阻值;(3)根据电流求出总电阻,从而求出R2电阻,根据图象分析质量大小.
28.如图所示,把10Ω的电阻R1和15Ω的电阻R2并联起来.闭合开关S后,电流表的示数为0.2A.求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R1的电流.
【答案】 (1)解:由图示可知,两电阻并联,电流表测通过电阻R2的电流,所以电源电压为U=I2R2=0.2A×15Ω=3V
(2)解:由于并联电路中各支路电压相等,所以通过电阻R1的电流为I1=U/R1=3V/10Ω=0.3A
【解析】【分析】根据电流和电阻,利用欧姆定律计算电压,利用电压和电阻计算电流的大小.
29.如图所示,电源电压为 6V , R1=10Ω ,闭合开关 S ,电流表示数为 0.4A .求:
(1)电压表 V1 的示数是多少?
(2)R2 的阻值.
【答案】 (1)解:如图两电阻串联,两电压表分别测量两个电阻的电压,电流表测量电流,根据欧姆定律和串联电路的电流、电压特点可解。
电压表V1的示数为: U1=IR1=0.4A×10Ω=4V
(2)解:串联电路的总电压等于各分电压之和,所以:
U2=U−U1=6V−4V=2V
R2的阻值为: R2=U2I2=2V0.4A=5Ω
【解析】【分析】根据电路中电流和电阻计算电压,利用串联电路中的总电压等于各用电器电压之和,结合串联电路中的电流处处相等,计算电阻.
30.目前,小汽车已进入寻常百姓家.如图1所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图.其中电源电压恒为12V,R0为定值电阻.A为油量表(实际是一只量程为0﹣0.6A的电流表),Rx为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小).关于压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示(汽油的密度为0.71×103kg/m3 , g取10N/kg):
Rx所受汽油的压强值/Pa
0
426
852
1278
Rx对应的电阻值/Ω
90
50
30
10
(1)该汽车油箱是长方体形容器,底面积为0.3m2 , 油箱内汽油高度达到18cm时,油箱即装满,则油箱装满时汽油的质量是多少?
(2)油箱装满时,油量表的示数如图2所示,求定值电阻R0的值.
(3)当油箱内汽油用完时,油量表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值.
(4)为了测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km的路程,油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,如图3所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L(1L=1dm3)?
【答案】 (1)已知:S0=0.3m2 h=18cm=0.18m ρ=0.71×103kg/m3 g=10N/kg U=12V I最大=0.6A IE=0.3A s=300km
∵ρ= mV
∴油箱装满时汽油的质量是m=ρV=ρ•S0h=0.71×103kg/m3×0.3m2×0.18m=38.34kg
答:油箱装满时汽油的质量是38.34kg
(2)油箱对压敏电阻的压强为p=ρgh=0.71×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1278Pa
查表得,压敏电阻的阻值为Rx=10Ω
∵I= UR
∴电路电阻为R= UI最大 = 12V0.6A =20Ω
∴定值电阻的阻值为R0=R﹣Rx=20Ω﹣10Ω=10Ω
答:定值电阻R0的值为10Ω
(3)当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,查表得,压敏电阻的阻值为Rx=90Ω
∴电路总电阻为R总=Rx+R0=90Ω+10Ω=100Ω
∵I= UR
∴电流表指针的位置为I= UR总 = 12V100Ω =0.12A
答:当油箱内汽油用完时,此位置所对应的电流值为0.12A.
(4)油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,电路电阻为RE= UIE = 12V0.3A =40Ω
∴压敏电阻的阻值为Rx=RE﹣R0=40Ω﹣10Ω=30Ω
查表得,压敏电阻受到的压强为p′=852Pa
∴汽油的深度为h′= P′ρg = 852Pa0.71×103kg/m3×10N/kg =0.12m
汽油减少的体积为△V=S•(h﹣h′)=0.3m2×(0.18m﹣0.12m)=0.018m3=18L
∴100km耗油体积为V0= 13 •△V= 13 ×18L=6L.
答:该汽车每行驶100km消耗汽油6L
【解析】【分析】①已知油箱底面积和汽油高度,可以得到汽油的体积;已知汽油密度和体积,利用公式m=ρV得到汽油的质量;②已知汽油密度和深度,利用公式p=ρgh得到油箱对Rx的压强;由压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时Rx的阻值;由指针位置知,此时电路电流最大,已知电源电压和电路电流,可以得到电路电阻;已知电路电阻和Rx的阻值,两者之差就是定值电阻R0的阻值;③当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,根据关系表可以得到此时压敏电阻的阻值;已知压敏电阻和定值电阻的阻值,可以得到电路总电阻;已知电源电压和电路总电阻,利用欧姆定律得到电路电流,也就是指针所指位置;④已知电源电压和电路电流,可以得到电路总电阻,已知电路总电阻和定值电阻阻值,可以得到压敏电阻的阻值,根据压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时的压强;已知汽油产生的压强和汽油的密度,可以得到汽油的深度;已知汽油原来的深度和现在的深度,可以得到减少的深度;已知油箱的底面积和减少的深度,可以得到减少的体积;已知行驶的路程和汽油减少的体积,得到100km消耗汽油的体积.
31.如图所示,已知R1的阻值是10Ω.当闭合S1、断开S2时,电流表的示数是0.6A;当S1、S2均闭合时,电流表的示数是0.9A.求:
(1)电源两端的电压;
(2)电阻R2阻值。
【答案】 (1)解:当闭合 S1 、断开 S2 时,电路为 R1 的简单电路,电流表测电路中的电流,由I= UR 可得,电源两端的电压:U= I1R1 =0.6A×10Ω=6V
(2)解:当 S1 、 S2 均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则电路中的总电阻:R= UI = 6V0.9A = 203 Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以, 1R = 1R1 + 1R2 ,即 1203Ω = 110Ω + 1R2 ,解得 R2 =20Ω
【解析】【分析】根据电阻和通过导体的电流的乘积计算电压,结合并联电路的电流规律计算电阻的大小。
32.如图所示,电源电压为6V,R1=R2=30Ω,求:
(1)当开关S断开时,R2两端的电压;
(2)当开关S闭合时,电流表的示数。
【答案】 (1)解:当开关S断开时, R1和R2 串联,串联的等效电阻为R= R1+ R2= 30Ω+30Ω=60Ω, , 串联电路的电流为I =U/ R=6V/60Ω= 0.1A,R2两端的电压U2=IR2=0.1A×30Ω=3V;
答:当开关S断开时,R2两端的电压为3V;
(2)解:当开关S闭合时, R2 被短路。电流表的示数I /=U/ R1=6V/30Ω= 0.2A。
答:当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A
【解析】【解答】(1)当开关S断开时, R1和R2 串联,
串联的等效电阻为R= R1+ R2= 30Ω+30Ω=60Ω, ,
串联电路的电流为I =U/ R=6V/60Ω= 0.1A,
R2两端的电压U2=IR2=0.1A×30Ω=3V;
答:当开关S断开时,R2两端的电压为3V;
(2)当开关S闭合时, R2 被短路。电流表的示数I /=U/ R1=6V/30Ω= 0.2A。
答:当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A
33.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2=20Ω,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.3A,求:
(1)电源电压
(2)电阻R1中的电流
(3)电阻R1的阻值
【答案】 (1)解:由电路图可知,R1、R2并联,电流表A2测量R2支路的电路,A1测量干路电流。电源电压 U=U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
答:电源电压为 6V
(2)解:根据并联电路电流规律得,通过R1的电流 I1=I−I2=0.5A-0.3A=0.2A
答:电阻R1中的电流为 0.2A ;
(3)解:电阻R1的阻值 R1=U1I1=6V0.2A=30Ω
答:电阻R1的阻值 30Ω 。
【解析】【分析】(1)两个电阻为并联关系,电压相等等于电源电压,结合定值电流的电流和电阻求解电压,即为电源电源;
(2)并联分流,明确电流表的测量对象求解其中一条支路电流即可;
(3)结合用电器的电流和电压,利用欧姆定律用电器两端的电阻即可。
34.如图所示,电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S,电阻R1两端的电压为10V,电阻R2两端的电压为5V.求:
(1)电源两端的电压.
(2)通过电阻R1的电流.
【答案】 (1)解:在串联电路中,电源两端电压U=U1+U2
U=U1+U2=10V+5V=15V
答:电源两端的电压是15V。
(2)解:由I= UR 得:
电阻R1的电流I1= U1R1 = 10V10Ω =1A
答:通过电阻R1的电流是1A。
【解析】【分析】(1)结合电路图,理清元件的连接方式,利用 串联电路中的电压特点求得电源电压.
(2)利用欧姆定律 I= UR 可得 通过电阻R1的电流.
35.在如图所示的电路中,R1和R2为两个定值电阻,其中电阻R1=10Ω,电源两端的电压保持不变。开关闭合后,电流表A示数为0.5A,电流表A1示数为0.3A.求:
(1)电源两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
【答案】 (1)解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路电流,电流表A测干路电流。
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I= UR 可知,电源两端的电压:
U=I1R1=0.3A×10Ω=3V
(2)解:因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过电阻R2的电流:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A
(3)解:电阻R2的阻值:
R2= UI2 = 3V0.2A =15Ω
答:电源两端的电压为3V;通过电阻R2的电流为0.2A;电阻R2的阻值为15Ω
【解析】【分析】(1)根据电流和电阻乘积计算电压,并联电路中支路电压等于电源电压;
(2)根据并联电路中总电流和支路电流差计算另一支路电流;
(3)根据电压和电流的比值计算电阻。
36.如图所示,电源电压不变.R1=20Ω,R2=30Ω,当S断开时,电流表示数为0.3A,当S闭合时,电流表示数为多少?
【答案】 解:当开关断开时,电路是R1的简单电路,
电源的电压为:
U=U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
当开关S闭合时,两电阻并联,
通过R2的电流为:
I2= U2R2 = 6V30Ω =0.2A;
干路电流:I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A,即电流表的示数为0.5A.
答:当S闭合时电流表的示数为0.5A.
【解析】【分析】当开关断开时,电路是R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;当开关S闭合时,电流表测干路电流,两电阻并联,根据欧姆定律求出通过R2的电流,最后根据并联电路电流特点求出跟路电流的大小,即为电流表的示数.
37.如图所示电路中,电源电压恒为 30V,电阻 R1 为 15Ω,同时闭合 S1、S2 时,电流表的示数为 2.5A,求:
(1)通过 R1 的电流;
(2)电阻 R2 的阻值。
【答案】 (1)解:因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流:I1= UR1 = 30V15Ω =2A;
(2)解: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=2.5A−2A=0.5A,则定值电阻R2的阻值:R2= UI2 = 30V0.5A =60Ω。
【解析】【分析】(1)结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据并联电路的电压特点和欧姆定律I=UR求出通过电阻R1的电流.
(2)根据并联电路的电流特点求出通过电阻R2的电流,再根据欧姆定律I=UR求出电阻R2的阻值.
38.在图中,R1=5Ω,R2=10Ω,当开关S闭合时,电流表的示数为0.6A。
求:
(1)电源电压;
(2)R1支路的电流。
【答案】 (1)解:由题意可知,通过R2的电流: I2=0.6A
根据欧姆定律I= UR 可得,电源电压:U=I2R2=0.6A×10Ω=6V
(2)解:通过R1支路的电流: I1=UR1=6V5Ω=1.2A
【解析】【分析】(1)两灯泡是并联关系,两端的电压为电源电压,利用欧姆定律求解即可;
(2)结合小灯泡的电阻和电压,利用欧姆定律求解电流即可。
39.如图所示电路图,电源电压保持不变,灯L1的电阻是20Ω,灯L2的电阻是10 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.3 A,不考虑温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)电源电压;
(2)通过灯L2的电流;
(3)电流表A的示数。
【答案】 (1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由I=UR可得,电源电压:U=U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)通过灯L2的电流:I2=U2R2=6V10Ω=0.6A
(3)干路中的电流为:I=I1+I2=0.3A+0.6A=0.9A,即电流表A的示数为0.9A
【解析】【解答】
【分析】分析电路图可知,两灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律变形式U=IR求出电源电压;
(2)根据欧姆定律I=UR求出通过L2的电流值;
(2)根据并联电路的电流特点求出干路电流表的示数。
40.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(1)电流表的示数I。
(2)电源两端的电压U。
【答案】 (1)解:I=I1= U1R1= 3V6Ω=0.5 A
(2)解:U2=IR2=0.5A×18Ω=9V
U=U1+U2=3 V+9 V=12 V
【解析】【分析】(1)根据电压和电阻的比值计算电流;(2)利用电流和电阻的乘积计算电压,结合串联电路电压规律计算总电压。
41.如图电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A。
(1)电源电压是多少?
(2)通过R2的电流是多少?
【答案】 (1)解:∵I= UR ,
∴电源电压U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
答:电源电压是3V。
(2)解:通过R2的电流I2= UR2 = 3V20Ω =0.15A
答:通过R2的电流是0.15A。
【解析】【分析】分析电路结构,两个电阻为并联关系;结合并联电路电流、电压规律和欧姆定律分析求解各个用电器两端的电压和流过它们的电流和电压即可。
42.如右图所示电路,电源电压保持不变,R1=4Ω,R2=6Ω.
(1)开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为1.5A,求电源电压;
(2)开关S1、S2都断开时,求电流表的示数;
(3)开关S1、S2都闭合时,电流表示数为2A,求R3的阻值.
【答案】 解:(1)电源电压为U=IR1=1.5A×4Ω=6V;(2)开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,电路中的电流为I=UR1+R2=6V4Ω+6Ω=0.6A,即电流表的示数为0.6A;(3)开关S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1、R3并联,因R1两端的电压不变,所以通过R1的电流为I1=1.5A,通过R3的电流为I3=2A﹣1.5A=0.5A,R3的阻值为R3=UI3=6V0.5A=12Ω.答:电源电压为6V;电流表的示数为0.6A;R3的阻值为12Ω.
【解析】【分析】(1)由电路图可知,开关S1断开、S2闭合时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,根据电阻的串联特点求出总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流;
(3)开关S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1、R3并联,根据并联电路的电流特点求出通过R3的电流,再根据欧姆定律求出R3的阻值.
四、实验探究题(共8题;共66分)
43.学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔划线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:①滑片P向右移动时,电流表示数变小;②连线不能交又;
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是 。
A.电压表短路
B.电压表断路
C.滑动变阻器短路
D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时、电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向________移动(选填“左”或“右”)。
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
【答案】 (1)解:如图所示:
(2)D
(3)左
(4)12.5
【解析】【解答】解:(1)向右移动滑片,电流表的示数变小,在电源电压一定时,电路的总电阻变大,滑动变阻器的电阻变大,接线柱要接入左端的A接线柱。如图。
;(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表示数为零,说明电路是断路,电压表有示数,说明电灯断路,
故答案为:D。(3)电压表选择0﹣3V,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,所以电压表读数是2.1V,小灯泡的额定电压为2.5V,要使小灯泡正常发光,电压表的示数要变大,滑动变阻器两端的电压要减小,滑动变阻器的电阻要减小,所以滑动变阻器的滑片向左滑动。(4)由图象知,小灯泡正常工作的电压是2.5V,电流是0.2A,
所以,R= UI = 2.5V0.2A =12.5Ω
故答案为:(1)如上图;(2)D;(3)左;(4)12.5Ω。
【分析】(1) 滑片P向右移动时,电流表示数变小,说明电阻变大,利用滑动变阻器的使用方法连接实物图即可.
(2) 灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零 ,说明电压表串联在电路中了.
(3)结合电压表的量程、分度值读出电压值,利用串联分压的原理确定滑片的移动方向.
(4)结合I-U图像读出对应的电流,利用R= UI求得电阻.
44.小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)该实验的原理是________。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于________端(选填“a”或“b”)。
(3)假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:
①________;②________。
(4)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=________Ω。
(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx , 实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②________;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx=________(写出表达式)。
【答案】 (1)R= UI
(2)b
(3)电源电压过大;选用电流表的量程太小
(4)8
(5)将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;U1RU−U1
【解析】【解答】解:(1)测量电阻的原理是R=UI或欧姆定律;
(2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至右边,即b端,使其阻值最大;
(3)操作正确,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明电路中的电流较大,根据影响电流的因素,可能是电源电压过大或电流表的量程选择偏小或滑动变阻器的最大阻值偏小;
(4)由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;
由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;
则R=UI=2.4V0.3A=8Ω;
(5)被测电阻与滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,开关串联在电路中,如图。
步骤:
①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②将滑片移至b端,闭合开关S,读出此时电压表的示数为U1 , 则滑动变阻器两端的电压为U﹣U1;
则电路中的电流Ix=I=U−U1R;
则Rx=U1U−U1R=U1RU−U1。
故答案为:(1)R=UI;(2)b;(3)电源电压过大;选用电流表的量程太小;(4)8;(5)将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1; U1RU−U1。
【分析】(1)实验中根据欧姆定律 R= UI 来测量电阻值.
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处.
(3)刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明电路中的电流太大,可能是电路中发生短路或滑动变阻器的电阻太小造成.
(4)根据电表的量程、分度值读出电流表和电压表的示数,由R=UI计算出电阻值.
(5)没有电流表,利用已知电阻和被测电阻串联找电流相等;被测电阻和已知最大阻值的滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,滑动变阻器为最大值时,电压表测被测电阻电压,根据串联电路电压特点,求滑动变阻器电压,求滑动变阻器电流,即被测电阻电流,根据R=UI计算电阻.
45.在“测量电阻“的实验中,设计了如图1所示的电路图。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图中的器材连接成完整电路。
(2)按图1所示电路连接器材时,开关要处于________(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最________(选填“左端”或“右端”)。
(3)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)。
(4)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图2所示,为________A,根据欧姆定律求出此时这个电阻R的阻值为________欧姆。
(5)以上这种测量电阻的方法叫________。
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻R的________值。
【答案】 (1)解:如下所示:
(2)断开;左端
(3)增大
(4)0.3;5
(5)伏安法
(6)平均
【解析】【解答】解:(1)由题干知,电压为1.5V,故电压表选用小量程与灯并联,由图2知,电流表选用小量程与灯串联,变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
;(2)连接器材时,为保护电路,开关要处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到阻值最大处;(3)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动分析电路中的电阻变化,由欧姆定律分析回答;(4)根据电流表选用的量程确定分度值读数根据欧姆定律求出此时这个电阻R大小;(5)根据I=UR测量电阻的方法叫伏安法;(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,取电阻R的平均值作为结果。
故答案为:(1)如上所示;(2)断开;左端;(3)增大;(4)0.3;5;(5)伏安法;(6)平均。
【分析】(1)结合电路图,利用电流流向法连接实物图即可,注意电表量程的选择.
(2)为保护电路,拆接电路时,开关要处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该滑到阻值最大处.
(3)将滑片P缓慢向右移动时电阻变小,再由欧姆定律分析回答.
(4)根据电流表的量程、分度值读数,再根据欧姆定律I=UR求出此时这个电阻R大小;
(5)根据I=UR测量电阻的方法叫伏安法.
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,取电阻R的平均值作为结果.
46.有一实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成如图甲实物电路的连接。(要求:连线不要有交叉)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零。导致这一现象的原因可能是______。(选填序号)
A.电压表断路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器断路
D.电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向________移。(选填“左”或“右”)
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象。由图可知小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
【答案】 (1)解:如图所示:
(2)B
(3)右
(4)12.5
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的接法为“一上一下”,电路图如图所示:
;(2)灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外,不存在断路;
故答案为:D;(3)电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,电压为2.2V;要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V,电路电流要增大,总电阻要减小,滑动变阻器的电阻要减小,滑片向右端移动,使电压表的示数为2.5V为止;(4)由图像知,当灯的电压是2.5V时,对应的电流值为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为 R=UI=2.5V0.2A=12.5Ω 。
故答案为:(1). (2). B (3). 右 (4). 12.5
【分析】利用伏安法测量电阻时,滑动变阻器与电阻串联,并且要一上一下,利用电压表测量电压,电流表测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻的大小.
47.用伏安法测电阻,实验电路图如图,电源电压保持不变。
(1)该实验的原理是________;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于________端(选填“A”或“B”);
(3)小明用完好的器材按如图所示实验电路图连接电路,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,原因可能是:①________,②________;
(4)小华按图所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图所示,则此时通过Rx的电流为________A,被测电阻Rx=________Ω。
【答案】 (1)R= UI
(2)B
(3)滑动变阻器的滑片没放在阻值最大端;电流表的量程选小了
(4)0.3;8
【解析】【解答】(1)伏安法测电阻的原理:R=U/I;(2)闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,由图知道应将滑片放在B端;(3)“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,可能是滑动变阻器的滑片没放在阻值最大端,还可能是电流表量程选小了;(4)根据图2知道,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,所以示数是2.4V;电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,示数是0.3A;由I=U/R知道被测电阻的阻值是:Rx=U/I=2.4V/0.3A=8Ω。
【分析】利用伏安法测量电阻时,电压表测量电压,电流表测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻的大小.
48.在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路图如图甲所示.
(1)实验中,滑动变阻器的作用是:________.
(2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉).
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是( )
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良
D.电阻短路
(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表.其中第5次实验电流表示数如图14丙所示,其读数为________A.
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流V/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(5)实验结论是:________.
【答案】 (1)保护电路、改变定值电阻两端的电压
(2)如下图所示;
(3)C
(4)0.12
(5)电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【解析】【解答】(1)滑动变阻在电路具有保护电路和改变定值电阻两端的电压的作用,滑动变阻器与电阻是串联的;(2)电压表应并联在定值电阻的两端,滑动变阻器与定值电阻应串联,连线如上图所示;(3)闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,出现这样的故障只能是与电压表并联的部分电路出现了断路,由图示可知,与电压表并联的是定值电阻,所以应是定值电阻处接触不良,故应选C;(4)由图示可知,电流表的示数为0.12A;(5)由表中的数据分析可知,当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比.
故答案为:(1)保护电路、改变定值电阻两端的电压;(2)见上图;(3)C;(4)0.12;(5)电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比.
【分析】探究电流与电阻成反比,前提是电压一定,所以实验时要保持电压不变;通过实验探究得到的规律是:电压一定是,电流与电阻成反比.
49.在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整________(请勿更改原有导线,导线不得交叉),
要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须________。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因能________。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为________A。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为________V。
【答案】 (1);断开
(2)电阻R处断路
(3)0.3;右;1.5
【解析】【解答】(1)实验中,除了电压表与电阻并联,其它的都是串联;观察发现,变阻器只接了一根导线。那么根据“一上一下”原则,从变阻器的右下接线柱引线与电源的负极连接即可,如下图:
要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须断开;
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,只能是电压表串联在电路中,即电阻R处断路;
(3)电流表的分度值是0.02A,那么电流表的读数是0.3A;5Ω两端的电压为U=IR=0.3A×5Ω=1.5V;将5Ω的电阻更换为10Ω时,因为串联电路电压与电阻成正比可知,电阻的电压大于1.5V;如果要保持3v不变,就必须减小电阻电压,增大变阻器的电压,即增大变阻器的电阻,也就是滑片向右移动。
【分析】(1)分析各个电器原件的作用和位置,确定它们的串并联情况,主要电压表和电流表的正负接线柱和量程的选择,以及滑动变阻器接线“一上一下”,将缺少的部分补充完整;连接电路时,为了防止电路忽通忽短,烧毁用电器,必须将开关断开;
(2)当电压表串联在电路中时,它的示数接近电源电压;
(3)根据指针位置确定电流表的示数;首先根据U=IR计算出5Ω时电阻的电压,在实验过程中要保持这个电压不变;根据串联电路电压与电阻成正比判断5Ω变成10Ω后电压表的示数变化,然后判断要恢复1.5V电压表示数变化方向,接下来根据U总=U+U变判断变阻器的电压变化,进而确定滑片的移动方向。
50.如图是小华同学探究“电流与电压关系”的电路图。
(1)按电路图将实物图连接完整。(滑片P向左滑时接入电阻变大)。
(2)连接电路时,开关应________。
(3)接着小华取来三只阻值分别5Ω、10Ω、15Ω的电阻,探究“电流与电阻关系”,他将电阻5Ω换成10Ω,移动滑动变阻器滑片P的目的是________。
【答案】 (1)解:如图所示:
(2)断开
(3)保持定值电阻两端的电压不变
【解析】【解答】滑片P向左滑时接入电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
;(2)为保护电路,小华连接电路时,开关应断开;(3)探究“电流与电阻关系”时应控制电阻的电压不变,他将电阻5Ω换成10Ω时,根据分压原理,电压表示数变大,移动滑动变阻器滑片P的目的是:控制定值电阻R两端的电压不变。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;(3)保持定值电阻两端的电压不变.
【分析】探究电流和电压关系,电流与电阻关系时,电路中电阻和滑动变阻器、电流表串联,电压表和电阻并联,探究电流和电压关系时,要保持电压不变.
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