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2020年中考物理欧姆定律专题复习学案(Word版含答案)
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2020年中考物理欧姆定律专题复习学案
欧姆定律的概念与应用
1.欧姆定律
(1)内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成__正比__,跟导体的电阻成__反比__.
(2)公式:I=____,变形公式为U=__IR__,R=____.
【提示】 (1)对应关系:定律中电流、电压和电阻是针对同一导体或同一段电路在同一时刻而言的.(2)因果关系:电流随电压和电阻的变化而变化,即电压、电阻是因,电流是果.所以“导体的电阻与导体中的电流成反比”这个说法是错误的.
2.串、并联电路中电流、电压、电阻的关系
类型
串联电路
并联电路
电流
I=I1=I2
I=I1+I2
电压
U=U1+U2
U=U1=U2
电阻
R=R1+R2
=+
比例分配
串联分压:U1∶U2=R1∶R2
并联分流:I1∶I2=R2∶R1
重难点 动态电路的分析和计算
类型1 滑动变阻器类
例1 (多选)如图所示,将滑动变阻器R1与定值电阻R2接入电源电压不变的电路中,闭合开关S,各表均有一定示数,将滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,下列说法正确的是(CD)
A.V1示数变大,V2示数不变
B.V1示数变大,ΔU1>ΔU2
C.V1示数变大,ΔU1和电流表示数变化量之比不变
D.V2示数变小,ΔU2和电流表示数变化量之比不变
例2上图中若电源电压为12 V,R2=2 Ω,当R1接入阻值为22 Ω时,电流表A的示数是__0.5__A.电压表V1的示数是__11__V,电压表V2的示数是__1__V.(填入表中)
当R1接入电路中的阻值分别为10 Ω,4 Ω,2 Ω时,计算I,U1,U2的值,填入下表.
R1/Ω
I/A
U1/V
U2/V
1
22
0.5
11
1
2
10
1
10
2
3
4
2
8
4
4
2
3
6
6
通过观察多组数据,同学们计算一下.
(1)电压表每次的示数变化情况ΔU1__=__ΔU2.
(2)计算下多组、的数值.
(3)通过数据描点作出坐标图象,并观察图象,由图象分析、、R1、R2之间有什么关系?
结论:__=____=__R2.(以上均填“<”“>”或“=”)
学法指导
九宫格法
上述电路的用电器包含三个部分:即定值电阻R2、滑动变阻器R1、串联的总电阻R总,每个部分的基本量有电阻R、电流I、电压U.先将不变量R2、U总填入表格,当滑动变阻器的滑片向右移动,各物理量变化情况如下表(九宫格)所示.表格中箭头代表思维顺序,横行利用欧姆定律I=及其变形式、纵列利用串联电路的规律来确定变化情况.
【变式训练1】 (2019·衡阳)如图所示,R为定值电阻,R′为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端逐渐滑动到b端,发现电压表V1的示数从2 V变化到6 V,而电压表V2的示数从4 V变化到0,则电流表的示数从0.2 A变化到__0.6__A,R=__10__Ω.
类型2 开关型
例3 (2019·阜新)如图所示电路,电源电压恒定为3 V,R2=10 Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为0.6 A,R1阻值为__5__Ω;S2闭合,S1、S3断开时,电压表示数为__2__V;S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为__0.6__A.
强化训练
1.(2019·海南)如图所示是某电子秤内部简化电路图.R0是定值电阻,Rx是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压保持不变.闭合开关,当Rx上压力增大时,随之减小的是(C)
A.通过Rx的电流 B.通过R0的电流
C.Rx两端的电压 D.R0两端的电压
=2.(2019·石家庄联考)如图所示,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻.闭合开关S,将滑片由a端向b端滑动一段距离后,电压表V1、V2示数变化的大小分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数变化的大小为ΔI.那么,下列判断正确的是(B)
A.ΔU1大于ΔU2
B.ΔU2与ΔI之比跟ΔU1与ΔI之比的差值等于R2
C.R2和R3消耗的电功率的和变化了ΔU2·ΔI
D.电压表V1示数变大,电压表V2示数变大,电流表示数变大
3.(2019·石家庄联考)如图是电阻甲和乙的U-I图象,下列小明对图象信息作出的判断中正确的是(D)
A.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B.当乙两端电压为2.5 V,其电阻值为10 Ω
C.若甲和乙并联,电压为1 V,则干路电流为0.4 A
D.将甲和乙串联,电流为0.4 A,则它们两端的电压乙和为3 V
4.(2019·齐齐哈尔)如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,电流表A1的示数__不变__.电压表V与电流表A示数的比值__变大__.(填“变大”“变小”或“不变”)
5.(2018·达州)两个分别标有“5 Ω 1 A”和“10 Ω 0.6 A”字样的定值电阻,将它们串联起来使用时总电阻为__15__Ω,电源电压最多为__9__V;若将它们并联,干路电流最大是__1.5__A.第23讲 欧姆定律的实验
实验题组训练
实验1 探究电流与电压、电阻的关系
【命题点】
1.实验原理图
2.实验器材:电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器
滑动变阻器在电路中的作用:
a.保护电路;
b.在探究电流与电压关系时,改变①__定值电阻两端的电压__;
c.在探究电流与电阻关系时,②__保持定值电阻两端电压不变__.
3.实验注意事项
(1)电流表、电压表见第21讲实验1;
(2)滑动变阻器“一上一下”串联接入电路;
(3)滑动变阻器的滑片移到⑥__阻值最大处__;
4.实验方法
控制变量法的应用:
(1)在探究电流与电压关系时,保持⑦__定值电阻的阻值__不变,通过移动滑动变阻器的滑片来改变定值电阻两端的电压;
(2)在探究电流与电阻关系时,更换阻值不同的定值电阻,通过移动滑动变阻器的滑片来保持⑧__定值电阻两端的电压不变__.
5.实验过程
(1)实物电路的连接或错误连接的判断及改正、画电路图;
(2)电路故障的判断与分析:
a.闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则故障为定值电阻短路;
b.闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则故障为定值电阻断路.
(3)滑动变阻器规格的选择(R滑max=⑨____,U定为电流最小时定值电阻两端电压);
(4)更换大阻值定值电阻后,滑片移动方向的判断(移动方向应使滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电压表的示数始终保持不变);
(5)实验中,电流随电压增大而减小的原因(将电压表并联在了滑动变阻器两端);
(6)调节滑动变阻器不能使电压表达到指定示数的原因(滑动变阻器的最大阻值过小);
(7)更换阻值不同的电阻进行实验的目的(多次测量,使结论更具普遍性).
6.表格数据处理与分析
(1)根据表格数据描绘I-U图象(或I-R图象)(先根据数据描点,然后将各点用光滑曲线连接);
(2)判断错误的数据并分析原因;
(3)根据表格数据总结实验结论.
7.图象的处理
(1)电流与电压的关系:
①应用图象计算电阻(R=);
②根据图象总结结论.
(2)电流与电阻的关系:
①根据实验图象计算电压值(U=IR);
②根据图象总结实验结论.
8.交流与反思
(1)本实验中不能用小灯泡代替定值电阻进行探究的原因(灯丝电阻随⑩__温度__变化而变化);
(2)此实验装置还能完成的实验(伏安法测电阻、测电功率).
9.实验结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成__正比__;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成__反比__.
例1如图是小明同学探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验电路.
(1)正准备闭合开关时,同组的成员小兰拦住他,说导线接错了.请你帮他检查一下电路,把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上.
解:
(2)小兰还指出为了保护电路,在闭合开关前滑片应置于最__左__端.
(3)下表是小明同学用改正后的电路测得的实验数据,这些数据中第__5__组是明显错误的,分析时需要把它剔除掉.
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.08
0.15
0.23
0.30
0.48
0.45
(4)实验表明:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成__正比__.
接着小明探究“电流与电阻关系”,电源电压为15 V且保持不变,滑动变阻器的规格是“100 Ω 1 A”;阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻各一个;电压表(0~3 V、0~15 V),电流表(0~0.6 A,0~3 A损坏).
(5)滑动变阻器在实验中的主要作用是__保持定值电阻两端电压一定__.
(6)为了保证四个电阻都能为实验所用,定值电阻两端电压的范围是__2.5~3__V__.
(7)小明通过实验,得到电流与电阻的关系是__电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比__.
(8)实验中,小明不小心将电压表并联在滑动变阻器两端,他__不能__(填“能”或“不能”)得到电流与电阻的正确关系.
实验2 伏安法测电阻
【命题点】
1.实验原理:R=
2.实验原理图
3.实验器材:电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器、小灯泡等
(1)电表的问题分析:见第21讲实验1
(2)滑动变阻器在电路中的作用:
a.保护电路;
b.改变__定值电阻或灯泡两端的电压__.
4.实验过程
(1)实物电路的连接或错误连接的判断及改正、画电路图;
(2)移动滑片,电路中的电表示数没有变化[电流表有示数但很小(很大),说明错将滑动变阻器的下面(上面)两个接线柱接入电路中];
(3)电路故障的判断与分析;
(4)多次测量的目的:
a.定值电阻:求平均值,减小误差;
b.小灯泡:分析灯丝电阻随温度变化的关系(温度升高,电阻变大).
(5)使小灯泡正常发光的操作(移动滑片使电压表示数等于小灯泡的额定电压);
(6)分析表格中的错误数据;
(7)根据数据绘制U-I图象(先描点,然后用光滑曲线连接);
(8)根据U-I图象分析小灯泡电阻与温度的关系;
(9)根据数据计算电阻(计算小灯泡正常发光时的电阻,必须选取额定电压和在额定电压下通过的电流来进行计算).
5.交流与反思
特殊方法测电阻(在缺少电流表或电压表时测电阻的方法)
(1)缺电流表:给待测电阻串联一个定值电阻,用I=得到通过Rx的电流;
(2)缺电压表:给待测电阻并联一个定值电阻,用U=I定R定得到Rx两端的电压.
例2(2019·兰州)某同学釆用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值.
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.31
0.40
电阻Rx/Ω
4.8
5.0
Rx的平均值/Ω
(1)按图甲连接电路时,应先__断开__开关,并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处.
(2)闭合开关后,发现向左移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变大、电压表的示数变小,你认为电路连接中存在的错误是__电压表并联在滑动变阻器的两端了__.
(3)排除故障后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量.在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,其示数为__0.48__A.
(4)根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为__5.0__Ω.(结果保留一位小数)
(5)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是__灯泡的电阻受温度的影响__.
【拓展训练1】 (伏阻法)在测电阻的实验操作中,某同学发现电流表已损坏,电压表完好,滑动变阻器的最大阻值为R,于是小组同学设计了如图所示的电路图也完成了实验.
请你帮助他们把以下实验步骤填写完整:
(1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1.
(2)再将__滑动变阻器的滑片移动到最右端__,读出此时电压表的示数,记为U2.
(3)则未知电阻Rx=__R__.
【拓展训练2】 (伏阻法)小明利用一个电压表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻Rx的阻值.他选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路(如图所示).小明的实验要求是:只闭合开关S和S1时,电压表测量R0两端的电压U1;只闭合开关S和S2时,电压表测量电源两端的电压U2.
(1)请你用笔画线代替导线完善实验电路(只添加一根导线).
解:
(2)请用已知物理量和测出的物理量表示出Rx的阻值,则Rx=__·R0__.
【拓展训练3】 (安阻法)小亮同学要测量一个定值电阻Ry的阻值,实验器材有:待测定值电阻Ry、电流表、滑动变阻器(20 Ω 1 A)、开关、电源(电压恒定)各一个,导线若干.利用现有器材设计如下电路图.请你帮他完成实验操作步骤,并写出求得未知电阻的阻值的表达式.
(1)将滑动变阻器的滑片滑至最左端,闭合开关,读出此时电流表的示数I1.
(2)断开开关,将__滑动变阻器的滑片滑至最右端__,闭合开关,读出此时电流表的示数I2.
(3)请用已知量和测量量表示未知电阻的阻值,则Ry=____.
【拓展训练4】 (安阻法)实验时某小组同学利用一个电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Ry的测量.如图所示是他们按照设计连接的部分实验电路.
(1)请你将下面的实验步骤补充完整,并依据实验步骤,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.(只添加一条导线)
解:
实验步骤:
①开关S1和S2都断开,将变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;
②保持滑片P位置不动,只闭合开关__S1__时,读出电流表的示数为I1;
③再闭合开关__S2__时,读出电流表的示数为I2(I2>I1).
(2)请你用I1、I2和R0表示Ry,则Ry=____.
【拓展训练5】 (2019·泰安)某同学设计了以下四种电路,其中电源两端电压不变且未知,R0是阻值已知的定值电阻.不拆改电路的情况下,下列能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是(C)
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
综合训练1
命题点1 动态电路分析
1.(多选)如图所示,R1和R2为阻值不同的定值电阻,滑片P置于变阻器中间,电源电压保持不变,下列说法正确的是(ABD)
A.只闭合S1,滑片向左滑动,电压表的示数不变
B.只闭合S2,滑片向右滑动,电压表与电流表A1示数的比值变小
C.只闭合S2和S3,且滑片置于最右端时,两电流表的示数可能相等
D.先闭合S1、S2,电路中的总电流为I1,再闭合S3并移动滑片后,电路中的总电流为I2,I1和I2可能相等
命题点2 欧姆定律相关计算
2.如图1所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10 Ω,R2=5 Ω.滑动变阻器R的规格为“30 Ω 2.5 A”.电流表A2选用0~3 A的量程,电压表选用0~15 V的量程.闭合全部开关,电流表A1的示数为1 A.求:
(1)电源电压.
(2)若将表盘如图2所示的电流表A3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,A3的指针恰好指在满偏的三分之二处,变阻器接入电路的可能值.
(3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合S.在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值.
解:(1)当开关全部闭合时,R1与R并联
则电源电压:U=I1R1=1 A×10 Ω=10 V
(2)将A3接入电路,开关全部闭合,分析题意可知,有两种连接方法
①A3串联在干路中;②A3与R串联
①当A3串联在干路中时,由于I1=1 A,则A3选用0~3 A的量程
由题意可知,干路中的电流:I=2 A
通过变阻器的电流:IP1=I-I1=2 A-1 A=1 A
此时变阻器的阻值:RP1===10 Ω
②当A3与R串联时,A3可选用0~3 A和0~0.6 A的量程
A3选用0~3 A量程时,IP2=2 A
此时变阻器的阻值:RP2===5 Ω
A3选用0~0.6 A量程时,由题意可知,IP3=0.4 A
此时变阻器的阻值:RP3===25 Ω
所以变阻器连入电路中的阻值可能是10 Ω、5 Ω或25 Ω
(3)只闭合S时,R2与R串联,由题意可知,电路中的电流Imax=2.5 A、R两端的电压URmax=15 V时,新电源电压最大
R2两端的电压:U2=ImaxR2=2.5 A×5 Ω=12.5 V
新电源电压的最大值:
Umax=URmax+U2=15 V+12.5 V=27.5 V
过关训练
1.由欧姆定律公式I=变形得R=,结合所学电学知识,判断下列说法正确的是(D)
A.导体的电阻跟通过导体的电流成反比
B.如果导体被拉长,则其电阻将变小
C.如果通过导体的电流变小,导体的电阻将变大
D.导体两端电压增大时,电流也增大,但其比值不变
2.(2019·青海)在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用实验数据作出了如图所示的图象.根据图象,下列说法正确的是(B)
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
C.当导体甲两端的电压为2 V时,通过导体甲的电流为0.2 A
D.将两导体并联后接在3 V的电源上时,干路中的电流为0.6 A
3.(2019·毕节)已知 R2<R1,按图中的四种不同接法,接到同一电源两极间,则电路中电流最大的是(D)
A B C D
4.(2019·长春)如图所示,电源两端的电压恒定.闭合开关S1,小灯泡发光,再闭合开关S2,则(C)
A.小灯泡变亮 B.电流表示数变小
C.电压表示数不变 D.电路的总电阻变大
5.(2019·邵阳)一盏调光台灯,其原理如图所示,闭合开关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(C)
A.变大、变大 B.变大、变小
C.变小、变小 D.变小、变大
6.(2018·临沂)如图所示的电路中,电流表A1的示数为0.5 A,A2的示数为0.3 A,电阻R2的阻值为10 Ω.下列说法正确的是(C)
A.通过电阻R1的电流为0.5 A
B.电源电压为5 V
C.电阻R1的阻值为15 Ω
D.若断开开关S2,电流表A1示数变大
7.(2019·保定定兴县一模)一定值电阻两端的电压从2 V增加到2.8 V,通过该电阻的电流增加了0.2 A,该电阻的阻值是(A)
A.4 Ω B.8 Ω
C.20 Ω D.无法确定
8.(2018·自贡)两个电阻甲和乙,电阻值分别为20 Ω、40 Ω,将它们串联接入电路中,则甲、乙两电阻两端的电压之比为__1∶2__;将它们并联接入电路中,通过甲、乙两电阻的电流之比为__2∶1__.
9.(2019·泰州)如图甲,定值电阻R2的阻值为40 Ω.闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电流表A1的读数为__1.5__A,电流表A2的读数为__0.3__A,电源电压为__48__V,R1的阻值为__160__Ω.
10.(2019·福建)如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象.若有6只这种灯泡串联接在电压为6 V的电源上,通过灯泡的电流为__0.2__A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6 V的电源上,总电流为1.5 A,则该电阻的阻值为__6__Ω.
11.(2018·上海)在图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为30 Ω.闭合开关S,电流表的示数为0.4 A.当S和S1都闭合时,电流表示数如图乙所示,求:
(1)电源电压U;
(2)通过电阻R1的电流I1;
(3)总电阻R的阻值.
解:(1)闭合开关S后,电路为R2的简单电路,通过电阻R2的电流:I2=0.4 A
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得,电源电压:
U=U2=I2R2=0.4 A×30 Ω=12 V
(2)当S和S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,一定大于通过R2的电流0.4 A,由图乙可知,电流表的示数为1.2 A;
由并联电路电流的规律可知,通过R1的电流:
I1=I-I2=1.2 A-0.4 A=0.8 A
(3)由欧姆定律可得总电阻R的阻值:
R===10 Ω
12.(2019·衡阳)如图所示,电源电压U=2 V不变,R=4 Ω,虚线框内所有电阻均未知.闭合开关,电流表示数为1 A.如果用一个2 Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为(B)
A.2 A B.1.5 A C.1.2 A D.0.5 A
13.(2019·唐山丰润区一模)如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器.乙图是滑动变阻器的电功率与电流关系的图象.R0的阻值是__10__Ω,滑动变阻器的最大值是__50__Ω,电源电压是__12__V.
14.(2018·咸宁)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图象.当只闭合S1、S2时,电压表示数为2 V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4 V.则电源电压U=__8__V,R2=__5__Ω.
15.(RJ教材9全P116T3变式)甲、乙两地相距30 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时,电流表的示数为0.2 A,乙地检修员后用相同的测量仪接入CD时,电流表的示数为0.3 A.则短路位置离甲地(A)
A.18 km B.15 km C.12 km D.10 km
过关训练2
1.(2019·湘西)如图所示的电路中,当滑动变阻器滑片左移时,下面说法正确的是(A)
A.电压表示数变大 B.总电流变小
C.总电阻不变 D.R2的电阻变大
2.(2019·泰州)如图,R1>R2,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表V1示数变化量的绝对值为ΔU1,电压表V2示数变化量的绝对值为ΔU2,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为ΔU3,下列说法正确的是(D)
A.V1示数变小,V2示数变大
B.V1示数变大,ΔU1<ΔU2
C.V2示数不变,ΔU1=ΔU3
D.V2示数变大,ΔU1<ΔU3
3.(多选)(2019·张家口二模)如图所示,电源电压保持不变.开关S闭合,将变阻器滑片P由中点位置向右移动的过程中,下列说法正确的是(BCD)
A.电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数不变
C.电流表A示数与电流表A1示数之差变小
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变
4.(2019·石家庄校级模拟)如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是(C)
A.电源电压是9 V
B.定值电阻R的阻值是6 Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18 Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9 V
5.(2019·青岛)如图甲是某酒精浓度检测仪的原理图.电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为酒精气体敏感电阻,它的阻值随酒精气体浓度变化曲线如图乙所示.闭合开关,驾驶员呼出的气体中酒精浓度越大,R2的阻值__越小__,电压表示数__越大__,当电压表示数达到一定值时,检测仪发出报警信号.
6.(2019·襄阳)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10 Ω,若只使R2、R3并联接入电路,则应闭合开关__S1、S2____,此时电流表的示数为I1;要使R1、R2串联,应断开开关S1、S2,此时电流表的示数为I2,则I1∶I2=__4∶1__.
7.(2018·兰州)如图甲所示,电阻R1的阻值为20 Ω,滑动变阻器R2上标有“50 Ω 2 A”的字样,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,闭合开关S,电流表的示数为0.3 A.
(1)求电源电压U;
(2)若将一只电压表并联接入该电路A和B、B和C或A和C中的某一部分电路两端,调节滑动变阻器R2的滑片P,使电压表的指针指在图乙所示的位置,请指出电压表所有可能连接的位置,并求出滑动变阻器R2对应的电阻值.
解:(1)当P移至a端时,闭合开关S,电阻R2短路,电路中只有R1一个电阻,
由I=得电源电压:U=IR1=0.3 A×20 Ω=6 V
(2)由于电源电压为6 V,所以可确定乙图中的电压表的量程为0~3 V,所以此时的电压表示数为2 V,电压表不可能接在A、C两端,
当电压表接在A、B两端时,电流表的示数:
I1===0.1 A
此时电阻R2的阻值:
R2====40 Ω
当电压表接在B、C两端时,电流表的示数:
I′1====0.2 A
此时电阻R2的阻值:R′2===10 Ω
8.(2019·福建)如图电路,电源电压恒定,R1=12 Ω,R2=6 Ω,R3是定值电阻.闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为(C)
A.0.3 A B.0.6 A
C.0.9 A D.1.2 A
9.(多选)(2019·邯郸三模)如图所示,电源电压不变,P置于中点,a为电流表或电压表.任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是(AC)
A.a是电压表
B.只闭合S1,P向右滑动,a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小
C.闭合S1、S3,断开S2,A1的示数大于A2的示数
D.闭合S1、S2、S3,P向左滑动,A1的示数减小
10.(2018·武汉)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示.R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压.若已知电源电压为12 V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是(D)
A.AB两端电压为6 V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍
11.(2019·贵港)如图所示电路,电源两端电压与灯丝电阻保持不变.先只闭合开关S2,电流表和电压表均有示数.下列说法正确的是(D)
A.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数不变,电流表示数变小
B.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数与电流表示数的比值变大
C.再闭合开关S1、S3时,电压表示数不变,电流表示数变大
D.再闭合开关S1、S3时,电压表示数与电流表示数的比值变小
12.(2019·张家口一模)如图甲所示电路中,灯泡L额定电压为6 V,滑动变阻器R上标有“40 Ω 1 A”字样,电流表量程为0~3 A.当S闭合时,移动滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻为总电阻的时,灯泡L正常发光.灯泡的I-U图象如图乙所示.求:
(1)灯泡正常发光时的电阻和电源电压;
(2)用定值电阻R0替换此灯泡,保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4 V.求R0的取值范围.
解:(1)甲中灯与R串联,电压表V测L的电压,电流表测电路中的电流,由于灯正常发光,则电压表V示数为6 V,由图乙知,灯的电流为0.6 A
由I=可得灯正常发光时的电阻:
RL===10 Ω
此时R接入电路的阻值:
R1=R=×40 Ω=10 Ω
由I=可得滑动变阻器R两端的电压:
U1=ILR1=0.6 A×10 Ω=6 V
根据串联电路的规律可知,电源电压:
U=UL+U1=6 V+6 V=12 V
(2)现用定值电阻R0替换灯泡,则R0与变阻器串联,电压表V测R0的电压,
要求移动变阻器的滑片P,使电压表V示数的最大值达到4 V,因电源电压为12 V,
根据串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压最小值8 V,根据分压原理,R0与变阻器连入电路中的电阻之比:===
①由于电流表量程为0~3 A,变阻器允许通过的最大电流为1 A,故电路中允许通过的最大电流为1 A,由欧姆定律,电路中的最小电阻:
R串小===12 Ω
根据电阻的串联规律,定值电阻最小值:
R0小=·R串小=×12 Ω=4 Ω
②当变阻器连入电路中的电阻最大为40 Ω,定值电阻有最大值,根据=可得:
R0大=R滑大=×40 Ω=20 Ω
故保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4 V,R0的取值范围为4 Ω≤R0≤20 Ω
欧姆定律的概念与应用
1.欧姆定律
(1)内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成__正比__,跟导体的电阻成__反比__.
(2)公式:I=____,变形公式为U=__IR__,R=____.
【提示】 (1)对应关系:定律中电流、电压和电阻是针对同一导体或同一段电路在同一时刻而言的.(2)因果关系:电流随电压和电阻的变化而变化,即电压、电阻是因,电流是果.所以“导体的电阻与导体中的电流成反比”这个说法是错误的.
2.串、并联电路中电流、电压、电阻的关系
类型
串联电路
并联电路
电流
I=I1=I2
I=I1+I2
电压
U=U1+U2
U=U1=U2
电阻
R=R1+R2
=+
比例分配
串联分压:U1∶U2=R1∶R2
并联分流:I1∶I2=R2∶R1
重难点 动态电路的分析和计算
类型1 滑动变阻器类
例1 (多选)如图所示,将滑动变阻器R1与定值电阻R2接入电源电压不变的电路中,闭合开关S,各表均有一定示数,将滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,下列说法正确的是(CD)
A.V1示数变大,V2示数不变
B.V1示数变大,ΔU1>ΔU2
C.V1示数变大,ΔU1和电流表示数变化量之比不变
D.V2示数变小,ΔU2和电流表示数变化量之比不变
例2上图中若电源电压为12 V,R2=2 Ω,当R1接入阻值为22 Ω时,电流表A的示数是__0.5__A.电压表V1的示数是__11__V,电压表V2的示数是__1__V.(填入表中)
当R1接入电路中的阻值分别为10 Ω,4 Ω,2 Ω时,计算I,U1,U2的值,填入下表.
R1/Ω
I/A
U1/V
U2/V
1
22
0.5
11
1
2
10
1
10
2
3
4
2
8
4
4
2
3
6
6
通过观察多组数据,同学们计算一下.
(1)电压表每次的示数变化情况ΔU1__=__ΔU2.
(2)计算下多组、的数值.
(3)通过数据描点作出坐标图象,并观察图象,由图象分析、、R1、R2之间有什么关系?
结论:__=____=__R2.(以上均填“<”“>”或“=”)
学法指导
九宫格法
上述电路的用电器包含三个部分:即定值电阻R2、滑动变阻器R1、串联的总电阻R总,每个部分的基本量有电阻R、电流I、电压U.先将不变量R2、U总填入表格,当滑动变阻器的滑片向右移动,各物理量变化情况如下表(九宫格)所示.表格中箭头代表思维顺序,横行利用欧姆定律I=及其变形式、纵列利用串联电路的规律来确定变化情况.
【变式训练1】 (2019·衡阳)如图所示,R为定值电阻,R′为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端逐渐滑动到b端,发现电压表V1的示数从2 V变化到6 V,而电压表V2的示数从4 V变化到0,则电流表的示数从0.2 A变化到__0.6__A,R=__10__Ω.
类型2 开关型
例3 (2019·阜新)如图所示电路,电源电压恒定为3 V,R2=10 Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为0.6 A,R1阻值为__5__Ω;S2闭合,S1、S3断开时,电压表示数为__2__V;S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为__0.6__A.
强化训练
1.(2019·海南)如图所示是某电子秤内部简化电路图.R0是定值电阻,Rx是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压保持不变.闭合开关,当Rx上压力增大时,随之减小的是(C)
A.通过Rx的电流 B.通过R0的电流
C.Rx两端的电压 D.R0两端的电压
=2.(2019·石家庄联考)如图所示,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻.闭合开关S,将滑片由a端向b端滑动一段距离后,电压表V1、V2示数变化的大小分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数变化的大小为ΔI.那么,下列判断正确的是(B)
A.ΔU1大于ΔU2
B.ΔU2与ΔI之比跟ΔU1与ΔI之比的差值等于R2
C.R2和R3消耗的电功率的和变化了ΔU2·ΔI
D.电压表V1示数变大,电压表V2示数变大,电流表示数变大
3.(2019·石家庄联考)如图是电阻甲和乙的U-I图象,下列小明对图象信息作出的判断中正确的是(D)
A.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B.当乙两端电压为2.5 V,其电阻值为10 Ω
C.若甲和乙并联,电压为1 V,则干路电流为0.4 A
D.将甲和乙串联,电流为0.4 A,则它们两端的电压乙和为3 V
4.(2019·齐齐哈尔)如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,电流表A1的示数__不变__.电压表V与电流表A示数的比值__变大__.(填“变大”“变小”或“不变”)
5.(2018·达州)两个分别标有“5 Ω 1 A”和“10 Ω 0.6 A”字样的定值电阻,将它们串联起来使用时总电阻为__15__Ω,电源电压最多为__9__V;若将它们并联,干路电流最大是__1.5__A.第23讲 欧姆定律的实验
实验题组训练
实验1 探究电流与电压、电阻的关系
【命题点】
1.实验原理图
2.实验器材:电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器
滑动变阻器在电路中的作用:
a.保护电路;
b.在探究电流与电压关系时,改变①__定值电阻两端的电压__;
c.在探究电流与电阻关系时,②__保持定值电阻两端电压不变__.
3.实验注意事项
(1)电流表、电压表见第21讲实验1;
(2)滑动变阻器“一上一下”串联接入电路;
(3)滑动变阻器的滑片移到⑥__阻值最大处__;
4.实验方法
控制变量法的应用:
(1)在探究电流与电压关系时,保持⑦__定值电阻的阻值__不变,通过移动滑动变阻器的滑片来改变定值电阻两端的电压;
(2)在探究电流与电阻关系时,更换阻值不同的定值电阻,通过移动滑动变阻器的滑片来保持⑧__定值电阻两端的电压不变__.
5.实验过程
(1)实物电路的连接或错误连接的判断及改正、画电路图;
(2)电路故障的判断与分析:
a.闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则故障为定值电阻短路;
b.闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则故障为定值电阻断路.
(3)滑动变阻器规格的选择(R滑max=⑨____,U定为电流最小时定值电阻两端电压);
(4)更换大阻值定值电阻后,滑片移动方向的判断(移动方向应使滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电压表的示数始终保持不变);
(5)实验中,电流随电压增大而减小的原因(将电压表并联在了滑动变阻器两端);
(6)调节滑动变阻器不能使电压表达到指定示数的原因(滑动变阻器的最大阻值过小);
(7)更换阻值不同的电阻进行实验的目的(多次测量,使结论更具普遍性).
6.表格数据处理与分析
(1)根据表格数据描绘I-U图象(或I-R图象)(先根据数据描点,然后将各点用光滑曲线连接);
(2)判断错误的数据并分析原因;
(3)根据表格数据总结实验结论.
7.图象的处理
(1)电流与电压的关系:
①应用图象计算电阻(R=);
②根据图象总结结论.
(2)电流与电阻的关系:
①根据实验图象计算电压值(U=IR);
②根据图象总结实验结论.
8.交流与反思
(1)本实验中不能用小灯泡代替定值电阻进行探究的原因(灯丝电阻随⑩__温度__变化而变化);
(2)此实验装置还能完成的实验(伏安法测电阻、测电功率).
9.实验结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成__正比__;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成__反比__.
例1如图是小明同学探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验电路.
(1)正准备闭合开关时,同组的成员小兰拦住他,说导线接错了.请你帮他检查一下电路,把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上.
解:
(2)小兰还指出为了保护电路,在闭合开关前滑片应置于最__左__端.
(3)下表是小明同学用改正后的电路测得的实验数据,这些数据中第__5__组是明显错误的,分析时需要把它剔除掉.
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.08
0.15
0.23
0.30
0.48
0.45
(4)实验表明:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成__正比__.
接着小明探究“电流与电阻关系”,电源电压为15 V且保持不变,滑动变阻器的规格是“100 Ω 1 A”;阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻各一个;电压表(0~3 V、0~15 V),电流表(0~0.6 A,0~3 A损坏).
(5)滑动变阻器在实验中的主要作用是__保持定值电阻两端电压一定__.
(6)为了保证四个电阻都能为实验所用,定值电阻两端电压的范围是__2.5~3__V__.
(7)小明通过实验,得到电流与电阻的关系是__电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比__.
(8)实验中,小明不小心将电压表并联在滑动变阻器两端,他__不能__(填“能”或“不能”)得到电流与电阻的正确关系.
实验2 伏安法测电阻
【命题点】
1.实验原理:R=
2.实验原理图
3.实验器材:电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器、小灯泡等
(1)电表的问题分析:见第21讲实验1
(2)滑动变阻器在电路中的作用:
a.保护电路;
b.改变__定值电阻或灯泡两端的电压__.
4.实验过程
(1)实物电路的连接或错误连接的判断及改正、画电路图;
(2)移动滑片,电路中的电表示数没有变化[电流表有示数但很小(很大),说明错将滑动变阻器的下面(上面)两个接线柱接入电路中];
(3)电路故障的判断与分析;
(4)多次测量的目的:
a.定值电阻:求平均值,减小误差;
b.小灯泡:分析灯丝电阻随温度变化的关系(温度升高,电阻变大).
(5)使小灯泡正常发光的操作(移动滑片使电压表示数等于小灯泡的额定电压);
(6)分析表格中的错误数据;
(7)根据数据绘制U-I图象(先描点,然后用光滑曲线连接);
(8)根据U-I图象分析小灯泡电阻与温度的关系;
(9)根据数据计算电阻(计算小灯泡正常发光时的电阻,必须选取额定电压和在额定电压下通过的电流来进行计算).
5.交流与反思
特殊方法测电阻(在缺少电流表或电压表时测电阻的方法)
(1)缺电流表:给待测电阻串联一个定值电阻,用I=得到通过Rx的电流;
(2)缺电压表:给待测电阻并联一个定值电阻,用U=I定R定得到Rx两端的电压.
例2(2019·兰州)某同学釆用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值.
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.31
0.40
电阻Rx/Ω
4.8
5.0
Rx的平均值/Ω
(1)按图甲连接电路时,应先__断开__开关,并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处.
(2)闭合开关后,发现向左移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变大、电压表的示数变小,你认为电路连接中存在的错误是__电压表并联在滑动变阻器的两端了__.
(3)排除故障后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量.在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,其示数为__0.48__A.
(4)根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为__5.0__Ω.(结果保留一位小数)
(5)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是__灯泡的电阻受温度的影响__.
【拓展训练1】 (伏阻法)在测电阻的实验操作中,某同学发现电流表已损坏,电压表完好,滑动变阻器的最大阻值为R,于是小组同学设计了如图所示的电路图也完成了实验.
请你帮助他们把以下实验步骤填写完整:
(1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1.
(2)再将__滑动变阻器的滑片移动到最右端__,读出此时电压表的示数,记为U2.
(3)则未知电阻Rx=__R__.
【拓展训练2】 (伏阻法)小明利用一个电压表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻Rx的阻值.他选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路(如图所示).小明的实验要求是:只闭合开关S和S1时,电压表测量R0两端的电压U1;只闭合开关S和S2时,电压表测量电源两端的电压U2.
(1)请你用笔画线代替导线完善实验电路(只添加一根导线).
解:
(2)请用已知物理量和测出的物理量表示出Rx的阻值,则Rx=__·R0__.
【拓展训练3】 (安阻法)小亮同学要测量一个定值电阻Ry的阻值,实验器材有:待测定值电阻Ry、电流表、滑动变阻器(20 Ω 1 A)、开关、电源(电压恒定)各一个,导线若干.利用现有器材设计如下电路图.请你帮他完成实验操作步骤,并写出求得未知电阻的阻值的表达式.
(1)将滑动变阻器的滑片滑至最左端,闭合开关,读出此时电流表的示数I1.
(2)断开开关,将__滑动变阻器的滑片滑至最右端__,闭合开关,读出此时电流表的示数I2.
(3)请用已知量和测量量表示未知电阻的阻值,则Ry=____.
【拓展训练4】 (安阻法)实验时某小组同学利用一个电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Ry的测量.如图所示是他们按照设计连接的部分实验电路.
(1)请你将下面的实验步骤补充完整,并依据实验步骤,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.(只添加一条导线)
解:
实验步骤:
①开关S1和S2都断开,将变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;
②保持滑片P位置不动,只闭合开关__S1__时,读出电流表的示数为I1;
③再闭合开关__S2__时,读出电流表的示数为I2(I2>I1).
(2)请你用I1、I2和R0表示Ry,则Ry=____.
【拓展训练5】 (2019·泰安)某同学设计了以下四种电路,其中电源两端电压不变且未知,R0是阻值已知的定值电阻.不拆改电路的情况下,下列能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是(C)
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
综合训练1
命题点1 动态电路分析
1.(多选)如图所示,R1和R2为阻值不同的定值电阻,滑片P置于变阻器中间,电源电压保持不变,下列说法正确的是(ABD)
A.只闭合S1,滑片向左滑动,电压表的示数不变
B.只闭合S2,滑片向右滑动,电压表与电流表A1示数的比值变小
C.只闭合S2和S3,且滑片置于最右端时,两电流表的示数可能相等
D.先闭合S1、S2,电路中的总电流为I1,再闭合S3并移动滑片后,电路中的总电流为I2,I1和I2可能相等
命题点2 欧姆定律相关计算
2.如图1所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10 Ω,R2=5 Ω.滑动变阻器R的规格为“30 Ω 2.5 A”.电流表A2选用0~3 A的量程,电压表选用0~15 V的量程.闭合全部开关,电流表A1的示数为1 A.求:
(1)电源电压.
(2)若将表盘如图2所示的电流表A3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,A3的指针恰好指在满偏的三分之二处,变阻器接入电路的可能值.
(3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合S.在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值.
解:(1)当开关全部闭合时,R1与R并联
则电源电压:U=I1R1=1 A×10 Ω=10 V
(2)将A3接入电路,开关全部闭合,分析题意可知,有两种连接方法
①A3串联在干路中;②A3与R串联
①当A3串联在干路中时,由于I1=1 A,则A3选用0~3 A的量程
由题意可知,干路中的电流:I=2 A
通过变阻器的电流:IP1=I-I1=2 A-1 A=1 A
此时变阻器的阻值:RP1===10 Ω
②当A3与R串联时,A3可选用0~3 A和0~0.6 A的量程
A3选用0~3 A量程时,IP2=2 A
此时变阻器的阻值:RP2===5 Ω
A3选用0~0.6 A量程时,由题意可知,IP3=0.4 A
此时变阻器的阻值:RP3===25 Ω
所以变阻器连入电路中的阻值可能是10 Ω、5 Ω或25 Ω
(3)只闭合S时,R2与R串联,由题意可知,电路中的电流Imax=2.5 A、R两端的电压URmax=15 V时,新电源电压最大
R2两端的电压:U2=ImaxR2=2.5 A×5 Ω=12.5 V
新电源电压的最大值:
Umax=URmax+U2=15 V+12.5 V=27.5 V
过关训练
1.由欧姆定律公式I=变形得R=,结合所学电学知识,判断下列说法正确的是(D)
A.导体的电阻跟通过导体的电流成反比
B.如果导体被拉长,则其电阻将变小
C.如果通过导体的电流变小,导体的电阻将变大
D.导体两端电压增大时,电流也增大,但其比值不变
2.(2019·青海)在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用实验数据作出了如图所示的图象.根据图象,下列说法正确的是(B)
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
C.当导体甲两端的电压为2 V时,通过导体甲的电流为0.2 A
D.将两导体并联后接在3 V的电源上时,干路中的电流为0.6 A
3.(2019·毕节)已知 R2<R1,按图中的四种不同接法,接到同一电源两极间,则电路中电流最大的是(D)
A B C D
4.(2019·长春)如图所示,电源两端的电压恒定.闭合开关S1,小灯泡发光,再闭合开关S2,则(C)
A.小灯泡变亮 B.电流表示数变小
C.电压表示数不变 D.电路的总电阻变大
5.(2019·邵阳)一盏调光台灯,其原理如图所示,闭合开关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(C)
A.变大、变大 B.变大、变小
C.变小、变小 D.变小、变大
6.(2018·临沂)如图所示的电路中,电流表A1的示数为0.5 A,A2的示数为0.3 A,电阻R2的阻值为10 Ω.下列说法正确的是(C)
A.通过电阻R1的电流为0.5 A
B.电源电压为5 V
C.电阻R1的阻值为15 Ω
D.若断开开关S2,电流表A1示数变大
7.(2019·保定定兴县一模)一定值电阻两端的电压从2 V增加到2.8 V,通过该电阻的电流增加了0.2 A,该电阻的阻值是(A)
A.4 Ω B.8 Ω
C.20 Ω D.无法确定
8.(2018·自贡)两个电阻甲和乙,电阻值分别为20 Ω、40 Ω,将它们串联接入电路中,则甲、乙两电阻两端的电压之比为__1∶2__;将它们并联接入电路中,通过甲、乙两电阻的电流之比为__2∶1__.
9.(2019·泰州)如图甲,定值电阻R2的阻值为40 Ω.闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电流表A1的读数为__1.5__A,电流表A2的读数为__0.3__A,电源电压为__48__V,R1的阻值为__160__Ω.
10.(2019·福建)如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象.若有6只这种灯泡串联接在电压为6 V的电源上,通过灯泡的电流为__0.2__A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6 V的电源上,总电流为1.5 A,则该电阻的阻值为__6__Ω.
11.(2018·上海)在图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为30 Ω.闭合开关S,电流表的示数为0.4 A.当S和S1都闭合时,电流表示数如图乙所示,求:
(1)电源电压U;
(2)通过电阻R1的电流I1;
(3)总电阻R的阻值.
解:(1)闭合开关S后,电路为R2的简单电路,通过电阻R2的电流:I2=0.4 A
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得,电源电压:
U=U2=I2R2=0.4 A×30 Ω=12 V
(2)当S和S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,一定大于通过R2的电流0.4 A,由图乙可知,电流表的示数为1.2 A;
由并联电路电流的规律可知,通过R1的电流:
I1=I-I2=1.2 A-0.4 A=0.8 A
(3)由欧姆定律可得总电阻R的阻值:
R===10 Ω
12.(2019·衡阳)如图所示,电源电压U=2 V不变,R=4 Ω,虚线框内所有电阻均未知.闭合开关,电流表示数为1 A.如果用一个2 Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为(B)
A.2 A B.1.5 A C.1.2 A D.0.5 A
13.(2019·唐山丰润区一模)如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器.乙图是滑动变阻器的电功率与电流关系的图象.R0的阻值是__10__Ω,滑动变阻器的最大值是__50__Ω,电源电压是__12__V.
14.(2018·咸宁)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图象.当只闭合S1、S2时,电压表示数为2 V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4 V.则电源电压U=__8__V,R2=__5__Ω.
15.(RJ教材9全P116T3变式)甲、乙两地相距30 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时,电流表的示数为0.2 A,乙地检修员后用相同的测量仪接入CD时,电流表的示数为0.3 A.则短路位置离甲地(A)
A.18 km B.15 km C.12 km D.10 km
过关训练2
1.(2019·湘西)如图所示的电路中,当滑动变阻器滑片左移时,下面说法正确的是(A)
A.电压表示数变大 B.总电流变小
C.总电阻不变 D.R2的电阻变大
2.(2019·泰州)如图,R1>R2,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表V1示数变化量的绝对值为ΔU1,电压表V2示数变化量的绝对值为ΔU2,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为ΔU3,下列说法正确的是(D)
A.V1示数变小,V2示数变大
B.V1示数变大,ΔU1<ΔU2
C.V2示数不变,ΔU1=ΔU3
D.V2示数变大,ΔU1<ΔU3
3.(多选)(2019·张家口二模)如图所示,电源电压保持不变.开关S闭合,将变阻器滑片P由中点位置向右移动的过程中,下列说法正确的是(BCD)
A.电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数不变
C.电流表A示数与电流表A1示数之差变小
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变
4.(2019·石家庄校级模拟)如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是(C)
A.电源电压是9 V
B.定值电阻R的阻值是6 Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18 Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9 V
5.(2019·青岛)如图甲是某酒精浓度检测仪的原理图.电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为酒精气体敏感电阻,它的阻值随酒精气体浓度变化曲线如图乙所示.闭合开关,驾驶员呼出的气体中酒精浓度越大,R2的阻值__越小__,电压表示数__越大__,当电压表示数达到一定值时,检测仪发出报警信号.
6.(2019·襄阳)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10 Ω,若只使R2、R3并联接入电路,则应闭合开关__S1、S2____,此时电流表的示数为I1;要使R1、R2串联,应断开开关S1、S2,此时电流表的示数为I2,则I1∶I2=__4∶1__.
7.(2018·兰州)如图甲所示,电阻R1的阻值为20 Ω,滑动变阻器R2上标有“50 Ω 2 A”的字样,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,闭合开关S,电流表的示数为0.3 A.
(1)求电源电压U;
(2)若将一只电压表并联接入该电路A和B、B和C或A和C中的某一部分电路两端,调节滑动变阻器R2的滑片P,使电压表的指针指在图乙所示的位置,请指出电压表所有可能连接的位置,并求出滑动变阻器R2对应的电阻值.
解:(1)当P移至a端时,闭合开关S,电阻R2短路,电路中只有R1一个电阻,
由I=得电源电压:U=IR1=0.3 A×20 Ω=6 V
(2)由于电源电压为6 V,所以可确定乙图中的电压表的量程为0~3 V,所以此时的电压表示数为2 V,电压表不可能接在A、C两端,
当电压表接在A、B两端时,电流表的示数:
I1===0.1 A
此时电阻R2的阻值:
R2====40 Ω
当电压表接在B、C两端时,电流表的示数:
I′1====0.2 A
此时电阻R2的阻值:R′2===10 Ω
8.(2019·福建)如图电路,电源电压恒定,R1=12 Ω,R2=6 Ω,R3是定值电阻.闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为(C)
A.0.3 A B.0.6 A
C.0.9 A D.1.2 A
9.(多选)(2019·邯郸三模)如图所示,电源电压不变,P置于中点,a为电流表或电压表.任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是(AC)
A.a是电压表
B.只闭合S1,P向右滑动,a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小
C.闭合S1、S3,断开S2,A1的示数大于A2的示数
D.闭合S1、S2、S3,P向左滑动,A1的示数减小
10.(2018·武汉)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示.R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压.若已知电源电压为12 V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是(D)
A.AB两端电压为6 V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍
11.(2019·贵港)如图所示电路,电源两端电压与灯丝电阻保持不变.先只闭合开关S2,电流表和电压表均有示数.下列说法正确的是(D)
A.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数不变,电流表示数变小
B.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数与电流表示数的比值变大
C.再闭合开关S1、S3时,电压表示数不变,电流表示数变大
D.再闭合开关S1、S3时,电压表示数与电流表示数的比值变小
12.(2019·张家口一模)如图甲所示电路中,灯泡L额定电压为6 V,滑动变阻器R上标有“40 Ω 1 A”字样,电流表量程为0~3 A.当S闭合时,移动滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻为总电阻的时,灯泡L正常发光.灯泡的I-U图象如图乙所示.求:
(1)灯泡正常发光时的电阻和电源电压;
(2)用定值电阻R0替换此灯泡,保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4 V.求R0的取值范围.
解:(1)甲中灯与R串联,电压表V测L的电压,电流表测电路中的电流,由于灯正常发光,则电压表V示数为6 V,由图乙知,灯的电流为0.6 A
由I=可得灯正常发光时的电阻:
RL===10 Ω
此时R接入电路的阻值:
R1=R=×40 Ω=10 Ω
由I=可得滑动变阻器R两端的电压:
U1=ILR1=0.6 A×10 Ω=6 V
根据串联电路的规律可知,电源电压:
U=UL+U1=6 V+6 V=12 V
(2)现用定值电阻R0替换灯泡,则R0与变阻器串联,电压表V测R0的电压,
要求移动变阻器的滑片P,使电压表V示数的最大值达到4 V,因电源电压为12 V,
根据串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压最小值8 V,根据分压原理,R0与变阻器连入电路中的电阻之比:===
①由于电流表量程为0~3 A,变阻器允许通过的最大电流为1 A,故电路中允许通过的最大电流为1 A,由欧姆定律,电路中的最小电阻:
R串小===12 Ω
根据电阻的串联规律,定值电阻最小值:
R0小=·R串小=×12 Ω=4 Ω
②当变阻器连入电路中的电阻最大为40 Ω,定值电阻有最大值,根据=可得:
R0大=R滑大=×40 Ω=20 Ω
故保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4 V,R0的取值范围为4 Ω≤R0≤20 Ω
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