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备战2021中考物理章节专题训练——专题十七:欧姆定律
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备战2021中考物理章节专题训练——专题十七:欧姆定律
【专题一:探究电流与电压、电阻的关系】
【例1】小明在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中(如图所示),
(1)连接电路时,开关应 _____,请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整____.
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 ____ (选填“A”或“B”)端,可以起到 _______ 的作用.
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,故障的原因可能是(写出两种):
① ________; ② _________ .
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如表1所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为____A,所用电阻R的阻值是 ____Ω,根据表1的数据,可得出结论: _________.
(5)小明继续探究电流与电阻的关系,将电阻R先后更换为 5 Ω和15 Ω的电阻进行实验,得到数据如表2所示,通过分析表2的数据可知,小明在操作过程中存在的错误是:__________.
【针对练习】
1.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”.实验开始时,滑动变阻器的作用是__________.在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持________不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是___________.
2.在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,
(1)根据实验要求,在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图(其中部分电路已画出);
(2)根据所画的电路图,用笔画线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合实验要求的电路.要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小(其中部分导线已连好).
【专题二:欧姆定律】
【例2】电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度.其原理是:光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃透明度上升.若电源电压不变,R0是定值电阻,如图所示电路图中符合要求的是( )
【针对练习】
1.由欧姆定律公式可知( )
A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
2.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R的滑片P向左移动,在此过程中( )
A. 电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
B. 电流表A示数变小,电压表V1示数不变
C. 电流表A示数不变,灯泡L亮度变亮
D. 电压表V1示数不变,灯泡L亮度变暗
【专题三:电阻的测量】
【例3】在测量“小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,选用电压恒为6V的电源,额定电压“3.8V”的小灯泡.如图甲中是未连接完整的实验电路.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整_______.(要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时小灯泡变暗,连线不能交叉)
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为____V时,小灯泡正常发光.此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡正常发光的电阻是____Ω.
(3)若实验时,上述电路中仅电压表 上标有“15V”的接线柱已损坏,且暂无条件修复.在不更换器材的情况下为了能继续完成实验,你的方法是:________.
【针对练习】
1.小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,图乙是小明未完成连接的实验电路.
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接________.
(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是___________A,小灯泡的阻值是____________Ω(小数点后保留一位);
(3)当电压值改变的时候,小灯泡的阻值____________(选填“变化”或“不变”);
(4)小明又想测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式.
实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路____________
B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1
C._________________________________
表达式:Rx =___________________(用已知和测量的物理量的符号表示)
2.小明同学要测量某未知电阻的阻值(整个实验过程电源电压保持不变).
(1)在接通电路前,小明应将滑片P移至_____端.(选填“左”或“右”)
(2)电流表和电压表的示数如图乙所示,则R0=_____Ω.
(3)小明想用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值,但发现电流表已经损坏,小华帮他设计了另一个实验方案:利用图丙所示的电路,先闭合开关S和S1,记下电压表的示数为U1,再断开开关S1,记下电压表的示数为U2,则Rx=_____(表达式用测得的量与已知量表示).
【专题四:欧姆定律的应用】
【例4】如图所示,R1是0~20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表示数为6V,电流表A1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5A,求:
⑴R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻?
⑵电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少要多大?
【针对练习】
1.在如图所示的电路中,电源两端的电压为6 V且保持不变,电阻R1=4 Ω.当开关S闭合后,电压表示数为4 V.
求:(1)电流表的示数.(2)电阻R2的阻值.
2.如图甲,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V0.5A”字样,R为滑动变阻器.当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.8A.灯泡的电流与两端电压的关系如图乙.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器R的最大电阻值;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电压表示数为4.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
【达标测练】
1.李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法中错误的是
A. 当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A
B. 将甲、乙两导体并联到电压为2V电源上时,干路中的电流为0.6A
C. 导体甲的电阻小于导体乙的电阻
D. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
2.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C. 通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
D. 导体两端的电压为零时,电阻值也为零
3.下列电路中,电源电压保持不变,当变阻器滑片向右移动时,电表示数变大的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0,设计了下面四个测量未知电阻RX阻值的电路,其中不可行的是
A. B.
C. D.
5. 一个滑动变阻器标有“1.5A 50Ω”的字样,当它与一个阻值为30Ω的电阻串联接入电路时,整个电路总电阻的变化范围为( )
A. 30﹣80Ω B. 0﹣80Ω C. 0﹣50Ω D. 0﹣30Ω
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
7.小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω为后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是
A. 保持变阻器滑片不动
B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动
D. 适当增加电池的节数
8.两电阻的阻值分别为2Ω 和3Ω,它们串联后的总电阻为
A. 2Ω B. lΩ C. 3Ω D. 5Ω
9.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为___Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为____;实验过程中,小明控制导体两端的电压为____V.
10.如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为6V,电流表A的示数为1A,若将R2与R3互换位置后,发现三表示数均不变,则电源电压为_____V,电阻R2的阻值是_____Ω.
11.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2:5,此时灯L1、L2的电阻之比是_____,电流之比是_____.
12.小明在探究甲、乙两个电阻的电流与电压的关系时,得到了如图所示的图象.由图象可知,甲、乙两个电阻的大小关系是R甲_____R乙(选填“大于”、“小于”或“等于”),当甲、乙两个电阻并联时的总电阻是_____Ω.
13.如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系.
(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是_____联.
(2)连接电路前,开关应处于______状态.
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为_____A.
(4)经过3次测量,得到表格中的实验数据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题:___________________________________________________.
14.在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示.
(1)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移动到_____(选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置后,若两电表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为_____ V,电流表的示数为_____ A,待测电阻R的阻值为_____Ω.
备战2021中考物理章节专题训练——专题十七:欧姆定律参考答案
【专题一:探究电流与电压、电阻的关系】
【例1】小明在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中(如图所示),
(1)连接电路时,开关应 _____,请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整____.
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 ____ (选填“A”或“B”)端,可以起到 _______ 的作用.
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,故障的原因可能是(写出两种):
① ________; ② _________ .
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如表1所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为____A,所用电阻R的阻值是 ____Ω,根据表1的数据,可得出结论: _________.
(5)小明继续探究电流与电阻的关系,将电阻R先后更换为 5 Ω和15 Ω的电阻进行实验,得到数据如表2所示,通过分析表2的数据可知,小明在操作过程中存在的错误是:__________.
【答案】 (1). 断开 (2). (3). B (4). 保护电路 (5). 电阻R断路 (6). 电流表短路 (7). 0.10 (8). 10 (9). 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (10). 没有移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变
【解析】
(1)连接电路前,开关必须断开,避免在连接的过程因错误连接造成短路;根据电路图连接实物电路图,滑动变阻器接一上一下串联接入电路,电路图如下图所示:
(2)连接电路前,滑动变阻器滑片要位于最大阻值处,应位于B,起到保护电路的作用;
(3)电流表没有示数而电压表有示数,可能是电流表本身的原因,则故可能的原因为:①电流表短路;
②也可能电阻R开路,导致电压表串联在电路中,即电压表接在电源两端,电压表示数等于电源电压;
(4)由图丙所示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.10A;由表中数据知,在电阻不变时,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍,可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(5)探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变,更换电阻,电阻阻值变化,电阻两端电压变化,如果不调节滑动变阻器,不能控制电阻两端电压不变,因此不能得出电流与电阻成反比的结论;故操作错误为:没有移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变.
故答案为(1). 断开 (2). (3). B (4). 保护电路 (5). 电阻R断路 (6). 电流表短路 (7). 0.10 (8). 10 (9). 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (10). 没有移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变
【针对练习】
1.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”.实验开始时,滑动变阻器的作用是__________.在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持________不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是___________.
【答案】 (1). 保护电路 (2). 电阻 (3). 改变定值电阻两端的电压
【解析】
实验开始时,滑动变阻器在该实验中的作用是:保护电路;
探究导体中的电流与导体两端电压的关系时,应保持电阻阻值不变,改变电阻两端电压与通过电阻的电流,改变电阻两端电压;
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应改变电阻两端电压与通过电阻的电流,测出多组实验数据,进行多次测量求平均值,减小实验误差,在该实验中滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压和电路电流,从而达到多次测量的目的.
2.在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,
(1)根据实验要求,在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图(其中部分电路已画出);
(2)根据所画的电路图,用笔画线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合实验要求的电路.要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小(其中部分导线已连好).
【答案】
【专题二:欧姆定律】
【例2】电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度.其原理是:光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃透明度上升.若电源电压不变,R0是定值电阻,如图所示电路图中符合要求的是( )
【答案】A
【解析】
AB.电路图,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接,根据串联电路的分压原理知:阻值变小,分得的电压也变小,而光敏电阻Rx的阻值随光照的增强会变小,所以在光照增强时,电路中的光敏电阻Rx两端的电压变小,定值电阻R0两端的电压变大;而光照增强时,应使玻璃透明度下降;玻璃透明度在玻璃两端的电压降低时会下降;所以玻璃应与两端电压变小的电阻并联,即玻璃应与光敏电阻Rx并联;所以A选项符合要求;
CD.玻璃与电源并联,它两端的电压不变,不符合题干的要求.
【针对练习】
1.由欧姆定律公式可知( )
A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
【答案】D
【解析】A项电压是形成电流的原因,不会随电流的变化而变化.此选项错误;B项导体两端的电压为零时,电流为零,但导体电阻不为零.此选项错误;C项导体中的电流越大,说明两端电压越大,但电阻不变.此选项错误;D项在物理学中,导体的电阻等于两端的电压与通过的电流的比值.此选项正确.
2.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R的滑片P向左移动,在此过程中( )
A. 电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
B. 电流表A示数变小,电压表V1示数不变
C. 电流表A示数不变,灯泡L亮度变亮
D. 电压表V1示数不变,灯泡L亮度变暗
【答案】A
【解析】
电路中灯泡和滑动变阻器串联,将滑动变阻器R的滑片P向左移动过程中,电阻变大,电流变小,电压表V1测量灯泡两端电压,示数变小,电压表V2测量滑动变阻器两端电压,示数变大
本题考查的是滑动变阻器对电路中电流、电压的调节情况.分析问题的关键是判断滑动变阻器在电路中的接法以及电压表和电流表测得的是谁的电压和电流.
【专题三:电阻的测量】
【例3】在测量“小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,选用电压恒为6V的电源,额定电压“3.8V”的小灯泡.如图甲中是未连接完整的实验电路.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整_______.(要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时小灯泡变暗,连线不能交叉)
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为____V时,小灯泡正常发光.此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡正常发光的电阻是____Ω.
(3)若实验时,上述电路中仅电压表 上标有“15V”的接线柱已损坏,且暂无条件修复.在不更换器材的情况下为了能继续完成实验,你的方法是:________.
【答案】 (1). (2). 3.8 (3). 10 (4). 用电压表0~3V量程并联在滑动变阻器两端.
【解析】
(1)滑片向A端移动时灯泡变暗,说明滑动变阻器接入电路的阻值增大,所以是把B端接线柱接入电路了;
(2)由于小灯泡的额定电压是3.8V,所以当电压表示数为3.8V时,小灯泡正常发光,图示电流表的示数为0.38A,则灯丝电阻为:;
(3)标有“15V”的接线柱损坏,只能用0—3V量程,但小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表不能接在小灯泡两端,灯正常发光时,滑动变阻器分得的电压为:,所以可以把电压表并联在滑动变阻器两端,当其示数为2.2V时,灯泡是正常发光的.
【针对练习】
1.小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,图乙是小明未完成连接的实验电路.
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接________.
(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是___________A,小灯泡的阻值是____________Ω(小数点后保留一位);
(3)当电压值改变的时候,小灯泡的阻值____________(选填“变化”或“不变”);
(4)小明又想测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式.
实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路____________
B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1
C._________________________________
表达式:Rx =___________________(用已知和测量的物理量的符号表示)
【答案】(1)见下图;(2)0.3;8.3;(3)变化;(4)断开S1时,闭合S2,记录电流表的示数为I2;
【解析】
(1)电压表与灯泡并联,由于电源电压为3V,灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表可选择0~3V量程;
由电路图中,滑动变阻器应再连接下面左边的接线柱,如图所示:
(2)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;
R=≈8.3Ω;
(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大,当电压值改变的时候,灯丝的温度变化,则小灯泡的阻值变化;
(4)根据B可测出电源电压,U=I1R0,再测出待测电阻的电流便可求出其电阻的阻值,所以应断开S1时,闭合S2,记录电流表的示数为I2.
则Rx==
2.小明同学要测量某未知电阻的阻值(整个实验过程电源电压保持不变).
(1)在接通电路前,小明应将滑片P移至_____端.(选填“左”或“右”)
(2)电流表和电压表的示数如图乙所示,则R0=_____Ω.
(3)小明想用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值,但发现电流表已经损坏,小华帮他设计了另一个实验方案:利用图丙所示的电路,先闭合开关S和S1,记下电压表的示数为U1,再断开开关S1,记下电压表的示数为U2,则Rx=_____(表达式用测得的量与已知量表示).
【答案】 (1). 右 (2). 6 (3). R0
【解析】
(1)闭合开关前滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,由图可知应该在最右端;
(2)由图乙所示可知,电流表量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,电压表量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,则电阻的阻值:R0= ==6Ω; (3)由图丙所示电路可知两电阻串联,先闭合开关S、S1,记下电压表的示数U1,此时电压表测电源电压;再断开S1, ,记下电压表示数U2(电压表测R0的电压),根据串联电路的电流规律得:
待测电阻阻值:Rx=R0
【专题四:欧姆定律的应用】
【例4】如图所示,R1是0~20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表示数为6V,电流表A1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5A,求:
⑴R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻?
⑵电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少要多大?
【答案】⑴R2=12Ω,R1=6Ω⑵2.4Ω
【解析】
解:由电路图可知,电阻R2与滑动变阻器的R1并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流.
(1)由于并联电路中各支路两端的电压相等,则根据欧姆定律可得:
R2===12Ω,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知:
通过变阻器R1的电流I1="I" I2="1.5A" 0.5A=1A,
由欧姆定律得变阻器R1接入电路的电阻:
R1===6Ω;
(2)由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,则移动滑片时,通过R2的电流不变,即I2=0.5A,
当电流表A1的示数为3A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时通过变阻器R1的电流:
I1max=ImaxI2="3A" 0.5A=2.5A,
由欧姆定律得滑动变阻器接入电路电阻的最小值:
R1min===2.4Ω.
故答案为12;6;2.4.
【针对练习】
1.在如图所示的电路中,电源两端的电压为6 V且保持不变,电阻R1=4 Ω.当开关S闭合后,电压表示数为4 V.
求:(1)电流表的示数.(2)电阻R2的阻值.
【答案】解:(1)由串联电路特点知,电阻R1两端的电压U1=U-U2=6 V-4 V=2 V;
由欧姆定律得,电流表的示数I===0.5 A;
(2)由欧姆定律得,电阻R2阻值R2===8 Ω;
答:(1)电流表的示数是0.5A.
(2)电阻R2的阻值是8 Ω.
【解析】(1)由电路图知电阻R1与R2串联,电压表测电阻R2两端的电压,根据串联电路的特点求出电阻两端R1的电压,然后由欧姆定律求出电路电流;
(2)已知电阻R2两端的电压、流过电阻的电流,由欧姆定律可求出电阻R2的阻值.
2.如图甲,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V0.5A”字样,R为滑动变阻器.当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.8A.灯泡的电流与两端电压的关系如图乙.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器R的最大电阻值;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电压表示数为4.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
【答案】(1)12Ω;(2)20Ω;(3)15Ω.
【解析】
(1)小灯泡正常发光时的电阻RL==12Ω
(2)当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡与R并联,R连入的电阻最大,灯泡L正常发光,所以电源电压U=6V,电流表测干路电流.根据并联电路的电流规律可得,通过R的电流IR=0.8A-0.5A=0.3A,滑动变阻器R的最大电阻值R=(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,灯泡与R串联,电压表示数为4.5V,根据串联电路的电压规律可知:灯泡两端的电压UL=6V-4.5V=1.5V,由乙图可知此时电路中的电流是0.3A,所以滑动变阻器接入电路的阻值R滑==15Ω.
【达标测练】
1.李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法中错误的是
A. 当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A
B. 将甲、乙两导体并联到电压为2V电源上时,干路中的电流为0.6A
C. 导体甲的电阻小于导体乙的电阻
D. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
【答案】D
【解析】
A.由乙图象可知,当U=1V时,I=0.1A,故A正确、不符合题意;
B.当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,U甲=U乙=2V,由图知I甲=0.4A,I乙=0.2A,I=0.6A,故B正确、不符合题意;
C.加同样电压时(2V),I甲=0.4A,I乙=0.2A,I甲>I乙,所以R甲<R乙,故C正确、不符合题意;
D.电阻的大小与两端的电压无关,所以导体两端的电压为零时电阻的阻值不变,故D不正确、符合题意.
2.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C. 通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
D. 导体两端的电压为零时,电阻值也为零
【答案】C
【解析】
电阻是导体本身的一种性质,不随电压与电流的变化而变化,故ABD都不符合题意;欧姆定律的内容为:通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,故C符合题意.
3.下列电路中,电源电压保持不变,当变阻器滑片向右移动时,电表示数变大的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
A.滑动变阻器与定值电阻并联,电流表测量定值电阻的电流,由于并联电路各支路互不影响,所以滑片P向右移动时,电流表示数不变,故A不符合题意;
B.滑动变阻器与定值电阻并联,电流表测量干路的电流,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,电流变小,干路电流也变小,即电流表示数变小,故B不符合题意;
C.滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,电流变小,根据,定值电阻两端的电压变小,故C不符合题意;
D.滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器的电压,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,电流变小,根据,定值电阻两端的电压变小,故滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大,故D符合题意;
4.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0,设计了下面四个测量未知电阻RX阻值的电路,其中不可行的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
在A图中,Rx和定值电阻R0串联,电压表U1 测量定值电阻两端的电压,电压表U2 测量Rx 两端的电压Ux ,由知道,可以先计算出通过定值电阻的电流,然后根据串联电路电流处处相等知道,根据求出电阻Rx,故A可行;
B图中,Rx和定值电阻R0并联,电流表A1 测量定值电阻的电流,电流表A2 测量Rx的电流,由先计算出定值电阻两端的电压,然后根据并联电路各支路电压相等知道,,由求出电阻Rx,故B可行;
C图中,Rx和定值电阻R0串联,电流表测量串联电路的电流,由于不能直接或间接测量Rx两端的电压,所以不能求出Rx电阻,故C不可行,符合题意;
D图中,当开关S和S1 都闭合时,电压表测量电源电压;当开关S闭合S1 断开时,电压表直接测量Rx两端的电压,由串联电路总电压等于各串联导体电压之和知道,可以先求出定值电阻两端的电压,然后根据,求出通过定值电阻的电流,又因为串联电路电流处处相等,所以,,最后根据求出电阻,故D可行,综上所述,故选C.
5. 一个滑动变阻器标有“1.5A 50Ω”的字样,当它与一个阻值为30Ω的电阻串联接入电路时,整个电路总电阻的变化范围为( )
A. 30﹣80Ω B. 0﹣80Ω C. 0﹣50Ω D. 0﹣30Ω
【答案】A
【解析】
滑动变阻器上标有“50Ω,1.5A”,表示这个滑动变阻器的阻值变化范围是0~50Ω;由于与一个阻值为30Ω电阻串联,由串联电阻总电阻等于各串联电阻的和可得整个电路中总电阻的变化范围为30Ω﹣80Ω.对照各选项,A选项符合题意.
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】
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,由可得,两电阻两端的电压之比:
,
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:
故选C.
7.小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω为后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是
A. 保持变阻器滑片不动
B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动
D. 适当增加电池的节数
【答案】B
【解析】
将10Ω的定值电阻换成5Ω的定值电阻后,整个电路的电阻值减小,利用公式I=可知,电路中的电流增大,此时滑动变阻器两端的电压增大,定值电阻两端的电压减小,要使电阻两端的电压不变,即应增大定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可知应增大电路中的电流,减小滑动变阻器接入电路中的电阻,故将变阻器滑片适当向左移动,使电压表的示数不变.
故选B.
8.两电阻的阻值分别为2Ω 和3Ω,它们串联后的总电阻为
A. 2Ω B. lΩ C. 3Ω D. 5Ω
【答案】D
【解析】
因为两电阻串联,所以串联电路的总电阻为R=R1+R2=2Ω+3Ω=5Ω.
9.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为___Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为____;实验过程中,小明控制导体两端的电压为____V.
【答案】 (1). 10 (2). 2∶1 (3). 2
【解析】
由图像可知,当电流为0.2A时,所对应的电阻的倒数为0.1,所以此时导体的电阻为10Ω;同理,当电流分别为0.25A和0.5A时,可分别求出电阻分别为8Ω和4Ω,所以电阻之比为2:1;导体两端的电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V.
10.如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为6V,电流表A的示数为1A,若将R2与R3互换位置后,发现三表示数均不变,则电源电压为_____V,电阻R2的阻值是_____Ω.
【答案】 (1). 7 (2). 3
【解析】
由电路图可知,三电阻串联,电压表V1测R1和R2两端的电压之和,V2测R2和R3两端的电压之和,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得:
R1+ R2===4Ω, R2+ R3===6Ω
将R2和R3对换位置后,电流表、电压表示数均不变,
则R2= R3, R2= R3=3Ω, R1=1Ω,
电源的电压:
U=IR=I(R1+ R2+ R3)=1A×(1Ω+3Ω+3Ω)=7V.
故答案为7;3.
11.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2:5,此时灯L1、L2的电阻之比是_____,电流之比是_____.
【答案】 (1). 3:2 (2). 1:1
【解析】
因此甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,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,通过两灯泡的电流之比为1:1,
由可得,两灯泡的电阻之比:
.
12.小明在探究甲、乙两个电阻的电流与电压的关系时,得到了如图所示的图象.由图象可知,甲、乙两个电阻的大小关系是R甲_____R乙(选填“大于”、“小于”或“等于”),当甲、乙两个电阻并联时的总电阻是_____Ω.
【答案】 (1). > (2). 5
【解析】
由I-U图线知:U甲=4V,I甲=0.2A,U乙=4V,I乙=0.6A
R甲===20Ω
R乙===6.67Ω
R甲>R乙
电阻并联,并联后的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和.
所以=+代入数据解得R并=5Ω
13.如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系.
(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是_____联.
(2)连接电路前,开关应处于______状态.
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为_____A.
(4)经过3次测量,得到表格中的实验数据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题:___________________________________________________.
【答案】(1). 串 (2). 断开 (3). 0.5 (4). 小华每次改变电阻的阻值后,没有移动滑动变阻器滑片保持电阻两端的电压保持不变
【解析】
(1)由图甲可知,电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是串联;(2)为了保护电路,连接电路中开关处于断开状态;(3)电流表量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A;(4)探究通过导体的电流与电阻的关系时应控制电阻两端电压不变,由表格中的信息可知,电阻两端的电压是变化的.
14.在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示.
(1)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移动到_____(选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置后,若两电表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为_____ V,电流表的示数为_____ A,待测电阻R的阻值为_____Ω.
【答案】 (1). b (2). 1.5 (3). 0.5 (4). 3
【解析】
(1)为了保护电路的安全,滑动变阻器接入时,滑片应在阻值最大的位置,即图中b端.
(2)电压表所选量程为0-3 V,分度值为0.1 V,所以示数为1.5 V.
电流表所选量程为0-0.6 A,分度值为0.02 A,所以示数为0.5 A.
待测电阻R的阻值:
.
【专题一:探究电流与电压、电阻的关系】
【例1】小明在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中(如图所示),
(1)连接电路时,开关应 _____,请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整____.
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 ____ (选填“A”或“B”)端,可以起到 _______ 的作用.
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,故障的原因可能是(写出两种):
① ________; ② _________ .
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如表1所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为____A,所用电阻R的阻值是 ____Ω,根据表1的数据,可得出结论: _________.
(5)小明继续探究电流与电阻的关系,将电阻R先后更换为 5 Ω和15 Ω的电阻进行实验,得到数据如表2所示,通过分析表2的数据可知,小明在操作过程中存在的错误是:__________.
【针对练习】
1.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”.实验开始时,滑动变阻器的作用是__________.在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持________不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是___________.
2.在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,
(1)根据实验要求,在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图(其中部分电路已画出);
(2)根据所画的电路图,用笔画线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合实验要求的电路.要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小(其中部分导线已连好).
【专题二:欧姆定律】
【例2】电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度.其原理是:光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃透明度上升.若电源电压不变,R0是定值电阻,如图所示电路图中符合要求的是( )
【针对练习】
1.由欧姆定律公式可知( )
A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
2.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R的滑片P向左移动,在此过程中( )
A. 电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
B. 电流表A示数变小,电压表V1示数不变
C. 电流表A示数不变,灯泡L亮度变亮
D. 电压表V1示数不变,灯泡L亮度变暗
【专题三:电阻的测量】
【例3】在测量“小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,选用电压恒为6V的电源,额定电压“3.8V”的小灯泡.如图甲中是未连接完整的实验电路.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整_______.(要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时小灯泡变暗,连线不能交叉)
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为____V时,小灯泡正常发光.此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡正常发光的电阻是____Ω.
(3)若实验时,上述电路中仅电压表 上标有“15V”的接线柱已损坏,且暂无条件修复.在不更换器材的情况下为了能继续完成实验,你的方法是:________.
【针对练习】
1.小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,图乙是小明未完成连接的实验电路.
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接________.
(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是___________A,小灯泡的阻值是____________Ω(小数点后保留一位);
(3)当电压值改变的时候,小灯泡的阻值____________(选填“变化”或“不变”);
(4)小明又想测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式.
实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路____________
B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1
C._________________________________
表达式:Rx =___________________(用已知和测量的物理量的符号表示)
2.小明同学要测量某未知电阻的阻值(整个实验过程电源电压保持不变).
(1)在接通电路前,小明应将滑片P移至_____端.(选填“左”或“右”)
(2)电流表和电压表的示数如图乙所示,则R0=_____Ω.
(3)小明想用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值,但发现电流表已经损坏,小华帮他设计了另一个实验方案:利用图丙所示的电路,先闭合开关S和S1,记下电压表的示数为U1,再断开开关S1,记下电压表的示数为U2,则Rx=_____(表达式用测得的量与已知量表示).
【专题四:欧姆定律的应用】
【例4】如图所示,R1是0~20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表示数为6V,电流表A1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5A,求:
⑴R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻?
⑵电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少要多大?
【针对练习】
1.在如图所示的电路中,电源两端的电压为6 V且保持不变,电阻R1=4 Ω.当开关S闭合后,电压表示数为4 V.
求:(1)电流表的示数.(2)电阻R2的阻值.
2.如图甲,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V0.5A”字样,R为滑动变阻器.当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.8A.灯泡的电流与两端电压的关系如图乙.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器R的最大电阻值;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电压表示数为4.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
【达标测练】
1.李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法中错误的是
A. 当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A
B. 将甲、乙两导体并联到电压为2V电源上时,干路中的电流为0.6A
C. 导体甲的电阻小于导体乙的电阻
D. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
2.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C. 通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
D. 导体两端的电压为零时,电阻值也为零
3.下列电路中,电源电压保持不变,当变阻器滑片向右移动时,电表示数变大的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0,设计了下面四个测量未知电阻RX阻值的电路,其中不可行的是
A. B.
C. D.
5. 一个滑动变阻器标有“1.5A 50Ω”的字样,当它与一个阻值为30Ω的电阻串联接入电路时,整个电路总电阻的变化范围为( )
A. 30﹣80Ω B. 0﹣80Ω C. 0﹣50Ω D. 0﹣30Ω
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
7.小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω为后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是
A. 保持变阻器滑片不动
B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动
D. 适当增加电池的节数
8.两电阻的阻值分别为2Ω 和3Ω,它们串联后的总电阻为
A. 2Ω B. lΩ C. 3Ω D. 5Ω
9.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为___Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为____;实验过程中,小明控制导体两端的电压为____V.
10.如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为6V,电流表A的示数为1A,若将R2与R3互换位置后,发现三表示数均不变,则电源电压为_____V,电阻R2的阻值是_____Ω.
11.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2:5,此时灯L1、L2的电阻之比是_____,电流之比是_____.
12.小明在探究甲、乙两个电阻的电流与电压的关系时,得到了如图所示的图象.由图象可知,甲、乙两个电阻的大小关系是R甲_____R乙(选填“大于”、“小于”或“等于”),当甲、乙两个电阻并联时的总电阻是_____Ω.
13.如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系.
(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是_____联.
(2)连接电路前,开关应处于______状态.
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为_____A.
(4)经过3次测量,得到表格中的实验数据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题:___________________________________________________.
14.在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示.
(1)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移动到_____(选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置后,若两电表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为_____ V,电流表的示数为_____ A,待测电阻R的阻值为_____Ω.
备战2021中考物理章节专题训练——专题十七:欧姆定律参考答案
【专题一:探究电流与电压、电阻的关系】
【例1】小明在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中(如图所示),
(1)连接电路时,开关应 _____,请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整____.
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 ____ (选填“A”或“B”)端,可以起到 _______ 的作用.
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,故障的原因可能是(写出两种):
① ________; ② _________ .
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如表1所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为____A,所用电阻R的阻值是 ____Ω,根据表1的数据,可得出结论: _________.
(5)小明继续探究电流与电阻的关系,将电阻R先后更换为 5 Ω和15 Ω的电阻进行实验,得到数据如表2所示,通过分析表2的数据可知,小明在操作过程中存在的错误是:__________.
【答案】 (1). 断开 (2). (3). B (4). 保护电路 (5). 电阻R断路 (6). 电流表短路 (7). 0.10 (8). 10 (9). 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (10). 没有移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变
【解析】
(1)连接电路前,开关必须断开,避免在连接的过程因错误连接造成短路;根据电路图连接实物电路图,滑动变阻器接一上一下串联接入电路,电路图如下图所示:
(2)连接电路前,滑动变阻器滑片要位于最大阻值处,应位于B,起到保护电路的作用;
(3)电流表没有示数而电压表有示数,可能是电流表本身的原因,则故可能的原因为:①电流表短路;
②也可能电阻R开路,导致电压表串联在电路中,即电压表接在电源两端,电压表示数等于电源电压;
(4)由图丙所示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.10A;由表中数据知,在电阻不变时,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍,可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(5)探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变,更换电阻,电阻阻值变化,电阻两端电压变化,如果不调节滑动变阻器,不能控制电阻两端电压不变,因此不能得出电流与电阻成反比的结论;故操作错误为:没有移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变.
故答案为(1). 断开 (2). (3). B (4). 保护电路 (5). 电阻R断路 (6). 电流表短路 (7). 0.10 (8). 10 (9). 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (10). 没有移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变
【针对练习】
1.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”.实验开始时,滑动变阻器的作用是__________.在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持________不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是___________.
【答案】 (1). 保护电路 (2). 电阻 (3). 改变定值电阻两端的电压
【解析】
实验开始时,滑动变阻器在该实验中的作用是:保护电路;
探究导体中的电流与导体两端电压的关系时,应保持电阻阻值不变,改变电阻两端电压与通过电阻的电流,改变电阻两端电压;
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应改变电阻两端电压与通过电阻的电流,测出多组实验数据,进行多次测量求平均值,减小实验误差,在该实验中滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压和电路电流,从而达到多次测量的目的.
2.在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,
(1)根据实验要求,在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图(其中部分电路已画出);
(2)根据所画的电路图,用笔画线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合实验要求的电路.要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小(其中部分导线已连好).
【答案】
【专题二:欧姆定律】
【例2】电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度.其原理是:光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃透明度上升.若电源电压不变,R0是定值电阻,如图所示电路图中符合要求的是( )
【答案】A
【解析】
AB.电路图,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接,根据串联电路的分压原理知:阻值变小,分得的电压也变小,而光敏电阻Rx的阻值随光照的增强会变小,所以在光照增强时,电路中的光敏电阻Rx两端的电压变小,定值电阻R0两端的电压变大;而光照增强时,应使玻璃透明度下降;玻璃透明度在玻璃两端的电压降低时会下降;所以玻璃应与两端电压变小的电阻并联,即玻璃应与光敏电阻Rx并联;所以A选项符合要求;
CD.玻璃与电源并联,它两端的电压不变,不符合题干的要求.
【针对练习】
1.由欧姆定律公式可知( )
A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
【答案】D
【解析】A项电压是形成电流的原因,不会随电流的变化而变化.此选项错误;B项导体两端的电压为零时,电流为零,但导体电阻不为零.此选项错误;C项导体中的电流越大,说明两端电压越大,但电阻不变.此选项错误;D项在物理学中,导体的电阻等于两端的电压与通过的电流的比值.此选项正确.
2.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R的滑片P向左移动,在此过程中( )
A. 电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
B. 电流表A示数变小,电压表V1示数不变
C. 电流表A示数不变,灯泡L亮度变亮
D. 电压表V1示数不变,灯泡L亮度变暗
【答案】A
【解析】
电路中灯泡和滑动变阻器串联,将滑动变阻器R的滑片P向左移动过程中,电阻变大,电流变小,电压表V1测量灯泡两端电压,示数变小,电压表V2测量滑动变阻器两端电压,示数变大
本题考查的是滑动变阻器对电路中电流、电压的调节情况.分析问题的关键是判断滑动变阻器在电路中的接法以及电压表和电流表测得的是谁的电压和电流.
【专题三:电阻的测量】
【例3】在测量“小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,选用电压恒为6V的电源,额定电压“3.8V”的小灯泡.如图甲中是未连接完整的实验电路.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整_______.(要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时小灯泡变暗,连线不能交叉)
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为____V时,小灯泡正常发光.此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡正常发光的电阻是____Ω.
(3)若实验时,上述电路中仅电压表 上标有“15V”的接线柱已损坏,且暂无条件修复.在不更换器材的情况下为了能继续完成实验,你的方法是:________.
【答案】 (1). (2). 3.8 (3). 10 (4). 用电压表0~3V量程并联在滑动变阻器两端.
【解析】
(1)滑片向A端移动时灯泡变暗,说明滑动变阻器接入电路的阻值增大,所以是把B端接线柱接入电路了;
(2)由于小灯泡的额定电压是3.8V,所以当电压表示数为3.8V时,小灯泡正常发光,图示电流表的示数为0.38A,则灯丝电阻为:;
(3)标有“15V”的接线柱损坏,只能用0—3V量程,但小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表不能接在小灯泡两端,灯正常发光时,滑动变阻器分得的电压为:,所以可以把电压表并联在滑动变阻器两端,当其示数为2.2V时,灯泡是正常发光的.
【针对练习】
1.小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,图乙是小明未完成连接的实验电路.
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接________.
(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是___________A,小灯泡的阻值是____________Ω(小数点后保留一位);
(3)当电压值改变的时候,小灯泡的阻值____________(选填“变化”或“不变”);
(4)小明又想测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式.
实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路____________
B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1
C._________________________________
表达式:Rx =___________________(用已知和测量的物理量的符号表示)
【答案】(1)见下图;(2)0.3;8.3;(3)变化;(4)断开S1时,闭合S2,记录电流表的示数为I2;
【解析】
(1)电压表与灯泡并联,由于电源电压为3V,灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表可选择0~3V量程;
由电路图中,滑动变阻器应再连接下面左边的接线柱,如图所示:
(2)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;
R=≈8.3Ω;
(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大,当电压值改变的时候,灯丝的温度变化,则小灯泡的阻值变化;
(4)根据B可测出电源电压,U=I1R0,再测出待测电阻的电流便可求出其电阻的阻值,所以应断开S1时,闭合S2,记录电流表的示数为I2.
则Rx==
2.小明同学要测量某未知电阻的阻值(整个实验过程电源电压保持不变).
(1)在接通电路前,小明应将滑片P移至_____端.(选填“左”或“右”)
(2)电流表和电压表的示数如图乙所示,则R0=_____Ω.
(3)小明想用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值,但发现电流表已经损坏,小华帮他设计了另一个实验方案:利用图丙所示的电路,先闭合开关S和S1,记下电压表的示数为U1,再断开开关S1,记下电压表的示数为U2,则Rx=_____(表达式用测得的量与已知量表示).
【答案】 (1). 右 (2). 6 (3). R0
【解析】
(1)闭合开关前滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,由图可知应该在最右端;
(2)由图乙所示可知,电流表量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,电压表量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,则电阻的阻值:R0= ==6Ω; (3)由图丙所示电路可知两电阻串联,先闭合开关S、S1,记下电压表的示数U1,此时电压表测电源电压;再断开S1, ,记下电压表示数U2(电压表测R0的电压),根据串联电路的电流规律得:
待测电阻阻值:Rx=R0
【专题四:欧姆定律的应用】
【例4】如图所示,R1是0~20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表示数为6V,电流表A1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5A,求:
⑴R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻?
⑵电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少要多大?
【答案】⑴R2=12Ω,R1=6Ω⑵2.4Ω
【解析】
解:由电路图可知,电阻R2与滑动变阻器的R1并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流.
(1)由于并联电路中各支路两端的电压相等,则根据欧姆定律可得:
R2===12Ω,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知:
通过变阻器R1的电流I1="I" I2="1.5A" 0.5A=1A,
由欧姆定律得变阻器R1接入电路的电阻:
R1===6Ω;
(2)由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,则移动滑片时,通过R2的电流不变,即I2=0.5A,
当电流表A1的示数为3A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时通过变阻器R1的电流:
I1max=ImaxI2="3A" 0.5A=2.5A,
由欧姆定律得滑动变阻器接入电路电阻的最小值:
R1min===2.4Ω.
故答案为12;6;2.4.
【针对练习】
1.在如图所示的电路中,电源两端的电压为6 V且保持不变,电阻R1=4 Ω.当开关S闭合后,电压表示数为4 V.
求:(1)电流表的示数.(2)电阻R2的阻值.
【答案】解:(1)由串联电路特点知,电阻R1两端的电压U1=U-U2=6 V-4 V=2 V;
由欧姆定律得,电流表的示数I===0.5 A;
(2)由欧姆定律得,电阻R2阻值R2===8 Ω;
答:(1)电流表的示数是0.5A.
(2)电阻R2的阻值是8 Ω.
【解析】(1)由电路图知电阻R1与R2串联,电压表测电阻R2两端的电压,根据串联电路的特点求出电阻两端R1的电压,然后由欧姆定律求出电路电流;
(2)已知电阻R2两端的电压、流过电阻的电流,由欧姆定律可求出电阻R2的阻值.
2.如图甲,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V0.5A”字样,R为滑动变阻器.当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.8A.灯泡的电流与两端电压的关系如图乙.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器R的最大电阻值;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电压表示数为4.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
【答案】(1)12Ω;(2)20Ω;(3)15Ω.
【解析】
(1)小灯泡正常发光时的电阻RL==12Ω
(2)当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡与R并联,R连入的电阻最大,灯泡L正常发光,所以电源电压U=6V,电流表测干路电流.根据并联电路的电流规律可得,通过R的电流IR=0.8A-0.5A=0.3A,滑动变阻器R的最大电阻值R=(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,灯泡与R串联,电压表示数为4.5V,根据串联电路的电压规律可知:灯泡两端的电压UL=6V-4.5V=1.5V,由乙图可知此时电路中的电流是0.3A,所以滑动变阻器接入电路的阻值R滑==15Ω.
【达标测练】
1.李明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法中错误的是
A. 当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A
B. 将甲、乙两导体并联到电压为2V电源上时,干路中的电流为0.6A
C. 导体甲的电阻小于导体乙的电阻
D. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
【答案】D
【解析】
A.由乙图象可知,当U=1V时,I=0.1A,故A正确、不符合题意;
B.当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,U甲=U乙=2V,由图知I甲=0.4A,I乙=0.2A,I=0.6A,故B正确、不符合题意;
C.加同样电压时(2V),I甲=0.4A,I乙=0.2A,I甲>I乙,所以R甲<R乙,故C正确、不符合题意;
D.电阻的大小与两端的电压无关,所以导体两端的电压为零时电阻的阻值不变,故D不正确、符合题意.
2.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C. 通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
D. 导体两端的电压为零时,电阻值也为零
【答案】C
【解析】
电阻是导体本身的一种性质,不随电压与电流的变化而变化,故ABD都不符合题意;欧姆定律的内容为:通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,故C符合题意.
3.下列电路中,电源电压保持不变,当变阻器滑片向右移动时,电表示数变大的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
A.滑动变阻器与定值电阻并联,电流表测量定值电阻的电流,由于并联电路各支路互不影响,所以滑片P向右移动时,电流表示数不变,故A不符合题意;
B.滑动变阻器与定值电阻并联,电流表测量干路的电流,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,电流变小,干路电流也变小,即电流表示数变小,故B不符合题意;
C.滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,电流变小,根据,定值电阻两端的电压变小,故C不符合题意;
D.滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器的电压,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,电流变小,根据,定值电阻两端的电压变小,故滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大,故D符合题意;
4.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0,设计了下面四个测量未知电阻RX阻值的电路,其中不可行的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
在A图中,Rx和定值电阻R0串联,电压表U1 测量定值电阻两端的电压,电压表U2 测量Rx 两端的电压Ux ,由知道,可以先计算出通过定值电阻的电流,然后根据串联电路电流处处相等知道,根据求出电阻Rx,故A可行;
B图中,Rx和定值电阻R0并联,电流表A1 测量定值电阻的电流,电流表A2 测量Rx的电流,由先计算出定值电阻两端的电压,然后根据并联电路各支路电压相等知道,,由求出电阻Rx,故B可行;
C图中,Rx和定值电阻R0串联,电流表测量串联电路的电流,由于不能直接或间接测量Rx两端的电压,所以不能求出Rx电阻,故C不可行,符合题意;
D图中,当开关S和S1 都闭合时,电压表测量电源电压;当开关S闭合S1 断开时,电压表直接测量Rx两端的电压,由串联电路总电压等于各串联导体电压之和知道,可以先求出定值电阻两端的电压,然后根据,求出通过定值电阻的电流,又因为串联电路电流处处相等,所以,,最后根据求出电阻,故D可行,综上所述,故选C.
5. 一个滑动变阻器标有“1.5A 50Ω”的字样,当它与一个阻值为30Ω的电阻串联接入电路时,整个电路总电阻的变化范围为( )
A. 30﹣80Ω B. 0﹣80Ω C. 0﹣50Ω D. 0﹣30Ω
【答案】A
【解析】
滑动变阻器上标有“50Ω,1.5A”,表示这个滑动变阻器的阻值变化范围是0~50Ω;由于与一个阻值为30Ω电阻串联,由串联电阻总电阻等于各串联电阻的和可得整个电路中总电阻的变化范围为30Ω﹣80Ω.对照各选项,A选项符合题意.
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】
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,由可得,两电阻两端的电压之比:
,
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:
故选C.
7.小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω为后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是
A. 保持变阻器滑片不动
B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动
D. 适当增加电池的节数
【答案】B
【解析】
将10Ω的定值电阻换成5Ω的定值电阻后,整个电路的电阻值减小,利用公式I=可知,电路中的电流增大,此时滑动变阻器两端的电压增大,定值电阻两端的电压减小,要使电阻两端的电压不变,即应增大定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可知应增大电路中的电流,减小滑动变阻器接入电路中的电阻,故将变阻器滑片适当向左移动,使电压表的示数不变.
故选B.
8.两电阻的阻值分别为2Ω 和3Ω,它们串联后的总电阻为
A. 2Ω B. lΩ C. 3Ω D. 5Ω
【答案】D
【解析】
因为两电阻串联,所以串联电路的总电阻为R=R1+R2=2Ω+3Ω=5Ω.
9.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为___Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为____;实验过程中,小明控制导体两端的电压为____V.
【答案】 (1). 10 (2). 2∶1 (3). 2
【解析】
由图像可知,当电流为0.2A时,所对应的电阻的倒数为0.1,所以此时导体的电阻为10Ω;同理,当电流分别为0.25A和0.5A时,可分别求出电阻分别为8Ω和4Ω,所以电阻之比为2:1;导体两端的电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V.
10.如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为6V,电流表A的示数为1A,若将R2与R3互换位置后,发现三表示数均不变,则电源电压为_____V,电阻R2的阻值是_____Ω.
【答案】 (1). 7 (2). 3
【解析】
由电路图可知,三电阻串联,电压表V1测R1和R2两端的电压之和,V2测R2和R3两端的电压之和,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得:
R1+ R2===4Ω, R2+ R3===6Ω
将R2和R3对换位置后,电流表、电压表示数均不变,
则R2= R3, R2= R3=3Ω, R1=1Ω,
电源的电压:
U=IR=I(R1+ R2+ R3)=1A×(1Ω+3Ω+3Ω)=7V.
故答案为7;3.
11.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2:5,此时灯L1、L2的电阻之比是_____,电流之比是_____.
【答案】 (1). 3:2 (2). 1:1
【解析】
因此甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,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,通过两灯泡的电流之比为1:1,
由可得,两灯泡的电阻之比:
.
12.小明在探究甲、乙两个电阻的电流与电压的关系时,得到了如图所示的图象.由图象可知,甲、乙两个电阻的大小关系是R甲_____R乙(选填“大于”、“小于”或“等于”),当甲、乙两个电阻并联时的总电阻是_____Ω.
【答案】 (1). > (2). 5
【解析】
由I-U图线知:U甲=4V,I甲=0.2A,U乙=4V,I乙=0.6A
R甲===20Ω
R乙===6.67Ω
R甲>R乙
电阻并联,并联后的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和.
所以=+代入数据解得R并=5Ω
13.如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系.
(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是_____联.
(2)连接电路前,开关应处于______状态.
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为_____A.
(4)经过3次测量,得到表格中的实验数据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题:___________________________________________________.
【答案】(1). 串 (2). 断开 (3). 0.5 (4). 小华每次改变电阻的阻值后,没有移动滑动变阻器滑片保持电阻两端的电压保持不变
【解析】
(1)由图甲可知,电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是串联;(2)为了保护电路,连接电路中开关处于断开状态;(3)电流表量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A;(4)探究通过导体的电流与电阻的关系时应控制电阻两端电压不变,由表格中的信息可知,电阻两端的电压是变化的.
14.在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示.
(1)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移动到_____(选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置后,若两电表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为_____ V,电流表的示数为_____ A,待测电阻R的阻值为_____Ω.
【答案】 (1). b (2). 1.5 (3). 0.5 (4). 3
【解析】
(1)为了保护电路的安全,滑动变阻器接入时,滑片应在阻值最大的位置,即图中b端.
(2)电压表所选量程为0-3 V,分度值为0.1 V,所以示数为1.5 V.
电流表所选量程为0-0.6 A,分度值为0.02 A,所以示数为0.5 A.
待测电阻R的阻值:
.