物理第十七章 欧姆定律综合与测试达标测试

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章末小结与提升


知识网络


电流与电压和电阻的关系保持电阻不变,探究电流与 的关系保持电压不变,探究电流与 的关系欧姆定律欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 欧姆定律的表达式: 电阻的测量实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻原理:欧姆定律滑动变阻器的作用改变被测电阻两端的 和通过被测电阻的 保护电路(限流)





重点突破


类型1 电流与电压和电阻的关系


1.如图所示,在探究电流跟电压、电阻的关系实验中,应首先选取一个定值电阻,通过改变滑动变阻器的阻值,记录若干组电流值和相应的 值,得到在 不变时,电流跟 成正比的关系;然后选取不同阻值的电阻连入电路,调节滑动变阻器的滑片,使每次的 保持不变,记录每次连入电路的电阻值和相应的 电流 值,得到电流跟 成反比的关系。





2.在“探究电流与电阻的关系”实验中,小榕设计了如图所示的电路图。实验中电源两端电压保持6 V不变,定值电阻R的阻值分别为5 Ω、10 Ω和20 Ω,电压表示数保持2 V不变。为完成实验,应选取的滑动变阻器的规格为( )





A.10 Ω 2 AB.20 Ω 1 A


C.30 Ω 2 AD.50 Ω 1 A


类型2 欧姆定律及其简单应用


3.某导体两端的电压为6 V,电阻为10 Ω,通过该导体的电流为 A;若将该导体两端的电压调整为12 V,则该导体的电阻为 Ω,通过该导体的电流为 A。


4.如图所示,阻值为20 Ω的电阻R单独接入电路,电流表的示数为0.3 A,如果需要使R两端的电压减小到2 V,可以 联一个 Ω的电阻。





5.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-1R的图像如图乙所示。由图像可知,导体两端的电压为 V;当电流为0.2 A时,导体的电阻为 Ω。





6.如图所示的电路中,已知2R1=3R2,当闭合开关S后,电压表V1和V2示数之比是( )





A.5∶3B.2∶3C.5∶2D.3∶5





7.如图所示,电源两端电压U保持不变。闭合开关S、S1,电压表示数为3 V,电流表示数为0.3 A。闭合开关S,断开开关S1,电压表示数为2 V。求:


(1)定值电阻R2的阻值;


(2)当闭合开关S,断开开关S1时,电路中的电流I;


(3)定值电阻R1的阻值。
































类型3 电阻的测量


8.用“伏安法”测电阻的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I的图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )





A.图甲是定值电阻的U-I图像,图乙是小灯泡的U-I图像


B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比


C.由乙图及实验现象可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大


D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻


类型4 欧姆定律在串、并联电路中的应用


9.如图所示,当S闭合后,电压表V1的示数为4 V,电压表V2的示数为6 V,电流表A的示数为1 A,且将R2和R3对换位置后,电流表、电压表示数均不变,则R2的阻值为 Ω。





10.如图甲所示的电路中,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,定值电阻两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图乙所示,则电源电压是 V,定值电阻R1阻值为 Ω。





11.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=4∶1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )





A.4∶3B.3∶2C.3∶4D.3∶1


12.传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接表现力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料。MN间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12 V,已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1 N时,电流表示数为1 A,电压表示数为3 V,当滑片P滑至最下端时,电压表的示数为7.5 V。求:





(1)定值电阻R1的大小,压力F1与R2的阻值之比K1;


(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小;


(3)压力F的大小与电压表示数之间函数关系表达式。
































实验活动


实验一:探究电流与电压、电阻的关系


1.实验电路图





2.探究电流与电压的关系


(1)实验方法:闭合开关,调节滑动变阻器,使R两端电压改变,记录电流表的示数。


(2)实验结论:电阻一定,电流与电压成正比。


3.探究电流与电阻的关系


(1)实验方法:更换阻值不同的电阻,通过调节滑动变阻器的滑片,使电阻R两端的电压不变,多次测量,记录电流表的示数。


(2)实验结论:电压一定,电流与电阻成反比。


【针对训练】


1.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5 V)两节,电流表(0~0.6 A 0~3 A)、电压表(0~3 V 0~15 V)、滑动变阻器(20 Ω 2 A)、定值电阻(5 Ω)、开关、导线若干,根据图甲所示的电路图进行实验。





(1)实验过程中,要使电压表的示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P往 (选填“A”或“B”)端移动;


(2)实验过程中,电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A;


(3)实验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示,老师看后说其中一次是错误的,则出错的是第 次,原因是 。





实验二:伏安法测电阻


1.实验原理:R=UI。


2.实验器材


电源、开关、导线、待测电阻、滑动变阻器、电流表、电压表。


3.实验电路图





4.记录表格





【针对训练】


2.如图甲是利用伏安法测量小灯泡的电阻的实验电路图,已知小灯泡正常工作的电压为2.5 V,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。





(1)请你用笔画线代替导线,把图甲的实物电路连接完整(要求导线不交叉、闭合开关后,滑片P向左滑动时灯泡变亮);


(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A端”“B端”或“AB正中间”);


(3)移动滑片P,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则此时电流表的读数为 A,小灯泡的电阻为 Ω(保留一位小数);


(4)实验操作时,因小灯泡不慎损坏而出现断路,无论怎样移动滑片P,电压表指针 (选填“几乎不动”或“明显偏转”)。


初高衔接


1.电流表改装:电流表由小量程的电流表(表头)并联一小电阻改装而成。设表头电阻为并联电阻的n倍,表头满偏电流为Ig,则改装后的量程为(n+1)Ig。


2.电压表改装:电压表由小量程的电流表(表头)串联一大电阻改装而成。设表头电阻为并联电阻的n分之一,表头满偏电压为Ug,则改装后的量程为(n+1)Ug。


【针对训练】


1.一个量程为3 V的电压表,串联一个8 kΩ的电阻后量程变为15 V,那么此电压表原内阻为 Ω;用改造后的电压表去测量某段电路两端的电压时,发现指针恰好指在原来电压表刻度盘2 V处,则被测电压是 V。


2.如图为实验室电流表的内部构造,由电流计G(量程较小的电流表)和一个定值电阻R0并联而成,则定值电阻R0的作用是 。若要改装成较大量程的电流表,则定值电阻R0将换成阻值 (选填“较大”或“较小”)的定值电阻。





3.生活中电压表实际上相当于一个可以显示其自身两端电压的大电阻,电流表实际上相当于一个可以显示流过其自身电流的小电阻。如图所示的伏安法测电阻电路中,若电压表自身的电阻为3 kΩ,读数为3 V;电流表读数为 4 mA,则待测电阻R的真实值等于( )





A.750 ΩB.760 ΩC.1000 ΩD.1010 Ω


参考答案


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电流与电压和电阻的关系保持电阻不变,探究电流与 电压 的关系保持电压不变,探究电流与 电阻 的关系欧姆定律欧姆定律: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 欧姆定律的表达式: I=UR 电阻的测量实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻原理:欧姆定律滑动变阻器的作用改变被测电阻两端的 电压 和通过被测电阻的 电流 保护电路(限流)





重点突破


1. 电压 电阻 电压 电压 电流 电阻


2. D


3.0.6 10 1.2


4.串 40


5. 2 10


6. C


7.解:(1)由题图可知,当闭合开关S、S1,R1被短路,只有R2接入电路中,电压表测其两端电压,即电源两端的电压,所以电源电压U=3 V


定值电阻R2的阻值R2=UI2=3 V0.3 A=10 Ω


(2)闭合开关S,断开开关S1,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,电路中的电流I=U2R2=2 V10 Ω=0.2 A


(3)R1两端的电压U1=U-U2=3 V-2 V=1 V


R1的阻值R1=U1I=1 V0.2 A=5 Ω


8. D


9. 3


10. 6 10


11. C


12.解:(1)由题图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,根据欧姆定律可得


R1=U1I=12 V-3 V1 A=9 Ω


R2=U2I=3 V1 A=3 Ω


当F1=1 N时,R2的阻值为3 Ω,所以


K1=F1R2=1 N3 Ω=13 N/Ω


(2)当滑片P滑至最下端时,根据欧姆定律可得


I1=U' 1R1=12 V-7.5 V9 Ω=0.5 A


R2大=U2I1=7.5 V0.5 A=15 Ω


则F2=K1R2大=13 N/Ω×15 Ω=5 N


(3)压力F的大小与电压表示数U2之间函数关系表达式F=K1R2=13 N/Ω×U2I=13 N/Ω×U212V-U2R1=3U212V-U2 N


实验活动


【针对训练】


1.(1) A


(2) 0.5


(3) 1 电压表的示数最小值为0.6 V


2.(1)





(2)B端


(3) 0.32 7.8


(4)几乎不动


初高衔接


【针对训练】


1. 2000 10


2.分流 较小


3.C





实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻平均值/Ω