
?中考一輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)梳理與針對(duì)性分層訓(xùn)練
第17章《歐姆定律》
【知識(shí)點(diǎn)1、電流與電壓和電阻的關(guān)系】
一、探究電阻一定時(shí),電流跟電壓之間的關(guān)系
1.實(shí)驗(yàn)器材:電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、定值電阻。
2.實(shí)驗(yàn)中要控制不變的量是電阻,通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來(lái)達(dá)到這一目的。
3.實(shí)驗(yàn)電路圖
4.結(jié)論
當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
二、探究電壓一定時(shí),電流跟電阻之間的關(guān)系
1.實(shí)驗(yàn)中控制不變的量是電壓,通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來(lái)達(dá)到這一目的。
2.實(shí)驗(yàn)電路圖
3.結(jié)論
當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
三、注意事項(xiàng)
(1)連接實(shí)物圖時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài);
(2)滑動(dòng)變阻器的接線(xiàn)柱采用“一上一下”的接法;
(3)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于阻值最大端。
【經(jīng)典例題考查】
1.在探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,老師提供的實(shí)驗(yàn)器材有電源(電壓恒為4.5V),電流表、電壓表各一個(gè),開(kāi)關(guān)一個(gè),四個(gè)定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω,20Ω),滑動(dòng)變阻器一個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干。
(1)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)該,并將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到 B 端(填“A”或“B”);
(2)請(qǐng)把圖中的實(shí)物連線(xiàn)連接好。
(3)連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù),電流表有示數(shù),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路接觸良好,各電表完好,其原因可能是 定值電阻短路 ;
(4)排除故障后,小軍將5Ω的電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為3V,讀出電流表示數(shù);將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻,閉合開(kāi)關(guān),把滑動(dòng)變阻器的滑片在原來(lái)的位置向 B 端滑動(dòng)(填“A”或“B”),使電壓表示數(shù)為 3 V。讀出電流表的示數(shù)再換接15Ω和20Ω的電阻,重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到表中的數(shù)據(jù),由此可得出結(jié)論。
電阻R/Ω
5
10
15
20
電流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
【解析】(1)由電路圖知,在閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑片移至最右端即B端,使其阻值最大;
(2)電壓表并聯(lián)在電路中,滑動(dòng)變阻器接上方任一接線(xiàn)柱都可以,如圖示:
;
(3)移動(dòng)滑片,電流表示數(shù)變化,電壓表示數(shù)始終為零,而電壓表測(cè)導(dǎo)線(xiàn)電壓時(shí),電壓表示數(shù)為0,因此定值電阻短路。
(4)根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大;
探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變,應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓,由分壓原理,應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向右端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)為3V。
【答案】(1)B;(2)如上圖;(3)定值電阻短路;(4)B;3。
2.如圖是小明同學(xué)探究“電流與電壓關(guān)系”的電路圖。
(1)請(qǐng)按電路圖將實(shí)物圖連接完整。
(2)小明連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng) 斷開(kāi) ,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在最 左?。ㄟx填“左”或“右”)端。
(3)閉合開(kāi)關(guān)后小明發(fā)現(xiàn),無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電流表指針幾乎不動(dòng),電壓表指針有示數(shù)且不變,原因可能是 R開(kāi)路 。
(4)小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了如表(一)中的數(shù)據(jù),并且通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了:“電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流隨電壓的增大而減少”的結(jié)論,這個(gè)結(jié)論是 錯(cuò)誤?。ㄟx填“正確”或“錯(cuò)誤”)的,你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象原因可能是 電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端了 。
表一:
電壓U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
電流I/A
0.25
0.2
0.15
0.1
(5)他們還想用以上器材做“研究電壓不變時(shí),電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),他們選擇了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的幾個(gè)電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)完成后記錄數(shù)據(jù)如表(二)所示。此次實(shí)驗(yàn)中,電壓表的示數(shù)保持 1.8 V不變。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)他們完成對(duì)5Ω電阻的數(shù)據(jù)測(cè)量后,接下來(lái)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)換上10Ω的電阻,再閉合開(kāi)關(guān),向 左?。ㄟx填“左”或“右”)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器。
表二:
電阻R/Ω
5
10
15
20
電流I/A
0.36
0.18
0.12
0.09
【解析】(1)由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng),電阻變小,電壓表并聯(lián)在定值電阻R的兩端,
因此實(shí)物圖中滑動(dòng)變阻器B接線(xiàn)柱與定值電阻R左端接線(xiàn)柱相連,電壓表的“3”接線(xiàn)柱與電阻右端接線(xiàn)柱相連,如下圖所示:
(2)為保證電路安全,連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi),閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片置于阻值最大處,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在最左端;
(3)閉合開(kāi)關(guān)后小明發(fā)現(xiàn),無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電流表無(wú)示數(shù),電路可能斷路,電壓表有示數(shù),電壓表與電源連通,故原因可能是電阻R開(kāi)路;
(4)探究電流與電壓的關(guān)系,必須保持電阻一定,由表(一)對(duì)應(yīng)的電壓電流計(jì)算可知,電阻值是變化的,所以原因是電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端了;
(5)電壓一定時(shí),電流跟電阻成反比,由表(二)可知,當(dāng)R=20Ω時(shí),電流I=0.09A,則電壓U=IR=0.09A×20Ω=1.8V,電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓,所以電壓表的示數(shù)是1.8V;
當(dāng)5Ω電阻接入電路時(shí),電壓表的示數(shù)為一定值,更換為10Ω后,定值電阻的阻值增大,分擔(dān)的電壓增大,電壓表的示數(shù)增大,為了保證電壓不變,需要向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使滑動(dòng)變阻器分擔(dān)較多的電壓。
【答案】(1)見(jiàn)解答圖;(2)斷開(kāi);左;(3)R開(kāi)路;(4)錯(cuò)誤;電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端了;(5)1.8;左。
3.為了探究電流跟電壓和電阻的關(guān)系,王亮同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路。
(1)請(qǐng)根據(jù)電路圖,用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖乙中未連接完整的電路連接起來(lái)(導(dǎo)線(xiàn)不能交叉)。
(2)連接好器材,開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片移到 b 端(選填“a”或“b”)。
(3)探究“電流與電壓的關(guān)系”時(shí),某小組接入定值電阻R1,調(diào)節(jié)滑片位置,改變定值電阻兩端的電壓,將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表一中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí),對(duì)應(yīng)的電流值如圖丙所示,為 0.4 A。另一小組使用其他阻值的電阻R2,測(cè)量數(shù)據(jù)如表二所示,根據(jù)兩組數(shù)據(jù)描繪出相應(yīng)的I﹣U圖象。
表一(R1)
U/V
1.0
2.0
3.0
I/A
0.20
0.60
表二(R2)
U/V
0.8
1.6
2.6
I/A
0.08
0.16
0.26
(4)根據(jù)描繪出的I﹣U圖象可以得出結(jié)論:在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 正比?。黄渲袌D線(xiàn) a 表示的是R1的I﹣U圖象。
(5)探究“電流與電壓的關(guān)系”時(shí),進(jìn)行了多組數(shù)據(jù)的測(cè)量,其目的是為了 A (填字母序號(hào))。
A.尋找普遍規(guī)律
B.取平均值減小誤差
(6)某同學(xué)繼續(xù)探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí),先測(cè)出了5Ω電阻在2.0V電壓下的電流,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開(kāi)關(guān),直接讀出電流值,這種做法 錯(cuò)誤?。ㄟx填“正確”或“錯(cuò)誤”),理由是 沒(méi)有保持定值電阻兩端的電壓不變 。
【解析】(1)由表一和表二中電壓大小,電壓表選用小量程與電阻并聯(lián),電流表與電阻串聯(lián),如下圖所示:
(2)開(kāi)關(guān)閉合前,為了保護(hù)電路,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該移到阻值最大處,即應(yīng)該移到b端;
(3)由圖丙可知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.4A;
(4)因描繪出的I﹣U圖象都為過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),故可以得出結(jié)論:在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
如上圖可知,電流相等時(shí)b對(duì)應(yīng)的電壓大,由歐姆定律R=,a對(duì)應(yīng)的電阻小,所以圖丁中圖線(xiàn)a表示的是R1的I﹣U圖象;
(5)探究“電流與電壓的關(guān)系”時(shí),進(jìn)行了多組數(shù)據(jù)的測(cè)量,其目的是為了尋找普遍規(guī)律,故選A;
(6)探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí),要控制定值電阻兩端的電壓不變,斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開(kāi)關(guān),由分壓原理知,電壓表示數(shù)變大,這種做法錯(cuò)誤,理由是沒(méi)有保持定值電阻兩端電壓相等。
【答案】(1)見(jiàn)上圖;(2)b;(3)0.4;(4)正比;a;(5)A;(6)錯(cuò)誤;沒(méi)有保持定值電阻兩端的電壓不變。
4.如圖是“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路,三個(gè)小組的同學(xué)分別用5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻進(jìn)行探究。
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替缺少的兩根導(dǎo)線(xiàn),將圖甲中的電路連接完整(要求:導(dǎo)線(xiàn)不能交叉,滑片P向B端移動(dòng)時(shí),電路中的電流變大)。
(2)正確連接電路,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù),可能的故障是定值電阻R 斷路 (選填“斷路”或“短路”);排除故障后,緩慢移動(dòng)滑片P到某位置時(shí),電壓表的示數(shù)如圖乙所示,為 1.8 V。
(3)將不同小組的數(shù)據(jù)匯總后,得到下表,分析可得:在電阻一定的情況下, 通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比 。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明將定值電阻換成小燈泡來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系請(qǐng)你對(duì)小明的做法進(jìn)行評(píng)價(jià): 小燈泡的電阻隨溫度的升高而增加,所以不能將定值電阻換成小燈泡來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系 。
表1:
R1
5Ω
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
I/A
0.16
0.20
0.30
0.40
表二:
R2
10Ω
U/V
1.2
1.8
2.2
2.6
I/A
0.12
0.18
0.22
0.26
表三:
R3
15Ω
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
【解析】(1)滑片P向B端移動(dòng)時(shí),電路中的電流變大,即電阻變小,故變阻器右下接柱連入電路中,電源電壓為3V,
由歐姆定律,電路的最大電流:I大===0.6A,故電流表選用小量程與電阻串聯(lián);如下圖所示:
(2)正確連接電路,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電路可能斷路,電壓表有示數(shù),電壓表、滑動(dòng)變阻器、電流表、開(kāi)關(guān)與電源相連,所以故障是定值電阻R斷路;
根據(jù)圖乙可知,電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為1.8V;
(3)由表格中數(shù)據(jù)知,當(dāng)電阻一定時(shí),電壓增大為原來(lái)的幾倍,電流也增大為原來(lái)的幾倍,因此可得出的結(jié)論為:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(4)探究電流與電壓的關(guān)系,要控制電阻的大小不變,而小燈泡的電阻隨溫度的升高而增加,所以不能將定值電阻換成小燈泡來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系。
答案為:(1)如上圖所示;(2)斷路;1.8;(3)通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;(4)小燈泡的電阻隨溫度的升高而增加,所以不能將定值電阻換成小燈泡來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系。
【知識(shí)點(diǎn)2、歐姆定律】
1.歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2.歐姆定律的表達(dá)式:。
3.歐姆定律的理解:
①在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
②在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
使用歐姆定律時(shí)應(yīng)注意
(1)同一性:定律中的電壓、電阻和電流三個(gè)量是對(duì)同一個(gè)電阻或同一段電路而言的,不可亂套公式。
(2)同時(shí)性:定律中的電壓、電阻和電流三個(gè)量必須是在同一時(shí)刻的數(shù)值,若由于某種原因,電路中的電壓或電阻發(fā)生了變化,則電流也相應(yīng)變化。
(3)對(duì)變形公式的理解:導(dǎo)體的電阻可以由計(jì)算,同一段電路,電阻R的大小與電壓U和電流I無(wú)關(guān),因?yàn)閷?dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),由本身的材料、長(zhǎng)度和橫截面積決定,不能說(shuō)電阻R與電壓U成正比、與電流I成反比。
【經(jīng)典例題考查】
5.對(duì)于歐姆定律公式I=的理解,以下說(shuō)法中正確的是( )
A.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻及其兩端電壓無(wú)關(guān)
B.同一導(dǎo)體,兩端的電壓與通過(guò)它的電流成正比
C.在電壓相同的條件下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
D.R=,說(shuō)明R與U成正比,與I成反比
【解析】
A、根據(jù)歐姆定律可知,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻及其兩端電壓有關(guān),故A錯(cuò)誤;
B、電壓是形成電流的原因,有電壓且電路閉合時(shí),電路中才會(huì)形成電流;對(duì)于電流與電壓的關(guān)系,因果關(guān)系不能顛倒,所以不能說(shuō)“導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)它的電流成正比”,故B錯(cuò)誤;
C、由歐姆定律可知,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,故C正確;
D、導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身所具有的性質(zhì),與通過(guò)它的電流、它兩端的電壓無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。
【答案】C。
6.一個(gè)定值電阻,阻值為200Ω,接在電壓為12V的電源上,則通過(guò)它的電流為 60 mA;若要通過(guò)它的電流為0.15A,則需要在電阻兩端加上 30 V的電壓。當(dāng)此電阻兩端電壓為0V時(shí),它的阻值為 200 Ω,通過(guò)它的電流為 0 A。
【解析】電流:I===0.06A=60mA;
由I=可知,電阻兩端電壓:
U=I′R=0.15A×200Ω=30V;
電阻兩端電壓為零時(shí),通過(guò)電阻的電流為零;
電阻阻值由電阻本身性質(zhì)決定,與電壓、電流無(wú)關(guān),電阻兩端不加電壓時(shí)電阻阻值仍為200歐姆;
【答案】60;30;200;0。
7.某導(dǎo)體兩端的電壓為6V時(shí),流過(guò)它的電流為0.5A.若該導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的3倍,則導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體中的電流分別為( ?。?br />
A.36Ω 0.5A B.36Ω 1.5A C.12Ω 0.5A D.12Ω 1.5A
【解析】由I=可得,導(dǎo)體的電阻:
R===12Ω,
因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與導(dǎo)體兩端的電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān),
所以,當(dāng)該導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的3倍即U′=18V時(shí),導(dǎo)體的電阻仍為12Ω不變,故AB錯(cuò)誤;
此時(shí)導(dǎo)體中的電流:
I′===1.5A,故C錯(cuò)誤、D正確。
【答案】D。
8.如圖所示,兩段材料和長(zhǎng)度相同但粗細(xì)不同的金屬導(dǎo)體AB與BC連在一起,將AC兩端接入電路中,則通過(guò)AB的電流IAB,加在它兩端的電壓UAB和通過(guò)BC的電流IBC,加在它兩端的電壓UBC的大小關(guān)系是( ?。?br />
A.IAB>IBC UAB>UBC
B.IAB<IBC UAB<UBC
C.IAB=IBC UAB<UBC
D.IAB=IBC UAB>UBC
【解析】因兩電阻串聯(lián),故通過(guò)兩部分導(dǎo)體的電流相等;
由題意可知,對(duì)于導(dǎo)體AB和CD的材料相同,長(zhǎng)度相同,但是橫截面積不同,且SAB<SCD,故說(shuō)明AB段的導(dǎo)體電阻大于CD段的電阻;則由歐姆定律的變形公式U=IR可得,由于兩端導(dǎo)體中的電流相同,但是AB段的電阻大于CD段的電阻,故AB段的電壓要大于CD段的電壓,故D正確。
【答案】D。
9.小李在探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),作出的U﹣I圖像如圖所示,根據(jù)圖像分析,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.通過(guò)導(dǎo)體a的電流與其兩端電壓成正比
B.導(dǎo)體a的電阻大于b的電阻
C.將導(dǎo)體a與b并聯(lián)后接入電路,a的電流較大
D.將導(dǎo)體a與b串聯(lián)后接入電路,a的電壓較大
【解析】A、a是正比例函數(shù)圖像,所以通過(guò)導(dǎo)體a的電流與其電壓成正比,故A正確;
B、從圖像可以得出在一定電壓下通過(guò)導(dǎo)體a的電流小于導(dǎo)體b的電流,由歐姆定律可得導(dǎo)體a的電阻大于b的電阻,故B正確;
C、將導(dǎo)體a與b并聯(lián)后接入電路,并聯(lián)電路各并聯(lián)支路兩端電壓相等,從圖像可以得出在電壓相同的情況下通過(guò)導(dǎo)體a的電流小于導(dǎo)體b的電流,故C錯(cuò)誤;
D、將導(dǎo)體a與b串聯(lián)后接入電路,串聯(lián)電路各處電流相等,從圖像可以得出在電流相同的情況下導(dǎo)體a兩端的電壓大于導(dǎo)體b兩端的電壓,故D正確。
【答案】C。
10.如圖是電阻A、B的I﹣U圖象,由圖可知A電阻的阻值是 10 Ω;將電阻A、B串聯(lián)后接入電路,當(dāng)通過(guò)A的電流為0.4A時(shí),A和B兩端的總電壓是 9 V。
【解析】
(1)由圖象可知,A電阻的電流與電壓成正比,所以A電阻是定值電阻,
由I=可得,A電阻的阻值:
RA===10Ω;
(2)因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,通過(guò)A的電流為0.4A時(shí),通過(guò)B的電流也為0.4A,
由圖象可知,通過(guò)AB兩端的電壓分別為UA=4V,UB=5V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,A和B兩端的總電壓:
UAB=UA+UB=4V+5V=9V;
【答案】10;9。
11.在圖所示的電路中,電源電壓不變,電阻R1=10Ω.閉合開(kāi)關(guān)后,電流表A1的示數(shù)為0.5A,電流表A2的示數(shù)為0.3A。
(1)通過(guò)R2的電流是多少?
(2)電源電壓是多少?
(3)R2的電阻是多少?
【解析】由電路圖知:兩電阻并聯(lián),電流表A1測(cè)干路電流,電流表A2測(cè)電阻R1所在支路電流;
(1)根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知:
通過(guò)電阻R2的電流:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A;
(2)由I=得電源電壓:
U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
(3)由I=得電阻R2的阻值:
R2===15Ω;
答:(1)通過(guò)R2的電流是=0.2A;
(2)電源電壓是3V;
(3)R2的電阻是15Ω。
12.如圖所示,電阻R1為10Ω,電源兩端電壓為6V,開(kāi)關(guān)S閉合后,求:
(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻R2為50Ω時(shí),通過(guò)電阻R1的電流I;
(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R3為20Ω時(shí),通過(guò)電阻R1的電流I′。
【解析】由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器R與定值電阻R1串聯(lián)。
(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻R2為50Ω時(shí),
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的電流:
I==0.1A,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,此時(shí)通過(guò)電阻R1的電流為0.1A;
(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R3為20Ω時(shí),通過(guò)電阻R1的電流:
I′===0.2A。
答:(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻R2為50Ω時(shí),通過(guò)電阻R1的電流為0.1A;
(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R3為20Ω時(shí),通過(guò)電阻R1的電流為0.2A。
【知識(shí)點(diǎn)3、電阻的測(cè)量】
【實(shí)驗(yàn)原理】
【實(shí)驗(yàn)器材】電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)、定值電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器
【實(shí)驗(yàn)電路】
【實(shí)驗(yàn)步驟】
(1)按電路圖連接實(shí)物;
(2)檢查無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān),記錄電壓表和電流表的示數(shù),代入公式算出小燈泡的電阻;
(3)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,多測(cè)幾組電壓和電流值,根據(jù),計(jì)算出每次的電阻值,并求出電阻的平均值。
【實(shí)驗(yàn)表格】
次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
3
注意事項(xiàng)
①接通電源前應(yīng)將開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài),將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大;
②連好電路后要通過(guò)試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程;
③滑動(dòng)變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流;保護(hù)電路。
【經(jīng)典例題考查】
13.小華用如圖電路測(cè)量定值電阻Rx的阻值,電源電壓保持6V不變,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”字樣。
序號(hào)
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.20
0.30
0.41
0.50
(1)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于 斷開(kāi) 狀態(tài)。
(2)實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器滑片置于某位置時(shí),電壓表示數(shù)突然變?yōu)?,而電流表始終有示數(shù)且保持不變,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是 電壓表斷路 。
(3)表中五組數(shù)據(jù)中有一組數(shù)據(jù)不是本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的,它是第 1?。ㄌ顚?xiě)表格中表示序號(hào)的數(shù)字)組,你判斷的依據(jù)是 當(dāng)滑動(dòng)變阻器移到最大阻值端時(shí),電路中的電流最小,R滑===50Ω>20Ω,所以是第一組數(shù)據(jù)不是本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的 。
(4)定值電阻Rx的阻值為 10 Ω。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,斷開(kāi)開(kāi)關(guān),然后先拆除 電源?。ㄟx填“電源”或“開(kāi)關(guān)”)兩端導(dǎo)線(xiàn)后,再拆除其它導(dǎo)線(xiàn),并整理好。
【解析】(1)電路連接時(shí),開(kāi)關(guān)要斷開(kāi),防止發(fā)生短路和觸電;
(2)電路中電流不變,而電壓表示數(shù)為0,說(shuō)明電流表與未知電阻、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、電源組成通路,電壓表兩端沒(méi)有電壓,故電路故障是電壓表開(kāi)路了;
(3)電路中的最小電流時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R滑===50Ω>20Ω,所以是第一組數(shù)據(jù)不是本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的;
(4)根據(jù)R=計(jì)算可知第二次定值電阻的阻值:R2===10Ω,同理可得第二次定值電阻的阻值為10Ω,第四次為10Ω,第五次也為10Ω,計(jì)算平均值可知該電阻的阻值為10Ω;
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,斷開(kāi)開(kāi)關(guān),然后先拆除電源兩端導(dǎo)線(xiàn)后,再拆除其它導(dǎo)線(xiàn),并整理好。
故答案是:(1)斷開(kāi);(2)電壓表斷路;(3)1;電路中的電流最小,R滑===50Ω>20Ω,所以是第一組數(shù)據(jù)不是本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的;(4)10;(5)電源。
14.在用“伏安法測(cè)小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)小燈泡正常工作電壓為2.5V。
(1)在圖甲中,請(qǐng)你將電壓表正確連入電路,完成電路的連接。
(2)在閉合開(kāi)關(guān)之前,圖中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最 左 端。(選填“左”或“右”)
(3)小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí),電路連接無(wú)誤,閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表的指針明顯偏轉(zhuǎn),而電壓表的示數(shù)為零,該故障的原因可能是 燈泡短路或電壓表短路 。
(4)故障排除后,同學(xué)們移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,記錄多組小燈泡兩端不同的電壓及對(duì)應(yīng)的通過(guò)小燈泡的電流值,根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出了通過(guò)小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖像如圖乙圖所示。分析圖像可知,小燈泡正常工作時(shí)的電流為 0.25 A,此時(shí)燈絲電阻為 10 Ω。
(5)該實(shí)驗(yàn)的整套裝置 不能?。ㄟx填“能”或“不能”)完成探究電流與電壓的關(guān)系這一實(shí)驗(yàn),說(shuō)出你的理由 燈泡的電阻隨溫度的升高而增大 。
【解析】(1)燈的額定電壓為2.5V,故電壓表選用小量程與燈并聯(lián),如下所示:
(2)在閉合開(kāi)關(guān)之前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到阻值最大處,圖中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最左端;
(3)電路連接無(wú)誤,閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表的指針明顯偏轉(zhuǎn),則電路為通路,而電壓表的示數(shù)為零,該故障的原因可能是燈泡短路或電壓表短路;
(4)燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端的電壓為2.5V,由圖乙可知通過(guò)燈泡的電流為0.25A,
則燈泡的電阻:RL===10Ω;
(5)探究電流與電壓的關(guān)系需控制電阻的阻值不變,而燈泡的電阻隨溫度是升高而增大,所以該實(shí)驗(yàn)的整套裝置不能完成探究電流與電壓的關(guān)系這一實(shí)驗(yàn)。
【答案】(1)如上圖所示;(2)左;(3)燈泡短路或電壓表短路;(4)10;(5)不能;燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
15.小陽(yáng)想利用一塊電壓表和阻值已知的電阻R0測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值。他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖。小陽(yáng)的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)按照電路圖用電壓恒定的電源和滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的器材連接實(shí)驗(yàn)電路,記錄定值電阻的阻值R0。
(2)閉合開(kāi)關(guān)S、S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,記錄電壓表的示數(shù)U1。
(3) 閉合開(kāi)關(guān)S、S2,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1 ,記錄電壓表的示數(shù)U2。
(4)用U1、U2和R0表示出Rx,Rx= ×R0 ,計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值。
【解析】(2)閉合開(kāi)關(guān)S、S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量R0兩端的電壓,記錄電壓表的示數(shù)U1,根據(jù)歐姆定律可知電路電流I=;
(3)閉合開(kāi)關(guān)S、S2,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量電源電壓,記錄電壓表的示數(shù)U2,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知Rx兩端的電壓Ux=U2﹣U1;
(4)根據(jù)歐姆定律可知Rx===×R0。
【答案】(3)閉合開(kāi)關(guān)S、S2,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1;(4)×R0。
16.小軍在測(cè)量未知電阻Rx的阻值時(shí),連接了如圖甲所示的電路:
(1)按圖甲連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng) 斷開(kāi) (選填“斷開(kāi)”或“閉合”)。
(2)閉合開(kāi)關(guān)后,無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表始終無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù),其原因可能是 B 。
A.滑動(dòng)變阻器斷路
B.電阻Rx發(fā)生了斷路
C.電阻Rx發(fā)生了短路
D.滑動(dòng)變阻器最大阻值過(guò)大
(3)排除故障后,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,某次電壓表示數(shù)為2V,電流表示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)Rx的阻值為 4 Ω.
(4)假設(shè)實(shí)驗(yàn)中電壓表壞了不能使用,利用圖丙的電路圖也能測(cè)出未知電阻Rx的阻值。其中R0是已知阻值的定值電阻,請(qǐng)把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整;
①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,閉合開(kāi)關(guān)S1,記錄電流表的示數(shù)為I0;
②閉合S1、S2,記錄電流表的示數(shù)為I1.
③未知電阻的表達(dá)式:Rx= ?。ㄓ靡阎亢蜏y(cè)量的物理量的符號(hào)表示)。
【解析】(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi);
(2)電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路可能斷路;電壓表示數(shù)接近電源電壓,說(shuō)明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路了,故選B;
(3)由圖乙可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.5A,Rx===4Ω;
(4)①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2、閉合開(kāi)關(guān)S1,記錄電流表的示數(shù)為I0,則電源電壓U=I0R0,
②閉合S1,S2,記錄電流表的示數(shù)為I1,此時(shí)電路并聯(lián),則通過(guò)待測(cè)電阻Rx的電流為:Ix=I1﹣I0,
待測(cè)電阻Rx的阻值為:Rx==。
【答案】(1)斷開(kāi);(2)B;(3)4;(4)。
【知識(shí)點(diǎn)4、歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用】
電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電路規(guī)律的比較
1.串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)
推導(dǎo):R1和R2串聯(lián)
則U=U1+U2 I=I1=I2
又因?yàn)閁=IR、U1=I1R1、U2=I2R2
則IR=I1R1+I2R2
所以R=R1+R2
結(jié)論:①串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和。
②若有n個(gè)阻值都為R的電阻串聯(lián),則總電阻R串=nR。
③串聯(lián)電阻相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度,串聯(lián)的電阻越多,總電阻越大。
2.并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)
推導(dǎo):R1和R2并聯(lián)
則U=U1=U2,I=I1+I2
又因?yàn)?、、,I=I1+I2
則,得到:
結(jié)論:①并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和;
②若有n個(gè)阻值都為R的電阻并聯(lián),則總電阻R串=R/n
③并聯(lián)電阻相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積,并聯(lián)的電阻越多,總電阻越小。
而且,并聯(lián)總電阻比其中最小的電阻還要小。
【經(jīng)典例題考查】
17.鎳鉻合金做成的粗細(xì)均勻的電阻絲,長(zhǎng)度為1m,電阻值為4Ω;若將其等分成兩段再并聯(lián),總電阻值為( ?。?br />
A.1Ω B.2Ω C.4Ω D.8Ω
【解析】
粗細(xì)均勻的電阻絲,電阻值為4Ω,將其剪成等長(zhǎng)的兩段后,則每段長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的,每段電阻絲的電阻值是原來(lái),即每段電阻絲的阻值為2Ω;再把得到的兩段并聯(lián)起來(lái)使用,橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,所以阻值變?yōu)樵瓉?lái)的,即×4Ω=1Ω。
【答案】A。
18.以下幾組電阻并聯(lián)后總電阻最小的是( ?。?br />
A.1Ω和10Ω B.2Ω和10Ω C.0.1和100Ω D.1Ω和100Ω
【解析】A、RA==≈0.91Ω;
B、RB=≈1.67Ω;
C、RC=≈0.1Ω;
D、RD==0.99Ω;
由此可知,總電阻最小的C選項(xiàng)。
【答案】C。
19.如圖所示的電路中電源電壓為3V,當(dāng)閉合S后,發(fā)現(xiàn)其中一只燈亮,另一只燈不亮,用電壓表分別測(cè)得AB間的電壓為0V,BC間的電壓為3V,造成這種現(xiàn)象的原因是 L1短路 ;如發(fā)現(xiàn)L1、L2均不亮,用電壓表測(cè)得AB間的電壓為0V,BC間的電壓為3V,造成這種現(xiàn)象的原因是 L2斷路 。
【解析】
一只燈亮,另一只燈不亮,用電壓表測(cè)得AB間的電壓為0V,說(shuō)明燈泡L1短路或L1以外的元件斷路;已知電路不可能是斷路,所以故障為燈泡L1短路;
L1、L2均不亮,用電壓表測(cè)得AB間的電壓為0V,說(shuō)明L1以外的元件斷路;BC間的電壓為3V,說(shuō)明燈泡L2以外的電路為通路,所以故障為燈泡L2斷路。
【答案】L1短路;L2斷路。
20.如圖所示的電路,L1和L2是相同的燈泡,閉合開(kāi)關(guān)后,L1不亮,L2發(fā)光,電路故障可能是( ?。?br />
A.L1斷路 B.L1短路 C.電壓表斷路 D.電壓表短路
【解析】由電路圖可知,兩燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)L2兩端電壓;
A、如果L1斷路,電路斷路,L2不發(fā)光,不符合題意,故A錯(cuò)誤;
B、如果L1短路,L1不會(huì)發(fā)光,L2發(fā)光,符合題意,故B正確;
C、如果電壓表斷路,電壓表沒(méi)有示數(shù),但L1、L2都會(huì)發(fā)光,不符合題意,故C錯(cuò)誤;
D、如果電壓表短路,由于電壓表測(cè)L2兩端電壓,則電壓表會(huì)對(duì)L2短路,L2不會(huì)發(fā)光,不符合題意,故D錯(cuò)誤;
【答案】B。
21.某型號(hào)天然氣泄漏檢測(cè)儀器的電路如圖所示,圖中R為氣敏電阻,其阻值R隨天然氣濃度的增大而減小,已知R0為定值電阻,電源電壓恒定不變,用此儀器檢測(cè)天然氣是否泄漏,則下列判斷正確的是( ?。?br />
A.天然氣濃度增大時(shí),電壓表示數(shù)變小
B.天然氣濃度減小時(shí),電流表示數(shù)變大
C.天然氣濃度增大時(shí),電壓表與電流表示數(shù)的比值變小
D.無(wú)論天然氣濃度怎樣變化,電壓表與電流表示數(shù)的比值不變
【解析】由圖可知兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量R0兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流;
ACD、當(dāng)天然氣濃度增大時(shí),氣敏電阻R的阻值變小,電路中的總電阻變小,由I=可知,電路中的電流變大,由U=IR可知,R0兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大;因電壓表與電流表示數(shù)的比值等于定值電阻R0的阻值,所以,不論天然氣濃度增大還是減小時(shí),電壓表與電流表示數(shù)的比值不變,故D正確,AC錯(cuò)誤;
B、同理可知,天然氣濃度減小時(shí),氣敏電阻R的阻值變大,電路中的電流變小,即電流表的示數(shù)變小,故B錯(cuò)誤。
【答案】D。
22.將光敏電阻R、定值電阻R0、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)和電源連接成如圖所示電路。光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小。閉合開(kāi)關(guān),逐漸增大光敏電阻的光照強(qiáng)度,觀察電表示數(shù)的變化情況應(yīng)該是( ?。?br />
A.A表和V表示數(shù)均變小
B.A表示數(shù)變小,V表示數(shù)變大
C.A表示數(shù)變大,V表示數(shù)變小
D.A表和V表示數(shù)均變大
【解析】閉合開(kāi)關(guān),光敏電阻R和定值電阻R0串聯(lián),電路中總電阻等于光敏電阻和和定值電阻阻值之和,
電流表測(cè)量電路中的電流,電壓表測(cè)量光敏電阻兩端的電壓,
逐漸增大光敏電阻的光照強(qiáng)度,光敏電阻的阻值減小,電路的總電阻R總減小,
電路的總電阻R總減小,電源電壓U不變,電路電流I=變大,即電流表示數(shù)變大;
定值電阻R0阻值不變,定值電阻兩端電壓U0=IR0變大,光敏電阻兩端電壓UR=U﹣U0變小,電壓表示數(shù)變小。
【答案】C。
23.如甲圖所示為氣敏電阻隨有害尾氣濃度β變化的曲線(xiàn),某物理科技小組利用氣敏電阻設(shè)計(jì)了汽車(chē)有害尾氣排放檢測(cè)電路,如圖乙所示,電源電壓恒定不變,R為氣敏電阻,L為指示燈。當(dāng)有害尾氣濃度β增大時(shí)( )
A.電壓表的示數(shù)增大,指示燈亮度增大
B.電壓表的示數(shù)減小,指示燈亮度增大
C.電壓表的示數(shù)減小,指示燈亮度減小
D.電壓表的示數(shù)增大,指示燈亮度減小
【解析】由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)氣敏電阻兩端的電壓,
由圖甲可知,當(dāng)有害尾氣濃度增大時(shí),氣敏電阻的阻值將變小,電路的總電阻變小,
由I=可知,電路中的電流變大,
由U=IR可知,燈泡L兩端的電壓變大,故指示燈亮度增大;故CD錯(cuò)誤;
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,氣敏電阻R兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變?。还蔄錯(cuò)誤,B正確。
【答案】B。
24.如圖是一種可測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置,R′是定值電阻,R是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片是杠桿的一端,油量表由電流表改裝而成,通過(guò)兩只電表的示數(shù)變化可以反映油面的高度變化,關(guān)于此裝置的工作原理,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.當(dāng)油面高度升高時(shí),油量表示數(shù)減小
B.當(dāng)油面高度升高時(shí),電壓表示數(shù)減小
C.當(dāng)油面高度降低時(shí),油量表示數(shù)增大
D.當(dāng)油量表示數(shù)減小時(shí),電壓表示數(shù)減小
【解析】由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),油量表(電流表)測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)變阻器R兩端的電壓。
當(dāng)油面高度升高時(shí),浮標(biāo)上升,滑片向下滑動(dòng),則R接入電路的電阻減小,電路中的總電阻減小,
由I=可知,電路中的電流增大,即油量表的示數(shù)增大,故A錯(cuò)誤;
電路中的電流增大,由U=IR可知,定值電阻R′兩端的電壓增大,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,變阻器R兩端的電壓減小,即電壓表的示數(shù)減小,故B正確;
反之,當(dāng)油面高度降低時(shí),R接入電路的電阻增大,電路中的電流減小,即油量表示數(shù)減小,電壓表的示數(shù)增大,故CD錯(cuò)誤。
【答案】B。
25.如圖所示的電路中,電源電壓不變,當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),甲乙兩表為電流表時(shí),兩表的示數(shù)之比I甲:I乙=7:4,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,甲乙兩表為電壓表時(shí),兩表的示數(shù)之比U甲:U乙為( ?。?br />
A.3:7 B.7:3 C.4:3 D.4:7
【解析】(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),甲、乙兩表均為電流表時(shí),R1和R2并聯(lián),電流表甲測(cè)干路的電流,電流表乙測(cè)通過(guò)R2的電流;
已知兩表的示數(shù)之比I甲:I乙=7:4,即干路電流和通過(guò)R2的電流之比為:I:I2=7:4,
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過(guò)R1的電流與通過(guò)R2的電流之比為:I1:I2=(I﹣I2):I2=(7﹣4):4=3:4;
并聯(lián)電路中各個(gè)支路兩端的電壓均等于電源電壓,由I=可知兩電阻之比為:R1:R2=:=I2:I1=4:3;
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,甲、乙兩表均為電壓表時(shí),R1和R2串聯(lián),電壓表甲測(cè)R2兩端的電壓,電壓表乙測(cè)電源電壓;
串聯(lián)電路中通過(guò)的電流處處相等,由I=和串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知兩電壓表的示數(shù)之比為:U甲:U乙=IR2:I(R1+R2)=R2:(R1+R2)=3:(4+3)=3:7。
【答案】A。
26.如圖所示電路中,電源電壓保持不變,先閉合開(kāi)關(guān)S1,電壓表示數(shù)為3V;接著閉合開(kāi)關(guān)S2,電壓表示數(shù)變?yōu)?V,則電阻R1、R2的阻值之比為( ?。?br />
A.1:3 B.3:1 C.1:2 D.2:1
【解析】(1)由圖可知,將S1和S2均閉合時(shí),R1被短路,電路中只有R2,電壓表測(cè)電源電壓;
已知此時(shí)電壓表的示數(shù)為9V,即電源電壓為U=9V;
(2)只閉合開(kāi)關(guān)S1,該電路為R1和R2的串聯(lián)電路,電壓表測(cè)R2兩端的電壓;
已知此時(shí)電壓表的示數(shù)為3V,即R2兩端的電壓為U2=3V,
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知R1兩端的電壓為U1=U﹣U2=9V﹣3V=6V;
結(jié)合串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律可知電阻R1、R2的阻值之比為:,故ABC錯(cuò)誤,D正確。
【答案】D。
27.圖甲為超聲波加濕器,圖乙為其內(nèi)部濕度監(jiān)測(cè)裝置的簡(jiǎn)化電路圖。已知電源電壓為12V,定值電阻R0的阻值為30Ω。濕敏電阻R的阻值隨濕度變化的關(guān)系如圖丙所示。求:
(1)當(dāng)空氣中的濕度為80%時(shí),濕敏電阻R的阻值為 90Ω??;
(2)電壓表的示數(shù)為9V時(shí),電流表的示數(shù);
(3)電流表的示數(shù)為0.2A時(shí),空氣中大約的濕度。
【解析】(1)由圖丙可知,當(dāng)環(huán)境濕度為80%時(shí),濕敏電阻R的阻值為90Ω;
(2)由圖乙可知,該電路為R和R0的串聯(lián)電路,電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)R兩端的電壓;
已知電壓表的示數(shù)為9V,即R兩端的電壓為UR=9V,
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知R0兩端的電壓為:U0=U﹣UR=12V﹣9V=3V,
電路中的電流為:I=I0===0.1A,即電流表的示數(shù)為0.1A;
(3)已知電流表示數(shù)為0.2A,即電路中的電流為I′=0.2A,
由I=可知電路的總電阻為:R總===60Ω,
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知R的阻值為:R=R總﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω,由圖丙可知此時(shí)空氣中的濕度為20%。
答:(1)90Ω;
(2)電壓表的示數(shù)為9V時(shí),電流表的示數(shù)為0.1A;
(3)電流表的示數(shù)為0.2A時(shí),空氣中大約的濕度為20%。
28.如圖甲所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1=10Ω,閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片P從a端移動(dòng)到b端,兩電表示數(shù)變化關(guān)系如圖乙中的線(xiàn)段AB所示。求:
(1)滑動(dòng)變阻器的最大阻值;
(2)電源電壓;
(3)滑片Р滑到ab中點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)。
【解析】由圖甲可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測(cè)R2兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。
(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電路中的電流最小,
由圖乙可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為4V,通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流I2=0.2A,
所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值:R2===20Ω;
(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路,電路中的電流最大,
由圖乙可知,此時(shí)電路中的電流I1=0.6A,由歐姆定律可得電源的電壓:U=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
(3)滑片P滑到ab中點(diǎn)時(shí),根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知總電阻:R′=R1+R2=10Ω+×20Ω=20Ω
電路中的電流:I===0.3A,
則電壓表的示數(shù):U2′=I×R2=0.3A××20Ω=3V。
答:(1)滑動(dòng)變阻器的最大電阻值為20Ω;
(2)電源電壓為6V;
(3)滑片P滑到ab中點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)為3V。
【精選真題演練】
29.有一定值電阻R與一小燈泡L,通過(guò)它們的電流I與它們兩端的電壓U的規(guī)律如圖所示,現(xiàn)將R和L并聯(lián)接在電壓為4V的電源兩端,此時(shí)干路中的電流是 1.1 A。
【解析】將R、L并聯(lián)后接在電壓為4V的電源兩端,由U﹣I圖像可知,此時(shí)通過(guò)R、L的電流分別為IR=0.4A,IL=0.7A,
并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
電路中的總電流I=IR+IL=0.4A+0.7A=1.1A。
【答案】1.1。
30.如圖所示,已知R1:R2=3:1,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,甲、乙兩表為電壓表時(shí),兩表示數(shù)之比U甲:U乙= 4:1?。划?dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),甲、乙兩表為電流表時(shí),兩表示數(shù)之比I甲:I乙= 3:4 。
【解析】當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,甲、乙兩表都是電壓表,R1與R2串聯(lián),電壓表甲測(cè)電源電壓、乙測(cè)R2兩端電壓,
串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和,串聯(lián)電路各處電流相等,
由歐姆定律可知:===;
若甲、乙兩表都是電流表,當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),R1與R2并聯(lián),電流表甲測(cè)R2電流,乙測(cè)干路電流,
并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,由歐姆定律可得:===,
并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,所以===,
【答案】4:1;3:4。
31.小毅同學(xué)用如圖所示電路測(cè)未知電阻Rx的阻值,閉合開(kāi)關(guān)前,他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到 b 端。實(shí)驗(yàn)時(shí),他移動(dòng)滑片,多次測(cè)量求Rx的平均值是為了 減小誤差 。
【解析】為了避免連線(xiàn)錯(cuò)誤而燒壞電路元件,在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài);為了保護(hù)電路,電路連好后,閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值最大處,即最b端;
由于一次實(shí)驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果誤差較大,故本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了多次測(cè)量的目的是求平均值減小誤差。
【答案】b;減小誤差。
32.傳感器在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用,一部普通智能手機(jī)中就有十幾種,傳感器能感受聲音、圖像、壓力、磁場(chǎng)等各種信息,壓力傳感器的核心部件為壓敏電阻。某同學(xué)設(shè)計(jì)的壓力傳感器如圖所示,R0為定值電阻,R為壓敏電阻且阻值隨壓力增大而減小,閉合開(kāi)關(guān)S,下列說(shuō)法正確的是( )
A.壓力為0時(shí),電壓表示數(shù)為0
B.壓力變大時(shí),電壓表示數(shù)變大
C.壓力變大時(shí),電壓表示數(shù)變小
D.壓力變大時(shí),電流表示數(shù)變小
【解析】由電路圖可知,閉合開(kāi)關(guān)S,定值電阻R0和壓敏電阻R串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。
A.由壓敏電阻R的阻值隨壓力增大而減小可知,壓力為0時(shí),R的阻值不為零,
由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知,R兩端的電壓不為0,即電壓表的示數(shù)不為0,故A錯(cuò)誤;
BCD.由壓敏電阻R的阻值隨壓力增大而減小可知,壓力變大時(shí),R的阻值減小,電路的總電阻減小,
由I=可知,電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大,故D錯(cuò)誤;
由U=IR可知,R0兩端的電壓變大,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,R兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小,故B錯(cuò)誤、C正確。
【答案】C。
33.如圖是紅外線(xiàn)測(cè)溫儀原理示意圖,R是熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小,定值電阻R0為保護(hù)電阻。下列分析正確的是( ?。?br />
A.顯示儀是由電流表改裝成的
B.測(cè)較高溫度時(shí),R0兩端的電壓較大
C.增大R0的阻值,可增大測(cè)溫儀的最大測(cè)量值
D.增大電源電壓,可增大測(cè)溫儀的最大測(cè)量值
【解析】
A.由電路圖可知,顯示儀與R0并聯(lián),則顯示儀是由電壓表改裝成的,故A錯(cuò)誤;
B.由熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小可知,測(cè)較高溫度時(shí),R的阻值變小,電路的總電阻變小,由I=可知,電路中的電流變大,R0兩端的電壓變大,即R0兩端的電壓較大,故B正確;
C.測(cè)溫儀的最大測(cè)量值(即電壓表的最大示數(shù))一定,由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知,此時(shí)熱敏電阻兩端的電壓也一定,當(dāng)增大測(cè)溫儀的最大測(cè)量值時(shí),熱敏電阻R的阻值變小,由I=可知,通過(guò)R的電流變大,即電路的電流變大,由R=可知,R0的阻值應(yīng)減小,故C錯(cuò)誤;
D.測(cè)溫儀的最大測(cè)量值(即電壓表的最大示數(shù))一定,由I=可知,最大測(cè)量時(shí)電路中的電流一定,當(dāng)增大電源電壓時(shí),由R=可知,電路的總電阻變大,則熱敏電阻的阻值變大,測(cè)溫儀的最大測(cè)量值會(huì)減小,故D錯(cuò)誤。
【答案】B。
34.如圖所示的電路,電源電壓和燈泡L的電阻不變,閉合開(kāi)關(guān)S,將滑片P向右移動(dòng)時(shí)( ?。?br />
A.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
【解析】由圖可知,開(kāi)關(guān)閉合后,該電路為串聯(lián)電路,電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表測(cè)量電路中的電流;
將滑片P向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)變大;
滑動(dòng)變阻器阻值變大,總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變小,電流表示數(shù)變小。
【答案】D。
35.如圖所示,R1和R2均為定值電阻,閉合開(kāi)關(guān)S,電流表指針明顯偏轉(zhuǎn),電壓表幾乎無(wú)示數(shù),如果只有R1或R2一處發(fā)生了故障,則下列判斷正確的是( ?。?br />
A.R1短路 B.R2短路 C.R1斷路 D.R2斷路
【解析】由電路圖知,閉合開(kāi)關(guān)S,兩電阻串聯(lián),電流表測(cè)電路中電流,電壓表測(cè)R1兩端電壓。
閉合開(kāi)關(guān)S,電流表指針明顯偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電路為通路,即沒(méi)有斷路,故CD錯(cuò)誤;
若R1短路,則電壓表也被短路,電壓表無(wú)示數(shù),電路為R2的簡(jiǎn)單電路,有電流通過(guò)R2和電流表,則電流表有示數(shù),符合題意,故A正確;
若R2短路,電路為R1的簡(jiǎn)單電路,有電流通過(guò)R1和電流表,R1兩端電壓等于電源電壓,則電壓表和電流表都有示數(shù),不符合題意,故B錯(cuò)誤;
【答案】A。
36.如圖所示電路,閉合開(kāi)關(guān)后,小燈泡L1和L2均不發(fā)光,電流表指針幾乎不動(dòng),電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)。若電路中只有一處故障,則可能是( ?。?br />
A.L1短路 B.L1斷路 C.L2短路 D.L2斷路
【解析】閉合開(kāi)關(guān)后,兩燈均不發(fā)光,電流表幾乎不動(dòng),說(shuō)明故障類(lèi)型為斷路,電壓表明顯偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電壓表到電源為通路,故故障為L(zhǎng)2斷路。
【答案】D。
37.如圖所示是小勇連接的實(shí)驗(yàn)電路,他檢查導(dǎo)線(xiàn)連接無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡L1、L2均不發(fā)光,于是他用一根導(dǎo)線(xiàn)來(lái)排查故障。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)連接L1兩端時(shí)兩燈仍不發(fā)光,連接L2兩端時(shí)L1發(fā)光、L2不發(fā)光。由此判斷電路的故障是( )
A.L1斷路 B.L2斷路 C.L1短路 D.L2短路
【解析】由圖可知:L1與L2是串聯(lián)電路,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡L1、L2均不發(fā)光,這說(shuō)明電路出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象;
當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)連接L1兩端時(shí)兩燈仍不發(fā)光,這說(shuō)明故障出現(xiàn)在除L1以外的部分;連接L2兩端時(shí)L1發(fā)光、L2不發(fā)光,這說(shuō)明電路是通路,所以故障是L2斷路。
【答案】B。
38.在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,小軍分別畫(huà)出了電阻R1和R2的I﹣U圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)R1與R2兩端的電壓為0時(shí),它們的電阻也為0
B.用不同的電阻研究電流與電壓的關(guān)系得出的結(jié)論不一樣
C.在電阻一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比
D.R1與R2的阻值之比為1:2
【解析】A、電阻是導(dǎo)體本身的一種特性,其大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度,橫截面積以及導(dǎo)體的溫度有關(guān),與電壓、電流大小無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;
B、由圖像可知,兩個(gè)定值電阻R1和R2,通過(guò)它們電流都與它們兩端的電壓成正比,用不同的電阻研究電流與電壓的關(guān)系得出的結(jié)論是一樣的,故B錯(cuò)誤;
C、由圖像可知,電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,而電壓由電源提供,與電流無(wú)關(guān),不能說(shuō)電壓與電流成正比,故C錯(cuò)誤;
D、由電阻的計(jì)算式可得:當(dāng)I=0.2A時(shí),U1=1V,U2=2V,故R1:R2=U1:U2=1:2,故D正確。
【答案】D。
39.如圖所示,電源電壓為12V,電阻R1的阻值為10Ω,開(kāi)關(guān)S閉合后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片P位于最左端時(shí),電壓表的示數(shù)為6V,電阻R2的阻值為 10 Ω。調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表的示數(shù)從3V變?yōu)?.5V,則R3接入電路中的阻值變化了 40 Ω。
【解析】開(kāi)關(guān)S閉合后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片P位于最左端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0,R1和R2串聯(lián)接入電路,電壓表測(cè)R1兩端的電壓,
由歐姆定律可得此時(shí)通過(guò)電路的電流:I===0.6A,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以R2兩端的電壓:U2=U﹣U1=12V﹣6V=6V,
串聯(lián)電路各處電流相等,則電阻R2的阻值:R2===10Ω;
電壓表的示數(shù)為3V時(shí),通過(guò)電路的電流:I′===0.3A,
該電路總電阻:R′===40Ω,
電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí),通過(guò)電路的電流:I″===0.15A,
該電路總電阻:R″===80Ω,
串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變化值:R3=R″﹣R′=80Ω﹣40Ω=40Ω。
【答案】10;40。
40.在相距15km的甲、乙兩地之間有兩條輸電線(xiàn),已知每1m輸電線(xiàn)的電阻為0.01Ω,現(xiàn)輸電線(xiàn)在某處發(fā)生短路,為確定短路位置,檢修員利用電壓表、電流表和電源接成如圖所示電路進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時(shí),電流表的示數(shù)為0.06A,則甲地到短路位置之間的輸電線(xiàn)總阻值為 100 Ω,短路位置到甲地的距離是 5000 m。
【解析】由I=可得,連接短路位置到甲地的兩段輸電線(xiàn)的電阻值:
R===100Ω;
已知每1m輸電線(xiàn)的電阻為0.01Ω.導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng)度:L=×1m=10000m;
短路的地點(diǎn)離甲地的距離:s=×L=×10000m=5000m。
【答案】100;5000。
41.如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開(kāi)關(guān)S后,兩燈均發(fā)光(設(shè)燈絲電阻不變),電壓表示數(shù)為U,過(guò)一段時(shí)間后,突然兩燈均熄滅,且有一個(gè)電表的示數(shù)變大,已知兩燈中僅有一個(gè)出現(xiàn)了故障。請(qǐng)你判斷故障情況是 L2斷路?。蝗舸藭r(shí)電壓表是示數(shù)為4U,則小燈泡L1、L2的電阻之比為 3:1??;排除故障后,將小燈泡L1、L2的位置互換,則示數(shù)一定不發(fā)生變化的是 電流 表(選填“電流”、“電壓”或“電流和電壓”)。
【解析】
(1)由圖可知,閉合開(kāi)關(guān)S后,兩燈串聯(lián),電壓表測(cè)L2兩端的電壓,電流表測(cè)串聯(lián)電路的電流;
一段時(shí)間后,兩燈均熄滅,已知兩燈中僅有一個(gè)出現(xiàn)了故障,這說(shuō)明電路故障為斷路,所以電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)變大,此時(shí)電壓表到電源為通路,則L1是完好的,故L2斷路;
(2)當(dāng)L2斷路時(shí),電壓表測(cè)電源電壓,所以電源電壓U總=4U;
當(dāng)兩燈串聯(lián)均發(fā)光時(shí),電壓表測(cè)燈泡L2兩端的電壓,且U2=U,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,此時(shí)燈泡L1兩端電壓U1=U總﹣U2=4U﹣U=3U,
根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知,電阻兩端的電壓之比等于電阻之比,
所以燈泡L1、L2的電阻之比為R1:R2=U1:U2=3U:U=3:1;
(3)排除故障后,兩燈串聯(lián),電壓表測(cè)L2兩端的電壓,電流表測(cè)串聯(lián)電路的電流;
若將小燈泡L1、L2的位置互換,兩燈仍然串聯(lián),電流表仍然測(cè)串聯(lián)電路的電流,
由于電源電壓保持不變,電路總電阻(R總=R1+R2)仍然保持不變,所以由歐姆定律可知電路中的電流不變,即電流表示數(shù)一定不發(fā)生變化;
排除故障后,更換燈泡位置,此時(shí)電壓表測(cè)L1兩端的電壓,雖然電路中電流不變,但兩燈的電阻不同,由U=IR可知,電壓表示數(shù)一定會(huì)發(fā)生變化。
【答案】L2斷路;3:1;電流。
42.科技小組用如圖1所示電路測(cè)量定值電阻的阻值。
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn),將圖中的器材連接成完整電路。要求:
①滑片P向B端移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)變??;
②連線(xiàn)不能交叉;
(2)在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于 斷開(kāi)?。ㄟx填“斷開(kāi)”或“閉合”)狀態(tài),滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)位于 B?。ㄟx填“A”或“B”)端;
(3)閉合開(kāi)關(guān)前,發(fā)現(xiàn)電流表指針在零刻度線(xiàn)右端,其原因可能是 A?。ㄟx填“A”或“B”);
A.電流表沒(méi)調(diào)零
B.電流表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了
(4)問(wèn)題解決后,閉合開(kāi)關(guān),滑片P移動(dòng)到某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表的示數(shù)如圖2所示,為 0.5 A,則R的阻值是 5 Ω;
(5)改變電阻兩端電壓,多次測(cè)量求平均值,分析數(shù)據(jù),還可得出:導(dǎo)體電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 正 (選填“正”或“反”)比;
(6)另一小組的同學(xué)利用已知電阻R0,設(shè)計(jì)并連接了如圖3所示的電路來(lái)測(cè)量未知定值電阻Rx的阻值。主要步驟如下:
①閉合開(kāi)關(guān)S1和S2,電壓表的示數(shù)為U1;
②只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,電壓表的示數(shù)為U2,此時(shí)通過(guò)Rx的電流為 Ix=??;
由此可得Rx的阻值為 R0 (以上兩空均用字母U1、U2、R0表示)。
【解析】(1)要求當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向B滑動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)減小,即當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向B滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,故滑片左側(cè)電阻絲連入電路中,如下所示:
(2)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在B端。
(3)A、若電流表沒(méi)調(diào)零,開(kāi)關(guān)閉合前,電流表的指針不在零刻度線(xiàn)可能在右端,故A符合題意;
B、若電流表正負(fù)接線(xiàn)柱接反,閉合開(kāi)關(guān)后,電流表的指針會(huì)反向偏轉(zhuǎn),故B不符合題意;
【答案】A;
(4)如圖2所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,其讀數(shù)為0.5A,由歐姆定律可得R的阻值:R===5Ω;
(5)由歐姆定律可知:導(dǎo)體電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(6)利用已知電阻R0,設(shè)計(jì)并連接了如圖3所示的電路來(lái)測(cè)量未知定值電阻Rx的阻值。主要步驟如下:
①閉合開(kāi)關(guān)S1和S2,電壓表的示數(shù)為U1,電壓表測(cè)量電源電壓;
②只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,電壓表的示數(shù)為U2,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,R0兩端的電壓:U0=U1﹣U2,
通過(guò)R0的電流:I0==,
串聯(lián)電路各處電流相等,由串聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知,通過(guò)Rx的電流為 Ix=I0=;
由歐姆定律可得Rx的阻值為:Rx===R0。
【答案】(1)如解答圖所示;(2)斷開(kāi);B;(3)A;(4)0.5;5;(5)正;(6)Ix=;R0。
43.如圖所示的電路中,電源電壓U不變,r、R1和R2均為定值電阻,其中r=1Ω,R1=14Ω,S1為單刀單擲開(kāi)關(guān),S2為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。閉合S1,將S2擲于1端,電壓表V的示數(shù)U1=2.8V;將S2切換到2端,電壓表V的示數(shù)U2=2.7V。求:
(1)電源電壓U的大?。?br />
(2)電阻R2的阻值。
【解析】(1)閉合S1,將S2擲于1端,r、R1串聯(lián)接入電路,電壓表測(cè)R1兩端的電壓,
由歐姆定律可得此時(shí)通過(guò)電路的電流:I1===0.2A,
串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,則電路總電阻:R=r+R1=1Ω+14Ω=15Ω,
電源電壓:U=I1R=0.2A×15Ω=3V;
(2)閉合S1,將S2切換到2端,r、R2串聯(lián)接入電路,電壓表測(cè)R2兩端的電壓,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以r兩端的電壓:Ur=U﹣U2=3V﹣2.7V=0.3V,
此時(shí)通過(guò)電路的電流:I2===0.3A,
串聯(lián)電路各處電流相等,由歐姆定律可得電阻R2的阻值:R2===9Ω。
答:(1)電源電壓U的大小為3V;
(2)電阻R2的阻值為9Ω。
44.小紅同學(xué)在某次物理實(shí)驗(yàn)考查中抽到考題《用伏安法測(cè)量某未知電阻的阻值》的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示,請(qǐng)你幫他完成下列問(wèn)題。
(1)根據(jù)電路圖,把圖乙中所缺失的導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)。
(2)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最 左 (選填“左”或“右”)端。
(3)粗略檢查后閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的指針出現(xiàn)反偏現(xiàn)象,可能出現(xiàn)這種情況的原因是 B (選填“A”或“B”)。
A.電壓表量程選小了
B.電壓表的正負(fù)接線(xiàn)柱接反了
(4)通過(guò)三次實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
電壓U/V
1.2
1.8
2.4
電流I/A
0.2
0.3
第三次得出的電流如圖丙所示,請(qǐng)你根據(jù)所提供信息求出所測(cè)未知電阻的阻值為 6 Ω。
【解析】(1)由圖甲知,滑動(dòng)變阻器串聯(lián)入電路中,選擇滑動(dòng)變阻器上面的任一接線(xiàn)柱與R的左側(cè)接線(xiàn)柱相連即可,如圖所示:
(2)為了保護(hù)電路,開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最大值左端;
(3)閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的指針出現(xiàn)反偏現(xiàn)象,說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線(xiàn)柱接反了,故選B;
(4)由丙圖知,電流表使用小量程,分度值0.02A,第三次得出的電流為0.4A,
三次測(cè)得電阻分別為:
R1===6Ω,R2===6Ω,R3===6Ω,
所以三次所測(cè)電阻的平均值也為6Ω。
【答案】(1)見(jiàn)上圖;(2)左;(3)B;(4)6。
45.某實(shí)驗(yàn)小組探究電流與電壓的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中電源電壓恒為3V,定值電阻R為5Ω,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示。
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
U/V
0.5
1.0
2.0
I/A
0.1
0.2
0.4
(1)請(qǐng)根據(jù)電路圖,用筆畫(huà)線(xiàn)表示導(dǎo)線(xiàn),連接圖乙所示的實(shí)物電路(要求導(dǎo)線(xiàn)不能交叉);
(2)連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片,電壓表的示數(shù)約為3V保持不變,電流表的示數(shù)幾乎為零,則電路的故障可能是 定值電阻R斷路 (選填“定值電阻R短路”“定值電阻R斷路”或“滑動(dòng)變阻器斷路”);
(3)排除故障后,將多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中,請(qǐng)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),在圖丙的坐標(biāo)圖中畫(huà)出定值電阻R的I﹣U圖像;
(4)分析圖像可知,電阻一定時(shí),電流與電壓成 正 比。
【解析】(1)滑動(dòng)變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中,如下所示:
(2)若定值電阻R短路,電路為通路,電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),不符合題意;
若定值電阻R斷路,電流表沒(méi)有示數(shù),電壓表與電源連通測(cè)電源電壓,電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),符合題意;
若滑動(dòng)變阻器斷路,則兩表都沒(méi)有示數(shù),不符合題意;
(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫(huà)出圖像,如下所示:
(4)因電流隨電壓的變化圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),根據(jù)圖像可知,當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。
【答案】(1)如上圖所示;(2)定值電阻R斷路;(3)如圖所示;(4)正。
46.如圖所示的電路,電源電壓保持不變,電阻R1、R2分別為20Ω和30Ω,只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),電流表的示數(shù)為0.3A。求:
(1)電源電壓;
(2)S1、S2均閉合時(shí),電流表的示數(shù)。
【解析】(1)只閉合開(kāi)關(guān)S1,電路為電阻R1的簡(jiǎn)單電路,由歐姆定律可得電源電壓:U=IR1=0.3A×20Ω=6V;
(2)S1、S2均閉合時(shí),兩電阻并聯(lián)接入電路,電流表測(cè)干路電流,
并聯(lián)電路各并聯(lián)支路兩端電壓相等,由歐姆定律可得通過(guò)電阻R2的電流:I2===0.2A,
并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,所以電流表的示數(shù):I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A。
答:(1)電源電壓為6V;
(2)S1、S2均閉合時(shí),電流表的示數(shù)為0.5A。
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)梳理分層訓(xùn)練第18章 電功率(含解析),共38頁(yè)。
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)梳理分層訓(xùn)練第16章 電壓 電阻(含解析),共28頁(yè)。
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)梳理分層訓(xùn)練第13章內(nèi)能(含解析),共26頁(yè)。
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