①由少到多將幾節(jié)干電池串聯(lián),先后接入MN,測量電流及電壓;②電池與滑動變阻器串聯(lián)接入MN,多次移動滑片,測量電流及電壓。則該小組探究的是( )
A.串聯(lián)電路的電壓特點B.影響電阻大小的因素
C.電流跟電阻的關系D.電流跟電壓的關系
【答案】D
【解析】在MN間先后串聯(lián)接入幾節(jié)干電池,或?qū)㈦姵嘏c滑動變阻器串聯(lián)接入MN,調(diào)節(jié)滑片的位置,都能改變定值電阻兩端的電壓及通過的電流,但定值電阻的阻值保持不變,所以探究的是:電阻一定時,通過導體的電流與電壓的關系,故D符合題意,ABC不符合題意。
故選D。
2、小明想要利用如圖所示的電路探究“電流與電壓的關系”,下列說法正確的是( )
A.實驗過程中應該保持滑動變阻器R2阻值不變
B.實驗過程中可以將R1換成小燈泡
C.實驗過程中應該調(diào)滑動變阻器使電流表示數(shù)不變
D.實驗過程中應該調(diào)滑動變阻器改變電壓表示數(shù)
【答案】D
【解析】探究“電流與電壓的關系”,應保持定值電阻R1阻值不變,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,改變定值電阻R1的電壓和電流,從而多次實驗,尋求普遍規(guī)律,故AC錯誤,D正確;探究“電流與電壓的關系”,應保持電阻不變,小燈泡電阻隨溫度的升高而變大,是變化的,故B錯誤。故選D。
3、某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗,電源電壓恒為3V,更換了5個阻值不同的定值電阻Rx,得到如圖乙所示的圖象,以下有關敘述正確的是( )
A.連接電路時,開關應處于閉合狀態(tài)
B.該同學研究的是“電流和電壓”的關系
C.將Rx從5Ω換成10Ω后,應將滑片P向左移
D.滑動變阻器阻值變化范圍為1Ω~5Ω
【答案】D
【解析】為了保護電路,連接電路時,開關應處于斷開狀態(tài),故A錯誤;由圖中數(shù)據(jù)知,電阻兩端的電壓為U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V,實驗中電壓表的示數(shù)保持2.5V不變,該同學研究的是“電流和電阻”的關系,故B錯誤;將Rx從5Ω換成10Ω后,電阻變大,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理,電壓表示數(shù)變大,故應增大變阻器分得的電壓,故應增大變阻器接入電路電阻,應將滑片P向右移,故C錯誤;D.由圖乙知,電路的最大電流為0.5A,由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律可知,此時變阻器連入電路的最小阻值為,電路的最小電流為0.1A時,由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律可知,此時變阻器連入電路的最大阻值為,滑動變阻器阻值變化范圍為1Ω~5Ω,故D正確。故選D。
4、探究“電流與電阻的關系”時,我們一般需要先預設一個電壓值,實驗中保持電阻兩端電壓為預設值不變?,F(xiàn)采用如圖所示電路進行探究,電源電壓為4.5V不變,滑動變阻器(10Ω 1A),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個,按要求進行實驗。則下列判斷正確的是( )
A.當電壓一定時,電阻與電流成反比
B.將R從5Ω換成10Ω后,應將滑片向左移動
C.僅利用題中所給器材無法完成探究電流與電壓的關系
D.若不添加器材要獲得4組實驗數(shù)據(jù),電壓的預設值不能小于3V
【答案】D
【解析】當電壓一定時,電流與電阻成反比,故A錯誤;將R從5Ω換成10Ω后,電阻變大,為了保持電阻兩端電壓不變,根據(jù)串聯(lián)分壓和電阻成正比規(guī)律,應將滑片向右移動,增大電阻,故B錯誤;探究電流與電壓的關系實驗中,需保持導體電阻不變,改變電阻兩端電壓,題中所給器材可以完成探究電流與電阻的關系,故C錯誤;根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得,定值電阻的最大阻值為20Ω,若此時滑動變阻器接入電路最大阻值10Ω,代入數(shù)據(jù)可得,解可得UV=3V,此即為電壓的預設值的最小值,故D正確。故選D。
5、如圖所示,這是“探究通過導體的電流與 的關系”的實驗電路和依據(jù)測得的數(shù)據(jù)制作的表格,實驗中使用的定值電阻為 Ω。
【答案】導體兩端的電壓 5
【解析】根據(jù)表格中記錄的物理量是通過導體的電流和電壓,利用表格數(shù)據(jù)結(jié)合歐姆定律定律可以計算出實驗中使用的定值的阻值為,由此可判斷該實驗探究的是在導體電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系。
6、如圖,在研究電流與電阻關系時,如果先用5Ω的定值電阻進行實驗使電壓表的示數(shù)為3V,再換用了10Ω的定值電阻后,某同學沒有改變滑動變阻器滑片的位置,電壓表的示數(shù)將 3V(選填“大于”、“小于”或“等于”).此時應向 (選填“右”或“左”)調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)仍為3V。
【答案】大于 右
【解析】滑動變阻器的滑片位置不變,當用10Ω的定值電阻代替5Ω的定值電阻時,電路中的總電阻變大,由可知,電路中的電流變小,滑動變阻器兩端的電壓變小,由于串聯(lián)電路中總電壓等于各串聯(lián)電阻兩端電壓之和,則定值電阻兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)大于3V,串聯(lián)電路中電阻越大分得的電壓越大,為使兩端的電壓保持3V不變,應增大滑動變阻器接入電路中的電阻,即滑片向右調(diào)節(jié)。
7、小李用圖甲所示的電路探究“通過導體的電流與電阻的關系”,電源電壓4.5V保持不變,根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)繪出了圖像(圖乙)。由圖像可知,當電流為0.5A時,導體兩端的電壓為 V;當電流為0.2A時,導體的電阻為 Ω。
【答案】2 10
【解析】[1]由圖像可知,電流與電阻的倒數(shù)成正比例關系,電流與電阻的乘積保持不變,當電流為0.5A時,為0.25Ω-1,則此時的電阻為,即導體兩端的電壓為;當電流為0.2A時,導體的電阻為。
8、在“探究電流與電壓的關系”實驗中,用2節(jié)新干電池做電源,其他器材如圖甲所示。

(1)請你用筆畫線代替導線把圖甲電路連接完整(導線不得交叉);
(2)電路中滑動變阻器的主要作用是保護電路和通過調(diào)節(jié)其 值,改變電路中的 ;
(3)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片置于圖中 (選填“A”或“B”)端;
(4)某實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù),作出甲、乙兩個電阻的I—U圖像,如圖乙,分析圖像乙可得結(jié)論:當導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端電壓成 比;
(5)將兩個導體并聯(lián)后接到電壓為3V的電源上時,干路電流為 A,由圖像可知甲的電阻為 Ω,乙的電阻為 Ω。
【答案】(1)見解析 (2)電阻 電流 (3) A (4)正 (5)0.9 5 10
【解析】(1)在“探究電流與電壓的關系”實驗中,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),滑動變阻器需要“一上一下”連接,故應用導線將滑動變阻器上端接線柱與電流表負接線柱相連,如圖所示:
(2)為了尋找普遍規(guī)律,需要重復實驗,獲得多組電流與電壓值,移動滑動變阻器滑片,改變其在電路中的電阻值,可以改變電路中的電流大小,從而獲得多組數(shù)據(jù)。
(3)為了電路安全,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處,即A端。
(4)由圖中數(shù)據(jù)可知,電阻一定時,電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流也變成原來的幾倍,故得出結(jié)論:當電阻一定時,電流與電壓成正比。
(5)并聯(lián)電路各支路電壓與電源電壓相等,干路電流等于各支路電流之和。將兩個導體并聯(lián)后接到電壓為3V的電源上時,由圖像可知,甲所在支路的電流為0.6A,乙所在支路的電流為0.3A,故干路電流為;甲的電阻 ,乙的電阻。
9、在“探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系”實驗中,小明利用可調(diào)電壓電源(可調(diào)為1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5個定值電阻(阻值分別為、、、、)、滑動變阻器( ),電壓表和電流表做了如下實驗:
(1)他根據(jù)圖甲所示電路圖連接成了圖乙所示的實物電路,其中只有一根導線連接錯誤,請在這根導線上打“×”,并用筆重新畫一根正確連接的導線(連線不要交叉);
(2)改正圖乙電路后,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置最 端,這樣做的目的是 ;
(3)實驗時小明設計了如下表格,通過表格可以看出,他的實驗目的是探究通過導體的電流與 的關系:
(4)小明將電源電壓調(diào)為3V時,按(3)設計的方案進行實驗:
①電流表、電壓表連接使用中共同的要求是電流 (選填“負進正出”或“正進負出”),圖(2)是第2次實驗時電流表的示數(shù),示數(shù)為 ;
②當其中某個定值電阻接入電路時,無法滿足實驗條件,這個定值電阻的阻值 Ω;
小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出了如圖(2)所示的圖像,可以得出結(jié)論: ;
(5)【拓展】小紅利用現(xiàn)有器材又做了下面的實驗:
①按圖甲連接電路,將電源電壓調(diào)到某個值,在電路安全條件下閉合開關,移動滑片直到電壓表示數(shù)為2.5V;
②保持滑片不動,換接入另一個定值電阻,調(diào)節(jié)電源電壓,在電路安全條件下閉合開關,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)恰好為2.5V;通過以上實驗現(xiàn)象可以推斷:此時滑動變阻器接入電路的阻值為 Ω。
【答案】(1)見解析 (2)左 保護電路 (3)電阻 (4)正進負出 0.2 30 當導體兩端電壓不變時,通過導體的電流與導體的電阻成反比 (5) 4
【解析】(1)乙圖中定值電阻沒有連入電路,由變阻器到電阻的導線連接錯誤,應將變阻器的左上角接線柱連接到電壓表的負接線柱,如圖所示:

(2)閉合開關前,滑動變阻器滑片應處于最大阻值處,由電路圖可知,當滑片移到最左端時,變阻器阻值最大,故滑動變阻器的滑片應置于最左端,這樣可以防止閉合開關后電路中電流過大,燒壞電路元件,起到保護電路的作用。
(3)由表中數(shù)據(jù)知道,小明改變的是定值電阻的阻值,因此探究通過導體的電流與導體電阻的關系。
(4)①連接電流表和電壓表時,都要讓電流從正接線柱進,從負接線柱出;電流表選擇的時小量程,分度值為0.02A,所以圖(2)中電流表示數(shù)為0.2A。
②第2次實驗時使用的定值電阻阻值為10Ω,電流為0.2A,所以控制的電壓值為2V,則實驗中滑動變阻器始終分1V的電壓,定值電阻和滑動變阻器分壓之比為2∶1,根據(jù),電流相等時電壓之比等于電阻之比,當定值電阻阻值為30Ω時,滑動變阻器的阻值為
,所以當30Ω的定值電阻接入電路時,無法滿足實驗條件。由圖可知,電流與電阻的倒數(shù)的關系為一條過原點的直線,則電流與電阻的倒數(shù)成正比,所以電流與電阻成反比,故可得出結(jié)論:當導體兩端電壓不變時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
(5)設當電源電壓調(diào)為U前時,定值電阻阻值為R前,更換后的定值電阻阻值為R后,電源電壓為U后,當電壓表調(diào)到2.5V,即定值電阻兩端電壓為2.5V,則滑動變阻器兩端電壓為U前-2.5V或U后-2.5V,保持滑片不動,則滑動變阻器阻值不變,根據(jù)有,可得定值電阻前后比值為,電源可調(diào)為1.5V、3.0V、4.5V、6.0V,其中1.5V小于2.5V,舍去。
①當U前=3V、U后=4.5V時,則定值電阻前后的比值為,定值電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,通過觀察可知,R前=20Ω、R后=5Ω符合要求,當定值電阻為R前=20Ω時,電路中電流為,則滑動變阻器阻值為;
②當U前=3V、U后=6V時,則定值電阻前后的比值為,定值電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,通過觀察可知,沒有滿足此比例關系的一組電阻,故舍去。
③當U前=4.5V、U后=6V時,則定值電阻前后的比值為
定值電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,通過觀察可知,沒有滿足此比例關系的一組電阻,故舍去。綜上所述,此時滑動變阻器接入電路的阻值為4Ω。
題型二 歐姆定律的理解與計算
1、根據(jù)歐姆定律可得到,對于該式下列說法中正確的是( )
A.導體電阻的大小跟導體兩端的電壓成正比
B.導體電阻的大小跟導體中的電流成反比
C.當導體兩端的電壓為零時,導體的電阻也為零
D.導體電阻的大小跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
【答案】D
【解析】導體的阻值是導體本身所具有的性質(zhì),與通過它的電流、它兩端的電壓無關,電阻不隨著電壓和電流的改變而改變,當導體兩端的電壓為零時,導體的電阻依是不會改變,不會為零,故D正確,ABC錯誤。故選D。
2.如圖所示電路的電源電壓恒定,已知R0的阻值為40Ω,R的阻值為5Ω,S1、S2都閉合時,電壓表示數(shù)為9V,若只閉合S1,電壓表示數(shù)為( )
A.9VB.8VC.5VD.1V
【答案】D
【解析】由電路圖可知,兩開關都閉合時,R0短路,電壓表測電源的電壓,則電源電壓U=9V,若只閉合S1,兩電阻串聯(lián),電壓表測R兩端電壓,電路中電流為,
R兩端電壓為,故電壓表示數(shù)為1V。故選D。
3.在如圖所示的電路中,已知R1=4Ω,R2=12Ω,當S閉合后,通過R1的電流I1=0.6A,則下列結(jié)論正確的是( )
A.通過 R2的電流I2=1.8AB.通過 R2的電流I2=0.2A
C.通過 R2的電流I2=0.3AD.電源電壓U=1.8V
【答案】B
【解析】由圖可知,兩電阻并聯(lián);由得R1兩端的電壓為U1=I1R1=0.6A×4Ω=2.4V,根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律知電源電壓為U=U1=U2=2.4V,通過R2的電流為,故B正確,ACD錯誤。故選B。
4.(多選)在探究電流與電壓的關系實驗中,選取了甲和乙兩個電阻,得到它們的U-I關系如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.當乙兩端電壓為4V時,通過其電流為0.2A
B.甲對電流的阻礙作用比乙大
C.將甲和乙串聯(lián),若電流為0.3A,則它們兩端的總電壓為10V
D.將甲和乙并聯(lián),若電源電壓為4V,則它們干路的電流為0.6A
【答案】AD
【解析】由圖可知,當乙兩端電壓為4V時,通過其電流為0.2A,故A正確;導體對電流是有阻礙作用的,同等情況下,對電流的阻礙作用越小,通過的電流越大;由圖像可知,甲、乙兩端的電壓相等時,通過甲的電流比通過乙的電流大,說明甲對電流的阻礙作用小,乙對電流的阻礙作用大,故B錯誤;甲和乙串聯(lián),若電流為0.3A,根據(jù)串聯(lián)電路各處電流都相等可知,通過甲、乙的電流均為0.3A,由圖像可知U甲=3V,U乙=6V,由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知,它們兩端的總電壓,故C錯誤;將甲和乙并聯(lián),若電源電壓為4V,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知,兩電阻兩端的電壓為4V,由圖像可知,,由并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和可知,干路電流是,故D正確。故選AD。
5.某導體兩端電壓為6V時,通過導體的電流是0.5A;當導體兩端電壓為12V時,通過導體的電流為 A;當導體兩端電壓為零時,導體的電阻為 Ω。
【答案】1 12
【解析】由知道,導體的電阻,電阻是導體本身的一種性質(zhì),與電流和電壓有關,所以當電壓為12V或0V時,電阻仍是12Ω,當導體兩端電壓為12V時,通過導體的電流為。
6.如圖所示的電路,電源電壓保持不變,定值電阻R1=10Ω。閉合開關S,電流表A的示數(shù)為0.9A,電流表A1的示數(shù)為0.6A。則電源電壓為 V;通過定值電阻R2的電流為 A;定值電阻R2的阻值為 Ω。
【答案】6 0.3 20
【解析】由電路圖可知,兩電阻并聯(lián),電流表A1測R1支路的電流,電流表A測干路中的電流,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以電源的電壓;由并聯(lián)電路的電流規(guī)律知,通過電阻R2的電流為
;電阻R2的阻值為。
7.兩個定值電阻R1、R2,R1上標有“10Ω 1A”,R2上標有“15Ω 0.6A”。將它們并聯(lián)在電路中,電路中所加的最大電壓為 V,干路允許通過的最大電流為 A;將它們串聯(lián)在電路中,電源電壓最大為 V。
【答案】9 1.5 15
【解析】由歐姆定律得R1兩端最大電壓U1最大=I1最大R1=1A×10Ω=10V,R2兩端最大電壓
U2最大=I2最大R2=0.6A×15Ω=9V,因為并聯(lián)電路中各支路兩端電壓與電源電壓都相等,所以兩電阻并聯(lián)后的最大電壓為9V。此時通過R1的電流,并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,所以允許通過干路的最大電流I最大=I1+I2最大=0.9A+0.6A=1.5A;由題知R1允許通過的最大電流是1A,R2允許通過的最大電流是0.6A, 因為串聯(lián)電路中電流處處相等,所以兩電阻串聯(lián)后電路中最大電流為0.6A, 串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,根據(jù)歐姆定律可得電源電壓U=I(R1+R2)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V。
8.在相距20km的甲、乙兩地之間有兩條輸電線,已知每1m輸電線的電阻為0.01Ω?,F(xiàn)輸電線在某處發(fā)生短路,為確定短路位置,檢測員用電壓表、電流表和電源連成如圖所示電路進行檢測,電壓表的示數(shù)為3V,電流表的示數(shù)為20mA,則電源電壓為 V,短路位置離甲地 km。
【答案】3 7.5
【解析】由圖可知,電壓表測的是短路位置到甲地的兩段輸電線兩端的電壓,即為電源電壓,所以電源電壓為3V,連接短路位置到甲地的兩段輸電線的電阻值,導線總長度,短路位置離甲地的距離。
9.如圖所示電路圖中,電燈L1的阻值為10Ω;當S1接C時,S2接B時,電流表的讀數(shù)是0.3A。求:
(1)電源電壓;
(2)S1接C,S2接A時,電流表的示數(shù)是0.5A,求電燈L2的阻值?
【答案】(1)3V;(2)15Ω
【解析】解:(1)當S1接C時,S2接B時,L2被短路,電路為L1的簡單電路,電流表測電路中的電流,電源電壓為;
(2)S1接C,S2接A時,兩燈并聯(lián),電流表測干路電流,通過L2的電流為,電燈L2的阻值為。
答:(1)電源電壓為3V;
(2)S1接C,S2接A時,電流表的示數(shù)是0.5A,求電燈L2的阻值為15Ω。
10.如圖所示的電路中,電阻R1的阻值為20Ω,電源電壓不變。當、斷開,閉合時,電流表的示數(shù)為0.6A;斷開,,閉合時,電流表的示數(shù)為0.9A。求:
(1)電源電壓;
(2)R2的阻值:
(3)閉合S1,斷開S2、S3時,電阻R1兩端的電壓。
【答案】(1)12V;(2)40Ω;(3)4V
【解析】解:(1)當S1、S2斷開,S3閉合時,只有R1接入電路,電源電壓為;
(2)當S1斷開,S2、S3閉合時,兩電阻并聯(lián),通過R1的電流不變,通過R2的電流,R2的電阻為;
(3)當S2、S3斷開,S1閉合時,兩電阻串聯(lián),電路電流為,
R1兩端的電壓為.
答:(1)電源電壓為12V;
(2)R2的阻值為40Ω;
(3)電阻R1兩端的電壓為4V。
11.隨著人們生活品質(zhì)的提高,出現(xiàn)了越來越多的潛水愛好者。為了保障潛水員潛水時的安全,潛水時會佩戴如圖甲所示的水壓表和深度表。如圖乙是一款深度表的簡化電路圖,電源電壓U=6V且恒定不變,定值電阻R0=10Ω,RP是壓敏電阻,圖丙是RP的阻值隨海水深度變化的圖像,RP允許通過的最大電流為0.24A。電壓表(量程0~3V)的示數(shù)可表示對應的深度值。求:
(1)潛水員下水前,閉合深度表的開關,電壓表的示數(shù);
(2)電壓表示數(shù)為1.5V時,潛水員下潛的深度;
(3)在電路安全的情況下,該深度表能測量的最大深度。
【答案】(1)1.2V;(2)10m;(3)40m
【解析】解:(1)由圖乙可知,該電路為R0和RP的串聯(lián)電路,電壓表測R0兩端的電壓;深度表在海面上時,即h=0m時,由圖丙可知,此時RP=40Ω,由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知電路中的電流為,電壓表的示數(shù)為;
(2)已知電壓表示數(shù)為1.5V時,即R0兩端的電壓為U0=1.5V,通過R0的電流為,電阻RP的電流為,則此時RP的阻值為,由圖丙可知,此時潛水員下潛的深度為h′=10m。
(3)當電路中電流最大時,由U=IR可知R0兩端的電壓最大,由電壓表量程可知R0兩端的電壓最大為U0大=3V,由此可知R0的電流最大為,為保護電路,電路中允許通過的最大電流為0.24A,此時電路總電阻為,由串聯(lián)電路的電阻特點可知壓敏電阻RP的阻值為,由圖丙可知,此時下潛的深度為40m,即該深度表能測量的最大深度為40m。
答:(1)潛水員下水前,閉合深度表的開關,電壓表的示數(shù)為1.2V;
(2)電壓表示數(shù)為1.5V時,潛水員下潛的深度為10m;
(3)在電路安全的情況下,該深度表能測量的最大深度為40m。
題型三 動態(tài)電路的分析與計算
1.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,下列分析正確的是( )
A.電流表A示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)變小
B.電流表A1示數(shù)與電流表A2示數(shù)都變小
C.電壓表V示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值不變
D.電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值不變
【答案】D
【解析】閉合開關S,兩電阻并聯(lián),A1和 A2分別測R1和 R2的電流,電流表測干路的電流,電壓表測電源電壓,故電壓表示數(shù)不變;當滑動變阻器的滑片P向右移動時,變阻器連入電路的電阻變大,由歐姆定律可知A2的示數(shù)變小,根據(jù)并聯(lián)電路各支路可獨立工作、互不影響,故通過R1的電流不變,即A1的示數(shù)不變,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律,A的示數(shù)變小,故AB錯誤;電流表A示數(shù)變小,而電壓表V示數(shù)不變,故電壓表V示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值變大,故C錯誤;根據(jù)歐姆定律可知,電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值即R1的阻值,保持不變,故D正確。故選D。
2.如圖所示電路中,電源電壓恒定,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,閉合開關S后,在滑動變阻器滑片由a向b滑動的過程中( )
A.電壓表V1的示數(shù)不變,電壓表V2的示數(shù)變小,電流表的示數(shù)變小
B.電壓表V1的示數(shù)不變,電壓表V2的示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變小
C.電壓表V1的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變小
D.電壓表V1的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)變小,電流表的示數(shù)變大
【答案】C
【解析】分析電路可知,定值電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián),電壓表V1測R1電壓,電壓表V2測R2電壓,電流表測電路電流。閉合開關S后,在滑動變阻器滑片由a向b滑動的過程中,R2阻值變大,則總電阻變大,根據(jù)可知電流表示數(shù)變??;根據(jù)可知定值電阻R1的電壓變小,即電壓表V1示數(shù)變?。桓鶕?jù)串聯(lián)電路的分壓作用,R2的電壓變大,即電壓表V2的示數(shù)變大。故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。
3.如圖所示為油量表示意圖,當油量減少時,下列說法正確的是( )
A.R不斷減小B.R總不斷減小
C.I總不斷增大D.R兩端電壓不斷增大
【答案】D
【解析】由圖可知,定值電阻R0與滑動變阻器R串聯(lián),電流表測電路中的電流,當油量減少時,浮子下降,滑片向上運動,電阻增大,總電阻增大,由得,在總電壓一定時,總電流減小,由U=IR得,在R0電阻一定時,R0兩端電壓減小,根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各用電器兩端電壓之和,滑滑動變阻器R兩端電壓增大,故D符合題意,ABC不符合題意。
故選D。
4.小明有一個可以顯示水溫的“智能水杯”。為了研究“智能水杯”內(nèi)部的電路,老師準備了恒壓電源、開關、導線若干、定值電阻R1、熱敏電阻R2、電流表和電壓表,小明在其中選擇部分器材設計了如圖甲所示的電路來模擬“智能水杯”的功能。其中熱敏電阻R2的阻值隨溫度變化關系如圖乙所示,圖中電表的示數(shù)可以反映溫度的高低。開關閉合后,關于這個電路的說法正確的是( )
A.圖中電表是電壓表
B.熱敏電阻溫度越高,圖中電表的示數(shù)越小
C.熱敏電阻溫度越高,R1兩端的電壓越小
D.定值電阻R1起保護電路的作用
【答案】D
【解析】由電路圖知道,電阻R1和R2串聯(lián)接入電路,該電路中的電表串聯(lián)接入電路;由于電表串聯(lián)接入電路中,所以該電表為電流表,故A錯誤;熱敏電阻溫度越高,根據(jù)圖乙知道,熱敏電阻的阻值越小,總電阻越小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流越大,電流表示數(shù)越大;根據(jù)U=IR可知,R1兩端的電壓越大,故BC錯誤;當熱敏電阻的阻值較小時,R1串聯(lián)接入電路中,可以起到保護電路的作用,故D正確。故選D。
5.如圖所示的電路中,電源兩端電壓為6V且保持不變,定值電阻R1的阻值為10Ω,滑動變阻器R2的銘牌上標有“50Ω 0.5A”,電流表和電壓表選擇的量程分別為“0~0.6A”和“0~3V”。開關S閉合后,在保證元件安全的情況下,滑動變阻器的滑片P在移動的過程中,下列說法正確的是( )
A.電流表示數(shù)的最大值為0.5A
B.電壓表示數(shù)的最小值為1V
C.滑動變阻器連入電路的最小阻值為2Ω
D.滑動變阻器連入電路的最大阻值為20Ω
【答案】B
【解析】由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。因電壓表的量程為0~3V,因此通過L1的電流最大為,串聯(lián)電路中電流處處相等,因此電路中最大電流為0.3A,電流表示數(shù)最大為0.3A,故A錯誤;當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電路中電流最小,即,電壓表的最小值為,滑動變阻器連入電路的最大阻值為50Ω,故B正確,D錯誤;R1兩端的電壓最大為3V,此時電路中電流最大,由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,滑動變阻器兩端電壓最小為,滑動變阻器接入電路的阻值最小為
,故C錯誤。故選B。
6.如圖所示是某潛水器深度測試儀的簡化電路圖,電源電壓保持不變,R為壓敏電阻,其阻值隨壓力增大而減小。R0為定值電阻,其作用是 。閉合開關后,當潛水器下潛深度增大時,電流表示數(shù)將 (選填“變大”“不變”或“變小”)。與在淡水中相比,潛水器在海水中同一深度時,電流表的示數(shù)要更 (選填“大”或“小”)些。已知。

【答案】 保護電路 變大 大
【解析】根據(jù)電路圖可知,壓敏電阻與定值電阻串聯(lián),電流表測量電路中的電流。如果電路中沒有定值電阻,當壓敏電阻的阻值較小時,由歐姆定律可知電路中電流較大,電流表可能被燒壞,而電路中串聯(lián)定值電阻可以起到保護電流表的作用,即起保護電路的作用。閉合開關后,當潛水器下潛深度增大時,由和F=pS可知,壓敏電阻受到的壓力增大,而壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而減小,所以壓敏電阻的阻值將變小,電路的總電阻變小,由歐姆定律可知,電路電流變大,即電流表示數(shù)變大。由于ρ海水>ρ淡水,所以由和F=pS可知潛水器在海水中同一深度時,壓敏電阻受到的壓力變大,則壓敏電阻的阻值更小,由歐姆定律可知,電流表的示數(shù)會更大。
7.如圖所示,電源電壓不變,開關閉合。當滑動變阻器滑片向右滑動時,滑動變阻器接入電路的阻值 ,電流表A的示數(shù) ,電壓表V1的示數(shù) ,電壓表V2的示數(shù) 。(所有空均選填“變大”、“變小”或“不變”)

【答案】變大 變小 變小 變大
【解析】由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電流表A測電路中的電流,電壓表V1測定值電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測滑動變阻器R2兩端的電壓;當滑動變阻器的滑片P向右移動時,變阻器接入電路的電阻變大,電路總電阻變大,電源電壓不變,由可知電路中電流變小,即電流表A的示數(shù)變小;電阻R1阻值不變,由U=IR可知R1兩端的電壓變小,即電壓表V1的示數(shù)變??;由串聯(lián)電路的電壓特點可知,變阻器R2兩端的電壓變大,即電壓表V2的示數(shù)將變大。
8.如圖所示電源電壓不變,當滑動變阻器滑片P向右移動時,電壓表V的示數(shù)將 ,A2的示數(shù)將 (兩空均選填“變大”或“變小”或“不變”)。
【答案】不變 變小
【解析】由圖可知,R1、R2并聯(lián),電壓表測電源電壓,A1測 R1電流,A2測干路電流。電壓表示數(shù)等于電源電壓,故不變。當滑片向右移時,R2電阻變大,根據(jù)歐姆定律,在電壓一定時,電流變小,而R1支路電流不受影響,電流不變,即A1示數(shù)不變;干路電流等于各支路電流之和, R2支路電流變小, R1支路電流不變,故干路電流變小,即A2示數(shù)變小。
9.在綜合實踐活動課上,小明設計了如圖所示的模擬調(diào)光燈電路,此電路中電源電壓不變,燈泡L標有“6V,3W”字樣,將滑動變阻器R的滑片P置于最右端,閉合開關,電壓表和電流表示數(shù)分別為5V和;移動滑片P至某一位置,電壓表和電流表的示數(shù)分別為2V和,燈泡L正常發(fā)光。則電源電壓為 V;燈泡L正常發(fā)光時的電阻是 ;滑動變阻器R的滑片P在最右端時,燈泡L的電阻為 。

【答案】 8 12 7.5
【解析】燈泡L標有“6V,3W”字樣,則燈泡的額定電流為,燈泡L正常發(fā)光時的電阻為,分析電路圖可知,燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測滑動變阻器電壓。移動滑片P至某一位置,電壓表和電流表的示數(shù)分別為2V和0.5A,則此時小燈泡正常發(fā)光,即此時燈泡的電壓為6V,滑動變阻器電壓為2V,則根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用,電源電壓為,滑動變阻器R的滑片P置于最右端,閉合開關,電壓表和電流表示數(shù)分別為5V和0.4A,則此時燈泡的電壓為,則此時燈泡L的電阻為。
10.如圖a所示的電路,電源電壓保持不變。閉合開關S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖b所示,根據(jù)圖象的信息可知 (選填“甲”或“乙”)是電壓表V2示數(shù)變化的圖象,電源電壓為 V,電阻R1的阻值為 Ω。
【答案】乙 6 20
【解析】觀察圖a,閉合開關,根據(jù)電流的流法可知,定值電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián)接入電路,電壓表V1并聯(lián)在R1的兩端,電壓表V2并聯(lián)在R2的兩端,再觀察圖b,假設電路的電流是增大的,電源電壓保持不變,電路的總電阻是減小的,變阻器接入電路的阻值應該減小,滑片向左移動,定值電阻阻值不變,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點,V2的示數(shù)減小,V1的示數(shù)增大,再結(jié)合圖b,甲是電壓表V1示數(shù)變化的圖象,乙是電壓表V2示數(shù)變化的圖象。
觀察圖b,在電流值為0.15A時,甲、乙圖象對應的電壓值都為3V,電壓表V1和V2的示數(shù)都為3V,串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器的電壓之和,所以電源電壓為6V。觀察圖b,在電流值為0.15A時,甲圖象對應的電壓值為3V,甲是電壓表V1示數(shù)變化的圖象,V1測的是R1的電壓,R1的電壓為3V,根據(jù)可知,電阻R1的阻值為,
電阻R1的阻值為20Ω。
11.如圖所示,R是阻值為10Ω的定值電阻,R′為滑動變阻器。
(1)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,當電壓表V2示數(shù)為3V時,求滑動變阻器兩端電壓。
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,當電流表A示數(shù)為0.4A時,求定值電阻R兩端電壓。
(3)閉合開關S,將滑動變阻器的滑片從a端逐漸滑動到b端,發(fā)現(xiàn)電壓表V1示數(shù)從2V變化到6V,而電壓表V2表示數(shù)從4V變化到0,求電流表的示數(shù)變化范圍。
【答案】(1)3V;(2)4V;(3)0.2A~0.6A
【解析】解:(1)由圖可知,R和R′是串聯(lián),電壓表V1測R的電壓,V2測R′兩端的電壓,所以當電壓表V2示數(shù)為3V時,即滑動變阻器R′電壓是3V。
(2)當電流表A示數(shù)為0.4A時,根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等可計算出定值電阻R兩端的電壓。
(3)當滑片P在b端時,此時滑動變阻器沒有接入電路,即電壓表V2的示數(shù)為0,電路中只有R一個用電器,所以電壓表V1的示數(shù)即為電源電壓,是6V。此時電路中的電流為
,當滑片在a端時,電壓表V1的示數(shù)是2V,電壓表V2的示數(shù)是4V,所以此時電流表的示數(shù)是,所以電流表的示數(shù)變化范圍是0.2A~0.6A。
答:(1)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,當電壓表V2示數(shù)為3V時,滑動變阻器兩端電壓是3V;
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,當電流表A示數(shù)為0.4A時,定值電阻R兩端電壓是4V;
(3)電流表的示數(shù)變化范圍0.2A~0.6A。
題型四 伏安法測電阻
1.如圖所示,甲、乙分別是兩同學用伏安法測量電阻R時所設計的電路。則( )

A.甲圖設計更加簡潔、合理
B.乙圖設計較復雜、不合理
C.甲、乙兩圖設計均合理
D.乙圖滑動變阻器起著保護電路和改變電流、電壓的作用
【答案】D
【解析】圖甲直接利用電壓表測量電阻兩端的電壓,電流表測量通過電阻的電流,由歐姆定律可以求出電阻值,圖乙與圖甲比較可知,圖乙的電路中串聯(lián)一個滑動變阻器,滑動變阻器即可以保護電路,也可以改變電阻兩端的電壓,進行多次測量求平均值,減小誤差,所以,圖乙設計更合理,滑動變阻器起著保護電路和改變電流、電壓的作用。
故選D。
2.某同學利用如圖所示電路,測量額定電壓為2.5V小燈泡發(fā)光時的電阻,下列說法正確的是( )

A.閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應滑到A端
B.閉合開關后,小燈泡不發(fā)光,一定是小燈泡燈絲斷了
C.實驗過程中多次測量是為了多次測量求平均值減小誤差
D.測正常發(fā)光時的電阻時,需移動滑片使電壓表為2.5V,再讀出電流表的示數(shù)
【答案】D
【解析】為了保護電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應滑到阻值最大處,即B端,故A錯誤;閉合開關后,小燈泡不發(fā)光的原因有很多,如小燈泡短路、燈座接觸不良、小燈泡實際功率太小等,即不一定是小燈泡燈絲斷了,故B錯誤;實驗過程中多次測量是為了探究燈泡的亮度與燈泡電阻的關系,故C錯誤;當燈泡兩端電壓為額定電壓時,燈泡正常發(fā)光,因此要測小燈泡正常發(fā)光時的電阻,需移動滑片使電壓表為2.5V,再讀出電流表的示數(shù),故D正確。故選D。
3.某同學利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,電源電壓為3V,小燈泡標有“2.5V”的字樣,他記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示,其中有一次記錄的電流表示數(shù)是錯誤的。關于該實驗,下列說法正確的是( )

①第3次實驗記錄的電流表示數(shù)是錯誤的;②多次實驗的目的是為了尋找普遍規(guī)律;③5次實驗中小燈泡正常發(fā)光時的電阻最??;④第1次實驗中,滑動變阻器接入的阻值為25Ω
A.①②③④B.只有①②④
C.只有②④D.只有①②
【答案】B
【解析】由表格數(shù)據(jù),根據(jù)歐姆定律分別計算5次實驗燈泡的電阻,,,,,電壓越大,電流越大,燈泡實際功率越大,溫度越高,電阻也越大,所以1到5次實驗燈泡電阻應逐漸增大,但第3次實驗中電阻比第4、5次電阻大,所以第3次實驗測得的電流是錯誤的。多次實驗的目的是為了尋找普遍規(guī)律。第1次實驗中已知電源電壓為3V,燈泡電壓為0.5 V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知,滑動變阻電壓為,已知第1次實驗中,電流為0.1A,根據(jù)電路電流特點,由可得,此時滑動變阻器接入的阻值為,綜上所述,故B正確,ACD錯誤。故選B。
4.(多選)如圖所示,是電學中常見的電路圖,在A、B兩點間分別接入下列選項中加點字的元件,并進行對應實驗,對滑動變阻器在此實驗中的作用描述正確的是( )
A.探究電流與電壓的關系-改變定值電阻兩端電壓
B.探究電流與電阻的關系-調(diào)節(jié)電阻兩端電壓成倍數(shù)變化
C.測量小燈泡的阻值-改變小燈泡兩端電壓,求平均電阻
D.測量定值電阻的阻值-多次測量求平均值,減小誤差
【答案】AD
【解析】探究電流與電壓關系時滑動變阻器的作用一般有保護電路和改變電路中電流或改變被測電阻兩端的電壓作用,故A正確;根據(jù)控制變量法,研究導體的電流與電阻關系時,要保持導體兩端的電壓不變,而電路中換用阻值不同的電阻時,電阻兩端的電壓就要改變,為了保持電阻兩端的電壓不變,就需要改變滑動變阻器接入電路的阻值,故B錯誤;在伏安法測小燈泡阻值的實驗中,滑動變阻器的作用是通過改變小燈泡兩端的實際電壓與通過小燈泡的電流,可比較電阻與燈泡亮度之間的關系,不需要求平均電阻,故C錯誤;測量導體的電阻時,通過改變滑動變阻器接入電路的阻值,從而改變了待測電阻兩端的電壓和通過它的電流,可以多測幾組數(shù)據(jù),通過求平均值來減少誤差,故D正確。故選AD。
5.如圖甲是小明測量定值電阻的阻值所連接的部分電路。
(1)他用導線將圖中的滑動變阻器連入電路后,閉合開關前,發(fā)現(xiàn)電流表指針在零刻度線左側(cè),其原因可能是 ;
A.電流表指針沒有調(diào)零 B.電流表正負接線柱接反了
C.定值電阻R被斷路 D.電路中電流超過了電表量程
(2)問題解決后,閉合開關,左右移動滑片,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)且不變,電壓表示數(shù)始終接近3V,其原因可能是 ;
(3)問題解決后,閉合開關,滑片P移動到某一位置時,電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,為 A,則電阻R的阻值是 Ω;
(4)小明把上面的測量結(jié)果確定為定值電阻的阻值,請你指出他的不足之處 。
【答案】(1)A (2)滑動變阻器接線時接到了C和D接線柱上,滑動變阻器相當于導線,不能改變電路的電阻 (3)0.5 5 (4)為了結(jié)果更準確,沒有多次測量
【解析】(1)若電流表沒調(diào)零,開關閉合前,電流表的指針不在零刻度線,可能在右端,故A符合題意;若電流表正負接線柱接反,閉合開關后,電流表的指針會反向偏轉(zhuǎn),故B不符合題意;當定值電阻R被斷路時,電流表會有示數(shù),指針在零刻度線右側(cè),不會在零刻度線左側(cè),故C不符合題意;當電路中電流超過了電表量程時,電流表會有示數(shù),指針在零刻度線右側(cè),超過右側(cè)的刻度線,不會在零刻度線左側(cè),故D不符合題意。故選A。
(2)左右移動滑片,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)且不變,說明電路是通路且電阻不變,而電壓表示數(shù)始終接近3V,由于電源是兩節(jié)干電池,電壓為3V,則電阻R兩端的電壓接近電源電壓,其原因可能是滑動變阻器接線時接到了C和D接線柱上,這是滑動變阻器相當于導線,滑片滑動時并不能改變電路的電阻。
(3)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,則其讀數(shù)為0.5A;由于電壓表的示數(shù)為2.5V,根據(jù)電路圖可知,電壓表測量電阻R的電壓,即電阻R兩端的電壓為2.5V,根據(jù)歐姆定律可得,電阻R的阻值為。
(4)為了使測量結(jié)果更準確,應調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,讀出多組電壓表和電流表示數(shù),并求定值電阻阻值的平均值,不足之處是沒有為了結(jié)果更準確,進行沒有多測測量。
6.如圖所示,在“伏安法測電阻”的實驗中,電源為兩節(jié)新干電池,滑動變阻器標有“20Ω,1A”的字樣。
(1)請用筆畫線表示導線將圖甲的實物連接成完整電路 ;
(2)連接電路時開關應該 。正確連接電路,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移至 端(選填“A”或“B”);
(3)閉合開關后,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有明顯偏轉(zhuǎn),移動變阻器的滑片,電流表、電壓表指針均無變化,則故障可能是定值電阻Rx (選填“短路”或“斷路”);
(4)排除故障后,調(diào)節(jié)變阻器使電壓表的示數(shù)為1.5V時,電流表示數(shù)如圖乙所示為 A,所測電阻的阻值為 Ω。為了使結(jié)果更準確,接下來應該進行的操作是: ;
(5)實驗結(jié)束進行交流時,某同學提出調(diào)節(jié)變阻器時,電壓表示數(shù)始終無法調(diào)到0.5V,請你提出一個解決的辦法: 。
【答案】 (1)見解析 (2)斷開 B (3)斷路 (4)0.3 5 調(diào)節(jié)滑動變阻器,多次測量求平均值 (5)換用最大阻值更大的滑動變阻器
【解析】(1)由圖乙知,電流表選用小量程,將電流表與滑動變阻器、電阻串聯(lián)接入電路,電壓表接在定值電阻兩端,如圖
(2)連接電路時,為保護電路,開關應該處于斷開狀態(tài),閉合開關前,滑動變阻器的滑片應該移到阻值最大處,即B端。
(3)閉合開關后,電流表無示數(shù),說明電路存在斷路;電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),移動變阻器的滑片,電流表、電壓表指針均無變化,說明電壓表串聯(lián)在電路中,則故障可能是定值電阻Rx斷路。
(4)由圖可知電流表接入電路的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A;電壓表的示數(shù)為1.5V時,由歐姆定律可得所測電阻的電阻,為了使結(jié)果更準確,接下來應該進行的操作是:調(diào)節(jié)滑動變阻器,測得多組電流值和電壓值,計算出電阻值,再求平均值。
(5)由電路圖可知,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理知,換用最大阻值更大的滑動變阻器,可以增大滑動變阻器的最大分壓,減小定值電阻兩端的電壓,使電壓表示數(shù)始終無法調(diào)到0.5V。
7.如圖甲所示,是測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻的實驗電路圖,已知電源電壓為4.5V。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲電路補充完整;
(2)正確連接好電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù)。分析故障原因可能是燈泡 (選填“短路”或“斷路”);
(3)故障排除后,移動滑動變阻器的滑片,分別記錄電壓表、電流表的示數(shù),并描繪出小燈泡的I-U圖像,如圖乙所示。當滑動變阻器的滑片移至某一位置時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,要使小燈泡正常發(fā)光,應將滑動變阻器的滑片向 (選填“左”或“右”)移動;由圖乙可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 Ω;
(4)由圖乙可知,小燈泡的電阻是逐漸變大的,滑動變阻器接入電路的電阻是逐漸變小的,分析可知小燈泡電阻的變化量ΔRL (選填“大于”、“小于”或“等于”)滑動變阻器接入電路的電阻的變化量ΔR。
【答案】(1)見解析 (2)斷路 (3)右 10 (4)小于
【解析】(1)測小燈泡的電阻時,電壓表應并聯(lián)在燈泡兩端,因燈泡的額定電壓為2.5V,因此電壓表選擇0~3V的量程,電路圖如圖所示:
(2)正確連接好電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無示數(shù),說明電路可能存在斷路,電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源相通,因此故障可能是燈泡斷路了。
(3)由圖丙可知,電流表使用的小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.16A,由圖乙可知,當電流為0.16A時,燈泡兩端的電壓小于2.5V,因此要使小燈泡正常發(fā)光,應增大燈泡兩端電壓,減小滑動變阻器兩端電壓,由串聯(lián)電路分壓原理可知,應減小滑動變阻器接入電路的阻值,因此應該向右移動滑片。由圖乙可知,當小燈泡兩端電壓為2.5V時,電路中電流為0.25A,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為。
(4)減小滑動變阻器接入電路的電阻,由串聯(lián)電路分壓原理可知,滑動變阻器兩端的電壓減小,由串聯(lián)電路電壓特點可知,燈泡兩端的電壓增大,通過燈泡的電流變大,燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大,因此燈泡的電阻增大。電源電壓不變,由可知,電路中總電阻減小,由串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知,若電路中總電阻不變,則ΔRL=ΔR,但是電路中總電阻減小,因此ΔRL I1),
②請你用I1、I2和R0表示Ry, 則 Ry= 。
【答案】(1)bc之間斷路 0.32 5 (2)
【解析】(1)①由圖甲,電壓表測Rx兩端電壓,電流表和電壓表的指針均不動,說明電路中有斷路發(fā)生;電壓表與b點相連的那根導線改接到c點,電壓表測總電壓,電壓表有明顯偏轉(zhuǎn),說明由a、c兩點到電源之間是通路,斷路發(fā)生在abc之間;因只一處故障,若是aRxb斷路,電壓表串聯(lián)在電路中,電壓表與電源連通,甲圖中電壓表應有示數(shù),與題意不相符,由此可知斷路只能發(fā)生在bc間,導致整個電路斷路,兩表均無示數(shù)。
②由乙圖知,電流表使用0~0.6A量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.32A。電阻為。
(2)只閉合開關S1時,只有R接入電路中,電流表示數(shù)為I1,且R最大阻值為R0,所以電源電壓U=U0=I1R0,閉合開關S1、S2時,兩電阻并聯(lián)在電路中,兩端的電壓均等于電源電壓,無論S2閉合與否,變阻器R的電壓始終等于電源電壓,根據(jù)歐姆定律,通過變阻器R的電流保持不變,在步驟C中,電流表示數(shù)為干路電流I2,故通過Ry的電流大小為Iy=I2-I1,所以 Ry的阻值為。
題型六 電阻的串并聯(lián)
1.判斷一個電阻是否能等效替代另外兩個串聯(lián)的電阻,主要看( )
A.電路中的電流是否相同
B.電路兩端電壓是否相等
C.在電路兩端電壓相等時,電路中的電流是否相同
D.在導體橫截面積都相等時,導體的長度是否相同
【答案】C
【解析】一個電阻要有效替代另外兩個串聯(lián)的電阻,在電路兩端電壓相等時,必須使這一個電阻在電路中通過的電流與另外兩個電阻串聯(lián)時通過的電流相同,也就是產(chǎn)生的效果或在電路中所起的作用相同,故選C。
2.把一個1000Ω的電阻和一個1Ω的電阻并聯(lián)起來,其總電阻( )
A.小于1ΩB.大于1000Ω
C.小于1000Ω大于1ΩD.等于1001Ω
【答案】A
【解析】將兩個電阻并聯(lián),相當于增大了電阻的橫截面積,所以其總電阻比任何一個電阻都小,故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。
3.(多選)下列關于串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的概括不正確的是( )
A.在串聯(lián)電路中,開關位置不同,其控制作用也不同
B.在并聯(lián)電路中,各支路用電器互不影響
C.在串聯(lián)電路中,用電器兩端電壓一定不相等
D.無論串聯(lián)電路、并聯(lián)電路,一個電阻增大,總電阻增大
【答案】AC
【解析】串聯(lián)電路只有一條路徑,用電器互相影響,不能獨立工作,開關連接在電路中的不同位置時,作用相同,故A錯誤,符合題意;并聯(lián)電路中各支路互不影響,當其中一條支路斷開時,其余支路不受影響,各支路可以獨立工作,故B正確,不符合題意;
串聯(lián)電路中,如果各個用電器規(guī)格相同,用電器兩端的電壓大小相等,故C錯誤,符合題意;串聯(lián)電路中,一個電阻增大,總電阻會增大,并聯(lián)電路中,將其中一個電阻增大,總電阻增大,故D正確,不符合題意。故選AC。
4.將兩電阻R1=10Ω、R2=20Ω串聯(lián)在電路中,等于是增加了電阻的 ,等效電阻為 Ω。
【答案】長度 30
【解析】電阻串聯(lián)的實質(zhì)是增加了導體的長度,將兩電阻R1=10Ω、R2=20Ω串聯(lián)在電路中,等于是增加了電阻的長度,總電阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω。
5.為了得到一個阻值為10Ω的電阻,可以將3Ω的電阻與 Ω的電阻串聯(lián);或者將一個15Ω的電阻與 Ω的電阻并聯(lián)。
【答案】7 30
【解析】因為串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電阻之和,所以到得到10Ω的電阻,則需要7Ω的電阻與3Ω的電阻串聯(lián)。因為并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和,則由可得,,解得。
6.小聰在修爺爺?shù)氖找魴C時,發(fā)現(xiàn)收音機中有一只10Ω的電阻壞了,可他手邊僅有2Ω、4Ω、5Ω、6Ω、8Ω電阻各兩只。為達目的。他可以把一只2Ω的電阻和一只 Ω的電阻串聯(lián);也可以把兩只 Ω的電阻并聯(lián)后,再與一只6Ω的電阻串聯(lián)。
【答案】8 8
【解析】串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和,即, 要得到10Ω的電阻,需要與2Ω串聯(lián)的電阻為;要得到10Ω的電阻,需要將一只4Ω的電阻與6Ω的電阻串聯(lián), 現(xiàn)在給出了一只6Ω的電阻,總電阻仍然為10Ω,所以需要得到4Ω的電阻, 并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)的和,即,
由題意可知,需要將2個相同的電阻并聯(lián)得到4Ω的電阻,即,則R1=8Ω。
7.如圖所示,電源電壓U=2V不變,R=4?,虛線框內(nèi)所有電阻均未知。閉合開關,電流表示數(shù)為1A,虛線框內(nèi)的等效電阻是 ?;如果用一個2?的定值電阻替換R,則電流表示數(shù)是 A。
【答案】4 1.5
【解析】通過R的電流,根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,虛線框內(nèi)所有電阻的電流I2=I-I1=1A- 0.5A=0.5A,虛線框內(nèi)的等效電阻;如果用一個2?的定值電阻替換R,通過它的電流,虛線框內(nèi)所有電阻的電流不變,仍為0.5A,則電流表示數(shù)
I?= I2+I3=0.5A+ 1A =1.5A。
8.將一段阻值為9Ω的電阻絲繞成圓形,A、B、C為三等分點(如圖所示),電源電壓為3V,閉合開關后電流表示數(shù)為 A。

【答案】1.5
【解析】將一段阻值為9Ω的電阻絲繞成圓形,A、B、C為三等分點,則電阻絲AC的阻值為3Ω,電阻絲ABC的阻值為6Ω,閉合開關,電阻絲AC和ABC并聯(lián)接入電路,電流表測干路電流,并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,根據(jù)歐姆定律可得電流表示數(shù)。
題型七 有關圖像的歐姆定律計算
1.將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端(如圖所示),閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,電壓表的示數(shù)U2和電流表示數(shù)I的變化關系圖像應該是圖中的( )(已知電源電壓為U不變,R1為定值電阻。)
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】分析電路,由串聯(lián)電路電壓關系可知,電源電壓等于定值電阻R1兩端電壓與滑動變阻器兩端電壓U2之和。對于定值電阻R1,可得以下公式,則可得出串聯(lián)電路電壓關系為,即,由于R1和U都是定值,所以I-U2的圖像是一條斜率為負數(shù)的一次函數(shù)圖像,且當U2為0時,電路為只有R1的簡單電路,此時電流最大,為,故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。
2.如圖是電阻甲和乙的I-U圖象,小明對圖象信息作出的判斷,正確的是( )
A.當甲兩端電壓為2.5V時,通過它的電流為0.6A
B.當乙兩端電壓為2.5V,其電阻值為10Ω
C.若甲和乙并聯(lián),電壓為1V,則干路電流為0.4A
D.將甲和乙串聯(lián),電流為0.4A,則它們兩端的電壓為3V
【答案】D
【解析】由圖象可知,當甲兩端的電壓為2.5V時,通過它的電流為0.5A,故A錯誤;由圖象可知,當乙兩端電壓為2.5V時,通過的電流為0.5A, 由可得,乙的阻值,故B錯誤;若甲和乙并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電壓的特點,若電壓為1V,則它們兩端的電壓均為1V, 由圖象可知此時I甲'=0.2A、I乙'=0.4A,由并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和可知,干路電流I= I甲'+I乙'=0.2A+0.4A=0.6A,故C錯誤;將甲和乙串聯(lián),電流為0.4A,則通過兩電阻的電流均為0.4A,由圖象可知此時U甲'=2V、U乙'=1V, 由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知,它們兩端的電壓
U=U甲'+U乙'=2V+1V=3V,故D正確。故選D。
3.(多選)如圖甲所示電路,閉合開關S后,將滑動變阻器R2的滑片P從一端滑到另一端,R1、R2的U-I關系圖象如圖乙所示,則下列說法正確的是( )
A.滑動變阻器R2的最大阻值為
B.R1的阻值為
C.U3+U1=U4
D.滑動變阻器R2向右滑動時,電壓表V2示數(shù)變化量的絕對值與電流表示數(shù)變化量的絕對值的比值增大
【答案】ABC
【解析】由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測定值電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測滑動變阻器R2兩端的電壓。定值電阻R1的電流與兩端電壓成正比,因此電流隨電壓增大而增大的圖象是R1的U-I圖,因此當電流為I1時,U3為滑動變阻器R2兩端電壓,U1為定值電阻R1兩端電壓。當電流為I1時,滑動變阻器兩端電壓有最大值U3,即對應其最大阻值為,故A正確;當電流為I1時,滑動變阻器接入阻值最大,電源電壓為;當電流為I4時,滑動變阻器接入阻值為0,電源電壓為
,即,可求得,故BC正確;滑動變阻器R2的滑片P向右滑動時,其接入阻值增大,電壓表V2的示數(shù)增大,因為電源電壓沒變,所以電壓表V1的示數(shù)減小,且兩電壓表示數(shù)變化量的絕對值相等,即,所以,即電壓表V2示數(shù)變化量的絕對值與電流表示數(shù)變化量的絕對值的比值為定值R1,故D錯誤。故選ABC。
4.如圖甲所示電路,R2為定值電阻,電源電壓不變,閉合開關S,將滑片P從b端移動到a端的過程中,電流表和電壓表示數(shù)變化關系如圖乙所示,下列說法正確的是( )
A.滑動變阻器的最大阻值為10Ω
B.定值電阻R2的阻值為5Ω
C.滑動變阻器滑片P在b端時,R2兩端電壓為2V
D.電源電壓為4V
【答案】BD
【解析】當電流最小,等于0.2A時,滑動變阻器的阻值最大,此時滑動變阻器兩端電壓為3V,故滑動變阻器最大阻值為,故A錯誤;滑動變阻器電壓由0變?yōu)?V時,電流由0.8A變?yōu)?.2A,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知,定值電阻R2的兩端的電壓也改變了3V,電流由0.8A變?yōu)?.2A,故定值電阻R2的阻值為,故B正確;滑動變阻器滑片P在b端時,阻值最大,為15Ω,由圖乙可知,此時電流為0.2A,故R2兩端電壓為U2=I2R2=0.2A×5Ω=1V,故C錯誤;當滑片在a端時,電流為0.8A,R2兩端電壓等于電源電壓,即U=U'2=I'2R2=0.8A×5Ω=4V,故D正確。故選BD。
5.如圖甲所示的電路,電源電壓不變,R0為定值電阻,R為滑動變阻器,閉合開關,滑片P從一端滑到另一端的過程中,電壓表示數(shù)隨滑動變阻器阻值變化的關系如圖乙所示,則R0的阻值為 Ω。
【答案】5
【解析】由圖可知,電路為滑動變阻器與定值電阻的串聯(lián)電路,電流表測該電路的電流,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。由圖2可知,當滑動變阻器為10Ω時,其電壓為4V,則此時電路的電流為,則電源電壓為U=U1+I1R0=4V+0.4A×R0 ①
當滑動變阻器為5Ω時,其電壓為3V,則此時電路的電流為,則電源電壓為U=U2+I2R0=3V+0.6A×R0 ②,聯(lián)立①②解得R0=5Ω。
6.如圖甲電路中,電源電壓保持不變,R0、R1均為定值電阻(R1允許通過的最大電流為0.5A),電阻R2為滑動變阻器(10Ω 1A),電流表的量程為0~0.6A。閉合開關S,改變R2的阻值,兩電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)變化關系如圖乙,當滑片在b端時電流表示數(shù)為0.3A。若滑片置于變阻器的中點位置,電流表示數(shù)為0.4A,則電阻R2兩端的電壓為 V,R1的阻值為 Ω,電源電壓 V。
【答案】2 8 6
【解析】由電路圖可知,R0與R1、R2串聯(lián),電壓表V1測R1和R2兩端的電壓之和,電壓表V2測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流,由V1的示數(shù)大于電壓表V2的示數(shù)可知圖線I表示電壓表V1的示數(shù)與電流表A示數(shù)的關系,圖線II表示電壓表V2的示數(shù)與電流表A示數(shù)的關系。當滑片置于變阻器的中點位置時,變阻器接入電路的阻值是5Ω,電阻R2兩端的電壓為;當滑片在b端時,由圖乙可知,R1和R2兩端的電壓之和U12=5.2V,則R1兩端的電壓為,R1的阻值為,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以電源電壓為
①,滑片置于變阻器的中點位置,電流表示數(shù)為0.4A,則電源電壓為②,由①②可得U=6V。
7.如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開關時,滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關系如圖乙所示。則定值電阻的阻值為 Ω,電源電壓為 V,滑動變阻器的最大阻值是 Ω。
【答案】 6 9 12
【解析】由圖甲可知:閉合開關時,定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量R兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;當滑片P位于a端時,電路為R接在電源兩極的簡單電路,電壓表測電源的電壓,電流表測電路中的電流,且此時電路中的電流最大,由圖象可知,電路中的最大電流1.5A時,電壓表的示數(shù)為9V,即電源的電壓為9V。定值電阻R的阻值;由圖象可知,電路中的最小電流I小=0.5A,此時R兩端的電壓為3V,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和,則滑動變阻器兩端的電壓為U滑=U-U′=9V-3V=6V,由可得滑動變阻器的最大值。
8.如圖甲,電源電壓保持不變,電源電壓為18V,閉合開關S,滑動變阻器的滑片P從a端滑到b端的整個過程中,兩電表示數(shù)變化關系圖像如圖乙中線段所示。則R1阻值為 Ω,R2的最大阻值為 Ω。
【答案】20 70
【解析】如圖甲所示,兩個電阻串聯(lián)在電路中,電壓表測變阻器R2兩端的電壓,電流表測通過的電流。由圖乙可知,當滑動變阻器的滑片P到b端時是只有定值電阻R1的簡單電路,電壓表的示數(shù)應該為0V,此時對應的電流表示數(shù)最大為0.9A,則定值電阻R1的阻值為;當滑動變阻器的滑片P到a端時,定值電阻和最大阻值的變阻器串聯(lián),由乙圖可知,變阻器R2兩端的電壓最大為14V,通過的電流為最小為0.2A,則R2的最大阻值為。
9.如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變,小燈泡上標有“8V”字樣,電流表的量程為0~0.6A,圖乙是小燈泡的電流隨電壓變化的圖象?;瑒幼冏杵鱎1的最大阻值為40Ω,定值電阻R2的阻值為9Ω,當閉合S和S2、斷開S1,滑動變阻器的滑片移到中點時,小燈泡恰好正常發(fā)光。求:
(1)電源電壓是多少?
(2)閉合S和S1、斷開S2,為保證電路安全,滑動變阻器連入的最小阻值為多少?
【答案】(1) 18V ;(2) 21Ω
【解析】(1)當閉合S和S2、斷開S1、滑動變阻器的滑片移到中點時,R1與L串聯(lián),因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且小燈泡正常發(fā)光時的電壓UL=8V,所以,由圖乙可知,通過燈泡的電流即電路中的電流I=IL=0.5A,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,由可得,電源電壓為U=UL+U1=UL+IR1=8V+0.5A××40Ω=18V
(2)閉合S和S1、斷開S2,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,由電流表的量程為0~0.6A可知,電路中的最大電流為0.6A,此時變阻器接入電路中的電阻最小,此時電路中的總電阻,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,滑動變阻器連入的最小阻值R1小=R小﹣R2=30Ω﹣9Ω=21Ω。
題型八 應用歐姆定律分析電路故障
1.如圖所示電路,閉合開關,兩燈均發(fā)光,兩電表均有示數(shù).過一會兒,其中一個燈泡突然熄滅,兩只電表示數(shù)都增大,造成此現(xiàn)象的原因可能是( )
A.燈短路B.燈短路C.燈斷路D.燈斷路
【答案】B
【解析】L1燈短路則電路中總阻變小,根據(jù)歐姆定律,電壓一定,電流變大,即電流表示數(shù)變大,L1燈兩端電壓為0,故電壓表示數(shù)變小,故A不符合題意;L1燈短路則電路中總阻變小,根據(jù)歐姆定律,電壓一定,電流變大,即電流表示數(shù)變大,L1燈兩端電壓變?yōu)殡娫措妷海措妷罕硎緮?shù)變大,故B符合題意;L1燈斷路會導致電路中電流為0,電壓表與L2燈串聯(lián),相當于測電壓電源,即電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大,故C不符合題意;L2燈斷路會導致電路中電流為0,即電流表示數(shù)為0,電壓表未接入電路,示數(shù)也為0,即兩表示數(shù)均變小,故D不符合題意。故選B。
2.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S,電路正常工作,一段時間后,發(fā)現(xiàn)兩個電表的示數(shù)都變大,則出現(xiàn)這種故障的可能原因是( )
A.L1短路B.L1開路C.L2短路D.L2開路
【答案】C
【解析】由圖可知,兩只燈泡串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測量L1兩端的電壓。若L1短路,電壓表示數(shù)變?yōu)榱?,示?shù)變小,故A不符合題意;若L1開路,電路開路,電流表示數(shù)為零,示數(shù)變小,故B不符合題意;若L2短路,電路總電阻變小,由于電源電壓不變,根據(jù)歐姆定律可知,電路電流變大,電流表示數(shù)變大;此時電壓表測量電源電壓,示數(shù)變大,故C符合題意;若L2開路,則電路開路,電流表、電壓表示數(shù)都為零,示數(shù)變小,故D不符合題意。故選C。
3.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合開關,電路正常工作,過了一會兒,有燈泡熄滅,兩個電表中只有一個電表的示數(shù)變大。若電路中只有一處故障,則故障可能是( )
A.燈泡L1斷路B.燈泡L2斷路
C.燈泡L1短路D.以上情況都不對
【答案】B
【解析】根據(jù)電路圖可知,該電路為串聯(lián)電路,電流表測量電路中的電流;電壓表測量燈L2兩端的電壓。若燈泡L1斷路,兩燈均不亮,兩表均無示數(shù),故A不符合題意;若燈泡L2斷路,兩燈均不亮,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)變大,故B符合題意;若燈泡L1短路,此時電壓表測電源電壓,因此其示數(shù)變大,電路的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路的電流變大,因此電流表示數(shù)也變大,故CD不符合題意。故選B。
4.如圖電路正常工作一段時間后,兩表中一表示數(shù)變大,另一表示數(shù)變小。電路中除了燈泡L和電阻R外,其他元件及連接均無問題,則下列分析中正確的是( )
A.可能是燈絲短路B.燈泡可能仍然發(fā)光
C.可能是燈絲斷了D.一定是R短路
【答案】B
【解析】由圖可知,電阻R、電燈L和電流表串聯(lián),電壓表測量R兩端的電壓,電流表測量電路電流;若燈絲短路,電路的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,電壓表測量的是電源電壓,示數(shù)變大,故A不符合題意;若R短路,電路的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,電壓測量一段導線兩端的電壓,示數(shù)減小為0,燈泡仍然發(fā)光,若電阻斷路,電路中電流表示數(shù)為0,電壓表測量電源電壓,示數(shù)變大,燈泡不發(fā)光,故B符合題意,D不符合題意;若燈絲斷了,則電路中無電流,電流表和電壓表均無示數(shù),故C不符合題意。故選B。
5.某同學用如圖所示的電路測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻值,他們連接好電路,閉合開關S,將滑動變阻器滑片P向左移動,進行實驗,下列說法中正確的是( )

A.電流表和電壓表的示數(shù)都變小
B.電流表的示數(shù)變大,電壓表的示數(shù)不變
C.若考慮電壓表和電流表電阻的影響,則所測量的電阻值偏小
D.若燈L不亮,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)較大,可能是燈L短路
【答案】C
【解析】由圖可知,燈泡L與電阻R串聯(lián),電壓表測量燈泡兩端的電壓,電流表測量電路中的電流。閉合開關S,將滑動變阻器滑片P向左移動,滑動變阻器接入電路的電阻變小,電路的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,即電流表示數(shù)變大;根據(jù)U = IR可知,燈泡兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)變大,故AB錯誤;若考慮電壓表和電流表電阻的影響,電流表測電壓表和燈泡的總電流,則通過燈泡的電流要小于電流表的示數(shù),燈泡兩端的電壓準確,根據(jù)可知,所測量的電阻值偏小,故C正確;若燈L不亮,電流表無示數(shù),說明電路出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象,電壓表示數(shù)較大,說明電壓表與電源之間是接通的,所以故障是燈L斷路,故D錯誤。故選C。
6.小聰利用如圖所示電路進行伏安法測電阻實驗,正確連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片P時,發(fā)現(xiàn)兩個電表只有一個有示數(shù),初步檢查確認,電路接線完好,兩個電表均無故障,則發(fā)生故障的元件應是( )

A.電源B.滑動變阻器C.定值電阻R?D.開關
【答案】C
【解析】若電源有故障,電路中沒有電流通過,電流表和電壓表都沒有示數(shù),故A不符合題意;若滑動變阻器斷路,兩表同時無示數(shù),若滑動變阻器短路,兩表同時有示數(shù),故B不符合題意;若定值電阻R?短路,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),若定值電阻R?斷路,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),故C符合題意;若開關斷路,電路中沒有電流通過,電流表和電壓表都沒有示數(shù),若開關短路,電路中有電流通過,電流表和電壓表都有示數(shù),故D不符合題意。故選C。
7.在如圖所示的電路中,電源電壓為保持不變,電阻和的阻值均為。閉合開關S,電壓表示數(shù)不變,電路中僅有一處故障且只發(fā)生在電阻上。結(jié)合以上信息,若在電路中再添加一個檢測小燈判斷故障,則可行的是

A.在MN兩點間并聯(lián)一個檢測小燈L
B.在NQ兩點間并聯(lián)一個檢測小燈L
請寫出接入檢測小燈L后的操作,電表示數(shù)情況和檢測小燈的發(fā)光情況及對應的故障。
【答案】B 見解析
【解析】在NQ兩點間并聯(lián)電壓表,并聯(lián)一個檢測小燈L,根據(jù)電壓表的示數(shù)可以判斷故障位置。故B符合題意,A不符合題意。故選B。閉合開關S,電壓表示數(shù)為0,檢測小燈不發(fā)光,R1斷路;電壓表示數(shù)為U0,檢測小燈發(fā)光,R1短路;電壓表示數(shù)大于0,小于U0,檢測小燈發(fā)光,R2斷路。
8.在圖所示的電路中,電源電壓為U0,電阻R1、R2的阻值均為R0,閉合開關S,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變小?,F(xiàn)電路中是否存在故障未知,僅知若電路存在故障,可能發(fā)生在電阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。請寫出電路所有可能的情況,以及閉合開關S后相對應的電流表和電壓表的示數(shù)。
【答案】見解析
【解析】如圖所示,閉合開關S,電阻R1和R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測R2兩端的電壓。斷開開關S時,電流表示數(shù)為0;電壓表測電源電壓,示數(shù)為U0。若電路存在故障,且在R1或R2上,則
①閉合開關S,如果R1斷路,電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)為0,即電壓表示數(shù)變小,符合題意。
②閉合開關S,如果R1短路,電流表示數(shù)變大、電壓表示數(shù)不變,故不符合題意。
③閉合開關S,如果R2斷路,電流表示數(shù)為0,電壓表仍然與開關S斷開前一樣測電源電壓,電源電壓不變,故電壓表的示數(shù)不變,不符合題意。
④閉合開關S,如果R2短路,電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)為0,即電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大;此時只有R1接入的簡單電路,此時電路中的電流為,即此時電流表的示數(shù)為。綜上所述,如果電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)為0,故障為R1斷路;電流表的示數(shù)為,電壓表示數(shù)為0,故障為R2短路。
題型九 歐姆定律的比值計算
1.如圖所示,電源電壓保持不變,先閉合開關S1,電壓表示數(shù)為1V;再閉合開關S2,電壓表示數(shù)為5V,電阻、的阻值之比為( )
A.1︰5B.1︰4C.5︰4D.5︰1
【答案】B
【解析】先閉合開關S1,此時兩電阻串聯(lián),電壓表測R1兩端電壓;再閉合開關S2,R2被短路,電路為R1的簡單電路,電壓表測電源電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律及串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知,兩電阻的阻值之比為,故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。
2. 如圖所示閉合開關S,兩電流表示數(shù)之比為5∶3,R1與R2兩端的電壓分別為U1、U2,則( )
A.U1∶U2=2∶3;R1∶R2=1∶1B.U1∶U2=1∶1;R1∶R2=3∶2
C.U1∶U2=1∶1;R1∶R2=5∶3D.U1∶U2=3∶2;R1∶R2=2∶3
【答案】B
【解析】由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表A1測干路電流,電流表A2測R2支路的電流, 因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,R1與R2兩端的電壓之比為,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和, 所以,通過兩電阻的電流之比,則兩電阻R1與R2的阻值之比為,故選B。
3.如圖所示的電路中,閉合開關S,電壓表V1的示數(shù)為9V,電壓表V2的示數(shù)為3V,那么R1與R2的阻值之比為( )

A.2∶1B.1∶2C.3∶1D.1∶3
【答案】A
【解析】如圖所示的電路中,閉合開關S,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測總電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律有,故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。
4.如圖所示兩個燈泡的電阻之比為R1∶R2=3∶5,閉合開關后兩表的示數(shù)之比( )
A.5∶3B.5∶8C.8∶5D.3∶5
【答案】B
【解析】閉合開關,兩燈泡并聯(lián)接入電路,電流表A1測通過燈泡L1的電流,電流表A2測干路電流,并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,根據(jù)歐姆定律可得通過兩燈泡的電流之比為,并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,則兩表的示數(shù)之比為,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。
5.如圖所示,電源電壓保持不變,R3=2R2,當閉合開關S1,斷開S2時,R1兩端的電壓為10V;當斷開S1,閉合S2時,R1兩端的電壓為8V,則R1∶R3為( )

A.4∶5B.3∶2C.3∶1D.5∶4
【答案】B
【解析】當閉合開關S1,斷開S2時,R1與R2串聯(lián),電路中的電流為I1;當斷開S1,閉合S2時,R1與R3串聯(lián),電路中的電流為I2;根據(jù)歐姆定律可得,,則
,串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,且電源的電壓不變,電源的電壓,解得,,故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。
6.電阻R1、R2以不同的方式組成如圖(a)、(b)所示的電路,其中R1∶R2=2∶1。在兩電路中,電源、電壓表、電流表規(guī)格完全相同且完好。閉合開關S,則下列說法正確的是( )
A.電壓表V1與電壓表V2示數(shù)比為1∶2
B.電壓表V1與電壓表V2示數(shù)比為2∶1
C.電流表A1與電流表A2示數(shù)比為3∶2
D.電流表A1與電流表A2示數(shù)比為2∶1
【答案】C
【解析】由圖可知,圖(a)中兩電阻串聯(lián),電壓表V1測量的是電源電壓,電壓表V2測量的是R2兩端的電壓;圖(b)中兩電阻并聯(lián),電流表A1測量的是干路的電流,電流表A2測量的是R2的電流。因電源電壓不變,且R1∶R2=2∶1,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用知,圖(a)中兩電阻兩端的電壓之比為,則圖(a)中電壓表V1與電壓表V2示數(shù)比為,根據(jù)并聯(lián)電路的分流作用知,圖(b)中通過兩電阻的電流之比為,則圖(b)中電流表A1與電流表A2示數(shù)比為,故C正確,ABD錯誤。故選C。
7.如圖所示的電路中,電源電壓保持6V不變,閉合開關S后,電流表A1、A2、A3的示數(shù)分別為I1、I2、I3。已知I1︰I2=5︰3,則以下說法正確的是( )

A.R1︰R2=3︰5B.R1︰R2=5︰3
C.I1︰I3=1︰1D.I1︰I3=5︰8
【答案】AD
【解析】由電路圖可知,電阻R1、R2并聯(lián),電流表A1測量R1中的電流,電流表A2測量R2中的電流,電流表A3測量干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路電流之比等于各支路電阻的反比可知R1︰R2=I2︰I1=3︰5,故A正確,B錯誤;根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知I3=I1+I2
則,故C錯誤,D正確。故選AD。
8..如圖所示,R1∶R2=1∶2,電源電壓不變。當S1閉合,S2斷開,甲、乙都是電流表時,電流表的示數(shù)之比I甲∶I乙= ;當S1、S2都閉合,甲、乙都是電壓表時,電壓表的示數(shù)之比U甲∶U乙= 。

【答案】3∶1 2∶3
【解析】當S1閉合,S2斷開,甲、乙都是電流表時,R1與R2并聯(lián),甲電流表測干路的電流,乙電流表測R2支路的電流,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,兩支路的電流之比為,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以甲、乙電流表的示數(shù)之比;當S1、S2都閉合,甲、乙都是電壓表時,R1與R2串聯(lián),甲電壓表測R2兩端的電壓,乙電壓表測量電源的電壓,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,由可得,R1、R2兩端的電壓之比,因串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和,所以甲、乙電壓表的示數(shù)之比為。
9.R1、R2、R3是三個阻值不同的定值電阻。將它們串聯(lián)起來接入電路,如圖甲所示,閉合開關后,測得各電阻兩端的電壓關系為;若將它們并聯(lián)起來接入電路,如圖乙所示,則閉合開關后,通過每個電阻的電流= 。

【答案】2:3:6
【解析】圖甲中三個電阻串聯(lián),串聯(lián)電路各處的電流相等,根據(jù)U=IR可知,有,在圖乙中,三個電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,由得。
11.如圖,理想電源電壓為8V恒定,定值電阻R0=16Ω,燈泡能夠允許通過最大的電流為0.5A,燈絲阻值不變,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~5V?;瑒幼冏杵鬟B入電路的電阻與其接入長度成正比,A是滑動變阻器下端點,B與O分別是滑動變阻器上某點,且OA間電阻為滑動變阻器總電阻的。當只閉合開關S和S1,滑動變阻器滑片P在B點時,電流表的示數(shù)為0.5A,電壓表的示數(shù)為2V;當只閉合開關S和S2,滑片P分別在O點和B點時,電壓表的示數(shù)之比UAO︰UAB=2︰1。求:
(1)燈泡的電阻。
(2)滑動變阻器AB間電阻與滑動變阻器最大阻值的比值。
(3)當只閉合S和S1時,在保證電路安全的前提下,滑動變阻器的可調(diào)范圍。
【答案】(1)12Ω;(2)0.25;(3)4Ω~16Ω
【解析】解:(1)當只閉合開關S和S1時,燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量滑動變阻器兩端電壓為2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得,燈泡兩端的電壓,
則燈泡的電阻。
(2)滑動變阻器AB間電阻,當只閉合開關S和S2,滑片P位于B點時,定值電阻R0與滑動變阻器串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得,,解得UAB=1.6V,已知UAO︰UAB=2︰1,則UAO=2UAB=2×1.6V=3.2V;當只閉合開關S和S2,滑片P位于O點時,定值電阻R0與滑動變阻器串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得,,解得。因為OA間電阻為滑動變阻器總電阻的,故R1=,則滑動變阻器AB間電阻與滑動變阻器最大阻值的比值。
(3)當只閉合S和S1時,電壓表的量程為0~5V,根據(jù)串聯(lián)分壓的原理可知,當電壓表最大為5V時,滑動變阻器接入電路最大阻值。根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,此時燈泡兩端的電壓,則此時通過的電流,此時滑動變阻器接入電路的電阻,燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的電阻最小,所以滑動變阻器的可調(diào)范圍為4Ω~16Ω。
答:(1)燈泡的電阻為12Ω;
(2)滑動變阻器AB間電阻與滑動變阻器最大阻值的比值為0.25;
(3)當只閉合S和S1時,在保證電路安全的前提下,滑動變阻器的可調(diào)范圍為4Ω~16Ω。
題型十 歐姆定律的復雜計算

1.如圖所示的電路中,電源電壓恒定不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,當變阻器的滑片在某兩點間滑動的過程中,電流表的示數(shù)在1~2A之間變化,電壓表的示數(shù)在8~10V之間變化,則下列說法正確的是( )
A.當電壓表示數(shù)增大時電流表的示數(shù)也增大 B.電源電壓為10V
C.電源電壓為20VD.R1的阻值為10Ω
【答案】CD
【解析】由電路圖可知,電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián),電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測電路中的電流; 當滑動變阻器接入電路中的阻值較大時,電路中的電流較小,由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知,變阻器兩端的電壓較大; 反之當滑動變阻器的阻值較小時,電路中的電流較大,變阻器兩端的電壓較小,所以當電壓表示數(shù)增大時電流表的示數(shù)減小,故A錯誤; 由題可知,當電路中的電流為1A時,電壓表的示數(shù)為10V, 因為串聯(lián)電路中各處的電流相等,且總電壓等于各分電壓之和, 所以電源的電壓 ① ;當電路中的電流為1.2A時,電壓表的示數(shù)為8V,電源的電壓 ② ,因為電源的電壓不變,所以聯(lián)立①②可得:R1=10Ω,U=20V,故CD正確,B錯誤。故選CD。
2.(多選)如圖所示電路,電源兩端電壓為U=4.5V且保持不變,電阻R1=10Ω,滑動變阻器R2上標有“20Ω 1A”的字樣,電流表的量程為0~0.6A.兩個電壓表的量程均為0~3V,在保證電路安全的條件下( )
A.電流表A的示數(shù)范圍為0.15~0.3A
B.電壓表V1示數(shù)范圍為0~3V
C.電壓表V2示數(shù)范圍為1.5~3V
D.滑動變阻器R2的阻值取值范圍為5~20Ω
【答案】ACD
【解析】由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測R1兩端的電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。當電壓表V1的示數(shù)U1max=3V時,電路中的電流最大,則,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,沒有超過電流表的量程,電路中的最大電流Imax=0.3A;根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知,R2兩端的最小電壓U2min=U-U1max=4.5V-3V=1.5V,變阻器接入電路中的最小阻值
,當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小,即,此時電壓表V2的示數(shù)U2=IminR2=0.15A×20Ω=3V
不超過電壓表所選量程;所以,電流表A的示數(shù)范圍為0.15A~0.3A;此時,電阻R1兩端的最小電壓U1min=U-U2=4.5V﹣3V=1.5V,所以,電壓表V1示數(shù)范圍為1.5V~3V;電壓表V2示數(shù)范圍為1.5V~3V;滑動變阻器R2的阻值取值范圍為5Ω~20Ω。故選ACD。
3.(多選)在如圖所示電路中,開關S閉合時,規(guī)格相同的燈泡L1、L2均能發(fā)光,甲、乙、丙皆為電表,粗心的小明在讀數(shù)時只在紙上記錄了“1.5、3、6”三個數(shù)字(數(shù)字與電表對應關系未知),則下列說法中正確的是( )
A.L1、L2并聯(lián),甲、乙、丙示數(shù)分別為3V、6A、1.5A
B.L1、L2并聯(lián),電源電壓為6V,通過L1、L2的電流分別為1.5A、1.5A
C.L1、L2串聯(lián),甲、乙、丙示數(shù)分別為1.5A、3V、6V
D.L1、L2串聯(lián),電路中的電流為3A,L1、L2兩端的電壓分別為1.5V、6V
【答案】BC
【解析】開關閉合時,規(guī)格相同的燈泡、均能發(fā)光時,它們的連接方式可能是串聯(lián),也可能是并聯(lián)。兩燈并聯(lián)時,電路中電流有兩條路徑,電流從電源的正極出發(fā),經(jīng)乙電表后分為兩路,一路經(jīng)燈泡L1回到電源的負極,一路經(jīng)燈泡L2、丙電表回到電源的負極,則甲為電壓表測電源的電壓,乙為電流表測干路電流,丙為電流表測支路的電流,因為并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且干路電流等于各支路電流之和,因兩燈的規(guī)格相同,由可知,通過兩燈泡的電流相等,干路電流是支路電流的兩倍。由圖中數(shù)據(jù)可知,乙的示數(shù)為6A,丙的示數(shù)為3A,則甲的示數(shù)為1.5V;或乙的示數(shù)為3A,丙的示數(shù)為1.5A,則甲的示數(shù)為6V,即電源電壓為6V,通過兩燈的電流均為1.5A,故A錯誤,B正確;兩燈泡串聯(lián)時,電路中的電流只有一條路徑,電流從電源的正極出發(fā),依次經(jīng)甲電表、燈泡L2、燈泡L1回到電源的負極,則甲為電流表測電路中的電流,乙為電壓表測L2兩端的電壓,丙為電壓表測電源的電壓。因為串聯(lián)電路中各處的電流相等,且兩燈泡規(guī)格相同時它們兩端的電壓相等,由可知,電源的電壓是L2兩端電壓的2倍,即丙的示數(shù)是乙示數(shù)2倍,由圖中數(shù)據(jù)可知,丙的示數(shù)為3V,乙的示數(shù)為1.5V,則甲的示數(shù)為6A;或丙的示數(shù)為6V,乙的示數(shù)為3V,則甲的示數(shù)為1.5A,故C正確,D錯誤。故選BC。
4.(多選)如圖所示,電源電壓恒定,R1的阻值為R0。當閉合開關S1、S2,斷開開關S3時,電流表的示數(shù)為I0;當閉合開關S1、S3,斷開開關S2時,電流表的示數(shù)為3I0。下列說法正確的是( )
A.電源電壓為
B.電阻R2的阻值為
C.當閉合開關S2,斷開開關S1、S3時,電流表的示數(shù)為
D.任意斷開、閉合開關,當電流表有示數(shù),最小電流為
【答案】AC
【解析】當閉合開關S1、S2,斷開開關S3時,R1被短路,電路中只有電阻R2,則電源電壓U=I0R2,當閉合開關S1、S3,斷開開關S2時,電阻R1、R2并聯(lián),通過R1的電流
I1=I-I2=3I0-I0=2I0,則電源電壓U=I1R1=2I0R0,故A正確;電阻,故B錯誤;當閉合開關S2,斷開開關S1、S3時,電阻R1、R2串聯(lián),流過電流表的電流
,故C正確;電路中,電源電壓不變,當總電阻最大時,電流最小,即當閉合開關S2,斷開開關S1、S3時,電阻R1、R2串聯(lián),電流最小為,故D錯誤。故選AC。
5.如圖甲所示是一款用于鍛煉握力的握力器,它的工作原理如圖乙所示,其中電源電壓U恒定為6V,力量計的示數(shù)隨握力的變化而變化,定值電阻R0的阻值為12Ω,R是一根長為9cm,阻值為18Ω的均勻電阻絲,滑片在a端時,力量計的示數(shù)為0N;A是一根金屬彈簧(電阻忽略不計),其所受壓力F與壓縮量ΔL的關系為:F=kΔL,k=60N/cm。求:
(1)力量計是由 (選填“電壓表”或“電流表”)改裝而成;
(2)當力量計的示數(shù)為0N時,電路中的電流;
(3)當電壓表的示數(shù)為3.6V時,力量計的示數(shù)為多少N?
【答案】(1) 電壓表 (2)0.5A (3)240N
【解析】(1)根據(jù)電路圖可知,定值電阻R0和滑動變阻器R串聯(lián),電壓表V與定值電阻R0并聯(lián),測量其兩端電壓;力量計與滑動變阻器R并聯(lián),測量R兩端電壓,所以力量計是由電壓表改裝而成。
(2)當力量計的示數(shù)為0N時,電路為R0的簡單電路,由可得,電路中的電流。
(3)當電壓表的示數(shù)為U0=3.6V時,由可得,電路中的電流,變阻器R兩端的電壓為,由可得,變阻器R此時接入電路中的電阻為,變阻器R接入電路的長度,根據(jù)F與壓縮量ΔL的關系有。
6.如圖所示,甲為電路的連接情況,R1=20Ω,R2為滑動變阻器,乙為R3的I-U圖象,電源電壓保持不變。當S1閉合,S2斷開時,若滑片P在a端,則電流表示數(shù)為0.6A;若滑片P在b端,則電壓表示數(shù)為8V,求:
(1)電源電壓;
(2)滑動變阻器R2的最大阻值;
(3)當S1、S2均閉合,且滑片P在a端時,求電流表的示數(shù)。
【答案】(1)12V;(2)40Ω;(3)1.2A
【解析】解:(1)當S1閉合,S2斷開時,若滑片P在a端,則滑動變阻器接入電路的阻值為0,電路為只有R1的簡單電路,電流表測電路中電流,則電源電壓。
(2)當S1閉合,S2斷開時,R1與R2串聯(lián),若滑片P在b端,則滑動變阻器接入電路的阻值最大,電壓表測R2兩端電壓,由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,R1兩端的電壓,由串聯(lián)電路分壓原理可知,即,則R2=40Ω。即R2的最大阻值為40Ω。
(3))當S1、S2均閉合,且滑片P在a端時,R1與R3并聯(lián),電流表測干路電流,由圖乙可知,,則電流表的示數(shù)
答:(1)電源電壓為12V;
(2)滑動變阻器R1的最大阻值為40Ω;
(3)當S1、S2均閉合,且滑片P在a端時,電流表的示數(shù)為1.2A。
7.如圖所示電路,電源電壓恒定,電流表的量程為0~3A,電壓表的量程為0~15V,R1=10Ω,R3=15Ω,滑動變阻器上標有“100Ω 1A”字樣。只閉合開關S1時,電流表示數(shù)為1.8A。求:
(1)電源電壓;
(2)只閉合開關S3,在保證電路安全的情況下,求滑動變阻器R2接入電路部分的阻值范圍。
(3)把開關全部閉合,調(diào)節(jié)滑動變阻器,在保證電路安全的情況下,求電流表的最大示數(shù)。(拆除電壓表)
【答案】(1)18V;(2)3~75Ω;(3)2.8A
【解析】解:(1)只閉合開關S1時,電路中只有R1接入電路,已知電流表示數(shù)為1.8A,由歐姆定律可得電源電壓為.
(2)只閉合開關S3時,電路由R2和R3組成串聯(lián)電路,電壓表測R2兩端電壓,因滑動變阻器上標有“100Ω 1A”字樣,所以該電路中最大電流為1A,由得,當電流中電流為時,此時電路電阻為,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律得此時R2接入電路的電阻為,因電壓表測R2兩端電壓,已知電壓表的量程為0~15V,所以當R2兩端電壓為15V時,接入的電阻最大,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律得,此時R3兩端電壓為,此時通過R3的電流為
,由于串聯(lián)電路電流處處相等,所以此時R2接入電路的電阻為
,所以滑動變阻器R2接入電路部分的阻值范圍為3Ω-75Ω;
(3)把開關全部閉合時,R3會被短路,此時電路由R2和R1組成的并聯(lián)電路,電流表測干路電流,電流表的量程為0~3A,滑動變阻器上標有“100Ω 1A”字樣,所以通過R2的最大電流為1A,由并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,通過R1的電流為
由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知,此時通過電流表的電流為
所以在保證電路安全的情況下,電流表的最大示數(shù)2.8A。
答:(1)電源電壓為18V;
(2)只閉合開關S3,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器R2接入電路部分的阻值范圍為3~75Ω;
(3)把開關全部閉合,調(diào)節(jié)滑動變阻器,在保證電路安全的情況下,電流表的最大示數(shù)為2.8A。
8.如圖所示,小燈泡L的額定電壓為12V,定值電阻R1的阻值為8Ω,滑動變阻器R2上標有“40Ω 2A ”的字樣。閉合S1、S2,小燈泡L正常發(fā)光,此時通過小燈泡的電流為0.6A。電流表、電壓表的量程分別為0~3A, 0~15V,電路均在安全范圍內(nèi)工作,求:
(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻;
(2)閉合S1、S2,移動滑動變阻器滑片,求滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍;
(3)斷開S1、S2,若用一個電壓可調(diào)的電源去替代原來的電源,電流表、電壓表的量程分別為0~0.6A, 0~3V。通過移動滑動變阻器滑片,使兩個電表均能達到各自的滿刻度,且電路正常工作,求電源電壓的可調(diào)范圍。
【答案】(1)20Ω;(2)6~40Ω;(3)4.8V≤U≤7.8V
【解析】解:(1)閉合S1、S2,L與R2并聯(lián),電流表測干路電流,小燈泡正常發(fā)光時的電阻為。
(2)電流表的量程為0~3A,則R2的電流為,故R2允許的最大電流為2A,則滑動變阻器接入的最小電阻為,故滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍6~40Ω。
(3)斷開S1、S2,R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,當電路中電流表達到最大值I1=0.6A時,且變阻器最大接入電路的阻值為0時,電源電壓最小為;當電壓表示數(shù)最大,即U2′=3V,且變阻器接入電路的阻值最大為40Ω時,電路中的電流為,此時電源電壓為,電流表不能達到最大值,故不符合題意。最大值I1=0.6A時,U2′=3V時,則電源最大電壓為,所以允許的最大電壓范圍為4.8~7.8V。
答:(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻為20Ω;
(2)閉合S1、S2,移動滑動變阻器滑片,滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍6~40Ω;
(3)電源電壓的可調(diào)范圍為4.8~7.8V。
U/V
3.0
2.0
1.0
I/A
0.60
0.40
0.20
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
5
10
15
20
30
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電流/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
電阻/Ω

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