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- 2021-05-10 发布
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一、填空题
1.德国物理学家__欧姆__总结出导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,为了纪念他,人们将他的名字命名为__电阻__的单位。
2.甲、乙两电阻的电流与电压关系如图所示,由图可知,通过同一电阻的电流与它两端的电压成__正比__(选填“正比”或“反比”),阻值R甲__<__(选填“>” “=”或“<”)R乙。
3.如图所示,电源电压为9 V且保持不变,R1=30 Ω,闭合开关后,电压表示数为3 V,则电阻R1两端的电压为__6__V,电流表的示数为__0.2__A。
4.如图所示的电路中,开关闭合后,滑动变阻器从左向右滑动的过程中,灯泡的亮度__不变__(选填“变亮”“变暗”或“不变”),电压表的示数将__减小__(选填“增大”或“减小”)。
[解析] 由电路图分析可知,滑动变阻器的阻值全部接入电路中,无论如何移动滑片,电路中的电阻不变,电流不变,小灯泡两端的电压不变,由P=UI可知灯的电功率不变,故其亮度不变。由电压表测量的是滑片右边的电阻两端的电压,滑片P从左向右滑动时,滑动变阻器右边的电阻阻值变小,则根据U=IR可知:电压表示数变小。
二、选择题
5.下列说法中,不正确的是( D )
A.相同的电压加在阻值不同的导体两端,电流一定不同
B.用不同的电阻研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
C.同一电阻,它两端电压越大,通过它的电流也越大
D.当加在某电阻两端的电压改变时,该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变
6.从欧姆定律可导出R=,下列说法正确的是( D )
A.当电压为0时,电阻为0
B.当电流增大2倍时,电阻减小2倍
C.当电压增大2倍时,电阻增大2倍
D.不管电压或电流如何变化,电阻不变
7.在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U-I关系图象,从图中可以看出R1与R2的大小关系是( A )
A.R1>R2 B.R1=R2
C.R1<R2 D.无法确定
[解析] (1)正确从图象中读出对应的U-I值,会利用控制变量法比较两个电阻的阻值大小。
(2)此类题目有两种方法:①相同电压,比较电流,电流大的电阻小,电流小的电阻大;②相同电流,比较电压,电压大的电阻大,电压小的电阻小。
8.(2016·沈阳)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法中正确的是( B )
A.通过滑动变阻器的电流变小,其两端的电压变大
B.通过小灯泡的电流及其两端的电压都保持不变
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表和电压表的示数都逐渐变大
9.如图所示电路中,电源电压保持不变,先闭合开关S1,观察电流表、电压表的示数;再闭合开关S2、S3,电表示数的变化情况正确的是( A )
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变小,电压表示数变大
10.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了ΔU和ΔI。下列分析正确的是( C )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变小后变大
三、简答题与计算题
11.如图所示,R1=20 Ω,闭合开关,电压表和电流表的示数分别为6 V和0.5 A。求:
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电阻R2的阻值。
解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过电阻R1的电流I1===0.3 A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A,电阻R2的阻值R2===30 Ω。
答:(1)通过电阻R1的电流为0.3 A;
(2)电阻R2的阻值为30 Ω。
12.(2016·重庆)如图所示的电路中,电源电压恒为30 V,电阻R1为15 Ω。同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5 A。求:
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电阻R2的阻值。
解:由电路图可知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过电阻R1的电流I1===2 A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过电阻R2的电流I2=I-I1=2.5 A-2 A=0.5 A,则电阻R2的阻值R2===60 Ω。
答:(1)通过电阻R1的电流为2 A;
(2)电阻R2的阻值为60 Ω。
13.(2016·厦门)如图所示,R1=25 Ω,小灯泡L的规格为“2.5 V 0.3 A”,电源电压保持不变。
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压。
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6 A,求R2的阻值。
解:(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与L串联,小灯泡L正常发光,所以UL=U额=2.5 V,电路中电流I=I1=I额=0.3 A,由I=可得R1两端电压U1=I1R1=0.3 A×25 Ω=
7.5 V,
由串联电路电压特点可得电源电压U=U额+U1=2.5 V+7.5 V=10 V;
(2)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,由并联电路的电压特点知:U=U1′=U2=10 V,通过R1的电流I1′===0.4 A,由并联电路的电流特点可得,通过R2的电流I2=I′-I1′=0.6 A-0.4 A=0.2 A,所以R2的阻值R2===50 Ω。
答:(1)电源电压为10 V;(2)R2的阻值为50 Ω。
四、实验与探究题
14.为了探究电流跟电压的关系,小红同学设计了图甲所示的电路。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中未连接完整的电路连接起来。(导线不能交叉)
(2)调节滑片位置,改变定值电阻两端的电压,得到电流表和电压表示数如丙和丁图,则电流表的示数为__1.5__A,电压表的示数为__9.5__V。
次序
1
2
3
4
5
电阻/Ω
40
20
10
7
5
电流/A
0.25
0.5
1.0
1.5
2.0
(3)如果仍用图甲的电路研究电流与电阻的关系,实验中换用不同阻值的定值电阻后,每次应调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变。实验记录数据如上表所示,请根据表中数据在图戊的坐标纸上描点作出图象,由图象可得出的实验结论是__电压一定时,导体中的电流和电阻成反比__。(实验器材使用正确,量程选用合理)
[解析] (1)电压表和电阻并联,电流表和电阻串联,滑动变阻器和电阻串联,连接如下图:
(2)图丙中电流表使用的是0~3 A量程,分度值为0.1 A,读数为1.5 A;图丁中电压表使用的是0~15 V量程,分度值为0.5 V,读数为9.5 V;
(3)采用描点法画出图象如下:
由图象可知,电压一定时,导体中的电流和电阻的倒数成正比,即导体中的电流和电阻成反比。
15.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3 V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10 Ω、20 Ω、50 Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20 Ω 1 A”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于__断开__状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最__右__(选填“左”或“右”) 端。
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,
电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是__R处发生短路__。
(4)故障排除后,小华先把10 Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2 V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10 Ω的电阻,改换成阻值为20 Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是__2.4__V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向__右__(选填“左”或“右”) 端移动,使电压表的示数为__2__V。
(5)当小华改用50 Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是( C )
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
(6)小华解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是__电压一定时,导体中的电流与电阻成反比__。
[解析] (1)由图甲所示电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,如图所示。
16.利用图甲进行“测量未知电阻”的实验。
电压U/V
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.42
0.50
电阻Rx/Ω
5.0
4.8
电阻Rx的平均值/Ω
(1)连接电路时,应将开关__断开__。
(2)连接电路后,闭合开关,移动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是__A__(只填序号)
A.Rx断路 B.Rx短路 C.电流表断路
(3)排除故障后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量,第三次实验中电压表示数如图乙所示,电压表读数为__2.5__V。
(4)将实验数据填入上表并进行处理,三次所测电阻Rx的平均值为__4.9__Ω。
(5)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是__灯丝的电阻与温度有关__。
17.现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值(Rx约为20 Ω)。在实验室中,配有的实验器材如下:
A.电源E(电压U=3 V恒定);
B.电流表A1(量程0~50 mA);
C.电流表A2(量程0~3 A);
D.电压表V1(量程0~3 V);
E.电压表V2(量程0~15 V);
F.滑动变阻器R(0~80 Ω);
G.定值电阻R0=40 Ω;
H.开关一个,导线若干。则:
为了测量多组数据使结果尽量准确,在滑动变阻器的整个滑动过程中,要使两电表的测量值范围尽可能大一些,并且两电表的读数均大于其量程的。则:
(1)根据实验要求,电压表选用__D__,电流表选用__B__。(选填器材前的字母代号)
(2)请在虚线方框内画出实验电路图(其中,部分电路已画出,并标出所选器材的字母)。
(3)根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
(4)若在某次实验中,电压表的示数为U,电流表的示数为I,那么,待测电阻阻值的表达式为Rx=__-R0__。
[解析] (1)将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器串联在电路中,
当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时,电路中电流最大,最大电流Ix大===0.05 A=50 mA;当滑动变阻器的连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,最小电流Ix小==0.021 A=21 mA>50 mA×≈16.7 mA; 所以电流表选用B;电源电压为3 V,故电压表选用0~3 V量程,即电压表选用D;若将电压表并联在待测电阻两端,待测电阻的最大电压Ux大=Ix大Rx=0.05 A×20 Ω=1 V,电压表的读数是量程的
,不满足实验要求,故电压表不能并联在待测电阻两端。而定值电阻和待测电阻两端的最小电压U0x=Ix小×(R+R0)=0.021 A×60 Ω=1.26 V>3 V×=1 V,所以应将电压表并联在定值电阻和待测电阻两端,才能满足两电表的读数均大于其量程的;
(2)将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器、电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻和待测电阻两端,如上图所示;
(3)根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来,注意电表正负接线柱的连接及滑动变阻左边电阻连入电路;
(4)由欧姆定律,R0+Rx=,所以待测电阻的阻值Rx=-R0。
1.如图所示,已知R1=R2,当开关S1闭合、开关S掷到2时,电压表与电流表的示数分别为U1和I1,当开关S1断开、开关S由2掷到1的同时,将滑动变阻器的滑片移到最左端,电压表与电流表的示数分别为U2和I2,则以下判断正确的是( B )
A.U1>U2,I1>I2 B.U1<U2,I1>I2
C.U1=U2,I1<I2 D.U1<U2,I1<I2
2.如图所示,已知电源电压为U,三个电源的阻值分别为R1、R2和R3,求:
(1)当S1、S2均断开时,电流表和电压表的示数。
(2)当S1、S3均闭合时,电压表和电流表的示数。
解:(1)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数I=,电压表的示数U2=IR2=×R2=;
(2)当S1、S3均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,则电压表的示数为U,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻R
=,电流表的示数I′===。
答:(1)当S1、S2均断开,电流表的示数为,电压表的示数为;
(2)当S1、S3均闭合时,电压表的示数为U,电流表的示数为。
3.在物理世界,基本概念和规律非常重要。请你写出电学中两大定律的名称:__欧姆定律__和__焦耳定律__。
4.(2015·江西)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,滑片P向右移动,下列说法正确的是( B )
A.A2示数变小,V示数变小
B.A1示数不变,V示数变小
C.A1示数不变,V示数不变
D.A2示数变小,V示数不变
5.探究电流与电压的关系。
【实验器材】电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器(A:“10 Ω 1.5 A”、B:“20 Ω 1 A”、C:“50 Ω 1 A”)、开关、新干电池三节、定值电阻R=10 Ω、导线若干。
【制订计划与设计实验】
(1)请依照图1所示的电路图,用笔画线代替导线,将图2中电路连接完整。
(2)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至__右__(选填“左”或“右”)端,这样做可以起到__保护电路__的作用;此实验中滑动变阻器的另一个作用是“改变定值电阻两端的电压”,请你写出一种不用变阻器,也可以“改变定值电阻两端电压”的方法:__改变电源中电池的节数__。
【进行实验与收集证据】
(1)小莲按要求正确连接电路,且电路元件完好。实验过程中,她发现电压表指针偏转到满刻度外的位置,其原因可能是__滑动变阻器连入电路阻值过小(或电压表量程过小)__(任意写出一个)。
(2)小莲在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如下表所示:
U/V
1.0
2.0
3.0
I/A
0.1
0.2
0.3
要测出表格中的实验数据,实验时所用的滑动变阻器规格为__C__(选填规格的编号即可)。
【实验结论】
通过上表中的数据,我们可以得出:__在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比__。
6.如图所示,甲图中小灯泡上标有“2.5 V 0.75 W”的字样,电压表如图乙所示,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电压表的示数如图丙所示。求:
(1)电源电压。
(2)电流表的示数。
(3)此时滑动变阻器接入电路的阻值。
解:(1)灯L与变阻器R串联,电压表测R两端电压。灯泡正常发光时,UL=2.5 V,R两端电压UR=2 V-0.2 V=1.8 V,则电源电压U=4.3 V。
(2)电流表的示数为I=IL===0.3 A。
(3)滑动变阻器接入电路的阻值为R===6 Ω。
7.(2014·江西)做如图所示的测定性实验,在圆圈中填上电流表或电压表的符号。要求:只闭合开关S1时,可以测量定值电阻的阻值。请设计测量定值电阻的阻值时的记录实验数据的表格。
测量定值电阻阻值的实验数据记录表格
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
电阻R平均值/Ω
8.在测额定电压为2.5 V的小灯泡电阻的实验中:
(1)如图所示,荣荣同学所连接的电路存在错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线在图中画出正确的接法。
(2)电路正确连接后,闭合开关,小灯泡不发光,电流表有示数,电压表几乎没有示数,出现这一故障的原因可能是__小灯泡短路__。
(3)排除故障后,荣荣同学进行了四次测量,并将部分实验数据和现象记录在下面的表格中,请你帮他将表中未填的数据和现象填写完整。
实验序号
U/V
I/A
R/Ω
灯泡亮度
1
0.5
0.13
3.8
不亮
2
1
0.18
5.6
灯丝暗红
3
1.5
0.21
7.1
微弱发光
4
2.5
0.25
__10__
__正常发光__
(4)荣荣同学分析以上实验数据,发现小灯泡的电阻值存在明显差异,原因可能是__灯丝电阻受温度影响__。
9.(2012·江西)如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,下列说法正确的是( B )
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变
C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变
D.电压表V2与电流表A的示数之比不变
10.(2012·江西)如图所示,电源电压为6 V。闭合开关S,电压表V1示数为4 V,电流表示数为0.4 A。求R1、R2的阻值。
解:由题图知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端电压,V2测R2两端电压。
R1===10 Ω
U2=U-U1=6 V-4 V=2 V
R2===5 Ω
11.【探究名称】探究欧姆定律。
【猜想与假设】导体中的电流可能与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
【设计并进行实验】
(1)探究导体中的电流跟它两端电压的关系。
①如图所示,请你用笔画线代替导线,把滑动变阻器正确接入电路中,要求:滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大;
②此实验中,滑动变阻器的作用是__保护电路__和__改变定值电阻两端电压__。
(2)小英同学探究“导体中的电流与电阻的关系”时,进行创新实验,除了与原有实验所必需的器材相同外,没领电压表,而是多领了一只电流表,并设计出如图所示的电路图,进行实验。
①连接电路,调节滑动变阻器,读出电流表A1与A2的示数分别记为I1和I2;
②把定值电阻R2换成R3,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为__I1___,使R3两端的__电压__与R2两端电压相等。记录此时电流表A2的示数为I3;
③把定值电阻R3换成R4, 重复上一步骤进行实验;
④分析数据得出电流与电阻的关系。