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物理第十四章 欧姆定律综合与测试优质ppt课件
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第十四章 欧姆定律 单元测试（基础过关）
一、单选题
1．下列做法使导体电阻变小的是（ ）
A．把铜丝折成两段并联 B．把铜丝拉长
C．给铜丝加热 D．把铜丝换成长度和横截面积相同的铁丝
【答案】A
【解析】
A．将铜丝折成两段，铜丝的长度变短，且横截面积变大，所以其电阻变小，故A符合题意；
B．把铜丝拉长，其长度变长，横截面积变小，所以电阻变大，故B不符合题意；
C．给铜丝加热，其电阻会变大，故C不符合题意；
D．将铜丝换成长度和横截面积相同的铁丝，其电阻会变大，故D不符合题意。
故选A。
2．两导体电阻R1=10，R2=1，并联后的总电阻（ ）
A．大于10 B．小于1 C．在1与10之间 D．无法确定
【答案】B
【解析】
将电阻并联起来，相当于导体横截面积变大，则总电阻变小，所以并联电路的总电阻比最小的分电阻还小。两导体电阻R1=10 Ω ，R2=1 Ω ，则并联后的总电阻小于1Ω。
故选B。
3．物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中，运用“类比法”是（ ）
A．研究电流的形成原因时，将电流和水流比较，从分析水流的形成入手来分析电流的形成
B．研究电流的大小时，根据电流产生的效应来判断电流的大小
C．研究多个电阻的电路时，求出总电阻，用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果
D．研究电流与电压的大小关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压的变化而变化
【答案】A
【解析】
A．研究电流的形成原因时，将电流与水流相比较从分析水流的形成入手来分析电流的形成，这是类比法，故A符合题意；
B．研究电流的大小时根据电流产生的效应大小来判断电流的大小，这是利用的等效法，故B不符合题意；
C．研究多个电阻组成的电路时求出电路的总电阻用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果，这是利用的等效法，故C不符合题意；
D．研究电流与电压的大小关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压变化而变化，这种研究问题的方法叫控制变量法，故D不符合题意。
故选A。
4．电工师傅在修理电器时，急需一只8Ω的电阻，但手边只有阻值20Ω、5Ω、10Ω和40Ω的电阻各一只，下列做法能帮他解决问题的是
A．将10Ω和40Ω的电阻并联 B．将5Ω和20Ω的电阻串联
C．将5Ω和40Ω的电阻并联 D．将10Ω和20Ω的电阻串联
【答案】A
【分析】
本题考查电阻的串、并联问题。
【解析】
AC．两个电阻并联后，总电阻
所以并联后的总电阻分别为8Ω和4.4Ω，故A正确，C不正确。
BD．根据串联电路的特点，若将两个电阻串联在电路中，电路中的总电阻是两个电阻之和。那么，B选项中总电阻为25Ω，D选项中总电阻为30Ω，故BD都不正确。
【点睛】
串联电阻的总电阻：R=R1+R2
并联电路的总电阻：
5．“探究电流与电压的关系”的实验中，分别用R1、R2两个电阻进行了探究，并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I-U关系图像，从图中可以看出R1、R2的大小关系为（ ）
A．R1>R2 B．R1
【解析】
由图像可知，两电阻两端的电压相等时，通过R1的电流大于通过R2的电流，即
I1＞I2
由可知
R1
6．在如图所示的电路中，闭合开关S，电路正常工作。一段时间后灯L熄灭，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小。将两用电器位置互换后再次闭合开关S，两个电表指针均发生明显偏转。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上，则（ ）
A．灯L短路 B．灯L断路 C．电阻R断路 D．电阻R短路
【答案】A
【解析】
A．当灯L短路时，电压表被短路，示数为零，电流表示数变大；对调后，灯L相当于导线，电流表和电压表均有示数，故A符合题意；
B．当灯L断路时，将灯L和电阻R对调，电路处于断路状态，电流表和电压表示数均为零，故B不符合题意；
C．当电阻R断路时，整个电路断路，电压表和电流表均没有示数，故C不符合题意；
D．当电阻R短路时，电灯发光，对调后，电压表被短路，示数为零，故D不符合题意。
故选A。
7．如图，电源电压恒定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，（ ）
A．电压表示数不变，电流表示数减小 B．电压表示数增大，电流表示数不变
C．电压表示数不变，电流表示数不变 D．电压表示数减小，电流表示数减小
【答案】C
【解析】
上图中，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器并联，电流表测灯泡的电流，电压表测电源电压，电源电压不变，故滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，电压表保持不变；因灯泡的电压保持不变，灯的电阻不变，由欧姆定律，通过灯泡的电流不变，即电流表示数不变，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．如图所示的电路，电源电压恒为4.5V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻阻值为5Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 0.5A”。闭合开关S，移动滑片的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若滑片P向右移动，电流表示数变大 B．若滑片P向右移动，电压表示数变小
C．电流表示数变化范围为0.3A～0.5A D．滑动变阻器的阻值变化范围4Ω～20Ω
【答案】C
【解析】
A．分析电路图可知，这是一个串联电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，当滑片向右移动时，电路中的总电阻变大，电流变小，因此电流表示数变小，故A错误；
B．电压表测滑动变阻器两端电压，根据串联电路的分压原理可知，当滑片向右移动时，滑动变阻器的电阻变大，分配的电压会变大，因此电压表示数变大，故B错误；
C．当电压表示数为3V时，电路中的电阻最大，电流最小，此时，定值电阻两端的电压为
U=4.5V-3V=1.5V
电路中的最小电流为
I==0.3A
因为滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，所以电流表的最大示数为0.5A，所以电流表示数的变化范围时0.3A～0.5A，故C正确；
D．当电路中的电流为0.5A时，滑动变阻器的电阻最小，此时电路中的总电阻为
R总=
滑动变阻器的电阻为
RP小=9Ω-5Ω=4Ω
当电压表示数为3V时，滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流为
I小=
则滑动变阻器的电阻为
RP大=
所以，滑动变阻器的阻值变化范围为4Ω～10Ω，故D错误。
故选C。
9．如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（ ）
A．只有① B．只有②
C．只有②③ D．只有②③④
【答案】D
【解析】
①S接1和2时电流方向改变，电压表会出现反偏，故①不可行；
②闭合S1，两电阻串联，测出Rx电压，再闭合S2，测出电源电压，可计算出R0电压，根据计算出电流，根据计算Rx电阻，故②可行；
③闭合S1，两电阻串联，测出电流，根据U=IR可推导出总电压，再闭合S2，R0短路，测出电流，根据U=IR可推导出总电压，两次总电压相同，解方程可得Rx电阻，故③可行；
④闭合S1，S接1，Rx和R串联，将R阻值调到0，测得电流，S接2，R0和R串联，将R阻值调到0，测得电流，两次电源电压相等，可解得Rx电阻，，故④可行。
故选D。
10．某同学利用如图1所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图2所示的图像。以下有关叙述正确的是（ ）
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持0.5V不变
C．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
D．滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω
【答案】D
【解析】
A．更换5个定值电阻，而图乙是关于电流和电阻的图像，那么该同学研究的是电流和电阻的关系，故A错误；
B．从图乙可以看到，当电阻是5Ω时，电流是0.5A，那么Rx两端的电压是
即实验中电压表的示数保持2.5V不变，故B错误；
C．将Rx从10Ω换成15Ω后，电阻值变大，根据串联电路的分压原理可知，为了保持Rx电压不变，滑动变阻器接入电路的阻值也应该变大，应将滑片P向右移，故C错误；
D．实验中电压表的示数保持2.5V不变，那么滑动变阻器两端的电压是0.5V，串联电路电流处处相等，流过变阻器最小的电流是0.1A，最大是0.5A，那么滑动变阻器阻值最小
最大
滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω，故D正确。
故选D。
11．如图丙所示的电路中，电表均为理想电表，R1为定值电阻，闭合开关S，电压表V和电流表A2的示数如图甲所示，将滑动变阻器的滑片P移动后，电压表V、电流表A2的示数如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．移动滑动变阻器滑片前后，通过R1的电流不变
B．移动滑动变阻器滑片前后，通过R1的电流变小
C．移动滑动变阻器滑片前后，通过R2的电流变小
D．移动滑动变阻器滑片前后，电压表和电流表A1的比值大小变化情况无法判断
【答案】C
【解析】
AB．甲中电压表选用小量程，示数为2.1V，电流表选用小量程，示数为0.3A；乙中电压表选用小量程，示数为2.6V，电流表选用小量程，示数为0.1A；将滑动变阻器的滑片P移动后，电压表的示数变大，说明并联部分两端的电压变大，根据可知，通过R1的电流变大，故AB错误；
C．电流表A2示数变小，干路电流变小，根据并联电路的电流关系可知，通过滑动变阻器的电流变小，即通过R2的电流变小，故C正确；
D．根据欧姆定律可知，电压表和电流表A1的比值为并联部分的电阻，由于总电流减小，根据欧姆定律可知，并联部分的电阻变大，故D错误。
故选C。
12．在如图所示电路中，开关闭合时，规格相同的灯泡、均能发光，图中甲、乙、丙为电表，粗心的小明在读数时只在纸上记录了如图所示数字，则下列说法中正确的是（ ）
A．和并联，甲、乙、丙示数分别为，，
B．和并联，电源电压为，通过、的电流分别为、
C．和串联，电路中的电流为，、两端的电压分别为、
D．和串联，甲、乙、丙示数分别为、、
【答案】D
【解析】
规格相同的灯泡L1、L2均能发光时，它们的连接方式可以是串联或并联。
AB．若两灯泡并联时，则电路中电流有两条路径，电流从电源的正极出发，经乙电表后分支，一支经灯泡L1回到电源的负极，一支经灯泡L2、丙电表回到电源的负极，则甲为电压表测电源的电压，乙为电流表测干路电流，丙为电流表测L2支路的电流，由于并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以由知道，通过两灯泡的电流相等，干路电流是L2支路电流的两倍，由图中数据知道，乙的示数为1.2A，丙的示数为0.6A，则甲的示数为0.3V，乙的示数为0.6A，丙的示数为0.3A，则甲的示数为1.2V，通过L1、L2的电流均为0.3A。故AB错误；
CD．若两灯泡串联时，则电路中的电流只有一条路径，电流从电源的正极出发，依次经甲电表、灯泡L2、灯泡L1回到电源的负极，则甲为电流表测电路中的电流，乙为电压表测L2两端的电压，丙为电压表测电源的电压，因为串联电路中各处的电流相等，且两灯泡规格相同时它们两端的电压相等，所以由知道，电源的电压是L2两端电压的2倍，即丙的示数是乙示数2倍，由图中数据知道，丙的示数为1.2V，乙的示数为0.6V，则甲的示数为0.3A，丙的示数为0.6V，乙的示数为0.3V，则甲的示数为1.2A，L1、L2两端的电压均为0.3V，故C错误，D正确。
故选D。
二、填空题
13．导电能力介于两者之间的叫________，如硅金属等。某些导体在温度下降到某一温度时，就会出现其电阻为______的情况，这就是超导现象，这时这种导体就叫_______。
【答案】半导体 零 超导体
【解析】
略
14．如图所示，是发光二极管的示意图，它属于__________（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。当电流从较长的接线脚流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；如果电流从较短接线脚流入，电路处于__________（填“短路”或“断路”）状态，这说明发光二极管具有__________导电性。
【答案】半导体 断路 单向
【解析】
[1]生活中，我们常用的各种二极管是由半导体材料制成的。
[2][3]在接入电路时，应使电流从较长的接线脚流入，从较短接线脚流出，否则电路处于开路，无法正常工作，这是因为发光二极管具有单向导电的特性。
15．如图所示，电源电压恒定，图乙为图甲中旋盘式电阻箱的面板，其示数为___________。当电阻箱上“×100”的旋钮顺时针转动2格后，电压表V的示数将_____（选填“变大”或“变小”）。
【答案】3681 变大
【解析】
[1] ×1000的位置上对应的数字是3，×100的位置上对应的数字是6，×10的位置上对应的数字是0，×1的位置上对应的数字是8，所以电阻箱接入电路的电阻是。
[2]电阻箱与定值电阻串联在电路上，电压表测量电阻箱两端电压，当电阻箱上×100的旋钮顺时针转动2格后，电阻为，在串联电路中，电压与电阻成正比，当电阻增大时，电压表示数也会增大。
16．小英按如图所示的电路图连接实验电路，测量电阻Rx的阻值。闭合开关S，滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图甲所示，电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为______V，电流表的示数为______A，电阻Rx的阻值为______W。
【答案】2 0.5 4
【解析】
[1]电压表接小量程，分度值0.1V，电压表读数为2V。
[2]电流表接小量程，分度值0.02A，电流表读数为0.5A。
[3]电阻RX的阻值为
17．如图所示，每个电阻都是300Ω，则a、b间的总电阻是_______Ω。
【答案】400
【解析】
如图电路，R1、R2、R3连接在相同的两点之间，所以题中电路可等效为R1、R2、R3并联，再与R4串联，所以a、b间的总电阻是
18．某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。当有害尾气浓度β增大时，气敏电阻R的阻值将______。电路中的电流将______（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】变小 变大
【解析】
[1][2]由电路图可知，两电阻串联，电压表测气敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当有害尾气浓度增大时，气敏电阻的阻值将变小，电路的总电阻变小，根据I=可知，电路中的电流变大；即电流表的示数变大。
19．请阅读《半导体》
半导体
按导电性能来分，除了有导体和绝缘体外，还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类物质叫作半导体。如锗、硅、砷化镓等都是半导体。半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。一些半导体，在温度升高时，导电性能迅速增强。利用这种特性，可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化。还有些半导体，在没有光照时不容易导电，有光照时则有良好的导电性能。用它们做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。从电子技术的发展对人类社会的影响来看，以半导体为代表的新材料的研制与开发起到了举足轻重的作用。1904年，人类发明了电子管，从而出现了无线电技术、电视机、电子计算机等。1947年，人类发明了半导体晶体管，导致电子设备的小型化、轻量化、省能化以及成本的降低、可靠性的提高与寿命的延长。1958年，集成电路的出现，使计算机及各种电子设备实现了一次飞跃。进入20世纪90年代，集成电路的集成度进一步提高，存储器的价格不断降低。但是，随着计算机速度与容量的增加，以电子作为传输媒介逐渐受到限制。因此人们开始考虑更为理想的传输方式——光，即利用光子而不是电子作为携带信息的载体。随后，光电子材料得到了快速发展，用光子器件制成的光计算机具有容量大、速度高的优势，而且有助于计算机向智能化方向发展。正是由于半导体具有许多独特的性能，所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外，手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）一些半导体，在温度___________时，导电性能迅速增强。利用这种特性，可以做出体积很小的___________电阻，用来测量温度的变化。
（2）光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增强，将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，电表示数的变化正确的是___________
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表和电流表示数均变小
D．电压表和电流表示数均变大
【答案】升高 热敏 A
【解析】
（1）[1] [2]一些半导体，在温度升高时，导电性能迅速增强。利用这种特性，可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化。人类发明了半导体晶体管，导致电子设备的小型化、轻量化、省能化以及成本的降低、可靠性的提高与寿命的延长。
（2）[3] 由于光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增强，所以，逐渐增大光敏电阻的光照强度时，光敏电阻的阻值增大。由可知，电源电压不变时电阻变大，电流变小，所以，电流表示数变小。由串联分压可知，光敏电阻的两端的电压增大，所以，电压表示数变大。
故选A。
三、作图题
20．在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中，在下图中画出实验所需的电路图（其中部分电路已画出，电源为两个干电池，定值电阻约为10Ω），要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时滑动变阻器的阻值变小。
【答案】
【解析】
电源为两个干电池，电源电压为3V，定值电阻约为10Ω，由欧姆定律，电路的最大电流为
所以电流表选用小量程与电阻串联，要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时滑动变阻器的阻值变小，故变阻器右下接线柱连入电路中，电压表与电阻并联，如下图所示
21．如图所示的实物电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求：
①电流表只测量的电流；
②闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，的亮度不变，的亮度变暗。（不考虑电流表的量程选择）
【答案】
【解析】
电流表只测量的电流，说明电流表在灯泡L1所在的支路，闭合开关， 的亮度不变，的亮度变暗，说明灯泡和并联，故用一根导线将灯泡的左端和电流表的正0.6接线柱相连；向右移动滑动变阻器的滑片，的亮度变暗，说明向右滑动时，滑动变阻器的阻值变大，电流变小，灯泡变暗，故用一根导线将滑动变阻器的左端下方接线柱和灯泡L2的左端相连即可，故如下图所示：
22．如图所示，有灯泡L1、L2，开关S、电源、电压表、电流表，滑动变阻器和导线若干，要求：L1、L2并联，开关控制整个电路，电流表测总电流，电压表测L2的电压，滑动变阻器的滑片向右移动，L1变亮。请画出电路图并连接实物图。
【答案】
【解析】
灯泡L1、L2并联，开关控制整个电路，开关在干路上；电流表测总电流，电流表也在干路上；滑动变阻器的滑片向右移动，灯泡L1变亮，说明变阻器与灯串联，且滑动变阻器滑片右边的电阻连入电路；因电压表测灯泡L2的电压，最后将电压表与L2并联，如图所示：
四、实验题
23．小莉按图的电路探究“通过电阻的电流跟其两端电压的关系”：
（1）小莉按照图连好电路，开关在闭合前，图中的滑动变阻器的滑片应位于变阻器的___________（填“左”或“右”）
（2）闭合开关后，小莉发现电流表示数为零，电压表接近电源电压，则可能的故障是___________。
（3）在探究“电流与电压关系”的实验过程中，小莉选择阻值为5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，测出电阻R两端的电压和对应的电流值如下表：分析表格中的数据可以得出通过电阻的电流跟其两端电压的数学表达式_____
U（V）
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I（A）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
【答案】右 定值电阻
【解析】
（1）[1]为了保护电路，开关在闭合前，滑动变阻器的滑片应位于最大值右端。
（2）[2]电流表示数几乎为零，说明电路发生断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联的电路之外部分完全，可能是定值电阻断路。
（3）[3]由表中数据知道，电阻一定时，电压与电流的比值是一定的，故得出的结论是：电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成正比，数学表达式
24．小欣利用实验探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为3V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）请根据图甲所示的电路图将图乙所示的实物电路连接完整______（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大导线不得交叉）；
（2）小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是______。
A．电阻处短路 B．电阻处断路 C．滑动变阻器处断路
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻后，闭合开关，为了保持电压表的示数为______V不变，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）移动，记录此时各表的示数；
（4）排除故障后进行实验。实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论：电压一定时，______。
【答案】 B 2.5 左 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】
（1）[1]滑动变阻器按“一上一下”接入电路中，电压表与电阻并联，如图所示：
（2）[2]小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，说明电路是通路，电路中的电阻太大，即电压表串联在了电路中，则电路中的故障可能是电阻R处断路，故B符合题意，AC不符合题意，故选B。
（3）[3][4]电压表两端的电压
故电压表两端的电压为2.5V；根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，即增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动。
（4）[5]由此可知，电流与电阻之积为一定值，由图像可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
25．小禹同学设计了如图所示电路进行“探究导体的电阻与哪些因素有关”实验：
（1）为了能够更好地反映出电阻的变化，小禹可以在如图所示的电路中接入___________，且与被研究导体___________联；
（2）实验中，选择一根带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变___________；
（3）分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验，记录实验数据如表所示，对比实验记录，发现用___________作为研究导体，实验现象不明显；
研究导体
铜丝
镍铬合金丝
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
长度
100
80
50
100
100
80
50
100
直径
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.7
灯泡亮度
很亮
很亮
很亮
很亮
较亮
较亮
亮
亮
电流
0.42
0.42
0.43
0.43
0.24
0.26
0.31
0.30
（4）比较实验序号5和8可得结论___________。
【答案】电流表 串 接入导体的长度 铜丝 长度和材料相同时，导体的横截面积越大，电阻越小
【解析】
（1）[1][2]电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化为电流表的示数来观察，即在电压一定时，电流越大，表明电阻越小，即通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小；电流表电阻很小，应与研究导体串联。
（2）[3]实验中，选择带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变接入导体的长度。
（3）[4]由于铜的电阻率小，所以由表格数据可知，长度变化时，发现通过铜丝的电流变化不明显，原因是铜导线的电阻小，在电压一定时，通过铜丝的电流变化很小。
（4）[5]比较实验序号5和8可知，材料和长度相同，横截面积不同，亮度不同，电阻不同，故结论为：长度和材料相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。
26．在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图甲所示；
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到______（选填“a”或“b”）端，目的是为了______；
（2）按正确电路图连接电路，闭合开关，电压表和电流表均有示数且电流表示数较小，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可能是______；
（3）排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图13乙、丙所示，其中电流表的示数为______A，那么此次测得电阻的结果为R＝______Ω；
（4）实验中至少需要测量三组数据，目的是______（填“寻找普遍规律”或“减小误差”）。
【答案】b 保护电路 将滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路 0.4 5 减小误差
【解析】
（1）[1] [2]在闭合电路时，防止电路中电流过大损坏电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到阻值最大处的最右端，即b端。这样可以起到保护电路作用。
（2）[3]闭合开关，电流表和电压表均有示数且电流表示数较小，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，说明滑动变阻器接入的阻值很大且还能改变，所以错误可能是将下面两个接线柱接入电路。
（3）[4] [5]排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图乙、丙所示，其中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.0V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，由欧姆定律，此次测得电阻的结果为：
（4）[6]移动滑动变阻器改变Rx两端的电压值，多测几组电流、电压的数据，取几次电阻的平均值作为电阻的测量结果，可以有效减小误差。
27．小明用伏安法测某一阻值约为几百欧的定值电阻实验。
（1）小明发现，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻，电压表示数逐渐变大，但电流表的指针儿乎不偏转，经检查电路完好。电流太小的原因是___________所以不能用伏安法测出该电阻的阻值；
（2）同组的小红设计了另一种测量电阻Rx的方案，电路图如下图所示，电路中定值电阻R0的阻值已知，电源电压未知。
①她先断开S1，闭合S、S2，读出电压表示数为U1；
②再___________（填各开关的状态），读出电压表示数为U2；
③电阻Rx的阻值表达式为___________（用U1、 U2、 R0表示）；
（3）在实验室选择合适的实验器材，又设计如下图所示的四个电路测量Rx的阻值，其中R0为己知阻值的定值电阻、R1为电阻箱，则能测出未知电阻Rx的电路是（_________）
【答案】待测电阻阻值太大 断开S2，闭合S、S1 甲、丙、丁
【解析】
（1）[1]实验室中电源电压一般不大，由于待测电阻阻值太大，根据欧姆定律计算，电路中的电流值太小，电流值变化量不易测量，所以不能用伏安法测出该电阻的阻值。
（2）[2][3]同组的小红设计了另一种测量电阻Rx的方案，电路图如右图所示，只用到一个电压表，电路中定值电阻R0的阻值已知，电源电压未知；先断开S1，闭合S、S2，此时两电阻串联，电压表测量电源电压，电压表示数为U1，即
U=U1
再断开S2，闭合S、S1，此时两电阻仍串联，但电压表测量待测电阻两端电压，读出电压表示数为U2，此时
联立可得③电阻Rx的阻值表达式为
（3）[4]在实验室选择合适的实验器材，又设计如下图所示的四个电路测量Rx的阻值，其中R0为己知阻值的定值电阻、R1为电阻箱；甲图中，开关断开时两电阻串联，电压表测量未知电阻两端电压，此时
开关闭合后定值电阻被短路，电压表测量电源电压，代入上式可解得定值电阻值；乙图中，开关断开时电压表测量电源电压，闭合后未知电阻短路，电压表仍测量电源电压，无法计算出未知电阻Rx的阻值；丙图中不论电压表怎么接，两电阻串联，电路中电流处处相同，根据欧姆定律，电压表与1相接时可得到电路中的电流，再与2相接时可计算出未知电阻Rx的阻值；丁图中可采用等效替代法，先将开关接1，调节变阻器得到电压表示数，再改接2调整电阻箱使电压表示数保持不变，即可得到未知电阻Rx的阻值；故甲、丙、丁能测出未知电阻Rx。
五、计算题
28．如图所示，电源两端电压U保持不变，电阻的阻值为20。闭合开关S，断开开关，电压表示数为4V。闭合开关S、，电压表示数为12V。求：
（1）电源两端的电压U。
（2）电阻的阻值。
【答案】（1）12V；（2）40Ω
【解析】
解：（1）由图可知，当闭合开关S、S1，只有R1接入电路中，R2被短路，电压表测其两端电压，即电源两端的电压，所以电源电压U=12V。
（2）闭合开关S，断开开关S1，两电阻串联，电压表测R1两端电压，电路中的电流
电阻R2两端的电压
U2=U-U1=12V-4V=8V
电阻R2的阻值
答：（1）电源两端的电压为12V；
（2）电阻R2的阻值为40Ω。
29．在如图甲所示的电路中，电源电压U＝6V保持不变，R1=20Ω，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡的电流与电压的关系如图乙所示，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，滑动变阻器R2的最大值为30Ω。
（1）求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全，求滑动变阻器的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求10s内电源消耗的最大电能和最小电能。
【答案】（1）；（2）；（3）10s内电源消耗的最大电能，最小电能
【解析】
解：（1）根据欧姆定律可得灯泡电阻为
（2）当只闭合S3，L与R2串联，如图
为保证电路的安全最大电流为不大于0.5A，电压表示数不大于3V。
当时，，则R2两端电压为0，滑动变阻器接入阻值为0；
当时，则灯泡两端电压
根据灯泡的电流与电压关系图像可知，所以此时滑动变阻器接入的电阻为
故为保证安全，滑动变阻器的取值范围为。
（3）根据可知，在电压和时间一定时，电流越小，单位时间消耗的电能越小，所以要消耗的电能最大，电路中的电阻要最小，即S1、S2、S3均闭合，L与R1并联，R2短路，则，所以R1的电流
由电能公式可得消耗的最大电能为
同理，要消耗的电能最小，则要求电阻最大，由于灯泡最大电阻为，，故应该让R1与R2串联，即仅闭合S1，为保护电路，电压表最大示数为，
则
此时电路中电流
由电能公式可得消耗的最小电能为
答：（1）小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全，滑动变阻器的取值范围；
（3）在保证电路安全且电路中有电流的情况下，10s内电源消耗的最大电能，最小电能。
六、综合题
30．图甲示一种自动测定油箱内油面高度的油量表（实际上是量程为0~0.6A的电流表改装而成），滑动变阻器R的最大值为60Ω，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。电源电压为24V，R0为定值电阻。
（1）当油箱油面下降时，油量表的示数将变___________；
（2）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表达到最大值，此时滑动变阻器的触头在某一端），R0的阻值为___________；
（3）当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在另一端），电路中的电流为___________；
（4）改装设计：用电压表代替电流表做油量表，图中的乙图己画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计。要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零；油量越多，电压表示数越大。（_______）
【答案】小 40Ω 0.24A
【解析】
（1）[1]整个电路有定值电阻和滑动变阻器串联组成，通过浮标的变化改变滑动变阻器的阻值从而改变电流表的读数。当滑动变阻器变得非常小或者说等于0时，电源就有被短路的危险，因此定值电阻就是防止电源短路的，当油箱油面下降时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，油量表的示数将变小。
（2）[2]油箱装满汽油，油面最高也就是浮标最高，根据杠杆平衡，此时指针最低，滑动触头只在最低的位置，也就是最下端，此时滑动变阻器的阻值等于0，整个串联电路就只有定值电阻一个了，电阻最小电流最大等于最大量程0.6A。根据串联电路欧姆定律可得，R0的阻值为
（3）[3]油箱里面的油料用完时，液面最低，浮标最低，根据杠杆平衡，此时滑动变阻器的滑动触头指在最上端，也就是此时接入电路的滑动变阻器阻值最大，串联电路电阻等于各电阻之和，电路中的电流为
（4）[4]电压表换掉电流表，首先电压表要并联在电路中。其次，油箱中油料用完时，液面最低，浮标最低，绕支点转动的结果是滑动变阻器的滑动触头指向最上端，滑动变阻器的阻值最小等于0，根据串联电路电压比等于电阻比，滑动变阻器应该分电压最少也等于0，正好符合要求油量表等于0。因此电压表改测滑动变阻器电压，且油量越多，电压表示数越大。如图所示：
第十四章 欧姆定律 单元测试（基础过关）
一、单选题
1．下列做法使导体电阻变小的是（ ）
A．把铜丝折成两段并联 B．把铜丝拉长
C．给铜丝加热 D．把铜丝换成长度和横截面积相同的铁丝
【答案】A
【解析】
A．将铜丝折成两段，铜丝的长度变短，且横截面积变大，所以其电阻变小，故A符合题意；
B．把铜丝拉长，其长度变长，横截面积变小，所以电阻变大，故B不符合题意；
C．给铜丝加热，其电阻会变大，故C不符合题意；
D．将铜丝换成长度和横截面积相同的铁丝，其电阻会变大，故D不符合题意。
故选A。
2．两导体电阻R1=10，R2=1，并联后的总电阻（ ）
A．大于10 B．小于1 C．在1与10之间 D．无法确定
【答案】B
【解析】
将电阻并联起来，相当于导体横截面积变大，则总电阻变小，所以并联电路的总电阻比最小的分电阻还小。两导体电阻R1=10 Ω ，R2=1 Ω ，则并联后的总电阻小于1Ω。
故选B。
3．物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中，运用“类比法”是（ ）
A．研究电流的形成原因时，将电流和水流比较，从分析水流的形成入手来分析电流的形成
B．研究电流的大小时，根据电流产生的效应来判断电流的大小
C．研究多个电阻的电路时，求出总电阻，用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果
D．研究电流与电压的大小关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压的变化而变化
【答案】A
【解析】
A．研究电流的形成原因时，将电流与水流相比较从分析水流的形成入手来分析电流的形成，这是类比法，故A符合题意；
B．研究电流的大小时根据电流产生的效应大小来判断电流的大小，这是利用的等效法，故B不符合题意；
C．研究多个电阻组成的电路时求出电路的总电阻用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果，这是利用的等效法，故C不符合题意；
D．研究电流与电压的大小关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压变化而变化，这种研究问题的方法叫控制变量法，故D不符合题意。
故选A。
4．电工师傅在修理电器时，急需一只8Ω的电阻，但手边只有阻值20Ω、5Ω、10Ω和40Ω的电阻各一只，下列做法能帮他解决问题的是
A．将10Ω和40Ω的电阻并联 B．将5Ω和20Ω的电阻串联
C．将5Ω和40Ω的电阻并联 D．将10Ω和20Ω的电阻串联
【答案】A
【分析】
本题考查电阻的串、并联问题。
【解析】
AC．两个电阻并联后，总电阻
所以并联后的总电阻分别为8Ω和4.4Ω，故A正确，C不正确。
BD．根据串联电路的特点，若将两个电阻串联在电路中，电路中的总电阻是两个电阻之和。那么，B选项中总电阻为25Ω，D选项中总电阻为30Ω，故BD都不正确。
【点睛】
串联电阻的总电阻：R=R1+R2
并联电路的总电阻：
5．“探究电流与电压的关系”的实验中，分别用R1、R2两个电阻进行了探究，并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I-U关系图像，从图中可以看出R1、R2的大小关系为（ ）
A．R1>R2 B．R1
【解析】
由图像可知，两电阻两端的电压相等时，通过R1的电流大于通过R2的电流，即
I1＞I2
由可知
R1
6．在如图所示的电路中，闭合开关S，电路正常工作。一段时间后灯L熄灭，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小。将两用电器位置互换后再次闭合开关S，两个电表指针均发生明显偏转。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上，则（ ）
A．灯L短路 B．灯L断路 C．电阻R断路 D．电阻R短路
【答案】A
【解析】
A．当灯L短路时，电压表被短路，示数为零，电流表示数变大；对调后，灯L相当于导线，电流表和电压表均有示数，故A符合题意；
B．当灯L断路时，将灯L和电阻R对调，电路处于断路状态，电流表和电压表示数均为零，故B不符合题意；
C．当电阻R断路时，整个电路断路，电压表和电流表均没有示数，故C不符合题意；
D．当电阻R短路时，电灯发光，对调后，电压表被短路，示数为零，故D不符合题意。
故选A。
7．如图，电源电压恒定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，（ ）
A．电压表示数不变，电流表示数减小 B．电压表示数增大，电流表示数不变
C．电压表示数不变，电流表示数不变 D．电压表示数减小，电流表示数减小
【答案】C
【解析】
上图中，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器并联，电流表测灯泡的电流，电压表测电源电压，电源电压不变，故滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，电压表保持不变；因灯泡的电压保持不变，灯的电阻不变，由欧姆定律，通过灯泡的电流不变，即电流表示数不变，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．如图所示的电路，电源电压恒为4.5V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻阻值为5Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 0.5A”。闭合开关S，移动滑片的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若滑片P向右移动，电流表示数变大 B．若滑片P向右移动，电压表示数变小
C．电流表示数变化范围为0.3A～0.5A D．滑动变阻器的阻值变化范围4Ω～20Ω
【答案】C
【解析】
A．分析电路图可知，这是一个串联电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，当滑片向右移动时，电路中的总电阻变大，电流变小，因此电流表示数变小，故A错误；
B．电压表测滑动变阻器两端电压，根据串联电路的分压原理可知，当滑片向右移动时，滑动变阻器的电阻变大，分配的电压会变大，因此电压表示数变大，故B错误；
C．当电压表示数为3V时，电路中的电阻最大，电流最小，此时，定值电阻两端的电压为
U=4.5V-3V=1.5V
电路中的最小电流为
I==0.3A
因为滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，所以电流表的最大示数为0.5A，所以电流表示数的变化范围时0.3A～0.5A，故C正确；
D．当电路中的电流为0.5A时，滑动变阻器的电阻最小，此时电路中的总电阻为
R总=
滑动变阻器的电阻为
RP小=9Ω-5Ω=4Ω
当电压表示数为3V时，滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流为
I小=
则滑动变阻器的电阻为
RP大=
所以，滑动变阻器的阻值变化范围为4Ω～10Ω，故D错误。
故选C。
9．如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（ ）
A．只有① B．只有②
C．只有②③ D．只有②③④
【答案】D
【解析】
①S接1和2时电流方向改变，电压表会出现反偏，故①不可行；
②闭合S1，两电阻串联，测出Rx电压，再闭合S2，测出电源电压，可计算出R0电压，根据计算出电流，根据计算Rx电阻，故②可行；
③闭合S1，两电阻串联，测出电流，根据U=IR可推导出总电压，再闭合S2，R0短路，测出电流，根据U=IR可推导出总电压，两次总电压相同，解方程可得Rx电阻，故③可行；
④闭合S1，S接1，Rx和R串联，将R阻值调到0，测得电流，S接2，R0和R串联，将R阻值调到0，测得电流，两次电源电压相等，可解得Rx电阻，，故④可行。
故选D。
10．某同学利用如图1所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图2所示的图像。以下有关叙述正确的是（ ）
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持0.5V不变
C．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
D．滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω
【答案】D
【解析】
A．更换5个定值电阻，而图乙是关于电流和电阻的图像，那么该同学研究的是电流和电阻的关系，故A错误；
B．从图乙可以看到，当电阻是5Ω时，电流是0.5A，那么Rx两端的电压是
即实验中电压表的示数保持2.5V不变，故B错误；
C．将Rx从10Ω换成15Ω后，电阻值变大，根据串联电路的分压原理可知，为了保持Rx电压不变，滑动变阻器接入电路的阻值也应该变大，应将滑片P向右移，故C错误；
D．实验中电压表的示数保持2.5V不变，那么滑动变阻器两端的电压是0.5V，串联电路电流处处相等，流过变阻器最小的电流是0.1A，最大是0.5A，那么滑动变阻器阻值最小
最大
滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω，故D正确。
故选D。
11．如图丙所示的电路中，电表均为理想电表，R1为定值电阻，闭合开关S，电压表V和电流表A2的示数如图甲所示，将滑动变阻器的滑片P移动后，电压表V、电流表A2的示数如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．移动滑动变阻器滑片前后，通过R1的电流不变
B．移动滑动变阻器滑片前后，通过R1的电流变小
C．移动滑动变阻器滑片前后，通过R2的电流变小
D．移动滑动变阻器滑片前后，电压表和电流表A1的比值大小变化情况无法判断
【答案】C
【解析】
AB．甲中电压表选用小量程，示数为2.1V，电流表选用小量程，示数为0.3A；乙中电压表选用小量程，示数为2.6V，电流表选用小量程，示数为0.1A；将滑动变阻器的滑片P移动后，电压表的示数变大，说明并联部分两端的电压变大，根据可知，通过R1的电流变大，故AB错误；
C．电流表A2示数变小，干路电流变小，根据并联电路的电流关系可知，通过滑动变阻器的电流变小，即通过R2的电流变小，故C正确；
D．根据欧姆定律可知，电压表和电流表A1的比值为并联部分的电阻，由于总电流减小，根据欧姆定律可知，并联部分的电阻变大，故D错误。
故选C。
12．在如图所示电路中，开关闭合时，规格相同的灯泡、均能发光，图中甲、乙、丙为电表，粗心的小明在读数时只在纸上记录了如图所示数字，则下列说法中正确的是（ ）
A．和并联，甲、乙、丙示数分别为，，
B．和并联，电源电压为，通过、的电流分别为、
C．和串联，电路中的电流为，、两端的电压分别为、
D．和串联，甲、乙、丙示数分别为、、
【答案】D
【解析】
规格相同的灯泡L1、L2均能发光时，它们的连接方式可以是串联或并联。
AB．若两灯泡并联时，则电路中电流有两条路径，电流从电源的正极出发，经乙电表后分支，一支经灯泡L1回到电源的负极，一支经灯泡L2、丙电表回到电源的负极，则甲为电压表测电源的电压，乙为电流表测干路电流，丙为电流表测L2支路的电流，由于并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以由知道，通过两灯泡的电流相等，干路电流是L2支路电流的两倍，由图中数据知道，乙的示数为1.2A，丙的示数为0.6A，则甲的示数为0.3V，乙的示数为0.6A，丙的示数为0.3A，则甲的示数为1.2V，通过L1、L2的电流均为0.3A。故AB错误；
CD．若两灯泡串联时，则电路中的电流只有一条路径，电流从电源的正极出发，依次经甲电表、灯泡L2、灯泡L1回到电源的负极，则甲为电流表测电路中的电流，乙为电压表测L2两端的电压，丙为电压表测电源的电压，因为串联电路中各处的电流相等，且两灯泡规格相同时它们两端的电压相等，所以由知道，电源的电压是L2两端电压的2倍，即丙的示数是乙示数2倍，由图中数据知道，丙的示数为1.2V，乙的示数为0.6V，则甲的示数为0.3A，丙的示数为0.6V，乙的示数为0.3V，则甲的示数为1.2A，L1、L2两端的电压均为0.3V，故C错误，D正确。
故选D。
二、填空题
13．导电能力介于两者之间的叫________，如硅金属等。某些导体在温度下降到某一温度时，就会出现其电阻为______的情况，这就是超导现象，这时这种导体就叫_______。
【答案】半导体 零 超导体
【解析】
略
14．如图所示，是发光二极管的示意图，它属于__________（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。当电流从较长的接线脚流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；如果电流从较短接线脚流入，电路处于__________（填“短路”或“断路”）状态，这说明发光二极管具有__________导电性。
【答案】半导体 断路 单向
【解析】
[1]生活中，我们常用的各种二极管是由半导体材料制成的。
[2][3]在接入电路时，应使电流从较长的接线脚流入，从较短接线脚流出，否则电路处于开路，无法正常工作，这是因为发光二极管具有单向导电的特性。
15．如图所示，电源电压恒定，图乙为图甲中旋盘式电阻箱的面板，其示数为___________。当电阻箱上“×100”的旋钮顺时针转动2格后，电压表V的示数将_____（选填“变大”或“变小”）。
【答案】3681 变大
【解析】
[1] ×1000的位置上对应的数字是3，×100的位置上对应的数字是6，×10的位置上对应的数字是0，×1的位置上对应的数字是8，所以电阻箱接入电路的电阻是。
[2]电阻箱与定值电阻串联在电路上，电压表测量电阻箱两端电压，当电阻箱上×100的旋钮顺时针转动2格后，电阻为，在串联电路中，电压与电阻成正比，当电阻增大时，电压表示数也会增大。
16．小英按如图所示的电路图连接实验电路，测量电阻Rx的阻值。闭合开关S，滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图甲所示，电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为______V，电流表的示数为______A，电阻Rx的阻值为______W。
【答案】2 0.5 4
【解析】
[1]电压表接小量程，分度值0.1V，电压表读数为2V。
[2]电流表接小量程，分度值0.02A，电流表读数为0.5A。
[3]电阻RX的阻值为
17．如图所示，每个电阻都是300Ω，则a、b间的总电阻是_______Ω。
【答案】400
【解析】
如图电路，R1、R2、R3连接在相同的两点之间，所以题中电路可等效为R1、R2、R3并联，再与R4串联，所以a、b间的总电阻是
18．某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。当有害尾气浓度β增大时，气敏电阻R的阻值将______。电路中的电流将______（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】变小 变大
【解析】
[1][2]由电路图可知，两电阻串联，电压表测气敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当有害尾气浓度增大时，气敏电阻的阻值将变小，电路的总电阻变小，根据I=可知，电路中的电流变大；即电流表的示数变大。
19．请阅读《半导体》
半导体
按导电性能来分，除了有导体和绝缘体外，还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类物质叫作半导体。如锗、硅、砷化镓等都是半导体。半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。一些半导体，在温度升高时，导电性能迅速增强。利用这种特性，可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化。还有些半导体，在没有光照时不容易导电，有光照时则有良好的导电性能。用它们做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。从电子技术的发展对人类社会的影响来看，以半导体为代表的新材料的研制与开发起到了举足轻重的作用。1904年，人类发明了电子管，从而出现了无线电技术、电视机、电子计算机等。1947年，人类发明了半导体晶体管，导致电子设备的小型化、轻量化、省能化以及成本的降低、可靠性的提高与寿命的延长。1958年，集成电路的出现，使计算机及各种电子设备实现了一次飞跃。进入20世纪90年代，集成电路的集成度进一步提高，存储器的价格不断降低。但是，随着计算机速度与容量的增加，以电子作为传输媒介逐渐受到限制。因此人们开始考虑更为理想的传输方式——光，即利用光子而不是电子作为携带信息的载体。随后，光电子材料得到了快速发展，用光子器件制成的光计算机具有容量大、速度高的优势，而且有助于计算机向智能化方向发展。正是由于半导体具有许多独特的性能，所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外，手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）一些半导体，在温度___________时，导电性能迅速增强。利用这种特性，可以做出体积很小的___________电阻，用来测量温度的变化。
（2）光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增强，将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，电表示数的变化正确的是___________
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表和电流表示数均变小
D．电压表和电流表示数均变大
【答案】升高 热敏 A
【解析】
（1）[1] [2]一些半导体，在温度升高时，导电性能迅速增强。利用这种特性，可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化。人类发明了半导体晶体管，导致电子设备的小型化、轻量化、省能化以及成本的降低、可靠性的提高与寿命的延长。
（2）[3] 由于光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增强，所以，逐渐增大光敏电阻的光照强度时，光敏电阻的阻值增大。由可知，电源电压不变时电阻变大，电流变小，所以，电流表示数变小。由串联分压可知，光敏电阻的两端的电压增大，所以，电压表示数变大。
故选A。
三、作图题
20．在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中，在下图中画出实验所需的电路图（其中部分电路已画出，电源为两个干电池，定值电阻约为10Ω），要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时滑动变阻器的阻值变小。
【答案】
【解析】
电源为两个干电池，电源电压为3V，定值电阻约为10Ω，由欧姆定律，电路的最大电流为
所以电流表选用小量程与电阻串联，要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时滑动变阻器的阻值变小，故变阻器右下接线柱连入电路中，电压表与电阻并联，如下图所示
21．如图所示的实物电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求：
①电流表只测量的电流；
②闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，的亮度不变，的亮度变暗。（不考虑电流表的量程选择）
【答案】
【解析】
电流表只测量的电流，说明电流表在灯泡L1所在的支路，闭合开关， 的亮度不变，的亮度变暗，说明灯泡和并联，故用一根导线将灯泡的左端和电流表的正0.6接线柱相连；向右移动滑动变阻器的滑片，的亮度变暗，说明向右滑动时，滑动变阻器的阻值变大，电流变小，灯泡变暗，故用一根导线将滑动变阻器的左端下方接线柱和灯泡L2的左端相连即可，故如下图所示：
22．如图所示，有灯泡L1、L2，开关S、电源、电压表、电流表，滑动变阻器和导线若干，要求：L1、L2并联，开关控制整个电路，电流表测总电流，电压表测L2的电压，滑动变阻器的滑片向右移动，L1变亮。请画出电路图并连接实物图。
【答案】
【解析】
灯泡L1、L2并联，开关控制整个电路，开关在干路上；电流表测总电流，电流表也在干路上；滑动变阻器的滑片向右移动，灯泡L1变亮，说明变阻器与灯串联，且滑动变阻器滑片右边的电阻连入电路；因电压表测灯泡L2的电压，最后将电压表与L2并联，如图所示：
四、实验题
23．小莉按图的电路探究“通过电阻的电流跟其两端电压的关系”：
（1）小莉按照图连好电路，开关在闭合前，图中的滑动变阻器的滑片应位于变阻器的___________（填“左”或“右”）
（2）闭合开关后，小莉发现电流表示数为零，电压表接近电源电压，则可能的故障是___________。
（3）在探究“电流与电压关系”的实验过程中，小莉选择阻值为5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，测出电阻R两端的电压和对应的电流值如下表：分析表格中的数据可以得出通过电阻的电流跟其两端电压的数学表达式_____
U（V）
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I（A）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
【答案】右 定值电阻
【解析】
（1）[1]为了保护电路，开关在闭合前，滑动变阻器的滑片应位于最大值右端。
（2）[2]电流表示数几乎为零，说明电路发生断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联的电路之外部分完全，可能是定值电阻断路。
（3）[3]由表中数据知道，电阻一定时，电压与电流的比值是一定的，故得出的结论是：电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成正比，数学表达式
24．小欣利用实验探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为3V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）请根据图甲所示的电路图将图乙所示的实物电路连接完整______（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大导线不得交叉）；
（2）小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是______。
A．电阻处短路 B．电阻处断路 C．滑动变阻器处断路
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻后，闭合开关，为了保持电压表的示数为______V不变，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）移动，记录此时各表的示数；
（4）排除故障后进行实验。实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论：电压一定时，______。
【答案】 B 2.5 左 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】
（1）[1]滑动变阻器按“一上一下”接入电路中，电压表与电阻并联，如图所示：
（2）[2]小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，说明电路是通路，电路中的电阻太大，即电压表串联在了电路中，则电路中的故障可能是电阻R处断路，故B符合题意，AC不符合题意，故选B。
（3）[3][4]电压表两端的电压
故电压表两端的电压为2.5V；根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，即增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动。
（4）[5]由此可知，电流与电阻之积为一定值，由图像可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
25．小禹同学设计了如图所示电路进行“探究导体的电阻与哪些因素有关”实验：
（1）为了能够更好地反映出电阻的变化，小禹可以在如图所示的电路中接入___________，且与被研究导体___________联；
（2）实验中，选择一根带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变___________；
（3）分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验，记录实验数据如表所示，对比实验记录，发现用___________作为研究导体，实验现象不明显；
研究导体
铜丝
镍铬合金丝
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
长度
100
80
50
100
100
80
50
100
直径
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.7
灯泡亮度
很亮
很亮
很亮
很亮
较亮
较亮
亮
亮
电流
0.42
0.42
0.43
0.43
0.24
0.26
0.31
0.30
（4）比较实验序号5和8可得结论___________。
【答案】电流表 串 接入导体的长度 铜丝 长度和材料相同时，导体的横截面积越大，电阻越小
【解析】
（1）[1][2]电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化为电流表的示数来观察，即在电压一定时，电流越大，表明电阻越小，即通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小；电流表电阻很小，应与研究导体串联。
（2）[3]实验中，选择带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变接入导体的长度。
（3）[4]由于铜的电阻率小，所以由表格数据可知，长度变化时，发现通过铜丝的电流变化不明显，原因是铜导线的电阻小，在电压一定时，通过铜丝的电流变化很小。
（4）[5]比较实验序号5和8可知，材料和长度相同，横截面积不同，亮度不同，电阻不同，故结论为：长度和材料相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。
26．在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图甲所示；
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到______（选填“a”或“b”）端，目的是为了______；
（2）按正确电路图连接电路，闭合开关，电压表和电流表均有示数且电流表示数较小，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可能是______；
（3）排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图13乙、丙所示，其中电流表的示数为______A，那么此次测得电阻的结果为R＝______Ω；
（4）实验中至少需要测量三组数据，目的是______（填“寻找普遍规律”或“减小误差”）。
【答案】b 保护电路 将滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路 0.4 5 减小误差
【解析】
（1）[1] [2]在闭合电路时，防止电路中电流过大损坏电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到阻值最大处的最右端，即b端。这样可以起到保护电路作用。
（2）[3]闭合开关，电流表和电压表均有示数且电流表示数较小，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，说明滑动变阻器接入的阻值很大且还能改变，所以错误可能是将下面两个接线柱接入电路。
（3）[4] [5]排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图乙、丙所示，其中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.0V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，由欧姆定律，此次测得电阻的结果为：
（4）[6]移动滑动变阻器改变Rx两端的电压值，多测几组电流、电压的数据，取几次电阻的平均值作为电阻的测量结果，可以有效减小误差。
27．小明用伏安法测某一阻值约为几百欧的定值电阻实验。
（1）小明发现，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻，电压表示数逐渐变大，但电流表的指针儿乎不偏转，经检查电路完好。电流太小的原因是___________所以不能用伏安法测出该电阻的阻值；
（2）同组的小红设计了另一种测量电阻Rx的方案，电路图如下图所示，电路中定值电阻R0的阻值已知，电源电压未知。
①她先断开S1，闭合S、S2，读出电压表示数为U1；
②再___________（填各开关的状态），读出电压表示数为U2；
③电阻Rx的阻值表达式为___________（用U1、 U2、 R0表示）；
（3）在实验室选择合适的实验器材，又设计如下图所示的四个电路测量Rx的阻值，其中R0为己知阻值的定值电阻、R1为电阻箱，则能测出未知电阻Rx的电路是（_________）
【答案】待测电阻阻值太大 断开S2，闭合S、S1 甲、丙、丁
【解析】
（1）[1]实验室中电源电压一般不大，由于待测电阻阻值太大，根据欧姆定律计算，电路中的电流值太小，电流值变化量不易测量，所以不能用伏安法测出该电阻的阻值。
（2）[2][3]同组的小红设计了另一种测量电阻Rx的方案，电路图如右图所示，只用到一个电压表，电路中定值电阻R0的阻值已知，电源电压未知；先断开S1，闭合S、S2，此时两电阻串联，电压表测量电源电压，电压表示数为U1，即
U=U1
再断开S2，闭合S、S1，此时两电阻仍串联，但电压表测量待测电阻两端电压，读出电压表示数为U2，此时
联立可得③电阻Rx的阻值表达式为
（3）[4]在实验室选择合适的实验器材，又设计如下图所示的四个电路测量Rx的阻值，其中R0为己知阻值的定值电阻、R1为电阻箱；甲图中，开关断开时两电阻串联，电压表测量未知电阻两端电压，此时
开关闭合后定值电阻被短路，电压表测量电源电压，代入上式可解得定值电阻值；乙图中，开关断开时电压表测量电源电压，闭合后未知电阻短路，电压表仍测量电源电压，无法计算出未知电阻Rx的阻值；丙图中不论电压表怎么接，两电阻串联，电路中电流处处相同，根据欧姆定律，电压表与1相接时可得到电路中的电流，再与2相接时可计算出未知电阻Rx的阻值；丁图中可采用等效替代法，先将开关接1，调节变阻器得到电压表示数，再改接2调整电阻箱使电压表示数保持不变，即可得到未知电阻Rx的阻值；故甲、丙、丁能测出未知电阻Rx。
五、计算题
28．如图所示，电源两端电压U保持不变，电阻的阻值为20。闭合开关S，断开开关，电压表示数为4V。闭合开关S、，电压表示数为12V。求：
（1）电源两端的电压U。
（2）电阻的阻值。
【答案】（1）12V；（2）40Ω
【解析】
解：（1）由图可知，当闭合开关S、S1，只有R1接入电路中，R2被短路，电压表测其两端电压，即电源两端的电压，所以电源电压U=12V。
（2）闭合开关S，断开开关S1，两电阻串联，电压表测R1两端电压，电路中的电流
电阻R2两端的电压
U2=U-U1=12V-4V=8V
电阻R2的阻值
答：（1）电源两端的电压为12V；
（2）电阻R2的阻值为40Ω。
29．在如图甲所示的电路中，电源电压U＝6V保持不变，R1=20Ω，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡的电流与电压的关系如图乙所示，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，滑动变阻器R2的最大值为30Ω。
（1）求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全，求滑动变阻器的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求10s内电源消耗的最大电能和最小电能。
【答案】（1）；（2）；（3）10s内电源消耗的最大电能，最小电能
【解析】
解：（1）根据欧姆定律可得灯泡电阻为
（2）当只闭合S3，L与R2串联，如图
为保证电路的安全最大电流为不大于0.5A，电压表示数不大于3V。
当时，，则R2两端电压为0，滑动变阻器接入阻值为0；
当时，则灯泡两端电压
根据灯泡的电流与电压关系图像可知，所以此时滑动变阻器接入的电阻为
故为保证安全，滑动变阻器的取值范围为。
（3）根据可知，在电压和时间一定时，电流越小，单位时间消耗的电能越小，所以要消耗的电能最大，电路中的电阻要最小，即S1、S2、S3均闭合，L与R1并联，R2短路，则，所以R1的电流
由电能公式可得消耗的最大电能为
同理，要消耗的电能最小，则要求电阻最大，由于灯泡最大电阻为，，故应该让R1与R2串联，即仅闭合S1，为保护电路，电压表最大示数为，
则
此时电路中电流
由电能公式可得消耗的最小电能为
答：（1）小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全，滑动变阻器的取值范围；
（3）在保证电路安全且电路中有电流的情况下，10s内电源消耗的最大电能，最小电能。
六、综合题
30．图甲示一种自动测定油箱内油面高度的油量表（实际上是量程为0~0.6A的电流表改装而成），滑动变阻器R的最大值为60Ω，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。电源电压为24V，R0为定值电阻。
（1）当油箱油面下降时，油量表的示数将变___________；
（2）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表达到最大值，此时滑动变阻器的触头在某一端），R0的阻值为___________；
（3）当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在另一端），电路中的电流为___________；
（4）改装设计：用电压表代替电流表做油量表，图中的乙图己画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计。要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零；油量越多，电压表示数越大。（_______）
【答案】小 40Ω 0.24A
【解析】
（1）[1]整个电路有定值电阻和滑动变阻器串联组成，通过浮标的变化改变滑动变阻器的阻值从而改变电流表的读数。当滑动变阻器变得非常小或者说等于0时，电源就有被短路的危险，因此定值电阻就是防止电源短路的，当油箱油面下降时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，油量表的示数将变小。
（2）[2]油箱装满汽油，油面最高也就是浮标最高，根据杠杆平衡，此时指针最低，滑动触头只在最低的位置，也就是最下端，此时滑动变阻器的阻值等于0，整个串联电路就只有定值电阻一个了，电阻最小电流最大等于最大量程0.6A。根据串联电路欧姆定律可得，R0的阻值为
（3）[3]油箱里面的油料用完时，液面最低，浮标最低，根据杠杆平衡，此时滑动变阻器的滑动触头指在最上端，也就是此时接入电路的滑动变阻器阻值最大，串联电路电阻等于各电阻之和，电路中的电流为
（4）[4]电压表换掉电流表，首先电压表要并联在电路中。其次，油箱中油料用完时，液面最低，浮标最低，绕支点转动的结果是滑动变阻器的滑动触头指向最上端，滑动变阻器的阻值最小等于0，根据串联电路电压比等于电阻比，滑动变阻器应该分电压最少也等于0，正好符合要求油量表等于0。因此电压表改测滑动变阻器电压，且油量越多，电压表示数越大。如图所示：
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