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人教版物理九年级 第十七章 《欧姆定律》(基础 重难点)单元测试 附解析
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人教版物理九年级 第十七章 《欧姆定律》(基础+重难点)单元测试附解析教师版
考试时间:90分钟 满分:100分
题号
一
二
三
四
五
总分
评分
阅卷人
一、单选题
得分
1.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B.当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
D.当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
【答案】C
【解析】【解答】A.通过导体的电流跟该导体两端的电压成正比,跟该导体的电阻成反比,A不符合题意;
BD.电阻是导体的属性,与导体的材料、粗细、长短、温度有关,与电压和电流无关,所以当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比这说法不正确,当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比这说法也不正确,B、D不符合题意;
C.根据 R=UI 可知,当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】导体的电阻是本身的一种属性,与外加的电压和流过它的电流没有关系,但是可以利用欧姆定律结合电流和电压求解它的电阻。
2.如图所示为探究“电流与电阻关系”的实验电路图,每次实验必须保持大小不变的是( )
A.电压表的示数 B.电流表的示数
C.定值电阻的阻值 D.滑动变阻器的阻值
【答案】A
【解析】【解答】探究“电流与电阻关系”要控制电阻的电压不变,当换上不同的定值电阻后,电压表示数发生变化,通过移动变阻器的滑片控制电压表示数不变;由欧姆定律 I=UR 可知,每次通过定值电阻的电流不同,即电流表的示数不同,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】要研究电流和电阻的关系,需要保证电阻的电压不变。
3.能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答】由欧姆定律知道,当电阻一定时,电流与电压成正比。A中图象反应的是电流与电压成正比,A符合题意;B中图象反应的是电流随电压增大而减小,B不符合题意;C中图象中当导体两端电压为0时,电流不为0,C不符合题意;D中图象反应的电流与电压成反比,D不符合题意,
故答案为:A。
【分析】当电阻一定时,电流和电压成正比。
4.如图所示的实物电路,在S1、S2都闭合后,两灯正常工作,下列说法正确的是( )
A.由图可知,L1与L2串联 B.通过L1与L2的电流一定相等
C.通过L1与L2的电流一定不相等 D.L1与L2两端的电压一定相等
【答案】D
【解析】【解答】如图可知,在S1、S2都闭合后,两灯泡并联,故有U=U1=U2
各支路电流 I1=U1R1
I2=U2R2
因为电阻R1、R2未知,所以I1、I2的关系也不能确定。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式,利用欧姆定律分析计算。
5.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=5:1;当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )
A.5:4 B.3:5 C.4:5 D.4:1
【答案】C
【解析】【解答】当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,电阻R1和R2串联,甲电压表测的是电源电压,乙电压表测的是R2的电压,假设R2的电压为U2,因为甲乙两个电表的示数之比为5:1,所以电源电压为5U2,所以R1和R2电阻之比为 R1R2=U1IU2I=U1U2=5U2−U2U2=41
当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,电阻R1和R2并联,电表甲测R2的电流,电表乙测干路电流,所以甲乙两表示数之比为 I2I=I2I1+I2=UR2UR1+UR2=UR2U4R2+UR2=UR2×4R25U=45
故答案为:C。
【分析】如果两个电表为电流表,两个电阻是并联关系,电压相等,干路电流等于两条支路电流之和,电流表可以测量电路中的电流,应串联使用,与哪个用电器串联,就测量流过那个用电器的电流,结合电阻关系求解电流的关系。
6.如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时( )
A.电流表A示数变小,电压表V1示数变大
B.电流表A示数变大,电压表V2示数变大
C.电压表V1示数与电流表A示数比值变小
D.电压表V2示数与电流表A示数比值变小
【答案】D
【解析】【解答】闭合开关S,电路是串联的,电压表V1测量 R1 的电压,电压表 V2 测量滑动变阻器的电压;
AB.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由 I=UR 可知,电流增大,所以电流表A示数变大,根据 U=IR 可知,定值电阻两端电压增大,即电压表V1示数变大,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压减小,AB不符合题意;
C.电压表V1示数与电流表A示数比值等于定值电阻 R1 的阻值,所以是不变的,C不符合题意;
D.电压表V2示数与电流表A示数比值等于滑动变阻器 R2 的阻值,所以是减小的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动,接入电路中的电阻变小,再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
7.如图所示,是科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持不变。闭合开关S,当水流的速度变大时( )
A.电压表的示数变大
B.电流表的示数变小
C.电路消耗的总功率变小
D.电流表示数与电压表示数的比值变大
【答案】D
【解析】【解答】AB.根据电路图可知,电阻和滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路的电流:流体的压强跟流速有关,流速越大的位置(上表面流速大),压强越小,当水流速度增大时,下表面压强大于上表面压强,R2滑片上移,变阻器连入电路的阻值变小,由电阻串联的规律知,电路的总电阻变小,由 I=UR 可知电路的电流变大,电流表示数变大;根据U=IR,R1两端的电压变大,由串联电路电压的规律,电压表示数减小,AB不符合题意;
C.因电路的电流变大,根据P=UI知电路消耗总电功率变大,C不符合题意;
D.电流表示数变大,电压表示数减小,电流表示数与电压表示数比值变大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】电阻和滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路的电流,结合压强与流速的关系及串联电路的规律和欧姆定律 分析即可。
8.如图所示电路中,开关闭合后,两电灯都发光,电表正常工作,一段时间后,由于灯L1短路(灯L2、电表不会烧坏),会有下面哪种情况发生( )
A.电流表示数变小 B.电压表无示数
C.电压表示数不变 D.电压表示数变大
【答案】B
【解析】【解答】分析电路,灯L1、L2串联接入电路,电流表测该电路电流,电压表测L1两端电压。灯L1短路,电路中只有L2接入电路,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表示数变大;灯L1短路,电压表也被短路,故电压表示数为零。
故答案为:B。
【分析】开关闭合后,观察两灯泡的连接情况,电压表测哪个元件的电压,然后根据小灯泡L1短路,运用I=UR确定电路中电流变化,电流表示数变化,电压表示数变化。
9.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【解答】A.开关断开时,两电阻串联,电压表测未知电阻的电压,当开关闭合时,电阻R0短路,只有待测电阻接入,此时电压表的示数即为电源电压,由于电源电压不变,故根据串联电压规律即可求出已知电阻的电压,根据已知电阻的阻值即可知道电流,那么未知电阻的电压已知,电流已知,即可求出待测电阻,A选项不符合题意;
B.当开关闭合时,电流表测总电流,两电阻并联,当开关断开时,测已知电阻的电流,根据阻值即可求出电压,根据串联规律即可求出通过未知电阻的电流,电压已知,故未知电阻的阻值可以求出,B选项不符合题意;
C.当开关断开时,测总电压,当开关闭合时,未知电阻被短路,仍然测电源电压,无法求出串联时的电流,C选项符合题意;
D.开关闭合时,只有已知电阻接入,根据电流表的示数即可求出电源电压,再开关断开时,两电阻串联,根据电流表示数和已知电阻的阻值即可求出电压,根据串联电压规律,即可求出未知电阻的电压,那么未知电阻的电流已知,电压已知,未知电阻的阻值即可求出,D选项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用单表测量电阻时,结合定值电阻,能分别直接或间接测量电压或电流,利用电压和电流计算电阻。
10.如图甲所示,电源电压保持不变, R1 为定值电阻。当闭合开关S,调节滑动变阻器 R2 ,使其阻值从最大变化到最小,两个电阻的“ U−I ”关系图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电流表A的示数逐渐变小
B.电压表 V2 示数逐渐变大
C.定值电阻 R1 的阻值为10Ω
D.滑动变阻器 R2 的阻值变化范围为0~10Ω
【答案】C
【解析】【解答】A.滑动变阻器的阻值从最大变化到最小,电流变大,A选项错误;
B.根据串联分压可知,电阻越大,电压越大,电阻的阻值变小,而滑动变阻器电压变小,电压表V2的示数变小,A是滑动变阻器,b是定值电阻,B选项错误;
C.由直线b可知,当电压为6V,电流为0.6A,故定值电阻 R1 的阻值为 R1=UI=6V0.6A=10Ω
C选项正确;
D.根据b可知,最小的电压为0V,故此时的滑动变阻器阻值为0,最大的电压为4V,此时的电流为0.2A,故滑动变阻器的最大阻值为 R2=UI=4V0.2A=20Ω
D选项错误。
故答案为:C。
【分析】分析电路结构,定值电阻和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,定值电阻分得的电压越小,整个电路的功率越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压,利用功率公式P=UI求解功率即可。
阅卷人
二、填空题
得分
11.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。实验开始时,滑动变阻器的作用是 。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。
【答案】保护电路;电阻;保持R1两端电压不变
【解析】【解答】解:在实验开始时,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,来保护电路;
在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持电阻不变;
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应保持导体两端的电压不变,是通过滑动变阻器来实现的.
故答案为:保护电路;电阻;保持R1两端电压不变.
【分析】电流的影响因素是电压和电阻,探究其规律时要结合控制变量法,滑动变阻器在电路中可以保护电路,还可以实现电压表示数的要求.
12.如图所示,已知R1:R2=3:1,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙= ;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙= 。
【答案】4:1;3:4
【解析】【解答】当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源电压,乙测R2电压,电压比为 U甲U乙=I(R1+R2)IR2=R1+R2R2=3+11=41
当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2电流,乙测干路电流,电流比为 I甲I乙=UR2UR1+UR2=R1R1+R2=33+1=34
【分析】分析电路结构,两个定值电阻是串联关系,电流相等,用电器电压之和为电源电压,明确电流表和电压表的测量对象,利用串联电路电压规律和欧姆定律求解即可。
13.如图甲,移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大,R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图像如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。
【答案】4;6
【解析】【解答】当R2为零,即滑动变阻器的阻值为零,只有电阻R1接入电路,则此时电压表测量电源电压,故电源电压为 U=4V
故电源电压为4V。
当滑动变阻器接入的电阻为18Ω时,定值电阻R1的电压为1V,电阻R1和R2串联,则电阻R2两端的电压为3V,电阻R1和R2电阻的电压之比为1:3,那么电阻之比也为1:3,则电阻R1为6Ω。
【分析】根据电压的倒数计算电压大小,利用电压和电阻的比值计算电流;结合串联电路电压规律,计算电路中电阻的大小。
14.想象能力题:现给你一电池组、开关两只、电压表一只、电流表一只、滑动变阻器一只、小灯泡一只、导线若干,从上述器材中选择适当器材,你可以完成哪些初中物理学过的电学实验?请写出三个实验的名称。
; ; 。
【答案】测量小灯泡的电阻;测量小灯泡的功率;探究串联电路的电流规律
【解析】【解答】根据伏安法测电阻、测功率可知,利用电压表、电流表、滑动变阻器以及小灯泡可以测量测量小灯泡的电阻和测量小灯泡的功率。利用小灯泡、滑动变阻器、电源、开关、电流表可以探究串联(或并联)电路的电流规律。
【分析】结合题目给出的实验仪器分析可以探究的实验即可。
15.伏安法测电阻的实验原理是 ,实验中滑动变阻器的作用是 ,测量三组数据的目的是 .
【答案】R= UI;改变待测电阻两端的电压;取平均值减小误差
【解析】【解答】解:①伏安法测电阻的原理是:欧姆定律,即:R= UI ,则需要测量的物理量是导体两端的电压和通过导体的电流.②滑动变阻器主要作用是:改变定值电阻两端的电压和电流,能完成多次实验;③测量三组数据的目的是取电阻的平均值,减小误差.故答案为:R= UI ;改变待测电阻两端的电压;取平均值减小误差.
【分析】根据伏安法测电阻得原理分析即可,滑动变阻器作用是保护电路,改变电阻两端的电压进行多次测量求平均值,减小实验误差.
阅卷人
三、作图题
得分
16.如图所示,在“伏安法”测量定值电阻阻值的实验中,需要测量电阻的电压和电流,图中连接只有一根导线出现了错误,请在错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路改正(只画一根)。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】用伏安法测定值电阻阻值时,电流表要和定值电阻串联,电压表要和定值电阻并联,正确电路图如图所示:
【分析】从电表、滑动变阻器的使用入手,结合实验目的判断。
17.如图所示,电流表量程为0~0.6A~3A,电压表量程为0~3V~15V,滑动变阻器阻值为0~10Ω,两节干电池(串联使用),一个开关还有若干导线.利用这些器材测一个约为5Ω左右的电阻的阻值.
(1)画出实验电路图;
(2)根据电路图连接实物图.
【答案】(1)解:要测出电阻,根据R= UI ,必须知道电压和电流.要测电压需用电压表,要测电流需用电流表,另外实验需要多次测量,还需滑动变阻器来实现.故答案如图:
(2)解:先判断电表的量程:当变阻器的阻值为零时,此时电流最大.I= UR = 3V5Ω =0.6A,所以电流表选用量程为0~0.6A;当变阻器的阻值为零时,电阻两端电压是电源电压,所以电压表选用的量程为0~3V.
然后即可连接实物图,注意要按一定的顺序一次连接:
先将电源、开关、电流表、电阻、滑动变阻器(一上一下)串联起来,最后将电压表并联在电阻两端.
故答案如图:
【解析】【分析】(1)电路图设计原理:R= UI ,需要由电压表测出电压,电流表测出电流,滑动变阻器改变电流、电压从而多次测量.(2)根据电源电压和待测电阻的阻值,由I= UR 判断出两表的量程.然后连接实物图,根据电路图按一定的顺序连接.电流表与电阻串联,电压表与电阻并联,两表都要注意电流从正接线柱进从负接线柱出.变阻器接法“一上一下”,与电阻串联.
阅卷人
四、实验探究题
得分
18.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小丽连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)请你用笔画线代替导线将甲图实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P右移动时电路中电流变大;导线不能交叉);
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R ;(选填“断路”或“短路”)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动从而达到控制R两端的 不变的目的;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
【答案】(1)
(2)断路
(3)3;左;电压;7.5
【解析】【解答】(1)在探究电流和电阻的关系的实验中,滑动变阻器控制定值电阻两端电压不变,滑动变阻器和定值电阻串联,滑动变阻器的滑片P右移动时电路中电流变大,所以滑动变阻器下面要接右侧的接线柱,如图所示:
(2)如果R短路,电压表也被短路,此时电压表无示数,电流表有示数,不符合题意;当R断路时,电压表和电流表及滑动变阻器串联,因为电压表的电阻非常大,所以电流中的电流很小,所以电流表几乎没有示数,电压表测电源电压有示数,符合题意,故故障是R断路。
(3)由图可知,当所用电阻阻值是5Ω是,电流是0.6A,所以定值电阻的电压为 U=IR=0.6A×5Ω=3V
当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,用滑动变阻器控制定值电阻两端电压不变,根据公式 I=UR 得此时电路中的电路变小,所以滑动变阻器的电阻变大,即滑片向左滑动。
因为定值电阻和滑动变阻器两端的电压一定,电流相等,所以定值电阻阻值最大时滑动变阻器的电阻也最大,当定值电阻是15Ω时,由乙图可知电流为0.2A,此时滑动变阻器接入电路的电阻为 R滑=U滑I=4.5V−3V0.2A=7.5Ω
【分析】(1)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱;
(2)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)定值电阻和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,保证定值电阻两端的电压不变,结合定值电阻阻值的变化判断滑动变阻器的移动方向。
19.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源电压3V且恒定,定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器规格为“25Ω 2A”。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.4
2.0
电流I/A
0.1
0.14
0.2
(1)请根据图甲的电路图将图乙所示的实物连接完整;(导线不允许交叉)
(2)连接好电路,把滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处。闭合开关后,无论怎样移动滑片P都发现:电压表有示数并保持不变,电流表始终无示数。其原因可能是电阻R ;
(3)在探究电流与电压关系时,得到如表所示的电流I随电压U变化的数据,据此得出结论:电阻一定时, ;
(4)在探究电流与电阻关系时,为了保证所给电阻均能完成实验,应控制定值电阻两端电压至少为 V。现将10Ω电阻换成15Ω电阻,为保持定值电阻两端电压不变,需要将滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)侧移动。
【答案】(1)
(2)断路
(3)电流与电压成正比(通过导体的电流与导体两端电压成正比或导体中的电流与导体两端电压成正比均给分)
(4)1.5;左
【解析】【解答】(1)电压表和R并联。
(2)电流表始终无示数,可能断路,电压表有示数并保持不变,电压表和电源串联,所以可能是R断路。
(3)由表格可知,电压和电流的比值一定,所以电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为UV,根据串联电路电压的规律和分压原理有 U−UVUV=R滑R定
左边为一定值,故右边也为一定值,当定值电阻取最大时,变阻器连入电路中的电阻最大,即 3V−UV3V=25Ω25Ω
解得UV=1.5V。
将10Ω电阻换成15Ω电阻,为保持定值电阻两端电压不变,要增大变阻器分压,即增大变阻器电阻,所以滑片左移。
【分析】(1)电压表是测量电压的仪表,应并联在电路中,电压表与哪个用电器并联,就测量哪个用电器两端的电压。
(2)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)探究电流与电压的关系,得到的结论是电阻一定时,电流和电压成正比。
(4)定值电阻和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,保证定值电阻两端的电压不变,结合定值电阻阻值的变化判断滑动变阻器的移动方向。
20.在测量未知阻值R的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端。小明闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为 A,未知电阻R= Ω。
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻R阻值表达式:Rx= (用U、U1和R0表示)。
【答案】(1)断开
(2)2
(3)左;未知电阻R断路
(4)0.32;7.5
(5)再闭合开关S1;U1U−U1R0
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,连接错误的导线是第2条,正确连接方式是,把2从定值电阻的左端改接到右端即可。
(3)改正错误后进行实验,为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
小明闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数较大,电压表串联在电路中,与电源连通,则电路故障可能是未知电阻R断路。
(4)纠正错误,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A。
未知电阻阻值为 R=UI=2.4V0.32A=7.5Ω
(5)实验步骤:①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx端的电压为U1;
②再闭合开关S1,用电压表测出电源的电压U;
在①中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压;在②中,定值电阻短路,电压表测电源电压,由串联电路电压的规律,在①中,定值电阻的电压为 U′=U−U1
电路中的电流 I=U−U1R0
未知电阻Rx阻值表达式 Rx=U1I=U1U−U1R0=U1U−U1R0
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)测量未知电阻时,电阻和滑动变阻器要串联使用;
(3)闭合开关前,滑片在阻值最大处;在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(4)根据电流表的量程和指针位置测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻;
(5)利用电压表和定值电阻测量未知电阻时,利用电压表分别测量总电压和部分电压,利用串联电路电压规律计算分压,结合已知电阻计算电流,再利用电压和电流的比值计算电阻。
阅卷人
五、计算题
得分
21.在甲图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关后,滑动变阻器滑片从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如乙图所示。求:
(1)R2的最大阻值;
(2)电源电压。
【答案】(1)解:由图象知:当P滑至b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中电流最小,电压表示数最大,则有 R2=U最大I最小=2V0.1A=20Ω
答:R2的最大阻值为20Ω。
(2)解:当P滑至a端时,是R1的简单电路,电流最大,有 U=I最大R1
当P滑至b端时,R1与R2串联,电流最小,有 U=I最小(R1+R2)
由以上两式可知 I最小(R1+R2)=I最大R1
0.1A×(R1+20Ω)=0.3A×R1
得:R1=10Ω。则电源电压为 U=I最大R1=0.3A×10Ω=3V
答:电源电压为3 V。
【解析】【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象读出电流和电压,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可得出答案。
22.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻 R1 的阻值为 10Ω , R2 为滑动变阻器,闭合开关,当滑片 P 处于 a 端时,电流表示数为 0.6A ,求:
(1)电源电压;
(2)当滑片 P 处于 b 端时,电压表示数 5V ,滑动变阻器最大电阻 R2 为多少?
(3)若电压表量程为 0−3V ,为了保证电路安全,通过电路最小电流为多少?
【答案】(1)解:闭合开关,当滑片 P 处于 a 端时,滑动变阻器没有接入,电流表示数为 0.6A ,
此时定值电阻两端的电压即为电源电压,电源电压为
U=IR=0.6A×10Ω=6V
(2)解:当滑片 P 处于 b 端时,滑动变阻器全部接入,电压表示数 5V ,
则定值电阻两端的电压为 U1=U−U滑=6V−5V=1V
电路中的电流为 I=UR=1V10Ω=0.1A
当滑片 P 处于 b 端时,滑动变阻器全部接入,
滑动变阻器最大电阻 R2 为 R=UI=5V0.1A=50Ω
(3)解:若电压表量程为 0−3V ,当滑动变组器阻值比较大时,总电阻比较大,电流变小,
故则滑动变阻器两端的电压最大为 3V ,那么定值电阻两端的电压为
U1=U−U滑=6V−3V=2V
故最小电流为 I=UR=3V10Ω=0.3A
【解析】【分析】 (1)、滑片P处于A端时,整个电路中只有R1。
(2)、当滑动变阻器滑片P处于B端时。电路中是R1和滑动变阻器最大阻值串联。
(3)、电路中电阻越大,电流越小。电压表的量程为0-3V,也就意味着他所测量的电阻不能分压超过3V。
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