
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中考物理重难点精讲讲练(全国通用)专题15欧姆定律专题练习(原卷版+解析)
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这是一份中考物理重难点精讲讲练(全国通用)专题15欧姆定律专题练习(原卷版+解析),共33页。试卷主要包含了探究电流与电压,欧姆定律,电阻的串联和并联等内容,欢迎下载使用。
一、探究电流与电压、电阻的关系
1.实验方法: 。
2.探究电流与电压的关系:保持 不变,调节滑动变阻器R’改变 ,记录电流表和电压表示数,探究电流随电压的变化关系。
3.探究电流与电阻的关系:更换 ,调节滑动变阻器R’保持 不变,记录电流表示数,探究电流随电阻的变化关系。
4.结论:① ;② 。
二、欧姆定律
1.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 。
2.公式: 。
三、电阻的串联和并联
1.串联:R= 。
2.并联:R= 。
高频考点过关
考点一:探究电流与电压、电阻的关系
1.(2022•安顺)某实验小组“探究电流与电阻的关系”。实验电路如图1所示,电源电压恒定,R1可分别选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻。
(1)先用5Ω的电阻实验,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表无示数,电压表有示数且几乎不变。则电路中的故障可能是 (填字母序号)
A.R1断路
B.R2断路
C.R1短路
(2)故障排除后,移动滑片P使电压表示数为3V,记录此时电流表的示数。把R1由5Ω换成10Ω,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)继续完成实验,得出数据如表。根据表中数据,请在图2坐标系中画出电流I与电阻倒数变化关系的图像;
(4)根据你画出的图像得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比;
(5)为能完成上述操作,若R2选用“20Ω 1.0A”,电源电压应选择 (填字母序号)
A.6V
B.9V
C.12V
2.(2022•菏泽)在物理实验课上,同学们要探究“电流与电压的关系”。实验室提供的器材有:
A.两节干电池,B.电压表(0~3V~15V),C.电流表,D.定值电阻,E.滑动变阻器,F.开关和导线若干。
(1)请用笔划线代替导线将图甲中的电路连接完整;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表示数为零,经检查两电表均完好,则电路中出现的故障是 ;
(3)正确进行实验,得到实验数据如下表:
当电压表示数为1.8V时,电流表示数(如乙图所示)为 A,电路中定值电阻的阻值为 Ω;
(4)实验中获得了多组实验数据,这是通过 实现的;
(5)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。
考点二:欧姆定律简单计算
3.(2022•巴中)如图所示电路中,电源电压保持不变,已知R1:R2=2:1,则下列说法正确的是( )
A.通过R1、R2的电流之比为2:1
B.电流表A1、A2的示数之比为2:1
C.电阻R1、R2两端的电压之比为2:1
D.电流表A1、A2的示数之比为3:2
4.(2022•金昌)如图所示,电源电压不变,电阻R2=4Ω,闭合开关,小明在实验过程中仅记录了三只电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值,下列判断正确的是( )
A.4V 2ΩB.5V 1ΩC.4V 1ΩD.2V 2Ω
5.(2022•梧州)如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36V,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置时,反映油量的电表示数为最大量程的。下列说法错误的是( )
A.R0阻值为60Ω
B.滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为21V
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.17A
6.(2021•哈尔滨)在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 Ω,短路位置到甲地的距离是 m。
7.(2021•达州)如图所示电路,R1=10Ω,R2为未知电阻,电源电压不变。只闭合S1,电流表示数为0.3A;S1、S2均闭合,电流表示数为0.5A,此时通过R1的电流为 A,R2的阻值为 Ω。
8.(2022•滨州)如图甲、乙是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。
电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R1标有“15Ω 1A”,滑片P每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω,定值电阻R2=20Ω。求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数。
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数。
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于多少?
考点三:动态电路分析
9.(2022•包头)如图所示,电源电压为3V,R0的阻值为5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,a、b为滑动变阻器两个端点。闭合开关,下列说法正确的是( )
A.若将滑片移动到a端,电路仍能正常工作
B.滑片在b端时,电流表A1示数为0.3A
C.滑片由b端向a端移动,电流表A2示数变大
D.滑片移动到中点时,电流表A1与A2示数比为2:1
10.(2022•呼和浩特)如图所示电路,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A.只闭合K2时电流表示数大于只闭合K1、K3时电流表示数
B.只闭合K2时电压表示数大于只闭合K1、K3时电压表示数
C.只闭合K1、K3,当R2滑片向左移动时,R1的功率逐渐变大
D.只闭合K1、K3,当R2滑片向右移动时,电源总功率逐渐变大
11.(2022•贵港)为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
12.(2021•鄂尔多斯)如图是货物计数装置简化电路图,电源电压不变,R0为定值电阻,R′为光敏电阻,有光照时其阻值变小,计数器可视为电压表。当开关闭合,有货物通过传送带遮挡激光时,下列说法正确的是( )
A.通过R0的电流变大B.R0与R′的电流之比变小
C.计数器两端的电压不变D.电路的总功率变小
13.(2021•湘潭)如图是小虹设计的一种“身高测量仪”,其中滑片P将电阻丝分成上下两部分,阻值分别为R1、R2,身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时,身高越高( )
A.电压表示数越小B.电压表示数越大
C.电路中的电流越大D.电路中的电流越小
14.(2021•攀枝花)如图所示是一种测定油箱内油量的装置模型,其中R为滑动变阻器的电阻片,与之接触的滑片P可以绕O点转动。当油量减少时,以下说法中正确的是( )
A.电流表示数增大
B.电路的总电阻减小
C.电路消耗的总功率增大
D.定值电阻R0两端的电压减小
15.(2020•资阳)如图所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。人从离蹦床一定高度处下落,保持电源电压不变,R1、R2为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中,下列说法中正确的是( )
A.人的重力势能转化为人的动能和蹦床的弹性势能,机械能总和不变
B.人下落至最低点时蹦床的弹性势能Ep最小
C.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
D.电流表A示数逐渐变小,电路消耗的总功率P逐渐减小
16.(2020•甘南州)如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将 ,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将 。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
考点四:U-I图象的理解及相关计算
17.(2022•张家界)如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )
A.6V 20ΩB.4V 20ΩC.6V 10ΩD.4V 10Ω
18.(2022•广西)在“探究电流与电压的关系”实验中,采用图象法得到如图所示的I﹣U图象,由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是( )
A.成正比 R=10ΩB.成正比 R=1Ω
C.成反比 R=10ΩD.成反比 R=1Ω
19.(2021•西宁)如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的I—U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
20.(2021•宜昌)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
21.(2021•陕西)如图1所示电路中,电源电压恒定不变,电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~15V,小灯泡L标有“6V 3.6W”,滑动变阻器R标有“50Ω 1.5A”。闭合开关S,调节滑动变阻器使其阻值在某一范围内变化时,电压表与电流表示数的变化情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是灯泡L两端的电压
B.滑片P向右移动时,电压表示数变小
C.电源电压为8.5V
D.闭合开关后,滑动变阻器阻值可以调节的范围是5~50Ω
考点五:电阻的测量
22.(2020•德阳)在伏安法测电阻的实验中,实验器材有:干电池2节,电流表、电压表各1个,开关1个,滑动变阻器1个,待测电阻1个,导线若干,图甲是实验的电路图。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物电路图连接完整。
(2)连接好电路,先将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,再闭合开关S,发现电流表和电压表的指针均不动。断开开关S,把电压表与b点相连的那根导线改接到电路图的c点,再次闭合开关S时,发现电流表的指针仍不动,但电压表的指针有明显偏转。若电路中只有一处故障,则故障是 。
(3)排除故障后,正确连接电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,得到数据如表所示,所测电阻Rx的值是 Ω。
(4)实验时某小组同学利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Rx的测量,如图丙所示是他们按照设计连接的实验电路。
①实验步骤:
A.开关S1和S2都断开,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;
B.保持滑片P在阻值最大处不动,只闭合开关S1时,读取电流表的示数为I1;
C.保持滑片P在阻值最大处不动,同时闭合开关S1、S2时,读取电流表的示数为I2。
②则待测电阻Rx= (用I1、I2、R0表示)。
23.(2020•宜宾)小马同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时,电流表的示数如图丙所示,请将读数填入表格中。
(4)在图丁中,把上表中的数据在I﹣U坐标系上描点并连线。
(5)本实验所测得未知电阻的阻值为 Ω。
(6)小马又设计了如图戊所示的另一个电路,也测出了Rx的阻值。图中电源(电压未知)。R0是滑动变阻器,R是电阻箱(可连续调节电阻值大小,且能读数的变阻器),其调节范围0﹣999.9Ω,是电流表(刻度有些模
糊),S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关。完成下列实验步骤中的填空:
①先断开S、S1将电阻箱R阻值调至最大;
②将S拨向接点1,闭合S1,调节 (选填“R”或“R0”),使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;
③然后将S拨向接点2,调节 (选填“R”或“R0”),使电流表指针在 ,记下电阻箱R的阻值;
④多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的 ,此即为被测电阻Rx的阻值。
序号
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
15
20
电阻倒数/Ω﹣1
0.20
0.10
0.07
0.05
电流I/A
0.60
0.22
0.20
0.15
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.5
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.24
0.30
0.40
0.48
实验序号
1
2
3
电压U/V
1.0
1.4
2.0
电流I/A
0.10
0.14
0.20
实验序号
1
2
3
……
电压U/V
0.8
1.6
2.4
……
电流I/A
0.16
0.32
……
第十五课 欧姆定律
基础知识过关
一、探究电流与电压、电阻的关系
1.实验方法: 控制变量法 。
2.探究电流与电压的关系:保持 电阻R 不变,调节滑动变阻器R’改变 定值电阻两端电压 ,记录电流表和电压表示数,探究电流随电压的变化关系。
3.探究电流与电阻的关系:更换 电阻R ,调节滑动变阻器R’保持 R两端电压 不变,记录电流表示数,探究电流随电阻的变化关系。
4.结论:① 在电阻一定时,电流与电压成正比 ;② 在电压一定时,电流与电阻成反比 。
二、欧姆定律
1.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成 正比 ,跟导体的电阻成 反比 。
2.公式: I=UR 。
三、电阻的串联和并联
1.串联:R= R1+R2+R3+…+Rn 。
2.并联:1R= 1R1 + 1R2 +1R3 … + 1Rn 。
高频考点过关
考点一:探究电流与电压、电阻的关系
1.(2022•安顺)某实验小组“探究电流与电阻的关系”。实验电路如图1所示,电源电压恒定,R1可分别选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻。
(1)先用5Ω的电阻实验,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表无示数,电压表有示数且几乎不变。则电路中的故障可能是 (填字母序号)
A.R1断路
B.R2断路
C.R1短路
(2)故障排除后,移动滑片P使电压表示数为3V,记录此时电流表的示数。把R1由5Ω换成10Ω,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)继续完成实验,得出数据如表。根据表中数据,请在图2坐标系中画出电流I与电阻倒数变化关系的图像;
(4)根据你画出的图像得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比;
(5)为能完成上述操作,若R2选用“20Ω 1.0A”,电源电压应选择 (填字母序号)
A.6V
B.9V
C.12V
【解答】解:(1)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻R1断路了,故选A;
(2)根据串联电路的分压原理可知,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压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数不变;
(3)根据表中数据,画出电流I与电阻倒数1/R变化关系的图像,如图所示:
(4)根据画出的图像得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=3V,当电路中接入20Ω定值电阻,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=20Ω时,根据分压原理,滑动变阻器分得的电压为3V,电源电压UV=3V+3V=6V。
故答案为:(1)A;(2)B;(3)见解答;(4)反;(5)A。
2.(2022•菏泽)在物理实验课上,同学们要探究“电流与电压的关系”。实验室提供的器材有:
A.两节干电池,B.电压表(0~3V~15V),C.电流表,D.定值电阻,E.滑动变阻器,F.开关和导线若干。
(1)请用笔划线代替导线将图甲中的电路连接完整;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表示数为零,经检查两电表均完好,则电路中出现的故障是 ;
(3)正确进行实验,得到实验数据如下表:
当电压表示数为1.8V时,电流表示数(如乙图所示)为 A,电路中定值电阻的阻值为 Ω;
(4)实验中获得了多组实验数据,这是通过 实现的;
(5)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。
【解答】解:(1)由图知电源电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程与定值电阻并联,见下图:
;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的定值电阻断路了;
(3)电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.36A,
则电路中定值电阻的阻值为:
R==5Ω;
(4)实验中是利用改变滑动变阻器接入电路的阻值进行多次测量;
(5)由表中数据可知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,即:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)如图;(2)定值电阻断路;(3)0.36;0.36;5;(4)调节滑动变阻器接入电路的阻值;(5)正比。
考点二:欧姆定律简单计算
3.(2022•巴中)如图所示电路中,电源电压保持不变,已知R1:R2=2:1,则下列说法正确的是( )
A.通过R1、R2的电流之比为2:1
B.电流表A1、A2的示数之比为2:1
C.电阻R1、R2两端的电压之比为2:1
D.电流表A1、A2的示数之比为3:2
【答案】D
【解答】解:如图所示,R1和R2并联,电流表A1测干路电流,A2测流过R2的电流。
AC、根据并联电路电压规律可知,电阻R1、R2两端的电压相等,即电阻R1、R2两端的电压之比为1:1,故C错误;
已知R1:R2=2:1,根据欧姆定律I=可知,通过R1、R2的电流之比为I1:I2=R2:R1=1:2,故A错误;
BD、通过R1、R2的电流之比为1:2,电流表A1测干路电流,A2测流过R2的电流,因为并联电路干路电流等于各支路电流之和,则电流表A1、A2的示数之比为I:I2=(I1+I2):I2=(1+2):2=3:2,故B错误,D正确。
故选:D。
4.(2022•金昌)如图所示,电源电压不变,电阻R2=4Ω,闭合开关,小明在实验过程中仅记录了三只电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值,下列判断正确的是( )
A.4V 2ΩB.5V 1ΩC.4V 1ΩD.2V 2Ω
【答案】C
【解答】解:
(1)由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A2测干路电流,A1测通过R2的电流,电压表测电源两端电压,
由题知,R2=4Ω,三只电表的示数分别为1、4、5,且干路电流等于各支路电流之和,
假设电流表A1示数是I2=1A,R2的电阻是4Ω,所以R2两端的电压是:U2=I2R2=1A×4Ω=4V,A2测干路电流是5A,符合题中的数据,假设正确;
假设电流表A1示数是I2′=4A,R2的电阻是4Ω,所以R2两端的电压是:U2′=I2′R2=4A×4Ω=16V,则假设错误,
由并联电路的电压特点可知,电源电压U=U2=4V,故B、D错误。
(2)由于电压表的示数U=4V,且电流表A1示数是I2=1A,干路电流I=5A,
由并联电路特点可知通过R1的电流:I1=I﹣I2=5A﹣1A=4A,
由I=可得R1的阻值:
R1===1Ω,故A错误、C正确。
故选:C。
5.(2022•梧州)如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36V,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置时,反映油量的电表示数为最大量程的。下列说法错误的是( )
A.R0阻值为60Ω
B.滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为21V
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.17A
【答案】C
【解答】解:A、由图可知:油箱内油面达到最高(或最低)位置时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,根据I=可知;电流表的示数最大,由于电压表测量滑动变阻器两端的电压,则电压表为零;根据要求可知:表的最大量程对应油箱的最大油量,所以反映油量的电表是电流表;
滑动变阻器接入电路的阻值为零,电流表的示数最大,根据I=可知:校准电阻R0的阻值应为R0===60Ω,故A正确;
B、当油箱内油面达到最低位置时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路的电流最小;根据反映油量的电表的最大示数为最大量程的可知:I最小=×0.6A=0.1A,
根据I=可知电路总电阻:R总===360Ω;
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知:
滑动变阻器的最大阻值为R大=R总﹣R0=360Ω﹣60Ω=300Ω;
所以滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω,故B正确;
CD、当滑动变阻器的滑片P在中点时,电路中的总电阻为:
R串=+R0=+60Ω=210Ω,
根据I=可知,电路中的电流为:I串==≈0.17A,即电流表示数为0.17A,故D正确;
此时滑动变阻器两端的电压为:UV=I串×=0.17A×=25.5V,即电压表示数为25.5V,故C错误。
故选:C。
6.(2021•哈尔滨)在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 Ω,短路位置到甲地的距离是 m。
【解答】解:由I=可得,连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值:
R===100Ω;
已知每1m输电线的电阻为0.01Ω.导线总长度:L=×1m=10000m;
短路的地点离甲地的距离:s=×L=×10000m=5000m。
故答案为:100;5000。
7.(2021•达州)如图所示电路,R1=10Ω,R2为未知电阻,电源电压不变。只闭合S1,电流表示数为0.3A;S1、S2均闭合,电流表示数为0.5A,此时通过R1的电流为 A,R2的阻值为 Ω。
【解答】解:
(1)由电路图可知,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
(2)S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电源电压不变,
所以,此时通过R1的电流仍为0.3A不变,
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=0.5A﹣0.3A=0.2A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R2的阻值:R2===15Ω。
故答案为:0.3;15。
8.(2022•滨州)如图甲、乙是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。
电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R1标有“15Ω 1A”,滑片P每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω,定值电阻R2=20Ω。求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数。
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数。
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于多少?
【解答】解:电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流;
(1)当滑片P位于最左端时,电路为定值电阻的简单电路,
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I===0.3A,
即电流表示数为0.3A;
(2)滑片P每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω,某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时滑动变阻器接入电路的电阻:R1=0.5Ω/cm×20cm=10Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:
I′===0.2A,
此时滑动变阻器两端的电压:U1=I′R1=0.2A×10Ω=2V,
即电压表示数为2V;
(3)当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路电流最小,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以定值电阻R2两端电压:U2=U﹣UV=6V﹣3V=3V,
电路中最小电流:I小===0.2A,
根据欧姆定律可得此时定值电阻的阻值:R2′===15Ω,
已知电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流特点可知电路中的最大电流为0.6A,当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路电流最大,电路为定值电阻R2的简单电路,
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I大===0.4A<0.6A,
所以既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,选取R2时,其阻值不能小于15Ω。
答:(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数为0.3A;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数为2V;
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于15Ω。
考点三:动态电路分析
9.(2022•包头)如图所示,电源电压为3V,R0的阻值为5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,a、b为滑动变阻器两个端点。闭合开关,下列说法正确的是( )
A.若将滑片移动到a端,电路仍能正常工作
B.滑片在b端时,电流表A1示数为0.3A
C.滑片由b端向a端移动,电流表A2示数变大
D.滑片移动到中点时,电流表A1与A2示数比为2:1
【答案】D
【解答】解:由电路图知滑动变阻器与定值电阻并联,电流表A1测量干路的电流,电流表A2测量通过定值电阻的电流;
A、若将滑片移动到a端,滑动变阻器的电阻为零,相当于导线,会造成电源短路,电路不能正常工作,故A错误;
B、滑片在b端时,滑动变阻器的最大电阻与定值电阻R0并联,
通过定值电阻R0的电流为:
I0===0.6A,
通过滑动变阻器R的电流为:
IR===0.3A,
根据并联电路电流的规律知干路电流为:
I=I0+IR=0.6A+0.3A=0.9A,故电流表A1示数为0.9A,故B错误;
C、由于并联电路各支路互不影响,所以滑片由b端向a端移动时,通过定值电阻的电流不变,电流表A2示数不变,故C错误;
D、滑片移动到中点时,滑动变阻器的电阻为×10Ω=5Ω,此时滑动变阻器的电阻与定值电阻R0的阻值相等,由于并联电路各支路电压相等,由欧姆定律I=知通过两电阻的电流相同,则电流表A1与A2示数比为:===,故D正确。
故选:D。
10.(2022•呼和浩特)如图所示电路,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A.只闭合K2时电流表示数大于只闭合K1、K3时电流表示数
B.只闭合K2时电压表示数大于只闭合K1、K3时电压表示数
C.只闭合K1、K3,当R2滑片向左移动时,R1的功率逐渐变大
D.只闭合K1、K3,当R2滑片向右移动时,电源总功率逐渐变大
【答案】D
【解答】解:
AB、只闭合K2时,电路为R1与R2的串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;
只闭合K1、K3时,电路为R1与R2的并联电路,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压;
根据串联电路的电压规律可知,电压表示数会变大;根据并联电路的电流规律可知,电流表示数变大,故AB错误;
C、只闭合K1、K3,当R2滑片向左移动时,根据并联电路各支路互不影响可知,R1的功率不变,故C错误;
D、只闭合K1、K3,当R2滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,通过滑动变阻器的电流变大;由于并联电路互不影响,通过定值电阻的电流不变,所以干路中的电流变大,根据P=UI可知,电源总功率逐渐变大,故D正确。
故选:D。
11.(2022•贵港)为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
【答案】B
【解答】解:由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
因光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,
所以,当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,R的阻值增大,电路中的总电阻增大,
由I=可知,电路中的电流减小,即电流表的示数变小,故CD错误;
由U=IR可知,R0两端电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压变大,即电压表示数变大,故A错误、B正确。
故选:B。
12.(2021•鄂尔多斯)如图是货物计数装置简化电路图,电源电压不变,R0为定值电阻,R′为光敏电阻,有光照时其阻值变小,计数器可视为电压表。当开关闭合,有货物通过传送带遮挡激光时,下列说法正确的是( )
A.通过R0的电流变大B.R0与R′的电流之比变小
C.计数器两端的电压不变D.电路的总功率变小
【答案】D
【解答】解:
AB、两电阻串联,计数器(电压表)测R'的电压,已知当有光照射时电阻变小,故激光被遮挡瞬间电阻R'的阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,通过电路的电流变小,通过R0的电流变小,由串联电路电流的规律可知通过两个电阻的电流相等,R0与R'的电流之比不变,故AB错误;
C、根据U=IR可知,R0的电压变小,由串联电路电压的规律可知光敏电阻两端的电压变大;电压表示数变大,即计数器的示数变大,故C错误;
D.通过电路的电流变小,电源电压不变时,根据公式P=UI可知整个电路消耗的总功率变小,故D正确。
故选:D。
13.(2021•湘潭)如图是小虹设计的一种“身高测量仪”,其中滑片P将电阻丝分成上下两部分,阻值分别为R1、R2,身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时,身高越高( )
A.电压表示数越小B.电压表示数越大
C.电路中的电流越大D.电路中的电流越小
【答案】B
【解答】解:由图可知:滑动变阻器全部电阻连入电路,滑片P的移动不改变电路中的电阻,根据欧姆定律可知电路中电流不变,故CD错误;
由于电压表测量滑动变阻器下部分R2两端的电压,当被测者的身高越高时,滑片P向上移动,滑动变阻器下部分R2的阻值变大,由U=IR可知R2两端的电压变大,即电压表示数变大,故A错误,B正确。
故选:B。
14.(2021•攀枝花)如图所示是一种测定油箱内油量的装置模型,其中R为滑动变阻器的电阻片,与之接触的滑片P可以绕O点转动。当油量减少时,以下说法中正确的是( )
A.电流表示数增大
B.电路的总电阻减小
C.电路消耗的总功率增大
D.定值电阻R0两端的电压减小
【答案】D
【解答】解:电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中的电流;
当油量减少时,浮子向下移动,滑动变阻器的滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压减小;根据P=UI可知,电路消耗的总功率变小,故D正确,ABC错误。
故选:D。
15.(2020•资阳)如图所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。人从离蹦床一定高度处下落,保持电源电压不变,R1、R2为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中,下列说法中正确的是( )
A.人的重力势能转化为人的动能和蹦床的弹性势能,机械能总和不变
B.人下落至最低点时蹦床的弹性势能Ep最小
C.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
D.电流表A示数逐渐变小,电路消耗的总功率P逐渐减小
【答案】C
【解答】解:
A、在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度先变大后变小,动能先变大后变小,人的重力势能转化为人的动能和蹦床的弹性势能,由于运动过程中需要克服空气的阻力做功,机械能转化为内能,则机械能总和会变小,故A错误;
B、人下落至最低点时蹦床的弹性形变程度最低,则弹性势能Ep最大,故B错误;
C、由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R1、R两端的电压;在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中,蹦床受到的压力增大,其阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;
根据U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表V1示数变大,R1、R的电阻的和减小,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压减小,即电压表V2示数变小变小;根据P=UI可知,电路消耗的总功率P逐渐变大,故D错误,C正确。
故选:C。
16.(2020•甘南州)如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将 ,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将 。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
【解答】解:(1)两电阻并联,A1测R1的电流,A2测R2的电流,电压表测电源电压,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响,故电流表A1的示数不变;
(2)当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,变阻器连入电路的电阻变大,根据欧姆定律I=,电压表V的示数与电流表A2的示数之比即变阻器连入电路的电阻,故这个比值变大。
故答案为:不变;变大。
考点四:U-I图象的理解及相关计算
17.(2022•张家界)如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )
A.6V 20ΩB.4V 20ΩC.6V 10ΩD.4V 10Ω
【答案】A
【解答】解:当滑片P在a端时,滑动变阻器接入的电阻最大,
由图乙可知,此时电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A,
RP最大==,
当滑片P在b端时,滑动变阻器接入的电阻为0,
此时电压表的示数为0,电流表示数为0.6A,
电源电压:U=IbR1=0.6A×10Ω=6V。
故选:A。
18.(2022•广西)在“探究电流与电压的关系”实验中,采用图象法得到如图所示的I﹣U图象,由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是( )
A.成正比 R=10ΩB.成正比 R=1Ω
C.成反比 R=10ΩD.成反比 R=1Ω
【答案】A
【解答】解:由图线可知,这是一条过原点斜向上的射线,为正比例函数图象,因此可得出,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
读出一组电压和电流的值,由欧姆定律I=得,
电阻:R===10Ω。
故选:A。
19.(2021•西宁)如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的I—U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
【答案】C
【解答】解:(1)由图象可知乙为定值电阻的图像,当U=4V时,I=0.4A,
由欧姆定律可得,电阻R的阻值:R===10Ω,故AB错误;
(2)将R和L并联在电源电压为4V的电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且支路电压等于电源电压,所以它们两端的电压均为4V,
由图象可知对应的电流:IL=0.8A,IR=0.4A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流:
I′=IL+IR=0.8A+0.4A=1.2A,故C正确;
(3)串联电路各处电流相等,由图可知当通过电路的电流为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为4V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时的电源电压:U=UL+UR=1V+4V=5V,故D错误。
故选:C。
20.(2021•宜昌)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
【答案】D
【解答】解:A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关,故A错误;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论是一样的,故B错误;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,而电压由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故C错误;
D、由电阻的计算式可得:当I=0.2A时,U1=1V,U2=2V,故R1:R2=U1:U2=1:2,故D正确。
故选:D。
21.(2021•陕西)如图1所示电路中,电源电压恒定不变,电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~15V,小灯泡L标有“6V 3.6W”,滑动变阻器R标有“50Ω 1.5A”。闭合开关S,调节滑动变阻器使其阻值在某一范围内变化时,电压表与电流表示数的变化情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是灯泡L两端的电压
B.滑片P向右移动时,电压表示数变小
C.电源电压为8.5V
D.闭合开关后,滑动变阻器阻值可以调节的范围是5~50Ω
【答案】D
【解答】解:A、闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,故A错误;
B、滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大,故B错误;
CD、因串联电路各处电流相等,所以灯泡正常发光时通过电路的电流最大,小灯泡L标有“6V 3.6W”,此时通过电路的电流:I===0.6A,
由图2可知此时滑动变阻器两端的电压为3V,由欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小阻值为:RH小==5Ω,此时灯泡两端的电压为6V,串联电路总电压等于各分电压之和,所以电源电压为:U=UH+UL=3V+6V=9V,由题意可知电压表接入电路的量程为0~15V,电源电压为9V,所以滑动变阻器可以接入电路最大阻值,所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为5~50Ω,故D正确,故C错误。
故选:D。
考点五:电阻的测量
22.(2020•德阳)在伏安法测电阻的实验中,实验器材有:干电池2节,电流表、电压表各1个,开关1个,滑动变阻器1个,待测电阻1个,导线若干,图甲是实验的电路图。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物电路图连接完整。
(2)连接好电路,先将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,再闭合开关S,发现电流表和电压表的指针均不动。断开开关S,把电压表与b点相连的那根导线改接到电路图的c点,再次闭合开关S时,发现电流表的指针仍不动,但电压表的指针有明显偏转。若电路中只有一处故障,则故障是 。
(3)排除故障后,正确连接电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,得到数据如表所示,所测电阻Rx的值是 Ω。
(4)实验时某小组同学利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Rx的测量,如图丙所示是他们按照设计连接的实验电路。
①实验步骤:
A.开关S1和S2都断开,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;
B.保持滑片P在阻值最大处不动,只闭合开关S1时,读取电流表的示数为I1;
C.保持滑片P在阻值最大处不动,同时闭合开关S1、S2时,读取电流表的示数为I2。
②则待测电阻Rx= (用I1、I2、R0表示)。
【解答】解:(1)按照图甲所示电路,待测电阻与电流表和滑动变阻器串联,滑动变阻器应选择一上一下两个接线柱,据此连接实物图如下:
(2)由图甲,闭合开关S,电压表测Rx两端电压,电流表和电压表的指针均不动,说明电路中有断路发生;电压表与b点相连的那根导线改接到c点,电压表测总电压,电压表有明显偏转,说明由a、c两点到电源之间是通路,断路发生在abc之间;
因只一处故障,若是aRxb之间断路,电压表串联在电路中,电压表与电源连通,甲图中电压表应有示数,与题意不相符,由此可知,断路只能发生在bc间,导致整个电路断路,两表均无示数,符合题意;
(3)闭合开关,电压表测量待测电阻两端的电压,电流表测量电路电流,根据表中数据可知,根据欧姆定律的变形式R=及多次测量求平均值的方法可得所测电阻Rx的值Rx==10Ω;
(4)实验步骤:
A.开关S1和S2都断开,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;
B.保持滑片P在阻值最大处不动,只闭合开关S1时,读取电流表的示数为I1,此时电路为滑动变阻器的简单电路,滑动变阻器接入电路中的阻值为R0,根据欧姆定律可知电源电压U=I1R0;
C.保持滑片P在阻值最大处不动,同时闭合开关S1、S2时,滑动变阻器和待测电阻并联,电流表测量干路总电流,读取电流表的示数为I2,。根据并联电路的特点可知通过滑动变阻器的电流为I1不变,待测电阻两端的电压等于电源电压,根据并联电路的电流特点可知通过待测电阻的电流Ix=I2﹣I1,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值Rx==
23.(2020•宜宾)小马同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时,电流表的示数如图丙所示,请将读数填入表格中。
(4)在图丁中,把上表中的数据在I﹣U坐标系上描点并连线。
(5)本实验所测得未知电阻的阻值为 Ω。
(6)小马又设计了如图戊所示的另一个电路,也测出了Rx的阻值。图中电源(电压未知)。R0是滑动变阻器,R是电阻箱(可连续调节电阻值大小,且能读数的变阻器),其调节范围0﹣999.9Ω,是电流表(刻度有些模
糊),S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关。完成下列实验步骤中的填空:
①先断开S、S1将电阻箱R阻值调至最大;
②将S拨向接点1,闭合S1,调节 (选填“R”或“R0”),使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;
③然后将S拨向接点2,调节 (选填“R”或“R0”),使电流表指针在 ,记下电阻箱R的阻值;
④多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的 ,此即为被测电阻Rx的阻值。
【解答】解:(1)根据电流表选用0~0.6A量程,电阻值约为5Ω,确定电压表选用小量程与电阻并联,根据电路图确定滑动变阻器使用A接线柱,连接实物图,如下图所示;
(2)根据电路图,为了使滑动变阻器在开关闭合时能起到保护电路的作用,要使变阻器的接入电阻最大,应将滑动变阻器的滑片置于B端;
(3)图丙中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电流表的读数:I=0.48A;
(4)根据表格数据,描点法作图如下:
(5)由R=得:
R1===5Ω,R2===5Ω,R3===5Ω,
R===5Ω;
(6)①先断开S、S1将电阻箱R阻值调至最大;
②将S拨向接点1,闭合S1,调节R0,使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;
③然后将S拨向接点2,调节R,使电流表指针在标记处,记下电阻箱R的阻值;
电源电压不变,两次电流值相等,由欧姆定律可知R0+Rx==R0+R,
所以Rx=R;
④多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的平均值,此即为被测电阻Rx的阻值;
多次测量取平均值可以减小误差。
故答案为:(1)如图所示
;
(2)B;(3)0.48;(4)如图
;
(5)5;
(6)②R0;③R;标记处;④平均值。
序号
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
15
20
电阻倒数/Ω﹣1
0.20
0.10
0.07
0.05
电流I/A
0.60
0.22
0.20
0.15
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.5
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.24
0.30
0.40
0.48
实验序号
1
2
3
电压U/V
1.0
1.4
2.0
电流I/A
0.10
0.14
0.20
实验序号
1
2
3
……
电压U/V
0.8
1.6
2.4
……
电流I/A
0.16
0.32
……
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