第17章 欧姆定律 单元复习题
一、单选题
1.(2022-2023上·山东菏泽·九年级统考期末)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向左移动时,下列判断正确的是( )
A.安培表A示数变小,伏特表V1示数变大,伏特表V2示数变小
B.安培表A示数变小,伏特表V1示数变小,伏特表V2示数变大
C.安培表A示数变大,伏特表V1示数变大,伏特表V2示数变小
D.安培表A示数变大,伏特表V1示数变小,伏特表V2示数变大
2.(2022-2023上·山东济宁·九年级统考期末)如图电路中,灯泡L1和L2完全相同,S、S1、S2都闭合,电流表的读数是0.54A,下面的说法中你认为错误的是( )
A.电流表的读数是干路电流
B.两个灯泡中的电流等于0.27A
C.断开S1时电流表的读数是0.27A
D.断开S1时电流表的是0.54A
3.(2022-2023上·山东枣庄·九年级统考期末)一只100Ω的电阻与一只1Ω的电阻并联,并联后的总电阻( )
A.等于99Ω B.大于1Ω小于100Ω C.小于1Ω D.等于101Ω
4.(2022-2023上·山东日照·九年级校考期末)学完电路知识后,同学们热情很高,争相设计电路,如图是同学们设计出来的四个电路,你认为可以达到目的电路是( )
A.抢答器电路:选择哪一个答案就按哪一个按钮(相当于闭合开关),对应的灯就亮
B.坐位体前屈电路:学生成绩越高(向右的F越大),电流表的示数越大
C.保密室电路:只有两道门都关上了(相当于开关闭合),值班室的灯才会亮
D.卫生间照明灯和换气扇电路:照明和换气扇的工作互不影响
5.(2022-2023上·山东德州·九年级校考期末)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器滑片P位于中点。用一阻值为20欧的电阻替换R1后,可能使电流表示数与替换R1前相同的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P
B.电源电压不变,向右移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P
D.增大电源电压,向左移动滑片P
6.(2022-2023上·山东泰安·九年级校考期末)如图是一个天然气泄漏检测电路的原理图。电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻(其阻值随天然气浓度的增大而减小),则( )
①天然气浓度增大,电压表示数变大
②天然气浓度减小,电流表示数变大
③天然气浓度增大,电路消耗的总电功率变小
④天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
二、多选题
7.(2022-2023上·山东青岛·九年级统考期末)如图所示,是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是( )
A.电阻R的电阻值是10Ω
B.当通过L的电流是0.2A的时候,其消耗的电功率是0.2W
C.仅把L、R并联在电压是2V的电路中,干路里的电流是0.4A
D.仅把L、R串联在电路中,当电流是0.2A时,它们两端总电压是4V
8.(2022-2023上·山东聊城·九年级统考期末)图甲为定值电阻R和灯泡L的图像。现将电阻R和灯泡L接在图乙所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电流表示数为0.3A。下列判断正确的是( )
A.电源电压是8V
B.电阻R的大小为2Ω
C.灯泡电阻随电压增大而减小
D.将电源电压变为原来的2倍时,电阻R两端电压小于原来的2倍
三、填空题
9.(2022-2023上·山东临沂·九年级校考期末)如图甲所示电路的电源为两节新干电池,定值电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关后,电流表A2的示数如图乙所示。则两个定值电阻是 (选填“串联”或“并联”)的;电阻R2的阻值为 Ω。
10.(2022-2023上·山东泰安·九年级统考期末)在相距10km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每条输电线的电阻是100Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,当电压表的示数为2V时,电流表示数为200mA,则短路位置距离甲地 km。
11.(2022-2023上·山东济宁·九年级济宁市第十五中学校考期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。若 a为电压表,b为电流表,当开关 S1、S2 都闭合时,电流表的示数为 0.5A,电压表的示数为 6V;若 a为电流表,b为电压表,当开关 S1断开、S2 闭合时,电流表的示数为 0.3A,则 R2= Ω。
12.(2022上·山东淄博·九年级统考期末)如图是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴转动、另一端固定着一个浮子。从电路连接方式可分析出,此油量表实际上是一个 (选填“电流表”或“电压表”)。当油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器接入电路的电阻变 ,从而使油量表的示数 (选填“变大”、“不变”或“变小”),定值电阻R0的作用是 。
四、实验题
13.(2022-2023上·山东青岛·九年级统考期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,实验器材有:阻值为 5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个,“20Ω 2A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,干电池三节(总电压为 4.5V),导线若干;实验电路图如图甲所示,实验数据如表格所示。
次数 1 2 3 4
电压 U/V 1.6 2.0 2.5 3.0
电流 I/A 0.16 0.20 0.25 0.30
(1)请你根据上表中数据画出 I-U 图像;
(2)根据第 2 次和第 3 次的实验数据,计算出滑动变阻器 R2接入电路中的阻值分别为 Ω和 Ω。由此数据可知,在完成第 1 次实验后,要继续这两次实验需要将滑片向 (“左”或“右”)移动。
14.(2022-2023上·山东潍坊·九年级校考期末)小致同学利用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、规格为“15Ω,1A”的滑动变阻器、电压为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行“探究电流与电阻关系”的实验。
(1)小致选择10Ω的定值电阻,连接如图甲所示电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录电流表示数如图乙所示,此时电压表示数应为 V;
(3)小致利用以上器材继续实验,发现无法完成探究,应更换滑动变阻器规格为 (填序号);
A.“20Ω,1A” B.“30Ω,0.5A” C.“50Ω,0.3A”
(4)更换器材后,多次测量,根据实验数据,作出I﹣R图像如图丙所示,分析图像得出的结论是: ;
(5)小致更换电源后,利用器材进行了如图丁所示的实验,闭合开关,滑片P滑动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图戊所示。则他更换后的电源电压为 V。
15.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)小明利用如图甲所示的实验装置探究“电流跟电压的关系”,电源为两节新干电池,电阻R为定值电阻,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)连接电路的过程中,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现两表指针偏转情况如图乙所示,则故障可能是定值电阻R出现了 ;
实验序号 1 2 3 4
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5
(3)请分析表中的数据,你能得到的结论是 。
16.(2022-2023上·山东菏泽·九年级校考期末)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3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”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)小华连接好电路,闭合开关后,导线及连接都正常,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表完好但示数为零,则发生这种故障的原因可能是 ;
(3)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为 V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω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 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动。
17.(2022-2023上·山东滨州·九年级校考期末)图甲所示,是某实验小组“探究电流与电阻的关系”的实物图。选用的实验器材是:电源电压恒为3V、电流表、电压表,电阻R有4个阻值、、、供选用,滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整;( )
(2)连接电路时,开关应 ;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端;
(3)检查电路连接无误后闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表几乎无示数,电压表有示数且不变,原因可能是 ;
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后继续实验,实验过程中,当把10Ω电阻换成20Ω电阻后,为保持 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(5)分析图乙的数据,完成这三次实验,滑动变阻器接入的电阻变化范围是 ;
(6)根据实验数据绘制了如图乙所示的图像,得出电流与电阻的关系是: ;
(7)该小组用电流表和一个定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;
②闭合S和S1,此时电流表的示数为I2;
③则Rx= (用R0、I1、I2表示);
(8)在物理实验中,往往要进行多次实验,有的是为了减小误差,有的是为了寻找普遍规律。下列四个实验中,为了寻找普遍规律的是 ;
A.探究电流跟电压的关系
B.探究电阻的大小与什么因素有关
C.测量小灯泡的额定电功率
D.测量未知定值电阻的阻值
(9)把电阻R换成额定电压为2V的小灯泡,得到图像如图丁,则该小灯泡的额定功率为 W,不能用小灯泡研究电流与电压的关系,原因是 。
18.(2022-2023·山东临沂·九年级临沂实验中学校考期末)为了探究“电流与电压的关系”,某同学设计了如图甲所示的电路。
电压/V 1 2 3
电流/A 0.1 0.3
(1)实验中,应保持 (选填“电流”、“电压”或“电阻”)不变,调节滑片P,当电压表示数为 2V 时,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为 A;
(2)多次测量,将记录的数据填在表中,分析数据可以得出的结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比(选填“正”或“反”);
(3)在上述实验结束后,该同学还想利用此电路探究“电流与电阻的关系”,并与表中的第三次实验数据进行比较,于是他在原电路中,只将10Ω的定值电阻换成了15Ω。闭合开关后,发现电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),则他接下来的操作应该是:向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V,读取电流表的示数,记录数据。
19.(2022-2023上·山东泰安·九年级统考期末)小强在测量未知电阻Rx的阻值时,连接了如图甲所示的电路:
(1)按图甲连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到最 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 ;
A.滑动变阻器断路
B.电阻Rx发生了断路
C.电阻Rx发生了短路
D.滑动变阻器最大阻值过大
(3)排除故障后,实验过程中,某次电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,则此时Rx的阻值为 Ω;
(4)假设实验中电压表坏了不能使用,利用图丙的电路图也能测出未知电阻的阻值Rx,其中R0是已知阻值的定值电阻,请把实验步骤补充完整:
①断开开关S2、闭合开关S1,记录电流表的示数为I0;
② ;
③未知电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量的物理量的符号表示)。
20.(2022-2023上·山东临沂·九年级校考期末)在“用电压表和电流表测量定值电阻的阻值”实验中:
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接好最后一根导线,两电表立即有示数,则实验操作的不当之处 。若电路连接正确,闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近3V,则故障可能是定值电阻 (选填“开路”或“短路”);
(3)排除故障后,当电压表示数为1.6V时,电流表示数如图乙所示,为 A;定值电阻的阻值为 Ω;
(4)本实验要多次测量取平均值,目的是 。
21.(2022-2023上·山东济宁·九年级统考期末)小明在探究“电流与电阻的关系”实验时,选取了如下器材:电源(电压恒为6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线。
(1)按电路图甲连接好实物电路,闭合开关后,发现电压表有示数、电流表无示数,经检查,电流表、电压表连接无误,则电路存在的故障可能是 ;
(2)小明根据实验需要,分别将三个定值电阻接入电路进行实验,记录对应电流表的示数,并将实验数据描绘成图象,如图乙所示。由图象可知,实验过程中选择的是滑动变阻器的阻值不会小于 Ω。分析图象可以得出实验结论:在电压一定的条件下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(3)小明在电压表损坏的条件下,又设计了如图丙所示的电路,来测量未知电阻Rx的阻值。请你将下列实验步骤补充完整。(滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且不变)
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表的示数为I1;
② ,记录电流表的示数为I2;
③待测电阻Rx的表达式:Rx= 。
22.(2022-2023上·山东烟台·九年级统考期末)小华同学想用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变。
(1)用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 端(选填“左”或“右”),本实验滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要作用是什么? 。
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,而电压表的指针偏转到最右端,此时电路中的故障可能是什么? ;
(4)排除故障后,闭合开关,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,计算Rx的阻值为 Ω,接下来他移动滑片,又测出两次对应的电压和电流值,并求出电阻,多次实验的目的是什么? ;
(5)按照上面的操作步骤,小华又测量了一个额定电压为3V的小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图象(即I﹣U图象),小华发现他所描绘的定值电阻的图象是一条直线,而小灯泡的I﹣U图象如图丙所示,原因可能是小灯泡的电阻与 有关。
23.(2022-2023上·山东青岛·九年级统考期末)如图甲所示是小明利用两节干电池做电源,测量未知电阻Rx阻值的实验电路图。
(1)闭合开关前,小明发现已连接的电路有一根导线连接错误,请你在错误的连线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)电路连接正确后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,则此时的电压是 V,电流表的示数如图丙所示,则此时的电流是 A,此次测得电阻Rx的阻值为 Ω。接着小明又测出了两次Rx的阻值,分别为3.9Ω和3.8Ω,则Rx的阻值应为 Ω;
(3)小明绘制出定值电阻Rx的I-U图象如图丁中的a所示,然后将定值电阻换成小灯泡,用同样的方法多次实验,并根据实验数据绘制出灯泡的I-U图象,如图丁中的b所示,由图象可以看出 的电阻是变化的,丁图中A、B、C三点电阻最大的是 点;
(4)小明还想测量一个阻值约为300Ω的定值电阻R1的阻值,他发现用改正后的如图甲所示的电路无法完成该实验,原因是 。
24.(2021上·山东威海·九年级统考期中)小明用图甲所示的电路,做伏安法测定值电阻实验。
(1)按图甲连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片后,电流表示数为0.3A,此时电压表的示数如图乙所示,则定值电阻Rx的阻值为 Ω;
(2)为了使测量结果更准确,小明进行了多次测量,记录了每次测量中电压表和电流表的数值,计算出每次测量所对应的Rx的阻值,再求Rx的 ;
(3)小明又设计了另一种测量电阻Rx的方案,电路图如图丙所示,电路中定值电阻R0的阻值已知,电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出电阻Rx的表达式;
①断开S1,闭合S、S2,用电压表测 两端的电压,读出电压表示数为U1;
② (填各开关的状态),用电压表测Rx两端的电压,读出电压表示数为U2;
③电阻Rx的阻值表达式为Rx= (用U1、U2、R0表示)。
25.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉) ;
(2)连接电路前,小明发现电流表指针如图乙所示,接下来应进行的操作是: ;
(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图丙所示,此时通过电阻的电流为 ;
(4)实验中测得多组数据,记录如表所示:
实验序号 电压U/V 电流I/A
1 0.5 0.1
2 1 0.2
3 2 0.4
分析数据可得电流与电压的关系: ,本实验所用电阻的阻值为 Ω。
26.(2022·山东临沂·统考中考真题)用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大) ;
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻 路;
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V;
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察 表的示数;
(5)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,由图象可知,电压一定时,电流与电阻成 比;
(6)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
五、计算题
27.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)如图所示的电路中,电源两端电压U=5V保持不变,电阻R1=2Ω,当开关S闭合时,电压表示数为2V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电阻R2两端的电压U2;
(3)电阻R2的阻值。
28.(2022-2023上·山东临沂·九年级校考期末)将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,来控制小灯泡的亮度,如图甲所示。闭合开关S后,将滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I-U关系图像,如图乙所示。求小灯泡两端电压为6V时灯丝的阻值和电阻丝AB的阻值。
29.(2022-2023上·山东滨州·九年级校考期末)如图所示,电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。为的定值电阻,小灯泡L上标有“12V”字样,滑动变阻器上标有“”字样,电流表使用的量程为。当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片移到最上端时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为。设灯丝电阻不随温度变化。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡L的电阻;
(3)开关S、闭合,、断开时,电流表的示数;
(4)开关S、闭合,、断开时,为了保证测量精确,要求电流表示数不小于其量程的,求滑动变阻器连入电路的最大阻值。
参考答案:
1.A
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测R1两端的电压。当滑片P向左移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由U=IR可知,R1两端的电压变小,即电压表V2示数变小;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表V1示数变大,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.D
【详解】A.由电路图可知,当S、S1、S2都闭合时,两灯泡并联,电流表测干路电流,故A正确,不符合题意;
BCD.并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯泡完全相等即两灯泡的电阻相等,根据欧姆定律可知,通过两灯泡的电流相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过两个灯泡的电流
并联电路各支路独立工作、互不影响,无论断开S1或S2,电流表的读数都等于另一支路的电流,即示数为0.27A,故BC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
3.C
【详解】两个电阻并联相当于增大了电阻的横截面积,所以总电阻会小于任何一个分电阻,故一只100Ω的电阻与一只1Ω的电阻并联后,总电阻一定小于1Ω。
故选C。
4.C
【详解】A.电路图中,两个开关断开,灯泡都不发光,上面开关闭合,下面灯泡发光,下面开关闭合,两只灯泡都发光,不能达到目的,故A不符合题意;
B.坐位体前屈电路中,当向右的F越大时,滑片向右移动,变阻器连入电路的电阻不变,总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路的电流不变,因此电流表示数不变,不能达到目的,故B不符合题意;
C.由保密室电路可知,两道门都关上,即两个开关都闭合时,灯才会亮,说明两个开关相互影响,不能独立控制灯的亮与灭,因此两开关应串联,能达到目的,故C符合题意;
D.由电路图可知,照明灯和换气扇并联,灯可以独立工作,但是换气扇不能单独工作,互相影响,不能达到目的,故D不符合题意。
故选C。
5.D
【详解】由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表测量干路中的电流;用一阻值为20欧的电阻替换R1后,电路中的总电阻变大,根据可知电路中的电流变小,要使电流表示数与替换R1前相同,即使此时的电流表示数变大,则应增大电源电压或向左移动滑片P,使变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小;故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.D
【详解】①③由图知R0定值电阻与R气敏电阻串联,当天然气浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据可知,电路中的电流变大,由U=IR可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大;根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故①正确,③错误;
②由图知R0定值电阻与R气敏电阻串联,当天然气浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,电路的总电阻变大,根据可知,电路中的电流变小,电流表的示数变小;根据R可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,R0为定值电阻,所以两者的比值不变,故②错误,④正确,综上分析,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.BC
【详解】A.由图可知,电阻R的U-I图像为一条倾斜的直线,说明U与I成正比,即R是一个定值电阻,根据欧姆定律的计算公式可得,电阻R的阻值为
故A错误;
B.当通过L的电流是0.2A时,其两端的电压为1V,根据功率的计算公式可得,灯泡消耗的电功率为
P实=U实I实=1V×0.2A=0.2W
故B正确;
C.仅把L、R并联在电压是2V的电路中,L、R两端的电压均为2V,由图可知,通过L、R两端的电流分别是0.3A、0.1A,则干路的电流为
I干=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A
故C正确;
D.仅把L、R串联在电路中,根据串联电路的特点和图像可知,当电流是0.2A时,L、R两端的电压分别是1V、4V,它们两端的总电压为
U总=UL+UR=1V+4V=5V
故D错误。
故选BC。
8.AD
【详解】由电路图可知,定值电阻R与灯泡L串联,因定值电阻R的图像是正比例函数,所以,下面的图线是定值电阻R的图像。
A.由图甲可知,电流表示数为0.3A时,定值电阻和灯泡两端的电压分别为UL=2V、UR=6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
故A正确;
B.由可知,定值电阻的阻值
故B错误;
C.由图甲可知灯泡两端电压分别为6V,12V时,通过的电流分别为0.6A,0.8A,由可知灯泡的电阻分别为10Ω,15Ω,则灯泡电阻随电压增大而增大,故C错误;
D.将电源电压变为原来的2倍时,由于小灯泡电阻随电压增大而增大,电路总电阻变大,根据可知电流小于原来的2倍,则电阻R两端电压小于原来的2倍,故D正确。
故选AD。
9. 并联 10
【详解】[1][2]闭合开关,两定值电阻并联接入电路,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过电阻R2的电流,电流表A2接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。电源为两节新干电池,电压为3V,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电阻R2的阻值为
10.0.5
【详解】由欧姆定律可得,连接短路位置到甲地的两段输电线的总电阻为
因10km导线的电阻为100Ω,且电阻和长度成正比,所以,短路处距甲地的导线总长度:
则短路位置距离甲的距离为
11.8
【详解】若a为电压表,b为电流表,当开关S1、S2都闭合时,两电阻并联,电压表测电源的电压,电流表测R1支路的电流,则电源的电压
U=6V
由知道,电阻R1的阻值
若a为电流表,b为电压表,当开关S1断开、S2闭合,两电阻串联,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,由知道,此时电路中的总电阻
所以,电阻R2的阻值
R2=R-R1=20Ω-12Ω=8Ω
12. 电流表 大 变小 保护电路
【详解】[1]电流表与待测电路串联,从图中可知,油量表串联在电路中,故油量表为电流表。
[2][3]油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动,使滑动变阻器连入电路的阻值变大,因串联电路中总电阻等于各个用电器电阻之和,所以电路中总电阻增大,而总电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流会减小,油量表示数变小。
[4]若电路中没有定值电阻R0,当油箱内装满油时,变阻器连入电路的电阻较小,电路的电流过大,有可能损坏电流表,故定值电阻R0的作用是保护电路。
13. 12.5 8 左
【详解】(1)[1]根据上表中数据分别描述出电流与电压的对应点,并用直线将所有的点连接起来,如图所示
(2)[2]根据第 2 次的实验数据,当R1两端电压为2.0V时,电流为0.2A,滑动变阻器 R2两端电压为
此时R2接入电路中的阻值为
[3]根据第 3 次的实验数据,当R1两端电压为2.5V时,电流为0.5A,滑动变阻器 R2两端电压为
此时R2接入电路中的阻值为
[4]由此数据可知,在完成第 1 次实验后,要使R1两电压不断增加,滑动变阻器接入的电阻不断的减小,所以要继续这两次实验需要将滑片向左移动。
14. 2 B 反比 6
【详解】(1)[1]原电路中,电阻与电压表被短路了,电流表应与电阻串联,电压表应与电阻并联,如下所示。
(2)[2]排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片到适当位置,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0.2A,由欧姆定律,此时电压表示数为
UV=IR=0.2A×10Ω=2V
(3)[3]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=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U﹣UV=4.5V﹣2V=2.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1.25×20Ω=25Ω>20Ω
当定值电阻最小时,电路中的电流最大为
故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)[4]由图丙图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(5)[5]由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。由图戊可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为
则电源电压为
U电=U1+I1R0=3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为
则电源电压为
U电=U2+I2R0=4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②得,R0=5Ω,电源电压
U电=3V+0.6A×5Ω=6V
15. A 断路 当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
【详解】(1)[1]接电路的过程中,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最大阻值端,起保护电路的作用,由图甲可知,滑动变阻器下面的接线柱接的是右边的接线柱,接入电路的电阻丝是BP段,BP段越长,其电阻越大,由此可知,闭合开关前,滑片P应移到最左端,即A端。
(2)[2]由图乙可知,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数;电流表无示数,表明电路中可能无电流,由此可判断电路故障可能开路;又因为电压表有示数,说明电压表、滑动变阻器、开关、电流表与电源组成通路,由此可知电路故障是定值电阻断路。
(3)[3]由表格数据可知,当导体两端的电压增大时,通过导体的电流也增大,且电流与电压的比值保持不变,由此得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
16. 见解答图 定值电阻R短路 2 2.4 右
【详解】(1)[1]电压表与定值电阻并联,因为电源电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程,滑动变阻器采用“一上一下”的原则与电流表串联,如图所示:
(2)[2]电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的定值电阻R短路了。
(3)[3]由图丁可知,定值电阻阻值为10Ω时,通过定值电阻的电流为0.2A,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压
[4][5]由图丙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V>2V,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V不变。
17.
断开 A B 电压表 A 2.5Ω 10Ω 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 AB 0.6 灯泡电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]电源电压恒为3V,故电压表应选小量程并联在电阻R两端,如下图所示
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时,开关应保持断开;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即A端。
(3)[4]检查电路连接无误后闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表几乎无示数,说明电路可能断路;电压表有示数并不变,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,即原因可能是R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)[5][6]根据串联分压原理可知,将电阻换成电阻,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,即应保持电压表示数不变,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,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动。
(5)[7]电路中的电流为时,总电阻为
根据电阻串联的特点得出滑动变阻器接入电路的阻值为
电路中的电流为时,总电阻为
根据电阻串联的特点得出滑动变阻器接入电路的阻值为
滑动变阻器接入的电阻变化范围是。
(6)[8]由图乙可知,电流与电阻的乘积为
为一定值,可以得出电流与电阻的关系是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(7)[9]实验步骤:
①闭合S、断开,此时电流表的示数为;
②闭合S和,此时电流表的示数为;
③在步骤①中,电路为只有的简单电路,电流表测通过的电流,此时电流表的示数为,则电源电压为
在步骤②中,与并联,电流表测量干路电流,示数为;根据并联电路电流的规律知,通过的电流为
则电源电压为
根据电源电压相等知
解得
(8)[10]A.探究电流与电压的关系时,在电阻一定时,改变两端电压,测量对应的电流,目的是得出电流与电压之间的普遍规律,故A符合题意;
B.电阻的大小与多个因素有关,在实验中,多次改变材料种类、长度大小和横截面积大小,目的是得出电阻与哪些因素有关、有什么具体关系的普遍规律,故B符合题意;
C.测量小灯泡的额定电功率,多次测量可减小实验误差,故C不符合题意;
D.测量未知定值电阻的阻值,多次测量可减小实验误差,故D不符合题意。
故选AB。
(9)[11][12]把电阻R换成额定电压为2V的小灯泡,得到图像如图丁,则该小灯泡的额定电流为,额定功率为
不能用小灯泡研究电流与电压的关系是因为灯泡电阻随温度的升高而增大。
18. 电阻 0.2 正 变大 右
【详解】(1)[1]探究电流与电压的关系时,需保持电阻不变,改变电压,观察电流表示数变化。
[2]根据图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(2)[3]根据表中数据可知,导体的电阻值保持不变,导体两端的电压增大,相对应的导体中的电流也增大,且电压增加几倍,电流也增加几倍,故得结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[4]究电流与电阻的关系时,需保持电阻两端电压不变,因为串联电路起分压作用,因此将10Ω的定值电阻换成了15Ω,定值电阻两端电压变大。
[5]因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,因此要保持定值电阻两端电压3V不变,需增大滑动变阻器两端电压,因此下一步将滑片向右移动,使电压表的示数为3V,并读取电流表的示数,记录数据。
19. 断开 左 B 4 闭合S1,S2,记录电流表的示数为I1
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时开关应断开;滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,即左端。
(2)[3]A.如果滑动变阻器断路,电路断路,电流表和电压表都没有示数,故A不符合题意;
B.如果电阻Rx发生了断路,电压表串联的电路中,电压表有示数,电压表的内阻很大,通过电路的电流很小,几乎为零,故B符合题意;
C.如果电阻Rx发生了短路,电压表被短路,电压表没有示数,电路是通路,电流表有示数,故C不符合题意;
D.如果滑动变阻器最大阻值过大,电路中的电流较小,电流表和电压表都有示数,故D不符合题意。
故选B。
(3)[4]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,此时Rx的阻值为
(4)②[5]闭合S1,S2,记录电流表的示数为I1,此时电路并联,则通过待测电阻Rx的电流
Ix=I1-I0
③[6]断开开关S2、闭合开关S1,只有R0的简单电路,记录电流表的示数为I0,则电源电压
U=I0R0
由并联电路电压的规律和欧姆定律得到待测电阻Rx的阻值为
20. 见解析 电路连接时未断开开关 开路 0.16 10 减小误差
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时,电流变小,说明变阻器接入电路的电阻将变大,所以滑动变阻器的左下接线柱接入电路;如图所示:
;
(2)[2]为了电路安全,连接电路时开关应该断开,由题连接好最后一根导线,两电表立即有示数,则实验操作的不当之处是电路连接时未断开开关。
[3]电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的开路,即定值电阻开路。
(3)[4]图乙中电流表使用0﹣0.6A的量程,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.16A。
[5]又电压表示数调为1.6V,所以定值电阻的阻值
(4)[6]为了使结果更加准确,应多测几次求平均值,这样可以减小误差。
21. R断路 40 反比 将滑片移动到b端
【详解】(1)[1]按电路图甲连接好实物电路,闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,则电压表与电源连通,经检查,电流表、电压表连接无误,则电路存在的故障可能是R断路。
(2)[2][3]由图乙知,电阻的电流与电阻之积为
UV=IR=0.4A×5Ω=2V
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω
实验过程中选择的是滑动变阻器的阻值不应小于40Ω。
(3)[4]由设计电路图可知,利用滑动变阻器最大值和最小值两个数据求待测电阻阻值,所以接着应将滑片移动到b端,记录电流表的示数为I2。
[5] 滑片P移到a端,两电阻并联,电流表测干路的电电流,滑片移动到b端,待测电阻短路,电流表测通过变阻器的电流,根据并联电路电流的特点,故通过待测电阻的电流为
Ix=I1=I2
根据欧姆定律和电源电压不变,故有
IxRx=R0I2
Rx的表达式
22. 答案见解析如图所示 左 改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,进行多次测量 待测电阻断路 10 取平均值减小误差 温度
【详解】(1)[1]滑动变阻器应该选择上下接线柱各接一个且串联接入电路,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变小,故选择变阻器的右下接线柱接入电路中与电阻串联,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最左端。
[3]为减小误差要多次测量取平均值,故滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要作用是改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,进行多次测量。
(3)[4]闭合开关后,发现电流表示数为零,说明电路可能断路,而电压表的指针偏转到最右端,说明电压表串联接入电路,即与电压表并联部分电路之外的电路是通路,与电压表并联的电路断路了,则此时电路中的故障可能是待测电阻断路。
(4)[5]排除故障后,闭合开关,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A,由欧姆定律可知
[6]根据一组数据得出电阻误差较大,接下来他移动滑片,又测出两次对应的电压和电流值,并求出电阻,多次实验的目的是取平均值减小误差。
(5)[7]描绘的定值电阻的图象是一条直线,而小灯泡的I﹣U图象是曲线,可知灯泡的电阻是变化的,原因可能是小灯泡的电阻与温度有关。
23. 2 0.5 4 3.9 灯泡 B 电路中的电流太小,电流表无法测出
【详解】(1)[1]分析实验电路,首先从电源正极出发,依次连接到电源负极,电压表和未知电阻并联,滑动变阻器采用一上一下的连接方式,电路中连接错误的导线为滑动变阻器C接线柱与待测电阻右端的连线,正确的电路连接如图所示
(2)[2][3][4][5]如图乙所示,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,电压表的示数为2V,如图丙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电压表的示数为0.5A,根据欧姆定律可得此次测得电阻的阻值为
小明又测出了两次的阻值,分别为和,的阻值应为三次电阻测量值的平均值
(3)[6][7]图a是正比例图线,表示定值电阻的图象,图b是曲线,表示灯泡的阻值时变化的;由图线可知,a、b相交处的电阻相等,即:,由图线b可知,灯泡两端的电压变大时,电流变大,根据灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,灯泡的电阻增大,所以
所以
(4)[8]定值电阻的阻值约为,电源电压不超过3V,由欧姆定律可知通过电路的电流太小,电流表无法直接测出。
24. 15 平均值 电源 断开开关S2,闭合开关S、S1
【详解】(1)[1]图乙知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为4.5V,则Rx的阻值为
(2)[2]为了使测量结果更准确,小明进行了多次测量,记录了每次测量中电压表和电流表的数值,计算出每次测量所对应的Rx的阻值,再求Rx的平均值,这样可以减小误差。
(3)[3]断开S1,闭合S、S2,用电压表测电源两端电压,读出电压表示数为U1。
[4]断开开关S2,闭合开关S、S1,电压表测量电阻Rx两端的电压,电压表示数为U2。
[5]则R0两端的电压为
根据可得,电路的电流为
由欧姆定律得Rx的阻值
25. 对电流表进行调零 0.12A 电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比 5
【详解】(1)[1]滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器应选左下接线柱与开关串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示
(2)[2]连接电路前,小明发现电流表指针如图乙所示,指针没有对准零刻度线,接下来应该对电流表进行调零。
(3)[3]如图丙所示,电流表示数为0.12A,即通过电阻的电流为0.12A。
(4)[4][5]根据实验数据可知,当电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,故可得电流与电压的关系是:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;由表中数据可知,当电压为0.5V时,电流为0.1A,则定值电阻的阻值为
26. 短 2 左 电压 反 40
【详解】(1)[1]在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器与定值电阻应串联连接,电压表测定值电阻两端的电压。滑片向右移动时,电流表示数变大,电源电压保持不变,据欧姆定律知,电路中的电阻变小,变阻器接入电路的阻值变小。所以变阻器下端的接线柱接在右侧。作图如下:
(2)[2]将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,电流表有示数,说明电路无断路,电压表无示数,则可能是定值电阻短路了,电压表相当于接在一根导线两端,所以无示数。
(3)[3]由实物图知,电流表选用小量程,对应的分度值为0.02A。由图乙知,电流表示数为0.4A。此时定值电阻的阻值为5Ω,所以定值电阻两端的电压
U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V
而实验过程中,定值电阻两端的电压要保持不变,所以控制的电压为2V。
(4)[4]将10Ω电阻替代5Ω电阻,据串联电路的分压特点知,变阻器的滑片不动时,定值电阻两端的电压变大,为了让定值电阻两端的电压保持不变,应将滑片向左移动,接入电路的阻值变大,分去的电压变大。
[5]在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应观察电压表的示数,直到示数为2V,即停止移动滑片。
(5)[6]由图丙知,通过定值电阻的电流与其电阻倒数的图像是一条过原点的倾斜直线,说明电流与电阻的倒数成正比,所以在电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)[7]当定值电阻接入电路的阻值最大为20Ω时,变阻器接入电路的阻值也需要最大,才能让定值电阻两端的电压保持不变。整个过程中,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-U1=6V-2V=4V
据串联电阻的分压特点有
4V:2V=Rmax:20Ω
解得,变阻器接入电路的最大阻值
Rmax=40Ω
所以滑动变阻器的最大阻值应不小于40Ω。
27.(1)1A;(2)3V;(3)3Ω
【详解】解:由图可知中,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由串联电路电流的规律可知,电流表的示数
(2)电阻R2两端的电压
U2=U﹣U1=5V﹣2V=3V
(3)由串联电路电流的规律可知,通过电阻R2的电流
I2=I=1A
电阻R2的阻值
答:(1)电流表的示数是1A;
(2)电阻R2两端的电压是3V;
(3)电阻R2的阻值是3Ω。
28.10Ω,25Ω
【详解】解:由图乙知道,灯泡两端的电压为6V时,通过灯泡的电流为0.6A,根据欧姆定律知道,此时灯泡的电阻
滑片P在B端时,电路为灯泡的简单电路,则电源的电压
U=UL=6V
当滑片滑到A端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻最大,根据欧姆定律知道,此时通过电路的电流最小,由图乙知道,此时通过小灯泡的电流为I=0.2A,灯泡两端电压UL′=1V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻丝AB两端电压
UAB=U﹣UL′=6V﹣1V=5V
因串联电路中各处的电流相等,所以,由欧姆定律知道,电阻丝AB的阻值
答:小灯泡两端电压为6V时灯丝的阻值为10Ω,电阻丝AB的阻值为25Ω。
29.(1)12V;(2)24Ω;(3)0.4A;(4)6Ω
【详解】解:(1)当所有开关都闭合时,小灯泡L与滑动变阻器并联,电流表测干路电流,小灯泡正常发光时时灯泡两端的电压为额定电压,并联电路各支路两端电压相等,即电源电压
(2)滑动变阻器的滑片移到最上端时,滑动变阻器连入的电阻
根据欧姆定律可得通过滑动变阻器的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过小灯泡的电流为
小灯泡的电阻
(3)开关S、闭合,、断开时,定值电阻与小灯泡L串联,电流表测通过电路的电流,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电路中的电流为
(4)开关S、闭合,、断开时,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测通过电路的电流,题中要求的电流至少达到电流表量程的,电流表的量程为,则电路中的最小电流
电路中的最大电阻为
滑动变阻器连入电路中的最大阻值
答:(1)电源电压为12V;
(2)小灯泡L的电阻为;
(3)开关S、闭合,、断开时,电流表的示数为;
(4)开关S、闭合,、断开时,滑动变阻器连入电路的最大阻值为。
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