九年级上学期期中考试培优专训07
第十七章《欧姆定律》知识点专题训练
一.电流与电压电阻的关系
1.如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定 B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.实验的结论是:电流跟电压成反比 D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
2.如图是探究“电流与电阻关系”的实验电路。已知电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω、1A”,实验时电压表示数控制在2V保持不变;下列有关实验操作或结论中说法正确的是( )
A.将5Ω的定值电阻R换成10Ω后,电压表示数将变小,应将滑片向左移
B.将5Ω的定值电阻R换成10Ω后,电压表示数将变大,应将滑片向左移
C.该实验选用定值电阻R的阻值最大不能超过16Ω
D.实验结论是:在电压一定时,导体的电阻与通过它的电流成反比
3.在“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”两个实验中,下列说法正确的是( )
A.两个实验多次实验的目的都是为了得到普遍性实验结论
B.探究电流和电压的关系中,滑动变阻器的作用主要是控制定值电阻两端电压一定
C.在探究电流和电阻的关系中,滑动变阻器的作用主要是改变定值电阻两端的电压
D.两个实验都用到的实验探究方法是转换法
4.在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到的 位置,分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是 。图是根据实验数据绘制的图像,由图像可知:电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成 关系;由图像还能得出电流与 之间的关系。
5.利用如图甲所示电路,在研究通过导体的电流跟电阻的关系时,要保持导体两端电压不变.实验中,不断改变Rx的阻值,调节滑动变阻器使伏特表示数保持不变,得到了I与R的关系图象,如图乙所示.由图象可以得出的结论是 ;此次实验中,伏特表的示数始终保持 V不变.
6.在“探究电流与电压关系”的实验中,小明使用电压恒为3V的电源、开关、导线若干、定值电阻R、电流表、电压表和滑动变阻器连接了图甲所示的部分电路:
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补画完整;
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,移动滑片P,两电表示数均无变化,则故障可能是 。排除故障后进行实验,小明调节滑片使电压表示数为0.5V。记录电流表示数,再将滑片向 (填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为1.0V。再次记录电流表示数;
(3)本实验中滑动变阻器的主要作用是 ;
(4)完成实验并整理器材后,小明将所得数据描点连线,画出R的I-U图像如图乙所示,并根据图像得出结论: ;
(5)实验后不同小组之间进行交流时,发现有一组同学画出的I-U图像如图丙所示,造成该现象的原是: ;
(6)同学们对实验进行了拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丁所示的电路,测出Rx的阻值,请你将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数为U;
② ,读出电压表示数为u1;
③待测电阻阻值的表达式Rx= (用R0、U、U1表示)。
7.小阳在探究“电流与电阻的关系”时,所用电压恒为4.5V的电源,阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻,规格为“50Ω1A”的滑动变阻器。
(1)如图甲的实物电路中,闭合开关将出现 的现象,为完成实验探究,现请你在接错的一根导线打上“”,并补画出正确的导线 (导线不允许交叉)。
(2)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 V不变。实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值。
(3)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图乙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片,控制电压表示数一定,根据图乙中的数据分析,阻值为 Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,在这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为 Ω的定值电阻。
二.电欧姆定律
8.对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.对于一个定值电阻,加在它两端的电压与通过它的电流的比值不变
B.公式表明:导体两端的电压与通过它的电流成正比
C.公式表明:电阻与电压成正比,与电流成反比
D.由可知,导体两端的电压跟导体的电阻成正比
9.关于公式的物理意义,下面说法中正确的是( )
A.导体的电阻与它两端的电压成正比,和通过它的电流成反比
B.导体中通过的电流越大,则电阻越小
C.加在导体两端的电压为0,则电阻也为0
D.导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比
10.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关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是( )
A.R1>R2 B.R1=R2 C.R1<R2 D.无法确定
11.如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列说法中正确的是( )
A.甲和乙都是阻值不变的电阻
B.当乙两端电压为2V时,乙的电阻为5Ω
C.甲、乙串联在电路中,当电路中电流为0.2A时,甲、乙两端的电压之比是2∶1
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路中干路电流为0.6A
12.下列说法中错误的是
A.当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值也随着改变
B.用不同的导体研究电流和电压的关系时,得到的结论都一样
C.相同的电压加在电阻不同的导体两端,电流一定不同
D.同一导体,两端电压越大,通过的电流也越大
13.关于电流、电压和电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体的电阻越大,这段导体两端的电压就越高
C.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
D.导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大
14.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,A的电阻值为 Ω;当A和B串联,两者电阻相同时,电源电压为 V;A和B并联在电压为2.5V的电源两端干路电流是 。
15.如图甲所示是电阻R和灯泡L的I-U图像。由图可知,电阻R的阻值是 Ω。将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,开关S闭合,电流表示数为0.3 A,则电源电压为 V。
三.电阻的测量
16.关于以下四个电学实验,下列说法中不正确的是( )
A.“探究电流与电压的关系”实验中可用小灯泡替代定值电阻
B.“伏安法测电阻”实验中滑动变阻器的作用是为了多次测量求平均值减小误差
C.“探究电流与电阻的关系”实验中滑动变阻器作用是控制定值电阻两端电压不变
D.“探究电流与电压关系”实验中滑动变阻器作用是要改变定值电阻两端的电压
17.在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,下列需要注意的事项中错误的是( )
A.应使滑动变阻器的滑片移到阻值最大处
B.应使电流表与待测电阻串联
C.应将开关断开
D.应将电压表与滑动变阻器并联
18.对于“探究通过电阻的电流跟其两端电压的关系”和“伏安法测小灯泡的电阻”这两个实验,下列说法错误的是( )
A.滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流
B.这两个实验所用器材的不同点是前者用定值电阻,后者用小灯泡
C.前者多次测量的目的是得出温度对电阻有影响
D.这两个实验在操作之前,滑动变阻器必须移到阻值最大处
19.“伏安法测电阻”是电学中非常重要的一个实验,小聪同学分别对伏安法测“定值电阻”和测“小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是( )
A.两个实验的实验原理都是
B.滑动变阻器在两个实验的作用仅是保护电路
C.两个实验进行多次测量的目的不同
D.两个实验都采用了控制变量法
20.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中没有必要的是( )
A.连接电路之前,先断开开关
B.应先从电源的正极开始连接,开关应靠近电源的正极
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.不能把电流表直接接在电源的两极上
21.电源电压恒定且未知,利用阻值已知的电阻R0和一只电表,几个同学分别设计了如图所示的四种电路来测未知电阻Rx的阻值,其中方法可行的有几种( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
22.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(4) B.(2)(3) C.(1)(3) D.(3)(4)
23.现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了比较它们的阻值大小,小明设计了如图所示的四种电路,其中可行的是( )
A.①② B.②③④ C.①②③ D.①③④
24.“伏安法”测电阻的原理是 .需要的器材有:待测电阻、电源、开关、滑动变阻器、 和 ;其中, 可以改变被测电阻两端电压,多次测量求电阻的平均值,其目的是 。
25.要测定某一灯泡的电阻,只要测出灯泡两端的 和灯泡中的 ,即可用欧姆定律的变形公式 计算出待测灯泡的电阻.这种测电阻的方法叫做 法.
26.请完成下列填空。
(1)欧姆定律是总结 与 和 定量关系的规律。
(2)伏安法测电阻的原理是 。(用公式表示)
(3)在伏安法测电阻的实验中,需要的测量工具是 和 。
(4)在伏安法测定值电阻的实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和 。
(5)在伏安法测定值电阻的实验中,多次测量取平均值的目的是 。
27.如图甲所示,在“伏安法测小灯泡的阻值”实验中,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端。闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,应将滑片向 端移动。考虑温度对灯泡阻值的影响,乙图中能正确反映通过灯泡的电流和灯泡两端电压关系的图像是 。
28.如图所示是分别测量定值电阻R和小灯泡L两端电压与通过的电流得到的U—I关系图线。由图可知,定值电阻R的阻值为 Ω;小灯泡L的阻值会随其两端电压的升高而逐渐变大,其原因是 。
29.小海设计如图所示电路测量待测电阻Rx的阻值。R0为已知阻值的定值电阻。步骤如下:①闭合S、断开S1,用电压表测出 (选填“R0”、“Rx”或“电源电压”)两端的电压为U1;②再闭合S1,电压表示数为U2,则待测电阻两端的电压为 ,阻值Rx= 。(后两空均用U1、U2和R0表示)
30.小阳想利用两块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。它选择了电压恒定的电源和满足实验要求的器材,并设计了实验电路如图所示。小阳的实验操作是:闭合开关S读出电压表V1、V2的示数分别为U1、U2.请你用U1、U2和R0表示出Rx,Rx= 。
31.用电阻箱测未知电阻Rx的阻值.电路设计举例:如图所示,闭合开关S、S1,调节滑片P,读出电流表示数为I;断开开关S1,闭合开关S2,滑片P不动,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,读出电阻箱连入的阻值为R0,则Rx的表达式为Rx= .
32.用如图所示的电路图可以测定未知电阻RX的阻值.已知电源电压恒定,当单刀双掷开关S接a时,电流表的示数为0.3A;当开关S接b时,调节电阻箱R的旋盘,直到电流表示数又变为0.3A为止,读取电阻箱的电阻值为60Ω.由此可知,RX的的阻值为 Ω.
33.利用图甲电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,发现电流表和电压表均无示数,将图甲中E导线的F端依次与A、B、C、D四个接线柱试触,发现只有与D试触时电压表有示数,如故障只发生在开关或滑动变阻器处,则故障是 ;
(3)排除故障后,实验测量数据如表所示,表格中M处电流值如乙图所示,数值是 ,N处应填写的内容为 ,Rx阻值测量的结果是 Ω(保留一位小数);
实验序号 1 2 3
电压表示数U/V 0.8 1.6 2.4
电流表示数I/A 0.16 0.30 M
N
(4)利用图甲部分器材设计如图丙(a)所示的电路,可将电流表改装成直接测量电阻的仪表,M、N是连接待测电阻的接线柱,电流表表盘如图丙(b)所示,量程选择为0~0.6A,电源电压恒为6V。改装步骤如下:
①将M、N直接用导线相连,调节滑动变阻器的滑片P使电流表满偏,此后保持滑片P位置不变;
②在M、N之间接入不同待测电阻,电流表会有不同示数,依据R与I的对应关系,将电流表表盘上刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值,从而完成将电流表改装成直接测量电阻的“电阻表”;试分析:该“电阻表”的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”);“电阻表”可测量的最大准确值是 Ω。
34.小华在做测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻的实验中,所用器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
(1)他连接了如图甲所示的电路,同组小明发现接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线 ;
(2)改正错误后,闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是 ;
(3)排除故障后闭合开关,发现电压表、电流表都有示数,但小灯泡不亮,其原因是 ;移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则此时灯泡的电阻为 Ω;移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为1V时,电流表的示数应 (选填“大于”“小于”或“等于”)0.08A。
四.欧姆定律在串并联电路中的应用
35.某同学要把一个阻值为15Ω、正常工作电压为3V的灯泡接在9V的电源上使其正常工作,那么需给灯泡( )
A.串联一只45Ω的电阻 B.并联一只45Ω的电阻 C.串联一只30Ω的电阻 D.并联一只30Ω的电阻
36.某次实验中,李明同学连接了如图所示的电路,若电源电压为6V,且保持不变,电阻R1=7Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。他所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是( )
A.0~3Ω B.0~7Ω C.3Ω~7Ω D.7Ω~10Ω
37.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I﹣U图线如图所示。如果R1、R2串联的总电阻为R,并联后的总电阻为R′。则关于R、R′的I﹣U图线所在的区域,下列说法中正确的是( )
A.R1的阻值比R2大 B.R在Ⅱ区域,R′在Ⅰ区域
C.R在Ⅲ区域,R′在Ⅱ区域 D.R在Ⅲ区域,R′在I区域
38.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20Ω和5Ω的电阻串联 B.将20Ω和10Ω的电阻串联
C.将5Ω和40Ω的电阻并联 D.将10Ω和 40Ω的电阻并联
39.将电阻R与5Ω的电阻并联后总电阻小于1Ω,下列判断正确的是( )
A.R一定小于1Ω B.R一定大于1Ω C.R可能大于1Ω D.R不可能为1Ω
40.如图所示,电源电压不变,R1为3Ω,R2为6Ω,将R1和R2串联后总电阻为 Ω;并联后仍接在该电源上,则总电阻为 Ω。
41.已知R1<R2,如图是将电阻接入电路的四种不同接法,其总电阻最大的接法是 ,最小的是 。(填序号字母)
42.两只定值电阻,甲标有“”,乙标有“”,把它们并联在电路中,其等效电阻为 ,若把它们串联在电路中,电路两端允许加的最大电压为 V。
43.两个标有“5Ω 1A“和“10Ω 0.6A”的定值电阻,将它们串联起来使用时等效电阻为 Ω,电源电压最多为 V;若将它们并联时干路电流最大是 A.
参考答案:
1.C
【详解】A.探究电流跟电压的关系时,由控制变量法可知,需要控制导体的电阻一定,故A正确,不符合题意;
B.滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻,使得电路中电流发生改变,从而起到改变定值电阻两端电压的作用,故B正确,不符合题意;
C.由欧姆定律可知,电阻不变时,电流跟电压成反比,故C错误,符合题意;
D.多次实验得到多组实验数据,从而可以得到电流跟电压之间的定量关系,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】AB.研究电流与电阻的关系时,要保持电压表示数不变(即电阻R两端的电压不变),实验中将5Ω的定值电阻换成10Ω后,根据串联分压原理,电压表的示数变大,所以应使电压表示数减小为原来的电压值;由串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,根据分压原理,应增大变阻器接入电路的阻值,由图知应将滑片向右移,故A、B错误;
C.电源电压为4.5V,电压表的示数控制在2V不变,故滑动变阻器分得的电压为
则电压表示数是变阻器分得电压的
由串联分压原理,选用定值电阻R的阻值应小于或等于
所以要完成该实验,选用的定值电阻的阻值不能超过16Ω,故C正确;
D.电压一定时,电流与电阻成反比,电流随电阻的变化而变化,原选项中因果关系搞颠倒了,故D错误。
故选C。
3.A
【详解】A.“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”两个实验都是寻找规律的实验,因此两个实验多次实验的目的都是为了得到普遍性实验结论,故A正确;
B.在探究电流跟电压的关系时,要控制电阻的大小不变,改变电阻两端的电压,研究电流随电压的变化关系,因此滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压,故B错误;
C.在探究电流和电阻的关系中,要控制电阻的电压不变,改变电阻的阻值,定值电阻的电压也要发生变化,因此滑动变阻器的作用主要是控制定值电阻两端电压一定,故C错误;
D.在探究电流跟电压的关系时,要控制电阻的大小不变;在探究电流跟电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,因此两个实验都用到的实验探究方法是控制变量法,故D错误。
故选A。
4. 阻值最大 使实验结论更具有普遍性 正比 电阻
【详解】[1]开关闭合前,应该将滑动变阻器的阻值调到最大位置,使电路接通后,电路中电流最小,起到保护电路作用。
[2]分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,换用不同阻值的电阻进行多次实验,得出定值电阻变化时,电流与电压的关系是不是仍然成立,使结论正具有普遍性,减小偶然性。
[3]由图像可知,三个电阻的电流与电压图像都是过原点的倾斜直线,说明电压与电流的比是一个定值,可得同一电阻的电流与电压是成正比的。
[4]由该图像可得,当电压相同时,电阻扩大几倍与电流就缩小为原来的几分之一,因此还可以得出在电压相同时,电流与电阻成反比。
5. 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 2.5
【分析】(1)探究“通过导体的电流跟电阻的关系”时,应控制电压不变即电压表的示数不变;
(2)由图象可以看出,电压一定时,电流与电阻成反比,根据U=IR计算出电阻两端的电压值即为电压表的示数.
【详解】研究“通过导体的电流跟电阻的关系”时,在不断改变Rx的阻值的同时应调节滑动变阻器使电压表的示数不变;图象的横坐标表示通过导体的电流值,纵坐标表示通过导体的电阻值,由图象可知图线是反比例函数的图线,故可以得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;根据欧姆定律可得,电压表的示数U=IR=25Ω×0.1A=2.5V,并且实验中电压表的示数保持这个数值不变.
6. 定值电阻断路 A 改变定值电阻两端的电压 电阻一定时,电流与电压成正比 电压表与滑动变阻器并联 闭合S1和S2
【详解】(1)[1]探究电流与电压关系的实验中,滑动变阻器、电阻、电流表串联,电压表接在定值电阻两端,如图
(2)[2]闭合开关,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源构成通路,移动滑片P,两电表示数均无变化,则故障可能是定值电阻R1断路。
[3]排除故障后进行实验,小明调节滑片使电压表示数为0.5V,记录电流表示数,要使电压表示数为1.0V、再次记录电流表示数,应增大电路中的电流,即减小滑动变阻器的电阻,滑动变阻器的划片应向B端滑动。
(3)[4]滑动变阻器的作用有保护电路和改变导体两端的电压。本实验中滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两端的电压。
(4)[5]由图乙可知,R1的I U图像是一条过原点的直线,电阻两端的电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,结论是:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[6]如图丙,电阻两端的电压越大,通过导体的电流越小,说明导体的电阻变大,造成该现象的原因是:电压表并联在滑动变阻器两端。
(6)①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数为U,此时电压表与Rx串联,读数U为电源电压;
②[7] 闭合开关S1、S2,两个电阻串联,电压表测量R0两端的电压,读出电压表示数为U1,电路中的电流为
③[8]根据欧姆定律可知待测电阻阻值的表达式
7. 电流表无示数,电压表示数接近电源电压 1.5 左 20 10
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,图中电流表应与定值电阻并联了,定值电阻被短路,电压表应与定值电阻串联了,由于电压表的电阻很大,电路中几乎无电流,闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,正确修改电路如图所示:
(2)[3]设控制定值电阻两端的电压至少保持,由串联电路的规律和分压原理有
当定值电阻最大时,对应的变阻器连入电路最大,电压表示数最小
解得
故定值电阻两端的电压至少保持。
[4]根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,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,应保持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,应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,使电压表示数不变。
(3)[5]根据如图丙画出的电流与电阻关系的图象知,除定值电阻为外,电流与电阻之积为
即定值电阻的电压为3V,故阻值为的定值电阻连入电路时未移动滑片。
[6]由串联电路的规律及欧姆定律,总电阻
这时滑动变阻器的电阻为
滑动变阻器两端的电压为
则定值电阻的电压为滑动变阻器的2倍,由分压原理,定值电阻为,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为的定值电阻。
8.A
【详解】A、对于同一个定值电阻,电阻一定,导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故A正确;
B、根据公式表明:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故B错误;
C、电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,公式只是计算电阻的一种方法,故C错误;
D、由可知,在电流不变的情况下,导体两端的电压跟导体的电阻成正比,故D错误。
故选A。
9.D
【详解】导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;但可以通过计算出电阻的大小,即导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比。
故选D。
10.A
【详解】作横轴的垂线交两电阻的图线于A、B,分别过A、B两点作横轴的平行线,如图所示
由图可知,当电流相等时,R1两端的电压更大,由欧姆定律可得,所以R1>R2,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.D
【详解】A.甲的图像为一条倾斜直线,说明电流与电压成正比,甲的阻值不变,乙的图像为曲线,则其阻值是变化的,故A错误;
B.当乙两端电压为2V时,从图中找出,乙的电流为0.2A,此时
故B错误;
C.甲、乙串联在电路中,电路电流为0.2A时,从图中找出,甲的电压为1V,乙的电压为2V,甲、乙两端的电压之比是1∶2,故C错误;
D.并联电路各支路电压相等,等于电源电压,当电源电压为2V时,从图中找出,甲的电流为0.4A,乙的电流为0.2A,故干路电流为
故D正确。
故选D。
12.A
【详解】解:导体电阻于导体的材料、长度、横截面面积有关,一段导体给定后电阻就确定了,因此不能理解电压越大电阻就越大,A错误,符合题意;
对于不同导体研究电流和电压,结论都是一样,电流和电压成正比,只是比例系数不同而已,B正确,不符合题意;
根据电压相同,电阻不同电流一定不同,C正确;不符合题意;
同一导体电阻一样,电压越大电流就越大,D正确,不符合题意.
故选A.
【分析】对于比值定义的物理量()的理解不能单纯的从数学角度理解
13.D
【详解】电阻是导体本身的一种属性,与电流、电压的大小无关;但导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大。
故选D。
14. 5 6 0.9A
【详解】[1]由图像可知,当通过A的电流IA=0.4A时,A两端的电压UA=2.0V,A的电阻值
[2]当A和B串联,两者电阻相同时,它们两端的电压和通过的电流相等,由图像可知,电路中的电流为0.6A,两元件两端的电压均为3V时符合,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=UA″+UB″=3V+3V=6V
[3]A和B并联在电压为2.5V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两元件两端的电压
UA′=UB′=2.5V
由图像可知,通过两元件的电流
IA′=0.5A,IB′=0.4A
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则干路电流是
I=IA′+IB′=0.5A+0.4A=0.9A
15. 10Ω 4V
【详解】[1]由图甲中图像可知,电阻R为定值电阻,当其两端电压为6V时,通过它的电流为0.6A,则其电阻为
[2]图乙中电阻R和灯泡L串联,则当电流表示数为0.3A时,通过电阻R和灯泡L的电流都是0.3A。由图甲可知,此时电阻R和灯泡L两端的电压分别为3V和1V,则电源电压为
U'=UR+UL=3V+1V=4V
16.A
【详解】A.“探究电流与电压的关系”实验中要控制电阻不变,改变电阻的电压、电流进行多次实验,小灯泡的电阻随电压的改变,因此不能用小灯泡替代定值电阻,故A错误,符合题意;
B.“伏安法测电阻”实验中滑动变阻器的作用是为了改变电阻的电压和电流,多次测量求平均值减小误差,故B正确,不符合题意;
C.“探究电流与电阻的关系”实验中需控制电阻的电压不变,换用不同的电阻进行多次实验,滑动变阻器作用是控制定值电阻两端电压不变,故C正确,符合题意;
D.“探究电流与电压关系”实验中滑动变阻器作用是要改变定值电阻两端的电压,进行多次实验,得到普遍规律,故D正确,不符合题意。
故选A。
17.D
【详解】A.将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,可以防止电流过大烧毁元件,故A正确,不符合题意;
B.在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,应使电流表与待测电阻串联,故B正确,不符合题意;
C.为了安全,连接电路时,应断开开关,故C正确,不符合题意;
D.在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,应将电压表与滑动变阻器串联,故D错误,符合题意。
故选D。
18.C
【详解】A根据控制变量法的思路可知“探究通过电阻的电流跟其两端电压的关系”时要保持电阻不变,通过滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压(同时引起电路中电流的改变)进行研究;“伏安法测小灯泡的电阻”的实验中也要用滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压(同时引起电路中电流的改变)进行实验,故A正确不符合题意.
B 因为灯丝的阻值随温度的升高而增大,所以前者用定值电阻,后者用小灯泡,故B正确不符合题意.
C. 前者多次测量的目的是得出普遍规律;后者多次测量的目的是找出温度对小灯泡电阻的影响,故C错误符合题意;
D. 为保护电路,实验在操作之前,滑动变阻器都必须移到阻值最大处,故D正确不符合题意.
19.C
【详解】A.伏安法测电阻的实验原理是,故A错误;
B.滑动变阻器在两个实验的作用不仅是保护电路,还起到改变电压和电流方便测量多组数据的作用,故B错误;
C.测“定值电阻”时多次测量是为了求取电阻的平均值减小误差,测“小灯泡的电阻”时多次测量是为了比较灯泡在不同电压下电阻的关系,两个实验多次测量的目的不同,故C正确;
D.两个实验的目的都是为了测量而不是探究,两实验均没有用到控制变量法,故D错误。
故选C。
20.B
【详解】A. 根据保护电路的原则,连接电路之前,应先断开开关,故A是必要的;
B. 可以从电源任一极开始连接,开关串联在电路中,靠近电源的正、负极都可以,故B不必要;
C. 在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程,故C必要;
D. 电流表的电阻很小,不能把电流表直接接在电源的两极上,故D必要;
故选B.
分析:注意理解两个电表的本身电阻的特点,即电压表电阻很大,并联时对电路电流影响很小,而电流表电阻很小,如果并联使用相当于短路.
21.C
【详解】(1)只闭合开关S时,两电阻串联,电流表测量电路的电流,根据
表示出电源电压,当S、S1都闭合时R0被短路,只有待测电阻Rx工作,电流表测量电路的电流,根据
算出电源电压,根据电源电压相等列等式表示出待测电阻,故(1)可行;
(2)只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;只闭合开关S2,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,此时Rx两端的电压等于电源电压,根据
求出电阻,故(2)可行;
(3)开关S和S1都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux,根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压
根据
求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等可知,通过Rx电流等于通过定值电阻电流
根据欧姆定律求出电阻,故(3)可行;
(4)开关S0闭合,S接1时和S接2时电压表的正负接线柱会连接错误,故无法测出未知电阻Rx的阻值。
综合分析(1)(2)(3)可以测出未知电阻Rx的阻值,即可行方法有3种。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
22.A
【详解】(1)开关S1闭合,S2断开时,R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻,故(1)不符合题意;
(2)开关S1闭合,S2接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S2接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据
求出Rx的电阻,故(2)符合题意;
(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表仍侧电源的电压,无法测出Rx两端的电压,所以不能求出Rx的电阻,故(3)不符合题意;
(4)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压
U0=U-Ux
根据
求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流
Ix=I0
根据
求出电阻,故(4)符合题意。
故选A。
23.D
【详解】①从图中可以看到,这是一个并联电路,未知电阻R1和R2两端电压相同,电流表均可显示流过两电阻的电流大小,然后根据即可比较它们的阻值大小,①符合题意;
②从图中可以看到,这是一个串联电路,只知道流过两电阻的电流大小,不能确定电压,是不能比较它们的阻值大小,②不合题意;
③从图中可以看到,这是一个串联电路,流过两电阻的电流大小相等,两电压表能够知道两电阻的电压大小,根据即可比较它们的阻值大小,③符合题意;
④ 从图中可以看到,这是一个并联电路,未知电阻R1和R2两端电压相同,电流表A测的是干路电流,电流表A1测的是流过电阻R1的电流,根据并联电路电流规律可知电阻R2的电流大小,然后根据即可比较它们的阻值大小,④ 符合题意;
故选D。
24. R= 电流表 电压表 滑动变阻器 减小误差
【详解】[1]“伏安法”测电阻的原理是:,即分别测量出电压和电流,用欧姆定律计算出电阻。
[2][3]需要的器材有:待测电阻、电源、开关、滑动变阻器、电压表和电流表。
[4][5]其中,滑动变阻器可以改变被测电阻两端电压,以实现多次测量求电阻的平均值的目的,求电阻的平均值可以减小误差。
25. 电压 电流 R=U/I 伏安
【详解】根据伏安法测电阻的原理解答:
要测定某一灯泡的电阻,只要测出灯泡两端的电压和灯泡中的电流,即可用欧姆定律的变形公式计算出待测灯泡的电阻.
这种测电阻的方法叫做伏安法.
26. 电流 电压 电阻 电压表 电流表 改变电阻两端的电压和通过的电流 减小实验误差
【详解】(1)[1][2][3]欧姆定律是总结电流与电压和电阻定量关系的规律,导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
(2)[4]伏安法测量电阻的实验原理为,使用电流表和电压表直接测量待测电阻的电流和电压,根据欧姆定律计算电阻。
(3)[5][6]在伏安法测电阻的实验中,需要测量电压和电路中的电流,故需要的测量工具是电压表和电流表。
(4)[7]在伏安法测定值电阻的实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路外,还可以改变电阻两端的电压和通过的电流,进行多次实验。
(5)[8]在伏安法测定值电阻的实验中,多次测量取平均值的目的是减小实验误差。
27. 右 左 C
【详解】[1]由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最右端,使其阻值最大,起到保护电路的作用。
[2]闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,则应减小滑动变阻器的阻值,应将滑片向左端滑动。
[3]灯丝的电阻随温度的升高而增大,灯泡两端的电压越大,灯泡的实际功率越大温度越高,则其电阻越大。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
28. 5 灯丝的电阻受到温度的影响
【详解】[1]由图像可知,当R两端的电压为3V时,通过R的电流为0.6A,由可得,定值电阻R的阻值为
[2]由于灯丝的电阻受到温度的影响,温度越高,电阻越大,所以小灯泡L的两端电压升高时,温度升高,亮度增大,阻值会变大。
29.
【详解】[1]由图可知,当闭合S、断开S1时,定值电阻和待测电阻串联在电路中,此时电压表测量定值电阻的电压为U1。
[2][3]再闭合S1时,待测电阻被短路,此时电压表测量的是电源电压为U2。当闭合S、断开S1时,定值电阻和待测电阻串联在电路中,根据分压原理可知,待测电阻的电压为
此时通过定值电阻的电流为
定值电阻和待测电阻串联,通过待测电阻的电流和相等,即,由可知
30.
【详解】由图可知Rx和R0串联,因此根据串联电路中电流的特点可知电路中电流处处相等,则
由欧姆定律变形可得待测电阻
31.R0
【详解】设电源电压为U,闭合S、S1,调节滑片P,读出A表示数I,则Rx两端的电压为IRx,滑动变阻器两端的电压为UIRx;断开S1,闭合S2,滑片P不动,滑动变阻器接入电路的电阻不变,调节电阻箱,使A表示数仍为I,则滑动变阻器两端的电压不变,仍为UIRx,根据串联电路的电压特点可知,变阻箱两端的电压为U(UIRx)=IRx,读出电阻箱连入的阻值R0,由欧姆定律可知RxR0.
分析:闭合S、S1,调节滑片P,读出A表示数I,利用欧姆定律可知Rx两端的电压,结合串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压;断开S1,闭合S2,滑片P位置不动,调节电阻箱,使A表示数仍为I,则滑动变阻器两端的电压不变,可知电阻箱两端的电压,利用欧姆定律可知Rx的大小.
32.60
【详解】定值电阻为R0,当单刀双掷开关S接a时,电流表的示数为0.3A,由欧姆定律,得=0.3A.
当开关S接b时,电流表的示数为0.3A,由欧姆定律,得=0.3A,所以Rx=R=60Ω.
33. B 开关断路 0.48 电阻RX/Ω 5.1 不均匀 290
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即B端;
(2)[2]电压表正接线柱E导线的F端接D接线柱时,电压表有示数,说明D与电源正极间电路连接完好,不存在断路;电压表正接线柱与A、B、C接触时电压表无示数,说明这些点与电源正极间存在断路,而电路只有一处故障,所以电路在C与D两点间出现了断路,如故障只发生在开关或滑动变阻器处,则故障是开关断路。
(3)[3]电流值如乙图所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.48A。
[4]该实验是测量未知电阻Rx的阻值,测出了未知电阻Rx两端的电压和通过的电流,下一步需要计算未知电阻Rx的阻值,故N处应填写的内容为“电阻RX/Ω”。
[5]由表中数据可知,三次测量计算出的电阻值分别是
故Rx阻值测量的结果
(4)[6]将M、N直接用导线相连,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表满偏(示数为0.6A),由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值
若通过电流表的电流为I,由欧姆定律和电阻的串联规律,M、N之间接入电阻的阻值表达式
①
由①知,R与I不成正比,故将电流表改装成直接测量电阻的仪表后,仪表盘上的刻度是不均匀的。
[7]②电流表表盘如图丙(b)所示,量程选择为0~0.6A,其分度值为0.02A,故电流表能准确读出的最小电流为0.02A,由①可知,“电阻表”可测量的最大准确值
34. 小灯泡断路 小灯泡实际功率太小 12.5 大于
【详解】(1)[1]原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,在测小灯泡的电阻的实验中,小灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)[2]改正错误后,闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,说明电路可能断路,电压表示数等于电源电压,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,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是小灯泡断路。
(3)[3]排除故障后闭合开关,发现电压表、电流表都有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,说明电路中电流太小,小灯泡实际功率太小。
[4]移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.2A,则此时灯泡的电阻为
[5]假设灯泡电阻不变,当电压表的示数为1V时,通过灯泡的电流为
由于灯泡两端电压减小,功率减小,温度降低,灯丝电阻随温度降低而减小,根据欧姆定律可知,此时电流表的示数应大于0.08A。
35.C
【详解】由题知,电源电压大于灯泡正常工作的电压,由串联电路的分压特点可知,要使小灯泡在9V的电源上正常发光时应串联一个电阻分压,小灯泡正常发光时的电压为3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻两端的电压
由串联分压原理可得
即
解得
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
36.C
【详解】由图可得,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量滑动变阻器R2的电压,电流表测量电路的电流。所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电阻的电阻最大,此时电阻R1的电压为
电路的电流为
滑动变阻器接入最大的电阻为
当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路电阻为
滑动变阻器接入电路的最小电阻为
为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是3Ω~7Ω,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
37.D
【详解】A.由图知,当电压相等时,通过两电阻的电流:I1>I2,由R=可知,R1<R2,故A错误;
BCD.由串联电路的总电阻R比每个分电阻都要大;并联电路中的总电阻R′比每一个并联电路的分电阻都要小,则在R1、R2、R、R′中,R最大,R′最小;根据欧姆定律可知,当它们两端加相同的电压时,通过R的电流最小,故R在I—U图像的Ⅲ区;通过R′的电流最大,故R′在I—U图像的Ⅰ区。故D正确;BC错误。
故选D。
38.D
【详解】A.将20Ω和5Ω的电阻串联的总电阻
R串1=R1+R2=20Ω+5Ω=25Ω
故A不符合题意;
B.将20Ω和10Ω的电阻串联的总电阻
R串2=R1+R3=20Ω+10Ω=30Ω
故B不符合题意;
C.将5Ω和40Ω的电阻并联的总电阻
故C不符合题意;
D.将10Ω和 40Ω的电阻并联后的总电阻
故D符合题意。
故选D。
39.C
【详解】根据并联电阻的规律,由题意有
①
故
R1.25Ω
故R可能小于1Ω、可能大于1Ω、也可能为1Ω。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
40. 9 2
【分析】已知两电阻的阻值,根据串并联电路的电阻规律分别求出电路的总电阻。
【详解】[1]R1和R2串联,由电阻串联的规律得电路的总电阻
R串=R1+R2=3Ω+6Ω=9Ω
[2]R1和R2并联,由电阻并联的规律得电路的总电阻
41. C D
【详解】[1][2]两个电阻串联相当于增大了导体的长度,串联后的电阻比任意一个串联电阻都大;两个电阻并联相当于增大了导体的横截面积,并联后的电阻比任意一个串联电阻都小。所以,其总电阻最大的接法是C,最小的是D。
42. 6 15
【详解】[1]甲、乙并联后的等效电阻
等效电阻为6Ω。
[2]因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以两只定值电阻串联时,电路中的总电阻
因为串联电路中各处的电流相等,所以串联电路中电路中允许通过的最大电流
根据欧姆定律可得,电路两端允许加的最大电压
电路两端允许加的最大电压15V。
43. 15 9 1.5A
【分析】(1)(2)串联电路电流处处相等;为了不损坏电阻,比较两电阻允许通过的最大电流,选其中较小的电流;然后根据串联电路电阻的特点求出总电阻,再利用U=IR即可求出电源电压的最大值;
(3)并联电路两端电压相等;为了不损坏电阻,根据U=IR分别求出各电阻两端允许的最大电压,然后比较,选其中较小的电压,再利用分别求出各支路电流,最后利用并联电路电流的特点求出干路上允许的最大电流.
【详解】(1)串联电路的等效电阻等于各个电阻之和,所以R=R1R2=5Ω10Ω=15Ω;
(2)因串联电路电流处处相等,串联电路中的最大电流为0.6A;
则电源电压的最大值:U大=I大(R1R2)=0.6A×(5Ω10Ω)=9V;
(3)两电阻两端允许的最大电压分别为:U1=I1R1=1A×5Ω=5V,U2=I2R2=0.6A×10Ω=6V,U1<U2 ,则电路两端允许加的最大电压是5V;
此时通过R1电阻的电流为1A,通过R2电阻的电流:,则并联电路中干路上允许的最大电流为:.
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