第17章 欧姆定律
一、单选题
1.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)在“探究电流跟电阻的关系”实验中,同学们绘制出的四条I﹣R图线如图所示,其中正确的图线是( )
A. B. C. D.
2.(2022秋·吉林松原·九年级统考期末)如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压保持6V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,实验中,先在a、b两点间接入10Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为4V,记下此时电流表的示数,接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻( )
A.20Ω和50Ω B.40Ω和60Ω C.20Ω和40Ω D.20Ω和60Ω
3.(2022秋·吉林延边·九年级统考期末)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作,当滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )(设灯丝电阻不变)
A.灯泡变亮 B.电压表示数变小
C.电流表示数变大 D.电路的总电阻变小
4.(2022秋·吉林松原·九年级统考期末)如图所示是电阻甲和乙的U-I图象,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值保持10Ω不变
B.乙的电阻值保持20Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.25A时,甲、乙两端总电压为5V
5.(2022秋·吉林长春·九年级期末)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、3、4,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.2V 2Ω B.5V 1Ω C.4V 1Ω D.4V 2Ω
6.(2022秋·吉林·九年级统考期末)如图所示,小灯泡正常发光,若只将小灯泡与电流表位置互换,则( )
A.电流表无示数 B.电压表无示数
C.小灯泡不发光 D.电压表有示数且等于电源电压
7.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)如图所示,电源两端电压为3V,。闭合开关S,电流表示数为0.1A,下列说法正确的是( )
A.通过的电流为0.6A B.的电阻为25Ω
C.两端的电压为3V D.两端的电压为2.5V
8.(2022秋·吉林·九年级统考期末)某导体两端电压为5V时,通过它的电流为1A,若该导体两端的电压为0.5V时,则该导体的电阻和流经它的电流分别是( )
A.5Ω 1A B.5Ω 0.1A C.0.5Ω 0.1A D.0.5Ω 1A
9.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)如图所示是小明设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,水位最低时,滑杆P位于R的a端处。下列判断错误的是( )
A.水位升高时,小灯泡亮度不变
B.水位升高时,电流表示数变大
C.水位升高时,电压表示数变大
D.水位最低时,电压表示数为零
10.(2022秋·吉林松原·九年级统考期末)如图所示,是定值电阻和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
11.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,有关该装置的说法正确的是( )
A.装置中电阻R'可以省略
B.当油面下降时,通过电阻R的电流增大
C.当油面上升时,电阻R两端的电压变小
D.油量表是由电压表改装而成的
12.(2022秋·吉林通化·九年级期末)某规格热敏电阻的阻值随环境温度的变化如图甲所示,如果设计一个通过电表示数反映热敏电阻随环境温度变化的电路,要求温度升高时电表示数减小,图乙所示的电路中符合要求的可能是( )
A. B.
C. D.
13.(2022秋·吉林·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S,将滑动变阻器的滑片P逐渐向a端移动时,下列说法正确的是(灯丝电阻不变)( )
A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变小
C.小灯泡变暗 D.电路的总电阻变小
二、多选题
14.(2022秋·吉林白城·九年级期末)如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中可行的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
15.(2022秋·吉林延边·九年级统考期末)有两个电阻,,若把它们串联在电路中,通过和的电流之比为 ,若把它们并联在电路中,通过和的电流之比为 。
16.(2022秋·吉林延边·九年级统考期末)当导体两端电压为时,通过的电流为,若它两端电压为,则通过的电流是 A,若它两端的电压为时,它的电阻为 。
17.(2022秋·吉林松原·九年级统考期末)检查是否饮酒的设备的电路如图甲所示,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的变化的图像如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压不变,当检测到酒精气体的浓度增大时,则电流表的示数 ,电压表示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
18.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻。若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,示数之比为3∶2,则R1、R2电阻之比为 ;若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,R1、R2为 联,甲、乙两表此时的示数之比为 。
19.(2022秋·吉林长春·九年级期末)如图是测量推力大小的部分电路,要求推力越大电流表示数越大,则电路中M、N两点应分别接滑动变阻器的 两个接线柱,电阻R0是为了防止推力过大时电路发生 现象。
20.(2022秋·吉林延边·九年级统考期末)如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端,得到电压表示数与电流表示数的关系图象如图乙所示,则电源电压为 V。当电流表的示数为0.5A时,R1与R2接入电路的阻值之比为 。
21.(2022秋·吉林延边·九年级统考期末)两个电阻串联,若其中一个电阻增大,则总电阻 ,两个电阻并联,若其中一个电阻增大,则总电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
22.(2022秋·吉林·九年级统考期末)如图所示,电源电压不变,断开开关S,电流表的示数0.5A,闭合开关S,电流表的示数为0.8A。此时R1与R2的电压之比是 ,阻值之比为 。
23.(2022秋·吉林通化·九年级期末)如图甲所示电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端移动到b端,电压表和电流表示数变化情况如图乙所示,电源电压为 ,滑动变阻器接入电路的最大阻值 。
24.(2022秋·吉林白城·九年级统考期末)电阻R1=10Ω,R2=20Ω,将它们串联在同一电路中,当电路闭合时,通过它们的电流之比I1∶I2= ,它们两端的电压之比U1∶U2= .
四、作图题
25.(2022秋·吉林白山·九年级统考期末)在如图所示的电路中,通过开关的断开和闭合测量出小灯泡的电阻,只闭合S1电压表测小灯泡的电压,请将电压表、定值电阻和小灯泡,依次填到图中的虚线框内,并补全电路。
五、实验题
26.(2022秋·吉林延边·九年级统考期末)小明利用如图甲所示电路进行“探究电流与电阻关系”的实验,已知电源电压为,实验用到的定值电阻值分别为,根据所得数据画出乙图所示图像。
(1)根据电路图甲,连接实物图。
(2)连接电路时,开关要 ,开关闭合前滑片调到 处,当将R由换成时,滑片P要向 (选填“左”或“右”)端移动。
(3)实验中保持R两端的电压为 不变。由图像可得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(4)若滑动变阻器的最大电阻为,则实验所用的定值电阻允许的最大值为 。
27.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)在“探究电流与电阻的关系”实验中,可用器材:六节新干电池串联,阻值分别为 5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,导线若干,电路如图。
(1)按照电路图正确连接电路,将5Ω的电阻接入电路的 a、b 两点间,闭合开关,发现电压表示数为 9V,电流表无示数,则电路存在的故障是 ;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动,当电压表的示数为 3V 时,电流表的示数为 A;
(3)用 10Ω的电阻替换 5Ω的电阻接入 a、b 两点间,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为 V 时,记录电流表的示数;
(4)用 20Ω电阻替换 10Ω电阻接入 a、b 两点间,继续实验,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终 3V(选填“大于”、“小于”或“等于”),由此判断小明使用的滑动变阻器最大阻值可能为 (选填“10Ω”、“20Ω”或“50Ω”);
(5)现在手边没有其它器材,小明想利用前两次的实验数据继续完成实验,可以采取的措施是至少拆除掉 节干电池。
28.(2022秋·吉林松原·九年级统考期末)某班级同学在用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值。
(1)小亮连成如图甲所示的电路,他刚要闭合开关,同组的小红提醒他,实物连接有一处错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔代替导线把电路连接正确 ;
(2)正确连接电路后,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 ;
(3)实验中,小亮多次测量待测电阻两端的电压及电流值,计算出电阻值,最后求出电阻的平均值,这样做的目的是为了 ;
(4)实验中小亮发现他使用的滑动变阻器的铭牌模糊不清,他想知道它的最大阻值是多少。于是他利用一个已知阻值的定值电阻R0,一个电流表,电源(电压未知)和开关设计了如图乙所示的电路图。请你将他的实验步骤补充完整,并写出滑动变阻器最大阻值R的表达式;
①闭合开关,将滑片移至a端,读出电流表的示数为I1;
② ,读出电流表的示数为I2;
③滑动变阻器最大阻值R= 。(用所测及给出的物理量符号表示)
29.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)小明在伏安法测电阻Rx的实验中,连接了如图甲所示的电路。
(1)在连接电路的过程中,开关必须 ,且将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”端),连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,观察到电压表和电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出待测电阻Rx的阻值为 。测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的 ,这种方法的优点 ;
(2)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 ,用电压表测出电源电压为U;
③则未知电阻Rx阻值的表达式:Rx= (用U、U1和R0表示)。
30.(2022秋·吉林·九年级统考期末)如图甲是用测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节至最 端;
(2)闭合开关S后,发现电压表指针反向偏转,出现这种现象的原因是 ;
(3)正确连接后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电流表示数为0.5A,电压表示数如图乙所示则未知电阻Rx= Ω;
(4)用一个已知阻值为R0的定值电阻,和一个单刀双掷开关S0,设计了如图丙所示的电路图。闭合开关S后,当S0接通触头1时,电压表示数为U1,当S0和接通触头2时,电压表示数为U2,则Rx= 。
六、计算题
31.(2022秋·吉林松原·九年级统考期末)现有两个电阻R1=10Ω、R2=20Ω,若把这两个电阻并联后接入电路中(电源电压不变),如图所示,电流表示数为0.6A,求:
(1)电源电压;
(2)干路中的电流。
32.(2022秋·吉林通化·九年级期末)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器最大阻值为20Ω。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移到a端时,电流表的示数为0.6A;当滑动变阻器滑片P移到b端时,电流表的示数为0.8A,求:
(1)电源电压;
(2)电阻R的阻值。
33.(2022秋·吉林长春·九年级期末)如图所示,当开关S闭合时,电压表示数是3V,电流表示数是0.6A,R1=10Ω。求:
求:(1)滑动变阻器接入电路中的阻值;
(2)电源电压。
七、综合题
34.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中电源电压恒为6V,定值电阻R0为10Ω,电压表量程为0~3V,R是压敏电阻(阻值随平板受到的压力大小变化而变化),R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如下表,平板质量不计。
压力F/N 0 60 200 500 900 1500
压敏电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
(1)人的体重越大,电压表的示数就 ,电路的总功率就 (以上两空选填“越大”、“越小”);
(2)当电压表的值为2.4V时,称得的体重G为多少N? (要求写出必要的文字和说明)
(3)体重计能称量的最大值是 N;
(4)为了增大体重计称量的最大值,应该 电源电压(选填“提高”或“降低”)。
35.(2022秋·吉林长春·九年级统考期末)在综合实践活动中,小新自制了一个坐位体前屈项目测试仪,原理如图所示,电源电压恒为6V,R1=30,电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表示数为0.1A。挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。
(1)挡板P由B端向A端滑动时,电流表示数 ,电压表示数 ;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)当推动挡板P到A端时,电压表示数是 ;
(3)国家体质标准中九年级男生坐位体前屈成绩大于17.8cm为优秀。小新进行测试时电压表示数为1.5V,小新的成绩是否优秀? 。
参考答案:
1.C
【详解】由欧姆定律可知,在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.C
【详解】探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,串联电路中总电压等于各分电压之和,滑动变阻器两端的电压
定值电阻两端是滑动变阻器两端电压的两倍,由串联电路特点可知,定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的两倍,滑动变阻器的最大阻值为20欧姆,则定值电阻的最大阻值为40欧姆,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.B
【详解】由图可知电路为灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,当滑片向右移动时,滑动变阻器电阻变大,电路中的总电阻变大,电流变小,灯泡的亮度会变暗,根据可得,灯泡电阻不变,电流变小,灯泡两端的电压会变小,电压表的示数会变小,故B正确,ACD错误。
故选B。
4.C
【详解】AB.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化;由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.1A,则根据欧姆定律可得
故AB错误;
C.甲、乙并联在2V电源时,甲和乙电压都为2V,由图象可知,I甲=0.1A,I乙=0.2A,故干路电流
故C正确;
D.甲、乙串联在电路中时,当电路电流为0.25A时,甲和乙电流都为0.25A,由图可知,;因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时电源的电压
故D错误。
故选C。
5.D
【详解】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测R2支路的电流,电压表测电源两端电压。由题意可知,R2=4Ω,三只电表的示数分别为1、3、4。
①假设电流表A1示数是1A,即I2=1A,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压
U2=I2R2=1A×4Ω=4V
即电压表的示数为4V,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则此时A2示数为3A,即干路电流I=3A,电流表A1的示数是1A,所以,通过R1的电流
I1=I-I2=3A-1A=2A
则电阻R1的阻值
②假设电流表A1示数是3A,即I′2=3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压
U′=I′2R2=3A×4Ω=12V
即电压表的示数为12V,故此种情况不可能;
③假设电流表A1示数是4A,即I′′2=4A,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压
U′′=I′′2R2=4A×4Ω=16V
即电压表的示数为16V,故此种情况不可能。综上可知,电源电压为4V,电阻R1的阻值为2Ω,故D正确,ABC错误。
故选D。
6.B
【详解】若将小灯泡和电流表的位置互换,电压表测电流表两端电压,不影响电路,所以灯泡仍正常发光,电流表示数不变;原电路中电压表测灯泡两端电压,位置互换后电压表测电流表两端电压,电流表的电阻几乎为0,电流表使电压表短路,所以电压表的示数为0;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.B
【详解】A.该电路是串联电路,在串联电路中电流处处相等,电流表示数为0.1A,所以通过的电流为0.1A,故A错误;
B.电源电压为3V,由欧姆定律可知电路的总电阻
则的电阻
故B正确;
C.两端的电压
故C错误;
D.两端的电压
故D错误。
故选B。
8.B
【详解】由可得,导体的电阻为
因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以当导体两端的电压为0.5V时,导体的电阻仍为5Ω不变,电压为0.5V时,通过导体的电流
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B
9.B
【详解】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器下端部分两端的电压。
ABC.水位升高时,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻不变,总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,电流表示数不变,灯泡亮度不变。与电压表并联部分的电阻变大,根据U=IR可知,电压表示数变大。故AC正确,不符合题意,B错误,符合题意。
D.水位最低时,与电压表并联部分的电阻为0,电压表示数为0。故D正确,不符合题意。
故选B。
10.C
【详解】A.由图像知,乙图线是一倾斜的直线,是定值电阻的I-U图象,而甲图线中,用电器的电阻是变化的,所以是小灯泡的I-U图线,故A不符合题意;
B.由图像知,当通过定值电阻R的电流为0.4A时,它两端的电压为4V。则定值电阻
故B不符合题意;
C.当定值电阻R和小灯泡L并联在4V的电源上时,由图像知,通过小灯泡的电流为0.8A,则通干路的电流
I=I1+IL=0.4A+0.8A=1.2A
故C符合题意;
D.由图像知,定值电阻R与小灯泡L串联接在电路中时,如果通过电路的电流为0.4A,则R两端的电压为4V,L两端的电压为1V,电源电压
U=4V+1V=5V
故D不符合题意。
故选C。
11.C
【详解】AD.该电路为R′和R的串联电路,油量表串联在电路中,为电流表改装而成;若没有R′,当滑动变阻器连入电路的阻值为0时,电源会短路,因此为保护电路,装置中电阻R′不可以省略,故AD错误;
B.当油面下降时,浮标向下移动,另一端的滑杆会向上移动,滑动变阻器连入电路的阻值会变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,由串联电路的电流特点可知,电阻R通过的电流减小,故B错误;
C.当油面上升时,浮标向上移动,另一端的滑杆会向下移动,滑动变阻器连入电路的阻值会变小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,根据欧姆定律可知定值电阻R′两端的电压变大,根据串联电路电压规律可知R两端的电压变小,故C正确。
故选C。
12.D
【详解】A.如图,定值电阻R0与热敏电阻并联,电流表测干路电流;并联电路中各支路独立工作、互不影响;当温度升高时,通过R0的电流不变,热敏电阻的阻值减小,通过热敏电阻的电流增大,干路电流增大(并联电路中干路电流等于各支路电流之和),即电流表的示数变大;故A不符合题意;
B.如图,定值电阻R0与热敏电阻并联,电流表测通过热敏电阻的电流;并联电路中各支路独立工作、互不影响;当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,通过热敏电阻的电流增大,即电流表的示数变大;故B不符合题意;
C.如图,定值电阻R0与热敏电阻串联,电压表测量定值电阻R0两端的电压;温度升高时,热敏电阻的阻值减小,电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,由UR0=IR0可知,R0两端的电压增大,故C不符合题意;
D.如图,定值电阻R0与热敏电阻串联,电压表测量热敏电阻两端的电压;温度升高时,热敏电阻的阻值减小,电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,由UR0=IR0可知,R0两端的电压增大,所以热敏电阻两端的电压减小(串联电路中各支路两端电压之和等于电源电压),故D符合题意。
故选D。
13.A
【详解】由图可知,灯泡与滑动变阻器串联接入电路,电流表测量电流中的电流,电压表测量滑动变阻器右部分电压,将滑动变阻器的滑片P逐渐向a端移动时,电路中的总电阻不变,故电路中的电流不变,灯泡亮度不变;根据欧姆定律可知,电流不变时,与电压表并联的部分电阻变大,则电压表示数变大,故BCD错误。
故选A。
14.ABD
【详解】A.电压表V1测R0两端的电压U1,电压表V2测Rx两端的电压U2,根据欧姆定律可计算出电路中的电流为:
则Rx的阻值为:
可以测Rx的电阻,故A符合题意;
B.电流表A1测通过R0的电流I1,电流表A2测通过Rx的电流I2,R0两端的电压为:
根据并联电路规律可知,此时电源电压等于通过R0两端的电压也等于Rx两端电压。根据欧姆定律可计算Rx的阻值为:
可以测Rx的电阻,故B符合题意;
C.图示电路只能测出Rx的电流I,无法得到Rx两端电压,无法测出Rx的阻值,故C不符合题意;
D.当开关同时闭合时,可测得电源电压U,当S闭合,S1断开时,电压表测Rx两端电压Ux,电阻R0两端电压为:
则电路中的电流为:
根据欧姆定律可计算Rx的阻值为:
可测出Rx的阻值,故D符合题意。
故选ABD。
15. 1∶1 3∶2
【详解】[1]因为串联电路中电流时处处相等的,所以通过R1和R2的电流之比为1∶1。
[2]并联电路中,两电阻电压相同,根据电流与电阻的关系可得,当电压一定时电流与电阻成反比,因此通过R1和R2的电流之比为3∶2。
16. 0.6 20
【详解】[1]由 可得,导体的阻值
当电压为12V时,通过的电流为
[2]电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,导体两端没有电压时,该导体的阻值仍为不变。
17. 变大 变大
【详解】[1][2]由图象可知,随酒精浓度的增大,酒精气体传感器R阻值变小,由于串联电路总电阻等于各部分电阻之和,因此电路的总电阻变小,根据可知电路电流增大,即电流表示数变大,由可知,R0两端电压变大,即电压表示数变大。
18. 1∶2 并 1∶3
【详解】[1]由图可知,若开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表,则R1、R2串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2的电压,根据串联电路的电压特点可知,R1、R2两端的电压之比
串联电路中各处的电流相等,R1、R2电阻之比为
[2][3]若开关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,R1、R2并联,电流表甲测量通过R2支路的电流,电流表乙测量干路的电流;根据并联电路电压特点可知,R1、R2两端的电压相等,通过两个电阻的电流之比
通过两个电阻的电流
I1=2I,I2=I
甲、乙两表此时的示数之比为
19. AC/AD 短路
【详解】[1][2]用力推弹簧,滑片P向左移动时,电路中的电流逐渐变大,滑动变阻器接入的电阻变小,接入电路的电阻丝变短,滑动变阻器一定接入A接线柱,上面接线柱任意选择,所以可以接入AD或AC;电阻R0是保护电阻,防止推力过大,导致滑动变阻器接入的电阻为0时,电路中发生短路。
20. 3 5:1
【详解】[1] 由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当R2接入电路中的电阻为0时,通过电路的电流最大,此时定值电阻R1两端的电压即电源电压,由图乙可知通过电路的最大电流为0.6A,此时定值电阻R1两端的电压为3V,所以电源电压为3V。
[2]由图像中数据可得R1的电阻
当电路中得电流为0.5A时,电路中的总电阻
根据串联电路电阻的特点可知,此时R2的电阻
R2=R总-R=6Ω-5Ω=1Ω
R1与R2接入电路的阻值之比为
21. 变大 变大
【详解】[1]两个电阻串联,总电阻等于两个电阻之和,故其中一个电阻增大,则总电阻变大。
[2]两个电阻并联,总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和,故其中一个电阻增大,则总电阻变大。
22. 1∶1 3∶5
【详解】[1][2]当断开开关S时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为通过R1的电流,即I1=0.5A;当再闭合开关S时,两电阻并联,电流表测干路电流,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,再闭合开关S时通过R1的电流不变,又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流为
I2=I-I1=0.8A-0.5A=0.3A
由于并联电路中各支路两端的电压相等,故R1与R2的电压之比是为1∶1;并联电路中电阻之比等于电流反比,故R1与R2的电阻之比为
R1∶R2=I2∶I1=0.3A∶0.5A=3∶5
23. 9V 60Ω
【详解】[1]由甲图可知,闭合开关,电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压;当滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路为定值电阻的简单电路,其两端电压等于电源电压,由欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由乙图可知当通过电路的电流为最大电流0.3A时,电压表的示数为9V,即电源电压为9V。
[2]当滑动变阻器的滑片在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据电阻的串联可知此时电路电阻最大,由欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,由乙图可知当通过电路的电流为最小电流0.1A时,电压表的示数为3V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时滑动变阻器两端的电压为
UH=U﹣UR=9V﹣3V=6V
则滑动变阻器的最大阻值为
24. 1∶1 1∶2
【详解】[1]因为串联电路中电流处处相等,所以两电阻串联在同一电路中时,通过它们的电流之比
I1∶I2=1∶1
[2]由I=知U=IR,所以它们两端的电压之比
U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2=10Ω∶20Ω=1∶2
25.
【详解】电路中没有电流表,为了测得通过灯泡的电路,可将定值电阻与灯泡串联,测得定值电阻两端电压,根据欧姆定律求得通过它的电流,由串联电路电流规律可知,通过灯泡的电流等于通过定值电阻的电流。由题知,只闭合S1,电压表测小灯泡的电压,所以电压表并联在灯泡两端,故电路如下图所示。只闭合S2,电压表测定值电阻和灯泡两端的总电压;保持滑动变阻器滑片位置不变,当只闭合S1时,电压表测灯泡两端电压,两电压之差即为此时定值电阻两端电压,由以上分析可知,此时可求得通过灯泡的电流,进而测出灯泡的电阻,所以电路连接正确。
26. 断开 电阻值最大 右 2.5V 反比 50
【详解】(1)[1]由甲电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片P向左移动,电路中电流变小,即向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,如图所示:
(2)[2][3]连接电路时,为了保护电路,一是待检查无误后闭合开关,二是闭合开关前滑片移到阻值最大处。
[4] 研究电流与电阻的关系,要控制电阻的电压不变,将由换成时,电阻变小、分压变小,电压表的示数变小,此时为保持电阻两端的电压不变,即保持电压表的示数保持不变,应减小滑动变阻器电路中的的阻值,故滑片向右端滑动。
(3)[5][6]由图乙可知,根据U=IR得电阻两端的电压
0.25A×10Ω=2.5V
0.1A×25Ω=2.5V
0.5A×5Ω=2.5V
为一定值,故由图象可以得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[7] 定值电阻两端的电压始终保持,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
根据串联电路×分压原理可知
代入数据可得
解得
实验所用的定值电阻允许的最大值为。
27. 定值电阻断路 0.6 3 大于 20 2
【详解】(1)[1]由图得,ab间的电阻与滑动变阻器串联,电压表测量电阻电压,电流表测量电路电流,电源由六节新干电池串联,因为每节新干电池的电压为1.5V,所以电源电压为9V。将 5Ω的电阻接入电路的 a、b 两点间,闭合开关,发现电压表示数为 9V,等于电源电压,则电压表与电源正负接线柱连接完好,电流表无示数,说明电路中出现断路现象,则电路存在的故障是与电压表并联的电阻断路。
(2)[2]电流表的示数为
(3)[3]在“探究电流与电阻的关系”实验中,要控制电阻的电压不变,用 10Ω的电阻替换 5Ω的电阻接入 a、b 两点间,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为3V 时,记录电流表的示数。
(4)[4]当定值电阻的电阻变大时,要控制电阻电压不变,由串联电路特点:电流处处相等和欧姆定律得,滑动变阻器接入电路中的电阻也应变大,若滑动变阻器的最大阻值太小,则滑动变阻器分到的电压偏小,电压表的示数偏大,因此用 20Ω电阻替换 10Ω电阻接入 a、b 两点间,继续实验,发现无论怎样移动滑片,会出现电压表示数始终大于3V。
[5]若当接入电路中电阻为20Ω时,电压表示数为3V时,由串联电路特点和欧姆定律得
所以此时需要接入电路中的滑动变阻器的阻值为
若当接入电路中电阻为10Ω时,由串联电路特点和欧姆定律得
所以此时需要接入电路中的滑动变阻器的阻值为
则要能顺利完成实验滑动变阻器的最大阻值至少为40Ω,但现在滑动变阻器不能完成20Ω电阻的实验,说明滑动变阻器的最大阻值大于等于20Ω,且小于40Ω,因此小能明使用的滑动变阻器最大阻值可能为20Ω。
(5)[6]依题意得,电压表的示数保持3V不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,则要完成第三次实验时有
解得电源电压
所以应减掉的电源电压为
即至少拆除掉2节干电池。
28. 阻值最大处 减小实验误差 闭合开关,将滑片移至b端
【详解】(1)[1]滑动变阻器应采用一上一下的接法,且电压表应并联在灯泡两端,测灯泡的电压,故应将定值电阻与滑动变阻器下端相连的导线,改接到滑动变阻器的上端接线柱上,正确的连接方法如下图所示
(2)[2]在闭合开关前,为防止电流过大而损坏元件,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处。
(3)[3]一次实验测出来的结论误差较大,应多次测量求出电阻的平均值,这样做的目的是为了减小测量中的误差。
(4)实验中没有电压表,需要利用电流来表示电压的大小,两元件可以设计成并联,利用并联电路两端电压等于电源电压的特点来完成测量。
①闭合开关,将滑片移至a端,此时R0短路,电路中为仅有R的简单电路,读出电流表的示数为I1;则电源电压为
………………①
②[4]闭合开关,将滑片移至b端,两电阻并联,读出电流表的示数为I2;此时为两电阻的总电流,则R0的电流为
则R0的电压即电源电压为
………………②
③[5]联立①②两式可得滑动变阻器最大阻值为
29. 断开 右 6.25 平均值 减小实验误差 闭合开关S和S1
【详解】(1)[1][2]在连接电路的过程中,为了保护电路,开关必须断开,且滑动变阻器接入电路中的电阻应该最大,滑片移到阻值最大处,由图得,应将滑动变阻器的滑片P移到最右端。
[3]由图甲得,电压表测量电阻的电压,电流表测量电阻的电流,由图乙得,电流表的量程选择0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;电压表的量程选择0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V,由欧姆定律得,待测电阻Rx的阻值为
[4][5]实验中为了减小误差,应测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值。
(2)[6][7]①由图得,闭合开关S、断开开关S1,定值电阻R0与未知电阻Rx串联,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;②闭合开关S和开关S1,用电压表测出电源电压为U;定值电阻R0与未知电阻Rx串联时,电路中的电流为
由欧姆定律得
30. 右 电压表正负接线柱接反 5
【详解】(1)[1]闭合开关前,为防止电流过大损坏电路,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,即调节至最右端。
(2)[2]电压表要从正接线柱接入,负接线柱接出,闭合开关S后,发现电压表指针反向偏转,出现这种现象的原因是正负接线柱接反了。
(3)[3]电压表示数如图乙所示,电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.5V,根据欧姆定律,则未知电阻Rx的阻值为
(4)[4]闭合开关S后,当S0接通触头1时,电压表示数为U1,此为R0与Rx总电压,当S0和接通触头2时,电压表示数为U2,此时为R0两端电压,则Rx两端电压为
根据串联电路电流的规律及欧姆定律可得
则Rx两端电阻为
31.(1)6V;(2)0.9A
【详解】解:(1)由图可知,两个电阻并联,电流表测量通过R1的电流,电源电压
U=U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V
(2)由并联电路电压的规律可知R2两端的电压
U2=U=6V
通过R2的电流
干路中的电流
I总=I1+I2=0.6A+0.3A=0.9A
答:(1)电源电压是6V;
(2)干路中的电流是0.9A。
32.(1)12V;(2)60Ω
【详解】解:(1)当开关S闭合,滑片P移动到a端时,电阻R被短路,电路中只有R1连入电路中,则R1两端的电压
U1=I1R1=0.6A×20Ω=12V
此时电路中只有R1连入电路,电源电压U等于R1两端的电压U1,即电源电压为12V。
(2)当滑片移动到b端时,R与R1并联接入电路,由并联电路的电流规律可知此时通过电阻R所在支路的电流
IR=I-I1=0.8A-0.6A=0.2A
则电阻R的阻值
答:(1)电源电压为12V;
(2)电阻R的阻值为60Ω。
33.(1);(1)
【详解】解:(1)根据题意,电压表测R2两端电压,电路中电流为,由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路中的阻值为
(2)如图所示,R1与R2串联,由欧姆定律可得R1两端电压为
由串联电路电压的规律可得电源电压为
答:(1)滑动变阻器接入电路中的阻值为;
(2)电源电压为。
34. 越大 越大 500N 900 降低
【详解】(1)[1][2]由图可知压敏电阻R和定值电阻R0串联接入电路,电压表与定值电阻R0并联,测量定值电阻R0两端的电压,体重越大,对压敏电阻的压力越大,由表格数据可知,压力越大,压敏电阻的阻值越小,由电阻的串联可知电路的总电阻越小,根据可知,电路中的电流越大,由U0=IR0可知定值电阻R0两端的电压越大,电压表的示数越大,由P=UI可知,电路的总功率越大。
(2)[3]当电压表的值为2.4V时,电路中的电流为
压敏电阻两端的电压为
UR=U-U0=6V-2.4V=3.6V
压敏电阻的阻值为
由表格可知,当压敏电阻的阻值为15Ω时,压力为500N。
(3)[4]电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,当电压表示数为3V时,由串联电路电压的规律可知压敏电阻两端电压为
U′R=U-U′0=6V-3V=3V
压敏电阻和定值电阻两端的电压相等,定值电阻R0为10Ω,根据串联电路分压特点可知,压敏电阻的阻值也为10Ω,由表格可知,此时压力为900N,即体重计的最大称量值为900N。
(4)[5]电压表的最大测量值和定值电阻R0的阻值不变,则电路中的最大电流不变,要增大体重计称量的最大值,此时压敏电阻的阻值会更小,则电路的总电阻更小,由可知电源电压更小,所以为了增大体重计称量的最大值,应该降低电源电压。
35. 不变 变大 3V 否
【详解】(1)[1][2]闭合开关,R1和R2串联,电压表测量与R2并联部分两端的电压,电流表测量电路电流,因电压表在电路中相当于开路,挡板P由B端向A端滑动时,电阻丝R2始终以最大阻值接入电路(即接入电路的电阻不变),电压表并联部分的电阻变大,由欧姆定律可知挡板移动过程中,电路中电流不变,即电流表示数不变;根据可知电压表示数变大。
(2)[3]电流表的示数为0.1 A,根据欧姆定律可知R1两端的电压
当推动挡板P到A端时,电压表与R2的最大阻值并联,串联电路总电压等于各部分电压之和,则R2两端的电压为
即电压表示数是3V。
(3)[4]电阻R2的最大阻值
小林进行测试时电压表示数为1.5V,此时电压并联的电阻丝的阻值
已知推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm,因其他条件不变时电阻的大小与长度成正比,故小林同学的成绩为
故小新的成绩没有达到优秀。