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《欧姆定律》中考试题精选
一.选择题(共14小题)
1.如图所示,电源电压不变,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动。关于
该过程,下列说法中正确的是( )
A.电流表A 的示数变小,灯泡的亮度不变
1
B.电压表V的示数不变,灯泡的亮度变暗
C.整个电路的总功率变大
D.电压表V的示数与电流表A 的示数的比值变小
2
2.如图所示电路图,改变各开关连接情况时,下列分析正确的是( )
A.当S 闭合,S 、S 断开时,电压表V与V 示数相等
2 1 3 1
B.当S 闭合,S 、S 断开时,电流表A的示数大于A 的示数
2 1 3 1
C.当S 断开,S 、S 闭合时,电流表A的示数与A 的示数相等
2 1 3 1
D.当S 断开,S 、S 闭合时,电压表V与V 示数相等
2 1 3 13.如右图,是某实验小组的同学连接的电路,则( )
A.在连接此电路时,开关应该断开;开关闭合前,滑片应处于最左端
B.S 、S 都闭合时,L 、L 并联,电流表测干路的电流
1 2 1 2
C.先闭合S 、S ,再断开S 时,电流表示数变小,电压表示数变小
1 2 1
D.S 、S 都闭合时,将滑片右移时,电流表示数变小,电压表示数变小
1 2
4.在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说
法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2 电阻做实验时,需要更换电压表量程
Ω
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
5.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,滑片P从A点向右移动的过程中,下
列说法正确的是( )A.电流表A示数变大电流表A 示数不变
1
B.电流表A 示数变大电流表A 示数不变
1 2
C.电压表V示数与电流表A 示数的乘积不变
1
D.电压表V示数与电流表A 示数的比值变小
1
6.用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻 R两端电压,设计了三种
方案。
甲:多节干电池串联接入MN;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
7.如图(a)所示是电阻甲和乙的I﹣U图象(b)、(c)是它们的部分电路连接示意图,
下列说法错误的是( )A.当电阻乙两端电压为2.5V时,它的阻值和甲的阻值相等
B.图(b)中,当电压U为3V时,乙的电阻为5
Ω
C.图(c)中,当电压U为2V时,干路总电流为0.6A
D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先
变大后变小
8.如图甲所示电路,分别把定值电阻R 、R (R >R )接入A、B之间后进行实验,并根
1 2 1 2
据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P﹣U图象,如图乙所示。如果把R 和R
1 2
并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的 P﹣U图象 .则图象
所对应的电阻和图象 所在的区域分别是( ) ③
① ③
A.R 和Ⅰ B.R 和Ⅲ C.R 和Ⅰ D.R 和Ⅲ
1 1 2 2
9.如图所示,电源电压不变,当开关S 断开,S 、S 闭合时,电流表示数为I ,电压表示
2 1 3 1
数为U ;当开关S 闭合,S 、S 断开时,电流表示数为 I ,电压表示数为U .已知
1 2 1 3 2 2R :R =2:1,则( )
1 2
I 2 U 2 I 9 U 2
A.
1=
,
1=
B.
1=
,
1=
I 9 U 3 I 2 U 3
2 2 2 2
I 2 U 3 I 9 U 3
C.
1=
,
1=
D.
1=
,
1=
I 9 U 2 I 2 U 2
2 2 2 2
10.新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率,在生活中广泛应用,图甲是PTC调试
工作电路,R 是保护电阻,阻值恒定;R 是PTC电阻,阻值随温度变化的图象如图乙
0 1
所示。闭合开关S,当温度从20℃升高到120℃的过程中( )
A.电流表示数先变小后变大
B.电压表示数先变大后变小
C.电压表与电流表示数的比值先变小后变大
D.保护电阻R 消耗的功率先变小后变大
0
11.如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )A.电流表A 示数变小,电压表V示数变小
1
B.电流表A 示数变大,电压表V示数变大
2
C.电压表V示数与电流表A 示数比值不变
1
D.电压表V示数与电流表A 示数比值不变
2
12.如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持 3V不变,滑动
变阻器的规格是“10 1A”。实验中,先在a、b两点间接入5 的电阻,闭合开关S,
移动滑动变阻器的滑片Ω P,使电压表的示数为2V,读出并记录下Ω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.10 和40 B.20 和30 C.10 和20 D.30 和40
Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω
13.小红测电阻R 的阻值,设计的电路如图所示,电源电压保持不变,其中R 是0~200
x 0
的滑动变阻器,R是未知固定电阻。她把开关S掷于a时,电压表读数为2.5 V,电流Ω
表读数为0.5 A;再把开关S掷于b,并调节R ,得到电压表读数减小0.7V,电流表读
0
数增加0.4A.最后小红得到R 的阻值为( )
xA.5 B.3 C.2 D.1.75
Ω Ω Ω Ω
14.小明在医院看到一种输液警报器(如图甲),当管内药液流完时,电铃发声,报警器
内部有一可变电阻,当输液管内有液体时,电阻大,无液体时,电阻小,电路如图乙所
示,则当闭合开关报警器工作时,分析正确的是( )
A.输完药液时,电流表示数变小
B.输完药液时,电压表示数变小
C.输完药液时,电铃响的原因是其两端电压变大,电铃正常工作
D.未输完药液时,电铃不响是因为没有电流通过
二.多选题(共3小题)
15.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑
到左端的过程中,R 、R 的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
1 2A.图线A是电阻R 的I﹣U关系图象
1
B.电源电压为18V
C.R 的阻值是20
1
Ω
D.滑动变阻器R 的最大阻值为30
2
Ω
16.如图所示的四个电路中,R 为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻R 的电路是(
0 x
)
A. B.
C. D.
17.如图所示,电源电压保持不变,L是标有“2V 1W”字样的灯泡,电流表A、A 的量
1
程均为0~0.6A,将滑动变阻器滑片P滑至最右端,断开S ,闭合S ,电压表示数为
1 2
6V,电流表A的示数为0.3A;闭合S 、S ,电流表A 的示数为0.1A.(假设灯丝电阻
1 2 1
不变)则下列说法中正确的是( )A.滑动变阻器的最大阻值为20
Ω
B.R 的阻值为60
0
Ω
C.S 断开,S 由闭合到断开时,电压表的示数会变大
1 2
D.断开S 、S ,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为8
1 2
Ω
三.填空题(共5小题)
18.客厅有三组六盏相同的白炽灯,由一个开关控制,其中有一盏不亮,另五盏正常发光
(如图所示)。已知家庭电路电压为220V,每只灯工作时电阻为1100 ,则此时通过
开关的电流为 A,不亮的那一盏灯 (选填:断路、被短接Ω)了。
19.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导元件和限流电阻并联组成,内部
电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R 随电流I变化关系如图乙所示,限流电
1
阻R =12 ,灯泡L上标有“6V3W”字样。当电源电压为6V时,灯泡 (选填
2
“能”或“Ω不能”)正常发光;若电源电压仍为 6V,当灯泡发生短路时,电流表的示
数为 A。20.如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关,当变阻器滑片P往左滑动时,灯泡L的
亮度 ;调节滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中,电压表V 的变化范围
1
为2.5V~4.5V,电压表V 的变化范围为2V~0V,电流表的变化范围为0.1A~0.16A,
2
则变阻器的最大阻值是 。
Ω
21.如图所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象,若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,
电路中的电流为0.6A,则电源电压为 V;若将电阻R和灯泡L并联接在电压为
6V的电源上,此时灯L的电阻为 ,干路电流为 A。
Ω
22.在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在
U﹣I坐标中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是 ,电阻R 的阻值
1
是 ,电阻R 的阻值是 。
2四.实验探究题(共4小题)
23.某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,同学们发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示
数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 。
(4)排除故障后,先将5 定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使
电压表的示数为某一定值,Ω此时电流表的示数如图乙所示,为 A。
(5)接下来断开开关,取下5 的定值电阻,换成10 的定值电阻,闭合开关,应向
(选填“A”或“B”)端移动Ω滑片,直至电压表示数Ω为 V时,读出电流表的示
数。再更换20 定值电阻继续实验,实验数据记录在表格中。由实验数据可知:当导体
两端的电压一定Ω时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
实验次数 1 2 3
R/ 5 10 20
Ω
I/A 0.2 0.1
(6)该小组想用一块电流表和一个定值电阻R ,测未知电阻R 的阻值。于是他们设计
0 x
了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
闭合S和S ,此时电流表的示数为I 。
1 1
①
闭合S断开S ,此时电流表的示数为I 。
1 2
②请用已知量R 和测出量I 、I 表示出未知电阻R 的表达式,则R = 。
0 1 2 x x
③
24.东东同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学
实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻值分别是 5 、10 、
15 、20 。 Ω Ω
Ω Ω
按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,
①电 流 表 示 数 增 大 。
闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是
②。东东排除故障后,把5 的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表
③的示数如图丙所示,其示数Ω 为 A。
断开开关S,把5 的电阻换成10 的电阻,再次闭合开关后,滑片应向 (填
④“左”或“右”)端Ω移动。 Ω
在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 。
⑤
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图
(R 阻值已知),来测量未知电阻R 的阻值。
0 x
闭合S、S ,断开S ,适当调节滑片的位置,电压表示数为U 。
1 2 1
①
闭合S、S ,断开S ,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U 。
2 1 2
②
未知电阻的阻值Rx= (用字母表示)。
③
25.小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验:
(1)小明选择了如下器材:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器“20 2A“、电流表、
电压表、开关、定值电阻(5 、10 、15 、20 的各一个)、导线若干Ω。
Ω Ω Ω Ω
小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应 ;
①
请用笔画线代替导线帮助小明完成图甲电路的连接;
②
开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B“)端;闭
③合开关后,发现电流表有示数,电压表示数为零。经检查,电流表、电压表正常且连接
完好,则电路存在的故障可能是 。
排除故障后,小明先将5 电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为
④2V,再将5 电阻换成10 Ω电阻后,小明接下来的操作是 ;当把10 的电阻换
成20 的电Ω阻后,无论怎样Ω调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到控制Ω 值,说明
。 Ω
更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的
⑤电 阻 成 比 。(2)上述实验结束后,小明和同学们想要测量额定电流为0.3A小灯泡的额定功率,却
发现电压表已经损坏,
于是他们利用“20 2A”的滑动变阻器以及原有器材,又设计了如图乙所示电路,测
量过程如下: Ω
(填开关通断情况),移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.3A时,
①小灯泡正常发光;
保持滑动变阻器的滑片位置不动, (填开关通断情况),记下电流表的示数
②为0.3A;
则小灯泡的额定电功率为 W。
③
26.小兵利用图1电路来探究电流与电阻的关系,他在实验中控制电压表示数为U 不变,
0
相关器材规格已在图中标明。(1)请用笔画线代替导线将电压表接入电路;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,将电阻箱调至某阻值,调节滑动变阻器时,他发现电压表示数始终为
零而电流表示数有明显变化,经检查是由于某处被短路而造成的,被短路的是 ;
1
(4)小兵调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与 关系图线如图2所示,由
R
此可知U =
0
V,实验结论是:在电压一定时, ;
(5)若由于电池电量不足,小兵换用4.5V电源后继续实验,进行了如下操作:
将电阻箱阻值先调至4 进行实验,实验完成后断开开关;
① Ω
再将电阻箱阻值调至15 后,闭合开关进行实验;
② Ω
则由于小兵在上述操作中的一个疏漏,将会导致 。
(6)小华利用图1电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究在5 ~25 范围内,
他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验,则他根据实验数Ω据描点Ω所绘制的
1
与I与 关系图线不可能是图3中的 (选填“甲”或“乙”),理由是 。
R
五.计算题(共2小题)27.如图所示,甲为电路的连接情况,R =20 ,R 为滑动变阻器,乙为R 的I﹣U图象,
1 2 3
电源电压保持不变。当S 闭合,S 断开时,Ω若滑片P在a端,则电流表示数为0.6A;若
1 2
滑片P在b端,则电压表示数为8V.求:
(1)电源电压。
(2)滑动变阻器R 的最大阻值。
2
(3)当S 、S 均闭合,且滑片P在a端时,求电流表的示数。
1 2
28.如图所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6V0.5A”的字样(不考虑温度对小灯泡电
阻的影响),电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格为“20 1A”
Ω
(1)电源电压调至6V,闭合开关S 和S ,移动滑动变阻器滑片P,使小灯泡正常发光,
1 2
电流表示数为0.6A,则电压表的示数是多少?R 的阻值是多少?
0
(2)电源电压调至8V,断开开关S ,闭合开关S ,为了保证电路安全,求滑动变阻器
1 2
的阻值变化范围。参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
1.如图所示,电源电压不变,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动。关于
该过程,下列说法中正确的是( )
A.电流表A 的示数变小,灯泡的亮度不变
1
B.电压表V的示数不变,灯泡的亮度变暗
C.整个电路的总功率变大
D.电压表V的示数与电流表A 的示数的比值变小
2
【解答】 由电路图可知,灯泡L与变阻器R并联,电流表A 测R支路的电流,电流表
1
A 测干路电流,电压表测电源两端的电压。
2
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过灯泡L的电流不变,灯泡的亮暗不变,故B错误;
将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动时,接入电路中的电阻变大,
U
由I= 可知,通过R的电流变小,即电流表A 的示数变小,故A正确;
R 1
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A 的示数变小,
2
则电压表V的示数与电流表A 的示数的比值变大,故D错误;
2
由P=UI可知,整个电路的总功率变小,故C错误。
故选:A。
2.如图所示电路图,改变各开关连接情况时,下列分析正确的是( )
A.当S 闭合,S 、S 断开时,电压表V与V 示数相等
2 1 3 1
B.当S 闭合,S 、S 断开时,电流表A的示数大于A 的示数
2 1 3 1
C.当S 断开,S 、S 闭合时,电流表A的示数与A 的示数相等
2 1 3 1
D.当S 断开,S 、S 闭合时,电压表V与V 示数相等
2 1 3 1
【解答】
(1)当S 闭合,S 、S 断开时,R 与R 串联,电压表V测电源两端的电压,电压表
2 1 3 1 2
V 测R 两端的电压,电流表A、A 均测电路中的电流,
1 1 1
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表V的示数大于电压表V 的示数,故A错误;
1
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表A的示数等于A 的示数,故B错误;
1
(2)当S 断开,S 、S 闭合时,R 与R 并联,电流表A测干路电流,电流表A 测R
2 1 3 1 2 1 2
支路的电流,电压表V、V 均测电源两端的电压,
1因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表A的示数大于电流表A 的阻值,故C错误;
1
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电压表V与V 示数相等,故D正确。
1
故选:D。
3.如右图,是某实验小组的同学连接的电路,则( )
A.在连接此电路时,开关应该断开;开关闭合前,滑片应处于最左端
B.S 、S 都闭合时,L 、L 并联,电流表测干路的电流
1 2 1 2
C.先闭合S 、S ,再断开S 时,电流表示数变小,电压表示数变小
1 2 1
D.S 、S 都闭合时,将滑片右移时,电流表示数变小,电压表示数变小
1 2
【解答】
(1)为保护电路,在连接此电路时,开关应该断开,开关闭合前,滑片应处于最大阻
值的右端,故A错误;
(2)S 、S 都闭合时,L 被短路,L 与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电
1 2 2 1
流表测电路中的电流,故B错误;
将滑片右移时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,U
由I= 可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,
R
由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故 D
错误;
(3)先闭合S 、S 时,L 与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路
1 2 1
中的电流,
再断开S 后,L 、L 、变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电
1 1 2
流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路的总电阻变大,
U
由I= 可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,
R
由U=IR可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故C正确。
故选:C。
4.在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说
法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2 电阻做实验时,需要更换电压表量程
Ω
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差【解答】 A、电流与电阻在反比,A错误;
B、由图知,这个不变的电压为:
U=IR=0.4A×5 =2V;电源至少选用两节新干电池(3V),B正确;
Ω
C、换用2 电阻做实验时,控制电阻的电压不变,故不需要更换电压表量程,C错误;
Ω
D、多次实验是为了得出普遍性的规律,D错误。
故选:B。
5.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,滑片P从A点向右移动的过程中,下
列说法正确的是( )
A.电流表A示数变大电流表A 示数不变
1
B.电流表A 示数变大电流表A 示数不变
1 2
C.电压表V示数与电流表A 示数的乘积不变
1
D.电压表V示数与电流表A 示数的比值变小
1
【解答】 由电路图可知,R 与R 并联,电流表A 测R 支路的电流,电流表A 测R
0 1 1 0 2 1
支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源两端的电压。
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R 的电流不变,即电流表A 的示数不变,故B错误;
0 1
则电压表V示数与电流表A 示数的乘积不变、电压表V示数与电流表A 示数的比值不
1 1变,故C正确、D错误;
滑片P从A点向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,
U
由I= 可知,通过R 的电流变小,
R 1
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表A的示数变小,故A错误。
故选:C。
6.用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻 R两端电压,设计了三种
方案。
甲:多节干电池串联接入MN;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
【解答】 研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,
则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两
端的电压发生变化,方法可行;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,
从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电
压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
故选:D。
7.如图(a)所示是电阻甲和乙的I﹣U图象(b)、(c)是它们的部分电路连接示意图,
下列说法错误的是( )
A.当电阻乙两端电压为2.5V时,它的阻值和甲的阻值相等
B.图(b)中,当电压U为3V时,乙的电阻为5
Ω
C.图(c)中,当电压U为2V时,干路总电流为0.6A
D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先
变大后变小
【解答】
A.由图(a)可知,当电阻甲、乙两端电压为2.5V时,通过两者的电流均为0.5A,则
U U
由I= 的变形式R= 可知,电阻甲、乙的阻值相等,故A正确;
R I
B.图(b)中,两电阻串联,由图(a)可知,当电路中的电流I=0.2A、U甲 =1V、U
U 2V
乙
=2V时,电压U为3V,此时乙的电阻R乙 = 乙= =10 ,故B错误;
I 0.2A
ΩC.图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,当电压U=2V、I甲 =0.4A、I乙 =0.2A时,
干路总电流为0.6A,故C正确;
D.图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通
过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小,故D正确。
故选:B。
8.如图甲所示电路,分别把定值电阻R 、R (R >R )接入A、B之间后进行实验,并根
1 2 1 2
据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P﹣U图象,如图乙所示。如果把R 和R
1 2
并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的 P﹣U图象 .则图象
所对应的电阻和图象 所在的区域分别是( ) ③
① ③
A.R 和Ⅰ B.R 和Ⅲ C.R 和Ⅰ D.R 和Ⅲ
1 1 2 2
【解答】 根据乙图中 图象可知,当两电阻分别接入电路后两端电压相同时, 中
的功率大于 中的功率①,②即P >P , ①
1 2
②
U2
又因为功率P= ,以及R >R ,当两电阻分别接入电路后两端电压相同时,电阻较小
1 2
R
的R 功率大于电阻R 的功率,所以图象 对应的电阻是R ;
2 1 2
①
如果把 R 和R 并联后接入 A、B之间进行实验,首先根据并联电路中总电阻的求
1 2
1 1 1
= +
,可得并联之后A、B间的电阻要小于R ,同时也小于R ,
R R R 1 2
总 1 2
U2
同理,根据功率P= 可知,在A、B间电压相同时,两电阻并联后电阻最小,那么此
R
时的功率应该最大,则图象应该在 的上方,所以图象 所在的区域应在Ⅰ区域;
① ③
故选:C。9.如图所示,电源电压不变,当开关S 断开,S 、S 闭合时,电流表示数为I ,电压表示
2 1 3 1
数为U ;当开关S 闭合,S 、S 断开时,电流表示数为 I ,电压表示数为U .已知
1 2 1 3 2 2
R :R =2:1,则( )
1 2
I 2 U 2 I 9 U 2
A.
1=
,
1=
B.
1=
,
1=
I 9 U 3 I 2 U 3
2 2 2 2
I 2 U 3 I 9 U 3
C.
1=
,
1=
D.
1=
,
1=
I 9 U 2 I 2 U 2
2 2 2 2
【解答】 当开关S 断开,S 、S 闭合时,R 与R 并联,电压表测电源两端的电压,电
2 1 3 1 2
流表测干路电流,
已知R :R =2:1,则R =2R ,
1 2 1 2
设电源的电压为U,则此时电压表的示数U =U,
1
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
U U U U 3U
= + = + =
所以,电流表示数I ,
1 R R 2R R 2R
1 2 2 2 2
当开关S 闭合,S 、S 断开时,R 与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路
2 1 3 1 2 1
中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
U U U
= = =
所以,电路中的电流:I ,
2 R +R 2R +R 3R
1 2 2 2 2
U 2U
此时电压表示数:U =I R = ×2R = ,
2 2 1 3R 2 3
23U
U U 3
I 2R 9 1= =
所以, 1= 2 = ,U 2U 2,故ABC错误、D正确。
I U 2 2
2 3
3R
2
故选:D。
10.新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率,在生活中广泛应用,图甲是PTC调试
工作电路,R 是保护电阻,阻值恒定;R 是PTC电阻,阻值随温度变化的图象如图乙
0 1
所示。闭合开关S,当温度从20℃升高到120℃的过程中( )
A.电流表示数先变小后变大
B.电压表示数先变大后变小
C.电压表与电流表示数的比值先变小后变大
D.保护电阻R 消耗的功率先变小后变大
0
【解答】
A、甲中,两电阻串联,电压表测R 的电压,电流表测电路的电流,
1
由图乙知,当温度从20℃升高到100℃的过程中电阻R 变小,从100℃升高120℃的过
1
程中电阻R 变大,则根据串联电阻的规律,总电阻先变小后变大,由欧姆定律可知,
1
电路中的电流先变大后变小,即电流表示数先变大后变小,故A错误;
B、电路中的电流先变大后变小,根据U=IR可知,定值电阻R 的电压先变大后变小,
0
由串联电路电压的规律可知,R 的电压先变小后变大,即电压表示数先变小后变大,故
1
B错误;C、根据欧姆定律可知,电压表与电流表的比值等于PTC电阻R 的阻值,所以电压表与
1
电流表的比值先变小后变大,故C正确;
D、因电路中的电流先变大后变小,根据P=I2R 可知,R 消耗的功率先变大后变小,
0 0
故D错误。
故选:C。
11.如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )
A.电流表A 示数变小,电压表V示数变小
1
B.电流表A 示数变大,电压表V示数变大
2
C.电压表V示数与电流表A 示数比值不变
1
D.电压表V示数与电流表A 示数比值不变
2
【解答】 由图知,滑动变阻器R 与电阻R 并联,电流表A 测量电阻R 的电流,电流
2 1 1 1
表A 测量电路总电流,电压表测电源的电压;
2
A、并联电路各支路两端的电压等于电源电压,当滑动变阻器滑片P向右移动时,其电
阻变大,但电压表的示数不变;由于定值电阻的阻值和两端电压不变,所以A 的示数
1
不变,A错误;
B、滑片向右滑动,变阻器的阻值变大,这条支路的电流变小,通过定值电阻的电流不
变,则通过干路中的电流变小,B错误;
C、电压表与电流表A 的比值是定值电阻的阻值,其阻值不变,所以电压表与 A 的示
1 1
数比值不变,C正确;
D、电压表的示数不变,由B分析知,A 的示数变小,所以电压表与A 的比值变大,D
2 2错误。
故选:C。
12.如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持 3V不变,滑动
变阻器的规格是“10 1A”。实验中,先在a、b两点间接入5 的电阻,闭合开关S,
移动滑动变阻器的滑片Ω P,使电压表的示数为2V,读出并记录下Ω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.10 和40 B.20 和30 C.10 和20 D.30 和40
Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω
【解答】 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,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑 =U﹣U
R
=3V﹣2V=1V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,根据欧姆定律可得:
U
滑
R I U 1V 1
滑= = 滑= = ,
R U U 2V 2
R R
I
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10 时,定值电阻的最大阻值:
Ω
R
max
=2R滑max =2×10 =20 ,
Ω Ω即定值电阻的最大阻值不能超过20 ,
Ω
结合选项可知,ABD不符合,C符合。
故选:C。
13.小红测电阻R 的阻值,设计的电路如图所示,电源电压保持不变,其中R 是0~200
x 0
的滑动变阻器,R是未知固定电阻。她把开关S掷于a时,电压表读数为2.5 V,电流Ω
表读数为0.5 A;再把开关S掷于b,并调节R ,得到电压表读数减小0.7V,电流表读
0
数增加0.4A.最后小红得到R 的阻值为( )
x
A.5 B.3 C.2 D.1.75
Ω Ω Ω Ω
【解答】 由电路图可知,R 、R、R 串联,电流表测电路中的电流;
x 0
开关S掷于a时,电压表测R 与R两端的电压之和,
x
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
U
所以,由I= 可得:
R
U 2.5V
R +R= a= =5 ,
x
I 0.5A
Ω
开关S掷于b时,电压表测R两端的电压,
因电压表读数减小0.7V,电流表读数增加0.4A,
所以,U =U ﹣0.7V=2.5V﹣0.7V=1.8V,电路中的电流I′=I+0.4A=0.5A+0.4A=
b a
0.9A,
则R的阻值:U 1.8V
R= b= =2 ,
I′ 0.9A
Ω
则R 的阻值:
x
R =5 ﹣R=5 ﹣2 =3 。
x
Ω Ω Ω Ω
故选:B。
14.小明在医院看到一种输液警报器(如图甲),当管内药液流完时,电铃发声,报警器
内部有一可变电阻,当输液管内有液体时,电阻大,无液体时,电阻小,电路如图乙所
示,则当闭合开关报警器工作时,分析正确的是( )
A.输完药液时,电流表示数变小
B.输完药液时,电压表示数变小
C.输完药液时,电铃响的原因是其两端电压变大,电铃正常工作
D.未输完药液时,电铃不响是因为没有电流通过
【解答】 由题意知,当输完药液时,警报器内的电阻较小,未输完药液时,警报器内
的电阻较大;
U
A、由I= 可知,当输完药液时,警报器内的电阻较小,电路中的电流较大,电流表的
R
示数变大,故A错误;
B、由A知,输完药液时,电路中的电流变大,所以电铃两端的电压变大,故B错误;
C、输完药液时,电铃两端的电压变大,所以电铃可以正常工作而发声,故C正确;
D、未输完药液时,电阻较大,电流较小,电铃不响,并不是因为没有电流,而是因为
电流较小造成,故D错误。故选:C。
二.多选题(共3小题)
15.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑
到左端的过程中,R 、R 的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
1 2
A.图线A是电阻R 的I﹣U关系图象
1
B.电源电压为18V
C.R 的阻值是20
1
Ω
D.滑动变阻器R 的最大阻值为30
2
Ω
【解答】 由电路图可知,R 与R 串联,电压表V 测R 两端的电压,V 测R 两端的电
1 2 1 1 2 2
压,电流表测电路中的电流。
(1)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,R 两端的电压最大,
1
R 两端的电压为0,
2
由图象可知,A为滑动变阻器R 的U﹣I关系图象,B为电阻R 的U﹣I图象,故A错
2 1
误;
(2)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U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R 两端的电压U =4V,R 两端的电压
1 1 2
U =14V,
2
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:
U=U +U =14V+4V=18V,故B正确;
1 2
U
由I= 可得,定值电阻R 的阻值和滑动变阻器的最大阻值:
R 1
U 4V U 14V
R = 1= =20 ,R = 2= =70 ,故C正确、D错误。
1 2
I 0.2A I 0.2A
Ω Ω
故选:BC。
16.如图所示的四个电路中,R 为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻R 的电路是(
0 x
)
A. B.
C. D.
【解答】 A、开关S都闭合时,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量R
x
两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据
U
I= 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R 电流等于通过定
R x
U
值电阻电流I =I ,根据R = x 求出电阻,故A正确。
x 0 x I
x
B、由电路图可知,当S断开时,电路为R 的简单电路,电流表测电路中的电流,根据
0
欧姆定律可求电源的电压;当开关 S闭合时R 、R 并联,电流表测干路电流,因通过
0 xR 的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过 R 的电流,再根据并联电路的电压
0 x
特点和欧姆定律即可求出R 阻值,故B正确;
x
C、由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R 的简单电路,电流表测电路中的电流,
0
根据欧姆定律求出电源的电压;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,
根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联求出R 阻值,故C正确。
x
D、由电路图可知,无论开关闭合还是断开,电压表始终测电源的电压,即无法测出或
间接得出R 两端的电压,故此电路图不能测出R 阻值,故D不正确。
x x
故选:ABC。
17.如图所示,电源电压保持不变,L是标有“2V 1W”字样的灯泡,电流表A、A 的量
1
程均为0~0.6A,将滑动变阻器滑片P滑至最右端,断开S ,闭合S ,电压表示数为
1 2
6V,电流表A的示数为0.3A;闭合S 、S ,电流表A 的示数为0.1A.(假设灯丝电阻
1 2 1
不变)则下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为20
Ω
B.R 的阻值为60
0
Ω
C.S 断开,S 由闭合到断开时,电压表的示数会变大
1 2
D.断开S 、S ,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为8
1 2
Ω
【解答】 (1)断开S 、闭合S ,电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路,电压表测电
1 2
源的电压即U=6V,
U
由I= 可得,滑动变阻器的最大阻值:
RU 6V
R滑 =
I
=
0.3A
= 20 ,故A正确;
Ω
(2)闭合S 、S ,电阻R 可以接到电源上,电流表A 的示数即为R 的电流,则
1 2 0 1 0
U 6V
= = =
R 60 ,故B正确;
0 I 0.1A
0
Ω
(3)S 断开,S 由闭合到断开时,电压表由测电源的电压变为测滑动变阻器与灯泡串
1 2
联时滑动变阻器两端的电压,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电压表的示数变小,故C不正确;
(4)由P=UI可得,灯泡的正常发光时的电流
P 1W
I = L = =0.5A,
L U 2V
L
∵串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
∴电路中的最大电流I =0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
max
滑动变阻器两端的电压:
U滑 =U﹣U
L
=6V﹣2V=4V,
滑动变阻器接入电路中的最小值:
U 4V
R滑 =
I
滑=
0.5A
= 8 ,故D选项正确。
max
Ω
故选:ABD。
三.填空题(共5小题)
18.客厅有三组六盏相同的白炽灯,由一个开关控制,其中有一盏不亮,另五盏正常发光
(如图所示)。已知家庭电路电压为220V,每只灯工作时电阻为1100 ,则此时通过
开关的电流为 1 A,不亮的那一盏灯 断路 (选填:断路、被短接)Ω了。【解答】 家庭电路中,由于另五盏正常发光,说明六盏白炽灯工作时互不影响,故六
盏白炽灯并联连接;
由一个开关控制,则开关串联在干路上,
由于六盏白炽灯相同,且五盏正常发光,则:
U 220V
干路电流I=5I =5× = 5× =1A;
1 R 1100Ω
L
由于不亮的灯泡对其它灯泡没有产生影响,故这盏灯泡是发生开路现象。
故答案为:1;断路。
19.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导元件和限流电阻并联组成,内部
电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R 随电流I变化关系如图乙所示,限流电
1
阻R =12 ,灯泡L上标有“6V3W”字样。当电源电压为6V时,灯泡 能 (选填
2
“能”或“Ω不能”)正常发光;若电源电压仍为 6V,当灯泡发生短路时,电流表的示
数为 1. 3 A。
【解答】 (1)根据P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
P 3W
I = L = =0.5A,
L U 6V
L因0.5A<0.6A,
所以,由乙图可知R 的阻值为0 ,此时R 被短路,灯泡L两端的电压为6V,能正常
1 2
发光; Ω
(2)当灯泡发生短路时,R 与R 并联,
1 2
根据图乙可知,通过R 的电流大于0.6A时阻值为7.5 ,则
1
Ω
根据欧姆定律可得,R 两端两端的电压:
1
U =I R =0.6A×7.5 =4.5V,
1 1 1
Ω
所以,U <U=6V,
1
即此时R 的阻值为7.5 ,
1
Ω
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,此时电流表的示数:
U U 6V 6V
= + = + =
I=I +I 1.3A。
1 2 R R 7.5Ω 12Ω
1 2
故答案为:能;1.3。
20.如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关,当变阻器滑片P往左滑动时,灯泡L的
亮度 变亮 ;调节滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中,电压表V 的变化范
1
围为 2.5V~4.5V,电压表 V 的变化范围为 2V~0V,电流表的变化范围为 0.1A~
2
0.16A,则变阻器的最大阻值是 2 0 。
Ω
【解答】 由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V 测L两端的电压,电
1
压表V 测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
2(1)当变阻器滑片P往左滑动时,R接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,
U
由I= 可知,电路中的电流变大,
R
由串联电路的分压特点可知,R两端的电压变小,灯泡L两端的电压变大,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,则灯泡变亮;
(2)滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中,电流表的示数变大,电压表V 的示
1
数变大,电压表V 的示数变小,
2
当滑片位于最右端时,电压表V 的示数最大,电路中的电流最小,
2
因电压表V 的变化范围为2V~0V、电流表的变化范围为0.1A~0.16A,
2
所以,此时电路中的电流I=0.1A,其两端的电压U =2V,
2
则变阻器的最大阻值:
U 2V
R = 2= =20 。
2
I 0.1A
Ω
故答案为:变亮;20。
21.如图所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象,若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,
电路中的电流为0.6A,则电源电压为 9 V;若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V
的电源上,此时灯L的电阻为 7. 5 ,干路电流为 1. 4 A。
Ω
【解答】 (1)电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,因串联电路中各处的电流相等,电路中的电流为0.6A,
所以,通过它们的电流均为0.6A,
由图象可知,它们两端的电压分别为U =3V,U =6V,
L R
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=U +U =3V+6V=9V;
L R
(2)若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,它们两端的电压均为6V,
由图象可知对应的电流分别为I ′=0.8A,I =0.6A,
L R
U
由I= 可得,此时灯L的电阻:
R
U′ 6V
= = =
R 7.5 ,
L I ′ 0.8A
L
Ω
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=I ′+I =0.8A+0.6A=1.4A。
L R
故答案为:9;7.5;1.4。
22.在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在
U﹣I坐标中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是 6V ,电阻R 的阻值
1
是 1 0 ,电阻R 的阻值是 2 0 。
2
Ω Ω【解答】
(1)由电路图可知,当S接1时,电路为R 的简单电路,电压表测电源的电压,电流
1
表测电路中的电流;
U 6V
由图乙可知,电源的电压U=6V,电路中的电流I=0.6A,则R= = =10 ;
I 0.6A
Ω
(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测R 两端的电压,电流表测串联电路的电流;
1
由图乙可知,电阻R 的两端电压为U′=6V﹣2V=4V,电路中的电流I′=0.2A,
2
U′ 4V
R 的阻值:R = = =20 。
2 2 I′ 0.2A
Ω
故答案为:6V;10 ;20 。
Ω Ω
四.实验探究题(共4小题)
23.某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 B 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,同学们发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示
数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 定值电阻断路 。
(4)排除故障后,先将5 定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使
电压表的示数为某一定值,Ω此时电流表的示数如图乙所示,为 0. 4 A。
(5)接下来断开开关,取下5 的定值电阻,换成10 的定值电阻,闭合开关,应向
Ω ΩB (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 2 V时,读出电流表的
示数。再更换20 定值电阻继续实验,实验数据记录在表格中。由实验数据可知:当导
体两端的电压一定Ω时,通过导体的电流与导体的电阻成 反比 。
实验次数 1 2 3
R/ 5 10 20
Ω
I/A 0.2 0.1
(6)该小组想用一块电流表和一个定值电阻R ,测未知电阻R 的阻值。于是他们设计
0 x
了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
闭合S和S ,此时电流表的示数为I 。
1 1
①
闭合S断开S ,此时电流表的示数为I 。
1 2
②
(I -I )R
1 2 0
请用已知量R 和测出量I 、I 表示出未知电阻R 的表达式,则R =
0 1 2 x x I
2
③
。
【解答】 (1)滑动变阻器与电阻串联,要求滑片向右移动时,连入电路的电阻变大,
所以应将滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连,如下图所示:(2)为保护电路,变阻器连入电路中电阻最大即B端;
(3)闭合开关,移动变阻器滑片P,发现电流表无示数,电路可有断路发生,而电压表
有示数,说明电压表到电源两极间是通路,所以故障原因可能是定值电阻断路;
(4)同学们首先将5 定值电阻接入电路,将滑片P滑到b端,再闭合开关,调节滑片
P,使电压表示数到达Ω某一数值,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度
值为0.02A,示数0.4A;
(5)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,由欧姆定律的变形公式,电
压表示数U=IR=0.4A×5 =2V;
Ω
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5 改接成10 的电阻,电阻增大,其分得的电
压增大; Ω Ω
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即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,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B端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数;
由表格中数据发现:电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故在电压一定
时,电流与电阻成反比。
(6) 闭合S、S ,此时两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为I ,
1 1
①
闭合S、断开S ,此时为只有R 工作的电路,电流表测量R 的电流,示数为I ,可
1 x x 2
②测出电源电压U=I R ,
2 x
根据并联电路电流的规律知,R 的电流:I =I ﹣I ,则电源电压为U=(I ﹣I )R
0 0 1 2 1 2 0根据电源电压相等知:U=U=I R =(I ﹣I )R
2 x 1 2 0
(I -I )R
未知电阻R 的表达式为:R = 1 2 0 。
x x I
2
故答案为:(1)如上所示;(2)B;(3)定值电阻断路;(4)0.4;(5)B;2;反
(I -I )R
1 2 0
比;(6) 。
I
2
③
24.东东同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学
实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻值分别是 5 、10 、
15 、20 。 Ω Ω
Ω Ω
按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,
①电 流 表 示 数 增 大 。
闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是
②电阻断路(或电流表短路) 。东东排除故障后,把5 的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表
③的示数如图丙所示,其示数Ω 为 0. 4 A。
断开开关S,把5 的电阻换成10 的电阻,再次闭合开关后,滑片应向 右 (填
④“左”或“右”)端Ω移动。 Ω
在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 6.2 5 ﹣ 2 5 。
⑤ Ω Ω
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图
(R 阻值已知),来测量未知电阻R 的阻值。
0 x
闭合S、S ,断开S ,适当调节滑片的位置,电压表示数为U 。
1 2 1
①
闭合S、S ,断开S ,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U 。
2 1 2
②
U -U
1 2
未知电阻的阻值Rx= R (用字母表示)。
U 0
2
③
【解答】 (1) 滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大,即电阻变小,故变
阻器左下接线柱连①入电路中,如下所示:
闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是电
②阻断路(或电流表短路);
东东排除故障后,把5 的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表
③的示数如图丙所示,电流表Ω 选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.4A;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5 改接成10 的电阻,电阻增大,其分得的
④电压增大; Ω Ω探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即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,由分压原理,应增大滑动变阻器连入
电路中的电阻,所以滑片应向右端移动;
当电阻5 的电阻接入电路,最大电流为0.4A,由串联电阻的规律和欧姆定律,变阻
⑤ Ω
U 4.5V
器连入电路的最小电阻为:R滑小 =
I
- R
1
=
0.4A
- 5 =6.25 ;
1
Ω Ω
根据串联电路的规律及分压强原理:
U-U R 4.5V -2V R
有 V = 滑大 ,即 = 滑大,故R滑大 =25 ;
U R 2V 20Ω
V 4
Ω
在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6.25 ﹣﹣﹣25 ;
Ω Ω
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图
(R 阻值已知),来测量未知电阻R 的阻值。
0 x
闭合S、S ,断开S ,适当调节滑片的位置,电压表示数为U 。
1 2 1
①
闭合S、S ,断开S ,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U 。
2 1 2
②
在 中,电压表测待测电阻和定值电阻的总电压,
③ ①
在 中,电压表定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电
压②的规律,待测电阻的电压为:U ﹣U .,
1 2
由分压原理有:
U -U R
1 2= X
,
U R
2 0
未知电阻的阻值:
U -U
R = 1 2 R 。
x U 0
2故答案为:(1) 如上所示;
①
电阻断路(或电流表短路);
②
0.4;
③
(4)右;
6.25 ﹣25 ;
⑤ Ω Ω
U -U
1 2
(2) R 。
U 0
2
25.小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验:
(1)小明选择了如下器材:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器“20 2A“、电流表、
电压表、开关、定值电阻(5 、10 、15 、20 的各一个)、导线若干Ω。
Ω Ω Ω Ω
小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应 将电
①流表指针调零 ;
请用笔画线代替导线帮助小明完成图甲电路的连接;
②
开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 B (选填“A”或“B“)端;闭合
③开关后,发现电流表有示数,电压表示数为零。经检查,电流表、电压表正常且连接完
好,则电路存在的故障可能是 电阻短路 。
排除故障后,小明先将5 电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为
④2V,再将5 电阻换成10 电Ω阻后,小明接下来的操作是 向右移动变阻器的滑片,使
电压表示数Ω为 2V ;当把Ω10 的电阻换成20 的电阻后,无论怎样调节滑动变阻器滑
片都无法使电压表示数达到控Ω制值,说明 变阻Ω 器的最大电阻太小 。
更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的
⑤电 阻 成 反 比 。(2)上述实验结束后,小明和同学们想要测量额定电流为0.3A小灯泡的额定功率,却
发现电压表已经损坏,
于是他们利用“20 2A”的滑动变阻器以及原有器材,又设计了如图乙所示电路,测
量过程如下: Ω
只闭合开关 S (填开关通断情况),移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数
2
①为0.3A时,小灯泡正常发光;
保持滑动变阻器的滑片位置不动, 闭合开关 S ,断开开关 S (填开关通断情
1 2
②况),记下电流表的示数为0.3A;
则小灯泡的额定电功率为 0. 9 W。
③
【解答】
小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应将电流
①表指针调零;
由 电压表示数为2V,故电压表选用小量程与电阻并联,由欧姆定律,电流最大值
②为:④
U 2V
I大 =
R
V =
5Ω
= 0.4A,故电流表选用小量程与电阻串联,如下所示:
小开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的 B端;闭合开关后,发
③现电流表有示数,则电路为通路,电压表示数为零,经检查,电流表、电压表正常且连
接完好,则电路存在的故障可能是电阻短路;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5 改接成10 的电阻,电阻增大,其分得的
④电压增大; Ω Ω
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,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电
路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;
电压表控制的电压为2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
2.5V
U滑 =4.5V﹣2V=2.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的
2V
= 1.25倍,根据分压原
理,当接入20 电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
Ω
R滑 =1.25×20 =25 >20 ,故当把10 的电阻换成20 的电阻后,无论怎样调节滑动
变阻器滑片都Ω无法使Ω电压表Ω示数达到控制Ω值,说明变阻器Ω的最大电阻太小;
更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的
⑤电阻成反比;
(2) 只闭合开关S ,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.3A时,小灯泡正
2
常发光①;
保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合开关S ,断开开关S ,记下电流表的示数为
1 2
②0.3A;在 中,变阻器滑片以左电阻丝与灯串联后再与电流表串联,灯正常发光;
③ ①
在 中,只有变阻器滑片以右电阻丝连入电路中,由欧姆定律,
②
U 4.5V
R滑右 =
I
=
0.3A
= 15 ,则R滑左5 ,由欧姆定律,在 中,滑片以左电阻丝的电压为:
Ω Ω ①
U滑左 =IR滑左 =0.3A×5 =1.5V;
Ω
根据串联电流电压的规律,灯的额定电压为:
U额定 =4.5V﹣1.5V=3V,灯的额定功率为:
P额定 =U额定I=3V×0.3A=0.9W。
故答案为:(1) 将电流表指针调零; 如上所示;
① ②
B;电阻短路;
③
向右移动变阻器的滑片,使电压表示数为2V;变阻器最大电阻太小; 反;(2)
④只闭合开关S ; 闭合开关S ,断开开关S ; 0.9。 ⑤
2 1 2
① ② ③
26.小兵利用图1电路来探究电流与电阻的关系,他在实验中控制电压表示数为U 不变,
0
相关器材规格已在图中标明。
(1)请用笔画线代替导线将电压表接入电路;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最 左 (选填“左”或“右”)端;(3)闭合开关,将电阻箱调至某阻值,调节滑动变阻器时,他发现电压表示数始终为
零而电流表示数有明显变化,经检查是由于某处被短路而造成的,被短路的是 电阻箱
;
1
(4)小兵调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与 关系图线如图2所示,由
R
此可知U = 2
0
V,实验结论是:在电压一定时, 通过导体的电流与导体的电阻成反比 ;
(5)若由于电池电量不足,小兵换用4.5V电源后继续实验,进行了如下操作:
将电阻箱阻值先调至4 进行实验,实验完成后断开开关;
① Ω
再将电阻箱阻值调至15 后,闭合开关进行实验;
② Ω
则由于小兵在上述操作中的一个疏漏,将会导致 电阻箱两端的电压超过电压表量程 。
(6)小华利用图1电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究在5 ~25 范围内,
他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验,则他根据实验数Ω据描点Ω所绘制的
1
与I与 关系图线不可能是图3中的 乙 (选填“甲”或“乙”),理由是 当电阻
R
箱阻值为 2 5 时,滑动变阻器的最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压 0.75V
。 Ω
【解答】 (1)将电压表并联在电阻箱的两端,且保证正进负出,如下图所示:(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即最左端;
(3)电流表示数不为0,说明电路是短路,电压表示数为0,说明与电压表并联的部分
短路,即电阻箱短路了;
I I
(4)由I与 关系图线知,当电流为0.1A时, 为0.05,则R=20 ,关图线可知U
R R 0
Ω
=IR=0.1A×20 =2V;
Ω
根据图象知,电流与导体电阻的倒数成正比,则电压一定时,通过导体的电流与导体的
电阻成反比;
(5)断开开关,当把电阻箱的电阻从4 换为15 时,必须把滑动变阻器调到阻值最大
处的位置,如果没有调,使得电阻箱分得Ω的电压过Ω大,会超过电压表的量程;
(6)对于图3乙图线,当电阻为5 是,倒数为0.2,对应的电流为0.15A,则电阻箱两
端的电压U′ =I′R′ =0.15A×5Ω=0.75V,此时滑动变阻器两端的电压为3V﹣0.75V
0 0
=2.25V,此时滑动变阻器两端的电Ω压为电阻箱两端电压的3倍,滑动变阻器接入电路
的电阻也为电阻箱接入电路的3倍,当电阻箱接入电路的电阻是25 时,滑动变阻器接
入电路的电阻必须调到75 才能满足要求,而滑动变阻器的最大电阻Ω只有50 ,因此此
图线不可能是实验测量的。Ω Ω
故答案为:(1)见上图;(2)左;(3)电阻箱;(4)2;通过导体的电流与导体的
电阻成反比;(5)电阻箱两端的电压超过电压表量程;(6)乙;当电阻箱阻值为25
时,滑动变阻器的最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V。 Ω
五.计算题(共2小题)
27.如图所示,甲为电路的连接情况,R =20 ,R 为滑动变阻器,乙为R 的I﹣U图象,
1 2 3
电源电压保持不变。当S 闭合,S 断开时,Ω若滑片P在a端,则电流表示数为0.6A;若
1 2
滑片P在b端,则电压表示数为8V.求:(1)电源电压。
(2)滑动变阻器R 的最大阻值。
2
(3)当S 、S 均闭合,且滑片P在a端时,求电流表的示数。
1 2
【解答】
(1)当S 闭合,S 断开时,滑片P在a端,电路为R 的简单电路,电流表测电路中的
1 2 1
电流,
U
由I= 可得,电源电压:U=I R =0.6A×20 =12V;
R a 1
Ω
(2)当S 闭合,S 断开时,滑片P在b端,R 接入电路的电阻最大,电压表测R 两端
1 2 2 2
的电压,
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:U =U﹣U =12V﹣8V=4V,
1 1 2
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
U U 4V 8V
I = 1= 2 ,即 = ,
b R R 20Ω R
1 2 2
解得:R =40 ;
2
Ω
(3)当S 、S 均闭合,且滑片P在a端时,R 与R 并联,电流表测干路电流,
1 2 1 3由图乙可知,当R 两端的电压U =6V时,通过的电流I =0.3A,
3 3 3
则R 的阻值:
3
U 6V
R = 3= =20 ,
3 I 0.3A
3
Ω
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R R 20Ω×20Ω
R= 1 3 = =10 ,
R +R 20Ω+20Ω
1 3
Ω
干路电流表的示数:
U 12V
I= = =1.2A。
R 10Ω
答:(1)电源电压为12V;
(2)滑动变阻器R 的最大阻值为40 ;
2
Ω
(3)当S 、S 均闭合,且滑片P在a端时,电流表的示数为1.2A。
1 2
28.如图所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6V0.5A”的字样(不考虑温度对小灯泡电
阻的影响),电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格为“20 1A”
Ω
(1)电源电压调至6V,闭合开关S 和S ,移动滑动变阻器滑片P,使小灯泡正常发光,
1 2
电流表示数为0.6A,则电压表的示数是多少?R 的阻值是多少?
0
(2)电源电压调至8V,断开开关S ,闭合开关S ,为了保证电路安全,求滑动变阻器
1 2
的阻值变化范围。【解答】 (1)闭合开关S 和S ,灯泡L与滑动变阻器R串联后再与R 并联,电流表
1 2 0
测干路电流,电压表测R两端的电压,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡正常发光时,电压表的示数:
U =U﹣U =6V﹣6V=0V,
R L
此时通过灯泡的电流I =0.5A,
L
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R 的电流:
0
I =I﹣I =0.6A﹣0.5A=0.1A,
0 L
U
由I= 可得,R 的阻值:
R 0
U 6V
= = =
R 60 ;
0 I 0.1A
0
Ω
(2)灯泡的电阻:
U 6V
R = L= =12 ,
L I 0.5A
L
Ω
断开开关S ,闭合开关S ,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电
1 2
流表测电路中的电流,
因电源的电压U′>U ,
L所以,灯泡正常发光时,电路中的电流最大,即I大 =0.5A,
此时电路中的总电阻:
U′ 8V
= = =
R总
I 0.5A
16 ,
大
Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R小 =R总 ﹣R
L
=16 ﹣12 =4 ,
Ω Ω Ω
当电压表的示数U
R大
=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,L两端的电压:
U L ′=U′﹣U R大 =8V﹣3V=5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
U ′ U 5V 3V
I′= L = R大,即 = ,
R R 12Ω R
L
解得:R=7.2 ,
Ω
所以,滑动变阻器的阻值变化范围为4 ~7.2 。
Ω Ω
答:(1)电压表的示数是0V,R 的阻值是60 ;
0
Ω
(2)滑动变阻器的阻值变化范围为4 ~7.2 。
Ω Ω