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文檔簡介

第十七章歐姆定律(核心考點講練)

考點01電流與電壓和電阻的關(guān)系

【高頻考點精講】

一、探究電流與電壓關(guān)系

1、實驗電路圖:

2、控制不變的量:電阻??刂品椒ǎ菏褂猛粋€定值電阻進行實驗。

3、改變的量:定值電阻兩端的電壓。改變方法:(1)改變電池節(jié)數(shù);(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片。

4、滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)改變定值電阻兩端的電壓。

5、實驗結(jié)論:當電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

二、探究電流與電阻關(guān)系

1,實驗電路圖:

2、控制不變的量:電壓??刂品椒ǎ赫{(diào)節(jié)滑動變阻器滑片。

3、改變的量:電阻。改變方法:更換定值電阻。

4、滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)使定值電阻兩端的電壓保持不變。

5、實驗結(jié)論:當電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

【熱點題型精練】

1.小剛用圖所示電路探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”。實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5。更換為1OQ

后,為了完成探究,他應(yīng)該采取的措施是(

A.將變阻器滑片適當向右移動

B.保持變阻器滑片不動

C.將變阻器滑片適當向左移動

D.適當增加電池的節(jié)數(shù)

解:ABC、當A、B兩點間的電阻由5。更換為10。后,電路中的總電阻變大,

由1=,可知,電路中的電流變小,

由U=IR可知,滑片不動時,變阻器兩端電壓變小,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,定值電阻兩端的電壓變大,

因探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”時,應(yīng)控制電阻兩端電壓不變,

所以,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片增大接入電路中的電阻,減小電路中的電流,即將變阻器滑片適當向右移動,故

A正確,BC錯誤;

D、在電池節(jié)數(shù)不變、A、B兩點間的電阻由5。更換為10。時,電壓表的示數(shù)已經(jīng)增大了,若適當?shù)募与姵氐?/p>

節(jié)數(shù),滑片不動時,增加電池的節(jié)數(shù),會使電阻兩端的電壓更大,故D錯誤。

答案:Ao

2.用如圖所示電路研究電流跟電壓的關(guān)系。為了改變定值電阻R兩端電壓,設(shè)計了三種方案。

甲:多節(jié)干電池串聯(lián)接入MN;

乙:電池與滑動變阻器串聯(lián)接入MN;

丙:電池先后與不同定值電阻R'串聯(lián)接入MN。

可行的方案是()

A.僅有甲B.僅有乙

C.僅有甲、乙兩種D.甲、乙、丙都可行

解:研究電流跟電壓的關(guān)系時,應(yīng)控制電阻的阻值不變,改變電阻兩端的電壓,則

甲:多節(jié)干電池串聯(lián)接入MN時,改變干電池串聯(lián)的節(jié)數(shù)時電源的電壓發(fā)生變化,R兩端的電壓發(fā)生變化,方法

可行;

乙:電池與滑動變阻器串聯(lián)接入MN時,移動滑動變阻器滑片P改變接入電路中的電阻,從而改變電路中的電

流和R兩端的電壓,方法可行;

丙:電池先后與不同定值電阻R'串聯(lián)接入MN,定值電阻R'的阻值不同,分得的電壓不同,定值電阻R兩端

的電壓不同,方法可行;

綜上可知,甲、乙、丙三種方案均可行。

答案:D,

3.張華同學在“探究通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系”的實驗時,將記錄的實驗數(shù)據(jù)通過整理作出了如圖所

示的圖象。分析圖象得出的下列說法中錯誤的是()

A.通過導(dǎo)體A的電流與其兩端的電壓成正比

B.導(dǎo)體A和B的電阻之比為1:2

C.當在導(dǎo)體B的兩端加上IV的電壓時,通過導(dǎo)體B的電流為0.1A

D.將導(dǎo)體A和B串聯(lián)時通過A的電流為0.4A,則導(dǎo)體B兩端電壓為2V

解:

A.由圖象可知,導(dǎo)體A的電流與電壓關(guān)系圖象為一條過原點的傾斜直線,所以通過導(dǎo)體A的電流與其兩端的

電壓成正比,故A正確;

B.當UA=UB=2V時,IA=0.4A,IB=0.2A,

根據(jù)歐姆定律可得兩導(dǎo)體的電阻分別為:

RA=^=型=50,RB=^=空=10。,

所以導(dǎo)體A和B的電阻之比:RA:RB=5C:10Q=l:2,故B正確;

C.當在導(dǎo)體B的兩端加上IV的電壓時,通過導(dǎo)體B的電流:

Tfr1]/

IB'-—T7TH=0.1A,故C正確;

KB-LUJ2

D.將導(dǎo)體A和B串聯(lián)時,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,

所以,通過A的電流為0.4A時,通過B的電流也為0.4A,

則導(dǎo)體B兩端電壓:UB"=IB"RB=0.4AX10Q=4V,故D錯誤。

答案:D。

4.小明在研究通過導(dǎo)體的電流時,根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制出如圖所示的I-U圖象。對此作出的判斷中,錯誤的是()

A.通過R1的電流與它兩端所加電壓成正比

B.通過R2的電流與它兩端所加電壓不成正比

C.將它們串聯(lián)接入到同一電路中時,通過R1的電流較小

D.將它們并聯(lián)連接到兩端電壓為L5V的電路中時,通過干路的電流大約是0.46A

解:A、電阻Ri的函數(shù)圖象是一條過原點的向上的直線,所以通過的電流跟它兩端所加電壓成正比。說法正確,

不符合題意。

B、電阻R2的函數(shù)圖象像是一條彎曲的曲線,所以通過R2的電流與它兩端所加電壓不成正比如圖。說法正確,

不符合題意。

C、若將它們串聯(lián)接入到同一電路中,因串聯(lián)電路中電流處處相等,所以通過R1和R2電流相同。則該選項中說

法錯誤,符合題意。

D、將它們并聯(lián)連接到兩端電壓為L5V的電路中時,由圖象中可知:通過R1和R2電流分別為0.3A、0.16A,則

通過干路的電流大約是0.46A.說法正確,不符合題意。

答案:Co

5.某同學利用如圖電路,探究“電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”,已知電源電壓為6V,實驗用到的

電阻分別為5。、10。、15Q、20。、2511.實驗中電阻R由小到大進行更換,并且保持電壓表示數(shù)為2.5V不變,

則需要調(diào)節(jié)變阻器的滑片P應(yīng)該向右端移動(選填”向左端移動”、“向右端移動”或“不動”)。為了能夠

完成整個實驗,滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于35

解:

(1)根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將小到大進行更換,其分得的電壓增大;

探究電流與電阻的實驗中,應(yīng)控制電壓表的示數(shù)不變,即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律

可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向右端移動,

使電壓表的示數(shù)為2.5V;

(2)電阻兩端的電壓始終保持Uv=2.5V,

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=1^-Uv=6V-2.5V=3.5V,

35VU滑R滑

則變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的一二=1.4倍,根據(jù)分壓原理可知一」=一一則當接入25Q的最大定值電

2.5VUvR

阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=L4R定=1.4X250=35。,

故為了完成整個實驗,滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于350。

答案:向右端移動;35。

6.如圖,電源電壓4.5V,為了驗證“電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”,先將5。的電阻連入A、

B間,調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為1.5V.再分別將10。和15。的電阻連入A、B間,測得數(shù)據(jù)如下表。則

滑動變阻器應(yīng)選B(填序號)。

A.“1OQ1A”B.“5OQ1A”C.“100Q0.1A”

I/A0.30.150.1

R/n51015

解:由題意知,電阻兩端電壓UR=1.5V,滑動變阻器兩端電壓U滑=U-UR=4.5V-1.5V=3V,

因為1=(

所以當電路電流I=0.1A時,滑動變阻器接入電路的阻值R滑=)=篇=30020。,

1U.J./1

因此滑動變阻器應(yīng)選規(guī)格為“5001A”的滑動變阻器,即選B。

答案:Bo

7.同學們“探究電流與電阻的關(guān)系”時,實驗室提供的器材有:電壓恒為6V的電源一個,定值電阻5個(阻值分

別為5Q、10(1、15。、20Q、25Q),規(guī)格為“40。1A”的滑動變阻器一個,電流表、電壓表、開關(guān)各一個,導(dǎo)線

若干。

R

b

(1)同學們設(shè)計并連接了如圖甲所示的實驗電路,想用電壓表的3V量程測量定值電阻R兩端的電壓,請你用

筆畫線代替導(dǎo)線,幫助他們把電壓表正確連接在電路中(導(dǎo)線不能交叉)。

(2)他們先將R=5Q的電阻接在圖甲中a、b間,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為Uo;保持滑片不動,

用10。的電阻替換a、b間的電阻后,需將滑動變阻器的滑片P向右(選填“左”或“右”)端移動,才能

保持a、b間的電壓Uo不變;再依次更換a、b間電阻為15Q、20Q繼續(xù)實驗。他們根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出了電流表

示數(shù)I與a、b間電阻R阻值的關(guān)系圖像,如圖乙所示。由乙圖可知:a、b間電壓Uo的值為2V;a、b間

電壓一定時,通過a、b間導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

(3)當他們用25。的電阻替換20。的電阻后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不能調(diào)為Uo,為繼續(xù)完成此次探究,同學

們一起設(shè)計了如下方案,下列方案不正確的一項是C。

A.將滑動變阻器更換為“50。1A”的滑動變阻器,其余不變

B.將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源,其余不變

C.只調(diào)節(jié)滑動變阻器,使Uo為2.3V

解:(1)電壓表與定值電阻并聯(lián)接入電路,注意接線柱正進負出,由圖乙可知控制電壓為2V,正接線柱選擇“3

“接線柱,如下圖所示:

(2)實驗中,用1011的電阻替換5。,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,即電壓表示數(shù)變大;研究電流與

電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大變阻器

電阻阻值,故應(yīng)向右移動滑片才能達到實驗要求;

根據(jù)圖乙所示的圖象可知,a、b兩端的電壓為:U=IR=0.4AX5C=-------=0.1AX200=2V,為一定值,

故可得出:當電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;

(3)A、由圖可知,電源電壓為6V,定值電阻兩端電壓為2V,滑動變阻器兩端電壓為4V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理

得口定:口變=17丫:U變=2V:4V=1:2,滑動變阻器的阻值是定值電阻的2倍,當他們用25Q的電阻替換20Q

的電阻后,則解得R變=50。,如果只更換滑動變阻器,則更換的滑動變阻器最大阻值至少為50。,因此該方法

可行,故A不符合題意;

B、如果重新開始實驗,只更換電源,將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源,定值電阻兩端電壓保持不

變?yōu)?V,滑動變阻器兩端電壓為3.2V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理得R定:1i變=17丫:U變=2V:3.2V=1:1.6,滑動變

阻器的阻值是定值電阻的1.6倍,當他們用25Q的電阻替換20。的電阻后,則解得R變=40。,因此該方法可行,

故B不符合題意;

C、如果重新開始實驗,只改變控制電壓Uo,使Uo為2.3V,電源電壓為6V,定值電阻兩端電壓為2.3V,滑動

變阻器兩端電壓為3.7V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理得R定:1<變=1^:U變=2.3V:3.7V=23:37,滑動變阻器的阻值

3727

是定值電阻的二;倍,當他們用25。的電阻替換20。的電阻后,則解得R變=25Cx要“40.2C,因此該方法不可

行,故C不正確,符合題意。

答案:(1)如上圖所不;(2)右;2;反;(3)Co

考點02歐姆定律

【高頻考點精講】

1、內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。

2,公式:1=—,變形公式:R=—,U=IR

RI

U一電壓一伏特(V);R—電阻一歐姆(Q);I一電流一安培(A)

3、注意事項

(1)在國際單位制中,電流(I)的單位是A,電壓(U)的單位是V,電阻(R)的單位是Q;

(2)R=7不能被理解為導(dǎo)體的電阻跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比。因為電阻是導(dǎo)體本

身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度,其大小跟導(dǎo)體的電流和電壓無關(guān)。

(3)I、U、R三個物理量具有同體型和同時性,三個物理量是針對同一段導(dǎo)體、同一時刻的。

【熱點題型精練】

8.如圖電路中,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,向右移動滑動變阻器R1的滑片,下列數(shù)據(jù)變小的是()

A.電流表A的示數(shù)

B.電壓表V2的示數(shù)

C.電壓表Vi示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值

D.電壓表V2示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值

解:由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表Vi測Ri兩端的電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓,電流表測電路中

的電流,

AB.當向右移動滑動變阻器R1滑片的過程中,整個電路的總電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流增大,

電流表的示數(shù)增大,則定值電阻R2的電壓增大,即電壓表V2示數(shù)變大,故AB錯誤;

C.電壓表V1示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值等于滑動變阻器Ri接入電路的阻值,當向右移動滑片的過程中,其接

入電路的電阻變小,即該比值變小,故C正確。

D.電壓表V2示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值等于定值電阻R2的阻值,其值不變,故D錯誤。

答案:Co

9.如圖所示的電器中,電源電壓不變,當開關(guān)S閉合,甲、乙兩表都為電壓表時,兩表的示數(shù)之比U甲:U乙=5:

3;當開關(guān)S斷開,甲、乙兩表都為電流表時,兩表的示數(shù)之比I甲:I乙是()

A.2:5B.3:5C.2:3D.5:2

解:

(1)當開關(guān)S閉合,甲、乙兩表為電壓表時,兩電阻串聯(lián),甲電壓表測電源的電壓,乙電壓表測R2兩端的電

壓,

己知U甲:U乙=5:3,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,Ri、R2兩端的電壓之比:

U1_U1一0._5-3_2

U乙=虧=§

因串聯(lián)電路中各處的電流相等,

所以,由1=,可得,兩電阻的阻值之比:

最=苧=W=3

(2)當開關(guān)S斷開,甲、乙兩表為電流表時,兩電阻并聯(lián),電流表甲測通過R2支路的電流,電流表乙測干路

電流,

因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,

所以,Ri、R2兩支路的電流之比:

U

【1RlR23

石=*=豆=1

K2

因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,

所以,兩表示數(shù)之比:

1甲22

/乙—Ir+12―3+2—5°

答案:Ao

10.如圖a是一個用電壓表的示數(shù)反映溫度變化的電路原理圖,其中電源電壓U=4.5V且保持不變,電壓表量程為

0?3V,Ro是300Q的定值電阻,R1是熱敏電阻,其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖b所示。若閉合開關(guān)S()

fRiQ

RiRo

020406080100120

(a)(b)

A.環(huán)境溫度為40℃時,熱敏電阻阻值是150。

B.電壓表V示數(shù)越小,環(huán)境溫度越高

C.電壓表的最小示數(shù)是L5V

D.此電路允許的最高環(huán)境溫度為60℃

解:(1)由圖b可知,環(huán)境溫度為40℃時,熱敏電阻阻值是200。,故A錯誤;

(2)因串聯(lián)電路中各處的電流相等,

所以,由I=g可知,當電壓表V示數(shù)越小時,電路中的電流越小,

由R=:可知,電路中的總電阻越大,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,熱敏電阻的阻值越大,

由圖乙可知,環(huán)境的溫度越低,故B錯誤;

(3)由圖象可知溫度為0℃時,熱敏電阻的阻值最大Ri大=300。,此時電壓表的示數(shù)最小,

此時電路中的電流:

U4.5V

[小=R]大+&=300/2+30012=0-0075A;

電壓表的最小示數(shù):

Uo小=1小Ro=O.OO75AX3OOC=2.25V,故C錯誤;

(4)當電壓表的示數(shù)Uo=3V時,電路允許測量的溫度最高,

此時電路中的電流:

[=%—3"0]A

J&-300。-U.U1A,

電路中的總電阻:

cU4.57

R=7=OT4=450fl>

熱敏電阻的阻值:

Ri=R-Ro=45011-3000=1500,

由圖象可知,此電路允許的最高環(huán)境溫度為60℃,故D正確。

答案:Do

11.小紅測電阻Rx的阻值,設(shè)計的電路如圖所示,電源電壓保持不變,其中Ro是0?200。的滑動變阻器,R是未

知固定電阻。她把開關(guān)S擲于a時,電壓表讀數(shù)為2.5V,電流表讀數(shù)為0.5A;再把開關(guān)S擲于b,并調(diào)節(jié)Ro,

得到電壓表讀數(shù)減小0.7V,電流表讀數(shù)增加0.4A.最后小紅得到Rx的阻值為()

A.5。B.3(1C.2。D.1.75(1

解:由電路圖可知,Rx、R、Ro串聯(lián),電流表測電路中的電流;

開關(guān)S擲于a時,電壓表測Rx與R兩端的電壓之和,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,由以,可得:

Rx+R=T==5。,

開關(guān)S擲于b時,電壓表測R兩端的電壓,

因電壓表讀數(shù)減小0.7V,電流表讀數(shù)增加0.4A,

所以,Ub=Ua-0.7V=2.5V-0.7V=1.8V,電路中的電流I'=I+0.4A=0.5A+0.4A=0.9A,

則R的阻值:

4_1.8K

吟了一兩=2Q,

則Rx的阻值:

Rx=50-R=5Q-20=30。

答案:Bo

12.在相距20km的甲、乙兩地之間有兩條輸電線,已知每1m輸電線的電阻為0.01Q.現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生短路,

為確定短路位置,檢修員利用電壓表、電流表和電源接成如圖所示電路進行檢測,當電壓表的示數(shù)為1.5V時,

電流表示數(shù)為30mA.則短路處距甲地一條輸電線的電阻為短路位置距甲地的距離為2.5km。

甲,乙.

E忡M—1L”路裝二置

解:(1)由1=苫可知,連接短路位置到甲地的兩段輸電線的電阻值:R=J==5011;

短路處距甲地一條輸電線的電阻:R'=|R=1x50(l=25n;

(2)導(dǎo)線總長度:

L=oW^=5OOOm=5km>

短路的地點離甲地的距離:

11=

s=2xL=2x5km=2.5km。

答案:25;2.5o

13.如圖甲所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓不變。閉合開關(guān)S后,滑片P從a端移動

到b端,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示,則電源電壓為6V,R1的阻值為5Q。

解:由圖甲可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。

當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,電路中的電流最大,由圖乙可知h=1.2A,

根據(jù)歐姆定律可得,電源的電壓:

U=IiRi=1.2AXRi,

當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,由右圖可知,l2=0.4A,U2=4V,

滑動變阻器的最大阻值:

Un4V

R2=7f=0A4=10n'

串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

電源的電壓:U=I2RI+U2=0.4AXRI+4V,

電源的電壓不變,

1.2AXRi=0.4AXRi+4V,

解得:Ri=50,

電源的電壓U=1.2AXRi=1.2AX5Q=6V。

答案:6;5。

14.初三實驗小組的同學決定設(shè)計一個簡易的身高測量儀,可用器材有電壓恒定的電源、電壓表、電阻絲、定值電

阻、開關(guān)、導(dǎo)線(若干)等。他們的設(shè)想是:用滑片在繃直的電阻絲上滑動代替滑動變阻器;將電壓表改裝成身

高顯示儀--所測身高越大,顯示儀示數(shù)越大,且刻度均勻。

(1)同學們設(shè)計了如圖所示電路,老師指出他們的設(shè)計有不夠合理的地方。你認為下列分析正確的是C。

A.移動滑片P時,電路的總電阻沒有變化

B.當所測身高越大時,電壓表的示數(shù)越小

C.電壓表的示數(shù)變化量跟身高變化量不成正比

D.電壓表的示數(shù)不能由零變化到最大刻度值

(2)在老師的引導(dǎo)下,同學們設(shè)計出了正確的電路,是如圖四個電路中的丁電路。

(3)確定正確的電路設(shè)計方案后,小組成員開始對器材的參數(shù)進行選擇。他們采用了電壓為12V的電源,一根

長為80cm的均勻電阻絲(0.5Q/cm)、量程為0?3V的電壓表。為了讓測量儀測量身高的范圍達到最大,且測量

精確度最高,選擇的定值電阻R1阻值應(yīng)該為120

(4)利用選定的器材,小組同學連接好了測量電路,對身高為160cm的小曾進行測量時,電壓表的示數(shù)為1.5V;

對小楊進行測量時,電壓表的示數(shù)為L2V,則小楊的身高為152emo

解:

(1)由圖知,變阻器R2與電阻R1串聯(lián),電壓表測變阻器R2兩端的電壓,

A、移動滑片P時,R2接入電路的阻值改變,電路的總電阻等于兩個電阻之和,所以總電阻也會發(fā)生改變,故A

錯誤;

B、當所測身高越大時,R2接入電路的阻值越大,根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知,電壓表的示數(shù)變大,故B錯誤;

C、圖中身高的變化量決定了變阻器R2的電阻變化量,該電路中的電流1=^=益亡,電壓表的示數(shù):U2=萬%

K-r/xot\y~vKn

?R2,由此可見,電壓表的示數(shù)與R2接入的阻值不成正比,則電壓表示數(shù)的變化量與R2的阻值變化量不成正比,

所以電壓表的示數(shù)變化量跟身高變化量不成正比,故c正確;

D、當滑片在最下端時,變阻器的阻值為零,電壓表的示數(shù)為零;當滑片在最上端時,變阻器接入的阻值最大,

電壓表的示數(shù)也最大,因此,電壓表的示數(shù)能由零變化到最大刻度值,故D錯誤。

答案:C?

(2)由甲電路圖可知,變阻器R2與電阻R1串聯(lián),電壓表測電阻R2兩端的電壓,人身高越高,R2電阻越大,

電壓表示數(shù)越大,但由于電壓表的示數(shù)變化量跟身高變化量不成正比(見第一問C的解析),所以刻度并不均勻,

不合題意;

由乙電路圖可知,變阻器R2與電阻R1串聯(lián),電壓表測電阻R1兩端的電壓,人身高越高,R2電阻越大,電壓表

示數(shù)越小,不合題意;

由丙電路圖可知,變阻器R2與電阻R1串聯(lián),人身高變化不會改變R2接入電路電阻的大小,電壓表測R2上半部

分那段電阻兩端的電壓,身高越高,電壓表示數(shù)越小,不合題意;

由丁電路圖可知,變阻器R2與電阻R1串聯(lián),人身高變化不改變R2接入電路電阻的大小,整個電路電流I不變。

電壓表測R2下半部分那段電阻兩端的電壓,其示數(shù)為:U2=IR2卜,所以電壓表示數(shù)與電阻R2的阻值成正比,

因此刻度是均勻的,且身高越高,電壓表示數(shù)越大,符合題意。

答案:丁。

(3)由上述分析可知,正確的電路為丁圖。

電阻絲的最大阻值為:R2=80cmX0.5ft/cm=40H,

當電壓表示數(shù)最大為3V時,測的是全部電阻絲兩端的電壓,此時電路中的電流:1=余=益=0.075A,

ii2T'UJZ

由于丁圖中電流大小始終不變,所以電路中的總電阻始終為:口總=¥=7^篝=160。,

1U.U/

則定值電阻R1阻值應(yīng)為:Ri=R總-R2=160(1-400=1200

(4)由上述分析可知,丁圖中電路中的電流始終不變,I=0.075A,

則小曾進行測量時電壓表所測電阻絲的阻值:R小曾=軍=焉J=2011,

1U.U/3/1

同理,小楊進行測量時電壓表所測電阻絲的阻值:R小楊=一絲=忐先=16。,

1U.U/

兩次電阻的差值為:AR=20H-16(1=411,

又因為電阻絲的規(guī)格為:0.5C/cm,

所以電阻絲相差的長度,也就是兩個同學身高的差值為:△L=?=8cm,

小楊進行測量時電壓表的示數(shù)較小,說明小楊的身高要小一些,

則小楊的身高為:160cm-8cm=152cm。

答案:(1)C;(2)T;(3)120;(4)152?

15.如圖所示的電路中,電源電壓恒為30V,電阻Ri為15Q.同時閉合開關(guān)Si、S2時,電流表的示數(shù)為2.5A.求:

(1)通過電阻R1的電流;

(2)電阻R2的阻值。

解:由電路圖可知,同時閉合開關(guān)Si、S2時,R1與R2并聯(lián),電流表測干路電流。

(1)因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,

所以,通過電阻R1的電流:

U307?

1T1=圖=屈=2A;

(2)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,

所以,通過電阻R2的電流:

12=1-Ii=2.5A-2A=0.5A,

則電阻R2的阻值:

口U30V《no

R2=^=^=6。。。

答:(1)通過電阻Ri的電流為2A;

(2)電阻R2的阻值為60。。

考點03電阻的測量

【高頻考點精講】

伏安法測電阻

【實驗原理】R=U/I

【實驗器材】電源、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器。

【實驗電路】J一

【實驗步驟】

1、按電路圖連接實物電路。

2、檢查無誤后閉合開關(guān),使小燈泡發(fā)光,記錄電壓表和電流表的示數(shù),代入公式R=U/I算出小燈泡的電阻。

3、移動滑動變阻器滑片P的位置,多測幾組電壓和電流值,根據(jù)R=U/I,計算每次的電阻值,并求出電阻平均值。

【實驗表格】

次數(shù)電壓U/V電流電阻R/Q平均值R/Q

1

2

3

【注意事項】

1、接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài),將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大;

2、連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程;

3、滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓和通過的電流;保護電路。

【熱點題型精練】

16.圖示為伏安法測電阻的一種接法(其他元件未畫出),如果考慮電流表和電壓表電阻對測量結(jié)果的影響,則電

壓表與電流表的示數(shù)之比等于()

Ax

A.電流表的阻值

B.電壓表的阻值

C.電壓表和待測電阻并聯(lián)的總電阻

D.電流表和待測電阻串聯(lián)的總電阻

解:

如果考慮電壓表和電流表本身電阻的影響,電壓表測量Rx兩端的電壓,其測量結(jié)果準確,而電流表測量電阻Rx

和電壓表的總電流,示數(shù)比實際通過Rx的電流大,根據(jù)R=?知,測量值會比真實值偏??;由電路圖可知,電

壓表與Rx并聯(lián)又與電流表串聯(lián),故該方法測的是電壓表和待測電阻并聯(lián)的總電阻,故C正確。

答案:Co

17.小紅設(shè)計了測量某定值電阻的阻值實驗,通過改變滑動變阻器的電阻大小,測量并記錄了多組電壓表和電流表

的讀數(shù),根據(jù)表格中記錄的數(shù)據(jù)分析,小紅所連接的電路可能是下列電路圖中的哪一個()

解:A、中的電壓表測得是滑動變阻器兩端的電壓,當滑動變阻器的阻值變大時,電壓表示數(shù)變大,而電流表示

數(shù)變小,與表格提供數(shù)據(jù)規(guī)律不一致,故不符合題意;

B、中的電壓表測得是定值電阻兩端的電壓,當電壓表示數(shù)變大時,電流表示數(shù)也變大,且比值不變,故符合題

思;

CD、電壓表測電源的電壓,示數(shù)不變,故C、D不符合題意;

答案:Bo

18.用“伏安法測電阻”的實驗中,小雪和曉彤分別選用定值電阻和小燈泡為測量對象,在處理實驗數(shù)據(jù)時,分別

畫出了U-I的圖象,如圖甲、乙所示。對于圖象的分析,以下說法錯誤的是()

A.由甲圖可知,定值電阻的阻值為1。

B.由甲圖可知,電阻不隨其兩端的電壓和導(dǎo)體中的電流而改變

C.為了減小誤差,應(yīng)該用多次測量的方法,計算小燈泡的電阻

D.由乙圖及實驗現(xiàn)象可知:小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大

解:

AB、根據(jù)圖甲可知,電壓與電流成正比,因此該電阻為定值電阻,即電阻是導(dǎo)體自身的性質(zhì),它不隨導(dǎo)體兩端

的電壓和導(dǎo)體中的電流改變而改變,

根據(jù)圖示可知,當電阻兩端電壓為3V時,通過的電流為3A,由1=治可知,定值的電阻:R=9=|^=1Q,故

AB正確;

C、測定小燈泡的電阻時,多次測量是為了尋找燈絲電阻與溫度的關(guān)系,不能求平均值減小誤差,故C錯誤。

D、由乙圖可知,電壓與電流不成正比,即當燈泡兩端電壓發(fā)光改變時,燈泡的阻值也隨之發(fā)生變化,且電壓變

化比電流變化快,因此小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大,故D正確;

答案:C?

19.物理科代表為全班同學設(shè)計了如圖四個電路圖,圖中電源電壓未知但不變,Ro為阻值己知的定值電阻,R1為

最大阻值已知的滑動變阻器,通過斷開、閉合開關(guān)或調(diào)節(jié)Ri接入電路阻值不能測出未知電阻Rx阻值的電路是

A、閉合兩只開關(guān),待測電阻與定值電阻并聯(lián),電流表測量通過定值電阻Ro的電流。根據(jù)電流表示數(shù)和Ro阻值,

利用U=IR可以得到Ro兩端電壓,再根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點,可以得到待測電阻兩端電壓,但無論哪只開關(guān)閉

合,都不能測量通過待測電阻Rx的電流,所以無法得到待測電阻Rx的阻值。故A符合題意;

B、閉合兩只開關(guān),定值電阻Ro被短路,只有待測電阻有電流通過,電壓表測量電源電壓,示數(shù)為U;

閉合Si、斷開S2,待測電阻與定值電阻串聯(lián),電壓表測量待測電阻兩端電壓,示數(shù)為Ux,

根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點知,定值電阻兩端電壓為Uo=U-Ux,

所以此時電路電流為1=泉=與西,

根據(jù)1=%得,

待測電阻阻值為Rx=^=&=總-/°.故此電路可以得到待測電阻Rx的阻值。故B不符合題意;

B*

C、閉合開關(guān),滑動變阻器滑片位于最右端時,滑動變阻器被短路,只有待測電阻有電流通過,電壓表測量電源

電壓,示數(shù)為U;

閉合開關(guān),移動滑片,使滑動變阻器全部接入電路與待測電阻串聯(lián),電壓表測量待測電阻兩端電壓,示數(shù)為Ux,

根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點知,滑動變阻器兩端電壓為Ui=U-Ux,

所以此時電路電流為1=*=與生,

根據(jù)1=,得,

待測電阻阻值為Rx=^=務(wù)=77與-?凡.故此電路可以得到待測電阻Rx的阻值。故C不符合題意;

1uu%(7—uV

k

D、閉合開關(guān),滑動變阻器滑片位于最右端時,滑動變阻器被短路,只有待測電阻有電流通過,電流表示數(shù)為I,

由U=IR得,電源電壓為U=IRx;

閉合開關(guān),移動滑片,使滑動變阻器全部接入電路與待測電阻串聯(lián),電流表示數(shù)為I申,由U=IR得,電源電壓

為U=I申(Ri+Rx),

根據(jù)IRx=I申(Ri+Rx)得,

待測電阻阻值為Rx=.故此電路可以得到待測電阻Rx的阻值。故D不符合題意。

答案:Ao

20.如圖甲所示,在“伏安法測小燈泡的阻值”實驗中,開關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最右端。閉

合開關(guān)后,要使小燈泡的亮度增加,應(yīng)將滑片向左端移動??紤]溫度對燈泡阻值的影響,乙圖中能正確反映

通過燈泡的電流和燈泡兩端電壓關(guān)系的圖象是C。

解:由圖知,滑動變阻器的下面接了左邊的接線柱,所以在閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑片移至最右端,使其阻值最大,

起到保護電路的作用;

閉合開關(guān)后,要使小燈泡的亮度增加,則應(yīng)減小滑動變阻器的阻值,應(yīng)將滑片向左端滑動;

燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,燈泡兩端的電壓越大,燈泡的實際功率越大溫度越高,則其電阻越大,經(jīng)分析

知,C符合題意。

答案:右;左;Co

21.如圖所示是“伏安法測電阻”的實驗電路圖,R為待測電阻,阻值約為50.實驗器材有:滑動變阻器(規(guī)格

為10。2A)、電壓表(量程分別為0?3V、0?15V)、電流表(量程分別為0?0.6A、0?3A)、電源(3節(jié)新干

電池串聯(lián))。為使測量時能較準確地讀數(shù)(指針最好偏過中間刻度線),則電壓表應(yīng)選0?3V的量程,電流

表應(yīng)選0?0.6A的量程;為了保證兩電表安全,應(yīng)控制滑動變阻器的阻值大約在2表。?10C的范圍內(nèi)

移動。

s

R

My>J

解:

(1)由圖知,待測電阻R與變阻器串聯(lián),電壓表測R的電壓,電流表測電路中的電流;

電源是3節(jié)新干電池串聯(lián),則電源電壓為4.5V,若電壓表用0?15V量程,則無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器,電壓表指針

的偏轉(zhuǎn)角度都太小,不會偏過中間刻度線,所以電壓表應(yīng)選0?3V的量程;

當電壓表的示數(shù)最大為3V時,由歐姆定律可得,電路的最大電流約為:

1=半=需=0.6A,故電流表應(yīng)選。?0.6A的量程;

(2)電流表應(yīng)選0?0.6A的量程,電路的最大電流為0.6A,

由歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律,變阻器連入電路的最小電阻為:

U45,

R滑小=R總小-R=-R=襦-5Q=2.5Q;

因滑動變阻器的最大阻值為ion,所以為了保證兩電表安全,應(yīng)控制滑動變阻器的阻值大約在2.5。?10。的范

圍內(nèi)移動。

答案:0?3V;0-0.6A;2.511-10110

22.如圖所示,甲是用“伏安法”測量未知電阻Rx的實物電路圖。

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實物電路連接完整。

(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處;閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù),電壓表指

針明顯偏轉(zhuǎn),則出現(xiàn)的故障可能是Rx斷路。

(3)排除故障后,閉合開關(guān),當滑片移動到某位置時,電壓表示數(shù)為2.4V,電流表示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為

0.24A,則未知電阻Rx=10

(4)若實驗中電壓表損壞,利用其它的原有器材也能測出未知電阻Rx的阻值。實驗電路如圖丙所示(滑動變阻

器最大阻值為Ro,電源電壓未知且不變),請將下列相關(guān)實驗步驟補充完整:

①閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到a端,記錄電流表示數(shù)為11;

②閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到b端,記錄電流表示數(shù)12;

Ij

③寫出待測電阻的表達式,Rx=^Ro(用已知量和測量量符號表示)

解:(1)滑動變阻器應(yīng)和電流表串聯(lián),接線柱應(yīng)該''一上一下”接入電路,如下圖:

(2)為了保護電路,滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處;

由題意可知,電流表指針幾乎未動,說明電路中沒有電流(或電流很小),則電路中可能出現(xiàn)了斷路;

又因為電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),說明電壓表兩接線柱到電源兩極間的電路是連通的,則出現(xiàn)的故障可能是Rx斷

路;

(3)如圖乙所示,電流表的量程為0?0.6A,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.24A;

由1=售得未知電阻的阻值:Rx=§=《%=10。;

(4)②根據(jù)題意可知,應(yīng)將滑片移到b端,記錄電流表示數(shù)12。

Rx表達式的推導(dǎo):

步驟②,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有Ro工作,電流表示數(shù)為12;

所以電源電壓:U=l2Ro,

步驟①,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到a端,兩電阻并聯(lián),總電流為h;

兩次實驗中,Ro兩端電壓均等于電源電壓,Ro阻值不變,所以通過Ro的電流均為12,

根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可得,通過待測電阻的電流Ix=L-12,

并聯(lián)電路電壓相等,則待測電阻兩端的電壓:Ux=U=l2Ro,

所以待測電阻Rx=絡(luò)=廠1Ro。

lx

答案:

(1)如上圖;(2)阻值最大;斷路;(3)0.24;10;(4)②b端;③一一Ro。

考點04歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用

【高頻考點精講】

串聯(lián)電路并聯(lián)電路

電流串聯(lián)電路中各處電流相等并聯(lián)電路的干路總電流等于各支路電流

特點/=/]=12=??=/〃

串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路

電壓并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等,且

特點兩端電壓之和U=5+/+.?,+/都等于電源電壓。=。2=...=[/"

并聯(lián)電阻中總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電

路的倒數(shù)之和4=-1+工++-L;

串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之

R此R?R"

和R=&+R?+...+R“;

若只有兩個電阻Ri和R2并聯(lián),則總電阻

電阻

把幾個導(dǎo)體串聯(lián)起來相當于增大了導(dǎo)體R#2

特點R總=R1+R2;

的長度,所以總電阻比任何一個串聯(lián)分

把幾個電阻并聯(lián)起來相當于增加了導(dǎo)體的

電阻都大。

橫截面積,所以并聯(lián)總電阻比每一個并聯(lián)分

電阻都小。

串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比并聯(lián)電路中,電流的分配與電阻成反比

分配

Ui_R111_R2_

特點瓦二瓦=

l2Ri

電路

分壓分流

作用

【熱點題型精練】

23.已知RI=R2,當滑動變阻器的滑動觸頭P自左端向右端滑時,A、B間的總電阻將()

pR

A.逐漸增大B.逐漸減小

C.先增大后減小D.先減小后增大

解:(1)當滑片在最左側(cè)時,滑動變阻器的最大阻值和R2并聯(lián),R1被短路;

此時電路中的總電阻為R總1=期;

(2)當滑片位于中點時,Ri與滑動變阻器的最大阻值的一半并聯(lián),R2與滑動變阻器的最大阻值的另一半并聯(lián),

然后兩者串聯(lián);

RxR]

此時電路中的息電阻R總2=?——-+?——-=

5LR+R15LR+R24扔+R1

(3)當滑片在最右側(cè)時,滑動變阻器的最大阻值和R1并聯(lián),R2被短路;

此時電路中的總電阻為R.S3=給=給;

K~rK-yK-rK2

1

因R+Ri>^R+Ri,

所以R總1=R.S,3<R總2。

答案:Co

24.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S,電路正常工作。一段時間后,某個電表的示數(shù)變大。

若電路中只有一處故障,且只發(fā)生在電燈Li或L2處,則下列判斷中正確的是()

A.若電壓表V示數(shù)變大,則電燈Li斷路

B.若電壓表V示數(shù)變大,則電燈L2短路

C.若電流表A示數(shù)變大,則電燈Li斷路

D

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