【文档说明】第4讲 电流与电压、电阻的关系(解析版).docx,共(24)页,367.171 KB,由管理员店铺上传
转载请保留链接:https://www.doc5u.com/view-2b1523fb5fad4e42e13892ef13bf07ed.html
以下为本文档部分文字说明:
1第4讲电流与电压、电阻的关系【题典演练】命题点一、电流与电压、电阻的关系1.如图1所示,是磊磊同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、数据收集以及绘制的图像(图2),对此提出了一下的见解,其中说法不正确的是()A
.该实验中滑动变阻器的作用既保护了电路又可以控制定值电阻两端的电压不变B.实验中无论如何调节滑片始终达不到预定电压值的原因可能是滑动变阻器最大阻值过小C.由图3的数据可知I﹣R图像中的阴影部分面积为2VD.本实验需要控制定值电阻两端的电压不变,不需要再改变定值电阻两端电压多次实验【解
答】解:A、探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有控制电阻电压不变的作用;故A正确。B、研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,假设电源电压一定,根据串联电路电压的规律,定
值电阻与滑动变阻器分得的电压均为定值,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻与定值电阻的比值为一定值,接入电路中的定值电阻越大,变阻器连入电路中的电阻越大,实验中无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表
示数达到实验要求的值,可能由于滑动变阻器的最大阻值太小(或电源电压太高或电压表控制不变的电压太高);故B正确。C、对图乙分析可知,第一列为电压值,第二列为电阻值,第三列为电流,故分析可得定值电阻两端电压为2V,即阴影部分的面积为2V,故C正确。D、在“探究电流与电阻的关系”时,需
保持电压不变,改变电阻阻值,而滑动变阻器可以保持电阻两端电压不变。多次改变电阻,其目的是寻找电流与电阻变化的普遍规律,避免偶然性;故D错误。故选:D。2.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,
分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象,则下列判断正确的是()2A.实验中电压表的示数保持3V不变B.当R的电阻为10Ω时
,通过R的电流为0.2AC.滑动变阻器连入电路的阻值范围为1~5ΩD.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向左移【解答】解:A、根据图乙可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A;由I=UR可得,电压表的示数:U=
IR=0.5A×5Ω=2.5V,故A错误;B、根据图乙可知,当R=10Ω时,通过的电流为0.25A,故B错误;C、当R=5Ω时,电路电流为0.5A;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压:U滑=U﹣U
V=3V﹣2.5V=0.5V,根据图乙可知,当R=25Ω时,电路电流为0.1A,滑动变阻器两端电压仍为0.5V,由I=UR可得,R滑min=U滑Imax=0.5V0.5A=1Ω;R滑max=U滑Imin=0.5V0.1A=5Ω;所以滑动变阻器连入电路的阻值范围1Ω~5Ω;故C正确;D、将R从
5Ω换成10Ω后,电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻R两端电压不变,所以需减小定值电阻两端电压,增大滑动变阻器两端电压,即增大滑动变阻器接入电路的组,故将滑片向左移动,故C错误。故选:C。3.如图在探究电流跟电阻关系的实验中,
滑动变阻器的规格为“30Ω0.5A”,定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω,实验数据见下表。下列关于实验的几种说法中正确的是()①上述3次实验中,都是调节滑动变阻器使电压表的示数为1.5V②要顺利完成这3次实验,电源电压不能超过
4.5V③如果只有6V电源,要顺利完成3次实验则定值电阻两端的电压不能低于2V④用该实验器材只能探究电流与电压和电阻的关系实验次数电阻R/电流I/A150.32100.1533150.10A.①B.①②C.①②③D.①②
③④【解答】解:①探究电流跟电阻关系时要控制电阻的电压不变,由表中数据知,电流与电阻之积为:U=IR=0.3A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×15Ω=1.5V;入上述3次实验中,都是调节滑动变阻器使电压表的示数为1.5V,①正确;②滑动变阻器的规格为“3
0Ω0.5A”,定值电阻最大15Ω,由串联电路的规律及分压原理有:U−UVUV=R滑R定,此时左边为一定值,右边也为一定值,当变阻器的最大电阻连入电路时,对应的定值电阻也最大,此时电源电压最大:即U−1.5V1.5V=30Ω15Ω,故电源电压不能超过:U=4.5V;②正确;③如
果只有6V电源,同上有:6V−U′U′=30Ω15Ω,定值电阻两端的电压不能低于:U′=2V;③正确;④根据P=UI,还可测电阻的功率,④错误。故选:C。4.在探究“电流与电阻关系“的实验中,实验器材;电源(电源电压3V保持不变
)、滑动变阻器R0(0~20Ω),电阻箱(0~9999Ω)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各一个、导线若干,依据如图电路,各小组同学保持电阻R两端的电压U=2V不变,记录了六组数据,并绘制成图像,根据给定的器材,选择出比较合理的图像()
4A.B.C.D.【解答】解:在电压不变时,电流与电阻成反比,电流与电阻之积为2V,电流随电阻变化关系为反比例函数,故D错误;根据串联电路电压的特点,变阻器分得的电压为:3V﹣2V=1V,定值电阻的电压为变阻器分得的电压为2V1V=2倍,根据分压原理,定值电阻的最大值为2V1V×2
0Ω=40Ω,故BC错误、A正确。故选:A。5.小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流与电阻的关系”,在此实验过程中,他的一步操作是将变阻器滑片适当向左移动,则下列说法中正确的是()A.移动滑片前,小刚可能是将R换成了一个阻值较
小的定值电阻B.小刚在移动滑片时,眼睛需要注视电流表C.小刚在移动滑片时,电压表示数变小D.此实验只需观察电流表和电压表示数变化即可得出结论【解答】解:A、将R换成一个阻值较小的定值电阻,根据串联电路的特点可列式:RR+RP=5URU总
,所以定值电阻两端电压UR会变小,为了使定值电阻两端电压与未改变电阻之前相同,需要将滑片向左滑动。A正确;B、在移动滑片时,需要使电压表示数与之前示数相同,所以需要注视电压表。B错误;C、在向左移动滑片时,电路中电流会变大,根据U=IR,定值电阻两端电压会变大。C错误;D、在此实验中,
需要改变导体电阻,读出电流表示数,保持电压表示数相同,所以需要观察导体的电阻阻值、电压表示数和电流表示数。D错误。故选:A。命题点二、欧姆定律及其应用1.根据欧姆定律,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.导体两端电压越大,这段导体的电阻就越大C.导体两端电压越大,通过这段导体的电流越大D.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小【解答】解:ABC、电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,故ABD错误;C、在电阻一定的情况下,根据欧姆
定律可知,同一导体两端的电压越大,这段导体中的电流就越大,故C正确。故选:C。2.下列说法中不正确的是()A.同一导体,它两端电压越大,通过它的电流也越大B.相同的电压加在电阻不同的导体两端,电流一定不同C.用不同的导体研究电流和电压的关系,得到的结
论都一样D.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【解答】解:A、同一导体,电阻不变,它两端电压越大,则通过它的电流也越大,故A正确;B、相同的电压加在电阻不同的导体两端,根据I=UR可知,电流一定不同,故B正确;C、用不同的导体研究电流和电压的关系,得
到的结论是相同的:导体的电阻一定,电流与电压成正比,故C正确;D、当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值是电阻值,保持不变,故D错误。故选:D。3.如图所示电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是()6A.1:2B.1:3C.2:1D.2:3
【解答】解:电压表V2的示数:U=I(R1+R2)=I(10Ω+20Ω)=I×30Ω,电压表V1的示数:U1=IR1=I×10Ω,电压表V1与V2示数之比为:U1U=I×10ΩI×30Ω=13。故选:B。4.如图所示,电源电压保持6V不变,R1=5Ω,
R3=15Ω,滑动变阻器R2标有“15Ω2A”字样,下列说法正确的是()A.当R2的滑片P在b端,只闭合S、S1时,电流表示数为0.3A,电压表示数为0B.当R2的滑片P在b端,只闭合S、S2时,电流表示数为0.2A,电压表的示数为3VC.当R2
的滑片P在a端,只闭合S、S2时,电流表示数为0.4A,电压表示数为6VD.当R2的滑片P在a端,闭合S、S1、S2时,电流表示数为1.2A,电压表的示数为0【解答】解:A、当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时,R1与R2的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压,所以电压表示数
为6V,串联电路总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律可得通过该电路的电流:I=UR1+R2=6V5Ω+15Ω=0.3A,故A错误;B、当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,R3与R2的最大阻值串联,电压表测滑动变阻器两端的
电压,串联电路总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律可得通过该电路的电流:I′=UR3+R2=6V15Ω+15Ω=0.2A,滑动变阻器两端的电压:U2=I′R2=0.2A×15Ω=3V,故B正确;C、当R2的滑片P在a端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,只闭合S、S2时,电路为R3的简单电路,电压表
测滑动变阻器两端的电压,所以电压表示数为0,7通过该电路的电流:I3=UR3=6V15Ω=0.4A,故C错误;D、当R2的滑片P在a端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,闭合S、S1、S2时,R1与R3并联接入电路,电流表测干路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,所以
电压表示数为0,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数为:I0=UR1+UR3=6V5Ω+6V15Ω=1.6A,故D错误。故选:B。5.如图是一款外出购物好帮手电子秤,它的工作原理如图甲,其中E为干电池;电子秤示数表盘由电流表A改装而成;R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝
,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A。C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示。(挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端)。下列说法正确的是()①该电子秤中R0阻值为5Ω;②当电路中的电流为0.3A时
,电子称秤重示数为4kg;③该电子秤示数表盘刻度不均匀,越往右示数越小。A.只有①正确B.只有①③正确C.只有②③正确D.①②③都正确【解答】解:(1)滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流Ia=0.6A,由I=UR可得,电源的电压:U=IaR0=0.6A×R
0,滑片在b端时,R与R0串联,电路中的电流Ib=0.15A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=Ib(R+R0)=0.15A×(15Ω+R0),因电源的电压不变,所以,0.6A×R0=0
.15A×(15Ω+R0),解得:R0=5Ω,则电源电压U=IaR0=0.6A×5Ω=3V,故①正确;(2)当电路中的电流为0.3A处时,电路中的总电阻:R总=UI=3V0.3A=10Ω,8因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器连入电路的阻值:R′=R总﹣
R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,由题意可知,此时弹簧的压缩量:L=6cm15Ω×5Ω=2cm,由图像可知,此时弹簧所受压力为20N,即G=F=20N,由G=mg可得,物体的质量:m=Gg=20N10N/kg=2kg,故②错误。(3)由I=UR+R0可知,电压一定是,电流与滑动变
阻器的阻值不成正比,因此该电子秤示数不均匀,故③正确故选:B。命题点三、伏安法测电阻1.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以
下说法错误的是()A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1ΩB.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变C.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻【解答】解:AB、根据图甲可知,电流
与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由I=UR可知,定值的电阻:R=UI=3V3A=1Ω,故AB正确;C、由乙图可知
,电流与电压不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随9之发生变化,且电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确;D、测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误。故选:D。2.“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I=URB.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【解答
】解:A、两个实验的实验原理都是R=UI,故A错误;B、滑动变阻器在两个实验中的作用除了保护电路外,还可以改变电阻两端的电压和电流,多次测量,故B错误;C、伏安法测“定值电阻”的实验多次测量的目的是减小误差,测“小
灯泡的电阻”的实验多次测量的目的是得出灯泡电阻随温度升高而增大的规律,故C正确;D、两个实验都没有采用控制变量法,故D错误。故选:C。3.利用一个电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电
压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关S1,断开开关S2,电压表的示数为U1;闭合开关S1和S2,电压表的示数为U2,则下列说法中正确的是()A.Rx的表达式为Rx=U2U1−U2R0B.Rx的表达式为Rx=U2−U1U2R0C.实验过程中,通过R0的电流始终相同D.若将开关S2与电压表
互换位置,其他不变,也能测量出Rx的阻值【解答】解:(1)闭合开关S1和S2,Rx被短路,电路中只有R0,电压表测量R0两端的10电压,也是电源电压,即电源电压为U2;闭合开关S1,断开开关S2,R0和Rx串联,电压表测量R0两端的
电压,即R0的电压为U1;由串联电路的电压特点可得,Rx两端的电压Ux=U2﹣U1,Rx的阻值表达式:Rx=UxI=U2−U1U1R0=U2−U1U1×R0,故AB错误;(2)根据电路图可知,闭合开关S1,断开开关S2,R0和Rx串联,电压表测量R
0两端的电压,通过R0的电流I=U1R0;闭合开关S1和S2,Rx被短路,电路中只有R0,电压表测量R0两端的电压,也是电源电压,此时通过R0的电流I′=U2R0;因为U1和U2不相等,所以实验过程中
,通过R0的电流并不相同,故C错误;(3)若将开关S2与电压表互换位置,即电压表并联在Rx两端,开关S2和R0并联,其他不变,实验原理和原来的原理是一样的(都是利用了串联电路的特点和欧姆定律),所以也能测量出Rx的阻值,故D正确。故选:D。4.“伏安法”测电阻R的部分电路如图所示
,关于测得的电阻值大小和误差原因分析正确的是()A.R偏小,因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流大一点B.R偏大,因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流小一点C.R偏大,因为电压表测量值比电阻两端的实际电压大一点D.R偏小,因为电压表测量值比电阻两端的实际电压小一点【解答】解:图中电压表与电阻
并联,电压表测的电压是准确的;通过电压表也有一定的电流,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于通过灯的实际电流,根据欧姆定律,R=UI,故R偏小,只有A正确,BCD错误。故选:A。5.小明同学想探究“一段电路
中的电流与电阻的关系”,设计了图甲所示的电路图。11(1)根据小明设计的甲图,请用笔画线将乙图实物图连接完整。(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中,然后将E、F两点的电阻由10Ω更换为20Ω,之后他调节变阻器滑片向(填“A”或“B
”)移动,直到电压表示数为4V为止。此时电流表示数如图丙所示,示数为0.2A。实验序号电压/V电阻/Ω电流/A14100.4220(3)若实验中电压表损坏,但是已有一个已知阻值为R0的定值电阻,小明利用以上器材想测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丁所示(电
源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:①闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表示数I1;②同时闭合开关S1、S2,记录电流表示数I2;③则待测电阻的表达式为Rx=I2I1−I2R0(用已知量和测量量符号表示)【解答
】解:(1)变阻器按一下一上接入电路中,由表中电压大小,电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:12(2)研究电流与电阻的关系实验中,要中应控制电阻两端的电压不变;根据串联分压原理可知,将E、F两点的电阻由10Ω更换为20Ω将,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,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,直到电压表示数为4V为止;此时电流表示数如图丙所示,
电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,如下所示:实验序号电压/V电阻/Ω电流/A14100.424200.2(3)①闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表示数I1;②同时闭合开关S1、S2,记录电流表示
数I2;两步骤中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流:Ix=I1﹣I2,因并联电路各支路电压相等,则待测电阻两端的电压:Ux=U
=I2R0,所以待测电阻:Rx=UxIx=I2I1−I2R0。故答案为:(1)见上图;(2)B;4;0.2;(3)I2I1−I2R0。【强化训练】一.选择题(共10小题)131.在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为2
0Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是()A.电源电压不变,不移动滑片PB.电源电压不变,向左移动滑片PC.减小电源电压,不移动滑片PD.增大电源电压,向左移动滑片P【解答】解:在如图所示的电路中,
电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,根据串联分压可知,电阻变大,R1分的电压变大,为了使电压表示数与替换R1前相等的方法有,可以减小电源电压,不移动滑片;或者电源电压不变,向右移动滑片P,故ABD错误,C正确。故选:C。2.如图甲
所示是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电表示数随身高、体重增加而变大。压敏电阻R的阻值随压力变化而变化,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是()A.甲表是电流表,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小B.甲表是电压表,压敏电阻R的阻值随压力增
大而减小C.乙表是电流表,身高越高,R0连入电路的阻值越大D.乙表是电压表,身高越高,R0连入电路的阻值越大【解答】解:由电路图可知,R与R0并联,甲表与电阻R串联,是电流表,电流表测压敏电阻R支路的电流;乙表和R0并联
,是电压表,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压;AB、甲表是电流表,当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,电流表示数越大,电源电压不变,根据R=UI知压敏电阻R的阻值减小,所以可以得出压敏电阻R的阻值随压14力增大而减小,故A正确,B错误;CD、乙表是电压表,因电压表的内阻很大、在电路中
相当于断路,所以人的身高增加时,滑片向上移动,但R0接入电路中的电阻不变,故CD错误。故选:A。3.“坐位体前屈测试仪”(如图所示)可以测试身体柔韧性,测试者向前推动滑块,滑块被推动的距离越大,仪器的示数就越大。某物理兴趣小组设计了四种电路,闭合开关后,符合滑片向右滑动时,
电表示数增大的是()A.B.C.D.【解答】解:A.由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,当滑片向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,定值电阻两端的电压变小,由串联电路中总电压等于各分电压之和可
知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A符合题意;B.由电路图可知,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,当滑片向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=UR可知,电路
中的电流变小,定值电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小,故B不符合题意;C.由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测变阻器支路的电流,当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,由电源的电压不变和I=UR可
知,通过滑动变阻器的电流变小,即电流表的示数变小,故C不符合题意;D.由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测定值电阻支路的电流,由并联15电路中各支路独立工作、互不影响可知,滑片移动时通过定值电阻的电流不变,即电流表的示数不变,故D不符合题意。故选
:A。4.如图所示,R1、R2两电阻并联,接在4V的电源上,R1=R2=10Ω,下列说法正确的是()A.两条支路的电流都是0.4AB.干路电流为1.25AC.U1=U2=2VD.总电阻为20Ω【解答】解:
AC、闭合开关,R1、R2两电阻并联接入电路,并联电路各并联支路两端电压相等,所以U1=U2=4V,故C错误;R1=R2=10Ω,由欧姆定律可得通过支路的电流为:I=UR1=4V10Ω=0.4A,故A正确;B、并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以I′=I+I=0.4A+0.4A=
0.8A,故B错误;D、由欧姆定律可得电路总电阻为:R=UI′=4V0.8A=5Ω,故D错误。故选:A。5.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆一端,闭合开关S,从油量表指针所指的刻
度就可以知道油箱内油面的高度,下列说法正确的是()A.油量表是电流表B.油量表是电压表C.油量表是电能表D.浮球一直处于漂浮状态【解答】解:ABC.由电路图可知,油量表串联在电路中,是由电流表改装而成的,故A
正确、BCD错误;D.由电路图可知,R1与R2串联,电流表(油量表)测电路中的电流,当油箱内油面上升时,浮标排开油的体积变大,受到的浮力变大而上升,在杠杆的作用16下滑片下移,变阻器接入电路中的电阻减小,电路中的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大;
假设油箱装满油时浮球仍处于漂浮状态,若继续向油箱内加油,在杠杆的作用下会导致指针变形而损坏,所以油箱装满油时浮球应浸没,此时浮球受到的浮力最大,R2接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,即使继续向油箱内继续加油,浮球受到的浮力不在变化
,导致电路中的电流不在发生变化,即油量表的示数不变,综上可知,浮球不是一直处于漂浮状态,故D错误。故选:A。6.如图是某非接触式红外线测温枪的工作原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为红外线热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。闭
合开关测量时,若被测量人的体温越高,则()A.电压表的示数越大B.电压表的示数越小C.通过R的电流越小D.通过R0的电流越小【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测量电路中的电流。已知R为红外线热敏电阻,其阻
值随温度的升高而减小,所以被测量人的体温越高,R阻值越小,R0保持不变,R越小,电路总电阻越小;电源电压不变,电路总电阻越小,由公式I=UR知,电路总电流越大,所以通过R的电流越大;由于串联电路电流处处相等,所以通过R0的电流越大。故CD错误;R0保
持不变,通过的电流越大,由公式U=IR知,两端电压越大,也就是电压表示数越大。故A正确,B错误。故选:A。7.在如图所示电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。下列说法正确的是()17A.闭合开关前电压表和电流表均无示数B.
闭合开关后,滑片P向右移动的过程中电压表与电流表的比值不变C.闭合开关后,滑片P向右移动的过程中,电压表的示数变大D.闭合开关后,滑片P向右移动的过程中,电流表的示数变大【解答】解:A、开关闭合前,电流表没有接入电路,则电流表
无示数;而电压表通过变阻器与电源的正负极相连,此时电压表测电源电压,即电压表有示数。故A错误;BC、开关闭合后,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R1两端的电压。电压表测定值电阻R1两端的电压,电流表A测电路中的电
流,由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R1的阻值,而定值电阻的阻值不变,则该比值不变。故B正确;滑片P向右移动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,电路中的总电阻增大,根据I=UR可知电路的电流减小,由U
=IR可知定值电阻R1两端的电压减小,即电压表示数变小。故C错误;D、开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,则电路的电流变小,即电流表的示数变小。故D错误。故选:B。8.如图所示电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变。当S1、S2开、S3闭
合时,电流表的示数为0.45A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表示数为0.75A,下列说法正确的是()A.电源电压是15VB.S2、S3断开S1闭合时,电流表的示数是0.3AC.R2的阻值是30ΩD.S1、S2闭合S3断开时,电流表的示数是0.1
8A【解答】解:A.当S1、S2断开,S3闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R118的电流,由I=UR可得,电源电压为U=I1R1=0.45A×20Ω=9V,故A错误;C.当S1断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,因并联电路中
各支路独立工作、互不影响,所以此时通过R1的电流仍为0.45A不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R2的电流为I2=I﹣I1=0.75A﹣0.45A=0.3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电阻R2的阻值R2=UI2=9V0.3A=30Ω,故C正
确;B.当S2、S3断开,S1闭合时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中电流表的示数I′=UR1+R2=9V20Ω+30Ω=0.18A,故B错误;D.当S1、S2闭合S3断开时,电路为R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,则电流表的示数
I″=UR2=9V30Ω=0.3A,故D错误。故选:C。9.如图是小明和小丽设计的拉力健身器示意图,在拉环处加拉力时,滑杆PQ可随之自由滑动(导线对滑杆滑动无影响)。当拉环受到的拉力为0牛时,滑片刚好
在B端,且拉环受到的拉力增大,电压表示数增大,下列四个方案中最合理的是()A.B.C.D.【解答】解:A.由电路图可知,电路为滑动变阻器的简单电路,电压表测滑片左侧电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流,当拉环受到的拉力为0牛时,滑片刚好在B端,会造成电源短路,故A不符合题意;B.由电路图
可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,当拉19环受到的拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压减小,即电压表的示数减小,故B不符合题意;C.由电路图可知,定值电阻
与滑动变阻器串联,电压表测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,当拉环受到的拉力增大时,电压表的示数不变,故C不符合题意;D.由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑片左侧电阻丝两端的电压,当拉环受到的拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻变大,由串联电路的分压特点可知,变
阻器两端的电压增大,即电压表的示数增大,故D符合题意。故选:D。10.如图所示为某科技创新小组设计的水位计工作原理图,容器中的绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的滑片P升降,并通过电压表V显示的数据来反映水位的升降情况,L是一个指示灯,电路各部分接触良好,当容器中的水位最低时,滑片P位
于变阻器R的a端,则()A.当水位上升时,电压表V示数变大B.当水位下降时,电压表V示数变大C.当水位上升时,电压表V示数先变小后变大D.当水位下降时,电压表V示数先变小后变大【解答】解:由图知,变阻器与灯串联,电压表测变阻器的电压
;当水位上升(下降)时,变阻器的电阻变大(小),由串联分压原理可知,变阻器的电压变大(小),即电压表的示数变大(小),故只有A正确。故选:A。二.实验探究题(共3小题)11.小乐设计了一个电子拉力计,其原理图(部分)如图甲所示,
其中电源电压U=3V,定值电阻R0=5Ω,R1是一根长为L=5cm的均匀电阻线(阻值跟长度成正比最大阻值为25Ω),轻质弹簧一端固定,另一端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1接触良好且摩擦不计),当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端。已知
该轻质弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示。20(1)小乐利用一量程为0﹣3V的电压表改装成拉力示数表,要求拉力越大,电压表指针向右偏转越大,则该电压表应并联在R0(选填“R0”或“R1”)两端。(2)当拉力为0N时,电压表
的读数是多少?(3)当电压表示数为1.5V时,拉环上受到水平向右的拉力为多大?【解答】解:由图1可知,闭合开关,R0与R1串联,(1)当拉力增大时,滑片右移,接入电路中的电阻减小,电路中的总电阻减小,由I=UR可知,电路中的电流增大,由
U=IR可知,R0两端的电压增大,所以电压表应并联在R0两端,则电压表的示数会随拉力的增大而增大;(2)当不拉拉环时,R1=25Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I=UR0+R1=3V5Ω+25Ω=0.1A
,电压表的读数:U0=IR0=0.1A×5Ω=0.5V;(3)当电压表的示数U0′=1.5V时,I′=U0′R0=1.5V5Ω=0.3A所以电阻线连入电路的电阻值:R1′=U−U0′I′=3V−1.5V0.3A=5Ω
因为弹簧的伸长量:△L=5cm−5Ω25Ω×5cm=4cm由弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系图可知:F=400N;答:(1)R0;21(2)当拉力为0N时,电压表的读数是0.5V;(3)当电压表示数为1.5V时,拉环上受到水平向右
的拉力为400N。12.某实验小组为研究电流与电压、电阻之间的关系,开展了探究活动。已有器材:一个阻值为10Ω的电阻R、滑动变阻器、电压表、电流表、电压恒定的电源、开关、导线若干。实验中,获得了如表中所示的几组数据。(1)根据实验
要求,将实物图连接完整。(2)你认为记录表中,“?”处该填电压U(V)/电流I(A)。实验次序123电压U(伏)246电流I(安)0.20.40.6?(3)同学们要研究电流与电阻的关系:还要补充的实验器材:若干个定值电阻。【解答】解:(1)滑动变阻器按一下一上连入电路中与电阻串联,由表中数
据电压为6V,故电压表选用大量程与电阻并联,如下所示:(2)根据表中数据,研究电流与电压之间的关系,为得出电压与对应的电流之比是否为一定值,故“?”处该应为:电压U(V)/电流I(A);(3)要研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,记录电流随电阻的变化关系,为得出普遍性的结论,
要多次测量,故还要补充的实验器材为若干个定值电阻。22故答案为:(1)如上图所示;(2)电压U(V)/电流I(A);(3)若干个定值电阻。13.实验小组利用如图甲所示的电路,探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只、开关、三
个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω)、两只滑动变阻器(甲“10Ω2A”、乙“20Ω1A”)、导线若干。(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。(2)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的指针始终处在零刻度处,电压表指针有较大幅度偏转,则电
路故障可能是定值电阻断路。(3)排除故障后,多次改变R的阻值,根据实验数据画出如图乙所示的I﹣R图像,得到的结论是在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(4)在上述实验中,实验小组用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,为了完成
实验,他们应该将滑动变阻器的滑片向A端移动(选填“A”或“B”),使电压表示数为2.5V。(5)当实验小组改用15Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,则实验小组选用的滑动变阻器的规格是甲(选填“甲”或“乙”),如
果串联一个定值电阻就能继续完成实验,那么这个定值电阻的范围是2Ω~4Ω。(6)除了以上方案外,小组其他同学还想到在原有器材和电路连接都不变的情况下,调整定值电阻两端的电压也可以完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围是2.7V~3V。
【解答】解:(1)将电压表并联在定值电阻的两端,如图所示;(2)电压表示数较大,说明电压表与电源连通;电流表示数为0,说明电路断路或总电23阻很大,由于无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的指针始终处在零刻度处,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了;(3)由图丙所
示图像可知:通过电阻的电流与电阻值的乘积为0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=﹣﹣﹣﹣﹣=2.5V保持不变,是一个定值,这说明:在电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(4)在探究导体的电流跟电阻的关系时,需要保持电阻两端的电压2.5V不变,当实验小组用10Ω的电阻替换5Ω的
电阻时,闭合开关发现电压表的示数变大,为保持电阻的电压不变,应增加变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应增大变阻器连入电路中的电阻,他们应该将滑动变阻器的滑片向A端移动,使电压表示数为2.5V;(5)当用15Ω的电阻继续实验时,即使将“10Ω2A”的变阻器变阻
器的全部电阻10Ω连入电路,由欧姆定律,此时电路中的电流为:I=UR+R滑=4.5V15Ω+10Ω=0.18A,电压表的最小示数U小=IR=0.18A×15Ω=2.7V>2.5V,所以,他发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,则小明
选用的滑动变阻器的规格是“10Ω2A”即选用甲滑动变阻器;当电压表的示数为2.5V时,电路的电流为:I′=URR=2.5V15Ω=16A,根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器和串联的电阻两端的总电压为:U滑+串=U﹣UR=
4.5V﹣2.5V=2V,根据欧姆定律I=UR知,滑动变阻器和串联电阻的总电阻为:R滑+串=U滑串I′=2V16A=12Ω,根据串联电路电阻的特点知,串联电阻的最小电阻为:R串小=R滑+串﹣R滑=12Ω﹣10Ω=2Ω;由图乙知,当定值电阻为5
Ω时,电路的最大电流为0.5A,电路的总电阻为:R总=UI″=4.5V0.5A=9Ω,滑动变阻器的电阻为零时,串联的定值电阻的阻值最大,串联的最大电阻为:R串大=R总﹣R1=9Ω﹣5Ω=4Ω;所以串联的这个定值电阻的范围是2Ω~4Ω;(6)由(5)知,使用“10Ω2A
”的变阻器时,电压表能达到的最小示数为2.7V;电压表量程为0~3V,当电压表示数U大=3V时,变阻器分得的电压U变2=4.5V﹣3V=1.5V,当定值电阻为15Ω时,根据分压原理有:24U变2U大=R滑
15Ω,则R滑=U变大U大×15Ω=1.5V3V×15Ω=7.5Ω,该滑动变阻器能满足要求,所以,电压表的最大示数可以为3V;综上,除了更换滑动变阻器的方案以外,小明想到原有器材不变,调整定值电阻两端的电压也可以完成实验,他应控制定值电阻
两端的电压范围是2.7V~3V;故答案为:(1)如上图所示;(2)定值电阻断路;(3)在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)A;2.5;(5)甲;2Ω~4Ω;(6)2.7V~3V。三.计算题(共1小题)14.如图是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2
为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小关系图如图乙所示,已知电源电压为6V并保持不变。(1)当托盘为空时,R2的电阻为500Ω;(2)若托盘为空时,电流表示数为0.01A,求定值电阻R1的阻值;(3)若放入某个物体
后,电流表的示数为0.03A,求该物体的质量大小。【解答】解:(1)当托盘为空时,物体质量为0,由图像可知,R2的阻值为500Ω;(2)由I=UR可得,电路的总电阻:R=UI=6V0.01A=600Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻R
1的阻值:R1=R﹣R2=600Ω﹣500Ω=100Ω。(3)当放入某物体后,电流表示数为I′=0.03A,由I=UR可得,此时电路的总电阻:R'=UI′=6V0.03A=200Ω,则此时压敏电阻的阻值:R2'=R'﹣R1=200Ω﹣100Ω=100Ω,由图像可知,此时物体质
量为800g。答:(1)500Ω;(2)电阻R1的阻值为100Ω;(3)该物体的质量大小为800g。