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初中物理人教版(2024)九年级全册欧姆定律在串、并联电路中的应用课后测评
展开 这是一份初中物理人教版(2024)九年级全册欧姆定律在串、并联电路中的应用课后测评,文件包含第12讲欧姆定律及其探究实验原卷版docx、第12讲欧姆定律及其探究实验解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共50页, 欢迎下载使用。
题型一:探究电流与电压的关系
题型二:探究电流与电阻的关系
题型三:欧姆定理内容和理解
题型四:欧姆定律的U-I图像和I-U图像
题型五:欧姆定律判断电表读数的变化
题型六:含半导体电阻的动态电路分析
题型七:欧姆定律在电路故障的应用
题型八:欧姆定律的计算
【知识梳理】
【知识点一:电流与电压和电阻的关系】
当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
【知识点二:欧姆定律】
欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。(德国物理学家欧姆)
公式: I = eq \f(U,R)
变形:R= eq \f(U,I) U=IR
U——电压——伏特(V);R——电阻——欧姆(Ω);I——电流——安培(A)
注意:R= eq \f(U,I) 不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,其大小跟导体的电流和电压无关。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
【题型归纳】
题型一:探究电流与电压的关系
1.(23-24九年级上·天津宁河·期末)如图所示为探究“电流与电压关系”的实验电路图,多次实验过程中,每次操作必须保持大小不变的是( )
A.电压表的示数B.电流表的示数
C.定值电阻R的阻值D.滑动变阻器连入电路的阻值
【答案】C
【详解】根据控制变量法,研究电流与电压的关系时,要控制定值电阻R不变,通过移动变阻器的滑片,改变电路中电流的大小和电阻两端的电压,从而探究“电流与电压关系”。
故选C。
2.(24-25九年级上·福建厦门·阶段练习)小明用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,实验器材:学生电源(电压恒为3V),电流表、电压表各一只,一个开关,四个定值电阻(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器的规格“30Ω,2A”,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小 ;
(2)小明连接电路时,将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端,此时滑动变阻器所起的作用是 ;
(3)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(4)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如表所示,空白处的电流如图乙所示,为 A,此时滑动变阻器所起的作用是 ;
(5)表格中当电压为2.5V时,对应的电流是 A;
(6)根据表格的数据,小明选择的定值电阻是 Ω;
(7)根据表中数据可归纳得出结论: 。
【答案】(1)
(2) 右 保护电路
(3)定值电阻断路
(4) 0.3 改变电阻的电压和通过的电流,多次实验
(5)0.50
(6)5
(7)电阻一定时,电流与电压成正比
【详解】(1)滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻变大,即滑片右移,电阻丝变长,故应将C接线柱接入电路中,且与电阻串联,电流表也要与电阻串联,且遵循“正进负出”原则,作图如下:
(2)[1][2]为保护电路,小明连接电路时,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
(3)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,说明发生断路,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是定值电阻断路。
(4)[1][2]排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如表所示,空白处的电流如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;此时滑动变阻器所起的作用是改变电阻的电压和通过的电流,多次实验。
(5)由表可知,电压与电流的比值为定值,当电压为2.5V时,则有
解得此时电流为0.50A。
(6)根据表格的数据,小明选择的定值电阻阻值为
(7)由表可知,电压与电流的比值为定值,可得:电阻一定时,电流与电压成正比。
3.(2024·陕西西安·模拟预测)兴趣小组在探究“电流与电压的关系”的实验中,选择的器材有:两节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路故障可能是定值电阻 。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图-2所示,则电流表示数为 A;重复实验,得到实验数据如下表。
(4)小组同学根据表中数据在图-3中描点作出图像;分析实验数据或图像可以得出结论:①实验中所用定值电阻的阻值为 ;②当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(5)小组交流时为了使结论具有普遍性,提出两个方案。方案一:用现有的实验器材增加实验次数。方案二:换用不同阻值的定值电阻重复上述实验。科学合理的是方案 (选填“一”或“二”)。
【答案】 断路 0.1 5 正比 二
【详解】(1)[1]图中电压表没有连接完整,因电压是两节新干电池,电压为3V,故应把电压表并联在定值电阻两端,选择0-3V的量程,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,电流表无示数,电压表有示数,说明该串联电路中电压表并联的位置出现了断路,故可能是定值电阻断路。
(3)[3]如图所示,电流表最大测量值是0.6A,分度值是0.02A,故读数为0.1A。
(4)[4][5]根据及表格中数据可得定值电阻的阻值R=5Ω;从图像是一条直线可得当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[6]为了使结论具有普遍性,应该更换实验器材进行多次实验,故选择方案二才合理。
题型二:探究电流与电阻的关系
4.(24-25九年级上·全国)小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.保持变阻器滑片不动B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动D.适当增加电池的节数
【答案】C
【详解】ABC.要探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,需要保持该电阻两端的电压大小不变,从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻与滑动变阻器是串联的,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω,即A、B两点间的电阻变大,滑动变阻器接入电路的电阻大小不变,根据串联电路的分压原理可知,A、B两点间电阻的电压变大,电压表的示数也变大,此时若想电压减小到与原来的值相同应该增大滑动变阻器的阻值使电路中的电流减小,所以应将滑片适当向右端滑动,使电压表的示数与原来相同,故A、B不符合题意,C符合题意;
D.适当增加电池的节数,这样会使电源电压增大,A、B两点间电阻的电压更加大,不能保持电压不变,故D不符合题意。
故选C。
5.(24-25九年级上·广西南宁·阶段练习)在探究“电流与电阻的关系”实验中,实验器材有电压为的电源、电流表、电压表,滑动变阻器和开关各一个,定值电阻4个()和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲的实物图的连接,使滑片P向左移动时,电流表的示数变大;
(2)实验前,滑动变阻器的滑片应拨至 处;正确连接电路后,试触时发现电压表指针迅速偏向最右端,电流表示数为零,则电路中出现的故障可能是 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,先将定值电阻接入电路进行实验,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察 (选填“电流表”或“电压表”),使其示数为 ;
(4)由图像可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(5)把4个定值电阻分别接入电路完成实验,所选滑动变阻器的最大阻值应不小于 。
【答案】(1)
(2) 阻值最大 断路
(3) 电压表 2V
(4)反比
(5)50
【详解】(1)在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器与定值电阻应串联连接,电压表测定值电阻两端的电压。滑片向左移动时,电流表示数变大,电源电压保持不变,据欧姆定律知,电路中的电阻变小,变阻器接入电路的阻值变小。所以变阻器下端的接线柱接在左侧。如图所示
(2)[1]为保护电路,实验前,滑动变阻器的滑片应拨至阻值最大处。
[2]试触时,电压表指针迅速向最右端偏转,说明电压表与电源接通,电流表示数为0,则电路中出现了断路,电压表并联部分断路了,所以出现的故障可能是断路。
(3)[1][2]实验过程中,定值电阻两端的电压要保持不变,所以控制的电压为
所以在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应观察电压表的示数,直到示数为2V,即停止移动滑片。
(4)由图乙可知,电流与电阻的乘积为
电流与电阻的乘积为定值,可得:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)当定值电阻接入电路的阻值最大为20Ω时,变阻器接入电路的阻值也需要最大,才能让定值电阻两端的电压保持不变。此时根据串联分压原理则有
解得,则所选滑动变阻器的最大阻值应不小于。
6.(24-25九年级上·山东济南·阶段练习)某小组在“探究导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整 (要求:滑片P向右移动时电路中电流变大);
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。现将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,若电路只有一处故障,则故障原因可能是 ;
(3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,上述实验中,小强用10Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为5Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向 端移动滑片,使电压表示数为 V;
(4)要完成该实验的所有数据,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
【答案】(1)
(2)开关断路
(3) 右 3
(4)12.5
【详解】(1)滑动变阻器需要串联接在电路中,且一上一下,要求向右移动时,电流变大,滑动变阻器接入的阻值变小,则说明接入的是右下方接线柱,故如图所示:
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数,说明发生断路。现将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,说明此时有电流经过电压表,电压表所在的电路是通路,那么只能是开关处于断路状态。
(3)[1][2]探究电流与电阻关系,需要控制定值电阻两端的电压不变,小强用10Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为5Ω的电阻接入电路,根据串联分压,电压表的示数变小,为了保证电压表的示数不变,滑动变阻器分担的电压需要变小,闭合开关,应向右移动。
(4)定值电阻两端的电压为
当接入25Ω的电阻做实验时,根据串联分压原理则有
解得此时,则要完成该实验的所有数据,滑动变阻器的最大阻值至少为。
题型三:欧姆定理内容和理解
7.(24-25九年级上·广西南宁)关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电路中有电压就一定有电流
B.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
D.由欧姆定律可得,所以导体的电阻是由它两端的电压和流过的电流决定的
【答案】C
【详解】A.电路中有电压且电路是通路,电路中才有电流,故A错误;
BD.导体的电阻是导体的一种性质,与它两端的电压和流过的电流无关,故BD错误;
C.根据欧姆定律,电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,故C正确。
故选C。
8.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)关于欧姆定律及其变形式下列说法正确的是( )
A.由可知,电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
B.由可知,电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C.由可知,导体的电阻与其两端的电压成正比,与其通过的电流成正比
D.以上说法都正确
【答案】A
【详解】A.由可知,电阻一定时,导体两端的电压增大为原来的几倍,通过导体的电流也增大为原来的几倍,即通过导体的电流与其两端的电压成正比,故A正确;
B.在电路中,导体两端的电压变化是电流变化的原因,只有导体两端有电压时导体中才会有电流,因此,不能由得出导体两端的电压与通过导体的电流成正比,故B错误;
C.导体的电阻由其本身的材料、长度、横截面积决定,与导体两端所加电压和通过电流的大小无关,因此不能由得出导体的电阻与其两端的电压成正比,与其通过的电流成正比,故C错误;
D.以上说法只有A是正确的,故D错误。
故选A。
9.(23-24九年级上·江西吉安·阶段练习)有关欧姆定律公式及其变形式和U=IR,下列说法中不正确的是( )
A.某段导体两端电压为0V时,通过该导体的电流为0A
B.导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
C.以上公式均适用于所有用电器电压、电流和电阻的计算
D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】C
【详解】A.由知道,导体两端电压为0V时,通过该导体的电流为0A,故A正确,不符合题意;
B.电压一定时,由欧姆定律知道,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故B正确,不符合题意;
C.欧姆定律公式及其变形式只适用于纯电阻的电压、电流和电阻的计算,故C错误,符合题意;
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关,公式是电阻的一个计算式,不是决定式,故D正确,不符合题意。
故选C。
题型四:欧姆定律的U-I图像和I-U图像
10.(23-24九年级上·宁夏银川·期末)张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理做出了如图所示的图像,根据图像,下列说法错误的是( )
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A的电阻大于导体B的电阻
C.当在导体B的两端加上1 V的电压时,通过导体B的电流为
D.将A、B两导体并联后接到电压为3 V的电源上时,干路中的电流为
【答案】B
【详解】A.由图像可知,导体A的图像为过原点的倾斜直线,则通过导体A的电流与其两端的电压成正比,故A正确,不符合题意;
B.由图像可知,当电压相等时,导体A的电流较大,由可知,A的电阻较小,故B错误,符合题意;
C.由图像可知,当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流为0.1A,故C正确,不符合题意;
D.将A、B两导体并联后接到电压为3V的电源上时,它们两端的电压均为3V,由图像可知通过两电阻的电流分别为,,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流为
故D正确,不符合题意。
故选B。
11.(2024·湖北襄阳·三模)如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为时,
C.如图所示,当开关闭合,电源电压为时,电路总电流为
D.如图所示,当开关闭合,电路电流为时,电路总电阻是
【答案】D
【详解】A.由图像可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,为定值电阻;而乙对应的电流与电压不成正比,说明电阻乙的阻值是变化的,故A错误;
B.由图像可知,当甲两端电压为时,通过的电流为,甲的阻值为
故B错误;
C.如图所示,和并联;当电源电压为时,因并联电路中各支路两端的电压相等,两电阻两端的电压均为,由图像可知,通过两电阻的电流分别为
则电路中的总电流
故C错误;
D.如图所示,和串联;当开关闭合,电路电流为时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两电阻的电流均为,由图像可知,两电阻两端的电压分别为
则电源电压
电路中的总电阻
故D正确。
故选。
12.(2024·湖南·三模)如图所示是、的I-U图象,根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.的阻值与其两端电压成正比
B.在不同电压下阻值不同
C.若将、并联在6V的电源电压下,通过、的电流之比为3︰2
D.若将、串联到9V的电源电压下,、两端的电压之比为1︰2
【答案】B
【详解】A.电阻是导体本身的性质,不会电压、电流发生改变,故A错误;
B.定值电阻的I-U图形为一条过原点的直线,由的I-U图形是一条曲线可知, 的在不同电压下阻值不同,故B正确;
C.将、并联在6V的电源电压下,、两端电压均为6V,结合图像可知通过R1、R2的电流分别为0.4A、0.6A,比值为2︰3,故C错误;
D.将、串联在9V的电源电压下,此时通过、的电流相等,电压之和等于9V,结合图像可知为电流0.4A时,此时、两端电压分别为6V、3V,比值为2:1,故D错误。
故选B。
题型五:欧姆定律判断电表读数的变化
13.(24-25九年级上·广东韶关·阶段练习)小阳设计一个天然气泄漏检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。下列说法正确的是( )
A.天然气浓度增大,电压表示数变小
B.天然气浓度减小,电流表示数变大
C.天然气浓度增大,电压表的示数不变
D.天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
【答案】D
【详解】由电路图可知,气敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
AC.当天然气浓度增大时,由图乙可知,R的阻值变小,电路中的总电阻变小。由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由U=IR可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故AC错误;
BD.同理,当天然气浓度减小,R的阻值变大,电流表的示数变小,电压表的示数变小,电压表与电流表示数的比值等于R0的阻值,则电压表与电流表示数的比值不变,故B错误,D正确。
故选D。
14.(24-25九年级上·广东韶关·阶段练习)如图,当滑动变阻器滑片向右移动时,电流表和电压表示数变化正确的是( )
A.电压表和电流表的示数增大B.电压表、电流表的示数都减少
C.电压表示数增大,电流表示数减少D.电压表示数减少,电流表示数增大
【答案】C
【详解】由图得,定值电阻与变阻器串联,电压表测量变阻器电压,电流表测量电路电流;当滑动变阻器滑片向右移动时,变阻器接入电路中电阻增大,电路电阻增大,由欧姆定律得,电路电流减小,则电流表示数减小,定值电阻的电压减小,由串联电路电压特点得,变阻器电压变大,即电压表示数增大,故ABD错误,C正确。
故选C。
15.(23-24九年级下·内蒙古通辽·阶段练习)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,闭合开关,向左移动滑片P,则( )
A.电压表的示数与电流表的示数比值不变B.电压表的示数变大,电流表的示数变小
C.电压表的示数不变,电流表的示数变大D.电压表的示数变小,电流表的示数变大
【答案】A
【详解】A.由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压。根据可知,电压表示数与电流表示数比值等于R的阻值,R的阻值保持不变,故电压表的示数与电流表的示数比值不变,故A正确;
BCD.闭合开关S,向左移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;根据U=IR可知,R两端的电压变大,即电压表示数变大,故BCD错误。
故选A。
题型六:含半导体电阻的动态电路分析
16.(24-25九年级上·山东淄博·阶段练习)某科技小组为快递公司设计了一套计数装置,电路如图所示。R1为光敏电阻(当有光照射时电阻变小),激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表),R2为定值电阻。现闭合开关,计数装置正常工作。当激光被物体遮挡时,下列说法正确的是( )
A.电阻R2的阻值变小B.通过R2的电流变大
C.R1两端的电压变大D.R1与R2的电流之比变小
【答案】C
【详解】A.由于R2是定值电阻,其阻值不会随外界条件的变化而改变,故A错误;
B.R1和R2串联,在激光被遮挡的瞬间,R1阻值变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流变小,通过R2的电流减小,故B错误;
C.由于激光被遮挡,R1电阻增大,所以电路中的电流减小,而R2的阻值不变,由欧姆定律可知R2两端的电压减小,R1两端的电压增大,故正确;
D.R1和R2串联,串联电路电流处处相等,所以R1与R2的电流之比不变,故D错误。
故选C。
17.(24-25九年级上·上海宝山·开学考试)小苒同学给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为2.4V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为45%
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,湿敏电阻R的阻值随空气湿度的增大而减小,故A错误;
B.如图甲,R与R0串联,电压表测量R0两端的电压;由串联分压原理知,空气湿度越大,R越小,则R两端的电压越小,由串联电路电压的规律知,R0两端的电压即电压表的示数变大,故B错误;
C.由图乙可知,当空气湿度为40%时,R=30Ω,由欧姆定律知,电路中的电流为
电压表的示数为
U0=IR0=0.12A×20Ω=2.4V
故C正确;
D.当电路中电流为I'=0.15A时,电路的总阻值为
R的阻值为
R'=40Ω-20Ω=20Ω
由图乙可知,此时空气湿度为50%,故D错误。
故选C。
18.(2024·湖南怀化·一模)如图甲所示是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,是红外线探测电阻,其阻值随红外线强度变化关系如图乙所示,R是定值电阻。当R两端的电压增大到设定值时,摄像机自主启动拍摄。闭合电路开关,当红外线强度增大时,下列说法正确的是( )
A.的阻值变大
B.电压表示数变大
C.电流表示数变小
D.当红外线强度减弱到一定值时摄像机才能自动开启
【答案】B
【详解】ABC.由电路图知,闭合开关,红外线探测电阻RP和定值电阻R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;闭合电路开关,当红外线强度增大时,根据图乙可知,红外线探测电阻RP阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;根据U=IR可知,定值电阻两端电压变大,电压表示数变大,故B正确,AC错误;
D.当R两端的电压增大设定值时,摄像机自主启动拍摄,根据串联电路的分压规律可知,红外线探测电阻RP分担电压变小,红外线探测电阻RP电阻减小,根据图乙可知,红外线强度是变大的,故D错误。
故选B。
题型七:欧姆定律在电路故障的应用
19.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示电路,闭合开关,两灯均发光,两电表均有示数.过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,两只电表示数都增大,造成此现象的原因可能是( )
A.灯短路B.灯短路C.灯断路D.灯断路
【答案】B
【详解】A.灯短路则电路中总阻变小,根据欧姆定律,电压一定,电流变大,即电流表示数变大,灯两端电压为0,故电压表示数变小,故A不符合题意。
B.灯短路则电路中总阻变小,根据欧姆定律,电压一定,电流变大,即电流表示数变大,灯两端电压变为电源电压,即电压表示数变大,故B符合题意;
C.灯断路会导致电路中电流为0,电压表与灯串联,相当于测电压电源,即电流表示数变小,电压表示数变大,故C不符合题意
D.灯断路会导致电路中电流为0,即电流表示数为0,电压表未接入电路,示数也为0,即两表示数均变小,故D不符合题意。
故选B。
20.(23-24九年级上·山东泰安·期中)小明同学在利用如图所示电路进行电学实验时,闭合开关,两灯正常工作,过了一会儿,两灯中一灯亮,一灯不亮,且两只电表示数都变大.则故障原因是( )
A.灯断路B.灯短路C.灯断路D.灯短路
【答案】D
【详解】由电路图可知,两灯泡串联,电流表测电路电流,电压表测灯. 两端电压;
A.如果灯断路,电路断路,电流表示数变为0,电压表测量的是电源电压,电压表示数会变大,故A不符合题意;
B.如果灯短路,电压表测一段导线两端的电压,示数为0;总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表示数变大,故B不符合题意;
C.如果灯断路,电路断路,电流表和电压表示数都变为0,故C不符合题意;
D.如果灯短路,电压表测量的是电源电压,示数变大,由于总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,故D符合题意。
故选D。
21.(2023·吉林白山·二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,灯L正常发光,过了一段时间,观察到两电表的示数都变大,若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R或L上,则电路故障是( )
A.灯L断路B.灯L短路C.电阻R短路D.电阻R断路
【答案】C
【详解】根据电路图可知,灯泡与R串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流。闭合开关S,灯L正常发光,过了一段时间,观察到电流表示数变大,这说明电路是通路,由欧姆定律可知电路的总电阻变小,电路出现了短路现象;电压表示数变大,说明电压表测量的是电源电压,所以故障是R短路。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
题型八:欧姆定律的计算
22.(24-25九年级上·福建厦门)如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,闭合开关S后,电流表A的示数为0.6A,电流表A1的示数为0.2A。求:
(1)R1两端的电压;
(2)R2的阻值;
(3)电源电压。
【答案】(1)4V
(2)10Ω
(3)4V
【详解】(1)由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测电阻R1的电流。那么R1两端的电压
U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V
(2)根据并联电路的特点,可知通过R2电阻的电流
I2=I-I2=0.6A-0.2A=0.4AR2的电阻
(3)由于并联电路中,电源电压与支路两端电压相等,所以电源电压为
23.(24-25九年级上·上海·阶段练习)在如图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,变阻器R2标有“20Ω 2A”字样,闭合电键S后,电流表A1的示数为0.3A。求:
(1)求电源电压值;
(2)将变阻器R2的滑片P移至某点时,该电路中某电流表的示数如图(b)所示,求变阻器R2连入电路的阻值。
【答案】(1)6V
(2)15Ω
【详解】(1)由图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测定值电阻所在支路电流,A2测干路电路电流。已知电流表A1的示数为0.3A,根据并联电路电压的特点和欧姆定律可知,电源电压为
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)由题意知,将变阻器R2的滑片P移至某点时,该电路中某电流表的示数如图(b)所示,根据并联电路电压和电流的特点可知,定值电阻所在支路电流不变,为0.3A,因此图(b)所示为电流表A2的示数,由于干路电流大于支路电流,因此电流表A2选用0~3A量程,分度值为0.1A,示数为0.7A,因此通过变阻器R2的电流为
I2=I-I1=0.7A-0.3A=0.4A
变阻器R2连入电路的阻值
24.(24-25九年级上·山东泰安·阶段练习)如图甲所示是某电子秤的原理示意图,为定值电阻,托盘下方的电阻为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系如图乙所示,已知电源电压保持不变,电流表量程为0-30mA。当托盘中没有物体时,电流表示数为0.01A;当放入质量为0.6kg的某物体时,电流表示数为0.02A。求:
(1)当托盘中没有物体时,阻值;
(2)当放入质量为0.6kg的某物体时,两端的电压;
(3)电源电压和的阻值。
【答案】(1)500Ω
(2)4V
(3)6V,100Ω
【详解】(1)由乙图可知,当物体质量为0时,R2的阻值为500Ω。
(2)当放入质量为0.6kg的某物体时,R2的阻值为200Ω,电流表示数为0.02A,两端的电压为
(3)由乙图可知,当物体质量为0时,R2的阻值为500Ω,电流表示数为0.01A,电源电压可表示为
①
当放入质量为0.6kg的某物体时,R2的阻值为200Ω,电流表示数为0.02A,电源电压可表示为
②
联立①②解得:,。
【高分达标】
一、单选题
25.(23-24九年级上·河北邯郸·期末)在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左侧
B.将5Ω的电阻换成10 Ω,应将滑片向右移
C.实验过程中移动滑片的主要目的是控制定值电阻两端的电压一定
D.该实验结论为:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
【答案】B
【详解】A.闭合开关前,滑片应移到阻值最大处,离下接线柱最远,为左侧。故A正确,不符合题意。
B.探究电流与电阻的关系,电压应不变,电阻换成10Ω的,变大了,滑动变阻器阻值也应变大,才能保持电压不变,向左侧滑,故B错误,符合题意。
C.探究电流与电阻的关系,定值电阻电压应不变,故C正确,不符合题意。
D.电流与电压的关系,在电压一定时,电流与电阻成反比,故D正确,不符合题意。
故选B。
26.(2024·北京房山·二模)如图所示是探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”的电路图。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左端
B.实验中,应控制定值电阻两端的电压不变
C.实验中,滑动变阻器的主要作用是控制通过定值电阻的电流不变
D.把定值电阻由5Ω更换为10Ω时,滑动变阻器的滑片应向左移动
【答案】B
【详解】A.闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,由图可知该实验中P应置于右端,故A错误;
BC.在探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”时,更换定值电阻时,要用滑动变阻器来保持定值电阻两端电压不变,综上分析知,故B正确,C错误;
D.实验过程中电源电压不变,定值电阻两端的电压不变,则滑动变阻器两端的电压不变,因串联电路中导体两端的电压之比等于电阻之比,则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变,所以将5Ω电阻换成10Ω电阻时,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑动变阻器的滑片应向右移动,故D错误。
故选B。
27.(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)关于电流、电压和电阻之间的关系,下列说法正确的是( )
A.公式表明,导体的电阻R跟它两端的电压成正比,跟电流成反比
B.公式表明,导体中的电流I跟它两端的电压成正比,跟电阻成反比
C.公式表明,导体两端的电压U跟电流成正比
D.公式表明,导体两端的电压U跟电阻成正比
【答案】B
【详解】A.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A错误;
B.根据欧姆定律公式可知: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,故B正确;
C.公式表明,通过导体的电流与导体两端的电压U成正比,故C错误;
D.导体两端的电压U的大小是由电源决定的,与电流和电阻的大小无关,故D错误。
故选B。
28.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.欧姆定律是只通过理论推导得出的规律
B.欧姆定律反映出了导体电阻跟电流和电压之间的关系
C.由欧姆定律变形得,说明电阻与电压成正比,与电流成反比
D.欧姆定律中的I、U和R反映的是同一段电路中同一时刻的电流、电压和电阻关系
【答案】D
【详解】A.欧姆定律是通过实验结果归纳总结得出的,故A错误;
B.欧姆定律反映出了导体中的电流与导体的电压和电阻之间的关系,故B错误;
C.由欧姆定律变形得,但电阻是导体本身的一种属性,其大小与导体的长度、材料和横截面积有关,与电压和电流无关,故C错误;
D.欧姆定律公式中的I、U和R具有同一性、同时性,即必须是同一段电路中同一时刻的电流、电压和电阻关系,故D正确。
故选D。
29.(24-25九年级上·山东淄博·阶段练习)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列正确的是( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A1与电流表A2的示数相等
C.电流表A1的示数变大
D.电压表V与电流表A2示数的比值变大
【答案】C
【详解】ABC.由图得,闭合开关S,R、R0并联,电流表A2测量R0电流,电流表A1测量干路电流,所以电流表A1的示数大于电流表A2的示数,电压表测量电源电压,则R、R0电压等于电源电压。滑动变阻器滑片P从最上端向中点移动过程中,R接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电压表示数不变,由欧姆定律得,R电流变大,电路总电流变大,则电流表A1示数变大,A2示数不变,故AB错误,C正确;
D.由于电压表V的示数不变,电流表A2示数不变,则电压表V的示数与电流表示数的比值不变,故D错误。
故选C。
30.(24-25九年级上·山东淄博·阶段练习)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电压表示数之比为4:3。此时灯L1和L2的电阻之比为( )
A.1∶3B.3∶1C.3∶4D.4∶3
【答案】A
【详解】由题图可知,两灯串联,通过它们的电流相等,电压表甲测L1、L2的电压,电压表乙测L2的电压,由欧姆定律得灯L1和L2的电阻之比为
故选A。
31.(24-25九年级上·山东淄博·阶段练习)如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,则下列说法正确的是( )
A.R1=5ΩB.R2=15ΩC.I2=0.4AD.I2=0.8A
【答案】C
【详解】由图可知,开关闭合后,两灯并联,电流表A1测干路中的电流I=0.6A,电流表A2测灯L1的电流I1=0.2A,则通过L2的电流为
灯L1的电阻为
灯L2的电阻为
故选C。
32.(2024·山东济南·中考真题)某学习小组连接了如图所示的实物电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,关于电流表的示数、电流表的示数以及灯泡的亮度,可能出现的现象是( )
A.变大,变小,灯泡亮度不变B.变小,变大,灯泡亮度变暗
C.变小,变小,灯泡亮度不变D.变大,变大,灯泡亮度变亮
【答案】C
【详解】如图,灯泡于滑动变阻器并联,电流表A2在干路,测干路电流;电流表A1与滑动变阻器串联,测变阻器的电流;闭合开关,移动滑片P的过程中,电流表的示数发生变化,由于并联电路各支路互不影响,通过灯泡的电流不变,灯泡的亮度不变;由于干路电流等于支路电流之和,因此电流表的示数发生变化,若变小,干路电流也变小,灯泡亮度不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
33.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)如图所示的电路中,R2的阻值为10Ω。开关S1、S2闭合,电流表A2的示数为0.3A,电流表A1的示数为0.5A。下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流为0.3AB.电阻R1的阻值为15Ω
C.电源电压为5VD.开关S2断开时,电流表A2的示数为0.5A
【答案】B
【详解】A.由图可知,开关S1、S2闭合时,电阻R1与R2并联,电流表A1测干路中的总电流,电流表A2测通过R2的电流。由于并联电路干路中的电流等于支路中的电流之和,所以通过R1的电流
故A错误;
BC.并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,由欧姆定律可得,两电阻两端的电压和电源电压
R1的阻值
故B正确,C错误;
D.开关S2断开时,R1断路,电路为R2的简单电路,电流表A2测通过R2的电流,由于并联电路各支路互不影响,所以通过R2的电流不变,即电流表A2的示数不变,仍为0.3A,故D错误。
故选B。
二、填空题
34.(24-25九年级上·广西南宁·阶段练习)如图为定值电阻R的关系图像,R的阻值是 ,若将R均匀拉长后再接入电路,其电阻会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 20 变大
【详解】[1]由图可知,电压为10V时,电流为0.5A,则R的阻值为
[2]导体的电阻与其长度、横截面积和材料有关,长度越长,电阻越大;横截面积越小,电阻越大。将R均匀拉长后,长度变长,横截面积变小,其电阻应变大。
35.(23-24九年级上·四川眉山·期末)阳光的你必定有阳光的心态。电灯正常发光时两端电压3V,电流0.3A,当电源电压为4.5V时,要使电灯正常发光,应给它串联的保护电阻为 Ω。
【答案】5
【详解】串联电阻两端分得的电压为
应给它串联的保护电阻的阻值为
36.(24-25九年级上·北京顺义·阶段练习)如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,滑动变阻器金属滑片是杠杆的一端,从油量表指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。油量表是由电流表改装的。当油量表示数变大时油量 (填“增加”或“减少”)
【答案】增加
【详解】油量表是由电流表改装的,当油量表示数变大时,电路中电流变大,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,滑片向下移动,根据杠杆原理可知,浮标上升,油量增加。
37.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)小灯泡的I-U图象如图甲所示,将它与定值电阻R接入图乙所示的电路中。只闭合开关S₁,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S₂时,电流表的示数为0.3A。则电源电压为 V;只闭合开关S₁时,电阻R两端的电压为 V。
【答案】 2.5 1.5
【详解】[1]两个开关都闭合时,电路中只有小灯泡一个用电器,故灯泡电压等于电源电压,由图像可知当电流为0.3A时,灯泡两端电压为2.5V,故电源电压为2.5V。
[2]只闭合开关S1时,电阻R和灯泡串联,由图像及串联电路电压规律可知此时灯泡电压为1V,故电阻R两端的电压
38.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图甲所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,R1的阻值 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值是 Ω;滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数将 (选填“大于”、“小于”或“等于”)0.4A。
【答案】 10 20 小于
【详解】[1]由电路图可知,当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,则电路中电流最小,由图像可知此时电路中的电流,R2两端的电压,电源电压
①
当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,由图像可知这时电路中电流为,电源电压
②
联立①②解得
[2]滑动变阻器的最大值
[3]当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为:
则电流表的示数为
滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数将小于0.4A。
三、作图题
39.(23-24九年级上·河南·阶段练习)如图一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量越多,由电表改成的油量表示数越大,请将“”或“”选一个填入电路空格中。
【答案】
【详解】由图可知,滑动变阻器的下部接入电路,由知,在这个装置中,油箱中的油量越多,滑杆向下移动,电阻越小,电流越大,由串联分压可知,电阻两端电压减小,所以电路中应串联一只电流表,如图:
40.(23-24九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)如图,电压表示数为6V,电流表示数为0.2A,图中虚线框内有两电阻R1和R2,已知R1=20Ω,在图中作出R1和R2的连接方式并标出R2的阻值。
【答案】
【详解】由电路图可知,电压表测电源的电压,由可得
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,由
可知,R1和R2的连接方式为串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的阻值
如下图所示
四、实验题
41.(2024·江苏苏州·二模)某学习小组计划探究电流与电阻的关系,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据甲图把乙图中的电路连接完整 (要求滑动触头向右移动时,电路中电流变大)。
(2)在闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑动触头应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)为得到多组实验数据,进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。某同学分析实验数据发现在电压一定的情况下,电流与电阻成反比,于是他作出了如图丁所示的图线,则实验中该同学加在电阻两端的电压为 V。
(4)若探究过程中所使用的电阻有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω,电源电压为6V,恒定不变,则完成实验的滑动变阻器的铭牌上标有的电阻值最少为 Ω。
【答案】(1)
(2)A
(3)3
(4)40
【详解】(1)滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的A端。
(3)由图丁可知,当
时,电流
由欧姆定律可知,电阻两端的电压
(4)实验中使用的定值电阻阻值最大为40Ω,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
变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理,当接入40Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
即完成实验的滑动变阻器的铭牌上标有的电阻值最少为40Ω。
42.(24-25九年级上·山东滨州·阶段练习)小芳利用图甲所设计的电路图,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),两个滑动变阻器R1(50Ω 2A)、R2(30Ω 1A),导线若干。
(1)小芳正准备闭合开关,突然发现电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是: ;
(2)小芳在探究“电流与电压的关系”时,用5Ω的定值电阻进行实验,通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丙所示的图像,由图像可得结论: 。如果想让实验结论更具有普遍性,你认为可以怎么做? ;
(3)该实验能不能用小灯泡代替定值电阻? 理由是: ;
(4)小芳在探究“电流与电阻的关系”时,用5Ω的电阻,电压调为2V完成第一次实验,如果直接换上10Ω的电阻,需要将滑片向 (选填“左”或“右”)移动才能够完成实验;如果要让这5个电阻都能够完成实验,应该选用的滑动变阻器是 。
【答案】(1)电流表使用前没有调零
(2) 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 换用不同的定值电阻多次实验
(3) 不能 小灯泡的电阻不是定值
(4) 右
【详解】(1)正准备闭合开关,突然发现电流表指针如图乙所示,即电流表指针没有与零刻度线对齐,说明电流表使用前没有调零。
(2)[1][2]由图丙可知,电流随电压的变化图象为一过原点的直线,故可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;为了让实验结论更具有普遍性,应换用不同的定值电阻多次实验。
(3)[1][2]该实验不能用小灯泡代替定值电阻;当灯泡两端的电压变大时,电路中的电流变大,小灯泡灯丝温度升高,小灯泡的电阻变大,小灯泡的电阻随着温度的升高而变大,探究“电流与电压的关系”时,要保持电阻阻值不变。
(4)[1]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据串联分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由串联分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右移动才能够完成实验。
[2]实验中使用的定值电阻阻值最大为30Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理,当接入30Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻
R滑=1.25×30Ω=37.5Ω>30Ω
故选滑动变阻器R1。
五、计算题
43.(24-25九年级上·山东滨州·阶段练习)如图所示的电路中,R1的阻值为15Ω。开关S1、S2闭合,电流表A1的示数为0.2A,电流表A2的示数为0.3A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
(3)电路的总电流。
【答案】(1)3V
(2)10Ω
(3)0.5A
【详解】(1)如图,两电阻并联,A1测R1的电流,A2测R2的电流;R1的阻值为15Ω,开关S1、S2闭合,电流表A1的示数为0.2A,电源电压
(2)电阻R2的阻值
(3)电路的总电流
44.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)如图所示电路,电源电压保持不变,R1=8Ω,R2=4Ω,当开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为1.5A,求:
(1)开关S1、S2都断开时,求电流表的示数;
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表示数为2A,求R3的阻值。
【答案】(1)1A
(2)24Ω
【详解】(1)当开关S1断开、S2闭合时,电路为R1的简单电路,电流表示数为1.5A,由欧姆定律得,电源电压为
开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,电流表测量电路电流,此时电流表的示数为
(2)开关S1、S2都闭合时,R1、R3并联,电流表测量干路电流,示数为2A;由并联电路电流互不影响得,R1的电流为1.5A。R3的电流为
由欧姆定律得,R3的阻值
45.(2024·江苏苏州·二模)如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变,S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.6A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A。求:
(1)电源电压及R2的阻值;
(2)S1闭合,S2、S3断开时,电阻R1两端的电压;
(3)S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数。
【答案】(1)12V,
(2)4V
(3)0.3A
【详解】(1)当S1、S2断开,S3闭合时,电路为R1的简 单电路,电流表测电路中的电流,则电源电压为
当S1断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,电流表测干路的电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流为
则R2的阻值为
(2)当S1闭合,S2、S3断开时,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流为
则电阻R1两端的电压为
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,R1被短路,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,则电流表的示数为
46.(2024·湖北襄阳·一模)某课外活动小组的同学设计了一个用电压表示数的变化来反映环境温度变化的电路,如图甲所示。电源电压为6V不变,R0是定值电阻,R1是热敏电阻,R1阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)定值电阻R0=20Ω,当电压表示数为2V时,电路中的电流多大?
(2)当环境温度为20°C时,电压表示数是多少?
(3)如果将R0、R1并联接在该电源上,放置在某一环境中时,测得干路中的电流为0.6A,此时人在这样的环境温度中是否舒适?请通过计算后,结合你知道的生活情形分析理由。
【答案】(1)0.1A
(2)2V
(3)此时人在这样的环境温度中不舒适
【详解】(1)由电路图可知,R1与R0串联,电压表测R0两端的电压。因串联电路中各处的电流相等,所以,电压表的示数为2V时电路中的电流
(2)由图乙知,当环境温度为20℃时,R1的阻值为40Ω,则电路的总电阻
R=R1+R0=40Ω+20Ω=60Ω
电路中的电流
R0两端的电压
U1=I′R0=0.1A×20Ω=2V
即电压表示数为2V。
(3)如果将R0、R1并联在该电路两端,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R0的电流
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R1的电流
I1=I总-I0=0.6A-0.3A=0.3A
电阻R1的阻值
由图乙知,此时温度为40℃,属于炎热天气,不舒服。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.60
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.3
0.38
0.50
0.6
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