





初中物理人教版(2024)九年级全册(2024)第2节 欧姆定律练习
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一.欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系(共5小题)
二.欧姆定律的图像表示(共10小题)
三.欧姆定律的简单计算(共13小题)
四.欧姆定律的成立条件(共3小题)
五.利用串联电路电阻关系的相关计算(共7小题)
六.利用并联电路电阻关系的相关计算(共7小题)
一.欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系(共5小题)
1.根据欧姆定律可以得到公式关于这个公式,下列说法中正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D.同一导体两端的电压和电流的比值不变
【答案】D
【详解】ABC.电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流大小无关。 所以,同一导体的电阻与加在它两端的电压、通过它的电流大小无关,且导体两端电压为零时其阻值不为零,故ABC错误;
D.同一导体的电阻不变,由可知,同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故D正确。
故选D。
2.关于欧姆定律公式,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流越大,导体的电阻就越小
B.同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
C.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
D.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
【答案】C
【详解】AD.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、温度有关,与其两端的电压和通过的电流无关,故AD错误;
B.根据可知,同一导体两端的电压跟通过导体的电流成正比,故B错误;
C.根据变形公式可知,导体电阻在数值上等于它两端电压和通过它电流的比值,故C正确。
故选C。
3.他,证明了导体电阻与长度和横截面积之间的数量关系;发现并提出了电流与电压、电阻之间表达式;为了纪念他的贡献,他的名字被命名为电阻的单位。这位物理学家是( )
A.欧姆B.焦耳C.安培D.瓦特
【答案】A
【详解】德国物理学家欧姆证明了导体电阻与长度和横截面积之间的数量关系;发现并提出了电流与电压、电阻之间表达式;为了纪念他的贡献,他的名字被命名为电阻的单位。
故选A。
4.为了纪念物理学家做出的贡献,经常用他们的名字命名物理定律和物理量的单位,请写出一个以物理学家的名字命名的物理电学定律 ,同时该名字是作为物理量 的单位。
【答案】 欧姆定律 电阻
【详解】[1][2]德国物理学家欧姆发现了欧姆定律,为纪念欧姆,物理学中以欧姆命名为电阻的单位。
5.教室天花板上悬挂的电灯和电扇的情景如图所示。现在将一盏电灯打开使其亮起,然后再打开一台电风扇的开关使其工作,则通过亮起的电灯的电流 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】不变
【详解】教室天花板上悬挂的灯和电扇是并联接入电路的,它们各自的工作状态不会影响到对方;并联电路中,各支路两端的电压都相等,且等于电源电压,所以当电风扇开始工作时,它并不会改变并联电路中灯所在支路的电压,因此亮起的电灯的电流不变。
二.欧姆定律的图像表示(共10小题)
6.如图所示的四个图像,与其描述的物理知识正确的是( )
A.甲图表示通过恒定电阻的电流与其两端电压之间的关系
B.乙图表示物体的质量跟它所受重力的关系
C.丙图表示液体的压强和深度之间的关系
D.丁图表示一漂浮的物体浸入液体过程中所受浮力与物体浸入液体体积的关系
【答案】D
【详解】A.甲图若表示恒定电阻的电流与电压关系,应为过原点的直线,且电流随电压的增大而增大,图中恰恰相反,故A错误;
B.乙图若表示质量与重力的关系,理论上应为过原点的直线(G=mg),但图中图线一开始质量不为0,重力却为0,与重力公式矛盾;故B错误;
C.丙图若表示液体压强与深度的关系(p=ρgh),应为过原点的直线,但图中曲线显示压强随深度增加而减小,与液体压强公式不符;故C错误;
D.丁图表示漂浮物体浸入液体时,一开始的浮力等于重力,然后浮力随浸入体积增加而增大,最终趋于稳定(当物体完全浸没后浮力不变),这与阿基米德原理完全吻合,正确反映了漂浮物体的浮力变化规律。故D正确。
故选D。
7.如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,下列说法错误的是( )
A.电阻R的电阻是10Ω
B.灯泡L的阻值随电压的增大而增大
C.若L与R串联在5V的电源上使用时,则电路中的电流为0.4A
D.若L与R并联在电源上使用时,通过干路的电流是0.6A,则此时电源电压为2V
【答案】D
【详解】A.根据欧姆定律可知电阻R的电阻
故A正确,不符合题意;
B.由图可知,当灯泡两端的电压分别为1V、2V、4V时,通过灯泡的电流分别为0.4A、0.6A、0.8A,根据欧姆定律可知灯泡电阻分别为
所以灯泡L的阻值随电压的增大而增大,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,L与R串联时,电路中的电流为I=0.4A时,灯泡两端的电压为UL=1V,电阻R两端的电压为UR=4V,根据串联电路规律可得串联电路的总电压U=UL+UR=1V+4V=5V
所以L与R串联在5V的电源上使用时,通过L的电流是0.4A,故C正确,不符合题意;
D.L与R并联在2V的电源上使用时,根据并联电路规律可知L与R两端的电压均为2V,由图可知通过R的电流IR=0.2A,通过L的电流IL=0.6A,由并联电路电流规律可得干路的电流I′=IR+IL=0.2A+0.6A=0.8A
故D错误,符合题意。
故选D。
8.如图是电阻甲和乙的图像,小菲对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为3V
B.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.6A
C.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
D.当乙两端电压为1V,其电阻值为5Ω
【答案】B
【详解】A.由图像知,甲和乙串联在电路中,通过的电流为0.3A,则甲和乙两端的电压分别为1.5V和0.5V,它们两端的电压
故A错误;
B.将甲和乙并联在电路中,若电压为1V,由图像知,通过甲和乙的电流分别为0.2A和0.4A,干路的电流为
故B正确;
C.由图像知,当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故C错误;
D.由图像知,当乙两端的电压为1V时,通过的电流为0.4A,其电阻值
故D错误。
故选B。
9.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,两个电阻的U-I关系图象如图所示。则下列判断正确的是( )
A.电源电压为13V
B.变阻器滑片在中点时,电压表V2示数为4.8V
C.图线甲是电阻R1的“U-I”关系图象
D.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
【答案】D
【详解】AC.据图可知,电路为定值电阻和变阻器串联,电压表V1测定值电阻两端电压,电压表V2测变阻器两端电压,当变阻器接入电路中的阻值变大时,电路中的电流变小,根据可知,定值电阻两端电压变小,由于电源电压不变,变阻器两端电压变大,因此定值电阻两端电压随电流的减小而减小,变阻器两端电压随电流的减小而增大,因此甲图是变阻器R2两端电压和电流的变化图像;乙图是定值电阻R1两端电压和电流的变化情况,由图像可知,当电路中电流为0.6A时,两电阻两端电压均为6V,则电源电压为
故AC错误;
BD.由图像甲可知,当电路中的电流为0.3A时,变阻器接入电路中的阻值最大,此时变阻器两端电压为9V,可得变阻器的最大阻值为
由图像乙可知,此时定值电阻两端电压为3V,定值电阻的阻值为
当变阻器滑片在中点时,电路中的总电阻为
电路中的电流为
电压表V2示数为
故B错误,D正确。
故选D。
10.如图甲、乙所示,分别是探究“电流与电压”、“电流与电阻”关系时绘制的图像。关于这两个图像,下列说法错误的是( )
A.甲图像表明:导体的电阻为5Ω
B.乙图像表明:电压保持1V不变
C.甲图像表明:在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
D.乙图像表明:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
【答案】D
【详解】A.探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,根据欧姆定律和图甲中的数据,可得导体的阻为
故A正确,不符合题意;
B.乙图中,图线上各点所对的电流与电阻的乘积为U=IR=0.2A×5Ω……=0.1A×10Ω=1V
所以电压保持1V不变,故B正确,不符合题意;
C.甲图中,电压与电流的比值是一个定值,说明电流与电压成正比,所以由甲图得出的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流跟电压成正比,故C正确,不符合题意;
D.乙图中,电流与电阻的乘积为一定值,说明电流与电阻成反比,所以乙图可得出的结论是:在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。导体的电阻是导体本身的一种性质,与它两端的电压和流过它的电流无关,故D错误,符合题意。
故选D。
11.如图甲所示的电路,电源电压恒定。R0为定值电阻,闭合开关S,移动滑片P,电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。则电路中最大电流为 A,电源电压为 V,电压表与电流表的比值最大为 Ω。
【答案】 0.6 12 100
【详解】实验中,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量电路电流。
[1]由图得,当电压表的示数为0时,电流表的示数为0.6A,此时变阻器接入电路电阻为0Ω,此时电路电阻最小,电路电流最大,故电路中最大电流为0.6A。
[2]电源电压不变,由串联电路电压特点得
由欧姆定律得
则
电源电压为
[3]电压表与电流表的比值最大为
12.有两只不同材料制成的电阻和,各自的电压与电流关系图像分别为图中的A、B。若将它们串联接在电压为4.5V的电源上,则两端的电压为 V,此时的电阻是 。
【答案】 1.5 5
【详解】[1][2]两只定值电阻RA和RB,若将它们串联接在电压为4.5V的电源上,因串联电路各处的电流都相等,且串联电路的总电压等于各部分电压之和,由图可知,当电路中的电流为0.3A时,RA的电压为3V,RB的电压为1.5V,电源电压为3V+1.5V=4.5V
与题干相符,根据欧姆定律可得RB的电阻
13.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。图乙中 (选填“dc”或“ec”)表示电压表的示数随电流表示数变化的图像;时,电压表和的示数之比为 。
【答案】 ec 1∶1
【详解】[1]由甲图可知,R0与R串联,电压表V1测R0两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,滑动变阻器R接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大,所以图乙dc表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像,ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。
[2]由图乙可知,当I=0.3A时,V1、V2的示数都为3V,则电压表和的示数之比为1∶1。
14.如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R₁大于5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω;1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示,小灯泡的电阻随其两端电压的增大而 。若闭合开关S、S₁接1,滑动变阻器滑片P向左移动,电流表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),在电路安全的情况下,变阻器允许接入电路的最大阻值为15Ω,则电源电压为 V;若闭合开关S、S2接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻R1的阻值为 Ω。
【答案】 增大 变大 4.5 40
【详解】[1]由乙图可知,随着电压的增大,对应的电流的增大量一直在减小,根据欧姆定律可知,对应的电阻也在增大,所以小灯泡的电阻随其两端电压的增大而增大。
[2]闭合开关S、S1接1时,电路为串联电路,当滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器的阻值在变小,所以整个电路中的阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大。
[3]当闭合开关S,S1接1时,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表量程为0~3V,则滑动变阻器最大分压为3V,故滑动变阻器两端电压最大为3V,此时通过滑动变阻器的电流大小为
由题图乙可知,当通过小灯泡的电流为0.2A时,其两端的电压为1.5V,则电源电压为
[4]若闭合开关S,S1接2,当滑动变阻器阻值最大时,电源电压可表示为……①
当滑动变阻器阻值最小,即阻值为零时,电路中电流最大,又由题意知,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电源电压可表示为……②
联立①②式解得R1=40Ω,故R1的阻值为40Ω。
15.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图1所示。
(1)求甲的定值电阻R1和乙的定值电阻R2的大小;
(2)将两定值电阻按图2接入电路中,闭合开关后,电流表A1的示数为0.5A,求电流表A2和电压表V1、V2的示数。
【答案】(1)5Ω, 10Ω;(2)0.5A、7.5V、5V
【详解】(1)由图1知道,当U1=U2=3V时,I1=0.6A,I2=0.3A,由知道,两定值电阻的阻值
(2)由图2知道,R1与R2串联,电流表A1、A2均测电路中的电流,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,且电流表A1的示数为0.5A,所以,电流表A2的示数
I2=I1=0.5A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电压表V1的示数
U=IR=I(R1+R2)=0.5A×(5Ω+10Ω)=7.5V
电压表V2的示数
U2=IR2=0.5A×10Ω=5V
答:(1)甲定值电阻R1的阻值为5Ω,乙定值电阻R2的阻值为10Ω;
(2)将两定值电阻按图2接入电路中,闭合开关后,电流表A1的示数为0.5A,则电流表A2和电压表V1、V2的示数依次为0.5A、7.5V、5V。
三.欧姆定律的简单计算(共13小题)
16.如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5ΩB.R2的电阻为9.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3VD.后一种情况中b表的示数为1.2A
【答案】C
【详解】BC.当a、b同为电流表时,闭合S1和S2,电路被短路,不符合题意;当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,电压表a测量R1和R2的总电压为3V,电路的总电压为3V,电压表b测量R2的电压为1V,R1两端的电压为U1==U-U2=3V-1V=2V
将a、b换为另一种电流表,闭合S1、断开S2,两电阻并联,电流表b测量干路的总电流,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,则电阻R2的阻值为
故B不符合题意,C符合题意;
A.当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,两电阻串联,电路中电流为
R1的电阻为
故A不符合题意;
D.后一种情况中,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,流过R1电流为
电流表b测干路电流,b表的示数为
故D不符合题意。
故选C。
17.如图所示电路,电源电压保持不变,先闭合开关,再闭合开关,则( )
A.电流表示数变大B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数之比不变D.灯变亮
【答案】A
【详解】AB.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电路由灯泡L2的简单电路变为灯泡L1、L2并联,电压表始终测量L2的电压,电流表始终测量电路电流;并联电路各用电器互不影响,则灯泡L2的不变,电压表示数不变;电路电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变大,即电流表示数变大,故A符合题意,B不符合题意;
C.电压表示数不变,电流表示数不变大,则电压表与电流表示数之比变小,故C不符合题意;
D.灯泡L2的电压、电流均不变,亮度不变,故D不符合题意。
故选A。
18.如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻,电流表量程,电压表量程,滑动变阻器标有“”字样。在电路安全的条件下,闭合开关,将开关接触点1,滑动变阻器的滑片调到最左端时,电流表的示数是,移动滑片过程中电路中的最小电流是,此时两端电压是;再将开关接触点2,移动滑片过程中电路中的最大电流是。下列选项正确的是( )
A.电源电压
B.电压
C.电流
D.开关接触点1时,滑动变阻器的阻值范围是
【答案】B
【详解】A.当S1接1且滑片在最左端时,电路中只有R1工作,电源电压U=IR1=0.8A×30Ω=24V
故A错误;
B.当S1接1时,滑动变阻器越大,电流越小,假如滑动变阻器能够滑到最大值时,电路中电流
但滑动变阻器越大,分得电压越多,电压表可能损坏,故当电压表为15V时,滑动变阻器阻值达到了保证安全情况下允许的最大值,此时R1分得电压为最小电压应该为U1=24V-15V=9V
此时电路最小电流
此时滑动变阻器的阻值
综上,故B正确;
C.当S1接2时,滑动变阻器最小时,电流最大
所以
故C错误;
D.S1接1时,滑动变阻器的滑片调到最左端时,电流表的示数是,表明滑动变阻器可以滑到最小值0,移动滑片过程中电路中,当电流中电流最小时,滑动变阻器的最大值为50Ω,故滑动变阻器的阻值范围为0~50Ω,故D错误。
故选B。
19.在如图所示的电路中,R1大于R2,开关S、S'均处于闭合状态。下列操作中,能使电压表示数与电流表示数的比值比原先大的是( )
A.断开开关S
B.增大电源电压
C.断开开关S'的同时,用电阻R3替换R1(R3小于R1)
D.断开开关S'的同时,互换R1与R2的连接位置
【答案】D
【详解】开关S、S'均处于闭合状态,只有R2工作,电压表测R2两端的电压,电流表测电路的电流,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值。
A.断开开关S'时,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故A不符合题意;
B.开关S、S'均处于闭合状态,只有R2工作,增大电源电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故B不符合题意;
C.断开开关S'的同时,用电阻R3替换R1,此时R3、R2串联,电压表测R2两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故C不符合题意;
D.断开开关S'的同时,互换R1与R2的连接位置,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R1的阻值,即该比值变大,故D符合题意。
故选D。
20.如图甲所示为冬奥会使用的创可贴体温计,图乙为该装置感温区的电路图,其中电源电压恒为 6 V,定值电阻。 的阻值为10Ω,R 为热敏电阻,其阻值会随体温的升高而增大。当电压表的示数达到 2 V 时便会报警。下列说法正确的是( )
A.体温越高,电压表示数越小
B.恰好报警时,电流表的示数为0.2A
C.恰好报警时,热敏电阻的阻值为20 Ω
D.增大 R₀的阻值,会使装置在体温更高时报警
【答案】D
【详解】A.根据串联电路中的电流处处相等 ,得出串联分压关系,电阻越大,分压越多,热敏电阻R的阻值随体温升高而增大时,R两端电压(电压表示数)也增大,故A错误;
B.报警时电压表示数为2V,R0两端电压为U0=U总-UR=6V-2V=4V
电流
故B错误;
C.报警时热敏电阻阻值
故C错误;
D.增大R0阻值会使总电流减小,需要更高的R阻值才能达到2V报警电压,即需要在体温更高时才会报警,故D正确。
故选D。
21.在相距50km的甲、乙两地间沿直线架设两条输电线,已知每条输电线每1千米的电阻为0.2Ω。若输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修人员在甲地利用电源、电压表和电流表连接成如图所示的电路进行测量:当电压表的示数为4V时,电流表的示数为0.5A。由此可判断短路位置离甲地的距离为( )
A.40kmB.30kmC.20kmD.10km
【答案】C
【详解】根据欧姆定律可得,输电线的总电阻
输电线的总长度
短路位置离甲地的距离为。
故选C。
22.如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为 Ω。
【答案】 并 0.9 30
【详解】[1][2]由图可知,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,通过R1的电流为
[3]根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A
根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知R2的阻值
23.如图甲所示,为定值电阻,电源电压为3V,闭合开关,电压表示数为1V;现将接入图乙电路,闭合开关,电流表示数为0.3A,则通过电阻的电流为 A。
【答案】0.2
【详解】如图甲所示,R1、R2为串联关系,电压表测量R1的电压;根据串联分压规律,
将R1、R2接入图乙电路,两个电阻并联,电流表测量干路电流,根据并联电路各支路电流之比等于各支路电阻倒数的比,故
根据干路电流等于各支路电流之和,则
解得通过电阻R1的电流
24.在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V,定值电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】 16 80
【详解】[1]据图可知,电路是两电阻并联,电流表A1测R2支路电流,电流表A2测干路电流,闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置,说明电流表A1选用小量程,分度值是0.02A,读数为0.2A;电流表A2选择的是大量程,分度值是0.1A,读数为1A,根据并联电路电流规律可得R1支路电流为
电源电压为
[2]定值电阻R2的阻值为
25.将一段电阻丝R和一个阻值为R0的定值电阻串联。接在电压为U=2V的电源上,现改变电阻丝接入电路的长度。测得通过电阻丝的电流I和电阻丝相应的接入长度L,得到了电流的倒数与长度的关系图像(图像)如图所示,由此可知:该定值电阻R0= Ω;当电阻丝的接入电路的电阻R′为1.6Ω时,电阻丝接入电路的长度为L= m。
【答案】 0.8 0.5
【详解】[1]由图像可知,当L=0时,
解得I=2.5A
当L=0时,只有定值电阻R0接入电路,根据欧姆定律可得,定值电阻R0的阻值
[2]电阻丝R和定值电阻R0串联,当电阻丝的接入电路的电阻R′为1.6Ω时,电路总电阻
此时电路中的电流
则电流的倒数
则当时,电阻丝接入电路的长度为L=0.5m。
26.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
【答案】(1)0.8A
(2)12V
【详解】(1)由电路图可知R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可得,电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.4A=0.8A
(2)根据并联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V
27.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻为,只闭合开关S时,电流表的示数为,电压表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)开关均闭合时,电流表的示数。
【答案】(1)15V (2)20Ω (3)0.75A
【详解】(1)由图可知,只闭合开关S时,两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,电压表示数为,即R1两端电压,电流表的示数为,电阻为,故两端电压为
故电源电压为
(2)电阻的阻值为
(3)开关均闭合时,被短路,电路中只有R1接入电路,故此时电流表的示数为
28.实际测量中使用的电流表、电压表都是由小量程电流计改装而成的。图甲中电流计的满偏电流(即小量程电流计允许通过的最大电流);图乙是某同学用该电流计改装的多用表(即电流表、电压表)的电路图,其中,。
(1)使用、两个接线柱时,电表为的电流表,求;
(2)使用、两个接线柱时,电表为电压表,当小量程电流计指针指在刻度盘中央时,求此时、两端的电压。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)若使用、两接线柱时,电表为0~0.6A的电流表;电路为R1与Rg并联,当电流表示数为0.6A时,小量程电流计的最大电流为Ig=3mA=3×10-3A
并联电路干路电流等于各支路的电流之和,所以通过电阻R1的电流I1=I-Ig=0.6A-3×10-3A=0.597A
并联电路各支路两端电压相等,Rg两端的电压
根据可得,定值电阻Rg的阻值
(2)若使用a、c两接线柱时,电路为R1与Rg并联后与R2串联,当小量程电流计指针指在刻度盘中央时,即通过电阻Rg的电流为
并联部分两端的电压
则此时通过电阻的电流
所以,干路电流为
根据欧姆定律和串联电路总电压等于各部分电压之和可得,、两端的电压
四.欧姆定律的成立条件(共3小题)
29.对欧姆定律的理解,下列说法中错误的是( )
A.对同一导体,导体中的电流强度与这段导体两端电压成正比
B.在电压不变时,导体的电阻愈大,通过的电流则愈小
C.在相同电压时,导体的电阻与电流成反比
D.对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变
【答案】C
【详解】A.对某一段导体来说,即导体的电阻不变,由欧姆定律可得,导体中通过的电流既与导体两端的电压成正比;故A正确,不符合题意;
B.在电压不变时,导体的电阻越大,通过的电流则越小,故B正确,不符合题意;
C.对于同一段导体来说,在电压一定条件下,由欧姆定律可得,导体中的电流跟它的电阻成反比;电阻与电压和电流大小无关,故C错误,符合题意;
D.对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变,故D正确,不符合题意。
故选C。
30.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是
A.电荷的定向移动形成电流
B.自由电子定向移动的方向为电流方向
C.电路两端有电压,电路中一定有电流通过
D.由R=U/I可知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
【答案】A
【详解】解答:A. 电荷的定向移动形成电流,故该选项说法正确;B. 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故该选项说法错误;C. 产生电流有两个必要条件,电路两端有电压,同时电路必须是通路,所以电路两端有电压,电路中不一定有电流,故该选项说法错误;D. 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,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,故D错误.
故选A.
【点睛】(1)电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.(2)电压是使导体中的自由电荷发生定向移动形成电流的原因.(3)欧姆定律内容是导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻有关.在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
31.欧姆定律公式适用范围:适用于 电路,可以是整个电路,也可以是这个电路的一部分。这种电路是指用电器把电能 转化为内能的电路。
【答案】 纯电阻 全部
【详解】[1][2]电能全部转化为内能的电路就是纯电阻电路,欧姆定律只适用于纯电阻电路。
五.利用串联电路电阻关系的相关计算(共7小题)
32.如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
C.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变小
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源电压,电流表测电路中的电流;
AB.由于电源电压不变,所以滑片移动时,电压表V2示数不变;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压保持不变,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小; 串联电路中电流处处相等,由U=IR可知,R1两端的电压变小,即V1示数变小。故AB错误;
CD.由欧姆定律可知,电压表V1示数与电流表A示数的比值等于定值电阻R1的电阻,则电压表V1示数与电流表A示数的比值不变;由欧姆定律可知,电压表V2示数与电流表A示数的比值等于电路中的总电阻,则电压表V2示数与电流表A示数的比值变大。故C错误,D正确。
故选D。
33.R1与R2的阻值均为6Ω,把它们分别串联和并联到电路中,它们接入电路后的总电阻为R串和R并,则R串:R并等于( )
A.4∶1B.1∶4
C.1∶2D.2∶1
【答案】A
【详解】串联电路中的总电阻等于各用电器电阻之和,则总电阻为
两个阻值相同的电阻并联,总电阻为
则R串:R并等于
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
34.如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,电压表V1的示数为9V,电压表V2的示数为6V,电流表A的示数为1A;若将R2与R3互换位置后,发现三表示数均不变,则由此做出的判断错误的是( )
A.电源电压为12VB.电阻R1的阻值是6Ω
C.电阻R3的阻值是6ΩD.电阻R2与R3阻值相等
【答案】C
【详解】由电路图知道,三电阻串联,电压表V1测R1和R2两端的电压之和,V2测R2和R3两端的电压之和,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由知道
将R2和R3对换位置后,电流表、电压表示数均不变,则说明R2和R3阻值相等,即
R1的阻值为
电源的电压
故C错误,符合题意,ABD正确,不符合题意。
故选C。
35.电阻为,允许通过的最大电流为;电阻为,允许通过的最大电流为;把它们串联后,允许加在两端的最大电压为 V的电路里;若将两电阻并联。则干路中允许通过的最大电流为 A。
【答案】 14.4 0.75
【详解】[1]由题意知,电阻R1允许的最大电流为0.4A,R2允许通过的最大电流为0.5A,两电阻串联后,电路允许通过的最大电流为0.4A。电路中此时的总电阻
允许加在两端的最大电压
[2] R1两端的最大电压
R2两端允许的最大电压
两电阻并联,两端的最大电压为6V,通过R1的电流
干路中允许通过的最大电流
36.如图,电源电压在之间波动,图中电子器件的阻值能随着电压变化而自动改变,灯泡L标有“”,若将的定值电阻与这个电子器件并联后(构成一个稳压器)再和灯泡串联,就能够保证灯泡始终正常工作,当电源电压为时,该电子元件的阻值为 ;当电源电压为时,该电子原件所在支路相当于 路。
【答案】 0 断
【详解】[1]当电源电压为时,灯泡始终正常工作,灯泡两端的电压为额定电压为220V,因为灯泡两端的电压等于电源电压,故电子元件的电压为0。
[2]当电源电压为时,灯泡始终正常工作,灯泡两端的电压为额定电压为220V,通过灯泡的电流为1A,则电路总电阻
灯泡的电阻
因为电子器件与R0并联,再与灯泡串联,则并联部分的等效电阻
因为
故当电源电压为时,该电子器件所在支路相当于断路。
37.如图所示,电源电压保持不变,R1、R2和R3为定值电阻,且R2=R3=10Ω。某同学误将一个电流表并联在R1两端,闭合开关S后,电流表的示数为0.3A。
(1)电源电压是多少?
(2)发现错误后,该同学将图中电流表换成了电压表,闭合开关S后,电压表的示数为2V,则电阻R1的阻值是多少?
【答案】(1)6V
(2)
【详解】(1)当将一个电流表并联在R1两端时,R1被短路,闭合开关S后,R2、R3串联接入电路,通过电路中的电流,则电源电压
(2)当将图中电流表换成了电压表后,电压表测量R1两端的电压,示数为2V,串联,根据串联分压有
带入数据
解得:。
38.如图所示,电源电压为6V,R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω、0.5A”字样,若电流表量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为确保电路安全,当开关S闭合后,求滑动变阻器连入电路中的阻值范围。
【答案】2Ω~10Ω
【详解】由图可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,当滑动变阻器接入电路电阻最小时,电路中电流最大,电压表示数最小,分析可知,电路中最大电流为0.5A,此时电路的总电阻为
此时滑动变阻器接入电路的最小电阻为
当滑动变阻器接入电阻最大时,电路中电流最小,电压表示数最大,分析可知此时电压表示数为3V,即滑动变阻器两端最大电压为3V,此时R1两端电压为
电路中的最小电流为
滑动变阻器接入的最大电阻为
所以滑动变阻器连入电路阻值范围是2Ω~10Ω。
六.利用并联电路电阻关系的相关计算(共7小题)
39.如图所示电路中电源电压不变,当S闭合,且滑片P向左滑动时,各电表示数的变化情况是( )
A.表读数不变、表读数变小、V表读数变小
B.表读数变大、表读数变大、V表读数不变
C.V表读数与表读数的比值变大
D.V表读数与表读数的比值变小
【答案】D
【详解】电路图中,灯L与R2串联后再与R1并联,电流表A1测R1的电流,电流表A2测干路的总电流,电压表测R1的电压。由并联电路的电压规律可知,电压表测电源电压,其示数保持不变; 根据欧姆定律,通过R1的电流大小不变,即A1的示数不变; 当S闭合,且滑片P向左滑动时,R2的阻值变小,根据电阻串联的规律,灯与R2串联的总电阻变小,根据电阻的并联规律,并联电路的总电阻变小,由欧姆定律,电路的总电流变大,即A2示数变大。则V表读数与表读数的比值不变,V表读数与表读数的比值变小。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
40.如图所示的电路中,电源为恒流源,始终提供大小恒定的电流,为定值电阻。调节变阻器R接入电路的阻值,将电流表、电压表的示数依次记录在表中,可以判断( )
A.实验过程中R逐渐增大B.实验过程中两端电压不变
C.定值电阻的阻值为20ΩD.恒流源提供的恒定电流为1.5A
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,R与R0并联,电流表测R的电流,电压表测电源电压。由表格数据知U减小,I增大,根据知R逐渐减小,故A不符合题意;
B.R逐渐减小,并联电路的总电阻逐渐减小,而总电流不变,由U=IR知恒流源电压减小,则两端电压减小,故B不符合题意;
CD.因电源为恒流源,始终提供大小恒定的电流,则由表格数据可得
解得
R0=10Ω,I=1.5A
故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
41.图所示电路是由12个不同的电阻组成的,已知R1=12欧,其余电阻阻值未知,测得A、B间总电阻为6欧。今将R1换成6欧的电阻,则A、B间的总电阻为( )
A.6欧B.4欧C.3欧D.2欧
【答案】B
【详解】设AB以上部分的电阻为R2,由题知道,R1与R2并联后的总电阻R=6Ω,即
所以
把R1=12Ω换成R1′=6Ω后,R2不变,因为,所以
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
42.如图,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3,要使R2、R3并联,应闭合开关 ,此时电流表的示数为I1;要使R1、R2串联,开关S1、S2应 (选填“断开”或“闭合”),此时电流表的示数为I2;则I1︰I2= 。
【答案】 S1、S2 断开 4︰1
【详解】[1][2][3]如图所示,要使电阻R2、R3并联,则电流必须分别流入R2、R3,所以应闭合开关S1、S2,此时电阻R1被短路,电阻R2、R3并联。电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,因为电阻R1=R2=R3,所以电路中的总电阻
此时电流表的示数
要使R1、R2串联,电流从电源的正极流出依次经过R1、R2,所以开关S1、S2都断开,因为电阻R1=R2=R3,此时总电阻
R串=R1+ R2=2R2
所以,此时电流表的示数
所以
43.如图所示的电路中,R1=6Ω,R2=12Ω,电流表示数为0.5A.则AB两端的电压为 V。
【答案】2
【详解】如图所示的电路中,R1、R2并联,电流表测量干路电流,根据并联电路电阻特点可得,AB两端的总电阻为
由欧盟定律可得,AB两端的电压为
44.如图所示电路,甲、乙两图中电源相同。R1、R2串联如甲图,闭合开关S,电压表示数为2V,电流表示数为0.2A;R1、R2并联如乙图,闭合开关S,电压表示数为6V。求:
(1)求R1、R2的阻值;
(2)求乙图中电流表示数。
【答案】(1)10Ω,20Ω;(2)0.9A
【详解】解:(1)由乙电路图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流,电压表测电源的电压,由电压表的示数可知,电源的电压U=6V;由甲电路图可知,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,由可得,R1的阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
则R2的阻值
(2)因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,乙图中电路中的总电阻
乙图中电流表示数
答:(1)R1、R2的阻值分别为10Ω和20Ω;
(2)乙图中电流表示数为0.9A。
45.如图所示的电路中电源电压恒定,R2=30Ω。求:
(1)当S1闭合,S2、S3断开时电流表的示数为0.6A,电源电压的大小;
(2)当S2闭合,S1、S3断开时,电流表的示数为0.36A,R1的阻值;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路的总电阻。
【答案】(1)18V;(2)20Ω;(3)12Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,当S1闭合,S2、S3断开时,只有R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,由可得电源电压
U=U2=I2R2=0.6A×30Ω=18V
(2)由电路图可知,当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由可得总电阻
根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则R1的阻值
R1=R-R2=50Ω-30Ω=20Ω
(3)由电路图可知,当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和可得
答:(1)电源电压为18V;
(2)R1的阻值为20Ω;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路的总电阻为12Ω。
序号
1
2
3
4
U/V
9.0
8.0
7.0
6.0
I/A
0.60
0.70
0.80
0.90
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