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专题02 电压 电阻&欧姆定律(期末复习讲义)九年级物理上学期新教材人教版+答案
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知识点01 电压
1、电压的单位
(1)国际单位:伏特;简称:伏;符号:V。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
(3)换算关系:1kV=103V;1V=103mV;1mV=103μV。
2、电压表:电压表是测量电压的仪表,表盘中央标有字母V,电路元件符号:;实验室常用的电压表有三个接线柱,两个量程。
(1)当用“-”“3”两个接线柱时,量程为0~3V,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V。
(2)当用“-”“15”两个接线柱时,量程为0~15V,每一大格表示5V,每一小格表示0.5V。
3、电压表的连接规则
(1)与被测电路并联。
(2)电流从正接线柱流入,负接线柱流出。
(3)被测电压不能超过电压表使用的量程.为读数精确,能使用小量程时不使用大量程。
(4)电压表直接接在电源两极时,所测电压为电源电压。
4、电压表的使用规则
(1)使用电压表前首先要校零,明确电压表的量程和分度值,被测电压不要超过电压表的量程。
(2)电压表应与被测电路并联。
(3)通过电压表的电流方向为红接线柱(+)入,黑接线柱(-)出。
(4)电压表可以直接接到电源两极上,所测电压为电源电压。
(5)试触:如果不知道被测电压的大约值,采取试触的方法。
知识点02 串、并联电路中电压的规律
1、串、并联电路的电压规律
(1)串联电路中总电压等于各部分电路电压之和;数学表达式:U=U1+U2。
(2)并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压。数学表达式:U=U1=U2。
(3)对比记忆串联电路的电压规律和电流规律
串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和。
串联电路电流规律:处处相等。
并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压。
并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和。
2、探究串联电路中的电压特点实验
(1)实验目的:探究串联电路中电压有什么规律。
(2)实验猜想:a、串联电路中各部分电路两端的电压相等;b、串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
(3)实验步骤
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
步骤③换上另外不同规格灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
(4)实验分析:从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时,U1=U2;当两灯泡的规格不相同时,U1≠U2,但都满足U1+U2=U。
(5)实验结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。
3、探究并联电路中的电压特点实验
(1)实验目的:探究并联电路中电压有什么规律。
(2)实验猜想:a、并联电路各条支路两端的电压都相等;b、并联电路的总电压等于各条电路两端的电压之和。
(3)实验步骤步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,C、D两点,E、F两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
步骤③换上另外不同的灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
(4)实验分析:并联电路中各支路两端电压相等,等于总电压(电源电压)与灯泡的规格没有关系。
(5)实验结论:并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等即:U= U1=U2。
知识点03 电阻
一、电阻的概念
1、电阻符号:R。
2、电阻在电路图中的元件符号:。
3、电阻定义:电阻是导体对电流的阻碍作用的大小。
4、电阻单位:欧姆;简称:欧.符号:Ω;其他单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
5、电阻换算:1MΩ=103kΩ;1kΩ=103Ω。
6、电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关,与材料、长度、横截面积、温度等四个因素有关。
7、电阻器的定义:在电子技术中,经常用到具有一定电阻值的元件,叫电阻器,又叫定值电阻。
二、探究“影响导体电阻大小因素”实验
1、实验目的:探究影响导体电阻大小与什么因素有关。
2、实验猜想:影响导体电阻大小的因素可能是,导体的材料、长度、横截面积等。
3、实验方法:控制变量法、转换法。(控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法)
4、实验步骤
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②探究电阻大小跟导体长度的关系,选择长度不同,横截面积和材料都相同的两根电阻丝。
步骤③探究电阻的大小跟导体横截面积的关系,选择横截面积不同,长度和材料都相同的两根电阻丝。
步骤④探究电阻的大小跟导体材料的关系,选择材料不同,长度和横截面积都相同的两根电阻丝。
步骤 = 5 \* GB3 ⑤整理实验器材。
5、实验结论及应用:影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积、温度。
(1)导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
(2)导体的长度、材料一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
(3)导体的电阻与材料有关。
三、半导体材料的特点和应用
1、导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,如:硅、锗等。常见半导体有:锗、硅、砷化镓等,即硅属于半导体材料。在半导体中掺入少量的其他元素,它的导电性能会得到很大改善,从而可以把它们制成:
(1)光敏电阻:有无光照电阻值差异很大。
(2)热敏电阻:温度略有变化,电阻值变化很明显。
(3)压敏电阻:电压变化,电阻值明显变化。
2、二极管:具有单向导电性。三极管:具有将电信号放大的作用。半导体元件的应用十分广泛,已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。
四、超导现象
1、在足够低的温度和足够弱的磁场下,其电阻率为零。一般材料在温度接近绝对零度的时候,物体分子热运动几乎消失,材料的电阻趋近于0,此时称为超导体,达到超导的温度称为临界温度。
2、超导现象:人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流,从而产生超强磁场。超导现象出现的基本标志是零电阻效应和迈斯纳效应。
知识点04 变阻器
1、变阻器定义:阻值可以变化的电阻器叫变阻器,变阻器可以分为滑动变阻器、电阻箱、电位器等。
2、滑动变阻器
(1)原理:通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻(注意“连入电路中的”)。
(2)构造:瓷筒、电阻线、支架、接线柱、金属杆、滑片。
(3)元件符号:。
(4)结构示意图:。
(5)接线规则:一上一下。
(6)铭牌的理解:例20Ω1A,表示此滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是1A。
(7)优缺点:能连续改变接入电路的电阻大小,不能读出具体电阻值。
3、电阻箱
(1)分类:旋盘式电阻箱、插塞式电阻箱。
(2)优缺点:能够读出具体电阻值,不能连续改变电阻。
(3)电阻箱的元件符号:。
4、电阻箱的读数:
(1)旋钮式:用三角标志所对的数字乘以下面的倍数,然后把他们相加。
(2)插块式:把拔掉的塞子对应的电阻线阻值相加。
5、滑动变阻器的工作原理
(1)滑动变阻器原理:通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻(注意“连入电路中的”)。
(2)滑动变阻器的作用:可以改变电路中的电流,可以改变与之串联用电器两端的电压,还可以保护电路。
(3)当滑片远离下端使用的接线柱时,电阻变大;靠近下端使用的接线柱时,电阻变小。
6、滑动变阻器的使用
(1)滑动变阻器的接线规则:一上一下。
“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路中;“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。
(2)滑动变阻器串联在电路中。
(3)滑动变阻器阻值变小,会引起电路中电流变大,与之串联的用电器两端电压变大。
(4)电路中的电流不许超过铭牌上标记的电流值。
(5)滑动变阻器要与被控制电路串联。
(6)闭合开关前应把滑片移至阻值最大处,即远离下端使用的接线柱。
知识点05 电流与电压和电阻的关系
一、探究电流与电压的关系
1、实验目的、猜想、方法
(1)实验目的:探究通过导体的电流与电压的关系。
(2)实验方法:控制变量法。
2、实验步骤
步骤①根据电路图连接电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②保持定值电阻R不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别变化为不同数值,并读出电流表相应的数值、填表。
步骤③改变定值电阻R阻值,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别变化为不同数值,并读出电流表相应的数值、填表。
步骤④根据数据画出I-U图像。
步骤 = 5 \* GB3 ⑤整理实验器材。
3、实验结论及应用
(1)同一导体,电流与电压成正比。
(2)同一导体,电压和电流的比值为定值。
(3)不同导体,电压和电流的比值不同。
二、探究电流与电阻的关系
1、实验目的、猜想、方法
(1)实验目的:探究通过导体的电流与电阻的关系。
(2)实验方法:控制变量法。
2、实验步骤
步骤①根据电路图连接电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。
步骤③根据数据画出I-R图像。
步骤④整理实验器材。
3、实验结论及应用:同一导体,其电阻两端的电压一定时,电流与电阻成反比。
知识点06 欧姆定律
1、欧姆定律的内容: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。
(1)欧姆定律的公式:。
(2)欧姆定律中的单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
2、欧姆定律的理解
(1)当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)在使用公式及其导出式时,要注意同一段导体、同一时刻。
3、欧姆定律变形公式及简单计算
(1):电阻等于电压与电流的比值;电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关。
(2)U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关。
4、利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论
(1)串联电路中电压与电阻成正比。
(2)并联电路中电流与电阻成反比。
(3)在不同时段时,电源电压和同一段导体的电阻一般不变因为物理公式中各物理量有其实际意义,不能只按数学形式去判断,根据公式凡是说电阻与谁成比例的,都是错误的!
5、电流规律
(1)串联:I=I1=I2串联电路电流处处相等。
(2)并联:I=I1+I2并联电路干路电流等于各支路电流之和。
6、电压规律
(1)串联:U=U1+U2串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
(2)并联:U=U1=U2并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。
7、电阻规律
(1)串联:R=R1+R2串联电路总电阻等于分电阻之和。
(2)并联:并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
8、比例规律
(1)串联:串联电路中电压与电阻成正比。
(2)并联:I1R1=I2R2并联电路中电流与电阻成反比。
9、欧姆定律: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。
知识点07 电阻的测量
伏安法测未知电阻的探究实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:用电流表、电压表测出未知电阻(或小灯泡)的阻值。
(2)实验原理:。
(3)实验方法:伏安法。
2、实验步骤
步骤①根据电路图连接实物图,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。
步骤②检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P的位置,改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值,I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格。
步骤③根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值。
步骤④整理实验器材。
3、实验补充
(1)伏安法:分别用电压表、电流表测出待测电阻两端的电压和通过它的电流,求导体的电阻的办法叫“伏安法”。
(2)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压;③改变通过定值电阻的电流。
特别提醒
(1)测定值电阻的阻值时应该求平均值,因为定值电阻的阻值不变,求平均值可以减小误差。
(2)测灯泡电阻时不能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义。
知识点08 欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、电阻的串联和并联
1、电阻的串联
(1)电阻串联的实质是增加了导体的长度,因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。
(2)串联电路的总电阻等于各分电阻之和,公式:R=R1+R2。
(3)串联电路的任何一个分电阻增大,总电阻就随着增大。
(4)n个阻值相同的电阻串联,总电阻等于nR。
(5)在串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之和。
(6)串联电路中,电压与电阻成正比 。
2、电阻的并联
(1)电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。
(2)并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,公式:。
(3)并联电路中任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
(4)n个阻值相同的电阻并联,总电阻等于。
特别提醒
(1)反比实质是倒数之比,并不是前后位置的调换,例如 1:2:3的反比不是3:2:1,而是6:3:2。
(2)在并联电路中各支路电压相等,总电流等于各支路电流之和。
(3)并联电路中,电流与电阻成反比。
二、电路故障的判断
1、在串联电路中
(1)当电路断路时:电压表测断路处的电压等于电源电压;测没断路的用电器的电压为零;电流表在任何位置都是零。
例如,当下图中L1断路时,L1两端电压为电源电压,L2两端电压为0,任何点的电流都是0。
(2)当电路短路时:电压表测短路处的电压等于零;测没短路的用电器的电压比原来增大;电流表示数变大。
例如,当下图中L1短路时,L1两端的电压为0,L2两端电压为电源电压,电路中电流比原来变大。
2、在并联电路中
(1)某支路断路时:电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压;电流表测断路所在支路示数为零;测没断路的支路仍为原来的示数。
例如,当下图中L1断路时,L1两端电压等于电源电压,L2两端电压也等于电源电压,L1所在支路电流为0,L2所在支路电流不是0。
(2)某支路短路时:所有支路都被短路,电源烧坏。(不常考)
3、当电压表示数为电源电压时有两种推测
(1)是电压表所测范围电路断路。
(2)是电压表所测范围之外的所有用电器都短路。
4、当电压表示数为零时有两种推测
(1)是电压表所测范围电路短路。
(2)电压表所测范围之外有断路的地方。
5、常结合灯泡的亮灭来进一步判断:串联电路中两灯都不亮可能是某处断;串联电路中一亮一灭可能是灭的那个短;并联电路中一亮一灭可能是灭的那个断。
6、有时题意与上述推测矛盾:电压表或电流表自身坏了或没接上时,示数为零。
三、动态电路分析
1、此类问题解题之前要弄清的问题
(1)看懂电路图,弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量。
(2)弄清改变电阻的方法,利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。
2、解题方法
方法①:按这样的顺序分析:局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变,导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。
方法②:串联电路中,即电压与电阻成正比,由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压,电阻所占比例分数越大,分得的电压比例就越大。
四、:根据题目要求电路设计电路时,根据题目要求结合串并联电路的特点来设计。用电器互相影响的一般设计为串联电路,用电器互不影响的一般设计为并联电路;当有多个开关时,注意开关的控制作用。
1、用电器串并联:用电器互相影响的,一般设计为串联电路;用电器互不影响的,一般设计为并联电路。
2、开关的串并联:两个或两个以上的开关同时闭合,用电器才能工作的,开关一般设计为串联;无论闭合哪一个开关,都能控制用电器,开关一般设计为并联。
3、开关与用电器的关系:开关只能控制某个用电器,开关与用电器串联;开关能控制整个电路,开关设计在干路上;开关与用电器并联,开关闭合后用电器不工作,开关断开后用电器工作——局部短路。
题型一 电压
【典例1】(24-25九年级上·山西阳泉·期末)下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.一个分子的直径为B.汽油的热值为4.6J/kg
C.手机电池的电压3.7VD.人体安全电压36V
【答案】C
【详解】A.一个分子的直径约为,故A不符合题意;
B.汽油的热值为4.6×107J/kg,故B不符合题意;
C.常见电压中,手机电池的电压约为3.7V,故C符合题意;
D.对人体安全电压是不高于36V,故D不符合题意。
故选C。
【典例2】一节常用的干电池的电压是 V;正常工作时的电流约为5A的用电器是 (选填“手表”“灯泡”或“空调”)。
【答案】 1.5 空调
【详解】[1]根据常见的电压可知,一节干电池两端的电压为1.5V,我国家庭电路的电压为220V。
[2]根据常见的电流可知,电子手表正常工作时通过的电流很小,为几十微安;灯泡正常工作时通过的电流约为0.2A,空调正常工作时通过的电流约为5A。
【变式1】(24-25九年级上·福建南平·期末)如图的电路中,闭合开关,甲、乙两灯均发光,过一会儿,两个灯泡突然熄灭,电压表示数增大,造成此现象的原因可能是( )
A.甲灯断路B.乙灯断路
C.甲灯短路D.乙灯短路
【答案】B
【详解】A.如图为串联电路,电压表测量乙灯的电压;若甲灯断路,此时电路处于开路状态,电路中电流为0,两灯都不亮;同时电压表此时未接入到能测量电压的有效电路中,其示数会变为0,故A不符合题意;
B.当乙灯断路时,电路同样处于开路,电流为0,两灯都不亮。此时电压表与甲灯串联,由于电压表内阻极大,相当于直接测电源电压,电压表示数会变大,故B符合题意。
CD.若甲灯短路或乙灯短路,在这个电路中,总电阻变小,电流就会变大,另外一个灯泡会变亮,故CD不符合题意。
故选B。
【变式2】如图为两个用电器R1和R2的工作电路。闭合关开关,则电压表V1测量的是 (选填“R1”、“R2”或“电源”)两端的电压,电压表V2测量的是 (选填“R1”、“R2”或“电源”)两端的电压。用电器R1和R2是 (选填“串联”或“并联”)的。
【答案】 电源 R2 串联
【详解】[1][2][3]电流从电源正极出来,先通过电阻R1,再通过电阻R2返回电源负极,所以R1与R2是串联的关系。开关闭合后,电压表V1并联在电源的两端,电压表V1测量的是电源的电压。电压表V2并联在R2的两端,V2测量的是电阻R2的电压。
题型二 串、并联电路中电压的规律
【典例1】在如图所示电路中,甲、乙、丙是电压表或电流表,开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.若甲是电流表,乙、丙是电压表,开关S1闭合,U丙等于U乙
B.若甲是电压表,乙、丙是电流表,开关S1断开,电路是串联电路
C.若电路是R1、R2的串联电路,则甲表的示数大于丙表的示数
D.若电路是R1、R2的并联电路,则丙表的示数大于乙表的示数
【答案】A
【详解】A.若甲是电流表,乙、丙是电压表,开关S、S1闭合。电流表与R1并联,电阻R1短路。电路变为只有R2的简单电路。两电压表均测量电源电压U。因此,U丙=U乙,故A正确;
BD.若甲是电压表,乙、丙是电流表,开关S闭合、S1断开。电流分别经两电流后回到电源负极,两电阻并联,乙表测干路电流,丙与R2串联,测R2电流,根据并联电路电流的规律,丙表的示数小于乙表的示数,故BD错误;
C.若电路是R1、R2的串联电路,电流需要依次流过R1和R2。三个表必须是电压表,且两开关闭合,电压表甲测量R1两端的电压U1,电压表丙测量电源的电压U。根据串联电路电压的规律,则甲表的示数小于丙表的示数,故C错误。
故选A。
【典例2】如图1所示电路中,当闭合开关和后,两个电压表的指针均为图2所示,则灯泡两端的电压为 V;若断开开关,电压表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 1.5 变大
【详解】[1]由图1可知,当闭合开关S1,灯泡L1和L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测灯泡L2的两端电压。由于串联电路两端的电压等于各各部分电路两端的电压之和, 则电压表V1的示数应大于电压表V2的示数,两个电压表的指针偏转角度相同,所以电压表V2选择的是小测量范围,分度值为0.1V,示数为1.5V,即灯泡L2两端的电压为1.5V。
[2]若断开开关S1,此时电压表V2与灯泡L1、电源串联,相当于测电源电压,故电压表V2的示数将变大。
【典例3】(24-25九年级上·辽宁铁岭·期末)小雨和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小雨发现电压表指针如图乙所示,则他应对电压表进行的操作是 。
(2)小雨根据图甲连接好电路,闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是 或 。
(3)排除故障后,小雨完成了实验,并把数据记录在表格中。分析实验数据得出两个结论:
①串联电路中电源两端电压等于 ;
②串联电路中各电器两端电压相等;
(4)实验结束后小雨和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是: ;另外,小雨的实验操作在设计方案上还存在另一个不足之处是: 。
【答案】(1)对电压表调零
(2) L1短路 L2断路
(3)各部分电路两端电压之和
(4) 使用了相同规格的灯泡进行实验 只进行了一次实验,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性
【详解】(1)连接电路前,没有电流通过电压表,发现电压表指针如图乙所示,指针没有指在零刻度线处,接下来他要对电压表进行的操作是对电压表调零。
(2)[1][2]根据图甲连接好电路,电压表并联在L1两端,闭合开关后,发现电压表示数为零,可能是由于L1短路,导致电压表也被短路,也可能是因为L2断路,导致整个电路断路。
(3)分析表中实验数据知,1.4V+1.4V=2.8V,由此得出结论,串联电路中电源两端的电压等于各部分电路两端电压之和。
(4)[1]分析表中实验数据知,UAB=UBC=1.4V,在串联电路中,如果各个用电器的电阻不同,那么它们两端的电压也会不同。由于选用的灯泡规格相同,因此它们的电阻相同,导致两端电压相等,但这并不能代表所有串联电路的情况。故使用了相同规格的灯泡进行实验,由此得出的结论②是错误的。
[2]为了得出可靠的结论,通常需要进行多次实验以排除偶然因素的影响。所以这个实验在设计方案上存在的另一个不足之处是:只进行了一次实验,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性。
【变式1】如图所示,电源电压保持不变,下列说法正确的是( )
A.同时闭合S1、S2,通过两灯泡的电流一定相同
B.若灯L1短路,则闭合S1、S2后,灯L2仍然亮
C.若先闭合S1,再闭合S2,则电压表示数保持不变
D.若把电压表和电流表位置对调,则闭合S1、S2,两表都烧坏
【答案】C
【详解】A.由图可知,同时闭合、,两灯泡并联,电流表在干路上,并联电路中各支路电压相等,但由于灯泡规格不一定相同,因此通过两灯泡的电流不一定相同,故A错误;
B.若灯短路,当闭合、后,电流会从电源正极流出,经过、电流表、,然后直接通过被短路的回到电源负极,形成电源短路。此时,灯被短路,没有电流通过,所以不会亮,故B错误;
C.由图可知,电压表测量的是并联电路两端的电压,即电源电压。电源电压保持不变。 若先闭合,再闭合,电路的连接方式从只有的简单电路,变为和的并联电路。但无论哪种情况,电压表始终并联在电源两端,测量的都是电源电压。因为电源电压保持不变,所以电压表示数保持不变,故C正确;
D.若把电压表和电流表位置对调,电压表(内阻极大)串联在干路中,电流表(内阻极小)与灯并联。闭合闭合、后,因为电压表串联在电路中,导致整个电路的电阻非常大,电路中的电流会非常小,接近于零。所以灯、不亮,电流表示数几乎为零,不会被烧坏。电压表测量的是电源电压,其示数等于电源电压,也不会被烧坏。故D错误。
故选C。
【变式2】如图甲所示的电路中,闭合开关后电压表V1的示数为3V,V2的示数应为 V,若L2断路,电压表V的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。在图乙所示的测量电路中,闭合开关后电压表V1的示数为2.5V,V2的示数为3.8V,V的示数应为 V。
【答案】 3 不变 6.3
【详解】[1][2]由图甲可知,L1与L2并联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V测电源的电压,由于并联电路各支路两端的电压相等,都等于电源,所以闭合开关后电压表V1的示数为3V,则V2的示数也为3V;若L2断路,电压表V还是测电源的电压,由于电源不变,所以电压表V的示数不变。
[3]由图乙可知,L1与L2串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V测电源的电压,由串联电路电压规律可知,V的示数为。
【变式3】(24-25九年级上·四川·期末)小军在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)小军用如图甲所示的电路进行实验,应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)连接电路时,小军应该将开关 ;
(3)闭合开关,实验过程中,小军发现,电压表示数为零,两个灯泡均不亮,则故障可能是灯泡L2发生了 ;
(4)排除故障后,小军观察到连接在AB之间的电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来小军应该:断开开关, ;
(5)进行实验,分析实验数据,发现UAB+UBC<UAC,你认为下列解释不合理的一项是______。
A.可能实验有误差
B.可能电源内部有电阻
C.可能只测量了一组数据
【答案】(1)不同
(2)断开
(3)断路
(4)将电压表换接0~3V量程
(5)B
【详解】(1)为了得到串联电路电压的普遍规律,实验中应选择两个规格不相同的灯泡。
(2)连接电路时,为了避免连线错误而烧坏电路元件,开关应断开。
(3)由图得,两灯串联,电压表测量L1的电压,电压表示数为零,两个灯泡均不亮,则电路存在断路现象,且电压表与电源不相通,则原因可能是与电压表串联的灯泡L2断路。
(4)由图得,闭合开关,发现电压表的指针偏转角度小,示数为2V,没有超过小量程的测量范围,为使实验结果更准确,他应该断开开关,把电压表改接到小量程重新测量。
(5)分析实验数据,发现,可能实验有误差,可能只测量了一次数据,具有偶然性,与电源无关,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
题型三 电阻
【典例1】(24-25九年级上·山西吕梁·期末)如图所示是三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法正确的是( )
A.手机的芯片是利用半导体材料制成的
B.若拔掉其中一部手机,则通过充电器的总电流变大
C.手机充电时,手机电池将化学能转化为电能
D.各个手机之间的连接方式是串联
【答案】A
【详解】A.手机的芯片是利用半导体材料制成的,具有单向导电性,故A正确;
BD.三合一充电器给三部手机同时充电时,手机与手机之间互不影响,是并联的,由并联电路中各用电器互不影响得,若拔掉其中一部手机,其余两部手机的电流不变,由并联电路电流特点得,通过充电器的总电流等于剩余两部手机的电流,则通过充电器的总电流变小,故BD错误;
C.手机充电时,消耗电能,手机电池将电能转化为化学能储存起来,故C错误。
故选A。
【典例2】(23-24九年级上·河南郑州·期末)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图所示电路。a、b两点间接入不同导体,通过观察灯泡亮度判断导体电阻大小。小华觉得小明的设计需要改进,提出了两种方案,方案一:把灯泡更换为电流表;方案二:在原电路中串联接入电流表。则方案 更好一些,理由是 。
【答案】 二 见解析
【详解】[1][2]方案一把灯泡更换为电流表,如果电阻丝接入电路的电阻太小,电路中的电流会过大,电流表、电源可能被烧坏;方案二在原电路中串联接入电流表,即使电阻丝接入电路的阻值太小,也有灯泡保护电路,防止电路被烧坏,因此方案二的改进更好一些。
【典例3】(24-25九年级上·河北秦皇岛·期末)某小组探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图所示的实验电路。电源电压不变,保持滑动变阻器滑片位置不变,分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路,得到表格所示的数据。
(1)在MN间分别接入a、b电阻丝,探究的是电阻跟导体的 的关系;
(2)要探究电阻与长度的关系,可选择 (填编号)电阻丝进行实验;
(3)一个同学探究电阻与横截面积的关系时将电阻丝d接入电路,读出电流表示数,然后再将电阻丝d对折后接入电路中,发现电流表示数变大。据此,他得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。他的这种实验方法是 (选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)材料
(2)c、d
(3)错误
【详解】(1)在MN间分别接入a、b电阻丝,由表格中数据可知,a、b电阻丝长度和横截面积相同,而材料不同,所以探究的是电阻跟导体的材料的关系。
(2)根据控制变量法,要探究电阻与长度的关系,要保证材料和横截面积相同,所以可选择c、d电阻丝进行实验。
(3)实验应采用了控制变量法,将电阻丝d对折后既改变了横截面积,也改变了长度,所以他的这种实验方法是错误的,理由是没有控制导体的长度相同。
【变式1】(24-25九年级上·河北廊坊·期末)关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只有自由电子定向移动才能形成电流
B.有电流通过的小灯泡,其两端一定有电压
C.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小
D.金属导体中自由电子定向移动的方向就是电流的方向
【答案】B
【详解】A.电流由电荷的定向移动形成,电荷包括正负离子及自由电子等,故A错误;
B.电压是形成电流的原因,有电流则两端必存在电压,故B正确;
C.电阻是导体的固有属性,与电流大小无关,故C错误;
D.电流方向规定为正电荷移动方向,与自由电子移动方向相反,故D错误。
故选B。
【变式2】(24-25九年级上·吉林白山·期末)两根长度相等、粗细不同的镍铬合金丝,粗的电阻 细的电阻,将其串联在电路中,通过粗电阻丝的电流 细电阻丝的电流。(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 小于 等于
【详解】[1]要比较电阻大小需要用到控制变量法,在导体材料、长度一定时,导体的电阻大小与横截面积有关,横截面积越大,电阻越小。
[2]因为串联电路中各处的电流相等,所以两合金丝串联时,通过它们的电流相等。
【变式3】(24-25九年级上·四川眉山·期末)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图所示的电路图,表格中给出了可供选择的几种导体,分别用A、B、C、D四个字母代表。
(1)在连接电路时,发现还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 ;
(2)在实验中通过观察 来判断a、b两点间导体电阻的大小,这种方法在物理实验中叫 ;
(3)通过对表格中 这两根导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系。
【答案】(1)开关
(2) 灯泡亮度 转换法
(3)A和B
【详解】(1)由图可知,电路中没有开关,无法控制电路的通断,所以缺少的元件是开关。
(2)[1][2]导体电阻的大小不易直接观察,用灯泡的亮度来反映导体电阻的大小,灯泡越亮,说明导体的电阻越小,采用了转换法。
(3)由表中信息可知,A和B这两根电阻丝的材料和横截面积相同而长度不同,可用于探究电阻的大小与长度的关系。
题型四 变阻器
【典例1】(24-25九年级上·广西南宁·期末)要改变电路中的电流,可以改变滑动变阻器接入此电路中的( )
A.长度B.密度C.材料D.横截面积
【答案】A
【详解】滑动变阻器的工作原理是通过改变连入电路电阻丝的长度来改变连入电路的电阻,从而改变电路中的电流;使用时移动滑片,改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【典例2】(24-25九年级上·陕西延安·期末)如图所示的电位器是可调亮度台灯、电风扇、音响等用电器中常用的电子元件,a、b、c是它的三个接线柱,将a、b(或b、c)接线柱接入电路后,旋转旋钮带动滑片,可以改变电位器接入电路中的电阻丝的 (选填“材料”“长度”或“横截面积”),从而改变其接入电路中的电阻大小。旋转可调亮度台灯电位器的旋钮可以改变灯泡的亮度,说明灯泡与电位器是 (选填“串联”或“并联”)的;若顺时针旋转可调亮度台灯的电位器旋钮,灯泡变亮,则电位器接入电路中的两个接线柱是 。
【答案】 长度 串联 b、c
【详解】[1]电位器的实质是一个滑动变阻器,电位器是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变其接入电路中的电阻的。
[2][3]电位器控制灯泡亮度变化时,电位器应与灯泡串联在电路中;顺时针旋转旋片时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知:电路中电阻变小,则应连接接线柱b、c与灯泡串联后接入电路。
【变式1】(24-25九年级上·山东青岛·期末)调亮度台灯上的电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构示意图,接线柱A、B、C固定。当滑片绕着O点向C端旋转时,连入电路的电阻( )
A.变大B.不变C.变小D.先变大后变小
【答案】A
【详解】如图是电位器的结构示意图,接线柱A、B、C固定,且电路接入的是A、B两接线柱。当滑片绕着O点向C端旋转时,连入电路的长度变长,电阻变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式2】(24-25九年级上·辽宁沈阳·期末)科学既是物理的,也是化学的,还是地理的……某款暖手包,包内的物质含有醋酸钠,其液体可以通过凝固放热,再以 方式温暖我们的双手;我国的无人机技术发展迅速,如图所示,这是操纵无人机飞行的“调速”手柄,可改变无人机飞行的速度,与这个“调速”手柄联动的电路元件实质是一个滑动变阻器,它通过改变电阻丝接入电路中的 来改变电阻大小,起到调节作用。
【答案】 热传递 长度
【详解】[1]使用暖手包时,手从暖手包中吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式改变手的内能。
[2]导体电阻大小与导体的长度有关,滑动变阻器就是利用改变接入电路中的电阻丝的长度来改变滑动变阻器连入电路的阻值的。
题型五 电流与电压、电阻的关系
【典例1】(24-25九年级上·辽宁大连·期末)已知电流与电压和电阻有关,现要探究“电阻一定时,电流与电压的关系”,可供选择的器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(10)、开关各一个,导线若干。
(1)请根据实验要求在虚线框内设计出实验电路图 。
(2)连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行 。
(3)实验中为了确定定值电阻两端电压的取值范围,应进行的操作是:闭合开关, ,观察并记录 。
(4)经操作记录的数据如下表所示:
①第五组数据中电流表示数如图所示,电流表示数为 A。
②分析表中数据,可得出结论 。
【答案】(1)
(2)调零
(3) 将滑动变阻器的滑片从阻值最大端缓慢移向阻值最小端 电压表示数的变化范围
(4) 0.24 电阻一定时,电流与电压成正比
【详解】(1)要探究“电阻一定时,电流与电压的关系”,应让定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,电流表测量串联电路电流,如图所示:
(2)电流表使用前应观察指针是否位于零刻度线,连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行调零。
(3)[1][2]为了确定电压的取值范围,闭合开关以后的操作是:分别将变阻器的滑片移动到阻值最大处和最小处,记下电压表的示数的最大值和最小值,即可得到定值电阻两端电压的取值范围。
(4)[1]由图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2]比较表中数据可知,电压和电流的比值是一定值,则可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
【变式1】(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大;
(2)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻 ;
(3)小州同学发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉.这组数据是第 (填序号)组;
(4)分析数据得出结论: 。
【答案】(1)
(2)短路
(3)4
(4)电阻一定时,电流与电压成正比
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻减小,由此判断左下部分电阻串联接入电路,据此完成电路连接如下图所示:
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,而电压表无示数,可能与电压表并联部分电路出现了短路,即定值电阻短路。
(3)由表格数据得到电阻分别为,,,,,
据此分析只有根据第4次实验数据算出的电阻阻值和其它阻值不同,因此可知第4组数据有误。
(4)分析表格数据可知,当电阻一定时,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流就增大为原来的几倍,由此可得出实验结论为:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【变式2】(24-25九年级上·内蒙古包头·期末)某同学做“探究电流与电阻关系”的实验时,连接了图甲所示电路,其中R1是电阻可调节,并能读出阻值大小的电阻箱。
(1)连好电路后,将电阻箱调至某一阻值;闭合开关,使电压表示数为一个适当的数值U0,记录此时电流表的示数和电阻箱的 ;
(2)保持滑片P位置不变,增大电阻箱的阻值,闭合开关,滑动变阻器的滑片向 移动,当观察到电压表的示数为 时,记录相应数据;
(3)重复步骤(2)多次实验,根据所得数据画出电流随电阻变化的图象,如图乙所示。你认为该小组实验时的U0= V;
(4)进一步研究发现,图线上的任意点和坐标轴围成的矩形“面积”都相等,表明导体两端的电压一定时,电流与电阻成 。
【答案】(1)读数
(2) 右 2.5V
(3)2.5
(4)反比
【详解】(1)探究电流与电阻关系的实验中,需要保护电压不变,改变电阻的阻值,记录对应电流表和电阻的示数,因此使电压表示数为一个适当的数值U0,记录此时电流表的示数和电阻箱的读数。
(2)[1][2]据图乙可知,当电阻箱的阻值为时,电流为0.5A,则电阻箱两端电压为
据甲图可知,电路是串联的,增大电阻箱的阻值,根据串联分压原理可知,电阻箱两端电压会变大,而探究电流与电阻关系的实验需要保持电阻箱两端电压不变,因此变阻器两端电压要增大,即增加变阻器的阻值,变阻器的滑片向右调节至电压表的示数仍为2.5V。
(3)乙图中每组电阻和电流的乘积均为2.5V,说明该小组实验时的U0为2.5V。
(4)乙图中任意点和坐标轴围成的矩形“面积”都相等,且当电阻变大时,电流变小,可得结论为:导体两端的电压一定时,电流与电阻成反比。
题型六 欧姆定律
【典例1】(24-25九年级上·辽宁阜新·期末)分析关于甲、乙两导体电流与电压关系的图像,可知下列说法中正确的是( )
A.导体甲和乙的电阻之比为1∶2
B.当导体乙两端电压为1V时,通过导体乙的电流为0.2A
C.若将导体甲、乙串联,当通过导体甲的电流为0.4A时,导体乙两端的电压为2V
D.若将导体甲、乙并联,当干路的电流为0.3A时,导体甲两端电压为1.5V
【答案】A
【详解】A.由图可知,当导体甲两端电压为2V时,通过导体甲的电流为0.4A,则导体甲电阻为
当导体乙两端电压为2V时,通过导体乙的电流为0.2A,则导体乙电阻为
所以导体甲和乙的电阻之比为,故A正确;
B.当导体乙两端电压为1V时,通过导体乙的电流为,故B错误;
C.若将导体甲、乙串联,当通过导体甲的电流为0.4A时,根据串联电流规律,通过导体乙的电流为0.4A,则导体乙两端的电压为,故C错误;
D.若将导体甲、乙并联,若导体甲两端电压为1.5V,根据并联电压规律,导体乙两端电压为1.5V,此时通过导体甲的电流为
通过导体乙的电流为
根据并联电流规律,干路电流为,不符合题意,故D错误。
故选A。
【典例2】(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)小黄在一支铅笔芯两端加了3V电压,测出通过铅笔芯的电流是150mA.则该铅笔芯电阻为 Ω;若加在这支铅笔芯两端的电压增加到6V时,铅笔芯的电阻为 Ω;此时通过它的电流又是 A。
【答案】 20 20 0.3
【详解】[1]该铅笔芯电阻
[2]因电阻为导体本身的性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以加在这支铅笔芯两端的电压增加到6V时,其阻值不变,仍为20Ω。
[3]此时通过的电流
【典例3】(24-25九年级上·广西南宁·期末)如图所示电路,电源电压恒定,的阻值是5Ω。闭合开关时,通过的电流分别为0.2A、0.1A,求:
(1)通过干路的电流;
(2)两端的电压;
(3)的阻值。
【详解】(1)由电路图可知,闭合开关时,R1与R2并联。 由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和, 所以通过干路的电流I=I1+I2=0.2A+0.1A=0.3A
(2)根据欧姆定律可得,R1两端的电压U1=I1R1=0.2A×5Ω=1V
(3)根据并联电路的电压规律可知,R2两端的电压U2=U1=1V
根据欧姆定律可得,R2的阻值
【变式1】(24-25九年级上·四川绵阳·期末)如图所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A2和电流表A1的示数之差不变
B.电流表A2和电流表A1的示数之差变小
C.电压表V和电流表A1的示数之比变大
D.电压表V和电流表A2的示数之比变小
【答案】D
【详解】分析电路可知,闭合开关S后,、并联,电流表测电流,电流表测干路电流,电压表测电源电压。
AB.在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,阻值变小,根据,通过的电流变大。根据并联电流规律,电流表A2和电流表A1的示数之差即为通过的电流,所以电流表A2和电流表A1的示数之差变大,故AB错误;
CD.在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,电源电压不变,则电压表示数不变;电流表A1的示数不变,通过的电流变大,根据并联电流规律,电流表A2的示数变大,所以电压表V和电流表A1的示数之比不变,电压表V和电流表A2的示数之比变小,故C错误,D正确。
故选D。
【变式2】(24-25九年级上·河南安阳·期末)如图所示,电源电压恒定不变,先在A、B两点间接入定值电阻R1,电压表示数为3V,电流表示数为0.1A;再在A、B上方并联一只定值电阻R2(虚线部分),电流表示数变为0.3A,则并联电阻R2的阻值是 Ω。
【答案】15
【详解】先在A、B两点间接入定值电阻R1,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测通过电路的电流,电流表示数为0.1A,电压表示数为3V,则电源电压为3V;再在A、B上方并联一只定值电阻R2,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过R2的电流I2=I﹣I1=0.3A﹣0.1A=0.2A
并联电路各支路两端电压相等,则R2的阻值
【变式3】(24-25九年级上·江西赣州·期末)如图所示电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压恒为6V,闭合开关S。
(1)当电表a、b为电流表,c为电压表时,画出等效电路图并求电表a的示数;
(2)当电表a、b为电压表,c为电流表,求电表b的示数和电表c的示数。
【详解】(1)由图可知,闭合开关S,当电表a、b为电流表,c为电压表时,R1、R2并联,电流表a测R2支路的电流,电流表b测干路电流,电压表c测电源电压;如图所示:
电表a的示数
(2)由图可知,闭合开关S,当电表a、b为电压表,c为电流表,R1、R2串联,电压表a测电源电压,电压表b测R2两端的电压,电流表c测电路中的电流;根据串联电路的电阻特点可知,此时电路的总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
此时电路中的电流
即电表c的示数为0.2A;根据串联电路的电流特点可知,通过R2的电流I2′=I=0.2A
R2两端的电压U2′=I2′R2=0.2A×20Ω=4V
即电表b的示数为4V。
题型七 电阻的测量
【典例1】(24-25九年级上·重庆九龙坡·期末)小龙利用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”,其电源电压为4.5V,小灯泡L的额定电压为2.5V,滑动变阻器RP铭牌为“20Ω,2A”。
(1)闭合开关前,应该将滑动变阻器滑片滑至 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,小龙发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近4.5V,则电路故障可能是 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,需将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)调节。
(4)多次改变小灯泡两端的电压,测出其对应的电流后,小龙描绘了如图丙所示的I﹣U图像,分析图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;小灯泡的电阻非定值,这是因为灯丝的电阻受 的影响。
(5)变阻器滑片滑一段距离的过程中,变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR1,小灯泡阻值的变化量大小为ΔR2,则这两个量的大小关系是:ΔR1 ΔR2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(6)另一组同学小芳在测量小灯泡在正常发光时的电阻时,发现电压表已经损坏,于是又找来一个定值电阻R0和一个电阻箱R1,设计了如图丁所示的电路。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,调节电阻箱阻值,使小灯泡 ,读出此时电阻箱阻值为R1,电流表示数为I1;(已知小灯泡的额定电流为I1)
②断开S1,闭合S2,读出此时电流表的示数为I2;
③小灯泡正常发光时的电阻为 (用R0、R1、I1和I2表示)。
【答案】(1)A
(2)小灯泡断路
(3)右
(4) 10 温度
(5)大于
(6) 正常发光即通过的电流为
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处即应该将滑动变阻器滑片滑至A端。
(2)闭合开关后,小龙发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近4.5V,说明电压表串联在电路中了,则电路故障可能是小灯泡断路。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V,小于小灯泡的额定电压,则要测量小灯泡正常发光时的电阻,需将滑动变阻器滑片向右调节减小分压。
(4)[1]多次改变小灯泡两端的电压,测出其对应的电流后,小龙描绘了如图丙所示的I﹣U图像,分析图像可知小灯泡正常发光时的电阻为
[2]由图像可知,小灯泡的I−U图像不是直线,说明小灯泡的电阻不是定值,这是因为温度对小灯泡的电阻有影响。
(5)变阻器滑片滑一段距离的过程中,变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR1,小灯泡阻值的变化量大小为ΔR2,假设图甲中滑片向右移动,变阻器接入电路的电阻变小,变阻器分压变小,则灯泡分得的电压变大,由图像可知电路中电流变大,说明电路的总电阻变小,而电流变大时灯丝温度升高,灯泡电阻会增大,由电阻串联的规律可得 R总=R滑+RL
则变阻器减小的阻值应大于小灯泡增大的阻值才能使得总电阻减小,则这两个量的大小关系是ΔR1大于ΔR2。
(6)[1][2]另一组同学小芳在测量小灯泡在正常发光时的电阻时,发现电压表已经损坏,于是又找来一个定值电阻R0和一个电阻箱R1,设计了如图丁所示的电路。闭合开关S、S1,调节电阻箱阻值,使小灯泡正常发光即通过的电流为,读出此时电阻箱阻值为R1,电流表示数为;(已知小灯泡的额定电流为)
断开S1,闭合S2,读出此时电流表的示数为;两次的电源电压相等,即(R1+R灯)=(R1+R0),整理得小灯泡正常发光时的电阻为:R灯=
【变式1】(24-25九年级上·河北廊坊·期末)在测量电阻的实验中:
(1)小华设计的测量电路如图1所示,待测电阻约。
①在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 端;
②导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是 ;
③改正连接错误并闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则故障原因可能是 。
(2)小清设计的测量另一待测电阻阻值的电路如图2所示。他的测量步骤如下第1步:将接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图3所示,示数为 V;
第2步:断开开关S,移走再将电阻箱接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节 ,使电压表的示数仍如图3所示,此时电阻箱接入电路中阻值,则小清测得的阻值为
【答案】(1) 左 D 定值电阻断路
(2) 2 电阻箱 48
【详解】(1)[1]为保护电路,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最左端。
[2]导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是D,图中定值电阻和电压表同时被短路,应将导线D的上端与定值电阻的左端接线柱相连。
[3]电流表示数始终为零,说明电路发生断路,电压表示数不为零且保持不变,说明电压表的两端与电源相通,则电路中故障原因可能为定值电阻断路。
(2)[1]由图3可知电压表接小量程,分度值为0.1V,示数为2V。
[2][3]再将电阻箱R接在A、B两点间,电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱电压。闭合开关S,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图3所示,此时电阻箱接入电路中的阻值R=48Ω;根据等效替代法,则小清测得的阻值为
【变式2】(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)图甲为“探究电流与电压关系”实验的电路,电源电压为两节干电池。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接(要求:滑动变阻器的滑片P向右移,电流表示数变小);
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A;
(5)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I﹣U像如图丙所示。由图像可得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω;
②实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(6)小明想利用实验室里常用的器材测出他两只手之间的人体电阻R(约几千欧),器材规格如下:电源(略低于3V,保持不变)、滑动变阻器R1(20Ω,1A)、电阻箱R2(0~9999Ω)、电压表(0~3V与0~15V)、电流表(0~0.6A与0~3A)、开关与导线若干,他设计了图丁两个电路,在不拆改电路的情况下,你认为能够完成实验的是 。
A.只有①B.只有②
C.①②都可以D.①②都不可以
【答案】(1)见解析
(2) 断开 B
(3)电阻R断路
(4)0.3
(5) 5 正比
(6)B
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。滑动变阻器的滑片P向右移,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近3V,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路故障可能是电阻R断路。
(4)由图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A。
(5)[1]由图丙可知,当电压为2V时,电流为0.4A,根据欧姆定律得,实验中所用定值电阻R的阻值为
[2]定值电阻R的I﹣U图像为一过原点的直线,故可得出的实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)由①可知,闭合开关S、S1,人体电阻R与滑动变阻器R1串联,电压表测人体电阻R两端电压;因人体电阻远远大于滑动变阻器R1的最大阻值,根据串联分压原理可知,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表示数都接近电源电压;同理,当闭合开关S、S2,电阻箱R2与滑动变阻器R1串联,电压表测电阻箱R2两端电压;若调节电阻箱R2的阻值,使其阻值远远大于滑动变阻器R1的最大阻值时,电压表示数也接近电源电压,因两次电压表示数无法准确相等,根据等效替代法可知,电阻箱R2的读数不等于人体电阻的阻值,故①不能完成实验;由②可知,人体电阻R与电阻箱R2串联,电压表测电阻箱R2两端电压,调节电阻箱R2的阻值,当电压表示数等于电源电压一半时,根据串联分压原理可知,此时电阻箱R2的读数等于人体电阻的阻值,故②能完成实验,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
题型八 动态电路分析
【典例1】如图甲所示的电路,当滑片从R2一端滑到另一端时,测得的有关电流表和电压表的数据如乙所示U-I图象,电源两端的电压不变,关于该电路,下列说法正确的是( )
A.电流表的最小值是0.3A
B.电源电压是10V
C.电阻R1的阻值是5Ω
D.R2的最大阻值是40Ω
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,由图象可知,电路中的最小电流为0.2A,故A错误;
BC.根据图象可得,当电流为0.2A时,电压表的示数为7V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=UV+IR1=7V+0.2A×R1①
当滑动变阻器接入电路阻值为0时,电路电流最大,即电流为1.6A时,根据欧姆定律可得电源电压U=I′R1=1.6A×R1②
联立①②可得U=8V,R1=5Ω,故B错误,故C正确;
D.根据图象可知,电路中的最小电流为0.2A,R2两端的最大电压为7V,故R2的最大阻值
故D错误。
故选C。
【典例2】(24-25九年级上·重庆铜梁·期末)如图甲所示,是小何设计的测量物体重力的电子秤的电路图,电源电压为6V,是阻值为的定值电阻,R是压敏电阻,压敏电阻的受压能力是有限的,其阻值随压力变化如图乙所示。当物重越小时,电压表的示数越 ,该电子秤正常使用时,电压表的最大示数是 V。
【答案】 小
【详解】[1]物重越小时压力敏感电阻受到压力越小,由图像可知压力敏感电阻R的阻值随压力F的增大而变小,则物重越小时敏感电阻R的阻值增大,根据串联电路的分压特点可知压力敏感电阻两端的电压变大,则定值电阻两端的电压减小,即电压表示数减小。
[2]由图像可知:当F1=50N时,R1=400Ω;当F2=150N,;代入可得关系式为
所以,当最大压力为300N时,,此时电路中的电流
由可得,定值电阻两端的电压
即电压表示数为。
【变式1】(24-25九年级上·山西阳泉·期末)如图甲所示的手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,定值电阻为保护电阻,R是热敏电阻,用它靠近人体测量体温,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
B.被测温者体温越高,电路中的电流越小
C.图乙中的显示但是由电流表改装成的
D.将更换为阻值更小的电阻,测相同温度,显示仪示数变小
【答案】B
【详解】ABC.由图乙可知,R与R0串联,显示仪与热敏电阻R并联,故显示仪是由电压表改装成的,在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,由分压原理可知,电压表的示数变大,说明热敏电阻的电阻变大,即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大,故被测温者体温越高,热敏电阻的阻值越大,电路中的总电阻越大,通过电路中的电流就越小,故AC错误,B正确;
D.温度相同时热敏电阻的阻值不变,将更换为阻值更小的电阻,由串联电路分压特点可知,两端分得的电压变小,根据串联电路的电压特点可知,两端的电压越大,因此显示仪示数会变大,故D错误。
故选B。
【变式2】(24-25九年级上·甘肃张掖·期末)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R′是滑动变阻器,它的金属杆是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当滑动变阻器的金属杆上移时,油箱内油面 ,电路中的电流 。金属的电阻随着长时间使用温度逐渐升高,则该油量表(金属制)在长时间使用过程中测的数值会 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】 下降 变小 偏小
【详解】[1][2]分析电路知:R与R′串联,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器的金属杆上移时,杠杆逆时针转动,油箱内油面下降,变阻器连入电路的电阻变大,根据电阻的串联,总电阻变大,由欧姆定律,电路中的电流变小。
[3]金属的电阻随着温度升高而增大,根据串联电路电阻规律可知在长时间使用过程中电路总电阻变大,油量一定时,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,据此判断测的数值会偏小。
题型九 欧姆定律在串、并联电路中的应用
【典例1】(24-25九年级上·北京石景山·期末)为了测量电阻Rx的阻值,小石选择了两块已经调好的电流表(标有“-”、“0.6”、“3”三个接线柱),一个阻值已知的定值电阻R0,一个符合要求的电源以及开关S,连接了部分实验电路(导线a未完成连接),如图所示。将电路连接完毕后,闭合开关S,读出电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。下列说法正确的是( )
A.若导线a的右端与A1的“0.6”接线柱连接,则
B.若导线a的右端与A1的“0.6”接线柱连接,则
C.若导线a的右端与A1的“-”接线柱连接,则
D.若导线a的右端与A1的“-”接线柱连接,则
【答案】C
【详解】AB.由实物图知,当导线a的右端与A1的“0.6”接线柱连接,则两个电阻并联在电路,A1测通过待测电阻的电流,A2测通过定值电阻的电流。据并联电路的电压特点知,电源电压U=I2R0,待测电阻的阻值,故AB错误;
CD.当导线a的右端与A1的“-”接线柱连接,两个电阻并联连接,A1测干路的电流,A2测通过定值电阻R0的电流,则电源电压,通过待测电阻Rx的电流,待测电阻的阻值,故C正确,D错误。
故选C。
【典例2】(24-25九年级上·甘肃张掖·期末)教室里的投影仪与教室里的日光灯是 的(选填“串联”或“并联”)。教室里同时使用的日光灯越多,电路的总电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 并联 变小
【详解】[1]投影仪与日光灯互不影响,都能独立工作,它们是并联的。
[2]教室内的日光灯是并联的,根据并联电路电阻规律可知,同时使用的日光灯越多,电路的总电阻将变小,干路电流变大。
【典例3】(24-25九年级上·陕西商洛·期末)如图所示电路,闭合开关,电流表示数为0.6A,电阻,通过的电流。闭合开关后,求:
(1)通过的电流。
(2)电压表的示数。
【详解】(1)由图得,L1、L2并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源电压。由并联电路电流特点得,通过的电流
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等且等于电源电压,由欧姆定律得,电压表的示数为
【变式1】(24-25九年级上·甘肃定西·期末)如图所示的电路中,电源电压不变。开关S1和S2闭合,灯泡L1和L2均正常发光,电流表有示数。若灯泡L1和L2的阻值不同,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法错误的是( )
A.电流表测量干路中的电流B.通过灯泡L1和L2的电流不相等
C.灯泡L1和L2两端的电压相等D.若灯泡L1断路,则灯泡L2不会发光
【答案】D
【详解】AC.由图可知,开关S1和S2闭合,两灯泡并联,电压相等;电流表在干路上,测量干路电流,故AC正确,不符合题意;
B.灯泡L1和L2两端的电压相等,灯泡L1和L2的阻值不同,根据欧姆定律可知,通过灯泡L1和L2的电流不相等,故B正确,不符合题意;
D.若灯泡L1断路,L1所在的支路断开,但L2所在的支路不受影响,灯泡L2会发光,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式2】(24-25九年级上·新疆喀什·期末)如图是 (选填“串联”或“并联”)电路,,,闭合开关后,电流表的示数为0.6A。电阻两端的电压是 V,通过的电流是 A,电路中的总电阻是 Ω。
【答案】 并联 12 0.4 12
【详解】[1]由电路图知道,两电阻并联,电流表测R1支路的电流。
[2]由知道,电阻R1两端的电压
[3]因为并联电路中各支路两端的电压相等,即
所以通过R2的电流
[4]因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流
电路中的总电阻
【变式3】(24-25九年级上·陕西咸阳·期末)如图所示电路,电源电压不变,R2=30Ω,R3=20Ω。当开关S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.4A。当开关S1、S2都断开时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)R1的阻值;
(3)当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数。
【详解】(1)当开关闭合,断开时,电路为的简单电路,电源电压
(2)当开关、都断开时、与串联,此时电路的总电阻
的阻值
(3)当开关、都闭合时,被短路、与并联、电流表测干路的电流,此时通过的电流
此时通过的电流
电流表的示数
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25九年级上·江苏扬州·期末)下列说法符合实际情况的是( )
A.人体的安全电压为36V
B.我国家庭电路的电压为38V
C.一节新的干电池的电压为2V
D.中学生爬一层楼克服自身重力做的功约1500J
【答案】D
【详解】A.不高于36V的电压对人体是安全的,故A不符合题意;
B.不同国家的家庭电路电压可能不同,我国家庭电路的电压为220V,故B不符合题意;
C.一节新干电池的电压为1.5V,故C不符合题意;
D.中学生的体重约为500N,一层的高度约为3m,爬一层楼克服自身重力做的功约为,故D符合题意。
故选D。
2.(24-25九年级上·河北保定·期末)如图所示是小高连接的电路,闭合开关,两个灯泡都不发光,电压表示数等于电源电压。则电路发生的故障可能的是( )
A.断路B.断路C.短路D.短路
【答案】B
【详解】由图可知,两灯泡串联,电压表测量L2两端的电压。闭合开关,灯泡都不发光,电路可能断路;电压表有示数等于电源电压,说明电压表到电源两极之间的路径通路,则电路故障是L2断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.某型号的半导体收音机里有一个分压电阻,其两端电压是2V, 通过的电流0.01A, 则该分压电阻的阻值是( )
A.0.02 Ω B.1.99 Ω C.2.01 Ω D.200 Ω
【答案】D
【详解】该电压阻值为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时,根据测量数据绘制出如图所示的I﹣U图象。下列判断错误的是( )
A.通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B.通过R2的电流与它两端所加电压不成正比
C.将它们串联接到同一电路中,当通过的电流为0.2A时,总电压为3.5V
D.将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中,通过干路的电流是0.6A
【答案】D
【详解】A.电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以,通过的电流跟它两端所加电压成正比,故A正确,A不符合题意;
B.电阻R2的函数图象像是一条曲线,所以,通过R2的电流与它两端所加电压不成正比,故B正确,B不符合题意;
C.将它们串联接到同一电路中,当通过的电流为0.2A时,R1两端的电压为1V,R2两端的电压为2.5V,由串联电路电压的规律知,电源电压为
U=U1+U2=1V+2.5V=3.5V
故C正确,C不符合题意;
D.由图像知当通过的电流为0.2A时,R1两端的电压为1V,
R1的电阻为
当电压为2.5V时,通过R1的电流为
由图象可知,当电压为2.5V时,通过R2的电流
I2=0.2A
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
故D错误,D符合题意。
故选D。
5.如图所示,电阻箱的示数为 Ω。
【答案】1258
【详解】图示电阻箱的示数为
6.(24-25九年级上·甘肃张掖·期末)有一个电阻,如果在它两端加6V的电压时,通过的电流为0.3A,电阻的阻值是 Ω;如果电阻两端电压为零,电阻的阻值是 Ω。
【答案】 20 20
【详解】[1]电阻的阻值
[2]电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、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无关。所以当电阻两端电压为零时,电阻的阻值仍为 20Ω 。
7.如图所示,、、是三个阻值不同的定值电阻,且,开关闭合后,电流表的示数是0.6A,则电流表A的示数为 A。
【答案】1
【详解】由图可知三个电阻并联,电压一定,电流与电阻成反比,的阻值为阻值的两倍,所以通过的电流为通过电流的一半,即0.3A;的阻值为阻值的三倍,所以通过的电流为通过电流的三分之一,即0.1A;根据并联电路电流规律可得干路电流即电流表A的示数为
8.小明同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图所示的电路。
(1)小明用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用0~15V的量程进行 ;
(2)实验过程中,小明发现,电压表示数为零,两灯都不亮,假设只有一处故障,则故障可能是 。
(3)纠正错误后,进行实验,分析实验数据,发现,你认为下列解释合理的一项是 。
A.实验有误差,应继续换不同规格的灯泡多次实验
B.应反复断开、闭合开关,测出各次电压值
C.电压表不准确,应该换一个电压表继续实验
D.实际的导线、开关、电源等元件也有电阻,两端有较小电压
【答案】 试触 L2断路 D
【详解】
(1)[1]根据电压表的使用可知,在不知道实际电压值的情况下,要选择大量程试触。
(2)[2]根据题意可知,电压表示数为零,两灯都不亮,说明电路中出现断路且电压表不能测量到电源电压,则故障可能是L2断路。
(3)[3]根据题意可知,因为实际的导线、开关、电源等元件也有电阻,两端有较小电压,在实验中会分走一小部分,所以实验结论出现
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9.(24-25九年级上·安徽淮北·期末)如图所示的电路,电源电压不变,R1的阻值为30Ω,R2的阻值为20Ω。当开关S闭合后,电流表的示数为0.2A,求:
(1)电路中的总电流;
(2)通电1min,整个电路消耗的电能。
【详解】(1)由图可知,两电阻并联,电流表测R1的电流。由并联电路电压规律可知,电源电压为
通过R2的电流为
电路中的总电流
(2)通电1min,整个电路消耗的电能
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
10.(24-25九年级上·江苏扬州·期末)甲、乙两灯并联在3V的电源上,干路中的电流为0.3A,通过甲灯的电流为0.2A,则乙灯两端的电压和通过的电流分别为 ( )
A.3V、0.1AB.3V、0.5AC.1V、0.1AD.1V、0.2A
【答案】A
【详解】由题意可知,两灯泡并联,且U=3V,I=0.3A,I甲=0.2A,因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以乙灯两端的电压U乙=U=3V
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过乙灯的电流I乙=I-I甲=0.3A-0.2A=0.1A
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.(24-25九年级上·陕西咸阳·期末)小勇同学在练习使用电压表、电流表时,连接了如图所示的电路,电源电压保持不变,关于该电路的工作情况,下列说法中正确的是( )
A.开关全部闭合后,灯L1与灯L2串联
B.开关全部闭合后,电流表测通过灯L1的电流
C.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表的示数变大
D.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮,电流表损坏
【答案】C
【详解】AB.开关全部闭合后,电流从电源正极流出,分别经过灯泡L1与L2两条路径,最后流向电源负极,所以灯L1与灯L2并联,电流表在干路,测干路电流,故AB错误;
C.先闭合S1时,单独工作,电压表测电源电压,电流表测电路电流;再闭合S2,灯L1与灯L2并联,电流表测干路电流,电压表仍测电源电压,所以电压表示数不变,根据并联电流规律可知,电流表示数变大,故C正确;
D.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,电源被短路,两灯均不亮,通过电流表的电流过大,电流表损坏,故D错误。
故选C。
12.(24-25九年级上·四川德阳·期末)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.通过该导体的电流与导体两端的电压成正比
C.该导体的电阻随电压的增大而增大
D.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
【答案】B
【详解】AD.由图象上看出,当导体两端的电压为2V时,对应的电流0.4A,电阻为
导体的电阻与材料、长度和横截面积有关,与其两端电压和通过的电流无关,因此当导体两端的电压为0时,电阻仍为5Ω,故AD错误;
B.由图象可知,电流随电压的增大而增大,可知在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,故B正确;
C.电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流没有关系,故C错误。
故选B。
13.(24-25九年级上·山东淄博·期末)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)。闭合和,a、b两表示数之比为。将a、b换成另一种电表,闭合、断开,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.的阻值是
B.的阻值是
C.、均闭合时,a表的示数是
D.闭合、断开,b表的示数是
【答案】D
【详解】C.由题知,a、b为同种电表(电流表或电压表);由图知,闭合S1和S2,若a、b都为电流表,则会造成电源短路,所以a、b都为电压表,此时两个电阻串联,a表测电源电压,b表测R2两端的电压;由题意可知此时a、b两表示数分别为3V和1V,即电源电压为3V,R2两端的电压为1V,故C不符合题意;
AB.根据串联电路的电压特点可知,R1两端的电压为
根据串联分压的规律可得
所以R1=2R2;将a、b换为另一种电表,所以a、b都为电流表,此时两个电阻并联,a表测通过R2的电流,b表测干路电流,根据并联电路的电压特点可知,此时两个电阻的电压都是3V,由题意可知此时a表示数为0.4A,即I2=0.4A,则R2的阻值为
由前面分析可知,R1的阻值为R1=2R2=2×7.5Ω=15Ω
故AB不符合题意;
D.并联电路中各支路两端的电压相等,且R1:R2=2:1,则根据并联分流的规律可得通过R1、R2的电流之比为
则通过R1的电流为
由并联电路的电流特点可知,干路电流(此时b表的示数):I=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A
故D符合题意。
故选D。
14.(24-25九年级上·湖南岳阳·期末)在中学生创新大赛中,某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置(如图甲所示),迎风板与压敏电阻连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向,压敏电阻的阻值随风力变化的图像如图乙所示,则( )
A.当风力增大时,电流表示数减小
B.当风力增大时,电压表示数减小
C.当风力增大时,电压表与电流表示数比值不变
D.当风力减小时,电压表与电流表示数比值增大
【答案】C
【详解】由电路图可知,R与Rx串联,电压表测R两端的电压,电流表测量电路的电流;
AB.由图乙可知,风力增大时,Rx的阻值减小,电路中的总电阻减小,由可知,电压不变时,电路中的电流增大,即电流表示数增大;由U=IR可知,R两端的电压增大,即电压表的示数增大,故AB不符合题意;
CD.根据可知,电压表与电流表示数比值等于定值电阻R的阻值,风力变化时,该比值不变,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
15.(24-25九年级上·辽宁锦州·期末)如图所示,A、B是两个长度相同、粗细不同的铜棒,则两个铜棒的电阻RA RB;通过铜棒A、B的电流大小分别为IA、IB, 则IA IB(选填“>”、 “
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