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核心素養(yǎng)專題四　特殊方法測電阻
缺電壓表,想辦法測電壓。如圖所示。
1.將電流表與一個已知阻值的電阻R0串聯(lián),并聯(lián)在Rx的兩端,用電流表測出通過R0的電流。
2.待測電阻Rx兩端的電壓等于R0兩端的電壓,即Ux=U0=I0R0。
類型一　單用電流表測電阻
1.(2023齊齊哈爾節(jié)選)小琪用已知阻值為R0的定值電阻來測量未知電阻Rx的阻值,實驗電路圖如圖所示。電源電壓未知且恒定。電路正確連接后:
(1)當(dāng)開關(guān)S、S2閉合,S1斷開時,電流表示數(shù)為I1。
(2)當(dāng)開關(guān)　 　閉合,　 　斷開時,電流表示數(shù)為I2。
(3)未知電阻的阻值Rx=　 　(用已知量和測量量的符號表示)。
S,S1
S2
2.(2024佛山期中)小亮在測工作電壓為2.5 V的小燈泡的電阻時,設(shè)計了如圖所示的一種方
案,也測出了小燈泡正常工作時的電阻(R0的阻值已知,電源電壓未知且不變)。實驗步驟如下:
(1)將開關(guān)S撥到觸點1,調(diào)節(jié)滑片P,使電流表的示數(shù)為　 　(用已知量和測量量的符號表示)。
(2)再將開關(guān)S撥到觸點2,讀出電流表的示數(shù)I。
(3)小燈泡正常工作時的電阻R=　 　(用已知量和測量量的符號表示)。
3.為測量電阻Rx的阻值,老師提供了以下器材:待測電阻Rx、已知阻值的定值電阻R0一個、電壓不變但電壓值未知的電源一個、電流表一只、開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干。從中選擇器材按下述要求完成實驗(寫出一種方法即可)。
(1)將所設(shè)計的電路圖畫在虛線框內(nèi)。
(2)寫出實驗步驟。
(3)利用測得數(shù)據(jù)寫出待測電阻Rx的表達(dá)式:Rx=　　　　　。
答案:(2)實驗步驟:
①按電路圖連接電路。
②閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,讀出此時電流表的示數(shù)I1。
③閉合開關(guān)S2,斷開開關(guān)S1,讀出此時電流表的示數(shù)I2。
④根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算得出Rx的阻值。
4.為了比較方便地測量出未知電阻的阻值,物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計了一個“電阻測量盒”:將一個電源(電壓不變)、一個阻值為R0的定值電阻、一個開關(guān)和一個電流表用導(dǎo)線連接起來裝入一個盒內(nèi),并引出兩根導(dǎo)線到盒外[如圖(甲)所示]。未使用時,盒內(nèi)開關(guān)斷開,電流表無示數(shù)。使用時,將盒外的兩根導(dǎo)線分別與待測電阻Rx的兩端相連,讀取開關(guān)閉合時電流表的示數(shù)I1、開關(guān)斷開時電流表的示數(shù)I2,經(jīng)計算得知Rx的阻值。
請你解答如下問題:
(1)在圖(乙)的虛線框內(nèi)畫出測量盒中符合上述設(shè)計要求的兩種可能的電路圖。
(2)在你所設(shè)計的電路中任選一種,推導(dǎo)出待測電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式。(請注明所選擇的電路,
Rx表達(dá)式用已知量和測量量表示)
缺電流表,想辦法測電流。如圖所示。
1.將Rx與一個已知阻值的電阻R0串聯(lián)。
2.將電壓表并聯(lián)在R0的兩端,測出R0兩端的電壓。
類型二　單用電壓表測電阻
5.(2023惠州一模)某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路來測量未知電阻Rx的阻值,其中滑動變阻器的最大阻值為R1,請在空格內(nèi)把實驗步驟補充完整。
(1)閉合開關(guān),滑片P移到最　 　端(R1為零),記下電壓表示數(shù)U。
(2)閉合開關(guān),滑片P移到最　 　端,記下電壓表示數(shù)U1。
(3)Rx=　 　。
左
右
6.現(xiàn)有一個電壓恒定的電源(電壓值未知)、一個電壓表(量程大于電源電壓值)、一個已知阻值為R0的定值電阻、一個單刀雙擲開關(guān)和若干導(dǎo)線。要利用以上器材測量待測電阻Rx的阻值。
請在虛線框內(nèi)設(shè)計出實驗電路圖(電路連接好后實驗中不能拆卸),并完成下列步驟。
(1)根據(jù)電路圖連接實物電路。
(2)　 .
　。
(3)利用上述測量值算出待測電阻的阻值Rx=　 　。
將單刀雙擲開關(guān)撥到a時,讀出電壓表的示數(shù)為U;再將單刀雙擲開關(guān)撥到b處,讀出電壓
表的示數(shù)Ux
7.利用圖(甲)測量電源電壓和定值電阻。電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2。
(1)根據(jù)圖(甲)在圖(乙)中將電壓表V2連入電路。
(2)U2和U1的關(guān)系式為U2=　 　。(用電源電壓U、定值電阻R1和R2表示)
(3)某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),畫出U2與U1的關(guān)系圖線如圖(丙)所示。已知R1=10 Ω,則電源電壓U=
　 　V,R2=　 　Ω。
12
5
等效替代法測電阻就是在測量的過程中,讓通過待測電阻的電流(或者待測電阻兩端的電壓)和通過電阻箱的電流(或者電阻箱兩端的電壓)相等,則電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的數(shù)值。
類型三　等效替代法測電阻
8.小安同學(xué)在學(xué)習(xí)電路的串、并聯(lián)特點后,設(shè)計了如圖(甲)所示的實驗原理圖,來測量某一定值電阻Rx的阻值。實驗操作如下:
(1)為了保證電路安全,在閉合開關(guān)S前,滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最　 　(選填“左”或“右”)端。
(2)閉合開關(guān)S,將單刀雙擲開關(guān)撥到1,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電流表指針指到某一值,如圖(乙)所示,電流表讀數(shù)為　 　A。
(3)保持(2)中滑動變阻器滑片位置不變,將單刀雙擲開關(guān)撥到2,調(diào)節(jié)電阻箱R,當(dāng)阻值為如圖
(丙)所示時,電流表示數(shù)與(2)中顯示數(shù)值相同,則被測電阻R的阻值為　 　Ω。
右
0.3
162
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第2節(jié)　歐姆定律
1.熟記并理解歐姆定律的內(nèi)容及公式。
2.能運用歐姆定律進(jìn)行簡單的電路計算。
3.會應(yīng)用歐姆定律解釋一些簡單的現(xiàn)象。
歐姆定律
1.發(fā)現(xiàn):德國物理學(xué)家　 　對導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻和電壓之間的關(guān)系進(jìn)行了大量的實驗研究,得出了它們之間的關(guān)系。
2.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成　 　,跟導(dǎo)體的電阻成　 　。
歐姆
正比
反比
電流
安培(A)
電壓
伏特(V)
電阻
歐姆(Ω)
歐姆定律
對歐姆定律的理解
D
易錯規(guī)避
1.歐姆定律中所說的“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比”的前提條件是電阻一定;
“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”的前提條件是電壓一定。脫離了前提條件,這種比例關(guān)系就不存在了。
D
12
12
1
0
12
利用歐姆定律進(jìn)行簡單的計算
[典例2] (2023黔西南)如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。電阻R1的阻值為10 Ω,只閉合開關(guān)S1,電流表A1的示數(shù)為0.3 A。求:
(1)電源電壓。
解析:(1)只閉合開關(guān)S1,電路為R1的簡單電路,電源電壓U=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V。
答案:(1)3 V
(2)再閉合開關(guān)S2,電流表A2的示數(shù)變化了0.1 A,電阻R2的阻值。
答案:(2)30 Ω
方法點撥
利用歐姆定律解決問題的技巧
1.注意公式的適用范圍。歐姆定律適用于從電源正極到負(fù)極之間的整個電路或其中某一部分電路中的電流與電壓、電阻的關(guān)系。
2.統(tǒng)一性。公式中的三個物理量,必須使用國際單位制中的單位,即U的單位是伏特(V),R的單位是歐姆(Ω),I的單位是安培(A)。
3.同一性。歐姆定律中的“通過”的電流I,“兩端”的電壓U及“導(dǎo)體”的電阻R,是對同一個導(dǎo)體或同一段電路而言,三者要一一對應(yīng)。在解題中習(xí)慣把同一個導(dǎo)體或同一段電路的各個物理量角標(biāo)用同一數(shù)字表示,如I1,R1,U1。
5.解題時,要有必要的文字說明、物理公式,再代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。
[變式2-1] (課后T1改編RJ九全P79)一個電熨斗的電阻是0.1 kΩ,使用時通過的電流是
2.2 A,則加在電熨斗兩端的電壓是多少
解析:電熨斗的電阻R=0.1 kΩ=100 Ω,通過的電流I=2.2 A,
加在電熨斗兩端的電壓U=IR=2.2 A×100 Ω=220 V。
答案:220 V
[變式2-2] (課后T3改編RJ九全P79)一個小燈泡正常工作時的電阻是10 Ω,用電流表測得此時的電流是300 mA,若將該燈泡接在9 V的電源上,且要使該燈泡正常發(fā)光,需要與小燈泡串聯(lián)一個多大的電阻
答案:20 Ω
[變式2-3] (2023賀州節(jié)選)如圖所示,電源電壓為9 V,電阻R1=10 Ω,閉合開關(guān)S時電阻R2兩端的電壓為6 V。求:
(1)通過電阻R1的電流。
(2)電阻R2的阻值。
答案:(1)0.3 A　(2)20 Ω
1.一個阻值為20 Ω的電阻,測得通過它的電流為5 A,那么此時加在這個電阻兩端的電壓是
( )
A.4 V B.10 V
C.0.25 V D.100 V
2.(2023內(nèi)江)如圖所示是利用數(shù)字化電壓-電流傳感器測量電阻后繪出的不同電阻的U-I圖象。由圖可知,以下判斷正確的是( )
A.R1B.R1>R2>R3
C.R1=R2=R3
D.無法比較R1,R2,R3大小
D
B
3.如圖所示是電阻R的電流隨電壓變化的圖象,電阻R的阻值為　 　Ω。
20
4.(2024福建)如圖所示是一款攝像機自主啟動裝置的簡化電路圖,電源電壓恒為12 V,RP是紅外線探測電阻,R是定值電阻,阻值為8 Ω。當(dāng)R兩端的電壓達(dá)到8 V時,攝像機自主啟動拍攝。求:
(1)電路中的電流。
(2)RP的阻值。
答案:(1)1 A　(2)4 Ω
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第3節(jié)　電阻的測量
1.知道用電流表和電壓表測量電阻的原理。
2.會同時使用電流表和電壓表測量導(dǎo)體的電阻。
3.了解燈絲電阻的特性。
一、伏安法測電阻
1.原理:　 　。
2.方法:用　 　表測出導(dǎo)體兩端的電壓,用　 　表測出通過導(dǎo)體的電流,然后根據(jù)上述公式計算出導(dǎo)體的電阻。
二、注意事項
1.多次測量的目的:為了減小　 　,實際測量時要改變待測電阻兩端的電壓,多次測量
　 　和　 　的值,根據(jù)每次電壓及電流的值算出電阻,最后求出電阻的　 　。
2.滑動變阻器的作用:用來改變待測電阻兩端的　 　及電流的值,實現(xiàn)多次測量。
3.電壓表和電流表要注意選擇適當(dāng)?shù)摹? 　。
電壓
電流
誤差
電壓
電流
平均值
電壓
量程
伏安法測電阻
斷開
最大
減小實驗誤差
增大
[典例] (一題練透)小明和小紅分別用定值電阻、小燈泡做了“伏安法測電阻”的實驗。
(1)測量電阻的原理是　 　。
(2)請你根據(jù)小明設(shè)計的如圖(甲)所示的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖(乙)的電路連接完整。
①在連接電路時,開關(guān)處于　 　狀態(tài)。為了保護電路,開關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至　 　(選填“A”或“B”)端。
②小明進(jìn)行第二次測量時,電表示數(shù)如圖(丙)所示,請你將下表補充完整。
表1
實驗次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值R/Ω
1 1.7 0.16 10.6 　 　
2 2.4 　 　 　 　
3 2.8 0.28 10.0
斷開
B
0.24
10.0
10.2
③根據(jù)表1中數(shù)據(jù),在實驗過程中,滑動變阻器RP滑片移動的方向是　 　(選填“A→B”或“B→A”)。
④實驗中需要多次測量,移動滑動變阻器滑片的作用是　 .
　。
⑤由表1數(shù)據(jù)可知,實驗中選擇的滑動變阻器是下面的　 　。
A.R1(10 Ω　1 A)　　　　　B.R2(50 Ω　1 A)　　　　　C.R3(100 Ω　0.5 A)
(3)小紅用小燈泡替換了定值電阻,然后開始測量小燈泡的電阻。
①閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表的示數(shù)都很小,小燈泡不亮,其原因是　 .
　很大,為此滑片應(yīng)該向　 　(選填“A”或“B”)端移動。
②小紅進(jìn)行了多次實驗,觀察現(xiàn)象并記錄數(shù)據(jù)如表2所示。請計算出第1次測量的電阻。
表2
B→A
改變定值電阻兩端的電壓和通過定
實驗次數(shù) 1 2 3
電壓表示數(shù)/V 1 1.5 2
電流表示數(shù)/A 0.2 0.24 0.27
燈絲阻值/Ω 　 　 6.25 7.41
值電阻的電流
A
滑動變阻器接入電
路的電阻
A
5
分析數(shù)據(jù)后,小明和小紅發(fā)現(xiàn)每次測量的燈泡阻值不同,他們提出了不同的解釋:
小紅:每次測量的燈泡阻值不同,是測量誤差造成的;
小明:每次測量的燈泡阻值不同,是由于燈絲的溫度不同造成的。
你同意　 　的觀點,原因是　 　。
③在測量定值電阻和燈泡的阻值時,盡管我們都采用了多次測量的方法,但是對測量所得阻值處理的方式不同,測量定值電阻阻值時多次測量求平均值是為了　 　。
(4)若一個電表發(fā)生故障,但有已知的定值電阻R0可提供的情況下,下列電路中不能測出小燈泡電阻的是　 　。
小明
誤差造成的阻值不同不會一直升高
減小誤差
D
1.用伏安法測電阻的實驗中,下列操作中不正確的是( )
A.連接電路過程中,開關(guān)應(yīng)斷開
B.電流表與被測電阻串聯(lián),電壓表與被測電阻并聯(lián)
C.閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)移到阻值最大位置
D.試觸時發(fā)現(xiàn)電流表指針反向偏轉(zhuǎn),電壓表正常,只需斷開電路,將電源正、負(fù)極對調(diào)
2.小毅同學(xué)用如圖所示電路測未知電阻Rx的阻值,閉合開關(guān)前,他應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到
　 　端。實驗時,他移動滑片,多次測量求Rx的平均值是為了　 　。
D
b
減小誤差
3.小安同學(xué)想用“伏安法”測量未知電阻Rx的阻值,電源電壓恒為3 V。連接電路圖如圖(甲)所示,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)為3 V,則可能是由于Rx發(fā)生　 　造成。故障排除后,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,當(dāng)向右移動滑片時,觀察發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)　 　(選填“變大”“變小”或“不變”),停止移動滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表示數(shù)如圖(乙)所示,則Rx的阻值是　 　Ω。
斷路
變大
5
4.(2023廣東改編)圖(甲)是測量小燈泡在不同電壓下電阻的實驗電路圖(小燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓為1.5 V)。
連接電路時,開關(guān)未斷開
(1)小明按電路圖連接實物電路,剛接上最后一根導(dǎo)線,看到電流表的指針立刻有偏轉(zhuǎn),若電路連線正確,造成這種異常現(xiàn)象的原因是　 　。
(2)實驗中,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,分別記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下:
測量次序 1 2 3 4 5
電壓U/V 1.8 1.5 1.0 0.3
電流I/A 0.32 0.30 0.26 0.18
①第4次測量對應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)如圖(乙)所示,此時小燈泡兩端的電壓是　 　V,通過它的電流是　 　A。
②小燈泡正常發(fā)光時的電阻是　 　Ω。
③第5次測量中,小燈泡不發(fā)光,小明斷定是燈絲斷了。這個判斷是　 　(選填“正確”或“錯誤”)的,理由是　 　。
0.6
0.22
5
錯誤
如果燈絲斷了,整個電路斷路,則電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)
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第2課時　歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用
1.能運用歐姆定律解決簡單的并聯(lián)問題。
2.會說出并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系,并會進(jìn)行簡單的計算。
1.電流規(guī)律:并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流　 　,如圖所示,I,I1,I2之間的關(guān)系為
　 　。
之和
2.電壓規(guī)律:并聯(lián)電路中電源兩端電壓與各支路兩端的電壓　 　,圖中的U,U1,U2之間的關(guān)系為　 　。
3.電阻規(guī)律:幾個電阻并聯(lián)后,相當(dāng)于增加了電阻的　 　,并聯(lián)電路的總電阻比任何一個電阻都要　 　。
I=I1+I2
相等
U=U1=U2
橫截面積
小
提示與辨析
變化
變化
不變
提示與辨析
提示與辨析
運用歐姆定律在并聯(lián)電路中進(jìn)行計算
[典例1] (2024金昌)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為30 Ω,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,電流表A1的示數(shù)為0.3 A;閉合開關(guān)S1和S2,電流表A2的示數(shù)為 1.2 A。求:
(1)電源電壓U。
(2)電阻R2的阻值。
解析:(1)只閉合開關(guān)S1,電路為R1的簡單電路,
電源電壓U=U1=I1R1=0.3 A×30 Ω=9 V。
答案:(1)9 V　(2)10 Ω
[變式1-1] (2023巴中)如圖所示電路中,電源電壓保持不變,已知R1∶R2=2∶1,則下列說法正確的是( )
A.通過R1、R2的電流之比為2∶1 B.電流表A1、A2的示數(shù)之比為2∶1
C.電阻R1、R2兩端的電壓之比為2∶1 D.電流表A1、A2的示數(shù)之比為3∶2
[變式1-2] 如圖所示,4 Ω電阻R1與2 Ω電阻R2并聯(lián),電流表的示數(shù)為3 A,則通過電阻R1與R2的電流之比為　 　,電源電壓為　 　V。
D
1∶2
4
運用歐姆定律分析并聯(lián)電路中電表示數(shù)的變化
[典例2] 如圖所示,電源電壓恒定不變,開關(guān)閉合后,當(dāng)滑動變阻器的滑片P由最右端向中點滑動時。下列說法正確的是( )
A.電流表A1示數(shù)不變,電壓表V示數(shù)不變
B.電流表A1示數(shù)變小,燈泡L的亮度不變
C.電流表A2示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)不變
D.電壓表V示數(shù)與電流表A1的示數(shù)之比變大
C
方法技巧
并聯(lián)電路中各支路互不影響,一條支路的電流發(fā)生改變,只會引起干路電流的改變,而不會影響另一條支路的電流。解題時,還應(yīng)注意,通常情況下,電路的總電壓是不變的。
[變式2-1] 如圖所示,電源電壓恒定不變,閉合開關(guān)S,將滑片P向左移動,下列說法正確的是
( )
A.電流表A1的示數(shù)不變,電壓表V的示數(shù)變大
B.電流表A1的示數(shù)變大,電流表A2的示數(shù)不變
C.電流表A1的示數(shù)變小,電壓表V的示數(shù)變小
D.電流表A1的示數(shù)變小,電壓表V的示數(shù)不變
[變式2-2] 如圖所示,電源電壓保持不變,S1擲到1時,小燈泡恰好正常發(fā)光。當(dāng)S1由1擲到2時,下列說法正確的是( )
A.電流表示數(shù)變小,小燈泡正常發(fā)光
B.電壓表示數(shù)不變,小燈泡發(fā)光暗淡
C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變小
D.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大
A
A
1.下列幾組電阻并聯(lián)后,總阻值最小的一組是( )
A.30 Ω和15 Ω B.20 Ω和25 Ω
C.10 Ω和35 Ω D.5 Ω和40 Ω
2.(2023涼山)如圖所示,電源電壓不變,同時閉合開關(guān)S,S1,待電路穩(wěn)定后再斷開S1,則( )
A.電流表A的示數(shù)減小,電流表A1的示數(shù)不變,電壓表V的示數(shù)不變
B.電流表A的示數(shù)不變,電流表A1的示數(shù)增大,電壓表V的示數(shù)減小
C.電流表A的示數(shù)、電流表A1的示數(shù)、電壓表V的示數(shù)均不變
D.電流表A的示數(shù)、電流表A1的示數(shù)、電壓表V的示數(shù)均增大
D
A
3.電阻R1,R2阻值相等,連接在如圖所示的電路中。當(dāng)開關(guān)S閉合時,電阻R1與R2兩端的電壓之比為　 　,電流表A1與A2的示數(shù)之比為　 　。

4.(2023東莞模擬)兩個12 Ω的電阻并聯(lián),總電阻為　 　Ω;教室里的各盞照明燈之間是
　 　聯(lián)的,當(dāng)教室里多開一盞照明燈時,干路上電流大小將　 　,總電阻將　 　。(后兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)
5.(2024安徽改編)如圖所示,電源電壓保持不變,電阻R1=15 Ω。閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)為0.8 A,電流表A的示數(shù)為1.2 A,則電源電壓為　 　V,通過R2的電流為　 　A,電阻R2=
　 　Ω,電路中的總電阻為　 　Ω。
1∶1
2∶1
6
并
變大
變小
12
0.4
30
10
6.如圖(甲)所示,定值電阻R2的阻值為40 Ω。閉合開關(guān),電流表A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)均如圖(乙)所示,則電流表A1的讀數(shù)為　 　A,電流表A2的讀數(shù)為　 　A,電源電壓為　 　V,R1的阻值為　 　Ω。
1.5
0.3
12
10
7.兩個電路元件甲和乙中的電流與電壓的關(guān)系如圖所示,將元件甲、乙串聯(lián)后接在電壓為
4 V 的電源兩端,則流過元件甲的電流是　 　A,電路中的串聯(lián)總電阻約為　 　Ω。
0.3
13.3
8.如圖所示的電路中電源電壓保持不變,R1=R2=R3=20 Ω,當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開,電流表示數(shù)是0.3 A,求:
(1)電源電壓。
答案:(1)12 V
(2)開關(guān)S1、S2都閉合時,電流表示數(shù)是多少
答案:(2)1.2 A
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第十七章 歐姆定律 章末知識復(fù)習(xí)
歐姆定律的理解
D
歐姆定律的綜合應(yīng)用
重難點撥
有關(guān)歐姆定律的應(yīng)用分為歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用和歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用。這兩類題目的解題思路是:
1.認(rèn)真審題,并理解電路圖及其連接情況,若沒有電路圖可根據(jù)題意畫出電路圖。
2.在電路圖上標(biāo)出已知量和未知量,相同物理量出現(xiàn)多個數(shù)值時要注意用角標(biāo)區(qū)分。
3.選擇合適的公式或規(guī)律進(jìn)行求解。
2.(2023南寧)如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時,下列說法正確的是( )
A.電流表示數(shù)變大,燈泡變暗 B.電流表示數(shù)變小,燈泡變亮
C.電壓表示數(shù)變大,燈泡變暗 D.電壓表示數(shù)變小,燈泡變亮
3.(2023江西)如圖所示,電源電壓不變。當(dāng)開關(guān)S1斷開時,電壓表的示數(shù)　 　,電流表的示數(shù)　 　。(均選填“變大”“變小”或“不變”)
C
不變
變小
4.(2024牡丹江)如圖所示,電源電壓為4.5 V保持不變,電壓表選擇“0～3 V”量程,電流表選擇“0～0.6 A”量程,電阻R1阻值為10 Ω,滑動變阻器R2規(guī)格為“20 Ω　1 A”,閉合開關(guān)S,移動滑片P的過程中,電路中的最大電流為　 　。
0.3 A
5.如圖所示,電源電壓保持不變,若在甲、乙兩處均接入電壓表,閉合開關(guān)S1、S2,測得U甲∶U乙=4∶5,則R1∶R2=　 　 ;若只斷開開關(guān)S2,甲、乙兩處均接入電流表,則此時兩電流表的示數(shù)之比I甲∶I乙=　 　。
4∶5
4∶5
6.如圖所示的電路中,電阻R1的阻值為10 Ω,電源電壓不變。當(dāng)S1、S2斷開,S3閉合時,電流表的示數(shù)為0.6 A;當(dāng)S1斷開,S2、S3閉合時,電流表的示數(shù)為0.8 A。求:
(1)電源電壓。
(2)R2的阻值。
答案:(1)6 V　(2)30 Ω
(3)當(dāng)S2、S3斷開,S1閉合時,加在電阻R1兩端的電壓。
答案:(3)1.5 V
有關(guān)歐姆定律的圖象問題
7.(2024佛山里水鎮(zhèn)期末)如圖所示是電阻甲和乙的I-U圖象。下列說法正確的是( )
A.電阻乙為定值電阻,它的阻值為20 Ω
B.電阻甲和乙的阻值不可能相等
C.當(dāng)電阻甲和乙串聯(lián)接在6 V電源上時,乙的電阻為20 Ω
D.當(dāng)電阻甲和乙并聯(lián)接在6 V電源上時,干路電流為0.6 A
8.如圖所示為電阻A和B的I-U圖象,A、B的電阻RA、RB之比是　 　。若將A、B串聯(lián)接入某電源兩端,則閉合開關(guān)后,它們兩端的電壓UA、UB之比是　 　;若將A、B并聯(lián)接入某電源兩端,閉合開關(guān)后,測得干路電流為0.6 A,則電源電壓是　 　V。
D
1∶2
1∶2
2
9.隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步,電路元件在各行得到廣泛的應(yīng)用,其中熱敏電阻就是其中之一,熱敏電阻的阻值會隨溫度的改變而改變。圖(甲)是用熱敏電阻測量環(huán)境溫度的電路,電路中電流表的量程為0～0.02 A,滑動變阻器R的銘牌上標(biāo)有“150 Ω　0.3 A”字樣,Rt為熱敏電阻,其阻值隨環(huán)境溫度變化關(guān)系如圖(乙)所示,電源電壓保持不變。請完成下列問題:
(1)將此電路放入溫度為20 ℃的環(huán)境中,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片P,使滑動變阻器接入電路的電阻R=100 Ω,此時電流表的讀數(shù)為0.01 A,求電源電壓。
答案:(1)5 V
(2)若環(huán)境溫度為40 ℃時,要保證整個電路元件的安全,求滑動變阻器的變化范圍。
答案:(2)50～150 Ω
(3)此電路能測量的最高環(huán)境溫度為多少
答案:(3)50 ℃
探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
10.(2024德陽)小均同學(xué)為了探究“電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”,連接了如圖(甲)所示的電路(電源電壓為3 V恒定)。
(1)用筆畫線將(甲)圖中電路連接完整,要求滑動變阻器的滑片P向左端滑動時,接入電路的電阻變小。
(2)小均接好電路閉合開關(guān)后,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)為3 V,發(fā)生該現(xiàn)象的原因是
　 　(選填“電阻R處短路”“電阻R處斷路”或“電流表斷路”)。
(3)排除故障后閉合開關(guān),移動滑片P,小均同學(xué)進(jìn)行多次實驗,根據(jù)數(shù)據(jù)繪制了電阻R的I-U圖象[(乙)圖中的圖線a],根據(jù)(乙)圖中的圖線a可得出結(jié)論是　 .
　。小均同學(xué)所用R的阻值為R=　 　Ω。
(4)小均同學(xué)又將實驗中的電阻R拆下,其他條件都不變的情況下,換用一個工作電壓為2.5 V的小燈泡,繼續(xù)多次實驗得到小燈泡的I-U圖象如圖(乙)中的圖線b,可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻為　 　Ω。本次實驗中如果滑片P滑至某點時電壓表示數(shù)如圖(丙)所示,電流表顯示讀數(shù)是0.22 A,那么此時滑動變阻器連入電路的電阻為　 　Ω(結(jié)果在小數(shù)點后保留兩位)。
電阻R處斷路
在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流
與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
5
10
5.45
電阻的測量
11.(2023岳陽節(jié)選)要測一個工作電壓為U0的小燈泡正常工作時的電阻,電源電壓U不變,定值電阻R的阻值已知。在不改變電路連接的情況下,下列電路能實現(xiàn)的是( )
C
12.小紅同學(xué)在某次物理實驗考查中抽到考題《用伏安法測量某未知電阻的阻值》的實驗,實驗電路圖如圖(甲)所示,請你幫他完成下列問題。
(1)根據(jù)電路圖,把圖(乙)中所缺失的導(dǎo)線連接起來。
(2)開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最　 　(選填“左”或“右”)端。
(3)粗略檢查后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的指針出現(xiàn)反偏現(xiàn)象,可能出現(xiàn)這種情況的原因是　(選填“A”或“B”) 。
A.電壓表量程選小了 B.電壓表的正、負(fù)接線柱接反了
(4)通過三次實驗得出的實驗數(shù)據(jù)如表所示
第三次得出的電流如圖(丙)所示,請你根據(jù)所提供信息求出未知電阻的阻值為　 　 Ω。
實驗次數(shù) 1 2 3
電壓U/V 1.2 1.8 2.4
電流I/A 0.2 0.3
左
B
6
1.一段導(dǎo)體接在電壓為9 V的電源上時,通過導(dǎo)體的電流是1 A,若將這段導(dǎo)體接在電壓為3 V的電源上時,這段導(dǎo)體的電阻是( )
A.9 Ω B.6 Ω
C.3 Ω D.0
A
易錯提示 導(dǎo)體電阻可由導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值求得,但是導(dǎo)體電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與通過的電流和兩端的電壓大小無關(guān)。
2.兩個標(biāo)有“5 Ω　1 A”和“10 Ω　0.6 A”的定值電阻,將它們串聯(lián)起來時電路中總電阻為　 　Ω,此時電源電壓最大允許為　 　V;若將它們并聯(lián)時干路電流最大允許是　 　A。
15
9
1.5
易錯提示 為了不損壞電阻,串聯(lián)電路比較兩電阻允許通過的最大電流,選其中較小的電流作為串聯(lián)電路的工作電流;并聯(lián)電路比較各電阻兩端允許的最大電壓,選其中較小的電壓作為并聯(lián)電路的工作電壓。
3.(2023東莞東城中學(xué)模擬)如圖所示的電路中,電源電壓不變,R1=10 Ω,R2=20 Ω,當(dāng)開關(guān)S閉合,甲、乙兩表都為電壓表時,電阻R1和R2　 　聯(lián),兩表的示數(shù)之比U甲∶U乙=　 　;當(dāng)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=　 　。
串
3∶2
1∶3
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*第4節(jié)　歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
第1課時　歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用
1.能推導(dǎo)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律。
2.會運用串聯(lián)電路電流、電壓的特點,解決簡單的電學(xué)問題。
1.電流規(guī)律:串聯(lián)電路中電流處處　 　,即圖中的I,I1,I2之間的關(guān)系是　 　。
相等
2.電壓規(guī)律:串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓　 　,即圖中的U,U1,U2之間的關(guān)系是　 　。
3.電阻規(guī)律:串聯(lián)電路的總電阻比任何一個電阻都要大,這是因為電阻串聯(lián)后,相當(dāng)于增加了電阻的　 　。
I=I1=I2
之和
U=U1+U2
長度
提示與辨析
減小
增大
提示與辨析
正
運用歐姆定律在串聯(lián)電路中進(jìn)行計算
[典例1] 如圖所示,電源電壓為3 V保持不變,電阻R1=10 Ω,R2=5 Ω。當(dāng)閉合開關(guān)S時,R1與R2
　 　聯(lián),電路的總電阻為　 　Ω,電流表的示數(shù)為　 　A,電壓表V1的示數(shù)為　 　V,電壓表V的示數(shù)為　 　V,通過R1與R2的電流之比為　 　,R1與R2兩端的電壓之比為　 　。
串
15
0.2
2
3
1∶1
2∶1
方法技巧
把握四個規(guī)律,巧解串聯(lián)電路問題
1.電流規(guī)律:I=I1=I2。
2.電壓規(guī)律:U=U1+U2。
3.電阻規(guī)律:R=R1+R2。
[變式1-1]如圖所示,R0為定值電阻,R1為滑動變阻器,V1,V2為實驗室用電壓表(接線柱上標(biāo)有“-”“3”“15”),閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑片P,使兩電壓表指針?biāo)肝恢孟嗤t通過兩電阻電流之比為　 　,R0與R1兩端電壓之比為　 　,R0與R1的阻值之比為　 　。
1∶1
1∶4
1∶4
[變式1-2] (教材“例題1”改編RJ九全P83)如圖所示的電路,電源電壓為 12 V 且保持不變。當(dāng)開關(guān)S,S1都閉合,滑動變阻器滑片P置于中點時,電流表示數(shù)為1.5 A,電阻R=　 　Ω,此時斷開S1,電流表示數(shù)變?yōu)?0.6 A,則滑動變阻器的最大阻值為　 　Ω。
8
24
[變式1-3] 兩定值電阻甲、乙兩端的電壓U與通過的電流I的關(guān)系圖象如圖所示,則R甲　　(選填“>”或“<”)R乙。將電阻甲、乙串聯(lián)在電路中,兩電阻兩端的電壓之比U甲∶U乙=　 　,
若此時電路中的電流為0.2 A,則電源電壓為　 　V。
<
1∶2
3
運用歐姆定律分析串聯(lián)電路中電表示數(shù)的變化
[典例2] (2023廣東中山模擬)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片向左移動時,電路的總電阻　 　,電壓表V1的示數(shù)將　 　,電壓表V2的示數(shù)將　 　,電壓表V1與 V2示數(shù)之和跟電流表A示數(shù)的比值將　 　。(均選填“變大”
“變小”或“不變”)
變小
變大
變小
變小
方法技巧
串聯(lián)電路中,由滑動變阻器引起的電表示數(shù)變化的分析方法
方法二:串聯(lián)電路中,電阻變大,電流變小,但電流仍處處相等。串聯(lián)電路中電壓的分配關(guān)系為U1∶U2=R1∶R2,即電壓隨電阻的變大而變大;當(dāng)R滑變大時,R滑所分得的電壓變大,因電源電壓不變,所以與R滑串聯(lián)的其他用電器兩端的電壓變小。
[變式2-1] (2023樂山)課外探究實踐作業(yè)中小明同學(xué)想利用氣敏電阻自制一個煙霧濃度檢測儀,通過翻閱資料了解到N型氣敏元件阻值隨氣體濃度的增大而減小。如圖所示是小明設(shè)計的電路圖,其中R為N型氣敏元件,R0為定值電阻。閉合開關(guān)S,當(dāng)氣體濃度越高時,會出現(xiàn)( )
A.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)增大
B.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)變小
C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)增大
D.電流表、電壓表示數(shù)均不變
[變式2-2] (2023深圳)如圖所示為油量表示意圖,當(dāng)油量減少時,下列說法正確的是( )
A.R不斷減小
B.R總不斷減小
C.I總不斷減小
D.R兩端的電壓不斷減小
A
C
1.兩個導(dǎo)體串聯(lián)后的總電阻大于其中任何一個導(dǎo)體的電阻,因為導(dǎo)體串聯(lián)相當(dāng)于( )
A.減小了導(dǎo)體長度 B.減小了導(dǎo)體橫截面積
C.增大了導(dǎo)體橫截面積 D.增大了導(dǎo)體長度
2.如圖所示是甲、乙兩個電阻的電流I與電壓U的關(guān)系圖象,將它們并聯(lián)接入電路,下列說法正確的是( )
A.通過甲的電流大于通過乙的電流
B.通過甲的電流小于通過乙的電流
C.甲、乙并聯(lián)的總電阻隨它們兩端電壓的升高而減小
D.甲、乙并聯(lián)的總電阻隨它們兩端電壓的升高而增大
D
D
3.如圖所示的電路,電源電壓和燈泡L的電阻不變,閉合開關(guān)S,將滑片P向右移動時( )
A.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小 B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大 D.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
4.用電器甲和乙,其電流與其兩端電壓關(guān)系如圖所示,其中直線表示用電器甲的電流與其兩端電壓關(guān)系圖。下列說法正確的是( )
A.用電器甲電阻不變,大小為10 Ω
B.用電器乙電阻隨著電流增大而變大,最大值為10 Ω
C.如果把這兩個用電器串聯(lián)接在6 V的電源上,電路中的電流是0.43 A
D.如果把這兩個用電器串聯(lián)接在4 V的電源上,電路中的電流是0.65 A
D
A
5.(2024湛江市經(jīng)開區(qū)模擬)甲、乙兩個電阻的阻值分別為4 Ω和8 Ω,若將它們串聯(lián)后接在
12 V的電源兩端(電源電壓保持不變),則串聯(lián)電路的總電阻為　 　Ω,乙電阻兩端的電壓是
　 　V。
6.(2023吉林)如圖所示是某款壓力秤的內(nèi)部電路圖。電源電壓U=6 V,R0=5 Ω,R為壓敏電阻,其阻值隨所受壓力變化情況如下表所示。開關(guān)閉合后,當(dāng)壓力增大時,電路中的電流將　 　,當(dāng)壓力為40 N時,電壓表的示數(shù)為　 　V。
12
8
變大
2
F/N 20 40 60 80 100
R/Ω 12 10 8 6 4
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第十七章　歐姆定律
第1節(jié)　電流與電壓和電阻的關(guān)系
1.通過實驗探究,得出電流與電壓和電阻的關(guān)系。
2.會觀察、收集實驗中的數(shù)據(jù),能用圖象法分析實驗數(shù)據(jù)。
3.能說出電流與電壓、電阻間的正比、反比關(guān)系。
一、猜想與假設(shè)
1.電壓是產(chǎn)生電流的原因,由此可以想到,電壓越高,電流可能　 　。
2.電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用,電阻越大,電流會　 　。
二、實驗設(shè)計
實驗中,用　 　表測量通過電阻的電流I,該表應(yīng)該與被測的電阻　 　聯(lián);用　 　表測量電阻兩端的電壓U,該表應(yīng)該與被測的電阻　 　聯(lián)。改變電阻兩端的電壓(或保持電阻兩端的電壓不變)的方法是在電路中接入　 　(填器材)。
越大
越小
電流
串
電壓
并
滑動變阻器
探究電流與電壓的關(guān)系
實驗器材及實驗電路 1.實驗器材:電源、電流表、電壓表、滑動變阻器、定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
2.滑動變阻器的作用:(1)　 　;(2) 　
實驗 方法 控制變量法:控制　 　不變,移動滑片,改變電阻兩端的　 　
注意 事項 1.連接電路時開關(guān)要斷開。 2.電流表要串聯(lián)在電路中,電壓表要并聯(lián)在定值電阻的兩端,要注意電流表和電壓表量程的選擇;滑動變阻器要“一上一下”選用接線柱接入電路中,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片要移到阻值最大處。 3.正確讀取電流表、電壓表的示數(shù):一看接線柱,確定量程;二看分度值,認(rèn)真仔細(xì)讀數(shù)。 4.實驗中要進(jìn)行多次實驗,使實驗結(jié)論　
保護電路
改變電阻兩端的電壓
電阻阻值
電壓
更具有普遍性
數(shù)據(jù)處理 得出結(jié)論 1.根據(jù)數(shù)據(jù)畫出對應(yīng)的圖象:在坐標(biāo)系中,明確橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)表示的物理量,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點,然后用平滑的直線將各點連起來。
2.根據(jù)數(shù)據(jù)或圖象總結(jié)結(jié)論,敘述結(jié)論時,要注意成立的條件。
3.實驗結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體的　 　一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成
　 　
實驗反思 1.對實驗結(jié)論錯誤敘述的判斷:漏掉條件或?qū)懗伞俺煞幢取薄?br/>2.不能用小燈泡代替定值電阻進(jìn)行實驗的原因:燈絲電阻隨溫度的變化而變化
電阻
正比
[典例1] (一題練透)小華用如圖所示電路探究電流與電壓的關(guān)系。
(1)連接電路時,開關(guān)要　 　,將滑動變阻器接入電路時,要　 　(選填“兩個上接線柱”“兩個下接線柱”或“一上一下接線柱”)接入電路,如圖(甲)所示,連接完電路閉合開關(guān)前,要將滑片P移動到　 　(選填“最左端”或“最右端”)。
(2)連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),其原因可能是　 　。
(3)故障排除后,向左移動滑動變阻器滑片P,電壓表示數(shù)會　 　(選填“變大”“不變”或“變小”)。
(4)在此實驗中改變電阻R兩端的電壓是通過改變　 　來實現(xiàn)的,這個過程運用的主要實驗方法是　 　。
(5)當(dāng)電流表示數(shù)為0.5 A時,電壓表示數(shù)如圖(乙)所示,其值為　 　V。
斷開
一上一下接線柱
最右端
電阻R斷路
變大
滑動變阻器接入電路的阻值
控制變量法
2.5
(6)補齊表中的數(shù)據(jù),根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在圖(丙)中畫出I與U關(guān)系的圖象。
序號 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
電壓U/V 0.5 1.0 1.6 1.9 3.0
電流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
答案:(6)如圖所示
(7)分析數(shù)據(jù)及圖象,可得出: 。
(8)若用小燈泡(燈絲電阻受溫度影響)代替定值電阻進(jìn)行上述實驗,　 　(選填“能”或“不能”)達(dá)到實驗?zāi)康摹?
當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
不能
探究電流與電阻的關(guān)系
實驗器材及 實驗電路 1.實驗器材:電源、電流表、電壓表、滑動變阻器、定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
2.滑動變阻器的作用:(1)　 　;(2)
　 　
實驗方法 控制變量法:控制電阻兩端的電壓不變,更換不同阻值的電阻
注意事項 1.正確連接電路。 2.多次實驗的方法:更換阻值不同的電阻,保持電阻兩端的電壓不變
數(shù)據(jù)處理 得出結(jié)論 1.根據(jù)數(shù)據(jù)畫出對應(yīng)的圖象。 2.實驗結(jié)論:　 　一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成　 　
保護電路
控制定值電阻兩端電壓不變
電壓
反比
[典例2] (一題練透)在探究“通過導(dǎo)體的電流與電阻關(guān)系”實驗中,有兩個滑動變阻器分別為A.“1 A　20 Ω”,B.“1 A　50 Ω”。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路圖(甲)連接完整,要求滑動變阻器的滑片P向右移動時,電流表示數(shù)變大。
答案:(1)如圖所示
(2)連接電路時,開關(guān)應(yīng)該　 　。
(3)閉合開關(guān)后,如果發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零,移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,原因可能是　 　。
(4)如果將5 Ω電阻換成10 Ω電阻,閉合開關(guān)后,電壓表的示數(shù)將　 　,接下來應(yīng)該將滑片P向　 　(選填“A”或“B”)端移動,眼睛觀察　 　表,使電壓表的示數(shù)　 。
(5)多次更換電阻進(jìn)行實驗,正確操作后,記下電流表的示數(shù),得到電流I隨電阻R變化的圖象如圖(乙)所示,由圖象得出的結(jié)論是　 　。
(6)實驗中,如果電源電壓為6 V,所選用定值電阻分別為5 Ω,10 Ω,15 Ω,為了順利完成實驗,應(yīng)該選取的滑動變阻器為　 　(選填“A”或“B”)。
(7)實驗中,滑動變阻器的主要作用是 。
(8)實驗結(jié)束后,小明認(rèn)為圖(乙)的曲線不便直接判斷I和R的定量關(guān)系,于是對圖象中的坐標(biāo)進(jìn)行了巧妙變換,從而直觀判斷出了I和R的關(guān)系,你認(rèn)為小明的改進(jìn)方法是　 　。
斷開
電阻R斷路
變大
A
電壓
保持不變
電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
B
保持定值電阻兩端的電壓不變(或保持電壓表示數(shù)不變)
1.在探究電流與電阻的關(guān)系時( )
A.調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電路中的電流保持不變
B.調(diào)節(jié)滑動變阻器,使不同的定值電阻R兩端的電壓保持不變
C.使定值電阻R兩端的電壓成倍數(shù)變化
D.每次測量時都要使電路中的電流成倍數(shù)變化
2.在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實驗中,開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到　 .
　位置,分別采用5 Ω,10 Ω,15 Ω的電阻進(jìn)行實驗,目的是　 　。如圖所示是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的圖象,由圖象可知:電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與加在這段導(dǎo)體兩端的電壓成　 　關(guān)系。
B
阻值最大
(或電阻最大或使電路中電流最小)
使實驗結(jié)論具有普遍性(或避免實驗結(jié)論具有偶然性)
正比
3.(2023菏澤)在物理實驗課上,同學(xué)們要探究“電流與電壓的關(guān)系”。實驗室提供的器材有:
A.兩節(jié)干電池,B.電壓表(0～3 V～15 V),C.電流表,D.定值電阻,E.滑動變阻器,F.開關(guān)和導(dǎo)線若干。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖(甲)中的電路連接完整。
答案:(1)如圖所示
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表示數(shù)為零,經(jīng)檢查兩電表均完好,則電路中出現(xiàn)的故障是　 　。
(3)正確進(jìn)行實驗,得到實驗數(shù)據(jù)如下表:
定值電阻斷路
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
電壓U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
電流I/A 0.24 0.30 0.40 0.48
當(dāng)電壓表示數(shù)為1.8 V時,電流表示數(shù)[如(乙)圖所示]為　 　A。
(4)實驗中獲得了多組實驗數(shù)據(jù),這是通過　 　實現(xiàn)的。
(5)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析可得:電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成　 　。
0.36
調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電路的阻值
正比
4.(課后T2改編RJ九全P77)在“電阻一定時,探究電流與電壓關(guān)系”的實驗中,小紅把定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)和電源連成如圖(甲)所示的電路,正準(zhǔn)備實驗時,同組的小明檢查發(fā)現(xiàn),電路連接有錯誤,他改接了一根導(dǎo)線,使電路連接正確。
(1)請你把接錯的那一根導(dǎo)線找出來并打上“×”,再畫出正確的電路連接。
(2)電路改正后,小明通過實驗得到的數(shù)據(jù)如下表:
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
電壓U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
電流I/A 0.08 0.15 0.23 0.40 0.38
請你在圖(乙)的方格中建立有關(guān)坐標(biāo)軸并確定標(biāo)度,利用表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點繪線。
(3)分析歸納,你有什么發(fā)現(xiàn) 寫出你的發(fā)現(xiàn)。
答案:(3)第四組數(shù)據(jù)不符合規(guī)律,是錯誤數(shù)據(jù)(或在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與該導(dǎo)體兩端的電壓成正比)。
5.(2024六盤水改編)小明設(shè)計了如圖所示的實驗電路圖,選用器材如下:2節(jié)新干電池、阻值分別為5 Ω,10 Ω,20 Ω的定值電阻、滑動變阻器(20 Ω　1 A)、電壓表、電流表、開關(guān)及導(dǎo)線若干。
請回答下列問題:
(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于　 　狀態(tài),滑動變阻器的滑片P應(yīng)放在最　 　(選填“左”或“右”)端。
(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),其原因可能是定值電阻　 　(選填“斷路”或“短路”)。
(3)排除故障后,小明更換定值電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,將實驗數(shù)據(jù)填入表中。通過表格可以看出,他的實驗?zāi)康氖翘骄客ㄟ^導(dǎo)體的電流與　 　的關(guān)系。
電阻R/Ω 5 10 20
電流I/A 0.4 0.2 0.1
斷開
右
短路
導(dǎo)體電阻
(4)實驗過程中,用10 Ω的定值電阻替換5 Ω的定值電阻接入電路后,閉合開關(guān),小明接下來的操作是　 　,測得并記錄下電流值。
向右移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持2 V不變
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核心素養(yǎng)專題五　動態(tài)電路分析
含有滑動變阻器的動態(tài)電路可分為:含有滑動變阻器的串聯(lián)電路和含有滑動變阻器的并聯(lián)電路兩種情況,分析思路如下:
1.含有滑動變阻器的串聯(lián)電路
2.含有滑動變阻器的并聯(lián)電路
類型一　滑動變阻器型
題組一:含滑動變阻器的串聯(lián)電路
1.如圖所示,電源電壓一定,閉合S,滑動變阻器的滑片向右移動的過程中,以下說法正確的是
( )
A.電路的總電阻變大,電壓表示數(shù)變大
B.電流表示數(shù)變小,電路的總電阻變小
C.滑動變阻器接入電路中的電阻變小
D.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變小
2.(2023安徽)如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,R為定值電阻。閉合開關(guān),在保證電路元件安全的前提下,將滑動變阻器的滑片由B端向 A端移動的過程中( )
A.電流表的示數(shù)變大,電壓表的示數(shù)變大
B.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變小
C.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變大
D.電流表的示數(shù)變大,電壓表的示數(shù)變小
D
D
3.(2024東營)如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器滑片P向左移動時,下列判斷正確的是( )
A.A示數(shù)變大,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)不變
B.A示數(shù)變大,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)變大
C.A示數(shù)變小,V1示數(shù)變大,V2示數(shù)變小
D.A示數(shù)變小,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)變大
C
4.在如圖所示的電路中,電源電壓恒為6 V,R1=10 Ω,R3=30 Ω。開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2接a,滑動變阻器R2的滑片P位于圖示位置時,電壓表的示數(shù)為1.2 V,開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2接b,滑片P移動到另一位置時,電壓表的示數(shù)為2.0 V。前后兩次滑動變阻器接入電路的電阻變化了( )
A.5 Ω B.10 Ω
C.20 Ω D.40 Ω
A
題組二:含滑動變阻器的并聯(lián)電路
5.(2024巴中)如圖所示,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,把滑動變阻器的滑片P向左移動時,電路中電流表示數(shù)的變化情況( )
A.電流表A1示數(shù)變小,電流表A2示數(shù)變大 B.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2示數(shù)變小
C.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2示數(shù)變大 D.電流表A1示數(shù)變小,電流表A2示數(shù)變小
6.如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時,下列說法正確的是( )
A.通過滑動變阻器的電流變小,其兩端的電壓變大
B.通過小燈泡的電流及其兩端的電壓都保持不變
C.電流表的示數(shù)變大,電壓表的示數(shù)變小
D.電流表和電壓表的示數(shù)都逐漸變大
C
B
7.(2024揚州)在如圖所示的電路中,電源電壓為6 V,R1=12 Ω。電壓表量程為0～15 V,電流表A的量程為0～3 A, A1的量程為0～0.6 A,閉合開關(guān)S,電壓表的示數(shù)為　 　V。當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,電流表A的示數(shù)　 　,電壓表示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值　 　(選填“變大”“不變”或“變小”)。為確保電表安全,R2連入電路的阻值最小為　 　Ω。
6
變大
不變
2.4
含有開關(guān)的串、并聯(lián)電路分析思路:
類型二　開關(guān)型
8.如圖所示,電源電壓保持不變。只閉合開關(guān)S1,電流表和電壓表均有示數(shù),若再閉合開關(guān)S2,則下列說法正確的是( )
A.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小 B.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)不變
C.電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變小 D.電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變
9.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,開關(guān)S1,S2均閉合。當(dāng)開關(guān)S2由閉合到斷開時,電路中( )
A.電壓表V的示數(shù)變小
B.電流表A1的示數(shù)變大
C.電壓表V的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的比值變大
D.電壓表V的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的乘積變大
D
C
10.在如圖所示的電路中,電阻R1=12 Ω,R2=6 Ω。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S置于位置1時,電壓表讀數(shù)為3 V。則當(dāng)開關(guān)S置于位置2時,電壓表讀數(shù)的可能值為( )
A.1 V B.2 V
C.3 V D.4 V
11.如圖所示的電路中電源電壓恒定,R2=30 Ω。當(dāng)S1閉合,S2,S3斷開時電流表的示數(shù)為0.6 A,則電源電壓為　 　V;當(dāng)S2閉合,S1,S3斷開時,電流表的示數(shù)為0.36 A,則R1=　 　Ω;當(dāng)S1,S3閉合,S2斷開時,電流表示數(shù)為　 　A。
B
18
20
1.5
電路環(huán)境中的某些因素改變引起電阻的變化。例如油量表、壓力計、電子秤、測定風(fēng)速的風(fēng)力計、壓敏電阻、熱敏電阻、光敏電阻、磁敏電阻、壓力傳感器、二氧化錫傳感器、酒精氣體傳感器的電路等都是利用變阻器和電表改裝而成的,其工作過程可結(jié)合歐姆定律來解決。解決這類問題的一般思路:
類型三　實際應(yīng)用型
12.(2024十堰)我市交通管理部門定期開展交通違法專項治理行動,如圖(甲)是查處飲酒駕駛行為中使用的某酒精測試儀工作原理圖,電源電壓恒定,R1為定值電阻,R2為氣敏電阻,其阻值隨氣體酒精濃度的變化情況如圖(乙)所示。閉合開關(guān)S,下列說法正確的是( )
A.氣敏電阻主要由超導(dǎo)體材料制成
B.圖(甲)中通過R1的電流保持不變
C.檢測氣體的酒精濃度越大,R2阻值越大
D.檢測氣體的酒精濃度越大,電壓表示數(shù)越大
13.某輸液警報器能在藥液流完時,通過電鈴發(fā)聲報警,該警報器內(nèi)部有一可變電阻R,其阻值隨管內(nèi)液體的減少而減小,通過電鈴的電流需要達(dá)到一定大小時電鈴才能發(fā)聲,下列幾個電路中符合報警要求,且當(dāng)輸液管內(nèi)液體越少,電表的示數(shù)也越小的是( )
D
D
14.如圖(甲)所示,電源電壓恒為3 V,R0是阻值為10 Ω的定值電阻,R為熱敏電阻,其阻值隨溫度的變化如圖(乙)所示。閉合開關(guān)S,通過分析,下列說法錯誤的是( )
A.圖(甲)中的R0有保護電路的作用
B.溫度為40 ℃時,電流表的示數(shù)為0.1 A
C.溫度升高時,電壓表的示數(shù)會變小
D.溫度降低時,電壓表與電流表示數(shù)的比值變小
15.如圖(甲)所示,某健身俱樂部通過壓力傳感器獲取運動者的運動數(shù)據(jù),其工作原理如圖
(乙)所示。電源電壓不變,R1為定值電阻,壓力傳感器R的阻值隨壓力增加而減小。在人從與蹦床接觸至下落到最低點過程中,下列說法正確的是( )
A.電流表A的示數(shù)逐漸變小
B.電壓表V的示數(shù)逐漸變小
C.電壓表V與電流表A示數(shù)的比值逐漸變大
D.壓力傳感器R兩端的電壓逐漸變小
D
D
電路故障判斷
1.兩燈串聯(lián):若燈都不亮,則電路發(fā)生斷路;若只有一盞燈亮,則不亮的燈被短接。
2.兩燈并聯(lián):若燈都不亮,則某盞燈被短接或干路斷路;若只有一盞燈亮,則不亮的燈斷路。
3.若電壓表無示數(shù),則電壓表被短路或電源沒接通。
4.若電流表無示數(shù),則電流表被短接或沒有電流通過(電流表所在電路斷路)。
類型一　根據(jù)燈泡的工作狀態(tài)及電流表、電壓表示數(shù)判斷電路故障
1.(2023懷化)如圖所示,導(dǎo)線連接無誤,閉合開關(guān)后兩燈都不亮,電壓表有示數(shù)且接近電源電壓,電流表無示數(shù),則其原因可能是( )
A.L1短路 B.L1斷路
C.L2短路 D.L2斷路
2.在如圖所示的電路中各元件完好,a～h為接線柱,將電壓表接在其中兩個接線柱上后,開關(guān)閉合時,電壓表示數(shù)為0;開關(guān)斷開時,電壓表有示數(shù),則與電壓表連接的接線柱可能是( )
A.a和b B.c和d
C.e和f D.g和h
B
D
3.(2024鎮(zhèn)江)圖示電路在閉合開關(guān)后,兩電流表正常工作,且讀數(shù)相同,則可能發(fā)生的故障是
( )
A.R短路 B.R斷路 C.L短路 D.L斷路
4.如圖所示,閉合開關(guān)S后,燈泡L沒有發(fā)光,電流表和電壓表的示數(shù)均為0。若電路中只有一處故障,則故障可能是( )
A.燈泡L斷路 B.電阻R斷路 C.燈泡L短路 D.電阻R短路
B
A
5.如圖所示的電路中,兩個小燈泡的規(guī)格相同。閉合開關(guān)后,只有一個小燈泡發(fā)光,電壓表指針偏轉(zhuǎn)明顯。則故障原因可能是( )
A.L1短路 B.L1斷路 C.L2短路 D.L2斷路
6.在如圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,燈L正常發(fā)光。一段時間后,燈L突然熄滅,電壓表、電流表示數(shù)都變大。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是( )
A.電阻R斷路 B.電阻R短路
C.電燈L斷路 D.電燈L短路
A
D
7.在如圖所示的電路中,開關(guān)閉合后,無論怎樣移動滑片,小燈泡都不亮,電流表示數(shù)為零,電壓表有示數(shù)且不變。圖中除標(biāo)有序號的四根導(dǎo)線外其他元件正常,則出現(xiàn)斷路的導(dǎo)線一定是
( )
A.① B.② C.③ D.④
B
8.(2024巴中)小明在“研究小燈泡的電阻”實驗中,按如圖所示電路圖連接電路,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)接近電源電壓,出現(xiàn)此故障的原因可能是
　 　斷路;小明找出并排除此故障后,閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡都只能微弱發(fā)光,且電流表、電壓表示數(shù)均不變,則此故障的原因最有可能出現(xiàn)在　 　。(均選填電路圖中的元件符號)
L
R
一根短導(dǎo)線的電阻近似為0,將導(dǎo)線接在電路的兩點間,實際是將導(dǎo)線兩點間的用電器短
路,讓電流經(jīng)過導(dǎo)線形成一條通路,此方法可以用來檢查用電器損壞造成電路斷路的情形。導(dǎo)線與用電器并聯(lián),無論用電器正常與否,用電器都不能正常工作。若電路中原來沒有電流,用導(dǎo)線連接某兩點時,電路中就有電流了,則故障往往是這兩點間發(fā)生斷路。
類型二　用導(dǎo)線(將導(dǎo)線并聯(lián)在電路的兩點間)判斷電路故障
9.如圖所示,開關(guān)S閉合時,小燈泡L1、L2都不亮,用一段導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點時,兩小燈泡都不亮;接觸b、c兩點時,兩小燈泡也不亮;接觸c,d兩點時,兩小燈泡都亮。對此,下列判斷中可能正確的是( )
A.小燈泡L1斷路 B.小燈泡L2斷路
C.開關(guān)S斷路 D.小燈泡L2短路
10.如圖所示是小勇連接的實驗電路,他檢查導(dǎo)線連接無誤后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡L1、L2均不發(fā)光,于是他用一根導(dǎo)線來排查故障。當(dāng)導(dǎo)線連接L1兩端時兩燈仍不發(fā)光,連接L2兩端時L1發(fā)光、L2不發(fā)光,由此判斷電路的故障是( )
A.L1斷路 B.L2斷路
C.L1短路 D.L2短路
C
B
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