第十七章 欧姆定律
一、单选题
1.将电阻R1=3 Ω的导体与电阻为R2的导体串联后总电阻为6 Ω,则R1与R2并联后总电阻是( )
A. 6 Ω
B. 4 Ω
C. 1.5 Ω
D. 1 Ω
2.串联电路随着用电器的个数增加,其总电阻( )
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 无法判断
3.将电阻为R的粗细均匀电阻丝对折起来接入电路,此时电阻为( )
A.R
B. 2R
C.R
D.R
4.有两个电阻,R1=10 Ω,R2=6 Ω,如果把它们串联在电路中,通过它们的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则I1∶I2、U1∶U2分别为( )
A. 1∶1 5∶3
B. 5∶3 1∶1
C. 1∶1 1∶1
D. 5∶3 2∶3
5.一个滑动变阻器上标有“50 Ω 1.5 A”字样,把它和30 Ω的定值电阻串联起来接入电路,则电路的总电阻变化范围是( )
A. 0~30 Ω
B. 0~50 Ω
C. 0~80 Ω
D. 30 Ω~80 Ω
6.关于公式I=的物理意义,下列说法正确的是( )
A. 导体两端的电压越大,导体中的电流越大
B. 导体两端的电压不变时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
C. 导体的电阻越大,导体中的电流越小
D. 导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
7.将阻值分别为10 Ω和100 Ω的两个电阻并联后,其总电阻为( )
A. 等于10 Ω
B. 大于10 Ω小于100 Ω
C. 大于100 Ω
D. 小于10 Ω
二、填空题
8.在探究“电流与电阻的关系”实验中,
(1)某同学连接了如图所示的电路(电路元件完好,接线柱接线牢固).在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电流表的示数将____________选填”变化”或”不变”),电压表示数将______________;(选填”变化”或”不变”)
(2)检查电路,发现有一处连接错误,请指出连接错误的导线________(选填a、b、c、d).
(3)将电路连接正确后,闭合开关,他多次只改变电阻R的阻值,测得相应的电流值,如上表所示.根据表中数据,通过导体的电流与导体的电阻________(填“成或不成”)反比,其原因是________________________________.
(4)若闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因可能是____________________________.
9.如图所示的电路,电源电压为20 V,R1=25 Ω,电流表的示数为0.25 A,则R2的阻值为________,电压表的示数为________.
10.当电阻为10 Ω的导体两端加上某一电压时,通过此电阻的电流是3 A,如果将这个电压加在20 Ω的电阻两端,则通过它的电流是________A.
11.对人体来说,皮肤干燥时________,潮湿时电阻就变________.所以当带电体接触到潮湿皮肤时,通过人体的电流会很________,很危险.
12.图甲是探究通过导体的电流与电阻关系的电路图(电源电压保持不变),图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I-R图象.分析图象可得实验结论:____________________.
13.探究电流与电压的关系时,应控制________不变,实验的结论是:保持________不变时,电流与________成________比.
14.表格里是“研究电流跟电压关系”的实验记录.从表中数据分析可得结论:__________一定时,___________________________.
三、实验题
15.小明利用如图所示的电路做“探究通过导体的电流与导体电阻关系”的实验.他使用的器材有:两节干电池,阻值为5 Ω(R1)、10 Ω(R2)、20 Ω(R3)的定值电阻、“15 Ω 1 A”的滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一只,导线若干.正确连接好电路后,小明首先将R1接入电路,移动滑动变阻器滑片使R1两端的电压为1.5 V,读出电流表的示数.
①小明将用R2替换R1接入电路,接下来他应该进行的操作是______________________,读出电流表的示数.
②小明用R3替换R2接入电路进行实验,发现无论怎样移动滑动变阻器,R3两端的电压始终无法达到1.5 V.经检查,电路连接无误,各元件均完好.请你帮他找出一种可能的原因______________________________.
③在不改变电路和器材的前提下,针对②中的问题,怎样改进该实验,请写出你的办法:____________________________________________.
16.在下面的方框内画出伏安法测电阻的电路图,并根据电路图连接电路.
在连接电路图时开关应处于________状态,滑动变阻器的滑片应位于________(填A或B)端,这主要是为了避免电路中的________过大,而烧坏电路中的有关元件.
17.如图1电路所示,在测量电阻的实验中,R为镍铬丝,滑动变阻器R1的阻值范围为0~10 Ω. 请回答下列问题:
(1)用符号在电路图中把安培表和伏特表表示出来.
(2)移动滑动变阻器的滑片P,主要是改变________.(选填下列选项代号)
①电池的电压
②R′两端的电压
③R的阻值
④通过R的电流强度
(3)R两端的电压,最大为_______V.
(4)在这个实验中,最好选用量程为________的伏特表.(选填下列选项代号)
①100 mV ②1 V ③3 V ④15 V
(5)根据以上的结论(R约为3 Ω),用笔画线代替导线把图2的元件连成电路.(画线不要交叉,元件位置不要移动)
四、计算题
18.有两只定值电阻:R1=30 Ω,R2=60 Ω,每只电阻两端允许加的最大电压值均为6 V.求:
(1)把R1和R2并联后,干路中允许通过的最大电流是多少?
(2)把R1和R2串联后,串联电路两端允许加的最大电压是多少?
19.将两电阻R1、R2串联接在电压为6 V的电路上,通过R1的电流为0.6 A,R2两端的电压为3.6 V.若将两电阻并联接在同一个电路中,问:
(1)并联后的总电阻多大?
(2)通过R1、R2的电流各是多大?
五、作图题
20.在“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”实验中:
(1)如图所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整(要求滑片左移时,滑动变阻器接入电路的阻值变小);
(2)在虚线框中画出实验电路图.
21.在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,
(1)根据实验要求,在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图(其中部分电路已画出);
(2)根据所画的电路图,用笔画线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合实验要求的电路.要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小(其中部分导线已连好).
22.东东在做“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,采用了如图甲所示的电路图.
请按照电路图,用笔画线表示导线,将图乙中的实物图连接完整.
答案解析
1.【答案】C
【解析】根据R串=R1+R2得:
R2=R-R1=6 Ω-3 Ω=3 Ω,
R1与R2并联后总电阻=
+
,即
=
+
,
解得:R并=1.5 Ω,故选C.
2.【答案】A
【解析】当串联电路随着用电器的个数增加时,相当于增长了电阻的长度,长度越长电阻越大,所以总阻值也会变大.
3.【答案】D
【解析】在电阻丝温度不变的条件下,电阻的影响因素是材料、长度、横截面积,当电阻丝对折后,长度变为原来的,横截面积变为原来的2倍,导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,此时电阻变为原来的四分之一.故选D.
4.【答案】A
【解析】串联电路各处的电流相等,
即I1∶I2=1∶1;
由U=IR,可得:它们两端的电压之比U1∶U2=R1∶R2=10 Ω∶6 Ω=5∶3.
5.【答案】D
【解析】
6.【答案】D
【解析】A项必须是对于同一段导体,即电阻不变,其两端的电压越大,导体中的电流越大,此选项中没有说明是同一段导体,故错误;B项电阻是导体本身的一种性质,其阻值不随着电压和电流的改变而改变,故错误;C项必须在电压一定时,导体的电阻越大,导体中的电流越小,故错误;D项据欧姆定律可知,导体中的电流与其两端的电压成正比,与其电阻成反比,故正确.
7.【答案】D
【解析】因为并联电路电阻的关系为:=
+
,所以并联电路的总电阻小于任一支路的电阻,即小于各支路中最小的电阻,故总电阻一定小于10 Ω.
8.【答案】(1)变化 不变 (2)d (3)不成 未保持电阻两端的电压不变 (4)电阻R断路
【解析】(1)由图知,电流表串联在电路中,电压表测量滑动变阻器和电阻的总电压(电源电压),所以闭合开关,调节滑动变阻器滑片,滑动变阻器的阻值变化,电流表的示数将变化,电压表示数将不变;
(2)由(1)知,电压表测量的是滑动变阻器和电阻的总电压(电源电压),应该与电阻并联,所以导线d连接错误,应将其与电阻左边的接线柱相连;
(3)由表格中数据知,三组电流和电阻的乘积(电阻两端的电压)不断发生变化,所以通过导体的电流与导体的电阻不成反比;
(4)小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联的电阻断路.
9.【答案】55 Ω 13.75 V
【解析】由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路电流;
电阻R1两端电压:U1=IR1=0.25 A×25 Ω=6.25 V,
电阻R2两端电压:U2=U-U1=20 V-6.25 V=13.75 V,
则电压表示数为13.75 V;电阻R2的阻值:R2==
=55 Ω.
10.【答案】1.5
【解析】由I=,得电阻两端电压为U=I1R1=3 A×10 Ω=30 V,
通过另一个电阻的电流为I2==1.5 A.
11.【答案】电阻较大 小 大
【解析】对人体来说,皮肤干燥时电阻较大,由于水是导体,潮湿时人体电阻就变小,所以,由I=可知,当带电体接触到潮湿皮肤时,通过人体的电流会很大,很危险.
12.【答案】在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】图象的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是个反比例函数图象,可得结论:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
13.【答案】电阻 电阻 电压 正
【解析】
14.【答案】电阻 电流跟电压成正比
【解析】由表中数据可知:保持电阻R=15 Ω时,电压越来越大,电流的大小也是越来越大,而且电压与电流的比值都等于15,因此在电阻一定时,电流跟电压成正比.
15.【答案】①移动滑动变阻器滑片使R2两端的电压为1.5 V ②滑动变阻器最大阻值过小(或定值电阻两端的电压过小;电源电压过大) ③保持定值电阻两端的电压为2 V不变
【解析】①用R2替换R1接入电路,接下来他应该进行的操作是:移动滑动变阻器滑片使R2两端的电压为1.5 V.
②用R3替换R2接入电路进行实验,发现无论怎样移动滑动变阻器,R3两端的电压始终无法达到1.5 V,可能是滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使电阻R3两端的电压过大造成的;或是由于定值电阻两端的电压太小造成的;或是电源电压太大.
③在不改变电路和器材的前提下,针对②中的问题,改进的方法是:适当提高定值电阻两端的电压,如:保持定值电阻两端的电压为2 V不变.
16.【答案】
断开 A 电流
【解析】①设计伏安法测电阻的电路图,由于不知道电路电流和电阻最大电压,所以电流表、电压表选择最大量程接入电路.
②为避免接错线路,电流过大烧坏用电器,在连接电路时开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应处于最大值,即位于A端.
17.【答案】(1)
(2)④ (3)1.5 (4)③ (5)
【解析】(1)与电阻并联的是电压表;
与电阻串联的是电流表;
(2)滑动变阻器的主要作用是改变电阻两端的电压和通过R的电流,所以④正确;
(3)因为电源电压为1.5 V,当滑动变阻器电阻为零时,电阻两端的电压最大,为1.5 V;
(4)电阻两端的最大电压为1.5 V,所以应选用③.
18.【答案】解:(1)两电阻并联时,电阻两端电压相等,电阻两端所加的最大电压等于其额定电压6 V,
干路电流I=I1+I2=+
=0.2 A+0.1 A=0.3 A;
(2)两电阻串联时,通过它们的电流相等,电路允许的最大电流为额定电流较小者,则电阻串联时电路电流为0.1 A,
根据I=,可得:电阻串联允许加的最大电压:U=I(R1+R2)=0.1 A×(30 Ω+60 Ω)=9 V;
答:(1)把R1和R2并联后,干路中允许通过的最大电流是0.3 A;
(2)把R1和R2串联后,串联电路两端允许加的最大电压是9 V.
【解析】已知电阻与额定电压,根据串并联电路特点与欧姆定律分析答题.
19.【答案】解:(1)U1=6 V-3.6 V=2.4 V
R1==
=4 Ω;
R2==
=6 Ω;
电阻R1、R2并联后的总电阻:R==
=2.4 Ω.
(2)I1==
=1.5 A;
I2==
=1 A.
答:(1)并联后的总电阻2.4 Ω;(2)通过R1、R2的电流各是1.5 A,1A.
【解析】(1)根据串联电路的电流规律和电压规律,分别求出电阻两端的电压和通过的电流,然后利用R=分别求出两个电阻的阻值,最后根据并联电路总电阻和分电阻的关系进行计算;
(2)已知电源电压和电阻的阻值,直接利用I=即可求出通过R1、R2的电流.
20.【答案】
【解析】
21.【答案】
【解析】
22.【答案】
【解析】由电路图知:电压表与电阻并联,电源由2节干电池组成,所以电压表应选择0~3 V的量程,对于定值电阻来说,其最小电阻是5 Ω,其最大电流约为0.6 A,故该电路的电流表选择小量程即可.
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