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課時訓練(十五)　歐姆定律 (限時:50分鐘) 一、填空題 1.[xx天津]當某導體兩端電壓是3 V時,通過它的電流是0.2 A,則該導體的電阻是　　　 Ω;當它兩端電壓為0 V時,該導體的電阻為　　Ω。 2.[xx營口]小強在測量某定值電阻的阻值時,將電流表　　　　　在電路中,將電壓表并聯(lián)在該電阻兩端;電流表和電壓表的示數(shù)如圖K15-1所示,則該電阻兩端的電壓是　　　　V,阻值是　　　　Ω。 圖K15-1 3.[xx攀枝花]如圖K15-2是R1、R2兩電阻的電壓與電流關系圖像,由圖可知,電阻R1的阻值為　　　　Ω。若將兩電阻并聯(lián)后接在3 V電源的兩端,干路電流為　　　　A。 圖K15-2 4.[xx臨沂]在如圖K15-3所示的電路中,R1=15 Ω,R2=10 Ω,閉合開關后電流表的示數(shù)為0.3 A,則電源電壓為　　　　V,通過R1的電流是　　　　A。 圖K15-3 5.[xx廣安]如圖K15-4甲所示的電路,當閉合開關后兩只電壓表的指針偏轉均如圖乙所示,則R1兩端的電壓是　　　　V,R1與R2的電阻之比為　　　　。 圖K15-4 6.[xx安順]如圖K15-5所示,電源電壓恒定,R1=30 Ω,R2=60 Ω,當開關S3閉合,S1、S2都斷開時,電流表的示數(shù)為0.1 A,則電源電壓是　　　　V;當開關S3斷開,S1、S2都閉合時,電流表的示數(shù)是　　　　A。 圖K15-5 7.如圖K15-6所示的電路中,電源電壓保持不變,開關S1閉合、S2斷開時,當滑動變阻器的滑片P向右移動,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值將　　　　;若將開關S2也閉合,電壓表的示數(shù)將　　　　。(均選填“變小”“不變”或“變大”) 圖K15-6 8.林紅同學設計了一種電子秤,可以用它來稱量物體的重力,其原理結構如圖K15-7所示。圖中A為金屬片,B為金屬板,重力表應為　　　　(選填“電流表”或“電壓表”)改裝的,R1=24 Ω,R2是最大值為72 Ω的滑動變阻器,電源電壓為12 V不變。當稱量物體重力達到最大值時,R2兩端的電壓為　　　　V,當稱量物體的重力是最大值一半時,R2兩端的電壓為　　　　V。 圖K15-7 二、選擇題 9.如圖K15-8所示,在探究導體的電流跟電壓的關系時,為了得到多組電壓、電流值,林紅同學應該怎樣操作 (　　) 圖K15-8 A.保持R兩端的電壓不變 B.保持電路中的電流不變 C.保持R的滑片位置不動 D.保持R不變,調節(jié)R的滑片到不同位置 10.林紅同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖K15-9所示的I-R圖像,下列結論與圖像相符的是 (　　) 圖K15-9 A.電阻一定時,電流與電壓成正比 B.電阻一定時,電壓與電流成正比 C.電壓一定時,電流與電阻成反比 D.電壓一定時,電阻與電流成反比 11.如圖K15-10所示,電路中R為定值電阻,閉合開關后,電流表示數(shù)為I,電壓表的示數(shù)為U,則 (　　) 圖K15-10 A.U=0,R=0 B.U變大時,UI變大 C.I變大時,UI變小 D.U變大,UI不變 12.如圖K15-11所示是林紅同學在“測量小燈泡電阻的實驗”中所設計的電路圖(假設小燈泡電阻不隨溫度變化),當林紅調節(jié)滑動變阻器之后電流表、電壓表的示數(shù)分別為I1、U1,在表格中記錄數(shù)據(jù)后,下一步應該做的是 (　　) 圖K15-11 A.整理器材,分析數(shù)據(jù),得出結論 B.換一個小燈泡,再讀出一組數(shù)據(jù) C.移動滑片,多測幾組數(shù)據(jù) D.更換電壓表和電流表量程,繼續(xù)讀數(shù) 13.[xx臨沂]如圖K15-12所示的電路中,電流表A1的示數(shù)為0.5 A,電流表A2的示數(shù)為0.3 A,電阻R2的阻值為10 Ω。下列說法正確的是 (　　) 圖K15-12 A.通過電阻R1的電流為0.5 A B.電源電壓為5 V C.電阻R1的阻值為15 Ω D.若斷開開關S2,電流表A1示數(shù)變大 14.[xx天水]如圖K15-13所示的電路中,電源電壓保持不變,R1=10 Ω。閉合開關S,移動滑動變阻器R2的滑片P到最右端b點時,電流表的示數(shù)為0.6 A;移動滑片P到最左端a點時,電流表的示數(shù)為0.2 A。則電源電壓和滑動變阻器的最大阻值分別為 (　　) 圖K15-13 A.6 V　20 Ω B.12 V　20 Ω C.6 V　10 Ω D.12 V　10 Ω 15.林紅同學設計了一種簡易煙霧報警控制器,如圖K15-14所示。電路中R0為定值電阻,R為光敏電阻,其阻值隨光照強度的增大而減小,煙霧濃度增大到一定程度使電壓表V的指針偏轉到某區(qū)域時觸發(fā)報警系統(tǒng)。以下做法能使控制器在煙霧較淡時就觸發(fā)報警的是 (　　) 圖K15-14 A.電壓表改接大量程 B.增大激光強度 C.減少R0阻值 D.減小電源電壓 16.[xx蘭州]如圖K15-15所示的電路,電源電壓均不變,R0為定值電阻,R為最大阻值已知的滑動變阻器,利用下列電路圖能夠測出待測電阻Rx阻值的是 (　　) 　　　　　　A　　　　　　　　 B 　　　　　　C　　　　　　　　 D 圖K15-15 三、計算題 17.[xx上海]在圖K15-16甲所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R2的阻值為30 Ω。閉合開關S,電流表的示數(shù)為0.4 A。當S和S1都閉合時,電流表示數(shù)如圖乙所示。求: (1)電源電壓U。 (2)通過電阻R1的電流I1。 (3)總電阻R的阻值。 圖K15-16 四、實驗探究題 18.[xx江西]探究電流與電壓的關系。 [實驗器材]電壓表、電流表、三種不同規(guī)格的滑動變阻器(A:“10 Ω　1.5 A”、B:“20 Ω　1 A”、C:“50 Ω　1 A”)、開關、新干電池三節(jié)、定值電阻R=10 Ω、導線若干。 [制訂計劃與設計實驗](1)請依照如圖K15-17甲所示的電路圖,用筆畫線代替導線,將圖乙中電路連接完整,要求滑動變阻器的滑片P向左滑動時,電流表的示數(shù)變大,導線不能交叉。 圖K15-17 (2)閉合開關前,要將滑動變阻器的滑片移至最　　　　(選填“左”或“右”)端,選樣做可以起到　　　　　　的作用;此實驗中滑動變阻器的另一個作用是“改變定值電阻兩端的電壓”,請你寫出一種不用滑動變阻器,也可以“改變定值電阻兩端電壓”的方法:　　　　　　　　。 [進行實驗與收集數(shù)據(jù)](1)小蓮按要求正確連接電路,且電路元件完好。實驗過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉到滿刻度外的位置,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　。(寫出一條即可) (2)小蓮在實驗中通過調節(jié)滑動變阻器滑片,測出通過電阻R的不同電流和對應的電壓值。如下表所示: U/V 1.0 2.0 3.0 I/A 0.1 0.2 0.3 要測出表格中的實驗數(shù)據(jù),實驗時所用的滑動變阻器規(guī)格為　　　　(選填規(guī)格的編號)。 [實驗結論]通過上表中的數(shù)據(jù),我們可以得出　。 19.[xx瀘州]圖K15-18甲為“探究電流與電阻的關系”的實驗電路圖,電源電壓恒為3 V,用電阻箱來選用不同的電阻,按下述步驟進行實驗,回答下列問題: (1)閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P移到適當位置,調節(jié)電阻箱使接入電路的電阻為4 Ω時,電流表示數(shù)如圖乙所示,為　　　　A;電壓表示數(shù)應為　　　　V。 圖K15-18 (2)將電阻箱調到一個阻值更大的電阻后,閉合開關S,應將滑動變阻器的滑片向　　　　(選填“a”或“b”)端移動,使電壓表的示數(shù)保持不變,同時記下對應的電流值。 (3)多次改變電阻箱的阻值,重復上述操作,得到了下表中所示的數(shù)據(jù),通過觀察表中的數(shù)據(jù),分析得出:當電阻兩端的電壓一定時,接入電路的電阻越大,通過它的電流越　　　　。 　次數(shù) 物理量　　 1 2 3 4 5 R/Ω 4 5 10 20 25 I/A 圖乙的示數(shù) 0.40 0.20 0.10 0.08 (4)為了進一步確定電流與電阻的定量關系,老師提出將表中各組電阻值的倒數(shù)算出,請你在圖K15-19中描點作出I-1R的圖像,根據(jù)畫出的圖像可知:電壓一定時,電流I跟電阻1R成　　比。 圖K15-19 20.[xx海南]在“測量小燈泡電阻”的實驗中,小燈泡的額定電壓U=2.5 V。 (1)請用筆畫線代替導線,將圖K15-20甲中的實物電路連接完整。 圖K15-20 (2)閉合開關后,發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,其原因是　　　　　　　　　　　　。 (3)排除故障后,閉合開關,移動滑片P使電壓表示數(shù)為2.5 V,電流表示數(shù)如圖丙所示,則電流I=　　　　A,小燈泡的電阻R=　　　　Ω。 (4)如圖K15-21所示,是小華同學利用圖甲電路做實驗時,測繪出的小燈泡的電流隨電壓變化的關系圖像。在圖甲電路中,電源電壓U=4.5 V保持不變,當滑動變阻器接入電路的阻值RP=10 Ω時,小燈泡電阻值為RL=　　　　Ω。(結果保留三位有效數(shù)字)。 圖K15-21 21.[xx山西]小亮同學用伏安法測量一個定值電阻Rx的阻值。實驗器材有:待測定值電阻Rx(約10 Ω)、電壓表、電流表、滑動變阻器(20 Ω　1 A)、開關、電源(電壓恒定)各一個,導線若干。 (1)該實驗的原理是　　　　。 (2)如圖K15-22甲所示是小亮連接的部分電路,請你用筆畫線代替導線,在圖中將電路連接完整。要求:當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電路中的電流變大。 圖K15-22 (3)請你為實驗需要測量和計算的物理量,設計一個實驗數(shù)據(jù)記錄表。 (4)閉合開關后,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約為電源電壓,調節(jié)滑動變阻器滑片P,電壓表示數(shù)無明顯變化,電流表示數(shù)為零,造成該故障的可能原因是　　　　　　　。 (5)排除故障,通過實驗測出了兩組數(shù)據(jù)后,電壓表突然壞了。請你利用現(xiàn)有器材,幫助他設計電路,再測一次該定值電阻的阻值,并在圖乙虛框內畫出你設計的電路圖。(開放性試題,答案合理即可) 參考答案 1.15　15 2.串聯(lián)　2.4　7.5 3.10　0.9 [解析] 由圖像可知,當I=0.3 A時,R1兩端的電壓U1=3 V,R1的阻值R1=U1I=3V0.3A=10 Ω。將兩電阻并聯(lián)后接在3 V電源兩端,則U1=U2=U=3 V,由圖像可知,此時I1=0.3 A,I2=0.6 A,由并聯(lián)電路的電流特點可得,干路電流I=I1+I2=0.3 A+0.6 A=0.9 A。 4.3　0.2　 [解析] 由題圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表測R2支路的電流,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,由I=UR可得,電源電壓U=U2=I2R2=0.3 A10 Ω=3 V; 通過R1的電流I1=UR1=3V15Ω=0.2 A。 5.6　4∶1 6.9　0.45 [解析] 由圖可知,當開關S3閉合,S1、S2都斷開時,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中電流,由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得,電源電壓U=U1+U2=IR1+IR2=0.1 A30 Ω+0.1 A60 Ω=9 V。當開關S3斷開,S1、S2都閉合時,兩電阻并聯(lián),電流表測干路電流,由并聯(lián)電路特點和歐姆定律可得,此時電流表的示數(shù)(即干路電流)I=I1+I2=UR1+UR2=9V30Ω+9V60Ω=0.45 A。 7.不變　變大　 [解析] 當開關S1閉合、S2斷開時,電阻R1和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測電阻R1兩端的電壓U1,電流表測電路中的電流I1;由歐姆定律可知,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值為U1I1=R1,所以移動滑片,此比值不變。若將開關S2也閉合,電壓表測電源電壓,所以電壓表的示數(shù)將變大。 8.電壓表　9　7.2　 [解析] 由題圖可知,R1與R2串聯(lián),重力表與R2并聯(lián),應為電壓表改裝的,當稱量物體重力達到最大值時,R2接入電路中的電阻最大,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,則R總=R1+R2=24 Ω+72 Ω=96 Ω,所以,電路中的電流:I=UR總=12V96Ω=0.125 A,R2兩端的電壓:U2=IR2=0.125 A72 Ω=9 V。當稱量物體的重力是最大值一半時,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,則:R總=R1+R2=24 Ω+1272 Ω=60 Ω,所以,電路中的電流:I=UR總=12V60Ω=0.2 A,R2兩端的電壓:U2=IR2=0.2 A1272 Ω=7.2 V。 9.D　[解析] 探究電流與電壓關系時,應保持電阻不變,調節(jié)R的滑片到不同位置,從而改變R兩端的電壓和通過R的電流。 10.C 11.D　[解析] 由電路圖可知:電壓表測量定值電阻R兩端的電壓,電流表測量通過定值電阻R的電流,則電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值UI=R不變。 12.C　13.C 14.A　[解析] 由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,當滑片位于b端時,電路為R1的簡單電路,電源電壓U=IR1=0.6 A10 Ω=6 V,故B、D錯誤。當滑片位于a端時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的總電阻R=UI=6V0.2A=30 Ω,滑動變阻器R2的最大阻值R2=R-R1=30 Ω-10 Ω=20 Ω,故A正確、C錯誤。 15.C　[解析] 由電路圖可知,R與R0串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓。因光敏電阻R的阻值隨光照強度的增大而減小,所以,當煙霧濃度增大時,光照強度減弱,光敏電阻R的阻值增大,電路中的總電阻增大,由I=UR可知,電路中的電流減小,由U=IR可知,R0兩端的電壓U0減小,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R兩端的電壓UR=U-U0,UR增大,即電壓表的示數(shù)增大,觸發(fā)報警系統(tǒng);現(xiàn)在要使控制器在煙霧較淡時就觸發(fā)報警系統(tǒng),就應在煙霧較淡時光敏電阻兩端的電壓達到報警系統(tǒng)觸發(fā)的電壓,即需要增大光敏電阻分得的電壓。電壓表改接大量程時,不能改變光敏電阻兩端的電壓,故A錯誤;增大激光強度,光敏電阻的阻值變小,分得的電壓變小,故B錯誤;減少R0阻值時,其分得的電壓減小,光敏電阻分得的電壓增大,故C正確;減小電源電壓時,光敏電阻分得的電壓也變小,故D錯誤。 16.D　[解析] 無論滑動變阻器滑片怎樣移動,電壓表都測電源電壓,無法求出通過未知電阻的電流,無法求出電阻,故A錯誤。由于無法知道通過R0的電流,故無法求出通過待測電阻的電流和其兩端的電壓,無法求出電阻,故B錯誤。利用電流表無法求出電源電壓,故無法求出待測電阻兩端的電壓,無法求出電阻,故C錯誤。先把滑片移到最左端,滑動變阻器阻值RP全部接入電路,滑動變阻器與待測電阻串聯(lián),測出電路電流I,則電源電壓U=I(RP+Rx)①;把滑動變阻器滑片移到最右端,此時滑動變阻器接入電路的電阻為0,即只有Rx接入電路,由電流表測出電路電流I,則電源電壓U=IRx②,由①②可以求出Rx=IRPI-I,故D正確。 17.解:(1)閉合開關S后,電路為R2的簡單電路,電源電壓U=U2=I2R2=0.4 A30 Ω=12 V。 (2)當S和S1都閉合時,由圖乙可知,電流表的示數(shù)可能為0.24 A或1.2 A; 當S和S1都閉合時,兩電阻并聯(lián),電流表測量的是干路電流; 通過R2的電流仍然為I2=0.4 A,則干路電流一定大于0.4 A,所以總電流I=1.2 A,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知,通過R1的電流I1=I-I2=1.2 A-0.4 A=0.8 A。 (3)由歐姆定律可得,總電阻R的阻值R=UI=12V1.2A=10 Ω。 18.[制訂計劃與設計實驗] (1)如圖所示 (2)右　保護電路　改變電源電壓 [進行實驗與收集數(shù)據(jù)] (1)滑動變阻器連入電路阻值過小(或電壓表量程過小) (2)C [實驗結論] 在電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比 [解析] [制訂計劃與設計實驗](2)為保護電路,在閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處。 [進行實驗與收集數(shù)據(jù)] (2)求電路中電流最小時滑動變阻器接入電路的阻值,然后選擇滑動變阻器的規(guī)格。由題表得Imin=0.1 A,則R滑=U-URImin=4.5V-1V0.1A=35 Ω,則應選最大阻值為50 Ω的滑動變阻器,即C規(guī)格滑動變阻器。 19.(1)0.5　2　(2)b　(3)小 (4)如圖所示　正 20.(1)如圖所示 (2)電流表的正、負接線柱接反了　(3)0.5　5　(4)2.86 [解析] (3)由圖丙知,電流表的量程為0~0.6 A,分度值為0.02 A,則示數(shù)為0.5 A,則小燈泡的電阻RL=ULIL=2.5V0.5A=5 Ω。(4)由圖丁知,當電流為0.35 A時,燈泡兩端的電壓為1 V,滑動變阻器兩端的電壓UP=IRP=0.35 A10 Ω=3.5 V,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得UP+UL=3.5 V+1 V=4.5 V=U電源,符合題意,則小燈泡的電阻為R=ULI=1V0.35A≈2.86 Ω。 21.(1)R=UI (2)如圖所示 (3) 實驗次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電阻Rx/Ω 電阻平均值Rx/Ω 1 2 3 (4)電阻Rx斷路 (5)如圖所示 [解析] (5)已知滑動變阻器的最大阻值為20 Ω,將滑動變阻器調到阻值最大處,測出此時電路中的電流I1,再將滑動變阻器調到阻值最小處,測出此時電流表的示數(shù)I2,根據(jù)電源電壓保持不變列等式,可測出電阻Rx的阻值。