1、第十七章欧姆定律一、选择题1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向右端移动时,下列说法正确的是( )。A电压表示数不变,电流表示数变大B电压表示数变大,电流表示数变小C电压表示数变小,电流表示数变小D电压表示数变大,电阻R1的电功率变大【答案】D。【解析】由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻减小,而电源电压一定,由I=UR知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据U=IR,电阻R1的电流增大,两端的电压也增大,根据p=UI知,电阻R1的电功率变大,可见,ABC错、D正确。故选D。2.如图所示
2、电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中( )。A.电压表V的示数不变;B.电流表A的示数变大;C.小灯泡的亮度变暗; D.电路的总功率变大【答案】A。【解析】由图可知,闭合开关,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测量电路总电流,电压表测电源电压,所以滑片移动电压表的示数不变,故A正确;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据I=可知,滑动变阻器所在支路中的电流变小;根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,所以滑片向右移动,小灯泡的电流和实际功率不变,则灯泡的亮度不变,故C错误;根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,总电流变小,即电流
3、表A的示数变小,故B错误;电源电压保持不变,总电流变小,根据P=UI知,电路的总功率变小,故D错误。故选A。3.(2020安徽中考必刷卷名校内部卷一)用如图甲所示电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率,电源电压恒为4.5V,从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据,测得小灯泡的U-I图象如图乙所示。针对该实验过程,下列判断错误的是( )。A.小灯泡的额定功率为1W;B. 小灯泡正常工作时的电阻为6.25;C.滑动变阻器的最大阻值为40;D.电路消耗的最小功率为0.05W【答案】D。【解析】由电路图知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端电压,电流表测电路中电流,A、小灯泡的额定电压
4、为2.5V,由图象可知此时通过灯泡的电流为0.4A,所以小灯泡的额定功率:P额=U额I=2.5V0.4A=1W,故A正确;B、由I=U/R可得,灯泡正常工作时的电阻:RL=U额/I=2.5V/0.4A=6.25,故B正确;C、电源电压一定,由I=U/R可知,当变阻器连入电路的阻值最大时,电路中电流最小;由图象知电路的最小电流为0.1A,此时灯泡两端电压为0.5V;电路的最大总电阻:R总最大=U/I最小=4.5V/0.1A=45,此时灯泡的电阻:RL=UL/I最小=0.5V/0.1A=5,滑动变阻器的最大阻值:R滑最大=R总最大-RL=45-5=40,故C正确;D、由P=UI可得电路消耗的最小功
5、率:P总最小=U总I最小=4.5V0.1A=0.45W,故D错误。故选D。4.(2020重庆市中考九年级学业水平监测预测卷一)如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I-U图像。闭合开关S后,下列判断正确的是( )。A滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗;B小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W;C电流表示数为0.4A时,灯泡的电阻是25;D电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W【答案】B。【解析】A.由图可知,闭合开关后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片向左滑动时,电路中的电阻变小,由欧姆定律可知,
6、电路中的电流变大,根据可知灯泡的实际功率增大,则灯泡变亮,故A错误;B.小灯泡的电压等于额定电压时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流为,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:,此时滑动变阻器的功率:,故B正确。C.由灯泡的图象可知,当电流为时,灯泡的电压为,由欧姆定律可得,灯的电阻:,故C错误;D.电压表示数为时,由串联电路电压的规律,灯的电压为:,由图象可知,灯的电压为时电流为,则小灯泡的功率:,故D错误;故选B。5(2019辽阳市中考考前最后一卷)如图电源电压恒为9V,灯L标有“3V 1.5W”(灯L电阻不受温度影响),滑动变阻器R的规格为“030”,闭合开关S,当R的滑片移到M点时,
7、灯L正常发光,此时下列分析正确的是()。A灯L的电阻为6; B电压表V1示数为6V;CR接入电路中的阻值为18;D电路消耗的总功率为4.5W【答案】AD。【解析】由图知,灯和滑动变阻器是串联的,电压表V1并联在电源两端,则V1测电源电压,电压表V2和灯泡并联,则V2测量灯泡的电压,当R的滑片移到M点时,灯泡正常发光,由PUI可得,电路中的电流:I0.5A,则灯L的电阻:RL6,故A正确。已知电源电压恒为9V,V1测电源电压,所以V1的示数为9V,故B错误。此时灯L正常发光,则UL3V,滑动变阻器两端电压为:UUUL9V3V6V,滑动变阻器接入电路中的阻值:R12,故C错误。电路消耗的功率为:P
8、UI9V0.5A4.5W,故D正确。故选AD。6.(2019贵港市覃塘区中考一模)小阳利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材,连接了如图所示的实验电路后进行了如下操作:闭合开关S1和S2,读出电压表的示数为U1;闭合开关S1,断开开关S2,读出电压表的示数为U2则用U1、U2和R0表示出待测电阻Rx的表达式为()。A;B;C;D【答案】C。【解析】由电路图可知,闭合开关S1和S2时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,则UU1;闭合开关S1,断开开关S2时,R0与Rx串联,电压表测R0两端的电压,即U0U2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所
9、以,Rx两端的电压:UxUU0U1U2,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I,即,解答:RxR0。故选C。7.(2019保定市莲池区中考一模)如图所示电路,电源电压不变,R1和R3为定值电阻,R2为滑动变阻器。下列说法正确的是()。A开关S闭合、S1和S2断开,滑片P向右滑动,电流表A1示数变小,电压表V示数变小;B开关S、S1和S2闭合,滑片P稍稍向左滑动一小段,电流表A1示数变大,电流表A2示数变大,电压表V示数不变;C开关S和S2闭合、S1断开,滑片移到B端;再闭合S1,电压表V和电流表A2示数的比值变大;D开关S闭合、S1和S2断开,滑片P移到A端;再闭合S2,电路的总功
10、率变大。【答案】ABD。【解析】(1)开关S闭合、S1和S2断开时,R1、R2、R3串联,电压表V测R1两端的电压,电流表A1测电路中的电流,当滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I可知,电路中的电流变小,即电流表A1示数变小,由UIR可知,R1两端的电压变小,即电压表V的示数变小,故A正确;(2)开关S、S1和S2闭合时,R1、R2、R3并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1与R2支路的电流之和,电压表测电源的电压,因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1、R3的电流不变,滑片P稍稍向
11、左滑动一小段时,接入电路中的电阻变小,由I可知,通过R2的电流变大,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,R1与R2支路的电流之和变大,干路电流变大,即电流表A1示数变大,电流表A2示数变大,故B正确;(3)开关S和S2闭合、S1断开,滑片移到B端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表A2测通过R1的电流;再闭合S1时,R1、R2、R3并联,电流表A2测R1与R2支路的电流之和,电压表测电源的电压,因电源电压不变,所以,闭合S1前后,电压表的示数不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A2的示数变大,则电压表V和电流表A2示数的比值变小,故C错误;(4)
12、开关S闭合、S1和S2断开,滑片P移到A端,R1、R3串联;再闭合S2时,电路为R1的简单电路,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的总电阻变小,由P可知,电路的总功率变大,故D正确。故选ABD。二、填空题8.(2020江苏省南京市中考模拟四)如图所示,电源电压不变,R230,R310只闭合S1,电流表A1示数为0.2A,电压表示数为4.0V,则定值电阻R1为_,电源电压为_V。闭合S1、S2、S3,电流表A1、A2示数之比为_,通电1min电阻R2产生的热量为_J。【答案】20;6;5:2;72。【解析】(1)只闭合S1,电阻R1、R3串联,电流表测量的是整个电路中的电流,电压表
13、测量的是电阻R1两端的电压。由欧姆定律可得R1的阻值:R120;根据串联电路的特点和欧姆定律可得,电源电压:UI(R1+R3)0.2A(20+10)6V;(2)闭合S1、S2、S3,电阻R1、R2并联,电流表A1测量的是干路中的总电流,A2测量R2的电流,电压表测量的是电源电压;则通过R1的电流:I10.3A,A2的示数(通过R2的电流):I20.2A,所以干路中电流表A1的示数:II+I20.3A+0.2A0.5A,电流表A1、A2示数之比为;通电1minR2产生的热量:Q2I22R2t(0.2A)23060s72J。答案是:20;6;5:2;72。9.(2020河南中考第一次质量预测试卷)
14、如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V。则电源电压U=_V,R2=_。【答案】8;5。【解析】(1)由图象知,R1的电流为0.2A时,电压为2V,所以R1的阻值为:R1=U1I1=2V0.2A=10 ;根据电路图,当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压。由图象知,灯泡两端电压为2V时的电流为0.6A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6A,所以R1两端的电压为: U1=I1R1=0.6A10=6V。所以电源电压为: U=UL+U1=2
15、V+6V=8V ;(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压;灯泡两端电压为4V,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.8A,串联电路电流处处相等,所以 I2=IL=0.8A ,R2两端的电压为: U2=UUL=8V4V=4V;根据 R2=U2I2 得R2的阻值为: R2=U2I2=4V0.8A=5。故答案为:8;5。10(2019贵港市覃塘区中考一模)物理科技小组设计了一氧化碳泄露检测电路,如图甲,R为气敏电阻,其阻值随一氧化碳浓度变化的曲线如图乙,R0为定值电阻,电源两端电压保持不变。当一氧化碳浓度增大时,则电压表示数 ,电流表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
16、【答案】变小;变大。【解析】由电路图可知,两电阻串联,电压表测气敏电阻两端的电压。由图乙可知,当有害尾气浓度变大时,气敏电阻的阻值将变小,电路的总电阻变小,由I可知:总电压一定时,电流中电流变大,即电流表示数变大;由UIR,可知R0两端电压变大,由于电源电压U不变,根据URUU0可知:UR变小,即电压表示数变小。故答案为:变小;变大。11(2019辽阳市中考考前最后一卷)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,在10s内定值电阻R1产生的热量为36J;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数为4V则电源电压为 V,R1的阻值为 。【答案】12V;
17、10。【解析】设电源电压为U,设滑动变阻器滑片P在B点时,电路中电流为I1,根据题意有 U2I1R26V 10秒内R1产生的热量为36J可以得出,;即; 此时电源电压UI1R1+6; 电流为I2,此时滑动变阻器连入电路的阻值是;此时电压表示数为4V可的:; 且电源电压不变,故有 UI2R1+4; 由可得:(I2I1)R22V;由可得:(I2I1)R12V;故R1R2,设R1R2R;把代入可知R210,所以R110;代入可知U0.6A10+6V12V故:U12V; R110; R210。故答案是:12V;10。12.(2019德州市德城区中考二模)如图所示电路,灯泡 L1、L2、L3分别标有“3
18、V 0.3A”、“3V 0.25A”、“5V 0.25A”字样(灯丝电阻恒定),a、b 间接电源。(1)若要求灯泡 L1、L2并联,则应闭合的开关有 ;若 a、b 接入 3V 电压,则电流表 A 的示数为 A。(2)只闭合 S1时,为了使一只灯泡正常发光,另一只灯泡不烧坏,那么正常发光的灯泡是,此时 a、b 间的最大电压是 V,通电 1min 灯泡 L1产生的热量是 J。【答案】(1)S1、S2、S3;0.55:(2)L3;7.5;37.5。【解析】(1)要求灯泡 L1、L2并联,则应闭合的开关有S1、S2、S3,L3短路;若 a、b 接入 3V 电压,则由灯泡 L1、L2分别标有“3V 0.
19、3A”、“3V 0.25A”可得,灯泡 L1、L2正常工作,电流等于额定电流,根据并联电路的电流特点:IAI1+I20.3A+0.25A0.55A;(2)由题意可得,只闭合开关S1时,灯泡L1、L3串联,要使其中一只灯泡正常发光,另一只不烧坏,则电路中的电流为:II30,25A;由I可得:R320;R110,由I可知,a、b 间的最大电压:UIR总0.25A(20+10)7.5V;通电1min灯泡L1产生的热量:QI2R1t(0.25A)21060s37.5J;故答案为:(1)S1、S2、S3;0.55:(2)L3;7.5;37.5。三、实验探究题13.(2019温州)小明利用图甲电路研究电流
20、与电压的关系,其中滑动变阻器最大阻值为500欧,定值电阻R0阻值为10欧,闭合开关,当滑片从最右端慢慢向左移动,发现最初电压表指针几乎不动,直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转,继续左移,指针偏转角度迅速变大,即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中,要使滑片每移动一段距离,都能引起电压表示数较为明显的变化,应选择怎样的滑动变阻器?小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器,利用图乙进行如下实验:取3条长度都为100厘米的粗细均匀电阻丝A、B、C,阻值分别为1欧、20欧、400欧。将电阻丝A接入图乙电路,闭合开关,滑片P从最右端移到最左端,记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的
21、相关数据,多次测量。分别用电阻丝B、C代替A,重复步骤。处理相关数据,获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙。(1)图甲实验中,闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,此时示数为零的电表是_。(2)分析图丙,实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是_。(3)若利用图乙研究通过R0的电流与其两端电压的关系,在A、B、C三条电阻丝中,你认为选择哪一条电阻丝最合适并说明理由。_【答案】电压表;电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大;选择B电阻丝最合适;原因是电阻丝的滑片移动过程中,使用B电阻丝时,电压表示数始终能发生较明显的变化;且示数变化范围较大
22、。【解析】(1)图甲中:电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量R0的两端的电压,电流表测量电路中电流;闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,电路中只有R0与电流表串联在电源两端,则电流表由示数;电压表由于一个接线柱没有接通电路,所以没有示数;(2)图丙中,电阻R0与电阻丝A串联,电压表测量的两端的电压,由于串联电路中电阻的阻值越大,分得的电压越大;所以,当电阻丝阻值变大时,电阻丝两端的电压变大,电阻两端的电压变小,即电压表的示数变大;所以,电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大。(3)由图丙可知:在A、B、C三条电阻丝中,电阻丝的滑片移动过程中,使用B电阻丝时
23、,电压表示数始终能发生较明显的变化;且示数变化范围较大,故选择B电阻丝。故答案为:(1)电压表;(2)电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大;(3)选择B电阻丝最合适;原因是电阻丝的滑片移动过程中,使用B电阻丝时,电压表示数始终能发生较明显的变化;且示数变化范围较大。14.(2019白银市靖远县中考二模)如图所示:电源电压为6V,甲图为伏安法测电阻的电路图;乙图为连接不完整的实物图。(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将乙图中未连接部分连接起来。(2)实验操作中有可能出现下列A、B、C、D四种错误,如果出现:电流表示数较大,电压表示数为0的现象。其错误属于 A电流表的正负接线柱接反 B电压表的
24、量程选小了C电阻Rx发生了短路 D把滑动变阻器下端两接线柱连入电路(3)电路连接正确后,闭合开关,将滑片P向右移动时,电压表示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)实验过程中,某次电流表和电压表的示数如图丙所示,此时测得的Rx 。(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是 。【答案】(1)如图所示;(2)C;(3)变小;(4)5;(5)减小误差。【解析】(1)先不看电压表,滑动变阻器的左下接线柱已接入电路,所以要用右上接线柱与Rx串联起来,电压表的“3”接线柱已经和RX右接线柱相连,所以要把“”接线柱与RX左接线柱相连。(2)题中的现象是电流表示数较大,电压表示数为0
25、,所以是电压表所测部分短路。(3)当滑动变阻器的滑片右移时,电阻变大。因为电路中的总电阻等于各串联电阻之和,所以总电阻变大;根据欧姆定律I可知,当电路总电压一定时,总电阻变大,所以总电流变小;串联电路电流处处相等,故流过 RX的电流变小;根据UXIXRX可知,当定值电阻阻值不变时,流过的电流变小,它两端的电压就变小。(4)电流表和电压表读数分别为:0.5A、2.5V,RX5。(5)本实验中定值电阻阻值是不变的,多次测量求平均值可以减小误差;如果被测用电器是小灯泡,其阻值受温度影响很大,求平均值是无意义的,多次测量是为了寻找规律。或故答案为:(1)如图所示:(2)C;(3)变小;(4)5;(5)
26、减小误差。四、计算题15(2020吉林省长春市中考模拟四)如图,将一个标有“2.5V 1W”的小灯泡L接入电源电压为3V的电路中。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,计算:(1)此时小灯泡的电阻;(2)此时滑动变阻器接入电路中的阻值;(3)小灯泡正常发光60s,整个电路消耗的电能。【解析】(1)由P可得,小灯泡正常发光的电阻:RL6.25。(2)由PUI可得,灯泡正常发光时,电路中的电流:I0.4A,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压:U滑UUL3V2.5V0.5V,由I可得,滑动变阻器接入电路中的阻值:R滑1.25。(3)小灯泡正常发光60s,整个电
27、路消耗的电能:WUIt3V0.4A60s72J。答:(1)小灯泡的电阻为6.25;(2)滑动变阻器接入电路中的阻值为1.25;(3)小灯泡正常发光60s,整个电路消耗的电能为72J。16(2020江西省中考物理模拟)如图所示,电源电压为18V且保持不变,小灯泡L的规格为“6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为24,电流表的量程为03A。(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光。求R1的阻值。(2)当开关S1、S2都闭合时,要使电流表能安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?R2消耗的最大电功率是多少?【解析】(1)当开关S1、S2都断开时,灯泡L与R1串联,此时小灯泡L恰能正常发
28、光,则通过电阻R1的电流I1=IL=PLUL=3W6V=0.5A,由串联电路的电压关系可知,电阻R1两端的电压U1=U-UL=18V-6V=12V,根据欧姆定律I=UR可得,R1的阻值:R1=U1I1=12V0.5A=24(2)当开关S1、S2都闭合时,灯泡L被短路,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表测干路电流,要使电流表能安全使用,则电路中最大电流为I=3A,通过电阻R1的电流I1=UR1=18V24=0.75A,由并联电路的电流关系可得,此时通过滑动变阻器的电流I滑=I-I1=3A-0.75A=2.25A,则变阻器接入电路的阻值不得小于R滑=UI滑=18V2.25A=8,滑动变阻器R2与
29、电阻R1并联,其两端电压为电源电压,当通过R2的电路最大时,R2消耗的电功率最大,则P=UI滑=18V2.25A=40.5W;答:(1)R1的阻值为24;(2)当开关S1、S2都闭合时,要使电流表能安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于8,R2消耗的最大电功率是40.5W。17.(2019河北)如图1所示,电源电压保持不变,定值电阳R110,R25滑动变阻器R的规格为“302.5A”。电流表A2选用03A的量程,电压表选用015V的量程。闭合个部开关,电流表A1的示数为1A求:(1)电源电压。(2)若将表盘如图2所示的电流表A3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,A3的指针恰好指在满偏的三分
30、之二处,变阻器接入电路的可能值。(3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合S在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值。【解析】(1)由电路图可知,闭合全部开关,R2被短路,滑动变阻器R和定值电阻R1并联,电流表A1测通过R1的电流I11A,电压表测电源电压,由欧姆定律得,电源电压:UI1R11A1010V。(2)将A3接入电路,开关全部闭合,由题意知,有两种连接方法:当A3串联在干路中时,由于I11A,则A3选用03A的量程,由题意知,干路中的电流:I3A2A,通过滑动变阻器的电流:I滑1II12A1A1A,此时滑动变阻器的阻值:R滑110;当A3与R串联时,A3可选用03A和00.6A的量程
31、:若A3选用03A,则有I滑22A,此时滑动变阻器的阻值:R滑25;若A3选用00.6A,则有I滑30.4A,此时滑动变阻器的阻值:R滑325,所以,变阻器接入电路的阻值可能为10、5、25。(3)只闭合S时,R和R2串联,电压表测R两端的电压,电流表A2测电路中的电流,由题意知,电路中的最大电流:I最大2.5A,当电压表示数最大时,即UV15V,新电源电压最大,此时R2两端的电压:U2I最大R22.5A512.5V,则新电源电压的最大值:U最大UV+U215V+12.5V27.5V。答:(1)电源电压为10V;(2)变阻器接入电路的可能值为10、5、25;(3)在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值为27.5V。