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人教版(2024)九年級全冊第2節(jié) 歐姆定律當堂檢測題
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這是一份人教版(2024)九年級全冊第2節(jié) 歐姆定律當堂檢測題,共25頁。試卷主要包含了歐姆定律等內(nèi)容,歡迎下載使用。
(知識點總結(jié)+例題講解)
一、歐姆定律:
1.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 。
2.公式表達:
(1)三個物理量之間關(guān)系:
①電流I、電壓U、電阻R是對同一段電路或同一電阻而言;
②I、U、R必須對應(yīng)同一時刻。
(2)適用范圍:
①電路中不含電源那段;
②適用于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器;(例如:電燈、電爐等,不適用于電動機)
(3)公式變形為的意義:
①導(dǎo)體的電阻大小可以用導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體中的電流的比值來表示,
這是測電阻的一種方法;
對于同一段導(dǎo)體,U、I的比值是一定的;
對于不同的導(dǎo)體,U、I的比值一般不同;
U、I的比值只說明了電阻的大小。
②導(dǎo)體的電阻不由電壓、電流決定,它由導(dǎo)體本身的材料、長度、橫截面積和溫度決定;
所以無論電壓、電流怎樣變化,甚至變?yōu)榱悖瑢?dǎo)體電阻依然為原來大?。?br>故不能由“”得出“導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端電壓成正比,跟通過的電流成反比”結(jié)論。
③如圖是兩電阻的伏安曲線,則:R1>R2;
④電阻的計算:在伏安曲線圖(U-I圖)中找兩個點(U1,I1)和(U2,I2);
【例題1】根據(jù)歐姆定律,下列說法正確的是( )
A.導(dǎo)體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
B.導(dǎo)體兩端電壓越大,這段導(dǎo)體的電阻就越大
C.導(dǎo)體兩端電壓越大,通過這段導(dǎo)體的電流越大
D.通過導(dǎo)體的電流越大,這段導(dǎo)體的電阻就越小
【變式1】關(guān)于歐姆定律,下列說法中正確的是( )
A.歐姆定律是通過理論推導(dǎo)得出的規(guī)律
B.歐姆定律反映出了導(dǎo)體電阻跟電流和電壓之間的關(guān)系
C.歐姆定律中的I、U和R反映的是同一段電路中同一時刻的電流、電壓和電阻關(guān)系
D.由歐姆定律變形得R=UI,說明電阻與電壓成正比,與電流成反比
【例題2】由歐姆定律公式I=UR變形得R=UI,對此下列說法中正確的是( )
A.通過導(dǎo)體的電流越大,則導(dǎo)體的電阻越小
B.加在導(dǎo)體兩端的電壓越大,則導(dǎo)體的電阻越大
C.當導(dǎo)體兩端的電壓為零時,導(dǎo)體的電阻也為零
D.導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)
【變式2】由歐姆定律公式I=UR可變形得到R=UI對此,下列說法中正確的是( )
A.通過導(dǎo)體的電流越大,則導(dǎo)體的電阻越小
B.當通過導(dǎo)體的電流一定時,導(dǎo)體的電阻跟該導(dǎo)體兩端的電壓成正比
C.導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體電流的比值等于這段導(dǎo)體的電阻
D.導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟通過導(dǎo)體的電流成反比
【例題3】一位同學(xué)用電壓表和電流表研究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系時,作出了如圖所示的I﹣U圖像,由圖像可判斷這兩個電阻( )
A.R甲<R乙
B.R甲>R乙
C.R甲=R乙
D.無法判定
【變式3】如圖所示,是定值電阻R和小燈泡L中電流隨電壓變化的圖象,由圖象可知( )
A.乙是小燈泡的I—U圖象
B.定值電阻的阻值為5Ω
C.定值電阻R和小燈泡L并聯(lián)接在4V的電源上,干路中的電流是1.2A
D.定值電阻R和小燈泡L串聯(lián)接在6V的電源上,電路中的電流是0.4A
【例題4】一定值電阻,兩端加6V電壓時,通過的電流是1A,當在其兩端加3V電壓時,則通過的電流和導(dǎo)體的電阻是( )
A.0.5A 6Ω B.1A 6Ω C.0.5A 3Ω D.1A 3Ω
【變式4】將標有“10Ω 1A”的電阻R1和標有“5Ω 2A”的電阻R2串聯(lián)在電路中使用,允許加在R1與R2兩端的最大電源電壓是( )
A.10V B.15V C.20V D.30V
【例題5】一學(xué)生按照圖所示的電路圖做實驗,此時兩表示數(shù)如圖所示,電壓表的示數(shù)為 V,則電阻Rx的阻值為 Ω。
【變式5】如圖所示,燈泡L1、L2分別標有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字樣(燈絲電阻不變),R=5Ω,電源電壓恒定。若S、S1、S2均閉合,L2正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I1,則電源電壓為 V;若只閉合S,電流表讀數(shù)為I2,則I1:I2= 。
【例題6】電路如圖所示,已知電源兩端電壓U=15V保持不變,電阻R1=5Ω,當開關(guān)S閉合時,電壓表示數(shù)為5V。求:
(1)電流表的示數(shù)I;
(2)電阻R2兩端的電壓U2。
(3)電阻R2的阻值。
【變式6】如圖所示,電阻R1=10Ω,R2=20Ω,S閉合后,電壓表示數(shù)為4V。求:
(1)通過R1的電流是多大?
(2)電源電壓是多大?
【例題7】電路如圖所示,電流表示數(shù)為I=0.6A,電阻R2=20Ω,通過R2的電流I2=0.4A,閉合開關(guān)后。求:
(1)電壓表的示數(shù)U;
(2)通過R1的電流I1;
(3)電阻R1阻值。
【變式7】如圖所示電路,R1=10Ω,R2=20Ω,通過R1的電流為0.3A。試求:
(1)R1兩端電壓。
(2)通過電阻R2的電流。
二、串、并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律:
1.串聯(lián)電路:
(1)電流特點:串聯(lián)電路中各處電流都相等。
公式:I=I1=I2=………=In
(2)電壓特點:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。
公式:U=U1+U2+………+Un
(3)電阻的特點:串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。
公式:R=R1+R2+……+Rn
(4)串聯(lián)分壓規(guī)律:在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比。
公式:
2.并聯(lián)電路:
(1)電流的特點:并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和。
公式:I=I1+I2+……+In
(2)電壓特點:并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等,且等于并聯(lián)電路兩端的總電壓。
公式:U=U1=U2=………Un
(3)電阻的特點:并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。
公式:
(4)并聯(lián)電特點:在并聯(lián)電路中,電流的分配與電阻成反比。
公式:
【例題8】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
【變式8】如圖中電源電壓3V恒定不變,電阻R1=10Ω,R2=5Ω,總電阻為 Ω,則閉合開關(guān)S后,電壓表示數(shù)為 V。
【例題9】已知R1=1Ω,R2=4Ω,若R1和R2串聯(lián),則總電阻R= Ω;若把它們并聯(lián)接入電路中,則通過R1和R2的電流之比I1:I2= 。
【變式9】兩定值電阻,甲標有“10Ω 1A”,乙標有“12Ω 0.5A”,把它們串聯(lián)在同一電路中,總電阻為 Ω;電路兩端允許加的最大電壓為 V;若把兩定值電阻并聯(lián)起來,則干路流過的最大電流是 A。
【例題10】教室里裝有多盞電燈,上晚自習(xí)時,我們每多開一盞燈,則教室電路的( )
A.總電阻減小 B.總電阻增大 C.總電壓增大 D.總電流減小
【變式10】把一根阻值為60Ω的均勻電阻絲彎折成一個閉合的等邊三角形ABC,如圖所示,圖中D點為邊AB的中點。則CD兩點間的電阻為( )
A.15Ω
B.20Ω
C.30Ω
D.60Ω
【例題11】一只100Ω的電阻與一只1Ω的電阻并聯(lián),并聯(lián)后的總電阻( )
A.等于100Ω B.小于1Ω
C.等于101Ω D.大于1Ω小于100Ω
【變式11】如圖所示電路的總電阻為10Ω,則下列判斷中正確的是( )
A.R1的阻值可能為2Ω
B.R2的阻值可能為5Ω
C.R1的阻值可能為10Ω
D.R2的阻值可能為20Ω
【例題12】按以下方式連接電阻R1、R2(R1>R2),阻值最大的是( )
【變式12】已知R1>R2,按圖中的四種方式分別接在同一電源上,下列電路中電流最大的是( )
【例題13】某同學(xué)要把一個阻值為15Ω、正常工作電壓為3V的燈泡接在9V的電源上使其正常工作,那么需給燈泡( )
A.串聯(lián)一只45Ω的電阻 B.并聯(lián)一只45Ω的電阻
C.串聯(lián)一只30Ω的電阻 D.并聯(lián)一只30Ω的電阻
【變式13】有一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺燈,其電路如圖甲所示。電源電壓為36V,燈泡L的額定電流為0.4A,通過燈泡L的電流跟其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示。當燈泡正常發(fā)光時,燈絲的電阻為
Ω,為了保證燈泡兩端的電壓不超過24V,則滑動變阻器R連入電路的阻值不得少于 Ω。
【例題14】如圖甲所示電路,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片從a端移動到b端,電壓表和電流表示數(shù)變化情況如圖乙所示。則電源電壓為 V,滑動變阻器接入電路的最大阻值為 Ω。
【變式14】如圖﹣1所示的電路中R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,滑片P從b端移動到a端的過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖﹣2所示,移動過程中,電壓表的示數(shù) 。分析圖像可知,電源電壓為 V,定值電阻R1的阻值為 Ω,滑動變阻器的最大阻值是 Ω。
【例題15】如圖的電路圖,電源電壓恒為30V,定值電阻R2=40Ω,R3=30Ω,滑動變阻器R1的規(guī)格為“80Ω 1A”,電流表A1的量程為0~3A,電流表A2的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V.下列說法不正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S,R1和R3串聯(lián),將滑片P從a端滑至中點,電路中電流變大
B.只閉合開關(guān)S、S3,調(diào)節(jié)滑片P的位置并保證電路安全,則R1兩端電壓的范圍是12V~15V
C.只閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P的位置并保證電路安全,則R1接入電路的阻值范圍是30Ω~80Ω
D.只閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P在R1的a端,此時電流表A1的示數(shù)為1.125A
【變式15】如圖所示的實物電路,電源電壓恒為6V,定值電阻R1=10Ω,R2=12Ω,滑動變阻器R3的規(guī)格為“40Ω2A”,當滑片P位于R3的中點時,下列說法正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S3,斷開開關(guān)S1、S2,R1和R3串聯(lián),電壓表V的示數(shù)為1.2V
B.先閉合開關(guān)S3,保持滑片P的位置不動,再閉合開關(guān)S1,則電流表A1的示數(shù)變小,
電流表A2和電壓表V的示數(shù)變大
C.只閉合開關(guān)S3,斷開開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R3的滑片P的位置并保證電路安全,
則電流表A1的示數(shù)變化范圍是0.12A~0.6A
D.開關(guān)S1、S2、S3都閉合,調(diào)節(jié)R3的滑片P的位置并保證電路安全,
則R3接入電路的阻值范圍是3Ω~40Ω
序號
知識點
難易程度
例題數(shù)
變式題數(shù)
合計
一
歐姆定律
★★★
7
7
30
二
串、并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律
★★
8
8
人教版 八年級物理上冊 第17章 《歐姆定律》
第2節(jié) 歐姆定律 講義
(知識點總結(jié)+例題講解)
一、歐姆定律:
1.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 ,跟導(dǎo)體的電阻成 反比 。
2.公式表達:
(1)三個物理量之間關(guān)系:
①電流I、電壓U、電阻R是對同一段電路或同一電阻而言;
②I、U、R必須對應(yīng)同一時刻。
(2)適用范圍:
①電路中不含電源那段;
②適用于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器;(例如:電燈、電爐等,不適用于電動機)
(3)公式變形為的意義:
①導(dǎo)體的電阻大小可以用導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體中的電流的比值來表示,
這是測電阻的一種方法;
對于同一段導(dǎo)體,U、I的比值是一定的;
對于不同的導(dǎo)體,U、I的比值一般不同;
U、I的比值只說明了電阻的大小。
②導(dǎo)體的電阻不由電壓、電流決定,它由導(dǎo)體本身的材料、長度、橫截面積和溫度決定;
所以無論電壓、電流怎樣變化,甚至變?yōu)榱?,?dǎo)體電阻依然為原來大??;
故不能由“”得出“導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端電壓成正比,跟通過的電流成反比”結(jié)論。
③如圖是兩電阻的伏安曲線,則:R1>R2;
④電阻的計算:在伏安曲線圖(U-I圖)中找兩個點(U1,I1)和(U2,I2);
【例題1】根據(jù)歐姆定律,下列說法正確的是( )
A.導(dǎo)體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
B.導(dǎo)體兩端電壓越大,這段導(dǎo)體的電阻就越大
C.導(dǎo)體兩端電壓越大,通過這段導(dǎo)體的電流越大
D.通過導(dǎo)體的電流越大,這段導(dǎo)體的電阻就越小
【答案】C
【解析】解:ABC、電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān),與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān),故ABD錯誤;
C、在電阻一定的情況下,根據(jù)歐姆定律可知,同一導(dǎo)體兩端的電壓越大,這段導(dǎo)體中的電流就越大,故C正確。
故選:C。
【變式1】關(guān)于歐姆定律,下列說法中正確的是( )
A.歐姆定律是通過理論推導(dǎo)得出的規(guī)律
B.歐姆定律反映出了導(dǎo)體電阻跟電流和電壓之間的關(guān)系
C.歐姆定律中的I、U和R反映的是同一段電路中同一時刻的電流、電壓和電阻關(guān)系
D.由歐姆定律變形得R=UI,說明電阻與電壓成正比,與電流成反比
【答案】C
【解析】解:A、歐姆定律是通過實驗結(jié)果歸納得出的,而不是推導(dǎo)出的規(guī)律,故A錯誤;
B、歐姆定律反映出了導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電壓和電阻之間的關(guān)系,電阻的大小與電流和電壓的大小無關(guān),故B錯誤;
C、歐姆定律中的I、U和R反映的是同一段電路中的電流、電壓和電阻關(guān)系,故C正確;
D、由歐姆定律變形得R=UI,根據(jù)電壓和電流可求出電阻的大小,但電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性,與材料、長度、橫截面積有關(guān),與電壓和電流無關(guān),故D錯誤。
故選:C。
【例題2】由歐姆定律公式I=UR變形得R=UI,對此下列說法中正確的是( )
A.通過導(dǎo)體的電流越大,則導(dǎo)體的電阻越小
B.加在導(dǎo)體兩端的電壓越大,則導(dǎo)體的電阻越大
C.當導(dǎo)體兩端的電壓為零時,導(dǎo)體的電阻也為零
D.導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)
【答案】D
【解析】解:電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性,決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積以及溫度,與導(dǎo)體兩端電壓和通過的電流無關(guān),故ABC錯誤,D正確。
故選:D。
【變式2】由歐姆定律公式I=UR可變形得到R=UI對此,下列說法中正確的是( )
A.通過導(dǎo)體的電流越大,則導(dǎo)體的電阻越小
B.當通過導(dǎo)體的電流一定時,導(dǎo)體的電阻跟該導(dǎo)體兩端的電壓成正比
C.導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體電流的比值等于這段導(dǎo)體的電阻
D.導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟通過導(dǎo)體的電流成反比
【答案】C
【解析】解:ABD.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān),與兩端的電壓和通過的電流無關(guān),故ABD錯誤;
C.公式R=UI表示,導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體電流的比值等于這段導(dǎo)體的電阻,故C正確。
故選:C。
【例題3】一位同學(xué)用電壓表和電流表研究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系時,作出了如圖所示的I﹣U圖像,由圖像可判斷這兩個電阻( )
A.R甲<R乙
B.R甲>R乙
C.R甲=R乙
D.無法判定
【答案】B
【解析】解:根據(jù)歐姆定律可知:
在導(dǎo)體兩端的電壓相同時,通過導(dǎo)體的電流越大,導(dǎo)體的電阻就越??;由圖可知:在電壓相同時,通過乙導(dǎo)體的電流比甲大,所以甲的電阻比較大;即R甲>R乙。
故選:B。
【變式3】如圖所示,是定值電阻R和小燈泡L中電流隨電壓變化的圖象,由圖象可知( )
A.乙是小燈泡的I—U圖象
B.定值電阻的阻值為5Ω
C.定值電阻R和小燈泡L并聯(lián)接在4V的電源上,干路中的電流是1.2A
D.定值電阻R和小燈泡L串聯(lián)接在6V的電源上,電路中的電流是0.4A
【答案】C
【解析】解:(1)由圖象可知乙為定值電阻的圖像,當U=4V時,I=0.4A,
由歐姆定律可得,電阻R的阻值:R=UI=4V0.4A=10Ω,故AB錯誤;
(2)將R和L并聯(lián)在電源電壓為4V的電路中時,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以它們兩端的電壓均為4V,
由圖象可知對應(yīng)的電流:IL=0.8A,IR=0.4A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以干路電流:
I′=IL+IR=0.8A+0.4A=1.2A,故C正確;
(3)串聯(lián)電路各處電流相等,由圖可知當通過電路的電流為0.4A時,燈泡兩端的電壓為1V,定值電阻兩端的電壓為4V,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以此時的電源電壓:U=UL+UR=1V+4V=5V,故D錯誤。
故選:C。
【例題4】一定值電阻,兩端加6V電壓時,通過的電流是1A,當在其兩端加3V電壓時,則通過的電流和導(dǎo)體的電阻是( )
A.0.5A 6Ω B.1A 6Ω C.0.5A 3Ω D.1A 3Ω
【答案】A
【解析】解:由I=UR可得,定值電阻的阻值:R=UI=6V1A=6Ω,
因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān),
所以,當在其兩端加3V電壓時,定值電阻的阻值仍為6Ω不變,故CD錯誤;
此時通過定值電阻的電流:I′=U′R=3V6Ω=0.5A,故A正確、B錯誤。
故選:A。
【變式4】將標有“10Ω 1A”的電阻R1和標有“5Ω 2A”的電阻R2串聯(lián)在電路中使用,允許加在R1與R2兩端的最大電源電壓是( )
A.10V B.15V C.20V D.30V
【答案】B
【解析】解:因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且I1=1A,I2=2A,
所以,兩只電阻串聯(lián)時,電路中允許通過的最大電流I=I1=1A,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,由I=UR可得,允許加的最大電源電壓:U=I(R1+R2)=1A×(10Ω+5Ω)=15V。
故選:B。
【例題5】一學(xué)生按照圖所示的電路圖做實驗,此時兩表示數(shù)如圖所示,電壓表的示數(shù)為 V,則電阻Rx的阻值為 Ω。
【答案】2;5。
【解析】解:由圖知,電壓表使用的是0﹣3V量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2V;電流表使用的是0﹣0.6A量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.4A;
由歐姆定律可得電阻Rx的阻值:Rx=UxI=2V0.4A=5Ω。
故答案為:2;5。
【變式5】如圖所示,燈泡L1、L2分別標有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字樣(燈絲電阻不變),R=5Ω,電源電壓恒定。若S、S1、S2均閉合,L2正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I1,則電源電壓為 V;若只閉合S,電流表讀數(shù)為I2,則I1:I2= 。
【答案】3;2:1。
【解析】解:(1)三個開關(guān)均閉合時,L1短路,R與L2并聯(lián),且L2正常發(fā)光,由并聯(lián)電路電壓規(guī)律可得:U=U2額=3V,電流表測量通過R的電流,其示數(shù)為:I1=UR=3V5Ω=0.6A;
(2)只閉合開關(guān)S時,R與L1串聯(lián),L2開路,L1的電阻:R1=U1額I1額=Ω,電路的總電阻為:R總=R1+R=5Ω+5Ω=10Ω,
電流表的示數(shù):I2=UR總=3V10Ω=0.3A,則I1:I2=0.6A:0.3A=2:1.
故答案為:3;2:1。
【例題6】電路如圖所示,已知電源兩端電壓U=15V保持不變,電阻R1=5Ω,當開關(guān)S閉合時,電壓表示數(shù)為5V。求:
(1)電流表的示數(shù)I;
(2)電阻R2兩端的電壓U2。
(3)電阻R2的阻值。
【答案】(1)1A;(2)10V;(3)10Ω。
【解析】解:由圖可知中,R1與R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
(1)因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,電流表的示數(shù):I=U1R1=5V5Ω=1A;
(2)因電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電阻R2兩端的電壓:U2=U﹣U1=15V﹣5V=10V;
(3)電阻R2的阻值:R2=U2I=10V1A=10Ω。
答:(1)電流表的示數(shù)為1A;(2)電阻R2兩端的電壓為10V;(3)電阻R2的阻值為10Ω。
【變式6】如圖所示,電阻R1=10Ω,R2=20Ω,S閉合后,電壓表示數(shù)為4V。求:
(1)通過R1的電流是多大?
(2)電源電壓是多大?
【答案】(1)通過R1的電流是0.2A;(2)電源電壓是6V。
【解答】解:(1)閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表測電阻R2兩端的電壓,由歐姆定律可得通過R2的電流是:I=U2R2=4V20Ω=0.2A,
串聯(lián)電路各處電流相等,所以通過R1的電流也是0.2A;
(2)由歐姆定律可得R1兩端的電壓:U1=IR1=0.2A×10Ω=2V,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以電源電壓:U=U1+U2=2V+4V=6V。
答:(1)通過R1的電流是0.2A;(2)電源電壓是6V。
【例題7】電路如圖所示,電流表示數(shù)為I=0.6A,電阻R2=20Ω,通過R2的電流I2=0.4A,閉合開關(guān)后。求:
(1)電壓表的示數(shù)U;
(2)通過R1的電流I1;
(3)電阻R1阻值。
【答案】(1)電壓表的示數(shù)為8V;(2)通過R1的電流為0.2A;
(3)電阻R1阻值為40Ω。
【解答】解:由電路圖可知,閉合開關(guān)后,R1與R2并聯(lián),電壓表測電源兩端的電壓,電流表測干路電流。
(1)因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,由I=UR可得,電源的電壓:U=I2R2=0.4A×20Ω=8V;
(2)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,通過R1的電流:I1=I﹣I2=0.6A﹣0.4A=0.2A;
(3)電阻R1阻值:R1=UI1=8V0.2A=40Ω。
答:(1)電壓表的示數(shù)為8V;(2)通過R1的電流為0.2A;(3)電阻R1阻值為40Ω。
【變式7】如圖所示電路,R1=10Ω,R2=20Ω,通過R1的電流為0.3A。試求:
(1)R1兩端電壓。
(2)通過電阻R2的電流。
【答案】(1)R1兩端電壓為3V。(2)通過電阻R2的電流為0.15A。
【解析】解:(1)由電路圖可知,R1與R2并聯(lián);
由I=UR可得,電阻R1兩端的電壓:U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
(2)因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,R2兩端的電壓U2=U1=3V,
則通過R2的電流:I2=U2R2=3V20Ω=0.15A。
答:(1)R1兩端電壓為3V。(2)通過電阻R2的電流為0.15A。
二、串、并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律:
1.串聯(lián)電路:
(1)電流特點:串聯(lián)電路中各處電流都相等。
公式:I=I1=I2=………=In
(2)電壓特點:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。
公式:U=U1+U2+………+Un
(3)電阻的特點:串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。
公式:R=R1+R2+……+Rn
(4)串聯(lián)分壓規(guī)律:在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比。
公式:
2.并聯(lián)電路:
(1)電流的特點:并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和。
公式:I=I1+I2+……+In
(2)電壓特點:并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等,且等于并聯(lián)電路兩端的總電壓。
公式:U=U1=U2=………Un
(3)電阻的特點:并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。
公式:
(4)并聯(lián)電特點:在并聯(lián)電路中,電流的分配與電阻成反比。
公式:
【例題8】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
【答案】D
【解析】解:導(dǎo)體串聯(lián)后相當于增大了導(dǎo)體的長度,所以導(dǎo)體總電阻增大,且大于其中任何一個導(dǎo)體的電阻。
故選:D。
【變式8】如圖中電源電壓3V恒定不變,電阻R1=10Ω,R2=5Ω,總電阻為 Ω,則閉合開關(guān)S后,電壓表示數(shù)為 V。
【答案】15;2。
【解析】解:由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓。
由于串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以總電阻R=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω,
則電路中的電流:I=UR=3V15Ω=0.2A;
根據(jù)I=UR可得:R1兩端的電壓;U1=IR1=0.2A×10Ω=2V。
故答案為:15;2。
【例題9】已知R1=1Ω,R2=4Ω,若R1和R2串聯(lián),則總電阻R= Ω;若把它們并聯(lián)接入電路中,則通過R1和R2的電流之比I1:I2= 。
【答案】5;4:1。
【解析】解;R1、R2串聯(lián)接入電路的電阻為:R=R1+R2=1Ω+4Ω=5Ω;
兩個電阻的阻值之比為:R1:R2=1Ω:4Ω=1:4;兩個電阻并聯(lián)時,由于電阻兩端的電壓是相同的,根據(jù)I=UR可知,電流之比為電阻之比的倒數(shù),即I1:I2=4:1。
故答案為:5;4:1。
【變式9】兩定值電阻,甲標有“10Ω 1A”,乙標有“12Ω 0.5A”,把它們串聯(lián)在同一電路中,總電阻為 Ω;電路兩端允許加的最大電壓為 V;若把兩定值電阻并聯(lián)起來,則干路流過的最大電流是 A。
【答案】22;11;1.1。
【解析】解:(1)因為串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,電路的總電阻
R=R甲+R乙=10Ω+12Ω=22Ω;
串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以兩電阻串聯(lián)時,電路中的最大電流I=I乙=0.5A,
由I=UR可得,電路兩端允許加的最大電壓:U=IR=0.5A×22Ω=11V;
(2)由I=UR可得,兩電阻兩端允許所加的最大電壓分別:
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V,U乙=I乙R乙=0.5A×12Ω=6V;
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以兩電阻并聯(lián)時,電路中的最大電壓
U′=U乙=6V,
此時通過乙的電流為0.5A,通過甲的電流:I甲′=U′R甲=6V10Ω=0.6A,
并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以干路中允許通過的最大電流:
I=I甲′+I乙=0.6A+0.5A=1.1A。
故答案為:22;11;1.1。
【例題10】教室里裝有多盞電燈,上晚自習(xí)時,我們每多開一盞燈,則教室電路的( )
A.總電阻減小 B.總電阻增大 C.總電壓增大 D.總電流減小
【答案】A
【解析】解:教室電路中各用電器是并聯(lián)連接的;
AB、每多開一盞燈,多增加了一條支路,相當于增加了導(dǎo)體的橫截面積,則總電阻將減小,故A正確,B錯誤;
C、并聯(lián)電路兩端的電壓不變,即總電壓不變,故C錯誤;
D、每多開一盞燈,多增加了一條支路的電流,其它支路的電流不變,則總電流將增大,故D錯誤。
故選:A。
【變式10】把一根阻值為60Ω的均勻電阻絲彎折成一個閉合的等邊三角形ABC,如圖所示,圖中D點為邊AB的中點。則CD兩點間的電阻為( )
A.15Ω
B.20Ω
C.30Ω
D.60Ω
【答案】A
【解析】解:設(shè)每條邊的電阻為R,
由題意得:3R=60Ω;則R=20Ω
RDAC=RDBC=32R=30Ω,
因并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,
則1RCD=1RDAC+1RDBC
1RCD=130Ω+130Ω
RCD=15Ω。
故選:A。
【例題11】一只100Ω的電阻與一只1Ω的電阻并聯(lián),并聯(lián)后的總電阻( )
A.等于100Ω B.小于1Ω
C.等于101Ω D.大于1Ω小于100Ω
【答案】B
【解析】解:電阻并聯(lián),相當于增大了橫截面積,所以電阻越并越小,小于任一個電阻,故一只100Ω的電阻與一只1Ω的電阻并聯(lián)后的總電阻一定小于1Ω。
故選:B。
【變式11】如圖所示電路的總電阻為10Ω,則下列判斷中正確的是( )
A.R1的阻值可能為2Ω
B.R2的阻值可能為5Ω
C.R1的阻值可能為10Ω
D.R2的阻值可能為20Ω
【答案】D
【解析】解:由圖可知,電阻R1和R2并聯(lián)在電路中,在并聯(lián)電路中,電路總電阻小于任何一個分電阻,即R總<R1且R總<R2,而R總=10Ω,故R1和R2的阻值都大于10Ω,故ABC錯誤,D正確。
故選:D。
【例題12】按以下方式連接電阻R1、R2(R1>R2),阻值最大的是( )
【答案】A
【解析】解:已知電阻R1、R2(R1>R2),串聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻都大,并聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻都小,則阻值最大的是兩電阻串聯(lián),故A正確。
故選:A。
【變式12】已知R1>R2,按圖中的四種方式分別接在同一電源上,下列電路中電流最大的是( )
【答案】D
【解析】解:由于串聯(lián)電路中的總電阻大于任何一個分電阻,并聯(lián)電路中的總電阻小于任何一個分電阻;
因此四個選項中的總電阻關(guān)系是:R并<R2<R1<R串;
又因為同一電源的電壓相等,所以由I=UR可知,電阻越小,電路中的電流越大,故兩電阻并聯(lián)時,電路中的電流最大,即D圖中電流I4最大。
故選:D。
【例題13】某同學(xué)要把一個阻值為15Ω、正常工作電壓為3V的燈泡接在9V的電源上使其正常工作,那么需給燈泡( )
A.串聯(lián)一只45Ω的電阻 B.并聯(lián)一只45Ω的電阻
C.串聯(lián)一只30Ω的電阻 D.并聯(lián)一只30Ω的電阻
【答案】C
【解析】解:由題知,電源電壓大于燈泡正常工作的電壓,
由串聯(lián)電路的分壓特點可知,要使小燈泡在9V的電源上正常發(fā)光時應(yīng)串聯(lián)一個電阻分壓,
小燈泡正常發(fā)光時的電壓為3V,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電阻兩端的電壓:UR=U﹣UL=9V﹣3V=6V,
因串聯(lián)電路各處的電流相等,
所以,由I=UR可得,電路中的電流:I=URR=ULRL,即6VR=3V15Ω,
解得:R=30Ω。
故選:C。
【變式13】有一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺燈,其電路如圖甲所示。電源電壓為36V,燈泡L的額定電流為0.4A,通過燈泡L的電流跟其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示。當燈泡正常發(fā)光時,燈絲的電阻為
Ω,為了保證燈泡兩端的電壓不超過24V,則滑動變阻器R連入電路的阻值不得少于 Ω。
【答案】60;30。
【解析】解:(1)燈泡L的額定電流為0.4A,由圖乙可知,當通過燈泡的電流IL=0.4A時,燈泡兩端的電壓UL=24V,
由I=UR可得,當燈泡正常發(fā)光時,燈絲的電阻:RL=ULIL=24V0.4A=60Ω;
(2)由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知,燈泡兩端的電壓不超過24V,則滑動變阻器兩端電壓最少為:
UR=U﹣UL=36V﹣24V=12V,
電路中電流最大為0.4A,
所以滑動變阻器接入電路中的電阻最小為:R=URI=12V0.4A=30Ω。
故答案為:60;30。
【例題14】如圖甲所示電路,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片從a端移動到b端,電壓表和電流表示數(shù)變化情況如圖乙所示。則電源電壓為 V,滑動變阻器接入電路的最大阻值為 Ω。
【答案】9;12。
【解析】解:由甲圖可知,閉合開關(guān),電阻和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電壓表測定值電阻兩端的電壓,
當滑動變阻器的滑片在b端時,滑動變阻器接入電路的電阻為0,此時電路為定值電阻的簡單電路,其兩端電壓等于電源電壓,由歐姆定律可知此時通過電路的電流最大,由乙圖可知當通過電路的電流為最大電流1.5A時,電壓表的示數(shù)為9V,即電源電壓為9V;
當滑動變阻器的滑片在a端時,滑動變阻器接入電路的電阻最大,根據(jù)電阻的串聯(lián)可知此時電路電阻最大,由歐姆定律可知此時通過電路的電流最小,由乙圖可知當通過電路的電流為最小電流0.5A時,電壓表的示數(shù)為3V,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,此時滑動變阻器兩端的電壓為:
UH=U﹣UR=9V﹣3V=6V,
則滑動變阻器的最大阻值為:RH=UHI=6V0.5A=12Ω。
故答案為:9;12。
【變式14】如圖﹣1所示的電路中R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,滑片P從b端移動到a端的過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖﹣2所示,移動過程中,電壓表的示數(shù) 。分析圖像可知,電源電壓為 V,定值電阻R1的阻值為 Ω,滑動變阻器的最大阻值是 Ω。
【答案】變??;3;5;10。
【解析】解:由電路圖可知,R1和R2串聯(lián),電壓表測R2兩端電壓,電流表測電路中電流,當滑片P從b端移到a端時,R2連入電路的阻值變小,由串聯(lián)電路分壓規(guī)律和歐姆定律可知,R2兩端的電壓變小,即電壓表示數(shù)變?。?br>當滑片P在最左端時,即R2=0時,電壓表示數(shù)也為0,由圖2可知,此時電路中的電流為:I1=0.6A,
根據(jù)歐姆定律可得電源電壓為:U=I1R1=0.6A×R1﹣﹣﹣①,
當滑片P在最右端時,即R2接入電路的阻值最大時,電壓表示數(shù)最大,電路中的電流最小,由圖2可知:I2=0.2A,U′=2V,
根據(jù)歐姆定律可得電源電壓為:U=U′+I2R1=2V+0.2A×R1﹣﹣﹣②,
由①②兩式解得:U=3V,R1=5Ω;
滑動變阻器R2的最大阻值為:R2=U′I2=2V0.2A=10Ω。
故答案為:變?。?;5;10。
【例題15】如圖的電路圖,電源電壓恒為30V,定值電阻R2=40Ω,R3=30Ω,滑動變阻器R1的規(guī)格為“80Ω 1A”,電流表A1的量程為0~3A,電流表A2的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V.下列說法不正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S,R1和R3串聯(lián),將滑片P從a端滑至中點,電路中電流變大
B.只閉合開關(guān)S、S3,調(diào)節(jié)滑片P的位置并保證電路安全,則R1兩端電壓的范圍是12V~15V
C.只閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P的位置并保證電路安全,則R1接入電路的阻值范圍是30Ω~80Ω
D.只閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P在R1的a端,此時電流表A1的示數(shù)為1.125A
【答案】C
【解析】解:(1)只閉合開關(guān)S時,R1和R3依次連接即為串聯(lián),
將滑片P從a端滑至中點時,R1接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,
由I=UR可知,電路中的電流變大,故A正確;
(2)只閉合開關(guān)S、S3時,R1和R3串聯(lián),電流表A1、A2均測電路中的電流,電壓表測R1兩端的電壓,
當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路中的電流:I1=UR3=30V30Ω=1A,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表A1的量程為0~3A,電流表A2的量程為0~0.6A,
所以,電路中的最大電流I大=0.6A,此時R1兩端的電壓最小,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電壓表的最小示數(shù):U1小=U﹣I大R3=30V﹣0.6A×30Ω=12V,
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流:
I2=UR1大+R3=30V80Ω+30Ω=311A,
此時電壓表的示數(shù):
U1=I2R3大=311A×80Ω≈21.8V>15V,即電壓表的最大示數(shù)為15V,
所以,R1兩端電壓的范圍是12V~15V,故B正確;
(3)只閉合開關(guān)S、S1、S2時,R1與R2并聯(lián),電流表A1測干路電流,電流表A2測R1支路的電流,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,通過R2的電流:I2′=UR2=30V40Ω=0.75A,
調(diào)節(jié)滑片P在R1的a端,通過R1的電流:I1′=UR1=30V80Ω=0.375A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,此時電流表A1的示數(shù):I=I1′+I2′=0.375A+0.75A=1.125A,故D正確;
當電流表A2的示數(shù)I1″=0.6A時,干路電流:
I′=I1′+I2″=0.6A+0.75A=1.35A<3A,
所以,通過R1的電流為0.6A時,接入電路中的電阻最小,
則R1接入電路中的最小阻值:R1小=UI1″=30V0.6A=50Ω,
所以,R1接入電路的阻值范圍是50Ω~80Ω,故C錯誤。
故選:C。
【變式15】如圖所示的實物電路,電源電壓恒為6V,定值電阻R1=10Ω,R2=12Ω,滑動變阻器R3的規(guī)格為“40Ω2A”,當滑片P位于R3的中點時,下列說法正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S3,斷開開關(guān)S1、S2,R1和R3串聯(lián),電壓表V的示數(shù)為1.2V
B.先閉合開關(guān)S3,保持滑片P的位置不動,再閉合開關(guān)S1,則電流表A1的示數(shù)變小,
電流表A2和電壓表V的示數(shù)變大
C.只閉合開關(guān)S3,斷開開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R3的滑片P的位置并保證電路安全,
則電流表A1的示數(shù)變化范圍是0.12A~0.6A
D.開關(guān)S1、S2、S3都閉合,調(diào)節(jié)R3的滑片P的位置并保證電路安全,
則R3接入電路的阻值范圍是3Ω~40Ω
【答案】D
【解析】解:A、滑動變阻器R3的規(guī)格為“40Ω 2A”,表示變阻器的最大電阻為40Ω,當滑片P位于R3的中點時,變阻器連入電路中的電阻為20Ω,只閉合開關(guān)S3,斷開開關(guān)S1、S2,R1和R3串聯(lián),電壓表測R1的電壓,A1、A2測電路中的電流,
由電阻的串聯(lián)和歐姆定律,電路中的電流:I1=UR1+R滑中=6V10Ω+20Ω=0.2A,
由歐姆定律可得電壓表示數(shù):U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V;
即電壓表V的示數(shù)2V,A錯誤;
B、先閉合開關(guān)S3,保持滑片P的位置不動,再閉合開關(guān)S1,電流表A1與R1短路,電路為R3的簡單電路,故電壓表示數(shù)0,電壓表示數(shù)變小,故B錯誤;
C、只閉合開關(guān)S3,斷開開關(guān)S1、S2,R1和R3串聯(lián),電壓表測R1的電壓,A1、A2測電路中的電流;
由電壓表選用的量程,R1的最大電壓為3V,此時電路中的電流最大,
I1最大=U大R1=3V10Ω=0.3A;
當變阻器的全部電阻連入電路時,電阻最大,電路中的電流最?。?br>I1最小=UR1+R滑大=6V10Ω+40Ω=0.12A;
電流表示數(shù)變化范圍為:0.12A~0.3A,
故C錯誤;
D、滑動變阻器R3的規(guī)格為“40Ω2A”,表示變阻器允許的最大電流為2A,
開關(guān)S1、S2、S3都閉合,電壓表V1、A1和R1均短路,只有變阻器與R2并聯(lián),電流表A2測干路電流,電流表選用大量程,最大電流為3A,
由歐姆定律,通過R2的電流為:I2=UR2=6V12Ω=0.5A,
根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律,通過變阻器的電流為:
3A﹣0.5A=2.5A>2A,即通過變阻器的最大電流為2A,由歐姆定律,變阻器接入電路中的最小電阻:R滑小=UI最大=6V2A=3Ω;
變阻器連入電路中的電阻越大,電路的總電流越小,故R3接入電路的最大阻值40Ω
故調(diào)節(jié)R3的滑片P的位置并保證電路安全,則R3接入電路的阻值范圍是3Ω~40Ω,D正確。
故選:D。序號
知識點
難易程度
例題數(shù)
變式題數(shù)
合計
一
歐姆定律
★★★
7
7
30
二
串、并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律
★★
8
8
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