第1节电流与电压和电阻的关系知识点梳理解析版Word文档下载推荐.docx
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A.R1和R2阻值不随温度的变化而变化;
B.R1:
R2=2:
1;
C.R1和R2并联在4V电源上,通过电流I1:
I2=2:
1;
D.R1和R2并联在4V电源上,消耗总功率为1.2W
【答案】C。
【解析】A.由图像可知,两条线都是直线电压和电流的比值是一个定值,所以R1和R2的阻值不随温度的变化而变化,故A正确,A不符合题意;
B.由图像可知,两条直线都过坐标原点,符合正比例函数的关系,我们取电压都为2V时,流经R1的电流为0.05A,流经R2的电流为0.1A,根据欧姆定律变形式可知,R1:
R2=2:
1,故B正确,B不符合题意;
C.由选项B可知R1:
1,R1和R2并联,加在其两端的电压相等,根据公式可知,I1:
I2=1:
2,故C错误,C符合题意;
D.R1和R2并联,加在其两端的电压相等都是4V,根据公式,由图可知R1=40Ω,R2=20Ω,消耗的总功率为:
;
故D正确,D不符合题意。
故选C。
◆典例二:
四川甘孜州)小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )。
A.保持变阻器滑片不动B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动D.适当增加电池的节数
【解析】当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,根据串分压的知识可知,电压表的示数变大,此时应该增大滑动变阻器的阻值,将滑片适当向右端滑动,使电压表的示数与原来相同。
★考点二:
探究电路电流与电压和电阻的关系
黄冈)在探究电流与电压关系的实验中,已有器材∶干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线和阻值不同的定值电阻若干个。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。要求滑片向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大。____
(2)实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是____。
A.断开开关,结束实验,整理好器材
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表示数
C.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
(3)小明记录的实验数据如下表。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压____。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.08
0.15
0.23
0.30
0.38
0.45
(4)有同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复以上实验。请对此建议的科学性进行评估∶________。
【答案】
(1)如图;
(2)B;
(3)成正比;
(4)建议科学合理。通过多组实验,实验结论更具科学性、普遍性,避免了偶然性。
【解析】
(1)滑片向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,导线应接滑动变阻器左下方,如图所示。
(2)探究电流与电压关系,要保持电阻不变,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数之后,接下来的操作应该直接将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数,故选B。
(3)由表可知,电压每增加0.3V,电流就增加0.8A左右,因此,通过定值电阻的电流与其两端的电压时成正比的。
(4)只用一只定值电阻实验得到结论可能具有偶然性,因此要多换几只定值电阻在实验,同学这个建议科学合理。通过多组实验,实验结论更具科学性、普遍性,避免了偶然性。
天水)在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),
要求:
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。
连接电路时,开关必须 。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A。
将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V。
断开;
(2)电阻R断路;
(3)0.3;
右;
1.5。
(1)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
连接电路时,开关必须断开;
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是电阻R断路。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为0.3A;
由定律定律,电压表示数:
U=IR=0.3A×
5Ω=1.5V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为1.5V。
故答案为:
(1)如上;
★提升训练
1.(2020·
湖南常德)如图在探究“电流与电阻关系”时,电源电压恒为3V,实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,当将10Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,再分别用5Ω、20Ω的电阻替换10Ω的电阻进行实验,下列说法正确的是( )。
A.用5Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大;
B.用5Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小;
C.用20Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大;
D.用20Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小
【答案】D。
【解析】题目要探究的是:
电流与电阻的关系,接入10Ω的电阻时,电压表的示数为2V,此时变阻器两端的电压为1V,即定值电阻与变阻器的电压之比为2:
1,用5Ω或20Ω的电阻替换10Ω的电阻时,电压表的示数应保持不变,即定值电阻与变阻器的电压之比保持为2:
1,若用5Ω的电阻替换,据串联电路的分压特点,则变阻器接入电路的阻值应变小,那么滑片P应向左移动,此时电路中的电流变大;
若用20Ω的电阻替换,则变阻器接入电路的电阻应变大,那么滑片P应向右移动,此时电路中的电流变小,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.(2020·
天津)图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图象,该导体的阻值为( )。
A.40ΩB.30ΩC.20ΩD.10Ω
【解析】由图像知,通过该导体的电流与导体两端的电压成正比,说明导体的电阻不随温度变化而变化;
由欧姆定律可得,导体的电阻:
3.(2020·
四川成都A)图是R1、R2两电阻的U-I图像。
将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知( )。
A.R1的阻值比R2的阻值小;
B.通过R1、R2的电流相等;
C.R1的电压比R2的电压小;
D.R1的功率比R2的功率小
【解析】A.图中R1的斜率更大,所以R1的阻值更大,故A错误;
B.两电阻并联,而两电阻阻值不同,所以通过R1、R2的电流不同,故B错误;
C.两电阻并联,所以两电阻两端电压相同,故C错误;
D.根据可得,R1的功率比R2的功率小,故D正确。
4.(2020·
自贡)在图的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻.闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了△U和△I.下列分析正确的是()。
A.变大;
B.变小;
C.不变;
D.先变小后变大
【解析】由电路图可以知道,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
设滑片移动前后电路中的电流分别为、,则,
由可得,电压表的示数分别为:
电压表示数的变化量:
即
所以,不变;
所以C选项是正确的。
5.(2020·
哈尔滨)如图所示,L1“3V3W”、L2“3V1.5W”。
灯丝电阻不变,电源电压3V。
开关S闭合后,下列说法正确的是( )。
A.L1和L2的电阻之比是2:
B.L1和L2的电流之比是1:
2;
C.L1两端电压是2V;
D.两灯消耗的总功率是1W
【解析】根据电路图可知,两灯泡串联;
A、根据P=知,
L1的电阻为:
R1===3Ω;
L2的电阻为:
R2===6Ω;
所以L1和L2的电阻之比为:
==,故A错误;
B、因为串联电路电流处处相等,所以L1和L2的电流之比是1:
1,故B错误;
C、电路的电流为I===A,
L1两端电压是:
U1=IR1=A×
3Ω=1V,故C错误;
D、两灯泡消耗的总功率为:
P===1W,故D正确。
故选:
D。
6.(2020·
天津)图所示是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时,滑动变阻器的滑片p向上移动,则电路中( )。
A.总电阻增大,电流减小B.总电阻增大,电流增大
C.总电阻减小,电流增大D.总电阻减小,电流减小
【答案】A。
【解析】由电路图知,电阻与串联,电流表测整个电路的电流,当油量减小时,滑动变阻器的滑片向上移动时,变阻器接入电路的阻值增大,整个电路中的总电阻增大,根据欧姆知,电路中的电流减小。
故选A。
7.(2020·
鄂州)如图所示电路中,电源电压为4.5V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则()。
A.L2两端的电压为1.5V;
B.L1两端的电压为1.5V;
C.L1与L2的灯丝电阻之比为2:
D.通过L1与L2的电流之比为1:
【答案】B。
【解析】由图可知:
当开关S闭合时,灯泡L1、L2串联,则通过的电流之比为1:
1,
电源电压为:
U=4.5V,
电压表的示数为:
U1=1.5V,
则L2两端电压:
U2=U-U1=4.5V-1.5V=3V
L1与L2的灯丝电阻之比为1:
2,故ACD错误,B正确。
8.(2019·
益阳)如图所示,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数变化情况是()。
A.电流表示数减小,电压表示数减小;
B.电流表示数增大,电压表示数增大;
C.电流表示数减小,电压表示数增大;
D.电流表示数增大,电压表示数减小
【解析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,故BD错误;
由U=IR可知,R0两端的电压减小,即电压表的示数减小,故A正确、C错误。
9.(2019·
邵阳)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;
当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:
U2、I1:
I2分别是()。
A.1:
1、4:
3B.1:
2、1:
3C.1:
1、1:
4D.1:
4、1:
【解析】当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;
当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。
电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,
所以两次电压表的示数不变,即U1:
U2=1:
两电阻并联,I1,I2
则I1:
I2═4:
3。
10.(2018·
娄底)甲图是灯泡L和定值电阻R的I-U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中UL:
UR=m,丙图中,IL:
IR=n,则下述正确的是()。
A.m=nB.m>
nC.m<
nD.mn=1
【解析】灯泡的电阻会随着电压的变化而变化,所以图甲中E是灯泡的电阻图线,F是定制电阻R的图线。
从甲图中看,在同一纵坐标处,E上的点的横坐标总是大于F上的横坐标,也就是电流相同(二者串联)时,R两端的电压总小于L两端的电压,所以m>1;
在同一横坐标处,F上的点总是高于E上的点,也就是说,两端电压相同(二者并联)时,L上的电流总小于R上的电流,所以n<1,所以有m>n,故选B。
11.(2018·
遵义)如图甲所示,R2为电阻箱调节R2时电流表示数I随之变化。
如图乙所示是电阻箱阻值R2与电流表示数的倒数的图象。
则定值电阻R1与电源电压U的大小分别为( )。
A.5Ω30VB.5Ω2.5VC.10Ω20VD.10Ω10V
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
由图乙可知,当R2=0Ω时,=2A﹣1,则电路中的电流I1=0.5A,
此时只有R1接入电路,则由I=可得,电源的电压:
U=I1R1=0.5A×
R1,﹣﹣﹣﹣①
当R2=10Ω时,=6A﹣1,则电路中的电流I2=A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I2(R1+R2)=A×
(R1+10Ω),﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,所以,0.5A×
R1=A×
(R1+10Ω),
解得:
R1=5Ω,电源的电压U=I1R1=0.5A×
5Ω=2.5V。
故选B。
二、填空题
12.(2020·
四川甘孜州)如图是电阻A和B的I—U图像。
若把二者并联后接入电路中,当通过电阻B的电流是0.2A时,通过电阻A的电流是_______A,若把二者串联后接入某电路,当通过电阻A的电流为0.3A,电阻B两端的电压是______V。
(1)0.4;
(2)3。
【解析】由图可知,二者并联后接入电路中,当通过电阻B的电流是0.2A时,B两端的电压是2.0V,并联电路各支路两端电压相等,所以A两端的电压也是2.0V,由图可知,此时通过电阻A的电流是0.4A;
由图可知,二者串联后接入电路中,当通过电阻A的电流是0.3A时,串联电路电流处处相等,所以通过B的电流也是0.3A,由图可知,此时电阻B两端的电压是3.0V;
13.(2020·
四川成都A)实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。
实验过程中,电阻箱阻值由50调为90,电压表示数会_________,要继续探究,应该将滑片P向______移。
(1)变大;
(2)右。
【解析】从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻箱阻值由50调为90,电阻值在变大,根据串联电路的分压原理可知,电阻箱两端的电压在变大,即电压表示数会变大。
探究“电流与电阻的关系”需要保持电阻两端的电压不变,要继续探究,那么滑动变阻器接入电路的电阻应该变大,从图中可看到,应该将滑片P向右移动。
14.(2020·
绥化)电阻R1的I﹣U图象如图所示,R的阻值是 Ω,把R1与阻值是30Ω的电阻R2并联在电源电压是4V的电路中,通过R1与R2的电流之比是 ,R1与R2两端的电压之比是 。
【答案】10;
3:
1:
1。
(1)由图象知,当电压为6V时,电流为0.6A,所以R1的阻值是:
R1===10Ω。
(2)并联电路中,各支路电流之比等于电阻比倒数,所以通过R1与R2的电流之比是:
===。
(3)并联电路中各支路两端电压相等,所以R1与R2两端的电压之比是1:
10;
三、计算题
15.(2020·
贵州黔东南)如图所示电源电压保持不变,R1=R2=R3=20Ω,当S1、S2都断开,电流表示数是0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)S1,S2都闭合时,电流表示数是多少?
(1)12V;
(2)1.2A。
(1)S1、S2都断开时,电路为R1和R2的串联电路,电源电压为
(2)当S1、S2都闭合时,电路电阻R2被短路,电路为R1、R3组成的并联电路,电流表示数是
答:
(1)电源电压为12V;
(2)S1,S2都闭合时,电流表示数是1.2A。
16.(2020·
山东聊城)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,将滑动变阻器的滑片P移到a端时,灯泡正常发光,电压表V的示数为6V,电流表A2的示数为0.4A。
只闭合开关S1。
将滑动变阻器的滑片P移到b端时,电流表A1的示数为0.2A,灯泡的实际功率为0.4W(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)灯泡L的额定功率;
(3)滑动变阻器R2的最大阻值。
(1)15Ω;
(2)3.6W;
(3)20Ω。
(1)闭合开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到a端时,电阻R1和灯泡L并联,电压表测电阻R1两端的电压,电流表A2测通过电阻R1的电流,所以电阻R1的阻值
(2)闭合开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到a端时,电阻R1和灯泡L并联,灯泡正常发光,则灯泡的额定电压为6V,只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移到b端时。
滑动变阻器和灯泡串联,电流表A1测电路中的电流,则灯泡的灯丝电阻:
灯泡L的额定功率:
(3)滑动变阻器的滑片P移到b端时阻值最大,只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移到b端时,电路中的总电阻:
滑动变阻器R2的最大阻值:
R2=R总-RL=30Ω-10Ω=20Ω
(1)电阻R1的阻值是15Ω;
(2)灯泡L的额定功率是3.6W;
(3)滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。
17.(2020·
安徽)有一个量程为0~1mA的小量程电流表G,内阻Rg=30Ω,选择一定值电阻R0与它并联起来,如图所示。
将A、B两端接入电路(图中I表示电流表G与电阻R0并联后的总电流)。
(1)调节电路,使电流表的指针指在最大刻度处(即1mA),这时电流I为0.6A,求电阻R0的值(计算结果保留两位小数);
(2)继续调节电路,使电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5mA),此时电流I变为多少?
(1)小量程电流表满偏电压:
Ug=IgRg=1.0×
10-3A×
30Ω=0.03V
小量程电流表G与R0并联:
U0=Ug=U并=0.03V
I0=I-Ig=0.6A-0.001A=0.599A
电阻R0阻值:
(2)小量程电流表G与R0并联,
由已知得:
Ig'
=0.5mA,Ug'
=IgRg=0.5×
30Ω=0.015V
此时总电流为:
四、实验探究题
18.(2020·
齐齐哈尔)在“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器(规格为“10Ω1A”和“20Ω0.5A”),阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,一个标记模糊、阻值未知的定值电阻,以及导线若干。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线将实物图(图乙)连接完整。
(要求导线不交叉;
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大)
(2)将滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是定值电阻 (选填“断路”或“短路”)。
实验序号
电阻R/Ω
10
20
25
0.10
(3)排除故障后,更换不同电阻进行实验,测得数据填入下面表格,第一次实验时,电流表的示数如图丙所示,为 A。
当取下10Ω的定值电阻,换接上20Ω的定值电阻时,为控制定值电阻两端电压为V不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)由表中数据可知,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
(5)根据表格数据判断,实验中选用的滑动变阻器可能是 (选填“A”或“B”),
A.“10Ω1A”
B.“20Ω0.5A”
(6)小亭同学在完成实验后,想知道标记模糊的定值电阻的阻值Rx(老师告知其阻值大于25Ω)。
此时电压表被另一组的同学借走,小亭经过思考,为减小测量误差,需要增大电源电压,于是找来一个能够使用的旧蓄电池组(其电压小于10V),巧妙的应用电流表和实验中选用的变阻器,以及其它现有的实验器材,设计了如图丁所示的电路,并计算出了该电阻的阻值。
具体操作如下:
①按电路图连接电路,电流表选择合适的量程,将滑动变阻器滑片P调至A端,闭合开关S,读出电流
表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端,读出电流表的示数为0.30A。
③则Rx= Ω。
(2)断路;
(3)0.2;
(4)反比;
(5)B;
(6)30。
(1)当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)将滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关后电流表无示数,电路可能断路,发现电压表有示数且接近电源电压,电压表与电源连通,故其原因可能是定值电阻断路;
(3)排除故障后,更换不同电阻进行实验,测得数据填入下面表格,第一次实验时,电流表的示数
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