欧姆定律和电功率大题专项练习.docx
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欧姆定律和电功率大题专项练习.docx
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欧姆定律和电功率大题专项练习
考点:
电流与电阻、电压的关系
[例1]小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。
改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中。
(1)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视(选填序号);
A.变阻器滑片B.电压表示数C.电流表示数
(2)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路;
(3)实验中,他所选择的变阻器是(选填序号);
A.10Ω0.5AB.20Ω1AC.50Ω2A
(4)乙图中阴影部分面积表示的物理量是;
(5)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障
可能是。
分析与解答:
(1)B
(2)图略(3)C(4)电压(5)电阻R断路
[练习1]探究电流与电压、电阻的关系:
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜想】①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【实验器材】电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(20Ω2A、50Ω1A),导线若干。
【实验过程】
(1)根据图所示实物图在虚线框内画出电路图。
(2)小明按图15正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程。
小明操作中的错误是。
(3)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一。
分析数据可得出猜想是正确的。
2
(4)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据。
分析数据得出,猜想③是正确的。
实验中,小红多次移动变阻器滑片的目是。
(4)小华在探究猜想③时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3V,得到了与表二相同的数据,也完成了实验探究。
小华与小红的实验相比不同之处是:
。
考点:
伏安法测电阻
[例2]如图是小红连接的测定2.5V小灯泡电阻的实验电路。
(1)按照小红连接的电路,闭合开关后会出现的现象是____________________________。
(2)请你在只改变一根导线连接的情况下,使电路正常工作(用×标出改动之处,画出改接导线)。
(3)小红将电路改接正确后,按正确的操作测得的数据如下表:
你认为可能的原因是什么?
分析与解答:
(1)电压表串联,故小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数。
(2)如图2所示:
将用×标出的导线改为虚线所示导线。
(3)11.2随着小灯泡两端电压的升高,通过的电流增大,使灯泡灯丝的温度升高,电阻变大。
[练习2-1]用“伏安法”测电阻,小华实验时的电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。
(2)连接电路后,闭合开关前滑片p应置于滑动变阻器的端(选填“左”或“右”)。
(3)测量时,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则I=A,根据实验数据可得Rx=Ω.
(4)如果身边只有一只电流表或电压表,利用一已知阻值为R0的定值电阻、开关、导线、电源等器材也可以测出未知电阻Rx.请仿照表中示例,设计测量Rx阻值的其他方法.
[练习2-2]给你一个阻值已知的定值电阻R0,一只电流表,一个开关,一个电池组和若干导线.请你用这些器材测量未知电阻Rx的阻值.要求:
(1)画出电路图;
(2)写出测量的主要步骤;
(3)写出计算Rx的表达式.
14-7
考点:
电表示数问题
[例3]如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电压表()
A.V1示数增大,V2的示数增大B.V1示数减小,V2的示数增大
C.V1示数减小,V2的示数减小D.V1示数增大,V2的示数减小
分析与解答:
从图中看:
R1和R2串联,V1测的是R1两端电压U1,V2测的是变阻器两端的电压U2,画出便于分析的图如下:
进一步分析可知,滑片P向右移动,变阻器电阻增大,根据I=U,总电压不变,总R
电阻变大,电流I减小.致使U1的变化:
U1=IR1,其中R1不变,I减小,U1减小.U2的变化:
U2=U-U1,U不变,U1减小,U2增大.
提示:
如果用公式U2=IR2分析U2的变化不易得到结论,因为I减小,R2增大,两者的乘积如何变化是个未知数.所以采用先分析定值电阻两端的电压变化,再分析变化电阻两端的电压变化的方法更好.
答案B
1、将一段导体接在电路中,如果将加在它两端的电压增大一倍,关于导体的电阻和通过它的电流,下列说法中正确的是()
A.电阻和电流都保持不变B.电阻不变,电流增大一倍
C.电流不变,电阻增大一倍D.电阻和电流都增大一倍
2、关于R=U/I公式的说法,正确的是()
A.导体两端的电压越大,的电阻就越大
B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大
C.导体的电阻越跟电压成正比,跟电流成反比
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,跟电压和电流无关
3、分别将U1=4V、U2=6V两个不同的电压加在某段导体的两端,则两次通过该导体的电流之比为()
A.3:
2B.2:
3C.1:
1D.1:
2
4、在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是()
A.改变电路中的电流B.改变被测电阻两端的电压
C.改变被测电阻的阻值D.保护电路
5、某牌子29寸的电视机的额定功率是140W,它表示()
A.电流在1s内做功是140WB.有140J的电能转化为机械能
C.1h内消耗的电能是140kW・hD.1s内消耗的电能是140J
6、判断电灯亮度的主要依据是()
A.电功B.实际电功率C.额定电流D.额定电压
7、三盏电灯甲、乙、丙分别标准有“220V40W”、“110V40W”和“36V40W”字样,当它们都在其额定电压下工作时,则()
A.甲较亮B.乙较亮C.丙较亮D.一样亮
8、如图所示的电路中,电源电压恒定,灯L1、L2分别标有“6V6W”和“6V12W”字样,当K闭合时,灯L1正常发光;当K断开时,两盏灯的总电功率为了()
A.4WB.18WC.9WD.
12W
9、在“测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察()
A.灯泡的发光情况B.变阻器滑片的位置C.电压表的示数D.电流表的示数
10、一个灯泡的灯丝烧断了,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮。
这是因为()
A.灯丝的电阻变小,实际功率变大B.灯丝的电阻变大,实际功率变大
C.灯丝的电阻变大,实际功率变小D.灯丝的电阻变小,实际功率变小
11、将一台“220V100W”的电风扇,一个“220V100W”的充电器,一把“220V100W”的电烙铁,分别接到达220V的电源上,在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是()
A.电烙铁B.充电器C.电风扇D.一样多
12、下列情况中不属于防止电热危害的是()
A.电视机的后盖有许多孔B.电脑机箱内有小风扇
C.电动机外壳有许多散热片D.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次
[练习3]二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其中的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小。
将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,则当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U与电流表示数I发生变化,其中正确的是()
A.U变大,I变大B.U变小,I变小
C.U变小,I变大D.U变大,I变小
[例4]如图所示的电路中,电源电压不变,当滑动变阻器R2的滑片P向右滑动时,则()
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数增大,电流表示数不变
C.电压表示数不变,电流表示数变大
D.电压表示数变大,电流表示数变小
分析与解答:
本题属于电路的动态变化问题,解答此类问题应先分析由于电路的局部电阻变化引起的总电阻变化,再分析干路电流变化,然后据此讨论支路的电流和电压的变化。
解答:
由图可知,滑动变阻器与电阻R1串联。
当滑动变阻器R2的滑片P向右滑动时,其接入电路的电阻值增大,电路的总电阻也随之增大。
由欧姆定律可知,电源电压不变时,电路的总电阻增大,则电路的总电流I减小,即电流表的示数变小。
电阻R1两端的电压U1=I×R1,I减小则U1也减小。
电压表的示数U2=U-U1,因电源电压U不变,而U1减小,所以电压表示数U2增大。
选项D正确。
[练习4-1]某人设计了下图所示电路,电路中变阻器的总阻值与电阻R的阻值相同,电源电压恒定,当他将滑片P从a端滑到b端的过程中,所看到的现象是()
A.电流表的示数逐渐变大
B.电流表的示数逐渐变小
C.电流表的示数先增大,然后减小到原值
D.电流表的示数先减小,然后增大到原值
[练习4-2]如图所示,电源电压保持不变。
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表和电流表的示数变化情况是()
A.Al增大,V1减小B.A2增大,V2减小
C.Al减小,V1减小D.A2增大,V2增大
[例5]如图所示电路中,电源电压是12V且保持不变,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,试求:
(1)当开关S1、S2断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当开关S1、S2均闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
分析与解答:
解答此类习题应先根据不同条件下的开关闭合、断开的状态,分析电路的连接情况,并画出相应的等效电路图。
再根据对应的等效电路图,应用欧姆定律进行计算。
解答:
(1)当开关S1、S2均断开时,R1未接入电路,R2和R3串联在电源上,此时电压表测量的是R2两端的电压U2,其等效电路如图13-7a所示。
13-7
对串联电路,有R总=R2+R3=6Ω+4Ω=10Ω
总电流I=U/R总=12V/10Ω=1.2A.
即电流表的示数为1.2A。
U2=I总R2=1.2A×6Ω=7.2V.
即电压表的示数为7.2V。
(2)当开关S1、S2均闭合时,R3被S2短路,R1和R2并联在电源上,其等效电路如图13-7b所示。
对于并联电路,有U1/=U2/=U=12V,即电压表的示数为12V。
则I1=U/R1=12V/4Ω=3A
I2=U/R2=12V/6Ω=2A,
根据并联电路的特点,有
I’=I1+I2=3A+2A=5A
即电流表的示数为5A。
[练习5-1]如图所示是一个分压电路。
图中的负载电阻R1=160Ω,允许通过的最大电流是0.15A,电源电压是14V,电压表的最大量程为15V,滑动变阻器RAB上标有“120Ω0.15A”字样。
当滑片P自左向右移动时,电源电压保持不变,但电压表的示数会发生变化。
问:
(1)电阻R1和RAP、PPB中哪一个通过的电流最强(说明理由)?
(2)滑片P在移动过程中(自A移向B),各电路元件是否安全(要求通过分析和估算电流加以说明)?
(3)在不损坏电路元件的前提下,电压表的变化范围是多少?
[练习8]两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,则RA;若把它们串联起来,接在某电源上,电路中的电流是0.3A,则电源电压是V;若把它们并联起来,接在1.5V的电源上,则电路中的电流是A。
[例9]光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。
“光强”表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd)。
实验测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图所示,根据图象解答下列问题:
(1)光敏电阻随光强的增大而,随光强的减小而。
(2)当光强为E1时,光敏电阻的阻值为R1;当光强为E2时,光敏电阻的阻值为R2,R1R那么它们之间的关系式为2(用E1、E2表示)。
(3)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、开关和电源连接成图所示电路。
闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,那么。
①电流表的读数增大,光敏电阻两端的电压也增大
②电流表的读数增大,但光敏电阻两端的电压减小
③电流表的读数减小,但光敏电阻两端的电压增大
④电流表的读数减小,光敏电阻两端的电压也减小
(4)在右图所示电路中,电源电压为6V,当光照强度为4.5cd时,电流表的读数为
0.5A。
试求定值电阻R0的阻值。
分析与解答:
观察图像可知R与E成反比:
(1)减小增大
(2)E2/E1
(3)光强增大,电阻变小,则电流变大,根据串联分压可知光敏电阻两端的电压减小,
②
(4)当光照强度为4.5cd时,观察图像可知,光敏电阻R光=4Ω
两端电压U光=IR光=0.5A×4Ω=2V定值电阻两端电压U0=U-U光=6V-2V=4V
定值电阻R0=U0/I=4V/0.5A=8Ω
或:
电路中的总电阻R总=U/I=6V/0.5A=12Ω定值电阻R0=R总-R=12Ω-4Ω=8Ω
[练习9]图甲和图乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图.电源电压均为20V且保持不变,
定值电阻R0的阻值为30Ω。
则:
(1)图甲中电流表的示数为0.3A时,热敏电阻两端的电压是多少?
(2)图乙中电压表的量程为0—15V,热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图丙所示,
试求此电路能测量的最高温度。
考点:
电路故障问题
[例10]王小明家里控制100瓦白炽灯泡的拉线开关处在断开状态.他分别用交流电流表和
交流电压表的两个接头去接触开关内的两个接线柱.这时出现的现象是()
A.用电压表接触后,表的读数为220伏,同时电灯发光
B.用电压表接触后,表的读数为零,电灯不发光
C.用电流表接触后,表的读数为0.45安,电灯不发光
D.用电流表接触后,表的读数为0.45安,同时电灯发光
分析与解答:
这时出现的现象是用电流表接触后,表的读数为0.45安,同时电灯发光.这
是因为进开关的是火线,且电压表的电阻较大而电流表的电阻较小.当用电压表接触开关内
的两个接线柱时,它与100瓦的灯泡串联,由于它的电阻较100瓦灯泡的电阻大得多,所以
电压主要分配在电压表上,表的读数约220伏,电灯不会发光.当用电流表接触开关内的两
个接线柱时,由于电流表的电阻较100瓦灯泡的电阻小得多,故表的读数为I=0.45(安),
同时电灯会发光.∴正确答案是D.
[例11]有一种家用小型彩灯串,由44只小灯泡串联而成接在220V的电源上。
(1)每个小灯泡两端的电压为多少?
(2)人接触任意一个小灯泡是否都安全,为什么?
(3)使用中由于某一小灯泡被烧坏而使全部小灯都熄灭了,因为彩灯上涂有颜色,致使无法看清是哪一只小灯泡的灯丝被烧断。
现给你一只电压表,你如何查找故障所在?
若手头只有一只相同规格的小灯泡,又应如何查找故障所在?
分析与解答:
(1)据串联电路的电压特点,则有:
U011U220V5Vn44(U0为各盏灯的电压)
(2)对于人体的安全电压U安全≤36V,设人体接触第n’盏灯分得电压为:
U’=U-U安全=220-36=184(V)n’=U’/U0=184/5=37盏
人可接触的灯数为n”=n-n’=44-37=7盏。
如:
人体可接触第38~44盏灯是安全的。
(3)①方法一:
用电压表逐一测每个小灯泡两端的电压,当电压表示数为220V时,表明此时电压表所测的灯泡已烧坏。
方法二:
将电压表的一条线接在电源线上。
另一条线依次接触灯泡的各接线点。
当电压表示数由0到220V(或220V到0)发生突变时,则电压表接线前后触及的两点之间的小灯泡为烧断的那只。
②若只有一只相同的小灯泡时,可接通电源,将这一只灯泡依次与电路中的各小灯泡并联,当这彩灯串发光时,说明此时被并联的灯泡便是断丝的灯泡。
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