欧姆定律与电功率.docx
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欧姆定律与电功率
第十七章欧姆定律
电流、电压、电阻的关系
1.在电阻两端加15V电压时,通过它的电流为3A,如果在它两端加6V的电压,通过它的电流是 .
2.下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压越高,通过这段导体中的电流就越大
B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大
C.导体两端的电压为0V时,导体的电阻为0Ω
D.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
3.下列图象中,能正确表示定值电阻上的电流与两端电压关系的是( )
4.某同学想探究通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系,设计了如图17-1-6所示的电路。
选用的器材有:
阻值约为4Ω的2B铅笔芯一根,两节干电池组成的电池组,0~0.6A的电流表,0~3V的电压表,滑动变阻器(10Ω 2A),开关,导线等。
(1)该同学根据电路图连接电路,在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到 端(选填“a”或“b”)。
(2)闭合开关后,两电表的指针都发生了偏转,但无论怎样移动滑片,两电表的示数均保持不变且都在量程范围内,则产生故障的原因是 。
(3)排除故障后,该同学移动滑动变阻器的滑片,将获得的几组数据记录在下表中。
当采集第三组数据时,电流表指针的偏转情况如图17-1-7所示,此时电流表的示数为 A。
实验序号
①
②
③
④
⑤
U/V
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
I/A
0.10
0.18
0.38
0.48
(4)该同学采集多组实验数据的目的是 。
5.某同学利用如图17-1-5所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。
实验开始时,滑动变阻器的作用是 。
在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。
6.小李和小明为研究导体的某种性质。
选用的器材有:
多节新干电池、电流表、电压表、开关、若干导线,以及长度相同,但材料不同(A、B两种金属)和横截面积不同(粗、细两种规格)的甲、乙、丙三根导体。
该同学正确连接电路,并将实验测得的数据记录在表一、表二和表三中。
表一 导体甲(金属A 粗)
实验序号
1
2
3
U(V)
1.5
3.0
4.5
I(A)
0.3
0.6
0.9
表二 导体乙(金属A 细)
实验序号
4
5
6
U(V)
3.0
4.5
6.0
I(A)
0.3
0.45
0.6
表三 导体丙(金属B 粗)
实验序号
7
8
9
U(V)
1.5
4.5
7.5
I(A)
0.1
0.3
0.5
①在实验过程中,同学是用 的方法改变导体两端的电压。
②分析比较实验序号1、2与3(或4、5与6或7、8与9)的电压和电流变化的倍数关系可得的初步结论是:
。
③分析比较实验序号 可得的初步结论是:
当导体两端电压相同时,通过不同导体的电流不同。
④进一步分析比较表一或表二或表三中的电压和电流的比值,可得到的结论是:
。
⑤小李和小明在仔细研究了表一、表二和表三后又有了新发现:
导体的材料和导体的横截面积会影响导体两端电压和通过导体电流的比值。
小明分析表二和表三得出了“导体横截面积越小,导体两端电压和通过导体电流的比值越小”的结论,你认为这一结论是 的(选填“正确”或“错误”)。
欧姆定律
1.(多选)以下是对欧姆定律表达式的几种理解,其中正确的是( )
A.由I=
可得R=
表示在通过导体电流一定时,R跟导体两端电压成正比
B.由I=
可得R=
表示在导体两端电压一定时,R跟通过导体的电流成反比
C.I=
表示在导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端电压成正比
D.I=
表示在导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体电阻成反比
2. 两个电阻接在两个电路中,流过它们的电流之比为2∶3,它们两端的电压之比为5∶6,则它们的电阻之比为( )
A.5∶9 B.9∶5 C.4∶5 D.5∶4
3.如图17-2-1所示的是小灯泡的U-I变化曲线。
由图可知,小灯泡的额定电压为4V,它的正常工作时电阻为.当电压为2V时,电流为.
4.如图17-2-4所示,电路中电流为0.2A。
如果给原来的电池再串联一节相同电池,那么电路中的电流变为( )
A.0.8A B.0.4A C.0.2A D.0.1A
5.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图象如图17-2-5所示。
现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端。
下列分析正确的是( )
A.R甲∶R乙=2∶1B.U甲∶U乙=2∶1
C.I甲∶I乙=2∶1D.I乙∶I甲=2∶1
6.如图17-2-6所示为分别测量小灯泡L和定值电阻R后得到的I-U关系图线。
由图可知,随着电压的升高,L的阻值逐渐变 ,R的阻值为 Ω。
7.现有下列器材:
蓄电池(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(若干)、开关、滑动变阻器和导线,要利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
要求:
(1)请根据图17-2-7甲将图乙中未完成的电路连接起来。
(2)实验中多次换用不同阻值的定值电阻,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,读出对应于不同阻值的电流表示数,并记于表格中。
请你利用表格中的数据,在图丙上画出导体中的电流随电阻变化的图象。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
(3)在做完第一次实验后,接下来的操作是:
断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,再将滑动变阻器的滑片滑到 端(选填“A”或“B”),然后闭合开关,移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数。
(4)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器( )
A.50Ω 1.0A B.50Ω 0.5A
C.20Ω 1.0A D.20Ω 0.5A
电阻的测量
1.利用电流表和电压表测量小灯泡的电阻是一个非常重要的实验,该实验中常会出现这样或那样的故障,在下列对故障与其所产生的现象的描述中,错误的是( )
A.灯丝烧断了——电流表示数为零,电压表示数接近于电源电压,小灯泡不亮
B.滑动变阻器被短路——电流表、电压表有示数,小灯泡发光
C.灯泡被短路——电流表、电压表示数均为零,小灯泡不亮
D.滑动变阻器断路——电流表、电压表的示数均为零,小灯泡不亮
2.小明在做“用伏安法测电阻”的实验中,所用的器材有3V的电源,最大阻值为10Ω的滑动变阻器R,待测电阻Rx,及如图17-3-6所示的其他器材。
(8分)
(1)如图17-3-6,实验电路还未连接完整,请用笔画线代替导线将实验电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时,电流表的示数增大。
(2分)
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(2分)
(3)调节滑动变阻器进行多次测量,其中一次当电压表的示数为2.5V时,电流表对应的示数如图17-3-7所示,则本次测得的待测电阻Rx= Ω。
(保留两位有效数字)(2分)
(4)做完以上实验后,小明还想用该实验装置来探究电流与电压的关系,计划测量当Rx两端电压分别为1V、2V、3V时对应的电流,但发现无论怎样调节滑动变阻器都不能使Rx两端电压达到1V,原因可能是 。
(2分)
欧姆定律在串并联电路中的应用
1.两个电阻R1、R2(R1>R2)组成的如图所示的四种电路,其中电路总阻值最小的是( )
2.如图17-4-1,闭合开关S,向右移动滑片P的过程中,电流表、电压表的示数变化是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表、电压表的示数都变小
D.电流表、电压表的示数都变大
3.如图17-4-2所示,小宇运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,杆cd和MP的电阻不计。
当被测身高增加时,电压表的示数( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法确定
4.如图是某种握力计的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起,R0为保护电阻,压力大小可通过电表示数来显示。
手握紧MN时,握力越大电表的示数越大。
则下列电路中符合这一原理的是( )
5.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。
闭合开关S后,当滑片P从a端移动到b端时,记录的电压表示数U与电流表示数I如下表所示,滑动变阻器R2的最大阻值为 Ω。
1
2
3
4
5
U/V
0
0.5
1
1.5
2
I/A
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
7.物理学习小组成员小亮和小明分别进行了“测量定值电阻的阻值”:
(7分)
(1)小亮的实验如下
①请用笔画线代替导线,帮助小亮将图17-4-5甲中的实物连接完整。
(2分)
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到 端(选填“A”或“B”)。
这样做的目的是 。
(2分)
③实验过程中滑动变阻器的作用是 。
(2)小明设计如图乙所示的电路,测量Rx的阻值。
电源电压保持不变,S是单刀双掷开关、R'是电阻箱、R0是已知阻值的电阻、Rx是待测阻值,将开关S拨到a,电流表的示数为I,再将开关拨到b,调节电阻箱R'的阻值,当电流为I时,读出电阻箱的阻值为R,则被测电阻Rx的阻值为 。
(2分)
8.图17-4-7所示,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U甲∶U乙为4∶1;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表的读数之比I甲∶I乙为( )
A.4∶3 B.3∶2
C.3∶4 D.3∶1
9.(多选)下列四个图中,电阻R0的阻值已知,电源电压未知且保持不变,以下四个图中能测出Rx阻值的是( )
10.伏安法测电阻Rx的实验中,我们用如图17-4-9所示电路进行测量。
测量结果是用电压表读数除以电流表读数来表示,而作为用电器,电压表和电流表是有电阻的,会造成实验误差。
(3分)
(1)电源接通前,滑动变阻器的滑片应在 (选填“左端”、“右端”或“任意位置”);(1分)
(2)测量值比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“相同”);(1分)
(3)如果电压表和电流表的读数分别为U和I,而它们自身电阻分别为RV和RA,则Rx更准确的表达式为 (数学表达式用已知字母表示)。
(1分)
12.在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图17-4-8甲所示。
小军读出电流表A1的示数为0.3A,而电流表A2的示数如图乙所示,则小灯泡L两端的电压为 V,电阻为 Ω。
13.在进行某些电学测量时,把电压表看成能显示其两端电压的大电阻,将它与一个阻值很大的待测电阻Rx串联接入电路。
根据电压表的示数可以测出Rx的阻值。
这是一种测量大电阻的方法。
如图17-4-10所示的电路中,电压表的内阻RV=20kΩ,量程为150V,最小分度值为5V,电压U=110V,电压表的示数为50V。
(1)求电路中的电流大小。
(2)求待测电阻Rx的阻值。
(3)上述电路中,若将Rx换成阻值约为20Ω的小电阻,用这种方法能否准确测出它的阻值?
写出你的判断依据。
课堂测试
1.在图3所示的电路中,当开关S闭合后( )
A.若A表是电流表,B表是电压表,则电阻R1、R2并联.
B.若A表是电流表,B表是电压表,则电阻R1、R2串联.
C.若A表是电压表,B表是电流表,则电阻R1、R2并联.
D.若A表是电压表,B表是电流表,则电阻R1、R2串联.
2.电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2,在行驶中用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,切断电动自行车的动力,如图所示的电路中符合要求的是( )
3.在图4所示的电路中,电源电压为6伏且不变,定值电阻R的阻值为20欧。
灯泡L的阻值为10欧。
若闭合开关S,灯泡L不亮,电压表的示数为6伏,则电流表的示数( )
A.一定为零
B.一定为0.2安
C.可能为0.3安
D.可能为0.6安
4.在图5(a)所示的电路中,当开关S闭合后,两个电压表的指针偏转至表盘的同一位置,如图(b)所示。
则灯L1和L2的阻值之比为( )
A.1∶4 B.1∶5
C.4∶1 D.5∶1
5.如图7所示的验电器,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触它的金属球,就有一部分电荷发生定向移动,本来闭合的两箔片就张开,则两箔片带上的是 (填“正”或“负”)电荷,这个过程产生的电流方向是从 到 。
(填“玻璃棒”或“金属
箔”)
6.两个电阻,分别标有“3V 0.5A”和“6V 0.3A”的字样。
将它们串联后接入电路使用,那么电路中的电流不能超过 A;将它们并联后接入电路使用,那么电路两端的电压不能超过 V。
本章检测
1.通过人体电流过大会危及人的生命安全。
两手间电阻约为2kΩ;穿干燥胶鞋时,手与地间电阻约为800kΩ。
如果分别加220V电压,则前一种情况通过人体的电流约为后一种的( )
A.2倍 B.400倍 C.220倍 D.800倍
2.将一段电阻丝接在3V的电源上,测得通过它的电流为0.3A,若把该电阻改接在另一个电源上时,测得通过它的电流为0.2A,则此时的电源电压和该电阻的阻值分别为( )
A.2V 15Ω B.3V 10Ω
C.2V 10Ω D.3V 15Ω
3.如图17-5-1所示的四个电路中,电源及各灯泡规格均相同。
当开关闭合时,电流表读数最大的是( )
A.只有甲 B.只有乙
C.甲和丙 D.甲和丁
4.把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线串联接入电路,电路如图17-5-2所示,则电路中( )
A.粗导体的电阻大于细导体的电阻
B.粗导体的电阻等于细导体的电阻
C.粗导体两端电压大于细导体两端电压
D.粗导体两端电压小于细导体两端电压
5.如图17-5-3所示是一个环境温度监控电路原理图。
电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻值会随温度的升高而变小。
若环境温度升高,闭合开关S。
则( )
A.热敏电阻R的阻值变大
B.通过热敏电阻R的电流变小
C.热敏电阻R两端电压变大
D.电压表的示数变大
6.如图17-5-4,在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,当我们将电阻由5Ω换成10Ω后,接下来的操作正确的是( )
A.将变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B.将变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C.将变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D.将变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
7.如图17-5-5所示,小灯泡两端的电压为3V时,开关闭合后通过它的电流为300mA。
而它正常工作时的电流为450mA,为了让它正常工作,下列做法可行的是( )
A.并联一个阻值为20Ω的小灯泡
B.串联一个阻值为20Ω的小灯泡
C.去掉一节干电池
D.再串联一节干电池
8.有一种电子元件,通过它的电流与它两端的电压关系图象如图17-5-6所示,则下列说法正确的是( )
A.这种电子元件在电路中是一个定值电阻
B.通过它的电流与它两端的电压成正比
C.通过它的电流与它两端的电压成反比
D.当它两端的电压为0.2V时,它的电阻几乎为无穷大
9.两个定值电阻,甲标有“16Ω 1.5A”,乙标有“22Ω 0.5A”。
现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压是( )
A.57V B.41V C.35V D.19V
10.如图17-5-7所示,电源两端的电压一定,开关S1、S2均闭合。
如果使电压表和电流表的示数均减小,则下列操作一定可行的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向右移
B.滑动变阻器的滑片P不动,断开开关S2
C.滑动变阻器的滑片P向左移
D.滑动变阻器的滑片P不动,断开开关S1
11.如图17-5-8甲所示,电源电压保持不变。
闭合开关,电压表示数如图17-5-8乙所示,为 V。
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
甲 乙
12.在“探究导体中电流与电压的关系”实验中,连接电路时电压表必须与导体 (选填“串联”或“并联”);实验中通过改变 的方法,获得多组实验数据,进而归纳得出实验结论。
在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,实验原理是 ;实验中通过移动 的方法,获得多组实验数据,进而得到待测电阻的平均值。
13.图17-5-10甲所示,当开关S从2转换到1时,电流表和电压表对应的示数如图乙所示,由图甲和图乙中的信息可知,电源电压是 V,电阻R2的阻值是 Ω,电阻R2的I-U图象是丙中的 (选填“a”或“b”)。
15.某物理活动小组想用“伏安法”测量一段合金丝的电阻,连接完实验电路,没有检查就进行了测量。
他们发现,通过移动滑动变阻器得出的结果是:
电流表的示数随着电压表示数的减小而增大。
他们记录的测量结果如表所示,经仔细检查,所有器材均完好,只有一个元件接错了位置,接错的元件是 ,他们所使用的电源电压为 V,这段合金丝的电阻为 Ω。
实验次数
电流表示数I/A
电压表示数U/V
1
0.2
2
2
0.24
1
16.我们已进行过“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验:
(1)请你在方框内画出该实验的电路图。
(2)在连接电路时,当连完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转,并且指针总在晃动,造成上述现象的原因分别是:
a. 。
b. 。
(3)排除故障后,首先探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值如下表:
U(V)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I(A)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
根据表中数据得到的结论是 ,通过计算可知,此次实验所用的电阻为 Ω。
(4)接着探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”。
首先将5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,读出并记下电流值;然后将5Ω的电阻改接成10Ω的电阻,他下一步的操作应该是:
闭合开关, ,并记下电流值;再改接20Ω的电阻,重复上述实验。
(5)在许多实验中都需要进行多次测量,其目的有以下两种:
A.是为了从不同情况中找到普遍规律;B.是为了求平均值以减小误差。
你认为在本实验中测量多组数据的目的是 ;“伏安法”测量定值电阻的阻值实验中多次测量的目的是 (均选填“A”或“B”)。
第十八章电功率
电功/电功率
1下列生活中常见的用品中,属于消耗电能的是( )
A.电池
B.充电中的蓄电池
C.发电机
D.手机中正在使用的锂离子电池
2.如果小丽家的电能表的表盘上标有“600r/kW·h”字样,洗衣服的全过程电能表的铝盘转过15圈,那么这次洗衣机洗衣消耗的电能是 kW·h,合 J。
3.关于电功,下列说法正确的是( )
A.电能转化为动能的多少叫电功
B.电能表是计量消耗电能多少的仪表,不能计量电功
C.电功可以用kW·h来做单位
D.电流通过电炉时不会做功
4.加在导体两端的电压为3V,通电2min,电流做功360J,则该导体的电阻为 Ω。
5.如图18-1-7所示,是“探究电流做功与哪些因素有关”的实验电路。
(1)实验设计利用了能量转化的原理,即电流在做功过程中电能转化为物体的 能。
(2)实验时,利用“转换法”,通过观察 变化的大小,就可判断电流做功的多少。
(3)电路采用两种不同阻值的电阻丝串联,目的是使 ,这是用来研究电流做功跟 (选填“电流”或“电压”)的关系。
5.家庭电路中,某用电器正常工作15min消耗电能0.3kW·h,那么,该用电器可能是( )
A.空调 B.洗衣机
C.白炽灯 D.电视机
6.关于“8V 4W”的灯L1和“4V 2W”的灯L2,下列说法中错误的是( )
A.L1的电阻大于L2的电阻
B.两灯均正常工作时,L1较亮
C.两灯串联在12V电源两端时都能正常发光
D.两灯并联时,两端最大可加8V电压
7.甲灯标有“36V 7.2W”,乙灯标有“12V 1.2W”。
将它们串联后接在电源上,其中一个灯泡能正常发光,正常发光的灯泡是 ,另一盏灯的实际功率是 。
8.关于电功和电功率,下列说法中正确的是( )
A.电功率是表示电流做功多少的物理量
B.电流通过用电器所做的电功越多,这个用电器的电功率一定越大
C.额定功率越大的用电器,正常工作时电流通过它所做的电功一定越多
D.用电器工作过程中的实际电功率可能小于它的额定功率
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- 欧姆定律 电功率