1、1素养全练 15 欧姆定律(一)(时间:45 分钟 满分:100 分)基础巩固一、选择题(每小题 6 分,共 24 分)1.如图所示的电阻接入电压为 6 V 的电路中,这时通过电阻箱的电流为( )A.1 A B.1.5 AC.0.6 A D.无法确定答案:B2.(预测题)如图所示的电路中,当只闭合开关 S1时,电流表、电压表的示数分别为 I1、 U1,当开关 S1、S 2都闭合时,电流表、电压表的示数分别为 I2、 U2,则下列关系式正确的是( )A.I2=I1、 U2I1、 U2=U1C.I2I1、 U2U1D.I2I1;由 U=IR 可知, R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,则 U2
2、U1,故 C 正确。3.如图所示的电路中,闭合 S1、S 2,电流表 A1的示数为 0.5 A,A2的示数为 0.3 A,电阻 R2的阻值为10 。下列说法正确的是( )2A.通过电阻 R1的电流为 0.5 AB.电源电压为 5 VC.电阻 R1的阻值为 15 D.若断开开关 S2,电流表 A1示数变大答案:C解析:由电路图可知,两电阻并联,电流表 A2测 R2支路的电流,电流表 A1测干路的电流;开关 S1控制整个电路,开关 S2控制电阻 R1;因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻 R1的电流:I1=I-I2=0.5A-0.3A=0.2A,故 A 错误;又因为并联电路中各支
3、路两端的电压相等,故根据欧姆定律可得,电源的电压:U=U2=I2R2=0.3A10 =3V,故 B 错误;电阻 R1的阻值:R1= =15,故 C 正确。UI1= 3V0.2A若断开开关 S2,电路为 R2的简单电路,与断开之前比,电路总电阻变大,故由欧姆定律可知,电路电流减小,电流表 A1示数变小,故 D 错误。4.如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关 S1时,电压表 V1与 V2的示数之比为 3 2,只闭合开关 S2时,电压表 V1与 V2的示数之比为 5 3,则 R1与 R2的电阻之比为 ( )A.4 3 B.2 3 C.3 5 D.5 3答案:A解析:只闭合开关 S1时,电阻 R
4、1与 R0串联,电压表 V1测电源电压,电压表 V2测电阻 R1两端电压。根据串联分压原理可知R1+R0R1 =UU1=32只闭合开关 S2时,电阻 R2与 R0串联,电压表 V1测电源电压,电压表 V2测电阻 R2两端电压。根据串联分压原理可知R2+R0R2 =UU2=533联立以上两式,解得 ,故 A 正确。R1R2=43二、非选择题(共 36 分)5.(9 分)如图所示,电源电压保持不变,电阻 R1=5 , R2=15 。只闭合开关 S2,R1与 R2为 联;断开开关 S2,且闭合开关 S1和 S3,R1与 R2为 联,此时通过 R1与 R2的电流之比为 。 答案:串 并 3 16.(9
5、 分)(易错题)如图所示,在探究串联电路的电压关系实验时,小明先用电压表测量了电阻 R1两端的电压为 1 V,然后保持电压表接 A 点不动,将接 B 点的那一段导线改接到电路中的 C 点,电压表示数为 3 V。已知 R1=5 ,则电阻 R2两端的电压为 V,通过 R2的电流为 A。如果他保持电压表接 B 点不动,将电压表接 A 点的那一段导线改接到电路中的 C 点,这种接法是错误的,理由是 。 导学号 77164133答案:2 0.2 电流从电压表负接线柱流入了解析:(1)用电压表测量了电阻 R1两端的电压为 1V,然后保持电压表接 A 点不动,将接 B 点的那一段导线改接到电路中的 C 点,
6、电压表示数为 3V,此电压为总电压,根据串联电路电压的规律,电阻 R2两端的电压为:UR2=U-UR1=3V-1V=2V,由欧姆定律,通过 R1的电流为:I1= =0.2A;U1R1=1V5根据串联电路电流的规律,通过 R2的电流为 0.2A;(2)如果他保持电压表接 B 点不动,将电压表接 A 点的那一段导线改接到电路中的 C 点,则会造成电流从电压表负接线柱流入,这种接法是错误的。7.(6 分)请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内,并将电路补充完整。要求:开关 S 闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片 P,小灯泡 L 变亮时,电压表的示数变小。答案:4解析
7、:滑动变阻器调节灯泡的亮度,所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联;灯泡变亮时,说明通过灯泡的电流变大,由 U=IR 可知灯泡两端电压变大,而题中要求电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,所以,电源在最左端的虚线框内,且上端为负极,这样可以满足电流方向如图所示;电压表和滑动变阻器并联,填在中间的虚线框内;电流表和滑动变阻器串联,应填在最右端的虚线框内。8.(12 分)压力传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中 M、 N 均为绝缘材料, M、 N 间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变
8、阻器 R2的滑片 P 固定在一起,电源电压恒为 12 V,已知压力 F 的大小与 R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关 S,压力 F0=0 时,滑片 P 在最上端;压力F1=1 N 时,电流表示数为 1 A,电压表示数为 3 V,当滑片 P 滑至最下端时,电压表示数为 7.5 V。求:(1)定值电阻 R1的大小;压力 F1与 R2阻值之比 k;(2)当滑片 P 滑至最下端时,压力 F2的大小;(3)压力 F 的大小与电压表示数 UV之间的函数关系表达式。答案:(1)9 N/ (2)5 N (3)F= (N)13 3UV12V-UV解析:(1)由题图可知, R1、 R2串联,电压表测 R2两端电
9、压,电流表测电路中电流,当 F1=1N 时,电流表示数为 1A,电压表示数为 3V,由串联电路特点可知,此时 U1=U-U2=12V-3V=9V,I1=I2=1A,由欧姆定律可得, R1的阻值: R1= =9;U1I2=9V1A此时 R2连入电路的阻值: R2= =3,U2I2=3V1A所以压力 F1与 R2阻值之比:k= N/;F1R2=13(2)当滑片 P 滑至最下端时,变阻器连入阻值最大,电压表示数为 7.5V,此时电路中电流:I=I2=I1= =0.5A,U1R1=U-U2R1 =12V-7.5V9所以 R2的最大值: =15,R2最大 =U2I2=7.5V0.5A5因为压力 F 的大
10、小与 R2的阻值大小成正比例关系,即: F=kR2,所以压力F2= N/ N/ 15 =5N;13 R2最大 =13(3)由 F=kR2有: R2= ,Fk= F13N/电压表示数:UV=IR2= R2UR1+R2代入数据可得: F= (N)。3UV12V-UV能力提升一、选择题(每小题 5 分,共 20 分)1.(易错题)如图所示的四幅电路图中,在滑动变阻器的滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中,灯从亮变暗且电压表示数从小变大的是( )答案:D解析:A 图中,根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联;由于并联电路中各支路互不影响,因此滑片移动时,灯泡的亮度不变,故 A 不符合题意。B 图中,
11、根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压;当滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的电流变小,由 P=I2R 可知,灯泡的实际功率逐渐变小,因此灯泡从亮变暗;由 U=IR 可知,灯泡两端电压逐渐减小,故 B 不符合题意。C 图中,根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,并且滑片的移动不能改变电路中的电流,即灯泡的亮度不变,故 C 不符合题意。D 图中,根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压;当滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器分得的电
12、压逐渐变大,故电压表的示数从小变大;电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,由 P=I2R 可知,灯泡的实际功率逐渐变小,因此灯泡从亮变暗,故 D 符合题意。2.6在如图所示的电路中,闭合开关后,当滑片 P 向左移动时,下列说法正确的是( )A.灯泡 L 变亮B.电压表 V 示数变大C.电流表 A1示数变小D.电流表 A2示数变大答案:C解析:由题图可知,该电路为并联电路,电流表 A1测量干路中的电流,电流表 A2测量灯泡的电流,电压表测量的是支路两端的电压,测量的也是电源电压,保持不变,故 B 错误;根据并联电路的特点可知,滑动变阻器滑片移动时,对灯泡所在的支路无影响,灯泡的电
13、流和电压都不变,故电流表 A2示数不变,灯泡亮度不变,故 A、D 错误;当滑片 P 向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小,通过灯泡的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流减小,即电流表 A1示数变小,故 C 正确。3.(预测题)如图所示电路中,电源电压不变,当开关 S 闭合且滑动变阻器滑片 P 向左移动时,下列判断中正确的是( )A.电流表 A 的示数变小B.电压表 V 的示数变小C.电压表 V1与电流表 A 示数的乘积不变D.电压表 V1与电流表 A 示数的比值不变答案:D解析:由题干电路图可知, R1与 R2串联,电压表 V 测电
14、源的电压,电压表 V1测 R1两端的电压,电流表测电路中的电流。因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表 V 的示数不变,故 B 错误;当开关 S闭合且滑动变阻器滑片 P 向左移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由 I= 可知,电UR路中的电流变大,即电流表 A 的示数变大,故 A 错误;由 U=IR 可知, R1两端的电压变大,即电压表 V1的示数变大,则电压表 V1与电流表 A 示数的乘积变大,故 C 错误;由 R= 可知,电压表 V1与电流表 AUI示数的比值等于 R1的阻值,则电压表 V1与电流表 A 示数的比值不变,故 D 正确。74.(预测题)如图甲所示电路,电源电
15、压保持不变,当闭合开关 S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的 U-I 关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.电源电压为 10 VB.定值电阻 R1的阻值为 20 C.滑动变阻器 R2的阻值变化范围为 010 D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为 0.3 A答案:D解析:A 选项,当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,此时干路电流最小,由题图乙可知, I=0.2A,电阻 R1的电压 U1=2V,滑动变阻器两端的电压 U2=4V,因此电源电压 U=U1+U2=2V+4V=6V,故 A 错误。 B 选项,由 A 分析可知,定值电阻 R1的阻值为 R1= =10,故 B 错误。
16、U1I= 2V0.2AC 选项,由 A 分析可知,滑动变阻器的阻值最大为 R2= =20,所以滑动变阻器 R2的阻值U2I= 4V0.2A变化范围为 020,故 C 错误。D 选项,由 C 可知,变阻器滑片在中点时,滑动变阻器接入电路的电阻为 10,此时 R1、 R2的阻值相同,分得的电压相同,由题图可知,此时电流表的示数为 0.3A,故 D 正确。二、非选择题(共 20 分)5.(4 分)如图甲所示的电路中,小灯泡两端电压与通过的电流关系如图乙所示。闭合开关,小灯泡发光,变阻器滑片从如图所示位置往右滑一段距离的过程中,小灯泡的电阻将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。这过程中变阻器连入电路
17、阻值的变化量大小为 R1,小灯泡阻值的变化量大小为 R2,则这两个量的大小关系是 R1 (选填“大于”“小于”或“等于”) R2。 答案:变大 大于解析:(1)在 U-I 图象中 U 与 I 的比值表示灯泡的电阻,由题图乙可知,通过灯泡的电流增大时,灯泡的电阻变大。变阻器滑片从如题图甲所示位置往右滑一段距离的过程中,接入电路中的电阻变小,8电路中的总电阻变小,由 I= 可知,电路中的电流变大,即通过灯泡的电流变大,则小灯泡的电阻将变UR大。(2)设题图甲所示位置时电路中的电流为 I1,往右滑一段距离后电路中的电流为 I2,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由 I= 可知,电路中的总电阻
18、 =R 滑 +RLUR UI1=(R 滑 - R1)+(RL+ R2)UI2由 - 可得 R2- R1= ,UI2-UI1因变阻器滑片从如题图甲所示位置往右滑一段距离的过程中,电路中的电流变大,即 I2I1,所以, R2- R1= (I1-I2)0,UI2-UI1= UI1I2则 R2 R1。6.(4 分)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑片 P 至某位置时,电流表的示数为 I1;移动滑片 P 至另一位置时,电流表的示数为 I2,电压表示数为 1 V。若 I1I 2=4 3,前后两次滑动变阻器的阻值之比为 2 3,则电源电压为 V。 答案:4解析:由题图知,两电阻串联
19、,电压表测 R 两端电压,电流表测电路电流,若前后两次滑动变阻器的阻值分别为 R1、 R2,则: ,即 R1= R2,R1R2=23 23根据串联电路特点和欧姆定律有:I1= ,I2= ,UR+23R2 UR+R2又 I1I 2=4 3,代入数据可得: ,RR2=13当移动滑片 P 至另一位置时,电流表的示数为 I2,电压表示数为 1V,即: UR=1V,串联电路中电流处处相等,由欧姆定律有:,URR=U2R2所以 U2= UR=3UR=31V=3VR2R所以电源电压: U=U2+UR=3V+1V=4V。97.(4 分)(易错题)在如图所示的电路中,电阻 R1=6 , R2=8 ,电源电压及定
20、值电阻 R 的阻值未知。当开关 S 接位置1 时,电流表的示数为 0.4 A,则此时 R1两端的电压是 V;当开关 S 接位置 2 时,电流表的示数将大于 A 且小于 0.4 A。 导学号 77164134 答案:2 .4 0.38.(8 分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻 R2为 20 。闭合开关,滑动变阻器 R3的滑片在b 端时,电压表的示数为 3 V;滑片移到中点时,电流表的示数为 0.45 A;滑片移到 a 端时,电压表的示数为 9 V。求:(1)电阻 R1的阻值;(2)滑动变阻器 R3的最大阻值;(3)电源电压 U。答案:(1)10 (2)60 (3)27 V解析:根据题意
21、,可以画出 P 在 a 端、中点、 b 端的等效电路图如下所示:P 在 b 端时,则有 U= (R1+R2+R3)3VR1P 在 a 端时,则有 U= (R1+R2)9VR1因为 U 不变,所以 R1+R2+R3=3(R1+R2),即 R3=2(R1+R2)P 在中点时,则有 U=0.45A(R1+R2+ R3)1210 代入 式得 U=0.45A(R1+R2+R1+R2)=0.9A(R1+R2)(1)因电源的电压不变,联立 两式可得 (R1+R2)=0.9A(R1+R2),9VR1解得 R1=10;(2)滑动变阻器的最大阻值为 R3=2(R1+R2)=2(10+20) =60;(3)电源电压为U= (10+20)=27V。9V10
