第十七章欧姆定律（3）一、选择题（每小题3分，共30分）1．（2015•临洮县校级模拟）根据欧姆定律I=，下列说法正确的是（ ）A．通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小B．导体两端的电压越高，这段导体的电阻就越小C．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比D．导体两端的电压越高，通过这段导体中的电流就越大【考点】欧姆定律．【难度】易【专题】欧姆定律．【分析】导体的电阻是导体的本质属性，与导体的材料，长度，横截面积有关，与导体的电压和电流无关，【解答】解：导体的电阻是导体本身的一种属性，与导体的电压和电流无关，根据欧姆定律可知导体两端的电压越大，通过这段导体的电流就越大，所以A，B，C错误，D正确．故选D．【点评】本题考查学生对导体电阻的理解和灵活运用欧姆定律的能力，属于基础题，难度不大． 2．如图是研究电流与电压、电阻关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行．在“保持电压不变”这一步实验时应（ ）A．保持R2滑片的位置不动B．保持R1不变C．更换R1，并调节R2滑片到适当位置，保持电压表示数不变D．保持电路中电流不变【考点】电路中的电流与哪些因素有关．【难度】易【专题】探究型实验综合题．【分析】电流跟电压、电阻有关，用控制变量法研究电流跟电压和电阻的关系．（1）研究电流跟电压的关系时，保持电阻不变，改变定值电阻两端的电压，讨论电流跟电压的关系．（2）研究电流跟电阻的关系时，保持电阻两端的电压不变，改变电阻大小，讨论电流跟电阻的关系．【解答】解：研究电流跟电阻的关系时，保持电压不变，更换R1，并调节R2滑片到适当位置，保持电压表示数不变，讨论电流跟电阻的关系．故选C．18\n【点评】（1）正确掌握欧姆定律的电流跟电压、电阻的关系．（2）导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比，在电阻一定时，导体中的电流跟导体的电压成正比． 3．（2010•枣庄）小明同学为了探究电流跟电阻的关系，在如图所示的情况下，将A、B两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻，闭合开关后，下一步的操作应当是（ ）A．记录电流表和电压表的示数B．将滑动变阻器滑片向右移动C．将滑动变阻器滑片向左移动D．适当增加电池的节数【考点】电路中的电流与哪些因素有关;有关欧姆定律的计算．【难度】中【专题】实验题；压轴题；控制变量法．【分析】要研究导体中的电流与电阻的关系，由控制变量法的思路可知，需要保证导体两端的电压不变，当电路中的电阻由10Ω换成20Ω时，导体两端的电压是否变化，怎样变化是此题的解题思路．【解答】解：在滑动变阻器的电阻值Rp不变的情况下，电路中由于将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻，使整个电路的电阻值R总增大．利用公式I=可知，电路中的电流减小．此时滑动变阻器两端的电压Up=IRp，由于Rp不变，I减小，导致了Up的减小．而定值电阻两端的电压等于总电压减去滑动变阻器两端的电压，由于滑动变阻器两端的电压减小导致了定值电阻两端的电压增大，所以要减小定值电阻两端的电压．根据公式U=IR可知，R不变，只能减小电流，所以要使电路中的电阻增大，即滑片P向右移动增大电阻．A、此时电压表的示数与前面的相比已经变化，所以不能读数，要调节到电压等于10Ω的电阻接入的电压时再读数．故A错误．B、符合上面的分析，故B正确．C、向左调节时，电压表的示数会变得更大，故C错误．D、适当增加电池的节数，电压表的示数也会变得更大，故D错误．故选B．【点评】研究导体中的电流与导体电阻的关系时，控制其两端的电压不变是此题中调节滑动变阻器的依据． 4．在用“伏安法测电阻”时，所选择的电源电压为4.5V，被测电阻的阻值约为l0Ω，则选择电路时电压表、电流表的量程应为（ ）A．0～3V、0～3AB．0～3V、0～0.6AC．0～15V、0～3AD．0～15V、0～0.6A【考点】伏安法测电阻．【难度】中18\n【专题】应用题；欧姆定律．【分析】根据电源的电压选择电压表的量程，根据欧姆定律求出电路中的最大电流确定电流表的量程．【解答】解：电源电压为U=4.5V＞3V，则电压表选0～15V的量程，故AB不正确；由I=可得，电路中的最大电流：I大==0.45A＜0.6A，则电流表选0～0.6A的量程，故C不正确，D正确．故选D．【点评】本题考查了电压表和电流表量程的选择以及欧姆定律的应用，知道选择电表的依据是解题的关键． 5．（2016•济宁）小满、小希扣小梦按各自设计的电路图进行实验，并将实验数据记录在表格中，如图所示．其中电路图与实验数据不对应的是（ ）A．小满B．小希C．小梦D．都不对应【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】中【专题】应用题；电路和欧姆定律；电路变化分析综合题．【分析】由电路中可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，滑片左移时接入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流的变化和R两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化，据此分析表格数据得出答案．【解答】解：由电路中可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，当滑片左移时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I=可知，电路中的电流变大，由U=IR可知，R两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压变小，则A．电压表并联在R两端的电压，当电流表的示数增大时电压表的示数增大，故小满的电路图与实验数据对应；B．电压表并联在变阻器两端，当电流表的示数增大时电压表的示数减小，故小希的电路图18\n与实验数据不对应；C．电压表并联在电源，当电流表的示数增大时电压表的示数不变，故小梦的电路图与实验数据对应．故选B．【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意电压表位于不同位置时其示数与电流表示数变化的对应关系不同． 6.（2009•金山区一模）下图是一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片上移时（ ）A．电路中的电流减小，油箱油面降低B．电路中的电流减小，油箱油面升高C．电路中的电流增大，油箱油面降低D．电路中的电流增大，油箱油面升高【考点】有关欧姆定律的计算．【难度】中【专题】应用题．【分析】分析电流走向可知，变阻器R与定值电阻R′是串联在电路中，故油量表（电流表）示数I=．而当油箱油面下降，油箱里的浮球跟着下降，变阻器的滑片就会上移，金属片连入电路中的长度就增加，阻值增大．【解答】解：当油箱油面下降，油箱里的浮球跟着下降，变阻器的滑片就会上移，金属片连入电路中的长度就增加，阻值增大．根据I=可知变阻器R阻值增大，电路电流就会减小．故选A．【点评】变阻器一节课后的习题中有各种形式的变阻器，本题也是其中之一，学习时要多加留意．7．（2016•玉林二模）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时（ ）A．电流表A1示数变小，电压表V示数变小B．电流表A2示数变大，电压表V示数变大C．电压表V示数与电流表A1示数比值不变D．电压表V示数与电流表A2示数比值不变18\n【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】中【专题】应用题；动态预测题；电路和欧姆定律；电路变化分析综合题．【分析】由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流，根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流不变，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知通过R2电流的变化，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化，然后得出电压表V示数与电流表A1示数比值和电压表V示数与电流表A2示数比值的变化．【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流，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AB错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R1的电流不变，即电流表A2的示数不变，当滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，由I=可知，通过R2的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A1的示数变小，因电压表V的示数不变，电流表A2的示数不变，电流表A1的示数变小，所以，电压表V示数与电流表A1示数比值变大，电压表V示数与电流表A2示数比值不变，故C错误，D正确．故选D．【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键． 8．两只定值电阻，甲标有“10Ω 1A”，乙标有“15Ω 0.6A”，现把它们串联起来，则该串联电路两端允许的最高电压是（ ）A．19VB．25VC．15VD．10V【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】难【专题】应用题；电路和欧姆定律．【分析】串联电路中各处的电流相等，当两定值电阻串联时允许通过的最大电流为两个额定电流里面最小的一个，根据电阻的串联和欧姆定律求出两端允许加上的最高电压．【解答】解：两电阻允许通过的最大电流分别为1A和0.6A，∵串联电路中各处的电流相等，∴两只电阻串联时，电路电流只能允许最大为0.6A，∵串联电路的总电阻等于各分电阻之和，∴根据欧姆定律可得：两端允许加的最大电压为U=0.6A×（10Ω+15Ω）=15V．故选C．【点评】为保护电路安全，电路允许通过的最大电流应等于用电器允许通过的最大电流的较18\n小值，熟练应用串联电路特点及欧姆定律是关键．9.（2012•枣庄）如图表示阻值不等的两个电阻的电流随电压变化的I﹣U图线，从图中判断正确的是（ ）A．R1＜R2B．R1、R2串联后的总电阻的I﹣U图线在区域ⅡC．R1、R2并联后的总电阻的I﹣U图线在区域ⅢD．R1、R2并联后的总电阻的I﹣U图线在区域Ⅰ【考点】欧姆定律．【难度】难【专题】应用题；电路和欧姆定律；图像综合题．【分析】（1）图象中比较两电阻两端电压相同时，通过A和B的电流大小的关系，再利用R=即可比较出阻值的关系；（2）根据两电阻串联后的总电阻等于各分电阻之和即比R1和R2中任何一个电阻都大，分析所在的区域；（3）两电阻并联时总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和即比R1和R2中任何一个电阻都小，分析所在的区域．【解答】解：（1）从图象上可以看出，当A和B两端的电压相同时，I1＞I2，∵I=，∴R1＜R2，故A正确；（2）∵R1、R2串联后，总电阻大于R1和R2中任何一个电阻，即串联后的总电阻大于较大的R2电阻的阻值，∴在相同电压下，通过的电流比R2中的电流要小，故其图象应该在Ⅲ区域，故B不正确；（3）∵R1、R2并联后，总电阻小于R1和R2中任何一个电阻，即并串联后的总电阻小于较小的R1电阻的阻值，∴在相同电压下，通过的电流比R1中的电流要大，故其图象应该在Ⅰ区域，故C不正确，D正确．故选AD．【点评】本题重点在于如何根据图象得出有用的信息，要求学生理解图象中每点及线的意义，掌握由图象利用欧姆定律比较电阻的方法． 10.（2011•思明区）如图1所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从b端移到a端，两个电阻的“U﹣I”关系图象如图2所示．下列判断正确的是（ ）18\nA．电源电压为10VB．定值电阻R1的阻值为20ΩC．变阻器滑片在中点时，电流表示数为0.3AD．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～10Ω【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】难【专题】应用题；压轴题；电路和欧姆定律；图像综合题．【分析】（1）从“U﹣I”关系图象可以看出，甲为滑动变阻器的关系图象，因为最后电压变为0，此时滑动变阻器的电阻为0；乙为电阻R1的图象，当滑动变阻器的阻值最大时，两电阻串联，电流相等，从图象可以看出，电流相等时为I=0.3A，滑动变阻器两端的电压为3V，电阻R1的电压为3V，电源电压为两电压之和，根据欧姆定律可求电阻R1的电阻和滑动变阻器的最大阻值；（2）当滑片在中点时，滑动变阻器接入电路电阻为滑动变阻器总阻值的一半，和电阻R1串联，根据欧姆定律求出此时电路的电流．【解答】解：（1）当滑动变阻器的阻值最大时，两电阻串联，电路中的电流最小；由图乙可知，此时电路中的电流I=0.2A，电阻R1的电压U1=2V，滑动变阻器两端的电压U2=4V；∵串联电路总电压等于各支路电压之和，∴电源电压为U=U1+U2=2V+4V=6V，故A不正确；根据欧姆定律可得，定值电阻R1的阻值：R1===10Ω，故B不正确；滑动变阻器的阻值最大：R2===20Ω，即滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～20Ω，故D不正确；（2）变阻器滑片在中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω，此时R1、R2的阻值相同，分得的电压相同，从图上看，此时电流表的示数为I=0.3A，故C正确．故选C．【点评】本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，要明白电路各个用电器的连接情况，还要会看“U﹣I”关系图象． 二、填空题（每空2分，共30分）11．（2016•东莞市校级一模）一段导体两端电压为12V，导体中的电流是2A，则此导体本身的电阻为 Ω；如果电压降为6V，导体中的电流是 A；电压降为0，导体的电阻等于 ．【考点】有关欧姆定律的计算．【难度】中18\n【专题】计算题．【分析】（1）已知导体两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出导体的电阻；（2）已知导体电阻阻值，由欧姆定律求出导体两端电压为6V时的电流；（3）导体电阻是导体本身的一种属性，由导体的材料、长度、横截面积决定，与导体两端的电压与流过导体的电流无关．【解答】解：（1）导体的电阻：R===6Ω；（2）电压为6V时，导体中的电流：I′===1A；（3）导体两端电压降为0时，导体材料、长度与横截面积不变，导体电阻不变，仍为6Ω；故答案为：6；1；6Ω．【点评】本题考查了欧姆定律的应用，关键是知道电阻与导体两端的电压和通过的电流无关．12.（2016•天水）如图所示的电路，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P自右向左移动的过程中，电压表示数将 ，电流表示数将 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）．【考点】有关欧姆定律的计算．【难度】中【专题】应用题；欧姆定律．【分析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器完全接入电路中，电流表测电路电流，电压表测量滑动变阻器滑片右侧接入电路的电阻两端的电压；由滑动变阻器滑片方向变化得出滑动变阻器滑片右侧接入电路的电阻阻值变化，从而得出电压表和电流表示数的比值变化．【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器完全接入电路中，电流表测电路中的电流，电压表测量滑动变阻器滑片右侧接入电路的电阻两端的电压；由于滑动变阻器的电阻全部连入电路，则在滑动变阻器的滑片P自右向左移动的过程中，电路中的总电阻不变，根据欧姆定律可知电路中的电流不变，即电流表示数不变；由于变阻器滑片右侧接入电路的电阻阻值变大，根据U=IR可知电压表示数变大．故答案为：变大；不变．【点评】本题考查了电压表和电流表示数的比值的变化，分析清楚电路结构，明确电压表与电流表所测的量，熟练应用欧姆定律是正确解题的关键． 13．（2016•内江）在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知每1m输电线的电阻为0.01Ω．现输电线在某处发生短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测，当电压表的示数为1.5V时，电流表示数为30mA．则短路处距甲地一条输电线的电阻为 Ω，短路位置距甲地的距离为 km．18\n【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】中【专题】应用题；欧姆定律．【分析】（1）知道电压表和电流表的示数，利用欧姆定律求出连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值；（2）已知1m导线的电阻值，然后让总电阻除以一米导线的电阻即可求出导线的长度，从而确定出短路的地点离甲地的距离．【解答】解：（1）由I=可知，连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值：R===50Ω；短路处距甲地一条输电线的电阻：R′=R=×50Ω=25Ω；（2）导线总长度：L==5000m=5km，短路的地点离甲地的距离：s=×L=×5km=2.5km．故答案为：25；2.5．【点评】本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用，知道短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键．14．（2014•南京）如图所示，电源电压恒定，R1=20Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A；若再闭合S1，发现电流表示数变化了0.2A，则电源电压为 V，R2的阻值为 Ω．【考点】有关欧姆定律的计算．【难度】中【专题】电路和欧姆定律．【分析】（1）闭合S，断开S1时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出电源的电压；（2）若再闭合S1时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电流特点可知电流表示数的变化即为R2支路的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值．【解答】解：（1）闭合S，断开S1时，电路为R1的简单电路；由I=可知，电源的电压：U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V；18\n（2）若再闭合S1时，两电阻并联，则U2=U=6V，电流表示数的变化量即为R2支路的电流，则I2=0.2A；由I=可知，R2===30Ω．故答案为：6；30．【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活运用，关键是能判断出开关S1时电流表示数的变化即为通过R2支路的电流． 15．在某一温度下，两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图．由图可知，元件乙的电阻是 Ω，分别将元件甲、乙接在电压为2V的电源两端，则流过元件甲的电流是 A，流过元件乙的电流是 A．【考点】欧姆定律；有关欧姆定律的计算．【难度】中【专题】图析法；欧姆定律．【分析】（1）由图象找出元件乙两端的电压所对应的电流，然后由欧姆定律求出乙的电阻；（2）由图象可直接找出电压为2V时，流过甲与乙的电流．【解答】解：（1）由图象知，U乙=2V时，I乙=0.2A，∵I=，∴乙的电阻R乙===10Ω；（2）由图象可知，电压U=2V时，I甲=0.1A，I乙=0.2A；故答案为：10；0.1；0.2．【点评】本题考查欧姆定律得应用，由图象找出电压所对应的电流是本题的解题关键． 16．（2015•陕西）图1是小强“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路（电源电压保持不变），图2是他依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为 V；当R的电阻由10Ω更换为15Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压 （选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片P应向 （选填“a”或“b”）端滑动．18\n【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】难【专题】图析法；欧姆定律．【分析】（1）由图象找出一组对应的I、R知，由P=UI可求出电阻箱R两端的电压．（2）探究电流跟电阻的关系时，控制电压不变．串联电路中，电阻越大，分担的电压越大．【解答】解：（1）由图知当电路电流I=0.3A时，对应的电阻值R=10Ω，电阻两端的电压UR=IR=0.3A×10Ω=3V．（2）“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验，根据控制变量法可知：控制电压不变．所以当把10Ω的电阻更换为15Ω的电阻时，定值电阻阻值变大，电压变大，要保持电压不变，滑动变阻器接入电路的电阻要增大，滑片要向b端移动．故答案为：3；不变；b．【点评】本题是一道图象题，考查了欧姆定律、串联电路的特点和控制变量法的应用，由图象找出电流I与电阻箱的对应阻值R是正确解题的前提． 三、实验探究题（共20分）17．（6分）（2015•天津）某同学要测出一个电压约为40V的电源电压（电压保持不变），可供选用的器材如下：待测电源：一块电压表（量程0～15V）；四个阻值已知的电阻，分别为R1（100Ω）、R2（150Ω）、R3（200Ω）和R4（4kΩ）；一个开关及若干导线．请合理选择器材，设计一个实验精确地测出电源电压．要求：（1）画出实验电路图；（2）写出实验步骤及所需测量的物理量；（3）写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示）．【考点】伏阻法、安阻法测电阻；电阻的串联与并联．【难度】中【专题】测量型实验综合题．【分析】由题中的条件可知，电压表的量程小于电源电压的值，电压表的测量范围在电源电压的三分之一和二分之一之间，所以必须采用几个电阻串联，分别测电压的办法来测量．【解答】解：（1）本题中需要考虑电压表的量程，无论电压表测量哪个电阻的电压，电压表的示数都不能超过15V，因此选用R1、R3两个电阻串联，则电路中的电流I===A，则电阻R1上的电压为U1=I×R1=A×100Ω≈13.3V，不超过15V，若选用用R1、R2两个电阻串联，则电路中的电流I′===A18\n则电阻R1上的电压为=I′×R1=A×100Ω=16V，超过15V，故不能选用R1、R2两个电阻串联；若选用用R1、R4两个电阻串联，尽管电阻R1上的电压也不超过15V，但是指针偏转角度较小，不容易读数，因此因此选用R1、R3两个电阻串联最合适，设计的电路图如下图，（2）测量步骤：①按照电路图连接电路；②闭合开关S，读出电压表的示数U1，（3）串联电路中的电流处处相等，则，则电源电压的表达式U=，【点评】本题要求学生综合运用电学知识设计实验方案，对学生的探究能力考查力度比较大，要求在平时学习中，多注重这方面的训练． 18．（6分）（2015•重庆）小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．（2）小彬将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是 （写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为 A．（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持 表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数．（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3）．实验次数定值电阻（Ω）电流表示数（A）152100.1818\n3200.09（5）实验记录的多组数据如下表所示．分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成 比．（6）实验结束后，小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导小彬分析了不能更换的原因．你认为其原因是 ．【考点】电路中的电流与哪些因素有关．【难度】难【专题】实验题；探究型实验综合题．【分析】（1）电压表与电阻并联，电流表、滑动变阻器与电阻串联，滑动变阻器要接一上一下；（2）根据电流表和电压表有示数进行分析具体原因；根据电流表的量程和分度值读出电流值；（3）根据串联电路的分压特点，换接电阻后，应保持电压表的示数不变，根据串分压的知识判断滑片的移动方向；（5）电流与电阻的关系：电压一定，电流与电阻成反比；（6）根据欧姆定律求出若换用50Ω的定值电阻进行实验时结合串联电路的分压特点即可判断电压表最大示数．【解答】解：（1）电压表与电阻并联，由于电源电压为3V，所以应选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：（2）电流表有示数，电压表无示数，说明与电压表并联部分发生短路，或定值电阻R1短路；由乙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A；（3）将5Ω电阻换成10Ω后，电压表的示数会变大，所以应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，使电压表仍为原来的示数不变；（5）电流和电阻的关系为：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比；（6）当定值电阻为50Ω时，此时滑动变阻器最大阻值为20Ω，根据串联电路的分压特点可知：，所以，=，则定值电阻两端最小电压为×3V≈2.14V＞1.8V，由此可知无法保持定值电阻两端电压始终为1.8V．故答案为：（1）如图所示；（2）定值电阻R1短路；0.36；（3）电压；A；（5）反；（6）滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V．18\n【点评】此题是探究电流和电阻的关系实验，考查了控制变量法的应用，同时考查了电流表、电压表、滑动变阻器的接法，考查了电流表的读数及电阻的计算，涉及到了串联电路中电流、电压的关系及欧姆定律的灵活应用．19．（8分）（2015秋•嘉鱼县校级月考）某同学想利用图1甲电路测量RX的阻值．①该实验的原理是 （用公式表示）；②根据图1甲电路，连接图1乙的实物图时，需将导线a接到滑动变阻器的 （选填“A”或“C”）接线柱．③正确连接电路后，开关S闭合前应将滑片移至滑动变阻器的 （选填“A”或“B”）端；闭合开关后，该同学发现，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，该电路故障应是Rx （填“断路”或“短路”）．④在实验过程中，滑动变阻器除了保护电路外，还有一个重要的作用是 ；如果用两个定值电阻R1和R2（R1＜R2）替代滑动变阻器，组成如图2a、b、c三种电路分别进行实验，正确测得三组实验数据并记入表格中，则第3次实验数据应是按照 （填“a”、“b”或“c”）图的电路进行实验测得的．实验次数电压U/V电流I/A电阻RX/Ω10.850.146.0721.210.206.0532.110.356.03⑤根据实验数据可知，Rx的阻值是 Ω．【考点】伏安法测电阻的探究实验．【难度】难【专题】实验题；测量型实验综合题．【分析】（1）测量导体电阻实验中，需要测量出导体中电流、导体两端电压，利用R=计算；（2）伏安法测电阻实验中，滑动变阻器应与电阻串联使用；（3）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片要位于最大阻值处，电流表无示数，说明电路应为断路；（4）该实验中滑动变阻器的作用有两个：保护电路、改变定值电阻两端电压；串联电路中，总电阻等于各串联电阻之和，结合电流值分析；（5）根据每次的测量结果求出平均值即为Rx的阻值．【解答】解：（1）测量定值电阻阻值的实验原理是：R=；（2）滑动变阻器应“一上一下连入电路，由电路可知，定值电阻应与滑动变阻器的上接线柱连接，故应将导线a接到滑动变阻器的C接线柱；18\n（3）为保护电路，连接电路时，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，即A端；电流表无示数，说明某处发生了断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联的电阻出现了断路；（4）实验中滑动变阻器除了保护电路外，还可以改变电阻两端电压进行多次测量；由表格中数据可知，第3次实验中，电路中的电流最大，说明总电阻最小，由于R1＜R2，总电阻最小的电路为a；（5）Rx==6.05Ω．故答案为：（1）R=；（2）C；（3）A；断路；（4）改变电阻两端电压；a；（5）6.05．【点评】本题考查了连接电路图、电路故障判断、滑动变阻器的使用等问题，连接电路图时要注意电表正负接线柱不要接反；变阻器要“一上一下”连入电路． 四、计算题（共20分）20．（4分）（2016•江西）如图所示，已知电源电压为U，三个电阻的阻值分别为R1、R2和R3，求：（1）当S1、S2均断开，电流表和电压表的示数；（2）当S1、S2均闭合时，电压表和电流表的示数．【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】中【专题】应用题；电路和欧姆定律．【分析】（1）当S1、S2均断开时，R2与R3串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数；（2）当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电压表测电源的电压，电流表测干路电流，根据电阻的并联求出总电阻，利用欧姆定律求出干路电流．【解答】解：（1）当S1、S2均断开时，R2与R3串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中电流表的示数：I=，电压表的示数：U2=IR2=×R2=；（2）当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电压表测电源的电压，电流表测干路电流，则电压表的示数为U，18\n因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R=，电流表的示数：I′===．答：（1）当S1、S2均断开，电流表的示数为，电压表的示数为；（2）当S1、S2均闭合时，电压表的示数为U，电流表的示数为．【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键．21．（8分）（2014•安徽）实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的．图a中G是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流）Ig=3mA的电流表，其电阻Rg=10Ω，要把它改装为一个量程为3A的电流表（如图b），问：（1）当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为多少；（2）需要给它并联一个多大的电阻R0；（计算结果小数点后保留两位数字）（3）设改装后的电流表的电阻为R，比较R与R0的大小关系，并简单地说明理由．【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】难【专题】电路和欧姆定律．【分析】（1）已知小量程电流表的电阻和最大电流，利用公式U=IR得到两端电压；（2）已知小量程电流表的最大电流和改装后的电路电流，可以得到通过电阻的电流；已知电阻两端电压和通过的电流，利用R=得到阻值；【解答】解：（1）∵I=，∴当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为U=IgRg=0.003A×10Ω=0.03V；（2）两个电阻并联时，通过R0的电流为I0=I最大﹣Ig=3A﹣0.003A=2.997A，18\n并联电阻为R0=≈0.01Ω；（3）电阻并联相当于增加了导体横截面积，总电阻比最小的电阻都小，所以R小于R0，根据并联电路特点，R=，由于R0远小于Rg，所以（Rg+R0）≈Rg，所以R=≈R0．答：（1）当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为0.03V；（2）需要并联的电阻约0.01Ω；（3）R小于R0，但R与R0阻值接近相同．【点评】此题考查的是我们对电流表制作原理的理解和应用，包含了并联电路的特点和欧姆定律的应用，是基本学习内容的升华． 22．（8分）（2015•莱芜）随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一．热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变．图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0～0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω0.3A”字样．Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变．请完成下列小题：（1）将此电路放入温度为20℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压；（2）若环境温度为40℃时，要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器的变化范围；（3）此电路能测量的最高环境温度为多少？【考点】电阻的串联与并联；欧姆定律在串、并联电路中的应用．【难度】难【专题】欧姆定律．【分析】（1）分析清楚电路结构，由图示图象求出热敏电阻阻值，然后由欧姆定律求出电源电压．（2）由图示图象求出热敏电阻阻值，然后应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器的阻值，最后确定其阻值范围．（3）小量程电流表A允许通过的电流最大时，电路中的电阻最小，随着温度的升高热敏电阻Rt逐渐减小，当滑动变阻器达到最大阻值时，热敏电阻达到最小阻值，此时热敏电阻正18\n常工作的环境温度达到最高值．【解答】解：（1）由图示电路图可知，滑动变阻器与热敏电阻串联，电流表测电路电流，由图乙所示图象可知，温度为20℃时，热敏电阻阻值为400Ω，由I=可知，电源电压：U=I（Rt+R）=0.01A×（400Ω+100Ω）=5V；（2）由图乙所示图象可知，温度为40℃时，热敏电阻阻值为200Ω，电路最大电流为0.02A，由I=可知，电路最小电阻：R最小===250Ω，滑动变阻器的最小阻值：R滑最小=R最小﹣Rt=250Ω﹣200Ω=50Ω，滑动变阻器的取值范围：50Ω～150Ω；（3）热敏电阻阻值越小，环境温度最高，电路电流最大为0.02A时，由I=可知，R总=Rt小+R滑最大===250Ω，Rt小=R总﹣R滑最大=250Ω﹣150Ω=100Ω，由图乙可知其工作的最高环境温度50℃．答：（1）将此电路放入温度为20℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，此时电流表的读数为0.01A，电源电压为5V；（2）若环境温度为40℃时，要保证整个电路元件的安全，滑动变阻器的变化范围是50Ω～150Ω；（3）此电路能测量的最高环境温度为50℃．【点评】本题是一道关于图象分析和利用欧姆定律进行计算的综合题，能否根据图象分析热敏电阻的变化趋势和正确判断变阻器所处状态跟正常工作的最高环境温度之间的关系是本题的解题关键所在．18
