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14.2探究欧姆定律同步练习
知识点总结：
1.探究电流与电压、电阻的关系。
①提出问题：电流与电压电阻有什么定量关系？
②制定计划，设计实验：要研究电流与电压、电阻的关系，采用的研究方法是：控制变量法。
即保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
设计的电路图如下：
③进行实验，收集数据信息；（会进行表格设计）
④分析论证：（分析实验数据寻找数据间的关系，从中找出物理量间的关系，这是探究物理规律的常用方法。）
⑤得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。
2.欧姆定律的内容：一段导体中通过的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
3.数学表达式I=U/R
4.说明：
①适用条件：纯电阻电路（即用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能）。
②I 、U、R对应同一导体或同一段电路，不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用，应加下标区别。三者单位依次是 A 、V 、Ω。
③同一导体（即R不变），则I与U成正比同一电源（即U不变），则I与R成反比。
④R＝U/I 是电阻的量度式，它表示导体的电阻可由U/I 给出，即R与U、I 的比值有关，但R与外加电压U和通过电流I等因素无关。
例题解析：
例1：如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时（　　）
A．电流表A示数变小，电压表V1示数变小
B．电压表V2示数与电流表A示数比值变大
C．电压表V1示数与电流表A示数比值变小
D．电流表A示数变大，电压表V1示数变大
【解答】解：由电路图可知，闭合开关，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2
两端的电压，电流表测电路中的电流。
AD、当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，电路中的总电阻变小，由I=U/R可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，由U=IR可知，R1两端的电压变大，即电压表V1的示数变大；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，故A错误，D正确；
BC、根据R=U/I可知，电压表V1示数与电流表A示数比值为R1的阻值，因R1的阻值不变，则该比值不变；电压表V2示数与电流表A示数比值等于R2的阻值，而R2的阻值变小，则该比值变小，故BC错误。
故选：D。
例2：如图所示电路，电源电压恒定，R1=20Ω，R2=10Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电源电压为 V；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为 A；当S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为 A。
【解答】解：由电路图知，当S1闭合，S2、S3断开时，只有R2连入电路中，电流表测R2的电流，
由欧姆定律可得电源电压：U=U2=I2R2=0.6A×10Ω=6V；
由电路图知，当S2闭合，S1、S3断开时，R1与R2串联，电流表测电路的电流，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总斗地主：R=R1+R2=20Ω+10Ω=30Ω，
则电流表示数：I=U/I=6V/30Ω=0.2A；
由电路图知，当S1、S3闭合，S2断开时，R1与R2并联，电流表测干路电流，
并联电路各支路两端电压相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，
根据欧姆定律可得电流表的示数：I′=I1+I2=U/R1+I2=6V/20Ω+0.6A=0.9A。
故答案为：6；0.2；0.9。
例3：现有下列器材，学生电源（电压恒为6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各1个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材“探究电流与电阻的关系”，实验电路图如图甲所示。
（1）请按图甲连接乙图中的实物图；
（2）连接电路时，开关S应该 （选填“断开”或“闭合”）；
（3）该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还 ；
（4）实验中依次接入三个定值电阻，正确操作后，记下电流表的示数。得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论 ；
（5）上述实验中，小明用10Ω的电阻做完实验后，接着把R换成5Ω的电阻接入电路，闭合开关S，应
向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V
，读出电流表的示数。
【解答】解：
（1）由图甲可知，滑片向右移动，变阻器连入电路的电阻变大，所以连接变阻器左下角的接线柱，如图所示：
（2）连接电路时，为保护电路，开关应该断开。
（3）研究电流与电阻的关系时，需移动滑动变阻器来控制定值电阻的电压不变。
（4）实验中依次接入三个定值电阻，正确操作后，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图象知，电流与电阻之积为：U=IR=0.4A×5Ω=2V，为一定值，故可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（5）研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成5Ω的电阻，电阻减小，其分得的电压减小；要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减小滑动变阻器分得的电压，由串联分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V。
故答案为：（1）见解析；（2）断开；（3）控制导体两端电压一定；（4）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）左；2。
同步练习：
1．实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。选择的实验器材有：电源电压恒为3V、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器（规格为“20Ω 2A”）。实验过程中，若保持电压表示数为2V不变，则下列说法中正确的是（　　）
A．电路连接时应将滑动变阻器的滑片置于最左端
B．连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表均没有示数，则故障可能是电阻箱断路
C．电阻箱阻值由5Ω调为10Ω时，电压表示数会变大，要继续探究，应该将滑片P向左移
D．若保持电压表示数为2V不变，要完成实验，则电阻箱阻值的最大值为40Ω
2．在“探究电流与电压的关系”的实验中，小军分别画出了电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．当R1与R2两端的电压为0时，它们的电阻也为0
B．用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C．在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D．R1与R2的阻值之比为2：1
3．在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中。某同学连接的电路如图所示，电源电压保持6V不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如表。下列说法正确的是（　　）
序号 1 2 3 4
U/V 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.21 0.30 0.40 0.49
A．该实验滑动变阻器的最大阻值不能小于19Ω
B．序号1和4的实验数据是错误的
C．序号3的实验中，滑动变阻器与待测电阻的阻值之比是2：1
D．从序号1到4的实验操作过程中，滑动变阻器的滑片是从右往左滑
4．对于欧姆定律，理解正确的是（　　）
A．从R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
B．从U＝IR可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大
C．从R＝可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D．从I＝可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
5．一个阻为1Ω的电阻与一个阻值为1000Ω的电阻串联，其总电阻为（　　）
A．大于1000Ω B．大于1Ω且小于1000Ω
C．小于1Ω D．无法确定
6．如图所示，甲、乙、丙三个电路电源电压U相等，电路总电阻分别为R1、R2和R3。已知每个定值电阻的阻值均为5Ω，则下列关系正确的是（　　）
A．R1＞R2 B．R1＞R3 C．R3＜R2 D．R1＞R2＞R3
7．如图所示，已知电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑片P由图示位置向上滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电流表A1的示数变小 B．电流表A2的示数变大
C．电压表的示数变大 D．灯泡L的亮度变暗
8．如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数与电流表的示数的比值将变大
C．电流表的示数变化范围为0.2A～0.6A
D．电压表的示数变化范围为1V～6V
9．小伟和小刚很喜欢做电学实验，利用课间时间他们连接了如图所示电路图，可是闭合开关后一灯亮一灯不亮，电压表没有示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片还是一灯亮一灯不亮，电流表示数发生变化，但电压表依然没有示数，若故障只发生在某一处，你帮他们分析可能是（　　）
A．灯泡L1发生了短路 B．灯泡L2发生了短路
C．灯泡L1的灯丝断路了 D．灯泡L2的灯丝断路了
10．如甲图所示的电路中，闭合开关后，L1、L2正常发光。将手中的两个导线夹接在灯泡L1两端；如乙图所示，是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后，发现小灯泡L1不发光，但小灯泡L2正常发光，且电压表有示数。下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，L1被短接，只有L2发光
B．甲图中，L1和L2两端的电压之和等于3V
C．乙图中，要测量L1两端的电压，可以直接将导线②的上端改接到a接线柱
D．乙图中，小灯泡L1不发光不可能是小灯泡L1断路
11．如图所示是项目学习小组设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器R2的滑片P上下移动，电源电压保持不变，R1是定值电阻。闭合开关后，下列有关分析正确的是（　　）
①水流速变大时，滑动变阻器的阻值R2变小
②水流速变小时，电压表的示数变小
③水流速变大时，电压表与电流表示数的比值不变
④水流速变小时，电路消耗的总电流变大
A．①② B．②④ C．③④ D．①③
12．如图甲所示，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则下列说法错误的是（　　）
A．电源电压是6V
B．图中a点应标的电压值是5V
C．R1的阻值是8Ω
D．R0的阻值是4Ω
13．如图所示电路，闭合开关S后，若甲、乙两表是电压表，示数之比是5：4，若将甲、乙两表都替换为电流表，并断开开关S，则甲、乙两表的示数之比为（　　）
A．1：5 B．1：1 C．5：4 D．4：5
14．如图所示是小灯泡L和定值电阻R的U﹣I图象，下列说法正确的是（　　）
A．将L和R串联在电源电压为6V的电路中，则此时L的电阻为10Ω
B．将L和R串联在某电路中，若此时电流为0.7A，则电源电压为12V
C．将L和R并联在电源电压为5V的电路中，则此时干路电流为0.7A
D．将L和R并联在电源电压为2V的电路中，则此时R的电阻为5Ω
15．如图甲所示的电路中，小灯泡L标有“6V？A”字样，当只闭合开关S1时，将滑动变阻器滑片P从最右端向左滑动至灯泡正常发光的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1﹣I图象（如图乙）。已知定值电阻R0＝10Ω，则下列说法错误的是（　　）
A．小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
B．电源电压为6V
C．小灯泡两端的电压为1V时，流经小灯泡的电流为0.1A
D．当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，电流表示数为1.08A
16．秦小涛根据两个定值电阻R1、R2的电压和电流规律分别画出了如图所示的U—I
图象。从图中可求得R1阻值为 　 　Ω。若将R2接在10伏电源上，通过它的电流为 　 　A；若将R1和R2串联接在电路中，则加在它们两端的电压之比U1：U2＝　 　，若将R1和R2并联接在电路中，则通过它们的电流之比I1：I2＝　 　。
17．如图甲，R0是定值电阻，RP是滑动变阻器。闭合开关S，RP的滑片在两端自由调节时灯泡L处于安全状态。某实验小组将滑片从一端移到另一端时记录了两电压表的示数和电流表示数的变化图像如图乙中的a、b所示，根据图像可以判断图线 　 　（选填“a”或“b”）对应电压表V1的变化情况。同时利用图像可求得R0＝　 　Ω，RP的最大阻值为 　 　Ω。
18．小刚按照如图所示电路进行实验，闭合开关S后发现小灯泡L不发光。他猜测电路中某处可能发生断路故障，于是用一只电压表查找故障的位置，测查记录如下表所示。若电路中只有一处发生断路故障，则断路的位置在 　 　（选填“a、b”“b、c”“c、d”或“d、e”）之间。
电压表接入点 a、b a、c a、d a、e
电压表示数U/V 0 6 6 6
19．两个分别标有“20Ω 1A”和“5Ω 2A”的定值电阻，在保证元器件安全的前提下，若串联后接入电路，电路中允许通过的最大电流为 　 　A，它们两端允许加的最大电压为 　 　V。
20．在如图所示的电路中，电源电压6V，R1＝12Ω。电压表量程为0﹣15V，电流表A量程为0﹣3A、A1量程为0﹣0.6A，闭合开关S，电流表A1的示数为 　 　A。当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表A的示数将 　 　。电流表A的示数最大为3A，此时变阻器R2连入电路的阻值为 　 　Ω。
21．为探究“电流与电阻的关系”，三个兴趣小组都设计并连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为4.5V恒定不变，电压表选用的0～3V的量程，电流表选用的0～0.6A的量程，定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω五个。
电阻R/Ω 5 10 25
电流I/A 0.45 0.3 0.15
（1）第一小组同学在合作完成实验后，根据记录的数据画出了如图乙的图像，由此可以得到结论 　 　。
（2）第二小组在选择滑动变阻器时发现有“10Ω，1A”，“20Ω，0.5A”，“20Ω，1A”三种，在他们选择困难时，第一组的同学认为若要5个定值电阻都能完成实验，只能选择标有 　 　的滑动变阻器。
（3）第三小组在实验过程中记录的数据如丙，还准备继续做，第一小组的同学看到数据就要他们停下实验，认为他们实验过程有误导致数据不对，但第三组坚持认为他们数据记录得很认真，没有问题。你赞成哪组说法，并说出理由：　 　。
22．小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器R'的规格是“50Ω 1A”，阻值为10Ω的电阻一个，满足测量需求的电流表、电压表各一个。
实验 次序 1 2 3 4
U/V 5.0 6.0 7.0 8.0
I/A 0.61 0.70 0.79
（1）小明根据图甲所示的电路图连接好电路后，闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路中存在的故障可能是 　 　；
（2）排除故障后，闭合开关S，通过调节滑动变阻器滑片P，测出电阻两端施加不同电压时对应电流值，并记录（如表所示）。第1次实验时电流表的读数如图乙所示，则此时通过电阻的电流为　 　A。分析这些数据，可以得出结论：在电阻一定的情况下，过导体的电流和导体两端的电压成 　 　。
（3）若将定值电阻换成小灯泡来完成上述实验，你认为此实验方案可行吗？　 　，你的理由是 　 　。
23．如图所示的电路，电源电压为9V不变，定值电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S、S1时，电流表的示数为1.2A，求：
（1）闭合开关S，断开S1，电流表的示数为多少？
（2）定值电阻R2的阻值。
24．如图所示，电源电压为12V，R1、R2为定值电阻，R2＝20Ω，R3为滑动变阻器，其铭牌上标有？Ω 2A”字样。将滑动变阻器R3的滑片调至最左端，当只闭合开关S3时，电流表A的示数为0.4A；保持滑片位置不变，当只闭合开关S1时，电压表V1的示数为3V。求：
（1）滑动变阻器R3的最大阻值；
（2）R1的阻值；
（3）电压表V1接入电路的量程为0～3V，电压表V2接入电路的量程为0～15V，电流表A所选量程为0～3A，电流表A1所选量程为0～0.6A。通过改变电路的连接情况，在保障各电路元件安全的情况下电流表A的最大示数和最小示数之比。
14.2探究欧姆定律同步练习答案
1．D。2．C。3．A。4．D。5．A。6．A。7．A。8．D。9．A。10．D。11．B。12．D。13．A。14．B。15．C。
16．10；2；2：1；1：2。
17．b；10；76。
18．b、c。
19．1；25。
20．0.5；变大；2.4。
21．（1）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（2）20Ω，1A；（3）第一小组的说法正确，因为由第三小组的记录数据可以发现电流与对应的电阻的乘积不是定值，说明第三小组在更换不同的定值电阻后，没有调节滑动变阻器从而使定值电阻两端的电压发生改变。
22．（1）被测电阻断路；（2）0.5A；正比；（3）不可行；灯丝的电阻随温度的变化而变化。
23．（1）闭合开关S，断开S1，电流表的示数为0.9A；
（2）定值电阻R2的阻值为30Ω。
24．（1）滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω；
（2）R1的阻值为10Ω；
（3）在保障各电路元件安全的情况下电流表A的最大示数和最小示数之比为26：3。

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