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课时训练(三十二)　欧姆定律　　　　　　 　　 　　　
基础过关
1.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图K32-1甲所示。电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度RH的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是 (　　)
图K32-1
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大 B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为50%时,电压表示数为2 V D.当电路中电流为0.2 A时,空气湿度为80%
2.(2024温州乐清二模)小明利用图K32-2甲所示电路研究“电流与电压的关系”,其中R为定值电阻,电源电压恒定不变。
图K32-2
(1)小明在连接完电路后,闭合开关时发现,电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,则可能的原因是　 。
(2)处理完故障后,闭合开关,移动滑动变阻器,多次测量获取实验数据,绘制成图乙中的曲线a,根据图像可以得出的结论为 　。
(3)小红利用相同的电路也进行了实验,依据实验数据绘制出的是图乙中的曲线b,小明认为小红把电压表接在了滑动变阻器两端,进行测量。请从图乙中找出小明判断的依据是　　　 　　。
3.(2019衢州)小科按照实验要求,设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400~600 Ω)的实验。器材:干电池两节(总电压为2~3 V),电压表(量程0~3 V和0~15 V)、电流表(量程0~0.6 A和0~3 A)、滑动变阻器(“500 Ω　0.5 A”)各一个,开关、导线若干。
图K32-3
(1)要求一:测算出Rx的阻值,且实验过程中不能拆接电路。小科设计的实验电路如图K32-3甲所示。请分析:
①小科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是 　。
②实验时,先将变阻器滑片P移到某一位置a处,读出电压表示数为U1,U1即为电源电压;再将变阻器滑片P移到另一位置b处,读出电压表示数为U2,则U1-U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是　 。
(2)要求二:增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取,且电路只能连接一次。小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了图乙电路。实验步骤如下:①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2 V;②断开开关S1,闭合开关S、S2,　 , 读取此时Y的阻值。Y的示数即为Rx的阻值。
4.(2022绍兴)在“探究电流与电阻的关系”实验中,为了使实验操作简便,小敏用电阻箱来代替不同的定值电阻,电阻箱能提供的阻值是0~9999 Ω之间的任意整数值。现提供的器材有:电源(恒为6 V)、滑动变阻器(“50 Ω　1 A”)、电压表(0~3 V)、电流表(0~0.6 A)、电阻箱、开关和若干导线。
(1)请完成如图K32-4所示的实物图的连接。(要求滑片在最右端时滑动变阻器接入电路的阻值最大)
图K32-4
(2)实验中滑动变阻器的作用是 　。
(3)实验开始时,调节电阻箱使其接入电路的阻值为5 Ω,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,此时电流表示数如图K32-5所示,则此时电压表示数为　　　V。
图K32-5
(4)小敏多次改变电阻箱的阻值,测得相应的电流值,并得出了实验结论。根据电表所选量程和设定的电压值,电阻箱可调节的范围为　　　　　　。
走进重高
5.(2023宁波模拟)如图K32-6甲所示,电源电压恒为6 V,滑动变阻器最大阻值为100 Ω,电路中电流在0.1~0.4 A之间时,电子元件均能正常工作,通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,则电子元件正常工作时 (　　)
图K32-6
A.通过电子元件的电流与其两端的电压成正比
B.滑动变阻器连入电路的阻值范围为5~40 Ω
C.当电流为0.1 A时,电子元件的阻值为10 Ω
D.当电流为0.4 A时,滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω
实验组别 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
6.(2019丽水)利用如图K32-7所示电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器的规格为“50 Ω　1 A”。依次将阻值为“5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
图K32-7
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5 Ω的电阻,改接10 Ω的电阻。继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是　　　　　　　。
(2)上述操作④中,判断滑片已处于适当位置的依据是　　　　　 。
(3)依据表中数据作出了如图K32-8所示图像,其中正确的是　　　　。
图K32-8
(4)要完成本次实验,电源最多只能将　　　节干电池串联。
7.(2022温州)某小组同学在进行“伏安法”测电阻的实验时,连接了如图K32-9甲所示的电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,多次测量并记录实验数据。小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c,发现电压表未调零。将电压表调零后,重做实验,第二次测量数据如图乙中的A、B、C所示。
图K32-9
(1)图丙是该小组在一次测量中的电流表指针位置,其示数为　　　　A。
(2)分析图乙中的第二次实验测量数据,待测电阻阻值是　　　　Ω。(结果保留一位小数)
(3)小组同学讨论发现,利用第一次的测量数据,能求出第一次实验中电压表接入电路前指针所指的刻度值,也能求出被测电阻的阻值。分析图乙,写出第一次实验时电压表接入电路前指针所指的刻度值,并说明理由。
8.(2020温州)在研究“电流与电压的关系”时,小明连接了如图K32-10甲所示电路,电源电压U为3 V。
图K32-10
(1)闭合开关后,小明发现电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是　 。
(2)改正错误操作后,小明分别将阻值为5 Ω、10 Ω和20 Ω的定值电阻接入电路,测得电阻R0的电压U0和电流I0数据,如表一所示。小明想进一步研究“电阻R0的电流变化量ΔI0与电压变化量ΔU0的关系”,根据数据计算出部分电压变化量ΔU0和相应的电流变化量ΔI0,如表二所示,则表二中a的值为　　　　　　　。
表一
组别 第1组 第2组 第3组
R0/Ω 5 10 20
U0/V 1.0 2.2 2.5 1.2 1.8 2.4 1.6 2.4 2.8
I0/A 0.20 0.44 0.50 0.12 0.18 0.24 0.08 0.12 0.14
表二
组别 ΔU0/V ΔI0/A
第1组 1.5 a
第2组 0.6 0.06
第3组 0.8 0.04
(3)小明发现,滑动变阻器的电压变化量ΔUR与电流变化量ΔIR的比值,总是等于定值电阻R0的阻值,请结合上表数据和所学电学知识解释此规律。
【参考答案】
1.D　[解析]由图乙知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小。由图甲知,定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,电路的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压越大,即电压表示数越大。由图乙知,当空气湿度为50%时,湿敏电阻R的阻值为20 Ω,则电路中电流:I===0.15 A,R0两端的电压:U0=IR0=0.15 A×20 Ω=3 V;当电路中电流为0.2 A时,此时电路总电阻:R总===30 Ω,湿敏电阻R的阻值:R'=R总-R0=30 Ω-20 Ω=10 Ω,由图乙知,此时空气的湿度为80%。
2.(1)AB间出现开路(合理即可)
(2)当导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
(3)在电流相同时,两条图线表示的电压之和都为3 V,符合串联电路的电压特点
3.(1)①被测电阻阻值范围为400~600 Ω,2节干电池的总电压最大为3 V,根据欧姆定律可估算出电路中最大电流为0.0075 A,小于电流表的分度值　②a点在最右端,b点在最左端
(2)调节Y的阻值,使电压表示数为2 V
4.(1)如图所示
(2)保护电路;通过改变接入电路的阻值,保持电压表的示数不变
(3)2　(4)4~25 Ω
5.B　[解析]由图乙可知,通过电子元件的电流与其两端电压的关系图像不是一条过原点的直线,所以通过电子元件的电流与其两端的电压不成正比。电流在0.1~0.4 A之间时,电子元件均能正常工作,当电路中电流最大为0.4 A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由图乙可知,电子元件两端的最大电压为4 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则滑动变阻器两端的最小电压U小=U-U电子=6 V-4 V=2 V,由I=可得,滑动变阻器接入电路最小阻值R小===5 Ω;当电路中电流最小为0.1 A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由图乙可知,电子元件两端的最小电压为2 V,则滑动变阻器两端的最大电压U大=U-U电子'=6 V-2 V=4 V,由I=可得,滑动变阻器接入电路的最大阻值R大===40 Ω,则滑动变阻器连入电路的阻值范围为5 ~40 Ω。当电流为0.1 A时,电子元件的电阻R电子===20 Ω。当电流为0.4 A时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R小=5 Ω。
6.(1)②①④③　(2)电压表示数为2 V
(3)AB　(4)4
7.(1)0.3　(2)4.9
(3)第一次实验时电压表接入电路前指针所指的刻度为0.4 V。理由:延长a、b、c三点连线,与纵坐标轴交于0.4 V刻线。(答案合理即可)
8.(1)电流表的正、负接线柱接反了
(2)0.30
(3)根据串联电路电压特点知,ΔUR=ΔU0,根据串联电路电流特点知,IR=I0,可得ΔIR= ΔI0,所以ΔUR与ΔIR的比值等于ΔU0与ΔI0的比值,据表二数据可知, ΔU0与ΔI0的比值等于R0的阻值,则ΔUR与ΔIR的比值等于R0的阻值。

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