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第29讲欧姆定律电路计算
一、选择题：本大题共15小题，共60分。
1.导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动，图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用，那么高度差表示的量是（）
A. 电流 B. 电阻 C. 电压 D. 电功
2.小文设计了一个能粗略测量水流速度大小的测速仪，如图所示，机翼状的探头始终浸没在水中，连杆会带动滑动变阻器的滑片上下移动，当水流的速度变大时，电表的示数也变大。下列选项图中符合要求的是（）
A. B.
C. D.
3.如图所示，电源电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.2 A；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.8 A。则电阻R1与R2的比值为 （ ）
A. 1:3 B. 3:1 C. 2:3 D. 3:2
4.如图所示电路中，电阻R1＝12 Ω，R2＝6 Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为3 V。则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为 （ ）
A. 1 V B. 2 V C. 3 V D. 4 V
5.如图，闭合开关，灯泡不亮。在闭合开关且不拆开导线的情况下，将M接电源“+”极，N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数前两次为零，第三次接近3 V。若故障只有一个，则可能是 （ ）
A. 电源没电 B. 开关断路 C. 灯泡断路 D. 灯泡短路
6.要测未知电阻 Rx的阻值，现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20 Ω的定值电阻 R0、未知电阻 Rx、开关、导线若干。小路同学设计了图甲所示电路图，并据图连接电路，闭合开关S，电流表A1和A2的示数分别如图乙和图丙所示，则 Rx的阻值为()
A. 5 Ω 　　 B. 10 Ω C. 15 Ω 　　 D. 20 Ω
7.如图所示，电源电压不变，同时闭合开关S、S1，待电路稳定后再断开S1，则 （ ）
A. 电流表的示数减小，电流表的示数不变，电压表的示数不变
B. 电流表的示数不变，电流表的示数增大，电压表的示数减小
C. 电流表的示数、电流表的示数、电压表的示数均不变
D. 电流表的示数、电流表的示数、电压表 的示数均增大
8.在探究串联电路电压特点时，某同学设计的电路如图所示。对于下列实验过程中出现的现象及分析正确的是（）
A. 开关闭合后，如果灯泡L2不亮、L1亮，一定是L2灯丝断了
B. 如果只有灯泡L1开路，则开关闭合后电压表示数一定为零
C. 如果只有灯泡L2开路，则开关闭合后电压表示数一定为零
D. 开关闭合后，如果电压表示数为零，灯泡L2一定不发光
9.如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻。在0～80℃的范围内，电压表的示数U随热敏电阻的温度t变化的关系如图乙所示。已知当温度t由10℃升高到30℃的过程中，热敏电阻Rt的阻值变化了20 Ω，则温度t由30℃升高到50℃的过程中，热敏电阻Rt的阻值变化情况是 （ ）
A. 阻值减小且阻值变化量小于20 Ω B. 阻值减小且阻值变化量大于20 Ω
C. 阻值增大且阻值变化量小于20 Ω D. 阻值增大且阻值变化量大于20 Ω
10.如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，将滑动变阻器的滑片由b端滑到a端，电压表V1、电压表V2、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI，则（ ）
A. 电流表A的示数变大，电压表V2的示数变大
B. 电流表A的示数变小，电压表V1的示数变小
C. ΔU1与ΔI的比值大于R的阻值
D. ΔU2与ΔI的比值等于R的阻值
11.如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝10 Ω，闭合开关S，滑动变阻器滑片P在最右端时，电流表的示数为0.25 A；把滑片P移到中点时，电流表的示数为0.4 A，则下列选项正确的是 （ ）
A. 滑片P在最右端时，通过R1、R2的电流之比为5:8
B. 滑片P在最右端时，R1、R2两端电压之比为3:1
C. 滑动变阻器的最大阻值为40 Ω
D. 电源电压为10 V
12.如图所示，这是“伏安法”测电阻的实验电路图，下列说法错误的是（）
A. “伏安法”测电阻的实验原理是欧姆定律
B. 滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变
C. 实验中多次测量的目的是减小误差
D. 该电路还可以探究电流与电压的关系
13.我市交通管理部门定期开展交通违法专项治理行动，如图甲是查处饮酒驾驶行为中使用的某酒精测试仪工作原理图，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为气敏电阻，其阻值随气体酒精浓度的变化情况如图乙所示，闭合开关S，下列说法正确的是 （ ）
A. 气敏电阻主要由超导体材料制成
B. 图甲中通过R1的电流保持不变
C. 检测气体的酒精浓度越大，R2阻值越大
D. 检测气体的酒精浓度越大，电压表示数越大
14.如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量减少时（）
A. R接入电路中的电阻减小 B. 电路的总功率增大
C. 电流表示数减小 D. R0两端电压增大
15.甲、乙两地相距30 km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知输电线的电阻与其长度成正比。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时，电流表的示数为0.2 A；乙地检修员后用相同的测量仪接入CD时，电流表的示数为0.3 A。则短路位置离甲地 （ ）
A. 18km B. 15km C. 12km D. 10km
二、填空题：本大题共6小题，共36分。
16.如图甲所示电路，闭合开关S1、S2，两个电流表指针偏转情况均如图乙所示。则通过灯泡L1的电流为 _A。此时L1、L2两端的电压分别为U1、U2。则U1︰U2＝ 。
17.如图所示为灯泡L和定值电阻R的I-U图像，若将L和R并联在电源电压为3V的电路中，干路电流为 A；若将其串联在电源电压为4V的电路中，L和R的阻值之比为 。
18.如图所示电路中，a、b、c分别是三只电表（电压表或电流表），R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，电源电压恒为6 V，闭合开关S。当电表a、b为电流表，c为电压表时，电表a的示数为________A；当电表a、b为电压表，c为电流表，电表b的示数为________V。
19.如图甲，移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大，R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图像如图乙所示，则电源电压为________V，R1的阻值为________Ω。
20.按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6V，R1为定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”的字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”。
完成下列问题：
（1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是____________________。
（2）若R1＝6Ω，为保证电路安全，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为________。
21.进取小组同学利用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5 Ω。
（1）该实验的原理是________________________。
（2）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：导线不交叉，滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表示数变大）。__（解答过程在下方作答区完成）
（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是________________________。
（4）排除故障后，调节滑动变阻器，若Rx两端所加电压如图丙所示，此时通过Rx的电流为0.6 A，则Rx的阻值为________。
（5）多次调节滑动变阻器，正确记录多组数据后，在坐标系中画出了待测电阻Rx的I-U图像，如图乙所示，你认为该图像不是一条过原点的直线的原因可能是________________________。
（6）小组成员提出利用如图丁的实验电路图也能够测出未知电阻Rx的阻值，你认为正确的电路有________。
三、实验探究题：本大题共2小题，共16分。
22.小明利用图甲电路研究“电流与电压的关系”，其中R为定值电阻，电源电压恒定不变。
（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，移动滑动变阻器发现电流表指针最大偏转如图乙所示。为了能更精确测量电流大小，小明接下来应该进行的操作是 。
（3）调整后移动滑动变阻器，多次测量获取实验数据，绘制成图丙中的曲线a，根据图像可以得出的结论为 。
（4）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丙中的曲线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。
请从图丙中找出小明判断的依据是 。
23.小舟和小嘉两位同学分别探究“电流和电阻的关系”。小舟的探究过程如下。
　　　　　　　　　
【实验步骤】
Ⅰ.根据设计的方案将阻值为5 Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，观察并记录相关数据；
Ⅱ.换用阻值为10 Ω、20 Ω的电阻，重复上述过程。
(1)请你用笔画线代替导线，将电压表接入图甲电路中。
(2)【得出结论】小舟对记录的数据进行处理，并绘制成图乙，据此得出的结论是____。
(3)【交流反思】小嘉用和小舟同样的器材进行实验却无法得出正确结论，其记录的数据如表，请你帮他分析原因： 。
次数 电阻/Ω 电流/A
1 5 0.30
2 10 0.20
3 20 0.12
四、分析计算题：本大题共3小题，共24分。
24.“长征二号”F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发射，搭载的“神舟十三号”载人飞船被成功送入太空。发射前，检验飞船舱体的气密性至关重要。某兴趣小组用密闭容器代替飞船舱体置于真空室中，设计了如图所示的电路，模拟检验飞船舱体的气密性。若密闭容器不漏气，则密闭容器与真空室中的气压不发生变化；若密闭容器漏气，则密闭容器中的气压减小，真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105 Pa，电源电压U＝12 V，定值电阻R0＝18 Ω；R1和R2是两个相同的压敏电阻，其阻值随环境气压的变化如表中所示。

环境气压/(×105 Pa) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
压敏电阻阻值/Ω 36 22 12 6 3 2
按要求回答下列问题：
（1）当开关S接a时，若电压表的示数为10.8 V，请通过计算判断密闭容器是否漏气。
（2）若密闭容器漏气，开关S接b时，电流表的示数为0.3 A，求此时真空室中的环境气压。
25.小明利用磁敏电阻为自行车设计了一个速度计，他将磁铁固定在自行车钢丝上，磁敏电阻固定在后车架上如图甲所示，工作电路如图乙所示，磁敏电阻在骑行过程中阻值变化如图丙所示。当R0两端电压升高到4.5V时电子计数器就能有效计数，R0两端电压降低时，电子计数器不计数。车轮每转动一圈装置计数一次。已知电源电压为6V恒定不变，电阻R0阻值为900Ω。

（1）该磁敏电阻工作原理是靠近或者远离磁铁时，随着磁场发生变化，________________会随之改变。
（2）当R0两端电压升高到4.5V时，电子计数器进行计数，此时磁敏电阻阻值为多大，请写出计算过程。
（3）图丙中A点和B点电子计数器的电压均为4.5V，请结合电学原理分析并确定计数器在哪个点开始有效计数。
26.为了防止酒驾事故的出现，酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为8V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω。使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器R1的滑片）对酒精测试仪进行调零，此时电压表的示数为6V。
（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为多少？
（2）电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的电阻值为多少？
（3）调零后，R1的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气后，若电流表的示数达到0.2A，表明驾驶员酒驾，此时电压表的示数为多少？
答案和解析
1.【答案】C
【解析】略
2.【答案】B
【解析】略
3.【答案】A
【解析】略
4.【答案】B
【解析】略
5.【答案】B
【解析】略
6.【答案】B
【解析】略
7.【答案】A
【解析】略
8.【答案】C
【解析】略
9.【答案】A
【解析】略
10.【答案】D
【解析】略
11.【答案】D
【解析】略
12.【答案】B
【解析】略
13.【答案】D
【解析】略
14.【答案】C
【解析】略
15.【答案】A
【解析】略
16.【答案】1.2
1︰1
【解析】略
17.【答案】0.6
1︰3
【解析】略
18.【答案】0.3 4
【解析】略
19.【答案】4 ；6
【解析】略
20.【答案】（1）R1断路 （2）4 Ω
【解析】略
21.【答案】（1） （2）如图 （3）电阻Rx断路 （4）4.2 Ω （5）数据测量有误差 （6）A、C
【解析】略
22.【答案】AB间出现断路（合理即可）
断开开关（将滑动变阻器接入电路的电阻移到最大处），将电流表“3”接线柱上的导线改接到“0.6”接线柱上，再闭合开关重新读数
当导体电阻不变时，导体的电流与两端的电压成正比
由图可知，在电流相同时，两条曲线的电压之和都为3V，符合串联电路电压的特点
【解析】略
23.【答案】(1)
(2)导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比
(3)_没有控制电阻两端的电压相同_
【解析】略
24.【答案】（1）由电路图可知，当开关S接a时，定值电阻R0与压敏电阻R2串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻R0两端的电压。此时电路中的电流为：
，电路中的总电阻为：，则压敏电阻R2此时的阻值为：R2＝R-R0＝20 Ω-18 Ω＝2 Ω，由表中数据可知，此时密闭容器中的环境气压为1.0×105 Pa，等于密闭容器中的正常环境气压，故密闭容器不漏气。 （2）由电路图可知，当开关S接b时，定值电阻R0与压敏电阻R1串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻R0两端的电压。此时电路中的总电阻为：，则压敏电阻R1此时的阻值为：R1＝R′-R0＝40 Ω-18 Ω＝22 Ω，由表中数据可知，此时真空室中的环境气压为0.2×105 Pa。
【解析】略
25.【答案】（1）磁敏电阻阻值
（2）。
U磁＝6V-4.5V＝1.5V，
。
（3）A点磁敏电阻阻值减少，工作电路中电流增大，R0两端电压增大到4.5V以上能完成有效计数。B点R0两端电压降低，所以不计数。
【解析】略
26.【答案】（1）当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω，此时电压表的示数为6V，由于串联电路中各处的电流相等，所以，根据欧姆定律可得，电流表的示数。
（2）串联电路中总电压等于各分电压之和，则此时R1两端的电压U1＝U-U2＝8V-6V＝2V。所以，滑动变阻器R1的电阻。
（3）调零后，R1的电阻保持不变，此时滑动变阻器R1两端的电压U′1＝I′R1＝0.2A×20Ω＝4V；此时电压表的示数U′2＝U-U′1＝8V-4V＝4V。
【解析】略
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