1、专题15 电流与电压和电阻的关系 欧姆定律 综合滚动训练一选择题（共12小题）1小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。实验过程中，当A、B两点间的电阻由5更换为10后，为了完成探究，他应该采取的措施是（）A将变阻器滑片适当向右移动B保持变阻器滑片不动C将变阻器滑片适当向左移动D适当增加电池的节数【解析】ABC、当A、B两点间的电阻由5更换为10后，电路中的总电阻变大，由I可知，电路中的电流变小，由UIR可知，滑片不动时，变阻器两端电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，定值电阻两端的电压变大，因探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时，应控制电阻两端电压不变，所以，应调节
2、滑动变阻器的滑片增大接入电路中的电阻，减小电路中的电流，即将变阻器滑片适当向右移动，故A正确，BC错误；D、在电池节数不变、A、B两点间的电阻由5更换为10时，电压表的示数已经增大了，若适当的加电池的节数，滑片不动时，增加电池的节数，会使电阻两端的电压更大，故D错误。故选：A。2如图所示为探究“电流与电阻关系”的实验电路图，每次实验必须保持大小不变的是（）A电压表的示数B电流表的示数C定值电阻的阻值D滑动变阻器的阻值【解析】探究“电流与电阻关系”要控制电阻的电压不变，当换上不同的定值电阻后，电压表示数发生变化，通过移动变阻器的滑片控制电压表示数不变；由欧姆定律I，每次通过定值电阻的电流不同，即
3、电流表的示数不同；故只有A正确。故选：A。3小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时，根据测量数据绘制出如图所示的IU图象。下列判断正确的是（）A通过R1的电流与它两端所加电压不成正比B通过R2的电流与它两端所加电压成正比C将它们串联接到同一电路中时，通过R1的电流较大D将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中，通过干路的电流是0.45A【解析】A电阻R1的函数图象是一条过原点向上的直线，所以通过的电流跟它两端所加电压成正比，故A错误；B电阻R2的函数图象像是一条弯曲的曲线，所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比，故B错误；C若将它们串联接入到同一电路中，因串联电路中电流处处相等，所以
4、通过R1和R2电流相同，故C错误；D将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以它们两端的电压均为1.5V，由图象可知，通过R1的电流I10.3A，通过R2的电流I20.15A，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II1+I20.3A+0.15A0.45A，故D正确。故选：D。4在“探究电流与电压的关系”实验中，用定值电阻进行实验，得出了电流与电压的关系，图中IU图象正确的是（）ABCD【解析】用定值电阻进行实验，电阻不变，故电流与电压成正比，所以电流随电压的变化关系图象为过原点的直线，只有B正确。故选：B。5如图所示是研究电流与电压、
5、电阻的关系的电路图。实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行，在“保持电阻不变”这一步实验时应（）A保持R2滑片的位置不动B保持R2两端的电压不变C保持R1不变，调节R2的滑片到不同的适当位置D保持电路中电流不变【解析】研究电流跟电压的关系时，保持电阻不变，通过移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻的电压和电流，讨论电流跟电压的关系，所以ABD错误，C正确。故选：C。6如图所示是甲、乙两电阻中的电流与其两端电压的关系的图象，根据图象分析，下列说法中正确的是（）A甲的电阻小于乙的电阻B当通过甲、乙的电流相等时，加在甲两端的电压较大C当甲、乙两端加上相同的电压时，通过乙的电流大D通过甲的电流跟
6、加在它两端的电压成反比【解析】A、由R可知，当甲乙两端所加电压相等时，通过甲的电流较大，因此甲的电阻小于乙的电阻，故A正确；B、根据图象可知，当通过甲、乙的电流相等时，加在乙两端的电压较大，故B错误；C、根据图象可知，当分别在甲、乙两端加上相同的电压时，通过甲的电流较大，故C错误；D、根据图象可知，甲图象为正比例函数，因此通过甲的电流跟加在它两端的电压成正比，故D错误。故选：A。7如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S、S1后，再断开S1时（）A灯L的亮度变暗B电压表V的示数变小C电流表A1的示数变大D电流表A的示数变小【解析】由电路图可知，开关S、S1闭合时，灯泡与定值电阻R并联，电流表
7、A测干路电流，电流表A1被短路无示数，电压表测电源两端的电压；再断开S1时，灯泡与定值电阻仍并联，电流表A、A1均测干路电流，电压表测电源两端的电压，由电源电压保持不变可知，电路中的总电流不变，则电压表V和电流表A的示数均不变，故BD错误；由灯泡两端的电压不变可知，灯泡的实际功率不变，则灯泡的亮暗不变，故A错误；因电流表A1从无示数变为有示数可知，电流表A1的示数变大，故C正确。故选：C。8如图中，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻，电源电压是6V且保持不变，当滑动变阻器的滑片P由a向b端滑动时，以下说法正确的是（）A电流表示数变大，电压表示数变大B电流表示数不变，电压表示数不变C电流表示数变小
8、，电压表示数变小D电流表示数不变，电压表示数变小【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑片P右侧电阻丝和R2两端的电压之和，电流表测电路中的电流，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，滑片移动时接入电路中的电阻不变，电路的总电阻不变，由I可知，电路中的电流不变，即电流表的示数不变，故AC错误；当滑动变阻器的滑片P由a向b端滑动时，滑片P右侧电阻丝的阻值变小，则滑片P右侧电阻丝和R2的阻值之和变小，由UIR可知，滑片P右侧电阻丝和R2两端的电压之和变小，即电压表的示数变小，故B错误、D正确。故选：D。9如图，某物理实验小组自己设计了一款电子量角器，测量范围：0至180，AB为均匀
9、半圆弧形电阻，O点为其圆心，OP为金属滑片，可绕O点转动。AO间连接的角度显示器实质为电压表改装而成，可用来显示角AOP的大小。下列有关说法正确的是（）当滑片P沿顺时针方向转动时，电压表示数会变小当滑片P沿顺时针方向转动时，电路中的电流大小不会改变改装后角度显示器的刻度是均匀的图中电压表可用电流表替换A只有B只有C只有D只有【解析】由电路图可知，电路为AB均匀半圆弧形电阻的简单电路，电压表测AP弧部分电阻两端的电压，（1）因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，滑片P移动时，电路中的总电阻不变，由I可知，当滑片P沿顺时针方向转动时，电路中的电流大小不会改变，故正确；（2）因滑片P沿顺时针
10、方向转动时，AP弧部分电阻变大，由UIR可知，电压表示数会变大，故错误；（3）因电路中的电流不变，且AB为均匀半圆弧形电阻，所以，AP部分电阻与对应的弧长（圆心角）成正比，由UIR可知，电压表的示数与圆心角成正比，故改装后角度显示器的刻度是均匀的，故正确；（4）图中电压表若用电流表替换，当滑片顺时针转动时，电路中的电流越来越大，容易造成电流过大，烧坏电源和电流表，故错误。由分析可知，错误，正确。故选：D。10如图所示，开关闭合后，电压表V1的示数为2V，电压表V2的示数为5V，则R1：R2等于（）A2：5B5：2C3：2D2：3【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端电压，电
11、压表V2测电源电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两电阻两端的电压之比：，因串联电路中各处的电流相等，所以，由I可得，两电阻的阻值之比：。故选：D.11如图是某简易煤气检测电路，其中Q为气敏元件，其阻值随煤气浓度的升高而减小。若输出信号的仪表选用电压表或电流表，闭合开关S，当煤气浓度升高时，要求仪表的示数增大，则（）A选用电压表接在a、b之间B选用电压表接在b、c之间C选用电流表接在b、c之间D选用电流表接在a、c之间【解析】由图示知，若在ab或bc间连接电流表，则电路中的电阻R或气敏元件Q会被短路，所以仪表应选用电压表。由题意可知，当煤气浓度升高时，气敏元件Q的阻值减小，电路的总
12、电阻变小，由I可知，电路中的电流增大，电阻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，气敏电阻Q两端的电压减小，按要求，仪表的示数增大，说明电压表接在a、b间，故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。12下列各图是实验中有关物理量间的相互关系，其中说法正确的是（）A甲图是实验中测得通过白炽灯的电流I及两端的电压U的关系图B乙图是实验中测得液体体积V和液体与烧杯总质量m的关系图，该液体密度是3g/cm3C丙图是实验室探究物体所受的重力G与质量m之间的关系图D丁图是实验时用水平拉力拉动木块时，弹簧测力计示数F与木块所受摩擦力f关系图【解析】A、电灯的灯丝电阻随温度的升高而增大；故
13、随着电压的增大，灯泡温度升高，灯丝的阻值将增大，其电流与电压不成正比，其图象不是过原点的直线，故A错误；B、读图可知，当液体的体积为0时（即没有液体），总质量不为0，所以乙图是实验中测得液体体积V和液体与烧杯总质量m的关系图，当液体的体积V120cm3时，总质量m总160g，当液体的体积V260cm3时，总质量m总2100g，液体的质量mm总2m总1100g60g40g，液体的体积VV2V160cm320cm340cm3，则该液体密度是g/cm3，故B错误；C、因为重力与质量成正比，所以重力G与质量m的关系图象是一条过原点的倾斜直线，故C错误；D、滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，用水平
14、拉力拉动木块时，弹簧测力计示数F变化，木块所受摩擦力f不变，故图象为与横轴平行的直线，故D正确。故选：D。二填空题（共5小题）13实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中，电阻箱阻值由5调为9，电压表示数会变大，要继续探究，应该将滑片P向右移。【解析】（1）电路中，电阻箱与变阻器串联，电压表测电阻的电压，实验过程中，电阻箱阻值由5调为9，由分压原理，电压表示数会大；（2）探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应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增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数不
15、变。故答案为：变大；右。14在探究“电流与电压和电阻的关系”时，采用的科学方法是 。探究电流与电压的关系时，保持 不变，改变电压；探究电流与电阻的关系时，保持 不变，改变电阻。【解析】在探究“电流与电压和电阻的关系”时，采用的科学方法是控制变量法；探究电流与电压的关系时，保持电阻不变，改变电压，记录电流随电压的变化关系；探究电流与电阻的关系时，保持电压不变，改变电阻，记录电流随电阻的变化关系。故答案为：控制变量法；电阻；电压。15小娟在探究“电阻中的电流跟两端电压的关系”时，将记录整理的实验数据绘制成图所示IU关系图象。由图可知甲、乙两电阻的大小关系为R甲 R乙（“大于”或“小于”）；当甲、乙
16、两电阻并联在电压为3V的电路中时，干路的电流为 A，此时电路的总电阻是 。【解析】（1）由图知，甲乙的电流随电压的变化关系为过原点的直线，故甲乙均为定值电阻，当甲乙电压都为3V时，通过甲的电流为0.3A，乙的电流为0.6A，根据欧姆定律R，R甲大于R乙；（2）当甲、乙两电阻并联在电压为3V的电路中时，由并联电路电压的规律，甲乙两端的电压都为3V，甲的电流是0.3A，乙的电流是0.6A，根据并联电路干路电流等于各支路的电流之和，干路电流是：II1+I20.3A+0.6A0.9A；由欧姆定律，此时电路的总电阻是：R3.3。故答案为：大于；0.9；3.3。16如图电路中，R112，R26，当开关S闭
17、合时，电流表A1、A2的示数比是 ，R1和R2两端的电压之比是 .【解析】由电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R2支路的电流，电流表A2测干路电流；因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1和R2两端的电压之比是1：1；所以，通过两支路的电流分别为：I1，I2，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：II1+I2+，则电流表A1与A2示数之比：IA1：IA2：2：3。故答案为：2：3；1：1。17如图所示电路，电源电压不变。当闭合开关S、S1，两灯正常发光，再将S1断开，则电流表示数 ，电压表示数 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）【解析】当闭合开关S、S1，两灯正常发
18、光，该电路为并联电路，电流表测量干路中的电流，电流表示数等于通过两个灯泡的电流之和；电压表测量的是电源的电压；再将S1断开，电路中只有灯泡L2接入电路中，电流表测量电路中的电流；电压表测量的是电源的电压，由于电源电压不变，所以电压表示数不变；S1断开，由于各支路互不影响，则通过灯泡L2的电流不变，所以电流表示数减小。故答案为：减小；不变。三实验探究题（共1小题）18如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：电源（3V）、电流表（00.6A）、电压表（03V），定值电阻R15、R210、R320，滑动变阻器（40 2A）、开关、导线若干。（1）探究电流与电压关
19、系：探究电流与电压的关系时，要保持 不变，采用的科学方法是 。小明在实验中进行多组数据测量的目的是什么？ 小明选用5和10的两只电阻分别进行实验后，由实验数据画出的图象如图乙所示，其中M图象对应的是哪只电阻？ 由M图象得到的实验结论是什么？ （2）探究电流与电阻的关系：小明在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U，当AB间的电阻R由5换成10时，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“a”或“b”）移动，才能使电压表示数变为U。当AB间换接20的电阻时，小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法达到U请你告诉他，为完成实验，U的取值范围是 。【解析】（1）探究电流与电压关系：探究电
20、流与电压的关系时，要保持电阻不变，采用的科学方法是控制变量法；小明在实验中进行多组数据测量的目的是得出普遍性的结论；小明选用5和10的两只电阻分别进行实验后，由图乙作图如下所示：由图可知，当电压相等时，M对应的电流大，由欧姆定律，R，M图象对应的电阻小，故M图象对应的是5；由M图线为过原点的直线，故由M图象得到的实验结论是：电阻一定时，电流与电压成正比；（2）探究电流与电阻的关系：根据串联分压原理可知，将定值电阻由5改接成10的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应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增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应
21、增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向b端移动，才能使电压表示数变为U；由串联电路电压的规律和分压原理有：，方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大，此时电压表的示数最小，即，U1V，即控制的最小电压为1V，最大电压为3V，U的取值范围是1V3V。故答案为：（1）电阻；控制变量法；得出普遍性的结论；5；电阻一定时，电流与电压成正比；（2）b；1V3V。四计算题（共3小题）19如图所示，R16，当S1闭合S2断开时，电流表的示数为1A，当S1S2都闭合时，电流表的示数为1.2A，求（1）电源电压；（2）R2的阻值。【解析】（1）当S1闭合、S2断开时
22、，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由I可得，电源的电压：UI1R11A66V；（2）当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电流表测干路电流，此时电路的总电阻：R5，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，+，即+，解得：R230。答：（1）电源电压为6V；（2）R2的阻值为30。20如图所示电路，电源电压不变，R1和定值电阻R0并联，电流表示数为0.50A；用阻值为30的电阻R2替换R1，电流表示数变为0.30A（定值电阻R1两端加4.5V电压时，通过的电流为0.45A），求：（1）定值电阻R1的阻值？（2）电源电压大小？定值电阻R0的阻值？【解析】（1）根据I可得：定
23、值电阻R1的阻值：R110；（2）根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知：R1和定值电阻R0并联时，+I，即：+0.50AR2和定值电阻R0并联时，+I，即：+0.30A联立两式解得U3V，R015。答：（1）定值电阻R1的阻值为10；（2）电源电压大小为3V，定值电阻R0的阻值为15。21如图甲是某兴趣小组设计的身高测量仪电路，其中电阻R的阻值恒为100，电源电压为3V，变阻器最大阻值为100，用电压表显示身体的高矮。如图乙表示的是变阻器的阻值随身高变化的关系。（1）分析计算：身高160cm的同学站在身高测量仪上电压表的示数。（2）如果用电流表示数来显示身体的高矮，试分析电流表示数的变化是否跟
24、身高的变化成正比？【解析】（1）由图乙可知，变阻器R与身高h是一次函数关系，则R变ah+b，当h0时，R变100，则有：100a0+b，所以，b100，当h200cm时，R变0，则有：0a200cm+100，所以，a0.5/cm，则R变0.5/cmh+100，当身高160cm的同学站在身高测量仪上，变阻器连入电路的阻值：R变0.5/cm160cm+10020，由图甲知，R与变阻器串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中电流：I0.025A，所以电压表示数：UVIR0.025A1002.5V；（2）电流表测电路中电流，I，由数学知识可知，电流表示数I
25、与身高h不成正比。答：（1）身高160cm的同学站在身高测量仪上电压表的示数为2.5V。（2）如果用电流表示数来显示身体的高矮，电流表示数的变化与身高的变化不成正比。五解答题（共2小题）22我们在实验室常用如图，测量待测电阻R的电阻值。小丽同学说：在电路中，电压表可以当成断路，电流表可以当成短路，根据欧姆定律得到R，正确读出两个表的读数，就可以精确测量出待测电阻R的电阻值。你认为这种说法是否正确？如果不正确，请判断测量值比真实值偏大还是偏小？通过学过的知识，解释偏大、偏小的原因。【解析】在理想的情况下，电压表可以当成断路，电流表可以当成短路，但实际上电压表的电阻不是无限大，电流也有电阻，就此电
26、路而言，假如电压表的电阻不是很大，则电阻值的测量结果将偏小；原因是：电压表测电阻两端的电压U，由于电压表分流，电流表测量的定值电阻和通过电压表的电流，使得电流I偏大，由R知电阻测量值偏小，所以“根据欧姆定律得到R，正确读出两个表的读数，就可以精确测量出待测电阻R的电阻值”的说法错误。23如图所示是某同学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的滑片P上下移动，电源电压保持不变，闭合开关S，当水流速度v0时探头刚好处于图示位置静止，随着水流速度的改变，探头会上下浮动，电压表的示数也会发生相应的变化。试判断电压表示数随着水流变化的具体情况并解释原因。【解析】两电阻串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流：流体的压强跟流速有关，流速越大的位置（上表面流速大），压强越小，当水流速度增大时，下表面压强大于上表面压强，R2滑片上移，变阻器连入电路和阻值减小，由电阻的串联规律，电路的总电阻变小，由欧姆定律I，电路的电流变大，根据UIR，R1的电压变大，由串联电路电压的规律，电压表示数减小；同理，当水流速度减小时，上下表面的压强差减小，R2滑片下移，变阻器连入电路的阻值增大，由电阻的串联规律，电路的总电阻变大，由欧姆定律I，电路的电流变小，根据UIR，R1的电压变小，由串联电路电压的规律，电压表示数增大。答：如上所示。