题目内容

20.某同学想用一只“2V、5Ω”的小灯泡制作一个简易手电筒,采用电压为6V的蓄电池作电源.为了保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,该同学又从实验室里找到了一捆标有“1Ω/cm”的电阻线.该同学应如何利用这捆电阻线才能保证小灯泡正常发光(  )
A.应并联一段10cm长的电阻线B.应串联一段15cm长的电阻线
C.应并联一段15cm长的电阻线D.应串联一段10cm长的电阻线

分析 灯泡正常发光时的电压小于电源的电压,要使灯泡正常发光应串联一个电阻分压,根据串联电路的电压特点求出电阻两端的电压,根据欧姆定律表示出电路中的电流,利用串联电路的电流特点建立等式即可求出电阻的阻值,再根据“1Ω/cm”求出电阻线的长度.

解答 解:灯泡正常发光时的电压为2V,要使其接到6V的电源上正常发光,则应串联一个电阻分压,
串联电路中总电压等于各分电压之和,
电阻两端的电压UR=U-UL=6V-2V=4V,
串联电路中各处的电流相等,
根据欧姆定律可得:
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{R}}{R}$,即$\frac{2V}{5Ω}$=$\frac{4V}{R}$,
解得:R=10Ω,
电阻线的电阻“1Ω/cm”,
串联电阻线的长度:
L=$\frac{10Ω}{1Ω/cm}$=10cm.
故选D.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道串联分压、并联分流的特点.

练习册系列答案
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15.为了探究电流跟电压、电阻的关系,李光同学设计了图甲所示的电路.

(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中未连成完整的电路连接起来(导线不能交叉).
(2)拆接电路时,开关必须断开,连通电路前滑动变阻器滑片应处于最大阻值处.
(3)实验中当换用不同阻值的定值电阻后,应调节滑动变阻器的滑片,保持定值电阻两端电压不变.实验记录数据如表1所示,
表1:
次序123
电阻(Ω)51015
电流(A)0.60.30.2
表2:
次序123
电压(V)1.02.03.0
电流(A)0.10.20.3
根据表1数据可得出的结论是当电阻两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.(实验器材使用正确,量程选用合理).
(4)如果仍用图甲电路研究电流与电压的关系,在不调换定值电阻的情况下,调节滑片位置,读出其中三组电流表、电压表的示数,如表2中所示.由表2中的数据进行分析,可归纳出的结论是当电阻的阻值一定时,通过导体中的电流与它两端的电压成正比.
(5)以上两类实验中,多次测量的目的是使实验结论具有普遍性、可靠性,避免偶然性,得出普遍规律.
(6)历史上,德国物理学家欧姆最先通过类似实验与理论研究发现了电流与电压、电流之间规律,并总结出一个定律,其数学表达式为:I=$\frac{U}{R}$.根据定律,本实验在研究电流与电压关系时,所用定值电阻的阻值是10Ω,这也是“伏安法”测电阻的基本过程.

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