第十七章 欧姆定律
(考试时间:60分钟 满分:60分)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1.如图所示为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图线,将它们串联后接入电路中,关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系,正确的是( B )
A.I甲=I乙 U甲>U乙 B.I甲=I乙 U甲<U乙
C.I甲<I乙 U甲>U乙 D.I甲<I乙 U甲=U乙
定值电阻甲和乙串联接入电路,由于串联电路中电流处处相等,所以通过甲、乙两电阻的电流大小相等,故I甲=I乙;由定值电阻甲和乙电流与电压的关系图线可知,当甲和乙电流相等时,乙电阻两端的电压大于甲电阻两端的电压,故U甲<U乙。
2.下面是某同学“物理复习笔记”中的摘录,其中错误的是( C )
A.研究串、并联电路的电阻规律时,引入“总电阻”,是等效替代法
B.研究串、并联电路的电流特点进行多次实验的目的相同
C.“伏安法”测电阻和研究电流与电压的关系进行多次测量的目的相同
D.研究影响电阻大小的因素和研究电流与电压的关系都用了控制变量法
两个电阻共同作用产生的效果与一个电阻的作用相同,所以研究串、并联电路的电阻规律时,引入总电阻,是等效替代法;研究串、并联电路的电流特点的目的都是发现规律,避免结论的偶然性;“伏安法”测电阻进行多次测量的目的是取平均值减小误差,研究电流与电压的关系进行多次测量的目的是发现规律,避免结论的偶然性;研究影响电阻大小的因素和研究电流与电压的关系都用了控制变量法。
3.几位同学学习了欧姆定律后,根据I=,导出了R=。于是他们提出了以下几种看法,你认为正确的是( C )
A.导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B.导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D.导体两端不加电压时,导体的电阻为零
4.如图所示电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是( B )
A.1∶2 B.1∶3
C.2∶1 D.2∶3
5.在如图所示的电路中,闭合开关S后,灯泡L1不亮,L2亮,电压表无示数,其故障原因可能是( C )
L1断路 B.L2断路
C.L1短路 D.L2短路
6.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中,下列说法正确的是( D )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数不变,电流表示数变大
D.电压表示数不变,电流表示数变小
7.“地磅”可检测货车是否超载,其工作原理如图所示:电路接通后,货车质量越大,与电阻丝R接触的滑片P下滑距离越大,由电表改装的显示器的示数也越大。已知:串联电路中的电流,等于电源两端电压除以各电阻之和;电源电压恒定不变。下列判断正确的是( D )
A.“显示器”由电压表改装而成
B.车质量越大,R连入电路的电阻越大
C.单刀开关“3”应与“1”连接
D.车质量越大,R0两端电压就越大
图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故A错误;当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,则说明电阻变小,所以接线柱“2”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,电流表示数变大,故BC错误;若货车质量增大,变阻器电阻减小,根据串联电路的电压与电阻的正比关系,变阻器R分得的电压减小,则电阻R0两端电压增大,故D正确。
8.在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,定值电阻R=20 Ω。闭合开关S,当滑动变阻器R′的滑片P在中点c时,电流表示数为0.4 A,当移动滑片P至最右端时,电流表示数为0.3 A,则电源电压U与滑动变阻器R′的最大阻值分别为( C )
A.6 V 10 Ω B.6 V 20 Ω
C.12 V 20 Ω D.12 V 40 Ω
由电路图可知,当滑动变阻器R′的滑片P在中点c时,电阻R、R′组成一个串联电路,电路中的电流为0.4 A,有I=,即0.4 A=;当移动滑片P至最右端时,电阻R、R′组成串联电路,电路中的电流为0.3 A,有I′=,即0.3 A=;根据电源电压不变,所以0.4 A×(20 Ω+R′)=0.3 A×(20 Ω+R′),解得R′=20 Ω,所以电源电压U=I=0.4 A×=12 V。
9.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3 V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( C )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5 V不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1~5 Ω
D.将Rx从5 Ω换成10 Ω后,应将滑片P向左移
根据控制变量法,更换5个定值电阻Rx,即改变电阻的大小,故研究电流与电阻的关系,故A错误;由图中数据知,电阻两端的电压为U=IR=0.5 A×5 Ω=……0.1 A×25 Ω=2.5 V,实验中电压表的示数保持2.5 V不变,故B错误;由图乙知,电路的最大电流为0.5 A,由串联电路的规律及欧姆定律,此时变阻器连入电路的最小电阻:R小=-R1x=-5 Ω=1 Ω;电路的最小电流为0.1 A,由串联电路的规律及欧姆定律,此时变阻器连入电路的最大电阻:R大=-R4x=-25 Ω=5 Ω,故滑动变阻器阻值变化范围为1~5 Ω,故C正确;将Rx从5 Ω换成10 Ω后,电阻变大,根据分压原理,电压表示数变大,因要控制电阻的电压不变,故应增大变阻器分得的电压,应增大变阻器连入电路的电阻,应将滑片P向右移,故D错误。
10.小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:①只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U1;②闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U2;③用U1、U2和R0表示Rx;请选出最后一根导线的连接方式和Rx的表达式( C )
A.连接ac;Rx=
B.连接ad;Rx=
C.连接bc;Rx=
D.连接bd;Rx=
①连接bc,只闭合开关S1,两电阻串联接入电路,电压表测待测电阻两端的电压为U1;②闭合开关S1、S2,电路为只有待测电阻的简单电路,电压表测电源电压为U2;③串联电路总电压等于各部分电压之和,所以定值电阻两端的电压:U0=U2-U1,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流:I==,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值:Rx===。
二、非选择题(本大题共10小题,共40分)
11.(2分)一条镍铬合金线的两端加上4 V电压时,通过的电流是0.2 A,则它的电阻是 20 Ω ;若此合金线的两端增至8 V,它的电阻是 20 Ω。
12.(2分)一只灯泡灯丝的电阻为8 Ω,正常发光时,通过灯丝的电流是0.5 A,将灯泡接到电压为6 V电源上,为使灯泡正常发光,在电路中应 串 联一个 4 Ω的电阻。
灯泡正常发光时的电流为IL=0.5 A,灯泡正常发光时两端的电压是U=ILRL=0.5 A×8 Ω=4 V,当将灯泡接到电压为6 V电源上时容易被烧坏,所以可以采取串联分压的方式使灯泡正常发光。若灯泡在电源电压为6 V的电路中正常发光,电路中的电流I=IL=0.5 A,电路中的总电阻R总===12 Ω,故应串联电阻的阻值R=R总-RL=12 Ω-8 Ω=4 Ω。
13.(2分)如图是汽车油量表的工作原理图,其中的油量表是用电流表改装的,当油箱中的油面下降时,油量表的示数 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”);若油量表是用电压表改装,应与 R0 (选填“R0”或“R1”)并联,实现油量增多,油量表示数变大。
14.(2分)灯泡L和定值电阻R的I U图像如图所示,灯泡L正常发光时的电压为6 V,定值电阻R的阻值为 15 Ω;若两者串联接在电路中,通过灯泡L的电流为0.2 A,电路中的总电压为 4 V;若将两者并联在电路中,灯泡L正常发光时,干路的电流为 0.9 A。
15.(2分)当一个定值电阻两端的电压由8 V变为10 V时,通过电阻的电流增加了0.1 A,该电阻的阻值为 20 Ω;现有两个电阻R1、R2并联,通过它们的电流之比为I1∶I2=1∶3,则R1∶R2= 3∶1 。
16.(5分)小萍用图甲所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接实验电路。
(1)连接电路之前,应该先将开关 断开 ,连接完成实验电路,检查无误后将滑动变阻器滑片移到 A 端;
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮。小萍想:是不是电路中某处发生了断路?要检验实验电路是否发生断路最简单的操作是 移动滑动变阻器的滑片 ;
(3)小萍为了测灯泡电流,将导线a、b分别与标有“-”和“0.6”的接线柱相连时,电流表指针偏转情况如图乙,此时电流是从导线 a (选填“a”或“b”)流入电流表。小萍及时纠正错误,检查电路连接无误后,闭合开关,电流表指针如图丙所示,此时电流表的读数为 0.34 A。
17.(6分)测量小灯泡在不同电压下的电阻(小灯泡额定电压为1.5 V)。
乙
(1)图甲是小宇连接的部分电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整;
如图所示:
(2)连接电路时,开关要处于 断开 状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至最 左 (选填“左”或“右”)端;
(3)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数,数据如下:
测量次序 1 2 3 4 5
电压U/V 1.8 1.5 1.0 0.3
电流I/A 0.32 0.30 0.26 0.18
第4次测量中,对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 0.6 V,通过它的电流是 0.24 A;
(4)小灯泡正常发光时的电阻是 5 Ω;
18.(7分)小明利用图甲所示的电路探究电压一定时电流与电阻的关系。器材:电源电压6 V,阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω定值电阻各一个,滑动变阻器有两个,铭牌分别标有“20 Ω 1 A”和“50 Ω 2 A”字样,电压表和电流表各一个,导线若干;
(1)请将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片向右移动,电流表示数变大。
如图所示:
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过测量范围,则故障可能是定值电阻 断路 (选填“短路”或“断路”)。
(3)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,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,由图像可得出结论: 在电压一定时,电流和电阻成反比 ;
(4)在上述实验过程中,断开开关,拆下阻值为5 Ω的电阻,改换成阻值为10 Ω的电阻,闭合开关前忘记移动滑动变阻器滑片,在读取电流表示数之前,他应进行的操作是:向 左 (选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 2.5 V不变;
(5)为了完成整个实验,应该选择的滑动变阻器是 “50 Ω 2 A” (选填“20 Ω 1 A”或“50 Ω 2 A”);
(6)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,她的实验方案 不可行 (选填“可行”或“不可行”)。
19.(6分)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为3 V,电流表示数为0.3 A;断开S2后,电压表示数为2 V。求:
(1)电源电压;
(2)R1和R2的电阻值。
(1)由图可知,当闭合开关S1、S2时,只有R1接入电路中,电压表测它两端电压,即电源电压,所以电源电压U=3 V;
(2)由欧姆定律可得,R1的阻值R1===10 Ω,
当断开S2后,两电阻串联,电压表仍测R1两端电压,电流表测电路中电流,由串联电路电流特点和欧姆定律可得,R2的电流I2=I1===0.2 A,由串联电路的电压特点可得,R2两端的电压U2=U-U1=3 V-2 V=1 V,R2阻值R2===5 Ω。
20.(6分)如图甲所示是某电子秤的原理图,已知定值电阻R0=15 Ω,电源电压为9 V恒定不变,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示,托盘的质量忽略不计。(g取10 N/kg)
(1)该电子秤表是由 电压 表改装而成的。
(2)当托盘内物体的质量是15 kg时,通过电路的电流是多少?
(3)若R0两端的电压最大只能为3 V,则该电子秤的最大称量是多少?
(1)该电子秤表与R0并联,可推断是由电压表改装而成。
(2)G=mg=15 kg×10 N/kg=150 N,观察乙图可知此时压力传感器R的阻值为60 Ω。
电路中总电阻R总=R0+R=15 Ω+60 Ω=75 Ω,通过电路的电流I1===0.12 A。
(3)若R0两端的电压最大只能为3 V,此时电路中的电流I0===0.2 A,压力传感器R两端的电压U2=U-U0=9 V-3 V=6 V,压力传感器的阻值R2===30 Ω。观察乙图可知托盘所受压力F=200 N,该电子秤的最大称量m====20 kg。第十七章 欧姆定律
(考试时间:60分钟 满分:60分)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1.如图所示为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图线,将它们串联后接入电路中,关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系,正确的是( )
A.I甲=I乙 U甲>U乙 B.I甲=I乙 U甲<U乙
C.I甲<I乙 U甲>U乙 D.I甲<I乙 U甲=U乙
2.下面是某同学“物理复习笔记”中的摘录,其中错误的是( )
A.研究串、并联电路的电阻规律时,引入“总电阻”,是等效替代法
B.研究串、并联电路的电流特点进行多次实验的目的相同
C.“伏安法”测电阻和研究电流与电压的关系进行多次测量的目的相同
D.研究影响电阻大小的因素和研究电流与电压的关系都用了控制变量法
3.几位同学学习了欧姆定律后,根据I=,导出了R=。于是他们提出了以下几种看法,你认为正确的是( )
A.导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B.导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D.导体两端不加电压时,导体的电阻为零
4.如图所示电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是( )
A.1∶2 B.1∶3
C.2∶1 D.2∶3
5.在如图所示的电路中,闭合开关S后,灯泡L1不亮,L2亮,电压表无示数,其故障原因可能是( )
L1断路 B.L2断路
C.L1短路 D.L2短路
6.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数不变,电流表示数变大
D.电压表示数不变,电流表示数变小
7.“地磅”可检测货车是否超载,其工作原理如图所示:电路接通后,货车质量越大,与电阻丝R接触的滑片P下滑距离越大,由电表改装的显示器的示数也越大。已知:串联电路中的电流,等于电源两端电压除以各电阻之和;电源电压恒定不变。下列判断正确的是( )
A.“显示器”由电压表改装而成
B.车质量越大,R连入电路的电阻越大
C.单刀开关“3”应与“1”连接
D.车质量越大,R0两端电压就越大
8.在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,定值电阻R=20 Ω。闭合开关S,当滑动变阻器R′的滑片P在中点c时,电流表示数为0.4 A,当移动滑片P至最右端时,电流表示数为0.3 A,则电源电压U与滑动变阻器R′的最大阻值分别为( )
A.6 V 10 Ω B.6 V 20 Ω
C.12 V 20 Ω D.12 V 40 Ω
9.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3 V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5 V不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1~5 Ω
D.将Rx从5 Ω换成10 Ω后,应将滑片P向左移
10.小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:①只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U1;②闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U2;③用U1、U2和R0表示Rx;请选出最后一根导线的连接方式和Rx的表达式( )
A.连接ac;Rx=
B.连接ad;Rx=
C.连接bc;Rx=
D.连接bd;Rx=
二、非选择题(本大题共10小题,共40分)
11.(2分)一条镍铬合金线的两端加上4 V电压时,通过的电流是0.2 A,则它的电阻是 ;若此合金线的两端增至8 V,它的电阻是 Ω。
12.(2分)一只灯泡灯丝的电阻为8 Ω,正常发光时,通过灯丝的电流是0.5 A,将灯泡接到电压为6 V电源上,为使灯泡正常发光,在电路中应 联一个 Ω的电阻。
13.(2分)如图是汽车油量表的工作原理图,其中的油量表是用电流表改装的,当油箱中的油面下降时,油量表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);若油量表是用电压表改装,应与 (选填“R0”或“R1”)并联,实现油量增多,油量表示数变大。
14.(2分)灯泡L和定值电阻R的I U图像如图所示,灯泡L正常发光时的电压为6 V,定值电阻R的阻值为 Ω;若两者串联接在电路中,通过灯泡L的电流为0.2 A,电路中的总电压为 V;若将两者并联在电路中,灯泡L正常发光时,干路的电流为 A。
15.(2分)当一个定值电阻两端的电压由8 V变为10 V时,通过电阻的电流增加了0.1 A,该电阻的阻值为 Ω;现有两个电阻R1、R2并联,通过它们的电流之比为I1∶I2=1∶3,则R1∶R2= 。
16.(5分)小萍用图甲所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接实验电路。
(1)连接电路之前,应该先将开关 ,连接完成实验电路,检查无误后将滑动变阻器滑片移到 端;
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮。小萍想:是不是电路中某处发生了断路?要检验实验电路是否发生断路最简单的操作是 ;
(3)小萍为了测灯泡电流,将导线a、b分别与标有“-”和“0.6”的接线柱相连时,电流表指针偏转情况如图乙,此时电流是从导线 (选填“a”或“b”)流入电流表。小萍及时纠正错误,检查电路连接无误后,闭合开关,电流表指针如图丙所示,此时电流表的读数为 A。
17.(6分)测量小灯泡在不同电压下的电阻(小灯泡额定电压为1.5 V)。
乙
(1)图甲是小宇连接的部分电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)连接电路时,开关要处于 状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至最 (选填“左”或“右”)端;
(3)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数,数据如下:
测量次序 1 2 3 4 5
电压U/V 1.8 1.5 1.0 0.3
电流I/A 0.32 0.30 0.26 0.18
第4次测量中,对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 A;
(4)小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
18.(7分)小明利用图甲所示的电路探究电压一定时电流与电阻的关系。器材:电源电压6 V,阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω定值电阻各一个,滑动变阻器有两个,铭牌分别标有“20 Ω 1 A”和“50 Ω 2 A”字样,电压表和电流表各一个,导线若干;
(1)请将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片向右移动,电流表示数变大。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过测量范围,则故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(3)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,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,由图像可得出结论: ;
(4)在上述实验过程中,断开开关,拆下阻值为5 Ω的电阻,改换成阻值为10 Ω的电阻,闭合开关前忘记移动滑动变阻器滑片,在读取电流表示数之前,他应进行的操作是:向 (选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 V不变;
(5)为了完成整个实验,应该选择的滑动变阻器是 (选填“20 Ω 1 A”或“50 Ω 2 A”);
(6)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,她的实验方案 (选填“可行”或“不可行”)。
19.(6分)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为3 V,电流表示数为0.3 A;断开S2后,电压表示数为2 V。求:
(1)电源电压;
(2)R1和R2的电阻值。
20.(6分)如图甲所示是某电子秤的原理图,已知定值电阻R0=15 Ω,电源电压为9 V恒定不变,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示,托盘的质量忽略不计。(g取10 N/kg)
(1)该电子秤表是由 表改装而成的。
(2)当托盘内物体的质量是15 kg时,通过电路的电流是多少?
(3)若R0两端的电压最大只能为3 V,则该电子秤的最大称量是多少?
