内容正文:
第十七章 欧姆定律
一、选择题
1.由欧姆定律 变形可得 以下说法正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
C.导体的电阻跟通过它的电流成反比
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
2. 天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A.浓度增大,电流表示数变小 B.浓度增大,电压表示数变小
C.浓度减小,电流表示数变大 D.浓度减小,电压表示数变小
3.如图所示,这是小灯泡L和定值电阻R的电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.甲是R的I-U关系图像
B.R的阻值为0.1Ω
C.将L和R并联在4V的电源上,通过L的电流大于通过R的电流
D.将L和R串联在4V的电源上,L两端的电压大于R两端的电压
4.在图所示电路中,闭合开关S后,电流表A示数与电流表A1示数差值为I0。以下操作中,能使两电表示数差值仍为I0的是( )
A.向左移动滑片P B.将R1替换为R0(R1>R0)
C.增大电源电压,并向左移动滑片 D.减小电源电压,并向右移动滑片
5.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,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是( )
A.定值电阻和滑动变阻器是串联的 B.油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C.油量增加时,电流表示数变大 D.油箱中没有油时,电流表示数为零
6.如图所示电路的电源电压为9V, 电流表使用0~0.6A量程,电压表使用0~3V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为 0.5A. 为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于( )
A. B. C. D.
7.韩梅梅按如图所示的电路做实验,其中R为定值电阻。当S1闭合S2断开时,电压表的示数为2.4V,电流表的示数为0.24A;闭合S2后,电压表的示数为1.9V,电流表的示数为0.44A。下列说法中正确的是( )
A.S2闭合后,通过L的电流为0.19A B.S2闭合后,通过R的电流为0.44A
C.S2闭合后,通过R的电流小于0.24A D.S2闭合前后,R两端的电压都为2.4V
8.如图甲所示是某天然气监测仪的电路原理图,已知电源电压恒为3V,为阻值5Ω的定值电阻,气敏电阻阻值与天然气含量指数的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
天然气含量指数
0~50
51~99
100及以上
天然气泄漏等级
安全
轻微泄漏
危险
A.的阻值随天然气含量指数的增大而减小
B.天然气含量指数越大,电压表的示数越小
C.当天然气含量指数为25时,电压表示数为1V
D.当电压表示数为2V时,天然气泄漏等级为安全
二、填空题
9.学校科技小组自制了一个比较肺活量大小的创新装置,其电路如图所示。吹气时气球胀大,隔板向上运动,滑动变阻器R0的阻值 。若要把电路中一个电表改装成肺活量表,要求肺活量越大,电表示数越大,同学们应该对 表进行改装。
10.如图所示,电源电压恒为6V。开关闭合后电流表的示数是0.2A,电压表的示数是4V,则 的电阻为 Ω。
11.如图所示,。当开关S闭合、断开时,电流表的读数是0.15A;当开关S、都闭合时,电流表的读数是0.21A。则电源电压是 V,通过的电流是 A,电阻的阻值是 Ω。
12.如图所示,电源电压保持不变,、为定值电阻。若开关、闭合,甲、乙两表均为电压表,示数之比为5∶2,则、电阻之比为 ;若开关闭合、断开,两表均为电流表,甲、乙两表的示数之比为 。
13.如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压是 V、滑动变阻器的最大值是 Ω。
三、实验探究题
14.小伟在“测量定值电阻的阻值”的实验中(电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值为)。
(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线;
(2)电路连接正确后,实验前,应把滑动变阻器滑片放在最 端(选填“左”或“右”)。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则被测电阻的阻值是 ;
(3)完成测电阻实验后,小伟想,假如没有电流表,应该也能测出电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。
①将滑片置于阻值最大处,闭合开关, ;
②未知电阻阻值的表达式 (用已知量和所测物理量的符号表示)。
15.探究“电流与电压的关系”实验中,小高连接的电路如图甲所示。已知电源电压恒为,滑动变阻器规格为“”,电流表量程为,电压表量程为。
(1)小高连接如图甲所示的实物电路,在检查电路时小高发现多连了一条导线。请你找出多余的导线并用“×”在图中标记 ;
(2)闭合开关前,小高发现电流表指针如图乙偏转,其原因可能是 ;
(3)排除故障后,小高通过调节滑动变阻器的滑片,测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值,绘制出图象(如图丙a);实验完成后,将电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出图像(如图丙b),则图像中A、B、C三点电阻、、大小关系由大到小排列为 ;
(4)实验完成后,小高又用该装置探究“电流与电阻的关系”。他控制电压表的示数为并保持不变,可供选择的定值电阻分别为。
①小高将定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处,再闭合开关,适当调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数为,记录数据;
②断开开关,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,拆下电阻,将电阻接入电路。正确操作后,读出电流表示数并记录数据。此时滑动变阻器接入电路中的电阻是 ;
③分别将和电阻接入电路,正确完成实验;
④根据实验数据,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像。由此可得出结论:电压一定时, ;
⑤实验中,分别将四个电阻单独换入电路完成实验,为保证电路安全,定值电阻两端的最大电压值为 V。
四、计算题
16.如图所示电路中,电源电压恒为,电阻为,同时闭合开关、时,电流表的示数为。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电阻的阻值。
17.如图所示,电阻R1为10Ω,电源两端电压为6V,开关S闭合后。求:
(1)当滑动变阻器R接入电路的电阻为40Ω时,通过电阻R1的电流I1?
(2)当滑动变阻器R接入电路的电阻为40Ω时,加在电阻R1两端的电压U1?
(3)为了使通过电阻R1的电流为0.2A,则滑动变阻器接入电路的电阻阻值为多大?
18.如图甲电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻(R1允许通过电阻的最大电流为0.5A),电阻R2为滑动变阻器(1A、 10Ω),电流表的量程为0~0.6A。闭合开关S,改变R2的阻值,两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙,当滑片在b端时电流表示数为0.3A。求:
(1)R1的阻值;
(2)若滑片置于变阻器的中点位置,电流表示数为0.4A,求电源电压U和R0的阻值;
(3)为了电路中各元件的安全,求滑动变阻器R2的最小值。
参考答案
1.B
2.D
3.C
4.B
5.D
6.A
7.C
8.C
9.减小;电流
10.10
11.3;0.06;50
12.3∶2;3∶5
13.6;20
14.;右;5;读出此时电压表示数Ux;
15.;电流表指针未调0;;14;电流与电阻成反比;3
16.(1)解: 由电路图可知,同时闭合开关、时,、并联,电流表测干路中的电流,
则通过电阻的电流:;
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和知通过电阻的电流为:;
答:通过电阻的电流为;
(2)解: 根据得电阻的阻值:。
答:电阻的阻值为。
17.(1)解:R和串联,电路的总电阻为
通过的电流为
(2)解:加在电阻的电压为
(3)解:当电路的电流为0.2A时,电路的总电阻为
滑动变阻器接入电路的电阻阻值为
18.(1)解:由电路图可知,R0与R1、R2串联,电压表V1测R1和R2两端的电压之和,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;所以电压表V1的示数大于电压表V2的示数,故图乙中线I表示电压表V1的示数与电流表A示数的关系,图线Ⅱ表示电压表V2的示数与电流表A示数的关系。当滑片在b端时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,由图乙可知,此时电路中电流为Ib=0.3A
R2两端的电压为U2=3V
R1和R2两端的电压之和为U´=5.4V
则R1两端的电压为U1=U´-U2=5.4V-3V=2.4V
R1的阻值为R1===8Ω
答:R1的阻值为8Ω;
(2)解:由题可知,当滑片在b端时电路中电流为0.3A,R2的最大阻值为10Ω,所以电源的电压为U=IbR=Ib(R0+R1+R2)=0.3A×(R0+8Ω+10Ω)------①
滑片置于变阻器的中点位置,电流表示数为0.4A,则电源的电压为U=I中R′=I中(R0+R1+R2)=0.4A×(R0+8Ω+×10Ω)-------②
由①②可得U=6V
R0=2Ω
答:电源电压为6V,R0的阻值为2Ω;
(3)解:因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,R2允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路的总电阻为R″===12Ω
则滑动变阻器R2的最小值为R2小=R″-R0-R1=12Ω-2Ω-8Ω=2Ω
答:为了电路中各元件的安全,滑动变阻器R2的最小值为2Ω。
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