内容正文:
第5章 欧姆定律
一、选择题(18题为单项选择题,每题3分,910题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,部分选对得2分,有错选的得0分,共32分)
1.关于电流跟电压、电阻的关系,说法正确的是( C )
A.导体中的电流跟导体两端的电压成正比
B.导体中的电流跟导体的电阻成反比
C.在电压一定时,导体中的电流跟这一导体的电阻成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比,跟导体两端的电压成正比
2.某定值电阻两端的电压是4 V时,通过它的电流是0.8 A,如果该电阻两端的电压增加2 V,则该导体的电阻和通过它的电流分别是 ( B )
A.7.5 Ω,0.8 A B.5 Ω,1.2 A
C.5 Ω,0.5 A D.7.5 Ω,1.2 A
3.下列四组电阻分别并联后,等效电阻最小的是 ( A )
A.R1=2 Ω、R2=10 Ω B.R1=4 Ω、R2=8 Ω
C.R1=6 Ω、R2=6 Ω D.R1=9 Ω、R2=3 Ω
4.R1=5 Ω、R2=15 Ω,如果把它们并联在电路中,通过它们的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则I1∶I2和U1∶U2分别等于 ( B )
A.1∶1 1∶3 B.3∶1 1∶1
C.1∶3 3∶1 D.1∶1 1∶1
5.A、B两导体并联在一电源两端,通过它们的电流之比
为3∶2,若将它们串联接在这一电源两端,则它们两端的
电压之比为 ( A )
A.2∶3 B.3∶2 C.1∶1 D.9∶4为4 V
6.如图所示是电阻甲和乙的U-I图像,下列说法正确的是 ( C )
A.甲的电阻值保持10 Ω不变
B.乙的电阻值保持20 Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,电源电压为2 V时,电路总电流为0.3 A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2 A时,电源电压为4 V
7.一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变,下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30 Ω换为40 Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数应该是( B )
R/Ω 10 20 30 40 50
I/A 0.6 0.3 0.2 0.12
A.0.2 A B.0.17 A C.0.15 A D.0.13 A
8.如图在测定小灯泡的电阻时,李山同学移动滑片时不慎移到了阻值最小处,小灯泡立刻熄灭,再观察电流表和电压表会发现( D )
A.A和V的示数都为零
B.A示数变大而V示数为零
C.A和V的示数都变大
D.A示数为零而V示数变大
9.马小跳在物理实践活动中,设计了下面选项中的四种用电流表或电压表示数反映弹簧压力大小的电路,其中R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,电源电压恒定,四个电路中能实现随着压力增大,电表示数增大的电路是( D )
10.如图所示,电源电压U不变。只闭合开关S1,滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时,电压表的示数为U1,电流表的示数为Il;滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时,电压表的示数U2=2 V。同时闭合S1、S2,滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时,电压表的示数为U3,电流表的示数为I3,已知:RA=15 Ω,RB=30 Ω,I1∶I3=4∶3,U1∶U3=2∶1,则下列计算结果正确的是( BC )
A.R1∶R2=2∶1 B.R2=10 Ω
C.U=6 V D.U=12 V
二、填空题(每空2分,共28分)
11.当某导体两端电压是1.5 V时,通过它的电流是0.1 A,该导体的电阻是 15 Ω;当它两端电压为0时,该导体的电阻为 15 Ω。
12.刘洋同学测量小灯泡L的电阻,闭合开关后,电压表和电流表的示数如图所示,流过小灯泡的电流为 0.24 A,小灯泡的电阻为 10 Ω。
13.如图所示的电路,三个阻值相同的电阻接在电路中,当开关S由位置1打到位置2时,电流表的示数将 变小 ,电压表的示数将 不变 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
14.如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时,电压表示数 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”);要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,R0应选用 更大 (选填“更大”或“更小”)阻值的电阻。
15.两只定值电阻,甲标有“20 Ω 1 A”字样,乙标有“10 Ω 3 A”字样,把它们串联起来,为了保护电路,电路两端允许的最大电压为 30 V;把它们并联起来,为保护电路,电路两端允许的最大电压为 20 V。
16.如图甲所示,当开关S从点2转到点1时,电流表和电压表对应的示数如图乙所示,由图甲和图乙中的信息可知,电源电压是 6 V,电阻R2的阻值是 20 Ω。
17.有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲所示,电源电压为24 V,灯泡L的额定电压(正常工作时的电压)为24 V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为 60 Ω,调节滑动变阻器R,使通过灯泡的电流为0.3 A,此时,滑动变阻器R连入电路的阻值是 40 Ω。
三、计算题(共20分)
18.(8分)如图所示的电路,电源电压为12 V且保持不变,电阻R1=10 Ω。求:
(1)当S1闭合、S2断开时,电流表A的示数为1.5 A,R2的阻值;
解:(1)当S1闭合、S2断开时,电路为仅有R2的简单电路,电流表测量电路电流。
R2的阻值:R2===8 Ω
(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数;
(2)当S1、S2均闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路电流。
此时通过R1的电流:I1===1.2 A
则电流表的示数:I=I1+I2=1.2 A+1.5 A=2.7 A
(3)当S1、S2均断开时,电压表V1的示数为4 V,R3的阻值。
(3)当S1、S2均断开时,R2、R3串联,电压表V1测量R2两端电压,
此时电路中的电流:I'===0.5 A
则R3的阻值:R3===16 Ω
19.(12分)小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置,他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆,OB长1 m,O为支点,OA∶AB=1∶4,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10 Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
(1)当电池组电压U0=12 V,平板上物体所受重力为100 N时,闭合开关S,求出电流表的读数;
解:(1)物体对平板的压力:FA=G=100 N
已知OA∶AB=1∶4,则OA∶OB=1∶5
由杠杆平衡条件可得:FA×lOA=FB×lOB,
则杠杆上B点受到的压力:
FB=FA=×100 N=20 N
则压力传感器受到的压力为20 N。
由图乙可得:R=20 Ω
故此时电流表的读数为:I====0.4 A
(2)电池组用久后电压变小为U1,当平板上物体重100 N时,电流表读数为0.3 A,求U1的大小;
(2)由(1)可知,当平板上物体重100 N时,压力传感器受到的压力为20 N,压力传感器的电阻R=20 Ω。
此时电池组电压:
U1=I0R总=I0(R+R0)=0.3 A×(20 Ω+10 Ω)=9 V
(3)在第(2)问情况中,电池组电压大小为U1,要求平板上重为100 N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0=12 V的情况下相同,小明采取了以下两种解决办法:
①其他条件不变,只更换电阻R0,试求出更换后的电阻R0'的大小;
(3)①由题意可得,此时总电阻:R总'===22.5 Ω
R0'的大小:R0'=R总'-R=22.5 Ω-20 Ω=2.5 Ω
②其他条件不变,只水平调节杠杆上触点A的位置,试判断并计算触点A应向哪个方向移动?移动多少厘米?
②设调节后压力传感器阻值为R',则
R'=R总'-R0=22.5 Ω-10 Ω=12.5 Ω
从图像可知,传感器受到的压力为23 N,
则杠杆B点受到的压力:FB'=23 N
由杠杆平衡条件可得:FB'·lOB=FA·lOA',
即:23 N×1 m=100 N×lOA',
解得lOA'=0.23 m
即OA'=0.23 m
又因为OA=OB=0.2 m
所以触点A应向左移动,移动距离:
Δl=OA'-OA=0.23 m-0.2 m=0.03 m=3 cm
即触点A应向左移动,移动3 cm。
四、实验与探究题(共20分)
20.(12分)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压3 V,电阻R有4个阻值(5 Ω、10 Ω、15 Ω、25 Ω),滑动变阻器Rp规格为“10 Ω 2 A”。
(1)闭合开关后,小明发现电流表、电压表示数均为0,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表开始有示数且为3 V,电流表示数仍为0,经进一步检查,电流表及各接线处均完好,则电路中所有可确定的故障是 滑动变阻器断路 。
(2)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5 Ω。闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,该示数为 0.4 A。接着将R阻值换成10 Ω,向 右 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器滑片,以保持电压表的示数不变。
(3)将R阻值换成15 Ω重复上述操作,三组数据如下表所示,由此可得:电压一定时,电流与电阻成 反比 。为提高结论的可靠性,换用阻值为25 Ω的电阻继续上述实验,是否可行? 不可行 (选填“可行”或“不可行”),原因是 滑动变阻器的最大电阻过小 。
实验序号 ① ② ③
R/Ω 5 10 15
I/A 0.20 0.13
21.(8分)小明同学要测量某未知电阻的阻值(整个实验过程中电源电压保持不变)。
(1)按照图甲电路图正确连接电路后,闭合开关,小明发现电流表无示数,但电压表示数很大。电路中出现的故障原因是 电阻R0断路 。
(2)排除故障后,电流表和电压表的示数如图乙所示,则R0= 6 Ω。接下来小明调整变阻器的滑片继续测量,这样做的目的是 多次测量求平均值,减小实验误差 。
(3)小明想利用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值,但发现电流表已经损坏。小华帮他设计了另一个实验方案:利用图丙所示的电路,先闭合开关S、S1,记下电压表的示数U1,再断开S1,记下电压表的示数U2,则Rx= 。(表达式用测得的量与已知量表示)
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