内容正文:
期末专项提升:欧姆定律
一、单选题
1.如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.当开关闭合后,滑片P向右移时,下列说法中不正确的是:
A.电压表V1的示数变大
B.电压表V2的示数变大
C.电流表A的示数变小
D.电压表V1和电流表A的比值不变
2.小南用如图所示的电路研究通过导体的电流与电阻的关系,电源电压3V保持不变,调节电阻箱R1和滑动变阻器R2的滑片,读出了第一组数据,然后他不再调节滑片,仅改变电阻箱R1的阻值,读得另外两组数据,如表所示,下列有关实验的说法正确的是( )
次数
R1/Ω
I/A
1
9
0.2
2
6
0.25
3
3
0.33
A.能得到通过导体的电流与电阻成反比,因为R1的阻值越大时通过的电流越小
B.不能得到通过导体的电流与电阻成反比,因为他改变R1的阻值了
C.可以计算出三次实验中R2连入电路的阻值为9Ω
D.分析R2两端电压和通过的电流可以得到R2中的电流与它两端的电压成正比的结论
3.如图甲是体育课上坐位体前屈测量仪,图乙是同学们设计的模拟电路,闭合开关,可以利用示数增大的电表反映测量成绩。在此测试过程中下列分析正确的是( )
A.此电路设计中,用电压表示数反映测量成绩
B.绝缘柄向左推的距离越大,滑动变阻器接入电路的阻值越大
C.绝缘柄向左推的距离越大,电压表示数越大
D.绝缘柄向左推时电流表示数变大,电压表示数变小
4.在图中,总电流I=0.4安培,R1=R2=2欧姆,R3=1欧姆。则下列对通过R2的电流的判断中正确的是( )
A.向下通过0.1安培的电流
B.向上通过0.1安培的电流
C.向下通过0.2安培的电流
D.向上通过0.2安培的电流
5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右移动的过程中( )
A.电压表V的示数变大
B.电流表A2的示数变大
C.电流表A1与电流表A2示数的差值变小
D.电压表V与电流表A示数的比值变大
6.为响应国家严禁在公共场所吸烟的规定,某同学设计了一种烟雾报警器,其原理电路如图所示,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。当电流表示数减小至某一值时,装置报警。S闭合后,当有烟雾遮挡射向R的激光时( )
A.R0两端电压增大
B.电流表示数增大
C.电压表与电流表的示数之比增大
D.若增大R0的阻值,可使装置在更高浓度烟雾下才报警
7.如图所示是一种测定风速的装置。其中风速表由电压表改装而成,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,T型管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连。当风速变大时( )
A.活塞向下运动,电压表示数变小
B.活塞向上运动,电压表示数变小
C.活塞向下运动,电压表示数变大
D.活塞向上运动,电压表示数变大
8.如图所示,当滑片P置于中点时,小灯泡比正常发光时暗,当滑片P由中点向a端滑动时,下列说法正确的是(灯泡的电阻随温度变化)( )
A.电流表示数变小,小灯泡变亮 B.电压表示数变大,小灯泡变暗
C.电路消耗的总功率不变 D.电压表与电流表示数的比值变大
二、填空题
9.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置.
油量表是用 表改装的;当油箱中的浮标向上运动时,R连入电路的电阻值将 ,此时电路中的电流将 (选填“增大”或“减小”).
10.有一电阻两端加上 6 V 电压时,通过的电流为 0.5A, 可知它的电阻为 Ω,若导线两端电压为零,导线中电流为 A,导线电阻为 Ω。
11.如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5V 0.5A”和“6V 0.6A”字样(灯丝电阻不变),R=5Ω,当只闭合开关S时,灯泡L1正常发光,则电源电压为 V;当开关S、S1、S2均闭合时,电流表示数是 A。
12.如果某导体两端的电压是1V,通过的电流是0.1A,那么这段导体的电阻就是 Ω。对于这段导体来说,当加在它两端的电压是2V时,通过该导体的电流为 A;当该导体两端的电压为0V时。它的电阻是 Ω。
13.一个导体两端电压为5V时,通过它的电流为0.5A,该导体的阻值为 ;当这个导体两端的电压为20V时,该导体的电阻为 。
14.一段导体加10V电压时,电流为0.5A,则电阻为 ,当电压为0时,电阻为 Ω。
15.如图是苹果自动筛选装置。原理是:传送带上苹果经过压力检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当质量小于一定值的苹果经过压力监测点,使两端电压小于5V时,机械装置启动,将质量不达标的苹果推出传送带,实现自动筛选。已知电源电压恒为15V,,压敏电阻R的阻值随压力F的变化关系如表所示:
压力
0
1
2
3
4
5
阻值
120
80
60
45
40
38
(1)压敏电阻是由 材料(选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”)制成的,由表中数据可知,随压敏电阻所受到的压力增大,AB间的电压将 ;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)当检测点上没有苹果时,两端电压为 V;
(3)试通过计算求出,该筛选装置可将重为 N以下的苹果推出传送带;
(4)为了使该装置能够满足对不同质量标准的苹果进行筛选的要求,小红设计了两种方案,用以提高苹果质量筛选的标准;
方案一:改变机械装置启动的电压,使其 (选填“变大”或“变小”);
方案二:保持机械装置启动的电压不变,将换成阻值 (选填“更大”或“更小”)的定值电阻。
16.电流表和电压表本身就有一定大小的阻值,正常工作时均有电流通过,接入电路后电流表会分压,电压表会分流,导致测量值不准。如图所示为测电阻Rx阻值大小的两种接法(其他元件未画出),如果考虑电流表和电压表对电路的影响。则利用图甲测得的阻值 ;图乙测得的阻值 (均选填“偏大”或“偏小”)。
三、实验题
17.【探究名称】探究热敏电阻阻值大小与温度的关系
【问题】小刚在电子元件店发现有热敏电阻卖,他想探究热敏电阻阻值大小与温度的关系,于是带回来一个热敏电阻并设计了图甲所示的装置进行探究,其中电源电压已知且恒定不变。
【证据】
(1)在组装实验器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序。
(2)在选择烧杯中的液体时,有自来水、食盐水、煤油三种液体可供选择,你认为应该选择 ,你的理由是 。
(3)点燃酒精灯,闭合开关进行实验,记录的数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
温度/℃
15
20
25
30
35
40
电阻
50
45
40
35
30
20
【解释】
实验中热敏电阻的阻值是根据公式 计算得出的,通过分析实验数据可知,小刚带回来的这个热敏电阻的阻值随温度的升高而 。
【交流】
(4)实验中采用在烧杯中加热液体而不是直接用酒精灯加热的好处是 。
(5)小刚想用这个热敏电阻和一个电压表改装成一个指针式温度计,设计的电路如图乙所示,要能直接在电压表刻度盘上读出相应的温度,且电压表的示数随温度的升高而增大,则应在图乙中的 (选填“ab”“bc”或“ac”)两端接入电压表。
四、简答题
18.问题解决−−制作测量质量大小的仪器(电子秤)
现有如下器材:一个电压恒为12V的电源,一个阻值为40Ω的定值电阻R0,一个量程为0~15V的电压表,一个开关,若干导线,一根长为8cm,阻值为40Ω的均匀电阻丝R1,(它的阻值与其长度成正比)。一根轻质弹簧,一端可以固定,另一端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计),它的伸长量与受到的拉力关系图象如图乙所示。
(1)请利用上述器材制作测量质量的仪器,在图甲所示方框中画出设计的电路图。
(2)请推导出质量m与电压表示数U的关系式,并在图丙所示的电压表表盘上标出质量为0kg,2kg,4kg时对应的刻度值。
19.如图是一种防火警报器,当有火烧到警报器的触发装置(主要是石墨)后,通过触发装置的电流增大,从而发出警报。请你用物理知识解释,为什么电流会增大?
20.为了保护电流表和电压表不被烧坏,通过它们的电流不可过大。学习了欧姆定律后,请你根据相关知识解释:为什么电流表不能直接接在电源两极测量电流?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
D
D
B
D
C
D
D
1.A
【详解】滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器分压变大,电压表V2 示数变大,定值电阻分压变小,电压表V1 示数变小,故A错误,B正确;滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流减小,电流表示数变小,故C正确,故选A.
2.D
【详解】A.研究通过导体的电流与电阻的关系,应保持导体两端的电压不变。在改变电阻箱R1的阻值时,R1两端的电压也会改变,需要调节滑动变阻器滑片保持电压不变,小南读出了第一组数据,然后他不再调节滑片,仅改变电阻箱R1的阻值,没有保持电压不变,故不能得出通过导体的电流与电阻成反比的结论,故A错误;
B.不能得到通过导体的电流与电阻成反比的结论,是因为他没有调节滑片保持电压不变,而不是因为他改变R1的阻值,故B错误;
C.第一次实验中,R1两端的电压
U1=IR1=0.2A×9Ω=1.8VR2两端的电压为
U2=U-U1=3V-1.8V=1.2V
则
由于第一次实验后不再调节滑片,所以三次实验中R2连入电路的阻值为9Ω,故C错误;
D.根据以上方法,可以得出三次实验中R1两端的电压分别为1.8V、1.5V、0.99V,那么R2两端的电压分别为1.2V、1.5V、2.01V,三次电流分别为0.2A、0.25A、0.33A,分析数据可以得出:在R2电阻不变时,R2中的电流与它两端的电压成正比,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测两端的电压。
ACD.向左推动绝缘柄的距离越大,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,总电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,电压表示数变小;由题意知,测量仪利用示数增大的电表反映测量成绩,即是利用电流表示数反映测量成绩,故AC错误,D正确;
B.绝缘柄向左推的距离越大,滑动变阻器接入电路的阻值越小,故B错误。
故选D。
4.B
【详解】由电路图知,电阻R1、R2和R3并联,电流向上通过电阻R2;由并联电阻的特点知
即
解得
R并=0.5Ω
由欧姆定律可得出并联电路各支路的电压
U=IR并=0.4A×0.5Ω=0.2V
由欧姆定律得,流过电阻R2的电流
故ACD错误,B正确。
故选B。
5.D
【详解】AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量通过变阻器R2的电流,电压表V测量电源电压,变阻器的滑片移动时,电源电压不变,电压表V的示数不变,滑动变阻器滑片P向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,由可知通过变阻器的电流变小,电流表A2的示数变小,故AB不符合题意;
C.并联电路中各个支路互不影响,电流表A1的示数不变,电流表A2的示数变小,电流表A1与电流表A2示数的差值变大,故C不符合题意;
D.电流表A1的示数不变,电流表A2的示数变小,由并联电路电流的规律可知电流表A示数变小,电压表V与电流表A示数的比值变大,故D符合题意。
故选D。
6.C
【详解】由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因光敏电阻的阻值随光照强度的减小而增大,所以,当有烟雾遮挡射向R的激光时,光照强度减弱,R的阻值增大,根据串联电路中电压规律,R的阻值增大其两端电压增大,R0两端电压减小,故A不符合题意;
B.因光敏电阻的阻值随光照强度的减小而增大,当有烟雾遮挡射向R的激光时,光照强度减弱,R的阻值增大,总电阻就增大,通过的电流就减小,电流表示数,故B不符合题意;
C.电压表与电流表的示数之比的比值就等于R的阻值,当有烟雾遮挡射向R的激光时,光照强度减弱,R的阻值增大,故C符合题意;
D.增大R0的阻值时电路中的总电阻增大,由可知,电路中的电流减小,则可使装置在更低浓度烟雾下报警,故D不符合题意。
故选C。
7.D
【详解】由图可知,定值电阻R与滑动变阻器R1串联,电压表测量的是R两端电压,当风速变大时,活塞上方气压变小,活塞向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,通过电路中电流变大,定值电阻两端电压变大,电压表(风速表)示数变大,ABC错误,D正确。
故选D。
8.D
【详解】电路是滑动变阻与灯泡串联的电路,电压表测量灯两端电压,电流表测量电路的电流,当滑片P置于中点时,小灯泡比正常发光时暗,当滑片P由中点向a端滑动时,此时电路中的电阻变小,电流增大,小灯泡变亮,A答案错误,不符合题意;B答案错误,不符合题意;因为整个电路电流变大,而电源电压不变,所以电路消耗的总功率将增大,C答案错误,不符合题意,电路中电压表与电流表示数的比值为灯泡的电阻,而灯泡的电阻随温度的升高增大,所以答案D正确,符合题意;故选D。
9. 电流表 变小 变大
【详解】由图可知油量表串联在电路中,因此是由电流表改装成的;浮标向上运动时,滑动变阻器的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大.
点睛:根据电压表并联在电路中,电流表串联在电路中,判断油量表的类型;从油面位置的变化入手,结合杠杆、滑动变阻器以及欧姆定律分析电路中各物理量的变化.
10. 12 0 12
【详解】[1] 电阻为
[2] 电压是电路产生电流的必要条件之一,所以若导线两端电压为零,导线中电流为0A。
[3] 导体的电阻与电流、电压无关,所以若导线两端电压为零,导线电阻仍为。
11. 5 1.5
【详解】[1]只闭合开关S时,R与L1串联,L2开路;灯泡L1正常发光,电路中的电流
I=I1额=0.5A
根据可得,L1的电阻
根据串联电路的总电阻等于各部分的电阻之和,电路的总电阻为
R总=R1+R=5Ω+5Ω=10Ω
根据可得,电源电压
U=IR总=0.5A×10Ω=5V
[2]L2的电阻
三个开关均闭合时,L1短路,R与L2并联,电流表测量干路中的电流;由并联电路电压规律可得,R与L2两端电压为
UR=U2=U=5V
并联电路干路中的电流等于各支路电流之和,由可得,干路中的电流大小即电流表示数,故电流表示数为
12. 10 0.2 10
【详解】[1]由可得,导体的电阻
[2]由欧姆定律可得,通过该导体的电流为
[3]导体电阻是导体本身的一种特性,与导体两端的电压及通过导体的电流无关,当它两端电压是0V时,它的电阻不变,仍然为10Ω。
13. 10 10
【分析】知道导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律可求出导体的电阻;电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关。
【详解】[1]由可得,导体的电阻:
;
[2]因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以当这个导体两端的电压为20V时,导体的电阻仍为10Ω不变。
14. 20Ω 20
【详解】[1]根据可得导体的电阻
[2]电阻是导体的特性,其大小与材料、长度、横截面积和温度有关,与它两端的电压和通过它的电流无关,所以当电阻两端的电压为0时,导体的电阻都为20Ω不变。
15.(1) 半导体 变大
(2)3
(3)2
(4) 变大 更小
【详解】(1)[1]压敏电阻的导电性介于导体和绝缘体之间,是由半导体材料制成的。
[2]由表中数据可知,随压敏电阻所受到的压力增大,其阻值逐渐减小,由串联分压可知,AB间的电压将变大。
(2)由表中数据可知,当检测点上没有苹果时,即压力为0时,压敏电阻的阻值为R=120Ω,由串联电路的电阻规律可知,此时电路的总电阻为
此时电路中的电流为
两端电压为
(3)当R0两端电压为5V时,由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
此时电阻R两端电压为
此时压敏电阻的阻值为
由表中数据可知,此时对应的压力为2N,故可知该筛选装置可将重为2N以下的苹果推出传送带。
(4)[1]要提高苹果质量筛选的标准,即应将推出传送带的苹果的重力提升到2N以上,此时R的阻值会变小,电路中的电流会变大,R0的阻值不变,由U=IR可知,A、B间的电压会增大,故要改变启动电压,使其变大。
[2]若启动电压不变,当检测点压力增大时,R的阻值变小,电流变大时,若UAB不变,由欧姆定律可知,要减小定值电阻R0的阻值,故UAB不变时,应将R0换成阻值更小的定值电阻。
16. 偏大 偏小
【详解】[1]由图甲可知,电流表与未知电阻串联,电压表与电流表与未知电阻并联,由于电流表有内阻,会分得一部分电压,使得电压表的示数大于定值电阻两端的电压,电流表就是测量通过未知电阻的电流,由欧姆定律的变形公式可知利用图甲测得的阻值偏大。
[2]由图乙可知,电压表与未知电阻并联,再与电流表串联,由于电压表的分流,导致电流表测量值大于通过未知电阻的电流,电压值测量准确,由欧姆定律的变形公式可知利用图乙测得的阻值偏小。
17.(1)自下而上
(2) 煤油 见解析
(3) 减小
(4)使液体受热均匀
(5)ab
【详解】(1)因为酒精灯的外焰温度最高,实验时要用酒精灯外焰加热,安装器材时需要先确定石棉网的位置,因此需要自下而上安装实验器材。
(2)[1][2]因为导线和电阻组成了电路,因此烧杯中的液体应该为绝缘体,因此应该选择煤油。
(3)[1][2]实验中热敏电阻的阻值是根据公式计算得出的,通过分析实验数据可知,随着温度的升高,电阻的阻值再减小,所以小刚带回来的这个热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,电路中的电流增大。
(4)实验中采用了水浴加热法,在烧杯中加热液体而不是直接用酒精灯加热的好处是使液体受热均匀。
(5)因为热敏电阻随温度的升高而减小,而电压表的读数随温度的升高而增大,因此电压表应该并联在定值电阻两端,即ab两端。
18.(1);(2)U=1.5V/kg×m,
【详解】(1)由题意可知,弹簧、滑片和电阻丝组成一个滑动变阻器,变阻器与定值电阻串联;
当挂钩上所挂重物的质量增大时,滑片下移,滑片上方电阻丝的阻值增大,由串联分压原理可知,滑片上方电阻丝分得的电压增大,因此电压表与滑片上方的电阻丝并联,即可实现重物的质量增大时电压表示数也增大(符合人们的思维习惯),同时为了使改装后的电子秤示数均匀,变阻器应始终以最大阻值接入电路(可实现电路中电流不变,由可知,电压表示数与滑片上方电阻丝的电阻成正比),设计的电路图如下图所示:
(2)由设计的电路图可知,电压表可看作开路,变阻器的最大阻值始终与定值电阻串联,则由电阻的串联和欧姆定律可得,电路中的电流始终为
根据图乙可知,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,设为△,当拉力为时,弹簧的伸长量为
①
由力的平衡条件可得拉力
②
由①②可得
③
因电阻丝的阻值与其长度成正比
④
因电压表测滑片上方电阻丝两端的电压,则由欧姆定律可得,电压表的示数为
⑤
所以,当质量为时,由⑤式可得电压表的示数为;同理可得,当质量为时,;当质量为时,;
图丙中电压表量程为,分度值为,则电压表表盘上标出质量为,,时对应的刻度值,如下图所示:
19.见解析
【详解】整个电路的电压不变,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的温度升高,电阻减小,根据,通过触发装置的电流增大,从而发出警报。
20.见解析
【详解】若直接把电流表接到电源的两极上,根据欧姆定律可知通过电流表的电流为
由于电流表本身的电阻很小,则通过电流表中电流会很大,会将电流表烧毁,故绝不允许直接把电流表接到电源的两极上。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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