内容正文:
2025年物理中考二轮强基训练:欧姆定律
一、单选题
1.如图1所示,R1是电阻箱,R2是定值电阻.闭合开关S,改变R1的阻值,两电压表示数与R1关系图像如图2所示。若通过R2的电流为I,则以下图线中正确的是( )
A. B.
C. D.
2.如图甲是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,Rt是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示,若闭合开关S( )
A.环境温度为20℃时,热敏电阻阻值是150Ω
B.电压表的最小示数是2.25V
C.此电路允许的最高环境温度为80℃
D.电压表示数越小,环境温度越高
3.如图电路,电源电压保持不变,当开关S闭合时,电流表示数为0.8A;开关S断开后,电流表的示数改变了0.5A.则R1与R2的阻值之比为( )
A.13:5 B.3:5 C.5:3 D.5:8
4.在“探究电流与电阻的关系”实验中,小红根据正确的测量数据绘制出电流与电阻(I—R)的图像,如下图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
5.一只灯泡与变阻器串联后接在54伏的电源上,灯泡的额定电压是36伏,电阻是15欧,为使灯泡正常发光,此变阻器的规格应为
A.“10欧,2安” B.“10欧,3安” C.“5欧,3安” D.“5欧,2安”
6.如图所示的电路中,电源电压不变,R为定值电阻。当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表示数不变 B.电流表示数逐渐变大
C.电压表示数不变 D.电压表示数逐渐变大
二、填空题
7.如图所示电路,电源电压恒定为3V,R2=10Ω,当S2闭合,S1、S3断开时,R1、R2连接方式是 联,此时电流表示数为0.1A,R1阻值为 Ω;当S1、S3闭合,S2断开时,电压表示数为 V;当S1、S2、S3都闭合时,电路是 (选填“通路”、“开路”或“短路”).
8.小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示电路中,两者的图像如图乙所示,则定值电阻R的阻值为 ;电源电压为时,电流表的示数为 A。
9.一个灯泡的电阻是20Ω,正常工作的电压是8V,灯泡正常工作时通过它的电流是 A。现在把它接到电压是10V的电源上,要使它正常工作,需要给它串联一个阻值为 Ω的电阻。
10.如图所示是简化的玩具电动车电路图。先闭合开关S1,再闭合开关S2,电路的总电流 (选填“变大”、“不变”或“变小”);小灯泡和电动机的连接方式是 联。
11.图甲所示的电路,当滑片P由端点a移到端点b的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。则电源电压 V。电阻的阻值 Ω。
三、实验题
12.探究“电流与电阻的关系”时,可供实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小益同学设计了如图甲所示的电路图:
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片向右移动时电阻变大;
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,并接近电源电压,若电路中只有一处故障,则故障原因是: ;
(3)排除故障后,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路,通过调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记录下对应的电流,并画出图丙所示的I-R图像;
(4)实验中,在接入50Ω的定值电阻后,小益同学无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,小益采取的措施可行的是 。
A.调高电源电压 B.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
C.再串联一个10Ω的电阻 D.将电压表改接到滑动变阻器两端
四、简答题
13.坐标图像具有直观、形象、简明的特点,用坐标图像来分析物理问题在一定程度上能达到化繁为简的目的。正比例函数关系图像(如图所示)是物理学中常见的坐标图像之一(不得与示例重复)。
示例:物理量之间的关系:匀速直线运动中的s﹣t图像,纵坐标表示路程s,横坐标表示时间t;
图像倾斜程度的含义:表示速度大小。
物理量之间的关系: ;
图像倾斜程度的含义: 。
14.运用并联电路电压、电流的特点和欧姆定律相关知识,请推导:和并联时的总电阻R的倒数等于、的倒数之和。
15.通过电表的电流过大会有烧坏电表的危险。电流表的特点是电阻很小,在实验中绝对不允许直接接在电源两极上。请用欧姆定律分析其中的道理。
五、计算题
16.如图所示,电源两端电压U为12V并保持不变。当开关S闭合时,电压表示数U2为4V,电流表示数I为1A。求∶
(1)电阻R1两端的电压U1;
(2)电阻R1两端的电压U1与通过R1的电流I的比值。
试卷第1页,共3页
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1.B
【详解】根据图1可知,定值电阻R2与R1串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量电源的电压,根据串联电路的总电压等于各部分电压之和可知,右侧竖直直线电压始终不变为V2与R1的关系图线,曲线是V1与R1的关系图线,由于V1的示数随R1的增大而增大,且变化量越来越小;根据串联电路的电压规律可知R2的电压
U2=U﹣U1
则U2随着R1的增大而减小,且变化越来越小,但不等于0,电路中的电流
由于R2是定值电阻不变,因此电流越来越小,且变化越来越小,由于串联电路电流处处相等,所以电流随着R1的增大而减小,且变化越来越小,但不等于0。故B正确,ACD错误。
故选B。
2.B
【详解】A.由图乙可知,当环境温度为20℃时,热敏电阻的阻值为250Ω,故A不符合题意;
BD.由甲图可知,定值电阻R0和热敏电阻Rt串联,电压表测量Rt两端电压,由乙图可知,环境温度越低,热敏电阻的阻值越大,电路中总阻值增大,电源电压和R0的阻值不变,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流变小,电压表的示数变小,当温度为0时,电压表的示数最小
故D不符合题意,B符合题意;
C.由乙图可知,环境温度越高,热敏电阻的阻值越效,电路中总阻值减小,电源电压和R0的阻值不变,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流变大,电压表的示数变大,所以当电压表的示数为3V时,环境温度最高,此时电路中的电流最大为
热敏电阻的阻值为
由乙图可知,此时的温度为60℃,故C不符合题意;
故选B。
3.C
【分析】开关S断开时电路为R1的简单电路,当开关S闭合时两电阻并联,电流表测干路电流;根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,改变的电流是通过R2的电流,利用并联电路的电流特点求出通过R1的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比。
【详解】开关S断开时电路为R1的简单电路,当开关S闭合时两电阻并联,电流表测干路电流;开关S断开后,通过R1的电流不变,改变的电流是通过R2的电流即I2=0.5A,通过R1的电流
在并联电路中
故A、B、D不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.D
【详解】在“探究电流与电阻的关系”实验中,应保持电压不变,改变电阻。根据实验结论可知,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故选D。
5.B
【分析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压,根据欧姆定律电路分别表示出电路中的电流,并求出电路中的电流,利用串联电路的电流特点建立等式即可求出串联变阻器的阻值;最后根据变阻器参数的含义选出符合要求的变阻器.
【详解】灯泡正常发光时的电压为36V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴串联电阻两端电压:
UR=U−UL=54V−36V=18V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得:
I==,即=,
解得:R=7.5Ω.
I===2.3A,
则变阻器允许的最大电流应大于等于2.3A,变阻器的最大阻值大于等于7.5Ω.
故选B.
6.B
【详解】如图所示,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流;当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,所以电路中电流变大,则电流表示数变大;根据U=IR可知,定值电阻两端电压变大,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端电压变小,则电压表示数变小,故B正确,ACD错误。
故选B。
7. 串 20 3 短路
【详解】[1] 根据电路图可知,当S2闭合,S1、S3断开时,R1、R2顺次连接,即电流路径只有一条,因此两电阻串联;
[2] R2两端电压:
U2=IR2=0.1A×10Ω=1V
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以R1两端电压:
U1=U-U2=3V-1V=2V
则R1的阻值:
[3] 当S1、S3闭合,S2断开时,R1、R2并联,电压表测量电源电压,因此电压表表的示数为3V;
[4] 当S1、S2、S3都闭合时,电流通过开关S2、S3直接回到电源负极,形成了电源短路.
8. 20 0.8
【详解】[1]由图甲可知,小灯泡和定值电阻并联接入电路,若电源电压为4V,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源电压为6V时,由图像可知,通过定制电阻的电流,定值电阻R的阻值
[2]由乙图可知,电源电压为6V时通过灯泡的电流为0.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流
9. 0.4 5
【详解】[1]依题意得,灯泡正常工作时通过它的电流
[2]把灯泡接到电压是10V的电源上,要使灯泡正常工作,则串联电阻两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,由得,串联电阻的阻值
10. 变大 并
【详解】[1][2]由电路图知,只闭合开关S1,电动机工作,小灯泡断路,再闭合开关S2,电动机和灯泡独立工作,互不干扰,并联在电路中。根据并联电路的电阻特点知,此时电路的总电阻变小,而电源电压不变,根据欧姆定律知,电路中的电流变大。
11. 6 10
【详解】[1][2]当滑片P移到b端时,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源电压。由图像可知,电压表的示数为6V,即电源电压U=6V。滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联。由图像可知,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表的示数U1=2V。因串联电路中总电压等于各分电压之和,则滑动变阻器两端的电压为
U2=U-U1=6V-2V=4V
因串联电路中各处的电流相等,电路中的电流即通过R1的电流为
R1的阻值为
12. 定值电阻断路 BC
【详解】(1)[1]探究“电流与电阻的关系”实验中,除电压表外,其他元件串联,电压表并在定值电阻两端。由于要求滑片向右移动时电阻变大,所以滑动变阻器A接线柱与电阻右端相连,故作图如下:
(2)[2]闭合开关,电流表无示数,可能电路存在断路;电压表有示数,并接近电源电压,说明与电压表并联的定值电阻断路。
(4)[3]由丙图可知,定值电阻两端控制的电压UV=3V;由题意可知,电源电压U=3V。
A.设电源电压为U,定值电阻两端的比压UV,当接入50Ω的定值电阻时,则有
解得U=4.2V,所以降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
B.电源实际电压为4.5V,当接入50Ω的定值电阻时,则有
解得R滑=25Ω。所以为了能完成这次实验,滑动变阻器的最小电阻为25Ω,更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器,可行,故B符合题意;
C.再串联一个电阻的阻值为
30Ω-20Ω=10Ω
故C符合题意;
D.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测变阻器的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故D不符合题意。
故选BC。
13. 见解析 见解析
【详解】[1][2]由图像知,该图像反应的物理量之间成正比关系,例如,物理量之间的关系:电流与电压的关系,纵坐标表示电压U,横坐标表示电流I;图像倾斜程度的含义:表示电阻大小。
14.见解析
【详解】并联电路电压规律为
并联电路的电流规律为
根据欧姆定律可得
,,
将以上三式代入并联电路的电流规律得
结合并联电路电压规律化简得
15.见解析
【详解】根据欧姆定律可知,电流表直接接电源两极上,电源电压一定,电流表的电阻很小,通过电流表的电流很大,易烧坏电流表。
16.(1)8V;(2)8Ω
【详解】解:(1)由图可知,两个电阻串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,由串联电路电压的规律可知电阻R1两端的电压
U1=U-U2=12V-4V=8V
(2)电阻R1两端的电压U1与通过R1的电流I的比值
答:(1)电阻R1两端的电压U1是8V;
(2)电阻R1两端的电压U1与通过R1的电流I的比值是8Ω。
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