内容正文:
第十四章《欧姆定律》
素能测评
一、 选择题(每小题3分,共30分)
1. 下列物质属于绝缘体的是( D )
A. 铜 B. 铝
C. 银 D. 橡胶
2. 在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是( D )
A. 铜线的电阻一定比铝线的小
B. 长度相同、粗细相同的铜线和铝线电阻相等
C. 长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大
D. 粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大
D
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3. 由欧姆定律I=变形可得R=,下列说法正确的是( C )
A. 导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B. 通过导体的电流越大,导体的电阻越小
C. 导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
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
C
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4. 电位器是变阻器的一种,它可以用来改变收音机的音量。小红买了一个电位器,如图所示。如果把它与灯泡串联起来,利用它改变灯泡的亮度,请仔细观察,现想使滑动触头顺时针转动时,灯泡变暗,那么下列接法正确的是( C )
A. 连接A、C B. 连接B、C
C. 连接A、B D. 以上都不正确
C
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5. 如图所示为某地铁站进出闸机(电动机M),有两种识别方式:刷卡(开关S1)或扫二维码(开关S2),只要其中一种方式识别成功即可闭合相应开关,闸机开启。下列模拟地铁站进出闸机的电路中,与其符合的是( B )
B
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6. 如图所示电路中,电源电压保持不变,已知R1∶R2=2∶1,闭合开关,下列说法正确的是( D )
A. 通过R1、R2的电流之比为2∶1
B. 电流表A1、A2的示数之比为2∶1
C. 电阻R1、R2两端的电压之比为2∶1
D. 电流表A1、A2的示数之比为3∶2
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7. 如图所示为某烟雾报警器的电路简图,烟雾感应器的阻值R随烟雾浓度的增大而减小。闭合开关,当烟雾浓度增大时,电路中电压表的示数和灯泡亮度的变化情况是( B )
A. 电压表示数变大,灯泡变亮
B. 电压表示数变小,灯泡变亮
C. 电压表示数变小,灯泡变暗
D. 电压表示数变大,灯泡变暗
B
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8. 一只电阻为10Ω、正常工作时电压为6V的电铃,要使其接在9V的电源上正常工作,那么电路中必须( B )
A. 串联一只15Ω的电阻 B. 串联一只5Ω的电阻
C. 并联一只5Ω的电阻 D. 并联一只15Ω的电阻
B
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9. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,灯L熄灭,其中只有一个电表的示数变大,则下列判断正确的是( D )
A. 可能是灯L断路,电流表的示数变小
B. 可能是电阻R短路,电压表的示数变大
C. 可能是灯L短路,电压表的示数变大
D. 可能是电阻R断路,电流表的示数变小
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10. 如图甲所示,R1是电阻箱,R2是定值电阻,闭合开关S,改变R1的阻值,两电压表的示数与R1的关系图像如图乙所示,已知图线①和②相互平行,则( D )
A. ①是V1示数和R1的关系图线
B. 供电设备两端的电压保持不变
C. 电路中电流随R1的增大而减小
D. 电路中电流保持不变
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二、 填空题(每空2分,共30分)
11. 如图所示,用A、B两个金属夹子夹住一段铅笔芯,当闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是 导体 ;固定夹子A,左右移动夹子B,小灯泡的亮度会随着变化,说明铅笔芯电阻大小跟 长度 有关。
导体
长度
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12. 某段金属丝两端的电压为6V时,通过的电流为0.3A;当该金属丝两端的电压降为4V时,通过的电流为 0.2 A;当该金属丝两端的电压降为0时,它的电阻为 20 Ω。
13. 一个小灯泡正常发光时的电阻为20Ω,通过灯丝的电流为0.2A,则该灯泡额定电压为 4 V,如果把它接在1A的稳流电源上使用,那么应在电路上 并联 (串联/并联)一个阻值为 5 Ω的电阻。
14. 两个分别标有“5Ω 1A”和“10Ω 0.6A”字样的定值电阻,将它们串联起来使用时的总电阻为 15 Ω,电源电压最多为 9 V;若将它们并联,则干路电流最大是 1.5 A。
0.2
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并联
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15. 如图所示的电路中,R1=3Ω,R2=2Ω。闭合开关S,电流表A的示数 变大 (变大/不变/变小),电流表A1的示数 不变 (变大/不变/变小),电压表的示数与电流表A的示数变化之比等于 2 Ω。
变大
不变
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16. 小锋设计如图所示的电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化。选用的器材有3V电源、湿度传感器(其电阻Rs的阻值随相对湿度的增大而减小)、定值电阻R=2×103Ω、一只电压表(量程为0~3V)等。当相对湿度为40%时,Rs=1×103Ω,电压表示数为2V,则电压表是并联在 R 的两端。当电压表示数变大时,教室里的相对湿度在 变大 。
R
变大
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三、 解答题(共40分)
17. (10分)定值电阻R1两端加4.5V电压时,通过的电流为0.45A。如图所示电路,电源电压不变,R1和定值电阻R0并联,电流表示数为0.50A;用阻值为30Ω的电阻R2替换R1,电流表示数变为0.30A。求:
(1) R1的阻值。
解:(1) R1==10Ω
第17题
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(2) 电源电压。
解:(2) 根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知:R1和定值电阻R0并联时,
=0.30A ②,由①-②可得U=3V
第17题
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18. (12分)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6V,R0为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A。
(1) 求电阻箱接入电路的阻值。
解:(1) 将滑片OP旋转至M处时,半圆弧电阻接入电路的阻值为零,此时只有R0接入电路,已知此时电路中电流I=0.6A,根据欧姆定律可得,电阻箱接入电路的阻值R0==10Ω
第18题
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第18题
(2) 调节θ为90°时,电流表示数为0.3A,求此时电压表示数。
解:(2) 由图知,电阻箱R0与半圆弧电阻串联,电压表测半圆弧电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,调节θ为90°时,电流表示数为0.3A,则R0两端的电压U0=I'R0=0.3A×10Ω=3V,根据串联电路的电压特点可得,此时电压表的示数UV=U-U0=6V-3V=3V
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(3) 为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,求满足要求的R0的最小阻值。
解:(3) 设半圆弧电阻的最大阻值为R滑大,调节θ为90°时半圆弧电阻接入电路的电阻为
第18题
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=R滑大=20Ω
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19. (8分)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。其中电源为可调节电压的学生电源,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,还配有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1) 请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整。
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(2) 小明将5Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是 电阻R断路 。
(3) 排除故障后,小明依次完成实验,记录部分数据如表。
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 20 15 25
电流I/A 0.4 0.2 0.1
电阻R断路
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① 由1、2、3次实验数据可得出的初步结论是 电压一定时,电流与电阻成反比 。
② 第4次实验时,小明用15Ω的定值电阻替代20Ω的定值电阻后,直接读出电流表的示数如图乙所示。由此可知:实验中电源电压为 3 V。为得到正确数据,小明应将滑动变阻器的滑片调至第3次实验时滑片位置的 左 侧。
③ 继续完成第5次实验,小明将图甲滑动变阻器的滑片移至最右端时,依然无法达到实验要求。仔细分析后,小明发现只需将电源电压减小 0.2 V即可。
电压一定时,电流与电阻成反
比
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左
0.2
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20. (10分)在“测量定值电阻阻值”的实验中,小明所用电源的电压保持不变,滑动变阻器标有“10Ω 2A”字样。
(1) 粗心的小明连好最后一根导线时的电路如图甲所示,请你指出其中存在的问题:一是 滑动变阻器滑片没有滑到阻值最大处 ;二是 开关闭合了 。
滑动变阻器滑片没有滑到阻值最大处
开关闭合了
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(2) 小明解决上述问题后,闭合开关发现:电压表指针有明显偏转,而电流表指针几乎不动。经检查:电路中电表完好且只有一处故障,他初步判断可能是导线 ③ (填导线编号)断路或 Rx 断路。
③
Rx
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(3) 排除上述电路故障后,小明开始实验:
① 闭合开关,读出电表示数后立即断开开关,并将读数填在表中,第1次实验中电流表指针位置如图乙所示,则电流表读数为 0.3 A,利用该组数据算出的Rx阻值约为 16.7 Ω(结果保留一位小数)。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻Rx/Ω
1 5.0
2 6.5 0.4
3 8.0 0.5
0.3
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② 闭合开关,将滑动变阻器的滑片向 左 移至适当位置,读出两电表示数后立即断开开关,并将读数填在表中。
③ 闭合开关,继续移动滑片,直至移到了滑动变阻器的另一端,读出两电表示数,断开开关,并将读数填在表中。
(4) 分析表中数据,小明发现:随着待测电阻两端电压的增大,计算得出的待测电阻阻值变化情况是 阻值逐渐减小 。他感到困惑:为何会出现这样的结果呢?小华帮他检查后指出:小明所测出的电压数据是错误的。于是小明想重新实验,小华提醒他:无须重新实验,利用已知信息和电流表的读数,不但可计算出待测电阻的阻值,还能求出电源电压。小明经过认真思考后,计算得出:待测电阻Rx= 15 Ω,电源电压U总= 7.5 V。
左
阻值逐渐减小
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