内容正文:
第十七章《欧姆定律》
拔尖测评
一、 选择题(每小题2分,共20分)
1. 关于导体的电阻,下列说法中正确的是( C )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 通过的电流一定时,导体的电阻跟导体两端电压成反比
C. 电阻是导体的一种性质,当导体被拉长后电阻将随之增大
D. 电阻是导体对电流的阻碍作用,当通过导体的电流为零时,电阻也为零
C
一
二
三
2. 小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,如图甲、乙、丙所示。下列说法中,正确的是( B )
A. 图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B. 图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压的定量关系
C. 图丙:移动滑动变阻器的目的是保持电阻R两端电压不变
D. 图丙:实验的结论是电流跟电压成反比
B
一
二
三
3. 如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,下列关于R1、R2两端的电压U1、U2与电流I的变化关系图像,正确的是( B )
B
A. B. C. D.
一
二
三
4. 某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,下列说法中,错误的是( C )
A. 实验开始时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处,作用是使电路中的电流最小,可以保护电路
B. 探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,可调节滑片使电压表的示数产生变化
C. 探究通过导体的电流与导体的电阻的关系时,当将R1由10Ω的电阻换成20Ω的电阻时,应将滑片向左移动,使电压表示数不变
D. 实验中,进行多次测量是为了得出普遍规律
C
一
二
三
5. 如图所示为显示油箱内油量情况的装置。其中,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,a、b、c是三个还没有连接的接线柱。该装置的油量表由电流表或电压表改装而成,无油时电表示数恰好为0,且油量越大,电表示数越大,则下列做法可以实现要求的是( D )
A. 接线柱a、c相连,串联接入电流表
B. 接线柱a、b相连,电压表与R1并联
C. 接线柱a、b相连,电压表与R2并联
D. 接线柱a、c相连,电压表与R2并联
D
一
二
三
6. 如图所示为一种湿度测试仪的电路,R0为定值电阻,R为湿敏元件(阻值随湿度增大而减小)。电源两端的电压保持不变,闭合开关S,当环境湿度减小时,下列说法中,正确的是( C )
A. 电流表A1的示数增大
B. 电压表的示数增大
C. 电流表A2与电流表A1的示数之差不变
D. 电压表与电流表A1的示数之比不变
C
一
二
三
7. 电源也有电阻,我们可以将电源看作一个没有电阻的理想电源与电阻r串联,如图甲所示,某同学利用如图乙所示的电路进行实验,电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中( C )
C
A. V1变小,V2和A变大
B. V1变大,V2不变,A变小
C. V1变化量大于V2变化量
D. V1与A的比值不变
一
二
三
8. 在用伏安法测定值电阻R1阻值的实验中,某同学误接成了如图甲所示的电路。闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中,根据电压表、电流表的数据绘制成如图乙所示的I-U图像,电源两端的电压不变。下列说法中,正确的是( C )
C
A. 电流表示数的最小值是0.3A
B. 电源电压是10V
C. 电阻R1的阻值是5Ω
D. R2的最大阻值是40Ω
一
二
三
9. 如图所示为一种测量环境湿度的仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R的阻值为15Ω,R0为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增加而减小,阻值范围是10~20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。闭合开关S,当环境湿度可控且逐渐增加时,在保证两电表安全的情况下,下列说法中,正确的是( C )
A. 电流表示数变大,R0两端的电压变大
B. 电压表示数与电流表示数的比值改变
C. 通过R0的最大电流为0.2A
D. R0在电路中的最小阻值为12Ω
C
一
二
三
10. 如图甲所示的电路中,R0、R2 为定值电阻,改变滑动变阻器 R1 的滑片位置,电压表 V1、V2 和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电流变化的图线如图乙所示。下列判断中,正确的是( D )
D
A. 电源电压是 11V
B. 电压表 V2 示数变化图线为 b
C. 电阻R0 为 10Ω
D. 电阻 R2 为 1Ω
一
二
三
二、 填空题(每空2分,共24分)
11. 如图所示,电源电压恒定,定值电阻R的阻值为10Ω,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从某个位置向右移动一段距离,变阻器的阻值增大了5Ω,电流表示数减小了0.04A,则电压表的示数增加了 0.4 V。
0.4
一
二
三
12. 小何利用如图所示的电路进行实验。闭合开关S,分别读取电压表、电流表的示数并记录;断开开关S,将电源由1节干电池更换为2节干电池,闭合开关S,分别读取电压表、电流表的示数并记录,发现电流表的示数 变大 。小何探究的是电流与 电压 的关系。
变大
电压
一
二
三
13. 如图甲所示的电路,电源电压为6V,闭合开关S,两个小灯泡均发光,且两个完全相同的电流表的指针偏转均如图乙所示,则电流表A2的示数为 0.3 A,小灯泡L1 的电阻为 5 Ω。
0.3
5
一
二
三
14. 如图所示,R为5Ω的定值电阻,若在a、b间接一个“2.5V 0.5A”的小灯泡时恰能正常发光,则电源电压U为 5 V,若在a、b间换接一个“2.5V 0.6A”的小灯泡,则通过小灯泡的电流 小于 (填“大于”“小于”或“等于”)0.6A。
5
小于
一
二
三
15. 如图甲所示,电源电压保持4.5V不变。灯泡正常发光时的电流为0.5A,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。只闭合开关S、S1和只闭合开关S、S2,在保证电路安全的前提下,在最大范围内调节滑动变阻器的滑片,分别绘制了电压表示数与电流表示数的变化关系图像如图乙所示,则滑动变阻器的最大阻值为 45 Ω,灯泡正常发光时的电阻为 6 Ω。只闭合开关S、S2,滑动变阻器的阻值变化范围是 3~10Ω 。
45
6
3~10Ω
一
二
三
16. 如图(a)所示为甲、乙两个电阻的I-U图像,其中一个是定值电阻的图像,另一个是热敏电阻(其阻值会随温度的变化而改变)的图像,现将两电阻连成如图(b)所示的电路。
一
二
三
(1) R1是甲电阻,R2是乙电阻。当S2断开,S1、S3闭合时,电流表A1与电流表A2示数的比值是p,则p 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)1。
(2) 当S1、S3断开,S2闭合时,电压表V1与电压表V2示数的比值是q。在以上两种情况下,p和q的乘积,即pq 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)1。
大于
大于
一
二
三
三、 解答题(共56分)
17. (3分)请在实物电路图中补画一根导线,要求滑动变阻器的滑片向左移动时,A1的示数减小,并根据实物图在虚线框内画出对应的电路图。
一
二
三
18. (3分)如图所示,灯泡上标着“2.2V 0.25A”字样,表明这个灯泡正常工作时的电阻是8.8Ω。为了检验灯泡的标称电阻是否准确,请用笔画线代替导线,将图中的实物元件连接成正确的实验电路,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡的亮度变亮。
一
二
三
19. (12分)某学习小组测量未知电阻Rx的阻值,他们分成A、B两组,用不同的方法进行实验。
一
二
三
(1) A组同学利用“伏安法”测电阻。① 请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电路中的电流变大。
② 该实验的原理是 R= 。连接电路时开关应 断开 ,滑片应移到滑动变阻器的最 右 (填“左”或“右”)端。
③ 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置后,电压表的示数为2.4V,电流表的示数I如图乙所示,则I= 0.24 A,未知电阻的阻值Rx= 10 Ω。
R=
断开
右
0.24
10
一
二
三
(2) B组设计了如图丙所示的电路图,其中电源电压未知且不变,另一定值电阻的阻值为R0。
① 闭合S1,断开S2时,电压表的示数为U1。
② 闭合S1、S2时,电压表的示数为U2。
③ 未知电阻的阻值Rx= (用U1、U2、R0表示)。
一
二
三
20. (14分)如图所示为某液体密度计的工作原理图,其中空桶重1N,测量时需将桶内注满液体。电源电压恒为12V,定值电阻R0的阻值为10Ω;电压表的量程为0~3V,其表盘改造后可直接显示所测液体的密度值;滑动变阻器R2标有“40Ω 0.5A”的字样,R1为力敏电阻,其阻值与所受压力F变化关系如表所示(R1的阻值不为0)。在桶内注满水时,水重恰为1.5N,闭合开关S,移动R2的滑片至位置M时,电压表的示数为2V。求:
R1/Ω 120 100 80 60 40 20 …
F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 …
一
二
三
(1) 此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为多大?
解:(1) 由图可知,R0、R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R0两端电压,已知在桶内注满水,水重恰为1.5N,此时闭合S,移动R2的滑片至位置M时,电压表的示数为2V,因串联电路中各处电流相等,则根据欧姆定律可得电路中的电流I=I0===0.2A,根据欧姆定律可得此时的总电阻R===60Ω;此时力敏电阻受到的压力F=G水+G桶=1.5N+1N=2.5N,由表格数据可知,当F=2.5N时,R1=20Ω,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,则此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值R2=R-R1-R0=60Ω-20Ω-10Ω=30Ω
一
二
三
(2) R2的滑片在位置M时,通过计算说明,该液体密度计的“0”刻度线与电压表表盘多少伏的刻度线相对应?
解:(2) 该液体密度计的“0”刻度线,即桶内不装液体时电压表的示数,当桶内不装液体时,力敏电阻受到的压力F0=G桶=1N,由表格数据可得,当F0=1N时,R1'=80Ω,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,则此时电路的总电阻R'=R1'+R0+R2=80Ω+10Ω+30Ω=120Ω,根据欧姆定律可得此时电压表示数为U0'=I'R0=×R0=×10Ω=1V
一
二
三
26
21. (24分)某物理课外活动小组的同学对两个定值电阻R1、R2和一个滑动变阻器R3的阻值进行测定,用这些元件连接成的电路如图所示。闭合S1,断开S2,将滑动变阻器的阻值调到最大时,电流表的示数是0.2A,电压表的示数是2V。若S1、S2都闭合,将滑动变阻器的阻值调到零时,电压表的示数是6V,电流表的示数是0.9A。请回答下列问题:
(1) 定值电阻R1的阻值是多大?
解:(1) 由电路图可知,闭合S1,断开S2,将滑动变阻器的阻值调到最大时,R1、R3串联,电压表测R1两端电压,串联电路中电流处处相等,则定值电阻R1的阻值R1===10Ω
一
二
三
(2) 滑动变阻器的最大阻值是多大?
解:(2) S1、S2都闭合,将滑动变阻器的阻值调到零时,R1、R2并联,电压表的示数是6V,根据并联电路的电压特点可知,电源电压为6V,当闭合S1,断开S2,将滑动变阻器的阻值调到最大时,R1、R3串联,R1两端电压为2V,则R3两端电压U3=U-U1=6V-2V=4V,滑动变阻器的最大阻值R3===20Ω
一
二
三
(3) 定值电阻R2的阻值是多大?
解:(3) S1、S2都闭合,将滑动变阻器的阻值调到零时,R1、R2并联,电流表的示数是0.9A,通过R1的电流I1===0.6A,通过R2的电流I2=I'-I1=0.9A-0.6A=0.3A,定值电阻R2的阻值R2===20Ω
一
二
三
$$