内容正文:
第十四章 欧姆定律复习
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.(2025辽宁沈阳于洪期末)如图所示的一款智能手表由多个部件组成,其中属于导体的是 ( )
A.橡胶表带 B.电子芯片 C.玻璃表盘 D.金属表壳
D
解析 智能手表的橡胶表带、玻璃表盘不容易导电,属于绝
缘体;电子芯片的主要成分是硅,属于半导体;金属表壳容易导
电,属于导体。
2.【新课标·物理观念】(2025安徽蚌埠期中)通过电学知识的积累,你认为下列说法正确的是 ( )
A.绝缘体不容易导电是因为自由电荷很少
B.通过导体的电流越大,则该导体的电阻越大
C.超导体的导电性能最好,可以用来制作电阻丝
D.在一段电路的两端有电压,在这段电路中一定有电流
A
解析 绝缘体不容易导电是因为自由电荷很少,故A正确。电
阻是导体自身的一种属性,与电流、电压无关,故B错误。超导体的电阻为零,所以不能用来制作电阻丝,故C错误。在一段电路的两端有电压,如果电路是断路,这段电路中就没有电流,故D错误。
3.(2023辽宁大连中考)如图所示的电路,闭合开关S,电压表无示数,说明电路中存在故障。此时,可以通过观察电流表来做进一步判断。已知故障发生在R1或R2上,下列判断正确的是 ( )
D
A.若电流表有示数,则R1被短路
B.若电流表有示数,则R2断路
C.若电流表无示数,则R2被短路
D.若电流表无示数,则R1断路
解析 电阻R1与电阻R2串联,电压表测量电阻R2两端的电压,电
流表测量电路中的电流,若R1被短路,则电流表和电压表都有示数,A错误;若R2断路,电流表无示数,B错误;若R2被短路,则电压表无示数,电流表有示数,C错误;若R1断路,电流表和电压表都没有示数,D正确。故选D。
方法归纳
电路短路和断路的判断:短路时电路中有电流,断路时电路中无电流;串联电路中若电压表所测的用电器断路,电压表示数为电源电压。要会辨别不同故障所出现的不同情况。
4.【新课标·物理观念】(2025山东枣庄薛城期中)欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了决定电阻大小的因素。如图为一个长方体的金属电阻,材料分布均匀,长、宽、高分别为a、b、c,且a>b>c。不考虑温度对电阻的影响,当有电流按下列方向通过该电阻时 ( )
A
A.电流沿AB方向通过时电阻最小
B.电流沿CD方向通过时电阻最小
C.电流沿EF方向通过时电阻最小
D.电流沿以上三个方向通过时电阻相等
解析 金属电阻的材料分布均匀,由图可知,电流沿AB方向通
过时,金属电阻横截面积最大,长度最小,此时的电阻是最小的。
5.【跨学科·工程实践】(2025广东深圳龙岗期中)校园内有一个学习文具售卖机,购买时可以通过硬币支付(相当于闭合“开关S1”),也可以通过电子支付(相当于闭合“开关S2”)来获取学习文具。天黑时“光控开关S3”会自动闭合,接通灯泡提供照明。以下简化电路符合要求的是 ( )
A
A B C D
解析 根据题意可知,购买时既可以通过硬币支付(相当于闭
合“开关S1”),也可以通过电子支付(相当于闭合“开关S2”)
来获取学习文具,这说明两个开关是并联的,然后与电动机串
联。天黑时“光控开关S3”会自动闭合,接通灯泡提供照明,
这说明灯泡可以独立工作,与电动机是并联的。
6.某同学设计了如图所示的四种电路,其中电源电压不变且未
知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,不能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是 ( )
D
解析 A图中,只闭合S1时,电路是只有R0的简单电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合 S2,两电阻并联,电流表测量干路电流I;因为电源电压不变,则有I0R0=(I-I0)Rx,可求得Rx。B图中,只闭合S2时,两电阻串联,电流表测量电路中的电流I1;两开关都闭合时,只有R0接入电路中,电流表测此时电路中的电流I0;因为电源电压不变,则有I1(R0+Rx)=I0R0,可求得Rx。C图中,闭合S、S2,断开S1,两电阻串联,电压表测量电源电压U;闭合S、S1,断开S2,电压表测量电阻R0两端电压U0;因为串联电路各处电流相等,则有
= ,可求得Rx。D图中,闭合S,若S1与电压表负接线柱相连,S1接1,两电阻串联,电压表测量R0两端电压U0;S1接2,电流从电压表负接线柱流入,会造成电压表指针反偏;若S1与电压表正接线柱相连,则S1接1时会使电压表指针反偏,故不能测出Rx的阻值。
7.【新课标·科学思维】(2024河南周口西华期末)定值电阻R1、R2的I-U图线如图所示,若R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I-U图线所在的区域,下列说法中正确的是 ( )
A
A.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
B.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅱ区域
D.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域
解析 根据串联电路的电阻特点知,R串比每一个串联的电阻都要大;根据并联电路的电阻特点可知,R并比每一个并联的电阻都要小。则在这四个电阻值中,R串最大,R并最小,所以,当它们两端加相同的电压时,通过R串的电流最小,故它的I-U图线在I区域;通过R并的电流最大,故它的I-U图线在Ⅲ区域。
8.(2025陕西西安长安月考)如图所示,L1、L2规格相同,甲、乙、丙分别是电压表或电流表,要求闭合开关后,两灯均能发光。下列表述中正确的是 ( )
D
A.甲、乙可以同时为电压表
B.乙、丙可以是同一类型电表
C.L1、L2并联时,甲、丙两表示数之比为2∶1
D.L1、L2串联时,甲、丙两表示数之比为2∶1
解析 若甲、乙同时为电压表,则无电流通过灯泡L2,故A错
误。若乙、丙同是电流表,则灯泡L2被短路;若乙、丙同是电
压表,由于电压表所在电路相当于断路,所以整个电路几乎无
电流,故B错误。若要L1、L2并联,则甲、丙应为电流表,乙应
为电压表,甲测量的是通过灯泡L2的电流,丙测量的是干路中
的电流,L1、L2规格相同,通过两个灯泡的电流相同,所以干路
中的电流是任一条支路中的电流的2倍,所以甲、丙两表示数
之比为1∶2,故C错误。若要L1、L2串联,则甲、丙应为电压表,乙应为电流表,甲测量电源电压,丙测量灯泡L2两端电压,L1、L2规格相同,L1、L2两端电压是相同的,则甲、丙两表示数之比为2∶1,故D正确。
9.(2025北京理工大学附中期中)(多选)关于电阻、电流和电压,下列说法正确的是 ( )
A.电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流和导体两端的电压无关
B.当通过导体的电流为零时,导体的电阻也为零
C.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
AC
解析 电阻是导体本身的一种性质,只与自身的长度、材料、横截面积有关,与温度有关,与通过导体的电流和导体两端的电压无关,当通过导体的电流为零时,导体的电阻不为零,故A正确,B、D错误;导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流的比值是一个定值,说明通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故C正确。故选AC。
10.(2025广东深圳月考)如图是某同学设计可调光台灯所需的器材,电位器有a、b、c三个接线柱,下列操作正确且可行的是 ( )
C
A.可以将a、c接线柱接入电路
B.电阻丝可以用超导体来做
C.连接a、b接线柱,顺时针旋转旋钮,灯泡变暗
D.电位器a、b、c三个接线柱应该用半导体材料
解析 若将a、c接入电路中,电位器的全部电阻丝都接入电
路,不能改变电路中的电流,所以不能改变灯泡的亮度,故A不
符合题意。超导体的电阻为零,不能用来制作电阻丝,故B不
符合题意。若将a、b接入电路,则滑片左边的电阻丝接入电
路,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变大,电路中电
流变小,灯泡变暗,故C符合题意。电位器a、b、c三个接线柱
应选择导电性能良好的材料,以确保良好的电接触和稳定的
导电性,故D不符合题意。
11.(2024北京丰台期中)如图所示,电源电压6 V保持不变,定值
电阻R1标有“10 Ω 0.5 A”字样,滑动变阻器R2标有“20 Ω
1 A”字样,电流表和电压表选择的量程分别为 0~0.6 A 和 0~3 V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列说法中正确、的是 ( )
C
A.电路中的最大电流为1 A
B.电路中的最小电流为0.2 A
C.R2的取值范围为2~10 Ω
D.R2两端的电压变化范围为0~3 V
解析 当滑动变阻器的电阻为0时,电路中电阻最小,电流最大,此时电流I1= = =0.6 A,因为通过定值电阻R1的最大电流为0.5 A,故电路的最大电流为0.5 A,故A错误。当电压表示数最大为3 V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中电流最小;根据串联电路电压规律可知,定值电阻R1两端电压U1=U-U2=6 V-3 V=3 V,则电路中的最小电流I最小= = =0.3 A,故B错误。当电流最大为0.5 A时,电路总电阻R= =
=12 Ω,则此时滑动变阻器接入电路的阻值R2=R-R1=12 Ω-10 Ω
=2 Ω;当电流最小为0.3 A时,电路总电阻R'= = =20 Ω,则此时滑动变阻器接入电路的阻值R2'=R'-R1=20 Ω-10 Ω=10 Ω,故R2的取值范围为2~10 Ω,故C正确。当电流最大为0.5 A,滑动变阻器R2阻值最小为2 Ω时,滑动变阻器R2两端的电压最小为 =I最大R2=0.5 A×2 Ω=1 V,当电压表示数最大为3 V时,滑动变阻器R2两端的电压最大为3 V,故滑动变阻器R2两端的电压变化范围为1~3 V,故D错误。
12.【新特色·环境保护】(2024北京师大附属实验中学期中)(多选)空气质量指数是反应和评价空气质量的重要指标,如表中空气质量等级按照空气质量指数划分。图甲是环保项目学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图,用电流表显示空气质量指数。电源两端的电压为18 V,且保持不变,定值电阻R0的阻值为100 Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。下列判断中正确的是 ( )
ACD
空气质量指数K 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
A.空气污染的程度越小,电路中的电流越小
B.气敏电阻R的阻值随空气质量指数增大而增大
C.电路中电流为0.1 A时,对应的空气质量等级为良
D.当空气质量指数为300时,R0两端的电压为15 V
解析 由图甲可知,定值电阻R0和气敏电阻R串联在电路中,通
过表格和图乙可知,空气质量指数K越小,气敏电阻R的阻值越大,则串联电路中的总电阻越大,由欧姆定律I= 可知此时串联电路中的电流越小,故A正确,B错误;当串联电路电流为0.1 A时,串联电路中的总电阻为R'= = =180 Ω,则气敏电阻 R气敏=R'-R0=180 Ω-100 Ω=80 Ω,由图乙和表格中的数据可知R=80 Ω时,所对应的空气质量指数在51到100之间,空气质量等级为良,故C正确;当空气质量指数为300时,此时气敏电阻R气敏'=20 Ω,
则串联电路总电阻为R总=R0+R气敏'=100 Ω+20 Ω=120 Ω,则此时电路中的电流为I'= = =0.15 A,则R0两端的电压为 =I'R0=0.15 A×100 Ω=15 V,故D正确;故选A、C、D。
二、实验解答题(13题14分,14题6分,共20分)
13.(2025北京二中教育集团期中)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(电压恒为4 V)、电压表(0~3 V)、电流表(0~0.6 A)、定值电阻R(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω)、滑动变阻器(“20 Ω 2 A”)、开关、导线若干。
(1)为将如图实物电路连接完整,应将定值电阻R右端和滑动变
阻器接线柱_____(选填“A”“B”“C”或“D”)相连,要求:滑片右移电流表示数变大;
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数近似等于电源电压,
经检查电表完好,则电路故障可能是_______________;
(3)排除(2)的故障,在探究电流与电压的关系时,应保证定值电
阻不变,____________,多次实验并记录相应数据;
定值电阻断路
D
(4)由上述步骤,可得实验数据如表格所示,分析数据可得结论:____________________________________________________;
导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比
电压U/V 1.6 1.8 2.4 2.8 3 3.2
电流I/A 0.16 0.18 0.24 0.28 0.3 0.32
(5)用上述器材继续探究电流与电阻的关系,将5 Ω电阻接入电
路并记录电流表示数为0.3 A;将电阻更换为10 Ω:
①为保持电压表示数不变,应调节滑动变阻器使其阻值______
(选填“增大”或“减小”);
②请简述这样调节的依据及分析过程___________________;
增大
(6)在(5)的基础上,再将电阻更换为20 Ω,发现无论怎样调节滑
动变阻器,电压表示数都无法恢复原来的示数大小。因此需要重新设定每一次定值电阻两端的电压值,为了完成六次实验,不更换实验器材的情况下,应控制定值电阻两端的电压不低于_______V。
2.4
解析 (1)要使滑片右移电流表示数变大,即电流增大,就要让
滑片右移的时候滑动变阻器接入电路的阻值减小,并且滑动
变阻器正确接法为一上一下,所以应该接D接线柱。(2)电流
表无示数,说明电路可能断路。电压表示数接近电源电压,说
明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是
完好的,与电压表并联的定值电阻断路了。(3)改变滑动变阻
器接入电路的阻值,改变电流进而改变定值电阻两端电压。
(4)分析表格数据可得:导体的电阻不变时,通过导体的电流和
它两端的电压成正比。(5)探究电流和电阻的关系,要控制定值电阻两端电压不变。根据串联分压原理可知,将定值电阻
由5 Ω更换成10 Ω的,定值电阻分得的电压增大。此时应该减
小定值电阻两端的电压,增大滑动变阻器两端的电压,所以应
增大滑动变阻器连入电路中的电阻,使电压表示数保持不变。
(6)设控制定值电阻两端的电压至少保持UV,由串联电路的分压规律可知, = ,若方程左边为一定值,则右边也为定值,定值电阻最大为30 Ω,当滑动变阻器阻值最大时,定值电阻两端电压最小,有 = ,解得UV=2.4 V,应控制定值电阻两端的电压不低于2.4 V。
14.(2025北京二中教育集团期中)如图甲所示为小明设计的“用伏安法测小灯泡电阻”的实验电路图,已知小灯泡正常发光时电压为2.5 V。
(1)小明正确操作,记录多组小灯泡两端不同的电压及对应通过小灯泡的电流值,并通过坐标纸绘制出了小灯泡的I-U图像,如图乙所示。分析图像可知,小灯泡正常发光时的灯丝电阻为______Ω;
(2)小明计划用此电路探究“电流与电压的关系”,但是同组的组员却认为使用同一盏灯完成实验不可行,原因是__________________________。
10
解析 (1)小灯泡的额定电压为2.5 V,分析图像可知,当小灯两
端电压为2.5 V时,通过小灯泡的电流为0.25 A,则此时灯丝的电阻为RL= = =10 Ω。(2)要探究“电流与电压的关系”,必须控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压。因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,不能控制电阻一定,所以此电路不能探究电流与电压的关系。
三、科普阅读题(12分)
15.请阅读材料并回答问题。
半导体
按导电性能来分,除了有导体和绝缘体外,还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类物质叫作半导体。如锗、硅、砷化镓等都是半导体。半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。一些半导体,在温度升高时,导电性能迅速增强,利用这种特性,可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量温度的变化。还有些半导体,在没有光照
时不容易导电,有光照时则有良好的导电性能,用它们做成的光
敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
(1)一些半导体,在温度_______时,导电性能迅速增强。利用这种特性,可以做出体积很小的_______电阻,用来测量温度的变化。
升高
热敏
(2)将有上述材料特征的光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源(电压恒定)连接成如图所示的电路。闭
合开关,增大光敏电阻的光照强度,下列对电表示数的变化的
说法正确的是 ( )
B
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数均变小
D.电压表和电流表示数均变大
解析 (1)一些半导体,在温度升高时,导电性能迅速增强,利用
这种特性,可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量温度的变化。(2)由题意知,增大光照强度时,光敏电阻的阻值减小。由串联电路电阻关系知,此时电路中的总电阻变小,由I= 可知,
电源电压不变时,总电阻变小,电流变大,因此电流表示数变大。由串联电路分压规律可知,光敏电阻两端的电压减小,所以电压表示数变小。故选B。
四、计算题(20分)
16.(2025北京延庆期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变。电阻R1的阻值为10 Ω,只闭合开关S1,电流表A1的示数为0.3 A。
求:
(1)电源电压;
(2)再闭合开关S2,电流表A2的示数变化了0.1 A,电阻R2的阻值。
解析 (1)只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表A1测量
通过R1的电流,电源电压为U=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V;
(2)再闭合开关S2,电阻R2和电阻R1并联,电流表A2的示数变化
了0.1 A,即干路上的电流增大了0.1 A,由于R1两端电压仍为电
源电压,所以通过R1的电流I1保持不变,所以通过R2的电流等于
干路中电流的增加量,即I2=ΔI=0.1 A,R2的阻值为R2= = =
30 Ω。
$$