内容正文:
第十七章成果展示 欧姆定律
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每题4分,共40分)
1.下列关于欧姆定律I=的变形式R=的说法正确的是( C )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
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
2.关于“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”两个实验,下列说法正确的是( A )
A.两个实验多次实验的目的都是得到普遍性实验结论
B.“探究电流和电压的关系”实验中,滑动变阻器的作用主要是控制定值电阻两端的电压一定
C.“探究电流和电阻的关系”实验中,滑动变阻器的作用主要是改变定值电阻两端的电压
D.两个实验都用到的实验探究方法是转换法
3.用电器甲、乙的电流与其两端电压的关系图象如图所示。直线表示用电器甲的电流与其两端电压的关系图象。下列说法正确的是( D )
第3题图
A.用电器甲的电阻不变,大小为0.1 Ω
B.用电器乙的电阻随着电流的增大而增大,最大值为10 Ω
C.如果把这两个用电器串联接在6 V的电源上,干路中的电流是0.43 A
D.如果把这两个用电器并联接在4 V的电源上,干路中的电流是0.65 A
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,下列说法正确的是( C )
第4题图
A.小灯泡变亮
B.电流表的示数变大
C.电压表的示数不变
D.电压表与电流表的比值变小
5.如图所示,电路的电源电压恒定,已知R0的阻值为40 Ω,R的阻值为5 Ω,S1、S2都闭合时,电压表示数为9 V,若只闭合S1,电压表示数为( D )
第5题图
A.9 V B.8 V
C.5 V D.1 V
解析:由电路图可知,S1、S2都闭合时,R0被短路,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,所以电源电压U=9 V;只闭合S1时,两电阻串联,电压表测R两端的电压,电路中电流I====0.2 A,串联电路中电流处处相等,I=IR=0.2 A,电压表示数UV=UR=IRR=0.2 A×5 Ω=1 V,故D正确。
6.有一根阻值为R的电阻线,现将它首尾相连绕制成一个圆形电阻,如图所示,则A、B间的阻值为( D )
第6题图
A.R B.
C.
7.在如图所示的电路中,若闭合开关S1、S2,小灯泡均能正常发光,电流表和电压表均有示数,下列对电路分析正确的是( D )
第7题图
A.电压表只能测量小灯泡L2两端的电压
B.若闭合开关S1、S2,电流表测量干路中的电流
C.若先闭合开关S1,再闭合开关S2,电压表的示数不变
D.若先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表的示数不变
8.在“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡作为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了对应的U-I图象,如图甲、乙所示。下列说法错误的是( D )
第8题图
A.图甲是定值电阻的U-I图象,图乙是小灯泡的U-I图象
B.由图象可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图乙及实验现象可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法计算小灯泡的电阻
9.如图甲所示,电源电压保持不变,R1=10 Ω, 当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端时,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器阻值的最大值分别为( A )
第9题图
A.6 V,20 Ω B.4 V,20 Ω
C.6 V,10 Ω D.4 V,10 Ω
10.(多选)某商场为了统计出入商场的人流量,安装了计数装置。简化电路图如图甲所示,S为激光源,有人通过时,激光被人挡住,光敏电阻R1变大。定值电阻R0的阻值为20 Ω,其两端的电压随时间变化的关系图象如图乙所示。已知电源电压恒为3 V。下列判断正确的是( ABD )
第10题图
A.没人通过时,电路中电流为0.1 A
B.有人通过时,光敏电阻的阻值为40 Ω
C.电压表示数为2 V时,计数器会计数一次
D.有人通过和没有人通过时,电路中的电流之比为1∶2
解析:由图甲可知,R1、R0串联,电压表测量R0两端的电压;当电压表示数为2 V时,电路中的电流I=I0===0.1 A, 根据串联电路的电压特点可知,此时R1两端的电压U1=U-U0=3 V-2 V=1 V,由欧姆定律可知此时R1的阻值R1===10 Ω;当电压表示数为1 V时,电路中的电流I′=I′0===0.05 A,根据串联电路的电压特点可知,此时R1两端的电压U′1=U-U′0=3 V-1 V=2 V,由欧姆定律可知,此时R1的阻值R′1===40 Ω, 根据题意可知,有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大,所以当有人通过时,光敏电阻R1无光照,阻值较大,为40 Ω,此时电压表示数为1 V,计数器会计数,故B正确,C错误;有人通过时电路中的电流为I′=0.05 A,没有人通过时电路的电流为I=0.1 A,故A正确;则有人通过和没有人通过时电路的电流之比:I′∶I=0.05 A∶0.1 A=1∶2,故D正确。
二、填空题(每空2分,共16分)
11.甲、乙两电阻分别标有“10 Ω 2 A”“20 Ω 1 A”字样,串联在一个电路中,允许通过的最大电流为 1 A,电源电压最大为 30 V。
12.如图是甲、乙两导体的电流与电压的关系图象,由图可知,甲的电阻是 10 Ω。若将甲、乙并联接在电路中,通过它们的电流之比为I甲∶I乙= 2∶1 。
第12题图
13.如图甲所示,闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是 6 V,R1与R2的电阻之比为 4∶1 。
甲 乙
第13题图
14.如图所示,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,电流表A1的示数 不变 ,电压表V与电流表A的示数的比值 变大 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
第14题图
三、实验探究题(共24分)
15.(10分)用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为6 V,定值电阻R备有5 Ω、10 Ω、20 Ω、40 Ω各一个。
第15题图
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最 左 (选填“左”或“右”)端。
(2)将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表的示数始终为0,电压表的示数不为0,其原因可能是 B (填字母)。
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片P的位置,将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻,闭合开关后,为保证电压表的示数与更换前相同,滑片P应向 左 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)实验中依次接入定值电阻,调节滑片P使定值电阻两端的电压相同,记下电流表的示数,绘出电流I与电阻倒数的关系图象如图乙所示。由图乙可知,电压一定时,电流与电阻成 反 比。
(5)为完成整个实验,应该选择 B (填字母)规格的滑动变阻器。
A.50 Ω 1.0 A B.100 Ω 1.2 A
C.20 Ω 0.6 A
16.(14分)如图甲所示是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
甲 乙
丙
第16题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
[答案] 如图所示。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 阻值最大 处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是Rx 断路 。
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表的示数为2.4 V,电流表的示数如图乙所示,其读数为 0.24 A,则未知电阻Rx= 10 Ω。
(4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变)。请将下列相关实验步骤补充完整。
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表的示数I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 b端 ,记录电流表的示数I2;
③待测电阻的表达式Rx=(用已知量和测量量符号表示)。
四、计算题(共20分)
17.(8分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=R2=R3=20 Ω,当开关S1、S2 都断开时,电流表的示数是0.3 A,求:
(1)电源电压;
(2)当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数。
第17题图
解:(1)当开关S1、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=可得,电源电压
U=I(R1+R2)=0.3 A×(20 Ω+20 Ω)=12 V。
(2)当开关S1、S2都闭合时,R1与R3并联,电流表测干路电流,R1与R3两端电压都等于电源电压,通过R1的电流
I1===0.6 A,
通过R3的电流
I3===0.6 A,
则电流表的示数
I′=I1+I3=0.6 A+0.6 A=1.2 A。
18.(12分)空气质量指数是环境监测的重要指标,表中的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图所示。已知电源电压U=18 V,电压表的量程为0~15 V,定值电阻R0的阻值为100 Ω,气敏电阻的阻值R与空气质量指数A的关系为R=×103 Ω。
(1)通过计算,判断电压表的示数为10 V时对应的空气质量等级。
(2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=40,则更换后的定值电阻R0′的阻值应为多大?
空气质量
指数A
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
第18题图
解:(1)当电压表的示数为10 V时,电路中的电流
I===0.1 A,
气敏电阻R两端的电压
UR=U-U0=18 V-10 V=8 V,
则此时气敏电阻的阻值
R===80 Ω,
由R=×103 Ω可得,此时的空气质量指数
A=×103 Ω=75,
由51<75<100可知,此时的空气质量等级为良。
(2)空气质量指数A=400时,气敏电阻的阻值
R′=×103 Ω=15 Ω,
由题意可知,此时电压表的示数U0′=15 V, 则气敏电阻两端的电压
UR′=U-U0′=18 V-15 V=3 V,
此时电路中的电流
I′===0.2 A,
则更换后的定值电阻的阻值
R0′===75 Ω。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
$