内容正文:
第十三章成果展示 欧姆定律
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每题3分,共30分)
1.某同学指出:在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,必须注意下列几点,你认为不必要的是( D )
A.连接滑动变阻器时,应该使滑片位于滑动变阻器的阻值最大处
B.连接电路时,应该将开关断开
C.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联
D.开关应该接在靠近电源电流流出的一端
第2题图
2.如图所示是电阻甲和乙的UI图象,下列对图象信息做出的判断,正确的是( D )
A.乙的电阻随温度的升高而减小
B.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
C.当乙两端电压为2.5 V时,其电阻值为10 Ω
D.将甲和乙串联,若电流为0.4 A,则它们两端的电压为3 V
3.小珠利用电压表、电流表、电压为6 V的电源、滑动变阻器以及五个阻值不同的定值电阻探究电流与电阻的关系,实验得到的定值电阻的IR图象如图所示,分析图象可知( C )
第3题图
A.实验中电压表的示数恒为6 V
B.电压一定时,通过导体的电流与其电阻成正比
C.电压表的量程选用“0~3 V”最合适
D.电流表的量程选用“0~3 A”最合适
4.把一根阻值为60 Ω的均匀电阻丝弯折成一个闭合的等边三角形ABC,如图所示,图中D点为边AB的中点,则CD两点间的电阻为( A )
第4题图
A.15 Ω B.20 Ω
C.30 Ω D.60 Ω
5.某实验小组用两个相同的小灯泡连接了如图所示的串联电路,当开关闭合后发现,甲、乙两灯都不亮。为了找到故障原因,小张用一根导线来检查。当导线与A、B两点连接时,甲灯不亮,乙灯亮;当导线与B、C两点连接时,两灯都不亮。由此推测故障是( B )
第5题图
A.A、B两点间存在短路
B.A、B两点间存在断路
C.B、C两点间存在短路
D.B、C两点间存在断路
6.已知电源电压是6 V,小灯泡上标有“4.5 V 0.3 A”的字样,为了使小灯泡能正常发光,我们需要( B )
A.串联一个10 Ω的保护电阻
B.串联一个5 Ω的保护电阻
C.并联一个10 Ω的保护电阻
D.并联一个5 Ω的保护电阻
7.如图所示是电阻R1与R2的U-I关系图象,则R1与R2的大小关系及两电阻串联或并联后的U-I关系图象所在的区域分别是( C )
第7题图
A.R1<R2,两电阻并联后图象在区域Ⅰ
B.R1<R2,两电阻串联后图象在区域Ⅰ
C.R1>R2,两电阻并联后图象在区域Ⅲ
D.R1>R2,两电阻串联后图象在区域Ⅲ
8.在用伏安法测未知电阻Rx的阻值时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻R1和开关来解决,下列四种方案错误的是( B )
9.某种污染指数感知设备的原理图如图甲所示,R0为限流电阻,开关闭合后起保护电路的作用,R为可以感知污染指数的气敏电阻,其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示,p是感知用的电学仪表。下列分析中( D )
第9题图
①p是电压表
②p是电流表
③污染指数越小,仪表示数越大
④污染指数越小,仪表示数越小
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
解析:由电路图可知,两电阻串联,电学仪表与R0并联,为电压表;由图乙可知,污染指数越小,可变电阻的阻值越大,根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压越大,由串联电路电压的规律可知,定值电阻分担的电压减小,即电压表示数减小,故①④正确。
10.如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其他元件均完好。下列说法( A )
第10题图
①可能灯泡L断路 ②可能灯泡L短路
③可能电阻R断路 ④可能电阻R短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
二、填空题(每空2分,共22分)
11.某同学利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系,开始实验时,把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,实验过程中必须保持 电压表的示数 不变,可以通过移动 滑动变阻器的滑片 来控制。
第11题图
12.在如图所示的电路中,开关S控制 整个电路 (选填“L1”“L2”或“整个电路”),开关S闭合后,电流表A1测通过 干路 (选填“L1”“L2”或“干路”)的电流;若电源电压为6 V时,通过L2的电流为0.3 A,则此时L2的电阻为 20 Ω。
第12题图
13.如图所示,用伏安法测电阻时,若考虑电压表和电流表电阻的影响,则当图中Rx的阻值 较小 (选填“较大”或“较小”)时,测量的误差小些。
第13题图
14.如图所示电路,电阻R1的阻值为3 Ω,R2的阻值为1 Ω。当开关S闭合后,通过电阻R1、R2的电流之比为 1∶1 ,电压表V1、V2的示数之比为 3∶4 。
第14题图
15.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,其中油量表是用 电压 表改装的;当油箱中的油面下降时,R接入电路的电阻值将 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。R0在电路中的作用是 保护电路,防止电路中的电流过大而烧坏电源 。
第15题图
三、实验探究题(共26分)
16.(14分)小明探究“通过导体的电流与导体两端的电压关系”时,使用的器材如图甲所示。电源电压不变,R为定值电阻。
第16题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整(要求导线不能交叉)。
答案:如图所示。
(2)由于通过导体的电流可能与其两端的电压和导体的电阻都有关系,所以,在本次实验中应该保持 电阻 不变;滑动变阻器除了保护电路外,还起到 改变电路中的电流和电阻两端的电压 的作用。
(3)连接电路时,开关应该 断开 ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该处于图甲中的 D (选填“C”或“D”)端。
(4)某次实验中电压表的示数如图乙所示,电压为 2.6 V。
(5)通过实验,他得到如图丙所示的I-U图象,根据此图象,他初步得到实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成 正比 。
17.(12分)用“伏安法”测未知电阻的阻值。
第17题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物连接成完整电路。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小(请勿更改原有导线,导线不能交叉)。
答案:如图所示。
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至图甲中 B (选填“A”或“B”)处。
(3)实验中,用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中。有一次测量电压表的指针如图乙所示,其示数为 2.7 V。小林根据几组实验数据计算出待测电阻R的阻值,并绘制了R的U-I图象。小林要多次测量取平均值,是为了 减小误差 。
(4)另一组的小宇用相同的器材进行实验,并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丙所示的U-I图象。小林发现小宇绘制的U-I图象和自己绘制的U-I图象不同,你认为其原因是小宇 将电压表并联在滑动变阻器两端了 ;小林根据小宇的图象也可计算出待测电阻R= 10 Ω。(实验过程中电源电压保持不变)
四、计算题(共22分)
18.(10分)如图所示的电路,R1=10 Ω,R2=20 Ω,当开关S闭合,开关S1断开时,电流表的示数为0.3 A。
第18题图
(1)电源电压是多少?
(2)当开关S、S1闭合时,电流表的示数是多少?
解:(1)由题图可知,当开关S闭合,开关S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,由I=可得,电源的电压
U=I2R2=0.3 A×20 Ω=6 V。
(2)由题图可知,当开关S、S1闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路的总电阻
R= Ω,
则电流表的示数
I==0.9 A。
19.(12分)图甲为超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12 V,定值电阻R0的阻值为30 Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图象如图丙所示。求:
(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值;
(2)当电压表的示数为9 V时,电流表的示数;
(3)当电流表的示数为0.2 A时,空气的湿度。
甲 乙
丙
第19题图
解:(1)由题图丙可知,当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值为90 Ω。
(2)由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;由串联电路的总电压等于各部分电压之和可得,定值电阻R0两端的电压
U0=U-UR=12 V-9 V=3 V,
由欧姆定律可得,电流表的示数
I===0.1 A。
(3)电流表的示数为0.2 A,由欧姆定律可知,此时电路的总电阻
R总===60 Ω,
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以湿敏电阻的阻值
R′=R总-R0=60 Ω-30 Ω=30 Ω,
根据题图丙可知,空气的湿度为20%。
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