内容正文:
备考精练14 欧姆定律
题组一 科学探究·物理筑基
1.C 2.A 3.B 4.A 5.B 6.A 7.C 8.D 9.B 10.D 11.B
12.并 0.9 30
13.乙 20
14.(1)断开 (2)如图所示 (3)B (4)5
15.(1)12 Ω (2)8 V (3)6~11 V
【解析】(1)由欧姆定律可知,灯泡正常发光时的电阻RL===12 Ω。
(2)由图1可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中的电流,此时电路中的电流为0.5 A,则小灯泡刚好正常发光,根据小灯泡规格可知,小灯泡两端的电压为6 V,根据串联电路的特点可知,电源电压U=UL+UR=6 V+2 V=8 V。
(3)当电路中的电流为0.5 A,滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电源电压最小,此时的最小电源电压U min=UL=6 V;当电路中的电流为0.2 A,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,由欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压UR=I minR=0.2 A×50 Ω=10 V<15 V,由图2可知,此时灯泡两端的电压UL′=1 V,此时电源电压最大,根据串联电路的特点可知,最大电源电压Umax=UL′+UR=1 V+10 V=11 V,所以电源电压的取值范围为6~11 V。
题组二 问题驱动·实践创新
1.C 2.C 3.C 4.A 5.D 6.C 7.A 8.A 9.A 10.C 11.B 12.C 13.B 14.C
15.20 6
16.如图所示
17.(1)断开 如图所示 (2)电阻R 电流I (3)向右移动变阻器的滑片 0.4 (5)不能;变阻器的最大电阻小于60 Ω
18.(1)如图所示 (2)0.16 ③ (3)20 8
19.(1)3 Lux (2)7.5 V
【解析】(1)图中两个用电器串联,电压表测量R1的电压;R1为15 kΩ,电压表读数U1=0.75 V,根据串联电路的特点知,R2的电压U2=U-U1=3 V-0.75 V=2.25 V;串联电路的电流处处相等,根据U=IR知,电压之比等于电阻之比,U2∶U1=R2∶R1;代入数据有2.25 V∶0.75 V=R2∶15 kΩ;解得R2=45 kΩ;根据图像知,此时的照度大小是3 Lux。
(2)电源电压最大时,每个电阻的电压最大,故电压表满量程,当R1最小时,分得的电压最小,即R1=10 kΩ;当7 Lux的照度时,R′2=15 kΩ,U′1=3 V;U′2=U′-U′1=U′-3 V;串联电路的电流处处相等,根据U=IR知,电压之比等于电阻之比,U2∶U1=R2∶R1;代入数据有(U′-3 V)∶3 V=15 kΩ∶10 kΩ;解得U′=7.5 V。
20.(1)2 kg (2)0.2 A (3)4.0×103 kg/m3
【解析】图中两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R的电压;将矿石样品M悬挂于无弹性细线下方放入空容器中,保持静止状态,拉力等于重力,然后闭合开关S,此时电压表示数为3 V,电流表示数为0.3 A,电阻R的阻值R===10 Ω; 根据表格数据知,物体的重力等于拉力为20 N,质量m===2 kg。
(2)水深为h1和h2两种情形下R0消耗的功率之比为9∶4,根据P=UI=I2R知,代入数据有(0.3 A)2R0∶I′2R0=9∶4;解得水深为h2时,电流表示数I′=0.2 A。
(3)根据后来电流不变,说明电阻不变,则拉力大小不变,物体浸没,I′=0.2 A,R0两端电压为U1,R两端电压为U2,U1∶U2=1∶2,根据串联分压规律知,U1∶U2=R0∶R=1∶2,故R0=0.5R;根据浸入前,电源电压U=I(R0+10 Ω)=0.3 A×(R0+10 Ω)=0.3 A×(0.5R+10 Ω);浸没后,电源电压U=I′(R0+R)=0.2 A×(R0+R)=0.2 A×1.5R;解得R=20 Ω;此时的拉力F=15 N;则浮力为F浮=G-F=20 N-15 N=5 N;由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得5 N=ρ水gV排;物体的重力为20 N,根据G=mg=ρVg可得20 N=ρ物gV;浸没时 V排=V,解得ρ物=4ρ水=4.0×103 kg/m3。
-----------------------山东旭阳教育整理-------------------
学科网(北京)股份有限公司
$
备考精练14 欧姆定律
1.(2025·南京秦淮区模拟)图甲为天然气泄漏检测电路原理图。电源电压恒定,R0为定值电阻,气敏传感器两端的电压UQ随天然气浓度C变化的关系如图乙所示。下列描述R0两端的电压U0和电路中的电流I随天然气浓度C变化的关系图线中,可能正确的是( )
甲 乙
A B C D
2.(2025·潍坊模拟)如图是电动汽车“油门”示意图,其实质是变阻器,A、B、C是变阻器的三个接线柱。脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动,电流变大,电动机的转速加快,从而使汽车的速度增大。以下设计的四个电路图中符合要求的是( )
A B
C D
3.(2025·北京)某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如表所示。该实验所用的电路是( )
I/A
0.08
0.09
0.10
0.14
0.16
0.19
U/V
0.82
0.90
1.05
1.44
1.65
1.94
A B
C D
4.(2025·合肥蜀山区模拟)如图所示是某创新实验小组自制肺活量测量装置示意图。现将一个电压表改装为测定肺活量大小的仪表,要求气球胀大时,隔板和指针向上运动,电压表示数变大,则应将电压表( )
A.并联在R1两端
B.并联在R2两端
C.并联在R1和R2两端
D.并联在电源两端
5.(2025·滕州模拟)如图所示电路电源电压恒定,电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω。当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表读数为0.4 A;当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表读数可能为( )
A.0.2 A B.0.3 A
C.0.4 A D.0.5 A
6.(2025·滨州模拟)如图是小红尝试设计流速计的原理图,其中R2是滑动变阻器,滑动变阻器的滑片跟小球以及弹簧右侧横杆是一个整体支架,弹簧左端固定不动。水流动时推动小球,小球带动滑动变阻器滑片移动,从而改变电路中流速计的示数。下列说法正确的是( )
A.流速越小,R2的两端的电压越大
B.流速越小,通过R1的电流越大
C.流速越大,流速计示数越小
D.流速越大,滑动变阻器R2接入电路的阻值越大
7.(2025·乐山)如图所示为R1、R2两电阻的U-I图像,则R1、R2的电阻之比为( )
A.3∶2 B.2∶3
C.3∶1 D.1∶3
8.(2025·四川模拟)小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为10 Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越小,电压表示数越大
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为2.0 V
D.当电路中电流为0.24 A时,空气湿度为60%
9.(2025·福建)光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.增大R0阻值可增大警戒光照强度
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越小
10.(2025·安徽)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2和R3为定值电阻。闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表 V1、电压表 V2、电流表A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则( )
A.电流表A的示数变小
B.电压表 V2的示数变大
C.ΔU1与ΔI的比值等于R2的阻值
D.ΔU2与ΔI的比值等于R3的阻值
11.(2025·德阳)如图所示为测风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,R0为定值电阻,AB为电阻丝,滑片P与电阻丝AB接触良好。无风时,滑片P在A处;有风时,滑块与滑片P一起向左移动。闭合开关S,当风速增大时下列分析正确的是( )
A.风速越大,电流表示数越小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
12.(2025·长沙)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9 V且保持不变,R1的阻值为10 Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2 A,R2的阻值为 Ω。
13.(2025·济南模拟)如图(a)所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图(b)所示,由图(b)可以看出: (选填“甲”或“乙”)是电压表 V2示数变化的图线,R2接入电路的最大阻值是 Ω。
(a) (b)
14.(2025·长沙)如图是测量额定电压为2.5 V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整。
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察 (选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度
B.电压表示数
C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.9
0.16
0.05
小灯泡的 电阻R/Ω
8.9
8.1
7.1
6.2
1
3.1
2
15.(2025·河北)如图1所示,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50 Ω 1 A”,小灯泡L标有“6 V 0.5 A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2 V,电流表示数为0.5 A,小灯泡L的I-U图像如图2所示。
图1 图2
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻。
(2)求电源电压。
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表测量范围为0~0.6 A,电压表测量范围为0~15 V。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2~0.5 A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
1.(2025·江岸区模拟)如图是电阻甲和电阻乙的I-U关系图像,下列说法正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B.甲的阻值随电压增大而增大
C.将甲和乙串联在同一电路中,若电流为0.3 A,则甲、乙两端的电压之和为2 V
D.将甲和乙并联在同一电路中,若电压为1 V,则干路电流为0.4 A
2.(2025·成都)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3 V,R的阻值约为10 Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0~3 A
C.图乙中电压表的读数为2.3 V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
3.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像。下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
4.(2025·乐山)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,R0是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A B
C D
5.(2025·临沂模拟)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右移动过程中( )
A.电流表A1示数变大,电流表A2示数变小
B.电流表A1示数变小,电压表示数变小
C.电压表示数变大,电流表A2示数不变
D.电流表A1示数变小,电流表A2示数不变
6.(2025·连云港)某兴趣小组想设计一种能自动测定光照强度的装置,当光照强度增强时,光敏电阻Rx阻值变小,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小。若电源电压不变,R0是定值电阻,则下列设计的电路图中符合要求的是( )
A B
C D
7.(2025·泸州)“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器,用来切割塑料泡沫,如图所示。下列分析正确的是( )
A.通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B.加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C.EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D.用GH段去切割塑料泡沫,效果最好
8.(2025·海口美兰区模拟)为避免立定跳远测试起跳时过线犯规,学校引进了一批体育练习装置。装置的基本原理是,当有同学踏上练习垫时,开关S1、S2同时闭合,当装置感应到脚尖过线,红外感应开关S2断开,蜂鸣器发出声音提醒同学犯规。下列选项能实现上述功能的电路图是( )
A B
C D
9.(2025·厦门思明区模拟)学习小组将装满盐水的气球连接在如图的电路中、闭合开关,通过某个操作,发现突然电压表示数变大,电流表示数变小,灯变暗,下列操作可能的是( )
①向两侧拉气球
②向中间压气球
③气球破裂
④气球内导线直接相连
A.① B.①③
C.②④ D.④
10.(2025·清远清新区模拟)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.电源电压为12 V
B.定值电阻R的阻值为18 Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为12 Ω
D.当变阻器滑片P处于b端时,电压表的示数为9 V
11.(2025·黑龙江模拟)某校物理科技小组参加青少年科学素养大赛,设计了“火灾自动报警器”。报警器中有热敏电阻R(其阻值随温度升高而减小)和保护电阻R0,闭合开关后,当火灾发生时温度升高,导致电表示数变大而触发报警装置。图中能实现上述功能的设计电路图是( )
A B
C D
12.(2025·北京东城区模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1和R2均为定值电阻,其中R2的阻值为10 Ω。闭合开关S1和S2,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.3 A。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5 V
B.通过电阻R1的电流为0.5 A
C.电阻R1的阻值为15 Ω
D.若仅断开开关S2,电流表A1的示数仍为0.5 A
13.(2025·东莞模拟)如图所示是检测司机是否酒驾的仪器电路图。图中的R0为定值电阻,R是一个“气敏传感器”,它的阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而减小。检测时,喝了酒的司机对着“气敏传感器”吹气,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小,电压表示数减小
B.电流表示数增大,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数增大,电压表示数减小
14.(2025·深圳宝安区模拟)小福同学发现厨房安装了家用燃气报警器如图甲所示,图乙是其简化电路图。R为可燃性气体浓度感应器,它随燃气浓度的升高而减小,电表示数增大。当电表示数增大到一定值时,就会发出警报声。下列说法正确的是( )
甲 乙
A.电路断开时,R的阻值为0
B.燃气报警器是由电压表改装而成
C.当可燃性气体浓度升高时,灯泡变亮
D.在其他条件不变的情况下,串联一个电阻可以提高燃气报警的灵敏度
15.(2025·海口美兰区模拟)如图甲的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从最左端移动到最右端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则R2的最大阻值为 Ω,电源的电压为 V。
甲 乙
16.(2025·鞍山模拟)如图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是电流表改装而成),金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,R0为定值电阻。从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。请你用电压表代替电流表改装为油量表,图乙已画出部分电路,完成电路的设计连接。要求:当油箱中的油用完时,油量表的示数为零;油量越多,油量表示数越大。
甲 乙
17.(2025·广东)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6 V的电源,规格为“50 Ω 1.2 A”的滑动变阻器,规格为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻各1个等。
甲 乙
U=2 V
实验序号
①/Ω
②/A
1
5
2
10
3
15
4
20
(1)连接电路时,开关应处于 状态。请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:① ,② 。
(3)将5 Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关, ,直到电压表的示数为2 V,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5 V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由: 。
18.(2025·武汉)某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30 Ω 1.0 A”。
甲 乙
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24 A,电压表示数始终为零,原因可能是 (填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表量程选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为 Ω,选用的电源电压约为 V。
19.(2025·成都)教室灯光改造需要检测室内光照强度(简称照度,单位为Lux)。小成利用身边器材设计了一个测量照度的电路,如图甲所示。电源电压取值范围0~12 V;电压表量程0~3 V;R1为阻值范围10~30 kΩ的电阻箱;R2为光敏电阻,其阻值随照度变化的规律如图乙所示。
甲 乙
(1)若电源电压为3 V,R1为15 kΩ,电压表读数为0.75 V,求此时的照度大小。
(2)调节R1阻值,使电路能测量7 Lux的照度,求电源电压的最大值。
20.(2025·长沙模拟)物理兴趣小组设计了探测矿石密度的装置,其部分结构如图甲所示。电源电压恒定,R0为定值电阻,R为力敏电阻,R的阻值与其所受力大小的关系如表所示,K为容器的阀门。将矿石样品M悬挂于无弹性细线下方放入空容器中,保持静止状态,然后闭合开关S,此时电压表示数为3 V,电流表示数为0.3 A;打开阀门K,随着水缓慢注入容器,电流表示数随容器中水的深度变化关系如图乙所示,已知水深为h1和h2两种情形下R0消耗的功率之比为9∶4,当水深为h2时,R0两端电压为U1,R两端电压为U2,U1∶U2=1∶2,(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)矿石样品的质量。
(2)当水深为h2时,电流表示数。
(3)矿石样品的密度。
F/N
0
5
10
15
20
R/Ω
50
40
30
20
10
甲 乙
-----------------------山东旭阳教育整理-------------------
学科网(北京)股份有限公司
$