内容正文:
【期末专题精练】欧姆定律
一、单选题
1.如图是小虹设计的一种“身高测量仪”,其中滑片P将电阻丝分成上下两部分,阻值分别为R1、R2,身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时,身高越高( )
A.电压表示数越小 B.电压表示数越大
C.电路中的电流越大 D.电路中的电流越小
2.在“用伏安法测电阻”的实验中,有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了两者的图像,如图甲、乙所示。以下说法错误的是( )
A.由图甲知,定值电阻的阻值为
B.由图甲知,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由图乙知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法来测量小灯泡的电阻
3.如图所示,电源电压保持不变,R1∶R2∶R3=1∶1∶2。闭合开关S1、S1,电压表V1、V1的示数分别为U1、U2,电流表A的示数为I,只闭合开关S1,电压表V1、V1的示数分别为U1′、U2′,电流表A的示数为I′,则下列说法中错误的是( )
A.U1∶U2=1∶1 B.U1′∶U2′=1∶3
C.I∶I′=4∶1 D.U1∶U1′=2∶1
4.如图所示为一种新型材料——“透明铝”,用透明铝替代军用防弹玻璃的外层玻璃部分,防弹玻璃的防弹性能大大提升,说明这种新型材料的( )
A.硬度大 B.透光性差 C.导电性好 D.延展性好
5.如图所示,电阻箱的示数是______Ω( )
A.5670Ω B.6750Ω C.675Ω D.765Ω
6.如图所示,ab为一根铅笔芯,闭合开关后,当夹子向右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。下列说法正确的是( )
A.灯泡与铅笔芯是并联的 B.接入电路的铅笔芯变长,灯泡变亮
C.该实验能解释滑动变阻器的原理 D.将铅笔芯换成塑料管,灯泡仍会亮
7.当前材料科学领域展示出了强大发展潜力和应用价值。关于新材料,下列说法正确的是( )
A.超导体可用来制作LED灯的发光二极管
B.电线的外皮要选用良好的绝缘体,内芯要选用良好的导体
C.绝缘体不容易导电,是因为内部没有电荷
D.用半导体材料可以制成性能优良的输电线
8.对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.对于一个定值电阻,加在它两端的电压与通过它的电流的比值不变
B.公式表明:导体两端的电压与通过它的电流成正比
C.公式表明:电阻与电压成正比,与电流成反比
D.由可知,导体两端的电压跟导体的电阻成正比
二、填空题
9.2024年初中学业考试要求考生所带的文具用透明塑料文具袋收纳.考生所带的文具中,自动铅笔的石墨笔芯是 (选填“导体”或“绝缘体”,下同),塑料三角板、量角器是 。
10.如图是一种防火警报器,这款警报器的触发装置是石墨,其原理是电路的电压不变,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的电阻 ,通过触发装置的电流会变大,从而发出警报。当没有电流通过时,石墨的电阻 (选填“为0”或“不为0”)。
11.小宁连接了如图甲所示的电路,测量未知电阻RX的阻值。闭合开关S后,发现两块电流表指针位置相同,如图乙所示。已知定值电阻R0=2,可知电源两端电压U= V;电阻RX= 。
12.串联电路中,,又因为U1=I1R1,U2=I2R2,所以 。
13.思思在实验室做实验时,将一根铜导线剪去了一部分,则此铜导线的电阻 。在农村电网改造过程中,将电线换成更 的,这样可以减小输电线的电阻。
三、实验题
14.小明探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:两节新干电池(约3V)、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、3个定值电阻,导线若干。
(1)连接的电路如图甲所示,连接有误的电路元件是 。
(2)改正电路后,闭合开关移动滑片过程中观察到电压表无示数,电流表示数有明显的变化。则故障原因可能是定值电阻 。
(3)小明发现探究此实验要不断更换电阻很麻烦,他利用旋钮开关设计了如图乙电路进行实验。
①为了保证电路安全,应先将旋至 处(选填“1”“2”或“3”),再闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为,记录此时电流表示数;
②接着将旋至2处,发现电压表示数变小了,接下来应向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器,眼睛要观察 表。
③完成最后一组实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器,很难使电压表示数达到设定值,原因可能是 。
15.某同学探究电压一定时,电流与电阻的关系。
(1)如图(a)是使用阻值为10Ω的定值电阻连接的实验电路,请用笔画线代替导线将该电路连接完整 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表指针偏转,电流表指针始终不动。若其它元件均完好,导致该现象的原因可能是电流表 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为U,记下电流表示数;断开开关,将10Ω的定值电阻换成15Ω的定值电阻,应向 端调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为 ;
(4)再依次将20Ω、25Ω和30Ω的定值电阻接入电路,重复实验。根据记录数据绘制的电流I随电阻R变化的图像如图(b)所示;
(5)分析图像,在误差范围内,图像上的任意一点和两坐标轴围成的矩形面积大小都相等。因此可以得出的实验结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
四、计算题
16.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时,测得电阻两端的电压与通过它的电流变化关系如图乙所示。求:
(1)电源的电压。
(2)滑动变阻器的最大电阻。
(3)若把电压表的量程改为0~3V,在保证电路安全的前提下,滑动变阻器连入电路中的最小电阻。
17.如图所示电路,电源电压不变,R1=5Ω,R2=10Ω。当开关S闭合时,V1表的示数为4V。求:
(1)电路中的总电阻;
(2)电源电压。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
C
A
D
C
B
A
1.B
【详解】如图,电压表测R2两端的电压,被测量者身高越高滑片越往上移,R1越小,R2的电阻越大,根据串联分压原理,它两端的电压越大;由于RI、R2之和不变,即电路的总电阻不变,电路中的电流不变,综上分析,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.D
【详解】由图像可知,图甲为倾斜直线,反映的物理量成正比例关系;图乙为曲线,反映的物理量不成正比例关系。
A.由图甲知,根据欧姆定律,任意选取一组电压和电流值,例如电压为3V时电流为0.3A,可计算出定值电阻的阻值为10Ω,故A正确,不符合题意;
B.由图甲知,图像为正比例直线,说明定值电阻两端电压与电流的比值始终不变,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,故B正确,不符合题意;
C.由图乙知,图像为曲线,说明小灯泡两端电压与电流的比值随电压升高而增大,因为电压升高时灯丝温度升高,所以小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关,故C正确,不符合题意;
D.由于小灯泡的电阻随温度变化而变化,多次测量得到的电阻值不同,并非误差导致,因此不能用多次测量取平均值的方法来减小误差,故D错误,符合题意。
故选D。
3.C
【详解】A.闭合开关S1、S1,等效电路图如图1所示;只闭合开关S1,等效电路图如图2所示:
已知R1∶R2∶R3=1∶1∶2,由可得
故A正确,不符合题意;
B.由U=IR得
故B正确,不符合题意;
C.由知,
故C错误,符合题意;
D.由U=IR得
故D正确,不符合题意。
故选C。
4.A
【详解】由题目信息可知新型材料是“透明铝”,说明透光性较好,使防弹玻璃的防弹性能大大提升说明新型材料的硬度大,而导电性、导热性根据所给信息无法确定,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
5.D
【详解】由图可知,电阻箱的示数为
R=0×1000Ω+7×100Ω+6×10Ω+5×1Ω=765Ω
故ABC不符合题意,故D符合题意。
故选D。
6.C
【详解】A.由图可知,电路中只有一条路径,所以铅笔芯与灯泡串联,故A错误;
B.当夹子向右移动时,接入电路的铅笔芯变长,电阻变大,电流变小,灯泡变暗,故B错误;
C.移动铅笔芯上的夹子,可以改变铅笔芯接入电路中的长度,从而改变接入电路中的电阻,滑动变阻器就是根据此原理制成的,故C正确;
D.铅笔芯是导体,塑料管是绝缘体,所以将铅笔芯换成塑料管,灯泡不会发光,故D错误。
故选C。
7.B
【详解】A.LED 灯的发光二极管用的是半导体材料,超导体在临界温度下电阻为零,主要用于高压输电线、磁悬浮列车、核磁共振成像等需要低损耗导电或强磁场的场景,无法用于发光器件。故A错误;
B.导线内芯需传导电流,因此必须选用导体;外皮需防止漏电,保护内部导体,因此必须选用绝缘体。故B正确;
C.绝缘体内部并非 “没有电荷”,而是电荷被束缚在原子内较小的范围,无法自由移动,因此难以形成电流;导体内部存在大量自由电荷,这是其容易导电的关键。故C错误;
D.输电线的材料要求是选用电阻小的导体;半导体的电阻介于导体和绝缘体之间,导电性能远不如导体,若用于输电线会导致严重的发热和能量浪费,因此不适合作为输电线材料。故D错误。
故选B。
8.A
【详解】A、对于同一个定值电阻,电阻一定,导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故A正确;
B、根据公式表明:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故B错误;
C、电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,公式只是计算电阻的一种方法,故C错误;
D、由可知,在电流不变的情况下,导体两端的电压跟导体的电阻成正比,故D错误。
故选A。
9.
导体
绝缘体
【详解】[1]石墨笔芯的主要成分是石墨,石墨具有良好的导电性(内部存在大量可自由移动的电荷),因此属于导体。
[2]绝缘体是不容易导电的物体,塑料内部几乎没有可以自由移动的电荷,难以传导电流,所以塑料三角板、量角器属于绝缘体。
10. 变小 不为0
【详解】[1]石墨是导体,其电阻随温度升高而减小。警报器的触发装置是石墨,当有火灾时,温度升高,石墨电阻减小,由欧姆定律可知,通过触发装置的电流会变大,从而发出警报。
[2]导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过导体的电流无关。当没有电流通过时,石墨的电阻不为0。
11. 4 8
【详解】[1][2]一个电流表测量干路电流,量程应为0~3A,分度值为0.1A,根据指针位置,干路电流读数为2.5A;另一个电流表测量支路R1中的电流,量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,根据指针位置,通过R1中的电流为0.5A;根据并联电路的电流关系
由欧姆定律可得
12.
【详解】由题意知,
13. 减小/变小 粗
【详解】[1]将一根铜导线剪去了一部分,导线的材料、横截面积不变,长度变短,则铜导线的电阻会减小。
[2]当导体的材料相同、长度相同时,横截面积大的电阻小,横截面积小的电阻大,故将细导线换成粗导线,这是通过增大导体的横截面积来减小电阻。
14.(1)电源
(2)短路
(3) 3 左 电压 滑动变阻器的最小阻值太大了
【详解】(1)干电池串联使用时,应把电池的“+、-”极连接,所以连接有误的电路元件是电源。
(2)电流表示数有明显的变化,说明电路出现了短路故障,观察到电压表无示数,说明出现故障的地方在于电压表并联的地方,则故障原因可能是定值电阻短路。
(3)[1]为保护电路,连接电路时,应该连接阻值较大电阻,所以应该先将S2旋至3处,再闭合电路。
[2][3]探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变,将S2旋至2处,定值电阻阻值变小,为了增大定值电阻两端的电压,根据串联分压,应将滑动变阻器接入电路中的阻值调小,故应将滑片向左移,并要观察电压表的示数,直到示数与①中相同。
[4]根据串联分压可知
当R1 = 5Ω的定值电阻接入电阻时,则有
解得
故滑动变阻器的最小阻值过大,所以无论怎样移动滑动变阻器滑片,都很难使电压表示数达到设定值。
15. 短路 右 U 反
【详解】[1]连接电路时,电压表应并联在定值电阻两端,如下图所示:
;
[2]闭合开关后,电流表指针无偏转,电路故障可能是断路或者电流表短路,电压表指针有明显偏转,说明与电源连通,故故障位置是电流表短路。
[3][4]探究电流与电阻的关系应控制定值电阻两端电压一定,即电压表示数不变,当把10Ω定值电阻更换为15Ω的定值电阻,根据串联电路分压规律,电压表示数变大,为使电压表示数为原来电压值,变阻器分的电压需增大,所以阻值要变大,此时应向右移动滑片,直至电压表阻值为U。
[5]图b中阴影部分为长方形,其面积等于IR,根据U=IR可知,阴影部分面积表示的物理量是电压。每次更换电阻后,需调节变阻器滑片,使定值电阻两端的电压不变,即图线上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
16.(1)6V
(2)
(3)
【详解】(1)当滑片在A端时,电路为的简单电路,此时电路中的电阻最小,电流最大,由图乙可知,电路中的电流,两端的电压即电源的电压
(2)当滑动变阻器的滑片在B端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由图乙可知,此时两端的电压,电路中的电流,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的最大电阻
(3)若把电压表的量程改为,则两端的最大电压为3V,此时电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路的电阻最小,由图乙可知,此时的最大电流
则滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路的最小电阻
17.(1)15Ω
(2)12V
【详解】(1)当开关S闭合时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;根据串联电路电阻规律,则电路中的总电阻为R总=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω
(2)根据串联电路电流规律,电路中电流为
则电源电压为
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