内容正文:
寒假精练: 欧姆定律
一、单选题
1.图所示的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I—U图像,小灯泡和电阻串联后接在电源电压为8V的电路中,下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻为16Ω
B.电路的总电功率为2.4W
C.电路中的电流为0.9A
D.小灯泡两端电压与电阻两端电压之比为3∶1
2.L1、L2、L3、L4是四个标有“110V 40W”字样的完全相同的灯泡,把它们按图所示的电路图连接到电压为220伏特的电路中去,通电后四个灯泡均能正常发光。现L1灯因接触不良而熄灭时( )
A.L2灯和4灯变亮,L3灯变暗 B.L3灯变亮,L2灯和L4灯变暗
C.L2、L3、L4灯均不亮 D.L2、L3、L4灯变亮
3.如图所示的电路的说法中,正确的是( )
A.电路中R1、R2串联
B.此电路中滑动变阻器R2的滑片可以任意滑动到任何位置
C.将R2的滑片向右移动,电压表V与电流表A1的示数比值变大
D.若电路中一只电表示数突然变小,另两只电表示数不变,则可能是R2断路
4.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω lA”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( )
A.电路中电流变化的范围是0.18A一0.5A
B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C.灯泡的最小功率是0.45W
D.该电路的最大功率是4.05W
5.如图所示是某同学设计的天然气泄漏检测电路,电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A.浓度增大,电流表示数变大 B.浓度增大,电压表示数变小
C.浓度减小,电流表示数变大 D.浓度减小,电压表示数变小
6.已知甲、乙两灯的额定电压均为9V,测得两灯的关系图像如图所示,则下列说法正确的是( )
①甲灯的电阻为定值
②乙灯的额定功率为4.5W
③当把两灯并联在4V电源上时,乙灯发光更亮一些
④当把两灯串联在某一电源上时,通过甲灯的电流为0.4A,此时电源的电压为9V
A.只有②③正确 B.只有①②正确
C.只有②④正确 D.只有③④正确
7.如图所示电路中,电源电压略高于灯泡的额定电压。闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.电压表示数减小,电流表示数变大
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变大,灯泡的实际功率变大
D.电压表示数变大,灯泡的额定功率变大
8.如图所示,电源电压为6V,定值电阻R=18Ω,在S闭合的情况下,下列说法正确的是
①.在a、b两点间接入一个合适的电压表时,电压表有明显示数
②不能在a、b两点间接入一个电流表
③在a、b两点间接入一个“1.5V 0.25A”的小灯泡,小灯泡能正常发光
④在a、b两点间接入一个12Ω的电阻,电路消耗的总功率为0.5W
⑤在a、b两点间接入导线,2s内电流做的功是2J
A.只有①③正确
B.只有③④正确
C.只有①③④正确
D.只有①③⑤正确
二、填空题
9.如图所示电路,电源电压一定。开关S闭合后,电压表V1、V2的示数之比为3:1。电阻R2、R3交换位置后,两块电压表的示数均不变。若用电流表A1、A2替换电压表V1、V2,则开关S闭合后,电流表A1、A2的示数之比为 。
10.如图所示的电路中,甲、乙两个导体材料和长度相同、横截面积不同,若S甲<S乙,则电阻R甲 R乙;通过甲、乙的电流I甲 I乙(两空均填“<”、“>”或“=”)。
11.如图所示,电源电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω,当开关S闭合时,电压表的示数为3V,则电流表的示数为 A,电路消耗的总功率为 W。
12.如图所示,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,电源电压保持不变,当滑片P向b端滑动时,电压表示数 ,电流表A1示数 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.如图所示,灯泡的阻值为,设灯丝电阻不变,闭合开关后,电流表的示数为,电流表的示数为,则通过灯泡的电流为 ,电源电压为 V。
三、实验题
14.小致在“测定小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)小致的实验过程如下:
①如图甲所示,连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路连接完整 ;
②实验中当滑动变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙所示,这时通过小灯泡的电流是 A;
③小致又根据实验数据绘制成了U-I图像如图丙,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是 Ω,小灯泡的电阻随温度的升高而 ;
(2)由于电流表损坏,小致想利用如图丁所示的电路测量一个未知的电阻Rx。已知最大阻值为R的滑动变阻器、导线若干。
方法:
① 闭合开关S,将P滑至最左侧的A端,读出电压表读数为U1,则U1 U电源(选填“>”、“<”或“=”);
② 将P滑至最右侧的B端,读出电压表读数为U2,则U1 U2,未知电阻的表达式Rx= 。
15.小明利用如图所示的电路“探究电流大小与电阻的关系”。已知电源电压保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请你根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整。
(2)正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,电压表示数始终为0。电路的故障可能是________。
A.定值电阻断路 B.定值电阻短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,小明先接入5Ω电阻,调节滑动变阻器到某一位置,记录电流表的示数0.5A;再用10Ω的电阻代替5Ω的电阻接入电路,此时应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数保持 V不变,并记录电流表示数。
(4)将两小组的实验数据绘制成I-R图像,如图丙a、b所示,其中正确的图像是 。由图像可以得出结论: 。
四、计算题
16.如图所示,电源电压为15V,R1=5Ω,R2=10Ω,求:
(1)当开关S1、S2均闭合时,电流表的读数是多少?
(2)当S1闭合,S2断开时,电压表的读数是多少?
17.如图甲所示是一个家用电热足浴盆,内部由加热系统和按摩系统两部分组成,其等效电路如图乙所示,R1是电加热丝,M是电动机,其中加热系统中电阻R1的额定功率为605W;按摩系统中的电动机M的工作电压为12V(经变压器将交流电压转换为12V,不考虑变压器的功率),工作电流为4A,其电阻为0.5Ω。某次泡脚时,向足浴盆中加入初温为20℃的水5kg,加热电阻工作20min将水加热到40℃。已知足浴盆加热时的效率为70%,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:(1)电阻R1的阻值;
(2)电动机工作时因发热损失的功率;
(3)电阻R1加热时的实际电压。
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
B
D
C
AD
C
C
A
1.B
【详解】ABC.当小灯泡和电阻串联时,总电压为8V,串联电流相等,由图像知,只有当电流为0.3A时,小灯泡和电阻的总电压为8V,此时灯泡两端的电压为2V,则灯泡的电阻为
电路的总电功率为
故AC错误,B正确;
D.此时灯泡两端的电压为2V,电阻两端电压为6V,小灯泡两端电压与电阻两端电压之比为1∶3,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】由图得,并联的L1、L3与并联的L2、L4串联,当L1因接触不良而断开时,整个电路的总电阻将变大,由于
,
而
故
总电压不变,总电流
变小,所以L2、L4的电流变小,电压U2、U3变小,因
则L3两端电压变大,流过L3的电流变大,则L3灯变亮,L2灯和L4灯变暗,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.D
【详解】A.根据电路图可知,电路中、并联,为并联电路,电压表测量电源的电压;电流表测量的是干路中的电流,电流表测量的是通过的电流,故A错误;
B.滑动变阻器并联接入电路中,若向左移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,滑动变阻器把电源短路了,会烧坏电源,所以滑动变阻器的滑片不可以任意滑动,故B错误;
C.将的滑片向右移动,由于并联电路中各支路互不影响,所以的电流不变,电流表的示数不变;由于电源电压不变,移动滑片时,电压表示数不变,所以电压表V与电流表的示数比值不变,故C错误;
D.根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流等于各支路电流的和,若电流表的示数变化,则电流表的示数也会发生变化,不符合题意;若电流表的示数不变,当断路时,根据并联电路的电流规律可知,电流表的示数会发生变化,符合题意,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压.(1)灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,因串联电路总电压等于各分电压之和,
所以,此时电压表的示数U滑=U−UL=4.5V−2.5V=2V,因2V<3V,没有超出电压表的量程,
所以,灯泡两端的电压可以达到2.5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,灯泡正常发光时电路中的电流:I=IL==0.5A,灯泡的电阻:RL==5Ω,因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,而灯泡允许通过的最大电流为0.5A,
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,电路的最大电功率:P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W,故D错误;电流最大时,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为:R滑小==4Ω;(2)当电压表的示数最大为3V时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压:U′L=U−U滑大=4.5V−3V=1.5V,电路中的最小电流:I小= =0.3A,所以电路中电流变化的范围是0.3A∼0.5A,故A错误;灯泡的最小功率:P′L=U′LI小=1.5V×0.3A=0.45W,故C正确;滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑大==10Ω,则滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω∼10Ω,故B错误.
5.AD
【详解】AB.由电路图可知两电阻串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测电路中的电流,天然气浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,根据可知,R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故A符合题意,B不符合题意;
CD.天然气浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,电路中的总电阻增大,根据可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,根据可知,R0两端的电压变小,即电压表示数变小,故C不符合题意,D符合题意。
故选AD。
6.C
【详解】①如图,甲乙两灯泡的关系图像均为过原点的曲线,则甲乙的电阻值不为定值,故①错误;
②如图,乙灯泡两端的电压为9V时,通过的电流为0.5A,灯泡正常发光,乙灯的额定功率为
故②正确;
③当把两灯并联在4V电源上时,通过甲灯泡的电流为0.5A,通过乙灯泡的电流为0.3A,由可知,甲灯泡发光更亮一些,故③错误;
④当把两灯串联在某一电源上时,通过甲、乙两灯泡的电流都为0.4A,甲灯泡两端的电压为3V,乙灯泡两端的电压为6V,此时电源的电压为
故④正确。
由以上分析可知,只有②④正确,故C正确,ABD错误。
故选C。
7.C
【详解】AB.由题中电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压;当滑动变阻器的滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由串联电路的电阻特点可知,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,所以电流表示数变大;根据串联电路分压规律可知,电源电压不变,变阻器接入电路的电阻变小,分到的电压变小,则灯泡两端电压变大,所以电压表的示数变大,故AB错误;
C.因为灯泡中的电流与灯泡两端的电压都变大,由电功率计算公式可知,灯泡的实际功率变大,故C正确;
D.额定功率是用电器在额定电压下正常工作时的功率,不随用电器两端电压的变化而变化,故D错误。
故选C。
8.A
【详解】①在a、b两点间接入一个合适的电压表时,电压表串联在电路中,此时电压表的示数约等于电源电压,故①正确;
②电路中已经接入一个定值电阻,电流表串联在电路中测电流,所以可以在ab两点间接入一个电流表,故②错误;
③灯泡的额定电流I=0.25A,灯泡的电阻,灯泡和电阻R串联时电路中的电流,此时的电流等于灯泡的额定电流,所以灯泡能正常发光,故③正确;
④在a、b两点间接入一个12Ω的电阻,电路消耗的总功率为:,故④错误;
⑤在a、b两点间接入导线,电路只有R工作,电流2s做的功为:,故⑤错误.
综合分析可知,只有①③正确.
故选A.
9.
【详解】三个电阻串联,电压表V1测R1、R2的电压,V2测R3、R2的电压。根据欧姆定律有
U=IR
在电流不变时,电压与电阻成正比,在第一种情况下,根据电压表V1、V2的示数之比为3:1,可知
(R1+R2):(R2+R3)=3:1
根据电阻R2、R3交换位置后,两块电压表的示数均不变,可知
R2=R3
通过上述二式可得
R1:R2:R3=5:1:1
第二种情况下,用电流表A1、A2替换电压表V1、V2后,三个电阻并联,A1的示数等于通过R2的电流和通过R3的电流之和,A2的示数等于通过R1的电流和通过R2的电流之和。三电阻并联,各电阻的电压相同,根据
U=IR
在电压不变时,通过各电阻的电流与电阻成反比,即通过三个电阻R1、R2、R3的电流之比应为 1:5:5,由并联电路电流的规律,电流表A1、A2的示数之比
10. > <
【详解】[1]由于甲、乙两个导体材料和长度相同,S甲<S乙,则根据材料和长度相同时导体的电阻与横截面积成反比可知R甲>R乙。
[2]由电路图可知,甲、乙两导体并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,甲、乙两端的电压U甲=U乙,根据可知I甲<I乙。
11. 0.5 6
【详解】[1] 开关S闭合时,两电阻串联,电压表测量的是电阻R1两端的电压,由欧姆定律可求得电路中的电流为
即电流表示数为0.5A。
[2]由功率计算公式P=UI及欧姆定律可得电路中的总功率为
12. 不变 变小
【详解】[1]由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流。因电源电压保持不变,所以滑片移动时,电压表V的示数不变。
[2]因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时,通过R1的电流不变,当滑动变阻器R2的滑片P向b滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小。
13. 0.4 3
【详解】[1][2]分析电路可知,两灯并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过L1的电流。电流表的示数为,电流表的示数为,故干路电流
通过L1的电流
根据并联电路的电流特点可知通过灯泡的电流
电源电压
14. 0.16 12.5 变大 = >
【详解】(1)[1]从图甲可以看到,变阻器和灯泡应该是串联在一起,那么可以把电流表负接线柱和灯泡的右端接线断开,灯泡的右端与电压表的负接线柱连接,这样电流流过电流表后,会接着流过变阻器、灯泡,最后回负极,电压表并联在灯泡两端,这与题意相符合;如下图所示。
[2]由题意可知,这是一个串联电路,流过小灯泡的电流大小等于电流表的示数,从图乙可以看到,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,指针指在零刻度往右第8个刻度,它的读数是0.16A。
[3]小灯泡正常发光的电压是2.5V,从图丙可以看到,当电压是2.5V时,电流大小是0.2A,那么小灯泡正常发光的电阻
小灯泡正常发光的电阻是12.5Ω。
[4]从图丙可以看到,随着电流的增大,这条曲线越来越徒,即电阻越来越大,可知小灯泡的电阻随温度的升高而变大。
(2)[5]从图丁可以看到,闭合开关S,将P滑至最左侧的A端,只有电阻Rx接入电路,电压表测的是Rx的电压,也是电源电压的大小,那么。
[6]从图丁可以看到,当将P滑至最右侧的B端,两电阻是串联在电路的,电压表测的是Rx的电压,电压表读数为U2,而U1是电源电压的大小,那么。
[7]变阻器两端的电压
流过Rx的电流
Rx的电阻
Rx的电阻是。
15.(1)
(2)B
(3) 右 2.5
(4) b 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)连接电流表的负接线柱和电阻的左端,电路的串联部分完成,再将电压表的负接线柱与电阻的右端连接,电压表并联在定值电阻两端,电路图如下所示:
(2)正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数始终为0,电路的故障可能是电阻短路,故B符合题意。
故选B。
(3)[1] [2]根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为
(4)[1]在探究电流与电阻的关系时,应控制电压相同,由图像可知,a图线实验时定值电阻两端的电压不相同,即a图线代表的实验未控制定值电阻两端的电压相同;
b图线定值电阻两端的电压均为
故b图线代表的实验操作是符合要求的。
[2]由b图线可得实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
16.(1)当开关S1、S2均闭合时,电流表的读数是3A;(2)当S1闭合,S2断开时,电压表的读数是5V.
【详解】试题分析:(1)当S1、S2均闭合时,等效电路图如图所示,
R2被短路,电路中只有R1,电路中的电流:,所以电流表的示数为3A.
(2)当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图所示,
R1、R2串联,电路的总电阻:R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω,电路中的电流:,R1两端的电压:U1=I1R1=1A×5Ω=5V.
答:(1)当开关S1、S2均闭合时,电流表的读数是3A;(2)当S1闭合,S2断开时,电压表的读数是5V.
考点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;电阻的串联.
17.(1)80Ω;(2)8W;(3)200V
【详解】解:(1)R1的额定功率为605W,额定电压220V,所以
(2)电动机属于非纯电阻电路,工作时把电能转化为机械能和内能,这种电路的电功率大于其发热功率,发热功率
(3)水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103 J/(kg·℃)×5kg×(40℃-20℃)=4.2×105J
这段时间消耗的电能
加热电阻工作时间
t=20min=1200s
加热电阻的实际点功率
根据公式可得
答:(1)电阻R1的阻值为80Ω;
(2)电动机工作时因发热损失的功率为8W;
(3)电阻R1加热时的实际电压为200V。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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