内容正文:
第十二章欧姆定律培优卷
一、单选题
1.科学技术智能日新月异,手机普及化,智能手机的触摸屏方便了广大用户,深受用户的喜爱.手机触摸屏的核心元件是压敏电阻,这种元件的材料是 ( )
A.绝缘体 B.超导体 C.导体 D.半导体
2.在如图所示的实验电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数但无明显变化、电流表有示数并且有变化,小灯泡不亮。则可能的故障原因是( )
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.变阻器短路 D.变阻器断路
3.如图所示,电源电压保持不变,S闭合后,当滑片P向右滑动时( )
A.灯L1变亮,灯L2变暗,电流表示数变大
B.灯L1变暗,灯L2变亮,电流表示数变小
C.灯L1亮度不变,灯L2变暗,电流表示数变大
D.灯L1亮度不变,灯L2变暗,电流表示数变小
4.图是小明设计的四个温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏元件(阻值随温度升高而减小,电路图符号)。电源两端的电压不变,闭合开关S,要求所测物体温度升高时电表示数减小,下列符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
5.电子体温计由温度传感器、液晶显示器、纽扣电池、专用集成电路及其他电子元器件组成,通过感温头中电流的大小来反映人的体温.感温头是用半导体材料制成的,这是应用了半导体的
A.良好的绝缘特性
B.单向导电特性
C.电阻随压力变化而变化的特性
D.电阻随温度变化而变化的特性
6.老昆明网红小吃城里有这样一段“钢琴楼梯”,当游客站在台阶上时,台阶上压力增大,电表示数增大,台阶发光。下列四副电路图中,电源电压不变,R0为定值电阻,R1为压敏电阻,其阻值随压力的增大(减小)而变小(变大)。其中不符合要求的是( )
A. B. C. D.
7.图甲为某电子秤,图乙是其工作原理图,电子秤的表由电流表改装而成,R1是一根长6cm,阻值15Ω的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15A;在b端时,电流表示数为0.6A;不称重物时,滑片P在电阻丝的a端,所称物重最大时,滑片P在b端(g取10N/kg);下列判断正确的是( )
A.R2阻值为6Ω
B.电源电压为6V
C.当电子秤示数为2kg时,电路中的电流为0.2A
D.当电子秤示数为4kg时,电路中的电流为0.6A
二、多选题
8.某同学设计了如图所示的四种电路,其中电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改线路的情况下,能够测量出未知电阻阻值的电路是( )
A.① B.② C.③ D.④
9.爱动脑筋的小新设计了一种检测天然气泄漏的电路如图甲所示。电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化的曲线如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.天然气浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小
B.天然气浓度增大时,电压表示数变小
C.天然气浓度减小时,电流表示数变大
D.天然气浓度减小时,电压表示数与电流表示数的比值不变
三、填空题
10.在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器,电位器的外形及其内部构造如图所示。图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时,把A和C接入电路时, (填“能”或“不能”)改变通过电位器的电流:若将该电位器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯变亮,则应连接接线柱 (选填“A和B”、“B和C”或“A和C”)
11.如图所示,电源电压恒定,只闭合开关S2,电流表示数为0.3A,电压表示数为3V,R2阻值为 Ω;再断开开关S2,闭合开关S1、S3,电流表示数 (填“变大”“变小”或“不变”);当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电压表示数为 V。
12.如图所示,R为定值电阻、R′为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端逐渐滑动到b端,发现表示数从2V变化到6V,而表示数从4V变化到0,则电流表示数从0.2A变化到 A,R= Ω
13.如图甲是灯泡L和电阻R的I-U关系图像,灯丝电阻受温度影响,将灯L和电阻R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙、丙,若并联在电源电压为5V的电路中,干路电流为 A;若图乙中,图丙中,则a (选填“>”“<”或“=”)。
14.如图甲所示,是小何设计的测量物体重力的电子秤的电路图,电源电压为6V,是阻值为的定值电阻,R是压敏电阻,压敏电阻的受压能力是有限的,其阻值随压力变化如图乙所示。当物重越小时,电压表的示数越 ,该电子秤正常使用时,电压表的最大示数是 V。
四、实验题
15.小龙在实验室用如图所示的电路进行“探究电流与电压、电阻的关系”,实验器材:电源、开关、导线若干,滑动变阻器铭牌上有“20Ω 1A”字样,四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。相关操作步骤如下:
(1)连接完电路,小龙将电源电压调节为3V,把滑片移到阻值最大端后闭合开关;
(2)探究电流与电压的关系时,小龙通过调节滑动变阻器的滑片P,测出定值电阻R两端的电压和对应的电流如表所示。老师检查后,给他指出某次数据不是真实的实验数据,不真实的数据是第 次;分析表中数据,可以得到的结论是:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 (选填“正比”或“反比”);
实验次数
1
2
3
电压U/V
0.5
1.0
1.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
(3)在进行探究电流与电阻关系的实验时,小龙先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关适当移动滑片后,记录电流表的示数为0.2A。再用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后他需将滑片P向 (选填“右”或“左”)移动,使电压表的示数U0= V,再记录下电流表的示数;小龙继续用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻,闭合开关后调节滑动变阻器,发现电压表示数始终不能调节为U0。为了用四个定值电阻都能顺利完成探究,小龙想到了如下调整方案,你认为可行的是 (多选,填写字母序号);
A.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为1.5V~3V
B.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω
C.如果只调节电源电压,则电源电压调节的范围是1V~2V
16.有一种用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻随温度变化的图像如图甲所示;
(1)热敏电阻的电阻值随温度升高而 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)实验室现有两只外形完全相同的电阻,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻(电阻值不随温度的变化而变化)。为了辨别它们,小明设计了如图乙的电路图。
操作:①按图连接电路;②闭合开关,点燃酒精灯加热R1;
分析:若电流表示数无变化,则电阻R1 (选填“是”或“不是”)热敏电阻;若 。
五、综合题
17.图甲是某电子秤的原理图,是质量表(电阻忽略不计),秤盘与压杆质量均忽略不计,电源电压10V,R0=150Ω,当电路中的电流大于50mA时,气电保护开关S自动断开,图乙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化图像;
(1)图中质量表应该用 (选填“电流”或“电压”)表改装;
(2)称量时,质量越大,R的阻值越 ;
(3)该电子秤能称量的最大质量为多少?(g取10N/kg)
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.D
【详解】压敏电阻受压时电阻发生改变,其电阻材料是半导体,故选D.
2.B
【详解】A.由图可知,滑动变阻器与小灯泡串联,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若是小灯泡断路,电路处于断开状态,电流表没有示数,与题意不符,A错误;
B.若是小灯泡短路,相当于一根导线,此时只有滑动变阻器接入电路,电源电压全部分给滑动变阻器,所以闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数但无明显变化,电路中电阻发生变化,电流表有示数并且有变化,小灯泡不亮,B正确;
C.若是滑动变阻器短路,电压表将没有示数,与题意不符,C错误;
D.若是滑动变阻器断路,电流表没有示数,与题意不符,D错误。
故选B。
3.D
【分析】这是一个混联电路的动态分析问题,L1是一个支路,L2和滑动变阻器串联是另一个支路,各支路两端的电压都等于电源电压,干路电流等于各支路电流之和。
【详解】滑动变阻器的滑片向右滑动,电阻变大,这一支路的电流变小,所以L2变暗;滑动变阻器的变化对L1支路的电流没有影响,所以L1灯亮度不变;L1支路电流不变,L2支路电流变小,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表示数变小。
故选D。
4.D
【详解】A.由电路图可知,热敏电阻与定值电阻并联,电流表测干路电流,已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小,当所测物体温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据并联电路电压的特点可知,热敏电阻两端的电压不变,因此通过热敏电阻的电流增大,根据并联电路电流的特点可知,干路的电流增大,即电表的示数增大,故A不符合题意;
B.由电路图可知,热敏电阻与定值电阻并联,电流表测热敏电阻所在支路的电流,已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小,当所测物体温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据并联电路电压的特点可知,热敏电阻两端的电压不变,因此通过热敏电阻的电流增大,即电表的示数增大,故B不符合题意;
C.由电路图可知,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小,当所测物体温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据串联分压可知,热敏电阻两端的电压减小,定值电阻两端的电压增大,因此电压表的示数增大,故C不符合题意;
D.由电路图可知,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量热敏电阻两端的电压,已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小,当所测物体温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据串联分压可知,热敏电阻两端的电压减小,定值电阻两端的电压增大,因此电压表的示数减小,故D符合题意。
故选D。
5.D
【分析】半导体的阻值会随着光照或温度的变化而发生变化.
【详解】半导体的阻值随着温度的变化而发生变化,根据欧姆定律可知流过感温头的电流也随之发生变化,以此来反映人的体温,故D正确.
故选D.
6.A
【详解】A.由电路图可知,R1与R0串联,电压表测R1两端的电压,当压力增大时,R1的阻值减小、电路的总电阻减小,根据串联电路电阻的分压特点可知R1两端分得的电压减小,即电压表的示数减小,故A符合题意;
B.由电路图可知,R1与R0串联,电压表测R0两端的电压,当压力增大时,R1的阻值减小、电路的总电阻减小,根据I=知,电路的电流减小,根据U=IR知,R0两端分得的电压增大,电压表的示数增大,故B不符合题意;
C.由电路图可知,R与R0并联,电流表测量干路的电流,当压力增大时,R1的阻值减小、根据I=知,R1支路的电流增大,因为并联电路各个支路互不影响,通过R0的电流不变,干路的电流增大,电流表示数增大,故C不符合题意;
D.由电路图可知,R与R0并联,电流表R1支路的电流,当压力增大时,R1的阻值减小、根据I=知,R1支路的电流增大,电流表示数增大,故D不符合题意。
故选A。
7.C
【详解】AB.由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流;当滑片在a端时,R1接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流Ia=0.15A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电源的电压
U=Ia(R1+R2)=0.15A×(15Ω+R2)①
当滑片在b端时,R2接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流Ib=0.6A,则电源的电压
U=IbR2=0.6A×R2②
由①②可得
R2=5Ω,U=3V
故AB错误;
C.当电子秤示数为2kg时,对弹簧的拉力
F1=G1=m1g=2kg×10N/kg=20N
由图丙可知此时弹簧的压缩为2cm,因均匀电阻丝R1的长度为6cm,阻值为15Ω,所以R1连入电路的阻值
则此时电路中的电流
故C正确;
D.当电子秤示数为4kg时,此时的拉力
F2=G2=m2g=4kg×10N/kg=40N
由图丙可知此时弹簧的压缩为4cm,则R1连入电路的阻值
此时电路的电流
故D错误。
故选C。
8.ABC
【详解】①只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式
I0R0=(I-I0)Rx
可求出Rx的阻值,故①符合题意;
②只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0简单电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式
I1(R0+Rx)=I0R0
可求出Rx的阻值,故②符合题意;
③闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S、S1,断开S2,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式为
故③符合题意;
④闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电流从电压表负接线柱流入,造成电压表指针向左偏转,不能测出Rx阻值,故④不符合题意。
故选ABC。
9.AD
【详解】AB.如图甲,气敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测量定值电阻R0两端电压;由图乙可知,当天然气浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小,由串联分压原理知,气敏电阻R两端电压减小;由串联电路中电压的规律知,定值电阻R0两端电压增大,所以电压表示数增大,故A正确,B错误;
C.由图乙可知,当天然气浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,电路中的电流减小,所以电流表示数变小,故C错误;
D.电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻的阻值,保持不变,故D正确。
故选AD。
10. 不能 B和C
【详解】[1]电位器是一个滑动变阻器,当把A、C接入电路时,相当于定值电阻,不能改变通过电位器的电流;
[2]若将该电位器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯变亮,说明接入电路的电阻变小,则应连接接线柱B和C接入电路,并将其与灯泡串联。
11. 10 变大 0
【详解】[1]只闭合开关S2时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,由可得,R2的阻值
[2]再断开开关S2,闭合开关S1、S3时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,R串˃R并,由可知,电路的总电流变大,即电流表的示数变大。
[3]当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,此时R2和电压表被短路,则电压表的示数为0。
12. 0.6A 10Ω
【详解】由图知道,定值电阻R与滑动变阻器R′串联,电压表V1测量R两端的电压,V2测量R′两端的电压,根据题意知道,当滑片在a端时滑动变阻器全部接入电路,且V1的示数是2V,V2的示数是4V,此时电路电流是0.2A,说明电源电压是2V+4V=6V,由欧姆定律知道,定值电阻R的阻值是: ;滑动变阻器的最大阻值是: ,
当滑片在b端时,电路中只有R,此时电路的电流是:,即则电流表示数从0.2A变化到0.6A.
13. 1.5 <
【详解】[1]根据图甲中电流与电压的关系图像可知,R是定值电阻,L的阻值是变化的,由图甲可知定值电阻的阻值
图丙中灯泡L和电阻R并联,两个电路的总电压都是,当电阻两端的电压为5V时,通过电阻的电流
当灯泡两端的电压为5V时,通过灯泡的电流为,干路中的电流为
[2]图乙中灯泡L和电阻R串联,图乙中,由于串联电路电流处处相等,由图甲可知,当电路中电流为0.35A时,R两端的电压为
此时灯泡两端的电压为3V;当电路电流为0.4A时,由图甲可知,灯泡两端的电压为3.5V,电阻R两端的电压为2V,有分析可得: ①
由串联电路的电压规律可知, ②
由①②两式可得
a的取值范围
解得 ③
图丙中
由上式可得, ④
由③④两式可知。
14. 小
【详解】[1]物重越小时压力敏感电阻受到压力越小,由图像可知压力敏感电阻R的阻值随压力F的增大而变小,则物重越小时敏感电阻R的阻值增大,根据串联电路的分压特点可知压力敏感电阻两端的电压变大,则定值电阻两端的电压减小,即电压表示数减小。
[2]由图像可知:当F1=50N时,R1=400Ω;当F2=150N,;代入可得关系式为
所以,当最大压力为300N时,,此时电路中的电流
由可得,定值电阻两端的电压
即电压表示数为。
15. 1 正比 左 1 ABC
【详解】(2)[1]第1次的数据是编造的,因为当电流为0.1A时,电源电压为3V,则总电阻为
定值阻的阻值为
串联电路中,总电阻等于各用电器的阻值之和,则此时滑动变阻器的阻值为
R滑=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω
而滑动变阻器的最大值只有20Ω,故第1次的实验是编造的。
[2]根据表中数据可知,电压与电流的比值是个定值,说明电流与电压成正比,所以得出的结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[3][4]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中,应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,即
U0=IR=0.2A×5Ω=1V
根据串联电路电压特点可知,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,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为1V,读出电流表的示数。
[5]为了使4个电阻都完成实验:
A.根据分压原理可得
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻也最大,这时电压表控制的电压最小,即
解得UV=1.5V,故控制的最小电压为1.5V;电压表选用小量程,故控制的最大电压为3V,故为了用四个定值电阻都能顺利完成探究,如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为1.5V~3V,故A正确;
B.如果只更换滑动变阻器,根据串联正比分压可得
解得R滑=40Ω,即当定值电阻最大为20Ω时,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,所以如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω,故B正确;
C.当变阻器全部电阻20Ω连入电路时,此时对应的定值电阻应最大为20Ω,电源电压最大,根据分压原理,变阻器两端的电压为
所以最大电源电压为
1V+1V=2V
最小为1V,所以如果只调节电源电压,则电源电压调节的范围是1V~2V,故C正确。
故选ABC。
16.(1)变小
(2) 不是 电流表示数有变化,则电阻R1是热敏电阻
【详解】(1)由图可知,横坐标为温度,纵坐标为电阻阻值,随着温度的增加,热敏电阻的电阻值在逐渐变小。
(2)[1][2]由题意可知,用酒精灯加热电阻,若电流表示数无变化,说明加热的是定值电阻,即R1不是热敏电阻;若电流表示数有变化,说明加热的是热敏电阻,电阻变化,引起了电路中的电流变化,即电阻R1是热敏电阻。
17.(1)电流
(2)小
(3)50kg
【详解】(1)由电路图可知,质量表串联在电路中,是由电流表改装的。
(2)称量时,质量越大,物体的重力越大,由水平面上物体的压力和自身的重力相等可知,压力传感器所受的压力越大,由乙图可知,R的阻值越小。
(3)当电路中的电流为50mA时该电子秤能称量的质量最大,根据欧姆定律可得,电路中的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以此时压力传感器的电阻为
由图像可知,R=50Ω时,受到的压力为500N,由可得,该电子秤称量的最大质量为
答案第1页,共2页
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