内容正文:
第十七章 欧姆定律
一、单选题
1.如图所示的电路中,电阻R是光敏电阻,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,将R暴露在强光下,指示灯L的亮度变亮。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.光敏电阻R的阻值随光强的增强而增大
B.电压表示数变大,电压表示数变小
C.电压表示数不变,电压表示数变小
D.电压表示数不变,电压表示数变大
2.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右滑动,则下列说法中错误的是( )
A.电压表的示数变小
B.电流表的示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值不变
D.滑动变阻器接入电路中的电阻变大
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,R为光敏电阻,其值随光照强度的减小而增大,闭合开关S,当光强增大时,电流表的示数为I,变化量为,电压表的示数为,变化量为,电压表的示数为,变化量为,下列说法中错误的是( )
A.增大,减小,I增大
B.与的比值等于与I的比值
C.与的和不变
D.与I的比值不变
4.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压为6V,的电阻为30Ω,其中电阻丝粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则( )
A.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
B.电阻丝的最大阻值为90Ω
C.挡板P在A端时电压表的示数为1.5V
D.电压表示数为3V时,被测试者的成绩是25cm
5.如图所示,电阻R1和R2组成的并联电路中,电源提供恒定电压为4.0V,R1为1.0Ω,R2为2.0Ω,则闭合开关后,电流表和电压表的示数分别为( )
A.2.0 A,2.0 V B.2.0 A,4.0 V
C.4.0 A,2.0 V D.4.0 A,4.0 V
6.某小组连接了如图所示的实物电路,闭合开关,移动滑片的过程中,关于电流表的示数、电流表的示数以及灯泡的亮度,可能出现的是( )
A.变大,变小,灯泡亮度不变 B.变小,变小,灯泡亮度不变
C.变小,变大,灯泡亮度变暗 D.变大,变大,灯泡亮度变亮
7.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数不变
B.电流表A的示数变大
C.小灯泡的亮度变暗
D.电压表示数与电流表示数的比值保持不变
8.如图所示的电路,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R1∶R2=1∶2。只闭合S1时,电压表的示数为U1;S1、S2闭合,S3断开时,电流表A1的示数为I1;S1、S3闭合,S2断开时,电流表A2的示数为I2。不考虑温度对定值电阻阻值的影响,下列说法正确的是( )
A.电源电压为3U1
B.I1∶I2=2∶1
C.只闭合S1时,电路中的电流为
D.S1、S2和S3都闭合时,R1与R2并联
二、填空题
9.在电学实验中,常常遇到电路故障,判断并解决故障问题是电学学习过程中的重要技能,用图中所示的电路进行测小灯泡电阻的实验中,若小灯泡L断路,看到的现象是电流表 ,电压表 。(选填“有示数”或“无示数”)
10.只有不高于 V的电压对人体才是安全的。当人体两端所加电压越高时,由于人体电阻一定,通过人体的电流就会 (选填“越大”或“越小”)。
11.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1=6Ω,开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6A;开关S1闭合、S2断开时,电流表示数变为0.4A。电阻R2的阻值为 Ω。
12.两个电阻、串联在电路中,已知,通过两个电阻的电流、的大小关系是 (>/=/<),加在两个电阻两端的电压、的大小关系是 (>/=/<)。
13.如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接,电源电压U=10V,滑动变阻器的最大阻值为R,定值电阻的阻值为R0。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。
(1)闭合开关S,车辆总质量越大时,电流表的示数 ,电压表的示数 ;
(2)在称量时,当滑片P在最下端时,电压表的示数为6V,则R0:R= 。
三、实验题
14.为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,采用如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”);
(2)首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电压表指针无偏转,电流表有示数,则电路中的故障可能是________(填字母);
A.开关断路 B.滑片接触不良 C.电阻断路 D.电阻短路
(3)排除故障后,根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值为 (不用带单位),此时滑片所在的位置为M点;
(4)第2次实验中将5Ω电阻换成10Ω,通过相应操作,滑片最终的停留位置应该在M点的 (选填“左”或“右”)侧;
(5)小明接入30Ω的电阻时,发现无法继续完成实验。为了完成实验,小明设计了两个调整方案,请你帮他填写完整。
A.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 Ω;
B.如果不更换最大阻值30Ω的滑动变阻器,只在现有器材的基础上,请你帮小明想一个方法: 。
15.某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)该实验的原理是 。
(2)闭合开关前发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确连接。
(3)正确连接电路,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是 。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图丙大致画出了滑动变阻器的图像。图丁为三位同学画出的图像,其中正确的是 (选填“A”“B”或“C”),你判断的理由是 。
四、计算题
16.如图所示,电源电压保持不变,,滑动变阻器的规格为“30;2A”。问:
(1)闭合开关,断开开关、,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关、,断开开关,滑动变阻器滑片置于最右端时,电流表的示数为0.65A,求的阻值;
(3)闭合开关,断开开关、,将电压表接量程“0~3V”,电流表接量程“0-0.6A”,为保护电路各元件安全,求最大阻值。
17.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,求:
(1)滑动变阻器的最大阻值是多少?
(2)电源电压及电阻R1各是多少?
(3)滑动变阻器位于中点时电流表的示数是多少?
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
C
B
B
B
D
B
A
C
1.C
【详解】由电路图可知,光敏电阻R与灯泡L串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R两端的电压。光照增强时,指示灯L的亮度变亮,即电路中的电流增大,根据可知,电源电压一定,电路中的总电阻变小,则光敏电阻的阻值变小,所以光敏电阻的阻值随光强的增大而减小;根据串联电路分压规律可知,光敏电阻R两端的电压变小,即电压表V2示数变小;电压表V1测电源电压,所以示数不变。
故选C。
2.B
【详解】ABD.电路中与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。滑片右滑,接入电阻变大,总电阻变大。根据欧姆定律,电源电压不变,电路电流I变小。再由,为定值电阻,电流变小,即电流表示数变小,所以两端电压变小,故AD正确,不符合题意;B错误,符合题意;
C.电压表两端电压与电流表示数的比值为。由欧姆定律变形,是定值电阻,阻值不变,因此的比值不变,故C正确,不符合题意。
故选B。
3.B
【详解】由图可知,闭合开关时,R与R0串联,电压表V1测R0两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因光敏电阻R的阻值随光照强度的减小而增大,所以,当光强增大时,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,由可知电路中的电流增大,即电流表的示数I增大;由可知,两端的电压增大,即电压表的示数增大;根据串联电路的电压规律可知,R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A正确,不符合题意;
B.设当光照增大前后电路中的电流分别为、,则电压表V1示数的变化量
电压表示数的变化量
所以与的比值为
由欧姆定律可得与I的比值为
所以与的比值不等于与I的比值,故B错误,符合题意;
C.由串联电路的电压规律可知,U1与U2的和为电源电压,保持不变,故C正确,不符合题意;
D.由欧姆定律可知与I的比值等于定值电阻的阻值,所以与I的比值不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.B
【详解】A.由图得,R1与R2的最大电阻串联,电流表测量电路的电流,电压表测量R2的PB部分的电压,滑片移动过程中,电路电阻不变,电路电流不变,电流表示数不变,因此电流表示数的大小不能反映被测试者的成绩,故A不符合题意;
B.由欧姆定律得,电路中的总电阻为
电阻丝的最大阻值为,故B符合题意;
C.由欧姆定律得,挡板P在A端时电压表的示数为,故C不符合题意;
D.电压表示数为3V时,由欧姆定律得,PB段电阻的阻值为
被测试者的成绩是,故D不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】由题可知,两电阻并联,电流表与电阻串联在一条支路上,电压表测量R2两端的电压,并联电路中各支路两端电压相等,都等于电源电压,所以电压表示数为4.0V,根据欧姆定律可得,通过电阻的电流,即电流表示数为,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.B
【详解】据图可知,闭合开关,电路为灯泡和滑动变阻器并联,电流表A1测滑动变阻器支路电流,电流表A2测干路电流,由于并联电路中各支路互不影响,因此在调节滑动变阻器滑片P的过程中,灯泡支路的电流不变,亮度不变。当滑动变阻器的滑片向左移动,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,根据可知,滑动变阻器支路电流会变小,即电流表A1的示数变小,灯泡支路的电流不变,则干路电流会变小,即电流表的A2示数变小;当滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,根据可知,滑动变阻器支路电流会变大,即电流表的A1示数变大,灯泡支路的电流不变,则干路电流会变大,即电流表A2的示数变大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.A
【详解】A.由电路图可知,闭合开关,灯泡L与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流。将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,电源电压不变,故电压表V的示数不变,故A正确;
BC.由于并联电路中各支路互不影响,故滑片P向右移动时,通过小灯泡的电流不变,即小灯泡的亮度不变;由于滑片P向右移动,滑动变阻器的电阻变大,则通过滑动变阻器的电流变小,根据并联电路电流的特点可知,干路总电流变小,即电流表A的示数变小,故BC错误;
D.电压表的示数不变,电流表的示数变小,故电压表与电流表示数的比值变大,故D错误。
故选A。
8.C
【详解】A.只闭合S1时,电阻R1和R2串联,电压表并联在R2的两端,测的是R2两端的电压,为U1,设R1的电阻为R,则R2的电阻为2R,根据欧姆定律和串联电路的电流特点可知,通过电路的电流为
根据公式可知,电源电压为,故A错误;
B.S1、S2闭合,S3断开时,电路中只有电阻R2,电流表A1的示数为I1;S1、S3闭合,S2断开时,电路中只有电阻R1,电流表A2的示数为I2,因为R1∶R2=1∶2
根据欧姆定律可知,电源电压不变,电流与电阻成反比,则I1∶I2=1∶2,故B错误;
C.S1、S3闭合,S2断开时,电路中只有电阻R1,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流为
由A选项可知,只闭合S1时,通过电路的电流为
因此只闭合S1时,电路中的电流为,故C正确;
D.S1、S2和S3都闭合时,电流将直接通过开关S1、S2和S3流回电源负极,造成电源短路,R1与R2均不能正常工作,故D错误。
故选C。
9. 无示数 有示数
【详解】[1][2]根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;若小灯泡L断路,则电路中无电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量的是电源电压,电压表有示数。
10.
36
越大
【详解】[1]对人体来说,不高于36V的电压为安全电压。
[2]由可知,若认为人体电阻一定,人体两端所加电压越高,通过人体的电流越大。
11.12
【详解】开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表示数变为0.4A,即R1的电流,由并联电路电压的规律和欧姆定律可知,R1的电压即电源电压
S1、S2都闭合时,两电阻并联,电流表的示数为0.6A,电流表测干路电流;根据并联电路各支路互不影响可知,通过R1的电流不变,由并联电路电流的规律,通过R2的电流为
由欧姆定律,电阻R2的阻值为
12.
=
<
【详解】[1]串联电路中电流处处相等,因此通过电阻和的电流与大小相等。
[2]根据欧姆定律,在电流相等的情况下,电压与电阻成正比。已知,则电阻两端的电压小于两端的电压。
13.(1) 不变 变大
(2)2:3
【详解】(1)[1][2]分析电路图知:R和R0串联,且R接入了两个下接线柱,相当于一个定值电阻,电压表测量滑片以上部分电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流,当车辆重质量越大时,滑片下移,由于滑动变阻器阻值未发生变化,根据可知,电流表示数不变,电压表测量部分的电阻变大,由串联分压原理可知电压表示数变大。
(2)当滑片P在最下端时,电压表测量整个滑动变阻器的两端的电压,电压表的示数为6V,串联电路总电压等于等于各部分等于之和,则R0两端的电压为
由串联分压原理知R0和R的比值为
14.(1)B
(2)D
(3) 定值电阻两端的电压 2
(4)右
(5) 37.5 见解析
【详解】(1)为保护电路,实验前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大的一端,也就是B端。
(2)闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表有示数,则电路接通,电压表指针无偏转,则电压表所并联的元件短路,则电路中的故障可能是定值电阻短路。故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
(3)[1][2]由图乙可知,横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,则阴影部分面积是电阻和电流的乘积,根据
可知阴影部分的面积表示定值电阻两端的电压,其数值为2。
(4)探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,要控制定值电阻两端的电压不变。将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,根据串联分压原理可知,电压表示数会变大,要使电压表示数不变,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,应向B端移动滑片。滑片最终的停留位置应该在M点的右侧。
(5)[1]根据串联分压特点可知
接入30Ω的电阻时,可知滑动变阻器需要接入电路的阻值为
实验中滑动变阻器的最大阻值为30Ω,故无法完成实验,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37.5Ω。
[2]如果不更换最大阻值30Ω的滑动变阻器,只在现有器材的基础上,可在电路中串联10Ω的定值电阻,当滑动变阻器接入电路的阻值为27.5Ω时,能完成本次实验。
15.(1)
(2)
(3) 右 8.9
(4) 灯丝电阻随温度升高而增大 C 见详解
【详解】(1)测量小灯泡电阻的原理是通过伏安法测出灯泡两端的电压U和通过的电流I,再利用公式计算电阻。因此实验原理是
(2)应使电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器一上一下两个接线柱接入电路,如图所示:
(3)[1]小灯泡额定电压为2.5V,当电压表示数为2.1V 时,小于额定电压,要使小灯泡正常发光,要增大灯泡两端电压,根据串联分压规律需减小滑动变阻器两端电压,由串联分压原理可知,减小滑动变阻器接入电路的电阻,滑动变阻器的右下接线柱接入电路,因此应将滑片向右移动。
[2]如图乙所示,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.28A,此时小灯泡的电阻
(4)[1]小灯泡的图像, 不是一条直线,是因为灯丝电阻随温度升高而增大。
[2][3]根据
丙图中随电流增大而加速增大,故随电流增大而加速减小,图像为向下弯曲的曲线,故选C。
16.(1)12V
(2)
(3)16
【详解】(1)当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律 可得,电源电压为
(2)当闭合开关S1、S3,断开开关S2,滑动变阻器滑片置于最右端时,电阻R1与R3并联,电流表测干路电流,因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过R1的电流为
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R3的电流为
根据欧姆定律可得,R3的阻值为
(3)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,滑动变阻器R2与电阻R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,为保护电路安全,需满足的条件为,一是电流表示数不超过其量程,即电路中电流 ;二是电压表示数不超过其量程,即R2两端电压 ;三是滑动变阻器允许通过的最大电流为2A。
首先分析电流限制,当滑动变阻器R2接入电路的电阻最小时(为0),电路中电流最大,即
因为且,所以电路中的电流始终是安全的,主要考虑电压表的安全,为保护电压表,R2两端的电压不能超过3V,即 ,此时电路中的电流为,R3两端的电压为
电路中的电流也可以表示为
因为串联电路中电流处处相等,所以 ,则
当U2取最大值3V时,R2的阻值最大,设为,即
解得。
17.(1)10Ω
(2)3V,5Ω
(3)0.3A
【详解】(1)当滑片在b端时,R₂接入最大阻值,此时电流最小,电压表示数最大
根据欧姆定律 ,滑动变阻器的最大阻值
(2)[1][2]电源电压为U,根据串联电路电压规律
滑片在b端时:
滑片在a端时:,则
则有
解得 ,电源电压
(3)中点时滑动变阻器的电阻
总电阻
滑动变阻器位于中点时电流表的示数
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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