内容正文:
第十七章 欧姆定律 单元达标卷
一、单选题
1.在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验。
①“测量物体的长度”时,多次测量
②“研究杠杆的平衡”时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值
上述实验中寻找普遍规律的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
2.小华在测电阻时发现电压表损坏,她利用电流表和一个阻值已知的定值电阻,设计了四个电路,其中能测出未知电阻阻值的是( )
A.③④ B.①③④ C.①②③④ D.②③④
3.电给我们的生活带来了极大的便利,但不正确用电会存在很大的安全隐患。下列关于安全用电的说法正确的是( )
A.不可用湿毛巾擦拭正在工作的台灯
B.使用试电笔辨别火线、零线时,手指可以接触笔尖金属体
C.手机充电结束后,充电器可一直插在通电的插座上
D.电动自行车可以在相对密闭的楼道中充电
4.如图所示,电源电压恒为6V,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.5A;同时闭合开关S1和S2时,电流表的示数为0.8A。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为3Ω
B.R2的阻值为7.5Ω
C.同时闭合开关S1和S2,通过R1的电流为0.8A
D.同时闭合开关S1和S2,通过R2的电流为0.3A
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当断开开关S,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙=2:5,当开关S闭合,甲、乙两表均是电压表时,两表的示数之比U甲:U乙为( )
A.3:5 B.3:2 C.5:2 D.5:3
6.如图所示电路,闭合开关S后,发现L1、L2两灯泡都不亮。将一根导线的两端分别接到a、b点时,两灯都不亮;接到c、d点时,两灯都不亮;接到d、e点时,只有一只灯泡发光。则电路故障可能是( )
A.开关S接触不良 B.灯泡L2灯丝断了
C.灯泡L2灯丝短路 D.灯泡L1灯丝断了
7.比赛结束后,小明前往科技馆,了解光电技术的奥秘。小明在前往科技馆的路上想起了之前学习过的电路图,下列说法错误的是( )
A.研究“电流与电压的关系”可以用小灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要保持电阻两端电压不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在以上选项的三个实验中,滑动变阻器都有保护电路的作用
二、多选题
8.如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,由图像可知下列判断正确的是( )
A.甲的电阻值是20Ω
B.甲的电阻值大于乙的电阻值
C.甲、乙串联,乙两端的电压为1V时,甲两端的电压为3V
D.甲、乙并联,通过甲的电流为0.1A时,通过乙的电流为0.2A
9.小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图象如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.小灯泡的电阻约为12.7Ω
B.小灯泡的额定功率为1.14W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值为20Ω
D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为0.88W
三、填空题
10.小鹏想用电压表、电流表测量R2的阻值,接好电路后才发现电压表坏了,于是他从电学实验箱找来一个已知阻值的R1和另一个开关,设计了如图的电路图。他只闭合S,测出流经 的电流为I1; ,测出干路的电流为I2;整个实验过程电池电压不变,则 R2的阻值为 。
11.如图所示的圆环是由阻值R粗细均匀的金属丝制成的。A、B、C三点将圆环分成三等份(每等份电阻为),若将BC接入电路,则连入电路的电阻值为 。
12.小明看到菜市场上的电子秤后,查电脑了解了电子秤的工作原理,知道了电子秤的原理图,如图所示,它可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中Rˊ是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,根据你所学的知识,你认为压力表实际上是一个 表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值 ,压力表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从20℃上升到30℃,电压表的示数变化了8mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。则通过R的电流恒为 A,环境温度为20℃时,电压表的示数为 V。若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更 的恒流源。
14.熔断器是根据电流超过规定值一定时间后,以本身产生的热量使其熔断的原理制成的。测得某熔断器在不同电流下的熔断时间如下表。若通过的电流为2.0A,熔断器的电阻为1Ω,则通电时间为 s时熔断器熔断,此过程中熔断器产生的热量是 J。
电流I/A
1.2
2.0
2.5
3.0
4.0
熔断时间t/s
不会熔断
40
8
4.5
2.5
15.学习家庭电路后,我们知道测电笔的笔尖接触电线时,氖管发光,表示接触的是 线。若我们在检查如图所示电路过程中发现:闭合开关和,发光,不发光,用测电笔接触a、b、c、d四个接线点,发现测电笔接触a、b、d三点时氖管发光,接触c点时氖管不发光。若电路中只有一处故障,则是 (选填“a、b间断路”“c、d间断路”“断路”或“断路”)。
四、作图题
16.将图中的开关、螺口电灯、三孔插座和保险丝连成家庭电路,其中开关控制电灯,插座准备接大功率用电器(用保险丝控制).
( )
五、实验题
17.如图所示是小明所在的小组在做“探究电流与电压的关系”的实验电路,他们选用的器材如下:电源(两节新的干电池)、定值电阻R(阻值为5Ω)、滑动变阻器(规格为”20Ω 2A”)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)检查电路无误后,闭合开关,进行实验,小明将相关数据记录如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
在交流讨论过程中,同组的小亮指出表格中有一次数据不是真实的实验测量结果,你认为小亮所指出的是第 次,判断的理由是 ;
(2)根据表中记录的正确数据分析可以得到的结论是:当 一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 比;
(3)该小组进一步处理正确数据后发现:电压U与电流I的比值恰好等于电阻R的值。为进一步论证此发现,他们提出两种收集数据的方案,具体如下:
方案一:收集阻值为5Ω的几个小组的数据;
方案二:收集阻值不同的几个小组的数据。
你认为方案 更合理。
18.实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5V,阻值约为10Ω),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求滑片向右滑电阻变大,导线不得交叉)。
(2)同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 。
(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表示数为 V时,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值约为 Ω。
(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图像,分析图像可得出结论: 。
19.小明测量标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻RL和未知电阻Rx的阻值,电源电压恒定但未知。
(一)小明用伏安法测量RL,图甲是他连接的实物电路
(1)图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正;
(2)改正电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.3A,则RL= Ω(保留一位小数)。整理器材时,小明发现电压表未调零,如图乙所示,则所测的RL ;(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(二)小明用上述灯泡和一个电阻箱、电压表,设计了如图丙所示电路来测未知电阻Rx的阻值;
(3)请将电阻箱和未知电阻填在虚线框内;
(4)正确操作后,在S2接1和接2时,调节电阻箱使电压表示数均为2.5V,读出电阻箱的阻值分别为R1和R2,则Rx= (用RL、R1、R2表示)。
六、计算题
20.如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C
【详解】①“测量物体的长度”时,多次测量的目的是通过取平均值来减小误差,故①不符合题意;
②“研究杠杆的平衡”时,改变动力(臂)和阻力(臂)多次测量,是为了验证杠杆平衡条件在不同情况下是否普遍成立,属于寻找普遍规律,故②符合题意;
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻多次测量,是为了避免实验结论的偶然性,确保结论的普遍性,故③符合题意;
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量是为了计算电阻后取平均值以减小误差,故④不符合题意。
综上,寻找普遍规律的实验是②和③,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.B
【详解】①S闭合时,被短路,电流表测量中的电流,S断开时,两电阻串联,电流表测量串联电路中的电流;电源电压不变,所以有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故①符合题意;
②S往左接通时,被短路,电流表测量通过中的电流,S往右接通时,被短路,电流表测量通过的电流,此时电流表的正负极接反,不可以测量出未知电阻的阻值,故②不符合题意;
③S往左接通时,被短路,电流表测量通过中的电流,S往右接通时,被短路,电流表测量通过的电流,电源电压不变,根据欧姆定律有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故③符合题意;
④只闭合S1时,只有R0接入电路,电流表测量R0电流,只闭合S2时,只有Rx接入电路,电流表测量Rx电流,电源电压不变,根据欧姆定律有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故④符合题意;
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.A
【详解】A.生活用水是导体,用湿毛巾擦拭正在工作的台灯时容易发生触电事故,故A正确;
B.使用试电笔辨别火线、零线时,手指要接触笔尾的金属体,不可以接触笔尖金属体,故B错误;
C.充电器长时间插在插座上会发热,易引起火灾,故C错误;
D.电动自行车在相对密闭的楼道中充电时,充电器的温度容易过高,易引发火灾,故D错误。
故选A。
4.D
【详解】AB.电源电压恒为6V,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.5A,此时只有电阻接入电路,则;同时闭合开关S1和S2时,电流表的示数为0.8A,此时两电阻并联,则。故AB错误;
CD.同时闭合开关S1和S2时,此时两电阻并联,通过的电流仍为0.5A,通过电流为,故C错误,D正确。
故选D。
5.D
【详解】当断开开关S,甲、乙两表均为电流表时,R1、R2并联,甲电流表测通过R2的电流,即I甲=I2
乙电流表测通过干路的电流,即I乙=I
即I2:I=I甲:I乙=2:5
根据并联电路电流规律可知I1:I2=3:2
再根据并联电路电流与电阻成反比可知R1:R2=2:3
当开关S闭合,甲、乙两表均是电压表时,R1、R2串联,甲电压表测电源电压,即U甲=U
乙电压表测R2两端的电压,即U乙=U2
即U甲:U乙=U:U2
根据串联电路电压与电阻成正比,可知U1:U2=R1:R2=2:3
再根据串联电路电压规律可知U甲:U乙=U:U2=5:3
故选D。
6.D
【详解】A.如果开关S接触不良,那么将导线接入a、b点时,此时电路应该为通路,两灯泡应该发光,与题目接到a、b点时,两灯都不亮相矛盾,故A不符合题意;
B.如果灯泡L2灯丝断了,那么将导线接入c、d点时,灯泡L2被短路,此时灯泡L1接入电路,电路为通路,灯泡L1应该发光,与题目接到c、d点时,两灯都不亮矛盾,故B不符合题意;
C.如果灯泡L2灯丝短路,那么闭合开关后,灯泡L1可以发光,与题目闭合开关S后,发现L1、L2两灯泡都不亮相矛盾,故C不符合题意;
D.如果灯泡L1灯丝断了,那么闭合开关后两灯泡都不亮,将导线分别接在a、b点和c、d点时,电路仍然为开路,两灯仍然不亮。将导线接到d、e点时,灯泡L1被短路,此时电路为通路,灯泡L2可以发光,与题目相符合,故D符合题意。
故选D。
7.A
【详解】A.在研究电流与电压关系时,应当控制电阻是定值,因此本实验选用的是定值电阻,而小灯泡的电阻会受温度的变化而变化,所以本实验不能用小灯泡,故A错误,符合题意;
B.研究“电流与电阻的关系”,应当保证定值电阻两端的电压不变,因此每次更换电阻后,都要使电压表示数不变,故B正确,不符合题意;
C.伏安法测电阻的目的是多次实验求电阻的平均值,以减小误差避免实验的偶然性,故C正确,不符合题意;
D.在以上实验中,滑动变阻器除了控制或改变电阻两端的电压外,还起到保护电路的作用,故D正确,不符合题意。
故选A。
8.ACD
【详解】A.分析图像可知,甲是定值电阻,根据欧姆定律,甲的电阻值
故A正确;
B.分析图像可知,甲是定值电阻,乙的阻值是变化的,在两图线相交时,甲的阻值等于乙的阻值,故B错误;
C.由图象可知,甲和乙串联,乙两端电压为1V时,由串联电路电流的规律可知通过甲、乙的电流相等为0.15A,则甲两端电压为3V,故C正确;
D.由图象可知,甲和乙并联,通过甲的电流为0.1A时,由并联电路电压的规律可知甲、乙两端的电压相等为2V,则通过乙的电流为0.2A,故D正确。
故选ACD。
9.BD
【详解】A.灯泡电阻随温度升高而增大,所以灯泡电阻不能确定,故A错误;
B.由乙可知,当灯泡电压为3.8V时,通过灯泡电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
故B正确;
C.小灯泡正常发光时,灯泡亮度电压为3.8V时,通过灯泡电流为0.3A,根据串联电路的电流与电压特点可得,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的阻值为
故C错误;
D.小灯泡两端电压为2.0V时,电路电流为0.22A,根据串联电路的电流与电压特点可得,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器消耗的电功率为
故D正确。
故选BD。
10. R1 闭合开关S、S1
【详解】[1][2]只闭合开关S时,只有R1接入电路,电流表测通过R1的电流。闭合S、S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
[3]通过R2的电流
R2的电压
R2的阻值
11.
【详解】阻值为R的电阻丝弯成一圆环,A、B、C三点将圆环三等分,所以BC段的电阻,BAC段的电阻,因为两段导体并联,根据并联电路电阻规律可得
解得。
12. 电压 变大 变大
【详解】[1][2][3]由图可知,金属片受到的压力增大时,滑片下移,滑动变阻器的电阻值变大,电路中的电流变小。根据欧姆定律可知,R两端的电压变小,串联电路两端的总电压一定,则滑动变阻器两端的电压变大。滑动变阻器两端的电压越大,表示弹簧受到的压力越大,压力表与电阻R'并联,所以压力表实际上是一个电压表。
13. 0.002 0.216 大
【详解】[1]根据图丙,温度上升80℃,对应电阻增大32Ω,故每升高10℃,R的阻值增大值4Ω,根据欧姆定律在恒定电流状态下,U与R成正比,故电压变化量ΔU与电阻变化量ΔR成正比,从20℃到30℃,电阻增加4Ω,故恒定电流值为
[2]环境温度变为20℃时,电阻为108Ω,电流不变仍为2mA,根据欧姆定律可得,此时电压表的示数为
[3]为了增大该装置的灵敏度,应该在温度变化量相同时,变化更大的电压,根据欧姆定律变形公式U=IR可知,恒流状态下,电流I越大,电压U变化量越大,装置更灵敏,故应该换一个电流更大的恒流源。
14. 40 160
【详解】[1]由表格数据可知,电流为2.0A时,通电时间40s时熔断器熔断。
[2]熔断器产生的热量为
即40s时间内,熔断器产生的热量是160J。
15. 相 c、d间断路
【详解】[1]当测电笔的笔尖接触电线时,氖管发光,说明此时测电笔有电流经过,表示接触的是火线,即相线。
[2]闭合开关S1和S2,只有L1发光,说明L2所在电路出现断路现象,用测电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光,说明L1所在电路与c点左边的零线部分均正常,b、d之间连接均正常,故障为c、d间断路。
16.
【详解】由题意可知,火线先接开关,再接螺口电灯,从开关引出的导线要接在螺口电灯的顶端金属点,螺口电灯的螺旋套再接零线;而连接插座时,火线先接保险丝,按照“左零右火”的规则,再接插座的右端,左端接零线,上端接地线;根据所述,连接电路图,如下图所示。
17.(1) 1 见解析
(2) 电阻 正
(3)二
【详解】(1)[1][2]由图得,实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。电源由两节新的干电池组成,为3V;串联电路电流处处相等,由表格中数据得,第1次实验中电路电流为0.10A,由欧姆定律得,此时电路电阻为
由串联电路电阻特点得,此时滑动变阻器接入电路电阻为
超过变阻器的最大电阻20Ω,则第1次数据不是真实的实验测量结果。
(2)[1][2]根据表中记录的正确数据分析可以得到,当电阻一定时,电阻的电压与电流的比值为定值,因此可得的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(3)为了避免偶然性,得出更普遍的规律,应当换用阻值不同的电阻进行多次实验,故方案二更合理。
18.(1)
(2)没有断开开关
(3) 2.5 8.3
(4)灯丝电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)滑动变阻器要满足“滑片向右滑电阻变大”,则应将滑动变阻器的A接线柱与灯泡的右接线柱相连,如图所示:
(2)刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,原因是连接电路时开关没有断开。正常情况下,连接电路时开关应处于断开状态,防止电路接通时用电器工作。
(3)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,所以当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光。
[2]由图乙可知,电流表选用0-0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的阻值为
(4)由图得,灯泡的电压与电流图像是一条过原点的曲线,且灯泡电压增大,温度升高,小灯泡的电阻变大,可得到结论:小灯泡的电阻随温度的改变而改变。
19.(1)
(2) 8.3 偏小
(3)
(4)
【详解】(1)根据实验电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,原电路图中,灯泡和电压表串联,且被短路,因此改接的电路如下图所示:
(2)[1]当电压表的示数为2.5V时,灯泡RL的阻值为
[2]乙图所示电压表的指针指在零刻线的左侧,当电压表的示数为2.5V时,灯泡两端的实际电压大于2.5V,由电流与电压关系可知,通过灯泡的电流大于电压为2.5V时的电流,即电压测量的偏小,电流测量的偏大,根据可知,测量的电阻偏小。
(3)根据题意,在S2接1和接2时,调节电阻箱使电压表示数均为2.5V,说明电阻箱均接在电路中,因此b位置是电阻箱,a位置是未知电阻,如下图所示:
(4)当S2接1时,电路为灯泡和电阻箱串联,电压表测灯泡两端电压,可得电路中的电流为
电阻箱两端电压为
可得电源电压为
当S2接2时,电路为未知电阻和电阻箱串联,电压表测未知电阻两端电压,此时电阻箱两端电压为
电路中的电流为
则未知电阻的阻值为
20.(1)8V(2)50Ω(3)40Ω~100Ω
【详解】(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电路为只有R1的简单电路,此时I=0.4A,则电源电压:U=IR1=0.4A20Ω=8V;
(2) 闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2和R3串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,即U滑=4V,滑动变阻器滑片置于中点位置时,R2==50Ω,此时电路中的电流为:I’===0.08A, R3两端电压为U3=U-U滑=8V-4V=4V,则R3的阻值为:R3===50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1和R3并联,电流表的量程为0~0.6A,因此电路中最大电流为0.6A,由(1)知,通过R1的电流为0.4A,则通过R2的电流为I2=Imax-I1=0.6A-0.4A=0.2A,
则滑动变阻器R2的最小取值为:Rmin===40Ω, 滑动变阻器滑到最大值时,电流表和电压表都是安全的,因此滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω.
答案第1页,共2页
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