内容正文:
第十七章 欧姆定律 单元检测卷
一、单选题
1.下列电路图中,已知电源电压相等,且,则电路中电流表的示数最大的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中.比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小,有
A.IAB<IBC UAB>UBC B.IAB=IBC UAB>UBC
C.IAB<IBC UAB<UBC D.IAB=IBC UAB<UBC
3.有两个用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是( )
A.甲用电器的电阻随它两端电压的增大而增大
B.当甲用电器两端电压为0V时,甲的电阻大小为0Ω
C.若把甲和乙串联在电压为6.5V的电路中,电流是0.25A
D.若把甲和乙并联在电压为4V的电路中,干路电流是0.55A
4.如图所示,两电表可能是量程为0~0.6A、0~3A的电流表或量程为0~3V、0~15V的电压表,电源电压保持不变,两灯均发光,(不考虑灯丝电阻受温度影响),甲、乙两电表指针偏转角度相同,下列判断正确的是( )
A.若开关S断开,L1、L2的电阻之比为
B.若开关S断开,甲、乙两表示数比为
C.若开关S闭合,L1、L2的电阻之比为
D.若开关S闭合,甲、乙两表示数比为
5.如图所示,电源电压不变,电阻,闭合开关,小明在实验过程中仅记录了三只电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值,下列判断正确的是( )
A.4V 2Ω B.5V 1Ω C.4V 1Ω D.2V 2Ω
6.图所示是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时,滑动变阻器的滑片p向上移动,则电路中( )
A.总电阻增大,电流减小 B.总电阻增大,电流增大
C.总电阻减小,电流增大 D.总电阻减小,电流减小
7.如图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻,当光照射的强度增大时其阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时( )
A.通过R1的电流变大 B.R1两端的电压变小
C.R2两端的电压变大 D.R2两端的电压变小
8.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.
二、多选题
9.如图所示,某班同学在探究串联电路电压规律,电源、导线、开关均正常,各小组电路连接都没有问题,且各连接点接触良好,闭合开关后有几个小组出现了两灯均不发光的情况,不同小组的同学用不同的方法进行故障检查。下面是不同小组同学的做法、出现的现象及做出的判断,若电路只有一处故障,其中正确的是( )
A.将电流表并联在A、B两点时两灯均不亮,判断开路
B.将一段导线并联在B、C两点时两灯均不亮,判断开路
C.将另外一个小灯泡并联在A、B两点时有两灯发光,判断开路
D.将电压表并联在B、D两点时电压表示数为电源电压,判断开路
10.图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是( )
A.图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
B.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C.电源电压是6V
D.定值电阻阻值是10Ω
三、填空题
11.如图表示阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的I-U图像,从图中可知: ,、并联后的总电阻的I-U图线在区域 。
12.如图所示,已知电源电压10V,将滑动变阻器滑片P移到最左端,闭合开关S,灯泡发光,电流表示数为0.35A,电压表示数为7V,则此时滑动变阻器接入电路的电阻是 Ω,在滑片P向右移动的过程中电流表的示数将 (填“变大”“不变”或“变小”)。
13.某课外实践活动小组设计了一台电子秤,其内部电路如图甲所示,其中电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0的阻值为15Ω,压敏电阻R的阻值随压力F的变化图像如图乙所示。当电路中的电流为0.2A时,压敏电阻R所受压力为 N。
14.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,,为滑动变阻器,当滑片P在中点时,电流表示数为0.6A,电压表示数为6V,当滑片P在b端时,电路中的电流为 A。
15.如图所示电路中,R1=R2=5Ω。当只闭合开关S,滑片P滑至a端时,电压表的示数为U1;再闭合S2时,电流表A的示数为0.5A,则U1= V;当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时,电流表A的示数为I,电流表A1的示数为I1,且I:I1=5:4,则滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
四、作图题
16.电流表和电压表分别选0~0.6A和0~3V的量程,按图甲中的电路图将图乙中的实物图用笔画线代替导线连接起来。(导线不能交叉)
五、实验题
17.小明与小军用两节干电池作为电源,测量未知电阻Rx的阻值。
(1)小明设计如图甲所示电路进行测量,请用笔画线代替导线,在图乙中替小明完成实验电路的连接 ;
(2)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)设计电路时,使用了滑动变阻器(0~20Ω),其作用除了保护电路之外,还有 ;
(4)闭合开关,小明发现电压表和电流表均无示数。经检测,出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中的一个,则故障原因是 ;
(5)排除故障后,闭合开关,观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值 ;
(6)小明用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻Rx,用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻值为1000Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,于是他得出Rx=1000Ω。小军指出他的测量不正确,理由是 ;
(7)小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,他将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,电流表的示数仍很小,小军通过计算得出待测电阻Rx= Ω。
18.在“测量未知电阻阻值”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路。
(1)该实验的原理是 。
(2)闭合开关后,发现电压表的示数为3.0V,电流表无示数,电路可能发生的故障是 发生了断路。
(3)排除故障后,正确连接电路。将滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.0V,电流表的示数如图乙所示,则R的阻值为 Ω。
(4)接下来想测量定值电阻两端电压为2.5V时的阻值,需将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(5)为了测量更大电压下的数据,有同学提出:“可以将电路中的滑动变阻器去掉,在不损坏待测电阻和电表的前提下,逐个改变电池数量来获取三组数据,再求出待测电阻的阻值”。该方案是否可行? ,并说明理由。
六、计算题
19.如图甲所示,是某力传感器的原理图,,电流表的量程为是标有“”的力敏电阻,其阻值与力的线性关系如下表。当力传感器示数为0时,电流表示数为。现将该力传感器固定在一轻质细杆上端,细杆下端与物块M连接,如图乙所示。力传感器的示数与加入容器中水的深度关系如图丙所示。求:
0
5
10
15
20
30
25
20
(1)电源电压;
(2)物块的下方刚接触水面时,容器底部受到水的压强;
(3)物块M浸没时受到的浮力;
(4)根据此力传感器的原理图,求该传感器测的范围。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.B
【详解】由选项可知,A中两电阻串联,B中两电阻并联,C中为R1的简单电路,D中为R2的简单电路,电流表均测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,选项中总电阻的关系是
R并<R1<R2<R串
即
RB<RD<RC<RA
由可知,对应的电流关系为
IB>ID>IC>IA
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.B
【分析】导体电阻大小由导体的材料、长度和横截面积决定;分析AB和BC导体的电阻的大小关系,根据串联电路的电流特点及欧姆定律分析这两段导体两端的电压关系.
【详解】导体AB与BC串联接入电路,由串联电路的电流特点得到串联电路的电流处处相等,所以IAB=IBC,导体AB与BC的材料、长度相同,AB的横截面积小于BC的横截面积,所以RAB>RBC,因为IAB= IBC,由U=IR得到UAB>UBC。
故选B。
3.C
【详解】A.甲用电器的电流与电压的图像为一条过原点的直线,说明其电阻为定值,不随它两端电压的增大而增大,故A错误;
B.当甲用电器两端电压为0V时,甲的电阻大小不变,为
故B错误;
C.若把甲和乙串联在电压为6.5V的电路中,由串联电路电压特点得
串联电路中电流处处相等,由图得,当甲、乙电流均为0.25A时,甲、乙的电压分别为2.5V、4V,此时
符合题意,则此时电路电流是0.25A,故C正确;
D.若把甲和乙并联在电压为4V的电路中,由并联电路中各支路的电压相等得,甲、乙的电压均为4V,由图得,此时甲、乙的电流分别为0.4A、0.25A;由并联电路电流特点得,干路电流是
故D错误。
故选C。
4.A
【详解】CD.当开关S闭合时,两灯均发光,则乙表不能是电流表,否则,电源被短路,故乙表只能是电压表(测电源电压)。甲表也不能是电流表,否则,闭合开关后,L2被短路,L2不发光,故甲表也是电压表,此时L1、L2串联。甲电压表测L2两端的电压U2,乙电压表测电源电压U。因为甲、乙两电表指针偏转角度相同,且电压表大量程是小量程的5倍,所以U=5U2。根据串联电路电压规律U=U1+U2
可得U1=U−U2=5U2−U2=4U2
由串联电路分压原理
可得L1、L2的电阻之比
同时,开关S闭合,甲、乙两表示数比,故CD错误;
AB.当开关S断开时,若两表是电压表,两灯均不发光,题目要求两灯均发光,两表不能是电压表,则两表是电流表,此时L1、L2并联。乙电流表测通过L2的电流I2,甲电流表测通过干路的电流I。因为甲、乙两电表指针偏转角度相同,且电流表大量程是小量程的5倍,所以I=5I2。根据并联电路电流规律I=I1+I2
可得通过L1的电流I1=I−I2=5I2−I2=4I2
由并联电路分流原理
可得L1、L2的电阻之比
同时,开关S断开,甲、乙两表示数比,故A正确,B错误。
故选A 。
5.C
【详解】由电路图可知,两电阻并联,电压表测电源的电压,A2测干路电流,A1测R2支路的电流,并联电路中各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得
在1、4、5三个数中找到两个是四倍关系的数,即U=4V,I2=1A,则余下的一个数即为I=5A,所以,电源电压U=4V;并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流
则R1的电阻值为
故ABD错误,C正确。
故选C。
6.A
【详解】由电路图知,电阻与串联,电流表测整个电路的电流,当油量减小时,滑动变阻器的滑片向上移动时,变阻器接入电路的阻值增大,整个电路中的总电阻增大,根据欧姆知,电路中的电流减小。
故选A。
7.D
【详解】由图可知,两个电阻串联,当有人经过通道遮蔽光线时,R1的阻值变大,电路的总电阻变大,由I=可知通过电路的电流变小,通过R1的电流变小,由U=IR2可知R2两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压变大。
故选D。
8.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。
9.BD
【详解】A.将电流表并联在A、B两点,L1会被短路。若L1开路,电流表会替代L1形成通路,L2应发光,这与题目中“两灯均不亮”的现象矛盾,故A错误;
B.将一段导线并联在B、C两点,L2会被短路。若L1开路,即使短路L2,电路仍为开路,两灯均不亮,符合现象;若L2开路,短路L2后L1应发光,这与“两灯均不亮”矛盾,因此可判断L1开路,故B正确;
C.将小灯泡L3并联在A、B两点,若L2开路,其位于干路上,则三个灯均不亮,不符合现象;若L1开路,则L3和L2均亮,L1不亮,符合现象,所以应当判断为L1开路,故C错误;
D.将电压表并联在B、D两点时电压表示数为电源电压,电压表有示数,说明L1通路,但是其示数为电源电压,说明L2开路,故D正确。
故选BD。
10.ACD
【详解】A.通过定值电阻的电流与定值电阻两端电压成正比,所以图线b是对应的是定值电阻,a对应滑动变阻器。由甲图可知,电压表V1测定值电阻两端电压,故A正确;
BD.定值电阻的阻值
滑动变阻器的最大阻值
当电压表V1、V2的示数相等时,即滑动变阻器的最值等于定值电阻的阻值,此时滑动变阻器的阻值
故B错误,D正确;
C.当电流为0.1A时,V1和V2的示数分别为1V和5V,串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,故电源电压为6V,故C正确。
故选ACD。
11. < Ⅰ
【详解】[1]从图像中可以看出,相同的电压下,通过R2的电流小,根据可知,R2的电阻大,即
[2]R1、R2并联后,根据并联电阻规律可知,总电阻比任何一个电阻都小,所以相同电压下,总电流比通过任何一个电阻的电流都大,即并联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅰ内。
12. 20 不变
【详解】[1]由图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V测量滑动变阻器滑片右边电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流。将滑动变阻器滑片P移到最左端时,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据可得此时滑动变阻器接入电路的电阻
[2]由电路图分析可知,滑动变阻器的阻值全部接入电路中,无论如何移动滑片,电路中的电阻不变,由欧姆定律可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变。
13.5
【详解】已知电路中的电流,根据欧姆定律,可计算出此时电路中的总电阻为
已知,根据串联电路电阻关系可计算出压敏电阻的阻值为
由图乙可知,当压敏电阻时,对应的压力。
14.0.4
【详解】由题意可知,定值电阻R1与滑动变阻器R滑串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压(串联电路中电流处处相等,总电压等于各用电器两端电压之和)。当滑片在中点时,滑动变阻器接入电路的电阻为最大阻值的一半,滑动变阻器两端电压为,电流,由可得
定值电阻,此时电路总电阻
由可得,电源电压
滑动变阻器的最大阻值为
当滑片在b端时,滑动变阻器接入最大阻值,此时电路总电阻
则电路中的电流为
15. 1.25 10
【详解】[1]当只闭合开关S,滑片P滑至a端时,滑动变阻器被短路,和串联,电压表测两端的电压为U1,再闭合S2时,被短路,电流表测通过的电流为,两端的电压即为电源电压
只闭合开关S时,和串联分压,所以
[2]当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时,、和并联,测和的总电流,A在干路上测、和的总电流,通过以上分析可得的电流为
的电流为
的示数为
电流表A的示数为I,电流表A1的示数为I1,且I:I1=5:4
则电流表A的示数为
的电流为
所以得电阻为
16.
【详解】电源为两节电池,电压为3V,两个灯泡并联,电流表与L2串联,测L2的电流,电流表选用;滑动变阻器和灯泡L1串联, 可以改变灯泡的亮度,电压表接在L1两端,测量L1两端的电压,电压表选用量程;开关在干路,按照电路图,沿电流方向依次连接各元件,实物图如图所示:
17. A 改变定值电阻两端的电压的作用 滑动变阻器断路 太大 没有控制电压表的示数不变 2000
【详解】(1)[1]电源由两节干电池组成,电源电压
U=1.5V×2=3V
电压表选择0~3V量程,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如下图
(2)[2]为保护电路,在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于A端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(3)[3]本实验中,为提高测量电阻的准确度,要多次测量取平均值,故实验中滑动变阻器的作用除了保护电路还有改变电阻两端的电压和通过它的电流多次测量的作用。
(4)[4]闭合开关,电流表无示数,说明电路可能断路发生,电压表没有示数,说明电压表不与电源连通,所以故障为滑动变阻器断路。
(5)[5]闭合开关发现电流表示数很小,说明电路的总电阻大,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值太大。
(6)[6]小明用电阻箱代替待测电阻Rx,此时电阻箱和滑动变阻器串联,电压表测量电阻箱两端的电压,根据串联电路的分压作用知当电阻箱的示数和待测电阻的阻值相同时,电压表的示数与原来相同,所以实验时应该保持滑动变阻器的电阻和电压表的示数不变,改变电阻箱的示数,当电压表的示数和原来相同时,电阻箱的电阻值就等于待测电阻的阻值,而实验中电压表示数只是近似3V,不能确保电压表的示数不变,所以电阻箱的电阻值就不等于待测电阻的阻值。
(7)[7]小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,此时电阻箱和待测电阻Rx串联,电压表测量待测电阻Rx两端的电压,当将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,根据串联电路的分压作用知道
即
代入数据得
则待测电阻
Rx=2000Ω
18.(1)
(2)定值电阻
(3)4
(4)
(5) 可行 改变电源电压和调节滑动变阻器,都可以实现改变待测电阻两端电压的目的
【详解】(1)测量未知电阻阻值的实验原理是欧姆定律的变形式 ,即通过测量电阻两端的电压U和通过电阻的电流I,计算出电阻R的阻值。
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数(3.0V ,接近电源电压),说明电压表与电源两极连通。因此,故障是定值电阻R发生了断路(此时电压表串联在电路中,测电源电压,因电压表内部电阻极大,根据欧姆定律得电路中电流极小,电流表无示数)。
(3)电流表选用小量程(0∼0.6A ),分度值为 0.02A,由图乙可知,电流表示数为 0.5A。
所以
(4)原电压表示数为 2.0V,要使电压升至 2.5V,需增大定值电阻R两端的电压。根据串联电路分压规律( ),需减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器接入电路的电阻。因此,滑片应向A端移动。
(5)[1]“去掉滑动变阻器,改变电池数量”的方案可行,因为它与滑动变阻器调节电压的本质目的一致(改变待测电阻两端电压 ),只要操作合理(控制电压范围 ),也可以完成实验。
[2]实验目的是通过改变待测电阻两端电压,获取多组 U、I 数据,计算电阻平均值以减小误差。滑动变阻器的作用是改变待测电阻两端电压 ;而 “去掉滑动变阻器,逐个改变电池数量” 是通过改变电源电压,进而改变待测电阻两端电压。改变电源电压和调节滑动变阻器,都可以实现改变待测电阻两端电压的目的,所以方案可行。
19.(1)6V
(2)500Pa
(3)10N
(4)
【详解】(1)由图可知,和串联,由表中数据可知,当时,,此时电流表示数为,则电源电压
(2)由图丙可知,当时,物体下方刚接触水面,则容器底部受到水的压强
(3)由图丙可知,当水的深度为5cm时,物体下表面接触水面,再加水时,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、拉力,加入的水到一定深度时,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力相等,不再受竖直向上的拉力,即此时物体处于漂浮状态,再加水时,物体受到竖直向下的重力、细杆的推力和竖直向上的浮力,当物体浸没时,力传感器对物体的竖直向下的力为6N,则此时物体所受浮力
(4)因为电流表的量程为,允许通过的最大电流为,所以电路中的最大电流为,则电路中的最小总电阻为
则接入电路的最小阻值为
由表中数据得,当F增大5N,电阻减少,则该传感器所测的最大力
所以该传感器测的范围为。
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