14.3欧姆定律的应用
一、填空题
1.我国法律规定,驾驶员醉驾要负刑事责任!为了判断驾驶员是否酒后驾车,交警需要用酒精测试仪对驾驶员进行检测。如图所示是酒精测试仪的原理图,图中R1为定值电阻,R2为酒精气敏电阻,电源电压保持不变,R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气敏电阻测试到酒精气体浓度增加时,电压表示数______(选填变大、变小或不变)。
2.如图所示,当开关S、S1闭合时,滑动变阻器的滑片P向右移动,灯泡L的亮度______(选填“变亮”“变暗”或“不变”)当开关S闭合、S1断开时,滑动变阻器的滑片P向右移动,电压表V的示数______(选填“变大”“变小“或“不变”)
3.如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电流表A1与电流表A2的读数之差______,电压表V与电流表A2的读数之比______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.为了测量Rx的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路.已知R0=5Ω,当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为6V;当S2断开、S1闭合时,电压表的示数如图乙所示,由此可知R0两端的电压为______V,Rx的阻值为______Ω。
5.如图甲所示,电流表和的示数之比为2∶3,则定值电阻______;若将电阻 、改接为图乙所示电路,则与的示数之比为_____。
6.如图所示的电路,闭合开关后,通过电阻R1、R2的电流之比为_________,若两个电压表指针指向同一位置,则R1∶R2=_________。
7.如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U甲∶U乙=4∶1,则R1∶R2=______;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,通过两电表的电流之比I1∶I2=______。
8.在图甲所示电路中,、为定值电阻,滑动变阻器的滑片从一端移到另一端,两电压表示数随电流表示数的变化图线如图乙所示。则电源电压为___________V, 的最大阻值为___________。
二、选择题(9-12单选题,13-16多选题)
9.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向下移动到滑动变阻器中间,下列说法正确的是( )
A.A示数变大,V示数不变 B.A示数变小,V示数不变
C.A示数变大,V示数变小 D.A示数变小,V示数变大
10.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
B.电流表A的示数变大,电压表V1 的示数不变
C.电压表 V1与电压表V2的示数之和不变
D.电压表V2与电流表 A的示数之比变大
11.某同学利用如图1所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx,得到如图2所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5V不变
C.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
D.滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω
12.已知电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,滑动变阻器的最大阻值也是R0,下列电路图不能测出未知电阻Rx阻值的是( )
A.B.C. D.
13.李铭同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法正确的是( )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过导体乙的电流为0.2A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成反比
D.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
14.如图所示的是某地下停车场烟雾报警船的简化原理图,电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电压表指针偏转至某一角度时报警器开始报警。若想使报警器在烟雾较淡时就触发报警。以下方式错误的是( )
A.增加激光强度 B.减小R0的阻值
C.减小电源电压 D.改接大量程电压表
15.现有两个阻值不等的未知电阻和,为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是( )
A.B.C. D.
16.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不可以测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.B.C.D.
三、计算题
17.为了防止酒驾事故的发生,酒精测试仪已被广泛应用,交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示,电源电压恒为9V。图中R1为酒精气体传感器,它的实质是一个电阻值随酒精气体浓度增大而减小的可变电阻。当酒精气体的浓度为0时,R1的阻值80Ω,电压表的示数为1V。使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R2的滑片)对酒精测试仪进行调零,求:
(1)当电压表的示数为1V时,电路中的电流是多少?
(2)当电压表的示数为1V时,R2连入电路的阻值是多少?
(3)调零后,R2的电阻保持不变,某驾驶员对着测试仪吹气10s,电压表的示数达到3V,表明驾驶员酒驾,此时酒精气体传感器R1的阻值多大?
18.如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20Ω,R2的阻值为10Ω。当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数变化了0.4A,则R3的阻值是多大?
19.如图所示电路中,电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V,R1=40Ω,滑动变阻器的规格为“100Ω 1A”。当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为0.3A,当开关S3闭合,S1、S2断开,变阻器滑片移到某位置时,电压表示数为6V,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R3的阻值;
(3)当开关S1、S2、S3都闭合时,在不损坏电压表和电流表的情况下,变阻器连入电路中阻值的取值范围。
四、实验题
20.实验:测量定值电阻的阻值
(实验器材)待测电阻、滑动变阻器(“20Ω、2A”)、新干电池三节、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关、导线若干。
(实验步骤)
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物连接完整,要求滑片P向A端移动时电压表示数变小;
(2)将滑片P移至B端后闭合开关,若电流表有示数,电压表无示数,可能的原因是:电压表开路或_______;
(3)检查故障后,闭合开关,移动滑片P使得电压表的示数分别为2V、3V、4V,并记录对应的电流值在下表中:
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻的平均值R/Ω
1 2.0 0.40 5.0
2 3.0 0.58 5.2
3 4.0 0.82 4.9
①记录第一组实验数据后,为了测量电压为3V时定值电阻的阻值,需要将滑片P向_______(选填:、)移动,同时眼睛观察_______;
②记录第二组实验数据后继续操作:_______,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表示数为4V,记录电流表示数。
③定值电阻的平均值应记为_______Ω。(结果保留1位小数)
21.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)请你画出“伏安法测定小灯泡电阻”的实验电路图。
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有______作用。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,向左移动册动变阳器的滑片P,观察到______,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电阻为______Ω,继续向左移动滑片,则可能出现的现象有______(写出一条即可)。
(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象,分析图象可得出结论:_______。
22.小明做了以下电学实验。
(1)他用“伏安法”测电阻∶
①请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整__________;
②在连接电路时,开关应__________,滑动变阻器滑片P应位于__________端(选填“A”或“B”);
③闭合开关,滑动变阴器的滑片P移动到某一位置,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,其示数为__________A,则R的阻值是__________Ω。实验中需要多次测量求平均值的目的是__________;
(2)测完电阻后,小明将图中的电阻R换成一个未知阻值的定值电阻Rx,想测量Rx的电阻,在重新连接电路时,发现电流表和滑动变阻器都已损坏。于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R,重新设计并连接了如图丙所示的电路来测量未知阻值的定值电阻Rx。请把下列实验步骤补充完整:
步骤1∶只闭合开关S1,记下电压表的示数为U1;
步骤2∶再闭合开关S2,记下电压表的示数为U2;
Rx的表达式为Rx=____________________。(用已知和测量的物理量符号表示)
参考答案
1.变大
2.变亮 变小
3.不变 变小
4.2.4 7.5
5.1∶2 1∶3
6.1∶1 4∶1
7.3∶1 3∶4
8.12 9Ω
9.A
10.D
11.D
12.A
13.ABD
14.AD
15.ACD
16.BC
17.(1)0.1A;(2)10;(3)20
18.(1)15V;(2)100Ω
19.(1) 12V;(2) 30Ω;(3)40Ω~100Ω
20. 定值电阻短路 B 电压表示数 断开开关,将电压表改接0~15V的大量程 5.0
21. 改变小灯泡两端的电压 电路连接过程中开关没有断开 电压表示数为2.5V 8.3 小灯泡变亮 小灯泡两端的电压和电流之比不是定值
22. 断开 B 0.3 5
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