第十七章 欧姆定律
(时间:85分钟 分值:80分)
一、填空题(共16分,每空1分)
1.导体中的电流跟导体两端的电压成 比,跟导体的电阻成反比,这就是德国物理学家 通过探索总结出的规律。
2.当某导体两端电压是3 V时,通过它的电流是0.15 A,则该导体的电阻是 Ω;当它两端电压为0 V时,该导体的电阻为 Ω。
3.有R1和R2两电阻,已知R1>R2,通过不同种连接方法得出a、b、c、d四个不同的阻值(不包括电路短路),且a>b>c>d,则R2= (选填“a”、“b”、“c”或“d”);电阻为d时,R1和R2是 连接的。
4.如图所示的电路,闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,电压表的示数将 ,电压表的示数与电流表的示数之比将 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
5.通过两定值电阻RA和RB的电流与其两端电压的关系如图所示,电阻RB的阻值是 Ω;若将两电阻并联在电压为2 V的电源两端,电路的总电流是 A。
6.电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,现将它们串联在同一电路中,则R1、R2中的电流之比I1∶I2= ;R1、R2两端的电压之比U1∶U2= 。
7.在如图甲所示电路中,闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则通过R1和R2的电流之比是 ;R1和R2的电阻之比是 。
8.如图所示,电源电压不变,R=6 Ω,虚线框内的所有电阻均未知,闭合开关S,电流表示数为1 A;如果用一个3 Ω的定值电阻R'替换R,虚线框内的电阻均保持不变,电流表示数变为1.5 A,则通过虚线框内这条支路的电流变化了 A,电源电压为 V。
二、选择题(共14分,把你认为正确选项的代号填在题后的括号内。第9~12小题,每小题只有一个正确答案,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确答案,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.由欧姆定律公式I=可变形得到R=,对此,下列说法中正确的是 ( )
A.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
B.当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
10.如图所示,这是同学们做电学实验时使用的电路图,同学们对此电路提出的下列说法中正确的是 ( )
A.开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数增大,电压表的示数增大
B.开关S闭合后,如果将电流表和电压表调换位置,电压表不可能被烧毁
C.采用此电路图可以探究“电流与电阻的关系”,实验时滑动变阻器的主要作用是保持电阻R两端的电压不变,便于多次测量,求平均值,减小误差
D.采用此电路图可以探究“电流与电压的关系”,实验时要通过改变电阻R的阻值来改变电阻R两端的电压
11.有两个阻值不同的电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I-U图像如图所示。如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的U-I图线所在的区域,下列说法中正确的是 ( )
A.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域 B.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅱ区 D.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
12.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向上移动,下列说法正确的是 ( )
A.示数变小,示数变大 B.示数变小,示数不变
C.示数变大,示数变小 D.示数变大,示数不变
13.如图所示的电路中,开关闭合后,无论怎样移动滑片,小灯泡都不亮,电流表示数几乎为零,电压表有示数且不变,造成此现象的原因可能是 ( )
A.滑动变阻器断路
B.电流表短路
C.小灯泡烧坏断路
D.导线④断路
14.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由左向右移动,下列说法中正确的是 ( )
A.电压表的示数变小
B.电流表和的示数均变小
C.电压表的示数与电流表的示数的乘积不变
D.电压表的示数与电流表的示数之比变大
三、计算题(共22分,第15、16小题各7分,第17小题8分)
15.如图所示的电路中,开关S处于闭合状态,电源电压保持6 V不变,已知电阻R1=5 Ω。
(1)若开关S1、S2都断开,闭合S3时,电流表示数为0.3 A,求R2的阻值大小。
(2)若当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表示数为1.5 A,求电阻R3的阻值大小。
(3)若开关S1、S2都闭合,S3断开时,求此时电流表的示数。
16.如图所示,已知电源电压为4 V,三个电阻的阻值分别为R1=3 Ω、R2=6 Ω和R3=2 Ω。求:
(1)当S1、S2均断开时,电流表和电压表的示数。
(2)当S1、S2均闭合时,电压表和电流表的示数。
17.如图所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=10 Ω,滑动变阻器R2上标有“50 Ω 1 A”字样,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~0.6 A。闭合开关S,调节滑片P位于R2的某一位置时,电压表示数为3 V,电流表示数为0.4 A,问:
(1)电源电压为多少
(2)此时滑动变阻器R2的阻值为多少
(3)为确保电路中各元件的安全,R2的阻值范围应为多少
四、实验与探究题(共28分,每小题7分)
18.(1)一个电表的表盘如图所示,请你根据所学的电流表或电压表知识,完成下列各项任务:
①命名:你给此电表起的名字是 ;
②读数:它此时的示数是 ,单位是 ;
③推测:与电流表、电压表相似,这种电表也是通过两个接线柱连入电路中的,该电表没有使用时,指针应该停留在刻度盘的最 (选填“左”或“右”)端。
(2)课堂上同学们想探究滑动变阻器能否改变电路中的电流、灯泡两端的电压。
①为了探究上述问题,老师要求滑动变阻器滑片P向右移动时能使灯泡变暗。请用笔画线代替导线连接实物。
②开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端,这样做的目的是 。
19.【实验名称】测量定值电阻的阻值。
【实验器材】待测电阻(阻值约为10 Ω)、滑动变阻器(“20 Ω 1 A”)、新干电池三节、电流表(0~0.6 A,0~3 A)、电压表(0~3 V,0~15 V)、开关、导线若干。
【实验过程】(1)用笔画线代替导线,将图中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)实验开始前,应将滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。闭合开关,若电流表有示数,电压表无示数,可能的原因是定值电阻短路或 。
(3)排除故障后,移动滑片P使得电压表的示数分别为2 V、3 V、4 V,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 0.20 10.0
2 3 0.31 9.7
3 4 0.41 9.8
①记录第一组实验数据后,为了测量电压为3 V时定值电阻的阻值,需要将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,同时眼睛观察 。
②记录第二组实验数据后,为了测量电压为4 V时定值电阻的阻值,除了需调节滑动变阻器外,还必须要进行的操作是 。
③定值电阻的平均值应记为 Ω。(结果保留1位小数)
20.如图甲所示,这是小明同学探究“电流与电压关系”的电路图。
(1)请按电路图将实物图连接完整。
(2)小明连接电路时,开关应 。
(3)闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,电压表有示数且不变,原因可能是 。
(4)小明通过实验得出了表一中的数据,并且通过分析实验数据得出了“电阻一定时,导体中的电流随电压的增大而减小”的结论,这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的,你认为造成这种现象的原因可能是 。
表一:
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.25 0.2 0.15 0.1
(5)小明还想用以上器材做“研究电压不变时,电流与电阻的关系”实验,他选择了5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的几个电阻进行实验,实验完成后记录数据如表二所示。此次实验中,电压表的示数保持 V不变。实验过程中,当小明完成对5 Ω电阻的数据测量后,接下来应断开开关换上10 Ω的电阻,再闭合开关,向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器。
表二:
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.36 0.18 0.12 0.09
21.学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3 V,待测小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图(a)中实物电路的连接,要求:①滑片向右移动时,灯变亮;②连线不能交叉。
(2)甲同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处。
a. ;
b. 。
(3)乙同学把试验中的小灯泡换成了定值电阻,可以测量定值电阻的阻值,实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图(b)所示,则此时被测电阻的测量值Rx= Ω。
(4)测量定值电阻阻值时通过移动滑动变阻器的滑片记录了多组数据,在坐标纸上绘图,并作出了如图(c) (选填“甲”或“乙”)所示的I-U图像。
(5)实验时,有小组发现自己的电流表坏了,有同学提出在电路中串联一个定值电阻,如图(d)所示,将5 Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,读出此时电压表的示数为1 V,则被测电阻两端的电压为 V,电阻为 Ω(电源电压保持不变)。
参考答案
1.正 欧姆
2.20 20
3.c 并联
4.变大 变大
5.10 0.6
6.1∶1 1∶2
7.1∶1 4∶1
8.0 3
9.C 10.A 11.D 12.B 13.CD 14.BD
15.解:(1)当开关Sl、S2都断开,闭合S3时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于分电阻之和,
所以,由I=可得,
R1+R2===20 Ω
∴R2=(R1+R2)-R1=20 Ω-5 Ω=15 Ω (3分)
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时, R1与R3并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1的电流:
I1===1.2 A
因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:
I3=I总-I1=1.5 A-1.2 A=0.3 A
电阻R3的阻值:
R3===20 Ω (3分)
(3)若开关S1、S2都闭合,S3断开时,电路中将只有R3一个电阻,
电路中的电流为:I'===0.3 A (1分)
16.解:(1)当S1、S2均断开时,R2、R3串联,电压表测R2的电压,
电路的总电阻:R=6 Ω+2 Ω=8 Ω
电路的电流即电流表的示数:I===0.5 A
R2的电压即电压表的示数:U2=IR2=0.5 A×6 Ω=3 V (3分)
(2)当S1、S2均闭合时,R3短路,R1、R2并联,电压表测电源电压,示数为4 V,电流表测干路电流,
通过R1的电流I1=== A
通过R2的电流I2=== A
根据并联电路电流的规律,电路的总电流即电流表的示数:
I'=I1+I2= A+ A=2 A (4分)
17.解:(1)由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流。由电压表的示数可知,电源的电压U=3 V (1分)
(2)流过R1的电流:I1===0.3 A
流过滑动变阻器R2的电流:
I2=I-I1=0.4 A-0.3 A=0.1 A
此时滑动变阻器R2的阻值:
R2===30 Ω (3分)
(3)因滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,且电流表的量程为0~0.6 A,
所以,干路电流为0.6 A时,通过滑动变阻器的电流最大,其接入电路中的电阻最小,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,此时流过滑动变阻器的电流:
I2'=I大-I1=0.6 A-0.3 A=0.3 A
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小===10 Ω
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,干路电流最小,电路安全,所以,R2的取值范围是10 Ω~50 Ω (4分)
18.(1)电阻表(欧姆表) 30 Ω 左
(2)①如图所示: ②B 保护电路
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分
19.【实验步骤】
(1)如图所示:
(2)A 电压表开路
(3)①右 电压表的示数
②断开开关,将电压表改接0~15 V的量程
③9.8
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分;有其他合理答案参照给分
20.(1)如图所示:
(2)断开
(3)R开路
(4)错误 电压表并联在滑动变阻器两端了
(5)1.8 左
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分;有其他合理答案参照给分
21.(1)如图所示:
(2)连接电路时没有断开开关 没有将滑动变阻器的最大电阻连入电路中
(3)9
(4)甲
(5)2 10
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分