第十七章 欧姆定律(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分)
1.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B.当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C.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
D.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
2.教室里装有很多电灯,上晚自习时,我们每多开一盏灯,则教室电路的( )
A.总电阻减小 B.总电阻增大
C.总电压增大 D.总电流减小
3.在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作一段时间后,电阻R突然断路,则( )
A.电灯两端电压变大 B.电流表的示数不变
C.电灯亮度不变 D.电压表的示数变大
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第3题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第4题图))
4.如图所示电路,电源电压为3 V保持不变,闭合开关,电压表示数为2 V。下列说法正确的是( )
A.电压表测R2两端电压
B.R1、R2组成并联电路
C.若开关断开,电压表示数为0
D.R1、R2电阻之比为2∶1
5.如图所示是阻值不同的两个电阻的电流随其两端电压变化的I U图象,下列说法中错误的是( )
A.电阻不变时,电流与电压成正比
B.R1>R2
C.R1、R2串联后的总电阻的I U图线在区域Ⅲ
D.R1、R2并联后的总电阻的I U图线在区域Ⅰ
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第5题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第6题图))
6.在如图所示电路中,电源电压保持不变。开关S闭合后,两灯都发光,两个电表都有明显示数。过一会儿,其中一盏灯熄灭,另一盏灯仍发光,一个电表的示数变为零。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L1或L2上,则电路中的故障是( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路
C.灯L2短路 D.灯L2断路
7.某款新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成。当玻璃被击碎时,金属丝断裂,报警器就会报警。下列电路图中能满足上述要求的是(导线a为金属丝)( )
8.如图所示的电路,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.小灯泡变亮 B.电流表示数变大
C.电压表示数不变 D.电压表与电流表的比值变小
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第8题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第9题图))
9.小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻R1、热敏电阻R2、电流表和电压表,小明选择其中部分器材设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于这个电路的说法中正确的是( )
A.图中电表是电压表
B.R2的阻值随温度的升高而增大
C.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越大
D.热敏电阻温度越高,R1两端的电压越小
10.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图象,下列说法中不正确的是 ( )
A.电源电压为6 V
B.滑动变阻器的最大阻值为 10 Ω
C.当滑动变阻器的滑片在a点时,电压表V2的示数为5 V
D.小灯泡正常发光时的电阻为10 Ω
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共17分)
11.每个节日小彩灯的规格为“4 V 0.2 A”,已知小彩灯正常发光时灯丝电阻为20 Ω。如果要把小彩灯接在220 V的家庭电路中正常工作,必须串联__ __个小彩灯,串联后电路的总电阻为__ __Ω。
12.两个电阻元件R1、R2的I U图象如图所示。元件R1的电阻是__ __Ω;当R2两端的电压变大时,其电阻__ __(选填“变大”“变小”或“不变”);把R1和R2并联起来,接在某电源上,电源两端的电压是2 V,则通过R2的电流是__ __A,此时两个元件的电阻值之比R1∶R2=__ __。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第12题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第13题图))
13.如图所示是某潜水器深度测试仪的简化电路图。电源电压保持不变,R为压敏电阻,其阻值随所受压力的增大而减小。R0为定值电阻,其作用是__ __。闭合开关S后,当潜水器下潜深度增大时,电流表的示数将__ __(选填“变大”“不变”或“变小”)。
14.如图所示电路,电源电压恒定,R1=20 Ω,R2=10 Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6 A,电源电压为__ __V;当S2闭合,S1、S3断开时,电流表的示数为__ __A;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为__ __A。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第14题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第15题图))
15.如图所示电路,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2,测得U甲∶U乙=4∶3,则R1∶R2=__ __;若在甲、乙两处分别接入电流表,闭合开关S1,断开开关S2,则两电阻为__ __联,此时I甲∶I乙=__ __。
16.如图所示电路中,电源电压不变,滑动变阻器最大阻值R2=20 Ω,闭合开关S,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表的最小示数为0.3 A,而电压表V1的最大示数与最小示数之比为5∶3,则电阻R1=__ __Ω,电源电压为__ __V,电路中的最大电流为__ __A。
三、实验探究题(本题共2小题,第17小题12分,第18小题15分,共27分)
17.小红利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
eq \a\vs4\al()
序号 U/V I/A
① 1.0 0.10
② 2.0 0.20
③ 3.0 0.32
(1)请用笔画线代替导线,按要求将实物图连接完整(要求:当滑片P向右移动时变阻器接入电路的阻值变大)。
解:如图所示
(2)在连接电路时,开关必须处于__ __(选填“闭合”或“断开”)状态。
(3)实验中,发现电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,原因可能是__ __。
(4)排除故障后,经过多次实验测得数据如表所示,由此可得出结论:__ __。
(5)请你根据表中数据,帮小红算一算,电路中所用电阻R的阻值为__ __Ω。(结果保留一位小数)
18.在“伏安法测电阻”的实验中,小芳所在的实验小组采用如图甲所示的实验电路测量定值电阻R的阻值。
(1)闭合开关前,小芳应将滑动变阻器的滑片移到最__ __(选填“左”或“右”)端。
(2)小芳闭合开关,发现电压表的指针明显向右偏转,电流表指针几乎不偏转,电路可能出现的故障是__ __。
(3)故障排除后移动滑片P,多次测出R中的电流和两端的电压,并根据测出的数据在图乙中描绘出电阻R的电流随电压变化的图象,则电阻R的阻值为__ __Ω。
(4)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,现有一个阻值已知的定值电阻R0和开关若干个,请在图丙中虚线框内将电流表和开关接入电路,并根据你画出的电路图,完成下列实验步骤。(测量过程中电路不能改接)
解:如图丙所示
①闭合开关__ __,调节滑动变阻器滑片P,读出电流表示数I1;
②保持滑片P的位置不动,__ __,读出电流表示数I2;
③分析数据,得出待测电阻的表达式为R=__ __。(用已知量和测得量的符号来表示)
四、综合应用题(本题共2小题,第19小题12分,第20小题14分,共26分)
19.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值减小,如图甲所示。当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 Ω。在如图乙所示的工作电路中,电源电压恒为8 V,定值电阻R2=20 Ω。求:
(1)当被检测者呼出的酒精气体的浓度为0时,电压表的示数是多少?
(2)我国酒驾标准是0.2 mg/mL≤酒精气体浓度<0.8 mg/mL,当电流表的示数为0.2 A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾。
20.如图所示电路,电源电压保持不变,电流表使用0~0.6 A的量程,电压表使用0~3 V的量程,定值电阻R1=5 Ω,灯泡电阻R2=8 Ω且不变,滑动变阻器的最大阻值R3=20 Ω。
(1)开关S1断开,S2闭合,电流表示数为0.25 A,电压表示数为2.5 V,求电源电压和滑动变阻器接入电路的电阻值。
(2)将开关S1闭合,S2断开,移动滑动变阻器的滑片,为了保证电流表和电压表不超过其量程,滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化?第十七章 欧姆定律(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分)
1.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( D )
A.通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B.当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C.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
D.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
2.教室里装有很多电灯,上晚自习时,我们每多开一盏灯,则教室电路的( A )
A.总电阻减小 B.总电阻增大
C.总电压增大 D.总电流减小
3.在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作一段时间后,电阻R突然断路,则( D )
A.电灯两端电压变大 B.电流表的示数不变
C.电灯亮度不变 D.电压表的示数变大
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第3题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第4题图))
4.如图所示电路,电源电压为3 V保持不变,闭合开关,电压表示数为2 V。下列说法正确的是( D )
A.电压表测R2两端电压
B.R1、R2组成并联电路
C.若开关断开,电压表示数为0
D.R1、R2电阻之比为2∶1
5.如图所示是阻值不同的两个电阻的电流随其两端电压变化的I U图象,下列说法中错误的是( B )
A.电阻不变时,电流与电压成正比
B.R1>R2
C.R1、R2串联后的总电阻的I U图线在区域Ⅲ
D.R1、R2并联后的总电阻的I U图线在区域Ⅰ
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第5题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第6题图))
6.在如图所示电路中,电源电压保持不变。开关S闭合后,两灯都发光,两个电表都有明显示数。过一会儿,其中一盏灯熄灭,另一盏灯仍发光,一个电表的示数变为零。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L1或L2上,则电路中的故障是( D )
A.灯L1短路 B.灯L1断路
C.灯L2短路 D.灯L2断路
7.某款新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成。当玻璃被击碎时,金属丝断裂,报警器就会报警。下列电路图中能满足上述要求的是(导线a为金属丝)( D )
8.如图所示的电路,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,下列说法正确的是( C )
A.小灯泡变亮 B.电流表示数变大
C.电压表示数不变 D.电压表与电流表的比值变小
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第8题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第9题图))
9.小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻R1、热敏电阻R2、电流表和电压表,小明选择其中部分器材设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于这个电路的说法中正确的是( C )
A.图中电表是电压表
B.R2的阻值随温度的升高而增大
C.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越大
D.热敏电阻温度越高,R1两端的电压越小
10.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图象,下列说法中不正确的是 ( D )
A.电源电压为6 V
B.滑动变阻器的最大阻值为 10 Ω
C.当滑动变阻器的滑片在a点时,电压表V2的示数为5 V
D.小灯泡正常发光时的电阻为10 Ω
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共17分)
11.每个节日小彩灯的规格为“4 V 0.2 A”,已知小彩灯正常发光时灯丝电阻为20 Ω。如果要把小彩灯接在220 V的家庭电路中正常工作,必须串联__55__个小彩灯,串联后电路的总电阻为__1100__Ω。
12.两个电阻元件R1、R2的I U图象如图所示。元件R1的电阻是__5__Ω;当R2两端的电压变大时,其电阻__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”);把R1和R2并联起来,接在某电源上,电源两端的电压是2 V,则通过R2的电流是__0.6__A,此时两个元件的电阻值之比R1∶R2=__3∶2__。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第12题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第13题图))
13.如图所示是某潜水器深度测试仪的简化电路图。电源电压保持不变,R为压敏电阻,其阻值随所受压力的增大而减小。R0为定值电阻,其作用是__保护电路__。闭合开关S后,当潜水器下潜深度增大时,电流表的示数将__变大__(选填“变大”“不变”或“变小”)。
14.如图所示电路,电源电压恒定,R1=20 Ω,R2=10 Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6 A,电源电压为__6__V;当S2闭合,S1、S3断开时,电流表的示数为__0.2__A;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为__0.9__A。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第14题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第15题图))
15.如图所示电路,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2,测得U甲∶U乙=4∶3,则R1∶R2=__4∶3__;若在甲、乙两处分别接入电流表,闭合开关S1,断开开关S2,则两电阻为__并__联,此时I甲∶I乙=__4∶3__。
16.如图所示电路中,电源电压不变,滑动变阻器最大阻值R2=20 Ω,闭合开关S,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表的最小示数为0.3 A,而电压表V1的最大示数与最小示数之比为5∶3,则电阻R1=__30__Ω,电源电压为__15__V,电路中的最大电流为__0.5__A。
三、实验探究题(本题共2小题,第17小题12分,第18小题15分,共27分)
17.小红利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
eq \a\vs4\al()
序号 U/V I/A
① 1.0 0.10
② 2.0 0.20
③ 3.0 0.32
(1)请用笔画线代替导线,按要求将实物图连接完整(要求:当滑片P向右移动时变阻器接入电路的阻值变大)。
解:如图所示
(2)在连接电路时,开关必须处于__断开__(选填“闭合”或“断开”)状态。
(3)实验中,发现电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,原因可能是__R断路__。
(4)排除故障后,经过多次实验测得数据如表所示,由此可得出结论:__导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比__。
(5)请你根据表中数据,帮小红算一算,电路中所用电阻R的阻值为__9.8__Ω。(结果保留一位小数)
18.在“伏安法测电阻”的实验中,小芳所在的实验小组采用如图甲所示的实验电路测量定值电阻R的阻值。
(1)闭合开关前,小芳应将滑动变阻器的滑片移到最__右__(选填“左”或“右”)端。
(2)小芳闭合开关,发现电压表的指针明显向右偏转,电流表指针几乎不偏转,电路可能出现的故障是__定值电阻R断路__。
(3)故障排除后移动滑片P,多次测出R中的电流和两端的电压,并根据测出的数据在图乙中描绘出电阻R的电流随电压变化的图象,则电阻R的阻值为__6.25__Ω。
(4)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,现有一个阻值已知的定值电阻R0和开关若干个,请在图丙中虚线框内将电流表和开关接入电路,并根据你画出的电路图,完成下列实验步骤。(测量过程中电路不能改接)
解:如图丙所示
①闭合开关__S、S1__,调节滑动变阻器滑片P,读出电流表示数I1;
②保持滑片P的位置不动,__断开开关S1,闭合开关S2__,读出电流表示数I2;
③分析数据,得出待测电阻的表达式为R=____。(用已知量和测得量的符号来表示)
四、综合应用题(本题共2小题,第19小题12分,第20小题14分,共26分)
19.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值减小,如图甲所示。当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 Ω。在如图乙所示的工作电路中,电源电压恒为8 V,定值电阻R2=20 Ω。求:
(1)当被检测者呼出的酒精气体的浓度为0时,电压表的示数是多少?
(2)我国酒驾标准是0.2 mg/mL≤酒精气体浓度<0.8 mg/mL,当电流表的示数为0.2 A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾。
解:(1)当被检测者呼出的酒精气体浓度为0时,R1的电阻为60 Ω,电路中的电流I===0.1 A,电压表示数U1=IR1=0.1 A×60 Ω=6 V
(2)当电流表的示数为0.2 A时,R1的电阻R1′=-R2=-20 Ω=20 Ω,由图可知,被检测者呼出的酒精气体浓度为0.3 mg/mL。因为0.2 mg/mL<0.3 mg/mL<0.8 mg/mL,所以被检测者属于酒驾
20.如图所示电路,电源电压保持不变,电流表使用0~0.6 A的量程,电压表使用0~3 V的量程,定值电阻R1=5 Ω,灯泡电阻R2=8 Ω且不变,滑动变阻器的最大阻值R3=20 Ω。
(1)开关S1断开,S2闭合,电流表示数为0.25 A,电压表示数为2.5 V,求电源电压和滑动变阻器接入电路的电阻值。
(2)将开关S1闭合,S2断开,移动滑动变阻器的滑片,为了保证电流表和电压表不超过其量程,滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化?
解:(1)S1断开,S2闭合,灯泡与R3串联,由I=可得,变阻器连入电路的电阻R3===10 Ω,电源电压U=I(R2+R3)=0.25 A×(8 Ω+10 Ω)=4.5 V (2)S1闭合,S2断开,R1与R3串联,电流表量程0~0.6 A,电路中的电流最大为I′=0.6 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,I′===0.6 A,解得滑动变阻器接入电路中的最小阻值R3小=2.5 Ω。电压表量程0~3 V,滑动变阻器两端最大电压为3 V,则电路中的电流I″===0.3 A,滑动变阻器接入电路中的最大值R3最大===10 Ω,滑动变阻器接入电路的电阻值变化范围是2.5~10 Ω