第十七章 欧姆定律
(满分:90分 时间:75分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一项符合题目要求,第8～10小题有多项符合题目要求。全部选对得 3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.根据欧姆定律的公式I=的变形式R=及电阻的性质,可以判定下列说法正确的是( )
A.当U变大时,变小 B.当U变大时,变大
C.当U变小时,不变 D.U=0时,=0
2.在“探究电流与电压的关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行了探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的IU 关系图象,从图中可以看出R1、R2的大小关系为( )
A.R1>R2 B.R13.如图所示,闭合开关S后,电流表几乎无示数,电压表示数近似等于电源电压,产生这一现象的原因可能是( )
A.L2短路 B.L2灯丝断了 C.L1短路 D.L1灯丝断了
4.如图所示电路中,电源电压保持不变,R1和R2为定值电阻。先闭合开关S1,再闭合开关S2后,电流表和电压表的示数变化的情况是( )
A.电流表示数增大,电压表示数不变
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数不变,电压表示数增大
5.某兴趣小组设计了酒精浓度检测仪的模拟电路,如图所示的电路图中,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,能实现酒精气体浓度越大,电压表示数越大的电路图是( )
6.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为 4∶3。此时灯L1和L2的电阻之比为( )
A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
7.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图(甲)所示。电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图(乙)所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6 V
D.当电路中电流为0.15 A时,空气湿度为50%
8.如图所示,电源电压为18 V,定值电阻R1=10 Ω,滑动变阻器标有“50 Ω 2 A”,电流表量程为“0～3 A”。在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.滑片P向右移动过程中,电流表的示数变小
B.滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围为 0～50 Ω
C.若电源电压可调,电源电压可调节的最大值为25 V
D.若电源电压可调,为使电流表示数达到最大,电源电压可调节的最小值为18 V
9.若R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器铭牌磨损,导致阻值未知,则利用下列电路图能够准确测出未知电阻Rx阻值的是( )
10.如图(甲)所示是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端。电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),则由图象可知( )
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B.R0的电阻值是5 Ω
C.电源电压为3 V
D.滑动变阻器R的最大阻值是25 Ω
二、填空题(本大题共6小题,11～15题每小题2分,16题 4分,共
14分)
11.小刚学习了“欧姆定律”之后,为了了解铅笔芯电阻的大小,他在一支铅笔芯两端加了 3 V 电压,测出通过铅笔芯的电流是150 mA。则该铅笔芯电阻为 Ω;若加在这支铅笔芯两端的电压增加到 6 V 时,通过它的电流是 A。
12.某定值电阻两端电压增加1 V,流过的电流就增加 0.1 A,该电阻值为 Ω。如果改变该电阻两端的电压,该电阻阻值将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
13.如图所示,电源电压恒为6 V,定值电阻R1=20 Ω。闭合开关S,电流表A2的示数为 0.9 A,则电流表A1的示数为 A,定值电阻R2的阻值为 Ω。
14.如图所示电路中,电源电压保持不变,已知 R1∶R2=2∶3。当开关S闭合时,R1、R2两端的电压之比为 ,电流表A1和A2的示数之比为 。
15.如图所示为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为 6 V 的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为 6 V 的电源上,总电流为1.5 A,则该电阻的阻值为 Ω。
16.(1)两定值电阻,甲标有“10 Ω 1 A”,乙标有“12 Ω 0.5 A”,把它们串联在同一电路中,电路两端允许加的最大电压为 V;若把两定值电阻并联起来,则干路流过的最大电流是 A。
(2)在相距20 km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1 m输电线的电阻为 0.01 Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为 1.5 V时,电流表示数为30 mA。则短路处距甲地一条输电线的电阻为 Ω,短路位置距甲地的距离为 km。
三、作图题(本大题共1小题,共4分)
17.(1)如图(甲)所示,将滑动变阻器接入电路。要求:闭合开关后,滑片P向右滑动时,电流表的示数变大。
(2)请用笔画线代替导线,按要求将图(乙)中的滑动变阻器连入电路。(要求:开关闭合后,滑片P向右滑动时,电路中的小灯泡L亮度变亮)
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20 题8分,第21题4分,共24分)
18.(8分)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8 V)、电阻箱(阻值可调节)、滑动变阻器(“60 Ω 0.6 A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图(甲)的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大。
(2)按照(1)中的连接方式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“左”或“右”)端。
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5 Ω一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,其中第4次实验时,电压表指针如图(乙)所示,其示数为 V,通过实验数据的分析可得出通过导体的电流与 的关系。
实验次数 1 2 3 4 5
U/V 0.5 1 1.5 3
I/A 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
(4)小明实验时控制电压表的示数U=3 V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,通过实验数据的分析可得出通过导体的电流与 的关系。本实验研究物理问题所用到的方法是 。
实验次数 1 2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 30
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.1
(5)小明按照(4)的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过 Ω。
19.(4分)小明同学想探究一段电路中的电流与电阻的关系,设计了如图(甲)所示的电路图。
(1)根据小明设计的电路图,请用笔画线代替导线将(乙)图实物图连接完整。
(2)小明将第一次实验得到的数据填入了表格中,然后将E、F间的电阻由10 Ω更换为 20 Ω,之后他调节滑动变阻器滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为4 V为止,此时电流表示数如图(丙)所示,示数为 A。
实验序号 电压/V 电阻/Ω 电流/A
1 4 10 0.4
2 20
(3)若实验中电压表损坏,但是有一个已知阻值为R0的定值电阻,小明利用以上器材想测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图(丁)所示(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
①闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表示数I1;
②同时闭合开关S1、S2,记录电流表示数I2;
③则待测电阻的表达式为Rx= (用已知量和测量量的符号
表示)。
20.(8分)小明用如图(甲)所示的电路测量小灯泡的电阻,其中电源电压为3 V且恒定不变,小灯泡的额定电压为 2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是 。
(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如下表所示)。当电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图(乙)所示,为 A,计算此时小灯泡的阻值为 (精确到0.1 Ω)。
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 不亮 微光 暗 明亮 耀眼
电压U/V 0.5 0.9 1.5 2.5 2.8
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.30
电阻R/Ω
(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是 。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻 ,实际电功率较大,灯丝容易熔断。
(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行 。理由: 。
21.(4分)实验“伏安法测电阻”。
(1)请画出该实验的电路图。
(2)该实验的原理是 。
(3)实验中要记录相关数据,请设计出你的实验数据记录表格。
(4)根据你所学的知识,在坐标系中大致画出定值电阻的UI图象。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共 18分)
22.(9分)如图所示电路中,电源电压为4.5 V且保持不变,灯泡的正常工作电压为2.5 V。滑片P在最左端时,闭合开关,电压表示数为 2 V,将滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表示数为0.2 A,灯泡正常发光。求:
(1)灯泡正常发光时,灯丝的电阻。
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻。
(3)滑片P在最左端时,电流表的示数。
23.(9分)如图所示,电阻R1的阻值为20 Ω,R2的阻值为 30 Ω,当开关S1断开、开关S和S2闭合时,电流表的示数为0.3 A;当开关均闭合时,电流表的示数为 0.5 A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R3的阻值。
(3)当开关S闭合,开关S1、S2都断开时电流表的示数。第十七章 欧姆定律
(满分:90分 时间:75分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一项符合题目要求,第8～10小题有多项符合题目要求。全部选对得 3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.根据欧姆定律的公式I=的变形式R=及电阻的性质,可以判定下列说法正确的是(C)
A.当U变大时,变小 B.当U变大时,变大
C.当U变小时,不变 D.U=0时,=0
2.在“探究电流与电压的关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行了探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的IU 关系图象,从图中可以看出R1、R2的大小关系为(A)
A.R1>R2 B.R13.如图所示,闭合开关S后,电流表几乎无示数,电压表示数近似等于电源电压,产生这一现象的原因可能是(B)
A.L2短路 B.L2灯丝断了 C.L1短路 D.L1灯丝断了
4.如图所示电路中,电源电压保持不变,R1和R2为定值电阻。先闭合开关S1,再闭合开关S2后,电流表和电压表的示数变化的情况是(A)
A.电流表示数增大,电压表示数不变
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数不变,电压表示数增大
5.某兴趣小组设计了酒精浓度检测仪的模拟电路,如图所示的电路图中,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,能实现酒精气体浓度越大,电压表示数越大的电路图是(B)
6.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为 4∶3。此时灯L1和L2的电阻之比为(A)
A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
7.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图(甲)所示。电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图(乙)所示。下列分析正确的是(D)
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6 V
D.当电路中电流为0.15 A时,空气湿度为50%
8.如图所示,电源电压为18 V,定值电阻R1=10 Ω,滑动变阻器标有“50 Ω 2 A”,电流表量程为“0～3 A”。在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是(AC)
A.滑片P向右移动过程中,电流表的示数变小
B.滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围为 0～50 Ω
C.若电源电压可调,电源电压可调节的最大值为25 V
D.若电源电压可调,为使电流表示数达到最大,电源电压可调节的最小值为18 V
9.若R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器铭牌磨损,导致阻值未知,则利用下列电路图能够准确测出未知电阻Rx阻值的是(ABC)
10.如图(甲)所示是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端。电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),则由图象可知(BCD)
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B.R0的电阻值是5 Ω
C.电源电压为3 V
D.滑动变阻器R的最大阻值是25 Ω
二、填空题(本大题共6小题,11～15题每小题2分,16题 4分,共
14分)
11.小刚学习了“欧姆定律”之后,为了了解铅笔芯电阻的大小,他在一支铅笔芯两端加了 3 V 电压,测出通过铅笔芯的电流是150 mA。则该铅笔芯电阻为 20 Ω;若加在这支铅笔芯两端的电压增加到 6 V 时,通过它的电流是 0.3 A。
12.某定值电阻两端电压增加1 V,流过的电流就增加 0.1 A,该电阻值为 10 Ω。如果改变该电阻两端的电压,该电阻阻值将 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
13.如图所示,电源电压恒为6 V,定值电阻R1=20 Ω。闭合开关S,电流表A2的示数为 0.9 A,则电流表A1的示数为 0.3 A,定值电阻R2的阻值为 10 Ω。
14.如图所示电路中,电源电压保持不变,已知 R1∶R2=2∶3。当开关S闭合时,R1、R2两端的电压之比为 1∶1 ,电流表A1和A2的示数之比为 5∶2 。
15.如图所示为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为 6 V 的电源上,通过灯泡的电流为 0.2 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为 6 V 的电源上,总电流为1.5 A,则该电阻的阻值为 6 Ω。
16.(1)两定值电阻,甲标有“10 Ω 1 A”,乙标有“12 Ω 0.5 A”,把它们串联在同一电路中,电路两端允许加的最大电压为 11 V;若把两定值电阻并联起来,则干路流过的最大电流是 1.1 A。
(2)在相距20 km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1 m输电线的电阻为 0.01 Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为 1.5 V时,电流表示数为30 mA。则短路处距甲地一条输电线的电阻为 25 Ω,短路位置距甲地的距离为 2.5 km。
三、作图题(本大题共1小题,共4分)
17.(1)如图(甲)所示,将滑动变阻器接入电路。要求:闭合开关后,滑片P向右滑动时,电流表的示数变大。
答案:如图所示
(2)请用笔画线代替导线,按要求将图(乙)中的滑动变阻器连入电路。(要求:开关闭合后,滑片P向右滑动时,电路中的小灯泡L亮度变亮)
答案:如图所示
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20 题8分,第21题4分,共24分)
18.(8分)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8 V)、电阻箱(阻值可调节)、滑动变阻器(“60 Ω 0.6 A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验。
答案:(1)如图所示
(1)请你用笔画线代替导线,将图(甲)的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大。
(2)按照(1)中的连接方式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 右 (选填“左”或“右”)端。
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5 Ω一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,其中第4次实验时,电压表指针如图(乙)所示,其示数为 2.5 V,通过实验数据的分析可得出通过导体的电流与 电压 的关系。
实验次数 1 2 3 4 5
U/V 0.5 1 1.5 3
I/A 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6
(4)小明实验时控制电压表的示数U=3 V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,通过实验数据的分析可得出通过导体的电流与 电阻 的关系。本实验研究物理问题所用到的方法是 控制变量法 。
实验次数 1 2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 30
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.1
(5)小明按照(4)的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过 100 Ω。
19.(4分)小明同学想探究一段电路中的电流与电阻的关系,设计了如图(甲)所示的电路图。
(1)根据小明设计的电路图,请用笔画线代替导线将(乙)图实物图连接完整。
(2)小明将第一次实验得到的数据填入了表格中,然后将E、F间的电阻由10 Ω更换为 20 Ω,之后他调节滑动变阻器滑片向 B (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为4 V为止,此时电流表示数如图(丙)所示,示数为 0.2 A。
实验序号 电压/V 电阻/Ω 电流/A
1 4 10 0.4
2 20
(3)若实验中电压表损坏,但是有一个已知阻值为R0的定值电阻,小明利用以上器材想测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图(丁)所示(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
①闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表示数I1;
②同时闭合开关S1、S2,记录电流表示数I2;
③则待测电阻的表达式为Rx= (用已知量和测量量的符号
表示)。
答案:(1)如图所示
20.(8分)小明用如图(甲)所示的电路测量小灯泡的电阻,其中电源电压为3 V且恒定不变,小灯泡的额定电压为 2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
答案:(1)如图所示
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是 滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处 。
(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如下表所示)。当电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图(乙)所示,为 0.28 A,计算此时小灯泡的阻值为 8.9 Ω (精确到0.1 Ω)。
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 不亮 微光 暗 明亮 耀眼
电压U/V 0.5 0.9 1.5 2.5 2.8
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.30
电阻R/Ω
(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是 小灯泡的电阻不同 。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻 较小 ,实际电功率较大,灯丝容易熔断。
(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行 不可行 。理由: 小灯泡的电阻随着加热时间的变化而变化 。
21.(4分)实验“伏安法测电阻”。
(1)请画出该实验的电路图。
(2)该实验的原理是 。
(3)实验中要记录相关数据,请设计出你的实验数据记录表格。
(4)根据你所学的知识,在坐标系中大致画出定值电阻的UI图象。
答案:(1)如图所示
(2)R=
(3)如表所示
第一次 第二次 第三次
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
(4)如图所示
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共 18分)
22.(9分)如图所示电路中,电源电压为4.5 V且保持不变,灯泡的正常工作电压为2.5 V。滑片P在最左端时,闭合开关,电压表示数为 2 V,将滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表示数为0.2 A,灯泡正常发光。求:
(1)灯泡正常发光时,灯丝的电阻。
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻。
(3)滑片P在最左端时,电流表的示数。
解析:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)将滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表示数为0.2 A,灯泡正常发光,由I=可得,灯丝的电阻RL===12.5 Ω。
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以灯泡正常发光时,
滑动变阻器两端的电压UR=U-UL=4.5 V-2.5 V=2 V,
则滑动变阻器连入电路的电阻RP===10 Ω。
(3)滑动变阻器的最大阻值R大=2RP=2×10 Ω=20 Ω,滑片P在最左端时,闭合开关,电压表示数为2 V,则此时滑动变阻器两端的电压UR′=U-UL′=4.5 V-2 V=2.5 V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以电流表的示数I′===0.125 A。
答案:(1)12.5 Ω (2)10 Ω (3)0.125 A
23.(9分)如图所示,电阻R1的阻值为20 Ω,R2的阻值为 30 Ω,当开关S1断开、开关S和S2闭合时,电流表的示数为0.3 A;当开关均闭合时,电流表的示数为 0.5 A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R3的阻值。
(3)当开关S闭合,开关S1、S2都断开时电流表的示数。
解析:(1)由电路图可知,当开关S1断开、S和S2闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测量电路电流,则电源电压U=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V。
(2)当开关S、S1、S2均闭合时,R2被短路,R1、R3并联,电流表测量干路电流;因并联电路中各支路互不影响,所以通过R1的电流仍为0.3 A,由并联电路的电流特点可知,通过R3的电流
I3=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A,
电阻R3的阻值R3===30 Ω。
(3)当开关S闭合,开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,电流表测量串联电路电流;由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻 R=R1+R2=20 Ω+30 Ω=50 Ω,则此时电路中的电流,
即电流表的示数I′===0.12 A。
答案:(1)6 V (2)30 Ω (3)0.12 A
