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【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题14.2 欧姆定律单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1.历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在1862年,有位科学家通过大量实验探究得出了导体中电流跟电压、电阻的关系,这位科学家是( )
A.焦耳 B.欧姆 C.牛顿 D.法拉第
【答案】B
【解析】德国物理学家欧姆经过大量的实验研究,得出了电流与电压、电阻的关系:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,这就是著名的欧姆定律。故选:B。
2.根据欧姆定律可得到,对于该式下列说法中正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】D
【解析】导体的阻值是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,电阻不随着电压和电流的改变而改变,当导体两端的电压为零时,导体的电阻依是不会改变,不会为零,故D正确,ABC错误。故选D。
3.滑动变阻器在电学实验中起到重要的作用,除保护电路外,它还能改变电路中的电流和电压,下列试验中,关于滑动变阻器的作用,下列说法正确的是( )
A.在“测量未知定值电阻的阻值”实验中,其主要作用是为了多次测量,得出普遍规律
B.在“测量小灯泡功率”实验中,其主要作用是为了多次测量求平均值,减小误差
C.探究“电流与电压关系”实验中,主要作用是改变电压,便于多次测量,得出普遍规律
D.探究“电流与电阻关系”实验中,主要作用是保持R两端电压不变,求平均值,减小误差
【答案】C
【解析】A.在“测量未知定值电阻的阻值”的实验中,滑动变阻器主要作用是为了多次测量,求平均值,减小实验误差,故A错误;
B.在“测量小灯泡功率”的实验中,滑动变阻器主要作用是改变灯泡两端的电压,测量不同情况下灯泡的电功率,得出小灯泡的亮度与实际功率的关系,不能多次测量求平均值,故B错误;
C.探究“电流与电压关系”的实验属于探究类实验,滑动变阻器主要作用是改变电压,便于多次测量,得出普遍规律,故C正确;
D.在探究“电流与电阻关系”的实验中,滑动变阻器主要作用是保持R两端的电压不变,便于多次测量,得出普遍规律,故D错误。故选C。
4.已知R1>R2,按图中的四种方式分别接在同一电源上,下列电路中电流最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由于串联电路中的总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中的总电阻小于任何一个分电阻;
因此四个选项中的总电阻关系是R并<R2<R1<R串
又因为同一电源的电压相等,所以由可知,电阻越小,电路中的电流越大,故两电阻并联时,电路中的电流最大,即D图中电流I4最大;故选D。
5.在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U -I关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是( )
A.R2 > R1 B.R2 = R1 C.R2 < R1 D.无法确定
【答案】A
【解析】由图示可知,当电流相等时,电阻R2两端的电压较高,由可知,电阻R2的电阻值较大,故A项符合题意,BCD项不符合题意。 故选A。
6.两个定值电阻,甲标有“12V,0.2A”,乙标有“6V,0.3A”,现把它们串联起来,电路允许加的最大电压为( )
A.18V B.16V C.6V D.12V
【答案】B。
【解析】由欧姆定律可得,甲乙两电阻分别为
,
因为串联电路中各处的电流相等,所以当两电阻串联时,电路中的最大电流
因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,所以该串联电路两端允许加的最高电压
故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
7.在图所示的电路中,电源电压保持不变,开关、均闭合。当开关由闭合到断开时,电路中( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表的示数变大
C.电流表A的示数变大
D.电压表V示数与电流表示数的比值不变
【答案】D
【解析】A.由电路图可知,开关S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。当开关S2由闭合到断开时,电路为R1的简单电路,两电流表均测R1的电流,电压表仍测电源两端的电压。因电源电压保持不变,所以,开关S2由闭合到断开时,电压表V的示数不变,故A不符合题意;
BC.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,开关S2由闭合到断开时,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,电流表A的示数等于A1的示数,根据并联电路电流的规律,故电流表A的示数变小,故BC不符合题意;
D.因电压表V示数和电流表A1示数都不变,故电压表V示数与电流表A1示数的比值不变,故D符合题意。故选D。
8.如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )
A.6V 20Ω B.4V 20Ω C.6V 10Ω D.4V 10Ω
【答案】A
【解析】当滑片P在a端时,滑动变阻器接入的电阻最大,
由图乙可知,此时电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A,
RP最大==,
当滑片P在b端时,滑动变阻器接入的电阻为0,
此时电压表的示数为0,电流表示数为0.6A,
电源电压:U=IbR1=0.6A×10Ω=6V。故选:A。
9.如图所示,电源电压恒为4.5V,电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,两个电压表的量程均为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表V2的示数变化范围为0~3V
B.电阻R1的电功率的变化范围为0.205W~0.9W
C.滑动变阻器R2的阻值的取值范围为5~15Ω
D.电流表A的示数变化范围为0.15~0.3A
【答案】D
【解析】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表V1的示数最大U1大=3V时,电路中的电流最大,变阻器接入电路中的电阻最小,R1的功率最大,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最大电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的最小电压:
变阻器接入电路中的最小阻值
电阻R1的最大电功率P1大=U1大I大=3V×0.3A=0.9W
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,即
此时电压表V2的示数U2=IR2=0.15A×20Ω=3V
此时,电阻R1两端的最小电压U1小=U-U2=4.5V-3V=1.5V,
电阻R1的最小电功率P1小=U1小I=1.5V×0.15A=0.225W
A.电压表V2示数范围为1.5V~3V,故A错误;
B.电阻R1的电功率取值范围为0.225W~0.9W,故B错误;
C.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω,故C错误;
D.电流表A的示数范围为0.15A~0.3A,故D正确。
故选D。
10.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的“U-I”关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是 ( )
A.图线Ⅱ为R2的“U-I”图像
B.当R1= R2时,电流的大小0.2A
C.R1的阻值为30Ω
D.电源电压为8V
【答案】D
【解析】A.两电阻串联,电压表V1测R1的两端电压,电压表V2 测R2的两端电压,滑片在最左端时,R2接入电路的阻值为零,因此此时电压表V2 示数为零,由图像可得,图线I反映电压表V2示数(即R2的两端电压)随电流的变化,则图Ⅱ为R1的“U-I”图像,故A错误;
B.串联电路各处的电流相等,当R1= R2时,由U=IR可得,则两电阻的两端电压相同,由图乙知,即为两图线的交点,可知电流为0.4A,故B错误;
C.当滑片移动到最左端时,电路中只有R1,电压表V2 示数为0,电路的电流为0.8A,由欧姆定律可得,R1的阻值为
故C错误;
D.由图知,当电流为0.4A时,两电压表示数均为4V,根据串联电路的电压特点可知,电源电压等于各用电器的两端电压即两电压表示数之和,即U=4V+4V=8V
故D正确。故选D。
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11.赣南脐橙名扬海内外,果农用石墨烯制成的甜敏电阻检测脐橙含的糖量,甜敏电阻的阻值随含糖量的升高而增大。如图所示是检测脐橙含糖量的电路,电源电压不变。将甜敏电阻R附着在切开的脐橙上,当脐橙含糖量升高时( )
A.电流表示数增大,甜敏电阻R值减小
B.电流表示数减小,甜敏电阻R值增大
C.电流表和电压表的示数都减小
D.电流表和电压表的示数都增大
【答案】BC
【解析】由电路图可知,定值电阻R1,与甜敏电阻R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;将甜敏电阻R附着在脐橙上,当脐橙含糖量升高时,甜敏电阻的阻值变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;根据可知,定值电阻两端的电压变小,电压表示数变小,故BC符合题意,AD不符合题意。故选BC。
12.如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,由图像可知下列判断正确的是( )
A.甲的电阻值是20Ω
B.甲的电阻值大于乙的电阻值
C.甲、乙串联,乙两端的电压为1V时,甲两端的电压为3V
D.甲、乙并联,通过甲的电流为0.1A时,通过乙的电流为0.2A
【答案】ACD
【解析】A.分析图像可知,甲是定值电阻,根据欧姆定律,甲的电阻值
故A正确;
B.分析图像可知,甲是定值电阻,乙的阻值是变化的,在两图线相交时,甲的阻值等于乙的阻值,故B错误;
C.由图象可知,甲和乙串联,乙两端电压为1V时,由串联电路电流的规律可知通过甲、乙的电流相等为0.15A,则甲两端电压为3V,故C正确;
D.由图象可知,甲和乙并联,通过甲的电流为0.1A时,由并联电路电压的规律可知甲、乙两端的电压相等为2V,则通过乙的电流为0.2A,故D正确。故选ACD。
13.如图甲所示的电路中,电源电压恒为3V,R1为定值电阻。闭合开关S,滑片P从R2的一端滑到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。由此可知( )
A.当I=0.1A时,滑片P处于a端
B.R1的阻值为10Ω
C.R2的最大阻值为20Ω
D.当滑片P位于R2的中点时,电压表示数为2V
【答案】BC
【解析】A.由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;由图甲可知,当滑动变阻器的滑片P处于a端时,接入电路中的阻值为0Ω,电路中只有R1工作,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为I大=0.3A,故A不符合题意;
B.由可知,R1的阻值为
故B符合题意;
C.当滑动变阻器的滑片P处于b端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最大,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流为I小=0.1A,由可知,此时R1两端的电压为
U1=I小R1=0.1A×10Ω=1V
根据串联电路的电压特点可知,R2两端的电压为
U2=U-U1=3V-1V=2V
由可知,R2的最大阻值为
故C符合题意;
D.当滑片P位于R2的中点时,R2接入电路中的阻值为
根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻为
此时电路中的电流为
由可知,R1两端的电压为
即电压表示数为1.5V,故D不符合题意。故选BC。
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共27分)
14. (2024四川成都)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是________。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是________。
【答案】 保护电路 移动滑动变阻器滑片
【解析】为了保护电路中各元件安全,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,所以将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是保护电路。
连接好电路,闭合开关后,灯泡不亮,两电表的示数均很小,说明电路是通的,只是电流比较小,导致灯泡不亮,故下一步的操作应该是移动滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器连入电路的阻值。
15. 有一只小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流是________A。如果我们只有电压为6V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个________Ω的电阻。
【答案】 0.3 8
【解析】小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流为0.3A。
电源电压为6V,要使小灯泡正常发光,则要使小灯泡两端的电压为3.6V,此时通过小灯泡的电流为0.3A,根据串联电路电压、电流关系,串联电阻两端的电压
通过串联电路的电流为0.3A,由欧姆定律得,需要串联的电阻
16.甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示。甲灯的电阻 ______乙灯电阻(选填“大于”、“小于”或“等于” );将甲、乙两灯泡串联接入电路后,通过它们的电流为,则电源电压为 ______。
【答案】小于;8。
【解析】由图可知,甲、乙的图像中,甲的图线位于乙的上方,即在相同电压下,通过甲的电流均大于乙的电流,由
可知
将甲、乙两灯泡串联接入电路后,通过它们的电流相等,当通过它们的电流为,由图知甲两端的电压为,乙两端的电压为,根据串联电路电压的规律知电源电压为。
17.如图所示,开关闭合时,电压表V和电阻R是________联的,电流表A的示数是________A;电压表V表的示数是________V,如果电源电压6V不变,则变阻器此时接入电路的电阻R=________Ω。
【答案】并;0.4;2;10。
【解析】电压表并联在定值电阻两端。
如图电流表,选择小量程,分度值为0.02A,故读数为0.4A。
如图电压表,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为2V。
电源电压为6V,定值电阻的电压为2V,由串联电路电压分配规律可知,滑动变阻器的电压为4V,此时滑动变阻器接入的阻值为。
18.如图所示是一种测定油箱内油量装置的示意图。当油箱中油量改变时,浮子带动滑杆,滑杆带动滑片在电阻片R上滑动,从而改变电路中电流表的示数。当油量逐渐减少时,电流表的示数______(选填“增大”“减小”或“不变”)。已知电源电压15V保持不变,R的规格为“20Ω 1A”。当油量最多时,滑片在A端;当油量最少时,滑片在B端,此时电流表示数为0.3A,则R0=______Ω。
【答案】 减小 30 7.5
【解析】由电路图可知,R与R0串联,电流表测电路中的电流。当油量逐渐减少时,滑杆上移,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,根据可知电流表的示数减小。
当油量最少时,滑片在B端,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流I=0.3A,根据欧姆定律可知此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R0的阻值
19.两只定值电阻,R1标有“10Ω,1A”,R2标有“15Ω,0.6A”。把R1和R2按如图所示的方式接入电路,电源电压可调,为了保护两电阻,电路中的最大电流______A,电源电压的最大值为______V。若把它们并联接入电路中,调节电源两端电压,并保护两电阻,最大值为______A。
【答案】 0.6 15 1.5
【解析】由题知R1允许通过的最大电流是1A,R2允许通过的最大电流是0.6A,因为串联电路中电流处处相等,所以两电阻串联后电路中最大电流为0.6A,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压U=I(R1+R3)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V
由欧姆定律得R1两端最大电压U1最大=I1最大R1=1A×10Ω=10V
R2两端最大电压U2最大=I2最大R2=0.6A×15Ω=9V
因为并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,所以两电阻并联后的最大电压为9V,此时通过R1的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以允许通过干路的最大电流I最大=I1+I2最大=0.9A+0.6A=1.5A
20.如图所示,电源电压U=5V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,闭合开关S,电压表V1、V2指针的偏转情况完全相同,则电流表的示数为 A,定值电阻的阻值之比R1∶R2= 。
【答案】 1︰4
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测电路中的电流。因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同,所以,电压表V1的量程为0~3V,电压表V2的量0~15V,电源的电压U=5U1,则R2两端的电压
串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流
则
定值电阻,则,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电流表示数
21.如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为 A,两电阻之比R1∶R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (变大/变小/不变)。
【答案】 1.44 1∶4 变小
【解析】由图可知,开关S1、S2闭合后,两电阻串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2所在支路电流;两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙,根据并联电路电流规律可知,电流表A1选用分度值为0.1A的大量程,示数为1.8A,电流表A2选用分度值为0.02A的小量程,示数为0.36A,即通过R2的电流为0.36A。根据并联电路电流规律可得通过R1的电流为
根据欧姆定律已经并联电路支路两端电压相等的规律可知
则
只断开开关S2,此时电路由原来的两电阻并联变为只有R1的简单电路,流表A1只测通过R1的电流,总电阻变大,电压不变,根据欧姆定律可知,通过R1的电流变小,即电流表A1的示数变小。
22.在如图所示电路中,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω。为保障电路安全,不能同时闭合的两个开关是 。当只闭合S2时,电流表示数为0.6A,则电源电压是 V,当闭合S1,断开S2和S3时,电流表示数为I1;当断开S1,闭合S2和S3时,电流表示数为I2,则I1︰I2= 。
【答案】 S1和S3 12 2︰9
【解析】由图可知,同时闭合S1和S3,电源会被短路,因此为了保证电路安全,不能同时闭合的开关是S1和S3。
由图可知,当只闭合开关S2时,该电路为只含有R2的简单电路,电流表测电路中的电流;已知电流表的示数为0.6A,即电路中的电流为I=0.6A,由可知电源电压为
U=U2=IR2=0.6A×20Ω=12V
当闭合S1,断开S2、S3时,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流;此时电流表的示数即电路中的电流I1,由串联电路的电阻特点可知电路总电阻为
R串=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
由欧姆定律可知电路中的电流为
当断开S1,闭合S2、S3,该电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路的电流;由并联电路的电阻特点可知电路总电阻为
由欧姆定律可知干路的电流为
则I1︰I2=0.4A︰1.8A=2︰9
23.图甲是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压的关系,则R的电阻为______Ω,现将它们并联后接在电压为2V的电源两端,如图乙,则干路中的电流是______A;若将它们串联接在电压为5V的电源两端,如图丙,则电路中电流是______A。
【答案】10;0.8;4。
【解析】小灯泡L和定值电阻R并联后接在电压为2V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以UL=UR=U=2V
由图像可知,对应的电流分别为IL=0.6A,IR=0.2A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路中的总电流I=IL+IR=0.6A+0.2A=0.8A
定值电阻的阻值
小灯泡L和定值电阻R串联后接在5V的电源两端时,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由图象可知,电路中的电流为0.4A,灯泡两端的电压为1V、电阻R两端的电压为4V时,电源电压U=1V+4V=5V,符合题意。
四、作图题(本道大题有2小题,共4分)
24.在图所示电路的O里填上适当的电表符号。要求:闭合开关S,各电路元件均能正常工作。
【答案】如图所示。
【解析】根据电路图可知,上面的电表与R1串联,所以它是电流表,中间电表与灯泡R1并联,因此为电压表;下面的电表与R2串联,因此为电流表。
25. (2024自贡一模)图是测量小灯泡电阻阻值的实物电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
【答案】如图所示.
【解析】测量小灯泡电阻阻值的实验中,除电压表外其余电路元件串联,电压表并在小灯泡两端。滑动变阻器一上一下接入电路,由图可知,电压表测的是电源电压,所以需要将滑动变阻器D接线柱与电压表正接线柱相连的导线画“×”,从滑动变阻器B(或小灯泡右端)接线柱引线到电压表正接线柱即可.
五、实验题(本道大题有3小题,共18分)
26.(7分)在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有学生电源(4 V不变),电流表(0~0.6 A)、电压表、定值电阻三只(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一只),滑动变阻器M、N的规格分别为:“10 Ω 2 A”、“20 Ω 1 A”,开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。
注意:连接电路的过程中开关应始终________;
(2)实验过程中,使用不同定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,要控制________保持不变;
(3)某次实验中,闭合开关时,电流表示数几乎为零,电压表示数为4 V,调节滑动变阻器的阻值,两电表示数均无明显变化,电路故障原因可能是________;
(4)排除故障后,更换不同定值电阻进行实验,记录实验数据如表:
实验次数 1 2 3
电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.40 0.20 0.10
分析表中数据可得到的结论是:____;由数据可知应选择滑动变阻器_____;(填“M”或者“N”)
(5)为使三个电阻都进行实验,则电阻R的控制电压的范围是________V。
【答案】 (1) 见解析 断开 (2) 导体R两端的电压 (3)电阻R断路 (4) 当电压一定时,电流和电阻成反比 N (5)2~3
【解析】(1)将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱相连,如下图所示:
连接电路的过程中,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关,所以实验中要使用控制变量法,即控制导体R两端的电压保持不变。
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片,且电压表始终为4V,电流表示数为零,说明电压表串联在了电路中,电流太小电流表显示不出来,则故障的原因可能是R断路。
(4)研究电流跟电阻之间的关系,电流的变化倍数与电阻变化倍数的倒数相等,故可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
电压表的示数保持不变,由表格中数据知
根据串分压的知识,当定值电阻的阻值最大为25Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大,此时电路中电流为0.08A,则滑动变阻器接入的阻值为
因此选择滑动变阻器N。
(5)由题可知,电流表量程为0~0.6A,故电路中最大电流为0.6A;由可得,电路中的最小电阻,此时定值电阻为R1=5Ω,则定值电阻的最大电压
根据串联电路电压的规律可得
------①,
因为电源电压、电压表示数不变,所以左边为定值,右边也为定值,当取最大的定值电阻R3=20Ω,变阻器连入电路中的电阻最大为R滑=20Ω时,代入①式得:
解得U表=2V,故为了使三个电阻都进行实验,定值电阻两端的控制电压的范围是2 3V。
27.(7分)请你和小新一起完成“伏安法测电阻”的实验。选用的器材有:电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)在图甲中,以画线代替导线将滑动变阻器连入电路中 。滑动变阻器的作用是 ;
(2)连接电路时,小新刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置,其原因可能是:
① ;② ;
(3)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.3A,此时待测电阻的阻值为 Ω;
(4)善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出Rx的阻值(滑动变阻器的最大阻值为RP),测量步骤如下:
①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
② ;
③被测电阻Rx= (用物理量符号表示)。
【答案】(1)见解析;(2)电流表选择了小量程,电源电压太高;(3)5;(4)见解析,
【解析】(1,滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,如下图所示:
“伏安法测电阻”的实验中,为了减小实验误差,应多次测量取平均值,故滑动变阻器的作用是保护电路和改变电阻两端的电压和通过电阻的电流。
(2)“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,说明电路中的电流较大,可能是电流表量程太小,可能是电源电压太大。
(3)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电压表选用0~3V的量程,分度值0.1V,其示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则此时待测电阻的阻值为
(4)②将滑动变阻器的滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U2。
③在步骤①中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U1;在步骤②中,Rx与滑动变阻器最大阻值RP串联,电压表测Rx两端的电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
U滑=U1-U2
根据分压原理得到
28. (4分)小明利用甲图所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向右移,电路中电流变大,导线不得交叉);
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表完好,则故障可能是_______;
(3)故障排除后,小明移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为______;
(4)小明发现在相同情况下,长期使用的灯泡的亮度明显不如规格相同的新灯泡亮。请你帮他分析灯泡变暗的原因可能是:______(写出1条即可)。
【答案】(1) 见解析(2)小灯泡断路 (3) 12.5 (4)见解析
【解析】(1)由于滑片P向右移,电路中电流变大,则可知,滑动变阻器的阻值变小,故完整的电路图如下图所示
(2)由于小灯泡始终不亮,且电流表几乎无示数,经检查电表完好,说明电路中没有电流,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源并联,则可能的故障可能是小灯泡断路。
(3)由图乙可知,电压表接入电路的是小量程,小量程的分度值为0.1V,故电压表的示数为2.5V,又小灯泡的额定电流为0.2A,则根据可知,小灯泡正常发光时的电阻为
(4)小灯泡长期使用,灯丝由于表面升华而变细,在材料和长度不变的情况下,灯丝的横截面积越小,灯丝电阻越大,根据可知,灯泡的实际功率变小,会导致小灯泡变暗。
六、计算与综合应用题(本道大题有2小题,共12分)
29.(4分)如图所示,电源电压为6V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大阻值是,滑片P在变阻器的最左端时,电流表的示数为0.6A,求:
(1)R1的电阻。
(2)若滑片P移动到变阻器的最右端时,电压表的示数是多大?
【答案】(1);(2)5V
【解析】如图所示,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压。
(1)滑片P在变阻器的最左端时,变阻器的阻值为0,此时电路为R1的简单电路,电流表的示数为0.6A,R1的电阻为
(2)若滑片P移动到变阻器的最右端时,滑动变阻器为最大阻值,是,此时电路的电流为
电压表的示数是
答:(1)R1的电阻为;
(2)若滑片P移动到变阻器的最右端时,电压表的示数是5V。
30.(8分)在图(a)所示的电路中,电源电压为9V且保持不变。电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,电压表示数为6V,电压表、电流表的表盘如图(b)所示求:
① 通过电阻R1的电流I1。
② 滑动变阻器接入电路的阻值R2。
③ 移动滑片P,在保证电路安全工作的情况下,求电流表示数的最大值I最大和最小值I最小。
【答案】①1.2A;②2.5Ω;③1.8A,0.36A
【详解】(1)通过电阻R1的电流I1是
(2)根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路中的电流特点可知
则滑动变阻器接入电路中的电阻大小是
(3)根据题意可知,电流表所选量程是0~3A,电压表所选量程是0~15V。电源电压是9V,所以电压表的最大示数是9V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是0,电路中的电流最大
当电路中的电流最大是1.8A时,可以保证电流表和滑动变阻器都能安全工作。当滑动变阻器的阻值全部接入电路中时,电路中的电流最小,则最小电流是中小学教育资源及组卷应用平台
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专题14.2 欧姆定律单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1.历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在1862年,有位科学家通过大量实验探究得出了导体中电流跟电压、电阻的关系,这位科学家是( )
A.焦耳 B.欧姆 C.牛顿 D.法拉第
2.根据欧姆定律可得到,对于该式下列说法中正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
3.滑动变阻器在电学实验中起到重要的作用,除保护电路外,它还能改变电路中的电流和电压,下列试验中,关于滑动变阻器的作用,下列说法正确的是( )
A.在“测量未知定值电阻的阻值”实验中,其主要作用是为了多次测量,得出普遍规律
B.在“测量小灯泡功率”实验中,其主要作用是为了多次测量求平均值,减小误差
C.探究“电流与电压关系”实验中,主要作用是改变电压,便于多次测量,得出普遍规律
D.探究“电流与电阻关系”实验中,主要作用是保持R两端电压不变,求平均值,减小误差
4.已知R1>R2,按图中的四种方式分别接在同一电源上,下列电路中电流最大的是( )
A. B. C. D.
5.在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U -I关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是( )
A.R2 > R1 B.R2 = R1 C.R2 < R1 D.无法确定
6.两个定值电阻,甲标有“12V,0.2A”,乙标有“6V,0.3A”,现把它们串联起来,电路允许加的最大电压为( )
A.18V B.16V C.6V D.12V
7.在图所示的电路中,电源电压保持不变,开关、均闭合。当开关由闭合到断开时,电路中( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表的示数变大
C.电流表A的示数变大
D.电压表V示数与电流表示数的比值不变
8.如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )
A.6V 20Ω B.4V 20Ω C.6V 10Ω D.4V 10Ω
9.如图所示,电源电压恒为4.5V,电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,两个电压表的量程均为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表V2的示数变化范围为0~3V
B.电阻R1的电功率的变化范围为0.205W~0.9W
C.滑动变阻器R2的阻值的取值范围为5~15Ω
D.电流表A的示数变化范围为0.15~0.3A
10.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的“U-I”关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是 ( )
A.图线Ⅱ为R2的“U-I”图像
B.当R1= R2时,电流的大小0.2A
C.R1的阻值为30Ω
D.电源电压为8V
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11.赣南脐橙名扬海内外,果农用石墨烯制成的甜敏电阻检测脐橙含的糖量,甜敏电阻的阻值随含糖量的升高而增大。如图所示是检测脐橙含糖量的电路,电源电压不变。将甜敏电阻R附着在切开的脐橙上,当脐橙含糖量升高时( )
A.电流表示数增大,甜敏电阻R值减小
B.电流表示数减小,甜敏电阻R值增大
C.电流表和电压表的示数都减小
D.电流表和电压表的示数都增大
12.如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,由图像可知下列判断正确的是( )
A.甲的电阻值是20Ω
B.甲的电阻值大于乙的电阻值
C.甲、乙串联,乙两端的电压为1V时,甲两端的电压为3V
D.甲、乙并联,通过甲的电流为0.1A时,通过乙的电流为0.2A
13.如图甲所示的电路中,电源电压恒为3V,R1为定值电阻。闭合开关S,滑片P从R2的一端滑到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。由此可知( )
A.当I=0.1A时,滑片P处于a端
B.R1的阻值为10Ω
C.R2的最大阻值为20Ω
D.当滑片P位于R2的中点时,电压表示数为2V
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共27分)
14. (2024四川成都)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是________。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是________。
15. 有一只小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流是________A。如果我们只有电压为6V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个________Ω的电阻。
16.甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示。甲灯的电阻 ______乙灯电阻(选填“大于”、“小于”或“等于” );将甲、乙两灯泡串联接入电路后,通过它们的电流为,则电源电压为 ______。
17.如图所示,开关闭合时,电压表V和电阻R是________联的,电流表A的示数是________A;电压表V表的示数是________V,如果电源电压6V不变,则变阻器此时接入电路的电阻R=________Ω。
18.如图所示是一种测定油箱内油量装置的示意图。当油箱中油量改变时,浮子带动滑杆,滑杆带动滑片在电阻片R上滑动,从而改变电路中电流表的示数。当油量逐渐减少时,电流表的示数______(选填“增大”“减小”或“不变”)。已知电源电压15V保持不变,R的规格为“20Ω 1A”。当油量最多时,滑片在A端;当油量最少时,滑片在B端,此时电流表示数为0.3A,则R0=______Ω。
19.两只定值电阻,R1标有“10Ω,1A”,R2标有“15Ω,0.6A”。把R1和R2按如图所示的方式接入电路,电源电压可调,为了保护两电阻,电路中的最大电流______A,电源电压的最大值为______V。若把它们并联接入电路中,调节电源两端电压,并保护两电阻,最大值为______A。
20.如图所示,电源电压U=5V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,闭合开关S,电压表V1、V2指针的偏转情况完全相同,则电流表的示数为 A,定值电阻的阻值之比R1∶R2= 。
21.如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为 A,两电阻之比R1∶R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (变大/变小/不变)。
22.在如图所示电路中,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω。为保障电路安全,不能同时闭合的两个开关是 。当只闭合S2时,电流表示数为0.6A,则电源电压是 V,当闭合S1,断开S2和S3时,电流表示数为I1;当断开S1,闭合S2和S3时,电流表示数为I2,则I1︰I2= 。
23.图甲是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压的关系,则R的电阻为______Ω,现将它们并联后接在电压为2V的电源两端,如图乙,则干路中的电流是______A;若将它们串联接在电压为5V的电源两端,如图丙,则电路中电流是______A。
四、作图题(本道大题有2小题,共4分)
24.在图所示电路的O里填上适当的电表符号。要求:闭合开关S,各电路元件均能正常工作。
25. (2024自贡一模)图是测量小灯泡电阻阻值的实物电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
五、实验题(本道大题有3小题,共18分)
26.(7分)在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有学生电源(4 V不变),电流表(0~0.6 A)、电压表、定值电阻三只(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一只),滑动变阻器M、N的规格分别为:“10 Ω 2 A”、“20 Ω 1 A”,开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。
注意:连接电路的过程中开关应始终________;
(2)实验过程中,使用不同定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,要控制________保持不变;
(3)某次实验中,闭合开关时,电流表示数几乎为零,电压表示数为4 V,调节滑动变阻器的阻值,两电表示数均无明显变化,电路故障原因可能是________;
(4)排除故障后,更换不同定值电阻进行实验,记录实验数据如表:
实验次数 1 2 3
电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.40 0.20 0.10
分析表中数据可得到的结论是:____;由数据可知应选择滑动变阻器_____;(填“M”或者“N”)
(5)为使三个电阻都进行实验,则电阻R的控制电压的范围是________V。
27.(7分)请你和小新一起完成“伏安法测电阻”的实验。选用的器材有:电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)在图甲中,以画线代替导线将滑动变阻器连入电路中 。滑动变阻器的作用是 ;
(2)连接电路时,小新刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置,其原因可能是:
① ;② ;
(3)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.3A,此时待测电阻的阻值为 Ω;
(4)善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出Rx的阻值(滑动变阻器的最大阻值为RP),测量步骤如下:
①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
② ;
③被测电阻Rx= (用物理量符号表示)。
28. (4分)小明利用甲图所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向右移,电路中电流变大,导线不得交叉);
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表完好,则故障可能是_______;
(3)故障排除后,小明移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为______;
(4)小明发现在相同情况下,长期使用的灯泡的亮度明显不如规格相同的新灯泡亮。请你帮他分析灯泡变暗的原因可能是:______(写出1条即可)。
六、计算与综合应用题(本道大题有2小题,共12分)
29.(4分)如图所示,电源电压为6V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大阻值是,滑片P在变阻器的最左端时,电流表的示数为0.6A,求:
(1)R1的电阻。
(2)若滑片P移动到变阻器的最右端时,电压表的示数是多大?
30.(8分)在图(a)所示的电路中,电源电压为9V且保持不变。电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,电压表示数为6V,电压表、电流表的表盘如图(b)所示求:
① 通过电阻R1的电流I1。
② 滑动变阻器接入电路的阻值R2。
③ 移动滑片P,在保证电路安全工作的情况下,求电流表示数的最大值I最大和最小值I最小。