第5章 欧姆定律 测试卷
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意)
1.关于欧姆定律的公式I=及其变形公式U=IR的理解,下列说法正确的是 ( )
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
2.(2025淄博期中)现有两个电阻R1、R2,且R1>R2,分别连接在同一个电源两端,电路中电流最大的是 ( )
3.小宁同学在探究通过导体的电流与其两端电压关系时,绘制出了甲、乙两个电阻的I-U图像,如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.乙的电阻为0.2 Ω
B.甲的电阻为20 Ω
C.只将甲、乙两电阻并联,若干路电流为0.4 A,则此时电源电压为2.5 V
D.只将甲、乙两电阻串联,若电路中电流为0.3 A,则电源电压为6 V
4.如图所示,电源电压为9 V保持不变,闭合开关S,为保证电流表的示数为0.75 A,现有5 Ω、20 Ω、30 Ω电阻各一个,若在其中选择两个电阻在图中虚线框内连成电路,则下列做法可行的是 ( )
A.5 Ω和20 Ω串联
B.20 Ω和30 Ω串联
C.5 Ω和30 Ω并联
D.20 Ω和30 Ω并联
5.如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路,若考虑电表内阻对电路的影响,则关于测量误差和产生原因,下列说法正确的是( )
A.测量值偏小,是由于电流表所测通过Rx的电流偏小
B.测量值偏小,是由于电压表所测Rx两端的电压偏小
C.测量值偏大,是由于电流表所测通过Rx的电流偏大
D.测量值偏大,是由于电压表所测Rx两端的电压偏大
6.(2024绥化中考)如图所示电路中,R0是定值电阻,R1是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中,正确的是 ( )
A.电压表和电流表的示数都增大
B.电压表和电流表示数的比值增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数增大,电压表示数减小
7.如图所示电路,电源电压恒定,R1、R2、R3均为定值电阻。当开关S闭合,S1、S2断开时,电流表A的示数为0.2 A;当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表A的示数为0.4 A;当开关S、S1、S2都闭合时,电流表A的示数为0.5 A,则 ( )
A.R1∶R2=2∶1 B.R1∶R3=1∶1
C.R2∶R3=1∶2 D.R1∶R2∶R3=2∶2∶1
8.如图所示电路,R1是不为零的定值电阻,R2是滑动变阻器。电源电压恒定,开关S1、S2、S1处于断开状态。下列判断正确的是 ( )
A.只闭合S1和S2,向右移动R2的滑片,电流表示数减小,电压表示数变大
B.只闭合S2,向左移动R2的滑片,电流表示数减小,电压表示数减小
C.只闭合S1和S2,电流表示数为I1;只闭合S2,电流表示数为I2,则I1D.只闭合S3,电压表示数为U1;只闭合S2,电压表示数为U2,此时,无论如何调节滑动变阻器,U2总是小于U1
9.(2024安徽中考)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表V1、电压表V2、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI,则 ( )
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小
C.ΔU1与ΔI的比值大于R的阻值
D.ΔU2与ΔI的比值等于R的阻值
10.如图所示的电路中,定值电阻R1和R2的阻值相同,闭合开关S1,电流表、电压表均有示数,再闭合开关S2。下列说法正确的是( )
A.电路的总电流变小
B.通过R2的电流的变化量大于通过R1的电流
C.R2两端电压的变化量与滑动变阻器两端电压的变化量不相等
D.使电流表恢复到原来的示数,应将滑动变阻器的滑片P向b端移动
二、填空题(本大题共5小题,每空2分,共24分)
11.一天傍晚,小明正在家中看电视,同时客厅中一盏电灯正在亮着,如果他妈妈再接入一个电饭锅,电路的总电阻将 ,总电流将 ,电灯中的电流将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
12.如图所示为一种测定油箱内油量的装置,其中油量表是由 表改装成的。当油箱内的油量减少时,油量表的示数将 (选填“变大”或“变小”)。
13.(2024天津中考)在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合开关,当滑片P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9 V,小灯泡标有“6 V 0.5 A”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω。
14.电路元件A和B的电流与电压关系如图甲所示,将它们按图乙连接在电路中。闭合开关S,电流表的示数为0.4 A,元件A的电阻为 Ω,电源电压为 V。
15.(2025咸阳阶段练习)如图所示电路中,闭合开关S,灯泡L1和L2是 (选填“串联”或“并联”)连接的;若电压表的示数为3 V,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.2 A,则灯L2两端的电压为 V,灯L1的电阻为 Ω。
三、实验探究题(本大题共3小题,每空2分。第16小题8分,第17小题12分,第18小题10分,共30分)
16.小明同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒定不变,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,选用的三个定值电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω。
(1)在连接电路的过程中,开关应处于 状态。
(2)分别将5 Ω、10 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,两次实验均使电压表示数为1.2 V,记下每次对应的电流表示数。
(3)断开开关,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,接入20 Ω的定值电阻进行第三次实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,小明分析之后发现无法将电压表示数调至1.2 V,但可以求出电源电压为 V。
(4)为了使电压表示数仍为1.2 V,顺利完成第三次实验,如果只更换滑动变阻器,应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(5)更换合适的滑动变阻器后继续实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示,分析图像可得:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
17.(2024齐齐哈尔中考)在“伏安法测电阻”实验中,老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器(铭牌上标有“20 Ω 1 A”)等器材,所有器材均完好。
(1)小夏按照实验操作要求,在检查实验器材时,发现电流表指针的位置如图1所示,出现这一现象的原因是 。
(2)解决问题后,小夏设计并连接了如图2所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图2的电路连接完整(要求:导线不可交叉)。
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最右端。此时,滑动变阻器的作用是 。
(4)检查电路连接无误,闭合开关。在实验的过程中,电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻R 。
(5)排除故障后,小夏继续进行实验,当电压表示数为1.2 V时,电流表的示数如图3所示,并计算定值电阻的阻值R= Ω。小夏认为实验已经完成,小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠,原因是 。
18.为测定一只标有“2.5 V”字样的小灯泡正常工作时的电阻,某同学准备了下列器材:待测小灯泡、干电池3节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整。
(2)闭合开关后,滑片P位于某一位置时,电压表示数如图乙所示,为了让小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)滑片P调整到适当位置,电压表示数为2.5 V,此时电流表示数如图丙所示,则该小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。
(4)小华认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,然后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调节b处电阻,使电压表示数为2.5 V;
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数即为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (选填“a”或“b”)位置。
四、计算应用题(本大题共2小题,第19小题6分,第20小题10分,共16分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
19.如图所示,电路中电源电压保持不变,R1=10 Ω,R2=20 Ω,当S1、S2都断开时,电流表示数是0.3 A。
(1)求电源电压。
(2)只闭合S1时,求电流表的示数。
(3)S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.75 A,求R3的阻值。
20.(2025沧州期中)如图所示电路,电源电压恒定,R1、R3为定值电阻,R3的阻值为9 Ω,滑动变阻器R2的规格为“100 Ω 1.2 A”,电流表的测量范围为0~3 A,两电压表的测量范围均为0~15 V。当开关S闭合,且滑片P滑到某点时,电流表的示数为1 A,电压表V1、V2的示数分别为3 V和9 V。求:
(1)R1的阻值。
(2)电源电压。
(3)在保证电路安全的情况下,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围。
【详解答案】
1.D 解析:导体的电阻是导体的一种属性,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压无关,与通过导体的电流也无关,导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,故AC错误;电压是形成电流的条件,当导体电阻一定时,电流由电压决定,电流与电压成正比,而不是电压与电流成正比,故B错误;通过导体的电流由导体两端的电压与导体的电阻决定,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D正确。故选D。
2.D 解析:A.电路中只有R1,电路的电阻为R1,电路中的电流I1=;B.电路中只有R2,电路的电阻为R2,电路中的电流I2=;C.两个电阻串联,总电阻为R=R1+R2,电路中的电流I3=;D.两个电阻并联,总电阻为R'=,总电阻小于并联电阻中任何一个电阻,电路中的电流I4=;由以上分析可知R1+R2>R1>R2>,电路中的电流:I4>I2>I1>I3,电路中电流最大的是D,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
3.D 解析:由图像可知,甲电阻两端电压为3.0 V时,电流为0.2 A,则甲的电阻R甲===15 Ω,乙电阻两端电压为3.0 V时,电流为0.6 A,则乙的电阻R乙===5 Ω,故AB错误;只将甲、乙两电阻并联,若电源电压为
1.5 V,则甲、乙电阻两端电压均为1.5 V,由图像可知,通过甲电阻电流为0.1 A,通过乙电阻电流为0.3 A,则干路中电流为0.4 A,故C错误;只将甲、乙两电阻串联,若电路中电流为0.3 A,由图像可知,乙电阻两端的电压为1.5 V,由欧姆定律可得,甲电阻两端的电压U'甲=IR甲=0.3 A×15 Ω=4.5 V,则电源电压U=U'甲+U'乙=4.5 V+1.5 V=6 V,故D正确。故选D。
4.D 解析:由R=可知虚线框中的总电阻为R===12 Ω,5 Ω和20 Ω串联后的总电阻为25 Ω,故A不符合题意;20 Ω和30 Ω串联后的总电阻为50 Ω,故B不符合题意;5 Ω和30 Ω并联后的总电阻为R=≈4.3 Ω,故C不符合题意;20 Ω和30 Ω并联后的总电阻为R==12 Ω,故D符合题意。故选D。
5.D 解析:由于电流表的分压作用,电压测量值偏大,电流测量值准确,根据欧姆定律可知,电阻测量值偏大,等于电阻Rx与电流表内阻之和。故选D。
6.D 解析:分析电路可知,R0、R1串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路电流。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,则R1阻值变小,则总电阻变小,根据I=可知电流表示数增大,根据U=IR可知R0两端电压增大,根据串联分压规律,R1两端电压减小,则电压表示数减小,故AC错误,D正确;根据R=,电压表和电流表示数的比值即为R1阻值,所以电压表和电流表示数的比值减小,故B错误。故选D。
7.B 解析:当开关S闭合,S1、S2断开时,R1单独接在电源上,电流表A测R1的电流,根据欧姆定律可得I1==
0.2 A;当开关S、S1闭合,S2断开时,R1、R3并联,电流表A测干路电流,由并联电路电流规律可得,经过R3的电流I3=I总-I1=0.2 A,当S、S1、S2都闭合时,电流表A测干路电流,由并联电路电流规律可得,经过R2的电流I2=I总-I1-I3=0.1 A,根据并联分流规律可得R1∶R3=I3∶I1=1∶1……①,同理可得R1∶R2=I2∶I1=1∶2……②,由①②可得R1∶R2∶R3=1∶2∶1,故B正确,ACD错误。故选B。
8.D 解析:只闭合S1和S2,滑动变阻器R2、电压表被短路,电路为R1的简单电路,向右移动R2的滑片,电流表示数不变,电压表示数为0,故A错误;只闭合S2,R1和R2串联,向左移动R2的滑片,电路中电阻减小、电流变大,电流表示数变大,定值电阻R1两端的电压变大,电压表示数减小,故B错误;只闭合S1和S2,电路为R1的简单电路,电流表示数为I1=;只闭合S2,R1和R2串联,电流表示数为I2=,则I29.D 解析:由题图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表V1测定值电阻两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压。将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,滑动变阻器接入电路的阻值越来越小,则电路总电阻越来越小,根据欧姆定律可知,电路的电流变大,则定值电阻两端电压变大,即电压表V1的示数变大,根据串联分压可知,滑动变阻器两端电压变小,即电压表V2的示数变小,故AB错误;由上述可知,电压表V1和电压表V2的示数变化量的绝对值ΔU1=ΔU2,由欧姆定律可知,电压表V1的示数变化量ΔU1=I'R-IR=(I'-I)R=ΔIR,因此ΔU1和ΔU2与ΔI的比值都等于R的阻值,故C错误,D正确。故选D。
10.D 解析:由电路图可知,闭合开关S1时,R与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,再闭合开关S2后,R1与R并联后再与R2串联,电流表测R支路的电流,电压表测R2两端的电压,因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以R1与R并联后的总电阻小于R的阻值,则电路的总电阻变小,由I=可知,电路的总电流变大,故A错误;由串联电路的分压特点可知,并联部分的电压变小,R两端的电压变小,由I=可知,R的阻值不变时,通过R的电流变小,即电流表的示数变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且干路电流变大,通过R的电流变小,通过R2的电流等于通过R1和R的电流之和,所以通过R1的电流大于通过R2电流的增加量,故B错误;因R2两端的电压和滑动变阻器两端的电压之和等于电源电压,所以,R2两端电压的变化量与滑动变阻器两端电压的变化量相等,故C错误;当滑片P向a端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,并联部分的总电阻变大,由串联电路的分压特点可知,并联部分电压变大,R2两端的电压变小,则通过R1的电流变大,干路电流变小,由并联电路的电流特点可知,通过R的电流变小,即电流表的示数变小;同理可知,当滑片P向b端移动时,通过R1的电流变小,干路电流变大,通过R的电流变大,电流表的示数变大,所以,要使电流表恢复到原来的示数,应将滑动变阻器的滑片P向b端移动,故D正确。故选D。
11.变小 变大 不变
解析:在家庭电路中,各用电器之间是并联的,接入电路的用电器越多,总电阻越小,总电流越大,故再接入一个电饭锅后,电路的总电阻将变小,总电流将变大。根据并联电路电压的规律,电灯两端的电压不变,电灯中的电流将不变。
12.电流 变小
解析:根据电路图可知,闭合开关,油量表与R0串联,根据电流表和电压表使用方法,电流表应串联在电路中,故油量表是由电流表改装而成的。当油箱内的油量减少时,浮标下降,在杠杆的作用下滑片上移,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电路中的电流变小,则油量表的示数将变小。
13.左 6
解析:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,要让小灯泡变亮,电路中的电流就要变大,即滑动变阻器接入电路中的电阻要变小,所以滑片P应向左移动。当小灯泡正常发光时,电路中的电流为0.5 A,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=9 V-6 V=3 V,滑动变阻器连入电路的电阻为R滑===6 Ω。
14.5 4.5
解析:由图乙可知,两个元件串联,电流表测量电路中的电流;由图甲可知,当通过的电流为0.4 A时,元件A两端的电压为2 V,则元件A的电阻为RA===5 Ω;两元件串联,通过它们的电流相等,由图甲可知,当电路中的电流为0.4 A时,B元件两端的电压为2.5 V,则电源电压为U=UA+UB=2 V+2.5 V=4.5 V。
15.并联 3 10
解析:闭合开关S,电流从电源的正极分别经过两个灯泡回到电源的负极,此时电路中灯泡L1和L2并联。图中电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测灯泡L2支路电流,若电压表的示数为3 V,根据并联电路中电压规律可得,灯L2两端的电压也为3 V。根据并联电路中电流规律可得,通过灯L1的电流为I1=I-I2=0.5 A-
0.2 A=0.3 A,灯L1的电阻为R1===10 Ω。
16.(1)断开 (3)3 (4)30 (5)反
解析:(1)为保护电路,在连接电路的过程中,开关应处于断开状态。(3)断开开关,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,接入20 Ω的定值电阻进行第三次实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,电压表选用小测量范围,分度值为0.1 V,示数为1.5 V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为U滑===1.5 V,根据串联电路电压的规律,电源电压为U=U滑+U表=1.5 V+1.5 V=3 V。(4)为了使电压表示数仍为1.2 V,顺利完成第三次实验,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为U'滑=U-U'表=3 V-1.2 V=1.8 V,根据串联电路电流的规律,通过滑动变阻器的电流为I'滑=IR===0.06 A,此时滑动变阻器的最大阻值为R滑max===30 Ω,所以如果只更换滑动变阻器,应选取最大阻值不小于30 Ω的滑动变阻器。(5)更换合适的滑动变阻器后继续实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示,分析图像可知,电流与电阻的乘积是一个定值,故可得:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
17.(1)电流表指针未调到零刻度线处
(2)如图所示:
(3)保护电路 (4)断路 (5)10 没有多次测量取平均值,减小误差
解析:(1)电流表指针没有指在零刻度线上,说明电流表在使用前没有校零。(2)电源电压为3 V,所以电压表接小测量范围,为0~3 V,电压表与电阻并联。(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,此时滑动变阻器的作用是保护电路。(4)电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为0,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的定值电阻断路。(5)由图3可知,电流表的测量范围为0~
0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.12 A,定值电阻的阻值R===10 Ω。一次测量存在较大的误差,为了减小误差,应多次测量求平均值,所以小民认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠。
18.(1)如图所示:
(2)左 (3)6.25 (4)②2.5 a
解析:(1)实验中,电压表并联在灯泡两端,测灯泡两端电压,滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路。(2)由图甲可知,电压表使用的是小测量范围,由图乙可知,电压表的分度值为0.1 V,示数为2.4 V,小于灯泡正常工作时的电压2.5 V,因此应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压特点可知,应减小滑动变阻器两端电压,根据串联分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,因此应将滑片向左移动。(3)图甲中电流表使用的是小测量范围,分度值为0.02 A,由图丙可知,电流表示数为0.4 A,则该小灯泡正常工作时的电阻为RL===6.25 Ω。(4)图丁中,电压表与灯泡或a处电阻并联,测量灯泡或a处电阻两端电压。闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,则灯泡与b处的电阻串联,电压表测灯泡两端电压,调节b处的电阻,使电压表示数为2.5 V,此时灯泡正常发光。将单刀双掷开关掷于位置2时,若a处为电阻箱,b处为滑动变阻器,此时电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端电压,保持b处电阻不变,调节电阻箱,使电压表示数为2.5 V,则电阻箱的示数即为小灯泡正常工作时的电阻,使用了等效替代法;若a处为滑动变阻器,b处为电阻箱,电阻箱阻值不变,则调节a处的滑动变阻器,无法得到灯泡灯泡正常发光时的电阻,不合适,因此a处为电阻箱。
19.解:(1)分析电路可知,当S1、S2都断开时,R1、R2串联,电流表示数是0.3 A,则电源电压为U=I1R总=I1(R1+R2)=
0.3 A×(10 Ω+20 Ω)=9 V。
(2)只闭合S1时,R1被短路,电路为R2的简单电路,所以电流表的示数为I2===0.45 A。
(3)S1、S2都闭合时,R1被短路,R2和R3并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电流、电压规律可知,此时R2和R3的电压均为9 V,通过R2的电流为0.45 A,则通过R3的电流为I3=I总-I2=0.75 A-0.45 A=0.3 A,所以R3的阻值为R3===30 Ω。
20.解:(1)闭合开关,R1、R2、R3串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R1、R2两端的电压,电流表的示数为1 A,R1的阻值为
R1===3 Ω。
(2)滑片P滑到某点时,电流表的示数为1 A,电压表V1、V2的示数分别为3 V和9 V,根据欧姆定律可得R3两端的电压
U3=I1R3=1 A×9 Ω=9 V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压
U=+U3=9 V+9 V=18 V。
(3)滑动变阻器R2的规格为“100 Ω 1.2 A”,电流表的测量范围为0~3 A,串联电路各处电流相等,则通过电路的最大电流为1.2 A,此时电路总电阻R===15 Ω,此时滑动变阻器接入电路的最小阻值
R2=R-R1-R3=15 Ω-3 Ω-9 Ω=3 Ω;根据串联分压原理可知,电压表V2示数最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表V2的测量范围为0~15 V,当电压表V2示数最大为15 V时,通过电路的电流
I″=== A,
此时R1两端的电压
U'1=I″R1= A×3 Ω=1 V,
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值
R'2===42 Ω,
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为3~42 Ω。