第5章 欧姆定律 质量评价
(考试时间:70分钟 满分:90分 得分:________)
一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.有R1、R2和R3三只定值电阻,已知R1>R2>R3,分别连接在同一个电源两端,若使电路电流最大,则电阻连接方式是(C)
2.一位同学在做实验时,需要阻值为6 Ω的电阻一个,但手边只有10 Ω和12 Ω的电阻各2个,下列符合题意的是(A)
A.将两个12 Ω的电阻并联起来
B.将一个10 Ω和一个12 Ω的电阻并联起来
C.将两个10 Ω的电阻串联起来
D.将一个10 Ω和一个12 Ω的电阻串联起来
3.对于“探究电压一定时电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是(A)
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
4.在测量阻值约为5 Ω的定值电阻Rx的实验中,小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下电路测出该电阻的值。下列四个电路中,R0为阻值已知的定值电阻,则不能测出未知电阻Rx的电路是(D)
5.如图电路中,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(D)
A.A的示数变大,V2的示数变大
B.A的示数变小,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
6.如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起,下列说法中不正确的(D)
A.电路中R0起到保护电路的作用,R与R0是串联的
B.电子秤仪表是由电流表改装而成的
C.物品质量越小,R接入电路的电阻越大
D.物品质量越大,通过R的电流越小
7.如图所示,电源电压不变,不考虑小灯泡电阻受温度的影响,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向a端滑动过程中,下列说法正确的是 (B)
A.V与A1示数的比值变小 B.V与A1示数的乘积不变
C.V与A2示数的比值不变 D.V与A2示数的乘积变大
8.分别测得电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。下列说法正确的是(D)
A.A元件的电阻比B元件的电阻大
B.A元件的电阻为10 Ω
C.串联在总电压为6 V的电路中,电路电流为0.3 A
D.并联在总电压为3 V的电路中,电路总电流为0.9 A
9.如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V,电流表量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法错误的是(B)
A.若滑片P向左移,电流表的示数变大
B.电压表与电流表的比值不变
C.电流表的变化范围是0.3~0.6 A
D.滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10 Ω
10.如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1、S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则(B)
A.R1的电阻为5 Ω
B.R2的电阻为7.5 Ω
C.前一种情况中a表的示数为6 V
D.后一种情况中b表的示数为1.2 A
11.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是(B)
A.A是R1的I-U图像
B.变阻器R2最大阻值为70 Ω
C.当滑片P位于变阻器中点时,电流表示数为0.5 A
D.变阻器R2最大阻值为30 Ω
12.如图电路中,电源两端的电压保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。R1、R2的阻值分别为20 Ω、10 Ω。当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为I;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为1.2 A,R1两端的电压为U1;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.3 A,R1两端的电压为U1′。下列判断正确的是 (B)
A.I=0.8 A B.R3的阻值为60 Ω
C.U1∶U1′=4 ∶3 D.电源电压为18 V
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共22分)
13.某电阻两端加6 V电压时,通过的电流为0.2 A,则它的阻值为30Ω;如果把该电阻两端的电压调为2 V,则此时该电阻的阻值为30Ω。
14.在用伏安法测电阻时,已知待测电阻的阻值在10~20 Ω之间,现有电压为6 V的电池组,则在实验中电压表应选0~15 V的量程,电流表应选0~0.6 A的量程。
15.如图所示,电源电压为3 V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6 A,电流表A2的示数为0.2 A,则通过灯泡L2的电流为0.4A,灯泡L1的阻值为15Ω。
16.如图是某酒精浓度检测仪的原理图,R1为一种气敏电阻,它的阻值随酒精浓度的增大而减小,当酒精浓度增大时,电压表的示数将减小,电流表的示数将增大,此时R2两端的电压增大。
17.如图所示的电路,电源电压恒定,已知R0=40 Ω、R=5 Ω,S1、S2都闭合时,电压表示数为9 V,则电源电压为9V;若只闭合S1时,电压表示数为1V,此时通过R的电流为0.2A。
18.如图电路,电源电压不变,已知 R1=10 Ω、R2=20 Ω,当S1闭合、 S2接1 位置时,电流表示数为0.3 A; 当 S1闭合、 S2接2位置时,电压表示数为4.5 V。当 S1闭合、 S2接由1位置接到2位置时,电流表示数将变小,电压表示数将变大,电源电压为9V。
19.如图所示电路中,电源电压恒定,R1=10 Ω,R2=20 Ω。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.4 A,则电源电压是8V。当断开开关S1,闭合S2、S3时,电流表的示数为I1,当闭合开关S1,断开S2、S3时,电流表的示数为I2,则I1∶I2=9 ∶2。
20.如图所示,电源电压恒定,定值电阻R2的阻值为20 Ω,电流表A1和A2的量程均为0~0.6 A。闭合开关S,当滑动变阻器R1的滑片从最左端向右移动的过程中,两个电流表的示数之差始终为0.2 A。则电压表的示数为4V,滑动变阻器R1允许接入电路的最小阻值为10Ω。
21.如图是电阻R和灯泡L的I-U图像,若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,电路中的电流为0.6 A,则电源电压为9V;若电阻R和灯泡L并联接在电压为6 V的电源上,此时灯泡L的电阻为7.5Ω,干路电流为1.4A。
三、作图题(本题共2小题,每小题3分,共6分)
22.如图所示,电学黑箱中有两个阻值均为1 Ω的电阻,它们和盒外的接线柱相连。现测得A、B间的电阻为1 Ω,B、C间的电阻为2 Ω。若用导线连接C、D,测得A、B之间的电阻为0.5 Ω。请在黑箱中画出这两个电阻的连接图。
23.小文想和你一起设计一种自动测定油箱内油面高度的油量表,如图所示,金属滑杆与电阻R接触良好,要求:当油箱油面下降时,油量表的示数将变小,且油箱中的油用完时,滑片移到最上端,油量表的示数为零,请完成剩余的电路设计。
四、创新设计与实验探究题(本题共2小题,连线1分,其余每空1分,共13分)
24.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,实验室提供的实验器材:电压恒为4.5 V 的电池组、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻5只(电阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)、导线若干。
(1)小亮用如图所示器材先“探究电阻一定时电流与电压的关系”,请你用笔画线代替导线帮助小亮将电路连接完整。要求:滑片向右端移动时,电路中的电流变小,且导线不能交叉。(如图所示)
(2)连接完电路闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最右(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,小亮进行了5次实验得出右表中的数据,由表
中数据可知,实验中所用电阻的阻值为10Ω。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
(4)完成第4次实验后,需要向左端移动滑动变阻器的滑片,才能得到第5次实验数据。根据实验数据可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)小亮继续用该电路“探究电压一定时电流与电阻的关系”。他分别将5只定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,保持电压表示数为2.5 V,记录每次电流表的示数。为完成该实验,所用滑动变阻器的最大阻值至少为20Ω。
25.如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.16 0.24
电阻R/Ω 9.4 10.4
(1)同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。(如图所示)
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最右(选填“左”或“右”)端,目的是保护电路。
(3)小聪正常进行实验并将实验数据记录在表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为0.2 A,根据三次实验数据可得定值电阻R=9.9 Ω(结果保留一位小数)。
(4)下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是A(填字母代号)。
A.用刻度尺测量作业本的长度
B.探究同种物质的质量与体积的关系
(5)若要测一个额定电压为U0的小灯泡正常工作时的电阻,电源电压U不变,定值电阻R的阻值已知,在不改变电路连接的情况下,下列电路能实现的是C(填字母代号)。
五、综合运用与计算题(本题共2小题,第26小题6分,第27小题7分,共13分。解答时要求有必要的文字说明、公式和计算过程,只写结果不得分)
26.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=4 Ω,R3=6 Ω。若开关均断开时,电流表示数为0.2 A;开关均闭合时,电流表示数为0.6 A。
(1)求电源电压;
(2)求R2的阻值;
(3)当开关S1断开、S2闭合时,求电流表的示数。
解:(1) 开关均断开时, R1、R3串联,电流表示数为 0.2 A,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,电源电压:
U=IR=I(R1+R3)=0.2 A×(4 Ω+6 Ω)=2 V;
(2) 开关均闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路电流,电流表示数为0.6 A,根据欧姆定律可知,通过R1的电流:
I1===0.5 A,
根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电流:
I2=I′-I1=0.6 A-0.5 A=0.1 A,
根据欧姆定律可知,R2的阻值:
R2===20 Ω;
(3)当开关S1断开,S2闭合时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律可知,电流表的示数:IA===0.5 A。
27.图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6 A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙。电源电压为12 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω。
(1)当R的阻值为35 Ω时,求电路的电流;
(2)当通过电路的电流为 0.4 A 时,求地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。
解:(1)由图可知:压力传感器R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,当R的阻值为35 Ω时,电路的电流:
I===0.3 A;
(2)当通过电路的电流为0.4 A时,电路的总电阻:
R总===30 Ω,
R的阻值:R′=R总-R0=30 Ω-5 Ω=25 Ω,
由图乙可知压力F=1×104 N,地磅的测量值:
m====1 000 kg;
(3)电流表的示数最大为0.6 A,电源电压不变,电路的总电阻:
R′总===20 Ω,为了增加地磅的最大测量值,即压力增大,需要减小R的阻值,R的阻值为R=20 Ω-R0,所以需要增大R0的阻值。第5章 欧姆定律 质量评价
(考试时间:70分钟 满分:90分 得分:________)
一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.有R1、R2和R3三只定值电阻,已知R1>R2>R3,分别连接在同一个电源两端,若使电路电流最大,则电阻连接方式是( )
2.一位同学在做实验时,需要阻值为6 Ω的电阻一个,但手边只有10 Ω和12 Ω的电阻各2个,下列符合题意的是( )
A.将两个12 Ω的电阻并联起来
B.将一个10 Ω和一个12 Ω的电阻并联起来
C.将两个10 Ω的电阻串联起来
D.将一个10 Ω和一个12 Ω的电阻串联起来
3.对于“探究电压一定时电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
4.在测量阻值约为5 Ω的定值电阻Rx的实验中,小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下电路测出该电阻的值。下列四个电路中,R0为阻值已知的定值电阻,则不能测出未知电阻Rx的电路是( )
5.如图电路中,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.A的示数变大,V2的示数变大
B.A的示数变小,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
6.如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起,下列说法中不正确的( )
A.电路中R0起到保护电路的作用,R与R0是串联的
B.电子秤仪表是由电流表改装而成的
C.物品质量越小,R接入电路的电阻越大
D.物品质量越大,通过R的电流越小
7.如图所示,电源电压不变,不考虑小灯泡电阻受温度的影响,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向a端滑动过程中,下列说法正确的是 ( )
A.V与A1示数的比值变小 B.V与A1示数的乘积不变
C.V与A2示数的比值不变 D.V与A2示数的乘积变大
8.分别测得电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.A元件的电阻比B元件的电阻大
B.A元件的电阻为10 Ω
C.串联在总电压为6 V的电路中,电路电流为0.3 A
D.并联在总电压为3 V的电路中,电路总电流为0.9 A
9.如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V,电流表量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法错误的是( )
A.若滑片P向左移,电流表的示数变大
B.电压表与电流表的比值不变
C.电流表的变化范围是0.3~0.6 A
D.滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10 Ω
10.如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1、S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5 Ω
B.R2的电阻为7.5 Ω
C.前一种情况中a表的示数为6 V
D.后一种情况中b表的示数为1.2 A
11.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.A是R1的I-U图像
B.变阻器R2最大阻值为70 Ω
C.当滑片P位于变阻器中点时,电流表示数为0.5 A
D.变阻器R2最大阻值为30 Ω
12.如图电路中,电源两端的电压保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。R1、R2的阻值分别为20 Ω、10 Ω。当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为I;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为1.2 A,R1两端的电压为U1;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.3 A,R1两端的电压为U1′。下列判断正确的是 ( )
A.I=0.8 A B.R3的阻值为60 Ω
C.U1∶U1′=4 ∶3 D.电源电压为18 V
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共22分)
13.某电阻两端加6 V电压时,通过的电流为0.2 A,则它的阻值为 Ω;如果把该电阻两端的电压调为2 V,则此时该电阻的阻值为 Ω。
14.在用伏安法测电阻时,已知待测电阻的阻值在10~20 Ω之间,现有电压为6 V的电池组,则在实验中电压表应选 的量程,电流表应选 的量程。
15.如图所示,电源电压为3 V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6 A,电流表A2的示数为0.2 A,则通过灯泡L2的电流为 A,灯泡L1的阻值为 Ω。
16.如图是某酒精浓度检测仪的原理图,R1为一种气敏电阻,它的阻值随酒精浓度的增大而减小,当酒精浓度增大时,电压表的示数将 ,电流表的示数将 ,此时R2两端的电压 。
17.如图所示的电路,电源电压恒定,已知R0=40 Ω、R=5 Ω,S1、S2都闭合时,电压表示数为9 V,则电源电压为 V;若只闭合S1时,电压表示数为 V,此时通过R的电流为 A。
18.如图电路,电源电压不变,已知 R1=10 Ω、R2=20 Ω,当S1闭合、 S2接1 位置时,电流表示数为0.3 A; 当 S1闭合、 S2接2位置时,电压表示数为4.5 V。当 S1闭合、 S2接由1位置接到2位置时,电流表示数将 ,电压表示数将 ,电源电压为 V。
19.如图所示电路中,电源电压恒定,R1=10 Ω,R2=20 Ω。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.4 A,则电源电压是 V。当断开开关S1,闭合S2、S3时,电流表的示数为I1,当闭合开关S1,断开S2、S3时,电流表的示数为I2,则I1∶I2= 。
20.如图所示,电源电压恒定,定值电阻R2的阻值为20 Ω,电流表A1和A2的量程均为0~0.6 A。闭合开关S,当滑动变阻器R1的滑片从最左端向右移动的过程中,两个电流表的示数之差始终为0.2 A。则电压表的示数为 V,滑动变阻器R1允许接入电路的最小阻值为 Ω。
21.如图是电阻R和灯泡L的I-U图像,若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,电路中的电流为0.6 A,则电源电压为 V;若电阻R和灯泡L并联接在电压为6 V的电源上,此时灯泡L的电阻为 Ω,干路电流为 A。
三、作图题(本题共2小题,每小题3分,共6分)
22.如图所示,电学黑箱中有两个阻值均为1 Ω的电阻,它们和盒外的接线柱相连。现测得A、B间的电阻为1 Ω,B、C间的电阻为2 Ω。若用导线连接C、D,测得A、B之间的电阻为0.5 Ω。请在黑箱中画出这两个电阻的连接图。
23.小文想和你一起设计一种自动测定油箱内油面高度的油量表,如图所示,金属滑杆与电阻R接触良好,要求:当油箱油面下降时,油量表的示数将变小,且油箱中的油用完时,滑片移到最上端,油量表的示数为零,请完成剩余的电路设计。
四、创新设计与实验探究题(本题共2小题,连线1分,其余每空1分,共13分)
24.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,实验室提供的实验器材:电压恒为4.5 V 的电池组、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻5只(电阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)、导线若干。
(1)小亮用如图所示器材先“探究电阻一定时电流与电压的关系”,请你用笔画线代替导线帮助小亮将电路连接完整。要求:滑片向右端移动时,电路中的电流变小,且导线不能交叉。
(2)连接完电路闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,小亮进行了5次实验得出右表中的数据,由表
中数据可知,实验中所用电阻的阻值为 Ω。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
(4)完成第4次实验后,需要向 端移动滑动变阻器的滑片,才能得到第5次实验数据。根据实验数据可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)小亮继续用该电路“探究电压一定时电流与电阻的关系”。他分别将5只定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,保持电压表示数为2.5 V,记录每次电流表的示数。为完成该实验,所用滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
25.如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.16 0.24
电阻R/Ω 9.4 10.4
(1)同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最 (选填“左”或“右”)端,目的是 。
(3)小聪正常进行实验并将实验数据记录在表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为 A,根据三次实验数据可得定值电阻R= Ω(结果保留一位小数)。
(4)下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是 (填字母代号)。
A.用刻度尺测量作业本的长度
B.探究同种物质的质量与体积的关系
(5)若要测一个额定电压为U0的小灯泡正常工作时的电阻,电源电压U不变,定值电阻R的阻值已知,在不改变电路连接的情况下,下列电路能实现的是 (填字母代号)。
五、综合运用与计算题(本题共2小题,第26小题6分,第27小题7分,共13分。解答时要求有必要的文字说明、公式和计算过程,只写结果不得分)
26.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=4 Ω,R3=6 Ω。若开关均断开时,电流表示数为0.2 A;开关均闭合时,电流表示数为0.6 A。
(1)求电源电压;
(2)求R2的阻值;
(3)当开关S1断开、S2闭合时,求电流表的示数。
27.图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6 A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙。电源电压为12 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω。
(1)当R的阻值为35 Ω时,求电路的电流;
(2)当通过电路的电流为 0.4 A 时,求地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。