第十七章 《欧姆定律》知识点检测试题(满分70分)
一、填空题(每空1分,共14分。)
1.(2025年福建中考题)下图为电学知识部分结构图,请补充完整。
【答案】①电能 ②电流I
【解析】电源是提供电能的装置,用电器是消耗电能的装置;电压是形成电流的原因,电阻对电流有阻碍作用,导线输送电流。欧姆定律反映同一导体中的电流和导体两端电压、导体的电阻之间的关系。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。
2.在如图所示的电路中,电源电压为6V.闭合开关后,电流表的示数为0.2 A,电压表的示数为4V,则电阻R2的阻值是 Ω.将滑动变阻器R1的滑片向左移动,电压表的示数将变 .
【答案】10 大
【解析】图示电路中,滑动变阻器R1和定值电阻R2串联;电流表测量串联电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压。闭合开关,电流表示数为0.2 A ,电压表示数为4V ,由串联电路的电压规律得 ,R2两端电压 U2=U-U1=6V-4V=2V,由欧姆定律得,电阻R2的阻值;将滑动变阻器R1的滑片向左移动,变阻器接入电路的电阻变大,串联电路的总电阻变大,串联电路两端电压不变,电路中的电流变小,电流表示数变小,R2两端电压变小,R1两端电压变大,电压表的示数将变大。
3.(2025年湖南长沙中考题)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为______联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω.闭合开关后,通过R1的电流为______A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为______Ω.
【答案】 并 0.9 30
【解析】图示电路中,两个电阻并联;电流表测量并联电路干路中的电流,闭合开关后,通过R1的电流为;
根据并联电路的电流规律可知,R2中的电流I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A,根据并联电路的电压规律和欧姆定律可得,R2的阻值
4.在如图所示的电路中,电阻R1 =8 Ω,R2 =4 Ω,电源电压保持不变,当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为0.5 A,电源电压为_______V;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为 A;S1、S2和S3都闭合时,会出现___________现象。
【答案】6 2.25 电源短路
【解析】图示电路中,当开关S1、S3断开,S2闭合时,R1和R2串联,电路的总电阻R=R1
+R2=8 Ω+ 4 Ω=12Ω,由欧姆定律得,电源电压U=IR=0.5A×12Ω=6V;当开关S1、S3闭合,S2断开时,R1和R2并联,R1中的电流,R2中的电流,电流表的示数I总=I1+I2=0.75A+1.5A=2.25A;S1、S2和S3都闭合时,电流表不经过用电器直接将电源正负极连接,电源发生短路,会将电流表和电源烧坏。
5.(2025年四川广安中考题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的U-I关系图象如乙图所示,则电源电压为______V,滑动变阻器的最大阻值为______Ω.
【答案】 6 20
【解析】图示电路中,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测量灯泡L两端的电压,电流表测量电路中的电流。闭合开关,当滑片位于变阻器左端时,变阻器接入电路的电阻为零,电路中只有灯泡工作,此时电路中的电流最大,由U-I图像可知,此时电路中的电流为0.4A,灯泡两端的电压为6V,即电源电压U=6V;
当滑片位于右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由U-I图像可知,此时灯泡两端的电压UL=2V,电路中的电流I′=0.2A,因串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和,所以,变阻器两端的电压U滑=U-UL=6V-2V=4V,滑动变阻器的最大阻值为.
6.(2025年上海中考题) 如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将MN端分别与变阻器的ac端相连,闭合开关,向右移动滑片P时。
(1)若电路无故障,则电压表示数___________。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,故障只存在R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障___________________ 。
【答案】(1)变小 (2)①电压表示数不为0,电流表示数不为0;移动滑片P时,电压表示数不变,电流表示数变化;R1短路 ②电压表示数不为0,电流表示数为0;移动滑片P时,电压表示数不变,电流表示数不变;R2断路 ③电压表示数为0,电流表示数不为0;移动滑片P时,电压表示数不变,电流表示数不变;R2短路
【解析】(1)图示电路中,将MN端分别与变阻器的ac端相连,定值电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量变阻器两端的电压。闭合开关,向右移动变阻器的滑片P,变阻器接入电路中的电阻值变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中的电流变大,定值电阻两端的电压变大,由串联分压特点可知,变阻器两端的电压变小,电压表示数变小。
(2)①若R1断路,电路中的电流为0.闭合开关,移动变阻器的滑片P,电流表示数为0;变阻器R2两端电压为0,电压表示数为0;
②若R1短路,R1中没有电流通过,不工作;闭合开关,电路中R2、电流表、电源构成电流通路,电流表示数不为0,移动变阻器的滑片P,变阻器接入电路的电阻变化,电流表示数变化;电压表测量电源两端的电压,示数不为0,移动变阻器的滑片P,电压表示数不变;
③若R2断路,电路中的电流为0.闭合开关,电压表通过R1、电流表、开关和电源正负极连通。电流表示数为0;电压表示数不为0,移动变阻器的滑片P时,电压表和电流表的示数不发生变化;
④若R2短路,电压表被短路,示数等于0,闭合开关,电路中R1、电流表、电源构成电流通路,电流表示数不为0,移动变阻器滑片P时,电压表和电流表示数都不变。
综上所述,故障有三种情况,一是R1短路;二是R2断路;三是R2短路。
二、选择题(每小题2分,共20分。7~14小题每小题只有一个选项符合题目要求,15、16小题每小题有多个选项符合题目要求。)
7. 用如图所示电路探究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。
甲:多节干电池串联接入MN;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是【 】
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
【答案】D
【解析】探究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,R′两端的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
8.如图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图象,该导体的阻值为【 】
A.40Ω B.30Ω C.20Ω D.10Ω
【答案】D
【解析】由导体的I-U图象可知,通过导体的电流I跟它两端的电压U成正比,则导体为定值电阻。当导体两端的电压U=4V时,通过的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,导体的电阻R===10Ω.
9.下列说法中,不正确的是【 】
A.相同的电压加在阻值不同的导体两端,电流一定不同
B.用不同的电阻研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
C.同一电阻,它两端电压越大,通过它的电流也越大
D.当加在某电阻两端的电压改变时,该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变
【答案】D
【解析】A.,由欧姆定律可知,阻值不同的导体,两端电压相同时,通过的电流不同;
B.探究电阻一定时电流和电压的关系,要控制电阻一定,改变电阻两端的电压,测量电阻中的电流,得出电阻一定时电流和电压成正比的实验结论。为了使得出的结论更具有普遍性,换用阻值不同的定值电阻重复实验,仍能得到同样的结论;
C.根据欧姆定律,同一电阻,电阻值一定,两端电压越大,通过的电流越大,通过的电流和两端的电压成正比;
D.探究电阻一定时电流和电压的关系时,加在电阻两端的电压改变时,通过的电流也随着改变,电阻两端的电压与电流的比值不变,等于电阻的电阻值,不随电压的改变而改变,也不随电流的改变而改变,与电压、电流无关。
10.如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为20Ω和30Ω.闭合开关S,通过灯泡L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则下列判断正确的是【 】
A.I1:I2=2:3 U1:U2=1:1
B.I1:I2=3:2 U1:U2=1:1
C.I1:I2=1:1 U1:U2=2:3
D.I1:I2=1:1 U1:U2=3:2
【答案】B
【解析】图示电路中,两灯并联,灯泡L1、L2的电阻分别为20Ω和30Ω,由并联电路各支路两端电压相等可知,故灯泡L1、L2两端的电压之比 U1 :U2=1 :1;
根据I=,在电压相等时,通过灯泡的电流与灯泡的电阻成反比,通过灯泡L1、L2的电流之比为 I1 :I2=R2 :R1=30Ω :20Ω=3:2.
11.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向上移动,下列说法正确的是【 】
A.A示数变小,V示数变大 B.A示数变小,V示数不变
C.A示数变大,V示数变小 D.A示数变大,V示数不变
【答案】B
【解析】图示电路中,滑动变阻器R1与定值电阻R2并联,电压表V测量并联电路两端的电压,电流表A测量并联电路干路中的电流。
闭合开关,因电源电压恒定不变,所以滑片P移动时电压表V的示数不变;因并联电路中各支路能够独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过R2的电流不变;
变阻器滑片P向上移动,变阻器R1接入电路的电阻变大,由I=可知,通过R1的电流变小。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,电流表A的示数变小。
12.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”关系图象如图乙所示。则下列说法正确的是【 】
A.图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象 B.当R2=R1时,电流的大小为0.2A
C.电源电压为8V D.R1的阻值为30Ω
【答案】C
【解析】图示电路中,电阻定值R1和滑动变阻器R2串联,电流表A测量电路中的电流,电压表V1测量定值电阻R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器R1两端的电压。
A.闭合开关,变阻器滑片在最左端时,R2接入电路的阻值为零,此时电压表V2示数为零,由U-I图象可知,图线I反映电压表V2示数(即R2两端的电压)随电流的变化的关系,图线Ⅱ为R1的“U﹣I”图象;
B.串联电路中各处的电流相等,当R2=R1时,由U=IR可知,两电阻两端的电压相同,即图乙所示的U-I图象中两图线的交点,此时电路中的电流为0.4A;
C.由图乙所示的U-I图象知,当电路中的电流为0.4A时,两电压表示数均为4V,因电路两端的电压等于两电压表示数之和,即电源电压 U=U1+U2=4V+4V=8V;
D.闭合开关,当变阻器滑片移动到最左端时,R2接入电路的阻值为零,电路的总电阻等于R1,电压表V2示数为0,电压表V1示数等于电源电压U,为8V,电路中的电流为0.8A,由欧姆定律得,定值电阻R1的阻值为R1===10Ω.
13.(2025年北京中考题) 某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如下表所示。该实验所用的电路是【 】
I/A 0.08 0.09 0.10 0.14 0.16 0.19
U/V 0.82 0.90 1.05 1.44 1.65 1.94
A B C D
【答案】B
【解析】A.图A所示电路中,R1是定值电阻,R1和R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端电压,当电路中电流增大时,R1两端电压U1=IR1增大,R2两端电压U2=U-U1减小,不符合表格中记录的实验数据特点;
B.图B所示电路中,R1和R2串联,电压表测量定值电阻R1两端电压。当电路中电流增大时,R1两端电压U1=IR1增大,电压表示数增大,符合表格中记录的实验数据特点;
C、D.图C、D所示电路中,开关闭合后,电压表测量电源两端的电压,当电路中电流增大时,电压表示数不变,不符合表格中记录的实验数据特点。
14.(2025年四川成都中考题)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是【 】
A. 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B. 电流表的量程应该选择0~3A
C. 图乙中电压表的读数为2.3V
D. 多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【答案】C
【解析】A.用图示电路测量R的阻值,闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至接入电路阻值最大处,即滑动变阻器的滑片应移至b端;
B.实验电路中的电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,则滑动变阻器接入电路的电阻值为0时,电路中的最大电流,既小于0.6A,也小于3A,为提高读数的精确程度,电流表应选择0~0.6A的量程;
C.由于电路中的电源电压为3V,所以R两端电压不会超过3V,故图乙中电压表选择0~3V的量程,对应的分度值为0.1V,示数为2.3V;
D.测量定值定值R的阻值实验中,多次测量求平均值作为测量结果是为了减小测量的误差。
15.(多选题)(2025年云南中考题)某种用于检测大件货物质量的装置,其简化电路如图甲所示。电源电压为12V,电路中允许通过的最大电流为30mA.定值电阻R0有100Ω和200Ω两种规格,R为力敏电阻,其阻值与压力F的关系如图乙所示。R上方有一质量不计的绝缘平板,检测时将货物置于其上。下列说法正确的是【 】
A. 当货物质量增大时,电路中的电流增大
B. 当R0为100Ω时,最大能检测1000kg的货物
C. 当R0为200Ω时,最大能检测900kg的货物
D. 若电路允许通过的最大电流变为24mA,装置选用两种规格的R0均能检测700kg的货物
【答案】ACD
【解析】图示电路中,电源电压为12V,电路中允许通过的最大电流为30mA,由欧姆定律可得,电路的最小总电阻.由图乙所示的R-F图像可知,力敏电阻所受压力越大,电阻值越小。可通过R0的大小来判断R的大小,从而判断力敏电阻所受压力大小及所能检测的货物所受的最大重力和最大质量。
A.当货物质量增大时,力敏电阻R所受压力增大,由图乙所示的R-F图像可知R的阻值减小,电路中的电流增大;
B.当R0=100Ω时,R的最小值为R最小=R总-R0=400Ω-100Ω=300Ω,由图乙所示的R-F图像可知,力敏电阻R所受压力F=8000N,最大能检测的货物所受重力G=F=8000N,最大能检测的货物;
C.当R0=200Ω时,R的最小值R最小=R总-R0=400Ω-200Ω=200Ω,由图乙所示的R-F图像可知,力敏电阻R所受压力F=9000N,最大能检测的货物所受重力为9000N,最大能检测m=900kg的货物;
D.若电路允许通过的最大电流I=24mA=0.024,由欧姆定律可得,电路的最小总电阻,由图乙所示的R-F图像可知,m=700kg的货物置于该装置上时,力敏电阻所受压力F=G=mg=700kg×10N/kg=7000N,力敏电阻R的阻值为400Ω,此时两种规格的R0均能满足总电阻不小于500Ω的要求。
16.(多选题)(2025年四川泸州中考题)物理应用无处不在。如图甲、乙所示是拳击训练中为测量击打力大小而设计的电路,电源电压恒为6V,R0为20Ω的定值电阻,电流表量程为0~0.6A,R为压敏电阻,其电阻值R与击打力F的关系如图丙所示。下列说法中正确的是【 】
A. 用甲电路测试,当击打力为1000N时,电流表的示数0.12A
B. 用乙电路测试,当电流表示数为0.50A时,击打力为2000N
C. 甲、乙两电路相比,甲电路的击打力测量范围较小
D. 乙电路中可增大R0的阻值来增大击打力测量范围
【答案】AD
【解析】A.在图甲所示电路中,R与R0串联。由图丙所示的R-F图像可知,当击打力F=1000N时,压敏电阻的阻值R=30Ω.此时串联电路的总电阻R总=R+R0=30Ω+20Ω=50Ω,电路中的电流,电流表的示数为0.12A;
B.在图乙所示电路中,R与R0并联,电流表测量并联电路干路中的电流。当电流表示数I=0.50A时,通过R0的电流,由并联电路的电流规律得,通过压敏电阻R的电流IR=I-I0=0.5A-0.3A=0.2A,由欧姆定律得,此时压敏电阻的阻值,
由图丙所示的R-F图像可知,此时击打力F=1000N;
C.对于图甲所示电路,当电流表示数最大,为Imax=0.6A时,由欧姆定律可得串联电路的总电阻最小,为,因为R0=20Ω>10Ω,则压敏电阻的阻值可以为0,由图丙所示的R-F图像可知对应的击打力可达到4000N.
对于图乙所示电路,当电流表的示数最大,为Imax=0.6A时,通过R0的电流,
由并联电路的电流规律得,通过压敏电阻的最大电流IRmax=Imax-I0=0.6A-0.3A=0.3A,由欧姆定律可得压敏电阻的最小阻值,由图丙所示的R-F图像可知对应的击打力最大为2000N.所以甲电路的击打力测量范围较大;
D.在图乙所示电路中,R与R0并联。电流表测量并联电路干路中的电流。根据欧姆定律,增大R0的阻值,通过R0的电流变小。当电流表量程不变时,通过压敏电阻的最大电流增大,由欧姆定律可知,压敏电阻的最小阻值减小,由图丙所示的R-F图像可知,击打力测量范围会增大。
三、实验探究题(17题6分,18题7分,19题4分,共17分。)
17.(2025年四川凉山州中考题)为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验,小雨和同学们准备了以下器材:电压恒定的电源(6V)、定值电阻(10Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(50Ω,1A)等。
(1)本实验主要应用的物理研究方法为______;连接电路前,应将开关______;
(2)小雨按图甲连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,电路故障为______(选填答案序号);
A. 电流表处存在断路 B. 滑动变阻器短路 C. 定值电阻R断路
(3)小雨根据实验数据绘制的I-U图象,如图乙所示,分析图象初步得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比;
(4)另一同学在实验过程中误将定值电阻接成了小灯泡,所绘制的I-U图象如丙图所示,发现图象并不是一条直线,原因是_____________________________________;
(5)做完该实验后,小雨又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证完成该实验,小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是______V~3V.
【答案】(1)控制变量法 断开 (2)C (3)正 (4)灯泡电阻随温度升高而变大 (5)2
【解析】(1)探究电流与导体两端电压的关系时,要控制电阻不变,应用的是控制变量法;为保护电路,连接电路时,应将开关断开。
(2)闭合开关,电流表几乎无示数,说明电路发生了断路,电压表示数接近电源电压,电压表正负接线柱与电源正负极连通,电路故障为与电压表并联的定值电阻R断路。
(3)如图乙所示的根据实验数据绘制的I-U图象可得:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)图丙所示的小灯泡的I-U图象并不是一条直线,原因是灯泡电阻随温度升高而增大,是变化的,所以其电流与电压不成正比。
(5)做“探究电流与电阻的关系”实验时,将25Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器(50Ω,1A)的滑片移到接入电路电阻值最大处,根据串联电路的电阻分压规律,有,小雨能选取的定值电阻两端的电压至少为2V;当电路中接入R=5Ω的定值电阻,电流等于电流表所能测量的最大电流I=0.6A时,定值电阻两端控制的电压最大,为UR最大=IR=0.6A×5Ω=3V,所以选取的定值电阻两端的电压范围是2~3V.
18.(2025年山西中考题)如图是探究电流与电阻关系的实验装置,电源电压为3V,实验用到定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.
(1)请你用笔画线代替导线,把图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.4 0.2 0.14 0.1 0.08
(2)连接电路时,开关应_____。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至____(选填“A”或“B”)端。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有___________的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是___________。
(4)排除故障后,通过实验获得数据如上表,分析数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________。第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻应为___________Ω.
【答案】(1) (2)断开 A 更换电阻后控制电阻两端电压不变的作用 (3)电阻R短路 (4)反比 12.5
【解析】(1)探究电流与电阻关系的实验中,电压表测量定值电阻两端电压,电压表和定值电阻并联,电路中的电源电压为3V,电压表所测量的定值电阻两端电压不高于电源电压,电压表选择0~3V的测量范围。
(2)为了电路安全,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关接通电路前滑动变阻器的滑片应移到接入电路电阻最大的位置,即在图中变阻器滑片移至A端;
在探究电流与电阻关系实验中,应通过调节变阻器滑片使定值电阻两端电压保持不变。
(3)闭合电路中的开关,电流表有示数,电路中有电流,电路没有发生断路;电压表无示数,可能是电压表内部断路,也可能是定值电阻R(或电压表)短路。
(4)由表中记录的实验数据可知,电流随电阻增大而减小,电流与电阻的乘积不变,所以可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。由表中记录的实验数据可知,该实验中,控制定值电阻两端的电压为UR=IR=0.4A×5Ω=2V保持不变,滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UR=3V-2V=1V,根据串联电路的电阻分压规律得,
,滑动变阻器接入电路的电阻
19.(2025年湖南长沙中考题)如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于_______状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察_______(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A. 灯泡亮度 B. 电压表示数 C. 电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第_______次实验的数据存在明显错误。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.9 0.16 0.05
小灯泡的电阻R/Ω 8.9 8.1 7.1 6.2 1 3.1 2
【答案】(1)断开 (2) (3)B (4)5
【解析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
(2)测量小灯泡电阻的实验中,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表和灯泡并联,将电压表的负接线柱和小灯泡左端的接线柱用导线连接起来。
(3)测量小灯泡正常工作时的电阻,在调节滑动变阻器时,观察电压表的示数,当电压表的示数等于小灯泡的额定电压(正常工作时的电压)是2.5V时,灯泡正常发光。
(4)由表中记录的实验数据可知,灯泡两端的电压减小,通过灯泡的电流减小,第5次实验中电压比第4次实验中电压小,第5次实验中电流比第4次实验中的电流小,而表中第5次的电流比第4次的电流大,该数据是错误的。
四、综合应用题(20题9分,21题10分,共19分。)
20. 如图所示。电源电压6V恒定不变,R1阻值为15Ω,电流表量程为0~0.6A.
(1)开关S、S1都闭合,滑片P不能移到a端的原因是会造成电路 (选填“通路”、“短路”或“断路”);
(2)开关S闭合、S1断开时,求电流表示数;
(3)开关S、S1都闭合时,为了电流表不超量程,求变阻器R2连入电路的最小阻值。
【答案】(1)短路 (2)0.4A (3)30Ω
【解析】(1)开关S、S1都闭合,电阻R1和R2并联,当变阻器滑片P移到a端时,变阻器连入电路的电阻为0,会造成电路(或电源)短路;
(2)开关S闭合、S1断开时,变阻器R2断路,定值电阻R1单独工作,由欧姆定律得,电路中的电流I1===0.4A,电流表的示数为0.4A;
(3)开关S、S1都闭合时,电流表测量并联电路干路中的电流,通过R1的电流仍为I1=0.4A不变,由并联电路的电流规律得,通过滑动变阻器的最大电流为I2=I-I1=0.6A﹣0.4A=0.2A,由欧姆定律得,滑动变阻器R2连入电路的最小电阻值为R2===30Ω.
21.(2025年河南中考题)图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R0为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为40cm 的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)
(1)闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数______(填“增大”或“减小”)。
(2)电路中定值电阻R0的阻值为多少?
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度为多少?(g取10N/kg)
(4)电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)增大 (2)10Ω (3)1×103kg/m3 (4)偏小
【解析】(1)图示电路中,定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电流表测量电路中的电流。闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中滑动变阻器的滑片向下移动,滑动变阻器R接入电路的电阻值减小,电路的总电阻减小,根据,电路中的电流增大,电流表的示数增大。
(2)桶内未装液体时,弹簧所受拉力为零,由图乙可知,此时滑动变阻器R接入电路的电阻值为50Ω,由欧姆定律得,电路的总电阻;由串联电路的电阻规律得,电路中定值电阻R0的阻值为R0=R总-R=60Ω-50Ω=10Ω.
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,由欧姆定律得,此时电路的总电阻为,由串联电路的电阻规律得,此时滑动变阻器R接入电路的电阻值为R′=R总′-R0=40Ω-10Ω=30Ω.
由图乙可知,此时弹簧所受拉力为0.4N,则液体所受的重力为G=0.4N,桶内液体的密度为
(4)电路中电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,根据算出的电路的总电阻偏大,则得到的滑动变阻器R接入电路的电阻值偏大,则得到的弹簧所受拉力偏小,测得的液体所受的重力偏小,由 计算出的液体密度偏小,导致所测液体的密度偏小。第十七章 《欧姆定律》知识点检测试题(满分70分)
一、填空题(每空1分,共14分。)
1.(2025年福建中考题)下图为电学知识部分结构图,请补充完整。
2.在如图所示的电路中,电源电压为6V.闭合开关后,电流表的示数为0.2 A,电压表的示数为4V,则电阻R2的阻值是 Ω.将滑动变阻器R1的滑片向左移动,电压表的示数将变 .
3.(2025年湖南长沙中考题)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为______联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω.闭合开关后,通过R1的电流为______A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为______Ω.
4.在如图所示的电路中,电阻R1 =8 Ω,R2 =4 Ω,电源电压保持不变,当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为0.5 A,电源电压为_______V;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为 A;S1、S2和S3都闭合时,会出现___________现象。
5.(2025年四川广安中考题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的U-I关系图象如乙图所示,则电源电压为______V,滑动变阻器的最大阻值为______Ω.
6.(2025年上海中考题) 如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将MN端分别与变阻器的ac端相连,闭合开关,向右移动滑片P时。
(1)若电路无故障,则电压表示数___________。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,故障只存在R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障___________________ 。
二、选择题(每小题2分,共20分。7~14小题每小题只有一个选项符合题目要求,15、16小题每小题有多个选项符合题目要求。)
7. 用如图所示电路探究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。
甲:多节干电池串联接入MN;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是【 】
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
8.如图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图象,该导体的阻值为【 】
A.40Ω B.30Ω C.20Ω D.10Ω
9.下列说法中,不正确的是【 】
A.相同的电压加在阻值不同的导体两端,电流一定不同
B.用不同的电阻研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
C.同一电阻,它两端电压越大,通过它的电流也越大
D.当加在某电阻两端的电压改变时,该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变
10.如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为20Ω和30Ω.闭合开关S,通过灯泡L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则下列判断正确的是【 】
A.I1:I2=2:3 U1:U2=1:1
B.I1:I2=3:2 U1:U2=1:1
C.I1:I2=1:1 U1:U2=2:3
D.I1:I2=1:1 U1:U2=3:2
11.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向上移动,下列说法正确的是【 】
A.A示数变小,V示数变大 B.A示数变小,V示数不变
C.A示数变大,V示数变小 D.A示数变大,V示数不变
【答案】B
【解析】图示电路中,滑动变阻器R1与定值电阻R2并联,电压表V测量并联电路两端的电压,电流表A测量并联电路干路中的电流。
闭合开关,因电源电压恒定不变,所以滑片P移动时电压表V的示数不变;因并联电路中各支路能够独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过R2的电流不变;
变阻器滑片P向上移动,变阻器R1接入电路的电阻变大,由I=可知,通过R1的电流变小。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,电流表A的示数变小。
12.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”关系图象如图乙所示。则下列说法正确的是【 】
A.图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象 B.当R2=R1时,电流的大小为0.2A
C.电源电压为8V D.R1的阻值为30Ω
13.(2025年北京中考题) 某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如下表所示。该实验所用的电路是【 】
I/A 0.08 0.09 0.10 0.14 0.16 0.19
U/V 0.82 0.90 1.05 1.44 1.65 1.94
A B C D
14.(2025年四川成都中考题)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是【 】
A. 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B. 电流表的量程应该选择0~3A
C. 图乙中电压表的读数为2.3V
D. 多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
15.(多选题)(2025年云南中考题)某种用于检测大件货物质量的装置,其简化电路如图甲所示。电源电压为12V,电路中允许通过的最大电流为30mA.定值电阻R0有100Ω和200Ω两种规格,R为力敏电阻,其阻值与压力F的关系如图乙所示。R上方有一质量不计的绝缘平板,检测时将货物置于其上。下列说法正确的是【 】
A. 当货物质量增大时,电路中的电流增大
B. 当R0为100Ω时,最大能检测1000kg的货物
C. 当R0为200Ω时,最大能检测900kg的货物
D. 若电路允许通过的最大电流变为24mA,装置选用两种规格的R0均能检测700kg的货物
16.(多选题)(2025年四川泸州中考题)物理应用无处不在。如图甲、乙所示是拳击训练中为测量击打力大小而设计的电路,电源电压恒为6V,R0为20Ω的定值电阻,电流表量程为0~0.6A,R为压敏电阻,其电阻值R与击打力F的关系如图丙所示。下列说法中正确的是【 】
A. 用甲电路测试,当击打力为1000N时,电流表的示数0.12A
B. 用乙电路测试,当电流表示数为0.50A时,击打力为2000N
C. 甲、乙两电路相比,甲电路的击打力测量范围较小
D. 乙电路中可增大R0的阻值来增大击打力测量范围
三、实验探究题(17题6分,18题7分,19题4分,共17分。)
17.(2025年四川凉山州中考题)为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验,小雨和同学们准备了以下器材:电压恒定的电源(6V)、定值电阻(10Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(50Ω,1A)等。
(1)本实验主要应用的物理研究方法为______;连接电路前,应将开关______;
(2)小雨按图甲连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,电路故障为______(选填答案序号);
A. 电流表处存在断路 B. 滑动变阻器短路 C. 定值电阻R断路
(3)小雨根据实验数据绘制的I-U图象,如图乙所示,分析图象初步得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比;
(4)另一同学在实验过程中误将定值电阻接成了小灯泡,所绘制的I-U图象如丙图所示,发现图象并不是一条直线,原因是_____________________________________;
(5)做完该实验后,小雨又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证完成该实验,小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是______V~3V.
18.(2025年山西中考题)如图是探究电流与电阻关系的实验装置,电源电压为3V,实验用到定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.
(1)请你用笔画线代替导线,把图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.4 0.2 0.14 0.1 0.08
(2)连接电路时,开关应_____。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至____(选填“A”或“B”)端。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有___________的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是___________。
(4)排除故障后,通过实验获得数据如上表,分析数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________。第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻应为___________Ω.
19.(2025年湖南长沙中考题)如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于_______状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察_______(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A. 灯泡亮度 B. 电压表示数 C. 电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第_______次实验的数据存在明显错误。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.9 0.16 0.05
小灯泡的电阻R/Ω 8.9 8.1 7.1 6.2 1 3.1 2
四、综合应用题(20题9分,21题10分,共19分。)
20. 如图所示。电源电压6V恒定不变,R1阻值为15Ω,电流表量程为0~0.6A.
(1)开关S、S1都闭合,滑片P不能移到a端的原因是会造成电路 (选填“通路”、“短路”或“断路”);
(2)开关S闭合、S1断开时,求电流表示数;
(3)开关S、S1都闭合时,为了电流表不超量程,求变阻器R2连入电路的最小阻值。
21.(2025年河南中考题)图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R0为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为40cm 的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)
(1)闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数______(填“增大”或“减小”)。
(2)电路中定值电阻R0的阻值为多少?
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度为多少?(g取10N/kg)
(4)电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。