5.2欧姆定律
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图为我国“翼龙”多用途无人机,它利用传感器感知高度(高度越大越大)。若高度表(电表)示数随飞行高度的增大而增大,下列设计电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2.有一只电压表的内部电阻是10kΩ,最大量程是0~15V。若把它接在电压为5V的电源两端,则通过它的电流为( )
A.0.5A B.1.5A C. D.50mA
3.在图甲电路中,电源电压保持不变,小灯泡L的I-U图像如图乙所示。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时( )
A.电流表示数不变
B.电压表示数变大
C.R和L两端电压的变化量的大小相等
D.电压表与电流表示数的比值变大
4.如图甲所示电路,闭合开关,电流表和电压表的示数如图乙和丙所示,下列分析正确的是( )
A.灯与电阻R串联 B.电路的总电阻大于电阻R的阻值
C.通过电阻R的电流是0.40A D.电源两端的电压为3.0V
5.光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.增大R0阻值可增大警戒光照强度
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越小
6.如图所示,已知,,电源电压不变,当开关S断开时,电流表的示数为0.1A,则当开关S闭合时,电压表的示数为( )
A.1V B.2V C.3V D.4V
7.如图所示的电路,闭合开关S后,调节滑动变阻器增大其阻值,下列有关该电路各物理量变化情况的说法中,正确的是( )
A.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数减小
B.电流表示数增大、两端的电压增大、电压表的示数增大
C.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数增大
D.电流表示数增大、两端的电压减小、电压表的示数减小
8.所谓比值法定义,就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。一般地,比值定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质或运动的最本质属性,它不随定义所用的物理量大小的改变而改变。下列公式中,不是用比值定义的( )
A.速度 B.密度 C.电流 D.功率
9.分析关于甲、乙两导体电流与电压关系的图像,可知下列说法中正确的是( )
A.导体甲和乙的电阻之比为1∶2
B.当导体乙两端电压为1V时,通过导体乙的电流为0.2A
C.若将导体甲、乙串联,当通过导体甲的电流为0.4A时,导体乙两端的电压为2V
D.若将导体甲、乙并联,当干路的电流为0.3A时,导体甲两端电压为1.5V
10.爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
11.如图所示,电源电压为3V,。闭合开关S,电流表示数为0.1A,下列说法正确的是( )
A.通过的电流为0.1A B.的电阻为25Ω
C.两端的电压为3V D.两端的电压为2.5V
12.如图所示的电路中,电阻阻值,开关闭合后,电阻两端的电压分别为,通过、的电流分别为,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
13.如图所示,电源电压恒为3V,定值电阻的阻值为20Ω。闭合开关后,电流表示数为0.1A,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为0.5V。下列说法正确的是( )
A.调节滑片前,两端电压为2.5V
B.调节滑片前,流经的电流为0.125A
C.调节滑片后,接入电路的阻值为4Ω
D.调节滑片后,两端电压为2.5V
14.电梯超载容易引发安全隐患,其超载报警电路简图如图所示。电源电压保持不变,为保护电阻,R为压敏电阻,其阻值大小随电梯内压力的增大而减小,电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作,当有人进入电梯后,则( )
A.电流表的示数增大
B.电压表的示数增大
C.电压表与电流表的示数之比减小
D.因为电阻为定值电阻,所以它两端的电压和通过它的电流不变
三、填空题
15.某段金属导体两端电压为4V时,通过的电流是0.2A;当该导体两端电压为10V时,通过该导体的电流为 A;当该导体两端电压降为0时,电阻为 。
16.如图所示是一种防火警报器,当有火烧到警报器的触发装置后,通过触发装置的电流增大,从而发出警报。其工作原理是:在电路的电压不变时,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的温度 (选填“升高”或“降低”),电阻 (选填“增大”或“减小”),电路中的 增大,从而发出警报。
17.在如图所示的电路中,,当开关S闭合时,电流表的示数为0.1A,电压表的示数为2V。那么电阻两端的电压为 V,电源电压为 V,的阻值为 Ω。
18.如图甲的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从最左端移动到最右端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则R2的最大阻值为 Ω,电源的电压为 V。
19.如图所示,电源电压为,闭合开关后,电流表的示数为,电流表的示数为,灯泡的阻值为 。
四、实验题
20.如图所示,小明探究电学实验时,遇到故障,发现电压表有示数。故障只出在元件内部,非接线问题,由此他做了以下推测和验证:
(1)若故障只有一处,且只在或上,则可能是 或 。
(2)为了验证上问推测,在A点串联接入一个 表,若该表有明显示数,则可知故障是 。
(3)小翔另外做同样的实验时发现电压表有示数,完好,则小翔就肯定有问题。小希不赞同此观点,于是小希找来一个完好的电阻替换掉,通过观察电压表示数可以判断情况,下列能够满足要求的有___________。
A. B. C. D.
五、综合题
21.科创小组为学校科技周展会设计了一款提示器,可以提示展台上有无展品。图甲是该提示器的原理图,展台的结构由木板、弹簧、阻值不计的金属片(A、B、C)以及提示电路组成,A可将B、C接通或断开。工作时,闭合开关S,通过提示灯L是否发光可判断展台上有无展品。提示灯L和电阻的图像如图乙所示,电源电压恒定,提示灯L的额定电压为6V,实际电压不低于3V即可达到亮度要求。
(1)金属片A和弹簧的共同作用相当于电路中的 。
(2)闭合开关S,当展台上无展品时,提示灯L正常发光,提示灯L和电阻的连接方式是 ,此时电路中的电流为 A。
(3)若电阻损坏,为达到提示灯L的亮度要求,需更换阻值不超过 的电阻。
(4)科创小组发现:闭合开关S,展台上有展品时,提示灯L不发光,无法判断该装置是否正在工作。针对此现象,请对图甲虚线框内的电路提出一条改进建议: 。
《5.2欧姆定律》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C C C B C A C A A
题号 11 12 13 14
答案 AB BC CD AC
1.C
【详解】A.闭合开关,电阻R0、R串联接入电路,根据欧姆定律,随着传感器的阻值R的增大,电流表示数减小,故A不符合题意;
B.闭合开关,电阻R0、R串联,电压表测电源电压,电压表示数保持不变,故B不符合题意;
C.闭合开关,电阻R0、R串联,电压表测电阻R两端的电压,根据欧姆定律及串联分压规律可知,随着传感器的阻值R增大,电压表示数增大,故C符合题意;
D.闭合开关,电阻R0、R串联,电压表测电阻R0两端的电压,根据欧姆定律,随着传感器的阻值R增大,电压表示数减小,故D不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】根据欧姆定律可得,
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选 C。
3.C
【详解】A.由图甲可知,灯泡L和滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路电流。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路总电阻变大。由于电源电压保持不变,根据欧姆定律,电路中的电流会减小,故电流表示数变小,故A错误;
B.根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器接入电路的电阻增大,则滑动变阻器两端电压增大,根据串联电路电压特点可知,小灯泡两端电压变小,则电压表示数变小,故B错误;
C.在图甲电路中,电源电压保持不变,灯泡L和滑动变阻器R串联,根据串联电路电压特点可知,ΔUR = ΔUL ,即R和L两端电压的变化量的大小相等,故C正确;
D.由灯泡的I-U图像可知,随着小灯泡两端电压变大,图像的倾斜程度变小,即小灯泡的电阻变大;则小灯泡两端电压变小时,小灯泡电阻变小,即电压表与电流表示数的比值变小,故D错误。
故选C 。
4.C
【详解】A.由图甲可知,电流从电源正极流出后,分别经过灯和“电流表、电阻R”支路,然后汇合回到电源负极,所以灯与电阻R是并联,故A错误;
B.根据并联电路电阻特点,并联电路总电阻小于其中任何一个分电阻;电阻R是其中一个分电阻,所以电路的总电阻小于电阻R的阻值,故B错误;
C.电流表使用的是量程,分度值为0.02A,其示数为0.40A,因为电流表测电阻R支路的电流,所以通过电阻R的电流是0.40A,故C正确;
D.电压表使用的是量程,分度值为0.1V,其示数为1.5V。在并联电路中,各支路两端电压相等且等于电源电压,所以电源电压为1.5V,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】由图可知,定值电阻R0和光敏电阻R并联,电流表测干路电路的电流
A.题目提到R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙所示,可以看出光照强度增大时阻值减小,故A错误;
B.警戒光照强度是电流达到I0时的光照强度。增大R0阻值会导致通过R0支路的电流减小,因此光敏电阻阻值需减小才能让电流重新达到I0。此时需要更强的光照,所以警戒光照强度增大,故B正确;
C.定值电阻R0和光敏电阻R并联,互不影响,R0一定时,电压不变则通过R0的电流不变,故C错误;
D.R0一定时,电压不变,通过R0的电流不变。光照强度越大,光敏电阻R的阻值减小,根据可知通过光敏电阻R这条支路的电流增大,电流表测干路电流,等于各支路电流之和,一条支路电流不变,另一条支路电流增大,故电流表示数增大,故D错误。
故选B。
6.C
【详解】由图可知,当开关S断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路电压的特点和欧姆定律可知,电源电压为U=IR1+IR2=0.1A×10Ω+0.1A×20Ω=3V
当开关S闭合时,电阻R1和电流表被短路,电路中只有R2,电压表测电源电压,示数为3V,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.A
【详解】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路电流。调节滑动变阻器增大其阻值,电路的总电阻变大,根据欧姆定律知,电路中的电流变小,电流表示数减小,根据知,定值电阻两端的电压减小,电压表示数减小。故A正确,BCD错误。
故选A。
8.C
【详解】A.速度等于物体运动的路程与所用时间之比,采用了比值定义法,故A不符合题意;
B.密度等于物体的质量与体积之比,采用了比值定义法,故B不符合题意;
C.电流、电压、电阻之间的关系是通过实验得出的,电流会随电压、电阻而改变,而不是利用比值定义法来定义的,故C符合题意;
D.功率等于力做的功与所用时间之比,采用了比值定义法,故D不符合题意;
故选 C。
9.A
【详解】A.由图可知,当导体甲两端电压为2V时,通过导体甲的电流为0.4A,则导体甲电阻为
当导体乙两端电压为2V时,通过导体乙的电流为0.2A,则导体乙电阻为
所以导体甲和乙的电阻之比为,故A正确;
B.当导体乙两端电压为1V时,通过导体乙的电流为,故B错误;
C.若将导体甲、乙串联,当通过导体甲的电流为0.4A时,根据串联电流规律,通过导体乙的电流为0.4A,则导体乙两端的电压为,故C错误;
D.若将导体甲、乙并联,若导体甲两端电压为1.5V,根据并联电压规律,导体乙两端电压为1.5V,此时通过导体甲的电流为
通过导体乙的电流为
根据并联电流规律,干路电流为,不符合题意,故D错误。
故选A。
10.A
【详解】A.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向上凸起,机翼上方的水流速度较快,机翼上方受到的竖直向下的压强小于机翼下方受到的竖直向上的压强,机翼获得竖直向上的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,电路电阻越小,电路电流越大,则电流表的示数越大,故A符合题意;
B.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压。水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,由串联电路中电阻越小分到的电压越小得,电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,则电流表的示数越小,故C不符合题意;
D.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量定值电阻R0的电压。机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,由欧姆定律得,定值电阻R0的电压变小,故电压表的示数变小,故D不符合题意。
故选A。
11.AB
【详解】A.该电路是串联电路,在串联电路中电流处处相等,电流表示数为,所以通过的电流为,故A正确;
B.电源电压为,由欧姆定律可知电路的总电阻
则的电阻为,故B正确;
C.两端的电压为,故C错误;
D.两端的电压为,故D错误。
故选AB。
12.BC
【详解】AB.电路为并联电路,根据并联电路特点可知,电阻、两端的电压都等于电源电压,所以,故B正确,A错误;
CD.电阻、两端的电压相等,电阻阻值,根据可知,电路中电流关系,故C正确,D错误。
故选BC。
13.CD
【详解】A.由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表测R2两端电压。调节滑片前,电路中电流为0.1A,R1两端电压为
故A错误;
B.该电路为串联电路,电流处处相等,调节滑片前,电流表示数为0.1A,则流经R1的电流为0.1A,故B错误;
CD.调节滑片后,电压表示数为0.5V,即R2两端电压为0.5V,由串联电路电压规律可知R1两端电压
电路中电流为
R2接入电路的阻值
故CD正确。
故选CD。
14.AC
【详解】A.由电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中电流,当有人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,因此电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,故电流表示数变大,故A符合题意;
B.图中,电压表测R两端电压,当有人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,电源电压不变,由串联电路分压原理可知,压敏电阻两端电压减小,即电压表示数减小,故B不符合题意;
C.由电路图可知,电压表测压敏电阻两端电压,电流表测电路中电流,串联电路中电流处处相等,因此电压表与电流表的比值即为压敏电阻的阻值,人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,因此电压表与电流表示数之比减小,故C符合题意;
D.因为串联电路中电流处处相等,人进入电梯后,通过R0的电流增大,压敏电阻两端电压减小,由串联电路电压特点可知,R0两端电压变大,故D不符合题意。
故选AC。
15. 0.5 20
【详解】[1][2]由可得,导体的电阻
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当该导体两端电压为10V时或该导体两端电压降为0时,导体的电阻仍为20Ω不变,当该导体两端电压为10V时,通过该导体的电流
16. 升高 减小 电流
【详解】[1]当有火烧到警报器的触发装置后,石墨会吸收热量,温度会升高。
[2][3]由题意可知,在电路的电压不变时,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的温度升高,电阻减小,根据可知,电路中的电流增大,从而发出警报。
17. 1 3 20
【详解】[1]由图可知,R1和R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,电阻R1两端的电压
[2]由串联电路电压规律可得,电源电压
[3]电阻R2的阻值
18. 20 6
【详解】[1][2]由甲图可知,闭合开关,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,则电路中仅有定值电阻R1,且电路中的电流最大,由乙图可知,此时电路中的电流为I1=0.6A,由可得,电源电压为①
滑动变阻器的滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,由乙图可知,此时电路中的电流为I2=0.2A,电压表两端的电压值即为滑动变阻器两端的电压为U2=4V,由可得,R2的最大阻值为
根据串联电路的电流电压特点可得,电源电压为②
联立①②解得,R1=10Ω U=6V
19.7.5
【详解】分析电路可知,L1和L2并联,电流表测干路电流,电流表测的电流。根据并联电路电流规律可知,通过灯泡的电流为
并联电路中各支路电压均等于电源电压,则灯泡阻值为
20.(1) 短路 断路
(2) 电流 R1短路
(3)AB
【详解】(1)[1][2]若电压表有示数,说明电压表与电源的正负极之间是通路。当短路时,电路为的简单电路,电压表测量电源电压,有示数;当断路时,电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,根据串联电路电压分配规律,电压表分得了几乎全部的电源电压,也有示数。
(2)[1][2]为了判断电路有没有断路,可以在A点串联接入一个电流表,若电流表有明显示数,说明电路是通路,结合第(1)问的分析,此时故障是短路。因为如果是断路,电路中几乎没有电流,电流表无示数。
(3)由题意知,电压表有示数,说明电压表与电源的正负极之间是通路,则短路或正常。当短路时,电压表的示数等于电源电压U;当正常时,根据串联分压可知,电压表的示数为。
A.为了判断的情况,当用一个完好的电阻替换掉,若,此时电压表的示数为,与短路时,电压表的示数(电源电压U)相比,示数变小,与正常时,电压表的示数相比,示数变大,因此可以判断,故A符合题意;
B.为了判断的情况,当用一个完好的电阻替换掉,若,此时电压表的示数为,与短路时,电压表的示数(电源电压U)相比,示数变小,与正常时,电压表的示数相比,示数不变,因此可以判断,故B符合题意;
C.为了判断的情况,当用一个完好的电阻替换掉,若,此时电压表的示数为,与短路时,电压表的示数(电源电压U)相比,示数变小,与正常时,电压表的示数相比,示数也变小,因此不能判断,故C不符合题意;
D.为了判断的情况,当用一个完好的电阻替换掉,若,此时电压表的示数为,与短路时,电压表的示数(电源电压U)相比,示数变小,与正常时,电压表的示数相比,示数也变小,因此不能判断,故D不符合题意。
故选AB。
21.(1)开关
(2) 串联 0.5
(3)20
(4)串联一个电流表
【详解】(1)由图甲可知弹簧上的金属片A和弹簧的共同作用相当于开关,闭合时将电灯短接,此时灯不亮。当有人把物品搬离展台时,金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开,灯泡和电阻串联,此时灯亮。
(2)[1]闭合开关S,展台上无展品时,此时金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开,提示灯L正常发光,由图甲可知提示灯L和电阻是串联接入电路。
[2]提示灯L正常发光,则灯泡两端电压为6V,由图乙可知通过灯泡的电流为0.5A,即此时电路中的电流为0.5A。此时定值电阻两端电压为3V,根据串联电压规律可知电源电压为
(3)为达到提示灯L的亮度要求,即灯泡两端电压最小为3V,由图乙可知此时电路中电流为0.3A,则定值电阻两端最大电压为
则更换电阻最大阻值为
(4)闭合开关S,展台上有展品时,提示灯L不发光,有可能是灯泡被短路,也可能是灯泡断路,无法判断该装置是否正在工作,所以可以在电路中串联一个电流表,观察电流表是否有示数即可判断装置是否正在工作。