第五章欧姆定律
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.图为“坐位体前屈测试仪”,测试者向前推动滑块,滑块移动距离越大,仪器的示数越大。某同学设计了四种电路模拟测试,要求测试成绩越好,电表示数越大,其中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
2.在探究欧姆定律的过程中,由实验数据画出了以下图像,其中正确的是(不考虑温度对导体电阻的影响)( )
A. B.
C. D.
3.如图电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器,L为小灯泡(电阻不变)。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中( )
A.电流表示数减小 B.电压表示数增大
C.电路的总电阻变小 D.小灯泡变暗
4.小聪利用电流表和阻值已知的定值电阻测量电阻的阻值,选择满足实验要求的电源、电流表,并连接好了实验电路,如图所示。其操作如下:闭合开关、,读出电流表的示数为;闭合开关、断开开关,读出电流表的示数为。则的表达式为( )
A. B.
C. D.
5.某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻。R2为光敏电阻,当有光照射时, R2电阻变小,激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次 (计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是 ( )
A.电阻R2的阻值变小
B.通过R2的电流变大
C.R2两端的电压变大
D.R1两端的电压与通过R1的电流之比变小
6.下列各选项为四组不同的电阻,已知,由图可以看出总电阻最小的一组是( )
A. B.
C. D.
7.如图是电阻甲和电阻乙的I—U关系图象,下列说法正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.甲的阻值随电压增大而增大
C.将甲和乙串联在同一电路中,若电流为0.3A,则甲、乙两端的电压之和为2V
D.将甲和乙并联在同一电路中,若电压为1V,则干路电流为0.4A
8.有两个用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是( )
A.甲用电器的电阻随它两端电压的增大而增大
B.当甲用电器两端电压为0V时,甲的电阻大小为0Ω
C.若把甲和乙串联在电压为6.5V的电路中,电流是0.25A
D.若把甲和乙并联在电压为4V的电路中,干路电流是0.55A
9.如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置,是定值电阻,滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端,通过油量表(由电表改装而成)的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置,下列说法正确的是( )
A.油量表是由电压表改装而成的
B.当油面高度升高时,滑动变阻器R接入电路的阻值变大
C.当油面高度降低时,油量表的示数减小
D.当油面高度降低到最低时,油量表的示数为零
10.如图所示的是电阻、的图像,当把它们串联在电源电压为的电路中时,下列说法中正确的是( )
A.电阻的阻值为
B.电阻的阻值与其两端电压成正比
C.此时两端电压为
D.、并联在的电源两端,干路电流为
二、多选题
11.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
12.图甲是非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,其中是定值电阻,R是红外线热敏电阻,R的阻值随温度变化的关系图像如图丙所示。闭合开关S后,下列对该电路的分析正确的是( )
A.随着温度的升高,R的阻值变小
B.随着温度的升高,电流表的示数逐渐减小
C.测量人的体温时,电压表示数越大,说明人的体温越高
D.随着温度的降低,电阻R两端的电压逐渐变小
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,下列说法正确的是( )
A.断开、,电压表V无示数
B.断开、,电流表A无示数
C.先闭合,再闭合,电压表V的示数变大
D.先闭合,再闭合,电流表A的示数变小
14.如图为标有“2.5V”字样的小灯泡L与定值电阻R的U-I图像。若将它们串联接入电路,小灯泡L恰好正常发光,由图可知( )
A.电源电压为5V
B.小灯泡正常发光时的阻值比定值电阻大
C.定值电阻的阻值为10Ω
D.若将它们并联接入2.5V的电路中,干路电流为0.8A
15.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法错误的是( )
A.当电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
B.当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
C.当电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.导体两端的电压与通过导体的电流成正比、与导体的电阻成正比
三、填空题
16.如图所示,电源电压保持不变,,小灯泡L正常发光时的电阻与、阻值相同,当开关掷到1时,L刚好正常发光,此时电流表的示数为,电压表的示数为;当由1掷到2时,电流表的示数为,电压表的示数为,则 , 。
17.教室里有多盏日光灯,总是同时亮,同时灭,他们是 (填“串联”或“并联”)的;使用时,开灯越多电路中总电流越 (填“大”或“小”)。
18.欧姆定律
(1)一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 。
(2)公式: 。
(3)适用范围:纯电阻电路。
19.电阻的串联
两个串联电阻的总电阻等于这两个电阻之 ,公式为 。
20.题图所示的是阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图像。由图像可知,电阻 (选填“>”“<”或“=”)。串联后的总电阻的图线在区域 ,它们并联后的总电阻的图线在区域 。(后两空均选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)
四、实验题
21.某实验小组在做“伏安法测电阻”的实验时,发现缺少电压表,只有一个电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小鹭设计了如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1;
② ,读出并记录电流表示数I2;
③写出未知电阻Rx的阻值表达式:Rx= (用I1、I2和R0表示)。
五、综合题
22.在一次物理实验活动中,老师拿出了一个密封盒。告诉同学们:里面有一个电源和一个定值电阻Rx相串联(电源电压和电阻Rx的阻值均未知),在电源和电阻Rx两端各引出一根导线至于密封盒外,如图所示。老师要求同学们:“在不损坏密封盒的前提下,只连一次电路就能测图密封盒内的电阻Rx的阻值。”
实验桌上有如下器材:
一只量程适合的电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻,一个开关,若干根导线。要求:
(1)根据给出的器材,在图上画出完整的实验电路图;
(2)请写出实验步骤,并写出需要测量的物理量;
(3)写出由上述步骤测得的物理量和已知量导出电阻Rx阻值的表达式。
23.图甲是某电子秤的原理图,是质量表(电阻忽略不计),秤盘与压杆质量均忽略不计,电源电压10V,R0=150Ω,当电路中的电流大于50mA时,气电保护开关S自动断开,图乙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化图像;
(1)图中质量表应该用 (选填“电流”或“电压”)表改装;
(2)称量时,质量越大,R的阻值越 ;
(3)该电子秤能称量的最大质量为多少?(g取10N/kg)
24.初三实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(若干)等.他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器;将电压表改装成身高显示仪----所测身高越大,显示仪示数越大,且刻度均匀.
(1)同学们设计了如图所示电路,老师指出他们的设计有不够合理的地方.你认为下列分析正确的是 .
A.移动滑片P时.电路的总电阻没有变化 B.当所测身高越大时,电压表的示数越小
C.电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比 D.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值
(2)在老师的引导下,同学们设计出了正确的电路.是图四个电路中的 电路.
(3)确定正确的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择.他们用了电压为12V的电源、一根长为80cm的均匀电阻丝(0.5Ω/cm)、量程为0~3V的电压表.为让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻R1的阻值应该为 Ω.
(4)利用选定的器材.小组同学连接好了测量电路.对身高为160cm的小曾进行测量时,电压表的示数为1.5V;对小杨进行测量时,电压表的示数为1.2V,则小杨的身高为 cm.
《第五章欧姆定律》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A C B C B C C C C
题号 11 12 13 14 15
答案 AC AC AC BD ACD
1.A
【详解】A.图A电路图中,两个电阻串联接入电路,电压表测变阻器两端的电压,测试成绩越好,变阻器接入电路的阻值越大,据串联电路的分压特点知,电压表的示数越大,故A符合题意;
B.图B电路图中,两个电阻并联接入电路,电流表测通过变阻器的电流,测试成绩越好,变阻器接入电路的阻值越大,据欧姆定律知,通过变阻器的电流越小,电流表的示数越小,故B不符合题意;
C.图C电路图中,两个电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,测试成绩越好,变阻器接入电路的阻值越大,据串联电路的分压特点知,电压表的示数越小,故C不符合题意;
D.图D电路图中,两个电阻并联接入电路,电流表测通过定值电阻的电流,测试成绩越好,变阻器接入电路的阻值越大,但对定值电阻这一支路无影响,通过的电流不变,电流表的示数不变,故D不符合题意。
故选A。
2.A
【详解】AD. 电阻是导体本身的一种性质,与通过导体中的电流和导体两端的电压无关,因此,电阻R随电流I的变化图像是平行于横轴的直线,故A正确,D错误;
BC.在电阻不变时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,其U—I图像是一条过原点的斜直线,故BC错误。
故选A。
3.C
【详解】电路中灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路电流,电压表测R两端电压。 滑片P从b端向a端移动时,R接入电路的电阻变小,故总电阻变小。在总电压不变的情况下,电路中的电流变大,电流表示数变大,致使小灯泡变亮。通过小灯泡的电流变大,根据欧姆定律可知,小灯泡两端电压变大。在电源电压不变的情况下,根据串联电路电压特点可知,变阻器两端电压变小,电压表示数变小。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】由图可知,闭合开关、时,电阻、并联,电流表测的是干路中的电流;闭合开关、断开开关时,电路只有接在电源两端,则电源电压为
通过的电流为
则的阻值为
故选B。
5.C
【详解】A.两电阻串联,计数器(电压表)测R2的电压,已知当有光照射时电阻R2的阻值变小,所以,激光被遮挡瞬间(即无光照射时),电阻R2的阻值变大,故A错误;
B.由串联电阻的规律可知,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,故B错误;
C.根据U=IR可知,电流变小时,R1两端的电压变小,由于电源电压不变,由串联电路的电压规律可知,则R2两端的电压变大,即计数器两端的电压变大,故C正确;
D.由欧姆定律可知,R1两端的电压与通过R1的电流之比为R1的阻值大小,R1为定值电阻,大小不变,故D错误。
故选C。
6.B
【详解】两电阻串联之后的总电阻比任何一个分电阻都要大;两电阻并联之后的总电阻比任何一个分电阻都要小。因B中两电阻并联,故总电阻最小。故B符合题意,ABD不符合题意。
故选B
7.C
【详解】A.由图像可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B.由图像可知,甲是一条过原点的直线,则甲的电阻是不变的,故B错误;
C.由图像可知将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为分别是1.5V和0.5V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,它们两端的电压
故C正确;
D.由图像可知甲和乙并联,若电压为1V,则通过两电阻的电流分别为0.2A和0.4A,根据并联电路的电流规律可知干路中的电流
故D错误。
故选C。
8.C
【详解】A.甲用电器的电流与电压的图像为一条过原点的直线,说明其电阻为定值,不随它两端电压的增大而增大,故A错误;
B.当甲用电器两端电压为0V时,甲的电阻大小不变,为
故B错误;
C.若把甲和乙串联在电压为6.5V的电路中,由串联电路电压特点得
串联电路中电流处处相等,由图得,当甲、乙电流均为0.25A时,甲、乙的电压分别为2.5V、4V,此时
符合题意,则此时电路电流是0.25A,故C正确;
D.若把甲和乙并联在电压为4V的电路中,由并联电路中各支路的电压相等得,甲、乙的电压均为4V,由图得,此时甲、乙的电流分别为0.4A、0.25A;由并联电路电流特点得,干路电流是
故D错误。
故选C。
9.C
【详解】A.由电路图可知,两电阻串联,油量表串联在电路中,油量表是电流表,故A错误;
B.当油面高度升高时,R接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大,即油量表的示数增大,故B错误;
C.当油面高度降低时,R接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流减小,即油量表的示数减小,故C正确;
D.当油面高度降低到最低时,R接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,但电流不为0,油量表的示数不为零,故D错误。
故选C。
10.C
【详解】A.结合图像根据可知,电阻的阻值为
故A错误;
B.电阻是导体的一种性质,与其两端的电压和通过的电流无关,故B错误;
C.把它们串联在电路中,由图可知,当电路电流为0.3A时,此时电阻的两端电压为,电阻的两端电压为,两电压之和等于电源电压,符合题目要求,故C正确;
D.结合图像根据可知,电阻的阻值为
、并联在的电源两端,由并联电路电压的规律可知两电阻两端的电压都是6V,则通过的电流为
通过的电流为
干路电流为
故D错误。
故选C。
11.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。
12.AC
【详解】A.由图丙可知,随着温度的升高,R的阻值在不断的变小,故A正确;
BCD.由图乙可知,R与R0串联在电路中,随着温度的升高,R的阻值在不断的减小,电路总电阻也在减小,由可知电路中电流增大,电流表示数逐渐增大,由可知定值电阻两端的电压逐渐增大,即电压表示数变大;反之,随着温度降低,R的阻值变大,其两端电压逐渐变大,故C正确,BD错误。
故选AC。
13.AC
【详解】AB. 断开、,两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,所以电流表有示数,由于电压表V与电源的两端不相连,电压表V无示数,故A正确,B错误;
C. 先闭合,两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压,再闭合,灯泡短路,电路中只有灯泡,电压表测电源电压,所以电压表的示数变大,故C正确;
D. 先闭合,两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,再闭合,灯泡短路,电路中只有灯泡,电流表测量电路中的电流,此时电路中的电阻变小,由可知电路中的电流变大,电流表的示数变大,故D错误。
故选AC。
14.BD
【详解】由于灯泡的电阻受温度的影响,U-I图像是曲线,则图像中A为定值电阻R的U-I图像,B为灯泡L的U-I图像。
A.由题可知,小灯泡的额定电压为2.5V,由图像可知,小灯泡正常发光的电流为0.3A,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过R的电流为
由图知此时R两端的电压为,电源电压为,故A不符合题意;
B.小灯泡L和电阻R串联后小灯泡正常发光时
因串联电路中各处的电流相等,根据可知,即灯泡正常发光时的阻值比定值电阻大,故B符合题意;
C.根据可知,定值电阻的阻值为,故C不符合题意;
D.小灯泡L和电阻R并联接在电压为2.5V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以它们两端的电压为
由图像可知,通过它们的电流分别为,
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,故D符合题意。
故选BD。
15.ACD
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。当电压一定时,通过导体的电流会随电阻变化,但电阻不会随电流改变,故A错误,符合题意;
B.根据欧姆定律,当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,这是欧姆定律的核心结论之一,故B正确,不符合题意;
C.电阻由导体自身因素决定,与导体两端的电压无关。即使电路中电流保持一定,导体的电阻也不会随电压的变化而改变,故C错误,符合题意;
D.导体两端的电压由电源提供,其大小取决于电源本身,与导体的电阻和通过的电流没有“正比”关系,不能说电压与电流、电阻成正比,故D错误,符合题意。
故选ACD。
16. 2:1 1:1
【详解】[1][2]小灯泡L正常发光时的电阻与、阻值相同,设
由电路图知,当开关掷到1时,小灯泡与定值电阻并联,电流表测量干路的电流,电压表测量电源电压,此时电流表的示数
电压表的示数为
当由1掷到2时,定值电阻被电流表短路,只有小灯泡L接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表仍测量电源电压,电流表的示数为
电压表的示数为
则,
17. 并联 大
【详解】[1]照明电路中各用电器是并联的,工作时互不影响,可以由一个开关同时控制。
[2]根据欧姆定律可知,电源电压不变,开亮的灯越多,并联的支路越多,电阻越并越小,并且小于其中的任一个分电阻,干路中的电流变大。
18. 正比 反比
【详解】[1][2][3]欧姆定律描述了导体中电流、电压和电阻的关系。当电阻一定时,通过导体中的电流跟导体两端的电压成正比;当电压一定时,通过导体中的电流跟导体的电阻成反比。欧姆定律的公式为。
19. 和 R=R1+R2
【详解】[1][2]若串联电阻的阻值为R1和R2,串联后总电阻为R,通过它们的电流分别为I1、I2和I,根据欧姆定律和串联电路的特点,可得,又因为串联电路中
故,即两个串联电阻的总电阻等于这两个电阻之和,公式为。
20. < Ⅲ Ⅰ
【详解】[1]由图像可知,在相同电压下,通过的电流更大,由可知,
[2]串联后,总阻值等于两电阻之和,且总阻值大于其中任意一个电阻,所以在相同电压下,总电流小于通过任意一个电阻的电流,即串联后的电阻应该位于区域Ⅲ内。
[3]并联后,总阻值小于其中任意一个电阻,所以在相同电压下,总电流大于通过任意一个电阻的电流,即并联后的电阻应该位于区域Ⅰ内。
21. 断开开关S1,闭合开关S、S2
【详解】[1][2]由图可知,①断开开关S2,闭合开关S、S1,此时R0、Rx并联,电流表测R0电流,读出并记录电流表示数I1;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,此时R0、Rx仍然并联,电流表测干路电流,读出并记录电流表示数I2;
根据并联电路电流规律,则Rx电流为
根据并联电路电压规律,则有,即
解得未知电阻Rx的阻值表达式为
22.(1) ;(2)见解析;(3)
【详解】(1)由分析可知,定值电阻R0与待测电阻Rx电流表、电源串联组成电路,然后把开关并联在R0两端。如图所示:
(2)实验步骤和需要的物理量:
a.按电路图连接好实验的电路;
b.断开开关S,读出此时电流表的示数I1;
c.闭合开关S,读出此时电流表的示数I2。
(3)在步骤b中, R0与Rx串联,电路中的电流为I1;在步骤c中,电路为Rx的简单电路,电路中的电流为I2;因电源电压不变,且串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源电压
整理可得
23.(1)电流
(2)小
(3)50kg
【详解】(1)由电路图可知,质量表串联在电路中,是由电流表改装的。
(2)称量时,质量越大,物体的重力越大,由水平面上物体的压力和自身的重力相等可知,压力传感器所受的压力越大,由乙图可知,R的阻值越小。
(3)当电路中的电流为50mA时该电子秤能称量的质量最大,根据欧姆定律可得,电路中的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以此时压力传感器的电阻为
由图像可知,R=50Ω时,受到的压力为500N,由可得,该电子秤称量的最大质量为
24. C 丁 120Ω 152cm
【详解】第一空.AB由图所示两电阻串联,滑动变阻器接入部分为下半部分,上下移动会改变接入阻值,且P向上滑动,电阻变大,由串联分压可知,分得的电压变大.C电压表示数U=IR滑,而I和R滑均会变化,所以U与R滑不成正比.D当P在最低端,变阻器电阻为零,电压表示数为0;
第二空.甲图,电压表示数随身高增大而增大,电压表示数U=IR滑,而I和R滑均会变化,所以U与R滑不成正比,示数不均匀;乙图,电压表测R1两端电压,由串联分压可知,电压表示数随身高增大示数减小;丙图、丁图,接入阻值不变,电路电流I不变,U=IR滑,所以U与R滑成正比,丙随身高的增大而减小,丁随身高的增大而增大,均线性变化,刻度均匀;
第三空.电阻丝电阻R2为40Ω,电压表量程3V,电源电压12V,根据串联分压可得定值电阻电压为:
12V-3V=9V
由串联电路电压比等于电阻比可得R1阻值为:
即
解得R1阻值为120Ω;
第四空.电压表示数为1.5V时,由串联分压可知:
即
可解得R2下=20Ω,因为电阻丝0.5Ω/cm且小曾160cm,因此电阻丝底端到地面为120cm.电压表示数为1.2V时,由串联分压可知:
即
可解得
因为电阻丝0.5Ω/cm
所以接入长度32cm,所以小杨身高152cm.