2.3 欧姆定律
一、选择题(单选题)
1.(2017·河北衡水枣强中学月考)有甲、乙两导体,甲的电阻是乙的一半,而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的两倍,则以下说法中正确的是( B )
A.甲、乙两导体中的电流相同
B.乙导体中的电流是甲导体中的2倍
C.甲、乙两导体两端的电压相同
D.乙导体两端的电压是甲的2倍
解析:由电流的定义式I=可知乙导体中的电流是甲的两倍,A错误,B正确。由I=得U=IR,因R乙=2R甲,可知U乙=4U甲,故C、D错误。
2.(2016·四川绵阳一中高二上学期期中)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,下面给出的四个图象符合小灯泡的伏安特性曲线的是( B )
解析:灯丝电阻随温度升高而增大,因此灯丝电阻随灯泡电压与电流的增大而增大,在I-U图象中图象的斜率的倒数表示灯丝电阻,因此图象的斜率随电压的增大而减小;则由图象可知,图线B正确,故答案为B。
3.(2017·安徽省池州市高二上学期期末)某学习小组在探究电阻阻值的实验中,对手头的四个电阻各进行了一次正确的测量,并把每个电阻两端的电压和通过它的电流用描点法在U-I坐标系中描述出来(如图所示)。则通过分析四个坐标点我们可以判定哪个点对应的电阻阻值最大( A )
A.a B.b
C.c D.d
解析:根据电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比可得,U-I图象中图象的斜率表示电阻的阻值;则由图可知,a的斜率最大,依次为b,c、而d的斜率最小;故可知:a表示的电阻最大;故选:A。
4.(2016·西藏日喀则一中高二上学期检测)一个阻值为R的电阻两端加上电压U后,通过导体截面的电量q与通电时间t的图象如图所示,此图线的斜率(即tanα)等于( C )
A.U B.R
C. D.
解析:在图象中斜率代表的就是电流,I=代表的也是电流,故选C。
5.(2016·新疆建设兵团二中高二上学期检测)某实验小组在实验室用伏安法描述出了某白炽灯的伏安特性曲线,如图中的曲线MN所示。该小组的同学分析得出该白炽灯的阻值随温度的升高而增大,则白炽灯两端的电压由3V升高到6V时,其灯丝的电阻增加了( B )
A.5Ω B.10Ω
C.1Ω D.6Ω
解析:由电阻的定义式R=知,M点电阻RM=Ω=30Ω,N点的电阻RN=Ω=40Ω,电阻改变10Ω,B正确。
二、非选择题
6.做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验。
(1)实验电路图已经画出了一部分,如图所示,但尚未完整,请将该电路完整地连接好;
(2)按你连接的电路,S闭合后,要使小灯泡的亮度增加,变阻器的滑片P应向__B___(选填“A”或“B”)端移动。
答案:(1)如图所示
解析:(1)根据实验要求,连线见答案图。
(2)当滑片P向B端移动时,灯泡两端的电压变大,灯泡的亮度增加。
7.下图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物连线图,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,__使它靠近变阻器左端的接线柱___;
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,__增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压___;
③断开开关,……。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。
(2)在虚线框中画出与实物电路相对应的电路图。
答案:(2)如图所示
解析:本题考查“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的步骤和电路图,解题关键是通过对实验原理的分析画出实验电路图,补齐实验步骤。
(1)①“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验应用滑动变阻器的分压式接法;实验开始前应使小灯泡两端电压为零。小灯泡与滑片左侧部分并联,因此闭合开关前,应调节滑动变阻器的滑片使它靠近变阻器左端的接线柱。
②“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中应使小灯泡的电压从零开始增大到额定电压,因此闭合开关后,要逐步移动滑动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,并记录电流表和电压表的多组数据,直至电压达到额定电压。
(2)电路图如答案图所示。
能力提升
一、选择题(单选题)
1.(2017·吉林长春外国语学校高二月考)已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A、B的电流IA和IB的关系是( D )
A.IA=2IB B.IA=IB
C.IA=IB/2 D.IA=IB/4
解析:将RA=2RB UA=UB代入公式I=,得IA=IB。
2.如图所示是A、B两电阻的U-I图象,则两电阻之比及连接相同电压情况下的电流之比分别是( B )
A.RA∶RB=2∶1,IA∶IB=2∶1
B.RA∶RB=2∶1,IA∶IB=1∶2
C.RA∶RB=1∶2,IA∶IB=2∶1
D.RA∶RB=1∶2,IA∶IB=1∶2
解析:题图所示U-I图线的斜率表示电阻的阻值,A的电阻RA=Ω=10Ω;B的电阻RB=Ω=5Ω,则RA∶RB=10∶5=2∶1,电压相同时,电流与电阻成反比,故IA∶IB=RB∶RA=1∶2。
3.(2016·吉林长白山一中高二上学期检测)如图所示,为A、B两电阻的伏安特性曲线,关于两电阻的描述正确的是( B )
A.电阻A的电阻随电流的增大而减小,电阻B阻值不变
B.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻B
C.在两图线交点处,电阻A的阻值大于电阻B
D.在两图线交点处,电阻A的阻值小于电阻B
解析:由图可知,电阻A的图象的斜率越来越大,故A的电阻随电流的增大而增大,电阻B阻值不变,故A错误;两图象的交点处,电流和电压均相同,则由欧姆定律可知,两电阻的阻值大小相等;故B正确,CD错误,故选B。
4.(2017·江西省南昌二中高二上学期月考)某同学利用如图所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线。在实验中,他将滑动变阻器的滑片从左端匀速滑向右端,发现电流表的指针始终在小角度偏转,而电压表的示数开始时变化很小,但当滑片接近右端时电压表的示数迅速变大。为了便于操作并减小误差,你认为应采取的措施是( D )
A.换用最大阻值更大的滑动变阻器,将导线a的M端移到电流表“3”接线柱上
B.换用最大阻值更大的滑动变阻器,将导线b的N端移到电流表“0.6”接线柱上
C.换用最大阻值更小的滑动变阻器,将导线a的M端移到电流表“3”接线柱上
D.换用最大阻值更小的滑动变阻器,将导线b的N端移到电流表“0.6”接线柱上
解析:由图示电路图可知,电流表选择3A量程,将滑动变阻器的滑片从左端匀速滑向右端,发现电流表的指针始终在小角度偏转,说明电流表所选量程太大,应选择0.6A量程,应把导线b的N端移到电流表的“0.6”接线柱上;从左向右移动滑片时,电压表的示数开始时变化很小,当滑片接近右端时电压表的示数迅速变大,说明所选择的滑动变阻器最大阻值太大,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器,故ABC错误,D正确。故选:D。
二、非选择题
5.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的器材有:
A.小灯泡:规格为“3.8V,0.3A”
B.电流表:量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω
C.电流表:量程0~3A,内阻约为0.1Ω
D.电压表:量程0~5V,内阻约为5kΩ
E.滑动变阻器:阻值范围0~10Ω,额定电流2A
F.电池组:电动势6V,内阻约为1Ω
G.开关一只, 导线若干
(1)为了使测量尽可能地准确,需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8V且能方便地进行调节,因此电流表应选__B___。(填器材代号)
(2)根据你选用的实验电路,将图中所示的器材连成实验电路。
答案:(2)如图
解析:(1)因小灯泡的额定电流为0.3A,为减小读数误差,让指针偏角大一些,则电流表应选B。
(2)先画出电路图如图所示,然后根据电路图连接实物图,见答案。
6.图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。
(1)根据图1画出实验电路图;
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V。所示读数为:①__0.10A___、②__0.24A___、③__2.00V___、④__0.27V___。两组数据得到的电阻分别为__(8.3±0.1)Ω___和__(2.7±0.1)Ω(后两空如填为(2.7±0.1)Ω和(8.3±0.1)Ω也行)___。
答案:(1)如图
解析:(1)从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压,电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压接法,故电路图如图所示
(2)电流表的量程为0.6A,所以每小格表示的分度值为0.02A,故①的读数为0.10A,②的读数为0.24A,电压表的量程为3V,则每一小格表示0.1V,所以③的示数为2.00V,④的示数为0.27V,电压小,两端的电流小,故①④为同一组数据,故得到的电阻为R==2.7Ω,②③为另外一组数据,故得到的电阻为R==8.3Ω。