第十七章 欧姆定律测评
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.如图所示,电源电压恒定,当开关S闭合时( )
A.V表示数变小,A表示数变大
B.V表示数变大,A表示数变小
C.V表示数不变,A表示数变小
D.V表示数不变,A表示数变大
2.两个电阻R1、R2(R1>R2),下列情况阻值最大的是( )
3.某同学测电阻的实验电路如图所示。闭合开关,观察到电流表、电压表指针均稍有偏转,产生这一现象的原因可能是( )
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器连入电路中的阻值较大
C.定值电阻开路
D.定值电阻的阻值较大
4.如图甲所示,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为 ( )
A.1.2 A,0.22 A B.0.98 A,0.22 A
C.0.96 A,0.24 A D.0.24 A,1.2 A
5.如图所示电路中,电源电压为3 V且保持不变,R=10 Ω,滑动变阻器的最大阻值R'=20 Ω。当开关S闭合后,在滑片P由A端移动到B端的过程中,电流表示数的变化范围是( )
A.0.3~0.1 A B.0~0.1 A
C.0.1~0.3 A D.0.3~0 A
6.一只电阻两端的电压从2 V增加到2.8 V,通过该电阻的电流增加了0.2 A,该电阻的阻值是( )
A.4 Ω B.8 Ω
C.20 Ω D.无法确定
8
7.如图所示,电源电压保持不变,R1=3R2;S闭合,S1断开时,电流表的示数为I1,S、S1都闭合时,电流表的示数为I2,I1与I2之比是( )
A.1∶3 B.1∶4
C.3∶4 D.4∶3
8.
(2017·浙江宁波中考)如图所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表的示数从Ia变为Ib。下列各图中,能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( )
9.
如图所示,电源电压是6 V,当开关闭合后,只有一只灯泡发光,且电压表的示数为6 V,产生这一现象的原因是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路
C.灯L1断路 D.灯L2断路
10.
如图所示,设电源电压保持不变,R0=10 Ω。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c时,电流表的示数为0.3 A,移动滑片P至b端时,电流表的示数为0.2 A,则电源电压U与滑动变阻器的最大阻值R分别为( )
A.U=3 V,R=5 Ω
B.U=6 V,R=20 Ω
C.U=6 V,R=10 Ω
D.U=3 V,R=15 Ω
二、填空题(每空2分,共28分)
11.一段导体两端电压是3 V时,导体中的电流是0.5 A。如果电压增大到6 V,导体中的电流是 ;如果电压减小到1.5 V时,导体中的电流变为 。
12.如图所示,将一个定值电阻R(图甲中)接在AB间(图乙中),闭合开关,观察灯泡的亮度;再将两个同样阻值的电阻R串联起来(图甲中),接在AB间(图乙中),闭合开关,观察灯泡的亮度。实验现象表明,在相同电压的情况下,接入一个定值电阻时,灯泡亮些;接入串联的两个定值电阻时,灯泡暗些。由实验现象,我们可以得到的结论是 。
8
13.某同学用伏安法测一段导体的电阻,其实验方案与操作过程均正确,两表的示数如图所示,你认为这个实验可以改进的地方是 ,这样做的理由是 。
14.两只定值电阻,甲标有“10 Ω 1 A”,乙标有“15 Ω 0.6 A”,把它们串联在同一电路中,两端允许加的最大电压为 V;若把它们并联在同一电路中,干路最大电流为 A。
15.如图甲所示,电源电压恒为12 V,滑动变阻器的铭牌上标有“100 Ω 0.5 A”字样。如图乙所示为R1的I-U图象,R1的阻值为 Ω。当电路中电流为0.2 A时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为 Ω。为了不损坏滑动变阻器R2接入电路的阻值应不小于 Ω。
16.如图所示,电阻R1=R2=4 Ω,电源电压保持不变,当S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.75 A,此时电路是 联电路,电路的总电阻是 Ω;当S1闭合、S2断开时电路的总电阻是 Ω,电流表的示数是 A。
三、作图、实验题(17题6分,18题9分,共15分)
17.用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,电源电压15 V保持不变,滑动变阻器的规格是“50 Ω
2 A”,阻值为10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω、50 Ω的电阻各一个,电流表量程0~0.6 A、0~3 A,电压表量程0~3 V、0~15 V。
(1)根据图甲将图乙所示的实物图连接完整,电压表量程选择应满足能测量5组数据。
(2)小明将10 Ω的电阻接入电路,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电表示数。此过程小明实际探究的问题是 。其中自变量是 。
(3)要完成预定实验探究任务,滑动变阻器除了保护电阻外,另有一个重要作用是 。
(4)下表为另一同学提交的实验数据,林老师指出有的数据不符合实际,你认为不符合实际的是实验次序 的数据,理由是 。
实验次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15
5
50
0.12
8
18.李刚同学想用电流表、电压表探究一段电阻丝R的电阻,他已连接了部分电路,如图甲所示,请你接着完成下列步骤:
(1)用笔画线代替导线,将电路补画完整。
(2)当电压表示数为3.6 V时,电流表的示数如图乙所示,这时电路中的电流是 A,电阻丝的电阻为 Ω。李刚通过改变被测电阻两端的电压,先测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的是 。
(3)不改变上面连好的电路,用它还可以完成的实验是 。
(4)若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡,在多次测电阻的过程中,发现当电压表的示数增大时,电压表与电流表示数的比值将 。
四、计算题(19、20、21题各9分,共27分)
19.
(2017·江西中考)如图所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6 V 0.5 A”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~3 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。
(1)电源电压调至6 V,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A,则电压表的示数是多少?R0的阻值是多少?
(2)电源电压调至8 V,断开开关S1,闭合开关S2,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围。
20.
如图所示,电源电压不变,R2=20 Ω,开关S断开时,电流表的示数为0.2 A,当开关S闭合后,电流表的示数为0.8 A。求电阻R1的阻值和电源电压各是多少。
8
21.图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是量程为0~0.6 A的电流表改装而成),滑动变阻器R的最大值为60 Ω,金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。电源电压为24 V,R0为定值电阻。
甲
乙
(1)R0的作用是 ,当油箱油面下降时,油量表的示数将变 。
(2)油箱装满汽油时,油量表示数为最大值(即电流表达到最大值,此时,滑动变阻器的滑片在某一端),求R0的阻值。
(3)当油箱中的汽油用完时(此时滑动变阻器的滑片在另一端),电路中的电流为多少?
(4)改装设计:用电压表代替电流表做油量表,乙图已画出部分电路,请在乙图中完成电路的设计。
要求:当油箱中的油用完时,油量表(电压表)的示数为零。
8
第十七章测评
1.D 当S闭合时,电阻R1跟R2并联,总电阻变小,电流表示数变大;电压表测电源电压,示数不变。
2.A 因为串联后的总电阻比其中任何一个都大,并联后的总电阻比其中任何一个都小,所以A选项电阻最大。
3.B 闭合开关,电流表、电压表均有示数,可知电路是通路,两表示数较小,是因为滑动变阻器连入的电阻较大,电阻上分得的电压较小,由欧姆定律可知,在电源电压一定时,电路中电阻越大,电流越小。
4.C 由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路电流,A2测R2支路的电流,根据并联电路的电流特点确定两电流表的量程,并根据分度值读出其大小和求出通过R1的电流。因为并联电路干路电流大于各支路电流之和,且两指针的位置相同,所以A1的量程为0~3 A,分度值为0.1 A,干路电流I=1.2 A,A2的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,通过R2支路的电流I2=0.24 A,通过R1的电流I1=I-I2=1.2 A-0.24 A=0.96 A。故选C。
5.A 当滑动变阻器的滑片P位于A端时,电流表的示数I==0.3 A。
当滑动变阻器的滑片P位于B端时,电流表的示数I'==0.1 A。故选A。
6.A 由题意得ΔI=,代入已知量即可求出电阻值。
7.C R1、R2并联,开关S1控制R1,开关S控制整个电路,电流表测干路电流,电源电压恒定。当S1断开时,R1断路,电路中只有电阻R2,此时I1=;当S1、S都闭合时,R1、R2并联,此时R总=,将R1=3R2代入,则R总=R2,此时I2=,所以I1∶I2=3∶4。
8.B 由题图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。由I=可得,电压表示数U与电流表示数I的关系为U=U电源-IR0,据此可知,U-I图象是一次函数图象,故C、D错误;当滑片位于a点时,变阻器接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,由U=U电源-IR0可知,电压表的示数较小,故A错误、B正确。
9.B 电压表电阻很大,串联在电路中相当于断路,开关闭合,假如只有L1亮,L2不可能断路,一定发生了短路,此时电压表测电源电压,符合题意;假如只有L2亮,则L1短路,电压表此时也被短路,无示数,不合题意,故选B。
10.B 当滑片在c点时,U=0.3 A×(10 Ω+)
当滑片在b端时,U=0.2 A×(10 Ω+R)。
由两式联立可得R=20 Ω,U=6 V。
11.解析 在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
答案 1 A 0.25 A
12.解析 灯泡发光比较暗,是由于通过灯泡的电流比较小,这说明串联的两个电阻的总电阻比一个电阻大,对电流的阻碍作用大,所以灯泡比较暗。从而我们得出的结论是:串联电阻的总电阻比任何一个分电阻都大。
答案 串联电阻的总电阻比任何一个分电阻都大
13.解析 电流表和电压表量程选择的原则是:在不超出量程的前提下,尽量选用较小的量程,目的是为了减小读数的误差。本题中电流小于0.6 A,应选用0~0.6 A的量程,即使用“-”和“0.6”两个接线柱。
答案 电流表的量程用0~0.6 A 可以减小误差
14.解析 两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I乙=0.6 A,串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可得,两端允许加的最大电压U=IR总=I(R甲+R乙)=0.6 A×(10 Ω+15 Ω)=15 V。
根据欧姆定律可得,两电阻两端允许所加的最大电压U甲=I甲R甲=1 A×10 Ω=10 V,U乙=I乙R乙=0.6 A×15 Ω=9 V。并联电路中各支路两端的电压相等,两只电阻并联时,电路中的最大电压
8
U'=U乙=9 V,此时通过乙的电流为0.6 A,通过甲的电流I甲'==0.9 A,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路最大电流I=I甲'+I乙=0.9 A+0.6 A=1.5 A。
答案 15 1.5
15.解析 R1为定值电阻,可从题图乙中任选一组数据,根据R1=求出电阻值。当电路中电流为0.2 A 时,电路总电阻R总=,R2=R总-R1。由题意可知,为了不损坏滑动变阻器,通过电路中的电流不能超过0.5 A,R总'==24 Ω,滑动变阻器连入电路的阻值应小于R2'=24 Ω-20 Ω=4 Ω。
答案 20 40 4
16.解析 当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由并联电路总电阻与分电阻关系可求R总,电源电压U=I1R1=0.75 A×4 Ω=3 V;当S1闭合、S2断开时,I==0.75 A。
答案 并 2 4 0.75
17.解析 (1)因滑动变阻器最大阻值为50 Ω,5个定值电阻中阻值最大的为50 Ω,若接入50 Ω电阻时,即便滑动变阻器全部连入时,由串联电路电压分配关系可得定值电阻为50 Ω的电阻分担电压为7.5 V,7.5 V>3 V,故电压表应选择0~15 V量程。实验时电阻两端电压至少控制为7.5 V,则当定值电阻为10 Ω时,此时电路中的电流I==0.75 A,0.75 A>0.6 A,故电流表应选0~3 A量程。将选择0~15 V量程把电压表并在定值电阻两端,选择0~3 A量程把电流表接入电路。(2)实验中保持定值电阻的阻值不变,调节滑动变阻器的电阻,改变了定值电阻两端的电压,记录对应的电表值,保证电阻不变,改变电压,实验成为探究电流与电压的关系。实验中改变电阻两端的电压,再观察电流表示数的变化,自变量为电压。(3)实验中需要控制定值电阻两端的电压,使其两端的电压保持不变,做到这一要求通过调节滑动变阻器的滑片实现,故滑动变阻器除保护电路外,还有控制定值电阻两端电压的作用。(4)由表中数据可以看出,该同学实验时想将定值电阻的阻值控制为6 V,当选用40 Ω和50 Ω的定值电阻时,因选择的滑动变阻器的最大阻值为50 Ω,将滑片滑到最大值分担不了9 V的电压,故第4、5组数据有误。
答案 (1)如图所示
(2)电流与电压的关系 电压
(3)控制电阻两端的电压
(4)4、5 要控制电阻两端的电压6 V不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值
18.解析 (1)连接电路时注意滑动变阻器接“一上一下”两个接线柱;由题中条件可知,电流表用的是0~0.6 A量程,由(2)中已知条件可知电阻两端电压存在高于3 V的情况,故电压表要用0~15 V量程。(2)根据R=可计算导体电阻;采用多次测量取平均值的方法可减小误差。(3)研究电流与电压的关系时,保持电阻一定,通过移动变阻器的滑片使定值电阻两端电压成倍的变化,所用的电路与这个电路相同。(4)因为灯丝的电阻与温度有关,温度升高,电阻增大。所以当灯丝两端电压增大时,由于温度升高,电压表与电流表示数的比值变大。
答案 (1)电路连接如图所示
8
(2)0.3 12 减小误差
(3)研究电流与电压的关系(或滑动变阻器能改变电路中的电流)
(4)增大
19.解析 (1)闭合开关S1和S2,灯泡L与滑动变阻器R串联后再与R0并联,电流表测干路电流,电压表测R两端的电压,灯泡正常发光时,电压表的示数
UR=U-UL=6 V-6 V=0
此时通过灯泡的电流IL=0.5 A
通过R0的电流I0=I-IL=0.6 A-0.5 A=0.1 A
由I=可得,R0的阻值R0==60 Ω。
(2)灯泡的电阻RL==12 Ω
断开开关S1,闭合开关S2,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,因电源的电压U'>UL,灯泡正常发光时,电路中的电流最大,即I大=0.5 A
此时电路中的总电阻R总==16 Ω
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R小=R总-RL=16 Ω-12 Ω=4 Ω
当电压表的示数=3 V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,L两端的电压
UL'=U'-UR大=8 V-3 V=5 V
电路中的电流I'=,即,
解得R=7.2 Ω,
滑动变阻器的阻值变化范围为4~7.2 Ω。
答案 (1)0 60 Ω (2)4~7.2 Ω
20.解析 由题图可知,当开关S断开时,电流表测通过R1的电流;当开关S闭合后,电流表测R1、R2并联后的总电流。所以通过R2的电流I2=0.8 A-0.2 A=0.6 A,U=U1=U2=I2R2=0.6 A×20 Ω=12 V。故R1的阻值为R1==60 Ω。
答案 60 Ω 12 V
21.答案 (1)保护电阻(保护电流表、保护电源) 小
(2)40 Ω
(3)0.24 A
(4)设计改装原理图,有如下两种设计,电路正确均得分。
8
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