素养全练16 欧姆定律(二)
(时间:45分钟 满分:100分)
基础巩固
一、选择题(每小题6分,共30分)
1.
如图是实验室伏安法测电阻的电路图,其中a、b电表应分别为( )
A.a为电流表,b为电流表
B.a为电压表,b为电压表
C.a为电流表,b为电压表
D.a为电压表,b为电流表
答案:C
解析:根据电路图可知,a电表串联在电路中,因此a为电流表;b电表与电阻并联,因此b为电压表。
2.电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,如图所示的四个电路中,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
答案:C
解析:A.开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出R0两端的电压,根据I=UR求出通过R0的电流,根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=UxIx可求出Rx电阻,故A不符合题意;
B.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过Rx的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出Rx阻值,故B不符合题意;
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C.开关S闭合时,Rx短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,不能计算出Rx的值,故C符合题意;
D.由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联求出Rx阻值,故D不符合题意。
3.在“测量电阻”的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验原理是欧姆定律
B.滑动变阻器的作用是保持用电器两端电压不变
C.定值电阻的电压、电流关系图象是一条曲线
D.实验必须测量三组数据
答案:A
解析:“测量电阻”的实验原理是欧姆定律,故A正确;在探究电阻不变,流经电阻的电流与电阻两端电压的关系时,为了改变电阻两端的电压,就需要通过改变滑动变阻器接入电路的阻值来实现,故B不正确;定值电阻的电压与电流成正比,在U-I关系图象中是一条过原点的倾斜直线,故C不正确;测量导体的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故D不正确。
4.在用伏安法测电阻的实验中,王力同学不小心将、两表位置接反,如图所示,已知两表量程合适,则闭合开关后,会发生的现象是( )
A.电流表烧坏
B.电压表烧坏
C.电源烧坏
D.电压表示数等于电源电压
答案:D
解析:因为电流表电阻很小,R被短路。电流通过电压表、电流表和滑动变阻器构成通路,由于电压表电阻很大,因此电路中电流很小,电流表、电压表和电源都不会烧坏,而电压表示数等于电源电压。
5.在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是 ( )
A.改变电路中的电流
B.改变被测电阻两端的电压
C.改变被测电阻的阻值
D.保护电路
答案:C
二、非选择题(共30分)
7
6.(12分)用图甲电路测量小灯泡发光时的电阻,电压表应该接在 (选填“1”或“2”)处。当闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4 V时,电流表的示数如图乙,则此时通过灯泡的电流是 A,灯泡的电阻是 Ω。
答案:1 0.3 8
7.(8分)在如图所示的电路中,定值电阻的阻值R0和电源电压U均为已知。在a、b间接入一个未知电阻Rx,闭合开关,电压表的示数为Ux,则由已知量和测得量可以推出:Rx= ,Rx的电功率Px= 。
答案:UxR0U-Ux Ux(U-Ux)R0
8.(10分)在“用电流表和电压表测小灯泡的电阻”实验中:
(1)如图所示,小明所连接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画成正确的接法。
(2)电路正确连接后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,出现这一故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,小明同学进行了三次测量,数据记录如图表所示,其中,电压为2 V时电流表的示数如图所示,请将表格中的数据补充完整。
(4)分析以上实验数据,小明发现小灯泡的电阻值存在明显差异,原因可能是 。
电压U/V
1
2
2.5
电流I/A
0.18
0.28
电阻R/Ω
5.56
7.69
8.93
7
〚导学号77164135〛
答案:(1)
(2)小灯泡断路
(3)0.26
(4)灯丝电阻受温度影响
能力提升
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.按图所示,用伏安法测量电阻,如果考虑到电压表与电流表本身都有一定的电阻,那么测量值和实际值的关系应该是( )
A.测量值比实际值大
B.测量值比实际值小
C.测量值等于实际值
D.以上情形都有可能
答案:B
解析:根据R=UI可知,测量电阻时,应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流;而电流表实际测量的是通过待测电阻和电压表的总电流,即电流偏大,而电压表是与电阻并联连接,测量的电压是准确的,故电阻的测量值小于真实值,故B正确。
2.为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如图所示的电路,其中不可行的是( )
答案:D
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解析:A图中两个电阻串联,电压表V1测量电阻串联的总电压,电压表V2测量电阻R1两端的电压,根据串联电路电压的规律,电阻R2两端的电压等于电压表V1和V2的示数之差,这样就可以得到两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较电阻的大小,故A不符合题意;
B图中两个电阻串联,两个电压表分别测量两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较出电阻的大小,B不符合题意;
C图中两个电阻并联,两个电流表分别测量通过两个电阻的电流,根据电流的大小就可以比较出电阻的大小,C不符合题意;
D图中两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量通过电路的电流,只能测出电阻R2的阻值,不能测出R1的阻值,因此无法比较两电阻阻值的大小,故D符合题意。
3.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图中不能测量Rx阻值的电路图是( )
答案:B
解析:如果能测出电源电压和其中一个电阻两端的电压,根据串联电路的电流相等就可以求出待测电阻的阻值。由题图可知A、C、D均可测量,B图只能测出电源电压,不能测出待测电阻的阻值,故选B。
4.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.由乙图及实验现象可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
答案:D
解析:根据图甲可以知道,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由I=UR
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可得R=UI=1Ω,故A、B正确;由乙图可以知道,电压与电流不成正比,即当灯泡两端电压发生改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,且电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,所以C选项是正确的;测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误。
二、非选择题(共20分)
5.(4分)如图所示,是某同学用“伏安法”测量定值电阻R(阻值未知)实验电路图。如果电流表的内阻为RA,示数为I;电压表的内阻为RV,示数为U,则通过待测电阻R的电流为 ,待测电阻R的阻值为 。
答案:I-URV URVIRV-U
6.(4分)某实验小组利用一个阻值为5 Ω的电阻R0设计了一个测量未知电阻Rx的电路,如图甲所示,他们发现两个电表的指针偏转角度相同,如图乙所示,则Rx= Ω,电源电压U= V。
答案:20 5.6
解析:由题图可知,两个电阻并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1的电流。根据并联电路电流规律可知,干路电流大于支路电流,因此电流表A1使用的是0~3A的量程,电流表A2使用的是0~0.6A的量程,所以A1的读数是1.40A,A2的读数是0.28A;根据并联电路电流规律I=I0+I1可知,通过灯R0的电流I0=I-I1=1.40A-0.28A=1.12A,根据欧姆定律可知,R0两端的电压为U0=I0R0=1.12A×5Ω=5.6V,由并联电路电压处处
相等可知,电源电压为5.6V,故R1的电阻R1=UI1=5.6V0.28A=20Ω。
7.(12分)在测定标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻的实验中:
甲
7
乙
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
(1)请你将图甲中实物电路补充完整。
(2)通过实验得到了三组U和I的数据(如图表)。当灯泡两端电压为3.0 V时,电流表示数如图乙所示,请将读数填入表格中。
(3)小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)在分析这些实验数据时,你会发现灯丝的电阻是变化的,你认为引起灯丝电阻变化的原因是 。
(5)实验过程中,由于不小心造成灯泡短路,则电路中可能出现的现象是(说出两点) 、 。
(6)利用现有器材和电路图还能完成的实验有: 。
答案:(1)略 (2)0.28 (3)10 (4)温度发生变化,引起电阻发生变化 (5) 电压表示数几乎为0 灯泡不亮 (6)测定小灯泡的额定功率
7
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