第十七章 欧姆定律单元检测
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(每题4分,共40分)
1.有两个电阻,阻值分别为30 Ω和10 Ω,把它们串联起来,其总电阻是( )
A.40 Ω B.30 Ω
C.20 Ω D.7.5 Ω
2.一种声光报警器的电路图如图所示。闭合开关S1和S2后,会出现的现象是( )
A.灯亮,铃不响 B.灯不亮,铃不响
C.灯亮,铃响 D.灯不亮,铃响
3.如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω。闭合开关S后,电压表V1与V2示数之比为( )
A.3∶1 B.3∶2
C.2∶1 D.1∶1
4.在如图所示的电路中,电源电压不变。当开关S闭合时,电流表的示数为0.8 A,当开关S断开后,电流表的示数改变了0.5 A,则R1与R2的阻值之比为( )
A.13∶5 B.3∶5
C.5∶3 D.5∶13
5.根据欧姆定律I=U/R,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越高,导体的电阻就越大
C.导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟电阻成反比
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
6.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上1 V的电压时,通过导体乙的电流为0.1 A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3 V的电源上时,干路中的电流为0.9 A
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
7.如图所示的电路中,电源电压为3 V,当开关S1、S2都闭合时,则( )
A.电压表被烧坏
B.电流表将被烧坏
C.灯L1亮,灯L2不亮
D.两只灯泡都将被烧坏
8.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中( )
A.电压表V1示数变大,V2示数变大,电流表A的示数变大
B.电压表V1示数不变,V2示数变大,电流表A的示数变小
C.电压表V1示数不变,V2示数变小,电流表A的示数变大
D.电压表V1示数变小,V2示数变大,电流表A的示数变小
9.在图所示的电路中,开关S闭合时,电压表V和V1的示数如图甲、乙所示,则该电路中的电流为( )
A.1 A B.0.4 A
C.0.2 A D.0.6 A
10.如图所示是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是( )
二、填空题(每空2分,共24分)
11.某定值电阻两端的电压由6 V变为10 V时,流过该电阻的电流增大了0.1 A,那么这个定值电阻的阻值是______Ω。
12.在如图所示的电路中,R1的阻值为10 Ω,只闭合开关S1时电流表的示数为0.3 A,再闭合开关S2后,电流表的示数为0.45 A,则R2的阻值为________Ω。
13.如图甲所示电路中,电源电压不变,闭合开关S,将滑片P移到某一位置时,电压表示数为6 V,两块电流表指针的位置均如图乙所示,则R1电阻是________Ω,若将滑片P向右移动,A1的示数将________,A2的示数将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
14.如图所示的电路中,电压U保持不变,电阻R1=R2,开关S断开时,电流表的示数为I1;开关S闭合时,电流表的示数为I2,则I1∶I2=________。
15.如图所示,一定值电阻R0与最大阻值为40 Ω的滑动变阻器串联在电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,电流表的示数为0.3 A;当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,电流表的示数为0.1 A。则定值电阻R0=________Ω,电源的电压U=________V。
16.给你一只标有“10 Ω 0.3 A”的定值电阻和一只标有“30 Ω 0.6 A”的滑动变阻器,在保证所有电路元件安全的前提下,若串联接入电路,则电路中允许通过的最大电流为________A,它们两端允许加的最大电压为________V。
17.利用如图甲所示电路,在研究通过导体的电流跟电阻的关系时,要保持导体两端电压不变。实验中,不断改变Rx的阻值,调节滑动变阻器使伏特表示数保持不变,得到了I与R的关系图象,如图乙所示。由图象可以得出的结论是______________________;此次实验中,伏特表的示数始终保持________V不变。
三、实验探究题(18题10分,19题10分,共20分)
18.在探究了电阻上的电流跟两端电压的关系后,同学们又提出了电流与电阻有什么关系这一问题。请你和他们一起解决下列问题:
(1)如图所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)在导线连接完成后,闭合开关前还应_______________________________。
(3)闭合开关后,移动滑片时发现电流表没有示数,电压表有明显的示数。则发生故障的原因可能是______________________________________________________。
(4)排除故障后,同学们继续进行实验。一位同学在读取完电流表示数后,直接拆下阻值为5 Ω的电阻改换成阻值为10 Ω的电阻。他认为这样操作简捷高效。那么,
①电压表示数会怎样变化:___________________________________________________。
②请你指出他在操作中的错误:_______________________________________________。
(5)分析表中实验数据,请你总结出电流与电阻的关系:______________。
19.如图甲是探究电流与电压、电阻关系的实验电路图。
(1)由于电路中电流的大小受多种因素的影响,所以我们在探究某一因素变化对电流的影响时,必须保持其他因素不变,即采用了________法。
(2)实验探究分两步进行:a.保持电阻不变,探究电流与电压的关系;b.保持电压不变,探究电流与电阻的关系。图乙是根据实验数据绘制的图象,其中正确表示电阻不变,电流随电压变化的图象是________图(选填“A”或“B”)。
(3)在探究过程中,使用滑动变阻器R的目的是__________________________________。
(4)综合图A、B图象可得到的结论是____________________。
四、计算题(每题8分,共16分)
20.如图所示电路,电压表V1的读数为8 V,闭合开关后V2的读数为5 V。若电阻R1的阻值为12 Ω,求R2的阻值。
21.实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:
在图乙中R1=14 Ω,R2=9 Ω。当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2 A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3 A,把电源按图甲中的等效方法处理。求电源的电压U和电阻r。
参考答案
1答案:A
2答案:A 点拨:当开关同时闭合后,电铃被短路,所以不响。
3答案:B 点拨:V1测总电压,V2测R2两端的电压,根据串联电路的分压规律,电压与电阻成正比,所以选B。
4答案:C 点拨:由题图可得,通过R1与R2的总电流是0.8 A,通过R1的电流是0.3 A,所以通过R2的电流是0.5 A,因为在并联电路中,电流与电阻成反比,所以电阻之比为5∶3。
5答案:C
6答案:D 点拨:从题图中可以看出,甲的电阻是5 Ω,乙的电阻是10 Ω,所以D错。当乙两端的电压是1 V时,通过乙的电流是0.1 A;当两导体并联接在3 V的电源上时,通过甲的电流是0.6 A,通过乙的电流是0.3 A,所以总电流是0.9 A;在电阻一定的情况下,通过导体的电流与其两端的电压成正比,所以A、B、C均正确。
7答案:B 点拨:当两个开关都闭合时,发生电源短路,所以电流表可能被烧坏。
8答案:D 点拨:由题图可知,R1与R2串联,当滑片P向右移动时,整个电路电阻变大,所以电流表示数变小,电压表V1测R1两端的电压,所以会变小,则滑动变阻器两端的电压即V2的示数会变大。
9答案:D 点拨:由题图可知,电压表V的示数要大于V1的示数,所以V的量程肯定要比V1大,即电压表V的示数是6 V,而V1的示数是2.4 V,所以电阻R两端的电压是3.6 V,则电路中的电流 I=U/R=3.6 V/6 Ω=0.6 A。
10答案:C 点拨:当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小,但不会为零,所以选C。
11答案:40
12答案:20
点拨:通过电阻R1的电流是0.3 A,所以电源电压U=IR1=0.3 A×10 Ω=3 V,通过电阻R2的电流为0.45 A-0.3 A=0.15 A,所以R2=U/I2=3 V/0.15 A=20 Ω。
13答案:20 变小 不变
点拨:R1与R2并联,电流表A2测通过R1的电流,A1测总电流,所以A2示数是0.3 A,所以R1=U/I=6 V/0.3 A=20 Ω,当滑片向右移动时,通过R2的电流减小,所以总电流减小,A2测通过R1的电流,其大小不变。
14答案:1∶2
点拨:S断开时,电流表测通过R1的电流,当S闭合时,电流表测两个支路的总电流,因两个支路电流相同,所以I1∶I2=1∶2。
15答案:20 6
点拨:当滑片在最左端时,电路电压U=I左R0,当滑片在最右端时,电路电压U=I右(R0+R),所以I左R0=I右(R0+R),解得R0=20 Ω,U=6 V。
16答案:0.3 12
点拨:因串联电路电流相同,所以最大电流为0.3 A,最大电压U=IR=0.3 A×40 Ω=12 V。
17答案:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 2.5
点拨:由图乙可知,电阻两端的电压保持2.5 V不变。
18答案:(1)如图所示 (2)滑动变阻器的滑片移到阻值最大一端 (3)电阻处出现断路 (4)变大 在更换电阻之前没有断开开关 (5)当电压不变时,电流与电阻成反比
19答案:(1)控制变量 (2)B (3)改变电阻两端的电压和保护电路 (4)导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
点拨:(2)电阻不变时,电流与电压成正比,所以是图B;(4)写结论时要全面,既有电流与电压的关系,又有电流与电阻的关系。
20答案:解:U1=U-U2=8 V-5 V=3 V
通过R1的电流
I1==0.25 A,I2=I1
R2==20 Ω
故R2的阻值为20 Ω。
21答案:解:由题意可得:
U=I1(R1+r)=I2(R2+r)
代入数据可得:
0.2 A×(14 Ω+r)=0.3 A×(9 Ω+r)
解得:r=1 Ω
将r=1 Ω代入U=I2(R2+r)
可得U=3 V。
点拨:电源电阻为r,由题意可知,当S1闭合时,电阻R1与r串联,电源电压U=I1(R1+r);当S2闭合时,电阻R2与r串联,电源电压U=I2(R2+r),由于电源电压不变,所以I1(R1+r)=I2(R2+r),列方程可解得此题。