第十七章《欧姆定律》单元测试A卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
说明:1.全卷满分80分,考试时间85分钟。
一、填空题(共16分,每空1分)
1.物理学的发展离不开物理学家不懈的探索和无私的奉献。德国物理学家 最先通过实验归纳出一段导体中电流与电压和电阻之间的定量关系。为了纪念他做出的杰出贡献,人们用他的名字来命名物理量 的单位。
【答案】 欧姆 电阻
【详解】[1] 德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即是欧姆定律。
[2] 为了纪念欧姆做出的杰出贡献,人们将他的名字命名为电阻的单位。
2.加在某导体两端的电压是6V,通过这个导体的电流是0.5A,这个导体的电阻是 Ω,若在这个导体两端加18V电压,它的电阻是 Ω。
【答案】 12 12
【详解】[1]导体电阻
[2]电阻是导体的一种性质,与电压和电流无关,当电压为18V时,导体的电阻不变,仍为12Ω。
3.电源电压为12V,要想给“2.5V,0.3A”的小灯泡供电,至少需要串联 个这种灯泡,小灯泡才能安全使用;如果用同样的电源只给一个小灯泡供电,需要串联个大约 Ω的电阻才能保证小灯泡正常发光。
【答案】 5 31.7
【详解】[1]串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压为12V,要想给“2.5V,0.3A”的小灯泡供电,至少需要串联的灯泡个数为
[2]灯泡正常发光时串联电阻两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得,串联电阻的阻值为
4.如图所示,已知。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比为 ;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比为 。(电路中各元件均未损坏)
【答案】
【详解】[1]当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表,R1与R2串联,电压表甲测R2两端的电压、乙测R1两端电压,串联电路各处电流相等,两表示数之比为
[2]当开关S断开,甲、乙两表均为电流表,R1与R2并联,电流表甲测通过R1电流,乙测通过R2电流,并联电路各支路两端电压相等,两表示数之比为
5.如图甲所示的电路中,电源电压不变,电源内阻不计,三个定值电阻的阻值相等,只闭合S时,电压表示数为3V,电流表示数如图乙所示,则三个定值电阻的阻值均为 ;再将S1闭合时,电流表示数变为 。
【答案】 15Ω 0.4A
【详解】[1]只闭合S时,电路为R3的简单电路,电压表示数为3V,电流表接入电路的是小量程,示数为0.2A,根据欧姆定律可得三个定值电阻的阻值均为
[2]再将S1闭合时,三个电阻并联接入电路,根据并联电路电压特点结合欧姆定律可知通过三个电阻的电流都为0.2A,并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表测量通过R2和R3的电流之和,所以电流表示数变为
I=I2+I3=0.2A+0.2A=0.4A
6.如图所示是电阻R和小灯泡L的U-I图像,若将电阻R与小灯泡L串联在电路中,电流为0.2A,则电源电压为 V,若改为并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为 A。
【答案】 1.5 1.2
【详解】[1]电阻R与小灯泡L串联在电路中时,根据串联电路中电流处处相等,所以
IR=IL=0.2A
由图象可知代时,UL=0.5V,UR=1V,串联电路中电源电压等于各部分电路两端电压之和,所以电源电压
U=UR+UL=1V+0.5V=1.5V
[2]因并联电路中各支路两端电压相等,当电源电压为3V时,由图像可知
IR=IL=0.6A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流
I=IR+IL=0.6A+0.6A=1.2A
7.如图所示电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向上移动时,电流表A的示数 ,电压表V的示数 (均选填“变大”、“不变”或者“变小”)。
【答案】 不变 变大
【详解】[1][2]根据电路图可知,R1与R2并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量滑片P以下电阻两端的电压;闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向上移动时,由于电压表所在电路相当于断路,所以滑动变阻器接入电路的电阻不变,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流不变;滑片上移,与电压表并联部分的电阻变大,根据可知,电压表示数变大;并联电路各支路互不影响,所以通过R2的电流不变,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流不变,电流表示数不变。
8.小红用同一个电源、两个不同的小灯泡分别连接了如图所示的两个电路。图甲中,闭合开关,电压表V1的示数为3V,电压表V2的示数为2V;则图甲中L1两端电压是 V。图乙中闭合开关,电流表A1与电流表A2的示数之比为 。
【答案】 1 3∶1
【详解】[1]由电路图甲可知,L1、L2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量L2两端电压;则U=3V,U2=2V。由于串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯L1两端电压
[2]根据串联电路电流处处相等的特点和可得灯泡L1、L2的电阻之比为
由图乙可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,由并联电路特点和可得L1、L2的电流之比为
则根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得电流表A1与电流表A2的示数之比为
二、选择题(共14分,把你认为正确选项的代号填涂在答题卡的相应位置上,9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为多项选择,每小题两个或两个以上正确选项,每小题3分,全部选择正确3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.由欧姆定律变形可得,下列说法正确的是( )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
【答案】D
【详解】ABC.导体电阻是导体自身的一种特性,大小取决于导体的材料、长度、横截面积、温度等因素,与加在它两端的电压及通过它的电流无关,故ABC错误;
D.由公式可知,导体电阻大小在数值上等于它两端电压与通过电流的比值,故D正确。
故选D。
10.如同有三种测未知阻值电阻的电路图如图所示。电路中电源电压恒定且未知,为已知阻值的定值电阻,为最大阻值已知的滑动变阻器,为电阻箱,请问能符合设计要求的是( )
A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丙 D.甲、乙、丙
【答案】D
【详解】甲.开关S闭合,断开时,和串联,电流表可以测出通过电路的总电流,示数为;再闭合时为的简单电路,电流表的示数为,根据电源电压相等列等式可以表示出的电阻,故甲符合题意;
乙.开关S闭合,滑动变阻器放在阻值最小处,电压表测量电源电压,示数为U,滑动变阻器放在阻值最大处,电压表测量未知电阻两端的电压,示数为,根据电流相等列等式可以表示出阻值,故乙符合题意;
丙.开关S闭合,先将电阻箱的电阻调为零,电压表测量电源电压,再将电阻箱调到某一数值,读出电阻箱的示数,根据电流相等列等式可以表示出阻值,故丙符合题意。
故选D。
11.为了向建设宜居城市做贡献,银川六中创新实验小组的同学们设计了有害气体监测设备,其工作原理如图甲所示。电源电压恒定,R0为定值电阻,R为可以感知气体污染指数的可变电阻(阻值随污染指数变化的关系如图乙所示),气体监测器示数随有害气体污染指数的增大而增大。以下分析正确的是( )
A.污染指数越大,电压表示数越大
B.污染指数越大,电路消耗的总功率越小
C.气体监测器由电路图中电流表改装而成
D.污染指数越大,电压表示数与电流表示数的比值越大
【答案】C
【详解】A.由甲图知,定值电阻与可变电阻串联,电压表测可变电阻的电压,电流表测电路中的电流;由图象可知,污染指数越大,可变电阻的阻值越小,根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压越小,即电压表示数越小,故A错误;
B.由图象可知,污染指数越大,可变电阻的阻值越小,电路总电阻越小,根据可知,电源电压不变,总电阻越小,总功率越大,故B错误;
C.由图象可知,污染指数越大,可变电阻的阻值越小,可变电阻分担的电压越小,即电压表示数越小;而可变电阻的阻值越小,电路总电阻越小,根据可知,电源电压不变,总电阻越小,电路中的电流即电流表示数越大。因此气体监测器由电路图中电流表改装而成,故C正确;
D.由欧姆定律可知,即电压表与电流的比值等于可变电阻的阻值,由图象可知,污染指数越大,可变电阻的阻值R越小,则电压表示数与电流表示数的比值越小,故D错误。
故选C。
12.如图所示是电阻R1、R2的电压—电流关系图像,下列说法正确的是( )
A.电阻 R1两端电压为4V时,通过R1的电流是0.3A
B.电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端总电压为3V
C.电阻 R1、R2并联到2V电压下,干路中的电流是0.3A
D.电阻 R1和R2的阻值之比是1∶2
【答案】B
【详解】A.由图可知当电阻 R1两端电压为4V时,通过其电流为0.4A,故A错误;
B.由图像可知,若电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端电压分别为2V、1V,根据串联电路电压特点知,R1、R2两端总电压为
故B正确;
C.由图像可知,电阻 R1、R2并联到2V电压下时,通过R1、R2电流分别为0.2A、0.4A,由并联电路中干路中的电流等于各支路电流之和可知,干路中的电流
故C错误;
D.由图像可知,R1、R2为定值电阻,若电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端电压分别为2V、1V,根据欧姆定律知
电阻 R1和R2的阻值之比是
故D错误。
故选B。
13.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电路的总电阻变小
B.电压表的示数不变,电流表A示数变小
C.两端电压变小
D.电压表示数变大,电流表A示数变小
【答案】BCD
【详解】定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量变阻器R2两端的电压,电流表A测电路中的电流。
A.滑动变阻器的滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总阻值R变大,故A错误;
B.电压表V1测量电源电压,电源电压保持不变,电压表V1的示数不变,电路的总阻值R变大,由可知电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故B正确;
CD.电路中的电流变小,由U1=IR1可知两端电压变小,由串联电路电压的规律可知变阻器R2两端的电压变大,电压表示数变大,故CD正确。
故选BCD。
14.如图甲所示的电路中,电源电压恒为3V,R1为定值电阻。闭合开关S,滑片P从R2的一端滑到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。由此可知( )
A.当I=0.1A时,滑片P处于a端
B.R1的阻值为10Ω
C.R2的最大阻值为20Ω
D.当滑片P位于R2的中点时,电压表示数为2V
【答案】BC
【详解】A.由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;由图甲可知,当滑动变阻器的滑片P处于a端时,接入电路中的阻值为0Ω,电路中只有R1工作,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为I大=0.3A,故A不符合题意;
B.由可知,R1的阻值为
故B符合题意;
C.当滑动变阻器的滑片P处于b端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最大,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流为I小=0.1A,由可知,此时R1两端的电压为
U1=I小R1=0.1A×10Ω=1V
根据串联电路的电压特点可知,R2两端的电压为
U2=U-U1=3V-1V=2V
由可知,R2的最大阻值为
故C符合题意;
D.当滑片P位于R2的中点时,R2接入电路中的阻值为
根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻为
此时电路中的电流为
由可知,R1两端的电压为
即电压表示数为1.5V,故D不符合题意。
故选BC。
三、计算题(共22分,第15,16小题各7分,第17小题8分)
15.如图所示的电路中,电源两端电压U=5V保持不变,电阻R1=2Ω,当开关S闭合时,电压表示数为2V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电阻R2两端的电压U2;
(3)电阻R2的阻值。
【答案】(1)1A;(2)3V;(3)3Ω
【详解】解:由图可知中,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由串联电路电流的规律可知,电流表的示数
(2)电阻R2两端的电压
U2=U﹣U1=5V﹣2V=3V
(3)由串联电路电流的规律可知,通过电阻R2的电流
I2=I=1A
电阻R2的阻值
答:(1)电流表的示数是1A;
(2)电阻R2两端的电压是3V;
(3)电阻R2的阻值是3Ω。
16.如图所示,电源电压恒定为12V,R1为6Ω,R2为24Ω。
(1)当开关S1、S2断开时,电流表的示数是0.2A,求R3的阻值?
(2)当S1闭合,S2断开时,电流表的示数?
(3)当S1、S2都闭合时,电流表的示数?
【答案】(1)30Ω;(2)2A;(3)2.9A
【详解】解:(1)当开关S1、S2断开时,三个电阻串联,电流表测电路中的电流,由可得,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R3的阻值
(2)当S1闭合、S2断开时,电路只有R1接入电路,电阻R2、R3被短路,电流表测电路中的电流,则电流表的示数
(3)当S1、S2都闭合时,三个电阻并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,各支路的电流分别为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表的示数
答:(1)R3的阻值为30Ω;
(2)当S1闭合,S2断开时,电流表的示数为2A;
(3)当S1、S2都闭合时,电流表的示数为2.9A。
17.如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻 Rt,其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱,其最大电阻为300Ω,允许通过的最大电流为0.02A,电流表的量程0~0.6A,电压表的量程是0~3V,电源电压恒定。某次测试时,将电阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.015A,此时Rt两端电压为4.5V。
(1)此时电路中Rt的电阻是多少
(2)当电流表示数为0.015A时,环境温度是多少
(3)当环境温度为20℃,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,求电源电压是多少
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少
【答案】(1)300Ω;(2)30℃;(3)6V;(4)100Ω-300Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,R1与Rt串联,电流表测电路中的电流。根据欧姆定律可知此时电路中Rt的电阻
(2)当电流表示数为0.015A时,Rt的电阻为300Ω,从图乙可知环境温度是30℃;
(3)设电源电压为U,当电流表示数为0.015A时,电源电压
U=0.015A×R+4.5V①
当环境温度为20℃,从图乙可知Rt的阻值为400Ω,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,则电源电压
U=0.01A×2R+0.01A×400Ω②
由①②得到
U=6V,R=100Ω
(4)由图乙可知,环境温度为40℃时,热敏电阻的阻值R′t=200Ω,由电流表的量程为0~0.6A和电阻箱允许通过的最大电流为0.02A可知,电路中的最大电流I大=0.02A,则电路的最小总电阻
所以,电阻箱接入电路中的最小阻值
R1′=R小-R′t=300Ω-200Ω=100Ω
电阻箱最大电阻为300Ω,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω~300Ω。
答:(1)此时电路中Rt的电阻是300Ω;
(2)当电流表示数为0.015A时,环境温度是30℃;
(3)当环境温度为20℃,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,求电源电压是6V;
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω~300Ω。
四、实验题(共28分,每小题7分)
18.在实验操作会考中,小明抽到的实验测试题目是探究“通过导体的电流与电压的关系”。
(1)图甲是小明连接的实验电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数几乎为零,电压表有示数。造成该结果的原因是 ;
(2)经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“”,并补画出一根导线连接成正确的电路;
(3)正确进行实验,得到实验数据如表:
实验次数
电压
电流
当电压表示数为时,电流表示数如乙图所示,为 ,电路中定值电阻的阻值为 ;
(4)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 ;
(5)若用小灯泡(灯丝电阻受温度影响)代替定值电阻进行上述实验, (选填“能”或“不能”)达到实验目的,理由是 。
【答案】 电压表串联在电路中 0.36 5 正比 不能 灯丝电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]原电路图中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中;由于电压表内阻很大,在电路中相当于断路,所以电路中几乎没有电流通过,即电流表示数几乎为零,此时电压表测电源电压,故电压表有示数。
(2)[2]在探究“通过导体的电流与电压的关系”实验中,电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻两端,如下图所示:
;
(3)[3][4]当电压表示数为时,电流表示数如乙图所示,电流表选用小量程,分度值,其示数为,则电路中定值电阻的阻值为
(4)[5]由可知,电压与电流的比为一定值,故可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(5)[6][7]在探究“通过导体的电流与电压的关系”实验中,需控制电阻的阻值不变,而灯丝电阻随温度的变化而变化,不是一定值,故不能用小灯泡代替定值电阻进行上述实验。
19.小明用三节新干电池组成的电池组(电压恒为4.5V)、电阻箱(能提供的阻值是之间的任意整数值)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线来做“探究电流与电阻关系”的实验。
(1)检查器材时发现滑动变阻器的最大阻值看不清楚,于是他设计了如图甲所示的电路图,测量滑动变阻器的最大阻值
①请按图甲所示的电路图将图乙中的实物电路连接完整;
②连好电路后,闭合开关前,除了将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处外,还要将电阻箱的阻值调到最 (选填“大”或“小”);
③闭合开关后,改变电阻箱接入的电阻,读出三次电压表和电流表的示数如表,则滑动变阻器的最大阻值是 Ω(取整数);
实验次数 电压 电流 电阻
1
2
3
(2)测出滑动变阻器的最大阻值后,小明用图乙所示的电路“探究电流与电阻的关系”,实验步骤如下:
①先调节电阻箱,使其接入阻值为,移动滑动变阻器的滑片直到电压表示数为某一值时,电流表指针如图丙所示,读出电流表的示数是 A,并记入表中;
实验次数 1 2 3 4
电阻 12 10 … 4
电流 …
②再调节电阻箱,使其接入阻值为10Ω,将滑动变阻器的滑片由上一次的位置向 (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为 V时,读出电流表示数记入表中;
③为了寻找普遍规律,他又测了两组数据记入表中。分析数据时发现,第4次实验测出的电流有误,小明回忆是从第3次到第4次改变电阻箱接入电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片就直接读出电流表的示数造成的,那么小明第3次实验时电阻箱接入的阻值是 Ω(取整数)。
【答案】 大 左
【详解】(1)[1]由甲电路图可知,电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,变阻器按一下一上连入电路中,电压表与滑动变阻器并联,如下所示:
[2]连好电路后,闭合开关前,除了将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处外,还要将电阻箱的阻值调到最大处。
[3]由得,3次实验中滑动变阻器的最大电阻分别为
则滑动变阻器的最大阻值是
(2)[4]由图丙知电流表的量程为,分度值为,示数为。
[5][6]接电阻时,电流表的示数为,由欧姆定律得,电阻箱两端的电压为
则滑动变阻器两端的电压即电压表的示数为
根据串联分压原理可知,将电阻箱接入阻值由改接成时,电阻减小,其分得的电压减小,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻箱两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以将滑动变阻器的滑片由上一次的位置向左移动,使电压表的示数为,读出电流表的示数。
[7]由欧姆定律得,第4次实验时滑动变阻器接入电路的阻值为
由于从第3次到第4次改变电阻箱接入电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片就直接读出电流表的示数,则第3次实验时滑动变阻器接入电路的阻值为,由②知第3次实验时电阻箱两端的电压,滑动变阻器两端的电压为,则由欧姆定律得,第3次实验时电阻箱接入的阻值为
20.用“伏安法”测量已坏收音机里一个电阻的阻值,请完成下列实验探究。
(1)连接电路时开关应处于 状态;闭合开关前,滑动变阻器应滑到 (选填“A”或“B”)端;
(2)用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,记录每次对应电流值和电压值,多次测量的目的是 (选填“①”或“②”);
①寻找普遍规律 ②求平均值减小误差
(3)某一次测量时,电流表的指针如图乙所示,其示数为 A,电压表的指针如图丙所示,其示数为 ,根据上述数据计算出Rx的阻值为 ;
(4)要测量额定电压为U0的小灯泡正常工作时的电阻,设计了以下四种方案,电源电压不变,R为已知电阻,在不改变电路连接的情况下可行的是 (仅一项正确)。
A. B. C. D.
【答案】 断开 A ② 0.26 2.6 10 D
【详解】(1)[1]为了防止连接电路时错误导致电路损坏,连接电路时开关应处于断开状态。
[2]闭合开关前,为了防止电流过大而损坏电路,滑动变阻器应处于最大阻值处,即滑到A端。
(2)[3]本实验的目的是为了测量定值电阻的阻值,多次测量的目的是为了求平均值减小误差,故选填②。
(3)[4][5][6]电流表的指针如图乙所示,电流表连接的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.26A,电压表的指针如图丙所示,电压表连接的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为2.6V,根据欧姆定律可得Rx的阻值为
(4)[7]AB.两种方案中都存在电流表与灯泡或定值电阻并联,会导致其短路,故AB不符合题意;
C.此方案电压表存在正负接线柱接反的情况,无法正常测量电压,故C不符合题意;
D.此方案可先将开关置于2,移动滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再将开关置于1,测出此时灯泡与R的总电压U,则R两端电压为
此时灯泡正常发光时的电流为
故灯泡正常发光时的电阻为
故D符合题意。
故选D。
21.小杰和小亮在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备了以下器材:电源、小灯泡(额定电压为)、电流表、电压表、规格为“”的滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡变暗;( )
(2)连接电路时开关S应 ,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至 (选“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小杰发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表有示数,则故障原因是小灯泡 (选填“断路”或“短路”);
(4)故障排除后,小杰进行多次测量,将测得的数据用描点法作出了小灯泡的I-U图像,如图乙所示,根据图像可得:小灯泡在电压为2.5V时的电阻为 Ω;
(5)小亮用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图丙。步骤如下:
①断开S2,只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V;
②保持滑片位置不变, ,读出电压表示数为2.8V;
③Rx的阻值为 Ω。
【答案】
断开 B 断路 10 断开S1,只闭合S0、S2 12
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡变暗,说明电路中电流变小,滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时开关S应断开,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大处,即B端。
(3)[4]闭合开关S,移动滑片P,小杰发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不偏转,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障原因是小灯泡断路。
(4)[5]由图乙可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的电流为,则小灯泡在电压为时的电阻为
(5)实验步骤:
①断开,只闭合、,移动滑片,使电压表示数为1V;
②[6]保持滑片位置不变,断开,只闭合、,读出电压表示数为;
③[7]在步骤①中,、灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,移动滑片,使电压表示数为1V,由图乙可知,此时通过灯泡的电流为;
在步骤②中,、灯泡和滑动变阻器仍串联,电压表测灯泡和两端的总电压,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯两端电压仍为1V,根据串联电路电压规律,两端电压为
根据串联电路电流特点和欧姆定律,则的阻值为第十七章《欧姆定律》单元测试A卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
说明:1.全卷满分80分,考试时间85分钟。
一、填空题(共16分,每空1分)
1.物理学的发展离不开物理学家不懈的探索和无私的奉献。德国物理学家 最先通过实验归纳出一段导体中电流与电压和电阻之间的定量关系。为了纪念他做出的杰出贡献,人们用他的名字来命名物理量 的单位。
2.加在某导体两端的电压是6V,通过这个导体的电流是0.5A,这个导体的电阻是 Ω,若在这个导体两端加18V电压,它的电阻是 Ω。
3.电源电压为12V,要想给“2.5V,0.3A”的小灯泡供电,至少需要串联 个这种灯泡,小灯泡才能安全使用;如果用同样的电源只给一个小灯泡供电,需要串联个大约 Ω的电阻才能保证小灯泡正常发光。
4.如图所示,已知。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比为 ;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比为 。(电路中各元件均未损坏)
5.如图甲所示的电路中,电源电压不变,电源内阻不计,三个定值电阻的阻值相等,只闭合S时,电压表示数为3V,电流表示数如图乙所示,则三个定值电阻的阻值均为 ;再将S1闭合时,电流表示数变为 。
6.如图所示是电阻R和小灯泡L的U-I图像,若将电阻R与小灯泡L串联在电路中,电流为0.2A,则电源电压为 V,若改为并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为 A。
7.如图所示电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向上移动时,电流表A的示数 ,电压表V的示数 (均选填“变大”、“不变”或者“变小”)。
8.小红用同一个电源、两个不同的小灯泡分别连接了如图所示的两个电路。图甲中,闭合开关,电压表V1的示数为3V,电压表V2的示数为2V;则图甲中L1两端电压是 V。图乙中闭合开关,电流表A1与电流表A2的示数之比为 。
二、选择题(共14分,把你认为正确选项的代号填涂在答题卡的相应位置上,9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为多项选择,每小题两个或两个以上正确选项,每小题3分,全部选择正确3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.由欧姆定律变形可得,下列说法正确的是( )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
10.如同有三种测未知阻值电阻的电路图如图所示。电路中电源电压恒定且未知,为已知阻值的定值电阻,为最大阻值已知的滑动变阻器,为电阻箱,请问能符合设计要求的是( )
A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丙 D.甲、乙、丙
11.为了向建设宜居城市做贡献,银川六中创新实验小组的同学们设计了有害气体监测设备,其工作原理如图甲所示。电源电压恒定,R0为定值电阻,R为可以感知气体污染指数的可变电阻(阻值随污染指数变化的关系如图乙所示),气体监测器示数随有害气体污染指数的增大而增大。以下分析正确的是( )
A.污染指数越大,电压表示数越大
B.污染指数越大,电路消耗的总功率越小
C.气体监测器由电路图中电流表改装而成
D.污染指数越大,电压表示数与电流表示数的比值越大
12.如图所示是电阻R1、R2的电压—电流关系图像,下列说法正确的是( )
A.电阻 R1两端电压为4V时,通过R1的电流是0.3A
B.电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端总电压为3V
C.电阻 R1、R2并联到2V电压下,干路中的电流是0.3A
D.电阻 R1和R2的阻值之比是1∶2
13.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电路的总电阻变小
B.电压表的示数不变,电流表A示数变小
C.两端电压变小
D.电压表示数变大,电流表A示数变小
14.如图甲所示的电路中,电源电压恒为3V,R1为定值电阻。闭合开关S,滑片P从R2的一端滑到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。由此可知( )
A.当I=0.1A时,滑片P处于a端
B.R1的阻值为10Ω
C.R2的最大阻值为20Ω
D.当滑片P位于R2的中点时,电压表示数为2V
三、计算题(共22分,第15,16小题各7分,第17小题8分)
15.如图所示的电路中,电源两端电压U=5V保持不变,电阻R1=2Ω,当开关S闭合时,电压表示数为2V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电阻R2两端的电压U2;
(3)电阻R2的阻值。
16.如图所示,电源电压恒定为12V,R1为6Ω,R2为24Ω。
(1)当开关S1、S2断开时,电流表的示数是0.2A,求R3的阻值?
(2)当S1闭合,S2断开时,电流表的示数?
(3)当S1、S2都闭合时,电流表的示数?
17.如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻 Rt,其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱,其最大电阻为300Ω,允许通过的最大电流为0.02A,电流表的量程0~0.6A,电压表的量程是0~3V,电源电压恒定。某次测试时,将电阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.015A,此时Rt两端电压为4.5V。
(1)此时电路中Rt的电阻是多少
(2)当电流表示数为0.015A时,环境温度是多少
(3)当环境温度为20℃,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,求电源电压是多少
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少
四、实验题(共28分,每小题7分)
18.在实验操作会考中,小明抽到的实验测试题目是探究“通过导体的电流与电压的关系”。
(1)图甲是小明连接的实验电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数几乎为零,电压表有示数。造成该结果的原因是 ;
(2)经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“”,并补画出一根导线连接成正确的电路;
(3)正确进行实验,得到实验数据如表:
实验次数
电压
电流
当电压表示数为时,电流表示数如乙图所示,为 ,电路中定值电阻的阻值为 ;
(4)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 ;
(5)若用小灯泡(灯丝电阻受温度影响)代替定值电阻进行上述实验, (选填“能”或“不能”)达到实验目的,理由是 。
19.小明用三节新干电池组成的电池组(电压恒为4.5V)、电阻箱(能提供的阻值是之间的任意整数值)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线来做“探究电流与电阻关系”的实验。
(1)检查器材时发现滑动变阻器的最大阻值看不清楚,于是他设计了如图甲所示的电路图,测量滑动变阻器的最大阻值
①请按图甲所示的电路图将图乙中的实物电路连接完整;
②连好电路后,闭合开关前,除了将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处外,还要将电阻箱的阻值调到最 (选填“大”或“小”);
③闭合开关后,改变电阻箱接入的电阻,读出三次电压表和电流表的示数如表,则滑动变阻器的最大阻值是 Ω(取整数);
实验次数 电压 电流 电阻
1
2
3
(2)测出滑动变阻器的最大阻值后,小明用图乙所示的电路“探究电流与电阻的关系”,实验步骤如下:
①先调节电阻箱,使其接入阻值为,移动滑动变阻器的滑片直到电压表示数为某一值时,电流表指针如图丙所示,读出电流表的示数是 A,并记入表中;
实验次数 1 2 3 4
电阻 12 10 … 4
电流 …
②再调节电阻箱,使其接入阻值为10Ω,将滑动变阻器的滑片由上一次的位置向 (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为 V时,读出电流表示数记入表中;
③为了寻找普遍规律,他又测了两组数据记入表中。分析数据时发现,第4次实验测出的电流有误,小明回忆是从第3次到第4次改变电阻箱接入电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片就直接读出电流表的示数造成的,那么小明第3次实验时电阻箱接入的阻值是 Ω(取整数)。
20.用“伏安法”测量已坏收音机里一个电阻的阻值,请完成下列实验探究。
(1)连接电路时开关应处于 状态;闭合开关前,滑动变阻器应滑到 (选填“A”或“B”)端;
(2)用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,记录每次对应电流值和电压值,多次测量的目的是 (选填“①”或“②”);
①寻找普遍规律 ②求平均值减小误差
(3)某一次测量时,电流表的指针如图乙所示,其示数为 A,电压表的指针如图丙所示,其示数为 ,根据上述数据计算出Rx的阻值为 ;
(4)要测量额定电压为U0的小灯泡正常工作时的电阻,设计了以下四种方案,电源电压不变,R为已知电阻,在不改变电路连接的情况下可行的是 (仅一项正确)。
A. B. C. D.
21.小杰和小亮在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备了以下器材:电源、小灯泡(额定电压为)、电流表、电压表、规格为“”的滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡变暗;( )
(2)连接电路时开关S应 ,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至 (选“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小杰发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表有示数,则故障原因是小灯泡 (选填“断路”或“短路”);
(4)故障排除后,小杰进行多次测量,将测得的数据用描点法作出了小灯泡的I-U图像,如图乙所示,根据图像可得:小灯泡在电压为2.5V时的电阻为 Ω;
(5)小亮用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图丙。步骤如下:
①断开S2,只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V;
②保持滑片位置不变, ,读出电压表示数为2.8V;
③Rx的阻值为 Ω。