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- 2021-11-11 发布
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第五章 欧姆定律
一、单选题
1.将标有“220V 25W”的L1和标有“220V 40W”的L2先并联起来接到220V的电路中,后串联起来接入同一电路,则()
A. 两种情况下两灯泡都能正常发光 B. 两种情况下两灯泡都不能正常发光
C. 串联接入时两灯消耗的总功率比并联时大 D. 串联接入时L1比L2亮
2.把标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2串联后接在某电源的两端,其中一只正常发光,另一只没有达到额定功率,假设两灯泡电阻不变,则下列说法正确的是()
A. 灯泡L1正常发光 B. 灯泡L2的电阻为6欧
C. 灯泡L1、L2的实际功率之比为1:2 D. 灯泡L1、L2的实际功率之比为2:1
3.定值电阻A和小灯泡B的电流与电压的关系如图所示。请你根据图判断,下列说法中不正确的是
A. 定值电阻A的阻值为5Ω B. 小灯泡B的阻值不可能与定值电阻A的阻值相同
C. 将A和B并联后接在2V的电源两端,通电5s则电路消耗的总电能为7J D. 将A和B串联后接在电源两端,测得通过电路的电流为0.3A,则灯泡的功率为0.6W
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4.如图所示电路中,闭合开关S,灯泡发光,电路正常.若将电压表与电流表交换位置,电路可能出现的情况是
A. 电流表、电压表被烧毁 B. 电压表示数接近电源电压 C. 灯泡正常发光 D. 电流表有示数
5.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置.弯月形的电阻R与金属滑片P构成一个滑动变阻器.金属滑片P是杠杆的一端.下列说法正确的是( )
A. 该电路中的油量表可用电流表改装 B. 电路中的电流越小,油量值越大
C. R0和R在电路中是并联的 D. 油面高度升高,滑动变阻器接入电路中的电阻减小
6.关于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”两个实验,下列说法中正确的是( )
A. 两个实验的电路在课本中是相同的
B. 两个实验所采用的研究方法是相同的
C. 两个实验多次测量的目的是相同的
D. 两个实验中使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变
7.一段导体两端电压是4.0V时,导体中的电流是1.0A,如果将其两端的电压减少到2.0V,导体中的电流变为( )
A.2.0A
B.0.25A
C.3.0A
D.0.50A
8.把标有“220V 40W”的灯泡L1和“220V 60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端,下列说法正确的是( )
A. 两灯泡的额定电压都变小了 B. 两灯泡的额定电功率都变小了
C. 灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大 D. 通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
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9.如图所示的电路,闭合开关S后发现两灯均不发光,电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转,则电路的故障可能是( )
A. 灯L1短路 B. 灯L1开路 C. 灯L2短路 D. 灯L2开路
10.一个定值电阻两端的电压为3V时通过的电流为0.5A,若两端的电压再加大6V后通过的电流是( )
A. 1A B. 1.5A C. 2A D. 2.5A
11.在“探究电流与电阻的关系”实验中,利用如图甲所示电路,得到如图乙所示的电流随电阻变化的图象,电源电压为9V。若某次实验时滑动变阻器连入的阻值为2Ω,则该次实验所接入的定值电阻R0阻值为( )
A. 1Ω B. 4Ω C. 6Ω D. 8Ω
12.把定值电阻R0=8欧和阻值变化为0~20欧的滑动变阻器串联后接在电源电压为12V的电源上,当移动滑片使滑动变阻器消耗的功率为4W时则( )
A. 变阻器连入电路的阻值一定为16欧 B. 变阻器连入电路中阻值一定为4欧
C. 定值电阻R0消耗功率一定为8W D. 电源消耗总功率可能为6W
13.下图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图象是()
12
A. B.
C. D.
14.如图是“测量小灯泡电阻”的实验电路,有关该实验的以下说法正确的是( )
A. 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最右端
B. 实验过程中两电表都有可能需要接较小的量程
C. 所测小灯泡的电阻不会随电压表示数的不同而不同
D. 在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮
15.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
二、填空题
12
16.如图所示,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数比为U甲:U乙=5:3;当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数比为I甲:I乙=________ ,此时R1和R2消耗的功率之比P甲:P乙=________ .
17.如图1所示,某电子元件与滑动变阻器串联接在电压恒定的电源两端.闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片P,在此过程中,分别记下多组电表的示数,并绘制出图2中的I﹣U图象AE.分析图象可知,该电子元件的电阻________(选填“变大”、“变小”或“不变”).如果将图象AE延长,与横坐标交于F点,则此时电压表示数为________V.当滑片移到中点时,根据实验测出的数据,在坐标系中描出的点为________(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”).
18.物理小组的同学们在研究通过可变电阻的电流I和它两端电压U的关系时,记录了实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出通过可变电阻的电流I和它两端电压U的关系的关系:U=________ 。
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.5
U/V
1.45
1.40
1.35
1.30
1.25
1.20
19.如图是自动测定油箱内油量的原理图,R2是规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,油量表由量程为0~0.6A的电流表改装而成的,R1的阻值为10Ω,电源电压为3V.当油面上升时,电路中的电流将________,当R2的滑片处于最上端时,电路中的电流是________ A.
20.如图所示,电源电压12V,滑动变阻器标有“10Ω,1A”字样,灯L1、L2分别标有“6V 6W”和“3V 3W”字样.只闭合S1、S3时,滑动变阻器滑片P位于某位置,灯L1、L2均正常发光,则通过灯L1的电流为________ A,滑动变阻器消耗的电功率P1;此时只闭合S1 , S2 , 为保证灯L1正常发光,滑片P应向________移动(选填“左”或“右”),滑动变阻器消耗的电功率为P2 , 则P1:P2=________.
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21.如图所示电路,电阻R1=2Ω,R2=3Ω.当闭合开关S,电流表A1的示数 ________(选填“变大”、“变小”或“不变”),电压表V的示数变化与电流表A的示数变化之比等于 ________Ω.
三、解答题
22. 如图所示电路,小灯泡L标有“6V 3W”字样,电阻R1+R2=6Ω。当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P滑到M点时,电流表的示数为I1 , 电压表的示数为U1,滑动变阻器的功率为PM;此时灯L正常发光。当开关S1断开、S2闭合,滑动变阻器的滑片P滑到N点时,电流表的示数为I2 , 电压表的示数为U2 , 滑动变阻器的功率为PN;已知I1∶I2=3∶1,PM∶PN=1∶1,灯电阻RL与电阻R1之比为RL∶R1=3∶1(假设灯丝电阻不随温度变化)。
求:
(1)电路两次电压表示数之比;
(2)滑动变阻器两次连入电路的阻值各多大;
(3)电源电压多大。
23.实验小组要得到RX的值,但是手边只有两个开关,一个未知电压的电源、一个阻值为10欧的定值电阻R0和一只电流表及导线若干,他们设计了如图1所示电路.
(1)根据电路图进行连接时,开关S1应处于 状态.
(2)当S1闭合、S2断开时,电流表示数为0.2A.
(3)当开关S1、S2都闭合时,电流表指针超过了0.6A的量程,改接大量程后,电流表指针恰与第(2)步骤读数时指针所指的位置相同,则此时电流表示数为 A.
(4)若电源电压不变,根据上述数据计算出RX= Ω.
(5)张国提出将电路中R0换成一个0~10Ω的变阻器,电路设计为如图2所示的情况时,也可以测出RX的值,此时若S1、S2都闭合,变阻器滑片置于b端时,会发生
12
的结果.
四、实验探究题
24.小明用图甲测定小灯泡L的电功率.
(1)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移动到________(选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置后,若电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则小灯泡L消耗的实际电功率为________ W,小明还计算出此时小灯泡L的电阻RL=________Ω;
(3)小刚在做同样的实验时,他连接好电路,并按正确的顺序操作,但闭合开关后灯不亮,电流表有示数而电压表无示数,则电路可能出现的故障是 (选填选项前的字母)
A. 小灯泡的灯丝断了
B. 滑动变阻器断路
C. 小灯泡短路
D. 电流表断
25.如图1所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图.
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来.
(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是
A. 电流表的正、负接线柱接反 B. 电压表的量程选小了
C. 电阻Rx发生了短路 D. 把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
12
(3)电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,电压表示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图2所示,此时测得的Rx=________Ω.
(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是________.
26.如图1是小伟组测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的实物连线图.(已知滑动变阻器最大阻值为R0)
(1)请用铅笔画线代替导线将电路补充完整.
(2)小伟检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,立即举手要求老师更换灯泡.这种做法________(填“妥当”或“不妥当”).经同组成员提示还发现电压表无示数电流表有示数.则灯泡不亮的原因可能是________:问题解决后,小伟调节滑动变阻器,使小灯泡正常工作,电流表示数如图2所示,则小灯泡此时的电阻为________Ω.
(3)完成实验后,小伟想用原电路测某一定值电阻Rx的阻值,他用该电阻替换灯泡后,发现电压表损坏了,便将其拆除.请你在不改变其他元件连接的方式下,帮他完成实验. 实验步骤:A.________ B.________
表达式:________(用所测物理量符号表示)
五、综合题
27.有一种新型节能灯﹣LED灯,使用这种灯比旧灯泡节能90%,且发出光的颜色会随电压的变化而变化(见下表).
LED灯两端电压(V)
通过LED灯电流(mA)
LED灯发出光的颜色
1.8
20
红
2.4
20
黄
3.2
20
蓝
(1)根据表中数据,求出当LED灯发出红光时,100s消耗的电能是多少?
(2)把一个LED灯接入如右上图所示的电路中,已知电源电压为5V且保持不变,电阻R为90Ω.闭合开关,毫安表(量程更小的电流表)的读数为20mA,请你通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光?
28.如图1所示,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样,当变阻器的滑片P移至a端,闭合电键S后,电流表A的示数为0.6安.
12
(1)求电源电压U.
(2)若将另一只电压表V并联接入该电路(A和B)、(B和C)、(A和C)中的某一部分电路两端,移动滑动变阻器R2的滑片P至某一处,使电压表V的指针停留在图2所示的位置,请指出电压表V所有可能连接的位置,并计算出变阻器对应接入电路的阻值R2 .
29.学习了电学知识后,小明、小亮和小慧所在的兴趣小组发现:电学量的变化往往能够用来反映力学、热学、光学等物理量的变化。在老师的点拨下,他们在探究过程中不断完善和优化方案,共同设计了一种用电学量的变化来反映力学量——距离变化的装置。
如图所示是他们最初设计的装置原理图。图中R0是定值电阻,ab是沿竖直方向固定放置的金属杆,其总电阻为9Ω,长60cm,粗细均匀,电阻随长度均匀变化。M是上下均有挂环、可沿竖直导轨上下移动的小物块,M上连有一根左端有滑片P、电阻不计的水平金属细杆,细杆、导线及P与ab均接触良好,P在ab的中点时,对应于肘既不上移也不下移的位置。
除金属杆ab、小物块M、金属细杆和导轨外,他们还准备了以下器材:
A.电源(提供4 V的稳定电压)
B.电流表A(量程0—0.6 A)
C.电压表V1(量程0~3 V)
D.电压表V2(量程0~15V)
E.定值电阻R0(1Ω、3Ω、5Ω和6Ω的电阻各一个)
F.开关S一个,导线(足够长)若干
(1)认真研究该原理图后,小慧认为图中只需一个电表即可,于是她将电流表去掉,则电流表所在处应该________ (填“让其断路”或“用一根导线替代”)。
(2)小明和小亮认为:该装置应该尽量大地反映M移动的距离范围,同时还希望电压表上的每根刻度线都能够表示出肘移动的距离值。要达到此目的,电压表应该选________ (填器材序号字母);定值电阻R0应该选阻值为________Ω的。
(3)在他们改进并初步完善的设计方案中,P在ab的中点,M既不上移也不下移时,电压表的示数是________。
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答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】B
4.【答案】B
5.【答案】B
6.【答案】A
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】B
10.【答案】B
11.【答案】B
12.【答案】D
13.【答案】A
14.【答案】B
15.【答案】D
二、填空题
16.【答案】2:5;3:2
17.【答案】不变;6;D
18.【答案】
19.【答案】变大;0.1
20.【答案】1;右;1:2
21.【答案】不变;3
三、解答题
22.【答案】解:(1)
(2)由图1有:U=I1(RL+RM)
由图2有:U=I2(R1+R2+RN)
∵PM=I12RM PN=I22RN
∴
求得: RM=5Ω RN
12
=45Ω
(3)
得: U=I1(RL+RM)=0.5A(12Ω+5Ω)=8.5V
23.【答案】(1)断开;(3)1;(4)2.5;(5)短路,烧坏电流表.
四、实验探究题
24.【答案】(1)B
(2)0.72;8
(3)C
25.【答案】(1)解:电源电压为6V,所以电压表选大量程,且与电阻并联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;如图所示.
(2)C
(3)变大
(4)5
(5)减小误差
26.【答案】(1)解:
(2)不妥当;小灯泡处短路;10.42
(3)闭合开关,使滑动变阻器连入电路的阻值最小(为零),记下电流表的示数I1;将滑动变阻器连入电路的阻值最大,记下电流表示数I2;R0
五、综合题
27.【答案】(1)解:由表中数据可知LED灯发红光时U1=1.8 V,I1=20mA=0.02A,
W=U1I1t=1.8V×0.02A×100s=3.6J
答:LED灯发出红光时100s消耗的电能为3.6J;
(2)解:R与LED灯串联,R两端电压为:
UR=IR=0.02A×90Ω=1.8V,
则灯两端电压为UL=U总﹣UR=5V﹣1.8V=3.2V,
由表中数据可知,当LED灯两端电压为3.2 V时发出的是蓝光
答:此时LED灯发出蓝颜色的光.
12
28.【答案】(1)解:当变阻器的滑片P移至a端,变阻器连入电路中电阻为0,电路中只有R1 , 闭合电键S后,电流表A的示数为0.6A,即通过R1的电流I1=0.6A,根据欧姆定律电源电压,即R1的电压U=U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V
(2)解:电压表若选用大量程,示数为10V,因电源电压为6V,根据串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以不存在这种情况,只能选用小量程,示数为2V;电压表不能接在电源两端,即AC间; 当变阻器的电阻为定值电阻的2倍时,根据分压原理,变阻器的电压也为定值电阻电压的2倍,因电源电压为6V,定值电阻的电压为 ×6V=2V,即当滑片移动到最右端,变阻器按入电路中的电阻为20Ω时,定值电阻的电压为2V,故电压表可并联在定值的两端,即接入AB中,
当变阻器入电路中的电阻为定值的 ,即为5Ω时,根据分压原理,变阻器的电压为定值电阻电压的二分之一,电源电压为6V,根据串联电路电压的规律,所以此时变阻器的电压为2V,电压表可接在BC间;
综上电压表可在AB间,对应的变阻器连入电路中的电阻为电阻20Ω;也可接在BC间,对应的变阻器连入电路中的电阻为5Ω
29.【答案】(1)用一根导线代替
(2)C;3
(3)1.5
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