第十七章 欧姆定律全章综合训练
刷中考
考点1 欧姆定律及其应用0
[2023 山东临沂中考,1中]如图所示,电路的电源电压为1.5 V,电阻R 的阻值为 2 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则
A.通过R 的电流大于0.3 A
B.电阻R 和R 是并联的
C.电压表的示数为0.9 V
D.电阻R 的阻值为3Ω
2新考法[2023 湖南常德中考,中]图中甲、乙两个滑动变阻器的外形、尺寸完全相同,滑片均位于中点,已知甲的最大阻值比乙的最大阻值大,闭合S后将两个滑动变阻器的滑片同时向左或向右移动,且移动时始终保持两滑片之间的距离不变。下列说法中正确的是 ( )
A.向左移动时,电流表示数变小
B.无论向左还是向右移动,电流表示数都变小
C.滑片位于滑动变阻器中点时,电流表的示数最小
D.滑片移动到滑动变阻器最右端时,电流表的示数最小
3[2023 山东临沂中考,中]图甲所示电路的电源电压为3 V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为 Ω;断开开关后,电阻R 的阻值为 Ω。
4[2023 黑龙江齐齐哈尔中考,中]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[2023 河南中考,偏难]某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6 V,定值电阻R 的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3 V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)当检测板所受压力增大时,电压表的示数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)检测板不受压力时,电压表的示数为多少
(3)该装置所能测量的最大压力为多少
(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法: 。
考点2 探究电流与电压、电阻的关系
6[2023江苏无锡中考,中]用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器 3 个(铭牌上分别标有“5 Ω 3 A”“20Ω 2A”“50Ω 1.5 A”的字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片 P 移至 (填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转;将与电压表“-”接线柱相连的导线从 D 端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
(3)排除故障后,重新开始实验,探究电流与电压的关系。闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07 A。移动滑片 P,逐步增大 R两端电压,记录电压表的示数 U和对应的电流表的示数Ⅰ;以电流Ⅰ为纵坐标、电压U为横坐标,采用描点的方式,画出I-U图象,如图乙所示,依据图象,得到的结论是 ,实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有 字样,电源电压为 V。
(4)在探究电流与电阻的关系时,为了能使用上一次的某一组实验数据,断开开关,将R换成5Ω,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 A;断开开关,换接未使用过的一个电阻,正确操作后,电流表示数应为 A。
考点3电阻的测量
7[2023 重庆中考A卷,中]在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。连接好电路,将滑片 P 移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡 。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片 P 向 端滑动。
(4)下表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 。
次数 1 2 3 4
U/V 1 2 2.5 2.8
I/A 0.18 0.28 0.30 0.31
小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是 。
刷章测
一、选择题(每小题5分,共30分)
1下列关于电阻的说法中,正确的是 ( )
A.导体两端的电压增大时,导体中的电流和这段导体的电阻都增大
B.导体中的电流减小时,导体的电阻增大
C.根据 导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.导体的电阻大小与加在它两端的电压和通过它的电流大小均无关
2[2024湖南长沙质检](多选)一只标有“10Ω
l A”的定值电阻R 和一只标有“20Ω 1.5 A”的滑动变阻器R ,下列说法正确的是 ( )
A.串联时允许加在它们两端的电压最大值为30 V
B.并联时干路最大电流是2.5A
C.串联时允许加在它们两端的电压最大值为40 V
D.并联时干路最大电流为1.5A
3[中]如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片 P 向左移动。下列说法中正确的是 ( )
A.电流表A 的示数变大
B.电压表V 的示数变小
C.电流表 A 与 A 的示数之差不变
D.电压表 V与电流表 A 的示数之比变大
4[2023 内蒙古呼和浩特中考,中]如图为某实验小组设计的电路,电源电压保持不变。闭合开关后电路正常工作,一段时间后,发现只有一只电表示数变大,经排查,故障只发生在电阻R或灯L上,以下分析正确的是 ( )
A.一定是灯L短路 B.可能是灯L断路
C.可能是电阻R短路 D.可能是电阻R断路
5(新素材[2024 湖北武汉期中,中]使用中国自主芯片制造的神威太湖之光是全球首个理论浮点计算能力达到10亿亿次的超级计算机,太湖之光已经全部使用国产 CPU处理器。电脑的中央运算器简称 CPU,是电脑的心脏,决定着电脑的运算速度,电脑爱好者喜欢用“超频”来提高 CPU运算速度,“超频”方法之一就是通过改变主板上的“跳线”来提高 CPU核心电压。如图所示为主板上一跳线装置,跳线装置的总电压为3 V,“超频”工作时通过CPU的电流是 3 mA,下列说法正确的是 ( )
A. CPU正常工作时应连接“1、3”两个接线柱
B.某人“超频”需要改接这一跳线,则应连接“1、2”两个接线柱
C.“超频”工作时CPU的电阻是10 Ω
D.计算机芯片中的硅是导体材料
6[2023 湖南长沙质检,偏难]在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,R 、R 为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,电压表V 、V 的示数随电流表 A 示数变化的完整图线如图(b)中①②图线所示,下列选项中能正确反映该过程中电压表 V 随电流表A示数变化的完整图线是 ( )
二、填空题(每空5分,共25分)
7[2024 河北邯郸期中,中]如图,粗细均匀的电阻丝AB长为L,当导体AB 两端电压为3 V,通过的电流为0.2A时,该电阻丝的电阻为 Ω;将这段电阻丝对折成CD,电阻丝CD 的电阻 (填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝AB 的电阻。
8[2023 安徽中考,中]如图所示的电路中,电阻 闭合开关S ,将单刀双掷开关S 掷于a端,电压表示数为2.5V;将S 切换到b端,电压表示数为1.5 V,则电阻R 的阻值为 Ω。
9[2024广西南宁期中,中]如图是小明自制的电子秤电路(不考虑弹簧的电阻,且弹簧形变量与外力成正比),已知电源电压恒为6 V,滑动变阻器 R 的规格为“20 Ω 1 A”,电子秤的测量范围是0~20kg,当轻质托盘上不放物体时,金属滑片P在a端,当电子秤达到最大测量值时,R 的金属滑片P在最下端,改装成电子秤的电表正好满偏,则R 的阻值为 Ω,轻质托盘上物体的质量为10kg时,该电表示数为 V。
三、实验题(25分)
10[中]用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡两端电压为2.5V时正常发光。
(1)用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路。
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是 。
A.灯泡短路 B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,此时灯泡两端的电压为 V。要测量灯泡正常发光时的电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端移动。
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图象,则灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数)。
(5)用该灯泡和电压表测未知电阻R 的阻值,电路图如图4。步骤如下:
①只闭合S 、S ,移动滑片,使电压表示数为1 V,由图3可知此时灯泡中的电流为 A,即为R 中的电流;
②保持滑片位置不变,只闭合S 、S ,电压表示数为2.6V,则此时R,两端的电压为 V;③R 的阻值为 Ω。
四、计算题(20分)
11[2023湖北武汉期末,中]亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映被测环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示。电压表量程为0~3 V,R 是定值电阻, 是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为40℃时,电压表的示数为2.4 V,求:
(1)当环境温度为40℃时,通过R 的电流;
(2)电源电压;
(3)当被测环境温度为80 ℃时,电压表的示数。
刷中考
1. D 【解析】由实物图可知,电阻R 和R 是E联的,电流表测串联电路的电流,电压表测R 两端的电压。已知电流表的示数为0.3A,由串联电路各处电流相等可知,通过R 的电流等于0.3 A,故A不符合题意;电阻R 和R 是串联的,故B不符合题意;由U=IR 可知,电阻 R 两端的电压为 0.6V,电压表测R 两端的电压,所以电压表的示数为0.6 V,故C不符合题意;电阻R 的阻值为 故 D
符合题意。故选D。
2. D 【解析】由图可知,甲滑动变阻器滑片左边的电阻线接入电路,乙滑动变阻器滑片右边的电阻线接入电路,电流表测量电路中的电流;当两滑片同时向左移动时,甲滑动变阻器接入电路中的电阻变小,乙滑动变阻器接入电路中的电阻变大,因甲的最大阻值比乙的最大阻值大,所以两滑片同时向左移动相同距离时,甲减小的电阻大于乙增大的电阻,即此时电路中的总电阻变小,由 可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;同理可知,两滑片同时向右滑动相同距离时,电流表示数变小,故A、B错误。滑片位于滑动变阻器中点时,总电阻 滑片移动到滑动变阻器最右端时,总电阻 因 可知滑片移动到滑动变阻器最右端时,总电阻最大,由欧姆定律可知电路电流最小,即电流表的示数最小,故C错误,D正确。故选 D。
3.2 .5 【解析】由电路图可知,两电阻并联,电流表 A 测R 支路的电流,电流表 A 测干路电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表 A 示数大于电流表 A 的示数,所以电流表A 的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.5 A,即I=1.5 A,根据欧姆定律可得电路总电阻 电流表 A 的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.3 A,即. ,根据并联电路电流的规律可知,通过 R 的电流为. 3 A=1.2A;并联电路各支路两端电压相等,电阻R 的阻值: 断开开关后,电阻R 两端的电压为零,通过的电流也为零,但电阻是导体本身的一种属性,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以电阻R 的阻值仍然为2.5Ω。
4.1:2 1:2 【解析】当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,R 与R 串联,电压表甲测R 两端的电压,电压表乙测R 两端电压,串联电路各处电流相等,两表示数之比为 当开关S断开,甲、乙两表均为电流表,R 与R 并联,电流表甲测通过R 的电流,电流表乙测通过R 的电流,因并联电路各支路两端电压相等,两表示数之比为
5.(1)增大 (2)1.2 V (3)600 N (4)减小R 的阻值(合理即可)
【解析】(1)由图乙可知,当检测板所受压力增大时,力敏电阻R 的阻值变小,R 与R 串联,则电路的总电阻减小,电路的电流增大,电压表测定值电阻R 两端的电压,则电压表的示数增大。(2)由图乙可知,当检测板不受压力时,R的阻值为 80 Ω,此时电路中的电流为 两端的电压为 即电压表的示数为1.2V。(3)当电压表示数达到3 V时,该装置测量的压力达到最大值,此时电路中的电流 R 两端的电压为 R的阻值为 由图乙可知,该装置所能测量的最大压力为600 N。(4)因电压表量程固定,要想提高所能测量的最大压力值,即电路中力敏电阻的阻值更小,且定值电阻两端的电压不超过3 V,故可将定值电阻R 更换为阻值较小的电阻或在定值电阻R 两端并联一个阻值适当的电阻。
6.(1)B (2)导线 BC 断路(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 “50Ω 1.5 A” 4.2 (4)0.4 0.1
【解析】(1)闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,即滑片 P移至B 端。(2)闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能存在断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D 端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,说明与电压表并联之外的电路存在断路;试触B 点,电压表指针偏转,说明此时电压表与电源连通,与电压表并联的电路断路,若电路中只有一处故障,则可能是导线BC 断路。(3)用描点的方式,画出I-U图象,如图乙所示,图象是一条过原点的倾斜直线,得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。闭合开关时,滑动变阻器的最大电阻连入电路,此时电路中电流为0.07 A,定值电阻两端的电压为0.7V,如果电源电压为4.5 V,滑动变阻器分得的电压为 3.8V,此时滑动变阻器连入电路的阻值 由题意可知,每节电池的电压略小于1.5V,即滑动变阻器实际分得的电压小于3.8V,滑动变阻器的最大阻值应略小于54.3 Ω,故滑动变阻器应选“50 Ω1.5A”的。根据串联电路的电压规律可知,电源电压 0.7 V=4.2V。(4)由题图丙可知,电流表接0~0.6 A的量程,分度值为0.02 A,读数为0.4 A。断开开关,将R换成5Ω,闭合开关,移动滑片P,电流表示数为0.4A,则定值电阻两端的电压保持2V不变,所以使用上一次的实验数据为(2.0V,0.20 A),此时选用的定值电阻的阻值为 10Ω;再次断开开关,换接未使用过的一个电阻阻值应该是20 Ω,正确操作后,电流表示数应为
7.(1)如图所示 (2)断开 断路 (3)2.2 左 (4)8.3 大 (5)捏滑片时增大了滑片与电阻丝接触的面积,同时减小了电阻丝接入电路中的长度,从而减小了电阻(合理即可)
【解析】(1)根据测小灯泡电阻实验的要求:电路为串联电路,电压表测灯泡两端电压,电流表测通过灯泡的电流,因此需要把灯泡的右接线柱与电流表的负接线柱连接在一起。(2)为确保电路安全,连接电路时开关需要断开。闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且等于电源电压,则小灯泡断路,电压表此时串联接入电路,测电源电压。(3)根据图乙可知,电压表使用的是小量程,分度值为0.1v,因此示数为2.2V。为使灯泡正常发光,需要把灯泡两端电压调至2.5V,即滑动变阻器两端的电压需要减小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器接入电路中的电阻应变小,故将滑片P 向左调节。(4)由表中数据可知,灯泡两端电压为 2.5V 时,通过灯泡的电流为
0.3A,则灯泡正常发光时的电阻为 根据表中数据计算可知,随着温度的升高,灯泡电阻逐渐变大。(5)用力捏滑片与电阻丝接触处,增大了滑片与电阻丝接触的面积,同时减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,从而减小了电阻;再结合欧姆定律可知电路中电流增大,灯泡变亮。
4. B 【解析】由图可知,R与灯L串联,电压表V 测量电源电压,电压表 V 测量灯L两端的电压,电路无论怎样变化,电压表 V 的示数都不变,则另外两表中有一个示数变大,有两种可能:一是电流表的示数变大,则应该是电路中电阻R短路或灯L短路,导致电路中的总电阻变小,电流变大,若电阻R 短路,会导致电压表V 的示数也变大,不符合题意;若灯L短路,则电压表 V 被短路,此时电压表V 示数减小,符合题意。二是电压表V 的示数变大,则应该是电路中灯L断路,此时电流表的示数减小为零,电压表V 串联在电路中测电源电压,其示数变大,符合题意。若电阻R 断路,则会使电流表和电压表 V 示数均变小,不符合题意。综上所述,电路故障可能是灯L短路或灯L断路。故选B。
2. AB 【解析】定值电阻允许通过的最大电流为1 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A,定值电阻和滑动变阻器串联时,电路中允许通过的最大电流为1 A,此时两电阻两端允许加的最大电压为( 1 A×(10Ω+20Ω)=30V,故C错误,A正确。由 可知,允许加在它们两端的最大电压分别为: 根据并联电路中各用电器两端电压相等可知,它们两端的电压最大为 10 V,则通过定值电阻R 的电流为1 A,通过滑动变阻器 R 的电流最大可以为1.5A,由并联电路的电流特点可知,干路允许通过的电流最大值为 2.5A,故B正确,D错误。故选AB。
3. D 4.C 5.B6.C
7.15 小于 【解析】由 可知,电阻丝 AB的电阻: 将这段电阻丝对折后,长度变短、横截面积变大,则对折后的电阻丝电阻变小,即电阻丝CD的电阻小于电阻丝AB的电阻。
8.8 【解析】已知电阻R 与R 串联,闭合开关S ,将单刀双掷开关S 掷于a端时,电压表测量电源电压,将S 切换到b端时,电压表测量电阻R 两端的电压,由串联电路电流处处相等和串联电路中各用电器两端电压之和等于电源 电 压 可 得: 即 解得 - -
9.20 2 【解析】由图知滑动变阻器R 和定值电阻R 串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,当轻质托盘上不放物体时金属滑片P在a端,此时滑动变阻器接入电路的电阻为O;滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电子秤的测量范围是0~20 kg,当电子秤达到最大测量值时,R 的金属滑片P在最下端,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,电流表示数最小,R 两端电压最小,由串联电路电压特点知,R 两端电压最大,电压表示数最大,由题知,此时改装成电子秤的电表正好满偏,所以电压表示数可表示被测物体的质量,电源电压为6 V,所以电压表选择0~3V量程接入电路,根据串联电路的电压和电流特点,结合欧姆定律可得 即 解得 电子秤的测量范围是0~20 kg,因为弹簧的形变量与所受外力成正比,当被测物体的质量为10kg时,滑动变阻器接入电路的电阻为最大电阻 ,此 10Ω,串联电路中的电流为 滑动变阻器两端的电压 所以电压表的示数为2 V。
10.(1)如图所示(合理即可) (2)C (3)1.8 B (4)8.3 (5)①0.2 ②1.6 ③8
【解析】(1)伏安法测小灯泡电阻时需要调节小灯泡两端的电压,滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式与灯泡串联在电路中,故应将滑动变阻器上端任意一个接线柱与小灯泡右端接线柱相连。(2)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,则电路为通路,电路中的电流较小,说明电路的总电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不发光,两电表示数均无变化,则变阻器不能起到变阻的作用,产生这一现象的原因可能是变阻器下面两个接线柱连入电路中,故选C。(3)图2 中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡正常发光时两端的电压,为使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路的电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,故滑片应向 B 端移动。(4)根据图3 可知,灯泡两端电压为2.5V时通过的电流为0.3A,此时灯泡的电阻: (5)①只闭合S 、S ,小灯泡、未知电阻R 和滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表示数为1 V,由图3可知此时通过灯泡的电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,此时通过 R 的电流 ②保持滑片位置不变,只闭合 小灯泡、未知电阻R 和滑动变阻器串联,电压表测小灯泡和未知电阻R 两端的总电压,电压表示数为2.6V,由串联电路的电压特点可知,此时R 两端的电压为 2.6V-1 V=1.6 V;③因电路的连接方式没有改变,各元件电阻的大小不变,所以通过未知电阻R 的电流也不变,由欧姆定律可知R 的阻值:
11.(1)0.008 A (2)4 V (3)3 V..
【解析】由图甲可知,R 与 R 串联,电压表测R 两端电压。(1)环境温度为40 ℃时,电压表的示数为2.4V,根据欧姆定律可得,通过R 的电流:
(2)由图乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻R 的阻值为200 Ω,根据欧姆定律可得,此时 R 两端的电压: ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压: (3)由图乙可知,被测环境温度为 80 ℃时,R 的阻值为100Ω,根据欧姆定律可得,此时通过电路的电流: 此时电压表的示数为: 300 Ω=3 V。