科学拓展练习欧姆定律及其应用

科学拓展欧姆定律及其应用一、选择题1． 对于“探究电流与电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验，下列说法不正确的是()A．它们都是采用控制变量的研究方法 B．它们的实验电路在教科书中是相同的C．前者多次实验测量的目的是减少得出结论的偶然性D．后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差2． 某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是()A．该同学研究的是电流和电压的关系B．实验中电压表的示数保持0.5V不变C．滑动变阻器阻值变化范围为1～5ΩD．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移3． 如图所示电路中，电源电压U＝4.5V，且保持不变，电阻R1＝4Ω，变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V，为了保护电表不被损坏，变阻器接入电路的阻值范围是()A．3.5Ω─8ΩB．0─8ΩC．2Ω─3.5ΩD．0Ω─3.5Ω4． 如图所示，是探究“电流与电阻的关系”实验电路图，电源电压保持3V不变，滑动变阻器的规格是“10Ω1A”。实验中，先在a、b两点间接入5Ω的电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V，读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验，为了保证实验的进行，应选择下列的哪两个电阻()A．10Ω和40ΩB．20Ω和30ΩC．10Ω和20ΩD．30Ω和40Ω5． 如图所示的电路中，电阻R2的阻值为15Ω．当开关S1、S2闭合时，电流表A1的示数为0.5A，电流表A2的示数为0.2A．下列说法正确的是()A．电阻R1的阻值为10Ω B．S1、S2闭合时，通过电阻R1的电流为0.5A C．S1、S2闭合时，电流表A1测量的是R1的电流 D．开关S2断开时，电流表A2示数为0.5A 6．某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是()A．该同学研究的是电流和电压的关系B．实验中电压表的示数保持0.5V不变C．滑动变阻器阻值变化范围为1～5ΩD．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移7． 如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝10Ω，闭合开关S，滑动变阻器滑片P在最右端时，电流表的示数为0.25A；把滑片P移到中点时，电流表的示数为0.4A，则下列选项正确的是()A．滑片P在最右端时，通过R1、R2的电流之比为5：8B．滑片P在最右端时，R1、R2两端电压之比为3：1 C．滑动变阻器的最大阻值为40Ω D．电源电压为10V8． 如图电路，电源电压恒定，R1＝12Ω，R2＝6ΩR3是定值电阻。闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A，接b时电流表的示数可能为()A．0.3AB．0.6A C．0.9AD．1.2A9． 用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案。甲：多节干电池串联接入MN；乙：电池与滑动变阻器串联接入MN；丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是()A．仅有甲B．仅有乙C．仅有甲、乙两种D．甲、乙、丙都可行10．用电器甲和乙，其电流与其两端电压关系如图所示，其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是()A．用电器甲电阻不变，大小为0.1Ω B．用电器乙电阻随着电流增大而变大，最大值为10Ω C．如果把这两个用电器串联接在6V的电源上，电路中的电流是0.43AD．如果把这两个用电器并联接在4V的电源上，干路中的电流是0.65A11．如图a是电阻甲和乙的I﹣U图象b、c是它们的部分电路连接示意图，下列说法错误的是()A．当电阻乙两端电压为2.5V时，它的阻值和甲的阻值相等 B．图(b)中，当电压U为3V时，乙的电阻为5Ω C．图(c)中，当电压U为2V时，干路总电流为0.6A D．图(c)中，在电压U从0增大到2.5V的过程中，通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小第11题图第12题图第13题图12．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1＝3R2，当S和S1闭合、S2断开时，电压表和电流表的示数分别为U1和I1；当S1断开、S和S2闭合时，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，则U1：U2、I1：I2分别是()A．1：1、4：3 B．1：2、1：3 C．1：1、1：4 D．1：4、1：113．如图电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在某两点之间来回滑动时，电流表的示数变化范围是0.2～0.4A，电压表的示数变化范围是2～6V．则()A．电压表的量程应选择0﹣3V B．电源电压为10V C．R0的电阻为10Ω D．滑片P向右调节，电流表的示数变大14．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阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是()ABCD15．如图，电源电压不变，当开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表示数为I1，电压表示数为U1；当开关S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为I2，电压表示数为U2．已知R1：R2＝2：1，则()A．I1：I2=2：9，U1：U2=2：3B．I1：I2=9：2，U1：U2=2：3C．I1：I2=2：9，U1：U2=3：2D．I1：I2=9：2，U1：U2=3：2二、非选择题16．如图，3个电阻值均为10Ω的电阻R1、R2、R3串联后接在电压恒定为U的电路中，某同学误将一只电流表并联在电阻R2两端，发现电流表的示数为1.5A，据此可推知电源电压U为_____V；若用一只电压表代替电流表并联在R2两端，则电压表的示数为_____V。第16题图第17题图第18题图17．如图为电路的某一部分，箭头表示电流方向。已知电流表和电压表的示数分别是2A和3V，通过L的电流是3A，那么电阻器R的电阻是___________。18．实际上，电源自身是有电阻的，称为“内电阻”。在电路中，一个实际电源相当于一个电源电压相同的理想电源和内电阻串联连接。为了测出电源电压和内电阻，小明同学设计了如图所示的电路(电压表和电流表均视为理想电表)，实验步骤如下：(1)闭合开关S，移动滑动变阻器R0的滑片P到某处时，分别读出电压表示数为2.0V，电流表示数为0.50A；(2)再向_________(选填“左”或“右”)移动滑片P到另一处时，电压表示数变为2.5V，电流表示数变为0.25A；(3)由有关公式求出电源电压U＝_________V，内电阻r＝_________Ω。19．实验室购买了一卷标有长度为100m的铜芯漆包线，小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积S为1mm2，查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为0.017Ω。(1)利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。①实验中，小科在闭合开关前应将滑片P置于最______(选填“左”或“右”)端。②小科通过移动滑片P，测得多组数据，绘制成U－I图像如图乙，据此可以判定这卷导线的实际长度_______100m(选填“大于”“等于”或“小于”)。甲乙(2)小思认为用电子秤测出这卷导线的质量m，利用铜的密度ρ也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度l的计算式：l＝_______(甲乙20．在自然灾害中输电线路容易出现故障，科技小组的同学通过实验探究来体验判断故障类型和位置的方法。他们用AB、CD两根长为L的长直电阻丝模拟输电线，在电阻丝的左右两侧可以安装检测电路，电阻丝单位长度的阻值为r。如图甲所示，在左侧安装检测电路，其中R0为保护电阻，右侧用导线连接。线路无故障时，电压表V1示数为U，电流表示数为I。(1)若检测电路中电流表示数为0，电压表V1示数为U，表明输电线故障为__________。(2)若检测电路中电流表示数大于I，电压表V1示数为U，表明输电线可能出现短路或形成间隙电阻，如图乙所示，小组同学在AB、CD之间某处连接一根导线模拟输电线短路，或在另一处连接未知电阻Rx模拟输电线之间形成间隙电阻，在右侧连接电压表V2。若输电线短路，则电压表V2示数为__________；若输电线之间形成间隙电阻，则电压表V2示数__________。(3)在图乙中，若输电线的故障是短路，电流表的示数为I1，电压表V1的示数为U，则故障处与A端的距离为__________________(用r、I1、U、R0表示)。21．某学生为了测量一物体的质量mx，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)．如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一个物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U．现有下列器材：力电转换器、质量为mo的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)，请完成对该物体质量的测量。为使力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，某同学设计了如图所示电路。(1)实验步骤：①调节滑动变阻器，使输出电压为0②将砝码m0放在力电转换器上，记下输出电压U0③将待测物体mx放在转换器上，记下输出电压U1，该物体质量mx＝_________。(2)若去掉ab导线，能否达到设计要求？说明理由。答：_________(选填“能”或“不能”)达到设计要求，理由是__________________________________________________________________________。22．如图所示，闭合开关S，滑动变阻器取四个不同的阻值，可以得出电流表和电压表的四组对应的值。这四组对应的值在图乙的U﹣I坐标中分别用a、b、c、d四个点表示(坐标原点表示的电压值和电流值均为0)．由这四个点做出的U﹣I图象为一条直线，延长直线交纵轴(U轴)于E点，交横轴于F点，若电源电压为U0，定值电阻的阻值为R0．据此分析：(1)E点表示的电流表、电压表的示数分别为_________、_________电路处在_________状态。(2)F点表示的电压表、电流表的示数分别为_________、_________。此时电路处在_________状态。23．小科利用仅有的一个规格为“10Ω1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为3V．实验步骤如下：①用4Ω的定值电阻进行实验，连接电路。②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为2V，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片P移到A端。③依次用阻值为6Ω、8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。(1)小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与__________之间的关系。(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后，再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V。分析可得，电阻丝BC的阻值RBC的范围是__________。(3)为了完成10Ω电阻实验，将滑片P移到C点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。24．小明利用图甲电路研究电流与电压的关系，其中滑动变阻器最大阻值为500欧，定值电阻R0阻值为10欧，闭合开关，当滑片从最右端慢慢向左移动，发现最初电压表指针几乎不动，直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转，继续左移，指针偏转角度迅速变大，即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中，要使滑片每移动一段距离，都能引起电压表示数较为明显的变化，应选择怎样的滑动变阻器？小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器，利用图乙进行如下实验：①取3条长度都为100厘米的粗细均匀电阻丝A、B、C，阻值分别为1欧、20欧、400欧。②将电阻丝A接入图乙电路，闭合开关，滑片P从最右端移到最左端，记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的相关数据，多次测量。③分别用电阻丝B、C代替A，重复步骤②。④处理相关数据，获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙。(1)图甲实验中，闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线a与接线柱M处的连接意外断开，此时示数为零的电表是__________。(2)分析图丙，实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是_______________________。(3)若利用图乙研究通过R0的电流与其两端电压的关系，在A、B、C三条电阻丝中，你认为选择哪一条电阻丝最合适并说明理由。_____