北京市石景山区2020-2022三年中考物理模拟试题分类汇编08欧姆定律
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一、单选题
1.(2022·北京石景山·统考二模)小兰利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L的电功率,电源电压为5V。实验中,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,根据实验过程和现象,下列说法中错误的是( )
A.电流表示数是0.5A
B.灯泡L的额定功率是2.5W
C.灯泡L正常发光时的电阻为5Ω
D.当电压表示数为2.5V时,灯泡L正常发光
2.(2022·北京石景山·统考二模)小军利用力敏电阻及相关电路元件模拟了一个自动计数的电路,如图甲所示。力敏电阻R的阻值随压力大小的变化情况如图乙所示,电路中的电源电压保持不变,R0为定值电阻。当电压表示数变小时,计数器自动计数一次。闭合开关,下列说法正确的是( )
A.力敏电阻上的压力增大时,力敏电阻的阻值变大
B.力敏电阻上的压力增大时,电路中的电流变小
C.力敏电阻上的压力增大时,电阻R0两端电压变小
D.计数器自动计数一次时,电路的总功率变大
3.(2022·北京石景山·统考一模)小兰利用一个电阻箱R和一个电压表测量未知电阻的阻值,电路如图所示,电压表使用0~3V量程,学生电源的电压恒定但刻度值模糊不清。当电阻箱接入的电阻是时,电压表的示数是2V;当电阻箱接入的电阻是时,电压表的示数是2.4V。在不改变电路连接的条件下,则下列说法正确的是( )
A.学生电源的电压是4.4VB.电阻的阻值是
C.电阻的最大电功率是2.5WD.电阻箱R能接入的最小值是
4.(2020·北京石景山·统考二模)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时( )
A.电流表示数增大B.电压表示数减小
C.电路总电阻减小D.电流表和电压表的示数均增大
5.(2020·北京石景山·校考一模)如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为20 Ω
B.当R2接入阻值为50 Ω时它的功率最大
C.电源电压为6 V
D.该电路消耗的最大电功率为0.9 W
二、多选题
6.(2020·北京石景山·校考一模)由欧姆定律公式可推导出公式,关于此式正确的理解
A.导体的电阻与它两端的电压成正比
B.导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体的电阻可由导体两端的电压与通过导体的电流的比值来计算
D.如果导体两端电压为零,则通过导体的电流为零,但导体的电阻不为零
三、实验题
7.(2022·北京石景山·统考二模)小鹏在探究“通过导体的电流与导体的电阻之间的关系”时,他有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的电阻,学生电源、电压表、电流表、标有“10Ω 2A”字样的滑动变阻器、开关各一个、导线若干,连接了如图所示的实验电路,请按要求完成下列问题:
(1)用笔代线,将实物电路图补充完整;___________
(2)电路连接好后,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则可能的原因是:___________(选填字母)
A.电流表发生了断路 B.定值电阻R发生了断路
C.滑动变阻器发生了断路 D.定值电阻R发生了短路
(3)排除故障后,在电路中先后更换不同阻值的定值电阻R,调节滑动变阻器使R两端电压保持2V不变,读出每次电流表的示数,并记录数据。请设计实验数据记录表;___________
(4)当他将阻值为30Ω的电阻接入电路时,发现电流表有示数,但电压表始终调不到2V,请写出改进的方法:___________。(写一种方法即可)
8.(2022·北京石景山·统考一模)小东想测量灯泡在不同电压下的电阻,选用了学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、额定电压为2.5V的灯泡、开关、导线若干,并连接了如图甲所示的实验电路.请按要求完成下列问题:
(1)请按如图甲所示的电路,画出此电路的电路图______;
(2)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移至最______端(选填“左”或“右”);
(3)小东连接好实验电路,检查无误后,闭合开关S,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,灯泡都不亮,两电表均无示数。为了排除电路故障,小东用量程为0~3V的电压表进行检查判断。他将电压表的负接线柱与a接线柱连接,电压表正接线柱依次与其他接线柱连接,对应出现的电压表示数如表所示。根据以上信息,可判断______段电路一定出现了故障;(用字母表示)
(4)小东经过多次测量,记录了电流表和电压表的示数,并绘制了如图乙所示的图像,由图像可知,灯泡正常发光时的电阻RL=______ Ω;(保留一位小数)
(5)小磊同学认为利用上述器材和电路也可以探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”,小东却认为这个想法是错误的,请写出小东判断的依据______。
9.(2021·北京石景山·统考二模)小明在探究“电流与电阻的关系”的实验中,选择了如下器材:学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、开关和导线等,连接的部分实验电路如图甲所示。实验中,请按要求完成下列问题 :
(1)请按实验要求将电压表连接在电路中______;
(2)在实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应调到最______端(选填:“左”或“右”)。改变电阻箱接入电路的阻值时,可移动滑动变阻器的滑片P使电阻箱两端的电压始终保持2V不变;
(3)下表是小明实验时记录的数据,分析数据可初步得出的结论______ ;
(4)当电阻箱接入电路的阻值为如图乙所示的阻值时,则电阻箱的阻值为R =______Ω。小亮发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数始终大于2V,则需要更换最大阻值更______的滑动变阻器(选填:“大”或“小”)。
10.(2020·北京石景山·统考二模)小明只有一个电压表和一个已知电阻R0测量未知电阻Rx,实验中设计了如图所示的电路,请在空格内将实验步骤补充完整。
(1)闭合 S、断开 S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
(2)______,用电压表测出电源电压U;
(3)用测量出的U、U1及R0来表示Rx,则Rx=______。
11.(2020·北京石景山·统考一模)如图甲是小刚测电阻的电路图,他进行了下列操作,请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关前, 滑片P应置于滑动变阻器的最 ______ 端(选填“右”或“左”);
(2)用完好的器材按图甲正确连接好电路,试触时,发现电流表的指针偏转角很小,移动滑动变阻器的滑片时指针偏转角仍然较小,产生该现象的原因可能是∶ ____ ;
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示,则此时被测电阻两端的电压为U = ___ V ,通过的电流I = ___ A,该电阻的阻值为R = ___ Ω。
12.(2020·北京石景山·校考一模)实验小组的同学利用如图甲所示的电路进行探究,电源电压恒为 9V,电压表V(量程 0~3V、0~15V),电流表 A(量程 0~0.6A、0~3A)。更换5个不同阻值的定值电阻 R,得到如图乙所示的图像:
(1)该小组同学所探究的问题是:______;
(2)根据图像五次记录实验数据可知,电压表的示数为______V,滑动变阻器阻值变化范围是______;
(3)为保证实验测量数据的准确性,请写出断开开关,将电阻 R由5Ω 更换为10Ω后,下一步的具体实验操作______。
四、计算题
13.(2022·北京石景山·统考一模)如图所示,电源电压保持不变,电阻,闭合开关S后,额定电压为3V的灯L正常发光,电流表A的示数。求:
(1)通过电阻R的电流;
(2)灯L的额定功率P;
(3)通电10s,电路中电流做的功W。
14.(2021·北京石景山·统考二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯L标有“12V 6W”的字样,其电阻不随温度变化,R为定值电阻。当开关S闭合时,灯L正常发光,电流表的示数为0.8A。
求:(1)灯L的电阻;
(2)电阻R的阻值;
(3)电阻R消耗的电功率。
15.(2020·北京石景山·统考二模)如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1=10Ω,电阻R2=20Ω。当开关S闭合时,电压表示数为4V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源电压U;
(3)电阻R2消耗的电功率P2。
线柱连接情况
示数/V
依次分别与b、c、d、e、f接线柱连接
3
依次分别与g、h、i、j接线柱连接
0
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.2
0.10
0.08
参考答案:
1.B
【详解】A.由图乙知道,电流表所选量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数为0.5A,故A正确,不符合题意;
B.由图知道,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量的是灯泡两端的电压,由知道,当电压表示数为2.5V时,灯泡L的额定功率是
故B错误,符合题意;
CD.根据题意知道,灯泡的额定电压是2.5V,由串联电路电压的特点知道,当电压表示数为2.5V时,灯泡两端的电压是额定电压,灯泡正常发光,此时由A选项分析知道,电路的电流是0.5A,故灯泡L正常发光时的电阻为
故CD正确,不符合题意。
故选B。
2.D
【详解】由图甲可知,闭合开关,力敏电阻和定值电阻R0串联,电压表测力敏电阻两端的电压。
A.由图乙可知,当力敏电阻上的压力变大时,力敏电阻的阻值变小,故A错误;
B.当力敏电阻上的压力变大时,力敏电阻的阻值变小,电路的总电阻变小,由知道,电源电压不变的情况下,电路中的电流变大,故B错误;
C.当力敏电阻上的压力变大时,力敏电阻的阻值变小,由串联电路的分压特点可知,压敏电阻分得的电压变小,由串联电路电压的规律可知电阻R0两端电压变大,故C错误;
D.当电压表示数变小时,计数器自动计数一次,由C可知,此时力敏电阻上的压力变大时,电路的总电阻变小,电路中的电流变大;电源电压不变,根据P=UI可知,电路中的总功率变大,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】AB.由图可知,电阻箱R与未知电阻Rx串联,电压表测量未知电阻Rx两端的电压,电源电压U不变,根据题意,有
由此解得
U=6V,Rx=4Ω
故AB错误;
C.由题意可知,电压表使用0~3V量程,未知电阻Rx两端的电压最大为3V,根据功率的计算公式可得,未知电阻Rx的最大功率为
故C错误;
D.由题意可知,当未知电阻Rx两端的电压最大为3V时,电流最大,总电阻最小,电阻箱R接入电路的阻值最小,根据欧姆定律可得,电路中电流为
根据串联电路电压规律可得,电阻箱R两端的电压为
UR=U-Ux=6V-3V=3V
由欧姆定律可知,R的最小阻值为
故D正确。
故选D。
4.B
【详解】由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,所以,当叶片含水量升高时,R的阻值增大,电路中的总电阻增大,由I=可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,由U=IR可知,R0两端的电压减小,即电压表的示数减小。
故选B。
5.C
【详解】AC.从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是2V时,其功率是0.8W,可计算得到这时电路中的电流是
同理,当滑动变阻器两端电压是5V时,其功率是0.5W,电路中的电流是
设电源电压是,可以得到关系式
解得、;A错误、C正确;
B.从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是5V时,其功率是0.5W,这时滑动变阻器接入电路的阻值大小是
当R2接入阻值为50 Ω时它的功率不是最大,B错误;
D.当电路中的电阻最小时,即滑动变阻器接入电路的阻值是0时,电路中的总电阻最小,电路消耗的电功率最大,大小是
D错误。
故选C。
6.CD
【详解】ABD.导体的电阻是导体本身的一种性质,由导体的材料、粗细、横截面积决定,有时还要考虑温度的变化,但电阻与它两端的电压和通过的电流无关。故AB错误,D正确;
C.电阻通过电流时,在数值上等于电压与电流的比,即电阻可由导体两端的电压与通过导体的电流的比值来计算,C正确。
故选CD。
7. B
换用最大阻值更大的滑动变阻器
【详解】(1)[1]电压表应该并联到电路中,如下图
(2)电[2]路连接好后,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,说明电路是接通的,且电压表串联到电路中,即可能的原因是:定值电阻R发生了断路。
故选B。
(3)[3]需要记录的物理量有电阻和电流,表格需2行,如下
(4)[4]由于定值电阻两端的电压保持2V不变,在电源电压不变的情况下,滑动变阻器两端的电压也不变;由串联分压可知,当他将阻值为30Ω的电阻接入电路时,要保持电压示数2V不变,滑动变阻器的接入电路的阻值需要增大;但电压表始终调不到2V,说明滑动变阻器的最大阻值偏小,可以换用最大阻值更大的滑动变阻器。
8.
右 gf 8.3 灯泡的电阻不是定值
【详解】(1)[1]由甲图可知,电流从电源正极出发经开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回到电源负极,电压表并联在灯泡两端测灯泡两端的电压。电路图如如所示
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大的一端,由甲图中滑动变阻器的连接可知,滑片置于最右端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,所以闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最右端。
(3)[3]将电压表的负接线柱与a接线柱连接,电压表正接线柱依次分别与b、c、d、e、f接线柱连接,由表可知,电压表的示数均为3V,说明a接线柱至f是完好的。电压表正接线柱与g接线柱连接,电压表的示数开始变为0,则可判断出是fg之间发生故障。
(4)[4]由题可知,灯泡的额定电压为2.5V,由乙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,电路中的电流为0.3A,则灯泡正常发光时的电阻为
(5)[5]想要探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”,就要控制电阻不变,而灯泡的电阻随温度变化而改变,不是定值,故不能探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”。
9. 右 当电阻两端电压相等时,通过电阻的电流与电阻成反比(电阻越大时,电流越小) 30 大
【详解】(1)[1]伏安法探究“电流与电阻的关系”,电压表用于测量探究电阻的电压,与研究电阻并联。电流表用于测量研究电阻的电流,与研究电阻串联,如下图所示:
(2)[2] 在实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应调到阻值最大处,从图中可以看出滑动变阻器的滑片P应调到最右端。
(3)[3]从表中数据可以看出,电阻R的电压保持2V不变,电阻R阻值变大,电流变小,且电阻R增大的倍数与电流减小的倍数相同。故可得结论:当电压相同时,电流与电阻成反比。
(4)[4]电阻箱上各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电阻箱的阻值。从图中可以看出,该电阻箱的示数为30Ω。
[5]串联电路中,阻值越大,分到的电压越大。小亮发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数始终大于2V,说明所用滑动变阻器的最大阻值偏小,则需要更换最大阻值更大的滑动变阻器。
10. 闭合开关S、S1
【详解】(2)[1]闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U。
(3)[2]闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压
U0= U-U1
因串联电路中各处的电流相等,所以
I=
11. 右 电流表接入量程过大 2.4 0.24 10
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的右端。
(2)[2]试触时,发现电流表的指针偏转很小,移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小,故排除了电路中电阻过大的可能,则产生该现象的原因可能是电流表接入量程过大。
(3)[3][4][5]电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙,电压表选用小量程,分度值为则0.1V,此时被测电阻两端的电压为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,由欧姆定律,该电阻的阻值为
12. 探究电流与电阻的关系 5 闭合开关,将滑动变阻器的滑片适当向右移动,使电压表的示数为5V,读出电流表的读数
【详解】(1)[1]由图乙可知,通过定值电阻的电流随其阻值的变化而变化,但电流和电阻的乘积不变,所以该小组同学所探究的问题是:探究电流与电阻的关系。
(2)[2]由图像甲可知,电压表测量电阻两端电压,由图乙可知,五次记录实验数据中,当电阻为5时,电流为1A,电阻两端电压为
当电阻为25时,电流为0.2A,电阻两端电压为
故电压表示数保持不变,为5V。
[3]当时,电路中的电流I=1.0A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由可得,此时电路的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
当时,电路中的电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路的总电阻为
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值为
所以滑动变阻器阻值变化范围是。
(3)[4]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5改接成10后的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以下一步应采取的操作是:闭合开关,将滑动变阻器的滑片适当向右移动,使电压表的示数为5V,读出电流表的读数。
13.(1)1A;(2)0.6W;(3)36J
【详解】解:由图可知,电阻R与灯L并联,电流表A测量干路电流;闭合开关S后,额定电压为3V的灯L正常发光,说明电源电压等于灯泡的额定电压,即U=3V。
(1)通过电阻R的电流为
(2)由并联分流可知,灯L的额定电流
IL=I-I1=1.2A-1A=0.2A
灯L的额定功率P为
(3)通电10s,电路中电流做的功W为
答:(1)通过电阻R的电流为1A;
(2)灯L的额定功率P为0.6W;
(3)通电10s,电路中电流做的功W为36J。
14.(1)24Ω;(2)40Ω;(3)3.6W
【详解】(1)灯L的电阻
(2)由电路图可知,当开关S闭合时,灯L与定值电阻R并联,电流表测电路中的电流,灯L正常发光,通过灯L的电流
由并联电路中电流的特点,通过定值电阻R的电流
由并联电路中电流的特点,定值电阻R两端的电压
电阻R的阻值
(3)电阻R消耗的电功率
答:(1)灯L的电阻是24Ω;
(2)电阻R的阻值是40Ω;
(3)电阻R消耗的电功率是3.6W。
15.(1)0.4A;(2)12V;(3)3.2W
【详解】(1)由电路图可知,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。因串联电路中各处的电流相等,所以,电流表的示数
I=I1==0.4A
(2)由串联电路电流的规律可知通过R2的电流
I2=I1=0.4A
R2两端的电压
U2=I2R2=0.4A×20Ω=8V
电源电压
U=U1+U2=4V+8V=12V
(3)电阻R2消耗的电功率
P2=U2I2=8V×0.4A=3.2W
答:(1)电流表的示数是0.4A;
(2)电源电压12V;
(3)电阻R2消耗的电功率是3.2W。
电阻R/Ω
5
10
15
20
30
电流I/A
电阻R/Ω
5
10
15
20
30
电流I/A
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