2018年10月13日初三物理欧姆定律经典题型练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 一、单选题
1.如图所示,电源电压为12V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“6V 3W”字样.不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全.则( )
A. S闭合,S、S
12都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω~50Ω
B. S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是2.25W~3W C. S、S1、S2都闭合,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D. S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
二、计算题 2.“伏安法”测量电阻有两种方法:外接法(如图甲所示)和内接法(如图乙所示).由于电表存在电阻(内阻),所以这两种测量方法都会导致测出的电阻与真实值存在误差。小明同学采用“外接法”测量一个阻值为40Ω定值电阻R的阻值时,电压表示数为4.4V.已知电源电压由三节新干电池串联而成,且电压表的电阻为440Ω.求此时电流表的示数。并计算说明此时采用哪个测量方法误差较小。
3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R
1的阻值为20欧。闭合电键S,两电流表的示数分别为0.8安和0.3安。
① 求电源电压U。
② 求通过电阻R2 的电流I2。
③ 现用电阻R0替换电阻R1、 R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生
了变化,且电流增大了0.1安。请判断被替换的电阻,并求出电阻R0的阻值。
4.如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10 Ω,左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作。
(1)请说明该自动控制装置的工作原理。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少? (3)为了节省电能,将空调启动温度设定为30 ℃,控制电路中需要串联多大的电阻? 5.如图甲所示,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“30 Ω 1 A”,在AB间接入规格为“12 V 12 W”的灯泡,闭合开关,当变阻器的五分之一阻值连入电路时,灯泡正常发光。
(1)求灯泡正常工作时通过的电流和电源电压。
(2)R0是在如图乙所示的Ra和Rb之间任意取值的电阻,当在AB间接入电阻R0后,闭合开关,在保证电路安全的情况下,将滑片P从最右端向左滑动的过程中,电流表示数均出现过0.4 A(电流表选择0~0.6 A量程),求R0的取值范围及电压表示数的最大值和最小值。
6.为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示。当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60?。在如图乙所示的工作电路中,电源电压恒为8V,定值电阻R2=20?。求:
(1) 当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压表的示数是多少;
(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/ml ?酒精气体浓度?0.8mg/ml,当电流表的示数为0.2A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾。 7.如图甲所示,L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合开关S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为R0,电流表示数为Ia;只闭合开关S2,移动滑片P,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图19乙所示,当滑片P置于b点时,电压表示数Ub=8V,电流表示数为Ib。已知Ra:R0=12:5,Ia:Ib=3:5(设灯丝电阻不随温度变化)。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)定值电阻R0和电源电压U;
(3)只闭合开关S1时,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,电路消耗的功率范围。
三、填空题
8.在“用电压表、电流表测电阻”实验中,电源电压保持不变,滑动变阻器R上标有“20Ω,2A”的字样,Rx为待测电阻。某同学能按图所示的电路图正确连接电路,当他按操作规范进行实验时,闭合电键K,电流表A的示数为I,然后他调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片P的位置恰好在中点时,电流表A的示数为0.5安,则I的范围是_______。
四、实验题
10.在如图所示的电路中,电源电压为18 V保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S后,电流表A的示数如图(a)所示。
(1)求电阻R
1两端的电压U1。_____ (2)求电阻R2的阻值。_____
(3)现有标有“20 Ω 3 Α”、“50 Ω 2 Α”字样的滑动变阻器,请从中选择一个替换R2,并将一个表盘如图(b)所示的电压表并联在R1或R2两端,要求在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量最大。①选择的变阻器是__________,电压表接在________两端。②求电压表示数的最大变化量ΔU。____ 11.在“用伏安法测电阻”的实验中:
(1)实验原理是________________________。
(2)用电压表、电流表测量电阻有如图所示的两种接法,在高中教材中叫做电流表外接法和电流表内接法;若电压表的电阻不是非常大,电流表电阻也不是非常小,你认为图______中电阻的测量比真实值偏大,图____中电阻的测量比真实值偏小。
(3)如某次测量中,老师只提供了下列器材:电压恒定的电源一个(电压未知)、电流表一只、定值电阻R0一个(电阻已知)、单刀开关两只、导线若干。测待测电阻Rx的值,请用给定的器材(可不用完)按下列要求完成实验: ①在下图的虚线框内画出你设计的电路图;
②扼要写出实验的主要步骤(指出物理量的名称并 用相应的符号表示)
a._________________________________。 b._________________________________。 ③Rx的数学表达式为:Rx=_______________(用所测量的物理量及相应的符号表示)。
参考答案
1.D
【解析】试题分析:S闭合,S1、S2都断开时,灯泡与滑动变阻器是串联的,当灯泡正常发光时,接入的电阻应是最小值,此时变阻器与灯泡的分压相等,所以电阻也相等为12Ω,所以A错;S闭合,S1、S2都断开,当变阻器的阻值最大时,灯泡的功率最小,最小值为0.45W,所以B错;S、S1、S2都闭合时,灯泡被短路,两电阻并联,总功率最小时应是电流最小时,也就是电阻最大时,当滑动变阻器的电阻为50Ω,总电阻最大,最大值为27Ω,此时可求出最小功率为5.28W,所以C错;S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,就是总电流最大时,最大电流为0.6A,此时定值电阻的电流为0.2A,通过滑动变阻器的电流为0.4A,所以此时滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω,所以D正确;故应选D。 【考点定位】电学综合题
2.此时电流表的示数为0.12A;内接测量方法误差较小。 【解析】 【详解】
根据已知条件可知:电压表电阻为RV=440Ω R=40Ω U=4.5V ;
当采用“外接法”测量一个阻值为40Ω定值电阻R的阻值时,电压表示数为4.4V,根据串联电路电阻分压特点可知:UA+UR=U即UA=0.1V,所以电流表示数为:
????4.4??4.4??
I外接=IV+IR=??+??=440??+5=0.01??+0.11??=0.12??
??
则根据欧姆定律可知RA=0.12??=6??; 甲相对误差为: 乙相对误差为:
??实???测??60.1??
5
根据测量数据用欧姆定律求测量值,根据电路求两种接法的相对误差进行对比:
??实??实???测??实=
???
?????v??+??v????
=??
??
??
×100%=440+40×100%=8.3% +??
??????
40
=
????+?????
×100%=
×100%=6×40×100%=2.08%
51
很明显乙的相对误差较小,故采用内接法误差较小; 3.6伏; 0.5安; 10欧
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流。(1)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的示数为0.8A,电流表A1的示数为0.3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I?U可得,电源的电压:U?I1R1?0.3A×20Ω?6V,通过电阻R2的电流:I2?I?I1?0.8A?0.3AR?0.5A;(2)并联电路各支路独立工作、互不影响,因替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,所以,电阻R0替换的是电阻R2,电流表示数发生变化的是干路电流表A,否则两电流表的示数均发生变化,由电流表A示数的变化量为0.1A可知,替换后,干路电流表A的示数为I′?0.7A或I″=0.9A,则通过R0的电流为:I01?I′?I1?U6VU6V??15Ω或R02???10Ω. 0.7A?0.3A?0.4A或I02?I''?I1?0.9A?0.3A?0.6A,R0的阻值:R01?I010.4AI020.6A点睛:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流.(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压,根据并联电路的电流特
点求出通过电阻R2的电流;(2)根据“替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化”确定替换的电阻,根据题意求出通过R0的电流,利用欧姆定律求出R0的阻值. 4.(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中的电流增大,当电流达到15 mA时,衔铁被吸合,右边的空调电路开始工作,当温度下降时,控制电路总电阻
增大,电流减小,减小到一定值,空调电路断开,这样就实现了自动控制。(2) 25 ℃。(3) 30 Ω。 【解析】(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15 mA 时,衔铁被吸合,右侧空调电路连通,空调开始工作。当温度下降时,控制电路电阻增大,电流减小,减小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制。
U6V℃。 ??400Ω,此时热敏电阻的阻值: R热?R总?R0?400Ω?10Ω?390Ω,对照表格数据可知,此时的启动温度是25
I0.015A(3)电路启动时的总电阻为400Ω,由表中数据可知,空调启动温度设定为30 ℃时,热敏电阻的阻值为360Ω,则电路中还应串联的电阻:
’R??R热?R总?R热?R0?400Ω?360Ω?10Ω?30Ω
(2)电路启动时的总电阻: R总?5.(1) 18 V。(2) 3 V。 【解析】(1)灯泡正常工作时通过的电流为1 A ,电源电压为18 V;
(2)R0的取值范围为15Ω?25Ω,电压表示数的最大值为12V、最小值为3V。 (1)灯泡正常工作时电流即为电路中电流: I?IL?PL12W??1A;滑动变阻器两端电压: UL12V11UR?I?R?1A??30Ω?6V;由于串联分压,电源电压为:
55U?UL?UR?12V?6V?18V;
(2)由图乙知, Ia?Ib?2A时, Ua?20V, Ub?50V,则两电阻阻值分别为:,当电流表的示数为0.4A时,电路中的总电阻R总?器的滑片位于最右端时,
U18V??45Ω,当滑动变阻?I0.4AR0小的阻值最小,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和得:
?R总?R?45Ω?30Ω?15Ω,又因R0是Ra和Rb之间任意取值的电阻,所以,R0的最大阻值: R0大?Rb?25Ω,所以,R0的取值范围为15Ω?25Ω;当R0?15Ω,
两端的最大电压
滑动变阻器的滑片位于最右端时(变阻器接入阻值最大),电压表的示数最大,则电压表的最大示数
UR大?I?R?0.4A?30Ω?12V;当R0?25Ω,电路中的电流最大为0.6A时,R0两端的电压最大,电压表的示数最小,此时
U0大?I大R0?0.6A?25Ω?15V
,则电压表的最小示数UR小?U?U0大?18V?15V?3V。
故答案为:(1)灯泡正常工作时通过的电流为1 A ,电源电压为18 V;
(2)R0的取值范围为15Ω?25Ω,电压表示数的最大值为12V、最小值为3V。 6.(1) 6 V;(2)该司机酒驾
【解析】(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I?示数:U1?IR1?0.1A×60Ω?6V;(2)当电流表的示数为0.2A时,电路中的总电阻:R?U8V??0.1A,电压的R60??20?U8V'?R?R2?40Ω?20Ω?20Ω,由甲图可知,??40Ω,此时R1的电阻: R1I?0.2A
初三物理欧姆定律经典题型练习
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