第十三章 欧姆定律 综合素质评价试题(含答案）

第十三章 欧姆定律 综合素质评价试题
一、选择题(每题3分，共30分)
1. INCLUDEPICTURE "../物理观念h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../物理观念h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 下列说法中不正确的是(　　)
A．同一导体，其两端电压越大，通过它的电流也越大
B．相同的电压加在电阻不同的导体两端，电流一定不同
C．用不同的导体探究电流和电压的关系，得到的结论都一样
D．当加在同一导体两端的电压改变时，电压与电流的比值也随着改变
2．如图为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图象，将它们串联后接入电路中，关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系，正确的是(　　)
A．I甲＝I乙　U甲＞U乙 B．I甲＝I乙　U甲＜U乙
C．I甲＜I乙　U甲＞U乙 D．I甲＜I乙　U甲＝U乙
3．2023·烟台期末改编如图所示，电源电压不变。闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数且等于电源电压。排除故障后，滑动变阻器的滑片P向左移动(灯泡电阻不变)，下列分析正确的是(　　)
A．灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B．灯泡不亮是因为灯泡短路
C．排除故障后，滑片P向左移动，电流表和电压表示数均变大
D．排除故障后，滑片P向左移动，灯泡变暗
4．如图所示，电源电压为3 V，R0的阻值为5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω，a、b为滑动变阻器的两个端点。闭合开关S，下列说法正确的是(　　)
A．若将滑片移动到a端，电路仍能正常工作
B．滑片在b端时，电流表A1示数为0.3 A
C．滑片由b端向a端移动，电流表A2示数变大
D．滑片移动到中点时，电流表A1与A2示数之比为2∶1
5. INCLUDEPICTURE "../分析推理能力h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../分析推理能力h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 学习了《质量测量工具的进化》的STEAM课程，小敏认识并使用了如图所示台秤，发现指针偏转角度与所测物体质量成正比。根据台秤示数变化规律，小敏想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小，设计的电路最合理的是(　　)
6. INCLUDEPICTURE "../科学思维h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../科学思维h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 如图所示，电源电压U＝2 V不变，R＝4 Ω，虚线框内所有电阻均未知，闭合开关，电流表示数为1 A。如果用一个2 Ω的定值电阻替换R，虚线框内的电阻均保持不变，则电流表示数将变为(　　)
A．2 A B．1.5 A C．1.2 A D．0.5 A
7. INCLUDEPICTURE "../推理运算能力h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../推理运算能力h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 如图所示，电源电压不变，当开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.4 A；当S1和S2都闭合时，电流表的示数为1.6 A，则电阻R1与R2的阻值大小之比为(　　)
A．1∶2
B．2∶1
C．1∶3
D．3∶1
8．如图四个电路中，电源电压未知且不变，R0为已知阻值的定值电阻，其中不能测出未知电阻Rx阻值的电路是(　　)
9. INCLUDEPICTURE "../信息转化能力h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../信息转化能力h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 2023·重庆期末改编如图所示，电源电压保持不变，R1＝10 Ω。闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为(　　)
A．6 V　20 Ω B．4 V　20 Ω
C．6 V　10 Ω D．4 V　10 Ω
10. INCLUDEPICTURE "../日常生活+h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../日常生活+h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 如图所示，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，它在温度为80 ℃和100 ℃时的阻值分别为240 Ω和200 Ω；阻值不计的报警器在电流达到12 mA时开始报警，超过25 mA时将损坏；相关器材规格已在图中标明。当电路开始报警的温度为100 ℃时，滑动变阻器接入电路的阻值和电路的最高报警温度分别用R0和t0表示，则(　　)
A．不能求得R0的值 B．不能求得t0的值
C．将P向左移，可提高该电路开始报警时的温度
D．利用此电路，可将开始报警时的温度设定为80 ℃
二、填空题(每空3分，共27分)
11．小杰同学在探究“电阻大小与哪些因素有关”时，手边只有一根电阻丝，那么，他利用这根电阻丝不能探究的是导体电阻与________的关系；小杰同学在探究导体电阻与横截面积的关系时，将一根电阻丝接入电路，读出电流表示数，然后再将该电阻丝对折后接入电路中，发现电流表示数变大，据此他得出结论：导体的横截面积越大，电阻越小。这种做法________(填“正确”或“错误”)，理由是_____________________________________________________________。
12．2023·大连月考如图为某只灯泡的电流I与电压U的关系图象。若把灯泡接在电压为3 V的电源上，通过灯泡的电流为________A；若把该灯泡与某电阻并联接在电压为6 V的电源上，总电流为1.5 A，则该电阻的阻值为________Ω。
13. INCLUDEPICTURE "../分析推理能力h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../分析推理能力h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 如图所示的电路中，电源电压为3 V不变，定值电阻R1＝10 Ω，滑动变阻器R2标有“50 Ω　1 A”的字样，电压表所选的量程为0～3 V，电流表所选的量程为0～0.6 A。当闭合开关 S，滑片P向右移动时，电流表示数________(填“变大”“变小”或“不变”)；为确保电路的安全，R2的取值范围是____________。
14. INCLUDEPICTURE "../数据处理能力h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../数据处理能力h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 2023·沈阳期中燃料电池型酒精测试仪，利用酒精与电池内的化学物质发生反应产生电压，某款燃料电池型酒精测试仪的工作电路如图甲所示，驾驶员每100 mL呼出气体内含有酒精的质量是多少毫克表示酒精浓度n，燃料电池的电压与进入电池的酒精浓度的关系如图乙所示。已知图甲中RP的阻值为20 Ω，若驾驶员呼出气体的酒精浓度为60 mg/100 mL，则电流表示数为________A；如果电流表的量程为0～
0.6 A，则该测试仪所能
检测的最大酒精浓度是________mg/100 mL。
INCLUDEPICTURE "../23秋J+63.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../23秋J+63.EPS" \* MERGEFORMAT \d
三、实验探究题(第15题15分，第16题16分，共31分)
15．2023·重庆一中期中某物理兴趣小组的小华同学为“探究电流与电压、电阻的关系”，在实验室找来了以下实验器材：学生电源(电压恒为4.5 V)，滑动变阻器(20 Ω　1 A)，阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻各一个，电流表、电压表、开关各一只，导线若干。
(1)实验时小华设计了如图甲所示的电路图并连接成图乙所示的实物图。他将滑动变阻器的阻值调到最大，若闭合开关，则图乙中________(填“电流表”或“电压表”)无示数，这是因为图乙中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并画出正确的连线。
(2)正确连接电路后，小华接入10 Ω的定值电阻进行“电流与电压关系”实验的探究，得出3组实验数据并记录在表中，对数据进行分析后可得出实验结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成________(填“正”或“反”)比。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.5 2 2.5
电流I/A 0.15 0.2 0.25
(3)接下来小华分别接入不同阻值的定值电阻探究“电流与电阻的关系”。他先用
5 Ω的定值电阻进行实验，闭合开关S后，移动滑片P，控制定值电阻两端的电压为2 V；断开开关后，保持滑片P位置不变，用10 Ω的定值电阻替换5 Ω的定值电阻，再次闭合开关后，发现电压表示数如图丙所示，为________V，此时应向________(填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求。
16. INCLUDEPICTURE "../科学探究+h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../科学探究+h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 小华同学想用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值，于是他在学校实验室借了一些器材，连接了如图甲所示的电路，电源电压恒定不变。
INCLUDEPICTURE "../23秋J+65.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../23秋J+65.EPS" \* MERGEFORMAT \d
(1)连接电路时，开关应处于________状态。
(2)用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整，要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变大。
(3)正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最________(填“左”或“右”)端；本实验滑动变阻器除了保护电路外，还有一个重要作用是__________________________________________________________________。
(4)闭合开关后，发现电流表示数为零，而电压表的指针偏转到最右端，此时电路中的故障可能是____________________________________________________。
(5)排除故障后，闭合开关，当电压表示数为2.6 V时，电流表示数如图乙所示，则Rx的阻值为________Ω；接下来他移动滑片，又测出两次对应的电压和电流值，描绘了Rx的电流随电压变化的I－U图象，并求出Rx的阻值，多次实验的目的是_________________________________________________________。
(6)按照上面的操作步骤，小华又测量了一个正常工作电压为3 V的小灯泡的电阻，并描绘了其电流随电压变化的I－U图象，小华发现他所描绘的定值电阻的I－U图象是一条直线，而小灯泡的I－U图象如图丙所示，原因可能是小灯泡的电阻与________有关。
四、综合应用题(第17题12分)
17. INCLUDEPICTURE "../推理运算能力h.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../推理运算能力h.EPS" \* MERGEFORMAT \d 如图所示，定值电阻R1＝6 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1 A；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2 A。求：
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
(3)当S1、S2闭合，S3断开时，电流表的示数。
答案
一、1.D　2.B
3．C　【点拨】由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压。闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表没有示数，说明电路是断路，电压表示数等于电源电压，说明电压表并联的部分电路断路，即灯泡断路，AB错误；排除故障后，滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，灯泡中的电流变大，由欧姆定律变形式可知，灯泡两端的电压变大，所以电流表和电压表示数均变大，灯泡变亮，C正确，D错误。
4．D　【点拨】若将滑片移动到a端，滑动变阻器连入电路的电阻为零，相当于导线，会造成电源短路，电路不能正常工作，A错误；滑片在b端时，滑动变阻器(连入电路的电阻最大)与定值电阻R0并联，通过定值电阻R0的电流I0＝
＝＝0.6 A，通过滑动变阻器R的电流IR＝＝＝0.3 A，干路电流
I＝I0＋IR＝0.6 A＋0.3 A＝0.9 A，故电流表A1示数为0.9 A，B错误；由于并联电路各支路互不影响，所以滑片由b端向a端移动时，通过定值电阻R0的电流不变，即电流表A2示数不变，C错误；滑片移动到中点时，滑动变阻器连入电路的电阻为×10 Ω＝5 Ω，此时滑动变阻器连入电路的电阻与定值电阻R0的阻值相等，由于并联电路各支路两端电压相等，由欧姆定律可知，通过两电阻的电流相同，则电流表A1与A2示数之比＝＝＝，D正确。
5．B　【点拨】图中台秤所测物体质量越大，滑动变阻器滑片下移越多。A中，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，由串联电路的电压规律和欧姆定律可知，电压表的示数UV＝U－U0＝U－IR0＝U－·R0，由数学知识可知，UV与R不成正比，即UV与物体质量不成正比，A错误；B中，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R上端的电压，因为电压表内阻很大，在电路中相当于断路，因此滑片移动的过程中，电路中的总电阻不变，电路中的电流不变，因此电压表的示数UV＝IR上端，由数学知识可知，UV与R上端成正比，即UV与物体质量成正比，B正确；CD中，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路的电流，电流表的示数I＝，由数学知识可知，I与R不成正比，即I与物体质量不成正比，CD错误。
6．B　【点拨】由I＝可得，并联电路的总电阻R并＝＝＝2 Ω，设虚线框内所有电阻的等效电阻为R′，由并联电路电阻的特点得＝＋，代入数据得＝＋，解得R′＝4 Ω；用一个2 Ω的定值电阻替换R，虚线框内的电阻均保持不变，此时有＝＋，代入数据得＝＋，解得R并′＝ Ω，电流表示数将变为I′＝＝＝1.5 A。
7．C　【点拨】当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电流I1＝＝0.4 A…①；当开关S1和S2都闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电流I2＝＝1.6 A…②，联立①②，解得R1∶R2＝1∶3。
8．C　【点拨】A中，S闭合后，两电阻并联，电流表A2测量通过R0的电流，根据欧姆定律可求电源电压，电流表A1测量通过Rx的电流，根据欧姆定律可求出Rx的阻值，A不符合题意；B中，由电路图可知，当S断开时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可求出电源电压，当S闭合时，R0、Rx并联，电流表测干路电流，因通过R0的电流不变，根据并联电路的电流规律可求出通过Rx的电流，再根据欧姆定律即可求出Rx的阻值，B不符合题意；C中，S闭合时，Rx短路，电压表测量电源电压，S断开时，R0、Rx串联，电压表测量电源电压，无法根据上述两次测量得出Rx两端的电压和通过Rx的电流，不能计算出Rx的阻值，C符合题意；D中，当S2闭合，S1断开时，两电阻串联，电压表测量Rx两端的电压，当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电压表测量电源电压，根据串联电路电压的规律可求出R0两端的电压，根据欧姆定律可求出电路电流，进一步求出Rx的阻值，D不符合题意。
9．A　【点拨】当滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电流最小，由图乙可知，此时电压表示数为4 V，电流表示数为0.2 A，RP最大＝＝＝20 Ω；当滑片P在b端时，电路中的电阻最小，电流最大，由图乙可知，此时电流表示数为0.6 A，电源电压U＝IbR1＝0.6 A×10 Ω＝6 V。
10．B　【点拨】图中R1与滑动变阻器串联，电路开始报警的温度为100 ℃时，电路中的总电阻R总＝＝＝250 Ω。温度为100 ℃时，R1＝200 Ω，可得滑动变阻器连入电路的阻值R0＝R总－R1＝250 Ω－ 200 Ω＝50 Ω，A错误。热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，但题中没有具体的图象，因而无法求解t0，B正确。报警电流不变，电源电压不变，即开始报警时电路的总电阻不变，将P向左移，则滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故开始报警时R1的电阻要变大，而R1的阻值随温度的升高而减小，即其电阻变大时，开始报警的温度会变低，C错误。将开始报警时的温度设定为80 ℃，由题可知，此时R1的电阻为240 Ω，则滑动变阻器接入电路的电阻R0′＝250 Ω－240 Ω＝10 Ω，在滑动变阻器的阻值范围内；但滑动变阻器只能连续改变连入电路的电阻，不能确定滑片在中间某一位置时连入电路的电阻具体是多少，所以不能利用此电路将开始报警时的温度设定为80 ℃，D错误。
二、11.材料；错误；没有控制导体的长度不变
12．0.4；6
13．变小；10 Ω～50 Ω　【点拨】当闭合开关S时，R1、R2并联，电流表测量干路电流，电压表测量电源电压。滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据电阻并联的特点可知总电阻变大，根据I＝可知总电流变小，则电流表的示数变小。因滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，且电流表所选的量程为0～0.6 A，故干路电流为0.6 A时，通过滑动变阻器的电流最大，其接入电路中的电阻最小，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，故通过定值电阻R1的电流I1＝＝＝0.3 A，此时通过滑动变阻器的电流I2＝I大－I1＝
0.6 A－0.3 A＝0.3 A，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R2小＝＝＝
10 Ω；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，电路安全，则R2的取值范围是10 Ω～50 Ω。
14．0.15；240　【点拨】由图乙知，当酒精浓度为60 mg/100 mL时，燃料电池的电压为3 V，电路中只有RP一个用电器，所以此时RP两端的电压为3 V，则电流表示数I＝＝＝0.15 A。由图乙可知，随着酒精浓度的增加，燃料电池的电压也随之增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流也会增大，所以当电流表示数最大时，酒精浓度最大，电流表的量程为0～0.6 A，即当电流表示数为0.6 A时，酒精浓度最大，此时燃料电池的电压U′＝I′RP＝0.6 A×20 Ω＝12 V；由图乙可知，燃料电池的电压与进入电池的酒精浓度关系图是一条过原点的直线，所以燃料电池的电压与进入电池的酒精浓度成正比，则有＝，解得n＝240 mg/100 mL，即该测试仪所能检测的最大酒精浓度是240 mg/100 mL。
三、15.(1)电流表；如图所示。　(2)正　(3)2.7；右
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【点拨】(1)分析图乙所示的实物图，电流表与电压表串联了，由于电压表的电阻很大，闭合开关后，几乎没有电流通过电流表，电流表无示数；电路正确连接时应将电流表与滑动变阻器、定值电阻串联，将电压表与定值电阻并联。(2)由表中数据知，当电阻一定时，导体两端的电压增大为原来的几倍，通过导体的电流也增大为原来的几倍，即电压与电流的比值为一定值，故可得结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。(3)用10 Ω的定值电阻替换5 Ω的定值电阻后，电压表示数如图丙所示，所选量程为0～3 V，分度值为0.1 V，故示数为2.7 V，所以定值电阻两端的电压变大了，而在实验中要保持定值电阻两端的电压不变，根据串联分压原理，应增大滑动变阻器接入电路的阻值，即滑动变阻器的滑片应向右移动。
16．(1)断开　(2)如图所示。
(3)左；改变定值电阻两端的电压和电路中的电流，进行多次测量
(4)Rx断路
(5)10；计算平均值，减小误差
(6)温度
INCLUDEPICTURE "../23秋D+44.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../23秋D+44.EPS" \* MERGEFORMAT \d
【点拨】(5)由图乙可知，电流表选用的是小量程，分度值为0.02 A，示数为
0.26 A，此时Rx两端的电压为2.6 V，根据欧姆定律可得，Rx的阻值Rx＝＝＝10 Ω；Rx是定值电阻，本实验中多次测量的目的是求平均值减小误差。(6)由于小灯泡的电阻受温度影响，不是定值，因此小灯泡的I－U图象不是一条直线。
四、17.【解】(1)当S1闭合，S2、S3断开时，电路为R1的简单电路，电源电压
U＝I1R1＝1 A×6 Ω＝6 V。
(2)当S3闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，电路中的总电阻R＝＝＝30 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电阻R2的阻值R2＝R－
R1＝30 Ω－6 Ω＝24 Ω。
(3)当S1、S2闭合，S3断开时，两个电阻并联，通过R1的电流I1＝1 A，通过R2的电流I2＝＝＝0.25 A，则电流表示数I′＝I1＋I2＝1 A＋0.25 A＝
1.25 A。

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