物理九年级上册第五章 欧姆定律综合与测试练习题
展开第五章欧姆定律拓展提升(1)2021-2022学年教科版物理九年级上册
姓名:___________班级:___________
一、单选题
1.如图所示,电源电压保持不变,在甲、乙两处分别接入电压表(电压用U甲、U乙表示),闭合开关S、S1,测得U甲∶U乙=4∶3。断开开关S1,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表(电流分别用I甲、I乙表示),此时I甲∶I乙是( )
A.1∶2 B.4∶3 C.3∶4 D.4∶7
2.如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,滑动变阻器滑片向左移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表V1的示数与电压表V2的示数之和变小
C.电压表V2的示数变小 D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变大
3.甲醛对人体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。“创新”小组的同学们设计了甲醛监测设备,原理如图甲所示。电源电压恒为3V,R0为10Ω的定值电阻,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,污染指数在50以下为轻度污染,50~100间为中度污染,100以上为重度污染,以下分析正确的是( )
A.污染指数越大,可变电阻R越大
B.电压表示数为1V时,属于重度污染
C.污染指数越小,电压表示数越大
D.污染指数为50时,电压表示数为2.5V
4.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知,当S和闭合、断开时,电压表和电流表的示数分别为和;当断开、S和闭合时,电压表和电流表的示数分别为和,则是( )
A.3∶4 B.4∶3 C.1∶4 D.4∶l
5.已知小灯泡正常发光的电压和电流为U1和I1,根据如图所示的图像,下列说法中正确的是 ( )
A.电压为 0 时灯丝电阻也为 0 B.电压为 U1时的电阻大于U1时的电阻
C.电压为 U1时的电阻小于U1时的电阻 D.通过灯泡的电流跟它两端电压成正比
6.如图所示的四个电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,使P与a端之间的电阻阻值均匀增加时,电路中的电表示数也随之均匀变化的是( )
A. B. C. D.
7.在某次科技比赛中,小梦设计了一个暖箱温度显示器,如图甲所示,其原理是利用电压表的示数表示暖箱内的温度,已知电源电压恒定为4V,R0的阻值为150Ω,R1是热敏电阻,图乙是它的阻值-温度的关系图象,电压表的量程为0~3V,下列说法正确的是( )
A.当暖箱内温度升高时,电压表示数减小
B.当暖箱内温度为60℃时,电压表的示数是2V
C.暖箱内能达到的最高温度是110℃
D.若将R0换用阻值更大的电阻,则暖箱内能达到的最高温度将升高
8.在图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P D.增大电源电压,向左移动滑片P
9.现利用图甲所示电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表示数保持2V不变
B.当R的阻值是10Ω时,通过R的电流为0.2A
C.滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围为0~25Ω
D.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向右移
10.如图的电路中,电路元件及连接均完好,电源电压恒为6V,小灯泡L1、L2和L3各自正常工作时流过的电流均为0.5A,下列说法正确的是( )
A.开关S1和S2断开,电压表的示数为6V,再闭合S2,电压表示数变小
B.开关S1和S2断开,电流表A1测L2的电流,再闭合S2,A1仍测L2的电流
C.先闭合开关S2,再闭合开关S1,电流表A1示数不变,A2示数变大
D.开关S1和S2闭合,有电流流过的灯泡恰好都正常发光,电流表A1的示数为1.5A
11.如图,电路中电源电压U0不变,滑动变阻器R2电阻线中间某处有个断点,初始时滑动变阻器的滑片P在最右端,已知导体的电阻与导体的长度成正比。闭合开关后,将滑片P移至最左端的过程中,下列关于电流表示数I、电压表示数U与滑片滑动距离x的变化关系图像中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
12.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1为10 Ω,R2为20 Ω,R3的阻值不等于零,当断开开关S时,电压表的示数为4 V;当闭合开关S时,电压表的示数可能是( )
A.4 V B.5 V C.6 V D.7 V
13.如图所示电路,电源两端电压不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。R1的阻值为10Ω。当开关S1闭合、开关S接1时,电流表的示数为0.9A。当开关S1闭合、开关S接2时,电流表的示数为0.6A,电阻R1两端的电压为 U1。当开关S1断开、开关S接2时,电流表的示数为0.15A,电阻R1两端的电压为U1′。下列判断正确的是( )
A.U1∶U1′=4∶3 B.R2的阻值为5Ω
C.R3的阻值为30Ω D.电源两端电压为9V
14.在如图所示的电路中,、为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用、、和表示,电表示数的变化量分别用、、和表示,则在滑片P向下滑动的过程中( )
A.不变,变小 B.
C.不变,变大 D.不变,不变
二、填空题
15.如图所示的电路中,,开关闭合后电流表的示数为0.75A,电压表的示数为2V,由于某一段电阻断路(同时短路),使电流表的示数为0.8A,而电压表的示数为3.2V,发生断路的电阻是______,电源电压为______V。
16.如图所示的电路图中,电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为。若只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P置于A端时,电压表的示数为,电压表的示数为;若此时将滑动变阻器的滑片P移至端,电压表的示数变为,电压表的示数变为,电流表的示数为。已知,,。则电阻的阻值为___________,当开关都闭合,滑动变阻器的滑片P置于端时,表与的示数之比是___________。
17.如图所示的伏安法测电阻电路中,电压表的内阻为3kΩ,读数为3V;电流表内阻为10Ω,读数为4mA,则待测电阻R的真实值等于______。
18.小华利用如图甲所示电路探究串联电路电压特点,开关闭合后,将滑动变阻器的滑片向左移,电压表V1的示数______(变大/不变/变小,下一空同),电压表V2的示数______。当滑片移到某一位置时,两只电压表的指针恰好指在同一位置,如图乙所示,若R1=10Ω,则电源电压为______V,滑动变阻器此时接入电路中的阻值R2=______Ω。
19.在图示电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为U0。一段时间后,仅有一个电表示数变小。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。请根据相关信息写出此时两电表示数及相对应的故障。___________
20.在图所示的电路中,电源电压为U保持不变。开关S从断开到闭合,电流表和电流表的示数均不变,若电路中仅有一处故障且只发生在电阻R1和R2上,请根据相关信息,写出电压表和电流表的示数及相对应的故障______。
21.如图所示,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻。闭合开关S,将滑片P由a端向b端滑动一段距离后,电压表V1、V2示数变化的大小分别为U1、U2,电流表示数变化的大小为I。那么 U1______U2(选填“大于”“小于”或“等于”), U2与I之比跟U1与I之比的差是______。
参考答案
1.B
【详解】
由电路图可知,甲、乙同时为电压表,开关S闭合、S1闭合时,两电阻串联,电压表甲测R1两端电压,电压表乙测R2两端电压;因为,并且通过两电阻的电流I相等,所以两电阻阻值之比
两电表都是电流表,开关S闭合、S1断开时,两电阻并联,电流表甲测R2的电流,乙测R1的电流,两电阻并联,它们两端的电压U相等,通过两电表的电流之比
故选B。
2.D
【详解】
由电路图知,电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中,电压表V1测电阻R1两端的电压,V2测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,当滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值变大,则电路的总电阻变大,据欧姆定律知,电路中的电流变小即电流表的示数变小,据串联电路的分压特点知,变阻器接入电路的阻值变大,分去的电压变大,那么V2的示数变大,则V1的示数变小,而两个电压表示数之和即为电源电压保持不变,电压表V2的示数与电流表A的示数的比值就是变阻器接入电路的阻值,据知,此比值变大,故ABC错误,D正确。
故选D。
3.B
【详解】
A.由图乙可知,污染指数越大,可变电阻的阻值越小,故A错误;
B.电压表示数为1V时,电路中电流
可变电阻两端电压
UR=U﹣U0=3V﹣1V=2V
则可变电阻连入电路中的阻值
由图像可知,电阻为20Ω时,污染指数为150,属于重度污染,故B正确;
C.由图像可知,污染指数越小,可变电阻的阻值越大,根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压越大,则定值电阻分担的电压越小,即电压表示数越小,故C错误;
D.由图像可知,污染指数为50时,可变电阻连入电路中的阻值为50Ω,根据串联电路的分压特点:
即
解得:R0两端电压U0=0.5V,即电压表示数为0.5V,故D错误。
故选B。
4.A
【详解】
由电路图知道,当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。
电源的电压不变,且两种情况下电压表都是测电源的电压,所以,两次电压表的示数不变,即U1:U2=1:1;又因为两电阻并联,所以
故
则
故选A。
5.B
【详解】
A.由图象知,小灯泡的电压增大,则灯丝的温度会升高,则电阻会增大,但电阻是导体的一种属性,即使电压为0,其电阻也不为0,故A错误;
BC.由图象知,小灯泡两端的电压为U1时,通过的电流为I1,设此时小灯泡的电阻为R1,当电压为U1时,电流
I>I1
设此时小灯泡的电阻为R2,据知
R1>R2
故B正确,C错误;
D.由图象知,通过灯泡的电流跟它两端电压的图象不是一条倾斜的直线,所以两者不成正比,故D错误。
故选B。
6.D
【详解】
A.由电路图知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中,电流表测电路中的电流。电流表示数为
电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值不成正比,所以电流表示数变化不均匀,故A不符合题意;
B.由电路图知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中,电压表测R0两端电压。电压表示数为
电压表示数与滑动变阻器接入电路的阻值不成正比,所以电压表示数变化不均匀,故B不符合题意;
C.由电路图知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中,电压表测R两端电压。电压表示数为
电压表示数与滑动变阻器接入电路的阻值不成正比,所以电压表示数变化不均匀,故C不符合题意;
D.由电路图知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中,且滑动变阻器连成了固定阻值,接入电路的始终为最大阻值,电压表测R0右半部分电阻两端电压。电压表示数
电压表示数与滑动变阻器右半部分的阻值成正比,所以电压表示数变化均匀,故D符合题意。
故选D。
7.B
【详解】
A.由图象可知,当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,而串联电路起分压作用,所以R1两端电压减小,由于电源电压不变,并且串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以R0两端电压变大,即电压表示数变大,故A错误;
B.由图象可知,当暖箱内温度为60℃时,R1=150Ω,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
电压表的示数
故B正确;
C.由图象可知,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值减小,电路的总电阻减小,电路中的电流变大,电压表的示数变大,所以当电压表的示数为3V时,暖箱内的温度最高,因串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,热敏电阻R1两端的电压
此时热敏电阻的阻值
由图象可知,暖箱内的最高温度是100℃,故C错误;
D.暖箱内的温度最高时,R0两端的电压为3V不变,电源电压恒定为4V,则热敏电阻两端的电压为1V也不变,将R0换用阻值更大的电阻时,通过R0的电流变小,通过热敏电阻的电流也变小,热敏电阻的阻值变大,由图象可知,暖箱内能达到的最高温度将降低,故D错误。
故选B。
8.C
【详解】
由于电路为串联电路,根据串联分压特点,电阻R1阻值变大,则电压变大。
A.电源电压不变,不移动滑片P,由串联分压规律可知电压表示数变大,故A不符合题意;
B.电源电压不变,向左移动滑片,R2阻值变小,R2电压变小,R1电压变大,故B不符合题意;
C.减小电源电压,总电阻不变。根据串联分压特点R1电压变小,可能使电压表示数与替换R1前相等,故C符合题意;
D.增大电源电压,向左移动滑片P,电源电压变大,总电阻变小,根据串联分压特点R1电压会变大,故D不符合题意。
故选C。
9.D
【详解】
A.根据图乙可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A;由可得,电压表的示数为
故A错误;
B.根据图乙可知,当电阻为10Ω时,电路中的电流为0.25A,故B错误;
C.当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压为
根据图乙可知,当电阻为25Ω时,电路中的电流为0.1A,滑动变阻器两端电压仍为0.5V,由可得
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为1~5Ω,故C错误;
D.将电阻从5Ω换成10Ω后,电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻两端电压不变,所以应减小定值电阻两端电压,增大滑动变阻器两端电压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向右移动,故D正确。
故选D。
10.B
【详解】
AB.从实物图可以看到,当开关S1和S2断开时,只有灯泡L2和L3串联接入电路,电压表测的是电源电压,示数为6V,电流表测电路中的电流;再闭合S2时,L3被短路,只有灯泡L2接入电路,电压表测的是电源电压,示数不变,电流表测L2的电流;故A错误,B正确;
C.先闭合开关S2,电流表A1只测L2的电流,A2所在支路断路,示数为零;再闭合开关S1,电流表A1测L1和L2的总电流,即电流表A1示数变大,A2测L2的电流,示数变大;故C错误;
D.开关S1和S2闭合,有电流流过的灯泡恰好都正常发光,这时只有L1、L2并联接入电路,流过它们的电流都是0.5A,电流表A1测的是总电流,大小为1.0A,故D错误。
故选B。
11.C
【详解】
滑动变阻器R2电阻线中间某处有个断点,设此处为a点。
A.滑片从最右端至a点,x逐渐增大,电路未接通,故电流表示数一直为0,故A错误;
B.滑片从a点至最左端的过程中,x逐渐增大,电流表接通,测量电路中的电流,变阻器接入电路中的电阻逐渐变小,总电阻变小,设变阻器总长度为L,变阻器的最大电阻为R2,这时滑片滑动距离x对应变阻器接入电路的阻值
电源电压不变,根据可知,电路中的电流
R1,R2为定值,可知此过程中I与x不是一次函数关系,其图像不是倾斜直线,故B错误;
CD.滑片从最右端至a点时,x逐渐增大,电压表一直测量电源电压,示数一直不变且等于电源电压值,故D错误;滑片从a点至最左端的过程中,x逐渐增大,电压表测量变阻器的电压,变阻器接入电路中的电阻逐渐变小,根据串联分压特点,电压表的示数逐渐变小,故C正确。
故选C。
12.B
【详解】
当S断开时,由电阻R1、R2和R3组成串联电路,电压表测R2两端电压;电源的电压为
U=IR=I(R1+R2+R3)
①
当S闭合时,电阻R1被短路,R2、R3组成串联电路;电源的电压为
②
联立①②解得
当R3→0时,U2'=6V
当 时,U2'=4V
所以S闭合后电压表取值范围为4V 故选B。
13.C
【详解】
BD.当开关S1闭合、开关S接1时,只有两电阻R1与R2并联,电流表的示数为0.9A,设电源电压为U,则可以根据并联电路电流规律列等式
当开关S1闭合、开关S接2时,电阻R3被短路,只有电阻R1接入电路,电流表的示数为0.6A,电阻R1两端的电压为U1,即电源电压,则电源电压为
将电源电压带入第一个等式中,即可以求出R2的阻值
R2=20Ω
故BD错误;
AC.当开关S1断开、开关S接2时,电流表的示数为0.15A,电阻R1两端的电压为U1′,电阻R1与电阻R3串联,则总电阻为
则电阻R3的阻值为
电阻R1两端的电压为U1′
则U1∶U1′为
故A错误,C正确。
故选C。
14.D
【详解】
A.由电路图知,定值电阻R0、R1和滑动变阻器R2串联在电路中,电压表V1测R1两端的电压,V1测变阻器R2两端的电压,V3测R1、R2的总电压,而滑片P向下滑动时,变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,据欧姆定律知,电路中的电流变小,而R1的阻值不变,由知, 不变,而
∆U1=U1-U1'=I1R1-I1'R1=∆IR1
那么也不变,故A不符合题意;
B.据串联电路的电压特点知
U3=U1+U2
故B不符合题意;
CD.据串联电路的特点知,电压表V3示数的变化量即定值电阻R0两端电压的变化量,所以
∆U3=∆IR0
而R0的阻值不变,那么不变,同理
∆U2=∆I(R0+R1)
所以不变,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
15.R1 4
【详解】
[1]由电路图知,电路中R1、R3串联后与R2并联,然后这两个支路再与r串联,电压表测电阻R1的电压,电流表测R2支路的电流。某电阻断路后,电流表的示数变大,则出现断路在R1和R3所在的支路,因为干路出现断路,则电流表、电压表都无示数,R2支路出现断路,则电流表无示数。且R3出现短路了,所以断路的是R1。
[2]R1断路后,电压表所测的是R2两端的电压,为3.2V。那么
电路未出现故障时,各支路两端的电压
U并=I1R2=0.75A×4Ω=3V
则R3两端的电压
U3=U并-U1=3V-2V=1V
R1、R3所在支路的电流
干路的电流
I=I1+I13=0.75A+0.25A=1A
设电源电压为U,r的阻值为R,据欧姆定律有
U=1A⋅R+3V,U=0.8A⋅R+3.2V
解以上两式得,电源电压
U=4V
16.2 28∶13
【详解】
[1]只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P置于A端时,等效电路图如图甲所示;只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移至B端时,等效电路图如图乙所示;开关都闭合,滑动变阻器的滑片P置于B端时的等效电路图如图丙所示;
图甲和图乙中,因电阻R2的阻值一定,且
U2∶U2′=3∶1
通过两个电路的电流之比
因
U1∶U1′=1∶2
所以
解得R3=5R1,因电源电压一定时,电流与总电阻成反比,则
R1的阻值
R3的阻值
[2]图乙中,电源的电压
U=I′(R1+R2+R3)=0.4A×(2Ω+3Ω+10Ω)=6V
图丙中,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,各支路的电流分别为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,A1表、A2表的示数分别为
IA1=I1+ I2+I3=3A+2A+0.6A=5.6A
IA2=I2+I3=2A+0.6A=2.6A
则A1表与A2的示数之比
IA1∶IA2=5.6A∶2.6A=28∶13
17.1000Ω
【详解】
结合题意及图示知,待测电阻两端的电压为3V,通过电压表的电流
则通过待测电阻的电流
I=I总-I1=0.004A-0.001A=0.003A
那么待测电阻R的真实值
18.变大 不变 5 40
【详解】
[1][2]由电路图知,两电阻串联连接,电压表V1测电阻R1两端的电压,V2测两电阻的总电压,即电源电压。当滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值变小,则电路中的总电阻变小,据欧姆定律知,电路中的电流变大,那么R1两端的电压变大,即电压表V1示数变大。而V2测量电源电压,所以保持不变。
[3][4]滑片处于某位置时,两电压的指针在同一位置,那么V1所用的量程为0~3V,对应分度值为0.1V,其示数为1V;V2所用量程为0~15V,对应分度值为0.5V,其示数为5V,即电源电压为5V。此时变阻器两端的电压
U2=U-U1=5V-1V=4V
据串联电路的分压特点有
10Ω:R2=1V:4V
解得,变阻器此时接入电路的阻值
R2=40Ω
19.若电压表示数为2U0,电流表示数为0,则电阻R1断路,若电压表示数为0,电流表示数为2,则电阻R1短路
【详解】
闭合开关后,两电阻串联,电流表测电流,电压表测R1电压。若R1断路,电流表示数为0,电压表测电源电压,示数增大,因为电阻R1、R2的阻值均为R0,所以电压表示数增大为2U0;若R1短路,电压表示数为0,电流表示数增大,根据欧姆定律,变为原来的两倍,即2;若R2断路,电流表电压表示数均为0,不符合题意;若R2短路,电流表示数增大,电压表示数也增大,不符合题意。
20.电流表的示数为0,电压表的示数为U,R1断路;电流表的示数为0,电压表的示数为0,R2断路
【详解】
若故障且只发生在电阻R1,且R1断路,无论闭合或断开开关,电压表串联在电路中,电流表的示数为0,电压表的示数为U;若R1短路,开关闭合时,电流表的示数为有示数,电压表的示数为0;开关断开时,电流表的示数为0,电压表的示数为U,不符合题意。
若故障且只发生在电阻R2,且R2断路,无论闭合或断开开关,两表均无示数,符合题意;
R2短路,断开开关,电流表的示数为0,电压表的示数为U;闭合开关,电流表的示数不为0,电压表的示数为U,不符合题意。
21.小于 R2
【详解】
[1]由电路图可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2、R3串联在电路中,V1测R1和R2两端电压,V2测R2和R3两端电压,电流表测电路中电流,P由a端向b端滑动,R1连入电路的电阻减小,电路的总电阻减小,由可知电路中电流变大,由U=IR可知,定值电阻R2、R3的两端的电压都变大,则R1两端的电压变小,电源电压保持不变,所以
则,且
所以V1的示数变小, 且。
[2]U2与I之比再跟U1与I之比的差为
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