初中物理粤沪版九年级上册第十四章 探究欧姆定律综合与测试课后作业题

这是一份初中物理粤沪版九年级上册第十四章 探究欧姆定律综合与测试课后作业题，共12页。试卷主要包含了电流跟电压的关系，电流跟电阻的关系，实验中滑动变阻器的作用，3A，当导体中的电流为0等内容，欢迎下载使用。

单元总结











知识要点一：电流跟电压、电阻的关系


1.电流跟电压的关系：保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系。


2.电流跟电阻的关系：保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系。


某小组在探究电流与电压关系时，得到的实验数据如下表：


(1) 分析数据发现：在______时，______跟______成______(填“正”或“反”)比。


(2)在坐标纸上画出U-I关系图。





(3) 在本实验中，滑动变阻器的作用除了保护电路外，主要是__________________。


【答案】(1)电阻一定；导体中的电流；导体两端的电压；正； (2) 如图所示；(3)改变定值电阻两端的电压





【解析】(1)注意：在回答结论时一定要说上前提条件即电阻不变。由表格可知电流改变的倍数与电压改变的倍数相等，即正比例关系。在结论中一定要说电流与电压成正比，而不能说反。这是因为有电压才有电流，电压是因，电流是果，因此结论一定要说电阻一定时，电流和电压成正比。(2)做图时，在坐标上描出对应的点连线即可以。因为电压若为0，电流也为0，所以该图象过原点。


物理小组的同学在探究电流与电阻的关系时，用到如下器材：


电源1个，电流表、电压表各1只，定值电阻若干个，滑动变阻器1只，开关1个，导线若干，设计的电路如图所示，


(1)如表是他们获取的部分实验数据：分析实验数据能得出什么结论？得出这一结论的依据是什么？





(2)若实验时少领了一只电压表。多领了一只电流表，请你设计一个电路图，使这个实验仍然可以进行，并写出实验步骤。


【答案】(1)结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；依据：每次实验时电流和电阻的乘积都等于同一个定值；(2)电路图如上图；实验步骤：更换定值电阻R1，调节变阻器使A2示数不变，读出A1示数，多次实验。


【解析】(1)由表格数据知，电流和电阻的乘积为定值，所以电流跟电阻成反比，所以可根据实验数据得到的结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，(2)若缺少电压表，可以用电流表与定值电阻代替电压表的作用，串联后再与被测电路并联，如图所示：





实验步骤：更换定值电阻R1，调节变阻器使A2示数不变，读出A1示数，多次实验。


故答案为：(1)结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；依据：每次实验时电流和电阻的乘积都等于同一个定值；


任何电学实验，在闭合开关之前，滑动变阻器应调节到阻值最大处，这样可以保护电路。


2.本实验中滑动变阻器的作用有两点：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压


3.如果只凭一组数据，就得出电流与电压成正比的结论，缺乏普遍性，所以本实验用不同阻值的电阻，重复实验操作，这样得出的数据更具普遍性。


4.要会根据I-U图，判断电阻值的大小。





如图，通过相同的电流时，UB>UA，所以RB>RA


5.实验中滑动变阻器的作用：①保护电路；②调节定值电阻两端的电压，使定值电阻两端的电压保持不变。


知识要点二：欧姆定律


1.内容：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比关系，跟这段导体的电阻成反比关系。


2.公式表达：。


根据欧姆定律公式I=U/R可以导出R=U/I，由公式得出的正确结论是( )


A．导体电阻的大小跟导体两端电压成正比


B．导体电阻的大小跟导体中电流成反比


C．导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体中的电流共同决定


D．导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体两端的电压和导体中的电流无关。


【答案】D


【解析】导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，导体电阻在数值上等于导体两端电压与通过导体的电流之比，故ABC不符合题意，D符合题意。


故选D。


某导体两端加上6V的电压时，通过导体的电流为0.3A，当导体中的电流为0.4A时，导体两端电压为多大？


【答案】8V


【解析】方法一：由得到，导体的电阻





当导体中的电流为0.4A时，导体两端电压





方法二：因为，又因为。


所以：


可得





答：导体两端电压为8V。


该导体两端加上一定的电压时，导体中相应地有一定的电流，如导体中的电流发生改变时，必然是导体两端的电压发生了改变，导体的电阻是一个定值。所以可以先根据导体两端加上6V的电压时，通过导体的电流为0.3A，利用欧姆定律公式算出电阻R，再根据这个不变的电阻和导体中的电流为0.4A，利用欧姆定律，即可求出这时导体两端的电压。


(1)三个物理量之间关系：①电流I、电压U、电阻R是对同一段电路或同一电阻而言。


②I、U、R必须对应同一时刻。


(2)适用范围：①电路中不含电源那段。


②适用于电能全部转化为内能的用电器。例如：电灯、电炉等，不适用于电动机。


(3)公式变形为的意义：


①导体的电阻大小可以用导体两端的电压跟通过导体中的电流的比值来表示，这是测电阻的一种方法。对于同一段导体，U、I的比值是一定的；对于不同的导体，U、I的比值一般不同。U、I的比值只说明了电阻的大小。


②导体的电阻不由电压电流决定，它由导体本身的材料、长度、横截面积和温度决定。所以无论电压、电流怎样变化，甚至变为零，导体电阻依然为原来大小，故不能由“”得出“导体的电阻跟导体两端电压成正比，跟通过的电流成反比”结论。


③如图是两电阻的伏安曲线，则：R1>R2





知识要点三：串、并联电路中电阻的特点


1.串联电路：


(1)电阻的特点：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。


公式：R=R1+R2+……+Rn


(2)串联电压特点：在串联电路中，电压的分配与电阻成正比。


公式：


2.并联电路：


(1)电阻的特点：并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。


公式:


(2)并联电特点：在并联电路中，电流的分配与电阻成反比。


公式：


将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻，在其他条件不变的情况下，该支路中的电流不变，说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的，由此可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。在用如图所示的电路测量未知电阻的实验中，用的就是等效替代法。其中RX是待测电阻(阻值大约是几百欧)，R是滑动变阻器，R0是电阻箱(电阻箱最大阻值大于RX)。电阻箱是可调节连入电路中电阻大小的变阻器，使用时，调节电阻箱的阻值到适当位置，可从电阻箱上读出连入电路中的电阻的大小。





(1) 请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。


① 按电路图连好电路，并将电阻箱R0的电阻值调至最大；


② 闭合开关S1前，滑片P置于(填“a”或“b”)端；


③ 闭合开关S1；


④ 闭合开关，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I；


⑤ 先断开开关，再闭合开关，保持的电阻不变，调节，使电流表的示数仍为I。


(2)在此实验中，若将电流表改为电压表，其他器材不变，请画出用等效替代法测量RX电阻的实验电路图(要求所设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路连接情况)。


【答案】(1)②a； ④S3； ⑤S3；S2；R；R0；(2) 实验电路如图所示


【解析】闭合S1前，滑动变阻器的滑片P要置于阻值最大处，所以滑片P要置于a端；再闭合S1、S3，调节滑片P，使电流表的示数为I；在此基础上，断开S3闭合S2，保持R的电阻不变，调节R0，使电流表示数仍为I，则从电阻箱R0上读出的电阻值即为RX的电阻值。由于两次R的位置不变，电流表的示数相同，因而RX=R0。


如图所示的电路中，电源电压为18V保持不变，当开关闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表示数为5V。


(1) 电阻R1的阻值是多少?


(2) 若电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～15V，则滑动变阻器连入电路的阻值最小是多少欧?





【答案】(1)10Ω；(2)20Ω


【解析】R1与R2串联，可由求出定值电阻R1的大小，当滑动变阻器连入电路中的电阻小于某一值时，电流表会超过量程或R1两端电压会超过15V，导致烧坏电流表或电压表。


(1)电阻R1的阻值是





(2)当电流表示数达到最大值0.6A时，





R滑= R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω


即R2＜20Ω时，电流表会因电流大于0.6A而被烧坏。


此时


U=IR1=0.6A×10Ω=6V＜15V


电压表可以正常使用，由以上可知R2不能小于20Ω。


答：(1) 电阻R1的阻值是10Ω；


(2) 若电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～15V，则滑动变阻器连入电路的阻值最小20Ω。


((1)导体串联，相当于增加了导体的长度，因此，串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻，总电阻等于各串联导体电阻之和，即。


(2)如果用n个阻值均为R0的导体串联，则总电阻为。


(3)导体并联，相当于增大了导体的横截面积，因此，并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻，总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和，即。


(4)n个阻值为R0的相等电阻并联，则总电阻为：。


(5)不管是串联还是并联电路中，某个电阻的阻值增大，电路的总电阻都是增大；如果电路中电阻的个数增多，则串联电路的总电阻增大，而并联电路的总电阻减小。


知识要点四：测电阻


1.伏安法：


①实验原理： R=U/I


②实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测定电阻和导线若干。


③实验电路图：


④实验步骤：(1)按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；


(2)检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P的位置，改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值，I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格：


(3)根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值。


2.安阻法：


①实验器材：电源、两个开关、电流表、一个阻值已知的定值电阻R0、待测定电阻Rx和导线若干。


②实验电路图：


③实验步骤：


(1)按图连好电路，注意连接时开关要断开；


(2)S闭合，S1断开，电流表示数为I1；


(3)S、S1闭合，电流表的示数为I2；


(4)计算： U=I1R0 Ix=I2-I1








3.伏阻法


①实验器材：电源、电压表、两个开关、一个阻值已知的定值电阻R0和几根导线，待测电阻Rx。


②实验电路图：


③实验步骤：


(1)按图连好电路，注意连接时开关要断开；


(2)S1闭合，S2断开，电压表的示数为U1；


(3)S1断开，S2闭合，电压表的示数为U2；


(4)；





如图所示，电源电压保持12V不变，R1=30Ω，变阻器R2的阻值变化范围是0～20Ω。开关S闭合，当变阻器滑片P由a端滑至b端过程中电压表示数的变化范围为( )





A．7.2～0V B．4.8～0V C．4.8～7.2V D．4.8～12V


【答案】B


【解析】从图中可以看出，两个电阻串联，并且电压表串在滑动变阻器的滑片上，因此滑片不能改变电路中电阻的大小，只改变了电压表测量的电阻值，即电压表示数会发生改变．因此先利用欧姆定律求出电路中的电流，然后根据滑片的位置，利用U=IR即可求出电压表示数变化的范围。电路中的电流





当变阻器滑片P在a端时，电压表的示数


Ua=IR2=0.24A×20Ω=4.8V


当变阻器滑片P在b端时，电压表被短路，因此电压表的示数为0V；所以电压表示数的变化范围为4.8～0V，故ACD不符合题意，B符合题意。


故选B。


同学们利用“伏安法”测量未知电阻的阻值，所用电源电压为3V，阻值约为5Ω．


(1) 实物电路如图甲，请用笔画线代替导线将电路连接好．


(2) 闭合开关，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙，则通过电阻的电流I＝A，计算出＝Ω．


(3) 利用现有的器材和电路，在已经规范使用器材的前提下，如何使测量结果更接近真实值.





【答案】(1)； (2) 0.5；4.8；(3)多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置，分别测出电流和电压并求出电阻值，计算电阻的平均值


【解析】(1)电路的连接要注意：1、滑动变阻器接“一上一下”；2、电压表、电流表必须从正接线柱进，从负接线柱出；3、电压表并联在定值电阻的两端，电流表串联在电路中。


(2)电源电压为3V，定值电阻为5，电路中最大电流为0.6A，故电流表选的是0—0.6A的量程，读数为0.5A，根据





(3)多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置，分别测出电流和电压并求出电阻值，计算电阻的平均值。


等效替代法


①实验器材：电源、电流表、两个开关、一个电阻箱和几根导线，滑动变阻器，待测电阻Rx。


②实验电路图：


③实验步骤：


(1)断开开关，根据电路图，连接实物，将滑动变阻器及电阻箱的阻值调至最大；


(2)把开关S2闭合，调节滑动变阻器到适当位置，读出电流表的示数为I；


(3)把开关S1闭合S2断开，调节电阻箱，使电流表的示数为I；


(4)读出电阻箱的示数，并记录为R。


Rx表达式：Rx=R








R=10Ω
电压U/V
2
4
6
电流I/A
0.2
0.4
0.6
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1




2




3