初中物理粤沪版九年级上册14.2 探究欧姆定律同步训练题

参考答案与试题解析

1．【解答】解：

AB、根据欧姆定律可知，导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，故A正确，B错误；

CD、因电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以，当电压为0时，导体的电阻不变，故CD错误。

故选：A。

2．【解答】解：根据欧姆定律可知：

在导体两端的电压相同时，通过导体的电流越大，导体的电阻就越小；由图可知：在电压相同时，通过乙导体的电流比甲大，所以甲的电阻比较大；即R甲＞R乙。

故选：B。

3．【解答】解：

由表中数据，电流与电阻之积为：

U＝IR＝0.30A×10Ω＝0.15A×20Ω＝0.10A×30Ω＝3V，为一定值，

故可得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。只有D正确；

故选：D。

4．【解答】解：由物理学史可知，德国物理学家欧姆对电流跟电阻和电压的关系进行了大量的实验研究，进一步归纳得出了“导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比”，这一规律被命名为欧姆定律。

故答案为：欧姆；反比。

5．【解答】解：根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成5Ω的电阻，电阻增小，其分得的电压减小；

探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，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减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变，记下电流表示数。

故答案为：左； 电流。

6．【解答】解：（1）滑动变阻器一上一下的串联在电路中，如下所示：

（2）若定值电阻R短路，电路为通路，电流表有示数，电压表无示数，不符合题意；

若定值电阻R断路，电流表没有示数，电压表与电源连通测电源电压，电压表指针有明显偏转，符合题意；

若滑动变阻器断路，则两表都没有示数，不符合题意；

（3）根据表格数据描点画出图像，如下所示：

（4）因电流随电压的变化图像为过原点的直线，根据图像可知，当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。

故答案为：（1）如上图所示；（2）定值电阻R断路；（3）如图所示；（4）正。

7．【解答】解：（1）滑动变阻器一上一下的串联在电路中，电流表串联在电路中，如下图所示：

；

（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最左端；

（3）根据画出I﹣R图象（如图乙）知，图中阴影面积为长方形，其面积等于IR，由欧姆定律得，U＝IR，阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压，其数值为U＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V。

故答案为：（1）如上图所示；（2）左；（3）电阻两端的电压；2.5V。

8．【解答】解：

（1）在连接电路的过程中，为保护电路，开关应处于断开状态；

（2）他们在电路连接好后闭合开关，电流表有明显示数，则电路为通路，发现电压表无示数，且电路中只有一处故障，则故障原因可能是R短路；

（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻R1由10Ω改接成20Ω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，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，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2.5V不变；

（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：

U滑＝U﹣U表＝4.5V﹣2.5V＝2.0V，变阻器的电压是电压表示数的＝0.8倍，根据分压原理，当最大的定值电阻40Ω接入电路中时，变阻器连入电路中的电阻为：

R滑＝0.8×40Ω＝32Ω，故为了使所给的四个定值电阻都能进行实验，滑动变阻器R2的最大阻值至少应为32Ω。

故答案为：（1）断开；（2）R短路；（3）大于；B；（4）32。

9．【解答】解：A、根据图乙可知，当电阻为5Ω时，电路中的电流为0.5A；

由I＝可得，电压表的示数：U＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V，故A错误；

B、根据图乙可知，当R＝10Ω时，通过的电流为0.25A，故B错误；

C、当R＝5Ω时，电路电流为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：U滑＝U﹣UV＝3V﹣2.5V＝0.5V，

根据图乙可知，当R＝25Ω时，电路电流为0.1A，滑动变阻器两端电压仍为0.5V，

由I＝可得，R滑min＝＝＝1Ω；R滑max＝＝＝5Ω；

所以滑动变阻器连入电路的阻值范围1Ω～5Ω；故C正确；

D、将R从5Ω换成10Ω后，电阻分得的电压会变大，为了保证定值电阻R两端电压不变，所以需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组，故将滑片向左移动，故C错误。

故选：C。

10．【解答】解：A、由图像可知，当通过甲、乙的电流都为0.3A时，乙两端电压大于甲两端电压，由R＝可知乙的电阻大于甲的电阻，故A错误；

B、当导体甲两端的电压为2V时，从图像中读出2V时，通过甲的电流为0.4A，故B错误；

C、由并联电路的电压特点可知，当导体甲与乙并联后接入电路后它们的电压相等，当U甲＝U乙＝3V时，I甲＝0.6A，I乙＝0.3A，干路中的电流I＝I甲+I乙＝0.6A+0.3A＝0.9A，故C正确；

D、由图像可知，通过导体的电流与两端的电压为正比例函数，即通过导体的电流与两端的电压成正比，不能说导体两端的电压和通过导体的电流成正比，故D错误。

故选：C。

11．【解答】解：（1）由图乙知，电阻两端的电压始终保持：

UV＝IR＝0.2A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝1.0A×5Ω＝5V，

故该小组同学所探究的问题是：通过导体的电流与电阻的关系；

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，则此时电路可能的故障是定值电阻R断路，故选B；

（3）由（1）知，根据图像五次记录实验数据可知，电压表的示数为5V；

（4）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω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，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为5V；

根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝9V﹣5V＝4V，

根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：

＝，即：＝，

则R滑＝20Ω，

故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少20Ω的滑动变阻器；

（5）由（1）知，因电流与电阻之积为一定值，故可得到的实验结论为：当电压一定时，电流与电阻成反比；

（6）如果把I﹣R图像转化为I﹣的图像，由I＝＝U×可知，则其斜率表示电压。

故答案为：（1）通过导体的电流与电阻的关系；（2）B；（3）5；（4）右；20；（5）当电压一定时，电流与电阻成反比；（6）电压。

12．【解答】解：研究电流跟电压的关系时，应控制电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压，则

甲：多节干电池串联接入MN时，改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化，R两端的电压发生变化，故甲可行；

乙：电池与滑动变阻器串联接入MN时，移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻，从而改变电路中的电流和R两端的电压，故乙可行；

丙：将电池与不同阻值的电阻串联接入MN，定值电阻的阻值不同，分得的电压不同，定值电阻R两端的电压不同，故丙可行；

综上可知，甲、乙、丙三种方案均可行。

故选：D。

13．【解答】解：A、探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有控制电阻电压不变的作用；故A正确。

B、研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，假设电源电压一定，根据串联电路电压的规律，定值电阻与滑动变阻器分得的电压均为定值，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻与定值电阻的比值为一定值，接入电路中的定值电阻越大，变阻器连入电路中的电阻越大，实验中无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，可能由于滑动变阻器的最大阻值太小（或电源电压太高或电压表控制不变的电压太高）；故B正确。

C、对图乙分析可知，第一列为电压值，第二列为电阻值，第三列为电流，故分析可得定值电阻两端电压为2V，即阴影部分的面积为2V，故C正确。

D、在“探究电流与电阻的关系”时，需保持电压不变，改变电阻阻值，而滑动变阻器可以保持电阻两端电压不变。多次改变电阻，其目的是寻找电流与电阻变化的普遍规律，避免偶然性；故D错误。

故选：D。

14．【解答】解：①探究电流跟电阻关系时要控制电阻的电压不变，由表中数据知，电流与电阻之积为：

U＝IR＝0.3A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×15Ω＝1.5V；

入上述3次实验中，都是调节滑动变阻器使电压表的示数为1.5V，①正确；

②滑动变阻器的规格为“30Ω 0.5A”，定值电阻最大15Ω，由串联电路的规律及分压原理有：

＝，此时左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器的最大电阻连入电路时，对应的定值电阻也最大，此时电源电压最大：

即＝，故电源电压不能超过：U＝4.5V；②正确；

③如果只有6V电源，同上有：＝，

定值电阻两端的电压不能低于：U′＝2V；③正确；

④根据P＝UI，还可测电阻的功率，④错误。

故选：C。

15．【解答】解：A、将R换成一个阻值较小的定值电阻，根据串联电路的特点可列式：＝，所以定值电阻两端电压UR会变小，为了使定值电阻两端电压与未改变电阻之前相同，需要将滑片向左滑动。A正确；

B、在移动滑片时，需要使电压表示数与之前示数相同，所以需要注视电压表。B错误；

C、在向左移动滑片时，电路中电流会变大，根据U＝IR，定值电阻两端电压会变大。C错误；

D、在此实验中，需要改变导体电阻，读出电流表示数，保持电压表示数相同，所以需要观察导体的电阻阻值、电压表示数和电流表示数。D错误。

故选：A。

16．【解答】解：

（1）①电阻R与滑动变阻器并联，电压表串联在电路中是错误的，电阻R应该与滑动变阻器、电流表串联，电压表与电阻R并联，修改后的电路图如下：

②为保护电路，开关闭合前，应将滑片调到阻值最大处即B端；

③探究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变，定值电阻两端的电压，即电压表的示数为：UV＝1.6V，

将5Ω的电阻换为10Ω的电阻后，闭合开关，定值电阻变大，分压增多，需要增大滑动变阻器的电阻，此时滑片的位置在M的右侧，使定值电阻两端的电压减小，从而使电压表示数为1.6V，读出电流表示数；

④分析表中数据知，当电阻变为原来的几倍，通过的电流变为原来的几分之一，所以电流和电阻的关系为：当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；

（2）①闭合开关S1，将开关S2拨至1，调节电阻箱R1，使电流表示数为I额，读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R，

电源电压：U＝I额R额+I额R……Ⅰ；

②仍闭合开关S1，将开关S2拨至2，只调节R2，使电流表示数为I额，

灯泡正常工作的电阻：R额＝R2……Ⅱ；

③在步骤②的基础上，将R1阻值调为0，R2的滑片位置保持不变，此时R2的阻值与灯泡正常工作时的阻值相同，读出电流表示数为I，

电源电压：U＝IR2……Ⅲ；

由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得，R额＝R；

④则小灯泡额定功率：P＝I额2R额＝I额2×R＝R；

⑤实验后小华发现，电路中只需将滑动变阻器和电阻箱互换位置，可以更简单地测出小灯泡的额定功率：

闭合开关S1，将开关S2拨至1，调节滑动变阻器R2，使电流表示数为I额；

仍闭合开关S1，将开关S2拨至2，只调节R1，使电流表示数为I额，读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R'；

此时电阻箱的阻值与灯泡正常工作时的电阻相等：R额＝R'，

所以灯泡的额定功率为：P＝I额2R额P＝I额2R'。

故答案为：（1）①如上图所示；②B；③右侧；④当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（2）①电流表示数为I额；③位置保持不变；④R；⑤滑动变阻器；电阻箱。

17．【解答】解：研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变，由欧姆定律，电阻两端的电压：

UV＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V；

当电阻R的阻值为50Ω时，由欧姆定律，电路中的电流应该为：

I′＝＝＝0.12A，

将电阻R的阻值从40Ω调为50Ω后，要保持电阻两端电压不变，应向右移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，从而使电阻两端电压减小保持不变，因此，当未移动滑动变阻器时，电路中的电流应该大于0.12A而小于0.15A，只有D正确。

故选：D。

18．【解答】解：A、电压预设值越大，电路中电流越大，电阻电阻两端电压越大，变阻器两端电压越小，由欧姆定律可知，变阻器连入阻值越小，滑动变阻器阻值调节范围越小。故A错误；

BC、由图知，R与变阻器串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，

当定值电阻最大R＝20Ω，当电压预设值最小为1V时，由欧姆定律，电路中电流最小：

I最小＝IR＝＝＝0.05A，

由串联电路特点和欧姆定律可得，此时变阻器接入电路中的电阻最大：

R滑最大＝＝＝＝100Ω＞20Ω，

所以此预设电压值不正确，即B错误；

设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律和分压原理有：＝，即﹣1＝﹣﹣﹣﹣①，

故当R取最大值时，滑动变阻器也接入最大阻值，此时通过电路的电流最小，即R＝20Ω，R滑＝20Ω，

所以有﹣1＝，

故电压表控制的最小电压为UV＝3V；

滑动变阻器（20Ω，1A）即电路中允许通过的最大电流为1A，此时电路中的电阻最小，故定值电阻接入电路的也为最小电阻，即R＝20Ω，由欧姆定律，电阻两端的最大电压为：

U＝IR小＝1A×5Ω＝5V，故要获得3 组实验数据，电压预设值范围为3﹣5V；故C正确；

D、实验电压预设值为2V时，当R＝20Ω时，变阻器需连入阻值最大，

由欧姆定律，此时电路中电流：

I＝＝＝0.1A，

由欧姆定律，此时变阻器连入电路的阻值：

R＝＝＝40Ω，故D错误。

故选：C。

19．【解答】解：在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中，应改变定值电阻的大小，控制定值电阻两端的电压大小不变，比较电流与电阻的关系。

在a、b两点间接入定值电阻R1，闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2.5V，则变阻器的电压U滑＝4.5V﹣2.5V＝2V，根据分压原理，＝，滑动变阻器连入电路中的电阻R滑＝×R1＝×5Ω＝4Ω；

当断开开关，将R1换成R2后，假设闭合开关，电路中的电流I＝＝＝0.32A，定值电阻R2两端的电压U2＝IR2＝0.32A×10Ω＝3.2V＞3V，超过电压的量程。

A、B、C、直接闭合开关，实际电压超过电压表的量程，均错误；

D、先将滑片移至滑动变阻器阻值最大的位置后再闭合开关，根据分压原理，此时定值电阻分得的电压U2＝×U＝＝1.125V＜2.5V（滑片再向左移动，使定值电阻的电压为2.5V）。正确。

故选：D。

20．【解答】解：

（1）当定值电阻为5Ω，且滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，

根据欧姆定律可得，电路中的最大电流I＝＝＝3A，所以电流表的量程为0～3A；

由图乙可知，电流表的分度值为0.1A，其示数为I′＝0.8A；

电流表的示数为0.8A时，电路中的总电阻R＝＝＝18.75Ω＜20Ω，

所以，当ab间接20Ω电阻时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都不能得到实验所要求的数据；

（2）当定值电阻为20Ω时，电路中的最大电流Imax＝＝＝0.75A，

当定值电阻为5Ω时，电路中的最小电流Imin＝＝＝0.6A，

因滑动变阻器的实际最大阻值略小于20Ω，且电流表的分度值为0.1A，

所以，为了使这四个电阻都能为实验所用，电路中电流应控制在0.7A最合理。

故答案为：20；0.7。