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人教版(2024)九年级全册第2节 欧姆定律单元测试习题
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这是一份人教版(2024)九年级全册第2节 欧姆定律单元测试习题,共26页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,作图题,实验探究题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
(满分:100分 时间:90分钟)
一、单项选择题(3分×12=36分)
1.根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越小
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.同一导体两端的电压越大,这段导体中的电流就越大
2.有两个可变电阻,开始时阻值相等,都为R,将另一个电阻的阻值减小,则两个电阻并联后总电阻将( )
A.一定等于R B.一定小于R
C.一定大于R D.以上结果都有可能
3.在用“伏安法测电阻”时,所选择的电源电压为4.5 V,被测电阻的阻值约为10 Ω,则选择电路时电压表、电流表的量程应为( )
A.0~3 V、0~3 A B.0~3 V、0~0.6 A
C.0~15 V、0~3 A D.0~15 V、0~0.6 A
4.定值电阻R的U-I关系图像如图所示,当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为( )
A.1A B.2A C.3A D.4A
5.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作,当滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )(设灯丝电阻不变)
A.灯泡变亮 B.电压表示数变小
C.电流表示数变大 D.电路的总电阻变小
第5题图 第6题图
6.如图是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,R0为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.地磅的量程与R0大小无关
B.货车的质量变大时,电流表的示数变小
C.将电流表换成电压表也能测量货车的质量
D.仅增大R0,称量同一货车质量时,电流表示数变小
7.修理电器需要一只150Ω的电阻,但只有电阻值分别为100Ω、200Ω、600Ω的电阻各一只,可代用的办法是( )
A.把200Ω的电阻与600Ω的电阻串联起来
B.把100Ω的电阻与200Ω的电阻串联起来
C.把100Ω的电阻与200Ω的电阻并联起来
D.把200Ω的电阻与600Ω的电阻并联起来
8.如下图所示四个电路中,电阻R的阻值和电源电压已知,根据已知条件和电表的示数能测出电阻Rx阻值的电路是
A B C D
9.已知电阻R1>R2,电源电压U不变,在如图所示的四种接法中电流表示数最小的是( )
A B C D
10.如图所示,将开关S闭合,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,R1两端的电压为U1,R2两端的电压为U2,已知I1>I2。下列说法正确的是( )
A.R1R2 C.U1U2
11.如图所示,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数比为U甲:U乙=7:2,则关于图中各个元件的判断,说法正确的是( )
A.两个电阻的比值为R1:R2=7:2
B.两个电阻的比值为R1:R2=5:3
C.当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数比为I甲:I乙=5:7
D.当S断开,甲、乙两表为电流表时,流过R1的电流和流过R2的电流之比为I1:I2=5:2
12.图甲是一种测温电路,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U恒为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示。则( )
A.温度表示数减小,说明温度升高
B.电路可测量的最高温度为50℃
C.温度表的10℃应标在电压表1V刻度处
D.若仅将U减小,电路可测量的最高温度将增大
二、填空题(每空1分,共计25分)
13.一段导体两端电压为12V,导体中的电流是2A,则此导体本身的电阻为_____Ω;如果电压降为6V,导体中的电流是____A;电压降低为0V,导体的电阻等于__________。
14.在研究电路问题时,使用的电源电压为3V,学生实验使用的常规电流表电阻为0.3Ω,若将电流表和电源直接相连,则通过电流表的电流为______A,这样操作的后果是_______。
15.将3 Ω和6 Ω的两个电阻串联接在9 V的电源上,它们的总电阻为_______Ω,电路中的电流为______A.
16.如图所示,虚线框内有两个阻值分别为5Ω、10Ω的电阻,小明同学想了解其连接方式,于是用3V的电源,电流表和开关进行了检测,闭合开关后,测得电流表的示数为0.2A,则两个电阻的连接方式是________,若要增大电流表的示数,可采取的措施有_________________。
17.图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为_____ Ω;断开开关后,电阻R1、R2的阻值分别为_____ Ω、_____ Ω。
18.如图所示电路,电阻R0=20Ω,当滑动变阻器R的滑片P移到a端时,电流表的示数是0.5A;当滑片P移到变阻器的b端时,电流表的示数为0.2A。则电源电压为________V,滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
19.把R1=2Ω、R2=3Ω的两个电阻串联后,两端加5V的电压,这时通过R2的电流是 _____A。若把R1、R2改为并联,使通过R2的电流跟原来一样,则R2两端应加 _____V的电压,这时通过R1的电流是 _____A。
20.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则R1的阻值为___________Ω,电源电压为___________V,R2的最大阻值为___________Ω。
三、作图题(每空3分,共9分)
21.如图所示,将电源、电流表两个元件符号填入电路的空缺处,要求开关S闭合后:
(1)电流方向如图中箭头所示;
(2)滑动变阻器R的滑片P向右移动时,电压表的示数变大。
22.如图甲是同学们《伏安法测电阻》的电路图,试用笔画线代替导线将图乙中的实物按电路图正确连接。
23.如图所示,电学黑箱中有两个阻值均为1Ω的电阻,它们和盒外的接线柱相连。现测得A、B间的电阻为1Ω,B、C间的电阻为2Ω,若用导线连接C、D,测得A、B之间的电阻为0.5Ω,请在黑箱中画出这两个电阻的连接图。
四、实验探究题(每空1分,共16分)
24.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)设计实验时,小明制定了探究的总体思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系;保持电压不变,探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做______;
(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中,小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到______(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为______A;
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确?理由是什么?( )
(4)小明根据实验数据绘制了和的图像,如图丙、丁所示。由图像可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成______;在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成______。
25.小明在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验器材如图甲所示,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)实验过程中,滑动变阻器阻值不能为零,原因是___________;
(3)调节滑动变阻器过程中,发现电压表的示数如图乙所示,其读数______V;如果要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向_________(选填“A”或“B”)端移动;
(4)根据实验数据绘制的I-U图像如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω;
(5)小明发现用此电路测量阻值较大的电阻R时,发现电流表偏转很小,测量不准确。老师告诉他:电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻R的阻值,电源电压恒为3V,定值电阻R0为600Ω,闭合开关S,并进行了如下操作:
①S1接1时,记录电压表示数为2V;
②S1接2时,记录电压表示数为1.8V;
③计算待测电阻R=___________Ω。
五、计算题(共17分)
26.如图所示,电源两端电压保持不变,电阻R2阻值为30Ω。只闭合开关S、S1时,电流表示数为0.2A;只闭合开关S、S2时,电流表示数为0.5A。求:
(1)电源两端电压;
(2)电阻R1的阻值。
27.如图所示,是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图.其电源电压U=3V,电路保护电阻R1=20Ω,均匀电阻丝的阻值为R2=30Ω,金属丝(电阻忽略不计)的上端固定在0点,下端系有一块塑料片A,当风从右向左吹动塑料片时,金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触,风力表由电压表改装而成.
(l)无风时,塑料片竖直下垂,电压表示数是多少?电路中的电流是多少?
(2)风力最强时,金属丝滑至电阻丝最左端,电压表的示数是多少?
(3)为什么不在该电路中串联一个电流表,把电流表改装成风力表?
六、综合题(共6分)
28.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来检测酒驾,传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图甲所示,工作电路如图乙所示,电源电压恒为12V,定值电阻R2=30Ω。
(1)闭合开关后,若被检测者未喝酒时,即酒精浓度为0时,R1阻值为_________Ω。
(2)被检测者酒精浓度越大时,电压表示数越_________。
(3)被检测者酒精气体浓度为0.8mg/mL时,电流表的示数为_________A。
(4)现在公认的酒驾标准为0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL,当电压表示数为4.8V时,被检测司机酒精浓度是多少mg/mL________。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
第十七章 欧姆定律 单元测试
姓名: 班级: 分数:
(满分:100分 时间:90分钟)
一、单项选择题(3分×12=36分)
1.根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越小
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.同一导体两端的电压越大,这段导体中的电流就越大
【答案】D
【详解】电阻是导体的一种性质,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导体的电流无关.
但根据I= EQ \F(U, R) 可知,对于同一导体,即电阻不变时,加在导体两端的电压越高,通过该导体的电流就越大.故D选项正确.
故选D.
2.有两个可变电阻,开始时阻值相等,都为R,将另一个电阻的阻值减小,则两个电阻并联后总电阻将( )
A.一定等于R B.一定小于R
C.一定大于R D.以上结果都有可能
【答案】B
【详解】因为并联电路总电阻的倒数等于支路电阻倒数之和,电阻并联相当于增加了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于其中任一电阻值,故总电阻一定小于R。
故选B。
3.在用“伏安法测电阻”时,所选择的电源电压为4.5 V,被测电阻的阻值约为10 Ω,则选择电路时电压表、电流表的量程应为( )
A.0~3 V、0~3 A B.0~3 V、0~0.6 A
C.0~15 V、0~3 A D.0~15 V、0~0.6 A
【答案】D
【详解】电源电压为U=4.5V>3V,则电压表选0∼15V的量程,故AB不正确;
由 I= EQ \F(U, R) 可得,电路中的最大电流:I大= EQ \F(U, R) = EQ \F(4.5V, 10 Ω) =0.45AR2,电源电压U不变,在如图所示的四种接法中电流表示数最小的是( )
A B C D
【答案】C
【详解】A.电路中只有电阻R1,电流表测通过电路的电流;
B.电路中只有电阻R2,电流表测通过电路的电流,R1>R2;
C.电路中两电阻串联,总电阻大于任何一个串联的电阻,电流表测量总电流;
D.电路中两电阻并联,总电阻小于任何一个并联的电阻,电流表测量总电流;
综合分析可知,在C电路中,电路中的总电阻最大,根据欧姆定律I=U/R可知,在电源电压不变时,电路中的电流最小,即通过电流表的电流最小。
故选C。
10.如图所示,将开关S闭合,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,R1两端的电压为U1,R2两端的电压为U2,已知I1>I2。下列说法正确的是( )
A.R1R2 C.U1U2
【答案】A
【详解】AB.由图可知,此电路为并联电路,已知I1>I2,根据并联电路的分流原理 EQ \F(R1, R2) = EQ \F(I2, I1) 可知,R1<R2,故A正确,B错误;
CD.并联电路中各支路电压相等且等于电源电压,故CD错误。
故选A。
11.如图所示,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数比为U甲:U乙=7:2,则关于图中各个元件的判断,说法正确的是( )
A.两个电阻的比值为R1:R2=7:2
B.两个电阻的比值为R1:R2=5:3
C.当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数比为I甲:I乙=5:7
D.当S断开,甲、乙两表为电流表时,流过R1的电流和流过R2的电流之比为I1:I2=5:2
【答案】C
【详解】当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且U甲︰U乙=7︰2,所以,R1、R2两端的电压之比为
根据串联电路分压规律可得,电阻之比等于电压之比,两电阻的阻值之比为5︰2。
当S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2支路的电流,电流表乙测通过干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,根据并联电路分流规律可得,各支路电流之比等于电阻的反比,所以,R1、R2两支路的电流之比为2︰5。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两表示数之比:5︰7。
A.电路中两电阻的阻值之比为5︰2,故A错误;
B.电路中两电阻的阻值之比为5︰2,故B错误;
C.当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数比为I甲︰I乙=5︰7,故C正确;
D.当S断开,甲、乙两表为电流表时,流过R1和R2的电流之比为I1︰I2=2︰5,故D错误。
故选C。
12.图甲是一种测温电路,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U恒为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示。则( )
A.温度表示数减小,说明温度升高
B.电路可测量的最高温度为50℃
C.温度表的10℃应标在电压表1V刻度处
D.若仅将U减小,电路可测量的最高温度将增大
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,随温度升高,该热敏电阻的阻值增大,由串联分压原理可知电压表示数增大,即温度表示数增大,故A错误,不符合题意;
B.由图甲可知R和Rt串联,温度表并联在Rt两端,由串联电路的分压规律可知电阻越大,其两端电压越大,已知电压表(温度表)的最大量程为3V,即Rt两端的电压最大为Ut大=3V,由串联电路的电压特点可知R两端的最小电压
UR小=U- Ut大=6V-3V=3V
此时电路中的最小电流 I小= EQ \F(UR小, R) = EQ \F(3V, 40Ω) = EQ \F(3, 40) A
则Rt的最大阻值为 Rt= EQ \F(Ut大, I小) = EQ \F(3V, EQ \F(3, 40) A) =40Ω
由图乙可知此时测得最高温度为30℃;故B错误,不符合题意;
C.由图乙可知,当温度为10℃时,Rt'=20Ω,由串联电路的电阻特点可知总电阻
R总=R+ Rt'=40Ω+20Ω=60Ω
电路中的电流 I= EQ \F(U, R总) = EQ \F(6V, 60Ω) =0.1A
则Rt两端的电压 Ut=IRt=0.1A×20Ω=2V
故C错误,不符合题意;
D.若仅将U减小,则R两端的最小电压也减小,由欧姆定律可知电路中的最小电流也减小,则由R=U/I可知Rt的最大值增加,由图乙可知,测得的最高温增加,故D正确,符合题意。
故选D。
二、填空题(每空1分,共计25分)
13.一段导体两端电压为12V,导体中的电流是2A,则此导体本身的电阻为_____Ω;如果电压降为6V,导体中的电流是____A;电压降低为0V,导体的电阻等于__________。
【答案】6,1,6Ω。
【详解】导体本身的电阻为R= EQ \F(U, I) = EQ \F(12V, 2A) =6Ω
导体的电阻是导体本身的属性,只与材料、导体横截面积和长度有关,与导体两端电压和通过导体的电流无关;当电压降为6V时,导体的电流为
I= EQ \F(U, R) = EQ \F(6V, 6Ω) =1A
当电压降为零时,电阻不变仍为6Ω。
14.在研究电路问题时,使用的电源电压为3V,学生实验使用的常规电流表电阻为0.3Ω,若将电流表和电源直接相连,则通过电流表的电流为______A,这样操作的后果是_______。
【答案】10,烧坏电流表。
【详解】根据欧姆定律I=U/R=3V/0.3Ω=10A,因为此时电流的值已经超过电流表的量程,故这样操作的后果是电流表会被烧坏.
15.将3 Ω和6 Ω的两个电阻串联接在9 V的电源上,它们的总电阻为_______Ω,电路中的电流为______A.
【答案】9,1。
【详解】R=R1+R2=3Ω+6Ω=9Ω, I= EQ \F(U, R) = EQ \F(9V, 9Ω) =1A
点睛:串联电路各处电流都相等,总电阻等于各分电阻之和.根据串联电路电流和电阻规律可知总电阻和电流.
16.如图所示,虚线框内有两个阻值分别为5Ω、10Ω的电阻,小明同学想了解其连接方式,于是用3V的电源,电流表和开关进行了检测,闭合开关后,测得电流表的示数为0.2A,则两个电阻的连接方式是________,若要增大电流表的示数,可采取的措施有_________________。
【答案】串联,增大电压或只接一个电阻或将两电阻并联。
【详解】用3V的电源,电流表和开关进行了检测,闭合开关后,测得电流表的示数为0.2A,则两个电阻的连接方式是串联。若要增大电流表的示数,可采取的措施有将两个电阻改为并联。
17.图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为_____ Ω;断开开关后,电阻R1、R2的阻值分别为_____ Ω、_____ Ω。
【答案】2,10,2.5。
【详解】根据电路可知,R1、R2并联,电流表A1测R1支路电流,A2测干路电流,因为偏转程度相同,则A2使用大量程,读数为1.5A,A1使用小量程,读数为0.3A,则电路中的总电阻为
R= EQ \F(U, I) = EQ \F(3V, 1.5A) =2Ω
R1的电阻为R1= EQ \F(U, I1) = EQ \F(3V,0.3A) =10Ω
根据并联电路中电流规律,可求R2的电流为
I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A
R2的电阻为 R2= EQ \F(U, I2) = EQ \F(3V, 1.2A) =2.5Ω
因为电阻是导体的属性,当断开开关后,阻值不变仍为2.5Ω。
18.如图所示电路,电阻R0=20Ω,当滑动变阻器R的滑片P移到a端时,电流表的示数是0.5A;当滑片P移到变阻器的b端时,电流表的示数为0.2A。则电源电压为________V,滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
【答案】10,30
【详解】由图示知,R0与滑动变阻器R串联连接,滑片P移到a端时,变阻器接入电路的阻值为0,据欧姆定律得,电源电压
U=I1R0=0.5A×20Ω=10V
滑片P移到b端时,变阻器接入电路的阻值最大。此时电路的总电阻
R总= EQ \F(U, I2) = EQ \F(10V, 0.2A) =50Ω
变阻器的最大阻值
R最大=R总-R0=50Ω-20Ω=30Ω
19.把R1=2Ω、R2=3Ω的两个电阻串联后,两端加5V的电压,这时通过R2的电流是 _____A。若把R1、R2改为并联,使通过R2的电流跟原来一样,则R2两端应加 _____V的电压,这时通过R1的电流是 _____A。
【答案】1,3,1.5。
【详解】两个电阻串联时,由串联电路电阻规律和欧姆定律可得,通过R2的电流
R1、R2并联,且通过R2的电流跟原来一样,R2两端电压
U2=IR2=1A×3=3V
由并联电路的电压规律知U1=U2=3V
所以通过R1的电流I1= EQ \F(U1, R1) = EQ \F(3V, 2Ω) =1.5A
20.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则R1的阻值为___________Ω,电源电压为___________V,R2的最大阻值为___________Ω。
【答案】5,3,10。
【详解】由图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,根据欧姆定律可得,电源的电压
U=I1R1=0.6A×R1
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图可知
I2=0.2A,U2=2V
滑动变阻器的最大阻值
串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压
U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V
电源的电压不变 0.6A×R1=0.2A×R1+2V
解得R1=5Ω,电源的电压
U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V
三、作图题(每空3分,共9分)
21.如图所示,将电源、电流表两个元件符号填入电路的空缺处,要求开关S闭合后:
(1)电流方向如图中箭头所示;
(2)滑动变阻器R的滑片P向右移动时,电压表的示数变大。
【答案】见右图。
【详解】由电路图知,向右移动滑动变阻器的滑片P时,滑动变阻器接入电路中电阻变大,则电路中电流变小,小灯变暗,小灯泡两端电压变小,而电压表的示数变大,说明电压表并联在滑动变阻器的两端,故左端为电流表,右侧为电源,由图中箭头方向可知,电源的正极在下端,如图所示。
22.如图甲是同学们《伏安法测电阻》的电路图,试用笔画线代替导线将图乙中的实物按电路图正确连接。
【答案】见下图。
【详解】从正极开始连接,经过开关、滑动变阻器、电阻、电流表、回到负极,电压表并联在电阻R两端;电源电压有三节干电池组成,则电源电压为4.5V,所以电压表选用大量程;滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,故滑动变阻器应接上方的接线柱和B接线柱,如下图所示:
23.如图所示,电学黑箱中有两个阻值均为1Ω的电阻,它们和盒外的接线柱相连。现测得A、B间的电阻为1Ω,B、C间的电阻为2Ω,若用导线连接C、D,测得A、B之间的电阻为0.5Ω,请在黑箱中画出这两个电阻的连接图。
【答案】见右图。
【详解】串联电路电阻关系:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和,由题知,AB间只有一个电阻R,BC间两个电阻R串联,用导线连接CD后,AB间两个电阻R并联,连接情况如图所示。
四、实验探究题(每空1分,共16分)
24.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)设计实验时,小明制定了探究的总体思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系;保持电压不变,探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做______;
(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中,小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到______(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为______A;
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确?理由是什么?( )
(4)小明根据实验数据绘制了和的图像,如图丙、丁所示。由图像可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成______;在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成______。
【答案】(1)控制变量法;(2)A,0.4;(3)见解析;(4)正比,反比。
【详解】(1)控制电阻不变,探究电流与电压的关系;控制电压不变,探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做控制变量法。
(2)小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到电阻值最大处,也就是滑动变阻器的A端。
电流表如图乙所示,连接时选择了0~0.6A的量程,分度值是0.02A,则此时电流表示数为0.4A。
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,要控制电阻两端的电压不变,但小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这样操作是不正确的,根据串联电路中分压原理可知,当5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压就变大了,应该移动变阻器滑片,使电阻两端的电压保持和以前不变,然后再读出电流表示数。
(4)如图丙所示,I-U图像是正比例函数图像,所以可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比。
如图丙所示,I-R图像是反比例函数图像,所以可以得到的实验结论是:在电压一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体的电阻成反比。
25.小明在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验器材如图甲所示,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)实验过程中,滑动变阻器阻值不能为零,原因是___________;
(3)调节滑动变阻器过程中,发现电压表的示数如图乙所示,其读数______V;如果要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向_________(选填“A”或“B”)端移动;
(4)根据实验数据绘制的I-U图像如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω;
(5)小明发现用此电路测量阻值较大的电阻R时,发现电流表偏转很小,测量不准确。老师告诉他:电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻R的阻值,电源电压恒为3V,定值电阻R0为600Ω,闭合开关S,并进行了如下操作:
①S1接1时,记录电压表示数为2V;
②S1接2时,记录电压表示数为1.8V;
③计算待测电阻R=___________Ω。
【答案】(1)(2)见解析;(3)2.2,A;(4)10;(5)800.
【详解】(1)根据题意可知应该将电压表并联在灯泡两端,电压表接线柱选择3V接线柱,将电压表3V接线柱连接至灯泡右端接线柱,如下图
(2)实验过程中,滑动变阻器阻值不能为零,是因为滑动变阻器是用来调节灯泡两端的电压的,如果阻值为0,小灯泡两端的电压将超过额定电压,小灯泡可能会被烧坏。
(3)电压表的示数如图乙所示,其分度值为0.1V,其读数为2.2V。
如果要测量小灯泡正常发光时的电阻,从图乙可知此时电压低于灯泡额定电压,故应该提高电压表数值,应减小滑动变阻器分担的电压,由分压原理可知,应该减小滑动变阻器的阻值,故应将滑片向A端移动。
(4)小灯泡正常发光时的电阻为RL=2.5V/0.25A=10Ω
(5)电源电压恒为3V,定值电阻R0为600Ω,闭合开关S,并进行了如下操作:S1接1时,记录电压表示数为2V;S1接2时,记录电压表示数为1.8V;设电压表阻值为RV,此时电阻R0两端的电压为3V-2V=1V
故根据串联电路的电流相等可得
故RV=1200Ω
再根据电阻R和RV串联可得
故R=800Ω
五、计算题(共17分)
26.如图所示,电源两端电压保持不变,电阻R2阻值为30Ω。只闭合开关S、S1时,电流表示数为0.2A;只闭合开关S、S2时,电流表示数为0.5A。求:
(1)电源两端电压;
(2)电阻R1的阻值。
【答案】(1)6V;(2)20Ω
【详解】解:(1)如图所示,当开关S、S1闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测定值电阻R2的电流,电流表示数为0.2A,由欧姆定律可得,电源电压
U=I2R2=0.2A×30Ω=6V
(2)当开关S、S2闭合,S1断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,并联电路中各支路互不影响,则由并联电路的电流特点可得,通过R1的电流
I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A
由欧姆定律可得,则电阻R1的阻值
答:(1)电源两端电压为6V;
(2)电阻R1的阻值为20Ω。
27.如图所示,是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图.其电源电压U=3V,电路保护电阻R1=20Ω,均匀电阻丝的阻值为R2=30Ω,金属丝(电阻忽略不计)的上端固定在0点,下端系有一块塑料片A,当风从右向左吹动塑料片时,金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触,风力表由电压表改装而成.
(l)无风时,塑料片竖直下垂,电压表示数是多少?电路中的电流是多少?
(2)风力最强时,金属丝滑至电阻丝最左端,电压表的示数是多少?
(3)为什么不在该电路中串联一个电流表,把电流表改装成风力表?
【答案】(1)0V;0.06A;(2)1.8V;(3)电流表示数不改变,不能测出风力大小。
【分析】(1)无风时,电压表被短路,故电压为0;电阻丝与保护电阻串联,由欧姆定律可求得电流;
(2)金属丝滑到最左端时,电压表测R2上的电压,则由欧姆定律可求得电压.
(3)由电路图可知,电路中的电阻不变,根据欧姆定律可知电路中的电流不变,所以无论风力大小,电流表的示数不变.
【详解】(1)无风时,电压表并联在导线上,故测量结果为0V;
此时电路的中电流I==0.06A.
(2)当金属丝滑到最左端时,电路结构没变,电压表测R2上的电压,
由欧姆定律得:U=IR2=0.06A×30Ω=1.8V
(3) 因为无论风力大小,接入电路中的总电阻都没有发生,电源电压一定,电路中的电流也就不会发生改变,因此接入电流表不可行。
六、综合题(共6分)
28.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来检测酒驾,传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图甲所示,工作电路如图乙所示,电源电压恒为12V,定值电阻R2=30Ω。
(1)闭合开关后,若被检测者未喝酒时,即酒精浓度为0时,R1阻值为_________Ω。
(2)被检测者酒精浓度越大时,电压表示数越_________。
(3)被检测者酒精气体浓度为0.8mg/mL时,电流表的示数为_________A。
(4)现在公认的酒驾标准为0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL,当电压表示数为4.8V时,被检测司机酒精浓度是多少mg/mL________。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
【答案】(1)60;(2)小;(3)0.3;(4)0.3mg/mL.
【详解】(1)由图像可知,当被检测者未喝酒时,即酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60Ω。
(2)由电路图可知,传感器R1和定值电阻R2串联,电压表测传感器R1两端的电压,电流表测电路中的电流;由图可知,当酒精浓度增大时,传感器R1的阻值会减小,由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大;由U2=IR2可知,定值电阻R2两端的电压会增大,根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压会减小,即电压表的示数会变小。
(3)据图甲可知,当酒精浓度为0.8mg/mL时,R1的电阻为10Ω,则电路的总电阻为
R=R1′+R2=10Ω+30Ω=40Ω
此时电路中电流
即电流表的示数为0.3A。
(4)当电压表的示数U1=4.8V时,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端电压
U2=U﹣U1=12V﹣4.8V=7.2V
电路中的电流
根据欧姆定律可得,此时传感器R1的阻值
由甲图可知,被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/mL。
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
综合题
总计
题数
12
8
3
2
2
1
28小题
分数
36
20
9
12
17
6
100分
得分
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实验题
计算题
综合题
总计
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