人教版九年级全册第十七章 欧姆定律综合与测试课后练习题
展开第17章《欧姆定律》单元达标精品检测试卷
说明:本试卷满分100分,考试时间90分钟
一、选择题(12个小题,每小题2分,共24分)
1.根据表格中数据,下列说法正确的是( )
物质
铁
铝
铜
煤油
ρ/(kg/m3)
7.9×103
2.7×103
8.9×103
0.8×103
c/[J/(kg•℃)]
0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
长lm、横截面积1mm2的
导线在20℃时的电阻值/Ω
0.096
0.027
0.017
/
A.质量相同的铜块和铝块,铜块的体积更大
B.体积相同的正方体铜块和铁块放在水平桌面上,物块对桌面的压强p与其边长L的关系图象如图,则图线a表示铁块的p与L的关系
C.将质量相同的铁块和铝块均匀拉成长度相同的铁线和铝线,串联后接入电路中,则铁线两端的电压更大
D.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
【答案】D.
【解析】本题为学科综合题,考查了重力公式、密度公式、压强公式、吸热公式、欧姆定律的应用以及影响电阻大小的因素,知识点多、综合性强,属于难题。
A.由表中数据可知,铜的密度大于铝的密度,由V=可知质量相同的铜块和铝块,铝块的体积更大,故A错;
B.体积相同的正方体铜块和铁块放在水平桌面上,物块对桌面的压强p=====ρgL,可见当边长相同时,密度大的压强大,由于铜的密度大于铁的密度,所以铜块产生的压强比铁块产生的压强大,图线a表示铜块的p与L的关系,故B错;
C.由表中数据可知,长度、横截面积相同的铁线的电阻大于铝线的电阻.
质量相同的铁块和铝块,因为铁的密度大于铝的密度、V=可知铁块的体积小于铝块的体积,均匀拉成长度相同的铁线和铝线,由V=Sh可知铁丝的横截面积小于铝丝的横截面积;均匀拉成长度相同的铁线的电阻大于铝线电阻,串联后接入电路中,由U=IR可知铁线两端的电压更大,故C正确;
D.由表中数据可知,煤油和水密度之比ρ煤油:ρ水=0.8:1=4:5;比热容之比c煤油:c水=2.1:4.2=1:2;
煤油和水体积之比V煤油:V水=2:1,由m=ρV可得质量之比m煤油:m水=ρ煤油V煤油:ρ水V水=4×2:5×1=8:5;
因为Q吸=cm△t,吸收热量之比Q煤油:Q水=12:5,比热容之比
所以升高温度之比:
△t煤油:△t水=:=:=3:1,故D正确.
2. 甲图是灯泡1和定值电阻R的1-U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中UL: UR=m,丙图中,IL: IR=n,则下述正确的是( )
A. m=n B、 m>n C. m
【解析】本题考查串并联电路中的电流、电压规律。灯泡的电阻会随着电压的变化而变化,所以图甲中E是灯泡的电阻图线,F是定制电阻R的图线。从甲图中看,在同一纵坐标处,E上的点的横坐标总是大于F上的横坐标,也就是电流相同(二者串联)时,R两端的电压总小于L两端的电压,所以m>1;在同一横坐标处,F上的点总是高于E上的点,也就是说,两端电压相同(二者并联)时,L上的电流总小于R上的电流,所以n<1,所以有m>n,选B。
3.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(4) B.(2)(3) C.(1)(3) D.(3)(4)
【答案】A.
【解析】利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据Rx=求出电阻,并且要注意电表正负接线柱的连接.
(1)开关S1闭合,S2断开时R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻.
(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据Rx=求出电阻.
(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表仍侧电源的电压,无法测出Rx两端的电压,所以不能求出Rx的电阻;
(4)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U﹣Ux,根据I0=,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=求出电阻.
综上可知,(2)(4)方案可行.
故选A.
3.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关 S0 滑动变阻器 R 的滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.闭合开关 S,若甲、乙均为电压表,则两表示数均变小
B.断开开关 S,若甲、乙均为电流表,则两表示数均变大
C.闭合开关 S,若甲、乙均为电压表,则甲示数不变,乙示数变大
D.断开开关 S,若甲、乙均为电流表,则乙示数不变,甲示数变大
【答案】C
【解析】闭合开关 S,若甲、乙均为电压表,两电阻串联,滑片向右移动的过程中,甲的示数不变,乙的示数变大,A是错误的,C是正确的;断开开关 S,若甲、乙均为电流表,两电阻并联,滑片向右移动的过程中,则两表示数均变小,B、D是错误的。故本题正确选项是C。
4.如图是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是( )
A B C D
【答案】C.
【解析】滑动变阻器和灯泡串联,电路中的电流:I=,灯泡L两端电压:UL=IRL=;
从灯泡两端的电压与其电阻的关系可以看出,灯泡两端的电压和灯泡的电阻不成正比也不为一次函数,故排除AB选项,又因为滑动变阻器的阻值增大时,灯泡分得的电压减小,故C选项正确.
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变小,电流变A2的示数变大
B.电流表A1的示数和电流表A2的示数同时变大
C.电压表的示数变大,电流表A1的示数变小
D.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小
【答案】D.
【解析】由图可知,R1、R2并联,电压表测量各支路两端的电压;
电流表A2在干路中,测量的是干路的电流;电流表A1在支路中,测通过变阻器R2的电流;
将滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过变阻器的电流减小,即电流表A1的示数变小;
由于定值电阻两端的电压不变,所以通过它的电流不变;
并联电路中干路电流等于各支路电流的和,则干路电流减小,即电流表A2的示数变小;故AB错误;
电压表测量各支路两端的电压,电压表示数保持不变,故C错误,D正确;
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,三个电表的示数变化情况是( )
A.A的示数变小,V1的示数变大,V2的示数变小
B.A的示数变大,V1的示数变小,V2的示数变大
C.A的示数变小,V1的示数不变,V2的示数变大
D.A的示数变大,V1的示数不变,V2的示数变小
【答案】D.
【解析】由电路图可知,R与滑动变阻器串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.
因电源的电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V1的示数不变,故AB错误;
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故C错误;
由U=IR可知,R两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,变阻器两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,故D正确.
7.如图1所示,电源电压恒为6V,R为热敏电阻,其阻值随温度变化如图2所示,R0是阻值为10Ω的定值电阻,闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是( )
A.图1中的R0有保护电路的作用
B.温度升高时,电压表的示数会变小
C.温度为40℃时,电流表的示数为0.2A
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
【答案】D.
【解析】(1)根据图1中的电路连接方式,由图2可知,热敏电阻随温度的升高而减小,此时电路中的电流会增大,据此分析;
(2)温度升高时,由图2分析热敏电阻的变化,再判断电路中总电阻的改变,由欧姆定律判断电压表示数变化情况;
(3)由图2中的数据,根据串联电路的特点进行计算;
(4)分析电压表与电流表示数比值所表示的量,结合图2进行判断.
A.由图可知,R与R0串联在电路中,当热敏电阻随温度的升高而过小时,电路中的总电阻R串=R+R0而不致过小,因此R0起到保护电路的作用,故A不符合题意;
B.由图2而知,当温度升高时,R会变小,根据串联电路的分压特点可知,热敏电阻两端的电压会变小,即电压表示数会变小,故B不符合题意;
C.由图可知,温度为40℃时,热敏电阻的值为R=20Ω,则电流表示数I===0.2A,故C不符合题意;
D.由图可知,电压表测R两端电压U,电流表测电路电流即R电流I,由欧姆定律可知, =R,即电压表与电流表示数的比值表示的是热敏电阻的值,当温度降低时,由图2可知,其阻值变大,即电压表与电流表的示数比值变大,故D符合题意.
8.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(4) B.(2)(3) C.(1)(3) D.(3)(4)
【答案】A.
【解析】利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据Rx=U/I求出电阻,且要注意电表正负接线柱的连接.
(1)开关S1闭合,S2断开时R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻.
(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据Rx=U/I求出电阻.
(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表仍侧电源的电压,无法测出Rx两端的电压,所以不能求出Rx的电阻;
(4)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U﹣Ux,根据I0=,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=U/I求出电阻.
综上可知,(2)(4)方案可行.故选A.
9.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,R2为定值电阻.闭合开关 S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列四个选项中,判断正确的是( )
A.电压表、电流表示数均变大
B.电压表、电流表示数均变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
【答案】C.
【解析】由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化.
由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故AD错误;
由U=IR可知,R2两端的电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误、C正确.
10.如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,V1、V2为实验室用电压表(接线柱上标有“﹣”、“3”、“15”),闭合开关后,调节滑片P,使两电压表指针所指位置相同.下列说法中正确的是( )
A.电压表V1与V2示数之比为1:5
B.通过两电阻电流之比4:1
C.R0与 R1两端电压之比为1:5
D.R0与 R1的阻值之比为1:4
【答案】D.
【解析】分析电路的连接,根据串联电路电流的规律判断通过两电阻电流之比;根据串联电路电压的规律,判断V1的示数与V2的示数大小关系,由两电压表指针所指位置相确定两表选用的量程,由电压表大小量程之比为5:1分析;根据串联电路电压的规律,得出R1的电压,从而求出R0与 R1两端电压之比为;
根据分压原理,得出R0与 R1的阻值之比为.
(1)电路中,两电阻串联,根据串联电路电流的规律,通过两电阻电流之比为1:1,B错误;
(2)V2测R0的电压,V1测电源电压,根据串联电路电压的规律,V1的示数大于V2的示数,使两电压表指针所指位置相同,故V2选用大量程,V1选用小量程,根据电压表大小量程之比为5:1,故电压表V1与V2示数之比为5:1,A错误;
(3)设R0的示数为U,则电源电压为5U,根据串联电路电压的规律,R1的电压为:
5U﹣U=4U,R0与 R1两端电压之比为1:4,C错误;
根据分压原理,R0与 R1的阻值之比为1:4,D正确.
11.如图所示是油量自动测定装置的示意图,O为杠杆支点,R0为定值电阻,Rx是滑动变阻器,当闭合开关S后( )
A.滑动变阻器Rx连入电路的阻值随油量的增加而增大
B.电流表的读数随油量的增加而减小
C.电压表的读数随油量的增加而增大
D.电压表改装成油量表刻度均匀
【答案】C.
【解析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器Rx串联,电流表串联在电路中,电压表测R0两端的电压.根据油量的变化可知浮子移动的方向,进一步可知滑杆移动的方向和Rx阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化;根据电阻的串联和欧姆定律表示出电压表的示数与Rx的关系,然后判断油量表是否刻度均匀.
由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器Rx串联,电流表串联在电路中,电压表测R0两端的电压.
(1)当油量增加时,浮标上移,在杠杆的作用下滑片下移,变阻器Rx接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,故A错误;
由I=可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,故B错误;
由U=IR可知,R0两端的电压增大,即电压表的示数增大,故C正确;
(2)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:I=,
电压表的示数:U0=IR0=R0,
因U0与Rx不成正比,
所以,电压表改装成油量表时,刻度不均匀,故D错误.
12.在如图所示的电路中,电源电压为6V,R1=3Ω,R2=6Ω.闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流为1A B.R1两端的电压为2V
C.干路中的电流为3A D.电路的总电阻为9Ω
【答案】C.
【解析】分析电路的连接及电流表测量的电流,根据串联电路电压的规律及欧姆定律求通过各支路的电流,根据并联电路电流的规律求总电流,根据欧姆定律求总电阻.原电路两电阻并联,电流表测干路中的电流,根据并联电路电压的规律,各电阻的电压等于电源电压6V,故B错误;
由欧姆定律,通过R1的电流:
I1==2A,故A错误;
通过R2的电流:I2= U/R2 =1A,
根据并联电路电流的规律,电流表示数:
I=I1+I2=2A+1A=3A,故C正确;
根据欧姆定律的变形公式,电路的总电阻:
R==2Ω,故D错误.
二、填空题(10个小题,每空1分,共22分)
13.如图是酒驾检测中酒精检测仪的简化电路图。R0为定值电阻,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度增大而减小。闭合开关,电源电压保持不变,若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪的电路中的电流,电压表示数。
【答案】增大、增大。
【解析】变阻器与定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端电压;酒精浓度增大,电阻减小,电源电压保持不变时,电路中电流增大,定值电阻两端电压增大。
14.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1的阻值为15Ω,只闭合开关S,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S1,电流表的示数变为0.5A,则此时电路的总功率为_____W,R2的阻值是______Ω.
【答案】 1.5;10.
【解析】当只闭合S时,R1单独接入电路,根据欧姆定律和已知条件求出电源电压;再闭合S1时,R2并联在电路中,已知总电流,利用P=UI求出总功率;根据并联电压相等和分流作用,运用欧姆定律求出R2阻值.
15.在用伏安法测电阻的实验中,电压表的示数为4.8V,电流表的指针如图所示,则电流表的读数为 A,被测电阻的阻值为 Ω.
【答案】0.32;15.
【解析】由图读出电阻两端电压为4.8V时的电流,由欧姆定律计算其电阻.
伏安测电阻电压表测被测电阻两端电压,电流表测通过它的电流,
由图知,电流表使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.32A,即被测电阻两端电压4.8V时通过它的电流0.32A,由I=可得被测电阻:
R===15Ω.
16.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器/的滑片P在a点时,电流表示数为0.5A。将滑片P从a点移动到最右端的过程中,通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示。则电源电压U=_____ V。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流表的读数为_____A。
【答案】 3,0.3。
【解析】(1)滑片位于a点时,滑动变阻器接入电路的阻值小,通过滑动变阻器的电流最大,由图乙可知,通过变阻器的最大电流I滑大=0.3A,此时变阻器接入电路中的电阻R滑=10Ω,
因并联电路中各支路两端的电压相等,电源电压等于这时滑动变阻器两端电压。
由I=U/R可得,电源电压:U=U滑=I滑大R滑=0.3A×10Ω=3V。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R的电流:IR=I﹣I滑大=0.5A﹣0.3A=0.2A,
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,由图象可知,通过滑动变阻器的最小电流
I滑小=0.1A,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R的电流不变,即IR=0.2A,
干路最小电流:I总小=I滑小+IR=0.1A+0.2A=0.3A,
这时电流表的读数等于干路最小电流。
17.如图所示,是一种测定油箱内油量的装置.其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定一个浮子.当电流表示数越小时,滑动变阻器连入电路的阻值 (填“越大”或“越小”),油箱内油量 (填“越多”或“越少”).
【答案】越大;越少.
【解析】由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知电流表示数越小时电路中总电阻的变化,根据电阻的串联可知滑动变阻器连入电路中电阻的变化,然后判断滑片移动的方向,进一步可知浮子移动的方向,从而得出邮箱内油量的变化.
由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,
由I=U/R的变形式R=U/I可知,当电流表示数越小时,电路中的总电阻越大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器连入电路的电阻越大,
由图可知,滑片上移时接入电路中的电阻越大,浮子下移,油箱内油量越少.
18.如图所示,闭合开关S,两电流表示数之比5:3,则R1与R2两端的电压之比U1:U2= .电阻之比R1:R2= .
【答案】1:1; 3:2.
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压之比,根据并联电路的电流特点求出通过两电阻的电流之比,根据欧姆定律求出两电阻的阻值之比.
由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1与R2两端的电压之比为U1:U2=1:1;
因并联电路中干路电流等于各支路两端的电压相等,
所以,通过两电阻的电流之比:===,
由I=可得,两电阻的阻值之比:===.
19.用伏安法测量导体的电阻实验时,小明的实验方案和操作过程均正确,实验中所用的电流表、电压表以及两表的连接和示数如图所示。电压表的示数为_____V,但通过观察发现电流表指针偏转过小,这样会导致实验误差偏____,解决这一问题的措施是_____________。
【答案】10,大, 电流表改用小量程。
【解析】(1)电压表所用的量程为0—15V,一表盘上面的刻度为读数依据。一个大格代表5V, 每一个大格被平分10等份,每一个小格代表0.5V,指针正好过20个小格,2个大格,为10V.
(2)使用电流表的量程大了,电流表指针偏转过小,读数不方便,误差就会偏大。
(3)如果改用大量程,指针偏转角度大,读数误差小。
20.小亮自制了一种测定风速的装置,如图所示,其中风速表是由电压表改装而成,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,“T”型管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞A,A和滑动变阻器的滑片P相连.请说明装置中“T”型管道内活塞能向上移动的原理: .这种原理在生活中应用的实例有 (写一种).
【答案】当风速变大时,活塞上方气压变小;飞机.
【解析】(1)该装置测量风速的原理:当风速变大时,活塞上方气压变小,活塞向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,定值电阻两端电压变大,电压表(风速表)示数变大.反之,电压表(风速表)示数变小.
(2)生活中利用流体压强和流速的关系的实例很多,如飞机,由于机翼上表面弯曲,下表面平直,所以机翼上、下方的空气流速不同;使受到一个向上的升力。
21.如图所示的电路,电源电压恒为9V,电阻R1阻值为10Ω.开关S1闭合、S2断开时,当滑动变阻器的滑片移至中点时,电流表的示数为0.36A,滑动变阻器的最大阻值为 Ω.若将滑动变阻器的滑片向左移,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).将电压表和电流表的位置调换后,滑动变阻器的滑片滑至最右端,同时闭合开关S1、S2,则通过R1、R2的总电流为 A.
【答案】30;变大;1.2.
【解析】(1)由电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,当滑动变阻器的滑片P滑到中点时,由I=U/R得:U1=IR1=0.36A×10Ω=3.6V,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
滑动变阻器的两端的电压U2=U﹣U1=9V﹣3.6V=5.4V,
由I=U/R得:变阻器连入的电阻值R2中===15Ω,
则滑动变阻器的最大阻值R2=2R2中=2×15Ω=30Ω
若将滑动变阻器的滑片向左移,变阻器连入的电阻变小,总电阻变小,电源电压不变,根据I=U/R可知电路中电流变大;
(2)将电压表和电流表的位置调换后,滑动变阻器的滑片滑至最右端,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
则根据I=U/R和并联电路的电流特点可知:
电流表示数为I总=I1+I2=+=+=1.2A.
22.如图所示,闭合开关后,两个电阻是 联的,若电路中的两只电压表的规格完全相同,均有两个量程(0~3V,0~15V)且各元件及连接均完好。闭合开关,两只电压表的指针偏转角度相同,则电阻R1与R2的比值为 。
【答案】串;4:1。
【解析】由电路图可知,把两电压表看成断路后,R1与R2依次串联起来组成电路,则两电阻是串联的,
电压表V1并联在电源两端测电源的电压,电压表V2并联在R2两端测其两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两只电压表的指针偏转角度相同,
所以,电源电压U是R2两端电压U2的5倍,即U=5U2,
两电阻两端的电压之比:
===,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,电阻R1与R2的比值:
===。
三、作图题(2个小题,每个3分,共6分)
23.请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内,并将电路补充完整。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
【答案】如图所示:
【解析】滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联;灯泡变亮时其两端电压变大,而电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,据此填充元件。
要滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联;
灯泡变亮时,说明通过灯泡的电流变大,由U=IR可知灯泡两端电压变大,而题中要求电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联;
所以,电源在最左端的虚线框内,且上端为负极,这样可以满足电流方向如图所示;电压表和滑动变阻器并联,填在中间的虚线框内;电流表和滑动变阻器串联,应填在最右端的虚线框内。
24.请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】如图所示.
【解析】实物图是伏安法测量导体电阻的装置图。先观察好电源正负极、观察好电压表、电流表正负接线柱和量程。然后顺次从电源正极出发用导线连接开关、电流表正接线柱,从负接线柱出来的导线连接电阻,滑动变阻器,回到电源负极。最后电压表和电阻并联。根据这样的思路,用规范的符号画出对应的电路图。
四、实验探究题(3个小题,25题6分、26题8分、27题10分,共24分)
25.小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系“时,他用如图所示的电路进行实险,可供选择的定值电阻分别为2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大。
(2)闭合开关后,小明发现电流表示数为0,电压表示数很大,故障原因可能是 。
(3)实验中,不能被选用的电阻为 Ω。
(4)保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在 V至 V之间。
【答案】(1)如解析图;(2)R断路;(3)2.5;(4)3;4.8。
【解析】(1)因要求滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大,故滑片以右电阻丝连入电路中,如下所示:
;
(2)小明发现电流表示数为0,电压表示数很大,说明问题出在电压表两接线柱之间的电路,短路不对(这样电压表示数为0),只能是开路:R断路;
(3)当电压表示数最大U1=3V且R1=2.5Ω时,电路中的电流最大,
则I大=,
滑动变阻器的规格为“15Ω1A”,滑动变阻器的最大电流不能超过1A,故2.5Ω不能用;
(3)由题意知,滑动变阻器的最大阻值为25Ω,定值电阻的最大电阻为15Ω;根据串联电路的电压关系:
,
解得:U=4.8V,
所以电阻两端的电压只能在3V到4.8V之间。
26.小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值
实验次数
U/v
I/A
R/Ω
1
2.0
0.20
10.0
2
2.5
3
2.9
0.28
10.4
(1)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片滑到 (选填“A”或“B”)端
(2)闭合开关后,发现只有一只电表的指针发生偏转,请结合图甲电路分析产生此现象的原因是 。
(3)排除故障后,进行三次实验,测得数据如上表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取,根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为 欧(保留一位小数)
(4)下列实验电路图丙中,也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有 。
【答案】(1)A;(2)电压表和电流表的位置互换了;(3)10.3;(4)ACD。
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前滑片在阻值最大处即A端;
(2)由电路图知:电压表串联在电路中,电流表并联在电路中,由于电压表的电阻很大串联在电路中相当于断路,电路中没有电流,电流表示数为零
电压表与电源两端相连,有示数;
(3)图乙中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A,
此时的电阻R2==≈10.4Ω;
三次的平均电阻为:R==≈10.3Ω;
(4)A.两电阻串联,电压表测电源电压示数为U,电流表测量总电流示数为I,总电阻为,Rx的阻值为Rx=﹣R0,故A可以测出Rx的阻值,故不A正确;
B、两电阻并联,电压表测电源电压示数为U,电流表测量R的电流示数为I,
已知R的电阻,根据U=IR算出R两端的电压也就是电源电压,无法知电流,不能测出电阻,故B错误;
C、两电阻并联,上面的电流表测量干路的总电流示数I,下面的电流表测量电阻R的电流示数为I1,
已知R的电阻和电流,根据欧姆定律求出R的电压U=I1R,Rx的电流Ix=I﹣I1,则Rx==,故C正确;
D、两电阻串联,分别利用电流表测出滑片位于最大阻值处和0Ω时电路中的电流分别为I1和I2,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值,故D正确。
故选ACD。
27.图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压恒为3V,用电阻箱来选用不同的电阻,按下述步骤进行实验,回答下列问题
(1)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到适当位置,调节电阻箱使接人电路的电阻为4Ω时,电流表示数如图乙所示,为 A;电压表示数应为 V。
(2)将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填“a”或“b“),使电压表的示数保持不变,同时记下对应的电流值。
(3)多次改变电阻箱的阻值,重复上述操作,得到了下表中所示的数据,通过观察表中的数据,分析得出:当电阻两端的电压一定时,接入电路的电阻越大,通过它的电流越 。
物理量
次数
1
2
3
4
5
R (Ω)
4
5
10
20
25
I(A)
乙图的示数
0.40
0.20
0.10
0.08
(4)为了进一步确定电流与电阻的定量关系,老师提出将表中各组电阻值的倒数算出,
请你在丙图中描点作出I﹣的图象,根据画出的图象可知:电压一定时,电流Ⅰ跟电阻
R成 比。
【答案】(1)0.5;2;(2)b;(3)小;(4)如解析图;正。
【解析】(1)如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.5A;
由I=得电压表示数应为:U1=IR1=0.5A×4Ω=2V;
(2)由于电源电压恒为U=3V,电压表示数保持U0=2V,
电阻箱调到一个阻值更大的电阻后,闭合开关,滑动变阻器接入电路的阻值也应增大,故应将滑动变阻器的滑片向b端移动,使电压表的示数2V,同时记下对应的电流值;
(3)根据表中数据中电流随电阻变化的关系可得出的初步结论是:在导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,通过的电流越小;
(4)根据描点法做出图象,如下图:
根据描绘出的I﹣图线,可以看出通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比,由此进一步得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
五、计算应用题(2个小题,28题8分、29题6分、30题9分,共23分)
28.在如图甲所示的电路中,电源电压为18V保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表A的示数如图乙(a)所示。
(1)求电阻R1两端的电压U1。
(2)求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
(3)现有标有“20Ω 2A”、“50Ω 1A”字样的滑动变阻器可供选择,有一个表盘如图乙(b)所示的电压表可接入电路。
当选用标有______字样的变阻器替换,并把电压表接入______两点间时(选填“AB”、“CD”、“AB或CD”),在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量ΔU最大。求电压表示数的最大变化量ΔU最大。
【答案】(1)8V。
(2)12.5Ω。
(3)“20Ω 2A”, CD,12V。
【解析】(1)U1=IR1=0.8A×10Ω=8V;
(2)R总=22.5Ω; R2=R总-R1=22.5Ω-10Ω=12.5Ω。
(3)“20Ω 2A” CD
当R2=0Ω时,I=1.8A<2A,此时U2最小=0V;
当R2=20Ω时,I=0.6A,此时U2最大=IR2=0.6A×20Ω=12V;
ΔU最大=U2最大-U2最小=12V-0V=12V。
29.如图1所示的电路中,定值电阻R1为10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变.闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图2所示.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值.
【答案】(1)电源电压为6V;
(2)滑动变阻器的最大阻值为20Ω.
【解析】由图1可知,两电阻串联,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,根据U=IR求出电源电压;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、电压表的示数最大,由图象读出电流和电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值.
(1)由图1可知,两电阻串联,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2可知I1=0.6A,
由I=可得,电源的电压:
U=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
(2)由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值:
R2===20Ω.
30.电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻,一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器,当控制其阻值从0变为60Ω,测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,已知电源电压恒定不变.
(1)当通过传感器的电流为0.1A时,传感器的电阻为 Ω;
(2)求P1的值;
(3)求R0的阻值.
【答案】(1)60;
(2)P1的值为0.6W;
(3)R0的阻值为15Ω.
【解析】由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)由题知,电阻式传感器的阻值从0变为60Ω,传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示;
由图乙可知,通过传感器的电流最小为0.1A,由欧姆定律可知电路中的总电阻最大,传感器的电阻最大,即为60Ω;
(2)当I=0.1A时,P1的值:P1=I2R=(0.1A)2×60Ω=0.6W;
(3)当电路中的电流I=0.1A时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=可得,电源的电压:
U=I(R0+R)=0.1A×(R0+60Ω)……①,
当R=0Ω时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流最大,由图乙可知最大电流I′=0.5A,
则电源的电压:
U=I′R0=0.5A×R0……②
因电源的电压不变,
所以,0.1A×(R0+60Ω)=0.5A×R0,
解得:R0=15Ω.
人教版九年级全册第二十一章 信息的传递综合与测试练习: 这是一份人教版九年级全册第二十一章 信息的传递综合与测试练习,共17页。试卷主要包含了选择题,填空题,分析简答题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版九年级全册第二十章 电与磁综合与测试当堂达标检测题: 这是一份初中物理人教版九年级全册第二十章 电与磁综合与测试当堂达标检测题,共18页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,分析简答题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版九年级全册第十九章 生活用电综合与测试练习: 这是一份初中物理人教版九年级全册第十九章 生活用电综合与测试练习,共16页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,简答题,计算题,综合素养题等内容,欢迎下载使用。