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沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律达标测试
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 20分)
一、单选题(10小题,每小题2分,共计20分)
1、如图是利用数字化电压—电流传感器测量电阻后绘出的不同电阻的图像。由图可知,以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.无法比较、、大小
2、如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光。一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电压表和电流表示数都不变,则故障原因可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.灯L2断路
3、如图的所示的四个电路中,电源电压U相同,R1<R2,电路的总电阻最小的是( )
A. B.
C. D.
4、如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则( )
A.a表是电压表
B.先闭合S1、S2,再闭合S3,a表示数无变化
C.S1、S2、S3都闭合,移动滑片P,a、b两表示数无变化
D.S1、S2、S3都闭合,b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
5、如图所示,AB和BC是由不同材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后接入电路中,下列说法正确的是( )
A.AB段电阻大,电流小
B.BC段电阻小,电流小
C.AB段电阻一定大,电流与BC段相等
D.BC段电阻可能大,电流与AB段相等
6、在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P由最右端向中间移动时,变小的是( )
A.电流表A示数与电流表A1示数的差值
B.电流表A示数与电流表A1示数的比值
C.电压表V示数与电流表A示数的比值
D.电压表V示数与电流表A1示数的比值
7、由欧姆定律I=变形可得R=,以下说法正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
8、图甲是热敏电阻RT和定值电阻R的U﹣I关系图像,RT的阻值随温度的升高而变小。将RT和R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙和丙。若乙图中加在两电阻上的电压,丙图中,则下关系式中正确的是( )
A.m= B.m> C.m< D.m=n
9、如图甲所示,电源电压为18V,滑动变阻器标有“”,当开关S闭合,滑动变阻器滑片P滑至中点时,电压表的示数如图乙所示,下列说法不正确的是
A.定值电阻R的阻值为10
B.电路的最小电流为0.6A
C.滑动变阻器滑片P移动到最左端时,电流表示数最大
D.滑动变阻器滑片P移动到最右端时,电压表示数最大
10、图示为电阻R1和R2的I-U图像,由图可知( )
A.R1的阻值为5Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
第Ⅱ卷(非选择题 80分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、如图所示,当开关S、S1闭合时,滑动变阻器的滑片P向右移动,灯泡L的亮度______(选填“变亮”“变暗”或“不变”)当开关S闭合、S1断开时,滑动变阻器的滑片P向右移动,电压表V的示数______(选填“变大”“变小“或“不变”)
2、如图中,电阻箱的示数为_______Ω。
3、在综合实践活动中,小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪,原理如图所示,电源电压恒为6V ,R1=30Ω,电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表示数为0.05A。挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。
(1)挡板P由B端向A端滑动时,电流表示数______,电压表示数______。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)当推动挡板P由B端到A端时,电压表示数是多少?______
(3)国家体质标准中九年级男生坐位体前屈成绩大于17.8cm为优秀。小林进行测试时电压表示数为3V,请通过计算判断小林的成绩是否达到优秀。______
4、图是小华探究电流与电阻关系的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间______不变。换接电阻多次实验,是为了______。
5、如图所示,电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,另一根导线应与滑动变阻器的_________(选填“A”、“C”或“D”)接线柱连接,滑动变阻器是通过改变电阻丝的_________来改变电阻的大小。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、如图所示的电路中,电源电压18V不变,灯泡L1的电阻是20Ω,L2的电阻是5Ω。求:
(1)电路的总电阻;
(2)电路中的电流。
(3)L2两端的电压。
2、小明家的电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位,其内部简化电路图如图甲所示,定值电阻R1的U-I图像如图乙所示。已知U=220V、R2=525.8Ω、c水=4.2×103J/(kg·℃)、ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)求定值电阻R1的阻值;
(2)求电热水壶的加热功率;
(3)已知电热水壶加热效率为80%,将1.5L水从20℃加热到100℃,求:
①水吸收的热量?
②需要消耗的电能?
3、如图所示,电路的电源电压不变,R1=5Ω,灯L标有“8V 0.8A”字样(灯泡电阻不受温度影响),电流表量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R2标有“45Ω 2A”字样。
(1)只闭合开关S1时,电流表的示数为0.6A,求电源电压;
(2)闭合开关S2、断开开关S1、S3,调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光,求滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)闭合开关S1、S2、S3,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
4、在如图的电路中,已知电阻R1的阻值为20Ω,闭合开关S,电流表A的示数0.7A,电流表A1的示为0.3A。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
5、如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源两端的电压;
(2)只闭合开关S2时,电流表的示数;
(3)开关S1、S2均闭合时,电流表的示数。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来;______
(2)该实验原理为______;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图丙所示,读数为______A,被测电阻R的阻值为______Ω;
(4)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只标有电阻“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图丁所示的实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:丁图中Rx=______(用R 、I1、I2表示)。
2、在“探究电流与电阻的关系”实验中:
【进行实验与收集证据】
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大;( )
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,其原因可能是___________,接下来的规范操作应是___________;
(3)实验过程中,将5 Ω的电阻接入电路中,闭合开关,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。将5 Ω的电阻更换为10 Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向_______(选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为_______V。当把30 Ω的定值电阻接入电路中时,小明无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明选择的滑动变阻器最大阻值________(选填“过大”或“过小”)。
(4)根据实验数据绘制出如图丙所示的图像;
【分析论证】通过图像可以得到的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
由图像可知,当电压一定时,通过R1、R2、R3的电流关系大小为
I1<I2<I3
根据欧姆定律可得
所以三个电阻的大小关系为
故ACD错误,B正确。
故选B。
2、B
【详解】
开关S闭合后,L1与L2并联,电流表测L2的电流,电压表测电源或灯泡两端电压。
AC.灯L1短路或灯L2短路,都会导致电源短路,会损坏电源,电流表与电压表均变为0,故AC不符合题意;
B.灯L1断路,由于并联电路相互不影响,L2仍能照常发光,电流表与电压表示数都不变,故B符合题意;
D.灯L2断路,该支路电流为0,电流表示数变为0,电压表测电源电压,保持不变,故D不符合题意。
故选B。
3、D
【详解】
由并联电路电阻越并越小,小于任何一个分电阻可知,R1和R2组成并联电路的总电阻小于R1的阻值,故两电阻并联后的总阻值是里面最小的。
故ABC不符合题意;
D符合题意。
故选D。
4、C
【详解】
A.只闭合S1时,a、b两表串联,由a表无示数、b表有示数可知,a表应为电流表,b表应为电压表,c表在干路中有示数且示数随滑片P的移动发生变化,说明c表是电流表,此时只有R3的简单电路,电流表测量通过R3的电流,故A不符合题意;
B.先闭合S1、S2,c电流表将R1和R2短路,只有R3的简单电路,a电流表和b电压表串联,a表示数为零,再闭合S3,R1、R2和R3并联,a电流表测量R1和R2的电流,a电流表有示数,故B不符合题意;
CD.S1、S2、S3都闭合,R1、R2和R3并联,a电流表测量R1和R2的电流,电压表测量电源电压,移动滑片P,电压表示数不变,由并联电路的特点可知a表的示数不变,由欧姆定律可知b表示数除以a表示数等于电阻R1和R2的总阻值,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
5、D
【详解】
导体AB和BC串联后接入电路中,根据串联电路电流规律可知,通过导体AB和BC的电流相同;因为导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,由题干,导体AB和BC长度相同,而材料、横截面积不同,温度未知,则导体AB和BC段电阻大小无法确定。故ABC错误,D正确。
故选D。
6、C
【详解】
A.由图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路中的电流,电压表测量电源电压。当滑动变阻器的滑片P由最右端向中间移动时,电压表V的示数不变,变阻器R2接入电路中的电阻变小,由可知通过R2的电流变大,由并联电路电流的规律可知电流表A示数与电流表A1示数的差值等于通过R2的电流,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值变大,故A不符合题意;
B.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,通过R2的电流变大,由并联电路的电流特点可知,干路电流变大,即电流表A的示数变大,电流表A示数与电流表A1示数的比值变大,故B不符合题意;
C.电压表V的示数不变,电流表A的示数变大,所以电压表V示数与电流表A示数的比值变小,故C符合题意;
D.电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,所以,电压表V示数与电流表A1示数的比值不变,故D不符合题意。
故选C。
7、C
【详解】
导体的电阻是导体的一种属性,导体两端的电压及通过它的电流的大小不会影响导体电阻的大小,而电路中导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,当电路中的电压一定时,改变电路中的电阻大小,通过电阻的电流会与电阻成反比,故ABD错误,C正确。
故选C。
8、B
【详解】
根据串联分压,电压之比为
如图甲,R是定值电阻,故
如图丙,电流之比为
则此时的热敏电阻为
由于丙图,热敏电阻的电压大,电流做功比较多,温度比较高,而RT的阻值随温度的升高而变小,故
故
故
故ACD错误,B正确。
故选B。
9、C
【详解】
A.电源电压为18V,滑动变阻器滑片P滑至中点时,滑动变阻器阻值为10Ω,刚好分得9V电压,根据串联电路分压定律可得定值电阻R的阻值为10,A正确,但不符合题意;
B.当滑动变阻器滑片P滑到最右端时,电路电阻最大,电流最小为
B正确,但不符合题意;
C.滑动变阻器能承受的最大电流为1A,因此电路最小电阻为
滑动变阻器至少接入的电阻为
当滑动变阻器往左滑动的过程中,接入电阻小于8Ω时,电路电路大于1A,滑动变阻器烧坏,此时电路电流为0A,C错误,但符合题意;
D.滑动变阻器滑片P移动到最右端时,滑动变阻器电阻最大,电压表测量滑动变阻器电压,根据串联电路分压原理可知,电压表示数最大,D正确,但不符合题意。
故选C。
10、C
【详解】
AB.由图知电阻R1和R2的I-U图像,都是过原点的斜线,说明电阻R1和R2两端的电压与通过它们的电流成正比,两电阻的阻值是固定不变的。当电压为1V时,通过电阻R1和R2的电流分别为0.10A、0.20A,由欧姆定律可知,电阻R1和R2的阻值分别为
由计算可知,R1的阻值大于R2的阻值。故AB不符合题意;
C.将R1、R2串联接入电路,由串联电路电流处处都相等可知,通过电阻R1和R2的电流相同,因R1的阻值大于R2的阻值,由U=IR可知,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压。故C符合题意;
D.将R1、R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,电阻R1和R2两端的电压相等,因R1的阻值大于R2的阻值,由可知,通电后通过R1的电流小于通过R2的电流。故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、 变亮 变小
【详解】
[1]开关S、S1闭合时,灯泡和滑动变阻器右端串联,电压表测电源电压,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流增大,灯泡变亮。
[2]开关S闭合,S1断开时,灯泡和滑动变阻器串联,且调节滑片不改变滑动变阻器接入电路的阻值,即调滑片时,电流不变,电压表测灯泡和滑动变阻器右端电阻的总电压,根据串联分压,滑片向右移动时,所测电阻变小,其两端电压变小。
2、2819
【详解】
如图所示,是电阻箱,在千位数上读2,在百位上的数是8,在十位上的数是1,在个数上的数是9,故读数为2819Ω。
3、 不变 变大 4.5V 是
【详解】
(1)[1]由图知, R1和R2串联,电压表与R2 部分电阻并联;挡板P由B端向A端滑动时电路中电压电阻不变。由欧姆定律得,电路中电流不变,即电流表示数不变。
[2]挡板P由B端向A端滑动时,与电压表并联的电阻变大,由串联分压原理知,电压表示数变大 。
(2)[3]挡板P在A端时,R1和RAB串联
即
解之得
电压表示数
(3)[4]当电压表示数为3V时
则
故小林的成绩为优秀。
4、 电压 寻找普遍规律
【详解】
[1]探究电流与电阻关系的实验中,在更换电阻的过程中需控制电阻两端的电压保持不变,即控制AB间电压保持不变。
[2]在AB间更换不同的电阻进行多次实验,得出多组数据,根据多组数据进行分析,得出电流与电阻关系,这样得出的结论具有普遍性。所以换接电阻多次实验,是为了寻找普遍规律。
5、 C 长度
【详解】
[1]电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,用入电路的电阻为CP段,则另一根导线应与滑动变阻器的C接线柱连接。
[2]滑动变阻器是通过改变电阻丝的长度来改变电阻的大小,接入电路的电阻丝越长,电阻越大。
三、计算题
1、(1)25Ω;(2)0.72A;(3)3.6V
【详解】
解:(1)由图知道,灯泡L1、L2串联,由串联电路特点知道,电路的总电阻
R总=R1+R2=20Ω+5Ω=25Ω
(2)由欧姆定律知道,电路的电流
(3)由欧姆定律知道,L2两端的电压
答:(1)电路的总电阻是25Ω;
(2)电路中的电流是0.72A;
(3)L2两端的电压是3.6V。
2、(1)24.2Ω;(2)2000W;(3)5.04×105J,6.3×105J
【详解】
解:(1)由图乙可知,当电压为12.1V时,通过的电流为0.5A,根据可得R1的阻值
(2)由电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,两电阻串联,当开关S1、S2均闭合时,为电阻R1的简单电路;根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一串联电阻的阻值,根据,当两电阻串联时,电阻最大,电功率最小,为保温状态;当只有电阻R1工作时,电阻最小,电功率最大,为加热状态;故当开关S1、S2均闭合时,为电阻R1的简单电路,此时为加热状态,电热水壶的加热功率
(3)水的体积
由得,水的质量
水吸收的热量
根据可得,需要消耗的电能
答:(1)定值电阻R1的阻值24.2Ω;
(2)电热水壶的加热功率为2000W;
(3)水吸收的热量为5.04×105J,需要消耗的电能为6.3×105J。
3、(1)9V;(2)1.25Ω;(3)7.5Ω~45Ω
【详解】
(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,小灯泡的电阻
电源的电压
U=I(R1+RL)=0.6A×(5Ω+10Ω)=9V
(2)闭合开关S2、断开开关S1、S3,滑动变阻器和小灯泡串联。当小灯泡正常发光时,通过小灯泡的电流为0.8A,加在小灯泡两端的电压为8V,根据串联电路电流的特点可知,通过滑动变阻器的电流为0.8A,由串联电路电压特点可知,加在滑动变阻器两端电压
UP=U-U额=9V-8V=1V
则滑动变阻器连入电路的阻值
(3)闭合开关S1、S2、S3,小灯泡L短路,R1和R2并联。电流表测干路电流,电压表测并联电路电压。此时通过R1的电流
因电流表量程为0~3A,则干路电流最大为3A,故通过滑动变阻器的最大电流
则滑动变阻器连入电路的最小阻值
当变阻器滑片移动最右端时,变阻器接入阻值最大,总电流最小,没有超过电流表量程,故变阻器的最大电阻为45Ω,在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2的阻值取值范围为7.5Ω~45Ω。
答:(1)电源电压是9V;
(2)闭合开关S2、断开开关S1、S3,调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光,滑动变阻器连入电路的阻值是1.25Ω;
(3)闭合开关S1、S2、S3,在保证电路安全的情况下,变阻器连入电路的阻值范围是7.5Ω~45Ω。
4、(1)6V;(2)15Ω
【详解】
解:(1)由电路图可知,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量电阻R1支路电流,电源电压U为
(2)由并联分流可知电阻R2支路电流为
电阻R2的阻值为
答:(1)电源电压U为6V;
(2)电阻R2的阻值为15Ω。
5、(1)6V;(2)0.2A;(3)0.5A
【详解】
解:(1)只闭合开关S1时,只有电阻R1接入电路中,电流表测的是通过电阻R1的电流,由可得,电源两端的电压为
(2)只闭合开关S2时,只有电阻R2接入电路中,电流表测的是通过电阻R2的电流,因此电流表的示数为
(3)开关S1、S2均闭合时,电阻R1和R2并联,因此电阻R1和R2两端的电压仍然为电源电压6V。根据并联电路中电流的规律可知电流表的示数为各支路电流之和。即
答:(1)电源两端的电压为6V;
(2)只闭合开关S2时,电流表的示数为0.2A;
(3)开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为0.5A。
四、实验探究
1、 0.3 10
【详解】
(1)[1]在伏安法测电阻实验中,滑动变阻器接线柱应一上一下连接,滑动变阻器要与待测电阻串联,如图所示:
(2)[2]伏安法测电阻的原理是
(3)[3]电流表接小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A。
[4]被测电阻R的阻值为
(4)[5]如图丁,闭合开关S,调节滑片位于最左端时,RX与滑动变阻器R并联,此时电流表测干路电流读出电流表的示数为I1;闭合开关S,调节滑片位于最右端时,RX被短路,只有滑动变阻器R接入电路,读出电流表的示数为I2;可得电源电压为
当RX与滑动变阻器R并联, RX的电流为
当RX与滑动变阻器R并联,RX与滑动变阻器R两端电压相等,且为电源电压,RX的阻值为
2、 定值电阻处断路 断开开关,更换定值电阻 右 2 过小 反比
【详解】
(1)[1] 当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,说明滑片向左移时滑动变阻器的电阻变小,因此应接入要接入滑动变阻器左下接线柱,如下图所示:
(2)[2][3]电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则说明定值电阻可能断路,电压表相当于串联在了电路中,这时候由于电压表内阻很大,电源电压几乎全部分配到电压表,因此电压表示数接近于电源电压;接下来的操作是断开开关,更换定值电阻。
(3)[4][5]此时电流表示数为0.4A,定值电阻阻值为5Ω,所以定值电阻两端电压为
U1=IR1=0.4A×5Ω=2V
当把5Ω的电阻更换为10Ω电阻时,根据串联电路的分压原理可知,电阻变大,电阻两端的电压也会变大,大于2V,为了保持定值电阻两端电压不变,就要使滑动变阻器多分配一点电压,滑动变阻器电阻要变大,滑片要向右移动,使电压表示数仍然为2V不变。
[6]把30 Ω的定值电阻接入电路中时,滑动变阻器接入电路的电阻也要变大,小明无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值,是因为滑动变阻器的最大阻值过小,达不到实验需要的电阻值。
(4)[7]由图像可看出,电流与电阻的乘积是一个定值,所以可得出:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
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