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沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律同步练习
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、如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S、S1后,再断开S1时( )
A.灯L的亮度变暗 B.电压表V的示数变小
C.电流表A1的示数变大 D.电流表A的示数变小
2、关于图所示的实物电路,在S1、S2都闭合后,下列说法正确的是( )
A.通过L1与L2的电流一定相等
B.通过L1与L2的电流一定不相等
C.L1与L2两端的电压一定相等
D.L1与L2两端的电压之和等于电源电压
3、对下列物理量数值的估计,最接近实际的是( )
A.教室内一盏日光灯正常工作时的电流约为1A
B.电饭煲的发热电阻约为55Ω
C.电视机工作一小时消耗的电能约为1kW·h
D.对人体的安全电压为36V
4、由欧姆定律的公式,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成反比
D.通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
5、将阻值不同的电阻R1、R2按甲图所示电路连接,闭合开关S后,电流表示数为0.6A;保持电源电压不变,再将电阻R1、R2按乙图所示电路进行改接,闭合开关S后,关于电流表的示数,下列说法中正确的是( )
A.一定小于0.6A B.一定大于2.4A
C.一定大于0.6A,但小于1.2A D.一定大于1.2A,但小于2.4A
6、如图所示,这是一种显示汽车油箱油量的装置图,其中滑杆P相当于滑动变阻器R的滑片,下列关于该装置的说法错误的是( )
A.若电流表读数增大,R接入电路的电阻减小
B.若电流表读数增大,表明油量增多
C.若电流表读数减小,电阻的功率减小
D.若电流表读数减小,滑动变阻器R两端的电压减小
7、关于对欧姆定律的公式I=,及变形式R=的理解,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.通过导体的电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流和导体两端的电压无关
8、小慧为了测量未知电阻RX,利用学生电源(两端电压不变且未知)、已调零的电流表、阻值已知的定值电阻R0、开关、导线等实验器材,连接了如图所示实验电路。当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;当只闭合开关S2时,电流表的示数为I2。则下列四个选项中,RX的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
9、在图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P D.增大电源电压,向左移动滑片P
10、图甲所示是一款雾霾浓度检测仪,其检测原理如图乙所示,R0是定值电阻,传感器 R1的电阻随雾霾浓度的增大而减小。当雾霾浓度增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变小,电流表示数变小
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、在科创活动中,冯森需要一个4Ω的电阻,他可以将一个20Ω的电阻跟一个______Ω的电阻______联来获得。
2、两个灯泡的规格分别为“6V,1.2W”和“3V,0.9W”,将它们串联后接入电路,其总电压不能超过______V;将它们并联后接入电路,其总电流不能超过______A。
3、如图所示是汽车自动测定油箱内油面高度的装置原理图,图中的油量表实质是______表改装而成的,定值电阻R0的作用是______,在加油的过程中,油量表的示数______。(选填“变大、变小、不变”).
4、如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表测___________两端的电压;当R2的滑片P向右移动时,电流表的示数将___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
5、如图所示电路,电源电压为18V,电流表量程为“0~3A”,电压表V1量程为“0~6V”,电压表V2量程为“0~15V”,滑动变阻器规格为“48Ω 2A”,小灯泡L标有“12V 12W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证电路安全的情况下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,电路的最大总功率为________W,灯泡的最小功率为_________W。
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、图甲为超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值;
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度。
3、如图所示,,,,电源电压恒定不变,若开关S1闭合,S2断开时,电流表的读数是0.3A,求:
(1)电源电压多大?
(2)当S1和S2都断开时,电流表的读数多大?两端的电压是多少?
(3)当S1和S2都闭合时,电流表的读数是多大?
4、如图所示电路中,电源电压为3V,定值电阻R1上标有“8Ω 0.5A”,定值电阻R2上标有“■Ω 0.5A”,电阻箱R阻值可调范围是0~999.9Ω。
(1)将电阻箱阻值调至0Ω,当S1、S2均闭合时,电流表示数为0.5A,求R2的阻值;
(2)若更换电池,电源电压为6V,则当S1闭合、S2断开时,在确保电路安全的情况下:
①求电阻箱接入电路的阻值范围;
②若将定值电阻R1更换为定值电阻Rx,仅通过调节电阻箱的方式使电压表和电流表示数分别发生变化,若调节前后电阻箱的阻值分别为5Ω和10Ω,发现其中一只电表示数变化的数值为另一电表的0.1倍,求Rx的阻值。
5、如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,请根据图像求下列问题:
(1)定值电阻R1的阻值。
(2)变阻器R2的最大阻值。
(3)当滑片P在中点时R1的电功率为多少?
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接了部分实验电路。
(1)小刚在连接实验电路之前,应该首先将开关______;
(2)请你用笔画线代替导线,帮小刚连接成完整的实验电路,并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大______;
(3)小刚连接完成上述实验电路,检查无误后,闭合开关。发现小灯泡不亮。小刚想:是不是电路中某处发生了断路?此时,小刚检验实验电路是否发生断路最简单的操作是:______,观察小灯泡是否发光;
(4)小强认为在电路中连入一只电流表,观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断,电流表可以串联在这个电路中的 ______。
A.电源和开关之间 B.开关和小灯泡之间
C.小灯泡和滑动变阻器之间 D.滑动变阻器和电源之间
2、在“探究导体中电流与电阻的关系”实验中,选择的电源电压恒为4.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实验电路连接完整;______
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至最______ (选填“左”或“右”)端。闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数,移动滑片P,电流表示数改变,则电路故障可能是______。
(3)排除故障,完成5Ω定值电阻的实验后,断开开关,用10Ω定值电阻替换5Ω定值电阻,直接闭合开关,应将滑片P向______ (选填“左”或“右”)滑动,从而实现控制电压不变的目的;
(4)小组同学根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图乙所示,分析可得出结论:在电压一定时,______成反比;
(5)实验中选用的滑动变阻器的规格是______。
A.10Ω 2A B.20Ω 0.5A C.50Ω 1A
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
由电路图可知,开关S、S1闭合时,灯泡与定值电阻R并联,电流表A测干路电流,电流表A1被短路无示数,电压表测电源两端的电压。再断开S1时,灯泡与定值电阻仍并联,电流表A、A1均测干路电流,电压表测电源两端的电压。
由电源电压保持不变可知,电路中的总电流不变,则电压表V和电流表A的示数均不变。由灯泡两端的电压不变可知,灯泡的电流不变,则灯泡的亮暗不变。因电流表A1从无示数变为有示数,可知电流表A1的示数变大。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2、C
【详解】
AB.如图可知,在S1、S2都闭合后,两灯泡并联,故有
U=U1=U2
各支路电流
,
因为电阻R1、R2未知,所以I1、I2的关系也不能确定,故AB错误;
CD.因为在S1、S2都闭合后,两灯泡并联,所以有
U=U1=U2
故C正确,D错误。
故选C。
3、B
【详解】
A.教室内一盏日光灯正常工作时的电流约为0.1A,故A不符合题意;
B.电饭煲的加热功率约为880W,发热电阻为
=55Ω
故B符合题意;
C.电视机正常工作的功率约为150W,正常工作一小时消耗的电能约为
W=Pt=0.15kW×1h=0.15kW·h
故C不符合题意;
D.对人体的安全电压是不高于36V,故D不符合题意。
故选B。
4、B
【详解】
A.电阻是导体的一种基本属性,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电流无关,故A错误;
B.当电阻一定时,电阻两端的电压越大,通过它的电流越大,即通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故B正确;
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,通过它的电流越小,即通过导体的电流与电阻成反比,故C错误;
D.由B、C分析知,通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻有关,故D错误。
故选B。
5、B
【详解】
本题采用赋值法,设电源电压U=6V,甲图中, R1、R2串联,据欧姆定律可得
R1+R2===10Ω
再设R1=4Ω,R2=6Ω,乙图中,R1、R2并联,干路电流
I′=+=+=2.5A
故ACD错误,B正确。
故选B。
6、D
【详解】
A.分析电路,R0和R的下半部分串联接入电路,电流表测该电路电流。当R接入电路的电阻减小,电路的总电阻也变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表示数变大,故A正确,不符合题意;
B.油量增多,浮子上浮,滑片向下移动,R接入电路的电阻减小,电路的总电阻也变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表示数变大,故B正确,不符合题意;
C.R0的功率,R0电阻不变,电流表读数减小,流过它的电流变小,其功率变小,故C正确,不符合题意;
D.R0两端电压,电流表读数减小,流过R0的电流变小,R0电阻不变,它两端电压变小。电源电压不变,由串联电路的分压规律可知R两端电压变大,故D错误,符合题意。
故选D。
7、D
【详解】
A.根据欧姆定律的内容可知,电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故A错误;
BCD.电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;导体两端的电压为零时,导体的电阻并不为零,故D正确,BC错误。
故选D。
8、C
【详解】
如图所示,当开关S1、S2都闭合时,R0和Rx并联,电流表测量干路电流,有
I0+Ix=I1
当只闭合开关S2时,R0单独工作,电流表测量R0的电流,即I0=I2,所以通过Rx的电流为
Ix=I1-I2
根据并联电路电压特点及欧姆定律,Rx两端的电压
Ux=U0=I2R0
所以
故ABD错误,C正确。
故选C。
9、C
【详解】
由于电路为串联电路,根据串联分压特点,电阻R1阻值变大,则电压变大。
A.电源电压不变,不移动滑片P,由串联分压规律可知电压表示数变大,故A不符合题意;
B.电源电压不变,向左移动滑片,R2阻值变小,R2电压变小,R1电压变大,故B不符合题意;
C.减小电源电压,总电阻不变。根据串联分压特点R1电压变小,可能使电压表示数与替换R1前相等,故C符合题意;
D.增大电源电压,向左移动滑片P,电源电压变大,总电阻变小,根据串联分压特点R1电压会变大,故D不符合题意。
故选C。
10、C
【详解】
由电路图可知,R0与R1串联接入电路,电流表测电路中电流,电压表测R0两端电压,由题意可知,当雾霾浓度增大时,R1的阻值减小,故可知电路中的总电阻减小,电源电压不变,故由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由串联电路电阻等比例分压可知,R1两端电压减小,R0两端电压增大,即电压表示数变大。故ABD错误,C正确。
故选C。
二、填空题
1、 5 并
【详解】
[1][2]串联电路中总电阻大于各部分电阻,故需要一个电阻与20Ω的电阻并联,由并联电路电阻规律可得
解得
2、 8 0.4
【详解】
[1]两个灯泡的规格分别为“6V,1.2W”和“3V,0.9W”,则根据电功率的推导式可知,两灯泡的电阻分别为
设总电压不能超过U,串联电路电流处处相等,把它们串联后接入电路,流过它们的电流是相等的,设总电压为U情况下的电流为I,那么根据欧姆定律的推导式可得到
而两个灯泡的电压最大分别不能超过6V、3V,则可得到
分别解得、,取,即电路的电流最大只能为0.2A,那么总电压最大为
其总电压不能超过8V。
[2]将它们并联后接入电路,并联电路灯泡两端的电压都相等,而两个灯泡的电压最大分别不能超过6V、3V,取最小的电压3V,即电路的总电压最大为3V,两灯泡的电阻分别为、,则流过两电阻的电流分别为
并联电路的干路电流等于各支路电流之和,那么其总电流最大为
其总电流不能超过0.4A。
3、 电流 保护电路 变大
【详解】
[1]电流表与待测电路串联中,由图可知,油量表是串联在电路中的,因此油量表的实质是电流表改装而成的。
[2]当滑动变阻器连入电路的阻值为零时,若没有定值电阻R0,电源会短路,因此定值电阻R0的作用是保护电路。
[3]在加油的过程中,油液面上升,浮标上升,杠杆顺时针转动,滑动变阻器连入电路的阻值会变小,由串联电阻的规律,电路的总电阻会变小,根据可知,电路中的电流会变大,即油量表示数变大。
4、 R1 变小
【详解】
[1]电路图中R1和R2串联,电压表并联在R1的两端,开关S闭合后,电压表测量R1两端的电压。
[2]当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,串联电路中的总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流减小,即电流表的示数变小。
5、 9 1.08
【详解】
[1]小灯泡的电阻为
当电压表V1示数最大时电路中电流最大,最大电流为
电路的最大功率为
[2]当滑动变阻器电阻全部接入电路时,此时电路中电流最小,最小电流为
电压表V2的示数最大,最大值为
V1示数最小,最小值为
各个仪表都不会超过量程,灯的最小功率为
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);(2);(3)20%
【详解】
解(1)由图丙可知,当空气中的湿度为90%时,
(2)根据串联电路的分压规律可得R0两端的电压
电路中的电流
(3)电流表的示数为0.2A时电路的电阻为
此时湿敏电阻R的阻值
由图丙可知当时,空气中的湿度大约为20%
答:(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值是。
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数是0.1A。
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度是20%。
3、 (1)9V;(2)0.225A,2.25V;(3)0.75A
【详解】
(1)开关S1闭合,S2断开时,被短路,断路,电路中只有接入电路,则电源电压为
(2)当S1和S2都断开时,与串联,则电流表的示数为
两端的电压为
(3)当S1和S2都闭合时,被短路,与并联,并联后的总电阻为
则电流表的示数为
答:(1)电源电压为9V;
(2)当S1和S2都断开时,电流表的读数为0.225A,两端的电压为2.25V;
(3)当S1和S2都闭合时,电流表的读数为0.75A。
4、(1);(2)①4~8Ω;②
【详解】
解:(1)如图所示,当S1、S2均闭合时,电阻箱阻值调至0Ω,则R1与R2并联,经过R1的电流为
根据并联电路电流的规律可得经过R2的电流为
所以R2的阻值为
(2)当S1闭合、S2断开时,R1与电阻箱串联,电压表测电阻箱两端电压。
①R1允许的最大电流为0.5A,电流表允许的最大电流为0.6A,故电路允许最大电流为时,电路中总电阻为
所以此时电阻箱接入的最小阻值为
电压表接入的量程为0~3V,即电阻箱两端最大电压为3V,此时R1两端电压为
此时电路中的电流为
所以电阻箱接入的最大阻值为
所以电阻箱接入电路的阻值范围4~8Ω。
②当时,由欧姆定律及串联电路电阻的关系可得电流表示数为
则电压表的示数为
同理,当时,电流表示数为
则电压表的示数为
根据欧姆定律,当接入电阻变大时,电路中电流变小,电流表示数变小,Rx两端电压变小,电阻箱两端电压变大,即电压表示数变大,则电流表和电压表示数变化量分别为
如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,所以电压表的示数变化量要大于电流表示数变化量,故,即
解方程可得。
答:(1)R2的阻值;
(2)①电阻箱接入电路的阻值范围4~8Ω;
②Rx的阻值为。
5、(1)6Ω;(2)12Ω;(3)3.375W
【详解】
解:(1)由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,电压表和电流表的示数最大,由图乙可知,电源的电压U=9V,电路中的电流I=1.5A,由可得,定值电阻R1的阻值
(2)当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流和电压表的示数最小,由图乙可知,电压表的示数U1=3V,电路中的电流I′=0.5A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器R2两端的电压
U2=U-U1=9V-3V=6V
则变阻器R2的最大阻值
(3)当滑片P在中点时,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
则电压表的示数
U1′=I1R1=0.75A×6Ω=4.5V
则此时R1的电功率
P1=I1U1′=0.75A×4.5V=3.375W
答:(1)定值电阻R1的阻值为6Ω;
(2)变阻器R2的最大阻值为12Ω;
(3)当滑片P在中点时R1的电功率为3.375W。
四、实验探究
1、 断开 向右移动滑片 ABCD
【详解】
(1)[1]在连接电路前,开关应处于断开状态。
(2)[2]题目所进行的探究是用滑动变阻器来调节小灯泡的亮暗程度,那么变阻器应串联在电路中,而变阻器的接线柱应是一上一下的接法。电路中,滑片置于变阻器的最左端,为了让变阻器接入电路的阻值最大,下面的接线柱应接在右端,电路连接如下:
(3)[3]闭合开关,小灯泡不亮,可能是变阻器接入电路的阻值太大,造成电路中的电流太小,那么可向右调节滑片,让变阻器接入电路的阻值变小,观察小灯泡是否发光。
(4)[4]实验所用电路是串联电路,则电流处处相等,那么可将电流表接入电路的ABCD任何一处。
2、 左 定值电阻短路 左 电流与电阻 C
【详解】
(1)[1]根据图乙可知,电路中最大电流为0.6A,所以电流表选择0~0.6A量程;定值电阻两端电压为
所以电压表选择0~3V量程;电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡的两端,故连接电路如下图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,故滑片位于最左端;闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,可能是定值电阻短路,导致电压表也被短路。
(3)[4]探究导体中电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端电压不变,用10Ω定值电阻替换5Ω定值电阻,定值电阻的阻值变大,根据串联分压原理可知,定值电阻两端电压变大,要使其两端电压不变,应该增大滑动变阻器接入电路的阻值,使其分得更大的电压,直到定值电阻两端电压与原来相同,所以应将滑片P向左移动。
(4)[5]如图乙所示,,电阻越大,电流越小,且电阻与电流的乘积是一个定值,故可得出结论:当电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)[6]由图乙可知,定值电阻最大为25Ω,当将此电阻接入电路时,电路中电流为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器接入电路的阻值应为
由图乙可知,电路中最大电流为0.6A,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
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