第十三章
欧姆定律
B卷
能力提升——2021-2022学年鲁科版(五四制)九年级上册物理单元测试AB卷
一、选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1.关于欧姆定律,下列说法中正确的是(
)
A.通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B.当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C.在同一电路中,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
D.当导体电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
2.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,下列判断正确的是(
)
A.灯泡L亮度不变,电压表示数变小
B.灯泡L亮度变亮,电压表示数变大
C.灯泡L亮度不变,电压表示数不变
D.电流表示数不变,电压表示数变大
3.某同学在探究通过导体的电流跟导体两端的电压的关系时,发现通过导体的电流随电压变化的情况如图所示,则下列结论与图像相符的是(
)
A.导体的阻值随电压和电流的增大而增大
B.当电压和电流均为0时,的阻值也为0
C.通过的电流相等时,a两端的电压较大
D.两端的电压相等时,通过a的电流较大
4.如图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图象,该导体的阻值为(
)
A.40
Ω
B.30
Ω
C.20
Ω
D.10
Ω
5.如图,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变.闭合开关S,当的滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是(
)
A.电流表的示数变小
B.电压表V的示数变大
C.电压表V的示数与电流表的示数的乘积变大
D.电压表V的示数与电流表的示数的比值变大
6.如图所示电路中,电源电压为4.5
V,是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5
V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则(
)
A.两端的电压为1.5
V
B.两端的电压为1.5
V
C.与的灯丝电阻之比为2:1
D.通过与的电流之比为1:2
7.在探究“电流与电阻关系”的实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是(
)
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2
Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
8.如图所示,保持电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,下列说法正确的是(
)
A.在甲图中,电压表V示数不变,电流表示数均变大
B.在甲图中,电流表示数变小,电压表V、电流表示数均不变
C.在乙图中,电压表示数不变,电流表A、电压表示数均变小
D.在乙图中,电压表示数变大,电流表A示数变小,电压表示数不变
二、填空题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
9.已知一个灯泡正常工作时的电压为4
V,电流为0.5
A,则该灯泡正常工作时的电阻是_________Ω.若将它接在6
V的电源下使其正常工作,需要_________联一个_________Ω的定值电阻.
10.如图所示的串联和并联电路,开关S闭合后,图甲中的电压关系________,图乙中的电流关系________(用图中所给的字母表示),若灯泡阻值为,灯泡阻值为,且,图乙中与之比为________。
11.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,电阻R的阻值为20
Ω.闭合开关和时,电阻R和灯L是_________联的;在对进行闭合或断开的操作中,电流表可读得0.5
A和0.3
A两个值,那么电源电压_________V,灯L的电阻_________Ω(设灯L的电阻不随温度变化).
12.如图所示的电路中,电源电压保持不变.当开关S由断开到闭合时,电流表的示数将_________,电压表与电流表示数的比值将_________.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
三、实验题(本题共2小题,共28分)
13.(14分)小明在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验,电源电压恒为3
V,滑动变阻器的规格是“10
Ω
1
A”.
(1)连好如图甲所示的电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,故障的原因可能是:①_________;②_________.
(2)排除故障后,小明通过实验得到的数据如表1所示,其中第1次实验的电流表示数如图乙所示,为_________A.由这三次实验可知,所用电阻R的阻值是_________Ω.根据表1中的数据,可初步得出的结论是_________.
表1
实验序号
1
2
3
电阻
电压
1
1.5
2
电流
0.15
0.2
(3)小明继续探究电流与电阻的关系,将电阻R先后更换为5
Ω和15
Ω的电阻进行实验,得到的数据如表2所示.通过分析表2中的数据,可知小明在操作过程中存在的错误是_________.
表2
实验序号
3
4
5
电阻
5
15
电压
2
1.5
2.3
电流
0.2
0.3
0.15
(4)纠正错误后,小明先后在两点间接入5
Ω、15
Ω的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2
V.接着需要更换间的电阻再进行一次实验,为了使实验顺利进行,可选择下列哪个电阻_________(填选项前字母).
A.20
Ω
B.30
Ω
C.40
Ω
14.(14分)电阻是组成电路的重要元件,很多电路中都要用到电阻。在进行电路维修时,通常要知道每个电阻的阻值,小阳想测出手中一个电阻的阻值。
(1)实验原理________。
(2)如图甲是小阳连接的电路,请指出他连接时的错误①________;②________。
(3)改正错误,在确认电路连接无误的情况下,小阳闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转,则电路发生的故障可能是以下四种中的________。
A.发生断路
B.滑动变阻器断路
C.发生短路
D.电流表处断路
(4)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,测量数据记录如表所示。
实验次数
1
2
3
电压
1.5
2.0
2.5
电流
0.16
0.24
电阻
9.4
10.4
①第2次测量时,电流表示数如图乙所示,为_______A,对应的电阻值为_______Ω。
②实验中多次测量的目的是_______,电阻_______Ω(结果保留一位小数)。
(5)实验中滑动变阻器除保护电路外,另一个主要作用是______________。
四、计算题(本题共2小题,共32分)
15.(14分)如图甲所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料承受的撞击力进行测试.在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损.从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随撞击力F变化的图像如图丙所示(图像未按比例绘制).电源电压为24
V,定值电阻.求:
(1)在重物下落的过程中,压力传感器的电阻是多少?
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?
16.(18分)室内空调和电冰箱等家用电器中的温度传感器是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的。如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02
A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150
Ω
3
A”字样。为热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,电源电压为5
V,请完成下列小题。
(1)将此电路放入温度为30
℃的环境中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻,求电流表的示数;
(2)若环境温度为40
℃,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(3)求此电路能测量的最高环境温度为多少?
答案以及解析
1.答案:D
解析:欧姆定律的内容:当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比。当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,A错误,D正确;电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体的长度、材料和横截面积等有关,与通过它的电流、它两端的电压无关,故B、C错误。
2.答案:D
解析:题图电路中,闭合开关S,滑动变阻器被接成了定值电阻,灯泡L和滑动变阻器串联在电路中,电压表测滑动变阻器右半部分的电压.移动滑片并不能改变电路中的总电阻,故电流表示数不变、灯泡亮度不变,B错误;当滑片向左移动时,电压表示数变大,故D正确,A、C错误.
3.答案:C
解析:
选项
分析
正误
A
分析图像可知,电阻一定时,电流与电压成正比
×
B
电阻是导体本身的一种性质,与其两端的电压和通过它的电流无关
×
C
由图像可知,通过的电流相等时,a两端的电压较大
√
D
由图像可知,两端的电压相等时,通过b的电流较大
×
4.答案:D
解析:由题中图象可知,通过导体的电流I跟它两端的电压U成正比,则该导体为定值电阻,当导体两端的电压时,通过导体的电流,由可得,导体的电阻。
5.答案:D
解析:
选项
分析
正误
A
两电阻并联,电流表测通过的电流,电流表测并联电路的总电流,根据并联电路各支路互不影响可知,通过的电流不变
×
B
电压表测电源电压,故电压表示数保持不变
×
C
当的滑片P向右滑动的过程中,变阻器连入电路的阻值变大,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变小,根据并联电路的电流规律可知,示数变小,电压表V的示数与电流表的示数的乘积变小
×
D
因示数变小,而电压表V示数不变,故电压表V的示数与电流表的示数的比值变大
√
6.答案:B
解析:由题图可知,闭合开关S后,与串联,电压表测两端的电压,所以两端的电压,B正确;由于在串联电路中总电压等于各分电压之和,所以两端的电压,A错误;由于在串联电路中各处的电流相等,所以通过与的电流之比为1:1,D错误;根据串联电路的分压规律可知,与的灯丝电阻之比,C错误.
7.答案:B
解析:由题中图象可知,导体中的电流与导体的电阻成反比,A错误;由题中图象知,这个不变的电压为,因为电阻两端的电压为2
V,所以电源至少选用两节新干电池(3
V),B正确;换用2
Ω电阻做实验时,要控制电阻两端的电压不变,故不需要更换电压表量程,C错误;多次实验是为了得出普遍性的规律,D错误。
8.答案:D
解析:甲图中,滑动变阻器与定值电阻并联,电压表测电源电压,测通过滑动变阻器的电流,测并联电路的总电流;因电源电压不变,则滑片移动时电压表V示数不变;将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,滑动变阻器连入电路的电阻变大,由欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流变小,即示数变小;因并联电路各支路互不影响,则通过定值电阻的电流不变,根据并联电路电流的规律可知总电流变小,即示数变小,故A、B错误。乙图中,滑动变阻器与定值电阻串联,测电源电压,测滑动变阻器两端的电压,A测电路中的电流;因电源电压不变,则滑片移动时电压表示数不变;将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,滑动变阻器连入电路的电阻变大,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表A示数变小;根据可知,定值电阻两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大,故C错误,D正确。
9.答案:8;串;4
解析:由可得,灯泡正常工作时的电阻.因电源电压大于灯泡正常工作时的电压,根据串联分压的规律,为使其正常工作,应串联一个电阻来分压;串联的电阻两端的电压,则串联的定值电阻的阻值.
10.答案:
解析:串联电路中的总电压等于各用电器两端电压之和,即;并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即;并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律知,各支路的电流为与之比为。
11.答案:并;6;30
解析:由电路图可知,和都闭合时,R与L并联,由题意可知,此时电流表示数为0.5
A;闭合、断开时,只有电阻R接入电路,电流表示数为0.3
A.由可得,电源电压,灯L的电阻.
12.答案:变大;不变
解析:开关S断开时,R和L串联,电压表测R两端的电压,电流表测串联电路中的电流,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R的阻值.开关S闭合后,L被短路,只有R接入电路,电压表测电源电压,电流表测通过R的电流,电压表与电流表示数的比值仍等于电阻R的阻值.则开关S由断开到闭合时,电流表示数变大,电压表与电流表示数的比值不变.
13.答案:(1)①电流表短路;②R断路
(2)0.1;10;当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3)没有保持电阻两端的电压一定
(4)A
解析:(1)电流表没有示数而电压表有示数,可能是电流表短路引起的,也可能是电阻R断路,导致电压表串联在了电路中,即电压表接在电源两端,电压表示数等于电源电压.
(2)由题图乙可知,其量程为0~0.6
A,分度值为0.02
A,示数为0.1
A;电阻R应为三次实验所求得电阻的平均值,为10
Ω;由表1中数据可知,在电阻不变时,电压为原来的几倍,通过的电流就为原来的几倍,故可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(3)探究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端电压不变.
(4)因为串联电路中的总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压,因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10
Ω时,定值电阻的最大阻值,即定值电阻的阻值不能超过20
Ω,结合选项可知,A符合题意,故选A.
14.答案:(1)
(2)①滑动变阻器连接了上面两个接线柱;②电压表的正负接线柱接反了
(3)A
(4)①0.2;10;②减小误差;9.9
(5)改变被测电阻中的电流和其两端的电压,以取得多组测量数据
解析:(1)该实验是用伏安法测电阻,即用电压表测定值电阻两端的电压,用电流表测通过该电阻的电流,根据计算电阻,故该实验的原理为。
(2)①滑动变阻器应一上一下地串联在电路中,而图中滑动变阻器接了两个上接线柱;②电压表并联在定值电阻的两端,且电流应从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,而图中电压表的正负接线柱接反了。
(3)闭合开关后,电流表的示数为0,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的之外的电路是完好的,则与电压表并联的断路了,故A符合题意。
(4)①题图乙中电流表选用0~0.6
A的量程,分度值为0.02
A,电流表的示数为0.2
A;对应的电阻值为;②本实验进行了多次测量的目的是减小误差;电阻为。
(5)本实验中,滑动变阻器除保护电路外,另一个主要作用是改变被测电阻中的电流和其两端的电压,以取得多组测量数据。
15.答案:(1)由题意和图乙可知,重物下落过程中,电路中的电流
两端的电压
压力传感器两端的电压
压力传感器的电阻
(2)由图丙可知,撞击力最大时,电阻最小,则电路中的电流最大;又由图乙可知,最大电流为
则,压力传感器的电阻为
由图丙可知,此时受到的撞击力
解析:
16.答案:(1)0.0125
A
(2)50
Ω
(3)50
℃
解析:由题中电路图可知,R与串联,电流表测电路中的电流。
(1)由题图乙可知,温度为30
℃时,热敏电阻的阻值为300
Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数;
(2)由题图乙所示的图象可知,环境温度为40
℃时,热敏电阻阻值为200
Ω,由电路中电流表的量程可知,电路中的最大电流为0.02
A,此时电路中的总电阻,则滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(3)由题中图象可知,热敏电阻的阻值越小,环境温度越高,结合(2)小题可知,当电路中的电流最大为0.02
A时,电路中的总电阻最小为250
Ω,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,热敏电阻的阻值最小,则,由题图乙可知此电路能测量的最高环境温度为50
℃。