17.2 欧姆定律 同步课时训练作业 初中物理人教版九年级全一册（2022年）（有解析）

17.2 欧姆定律
基础巩固
1．导体中的电流，跟导体两端的______________，跟导体的________________，数学表达式为 ，这就是著名的欧姆定律。
【答案】电压成正比；电阻成反比；I=
【解析】德国物理学家欧姆经过大量的实验研究，得出了电流与电压、电阻的关系：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，用公式表示就是I=。
2．工厂中,车床照明灯经常采用36 V的安全电压供电,工作时灯丝的电阻约为60 Ω,此时通过灯丝的电流是　　　　A.
【答案】0.6
【解析】通过灯丝的电流:I==0.6 A.
3．如图所示,电源电压为6 V,电阻R1的阻值为10 Ω.闭合开关后,电流表的示数为0.9 A,则通过电阻R1的电流为　　　　A,通过R2的电流为　　　　A,R2电阻为　　　　Ω.
【答案】0.6；0.3；20
【解析】通过R1的电流:I1==0.6 A;通过电阻R2的电流:I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A,电阻R2的阻值:R2==20 Ω.
4．在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知每1m输电线的电阻为0.01Ω，现输电线在某处发生短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测，当电压表的示数为6V时，电流表的示数为0.06A，则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 　 　Ω，短路位置到甲地的距离是 　 　m。
【答案】100；5000
【解析】由I可得，连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值：
R100Ω；
已知每1m输电线的电阻为0.01Ω．导线总长度：L1m＝10000m；
短路的地点离甲地的距离：sL10000m＝5000m。
5．如图是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0～0.6A的电流表改装而成的，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V，当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，油量表指针满偏；当油箱内没有油时，R全部接入电路，油量表的读数最小。则R0的阻值是 　 　Ω，油量表的最小读数是 　 　A；当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，此时油量表的读数是 　 　A，据此推理油量表的刻度 　 　（“均匀”/“不均匀”）。
【答案】20；0.3；0.4；不均匀
【解析】当油面最高时，R的金属片在最下端，R接入电路的阻值为0，此时电路中的电流为0.6A，R0的阻值为：；
当油面最低时，R与R0串联，且R接入电路的阻值最大为20Ω，电路中的最小电流即油量表的最小读数为：；
当油面为最高油面一半时，R与R0串联，且R接入电路的阻值为10Ω，电路中的电流为：；
在U和R0一定时，R最小时，油量表的最大读数为0.6A，R最小时，油量表的读数为0.3A，R在中点处，油量表的读数为0.4A，可见油量表的读数与R不成正比，故油量表刻度不均匀。
6．欧姆定律表明 (　　)
A．导体电阻大小是由电流和电压决定的
B．导体两端的电压跟电流成正比,跟电阻成反比
C．导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
D．导体电阻大小跟电压成正比,跟电流成反比
【答案】C
【解析】欧姆定律的内容是:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,故B,D错误,C正确;导体的电阻是导体本身具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,A错误.
7．根据欧姆定律可以导出公式R，下列说法正确的是（　　）
A．当电压U增大为原来的2倍时，电阻R也增大为原来的2倍
B．当电流I增大为原来的2倍时，电阻R减小为原来的二分之一
C．当导体两端的电压为零时，电阻不为零
D．当通过导体的电流为零时，电阻也为零
【答案】C
【解析】导体电阻是导体本身的一种性质，与通过导体的电流及导体两端的电压无关，
当电压U增大为原来的2倍时、电流I增大为原来的2倍时、通过导体的电流为零时，导体的电阻不变，且不为0，所以，ABD不正确，C正确。
8．下列图像中,能正确表示定值电阻上的电流与两端电压关系的是 (　　)
【答案】A
【解析】A图为正比例函数图像,表示电阻一定时,电流与电压成正比,A正确;B图不过原点,表示电流为0时,电路中有电压,B错误;C图表示随着电压的增大,电流减小,C错误;D图不过原点,表示没有电压的情况下,导体中也有电流,D错误.
9．一只电阻两端的电压从2V，增加到2.8V，通过该电阻的电流增加了0.1A，则该电阻的阻值是（ ）
A．8Ω B．20Ω C．28Ω D．无法确定
【答案】A
【解析】∵导体的电阻不变，
∴根据欧姆定律可知△U＝△IR，
∴导体的电阻为R8Ω。
10．如图所示,R是一只光敏电阻,当光照射强度增大时,其电阻会减小.闭合开关S,减小对光敏电阻的照射强度,电压表和电流表示数的变化情况是 (　　)
A．两表示数均减小 B．电流表示数增大,电压表示数减小
C．两表示数均增大 D．电流表示数减小,电压表示数增大
【答案】D
【解析】光照射强度增大时,电阻R的阻值减小.若减小对光敏电阻的照射强度,电阻R的阻值增大,由欧姆定律可知电路中电流减小,灯泡两端的电压变小.由串联电路的电压规律可知,光敏电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和等于电源电压,因为电源电压不变,灯泡两端的电压变小,可知光敏电阻两端的电压增大,即电压表示数增大.
11．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动时（　　）
A．电流表示数减小，电压表示数增大 B．电流表示数增大，电压表示数减小
C．电流表示数减小，电压表示数不变 D．电流表示数不变，电压表示数不变
【答案】D
【解析】由电路图可知，闭合开关S后，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电压表测并联电路两端的电压，电流表测通过R1的电流；
因为并联电路中各支路互不影响，所以当滑片向右移动时，通过定值电阻R1的电流不变，即电流表示数不变；
由于电压表测量并联电路两端的电压（等于电源电压），因此电压表的示数始终不变，故D正确。
能力提升
12．如图甲所示的电路，电源电压恒定，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”的字样，
R2＝6Ω，两电表量程均保持不变，电路中各元件均在安全情况下工作。当闭合开关S1、断开S2，滑片P移动到某一位置时，电流表和电压表指针的位置如图乙所示；当同时闭合开关S1、S2，滑动变阻器接入电路的阻值不变，此时电流表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处。则R1的阻值是
　　 Ω，电源电压是 　 　V。
【答案】7；7.2
【解析】当闭合开关S1、断开S2，滑片P移动到某﹣位置时，R1与R2和滑动变阻器串联，电流表和电压表指针的位置如图乙所示，电压表测量滑动变阻器的电压，由于滑动变阻器最大的电流为1A，故此时电流表选择的小量程，为0.4A，
若滑动变阻器全部接入，此时滑动变阻器的电压最大，最大为U滑＝IR＝0.4A×20Ω＝8V，
故电压表选择的是小量程，故此时电压表的示数为2V，则滑动变阻器的电阻为R滑5Ω，
则根据串联电压规律可以列等式U＝0.4A×（R1+R2+R滑）＝0.4A×（R1+11Ω），
当同时闭合开关S1、S2，滑动变阻器接入电路的阻值不变，此时电流表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处，
R2被短路，只有滑动变阻器和R1接入电路，此时的电流为0.6A，
变阻器和R1接入电路，此时的电流为0.6A，
则可以列等式U＝0.6A×（R1+R滑）＝0.6A×（R+5Ω），
可以整理得出R1＝7Ω，
故R1的阻值是7Ω。
U＝0.6A×（R1+R滑）＝0.6A×（ 7Ω+5Ω）＝7.2V，故电源电压是7.2V。
13．如图所示，已知R1：R2＝3：1，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数之比U甲：U乙＝　 　；当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两表示数之比I甲：I乙＝　 　。
【答案】4：1；3：4
【解析】当开关S闭合，甲、乙两表都是电压表，R1与R2串联，电压表甲测电源电压、乙测R2两端电压，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，串联电路各处电流相等，
由欧姆定律可知：；
若甲、乙两表都是电流表，当开关S断开时，R1与R2并联，电流表甲测R2电流，乙测干路电流，
并联电路各支路两端电压相等，由欧姆定律可得：，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以。
14．如图甲，移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大，R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图象如图乙所示，则电源电压为 　 　V，R1的阻值为 　 　Ω。
【答案】4；6
【解析】由电路图可知，闭合开关后，R1与R2串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测R1两端的电压。
当滑片位于左端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时R1两端的电压最大，R1两端电压U的倒数最小，由图乙可知，R1两端电压U的最小倒数为V﹣1，则电源的电压U＝4V；
由图乙可知，当R2＝18Ω时，R1两端电压U的倒数为1V﹣1，即R1两端的电压U1＝1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时R2两端的电压U2＝U﹣U1＝4V﹣1V＝3V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流I，即，
解得：R1＝6Ω。
15．甲、乙、丙三根镍铬合金丝,其横截面积关系S甲>S乙=S丙,长度关系为L甲=L乙A．I甲>I乙>I丙　　　B．I甲>I乙=I丙 C．I甲【答案】A
【解析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,其他条件相同时,导体越长、横截面积越小,导体的电阻越大.三根镍铬合金丝的材料相同,且S甲>S乙=S丙,L甲=L乙I乙>I丙.
16．如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1,L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2∶3,此时灯L1,L2的电阻之比是 (　　)
A．2∶1 B．1∶2 C．3∶2 D．2∶3
【答案】B
【解析】如果甲、乙任何一个为电流表,将会发生短路,因此甲、乙都为电压表.此时灯L1,L2串联,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压.因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且甲、乙的示数之比是2∶3,所以灯L1,L2两端电压之比U1∶U2=(3-2)∶2=1∶2.又因为串联电路电流相等,即I1=I2,则R1∶R2=U1∶U2=1∶2.
17．如图所示电路，闭合开关，灯泡L正常发光，当滑片P向上移动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡L变亮，电流表A1示数变大 B．电压表示数不变，电流表A2示数变大
C．电流表A1与A2的示数之差变大 D．电压表与电流表A2的示数之比变大
【答案】D
【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测变阻器R支路的电流，电压表测电源两端的电压，
因电源的电压不变，
所以，滑片移动时，电压表的示数不变，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，滑片移动时，通过灯泡的电流变化不变，灯泡的亮暗不变，故A错误；
当滑片P向上移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，
由I可知，通过R的电流变小，即电流表A2的示数变小，故B错误；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表示数的差值等于通过L的电流，
所以，电流表A1与A2的示数之差不变，故C错误；
由电压表的示数不变和电流表A2的示数变小可知，电压表与电流表A2的示数之比变大，故D正确。
18．某物理兴趣小组的同学制作了一种自动测定油箱内油面高度的装置,如图所示,油量表是由电流表改装而成的,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端.从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度或存油量,请简要说明它的工作原理.
【答案】当油面上升,浮子位置升高,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路中的电流变大,电流表示数变大.当油面下降,浮子位置降低,滑动变阻器连入电路的阻值变大,电路中的电流变小,电流表示数变小.把电流表表盘的刻度转换成油面高度或油箱内油的体积就可以知道油箱内的存油量.
【解析】油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路中电流变大.油面下降通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中电流变小.
19．现有一热敏电阻，其阻值R随温度t的升高而减小，部分数据如表所示，利用它可以制作温度报警器，其电路的一部分如图所示，图中两个虚线框内一个接热敏电阻，一个接定值电阻，电源电压恒为12V，当图中的输出电压达到或超过8V时，便触发报警器（图中未画出）报警，不考虑报警器对电路的影响。要求环境温度达到或超过40℃时开始报警，则热敏电阻应接在虚线框
　　 （填数字）内，另一虚线框内定值电阻阻值为 　 　kΩ。若将虚线框内两元件对调，则报警器报警的最高温度为 　 　℃。
环境温度t/℃ 5 10 20 30 40 50 60
热敏电阻R/kΩ 6.0 4.4 2.8 1.8 1.1 0.8 0.7
【答案】2；2.2；10
【解析】当环境温度是40℃时，热敏电阻的阻值是1.1kΩ，此时输出电压为8V，当环境温度超过40℃时，热敏电阻的阻值变小，输出电压超过8V，说明环境温度从40℃升高时，热敏电阻阻值变小，热敏电阻两端的电压变小，定值电阻两端的电压变大，即输出电压变大，故热敏电阻接在2位置，定值电阻接在1位置。
当热敏电阻接在2位置，定值电阻接在1位置，环境温度是40℃，热敏电阻是1.1kΩ，此时定值电阻两端的电压是8V，根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和，
则热敏电阻两端的电压U热＝U﹣U定＝12V﹣8V＝4V，
根据串联电路电流相等，则，
则，
则定值电阻的阻值R定＝2200Ω＝2.2kΩ。
当热敏电阻和定值电阻的位置互换，定值电阻的阻值是2.2kΩ，输出电压为8V，即热敏电阻两端的电压是8V，
根据串联电路电压特点得，定值电阻两端的电压U'定＝U﹣U'热＝12V﹣8V＝4V，
根据串联电路电流相等，则，，
则热敏电阻的阻值R'热＝4400Ω＝4.4kΩ，
由表格数据知，当热敏电阻的阻值是4.4kΩ时，环境温度是10℃。
20．小伟在乘飞机时了解到，经济舱乘客的免费托运行李限重20kg，而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的报警装置，杠杆OP始终处于水平位置，电源电压恒为15V，R0是阻值为6Ω的定值电阻，Rx是力敏电阻，它的阻值随压力变化的关系如表：当电压表的示数U0大于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警。（取g＝10N/kg）
压力F/N 50 100 150 200 250 300
阻值Rx/Ω 50 30 24 20 17 16
（1）经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力为 　 　N；
（2）小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在图中，请帮他计算此时Rx的电阻为 　 　Ω；
（3）如图杠杆上有两个行李托盘，A、B是杠杆上的两个承重点，已知AP＝0.3m，OB＝0.6m。小伟闭合开关，将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时，检测装置恰好报警，当他将模拟商务舱乘客的行李放在另一个托盘上时，检测装置也恰好报警。模拟商务舱乘客的行李限重为 　 　kg。（杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计）
【答案】（1）200；（2）24；（3）30
【解析】（1）经济舱乘客行李的最大重力为：G1＝m1g＝20kg×10N/kg＝200N；
（2）在串联电路中，报警时通过Rx的电流为：Ix＝I0，
Rx两端的电压为：Ux＝U﹣U0＝15V﹣3V＝12V，报警时Rx的阻值为：。
（3）行李对水平托盘
的压力等于行李的重力大小，由杠杆平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂“可得：FPlP＝G行l行，在FP，lP一定时，G行越大，l行就要越小，由装置图示可知，A托盘离支点远，应为经济舱乘客的行李托盘，B托盘离支点近，为商务舱乘客的行李托盘。由表中数据可知，报警时P处杠杆对Rx的压力为150N，由力的相互作用可知，P处受到的支持力FP＝150N，当两次杠杆水平平衡时，FP OP＝GA OA＝GB OB，
即：150N×（0.9m+AB）＝200N×（0.6m+AB）……①
150N×（0.9m+AB）＝GB×0.6m ……②
由①②两式可得：GB＝300N，
商务舱乘客行李的最大质量为：。
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