北师大版九年级年级全一册12.4欧姆定律的应用 同步练习（有解析）

北师大版九年级年级全一册 12.4 欧姆定律的应用 同步练习
一、单选题
1．如图，电源的电压不变。闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时（　　）
A．电压表的示数不变，电流表的示数增大
B．电压表的示数减小，电流表的示数减小
C．两表的示数都减小
D．两表的示数都不变
2．在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片移动时，关于灯泡亮度变化和电压表示数变化情况说法正确的是（　　）
A．当开关S、S1闭合，滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮、电压表示数不变
B．当开关S、S1闭合，滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮、电压表示数变大
C．当只闭合开关S，滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮、电压表示数变大
D．当只闭合开关S，滑动变阻器滑片向右移动时灯泡亮度、电压表示数均不变
3．在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S后，移动滑动变器R1的滑片P时，一定不变的是（　　）
A．电压表V示数与电流表A1示数的比值 B．电压表V示数与电流表A示数的比值
C．电流表A示数与电流表A1示数的比值 D．电流表A示数与电流表A1示数的差值
4．测温模拟电路如图1所示，温度表由量程为3V的电压表改装而成，电源电压U为6V，R的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示，则当开关S闭合后
A．电路可测量的最高温度为50℃
B．温度表的0℃应标在电压表零刻度处
C．若增大U，电路可测量的最高温度将增大
D．若U增大3V，R增大45Ω，电路可测量的最高温度将增大
5．小明和小亮同学如图甲所示的电路，测定某一环境的温度变化，电源电压恒为16V不变，定值电阻R0=100Ω，电流表的量程0-100mA，半导体电阻R的阻值随温度变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是
A．当环境温度升高时，电流表的示数减小
B．当环境温度降低时，电压表的示数减小
C．当电流表的示数为0.04A时，当时的环境温度是20℃
D．当环境温度为100℃时，定值电阻R0的电功率是0.64W
6．如图所示的电路，电源电压和灯泡L的电阻不变，闭合开关S，将滑片P向右移动时（　　）
A．电压表示数变小，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．电压表示数变大，电流表示数变小
7．如图所示电路，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动至中点的过程中（　　）
A．变亮，电压表示数变大 B．小灯泡亮度不变，电压表示数不变
C．小灯泡变暗，电压表示数变小 D．小灯泡亮度不变，电压表示数变大
8．如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电路总电阻变小 B．电流表示数变大
C．电压表V1示数变大 D．电压表V2示数变大
9．小明要测量定值电阻Rx的阻值，如图所示连接好电路并闭合开关后，发现两表示数都变为0。小明将一条完好导线的两端分别接到a、d接线柱上时，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；将该导线两端分别接到c、f接线柱上时，发现电压表有示数，电流表示数仍为0。由此判断故障可能是（　　）
A．c、d间断路
B．a、b间断路
C．f、g间断路
D．e、f间断路
10．测温模拟电路如图1所示，温度计由量程为0~3V的电压表改装而成，电源电压U恒为6V，R的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示，则当开关S闭合后（　　）
A．温度计的0℃应标在电压表零刻度处
B．电路可测量的最高温度为50℃
C．只减小U，电路可测量的最高温度将增大
D．只减小R，电路可测量的最高温度将增大
二、填空题
11．小明用电流表和滑动变阻器设计了如图甲所示的压力测量仪，可以反映弹簧上方金属片受到的压力大小。其中R′是滑动变阻器，R是定值电阻，电源电压恒定不变，压力表实际上是一个电流表。当开关S闭合，金属片受到的压力增大时，变阻器的阻值___________，电流表示数_________。（填“变大”“变小”或“不变”）
12．如图所示的电路中，电源电压为U，两电阻阻值分别为R1和R2。已知电阻R1存在故障，则：
①开关S断开时，电压表的示数为_______；
②开关S闭合后，电压表无示数，则R1的故障为_______，电流表的示数为_______。
13．甲醛对人体的危害非常大，因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图。电源电压恒为6V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻，其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图乙所示。当污染指数在50以下为轻度污染，50﹣150之间为中度污染，150以上为重度污染。问：
（1）由分析图甲和图乙可知当污染指数越大，电阻R的阻值越______（填“大”或“小”），电压表的示数越______（填“大”或“小”）。
（2）污染指数为100时，电路中的电流是______A．
（3）通过计算说明当电压表示数为3V时，属于什么污染______？
14．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”）.
15．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向右移动时，小灯泡的亮度_____，电流表的示数_____．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
三、综合题
16．图甲示一种自动测定油箱内油面高度的油量表（实际上是量程为0～0.6A的电流表改装而成），滑动变阻器R的最大值为60Ω，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。电源电压为24V，R0为定值电阻。
（1）当油箱油面下降时，油量表的示数将变______；
（2）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值，此时滑动变阻器的触头在______（填“最上端”或“最下端”），R0的阻值为______；
（3）当油箱中的汽油用完时，此时滑动变阻器的触头在______（填“最上端”或“最下端”），电路中的电流为______；
（4）改装设计∶用电压表代替电流表做油量表，图中的乙图己画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计。要求∶当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零；油量越多，电压表示数越大______。
17．问题解决﹣﹣制作电阻表
现有如下器材：一个电压恒为3V的电源，一个阻值为5Ω的定值电阻R0，一个量程为0～0.6A的电流表，一个开关，若干导线．
（1）请利用上述器材制作一个电阻表，在图甲所示方框中画出设计的电路图．
( )
（2）请推导出被测电阻RX与电流表示数I的关系式____，并在图乙所示的电流表表盘上标出测量电阻为0Ω、5Ω、10Ω时对应的刻度值．
( )
18．阅读短文，然后回答文后问题。
趋肤效应
当导体中有交流电通过时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大（电流密度大小等于通过导体单位面积的电流大小），导体内部的电流较小，结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加，这一现象称为趋肤效应。且交流电频率越高，这种现象越明显，当交流电频率达到一定程度时，导体中央的电流几乎为零；而导体中通过直流电时没有这种现象。
(1)电流密度的定义方法和下列中________物理量的定义方法不同；（选填字母）
A．功 B．功率 C．热值 D．比热容
(2)趋肤效应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而_______，相当于改变了导体的_________（横截面积/长度）；
(3)如图甲所示装置，两支在底部中央打有小孔的圆形铁筒；两根与筒高度相同，横截面较小的铁质圆杆，可固定在铁筒内底部；固定支架，用于固定铁筒及铁杆；两个插头连接电源；两个完全相同小灯泡连接方式如图乙所示；
a．固定支架应选用________材料制作；（选填“导体”或“绝缘体”）
b．当插头接直流电源时，两个灯泡的亮度关系是：_____________；
c．当插头接交流电源时，两个灯泡的亮度关系是：___________；若电源电压不变，随着交流电频率的增加，A灯的亮度____（选填“不变”、“变亮”或“变暗”）；
(4)高压输电时，高压电线中通过的是交流电，为了让电线有很好导电性能的同时不容易被拉断，常使用铝和钢两种材料共同组成高压电线，其中铝的导电性能较好，而钢不容易被拉断。如何合理的利用这两种金属制作高压电线呢？请说出你的方案和理由______（可配图说明）。
19．某同学运用所学电学知识设计了一个电子身高测量仪，如图所示，电阻R的d端需要连接到电路的a、b、c三点中的一点，在测量身高时，身高越高，电流表改装的身高显示器示数越大。
（1）请在图中连接好电路图______；
（2）当被测人身高越高时，滑片P会向上移动，接入电路中的电阻会变______，电路中的电流会变______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
由电路图可知，R1与R2并联，电流表测干路电流，电压表测电源的电压。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R1的电流不变，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，通过R2的电流变大；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，即电流表的示数增大，故A正确、BCD错误。
故选A。
2．A
【详解】
AB．当开关S、S1闭合，根据电流的流法可知，变阻器滑片的右边电阻，和灯泡串联接入电路中，滑片的左边电阻不接入电路，滑动变阻器滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电路的电流变大，流过灯泡的电流变大，灯泡变亮，电压表的示数等于电源电压大小，电压表示数不变，故A正确，B错误；
CD．当只闭合开关S，根据电流的流法可知，变阻器的全部电阻接入电路，并且和灯泡串联接入电路中，滑动变阻器滑片向右移动时，变阻器还是全部电阻接入电路，电路的总电阻不变，电路的电流大小不变，灯泡亮度不变，而电压表测量的是滑片右边电阻电压和小灯泡电压之和，小灯泡电压不变，但是滑片右边电阻在变小，它的电压也在变小，电压表的示数在变小，故C、D错误。
故选A。
3．D
【详解】
滑动变阻器和定值电阻并联，电流表A1测量的滑动变阻器的电流，电流表的示数为干路电流，电压表即可以测量电源电压，也可以测量定值电阻的电压，还测量滑动变阻器的电压。
A．电压表V示数与电流表A1示数的比值即为滑动变阻器的阻值，当移动滑动变器R1的滑片P时，滑动变阻器接入的阻值变化了，故电压表V示数与电流表A1示数的比值发生变化，故A不符合题意；
B．当移动滑动变器R1的滑片P时，滑动变阻器接入的阻值变化了，电流发生了变化，电流表A1发生了变化，干路电流表A的示数发生变化，电源电压不变，故电压表V示数与电流表A示数的比值发生变化，故B不符合题意；
C．电流表A示数与电流表A1示数的比值为
由于移动滑动变阻器的滑片，电阻在变化，故变化，故C不符合题意；
D．电流表A示数与电流表A1示数的差值即为通过定值电阻的电流，由于电源电压不变，定值电阻的阻值不变，故通过定值电阻的电流的大小不变，故D符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
A．由电路图可知，两个电阻串联，根据串联电路电阻分压特点，热敏电阻Rt的阻值越大则其分压越大，而其两端电压允许最大值为3V，此时电路电流为
则热敏电阻Rt的阻值为
根据图2数据可知，此时可测量的最高温度为30℃，故A不符合题意；
B．温度表为0℃时，热敏电阻Rt的阻值不为零，故Rt的两端电压不为零，不应标在电压表零刻度处，故B不符合题意；
C．若增大电源电压U，电压表的量程仍为0﹣3V，根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压增大，由欧姆定律知电路的电流增大，热敏电阻的阻值Rt的阻值减小，电路可测量的最高温度减小，故C错误；
D．若U增大3V，R增大45Ω，热敏电阻Rt的两端电压允许最大值为3V，此时电路电流为
则热敏电阻Rt的阻值为
热敏电阻Rt的阻值越大则可测量的最高温度越大，故电路可测量的最高温度将增大，故D符合题意。
故选D。
5．D
【详解】
A．因为半导体电阻R与电阻R0串联，电压表测量半导体电阻R两端的电压，又因为当环境温度升高时，电阻R的阻值变小，所以电路中的总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，电流表的示数变大，故A错误；
B．因为半导体电阻R与电阻R0串联，电压表测量半导体电阻R两端的电压，又因为当环境温度降低时，电阻R的阻值变大，根据串联分压规律可知，电阻R两端的电压变大，电压表示数变大，故B错误；
C．∵当电流表的示数为0.04A时，电路中的总电阻为
R总===400Ω
∴此时电阻R的阻值为
R= R总 R0=400Ω100Ω=300Ω
∴此时的环境温度是30℃，故C错误；
D．∵当环境温度100℃时，电阻R的阻值为100Ω，∴电路中的总电阻为
R总′=100Ω100Ω=200Ω
∴此时电路中的电流为
I’===0.08A
∴定值电阻R0的电功率是
P= (I′)2 R0=(0.08A)2100Ω=0.64W
故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
灯泡和变阻器串联，电流表测电流，电压表测变阻器电压，将滑片P向右移动时，变阻器阻值增大，根据串联分压规律可知，变阻器分压变大，电压表示数变大，根据，灯泡电阻不变，总电阻变大，电流减小，故电流表示数变小，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
由电路图知，滑动变阻器与小灯泡并联，电压表测滑动变阻器两端的电压，即测电源电压，滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，电源电压不变，故电压表示数不变，小灯泡两端的电压不变，小灯泡的亮度不变，故选B。
8．D
【详解】
电路中R1与R2串联，V1测R1两端电压，V2测R2两端电压，电流表测电路电流。
A．滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，R2阻值增大，串联电路总电阻等于各阻值之和，所以总阻值增大，故A错误；
B．滑片P向右移动，R2阻值增大，总阻值增大，电源电压不变，根据，电路中电流减小，故B错误；
C．由B项可知，电路中电流减小，R1阻值不变，根据，其两端电压减小，故V1示数变小，故C错误；
D．根据串联电路电压特点，总电压等于各用电器两端电压之和，C项中，V1示数变小，总电压不变，故V2示数变大。故D正确。
故选D。
9．A
【详解】
当将该导线两端分别接到a、d接线柱上时，发现电流表有示数，则说明电流表、滑动变阻器、开关和电源之间是通路；当将该导线两端分别接到c、f接线柱上时，发现电压表有示数，说明电源、待测电阻是连通的，电流表示数仍为0，由此可判断故障是c、d间断路，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．C
【详解】
A．如图2，当温度计的示数为零时，热敏电阻的阻值不为零，根据串联分压，电压表的示数不为零，故A不符合题意；
B．根据量程为0~3V的电压表可知，热敏电阻的两端的电压为3V，而根据电源电压为6V，则定值电阻此时的电压也为3V，根据串联电路，电压之比等于电阻之比，定值电阻为40Ω，则热敏电阻的最大阻值为40Ω，电路可测量的最高温度为30℃。故B不符合题意；
CD．电源电压为U，则根据电压表的量程，热敏电阻两端的电压为3V，则定值电阻两端的电压 U-3V，根据串联电路，电压之比等于电阻之比，电阻之比为
则热敏电阻的阻值为
要使路可测量的最高温度将增大，根据图2可知，则需要热敏电阻的阻值变大，则可以增大R值，也可以减小，故C符合题意；D不符合题意。
故选C。
11． 变大 变小
【详解】
[1][2]当金属片受到的压力增大时，滑片下移，接入电路中的电阻丝变长，变阻器R＇的阻值变大，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小。.
12． U 短路
【详解】
[1]开关S断开时，电压表和R2串联接入电路，电压表测电源电压，所以电压表的示数为U。
[2][3]开关S闭合后，两电阻串联接入电路，电压表测R1两端的电压，电流表测通过电路的电流，电压表无示数，则电压表与导线并联，即R1相当于导线，则R1的故障为短路，此时电路为R2的简单电路，由欧姆定律可得电流表的示数为。
13． 小 大 0.15 重度污染
【详解】
（1）[1][2]由图乙可知当污染指数越大，电阻R的阻值越小；由图甲知R0和R串联，电压表测R0两端电压，R的阻值变小，电路中电流变大，根据得，R0两端电压为，因为R0是定值电阻，故电压表的示数变大。
（2）[3]由图乙知当污染指数为100时，,由图甲知R0和R串联。根据得，电路中电流为
（3）[4]当电压表示数为3V时，根据得，电路中电流为
此时R的阻值为
由图乙知当R的阻值为时，污染指数大于150，为重度污染。
14． 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。
15． 不变 变大
根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表测量干路电流；根据并联电路的特点分析灯泡亮度的变化；根据滑片移动的方向确定电路电阻的变化，然后由欧姆定律判断电流表示数的变化．
【详解】
因为并联电路中各支路互不影响，因此滑片移动时，灯泡的亮度不变；
闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中的总电阻变小，由欧姆定律可知，干路中电流变大，即电流表的示数变大．
16． 小 最下端 40Ω 最上端 0.24A
【详解】
（1）[1] 当油箱油面下降时，金属杠杆左端下降，滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知：通过电路的电流变小，油量表示数变小。
（2）[2] 油箱装满汽油时，油量表示数为最大值，电路电流为0.6A，此时滑动变阻器连入电路的阻值为零，触头在最下端。
[3]R0的阻值为
（3）[4] 当油箱中的汽油用完时，浮标位置降到最低，此时滑动变阻器的触头在最上端。
[5]滑动变阻器的阻值达到最大值R滑=60Ω，电路的总电阻为
R=R滑+R0=60Ω+40Ω=100Ω
根据欧姆定律，此时电路的电流为
（4）[6]油量表是由电压表改装而成，应与滑动变阻器并联，当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零，根据串联电路分压的原理，此时滑动变阻器电阻为零，当油箱中的油用完时，滑片P移到滑动变阻器的最上端，所以应把滑动变阻器的上部分接入电路，如图所示：
17． I=
【详解】
（1）电流表、电源、待测电阻和定值电阻串联，电路图如图：
（2）待测电阻和定值电阻串联，根据欧姆定律，电路中电流：I；
当RX1＝0Ω时，电流I10.6A；
当RX2＝5Ω时，电流I20.3A；
当RX3＝10Ω时，电流I30.2A．
刻度值如图：
18． A 增大 横截面积 绝缘体 两个灯泡的亮度相同 灯泡B比灯泡A亮 变暗 材料钢做内芯、材料铝做外芯；理由是高压输电时，高压电线中通过的是交流电，由于趋肤效应，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，所以用导电性能较好的铝材料作为外层，可以有效地降低其对电流的阻碍，减小电能的损耗
(1)电流密度大小等于通过导体单位面积的电流大小，这种定义物理量的方法叫比值定义法；分析各选项的定义方法，即可得出正确结果。
(2)(3)(4)阅读材料，获取知识并理解趋肤效应的现象，据此分析作答。
【详解】
(1)[1]A．功是力和物体在力的方向上移动的距离的乘积来定义的，所采用的定义方法与电流密度不相同，故A符合题意；
B．功率是用所做的功和做功时所用时间的比值来定义的，采用比值定义方法，故B不符合题意；
C．热值是利用物体放出的热量与物体质量的比值，采用比值定义方法，故C不符合题意；
D．比热容是利用物体吸收的热量与物体的质量及升高温度的比值定义的，采用比值定义方法，故D不符合题意。
故选A。
(2)[2]由材料可知：当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小，这一现象称为趋肤效应；因此趋肤效应使导体电阻增加的原因是电流集中分布在导体外表薄层，导体的横截面积减小，导体电阻增加。
(3)[3]a．固定支架应选用绝缘体材料制作。
[4]b．由材料可知：当插头接直流电源时，导体中不存在趋肤效应，由于两个灯泡相同且并联，故两个灯泡的亮度相同。
[5]c．由材料可知：当插头接交流电源时，导体中存在趋肤效应，A灯与导体中心相连，B灯与导体表面相连，根据趋肤效应可知，电压相同时，A灯通过的电流较大，则灯泡B比灯泡A亮。
[6]由材料可知：交流电频率越高，趋肤效应越明显；若电源电压不变，随着交流电频率的增加，A灯通过的电流变小，故A灯的亮度变暗。
(4)[7]方案：材料钢做内芯、材料铝做外芯；
理由：高压输电时，高压电线中通过的是交流电，由于趋肤效应，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，所以用导电性能较好的铝材料作为外层，可以有效地降低其对电流的阻碍，减小电能的损耗。
19． 小 大
【详解】
（1）[1]在测量身高时，身高越高，电流表改装的身高显示器示数越大，则电流表的示数越大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻越小，故滑动变阻器接入电路的电阻越小，应将cd相连，如图所示
（2）[2][3]当被测人身高越高时，滑片P会向上移动，接入电路中的电阻会变小，根据欧姆定律可知电路中电流会变大。
答案第1页，共2页
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