第十四章 探究欧姆定律（含答案）2023-2024学年沪粤版物理九年级上学期

第十四章 探究欧姆定律
(时间:85分钟　分值:80分)
一、填空题(共16分,每空1分)
1.某定值电阻两端的电压为2 V时,通过它的电流为0.5 A,则定值电阻的阻值为　　　　Ω;如果它两端的电压为0时,这个电阻的阻值为　　　　Ω。
2.智能手机上已普遍使用电阻触摸屏,如图,在竖直方向上触摸屏相当于一根电阻丝,触摸P点时电阻丝被分为上、下两部分,电阻分别为R1、R2。电源电压不变,当触摸点在竖直方向移动时,若测得R1两端电压减小,则R1阻值　　　　,触摸点P到屏下端的距离　　　　。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
3.有R1和R2两电阻,已知R1>R2,通过不同种连接方法得出a、b、c、d四个不同的阻值(不包括电路短路),且a>b>c>d,则R2=　　　　(选填“a”、“b”、“c”或“d”);电阻为d时,R1和R2是　　　　连接的。
4.如图所示电路中,电源电压恒定。开关S1闭合、S2断开时,电路正常工作,向右移动滑动变阻器的滑片,则电压表的示数　　　　;若再闭合开关S2,接着电流表的示数　　　　。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
5.通过两定值电阻RA和RB的电流与其两端电压的关系如图所示,电阻RB的阻值是　　　　Ω;若将两电阻并联在电压为2 V的电源两端,电路的总电流是　　　　A。
6.如图所示,若甲、乙均为电压表,闭合开关S,则两电压表的示数比U甲∶U乙=3∶2,则R1∶R2=　　　　;若甲、乙均为电流表,断开开关S,两电流表的示数比I甲∶I乙=　　　　。
7.在如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则通过R1和R2的电流之比是　　　　;R1和R2的电阻之比是　　　　。
8.如图所示,电源电压不变,R=6 Ω,虚线框内的所有电阻均未知,闭合开关S,电流表示数为1 A;如果用一个3 Ω的定值电阻R'替换R,虚线框内的电阻均保持不变,电流表示数变为1.5 A,则通过虚线框外这条支路的电流变化了　　　　A,电源电压为　　　　V。
二、选择题(共14分,把你认为正确选项的代号填在题后的括号内,第9~12小题,每题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题3分,全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.在物理学的发展过程中,许多物理学家做出了杰出的贡献。通过大量的实验研究得出电流与电压和电阻关系的科学家是 (　　)
A.安培　　　　　　　B.伏特　　　　　　　C.欧姆　　　　　　　D.焦耳
10.小明同学设计了电子身高测量仪,电源电压恒定,R0是定值电阻,Rx是滑动变阻器,滑动变阻器的滑片P与被测人头顶齐平。闭合开关S,被测人身高越高,电流表、电压表示数都变大的电路是 (　　)
11.有两个阻值不同的电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I-U图像如图所示。如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的U-I图线所在的区域,下列说法中正确的是 (　　)
A.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域
B.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅱ区域
D.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
12.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向上移动,下列说法正确的是 (　　)
A.示数变小,示数变大
B.示数变小,示数不变
C.示数变大,示数变小
D.示数变大,示数不变
13.如图为一握力计的电路示意图,方框1、2内安装一定值电阻R0或电表,金属板N固定不动,金属板M可带动金属片P滑动,从而与R构成滑动变阻器,若弹簧的电阻不计,电源电压保持不变,则下列有关说法正确的是 (　　)
A.方框1内接电流表,方框2接定值电阻R0
B.方框1内接电压表,方框2接定值电阻R0
C.方框1内接定值电阻R0,方框2接电流表
D.当握力F增大时,方框中电表的示数增大
14.如图甲所示,这是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5 V且保持不变,电压表量程为0~3 V,R0是300 Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,闭合开关S后,下列说法错误的是 (　　)
A.环境温度为40 ℃时,热敏电阻阻值是150 Ω
B.电压表示数越小,环境温度越高
C.电压表的最小示数是1.5 V
D.此电路允许的最高环境温度为60 ℃
三、计算题(共22分,第15、16小题各7分;第17题8分)
15.如图所示的电路中,电源电压为6 V且保持不变,滑动变阻器R1上标有“20 Ω　2 A”字样。当开关S闭合后,通过定值电阻R2的电流为0.3 A。
(1)求定值电阻R2的阻值。
(2)当滑动变阻器R1接入电路的阻值为5 Ω时,求电流表的示数I。
(3)移动滑动变阻器R1的滑片P,两电流表示数的比值变为 ,求滑动变阻器R1接入电路的阻值。
16.如图所示,已知电源电压为4 V,三个电阻的阻值分别为R1=3 Ω、R2=6 Ω和R3=2 Ω。求:
(1)当S1、S2均断开时,电流表和电压表的示数。
(2)当S1、S2均闭合时,电压表和电流表的示数。
17.如图所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=10 Ω,滑动变阻器R2上标有“50 Ω　1 A”字样,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~0.6 A。闭合开关S,调节滑片P位于R2的某一位置时,电压表示数为3 V,电流表示数为0.4 A,问:
(1)电源电压为多少
(2)此时滑动变阻器R2的阻值为多少
(3)为确保电路中各元件的安全,R2的阻值范围应为多少
四、实验探究题(共28分,每小题7分)
18.(1)如图是一个电表的表盘,请你根据所学的电流表或电压表知识,完成下列各项任务:
①该表是用来测量　　　　的;
②它此时的示数是　　　　,它的刻度是　　　　(选填“均匀”或“不均匀”)的;
③与电流表、电压表相似,这种电表也是通过两个接线柱连入电路中的,该电表没有使用时,指针应该停留在刻度盘的最　　　　(选填“左”或“右”)端。
(2)课堂上同学们想探究滑动变阻器能否改变电路中的电流、灯泡两端的电压。
①为了探究上述问题,老师要求滑动变阻器向右移动时能使灯L变暗。请用笔画线代替导线连接实物。
②开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到　　　　(选填“A”或“B”)端,这样做的目的是　　　　　　　　　。
19.在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中。实验器材有学生电源(6 V)、电流表、电压表、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据如图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)
(2)连接电路时,开关应　　　　(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应放在　　　　(选填“A”或“B”)端。
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数。造成这一现象的原因可能是　　　　　　　。
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟电阻成　　　　(选填“正比”或“反比”)。
(5)上述实验中,小强用R=5 Ω 的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10 Ω 的电阻接入电路,闭合开关,他应向　　　　(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2 V 时,读出电流表的示数。
(6)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器　　　　(填序号)。
A.20 Ω　1.0 A　　　　　B.30 Ω　1.0 A　　　　　C.50 Ω　1.0 A
20.小明在测量未知阻值的定值电阻Rx的实验中,请你完成下列实验报告。
【实验名称】用电流表和电压表测电阻。
【实验器材】两节干电池、电压表、电流表、标有“20 Ω　2 A”字样的滑动变阻器、待测电阻Rx、开关、导线若干。
【实验原理】　　　　。
【实验步骤】
(1)小明设计了如图甲所示的电路图,根据电路图将如图乙所示的电路连接完整。
(2)检查电路,移动滑动变阻器的滑片,闭合开关,发现电流表示数如图丙所示,则下一步的实验操作:先　　　　,然后　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)小明正确进行了实验并将数据记录在下表中,分析数据可知待测电阻的阻值为　　　　Ω;还可以初步得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成　　　　。
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 2.4 0.24
2 2.0 0.20
3 1.5 0.15
21.学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3 V,待测小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图(a)中实物电路的连接,要求:①滑片P向右移动时,灯变亮;②连线不能交叉。
(2)甲同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处。
a.　　　　　　　　　　　　　　　　;
b.　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)乙同学把试验中的小灯泡换成了定值电阻,可以测量定值电阻的阻值,实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图(b)所示,则此时被测电阻的测量值Rx=　　　　Ω。
(4)测量定值电阻阻值时通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,在坐标纸上绘图,并作出了如图(c)　　　　(选填“甲”或“乙”)所示的I-U图像。
(5)实验时,有小组发现自己的电流表坏了,有同学提出在电路中串联一个定值电阻如图(d)所示,将5 Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,读出此时电压表的示数为1 V,则被测电阻两端的电压为　　　　V,电阻为　　　　Ω。(电源电压保持不变)
参考答案
1.4　4
2.减小　增大
3.c　并联
4.变小　变大
5.10　0.6
6.1∶2　1∶3
7.1∶1　4∶1
8.0　3
9.C　10.B　11.D　12.B　13.BD　14.ABC
15.解:(1)定值电阻R2的阻值:
R2===20 Ω　(2分)
(2)通过滑动变阻器R1的电流:
I1===1.2 A　(1分)
电流表的示数:
I=I1+I2=1.2 A+0.3 A=1.5 A　(1分)
(3)移动滑动变阻器R1的滑片P,两电流表示数的比值变为 时,即=,则=
根据并联电路特点,各支路电流之比与电阻成反比可得:
==
滑动变阻器R1接入电路的阻值:
R1=R2=×20 Ω=10 Ω　(3分)
16.解:(1)当S1、S2均断开时,R2、R3串联,电压表测R2的电压,
电路的总电阻:R=6 Ω+2 Ω=8 Ω
电路的电流即电流表示数:I===0.5 A
R2的电压即电压表的示数:U2=IR2=0.5 A×6 Ω=3 V　(3分)
(2)当S1、S2均闭合时,R3短路,R1、R2并联,电压表测电源电压,示数为4 V,电流表测干路电路,
通过R1的电流I1=== A
通过R2的电流I2=== A
根据并联电路电流的规律,电路的总电流即电流表示数:
I=I1+I2= A+ A=2 A　(4分)
17.解:(1)由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流。由电压表的示数可知,电源的电压U=3 V　(1分)
(2)流过R1的电流:I1===0.3 A
流过滑动变阻器R2的电流:
I2=I-I1=0.4 A-0.3 A=0.1 A
此时滑动变阻器R2的阻值:
R2===30 Ω　(3分)
(3)因滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,且电流表的量程为0~0.6 A,
所以,干路电流为0.6 A时,滑动变阻器通过的电流最大,其接入电路中的电阻最小,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,此时流过滑动变阻器的电流:
I2'=I大-I1=0.6 A-0.3 A=0.3 A
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小===10 Ω
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,干路电流最小,电路安全,所以,R2的取值范围是10 Ω~50 Ω　(4分)
18.(1)①电阻　不均匀　②30 Ω　③左
(2)①如图所示:　②B　保护电路
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分
19.(1)如图所示:
(2)断开　A
(3)定值电阻R断路
(4)反比
(5)A
(6)C
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分
20.【实验原理】R=
【实验步骤】(1)如图所示:
(2)断开开关　将电流表的正负接线柱上的导线对调
(3)10　正比
评分标准:作图2分,其余每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分
21.(1)如图所示
(2)连接电路时没有断开开关　没有将滑动变阻器的最大电阻连入电路中
(3)9
(4)甲
(5)2　10
评分标准:作图1分,其余每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分