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2024-2025学年九年级物理上册单元测试卷(人教版)
第十七章 欧姆定律 (B卷)
(考试时间:80分钟 试卷满分:80分)
注意事项:
1.测试范围:人教版九年级上册第17章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题(本题共10小题,每小题3分,共33分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、(2024年黑龙江牡丹江)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,电表示数的变化情况是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变大 B. 电流表示数不变,电压表示数不变
C. 电流表示数变大,电压表示数不变 D. 电流表示数变小,电压表示数变大
2、(2024黑龙江绥化市)如图所示电路中,是定值电阻,是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中,正确的是( )
A. 电压表和电流表的示数都增大
B. 电压表和电流表示数的比值增大
C. 电流表示数减小,电压表示数增大
D. 电流表示数增大,电压表示数减小
3、(2024年四川达州)如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变小 B. 电流表示数变小,电压表示数变大
C. 电压表与电流表示数的比值变大 D. 电压表与电流表示数的比值变小
4、(2024山东临沂)(多选)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A. 灯泡短路 B. 灯泡短路 C. 灯泡断路 D. 灯泡断路
5、要测未知电阻R的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻R。、未知电阻R、开关、导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别如图乙和图丙所示,则R的阻值为
A.5欧姆 B.10欧姆 C.15欧姆 D.20欧姆
6、以下四种电路,电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是
A. B.
C. D.
7、小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中,如图甲所示,电源电压恒为6V,根据测量数据得到如图乙所示图像。以下结论正确的是( )
①实验中应控制导体两端的电压不变,换用不同的导体
②实验过程中,小明控制导体两端的电压为2.5V
③分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
④分析图像可得:在电压一定时,导体的电流与电阻成反比
A.① ② B.③ ④ C.① ④ D.② ③
8、酒精测试仪用于检测司机是否酒驾,甲图所示是一种呼气式酒精测试仪,乙图所示是其内部简化电路。其中R1是气敏传感器,它的电阻随酒精气体浓度的变化而变化,相关数据如下表所示,R2是阻值为60Ω的定值电阻,电源电压恒为12V。司机喝酒后对着R1吹气,电流表和电压表的示数都会发生变化,所以两表都可以用来显示酒精气体的浓度值。若规定酒精气体浓度时判定为酒驾。根据以上信息,则下列说法正确的是( )
酒精气体浓度/mg·ml-1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
气敏传感器电阻/Ω 60 40 30 20 15 12 11 10
A.司机呼出的酒精气体浓度越高,则电压表示数越大,电流表示数越小
B.使用电流表显示酒精气体浓度值时,若它的示数为0.12A,可判定司机为酒驾
C.电压表的示数不超过4V,可判定司机为酒驾
D.电流表的示数不超过0.13A,可判定司机为酒驾
9、两定值电阻,甲标有“10Ω,1A”,15Ω,0.6A”并联起来,两端允许加上的最高电压( )
A.10伏 B.15伏 C.9伏 D.19伏
10、如图所示,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S后电压表示数为2V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V B.电流表的示数为0.1A
C.R2两端电压为2V D.R1、R2两端的总电压为6V
第Ⅱ卷 非选择题
填空题(本题共6小题,每空1分,共15分)
11、(2024湖南)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10N/kg)
(1)若货车模型总质量为1.5kg,则其所受重力为________N;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越________;
(3)小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg,则R0阻值应为________Ω。
12、(2023年山东临沂)图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为_________ ;断开开关后,电阻的阻值为__________ 。
13、在“探究电流与电压的关系”的实验中,某同学根据实验数据分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,则R1与R2的阻值之比为___________,完成实验后分析数据可以得出:在电阻一定时,电流与电压成____________比。
14、如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25 Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是______;
(2)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图象如图丙、实验中定值电阻两端的电压保持______V,滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω;
(3)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与______的关系图线。
15、如图 所示的电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R1=10Ω。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6A,则电源电压为________ V;当同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数增大了0.5A,则R2的阻值是________________Ω。
16、(黑龙江龙东)如图为灯泡L和定值电阻R的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为__________A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为_________。
实验题(本题共4小题,共21分)
17、(2024年四川遂宁)老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值为)等器材测量未知电阻的阻值,实验所用的电路如甲图。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物电路的连接(要求滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小);________
(2)芳移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是出现了_________(选填“开路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如丙图所示,则的阻值为_________Ω;
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是_________(选填序号);
A.避免偶然性,寻找普遍规律 B.求平均值减少误差
(5)另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出:不用电流表,利用现有器材也能进行测量。测量电路如丁图,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为;
③则_________(用、、表示)。
18、(2024年湖北)某小组想测量标有“2.5V 0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。____
(2)移动滑动变阻器的滑片至最_________端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为_________A。
(3)根据实验数据绘制图像如图丙,小灯泡未发光时电阻可能为_________。
A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω
(4)随着电流增大,滑动变阻器两端的电压_________,小灯泡的电阻_________,整个电路中的电阻_________。(填“增大”“减小”或“不变”)
19、(2024甘肃白银)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明使用阻值为的定值电阻各一个,电压为的电源等器材进行探究。
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整_______(要求:滑片P向右移动时电路中电流变大);
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是___________(选填“A”、“B”或“C”);
A.开关断路 B.滑动变阻器断路 C.定值电阻断路
(3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为___________V;当R的电阻由更换为时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向___________端(选填“左”或“右”)滑动;要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是___________Ω;由图像得到实验结论为:当___________一定时,导体中的电流与导体的电阻成___________;
(4)同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为,如图丙所示电流表示数为___________A,该电阻的阻值为___________。
计算题(本题共1小题,共6分)
20、如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)当开关S3闭合,S1、S2都断开时电路中的总电阻;
(2)电源电压;
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
科学阅读题与简答题(共2小题,共8分)
21、通过电表的电流过大会有烧坏电表的危险。电流表的特点是电阻很小,在实验中绝对不允许直接接在电源两极上。请用欧姆定律分析其中的道理。
22、阅读下面短文:
导体容易导电,绝缘体不容易导电。有一些材料导电能力介于导体和绝缘体之间,称为半导体。除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它获得了多方面的重要作用。有的半导体,在受热后电阻迅速变小;反之,电阻随温度的降低而迅速增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
回答下列问题:
(1)我们可以用 做成热敏电阻,如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中的电流将 (选填“变大”或“变小”)。
(2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃(如图所示),则25℃的刻度应在20℃刻度的 边(选填“左”或“右”)。
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2024-2025学年九年级物理上册单元测试卷(人教版)
第十七章 欧姆定律 (B卷)
(考试时间:80分钟 试卷满分:80分)
注意事项:
1.测试范围:人教版九年级上册第17章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题(本题共10小题,每小题3分,共33分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、(2024年黑龙江牡丹江)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,电表示数的变化情况是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变大 B. 电流表示数不变,电压表示数不变
C. 电流表示数变大,电压表示数不变 D. 电流表示数变小,电压表示数变大
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,电路为并联电路,电流表测干路电流,电压表测电源电压。滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据可知,通过滑动变阻器电流变大,则干路电流增大,即电流表示数变大;由于电压表测电源电压,故电压表示数不变。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2、(2024黑龙江绥化市)如图所示电路中,是定值电阻,是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中,正确的是( )
A. 电压表和电流表的示数都增大
B. 电压表和电流表示数的比值增大
C. 电流表示数减小,电压表示数增大
D. 电流表示数增大,电压表示数减小
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.分析电路可知,、串联,电压表测电压,电流表测电路电流。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,则阻值变小,则总电阻变小,根据可知电流表示数增大,根据可知电压增大,根据串联分压规律,则电压表示数减小,故AC错误,D正确;
B.根据,电压表和电流表示数的比值即为阻值,所以电压表和电流表示数的比值减小,故B错误。
故选D。
3、(2024年四川达州)如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变小 B. 电流表示数变小,电压表示数变大
C. 电压表与电流表示数的比值变大 D. 电压表与电流表示数的比值变小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由电路图可知,这是一个串联电路,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压。滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2接入电路的电阻值变大。 因此整个电路的总电阻增大。根据欧姆定律可知 ,当电压U保持不变,电阻R增大时,电流I会减小。所以,电流表示数会变小。 由于电流减小,根据 U=IR可知,R1两端的电压减小。所以,电压表V1的示数会变小。 由串联电路电压规律可知,R2两端的电压会增大。所以,电压表V2的示数会变大。故A错误,B正确;
C.由欧姆定律可知,电压表V1与电流表示数的比值等于定值电阻R1的阻值不变。故C错误;
D.由欧姆定律可知,电压表V2与电流表示数比值为滑动变阻器接入电路中的阻值,滑动变阻器的阻值变大,则其比值变大。故D错误。
故选B。
4、(2024山东临沂)(多选)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A. 灯泡短路 B. 灯泡短路 C. 灯泡断路 D. 灯泡断路
【答案】AD
【解析】
【详解】根据题意可知,电压表无示数,一是电压表并联部分短路,即灯泡短路,二是电压表两接线柱到电源两极中间某处断路,即灯泡断路,故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
5、要测未知电阻R的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻R。、未知电阻R、开关、导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别如图乙和图丙所示,则R的阻值为
A.5欧姆 B.10欧姆 C.15欧姆 D.20欧姆
答案:B
6、以下四种电路,电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是
A. B.
C. D.
答案:C
7、小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中,如图甲所示,电源电压恒为6V,根据测量数据得到如图乙所示图像。以下结论正确的是( )
①实验中应控制导体两端的电压不变,换用不同的导体
②实验过程中,小明控制导体两端的电压为2.5V
③分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
④分析图像可得:在电压一定时,导体的电流与电阻成反比
A.① ② B.③ ④ C.① ④ D.② ③
【答案】C
【详解】①实验中应控制导体两端的电压不变,换用不同的导体, 故①正确;
②由图像知道,导体两端的电压
UR=IR=0.1A×20Ω=2V
故②错误;
③导体的电阻是导体的一种性质,与电压、电流无关,故③错误;
④分析图像可得:每次实验中,电流与电阻的乘积相等,即在电压一定时,导体中的电流与电阻成反比,故 ④正确。
故C正确,ABD错误。
故选C。
8、酒精测试仪用于检测司机是否酒驾,甲图所示是一种呼气式酒精测试仪,乙图所示是其内部简化电路。其中R1是气敏传感器,它的电阻随酒精气体浓度的变化而变化,相关数据如下表所示,R2是阻值为60Ω的定值电阻,电源电压恒为12V。司机喝酒后对着R1吹气,电流表和电压表的示数都会发生变化,所以两表都可以用来显示酒精气体的浓度值。若规定酒精气体浓度时判定为酒驾。根据以上信息,则下列说法正确的是( )
酒精气体浓度/mg·ml-1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
气敏传感器电阻/Ω 60 40 30 20 15 12 11 10
A.司机呼出的酒精气体浓度越高,则电压表示数越大,电流表示数越小
B.使用电流表显示酒精气体浓度值时,若它的示数为0.12A,可判定司机为酒驾
C.电压表的示数不超过4V,可判定司机为酒驾
D.电流表的示数不超过0.13A,可判定司机为酒驾
【答案】C
【详解】由电路图可知,气敏电阻R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;
A.由表格数据可知,气敏电阻R1随着酒精气体浓度的增大而减小;则司机呼出的酒精气体浓度越高 时气敏电阻R1的阻值越小,电路中的总电阻越小,由可知,电路中的电流越大,即电流表示数越大,由可知,R2两端的电压越大,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知,电压表的示数越小,故A错误;
B.使用电流表显示酒精气体浓度值时,若它的示数为0.12A,根据可得,总电阻为
根据串联电路的总电阻等于各用电器的阻值之和可知此时气敏电阻R1的阻值为
由表格可知酒精气体浓度为0.1mg/mL1<0.2mg/mL,所以不是酒驾,故B错误;
CD.由于规定酒精气体浓度≥0.2mg/mL时判定为酒驾,由表格可知酒精气体浓度为0.2mg/mL时气 敏电阻R1的阻值为30Ω,则总电阻
电路中电流为
此时电压表示数为
所以电压表的示数不超过4V,电流表的示数超过0.13A,可判定司机为酒驾,故C正确,D错误。
故选C。
9、两定值电阻,甲标有“10Ω,1A”,15Ω,0.6A”并联起来,两端允许加上的最高电压( )
A.10伏 B.15伏 C.9伏 D.19伏
【答案】C
【详解】两电阻两端允许所加的最大电压分别为
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V
U乙=I乙R乙=0.4A×15Ω=9V
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两定值电阻并联时,两端允许加上的最高电压是9V。
故选C。
10、如图所示,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S后电压表示数为2V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V B.电流表的示数为0.1A
C.R2两端电压为2V D.R1、R2两端的总电压为6V
【答案】D
【详解】图中两个电阻串联,电压表测量R1的电压;闭合开关S后电压表示数为2V,U1=2V;电路中电流
根据串联电流相等
R2两端电压为
则R1、R2两端的总电压即电源电压为
故D正确,ABC错误。
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题
填空题(本题共6小题,每空1分,共15分)
11、(2024湖南)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10N/kg)
(1)若货车模型总质量为1.5kg,则其所受重力为________N;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越________;
(3)小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg,则R0阻值应为________Ω。
【答案】 ①. 15 ②. 小 ③. 1000
【解析】
【详解】解:(1)[1]货车模型总质量1.5kg,则其所受重力为
G=mg=1.5kg×10N/kg=15N
(2)[2]由图甲可知,R0与R串联,电压表与力敏电阻R并联,货车模型总质量越大,重力越大,则对绝缘平板压力越大,由图乙可知,力敏电阻R的阻值越小,则电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路的电流越大,则R0两端的电压越大,根据串联分压可知,力敏电阻R两端的电压越小,所以电压表的示数越小。
(3)[3]由图丙可知,R0与R串联,电压表与R0并联,当货车模型总质量为2kg时,则其所受重力为
G1=m1g=2kg×10N/kg=20N
由图乙可知,此时力敏电阻R的电阻为500Ω,由题意知,将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,根据串联分压可得
则
答:(1)若货车模型总质量为1.5kg,则其所受重力为15N;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越小;
(3)则R0阻值应为1000Ω。
12、(2023年山东临沂)图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为_________ ;断开开关后,电阻的阻值为__________ 。
答案: 2 2.5
解析:根据电路可知,、并联,电流表测支路电流,测干路电流,因为偏转程度相同,则使用大量程,读数为1.5A,使用小量程,读数为0.3A,则电路中的总电阻为
根据并联电路中电流规律,可求的电流为
的电阻为
因为电阻是导体的属性,当断开开关后,阻值不变仍为。
13、在“探究电流与电压的关系”的实验中,某同学根据实验数据分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,则R1与R2的阻值之比为___________,完成实验后分析数据可以得出:在电阻一定时,电流与电压成____________比。
答案: 1:2 正
解析:
由图可知,电阻R1两端的电压为6V时,通过的电流为0.6A,R1的电阻值
由图可知,电阻R2两端的电压为6V时,通过的电流为0.3A,R2的电阻值
R1与R2的阻值之比为
[2]由图像可以看出两个电阻的图像都是正比例函数,即电流与电压的比值不变,故分析数据可以得出:在电阻一定时,电流与电压成正比。
14、如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25 Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是______;
(2)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图象如图丙、实验中定值电阻两端的电压保持______V,滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω;
(3)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与______的关系图线。
答案: ①. 电流表正负接线柱接反 ②. 2 ③. 50 ④. 电阻R的倒数
解析:
(1)[1]由乙图可知,电流表指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
(2)[2]由图可知,当所用定值电阻的阻值为5Ω时,电流为0.4A,定值电阻两端的电压为
[3]完成实验中,电路中最小电流为
此时滑动变阻器的电阻为
(3)在电压一定时,电流和电阻成反比,电流和电阻的倒数成正比,其图像是经过远点的一条倾斜的直线,所以为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以画出电流I与电阻R的倒数的图像。
15、如图 所示的电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R1=10Ω。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6A,则电源电压为________ V;当同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数增大了0.5A,则R2的阻值是________________Ω。
答案:6、12
16、(黑龙江龙东)如图为灯泡L和定值电阻R的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为__________A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为_________。
【答案】 ①. 0.9 ②. 1:3
【解析】
【详解】[1]将L和R并联在电源电压为6V的电路中,由并联电路中各支路电压等于电源电压可知,L和R两端电压都为6V,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,由图可得
[2]将其串联在电源电压为4V的电路中,由串联电路中各用电器电压之和等于电源电压,串联电路中处处电流相等,由图可得,L电压为1V,电流为0.2A,R电压为3V,电流为0.2A,则L与R的阻值之比
实验题(本题共4小题,共21分)
17、(2024年四川遂宁)老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值为)等器材测量未知电阻的阻值,实验所用的电路如甲图。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物电路的连接(要求滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小);________
(2)芳移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是出现了_________(选填“开路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如丙图所示,则的阻值为_________Ω;
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是_________(选填序号);
A.避免偶然性,寻找普遍规律 B.求平均值减少误差
(5)另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出:不用电流表,利用现有器材也能进行测量。测量电路如丁图,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为;
③则_________(用、、表示)。
【答案】 ①. ②. 短路 ③. 10 ④. B ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小,所以,滑动变阻器接右下接线柱,电压表并联在Rx两端,如下图
(2)[2]闭合开关S后,滑片P到最大阻值处时,电流表有示数,则电路为通路,发现电压表无示数,则说明电路故障可能是定值电阻Rx发生了短路。
(3)[3]由图丙知道,电压表的量程应为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.0V,电流表的量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.20A,由欧姆定律知道,的阻值为
(4)[4]在测电阻的实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值,所以本实验中多次测量的目的是求平均值减小误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(5)[5] ①闭合开关,滑片P移至A端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电压表示数为电源电压,即电源电压是;
②再将滑片P移至B端,则滑动变阻器接入电路的电阻为最大,Rx两端的电压为,滑动变阻器两端的电压是
由欧姆定律知道,此时电路的电流
串联电路电流处处相等,由欧姆定律知道,阻值为
18、(2024年湖北)某小组想测量标有“2.5V 0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。____
(2)移动滑动变阻器的滑片至最_________端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为_________A。
(3)根据实验数据绘制图像如图丙,小灯泡未发光时电阻可能为_________。
A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω
(4)随着电流增大,滑动变阻器两端的电压_________,小灯泡的电阻_________,整个电路中的电阻_________。(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 ①. ②. 左 ③. 0.12 ④. B ⑤. 减小 ⑥. 增大 ⑦. 减小
【解析】
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,电压表与灯泡并联,滑动变阻器要符合“一上一下”的接线原则,实物电路图如下所示:
(2)[2][3]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处,即最左端;由乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A。
(3)[4]由丙图可知,当灯泡两端的电压为0.42V时,通过灯泡的电流为0.12A,由 可得,开始发光时灯泡的电阻
小灯泡未发光时的电阻要比3.5Ω小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故B正确。
(4)[5][6][7]因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压不变,所以,随着电流增大,根据串联电路的分压原理可知,灯泡两端的电压增大,灯泡的电阻增大,滑动变阻器两端的电压减小;由可知,总电流增大,整个电路的总电阻减小。
19、(2024甘肃白银)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明使用阻值为的定值电阻各一个,电压为的电源等器材进行探究。
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整_______(要求:滑片P向右移动时电路中电流变大);
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是___________(选填“A”、“B”或“C”);
A.开关断路 B.滑动变阻器断路 C.定值电阻断路
(3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为___________V;当R的电阻由更换为时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向___________端(选填“左”或“右”)滑动;要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是___________Ω;由图像得到实验结论为:当___________一定时,导体中的电流与导体的电阻成___________;
(4)同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为,如图丙所示电流表示数为___________A,该电阻的阻值为___________。
【答案】 ①. ②. A ③. 2 ④. 左 ⑤. 50 ⑥. 电压 ⑦. 反比 ⑧. 0.3 ⑨. 5
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,滑片P向右移动时电路中电流变大,说明接入电路中的电阻变小,即右下方接线柱必须接入电路中,定值电阻与滑动变阻器串联连接,实物电路图如图所示:
(2)[2]正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数,说明电路断路。将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,说明滑动变阻器之外断路,接在开关两端时有示数,说明电压表与电源之间是通路,故电路故障开关断路。
故选A。
(3)[3]由图象可知,当R=5Ω时,电路中的电流I=0.4A,定值电阻两端的电压
[4]当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,电阻变大,分压增多,电压表示数增大,根据控制变量法可知在探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V。
[5]因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
当定值电阻的阻值为25Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路中的阻值
即滑动变阻器的阻值至少为50Ω;
[6][7]如图丙的图像所示,导体两端电压一定时,此时导体中的电流与导体的电阻的乘积是一个定值,故当导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(4)[8]由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A。
[9]未知电阻的阻值
计算题(本题共1小题,共6分)
20、如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)当开关S3闭合,S1、S2都断开时电路中的总电阻;
(2)电源电压;
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
【答案】(1)90Ω
(2)9V
(3)0.45A
【详解】(1)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2串联,电流表测电路总电阻为
(2)由可知,电源的电压为
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,电路中的总电阻为
电流表的示数为
科学阅读题与简答题(共2小题,共8分)
21、通过电表的电流过大会有烧坏电表的危险。电流表的特点是电阻很小,在实验中绝对不允许直接接在电源两极上。请用欧姆定律分析其中的道理。
【答案】见解析
【详解】根据欧姆定律可知,电流表直接接电源两极上,电源电压一定,电流表的电阻很小,通过电流表的电流很大,易烧坏电流表。
22、阅读下面短文:
导体容易导电,绝缘体不容易导电。有一些材料导电能力介于导体和绝缘体之间,称为半导体。除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它获得了多方面的重要作用。有的半导体,在受热后电阻迅速变小;反之,电阻随温度的降低而迅速增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
回答下列问题:
(1)我们可以用 做成热敏电阻,如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中的电流将 (选填“变大”或“变小”)。
(2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃(如图所示),则25℃的刻度应在20℃刻度的 边(选填“左”或“右”)。
【答案】(1) 半导体 变小
(2)右
【详解】(1)[1]由题文可知,有的半导体,在受热后电阻迅速变小;反之,电阻随温度的降低而迅速增大。利用这种半导体可以做成热敏电阻。
[2]因这个热敏电阻随温度的降低而迅速增大。由欧姆定律可知,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中的电流将变小。
(2)由电流表的表盘构造可知,指针越往右偏,电流越大。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃,则25℃时,温度升高,电阻减小,电流变大,因此25℃的刻度应在20℃刻度的右边。
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