鲁教版物理 九年级上第十三章 欧姆定律 综合评价检测 （解析版）

第十三章
欧姆定律
综合评价检测
(45分钟　100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是(　　)
A.只要将导体连入电路,电路中就有电流
B.导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
D.导体两端电压越大,通过该导体的电流就越大
【解析】选D。本题考查电压、电流以及电阻三者之间的关系。电流产生的条件有两个：一是电路要闭合,二是电路中有电压,故A、C选项错误;电阻是导体的一种属性,与电流和电压大小无关,故B选项错误;根据欧姆定律的公式I=可知,电阻一定时,导体两端的电压越大,通过它的电流就越大,故D选项正确。故选D。
2.进行物理实验时,正确的操作是获取实验数据的前提。在“用电压表和电流表测小灯泡电阻”的实验中,下列操作中有问题的是
(　　)
A.连接电路的过程中,开关应处于断开状态
B.试触时发现电流表指针反向偏转,电压表正常,只需断开电路,将电池正、负极对调
C.电流表要与待测电阻串联,电压表要与待测电阻并联
D.连接电路的过程中,滑动变阻器要全部连入电路
【解析】选B。本题考查伏安法测电阻。连接实物图时,开关应断开,故A选项做法正确;试触时发现电流表指针向反方向偏转,应断开电路,将电流表的正、负接线柱的接线对调,而不应将电池正、负极对调,故B选项做法错误;连接电路时,电流表串联在被测电路中,电压表并联在被测电阻两端,故C选项做法正确;连接实物图时,滑动变阻器的滑片应在最大阻值位置,故D选项做法正确;故选B。
3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,三个电表的示数变化情况是(　　)
A.的示数变大,的示数不变,的示数变小
B.的示数变大,的示数变大,的示数变小
C.的示数变小,的示数不变,的示数变大
D.的示数变小,的示数变小,的示数变大
【解析】选A。本题考查动态电路中电表示数变化的分析。由电路图可知,滑动变阻器和灯泡串联,电压表测量电源电压,故其示数不随滑片的移动而变化,电流表测量灯泡与滑动变阻器的电流,当滑片向左移动时,电路的电阻变小,故电流即电流表的示数变大,灯泡的电阻不变,通过它的电流变大,故灯泡两端的电压变大,所以滑动变阻器两端的电压(电压表的示数)变小。
4.如图所示,电源电压保持6V不变,灯泡L与定值电阻R串联,灯泡L的电阻为10Ω,R的阻值为20Ω,闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表示数为6V,则电流表可能出现的情况是(　　)
A.电流表无示数
B.电流表示数为0.3
A
C.电流表示数为0.2
A
D.电流表示数为0.6
A
【解析】选A、B。本题考查用欧姆定律分析电路故障。灯泡中无电流通过灯泡,而电压表的示数为6V,说明与电压表并联的定值电阻R出现断路或灯泡L短路。若R断路,此时电路中无电流,电流表无示数,故A选项正确;若灯泡L发生短路,此时电源电压全部加在定值电阻R两端,此时电压表的示数为6V,电路中的电流I===0.3A,故B选项正确。
5.如图所示,开关S闭合,两个灯均正常发光,电流表的示数为0.8
A,电流表的示数为0.5
A,电压表的示数为8
V。下列判断不正确的是(　　)
A.灯L1和L2并联
B.电源电压为8
V
C.灯L1的电流为0.3
A
D.灯L1的电阻为10Ω
【解析】选D。本题考查电路分析及欧姆定律的计算。分析电路图发现：两灯并联,电流表测量灯L2的电流,测量干路的电流,电压表测量灯L2两端的电压,等效电路图如下：
电压表测量灯L2两端的电压,根据并联电路电压的特点,电源电压和灯L1的电压也是8
V,;电流表测量的是干路电流,电流表测量的是灯L2的电流,根据并联电路电流的特点,通过灯L1的电流I1=I-I2=0.8
A-0.5
A=0.3
A;灯L1的电压U1=U2=
8
V,则灯L1的电阻R1==≈26.67Ω,故D说法错误,选D。
6.伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮。接下来应进行的操作是(　　)
A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小变阻器接入电路的阻值
【解析】选D。本题考查了伏安法测电阻实验的调节。小灯泡不亮,但电路中有电流,说明小灯泡两端电压太低,故应调节滑动变阻器减小电阻,增大灯泡两端电压。
7.如图所示电路中,电源电压U=4.5
V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0～0.6
A,电压表量程为0～3
V。为保护电表,滑动变阻器接入电路的阻值范围是(　　)
A.0～10Ω
B.0～20Ω
C.5～20Ω
D.2.5～10Ω
【解析】选D。本题考查电路中的电阻范围问题。当滑动变阻器连入电阻最小时,电路中电流最大,由电流表的量程0～0.6
A可知,I≤0.6
A,即I大==
0.6
A,=0.6
A,所以R小=2.5Ω;由电压表的量程0～3
V可知,U2≤3
V,即I==,=,所以R大=10Ω;所以滑动变阻器连入电阻范围：2.5～
10Ω,故选D。
8.为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如图所示的电路,其中不可行的是(　　)
【解析】选D。本题考查电阻大小的比较。由欧姆定律变形公式R=可知：A、B图中两电阻串联,电流相等,通过比较R1、R2两端电压的大小可以比较R1、R2的大小;C图中两电阻并联,电压相等,通过比较电流的大小可以比较R1、R2的大小。因此A、B、C所示电路都可行,D所示电路不可行,故选D。
二、填空题(本大题共6小题,每空3分,共39分)
9.一只灯泡灯丝的电阻为8Ω,正常发光时,通过灯丝的电流是0.5
A,将灯泡接到电压为6
V电源上,为使灯泡正常发光,在电路中应　　　　
联一个
　　　　Ω的电阻。
【解析】本题考查电阻的串联和欧姆定律的应用。灯泡正常发光时的电流为IL=0.5
A,灯泡正常发光时两端的电压是U=ILRL=0.5
A×8Ω=4
V,当将灯泡接到电压为6
V电源上时容易被烧坏,所以可以采取串联分压的方式使灯泡正常发光。若灯泡在电源电压为6
V的电路中正常发光,电路中的电流I=IL=0.5
A,电路中的总电阻R总===12Ω,故应串联电阻的阻值R=R总-RL=12Ω-8Ω=4Ω。
答案：串　4
10.如图所示,电源电压恒为6
V,R2的阻值为20Ω。当开关S1闭合S2断开时,电路中的电流为0.2
A,则R1=
　　　　Ω;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为
　　　A。
【解析】本题考查并联电路的特点及欧姆定律的应用。当开关S1闭合S2断开时,只有R1接入电路中,R1===30Ω;当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,R2所在支路的电流I2===0.3
A,则干路电流即电流表的示数I=I1+I2=0.2
A+
0.3
A=0.5
A。
答案：30　0.5
11.如图所示电路图,电源电压恒定,当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.5
A,电压表的读数为2.50
V,当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于R1、R2有一个电阻出现故障,电流表的读数为0.6A,电压表的读数为3.00
V,则电源电压为　　　　V,电路中出现的故障是　
。
【解析】本题考查的是欧姆定律的应用。当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1、R2是并联,并联电路各支路电压都相等,都等于电源电压,故电源电压为3V;当开关S1、S2断开,S3闭合时,R1、R2是串联,电流表的读数为0.50A,电压表的读数为
2.50
V,可知R2=5Ω,R1=1Ω,当两电阻并联时,若无电路故障,则通过两电阻的电流I2=0.6A,I1=3A,而干路中电流只有0.6A,故R1断路。
答案：3　R1断路
12.如图所示为分别测量小灯泡L和定值电阻R后得到的I-U关系图线。由图可知,随着电压的升高,L的阻值逐渐变　　　　　　　,R的阻值为　　　　　　Ω。
【解析】本题考查电流与电压、电阻的关系。由I-U图像可知,在1～2V之间,当电压ΔU1=1V时,电流ΔI1=0.2A,在2～3V之间,ΔU2=1V时,电流ΔI2=0.1A,则电压增大比电流增大得快,由R=知,小灯泡电阻增大。由图像可知R为定值电阻,当U=4V时,I=0.4A,则R===10Ω。
答案：大　10
13.如图所示的电路中,已知电阻R1∶R2=1∶3。如果甲、乙两表均为电压表,当开关S闭合时,R1与R2的连接方式是　　　联,此时,两表的示数之比U甲∶U乙=　　　　;如果甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两表的示数之比I甲∶I乙=　　　　。
【解析】由电路图可知,甲、乙两表均为电压表时,两电阻串联,甲电压表测R1两端的电压,乙电压表测电源的电压,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,且各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得：======;
甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两电阻并联,甲电流表测干路电流,乙电流表测R1支路的电流,因为并联电路中各支路两端的电压相等,
所以两支路的电流分别为I1=,I2=,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以=====。
答案：串　1∶4　4∶3
14.手机触摸屏是通过识别触摸点的水平和竖直位置,来确定触摸点的位置。以竖直方向为例：触摸屏相当于一根电阻丝,触摸手机屏时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,阻值分别为R1、R2,其等效电路图如图所示,当触摸点竖直向下移动时,R1的阻值　　　　　,R1两端的电压　　　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
【解析】本题考查电阻的影响因素及串联电路的分压关系。当触摸点向下移动时R1的长度增加,因此阻值增大,又由于在串联电路中,R1的阻值分担的电压增大。
答案：增大　增大
三、实验探究题(本大题共2小题,共18分)
15.(8分)某校兴趣小组同学想探究“导体中的电流跟导体两端电压的关系”。
(1)小刚同学做出了以下猜想：
A.电流跟电压成正比
B.电流跟电压成反比
C.电流跟电压无关
你认为合理的猜想是　　　　　　　　(填字母),你的理论依据是　
_______________________________________________________________。
(2)为了检验猜想是否正确,小刚设计了如图甲所示的电路图,其中电源为两节新干电池,电阻R为5Ω,滑动变阻器R′标有“20Ω　1
A”字样,电压表和电流表均完好。
①按电路图将乙图中未连接处补画上。
②在闭合开关前,小刚应把电路图中滑动变阻器的滑片移到　　　　(选填“a”或“b”)端。
③他检查电路连接无误后闭合开关,发现电流表有示数,电压表示数为零,电路出现的故障是　
。
④排除故障后小刚进行了实验,下表是小刚记录的数据,分析收集到的数据,小刚得出的正确结论是
　
。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1
1.5
2
电流I/A
0.2
0.3
0.4
【解析】(1)因为电压是形成电流的原因,所以电压越大,电流越大;(2)①电源为两节新干电池,电压表量程选3V,电阻R为5Ω,则由I=知电流表量程选0.6A,0.6
A这个接线柱与R的左边接线柱相连,电压表与R并联,且电流从正接线柱流进。②闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到阻值最大端,即b端,这样起保护电路的作用。③电路连接无误后闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,但电压表示数为零,说明电压表测的是一段导线两端的电压,则电路的故障是电阻R短路。④=Ω=5Ω,=Ω=5Ω,=Ω=5Ω,说明在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
答案：(1)A　电压是产生电流的原因
(2)①如图所示
②b　③电阻R短路　④电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
16.(10分)实验室备有下列器材：
A.待测定值电阻Rx：阻值在49～52Ω
B.滑动变阻器：最大阻值见图甲
C.滑动变阻器：最大阻值见图乙
D.定值电阻R0：阻值20Ω
E.电压表V：测量范围0～3
V
F.电源e：电源电压恒为4.5
V
G.单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
为了较精确地测出待测电阻Rx的电阻,小明设计了如图所示的电路。
(1)在小明设计的电路中,滑动变阻器应选　　　(填器材前面的序号字母)。
(2)小明在实验中的主要操作步骤及记录的数据是：
Ⅰ.将开关S掷向1,由　　　(选填“a至b”或“b至a”)移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,读出电压表的示数为2.5V;
Ⅱ.保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将开关S掷向2,读出电压表的示数为
1.5
V。根据小明的测量数据可以得到待测电阻的阻值Rx=　　　Ω。
【解析】本题考查电阻的特殊测量。(1)因为此实验中电源电压为4.5V,电压表最大测量值为3
V,所以滑动变阻器两端的电压最小为1.5
V,即滑动变阻器接入电路的电阻大约应为待测定值电阻Rx的,若选择甲滑动变阻器,阻值不足Rx的,所以不可行,故应选择阻值为50Ω的滑动变阻器;
(2)在连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的一端,进行实验时,再移动滑片至适当位置,所以应由b至a移动滑动变阻器的滑片P至某一位置;由步骤Ⅱ可知,滑动变阻器两端的电压为3V,电路中的电流为I===0.075
A,则滑动变阻器接入电路中的电阻是R′===40Ω,再由步骤Ⅰ可知,=,得Rx=50Ω。
答案：(1)C　(2)b至a　50
四、计算题(11分)
17.如图甲是某型号电子秤,其原理结构如图乙所示。R0为定值电阻,R是压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示,改写电压表(量程为3V)的表盘数值后可直接读出所称物体的质量。设踏板的质量为5kg,电源电压保持9V不变。g取10N/kg。
(1)空载时,电压表的示数为1V,求R0的阻值。
(2)该电子秤的量程多大
(3)如果保持电子秤结构和电压表量程不变,只在电路中增加一个电阻。使电子秤的量程变为110kg。计算说明应使用多大的电阻 如何连接
【解析】(1)空载时,踏板的重力为
G=mg=5kg×10
N/kg=50
N
根据图像可知：当压敏电阻所受压力为50N时,其对应的电阻R1为240Ω。
由欧姆定律可得通过压敏电阻的电流为
I1===A,
压敏电阻和R0串联,则根据欧姆定律得R0阻值为
R0===30Ω。
(2)电子秤的量程最大时对应的电压表量程最大值,此时R0分得的电压为3V,此时电路中的电流为
I2===0.1
A。
因为压敏电阻和R0串联,根据欧姆定律可得此时压敏电阻的阻值R2为
R2===60Ω。
由图像可知,60Ω的压敏电阻对应的压力为950N,且踏板的重力为50N,所以此时能称量的最大质量为m===90
kg。
(3)当电子秤的量程变为110kg时,根据重力公式可知：
G′=m′g=110kg×10
N/kg=1
100
N。
因为踏板的重力为50N,所以压敏电阻受到的总的压力为1
150
N。
根据图像可得,当压敏电阻受到的压力为1150N时压敏电阻的阻值R3为20Ω,根据欧姆定律可得此时电路中的总电阻为R总===90Ω。
串联的电阻为R串=R总-R0-R3=90Ω-30Ω-20Ω=40Ω。
要使电子秤的量程变为110kg,应该串联一个40Ω的电阻。
答案：(1)30Ω　(2)90
kg　(3)串联一个40Ω的电阻