12.4欧姆定律的应用同步练习 2020——2021学年北师大版九年级物理全册有答案

第十二章　四、欧姆定律的应用
一、填空题
1.如图1所示,用电压表和已知阻值的定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值。将待测电阻Rx与定值电阻R0串联,用电压表V1测出定值电阻R0两端的电压U1,用电压表V2测出未知电阻Rx两端的电压U2,通过R0的电流I=　　　　,则Rx=　　　　。?
图1
2.如图2所示,用电流表和已知阻值的定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值。将待测电阻Rx与定值电阻R0并联,用电流表A1测出通过R0的电流I1,用电流表A2测出通过Rx的电流I2,R0两端电压的表达式U=　　　　,待测电阻Rx=　　　　。?
图2
二、选择题
3.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图3中不能测出Rx阻值的电路图是
(　　)
图3
4.某同学在没有电压表的情况下,只利用电流表和已知阻值的定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,图4中不能实现测量Rx阻值的电路图是
(　　)
图4
5.如图5所示是某同学用等效替代法测量未知电阻Rx阻值的电路图;其中电源电压恒定不变,R0是符合实验要求的电阻箱,R是滑动变阻器。下列是她的实验过程记录,请选出正确的操作顺序
(　　)
①只闭合开关S,将滑片P移至某一适当位置记下电压表示数U
②将滑片P移至b端,只闭合开关S,将滑片P移至某一适当位置记下电压表示数U
③只闭合S0,移动滑片P并调节电阻箱R0,使电压表示数仍为U,则Rx=R0
④只闭合S0,只调节电阻箱R0,使电压表示数仍为U,则Rx=R0
图5
A.①③
B.①④
C.②④
D.②③
三、实验探究题
6.[2019·自贡]
小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图6甲所示。
图6
(1)该实验的原理是　　　　　　(写公式)。?
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应置于　　　　(选填“A”或“B”)端。?
(3)假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:①　
;②　
。
(4)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则被测电阻Rx=　　　　Ω。?
(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,小聪想出一个方法,在撤掉电流表的情况下,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移到A端,闭合开关S,读出电压表的示数,记为U;
②　
;?
③被测电阻Rx的阻值:Rx=　　　　　　(写出表达式)。?
7.为测量电阻Rx的阻值,老师提供了以下器材:待测电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0一个、电压不变但电压值未知的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。小明设计了如图7所示电路图:
请将下列实验步骤补充完整:
(1)按电路图连接电路。
(2)闭合开关S1、断开开关S2,读出此时电流表的示数I1。
(3)　
。?
(4)电阻Rx的阻值:Rx=　　　。
图7
8.利用如图8所示的电路可测量未知电阻Rx的阻值,其中R为已知电阻。
图8
(1)请将电压表连入电路,使电路完整。
(2)当开关S1、S2都闭合时,电压表示数U1=6
V;当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数U2=4
V。已知R=10
Ω,则电源电压U=　　　　V,Rx=　　　　Ω。?
(3)实验中若由于某个元件出现故障(短路或断路),导致电压表的示数U1=U2=6
V,则该元件及故障可能是　
。?
9.小明和小虎设计了如图9甲所示的电路为测量未知电阻Rx的阻值。实验器材有:电源(电压为4.5
V)、滑动变阻器R(0~20
Ω)、电阻箱R0(0~999.9
Ω)、电流表、单刀双掷开关及导线若干。
图9
(1)请根据图甲所示的电路,在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
图10
(2)小明将S拨至“1”,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,使电流表示数为　　　　A,再将S拨至“2”,调节电阻箱,使电流表示数为0.36
A,此时电阻箱的示数如图10所示,则待测电阻的阻值Rx=　　　　Ω。?
10.实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的。图11甲中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=3
mA的电流表,Rg=10
Ω,要把它改装成一个量程为0~3
A的电流表(如图乙所示),问:
(1)当通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压为多少?
(2)需要给它并联一个阻值为多大的电阻R0?(结果保留两位小数)
(3)设改装后的电流表的电阻为R,比较R与R0的大小关系,并简单地说明理由。
图11
11.小明同学在做“伏安法”测电阻的实验时,发现测量值和真实值之间总是存在一定的差异。经查阅资料得知,原来电流表和电压表都是有电阻(内阻)的。电压表的内阻很大,电流表的内阻很小,正是电表内阻的存在,才导致了这种差异。如图12所示是该同学设计的测量电表内阻的电路图,电源电压U=4.5
V,电阻R=40
Ω,接通电路后电流表示数为0.12
A,电压表示数为4.4
V,求:
(1)电流表的内阻。(结果保留两位小数)
(2)通过电压表的电流。
(3)电压表的内阻。
图12
答案
1.　R0　2.I1R0　　3.B　4.C　
5.C　
6.(1)R=　(2)B
(3)①电源电压过大　②选用的电流表量程太小(或滑动变阻器的最大阻值太小)
(4)8
(5)②将滑动变阻器的滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数,记为U1　③
[解析]
(1)测量电阻的实验原理是R=。
(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至B端,使其接入电路的阻值最大。
(3)操作正确,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明电路中的电流较大,根据影响电流的因素可知,可能是电源电压过大或电流表的量程选择偏小或滑动变阻器的最大阻值偏小造成的。
(4)由图乙知,电压表的量程为0~3
V,分度值为0.1
V,示数为2.4
V;由图丙知,电流表的量程为0~0.6
A,分度值为0.02
A,示数为0.3
A;则Rx===8
Ω。
(5)撤掉电流表后,电路如图S12-4-6所示:被测电阻与滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联。
图S12-4-6
实验步骤:①将滑动变阻器的滑片移至A端,闭合开关S,读出电压表的示数,记为U;
②将滑动变阻器的滑片移至B端,闭合开关S,读出此时电压表的示数,记为U1,则滑动变阻器两端的电压为U-U1;
电路中的电流Ix=IR=,
则Rx===。
7.(3)闭合开关S2、断开开关S1,读出此时电流表的示数I2
(4)R0
8.(1)如图所示
图S12-4-7
(2)6　20
(3)Rx断路(或R短路或Rx断路且R短路)
9.(1)如图所示
图S12-4-8
(2)0.36　9　
10.(1)根据I=可知,当通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压:U=IgRg=0.003
A×10
Ω=0.03
V。
(2)两个电阻并联时,通过R0的电流:
I0=I最大-Ig=3
A-0.003
A=2.997
A,
并联电阻的阻值:R0===0.01
Ω。
(3)电阻并联相当于增加了导体的横截面积,总电阻比最小的电阻都小,所以R小于R0,根据并联电路特点,R=,由于R0远小于Rg,即R=≈R0,所以R与R0阻值接近。
11.由题图知,R与RV并联后再与RA串联,电压表示数为并联部分的电压,电流表测干路电流。
(1)
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电流表两端的电压:
UA=U-UV=4.5
V-4.4
V=0.1
V,
由I=可得,电流表的内阻:
RA===0.83
Ω。
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,
通过R的电流:
IR====0.11
A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电压表的电流:
IV=I-IR=0.12
A-0.11
A=0.01
A。
(3)电压表的内阻:RV===440
Ω。