人教版物理九年级全册《第17章 欧姆定律》巩固提升
一 、单选题(本大题共9小题,共27分)
1.(3分)WP0404
在探究电流与电阻的关系的实验中,实验电路如图所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于( )
A. 最左端 B. 最右端
C. 中点处 D. 离最左端的1/3处
2.(3分)如图所示,电源电压保持不变,,当闭合时,电压表的示数为,则电源电压为
A. B. C. D.
3.(3分)两根完全相同的电热丝,串联起来接在家庭电路上烧开4kg的一壶水需24min,若把它们并联起来烧开同样一壶水,需要的时间为( )
A. 6min B. 12min C. 24min D. 48min
4.(3分)WP0406
在探究电流与电阻的关系的实验中,实验电路如图所示,闭合开关,为了控制电阻两端电压不变,移动滑动变阻器的滑片时眼睛应观察( )
A. 电压表的示数 B. 电流表的示数
C. 滑片的位置 D. 电流表的示数和滑片的位置
5.(3分)关于欧姆定律,下列说法中正确的是
A. 通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B. 当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C. 在同一电路中,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
D. 当导体电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
6.(3分)两个阻值相同的电阻并联后阻值为,那么这两个电阻串联后的电阻阻值为
A. B. C. D.
7.(3分)WP0405
在探究电流与电压的关系的实验中,实验电路如图所示,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,为了完成实验,必须测量并记下几组( )
A. 电阻值 B. 电流值 C. 电压值 D. 电压和电流值
8.(3分)(2021武汉元调)如图所示的电路中,开关都闭合后只有一个灯泡被短接的是( )
A. B.
C. D.
9.(3分)小明设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方的金属片受到压力的大小,其中是标有“”的滑动变阻器,是一个的定值电阻,电源电压恒为,下列有关说法错误的是
A. 压力表实际是电压表
B. 当金属片受到压力增大时,变阻器阻值变大
C. 当压力最大时,电路中的电流为
D. 当压力最大时,定值电阻两端的电压为
二 、多选题(本大题共4小题,共12分)
10.(3分)有一个阻值Rx已看不清的电阻器,现要测出它的电阻值.某同学用现有的器材:电压表和电流表各一只,已知阻值的电阻R0一只、电池组一个、开关两个、导线若干条,连接成图所示的四个电路,其中能测出阻值Rx的是( )
A. B.
C. D.
11.(3分)做完“伏安法测电阻”实验后,老师向同学们提出一个问题:“如果实验中发现电压表已经损坏,那么能否借助一个稳压的电源,一个已知阻值的电阻,加上桌面上原有仪器,测出一个未知阻值R的电阻呢?要求是:1、可以增加导线和开关;2、电路连接好后不能改变元件的位置.”同学们积极思考,热烈讨论,提出了以下方案,请你分析一下,其中可行的是( )
A. B.
C. D.
12.(3分)在如图所示电路中,电源两端的电压保持不变,当闭合开关S1、S3,断开开关S2时,电流表的示数为1.2A;当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电流表的示数为0.3A;当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,电流表的示数为0.15A.关于此电路工作情况的分析,下列说法中正确的是( )
A. 只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A
B. 只闭合开关S2时,电阻R2消耗的电功率是电阻R3消耗的电功率的2倍
C. 开关S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为3A
D. 只断开开关S2与只闭合开关S2两种情况下电压表的示数之比为2:1
13.(3分)在测定一个未知电阻的阻值时,我校科创小组设计了如图甲所示的实验电路,其中是电阻箱,为单刀双掷开关。在实验时:闭合开关后,把开关接到触点,调节滑动变阻器,使电压表有个合适的示数;把开关接到触点后,关于随后应采取的操作等事项,说法正确的是
A. 保持滑片的位置不变,只调节电阻箱直到电压表示数为
B. 同时调节滑动变阻器和电阻箱,直到电压表表示数为
C. 选择正确的实验操作步骤正确测量后,电阻箱上各旋钮的位置如图乙所示,则待测电阻的阻值应为
D. 本实验所使用的方法与探究电流与电阻的关系所用的方法相同
三 、填空题(本大题共5小题,共20分)
14.(4分)某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律,实验中他们所用的定值电阻分别是、、、、,电源电压为。
在探究“导体中的电流跟导体电阻的关系”时,把定值电阻由换成,闭合开关后,电压表如图乙所示,下一步的操作是将变阻器的滑片向 ______选填“左”或“右”移动,目的是 ______。
根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示,由图象可得出的结论是:______。
若实验中所选电阻都参与了实验才得到丙图,则实验中的滑动变阻器的规格应选择 ______。
A.“”
B.“”
15.(4分)长度相同的镍铬合金丝比镍铬合金丝粗得多,将它们连入同一个电路,如图所示。如果镍铬合金丝和两端的电压分别为和,此时通过它们的电流分别为和,则有______,______选填“”、“”或“”
16.(4分)实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电阻箱阻值由调为,电压表示数会______,要继续探究,应该将滑片向______移。
17.(4分)若要探究“电阻一定时,通过电阻的电流与它两端电压的关系”,则要保持 ______ 不变,通过改变滑动变阻器的阻值来改变定值电阻两端的 ______ .
18.(4分)在图的电路中,,当闭合后,安培表和伏特表指针的指示位置如图下所示,则电路中的总电流强度为______安培,总电压为______伏特,阻值的大小为______欧姆。
四 、实验题(本大题共1小题,共6分)
19.(6分)小明设计了图甲所示电路来“探究串联电路中电压的特点”。
连接电路时开关应处于 ______ 状态;请你在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
闭合开关,小明观察到,,。则故障可能是 ______ 写出一种即可。
排除故障后,小明调整电源电压,换用规格不同的电阻,改变电表量程进行实验,读出电压表示数并记录了对应电阻的阻值,如表所示:
实验次数
调整电源电压,换用规格不同的电阻进行多次实验的主要目的是 ______ ;分析表中数据,可得串联电路中电压的规律是 ______ 。
小明从上述数据还发现,电阻两端分得的电压随阻值变化而变化,即在串联电路中,电阻越大分得的电压越 ______ 选填“多”或“少”。
五 、计算题(本大题共1小题,共12分)
20.(12分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为欧,滑动变阻器上标有“安”字样。闭合开关,移动滑片至电路中的电流最大。
求秒内通过的电荷量。
在电路中某位置串联接入一电流表,当变阻器阻值从增大为时,电流表示数从安减小为安;同时,在移动变阻器滑片过程中,发现电流表示数能达到的最小值为安。
①请确定电流表所接位置并说明理由;
②请通过计算确定电源电压和变阻器的最大值。
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】略
2.【答案】A;
【解析】解:由电路图可知,当开关闭合时,两电阻串联,电压表测两端的电压,
由欧姆定律得,电路中的电流:
,
根据串联电路电阻特点可知,电路的总电阻:
,
由欧姆定律得,电源电压:
。
故选:。
当开关闭合时,两电阻串联,电压表测两端的电压,根据串联电路的特点和欧姆定律列式即可求出电源电压。
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意电压表不测带电源用电器两端的电压的电压。
3.【答案】A;
【解析】解:两根完全相同的电热丝串联后的总电阻:R串=2R;并联后的总电阻:R并=
1
2
R;
根据题意可知,串并联时烧开一壶水需要的热量关系式为:
Q=
U2
2R
=
U2
2R
×24min----①,
Q=
U2
12
1
2
R-------②
联立①②可得:
=
U22R
U2
2R
×24min
U2
12
1
2
R=6min.
故选A.
4.【答案】A;
【解析】略
5.【答案】D;
【解析】解:、欧姆定律的内容是:当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;故错误、正确;
、电阻是导体本身的一种性质,其大小决定于导体的长度、材料和横截面积,与通过它的电流、它两端的电压无关;故错误。
故选:。
根据欧姆定律的内容和影响电阻大小的因素进行解答。
此题主要考查了学生对欧姆定律内容的掌握和理解,是一道基础题目。
6.【答案】D;
【解析】解:根据并联电阻的特点,,所以,,
所以,。
故选:。
先根据两个相同电阻并联后的总电阻是,求出每个电阻的阻值;再根据串联电阻的规律求出串联后的总电阻。
该题考查了电阻的串、并联特点,尤其是两个相同电阻的串并联规律,属于基本内容,比较简单。
7.【答案】D;
【解析】略
8.【答案】C;
【解析】略
9.【答案】D;
【解析】解:由电路图可知,压力表并联在两端,应为电压表,故A正确,不符合题意;
由电路图可知,当金属片受到压力增大时,接入电路的电阻变大,故B正确,不符合题意;
当压力最大时,与的最大阻值串联,
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
根据欧姆定律可得,电路中的电流:
,故C正确,不符合题意;
定值电阻两端的电压:
,故D不正确,符合题意。
故选:。
根据电压表使用时与用电器并联、电流表使用时与用电器串联判断压力表的类型;
根据滑片的移动确定金属片受到压力增大时,变阻器阻值的变化;
当压力最大时,与的最大阻值串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压。
该题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道滑动变阻器和电表的正确使用。
10.【答案】ABC;
【解析】解:A、只闭合S2时,电流表的示数为通过R0的电流,则由欧姆定律可得出电源电压,再闭合S1,则由并联电路的电流规律可得出通过Rx的电流,则由欧姆定律可得出Rx的阻值,故A正确;
B、断开S时,由电流表的示数可知通过R0的电流,则由欧姆定律可得出电源电压;闭合S,则Rx与R0并联,由并联电路的电流规律可得出通过Rx的电流,则由欧姆定律可求得Rx的阻值;故B正确;
C、闭合S时,Rx短路,电压表示数为电源电压,断开S后,两电阻串联,电流相等,则由串联电路的电压规律可得出Rx两端的电压,由欧姆定律求得通过R0的电流即通过Rx的电流,则由欧姆定律可得Rx的阻值;故C正确;
D、闭合S时,Rx短路,电压表测量电源电压;而断开S后,电压表测量的也是电源电压,故无法得出Rx两端的电压及通过Rx的电流,则无法测得Rx的阻值;故D错误;
故选A、B、C.
11.【答案】AC;
【解析】解:A、电源电压不变,与R并联的开关闭合时,测出电路电流,由欧姆定律求出电源电压,然后断开该开关,测出电路电流,由串联电路特点与欧姆定律求出待测电阻阻值,故A正确;
B、该电路图不能测出流过电阻的电流,不能测出电阻的阻值,故B错误;
C、只闭合干路开关,可以测出流过电阻R0的电流I0,∵I=
U
R
,∴电源电压U=I0R0;
再闭合支路开关,可以测出两电阻并联电流I,则流过电阻R的电流IR=I-I0,
∵I=
U
R
,∴电阻阻值R=
UR
IR
=
U
IR
=
I0R0
I-I0
,该电路能测出电阻R阻值,故C正确;
D、由图示电路不能求出通过电阻R的电流,不能求出电阻R的阻值,故D错误;
故选AC.
12.【答案】ABD;
【解析】解:当闭合开关S1、S3,断开开关S2时,等效电路图如图1所示;
当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,等效电路图如图2所示;
当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,等效电路图如图3所示.
由图1可得:
U
R1
+
U
R3
=1.2A----①
由图2可得:
U
R1
=0.3A--------②
由图3可得:
U
R1+R2+R3
=0.15A----③
由①②③可得:R1:R2:R3=3:2:1
(1)只闭合开关S1时,等效电路图如图2所示,所以电流表的示数为0.3A,故A正确;
(2)只闭合开关S2时,等效电路图如图3所示,则P2:P3=R2:R3=2:1,故B正确;
(3)开关S1、S2、S3都闭合时,等效电路图如下所示:
电流表的示数
U
R1
+
U
R2
+
U
R3
=
U
R1
+
3U
2R1
+
3U
R1
=5.5×
U
R1
=5.5×0.3A=1.65A,故C不正确;
(4)只断开开关S2,等效电路图如图1所示;只闭合开关S2图3所示;
电压表的示数之比U:
R1
R1+R2+R3
U=U:
R1
R1+23
2
3
R1+
1
3
R1=2:1,故D正确.
故选ABD.
13.【答案】AC;
【解析】解:闭合开关后,把开关接到触点,调节滑动变阻器,使电压表有合适的示数;
然后保持滑动变阻器的阻值不变,开关接到触点,调节电阻箱使电压表的示数为,根据串联电路的分压作用,此时电阻箱的阻值便于的阻值;
若改变滑动变阻器的阻值,则电阻箱的阻值不等于的阻值,故正确,错误;
由图乙知,电阻箱的电阻为:。
所以,,故正确;
本实验采用等效替代的方法测的阻值,而探究电流与电阻的关系所用的方法是控制变量法,所以本实验所使用的方法与探究电流与电阻的关系所用的方法不相同,故错误。
故选:。
本实验采用等效替代的方法测的阻值;接触点,移动滑动变阻器,使电压表示数为;接触点,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为,此时与电阻箱连入电路的阻值相同。
电阻箱连入电路的示数为“旋钮对应数字倍数”之和。
物理上探究物理规律应用的方法很多,有等效替代法、控制变量法、推理法、转换法、模型法、类比法等等。
本题的解题关键是:应知道本题测待测电阻阻值的方法:等效替代法,等效替代法在实验中经常使用,要注意体会、总结这种方法。
14.【答案】右 控制电阻两端的电压不变 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 B;
【解析】解:在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,把定值电阻由换成,闭合开关后,定值电阻两端电压变大,为保持电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器的电压,根据分压原理,应将变阻器的滑片向右移动。
由图象可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
由丙图可知,电流与电阻的乘积……,即定值电阻两端的电压始终保持不变,当实验中使用的定值电阻阻值最大为,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:,变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:,即所选择的变阻器的最大阻值不能小于,故选。
故答案为:右;控制电阻两端的电压不变;在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;。
研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
根据图象中电流与电阻之积为一定值分析得出结论;
根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器连入电路中的最大阻值,从而确定变阻器的规格。
本题探究电流与电阻的关系,考查实验操作、器材的要求及数据分析。
15.【答案】< ; = ;
【解析】解:
因为两段合金丝都是镍铬合金丝、长度相同,镍铬合金丝粗,故A镍铬合金丝电阻小,即;
由图知,、串联,所以电流相等,即;
根据变形可知,它们两端电压为小于,即。
故答案为:;。
影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,其它条件相同,导体的横截面积越大,电阻越小;
串联电路电流的特点:串联电路中,电流处处相等;根据欧姆定律判断串联电路电压的关系。
该题考查了欧姆定律、串联电路特点、影响电阻大小因素,利用欧姆定律和电流特点得出串联电路的分压关系是本题的关键。
16.【答案】变大; 右;
【解析】解:电路中,电阻箱与变阻器串联,电压表测电阻的电压,实验过程中,电阻箱阻值由调为,由分压原理,电压表示数会大;
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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变。
故答案为:变大;右。
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
本题探究“电流与电阻的关系”,考查实验操作过程及控制变量法的运用,为基础题。
17.【答案】电阻;电压;
【解析】解:实验中研究通过定值电阻的电流与其两端电压的关系,应该保持电阻的阻值不变,改变滑动变阻器的阻值,从而改变定值电阻两端的电压.
故答案为:电阻;电压.
研究电流与电压的关系,应控制电阻不变,通过滑动变阻器改变电阻两端的电压,根据记录的电流值进行分析归纳.
18.【答案】;
【解析】解:由电路图可知,与并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,
由图可知,电流表的量程为,分度值为,则电路中的总电流,
电压表的量程为,分度值为,则电源的电压,
由可得,电路的总电阻:
,
因并联电路中总电阻等于各分电阻之和,且,
所以,,
解得:。
故答案为:;;。
由电路图可知,与并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,根据电表的量程和分度值读出示数,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的并联和求出的阻值。
此题主要考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用以及电表的读数,是一道较为简单的应用题。
19.【答案】;
【解析】解:为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;
由电路图可知电压表测量电源电压,也是、串联电路的总电压,因电源是两节干电池串联组成,则电源电压为,则电压表的量程应选,实物图如下:
由于两电阻串联,闭合开关,用电压表分别测量、、间的电压,、间都有电压且相等,说明电压表的正负接线柱与电源的正负极相连通,间无电压,则之间短路或之间断路,即可能是电阻短路,也可能是或断路;
由于一次实验得出的结论具有偶然性,为了探究串联电路电压的普遍规律,需要进行多次实验,故多次实验的主要目的是使结论更具有普遍性,寻找普遍规律;
由表中的实验数据,所以可得结论为:串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和。
根据表格中的数据可知,在串联电路中,电阻越大分得的电压越多。
故答案为:
断开;如图:;
电阻短路或断路;
使结论更具有普遍性;串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和;
多。
连接电路时,应断开开关;根据电压表的测量对象判断出电压表的量程,然后完成实物图;
由于两电阻串联,闭合开关,用电压表分别测量、、间的电压,、间都有电压且相等,间无电压,说明之间短路或之间断路,由此得出结论;
由于一次实验得出的结论具有偶然性,为了探究串联电路电压的普遍规律,需要进行多次实验,故多次实验的主要目的是寻找普遍规律;
分析实验数据得出结论;
分析电阻两端分得的电压随阻值变化而变化的数据,即可得出结论。
本题是“探究串联电路中电压的特点”的实验,考查了实物图的连接、电路故障的判断、实验数据分析等,这些都是实验中常考的问题,要掌握好。
20.【答案】解:(1)由图可知,该电路为并联电路,根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,移动滑片的过程中,通过R1的电流不变;当电路中电流最大时,通过滑动变阻器的电流最大,为2A;
根据I=可知,10秒内通过R2的电荷量为Q=It=2A×10s=20C;
(2)①在电压一定时,电流与电阻成反比;变阻器两端的电压不变,当变阻器阻值从R0增大为2R0时,电流表示数从1.9安减小为1.4安,电流没有变为原来的一半,所以电流表测量的不是滑动变阻器的电流;由于通过R1的电流不变,所以电流表应该是接在干路中;
②设电源电压为U,保持不变;变阻器阻值从R0增大为2R0时,电流表示数从1.9A减小为1.4A,
则:1.9A=+=+=U(+)①
1.4A=+=+=U(+)②
①②联立可得:U=9V,R0=9Ω;
则通过R1的电流为:I1===0.9A;
当滑动变阻器全部接入电路中时,通过滑动变阻器的电流是最小的,干路中的电流最小,根据并联电路的电流规律可知,则滑动变阻器的最小电流为:
I小=1.35A-0.9A=0.45A;
则滑动变阻器的最大阻值为:R2===20Ω。
答:(1)10秒内通过R2的电荷量为20C;
(2)①电流表接在干路中;变阻器两端的电压不变,当变阻器阻值从R0增大为2R0时,电流表示数从1.9安减小为1.4安,电流没有变为原来的一半,所以电流表测量的不是滑动变阻器的电流;由于通过R1的电流不变,所以电流表应该是接在干路中;
②电源电压为9V;变阻器R2的最大值为20Ω。;
【解析】
由图可知,该电路为并联电路;根据并联电路的电流规律判定的电流;根据求出电荷量;
①在电压一定时,电流与电阻成反比,据此判定电流表的连接方式;②根据电流和电阻的大小,利用欧姆定律列出关系式,求出电源电压;根据电源电压求出通过的电流,在求出通过滑动变阻器的最小电流,根据欧姆定律求出最大电阻。
此题主要考查了欧姆定律的应用、并联电路的电流、电压的规律,根据并联电路的电流规律列出关系式是解答该题的关键。