内容正文:
2024-2025学年九年级物理全册单元测试卷(人教版)
第十七章 欧姆定律 (A卷•提升卷)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1. 测试范围:人教版九年级全册第十七章。
2. 本套试卷共六道大题,29个小题。
一、选择题(本题共14小题,每小题2分,共28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.(2023四川自贡)由欧姆定律变形可得,下列说法正确的是( )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
【答案】D
【解析】ABC.导体电阻是导体自身的一种特性,大小取决于导体的材料、长度、横截面积、温度等因素,与加在它两端的电压及通过它的电流无关,故ABC错误;
D.由公式可知,导体电阻大小在数值上等于它两端电压与通过电流的比值,故D正确。故选D。
2. 在“探究电流与电压的关系”实验中,采用图像法得到如图所示的I-U图像,由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是( )
A. 成正比,R=10Ω B. 成正比,R=1Ω
C. 成反比,R=10Ω D. 成反比,R=1Ω
【答案】A
【解析】由图所示的I-U图像是一条过原点的直线,所以当电阻R一定时,通过导体的
电流与导体两端的电压成正比;当电压为2V时,电流为0.2A,根据欧姆定律可得R的阻值为
故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3. (2023天津)定值电阻R的U-I关系图像如图所示,当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为( )
A. 1A B. 2A C. 3A D. 4A
【答案】A
【解析】由U-I关系图像可得当电压为6V时,电流为2A定值电阻R为
所以当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为
故选A。
4. 如图所示电源电压不变,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.4 A;当S1和S2都闭合时,电流表的示数为1.6 A,则电阻R1与R2的比值为( )
A. 1∶2 B. 2∶1
C. 1∶3 D. 3∶1
【答案】C
【解析】当开关S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当S1和S2都闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由欧姆定律得:
(1)
(2)
由(1)(2)计算得出: ,故C选项是正确.故选C
5. 如图是小成同学做“探究电流与电压关系”实验的电路图,按照电路图连接好电路,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针均没有偏转,电路中仅有一处故障,故障可能是( )
A. 电阻R1断路 B. 电阻R1短路
C. 滑动变阻器R断路 D. 滑动变阻器R短路
【答案】C
【解析】BD.若R1或者R短路,电路仍然处于通路状态,有电流通过电路,电流表会有示数,故BD不符合题意;
A.如果R1断路,则电路没有电流通过,电流表没有示数;电压表测量的是R1两端的电压,由于电路只有一处故障,电压表仍然与电源两极相连,此时测量电源两端的电压,有较大的示数,故A不符合题意;
C.如果滑动变阻器R断路,则电路没有电流通过,电流表示数为零,指针不偏转;同时电压表与电源正极断开,也没有示数,指针不偏转,故C符合题意。故选C。
6. (2024武汉市)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是( )
A. 定值电阻和滑动变阻器是串联的
B. 油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C. 油量增加时,电流表示数变大
D. 油箱中没有油时,电流表示数为零
【答案】D
【解析】A.如图所示,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中电流,故A正确,不符合题意;
B.当油箱中的油量减少时,浮子向下运动,滑杆会向上运动,变阻器接入电路中电阻增大,故B正确,不符合题意;
C.当油箱中的油量增加时,浮子向上运动,滑杆会向下运动,变阻器接入电路中电阻变小,由欧姆定律得,电路中电流变大,故C正确,不符合题意;
D.油箱中没有油时,滑片在最上端,滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时R0与R串联,电路中电阻最大,电流最小,但不为0,电流表有示数,故D错误,符合题意。
故选D。
7. (2024四川南充)如图,开关S闭合后,电流表的示数分别为I1、I2,电压表的示数分别为U1、U2、U3,L1的电阻小于L2的电阻,则下列关系中正确的是( )
A. I1<I2 B. C. D.
【答案】C
【解析】由图可知,L1和L2串联,A1、A2测量串联电路电流,V1测量L1两端电压,V2 测量L2两端电压,V3测量电源电压。
A.根据串联电路电流规律可知,串联电路中电流处处相等,即,故A错误;
B.L1的电阻小于L2的电阻,V1测量L1两端电压,V2测量L2两端电压,根据可知,L1两端的电压小于L2两端的电压,即,故B错误;
CD.V1测量L1两端电压,V2测量L2两端电压,V3测量电源电压,根据串联电路电压规律可知
故C正确,D错误;故选C。
8. (2024山东临沂)如图所示电路的电源电压为9V,电流表使用0~0.6A量程,电压表使用0~3V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A。为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于( )
A. 20Ω B. 10Ω C. 8Ω D. 5Ω
【答案】A
【解析】如图所示,电路中定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压;阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A,此时定值电阻两端的电压为
U1=IR =0.5A×10Ω=5V
超过电压表的量程,可能会损坏电压表;为保证电路中各元件安全工作,所以当电压表示数为3V时,电路中的电流最大,滑动变阻器的阻值最小,此时电路的电流为
滑动变阻器的两端电压为
滑动变阻器阻值为
滑动变阻器的最大阻值应大于20Ω。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. (2024江苏扬州)如图所示,电源电压恒为6V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减小。电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,当电压表示数为2.4V时,电流表示数可能是( )
A. 小于0.18A B. 等于0.18A
C. 大于0.18A,小于0.2A D. 大于0.2A,小于0.24A
【答案】A
【解析】由电路图可知,敏感元件T与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流。电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,由欧姆定律可知
当电压表示数为2.4V时,由串联电路电压特点可知,敏感元件T两端的电压
若敏感元件T的电阻不随温度的变化而变化,则
由于当电压表示数为2.4V时,电路中电流减小了,因此T的阻值增大,由可知,此时的电流小于0.18A。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. (2024山东滨州)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表V的示数变小
B. 电流表与电流表的示数相等
C. 电流表的示数变大
D. 电压表V与电流表示数的比值变大
【答案】C
【解析】ABC.由图得,闭合开关S,R、R0并联,电流表A2测量R0电流,电流表A1测量干路电流,所以电流表A1的示数大于电流表A2的示数,电压表测量电源电压,则R0、R电压等于电源电压。滑动变阻器滑片P从最上端向中点移动过程中,R接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电压表示数不变,由欧姆定律得,R电流变大,电路总电流变大,则电流表A1示数变大,A2示数不变,故AB错误,C正确;
D.由于电压表V的示数不变,电流表示数变大,则电压表V的示数与电流表示数的比值变小,故D错误。
故选C。
11. (2023天津)如图所示的“电阻测量盒”,内有电源(电压不变且未知)、阻值已知的定值电阻、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以算出的阻值。设计的盒内电路图,其中不符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.闭合开关,通过电流表示数和R0的阻值,可以计算出电源电压,再断开开关,将盒外的两根导线分别与待测电阻 Rx的两端相连,根据电源电压和电流表示数,可以计算出 Rx的阻值,故A不符合题意;
B.将盒外的两根导线分别与待测电阻 Rx的两端相连,断开开关,则电阻 Rx和R0串联,用两电阻的阻值和电流表示数表示出电源电压;再闭合开关,R0被短路,用电阻 Rx的阻值和电流表示数再次表示出电源电压,由于电源电压不变,联立等式,计算出 Rx的阻值,故B不符合题意;
C.将盒外的两根导线分别与待测电阻 Rx的两端相连,断开开关,则电阻 Rx和R0串联,用两电阻的阻值和电流表示数表示出电源电压;再闭合开关,Rx和电流表被短路,电流表无示数,不能再次表示出电源电压,所以不能计算出Rx的阻值,故C符合题意;
D.闭合开关,通过电流表示数和R0的阻值,可以计算出电源电压,再断开开关,将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,则电阻Rx和R0串联,根据电源电压和电流表示数,可以计算出 电路的中阻值,进而可以计算出Rx的阻值,故D不符合题意。
12.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(4) B.(2)(3) C.(1)(3) D.(3)(4)
【答案】A.
【解析】利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据Rx=求出电阻,并且要注意电表正负接线柱的连接.
(1)开关S1闭合,S2断开时R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻.
(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定
律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据Rx=求出电阻.
(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表仍侧电源的电压,无法测出Rx两端的电压,所以不能求出Rx的电阻;
(4)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和, 求出定值电阻两端的电压U0=U﹣Ux,根据I0=,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=求出电阻.
综上可知,(2)(4)方案可行.故选A.
13.(2023湖南郴州)如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据电路图可知,当开关闭合,接a端时,电流表示数为I,由欧姆定律可知,电源电压为,当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,由欧姆定律可知,电源电压为,由于电源电压保持不变,则有,解得
故选D。
14. (2024江苏无锡市)用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干,连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A. 只有①② B. 只有①④ C. 只有③④ D. 只有①③④
【答案】B
【解析】由图得,定值电阻R与变阻器串联,电压表测量定值电阻R的电压,电流表测量电路电流。电源电压由2节干电池组成,定值电阻的电压为1.2V,变阻器的电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得
当变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时,定值电阻接入电阻最大为
则15Ω、20Ω的定值电阻无法完成实验。
①若用1节干电池作为电源,则变阻器的电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得
当定值电阻接入电路中电阻最大为20Ω时,变阻器需要接入电路中电阻为
故改用1节干电池作为电源可以完成实验,故①符合题意;
②为了继续使用前面两组数据,实验中要控制定值电阻的电压不变,则不能将设定加在电阻两端的电压调整为2V,故②不符合题意;
③④当定值电阻接入电路中电阻最大为20Ω时,变阻器接入电阻最大为
则应在电路中串联一个电阻,电阻的阻值最小为
故③不符合题意,④符合题意,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
15. (2023江苏连云港)两个电阻串联在电路中,已知。通过两个电阻的电流的大小关系是______(选填“>”“=”或“<”),加在两个电阻两端的电压的大小关系是_______(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 = >
【解析】因为串联电路电流处处相等,所以
由题可知,而且,由可知R1两端的电压大于R2两端的电压,即
16. 一只灯泡的额定电压是6V,额定电流是0.4A,若将该灯泡接在10V的电源上,为使其正常发光,应_______联一个______Ω的定值电阻。
【答案】 串 10
【解析】因为电源电压大于灯泡的额定电压,则需要串联一个电阻分担电压。
电阻两端电压为
此时灯泡正常发光,电流等于灯泡的额定电流为0.4A,故电阻阻值为
17. (2024山东滨州)如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表的示数为0.6A,电流表的示数为0.2A,则通过灯泡的电流为_____A,灯泡的阻值为_____Ω。
【答案】 0.4 15
【解析】分析电路可知,、并联,电流表测干路电流,电流表测电流。根据并联电流规律可知通过灯泡的电流为
并联电路中各支路电压均等于电源电压,则灯泡的阻值为
18. 图是某款压力秤的内部电路图。电源电压,;R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化情况如下表所示。开关闭合后,当压力增大时,电路中的电流将____,当压力为时,电压表的示数为______V。
F/N
20
40
60
80
100
R/Ω
12
10
8
6
4
【答案】 变大 2
【解析】由电路图可知,电阻R0和压敏电阻R串联,当压力增大时,由表格可知压敏电
阻R变小,则总电阻变小,因为电源电压不变,由可知,电路中的电流变大。
当压力为时,由表格可知,电阻R为10Ω;则电路中的总电阻为
则电流为
因为电压表测量R0两端的电压,则电压为
19. (2024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】 0.9 1:3
【解析】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
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
20. (2024山东临沂)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻的阻值为 ________Ω,电源电压为________V.
【答案】 3 1.5
【解析】由图知,两电阻串联,电压表 测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路的电流;滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,滑动变阻器连入电路的阻值从最大变为0,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据串联分压可知,R两端的电压变小直至0。由图像可知:当电路中的电流为0.1A时,电压表的示数为1.2V,电源电压为
…….①
当电路中的电流为0.5A时,电压表的示数为0,电源电压为
…….②
联结①②,解得
三、作图题(每小题2分,共4分)
21. (2024苏州)在图中完成探究电流与电压关系的电路连接,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
【答案】如图所示
【解析】探究电流与电压关系电路中,电源与定值电阻、电流表、开关以及滑动变阻器是串联关系,为使滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑片在最右端,下接线柱应接在左端,故用导线连接滑动变阻器的左下接线柱与电源的负极;电压表测量定值电阻两端的电压,应并联在定值电阻的两端,因为电源有两节干电池,电源电压为3V,故电压表接0~3V的量程,即用导线连接电压表的“3”接线柱与定值电阻的右接线柱。
22. 小明同学想设计电子秤电路原理图。选用的器材有:电源、开关、导线、电压表、一个阻值随压力增大而减小的压敏电阻(元件符号为 )、一个定值电阻。要求:电子秤刻度盘是由电压表改装而成,示数随着压敏电阻所受压力的增大而增大。请你帮小明设计出符合条件的电路图(画在答题卡相应位置上)。
【答案】如图所示。
【解析】由题意可知,电路中只有压敏电阻和定值电阻,且要求电压表示数随着压敏电阻所受压力的增大而增大,因此两电阻应该串联。当压力增大时,压敏电阻阻值减小,电路中总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流增大,两端电压增大,因此电压表应并联在定值电阻两端,如图所示。
四、实验题(本题共3小题,共22分)
23. (9分)(2024福建)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(、、)、滑动变阻器()、开关、导线
若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。____闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最______端,起到______的作用。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是______。排除故障,继续实验。
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为______V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成______。实验中所选的电阻阻值 为______。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)探究电流与电阻的关系,将电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为______V,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为______。
【答案】 (1) 左 保护电路 (2)电阻R断路 (3) 2.0 正比 5 (4) 1.5 2V~3V
【解析】(1)变阻器接入电路时,要选择一上一下接线柱,如图所示:
为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处,即最左端。
(2)闭合开关,电流表示数为零,则故障可能是断路;电压表示数等于电源电压,说明电压表与电源连通,则故障位置是与电压表并联的部分,即定值电阻R断路。
(3)如图乙所示,电压表用的小量程,分度值为0.1V,则电压表示数为2.0V。
分析表格中数据可知,电压增大几倍,电流也增大几倍,故得结论电阻不变时,电流跟电压成正比。
实验中所选的电阻阻值为
(4)探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端电压一定;当5Ω定值电阻接入时,电流表示数为0.3A,则此实验不变的电压值为
根据串联电路分压规律可知
即若方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,此时对应的定值电阻应最大,此时有
解得电阻两端电压
UV=2V
为最小分压;
当电流最大时,即I为0.6A时,电路中电阻最小,定值电阻两端电压最大
UVmax=0.6A×5Ω=3V
应控制电阻两端的电压范围为2V~3V。
24. (7分)(2024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 0.12 (3)B (4)减小 增大 减小
【解析】(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)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)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)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。
25.(6分)(2024四川眉山) 小龙同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。______
(2)连接电路过程中,开关处于______状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P电压表示数无明显变化,电流表示数为零。造成该故障的原因是______。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示、待测电阻的阻值为______。
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据、多次测量求的平均值是为了______。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程
如下:
①闭合S和,电压表的示数为;
②再闭合,电压表的示数为;
③______(用字母、和表示)。
【答案】 (1)见解析 (2) 断开 (3)Rx断路 (4) 10 (5)减小实验误差 (6)
【解析】(1)测量定值电阻的阻值,定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路电流,滑片向右端移动时,电流表示数变大,说明此时变阻器接入电路中电阻变小,如图所示:
(2)在连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电流表始终无示数,电压表的示数约为电源电压,其原因可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。由欧姆定律得,R的阻值为
(5)实验中改变电阻两端电压,多次测量求平均值的目的平均值,减小误差。
(6)由图丙得,①闭合开关S和S1,定值电阻Rx、R0串联,电压表测量Rx两端电压;②再闭合S2,定值电阻Rx单独工作,电压表测量电源电压,由欧姆定律得Rx的阻值为
五、计算题(本题共3小题,共25分)
26. (8分)如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压恒为12V,RP是红外线探测电阻,R是定值电阻,阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时,摄像机自主启动拍摄。求:
(1)电路中的电流;
(2)RP的阻值。
【答案】(1)1A;(2)4Ω
【解析】(1)根据得,电路中的电流
(2)两端的电压
的阻值
答:(1)电路中的电流是1A;
(2)RP的阻值是4Ω。
27. (8分)(2024江西)如图所示,电源两端电压为24V,电阻R为20Ω。
(1)只闭合开关S,求通过电阻R的电流;
(2)同时闭合开关S、,若通过干路的电流为1.6A,求通过电阻的电流和电阻的阻值。
【答案】(1)1.2A;(2)0.4A,60Ω
【解析】(1)只闭合开关S,只有电阻R接入电路中,根据欧姆定律可知,通过电阻R的电流为
(2)同时闭合开关S、,电阻R和R2并联接入电路中,根据并联电路电流规律可知,通过电阻的电流为
电阻的阻值为
答:(1)只闭合开关S,通过电阻R的电流为1.2A;
(2)同时闭合开关S、,若通过干路的电流为1.6A,通过电阻的电流为0.4A和电阻的阻值为60Ω。
28. (9分)(2024河北)如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
【答案】(1)0.2A;(2)18V;(3)10Ω~20Ω
【解析】(1)求滑片置于A时,变阻器R、R1和R2串联,V2测量R2两端的电压,根据串联电路规律可知,电路中的电流等于通过R2的电流,为
(2)R1两端的电压为
V1测量变阻器R和R2两端的总电压,则电源电压为
(3)根据可知,当R阻值越小时,电路中电流越大,R2两端电压越大,V2的量程为0~3V,则R2两端的最大电压为3V,电路中的最大电流为
R1两端的电压为
则R两端的电压为
则替换前R最小电阻为
当R阻值最大时,R和R2两端电压最大,为15V,则此时R1两端电压为
电路中的电流为
则R2两端的电压为
则此时R两端电压为
R的最大阻值为
即R的范围为30Ω~90Ω,闭合开关,使电路总功率保持最大,根据可知,当电流恒为最大值时,电路的总功率保持最大,由上述可知,电流最大时为
电路中的总电阻为
此时R在阻值最小值时,为30Ω,则R0的最大阻值为
当R阻值最大时,R0两端的阻值最小,R和R2两端电压最大为15V,则R0两端的电压为
则R0的最小阻值为
综上所述,R0的阻值范围为10Ω~20Ω。
答:(1)求滑片置于A时,电路中的电流0.2A;
(2)求电源电压18V;
(3)R0接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。
六、综合素养题(9分)
29. (2024长春市)“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃,并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源(使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”),完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。
(1)小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。
温度报警触发设置:30℃时两端电压为,将该电压设为温度报警触发值U,当 两端实际电压时,触发温度报警。
湿度报警触发设置:用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水________,
使温度降低,导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥,与 的温差越大,也越大,因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警,将时的电压差设为湿度报警触发值,记为。请计算 ________(写出必要的文字说明、表达式及最后结果);
(2)现根据实际需要改变“预先设定的电流”,使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为________。
【答案】 (1)汽化吸热 (2) 2.4
【解析】(1)由于湿纱布中的水汽化吸热,使温度降低。
由题意可得,当湿度报警刚好触发时,温度报警器也应该刚好报警,则此时两端电压为,则的电阻为
此时的温度应该为30℃,则的温度应该为25℃,湿度报警刚好触发时,对应的电阻为
则此时的电压为
则
(2)增加后的
则
现在,则有
可解得
当的温度应该为30℃时,电阻为1800Ω,则温度报警触发值U为
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2024-2025学年九年级物理全册单元测试卷(人教版)
第十七章 欧姆定律 (A卷•提升卷)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1. 测试范围:人教版九年级全册第十七章。
2. 本套试卷共六道大题,29个小题。
一、选择题(本题共14小题,每小题2分,共28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.(2023四川自贡)由欧姆定律变形可得,下列说法正确的是( )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
2. 在“探究电流与电压的关系”实验中,采用图像法得到如图所示的I-U图像,由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是( )
A. 成正比,R=10Ω B. 成正比,R=1Ω
C. 成反比,R=10Ω D. 成反比,R=1Ω
3. (2023天津)定值电阻R的U-I关系图像如图所示,当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为( )
A. 1A B. 2A C. 3A D. 4A
4. 如图所示电源电压不变,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.4 A;当S1和S2都闭合时,电流表的示数为1.6 A,则电阻R1与R2的比值为( )
A. 1∶2 B. 2∶1
C. 1∶3 D. 3∶1
5. 如图是小成同学做“探究电流与电压关系”实验的电路图,按照电路图连接好电路,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针均没有偏转,电路中仅有一处故障,故障可能是( )
A. 电阻R1断路 B. 电阻R1短路
C. 滑动变阻器R断路 D. 滑动变阻器R短路
6. (2024武汉市)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是( )
A. 定值电阻和滑动变阻器是串联的
B. 油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C. 油量增加时,电流表示数变大
D. 油箱中没有油时,电流表示数为零
7. (2024四川南充)如图,开关S闭合后,电流表的示数分别为I1、I2,电压表的示数分别为U1、U2、U3,L1的电阻小于L2的电阻,则下列关系中正确的是( )
A. I1<I2 B. C. D.
8. (2024山东临沂)如图所示电路的电源电压为9V,电流表使用0~0.6A量程,电压表使用0~3V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A。为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于( )
A. 20Ω B. 10Ω C. 8Ω D. 5Ω
9. (2024江苏扬州)如图所示,电源电压恒为6V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减小。电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,当电压表示数为2.4V时,电流表示数可能是( )
A. 小于0.18A B. 等于0.18A
C. 大于0.18A,小于0.2A D. 大于0.2A,小于0.24A
10. (2024山东滨州)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表V的示数变小
B. 电流表与电流表的示数相等
C. 电流表的示数变大
D. 电压表V与电流表示数的比值变大
11. (2023天津)如图所示的“电阻测量盒”,内有电源(电压不变且未知)、阻值已知的定值电阻、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以算出的阻值。设计的盒内电路图,其中不符合要求的是( )
A. B. C. D.
12.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(4) B.(2)(3) C.(1)(3) D.(3)(4)
13.(2023湖南郴州)如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是( )
A. B. C. D.
14. (2024江苏无锡市)用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干,连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A. 只有①② B. 只有①④ C. 只有③④ D. 只有①③④
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
15. (2023江苏连云港)两个电阻串联在电路中,已知。通过两个电阻的电流的大小关系是______(选填“>”“=”或“<”),加在两个电阻两端的电压的大小关系是_______(选填“>”“=”或“<”)。
16. 一只灯泡的额定电压是6V,额定电流是0.4A,若将该灯泡接在10V的电源上,为使其正常发光,应_______联一个______Ω的定值电阻。
17. (2024山东滨州)如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表的示数为0.6A,电流表的示数为0.2A,则通过灯泡的电流为_____A,灯泡的阻值为_____Ω。
18. 图是某款压力秤的内部电路图。电源电压,;R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化情况如下表所示。开关闭合后,当压力增大时,电路中的电流将____,当压力为时,电压表的示数为______V。
F/N
20
40
60
80
100
R/Ω
12
10
8
6
4
19. (2024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______。
20. (2024山东临沂)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻的阻值为 ________Ω,电源电压为________V.
三、作图题(每小题2分,共4分)
21. (2024苏州)在图中完成探究电流与电压关系的电路连接,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
22. 小明同学想设计电子秤电路原理图。选用的器材有:电源、开关、导线、电压表、一个阻值随压力增大而减小的压敏电阻(元件符号为 )、一个定值电阻。要求:电子秤刻度盘是由电压表改装而成,示数随着压敏电阻所受压力的增大而增大。请你帮小明设计出符合条件的电路图(画在答题卡相应位置上)。
四、实验题(本题共3小题,共22分)
23. (9分)(2024福建)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(、、)、滑动变阻器()、开关、导线
若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。____闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最______端,起到______的作用。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是______。排除故障,继续实验。
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为______V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成______。实验中所选的电阻阻值 为______。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)探究电流与电阻的关系,将电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为______V,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为______。
24. (7分)(2024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”)
25.(6分)(2024四川眉山) 小龙同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。______
(2)连接电路过程中,开关处于______状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P电压表示数无明显变化,电流表示数为零。造成该故障的原因是______。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示、待测电阻的阻值为______。
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据、多次测量求的平均值是为了______。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程
如下:
①闭合S和,电压表的示数为;
②再闭合,电压表的示数为;
③______(用字母、和表示)。
五、计算题(本题共3小题,共25分)
26. (8分)如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压恒为12V,RP是红外线探测电阻,R是定值电阻,阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时,摄像机自主启动拍摄。求:
(1)电路中的电流;
(2)RP的阻值。
27. (8分)(2024江西)如图所示,电源两端电压为24V,电阻R为20Ω。
(1)只闭合开关S,求通过电阻R的电流;
(2)同时闭合开关S、,若通过干路的电流为1.6A,求通过电阻的电流和电阻的阻值。
28. (9分)(2024河北)如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
六、综合素养题(9分)
29. (2024长春市)“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃,并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源(使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”),完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。
(1)小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。
温度报警触发设置:30℃时两端电压为,将该电压设为温度报警触发值U,当 两端实际电压时,触发温度报警。
湿度报警触发设置:用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水________,
使温度降低,导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥,与 的温差越大,也越大,因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警,将时的电压差设为湿度报警触发值,记为。请计算 ________(写出必要的文字说明、表达式及最后结果);
(2)现根据实际需要改变“预先设定的电流”,使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为________。
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