第十七章 专题4 欧姆定律的图象分析&专题5 滑动变阻器取值范围和极值问题-【追梦之旅·大先生】2024-2025学年九年级上册物理同步训练方案(人教版)

专题 4　 欧姆定律的图象分析 U-I,I-U 图象 1. (2 分)如图 1 所示,电源电压保持不变,闭合 开关时,滑动变阻器的滑片 P 从 b 端滑到 a 端,电压表示数 U 与电流表示数 I 的变化关系 如图 2 所示,下列说法正确的是(　 　 ) 图 1 　 　 　 图 2 A. 电源电压为 6 V B. 定值电阻 R 的阻值为 4 Ω C. 电压表示数范围为 0~ 9 V D. 若定值电阻 R 出现接触不良时,电流表示 数为 0,电压表示数为 9 V 2. (2 分)(广西一模)如图甲所示是电阻甲和乙 的 I-U 图象,下列说法正确的是(　 　 ) 甲 　 乙 　 丙 A. 电阻乙为定值电阻 B. 当电阻甲两端电压为 2 V 时,R甲 = 0. 4 Ω C. 如图乙所示,当开关闭合,电路电流为 0. 2 A 时,电路总电阻是 15 Ω D. 如图丙所示,当开关闭合,电源电压为 2 V 时,电路总电流为 0. 7 A 3. (2 分)(天津模拟)如图电路,电源电压不变, R1 为定值电阻。 闭合开关 S,将滑动变阻器 R2 的滑片 P 从最右端移动到最左端的过程 中,电压表和电流表的示数变化情况如乙图 所示,滑动变阻器 R2 的最大阻值是　 　 　 　 Ω;滑动变阻器的滑片 P 在中点时,电流表的 示数为　 　 　 　 A。 甲 　 乙 U-R,I-R 图象 4. (2 分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不 变;R0 为定值电阻,R 为滑动变阻器。 闭合开 关 S 后,在移动滑片 P 的过程中,电流表的示 数 I 与 R 的阻值关系如图乙所示,电压表的示 数 U 与 R 的阻值关系如图丙所示。 则电源电 压为　 　 　 V,定值电阻 R0 为　 　 　 Ω。 甲 乙 丙 5. (2 分)(西宁模拟)如图甲所示,R2 为电阻箱, 调节 R2 时电流表示数 I 随之变化。 如图乙所 示是电阻箱阻值 R2 与电流表示数的倒数的图 象,则定值电阻 R1 与电源电压 U 的大小分别 为(　 　 ) 甲 　 乙 A. 5 Ω　 2. 5 V　 　 　 　 　 B. 5 Ω　 10 V C. 10 Ω　 20 V D. 10 Ω　 30 V 57 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ZDR·九年级物理上册 专题 5　 滑动变阻器取值范围和极值问题 1. ( 2 分) 如图所示的电路中,电源电压 U = 4. 5 V 且保持不变。 电阻 R1 = 3 Ω,变阻器 R2 的最大值为 10 Ω,电流表量程为 0~ 0. 6 A,电 压表量程为 0~ 3 V,为保证电表安全,滑动变 阻器连入电路的阻值范围是(　 　 ) A. 0 Ω~ 10 Ω B. 4. 5 Ω~ 6 Ω C. 3 Ω~ 10 Ω D. 4. 5 Ω~ 10 Ω 2. (2 分)(绵阳模拟)小强同学按如图所示电路 连接电学器材进行电学实验。 已知电源两端 电压为 6 V 且保持不变,电流表量程为 0~ 0. 6 A,电压表量程为 0~ 3 V,电阻 R1 的阻值为 10 Ω,滑动变阻器 R2 的规格为“20 Ω 0. 5 A”。 将开关 S 闭合后,为保证电路中各元件正常工 作,则以下说法中正确的是(　 　 ) A. 滑动变阻器 R2 接入电路的最小阻值为 5 Ω B. 电压表示数变化量的最大值为 1 V C. 通过电阻 R1 的电流最大值为 0. 4 A D. 滑动变阻器 R2 调节范围为 0~ 20 Ω 第 2 题图 　 　 第 3 题图 3. (2 分) (双选)如图所示,电源电压为 3 V 且 保持不变,滑动变阻器 R 标有“15 Ω 1 A”的 字样。 当滑动变阻器的滑片 P 在最右端时, 闭合开关 S,通过灯泡的电流为 0. 4 A,移动滑 动变阻器的滑片 P,在电路安全工作的情况 下,下列说法正确的是(　 　 ) A. 向左移动滑动变阻器的滑片 P 时灯泡变暗 B. 滑片 P 在最右端时通过干路中的电流 是 0. 6 A C. R 接入电路的阻值变化范围是 5~ 15 Ω D. 电路总电阻的最大值为 5 Ω 4. (9 分)如图所示,电源电压可调,小灯泡上标 有“6 V 0. 5 A”的字样(不考虑温度对小灯泡 电阻的影响),电流表量程为 0 ~ 3 A,电压表 量程为 0 ~ 3 V,滑动变阻器规格为“ 24 Ω 1 A”。 (1)电源电压调至 6 V,当开关 S1、S2 都闭合 时,小灯泡正常发光,电流表的示数为 0. 8 A, 电压表的示数为多少? R1 的阻值是多少? (2)电源电压调至 8 V,当开关 S1、S2 都断开 时,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值 变化范围。 67 11. A　 【解析】由电路图可知,当开关 S1 闭合、开关 S 掷到 2 时,变阻器 R0 与电阻 R2 并联,电压表被短路,示数为 U1 = 0,电流表测干路中的电流,因并联电路中各支路两 端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所 以,电流表的示数 I1 = I0 +IR2 = U R0 + U R2 ;当开关 S1 断开、 开关 S 由 2 掷到 1 的同时,将滑动变阻器的滑片移到最 左端时,电路为 R1 的简单电路,电压表测电源两端的 电压,电流表测电路中的电流,此时电压表的示数 U2 = U,所以 U1 <U2,BD 错误;此时电流表的示数 I2 = U R1 ,由 R1 =R2 可知,I1 >I2,A 正确,C 错误。 故选 A。 12. C　 【解析】由电路图可知,当 S1、S2 闭合,甲乙两表为 电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测 R2 两端 的电压,由串联电路电流相等和 I = U R 可得, U甲 R1 +R2 = U乙 R2 ,且已知 U甲 ∶U乙 = 4 ∶1,则 R1 R2 = 3 1 ,则 R1 = 3R2;当 S1 闭合、S2 断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测 R2 支路的电流,乙测干路电流,由并联电路中各支路两 端的电压相等和 I= U R 可得,两电流表的示数之比: I甲 I乙 = U R2 U R1 + U R2 = R1 R1 +R2 = 3R2 3R2 +R2 = 3 4 。 故选 C。 13. 解:(1)当 S2 、S3 闭合,S1 断开时,电阻 R1 被短路,电路 中只有 R2 ,电压表示数为 6V,即电源电压为 6V; (2)当 S1 、S3 断开,S2 闭合时,两电阻串联,电压表测 R2 的电压,此时电压表示数为 4V,根据串联电路的总电压 等于各分电阻两端的电压之和可知,R1 两端的电压为 U1 =U-U2 = 6V-4V = 2V; (3)当 S1 、S3 闭合,S2 断开时,两电阻并联,电流表 A 测 总电流,电流表 A1 测通过 R1 的电流;根据并联电路电 流的规律可得,通过 R2 的电流 I2 = I-I1 = 0. 5A-0. 2A = 0. 3A。 专题 4　 欧姆定律的图象分析 1. D　 【解析】由图 1 可知,定值电阻 R 与滑动变阻器串联, 电压表测 R 两端的电压,电流表测电路中的电流。 A. 当 滑片位于 a 端时,接入电路中的电阻为零,此时电压表 测电源两端的电压,其示数最大,由图 2 可知,电压表的 最大示数为 9V,即电源电压 U= 9V,A 错误;B. 当滑片位 于 a 端时,由图 2 可知,电路中的电流 Ia = 1. 5A,由 I= U R 可得,定值电阻 R 的阻值 R = U Ia = 9V 1. 5A = 6Ω,B 错误;C. 根据图 2 可知电压表的示数范围为 3V ~ 9V,C 错误;D. 当定值电阻 R 出现接触不良时,电路断路,电流表示数 为 0,此时电压表相当于测量电源电压,其示数为 9V,D 正确。 故选 D。 2. C　 【解析】A. 由图甲可知,甲对应的电流与电压成正 比,而乙对应的电流与电压不成正比,因此甲为定值电 阻,乙电阻的阻值是变化的,A 错误;B. 由图甲可知,当 U甲 = 2V 时,I甲 = 0. 4A,由 I = U R 可知,甲的电阻:R甲 = U甲 I甲 = 2V 0. 4A = 5Ω,B 错误;C. 由图乙可知,甲、乙串联,根据图 甲可知,当电路电流为 0. 2A 时,甲两端电压为 1V,乙两 端电压为 2V,而串联电路两端电压等于各部分电压之 和,所以总电压:U =U甲 ′+U乙 = 1V+2V = 3V,则此时电路 的总电阻:R总 = U I = 3V 0. 2A = 15Ω,C 正确;D. 由图丙可知, 甲、乙并联,因并联电路中干路电流等于各支路电流之 和,由图甲可知,当并联电路两端电压为 2V 时,通过甲 的电流为 0. 4A,通过乙的电流为 0. 2A,则干路电流为: I干 = I甲 +I乙 = 0. 4A+0. 2A = 0. 6A,D 错误。 故选 C。 3. 20　 0. 3　 【解析】由电路图可知,R1 与 R2 串联,电压表 测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。 当滑片 P 位于最右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流 最小,由图乙可知,此时电路中的电流 Ia = 0. 2A,R2 两端 的电压 U2 = 4V,由 I= U R 可得,滑动变阻器 R2 的最大阻 值 R2 = U2 Ia = 4V 0. 2A = 20Ω;因串联电路中总电压等于各分 电压之和,所以,电源电压:U = IaR1 +U2 = 0. 2A×R1 + 4V ①,当滑片 P 位于最左端时,接入电路中的电阻为 0,此 时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中电流 Ib = 0. 6A,则电源电压:U = IbR1 = 0. 6A×R1 ②,联立①②可解 得:R1 = 10Ω,U= 6V,当滑动变阻器的滑片 P 在中点时, 接入电路中的电阻 R2 ′ = 10Ω,因串联电路中总电阻等于 各分 电 阻 之 和, 所 以 电 流 表 的 示 数 I′ = U R1 +R2 ′ = 6V 10Ω+10Ω = 0. 3A。 4. 12　 10　 【解析】由电路图可知,R 与 R0 串联,电压表测 R0 两端的电压,电流表测电路中的电流。 由图乙可知, 滑动变阻器接入电路中的阻值 R1 = 20Ω 时,电路中的电 流 I1 = 0. 4A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以由 I= U R 可得,电源电压:U = I1(R0 +R1)= 0. 4A×(R0 +20Ω),由图丙可知,滑动变阻器接入电路中的电阻 R2 = 30Ω 时,电压表的示数 U0 = 3V,因串联电路中各处的电流 相等,所以电路中的电流 I2 = 3V R0 ,电源电压 U= I2(R0 +R2) = 3V R0 (R0 + 30Ω),因电源的电压不变,所以 0. 4A×(R0 + 20Ω)= 3V R0 (R0 + 30Ω),解得:R0 = 10Ω,R0 = - 22. 5Ω(舍 去),电源电压 U= I1(R0 +R1)= 0. 4A×(10Ω+20Ω)= 12V。 5. A　 【解析】由电路图可知,R1 与 R2 串联,电流表测电路 中的电流,由图乙可知,当 R2 = 0Ω 时, 1 I = 2A-1,则电路 中的电流 I1 = 0. 5A,此时只有 R1 接入电路,则由 I= U R 可 得,电源的电压 U= I1R1 = 0. 5A×R1,由图乙可知,当 R2 = 10Ω 时, 1 I = 6A-1,则电路中的电流 I2 = 1 6 A,因串联电 路中总电阻等于各分电阻之和,所以电源的电压 U = I2 (R1 +R2)= 1 6 A×(R1 +10Ω),因电源电压不变,所以 0. 5A ×R1 = 1 6 A×(R1 +10Ω),解得 R1 = 5Ω,电源电压 U= I1R1 = 0. 5A×5Ω = 2. 5V。 故选 A。 专题 5　 滑动变阻器取值范围和极值问题 1. B　 【解析】由电路图可知,滑动变阻器 R2 与电阻 R1 串 联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电 路总电流,当电流表示数为 I1 = 0. 6A 时,滑动变阻器接 —91— 入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,电阻 R1 两端电 压 U1 = I1R1 = 0. 6A×3Ω = 1. 8V,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 U2 =U-U1 = 4. 5V-1. 8V = 2. 7V,因串联电路中各处的电流相等,所 以滑动变阻器连入电路的电阻最小 R滑小 = U2 I1 = 2. 7V 0. 6A = 4. 5Ω;当电压表示数最大为 U2大 = 3V 时,滑动变阻器接 入电路的电阻最大,此时 R1 两端电压 U1 ′ = U -U2大 = 4. 5V-3V = 1. 5V,电路电流为 I2 = U1 ′ R1 = 1. 5V 3Ω = 0. 5A,滑 动变阻器接入电路的最大电阻 R滑大 = U2大 I2 = 3V 0. 5A = 6Ω, 滑动变阻器接入电路的阻值范围为 4. 5Ω ~ 6Ω。 故选 B。 2. B　 【解析】因为电压表的量程为 0~ 3V,电源电压为 6V, 则 P 不能滑到左端(连入电阻不能为 0),R1 两端电压最 大只能为 3V;当 UR1 = 3V 时,I′ = UR1 R1 = 3V 10Ω = 0. 3A,此时 为 R2 允许连入电路的最小阻值,所以电路中的最大电 流为 0. 3A,C 错误;这时,滑动变阻器两端的电压为 U2 = U-UR1 = 6V-3V = 3V,滑动变阻器接入电路的最小电阻 为 R2最小 = U2 I最大 = 3V 0. 3A = 10Ω,AD 错误;当滑片 P 在右端 (电阻全连入为 20Ω ),此时电路中的电阻最大,电流最 小,则 I最小 = U R总 = U R1 +R2 = 6V 10Ω+20Ω = 0. 2A,由欧姆定律 得 U1最小 = I最小 R1 = 0. 2A×10Ω = 2V,则电压表示数变化量 的最大值为 ΔU = UR1 -U1最小 = 3V- 2V = 1V,B 正确。 故 选 B。 3. BD　 【解析】A. 由电路图可知,滑动变阻器与灯泡并联, 由于并联电路独立工作、互不影响,所以滑片的移动不 能改变灯泡的亮暗,A 错误;B. 当滑片位于右端时,滑动 变阻器接入电路中的电阻最大,由于并联电路中各支路 两端的电压相等,则通过滑动变阻器的最小电流 I1最小 = U R最大 = 3V 15Ω = 0. 2A,则干路的电流 I最小 = IL +I1最小 = 0. 4A+ 0. 2A = 0. 6A,B 正确;C. 由滑动变阻器的铭牌可知,允许 通过的最大电流为 1A,根据欧姆定律可得滑动变阻器的 最小电阻为 R最小 = U I最大 = 3V 1A = 3Ω,所以 R 接入电路的阻 值变化范围是 3Ω ~ 15Ω,C 错误;D. 由于当滑动变阻器 接入电路中的电阻最大时电路中的总电阻也最大,干路 电流最小,所以,根据欧姆定律可得电路总电阻最大为 R总最大 = U I最小 = 3V 0. 6A = 5Ω,D 正确。 故选 BD。 4. 解:(1)当开关 S1 、S2 都闭合时,电压表与滑动变阻器 R2 被短路,故电压表示数为 0V;灯与 R1 并联,电流表测干 路的电流,因电源电压恒为 6V,因为灯泡正常发光,所以 灯两端的电压为 6V,通过小灯泡的电流为 0. 5A,根据并 联电路电流的规律知,通过 R1 的电流 I1 = I-IL = 0. 8A- 0. 5A = 0. 3A;由 I= U R 可得,R1 = U I1 = 6V 0. 3A = 20Ω; (2)由 I= U R 可得,小灯泡的电阻 RL = UL IL = 6V 0. 5A = 12Ω;当 开关 S1 、S2 都断开时,滑动变阻器 R2 与灯泡 L 串联,电 压表测量滑动变阻器的电压,因灯泡正常发光时的电流 IL = 0. 5A<0. 6A<1A,所以电路中的最大电流是 0. 5A,为 保证电路安全,小灯泡两端电压不能超过正常发光时的 电压 6V,则滑动变阻器分得的最小电压:U滑小 =U′-UL = 8V-6V = 2V,由 I= U R 可得,滑动变阻器连入电路中的最 小电阻 R滑小 = U滑小 I最大 = 2V 0. 5A = 4Ω;因为电压表的量程为 0~ 3V,所以当电压表示数最大为 3V 时,滑动变阻器接入电 路的阻值最大,根据串联电路电压的规律知,此时小灯 泡两端的最小电压为 UL最小 = U′-U滑大 = 8V- 3V = 5V,则 此时通过灯的电流 I最小 = UL最小 RL = 5V 12Ω = 5 12 A,由欧姆定律 可得,此时变阻器连入电路中的最大电阻 R滑大 = U滑大 I最小 = 3V 5 12 A = 7. 2Ω,所以滑动变阻器的阻值变化范围是 4Ω ~ 7. 2Ω。 专题 6　 欧姆定律综合计算 1. 解:(1)当开关 S3 闭合,S1 、S2 都断开时,R1 与 R2 串联, 电流表测电路中的电流,所以由 I = U R 可得,电源电压 U = I(R1 +R2 )= 0. 1A×(30Ω+60Ω)= 9V,R1 两端电压 U1 = IR1 = 0. 1A×30Ω = 3V; (2)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,所以通过 R1 、R2 的电流分别为 I1 = U R1 = 9V 30Ω = 0. 3A,I2 = U R2 = 9V 60Ω = 0. 15A,因并联电路中干路电 流等于各支路电流之和,所以电流表的示数 I′ = I1 + I2 = 0. 3A+0. 15A = 0. 45A。 2. 解:(1)由题得,灯泡正常工作时的电阻 RL = UL IL = 6V 0. 5A = 12Ω; (2)闭合 S,断开 S1 、S2 ,灯泡 L 与电阻 R1 串联,而此时灯 泡正常工作,则此时电路中的电流为 I = IL = 0. 5A,灯泡 两端的电压为 UL = 6V,而电源电压为 U= 18V,则电阻 R1 两端的电压为:U1 =U-UL = 18V-6V = 12V,则电阻 R1 的 阻值 R1 = U1 I = 12V 0. 5A = 24Ω; (3)S、S1 、S2 均闭合时,灯泡 L 被短路,电阻 R1 和滑动变 阻器 R2 并联,电源电压为 U= 18V,则 U1 ′=U2 =U = 18V, 通过 R1 的电流 I1 = U R1 = 18V 24Ω = 0. 75A,电流表 A2 测干路 中的总电流,电流表 A2 的量程为 0 ~ 3A,则通过滑动变 阻器的最大电流为 I滑大 = I总大 -I1 = 3A-0. 75A = 2. 25A,由 I= U R 可得,变阻器允许接入电路中的最小电阻 R滑小 = U I滑大 = 18V 2. 25A = 8Ω。 3. 解:(1)根据电路图可知,Rt 与 R 串联,电压表测量 Rt 两 端电压;根据图乙可知,当 t = 0℃ 时,Rt = 80Ω,且 Ut = 8V 则 I0 = Ut Rt = 8V 80Ω = 0. 1A; (2)测最高温时,Ut′= 15V,由 I= U R 可得,Rt′= Ut′ I0 = 15V 0. 1A = 150Ω,根据图乙可得 Rt = 180-80 200 t+ 80 = 0. 5t+ 80,则当 Rt′ = 150Ω 时,测得温度计的最高测量温度:t= 140℃ ; (3)当 t= 240℃时,由 Rt = 0. 5t+80 得,Rt″= 200Ω,则 I0 ′= —02—