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第十七章 欧姆定律实验题--2024-2025学年人教版九年级物理上学期期末专题复习
1.小丽想要探究“导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体电阻的关系”。实验桌上的器材有:学生电源、滑动变阻器R、电流表和电压表各一块、开关一个、阻值不等的定值电阻和导线若干,请帮助她完成实验。
(1)请用笔画线代替导线将图丙所示的实物元件按图乙电路连接完整(注意需要连2条),要求:连线不能交叉,滑片向右移动时,电流表示数变大;
(2)电路连接完成后,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该移至最 (选填“左”或“右”)端;闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,发现电流表指针发生偏转但电压表指针始终不偏转,经检查电压表完好,连接也完好,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,小丽进行探究实验的步骤如下,请你补充完整:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U,同时读出电流表的示数I,断开开关S,将定值电阻R的阻值、电压表和电流表的示数记录在表格中;
② ,读出电流表的示数I,断开开关S,将实验数据记录在表格中;
③仿照步骤②,再进行4次实验,将实验数据记录在表格中。
2.小明正在做“探究电流与电压和电阻的关系”的实验,选用的实验器材有电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(规格为“20Ω 2A”)、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压的关系:
①请用笔画线代替导线将如图的实物电路连接完整;(要求:滑片向左移动时电流表示数变大,导线不交叉)
②连接好电路,闭合开关前,需将滑片P移至阻值最 处;
③闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,故障可能是电阻R ;
④排除故障后,再次闭合开关,移动滑片,记录了如下表所示的数据。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.4
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.14
0.18
0.20
0.24
⑤分析表中数据可得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(2)探究电流与电阻的关系:
①在实验中,首先确定电阻R两端保持不变的电压值为U,断开开关,将电阻R由5Ω换成10Ω时,保持滑片位置不变,闭合开关后将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,此时眼睛应该注意观察 (选填“电流表”或“电压表”)示数;
②当R换成20Ω的电阻时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表示数都无法达到U。为了完成实验,U的取值不能小于 V。
3.小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为UL小灯泡L正常发光时的电阻RL。他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测量出RL的阻值,请只添加两条导线完成如图所示的实验电路的连接 ;
(2)请把小明的实验步骤补充完整:
①断开开关S2、闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,使 ;
② ,记录电压表的示数为U;
③请用R0及实验数据表示出RL。RL= 。
4.小东利用下图所示装置测量定值电阻R的阻值大小时,其中电源电压为6V。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器滑片应移至 端。(选填“A”或“B”)
(2)实验中滑动变阻器除保护电路外,其主要作用是 。
(3)闭合开关S后,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数。产生这种现象的原因可能是: 。
(4)排除电路故障后,小东将实验过程中记录的数据绘制在表格中,如图所示。依据表格数据,以下四种规格的滑动变阻器可以满足小东实验要求的是:________
A.10Ω、2A B.50Ω、1.5A C.100Ω、1A D.200Ω、0.4A
5.实验桌上有电源(其两端的电压恒为4.5V)、满足实验要求的滑动变阻器,电流表(量程为0~0.6A)和电压表(量程为0~3V)各一块、开关1个,阻值分别为5Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω和15Ω的定值电阻各一只、导线若干。小明选用这些器材,探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”。
(1)小明设计的主要实验步骤如下,请你将其补充完整:
①将电压表、电流表调零,断开开关,按设计的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片P调至A端,其中连入电路的定值电阻的阻值R为15Ω;
②闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数U为2.4V,读取电流表的示数I并将R、I记录在表格中。
③断开开关S,更换另一定值电阻的阻值为12Ω、闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端滑动, ,同时读出电流表的示数I并将R、I记录在表格中。
④仿照步骤③,更换其他定值电阻R,再进行4次实验,并将相应的R、I记录在表格中。
(2)请你帮小明设计实验数据记录表 。
6.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小硕使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,电压为6V的电源等器材,设计了如图甲所示的电路进行探究。
(1)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小硕将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障可能是 ;
(2)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知 R两端的电压为 V;
(3)当R的电阻由5Ω 更换为 10Ω 时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片 P向 端(填“左”或“右”) 滑动; 要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω;
(4)实验过程中需要更换不同阻值的定值电阻重复操作,你认为他们这么做的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
7.探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(电压恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω)、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)为将图的实物电路连接完整,应将定值电阻R右端和滑动变阻器接线柱 (选填“A”“B”“C”或“D”)相连,要求:滑片右移电流表示数变大;
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数近似等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是 ;
(3)排除(2)的故障,在探究电流与电压的关系时,应保证定值电阻不变, ,多次实验并记录相应数据;
(4)由上述步骤,可得实验数据如表格所示,分析数据可得结论: 。
电压U/V
1.6
1.8
2.4
2.8
3
3.2
电流I/A
0.16
0.18
0.24
0.28
0.3
0.32
(5)用上述器材继续探究电流与电阻的关系,将5Ω电阻接入电路并记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,①为保持电压表示数不变,应调节滑动变阻器使其阻值 (选填“增大”或“减小”);
请简述这样调节的依据及分析过程② ;
(6)在(5)的基础上,再将电阻更换为20Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都无法恢复原来的示数大小。因此需要重新设定每一次定值电阻两端的电压值,为了完成六次实验,不得更换实验器材的情况下,应控制定值电阻两端的电压范围不低于 V。
8.小红同学在某次物理实验考查中抽到考题“用伏安法测量某未知电阻的阻值”的实验,实验电路图如图甲所示,请你帮他完成下列问题:
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑到最 (选填“左”或“右”)。
(2)粗略检查后闭合开关,发现电压表的指针出现反偏现象,可能出现这种情况的原因是 。
(3)小红通过三次实验将得出的实验数据填入表中。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.2
1.8
2.4
电流I/A
0.20
0.28
0.4
老师检查时发现表格有问题,此表格设计的问题是 。
(4)实验后,小张同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。Rx为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻R0已知,实验步骤如下:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,读出并记录电流表示数。
② , ,读出并记录电流表示数处理实验数据,可求得Rx= 。
9.如图所示,图甲是“探究电流与电阻关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(、、、、)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,发现电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是 ;
(2)实验过程中用的电阻做完实验后,若保持滑片的位置不变,断开开关,用的电阻替换电阻,闭合开关,此时电压表示数 (选择“增大”“减小”或“不变”),为了完成实验,接下来应将滑片向 (选择“左”或“右”)移动;
(3)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图丙,实验中定值电阻两端的电压保持 V,分析实验获得证据可得结论: ;
(4)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与 的关系图线,便可以通过图线特点判断电流与电阻的定量关系。
10.利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,依次将阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2
0.1
(1)连接电路时开关应处于 状态(选填“断开”或“闭合”)。
(2)当小红同学闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是定值电阻发生了 路(选填“短”或“断”)。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2V时,记下电流表示数。当将原来5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电压表示数变为2.2V。要使电压表示数保持2V不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)要完成本次实验,电源最多只能将 节干电池串联。
11.如图甲所示为小明设计的“用伏安法测小灯泡电阻”的实验电路图,已知小灯泡正常发光时电压为2.5V。
(1)小明正确操作,记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值,并通过坐标纸绘制出了小灯泡的I-U图像,如图乙所示。分析图像可知,小灯泡正常发光时的灯丝电阻为 Ω;
(2)小明计划用此电路探究“电流与电压的关系”,但是同组的组员却认为即使使用同一盏灯完成实验也不可行,原因是 。
12.在“探究电流与电压的关系”实验中,小明使用电压恒为4.5V的电源、开关、导线若干、定值电阻R、电流表,电压表和滑动变阻器连接了题图甲所示的电路:
(1)请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接。要求滑片P向右滑动时,电流表示数变小 ;
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且接近4.5V,则电路故障可能是______;
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路
C.R短路 D.R断路
(3)排除故障进行实验,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动;小明将所得数据描点连线画出如图乙所示的R的图像,并根据图像得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成 ;
(4)为了得到更具有普遍性的结论,小组同学更换不同阻值的定值电阻连接电路并进行相同操作,画出的图像如图丙所示,小组讨论分析,确认是电路连接错误,该错误为: ;
(5)该实验中不能用小灯泡代替定值电阻进行探究的原因是: 。
13.在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材有:电源(电压恒为6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)图甲电路中接错了一根导线,请在这根导线上打“×”,并画出正确的那根导线 。
(2)正确改接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端(选填“左”或“右”)。
(3)当R由5Ω更换为10Ω时,为继续进行实验,应该将滑动变阻器的滑片向 端(选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数不变。
(4)图乙是根据实验数据描绘出的I—R图象,由图像可知:当电压一定时, ,得出此结论的依据是 。
(5)为了完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
14.在“制作定值电阻”的实践活动中,同学们在实验室找到一捆粗细均匀的镍铬合金丝,其包装上标有“横截面积1mm2,长度10m”的字样。为了利用这捆镍铬合金丝制作一个6Ω的定值电阻,同学们需先测出镍铬合金丝R的阻值,设计了如下实验:
(1)根据图甲的电路图,以笔画线将乙图的实物电路连接完整 (要求:滑片右移,电流表示数变小)。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片的过程中发现电流表、电压表均有示数,但始终不变化,出现这一现象的原因可能是________(填字母)。
A.镍铬合金丝短路 B.镍铬合金丝断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,测得多组数据填入下表中。第三次实验时,电流表示数如图丙所示,则电流为 A,该次电阻值为 Ω(结果保留一位小数)。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/
1
1.0
0.1
10.0
2
2.2
0.24
9.2
3
3.0
(4)为了确定这捆镍铬合金丝的电阻,上表在设计时还应增加的一项内容为 ;根据实验结果,制作6Ω的定值电阻应截取长度约为 m的镍铬合金丝。
(5)另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员利用最大阻值为R0的滑动变阻器设计了如图丁所示电路图也测出了镍铬合金丝的电阻,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至B端,电压表示数为U1;
②再将滑片P移至A端,电压表示数为U2;
③则Rx= (用U1、U2、R0表示)。
15.小娟利用图甲中的器材探究通过导体的电流与导体两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)小娟连接好如图甲所示电路后,闭合开关进行实验,某次实验中电流表示数如图乙所示,示数是 A;
(2)小娟先把导体A接入电路,多次改变导体A两端的电压,并将 记入表格;接着换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像,如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过该导体的电流的比值是 的(选填“变大”、“变小”或“不变”),这个比值就是导体的电阻;
(3)分析丙图可知导体B的阻值为 Ω。在工程技术中,用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如图丁所示。若还需要用一个15Ω的电阻,应该选用图戊中的电阻 (选填“a”、“b”或“c”)。
16.小西选取了两根长度相等材料不同的合金丝a和b,连接成图甲电路。M为合金丝b的左端点,N为合金丝a的右端点,Q为在合金丝上可移动的触点,闭合开关,将滑动变阻器滑片移至适当位置后,移动Q,发现电流表指针保持图乙所示位置不动,电压表读数U随QN之间的距离x的变化如图丙所示。
(1)电流表示数为 A。
(2)合金丝a的阻值为 Ω。
(3)小西再利用合金丝a和其他器材测量一个未知电阻Rx的阻值,电路如图丁所示。
①请在图戊中用笔画线代替导线帮他完成电路连接 。
②电路连接完毕后,先闭合开关S和S1,移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示数U1;再断开S1,闭合S2,读出此时电压表示数U2,则待测电阻阻值为 (合金丝a的电阻用Ra表示)。
③若在步骤②中,小西在测量U2时,将S2闭合前,忘记断开S1,仍用原方法算出待测电阻的阻值,请你分析该测量值跟步骤②的测量值相比较,偏大还是偏小 。
17.如图甲所示为小西探究“电流、电压、电阻的关系”实验电路图,电源电压为7.5V,且保持不变,滑动变阻器的阻值范围为0-30Ω,所用定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和30Ω。
(1)定值电阻R= Ω;
(2)移动变阻器的滑片,记下对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I—U图像,分析图乙可知: ;
(3)①图丙是小西“探究电流与电阻的关系”所得到的图像,实验中他先用10Ω的电阻进行实验,结束后保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为15Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数和上次相同时,读出电流表的示数;
②实验结束后,小西在整理器材时,发现电压表指针位置如图丙所示,则小西在实验中遗漏的实验操作是 ;
③小西跟其他同学交流后发现,他与其他同学的实验结论一致,并未影响结论。你认为其原因是 。
18.如图所示是小亮测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求且电源两端电压不变。图中定值电阻的阻值为R0,步骤如下:
(1)①断开开关S3,闭合开关S1、S2,将滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变, ,电压表示数为U2;
③Rx阻值的表达式:Rx= (用已知量和测出的物理量的符号表示);
(2)小红也按照上述小亮的实验进行操作,但在进行步骤②时,她将图中的滑动变阻器滑片P向左移动了一小段,其它操作都与小亮相同,最后写出Rx阻值的表达式也与小亮相同。但老师看了之后却说小红是错误的,她测出的Rx阻值会 (选填“偏大”或“偏小”),其原因是 。
19.小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5、10、15、20、25。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整 (导线不允许交叉);
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可以得出结论: ;
②上述实验中,小明用5的电阻做完实验后,接下来的操作是 。然后将10的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 的滑动变阻器。
20.在“探究电流与电压的关系”实验中,用2节新干电池做电源,其他器材如图甲所示;
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整(导线不得交叉) ;
(2)连接好电路后,闭合开关S,发现电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是___________(假设电路只有一处故障);
A.定值电阻短路 B.定值电阻断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)电路中滑动变阻器的作用除了保护电路之外另一个作用是:通过调节其 值,改变电路中的 ,从而改变定值电阻两端的电压;
(4)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于图中 (选填“A”或“B”)端;
(5)某实验小组根据实验数据,作出甲、乙两个电阻的图像。分析图像可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 比;
(6)由图像可知甲的电阻为 ,乙的电阻比甲的电阻 (选填“大”或者“小”)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)
(2) 左 定值电阻短路
(3)见解析
2.(1) 大 短路 正比
(2) 右 电压表 1.5
3.(1)
(2) 电压表示数为UL 断开开关S3、闭合开关S1、S2
4.(1)B
(2)调节定值电阻两端的电压
(3)定值电阻R断路
(4)C
5.(1) B 移动滑片直到电压表示数为2.4V
(2)见解析
6.(1)开关断路
(2)2
(3) 左 50
(4)寻找普遍规律
7.(1)D
(2)定值电阻断路
(3)见解析
(4)导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比
(5) 增大 见解析
(6)2.4
8.(1)左
(2)电压表正负接线柱接反
(3)需要求电阻平均值
(4) 断开开关 S1,闭合开关S、S2 保持滑片不动
9.(1)电流表正负接线柱接反了
(2) 增大 右
(3) 2 见解析
(4)电阻R的倒数
10.(1)断开
(2)断
(3)右
(4)4
11.(1)10
(2)见解析
12.(1)
(2)D
(3) 左 正比
(4)将电压表并联在滑动变阻器两端
(5)灯泡的阻值会随着温度的变化而变化
13.(1)
(2)左
(3)左
(4) 电流与电阻成正比 电流与电阻乘积不变
(5)50
14.(1)
(2)C
(3) 0.28 10.7
(4) 电阻平均值R/ 6
(5)
15.(1)0.2
(2) 电流 不变
(3) 10 b
16.(1)0.4
(2)20
(3) 偏大,分析过程见解析
17.(1)10
(2)见解析
(3) 右 实验前,电压表的指针没有调零 见解析
18.(1) 断开开关S2,闭合开关S1、S3(或只闭合开关S1、S3)
(2) 偏小 电源电压不变,当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,总电流变大,Rx和R0两端的总电压U2增大,不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压,若再根据计算,会使Rx测量值减小
19.(1)
(2) 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 断开开关 2.5
(3)35
20.(1)
(2)B
(3) 电阻 电流
(4)A
(5)正
(6) 5Ω 大
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