专题03 欧姆定律-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期末真题分类汇编(山西专用)
2024-12-09
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2份
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46页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版(2012)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十七章 欧姆定律 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 山西省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.41 MB |
| 发布时间 | 2024-12-09 |
| 更新时间 | 2024-12-09 |
| 作者 | 物理庄老师 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-12-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49154092.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题03 欧姆定律
考点一:电流与电压、电阻的关系
1.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)科学家每次重大发现,都会有力地推进人类社会的进步与发展,德国物理学家欧姆最先通过大量的实验研究,归纳出电流跟电压和电阻之间的关系即 (填表达式),这一发现给电学的计算带来了很大的方便,人们为了纪念他,把其名字命名为 的单位。
【答案】 电阻
【详解】[1][2]根据物理学史可知,德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即欧姆定律,表达式为。为了纪念他做出的杰出贡献,人们将他的名字命名为电阻的单位。
2.(22-23九年级上·山西晋城·期末)关于几位物理学家的叙述中,正确的是( )
A.第一位证明大气压强存在的是托里拆利
B.欧姆通过实验最先得到电流与电压、电阻的关系
C.亚里士多德发现了浮力定律
D.物理学家牛顿用实验推翻了“力是维持物体运动的原因”
【答案】B
【详解】A.马德堡半球实验首次有力的证明了大气压强的存在,故A错误;
B.欧姆通过实验最先得到电流与电压、电阻的关系,总结出欧姆定律,故B正确;
C.阿基米德发现了浮力定律,故C错误;
D.利略用实验推翻“力是维持物体运动的原因”,故D错误。
故选B。
3.(23-24九年级上·山西忻州·期末)实践小组在探究“导体中的电流与其两端电压关系”时,用由相同材料的金属丝绕制而成的导体a、b进行探究,根据获得的数据绘制出I-U图像如图所示,下列分析正确的是( )
A.导体a的电阻大于导体b的电阻
B.导体a的长度一定小于b的长度
C.两导体串联时,导体a两端的电压小于导体b两端的电压
D.两导体并联时,通过导体a的电流小于通过导体b的电流
【答案】C
【详解】A.由图像可知,当Ua=Ub时,Ia>Ib,由可知,Ra<Rb,故A错误;
B.由于不确定导体的横截面积以及温度,因此根据电阻的大小无法比较它们的长度大小关系,故B错误;
C.串联时,通过两电阻的电流大小相等,由可知,导体a两端的电压小于导体b两端的电压,故C正确;
D.因为并联电路两端电压相等,Ra<Rb,由可知,通过导体a的电流大于通过导体b的电流,故D错误。
故选C。
4.(23-24九年级上·山西阳泉·期末)如图所示是一种测定油箱内油量的装置,OP 是一根硬棒,可以围绕O点旋转。R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时,则关于电路下列分析正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向上移动,总电阻减小
B.滑动变阻器的滑片P向上移动,电流表示数减小
C.滑动变阻器的滑片P向下移动,总电阻减小
D.滑动变阻器的滑片P向下移动,电流表示数减小
【答案】B
【详解】由电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中的电流。当油量减少时,浮子向下移动,滑动变阻器的滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数减小,故ACD错误,B正确。
故选B。
5.(23-24九年级上·山西太原·期末)用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,首先将滑动变阻器的滑片调至B端;然后闭合开关,移动滑片的过程中,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压;排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如下表。表中部分数据已绘制在图乙所示的坐标纸中。请你解答:
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.22
0.24
0.28
(1)将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是 ;
(2)若电路仅有一处故障,发生的故障是 ;
(3)在坐标纸中描出未标的两个点并完成I-U图像 ;分析图像可得:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
(4)若增加不同阻值的定值电阻,还可探究“通过导体的电流与电阻的关系”。当将10Ω的电阻换成15Ω后,为保持电压表的示数为1.5V不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。再换用25Ω的电阻实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
【答案】 保护电路 R断路 正 B 过小
【详解】(1)[1]将滑动变阻器的滑片调至B端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,可以保护电路。
(2)[2]闭合开关,移动滑片的过程中,发现电流表无示数,说明电流处于断路状态,电压表示数接近电源电压,说明定值电阻R断路,此时电路中没有电流,电压表串联接入电路,示数接近电源电压。
(3)[3]在图中描出(2.0V,0.20A)与(2.4V,0.24A)两点,将图中的点连接起来。如图所示:
[4]由图可知,电流与电压的图像为一条过原点的直线,说明导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[5]当将10Ω的电阻换成15Ω后,定值电阻两端电压变大,为保持电压表的示数为1.5V不变,应增大滑动变阻器两端的电压,故应增大其接入电路的阻值,应将滑动变阻器的滑片向B端移动。
[6]再换用25Ω的电阻实验时,为保持电压表的示数为1.5V不变,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,若是滑动变阻器的最大阻值过小,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V。
6.(23-24九年级上·山西运城·期末)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 ;
(2)排除故障后,先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为 A;
(3)接下来断开开关,取下的定值电阻,换成的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为定值时,读出电流表的示数。再更换的定值电阻继续实验,实验数据记录在下面表格中:
实验次数
1
2
3
5
10
20
0.2
0.1
(4)由实验数据可知: 。
【答案】 定值电阻R断路 0.4 B 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
【详解】(1)[1]电流表无示数,说明电路中可能存在断路,发现电压表有示数且接近电源电压,说明电压表所在的电路是通路的,故电阻R断路。
(2)[2]如图乙所示,量程为0~0.6A,分度值为0.1A,故读数为0.4A。
(3)[3]探究电流与电阻的关系时,需要改变电阻,控制定值电阻两端的电压不变,取下的定值电阻,换成的定值电阻,根据串联分压,定值电阻两端的电压变大,故需要滑动变阻器分担更大的电压,故需要将滑片P向B端移动。
(4)[4]分析数据可知,电流与电阻的乘积是一个定值,故结论为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。
7.(23-24九年级上·山西临汾·期末)创新小组在探究电流与电压的关系时,记录了实验的整个过程:
【提出问题】电流与电压有怎样的关系呢?
【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因,猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而 ;
【设计实验】如图1所示,是该实验的电路图。请判断虚线框内的电表,甲为 。乙为 ;(用电表元件符号填写)
【进行实验】按电路图连接电路,闭合开关,电流表指针位置如图2所示,此时电流表的示数为 A。保持电阻R=5Ω不变,移动滑片,测得的几组数据如表所示;
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
【分析与论证】请在图3的坐标轴上制定标度;把上表中的实验数据在坐标系中描点,并绘出图像。
【结论】 。
【答案】 增大 0.06 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】[1]由“电压是形成电流的原因”可以提出猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而增大。
[2]由电路图知道,甲表串联在电路中,因此甲应该是电流表,符号为 。
[3]乙表并联在定值电阻两端,因此乙应该是电压表,符号为 。
[4]由图2知道,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.06A。
[5]根据表中数据描点画图像,如下图
[6]根据表中数据知道,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故得出的结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
考点二:欧姆定律及其计算
8.(22-23九年级上·山西临汾·期末)根据欧姆定律公式,下列说法中正确的是( )
A.流过导体的电流跟电阻成反比
B.流过导体的电流跟电压成正比
C.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压跟通过导体的电流的比值等于这段导体的电阻
【答案】D
【详解】A.在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,选项说法中没有“在电压一定时”这个条件,故A错误;
B.在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,选项说法中没有“在电阻一定时”这个条件,故B错误;
CD.欧姆定律变形公式只说明导体电阻的大小等于导体两端的电压与通过导体的电流大小的比,导体的电阻是导体本身的一种性质,与它两端的电压和通过的电流无关,故C错误,D正确。
故选D。
9.(22-23九年级上·山西晋城·期末)节约粮食是餐饮文明的重要标志之一。阳城县某自助餐厅开展了“吃多少,拿多少”的活动,在平台上放了一个电子秤。如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起。下列说法正确的是( )
A.电路中R0是没有作用的 B.电子秤仪表是由电压表改装而成的
C.食品质量越小,R两端的电压越小 D.食品质量越大,通过R的电流越大
【答案】D
【详解】A.如果没有定值电阻R0,当称量的物体达到一定重量时,R接入电路中的电阻为0,电路短路,会烧坏示数表和电源,即R0的作用是可以防止电路中的电流过大时,烧坏示数表和电源,起保护电路的作用,故A错误;
B.由电路图可知,R0与R串联,示数表串联在电路中,是由电流表改装而成的,故B错误;
C.食品质量越少,滑片上移,接入电路中的电阻越大,电路中的总电阻越大,由可知,电路中的电流越小,由U=IR可知,R0两端的电压越小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压越大,故C错误;
D.食品质量越大时,滑片下移,接入电路中的电阻越小,电路中的总电阻越小,由可知,电路中的电流越大,故D正确。
故选D。
10.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图象
B.电阻R的阻值为20Ω
C.当电源电压为4V时,电流表示数为0.5A
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,小灯泡的电阻为10Ω
【答案】D
【详解】根据电路图知,小灯泡L和定值电阻R并联,电流表测量干路中电流。
A.由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,即定值电阻R的I-U关系图象是一条直线,即图乙中B表示电阻R的I-U关系图象,故A错误;
BC.由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联,当电源电压为4V时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压均为4V,由图象可知对应的电流IL=0.3A,IR=0.1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流
电阻R的电阻为
故BC错误;
D.如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压
恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,灯泡的电阻
故D正确。
故选D。
11.(21-22九年级上·山西·期末)将灯泡L和电阻R接在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙为灯泡L和电阻R的I-U图像。闭合开关S,电流表示数为0.6A,则此时灯泡L和电阻R的阻值分别是( )
A.10Ω 20Ω B.20Ω 10Ω C.5Ω 20Ω D.5Ω 10Ω
【答案】A
【详解】由电路图可知,闭合开关S,灯泡L和定值电阻R串联,电流表测量电路中的电流;因串联电路处处电流相等,所以由图乙可知,当电路电流为0.6A时,灯泡两端电压为6V,定值电阻两端电压为12V,灯泡的阻值
定值电阻的阻值
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.(22-23九年级上·山西晋中·期末)新冠肺炎疫情发生以来,测温枪因其使用简单、高效等特点,成为每个公共场所必备的工具之一(图甲)。图乙为某测温枪的工作原理图,已知该测温枪的电源电压为3V保持不变,测温范围34℃~42℃,R2为定值电阻(阻值为10Ω),R1为热敏电阻,其阻值随温度变化如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.R1的阻值随温度的升高而增大
B.电压表示数变化范围为0.5V~1.5V
C.当被测者体温为36℃时,电压表示数为1.0V
D.当电压表示数为1.5V时,被测者体温正常
【答案】B
【详解】A.由乙图知,R1的阻值随温度的升高而减小,故A错误;
B.由电路图可知,定值电阻R2与热敏电阻R1串联,电压表测定值电阻R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当被测者体温34℃时,热敏电阻R1=50Ω,根据串联电阻特点可知,此时电路的总电阻为
R总=R1+R2=50Ω+10Ω=60Ω
电路中的电流为
此时电压表的示数为
U2=IR2=0.05A×10Ω=0.5V
当被测者体温42℃时,热敏电阻R'1=10Ω,根据串联电阻特点可知,此时电路的总电阻
R′总=R'1+R2=10Ω+10Ω=20Ω
电路中的电流为
此时电压表的示数为
=0.15A×10Ω=1.5V
综上可知,电压表示数变化范围为0.5V~1.5V,故B正确;
C.当被测者体温为36℃时,热敏电阻R″1=30Ω,根据串联电阻特点可知,此时电路的总电阻为
R″总=R″1+R2=30Ω+10Ω=40Ω
电路中的电流为
此时电压表的示数为
=0.075A×10Ω=0.75V
故C错误;
D.由B选项分析可知,当电压表示数为1.5V时,被测者体温42℃,处于发热状态,故D错误。
故选B。
13.(23-24九年级上·山西大同·期末)图示为电力维修工人带电高空作业的情景,该工人在一条通过电流为500A的铝制裸导线上工作,两手间的距离是50cm,每厘米长输电线的电阻为Ω,该工人这样操作安全吗? ,理由是 。
【答案】 安全 两手间的电压小于安全电压
【详解】[1][2]工人两手间的电阻为
根据公式可得,两手间的电压为
人体的安全电压是不高于36V,两手间的电压远小于该电压值,所以该工人这样操作安全。
14.(23-24九年级上·山西晋中·期末)小梦学习了电流表使用方法后,知道在连接电路时,决不允许用导线将电流表与电源的正负极直接连接起来,为了弄清楚原因,他从网上查到了电流表的一些参数:一般电流表0~0.6A量程的电阻为0.0178欧,0~3A量程的电阻为0.0033欧,请用欧姆定律帮他进行解释。
【答案】见解析
【详解】由于电流表的电阻很小,若电流表直接接在电源两极上,根据可知,电源电压一定,通过电流表的电流很大,会烧坏电流表和电源,所以不允许将电流表直接接在电源两极上。
15.(23-24九年级上·山西晋中·期末)在如图所示的电路中,电源电压为12V且保持不变,R1=10Ω。只闭合开关S时,电流表的示数为0.3A。求解下列问题:
(1)电阻R2的阻值。
(2)电阻R2两端的电压。
【答案】(1)30Ω;(2)9V
【详解】解:(1)当只闭合开关S时,电阻和串联,电路的总电阻为
电阻的阻值为
(2)电阻两端的电压为
答:(1)电阻R2的阻值为30Ω。
(2)电阻R2两端的电压为9V。
16.(23-24九年级上·山西临汾·期末)阅读短文,回答问题:
安全电压
初中物理课本中:“大量实验表明,不高于36V的电压对人体来说一般是安全的。”这个电压绝对安全吗?
人体触电后有无危险受许多因素的影响,主要取决于通过人体电流的大小,而通过人体的电流除与加在人体上的电压有关外,还与人体的电阻有关,人体的电阻又受环境、温度、湿度的影响,并且影响很大,因此人体的安全电流和人体的电阻在不同情况下的差别是很大的,因此,安全电压在理论上不可能有一个确定的值。
我国考虑到人体所处的环境不同,触电的危险性不同,又对四种不同接触状态下的安全电压做了如下规定:第一种情况,人体大部分浸在水中,例如游泳、浴池等场所发生触电后可能导致溺水死,因此,人体可能摆脱的自主电流为5mA,由于人体浸在水中,人体电阻只有500Ω,此时的安全电压应为2.5V;第二种情况,人体显著淋湿的状态,人体一部分经常接触到电气装置金属外壳和构造物的状态,通常指在隧洞或潮湿场所,人体皮肤显著受潮.此时人体电阻仅为500Ω左右,若以安全电流30mA取代,则安全接触电压为15V;第三种情况,上述两种接触外的情况,对人体有接触电压后,危险性高的状态,通常指住宅、工厂、学校等场所,在这种环境中人体皮肤干燥,属正常状态。安全电流最大取值30mA,人体电阻取1700Ω,持续允许接触电压为50V;第四种情况,接触电压后无危险或危险低的情况。对此,不规定安全电压值。由此可见,不高于36V的电压也不是绝对的安全,是有条件的安全。
(1)人体触电后是否有危险,起决定作用的因素是 ;
(2)下列不影响人体电阻大小的因素是 (选填序号);
A.环境 B.温度 C.湿度 D.气压
(3)某人在水中的电阻为800Ω,若此人正浸在水中作业,则此时的安全电压为 V;
(4)生活中一旦发现有人触电,可以采取的有效措施是 。
【答案】 电流 D 4 先切断电源,再对人施救
【详解】(1)[1] 由题意“人体触电后有无危险受许多因素的影响,主要取决于通过人体电流的大小”可知,人体触电后是否有危险,起决定作用的因素是电流。
(2)[2] 由题意“人体的电阻又受环境、温度、湿度的影响,并且影响很大,因此人体的安全电流和人体的电阻在不同情况下的差别是很大的”可知,不影响人体电阻大小的因素是气压,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)[3] 人体可能摆脱的自主电流为5mA,人在水中的电阻为800Ω,若此人正浸在水中作业,则此时的安全电压为
(4)[4] 生活中一旦发现有人触电,可以采取的有效措施先切断电源,再对人施救。
考点三:电阻的测量
17.(23-24九年级上·山西晋中·期末)如图是小唐同学进行“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的作用是多次改变电源电压
B.在实验中采用了控制变量法
C.测小灯泡电阻需要多次测量求平均值
D.该电路图还能探究“电流与电压的关系”
【答案】D
【详解】A.在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端电压,故A错误;
B.“伏安法测电阻”的实验为定量测量实验,实验中未使用控制变量法,故B错误;
C.小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大,所以利用“伏安法”测小灯泡电阻时,不能取不同电压下的电阻的平均值,故C错误;
D.探究电流与电压的关系时,要保持电阻大小不变,改变电压,可以通过移动滑动变阻器来实现,故D正确。
故选D。
18.(23-24九年级上·山西大同·期末)小伟学习小组利用如图甲所示的电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻。
(1)该实验的原理是 ;
(2)图甲中只有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路改接正确 ;
(3)电路改接正确后,闭合开关,小伟发现电压表无示数,电流表有示数,产生这一现象的原因可能是 (选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”);
(4)排除故障后,经过多次实验,小伟测出并记录了多组电流值和电压值,并画出如图乙所示的图像。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻是 。根据图像还能获取的信息有: (写出一条即可)。
【答案】 小灯泡短路 5 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]测灯泡的电阻,需测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,利用计算出电阻,实验原理是。
(2)[2]如图甲,小灯泡被短路,连接错误,小灯泡应与滑动变阻器串联,正确的电路如图
(3)[3]电路改接正确后,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表可能被短路,也可能是电压表断路,故障出现在小灯泡,则产生这一现象的原因可能是灯泡短路。
(4)[4]灯泡两端的电压为2.5V时,电流为0.5A,灯泡正常发光时的电阻
[5]根据图像还能获取的信息有:灯泡的电流与电压关系图像不是一条直线,电流与电压不成正比,灯泡两端的电压越大,灯丝的温度越高,电阻越大,由此可知,灯泡的电阻随温度的升高而增大。
19.(23-24九年级上·山西太原·期末)在“伏安法测电阻”的实验中,小红正确连接了图甲的电路,闭合开关并调节滑动变阻器滑片到适当位置时,两表示数如图乙所示,由此测得定值电阻的阻值;小明的实验中电压表损坏,他观察了滑动变阻器铭牌后,用余下的器材也完成了实验,设计的电路如图丙。请你解答:
(1)将图甲中的电路连接完整 (要求:滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小);
(2)小红测得定值电阻的阻值为 Ω;为了使测量结果更准确,接下来的操作是 ;
(3)帮小明利用图丙所示电路完成实验:
①连接电路,将滑片移到B端,闭合开关,电流表示数为;
②将滑片移到A端,电流表示数为;
③若滑动变阻器最大阻值为,则待测电阻R= (用、、表示)。
【答案】 8 见解析
【详解】(1)[1]实验中,应将电阻R与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路的电流。滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小,说明此时变阻器接入电路中电阻变大,则变阻器的A端接入电路中,如图所示:
(2)[2]由图甲得,电流表的量程选用0~0.6A,分度值为0.02A;电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V。由图乙得,此时电流表的示数为0.3A,电压表的示数为2.4V。由欧姆定律得,小红测得定值电阻的阻值为
[3]为了使测量结果更准确,接下来的操作是移动滑片进行多次测量,分别求出每次实验测得的电阻值,并通过求平均值减小误差。
(3)[4]帮小明利用图丙所示电路完成实验:
①连接电路,将滑片移到B端,此时变阻器的最大电阻与R串联,电流表测量电路电流。闭合开关,电流表示数为,由串联电路特点与欧姆定律得
②将滑片移到A端,此时电路为R的简单电路,电流表测量电路电流,示数为,由欧姆定律得,电源电压为
③联立上面两个等式得
解得待测电阻
20.(23-24九年级上·山西忻州·期末)小明在测定“小灯泡的电阻”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路图连接完整;
(2)小明在接完最后一根导线时,小灯泡立即发光,产生此现象的原因是 ;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“C”或“D”)端;
(3)纠正错误后,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙的I-U图像,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)完成实验后,小明利用该电路探究电流与电压的关系,你认为他的探究能否完成,请说明理由 ;
(5)实验完毕后,发现电压表坏了,小明又设计了如图丙所示的电路图,为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变,请下列步骤补充完整;
①当开关闭合、断开时,电流表读数为;
② ;
③待测电阻 。
【答案】 连接电路时,开关没有断开 C 12.5 不能,灯丝的阻值随温度升高而增大,不是定值 当开关、都闭合时,电流表读数为
【详解】(1)[1]由图乙知道,电压表选用小量程与小灯泡并联,如下图
(2)[2]在接完最后一根导线时,小灯泡立即发光,说明在连接电路过程中开关未断开。
[3]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大的C端。
(3)[4]由图乙知道,额定电压下的电流为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[5]由于灯丝的电阻受温度的影响,要探究电流与电压的关系,需保持电阻不变,所以不能用小灯泡做此实验。
(5)[6][7]根据电源电压不变利用欧姆定律计算出Rx阻值,故测量步骤如下:
①当开关S1闭合、S2断开时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻
考点四:欧姆定律在串并联电路中的应用
21.(23-24九年级上·山西大同·期末)如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.2Ω
C.如图3所示,当开关S闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
D.如图2所示,当开关S闭合,电路中总电流为0.2A时,电路的总电阻是15Ω
【答案】D
【详解】A.由图1可知,甲的I-U图像是过原点的倾斜直线,所以甲的电流和电压成正比,为定值电阻,乙对应的电流和电压不成正比,不是定值电阻,故A错误;
B.由图1可知,当电阻甲两端电压为2V时电流为0.4A,甲的阻值
故B错误;
C.如图3所示,R甲和R乙并联,当开关闭合,电源电压为2V时,由图1知,通过R甲的电流为0.4A,通过R乙的电流为0.2A,电路总电流为
I总3=I甲3+I乙3=0.4A+0.2A=0.6A
故C错误;
D.如图2所示,R甲和R乙串联,当开关闭合,电路电流为0.2A时,R甲两端的电压为1V,R乙两端的电压为2V,电路中的总电压
U总2=U甲2+U乙2=1V+2V=3V
电路中的总电阻
故D正确。
故选D。
22.(22-23九年级上·山西晋中·期末)如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,下列说法中正确的是( )
A.环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是150Ω
B.电压表的示数越大,说明环境温度越低
C.环境温度为0℃时,电压表的示数是1.5V
D.此电路允许的最高环境温度为60℃
【答案】D
【详解】A.由图b可知,环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是200Ω,故A错误;
B.由电路图可知,R1与R0串联,电压表测量R0两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,由可知,当电压表V示数越大时,电路中的电流越大,由可知,电路中的总电阻越小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,热敏电阻的阻值越小,由图乙可知,环境的温度越高,故B错误;
C.由图象可知温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大R1大=300Ω,据串联电路的分压特点知,热敏电阻分得的电压最大,此时电压表的示数最小,此时电路中的电流
电压表的最小示数
U0小=I小R0=0.0075A×300Ω=2.25V
故C错误;
D.由分析知,电压表示数越大,环境温度越高,当电压表的示数最大为U0=3V时,电路允许测量的温度最高,此时电路中的电流
电路中的总电阻
热敏电阻的阻值
R1=R-R0=450Ω-300Ω=150Ω
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为60℃,故D正确。
故选D。
23.(23-24九年级上·山西晋中·期末)阅读短文,回答问题:
压力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是压力传感器,常见的一种压力传感器由弹簧钢和应变片组成、其结构示意图如图甲所示,弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲、上应变片被拉伸,下应变片被压短,力越大,弹簧钢的弯曲程度越大。
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为,下应变片两引线间电压为,传感器把这两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示,为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻、进行温度补偿、串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响。
(1)这种压力传感器是将力的大小转换为 (电流/电压)的装置;
(2)外力F增大时,上应变片金属电阻丝电阻 (“增大”、“减小”或“不变”);
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而 ;
(4)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压夏天比冬天 (大/小)。
【答案】 电压 增大 增大 大
【详解】(1)[1]从题目所给信息中可知,传感器把两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置。
(2)[2]外力F增大时,弹簧钢发生弯曲、上应变片被拉伸,上应变片金属电阻丝长度变长,根据电阻大小与长度的关系可知,上应变片金属电阻丝电阻变大。
(3)[3]当金属梁受力向下弯曲时,上面金属电阻丝长度变大,电阻变大,下面金属电阻丝长度变短,电阻变小,上下电阻的差值增大;根据U=IR可知,电流一定时,U1增大,U2减小,则上下电阻的差值越大,则电压的差值越大,传感器输出的电压U随外力F增大而增大。
(4)[4]由图丙知电阻随温度的升高而增大,夏天温度高电阻大,由U=IR可知,两端电压大,所以在夏天该传感器下应变片两端的电压,会比冬天大。
24.(22-23九年级上·山西晋中·期末)如图所示,电阻R1=10Ω,R2=15Ω,闭合开关S后,电流表A示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)通过干路的电流。
【答案】(1)3V;(2)0.2A;(3)0.5A
【详解】解:(1)由电路图可知,R1与R2并联,电流表测R1支路的电流。由可得,电阻R1两端的电压为
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电源电压为
(2)由可得,通过电阻R2的电流为
(3)因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过干路的电流为
答:(1)电源电压为3V;
(2)通过电阻R2的电流为0.2A;
(3)通过干路的电流为0.5A。
25.(23-24九年级上·山西晋中·期末)为了向建设宜居城市做贡献,创新实验小组的同学们设计了有害气体监测设备,其工作原理如图甲所示。电源电压恒定,为定值电阻,R为可以感知气体污染指数的可变电阻(阻值随污染指数变化的关系如图乙所示),气体监测器示数随有害气体污染指数的增大而增大,以下分析正确的是( )
A.污染指数越大,电压表示数越大
B.污染指数越大,电路的总电阻越大
C.气体监测器由电路图中电流表改装而成
D.污染指数越大,电压表示数与电流表示数的比值越大
【答案】C
【详解】AB.由图甲可知,定值电阻R0与可变电阻R串联,电压表测量R两端电压,由图乙图像可知,污染指数越大,R越小,根据串联电阻规律,电路总电阻越小,由可知,电路电流越大,则R两端的电压越小,即电压表示数越小,故AB错误;
C.因气体监测器示数随有害气体污染指数的增大而增大,已知污染指数越大,电路电流越大,故气体监测器由电路图中电流表改装而成,故C正确;
D.电压表测量R两端电压,电流表测量通过R的电流,则电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值,污染指数越大,R阻值越小,故电压表示数与电流表示数的比值越小,故D错误。
故选C。
26.(23-24九年级上·山西临汾·期末)在如图甲所示电路中,电源电压不变,为定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从端移到某一位置时,根据两表示数作出的图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.滑片移动过程中,滑动变阻器接入电路阻值变大
B.滑动变阻器的最大阻值为
C.电源电压为
D.定值电阻的阻值为
【答案】C
【详解】由图甲可知,与串联,电流表测量电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;
A.根据图甲可知,的滑片从A点移动到B点过程中,滑动变阻器接入电路电阻丝的长度逐渐变短,因此接入电路阻值变小,故A错误;
B.滑片在A点时滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小,则根据图乙读出滑片在A点时,电路电流最小为,电压表示数为,由
可知,滑动变阻器的最大阻值
故B错误;
CD.根据图乙读出滑片在B点时电路中的电流最大,由图乙可知,电路电流最大为时,电压表示数为,因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以由
可知,当滑片在A处时,电源电压
①
当滑片在B处时,电源电压
②
联立①②可得
故C正确,D错误。
故选C。
27.(22-23九年级上·山西大同·期末)“开车不饮酒,饮酒不开车。遵守交通规则,保障人身安全!”图﹣1是交警经常使用的“气体中酒精浓度测试仪”的原理图,R1是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化关系如图﹣2所示。测试仪使用前应先调零,即当气体中酒精浓度为0时,使电压表示数U1=8V,调零后R2的滑片位置保持不变。下列分析和计算正确的是(我国标准:20mg/100mL≤P<80mg/100mL为饮酒驾驶;P≥80mg/100mL为醉酒驾驶)( )
A.气体中酒精浓度越大,气敏电阻R1的阻值越大
B.检测时,气体中酒精浓度越小,电压表的示数越小
C.调零后,R2接入电路中的电阻为50Ω
D.某次检测时,电流表的示数为0.2A,则可判定被检测驾驶员饮酒驾驶
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,气敏电阻R1随着酒精气体浓度的增大而减小,故A错误;
B.由甲图可知,两电阻串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流,根据串联分压原理可知气敏电阻接入电路的阻值越小,电压表的示数越小,气体中酒精浓度越小,故B错误;
C.由乙图可知,当气体中的酒精浓度为0时,R1=100Ω,此时电路中的电流
根据串联电路电压的规律及欧姆定律得,R2接入电路中的阻值为
故C错误;
D.当电流表示数为0.2A时,由欧姆定律可知,电路的总电阻
根据串联电路电阻的规律,气敏电阻的阻值为
R1′=R′﹣R2=50Ω﹣25Ω=25Ω
由图乙知,当气敏电阻的阻值为25Ω时,即该司机属于饮酒驾驶。
故选D。
28.(23-24九年级上·山西大同·期末)在“探究电流大小与电压、电阻关系”的实验中,小红设计了如图甲所示的电路,电源电压恒定。确认电路连接无误后,分别更换5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω几个不同的定值电阻R,同时移动滑动变阻器的滑片,记录相关数据并得到如图乙所示的图像。
(1)该同学探究的是电流大小与 的关系;
(2)闭合开关前,应将滑片置于 处,每次更换定值电阻后,都需要移动滑片至适当位置,其目的是 ;
(3)实验中用10Ω的定值电阻代替5Ω后,应向 (选填“左”或“右”)调节滑片,直至电压表示数为 V,再记录数据;
(4)根据图乙得到的结论是: 。
【答案】 电阻 阻值最大 见解析 右 2.5 见解析
【详解】(1)[1]由题意可知,该同学更换不同的定值电阻,记录数据,作出了I-R图像,所以该同学探究的是电流大小与电阻的关系。
(2)[2]为保护电路,避免开关闭合的瞬间,电路中电流过大,烧坏用电器,所以闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该位于阻值最大处,即最右端。
[3]探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,所以更换定值电阻后,需要调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压不变。
(3)[4]用10Ω的定值电阻代替5Ω后,根据串联分压原理可知,定值电阻两端的电压变大,故应增大滑动变阻器接入电路中的阻值,故向右移动滑片。
[5]由图乙结合欧姆定律可知,定值电阻两端的电压
UV=IR=0.1A×25Ω=2.5V
实验中应控制定值电阻两端的电压不变,所以用10Ω代替5Ω定值电阻后,应调节滑片直至电压表示数为2.5V,再记录数据。
(4)[6]由图乙可知,电流与电阻的乘积
IR=0.5A×5Ω=2.5V
0.25A×10Ω=2.5V
0.1A×25Ω=2.5V
所以实验得出的结论是在电压一定时,电流和电阻成反比。
29.(23-24九年级上·山西晋中·期末)实验探究:探究电流与电压和电阻的关系。
(1)如图甲,实验电路中接错了一根导线,在接错的导线上打“×”,再画线把它改到正确的位置上 ;
次数
1
2
3
4
电压U/V
1.2
1.6
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
(2)利用改后的正确电路探究电流与电压的关系,测得数据如表所示。请将表格中缺失的数据(第3次实验)在图乙的电压表表盘上画出,并标注所选的接线柱 ;
(3)实验结论:在电阻一定时, 成正比;
(4)要继续探究电流与电阻的关系,只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,闭合开关,要保持电压表的示数仍为2.4V,应将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端移动。
【答案】 通过导体的电流与导体两端的电压 A
【详解】(1)[1]由图可知,电压表应该与电阻并联,电流表应该与小灯泡串联,它把电流表和电压表的位置接反了,可以把电阻右接线柱的线去掉改接在电压表的负接线柱,如图所示:
。
(2)[2]由表格中的数据可发现电压与电流的比值为10Ω,所以第3次实验的电压为
量程由甲图可知应为0~3V,如图所示:
。
(3)[3]由表格中的数据可发现电压与电流的比值为10Ω不变,可得出,在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[4]将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,总电阻变大,总电压不变,所以电流变小,滑动变阻器电阻不变,根据,滑动变阻器两端电压变小,总电压不变,由串联电压规律可知,电阻两端电压变大,电压表示数变大;要使电压表示数仍为2.4V,需要将电压表示数变小,定制电阻阻值为15Ω不变,根据,需要将电路中电流变小,滑动变阻器接入电阻变大,由图甲可知,滑片需要向A端移动。
30.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)如图甲为小新做“伏安法测电阻”的实验电路。
(1)在连接电路时,开关应 ,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至最 端(选填“左”或“右”);
(2)在图甲所示的电路中,闭合开关后,电压表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”),如果只有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)某次测量中,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,此次测得的电阻值为 ;
(4)实验中多次测量的目的是 ;
(5)小新做完以上实验后,又利用如图丙所示的电路,测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0是阻值已知的定值电阻)
①只闭合开关S1,电流表的示数为I1;
②S1、S2都闭合后,电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx= (用I1、I2和R0表示)
【答案】 断开 左 不偏转 2 10Ω 求平均值,减小误差
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,在连接电路时,要将开关断开,且使滑动变阻器处于阻值最大值,即滑片移到最左端。
(2)[3]图中电路中,定值电阻和电压表被短路,所以电压表示数为零,即电压表指针不偏转。
[4]错误的导线是导线2,应将连接在4位置的导线2改接到3位置。
(3)[5]图中电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,此次测得的电阻值
(4)[6]实验存在误差,可通过多次测量取平均值的方式减小误差,所以实验中多次测量的目的是求平均值,减小误差。
(5)[7]S1、S2都闭合后,Rx被短路,电路为只有R0的简单电路,电流表的示数为I2,则电源电压为
只闭合开关S1,电路为串联电路,电流表的示数为I1,则
31.(23-24九年级上·山西运城·期末)为测量某待测电阻Rx的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片P,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,具体原因是 ,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(2)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻Rx的阻值为 Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是 ;
(3)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量Rx的阻值,他们经过讨论设计了如图丙所示的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1;同时闭合开关S1和S2时电流表读数为I2,则Rx= (用R、I1、I2表示);
(4)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成 实验。(至少填写一个实验名称)
【答案】 电压表负接线柱没有接入电路 5 减小实验误差 探究电流与电压的关系
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,电压表只接了一个接线柱,没有连接进电路,要测量电阻两端的电压,应并联在定值电阻的两端。如下图所示:
(2)[3]由可知,待测电阻Rx的阻值
[4]进行了多次测量,目的是计算电阻的平均值从而减小实验误差。
(3)[5]已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1,这时Rx与R串联,所以电源电压
U=I1(Rx+R) ①
闭合开关S1和S2时电流表读数为I2,这时电路中只有Rx连接到电路中,所以
U=I2Rx ②
由①②式子解得
(4)[6]在“伏安法测电阻”的实验中,Rx为定值电阻,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,可以通过调节滑动变阻器改变Rx两端的电压和通过的电流,所以该电路能完成“探究电流与电压的关系”实验。
32.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)小明在利用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”。
(1)如图甲所示,连接的电路有一处错误。请你在错误连线上画“×”。并用笔画线代替导线画出正确的连线;
(2)电路正确连接后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,此时 (填“能”或“不能”)判定电路一定有故障;
(3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,请你设计一个记录数据的表格;
(4)根据表格中记录的数据绘制得如图乙所示的图象。由图象可知利用本实验的器材 (填“可以”或“不可以”)完成“探究电流与电压的关系”;
(5)小明打算增加个阻值为R0的电阻,用图丙所示的电路测量小灯泡的电阻。闭合开关S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为U1,保持滑片位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电阻为 。(用已知字母表示)
【答案】 不能 见详解 不可以
【详解】(1)[1]电压表应并联在灯泡两端,故电压表和滑动变阻器相连的导线错误,可将电压表的“3”接线柱和灯泡的右边接线柱相连,如图所示
(2)[2]电路连接正确后,闭合开关,滑片位于阻值最大处,电路中的电流很小,小灯泡也有可能不亮,故不能判断电路一定有故障。
(3)[3]改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,故实验中需要记录电流、电压和电阻值,并注明单位,如表所示:
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
1
2
3
(4)[4]根据表格中记录的数据绘制得如图乙所示的图象。由图象可知灯泡的电阻随温度的变化而变化,探究“探究电流与电压的关系”时,应控制定值电阻的阻值不变,故利用本实验的器材不可以完成“探究电流与电压的关系”。
(5)[5]闭合开关S、S1,电压表测量小灯泡两端的电压,移动滑片P使电压表的示数为U1,即小灯泡两端的电压是U1,保持滑片P位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压,记下电压表的示数为U2,定值电阻两端的电压是
U0=U2﹣U1
定值电阻中的电流
定值电阻和小灯泡串联,根据串联电路电流处处相等,则小灯泡中的电流是
根据欧姆定律可知小灯泡的电阻
33.(22-23九年级上·山西晋中·期末)如图所示的电路,电源电压恒定不变,灯泡L1、L2的电阻分别为15Ω、10Ω(灯丝电阻不变)。当开关S闭合后,灯泡L1、L2正常发光,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压是多少?
(2)干路电流是多少?
(3)若灯泡L2的灯丝烧断,电流表示数是多少?
【答案】(1)3V;(2)0.5A;(3)仍为0.2A
【详解】解:(1)由电路图可知,灯泡L1、L2并联,电流表测量通过L1支路的电流,根据欧姆定律,L1两端的电压
U1=I1R1=0.2A×15Ω=3V
电路为并联电路,所以电源电压为
U=U2=U1=3V
(2)通过L2的电流
根据并联电路电流规律,通过干路电流
I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A
(3)因灯泡L1与L2并联,用电器之间互不影响。所以即使灯泡L2的灯丝烧断,通过L1的电流不变,仍为0.2A。
答:(1)电源电压是3V。
(2)干路电流是0.5A。
(3)若灯泡L2的灯丝烧断,电流表示数仍是0.2A。
34.(23-24九年级上·山西大同·期末)在实践活动中,小明连接了如图所示的电路进行探究。当闭合开关S后,标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光,电压表的示数为4.5V,小灯泡的电阻为。求闭合开关S后:(电源电压恒定不变,不考虑灯丝电阻变化)
(1)电压表的示数;
(2)通过小灯泡的电流;
(3)小灯泡的电阻。
【答案】(1)2V;(2)0.2A;(3)
【详解】解:(1)电路为串联电路,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压,此时L1正常发光,说明L1两端的电压为2.5V,电压表的示数为4.5V,即电源电压为4.5V,电压表的示数
(2)串联电路电流处处相等,所以通过小灯泡的电流等于小灯泡L2的电流
(3)小灯泡的电阻
答:(1)电压表的示数为2V;
(2)通过小灯泡的电流为0.2A;
(3)小灯泡的电阻。
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专题03 欧姆定律
考点一:电流与电压、电阻的关系
1.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)科学家每次重大发现,都会有力地推进人类社会的进步与发展,德国物理学家欧姆最先通过大量的实验研究,归纳出电流跟电压和电阻之间的关系即 (填表达式),这一发现给电学的计算带来了很大的方便,人们为了纪念他,把其名字命名为 的单位。
2.(22-23九年级上·山西晋城·期末)关于几位物理学家的叙述中,正确的是( )
A.第一位证明大气压强存在的是托里拆利
B.欧姆通过实验最先得到电流与电压、电阻的关系
C.亚里士多德发现了浮力定律
D.物理学家牛顿用实验推翻了“力是维持物体运动的原因”
3.(23-24九年级上·山西忻州·期末)实践小组在探究“导体中的电流与其两端电压关系”时,用由相同材料的金属丝绕制而成的导体a、b进行探究,根据获得的数据绘制出I-U图像如图所示,下列分析正确的是( )
A.导体a的电阻大于导体b的电阻
B.导体a的长度一定小于b的长度
C.两导体串联时,导体a两端的电压小于导体b两端的电压
D.两导体并联时,通过导体a的电流小于通过导体b的电流
4.(23-24九年级上·山西阳泉·期末)如图所示是一种测定油箱内油量的装置,OP 是一根硬棒,可以围绕O点旋转。R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时,则关于电路下列分析正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向上移动,总电阻减小
B.滑动变阻器的滑片P向上移动,电流表示数减小
C.滑动变阻器的滑片P向下移动,总电阻减小
D.滑动变阻器的滑片P向下移动,电流表示数减小
5.(23-24九年级上·山西太原·期末)用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,首先将滑动变阻器的滑片调至B端;然后闭合开关,移动滑片的过程中,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压;排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如下表。表中部分数据已绘制在图乙所示的坐标纸中。请你解答:
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.22
0.24
0.28
(1)将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是 ;
(2)若电路仅有一处故障,发生的故障是 ;
(3)在坐标纸中描出未标的两个点并完成I-U图像 ;分析图像可得:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
(4)若增加不同阻值的定值电阻,还可探究“通过导体的电流与电阻的关系”。当将10Ω的电阻换成15Ω后,为保持电压表的示数为1.5V不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。再换用25Ω的电阻实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
6.(23-24九年级上·山西运城·期末)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 ;
(2)排除故障后,先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为 A;
(3)接下来断开开关,取下的定值电阻,换成的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为定值时,读出电流表的示数。再更换的定值电阻继续实验,实验数据记录在下面表格中:
实验次数
1
2
3
5
10
20
0.2
0.1
(4)由实验数据可知: 。
7.(23-24九年级上·山西临汾·期末)创新小组在探究电流与电压的关系时,记录了实验的整个过程:
【提出问题】电流与电压有怎样的关系呢?
【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因,猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而 ;
【设计实验】如图1所示,是该实验的电路图。请判断虚线框内的电表,甲为 。乙为 ;(用电表元件符号填写)
【进行实验】按电路图连接电路,闭合开关,电流表指针位置如图2所示,此时电流表的示数为 A。保持电阻R=5Ω不变,移动滑片,测得的几组数据如表所示;
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
【分析与论证】请在图3的坐标轴上制定标度;把上表中的实验数据在坐标系中描点,并绘出图像。
【结论】 。
考点二:欧姆定律及其计算
8.(22-23九年级上·山西临汾·期末)根据欧姆定律公式,下列说法中正确的是( )
A.流过导体的电流跟电阻成反比
B.流过导体的电流跟电压成正比
C.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压跟通过导体的电流的比值等于这段导体的电阻
9.(22-23九年级上·山西晋城·期末)节约粮食是餐饮文明的重要标志之一。阳城县某自助餐厅开展了“吃多少,拿多少”的活动,在平台上放了一个电子秤。如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起。下列说法正确的是( )
A.电路中R0是没有作用的 B.电子秤仪表是由电压表改装而成的
C.食品质量越小,R两端的电压越小 D.食品质量越大,通过R的电流越大
10.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图象
B.电阻R的阻值为20Ω
C.当电源电压为4V时,电流表示数为0.5A
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,小灯泡的电阻为10Ω
11.(21-22九年级上·山西·期末)将灯泡L和电阻R接在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙为灯泡L和电阻R的I-U图像。闭合开关S,电流表示数为0.6A,则此时灯泡L和电阻R的阻值分别是( )
A.10Ω 20Ω B.20Ω 10Ω C.5Ω 20Ω D.5Ω 10Ω
12.(22-23九年级上·山西晋中·期末)新冠肺炎疫情发生以来,测温枪因其使用简单、高效等特点,成为每个公共场所必备的工具之一(图甲)。图乙为某测温枪的工作原理图,已知该测温枪的电源电压为3V保持不变,测温范围34℃~42℃,R2为定值电阻(阻值为10Ω),R1为热敏电阻,其阻值随温度变化如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.R1的阻值随温度的升高而增大
B.电压表示数变化范围为0.5V~1.5V
C.当被测者体温为36℃时,电压表示数为1.0V
D.当电压表示数为1.5V时,被测者体温正常
13.(23-24九年级上·山西大同·期末)图示为电力维修工人带电高空作业的情景,该工人在一条通过电流为500A的铝制裸导线上工作,两手间的距离是50cm,每厘米长输电线的电阻为Ω,该工人这样操作安全吗? ,理由是 。
14.(23-24九年级上·山西晋中·期末)小梦学习了电流表使用方法后,知道在连接电路时,决不允许用导线将电流表与电源的正负极直接连接起来,为了弄清楚原因,他从网上查到了电流表的一些参数:一般电流表0~0.6A量程的电阻为0.0178欧,0~3A量程的电阻为0.0033欧,请用欧姆定律帮他进行解释。
15.(23-24九年级上·山西晋中·期末)在如图所示的电路中,电源电压为12V且保持不变,R1=10Ω。只闭合开关S时,电流表的示数为0.3A。求解下列问题:
(1)电阻R2的阻值。
(2)电阻R2两端的电压。
16.(23-24九年级上·山西临汾·期末)阅读短文,回答问题:
安全电压
初中物理课本中:“大量实验表明,不高于36V的电压对人体来说一般是安全的。”这个电压绝对安全吗?
人体触电后有无危险受许多因素的影响,主要取决于通过人体电流的大小,而通过人体的电流除与加在人体上的电压有关外,还与人体的电阻有关,人体的电阻又受环境、温度、湿度的影响,并且影响很大,因此人体的安全电流和人体的电阻在不同情况下的差别是很大的,因此,安全电压在理论上不可能有一个确定的值。
我国考虑到人体所处的环境不同,触电的危险性不同,又对四种不同接触状态下的安全电压做了如下规定:第一种情况,人体大部分浸在水中,例如游泳、浴池等场所发生触电后可能导致溺水死,因此,人体可能摆脱的自主电流为5mA,由于人体浸在水中,人体电阻只有500Ω,此时的安全电压应为2.5V;第二种情况,人体显著淋湿的状态,人体一部分经常接触到电气装置金属外壳和构造物的状态,通常指在隧洞或潮湿场所,人体皮肤显著受潮.此时人体电阻仅为500Ω左右,若以安全电流30mA取代,则安全接触电压为15V;第三种情况,上述两种接触外的情况,对人体有接触电压后,危险性高的状态,通常指住宅、工厂、学校等场所,在这种环境中人体皮肤干燥,属正常状态。安全电流最大取值30mA,人体电阻取1700Ω,持续允许接触电压为50V;第四种情况,接触电压后无危险或危险低的情况。对此,不规定安全电压值。由此可见,不高于36V的电压也不是绝对的安全,是有条件的安全。
(1)人体触电后是否有危险,起决定作用的因素是 ;
(2)下列不影响人体电阻大小的因素是 (选填序号);
A.环境 B.温度 C.湿度 D.气压
(3)某人在水中的电阻为800Ω,若此人正浸在水中作业,则此时的安全电压为 V;
(4)生活中一旦发现有人触电,可以采取的有效措施是 。
考点三:电阻的测量
17.(23-24九年级上·山西晋中·期末)如图是小唐同学进行“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的作用是多次改变电源电压
B.在实验中采用了控制变量法
C.测小灯泡电阻需要多次测量求平均值
D.该电路图还能探究“电流与电压的关系”
18.(23-24九年级上·山西大同·期末)小伟学习小组利用如图甲所示的电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻。
(1)该实验的原理是 ;
(2)图甲中只有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路改接正确 ;
(3)电路改接正确后,闭合开关,小伟发现电压表无示数,电流表有示数,产生这一现象的原因可能是 (选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”);
(4)排除故障后,经过多次实验,小伟测出并记录了多组电流值和电压值,并画出如图乙所示的图像。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻是 。根据图像还能获取的信息有: (写出一条即可)。
19.(23-24九年级上·山西太原·期末)在“伏安法测电阻”的实验中,小红正确连接了图甲的电路,闭合开关并调节滑动变阻器滑片到适当位置时,两表示数如图乙所示,由此测得定值电阻的阻值;小明的实验中电压表损坏,他观察了滑动变阻器铭牌后,用余下的器材也完成了实验,设计的电路如图丙。请你解答:
(1)将图甲中的电路连接完整 (要求:滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小);
(2)小红测得定值电阻的阻值为 Ω;为了使测量结果更准确,接下来的操作是 ;
(3)帮小明利用图丙所示电路完成实验:
①连接电路,将滑片移到B端,闭合开关,电流表示数为;
②将滑片移到A端,电流表示数为;
③若滑动变阻器最大阻值为,则待测电阻R= (用、、表示)。
20.(23-24九年级上·山西忻州·期末)小明在测定“小灯泡的电阻”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路图连接完整;
(2)小明在接完最后一根导线时,小灯泡立即发光,产生此现象的原因是 ;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“C”或“D”)端;
(3)纠正错误后,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙的I-U图像,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)完成实验后,小明利用该电路探究电流与电压的关系,你认为他的探究能否完成,请说明理由 ;
(5)实验完毕后,发现电压表坏了,小明又设计了如图丙所示的电路图,为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变,请下列步骤补充完整;
①当开关闭合、断开时,电流表读数为;
② ;
③待测电阻 。
考点四:欧姆定律在串并联电路中的应用
21.(23-24九年级上·山西大同·期末)如图所示是电阻甲和乙的I-U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.2Ω
C.如图3所示,当开关S闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
D.如图2所示,当开关S闭合,电路中总电流为0.2A时,电路的总电阻是15Ω
22.(22-23九年级上·山西晋中·期末)如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,下列说法中正确的是( )
A.环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是150Ω
B.电压表的示数越大,说明环境温度越低
C.环境温度为0℃时,电压表的示数是1.5V
D.此电路允许的最高环境温度为60℃
23.(23-24九年级上·山西晋中·期末)阅读短文,回答问题:
压力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是压力传感器,常见的一种压力传感器由弹簧钢和应变片组成、其结构示意图如图甲所示,弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲、上应变片被拉伸,下应变片被压短,力越大,弹簧钢的弯曲程度越大。
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为,下应变片两引线间电压为,传感器把这两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示,为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻、进行温度补偿、串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响。
(1)这种压力传感器是将力的大小转换为 (电流/电压)的装置;
(2)外力F增大时,上应变片金属电阻丝电阻 (“增大”、“减小”或“不变”);
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而 ;
(4)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压夏天比冬天 (大/小)。
24.(22-23九年级上·山西晋中·期末)如图所示,电阻R1=10Ω,R2=15Ω,闭合开关S后,电流表A示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)通过干路的电流。
25.(23-24九年级上·山西晋中·期末)为了向建设宜居城市做贡献,创新实验小组的同学们设计了有害气体监测设备,其工作原理如图甲所示。电源电压恒定,为定值电阻,R为可以感知气体污染指数的可变电阻(阻值随污染指数变化的关系如图乙所示),气体监测器示数随有害气体污染指数的增大而增大,以下分析正确的是( )
A.污染指数越大,电压表示数越大
B.污染指数越大,电路的总电阻越大
C.气体监测器由电路图中电流表改装而成
D.污染指数越大,电压表示数与电流表示数的比值越大
26.(23-24九年级上·山西临汾·期末)在如图甲所示电路中,电源电压不变,为定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从端移到某一位置时,根据两表示数作出的图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.滑片移动过程中,滑动变阻器接入电路阻值变大
B.滑动变阻器的最大阻值为
C.电源电压为
D.定值电阻的阻值为
27.(22-23九年级上·山西大同·期末)“开车不饮酒,饮酒不开车。遵守交通规则,保障人身安全!”图﹣1是交警经常使用的“气体中酒精浓度测试仪”的原理图,R1是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化关系如图﹣2所示。测试仪使用前应先调零,即当气体中酒精浓度为0时,使电压表示数U1=8V,调零后R2的滑片位置保持不变。下列分析和计算正确的是(我国标准:20mg/100mL≤P<80mg/100mL为饮酒驾驶;P≥80mg/100mL为醉酒驾驶)( )
A.气体中酒精浓度越大,气敏电阻R1的阻值越大
B.检测时,气体中酒精浓度越小,电压表的示数越小
C.调零后,R2接入电路中的电阻为50Ω
D.某次检测时,电流表的示数为0.2A,则可判定被检测驾驶员饮酒驾驶
28.(23-24九年级上·山西大同·期末)在“探究电流大小与电压、电阻关系”的实验中,小红设计了如图甲所示的电路,电源电压恒定。确认电路连接无误后,分别更换5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω几个不同的定值电阻R,同时移动滑动变阻器的滑片,记录相关数据并得到如图乙所示的图像。
(1)该同学探究的是电流大小与 的关系;
(2)闭合开关前,应将滑片置于 处,每次更换定值电阻后,都需要移动滑片至适当位置,其目的是 ;
(3)实验中用10Ω的定值电阻代替5Ω后,应向 (选填“左”或“右”)调节滑片,直至电压表示数为 V,再记录数据;
(4)根据图乙得到的结论是: 。
29.(23-24九年级上·山西晋中·期末)实验探究:探究电流与电压和电阻的关系。
(1)如图甲,实验电路中接错了一根导线,在接错的导线上打“×”,再画线把它改到正确的位置上 ;
次数
1
2
3
4
电压U/V
1.2
1.6
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
(2)利用改后的正确电路探究电流与电压的关系,测得数据如表所示。请将表格中缺失的数据(第3次实验)在图乙的电压表表盘上画出,并标注所选的接线柱 ;
(3)实验结论:在电阻一定时, 成正比;
(4)要继续探究电流与电阻的关系,只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,闭合开关,要保持电压表的示数仍为2.4V,应将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端移动。
30.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)如图甲为小新做“伏安法测电阻”的实验电路。
(1)在连接电路时,开关应 ,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至最 端(选填“左”或“右”);
(2)在图甲所示的电路中,闭合开关后,电压表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”),如果只有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)某次测量中,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,此次测得的电阻值为 ;
(4)实验中多次测量的目的是 ;
(5)小新做完以上实验后,又利用如图丙所示的电路,测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0是阻值已知的定值电阻)
①只闭合开关S1,电流表的示数为I1;
②S1、S2都闭合后,电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx= (用I1、I2和R0表示)
31.(23-24九年级上·山西运城·期末)为测量某待测电阻Rx的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片P,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,具体原因是 ,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(2)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻Rx的阻值为 Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是 ;
(3)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量Rx的阻值,他们经过讨论设计了如图丙所示的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1;同时闭合开关S1和S2时电流表读数为I2,则Rx= (用R、I1、I2表示);
(4)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成 实验。(至少填写一个实验名称)
32.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)小明在利用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”。
(1)如图甲所示,连接的电路有一处错误。请你在错误连线上画“×”。并用笔画线代替导线画出正确的连线;
(2)电路正确连接后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,此时 (填“能”或“不能”)判定电路一定有故障;
(3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,请你设计一个记录数据的表格;
(4)根据表格中记录的数据绘制得如图乙所示的图象。由图象可知利用本实验的器材 (填“可以”或“不可以”)完成“探究电流与电压的关系”;
(5)小明打算增加个阻值为R0的电阻,用图丙所示的电路测量小灯泡的电阻。闭合开关S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为U1,保持滑片位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电阻为 。(用已知字母表示)
33.(22-23九年级上·山西晋中·期末)如图所示的电路,电源电压恒定不变,灯泡L1、L2的电阻分别为15Ω、10Ω(灯丝电阻不变)。当开关S闭合后,灯泡L1、L2正常发光,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压是多少?
(2)干路电流是多少?
(3)若灯泡L2的灯丝烧断,电流表示数是多少?
34.(23-24九年级上·山西大同·期末)在实践活动中,小明连接了如图所示的电路进行探究。当闭合开关S后,标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光,电压表的示数为4.5V,小灯泡的电阻为。求闭合开关S后:(电源电压恒定不变,不考虑灯丝电阻变化)
(1)电压表的示数;
(2)通过小灯泡的电流;
(3)小灯泡的电阻。
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