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【王牌物理】2025-2026学年九年级阶段性调研试题十三
第17章欧姆定律 培优卷 难度系数0.39
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
1、 填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.如图所示,闭合开关时,电压表示数为 V;将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时,电流表示数将 ,电压表示数将 (后两空均填“变大”、“变小”或“不变”).
【答案】2.2;不变;变大
【解析】【解答】电压表示数为2.2V,变阻器的电阻全部接入电阻,所以滑片移动时,电路的电阻不变,电压不变,根据欧姆定律计算可知,电流不变,电压表接入电阻大,所以电压表示数增加。
2.实验小组设计如图甲所示电路来测量未知定值电阻的阻值,小富提出,这样只能得到一组数据,测量结果误差可能较大。为了减小误差,需要多次测量,应该在电路中串联一个 。他们利用改进后的电路进行实验,并绘制出的电压—电流图像。如图乙所示的A、B两条图线中, 是他们绘制出的图线。
【答案】滑动变阻器;A
【解析】【解答】为了多次获取未知电阻的电流和电压值,可以在电路中串联一个滑动变阻器,题目中未知电阻的阻值一定,根据欧姆定律U=IR可知,UI曲线为一条直线,A正确综上 第1空、 滑动变阻器; 第2空、A
3.如图所示是”伏安法”测电阻电路图。一般情况下电流表(电阻较小)和电压表(电阻很大)的电阻我们是忽略不计的,但它们都还是有电阻且能形成通路。如图所示,我们称之为外接法,用这种方法测得的电阻值比真实值会 (选填”偏大”或”偏小”),为减小外接法带来的测量误差,应选用电压表内阻 (选填”大”或”小”)一些的。
【答案】偏小;大
【解析】【解答】根据电路图,若考虑电压表内的电流,电流表测量了电阻RX和电压表的电流和,根据,由于电流大于RX的电流,所以电阻偏小;若电压表内阻越大,通过电压表的电流越小,对电流的影响就越小。
4.如图所示是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法, 为待测电阻,如果考虑电表内阻对测量结果的影响,则电压表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”) 两端的实际电压,电流表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)通过 的实际电流。
【答案】大于;等于
【解析】【解答】考虑电流表有内阻,两端会有很小的电压,电压表测量 和电流表两端的电压,示数大于 两端的实际电压。
电压表中有微弱电流,没有通过电流表;电流表测量通过 的电流,示数等于通过 的实际电流。
5.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S后,滑片P从右端移动到左端的过程,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。则:R0的阻值为 Ω,电源电压为 V。
【答案】10;16
【解析】【解答】 解:电阻R0和变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片位于左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,则电压表示数为零,由图乙可知,此时电路中电流为I左=1.6A,此时电路中只有定值电阻R0,则电源电压为U=U0=I左R0=1.6A×R0①
当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路分压原理可知,此时电压表示数最大,则电源电压为U=U滑+U1'=U滑+I右R1=14V+0.2A×R0②
由①②两式可得R0=10Ω,U=16V。
故答案为:10;16。
6.如图甲所示电路,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,定值电阻R两端的电压随滑动变阻器R接入电路中的阻值变化的图象如图乙所示,则电源电压为 V, R1= Ω;当R2=20Ω时,电路中的电流为 A
【答案】6;10;0.2
【解析】【解答】 由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压。
①由图甲所示电路可知,滑片在a端时(R2阻值为0),只有定值电阻接入电路,电压表测电源两端电压,
由图乙所示图象可知,电源电压U=6V;
②滑片在b端时,变阻器的阻值最大,则R2的阻值最大为50Ω,
由图乙可知,此时电压表的示数U1=1V,
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=6V-1V=5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以电路中的电流:,
则R1的阻值:。
③根据乙图可知, 当R2=20Ω时, R1两端的电压为2V,
则此时通过电路的电流为:。
二、选择题(共8题;7-12为单选,13、14为双选,每题2分,共16分)
7.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为小灯泡发光时的电阻,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.实验过程中多次测量是为了多次测量求平均值减小误差
D.测正常发光时的电阻时,需移动滑片使电压表为,再读出电流表的示数
【答案】D
【解析】【解答】A、为了保护电路, 闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大的一端,即B端,故A错误;
B、闭合开关后,小灯泡不发光的原因有多种,比如小灯泡被短路、灯座接触不良、小灯泡的实际功率太小等,即不一定是小灯泡灯丝断了,故B错误;
C、实验过程中多次测量是为了探究灯泡的亮度与灯泡电阻的关系,不是为了多次测量求平均值减小误差,故C错误;
D、当灯泡两端的电压为额定电压时,灯泡正常发光,因此要测量小灯泡正常发光时的电阻,需移动滑片使电压表的示数为2.5V,再读出电流表的示数,故D正确;
综上可知,本题正确答案为:D 。
8.要测量一个阻值为数百欧的电阻RX的阻值,提供的器材有:电源电压约3V,学生用电压表(量程0~3V)、学生用电流表(量程0~0.6A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、电阻箱(0~9999Ω),开关、导线若干.在下面图示的电路中,能测出RX阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,被测电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测通过电路的电流,根据 好像能够测出Rx的阻值,但因为被测电阻是一个阻值为数百欧的电阻,即至少200Ω以上,则 ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,A不符合题意。
B.由电路图可知,电阻箱与待测电阻Rx并联, ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,B不符合题意。
C.由电路图可知,单刀双掷开关S接2时,电压表接线柱接反,不能测量出电压,故不能测出Rx的阻值,C不符合题意。
D.由电路图可知,电阻箱R与被测电阻Rx串联,当开关S1闭合时,电压表测电阻箱R两端的电压,根据 可测出串联电路的电流;再断开S1,闭合S2,测出串联电路两端的电压,由串联电路电压关系,可求出Rx两端的电压。从而求得Rx的阻值,D符合题意。
故答案为:D。
9.如图所示是小成测量未知电阻 的实验电路,电源两端电压不变,其中 为阻值已知的定值电阻.当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 .则下列四个选项中, 的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【解答】与题图对应的电路图如图所示
当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 并联,电流表测量 所在支路的电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 仍并联,电流表测量干路中的总电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为
电源电压不变,故
整理得
故答案为:D
10.如图所示是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.定值电阻的阻值为5Ω
B.乙是小灯泡的I-U图像
C.将R和L串联后电路中电流为0.4A,则电源电压为6V
D.将R和L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
【答案】D
【解析】【解答】 解:AB、由欧姆定律可知,导体的电阻一定时,通过它的电流和它两端的电压成正比,由图可知,乙是定值电阻R的I-U图像,则甲是灯泡L的I-U图象;
由图象可知,定值电阻R两端的电压为UR=4V时,通过R的电流为IR=0.4A,由可得,定值电阻R的阻值为:,故AB错误;
C、串联电路中各处的电流相等,当通过电路的电流为0.4A时,通过L与R的电流均为0.4A,
由图象可知,此时灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为4V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时的电源电压:U=UL+UR=1V+4V=5V,故C错误;
D、并联电路各支路两端的电压相等,且等于电源电压,当电源电压为4V时,L与R两端的电压均为4V,
由图象可知,此时通过L的电流为IL=0.8A,通过R的电流为IR=0.4A,由并联电路的电流特点可知干路的电流为:I=IL+IR=0.8A+0.4A=1.2A,故D正确。
故选:D。
11.某同学设计的煤气检测电路如图所示,电源电压不变,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而增大.闭合开关S,当煤气浓度升高时,下列判断中正确的是( ).
A.电流表示数变小,输出信号电压Uₐb变大
B.电流表示数变大,输出信号电压Uₐb变大
C.电流表示数变小,输出信号电压Uₐb不变
D.电流表示数变大,输出信号电压Uₐb减小
【答案】A
【解析】【解答】据图可知,电路的串联电路,气敏元件随着煤气浓度的增加而增大,煤气浓度增加时,气敏元件的电阻增加,根据串联分压可知,其两端电压增加,结合欧姆定律计算分析可知,电路的电流减小,故A正确,BCD错误;
综上选A。
12. 如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,下列说法正确的是( )
A.油位越高,R两端的电压越大 B.R、R0在电路中是并联的
C.油位越高,流过R的电流越大 D.油量表是由电流表改装而成的
【答案】A
【解析】【解答】 AC、由图知,左侧O点为支点,油位越高,浮子升高,在杠杆的作用下滑片上移,滑动变阻器R连入电路的电阻越大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,串联电路各处的电流相等,则通过R的电流越小,R0两端的电压U0=IR0减小,R两端的电压UR=U-U0变大,故A正确,C错误;
B、由图可知R和R0串联接入电路,故B错误;
D、油量表和滑动变阻器R是并联的,因此油量表是由电压表改装而成的,故D错误;
故选:A。
13.(双选)为了打击酒驾行为,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶人员进行酒精测试,如图甲所示是一款酒精浓度检测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,为定值电阻,为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),的阻值与酒精气体浓度的关系如图乙所示.当接通电源时,下列说法正确的是( )
A.当酒精气体浓度减小时,的阻值减少
B.当酒精气体浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值不变
C.当酒精气体浓度增大时,电压表的示数变大
D.当酒精气体浓度增大时,电流表的示数变小
【答案】B,C
【解析】【解答】A.根据图乙可知酒精气体的浓度减小时,传感器R的电阻增大,故A项错误;
B.由图甲可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,根据知,电压表的示数与电流表的示数的比值为定值电阻的阻值,它是不变的,故B项正确;
C.酒精气体浓度越大,酒精气体浓度传感器的电阻越小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流越大,定值电阻两端的电压越大,即电压表示数越大,故C项正确;
D.当酒精气体浓度增大时,酒精气体浓度传感器的电阻减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流增大,电流表示数增大,故D项错误。
故选:BC。
14.(双选)如图所示。电源电压为4.5V,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω,1A”,小灯泡L标有“2.5V,1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证通过小灯 泡L的电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )
A.小灯泡的额定电流是0.6A
B.电流表的示数变化范围是0.3~0.5A
C.电压表的示数变化范围是0~3V
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω
【答案】B,D
【解析】【解答】A、根据P=UI可知小灯泡的额定电流:I0.5A,A错误;
B、小灯泡的额定电流:I0.5A,此时为电路最大电流,最小电流为电阻最大,变阻器电阻最大为10Ω,根据P=U2/R可知,灯泡电阻为5Ω,电路中的最小电流:
Imin0.3A;电路中电流变化的范围是0.3A∼0.5A,B正确;
C、当变阻器电阻最大为10Ω时,电压最大。此时变阻器电阻为灯泡电阻的2倍,所以此时变阻器电压为3V,灯电压为1.5V,当电路中电流最大0.5A,电阻最小,此时灯泡电压为2.5V,所以变阻器电压为2V,根据欧姆定律可知变阻器电阻为2V/0.5A=4Ω即电压表最大示数,电压表的示数范围为2V∼3V,C错误,D正确;
故答案为:BD。
三、作图题(共2题;每题2分,共4分)
15.如图所示是某同学设计的模拟可调光台灯电路,其中电位器有a、b、c三个接线柱,请连接电路,使顺时针旋转滑片时灯泡变亮。
【答案】
【解析】【解答】根据题意可知,滑片顺时针旋转时,灯泡变亮,那么电路中电流变大。根据欧姆定律可知,此时总电阻变小。根据R总=RL+R变可知,变阻器接入的阻值变小,则应该是选择接线柱c和中间的接线柱b,如下图所示:
16.家中有一款如图甲所示的红外测高仪,其测量身高的原理如图乙所示,若其电源电压恒定,当被测人的身高变高时,电表的示数增大。但是有一些电路元件忘记画上,请帮助他在电流表、电压表和定值电阻中选择两个合适的元件填入虚线框中完成电路图(画元件符号)。
【答案】
【解析】【解答】为保护电路,应将定值电阻串联在电路中,所以上方接入定值电阻;电压表与被测用电器并联,所以中间方框中是电压表,测滑动变阻器两端的电压;当被测人的身高变高时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数增大,符合题意,如图所示:
四、实验探究题(共3题;每空1分,共19分)
17.探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源(4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器R标有“30Ω1A”、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)、开关、导线若干。
(1)“探电流与电压的关系”
①某同学 开关,按如图甲所示电路图连接实物。试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是 。
②纠正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)滑动,使电阻R0.两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,读出所对应的电流值。其中第二次电流表示数如图丙所示为 A。实验数据如表所示;
实验次数
1
2
3
U/V
1.5
2
2.5
I/A
0.15
A
0.25
③分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 比;
④善于预习的小辉,分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为 Ω
(2)“探电流与电阻的关系”实验
①将10Ω的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V, 读出电流表示数:
②接下来用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使得电压表示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)2V时, 读出电流表示数;
③将实验器材中 (选填“5Ω”或“30Ω”)定值电阻接入A、B两点间,无论怎样移动滑片P都无法完成实验。
【答案】(1)断开;电流表正负接线柱接反;左;0.2;正;10
(2)等于;30Ω
【解析】【解答】 (1)①在连接或拆解电路时,为了保护电路,开关必须要断开;开关闭合后,发现电流表指针在零刻度线左端,其原因是电流表正负接线柱接反了;
②R和R0串联,电阻R0两端电压由1.5V逐渐增大,R的阻值要变小,滑片要向左滑动;由图丙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为 0.2A;
③探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,需控制电阻不变,结论是:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
④根据欧姆定律可得,定值电阻的阻值:;
(2)②探究电流与电阻的实验中应控制电阻的电压不变,使电压表的示数为2V;
③图中电源电压为4.5V,当AB间换成30Ω的电阻时,
电路的电流为:,
根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V,
此时滑动变阻器接入电路的电阻为:,
即变阻器的最大阻值至少为37.5Ω,
所以当AB间换成30Ω的电阻时,无论怎样移动滑片P,都无法完成实验是因为滑动变阻器的电阻太小了。
18.用伏安法测电阻的实验中:
(1)连接好电路后闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表示数都很小且始终不发生变化,则该故障的原因可能是 ;
A.滑动变阻器短路 B.定值电阻短路
C.定值电阻断路 D.滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中
(2)实验中多次移动滑动变阻器滑片的位置得到多组数据的目的是 ;
(3)实验中测量数据如下表所示,则电阻的阻值为 Ω;
实验序号
电压/V
电流/A
电阻/Ω
1
2.8
0.27
10.4
2
2.4
0.25
9.6
3
2.0
0.20
10.0
(4)聪明的小明利用如上右图的器材:最大阻值为R0的滑动变阻器、开关一个、导线若干、电流表一只,按如图所示连接电路,只通过移动滑片位置就测出了未知电阻Rx的阻值,具体步骤如下:
①闭合开关,移动滑片至最左端,记录电流表示数为I0;
②闭合开关,移动滑片至最右端,记录电流表示数为I1;
则未知电阻Rx= (用I0、I1和R0表示)。
【答案】D;减小误差;10.0;
【解析】【解答】(1)根据题意可知,电压表和电流表示数都很小且始终不发生变化,说明电路中电阻较大且保持不变。那么当移动滑动变阻器滑片时,没有起到改变电阻的作用,因此该故障原因可能是将滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中,故D符合题意,A、B、C不合题意。
故选D。
(2)根据题意可在,本实验多次测量是为了求待测电阻的平均值,减小测量误差。
(3)根据表格数据可在,电阻的阻值为:Rx=。
(4)闭合开关,移动滑片至最左端,此时Rx和R0并联,记录电流表示数为I0,是Rx和R0的总电流;
移动滑片至最右端,此时电路中只接入电阻R0,记录电流表示数为I1,为R0的电流,
由于R0两端的电压始终是电源电压,所以此时的电流了它与Rx并联时的电流相等,
则两次的差值即为Rx的电流,Rx两端的电压也是电源电压,
根据题意可知为Ux=U=U0=I1R0;
Rx的电流Ix=I0-I1;
所以Rx表达式为。
19.如图所示,小明探究电流与电压、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(分别为5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干.
(1)请用笔画线代替导线帮小明将图甲中的实物图连接完整 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,并将滑动变阻器滑片P移到最 (选填“左”或“右”端).
(3)小明探究电流与电压的关系时,得到的实验数据如下表所示,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为 V. 分析数据得出结论:电阻不变时,电流与电压成 。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.2
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)小明在探究电流与电阻的关系时,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,应移动滑动变阻器的滑片直至电压表示数为 V,记录此时电流表示数:再将电阻更换为20Ω,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成本实验.从本实验的可行性与安全性考虑,应控制电阻R两端的电压范围为 V(填范围)才能完成实验.
【答案】(1)
(2)断开;左
(3)2;正比
(4)1.5;2V~3V
【解析】【解答】 (1)电压表并联在定值电阻两端,由表格数据可知,电压表连接小量程,电路图如图所示:
(2)为保护电路,连接电路时,应断开开关,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P移至左端;
(3)根据电压表的量程和分度值读数,示数为2V。根据表格数据可知,电阻不变时,电流与电阻两端的电压成正比。
(4)根据表格数据可知,电压表的上升U=IR=0.3A×5Ω=1.5V。
定值电阻和滑动变阻器组成串联电路,
根据串联分压的原理,电阻越大,滑动变阻器的阻值越大,分的电压越大,
即UR:UP=R:RP=20Ω:20Ω=1:1,
UR:(4V-UR)=1:1
解得:UR=2V,
电压表的量程是0-3V,所以最大值是3V;
那么应控制电阻R两端的电压范围为2V~3V。
五、计算题(共2题;共17分)
20.(8分)如图所示是某坐姿前屈测试仪及其电路原理。电源电压保持不变,滑动变阻器R的阻值与推出的距离L成正比,每位同学测试前滑片均处于最左端O处。闭合开关S,小贺测试时,推出的距离为L1,变阻器的阻值为R1=10Ω,电压表的示数为2V,电路中的电流为I1,变阻器R的电功率为P1;小高测试时,推出的距离为L1,且L2-L1=5cm,变阻器的阻值为R2,电压表的示数为3V,电路中的电流为I2,变阻器R的电功率为P2;小许测试时,推出的距离为L3,变阻器的阻值为R3,电路的总功率为P3。已知P1∶P2∶P3=8∶9∶12,求:
(1)小贺测试时的电流I1;
(2)小贺测试时变阻器的阻值和小高测试时变阻器的阻值之比R1∶R2;
(3)小许推出的距离L3为多少厘米?
【答案】(1)解:
由电路图可知,两电阻串联,电压表测R两端的电压。
小贺测试时,变阻器接入阻值为R1=10Ω,电压表的示数为2V,
那么电路中的电流为
即小贺测试时的电流为0.2A。
(2)解:
滑片向右移动越多,滑动变阻器接入电路的电阻越大,滑动变阻器分压越多,电压表示数越大。小贺测试时变阻器R的电功率为;
小高测试时,电压表的示数为3V,
变阻器R的电功率为;
由于P1∶P2=8∶9,所以有;
解得:R2=20Ω,
故小贺测试时变阻器的阻值和小高测试时变阻器的阻值之比为R1∶R2=10Ω∶20Ω=1∶2。
(3)解:小高测试时,电路中的电流为;
由小贺和小高的测过程和串联电路电压规律可得,
电源电压为:U=2V+0.2A×R0=3V+0.15A×R0
解得:R0=20Ω,U=6V。
小许测试时,变阻器的阻值为R3,电路的总功率为;
由于P1∶P3=8∶12,所以有
解得:R3=40Ω。
滑动变阻器R的阻值与推出的距离L成正比,小贺测试时变阻器的阻值为10Ω,
小高测试时变阻器的阻值为20Ω,且L2-L1=5cm,
即移动5cm时变化的电阻为ΔR=R2-R1=20Ω-10Ω=10Ω;
所以小许测试时推出距离为。
【解析】【分析】 由电路图可知,R0与R串联,电压表测量R两端的电压;
(1)根据欧姆定律求出小贺测试时的电流I1;
(2)根据和P1、P2的比值关系求出小贺测试时变阻器的阻值和小高测试时变阻器的阻值之比R1:R2;(3)根据R1、R2的关系以及R1的阻值求出R2的阻值,根据欧姆定律求出小高测试时电路中的电流,根据串联电路电压规律和欧姆定律求出定值电阻R0和电源电压;
根据小许测量时的电路总功率P3和小贺测量时变阻器的电功率P1的关系求出P3,根据
可求出小许测试时,电路中的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出小许测量时变阻器接入电阻,进而求出小许推出的距离L3。
(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表测R两端的电压。小贺测试时,变阻器接入阻值为R1=10Ω,电压表的示数为2V,由欧姆定律可得,电路中的电流为
即小贺测试时的电流为0.2A。
(2)滑片向右移动越多,滑动变阻器接入电路的电阻越大,滑动变阻器分压越多,电压表示数越大。小贺测试时变阻器R的电功率为
小高测试时,电压表的示数为3V,变阻器R的电功率为
由于P1∶P2=8∶9,所以有
解得R2=20Ω,故小贺测试时变阻器的阻值和小高测试时变阻器的阻值之比为
R1∶R2=10Ω∶20Ω=1∶2
(3)小高测试时,电路中的电流为
由小贺和小高的测过程和串联电路电压规律可得,电源电压为
U=2V+0.2A×R0=3V+0.15A×R0
解得R0=20Ω,U=6V。小许测试时,变阻器的阻值为R3,电路的总功率为
由于P1∶P3=8∶12,所以有
解得R3=40Ω。滑动变阻器R的阻值与推出的距离L成正比,小贺测试时变阻器的阻值为10Ω,小高测试时变阻器的阻值为20Ω,且L2-L1=5cm,即移动5cm时变化的电阻为
ΔR=R2-R1=20Ω-10Ω=10Ω
所以小许测试时推出距离为
21.(9分)某监测水位装置的原理如图(甲)所示。电源电压保持不变,R0为定值电阻,R是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下滑动,AP与R组成滑动变阻器(最大阻值60Ω),电路工作时电压表与电流表的示数变化关系如图(丙)所示,R接入电路的阻值随水位变化关系如图(乙)所示,警戒水位是190m。
(1)电源电压;
(2)定值电阻R0的阻值;
(3)当电流表示数为0.18A时,通过计算判断是否达到警戒水位。
【答案】解:(1)(2)从图丙可知,当电压表示数为6V时,通过的电流为0.1A;当电压表为0V时,通过的电流为0.3A。根据欧姆定律和电源电压不变列方程得
解得,所以,电源电压
(3)当电流表示数为0.18A时,电路总电阻为
滑动变阻器接入电路的阻值为
从题意可知,电阻片R的长度为20m,总电阻为60Ω,则每米长的电为阻为3Ω,由图乙可知当水位在190m时,电阻片R有5m接入电路,所以接入电路的电阻为15Ω;此时滑动变阻器接入电路阻值为20Ω,说明电阻片R接入的长度大于5m,水位低于190m,说明当电流表示数为0.18A时,还没有到警戒水位。
答:(1)电源电压9V;
(2)定值电阻R0的阻值30Ω;
(3)见解析。
【解析】【分析】(1)(2)由图甲可知,闭合开关,定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由乙图可知通过电路的最大电流为0.3A,根据欧姆定律表示出电源电压;由图乙可知通过电路的最小电流为0.1A,且知道此时电压表的示数,根据串联电路的电压规律结合欧姆定律表示出电源电压,解方程组可得电源电压和定值电阻R0的阻值;
(3)根据欧姆定律求出当电流表示数为0.18A时电路的总电阻,根据串联电路的电阻规律计算滑动变阻器接入电路的阻值;根据丙图的相关数据得出滑动变阻器接入电路的阻值和水位的函数关系,进一步确定此时是否达到警戒水位。
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【王牌物理】2025-2026学年九年级阶段性调研试题十三
第17章欧姆定律 培优卷 难度系数0.39
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
1、 填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.如图所示,闭合开关时,电压表示数为 V;将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时,电流表示数将 ,电压表示数将 (后两空均填“变大”、“变小”或“不变”).
T1 T2
2.实验小组设计如图甲所示电路来测量未知定值电阻的阻值,小富提出,这样只能得到一组数据,测量结果误差可能较大。为了减小误差,需要多次测量,应该在电路中串联一个 。他们利用改进后的电路进行实验,并绘制出的电压—电流图像。如图乙所示的A、B两条图线中, 是他们绘制出的图线。
3.如图所示是”伏安法”测电阻电路图。一般情况下电流表(电阻较小)和电压表(电阻很大)的电阻我们是忽略不计的,但它们都还是有电阻且能形成通路。如图所示,我们称之为外接法,用这种方法测得的电阻值比真实值会 (选填”偏大”或”偏小”),为减小外接法带来的测量误差,应选用电压表内阻 (选填”大”或”小”)一些的。
T3 T4T5
4.如图所示是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法, 为待测电阻,如果考虑电表内阻对测量结果的影响,则电压表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”) 两端的实际电压,电流表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)通过 的实际电流。
5.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S后,滑片P从右端移动到左端的过程,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。则:R0的阻值为 Ω,电源电压为 V。
6. 如图甲所示电路,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,定值电阻R两端的电压随滑动变阻器R接入电路中的阻值变化的图象如图乙所示,则电源电压为 V, R1= Ω;当R2=20Ω时,电路中的电流为 A
T6T7T9
二、选择题(共8题;7-12为单选,13、14为双选,每题2分,共16分)
7.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为小灯泡发光时的电阻,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.实验过程中多次测量是为了多次测量求平均值减小误差
D.测正常发光时的电阻时,需移动滑片使电压表为,再读出电流表的示数
8.要测量一个阻值为数百欧的电阻RX的阻值,提供的器材有:电源电压约3V,学生用电压表(量程0~3V)、学生用电流表(量程0~0.6A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、电阻箱(0~9999Ω),开关、导线若干.在下面图示的电路中,能测出RX阻值的是( )
A.B.C. D.
9.如图所示是小成测量未知电阻 的实验电路,电源两端电压不变,其中 为阻值已知的定值电阻.当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 .则下列四个选项中, 的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.定值电阻的阻值为5Ω
B.乙是小灯泡的I-U图像
C.将R和L串联后电路中电流为0.4A,则电源电压为6V
D.将R和L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
T10 T11T12
11.某同学设计的煤气检测电路如图所示,电源电压不变,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而增大.闭合开关S,当煤气浓度升高时,下列判断中正确的是( ).
A.电流表示数变小,输出信号电压Uₐb变大
B.电流表示数变大,输出信号电压Uₐb变大
C.电流表示数变小,输出信号电压Uₐb不变
D.电流表示数变大,输出信号电压Uₐb减小
12. 如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,下列说法正确的是( )
A.油位越高,R两端的电压越大 B.R、R0在电路中是并联的
C.油位越高,流过R的电流越大 D.油量表是由电流表改装而成的
13.(双选)为了打击酒驾行为,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶人员进行酒精测试,如图甲所示是一款酒精浓度检测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,为定值电阻,为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),的阻值与酒精气体浓度的关系如图乙所示.当接通电源时,下列说法正确的是( )
A.当酒精气体浓度减小时,的阻值减少
B.当酒精气体浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值不变
C.当酒精气体浓度增大时,电压表的示数变大
D.当酒精气体浓度增大时,电流表的示数变小
T13T14
14.(双选)如图所示。电源电压为4.5V,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω,1A”,小灯泡L标有“2.5V,1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证通过小灯 泡L的电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )
A.小灯泡的额定电流是0.6A
B.电流表的示数变化范围是0.3~0.5A
C.电压表的示数变化范围是0~3V
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω
三、作图题(共2题;每题2分,共4分)
15.如图所示是某同学设计的模拟可调光台灯电路,其中电位器有a、b、c三个接线柱,请连接电路,使顺时针旋转滑片时灯泡变亮。
T15T16
16.家中有一款如图甲所示的红外测高仪,其测量身高的原理如图乙所示,若其电源电压恒定,当被测人的身高变高时,电表的示数增大。但是有一些电路元件忘记画上,请帮助他在电流表、电压表和定值电阻中选择两个合适的元件填入虚线框中完成电路图(画元件符号)。
四、实验探究题(共3题;每空1分,共19分)
17.探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源(4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器R标有“30Ω1A”、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)、开关、导线若干。
(1)“探电流与电压的关系”
①某同学 开关,按如图甲所示电路图连接实物。试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是 。
②纠正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)滑动,使电阻R0.两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,读出所对应的电流值。其中第二次电流表示数如图丙所示为 A。实验数据如表所示;
实验次数
1
2
3
U/V
1.5
2
2.5
I/A
0.15
A
0.25
③分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 比;
④善于预习的小辉,分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为 Ω
(2)“探电流与电阻的关系”实验
①将10Ω的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V, 读出电流表示数:
②接下来用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使得电压表示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)2V时, 读出电流表示数;
③将实验器材中 (选填“5Ω”或“30Ω”)定值电阻接入A、B两点间,无论怎样移动滑片P都无法完成实验。
18.用伏安法测电阻的实验中:
(1)连接好电路后闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表示数都很小且始终不发生变化,则该故障的原因可能是 ;
A.滑动变阻器短路 B.定值电阻短路
C.定值电阻断路 D.滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中
(2)实验中多次移动滑动变阻器滑片的位置得到多组数据的目的是 ;
(3)实验中测量数据如下表所示,则电阻的阻值为 Ω;
实验序号
电压/V
电流/A
电阻/Ω
1
2.8
0.27
10.4
2
2.4
0.25
9.6
3
2.0
0.20
10.0
(4)聪明的小明利用如上右图的器材:最大阻值为R0的滑动变阻器、开关一个、导线若干、电流表一只,按如图所示连接电路,只通过移动滑片位置就测出了未知电阻Rx的阻值,具体步骤如下:
①闭合开关,移动滑片至最左端,记录电流表示数为I0;
②闭合开关,移动滑片至最右端,记录电流表示数为I1;
则未知电阻Rx= (用I0、I1和R0表示)。
19.如图所示,小明探究电流与电压、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(分别为5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干.
(1)请用笔画线代替导线帮小明将图甲中的实物图连接完整 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,并将滑动变阻器滑片P移到最 (选填“左”或“右”端).
(3)小明探究电流与电压的关系时,得到的实验数据如下表所示,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为 V. 分析数据得出结论:电阻不变时,电流与电压成 。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.2
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)小明在探究电流与电阻的关系时,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,应移动滑动变阻器的滑片直至电压表示数为 V,记录此时电流表示数:再将电阻更换为20Ω,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成本实验.从本实验的可行性与安全性考虑,应控制电阻R两端的电压范围为 V(填范围)才能完成实验.
五、计算题(共2题;共17分)
20.(8分)如图所示是某坐姿前屈测试仪及其电路原理。电源电压保持不变,滑动变阻器R的阻值与推出的距离L成正比,每位同学测试前滑片均处于最左端O处。闭合开关S,小贺测试时,推出的距离为L1,变阻器的阻值为R1=10Ω,电压表的示数为2V,电路中的电流为I1,变阻器R的电功率为P1;小高测试时,推出的距离为L1,且L2-L1=5cm,变阻器的阻值为R2,电压表的示数为3V,电路中的电流为I2,变阻器R的电功率为P2;小许测试时,推出的距离为L3,变阻器的阻值为R3,电路的总功率为P3。已知P1∶P2∶P3=8∶9∶12,求:
(1)小贺测试时的电流I1;
(2)小贺测试时变阻器的阻值和小高测试时变阻器的阻值之比R1∶R2;
(3)小许推出的距离L3为多少厘米?
21.(9分)某监测水位装置的原理如图(甲)所示。电源电压保持不变,R0为定值电阻,R是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下滑动,AP与R组成滑动变阻器(最大阻值60Ω),电路工作时电压表与电流表的示数变化关系如图(丙)所示,R接入电路的阻值随水位变化关系如图(乙)所示,警戒水位是190m。
(1)电源电压;
(2)定值电阻R0的阻值;
(3)当电流表示数为0.18A时,通过计算判断是否达到警戒水位。
【王牌物理】2025-2026学年九年级阶段性调研试题十三
第17章欧姆定律 培优卷 难度系数0.39
答案解析部分
1.【答案】2.2;不变;变大 2.【答案】滑动变阻器;A
3.【答案】偏小;大 4.【答案】大于;等于
5.【答案】10;16 6.【答案】6;10;0.2
7.【答案】D 8.【答案】D 9.【答案】D 10.【答案】D 11.【答案】A
12.【答案】A 13.【答案】B,C 14.【答案】B,D
15.【答案】16.【答案】
17.【答案】(1)断开;电流表正负接线柱接反;左;0.2;正;10 (2)等于;30Ω
18.【答案】D;减小误差;10.0;
19.【答案】(1)
(2)断开;左 (3)2;正比 (4)1.5;2V~3V
20.【答案】(1)解:
由电路图可知,两电阻串联,电压表测R两端的电压。
小贺测试时,变阻器接入阻值为R1=10Ω,电压表的示数为2V,
那么电路中的电流为 即小贺测试时的电流为0.2A。
(2)解:
滑片向右移动越多,滑动变阻器接入电路的电阻越大,滑动变阻器分压越多,电压表示数越大。小贺测试时变阻器R的电功率为;
小高测试时,电压表的示数为3V,
变阻器R的电功率为;
由于P1∶P2=8∶9,所以有; 解得:R2=20Ω,
故小贺测试时变阻器的阻值和小高测试时变阻器的阻值之比为R1∶R2=10Ω∶20Ω=1∶2。
(3)解:小高测试时,电路中的电流为;
由小贺和小高的测过程和串联电路电压规律可得,
电源电压为:U=2V+0.2A×R0=3V+0.15A×R0
解得:R0=20Ω,U=6V。
小许测试时,变阻器的阻值为R3,电路的总功率为;
由于P1∶P3=8∶12,所以有 解得:R3=40Ω。
滑动变阻器R的阻值与推出的距离L成正比,小贺测试时变阻器的阻值为10Ω,
小高测试时变阻器的阻值为20Ω,且L2-L1=5cm,
即移动5cm时变化的电阻为ΔR=R2-R1=20Ω-10Ω=10Ω;
所以小许测试时推出距离为。
21.【答案】解:(1)(2)从图丙可知,当电压表示数为6V时,通过的电流为0.1A;当电压表为0V时,通过的电流为0.3A。根据欧姆定律和电源电压不变列方程得
解得,所以,电源电压
(3)当电流表示数为0.18A时,电路总电阻为
滑动变阻器接入电路的阻值为
从题意可知,电阻片R的长度为20m,总电阻为60Ω,则每米长的电为阻为3Ω,由图乙可知当水位在190m时,电阻片R有5m接入电路,所以接入电路的电阻为15Ω;此时滑动变阻器接入电路阻值为20Ω,说明电阻片R接入的长度大于5m,水位低于190m,说明当电流表示数为0.18A时,还没有到警戒水位。
答:(1)电源电压9V;
(2)定值电阻R0的阻值30Ω;
(3)见解析。
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