第十七章 欧姆定律 单元测试 2026-2027学年苏科版九年级上册物理
2026-08-08
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摘要:
**基本信息**
本卷为九年级上册欧姆定律单元测试卷,覆盖导体、电阻、欧姆定律等核心知识点,通过实验探究、实际应用情境设计,适配单元复习,强化物理观念与科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|12题/24分|导体判断、电阻概念、U-I图像分析|基础概念辨析,如第2题考查电阻与电压电流无关|
|填空题|9题/22分|串并联电路、电阻影响因素、U-I图像应用|结合生活情境,如第14题LED灯材料与电阻关系|
|作图题|3题/6分|电路连接、电表选择|注重实验操作能力,如第23题滑动变阻器接线|
|实验题|4题/30分|电阻影响因素、电流与电阻关系、伏安法测电阻|分层设计探究过程,如第25题控制变量法应用|
|计算题|2题/18分|电路计算、热敏电阻应用|联系实际问题,如第29题电子测温原理,体现科学思维与社会责任|
内容正文:
2026-2027学年九上单元测试—欧姆定律
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(共24分)
1.(本题2分)下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.塑料尺 B.铅笔芯 C.纯净水 D.橡皮筋
2.(本题2分)根据,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越大,导体的电阻就越大
C.导体的电阻与导体两端电压和通过导体的电流大小无关
D.导体的电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
3.(本题2分)滑动变阻器是通过改变下列哪个因素来改变电阻的( )
A.电阻丝的材料 B.电阻丝的横截面积
C.电阻丝的长度 D.电阻丝的温度
4.(本题2分)如图所示,是A、B两个电阻器的U﹣I图像,由图像中信息可知( )
A.从图像可知,RA>RB
B.对同一电阻器而言,电流与电压成反比
C.若A、B串联,IA<IB
D.若A、B并联在2V的电源上,干路电流为0.6A
5.(本题2分)现有两个定值电阻R1和R2,且R1:R2=2:3,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。下列判断正确的是( )
A.I1:I2=2:3 B.I1:I2=3:2 C.U1:U2=2:3 D.U1:U2=1:1
6.(本题2分)如图所示,小黄同学在做“探究电流与电压关系”的实验时,误将电流表和电压表调换了位置。闭合开关S后,下列现象中会发生的是( )
A.电压表被烧坏 B.电压表有示数
C.定值电阻被烧坏 D.电流表被烧坏
7.(本题2分)如图所示是滑动变阻器连入电路的示意图。当滑片P向右滑动时,连入电路的阻值变小的是( )
A. B.
C. D.
8.(本题2分)在用伏安法测量某定值电阻的实验中,电流表与电压表的示数如图所示,则这次测量中,定值电阻的阻值为( )
A.1Ω B.5Ω C.25Ω D.16Ω
9.(本题2分)如图所示,电源电压保持不变,电流表内阻不计,电压表内阻无穷大。闭合开关,在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小;此电路可以测量电阻
B.电压表示数变小,电流表示数变小;此电路可以测量电阻
C.电压表示数变大,电流表示数变大;此电路可以探究电流跟电压的关系
D.电压表示数变小,电流表示数变小;此电路可以探究电流跟电阻的关系
10.(本题2分)甲、乙两根完全相同的电阻丝,将甲电阻丝剪去一半,电阻变为;将乙电阻丝从中间对折,电阻变为。然后将和串联到电路中,两端电压与两端电压之比为( )
A. B. C. D.
11.(本题2分)如图所示,某创客小组自制肺活量比较装置,吹气时,气球胀大,隔板向上运动。下列说法正确的是( )
A.R0接入电路的电阻变大
B.电流表示数变小
C.电压表示数变小
D.电压表示数与电流表示数的比值变大
12.(本题2分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片从最左端移至最右端的过程中,电流表与电压表的示数变化如乙图所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是15Ω B.电源电压为3V
C.定值电阻R0两端最大的电压为3V D.滑动变阻器的最大阻值是15Ω
二、填空题(共22分)
13.(本题2分)水果电池供电时是将化学能转化为电能,其电压由电压表直接测量,如图甲可知铜片是_____极;乙图中电阻箱的示数是______。
14.(本题3分)教室里的LED灯与投影仪之间是______联的,LED灯中的发光二极管是由______(选填“超导体”或“半导体”)材料制成的。细心的小明发现,干路的铜线线芯比支路的要粗一些,在长度一定时,越粗的铜线,它的电阻______。
15.(本题2分)小明利用图所示的电路进行“探究电阻的大小与什么因素有关的实验”。电路中,三根金属丝的长度相同,铜丝与镍铬合金丝粗细相同,镍铬合金丝比较细。实验中把分别接、时,是探究电阻大小与导体____________的关系。要探究电阻大小与导体粗细的关系,应把接线柱分别与____________连接。
16.(本题2分)某小灯泡有两种工作状态,分别是2.5V和1.25V的工作电压。当它两端的电压是2.5V时,用电流表测得此时通过它的电流是250mA,求该小灯泡的电阻是________ 。当它两端的电压是1.25V时,该灯泡的电阻是________ (不考虑温度对灯泡电阻的影响)。
17.(本题3分)小明实验探究导体电阻与温度的关系,实验装置如图所示,闭合开关,对导体加热,通过观察________来判断导体电阻的变化情况;为了更准确判断导体阻值的细微变化,可在电路中再串联一个________表;加热过程中灯泡变暗,说明导体的电阻变________。
18.(本题2分)图甲所示的电路中接有电阻和灯泡,电源电压为保持不变。图乙为电阻和灯泡的图像。闭合开关,则此时电路中的电流为____________A,灯泡的电阻大小为____________。
19.(本题3分)如图所示,为某品牌风扇调速器和用于调速的电位器结构图,1、2、3是它的三个接线柱,调速器应与电动机______联接入电路,如果要使滑片P顺时针转动时风扇转速加快,应该接______接线柱。(选填“1、2”或“1、3”或“2、3”)这个电位器的工作原理是通过改变____________来改变电阻。
20.(本题3分)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中,电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示,电源电压为________V,定值电阻的阻值为________Ω,滑动变阻器电阻的最大值为________Ω。
21.(本题2分)如图甲所示,L上标有“6V 0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~12V,变阻器R的最大电阻为100Ω。小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω;只闭合,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为,电流表示数为。只闭合,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示;当滑片置于b点时,电压表示数,电流表示数为。已知,,在保证电路安全的前提下,任意闭合开关以及移动滑片,电流表示数最小可以为______A。(灯丝电阻不随温度变化)
三、作图题(共6分)
22.(本题2分)如图所示,为一身高测量仪的电路图,请在“”、“”或“”中选两个填入框,要求被测人身高变高时电表的示数增大。
23.(本题2分)请用笔画线代替导线将如图所示电路连接完整。要求:闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮,灯泡亮度不变;导线不能交叉。
24.(本题2分)根据如图所示的实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
四、实验题(共30分)
25.(本题8分)(1)“求实”小组同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,在MN之间接入的两段导体应是______(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察______来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“,1A”,阻值分别为、、、、的定值电阻R。
①根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为______V不变;
②用的电阻进行实验后,未移动滑片,接着换用的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向______(填“左”或“右”)移动;滑动变阻器的作用是保护电路和___________;
③当接入的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个______的电阻才能完成实验。
④通过分析数据,能得到的实验结论是:______________________________。
26.(本题5分)如图甲所示,这是小华同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:学生电源(可调节电源电压),、、、、的定值电阻各一个,“10Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)连接好电路,开关闭合前,小华发现电压表出现了如图乙的现象的原因是:___________;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,这样可以起到___________的作用;
(3)实验过程中调节电源电压为,并保持定值电阻两端电压为,当将接入定值电阻从改接为时,此时需要将滑动变阻器的滑片向___________(选填“A”或“B”)移,直到电压表读数为时。
(4)小华得出初步结论:导体两端电压为不变时,通过导体的电流与接入导体的电阻成反比。请写出他得到这个结论的数据分析方法:___________。(简要写出1种即可)
数据序号
1
2
3
4
电阻
5
10
15
20
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
(5)小华想继续用25Ω的定值电阻进行实验,将25Ω电阻接入电路后发现无论如何移动滑动变阻器,电压表示数都大于。为了能够把定值电阻两端电压调整为,仅用实验中已使用过的实验器材(不更换和添加新器材),写出一种可行操作方法:___________。
27.(本题10分)探究通过导体的电流与电阻的关系,用、、的三个定值电阻完成“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,电源电压为6V,滑动变阻器最大阻值为。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)先将的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表无示数,电压表有示数,故障可能是________;排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中设定的定值电阻两端的电压为________V;
(3)断开开关,将的定值电阻换成的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察________表的示数。根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可知,电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成________比;
(4)本实验中,如果小明还想增加几个定值电阻增加实验次数,则能继续完成实验的定值电阻最大不得超过________。
(5)若仍用、、的三个电阻,在不改变原电路连接的情况下,要完成实验则电阻两端设定的电压值应在________范围内。
(6)实验过程中,电源电压不变,更换阻值不同的定值电阻R1,并调节滑动变阻器R2接入电路的阻值,记录每次实验中电压表示数U和电流表示数I,下列关于I、U、R1和R2的关系图像正确的是________;
A. B.
C. D.
28.(本题7分)实验小组在做“测量小灯泡正常发光时灯丝电阻”的实验中,准备了以下器材:电压恒为的学生电源、小灯泡(额定电压为,正常发光时的电阻约为)、电流表、电压表、滑动变阻器(“ ”,“ ”)、开关、若干导线。
(1)图甲是小明连接的部分实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)小明连接好电路闭合开关后无论如何调整滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数不变且小灯泡一直很暗,出现这一现象的原因:________________。
(3)改正后正确进行操作时,观察到电压表的示数如图乙所示,此时应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若小灯泡正常发光时电流表示数为,则小灯泡正常发光时灯丝电阻为________(计算结果保留一位小数)。
(4)为了完成本次实验,小组同学应选择的滑动变阻器为________(选填“”或“”)。
(5)完成上述实验后,同学们交流后又设计了一种测量小灯泡正常发光时的电阻的方案,设计的电路如图丙所示,是阻值已知的定值电阻,请将实验步骤补充完整。
①连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式:________(用、、表示)。
五、计算题(共18分)
29.(本题8分)如图所示为小华设计的电子测温原理图,电源电压恒为4.5 V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表量程为0~3 V,热敏电阻Rt温度在间,阻值Rt与温度t的关系式满足。求:
(1)当温度为时,电压表的示数。
(2)该电路能测量的最高温度。
(3)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最高温度,请写出一种可行的方法。
30.(本题10分)如图所示,电源电压为保持不变,,滑动变阻器的规格为“”。
如图所示,电源电压保持不变,,滑动变阻器的规格为“100Ω 1A”
(1)闭合开关,断开开关时,求电流表的示数;
(2)闭合开关,断开开关,电流表的示数为,电压表的示数为,求的阻值;
(3)同时闭合开关,当滑片移到最左端时,求电流表的示数。
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2026-2027学年九上单元测试—欧姆定律
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(共24分)
1.(本题2分)下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.塑料尺 B.铅笔芯 C.纯净水 D.橡皮筋
【答案】B
【详解】A.塑料尺为塑料材质,属于绝缘体,故A不符合题意;
B.铅笔芯主要成分为石墨,属于导体,故B符合题意;
C.纯净水中无大量可自由移动的带电粒子,属于绝缘体,故C不符合题意;
D.橡皮筋为橡胶材质,属于绝缘体,故D不符合题意。
故选B。
2.(本题2分)根据,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越大,导体的电阻就越大
C.导体的电阻与导体两端电压和通过导体的电流大小无关
D.导体的电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
【答案】C
【详解】导体电阻是导体本身的固有属性,仅由自身材料、长度、横截面积、温度决定,与两端电压、通过的电流无关,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.(本题2分)滑动变阻器是通过改变下列哪个因素来改变电阻的( )
A.电阻丝的材料 B.电阻丝的横截面积
C.电阻丝的长度 D.电阻丝的温度
【答案】C
【详解】滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
故选C。
4.(本题2分)如图所示,是A、B两个电阻器的U﹣I图像,由图像中信息可知( )
A.从图像可知,RA>RB
B.对同一电阻器而言,电流与电压成反比
C.若A、B串联,IA<IB
D.若A、B并联在2V的电源上,干路电流为0.6A
【答案】D
【详解】A.由图可知,当电阻A和B两端的电压都为2.0V时,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,由可知,故A不符合题意;
B.根据图像,对同一电阻器而言,是过原点的直线,说明电流与电压成正比,故B不符合题意;
C.串联电路中电流处处相等,故若将A、B电阻串联在一起,通过A、B的电流相等,故C不符合题意;
D.若将A、B电阻并联在电压为2V的电源上,由并联电路电压的规律可知A、B电阻两端的电压均为2V,由图可知,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,则总电流为,故D符合题意。
故选D。
5.(本题2分)现有两个定值电阻R1和R2,且R1:R2=2:3,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。下列判断正确的是( )
A.I1:I2=2:3 B.I1:I2=3:2 C.U1:U2=2:3 D.U1:U2=1:1
【答案】C
【详解】AB.串联电路中,电流处处相等,通过、的电流之比为,故AB错误;
CD.串联电路中,电流处处相等,根据欧姆定律可知,两端的电压为,两端的电压为,、两端的电压之比为,故C正确、D错误。
故选C。
6.(本题2分)如图所示,小黄同学在做“探究电流与电压关系”的实验时,误将电流表和电压表调换了位置。闭合开关S后,下列现象中会发生的是( )
A.电压表被烧坏 B.电压表有示数
C.定值电阻被烧坏 D.电流表被烧坏
【答案】B
【详解】电流表和电压表位置互换后,电压表串联接入电路,由于电压表电阻很大,相当于并联在电源两端测电源电压,故电压表不会被烧坏且有示数;干路中电流就很小,几乎没有电流流过电路,电流表和定值电阻都不会被烧坏,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(本题2分)如图所示是滑动变阻器连入电路的示意图。当滑片P向右滑动时,连入电路的阻值变小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】滑动变阻器接入电路的阻值大小,取决于接入电路的电阻丝长度。
A.图中接入电路的是滑片P与右下接线柱之间的电阻丝。当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝长度变短,阻值变小,故A符合题意;
B.图中接入电路的是滑片P与左下接线柱之间的电阻丝。当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝长度变长,阻值变大,故B不符合题意;
C.图中接入电路的是电阻丝两端的下接线柱,滑片移动不能改变接入电路的电阻丝长度,阻值不变,故C不符合题意;
D.图中接入电路的是滑片P与左下接线柱之间的电阻丝。当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝长度变长,阻值变大,故D不符合题意。
故选A。
8.(本题2分)在用伏安法测量某定值电阻的实验中,电流表与电压表的示数如图所示,则这次测量中,定值电阻的阻值为( )
A.1Ω B.5Ω C.25Ω D.16Ω
【答案】B
【详解】电流表的接线柱接量程,分度值为0.02A,读数为;电压表的接线柱接量程,分度值为0.1V,读数为;根据欧姆定律可知,定值电阻的阻值
故选B。
9.(本题2分)如图所示,电源电压保持不变,电流表内阻不计,电压表内阻无穷大。闭合开关,在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小;此电路可以测量电阻
B.电压表示数变小,电流表示数变小;此电路可以测量电阻
C.电压表示数变大,电流表示数变大;此电路可以探究电流跟电压的关系
D.电压表示数变小,电流表示数变小;此电路可以探究电流跟电阻的关系
【答案】B
【详解】由实物图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。滑动变阻器接入左下接线柱,滑片向右移动,接入电路的电阻丝变长,电阻变大,总电阻变大。
AC.电流,因电源电压和不变,变大,故变小,电流表示数变小。
电压,因不变,变小,故变小,电压表示数变小,故A、C错误;
B.由可知,利用电压表和电流表示数可测量电阻,故B正确;
D.探究电流与电阻的关系,需控制电压不变并更换不同阻值的电阻,滑片移动过程中不变且变小,无法探究电流与电阻的关系,故D错误。
故选B。
10.(本题2分)甲、乙两根完全相同的电阻丝,将甲电阻丝剪去一半,电阻变为;将乙电阻丝从中间对折,电阻变为。然后将和串联到电路中,两端电压与两端电压之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设原电阻丝的总电阻为,甲剪去一半后,长度变为原长的,横截面积不变,因此;乙对折后,长度变为原长的,横截面积变为原来的2倍,因此
串联电路中电流处处相等,由可得,电压之比等于电阻之比
即,故选B。
11.(本题2分)如图所示,某创客小组自制肺活量比较装置,吹气时,气球胀大,隔板向上运动。下列说法正确的是( )
A.R0接入电路的电阻变大
B.电流表示数变小
C.电压表示数变小
D.电压表示数与电流表示数的比值变大
【答案】C
【详解】电路中定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路电流,当隔板向上运动,滑动变阻器接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律得,电流变大,即电流表示数变大;由得,定值电阻两端的电压变大,由串联电路电压特点得,滑动变阻器两端的电压变小,则电压表示数变小,电压表与电流表的比值为滑动变阻器接入电路中的电阻,则比值变小,故ABD错误,C正确。
故选C。
12.(本题2分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片从最左端移至最右端的过程中,电流表与电压表的示数变化如乙图所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是15Ω B.电源电压为3V
C.定值电阻R0两端最大的电压为3V D.滑动变阻器的最大阻值是15Ω
【答案】D
【详解】设电源电压为U,定值电阻为,当滑动变阻器滑片在最左端时,接入电路的电阻丝最长,阻值最大,此时电路总电阻最大,电流最小,由图乙可知,最小电流,滑动变阻器两端电压,根据串联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压
滑动变阻器的最大阻值
当滑动变阻器滑片在最右端时,此时电路总电阻最小,电流最大,由图乙可知,最大电流,滑动变阻器两端电压为0,电路中只有工作,即两端最大电压即为电源电压
联立①②可得,代入可得电源电压
故ABC错误,D正确。
故选D。
二、填空题(共22分)
13.(本题2分)水果电池供电时是将化学能转化为电能,其电压由电压表直接测量,如图甲可知铜片是_____极;乙图中电阻箱的示数是______。
【答案】 正 7858
【详解】电压表的使用规则是电流从正接线柱流入、负接线柱流出,指针正向偏转。图甲中电压表连接铜片的是正接线柱,连接铁片的是负接线柱,说明电流从铜片流出,进入电压表正接线柱,因此铜片是水果电池的正极。
电阻箱的读数方法是将每个旋钮对应的数字乘其下方的倍数,再相加求和,则电阻箱的示数
14.(本题3分)教室里的LED灯与投影仪之间是______联的,LED灯中的发光二极管是由______(选填“超导体”或“半导体”)材料制成的。细心的小明发现,干路的铜线线芯比支路的要粗一些,在长度一定时,越粗的铜线,它的电阻______。
【答案】 并 半导体 小
【详解】[1]因家庭电路中各用电器可独立工作、互不影响,故LED灯与投影仪之间是并联的。
[2]发光二极管具有单向导电性,由半导体材料制成。
[3]由导体电阻的影响因素可知,材料、长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小,故长度一定时越粗的铜线电阻越小。
15.(本题2分)小明利用图所示的电路进行“探究电阻的大小与什么因素有关的实验”。电路中,三根金属丝的长度相同,铜丝与镍铬合金丝粗细相同,镍铬合金丝比较细。实验中把分别接、时,是探究电阻大小与导体____________的关系。要探究电阻大小与导体粗细的关系,应把接线柱分别与____________连接。
【答案】 材料 b、c
【详解】a、b的长度和横截面积均相同,材料不同,故把M分别接a、b时,探究的是电阻大小与导体材料的关系;
探究电阻大小与导体粗细的关系,需控制导体的材料、长度相同,b、c的材料和长度均相同,横截面积不同,故应将接线柱M分别与b、c连接。
16.(本题2分)某小灯泡有两种工作状态,分别是2.5V和1.25V的工作电压。当它两端的电压是2.5V时,用电流表测得此时通过它的电流是250mA,求该小灯泡的电阻是________ 。当它两端的电压是1.25V时,该灯泡的电阻是________ (不考虑温度对灯泡电阻的影响)。
【答案】 10Ω 10Ω
【详解】小灯泡的电阻为
电阻是导体本身的固有性质,不考虑温度对电阻的影响,电压为1.25V时,灯泡电阻不变,仍为10Ω。
17.(本题3分)小明实验探究导体电阻与温度的关系,实验装置如图所示,闭合开关,对导体加热,通过观察________来判断导体电阻的变化情况;为了更准确判断导体阻值的细微变化,可在电路中再串联一个________表;加热过程中灯泡变暗,说明导体的电阻变________。
【答案】 灯泡亮度 电流 大
【详解】在电源电压不变时,导体电阻变化会导致电路中电流变化,从而让灯泡的亮度发生变化,所以可以通过观察灯泡的亮度来判断导体电阻的变化情况。
灯泡亮度的变化只能粗略反映电阻的变化,若要更准确判断导体阻值的细微变化,需要串联一个电流表,通过电流表示数的变化来精确反映电阻的变化。
加热过程中灯泡变暗,说明电路中的电流变小,根据 ,电源电压U不变,电流I变小,说明电路中的总电阻变大,所以导体的电阻变大。
18.(本题2分)图甲所示的电路中接有电阻和灯泡,电源电压为保持不变。图乙为电阻和灯泡的图像。闭合开关,则此时电路中的电流为____________A,灯泡的电阻大小为____________。
【答案】 0.6 3.3/3
【详解】由图甲可知,R与L串联,电路电流处处相等,电源电压等于R和L的电压之和;定值电阻R的阻值为
因串联电路满足
由图乙可知,若电路中的电流为0.4A时,电源电压应为5V,题中给出的电源电压为8V,结合L的图像,电路中的电流应大于0.4A;当电流时,灯泡电压,代入上式可得
与电源电压相等,故电路中的电流为0.6A。此时灯泡的电阻为
19.(本题3分)如图所示,为某品牌风扇调速器和用于调速的电位器结构图,1、2、3是它的三个接线柱,调速器应与电动机______联接入电路,如果要使滑片P顺时针转动时风扇转速加快,应该接______接线柱。(选填“1、2”或“1、3”或“2、3”)这个电位器的工作原理是通过改变____________来改变电阻。
【答案】 串 1、2 接入电路中电阻片的长度
【详解】调速器要与电动机串联接入电路才能通过改变自身电阻改变电路电流;滑片P顺时针转动时,风扇转速加快,说明电路中电流变大,电阻变小,接1、2接线柱时,滑片顺时针转动,接入的电阻丝长度变短,电阻变小,电流变大;电位器的工作原理是通过改变接入电路中电阻片的长度来改变电阻。
20.(本题3分)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中,电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示,电源电压为________V,定值电阻的阻值为________Ω,滑动变阻器电阻的最大值为________Ω。
【答案】 9 3 6
【详解】【小题1】由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,又由乙可知,当,即电路电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电压表示数为;当,此时电路中电流最大,电压表示数为0,因此由欧姆定律及串联电路电压、电流规律可得
联立两式,解得,
21.(本题2分)如图甲所示,L上标有“6V 0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~12V,变阻器R的最大电阻为100Ω。小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω;只闭合,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为,电流表示数为。只闭合,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示;当滑片置于b点时,电压表示数,电流表示数为。已知,,在保证电路安全的前提下,任意闭合开关以及移动滑片,电流表示数最小可以为______A。(灯丝电阻不随温度变化)
【答案】 12 0.3
【分析】[1]求小灯泡正常发光的电阻:利用小灯泡的额定电压、额定电流,根据欧姆定律直接计算灯丝电阻。
[2]先计算电源电压与定值电阻:先分析只闭合、滑片在b点的串联电路:从图乙获取b点对应的变阻器阻值和电压,计算此时电路电流;再根据的比例,算出。
再分别对“只闭合、滑片在a点”和“只闭合、滑片在b点”两个电路,列电源电压的表达式;结合的比例关系,解出和电源电压U。
最后确定电路中的最小电流:电源电压不变,电路总电阻最大时,电流最小;同时需满足电流表、电压表量程,以及灯泡额定电流的安全限制。分开关状态分析总电阻的最大值:①只闭合,根据电压表最大量程,确定变阻器可接入的最大阻值,计算对应电流;②只闭合,同理根据电压表最大量程,确定变阻器可接入的最大阻值,计算对应电流;
对比不同状态的电流,得出符合安全要求的最小电流。
【详解】[1]已知小灯泡的额定电压,额定电流,根据欧姆定律可得:小灯泡正常发光时的电阻
[2]只闭合时的电路,此时与串联,电压表测两端电压。当滑片在b点时,,由图乙知此时,则电流
已知,则
又,设,。
只闭合时,L与串联,电源电压:
只闭合时,与串联,电源电压:
则,故, 。
要使电流表示数最小,需电路总电阻最大,同时保证电路安全,电压表量程,电流表量程,灯泡额定电流0.5A。
电压表最大示数为12V,因此滑动变阻器两端电压为,串联部分的电压
串联部分电阻越大,最小电流越小:只闭合时,串联电阻为,最小电流
只闭合时,串联电阻为,最小电流
故最小电流为。
三、作图题(共6分)
22.(本题2分)如图所示,为一身高测量仪的电路图,请在“”、“”或“”中选两个填入框,要求被测人身高变高时电表的示数增大。
【答案】
【详解】被测人身高变高时电表的示数增大,随着身高的变高,接入电路中的电阻丝长度变大,当身高为0时,接入电路电阻为0,为了保护电路需要串联一个定值电阻,下方方框内是定值电阻,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表使用时和用电器并联,电流表使用时和用电器串联,根据串联分压原理,当被测人身高变高时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,滑动变阻器两端的电压增大,则上面方框为电压表,即电压表的示数增大,符合题意。据此作图。
23.(本题2分)请用笔画线代替导线将如图所示电路连接完整。要求:闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮,灯泡亮度不变;导线不能交叉。
【答案】
【详解】闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮,灯泡亮度不变,则两个灯泡应该并联,滑动变阻器在小灯泡的支路上;滑片P向右移动时灯泡变亮,则滑片P向右移动,滑动变阻器的电阻变小,且接线应一上一下接。故电路连接如图所示。
24.(本题2分)根据如图所示的实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】如图,电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表依次连接,形成串联电路,电压表并联在定值电阻两端,据此作图。
四、实验题(共30分)
25.(本题8分)(1)“求实”小组同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,在MN之间接入的两段导体应是______(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察______来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“,1A”,阻值分别为、、、、的定值电阻R。
①根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为______V不变;
②用的电阻进行实验后,未移动滑片,接着换用的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向______(填“左”或“右”)移动;滑动变阻器的作用是保护电路和___________;
③当接入的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个______的电阻才能完成实验。
④通过分析数据,能得到的实验结论是:______________________________。
【答案】(1) B、C 小灯泡的亮度 在电路中串联接入电流表,通过电流表示数的大小比较电阻大小
(2) 2 左 控制定值电阻两端的电压保持不变 10 电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】(1)探究导体的电阻与其横截面积的关系,应改变横截面积,保证其它条件相同,接入的两段导体应是B、C。
实验中可以通过观察小灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小,小灯泡越亮,电阻越小,小灯泡越暗,电阻越大。
若接入M、N之间的导体的阻值比较接近,灯泡亮度接近而无法判断它们的阻值大小,则在原电路中再串联一个电流表,根据电流表的读数可以精确判断电阻的大小。
(2)由图丙的I-R图像,取定值电阻R=5Ω、对应电流I=0.4A,根据欧姆定律可得,定值电阻两端控制的电压
探究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压保持2V不变;用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若滑片不动,则电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压减小;电源电压不变,因此定值电阻两端的电压变大,为了控制定值电阻两端的电压不变,应该增大滑动变阻器两端的电压,即将滑动变阻器的阻值调大,即滑片向左移动。
当接入25Ω的定值电阻时,根据串联电路的特点有,此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为
而原来滑动变阻器的规格为“40Ω 1A”,所以需要串联一个阻值为10Ω的电阻。
通过分析数据,能得到的实验结论是:当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。
26.(本题5分)如图甲所示,这是小华同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:学生电源(可调节电源电压),、、、、的定值电阻各一个,“10Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)连接好电路,开关闭合前,小华发现电压表出现了如图乙的现象的原因是:___________;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,这样可以起到___________的作用;
(3)实验过程中调节电源电压为,并保持定值电阻两端电压为,当将接入定值电阻从改接为时,此时需要将滑动变阻器的滑片向___________(选填“A”或“B”)移,直到电压表读数为时。
(4)小华得出初步结论:导体两端电压为不变时,通过导体的电流与接入导体的电阻成反比。请写出他得到这个结论的数据分析方法:___________。(简要写出1种即可)
数据序号
1
2
3
4
电阻
5
10
15
20
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
(5)小华想继续用25Ω的定值电阻进行实验,将25Ω电阻接入电路后发现无论如何移动滑动变阻器,电压表示数都大于。为了能够把定值电阻两端电压调整为,仅用实验中已使用过的实验器材(不更换和添加新器材),写出一种可行操作方法:___________。
【答案】(1)电压表使用前没有进行调零
(2)保护电路
(3)A
(4)计算每次实验中电流I和对应电阻R的乘积,发现各组的I×R数值都近似等于2V,是定值,由此得出电压不变时,电流与电阻成反比
(5)适当调低学生电源的输出电压(或在电路中串联一个已经用过的定值电阻,比如将5Ω/10Ω等定值电阻串联进电路辅助分压,合理即可)
【详解】(1)开关还未闭合,电压表没有接入工作电路,指针就偏向零刻度线左侧,说明是实验前电压表的指针没有校准到零刻度线处,即没有调零。
(2)闭合开关前将滑动变阻器调到最大阻值处,此时电路总电阻最大,电流最小,可以避免电流过大烧坏电表、电源等实验元件,起到保护电路的作用。
(3)探究电流与电阻的关系时要控制定值电阻两端电压不变,将5Ω电阻换为10Ω后,根据串联分压规律,定值电阻阻值变大,它分得的电压会随之变大;为了让定值电阻电压回落回2V,需要增大滑动变阻器接入电路的分压,也就是要增大滑动变阻器的接入阻值。结合甲图的接线(滑动变阻器接了B、C接线柱),向A端移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,阻值变大,因此滑片向A端移动。
(4)前4次实验中,电阻与电流的乘积始终为2V,即电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(5)现在电源电压为3V,滑动变阻器最大阻值只有10Ω,当接入25Ω定值电阻时,根据串联分压,滑动变阻器最多只能分担1V电压,定值电阻最小分得的电压为,大于2V。
题目要求不添加新器材,因此可以调低电源总电压,让滑动变阻器的最大分压足够把25Ω电阻的电压降到2V;也可以把已有的其他定值电阻串联进电路,相当于增大了可利用的总分压电阻,从而分担更多电压,让25Ω电阻两端电压为2V。
27.(本题10分)探究通过导体的电流与电阻的关系,用、、的三个定值电阻完成“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,电源电压为6V,滑动变阻器最大阻值为。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)先将的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表无示数,电压表有示数,故障可能是________;排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中设定的定值电阻两端的电压为________V;
(3)断开开关,将的定值电阻换成的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察________表的示数。根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可知,电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成________比;
(4)本实验中,如果小明还想增加几个定值电阻增加实验次数,则能继续完成实验的定值电阻最大不得超过________。
(5)若仍用、、的三个电阻,在不改变原电路连接的情况下,要完成实验则电阻两端设定的电压值应在________范围内。
(6)实验过程中,电源电压不变,更换阻值不同的定值电阻R1,并调节滑动变阻器R2接入电路的阻值,记录每次实验中电压表示数U和电流表示数I,下列关于I、U、R1和R2的关系图像正确的是________;
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2) 定值电阻断路
(3) 左 电压 反
(4)
(5)
(6)D
【详解】(1)探究通过导体的电流与电阻的关系时,定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,滑动变阻器的阻值变小,滑动变阻器右下接线柱与定值电阻右端接线柱相连,据此作图。
(2)由图可知,电流表测串联电路的电流,电压表测定值电阻两端电压,闭合开关后,电流表无示数,可能是定值电阻和滑动变阻器都断路,电压表有示数,电压表测电源电压,故障可能是定值电阻断路;
由图甲可知,电流表的测量范围为,分度值为,电流表的示数为,则本实验中设定的定值电阻两端的电压为
(3)将的定值电阻换成的定值电阻,为保证定值电阻两端电压不变,需增大滑动变阻器的阻值,应将滑片向左端移动;
实验需保持定值电阻两端电压不变,眼睛应观察电压表的示数;
由图丙可知,
即电流与电阻的乘积是一个定值,电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)由前面分析可知,实验控制定值电阻两端的电压为不变,根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器分得的电压为
根据串联电路分压特点可知
则
解得定值电阻最大值为
(5)定值电阻为,滑动变阻器连入电路的阻值为时,电路中的电流为
电阻两端设定的最小电压值为
电压表的测量范围为,则电阻两端设定的最大电压值为,滑动变阻器两端电压为,定值电阻为时,根据串联电路分压特点可知,滑动变阻器的电阻为,满足题意,因此要完成实验则电阻两端设定的电压值应在范围内。
(6)A.由串联电路特点和欧姆定律知,电路中电流,与之间不是一次函数关系,故A错误;
B.控制定值电阻两端电压不变时,,I随增大而减小,不是恒定不变,故B错误;
C.电压表测定值电阻电压,实验中要控制电压表示数U恒定不变,不是随增大而下降,故C错误;
D.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压也不变,由分压原理,两电阻之比为一定值,故图像为过原点的直线(或延长线过原点),故D正确。
故选D。
28.(本题7分)实验小组在做“测量小灯泡正常发光时灯丝电阻”的实验中,准备了以下器材:电压恒为的学生电源、小灯泡(额定电压为,正常发光时的电阻约为)、电流表、电压表、滑动变阻器(“ ”,“ ”)、开关、若干导线。
(1)图甲是小明连接的部分实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)小明连接好电路闭合开关后无论如何调整滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数不变且小灯泡一直很暗,出现这一现象的原因:________________。
(3)改正后正确进行操作时,观察到电压表的示数如图乙所示,此时应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若小灯泡正常发光时电流表示数为,则小灯泡正常发光时灯丝电阻为________(计算结果保留一位小数)。
(4)为了完成本次实验,小组同学应选择的滑动变阻器为________(选填“”或“”)。
(5)完成上述实验后,同学们交流后又设计了一种测量小灯泡正常发光时的电阻的方案,设计的电路如图丙所示,是阻值已知的定值电阻,请将实验步骤补充完整。
①连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式:________(用、、表示)。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器同时接下面两个接线柱
(3) B 10.4
(4)
(5)
【详解】(1)根据实验,电压表测量灯泡两端的电压,灯泡额定电压为2.5V,故应用导线将灯泡右接线柱与电压表3V接线柱相连;灯泡电阻约为10欧姆,则电流约为
所以用导线将灯泡左接线柱与电流表0.6A接线柱相连,如下图所示:
(2)当滑动变阻器同时接下面两个接线柱时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流很小,灯泡一直很暗,且移动滑片阻值不变,所以电压表示数不变。
(3)由图乙可知,电压表选择的测量范围,分度值为0.1V,示数为1.9V,小于灯泡的额定电压,根据串联电路的分压原理可知,应将滑片向B端移动,减小滑动变阻器连入电路的阻值,直至电压表示数为2.5V;
由可得,小灯泡正常发光时灯丝的电阻
(4)当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压
连入电路的阻值为
大于的最大阻值,所以实验选择的滑动变阻器是。
(5)连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,电压表测量灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;保持滑片的位置不动,再将开关拨到触点B,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,读出电压表的示数,则定值电阻两端的电压
电路中的电流
串联电路电流处处相等,小灯泡正常发光时灯丝的电阻的表达式
五、计算题(共18分)
29.(本题8分)如图所示为小华设计的电子测温原理图,电源电压恒为4.5 V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表量程为0~3 V,热敏电阻Rt温度在间,阻值Rt与温度t的关系式满足。求:
(1)当温度为时,电压表的示数。
(2)该电路能测量的最高温度。
(3)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最高温度,请写出一种可行的方法。
【答案】(1)
(2)
(3)增大R0的阻值/串联一个定值电阻/滑动变阻器
【详解】(1)当开关闭合时,R0与Rt串联,由阻值Rt与温度t的关系式可得:
R0与Rt串联的总电阻为
电路中电流为
电压表的示数
(2)电压表的量程为0∼3V,所以热敏电阻两端的电压最大只能为3V。根据关系式足,温度越高,的阻值越大。在串联电路中,阻值越大,分得的电压也越大。因此,当达到最大值3V时,对应的温度就是该电路能测量的最高温度。此时R0两端电压为
电路中电流为
Rt的阻值为
电路能测量的最高温度
(3)要提高该装置所能测量的最高温度,可以增大R0的阻值或串联一个定值电阻或滑动变阻器,增大分压,以减小Rt两端的电压,这样就可以提高测量的最高温度。
30.(本题10分)如图所示,电源电压为保持不变,,滑动变阻器的规格为“”。
如图所示,电源电压保持不变,,滑动变阻器的规格为“100Ω 1A”
(1)闭合开关,断开开关时,求电流表的示数;
(2)闭合开关,断开开关,电流表的示数为,电压表的示数为,求的阻值;
(3)同时闭合开关,当滑片移到最左端时,求电流表的示数。
【答案】(1)0.2A
(2)25Ω
(3)0.26A
【详解】(1)闭合开关,断开开关时,只有接在电路中。电流表的示数
(2)闭合开关,断开开关时,和串联在电路中,电压表测量的电压。
的电压
的电阻
(3)同时闭合开关,当滑片移到最左端时,和并联,电流表测干路电流。
通过的电流
通过的电流
电流表示数
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