第十七章 欧姆定律 单元练习卷 2026-2027学年人教版九年级物理全一册
2026-10-15
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内容正文:
第十七章 欧姆定律 单元练习卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单项选择题
1.在物理学发展的长河中,无数科学家为探索自然规律做出了卓越贡献。下列科学家与其主要贡献对应错误的是( )
A.伽利略——发现光的色散现象 B.阿基米德——总结出阿基米德原理
C.欧姆——通过实验得出电流与电压、电阻的关系 D.牛顿——惯性定律
2.关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电路中只要有电压,就一定有电流
B.定值电阻的阻值越大,通过该电阻的电流就越小
C.滑动变阻器可实现精确改变接入电路中的电阻大小
D.定值电阻两端的电压和通过的电流改变,但它两端的电压与通过它的电流的比值不变
3.由欧姆定律公式变形可得,对此下列说法中正确的是( )
A.当电流减小2倍时,电阻变大2倍
B.加在导体两端的电压越小,则导体的电阻越大
C.通过导体的电流与加在该导体两端的电压成正比
D.通过导体的电流越小,则导体的电阻越大
4.某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,发现通过电阻a、b的电流随电压变化情况如图所示,则下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
B.电压相同时,阻值大的电阻通过的电流大
C.电流相同时,阻值小的电阻两端的电压大
D.电压一定时,电阻b通过的电流大
5.如图,使用滑动变阻器能调节小灯泡从亮到灭(即电流为0)的正确电路是( )
A. B. C. D.
6.如图,这是自动测定油箱内油量的装置,金属杆绕O点转动,当油位上升时,关于油量表的说法正确的是( )
A.油量表相当于电流表,示数变小 B.油量表相当于电流表,示数变大
C.油量表相当于电压表,示数变大 D.油量表相当于电压表,示数变小
7.如图所示电路,电源电压保持不变,同时闭合S1、S2,小灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A.同时闭合S1、S2,通过两灯泡的电流一定相同
B.若先闭合S1,再闭合S2,则电流表示数变小
C.若先闭合S1,再闭合S2,则电压表示数不变
D.若灯L2短路,则闭合S1、S2后,灯L1仍发光
8.某同学利用电阻箱R(电阻箱是一种变阻器,可以直接读出电阻的数值)和电流表测量恒定电源的电压U和定值电阻Rx的阻值,设计电路如图甲,测得电流表示数I与电阻箱R的数值关系如图乙,则下列关系正确的是( )
A.U=3V,Rx=10Ω B.U=3V,Rx=20Ω C.U=6V,Rx=10Ω D.U=6V,Rx=20Ω
9.如图所示是定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图象,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I-U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.若定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上,干路中的电流是0.6A
D.若定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,小灯泡两端的电压为1V
10.如图所示,将两个定值电阻按甲、乙两种方式接在电源电压均为U的两个电路中。开关闭合时甲、乙两个电路中流经的电流分别为和。下列判断正确的有( )
A.在甲乙两电路中的电流之比 B.在甲乙两电路中的电流之比为
C.的电阻之比为 D.在两电路中的电压之比是
11.如图所示的电路,电源电压恒定,、为定值电阻,。只闭合时,电压表的示数为;、闭合,断开时,电流表的示数为;、闭合,断开时,电流表的示数为。不考虑温度对定值电阻阻值的影响,下列说法正确的是( )
A.电源电压为 B.
C.只闭合时,电路中的电流为 D.、和都闭合时,与并联
12.如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,R2的滑片在某一端点时,电压表的示数为4.5V,电流表的示数为I1;移动滑片到某一位置时,电压表的示数变化了0.5V,电流表的示数为I2,且,此时R2连入电路的电阻与R1相差5Ω。不改变电路连接,且保证电路安全,下列说法正确的是( )
A.电源电压 B.R1的阻值为10Ω
C.R2的最大阻值为15Ω D.R2的取值范围是5~20Ω
二、填空题
13.最早探究电流与电压、电阻关系的科学家是______________。若某导体两端的电压为4.2伏时,电流为0.7安,则该导体的电阻为______________欧;若通过该导体的电流为0安,则该导体的电阻为______________欧。
14.如图所示,小鸟双脚立在某高压输电线的同一根导线上。高压输电线每千米的电阻为0.3Ω,通过输电线的电流是300A。如果小鸟两爪间的距离是4cm,小鸟身体的电阻约1000Ω,输电线上的小鸟两爪间的电压约为______V,通过小鸟的电流约为_________A。
15.如图所示电路中,已知电源电压为,电阻,。如果甲、乙两表均为电压表,当开关闭合时,甲表示数为_________。如果甲、乙两表均为电流表,当开关断开时,甲、乙两表的示数之比为_________。
16.如图所示的电路中,灯泡和是____________(选填“串联”或“并联”)连接的;若闭合开关,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.5A,电流表的示数为0.2A,则灯两端的电压为____________V,灯的电阻为____________Ω。
17.在课外实践制作活动中,小红将测量范围为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,电路如图甲所示。电源电压恒为6V,电阻为60Ω,压敏电阻的阻值随压力变化如图乙所示。O点是杠杆OAB的支点,托盘固定在B点,,托盘及杠杆组件的质量忽略不计,g取10N/kg。该电子秤最大测量值是________kg。
18.如图所示的电路,电源电压保持不变,为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P位于最右端时,电流表的示数为;当滑片P位于中点时,电流表的示数为,电压表的示数为7.2 V。若,则电源电压为 __________V,与R的最大阻值之比为__________。
三、实验题
19.同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:新干电池两节,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3 V、0~15 V)、滑动变阻器(30 Ω、2 A)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω)、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压 U/V
0.4
0.5
1.0
2.0
2.5
3.0
电流 I/A
0.08
0.1
0.2
0.4
0.5
0.6
(1)按照电路图在图乙中将实物图补充完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片 P 应处于__________(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关以后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻 R __________(选填“短路”或“断路”)。排除故障后,调节滑动变阻器,测出通过电阻 R 的电流和对应的电压值,此时滑动变阻器的作用是__________(选填字母序号)。
A.保护电路 B.控制定值电阻两端电压不变 C. 改变定值电阻两端电压
(4)根据以上实验数据得到的结论是:电阻一定时,______________________________。
20.小展在做“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材如下:电源(电压恒为4.5V),电压表(0~15V),电流表(0~0.6A),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω定值电阻各一只,最大阻值为30Ω的滑动变阻器一只。
(1)闭合开关前,小展发现电流表的指针如图甲偏转,其原因可能是________。
(2)小展连接的电路如图乙所示,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电压表的示数为________V。
(3)小红发现小展的电路连接有问题,她只改动了一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(4)根据测量数据描绘出图丙所示的图像,可以得出结论:________________________。
(5)小展为了得出普遍规律,又用25Ω的电阻进行了第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数为________V;分析其原因可能是滑动变阻器的规格不符合要求。
(6)在交流评估环节,小红认为小展即便做了第5次实验,总结得出的“电流与电阻的关系”依然不具有普遍性,小红建议小展应________,使用上述几个电阻重复实验。
21.小明用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时开关应______,滑动变阻器的滑片应移到最_____端;
(2)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则待测电阻的阻值为_____Ω;
(3)实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是 (填字母);
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)上述实验完成后,他们想测量铭牌模糊不清的滑动变阻器R滑的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),请将他们的实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关S,_______,读出电流表的示数为;
③滑动变阻器最大阻值=_________(用、和表示)。
四、计算题
22.在如图所示的电路中,电源电压为6V,电阻R2的阻值为15Ω。
(1)求通过电阻R2的电流I2;
(2)闭合开关S后,电流表的示数为0.6A,求电阻R1的阻值。
23.如图甲所示,电源电压为。当闭合,、断开时,电流表的示数为,电压表示数为。当断开,、闭合时,电流表示数为,电流表示数如图乙所示。不考虑小灯泡阻值变化。
(1)当闭合,、断开时,通过小灯泡的电流是多少?
(2)当闭合,、断开时,小灯泡两端的电压是多少?
(3)当、断开,闭合时,通过小灯泡的电流是多少?
24.如图甲是一个简易电子身高测量仪的示意图。电源电压恒为6V,为定值电阻,R是一只固定且竖直放置的硬电阻棒,其总阻值为、总长为60cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。电流表的量程为。用该测量仪对身高为170cm的小红进行测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置,电流表的示数为0.12A。当用该测量仪对小明进行测量时,电流表的示数为0.10A。
(1)请计算电阻的阻值和小明的身高(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)。
(2)小明在对电流表表盘进行身高标注时发现,表盘上的身高刻度并不均匀,于是小明想用一只电压表(量程为)代替电流表接入电路,进行身高标注,要求身高刻度均匀,且身高越高时电压表的示数越大,请完成电路的连接。
(3)请计算在(2)中改装完电表后的电路,其测量的最高身高为多少m?
试卷第6页(共13页)
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第十七章 欧姆定律 单元练习卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单项选择题
1.在物理学发展的长河中,无数科学家为探索自然规律做出了卓越贡献。下列科学家与其主要贡献对应错误的是( )
A.伽利略——发现光的色散现象 B.阿基米德——总结出阿基米德原理
C.欧姆——通过实验得出电流与电压、电阻的关系 D.牛顿——惯性定律
【答案】A
【详解】A.光的色散现象是牛顿通过三棱镜实验发现的,故A错误;B.阿基米德总结出了浮力相关的阿基米德原理,故B正确;C.欧姆通过实验归纳得出了电流与电压、电阻的关系,也就是欧姆定律,故C正确;D.牛顿在总结前人研究的基础上提出了惯性定律,也就是牛顿第一定律,故D正确。
本题要求选错误的,故选A。
2.关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电路中只要有电压,就一定有电流
B.定值电阻的阻值越大,通过该电阻的电流就越小
C.滑动变阻器可实现精确改变接入电路中的电阻大小
D.定值电阻两端的电压和通过的电流改变,但它两端的电压与通过它的电流的比值不变
【答案】D
【详解】A.电路有持续电流的条件为两端有电压且电路为通路,仅存在电压时若电路断路则无电流,故A错误;B.根据欧姆定律可知,电流大小由电压和电阻共同决定,未说明电压一定的前提下,无法得出电阻越大电流越小的结论,故B错误;C.滑动变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,仅能粗略调整阻值,无法实现精确改变,故C错误;D.定值电阻的阻值是导体本身的性质,不随两端电压、通过的电流变化,由可知,其两端电压与通过电流的比值等于自身阻值,比值不变,故D正确。
故选D。
3.由欧姆定律公式变形可得,对此下列说法中正确的是( )
A.当电流减小2倍时,电阻变大2倍
B.加在导体两端的电压越小,则导体的电阻越大
C.通过导体的电流与加在该导体两端的电压成正比
D.通过导体的电流越小,则导体的电阻越大
【答案】C
【详解】ABD.导体电阻是导体本身的固有属性,仅与材料、长度、横截面积、温度有关,与两端电压、通过的电流无关,故ABD错误;C.同一导体电阻R恒定,由可知,通过导体的电流与加在该导体两端的电压成正比,故C正确。
故选C。
4.某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,发现通过电阻a、b的电流随电压变化情况如图所示,则下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
B.电压相同时,阻值大的电阻通过的电流大
C.电流相同时,阻值小的电阻两端的电压大
D.电压一定时,电阻b通过的电流大
【答案】D
【详解】A.由图像可知,电阻一定时,电流随电压的增大而增大,故A错误;BC.根据公式,电压相同时,阻值越大的电阻,通过的电流越小;电流相同时,阻值越小的电阻,两端的电压越小,故BC错误;D.由图像可知,电压一定时,电阻b对应的电流大,故D正确。
故选 D。
5.如图,使用滑动变阻器能调节小灯泡从亮到灭(即电流为0)的正确电路是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.灯泡与变阻器并联,并联电路互不影响,调节滑动变阻器,灯泡的亮度不变,故A不符合题意;B.灯泡与变阻器串联,电路最小电流 ,灯泡不能灭,故B不符合题意;C. 灯泡与变阻器左边部分的电阻被短路,灯泡不亮,故C不符合题意;D. 变阻器的右边部分的电阻与灯泡并联后,再与变阻器左边部分的电阻串联,当滑片从左向右端移动的过程中,灯泡的电压逐渐变小,灯泡逐渐变暗;当滑片在变阻器的最右端时,灯泡被短路,此时灯泡的电流为0,灯泡灭,则使用滑动变阻器能调节小灯泡从亮到灭(即电流为0),故D符合题意。
故选D。
6.如图,这是自动测定油箱内油量的装置,金属杆绕O点转动,当油位上升时,关于油量表的说法正确的是( )
A.油量表相当于电流表,示数变小 B.油量表相当于电流表,示数变大
C.油量表相当于电压表,示数变大 D.油量表相当于电压表,示数变小
【答案】C
【详解】油量表并联在电阻R两端,相当于电压表,当油位上升时,浮标上升,金属杆绕点转动,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小;由欧姆定律可知,电源电压不变,电路中电流变大,由可知R两端的电压变大,即油量表示数变大,故ABD错误,C正确。
故选C。
7.如图所示电路,电源电压保持不变,同时闭合S1、S2,小灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A.同时闭合S1、S2,通过两灯泡的电流一定相同
B.若先闭合S1,再闭合S2,则电流表示数变小
C.若先闭合S1,再闭合S2,则电压表示数不变
D.若灯L2短路,则闭合S1、S2后,灯L1仍发光
【答案】C
【详解】A.两灯并联,根据并联电路的电压规律,两灯两端的电压相同。但两灯泡的规格不一定相同,即电阻不一定相同,由欧姆定律可知,通过两只灯泡的电流不一定相同,故A错误;B.先闭合S1,;再闭合S2,,因,则,电流表示数变大,故B错误;C.电压表测电源电压,,保持不变,故C正确;D.L2短路,闭合S1、S2后,由于两灯并联,L1也会被短路,此时两灯都不亮,故D错误。
故选C。
8.某同学利用电阻箱R(电阻箱是一种变阻器,可以直接读出电阻的数值)和电流表测量恒定电源的电压U和定值电阻Rx的阻值,设计电路如图甲,测得电流表示数I与电阻箱R的数值关系如图乙,则下列关系正确的是( )
A.U=3V,Rx=10Ω B.U=3V,Rx=20Ω C.U=6V,Rx=10Ω D.U=6V,Rx=20Ω
【答案】D
【详解】由图甲可知,电阻箱R和定值电阻串联,由图乙,当电阻箱阻值时,电路中的电流。当电阻箱阻值 时,电路中的电流,由于电源电压是恒定不变的,所以有
······①
······②
①②联立解得,电源电压 ,定值电阻
故选D。
9.如图所示是定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图象,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I-U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.若定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上,干路中的电流是0.6A
D.若定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,小灯泡两端的电压为1V
【答案】D
【详解】A.小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,其图像为曲线,定值电阻阻值不变,其图像为过原点的直线,由图可知,甲是小灯泡的图像,乙是定值电阻的图像,故A不符合题意;B.由图乙可知,当时,定值电阻的阻值,故B不符合题意;C.并联电路各支路两端电压相等,当电源电压为2V时,,由图可知,,干路中的电流,故C不符合题意;D.串联电路电流处处相等,总电压等于各分电压之和,由图可知当时,,,
满足定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上这一假设,所以此时小灯泡两端电压为1V,故D符合题意。
故选D。
10.如图所示,将两个定值电阻按甲、乙两种方式接在电源电压均为U的两个电路中。开关闭合时甲、乙两个电路中流经的电流分别为和。下列判断正确的有( )
A.在甲乙两电路中的电流之比 B.在甲乙两电路中的电流之比为
C.的电阻之比为 D.在两电路中的电压之比是
【答案】D
【详解】甲图中与串联,乙图中与并联,两个电路电源电压均为;甲(串联)中流过的电流是0.2A,串联电路电流处处相等,因此甲电路总电流为0.2A; 乙(并联)中流过的电流是0.3A,并联电路各支路电压等于电源电压,因此乙中两端电压为,由欧姆定律得;
A.在甲乙的电流之比为,故A错误;
BC.甲为串联电路,总电压,结合乙中得到的,则,整理后得,即;甲中串联,流过的电流等于0.2A;乙中并联,两端电压为,结合,得乙中的电流
因此在甲乙的电流之比为,故BC错误;
D.由欧姆定律,是定值电阻,两端电压和电流成正比,因此甲乙中的电压之比等于电流之比,故D正确。
故选D。
11.如图所示的电路,电源电压恒定,、为定值电阻,。只闭合时,电压表的示数为;、闭合,断开时,电流表的示数为;、闭合,断开时,电流表的示数为。不考虑温度对定值电阻阻值的影响,下列说法正确的是( )
A.电源电压为 B.
C.只闭合时,电路中的电流为 D.、和都闭合时,与并联
【答案】C
【详解】设,,电源电压为。A.只闭合时,与串联,电压表测两端电压,电路电流为,两端电压为,解得,故A错误;B.、闭合,断开时,被短路,电路为的简单电路,电路中的电流为,、闭合,断开时,被短路,电路为的简单电路,电路中的电流为,则,故B错误;C.只闭合时,电路电流;、闭合,断开时,电路电流,故,故C正确;D.、和都闭合时,、均被短路,造成电源短路,故D错误。
故选C。
12.如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,R2的滑片在某一端点时,电压表的示数为4.5V,电流表的示数为I1;移动滑片到某一位置时,电压表的示数变化了0.5V,电流表的示数为I2,且,此时R2连入电路的电阻与R1相差5Ω。不改变电路连接,且保证电路安全,下列说法正确的是( )
A.电源电压 B.R1的阻值为10Ω
C.R2的最大阻值为15Ω D.R2的取值范围是5~20Ω
【答案】C
【详解】A.闭合开关S后,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。由于“”说明电流表的示数为I1时,R2接入电路的电阻最大,即R2的滑片在左端,此时电压表的示数为4.5V,当移动滑片到某一位置时,电压表的示数变化了0.5V,说明此时电压表的示数是减小为4V,设电源电压为U,则由欧姆定律及串联电路电压的特点知道,电流表的示数为I1时①
电流表的示数为I2时②
因为,由①②解得,电源电压,故A错误;
B.根据题意知道,当电流表的示数为I2时,R2连入电路的电阻与R1相差5Ω,R2两端电压是4V,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压
由串联分压可知R1小于R2,且③
由串联电路电流的规律可知此时④
由③④解得,,故B错误;
CD.由欧姆定律知道
电流表的示数为I1时,R2接入电路的电阻最大,且最大值
由电流表的量程可知电路中的最大电流是0.6A,此时变阻器连入电路的电阻最小,电路的总电阻
变阻器的最小阻值
R2的取值范围是5~15Ω,故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题
13.最早探究电流与电压、电阻关系的科学家是______________。若某导体两端的电压为4.2伏时,电流为0.7安,则该导体的电阻为______________欧;若通过该导体的电流为0安,则该导体的电阻为______________欧。
【答案】欧姆 6 6
【详解】最早通过实验探究得出电流与电压、电阻定量关系的科学家是欧姆,该规律也被命名为欧姆定律。该导体的电阻为 ,因电阻是导体本身的固有特性,与通过的电流、两端电压无关,故通过导体电流为0安时,该导体电阻仍为6Ω。
14.如图所示,小鸟双脚立在某高压输电线的同一根导线上。高压输电线每千米的电阻为0.3Ω,通过输电线的电流是300A。如果小鸟两爪间的距离是4cm,小鸟身体的电阻约1000Ω,输电线上的小鸟两爪间的电压约为______V,通过小鸟的电流约为_________A。
【答案】
【详解】高压输电线每千米的电阻为0.3Ω,小鸟两爪间的距离是,这段导线的电阻,这段导线两端的电压,小鸟与这段导线并联,则小鸟两爪间的电压也为,通过小鸟的电流
15.如图所示电路中,已知电源电压为,电阻,。如果甲、乙两表均为电压表,当开关闭合时,甲表示数为_________。如果甲、乙两表均为电流表,当开关断开时,甲、乙两表的示数之比为_________。
【答案】1 3:2
【详解】当甲、乙均为电压表,开关S闭合时,与串联,甲测两端电压,电路电流,甲表示数,即两端电压 ,当甲、乙均为电流表,开关S断开时,与并联,甲测干路电流,乙测支路电流,通过的电流 ,通过的电流 ,甲表示数 ,甲、乙两表示数之比
16.如图所示的电路中,灯泡和是____________(选填“串联”或“并联”)连接的;若闭合开关,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.5A,电流表的示数为0.2A,则灯两端的电压为____________V,灯的电阻为____________Ω。
【答案】并联 3 10
【详解】闭合开关后,电流从电源正极流出后,会分成两条独立路径,一条经过灯泡,另一条经过电流表、灯泡,最终汇合经电流表、开关回到电源负极,因此和是并联连接;并联电路的各支路两端电压相等,图中电压表测量电源的总电压,示数为3V,因此、两端电压都为3V;电流表和串联,测的支路电流,即,电流表在干路,测总电流,即,根据并联电路电流规律,通过的电流,的电阻
17.在课外实践制作活动中,小红将测量范围为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,电路如图甲所示。电源电压恒为6V,电阻为60Ω,压敏电阻的阻值随压力变化如图乙所示。O点是杠杆OAB的支点,托盘固定在B点,,托盘及杠杆组件的质量忽略不计,g取10N/kg。该电子秤最大测量值是________kg。
【答案】10
【详解】由图乙可知,压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,托盘内的物体越重,B点处压力越大,根据杠杆平衡条件可知,A点处压力越大,压敏电阻的阻值越小。由图甲可知,和串联,电压表测两端的电压,压敏电阻的阻值越小,由串联分压原理可知,R1两端电压变小,则两端电压变大,电压表的示数越大,因此当电压表示数为3V时,所测质量最大,压敏电阻两端的电压,串联电路中两电阻平分电源电压,因此两电阻的阻值相等,可得压敏电阻的阻值,由图乙可知,此时压敏电阻受到的压力为400N,由杠杆平衡条件可得物体的重力,该电子秤最大测量值是
18.如图所示的电路,电源电压保持不变,为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P位于最右端时,电流表的示数为;当滑片P位于中点时,电流表的示数为,电压表的示数为7.2 V。若,则电源电压为 __________V,与R的最大阻值之比为__________。
【答案】 1:3
【详解】由图可知,、串联,电压表测量两端的电压。当滑片位于最右端时,全部接入电路,此时电路总电阻,根据欧姆定律得电流,当滑片位于中点时,一半接入电路,此时电路总电阻,根据欧姆定律得电流,已知,则,设,,则,,,,即,所以与的最大阻值之比为,滑片在中点时电压表示数为,即两端电压,根据串联分压特点可知,可得两端电压,根据串联电路电压规律,电源电压
三、实验题
19.同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:新干电池两节,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3 V、0~15 V)、滑动变阻器(30 Ω、2 A)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω)、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压 U/V
0.4
0.5
1.0
2.0
2.5
3.0
电流 I/A
0.08
0.1
0.2
0.4
0.5
0.6
(1)按照电路图在图乙中将实物图补充完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片 P 应处于__________(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关以后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻 R __________(选填“短路”或“断路”)。排除故障后,调节滑动变阻器,测出通过电阻 R 的电流和对应的电压值,此时滑动变阻器的作用是__________(选填字母序号)。
A.保护电路 B.控制定值电阻两端电压不变 C. 改变定值电阻两端电压
(4)根据以上实验数据得到的结论是:电阻一定时,______________________________。
【答案】(1),(2)B,(3)断路 C,(4)通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;当滑片向右移动时滑动变阻器阻值变大,根据滑动变阻器连接方式可知,滑动变阻器应接入左下接线柱,即接C点。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应处于阻值最大处,即B端。
(3)闭合开关后,发现电流表指针无偏转,即电路中没有电流,可能是断路,而电压表有示数,说明与电压表并联的定值电阻R断路。在“探究电流与电压的关系”时,应不断改变定值电阻两端的电压,观察电流的变化,从而得出电流与电压的关系,故此时滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)由表格中数据得,定值电阻两端的电压与电流的比值不变,可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
20.小展在做“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材如下:电源(电压恒为4.5V),电压表(0~15V),电流表(0~0.6A),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω定值电阻各一只,最大阻值为30Ω的滑动变阻器一只。
(1)闭合开关前,小展发现电流表的指针如图甲偏转,其原因可能是________。
(2)小展连接的电路如图乙所示,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电压表的示数为________V。
(3)小红发现小展的电路连接有问题,她只改动了一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(4)根据测量数据描绘出图丙所示的图像,可以得出结论:________________________。
(5)小展为了得出普遍规律,又用25Ω的电阻进行了第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数为________V;分析其原因可能是滑动变阻器的规格不符合要求。
(6)在交流评估环节,小红认为小展即便做了第5次实验,总结得出的“电流与电阻的关系”依然不具有普遍性,小红建议小展应________,使用上述几个电阻重复实验。
【答案】(1)电流表使用前未调零,(2)4.5,(3),(4)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,(5)2,(6)改变定值电阻两端的电压
【详解】(1)闭合开关前,发现电流表指针如图甲,即指针没有正对零刻度线,原因是电流表使用前未调零。
(2)由图乙可知,电压表串联接入电路,测电源电压,故电压表示数为4.5V。
(3)根据滑动变阻器需要与定值电阻串联,电压表要与定值电阻并联,故正确接法如图:
(4)由图丙可知,当定值电阻阻值为5Ω时,电流为0.4A,电流与电阻乘积为,当定值电阻阻值为10Ω时,电流为0.2A,电流与电阻乘积为,当定值电阻阻值为20Ω时,电流为0.1A,电流与电阻乘积为,电流与电阻之积为一定值,得出的结论是: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。
(5)电阻两端的电压始终保持为2V;用25Ω的电阻进行了第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数为2V,分析其原因可能是滑动变阻器的规格不符合要求。
(6)为避免实验的偶然性,得出普遍性的结论,实验中可以改变定值电阻两端的电压,使用上述几个电阻重复实验,这样才能实现真正意义上的多次实验,进而得出普遍规律。
21.小明用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时开关应______,滑动变阻器的滑片应移到最_____端;
(2)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则待测电阻的阻值为_____Ω;
(3)实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是 (填字母);
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)上述实验完成后,他们想测量铭牌模糊不清的滑动变阻器R滑的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),请将他们的实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关S,_______,读出电流表的示数为;
③滑动变阻器最大阻值=_________(用、和表示)。
【答案】(1)断开 右,(2)0.24 5,(3)B,(4)将滑动变阻器的滑片移至最右端
【详解】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关要断开,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处,即移到最右端。
(2)由图乙可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,其读数为0.24A;
已知此时电压表示数为1.2V,则待测电阻的阻值
(3)实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,目的是减小测量误差,故B符合题意,A不符合题意。故选B。
(4)将滑动变阻器的滑片移至最左端时,其连入电路的阻值为0,电路中只有,则电源电压,将滑动变阻器的滑片移至最右端时,其连入电路的阻值最大,为,且与串联,则电源电压,联立两式,可得滑动变阻器最大阻值
四、计算题
22.在如图所示的电路中,电源电压为6V,电阻R2的阻值为15Ω。
(1)求通过电阻R2的电流I2;
(2)闭合开关S后,电流表的示数为0.6A,求电阻R1的阻值。
【答案】(1),(2)
【详解】(1)根据欧姆定律通过电阻R2的电流
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,因此通过的电流 ,再根据欧姆定律变形得的阻值
23.如图甲所示,电源电压为。当闭合,、断开时,电流表的示数为,电压表示数为。当断开,、闭合时,电流表示数为,电流表示数如图乙所示。不考虑小灯泡阻值变化。
(1)当闭合,、断开时,通过小灯泡的电流是多少?
(2)当闭合,、断开时,小灯泡两端的电压是多少?
(3)当、断开,闭合时,通过小灯泡的电流是多少?
【答案】(1)0.1A,(2)1.5V,(3)0.15A
【详解】(1)当闭合,、断开时,和串联,电流表测串联电路的电流。根据串联电路电流处处相等的规律,可知通过的电流等于的示数,为。
(2)该状态下电压表测两端的电压,即。已知电源总电压,根据串联电路总电压等于各部分电路电压之和的规律,两端的电压
(3) 当闭合,、断开时,两端的电压。通过的电流为。则的阻值为
当、断开,闭合时,只有接入电路,其两端电压为电源电压4.5V。通过小灯泡的电流
24.如图甲是一个简易电子身高测量仪的示意图。电源电压恒为6V,为定值电阻,R是一只固定且竖直放置的硬电阻棒,其总阻值为、总长为60cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。电流表的量程为。用该测量仪对身高为170cm的小红进行测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置,电流表的示数为0.12A。当用该测量仪对小明进行测量时,电流表的示数为0.10A。
(1)请计算电阻的阻值和小明的身高(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)。
(2)小明在对电流表表盘进行身高标注时发现,表盘上的身高刻度并不均匀,于是小明想用一只电压表(量程为)代替电流表接入电路,进行身高标注,要求身高刻度均匀,且身高越高时电压表的示数越大,请完成电路的连接。
(3)请计算在(2)中改装完电表后的电路,其测量的最高身高为多少m?
【答案】(1),,(2),(3)
【详解】(1)由题意可知,测小红身高时,与的一半阻值串联,电流为,硬电阻棒接入电路的电阻为
根据可知,电路中的总电阻为
根据串联电路特点可知,定值电阻的电阻为
测小明身高时,与硬电阻棒接入电路的电阻串联,电流为,根据可知,电路中的总电阻为
根据串联电路特点可知,硬电阻棒接入电路的电阻为
由于接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,则硬电阻棒接入长度为
因为小红身高时硬电阻棒接入的长度为,所以小明身高为
(2)串联电路电流恒定时,电压与电阻成正比,因此需将全部接入电路,使总电阻不变、电流恒定。身高越高,滑片越靠上,段长度越长,因此电压表并联在与之间时,电压表示数随身高升高而增大,且与身高成正比,刻度均匀。如图所示:
(3)改装后,与全部串联,电路中的总电阻为
则电路中的电流为,已知电压表最大示数为,对应段最大电阻为,由于接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,则对应段长度为,因为小红身高时硬电阻棒接入的长度为,所以测量的最高身高为
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