17.2《欧姆定律》章节同步练习 (考点+基础+培优)2026-2027学年人教版物理九年级全一册(武汉专用)
2026-10-20
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内容正文:
九年级物理同步练习 专题十七 17.2《欧姆定律》
分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高
目 录
第一部分 分考点精练(共21题)
考点一 欧姆定律的理解(3题)
考点二 欧姆定律的表达式与决定关系(3题)
考点三 欧姆定律的图像分析(3题)
考点四 利用欧姆定律分析故障电路(3题)
考点五 串联电路的电阻与电压的比值关系及计算(3题)
考点六 并联电路的电阻与电压的比值关系及计算(3题)
考点七 欧姆定律的简单计算(3题)
第二部分 基础巩固(共12题)
第三部分 培优提高(共12题)
第一部分 分考点精练
考点一 欧姆定律的理解
【典例01】(2025九年级上全国课后作业)欧姆定律
(1)内容:通过导体的电流,与导体两端的电压成 ,与导体的电阻成 。
(2)公式: 。
(3)适用范围:纯电阻电路。
(4)变形公式: , 。
【答案】 正比 反比
【规范解答】[1][2][3][4][5]19世纪20年代,德国物理学家欧姆对电流跟电压和电阻之间的关系进行了实验和理论,得出了欧姆定律,具体内容是:通过导体的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。用公式表示为,根据数学关系可知电压,电阻。
【变式1-1】(2024九年级上四川泸州期末)最先研究电流、电压和电阻关系并得出结论的科学家是:( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.瓦特
【答案】C
【详解】德国物理学家欧姆最先研究电流与电压、电阻并得出三者之间关系,即欧姆定律,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式1-2】(2025年武汉江汉五校九上期中,12) 在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,根据实验数据得到了如图所示的图像。下列说法正确的是( )
A. 当导体两端电压为时,导体的电阻也为
B. 导体两端的电压越高,通过这段导体的电流越大
C. 由图像可知两个电阻的阻值不变,且
D. 将与串联接入电路,二者两端电压之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压和通过的电流无关。当导体两端电压为时,通过的电流为,但其电阻值不为。故A错误;
B.图像是图像,两条图线都是过原点的倾斜直线,表示通过导体的电流与导体两端的电压成正比。对于同一导体,其两端的电压越高,通过它的电流越大。故B正确;
C.由图像可知,当电压时,通过的电流
根据可得的阻值
当电压时,通过的电流
可得的阻值
两个电阻的阻值不变,但它们的阻值之比为
故C错误;
D.将与串联接入电路,根据串联电路中电流处处相等的特点,通过它们的电流I相等。根据欧姆定律,它们两端的电压之比等于电阻之比
故D错误。
故选B。
考点二 欧姆定律的表达式与决定关系
【典例02】(2025年武汉经开区九上期末,7) 某同学用伏安法测量通过盐水柱的电流和其两端的电压,表格中是他记录的实验数据,根据实验数据在坐标系中描绘的点连线如图所示。下列说法正确的是( )
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.6
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.18
0.20
0.25
A. 图像连线错误
B 欧姆定律不适用于盐水
C. 实验所用盐水柱的电阻是
D. 因为考虑到误差因素,盐水柱两端电压与通过盐水柱的电流成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A.作图时,所作的直线不要求通过每一个数据点,而是要让尽可能多的点落在直线上,未在直线上的点均匀分布在直线两侧,可以减小实验的误差;图中的连线是一条过原点的直线,大部分数据点都在直线上,少数点在直线附近,这种处理方法是正确的,故A错误;
B.从图像可以看出,这是一条过原点的倾斜直线,表示电阻一定时,电流I与电压U成正比,这说明盐水是导体,并且欧姆定律适用于盐水,故B错误;
C.根据欧姆定律可知,代入不同数据点求出对应的电阻值;取第一组数据,求得盐水柱的电阻为
取第二组数据,求得盐水柱的电阻为
取第三组数据,求得盐水柱的电阻为
取第四组数据,求得盐水柱的电阻为
取第五组数据,求得盐水柱的电阻为
取第六组数据,求得盐水柱的电阻为
则盐水柱的电阻为,故C正确;
D.由于电压是形成电流的原因,只能说电阻一定时,电流与电压成正比,不能说电压与电流成正比,故D错误。
故选C。
【变式2-1】(2024九年级上湖北黄石期末)根据欧姆定律可导出公式,依此可测量导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料、长度和横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关
C.导体的电阻既与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比
【答案】B
【详解】电阻是导体的本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,与导体两端的电压和通过它的电流均无关,公式说明,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值,故ACD错误,B正确。
故选B。
【变式2-2】(2024九年级上云南昭通期末)下列对欧姆定律的公式及变形式的理解正确的是( )
A.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
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定的
D.导体两端的电压为零时,通过导体的电流和导体的电阻也都为零
【答案】A
【详解】A.根据欧姆定律,当导体电阻R一定时,电流I的大小取决于电压U,电压越大,电流越大,即通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故A正确;
B.电阻是导体本身的一种属性,由导体的材料、长度、横截面积以及温度决定,与导体两端的电压大小无关,故B错误;
C.导体电阻大小是其自身的固有属性,不随导体两端电压和通过导体的电流改变而改变,故C错误;
D.当导体两端电压为零时,依据欧姆定律,通过导体的电流为零。但导体电阻是其固有性质,不会因为电压为零就变为零,故D错误。
故选A。
考点三 欧姆定律的图像分析
【典例03】(2024九年级上安徽安庆阶段练习)甲乙两同学做“探究电流跟电阻关系”的实验时,根据测得的实验数据在同一坐标系中绘制出如图所示的I-R图像,从图中可以看出甲乙两位同学实验时各自控制的电压值大小关系U甲 U乙(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】<
【详解】由图可知,当甲乙同学使用的定值电阻相同时,通过电阻的电流,由可知,甲乙两位同学实验时各自控制的电压值。
【变式3-1】(2025年武汉楚才中学九上12月,10) 如图所示是灯泡L与定值电阻R的图像。若将L与R串联在6V的电源上,下列说法正确的是( )
A. 此时灯泡的电阻是 B. 此时定值电阻R的阻值是
C. 此时电路中的电流是0.4A D. 此时灯泡两端的电压是6V
【答案】C
【解析】
【详解】若将L与R串联在6V的电源上,因串联电路中各处的电流相等,且电源的电压等于各分电压之和,所以,由图像可知,当电路中的电流为0.4A,电阻R两端的电压为4V,灯泡两端的电压为2V时符合题意,此时灯泡电阻为
此时此时定值电阻R的阻值为
故选C。
【变式3-2】(2024年武汉硚口区九上12月月考,12) 如图所示为电阻R1和R2的I-U图像,由图像可知( )
A. R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. R1与R2的电阻之比为2∶1
C. 将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2
D. 将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A.电阻是导体阻碍电流的一种性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积以及导体的温度有关,与导体的两端电压、通过的电流大小无关,所以R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻不为0,故A不符合题意;
BC.将R1与R2串联接入电路,电流相等,由I-U图像得出:当通过两电阻的电流相等时,如当I=0.3A时,R2的两端电压等于R1的两端电压的两倍,为
U2=2U1
即通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2,根据可得
R2=2R1
即R1与R2的电阻之比为1∶2,故B不符合题意,C符合题意;
D.将R1与R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,两电阻的两端电压相等,根据可得,通电后通过R1与R2的电流之比为它们的电阻的反比,即为2∶1,故D不符合题意。
故选C。
考点四 利用欧姆定律分析故障电路
【典例04】(2024九年级上四川眉山期末)如图所示电路中,闭合开关S,灯L亮,电流表、电压表有示数,工作一会儿发现小灯泡L不亮,两电表中一个示数增大一个示数减小。则电路可能出现的故障是( )
A.电阻R断路 B.电阻R短路 C.小灯泡L断路 D.小灯泡L短路
【答案】A
【详解】闭合开关,灯亮,两电表有示数,则电路通路,此时灯与电阻串联接入电路,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压。
A.工作一会儿,若电阻R断路,则电流表无示数,示数减小,灯不亮,电压表与电源接通,有示数,示数接近电源电压,所以示数增大,故A符合题意;
B.工作一会儿,若电阻R短路,则电压表示数为0,示数减小,小灯泡仍通路,仍可发光,故B不符合题意;
C.若小灯泡断路,整个电路断开,电流表无示数,电压表与电源的连接断开,无示数,所以两个电表的示数都减小,故C不符合题意;
D.小灯泡短路,电路是电阻R工作的简单电路,电压表测电源电压,示数增大,电路的总阻值减小,据欧姆定律知,电路的电流增大,示数增大,故D不符合题意。
故选A。
【变式4-1】(2025年武汉华师一附属中学初中部九上10月,12) 如图所示电路,开关闭合后,两灯都不亮。用一根导线连接ab两点后,两灯仍不亮;再用这根导线连接b、c两点后,两灯还是不亮;仍然用这根导线连接b、d两点后,灯L1亮而灯L2不亮。假设故障是下列中的一个,那么故障是
A. 灯L1断路 B. 灯L1短路
C. 灯L2断路 D. 开关的接线柱处断开
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示电路为串联电路,开关闭合后,两灯都不亮,故障为断路,用一根导线连接ab两点后,两灯仍不亮;再用这根导线连接b、c两点后,两灯还是不亮;说明断点不在ab、bc之间。仍然用这根导线连接b、d两点后,灯L1亮而灯L2不亮,说明开关处断路。
故选D。
【变式4-2】(2025年武汉新洲区九上期末,9) 如图所示,闭合开关S后,电路正常工作。过了一会儿,两盏灯突然熄灭,一只电表的示数变小,另一只电表的示数变大。若故障只发生在L1或L2上,则该电路可能发生的故障是( )
A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,闭合开关S后,两灯串联,电压表测L2两端电压,电流表测串联电路的电流。
A.如果L1短路,则只有灯L2发光,电路中电流变大,则电流表示数变大,电压表测电源两端电压,电压表示数变大,故A不符合题意;
B.如果L1断路,则两盏灯都熄灭,两个电表与电源都不通,则两个电表的示数都变为0,即示数都变小,故B不符合题意;
C.如果L2短路,则只有灯L1发光,电路中电流变大,电流表的示数变大,由于电压表测L2两端电压,则电压表的示数为0,即电压表的示数变小,故C不符合题意;
D.如果L2断路,则两盏灯都熄灭,电流表的示数变为0,即示数变小,此时电压表串联在电路中测电源电压,则电压表的示数变大,故D符合题意。
故选D。
考点五 串联电路的电阻与电压的比值关系及计算
【典例05】(2025年武汉洪山区九上元月月考,15) 为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压,若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化图像如图乙所示,当AB两端电压为______V 时,跳绳自动计数器会计数一次,绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的_______倍 。
【答案】 ①. 2 ②. 5
【解析】
【详解】[1]由甲图电路可知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端的电压。当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图象可知,此时
U2=UAB=2V
因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次。
[2]由串联电路的分压原理得到
R1=5R2
当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图象可知此时
U2'=UAB'=6V
由串联电路的分压原理有
R1'=R2
且
R1=5R1'
即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍。
【变式5-1】(2024九年级上河南许昌期末)在如图所示的电路中,电阻R1=4Ω,R2=15Ω,电源电压及定值电阻R的阻值未知。当开关S接位置1时,电流表的示数为0.5A,则此时R1两端的电压是 V;当开关S接位置2时,定值电阻R两端电压 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 2 变小
【详解】[1]当开关S接位置1时,电流表的示数为0.5A,由得,R1两端的电压
[2]当开关接位置2时,电路中电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流减小,定值电阻R不变,根据U'=I'R可判断其两端电压变小。
【变式5-2】(2025年武汉二桥中学九上12月月考,11) 如图所示,电源电压保持不变,、的阻值分别为10Ω、5Ω。当开关、闭合,断开时,电流表的示数为0.6A,两端的电压为;当开关闭合,、断开时,电流表的示数为0.15A,两端的电压为。下列判断正确的是( )
A. 电源电压为3V
B. 的阻值为40Ω
C.
D. 当开关、闭合,断开时,电流表的示数为0.6A
【答案】C
【解析】
【详解】A.电路图可知,当开关S1、S3闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.6A,则电源电压为,故A错误;
BC.当开关闭合,、断开时,、串联,电流表的示数为0.15A,则电路中的总电阻为
的阻值为
两端的电压为
则,故B错误,C正确;
D.当开关、闭合,断开时,与并联,电流表测干路中的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数,故D错误。
故选C。
考点六 并联电路的电阻与电压的比值关系及计算
【典例06】(2024年武汉洪山区九上期中考试,15) 图甲电路闭合开关,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.3A,则灯L1、L2的电阻之比为________。图乙电路闭合开关,V1的示数为2.5V,V的示数为6V,则灯L1、L2的电阻之比为________;若灯突然烧断了灯丝而熄灭,则V2的示数为________V。
【答案】 ①. 2:3 ②. 5:7 ③. 6
【解析】
【详解】[1]甲图中电路为两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测灯泡L1支路电流,根据并联电路总电流规律可得,灯泡L2的电流为
由于并联电路中,电流与电阻成反比,则灯L1、L2两电阻之比为
[2]图乙中电路为两灯泡串联,电压表V1测灯泡L1两端电压,电压表V2测灯泡L2两端电压,电压表V测电源电压,根据串联电路中电压规律可得,灯泡L2两端电压为
串联电路中电压和电阻成正比,则灯L1、L2的电阻之比为
[3]若灯突然烧断了灯丝而熄灭,电路发生断路,电压比V2串联接入电路测电源电压,则电压表V2的示数与电源电压相等为6V。
【变式6-1】(2024九年级上河南安阳期末)如图所示,电源电压恒定不变,先在A、B两点间接入定值电阻R1,电压表示数为3V,电流表示数为0.1A;再在A、B上方并联一只定值电阻R2(虚线部分),电流表示数变为0.3A,则并联电阻R2的阻值是 Ω。
【答案】15
【详解】先在A、B两点间接入定值电阻R1,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测通过电路的电流,电流表示数为0.1A,电压表示数为3V,则电源电压为3V;再在A、B上方并联一只定值电阻R2,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过R2的电流I2=I﹣I1=0.3A﹣0.1A=0.2A
并联电路各支路两端电压相等,则R2的阻值
【变式6-2】(2024年武汉硚口区九上12月月考,13) 如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从中点向右端移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A1示数变小,A2示数不变,电压表V示数变大
B. 电流表A1示数变小,A2示数变小,电压表V示数不变
C. 电流表A1示数变大,A2示数变大,电压表V示数不变
D. 电压表V的示数与电流表A2示数的比值不变
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源电压,电流表A2测干路电流,电流表A1测R2支路的电流;由于电源电压不变,则电压表V的示数不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从中点向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律,通过滑动变阻器的电流变小,即电流表A1示数变小。 由于并联电路各支路独立工作、互不影响,因此通过R1的电流不变。根据并联电路的电流规律,干路中的电流等于各支路电流之和,所以干路中的电流变小,即电流表A2示数变小。故B正确,AC错误;
D.由于电压表V的示数不变,而电流表A2的示数变小,则电压表V的示数与电流表A2示数的比值变大。故D错误。
故选B。
考点七 欧姆定律的简单计算
【典例07】(2025九年级上全国单元测试)一段导体两端的电压是3V时,导体中的电流是0.5A。如果电压增大到6V,导体中的电流是 A;如果电压减小到1.5V,导体中的电流变为 A。
【答案】 1 0.25
【规范解答】[1][2]一段导体两端的电压是3V时,导体中的电流是0.5A,由欧姆定律得,导体的电阻为
导体的电阻不随电压的改变而改变,如果电压增大到6V,导体中的电流是
如果电压减小到1.5V,导体中的电流变为
【变式7-1】(2025山东泰安一模)某一导体,两端加3.0V电压时,通过它的电流为0.15A,它的电阻为 Ω;当其两端电压为0时,它的电阻是 。
【答案】
20
20
【规范解答】[1]已知导体两端电压,通过它的电流,根据,可得它的阻值
[2]当导体两端电压为0时,由于导体的材料、长度、横截面积和温度都没有改变,所以它的阻值仍然是20Ω。
【变式7-2】(2025年武汉九上期末考试(二),9) 如图甲所示是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,电源电压为4.5V,定值电阻的电阻R=100Ω,天然气气敏电阻的电阻是R0。当报警器两端的电压达到3V时报警,此时R0的值为( )
A. 50Ω B. 100Ω C. 200Ω D. 300Ω
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,R与R0串联,电压表测R0两端电压,由题可知,当AB间电压刚好达到报警电压3V时,因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以此时R两端的电压为
因串联电路电流处处相等,则由欧姆定律可得电路中电流为
由可知,此时气敏电阻R0的阻值为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
第二部分 基础巩固
1.(2024九年级上贵州毕节期末)教室天花板上悬挂的电灯和电扇的情景如图所示。现在将一盏电灯打开使其亮起,然后再打开一台电风扇的开关使其工作,则通过亮起的电灯的电流 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】不变
【详解】教室天花板上悬挂的灯和电扇是并联接入电路的,它们各自的工作状态不会影响到对方;并联电路中,各支路两端的电压都相等,且等于电源电压,所以当电风扇开始工作时,它并不会改变并联电路中灯所在支路的电压,因此亮起的电灯的电流不变。
2.(2024年武汉江汉区九上期中,10) 在一次电学实验中观察到电流表和电压表的示数如图所示,发现是某元件被短接导致,该元件可能是( )
A. 开关 B. 定值电阻
C. 电流表 D. 滑动变阻器
【答案】B
【解析】
【详解】分析电路可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻电压。
A.若开关短路,则电流表、电压表均有示数,故A不符合题意;
B.若定值电阻短路,则电压表无示数,电流表有示数,故B符合题意;
C.若电流表短路,则电压表有示数,电流表无示数,故C不符合题意;
D.若滑动变阻器短路,则电流表、电压表均有示数,故D不符合题意。
故选B。
3.(2025年武汉硚口区九上12月,14) 某改装天然气泄漏检测仪内部简化电路如图所示,检测仪工作时电源电压为4.5V,定值电阻的电阻R0为200Ω,天然气气敏电阻的电阻是R,其阻值随着天然气浓度变化规律如表所示。报警器是由________表改装而成的,当天然气气体浓度升高时,报警器示数将会________(填“变大”、“变小”或“不变”)。天然气气敏电阻两端的电压降到3V时检测仪报警,此时天然气浓度是________VOL%。
天然气浓度/VOL%
0
10
20
30
35
40
50
电阻R/Ω
600
500
400
300
250
200
100
【答案】 ①. 电压 ②. 变大 ③. 20
【解析】
【详解】[1][2]闭合开关,定值电阻R0和天然气气敏电阻串联,报警器并联在定值电阻两端,是由电压表改装而成的。当天然气气体浓度升高时,天然气气敏电阻的阻值变小,根据串联分压特点可知天然气气敏电阻两端的电压变小,根据串联电路的电压特点可知报警器示数将变大。
[3]天然气气敏电阻两端的电压降到3V时检测仪报警,根据欧姆定律可知电路电流
天然气气敏电阻的阻值
根据表格数据可知此时天然气浓度是20VOL%。
4.(2025年武汉外国语学校九上12月月考,15) 如图所示是定值电阻R和小灯泡L两端电压和电流的关系图线,由图可知,当把L和R并联在电压为______V的电路中时,干路电流为0.9A,当把L与R串联接在电压为______V的电路中时电流为0.5A。
【答案】 ①. 2 ②. 4.5
【解析】
【详解】[1]并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,由图像可知,当把定值电阻R和小灯泡L并联在电压为2V的电路中时,通过定值电阻R的电流为
通过灯泡L的电流为
此时干路电流为
符合题意,所以把L和R并联在电压为2V的电路中时,干路电流为0.9A。
[2]串联电路中电流处处相等,由图像可知,电路中的电流为0.5A时,定值电阻R两端电压为2.5V,灯泡L两端电压为2V,串联电路中电源电压等于各用电器电压之和,因此电源电压为
即把L与R串联接在电压为4.5V的电路中时电流为0.5A。
5.(2025年武汉东湖新技术开发区九上期中,12) 某小组同学设计如图四种用于测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。在这四种装置中,当油量增加时,电流表和电压表示数都变大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.分析电路可知,R与R0串联,电压表测量R0两端电压,电流表测量电路中电流,当油箱油量增加时,油面上升,浮子随之上浮,带动滑杆绕固定轴O转动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中电流增大,电流表示数变大,由可知,R0两端电压即电压表示数变大,故A正确;
B.滑动变阻器全部接入电路与R0串联,电压表测R上面部分电压,当油量增加时,变阻器接入电路的电阻不变,由欧姆定律可知,电流表示数不变,但变阻器上半部分电阻会变大,根据串联电路分压特点可知电压表示数变大,故B错误;
C.分析电路可知,R与R0串联,电压表测量R两端电压,电流表测量电路中电流,当油箱油量增加时,油面上升,浮子随之上浮,带动滑杆绕固定轴O转动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,则电路中的电流即电流表示数会变大,根据串联电路分压特点可知,R两端电压即电压表示数变小,故C错误;
D.分析电路可知,R与R0串联,电压表测量R两端电压,电流表测量电路中电流,当油箱油量增加时,油面上升,浮子随之上浮,带动滑杆绕固定轴O转动,滑动变阻器接入电路的电阻增加,电路总电阻增大,则电路中的电流即电流表示数会变小,根据串联电路分压特点可知,R两端电压即电压表示数变大,故D错误。
故选A。
6.(2025年武汉四区九上期中考试,11) 如图所示的电路中,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法中正确的( )
A. 亮度不变,电压表示数不变、电流表示数变小
B. 亮度变暗,电压表示数变大、电流表示数变小
C. 亮度不变,电压表示数不变、电流表示数不变
D. 亮度变暗,电压表示数变小、电流表示数变大
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流;因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡的电流和实际功率不变,即灯泡的亮暗不变;当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,由可得,通过滑动变阻器的电流变小,灯泡电流不变,故干路中电流变小,则电流表的示数变小;故A正确,BCD错误。
故选A。
7.(2025年武汉外国语学校九上12月月考,10) 如图是一种测定油箱内油量的装置,其中电流表可改装成油量表,R是滑动变阻器的电阻片(阻值为),滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子,随油面升降,滑片在电阻片R的两端之间滑动。已知电源电压为12V且保持不变,定值电阻的阻值为。下列说法正确的是( )
A. 当油箱中的油量减少时,变阻器连入电路的电阻变小
B. 当油箱中的油量减少时,油量表(电流表)示数变大
C. 当油箱中的油量达到最大值时,电流表的示数是0.6A
D. 由电流表改装成的油量表刻度是均匀的
【答案】C
【解析】
【详解】A.当油箱中的油量减少时,浮子下降,滑杆绕固定轴O转动,滑动变阻器的滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变大,故A错误;
B.根据欧姆定律,电源电压U不变,电路总电阻变大,所以电路中的电流变小,即油量表(电流表)示数变小,故B错误;
C.当油箱中的油量达到最大值时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中只有定值电阻,根据欧姆定律可得,电流表的示数,故C正确;
D.因为,I与R不是线性关系,所以由电流表改装成的油量表刻度不是均匀的,故D错误。
故选C。
8.(2025湖南湘西二模)如图所示的电路,闭合开关S后,调节滑动变阻器增大其阻值,下列有关该电路各物理量变化情况的说法中,正确的是( )
A.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数减小
B.电流表示数增大、两端的电压增大、电压表的示数增大
C.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数增大
D.电流表示数增大、两端的电压减小、电压表的示数减小
【答案】A
【规范解答】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路电流。调节滑动变阻器增大其阻值,电路的总电阻变大,根据欧姆定律知,电路中的电流变小,电流表示数减小,根据知,定值电阻两端的电压减小,电压表示数减小。故A正确,BCD错误。
故选A。
9.(2025九年级上全国单元测试)如图所示,已知,,电源电压不变,当开关S断开时,电流表的示数为0.1A,则当开关S闭合时,电压表的示数为( )
A.1V B.2V C.3V D.4V
【答案】C
【规范解答】由图可知,当开关S断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路电压的特点和欧姆定律可知,电源电压为U=IR1+IR2=0.1A×10Ω+0.1A×20Ω=3V
当开关S闭合时,电阻R1和电流表被短路,电路中只有R2,电压表测电源电压,示数为3V,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.(2024九年级上河北保定期末)如图是电阻甲和乙的图像,小菲对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为3V
B.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.6A
C.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
D.当乙两端电压为1V,其电阻值为5Ω
【答案】B
【详解】A.由图像知,甲和乙串联在电路中,通过的电流为0.3A,则甲和乙两端的电压分别为1.5V和0.5V,它们两端的电压,故A错误;
B.将甲和乙并联在电路中,若电压为1V,由图像知,通过甲和乙的电流分别为0.2A和0.4A,干路的电流为,故B正确;
C.由图像知,当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故C错误;
D.由图像知,当乙两端的电压为1V时,通过的电流为0.4A,其电阻值
故D错误。
故选B。
11.(2024九年级上湖南怀化期末)小海按图做了一系列实验,实验记录如表格所示,下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是( )
第一组
0.2A
0.4A
0.6A
第二组
0.1A
0.2A
0.3A
第三组
0.05A
0.1A
0.15A
A.B.C. D.
【答案】A
【详解】AB.从实验数据可知,当电阻一定时,电流与电压成正比,在I~U图像中,越向坐标倾斜其阻值越大;故A正确,B错误;
CD.从实验数据可知,当电压一定时,电流与电阻成反比,在I~R图像中,设定的电压越大,其图像越远离原点,故CD错误。
故选A。
12.(2025九年级上全国单元测试)如图所示的电路中,电源电压若保持不变,,。问:
(1)如果开关、都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压是多大?
(2)如果开关、都闭合时,电流表示数为2A,那么的阻值是多大?
【答案】(1)6V
(2)
【规范解答】(1)由图可知,开关、断开时,、串联接入电路,断路,电路中的电流,由欧姆定律可得电阻两端的电压为
两端的电压为
由串联电路电压规律可得电源电压为
(2)由图可知,开关、闭合时,、并联接入电路,短路,通过的电流
根据并联电路电流规律,通过的电流为
的阻值为
第三部分 培优提高
1.(2025山东聊城二模)“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。图乙为测试仪的电路图,电源电压恒为4V,电压表量程为0-3V,定值电阻R=10Ω用于保护电路。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”,下列说法正确的是( )
A.当酒精浓度为0.2mg/mL时,电压表示数为1V
B.Rx的阻值随酒精气体浓度的升高而增大
C.当酒精浓度升高时,电压表示数会减小
D.若用电流表显示酒精浓度,当酒精浓度升高时,电流表示数会减小
【答案】A
【规范解答】由电路图可知,传感器和定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.从图甲中直接可以看出,当酒精浓度为0.2mg/mL时传感器电阻的阻值为,由串联电路电阻的规律和欧姆定律得电路中的电流为
定值电阻R两端的电压为
故A正确;
BCD.由图甲可知,当酒精浓度增大时,传感器的阻值会减小,由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大;由可知,定值电阻R两端的电压会增大,即电压表的示数会变大,故BCD错误。
故选A。
2.(2025年武汉东西湖区九上期中,11) 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片从最右端滑至最左端,两个电阻的关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 图乙中图线B反映的是通过的电流与两端电压的关系
B. 电源电压为4V
C. 滑动变阻器的最大阻值为
D. 的滑片向左移动过程中,电压表示数与电流表A的示数之比逐渐变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.当电路中电流变大时,根据可知,定值电阻的电压增大,是图像A,而定值电阻与变阻器的电压之和不变,故变阻器的电压减小,是图像B,故A错误;
BC.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由乙图可知,此时电流,两端的电压,两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值
故B错误,C正确;
D.移动过程中,电压表示数与电流表A示数的比值为的电阻,因为为定值电阻,所以电压表示数与电流表A示数的比值不变,故D错误。
故选C。
3.(2025年武汉硚口区九上12月,12) 图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”。在滑片移动的过程中,电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系如图乙所示,电流表和电压表的示数都没有超过所选的测量范围。以下说法:
①电源电压为16V
②R1的电阻是20Ω
③电流表示数变化范围是0.15A~0.6A
④电压表示数变化范围是0V~15V
⑤滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω
其中正确的是( )
A. ①③ B. ②⑤ C. ②③④ D. ④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,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;由图乙可知,当变阻器接入电路中的电阻时,其两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压 ①
当变阻器接入电路中的电阻时,其两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压 ②
①②联立可得:,
故①错误,②正确;
当电压表的示数时,R1两端的电压
此时电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
则电路中电流表的最小示数为0.15A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,最大阻值为
当滑动变阻器接入电阻为0时,电路中的电流
结合电流表的测量范围为0~0.6A和滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”可知电路中的最大电流为0.5A,所以电流表示数的变化范围是0.15A~0.5A,故③错误;
电路中的电流最大时,变阻器接入电路中的阻值最小,此时电压表的示数最小,电路中的最大电流为0.5A,此时电路中的总电阻为
变阻器接入电路中的最小阻值为
则滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω,故⑤正确;
电压表的最小示数
所以电压表示数变化范围是8V~15V,故④错误;
由上可知,正确的是②⑤,故B正确,ACD错误。
故选B。
4.(2025年武汉黄陂区部分学校九上12月质量监测,11) 如图所示模拟简易调光灯的调节过程。已知小灯泡的规格为“4.5V 1.35W”,滑动变阻器的规格为“25Ω 1A”,电源电压为6V。滑动变阻器滑片由最左端向右滑动时小灯泡逐渐变暗。如果灯丝电阻不变,闭合开关S,移动滑片P,在保证电路中各元件安全的情况下,电压表选用0~3V量程”,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器阻值的调节范围是0~12Ω
B. 电流表的示数变化范围是0.15~0.6A
C. 小灯泡实际电功率的变化范围是0.6~1.35W
D. 电路的总功率变化范围是0.9~2.4W
【答案】C
【解析】
【详解】由灯泡规格可知,灯泡电阻
额定电流
由实物图可知,电压表并联在滑动变阻器两端,选用 量程。 电路最大电流受灯泡额定电流限制,即 。 此时滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入最小阻值
电路最小电流受电压表量程限制,滑动变阻器最大电压 。此时灯泡两端电压
电路最小电流
滑动变阻器接入最大阻值
A.滑动变阻器阻值调节范围是 ,故 A 错误;
B.电流表示数变化范围是 ,故 B 错误;
C.小灯泡最小实际功率
最大功率为额定功率 ,范围是 ,故 C 正确;
D.电路最小总功率 ,最大总功率
范围是 ,故 D 错误。
故选C。
5.(2025年武汉汉阳区九上期末质量监测,12) 如图所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,a、b为电流表、电压表其中之一,且不相同。只闭合开关,滑片P置于左端,电流表示数为1A;滑片P置于右端,再闭合开关,移动滑片P,电流表示数会发生变化。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
①a为电压表
②电源电压为12V
③只闭合开关,若电流表示数为0.5A,则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
④将a与互换,开关均闭合,移动滑片P,滑动变阻器功率的最小值为7.2W
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】只闭合开关S1,滑片P置于左端时,电路为灯泡L的简单电路,电流表A1测电路中的电流。由题意知,此时电流表A1示数为1A。 根据灯泡L的铭牌“12V 12W”,可计算出其额定电流为
因为电路中的实际电流等于灯泡的额定电流,所以灯泡正常发光,其两端的电压等于额定电压,即
由于此时电路中只有灯泡,所以电源电压等于灯两端的电压,即为12V,故说法②正确;
假设a为电压表,b为电流表。当S1、S2、S3都闭合时,灯泡和电压表a并联,闭合S2会造成滑动变阻器被短路,移动滑动变阻器电路中的电流不变,这与题干中“移动滑片P,电流表A1示数会发生变化”不符。因此假设错误,所以a为电流表,b为电压表。故说法①错误;
只闭合开关S1时,灯泡L与滑动变阻器R0串联。 当电流表示数为0.5A时,电路的总电阻为
灯泡在额定电压下正常工作时的电阻为
题中已知“灯泡电阻随温度升高而增大”。当电路中电流为0.5A时,小于额定电流1A,灯泡的实际功率减小,温度降低,因此此时灯泡的实际电阻小于12Ω。 根据串联电路的电阻特点,滑动变阻器接入电路的阻值为
因为,所以
故说法③错误;
将a(电流表)与R0互换位置,并闭合所有开关。此时,电路变为灯泡L与滑动变阻器R0并联。电压表b所在支路因其内阻极大而视为断路,对电路没有影响。 在并联电路中,各支路两端的电压等于电源电压,所以滑动变阻器R0两端的电压为
要使滑动变阻器的功率最小,需要使其接入电路的电阻RP最大。 滑动变阻器的最大阻值为20Ω。 所以滑动变阻器功率的最小值为
故说法④正确。综上所述,正确的说法是②和④,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.(2024年武汉江岸区九上期中考试,11) 某科学小组自制了一个标有“30Ω 1A”的电阻箱,利用该电阻箱连接了如图甲所示电路,电源电压12V保持不变,电流表量程为0~0.6A,两电压表量程均为0~15V,在保证电路安全的前提下,改变电阻箱的阻值,并根据记录的某电压表示数,绘制了如图乙所示的图象,下列说法正确的是( )
A. 图乙是电压表示数与阻值的关系图象
B. 的阻值为60Ω
C. 阻值的调节范围是5~30Ω
D. 电压表示数的范围是2~9V
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图甲可知,电阻箱与定值电阻串联,由串联电路分压规律可知,随着电阻箱的增大,两端分得的电压越高,而图中随着的增大,电压值减小,故图乙是电压表示数与阻值的关系图象,故A错误;
B.由图乙可知,当时
电源电压12V保持不变,则电阻箱两端电压为
此时电路中的电流为
的阻值为
故B错误;
C.电流表的量程为0~0.6A,根据欧姆定律可知当电路中电流为时,阻值最小,此时
可得
当阻值为最大值是,根据串联电路分压规律,此时
在电压表量程范围内,电路安全,因此阻值的调节范围是5~30Ω,故C正确;
D.根据串联电路分压规律可知,当阻值最大时,最大,最小,当阻值最小时,最小,最大。当时,最大
当时,最小
电压表示数的范围是4~9V,故D错误。
故选C。
7.(2025年武汉九上期末考试(二),10) 如图是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动,从而改变了电路中电流表的示数。因此,电流表上一定的示数便对应着油面的一定高度,把电流表刻度盘改为相应的测量体积数,就可以直接读出油箱中的油量。下列错误的是( )
A. 电阻在电路中的作用是保护电路
B. 滑动变阻器R是通过改变接入电路中电阻的长度来改变电阻大小
C. 电流表示数增大时,说明油箱内油面上升
D. 油量的零刻度线对应电流表零度线的位置
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图所示,当油箱中的油量增加时,液面上升,浮子上升,另一端的滑杆下降,滑动变阻器连入电路的阻值变小,当油面上升到一定程度,滑动变阻器连入电路中的电阻为0,若此时电路中没有电阻R0,会造成电源短路,所以在电路中串联电阻R0能起到保护电路的作用,故A正确,A不符合题意;
B.如图所示,当变阻器滑片位置变化时,变阻器接入电路的电阻长度就发生变化,所以滑动变阻器R是通过改变接入电路中电阻的长度来改变电阻大小的,故B正确,B不符合题意;
C.如图所示,该电路为R和R0的串联电路,电流表测电路中的电流,当电流表示数增大时,由可知,电路总电阻变小,即滑动变阻器连入电路的阻值变小,则滑动变阻器滑片向下移动,由图可知浮子上升,即说明油箱内油面上升,故C正确,C不符合题意;
D.如图所示,当油箱中没有油时,浮子位置最低,滑动变阻器接入电路的阻值最大,但电流不会为零,因此油量的零刻线不会对应电流表零刻线的位置,故D错误,D符合题意。
故选D。
8.(2024九年级上江苏南通期末)如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为10Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.滑动变阻器R的最大阻值为10Ω
C.若滑片从a端匀速移动到b端,电压表指针匀速转动
D.若滑片从a端匀速移动到b端,电压表指针转速变快
【答案】D
【详解】AB.当滑片在a端时,滑动变阻器接入电阻最大,电路电流最小,电压表示数最大为U1=8V ;滑片在中点时,电压表示数U2=6V 。设电源电压为U,滑动变阻器最大阻值为R。根据串联电路电流特点和欧姆定律,滑片在a端时,
滑片在中点时,
已知R0=10Ω,代入数据,
解方程组得U=12V,R=20Ω,故AB错误;
CD.根据串联电路分压原理,滑片从a端匀速移动到b端,R滑减小,U滑减小 。
设滑片移动速度为v,移动时间为t,R滑=R-vt ,
U滑与t不是线性关系,且R滑减小速度越来越快,电压表示数减小速度越来越快,即电压表指针转速变快,故C错误,D正确。
故选D。
9.(2025年武汉江岸区九上期中考试,19) 实验小组设计的燃气泄漏自动报警装置示意图如图甲所示,当报警器中的电流增加到某一固定值I时,报警器报警。电源电压、均保持不变,气敏传感器由电阻为的气敏电阻和电阻为R的加热电阻丝组成,气敏电阻的电阻与燃气浓度c的关系如图乙所示,为保证气敏电阻能正常工作,需加热电阻丝通电对其加热。用户可以通过改变电阻箱的电阻来设置不同的燃气报警浓度,设置好后报警装置正常工作期间电阻箱的电阻不可调节。
(1)已知电源电压为3V,闭合开关,通过电阻R为30Ω的加热电阻丝的电流是多少?
(2)某次设置了燃气报警浓度后测得:当燃气浓度为时,报警器中的电流为0.2A;当燃气浓度为时,报警器中的电流变化了0.08A,求电源电压是多少?
(3)当设定电阻箱的电阻为30Ω时,报警器会在燃气浓度达到时报警。为提高报警器的灵敏度,使报警器在燃气浓度达到时报警,则电阻箱的电阻应设定为多少?
【答案】(1)
0.1A (2)
12V (3)
20Ω
【解析】
【小问1详解】
由图可知,加热电路由电源、开关和加热电阻丝R组成,根据欧姆定律,可得,通过加热电阻丝的电流
【小问2详解】
报警电路由电源、开关、气敏电阻、电阻箱和报警器串联组成,由图乙可知,当燃气浓度时,气敏电阻,此时电路中电流为,当燃气浓度时,气敏电阻,因为燃气浓度减小时,气敏电阻增大,电路总电阻增大,所以电流减小,因此
根据欧姆定律,有
①
②
联立①②解得,
【小问3详解】
由图乙可知,燃气浓度达到时,气敏电阻阻值,根据题意,报警器报警时的电流I是固定的,其值为
为使报警器在燃气浓度时报警,电路中的电流也应达到0.3A,由图乙可知,当燃气浓度为时,气敏电阻
此时电路的总电阻
所以,电阻箱的电阻应设定
10.(2025河南驻马店中考真题)小明利用热敏电阻制作高温报警器,要求环境温度达到或超过某一温度T0时,报警器(对电路的作用类似电压表)报警,其电路图如图甲所示,电源电压U=21V,定值电阻R0=2kΩ,热敏电阻R的阻值随环境温度T变化的情况如图乙所示。当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警。
(1)由表格数据可知热敏电阻的阻值随环境温度的升高而 。
(2)设定的报警温度T0是多少?
(3)若在某段时间内环境温度恒定为40℃,则报警器两端电压为多大?
【答案】(1)减小
(2)80℃
(3)6V
【规范解答】(1)从表格数据可以看出,随着环境温度的升高,热敏电阻的阻值逐渐减小。
(2)如图R0和热敏电阻串联,报警时R0两端的电压U0=14V,电源电压U=21V,此时热敏电阻R两端的电压
定值电阻R0=2kΩ,由串联分压原理可知,即
解得,由图乙可知此时环境温度为80℃,即报警温度为80℃。
(3)由图乙可知当环境温度为40℃时,热敏电阻R′=5kΩ,此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
电阻R0两端电压
即报警器两端电压为6V。
11.(2025九年级北京专题练习)为开展科技活动,小阳设计了一个用开关S2控制阻值为R1的电阻两端电压的工作电路,如图甲所示,电源电压恒为19V。此外,利用实验测得通过R1的电流与其两端电压的关系如图乙所示。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)闭合开关S1,要使S2断开时R1两端的电压变为16V,求电阻R2的阻值。
【答案】(1)20Ω
(2)3.75Ω
【规范解答】(1)根据图乙,当电阻R1两端的电压为19V时,通过它的电流为0.95A。根据欧姆定律可知,电阻R1的阻值
(2)闭合开关S1,断开S2时,电阻R1和R2串联。通过R2的电流等于通过R1的电流,此时R1两端的电压为16V,通过R1的电流
电源电压为 19V,因此电阻R2两端的电压U2=U−U1=19V−16V=3V
根据欧姆定律,电阻R2的阻值
12.(2024年武汉汉阳区九上期中考试,19) 为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求:
(1)定值电阻R0在电路中的作用是______,阻值为______;
(2)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)______?
(3)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请将电压表正确连接在图丙的电路,需要可以实现表盘质量刻度均匀______。
【答案】(1) ①. 保护电路 ②. 60
(2)10.9V (3)
【解析】
【小问1详解】
[1]当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时,定值电阻R0可以起到保护电路的作用。
[2]根据题意,当滑动变阻器调至阻值最大处时,滑动变阻器两端电压为15V,则电路中的电流为
定值电阻R0两端电压为
定值电阻R0的阻值为
【小问2详解】
当滑片P位于滑动变阻器的中点时,变阻器接入电路中的阻值为总电阻的一半即为50Ω,此时电路中的总电阻为
此时电路中的电流为
电压表的示数为
【小问3详解】
要使表盘上刻度均匀,必须保证电路电流不变,电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比,电路如图:
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九年级物理同步练习 专题十七 17.2《欧姆定律》
分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高
目 录
第一部分 分考点精练(共21题)
考点一 欧姆定律的理解(3题)
考点二 欧姆定律的表达式与决定关系(3题)
考点三 欧姆定律的图像分析(3题)
考点四 利用欧姆定律分析故障电路(3题)
考点五 串联电路的电阻与电压的比值关系及计算(3题)
考点六 并联电路的电阻与电压的比值关系及计算(3题)
考点七 欧姆定律的简单计算(3题)
第二部分 基础巩固(共12题)
第三部分 培优提高(共12题)
第一部分 分考点精练
考点一 欧姆定律的理解
【典例01】(2025九年级上全国课后作业)欧姆定律
(1)内容:通过导体的电流,与导体两端的电压成 ,与导体的电阻成 。
(2)公式: 。
(3)适用范围:纯电阻电路。
(4)变形公式: , 。
【变式1-1】(2024九年级上四川泸州期末)最先研究电流、电压和电阻关系并得出结论的科学家是:( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.瓦特
【变式1-2】(2025年武汉江汉五校九上期中,12) 在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,根据实验数据得到了如图所示的图像。下列说法正确的是( )
A. 当导体两端电压为时,导体的电阻也为
B. 导体两端的电压越高,通过这段导体的电流越大
C. 由图像可知两个电阻的阻值不变,且
D. 将与串联接入电路,二者两端电压之比为
考点二 欧姆定律的表达式与决定关系
【典例02】(2025年武汉经开区九上期末,7) 某同学用伏安法测量通过盐水柱的电流和其两端的电压,表格中是他记录的实验数据,根据实验数据在坐标系中描绘的点连线如图所示。下列说法正确的是( )
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.6
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.18
0.20
0.25
A. 图像连线错误
B 欧姆定律不适用于盐水
C. 实验所用盐水柱的电阻是
D. 因为考虑到误差因素,盐水柱两端电压与通过盐水柱的电流成正比
【变式2-1】(2024九年级上湖北黄石期末)根据欧姆定律可导出公式,依此可测量导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料、长度和横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关
C.导体的电阻既与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比
【变式2-2】(2024九年级上云南昭通期末)下列对欧姆定律的公式及变形式的理解正确的是( )
A.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
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小是由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定的
D.导体两端的电压为零时,通过导体的电流和导体的电阻也都为零
考点三 欧姆定律的图像分析
【典例03】(2024九年级上安徽安庆阶段练习)甲乙两同学做“探究电流跟电阻关系”的实验时,根据测得的实验数据在同一坐标系中绘制出如图所示的I-R图像,从图中可以看出甲乙两位同学实验时各自控制的电压值大小关系U甲 U乙(选填“>”“=”或“<”)。
【变式3-1】(2025年武汉楚才中学九上12月,10) 如图所示是灯泡L与定值电阻R的图像。若将L与R串联在6V的电源上,下列说法正确的是( )
A. 此时灯泡的电阻是 B. 此时定值电阻R的阻值是
C. 此时电路中的电流是0.4A D. 此时灯泡两端的电压是6V
【变式3-2】(2024年武汉硚口区九上12月月考,12) 如图所示为电阻R1和R2的I-U图像,由图像可知( )
A. R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. R1与R2的电阻之比为2∶1
C. 将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2
D. 将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1∶2
考点四 利用欧姆定律分析故障电路
【典例04】(2024九年级上四川眉山期末)如图所示电路中,闭合开关S,灯L亮,电流表、电压表有示数,工作一会儿发现小灯泡L不亮,两电表中一个示数增大一个示数减小。则电路可能出现的故障是( )
A.电阻R断路 B.电阻R短路 C.小灯泡L断路 D.小灯泡L短路
【变式4-1】(2025年武汉华师一附属中学初中部九上10月,12) 如图所示电路,开关闭合后,两灯都不亮。用一根导线连接ab两点后,两灯仍不亮;再用这根导线连接b、c两点后,两灯还是不亮;仍然用这根导线连接b、d两点后,灯L1亮而灯L2不亮。假设故障是下列中的一个,那么故障是
A. 灯L1断路 B. 灯L1短路
C. 灯L2断路 D. 开关的接线柱处断开
【变式4-2】(2025年武汉新洲区九上期末,9) 如图所示,闭合开关S后,电路正常工作。过了一会儿,两盏灯突然熄灭,一只电表的示数变小,另一只电表的示数变大。若故障只发生在L1或L2上,则该电路可能发生的故障是( )
A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路
考点五 串联电路的电阻与电压的比值关系及计算
【典例05】(2025年武汉洪山区九上元月月考,15) 为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压,若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化图像如图乙所示,当AB两端电压为______V 时,跳绳自动计数器会计数一次,绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的_______倍 。
【变式5-1】(2024九年级上河南许昌期末)在如图所示的电路中,电阻R1=4Ω,R2=15Ω,电源电压及定值电阻R的阻值未知。当开关S接位置1时,电流表的示数为0.5A,则此时R1两端的电压是 V;当开关S接位置2时,定值电阻R两端电压 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式5-2】(2025年武汉二桥中学九上12月月考,11) 如图所示,电源电压保持不变,、的阻值分别为10Ω、5Ω。当开关、闭合,断开时,电流表的示数为0.6A,两端的电压为;当开关闭合,、断开时,电流表的示数为0.15A,两端的电压为。下列判断正确的是( )
A. 电源电压为3V
B. 的阻值为40Ω
C.
D. 当开关、闭合,断开时,电流表的示数为0.6A
考点六 并联电路的电阻与电压的比值关系及计算
【典例06】(2024年武汉洪山区九上期中考试,15) 图甲电路闭合开关,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.3A,则灯L1、L2的电阻之比为________。图乙电路闭合开关,V1的示数为2.5V,V的示数为6V,则灯L1、L2的电阻之比为________;若灯突然烧断了灯丝而熄灭,则V2的示数为________V。
【变式6-1】(2024九年级上河南安阳期末)如图所示,电源电压恒定不变,先在A、B两点间接入定值电阻R1,电压表示数为3V,电流表示数为0.1A;再在A、B上方并联一只定值电阻R2(虚线部分),电流表示数变为0.3A,则并联电阻R2的阻值是 Ω。
【变式6-2】(2024年武汉硚口区九上12月月考,13) 如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从中点向右端移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A1示数变小,A2示数不变,电压表V示数变大
B. 电流表A1示数变小,A2示数变小,电压表V示数不变
C. 电流表A1示数变大,A2示数变大,电压表V示数不变
D. 电压表V的示数与电流表A2示数的比值不变
考点七 欧姆定律的简单计算
【典例07】(2025九年级上全国单元测试)一段导体两端的电压是3V时,导体中的电流是0.5A。如果电压增大到6V,导体中的电流是 A;如果电压减小到1.5V,导体中的电流变为 A。
【变式7-1】(2025山东泰安一模)某一导体,两端加3.0V电压时,通过它的电流为0.15A,它的电阻为 Ω;当其两端电压为0时,它的电阻是 。
【变式7-2】(2025年武汉九上期末考试(二),9) 如图甲所示是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,电源电压为4.5V,定值电阻的电阻R=100Ω,天然气气敏电阻的电阻是R0。当报警器两端的电压达到3V时报警,此时R0的值为( )
A. 50Ω B. 100Ω C. 200Ω D. 300Ω
第二部分 基础巩固
1.(2024九年级上贵州毕节期末)教室天花板上悬挂的电灯和电扇的情景如图所示。现在将一盏电灯打开使其亮起,然后再打开一台电风扇的开关使其工作,则通过亮起的电灯的电流 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
2.(2024年武汉江汉区九上期中,10) 在一次电学实验中观察到电流表和电压表的示数如图所示,发现是某元件被短接导致,该元件可能是( )
A. 开关 B. 定值电阻
C. 电流表 D. 滑动变阻器
3.(2025年武汉硚口区九上12月,14) 某改装天然气泄漏检测仪内部简化电路如图所示,检测仪工作时电源电压为4.5V,定值电阻的电阻R0为200Ω,天然气气敏电阻的电阻是R,其阻值随着天然气浓度变化规律如表所示。报警器是由________表改装而成的,当天然气气体浓度升高时,报警器示数将会________(填“变大”、“变小”或“不变”)。天然气气敏电阻两端的电压降到3V时检测仪报警,此时天然气浓度是________VOL%。
天然气浓度/VOL%
0
10
20
30
35
40
50
电阻R/Ω
600
500
400
300
250
200
100
4.(2025年武汉外国语学校九上12月月考,15) 如图所示是定值电阻R和小灯泡L两端电压和电流的关系图线,由图可知,当把L和R并联在电压为______V的电路中时,干路电流为0.9A,当把L与R串联接在电压为______V的电路中时电流为0.5A。
5.(2025年武汉东湖新技术开发区九上期中,12) 某小组同学设计如图四种用于测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。在这四种装置中,当油量增加时,电流表和电压表示数都变大的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025年武汉四区九上期中考试,11) 如图所示的电路中,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法中正确的( )
A. 亮度不变,电压表示数不变、电流表示数变小
B. 亮度变暗,电压表示数变大、电流表示数变小
C. 亮度不变,电压表示数不变、电流表示数不变
D. 亮度变暗,电压表示数变小、电流表示数变大
7.(2025年武汉外国语学校九上12月月考,10) 如图是一种测定油箱内油量的装置,其中电流表可改装成油量表,R是滑动变阻器的电阻片(阻值为),滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子,随油面升降,滑片在电阻片R的两端之间滑动。已知电源电压为12V且保持不变,定值电阻的阻值为。下列说法正确的是( )
A. 当油箱中的油量减少时,变阻器连入电路的电阻变小
B. 当油箱中的油量减少时,油量表(电流表)示数变大
C. 当油箱中的油量达到最大值时,电流表的示数是0.6A
D. 由电流表改装成的油量表刻度是均匀的
8.(2025湖南湘西二模)如图所示的电路,闭合开关S后,调节滑动变阻器增大其阻值,下列有关该电路各物理量变化情况的说法中,正确的是( )
A.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数减小
B.电流表示数增大、两端的电压增大、电压表的示数增大
C.电流表示数减小、两端的电压减小、电压表的示数增大
D.电流表示数增大、两端的电压减小、电压表的示数减小
9.(2025九年级上全国单元测试)如图所示,已知,,电源电压不变,当开关S断开时,电流表的示数为0.1A,则当开关S闭合时,电压表的示数为( )
A.1V B.2V C.3V D.4V
10.(2024九年级上河北保定期末)如图是电阻甲和乙的图像,小菲对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为3V
B.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.6A
C.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
D.当乙两端电压为1V,其电阻值为5Ω
11.(2024九年级上湖南怀化期末)小海按图做了一系列实验,实验记录如表格所示,下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是( )
第一组
0.2A
0.4A
0.6A
第二组
0.1A
0.2A
0.3A
第三组
0.05A
0.1A
0.15A
A.B.C. D.
12.(2025九年级上全国单元测试)如图所示的电路中,电源电压若保持不变,,。问:
(1)如果开关、都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压是多大?
(2)如果开关、都闭合时,电流表示数为2A,那么的阻值是多大?
第三部分 培优提高
1.(2025山东聊城二模)“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。图乙为测试仪的电路图,电源电压恒为4V,电压表量程为0-3V,定值电阻R=10Ω用于保护电路。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”,下列说法正确的是( )
A.当酒精浓度为0.2mg/mL时,电压表示数为1V
B.Rx的阻值随酒精气体浓度的升高而增大
C.当酒精浓度升高时,电压表示数会减小
D.若用电流表显示酒精浓度,当酒精浓度升高时,电流表示数会减小
2.(2025年武汉东西湖区九上期中,11) 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片从最右端滑至最左端,两个电阻的关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 图乙中图线B反映的是通过的电流与两端电压的关系
B. 电源电压为4V
C. 滑动变阻器的最大阻值为
D. 的滑片向左移动过程中,电压表示数与电流表A的示数之比逐渐变小
3.(2025年武汉硚口区九上12月,12) 图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”。在滑片移动的过程中,电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系如图乙所示,电流表和电压表的示数都没有超过所选的测量范围。以下说法:
①电源电压为16V
②R1的电阻是20Ω
③电流表示数变化范围是0.15A~0.6A
④电压表示数变化范围是0V~15V
⑤滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω
其中正确的是( )
A. ①③ B. ②⑤ C. ②③④ D. ④⑤
4.(2025年武汉黄陂区部分学校九上12月质量监测,11) 如图所示模拟简易调光灯的调节过程。已知小灯泡的规格为“4.5V 1.35W”,滑动变阻器的规格为“25Ω 1A”,电源电压为6V。滑动变阻器滑片由最左端向右滑动时小灯泡逐渐变暗。如果灯丝电阻不变,闭合开关S,移动滑片P,在保证电路中各元件安全的情况下,电压表选用0~3V量程”,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器阻值的调节范围是0~12Ω
B. 电流表的示数变化范围是0.15~0.6A
C. 小灯泡实际电功率的变化范围是0.6~1.35W
D. 电路的总功率变化范围是0.9~2.4W
5.(2025年武汉汉阳区九上期末质量监测,12) 如图所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,a、b为电流表、电压表其中之一,且不相同。只闭合开关,滑片P置于左端,电流表示数为1A;滑片P置于右端,再闭合开关,移动滑片P,电流表示数会发生变化。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
①a为电压表
②电源电压为12V
③只闭合开关,若电流表示数为0.5A,则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
④将a与互换,开关均闭合,移动滑片P,滑动变阻器功率的最小值为7.2W
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
6.(2024年武汉江岸区九上期中考试,11) 某科学小组自制了一个标有“30Ω 1A”的电阻箱,利用该电阻箱连接了如图甲所示电路,电源电压12V保持不变,电流表量程为0~0.6A,两电压表量程均为0~15V,在保证电路安全的前提下,改变电阻箱的阻值,并根据记录的某电压表示数,绘制了如图乙所示的图象,下列说法正确的是( )
A. 图乙是电压表示数与阻值的关系图象
B. 的阻值为60Ω
C. 阻值的调节范围是5~30Ω
D. 电压表示数的范围是2~9V
7.(2025年武汉九上期末考试(二),10) 如图是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动,从而改变了电路中电流表的示数。因此,电流表上一定的示数便对应着油面的一定高度,把电流表刻度盘改为相应的测量体积数,就可以直接读出油箱中的油量。下列错误的是( )
A. 电阻在电路中的作用是保护电路
B. 滑动变阻器R是通过改变接入电路中电阻的长度来改变电阻大小
C. 电流表示数增大时,说明油箱内油面上升
D. 油量的零刻度线对应电流表零度线的位置
8.(2024九年级上江苏南通期末)如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为10Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.滑动变阻器R的最大阻值为10Ω
C.若滑片从a端匀速移动到b端,电压表指针匀速转动
D.若滑片从a端匀速移动到b端,电压表指针转速变快
9.(2025年武汉江岸区九上期中考试,19) 实验小组设计的燃气泄漏自动报警装置示意图如图甲所示,当报警器中的电流增加到某一固定值I时,报警器报警。电源电压、均保持不变,气敏传感器由电阻为的气敏电阻和电阻为R的加热电阻丝组成,气敏电阻的电阻与燃气浓度c的关系如图乙所示,为保证气敏电阻能正常工作,需加热电阻丝通电对其加热。用户可以通过改变电阻箱的电阻来设置不同的燃气报警浓度,设置好后报警装置正常工作期间电阻箱的电阻不可调节。
(1)已知电源电压为3V,闭合开关,通过电阻R为30Ω的加热电阻丝的电流是多少?
(2)某次设置了燃气报警浓度后测得:当燃气浓度为时,报警器中的电流为0.2A;当燃气浓度为时,报警器中的电流变化了0.08A,求电源电压是多少?
(3)当设定电阻箱的电阻为30Ω时,报警器会在燃气浓度达到时报警。为提高报警器的灵敏度,使报警器在燃气浓度达到时报警,则电阻箱的电阻应设定为多少?
10.(2025河南驻马店中考真题)小明利用热敏电阻制作高温报警器,要求环境温度达到或超过某一温度T0时,报警器(对电路的作用类似电压表)报警,其电路图如图甲所示,电源电压U=21V,定值电阻R0=2kΩ,热敏电阻R的阻值随环境温度T变化的情况如图乙所示。当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警。
(1)由表格数据可知热敏电阻的阻值随环境温度的升高而 。
(2)设定的报警温度T0是多少?
(3)若在某段时间内环境温度恒定为40℃,则报警器两端电压为多大?
11.(2025九年级北京专题练习)为开展科技活动,小阳设计了一个用开关S2控制阻值为R1的电阻两端电压的工作电路,如图甲所示,电源电压恒为19V。此外,利用实验测得通过R1的电流与其两端电压的关系如图乙所示。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)闭合开关S1,要使S2断开时R1两端的电压变为16V,求电阻R2的阻值。
12.(2024年武汉汉阳区九上期中考试,19) 为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求:
(1)定值电阻R0在电路中的作用是______,阻值为______;
(2)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)______?
(3)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请将电压表正确连接在图丙的电路,需要可以实现表盘质量刻度均匀______。
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