【物理】九年级物理下册期中精选测试卷综合测试卷(word含答案)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.小明同学在探究电流与电阻的关系实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒为6V),电流表(0~0.6A)、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器“30Ω 1A”,导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接;(__________)(2)同学们先将5Ω的电阻接入电路R所在位置,闭合开关移动滑片,使电压表的示数为2.5V,记录此时电压表、电流表的示数;接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,_____,将对应的电压表、电流表的示数记入表格。
实验中,定值电阻两端的控制电压值的合理范围是______;(3)小聪同学认为小明的实验操作太麻烦,决定将滑动变阻器和电压表去掉,用两节新的干电池做电源。
电路简化为如图丙所示,进行实验,实验中在A、B之间接入阻值不同的定值电阻,在实验器材完好,操作过程无误的情況下,获得的实验数据如表格所示。
小聪分析数据发现无法得出相应的实验结论。
请你通过分析数据及实验器材,说明小聪无法得出实验结论的原因_____。
实验次数1 2 3电阻R/Ω 5 10 20电流I/A 0.5 0.260.14【答案】 调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P 使其电压表的示数还是2.5VR 2.4V 3V U ≤≤ 见解析【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]从图甲可以看到,变阻器与电阻R 串联接在电路中,电压表测的是电阻R 两端的电压,在图乙中,电源的正极与滑动变阻器的左下端相连,滑动变阻器的电阻最大是30Ω,而四个定值电阻中最大的电阻是20Ω,所以定值电阻中的电压不会超过3V ,电压表的量程选择0~3V 即可,电压表的3V 接线柱与定值电阻的右端相连;根据上述连接实物图,如下图所示。
(2)[2]探究电流与电阻的关系,就要保持电阻两端的电压不变,所以接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P使其电压表的示数还是2.5V,再将对应的电压表、电流表的示数记入表格。
[3]由题意可知,设电阻R两端的电压是RU,电路中的电流是I,根据欧姆定律可得RUIR=,滑动变阻器两端的电压是R6V-U U=滑滑动变阻器接入电路的阻值大小是()RRR R6V-6V-U RU URUI UR⋅===滑滑因为30ΩR≤滑,即()RR6V-30ΩU RU⋅≤化简可得R6V30ΩRUR⨯≥+当电阻5ΩR=,可得到R6V7U≥;当电阻10ΩR=,可得到R 1.5VU≥;当电阻15ΩR=,可得到R2VU≥;当电阻20ΩR=,可得到R 2.4VU≥;由于电压表的量程是0~3V,所以R3VU≤;综上所述,实验中,定值电阻两端的控制电压值的合理范围是R2.4V3VU≤≤(3)[4]从表中数据可以看到,三次实验,电流与电阻的乘积是不相同的,即电阻两端的电压是不相同的,这是因为电流表也有内阻,当电阻R阻值变大时,根据串联电路的分压原理可知,电流表的内阻不变,电阻R两端的电压也在变大,而探究电流与电阻的关系实验,要求电压不变,所以无法得出相应的实验结论。
2.压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。
小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,探究其阻值与所受压力大小(不超过250N)的关系,如图所示是小刚设计的实验电路图。
电源电压恒定,R0为定值电阻,R1为压力传感器。
(1)连接电路时开关应__________电路中R0的作用是_____________。
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电,电路出现的故障是_________;排除故障后,逐渐增大R1受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,计算出对应的R1的阻值,记录如下表所示,第5次测深时,电压表示数为4V。
电流表示数为02A。
此时R1的阻值为_______Ω。
请根据表中的数据在图中画出R1随F变化的关系图像(___________)次数123456F/N050100150200250R1/Ω6050403010(3)通过实验探究可归纳出, R1的阻值随压力F大小变化的关系式为_____________。
当R1的阻值为32Ω时,R1上受到的压力是__________N,若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力,则电子秤应显示_______________kg【答案】断开保护电路R1断路 20 R1=60-0.2F 14014【解析】【详解】第一空.为了保护电路,连接电路时,开关应断开;第二空.因为串联电阻起分压作用,所以电路中串联电阻R0是为了保护电路;第三空.电流表无示数,电路发生断路,电压表等于电源电压,则与电压表并联的电阻丝R1断路;第四空.根据欧姆定律UIR知,第5次电阻值为:14V==20Ω0.2AURI=第五空.把压力大小作为横坐标,把电阻大小作为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R1的阻值随压力F的大小变化的图象,如图:第六空.根据R1的阻值随压力F的大小变化的图象可知,压敏电阻R1的阻值与压力F成一次函数关系,设它们的关系式为:R1=kF+b-------①。
把F=50N,R1=50Ω和F=100N,R1′=40Ω代入①式可得:50=50k+b-------②40=100k+b--------③联立方程②③可得:k=-0.2,b=60,所以它们的关系式为R1=60-0.2F;第七空.把R=32Ω代入R1=60-0.2F:即32=60-0.2F解得F=140N第八空.因为压力等于重力,所以G=F=140N物体的质量:140N=14kg10N/kgGmg==3.在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验器材:两节新干电池,3个定值电阻(R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω),规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
实验步骤如下:(1)连接电路时,开关应处于_____(填“闭合”或“断开”)状态。
(2)小明连接了图甲所示的部分电路,请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,要求滑片向左移动时电流变小。
(______)(3)连好电路后,按下列步骤进行实验。
①将R1接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,记下电流表的示数I1。
②用R2替换R1接入电路闭合开关后,接下来的操作是_____,记下电流表的示数I2。
③用R3替换R2接入电路,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数始终大于1.5V,请写出一种使电压表示数能达到1.5V的办法:_____。
④问题解决后,小明绘制如图乙所示的I﹣R图象,得出结论:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成_____比。
(4)探究完电流与电阻的关系后,小明利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率,选取的小灯泡上标有“0.3A”字样,估计它的额定功率为1.5W,电流表的“0~0.6A”和“0~3A”量程完好,电压表的“0~3V”量程完好,“0~15V”量程已损坏,滑动变阻器的铭牌标有“50Ω 1A”字样。
连接电路时,小明实验操作正确,闭合开关时,电流表和电压表的示数分别为0.2A和2V;接着他边思考边实验,改进电路后,当将滑动变阻器的滑片P移至中点(连入电路中的电阻为25Ω)时,灯泡正常发光。
小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。
根据以上的叙述回答下列问题。
①该同学判断小灯泡正常发光的依据是_____。
②请在虚线框内画出小明改进后的电路图。
(______)③小灯泡的额定功率是_____W。
【答案】断开移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为1.5V 详见解析反电流表的示数为0.3A 1.35【解析】【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应断开;(2)[2]滑片向左移动时电流变小,说明变阻器连入电路的电阻增大,滑动变阻器接右下接线柱,与定值电阻串联;因为电源电压为2节新电池,电源电压为3V,电路的最小电阻为5Ω,电路的最大电流为:I=3V5ΩUR=0.6A,所以电流表选用0﹣0.6A的量程,且电流表串联在电路中,如下图所示:(3)①当电路中接入的电阻为R1时,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为1.5V,读出电流表的示数I1;②[3]用R2替换R1接入电路,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数I2;③[4]用R3替换R2接入电路时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,可能是滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使电阻R两端的电压过大造成的;或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的;或是电源电压太大。
解决的办法:换用最大阻值更大的滑动变阻器(或换用电压较低的电源);④[5]由图乙可知:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比;(4)①[6]当电流表示数等于灯泡额定电流0.3A时,灯泡正常发光;②[7]灯泡额定电压约为U L=1.5W0.3API=5V>3V,而电压表0~15V量程已经损坏,因此不能用电压表测灯泡电压,可以把电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路,实验电路图如图所示:③[8]闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值50Ω,电源电压U=U V+IR滑最大=2V+0.2A×50Ω=12V;灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值是25Ω,灯泡两端电压U L′=U﹣I′R=12V﹣0.3A×25Ω=4.5V,灯泡额定功率P L=U L′I′=4.5V×0.3A=1.35W。
4.小明同学做测量小灯泡电阻的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V实验电路连接如图甲所示。
(1)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯不亮,电流表、电压表均有示数。
接下来他应该进行的操作是_____(只填字母)。
A .检查电路是否通路B .更换小灯泡C .移动滑动变阻器的滑片(2)某次测量时,滑动变阻器的滑片移动到某一位置,电压表的示数为2.2V ,想得到小灯泡在额定电压下的电阻值,应将滑片向_____(填“左”或“右” )移动。
(3)小灯泡在额定电压下的电流,如图乙所示,此时小灯泡的灯丝电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。
(4)他第一次测量时,电压等于2.5V ,小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量数据及计算出每次的电阻如表。
由表格中的数据得出概括性的结论是:不同电压下,小灯泡的电阻值不同,灯丝的电阻随_____。
(5)整理器材时,小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热,其原因是_____。