【物理】人教版九年级下册物理期中精选试卷测试卷(含答案解析)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.欣欣利用如图甲所示的电路,探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。
实验器材:电源(电压恒为 4.5V),电流表、电压表各一只,开关,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(甲“10Ω 2A”、乙“20Ω 1A”),导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接;(_____________)(2)实验中欣欣发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则电路故障可能是_______;(3)排除故障后,多次改变 R的阻值,根据实验数据画出如图丙所示的I-R图像,得到的结论是_______ ;(4)在上述实验中,欣欣用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,为了完成实验,他应该将滑动变阻器的滑片向 ______ 端移动(选填“A”或“B”),使电压表示数为______________V;(5)当欣欣改用15Ω的电阻继续实验时,发现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实验要求的值,则欣欣选用的滑动变阻器的规格是______(选填“甲”或“乙”),如果串一个定值电阻就能完成实验,那么这个定值电阻的范围是________;(6)除了更换滑动变阻器的方案以外,欣欣想到原有器材不变,调整定值电阻两端的电压也可以完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围是________。
【答案】定值电阻断路在电压不变时,通过导体的电流与电阻成反比A 2.5 甲2~12Ω 2.7V∼3V【解析】【分析】【详解】(1)[1]将电压表并联在定值电阻的两端,如图所示;(2)[2]乙图中,左表为电压表,示数满偏,说明电压表与电源连通;右边为电流表示为0,说明电路断路或总电阻很大,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了。
(3)[3]由图丙所示图象可知:通过电阻的电流与电阻值的乘积为2.5保持不变,是一个定值,这说明:在电压不变时,电流与电阻成反比。
(4)[4][5]根据图丙所示的I−R 图象知,电阻两端的电压U =IR=5V ×0.5A=2.5V闭合开关发现电压表的示数变大,为保持电阻的电压不变,应增加变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应增大变阻器连入电路中的电阻,他应该将滑动变阻器的滑片向A 端移动,使电压表示数为2.5V 。
(5)[6]当用15Ω的电阻继续实验时,即使将“10Ω2A ”的变阻器变阻器的全部电阻10Ω连入电路,由欧姆定律,此时电路中的电流I ='U R R +滑= 4.5V 15Ω10Ω+ =0.18A 电压表的最小示数U 小=IR =0.18A ×15Ω=2.7V>2.5V所以,他发现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实验要求的值,则小明选用的滑动变阻器的规格是甲“10Ω2A ”。
[7]如果串一个定值电阻就能完成实验,则滑动变阻器取最大值10Ω时,R 串最小,即满足U R =U R R R ++滑最大串最小 ⨯R =2.5V即 4.5V 15Ω10ΩR ++串最小⨯15Ω=2.5V 解得R 串最小=2Ω;滑动变阻器取最小值0时,R 串最大,即满足U R =U R R +串最大⨯R =2.5V即 4.5V 15ΩR +串最大⨯15Ω=2.5V 解得R 串最大=12Ω,故这个定值电阻的范围是2~12Ω。
(6)[8]由(5)知,使用“10Ω2A ”的滑动变阻器时,电压表能达到的最小示数为2.7V ;电压表量程为0∼3V ,当电压表示数U 大=3V 时, 滑动变阻器分得的电压U 滑2=4.5V−3V=1.5V当定值电阻为15Ω时,根据分压原理有2U U 滑大=15ΩR 滑 则R 滑=2U U 滑大×15Ω=1.5V 3V×15Ω=7.5Ω 该滑动变阻器能满足要求,所以,电压表的最大示数可以为3V ;综上,除了更换滑动变阻器的方案以外,小明想到原有器材不变,调整定值电阻两端的电压也可以完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围是2.7V ∼3V 。
2.在复习电学知识时,小明在实验室做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”的实验。
实验中,所用的电源电压为6V ,小灯泡点的额定电压为3.8V ,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A ”。
(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。
闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V 时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____W 。
(2)移动变阻器的滑片P ,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的小灯泡的I -U 图象。
由图象可知:当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻______,如果小灯泡两端的电压为1.9V ,则小灯泡的实际功率_______0.38W 。
(3)在做“探究电流与电阻的关系”实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值行别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,他把电路中的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。
如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻两端的电压应该在_______范围内选择。
【答案】1.52变大大于 2.4V~3V【解析】【详解】(1)[1]当电压为额定电压3.8V时,图乙中电流表小量程分度值为0.02A,示数为0.4A,灯的额定功率P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W(2)[2][3]在图丙中,分别作出图象上a、b两点的电压及对应的电流大小,如下图所示由图可看出,电压的增加的量U b-U a大于对应的电流增加的值量I b-I a,即电压增加的量比电流增加的要大,根据欧姆定律a ba ba bU UR RI I=<=所以,当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻也变大;因在实际电压1.9V下的电阻小于灯在额定电压3.8V下的电阻,R实<R额,灯的实际功率2222()()1 1.52W0.38W22444U U U PUP R RR R==>=⨯===额额额额实额实实额实即小灯泡的实际功率大于0.38W。
(3)[4]探究电流与电阻的关系实验时,应控制不同电阻的电压保持不变,根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究,保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验:因电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,当接入最小的电阻5Ω时,电压表示数即为允许的最大电压U大=R小I大=5Ω×0.6A=3V因变阻器的最大阻值为30Ω,当变阻器电阻全部连入电路中时,若接入最大的电阻R大=20Ω,此时电路中的最小电流6V0.12A2030UIR R===+Ω+Ω小定大滑大定值电阻的最小电压U小=I小R定大=0.12A×20Ω=2.4V则定值电阻两端的电压应在2.4V~3V。
3.在“伏安法测电阻”的实验中,小梦同学连接了如图甲所示的电路(电路元件完好,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值为R,接线柱接线牢固).(1)连接电路过程中开关应该_____,开关闭合前滑片滑到_____处.(2)检查电路,发现有一处连接错误,请指出连接错误的导线是_____(填“a”“b”“e”或“d”).(3)纠正错误后,闭合开关,测得几组数据如表.实验序号123电压U/V 1.5 2.1 2.8电流I/A 1.100.14电阻R/Ω15.015.0第3次实验时电流表示数如图乙所示,电流表的示数为_____A.第3次实验后,算出的电阻值是_____,待测电阻值为_____Ω.(4)实验结束后老师组织大家做延伸实验,他把A组的电流表给了B组,把B组的电压表给了A组,让A、B组利用现有器材完成测量电阻的实验设计.如果你在其中一个组,请把设计的电路图画在图丙的虚线框内.【答案】断开电阻最大 d 0.18 15.6Ω 15.2 答案见解析【解析】【分析】【详解】(1)连接电路时,为了防止电路元件损坏,开关应处于断开状态,为了保护电路,滑动变阻器滑到最大阻值处;(2)由实物图知,电压表测量的是电源电压,应该测量定值电阻两端电压,所以错误的是导线d,下端应该连接定值电阻左端的接线柱.(3)如图乙,电流表接在0~0.6A量程上,所以示数为0.18A,此时电压为2.8V,根据欧姆定律可算出此时的电阻为2.815.60.18R=≈Ω,将三次测量数据取平均值可知待测电阻阻值约为15.2Ω;(4) 根据题意可知,A组有两个电压表,B组有两个电流表;要测量电阻R x,要根据串并联电路特点设计电路A组上图B组下图,则其设计如图:【点睛】伏安法测电阻中,多次测量的目的是为了取平均值;探究电流与电压关系的实验中,多次测量的目的是为了实验更具普遍性.已知滑动变阻器最大阻值为R,在最后一问的设计中,可以以R为纽带,找到电源电压的表达式.4.在“用伏安法测电阻”的实验中:(1)实验原理是________________________.(2)用电压表、电流表测量电阻有如图所示的两种接法,在高中教材中叫做电流表外接法和电流表内接法;若电压表的电阻不是非常大,电流表电阻也不是非常小,你认为图_____ _中电阻的测量比真实值偏大,图____中电阻的测量比真实值偏小.(3)如某次测量中,老师只提供了下列器材:电压恒定的电源一个(电压未知)、电流表一只、定值电阻R0一个(电阻已知)、单刀开关两只、导线若干.测待测电阻R x的值,请用给定的器材(可不用完)按下列要求完成实验:①在下图的虚线框内画出你设计的电路图;②扼要写出实验的主要步骤(指出物理量的名称并用相应的符号表示)a._________________________________.b._________________________________.③R x的数学表达式为:R x=_______________(用所测量的物理量及相应的符号表示).【答案】欧姆定律(或URI) b a a、先用电流表A测出R0的电流I0;b、再用电流表A测出R x的电流I x)③I0R0/I x 【解析】(1)在“用伏安法测电阻”的实验中实验原理是欧姆定律.(2)甲图用外接法,R 真实值为,用总电压去除总电流减电压表的电流,比测量值偏大.乙图用内接法,R 真实值为,用R 的电压减去电流表的电压再除以电流,比测量值偏小.(3)R 0与R x 并联,电流表在干路上,各支路上各有一个开关控制,首先闭合R x 支路开关,测电流I x ,断开R x 支路开关,再闭合R 0支路开关,测电流I 0.如图:实验步骤:a 、闭合S 1断开S 2,读出电流表A 的示数I 0;b 、闭合S 2断开S 1,读出电流表A 的示数I x .③000x x x x x U U I R R I I I ===.故答案为(1)U R I=;(2)甲 乙;(3)①如电路图;②a、闭合S 1断开S 2,读出电流表A 的示数I 0;b 、闭合S 2断开S 1,读出电流表A 的示数I x .③00xI R I .5.小华为了探究“电流与电阻的关系”设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V ,R x 的备选电阻有5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一个。