九年级物理下册欧姆定律单元培优测试卷一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,实验中电源电压保持不变,选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω1.5A”。
(1)如果连完电路、闭合开关后,发现仅有一只电表有示数,则造成这一现象的原因可能是____________(选填下面的字母代号);A.电流表断路B.定值电阻短路C.滑动变阻器断路D.滑动变阻器短路E.定值电阻处接触不良(2)电路连接完好后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时,记下电压表的示数,此时电路中的电流为______________A;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时,滑动变阻器的滑片应向_______________(选填“左”或“右”)滑动直至电压表示数为______ V,并记录电流表的示数;(3)若实验中有电压为4V、6V、和8V的三种电源可选,为完成5组实验,该同学选用的电源电压可能是________________V;(4)小明想用本实验中的器材测定未知电阻的阻值,可是发现电流表损坏,所以他设计了如图丙所示的电路图来测量未知定值电阻R x的阻值,其中R0为已知电阻,步骤如下:a.闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1;b._________________时,测得电压表示数为U2;c. 则被测电阻R x的阻值为:R x=_____________(写出表达式)。
【答案】BE 0.4 左 2 4 闭合开关S、S2,断开S11021URU U⋅-【解析】【分析】【详解】(1)[1] A.电流表断路时,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故A不符合题意;B .定值电阻短路电压表示数为0,只有滑动变阻器接入电路,所以电流表有示数,故B 符合题意;C .滑动变阻器断路,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故C 不符合题意;D .滑动变阻器短路,只有定值电阻工作,电压表测量的是定值电阻的电压,电流表测量的是定值电阻的电流,两表都有示数,故D 不符合题意;E .定值电阻处接触不良相当于定值电阻断路,这样电压表示数为电源电压,由于电压表电阻极大,电流表无示数,故E 符合题意。
故选B 和E 。
(2)[2]根据电流表的接线可知,电流表使用的是小量程,分度值是0.2A ,电流表示数为0.40A 。
(2)[3][4]将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时,由于定值电阻变大,根据串联分压,定值电阻两端电压变大,由于实验探究的是电流与电阻的关系,应该控制定值电阻两端的电压不变,这时增大滑动变阻器的电阻,使滑动变阻器两端电压增大,从而可以减小定值电阻两端的电压,直至电压表示数与原来相同为止,所以滑动变阻器滑片应向左滑动,电压表示数为原来电压的大小即110.40A 5Ω2V U I R ==⨯=(3)[5]实验选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,定值电阻与滑动变阻器串联,串联分压与电阻成正比,当用25Ω电阻实验时,为保证定值电阻两端电压2V 不变时,滑动变阻器两端电压与定值电阻两端电压之和就是电源电压,而滑动变阻器的最大电阻只有30Ω,当电源电压为4V 时,滑动变阻器能把定值电阻两端电压调整为2V ,当电源电压6V 和8V 时,滑动变阻器的的滑片就是滑到最大阻值处定值电阻两端电压也超过2V ,故该同学实验时选择的是4V 的电源。
(4)[6][7]闭合开关S 、S 1,断开S 2时,测得电压表的示数U 1,这时R x 和R 0是串联,电压表测量的是R x 两端电压,根据串联分压的原理,还需要测量出R 0两端电压或者是电源电压,根据电路图可知只能闭合S 、S 2,断开S 1,这时R X 和R 0还是串联,而这时电压表测量的是电源电源,这两种情况两电阻的工作情况没有改变,由串联分压原理故有1210x R U U U R =- R x 大小为10x 21U R R U U =-2.用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻实验中,电源电压恒为3V ,小灯泡L 标有“2.5V”字样,滑动变阻器标有“100.5A Ω”字样。
(1)请用笔面线代替导线,将图甲中实物电路正确连接完整。
要求:滑动变阻器的滑片P 向左移。
小灯泡的亮度变亮。
(___________)(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L 不发光,电压表示数为零,移动滑片仍如此。
将电压表分别正确并联在AB 、BC 、CD 两端,发现AB CD BC 0,0U U U ==>.由此可知,发生故障的是_________断路(选填:“AB ”、“BC ”或“CD ”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P ,当电压表的示数为2.4V 时,应该向______(选填“左”或“右”)移动滑片P 。
才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示。
为______A,则灯泡正常工作时的电阻为__________Ω,(除不尽则保留一位小数)。
实验次数电压表示数U /A 电流表示数I /A 电阻R /Ω 11.00 0.14 21.70 0.22 32.50(4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为________在影响灯丝电阻。
细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷_______(填物态变化)形成的。
(5)小君同学只用电阻箱替换灯泡,其它不变,继续探究“电流与电阻的关系”,每次调节滑片P 使电压表示数均为2.5V.在保证电路安全的前提下,为了能完成实验,电阻箱接入电路的阻值范围为________Ω。
【答案】 BC 左 0.28 10.7 温度 凝华 5~50【解析】【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向左移,小灯泡的亮度变亮,即滑动变阻器阻值要减小,同时小灯泡的额定电压为3V,所以接入电压表量程为0~3V,连接如下:(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L不发光,电压表示数为零,说明电路中存在断路现象或滑动变阻器接入阻值过大,移动滑片将电压表分别正确并联在AB、BC、CD 两端,发现AB CD BC0,0U U U==>,由此可知电路中BC间断路(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表的示数为2.4V时,为了继续增加其两端电压,应减小滑动变阻器两端电压,所以应该向左移动滑片P,才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示,其量程为0~0.6A,最小分度值为0.02A,所以电流表读数为0.28A,灯泡正常工作时的电阻为3V=10.70.28AURI=≈Ω.(4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为灯泡工作时散发热量,使其灯丝温度升高,所以是温度在影响灯丝电阻。
细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷凝华形成的(先升华成钨蒸气再遇冷凝华)。
(5)滑动变阻器的最大允许通过电流为0.5A,此时对应电阻箱允许接入的最小电阻,根据欧姆定律可知,允许接入的最小电阻为:minmax2.5V==50.5AURI=Ω;滑动变阻器最大阻值为10Ω,根据串联分压原理可知,此时电阻箱接入的最大电阻,根据串联分压原理可知:U1:U2=(3-2.5)V:2.5V=R滑max:R max=1:5,当R滑max=10Ω时,R max=50Ω,即电阻箱的接入阻值范围是5~50Ω.3.如图(a)是学校实验室型号相同的电子温度计,有几个已经损坏.小明想探究是否是“测温头”(“测温头”就是一个热敏电阻)损坏.(一)他将损坏电子温度计的“测温头”拆下,用如图(b)所示的电路进行测量.(1)请根据图(b)的电路图,将图(c)的实物电路连接完整.(______)(2)小明将一个“测温头”接入电路,闭合开关,发现电流表和电压表的示数如图(d)所示,此测温头内部可能___________(断路/短路).(3)将其余“测温头”接入电路时,电流表、电压表的示数均如图(e)所示.小明猜想:①这些“测温头”内部__________(断路/短路);②这些“测温头”的阻值都很__________(大/小).小明将一个好的电子温度的“测温头”拆下,接入图(b)的电路中进行测量.结果电流表、电压表的示数仍如图(e)所示.由此验证了猜想②也是正确的.(二)小明调整了实验方案,利用微安表重新实验.(1)如图(f)所示是小明重新设计的实验装置,他记录了各“测温头”的多组“温度—电流”数据.在加热过程中,电压表的示数始终为1.5V不变,某温度时微安表的示数如图(g)所示,此时电流大小为__________μA,热敏电阻的阻值为__________Ω.(2)图(h)是小明根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度—电流”图像.由图像可知,灵敏度最高“测温头”是__________,其阻值随温度的升高而__________(增大减小).【答案】短路断路大 150 10000A 减小【解析】【详解】(一)(1)根据电路图连接实物图,电流从电源正极出发,依次流经开关、滑动变阻器、电流表、测温头回到电源负极,同时注意滑动变阻器应接在B 处以满足滑片P 向右滑时接入电路阻值变小,同时电流表选择0~0.6A 、电压表选择0~3V 的量程(并联在测温头两端),注意正极流入负极流出,具体连接情况如下:(2)从图(d )中可以看出,电流表有示数,即代表电路中有电流经过,电路是通路,并且电压表示数为0,说明测温头没有断路而是处于短路状态;(3)将其余“测温头”接入电路时,电流表、电压表的示数均如图(e )所示,电流表示数为0,说明电路中无电流通过,且电压表示数为3V ,有两种可能:①可能这些“测温头”内部处于断路,所以电路中无电流通过,且此时电压表测量电源电压;②可能这些“测温头”的阻值很大,电路中电流非常微弱,所以电流表示数几乎为0,“测温头”由于阻值过大,分压增多,其两端几乎等于电源电压3V 。
(二)(1)观察微安表(g )可知,其量程为400uA ,分度值为10uA ,表中示数为150uA ,根据欧姆定律可知热敏电阻的阻值为:-41.5V 1.5V ===10000150uA 1.510AU R I =Ω⨯热热热; (2)观察图像(h )可知,A 、B 、C 三个“测温头”,大的趋势均是随温度升高电流增大,且A“测温头”随温度升高电流增大最为明显(C 次之,B 几乎无变化),所以灵敏度最高的“测温头”是A 。
4.电源电压为6伏、待测电阻R x 、标有“20欧1安”字样的滑动变阻器、电压表、电流表各一个(其表盘如图所示),电键及导线若干,所有器材均完好.他先将除电压表以外的元件串联连接,再将电压表选择合适的量程并联接入电路中.他把变阻器滑片从一端移到另一端的过程中,读出电流表示数的变化范围为0.14安~0.26安.当他移动滑片至电流表指针位于如图(甲)所示位置时,观察到某电表的指针偏离零刻度线的角度为另一电表的两倍.(1)请画出小闵连接的电路图;(____)(2)请完成将表格填空.物理量实验序号U x(伏)I x(安)电阻R x(欧)1____0.142________3____0.26【答案】【解析】据题意,当电流表示数为0.14A时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,最大值为20欧,此时滑动变阻器两端的电压为:U IR0.14A20Ω 2.8V==⨯=,当他移动滑片至电流表指针位于如图(甲)所示位置时,观察到某电表的指针偏离零刻度线的角度为另一电表的两倍,此时电压表的示数为1.8V,因此电压表和滑动变阻器并联,故电路图如下:②当电流表的示数最小为时,此时滑动变阻器的阻值最大时,电压表的示数最大为2.8V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:U1=U−U滑1=6V−2.8V=3.2V;由欧姆定律得:当移动变阻器滑片到某个位置时,由图甲知,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.18A;电压表的量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为1.8V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:U2=U−U滑2=6V−1.8V=4.2V;当电流表的示数最大为0.26A时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为零时,电压表的示数最小为0V,则U3=U=6V;故答案为如下图:5.为了节能,正明中学为教室安装了光控照明系统,有效避免了“长明灯”的现象.光控系统用光敏电阻控制,光敏电阻是阻值随着光的照度改变而发生变化的元件(光越强,照度越大,照度的单位为1x).某光敏电阻R P在不同照度下的阻值如下表:(1)根据表中数据,请在如图坐标纸中描绘出光敏电阻随照度变化的图线_____.其阻值随照度变化的规律是______;(2)如图所示,当1、2间电压上升至4V时,控制电路自动启动照明电路.请利用所给器材在如图虚线框内设计一个电路______,给1、2两端提供电压,并要求当天色渐暗照度降至1.0(lx)时,照明电路启动.(控制电路对你所设计电路无影响)器材:电源(电压为6V),开关S及导线若干,其他器材如下表.在你所设计的电路中,电阻箱的阻值应调至______kΩ;(3)某同学在对所设计的电路进行调试时,发现照明电路过早启动.请你提出一个可行的解决办法:______.【答案】光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小10 增大电阻箱R的阻值【解析】(1)根据表格中的数据在图1中先描点,再用平滑的曲线连线,如图1所示:从图1可知,光敏电阻的阻值随照度变化的规律是:光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。