苏科版物理九年级上册 第十四章 欧姆定律单元复习练习Word版 含答案.docx
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苏科版物理九年级上册第十四章欧姆定律单元复习练习Word版含答案
苏科版物理九年级上册第十四章欧姆定律单元复习练习(Word版含答案)
一、初三物理第十四章欧姆定律易错压轴题提优(难)
1.小明对“篮球在空气中是否受受到浮力”进行探究,由此进行一系列的思考与实验,并最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。
(1)如图甲,将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上,阀门连接未充气的气球,且处于关闭状态。
加砝码使天平平衡。
打开阀门,气球变大(假设篮球体积不变),天平指针向______偏转。
指针偏转的原因是__________________________________________。
(2)为测量篮球受到浮力大小,小明设计了如图乙所示的电路。
电路中电源电压U为6V,R是力敏电阻,其阻值与所受压力F压的关系如图丙所示。
当左盘中篮球未给气球充气时,电流表示数为0.2A,此时压敏电阻R大小为20Ω;当篮球给气球充气到体积为篮球2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15A,力敏电阻R所受压力FB与篮球对左侧托盘的压力FA的关系如图丁所示,则定值电阻R0阻值为______Ω,篮球所受浮力为______N。
(3)图乙中篮球与气球内气体的总质量保持不变,并控制气球体积为篮球的2倍,在电压表指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值,就制成了一台测量当地空气密度的“空气密度仪”。
若用此装置测量大于1.29kg/m3的空气密度,指针大概应在______(A/B)处。
【答案】右气球受到浮力变大100.09
A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]打开阀门,气球变大,根据阿基米德原理,气球受到的浮力变大,蓝球对托盘的压力变小了,故天平指针向右偏转。
(2)[3]压敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测量电路的电流,电压表测定值电阻的电压,当左盘中篮球未给气球充气时,电流表示数为0.2A,根据串联电路的规律及欧姆定律
[4]由图丙知此时
F1B=309N
当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15A,根据串联电路的规律及欧姆定律
由图丙知此时
F2B=300N
由图丁知
FB=50FA
故
托盘A所受压力的变化量
FA=−=0.18N
篮球给气球充气到体积为篮球的2倍,由阿基米德原理,即篮球所受的浮力为
F浮=×0.18N=0.09N
(3)[5]气球体积为篮球的2倍,即气球的体积不变,现用此装置测量大于1.29kg/m3的空气密度,根据阿基米德原理,气球受到的浮力变大,篮球对托盘的压力变小,力敏电阻R所受压力FB也变小,可知压敏电阻变大,根据串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变小,根据U=IR,定值电阻的电压变小,即电压表示数变小,故用此装置测量大于1.29kg/m3的空气密度,指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧,即A处。
2.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Rx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Rx的阻值为:
Rx=_____________(写出表达式)。
【答案】BE0.4左24闭合开关S、S2,断开S1
【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
(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、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1,这时Rx和R0是串联,电压表测量的是Rx两端电压,根据串联分压的原理,还需要测量出R0两端电压或者是电源电压,根据电路图可知只能闭合S、S2,断开S1,这时RX和R0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
Rx大小为
3.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“30Ω1A”。
(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Ub-Ua 大于对应的电流增加的值量Ib-Ia,即电压增加的量比电流增加的要大,根据欧姆定律
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 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 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。 4.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RP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。 (2)电路如图2所示。 控制开关自动启动照明系统,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,即此时光敏电阻阻值为20kΩ,其两端电压为4V,而电源电压为6V,所以应串联一个电阻分担一部分电压,则电阻箱两端的电压为6V−4V2V,根据串联分压可知: ,所以电阻箱的阻值为10kΩ。 (3)照明电路过早启动,必须想办法让光敏电阻的阻值降低,则光敏电阻分担的电压减小,而电源电压不变,所以电阻箱分担的电压增大,则电阻箱的阻值应该增大。 点睛: 照明电路过早启动,必须想办法让光敏电阻的阻值降低,而电源电压不变,根据串联分压的关系判断出电阻箱阻值的变化即可。 5.如图甲所示是一种常见的发光二极管,其电路符号如图乙所示. 二极管的导电能性很特殊,它只允许电流从它的正极流向负极,不允许从负极流向正极,这很像自行车气流从打气筒流向车胎.小丽和小明认真查阅资料后,决定一起验证二极管的这一特殊导电性. (1)闭合开关前,滑片应位于________(选填“a”或“b”)端。 ①当电源反接时(如图丙)
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