九年级物理上册 第十四章 欧姆定律专题练习word版.docx
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九年级物理上册第十四章欧姆定律专题练习word版
九年级物理上册第十四章欧姆定律专题练习(word版
一、初三物理第十四章欧姆定律易错压轴题提优(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“10Ω2A”、乙“20Ω1A”),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A2.5甲2~12Ω2.7V∼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=
=
=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
UR=
R=2.5V
即
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
UR=
R=2.5V
即
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
=
则
R滑=
×15Ω=
×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.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“
”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
.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
1
1.00
0.14
2
1.70
0.22
3
2.50
(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0.2810.7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
,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
.
(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:
;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:
Rmax=1:
5,当R滑max=10Ω时,Rmax=50Ω,即电阻箱的接入阻值范围是5~50Ω.
3.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−4V
2V,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。
4.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),无论怎么移动滑片,电流表都________(选填有或无)示数
②当电源正接时(如图丁),闭合开关,观察发现电流表无示数,二极管也不发光,于是他们找来一电压表,接在c、d两端,发现电压表有示数,为1.4V,电路无断路情况,移动滑片,发现电压表示数变大,电流表也有示数,对此,他们猜想当电源正接时二极管导电性能与它两端的电压大小有关.他们认真完成实验,并将记录的部分数据填入下表中。
电压/V
1.4
1.5
1.7
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
电流/mA
0
0
2.0
4.0
12.0
22.0
32.0
42.0
52.0
60.0
(2)分析以上实验可知发光二极管具有________(选填“单”或“双”)向导电的特性。
(3)根据表中实验数据用描点法在所给的坐标纸上作出这个二极管的U-I图像________。
(4)当二极管两端的正向电压达到1.9V后,二极管正常工作,从表格中收集到的数据以及U-I图像可以看出该二极管正常工作前后的导电情况的区别是_____________。
(5)若电源电压为5V,当电流表示数为12.0mA时,滑动变阻器接入电路的阻值为________Ω。
(6)使用发出两种色光的二极管,分别指示电动机正反两个转动方向,可以帮助操作人员及时发现电动机转动方向是否符合需要.为此小丽和小明设计了符合需要的模拟电路。
实验步骤:
①接通开关,二极管a导通,发红光,电动机正转。
②调换电池组正、负极,接通开关,二极管b导通,发绿光,电动机反转。
请你根据小丽和小明的设计思路,在图己虚线框内画出二极管a的连接方式________。
【答案】b无单
正常工作前电阻大,正常工作后电阻小250
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]滑动变阻器在电路中起保护电路的作用,所以在实验开始之前滑片要处于阻值最大处,故实验开始前,滑片要位于b端。
[2]电源反接时,电流从正极出发,经过滑动变阻器,再经过二极管负极,因为二极管不允许从负极流向正极,故此时电路处于短路状态,故无论怎么移动滑片,电流表都无示数。
(2)[3]二极管接正向电流时,电路通路,而接反向电流时,电路短路,故二极管具有单向导电的特性。
(3)[4]将表格中数据所对应的坐标描在坐标系中,再用线将点连起来如图所示:
(4)[5]由图可知,正常工作后,二极管的电阻减小,即正常工作后导电性良好,正常工作前导电性能差,故正常工作前电阻大,正常工作后电阻小。
(5)[6]当电流表的示数为12.0mA时,由表格可知:
发光二极管两端电压为2V
故滑动变阻器两端电压
故滑动变阻器接入电路的阻值
(6)[7]当a二极管导通时,b二极管应该是断开的连接电路如图所示:
5.如图所示,晓松在做“探究电流与电压的关系”的实验。
(1)图甲是未连接好的电路,请你用笔画线代替导线,将实物图补充完整______;
(2)连接电路时开关应______。
闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,故障原因可能是:
______;
(3)将滑片移至滑动变阻器的正中间时,此时电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,请你将示数填写在下面的空格中。
通过多次实验记录,电流表、电压表的示数如表所示:
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
电流I/A
______
0.22
0.24
0.26
1.40
0.30
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号______,排除错误数据,可归纳得出的结论是:
______。
根据实验数据可以算出,晓松所用定值电阻的阻值为______
。
(4)晓松继续用这套器材(电源电压恒定3V不变)和阻值为
、
、
的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。
实验中要控制电阻两端的电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到______V。
【答案】
断开定值电阻断路
序号
1
2
3
4
5
6
电压
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
电流I/A
0.2
0.22
0.24
0.26
1.40
0.30
5电阻一定时,电流与电压成正比101.8
【解析】
【分析】
(1)变阻器按一下一上连入电路中,根据电源电压大小确定电压表选用小量程与电阻并联;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数;根据表中数据进行分析,除第5组数据处,其它各组电压与电流之比为一定值,据此分析回答;
(4)因将滑片移至滑动变阻器的正中间时,此时电压表的示数为2V,根据表中第1组数据,由串联电路的规律及欧姆定律得出变阻器的最大电阻;
由串联电路的规律及分压原理得出电阻两端电压控制的最小值。
【详解】
(1)[1]变阻器按一下一上连入电路中,电源电源为3V,电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时开关应断开;闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,发现电压表有示数,电压表与电源连通,故故障原因可能是:
定值电阻断路。
(3)[4][5][6][7]将滑片移至滑动变阻器的正中间时,此时电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为
,电流为
,如下表所示
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
电流I/A
0.2
0.22
0.24
0.26
1.40
0.30
对表中数据进行分析,除第5组数据处,其它各组电压与电流之比为
故错误的数据是实验序号5,排除错误数据,可归纳得出的结论是:
电阻一定时,电流与电压成正比,根据实验数据可以算出,晓松所用定值电阻的阻值为
。
(4)[8]因将滑片移至滑动变阻器的正中间时,此时电压表的示数为2V,根据表中第1组数据,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器的最大电阻为
由串联电路的规律及分压原理有
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻控制的电压最小,即
解得
电阻两端电压最小能控制到
。
6.小明同学在探究“电流与电压的关系”时,选用电压为4.5V的电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、10Ω的定值及其它必要器材。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图的电路连接完整______。
(2)实验过程中,调节滑动变阻器,发现电流表示数为0.45A且不变,出现这种现象的原因是______。
(3)排除故障后,多次改变定值电阻两端的电压,将实验数据记录在下表中。
第4次电压表的示数如图乙,则此时电压为______V。
分析数据得到结论______。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.8
2.0
2.4
2.8
3.0
电流I/A
0.18
0.20
0.23
0.27
0.28
0.30
(4)小明同学完成上述实验后,设计如图丙电路,测灯泡L的额定功率,已知:
灯泡的额定电压为U0(低于电源电压),滑动变阻器R2的最大值为R2。
①只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最右端,再将R2的滑片调到最左端,读出电压表的示数U1;
②只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为______,灯泡正常发光;
③闭合开关S、S1、S2,保持变阻器______的滑片不动,调节另一变阻器,使电压表示数为U0;保持变阻器R1的滑片不动,变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的数为U2,则灯泡额定功率表达式P额=_____
【答案】
滑动变阻器上面两个接线柱2.7电阻一定,通过导体的电流跟导体两端电压成正比U0R2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电压表并联在电阻的两端,如下图所示:
(2)[2]当电路只有定值电阻工作时的电流为
I=
=0.45A
实验过程中,调节滑动变阻器,发现电流表示数为0.45A且不变,说明滑动变阻器没有接入电路,则故障为滑动变阻器接了两个上接线柱。
(3)[3]第4次电压表的示数如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则此时电压为2.7V。
[4]由表中第一组数据可知,电压与电流的比值为
同理可以得到2-6次数据中的电压与电流的比值分别为10Ω、10Ω、10Ω、10Ω、10Ω,所以电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(4)②[5]只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,此时滑动变阻器R1的阻值为0,滑动变阻器R2与灯泡串联,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为U0,灯泡正常发光。
③[6][7]闭合开关S、S1,S2,此时小灯泡被短路,滑动变阻器R2与滑动变阻器R1串联,保持变阻器R2的滑片不动,调节变阻器R1,使电压表示数为U0,此时滑动变阻器R1的电阻与灯泡的电阻相等;变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的示数为U2,根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器R2两端的电压为
U1-U2
电路的电流为
I=
R1连入电路的阻值为
R1=
小灯泡的电阻为
RL=R1=
灯泡额定功率
P额=
7.小言利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”。
实验器材:
电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一个滑动变阻器(60Ω3A),导线若干:
(1)小言在探究“电流与电压的关系”时,通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图乙所示的图像,由图像可得结论:
当电阻一定时,电流和电压成________;
(2)小言在探究“电流与电阻的关系”时,为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小言应该保证电压表的示数至少为________V不变;
(3)小言找来一个小灯泡将定值电阻更换,测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丙所示,若闭合开关S,小灯泡发光,滑动变阻器的滑片P滑动过程中,小灯泡阻值的变化量大小为
,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为
,则这两个量的大小关系是:
________
(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】正比1.5小于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图乙所示的图像可知,同一个电阻的电流与电压的图像是一条过原点在直线,故在电阻一定时,电流和电压成正比。
(2)[2]由电路可知,R和滑动变阻器串联,根据串联分压的原理,为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小言应该保证电压表的示数至少为
(3)[3]电源电压保持4.5V不变,R和滑动变阻器串联,由于串联分压电流相等,根据小灯泡两端电压与通过的电流关系图丙,可以画出滑动变阻器两端电压与通过的电流关系的图像如下图,由图像可知滑动变阻器的滑片P滑动过程中,小灯泡阻值的变化量大小
小于滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小
。
8.在实验复习课上,同学们做“探究电流与电阻的关系”实验。
实验序号
1
2
3
4
R/Ω
10
20
30
50
I/A
0.60
0.30
0.20
0.12
(1)小明按图示电路图连接好电路,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是_________;
(2)排除故障后,闭合开关s进行实验,记录实验数据如表所示,分析实验数据可得出结论:
在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________;
(3)若在第3次实验时,将定值电阻R由20Ω换为30Ω的接入电路中后,没有调节滑片P的位置就直接读取电流表的示数,则此时电流表的示数可能为______(选填“0.14”“0.22”或“0.36”)A;
(4)实验中,若小明所选用的定值电阻阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω和50Ω,滑动变阻器的规格为“25Ω1.5A”,则电路中的电源电压不能大于_____V。
【答案】电阻R断路反比0.229
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电流表指针几乎未偏转,说明电路故障类型为断路,电压表材测量电阻R两端电压有示数,说明电压表与电源在电路中是连通的,则故障原因可能是电阻R断路。
(2)[2]分析表中数据发现,在电阻越来越大时,通过导体的电流越来越小,可得到结论:
在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[3]在探究电流与电阻的关系的实验中需要控制定值电阻两端电压一定,由表中第1、2次实验数据可知电阻R两端电压为
将定值电阻R由20Ω换为30Ω的接入电路中后,为了保证电阻R两端电压一定,需要增大滑动变阻器的电阻;但是在第3次实验时,没有调节滑片P的位置就直接读取电流表的示数,此时电路中总电阻相比第二实验数据的总电阻增大,通过电流减小,所以此时电流小于第二次实验数据通过的电流0.30A;电路中总电阻相比第三次实验数据的总电阻减小,则通过电流增大大于第三次实验数据通过的电流0.20A;故此时电流表的示数可能为0.22A。
(4)[4]由(3)[3]知电阻R两端电压一定为6V,为了保证在滑动变阻器的最大电阻的规格下小明所选用的定值电阻都能够探究,此时电路中的总电阻最大为
由表可知此时电路电流为0.12A,则由可得
电源电压为
9.学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5
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- 九年级物理上册 第十四章 欧姆定律专题练习word版 九年级 物理 上册 第十四 欧姆定律 专题 练习 word
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