人教版九年级 第十七章 欧姆定律
一、单项选择题(共13小题)
1. 在探究“导体中的电流跟导体两端的电压的关系”时,小阳同学设计了如图所示的电路。为了完成实验探究,下列说法正确的是
A. 改变 的阻值 B. 保持 的阻值不变
C. 保持 中通过的电流不变 D. 保持 两端的电压不变
2. 如图所示是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,当 、 间的电阻由 换成 后,闭合开关,接下来正确的实验操作应该是
A. 观察电流表,向右移动滑片,让电流表示数保持不变读取电压数据
B. 观察电流表,向左移动滑片,让电流表示数保持不变读取电压数据
C. 观察电压表,向左移动滑片,让电压表示数保持不变读取电流数据
D. 观察电压表,向右移动滑片,让电压表示数保持不变读取电流数据
3. 某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”,下列有关说法错误的是
A. 实验开始时,滑动变阻器的滑片处于最大值端,作用是使电路中的电流最小,可以保护电路
B. 探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,可调节滑片 ,使电压表的示数产生变化
C. 在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,当将 由 换成 时,应将滑片向左移动,使电压表示数不变
D. 实验中,多次测量是为了减小实验误差
4. 对欧姆定律公式 的理解,下面的哪一句话是错误的
A. 对某一段导体来说,导体中的电流跟它两端的电压成正比
B. 在相同电压的条件下,不同导体中的电流跟电阻成反比
C. 导体中的电流既与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关
D. 导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流决定
5. 某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为 ,滑动变阻器标有“”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下述关于实验的几种说法中错误的是
A. 该同学测得此电阻的阻值约为
B. 序号“”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为
C. 序号“”实验数据是使用现有器材无法得出的
D. 仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系
6. 如图甲所示,电源电压不变,闭合开关 ,当变阻器 的滑片 从 端滑到 端的过程中,电流表示数 与电压表示数 的关系如图乙所示。则下列选项错误的是
A. 的阻值为
B. 变阻器 的最大阻值为
C. 电源电压为
D. 电压表示数为 时, 的阻值为
7. 如图所示电路中,电源电压不变, 和 为定值电阻,且 。闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右滑动时, 、 和 两端电压变化量的绝对值分别为 、 和 则以下关系正确的是
A. B.
C. D.
8. 如图所示,甲图是灯泡 和定值电阻 的 图象,将 和 先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上,若乙图中 ,丙图中 ,则下述正确的是
A. B. C. D.
9. 在用伏安法测未知电阻 时(电源电压未知),如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个已知阻值的定值电阻 和开关来解决,下面的四种方案中不可行的是
A. B.
C. D.
10. 在图的电路中,电源电压相同且不变,。图()中电流表 的示数为 ,通过 和 电流分别为 和 ;图()中电流表 的示数为 ,通过 和 电流分别为 和 。有如下判断:① 等于 ;② 小于 ;③ 大于 ;④ 小于 ;其中正确的有
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
11. 如图所示,是小明测量未知电阻 的实验电路,电源电压不变,其中 为阻值已知的定值电阻。当闭合开关 和 时,电流表的示数为 ;当只闭合开关 时,电流表的示数为 。则下列四个选项中, 的表达式正确的是
A. B. C. D.
12. 如图在探究电流跟电阻关系的实验中,滑动变阻器的规格为“”,定值电阻为 、 、 ,实验数据见表。下列关于实验的几种说法中正确的是
①上述 次实验中,都是调节滑动变阻器使电压表的示数为
②要顺利完成这 次实验,电源电压不能超过
③如果只有 电源,要顺利完成 次实验则定值电阻两端的电压不能低于
④若只有 开路,则开关闭合后电压表示数一定为零
A. ① B. ①② C. ①②③ D. ①②③④
13. 如图所示是小成测量未知电阻 的实验电路,电源两端电压不变,其中 为阻值已知的定值电阻,当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 ;当开关 、 闭合, 断开时,电流表示数为 。则下列四个选项中, 的表达式正确的是
A. B. C. D.
二、填空题(共5小题)
14. 早在 世纪 年代,德国物理学家 就对电流跟电压和电阻之间的关系进行了大量实验研究,并归纳得出了一个定律,其公式为 。
15. “探究电流与电压关系”实验和“伏安法测电阻”实验相比较:需要测量的物理量 (选填“相同”或“不同”),实验目的 (选填“相同”或“不同”)。“探究电流与电压关系”实验中,进行多次实验,是为了 ;“伏安法测电阻”实验中,进行多次实验,是为了 。
16. 灯泡的 图象如图甲所示。在图乙所示电路中,电阻 ,若只闭合 和 时,电压表的示数为 ,电源电压为 ;若只闭合 和 时,电压表示数为 , 的阻值为 ;若将电压表换成电流表,闭合 、 和 时,电流表的示数为 。
17. 如图所示,电源电压保持不变, 的阻值为 ,只闭合开关 ,电流表的示数为 ;再闭合开关 ,电流表的示数变为 ,则 的阻值是 。
18. 某导体两端的电压为 伏,电阻为 欧,通过该导体的电流为 安, 秒内通过该导体横截面的电荷量为 库;若将该导体两端电压调整为 伏,其电阻为 欧。
三、综合应用题(共6小题)
19. 如图是小科设计的气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞不漏气,弯管两端开口,其中有一段液柱,当周围环境温度发生改变,弯管中的液柱会向左或向右移动。
(1) 、 所对应的温度关系: 处温度 处温度(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)使用中发现玻璃管中的液柱移动不明显,导致示数不够精确,对此请你提出一条提高测量精确度的建议 。
20. 回答下列问题:
(1)导体的长度越长,电阻越 ;
(2)导体的横截面积越小,电阻越 ;
(3)导体的电阻还跟 有关,同样长度、同样横截面积的铜线和铝线相比, 电阻大。
21. 我们在学习新的物理量时,有时会采用类比的方法如图()、()所示:在研究通过导体的电流和导体两端电压有何关系时,我们可以利用同一水管,通过它的水流和水压之间的关系做类比。
(1)根据日常生活中的经验可知:对同一根水管来说,它两端的水压越大,通过它的水流也越 (选填“大”或“小”);由此我们可以猜测同一导体,通过它的电流和它两端电压之间的关系可能是 ;
(2)但是,在日常生活中有时会发现,导体两端电压大的时候通过导体的电流却并不一定大,请你思考分析并查找原因,下面选项中合理的是 。
A.电流可能还与其他因素有关
B.电流其实与电压是无关的
C.猜想得到的结论还需要更多实验来验证才具有普遍意义
22. 和 是完全相同的两条带有绝缘皮的导线,它们并行地埋设在甲、乙两地之间,如图甲所示(假设 和 导线单位长度的阻值为 )。由于深埋地下,当两导线上发生断路、两导线之间发生短路及发生漏电现象(即相当于两根导线之间在漏电处接入一个未知电阻)时,故障位置不容易被观察到。为了判断故障的类型和位置,维修人员通常在导线的左右两侧安装检测电路。若在左侧安装检测电路,其中已知电阻 为保护电阻,右侧加装电压表 ,如图乙所示。
若电流表有示数,且电压表 与电压表 的示数几乎相同,可视为导线无故障。请分析维修人员检测数据,回答下列问题:
(1)若检测电路中电流表示数为 ,电压表 示数为 ,表明输电线故障为 。
(2)若检测电路中电流表为 ,电压表 示数为 ,电压表 示数为 ,表明输电线故障为 。则故障处与甲地的距离约为 。(用 、 、 、 表示)
(3)若检测电路中电流表为 ,电压表 示数为 ,电压表 示数为 ,且 明显的比 小,则表明输电线故障为 。则故障处与甲地的距离约 。(用 、 、 、 、 表示
23. 使用电流表时必须注意的事项:
(1)使用前,要检查表的指针是否对准 ;
(2)使用时必须将它 在电路中;
(3)必须使电流从它的 流进,从 流出;
(4)被测电流不得超过它的 ;
(5)绝对不允许把该表直接接到 两端。
24. 如图所示的电路中,定值电阻 , 为滑动变阻器,最大阻值为 ,电源电压 且保持不变,若电流表的量程为 ,电压表量程为 ,为了保护电表,变阻器接入电路的阻值范围应是多少
答案
1. B
【解析】根据控制变量法,在探究“导体中的电流跟导体两端的电压的关系”时,应控制 的阻值不变,故选:B。
2. D
【解析】根据串联分压原理可知,将定值电阻由 改接成 的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数保持不变,并读取电流数据。
只有D正确,ABC错误。
故选:D。
3. D
【解析】A、实验开始时,滑动变阻器的滑片处于最大值端,作用是使电路中的电流最小,可以保护电路,故A正确;
BD、探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,要控制电阻不变,为得出普遍性的结论,通过调节滑片,改变电阻的大小,记录对应的电流大小,故B正确;D错误;
C、探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,将定值电阻由 改接成 的电阻,根据串联分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大;根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,故应将滑片向左移动,使电压表示数不变,故C正确。
故选:D。
4. D
【解析】A、对某一段导体来说,其电阻一定,根据欧姆定律可知,导体中的电流跟它两端的电压成正比,故A正确;
B、不同导体的电阻一般不同,由 可知,在相同电压的条件下,不同导体中的电流跟电阻成反比,故B正确;
C、根据欧姆定律可知,导体中的电流既与导体两端的电压有关,也与导体电阻有关,故C正确;
D、导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积以及温度决定,与导体两端的电压和流过导体的电流无关,故D错误。
故选:D。
5. D
【解析】A、由欧姆定律,待测电阻 ,同理待测电阻 ,,,取平均值作为测量结果,;即该同学测得此电阻的阻值约为 ,故A正确;
B、序号“”的实验中,电压表示数为 ,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:,根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为 ,故B正确;
C、变阻器的最大电阻为 ,由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第 组数据,变阻器连入电路的电阻为:,序号“”实验数据是使用现有器材无法得出的,故C正确;
D、探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,改变电阻,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电压的关系,故D错误;
故选:D。
6. B
【解析】由甲电路图可知, 与 串联,电压表测 两端的电压,电流表测电路中的电流。
()当滑片位于 端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路为 的简单电路,电压表测电源两端的电压,其示数最大,
由图乙可知,电压表的最大示数为 ,则电源的电压 ,故C正确;
此时电路中的电流 ,由欧姆定律可得 的阻值:,故A正确;
()当滑片位于 端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最小,
由图乙可知,电压表的示数 ,电路中的电流 ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以, 两端的电压:,
则变阻器 的最大阻值:,故B错误;
()由图乙可知,当电压表的示数为 时,电流表示数为 ,则 两端的电压 ,
的接入的阻值 ,故D正确。
故选:B。
7. B
【解析】由电路图可知,三个电阻串联,滑片移动时,三个电阻电流的变化量相同,
由欧姆定律得: 、 ,
因为 ,
所以 ,
根据串联电路电压的规律知 ,
所以 ,故B正确,ACD错误。
故选:B。
8. B
【解析】由图乙知,灯泡与电阻串联,所以通过它们的电流相同,
由 可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,所以:,
由图丙知,灯泡与电阻并联,各支路两端的电压相同,
当电压相同时,电流与电阻成反比,
所以:,则 ,
由图象甲可知,灯丝的实际功率随电压的增大而增大,灯丝的温度也随之升高,其电阻增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,即:,所以 ,
所以:,则 ,即 ,故B正确,CD错误;
由图象可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即 ,则 ,
由前面的解答可知 ,则可得 ,
比较可知 ,故A错误。
故选:B。
9. B
【解析】A、当开关 、 闭合时, 被短路,电压表的示数等于电源电压;
再断开开关 时,电压表测量 两端的电压,则可计算出 两端的电压,即可计算出电路中的电流,从而可计算出被测电阻的阻值,A能测出,不符合题意;
B、电压表串联在电路中,其示数始终等于电源电压,不可知被测电阻的电压和电流,不能测出其阻值,B符合题意;
C、只闭合 可测出通过被测电阻的电流,两个开关都闭合,可测出干路电流,则可计算出 的电流,由 可得 两端的电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,从而计算出待测电阻的阻值,故C能测出,不符合题意;
D、当 闭合, 断开时,电流表测出通过 的电流,由 可计算出电源电压;
当两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律计算出通过 的电流,从而计算出 的阻值,故 D能测出,不符合题意。
故选:B。
10. B
【解析】①图()中 和 串联,电流表 测量电路中的电流,由串联电路电流的规律可知 等于 ,故①正确;
②图()中 和 并联,电流表 测量干路中的电流,由并联电路电压的规律可知两个电阻两端的电压相等,因为 ,由 可知 大于 ,故②错误;
③通过 电流 ,通过 电流 ,因为 ,所以 小于 ,故③错误;
④电流表 的示数 ,电流表 的示数为 ,由串并联电阻的规律可知 ,,因为 ,所以 小于 ,故④正确,所以其中正确的有两个。
故选B。
11. D
【解析】由电路图可知,当只闭合开关 时,电路为 的简单电路,电流表测电路中的电流,则 ;
当闭合开关 和 时, 与 并联,电流表测干路电流,即 ,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过 的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过 的电流:
,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由 可得,电源的电压:
,即 ,
解得:。
故选:D。
12. C
【解析】①探究电流跟电阻关系时要控制电阻的电压不变,由表中数据知,电流与电阻之积为:
;
上述 次实验中,都是调节滑动变阻器使电压表的示数为 ,①正确;
②滑动变阻器的规格为“”,定值电阻最大 ,由串联电路的规律及分压原理有:
,此时左边为一定值,右边也为一定值,当变阻器的最大电阻连入电路时,对应的定值电阻也最大,此时电源电压最大:
即 ,
解得:,故电源电压不能超过 ,②正确;
③如果只有 电源,同上有:,
解得:,故定值电阻两端的电压不能低于 ,③正确;
④若只有 开路,则开关闭合后电压表的正负两极与电源两极相连,因此电压表有示数,故④错误。
故选:C。
13. D
【解析】由电路图可知,当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 并联,电流表测 支路的电流,示数为 ,
当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 并联,电流表测干路的电流,示数为 ,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过 的电流:
,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由 可得,电源的电压:,
则 的阻值:
。
故选:D。
14. 欧姆;
【解析】德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即欧姆定律;表达式为 。
15. 相同;不同;找普遍规律;求平均,减小误差
16. , ,
【解析】()若只闭合 和 时,定值电阻 和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数是 ,由图象知,灯泡电流为 ,即此时电路电流是 ;
根据 可得, 两端的电压为:,
则电源电压 。
()若只闭合 和 时,定值电阻 和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数是 ,由图象知,灯泡电流是 ,即此时电路电流是 ,
根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和,所以定值电阻 两端的电压为:
,
所以定值电阻 的阻值为:。
()若将电压表换成电流表,闭合 、 和 时,定值电阻 和 并联,电流表测量干路电流,
则通过定值电阻 的电流为:,
所以通过定值电阻 的电流为:,
故电流表示数为:。
故答案为:;;。
17.
【解析】由图可知,当只闭合 时,只有 接入电路,已知 ,,
由 可得电源电压:
,
当再闭合 时,两电阻并联,电流表测干路电流,
由并联电路的特点可知:,通过 的电流不变,
则通过 的电流:,
由欧姆定律可得, 的阻值:。
18. ;;
【解析】[ ]通过该导体的电流为
。
[ ] 秒内通过该导体横截面的电荷量为
。
[ ]导体的电阻只和材料、长度和横截面积有关与导体两端的电压无关,所以若将该导体两端电压调整为 ,其电阻为 。
19. (1) 大于
【解析】温度升高时,瓶内气体就要膨胀,所以会把液柱向左推,故 处的刻度表示的温度要高于 处的刻度表示的温度。
(2) 换用更细的玻璃管(或换用容积更大的瓶子)
【解析】使用中发现该温度计玻璃管中液柱移动不明显,导致示数不准确,对此可以换用更细的玻璃管或换用容积更大的瓶子。
20. (1) 大
(2) 大
(3) 导体材料种类;铝线
21. (1) 大;同一导体,它两端的电压越大,通过它的电流越大
(2) A、 C
22. (1) 断路
【解析】电流表示数为 ,说明电路故障为断路,电压表示数为 ,说明电压表的正负接线柱不能与电源两极相连,因此电路故障为输电线断路。
(2) 短路;
【解析】电流表有示数,说明电路为通路,因此电路故障为短路,电压表 示数为 ,电压表 示数为 ,因此与电压表 并联的电路处短路;
由 可得,电路中的总电阻:,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,导线的阻值:,
因导线单位长度的阻值为 ,
所以,导线的电阻 ,
所以,,
解得:与甲地的距离 。
(3) 漏电;
【解析】由于电压表 与电压表 的示数几乎相同时,视为导线无故障;若输电线的故障是短路,电压表 的示数应为零;而实际测量情况是且 明显的比 小,所以电线的故障是发生漏电现象;
电路中的总电阻:,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,导线的阻值:,
因导线单位长度的阻值为 ,所以,导线的电阻 ,
所以,,
解得:故障处与甲地的距离:。
23. (1) 零刻度线
(2) 串联
(3) 正接线柱;负接线柱
(4) 量程
(5) 电源
24.
【解析】由电路图可知,滑动变阻器 与电阻 串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,
当电流表示数为 时,滑动变阻器接入电路的电阻最小;
由 可得,电阻 两端电压:;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:,
因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器连入电路的电阻最小:;
当电压表示数最大为 时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
此时 两端电压:,
电路电流为:,
滑动变阻器接入电路的最大电阻:,
故变阻器接入电路的阻值范围为 。
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