人教版2023-2024九年级物理全一册单元双测AB卷 第17章 欧姆定律(B卷·能力提升)(原卷版+解析版)

第十七章单元检测卷B卷(人教版)
九年级全一册 物理·全解全析
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。
1.(2023·广西贵港·中考真题)为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是(  )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
【答案】B
【解析】分析电路图可知,定值电阻R0与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流;当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻值增大,根据串联电阻的规律,总电阻变大,由可知,电路中电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变小;根据串联电路电压的规律可知,光敏电阻R的电压增大,即电压表示数变大,故B符合题意。
故选B。
2.(2023·甘肃兰州·中考真题)如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关,滑动变阻器滑片从中点向右移动过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表变小,变小,电压表变大
B.电流表变小,不变,电压表不变
C.电压表的示数与电流表示数的比值变小
D.电流表、的示数之差与电压表示数的乘积不变
【答案】D
【解析】闭合开关S,滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电源电压没变,电压表示数实际上是电源电压,故电压表V不变,根据,可知A1变小,通过R1的电流不变,A2的电流为A1电流与通过R1电流之和,故A2也减小。电压表V不变,电流变A2变小,故电压表V的示数与电流表A2示数的比值变大。电流表A2、A1的示数之差就是通过电阻R1的电流,通过电阻R1的电流不变,电压表示数不变,故它们之差与电压表示数的乘积不变。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(2023·安徽省合肥市瑶海区众望初级中学模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,某个电表的示数变大。若电路中只有一处故障,且只发生在电灯L1或L2处,则下列判断中正确的是(  )
A.若电压表V示数变大,则电灯L1断路
B.若电压表V示数变大,则电灯L2短路
C.若电流表A示数变大,则电灯L1断路
D.若电流表A示数变大,则电灯L2短路
【答案】D
【解析】AC.由图可知,电灯L1和L2为串联,电压表测灯泡L2两端的电压,若L1断路,则电路中没有电流,故电压表和电流表均无示数,故AC错误;
BD.若L2短路,则电路中只有灯泡L1工作,电压表相当于并联在一根导线两端,示数接近于0,电路中的总阻值变小,由可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,故B错误,D正确。
故选D。
4.(2023·广东深圳·中考真题)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是(  )
A.R不断减小 B.R总不断减小
C.I总不断减小 D.R两端电压不断减小
【答案】C
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电流表测量电路中的电流。当油量减少时,浮子下降,滑杆右端向上滑动,R接入电阻增大,串联电路中,电路的总电阻等于各个电阻之和,所以电路中总电阻R总增大,根据可知,电压不变时,电流I总减小;R接入电阻增大,根据串联正比分压可知,R两端电压不断增大,故C正确,ABD错误。
故选C。
5.(2023·内蒙古包头·中考真题)如图所示,电源电压为3V,R0的阻值为5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,a、b为滑动变阻器两个端点。闭合开关,下列说法正确的是(  )
A.若将滑片移动到a端,电路仍能正常工作
B.滑片在b端时,电流表A1示数为0.3A
C.滑片由b端向a端移动,电流表A2示数变大
D.滑片移动到中点时,电流表A1与A2示数比为2∶1
【答案】D
【解析】A.若将滑片移动到a端,滑动变阻器R没有接入电路,电路被短路,故电路不能正常工作,故A错误;
B.滑片在b端时,R0与R并联,电流表A1测量电路中总电流,此时R的最大阻值为10Ω,则电流表A1示数为
故电流表A1示数为0.9A,故B错误;
C.滑片由b端向a端移动,R0与R并联,电流表A2测量通过R0的电流,滑动变阻器R的阻值减小,但是并联电路中各支路互不影响,则电流表A2示数不变,故C错误;
D.滑片移动到中点时,R0与并联,电流表A2测量通过R0的电流为
电流表A1测量电路中总电流为
则两表示数比为
故此时电流表A1与A2示数比为2∶1,故D正确。
故选D。
6.(2023·江苏·苏州高新区第一初级中学校九年级开学考试)在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,实验器材:电源(4.5V)、电流表(量程0~0.6A)、电压表、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω),滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样。如图所示,则探究过程中定值电阻两端电压设定值的合理范围是(  )
A.1.2~2.0V B.1.8~2.4V
C.1.2~3.0V D.1.8~3.0V
【答案】D
【解析】A B.根据电流表的量程可知,此时电路中的最大电流为0.6A,则说明此时总电阻最小,则此时定值电阻的阻值也是最小的,故定值电阻的阻值为5Ω,则此时定值电阻两段设置的最大电压值为
故AB不符合题意;
CD.由于串联分压,当定值电阻的阻值变大时,定值电阻两端的电压也需要增大,为了保证定值电阻两端的电压不变,故滑动变阻器的阻值需要变大,分担更多的电压,则此时定值电阻为20Ω,滑动变阻器的阻值最大,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,则定值电阻两端的电压与电源电压之比为
定值电阻两端的电压为
故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.(2023·上海·中考真题)在图所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器滑片P位于中点。用一阻值为20欧的电阻替换R1后,可能使电流表示数与替换R1前相同的方法是(  )
A.电源电压不变,不移动滑片P
B.电源电压不变,向右移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P
D.增大电源电压,向右移动滑片P
【答案】D
【解析】A.由图可知,该电路为并联电路,电流表A测量干路上的电流,根据可知,若电源电压不变,不移动滑片P,用一个阻值为20欧的电阻替换R1后,总电阻越大,总电流越小,则此时电流表示数比替换R1前更小,故A不符合题意;
B.由图可知,该电路为并联电路,电流表A测量干路上的电流,电源电压不变,向右移动滑片P,滑动变阻器的阻值增大,则总电阻变大,根据可知,若电源电压不变,总电阻越大,总电流越小,则此时电流表示数比替换R1前更小,故B不符合题意;
C.由图可知,该电路为并联电路,电流表A测量干路上的电流,用一个阻值为20欧的电阻替换R1后,总电阻变大,此时若减小电源电压,不移动滑片P,根据可知,电源电压减小,总电阻增大,则总电流减小,则此时电流表示数比替换R1前更小,故C不符合题意;
D.由图可知,该电路为并联电路,电流表A测量干路上的电流,等于两条支路电流之和,当电源电压增大时,用一个阻值为20欧的电阻替换R1后,根据可知,可以使通过R1的电流不变,但由于并联电路各支路电压等于电源电压,此时滑动变阻器两端电压也变大,根据可知,此时通过滑动变阻器的电流增大了,要使电流表示数与替换R1前相同,则需要增大滑动变阻器的阻值使电流不变,故需将滑片P向右移,故D符合题意。
故选D。
8.(2023·新疆·中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变R0为定值电阻,R1为热敏电阻。在0℃~80℃的范围内,电压表的示数U随热敏电阻的温度t变化的关系如图乙所示。已知当温度t由10℃升高到30℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化了20Ω,则温度t由30℃升高到50℃的过程中,热敏电阻R1的阻值变化情况是(  )
A.阻值减小且阻值变化量小于20Ω B.阻值减小且阻值变化量大于20Ω
C.阻值增大且阻值变化量小于20Ω D.阻值增大且阻值变化量大于20Ω
【答案】A
【解析】CD.从图乙可以看出,温度越高,热敏电阻两端的电压越小,根据串联分压,热敏电阻的阻值变小,故温度越高,热敏电阻的阻值越小,当温度升高时,热敏电阻的阻值变小,故CD不符合题意;
AB.已知当温度t由10℃升高到30℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化了20Ω,从图乙可知看出,电压表的示数与温度的变化量之比是一个定值,这个定值为
在串联电路中,电源电压不变,故电压表的示数变化,也可以等于定值电阻两端的电压变化,故
当温度为10℃,热敏电阻的阻值为,此时电路中的电流为
同理,当温度为30℃时,热敏电阻的阻值为,此时电路中的电流为
则为
则热敏电阻的变化量为
当温度t由30℃升高到50℃的过程中,不变,热敏电阻的阻值越小,故变小,故热敏电阻的变化量小于20Ω,故A符合题意;B不符合题意。
故选A。
9.(2023·江苏镇江·二模)题图甲为某物理兴趣小组设计的利用电路测量物体重力的仪器,电压表V1、V2的量程均为0~15V,R0=5Ω,R=15Ω,在保证电路的安全下,弹簧的伸长与拉力均成正比。当秤盘里不放重物时,滑片P恰好在a点,闭合开关S可以得到电压表V2的示数与电阻R的关系如乙图。下列说法正确的是(  )
A.盘内物体重力变大时,电路消耗的总功率变小
B.P在滑动过程中,电压表V1、V2示数的差值不变
C.V1表盘不能改造成显示重力大小的刻度
D.若秤盘由于粘上泥土质量偏大,则要保持原来的最大测量范围,可适当增大R0的阻值
【答案】B
【解析】A.由图甲知道,盘内物体重力变大弹簧伸长,指针向下移,电阻丝aP的电阻增大,且电压表V1测量供电设备两端电压,电压表V2测量R两端的电压,由图乙知道,闭合开关S后,随着电阻的变化,R两端的电压均匀增大,即通过电阻R的电流大小不发生变化,始终大小是1A,说明此过程中,串联电路的电流不发生变化,由知道,电路消耗的总功率不变,故A错误;
B.由串联电路的电压特点知道,电压表V1、V2示数的差值是R0两端的电压;在P滑动过程中,由图乙知道,电压表V2的示数增大,但通过电路的电流不变,由欧姆定律知道,R0两端的电压不变,即电压表V1、V2示数的差值不变,故B正确;
C.根据题意知道,弹簧的伸长与拉力均成正比,又因为接入电路的电阻的长度与弹簧的伸长相等,所以,接入电路的电阻的长度与拉力均成正比,由于弹簧受到的拉力与盘内物体重力相等,所以,接入电路的电阻的长度与盘内物体重力均成正比,设接入电路的电阻的长度与盘内物体重力成正比的关系
由串联电路的电压特点知道,电压表V1的示数
所以,V1表盘能改造成显示重力大小的刻度,故C错误;
D.由C选项分析知道,电压表V1的示数
所以,若秤盘由于粘上泥土,要保持原来的最大测量范围,可适当减小R0的阻值,故D错误。
故选B。
10.(2023·江苏南京·一模)如图所示,R1为定值电阻,R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片P在某位置时,电流表示数为0.2A,此时在电路中接入一个电压表,闭合开关,电压表示数为2V。已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,在保证电路安全的情况下向某一方向移动滑片,发现电压表示数最大变化量为1V,下列判断正确的是(  )
①若电压表接在R1两端且滑片向左滑动,则电源电压可能为6V且R1=10Ω
②若电压表接在R1两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为3V且R1=10Ω
③若电压表接在R2两端且滑片向左滑动,则电源电压只能为2.5V且R1=2.5Ω
④若电压表接在R2两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为6V且R1=20Ω
A.仅①③ B.仅②④ C.仅①②③ D.①②③④
【答案】A
【解析】①电压表测R1两端的电压,电流表测通过R1的电流,由欧姆定律公式可知R1的阻值
若电压表接在R1两端且滑片向左滑动时,R1两端电压将增大,而电压表示数最大变化量为1V,所以移动滑片后电阻R1两端的电压为3V,此时通过电流表的电流
未超过电流表的量程,若此时滑动变阻器的阻值也为10Ω,由串联电路的分压规律可知滑动变阻器两端电压也为3V,由串联电路的电压规律可知,电源电压为两电阻两端电压之和,为6V,故①正确;
②当电压表接在R1两端且滑片向右滑动时,R1两端电压将减小,而电压表示数最大变化量为1V,所以移动滑片后电阻R1两端的电压为1V,电路中的总阻值变大,所以电流表不会超过量程。此时通过R1的电流
若电源电压为U,则滑动变阻器的阻值
因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω,即
解得
U≤3V
又因为R1两端一开始有2V的电压,所以电源电压的范围为
2V≤U≤3V
故②错误;
③若电压表接在R2两端且滑片未滑动时,令电源电压为U,由串联电路的电压规律可得
U=0.1A×R1+2V
当滑片向左移动时,电路中的电流将增大,最大电流为0.6A,且电压表的示数将变为3V,由串联电路的电压规律可得
U=0.6A×R1+3V
联立上式,解得
U=2.5V,R1=2.5Ω
故③正确;
④由①可知移动滑片前,电路中的电流为0.2A,电阻R2的阻值为20Ω,若将滑片向右滑动,电路中的阻值将增大,故电路中电流不会超过电流表的量程,而电阻R2两端的电压将增大,且最大只能达到3V,题目中未确定滑动变阻器移到何处,故滑动变阻器的阻值不能确定,所以定值电阻R1的阻值和电源电压不会是一个定值,故④错误。
故①③正确。
故选A。
第Ⅱ卷
二、填空题。(每空2分,共20分)
11.(2023·安徽芜湖·三模)如图所示电路中,电源电压不变,电阻R1=20Ω,闭合开关后,电压表示数为2V;若将电压表换成电流表,电路电流为0.3A,则电阻R2=_____Ω。
【答案】10
【解析】闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测R2两端的电压,若将电压表换成电流表,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律可得电源电压为
串联电路总电压等于各部分电压之和,则两电阻串联时,电阻R1两端的电压为
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电阻R2的电流为
根据欧姆定律可得电阻R2的阻值为
12.(2023·四川广元·中考真题)如图所示电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压恒为6V,闭合开关S。当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表a的示数为___________A;当电表a、b为电压表,c为电流表,电表b的示数为___________V。
【答案】 0.3 4
【解析】[1] 闭合开关S,当电表a、b为电流表,c为电压表时,R1、R2并联,电流表a测R2支路的电流,电流表b测量干路电流;根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压为
U2=U=6V
通过R2支路的电流
所以电表a的示数为0.3A。
[2]当电表a、b为电压表,c为电流表,R1、R2串联,电压表a测量电源电压,电压表b测量R2两端的电压;根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
电路中的电流为
根据串联电路的电流特点可知,通过R2的电流为
I2′=I=0.2A
由可知,R2两端的电压为
U2′=I2′R2=0.2A×20Ω=4V
所以电表b的示数为4V。
13.(2023·辽宁锦州·中考真题)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻R2的阻值为20Ω,电流表A1和A2的量程均为0~0.6A。闭合开关S,当滑动变阻器R1的滑片从最左端向右移动的过程中,两个电流表的示数之差始终为0.2A。则电压表的示数为______V,滑动变阻器R1允许接入电路的最小阻值为______Ω。
【答案】 4 10
【解析】[1]由电路图知,开关闭合后,两个电阻并联在电路中,电流表A1测通过R1的电流,A2测通过干路的电流。电压表测电源电压。因为电源电压不变,所以通过定值电阻R2的电流不变,滑片从最左端向右移动的过程,两个电流表的示数之差始终为0.2A,说明通过R2的电流为0.2A。所以电源电压,即电压表示数
U=I2R2=0.2A×20Ω=4V
[2]当变阻器接入电路的阻值最小时,干路的电流最大,为0.6A,因为两个电流表选用的都是小量程。此时通过变阻器的最大电流
I1=I-I2=0.6A-0.2A=0.4A
变阻器允许接入电路的最小阻值
14.(2023·安徽合肥·三模)如图所示,R1、R2、R3是三个阻值不同的定值电阻,且R1∶R2∶R3=1∶2∶6,已知R1=5Ω,把它们并联起来接入电路时的总电阻为______Ω。
【答案】3
【解析】已知R1=5Ω,因为
R1∶R2∶R3=1∶2∶6
则R2和R3的阻值
R2=2R1=2×5Ω=10Ω
R3=2R1=6×5Ω=30Ω
把它们并联起来接入电路时的总电阻为
15.(2023·安徽滁州·二模)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值R变=20Ω,当滑片移至a端,电流表示数为0.45A;当滑片移至b端,电流表示数为0.15A,则定值电阻R为______Ω。
【答案】10
【解析】当滑片移至b端,此时电阻R被短路,电阻中只有滑动变阻器,接入电路的阻值为R变=20Ω。电流表示数为0.15A,即该电路电流为0.15A,由欧姆定律可知,电源电压为
U=IR变=0.15A×20Ω=3V
当滑片移至a端,此时电路为滑动变阻器与电阻R的并联电路,滑动变阻器接入电路的阻值为R变=20Ω。电流表示数为0.45A,即干路电流为0.45A。由并联电路特点可知,此时滑动变阻器两端的电压等于电源电压,则通过它的电流为0.15A。由并联电流电流特点可知,通过电阻R的电流为
I1=I干-I=0.45A-0.15A=0.3A
定值电阻R的阻值为
16.(2023·广西桂林·中考真题)在物理兴趣小组的活动中,小桂按如图所示的电路图连接电路,电源电压恒定为,为滑动变阻器,、为定值电阻,且,。闭合开关前,应将的滑片移动至最 ___________(选填“左”或“右”)端;闭合开关,将滑片移至某点固定不动,当开关由点切换到点时,电压表示数变化了,电流表示数变化了,则___________。
【答案】 右 20
【解析】[1]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器接入阻值应最大,如图所示,滑片应调到最右端。
[2]闭合开关S,将滑片移至某点固定不动,当开关S1在a点时,滑动变阻器与R串联,电压表测定值电阻R两端电压U1,电流表测电流I1,电源电压可表示为
---------①
当开关S1在b点时,滑动变阻器与 串联,电压表测电阻两端电压 ,电流表测电流,由于
根据串联分压
开关S1切换过程中,电压表示数变化了0.5V,可得
接入电路电阻增大,电流会减小
电源电压可表示为
---------②
联立①②式,可得
R0接入的阻值为
代入由①式
解得
则Rx两端电压和电流为
Rx电阻为
17.(2023·上海·九年级)如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大,故障只发生在电阻R1、R2上,将电流表A与R1位置互换后,电压表与电流表的示数不发生变化,写出两电表的示数及对应的故障______。
【答案】电流表示数为,电压表示数为U0时,R1短路;电流表示数为0时,电压表示数为U0,R2断路
【解析】由图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大。且将电流表A与R1位置互换后,电压表与电流表的示数不发生变化。
①若R1短路,只有R2接入的简单电路,电压表变成测电源电压,电压表示数增大为U0;电路中总电阻减小,电流增大,电路表示数
当电流表A与R1位置互换后,电压表还是测电源电压,示数为U0,电流表示数为
前后两次电表示数不变,符合题意。
②若R1断路,电压表和电流表示数都为0,与题目中所述至少有一个电表的示数变大不符合,故R1断路不符合题意。
③若R2短路,电压表测一根导线两端的电压,示数为0;电流表示数变大,示数为
当电流表A与R1位置互换后,电压表测电源电压,示数为U0,跟电压表与电流表的示数不发生变化不符合,故不符合题意。
④若R2断路,电压表测电源电压,示数为U0,电流表示数为0,当电流表A与R1位置互换后,电压表还是测电源电压,示数为U0,电流表示数为0,符合题意。
综上所述:电流表示数为,电压表示数为U0时,R1短路;电流表示数为0时,电压表示数为U0,R2断路。
三、实验探究题(每空2分,共22分)
18.(2023·山东省青州第三中学模拟预测)小明用以下实验器材测小灯泡正常工作时的电阻:电源(电压4.5V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡(电阻约为8Ω),滑动变阻器R“20Ω,1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡的亮度变暗)_____。
(2)连接完电路后闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表有示数但均很小,无论怎样移动滑片都不能改变这种情况,可能的故障是 _____。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片至某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为 _____V;为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 _____(选填“左”或“右”)移动。
(4)图丙是根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图像,则小灯泡正常工作时的电阻是 _____Ω。
【答案】
将变阻器的下面两个接线柱连入了电路 2.3 左 10
【解析】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡的亮度变暗,说明变阻器接入电路的阻值变大,故变阻器应选左下接线柱与灯泡串联接入电路中,如下图所示
(2)[2]该组同学连接完电路后,闭合开关,电流表、电压表示数均很小,发现灯泡不亮,说明电路为通路且灯的电压和通过的电流很小,电路中的电阻较大,怎样移动滑片都不起作用,导致该故障的原因是:将变阻器的下面两个接线柱连入了电路。
(3)[3][4]小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程,分度值0.1V,电压表的示数如图乙所示,其示数为2.3V,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向左移动。
(4)[5]由小灯泡的电流与电压的关系图像可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,小灯泡正常工作时的电阻为
19.(2023·湖北鄂州·中考真题)如图所示,科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4V,R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当被测身高增加时,电压表的示数 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当R2实际接入的电阻值为5Ω时,电流表的读数是多少?___________
(3)为保证各元件安全,变阻器R2接入电路中的阻值范围是多少?___________
【答案】 变大 0.4A 3Ω~15Ω
【解析】(1)由电路图可知,该电路是串联电路、电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,被测身高增加时,滑动变阻器电阻棒接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,此时电路电流变小,R1两端电压变小,总电路电压不变,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大。
(2)当开关闭合时,R1和R2串联,根据欧姆定律可知电流表的示数
(4)R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流为0.5A,此时的总电阻
滑动变阻器接入电路的最小电阻
滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,最大电压为3V,定值电阻R1两端电压
串联电路各处电流都相等
解得此时R2=15Ω,所以变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-15Ω。
20.(2023·安徽·马鞍山中加双语学校一模)在伏安法测电阻的实验中,老师给兴趣小组提供的实验器材有:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一个,开关一个,阻值约为10Ω的待测电阻,滑动变阻器(规格为“20Ω 2A”),导线若干。
(1)用笔画线将图甲实物图连接完整________。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表指针处于最右端,其可能原因是_______。
(3)调节滑片,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻阻值为_______Ω。
【答案】 待测电阻断路 8.3
【解析】(1)[1]测电阻的实验中要用电流表应串联接入电路中,由实物图可知,电压表使用的是0~3V量程,所以电流中最大电流约为
所以电流表应使用0~0.6A量程,如下图所示:
(2)[2]连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,说明电路可能断路;电压表指针处于最右端,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,即其可能原因是待测电阻断路。
(3)[3]当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A量程,电流表分度值0.02A,其示数为0.24A,待测电阻阻值为
四、计算题:本题共3小题,共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
21.(8分)(2023·广西柳州·中考真题)小宸利用一个电池组,两只电流表(A1和A2),一个开关,一个阻值为R0=15Ω的定值电阻和若干导线,来测量未知电阻Rx的阻值,他设计好电路并正确操作,发现A1、A2的示数如图所示。
(1)A1、A2的示数I1、I2分别是多少?
(2)在你不确定电路设计的情况下,请判断电阻Rx可能的阻值为多少?
【答案】(1)0.3A;0.9A;(2)45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
【解析】解:(1)由图可知,电流表A1选的是“0-0.6A”的量程,A1的读数I1=0.3A;电流表A1选的是“0-3A”的量程,A2的读数I2=0.9A。
(2)由题意可知,本题是利用“安阻法”来测量未知电阻Rx的阻值,Rx和R0应并联连接,因不确定电路设计,即不确定电流表所接的位置,综合分析,电流表所接位置可能有四种情况:
①A1接在Rx的支路上,A2接在R0的支路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
②A1接在R0的支路上,A2接在Rx的支路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
③A1接在Rx的支路上,A2接在干路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
④A1接在R0的支路上,A2接在干路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
答:(1)A1、A2的示数I1、I2分别是0.3A、0.9A;
(2)在不确定电路设计的情况下,电阻Rx可能的阻值为45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
22.(8分)(2023·安徽滁州·二模)如图所示是一个电流表、电压表两用表的电路,电流计G的量程Ig=100mA,内阻Rg=10Ω,电阻R1=2Ω,R2=100Ω,S为单刀双掷开关。
(1)当S接到a时,电流计改装结果是什么表?其量程是多少?
(2)当S接到b时,电流计改装结果是什么表?其量程是多少?
【答案】(1)电流表,0~0.6A;(2)电压表,0~61V
【解析】解:(1)S接a时,电流计G与R1并联,电阻较小,改装成电流表,已知电流计G的量程是100mA,内阻是10Ω,根据欧姆定律可得,电流表G指针满偏时,电路两端的电压为
通过电阻R1的电流为
干路电流为
I=I1+Ig=0.5A+0.1A=0.6A
所以电流表的量程是0~0.6A;
(2)当S接b时,电流计G与R1并联后再与R2串联,电阻较大,改装成电压表,电流计G指针满偏时,电流计G与R1并联的电压不变,即
U=Ug=1V
并联电路的总电流为I=0.6A,根据可得,R2两端的电压为
U2=IR2=0.6A×100Ω=60V
电路两端的最大总电压为
U总=U+U2=1V+60V=61V
电压表的量程为0~61V。
答:(1)当S开关接到a时,电流表改装成电流表,其量程是0~0.6A;
(2)当S开关接到b时,电流表改装成电压表,其量程是0~61V。
23.(12分)(2023·云南昭通·九年级期末)如图甲所示,灯L正常发光时的电压为12V,其I﹣U图像如图乙所示,定值电阻R0的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“100Ω·1A”。
(1)开关都闭合,灯L正常发光,求灯正常发光的电阻。
(2)开关都闭合,若电流表、电压表的量程分别为0~0.6A、0~15V,滑动变阻器连入电路的最小阻值。
(3)闭合S,断开S1、S2,电流表、电压表量程分别为0~0.6A、0~9V,在保证电路各元件安全的情况下,求滑动变阻器的取值范围。
【答案】(1)40Ω;(2)40Ω;(3)10Ω~30Ω。
【解析】(1)开关都闭合时,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端电压相等,且灯L正常发光,所以,电源的电压
U=UL=12V
由图乙可知,灯泡正常发光时,通过灯L的电流IL=0.3A,
由可得,灯正常发光时的电
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,当电流表的示数为0.6A时,通过变阻器R的最大电流
IR=I﹣IL=0.6A﹣0.3A=0.3A
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则
(3)闭合S,断开S1、S2时,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,调节滑动变阻器的滑片使电流表、电压表先后达到满偏,且电路正常工作;
因滑动变阻器允许的最大电流为1A,电流表量程为0~0.6A,所以当电流表示数最大0.6A时,滑动变阻器接入电流的阻值最小,
则此时电路的总电阻
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路的最小阻值
R滑小=R-R0=20Ω-10Ω=10Ω
当电压表示数为9V,滑动变阻器接入电路的阻值最大,
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以此时定值电阻两端电压:
U0=U-UV=12V-9V=3V,
电路中的最小电流
则滑动变阻器接入电路的最大阻值
故滑动变阻器接入电路的阻值范围为10Ω~30Ω。
答:(1)灯正常发光是的电阻为40Ω。
(2)滑动变阻器连入电路的最小阻值为40Ω。
(3)滑动变阻器的取值范围为10Ω~30Ω。第十七章单元检测卷B卷(人教版)
九年级 物理
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.测试范围:人教版九年级全一册第十七章:欧姆定律。
第Ⅰ卷
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。
1.(2023·贵港·中考真题)为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是(  )
第1题图 第2题图 第3题图 第4题图
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变 B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大 D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
2.(2023·甘肃兰州·中考真题)如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关,滑动变阻器滑片从中点向右移动过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表变小,变小,电压表变大 B.电流表变小,不变,电压表不变
C.电压表的示数与电流表示数的比值变小 D.电流表、的示数之差与电压表示数的乘积不变
3.(2023·安徽省合肥市瑶海区众望初级中学模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,某个电表的示数变大。若电路中只有一处故障,且只发生在电灯L1或L2处,则下列判断中正确的是(  )
A.若电压表V示数变大,则电灯L1断路 B.若电压表V示数变大,则电灯L2短路
C.若电流表A示数变大,则电灯L1断路 D.若电流表A示数变大,则电灯L2短路
4.(2023·广东深圳·中考真题)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是(  )
第5题图 第6题图 第7题图 第10题图
A.R不断减小 B.R总不断减小 C.I总不断减小 D.R两端电压不断减小
5.(2023·内蒙古包头·中考真题)如图所示,电源电压为3V,R0的阻值为5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,a、b为滑动变阻器两个端点。闭合开关,下列说法正确的是(  )
A.若将滑片移动到a端,电路仍能正常工作 B.滑片在b端时,电流表A1示数为0.3A
C.滑片由b端向a端移动,电流表A2示数变大 D.滑片移动到中点时,电流表A1与A2示数比为2∶1
6.(2023·江苏·苏州高新区第一初级中学校九年级开学考试)在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,实验器材:电源(4.5V)、电流表(量程0~0.6A)、电压表、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω),滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样。如图所示,则探究过程中定值电阻两端电压设定值的合理范围是(  )
A.1.2~2.0V B.1.8~2.4V C.1.2~3.0V D.1.8~3.0V
7.(2023·上海·中考真题)在图所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器滑片P位于中点。用一阻值为20欧的电阻替换R1后,可能使电流表示数与替换R1前相同的方法是(  )
第8题图 第9题图 第11题图
A.电源电压不变,不移动滑片P B.电源电压不变,向右移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P D.增大电源电压,向右移动滑片P
8.(2023·新疆·中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变R0为定值电阻,R1为热敏电阻。在0℃~80℃的范围内,电压表的示数U随热敏电阻的温度t变化的关系如图乙所示。已知当温度t由10℃升高到30℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化了20Ω,则温度t由30℃升高到50℃的过程中,热敏电阻R1的阻值变化情况是(  )
A.阻值减小且阻值变化量小于20Ω B.阻值减小且阻值变化量大于20Ω
C.阻值增大且阻值变化量小于20Ω D.阻值增大且阻值变化量大于20Ω
9.(2023·镇江·二模)题图甲为某物理兴趣小组设计的利用电路测量物体重力的仪器,电压表V1、V2的量程均为0~15V,R0=5Ω,R=15Ω,在保证电路的安全下,弹簧的伸长与拉力均成正比。当秤盘里不放重物时,滑片P恰好在a点,闭合开关S可以得到电压表V2的示数与电阻R的关系如乙图。下列说法正确的是(  )
A.盘内物体重力变大时,电路消耗的总功率变小 B.P在滑动过程中,电压表V1、V2示数的差值不变
C.V1表盘不能改造成显示重力大小的刻度
D.若秤盘由于粘上泥土质量偏大,则要保持原来的最大测量范围,可适当增大R0的阻值
10.(2023·江苏南京·一模)如图所示,R1为定值电阻,R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片P在某位置时,电流表示数为0.2A,此时在电路中接入一个电压表,闭合开关,电压表示数为2V。已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,在保证电路安全的情况下向某一方向移动滑片,发现电压表示数最大变化量为1V,下列判断正确的是(  )
①若电压表接在R1两端且滑片向左滑动,则电源电压可能为6V且R1=10Ω
②若电压表接在R1两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为3V且R1=10Ω
③若电压表接在R2两端且滑片向左滑动,则电源电压只能为2.5V且R1=2.5Ω
④若电压表接在R2两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为6V且R1=20Ω
A.仅①③ B.仅②④ C.仅①②③ D.①②③④
第Ⅱ卷
二、填空题。(每空2分,共20分)
11.(2023·安徽芜湖·三模)如图所示电路中,电源电压不变,电阻R1=20Ω,闭合开关后,电压表示数为2V;若将电压表换成电流表,电路电流为0.3A,则电阻R2=_____Ω。
第12题图 第13题图 第14题图 第15题图
12.(2023·四川广元·中考真题)如图所示电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压恒为6V,闭合开关S。当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表a的示数为___________A;当电表a、b为电压表,c为电流表,电表b的示数为___________V。
13.(2023·辽宁锦州·中考真题)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻R2的阻值为20Ω,电流表A1和A2的量程均为0~0.6A。闭合开关S,当滑动变阻器R1的滑片从最左端向右移动的过程中,两个电流表的示数之差始终为0.2A。则电压表的示数为______V,滑动变阻器R1允许接入电路的最小阻值为______Ω。
14.(2023·安徽合肥·三模)如图所示,R1、R2、R3是三个阻值不同的定值电阻,且R1∶R2∶R3=1∶2∶6,已知R1=5Ω,把它们并联起来接入电路时的总电阻为______Ω。
15.(2023·安徽滁州·二模)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值R变=20Ω,当滑片移至a端,电流表示数为0.45A;当滑片移至b端,电流表示数为0.15A,则定值电阻R为______Ω。
16.(2023·广西桂林·中考真题)在物理兴趣小组的活动中,小桂按如图所示的电路图连接电路,电源电压恒定为,为滑动变阻器,、为定值电阻,且,。闭合开关前,应将的滑片移动至最 ___________(选填“左”或“右”)端;闭合开关,将滑片移至某点固定不动,当开关由点切换到点时,电压表示数变化了,电流表示数变化了,则___________。
第16题图 第17题图 第18题图
17.(2023·上海·九年级)如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大,故障只发生在电阻R1、R2上,将电流表A与R1位置互换后,电压表与电流表的示数不发生变化,写出两电表的示数及对应的故障______。
三、实验探究题(每空2分,共22分)
18.(2023·山东省青州第三中学模拟预测)小明用以下实验器材测小灯泡正常工作时的电阻:电源(电压4.5V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡(电阻约为8Ω),滑动变阻器R“20Ω,1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡的亮度变暗)_____。
(2)连接完电路后闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表有示数但均很小,无论怎样移动滑片都不能改变这种情况,可能的故障是 _____。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片至某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为 _____V;为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 _____(选填“左”或“右”)移动。
(4)图丙是根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图像,则小灯泡正常工作时的电阻是 _____Ω。
第19题图 第20题图
19.(2023·湖北鄂州·中考真题)如图所示,科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4V,R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当被测身高增加时,电压表的示数 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当R2实际接入的电阻值为5Ω时,电流表的读数是多少?___________
(3)为保证各元件安全,变阻器R2接入电路中的阻值范围是多少?___________
20.(2023·安徽·马鞍山中加双语学校一模)在伏安法测电阻的实验中,老师给兴趣小组提供的实验器材有:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一个,开关一个,阻值约为10Ω的待测电阻,滑动变阻器(规格为“20Ω 2A”),导线若干。
(1)用笔画线将图甲实物图连接完整________。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表指针处于最右端,其可能原因是_______。
(3)调节滑片,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻阻值为_______Ω。
四、计算题:本题共3小题,共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
21.(8分)(2023·广西柳州·中考真题)小宸利用一个电池组,两只电流表(A1和A2),一个开关,一个阻值为R0=15Ω的定值电阻和若干导线,来测量未知电阻Rx的阻值,他设计好电路并正确操作,发现A1、A2的示数如图所示。
(1)A1、A2的示数I1、I2分别是多少?
(2)在你不确定电路设计的情况下,请判断电阻Rx可能的阻值为多少?
22.(8分)(2023·安徽滁州·二模)如图所示是一个电流表、电压表两用表的电路,电流计G的量程Ig=100mA,内阻Rg=10Ω,电阻R1=2Ω,R2=100Ω,S为单刀双掷开关。
(1)当S接到a时,电流计改装结果是什么表?其量程是多少?
(2)当S接到b时,电流计改装结果是什么表?其量程是多少?
23.(12分)(2023·云南昭通·九年级期末)如图甲所示,灯L正常发光时的电压为12V,其I﹣U图像如图乙所示,定值电阻R0的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“100Ω·1A”。
(1)开关都闭合,灯L正常发光,求灯正常发光的电阻。
(2)开关都闭合,若电流表、电压表的量程分别为0~0.6A、0~15V,滑动变阻器连入电路的最小阻值。
(3)闭合S,断开S1、S2,电流表、电压表量程分别为0~0.6A、0~9V,在保证电路各元件安全的情况下,求滑动变阻器的取值范围。

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