2024-2025学年九年级物理全册单元测试卷(人教版)
第17章 欧姆定律(B卷 培优卷)
注意事项:
1.测试范围:人教版九年级全册第17章。
一.电流与电压和电阻的关系(共6小题)
二.图像分析(共6小题)
三.动态电路(共12小题)
四.取值问题(共6小题)
五. 综合计算(共3小题)
一.电流与电压和电阻的关系(共6小题)
1.实验电路如图所示,下列说法正确的是( )
A.闭合开关,向左移动滑片小灯泡变暗
B.闭合开关,向右移动滑片电压表示数变小
C.这个电路可以探究电功率与电压的关系(只利用图中器材)
D.这个电路可以探究电流与电压的关系
【答案】B
【解答】解:A、闭合开关,向左移动滑片,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路中的电流增大,小灯泡变亮,故A错误;
B、闭合开关,向右移动滑片,滑动变阻器的电阻增大,根据串联分压的特点,电阻大分的电压大,故电压表的示数变小,故B正确;
C、探究电功率与电压的关系时,要控制电阻不变,而灯丝电阻会随温度的升高而增大,因此这个电路不能探究电功率与电压的关系(只利用图中器材),故C错误;
D、在探究电流与电压的关系的实验中,应控制电阻不变,而灯丝电阻会随温度的升高而增大,故这个电路不能探究电流与电压的关系,故D错误。
故选:B。
2.某同学在探究“电流跟电阻的关系”时,收集到的数据如下表,根据表中数据可得出的结论是( )
电阻R/Ω 10 20 30
电流I/A 0.30 0.15 0.10
A.电压一定时,电流与电阻成反比
B.电压一定时,电流与电阻成正比
C.电阻一定时,电流与电压成正比
D.电阻一定时,电流与电压成反比
【答案】A
【解答】解:
由表中数据,电流与电阻之积为:
U=IR=0.30A×10Ω=0.15A×20Ω=0.10A×30Ω=3V,为一定值,
故可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。只有A正确;
故选:A。
3.如图所示,在探究电流与电阻关系实验时。正确的操作是( )
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持电路中电流不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同的适当位置
D.更换R1,调节R2的滑片到不同的适当位置
【答案】D
【解答】解:A、换用不阻值的定值电阻时,R2滑片的位置要改变,才能保持R1两端的电压不变,故A错误;
B、由于电压表示数保持不变,改变定值电阻的阻值,根据I=可知,通过电路中的电流会发生改变,故B错误;
C、要探究电流与电阻的关系,电阻R1是变量,需要改变R1的阻值,故C错误;
D、根据上述分析可知,更换R1后,调节R2的滑片到不同的适当位置,保持R1两端的电压不变,故D正确率。
故选:D。
4.在做“探究电流与电阻的关系”实验中,电路如图所示。先在A、B间接入5Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.大于2V,应将滑片P向左滑
B.大于2V,应将滑片P向右滑
C.小于2V,应将滑片P向左滑
D.小于2V,应将滑片P向右滑
【答案】B
【解答】解:当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,AB间的电压将增大,该实验要控制AB间的电压不变,所以下一步的操作是:向右滑动滑片,使滑动变阻器连入的电阻变大(分压变大),使AB间的电压减小,直到电压表的示数为2V为止。
故选:B。
5.如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图,电源电压恒定不变,移动滑动变阻器滑片,测出多组数据,在图乙中画出了R1的电流与电压关系的I﹣U图像,由图可得到的实验结论是 。小组又利用该电路来探究“电流与电阻的关系”,根据实验数据在丙图中作出电流与电阻关系的I﹣R图像,则实验中定值电阻两端保持不变的电压是 V。
【答案】导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;2.5。
【解答】解:(1)由图乙可知,绘制出电阻R1的I﹣U图像为过原点的直线,据此可得结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)根据绘制的电流随电阻变化的图像,定值电阻两端的电压为:
UV=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V,即定值电阻两端的电压始终保持2.5V。
故答案为:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;2.5。
6.小军采用如图的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,发现电压表的示数 ,为了保持R两端的电压不变,他应该将滑动变阻器的滑片 (“向左移”、“向右移”或“保持不变”)
【答案】变大;向右移
【解答】解:(1)将AB两点间5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,AB间电阻变大,所分得的电压增大,故电压表的示数变大;
(2)为保持AB间的电压不变,需要移动滑片使AB间的电压减小:将变阻器滑片向右移动,滑动变阻器连入电路的电阻增大,电路中总电阻变大,电流变小,由U=IR可知,AB间的电压减小;
故答案为:变大;向右移。
二.图像分析(共6小题)
7.下列图象中,能正确描述定值电阻电流与电压关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:根据欧姆定律,定值电阻的阻值不变,通过的电流与电压成正比,图像是过原点的倾斜直线,故A正确,BCD错误。
故选:A。
8.如图所示图像中,能反映电压一定时,电流I与电阻R之间关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:根据欧姆定律可知,电压一定时,电流与电阻成反比,I与R的关系表达式为:I=,即:电压一定时,I与R之间关系的图象为反比例函数图象,故A正确。
故选:A。
9.定值电阻R1、R2的U﹣I图像如图所示,定值电阻R1、R2的阻值之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:2
【答案】B
【解答】解:由题知,R1、R2均为定值电阻,
由U﹣I图像可知,当通过两电阻的电流均为0.1A时,R1的电压为U1=4V,R2的电压为U2=2V,
根据公式R=可知,当电流相等,电阻之比等于对应的电压之比,
所以,R1、R2的阻值之比为R1:R2=U1:U2=4V:2V=2:1。
故选:B。
10.分析I﹣U图像(如图),我们得出下列结论,正确的是( )
A.甲图线对应的电阻大于乙图线对应的电阻
B.甲、乙两图线对应的电阻都随电压增大而增大
C.甲的电阻是5Ω
D.乙的电阻是0.1Ω
【答案】C
【解答】解:由图像可知,当I甲=I乙=0.3A时,U甲=1.5V,U乙=3V,
由I=可得,两电阻的阻值分别为:
R甲===5Ω,R乙===10Ω,
所以,甲的电阻小于乙的电阻,故AD错误,C正确;
导体的电阻是导体的性质,与导体的材料,长度。横截面积、温度有关,与通过导体的电流和导体两端的电压无关,故B错误。
故选:C。
11.如图所示的I﹣U的图象,通过图象分析A、B两个定值电阻,则RA与RB的大小关系是( )
A.RA<RB B.RA>RB C.RA=RB D.不能确定
【答案】B
【解答】解:由I﹣U图象可知,电阻两端电压为10V时,IA<IB;
根据I=可知R=,则:RA>RB,故B正确。
故选:B。
12.电阻R1的U﹣I图像如图所示,R1的阻值是 Ω,把R1与阻值是30Ω的电阻R2并联在电源电压是4V的电路中,通过R1与R2的电流之比是 ,R1与R2两端的电压之比是 。
【答案】10;3:1;1:1。
【解答】解:(1)由图像知,当电压为6V时,电流为0.6A,所以R1的阻值是:R1===10Ω。
(2)并联电路中,各支路电流之比等于电阻比倒数,所以通过R1与R2的电流之比是:===。
(3)并联电路中各支路两端电压相等,所以R1与R2两端的电压之比是1:1。
故答案为:10;3:1;1:1。
三.动态电路(共12小题)
13.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中( )
A.电流表A示数变大
B.电流表A1示数变大
C.电压表示数变大
D.电压表与电流表A1示数的比值变大
【答案】D
【解答】解:C.由电路图可知,电阻R与滑动变阻器并联,电流表A1测量通过变阻器的电流,电流表A测量干路上的电流,电压表测量电源电压,所以滑片移动时电压表V的示数不变,故C不符合题意;
B.电流表A1测通过变阻器的电流,当滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中,连入电路的阻值变大,由欧姆定律可知,该支路电流变小,即电流表A1示数变小,故B不符合题意;
A.因并联电路各支路可独立工作、互不影响,滑片移动时,电阻R所在支路不受影响,所以通过R的电流不变,又通过变阻器的电流变小,由并联电路的电流特点可知,干路电流也变小,即电流表A示数变小,故A错误;
D.因为电压表V的示数不变,电流表A1示数变小,所以电压表V与电流表A1示数比值变大,故D正确。
故选:D。
14.春季是雨水丰盈的季节,为监测江河水位变化某科技创新小组设计了水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,通过电压表显示的数据来反映水位变化情况,水位最低时,滑杆P位于R的a端处。L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻。下列判断正确的是( )
A.当水位上升时,电压表示数变小,指示灯变暗
B.当水位下降时,电压表示数变小,指示灯变暗
C.若电压表示数变小,指示灯变亮,表明水位上升
D.若将电压表改装成水位计,电压表示数减少即为水位在下降
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,指示灯与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压;
A、当水位上升时,滑片位置上移,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变大,电压表示数变大,由串联电路电压的规律知灯泡分得的电压变小;同时电路电阻变大,根据I=知,电路电流变小,根据P=UI知小灯泡的实际功率变小,由于灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以灯泡亮度变暗,故A错误;
BC、当水位下降时,滑片位置下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,则电压表示数变小,灯泡两端的电压电大;此时电路电阻变小,根据欧姆定律知,电路电流变大,因P=UI,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,则灯泡亮度变亮,故BC错误;
D、由以上分析可知,若电压表改装成水位计,当水位下降时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,其分得的电压变小,则电压表示数变小,故D正确。
故选:D。
15.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,滑片P由左向右移动时,小灯泡的灯丝电阻不受温度的影响,下列说法正确的是( )
A.灯泡的亮度变亮
B.电流表的示数变大
C.电压表的示数变小
D.电压表与电流表的示数比值变大
【答案】D
【解答】解:由电路连接图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测滑动变阻器两端电压;
闭合开关,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,则由串联电路的电阻规律可知,电路的总电阻变大,而电源电压不变,故由欧姆定律I=可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,故B错误;
由串联电路电阻等比例分压可知,滑动变阻器两端电压变大,即电压表示数变大,故C错误;
因流过小灯泡的电流变小,由P=I2R知小灯泡的实际功率变小,故可知灯泡将变暗,故A错误;
电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器电阻,而滑动变阻器电阻变大,所以电压表与电流表的示数比值变大,故D正确。
故选:D。
16.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片从右端滑到左端的过程中,则下列判断正确的是( )
A.电流表A的示数变小
B.电压表V2的示数变大
C.电压表V2示数变化量的绝对值与电流表A变化量的绝对值之比不变
D.电压表V1的示数与电流表A示数之比变大
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
ABD、将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,由于电压表V1测电源电压,示数不变,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,由串联电路电阻的规律知电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大。故A错误;
由U=IR可知,R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,故B错误;
由于电压表V1的示数不变,电流表A的示数变大,所以电压表V1示数与电流表A示数的比值变小,故D错误;
C、因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V2示数的变化量的绝对值与R1两端电压的变化量相同,设滑片移动前后电路中的电流为I、I′,电压表V2示数的变化量为:
ΔU=UI′﹣UI=I′R1﹣IR1=(I﹣I′)R1=ΔIR1,所以,电压表V2示数变化量的绝对值与电流表A变化量的绝对值之比等于R1的阻值,不变,故C正确。
故选:C。
17.如图所示,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由右端向左滑向中点处的过程中( )
A.电压表V的示数变小,电流表A2示数变大
B.灯泡变亮,电流表A2示数变小
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大
D.电压表V的示数不变,灯泡亮度不变
【答案】D
【解答】解:A、当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由右端向左滑向中点处的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流增大,即电流表A2示数变大;而电压表测量电源电压,因此电压表示数不变;故A错误;
B、由于并联电路中,各支路互不影响,因此灯泡的亮度不变;故B错误;
C、因为通过灯泡的电流不变,电流表A2示数变大,而干路电流等于各支路电流之和,因此电流表A1示数变大,故C错误。
D、因为电压表测量电源电压,因此电压表示数不变;灯泡亮度也不变,故D正确。
故选:D。
18.下图是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片上移时( )
A.电路中的电流减小,油箱油面降低
B.电路中的电流减小,油箱油面升高
C.电路中的电流增大,油箱油面降低
D.电路中的电流增大,油箱油面升高
【答案】A
【解答】解:当油箱油面下降,油箱里的浮球跟着下降,变阻器的滑片就会上移,金属片连入电路中的长度就增加,阻值增大,根据I=可知变阻器R阻值增大,电路电流就会减小。同理当油箱油面上升时,电路电流就会增大。
故选:A。
19.如图的电路中,电源电压保持不变,两个电阻的阻值R1<R2。闭合电键S,电路正常工作。下列可使电路中一个电表示数变大,另一个电表示数变小的操作是将( )
A.R1与R2的位置互换
B.R1与电压表V的位置互换
C.R1与电流表A的位置互换
D.电压表V与电流表A的位置互换
【答案】D
【解答】解:
A、由图可知R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压;电流表测电路中的电流。R1 与R2的位置互换后,两电阻仍串联,电压表测R2的两端的电压,由于R1<R2,根据串联电路的分压规律可知,电压表示数变大,电路中总电阻不变,故电流表示数不变,故A不符合题意;
B、R1与电压表V的位置互换后,R1与R2串联,电流表与电压表串联,电流表示数变小,电压表仍测R1两端的电压,示数不变,故B不符合题意;
C、R1与电流表A的位置互换后,R1与R2串联,电压表仍测R1两端的电压,示数不变,电流表示数也不变,故C不符合题意;
D、电压表与电流表位置互换后,R1与电压表被短路,电路为R2的简单电路,电流表测R2的电流,由于电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;电压表被短路,示数为零,即电压表示数变小,故D符合题意。
故选:D。
20.如图所示,电源电压恒定,当开关S由断开到闭合,A1、A2的示数各如何变化( )
A.A1示数不变,A2示数减小
B.A1示数不变,A2示数增大
C.A1、A2的示数均增大
D.A1示数减小,A2示数减小
【答案】B
【解答】解:因为开关断开时,为基本电路,两个电流表的示数相同;当开关闭合后,R1与R2并联,并联电路各支路互不影响,而干路中的电流等于各支路电流之和,所以A1的示数不变,A2的示数增大。故B选项正确。
故选:B。
21.“绿水青山就是金山银山!”为打赢蓝天、碧水、净土保卫战,许多地方都安装了污染指数感知设备,其原理如图甲所示。R0为限流电阻,开关闭合后起保护电路的作用,R为可以感知污染指数的气敏电阻,其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示,p是感知用的电学仪表。以下分析中( )
①p是电压表;
②p是电流表;
③污染指数越小,仪表示数越大;
④污染指数越小,仪表示数越小。
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电表与R0并联,为电压表;
由图象乙可知,污染指数越小,可变电阻的阻值越大,根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压越大,由串联电路电压的规律可知,定值电阻分担的电压减小,即电压表示数减小;故①④正确。
故选:D。
22.酒精测试仪可检测驾驶员是否为酒后驾车,如图是其原理图。图中酒精气体传感器的电阻R与酒精气体的浓度成反比,如果测试到的酒精气体浓度变大,则通过传感器的电流和电压表的示数变化分别( )
A.电流变大,电压表示数变大
B.电流变小,电压表示数变大
C.电流变大,电压表示数变小
D.电流变小,电压表示数变小
【答案】A
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压,
因酒精气体传感器的电阻R与酒精气体的浓度成反比,
所以,酒精气体浓度变大时,R的阻值变小,
由I=可知,电路中的电流变大,故BD错误;
由U=IR可知,R0两端电压变大,即电压表的示数变大,故A正确,C错误。
故选:A。
23.如图,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R1是热敏电阻,R1的阻值随温度的升高而减小。闭合开关S,在R1表面上涂一些酒精后( )
A.电流表和电压表的示数均变小
B.电流表和电压表的示数均变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
【答案】C
【解答】解:根据电路图可知,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R1两端的电压;
闭合开关S,在R1表面上涂一些酒精后,酒精蒸发吸热,使得R1的温度降低,电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;
R1的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,其分担的电压变大,电压表示数变大。
故选:C。
24.如图所示电路中。电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时,电压表V的示数将
,电流表A的示数将 ;向右移动滑动变阻器的滑片P,电压表V与电流表A的示数的比值将 。(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】不变;不变;变大
【解答】解:由电路图可知,电键S断开时,电路为滑动变阻器的简单电路,电键S闭合时,滑动变阻器与灯泡并联,电压表始终测电源的电压,电流表始终测通过滑动变阻器的电流。
∵电源的电压不变,
∴当电键S由断开到闭合时,电压表的示数不变,
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴当电键S由断开到闭合时,通过滑动变阻器的电流不变,即电流表的示数不变,
向右移动滑动变阻器的滑片P时,接入电路中的电阻变大,
∵电压表V与电流表A的示数的比值等于滑动变阻器接入电路中的电阻,
∴电压表V与电流表A的示数的比值变大。
故答案为:不变;不变;变大。
四.取值问题(共6小题)
25.如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变。电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两块电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15~0.45A
B.电压表V1示数范围为1.5~3V
C.电压表V2示数范围为0~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~15Ω
【答案】B
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表V1的示数U1max=3V时,电路中的电流最大,变阻器接入电路中的电阻最小,
则Imax===0.3A<0.6A,
因串联电路中各处的电流相等,没有超过电流表的量程,所以,电路中的最大电流Imax=0.3A;
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知:
R2两端的最小电压U2min=U﹣U1max=4.5V﹣3V=1.5V,
变阻器接入电路中的最小阻值:
R2min===5Ω;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,
即Imin===0.15A,
此时电压表V2的示数:
U2=IR2=0.15A×20Ω=3V,
所以,电流表A的示数范围为0.15A~0.3A,故A错误;
此时,电阻R1两端的最小电压:
U1min=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,
所以,电压表V2示数范围为1.5V~3V,故B正确;
电压表V2示数范围为1.5V~3V,故C错误;
滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω,故D错误。
故选:B。
26.如图甲所示,电源电压恒为6V,滑动变阻器最大阻值为100Ω,电路电流在0.1~0.4A之间时电子元件均能正常工作,通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,电子元件正常工作时( )
A.流过电子元件和滑动变阻器的电流不相等
B.滑动变阻器取值范围为5~40Ω
C.当电流为0.1A时,电子元件的阻值为10Ω
D.当电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω
【答案】B
【解答】解:A、电子元件和滑动变阻器串联,结合串联电路的电流特点可知流过它们的电流相等,故A错误;
B、电流在0.1A~0.4A之间时电子元件均能正常工作,
当电路电流最大为0.4A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
由图象可知,电子元件两端的最大电压为4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的最小电压:
U1=U﹣U电子=6V﹣4V=2V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路最小阻值:
R小===5Ω;
当电路电流最小为0.1A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
由图象可知,电子元件两端的最小电压为2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的最大电压:
U2=U﹣U电子′=6V﹣2V=4V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路最大阻值:
R大===40Ω。
则滑动变阻器取值范围为5Ω~40Ω,故B正确;
C、由乙图可知,当电路中的电流为0.1A时,电子元件两端的电压为2V,电子元件的电阻为R电子===20Ω,故C错误;
D、当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=R小=5Ω,故D错误。
故选:B。
27.如图所示电源电压恒为4.5V,定值电阻R1规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列判断错误的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15A~0.3A
B.电压表V1示数范围为1.5V~3V
C.电压表V2示数范围为1.5V~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为10Ω~20Ω
【答案】D
【解答】解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由于电压表的量程为0~3V,则当电压表V1的示数U1max=3V时,
Imax===0.3A,
由于定值电阻R1规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,
所以,电路中的电流最大为Imax=0.3A,此时变阻器接入电路中的电阻最小,
因串联电路中各处的电流相等,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的最小电压:
U2min=U﹣U1max=4.5V﹣3V=1.5V,
根据I=可得变阻器接入电路中的最小阻值:R2min===5Ω;
(2)由于电压表的量程为0~3V,当电压表V2的示数U2max=3V时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
此时,电阻R1两端的最小电压:U1min=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,
所以,电压表V1示数范围为1.5V~3V,故B正确;
电压表V2示数范围为1.5V~3V,故C正确;
电路的最小电流为:Imin===0.15A,
所以电流表的示数范围为0.15A~0.3A,故A正确;
变阻器接入电路中的电阻最大为:R2max===20Ω,
滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω,故D错误;
故选:D。
28.如图甲所示,电源电压恒为6V,滑动变阻器最大阻值为100Ω,电路电流在0.1~0.4A之间时电子元件均能正常工作,通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,电子元件正常工作时( )
A.通过电子元件的电流与其两端的电压成正比
B.滑动变阻器取值范围为5Ω~40Ω
C.当电流为0.1A时,电子元件的阻值为10Ω
D.当电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω
【答案】B
【解答】解:A、由乙图可知,通过电子元件的电流与其两端电压的关系图象不是一条过原点的直线,所以通过电子元件的电流与其两端的电压不成正比,故A错误;
B、电流在0.1A~0.4A之间时电子元件均能正常工作,
当电路电流最大为0.4A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
由图象可知,电子元件两端的最大电压为4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的最小电压:
U1=U﹣U电子=6V﹣4V=2V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路最小阻值:
R小===5Ω;
当电路电流最小为0.1A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
由图象可知,电子元件两端的最小电压为2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的最大电压:
U2=U﹣U电子′=6V﹣2V=4V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路最大阻值:
R大===40Ω。
则滑动变阻器取值范围为5Ω~40Ω,故B正确;
C、由乙图可知,当电路中的电流为0.1A时,电子元件两端的电压为2V,电子元件的电阻为R电子===20Ω,故C错误;
D、当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=R小=5Ω,故D错误。
故选:B。
29.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2的取值的规格为“40Ω 1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片P到中点时,电流表的示数为0.5A;移动滑片P到最右端时,电流表的示数为0.3A,则电源电压和定值电阻R1的阻值分别为( )
A.15V 20Ω B.12V 20Ω C.15V 10Ω D.12V 10Ω
【答案】C
【解答】解:
由图可知,R1与R2串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,
当P滑至中点时,电源电压:U=I中(R1+R2)=0.5A×(R1+×40Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当P滑至最右端时,电源电压:U=I右(R1+R2)=0.3A×(R1+40Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
电源电压不变,由①②可解得:U=15V,R1=10Ω。
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
30.如图甲所示为一个超声波加湿器,图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V。湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系如图丙所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出)。求在电路安全工作的前提下,电流表的取值范围是 A,此装置能监测的湿度最大值为 。
【答案】0.1~0.2;80%。
【解答】解:由图乙可知,R0、R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)电源电压不变,湿敏电阻R的阻值越大,由串联分压的规律可知,R两端电压越大,即电压表示数越大,
根据电压表的量程可知,R两端的最大电压为UR=9V,此时电路允许R的阻值最大,电路中的电流最小,
此时R0两端的电压为:U0=U﹣UR=12V﹣9V=3V,
电路中的最小电流为:I=I0===0.1A,
当电路中电阻最小时,电流最大,由图丙可知,R的最小值为10Ω,
此时电路的总电阻R总=R+R0=10Ω+30Ω=40Ω;
此时电路中的最大电流Imax===0.3A,因为此时电路中的电流大于电流表的最大量程,所以,根据电流表的量程可知,电路中的电流最大为:Imax′=200mA=0.2A,
综上可知,电流表的取值范围是0.1~0.2A;
(2)由图丙和前面分析可知,湿敏电阻R的阻值最大时,能监测的湿度最大,
因R两端的最大电压为UR=9V,则湿敏电阻R允许的最大阻值:
R大===90Ω<120Ω,符合题意,
由图丙可知,此装置可监测的最大湿度为:RH大=80%。
故答案为:0.1~0.2;80%。
五. 综合计算(共3小题)
31.在如图所示电路中,电源电压为6伏且保持不变。滑动变阻器R2标有“10Ω 2A”的字样。滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.4安。
①求此时通过变阻器R2的电流I2。
②移动变阻器滑片P,在电路安全工作的情况下,电路中总电阻R总的取值范围。
【解答】解:由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联。
①并联电路中各支路两端的电压相等,
则滑动变阻器滑片P在最右端时,通过变阻器R2的电流:
I2===0.6A;
②滑动变阻器滑片P在最右端时连入电路的电阻最大,通过R2的电流最小,则干路中的电流最小,
即I2min=0.6A,则干路最小电流为:I min=I1+I2min=0.4A+0.6A=1.0A,
根据I=可得最大总电阻为:
R总max===6Ω;
由于滑动变阻器R2标有“10Ω 2A”的字样,则当滑动变阻器通过的电流为2A时干路电流最大,
即:I2max=2A,则干路最大电流为:I max=I1+I2 min=0.4A+2A=2.4A,
根据I=可得最小总电阻为:
R总min===2.5Ω
所以,总电阻R总的取值范围:2.5Ω~6Ω。
答:①此时通过变阻器R2的电流I2为0.6A;
②移动变阻器滑片P,在电路安全工作的情况下,电路中总电阻R总的取值范围为2.5Ω~6Ω。
32.如图所示电路中定值电阻R1=10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关,当滑片P在a端时,电流表示数为0.3A。滑片P在b端时电压表的示数为2V。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)若将图中电源改为7.5V,电流表选择0~0.6A量程,电压表选择0~3V量程,为保证电表安全,试求滑动变阻器的取值范围。
【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压。
当滑片P在a端时,R2接入电路的阻值为零,电路为R1的简单电路,
已知此时电路中的电流为:I=0.3A,
则电源电压为:U=IR1=0.3A×10Ω=3V;
(2)滑片P在b端时,R2接入电路的阻值最大,已知此时R2两端的电压为:U2=2V,
因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以R1两端的电压为:U1=U﹣U2=3V﹣2V=1V,
此时电路中的电流为:I′=I1===0.1A,
则R2的最大阻值为:R2===20Ω;
(3)当R2接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,根据串联电路的分压原理可知,R2两端的电压最大,由于电压表所选量程为0~3V,所以R2两端的最大电压为:U2大=3V,
此时R1两端的最小电压为:U1小=U′﹣U2大=7.5V﹣3V=4.5V,
电路中的最小电流为:I小===0.45A,
R2接入电路的最大阻值为:R2大==≈6.67Ω;
当R2接入电路的阻值最小时,电路中的电流最大,因为电流表所选量程为0~0.6A,
所以电路中的最大电流为:I大=0.6A,
此时电路中的总电阻为:R===12.5Ω,
则R2接入电路的最小阻值为:R2小=R﹣R1=12.5Ω﹣10Ω=2.5Ω,
故滑动变阻器的取值范围为2.5~6.67Ω。
答:(1)电源电压为3V;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω;
(3)若将图中电源改为7.5V,电流表选择0~0.6A量程,电压表选择0~3V量程,为保证电表安全,滑动变阻器的取值范围为2.5~6.67Ω。
33.如图甲所示电路中,灯泡L额定电压为6V,滑动变阻器R上标有“40Ω 1A”字样,电流表量程为0~3A.当S闭合时,移动滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻为总电阻的时,灯泡L正常发光。灯泡的U﹣I图象如图乙所示。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻和电源电压;
(2)用定值电阻R0替换此灯泡,保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4V,求R0的取值范围。
【解答】解:(1)甲中灯与R串联,电压表V测L的电压,电流表测电路中的电流,由于灯正常发光,则电压表V示数为6V,由图乙知,灯的电流为0.6A,
由I=可得灯正常发光时的电阻:
RL===10Ω;
此时R接入电路的阻值;
R1=R=×40Ω=10Ω;
由I=可得:
U1=ILR1=0.6A×10Ω=6V,
根据串联电路的规律可知,电源电压:U=UL+U1=6V+6V=12V;
(2)现用定值电阻R0替换灯泡,则R0与变阻器串联,电压表V测R0的电压,
要求移动变阻器的滑片P,使电压表V的示数最大值达到4V,因电源电压为12V,
根据串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压最小值8V,
根据分压原理,R0与变阻器连入电路中的电阻之比为===;
①由于电流表量程为0~3A,变阻器允许通过的最大电流为1A,故电路中允许通过的最大电流为1A,由欧姆定律,电路中的最小电阻:
R串小===12Ω,
根据电阻的串联规律可得,定值电阻的最小值:
R0小=×12Ω=4Ω;
②当变阻器连入电路中的电阻最大为40Ω,定值电阻有最大值,根据=可得:
R0大=R滑大=×40Ω=20Ω;
故保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4V.R0的取值范围:4Ω≤R0≤20Ω。
答:(1)灯泡正常发光时的电阻为10Ω,电源电压为12V;
(2)R0的取值范围为:4Ω≤R0≤20Ω。
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2024-2025学年九年级物理全册单元测试卷(人教版)
第17章 欧姆定律(B卷 培优卷)
注意事项:
1.测试范围:人教版九年级全册第17章。
一.电流与电压和电阻的关系(共6小题)
二.图像分析(共6小题)
三.动态电路(共12小题)
四.取值问题(共6小题)
五. 综合计算(共3小题)
一.电流与电压和电阻的关系(共6小题)
1.实验电路如图所示,下列说法正确的是( )
A.闭合开关,向左移动滑片小灯泡变暗
B.闭合开关,向右移动滑片电压表示数变小
C.这个电路可以探究电功率与电压的关系(只利用图中器材)
D.这个电路可以探究电流与电压的关系
2.某同学在探究“电流跟电阻的关系”时,收集到的数据如下表,根据表中数据可得出的结论是( )
电阻R/Ω 10 20 30
电流I/A 0.30 0.15 0.10
A.电压一定时,电流与电阻成反比
B.电压一定时,电流与电阻成正比
C.电阻一定时,电流与电压成正比
D.电阻一定时,电流与电压成反比
3.如图所示,在探究电流与电阻关系实验时。正确的操作是( )
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持电路中电流不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同的适当位置
D.更换R1,调节R2的滑片到不同的适当位置
4.在做“探究电流与电阻的关系”实验中,电路如图所示。先在A、B间接入5Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.大于2V,应将滑片P向左滑
B.大于2V,应将滑片P向右滑
C.小于2V,应将滑片P向左滑
D.小于2V,应将滑片P向右滑
5.如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图,电源电压恒定不变,移动滑动变阻器滑片,测出多组数据,在图乙中画出了R1的电流与电压关系的I﹣U图像,由图可得到的实验结论是 。小组又利用该电路来探究“电流与电阻的关系”,根据实验数据在丙图中作出电流与电阻关系的I﹣R图像,则实验中定值电阻两端保持不变的电压是 V。
6.小军采用如图的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,发现电压表的示数 ,为了保持R两端的电压不变,他应该将滑动变阻器的滑片 (“向左移”、“向右移”或“保持不变”)
二.图像分析(共6小题)
7.下列图象中,能正确描述定值电阻电流与电压关系的图象是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示图像中,能反映电压一定时,电流I与电阻R之间关系的是( )
A. B.
C. D.
9.定值电阻R1、R2的U﹣I图像如图所示,定值电阻R1、R2的阻值之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:2
10.分析I﹣U图像(如图),我们得出下列结论,正确的是( )
A.甲图线对应的电阻大于乙图线对应的电阻
B.甲、乙两图线对应的电阻都随电压增大而增大
C.甲的电阻是5Ω
D.乙的电阻是0.1Ω
11.如图所示的I﹣U的图象,通过图象分析A、B两个定值电阻,则RA与RB的大小关系是( )
A.RA<RB B.RA>RB C.RA=RB D.不能确定
12.电阻R1的U﹣I图像如图所示,R1的阻值是 Ω,把R1与阻值是30Ω的电阻R2并联在电源电压是4V的电路中,通过R1与R2的电流之比是 ,R1与R2两端的电压之比是 。
三.动态电路(共12小题)
13.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中( )
A.电流表A示数变大
B.电流表A1示数变大
C.电压表示数变大
D.电压表与电流表A1示数的比值变大
14.春季是雨水丰盈的季节,为监测江河水位变化某科技创新小组设计了水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,通过电压表显示的数据来反映水位变化情况,水位最低时,滑杆P位于R的a端处。L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻。下列判断正确的是( )
A.当水位上升时,电压表示数变小,指示灯变暗
B.当水位下降时,电压表示数变小,指示灯变暗
C.若电压表示数变小,指示灯变亮,表明水位上升
D.若将电压表改装成水位计,电压表示数减少即为水位在下降
15.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,滑片P由左向右移动时,小灯泡的灯丝电阻不受温度的影响,下列说法正确的是( )
A.灯泡的亮度变亮
B.电流表的示数变大
C.电压表的示数变小
D.电压表与电流表的示数比值变大
16.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片从右端滑到左端的过程中,则下列判断正确的是( )
A.电流表A的示数变小
B.电压表V2的示数变大
C.电压表V2示数变化量的绝对值与电流表A变化量的绝对值之比不变
D.电压表V1的示数与电流表A示数之比变大
17.如图所示,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由右端向左滑向中点处的过程中( )
A.电压表V的示数变小,电流表A2示数变大
B.灯泡变亮,电流表A2示数变小
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大
D.电压表V的示数不变,灯泡亮度不变
18.下图是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片上移时( )
A.电路中的电流减小,油箱油面降低
B.电路中的电流减小,油箱油面升高
C.电路中的电流增大,油箱油面降低
D.电路中的电流增大,油箱油面升高
19.如图的电路中,电源电压保持不变,两个电阻的阻值R1<R2。闭合电键S,电路正常工作。下列可使电路中一个电表示数变大,另一个电表示数变小的操作是将( )
A.R1与R2的位置互换
B.R1与电压表V的位置互换
C.R1与电流表A的位置互换
D.电压表V与电流表A的位置互换
20.如图所示,电源电压恒定,当开关S由断开到闭合,A1、A2的示数各如何变化( )
A.A1示数不变,A2示数减小
B.A1示数不变,A2示数增大
C.A1、A2的示数均增大
D.A1示数减小,A2示数减小
21.“绿水青山就是金山银山!”为打赢蓝天、碧水、净土保卫战,许多地方都安装了污染指数感知设备,其原理如图甲所示。R0为限流电阻,开关闭合后起保护电路的作用,R为可以感知污染指数的气敏电阻,其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示,p是感知用的电学仪表。以下分析中( )
①p是电压表;
②p是电流表;
③污染指数越小,仪表示数越大;
④污染指数越小,仪表示数越小。
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
22.酒精测试仪可检测驾驶员是否为酒后驾车,如图是其原理图。图中酒精气体传感器的电阻R与酒精气体的浓度成反比,如果测试到的酒精气体浓度变大,则通过传感器的电流和电压表的示数变化分别( )
A.电流变大,电压表示数变大
B.电流变小,电压表示数变大
C.电流变大,电压表示数变小
D.电流变小,电压表示数变小
23.如图,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R1是热敏电阻,R1的阻值随温度的升高而减小。闭合开关S,在R1表面上涂一些酒精后( )
A.电流表和电压表的示数均变小
B.电流表和电压表的示数均变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
24.如图所示电路中。电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时,电压表V的示数将
,电流表A的示数将 ;向右移动滑动变阻器的滑片P,电压表V与电流表A的示数的比值将 。(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
四.取值问题(共6小题)
25.如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变。电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两块电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15~0.45A
B.电压表V1示数范围为1.5~3V
C.电压表V2示数范围为0~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~15Ω
26.如图甲所示,电源电压恒为6V,滑动变阻器最大阻值为100Ω,电路电流在0.1~0.4A之间时电子元件均能正常工作,通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,电子元件正常工作时( )
A.流过电子元件和滑动变阻器的电流不相等
B.滑动变阻器取值范围为5~40Ω
C.当电流为0.1A时,电子元件的阻值为10Ω
D.当电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω
27.如图所示电源电压恒为4.5V,定值电阻R1规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列判断错误的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15A~0.3A
B.电压表V1示数范围为1.5V~3V
C.电压表V2示数范围为1.5V~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为10Ω~20Ω
28.如图甲所示,电源电压恒为6V,滑动变阻器最大阻值为100Ω,电路电流在0.1~0.4A之间时电子元件均能正常工作,通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,电子元件正常工作时( )
A.通过电子元件的电流与其两端的电压成正比
B.滑动变阻器取值范围为5Ω~40Ω
C.当电流为0.1A时,电子元件的阻值为10Ω
D.当电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω
29.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2的取值的规格为“40Ω 1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片P到中点时,电流表的示数为0.5A;移动滑片P到最右端时,电流表的示数为0.3A,则电源电压和定值电阻R1的阻值分别为( )
A.15V 20Ω B.12V 20Ω C.15V 10Ω D.12V 10Ω
30.如图甲所示为一个超声波加湿器,图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V。湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系如图丙所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出)。求在电路安全工作的前提下,电流表的取值范围是 A,此装置能监测的湿度最大值为 。
五. 综合计算(共3小题)
31.在如图所示电路中,电源电压为6伏且保持不变。滑动变阻器R2标有“10Ω 2A”的字样。滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.4安。
①求此时通过变阻器R2的电流I2。
②移动变阻器滑片P,在电路安全工作的情况下,电路中总电阻R总的取值范围。
32.如图所示电路中定值电阻R1=10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关,当滑片P在a端时,电流表示数为0.3A。滑片P在b端时电压表的示数为2V。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)若将图中电源改为7.5V,电流表选择0~0.6A量程,电压表选择0~3V量程,为保证电表安全,试求滑动变阻器的取值范围。
33.如图甲所示电路中,灯泡L额定电压为6V,滑动变阻器R上标有“40Ω 1A”字样,电流表量程为0~3A.当S闭合时,移动滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻为总电阻的时,灯泡L正常发光。灯泡的U﹣I图象如图乙所示。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻和电源电压;
(2)用定值电阻R0替换此灯泡,保证在移动滑动变阻器滑片过程中电压表示数的最大值都会出现4V,求R0的取值范围。
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