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月考03
欧姆定律B卷解析版
月考
03
欧姆定律
解析
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2020–2021学年九年级物理人教版月考模拟试卷03B卷
(考试范围:第十七章 考试时间:90分钟 试卷满分:90分)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(每题3分,共18分)。
1.关于欧姆定律 , 下列叙述中错误的是 ( )
A.在相同电压下 , 导体的电流和电阻成反比
B.对同一个导体 , 导体中的电流和电压成正比
C.因为电阻是导体本身的性质 , 所以电流只与导体两端的电压成正比
D.导体中的电流与导体两端的电压有关 , 也与导体的电阻有关
【答案】C
【解析】:电阻是导体本身的一中性质,与电压和电流无关.在相同电压下 , 导体的电流和电阻成反比[,对同一个导体 , 导体中的电流和电压成正比.所以C 是正确的.
2.如图所示的电路中,电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了ΔU和ΔI。下列对比值的判断正确的是( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.先变大再变小
【答案】B
【解析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则
ΔI=I2−I1
由I=可得,两次电压表的示数分别为
U1=I1R,U2=I2R
则电压表示数的变化量
ΔU=U2−U1= I2R − I1R =( I2− I1)R=ΔI⋅R
则=R,且R的阻值不变,所以,不变。
故选B。
3.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,当开关S闭合后,灯L不发光,电压表指针有明显偏转.若电路中只有一处故障,对于此电路可能故障的判断,下列说法中不正确的是( )
A.灯L短路 B.灯L断路
C.滑动变阻器R2断路 D.定值电阻R1断路
【答案】B
【解析】若灯被短路,则电路是R1、R2串联的电路,此时,灯泡不亮,电压表有示数,测的是电源电压,所以A是可能的;如果灯丝断路,则整个串联电路都没有电流,电压表也不会有示数,所以B是不可能的;若R1或R2断路,则电流可以从电源正极经开关至电压表、灯泡到电源负极,这一回路是有微弱电流的,电压表也有示数,所以这都是可能的.综上所述,B符合题意。
4.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )
A.电流表A1示数变大,电压表V示数变大
B.电流表A2示数变小,电压表V示数变小
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
【答案】C
【解析】AB.根据电路图可知,R1和变阻器R2并联,电流表A1测量的是R1的电流,电流表A2测量的是干路总电流。变阻器滑片P向右移时,R2的有效电阻变大,该支路电流变小;由于R1的电阻不变,故R1所在支路的电流不变,即电流表A1的示数不变;电流表A2测量的是干路总电流,其数值等于R1、R2的电流之和,故其数值变小;电压表V测量的是电源电压,其示数保持不变。综上所述AB不符合题意;
C.电压表V示数是电源电压,同时也是R1两端电压;电流表A1测量的是R1电流,电压表V示数与电流表A1示数比值即为R1的电阻,因为R1为定值电阻,所以电压表V示数与电流表A1示数比值不变,故C符合题意;
D.电压表V示数是电源电压,电流表A2测量的是总电流,电压表V示数与电流表A2示数比值即为电路总电阻,滑片P右移时R2电阻增大,导致电路总电阻增大,由此可得电压表V示数与电流表A2示数比值将变大,故D不符合题意。
故选C。
5.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,、的I—U关系图像如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻的I—U关系图像
B.电源电压为20V
C.的阻值是20Ω
D.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
【答案】C
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;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,电阻R1的功率最小,根据图像读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值。
【详解】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图像可知,A为滑动变阻器R2的I—U关系图像,B为电阻R1的I—U关系图像,故A错误;
B.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,由I−U图像可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压:
故B错误;
C.由可得,定值电阻R1的阻值
故C正确;
D.由可得,滑动变阻器的最大阻值
故D错误。
故选C。
6.如图所示的电路中,电源电压为4.5V不变,电阻R1标有“6 Ω 0.5 A”,滑动变阻器R2标有“30Ω 1 A”,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~3 V”。为了保护各电表和元件,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是( )
A.0~12 Ω B.0~30Ω C.3~12Ω D.3~30Ω
【答案】C
【解析】由电路图得,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器R2的电压。电源电压为4.5V不变,电阻R1标有“6 Ω 0.5 A”,滑动变阻器R2标有“30Ω 1 A”,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~3 V”,为了保护各电表和元件,电路中的电流最大为0.5A,滑动变阻器R2的电压最大为3V。当电路电流最大时,滑动变阻器R2接入的电阻最小为
当滑动变阻器R2的电压最大时,滑动变阻器R2接入的电阻最大,此时电阻R1的电压为
电路电流为
滑动变阻器R2接入的最大电阻
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题(每空1分,共20分)。
7.用同种材料的导体制成长度相等但横截面积不同的圆柱体a和b,a的横截面积大于b的,a、b的电阻分别为Ra和Rb,则Ra_______Rb(选填“>”、“=”或“<”);如图所示,把a和b互相连接,并将它们接入电路中,通过a、b的电流分别为Ia和Ib,a、b两端的电压分别为Ua和Ub,则Ia_____Ib,Ua______Ub(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】< = <
【解析】
[1]导体的材料、长度相同时,横截面越小,导体的电阻越大,所以
Ra<Rb
[2]如图所示,导体a、b串联,根据串联电路导体电流规律可知,它们通过的电流相等,即
Ia=Ib
[3]由公式可知a、b两端的电压关系为
Ua<Ub
8.元旦晚会要装些小灯泡来增加气氛,现有一批阻值是10、正常发光电流为0.5A的小灯泡,则每个小灯泡正常发光时其两端电压为_______V,应把_______个这样的灯泡_______(填“串”或“并”)联在220V电路中使用。
【答案】5 44 串
【解析】
[1]每个小灯泡正常发光时其两端电压为
[2][3]在220V电路中,为使灯泡正常发光,串联的灯泡数量为
9.在电阻两端加15V电压时,通过它的电流为3A,如果在它两端加6V的电压,通过它的电流是__________A.
【答案】1.2
【解析】
在电阻一定时,导体中的电流与电压成正比,即U1︰U2=I1︰I2,I2=U2,I1/U1=6V×3A/15V=1.2A.
10.如图所示,电源电压恒为3V,已知,.当开关S断开时电流表A的读数为______A:当开关S闭合时电流表A的读数为______A.
【答案】0.25 0.75
【解析】
(1)当开关S断开时;电路中只有R1连入电路,电流表测量R1的电流,由欧姆定律可求通过R1的电流.
(2)当开关S闭合时,两电阻并联在电源两端,电流表干路的电流,故由欧姆定律求得R2的电流,由并联电路的电流规律可求电流表A的示数.
【详解】
(1)当开关S断开时;电路中只有连入电路,电流表测量的电流,由欧姆定律可得,通过的电流
(2)当开关S闭合时,两电阻并联在电源两端,电流表干路的电流, 的电流:
11.如图所示电路中,电源电压恒定,闭合.当S闭合、甲、乙两表为电压表时,两表示数之比;则两电阻的阻值之比______;当S断开、甲乙两表为电流表时,两表示数之比______.
【答案】2:5 2:7
【解析】
[1]S0、 S闭合、甲乙两表为电压表时,两电阻串联,已知U甲:U乙=7:5,令U甲=7U,U乙=5U,则
,
根据得:
;
[2]当S断开,两电表为电流表时,两电阻并联,则:
,
所以,,由于甲电流表测量R2的电流,乙电流表测量干路电路,则
,,
所以
.
12.一电灯电阻是10Ω,正常工作电压是6V,现有一电压为9V的电源,若将该灯接在这个电源中使用,需串联一个______Ω的电阻.
【答案】5
【解析】
根据题意,电阻R和灯泡L串联;灯泡正常工作时,电路中的电流:
,
电阻R两端的电压:
,
电阻R的阻值:
.
13.小明在探究甲、乙两个电阻的电流与电压的关系时,得到了如图所示的图象.由图象可知,甲、乙两个电阻的大小关系是R甲_____R乙(选填“大于”、“小于”或“等于”),当甲、乙两个电阻并联时的总电阻是_____Ω.
【答案】> 5
【解析】
利用图象中的I-U图线对应的具体电流和电压值分别求出甲乙两导体的电阻值,然后进行比较.
【详解】
由I-U图线知:U甲=4V,I甲=0.2A,U乙=4V,I乙=0.6A
R甲===20Ω
R乙===6.67Ω
R甲>R乙
电阻并联,并联后的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和.
所以=+代入数据解得R并=5Ω
14.如图所示,电源电压不变,R1=6Ω,R2=4Ω.
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A,电路总电阻是_______Ω,电源电压为_____________V。
(2)当开关S1、S2和S3都闭合时,电流表示数为l.5A,此时通过L的电流是_______A。
【答案】10 6 0.5
【解析】
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1与R2组成串联电路,根据两电阻串联后的总阻值等于两电阻之和即可求得总电阻,根据欧姆定律的变形公式U=IR即可求解电源电压;
(2)当开关S1、S2和S3都闭合时,R2短路,R1与L组成并联电路,电流表测干路的电流;根据欧姆定律即可求得通过R1的电流,根据并联电路中电流的特点即可求得通过灯泡的电流。
【详解】
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1与R2组成串联电路,则电路中的总电阻R总=R1+R2=6Ω+4Ω=10Ω;电源电压U=IR总=0.6A×10Ω=6V;
(2)当开关S1、S2和S3都闭合时,R2短路,R1与L组成并联电路,电流表测干路的电流;通过R1的电流,通过L的电流为:IL=I‘-I1=1.5A-1A=0.5A。
15.在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示,由图可知,元件甲的电阻是_____Ω,将元件甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,则流过元件甲的电流是_____A,元件乙两端的电压是_____V.
【答案】5 0.2 2
【解析】
(1)由图象知,U甲=2V,I甲=0.4A,则由I=得:
元件甲的电阻
(2)将元件甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,根据串联电路的电流特点知通过甲乙电阻的电流相等,由图象可知此时的电流,I=0.2A,乙元件两端的电压为2V.
故答案为 5; 0.2 ; 2.
三、实验题(每空2分,共24分)。
16.东东同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验.
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系.选用的定值电阻的阻止分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω.
①按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大(________________)
②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是_____.
③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,其示数为_____A.
④断开开关S,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再次闭合开关后,滑片应向______填“左”或“右”)端移动.
⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是_____.
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图 (R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值.
①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1.
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2.
③未知电阻的阻值Rx=_____(用字母表示).
【答案】 电阻断路(或电流表短路) 0.4; 右 6.25Ω﹣25Ω
【解析】
(1)①[1]滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
②[2]闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是电阻断路(或电流表短路);
③[3]东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,由图丙知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.2A;
④[4]由串联分压原理知道,将定值电阻由5Ω改接成10Ω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,即应保持电阻两端的电压不变,由串联电路电压的规律知道,应增大滑动变阻器分得的电压,即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;
⑤[5]当电阻5Ω的电阻接入电路,最大电流为0.4A,由串联电阻的规律和欧姆定律知道,变阻器连入电路的最小电阻是:
;
根据串联电路的规律及分压强原理知道:
,
即
解得:R滑大=25Ω;即在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6.25Ω﹣25Ω;
(2)[6]在步骤①中,电压表测待测电阻和定值电阻的总电压,在步骤②中,电压表定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律,待测电阻的电压为U1﹣U2,由分压原理知道:
,
所以,未知电阻的阻值是:
.
17.如图甲是小刚同学“探究电流与电阻关系”的实验电路图,电源电压为6V且保持不变,如图乙是他依据测得的数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,实验时桌上有“10Ω 1.5A”和“50Ω 1A”的滑动变阻器各1个。
(1)电路中变阻器的作用是______;
(2)实验操作中R两端电压是______V。当R的电阻由15Ω更换为20Ω时,闭合开关R两端电压______(填“变大”、“不变”或“变小”),滑动变阻器的滑片P应______(填“向a端滑动”、“向b端滑动”或“保持不动”);
(3)为了测出图乙中的数据,应选用______的滑动变阻器;
(4)分析图乙的图像,得出的结论是______。
【答案】改变R两端电压使之保持不变和保护电路 3 变大 向b端滑动 “50Ω 1A” 电压一定时导体中电流与导体的电阻成反比
【解析】
(1)[1]电路中变阻器的作用是改变R两端电压使之保持不变和保护电路。
(2)[2]由图乙可知,每组电流值和电阻值的乘积都为3V,所以实验操作中R两端电压是3V。
[3]当R的电阻由15Ω更换为20Ω时,闭合开关后,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,所以R两端电压变大。
[4]要使电阻R两端电压仍为3V,则需减小电路中电路,即让滑动变阻器电阻变大,由滑动变阻器的接法可知,滑动变阻器的滑片P应向b端滑动。
(3)[5]由图乙可知,当电阻R阻值为15Ω时,电流为0.2A,此时滑动变组器两端的电压为
由欧姆定律可知,此时滑动变阻器的电阻
所以滑动变阻器的最大阻值一定大于15Ω,所以应选用“50Ω 1A”的滑动变阻器。
(4)[6]图乙的图像为反比例函数图像,所以分析图乙的图像,得出的结论是电压一定时导体中电流与导体的电阻成反比。
四、计算题(第18、19题9分,第20题10分,共28分)。
18.小林用一个电流表和一个阻值为10Ω的电阻R0来测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路。在只闭合S的情况下,电流表的示数为0.6A;再同时闭合S、S1时,电流表的示数为0.9A,电源电压不变,
求:(1)电源电压;
(2)电阻Rx的阻值。
(3)电路的总电阻
【答案】(1)6V (2) (3)
【解析】
(1) 只闭合S时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流,由得,电源的电压:
U=I0R0=0.6A×10Ω=6V
(2) 同时闭合S、S1时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过Rx的电流:
0.9A-0.6A=0.3A
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,Rx的阻值:
(3)根据电阻的并联,电路中的总电阻为:
答:(1) 电源电压为:6V;
(2) 电阻Rx的阻值为:20 ;
(3) 电路的总电阻为:。
19.如图甲是一个检测空气质量指数的电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知:电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0为2.5Ω。当闭合开关S后,电压表示数为2V时,求:
(1)通过R0的电流;
(2)电阻R的阻值;
(3)此时的空气质量指数。
【答案】(1)0.8A(2)5Ω(3)50
【解析】
【分析】
分析串并联情况,根据对应规律及欧姆定律求解即可。
【详解】
(1)由欧姆定律得通过R0的电流为:
(2)由串联分压得电阻R两端电压为:
由欧姆定律得电阻R的阻值为:
(3)电阻R倒数为:
由图像可知,对应空气质量指数为50。
20.电路如图甲所示.电源电压为18V,灯泡L的额定电压为12V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示.求:
(1)灯泡正常发光时,灯丝的电阻.
(2)移动滑动变阻器触头P到某一位置,电流表的示数为0.2A,请估算此时滑动变阻器连入电路的阻值.
(3)滑动变阻器触头P向右移动时,电流表、电压表的示数将如何变化?
【答案】(1)40Ω(2)60Ω(3)电流表示数变小、电压表示数变大
【解析】
(1)灯泡正常发光时,由图乙可知,当时,通过的电流,由可得,灯丝的电阻:
(2)电流表的示数为0.2A,由图象可知,灯泡的实际电压,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,滑动变阻器接入电路中的电阻:
(3)由图可知滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在滑动变阻器两端,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻变大,电路的总电阻变大;根据可知,电路中电流变小,即电流表示数变小;根据可知,电阻R两端的电压变小;根据串联电路的电压特点可知:滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大;
答:(1)灯泡正常发光时,灯丝的电阻为40Ω;
(2)此时滑动变阻器连入电路的阻值为60Ω;
(3) 滑动变阻器触头P向右移动时,电流表示数变小、电压表示数变大;
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