九年级物理全册第十五章第二节科学探究欧姆定律习题沪科版.docx
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九年级物理全册第十五章第二节科学探究欧姆定律习题沪科版
第十五章第二节科学探究:
欧姆定律
一、单选题
1.当开关S由断开到闭合,电流表两次示数之比是1:
5,由此可知,电阻R1与R2之比是( )
A. 5:
1
B. 1:
5
C. 1:
4
D. 4:
1
2.关于欧姆定律的公式I=
,下列说法正确的是( )
A. 导体中的电流与导体两端的电压成正比
B. 导体中的电流与导体的电阻成反比
C. 电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
D. 电阻一定时,导体的电阻与导体中的电流成反比
3.对人体来说,一般情况下不高于36V的电压是安全的,通过人体的电流接近30MA时就会有生命危险,根据以上数据,请估算人体电阻最接近于( )
A. 1×102Ω
B. 1×103Ω
C. 1×104Ω
D. 1×105Ω
4.下列说法中,不正确的是( )
A. 相同的电压加在阻值不同的导体两端,电流一定不同
B. 用不同的电阻研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
C. 同一电阻,它两端电压越大,通过它的电流也越大
D. 当加在某电阻两端的电压改变时,该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变
5.图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图象是( )
A.
B.
C.
D.
6.如图所示的电路,电源电压不变,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.闭合开关S,当监控区的温度升高时,电压表示数U与电流表示数I的关系图象是( )
A.
B.
C.
D.
7.图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图.其中S为激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),R2为定值保护电阻,a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响).水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住.若传送带上的产品为均匀正方体,示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示.己知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V,保护电阻的阻值为400Ω则( )
A. 有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1:
2
B. 有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1:
2
C. 有光照射时光敏电阻R1的阻值为800Ω
D. 每1h通过S与R1之间的产品个数为6000个
8.在如图所示的电子压力计中,滑动变阻器滑片P与弹簧上端固定在一起,弹簧的压缩长度与受到的压力大小成正比,滑动变阻器PB段电阻为R1,当闭合开关S后( )
A. 电路中电流表的读数随压力的增大而增大
B. 电路中电压表的读数随压力的增大而增大
C. 滑动变阻器PB段R1的阻值随压力增大而增大
D. 把电压表改成压力计时表盘刻度均匀
9.如图所示的电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器.闭合开关S后,在滑片P向右移动过程中,( )
A. 电流表A1的示数变小,灯泡变暗 B. 电流表A的示数变小,电压表V的示数变大
C. 电压表V的示数不变,电路的总功率变大 D. 电压表V的示数不变,灯泡的亮度不变
10.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电压表示数为U1;接着断开开关S,此时电压表示数为U2,若已知U1:
U2=5:
3,则电阻R1和R2的阻值之比是( )
A. 1:
2
B. 3:
2
C. 2:
3
D. 5:
3
二、多选题
11.如图1所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U﹣I”关系图象如图2中的甲、乙所示.根据图可知( )
A. 甲是定值电阻R1的图象
B. 乙是定值电阻R1的图象
C. 电源电压是6V
D. 定值电阻R1的阻值是10Ω
12.如图所示,电源、滑动变阻器与螺线管相连,闭合开关,在通电螺线管的右端放置一个小磁针,小磁针静止时N极水平向右.则( )
A. 电源左端为正极
B. 电源右端为正极
C. 滑动变阻器的滑片P向左移动,通电螺线管的磁性增强
D. 滑动变阻器的滑片P向右移动,通电螺线管的磁性增强
三、填空题
13.小阳设计一个天然气泄漏检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。
当天然气发生泄漏时,人们能闻到臭鸡蛋的气味,说明________。
若天然气浓度增大,则电压表的示数会________。
(选填“变大”或“变小”)
14.在研究“电流与电阻的关系”的实验时:
次数
1
2
3
R/Ω
5
10
25
I/A
0.5
0.25
0.1
(1)请在图甲中把余下部分的电路用笔划线代替导线连接完整.(要求滑动变阻器的滑片向右滑动电阻变大)
(2)实验过程中必须控制________ 不变;在某次测量中,电流表的示数如图乙所示,电流为________ A;
(3)实验中,滑动变阻器的主要作用是________ ;
(4)当把电路中5Ω的电阻换成一个10Ω的电阻时,应该将滑动变阻器的滑片向________ 移动(填“左”或“右”);
(5)实验记录的数据如上表所示,由此得出的结论是________
四、解答题
15. 如图甲是某电子秤的原理图,m是质量表(电阻忽略不计),秤盘与压杆质量均忽略不计,电源电压10V,R0为定值电阻。
当电路中的电流大于40mA时,气电保护开关S自动断开。
图乙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化的图像。
(1)图中质量表m应该用____表改装(填“电流”或“电压”)。
(2)m=0时,压力传感器R的电阻是多大?
此时电路中电流为20mA,求定值电阻R0的阻值。
(3)当电路中的电流等于40mA时,压力传感器R的阻值是多大?
(4)该电子秤能称量的最大质量为多少?
(g=10N/kg)
五、实验探究题
16.小明同学在做探究电流与电压的关系实验时,准备了以下器材:
干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干.根据图甲所示的电路图进行实验.
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整.
(2)连接电路.闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于________(选填A或B)端.
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是________.
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向________(选填左或右)移动.
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为________A.
(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示.老师看后说其中一次是错误的.帮小明分析出错的是第________次,原因是________.
六、计算题
17.如图所示,已知电源电压为U,三个电源的阻值分别为R1、R2和R3,求:
①当S1、S2均断开,电流表和电压表的示数;
②当S1、S2均闭合时,电压表和电流表的示数.
七、综合题
18.阅读短文,回答问题:
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”.更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”.组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”.进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时.用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图甲所示.1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息.
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可发生“巨磁电阻效应”的是(________)
A. 镍、铬
B. 铜、银
C. 铜、铬
D. 铁、镍
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是2.2nm时,这种复合膜电阻________(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”.
(3)“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为________信息.
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0________(选填“大”或“小”)得多.
(5)图乙是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域.将铁、铬复合膜制成的“新型读出磁头”组成图乙所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是图丙中的________.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】解:
由电路图可知:
开关断开时电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
根据I=
可得,I1=
,
当开关闭合时,两电阻并联,电压表测干路电流,
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴通过R1的电流不变,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R2的电流:
I2=I﹣I1,
∴
,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴
.
故答案为:
D.
【分析】S由断开只有R1连入电路中,S闭合两电阻并联,由此根据并联电路特点和两次电流表示数情况分析解答.
2.【答案】C
【解析】【解答】解:
根据欧姆定律的内容可知:
对于某一段导体来说电阻的阻值不变,即电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.故ABD选项不正确、C选项正确.
故选C.
【分析】根据欧姆定律的内容:
一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比进行解答.
3.【答案】B
【解析】
【分析】根据R=
即可求出人体的电阻,即当人体两端的电压为36V时,通过的最大电流为30mA.
【解答】因为当人体两端的电压为36V时,通过的最大电流为30mA,
所以人体的电阻为:
R=
=
=1200Ω,与阻值接近的选项为:
B;
故选B.
【点评】会熟练应用欧姆定律进行计算.
4.【答案】D
【解析】【解答】解:
A.电压相同时,导体的阻值不同,由I=
可知,电流一定不同,故A正确;
B.用不同的电阻来研究电流和电压,结论都是一样,即电阻一定时,电流和电压成正比,只是比例系数不同而已,故B正确;
C.同一电阻的阻值不变,由I=
可知,电阻两端电压越大,通过它的电流也越大,故C正确;
D.由R=
可知,电压与电流的比值等于导体的电阻,同一电阻的阻值一定,所以,其两端的电压改变时,该电阻两端的电压与电流的比值不变,故D错误.
故选D.
【分析】根据欧姆定律R=
可知,虽然电阻是由
算出,但电阻是导体本身的一种属性,与电压U、电流I无关.
5.【答案】A
【解析】【解答】解:
电阻一定时,电流与电压成正比.
A、图象反应的是电流与电压成正比,故A正确;
B、图象反应的是电流随电压增大而减小,故B错误;
C、图象中当导体两端电压为0时,电流不为0,故C错误;
D、图象反应的电流与电压成反比,故D错误.
故选A.
【分析】先确定图象中两个物理量的关系是怎样的,再看图象中所反应的这两个物理量的关系与电阻一定时,电流与电压关系是否吻合.
6.【答案】C
【解析】【解答】解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=
可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;热敏电阻R1的阻值变小,由串联分压原理可知,R1两端的电压减小,即电压表的示数减小;由上述分析可知,当电流表示数I变大时,电压表的示数U减小,故A图象错误;
(2)根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电压表示数U1=U总﹣U2=U总﹣IR2,因U总、R2是定值,所以,电压表示数U1与I为一次函数,其图象是一条倾斜的直线,且电流增大时,电压变小,故C图象正确,BD图象错误.故选C.
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.由题意可知温度升高时热敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中的电流和R2两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化,进而分析可得图象.
7.【答案】D
【解析】【解答】解:
(1)由甲图可知:
R1、R2串联,因光敏电阻有光照射时阻值较小,
所以,当有光照射时,R1的阻值变小,电路的总电阻变小,
由I=
可知,电路中的电流变大,R2两端的电压变大;
因串联电路总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变小,即R1两端的电压较低,由图象知R1的电压U1=2V,则U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,电路中的电流:
I=
=
=0.01A,光敏电阻的阻值:
R1=
=
=200Ω,故C错误;
(2)R1无激光照时,由图象可得U1′=4V,U2′=U﹣U1′=6V﹣4V=2V,所以,有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比U2:
U2′=4V:
2V=2:
1,故A错误;I′=
=
=0.005A,此时电阻R1的阻值:
R1′=
=
=800Ω,所以,光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比R1R1′=200Ω:
800Ω=1:
4,故B错误;
(2)由图象可知:
每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置,则每1h通过S与Rl之间的产品个数:
n=
=6000个故D正确;
故选D.
【分析】
(1)由甲图可知,两电阻串联,根据题意可知有光照射时光敏电阻R1阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R1两端电压的变化;由图象知R1的电压U1=2V,根据串联电路电压的特点求出R2的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流和求出R1的电阻;
(2)R1无激光照时,R1与R2串联,由图象可得R1的电压U1′=4V,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流和此时R1的电阻,即可得出有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比和光敏电阻的阻值之比;(3)由图象可知:
每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置,可以求出平均每小时通过的产品个数.
8.【答案】D
【解析】【解答】解:
由图示电路图可知,滑动变阻器阻值全部接入电路,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器下半部分电压,压力增大时滑片向下移动,与电压表并联部分电阻阻值变小;
A、压力增大时,电路总电阻保持不变,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流不变,电流表示数不变,故A错误;
B、压力增大时,滑片向下运动,与电压表并联部分电阻变小,电压表示数变小,故B错误;
C、随压力增大,滑片向下移动,滑动变阻器PB段电阻R1的阻值减小,故C错误;
D、设滑动变阻器总电阻为R,电路电流:
I=
,电压表示数:
UV=IR1=
R1,U与R是定值,电表示数与R1成正比,把电压表改成压力计时表盘刻度均匀,故D正确;
故选D.
【分析】首先分析电路的连接方式,然后判断电流表和电压表测哪个电路元件的电流和电压,然后应用串联电路特点与欧姆定律分析答题.
9.【答案】D
【解析】【解答】解:
A、由图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源电压,电流表A测干路电流,A1测L电流,闭合开关S后,在滑片P向右移动的过程中,灯泡的亮度不变,A不符合题意;
B、闭合开关S后,在滑片P向右移动的过程中,电源电压不变,所以电压表V的示数不变,B不符合题意;
C、根据并联电路的电流特点可知:
干路电流变小,即电流表A变小,由P=UI总功率变小.C不符合题意;
D、灯泡L支路与R支路互不影响,所以灯泡两端电压不变,灯泡电流不变,即A1示数不变,由P=UI可知灯泡功率不变,亮度不变,D符合题意;
故答案为:
D.
【分析】本题考查了学生对动态电路电表示数变化的分析,理解题目中灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源电压,电流表A测干路电流,A1测L电流,根据欧姆定律进行分析.
10.【答案】B
【解析】【解答】解:
闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,则电源的电压U1;接着只断开开关S时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,
串联电路中总电压等于各分电压之和,
R2两端的电压:
UR2=U1﹣U2,
串联电路中各处的电流相等,
由I=
可知,两电阻的阻值之比:
=
=
=
=
=
.
故选B.
【分析】闭合开关时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压;接着只断开开关S时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比.
二、多选题
11.【答案】BCD
【解析】【解答】解:
(1)从“U﹣I”关系图象可以看出,甲为滑动变阻器的关系图象,因滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,变阻器两端的电压为零,则乙为电阻R1的图象,故A错误、B正确;
(2)当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,电路中的电流最小,由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,电阻R1的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V,因串联电路总电压等于各支路电压之和,所以,电源电压为U=U1+U2=2V+4V=6V,故C正确,由I=
可得,定值电阻R1的阻值:
R1=
=
=10Ω,故D正确.故选BCD.
【分析】
(1)从“U﹣I”关系图象可以看出,甲为滑动变阻器的关系图象,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,乙为电阻R1的图象.
(2)当滑动变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,根据图象读出电表的示数,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,利用欧姆定律求出电阻R1的电阻.
12.【答案】A,D
【解析】【解答】
(1)由于小磁针静止时N极水平向右,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极,根据安培定则可判断出通电螺线管的N极,可知电源左端为正极,右端为负极;故A正确,B错误;
(2)滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电流变小,因此通电螺线管的磁性减弱.同理可以得出滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电流变大,因此通电螺线管的磁性增强,故C错误,D正确.
故选AD.
【分析】根据磁极间的相互作用规律可以判断出通电螺线管的磁极,根据安培定则判断电源的正负极.通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关,电流越大,磁性越强.
三、填空题
13.【答案】分子在做永不停息的无规则运动;变大
【解析】【解答】解:
(1)人们能闻到臭鸡蛋的气味,是因为气体分子扩散到空间任何一个位置,说明了分子是在做无规则运动;
(2)由图甲可知两电阻串联,电压表测量R0两端的电压,
由图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小,
根据I=
可知,电路中电流增加,
根据U=IR可知,定值电阻两端的电压会增大,即电压表的示数会变大。
故答案为:
分子在做永不停息的无规则运动;变大。
【分析】
(1)分子在不停地做无规则运动,所以我们能闻到气体的气味;
(2)由图甲可知两电阻串联,电压表测量R0两端的电压;由图乙可知气敏电阻的性质,由电阻的变化利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及R0两端电压的变化。
14.【答案】定值电阻两端的电压;0.3;保持定值电阻两端的电压不变;右;电压一定时,导体中的电流与这段导体的电阻成反比
【解析】【解答】解:
(1)滑动变阻器的左下方接线柱接入电路中时,滑片向右滑动电阻变大,如下图所示:
(2)探究电流与电阻的关系时,必须控制电阻两端的电压不变;
由乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;
(3)研究“电流与电阻的关系”的实验中滑动变阻器的主要作用是:
保持定值电阻两端的电压不变;
(4)当把电路中5Ω的电阻换成一个10Ω的电阻时,电路中的总电阻变大,
由I=
可得,电路中电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器两端的电压变大,
要使电压表的示数不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即滑片向右移;
(5)分析表格中的数据可知,电流变化的倍数和电阻变化倍数的倒数相等,
故可得结论:
电压一定时,导体中的电流与这段导体的电阻成反比.
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)定值电阻两端的电压;0.3A;
(3)保持定值电阻两端的电压不变;
(4)右;
(5)电压一定时,导体中的电流与这段导体的电阻成反比.
【分析】
(1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路,滑片向右滑动电阻变大说明左下方接线柱必须接入电路中;
(2)探究电流与电阻的关系时应控制电阻两端的电压不变;根据乙图电流表的量程和分度值读出示数;
(3)滑动变阻器的作用一般有:
保护电路和改变电路中电流的作用;
(4)当把电路中5Ω的电阻换成一个10Ω的电阻时,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流和滑动变阻器两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压变化,根据电压表的示数不变判断滑片移动的方向;
(5)分析表格中电阻的变化倍数和电流的变化倍数,利用控制变量法得出结论.
四、解答题
15.【答案】
【解析】【分析】考查欧姆定律及其应用。
五、实验探究题
16.【答案】
(1)解:
实物图如下:
(2)B
(3)电阻R断路
(4)左
(5)0.3
(6)1;定值电阻R两端的最小电压为0.6V,不可能为0.5V(或者通过电阻R的最小电流为0.12A,不可能为0.1A)