九年级下册物理 欧姆定律单元测试卷(含答案解析)
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九年级下册物理 欧姆定律单元测试卷(含答案解析)
一、初三物理 欧姆定律 易错压轴题(难)
1.小致同学在做“用伏安法测量定值电阻R 1的阻值”的实验中,按如图甲所示设计的电路进行实验,已知滑动变阻器的最大阻值为R 2。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,改变R 1两端电压及通过电流,实现多次测量,其目的是_______________;
(2)当电压表示数为2.5V 时,电流表示数为0.5A ,利用此数据计算出R 1的阻值是_____Ω;
(3)小华在没有电流表的情况下也测量出了此电阻的阻值,其电路如图乙,他的操作如下: ①开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,记录电压表示数为3V ;
②将滑动变阻器的滑片调到最右端,记录电压表的示数为1V 。
则R 1的阻值为_____(用含有R 2的代数式表示)。
(4)小峰同学在小华同学的电路基础上进行了调整,设计了如图丙所示的电路,他的操作如下:
①将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为U 1;
②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U 2。
则U 1_____22
U (选填“>”、“<”或“=”),R 1的阻值为_____(用含有U 1、U 2、R 2的代数式表示)。 【答案】减小误差 5 20.5R > 212122U U R U U -- 【解析】
【分析】
(1)定值电阻多次测量求平均值是为了减小误差;
(2)根据U R I
=算出电阻; (3)闭合开关S ,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻1R ;将滑片滑到最右端,两电阻串联,根据串联电路的电流和电压特点求出待测电阻的阻值;
(4)要测量x R 的阻值,根据U R I
=
可知,需知道被测电阻两端电压和通过的电流,据此分析。
【详解】
(1)[1]为提高测量的准确程度,通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了减小误差;
(2)[2]当电压表示数为2.5V 时,电流表示数为0.5A ,则1R 的阻值为
1 2.5V 5Ω0.5A
U R I ===; (3)[3]①开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻1R ,记录电压表示数为3V ,即电源电压为3V ;
②将滑动变阻器的滑片调到最右端,两电阻串联,记录电压表的示数为1V ,即此时电阻1R 两端的电压为1V ,则滑动变阻器2R 两端的电压为3V -1V =2V ,根据串联电路的电流和电压特点有
121V 2V
R R =, 故120.5R R =;
(4)[4]①将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为U 1,根据串联电路的电流和电压特点有
111212
U U R U R -=电源
------① 则
2112
2R U U R R =+电源, ②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U 2,根据串联电路的电流和电压特点有
2122
U U R R U -=电源------② 则
2212
222U R U R R =+电源, 故212
U U >; [5]联立以上①②两式,解得
211212
2U U R R U U -=-。 【点睛】 本题以伏安法测电阻的探究实验为基础,进行了多层次的拓展,既要掌握好重点实验伏安法测电阻,又要灵活运用欧姆定律进行深度探究,非常经典的一道探究实验综合题。
2.王小军同学用如图所示实物电路研究小灯泡的电阻,已知小灯泡上标有“3 V”字样。
(1)图中部分导线已连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整。 ___
(2)根据实物图在虚线方框内画出实验电路图。____
(3)将滑动变阻器的滑片移到某位置时,电路中电流表示数为0.2 A,电压表的示数如图所示,则电压表示数为________V,此时灯丝的电阻为________Ω。
(4)改变滑动变阻器的电阻,经多次实验,测得多组电压、电流值如表所示,请根据表中数据,在如图中作出小灯泡的U-I图象。_____
【答案】 2.512.5
【解析】
【详解】
(1)滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中,如下图所示:
(2)先画出电源,从电源的正极出发,依次画出开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回到负极,然后把电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
(3)由图3可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,灯泡两端的电压为2.5V,
由I=可知,此时灯丝的电阻R===12.5Ω
3.某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中,按如图甲所示的电路图正确连接电路,逐次将不同阻值的电阻R 接在a
、
b 间,每次闭合开关前,滑动变阻器的滑片均移到阻值最大端。
(1)当接入的电阻R 为5Ω时,闭合开关,电流表无示数,电压表示数如图乙所示,移动滑片,两表指针保持不动。若电路中只有一处故障,则故障是______;电源两端的电压为______V ;
(2)排除故障后进行如下操作:
①闭合开关,记录电流表示数;
②移动滑片使电压表示数为U 0时,记录电流表示数;
③当接入的电阻R 分别为10Ω、15Ω时,闭合开关,重复步骤2;
④当接入的电阻R 为R x 时,闭合开关,电压表示数大于U 0,记录电流表示数;
⑤利用测得的数据绘制出如图丙所示的图像;
(3)实验中,滑动变阻器消耗的最大功率为______W ;
(4)仍使用原有器材,若使以上四个电阻都能为实验所用,应控制a 、b 之间的电压至少为______V 。
【答案】R 断路 6 1.8 4.5
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,移动滑片,两表指针保持不动,说明电路发生断路,且在电压表连接的两个接线柱之内,即电阻R 断路。
[2]由图乙可知,电压表量程的选则是0~15V ,分度值为0.5V ,电压表的示数为6V 。
(3)[3]由题意知,当刚闭合开关时,滑动变阻器滑片处于最大阻值处,根据图乙可知此时电路中的电流为0.3A ,可得到滑动变阻器的最大阻值为
6V-0.3A 5Ω==15Ω0.3A
ab U U R I -⨯=滑 当接入的电阻R 为R x 时,闭合开关,此时滑动变阻器的阻值最大,电压表示数大于U 0,由图知,电流表的示数为0.1A ;此时电路的总电阻为
16V ==60Ω0.1A
U R I =总