九年级物理下册 欧姆定律单元培优测试卷

九年级物理下册欧姆定律单元培优测试卷

一、初三物理欧姆定律易错压轴题（难）

1．现有下列器材：学生电源，电流表（0~0.6A 0~3A）、电压表（0~3V 0~15V）、定值电阻8（2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）、开关、滑动变阻器（15Ω 1A）和导线若干，利用这些器材探究“电压一定时，电流与电阻的关系”，实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变。

(1)请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电压表示数变小；______

(2)实验中，不能被选用的电阻为___Ω；判断的依据是______；

(3)保证所选电阻均能正常进行实验，电源电压应该控制在3V至______V之间；

(4)实验中依次接入其中三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，测得相应的电流值，如下表所示。分析表中的数据可以得出结论______；

实验次数…234…

R/Ω…101520…

I/A…0.30.20.15…

(5)做完探究“电压一定时，电流与电阻的关系”，把定制电阻换成小灯泡，测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。

①闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，如要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向______（选填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为______V。

②改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值。根据记录的数据，绘制得如图丙所示的I﹣U图像。由图像可知，小灯泡的额定功率是______W；同时发现小灯泡的电流与电压不成正比，原因可能是______。

【答案】 2.5 此时电流超过了电流表的量程 4.8

电压一定时，电流与电阻成反比 A 2.5 0.5 小灯泡电阻受到温度的影响

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由题意可知，当滑动变阻器滑片P 向B 端移动时，接入电路中的电阻变大，故滑片左侧的电阻丝应当连入电路中，电路连接图如图所示。

(2)[2][3]若选用2.5Ω的电阻，实验中电阻R 两端的电压始终保持3V 不变，由欧姆定律可得，此时电路中的电流为

3V = 1.2A>0.6A 2.5Ω

U I R == 超过了电流表的量程，故实验中不能被选用的电阻为2.5Ω。

(3)[4]保证可用电阻均能正常进行实验，设最大电源电压为'U ，根据串联电路电压的规律和分压原理

U R U R =滑滑定定

当所用定值电阻的阻值为25Ω，变阻器接入阻值最大为15Ω时

'3V 15Ω3V 25Ω

U -= 解得

' 4.8V U =

实验中需要控制电阻R 两端的电压始终保持3V 不变，所以电源电压最小为3V ，故电源电压只能在3V 到4.8V 之间。

(4)[5]由表格数据可知，对应的电流和电阻的乘积都等于3V ，由此得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。

(5)[6][7]由图乙所示电压表可知，其量程为0~3V ，分度值为0.1V ，所示为2.2V ，灯泡两端电压小于额定电压，要测灯泡额定功率，应增大灯泡的电压，减小变阻器分得的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，即滑片向A 端移动，直到电压表示数为额定电压2.5V 。

[8]由图丙所示图像可知，灯泡的电压为1.5V 时，电流为0.15A ，由U I R

=

可得，此时灯泡的电阻值 1.5V =10Ω0.15A

U R I == 由图丙可知，灯泡额定电压对应的电流为0.2A ，灯泡额定功率

2.5 V 0.24A=0.5W P UI ==⨯

[9]小灯泡的电流与电压不成正比，原因可能是小灯泡电阻受到温度的影响，小灯泡电阻丝

会随着温度的变化而变化。

2．小明对“篮球在空气中是否受受到浮力”进行探究，由此进行一系列的思考与实验，并最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。

(1)如图甲，将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上，阀门连接未充气的气球，且处于关闭状态。加砝码使天平平衡。打开阀门，气球变大（假设篮球体积不变），天平指针向

______偏转。指针偏转的原因是__________________________________________。

(2)为测量篮球受到浮力大小，小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压U为6V，R 是力敏电阻，其阻值与所受压力F压的关系如图丙所示。当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2A，此时压敏电阻R大小为20Ω；当篮球给气球充气到体积为篮球2倍时（篮球体积不变），电流表示数为0.15A，力敏电阻R所受压力F B与篮球对左侧托盘的压力F A的关系如图丁所示，则定值电阻R0阻值为______Ω，篮球所受浮力为______N。(3)图乙中篮球与气球内气体的总质量保持不变，并控制气球体积为篮球的2倍，在电压表指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值，就制成了一台测量当地空气密度的“空气密度仪”。若用此装置测量大于1.29kg/m3的空气密度，指针大概应在______（A/B）处。【答案】右气球受到浮力变大 10 0.09

A

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]打开阀门，气球变大，根据阿基米德原理，气球受到的浮力变大，蓝球对托盘的压力变小了，故天平指针向右偏转。

(2)[3]压敏电阻R 与定值电阻R 0串联，电流表测量电路的电流，电压表测定值电阻的电压，当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2A ，根据串联电路的规律及欧姆定律

0116V 20100.2A

U R R I =

-=-Ω=Ω [4]由图丙知此时 F 1B ＝309N

当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时（篮球体积不变），电流表示数为0.15A ，根据串联电路的规律及欧姆定律

2026V 10300.15A

U R R I =

-=-Ω=Ω 由图丙知此时 F 2B =300N

由图丁知

F B =50F A

故

11A 309N 5050B F F =

= 22A 300N 5050

B F F =

= 托盘A 所受压力的变化量 ∆F A ＝309N 50−300N 50

＝0.18N 篮球给气球充气到体积为篮球的2倍，由阿基米德原理，即篮球所受的浮力为 F 浮=

12×0.18N=0.09N (3)[5]气球体积为篮球的2倍，即气球的体积不变，现用此装置测量大于1.29 kg/m 3的空气密度，根据阿基米德原理，气球受到的浮力变大，篮球对托盘的压力变小，力敏电阻R 所受压力F B 也变小，可知压敏电阻变大，根据串联电阻的规律，电路的总电阻变大，由欧姆定律，电路的电流变小，根据U ＝IR ，定值电阻的电压变小，即电压表示数变小，故用此装置测量大于1.29 kg/m 3的空气密度，指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧， 即A 处。

3．有一只阻值未知的定值电阻R x 。图甲是用伏安法测R x 阻值的实物电路，电源电压恒为3V ，滑动变阻器最大阻值为10Ω：