2020_2021学年九年级物理全册第十七单元欧姆定律单元检测（含解析新人教版）

2020_2021学年九年级物理全册第十七单元欧姆定律单元检测（含解析新人教版）

2020-2021 学年人教版初三物理全册单元检测 第十七单元《欧姆定律》 一、单选题（每小题 4 分，共 24 分） 1．如图所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是转动式变阻器，AP是它的转动臂，它与 OA 部分连接后可绕轴 O转动．下列说法正确的是（ ） A．油量表可能是由电流表或电压表改装而成的 B．转动臂 AP可能是由绝缘材料制成的 C．在低油位状态，R0对电路起保护作用 D．油位越高，流过 R0的电流越大 【答案】C 【解析】A．由于油量表是串联在电路中，所以，应是用电流表改装的，故 A错误； B．由图知道，在电路中，转动臂 AP相当于导线，不能是绝缘体，故 B错误； C．油面越低，浮子下移，滑片下移，滑动变阻器连入电路的电阻越小，所以，定值电阻是起保护作 用的，故 C正确； D．油位越高，浮子上升，滑片上移，滑动变阻器连入电路的电阻越大，电流越小，故 D错误。 2．如图所示，电源电压保持不变，开关 S闭合后，当滑动变阻器的滑片 P向右滑动时，下列说法正 确的是（ ） A．电压表 V示数变大 B．电流表 A1示数变大 C．电流表 A2示数不变 D．电流表 A2示数变小 【答案】C 【解析】由题图知，定值电阻与滑动变阻器的并联，A2测量定值电阻的电流，A1测量干路中的电流； 因为并联电路各支路两端的电压等于电源电压，所以当滑动变阻器的滑片 P向右滑动时，电压表的 示数不变；当滑片向右滑动时，滑动变阻器的阻值变大，所以滑动变阻器所在支路的电流变小；定 值电阻两端的电压不变，所以通过定值电阻的电流不变，A2的示数不变；干路电流等于各支路电流 之和，所以干路中的电流变小，即 A1的示数变小；故选 C。 3．如下图所示的电路中，电源电压保持不变。开关 S闭合，将滑动变阻器的滑片 P向右移动的过程 中，下列正确的是（ ） A．电流表 A1的示数变大，A的示数不变 B．电流表 A的示数变大，电压表 V的示数不变 C．电流表 A1的示数不变，电压表 V的示数不变 D．电流表 A1的示数变小，A的示数变大 【答案】C 【解析】本题考查动态电路中电表示数变化问题，首先分析电路的连接方式，电流表和电压表的测 量对象，再根据欧姆定律和串并联电路电流电压关系分析求解。 由图可知电阻 R1与滑动变阻器 R并联，电压表测量电源电压，电流表 A测量干路电流，电流表 A1测 量通过电阻 R1的电流。将滑动变阻器的滑片 P向右移动的过程中，滑动变阻器所接入的电阻变大， 电路总电阻变大，则电流表 A的示数变小，电阻 R1阻值不变，则电阻 R1所在支路电流不变，电流表 A1示数不变；电压表测量电源电压，电源电压不变，则电压表示数不变。 A．电流表 A1的示数不变，A的示数变小，故 A项错误； B．电流表 A的示数变小，电压表 V的示数不变，故 B项错误； C．电流表 A1的示数不变，电压表 V的示数不变，故 C项正确； D．电流表 A1的示数不变，A的示数变小，故 D项错误。 故选 C。 4．如图所示的电路中， .闭合开关 S，电压表 的示数之比是（） A．1：3 B．3：1 C．3：4 D．4：3 【答案】C 【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表 V1测 R2两端的电压，电压表 V2测电源的电压， 因串联电路中各处的电流相等，所以，由 可得，两电阻两端的电压之比： ， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电压表 V1与 V2的示数之比： ．故选 C． 5．在如图所示的电路中，电源两端电压保持不变。闭合开关后，当滑动变阻器的滑片 P由中点向右 移动时，下列判断中正确的是（ ） A．电流表和电压表的示数都增大 B．电流表和电压表的示数都减小 C．电流表的示数减小，电压表的示数不变 D．电流表的示数减小，电压表的示数增大 【答案】C 【解析】ABD．因为电压表测电源的电压，且电源的电压不变，所以电压表的示数不变，故 A、B、D 错误； C．当滑动变阻器的滑片 P由中点向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，因为 U I R  ，所以 通过滑动变阻器的电流变小，即电流表的示数变小，故 C正确。 故选 C。 6．某同学误将开关 S接成如图所示的电路，一旦闭合开关 S，那么（ ） A．电流表被烧坏 B．灯泡被烧坏 C．电压表被烧坏 D．不会发生事故 【答案】A 【解析】由图可以知道:若闭合开关 S,因为开关与灯泡和电压表并联,会对灯泡和电压表短路,灯泡 和电压表不能工作;而电流表会被开关和导线直接连接在电源的正、负两极上,因电流表的阻值很小, 电路电流会很大,烧坏电流表. 二、填空题（每小题 4 分，共 24 分） 7．如图所示，电源电压恒为 10V，闭合开关后，电压表示数为 8V，则两电阻阻值的比值 R1：R2=______。 【答案】1：4 【解析】由电路图可知，闭合开关后，R1与 R2串联，电压表测 R2两端的电压，因串联电路中总电压 等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：U1=U-U2=10V-8V=2V，因串联电路中各处的电流相等，所 以，由 I= U R 可得，两电阻阻值的比值： 1 1 1 22 2 2V 1 = = 8V 4 U R UI UR U I   。 8．如图所示，电源两端电压恒定不变，灯泡 L1、L2的铭牌可能是“1.5V0.2A”、“3.0V0.3A”、“6.0V 0.5A”．把 AB两个接线柱接在电源两端，调节滑动变阻器的滑片 P到某点 a，使滑动变阻器接入电 路的电阻为 Ra时，电压表的示数为 6V，灯泡 L1恰好正常发光；把 AD两个接线柱接在同一电源两端， 调节滑动变阻器的滑片 P到另一点 b，使滑动变阻器接入电路的电阻为 Rb时（滑动变阻器上的 a、b 两点图中未标出），电压表的示数为 5.4V，灯泡 L2恰好正常发光，此时灯泡 L1的实际电压为其额定 电压的 0.6倍．则两个状态中滑动变阻器接入电路的阻值之比 Ra：Rb=__________．（灯丝的电阻保 持不变） 【答案】2：3 【解析】由欧姆定律可知，三种灯的电阻分别为 7.5Ω、10Ω、12Ω，当 A、D接电源两端时，两灯 泡串联时，两灯中的电流相等，L2正常发光，而 L1只达到额定电压的 0.6 倍；故 L2额定电流要小； 若 L2 为“3.0V 0.3A”，L1 为“6.0V，0.5A”；此时电路中电流为 0.3A；L1 两端的电压 0.3 12 3.6 0.6 6U A V V     ；故符合题意；则滑动变阻器接入电阻 5.4 18 0.3 b V R A   ； 电源电压 3.0 5.4 3.6 12U V V V V    ；则 AB 接电源时，滑动变阻器两端 电压为 6V，电路中的电流为 0.5A；则滑动变阻器接入电阻 6 12 0.5 a V R A   ；故电阻之比： 12 18 2 3a bR R   ： ： ：． 故答案为：2：3． 9．如图中 1 4ΩR  ， 2 6ΩR  ，把它们并联在 3VU  的电路中，则 1R 和 2R 并联后相当于一个阻 值为______Ω的电阻，这里运用的科学研究方法是______． 【答案】2.4 等效法 【解析】[1]两电阻并联时: 1 2 1 1 1 1 1 5 4 6 12R R R    = + = + = 所以 R=2.4Ω [2]两个电阻并联相当于一个等效电阻，运用的是等效法． 10．如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是 0～3V，电流表量程是 0～0.6A．只闭合 S、S1， 在滑动变阻器 R1的滑片从最右端向左滑至 a点的过程中，灯泡、R1的 I-U图像如图乙，滑片在 a点 时灯泡恰好正常发光．保证电路安全，只闭合 S、S2，R1的滑片在 a点，R2允许接入电路的阻值范围 是_____，灯泡的额定功率是_______ W 【答案】1.5Ω--12Ω 0.75 【解析】由电路图知道，当只闭合 S、S1 时，灯泡、变阻器 R1 串联，在滑动变阻器 R1 的滑片从最 右端向左滑至 a点的过程中，R1 的阻值减小，电路中的总电阻变小，电流变大，灯泡两端的电压变 大，由此可知，图乙中，左边的曲线为灯泡的 I-U图象，则右边的曲线为 R1 的 I-U图象， 由于滑 片在 a点时 R1的阻值最小，电路中的电流最大，且此时灯泡恰好正常发光，故根据 I-U图象知道， 小灯泡正常工作时的电压为 1.5V，电流为 0.5A，此时 R1 两端的电压为 3V，即灯泡的额定功率是： P 额 =UL I 最大 =1.5V×0.5A=0.75W；电源电压是：U=UL +U1 =1.5V+3V=4.5V； 由图知道，当只闭合 S、S2时，R1 的滑片在 a点，R1 与 R2 串联，电压表测变阻器 R2 两端的电压， 电流表测电路中的电流，由于串联电路中各处的电流相等，电流表的量程为 0～0.6A，所以，电路 中的最大电流 I 最大′=0.6A，此时滑动变阻器 R2 接入电路中的电阻最小，由欧姆定律知道，最小总 电阻是：R 总最小= ' 4.5V 7.5Ω 0.6A U I   最大 ，由串联电路的总电阻等于各电阻之和知道，滑动变阻器 R2 接 入电路中的最小电阻是：R2小=R 总最小-R1 =7.5Ω-6Ω=1.5Ω； 由于电压表采用 0～3V 量程，当电压表的示数 U2最大 =3V时，滑动变阻器 R2 接入电路中的电阻最大， 由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时 R1两端的电压是：U1′=U-U2最大 =4.5V-3V=1.5V， 电路中的最小电流是：I 最小= 1 1 ' 1.5V 6Ω U R  =0.25A，则滑动变阻器接入电路中的最大阻值是：R2最大 = 2 3V 0.25A U I 最大 最小 =12Ω，所以，滑动变阻器 R2 允许的取值范围是 1.5Ω～12Ω。 11．某段导体两端加 9V电压时，通过导体的电流为 0.3A，导体的电阻是_____，当导体两端电压为 8V 时，导体的电阻是_______． 【答案】30Ω 30Ω 【解析】电阻大小可以利用欧姆定律进行计算， ．电阻是导体的一种属性， 它的大小与导体的材料、长度、横截面积有关，公式 只是电阻大小的计算公式，不能说明导 体的电阻与电压和电流的关系，所以当导体两端的电压和电流改变时，导体的电阻大小不变． 12．在如图所示的电路中，电源电压 U及电阻 R0均恒定不变，当可变电阻 R先后被调为 8Ω和 2Ω， 时，可变电阻 R的电功率都是 2W，则 R0＝ Ω，U＝ V，电源先后供给电路的功率之比为 ． 【答案】4 6 1:2 【解析】由题意和 P=UI=I2R可知， ［U／（R０＋8Ω）］２×8Ω＝［U／（R０＋２Ω）］２×２Ω， 解得 R０＝４Ω；由［U／（R０＋8Ω）］ ２ ×8Ω＝2W解得：U＝６V，由 P=U 2 /R可知，电源先后供给 电路的功率之比为 P1/P2=（R０＋２Ω）/（R０＋8Ω）=（４Ω＋２Ω）/（４Ω＋8Ω）＝1:2． 三、作图题（每小题 7 分，共 7 分） 13．如图是用伏安法测量某定值电阻 R的阻值的电路图，用笔画线代替导线，完成实物连接. 【答案】 【解析】实物图的连接顺序要和电路图一一对应，滑动变阻器要串联在电路中，滑动变阻器按一上 一下原则接线，要注意电流表和电压表的接法及量程选择。 把滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端，根据电路图连接实物电路图，实物电路图如 图所示： 四、计算题（每小题 10 分，共 30 分） 14．如图所示电路，电源电压为 6V，电阻 R0=10Ω，电流表量程为 0﹣0.6A，电压表量程为 0﹣3V， 滑动变阻器 R上标有 20Ω 0.5A字样.求： （1）当电路中电流最小时，电阻 R0两端的电压多大？ （2）为了保证电路安全，滑动变阻器 R接入电路的最小阻值多大？ 【答案】（1）2V；（2）10Ω． 【解析】由电路图可知，R与 R0串联，电压表测 R0两端的电压，电流表测电路中的电流． （1）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， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的最小电流： I 小= 0 6V = 20Ω+10Ω U R R 大 =0.2A， 电阻 R0两端的电压： U0=I 小R0=0.2A×10Ω =2V； （2）电压表的示数 U0大=3V时，电路中的电流最大，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中 的电流： I 大= 0 0 3V = 10Ω U R 大 =0.3A， 电路中的总电阻： R 总= 6V = 0.3A U I 大 =20Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器 R接入电路的最小阻值： R 小=R 总﹣R0=20Ω﹣10Ω=10Ω． 答：（1）当电路中电流最小时，电阻 R0两端的电压为 2V； （2）为了保证电路安全，滑动变阻器 R接入电路的最小阻值为 10Ω． 15．如图甲所示，足够高的柱形容器的底面积为 100cm2，里面装有 24cm深的水，上方用一足够长的 细绳吊着质量为 0.9kg 的长方体物体，其底面积为 50cm 2 ，高为 20cm。现将细绳挂在弹簧测力计下， 初始状态时，物体的下表面恰好与水面接触。容器底部是一个压敏电阻 R（上表面与水接触并涂有 绝缘漆，其阻值与受到的水的压力的关系如图丙所示）。R所在的电路放在了容器底部，电路图如 图乙所示，电流表的量程 0~0.6A，电压表的量程 0~15V，小灯泡上标有“6V 3W”的字样，且电 阻不随温度的变化而变化。若在初始状态下，小灯泡恰好正常发光，求： (1)初始状态下，压敏电阻的阻值； (2)手拿弹簧测力计将物体缓慢向下移动，使得物体浸在水中的深度为 8cm，稳定后电路中的电流； (3)在(2)的基础上，保持弹簧测力计的位置不动，往容器中加水，为了保证电路的安全，则最多往 容器中加入多少 kg的水？（弹簧测力计拉力每变化 1N，长度变化 1cm）。 【答案】(1) 24Ω；(2) 0.36A；(3) 2.3 【解析】 (1)初始状态下，水深 h=24cm=0.24m，容器底的压强 p =ρ水gh=1.0  103kg/m3 10N/kg 0.24m=2400Pa 压敏电阻受到的压力等于容器底受到的压力 F=pS 容=2400Pa 100 10 -4m2=24N 由图丙知，压敏电阻的阻值与所受压力的数值比为 1∶1，故压敏电阻的阻值 24Ω 。 (2) 初始状态下，小灯泡恰好正常发光，故小灯泡两端的电压为 6V，小灯泡与压敏电阻串联，通过 小灯泡的电流即电路中的电流 I= L L P U = 3W 6V =0.5A 小灯泡的电阻 RL= L L U I = 6V 0.5A =12Ω 初始状态下，压敏电阻两端的电压 UR=IR=0.5A 24Ω=12V 则电源电压 U= UR+U L=12V+6V=18V 手拿弹簧测力计将物体缓慢向下移动，使得物体浸在水中的深度为 8cm，即 h 浸=8cm=0.08m 物体排开水的体积 V 排=S 物h 浸=50 10 -4m2 0.08m=4  10-4m3 容器中水面上升的高度 Δ h= V S S 排 容 物 = 4 3 4 2 4 2 4 10 m 100 10 m 50 10 m        =0.08m 此时容器底的压强 p ′=ρ水gh ′=ρ水g（h+ Δ h）=1.0 103kg/m3  10N/kg（0.24m+0.08m） =3200Pa 压敏电阻受到的压力 F′=p′S 容=3200Pa 100 10 -4m2=32N 故此时压敏电阻的阻值 32Ω，电路中的电流 I′= L U R R  = 18V 32Ω 12Ω =0.36A 电路中的电流为 0.36A。 (3) 电压表的量程 0~15V，为了保证电路的安全，压敏电阻两端的电压最大等于 15V，此时小灯泡两 端的电压为 UL′=U- UR′=18V-15V=3V 通过小灯泡的电流即电路中的电流 I″= ' L L U R = 3V 12Ω =0.25A 此时压敏电阻的阻值 R″= ' RU I  = 15V 0.25A =60Ω 由图丙知，此时压敏电阻所受的压力 F″=60N，此时容器底水的压强 p″=F″S 容=60N 100 10 -4 m 2 =6000Pa 此时容器中水的深度 h″= p g  水 = 3 3 6000Pa 1.0 10 kg / m 10N / kg  =0.6m 物体的密度 ρ物= m V 物 物 = m S h 物 物 物 = 4 2 0.9kg 50 10 m 0.2m  =0.9 103kg/m3 ρ物ρ水，故水足够多时，物体处于漂浮状态，则 F 浮=G，即 ρ水gV 排=ρ 物gV ρ水gS 物h 浸′ =ρ物gS 物h 物 代入数据解得 h 浸′= 9 10 h 物= 9 10  0.2m=0.18m 因此在(2)的基础上，物体浸入的深度增加 Δ h 浸= h 浸′- h 浸=0.18m-0.08m=0.1m 物体排开水的体积增加 Δ V 排=S 物Δ h 浸 =50 10 -4 m 2 0.1m=5  10 -4 m 3 在(2)的基础上，水的深度增加 Δ h′= h″ -h′=0.6m-0.32m=0.28m 因此往容器中加入水的体积为 V 加=S 容Δ h′-Δ V 排=100 10 -4m2 0.28m-5 10-4m3=2.3 10-3m3 加入水的质量为 m 加=ρ水V 加=1.0 10 3kg/m3 2.3 10-3m3=2.3kg 最多往容器中加入 2.3kg的水。 答：(1)初始状态下，压敏电阻的阻值为 24Ω； (2)手拿弹簧测力计将物体缓慢向下移动，使得物体浸在水中的深度为 8cm，稳定后电路中的电流为 0.36A ； (3)在(2)的基础上，保持弹簧测力计的位置不动，往容器中加水，为了保证电路的安全，则最多往 容器中加入 2.3kg 的水。 16．一只小灯泡上标有“6V 3W”，与滑动变阻器串联连入电路，电源电压为 18V并保持不变，电路 如图所示，电流表选择量程为 0～0.6A，电压表选择量程为 0～15V，不考虑温度对灯泡电阻值的影 响． （1）灯泡电阻是多少？ （2）灯泡正常工作时电路的总功率是多少？ （3）在保证器材安全的情况下，滑动变阻器连入电路的最小阻值是多少？ 【答案】（1）灯泡电阻是 12Ω； （2）灯泡正常工作时电路的总功率是 9W； （3）在保证器材安全的情况下，滑动变阻器连入电路的最小值是 20Ω． 【解析】（1）灯泡电阻：RL= = =12Ω； （2）由于灯泡和滑动变阻器串联，灯泡正常工作时电路的电流：I=IL= = =0.5A， 电路的总功率：P=UI=18V×0.5A=9W； （3）灯泡正常工作时串联电路的等效电阻是：R= = =32Ω， 滑动变阻器连入电路的最小阻值是 R 滑=R﹣RL=32Ω﹣12Ω=20Ω． 五、实验题（每小题 7 分，共 7 分） 17．（1）连接不完整的电路如图乙所示，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求导线不 交叉）。 （2）连接好电路后，为了保证电路的安全，要将滑动变阻器滑片移至 端（选填“A”或 “B”），才能闭合开关；闭合开关时，发现电流表指针偏向没有刻度的那一边，造成这一故障的原 因是 。 （3）排除故障，闭合开关，电压表的示数为 1．5V，为了让小灯泡正常发光，应将滑片向 端 移动（选填“A”或“B”）。 （4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，通过小灯泡的电流是 A。小灯泡的额定 功率是 W。 （5）将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是 A．探究电流的磁场强弱与电流大小的关系 B．探究电流与电压关系 C．探究电流产生的热量与电阻的关系 D．探究电流与电阻关系 【答案】（1）电路连接正确得 1 分（可与电路图不一致）（2）根据学生的电路连接情况判定正负 接线柱接反了（3）根据学生的电路连接情况判定（4）0．75 （5）B 【解析】本题考查电路实物图的连接方法及滑动变阻器对电路的影响；在（1）中要求连线不能交叉， 但必须要连在接线柱上；在（2）中连电路之前滑动变阻器就处于最大值状态，这样可以保证在接通 时电路中的电流最小，应根据实际连接回答，当指针反转时，我们可以判断出是由于把接线柱搞反 了，电流在仪表中就正进负出；在（3）中小灯泡两端的电压较低，所以应减小电路中的电阻来增大 电路中的电流，这应根据实际的连接来判断；在（4）中小灯泡正常发光时的功率就是小灯泡的额定 功率；在（5）中将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，且电路连接完好，还可以探究电流与电压关系。 六、综合题（每小题 8 分，共 8 分） 18．如题 1图所示电路，电源电压恒定．闭合开关，当滑动变阻器 R2的滑片 P从最右端滑到最左端 的过程中，R1的 I﹣U关系图象如图所示，求： （1）R2的最大阻值； （2）滑动变阻器的滑片位于中点时，V2的示数； （3）在图 2中画出滑片从最右端滑到最左端过程中 A与 V2示数的 I﹣U关系图象． 【答案】（1）40Ω；（2）9V；（3）见解答． 【解析】由电路图可知，R1、R2串联，电压表 V1测 R1的电压，电压表 V2测 R2的电压，电流表测电路 中的电流，已知 R1的 I﹣U关系图象如图 2所示． （1）当滑片 P位于最左端时，只有 R1工作，电路中的电流最大，由图象可知最大电流 I1＝0.9A，此 时 R1的电压为 18V，则电源电压：U＝U1＝18V，R1的阻值： 1 1 1 18V =20Ω 0.9A U R I   ；由图知，当 滑片 P位于最右端时，R1与 R2的最大阻值串联，电路中电流最小为 I2＝0.3A，此时 R1的电压为 6V， 则 R2两端电压为：U2＝U﹣U1′＝18V﹣6V＝12V，由欧姆定律可得，R2的最大阻值： 2 2 2 12V =40Ω 0.3I R U   ； （2）当滑片处于中点时，滑动变阻器连入电路的阻值为 20Ω，则串联电路的总电阻：R 串＝R1+R2′ ＝20Ω+20Ω＝40Ω，此时电路中的电流为： 串 18V = =0.45A 40Ω U I R  ，此时 R2两端的电压： 2 2 U IR   ＝0.45A×20Ω＝9V，即 V2表的示数为 9V； （3）当滑片在最左端时 V2的示数为 0，此时电流最大 0.9A，根据题（1）中的计算可知，滑片在最 右端时 V2的示数为 12V，此时电流是 0.3A，当滑动变阻器 R2的滑片 P从最右端滑到最左端的过程中， 滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路电流减小，电流表示数减小，由 1 1=U IR 可知，定值电阻 R1 两端电压减小，由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器的电压 U2减小，因 U1线性变化，则 U2也是 线性变化的，在坐标系中描出（0V，0.9A）、（12V，0.3A）两个点，用直线连接即可，则滑片从最 右端滑到最左端过程中 A与 V2示数的 I﹣U关系图象如下：