九年级上册物理 电压 电阻单元测试卷(含答案解析)
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九年级上册物理电压电阻单元测试卷(含答案解析)一、初三物理电压电阻易错压轴题(难)1.探究性学习小组的同学们合作进行探究“串联电路的电压特点”,设计了如图Ⅰ所示电路,并连接了相应的实物电路,如图Ⅱ所示。
(1)在连接的实物电路中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是______(填a、b 或c)(2)正确连接后,闭合开关,发现电流表和电压表V1都没示数,电压表V2有示数,电路故障可能是______,更换器材后继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中,甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中图Ⅰ电路中电压表V1对应的曲线是______(填“甲”或“乙”);②已知电源电压恒为6V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是______;③由图Ⅲ可知,滑动变阻器的最大阻值为______Ω。
(拓展)学习小组的同学还想由此电路探究电流与电阻的关系,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
①电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,读出了电流表的示数;再将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻进行实验,向______移动滑片直至电压表示数为2V,并记录电流表的示数;②该同学还想多测几组数据,但他不能选用的定值电阻阻值是______Ω。
【答案】b滑动变阻器断路甲串联电路中总电压等于各部分电压之和 40 右 25 【解析】【分析】【详解】(1)[1]根据图Ⅰ可以看出,电压表应该并联在滑动变阻器两端,而图Ⅱ中的滑动变阻器被短路,所以导线b应该接到滑动变阻器的左下端接线柱或接到定值电阻R1的右侧接线柱上。
(2)[2]正确连接后,闭合开关,发现电流表和电压表V1都没示数,说明电路断路,电压表V2有示数,则电路故障可能是与电压表V2并联的滑动变阻器断路。
[3]根据图Ⅰ可以看出,电路是一个串联电路,电流增大时,根据U=IR,电压表V1的示数也增大,对应图Ⅲ中的甲曲线。
[4]由图Ⅲ可以看出电流相等时,甲、乙曲线对应的电压之和相等为6V ,得出的实验结论是:串联电路中总电压等于各部分电压之和。
[5]由图Ⅰ、Ⅲ可知,滑动变阻器滑片滑到最右端时,电压最大为4V ,电流最小为0.1A ,滑动变阻器的最大阻值为max P max min 4V ==40Ω0.1AU R I = [6]电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V ,读出了电流表的示数;再将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻进行实验,电阻增大,电路的电流减小,根据U=IR ,则滑动变阻器两端的电压减小,定值电阻两端的电压增大,需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,滑动变阻器滑片向右移动直至电压表示数为2V ,并记录电流表的示数。
[7]滑动变阻器的最大阻值为40Ω,电源电压为6V ,定值电阻两端的电压为2V ,滑动变阻器两端电压为4V ,根据21Pmax maxU U R R = 代入数据max4V 2V =40R Ω 解得R max =20Ω,则选择的最大电阻为20Ω,不能选择25Ω2.在探究决定电阻大小因素的实验中(温度不变):甲同学的猜想是:电阻可能与导体的材料有关;乙同学的猜想是:电阻可能与导体的长度有关;丙同学的猜想是:电阻可能与导体的横截面积有关。
(1)现有两种金属材料制成的各种不同规格的金属丝,规格如上表。
选用导线A和C进行实验,可以探究______(选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想。
要想探究丙同学的猜想应该选用______(选上面表格中导线字母代号)两根导线进行实验。
要想探究电阻可能与导体的长度有关,则表格空白处应填______mm2;(2)小华设计了如图甲所示电路。
为判断a、b两点间导线电阻的大小,小华应注意观察______的变化,具体指明该方案存在的不足是:______,容易烧坏电流表和电源;(3)小刚设计了如图乙所示电路,该电路中灯泡的作用有哪些?①______,②______;(4)小刚想用图乙的电路进一步验证“在电压相同时,流过导体的电流跟电阻成反比”,于是选用了几个阻值不同的定值电阻分别先后接入a、b两点间。
你认为小刚的方案是否可行?请加以解释?______。
【答案】甲 A、B 0.1 电流表示数的变化若ab间导线电阻太小由灯泡亮度可直观比较阻值大小限流,防止烧毁电流表和电源不可行,ab间的电阻改变时,其两端的电压会改变,不能保证电压相同【解析】【分析】【详解】(1)[1]由表中所给条件知,导线A和C的长度、横截面积相同,导体的材料不同,故可以探究甲同学的猜想。
[2]要探究横截面积与导体电阻大小的关系,就要控制导体的材料、长度相同,横截面积不同,在表格中给的导线中,只有A、B符合条件。
[3]要探究长度与导体电阻大小的关系,就要控制导体的材料、横截面积相同,导体的长度不同,在表格中给的导线中,只有C、D符合条件,故表格空白处应填0.1mm2。
(2)[4][5]为判断a、b两点间导体电阻的大小,应知道流过电阻的电流大小,所以应注意观察电流表的示数变化。
该电路无保护电阻,当ab间电阻太小时,可导致电路中电流过大,烧坏电路中的元件。
(3)[6][7]图乙所示的电路,灯泡与电阻串联,一方面增大了电路电阻,对电路起限流,防止烧毁电流表和电源;另一方面,通过灯泡的亮暗变化,也可以可直观比较阻值大小。
(4)[8]图乙所示的电路,由电路中电流表可以读出流经电阻的电流大小,电阻与灯串联,当电路电阻一定时,电阻两端的电压也一定,由欧姆定律UIR=,可求出电阻URI=。
按照设计的电路,当ab间电阻长度变化时,ab间电阻也发生了变化,电路电流变了,从而ab间的电压U也变了,由URI,不能判断电阻大小的变化,从而达不到实验目的。
3.有一个低压电源的电压在 30 V~36 V 间,小明要测量出它的电压(设电源电压保持不变),除了待测电源,手边有一个量程为 0~15 V 的一块电压表,及四个阻值已知的电阻,分别为R1(0.01 Ω)、R2(20 Ω)、R3(30 Ω)和R4(30 kΩ)各一个,一个开关及若干导线,请合理选择以上器材,测出电源电压。
要求:(1)在虚线框中画出实验电路图;(____)(2)写出实验步骤及所需测量的物理量________;(3)写出电源电压的表达式(用已知量和测量量表示)。
U= ______。
【答案】 a.按照电路图连接电路,开关断开;b.闭合开关 S,读出电压表的示数U1.U=2.5 U1【解析】【分析】【详解】(1)[1]由题意可知,电压表的最大量程小于电源的电压,故所用的实验电路应是串联电路,串联的两个电阻应选用20Ω和30Ω,用电压表测出其中一个电阻的电压,再根据串联电路的分压特点,可过求出另一个电阻的电压,则电源的电压亦可求出。
故电路如图:(2)[2]实验的操作过程是:a.按电路图连接电路,连接电路时开关应断开;b.闭合开关S,读出电压表的示数U1。
(3)[3]由实验操作可测出电阻R2的电压U1,而R2、R3的阻值分别为20Ω、30Ω,由串联电路的分压特点,有U1:U2=R2:R3=20Ω:30Ω=2:3即U2=1.5U1那么电源的电压U=U1+U2=U1+1.5U1=2.5U14.小红同学对串联电路的电压规律进行了探究.(猜想与假设)串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和.(设计与进行实验)(1)按如图所示的电路图连接电路.(2)闭合开关,排除故障,用电压表在AB间测出L1两端的电压.(3)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上.(4)测出AC间的电压,得出结论.(交流与评估)(1)在拆接电路时,开关必须_________.(2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是L1______或L2_______.(填“短路”或“断路”)(3)小明用步骤3的方法能否测出L2两端的电压?_________,为什么?___________________________.(4)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,小明分析实验数据得出结论:_________________.此实验在设计方案上存在的不足之处是_________.U AB/V U BC/V U AC/V2.4 1.43.8【答案】断开短路断路不能电压表的正负接线柱接反了串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和只做一次实验,一组实验数据得出的实验结论不具普遍性【解析】【分析】【详解】(1)在做电学实验连接电路的过程中,开关应是断开的;(2)由图示可知,当灯泡L1短路时,电压表短路,示数为0;当灯泡L2断路时,整个电路断开,电压表的示数为0;(3)当采用步骤3的操作时,会使电压表正负接线柱反接,不能测出灯泡L2两端的电压;(4)得出的结论为:串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和;由于只做了一次实验,就得出结论,这样的结论不具有普遍性.5.用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中R x为待测电阻,R为电阻箱(符号为),S为单刀双掷开关,R0为定值电阻.某同学用该电路进行实验,主要步骤有:A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为IB.读出电阻箱的示数RC.把开关S接a点,读出电流表的示数为ID.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大(1)上述步骤的合理顺序是(只需填写序号).(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为Ω.若已知R0的阻值为10Ω,则待测电阻的阻值为____Ω.(3)本实验采用的物理思想方法可称为_____(选填“控制变量法”或“等效替代法”).【答案】(1)DCAB.(2)47Ω;47Ω.(3)等效替代法.【解析】【分析】【详解】(1)实验前,首先根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大,然后把开关S接a 点,读出电流表的示数为I;再接入电阻箱来替代,最后读出电阻箱的示数R,即为待则电阻的阻值.故上述步骤的合理顺序是:DCAB.(2)电阻箱×1000档位指示0,×100档位指示0,×10档位指示4,×1档位指示7.故电阻箱示数为47Ω.待测电阻的阻值为47Ω.(3)电路接入电阻箱和接入待则电阻,电流表示数一样,是采用等效替代法.6.小刚同学在探究串联电路电压规律的实验中,提出了猜想:串联电路中各用电器两端的电压相等,总电压等于各部分电压之和。
他准备了两只相同的灯泡L 1、L 2和其它实验器材。
(进行实验)(1)按如图所示的电路图连接电路;(2)闭合开关,用电压表分别测出AB 、BC 、AC 间的电压,并记录在表格中。