九年级物理上册第十四章 欧姆定律单元测试题(Word版 含解析)
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九年级物理上册第十四章 欧姆定律单元测试题(Word版 含解析) 一、初三物理第十四章 欧姆定律 易错压轴题提优(难) 1.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FB与篮球对左侧托盘的压力FA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R0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
011
6V20100.2AURRI
[4]由图丙知此时
F1B=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
202
6V10300.15AURRI
由图丙知此时 F2B=300N 由图丁知 FB=50FA
故
11A309N5050BFF
22A300N5050BFF
托盘A所受压力的变化量 FA=309N50−300N50=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/m3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FB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/m3的空气密度,指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧, 即A处。
2.有一只阻值未知的定值电阻Rx。图甲是用伏安法测Rx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: U/V I/A R/Ω 1 0.8 0.2 2 1.6 0.4 3 2.0 0.5
(1)甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线
且不能交叉); (_____________) (2)改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因
可能是______(填字母); A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(3)故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图
乙所示,则待测电阻Rx=____________Ω; (4)实验小组测了三组数据(如上表),进行多次实验的目的是____________;分析表中数
据可知,不可能通过以上实验获得的数据是____________(填序号)。原因是________________;
[拓展]小明认为,实际中电流表和电压表都有内阻,若考虑电表的内阻,利用甲图改正后
的电路测量电阻时,如果电压表和电流表的读数分别为U和I,而它们自身电阻分别为Rv
和RA,则Rx更准确的表达式为__________。 【答案】 A 4 取平均值减小误差
1 电压表示数为0.8V时,滑动变阻器连入的电阻大于滑动变阻器的最大阻值 VV-URIRU 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]用伏安法测Rx阻值的大小,需要知道Rx两端的电压大小,流过Rx的电流大小;从图
甲可以看到,可以把电阻Rx左端与电流表的接线改成电阻Rx左端与开关S右端相连,这时电流从电源正极流出,流过电流表、滑动变阻器、电阻Rx,再流过开关S,最后回负极,电压表并联在电阻Rx的两端;根据上述修改实物图,如下图所示。
(2)[2]A.假设滑动变阻器断路,那么整个电路都没有电流,电流表没有示数,电压表也没
有示数,这与题中的条件相符合,所以可能是滑动变阻器断路,选项A符合题意; B.假设Rx断路,那么电路中没有电流,电流表没有示数,电压表测的是电源电压,有示
数,这与题中的条件不符合,所以不可能是Rx断路,B项不合题意; C.假设Rx短路,那么电路中有电流流过,电流表会有示数,电压表没有示数,这与题中
的条件不符合,所以不可能是Rx短路,C项不合题意。 故选A。 (3)[3]从图乙可以看到,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,它的读数是0.3A,根据
URI可知,待测电阻Rx的大小是 xx
x
1.2V4Ω0.3AURI
待测电阻Rx的大小是4Ω。 (4)[4]因为实验过程中会存在误差,进行多次实验的目的是取平均值减小误差。
[5][6]不可能通过以上实验获得的数据是实验序号1;因为当电压表的示数是0.8V时,这时
变阻器两端的电压是 3V-0.8V2.2VU变
流过变阻器的电流大小是0.2AI变,这时变阻器的电阻大小是 2.2V11Ω0.2AURI变
变变
而变阻器的最大阻值是10Ω,R变与实际不符合,所以电压表的示数不可能是0.8V,不可能通过以上实验获得的数据是实验序号1。
[7]根据欧姆定律可知,流过电压表的电流是VVUIR,根据并联电路的电流规律可知,流
过Rx的电流大小是 xVV
--UIIIIR
根据URI可知,Rx的阻值是 Vx
xV-URURIIRU
Rx的阻值是VV-URIRU。
3.在复习电学知识时,小明在实验室做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”的实验。实验中,所用的电源电压为6V,小灯泡点的额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。
(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____W。 (2)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的小灯泡的I-U图象。由图象可知:当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻______,如果小灯泡两端的电压为1.9V,则小灯泡的实际功率_______0.38W。 (3)在做“探究电流与电阻的关系”实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值行别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,他把电路中
的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻两端的电压应该在_______范围内选择。 【答案】1.52 变大 大于 2.4V~3V 【解析】 【详解】 (1)[1]当电压为额定电压3.8V时,图乙中电流表小量程分度值为0.02A,示数为0.4A,灯
的额定功率 P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W (2)[2][3]在图丙中,分别作出图象上a、b两点的电压及对应的电流大小,如下图所示
由图可看出,电压的增加的量Ub-Ua 大于对应的电流增加的值量Ib-Ia,即电压增加的量比电流增加的要大,根据欧姆定律
abab
ab
UURRII
所以,当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻也变大;因在实际电压1.9V下的电阻小于灯在额定电压3.8V下的电阻,R实22
22()()11.52W 0.38W22444UUUPUPRRRR额额额额实
额实实
额实
即小灯泡的实际功率大于0.38W。 (3)[4]探究电流与电阻的关系实验时,应控制不同电阻的电压保持不变,根据把5Ω、10Ω
、
15Ω、20Ω
分别接入电路中进行探究,保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利
地完成实验:因电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,当接入最小的电阻5Ω时,电压表示数即为允许的最大电压 U大=R小I大=5Ω×0.6A=3V 因变阻器的最大阻值为30Ω,当变阻器电阻全部连入电路中时,若接入最大的电阻R大
=20Ω
,此时电路中的最小电流
6V0.12A2030UIRR
小
定大滑大
定值电阻的最小电压