教科版九年级物理上册 第五章　欧姆定律 综合检测（答案）

2024年度教科版九年级物理上册课堂作业设计
第五章　欧姆定律
综合检测
(满分100分,限时45分钟)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.(2022四川德阳中考)历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在1862年,有位科学家通过大量实验探究得出了导体中电流跟电压、电阻的关系,这位科学家是 （ ）
A.焦耳 B.欧姆 C.牛顿 D.法拉第
2.(2021湖北宜昌中考)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I U图像如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1∶2
3.(2021山东烟台中考)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R,已知R∶R1∶R2=1∶1∶2,则下列说法正确的是 (　　)
A.当滑片P移动到a端时,闭合S1、S2,通过R1与R2的电流之比是1∶2
B.当滑片P移动到a端时,闭合S1、S2,通过R1与R2的电流之比是1∶1
C.当滑片P移动到b端时,只闭合S1,滑动变阻器两端的电压与R1两端的电压之比是1∶1
D.当滑片P移动到b端时,只闭合S2,滑动变阻器两端的电压与R2两端的电压之比是2∶1
4.(2022安徽中考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端向A端移动的过程中 (　　)
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变小,电压表的示数变小
C.电流表的示数变小,电压表的示数变大
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
5.(2021山东威海中考)(多选)如图是一个简易身高测量仪的工作电路示意图。电源电压6 V保持不变,电压表的量程为“0~3 V”,R1=20 Ω,R2是一根长为80 cm的均匀电阻丝(规格为
0.5 Ω/cm,A、B为R2的两个端点)。滑片P可在竖直放置的R2上滑动,被测者身高不同电压表示数也会不同,在电压表的刻度上标注相应的身高值,改装完成后,便可测量身高。下列说法正确的是 (　　)
A.正常工作时,被测者的身高越矮,电路中的电流越小
B.正常工作时,被测者的身高越高,电压表的示数越大
C.为保证电压表不超量程,滑片P与B端之间的距离最大为70 cm
D.如果用量程为“0~0.6 A”的电流表替代电压表,身高的测量范围会变大
二、填空题(每空3分,共30分)
6.(2022四川成都中考)如图是小华探究电流与电阻关系的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间　　　不变。换接电阻多次实验,是为了　　　　。
7.(2022江苏扬州中考)在如图所示的电路中,电源电压为6 V,R1=12 Ω。电压表量程为0~15 V,电流表A量程为0~3 A、A1量程为0~ 0.6 A,闭合开关S,电压表的示数为　　　V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数　　　　,电压表示数与电流表A1示数的比值　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。为确保电表安全,R2连入电路的阻值最小为　　　Ω。
8.(2021江苏泰州中考)如图是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6 A的电流表改装而成的,滑动变阻器R的最大阻值为20 Ω,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12 V,当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,油量表指针满偏;当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小。则R0的阻值是
　　　Ω,油量表的最小读数是　　　A;当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数是　　　　A,据此推理油量表的刻度　　　　(选填“均匀”或“不均匀”)。
三、实验探究题(共30分)
9.【实验探究·分析论证】(2022四川眉山中考)(12分)在电阻一定时“探究电流与电压关系”的实验中,小凯所在的兴趣小组用导线将开关、电源、定值电阻、电流表、电压表和规格为“20 Ω　2 A”的滑动变阻器连接成如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关应处于　　　　状态。连接好电路闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于　　　　(选填“A”或“B”)端;
(2)小凯正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙告诉他,电路连接有错,只要改接一根导线就可以了。请你在图中把小凯接错的那根导线找出来,并打上“ ”符号,再用画线代替导线连接到正确的位置上;
(3)小凯排除故障闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表所示:
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
实验中,调节滑动变阻器滑片P的目的是　　 　　 　;
②分析表格中的数据可得出结论:　　　　　　　 　　　　　　;
(4)小凯想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,但这种方案其实是不可行的,其原因主要是　　　　　　　　　　　 　　。
10.【实验探究·设计实验】(18分)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
甲
乙
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将表中①②处的内容填写完整。
实验次数 ①　　　 ②　　　 电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5 V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为　　　　A,本次测得Rx的阻值为　　　　Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是　　　　。(填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了Rx的阻值。请你完成下列实验步骤:
丙
①闭合开关S1、断开S2,读出电压表的示数U1;
②　　　　,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx=　　　　。(用已知量和测得量的字母表示)
四、计算题(共15分)
11.(2023河北石家庄石门中学期中)如图所示,电阻R1的阻值为20 Ω,R2的阻值为30 Ω,当开关S1断开、开关S2闭合时,电流表的示数为0.3 A;当开关均闭合时,电流表的示数为0.5 A,求:
(1)电源电压;
(2)电阻R3的阻值;
(3)当开关都断开时电流表的示数。
答案全解全析
1.B　通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,这一规律最早由德国科学家欧姆总结得出,这就是著名的欧姆定律,故选B。
2.D　电阻是导体本身的一种性质,与它两端是否加电压无关,故A错误;导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论是一样的,故B错误;在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,导体两端的电压大小决定了通过导体的电流大小,而电压是由电源提供的,不由电流大小决定,故C错误;R1与R2的阻值之比为,故D正确。故选D。
3.C　当滑片P移动到a端时,闭合S1、S2,由电路图知R1、R2并联,R1∶R2=1∶2,根据欧姆定律可知,通过R1与R2的电流之比是I1∶I2==R2∶R1=2∶1,故A、B错误;当滑片P移动到b端时,只闭合S1,滑动变阻器与R1串联,R=R1,则滑动变阻器两端的电压与R1两端的电压之比是UR∶U1=IR∶IR1=R∶R1=1∶1,故C正确;当滑片P移动到b端时,只闭合S2,滑动变阻器与R2串联,R∶R2=1∶2,根据欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压与R2两端的电压之比为UR∶U2=I'R∶I'R2=R∶R2=1∶2,故D错误。
4.D　由图可知,开关闭合,定值电阻R和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压。将滑动变阻器的滑片由B端向A端移动的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻阻值变小,根据串联电路电阻特
点可知,电路的总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,通过电路的电流变大,即电流表示数变大;根据串联分压规律可知,滑动变阻器所分电压变小,电压表示数会变小,故D正确。
5.BD　被测者的身高高矮,不影响电路中总电阻的大小,故电路中电流大小不变,被测者的身高越高,电压表所测量部分的电压越大,因此电压表的示数越大,故A错误,B正确;电阻丝R2的电阻为R2=0.5 Ω/cm×80 cm=40 Ω,电路总电阻为R总=R1+R2=20 Ω+40 Ω=60 Ω,电源电压为6 V,当电压表示数最大为3 V时,电压表所测部分的电阻丝的电阻大小R=R总=×60 Ω=30 Ω,滑片P与B端之间的距离最大为L==60 cm,故C错误;如果用量程为“0~0.6 A”的电流表替代电压表,滑片P与B端之间的电阻丝被短路,当滑片P移到电阻丝A端时,电流表示数为I==0.3 A,即滑片P移到电阻丝A端时,电流表的示数也在电流表的量程内,因此身高的测量范围会变大,故D正确。故选B、D。
6.电压　寻找普遍规律
解析　探究电流与电阻关系的实验中,在更换电阻的过程中需控制电阻两端的电压不变,即控制AB间电压不变。在AB间更换不同的电阻进行多次实验,得出多组数据,根据多组数据进行分析,得出电流与电阻的关系,这样得出的结论具有普遍性,所以换接电阻多次实验,是为了寻找普遍规律。
7. 6　变大　不变　2.4
解析　由图可知,电压表测电源电压,而电源电压恒定为6 V,所以电压表示数为6 V。由图可知,滑动变阻器和电阻R1并联,电流表A测干路电流,而A1测通过电阻R1的电流,根据并联电路各支路独立工作互不影响的特点可知,移动滑片P对电流表A1的示数没有影响,只对 A的示数有影响,当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻阻值变小,通过滑动变阻器的电流变大,所以干路上电流表A的示数也变大,而电流表A1的示数和电压表的示数不变,所以电压表示数与电流表A1示数的比值不变。根据并联电路电流的规律可知,电流表A的示数等于电流表A1的示数加上通过滑动变阻器的电流,而电流表A1的示数即为通过电阻R1的电流,根据欧姆定律可知通过电阻R1的电流为I1==0.5 A,在保证电流表A安全的情况下,允许通过它的最大电流为它所能测量的电流最大值,即3 A,所以通过滑动变阻器的最大电流I2=3 A-0.5 A=2.5 A,所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2==2.4 Ω。
8. 20　0.3　0.4　不均匀
解析　当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,此时只有R0接入电路,油量表指针满偏,其示数I0=0.6 A,则R0的阻值R0==20 Ω,当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小,此时电路总电阻R总=R+R0=20 Ω+20 Ω=40 Ω,此时电路中电流I小==0.3 A,当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数I中==0.4 A。当R接入电路的电阻为0时,电路中电流为0.6 A;当R接入电路的电阻为R
时,电路中电流为0.4 A;当R全部接入电路时,电路中电流为0.3 A。由此判断油量表的刻度是不均匀的。
9.(1)断开　A　(2)如图所示　(3)①改变通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压　②电阻一定时,电流与电压成正比　(4)小灯泡的电阻随温度的变化而变化
解析　(1)为保护电路安全,在连接电路的时候,要把开关断开,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处,图中使用了滑动变阻器的右下接线柱(即B端接线柱),故滑片P应置于A端。
(2)图中电流表和定值电阻并联错误,应改为串联,电压表应并联在定值电阻的两端。
(3)①探究电流和电压的关系时,滑动变阻器的作用是改变通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压。②分析表格中的数据可知,电压和电流的比值为定值,故结论为电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是定值,所以这种方案不可行。
10.(1)如图所示　(2)①电压U/V　②电流I/A　(3)0.5　5　(4)A　
(5)②闭合开关S1和S2 ③R0
解析　(1)滑动变阻器的连接方法是一上一下,电压表并联在待测电阻两端,如答案图所示。
(2)测量定值电阻的阻值的原理是R=,则需要测量的物理量有电压、电流。
(3)电流表选择小量程,故电流表示数为0.5 A;本次测得Rx的阻值为Rx==5 Ω。
(4)本实验进行了多次测量,是为了减小误差,在测量长度时,需要多次测量取平均值,减小误差,而小灯泡的电阻和电功率是随温度的变化而变化的,多次实验是为了测量在不同电压下的小灯泡的电阻和电功率,故选A。
(5)闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表的示数为电源电压;闭合开关S1、S2,此时定值电阻与待测电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,为U2,则此时电路中的电流为I'=,待测电阻两端的电压为Ux=U1-U2,则待测电阻的阻值为Rx=R0。
11.解析　(1)由电路图可知,当开关S1断开、S2闭合时,电路为只有R1的简单电路,电流表测量电路中的电流I1=0.3 A,则电源电压U=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V。
(2)当开关S1、S2均闭合时,R1、R3并联,电流表测量干路电流I2=0.5 A;因并联电路中各支路互不影响,所以通过R1的电流仍为0.3 A,由并联电路的电流特点可知,通过R3的电流I3=I2-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A,电阻R3的阻值R3==30 Ω。
(3)当开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,电流表测量串联电路中的电流;由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻R=R1+R2=20 Ω+30 Ω=50 Ω,则此时电路中的电流,即电流表的示数I==0.12 A。