九年级物理全册14.4欧姆定律及其应用重点练含解析新版苏科版

14.4 欧姆定律及其应用
一、多选题
1．如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R 1为定值电阻,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P 向右滑动的过程中,下列四个选项中,判断正确的是（ ）
A ．电流表、电压表的示数均变小
B ．电流表、电压表的示数均变大
C ．电流表示数变大、电压表示数变小
D ．电压表与电流表示数的比值变小
【答案】CD 【解析】
ABC ．由电路图知道,R 1与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流；在滑动变阻器的滑片P 向右滑动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变小,即电路中的总电阻变小,由U
I R
=
知道,电路中的电流变大,所以电流表的示数变大,由U IR =可知,R 1 两端的电压变大,由串联电路中电压的特点知道,变阻器两端的电压变小,所以电压表的示数变小,故AB 错误、C 正确；
D ．电压表与电流表的比值等于滑动变阻器的阻值,由于滑动变阻器的阻值变小,所以电压表与电流表的示数比值变小,故D 正确. 故选CD.
2．如图所示,电源电压不变,a 、b 分别为电流表或电压表,各个电表均为理想电表,三个开关均闭合,电路安全,断开S 3,电流表A 无示数,下列说法正确的是（ ）
A ．a 为电压表,b 为电流表
B ．闭合所有开关,滑动变阻器滑片从左向右滑动,A 和a 示数增大,增加量分别为A ∆ 和a ∆,b 示数减小,减小量为b ∆,
b A ∆∆＝a A
∆∆＝R 3 C ．只闭合S 1、S 2,不论怎样改变滑动变阻器滑片位置,a 、b 的示数总保持相等
D ．三个开关都闭合,滑动变阻器滑片在中间,开关S 2由闭合到断开,电路总功率减小 【答案】BCD 【解析】
A ．因为只断开S 3,电流表A 无示数,所以a 表应为电压表,b 表应为电压表,故A 错误；
B ．因为电源电压不变,各个电表均为理想电表,开关全闭合R 1被短路,R 2、R 3串联,滑动变阻器滑片从左向右滑动
R 2的阻值减小,A 和a 示数增大,分压减小,b 示数减小,两个电阻的电压变化量相等,所以
b A ∆∆＝a A
∆∆＝R 3 故B 正确；
C ．只闭合S 1、S 2,R 1被短路,相当于a 、b 两个电压表各串联一个电阻,并联在电源两端,测电源电压,所以不论怎样改变滑动变阻器滑片位置,a 、b 的示数总保持相等,故C 正确；
D ．三个开关都闭合,滑动变阻器滑片在中间,R 1被短路,R 2、R 3串联,开关S 2由闭合到断开,变成R 1、R 2、R 3串联,电路总电阻增大,因为电源电压不变,所以总功率减小,故D 正确. 故选BCD.
3．如图甲所示电路中,电源电压保持不变,R 0是定值电阻,滑动变阻器R 的最大阻值为100Ω,小灯泡L 标有“6V ”字样,电流表所选量程为0～0.6A,电压表所选量程为0～3V.图乙是R 0和小灯泡L 的电流随电压变化的图象.当闭合开关S 1、S 2,断开S 3时,小灯泡正常发光,下列说法正确的是（ ）
A ．R 0的阻值为10Ω
B ．小灯泡的额定功率3W
C ．只闭合S 3,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,各电路元件是安全的
D ．闭合S 2,断开S 1、S 3时,电压表会超过量程 【答案】ABD 【解析】
A ．由图乙可知,R 0的伏安特性曲线是过原点的一条直线,阻值为
0006V
=10Ω0.6A
U R I =
= 故A 正确；
B ．由图乙可知,小灯泡在额定电压6V 时正常工作的电流为0.5A,小灯泡的额定功率是
L L L ==6V 0.5A=3W P U I ⨯
C ．由题意可知,当闭合开关S 1、S 2,断开S 3时,小灯泡正常发光,则电源电压为小灯泡的额定电压为6V ；只闭合S 3,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,电压表测量的电压为6V,超出电压表量程,故C 错误；
D ．闭合S 2,断开S 1、S 3时,定值电阻和小灯泡串联,由图乙可知,定值电阻两端的电压为4V,小灯泡两端的电压为2V,电压表示数为4V,超出电压表量程,故D 正确. 故选ABD. 二、单选题
4．在图所示的电路中,电源电压不变．闭合开关后,滑动变阻器的滑片P 向右端滑动时
A ．电流表示数减小,电压表示数减小
B ．电流表示数不变,电压表示数不变
C ．电流表示数增大,电压表示数减小
D ．电流表示数减小,电压表示数增大 【答案】B 【解析】
解答：由电路图可知,两电阻并联,电压表V 测电源的电压,电流表测R 1支路的电流．∵电源的电压不变,∴电压表的示数不变；∵并联电路独立工作、互不影响,∴滑片向右滑动时,通过定值电阻的电流不变,即电流表的示数不变． 故选B.
5．在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S 后,向右移动滑片P.下列说法中错误的是（ ）
A．电压表的示数变大
B．电压表的示数不变
C．电流表A的示数变小
D．电流表A1的示数变小
【答案】A
【解析】
AB．图可知,两电阻并联,电压表测电源的电压,并联电路各支路互不影响,电压表的示数不变,故B正确,B不符合题意,A错误,A符合题意；
CD．电流表A1测干路的电流,电流表A测滑动变阻器R1的电流.闭合开关S后,向右移动滑片P,滑动变阻器R1的阻值增大,通过滑动变阻器R1的电流变小,干路的电流变小,即电流表A的示数变小,电流表A1的示数变小,故CD 正确,CD不符合题意.
故选A.
6．如图所示,电源电压保持不变闭合开关S,灯泡正常发光（假设灯丝电阻不变）,在滑动变阻器滑片P从中点向下滑动的过程中（）
A．两电流表示数均变小,灯泡变暗
B．电路中的总功率变大
C．电流表A1示数变小,电压表V示数变大,灯泡变亮
D．电流表A2示数变小,电压表V示数不变,灯泡亮度不变
【答案】D
【解析】
A．在滑动变阻器滑片P从中点向下滑动,变阻器接入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变小,
即电流表A 2示数变小；因并联电路中各支路互不影响,所以通过灯的电流不变,灯的亮度不变,故A 不符合题意； B ．因电源电压保持不变、电路中总电流变小,则根据P=UI 可知,电路中的总功率变小,故B 不符合题意. C ．由图知,灯与变阻器并联,电流表A 1测干路电流,A 2测变阻器的电流,电压表测电源电压,所以滑片移动时电压表V 的示数不变,因并联电路中各支路互不影响,所以通过灯的电流不变,灯的亮度不变,故C 不符合题意； D ．根据并联电路电流的规律,电路中总电流变小,即电流表A 1示数变小,电压表测电源电压,所以滑片移动时电压表V 的示数不变,因并联电路中各支路互不影响,所以通过灯的电流不变,灯的亮度不变,故D 符合题意. 故选D.
7．标有“12 V 6 W ”与“12 V 3 W ”的灯泡以串联方式接入电路中,若只让其中一盏灯正常工作,则电源电压为 A ．24 V B ．18 V
C ．16 V
D ．12 V
【答案】B 【解析】
由P=UI 可得,两灯泡的额定电流：
1
116W 0.5A 12V P I U =
==,22230.25A 12P W I U V
=== 由U
I R
=
可得,两灯泡的电阻分别为： 11112V 24Ω0.5A U R I =
==,22212V 48Ω0.25A
U R I ===； 因串联电路中各处的电流相等,所以,两灯串联方式接入电路中,且其中一盏灯正常工作时,电路中的电流只能为：I=I 2=0.25A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电路两端的电压：
120.25A 24Ω48Ω18V U I R R =+=⨯+=（）（）．
故选B ．
8．如图所示的电路,电源电压保持不变,P 为滑动变阻器R 的滑片.关于该电路,下列说法正确的是（ ）
A．S1和S2都闭合,P向右移动时,电压表示数变小
B．S1和S2都闭合,P向右移动时,灯泡变亮
C．只闭合S1,P向左移动时,电压表示数不变
D．只闭合S1,P向左移动时,电流表示数不变
【答案】D
【解析】
AB．S1和S2都闭合,则滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测量滑动变阻器的电压,P向右移动时,滑动变阻器的电阻变大,电路中电流变小,灯泡变暗,根据串联电阻分压原理可知,滑动变阻器两端电压变大,即电压表示数变大,故A错误,B错误；
CD．只闭合S1,滑动变阻器整个电阻接在电路中,电压表测量滑动变阻器左侧电阻两端的电压,P向左移动时,电路中电阻不变,所以电流表示数不变,滑动变阻器左侧电阻变小,由欧姆定律可知,电压表示数变下,故C错误,D正确.
故选D.
9．如图甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2（R1＞R2）接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P﹣U图象,如图乙所示.如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P﹣U图象③.则图象①所对应的电阻和图象③所在的区域分别是（）
A．R1和ⅠB．R1和ⅢC．R2和ⅠD．R2和Ⅲ
【答案】C
【解析】
根据题意得：AB 间电阻的功率为：P =2
U R
,因为R 1>R 2,所以当电压相等时： P 1<P 2,所以图像①对应的电阻是R 2；
当R 1和R 2并联后接入A 、B 之间进行实验时,R 并<R 2<R 1,所以当电压相等时：P 1<P 2<P 并,,所以图像③所在的区域为Ⅰ,故C 正确.
10．在如图甲电路中,电源电压不变,R 0为定值电阻,R 为滑动变阻器.在滑片P 从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙.则下列说法正确的是（ ）
A ．电源电压为5V
B ．R 0消耗的最小功率为0.4W
C ．定值电阻R 0为8Ω
D ．滑片P 在中点时,电流为0.4A
【答案】B 【解析】
AC ．由图乙可知,当电流为0.2A 时,电压表示数为4V,则电源电压为
04V 02A U .R =+⨯①
当电流为0.6A 时,电压表示数为0V,则电源电压为
006A U .R =⨯②
联立①②可得
010ΩR =,6V U
故A 错误,C 错误；
B ．由2P I R =可知,当电流中电流最小时,R 0消耗的功率最小,由图乙可知,电路中的最小电流为0.2A,所以R 0消耗的最小功率
()2
2
min min 002A 10Ω04W P I R ..==⨯=
故B 正确；
D ．滑动变阻器最值最大时,电流最小,由欧姆定理可知,滑动变阻器的最大阻值
1max min 4V
20Ω02A
U R I .=
== 滑片P 在中点时,电路中的电流
max
06V
03A
20Ω+10Ω2
2
U I .R R =
=
=+
故D 错误. 故选B. 三、填空题
11．如图,电路中电源电压不变,R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器.当开关闭合,滑动变阻器滑片向左移动一小段距离后,则电压表V 2的示数______,电压表V 1示数的减少量∆U 1与电流表A 示数的增加量∆I 1的比值______.（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】不变不变 【解析】
[1][2]由图得,R 1与R 2串联,电压表V 2测电源电压,电压表V 1测R 2的电压,所以滑动变阻器滑片向左移动一小段距离后,则电压表V 2的示数不变.根据串联电路的串联特点得,电压表V 1示数的减小量∆U 1为R 1电压的增大量,电流表A 示数的增加量∆I 1等于R 1电流的增大量.所以电压表V 1示数的减少量∆U 1与电流表A 示数的增加量∆I 1的比值为R 1的阻值,比值不变.
12．电阻R 1、R 2并联,电流表A 1测干路电流,A 2测R 2的电流.闭合开关S,两电流表示数之比5∶3,则R 1与R 2两端的电压之比U 1∶U 2=______.电阻之比R 1∶R 2=______. 【答案】1∶13∶2 【解析】
[1]因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R 1与R 2两端的电压之比为
U 1∶U 2=1∶1
[2]因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过两电阻的电流之比
1A1A22A25-32==33
I I I I I -= 两电阻的阻值之比
1
1122212
32
U R I I U R I I === 四、实验题
13．在“电阻的测量”的实验中,设计了如图1所示的电路图.
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图中的器材连接成完整电路______；
(2)连好实验电路后,闭合开关,电流表无示数,电压表有较大的示数.电路故障可能是______（选填序号）； A ．电压表断路 B ．电阻R 断路 C ．电压表短路 D ．电阻R 短路
(3)排除故障后,闭合开关,将滑片P 缓慢向右移动,电压表的示数将______（选填“增大”或“减小”）； (4)为了赶时间,小华同学只做了一次测量,此时电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图2所示,请把下列表格补充完整.
(5)其他同学认为小华同学做法不合理,理由是______.
【答案】B增大U/V0.35只有一组实验数据,实验次数太少
【解析】
(1)[1]如图甲所示,滑动变阻器接线柱要一上一下串联接入电路,且向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,接法如图所示：
.
(2)[2]连好实验电路后,闭合开关,电流表无示数,说明电路断路,电压表有较大的示数,说明与电压表两接线柱内的定值电阻R断路,故ACD不符合题意,B符合题意.
故选B.
(3)[3]排除故障后,闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中的电流增大,根据U=IR,电阻不变,电流增大,电压增大,则电压表的示数增大.
(4)[4]由表格数据可知,实验是“电阻的测量”,已经有电阻和电流,需要有一个电压值得测量,电压的符号是U,单位是V,则应填入U/V.
[5]电流的大小如图2所示,电流表选择的是小量程,分度值为0.02A,读数为0.3A,则电流值为0.3A.
[6]电阻R0为
1.5V
=5Ω
0.3A
U
R
I
==
(5)[7]小华只进行了一组实验数据的测量,实验数据太少,不具有说服力,应该进行多次测量,得到普遍性的规律.
五、计算题
14．如图所示,一个滑动变阻器R (阻值0~20Ω)与一个5Ω的固定电阻串联后,接到电压U 恒为3V 的电源上. (1)调节R 的大小,计算电路中的最大电流和最小电流； (2)当电流表的读数为0.3A 时,变阻器的阻值为多少？
【答案】(1) 0.6A ；0.12A ；(2) 5Ω 【解析】
(1)当滑动变阻器R 接入电路中的电阻为零时（滑片位于右端时）,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,则电路中的最大电流为
03V =
=0.6A 5Ω
U I R =大 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时（滑片位于左端时）,电路中的总电阻最大,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
03V
=
=0.12A 20Ω+5Ω
U I R R =+小
(2)当电流表的示数为0.3A 时,电路中的总电阻为
3V =
=10Ω0.3A
U R I =总 此时变阻器的阻值为
1010Ω-5Ω=5ΩR R R ==总﹣
答：(1)调节R 的大小,计算电路中的最大电流是0.6A,最小电流为0.12A ； (2)当电流表的读值为0.3A 时,变阻器的阻值为5Ω.
15．实验小组的同学设计了如图(a)所示的电路,已知电源电压恒定不变,电阻R 1的阻值为1Ω.闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P 的位置,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图(b)所示的两条U -I 图线.其中利用电压表V 1和电流表A 的数据描绘出甲图线,利用电压表V 2和电流表A 的数据描绘出乙图线. 求：(1)定值电阻R 2的阻值； (2)电源电压U
.
【答案】(1)2Ω；(2)1.5V 【解析】
(1)由图b可知,乙图线表示电阻R2的I-U图像,根据欧姆定律
U
I
R
=可得,定值电阻R2的阻值为
2 2
21.0V
=2Ω0.5A
U
R
I
==
(2)由串联电路中电压关系,得电源电压为
U=U1+IR1
将图b乙图像的已知数据代入公式,得
U=1.3V+0.2A×1Ω
或
U=1.0V+0.5A×1Ω
解得U=1.5V.
答：(1)定值电阻R2的阻值为2Ω；
(2)电源电压U为1.5V.
六、作图题
16．如图所示是小明同学设计的测电阻只的电路图．请根据这个电路图用笔画线代替导线,将如图中的元件连成电路．要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大．(电压表选用0～3V量程,电流表选用0～0.6A 量程,导线不能交叉)
【答案】见解析所示
【解析】
试题分析：根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串主电路,两将电压表并在待测电阻的两端,连线不准交叉；
连接滑动变阻器时,要“一上一下”,根据题中要求“滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大”即滑动变阻器的阻值变小,可以连接成“右上左下”．
解：采用“电流流向法”,电流从电源正极出发,依次将开关S、滑动变阻器、待测电阻、电流表串联起来,再将电压表并联在待测电阻的两端；
故答案为如下图所示
七、综合题
17．如图甲所示,这是升降机的部分原理图,电源电压恒为 6V,R0为定值电阻,电压表量程为0~3V,压敏电阻R1 的阻值随所受压力大小的变化关系如图乙所示.
（1）当压敏电阻所受到的压力增大时,电压表的示数将______（选填“变大”或“变小”）
（2）压敏电阻所受压力为 0 时电压表示数为 2V,则电阻R0的阻值为__________？
（3）电路正常工作时,压敏电阻能承受的最大压力是__________？
（4）在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,应如何调整__？（写出一条）
【答案】变大100Ω2500N减小定值电阻的阻值或减小电源电压
【解析】
(1)[1]由图甲可知,定值电阻与压敏电阻串联,电压表测量定值电阻的电压；由图乙可知,压力增大,则压敏电阻
阻值变小,压敏电阻分得的电压变小；由串联电路的电压特点可知,定值电阻两端的电压与压敏电阻两端的电压之和等于电源电压,当压敏电阻两端的电压减小时,定值电阻两端的电压会变大,即电压表示数变大.
(2)[2]由图乙得,压敏电阻所受压力为 0 时,压敏电阻的阻值为200Ω,串联分压,此时压敏电阻两端的电压为
106V 2V=4V U U U =-=-
电路中的电流为
1114V =0.02A 200Ω
U I I R ==
= 定值电阻R 0阻值为
002V =100Ω0.02A
U R I =
= (3)[3]压力越大,则压敏电阻阻值变小,电压表示数越大,当电压表示数为3V 时,压力达到最大,此时压敏电阻的电压为
''106V 3V=3V U U U =-=-
根据串联电路电压的分配规律可得
''
11'
'00
U R U R = 代入数据得
'13V
3V 100Ω
R =
解得此时压敏电阻的阻值为'
1100ΩR =,由图乙可得,此时的压力为2500N.故电路正常工作时,压敏电阻能承受的最大压力2500N.
(4)[4]由题可知,电压表量程过小,限制了压敏电阻的承压范围,故可以减小定值电阻的阻值或减小电源电压.。