人教版物理九年级下册 欧姆定律专题练习(解析版)

人教版物理九年级下册欧姆定律专题练习（解析版）一、初三物理欧姆定律易错压轴题（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F B与篮球对左侧托盘的压力F A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 0.09A【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R 0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0116V 20100.2AU R R I =-=-Ω=Ω [4]由图丙知此时 F 1B ＝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2026V 10300.15AU R R I =-=-Ω=Ω 由图丙知此时 F 2B =300N由图丁知F B =50F A故11A 309N 5050B F F == 22A 300N 5050B F F == 托盘A 所受压力的变化量 ∆F A ＝309N 50−300N 50＝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/m 3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F B 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/m 3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．某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中，按如图甲所示的电路图正确连接电路，逐次将不同阻值的电阻R 接在a 、b 间，每次闭合开关前，滑动变阻器的滑片均移到阻值最大端。

(1)当接入的电阻R 为5Ω时，闭合开关，电流表无示数，电压表示数如图乙所示，移动滑片，两表指针保持不动。

若电路中只有一处故障，则故障是______；电源两端的电压为______V ；(2)排除故障后进行如下操作：①闭合开关，记录电流表示数；②移动滑片使电压表示数为U 0时，记录电流表示数；③当接入的电阻R 分别为10Ω、15Ω时，闭合开关，重复步骤2；④当接入的电阻R 为R x 时，闭合开关，电压表示数大于U 0，记录电流表示数；⑤利用测得的数据绘制出如图丙所示的图像；(3)实验中，滑动变阻器消耗的最大功率为______W ；(4)仍使用原有器材，若使以上四个电阻都能为实验所用，应控制a 、b 之间的电压至少为______V 。

【答案】R 断路 6 1.8 4.5【解析】【分析】【详解】(1)[1]闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，移动滑片，两表指针保持不动，说明电路发生断路，且在电压表连接的两个接线柱之内，即电阻R 断路。

[2]由图乙可知，电压表量程的选则是0~15V ，分度值为0.5V ，电压表的示数为6V 。

(3)[3]由题意知，当刚闭合开关时，滑动变阻器滑片处于最大阻值处，根据图乙可知此时电路中的电流为0.3A ，可得到滑动变阻器的最大阻值为6V-0.3A 5Ω==15Ω0.3Aab U U R I -⨯=滑 当接入的电阻R 为R x 时，闭合开关，此时滑动变阻器的阻值最大，电压表示数大于U 0，由图知，电流表的示数为0.1A ；此时电路的总电阻为16V ==60Ω0.1AU R I =总 R x =R 总-R 滑=60Ω-15Ω=45Ω由图知，电阻两端的控制电压为U R =I 1R 1=0.6A×5Ω=3V根据传亮电路电压的规律可知U 滑=U -U R =6V-3V=3V由图知，电路中的最大电流为0.6A ，所以滑动变阻器的最大功率为P 滑=U 滑I 大=3V×0.6A=1.8W(4)[4]由题意知，定值电阻的阻值不同，但两端的电压相同，当阻值为45Ω的定值电阻与整个滑动变阻器串联时，电路中的电流为x 6V ==0.1A 45Ω+15ΩU I R R =+滑 定值电阻两端的电压为 U R =IR =0.1A×45Ω=4.5V所以，为保证在滑动变阻器范围内完成本实验，定值电阻两端电压不能低于4.5V 。

3．小明用图甲所示的电路，做伏安法测定值电阻实验。

(1)按图甲连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片后，电流表示数为0.3A ，此时电压表的示数如图乙所示，则定值电阻x R 的阻值为_________Ω；(2)为了使测量结果更准确，小明进行了多次测量，记录了每次测量中电压表和电流表的数值，计算出每次测量所对应的x R 的阻值，再求x R 的________；(3)小明又设计了另一种测量电阻x R 的方案，电路图如图丙所示，电路中定值电阻0R 的阻值已知，电源电压未知。

请你完善下列相关操作步骤，并写出电阻x R 的表达式； ①断开1S ，闭合S 、2S ，用电压表测______两端电压， 读出电压表示数为1U ； ②_____________（填各开关的状态），用电压表测x R 两端电压，读出电压表示数为2U ； ③电阻x R 的阻值表达式为x R =________（用1U 、2U 、0R 表示）。

(4)小明在完成实验后，利用图丁所示的电路，测出了额定电流为I 额的小灯泡L 的额定功率。

电路中定值电阻0R 的阻值已知，电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。

请你完善下列相关操作步骤，并写出小灯泡L 的额定功率的表达式。

①断开2S ，闭合S 、1S ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为_______，小灯泡L 正常发光；②断开1S ，闭合S 、2S ，_______，读出电流表示数为1I ；③断开1S ，闭合S 、2S ，调节滑片至最左端，读出电流表示数为2I ；④小灯泡的额定功率的表达式为P =额________（用I 额、1I 、2I 、0R 表示）。

【答案】15 平均值 电源 断开2S ，闭合S 、1S 2012U R U U - I 额 保持滑动变阻器的滑片的位置不变 ()122101I I I I I I R I ⎡⎤--⎣⎦额额【解析】【分析】【详解】 (1)[1]由图乙知，电压表的量程为0～15V ，分度值为0.5V ，示数为4.5V ，则x R 的阻值为xx 4.5V 15Ω0.3AR U R I === (2)[2]为了使测量结果更准确，小明进行了多次测量，记录了每次测量中电压表和电流表的数值，计算出每次测量所对应的x R 的阻值，再求x R 的平均值，这样可以减小误差。

(3)①[3]断开1S ，闭合S 、2S ，用电压表测电源两端电压， 读出电压表示数为1U 。

②[4]断开2S ，闭合S 、1S ，用电压表测x R 两端电压，读出电压表示数为2U 。

③[5]由欧姆定律可得，电阻x Rx0222x 0R 121200R U U U U R R U U U I U U R R ====--(4)①[6]断开2S ，闭合S 、1S ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I 额。

②[7]断开1S ，闭合S 、2S ，保持滑动变阻器的滑片的位置不变，读出电流表示数为1I 。

③[8]断开1S ，闭合S 、2S ，调节滑片至最左端时，电路中只有0R 接入电路，电源电压为20U I R =断开1S ，闭合S 、2S ，保持滑动变阻器的滑片的位置不变时，此时变阻器与0R 串联，根据串联电路分压特点，则有000R 2010R 210R R 101U U I R I R U I I R R U U I R I ---==== 则此时滑动变阻器接入电路的阻值为2101I I R R I -= 断开2S ，闭合S 、1S 时，此时小灯泡与变阻器串联，滑动变阻器两的电压为()21R 01I I I U I R R I -'==额额此时小灯泡的额定电压为 ()21R 200L 1I I I U U U I R R I -'=-=-额额则灯的额定功率为()()1221021200L 11I I I I I I R I I I P U I I R R I I I ⎡⎤---⎡⎤⎣⎦==-=⎢⎥⎣⎦额额额额额额额4．某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V 不变）。

（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P 向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）。

（________）（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R __（填“短路”或“断路”）（3）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I 随电阻R 变化的图象，由图象可知R 两端的电压为_____V ；当R 的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R 两端的电压_____（填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向_____（填““左”或“右”）端滑动；若实验中R 的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω，则滑动变阻器的阻值至少是_____Ω。

【答案】 断路 3 不变 右 7.5【解析】【详解】第一空．滑动变阻器的滑片P 向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示：第二空．若定值电阻短路，电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；若定值电阻断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意，所以故障为定值电阻R断路；第三空．图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为：U=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V；第四空．探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即保持电阻两端的电压不变；第五空．根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。