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
2.测量电阻
基础过关全练
知识点1 用电压表和电流表测量电阻
1.(2023四川泸州期中)利用电压表与电流表测电阻的方法叫做“伏安法”,下列电路图中利用“伏安法”测电阻R的是
（ ）
A B
C D
2.(2022黑龙江哈尔滨二十七中期末)如图所示,是“伏安法”测电阻的实验电路图,下列说法错误的是 ( )
A.“伏安法”测电阻的实验原理是R=
B.滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压不变
C.实验中多次测量的目的是减小误差
D.该电路还可以探究电流与电压的关系
知识点2 用电压表和电流表测量小灯泡电阻
3.(2021重庆巴蜀中学月考)小红用如图甲所示电路对一个标有“0.8 A”字样的小灯泡L进行了测试,电源电压恒为9 V,电阻箱R0的阻值可在0~9 999 Ω之间调节,根据所测数据作出了小灯泡的I U图像(如图乙所示),根据图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;如果将电阻箱R0的阻值调为10 Ω,此时R0两端的电压为 V。
甲 乙
4.【新独家原创】如图所示,在测量小灯泡电阻的实验中,电压表与电流表的位置接反了,开关闭合后,电流表 (选填“有示数”或“无示数”),电压表 (选填“有示数”或“无示数”),灯泡
(选填“亮”或“不亮”)。
5.(2023四川成都太平中学期中)用图甲电路测量额定电压为2.5 V的灯泡正常发光时的电阻,电压表应该接在 (选填“1”或“2”),当闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P使电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙,则灯泡的额定电流是 A,灯泡正常发光时的电阻是 Ω。(结果保留一位小数)
甲 乙
知识点3 缺少电压表或电流表时测量电阻
6.【实验探究·设计实验】(2023河北衡水六中期中)某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图中不能实现测量Rx阻值的是 ( )
A B
C D
7.(2021黑龙江绥化中考)(多选)以下四种电路,电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,能测出未知电阻Rx阻值的电路是 ( )
A B
C D
8.(2022北京石景山期末)小刚想利用一个电压表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材,并连接了如图所示的实验电路,电源电压不变且未知。当开关S、S1闭合,S2断开时,电压表的示数为U1;当开关S、S2闭合,S1断开时,电压表的示数为U2,则Rx的表达式是 。
能力提升全练
9.(2023河北保定满城中学期中,16,★☆☆)在“伏安法测电阻”的实验中,下列说法正确的是 ( )
A.连接电表时,若无法估测电压、电流大小,应选大量程
B.“伏安法测电阻”的实验原理是欧姆定律
C.闭合开关前,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D.滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变
10.(2023河北邯郸十一中期中,4,★★☆)如图所示的电路中,电源电压恒定,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比为5∶1,则 ( )
A.R1、R2的阻值之比为5∶1
B.R1、R2两端的电压之比为1∶4
C.当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲表、乙表的读数之比为
1∶5
D.当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲表、乙表的读数之比为
4∶5
11.(2023广东深圳罗湖外国语学校期中,9,★★☆)(多选)在“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U I图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是 ( )
A.图乙是定值电阻的U I图像,图甲是小灯泡的U I图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法,计算小灯泡的电阻
12.(2023河南郑州八十二中期中,3,★★☆)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,R2的最大阻值为 Ω。
甲 乙
13.(2022湖南娄底中考,17,★★☆)在测电阻的实验中,小明发现电流表已损坏,于是他设计了如图所示的电路来测量Rx的阻值,已知电源电压为12 V,R1的阻值为10 Ω,开关闭合后,当R2的滑片位于最左端时,电压表的示数为5 V,则待测电阻Rx的阻值为 Ω。调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数变为3 V,则R2接入电路中的阻值为 Ω。
14.【实验探究·分析论证】(2022广东中考,18,★★☆)图甲是测量小灯泡在不同电压下的电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5 V)。
甲
乙
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后一根导线,看到电流表指针立刻偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如表:
测量次序 1 2 3 4 5
电压U/V 1.8 1.5 1.0 0.3
电流I/A 0.32 0.30 0.26 0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 A。
②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是
(选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
15.(2021湖北荆州中考,32,★★☆)用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
甲
乙 丙
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)。
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于
(选填“A”或“B”)端。
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0,用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 。
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2 V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx= Ω。
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器的滑片在最左端时,电流表示数为I1;滑动变阻器的滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
16.(2022北京中考,23,★★☆)为研究热敏电阻R2的阻值与温度的关系,小京按如图所示的电路进行实验,其中电源两端电压U不变,R1为定值电阻。实验中,他将已做防水处理的热敏电阻R2先后浸没在温度为t1、t2和t3的水中,闭合开关,分别读出对应电流表A的示数I1、I2和I3,发现I1
17.【科学探究】(2022浙江宁波中考节选)老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电源电压不变)进行实验:在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知:
(1)电源电压U为 V。
(2)RMN为 Ω。
(3)图乙中曲线 (填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
甲 乙
答案全解全析
基础过关全练
1.A “伏安法”测电阻的原理是欧姆定律的推导式R=。“伏安法”测电阻时,电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻组成串联电路,电压表并联在待测电阻两端,故A符合题意。
2.B “伏安法”测电阻时,用电流表和电压表测出通过导体的电流和导体两端的电压,然后算出导体的电阻,所以实验原理是R=;滑动变阻器的作用是改变未知电阻两端的电压,多次测量未知电阻两端的电压和通过未知电阻的电流,计算出电阻,再求平均值,以减小误差;由于导体电阻一定,因此利用多组数据还可以探究电流与电压的关系,故选B。
3. 10 6
解析 根据图像可知小灯泡正常发光时的电压U额=8 V,由欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻为R==10 Ω。如果将电阻箱R0的阻值调为10 Ω,由小灯泡的I U图像可知,当电路中的电流为0.6 A时小灯泡两端电压是3 V,电阻箱R0两端电压U0=IR0=0.6 A×10 Ω=6 V,两者电压之和正好等于9 V,故此时R0两端的电压为6 V。
4.无示数 有示数 不亮
解析 由电路图可知,电压表串联在电路中,开关闭合后,电路相当于断路,电压表测量的是电源电压,故电压表有示数,电流表无示数,灯泡不亮。
5. 1 0.3 8.3
解析 电压表应并联在灯泡两端,故电压表应接在位置1。由图乙可知,电流表所选量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.3 A。已知灯泡额定电压为2.5 V,由欧姆定律可得,灯泡正常发光时的电阻R=≈8.3 Ω。
6.B A图中,当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1;当开关断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端的电压为U1-U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式,推导得出Rx=,所以此电路可以测出Rx的阻值,故A不符合题意;B图中,当开关闭合时,Rx被短路,电压表测电源电压;当开关断开时,Rx与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过Rx的电流和Rx两端的电压,所以此电路不能测出Rx的阻值,故B符合题意;C图中,当开关掷到1挡时,只有Rx接入电路,电压表测电源电压,设此时示数为U3,当开关掷到2挡时,Rx与R0串联,电压表测Rx两端的电压,设此时示数为U4,则此时R0两端电压为U3-U4;根据串联电路电流处处相等可列出等式,推导得出Rx=,所以此电路可以测出Rx的阻值,故C不符合题意;D图中,当开关掷到1挡时,只有R0接入电路,电压表测电源电压,设此时示数为U5,当开关掷到2挡时,Rx与R0串联,电压表测R0两端的电压,设此时示数为U6,则此时Rx两端电压为U5-U6;根据串联电路电流处处相等可列出等式,推导得出Rx=,所以此电路可以测出Rx的阻值,故D不符合题意。
7.ABD A图中,只闭合S时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时,只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据欧姆定律可得电源电压U=I1(R0+Rx)=I0R0,解方程可求出Rx的阻值,A符合题意。B图中,只闭合S时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;再闭合S1,两电阻并联,电流表测量干路电流I,根据并联电路各支路两端的电压等于电源电压和欧姆定律可得电源电压U=IxRx=(I-Ix)R0,解方程可求出Rx的阻值,B符合题意。C图中,闭合开关S,两电阻串联,开关S1由一侧拨到另一侧时,会导致电压表的正负接线柱接反,电压表指针反向偏转,故不能测出Rx的阻值,C不符合题意。D图中,闭合开关S、S1,断开S2,两电阻串联,电压表测量电源电压U;闭合S、S2,断开S1,电路连接方式不变,电压表测量电阻Rx两端电压Ux,根据串联电路各处电流相等和欧姆定律可得,解方程可求出Rx的阻值,D符合题意。
8.Rx=
解析 当开关S、S1闭合,S2断开时,电阻R0和电阻Rx串联,电压表测量电源电压,此时电压表的示数为U1,即电源电压为U1。当开关S、S2闭合,S1断开时,电阻R0和电阻Rx串联,电压表测量电阻Rx两端的电压,此时电压表的示数为U2。串联电路的总电压等于各分电压之和,故电阻R0两端的电压U0=U1-U2,串联电路中电流处处相等,根据I=可知,电路中的电流I=,未知电阻Rx=,故Rx的表达式是Rx=。
能力提升全练
9.C 连接电表时,应先选用大量程试触,再确定合适的量程,故A错误;“伏安法测电阻”的实验原理是R=,故B错误;为了保护电路,闭合开关前,应先将变阻器滑片移到阻值最大处,故C正确;此实验中通过移动滑动变阻器滑片来改变电阻两端的电压和通过电阻的电流,多次测量求平均值来减小误差,故D错误。
10.D 若甲、乙均为电压表,闭合开关S,R1和R2串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压,已知两个电压表示数之比U甲∶U乙=5∶1,因串联电路中电源电压等于各部分电路两端电压之和,所以R1、R2两端的电压之比,因串联电路电流处处相等,所以由欧姆定律可得,R1、R2的阻值之比
,故A、B错误;
若甲、乙均为电流表,断开开关S,R1和R2并联,电流表乙测干路电流,电流表甲测通过R2的电流,因并联电路各支路两端电压相等,所以由I=可得,通过R1、R2的电流之比
,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以甲表、乙表的读数之比,故C错误,D正确。
11.AD 图甲所示图线为过原点的直线,是定值电阻的U I图像,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,乙图是小灯泡的U I图像,A错误,B、C正确;由于灯丝电阻随温度变化,所以不能采取多次测量取平均值的方法计算小灯泡的电阻,D错误。
12. 3 10
解析 当闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端过程中,由图乙中电压表和电流表示数的变化情况得,电压表示数的变化为2 V,电流表示数的变化为0.4 A,由于电源电压不变,故定值电阻R1两端电压的变化量也是2 V,则定值电阻R1的大小为R1==5 Ω;当滑片在a端时,电路中的电流为0.6 A,故电源电压为U=R1×Ia=5 Ω×0.6 A=3 V;当滑片滑到b端时,电路中的电流为0.2 A,故电路中的总电阻为R==15 Ω,故滑动变阻器R2的最大阻值R2=15 Ω-5 Ω=10 Ω。
13. 14 16
解析 如图所示,电阻Rx、R1与R2串联在电路中,电压表测量R1两端的电压,开关闭合后,当R2的滑片位于最左端时,只有电阻Rx与R1串联在电路中,电压表的示数为5 V,则电路中电流为I==0.5 A,则待测电阻Rx的阻值为Rx==14 Ω;调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数变为3 V,电阻Rx、R1与R2串联在电路中,此时电路中电流为I'==0.3 A,此时Rx两端的电压为Ux'=I'Rx=0.3 A×14 Ω=4.2 V,则R2接入电路中的阻值为R2==16 Ω。
14.(1)连接电路时,开关没有断开 (2)①0.6 0.22 ②5 ③错误 若小灯泡灯丝断了,电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,与表中数据不符
解析 (1)由题意可知,刚接上最后一根导线,看到电流表指针立刻偏转,说明电路是通路,所以造成这种异常现象的原因是连接电路时,开关没有断开。(2)①由图乙可知,电压表选择的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,示数为0.6 V,电流表选择的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.22 A。
②小灯泡额定电压为1.5 V,由表格可知,当小灯泡两端电压为额定电压时,通过小灯泡的电流为0.3 A,根据欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻是R==5 Ω。
③小灯泡不发光,小明断定是灯丝断了,这个判断是错误的,因为若是小灯泡灯丝断了,那么电压表将串联在电路之中,此时电压表的示数将接近于电源电压,电流表的示数接近于0,根据表格中的数据可知,与实际情况不符,所以不是小灯泡灯丝断了,小明的判断是错误的。
15.(1)如图所示 (2)A (3)滑动变阻器断路 (4)10 (5)
解析 (1)滑片P向左移动的过程中电流表示数变小,即滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故滑动变阻器右下接线柱接入电路。
(2)为保护电路,闭合开关前,滑片需要位于阻值最大处,故位于A端。
(3)连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,说明E、D之间存在断路,故故障是滑动变阻器断路。
(4)由图乙,电流表的示数为0.2 A,则定值电阻的阻值为Rx==10 Ω。
(5)闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器全部接入电路,电流表示数为I1,此时可以列等式U=I1(R0+Rx),当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,故可以列等式U=I2Rx,联立两式,则电阻的大小为Rx=。
16.解析 由图可知,定值电阻R1与热敏电阻R2串联接入电路,电流表测量电路中的电流,根据欧姆定律可得,R总=,根据串联电路电阻的规律可知,总电阻R总=R1+R2,所以热敏电阻R2的阻值R2=R总-R1=-R1,由于电源电压U不变,R1为定值电阻,所以电路中的电流越大,热敏电阻R2的阻值越小,由题意可知,在t1
17.(1)6 (2)10 (3)B
解析 当开关S、S1闭合时,RMN被短路,只有R1接入电路,电流表测电路中电流,R1两端电压等于电源电压,此时在改变电阻箱连入电路电阻的过程中,不能使电阻箱连入电路的电阻为0,故此状态下电流表示数I随R1变化的曲线应为图乙中的B曲线;当开关S闭合,S1断开时,RMN与R1串联,此时在改变电阻箱连入电路电阻的过程中,可以使电阻箱连入电路的电阻为0,故此状态下电流表示数I随R1变化的曲线应为图乙中A曲线。由图乙得,B曲线当R1为30 Ω时,电流为0.2 A,A曲线当R1为20 Ω时,电流为0.2 A,电源电压U=IA(R1A+RMN)=IBR1B,即U=0.2 A×(20 Ω+RMN)=0.2 A×30 Ω=6 V,RMN=10 Ω
