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文档简介
第15讲欧姆定律【学习目标】1.通过实验探究,熟悉控制变量法的应用,并得出电流与电压的关系,电流与电阻的关系;2.掌握电流跟电压的关系及电流跟电阻的关系;3.知道欧姆定律的内容、公式及相关的物理量的单位;4.会运用欧姆定律进行简单的计算。【基础知识】一.探究电流与电压的关系1.提出问题:电流与电压有什么关系。2.猜想与假设:电流与电压成正比。3.设计实验:因电流与电压、电阻均有关系,我们要研究电流与电压的关系,应该采用控制变量法。即保持电阻不变,改变电阻两端的电压,研究电流与电压的关系。器材:电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线电路图:4.进行实验:①按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。②保持电阻R1=5不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。R1=5Ω次数电压U/V电流I/A110.2220.4330.6改变电阻,使R2=10不变,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。R2=10Ω次数电压U/V电流I/A110.1220.2330.35.根据数据画出I-U图像。6.得出结论:在电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。二.探究电流与电阻的关系1.提出问题:电流和电阻之间有什么样的关系?2.猜想与假设:电流与电阻成反比。3.设计实验:仍使用控制变量法,即保持定值电阻两端的电压不变,研究电压不变时,电流与电阻的关系。电路图:4.进行实验:①按图接好电路。注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。U=3V次数电阻R/Ω电流I/A15Ω0.6210Ω0.3315Ω0.25.根据数据画出I-R图像。6.得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比三.欧姆定律1.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比2.公式:,变形公式:U=IR,。【考点剖析】考点一:探究电流与电压、电阻的关系例1.(2021·全国·九年级单元测试)小致同学利用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、规格为“15Ω1A”的滑动变阻器、电压为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行“探究电流与电阻关系”的实验。(1)小致选择10Ω的定值电阻,连接如图甲所示电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。______(2)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录电流表示数如图乙所示,此时电压表示数应为_______V。(3)小致利用以上器材继续实验,发现无法完成探究,应更换滑动变阻器规格为_______(填序号)。A.“20Ω1A”B.“30Ω0.5A”C.“50Ω0.3A”(4)更换器材后,多次测量,根据实验数据,作出I-R图像如图丙所示,分析图像得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成________。(5)小致更换电源后,利用器材进行了如图丁所示的实验,闭合开关,滑片P滑动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图戊所示。则他更换后的电源电压为_______V。考点二:欧姆定律例2.(2021·山西寿阳·九年级阶段练习)在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是______V,电阻R2的阻值是______Ω。【真题演练】一、单选题1.(2021·湖北黄冈·中考真题)图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析错误的是()A.通过R1和R2的电流相等 B.R2的电阻减小C.R1两端的电压小于R2两端的电压 D.R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大2.(2021·山东淄博·中考真题)如图所示,图甲是某款即热式电热水龙头,图乙是它的电路原理图,R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡的切换。则()A.开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是热水B.开关S接触3、4触点时,电热丝R1,R2串联C.水龙头在温水挡正常工作时的电流是15AD.水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W3.(2021·浙江台州·中考真题)某同学利用如图1所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx,得到如图2所示的图像。以下有关叙述正确的是()A.该同学研究的是电流和电压的关系B.实验中电压表的示数保持0.5V不变C.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移D.滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω二、多选题4.(2021·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法正确的是()A.闭合开关S1、S2、S3,电流表的示数为0.9AB.闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2C.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V三、双选题5.(2021·山东威海·中考真题)如图是一个简易身高测量仪的工作电路示意图。电源电压6V保持不变,电压表的量程为“0~3V”,,是一根长为80cm的均匀电阻丝(规格为,A、B为的两个端点),滑片P可在竖直放置的上滑动,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70cmD.如果用量程为“0~0.6A”的电流表替代电压表,身高的测量范围会变大四、计算题6.(2021·山东日照·中考真题)常用的呼气式酒精测试仪有两种:一种是燃料电池型酒精测试仪(简称“电池型”),利用酒精与电池内的化学物质发生反应产生电压,某款“电池型”工作电路如图甲,燃料电池两端的电压与进入电池的酒精浓度关系如图乙。一种是气敏电阻型酒精测试仪(简称“电阻型”),气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,某款“电阻型”工作电路如图丙,电源电压为9V,R1是阻值为25Ω的定值电阻,R2是气敏电阻,其阻值与酒精浓度的关系如图丁。酒精浓度(n)表示每100mL气体中含有酒精的质量。请完成下列问题。(1)已知R0的阻值为20Ω。若驾驶员每100mL呼出气体内含有40mg酒精,当用该款“电池型”检测时,图甲中电流表的示数为多大?(2)用该款“电阻型”检测时,请计算:①如果驾驶员没有喝酒,电压表的示数为多少?②如果电压表示数为5V,驾驶员呼出的气体,每100mL中含有酒精多少毫克?【过关检测】一、填空题1.(2021·山西寿阳·九年级阶段练习)在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是______V,电阻R2的阻值是______Ω。2.(2021·全国·九年级课前预习)一盏标有“6V3W”字样的小灯泡,接入电压为18V的电路中,若要使灯泡能正常发光,则需要串联一个阻值为______Ω的电阻,该电阻消耗的功率为______W。3.(2021·全国·九年级课时练习)德国物理学家___________最先通过实验归纳出“一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成___________”的定量关系。4.(2021·全国·九年级课时练习)如图所示,使滑动变阻器的滑片P向A端滑动时,小灯泡变亮,表明电路中的电流___________,这时若滑动变阻器的C接M,则___________(选填“A”或“B”或“C”或“D”)接N。关于变阻器上电阻丝的材料,应该选用___________(填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。二、单选题5.(2021·湖北·阳新县陶港镇初级中学九年级阶段练习)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中()A.电流表、电压表示数都减小 B.电流表、电压表示数都增大C.电流表示数减小、电压表示数增大 D.电流表示数增大、电压表示数减小6.(2021·河南唐河·九年级期中)如图是某简易煤气检测电路,其中Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而减小。若输出信号的仪表选用电压表或电流表,闭合开关S,当煤气浓度升高时,要求仪表的示数增大,则A.选用电压表接在、之间 B.选用电压表接在、之间C.选用电流表接在、之间 D.选用电流表接在、之间7.(2021·山东利津·九年级期中)在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是()A.改变电路中的电流B.改变被测电阻两端的电压C.改变被测电阻的阻值D.保护电路8.(2021·全国·九年级课时练习)如图所示电路,灯泡L1标有“9Ω1A”,L2标有“4Ω1.5A”,电流表选“0~3A”量程,则保证两灯长时间工作的最大电源电压为()A.15V B.13V C.19.5V D.无法判断三、实验题9.(2021·全国·九年级单元测试)小致同学利用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、规格为“15Ω1A”的滑动变阻器、电压为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行“探究电流与电阻关系”的实验。(1)小致选择10Ω的定值电阻,连接如图甲所示电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。______(2)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录电流表示数如图乙所示,此时电压表示数应为_______V。(3)小致利用以上器材继续实验,发现无法完成探究,应更换滑动变阻器规格为_______(填序号)。A.“20Ω1A”B.“30Ω0.5A”C.“50Ω0.3A”(4)更换器材后,多次测量,根据实验数据,作出I-R图像如图丙所示,分析图像得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成________。(5)小致更换电源后,利用器材进行了如图丁所示的实验,闭合开关,滑片P滑动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图戊所示。则他更换后的电源电压为_______V。10.(2021·全国·九年级课时练习)在“探究电流与电阻关系”的实验中,电源电压为不变,小明把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了图示的电路,正准备闭合开关时,旁边的小军急忙拦住他,说接线错了。请你检查一下电路,错在哪里?小明发现只要改接一根导线就可以.(1)请把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上______,并画出改正后的电路图。______(2)下表是实验数据,若进行第3次实验时,将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后,没有调节滑动变阻器的滑片P就直接读出电流表的示数,则此时电流表的示数可能是______;A.0.30AB.0.24AC.0.2AD.0.14A(3)根据实验数据,可得出结论:当电压一定时,电流与电阻成______。实验序号12345R/Ω1020304050I/A0.600.300.150.12
第15讲欧姆定律【学习目标】1.通过实验探究,熟悉控制变量法的应用,并得出电流与电压的关系,电流与电阻的关系;2.掌握电流跟电压的关系及电流跟电阻的关系;3.知道欧姆定律的内容、公式及相关的物理量的单位;4.会运用欧姆定律进行简单的计算。【基础知识】一.探究电流与电压的关系1.提出问题:电流与电压有什么关系。2.猜想与假设:电流与电压成正比。3.设计实验:因电流与电压、电阻均有关系,我们要研究电流与电压的关系,应该采用控制变量法。即保持电阻不变,改变电阻两端的电压,研究电流与电压的关系。器材:电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线电路图:4.进行实验:①按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。②保持电阻R1=5不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。R1=5Ω次数电压U/V电流I/A110.2220.4330.6改变电阻,使R2=10不变,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。R2=10Ω次数电压U/V电流I/A110.1220.2330.35.根据数据画出I-U图像。6.得出结论:在电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。二.探究电流与电阻的关系1.提出问题:电流和电阻之间有什么样的关系?2.猜想与假设:电流与电阻成反比。3.设计实验:仍使用控制变量法,即保持定值电阻两端的电压不变,研究电压不变时,电流与电阻的关系。电路图:4.进行实验:①按图接好电路。注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。U=3V次数电阻R/Ω电流I/A15Ω0.6210Ω0.3315Ω0.25.根据数据画出I-R图像。6.得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比三.欧姆定律1.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比2.公式:,变形公式:U=IR,。【考点剖析】考点一:探究电流与电压、电阻的关系例1.(2021·全国·九年级单元测试)小致同学利用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、规格为“15Ω1A”的滑动变阻器、电压为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行“探究电流与电阻关系”的实验。(1)小致选择10Ω的定值电阻,连接如图甲所示电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。______(2)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录电流表示数如图乙所示,此时电压表示数应为_______V。(3)小致利用以上器材继续实验,发现无法完成探究,应更换滑动变阻器规格为_______(填序号)。A.“20Ω1A”B.“30Ω0.5A”C.“50Ω0.3A”(4)更换器材后,多次测量,根据实验数据,作出I-R图像如图丙所示,分析图像得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成________。(5)小致更换电源后,利用器材进行了如图丁所示的实验,闭合开关,滑片P滑动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图戊所示。则他更换后的电源电压为_______V。【答案】2B反比6【解析】(1)[1]连接如图甲所示电路,电压表和定值电阻短路了,定值电阻应和电流表串联在电路中,电压表应与电阻并联,改正后电路图如下所示:(2)[2]排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,根据欧姆定律,此时电压表示数应为UV=I2R2=0.2A×10Ω=2V(3)[3]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V变阻器分得的电压为定值电阻电压的倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=1.25×20Ω=25Ω故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器。当选用5Ω的定值电阻时,电路的电流为>0.3A故应更换滑动变阻器规格为30Ω0.5A,故B符合题意,AC不符合题意。故选B。(4)[4]根据图丙,电阻的电流与电阻之积为UV=IR=0.4A×5Ω=2V……0.2A×10Ω=2V0.1A×20Ω=2V电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。(5)[5]变阻器与定值电阻串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,根据作出的I~R图像知,当变阻器连入电路的电阻为R滑1=10Ω对应的电压表示数为U滑1=4V根据欧姆定律及串联电路电压和电流的规律,故有即……①当变阻器连入电路的电阻为R滑2=5Ω对应的电压表示数为U2滑=3V同理有……②由①②得,他更换后的电源电压为考点二:欧姆定律例2.(2021·山西寿阳·九年级阶段练习)在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是______V,电阻R2的阻值是______Ω。【答案】620【解析】[1]由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,电源的电压U=6V。[2]当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;由图乙可知,电阻R1的两端电压为2V,由串联电路电压的规律可知R2两端的电压U2=U-U1=6V-2V=4V电路中的电流I=0.2A,R2的阻值【真题演练】一、单选题1.(2021·湖北黄冈·中考真题)图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析错误的是()A.通过R1和R2的电流相等 B.R2的电阻减小C.R1两端的电压小于R2两端的电压 D.R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大【答案】C【解析】A.由图可知,两个电阻串联,在串联电路中,各处的电流是相同的,所以通过两个电阻的电流相同,故A正确,不符合题意;B.在压力的作用下,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,即R1变长,横截面积变小,电阻变大;R2变短,横截面积变大,电阻变小,故B正确,不符合题意;C.发生形变后,R1的电阻大于R2的电阻,通过两个电阻的电流相同,根据U=IR可知,R1两端的电压大于R2两端的电压,故C错误,符合题意;D.根据欧姆定律可知,R1和R2两端电压的差值越大,说明R1和R2的阻值的差值越大,所以R1被拉伸的更长,R2被压缩的越短,从而说明A端受到的压力越大,故D正确,不符合题意。故选C。2.(2021·山东淄博·中考真题)如图所示,图甲是某款即热式电热水龙头,图乙是它的电路原理图,R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡的切换。则()A.开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是热水B.开关S接触3、4触点时,电热丝R1,R2串联C.水龙头在温水挡正常工作时的电流是15AD.水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W【答案】D【解析】A.当开关S接触2、3触点时,只有电阻R2接入电路,电路的电阻最大,由知道,电源的电压一定时,电路的电功率最小,水龙头放出的是温水,故A错误;BD.由图知道,当开关S接触3、4触点时,电阻R1和R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,水龙头处于热水挡,由于并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻由知道,热水挡正常工作时的功率故B错误,D正确。C.温水挡时,电路的总电阻R总=R1+R2=22Ω+44Ω=66Ω由知道,电路的电流故C错误。故选D。3.(2021·浙江台州·中考真题)某同学利用如图1所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx,得到如图2所示的图像。以下有关叙述正确的是()A.该同学研究的是电流和电压的关系B.实验中电压表的示数保持0.5V不变C.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移D.滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω【答案】D【解析】A.更换5个定值电阻,而图乙是关于电流和电阻的图像,那么该同学研究的是电流和电阻的关系,故A错误;B.从图乙可以看到,当电阻是5Ω时,电流是0.5A,那么Rx两端的电压是即实验中电压表的示数保持2.5V不变,故B错误;C.将Rx从10Ω换成15Ω后,电阻值变大,根据串联电路的分压原理可知,为了保持Rx电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值也应该变大,应将滑片P向右移,故C错误;D.实验中电压表的示数保持2.5V不变,那么滑动变阻器两端的电压是0.5V,串联电路电流处处相等,流过变阻器最小的电流是0.1A,最大是0.5A,那么滑动变阻器阻值最小最大滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω,故D正确。故选D。二、多选题4.(2021·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法正确的是()A.闭合开关S1、S2、S3,电流表的示数为0.9AB.闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2C.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V【答案】ACD【解析】AB.闭合开关S1、S2、S3,R3被短路,R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,并联电路中各个支路的电压相等,电流表的示数为通过R1和R2的电流之比为故A正确,B错误;C.只闭合开关S1,R1和R3串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知电路中的电流变小,由U1=IR1可知R1两端的电压变小,即电流表和电压表的示数均变小,故C正确;D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端时,变阻器连入电路的电阻为零,只有R1的简单电路,电压表测量电源电压,电压表的示数是6V,R3的滑片由b端时,变阻器连入电路的电阻最大,电路中的电流为电压表的示数U′1=I′R1=0.15A×10Ω=1.5V只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V,故D正确。故选ACD。三、双选题5.(2021·山东威海·中考真题)如图是一个简易身高测量仪的工作电路示意图。电源电压6V保持不变,电压表的量程为“0~3V”,,是一根长为80cm的均匀电阻丝(规格为,A、B为的两个端点),滑片P可在竖直放置的上滑动,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70cmD.如果用量程为“0~0.6A”的电流表替代电压表,身高的测量范围会变大【答案】BD【解析】从图中可以看出,电阻R1、R2串联,电压表测量滑片P与B端之间的电阻丝的电压。滑片在被测者的头顶上。A.正常工作时,被测者的身高高矮,不影响电路中电阻的大小,故电路中电流大小不变,故A错误;B.正常工作时,被测者的身高越高,电压表测量的电压对应的电阻阻值越大,电路电流不变,由欧姆定律得,所测量部分的电压越大,因此电压表的示数越大,故B正确;C.电阻丝R2的电阻为电路总电阻为电源电压为6V,当电压表示数为3V时,电压表测量的电压对应的电阻丝的电阻大小滑片P与B端之间的距离最大为故C错误;D.如果用量程为“0~0.6A”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:因此滑片P移到电阻丝A端电流表的示数也小于电流表的量程,因此测量的身高范围会变大,故D正确。故选BD。四、计算题6.(2021·山东日照·中考真题)常用的呼气式酒精测试仪有两种:一种是燃料电池型酒精测试仪(简称“电池型”),利用酒精与电池内的化学物质发生反应产生电压,某款“电池型”工作电路如图甲,燃料电池两端的电压与进入电池的酒精浓度关系如图乙。一种是气敏电阻型酒精测试仪(简称“电阻型”),气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,某款“电阻型”工作电路如图丙,电源电压为9V,R1是阻值为25Ω的定值电阻,R2是气敏电阻,其阻值与酒精浓度的关系如图丁。酒精浓度(n)表示每100mL气体中含有酒精的质量。请完成下列问题。(1)已知R0的阻值为20Ω。若驾驶员每100mL呼出气体内含有40mg酒精,当用该款“电池型”检测时,图甲中电流表的示数为多大?(2)用该款“电阻型”检测时,请计算:①如果驾驶员没有喝酒,电压表的示数为多少?②如果电压表示数为5V,驾驶员呼出的气体,每100mL中含有酒精多少毫克?【答案】(1)0.1A;(2)9V,40mg【解析】(1)“电池型”检测时,由题知每100mL呼出气体中含有40mg酒精时,由乙图可知,此时燃料电池的电压为U燃由题可知,根据欧姆定律得(2)①如果驾驶员没有喝酒,由丁图可知当n为0时,R2也为0。此时电路为关于R1简单电路,R1两端的电压U与电源电压U源相等②由图丙可知电压表测量R1两端的电压,即U1=5V,分析电路可知R1与R2串联,根据串联分压不分流得由欧姆定律得根据串联电路各处电流相等,由欧姆定律得当时,由丁图可知每100mL呼出气体中含有的酒精为40mg。【过关检测】一、填空题1.(2021·山西寿阳·九年级阶段练习)在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是______V,电阻R2的阻值是______Ω。【答案】620【解析】[1]由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,电源的电压U=6V。[2]当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;由图乙可知,电阻R1的两端电压为2V,由串联电路电压的规律可知R2两端的电压U2=U-U1=6V-2V=4V电路中的电流I=0.2A,R2的阻值2.(2021·全国·九年级课前预习)一盏标有“6V3W”字样的小灯泡,接入电压为18V的电路中,若要使灯泡能正常发光,则需要串联一个阻值为______Ω的电阻,该电阻消耗的功率为______W。【答案】246【解析】[1][2]灯泡正常发光时的电压功率由可得,灯泡正常发光时的电流灯泡与电阻串联,所以电阻两端的电压由可知,电阻的阻值该电阻消耗的功率3.(2021·全国·九年级课时练习)德国物理学家___________最先通过实验归纳出“一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成___________”的定量关系。【答案】欧姆反比【解析】[1]一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,是欧姆定律的内容,是由欧姆归纳得出的。[2]欧姆定律的内容,导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。4.(2021·全国·九年级课时练习)如图所示,使滑动变阻器的滑片P向A端滑动时,小灯泡变亮,表明电路中的电流___________,这时若滑动变阻器的C接M,则___________(选填“A”或“B”或“C”或“D”)接N。关于变阻器上电阻丝的材料,应该选用___________(填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。【答案】变大A镍铬合金丝【解析】[1]滑动变阻器的滑片向A端滑动,小灯泡变亮,说明电路中的电流变大。[2]变阻器应是一上一下的接法,C接M时,N只能接A或B,滑片向A端移动,电路中的电流变大,据欧姆定律知,电路中的电阻变小,即变阻器接入电路的阻值变小,所以N与A相连。[3]变阻器接入电路是通过改变电阻丝的长度来改变阻值大小的,那么应选用阻值较大的镍铬合金丝作为材料,才能让滑片移动时,变阻器接入电路的阻值有较大的变化。二、单选题5.(2021·湖北·阳新县陶港镇初级中学九年级阶段练习)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中()A.电流表、电压表示数都减小 B.电流表、电压表示数都增大C.电流表示数减小、电压表示数增大 D.电流表示数增大、电压表示数减小【答案】C【解析】由图所示,滑动变阻器R2和定值电阻R1是串联,电压表测量变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,滑动变阻器的电阻变大,根据串联电路电阻特点,总电阻变大,电源电压不变,由可知,电路中电流变小,所以电流表的示数变小;对于定值电阻其两端的电压U1=IR1,电阻不变,电流变小,所以电压变小,根据串联电路电压特点,滑动变阻器两端的电压变大,所以电压表的示数变大。故选C。6.(2021·河南唐河·九年级期中)如图是某简易煤气检测电路,其中Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而减小。若输出信号的仪表选用电压表或电流表,闭合开关S,当煤气浓度升高时,要求仪表的示数增大,则A.选用电压表接在、之间 B.选用电压表接在、之间C.选用电流表接在、之间 D.选用电流表接在、之间【答案】A【解析】由图示知,若在或间连接电流表,则电路中的电阻或气敏元件Q会被短路,所以仪表应选用电压表。由题意可知,当煤气浓度升高时,气敏元件Q的阻值减小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流增大,电阻两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,气敏电阻Q两端的电压减小,按要求,仪表的示数增大,说明电压表接在、间,故A正确,符合题意,BCD不正确,不符合题意。故选A。7.(2021·山东利津·九年级期中)在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是()A.改变电路中的电流B.改变被测电阻两端的电压C.改变被测电阻的阻值D.保护电路【答案】C【解析】A.移动滑动变阻器的滑片,改变了电路中的总电阻,由知道,改变了电路中的电流,故A不符合题意;B.由U=IR可知,电阻不变时,改变了电路中的电流,也就改变了被测电阻两端的电压,故B不符合题意;C.被测电阻阻值大小跟电阻的材料、长度和横截面积有关,还和温度有关,电阻的阻值不变,故C符合题意;D.滑动变阻器串联到电路中时,增大了电路中的电阻,可以减小电路的电流,故D不符合题意。故选C。8.(2021·全国·九年级课时练习)如图所示电路,灯泡L1标有“9Ω1A”,L2标有“4Ω1.5A”,电流表选“0~3A”量程,则保证两灯长时间工作的最大电源电压为()A.15V B.13V C.19.5V D.无法判断【答案】B【解析】由图可知,开关闭合后,两灯泡串联,电流表A测电路中的电流,已知灯泡L1标有“9Ω1A”,L2标有“4Ω1.5A”,电流表选“0~3A”量程,由于串联电路中电流处处相等,则电路中的最大电流为根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得由可得最大电源电压故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。三、实验题9.(2021·全国·九年级单元测试)小致同学利用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、规格为“15Ω1A”的滑动变阻器、电压为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行“探究电流与电阻关系”的实验。(1)小致选择10Ω的定值电阻,连接如图甲所示电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。______(2)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录电流表示数如图乙所示,此时电压表示数应为_______V。(3)小致利用以上器材继续实验,发现无法完成探究,应更换滑动变阻器规格为_______(填序号)。A.“20Ω1A”B.“30Ω0.5A”C.“50Ω0.3A”(4)更换器材后,多次测量,根据实验数据,作出I-R图像如图丙所示,分析图像得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成________。(5)小致更换电源后,利用器材进行了如图丁所示的实验,闭合开关
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