南京市南京市宁海中学 物理欧姆定律单元综合测试（Word版 含答案）
一、初三物理 欧姆定律 易错压轴题（难）
1．欣欣利用如图甲所示的电路，探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。 实验器材：电源（电压恒为 4.5V），电流表、电压表各一只，开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（甲“10Ω 2A”、乙“20Ω 1A”），导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接； （_____________）
(2)实验中欣欣发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图乙所示的状态，则电路故障可能是_______；
(3)排除故障后，多次改变 R 的阻值，根据实验数据画出如图丙所示的 I-R 图像，得 到的结论是_______ ；
(4)在上述实验中，欣欣用 10Ω的电阻替换5Ω的电阻，为了完成实验，他应该将滑 动变阻器的滑片向 ______ 端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数为______________V； (5)当欣欣改用 15Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值，则欣欣选用的滑动变阻器的规格是______（选填“甲”或“乙”），如果串一个定值电阻就能完成实验，那么这个定值电阻的范围是________； (6)除了更换滑动变阻器的方案以外，欣欣想到原有器材不变，调整定值电阻两端的 电压也可以完成实验，他应控制定值电阻两端的电压范围是________。
【答案】 定值电阻断路 在电压不变
时，通过导体的电流与电阻成反比 A 2.5 甲 2~12Ω 2.7V～3V 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1]将电压表并联在定值电阻的两端，如图所示；
(2)[2]乙图中，左表为电压表，示数满偏，说明电压表与电源连通；右边为电流表示为0，说明电路断路或总电阻很大，由此可知，与电压表并联的定值电阻断路了。 (3)[3]由图丙所示图象可知：通过电阻的电流与电阻值的乘积为2.5保持不变，是一个定值，这说明：在电压不变时，电流与电阻成反比。 (4)[4][5]根据图丙所示的I?R图象知，电阻两端的电压
U=IR=5V×0.5A=2.5V
闭合开关发现电压表的示数变大，为保持电阻的电压不变，应增加变阻器分得的电压，根据分压原理可知，应增大变阻器连入电路中的电阻，他应该将滑动变阻器的滑片向A端移动，使电压表示数为2.5V。
(5)[6]当用15Ω的电阻继续实验时，即使将“10Ω2A”的变阻器变阻器的全部电阻10Ω连入电路，由欧姆定律，此时电路中的电流
I=
电压表的最小示数
U小=IR=0.18A×15Ω=2.7V>2.5V
所以，他发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值，则小明选用的滑动变阻器的规格是甲“10Ω2A”。
[7]如果串一个定值电阻就能完成实验，则滑动变阻器取最大值10Ω时，R串最小，即满足
UR=
即
U4.5V =0.18A '=
R?R滑15Ω?10ΩUR?R滑最大?R串最小 ?R=2.5V
4.5V ?15Ω=2.5V
15Ω?10Ω?R串最小解得R串最小=2Ω；
滑动变阻器取最小值0时，R串最大，即满足
UUR= ?R=2.5V
R?R串最大
即
4.5V ?15Ω=2.5V
15Ω?R串最大解得R串最大=12Ω，故这个定值电阻的范围是2~12Ω。
(6)[8]由(5)知，使用“10Ω2A”的滑动变阻器时，电压表能达到的最小示数为2.7V；电压表量程为0～3V，当电压表示数U大=3V时， 滑动变阻器分得的电压
U滑2=4.5V?3V=1.5V
当定值电阻为15Ω时，根据分压原理有
U滑2R滑= U大15Ω则
U滑21.5VR滑=×15Ω=×15Ω=7.5Ω
U大3V该滑动变阻器能满足要求，所以，电压表的最大示数可以为3V；
综上，除了更换滑动变阻器的方案以外，小明想到原有器材不变，调整定值电阻两端的电压也可以完成实验，他应控制定值电阻两端的电压范围是2.7V～3V。
2．某小组同学准备探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验器材有：干电池2节，滑动变阻器（20Ω，1A）、电流表、电压表、开关各一个，不同阻值的定值电阻及导线若干，图甲是他们连接的实验电路。
（1）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P移到B端这样操作的目的是为了_____ （2）闭合开关后，他们移动滑动变阻器的滑片至某一位置，电压表示数为0.7V，电流表示数如图乙所示，接着继续探究，把所测数据填在了下表中 实验次数 1 电压U/V 电流I/A 0.7 2 1 0.18 3 1.1 0.20 4 1.5 0.26 5 1.7 0.30
①图乙中电流的示数为_____A。
②图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，请根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I﹣U图象，并标标记为a。 （________）
（3）图丙中b、c、d三条I﹣U图象，是其他组同学选择5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，按图甲电路测量数据所画。
①单独分析图丙中每条I﹣U图象，可以得到的结论是_____。
②该小组同学发现，分析图丙中的I﹣U图象，还能得到：“当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律。请写出分析方法：_____。
③验证②中的规律，该小组的同学选择了5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，准备分别接入图甲电路，测量电流进行探究，有同学提议：既然探究时需要保持电阻两端电压不变，图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。他们按照提议分别将三只电阻由小到大接入电路，闭合开关后，读出电流表示数分别为0.42A，0.24A，0.13A，发现无法验证②中的规律。于是他们计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值U．为确保完成验证，则这个电压值U的范围为_____。
A．1.5V＜U≤3V B．1.3V＜U＜2.1V C．1.3V＜U≤2.6V D．2.1V＜U＜2.6V
【答案】保护电路； 0.12 电阻一定时，电流与电压
成正比 见解析 B 【解析】 【详解】
(1)[1]为保护电路，闭合开关前，滑片必须处于最大阻值处，即应将滑动变阻器的滑片P移到B端；
(2)①[2]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.12A；
②[3]图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I?U图象，并标记为a，如下所示：
(3)①[4]单独分析图丙中每条I?U图象，因为过原点的直线，故可以得到的结论是电阻一定时，电流与电压成正比；
②[5]由上图知，当电压为0.8V时，对应的电流大小约为0.032A、0.066A、0.13A，结合电阻大小分别为20Ω、10Ω、5Ω，考虑到误差因素，电流与对应的电阻之积为一定值，故还能得到：当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律；分析方法采用了控制变量法； ③[6]根据欧姆定律I=
U有U=IR，3次实验中电阻的电压分别为2.1V、2.4V、2.6V，都小R于电源电压3V，是因为电源有内阻的原因；设电源本身的电压为E，对外（R与R'串联）提供的电压为U，根据电阻的串联和欧姆定律可得，电路中的电流：
I=
由欧姆定律，R与R'获得的电压为：
U=I(R+R′)= 故有:
E，
R?R??rE×(R+R′)，
R?R??rR?R??rR?R?r1r11==+=+×，
???E?R?RE?R?RE?R?R???????UEER?R由数学知识得，对外提供的电压U的倒数与串联电阻（电源内阻r之外的电阻）的倒数为一次函数的关系，即为：
11=k+b， R?R?U根据该小组的同学选择了5Ω、10Ω的定值电阻，电源内阻r之外的电阻获得的电压分别为2.1V、2.4V，将已知量代入上式：
11=k× +b， 2.1V5Ω11=k× +b， 2.4V10Ω解方程组得：k=
10Ω12?，b=，故这个一次函数关系式为：
2.4?7V2.1V2.4?7V
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