北京大学附属中学物理欧姆定律单元测试题（Word版 含解析）
一、初三物理 欧姆定律 易错压轴题（难）
1．某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，实验中电源电压保持不变，选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，滑动变阻器的规格为“30Ω 1.5A”。
(1)如果连完电路、闭合开关后，发现仅有一只电表有示数，则造成这一现象的原因可能是____________（选填下面的字母代号）； A．电流表断路 B．定值电阻短路 C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路 E.定值电阻处接触不良
(2)电路连接完好后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数如图乙所示时，记下电压表的示数，此时电路中的电流为
______________A；再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时，滑动变阻器的滑片应向_______________（选填“左”或“右”）滑动直至电压表示数为______ V， 并记录电流表的示数；
(3)若实验中有电压为4V、6V、和8V的三种电源可选，为完成5组实验，该同学选用的电源电压可能是________________V；
(4)小明想用本实验中的器材测定未知电阻的阻值，可是发现电流表损坏，所以他设计了如图丙所示的电路图来测量未知定值电阻Rx的阻值，其中R0为已知电阻，步骤如下： a.闭合开关S、S1，断开S2时，测得电压表的示数U1； b._________________时，测得电压表示数为U2；
c. 则被测电阻Rx的阻值为： Rx=_____________（写出表达式）。 【答案】BE 0.4 左 2 4 闭合开关S、S2，断开S1 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1] A．电流表断路时，整个电路断路，电流表和电压表都没有示数，故A不符合题意；
U1?R0
U2?U1
B．定值电阻短路电压表示数为0，只有滑动变阻器接入电路，所以电流表有示数，故B符合题意；
C．滑动变阻器断路，整个电路断路，电流表和电压表都没有示数，故C不符合题意； D．滑动变阻器短路，只有定值电阻工作，电压表测量的是定值电阻的电压，电流表测量的是定值电阻的电流，两表都有示数，故D不符合题意；
E．定值电阻处接触不良相当于定值电阻断路，这样电压表示数为电源电压，由于电压表电阻极大，电流表无示数，故E符合题意。 故选B和E。
(2)[2]根据电流表的接线可知，电流表使用的是小量程，分度值是0.2A，电流表示数为0.40A。
(2)[3][4]将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时，由于定值电阻变大，根据串联分压，定值电阻两端电压变大，由于实验探究的是电流与电阻的关系，应该控制定值电阻两端的电压不变，这时增大滑动变阻器的电阻，使滑动变阻器两端电压增大，从而可以减小定值电阻两端的电压，直至电压表示数与原来相同为止，所以滑动变阻器滑片应向左滑动，电压表示数为原来电压的大小即
U?I1R1?0.40A?5Ω?2V
(3)[5]实验选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，定值电阻与滑动变阻器串联，串联分压与电阻成正比，当用25Ω电阻实验时，为保证定值电阻两端电压2V不变时，滑动变阻器两端电压与定值电阻两端电压之和就是电源电压，而滑动变阻器的最大电阻只有30Ω，当电源电压为4V时，滑动变阻器能把定值电阻两端电压调整为2V，当电源电压6V和8V时，滑动变阻器的的滑片就是滑到最大阻值处定值电阻两端电压也超过2V，故该同学实验时选择的是4V的电源。
(4)[6][7]闭合开关S、S1，断开S2时，测得电压表的示数U1，这时Rx和R0是串联，电压表测量的是Rx两端电压，根据串联分压的原理，还需要测量出R0两端电压或者是电源电压，根据电路图可知只能闭合S、S2，断开S1，这时RX和R0还是串联，而这时电压表测量的是电源电源，这两种情况两电阻的工作情况没有改变，由串联分压原理故有
RU1?x
U2?U1R0Rx大小为
Rx?U1R0
U2?U1
2．小明同学在探究电流与电阻的关系实验时，选择的实验器材有：电源（电压恒为6V），电流表（0~0.6A）?电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω?10Ω?15Ω?20Ω），滑动变阻器“30Ω 1A”，导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画出导线完成图乙的电路连接； （__________）
(2)同学们先将5Ω的电阻接入电路R所在位置，闭合开关移动滑片，使电压表的示数为2.5V，记录此时电压表?电流表的示数；接下来断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω电阻，_____，将对应的电压表、电流表的示数记入表格。实验中，定值电阻两端的控制电压值的合理范围是______；
(3)小聪同学认为小明的实验操作太麻烦，决定将滑动变阻器和电压表去掉，用两节新的干电池做电源。电路简化为如图丙所示，进行实验，实验中在A?B之间接入阻值不同的定值电阻，在实验器材完好，操作过程无误的情況下，获得的实验数据如表格所示。小聪分析数据发现无法得出相应的实验结论。请你通过分析数据及实验器材，说明小聪无法得出实验结论的原因_____。 实验次数 电阻R/Ω 电流I/A 1 2 3 20 0.14 5 10 0.5 0.26
【答案】 调节滑动变阻器的滑片P使
其处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P使其电压表的示数还是2.5V
2.4V?UR?3V 见解析
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]从图甲可以看到，变阻器与电阻R串联接在电路中，电压表测的是电阻R两端的电压，在图乙中，电源的正极与滑动变阻器的左下端相连，滑动变阻器的电阻最大是30Ω，而四个定值电阻中最大的电阻是20Ω，所以定值电阻中的电压不会超过3V，电压表的量程选择0~3V即可，电压表的3V接线柱与定值电阻的右端相连；根据上述连接实物图，如下图所示。
(2)[2]探究电流与电阻的关系，就要保持电阻两端的电压不变，所以接下来断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω电阻，调节滑动变阻器的滑片P使其处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P使其电压表的示数还是2.5V，再将对应的电压表、电流表的示数记入表格。 [3]由题意可知，设电阻R两端的电压是UR，电路中的电流是I，根据欧姆定律可得
I?UR，滑动变阻器两端的电压是 RU滑?6V-UR
滑动变阻器接入电路的阻值大小是
R滑?因为R滑?30Ω，即
U滑6V-UR?6V-UR??R?? UIURRR?6V-UR??R?30ΩUR化简可得
UR?当电阻R?5Ω，可得到UR?6V?R
R?30Ω6V；当电阻R?10Ω，可得到UR?1.5V；当电阻7R?15Ω，可得到UR?2V；当电阻R?20Ω，可得到UR?2.4V；由于电压表的量程
是0~3V，所以UR?3V；综上所述，实验中，定值电阻两端的控制电压值的合理范围是
2.4V?UR?3V
(3)[4]从表中数据可以看到，三次实验，电流与电阻的乘积是不相同的，即电阻两端的电压是不相同的，这是因为电流表也有内阻，当电阻R阻值变大时，根据串联电路的分压原理可知，电流表的内阻不变，电阻R两端的电压也在变大，而探究电流与电阻的关系实验，要求电压不变，所以无法得出相应的实验结论。
3．为了节能，正明中学为教室安装了光控照明系统，有效避免了“长明灯”的现象．光控系统用光敏电阻控制，光敏电阻是阻值随着光的照度改变而发生变化的元件（光越强，照度越大，照度的单位为1x）．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
（1）根据表中数据，请在如图坐标纸中描绘出光敏电阻随照度变化的图线_____．其阻值随照度变化的规律是______；
（2）如图所示，当1、2间电压上升至4V时，控制电路自动启动照明电路．请利用所给器材在如图虚线框内设计一个电路______，给1、2两端提供电压，并要求当天色渐暗照度
北京大学附属中学物理欧姆定律单元测试题(Word版 含解析)
