九年级欧姆定律易错题(Word版 含答案)
一、初三物理 欧姆定律 易错压轴题(难)
1.要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx。实验室提供的器材有:电源(电压为3V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻器R1和电阻箱R2(0~9999Ω5A)各一个,开关、导线若干。
(1)小明用伏安法测量该电阻,如图是小明连接的电路。接通电路后,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为2V。请你判断:
电路中哪一个元件发生了什么故障?答:______;
(2)在排除故障换用新元件后,经检查电路完好。闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小,电压表有示数,但电流表的指针几乎不偏转,电流太小的原因是______。所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值;
(3)请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计实验方案测出该电阻的值;
(a)画出实验电路图______;
(b)实验步骤:按图连接好电路;闭合S1调节滑动变阻器,使电压表显示合适的值;断开S1闭合S2,______;读出电阻箱的阻值R; (c)写出待测电阻Rx的表达式:______。
【答案】电流表短路 待测电阻阻值太大 保持滑片位置不
变,调节电阻箱阻值,使电压表示数与闭合S1时相同 Rx=R 【解析】 【分析】
(1)常见电路故障有断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因。
(2)根据欧姆定律,在电压不变的情况下,若电路的电阻增大,则电路中的电流减小,若电阻值很大,则电路中的电流会很小。若电流值小于电流表的分度值时,将无法准确地测出电流值。
(3)根据实验电路图可知,实验时有电压表,没有电流表,可根据并联电路各支路两端的电压特点进行实验,即:连接好电路图后,用电压表测出待测电阻两端电压,再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变,根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等;据此设计实验步骤。 【详解】
(1)[1]接通电路,电流表指针不偏转,示数为零,而电压表示数为2V,说明电流表被短路。
(2)[2]由于电源电压为3V,而电阻Rx的阻值大约为几百欧,根据欧姆定律电路中的电流太小。
(3)[3]可以应用等效法测待测电阻阻值,待测电阻与电阻箱并联,实验电路图如图所示:
[4]实验步骤:按图连接好电路;闭合S1调节滑动变阻器,使电压表显示合适的值;断开S1闭合S2,保持滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表示数与闭合S1时相同;读出电阻箱的阻值R。
[5]写出待测电阻Rx的表达式
Rx=R 【点评】
本题的难点较多,一是电流表量程的选取,二是故障原因的判断,三是没有电压表测电阻的方法:根据并联电路各支路两端的电压相等这一特点设计实验,着重体现了等效替代法
在实验中的具体应用。
2.如图所示是“用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系”的电路图.
(1)闭合开关,保持滑片P2位置不变,向右移动铅笔芯上的滑片P1,电路中的电流________(选填:“变大”“变小\或“不变”).
(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,应该将滑动变阻器的滑片P2向________移动.
(3)移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯AP之间的距离和电压表的示数,数据如表所示:
AP1/mm U/V 0 0 30.0 0.4 60.0 0.8 90.0 1.2 120.0 1.6 150.0 2.0 180.0 2.4
通过表中数据反映的规律和___________可以推出导体的电阻与导体的长度成________比的结论.
(4)保持滑片P1的位置不变,滑片P2在如图所示的位置时电压表示数为0.9V,滑片P2向右移动一段距离,电压表示数变为1.2V,滑片P2再向右移动相同的距离,电压表示数为________V.
【答案】不变 右 欧姆定律 正 1.8 【解析】 【分析】
本题考查影响导体电阻的因素,主要是长度因素。 【详解】
(1)[1]由电路图可知,当滑片P2不动时,不管P1怎么滑动滑动,铅笔芯的电阻都不变,那么电路的总电阻不变,唯有改变了电压表的示数,所以电路中的电流不变
(2)[2]电压表的示数变得很小,是滑动变阻器分去了太多电压,故要向右滑动滑片P2,让变阻器的电阻变小,分去的电压变小,那么电压表的示数就会变大
(3)[3][4]当AP之间的距离变大时,电压表所测的导体长变长,其示数随之变大。而在这个过程中,电路中电流不变,根据欧姆定律I?U得,当电流不变时,导体两端的电压与电R阻成正比。处理表中的数据有:电压与AP1的距离的比值是定值,即是两者也成正比,所以可知导体的电阻与导体的长度成正比。
(4)[5]当电压表的示数为UAP=0.9V时,设铅笔芯和滑动变阻器此时接入电路的总电阻为R,AP段的电阻为RAP,电源电压为U,根据欧姆定律有
I?即是
UAPU? RAPR0.9VU? RAPR此为①式
当电压表示数为U′AP=1.2V时,设变阻器减小的电阻为△R,同理有
U′UI?AP?
RAPR??R′即是
1.2VU? RAPR??R
此为②式 解①②两式得,
R=4△R
此为③式
将③式代入①式得,
URAP?3.6V ?R′当滑片P2再向右移动相同的距离,电压表的示数设为U′AP,同理有
′U′UI?AP?
RAPR?2?R′而将③式入上式,得
′U′AP?1URAP1??3.6V?1.8V
2?R2
3.现有如下器材:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个、开关、滑动变阻器R'(200Ω 1A)和导线若干,进行实验:
(1)按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器滑片P应移到____________ (选填“A”或“B”)端.
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数不变且读数较大,造成这种现象的原因可能是____________________________________(写一条即可).
(3)小颖同学利用提供的实验器材探究“电流与电压的关系”:闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表和电压表示数,并记录在表中.分析表中数据发现,电流与电压不成正比,你认为造成这种现象的原因可能是:________________________.通过表中数据,可计算出她选用的定值电阻R的阻值是____________Ω. U/V I/A 5.5 0.10 5 0.20 4.5 0.30 4 0.40
(4)正确连接好电路后,同组的超超同学继续探究“电流和电阻的关系”:每次接入定值电阻后,通过调节滑动变阻器滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数.
①实验中,当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,如图甲滑动变阻器滑片应该向____________(选填“A”或“B”)端移动;
②实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两次滑动变阻器的电功率之比为_______ ③完成五次实验后,记录所得电流和电阻的关系图像如图乙,超超同学检查数据时发现有一组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,根据乙图中的数据,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片:这次实验前的那次实验,超超同学选择的是______Ω的定值电阻.
【答案】B 滑动变阻器短路 电流表正负接线柱接反了,并且在使用前没有调零 5 A 2:1 25 15 【解析】 【详解】
(1)[1]按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器接入电路的电阻应该最大,所以滑片P应该移到B端;
(2)[2]造成这种现象的原因可能是滑动变阻器短路,那么无论滑动变阻器如何调节,电流大小都不变,只有电阻R接入电路,电流较大;
(3)[3]分析表中数据发现,电压数值在减小,电流数值在增大,这情况有可能是电流表正负接线柱接反了,并且在使用前没有调零;
[4]设这个电流表在使用前,指针的示数为I,由题意可知
5.5V5V4.5V4V???
I-0.1AI-0.2AI-0.3AI-0.4A求得I?1.2A,定值电阻R?5Ω
R?(4)[5]当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,定值电阻R阻值在减小,为了保持电压表示数不变,那么滑动变阻器的阻值大小应变小,滑片应该向A端移动;
[6]实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两端的电压都是UR,那么滑动变阻器两端的电压是
UR'?6V?UR
设当他接入5Ω的定值电阻时,流过它的电流为I1,滑动变阻器的电功率为
P1??6V?UR??I1
当他接入15Ω定值电阻时,流过它的电流为I2,滑动变阻器的电功率为
P2??6V?UR??I2
那么可知
UR?I1?5Ω?I2?10Ω I1:I2?10:5?2:1 P1:P2?I1:I2?2:1
[7]从图乙可知,左边四个点对应的电压大小都是3V,而第五个点对应的电压为3.75V,这组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,所以阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片;