南京市南京市第一中学 物理欧姆定律单元测试与练习（word解析版）
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．在复习电学知识时，小明在实验室做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”的实验。实验中，所用的电源电压为6V，小灯泡点的额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。
（1）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。闭合开关后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____W。
（2）移动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的小灯泡的I-U图象。由图象可知：当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻______，如果小灯泡两端的电压为1.9V，则小灯泡的实际功率_______0.38W。
（3）在做“探究电流与电阻的关系”实验时，小明所用的四个定值电阻的阻值行别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验，他把电路中的小灯泡取下，电路的其他元件连接方式不动，把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。如果要保证电路中各元件的安全，且用四个电阻都能顺利地完成实验，则定值电阻两端的电压应该在_______范围内选择。
【答案】1.52 变大 大于 2.4V~3V 【解析】 【详解】
(1)[1]当电压为额定电压3.8V时，图乙中电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.4A，灯的额定功率
P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W
(2)[2][3]在图丙中，分别作出图象上a、b两点的电压及对应的电流大小，如下图所示
由图可看出，电压的增加的量Ub-Ua 大于对应的电流增加的值量Ib-Ia，即电压增加的量比电流增加的要大，根据欧姆定律
Ra?UaU?Rb?b IaIb所以，当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻也变大；因在实际电压1.9V下的电阻小于灯在额定电压3.8V下的电阻，R实 P实?U实2R实2UUP额1.52W12额2额?()R实? ()R额?? ???0.38W 224R额44U额即小灯泡的实际功率大于0.38W。 (3)[4]探究电流与电阻的关系实验时，应控制不同电阻的电压保持不变，根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究，保证电路中各元件的安全，且用四个电阻都能顺利地完成实验：因电流表的量程为0~0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A，当接入最小的电阻5Ω时，电压表示数即为允许的最大电压 U大=R小I大=5Ω×0.6A=3V 因变阻器的最大阻值为30Ω，当变阻器电阻全部连入电路中时，若接入最大的电阻R大=20Ω，此时电路中的最小电流 I小?定值电阻的最小电压 U6V??0.12A R定大?R滑大20??30?U小=I小R定大=0.12A×20Ω=2.4V 则定值电阻两端的电压应在2.4V~3V。 3．小明同学用如图器材探究探究通过导体的电流与电阻的关系。电源电压恒为6V，实验用到的定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个。 (1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）； （______） (2)取10Ω的定值电阻接入电路，实验中正确连接电路，刚闭合开关时，电压表、电流表的示数分别为2V、0.2A，则实验选用的滑动变阻器的最大阻值为_____Ω； (3)按选定规格的滑动变阻器依次实验记录数据如表： 实验次数 电阻R/Ω 电流I/A 1 10 0.3 2 15 0.2 3 20 0.15 4 30 0.1 分析可知表中4次实验，有一组数据是人为编造的，这次实验是第_____次（填序号），就现有器材，要完成全部4次实验，可将定值电阻两端控制不变的电压调至不少于_____V，在此电压下，完成全部4次实验定值电阻消耗功率最大为_____W，并调整部分电表量程即可。 【答案】 20 4 3.6 0.9 【解析】
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