九年级上册物理第十四章欧姆定律专题练习(解析版)_第1页
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1、九年级上册物理第十四章欧姆定律专题练习(解析版)一、初三物理第十四章欧姆定律易错压轴题提优(难)1.小明对“篮球在空气中是否受受到浮力”进行探究,由此进行一系列的思考与实验,并 最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。甲乙如图甲,将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上,阀门连接未充气的气球,且处于关闭 状态。加硅码使天平平衡。打开阀门,气球变大(假设篮球体积不变),天平指针向偏转。指针偏转的原因是 O为测量篮球受到浮力大小,小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压U为6V, R 是力敏电阻,其阻值与所受压力的关系如图丙所示。当左盘中篮球未给气球充气时,电 流表示数为0.2A,此时压敏电

2、阻R大小为20Q;当篮球给气球充气到体枳为篮球2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15A,力敏电阻R所受压力鼻与篮球对左侧托盘的压 力&的关系如图丁所示,则定值电阻色阻值为 Q,篮球所受浮力为 No图乙中篮球与气球内气体的总质量保持不变,并控制气球体积为篮球的2倍,在电压表 指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值,就制成了一台测量当地空气密度的“空气密 度仪”。若用此装置测量大于1.29kg/m3的空气密度,指针大概应在(48)处。【答案】右 气球受到浮力变大10 0.09A【解析】【分析】【详解】田打开阀门,气球变大,根据阿基米德原理,气球受到的浮力变大,蓝球对托盘的压 力变小了,故天平

3、指针向右偏转。压敏电阻R与定值电阻色串联,电流表测量电路的电流,电压表测定值电阻的电压,当左盘中篮球未给气球充气时,电流表示数为0.2A,根据串联电路的规律及欧姆定律/?0 = -/?!=-200 = 100人 0.2A由图丙知此时Fib = 309 N当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15A,根据 串联电路的规律及欧姆定律凡=匕-凡=工-10。= 30。 - 12 0.15A由图丙知此时f2B=300N由图丁知Fb=50Fa故F 一 / _ 309N1A5050F2B _ 300N2A5050托盘A所受压力的变化量309N 300NZ1Fa=0.18N50

4、50篮球给气球充气到体积为篮球的2倍,由阿基米德原理,即篮球所受的浮力为1F=-x0.18N=0.09N2气球体枳为篮球的2倍,即气球的体枳不变,现用此装置测量大于1.29 kg/m3的空气 密度,根据阿基米德原理,气球受到的浮力变大,篮球对托盘的压力变小,力敏电阻R所 受压力人也变小,可知压敏电阻变大,根据串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆 定律,电路的电流变小,根据U=/R,定值电阻的电压变小,即电压表示数变小,故用此 装置测量大于l.29kg/m3的空气密度,指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧,即4处。2.现有下列器材:学生电源(6V)、电流表(00.6A, 0-3A).电压表(

5、03V, 0 15V)、定值电阻(50. 100. 20Q各一个)、滑动变阻器(100Q0.5A),开关和导线若 干,利用这些器材探究“电流与电压、电阻的关系”,如图所示:请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求滑 片向右滑时,电流表示数变大):)小敏同学探究电流跟电压的关系,他连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电 流表有示数,电压表无示数,则故障可能是小敏同学排除故障后闭合开关,他调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电 压值,如下表所示,分析数据后发现表格中电流与电压不成正比,检查两电表均无故障, 你认为可能的原因是一o通过数据可知电阻R的阻

6、值是一Q;UN0.51.01.52.02.5/A0.140.240.340.440.54小敏同学接着探究电流跟电阻的关系,他依次接入5Q、100、20。三个定值电阻,调W 滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数。实验中他接入5Q、10C定 值电阻时,两次电路的电流之比为。在不改变电路连接的情况下,为完成整个实验,电 压表示数设置的范围为-V至_V:(5)某小组同学用图乙电路图探究欧姆定律,研究电流与电阻的关系。现有器材如下:四个 定值电阻生(50)、R2 (10Q)、Rs (15Q)、RA (20Q),标有“60。1A”的滑动变阻 器,电压表(可用量程03V、0-15V),电流

7、表(可用量程00.6A),导线,开关,电源 电压未知。把20Q的电阻接入电路中,刚闭合开关时,电流为0.05A。为了用以上四个定 值电阻完成实验且确保电路安全,如果控制电压表两端的电压在2V范闱内,滑动变阻 器的取值范围为【答案】2 : 1 1 2.5 5Q60。定值电阻短路 使用前电流表指针未调零5【解析】【分析】【详解】要求滑片向右滑时,电流表示数变大,即电路总电阻变小因此应将电源负极与滑动变 阻器右下接线柱连接,电压表负接线柱与定值电阻的右接线柱相连:如下图:电流表有示数,说明电路为通路:电压表没示数,说明电压表被短路,因此故障为R 短路。检查两电表均无故障,说明测量过程正确,分析表格中

8、数据可知:电流值都去掉 0.04A时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是使用前电流表指针未调零。因此电 阻R的阻值是n u0.5VIV1.5 V2V2.5V“I0.1A0.2A0.3A0.4A0.5A探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联,定值电阻两端电压始终保持不 变,因此接入5Q、10。定值电阻时,两次电路的电流之比为4人_4_&0C_27二五二刀二五 1 凡电路中最大电流为0.5A,因此最小总电阻为RminU 6V= 12。当定值电阻最小为5Q时,滑动变阻器阻值为120-5 Q =7Q结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得U滑R滑7 4+%=6V可解得Ur=2.5

9、V,因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变,因此分压相同,当 接如最大电阻20c时,滑动变阻器阻值为28。V100Q,符合题意。当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为20Q,变阻器阻值为100。,则结合串联电 路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得%R滑5U r +U 滑=6V可解得U r =1V ,综上所述电压表的取值范围为1V-2.5V之间。(5)把20Q的电阻接入电路中,刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,则电 源的电压U = Z4(凡 + R帘)=0.05 A x (20。+ 60。) = 4V 设电压表的示数为Ur,则滑动变阻器两端的电压U m=U-Ur 由串联电路

10、的电流特点可得,电路中的电流r_UR_U-URRR滑当Ur=1V时4V-1V” rcR.” =R = 3RIV四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为15Q、30。、45。、60Q,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为15fi-60Q,当Ur=2V时4V-2VR 卬=R = R“ 2V四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为5Q、10。、150、20Q,即滑动变阻器接 入电路中电阻的范围为5Q20Q,综上可知,滑动变阻器的阻值变化范围为5Q60Q0 3.小致同学在做“用伏安法测量定值电阻义的阻值”的实验中,按如图甲所示设计的电 路进行实验,已知滑动变阻器的最大阻值为甲乙丙闭合开关,移动滑

11、动变阻器滑片,改变R】两端电压及通过电流,实现多次测量,其目的是:当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.5A,利用此数据计算出的阻值是 Q;小华在没有电流表的情况下也测量出了此电阻的阻值,其电路如图乙,他的操作如下:开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,记录电压表示数为3V:将滑动变阻器的滑片调到最右端,记录电压表的示数为IV。则心的阻值为 (用含有8的代数式表示)。小峰同学在小华同学的电路基础上进行了调整,设计了如图丙所示的电路,他的操作如 下:将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为Ui:将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U2o则54(选填V”或“=”),色的阻值为

12、(用含有S、U2、/?22的代数式表示)。【答案】减小误差5 0.5& J &【解析】【分析】定值电阻多次测量求平均值是为了减小误差:根据R =:算出电阻:(3)闭合开关S,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻与:将滑片滑到最右端, 两电阻串联,根据串联电路的电流和电压特点求出待测电阻的阻值;要测量尺的阻值,根据R = 可知,需知道被测电阻两端电压和通过的电流,据此分 析。【详解】田为提高测量的准确程度,通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了减小 误差;当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.5A,则飞的阻值为(3)3开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻与,记

13、录电压表示数为甲丙(1)小梦在检查电路连接中,发现其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“X”,并用笔画线代替导线画出正确的一根导线.(2)小梦检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表示数很小,小梦立即 认为灯泡烧坏了,要换小灯泡.小明告诉她这是不正确的,小梦下一步的操作应是:(3 )小梦同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的正常工作下的电阻,应将图中滑片P向(选填A”或)端移动,直到电压表的示数为 V,灯丝I-U图像如图丙,则小灯泡正常工作的电阻是(4)小明认为,仅通过一次测量就得出小灯泡的正常工作下的电阻是不对的,他觉得应测 量出稍大

14、于小灯泡正常工作电压下的电阻,和测量稍低于小灯泡正常工作电压下的电阻, 将三次电阻求平均值.你认为小明的想法是否正确,请解释:.【答案】调节滑动变阻器A 2.5V 8.33灯泡电阻会随温度升高而增大,求平均值没有意义.【解析】【分析】【详解】经分析,滑动变阻器与灯泡并联错误,如果电流从电流表出来,先经过灯泡,再滑动变阻器,到 电源的负极.只移动一根导线的情况下,会造成电压表测滑动变阻器两端电压,如果电流从电 流表出来,先经过滑动变阻器,再经灯泡到电源的负极,只改变一根导线,电压表测灯泡电压,符 合题意.如图.小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路断路或电路中的总电阻很大;电压表有示 数,说明

15、电压表与电源连通,所以,故障在与电压表并联的灯断路了而导致电压表串联在 电路中;电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,灯泡不亮,则可能与电压表并 联的灯泡被短路由图乙所示电压表可以知道,其量程为0731,分度值为0.11所示为2.21、灯泡两端电 压小于额定电压,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡两端电压增 大,所以向A端移动滑片,直到电压表的示数为2.5K小灯泡正常发光时的电流为0.3A ,两端电压为2.5V,根据R=J可以知道灯泡的电阻为8.33Q.正确.由图像可知,灯泡电阻随温度的增大而增大,灯泡电阻受温度影响,在不同电压下灯 泡电阻不同,不是定值,求灯泡在不

16、同电压下的阻值作为灯泡正常发光时的电阻是无意义 的。5.如图甲是小华设计了一个“用电流表、电压表测此阻值”的实验电路,其中电源电压U = 6V,滑动变阻器两个(A“10C2A、 B “20C1A” )可供选择。连好电路后闭合开关,发现电流表示数为零,而电压表示数为6V,若电路中只有一处 发生故障,则故障的原因可能是:排除故障后闭合开关,当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如 乙图所示,此次测出的待测电阻的阻值为 C:接着小华将滑片P从滑动变阻器的一端滑到另一端,她发现电流表示数由最小值 /i=0.2A增大到最大值,2=0.58A:此过程中电压表的示数减小了 AU=4V,则:

17、小华所选用的滑动变阻器为 (选填序号A”或B” ):下列是小华给出的待测电阻(的表达式,其中错误的一项为;UfU根据小华在该实验得到的所有数据,可求得&阻值应该为 (结果保留一位小 数):(5)利用以上器材,小华还可以探究通过导体的电流与 的关系。【答案】滑动变阻器断路10.0 B A 10.2电压【解析】【分析】【详解】(1)1甲图中,变阻器与待测电阻串联,电压表测变阻器的电压,连好电路后闭合开关,发 现电流表示数为零,电路可能断路,而电压表示数为6V,则电压表与电源连通,若电路中 只有一处发生故障,则故障的原因可能是滑动变阻器断路;电压表、电流表的示数分别如乙图所示,电压表选用大量程,分度

18、值为0.5V,电压为 3V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,此次测出的待测电 阻的阻值为U 3VR = = 10.0。I 0.3A接着小华将滑片夕从滑动变阻器的一端(第1次操作)滑到另一端(第2次操 作),她发现电流表示数由最小值62A增大到最大值0.58A,可知原来变阻器连入电路的 电阻最大,对应的电流最小,为0.2A,滑片夕移动到另一端时,变阻器连入电路的电阻为 0,电流最大为0.58A,此时电压表示数为0,为此过程中电压表的示数减小了U = 4V故可知,原来电压表的示数为4V,由欧姆定律,小华所选用的滑动变阻器的最大电阻R* =% = 1 = 20。1/

19、,0.2A故变阻器选用的为B:在第1次操作中,根据欧姆定律可得为待测电阻与变阻器最大电 阻的阻值之和,故A错误,根据串联电路电压的规律,电压表示数变化等于待测电阻电压的变化,根据欧姆定律4=/附,d两式相减得UUx = IR工m2)RU=A/Rx故B正确,在第2次操作中,由欧姆定律可得故C正确,在第1次操作中,根据串联电路的规律及欧姆定律,待测电阻为V故D正确,故选A。在第1次操作中,根据(3)D选项可得* L 0.2A在第2次操作中,根据C选项U 6VR)=六 10.3Q人 0.58A由,取平均值作为测量结果可得10.0Q + 10.0Q + 10.3Q _=10.1Q(5)6因待测电阻大小

20、不变,故利用以上器材,小华还可以探究通过导体的电流与电压的关 系。6.小明同学利用四个定值电阻(56 10Q、15。、20。)、规格为“15C1A”的滑动变阻 器、电源(电压为4.5V)、电压表、电流表、开关和导线等器材,进行了 “探究电流与电 压、电阻关系”的实验。甲乙(1)小明选择10Q的定值电阻,连接了如图甲所示的电路,闭合开关,调缶滑动变阻器滑 片,电流表示数,电压表示数 (改变/不变)。经检查发现电路中有一根 导线连接错误,请你在连接错误的一条导线上断“X”,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,调节滑片到适当位置,电流表示数如图乙所示,则电流表示数 为 A

21、,又读得电压表示数为2V,此时小明 (能/不能)得出“电阻一定时,电流与电压成正比”的结论:(3)在探究“电流与电阻的关系”时,小明将控制电压设为2.5V,依次将阻值为5。、 10。、15Q, 20Q的定值电阻接入电路。在换上10。的电阻后,后续操作有以下四步: 闭合开关:将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置:记录电流表示数:将滑动变 阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是,他用20。的 电阻替换15。的电阻进行实验,发现无法使电压表读数调到2.5V。他可以在电路中与滑动 变阻器 (串联/并联)一个阻值大于 Q的电阻,才能使实验进行到底。串联1Q【解析】【分析】【详解】田如图

22、甲所示的电路,则电阻与电压表被短路了,电流表与变阻器串联,故闭合开 关,调节滑动变阻器的滑片,电流表示数改变,电压表示数不变(为0)。3电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,同时电流表电压表都要正进负出,改正后如 图(见答案)所示。电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A.仅一组数据不能得出结论,不具有普遍性意义。连接电路时,为了防止短路应断开开关且滑动变阻器调到阻值最大处,然后闭合开 关,调节滑动变阻器,使电压表达到要求电压,记录电流表示数。刀8为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V,根据串联电路电压的规律,变2V阻器分得的电压为4.5V-2.5V=2V,变阻器分得的

23、电压为定值电阻电压的=0.8倍,当 2.5V接入20Q的电阻时,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻R泊=0.8x200=16。而变阻器的最大电阻为15Q,故滑动变阻器不能将20Q的电阻两端电压调到2.5V,此时应 该串联一个电阻R,故中的最小值R/小=R 附-R 指=16C-15c=IQ即需要串联一个阻值大于1C的电阻,才能使实验进行到底.(1)朵朵和同学们经过讨论,依次完成了探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计, 如图甲、乙、丙所示。由图甲改进为图乙是为保证实验过程中 这一因素不变;由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调行使电阻R两端的电乐(选填改变或保持不变)O

24、(2)请用笔画线代替导线,帮助朵朵按电路图丙将图丁中实物电路连接完整(3)朵朵连完电路,闭合开关后,发现两只电表的指针总在晃动。请分析造成这一现象的原因:电路存在 0(4)在继续用图丁的实物电路探究”电流与电阻的关系”时,朵朵先将50电阻接入电路, 调行滑动变阻器,使电压表的示数为2V,记下电流值:再将5。电阻换成10Q电阻,她下 一步操作是:将滑动变阻器的滑片向 (选填A或B”)端移动。(5)朵朵和同学们完成上述探究活动后,想测量一只额定电压为2V小灯泡的额定功率, 但发现电压表被别的同学拿走了,于是她借助一个10C的电阻,设计了如图戊所示的电 路,也测出了小灯泡的额定功率。具体操作如下:只

25、闭合开关S】、s2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为 A时,小灯泡恰好正常发光:只闭合开关S】、S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,读出电流表示数为I。P=(用已知量和测量值表示,数值要求带单位)。【答案】电阻改变接触不良 B 0.2 2V ( I - 0.2A )【解析】(1)如图甲连接的是小灯泡,由于灯丝电阻随温度而变化,所以改进为图乙是为 保证实验过程中电阻这一因素不变:研究电流与电压的关系应保证电阻不变,改变电阻两端的电压,所以由图乙改进为图丙是 因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节使电阻R两端的电压改变。(2)如图电路大部分已经完成,只要将电压表的负接线柱连接到定值电阻的左端

26、即可,如 图:(3)闭合开关后,发现两只电表的指针总在晃动。即电流和电压不稳定,应该是开关或滑 动变阻器等元件存在接触不良的故障。(4)在继续用图丁的实物电路探究”电流与电阻的关系”时,朵朵先将5。电阻接入电路, 调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,记下电流值:再将5Q电阻换成10Q电阻,根据串联电路分压的规律,即电压与电阻成正比,那么定值 电阻增大一倍时,滑动变阻器接入电路的电阻也应增大一倍,所以她下一步操作是:将滑 动变阻器的滑片向B端移动,即增大滑动变阻器接入电路的电阻,使电压表的示数不变。 (5)缺少电压表时,借助一个10Q的电阻,利用如图戊所示的电路,测出了小灯泡的额 定功率。只闭

27、合开关工、S2,调行滑动变阻器,使电流表的示数为0.2A时,此时电阻两端的电压 为:17 = /? = 0.2AX10q = 2V,因为灯与电阻是并联的,电压相等,所以小灯泡恰好正常 发光:只闭合开关工、S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,即灯两端的电压是不变的,此时 电流表测量的干路电流,读出电流表示数为I;由第一步实验确定灯的额定电压,即/ = 2v:通过电阻的电流为0.2A:由第二步实验可知,灯与电阻的总电流为I,所以灯的电流为: = -.2a:由灯的额定功率可表示为:灯=UzA = 2v X - 0.2a)。点睛:研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用,即分别控制电阻不变和电压不变,

28、 据此分析滑动变阻器滑片的调整方向,最后一问要理解单安法测量功率的原理,即根据图 知,灯与电阻并联,两端的电压相等,利用定值电阻和电流可确定灯的额定电压,再结合 电流即可求功率,当然也可以求灯的电阻。8.在测量电阻的实验中.用两节干电池作为电源,待测电阻的阻值约为6。(1)在实验中,电流表应该选择的合适量程是 O(2)在实物电路图中,用X打在错误连线上,并用笔画线代替导线改正错误连线。()(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到 (填左或右)端。(4)线路正确后,闭合开关时,若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始 终为电源电压,电流表的示数几乎为零,你认为电路故障的原因可能是o(

29、5)排除故障后继续实验,某次测量的电压表和电流表的示数如图所示,此时测量的待测 电阻R=Q o(6)通常在使用电压表时认为其电阻无穷大,不考虑电压表中流过的电流:在使用电流表 时认为其电阻为零,不考虑电流表两端分得的电压,在用电压表、电流表测量电阻有如下 图所示的两种测量电阻的连接方式,-一 LI L -图甲图乙若电压表的电阻不是很大,电流表电阻不是很小,你认为图 中测量出的电阻值比真实值偏大,图中测量出 的电阻值比真实值偏小。【答案】0-0.6A右电阻断路5甲乙【解析】【详解】(1)电源电压为3V,待测电阻的阻值约为6C,由欧姆定律,电路中的最大电流约为:u 3V/ = =0.5A,在实验中

30、,电流表应该选择的合适量程是0-0.6A:R 6。(2)变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,电流表与电阻串联, 如下图所示:(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处的右端:(4)线路正确后,闭合开关时,若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始 终为电源电压,电流表的示数几乎为零,电路故障的原因可能是电阻断路;(5)排除故障后继续实验,某次测量的电压表和电流表的示数如图所示,电压表选用小量 程,分度值为0.1V,电压为L5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,此时测量的待测电阻/?=- = =5Q;I 0.3A(6)甲图中

31、电流表测量是准确的,电压表测电阻与电流表的电压,根据并联电路电压的规律,电压表测量的电压偏大,由欧姆定律尺=系可知,测量的电阻偏大;乙图中,电压表测量的电压是准确的,电阻与电压表并联,根据并联电路电流的规律,电 流表示数大于R的实际电流,由欧姆定律氏=系可知,测量的电阻偏小。9.图甲是实验小组用伏安法测未知电阻心的实物电路,电源电压未知但恒定,已知滑动 变阻器的最大阻值为R(电阻均不受温度影响)在甲图中找出连接错误的一根导线,并在导线上画“x”,用笔画线代替导线将实物图连接 正确.(所画的导线要用实线,不可用虚线,导线不能交叉)连接电路时开关应,滑动变阻器的滑片应位于最(填左或右)端;该实验的

32、原理是.在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,于是小组的同学设计了如图乙所示的 电路图也完成了实验.请你帮助他们把以下实验步骤填写完整:闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,.当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为S ;再,读出此时电压表的示数,记为5;则未知电阻心二.【分析】【详解】田如图电路,电压表串联、电流表并联在了电路中,是错误的,正确的电路,电流表应 串联,电压表与未知电阻并联,所以将未知电阻右端的导线拆掉,将未知电阻右端连接到根据保护电路的原则,连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于最最大, 如图应置于右端;该实验的原理是R =.只有电压表的实验步骤:闭合开关S,调

33、冲滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数, 记为5,即电源电压;再将滑片移动到最右端,读出此时电压表的示数,记为。2,则滑动变阻器两端的电压为:滑片移动到最右端,电路中的电流为:U.滑 _ uru?夫济 R所以未知电阻为:凡=与=【点睛】重点是测量未知电阻的实验,难点是缺少电流表时,结合滑动变阻器的最大阻值,根据两次电压表的示数差可知滑动变阻器的的电压,再结合欧姆定律可得未知电阻的表达式.10.用图甲所示器材和装置探究通过导体的电流与电阻关系,电源电压恒为4.5V,定值电阻阻值分别为5Q、10。、15。、20。、25Q和45Q,滑动变阻器/?上标有15Q 1A”。请用笔画线

34、代替导线将图甲所示的实物电路连接完整:(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关 后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是;实验的部分数据如图乙所示,其中一次数据由于操作不当出现了错误,错误的电流值为 Ao出现该错误是由于忘记调节滑动变阻器保持电压不变造成的,则在该步错误操作之前,接入电路的定值电阻为 Q:继续实验,当接入电路中的电阻为45Q时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,都无法 使电压表的示数保持不变。利用现有器材,下列操作可继续完成实验的有:将5Q电阻串联接入电路 将10Q电阻串联接入电路将15Q电阻串联接入电路 将20Q电阻串联接

35、入电路将25Q电阻串联接入电路顺利完成上述实验后,小明想利用以上器材测一未知电阻&的阻值(大小约为250Q),以下图丙四种方案中,可以较准确地测出&阻值的是。(填字母序号)【答案】右电阻R断路0.18 10C甲【解析】 【分析】 【详解】田实验探究通过导体的电流与电阻关系,定值电阻应与滑动变阻器串联,实物电路连接 完整后如图所示:闭合开关前,滑动变阻器接入阻值应最大,故其滑片应移至最右端。网闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,说明电流表、滑动变被 阻器未断路,原因可能是电阻断路,造成电压表串联在电路中,电路电流极小。(3)4实验的部分数据如图乙所示,实验应控制定值电阻两端电

36、压不变,但当选用20Q定值 电阻时,电路电流记录值为0,8A,其两端电压为U = /r = 0.18Ax20O = 3.6V明显大于其他条件时的3V,故应为错误的电流值;此时滑动变阻器接入阻值为u-Ur4.5 V - 3.6V =5Q0.18A出现该错误是由于忘记调节滑动变阻器保持电压不变造成的,则在该步错误操作之前, 电路电流为j = 4.5V-3V=o.3A5。则接入电路的定值电阻为r 0.3A(4)继续实验,当接入电路中的电阻为45Q时,根据串联电路电阻分压特点,由于滑动变 阻器接入的最大阻值为15Q,所以无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,都无法使电压表的 示数保持在3V:为继续完成实验,

37、应串联一个电阻,其阻值至少应满足U_ RU R + R6 + Rmin代入数据,则R+Rz3V _4504.5V -45Q + 15n + /?nun3V _45。指= 45C + &-e=75C,R = 22.50故接入的阻值至少为7.5Q,最大为22.5Q,故符合题意。顺利完成上述实验后,小明想利用以上器材测一未知电阻傲的阻值(大小约为250Q),由于滑动变阻器的最大量程为15。,根据串联电路特点,A、B中滑动滑片P过程 中,电流表、电压表的变化范围很小,不能准确没出心的阻值;在C、D中可将滑动变阻 器接入最大阻值,首先闭合开关S、S2,断开工,此时电压表示数为5,即5=匕uRx + R滑

38、+ R然后闭合开关s、S,断开S2,此时电压表示数为5,即u?=a 十 - U& + R滑 + R联立可得U, R+R即可求解出心阻值,且为使结果更加准备,接入的定值电阻应较大,以使电压表示数发生 较明显变化,故图丙四种方案中C方案最合适, 11.学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电 压为2.5V,电阻约为10。如图甲所示是他们连接的实验电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上 画“X”,并用笔画线代替导线,正确连接实物图()O电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,滑动变阻器的滑片移动时,电压表无示数、电流表有示数且发生明显变化。产生这种现

39、象的可能原因是。故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所 示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”):通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的/一U图像,由图 可知小灯泡正常发光时的电阻为 Qo(5)完成测量后小明认为还可以用上述实验器材探究“电流与电压关系”,小李认为用上述 器材不能完成此探究,你认为小李判断的理由是 o小金尝试用下而的方法将电流表改装成可直接测电阻的表,设计了如图所示电路,在 M、N中可接待测电阻Rx。已知电流表的量程为00.6A,电源电压为12V。闭合开关前,将滑动变阻器的

40、滑片P移至B端;先将M、N直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表的0.6A刻度上标注的电阻值为0Q,此时滑动变阻器的阻值为 Q。电流表的0.2A刻度处,标注的电阻值为请写出电流表的刻线/与待测电阻a的关系式:o改装后可直接测电阻的表,其 表盘刻度 (选填“均匀”或“不均匀”)。系时,要控制电阻不变,灯丝的电阻随温度的升高而增大20Q 40Q / =20Q + Rx不均匀【解析】【分析】【详解】如图甲所示的实物图连接,滑动变阻器在电路中无法起到调行小灯泡两端的电压的作 用,连接正确的实物图,如图所示:2小灯泡不亮,滑动变阻器的滑片移动时,电压表无示数、电流表有示数且发生明显变

41、 化,说明电路发生了短路,且小灯泡不亮,说明是小灯泡短路。(3乂3当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,电压表的示数是 2.1V,小于2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,因为小灯泡的额定电压是2.5V,所以 应该向左移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V。(4)4由图丙可知,电压为2.5V时,电流为0.2A,所以此时小灯泡的电阻为U2.5V0.2A= 12.50(5)5在探究电流与电压关系时,要控制电阻不变,灯丝的电阻随温度的升高而增大,灯丝 的电阻是在发生变化的,所以,小李认为用上述器材不能完成此探究。因为电源电压为12V,将M、川直接用导线连接,并移动滑动变

42、阻器的滑片使电流表满偏,电流表的0.6A刻度上标注的电阻值为0。,此时滑动变阻器的阻值为/ 4二20。/I 0.6A电流表的0.2A刻度处,标注的电阻值为u12VR =-R =20C=40QI20.2A已知电源电压为U,滑动变阻器的阻值为20C,滑动变阻器和8串联,根据欧姆定律的公式,可写出电流表的刻线I与待测电阻&的关系式为/ = - O20。+ Rx改装后可直接测电阻的表,其表盘刻度是不均匀的,因为电流和电压不是成正比关系, 12.小丽利用图甲所示电路测量未知电阻取的阻值,阻值大约为5d甲该实验的原理是:用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:导线不交叉,滑动变阻器滑片 向左滑动时,

43、电流表示数变大):连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始 终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是()A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路C .电阻处接触不良D .电阻短路排除故障后,调行滑动变阻器,正确测量后记录了多组数据,并在坐标系中画出了待测 电阻七的图象,如图乙所示。若心两端所加电压如图丙所示,则其电压为_V,通过 它的电流为A;利用下面的实验电路图,也能够测出未知电阻Rx阻值的电路是 oC .将甲图中的电路元件进行重新组装,还可以完成的实验探究是()A.探究导体中的电流与电压关系 B.探究导体中的电流与电阻关系2.5 0.625 AC A【解析】【

44、分析】【详解】该实验的原理是欧姆定律的变形公式电压表选用的最大量程为3V,未知电阻&的阻值大约为5C,故电流表的最大量程应 选0.6A,滑动变阻器滑片向左滑动时,电流表示数变大,则滑动变阻器接入电阻变小,连 接的实物图如下所示:连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数 始终接近电源电压,说明电流表未发生断路或短路、滑动变阻器未断路、被测电阻未被短 路,造成这一现象的原因可能是电阻处接触不良发生断路,造成电压表串联在电路中。故 选C。=至=4。X I 0.5A图丙中每小格表示0.1V,则电压表示数为2.5V,通过它的电流为 U 2.5V 一I =0.625A由图

45、乙电阻上的图象可知,电压表最大量程为3V,当电压为2V时,电流为 0.4A,则&的电阻为Rx 4。(5乂6下面的实验电路图中,A为两个电阻串联,通过电压表、电流表示数可计算出电路总 电阻,进而可求出未知电阻值;B为两个电阻并联,缺少未知电阻所在支路的电流值,故 无法求解出其阻值;C为两个电阻并联,通过定值电阻所在支路电流示数可计算出电源电 压,根据干路电流表示数及并联电路分流特点,可得到未知电阻所在支路电流,进而可求 解出未知电阻值。故A、C中的电路也能够测出未知电阻出阻值。探究导体中的电流与电阻关系实验中,需要用到多个不同阻值的定值电阻,而甲图中 的电路元件中只有一个定值电阻,故无法完成:测

46、量小灯泡的电功率实验中,需要用到已 知额定电压的小灯泡,甲图中的电路元件无小灯泡,故无法完成;探究导体中的电流与电 压关系实验中,通过移动滑动变阻器的滑片,得到多组实验数据,可以完成。故选A。13.某同学为了 “探究电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路。找来如下实 验器材:电压恒为6V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5Q、 10。、20。、25Q的定值电阻各一个,滑动变阻器和导线若干。甲连接电路时开关应,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“4”或8” ):小红连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近6V,则电路故障 是::排除故障后,当定值电阻为5Q时

47、电压表示数如图乙,其值为:,小红若将定值电 阻换成10Q接入电路后应将滑动变阻器滑片往 端移(选填A”或“8” )继续做实 验:小红发现滑动变阻器在实验探究过程中起了很重要的作用,它是靠改变接入电路中电阻 线的 来实现阻值变化的:(5)小红完成了多组实验,利用收集到的数据,作出了如图丙所示的电流随电阻变化的关系 图象,分析图象得出结论::下列研究实例中所采用的实验方法与本实验相同的是()A.研究压力的作用效果与哪些因素有关时,通过海绵被压下的深浅来显示压力的作用效 果B.研究影响滑动摩擦力大小的因素为了能用所选的四只定值电阻完成实验,小红所选滑动变阻器的最大阻值应不小于【答案】断开A R断路2

48、.5V八 长度 当电压一定时,电流与电阻成反比B 35【解析】【分析】【详解】田连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应该置于最大阻值处,由实物图可 知,即八端。网电流表无示数,即电路中没有电流,说明故障类型为断路,电压表示数接近6V,则 说明故障为月断路。(3)4由实物图可知,电压表选择的是分度值为0.1V的小量程,当定值电阻为5Q时电压表 示数如图乙所示为2.5V。将定值电阻换成10。接入电路后,电压表的示数会变大,应该增大滑动变阻器的阻值, 则应将滑动变阻器的滑片向4端移动。(4)6滑动变阻器在实验探究过程中有保护电路的作用:还可以通过改变改变接入电路中电 阻线的长度来实现阻值变化的

49、,从而改变电路两端电压和通过电流。(5乂刀分析图丙图像,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V,说明电压一直保持 在2.5V,此时导体中的电流与电阻成反比。(6)8 “探究电流与电阻的关系”的实验采用的是控制变量法:研究压力的作用效果与哪些因素有关时,通过海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,采用的是转换法:研究影响 滑动摩擦力大小的因素采用的是控制变量法,故应该选B。(7)9当改用25Q的电阻时,由图丙可知电路中的电流为0.1A,根据串联分压的特点由/ =幺可得滑动变阻器的阻值RU 3.5VR“=i = 35。,,! I0.1 A14 .图甲为测量电阻阻值的电路图,实验仪器如下:两门干电池、阻值约为5。的待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线等,(1)请根据电路图甲,将图乙中实物连接完整 o(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到 (A/B)处:闭合开关,发现电流表几乎无示数,电

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