一、初三物理欧姆定律易错压轴题（难）1．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R P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降至1.0（lx）时，照明电路启动．（控制电路对你所设计电路无影响）器材：电源（电压为6V），开关S及导线若干，其他器材如下表．在你所设计的电路中，电阻箱的阻值应调至______kΩ；（3）某同学在对所设计的电路进行调试时，发现照明电路过早启动．请你提出一个可行的解决办法：______．【答案】光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小10 增大电阻箱R的阻值【解析】(1)根据表格中的数据在图1中先描点，再用平滑的曲线连线，如图1所示：从图1可知，光敏电阻的阻值随照度变化的规律是：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。
(2)电路如图2所示。
控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至 1.0(1x)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，其两端电压为4V，而电源电压为6V，所以应串联一个电阻分担一部分电压，则电阻箱两端的电压为6V−4V=2V，根据串联分压可知：204221U R VU R R V====光光箱箱箱，所以电阻箱的阻值为10kΩ。
(3)照明电路过早启动，必须想办法让光敏电阻的阻值降低，则光敏电阻分担的电压减小，而电源电压不变，所以电阻箱分担的电压增大，则电阻箱的阻值应该增大。
点睛：照明电路过早启动，必须想办法让光敏电阻的阻值降低，而电源电压不变，根据串联分压的关系判断出电阻箱阻值的变化即可。
2．在探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验中，设计电路如图甲所示．（1）连接电路前，开关必须______．（2）请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路__（导线不允许交叉）．（3）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（4）排除故障进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保持不变，实验数据记录如下表．其中第5次实验电流表示数如图丙所示，其读数为______A．（5）实验结果是：______．【答案】断开 C 0.12 电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比【解析】(1)连接电路前，为保护电路，开关必须断开；(2)电压表与电阻并联接入电路，滑动变阻器与电阻串联，采取“一上一下”的连接方式，如下图所示；(3)图丙中电流表用的是0.6A量程，分度值为0.02A，故其示数为0.12A；(4)分析表格数据可知，电压一定时，通过电阻电流的变化倍数和电阻阻值变化倍数的倒数相等，故可得结论：电压不变，导体中的电流与其电阻成反比．点睛：根据电流表选用的量程和其分度值，读出电流表示数；分析表中电流的变化倍数和电阻的变化倍数之间的关系，利用控制变量法得出结论．3．小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时，找来一支铅笔芯，测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
(1)图甲是测铅笔芯电阻的电路，请用笔画线代替导线将其连接完整。
_____①闭合开关，发现两电表均无示数，为排查故障他将电压表改接在变阻器两端，发现电压表有示数，则电路故障可能是____｡②排除故障，移动滑片P，电流表示数为0.14A时，电压表示数如图乙，为____V，测出的电阻为____Ω｡(2)移动回形针，改变并测量铅笔芯接入电路的长度，实验时发现电流表损坏，他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路，闭合开关S，将开关S1先拨至b，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U。
②再将S1拨至a，调节电阻箱旋钮至图丁位置，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，此时他_____（选填“应”或“不应”）再调节滑动变阻器，以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值_____（填写范围）。
(3)小明由上述两次实验，得出铅笔芯电阻与长度的关系，请评价他在探究过程中的不足之处∶______｡【答案】滑动变阻器断路 2.8V 20 不应14Ω~15Ω见解析【解析】【分析】【详解】(1)[1]电源为2节干电池，电压小于3V，所以电压表量程应选0~3V的量程，电压表与铅笔芯并联，铅笔芯串联接入电路。
连接电路如图所示：①[2]闭合开关，电流表无示数说明电路断路，电压表接在铅笔芯两端无示数，而接在滑动变阻器两端有示数，说明滑动变阻器断路。
②[3]电压表的量程为0~3V ，分度值为0.1V ，所以图乙中电压表的示数为2.8V 。
[4]由欧姆定律可知电阻为2.8V ==20Ω0.14AU R I (2) ②[5]应用等效法测电阻时，滑动变阻器的电阻应该保持不变，使S 1接b 时铅笔芯两端电压与S 1接a 时电阻箱两端电压相等，即分压效果相等，电阻箱的电阻等于铅笔芯电阻。
所以实验时不应该移动滑动变阻器。
[6]图丙中电阻箱的阻值为15Ω，观察到电压表示数略大于U ，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U ，则由串联分压规律可知此时电阻箱阻值变小，即电阻箱的阻值调为14Ω，所以铅笔芯接入电路的阻值为14Ω~15Ω。
(3)[7]实验次数太少，具有偶然性。
4．压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。
小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,探究其阻值与所受压力大小(不超过250N)的关系,如图所示是小刚设计的实验电路图。
电源电压恒定,R 0为定值电阻，R 1为压力传感器。
(1)连接电路时开关应__________电路中R 0的作用是_____________。
(2)闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电,电路出现的故障是_________；排除故障后,逐渐增大R 1受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,计算出对应的R 1的阻值,记录如下表所示,第5次测深时,电压表示数为4V 。
电流表示数为02A 。
此时R 1的阻值为_______Ω。
请根据表中的数据在图中画出R 1随F 变化的关系图像（___________） 次数1 2 3 4 5 6 F /N 0 50 100 150 200 250R1/Ω6050403010(3)通过实验探究可归纳出, R1的阻值随压力F大小变化的关系式为_____________。
当R1的阻值为32Ω时，R1上受到的压力是__________N，若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力，则电子秤应显示_______________kg【答案】断开保护电路R1断路 20 R1=60-0.2F 14014【解析】【详解】第一空．为了保护电路，连接电路时，开关应断开；第二空．因为串联电阻起分压作用，所以电路中串联电阻R0是为了保护电路；第三空．电流表无示数，电路发生断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电阻丝R1断路；第四空．根据欧姆定律UIR=知，第5次电阻值为：14V==20Ω0.2AURI=第五空．把压力大小作为横坐标，把电阻大小作为纵坐标，在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R1的阻值随压力F的大小变化的图象，如图：第六空．根据R1的阻值随压力F的大小变化的图象可知，压敏电阻R1的阻值与压力F成一次函数关系，设它们的关系式为：R1=kF+b-------①。
把F=50N，R1=50Ω和F=100N，R1′=40Ω代入①式可得：50=50k+b-------②40=100k+b--------③联立方程②③可得：k=-0.2，b=60，所以它们的关系式为R1=60-0.2F；第七空．把R=32Ω代入R1=60-0.2F：即32=60-0.2F解得F=140N第八空．因为压力等于重力，所以G=F=140N物体的质量：140N=14kg10N/kgGmg==5．利用图甲所示的电路测量未知电阻R x的阻值，阻值大约为5Ω．（]）请你根据电路图用笔画线代导线，将图乙的实验电路连接完整．（_______）（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于______端（选填“A”或“B”）．（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数．如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是______．（4）排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据．画出了待测电阻R x的I-U图象，如图丙所示．由图象可得R x=______Ω．（5）如图丁所示的实验电路图，不能够得出定值电阻R x阻值的电路是______．【答案】见解析所示 B 滑动变阻器断路 4 B【解析】【分析】【详解】第一空．由甲图可知电流表与电阻R x 串联，由图丙可知电路最大电流为0.6A ，因此应选择0~0.6A 量程接线柱连接，则实物图如下：；第二空．闭合开关前为保证电路用电器安全应将滑动变阻器调至最大阻值，即应将滑动变阻器的滑片置于B 端；第三空．闭合开关，电压表和电流表均无示数，说明电路故障为断路，把电压表分别接在a 、b 之间，电压表与电源串联，有示数说明a 、b 之间无故障；接在a 、c 之间，电压表无示数，说明a 、c 段被断路，b 、c 之间，电压表有示数，说明不是a 、c 段断路，因此，故障出现在b 、c 之间的滑动变阻器上，即滑动变阻器断路；第四空．由图丙可知电压为2V 时，电流为0.5A ，则R x 阻值为：2V =4Ω0.5Ax U R I == ； 第五空．由欧姆定律U R I =知要得到R x 阻值需要知道其两端的电压和电流，A 图R 与R x 串联，电压表测电源电压，电流表测电路电流，由电流表示数乘以R 阻值，即可得R 两端电压，由串联分压可得，电源电压减R 两端电压，即可得R x 两端电压，R x 两端电压除以电路电流即可得R x 阻值；B 图R 与R x 并联，电压表测电源电压，电流表测R 支路电流，由并联电路各支路电压等于总电压可得R x 两端电压，但不知道电流，因此不可得R x 阻值；C 图R 与R x 并联，电流表分测R 支路电流和干路电流，由并联分流可知用干路电流减R 支路电流可得R x 支路电流，用R 支路电流乘以R 电阻，即可得R 支路电压，因为并联电路各支路电压等于总电压，所以R x 支路电压等于R 支路电压，即可得R x 阻值；D 图滑动变阻器与R x 串联，电压表测滑动变阻器电压，电流表测电路电流，将变阻器滑片移动到任意位置此时记录电压表示数为U 1，电流表示数为I 1，由串联分压可知：x 1R U U U +=即1x 1I R U U += ①改变变阻器滑片位置，记录电压表示数为U 2，电流表示数为I 2，由串联分压可知： x'2R U U U += 即2x 2I R U U +=②联立①②两式，即可得R x 阻值．6．小兵利用图甲电路来探究电流与电阻的关系，他在实验中控制电压表示数为U 0不变，相关器材规格已在图中标明．（1）请用笔画线代替导线将电压表接入电路；（________）（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于图中最______（选填“左”或“右”）端；（3）闭合开关，将电阻箱调至某阻值，调节滑动变阻器时，他发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化，经检查是由于某处短路而造成的，被短路的是______； （4）小兵调节电阻箱阻值R ，进行多次实验，所绘制的I 与1R 关系图线如图乙所示，由此可知U 0=_____V ，实验结论是：在电压一定时，_______；（5）若由于电池电量不足，小兵换用4.5V 电源后继续实验，进行了如下操作： ①将电阻箱阻值先调至4Ω进行实验，实验完成后断开开关；②再将电阻箱阻值调至15Ω后，闭合开关进行实验；则由于小兵在上述操作中的一个疏漏，将会导致________；（6）小华利用图1电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究，在5Ω~25Ω范围内，他将电阻箱阻值R 调至5个不同的值分别进行了实验，则他根据实验数据描点所绘制的I 与1R关系图线不可能是图丙中的______（选填“甲”或“乙”），理由是_______．【答案】 左 电阻箱（或电压表） 2 通过导体的电流与导体的电阻成反比 电阻箱两端电压超过电压表量程 乙 当电阻箱阻值为25Ω时，滑动变阻器最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V【解析】【详解】电压表应与待测电阻箱并联，因此实物图如下：；为保证开关接通时用电器安全，滑动变阻器应调至最大阻值，即将滑片移动至最左端； 第三空．电压表示数始终为零说明电阻箱没有分压，或电压表短路将电阻箱短接，因此故障为电阻箱或电压表短路；由图乙可知，I =0.4A 时，11=0.2R-Ω，因此R =5Ω，由公式U IR =可得： 00.4A?5Ω=2V U IR==； 由图像可知在电压一定时，电流I 与电阻的倒数1R 成正比，即在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；在探究电流与电阻的关系，要保证电压相同因此①②两次操作之间要再次调节滑动变阻器分压，使电阻箱两端电压相同，如果未进行该操作，由串联电路分压，且串联电路电压比等于电阻比，可知会导致电阻箱两端电压超过电压表量程；由图丙可知，甲I =0.35A 时，11=0.2R-Ω，因此R =5Ω，由公式U IR =可得： 0.35A?5Ω=1.75V U I R ==甲甲甲因为串联电路电压比等于电阻比，且变阻箱两端电压不变为1.75V ，可得当变阻箱电阻为25Ω时：U R =U R 甲甲滑滑即1.75V 25Ω3V -1.75V =R 滑可得：20ΩR =滑，滑动变阻器可满足分压需求．乙I =0.15A 时，11=0.2R-Ω，因此R =5Ω，由公式U IR =可得： 0.15A?5Ω=0.75V U I R ==乙乙乙因为串联电路电压比等于电阻比，且变阻箱两端电压不变为0.75V ，可得当变阻箱电阻为25Ω时：U R =U R 甲甲滑滑即0.75V 25Ω3V -0.75V =R 滑可得：75ΩR =滑，滑动变阻器最大阻值为50Ω不能满足分压需求．综上他根据实验数据描点所绘制的I 与1R关系图线不可能是图丙中的乙，理由是当电阻箱阻值为25Ω时，滑动变阻器最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V ． 7．如图甲，是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为6V ．电压表、电流表无损坏，有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
