上海三门中学物理欧姆定律(培优篇)(Word版 含解析)
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上海建设中学物理欧姆定律(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.小红和同学们用“伏安法”测小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡额定电压为3.8V,电源电压保持9V不变,滑动变阻器规格为“40Ω、1A”,连接电路如图甲所示。
(1)如图甲是小红同学连接的实物电路图。
图中只有一处连接错误,请在错误处画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_________________(注意不能与其它导线交叉);(2)改正错误后,闭合开关,过了一段时间,灯突然熄灭,电流表、电压表示数均变为0,则产生的故障可能是_________________(只有灯泡或滑动变阻器发生故障);(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示,则灯泡正常发光时的电阻为____________________Ω(保留一位小数)。
向右调节滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡变化的阻值∆R L滑动变阻器变化的阻值______________∆R滑(选填“大于”、“小于”或“等于”);(4)小红又找来10Ω、20Ω、40Ω定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”,只将10Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为U0=4V。
接下来断开开关,取下10Ω的定值电阻,换成20Ω的定值电阻,保持滑动变阻器滑片P位置不变,则闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向_________________(选填“左”或“右”)移动。
在用40Ω的定值电阻替换20Ω的定值电阻时,他发现电压表示数始终不能调为U0。
为完成四次探究,小红设计了如下方案,你认为不可行的一项是_________;A.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是4~8VB.如果只调整电压表的示数,则应该控制电压表示数U0的范围为4.5~9VC.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω,允许通过的最大电流至少为0.4AD.如果只更换定值电阻,则更换的定值电阻阻值范围是6.67~32Ω(5)实验结束后,小红还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致,但是发现电源意外损坏了,于是他找来另一个未知电压的电源(电压恒定不变),并设计了如图丙所示的电路,请你将他的实验步骤补充完整(已知定值电阻的阻值为R0)。
一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示,MN 间电压恒定,1R 为定值电阻,滑动变阻器2R 的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P 处于a 端时,电流表示数为0.25安;当滑片P 处于ab 中点时,电流表示数为0.40安,则MN 间的电压是A .6伏B .5伏C .4伏D .3伏【答案】D【解析】【详解】 R 1与滑动变阻器R 2并联,设MN 间的电压为U ,根据并联电路的电流关系, 则210.25UU A R R +=……………….① 120.412U U A R R +=………………② 联立①②,将R 2=20Ω代入,解得 U=3V 。
故D 正确为答案.2.如图甲所示,闭合开关S ,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。
电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。
下列说法中正确的是( )A .电源电压为9VB .滑动变阻器的最大阻值为14ΩC .小灯泡的额定功率为6WD .电路总功率的变化范围是6W~12W【答案】BCD【解析】【分析】 由电路图可知,灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和,电压表V 2测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V 1测电源两端的电压,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P UI =求出灯泡的电功率即为额定功率,利用P UI =求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图像读出V 1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R 两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用P UI =求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
【详解】由电路图可知,灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和,电压表V 2测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;AC .当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V 1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流max 1.0A I =,电压表V 2的示数06V U =,电压表V 1的示数为12V ,即电源的电压U =12V ;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端的电压L 012V 6V 6V U U U =-=-=因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率L L max 6V 1.0A 6W P U I ==⨯=电路的最大总功率max max 12V 1.0A 12W P UI ==⨯=故A 错误、C 正确;BD .当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图像可知,电路中的最小电流min 0.5A I =,电压表V 1的示数U 1=5V ,此时滑动变阻器两端的电压R 112V 5V 7V U U U =-=-= 由U I R=可得,滑动变阻器的最大阻值 R min 7V 14Ω0.5AU R I === 电路的最小总功率min min 12V 0.5A 6W P UI ==⨯= 则电路总功率的变化范围是6W ∼12W ,故BD 正确。
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.如图所示电路中闭合S2,断开S1和S3,两个电表均有示数,再断开S2,闭合S1和S3,则下面判断正确的是( )A.电流表示数变小,电压表示数变大B.电流表示数变大,电压表示数不变C.电压表示数和电流表示数的比值变小D.电压表示数和电流表示数的乘积变小【答案】C【解析】【详解】AB.由题中的电路图可知,闭合S2、断开S1和S3时,两电阻串联,电压表测2R两端的电压,电流表测电路中的电流;再断开S2同时闭合S1和S3时,两电阻并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,并联电路中各支路两端的电压等于电源电压,所以电压表的示数由测串联电路中2R两端的电压变为测电源两端的电压,所以电压表的示数变大;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以两电阻并联时的总电阻小于串联时的总电阻,由欧姆定律可知,电路中的总电流变大,即电流表的示数变大,故AB项错误;C.由欧姆定律可知,电压表示数和电流表示数的比值原来等于2R的阻值、现在等于两电阻并联后的总电阻,所以电压表示数和电流表示数的比值变小,故C项正确;D.当闭合S2,断开S1和S3时,电压表示数和电流表示数的乘积表示2R消耗的电功率;断开S2,闭合S1和S3时,电压表示数和电流表示数的乘积表示电路消耗的电功率,所以电压表示数和电流表示数的乘积变大;故D项错误;2.学校的科技小组设计了一种自动计数器,可以自动记录跳绳的次数,其简化电路如图甲所示。
其中R1是光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,这时自动计数器会计数一次。
R2是定值电阻,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。
已知电源电压为12 V,某时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是A .AB 两端电压为2 V 时,跳绳自动计数器会计数一次B .绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1和R 2的阻值相等C .绳子没有挡住射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的3倍D .绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍【答案】AD【解析】【分析】【详解】A .由题知,当射向R 1的激光被挡时,R 1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R 1分得电压增大,R 2分得电压减小,由图乙知,此时U 2=U AB =2V ,因为R 1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB 间电压为2V 计数一次,故A 项正确;B .由串联分压的特点可知12112222U U U IR R U U IR R -===, 即1212V-2V 5=2V 1R R =, 所以R 1=5R 2,故B 项错误;C .当射向R 1的激光没有被挡时,R 1阻值变小,R 1分得电压减小,R 2分得电压增大,由图乙知,此时U 2'=U AB '=6V ,由串联电路的分压原理有:12112222U U U I R R I R R U U ''''-===''', 即1212V-6V 1=6V 1R R '=, 所以12R R '=,故C 项错误;D .结合BC 项,115R R '=,即绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍,故D 项正确。
一、初中物理欧姆定律问题1.两江的物理大组长在测完电阻后, 把测量过的一个灯泡和一个定值电阻串联起来进行实验.图甲中的A 、B 分别为小灯泡和定值电阻的I U -图象, 小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8 V ,下列说法正确的是A .小灯泡电阻随温度的增大而减小B .灯泡的实际电功率为0.6 WC .定值电阻的阻值为0.05ΩD .定值电阻的电功率为0.8 W【答案】B【解析】【详解】A .由图甲结合U R I=可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大;此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度也在升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A 错误; B .灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A 时,灯泡两端电压为2V ,定值电阻两端电压为6V ,总电压为8V ,则灯泡的实际功率:2V 0.3A 0.6W L L P U I ==⨯=故B 正确;C .由B 项数据可知,电阻的阻值:6V 20Ω0.3AR U R I ===, 故C 错误;D .电阻的实际功率: 6V 0.3A 1.8W R R P U I ==⨯=,故D 错误。
2.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S 后,滑片 P 从 b 端移动到 a 端的过程中,电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )A .电源电压为 4VB .电路总功率的最大值为 2.4WC .R 1 电功率的最小值为 0.4WD .R 2 的最大阻值为 10Ω【答案】C【解析】【详解】 由图甲可知,两电阻串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片于a 端时,其接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I 1=0.6A ,由U I R=可得,电源的电压 1110.6A U I R R ==⨯…①当滑片于b 端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I 2=0.2A ,U 2=4V ,则滑动变阻器的最大阻值2224V =20Ω0.2AU R I == 故D 错误; 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压21210.2A 4V U I R U R =+=⨯+…②因电源的电压不变,由①②可得110.6A 0.2A 4V R R ⨯=⨯+解得:R 1=10Ω,电源的电压10.6A 0.6A 10Ω6V U R =⨯=⨯=故A 错误;电路消耗的最大功率116V 0.6A 3.6W P UI ==⨯=故B 错误;R 1电路消耗的最小功率221210.2A 10Ω0.4W P I R ==⨯=() 故C 正确。
【物理】欧姆定律培优训练(附解析)(word)1一、欧姆定律选择题1.如图所示,电源电压不变,当开关S1、S2同时闭合时,电流表的示数是0.3A,电压表示数是6V。
若两表互换位置,当开关S2闭合、S1断开时,电流表示数是0.2A,则下列说法不正确的是()A. R1和R2的阻值之比是2:1B. R2的阻值是20ΩC. 电压表示数仍是6VD. R2消耗的功率为0.4W【答案】 B【解析】【解答】当S1、S2同时闭合时,等效电路图如图所示:由图可知,电源电压为6V,即R1两端的电压为6V,则R1的阻值:R1===20Ω当S2闭合S1断开时等效电路如图所示:由图可知两电阻串联,电压表仍测电源的电压,所以电压表示数为6V,故C正确;电路中的总电阻R总===30Ω,R2的阻值R2=R总-R1=30Ω-20Ω=10Ω,故B错误所以R1:R2=20Ω:10Ω=2:1,故A正确;R2消耗的电功率P=I′2R2=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故D正确;故选B.【分析】先画出等效电路图;当S1、S2同时闭合时,两电阻并联,电压表测量电源两端的电压,电流表测量通过R1的电流;由欧姆定律可得出R1的阻值;两表位置互换,当S2闭合S1断开时,两表串联,电压表测量的仍为电源电压,电流表测电路中的总电流;则由欧姆定律可得出电路中的总电阻,由串联电路的规律可得出R2的阻值;由P=I2R可求R2消耗的功率.2.如图所示电路(电源电压保持不变),闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右端移动时,下列说法正确的是()A. 电压表示数不变,电流表示数变大B. 电压表示数变大,电流表示数变小C. 电压表示数变小,电流表示数变小D. 电压表示数变大,电阻R1的电功率变大【答案】 D【解析】【解答】由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻减小,而电源电压一定,由知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据,电阻R1的电流增大,两端的电压也增大,根据知,电阻R1的电功率变大,可见ABC不符合题意、D符合题意。
九年级物理下册 欧姆定律(篇)(Word 版 含解析)一、初三物理 欧姆定律 易错压轴题(难)1.用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻实验中,电源电压恒为3V ,小灯泡L 标有“2.5V”字样,滑动变阻器标有“100.5A Ω”字样。
(1)请用笔面线代替导线,将图甲中实物电路正确连接完整。
要求:滑动变阻器的滑片P 向左移。
小灯泡的亮度变亮。
(___________)(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L 不发光,电压表示数为零,移动滑片仍如此。
将电压表分别正确并联在AB 、BC 、CD 两端,发现AB CD BC 0,0U U U ==>.由此可知,发生故障的是_________断路(选填:“AB ”、“BC ”或“CD ”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P ,当电压表的示数为2.4V 时,应该向______(选填“左”或“右”)移动滑片P 。
才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示。
为______A,则灯泡正常工作时的电阻为__________Ω,(除不尽则保留一位小数)。
实验次数电压表示数U /A 电流表示数I /A 电阻R /Ω 11.00 0.14 21.70 0.22 32.50(4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为________在影响灯丝电阻。
细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷_______(填物态变化)形成的。
(5)小君同学只用电阻箱替换灯泡,其它不变,继续探究“电流与电阻的关系”,每次调节滑片P 使电压表示数均为2.5V.在保证电路安全的前提下,为了能完成实验,电阻箱接入电路的阻值范围为________Ω。
【答案】 BC 左 0.28 10.7 温度 凝华 5~50【解析】【详解】(1)滑动变阻器的滑片P 向左移,小灯泡的亮度变亮,即滑动变阻器阻值要减小,同时小灯泡的额定电压为3V ,所以接入电压表量程为0~3V ,连接如下:(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L 不发光,电压表示数为零,说明电路中存在断路现象或滑动变阻器接入阻值过大,移动滑片将电压表分别正确并联在AB 、BC 、CD 两端,发现AB CD BC 0,0U U U ==>,由此可知电路中BC 间断路(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P ,当电压表的示数为2.4V 时,为了继续增加其两端电压,应减小滑动变阻器两端电压,所以应该向左移动滑片P ,才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示,其量程为0~0.6A ,最小分度值为0.02A,所以电流表读数为0.28A ,灯泡正常工作时的电阻为3V =10.70.28AU R I =≈Ω. (4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为灯泡工作时散发热量,使其灯丝温度升高,所以是温度在影响灯丝电阻。
一、初中物理欧姆定律问题1.在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则A.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大B.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小C.电流表A示数与电流表A1示数的比值变大D.电流表A示数与电流表A1示数的比值变小【答案】C【解析】【分析】【详解】AB. 滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,接入电路电阻变大,通过的电流变小,即电流表A1示数变小,但通过定值电阻R2的电流不变,电流表A示数与电流表A1示数的差值就等于通过定值电阻R2的电流,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值不变,故A、B错误;CD.根据欧姆定律可知,I11UR=;干路电流IUR总=,电流表A示数与电流表A1示数的比值为1112121212+==+R R R RIR RI R RR R=总,因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.2.两江的物理大组长在测完电阻后,把测量过的一个灯泡和一个定值电阻串联起来进行实验.图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I U-图象,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8 V,下列说法正确的是A.小灯泡电阻随温度的增大而减小B.灯泡的实际电功率为0.6 WC.定值电阻的阻值为0.05ΩD .定值电阻的电功率为0.8 W 【答案】B 【解析】 【详解】 A .由图甲结合UR I=可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大;此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度也在升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A 错误; B .灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A 时,灯泡两端电压为2V ,定值电阻两端电压为6V ,总电压为8V ,则灯泡的实际功率:2V 0.3A 0.6W L L P U I ==⨯=故B 正确;C .由B 项数据可知,电阻的阻值:6V20Ω0.3AR U R I ===, 故C 错误;D .电阻的实际功率:6V 0.3A 1.8W R R P U I ==⨯=,故D 错误。
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.如图所示,电源电压恒定,灯L的规格为“24V72W”且工作时电阻保持不变,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A,滑动变阻器R2的规格为“?Ω2A”,在电路安全的前提下,操作如下:①当只闭合S、S3时,电路中的总功率为P1,电流表示数为I1;②当只闭合S2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1和滑动变阻器的总功率为10W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L 和滑动变阻器的总功率为9.72W;③当只闭合S、S1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电流表示数为I4.已知P1:P4=5:6,I2:I3=10:9.则下列数据错误的是()A.电源电压为24VB.R1的电阻为8ΩC.电流表的示数I1:I4=5:6D.该电路消耗的功率最小时,滑动变阻器R2的阻值为32Ω【答案】A【解析】【分析】【详解】①当只闭合S、S3时,只有灯泡连入电路,如图A所示;②当只闭合S2、S3时,电阻R1、滑动变阻器和灯泡串联,滑动变阻器的阻值为R,如图所示B;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,如图C所示;③当只闭合S、S1、S2时,电阻R1、滑动变阻器并联,如图D所示;B.由2UPR=可得灯泡的电阻22(24V)=8Ω72WLURP==额额电源电压不变,在图AD 中,由P =UI 得11144456P I P U P I P U=== 故B 正确,不符合题意; AC .在图B 中,其总电阻R 总2=R 1+R +R L在图C 中,其总电阻R 总3=R 1+2R +R L ,则212LU UI R R R R ==++总 3132LU UI R R R R ==++总 已知I 2:I 3=10:9,则111092L LU UR R R R R R =++++: :化简可得R 1=8R ﹣R L =8R ﹣8Ω①图B 中电阻R 1和滑动变阻器的总功率P ′=I 22(R 1+R )即I 22(R 1+R )=10W ②图C 中灯泡和滑动变阻器的总功率P ″=I 32(R L +2R )即I 32(8Ω+2R )=9.72W ③由于I 2:I 3=10:9,则由②③化简可得 3R 1=20Ω+2R ④解①④方程得R =2Ω R 1=8Ω故C 正确,不符合题意; 由②得2I ==根据图B可知,电源电压U=I2(R1+R+R L)=1A×(8Ω+2Ω+8Ω)=18V故A错误,符合题意;D.由电路图可知,只闭合S2、S3时,R1、灯泡和滑动变阻器串联,总电阻最大,此时该电路消耗的功率最小,由于此时电压表测量R1和滑动变阻器两端的电压,则电压表示数U′为最大15V时,电路中的电阻最大,电流最小,此时的总功率最小;串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,所以此时灯泡两端的电压U L=U﹣U′=18V﹣15V=3V此时电路中的电流L 3V=0.375A 8ΩLLUI IR'===由UIR=得此时电路的最大电阻为18V480.375AURI'===Ω最大根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器连入电路的最大阻值R滑=R最大﹣R1﹣R L=48Ω﹣8Ω﹣8Ω=32Ω故D正确,不符合题意。
九年级物理欧姆定律(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.小红按图甲所示的电路探究电流跟电压的关系.(1)根据图甲,将图乙中的实物电路连接完整_______.(要求变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小)(2)正确连接电路后,闭合开关.①若发现电流表和电压表的示数都很大,这说明小华在实验操作上存在的问题是_________;②若电压表示数约为3V,但无论怎样移动变阻器滑片,电流表示数始终为0,则电路中出现的故障可能是___________________;(3)排除故障后,调节变阻器的滑片,测出通过电阻R的电流值和对应的电压值如下表,分析表中的数据可得出的结论是:________________________________;(4)为了使上述实验结论更具有普遍性,你认为还应进行下列的哪一项操作?答:_____________________.A.换用电压不同的电源再做实验B.换用阻值不同的电阻再做实验【答案】滑动变阻器的阻值没有在最大值处电阻断路电阻一定时,电流与电压成正比 B【解析】【分析】滑动变阻器与定值电阻串联,滑片向右移,电路中的电阻变大,电流减小,故滑动变阻器应将左半段接入电路中;电流表示数为零说明电路断路,电压表有示数说明电压表和电源连接的部分电路正常;物理实验中,使结论更具普遍性的方法是多做几次实验.【详解】(1)①滑动变阻器与定值电阻串联,当变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小,即滑片向右移动时电阻变大,又上面已接D,故下面接A;②电源使用两节干电池,故电压表选用0∼3V量程,与定值电阻并联;如图所示:(2)①为保护电路,在连接电路时,开关应当处于断开状态;闭合开关前滑动变阻器应处于最大阻值状态,而本题中电流表和电压表的示数都很大,说明滑动变阻器的阻值没有在最大值处;②电流表的示数为零说明电路中有断路,再根据电压表的示数判断出电路故障.电压表示数为3V等于电源电压,说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路,所以故障是电阻断路了;(3)在表中:导体的电阻一定,导体两端的电压从1V到2V再到3V,相对应的,导体中的电流从0.1A到0.2A再到0.3A.电压增加几倍,电流也增加几倍,故得结论:在电阻一定时,电流与电压成正比;(4)换用阻值不同的电阻,多进行几次实验可避免实验的偶然性,使结论更具普遍性,故选B.故答案为(1)如上图;(2)①滑动变阻器的阻值没有在最大值处;②电阻断路;(3)电阻一定时,电流与电压成正比;(4)B.【点睛】电压表与定值电阻并联;为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处;探究电流与电压、电阻的关系时,要用到控制变量法.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.小明同学用如图器材探究探究通过导体的电流与电阻的关系。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图所示,电源电压不变,当开关S闭合时,电流表的示数为0.8A.开关S断开后,电流表的示数改变了0.5A.则R1与R2的阻值之比为()A.13:5 B.3:5 C.5:3 D.5:13【答案】C【解析】【分析】【详解】开关S断开时电路为R1的简单电路,当开关S闭合时两电阻并联,电流表测干路电流;∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,∴开关S断开后,通过R1的电流不变,改变的电流是通过R2的电流即I2=0.5A,∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,∴通过R1的电流:120.8A-0.5A=0.3AI I I==-,∵并联电路中各支路两端的电压相等,∴根据欧姆定律可得:1122120.5A50.3A3UR I IUR II====。
故选C。
2.如图所示,电源电压保持不变,只闭合开关S1时,电压表V的示数为U1,电阻R1消耗的功率P1为1.8W;只闭合开关S2、S3时,电压表V的示数为U2,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2;所有开关都闭合时,电流表A2的示数比I2增加了0.9A;已知12:1:3U U=,12:4:1I I=,则()A.电阻R2和R3的比值为4:1B.电阻R1的阻值为20ΩC.电源电压为20VD.电流表A1示数I1为2.4A【答案】BD【解析】【分析】【详解】只闭合开关S1时,等效电路图如图甲所示:;只闭合开关S2、S3时,等效电路图如图乙所示:;所有开关都闭合时,等效电路图如图丙所示:;A.由图乙可知232312324 1U U R R R R I U I R R ++=== 所以233 1R R =…① 故A 不符合题意;BC .由图乙可知电压表测的是电源的电压,因为12:1:3U U =,所以由图甲可得11231 3R R R R =++ 即1232R R R =+…②由①②两式可得132R R =,所以22111123( 1.8)W U P I R R R R R ===++ 即2116.2U R =…③由图乙、丙可知220.9A I I '=+即10.9A U R =…④ 由③④两式可得R 1=20Ω,代入④式可得U =18V ;故B 符合题意,C 不符合题意; D .由图乙可得:电路的总电阻233331123333331334428R R R R R R R R R R R R ⨯====⨯=++ 所以 111880.9A 2.4A 3338U U U I R R R ===⨯=⨯= 故D 符合题意;故选BD 。
一、初中物理欧姆定律问题1.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V 不变,灯泡上标有“2.5V ,?A ”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A ”。
闭合开关,将滑片P 滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是( )A .此时灯泡的电阻为8ΩB .此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7C .该电路能探究串联电路电流的特点D .该电路能探究电流与电压的关系 【答案】D 【解析】 【分析】由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
【详解】 A .此时灯泡电阻L 2.4V8Ω0.3AU R I === 故A 正确,不符合题意; B .滑动变阻器两端电压L = 4.5V 2.4V 2.1V U U U -=-=滑此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比L L 2.4V 82.1V 7R U R U ===滑滑 故B 正确,不符合题意;C .利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C 正确,不符合题意。
D .探究电流与电压的关系,应控制电阻阻值不变,而灯泡电阻随温度升高而增大,因此该电路不能探究电流与电压的关系,故D 错误,符合题意。
故选D 。
2.如图所示的电路中,电源电压为 6V 且保持不变,滑动变阻器 R 的规格为“40Ω 1A ”,定值电阻 R 1的规格为“10Ω 0.5A ”。
只闭合开关 S 、S 2,当滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在 B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。
则下列判断正确的是( )① 只闭合开关 S 、S 1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变② 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω ③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,定值电阻 R 1 的功率变化范围是 0.144W~0.9 W ④ 定值电阻 R 2 的阻值是10Ω A .① ② B .① ③C .② ④D .① ④【答案】B 【解析】 【详解】① 从图中可以看到,当只闭合开关 S 、S 1时,R 1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 1的电压,将R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由U IR =可知,两次电压表的读数分别是111U I R =、221U I R =,两式相减,可得到121121--U U I R I R =即1U IR ∆=∆,可得到1UR I∆=∆,由于R 1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;② 滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A ”,表示R 的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A ,定值电阻R 1的规格是“10Ω 0.5A ”,表示R 1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A ,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A ,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V ,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是6V-3V 3V =由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻110ΩR =,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是'6V0.3A 0.5A 10Ω10ΩI ==<+变阻器R 连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器R 连入电路的最大电阻是40Ω,故只闭合开关S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,根据2U P R=可知,当1R 的电压最小时,其功率也最小,当1R 的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时R 的电压为1R 电压的4倍,由串联电路电压规律可知,1R 的最小电压是1min 16V 1.2V 5U =⨯=这时定值电阻1R 的最小功率是()221min1min1 1.2V 0.144W 10ΩU P R === 电压表的示数最大为3V ,这时定值电阻1R 的最大功率是()22V1max13V 0.9W 10ΩU P R === 所以定值电阻1R 的功率变化范围是0.144W~0.9 W ,③ 正确;④ 只闭合开关 S 、S 2,则2R 与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测2R 的电压,滑动变阻器的滑片分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为8:9,根据2P I R =可知()2212892R I R I⎛⎫= ⎪⎝⎭:: 解得122:3I I =:;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知22122R R I R I R +=+解得220ΩR =,④ 错误。
上海民办新复兴初级中学物理第十四章欧姆定律(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理第十四章欧姆定律易错压轴题提优(难)1.现有下列器材:学生电源,电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、定值电阻8(2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个)、开关、滑动变阻器(15Ω 1A)和导线若干,利用这些器材探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电压表示数变小;______(2)实验中,不能被选用的电阻为___Ω;判断的依据是______;(3)保证所选电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在3V至______V之间;(4)实验中依次接入其中三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,测得相应的电流值,如下表所示。
分析表中的数据可以得出结论______;实验次数…234…R/Ω…101520…I/A…0.30.20.15…(5)做完探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,把定制电阻换成小灯泡,测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
①闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,如要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向______(选填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为______V。
②改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值。
根据记录的数据,绘制得如图丙所示的I﹣U图像。
由图像可知,小灯泡的额定功率是______W;同时发现小灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是______。
【答案】 2.5 此时电流超过了电流表的量程 4.8电压一定时,电流与电阻成反比 A 2.5 0.5 小灯泡电阻受到温度的影响【解析】【分析】【详解】(1)[1]由题意可知,当滑动变阻器滑片P 向B 端移动时,接入电路中的电阻变大,故滑片左侧的电阻丝应当连入电路中,电路连接图如图所示。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=2R2,闭合S、S1,断开S2时,电压表示数为5V,闭合S、S2,断开S1时,电压表示数为7V,则R:R2为A.3:2 B.2:3 C.7:5 D.5:7【答案】A【解析】【分析】【详解】闭合S、S1,断开S2时,R1、R串联接入电路,电压表测量的是R两端电压,示数为U R=5V,则由串联分压得,即①;闭合S、S2,断开S1时,R2、R串联接入电路,电压表测量的是R两端电压,示数为U R′=7V,则由串联分压得,即②,由①②解得R:R2=3:2.故选A.2.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V不变,灯泡上标有“2.5V,?A”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”。
闭合开关,将滑片P滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是()A.此时灯泡的电阻为8ΩB.此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7C.该电路能探究串联电路电流的特点D.该电路能探究电流与电压的关系【答案】D【解析】由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
【详解】 A .此时灯泡电阻L 2.4V8Ω0.3AU R I === 故A 正确,不符合题意; B .滑动变阻器两端电压L = 4.5V 2.4V 2.1V U U U -=-=滑此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比L L 2.4V 82.1V 7R U R U ===滑滑 故B 正确,不符合题意;C .利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C 正确,不符合题意。
D .探究电流与电压的关系,应控制电阻阻值不变,而灯泡电阻随温度升高而增大,因此该电路不能探究电流与电压的关系,故D 错误,符合题意。
故选D 。
3.如图的电路图,电源电压恒为30V ,定值电阻R 2=40Ω,R 3=30Ω,滑动变阻器R 1的规格为“80Ω 1A”,电流表A 1的量程为0-3A ,电流表A 2的量程为0-0.6A ,电压表的量程为0-15V ,下列说法不正确的是A .只闭合开关S ,R 1和R 3串联,将滑片P 从a 端滑至中点,电路中电流变大B .只闭合开关S 、S 3,调节滑片P 的位置并保证电路安全,则R 1两端电压的范围是12V~15VC .只闭合开关S 、S 1、S 2,调节滑片P 的位置并保证电路安全,则R 1接入电路的阻值范围是30Ω~80ΩD .只闭合开关S 、S 1、S 2,调节滑片P 在R 1的a 端,此时电流表A 1的示数为1.125A 【答案】C【分析】【详解】A.只闭合开关S,R1和R3串联,将滑片P从a端滑至中点,变阻器连入电路的电阻变小,总电阻变小,由I=UR可知电路中电流变大,故A正确,不符合题意;B.只闭合开关S、S3,R1和R3串联,电压表测量R1两端的电压,电流表A1和A2测量电路中的电流,电流表A1的量程为0-3A,电流表A2的量程为0-0.6A,滑动变阻器R1的规格为“80Ω1A”,由串联电路电流的规律可知通过电路的最大电流为0.6A,R3两端的电压U3=IR3=0.6A×30Ω=18V,R1两端的最小电压U1最小=U- U3=30V-18V=12V,电压表的量程为0-15V,电压表的示数最大值为15V,R1两端的电压为U1=30V-15V=15V,变阻器两端的电压和R1两端的电压相等,由串联分压可知,变阻器连入电路的阻值等于R1的阻值为30Ω,滑动变阻器R1的规格为“80Ω1A”,变阻器连入电路的阻值小于最大阻值,所以电压表的最大示数是15V,R1两端电压的范围是12V~15V,故B正确,不符合题意;C.只闭合开关S、S1、S2,R3被短路,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过变阻器的电流,并联电路中各个支路的电压相等,通过R2的电流I2=230V 40ΩUR==0.75A,电流表A2的量程为0-0.6A,如果通过变阻器的最大电流为0.6A,总电流为0.75A+0.6A=1.35A<3A,所以通过变阻器的最大电流为0.6A,并联电路中各个支路的电压相等,R1接入电路的最小值R1最小=130V =0.6AUI最大=50Ω,滑动变阻器R1的规格为“80Ω1A”,R1最大阻值是80Ω,R1接入电路的阻值范围是50Ω~80Ω,故C错误,符合题意;D.只闭合开关S、S1、S2,R3被短路,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过变阻器的电流,滑片P在R1的a端,变阻器连入电路的阻值最大,电流表A1的示数I1=1230V30V+80Ω40ΩU UR R+==0.375A+0.75A=1.125A,故D正确,不符合题意.4.小宇按照图甲所示的电路进行实验,R0是定值电阻,R是滑动变阻器。
一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示的电路图,R1与R2都是定值电阻,R3是一个滑动变阻器,当开关闭合后,滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,以下说法中正确的是()A.电压表 V5示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变B.电压表 V4的变化量与电流表示数变化量的比值变大C.电压表 V3示数的变化量与电流表示数的变化量比值变小D.电流表示数变大,表 V1、V2与电流表示数比值都不变,V3与电流表示数比值变大【答案】A【解析】【分析】【详解】闭合开关S后,三电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电压表V3测R3两端的电压,电压表V4测R1和R2两端的电压之和,电压表V5测R2和R3两端的电压之和,电流表测电路中的电流;A.由以上分析知U V5=U−U1=U−IR1,U V5′=U−U1′=U−I′R1△U V5= U V5− U V5′= U−IR1−( U−I′R1)=(I′−I) R1=△I R1即UV5=R1I故该比值保持不变,故A正确;B.同理可知U V4= U−U1−U2 =U−IR1−IR2,U V3′=U−U1′− U2′ =U−I′R1−I′R2△U V4= U V4− U V4′= U−IR1−IR2−( U−I′R1−I′R2)=(I′−I) R1+(I′−I) R2=△I (R1+ R2)即UV4= R1+ R2I故该比值保持不变,故B错误;C .电源电压U = U V4 U V3,故电压表 V 3 示数的变化量等于电压表 V 4 的变化量,则电压表 V 3 示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变,故C 错误;D .滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I =U R 可知,电路中的电流变大,即电流表A 的示数变大,由U =IR 可知,定值电阻R 1和R 2两端的电压变大,即电压表V l 、V 2的示数变大;因为串联电路中的总电压等于各分电压之和,且R 1和R 2两端的电压变大,V 3等于电源电压减去R 1和R 2两端的电压,所以电压表V 3的示数变小,由R 1=1U I , R 2=2U I , R 3=3U I可知,电压表V 1、V 2与电流表示数之比不变,V 3与电流表示数比值变小,故D 错误。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则A.电源电压为20VB.EF是V1表示数随A表示数变化的图像C.滑动变阻器的最大阻值为10ΩD.整个电路的最大功率为14.4W【答案】D【解析】【详解】AB.由图甲可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测串联电路的电流。
滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。
因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P 在A点时,V1示数最大为电源电压,则电源电压U=12V,故AB错误;C.当滑片在B端时,由图乙可知,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,R2=28V 0.4AUI=20Ω故C错误;D.电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A时,电路的总功率最大P=UI=12V×1.2A=14.4W,故D正确;故选D。
2.如图是一款外出购物好帮手电子秤,它的工作原理如图甲,其中E为干电池;电子秤示数表盘由电流表A改装而成;R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A.C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示.(挂钩的重力不计,g取10N/㎏,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端).下列说法正确的是()A.该电子秤中R0阻值为0.5ΩB.闭合开关,不称重物时电阻R0两端电压为6VC.电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8WD.当电路中的电流为0.3A时,电子称称重示数为4kg【答案】C【解析】【分析】【详解】滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流I a=0.6A,由I=可得,电源的电压:U=I a R0=0.6A×R0,滑片在b端时,R与R0串联,电路中的电流I b=0.15A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I b(R+R0)=0.15A×(15Ω+R0),因电源的电压不变,所以,0.6A×R0=0.15A×(15Ω+R0),解得:R0=5Ω,A错误;则电源电压U=I a R0=0.6A×5Ω=3V,所以,不称量重物时R0两端的电压为3V,B错误;当滑片在a端时,电阻R0消耗的电功率最大,则P最大=I a2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W,在b端时,电阻R0消耗的电功率最小,则P最小=I b2R0=(0.15A)2×5Ω=0.1125W,所以,电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8W,C正确;当电路中的电流为O.3A处时,电路中的总电阻:R 总===10Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器连入电路的阻值:R′=R总﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,由题意可知,此时弹簧的压缩量:L=×5Ω=2cm,由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G=F=20N,由G=mg 可得,物体的质量: m===2kg ,故D 错误. 故选C .3.小宇按照图甲所示的电路进行实验,R 0是定值电阻,R 是滑动变阻器。
九年级物理欧姆定律(培优篇)(Word版含解析)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R x。
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R x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R x=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。
一、选择题1.如下图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电表的示数变化情况是( )A.电流表A1示数增大,电压表示数增大B.电流表A2示数减小,电压表示数增大C.电流表A1示数不变,电压表示数不变D.电流表A2示数减小,电压表示数不变D解析:D由图可知,电路为并联电路;电压表测电源电压,电源电压不变,因此电压表示数不变;滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变大,故其支路电流表A1示数减小,R1支路电流不变,总电流A2也减小,故D符合题意;ABC不符合题意。
故选D。
2.R1、R2是两个阻值不同的定值电阻。
将它们串联起来接入电路,如图甲所示,闭合开关后,测得各电阻两端的电压关系为U1˂U2;若将它们并联起来接入电路,如图乙所示,则闭合开关后,通过每个电阻的电流大小关系为()A.I1˃I2B.I1˂I2C.I1=I2D.无法判断A解析:A甲中两个电阻串联,串联电路各处的电流相等,根据欧姆定律U=IR,因U1˂U2,故R1˂R2;在乙中,两个电阻并联,根据并联电路各支路电压相等,由欧姆定律UIR=可得,I1˃I2,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.物理学中经常看到形如yxz=的公式。
一种情形是x的大小与y、z都有关;另一种情形是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。
下列四个公式中,属于前一种情形的是()A.电阻URI=B.密度mVρ=C .比热容()0Q c m t t =- D .电流U I R= D 解析:D A .电阻在数值上等于导体两端电压与通过的电流的比值,但电阻的大小只跟导体自身的材料、长度和横截面积有关,与电压、电流无关,故A 不符合题意;B .密度在数值上等于物体质量与其体积之比,但同种物质组成的物体密度相同,与质量、体积无关,故B 不符合题意;C .比热容在数值上等于物体吸收的热量与质量和升高的温度的乘积的比值,但比热容只跟物质的种类和状态有关,与热量、质量和升高的温度无关,故C 不符合题意;D .电流与电压成正比,与电阻成反比,即通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关,故D 符合题意。
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合开关S,电路正常工作。
过了一会儿,两个电表的示数都变小,则下列判断中可能的是()A.电阻R短路B.电阻R断路C.灯L短路D.灯L断路【答案】D【解析】【分析】电流表示数减小是电阻增大或断路,电压表示数变小是并联的导体电阻变小或断路;具体故障可将每选项逐一代入题目检查是否符合题意,从而确定正确选项。
【详解】A.如果电阻R短路,在电源电压一定时电路总电阻减小,由UIR=知电流表示数增大,故A不符合题意;B.如果电阻R断路,电流表断路示数为零,电压表测量电源电压有示数且增大,故B不符合题意;C.如果灯泡L短路,在电源电压一定时电路总电阻减小,由UIR=知电流表示数增大,故C不符合题意;D.如果灯泡L断路,整个电路断路,电流表、电压表示数都减小为零,故D符合题意。
故选D。
2.小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路图如图甲所示。
其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),电压表量程为0~3V,R0是阻值为300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,则下列说法正确的是()A .R 1的阻值随温度升高而减小B .环境温度升高时,电路的总功率变小C .此电路所允许的最高环境温度是80℃D .当环境温度为40℃时,R 1两端的电压为2V 【答案】AC 【解析】 【详解】A .由乙图可知,随温度升高R 1的阻值逐渐降低,故A 正确;B .由于电源电压不变,当环境温度升高时,R 1的阻值变小,电路总电阻变小,则由2U P R=可知,电路总功率变大,故B 错误; C .由于温度越高R 1阻值越小,则由串联分压可知,R 0两端电压越大,由于电压表测量R 0两端电压,量程为0~3V ,则电压最大不超过3V ,当电压表为3V 时,对应环境最高温度,此时电路电流为01003V0.01A 300ΩU I I I R ===== 则此时R 1阻值为1114V 3V 100Ω0.01AU R I -=== 由乙图得对应最高温度为80℃,故C 正确;D .当环境温度为40℃时,由乙图得R 1阻值为200Ω,则电路总阻值为500Ω,电路电流为4V 0.008A 500ΩU I R '===总 由于串联,则流过R 1电流为0.008A ,此时R 1两端电压为1110.008A 200Ω=1.6V U I R '''==⨯故D 错误。
上海三门中学物理欧姆定律(培优篇)(Word版含解析)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R x。
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R x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R x=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R x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R x的表达式R x=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.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”。
(1)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。
加砝码使天平平衡。
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__________________________________________。
(2)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F压的关系如图丙所示。
当左盘中篮球未给气球充气时,电流表示数为0.2A,此时压敏电阻R大小为20Ω;当篮球给气球充气到体积为篮球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F B与篮球对左侧托盘的压力F A的关系如图丁所示,则定值电阻R0阻值为______Ω,篮球所受浮力为______N。
(3)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______(A/B)处。
【答案】右气球受到浮力变大 10 0.09A【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]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,故天平指针向右偏转。
(2)[3]压敏电阻R与定值电阻R0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0116V2010 0.2AUR RI=-=-Ω=Ω[4]由图丙知此时F1B=309N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2026V10300.15AUR RI=-=-Ω=Ω由图丙知此时F2B=300N由图丁知F B=50F A故11A309N5050BFF==22A300N5050BFF==托盘A所受压力的变化量∆F A=309N50−300N50=0.18N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F浮=12×0.18N=0.09N(3)[5]气球体积为篮球的2倍,即气球的体积不变,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F B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=IR,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1.29 kg/m3的空气密度,指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧,即A处。
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.(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5.5V 5V 4.5V 4V -0.1A -0.2A -0.3A -0.4AR I I I I ==== 求得 1.2A I =,定值电阻5ΩR = (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R U ,那么滑动变阻器两端的电压是'R R 6V U U =-设当他接入5Ω的定值电阻时,流过它的电流为1I ,滑动变阻器的电功率为()1R 16V P U I =-⋅当他接入15Ω定值电阻时,流过它的电流为2I ,滑动变阻器的电功率为()2R26V P U I =-⋅那么可知R 125Ω10ΩU I I =⋅=⋅12:10:52:1I I ==1212::2:1P P I I ==[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;[8]阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,那么此时电路中的电流大小为0.15A ,那么电路中的总电阻大小为6V 40Ω0.15AU R I ===总 对应的滑动变阻器阻值大小为 '-40Ω-25Ω15ΩR R R ===总这次实验前的那次实验滑动变阻器阻值大小也为'15ΩR =,由题意可知,此时定值电阻两端的电压是3V ,滑动变阻器两端的电压是6V 3V 3V -=电路中的电流大小为''R 'R 3V 0.2A 15ΩU I R === 此时定值电阻大小为 R R 3V 15Ω0.2AU R I === 所以这次实验前的那次实验,超超同学选择的是15Ω的定值电阻。
4.在“探究一定电压下,电流与电阻的关系”的实验中,老师提供的实验器材有:电源(电压恒为6V ),电流表、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”) ,导线若干.(1)请根据如图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整(要求滑动变阻器向右移动时,电路中的电流变小)_______.导线不能交叉(2)连线时,开关必须____,滑动变阻器必须移到最____端.(此空选填:“左或者右”).(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_________________填字母.A.电阻断路电流表坏了滑动变阻器短路电阻短路(4)排除电路故障后进行实验.实验中,当把的电阻换成的电阻后,应把变阻器滑片向___填“左”或“右”滑动,同时眼睛盯住_______.这样做的的目的是:________ .(5)为完成了五个定值电阻进行实验,并根据实验数据如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象.他应选择的滑动变阻器规格是_______由此得到的结论__________【答案】断开右A右伏特表保证电压表的示数不变“50Ω 1A”电压一定时,电流跟电阻成反比【解析】【详解】(1)因为当5Ω的电阻接入电路时,电压表的量程是0-3V,所以电路电流最大为U=0.6A,故电流表量程选0.6A,则根据电路图,连接实物电路,如图所示:IR(2)连线时,开关必须断开,滑动变阻器必须移到最右端,以保护电路;(3))连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,说明电路中没有电流,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.说明电路中有断路现象,造成这一现象的原因可能是电阻断路了;(4)除电路故障后进行实验.实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,接入电路的电阻变大,电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,固定电阻两端电压变大,为了保持固定电阻两端的电压不变,应把变阻器滑片向右滑动,增大滑动变阻器两端电压,同时眼睛盯住电压表,以保持电压表示数不变;(5)应选择的滑动变阻器规格是“50Ω 1A”,电压一定时,电流跟电阻成反比.【点睛】(1)根据电路图连接实物,注意导线不要交叉和电表量程选择适当;(2)电路连接时都要断开开关;(3)连好电路闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数则故障可能是电阻发生断路;(4)根据串分压的知识,先判断出改接后电压表的示数变化,然后判断滑片的移动方向;5.小谢同学利用三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)、规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行了“探究电流与电阻关系”的实验。