上饶物理第十四章 欧姆定律(培优篇)(Word版 含解析)

上饶物理第十四章 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．有一只阻值未知的定值电阻Rx和一只标有“2.5V”的小灯泡L：

(1)图甲是用伏安法测定值电阻Rx阻值的实物电路。电源电压恒为3V，滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω：

①请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整；

（________）

②电路正确连接闭合开关后，发现仅有一只电表指针明显偏转，造成该现象的原因可能是_____；

A．R1断路 B．Rx断路 C．开关短路 D．Rx短路

③故障排除后，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，则待测电阻Rx=_____Ω；

④现有以下三组数据，分析可知，不可能通过以上实验获得的数据有_____（填序号）；

实验序号 电压U/V 电流I/A

1 0.8 0.2

2 1.6 0.4

3 2.4 0.6

(2)小华利用如图丙所示电路，巧测出小灯泡L的额定功率。两只滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω和20Ω，电源电压恒定。请完成实验步骤：

①闭合开关S、S2，断开S1，______，调节滑动变阻器R2的滑片P，使电压表的示数为2.5V；

②断开开关S2，闭合S、S1，调节________的滑片P，使电压表的示数仍为2.5V；

③保持滑动变阻器R1的滑片P不动，将滑动变阻器R2的滑片P移到最左端，读出电压表的示数为2.7V，再将R2的滑片P移到最右端，读出电压表的示数0.9V；

④小灯泡的额定功率为_____W。

【答案】 BD 4 1 滑动变阻器R1滑片移至最左端

滑动变阻器R1 0.625

【解析】

【分析】

【详解】

(1)①[1]滑动变阻器R1与Rx串联接入电路中，因为已经将右端的上接线柱接入了电路中，要使滑动变阻器能保护电路，必须将一个下接线柱接入电路中，比如左下接线柱；因为电源电压恒为3V，电压表测Rx两端电压，要与Rx并联，并选择0～3V的小量程。如图所示：

②[2] A．若R1断路，整个电路断路，两表都没有示数，故A不符合题意；

B．若Rx断路，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，故B符合题意；

C．若开关短路，等同于开关闭合，两个电表均有示数，故C不符合题意；

D．若Rx短路，电流表有示数，电压表相当于接在导线两端，无示数，故D符合题意。

故选BD。

③[3]故障排除后，移动滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，由欧姆定律，则待测电阻

x1.2V40.3AURI

④[4]根据电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为

x3V0.21A0.2A410UIRR小滑大＞＋＋

即不可能通过以上实验获得的数据有1。

(2)①[5]要测出小灯泡额定电功率的原理是P=UI，已经灯泡的额定电压是2.5V，所以要测出小灯泡的额定电流，再通过计算可以得到小灯泡额定电功率。因此闭合开关S、S2，断开S1，滑动变阻器R1滑片移至最左端，使R1接入电路中电阻为0，调节滑动变阻器R2的滑片P，使电压表的示数为2.5V，即达到小灯泡的额定电压。

②[6]断开开关S2，闭合S、S1，调节滑动变阻器R1的滑片P，使电压表的示数仍为2.5V，使得通过R1、Rx的电流等于小灯泡的额定电流。

④[7]由③保持滑动变阻器R1的滑片P不动，将滑动变阻器R2的滑片P移到最左端，此时R2接入电路中的电阻为0，R1Rx串联，电压表测得路端电压为2.7V；再将R2的滑片P移到最右端，此时R2全部接入电路，R1Rx R2串联，电压表测得R1Rx两端电压0.9V，所以R2两端电压为

21x2.7V-0.9V=1.8VUUU路

根据串联电路的特点

11x22xURRRU

带入数据

140.9V201.8VR

解得此时R1接入电路中的电阻为

16R

所以当R1Rx两端电压为2.5V时，电路中的电流

12.5V0.25A64xUIRR

小灯泡额定电流也为0.25A，所以小灯泡的额定电功率

==2.5V0.25A=0.625WPUI额额额

2．小明同学在探究电流与电阻的关系实验时，选择的实验器材有：电源（电压恒为6V），电流表（0~0.6A）､电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω､10Ω､15Ω､20Ω），滑动变阻器“30Ω 1A”，导线若干。

(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画出导线完成图乙的电路连接；

（__________）

(2)同学们先将5Ω的电阻接入电路R所在位置，闭合开关移动滑片，使电压表的示数为2.5V，记录此时电压表､电流表的示数；接下来断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω电阻，_____，将对应的电压表、电流表的示数记入表格。实验中，定值电阻两端的控制电压值的合理范围是______；

(3)小聪同学认为小明的实验操作太麻烦，决定将滑动变阻器和电压表去掉，用两节新的干电池做电源。电路简化为如图丙所示，进行实验，实验中在A､B之间接入阻值不同的定值电阻，在实验器材完好，操作过程无误的情況下，获得的实验数据如表格所示。小聪分析数据发现无法得出相应的实验结论。请你通过分析数据及实验器材，说明小聪无法得出实验结论的原因_____。

实验次数 1 2 3

电阻R/Ω 5 10 20

电流I/A 0.5 0.26 0.14

【答案】 调节滑动变阻器的滑片P使其处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P使其电压表的示数还是2.5V

R2.4V3VU 见解析

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]从图甲可以看到，变阻器与电阻R串联接在电路中，电压表测的是电阻R两端的电压，在图乙中，电源的正极与滑动变阻器的左下端相连，滑动变阻器的电阻最大是30Ω，而四个定值电阻中最大的电阻是20Ω，所以定值电阻中的电压不会超过3V，电压表的量程选择0~3V即可，电压表的3V接线柱与定值电阻的右端相连；根据上述连接实物图，如下图所示。

(2)[2]探究电流与电阻的关系，就要保持电阻两端的电压不变，所以接下来断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω电阻，调节滑动变阻器的滑片P使其处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P使其电压表的示数还是2.5V，再将对应的电压表、电流表的示数记入表格。

[3]由题意可知，设电阻R两端的电压是RU，电路中的电流是I，根据欧姆定律可得RUIR，滑动变阻器两端的电压是

R6V-UU滑

滑动变阻器接入电路的阻值大小是

RRRR6V-6V-URUURUIUR滑滑

因为30ΩR滑，即

RR6V-30ΩURU

化简可得

R6V30ΩRUR

当电阻5ΩR，可得到R6V7U；当电阻10ΩR，可得到R1.5VU；当电阻15ΩR，可得到R2VU；当电阻20ΩR，可得到R2.4VU；由于电压表的量程是0~3V，所以R3VU；综上所述，实验中，定值电阻两端的控制电压值的合理范围是

R2.4V3VU

(3)[4]从表中数据可以看到，三次实验，电流与电阻的乘积是不相同的，即电阻两端的电压是不相同的，这是因为电流表也有内阻，当电阻R阻值变大时，根据串联电路的分压原理可知，电流表的内阻不变，电阻R两端的电压也在变大，而探究电流与电阻的关系实验，要求电压不变，所以无法得出相应的实验结论。

3．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