九年级上册第十四章 欧姆定律(培优篇)(Word版 含解析)

九年级上册第十四章欧姆定律（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．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)。

①将滑动变阻器滑片P移到最右端，闭合开关，记录此时电流表示数为I1；②再将滑动变阻器滑片P移到__________，记录此时电流表示数为I2；③滑动变阻器的最大阻值R滑动=__________(用测出的物理量和已知量的字母表示)。

【答案】滑动变阻器断路 12.7 小于左 C 最左端()2101-I I RI【解析】【分析】【详解】(1)[1]电压表测小灯泡两端的电压，所以电压表应该和小灯泡并联，如下图：(2)[2]若灯短路，电流表有示数，若灯断路，电压表有示数，但题意中电流表和电压表均无示数，故假设不成立；若滑动变阻器短路，则电流表和电压表均有示数不符合题意，则电路故障为滑动变阻器断路。

(3)[3]由图可知，当小灯泡正常发光时，电流是0.3A，小灯泡正常发光时的电阻为3.8V12.7Ω0.3AURI==≈[4]当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电阻为9V-3.8V17.3Ω0.3AURI==≈滑滑由图可知，当小灯泡的电压为3V时，电流约为0.25A，此时小灯泡的电阻约为1113V12Ω0.25AURI===滑动变阻器的电阻为29V-3V24Ω0.25AURI===滑2滑2则灯的电阻的变化量为1-12.7Ω-12Ω0.7ΩLR R R∆===滑动变阻器阻值变化量为2-24Ω-17.3Ω 6.7ΩR R R ∆===滑滑滑所以滑动变阻器阻值变化量大于小灯泡电阻的阻值变化量。

(4)[5]将定值电阻从10Ω换成20Ω，定值电阻阻值变大，为了保证定值电阻两端电压不变，滑动变阻器电阻也要变大，所以滑片应该向左移动。

[6]当定值电阻阻值最大时，滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流为4V 0.1A 40ΩU I R === 所以可以小于0.4A ，故C 错误，C 符合题意。

(4)[7]第二步，应该让定值电阻和滑动变阻器的全部并联并保证电压还等于电源电压，故应该将滑片移动到最左端。

[8]流过定值电阻的电流为021-I I I =电源电压为()00210-U I R I I R ==滑动变阻器的最大阻值为()21011-I I R U R I I == 2．小明同学用如图甲所示的电路，探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压15V 保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω 1A ”，满足测量需求的电流表、电压表各一个，阻值为10Ω、20Ω 、30Ω 、40Ω 的定值电阻各1个。

(1)连接电路时开关应处于_____（填“断开”或“闭合”）状态。

(2)根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整，要求闭合S 后，滑片P 向左移动时电流表示数变大。

（________）(3)小明先探究“电阻R 一定时，电流与电压的关系”，他将阻值为10Ω的定值电阻作为0R 接入电路，闭合开关S ，调节滑动变阻器滑片P ，测出电阻两端电压及对应电流，记录在下表中。

实验次序 1 2 3 4VU 3.0 4.0 5.0 6.0I0.300.410.59A①第3次实验时，电流表的读数如图丙所示，则此时流经电阻的电流为_____A。

②分析数据，可以得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成_____。

(4)小明再探究“电压U0一定，电流与电阻的关系”。

①他将10Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入下表中。

②断开开关S，小明用20Ω的电阻代替10Ω的电阻，闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器接人电路的阻值_____（填“增大”或“减小”），他这样做的目的是：_____。

实验次序1234R/Ω10203040I/A0.600.300.200.15③老师指出上表的数据中有一组数据不符合实际，你认为这是实验次序_____的数据。

④若不更换实验器材和电路，在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻，顺利得到4组I、R数据、完成实验，所保持不变的电压U0的取值范围应满足_____。

【答案】断开；； 0.5；正比；增大；控制定值电阻两端的电压一定； 4； 6.67V~10V；【解析】【详解】(1)[1]连接电路时开关应处于断开状态；(2)[2]滑片P向左移动时电流表示数变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，由表中数据，电压表示数为：=0.60A10Ω=6VU IR=⨯，故电压表选用大量程与电阻并联，连接如图所示：(3)[3]第3次实验时电流表的读数如图丙所示，电流表选用大量程，分度值为0.1A，则此时流经电阻的电流为0.5A；[4]分析数据，考虑到误差因素，电压与电流之比：3.0V==10Ω0.30AURI=，故可以得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比；(4)[5][6]根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻变大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律，移动滑片使滑动变阻器接入电路阻值变大，所以他这样操作的目的是控制定值电阻两端的电压一定；[7]因电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”，即变阻器的最大电阻为50Ω，在第4次实验中，根据电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为：15V=0.167A40Ω+50ΩUIR R=≈+最小滑定大，大于0.15A故实验次序4的数据不符合实际；[8]滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”，表示变阻器允许的最大电流为1A，因电流表选用大量程0−3A，根据串联电路电流的规律，电路中允许通过的最大电流为1A，由欧姆定律的变形公式URI=，此时电路中的总电阻最小，所对应的定值电阻为最小电阻：1=10ΩR，此时变阻器连入电路中电阻最小，分得的电压最小，故电压表的最大示数为：max max1I=1A10Ω=10VU R=⨯；当变阻器的最大电阻连入电路中时,变阻器分得的电压最大,根据串联电路电压的规律,电压表示数最小为minU，根据串联电路电压的规律和分压原理：minminRU UU R-=滑定当变阻器的最大电阻为50Ω接入电路中时，对应的定值电阻最大为40Ω即minmin15V50Ω=40ΩUU解得控制的最小电压min=6.67VU；所以U0的取值范围应满足6.67V~10V。

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．U/V 5.55 4.54I/A0.100.200.300.40（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()2R 26V 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 3V15Ω0.2AU 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。