杭州市锦绣中学物理欧姆定律专题练习(解析版)

杭州市锦绣中学物理欧姆定律专题练习（解析版）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3.8V 12.7Ω0.3AU R I ==≈ [4]当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电阻为9V -3.8V 17.3Ω0.3AU R I ==≈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 1113V 12Ω0.25A U R I === 滑动变阻器的电阻为29V -3V 24Ω0.25AU R I ===滑2滑2 则灯的电阻的变化量为 1-12.7Ω-12Ω0.7ΩL R 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 RURI I==3．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“100.5AΩ”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 BC0,0U 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/Ω1 1.000.142 1.700.223 2.50（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。

细心的小君发现灯泡内壁变黑，是因为高温的钨蒸气遇冷凝华形成的（先升华成钨蒸气再遇冷凝华）。

（5）滑动变阻器的最大允许通过电流为0.5A,此时对应电阻箱允许接入的最小电阻，根据欧姆定律可知，允许接入的最小电阻为：min max 2.5V ==50.5AU R I =Ω；滑动变阻器最大阻值为10Ω，根据串联分压原理可知，此时电阻箱接入的最大电阻，根据串联分压原理可知：U 1:U 2=(3-2.5)V:2.5V=R 滑max ：R max =1:5，当R 滑max =10Ω时，R max =50Ω，即电阻箱的接入阻值范围是5~50Ω.4．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．5．我们已经学习了串联电路电压的规律，那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢？小明利用以下实验器材进行实验：阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。