九年级物理上册 第十四章 欧姆定律(培优篇)(Word版 含解析)

九年级物理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．在“伏安法测电阻”的实验中，小梦同学连接了如图甲所示的电路（电路元件完好，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值为R，接线柱接线牢固）．（1）连接电路过程中开关应该_____，开关闭合前滑片滑到_____处．（2）检查电路，发现有一处连接错误，请指出连接错误的导线是_____（填“a”“b”“e”或“d”）．（3）纠正错误后，闭合开关，测得几组数据如表．实验序号123电压U/V 1.5 2.1 2.8电流I/A 1.100.14电阻R/Ω15.015.0第3次实验时电流表示数如图乙所示，电流表的示数为_____A．第3次实验后，算出的电阻值是_____，待测电阻值为_____Ω．（4）实验结束后老师组织大家做延伸实验，他把A组的电流表给了B组，把B组的电压表给了A组，让A、B组利用现有器材完成测量电阻的实验设计．如果你在其中一个组，请把设计的电路图画在图丙的虚线框内．【答案】断开电阻最大 d 0.18 15.6Ω 15.2 答案见解析【解析】【分析】【详解】（1）连接电路时，为了防止电路元件损坏，开关应处于断开状态，为了保护电路，滑动变阻器滑到最大阻值处；（2）由实物图知，电压表测量的是电源电压，应该测量定值电阻两端电压，所以错误的是导线d，下端应该连接定值电阻左端的接线柱．（3）如图乙，电流表接在0~0.6A量程上，所以示数为0.18A，此时电压为2.8V，根据欧姆定律可算出此时的电阻为2.815.60.18R=≈Ω，将三次测量数据取平均值可知待测电阻阻值约为15.2Ω；(4) 根据题意可知，A组有两个电压表，B组有两个电流表；要测量电阻R x，要根据串并联电路特点设计电路A组上图B组下图，则其设计如图：【点睛】伏安法测电阻中，多次测量的目的是为了取平均值；探究电流与电压关系的实验中，多次测量的目的是为了实验更具普遍性．已知滑动变阻器最大阻值为R，在最后一问的设计中，可以以R为纽带，找到电源电压的表达式．2．电源电压为6伏、待测电阻R x、标有“20欧1安”字样的滑动变阻器、电压表、电流表各一个（其表盘如图所示），电键及导线若干，所有器材均完好．他先将除电压表以外的元件串联连接，再将电压表选择合适的量程并联接入电路中．他把变阻器滑片从一端移到另一端的过程中，读出电流表示数的变化范围为0.14安～0.26安．当他移动滑片至电流表指针位于如图（甲）所示位置时，观察到某电表的指针偏离零刻度线的角度为另一电表的两倍．（1）请画出小闵连接的电路图；（____）（2）请完成将表格填空．物理量实验序号U x（伏）I x（安）电阻R x（欧）1____0.14 2________ 3____0.26【答案】【解析】据题意，当电流表示数为0.14A时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，最大值为20欧，==⨯=,当他移动滑片至电流表指此时滑动变阻器两端的电压为：U IR0.14A20Ω 2.8V针位于如图（甲）所示位置时，观察到某电表的指针偏离零刻度线的角度为另一电表的两倍，此时电压表的示数为1.8V,因此电压表和滑动变阻器并联，故电路图如下：②当电流表的示数最小为时，此时滑动变阻器的阻值最大时，电压表的示数最大为2.8V，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：U1=U−U滑1=6V−2.8V=3.2V；由欧姆定律得：当移动变阻器滑片到某个位置时，由图甲知，电流表的量程为0∼0.6A，分度值为0.02A，示数为0.18A；电压表的量程为0∼3V，分度值为0.1V，示数为1.8V，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：U2=U−U滑2=6V−1.8V=4.2V；当电流表的示数最大为0.26A时，此时滑动变阻器连入电路的阻值为零时，电压表的示数最小为0V，则U3=U=6V；故答案为如下图：3．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．4．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。

电源电压恒为6V，实验用到的定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个。

(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；（______）(2)取10Ω的定值电阻接入电路，实验中正确连接电路，刚闭合开关时，电压表、电流表的示数分别为2V、0.2A，则实验选用的滑动变阻器的最大阻值为_____Ω；(3)按选定规格的滑动变阻器依次实验记录数据如表：实验次数1234电阻R/Ω10152030电流I/A0.30.20.150.1分析可知表中4次实验，有一组数据是人为编造的，这次实验是第_____次（填序号），就现有器材，要完成全部4次实验，可将定值电阻两端控制不变的电压调至不少于_____V，在此电压下，完成全部4次实验定值电阻消耗功率最大为_____W，并调整部分电表量程即可。

【答案】 20 4 3.6 0.9【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]根据电路图，将变阻器左下接线柱连入电路中，电阻与变阻器串联，电压表与电阻并联，如下所示：(2)[2]取其中一个电阻接入电路，实验中正确连接电路，即变阻器的最大电阻连入电路中，刚闭合开关时，电压表、电流表的示数分别为2V 、0.2A ，由串联电路电压的规律，则实验选用的滑动变阻器的最大阻值为6V-2V200.2AV U U R I -===Ω滑大 (3)[3]当定值电阻为30Ω时，由电阻的串联规律，电路的最大电阻为30Ω+20Ω＝50Ω由欧姆定律，电路的最小电流为6V =0.12A 50Ω0.10A U I R '==＞ 故第4次实验数据是人为编造的； [4]根据串联电路电压的规律及分压原理有V V R U U U R -=滑定方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器最大电阻连入电路中时，对应的定值电阻最大，电压表示数最小，即V V 6V 2030U U -Ω=Ω解得U V ＝3.6 V ，故要完成全部4次实验，可将定值电阻两端控制不变的电压调至不少于3.6 V ，并调整部分电表量程即可。

[5]定值电阻消耗功率最大功率()222max 24U U R P I R R R R R R R R ⎛⎫⨯= ⎪+-+⎝⎭滑滑滑＝＝ 当滑动变阻器的阻值等于定值电阻时，定值电阻电功率最大，由并调整部分电表量程可知，R 滑＝10Ω，故完成全部4次实验定值电阻消耗最大功率()22max6V ==0.9W 4410U P R =⨯Ω滑5．小明利用如图甲电路“探究电流跟电阻”的关系，已知电源电压保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

(1)请根据图甲的电路图将图乙实物图补充完整，要求向右移动滑片电流表的示数变大。

（导线不允许交叉）。

（______）(2)实验中多次改变R 的阻值，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙I -R 图象。

①由实验图象可得出的结论：______。

②上述实验中，小明利用5Ω的电阻完成实验后，接下来的操作是：将10Ω的电阻接入电路中，闭合开关，向_________（选填“左”“右”）移动滑片，使电压表示数为______V，读出电流表的示数。

③图丙中阴影部分的面积表示____________。

(3)实验后为测量R2阻值，小明设计了如图所示的两个实验电路图，其中电源电压未知，定值电阻R1的阻值已知。

实验步骤如下：①闭合开关S，断开开关S1，记录电流表示数I1，计算出电源电压U=I1R1；②闭合开关S和S1，记录电流表示数I2；通过分析，你认为小明所使用的实验电路是________（选填相应选项字母），求得R2=______（用R1、I1、I2表示）。

【答案】电压一定，电流与电阻成反比左 2.5 定值电阻两端电压 A 1121I RI I【解析】【分析】【详解】(1)[1]向右移动滑片电流表的示数变大，即电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路与电阻串联，电压表与电阻并联，如下图所示(2)①[2]由图丙知，电阻两端的电压始终保持U V1=I1R1=0.1A×25Ω=2.5VU V2=I2R2=0.25A×10Ω=2.5VU V3=I3R3=0.5A×5Ω=2.5V为一定值，故由实验图象可得出的结论：电压一定，电流与电阻成反比。

②[3][4]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大。

探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2.5V，读出电流表的示数。

③[5]图丙中阴影部分的面积S =IR ，因U =IR ，阴影部分的面积表示定值电阻两端电压。

(3)②[6][7]闭合开关S 和S 1，记录电流表示数I 2。

闭合开关S ，断开开关S 1，A 图中，为R 1的简单电路，由欧姆定律可得出电源电压U =I 1R 1。

而B 中，两电阻串联，不能得出电源电压大小，故小明所使用的实验电路是A ；在②中，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路各支路互不影响，通过R 2的电流为：I 2=I 2-I 1，由欧姆定律得112221I R UR I I I ==-6．如图所示，晓松在做“探究电流与电压的关系”的实验。