九年级上册物理 第十四章 欧姆定律章末训练(Word版 含解析)

九年级上册物理第十四章欧姆定律章末训练（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R x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R x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．R x断路 C．开关短路 D．R x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R x=_____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
10.80.2
2 1.60.4
3 2.40.6
(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 、S 2，断开S 1，______，调节滑动变阻器R 2的滑片P ，使电压表的示数为2.5V ；
②断开开关S 2，闭合S 、S 1，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R 1的滑片P 不动，将滑动变阻器R
2的滑片P 移到最左端，读出电压表的示数为2.7V ，再将R 2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R 1滑片移至最左端
滑动变阻器R 1 0.625 【解析】 【分析】 【详解】
(1)①[1]滑动变阻器R 1与R x 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R x 两端电压，要与R x 并联，并选择0～3V 的小量程。

如图所示：
②[2] A ．若R 1断路，整个电路断路，两表都没有示数，故A 不符合题意；
B ．若R x 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R x 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
x 1.2V 40.3A
U R I =
==Ω ④[4]根据电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为
x 3V
0.21A 0.2A 410U I R R ==≈ΩΩ
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 、S 2，断开S 1，滑动变阻器R 1滑片移至最左端，使R 1接入电路中电阻为0，调节滑动变阻器R 2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S 2，闭合S 、S 1，调节滑动变阻器R 1的滑片P ，使电压表的示数仍为2.5V ，使得通过R 1、R x 的电流等于小灯泡的额定电流。

④[7]由③保持滑动变阻器R 1的滑片P 不动，将滑动变阻器R 2的滑片P 移到最左端，此时R 2接入电路中的电阻为0，R 1R x 串联，电压表测得路端电压为2.7V ；再将R 2的滑片P 移到最右端，此时R 2全部接入电路，R 1R x R 2串联，电压表测得R 1R x 两端电压0.9V ，所以R 2两端电压为
21x 2.7V-0.9V=1.8V U U U =-=路
根据串联电路的特点
11x 22
x
U R R R U += 带入数据
140.9V
20 1.8V
R +Ω=Ω 解得此时R 1接入电路中的电阻为
16R =Ω
所以当R 1R x 两端电压为2.5V 时，电路中的电流
1 2.5V 0.25A 64x U I R R =
==+Ω+Ω
小灯泡额定电流也为0.25A ，所以小灯泡的额定电功率
==2.5V 0.25A=0.625W P U I ⨯额额额
2．在复习电学知识时，小明在实验室做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”的实验。

实验中，所用的电源电压为6V ，小灯泡点的额定电压为3.8V ，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A ”。

（1）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。

闭合开关后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V 时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____W 。

（2）移动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的小灯泡的I-U图象。

由图象可知：当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻______，如果小灯泡两端的电压为1.9V，则小灯泡的实际功率_______0.38W。

（3）在做“探究电流与电阻的关系”实验时，小明所用的四个定值电阻的阻值行别为
5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。

他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验，他把电路中的小灯泡取下，电路的其他元件连接方式不动，把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。

如果要保证电路中各元件的安全，且用四个电阻都能顺利地完成实验，则定值电阻两端的电压应该在_______范围内选择。

【答案】1.52变大大于 2.4V~3V
【解析】
【详解】
(1)[1]当电压为额定电压3.8V时，图乙中电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.4A，灯的额定功率
P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W
(2)[2][3]在图丙中，分别作出图象上a、b两点的电压及对应的电流大小，如下图所示
由图可看出，电压的增加的量U b-U a大于对应的电流增加的值量I b-I a，即电压增加的量比电流增加的要大，根据欧姆定律
a b
a b
a b
U U
R R
I I
=<=
所以，当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻也变大；因在实际电压1.9V下的电阻小于灯在额定电压3.8V下的电阻，R实<R额，灯的实际功率
2
2
22
()()
1 1.52W
0.38W
22444
U U U P
U
P R R
R R
==>=⨯===
额额额额
实
额
实实
额
实
即小灯泡的实际功率大于0.38W。

(3)[4]探究电流与电阻的关系实验时，应控制不同电阻的电压保持不变，根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究，保证电路中各元件的安全，且用四个电阻都能顺利地完成实验：因电流表的量程为0~0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A，当接入最小的电阻5Ω时，电压表示数即为允许的最大电压
U大=R小I大=5Ω×0.6A=3V
因变阻器的最大阻值为30Ω，当变阻器电阻全部连入电路中时，若接入最大的电阻R大
=20Ω，此时电路中的最小电流
6V
0.12A
2030
U
I
R R
===
+Ω+Ω
小
定大滑大
定值电阻的最小电压
U小=I小R定大=0.12A×20Ω=2.4V
则定值电阻两端的电压应在2.4V~3V。

3．如图所示是“用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系”的电路图．
（1）闭合开关，保持滑片P2位置不变，向右移动铅笔芯上的滑片P1，电路中的电流
________（选填：“变大”“变小"或“不变”）．
（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，应该将滑动变阻器的滑片P2向________移动．
（3）移动铅笔芯上面的滑片P1，记录铅笔芯A P之间的距离和电压表的示数，数据如表所示：
A P1/mm030.060.090.0120.0150.0180.0
U/V00.40.8 1.2 1.6 2.0 2.4
通过表中数据反映的规律和___________可以推出导体的电阻与导体的长度成________比的结论．
（4）保持滑片P1的位置不变，滑片P2在如图所示的位置时电压表示数为0.9V，滑片P2向右移动一段距离，电压表示数变为1.2V，滑片P2再向右移动相同的距离，电压表示数为________V．
【答案】不变右欧姆定律正 1.8
【解析】
【分析】
本题考查影响导体电阻的因素，主要是长度因素。

【详解】
(1)[1]由电路图可知，当滑片P2不动时，不管P1怎么滑动滑动，铅笔芯的电阻都不变，那么电路的总电阻不变，唯有改变了电压表的示数，所以电路中的电流不变
(2)[2]电压表的示数变得很小，是滑动变阻器分去了太多电压，故要向右滑动滑片P2，让变阻器的电阻变小，分去的电压变小，那么电压表的示数就会变大
(3)[3][4]当A P之间的距离变大时，电压表所测的导体长变长，其示数随之变大。

而在这个
过程中，电路中电流不变，根据欧姆定律
U
I
R
得，当电流不变时，导体两端的电压与电
阻成正比。

处理表中的数据有：电压与A P1的距离的比值是定值，即是两者也成正比，所以可知导体的电阻与导体的长度成正比。

(4)[5]当电压表的示数为U AP =0.9V 时，设铅笔芯和滑动变阻器此时接入电路的总电阻为R ，A P 段的电阻为R AP
，电源电压为U ，根据欧姆定律有
AP AP U U
I R R
=
= 即是
AP 0.9V U
R R
= 此为①式
当电压表示数为U ´AP =1.2V 时，设变阻器减小的电阻为△R ，同理有
´´
AP AP U U I R R R
==-∆
即是
1.2V AP U
R R R
=-∆ 此为②式 解①②两式得，
R =4△R
此为③式
将③式代入①式得，
3.6V AP
UR R
=∆ 当滑片P 2再向右移动相同的距离，电压表的示数设为U ´´AP ，同理有
´´
´
2AP AP U U I R R R ==-∆
而将③式入上式，得
´´11
3.6V 1.8V 22
AP AP UR U R =
=⨯=∆
4．某小组同学准备探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验器材有：干电池2节，滑动变阻器（20Ω，1A ）、电流表、电压表、开关各一个，不同阻值的定值电阻及导线若干，图甲是他们连接的实验电路。

（1）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P移到B端这样操作的目的是为了_____
（2）闭合开关后，他们移动滑动变阻器的滑片至某一位置，电压表示数为0.7V，电流表示数如图乙所示，接着继续探究，把所测数据填在了下表中
实验次数12345
电压U/V0.71 1.1 1.5 1.7
电流I/A0.180.200.260.30
①图乙中电流的示数为_____A。

②图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，请根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I﹣U图象，并标标记为a。

（________）
（3）图丙中b、c、d三条I﹣U图象，是其他组同学选择5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，按图甲电路测量数据所画。

①单独分析图丙中每条I﹣U图象，可以得到的结论是_____。

②该小组同学发现，分析图丙中的I﹣U图象，还能得到：“当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律。

请写出分析方法：_____。

③验证②中的规律，该小组的同学选择了5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，准备分别接入图甲电路，测量电流进行探究，有同学提议：既然探究时需要保持电阻两端电压不变，图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。

他们按照提议分别将三只电阻由小到大接入电路，闭合开关后，读出电流表示数分别为0.42A，0.24A，0.13A，发现无法验证②中的规律。

于是他们计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值U．为确保完成验证，则这个电压值U的范围为_____。

A．1.5V＜U≤3V B．1.3V＜U＜2.1V C．1.3V＜U≤2.6V D．2.1V＜U＜2.6V
【答案】保护电路；0.12电阻一定时，电流与电压
成正比见解析B
【解析】
【详解】
(1)[1]为保护电路，闭合开关前，滑片必须处于最大阻值处，即应将滑动变阻器的滑片P移
到B端；
(2)①[2]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.12A；
②[3]图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I−U图象，并标记为a，如下所示：
(3)①[4]单独分析图丙中每条I−U图象，因为过原点的直线，故可以得到的结论是电阻一定时，电流与电压成正比；
②[5]由上图知，当电压为0.8V时，对应的电流大小约为0.032A、0.066A、0.13A，结合电阻大小分别为20Ω、10Ω、5Ω，考虑到误差因素，电流与对应的电阻之积为一定值，故还能得到：当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律；分析方法采用了控制变量法；
③[6]根据欧姆定律I=U
R
有U=IR，3次实验中电阻的电压分别为2.1V、2.4V、2.6V，都小
于电源电压3V，是因为电源有内阻的原因；设电源本身的电压为E，对外（R与R'串联）提供的电压为U，根据电阻的串联和欧姆定律可得，电路中的电流：
I=
E
R R r +'+
，
由欧姆定律，R与R'获得的电压为：
U=I(R+R′)=
E
R R r
+'+
×(R+R′)，
故有:
1 U =()
R R r
E R R
+'
+
⨯+'=()
R R
E R R
+
⨯+
'
'+()
r
E R R
⨯+'=
1
E
+
r
E
×
1
R R
+'
，
由数学知识得，对外提供的电压U的倒数与串联电阻（电源内阻r之外的电阻）的倒数为一次函数的关系，即为：
1 U =k
1
R R
+'
+b，
根据该小组的同学选择了5Ω、10Ω的定值电阻，电源内阻r之外的电阻获得的电压分别为2.1V、2.4V，将已知量代入上式：
1 2.1V =k×
1
5Ω
+b，
1 2.4V =k×
1
10Ω
+b，
解方程组得：k=
10Ω
2.47V
⨯
，b=
12
2.1V 2.47V
-
⨯
，故这个一次函数关系式为：1
U
=
10Ω
2.47V
⨯
×
1
R R
+'
+
12
2.1V 2.47V
-
⨯
，
他们计划仍按图甲进行探究，因要控制当电阻的电压值U为一定值，根据串联电路电压的规律，变阻器分的电压也为一定值，由分压原理，定值电阻和变阻器分得的电压之比为一定值，故当电阻为20Ω时，变阻器连入电路中的电阻最大为20Ω，此时的总电阻为40Ω，代入这个关系式：
1 U =
10Ω
2.47V
⨯
×
1
40Ω
+
12
2.1V 2.47V
-
⨯
，
解得：U=2.6V。

变阻器与电阻的电阻相等，根据分压原理，故电压表示数为1.3V；
当电阻最小为5Ω时，电路中的电流最大，变阻器连入电路中的电阻最小，此时电压表有最大值，当变阻器电阻连入电路中的电阻为0时，将5Ω代入这个关系式：
1 U =
10Ω
2.47V
⨯
×
1
5Ω
+
12
2.1V 2.47V
-
⨯
，
故：U=2.1V。

综上，他们计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值U，为确保完成验证，则这个电压值U的范围为：
1.3V<U<
2.1V．
故选B。

5．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：
6．如图甲是小华设计了一个“用电流表、电压表测x R 阻值”的实验电路，其中电源电压6V U ，滑动变阻器两个（A “10Ω2A ”、 B “20Ω1A ”）可供选择。

(1)连好电路后闭合开关，发现电流表示数为零，而电压表示数为6V ，若电路中只有一处发生故障，则故障的原因可能是______；
(2)排除故障后闭合开关，当移动变阻器滑片到某个位置时，电压表、电流表的示数分别如乙图所示，此次测出的待测电阻的阻值为______Ω；
(3)接着小华将滑片P 从滑动变阻器的一端滑到另一端，她发现电流表示数由最小值10.2A I =增大到最大值20.58A I =：此过程中电压表的示数减小了4V U ∆=，则： ①小华所选用的滑动变阻器为______（选填序号“A ”或“B ”）；
②下列是小华给出的待测电阻x R 的表达式，其中错误的一项为______；
A ．1x U R I =
B ．21x U R I I =
- C ．2x U R I =
D ．1
x U U R I -= (4)根据小华在该实验得到的所有数据，可求得x R 阻值应该为______（结果保留一位小数）；
(5)利用以上器材，小华还可以探究通过导体的电流与______的关系。

【答案】滑动变阻器断路 10.0 B A 10.2 电压
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]甲图中，变阻器与待测电阻串联，电压表测变阻器的电压，连好电路后闭合开关，发现电流表示数为零，电路可能断路，而电压表示数为6V ，则电压表与电源连通，若电路中只有一处发生故障，则故障的原因可能是滑动变阻器断路；
(2)[2]电压表、电流表的示数分别如乙图所示，电压表选用大量程，分度值为0.5V ，电压为3V ，电流表选用小量程，分度值为0.02A ，电流为0.3A ，由欧姆定律，此次测出的待测电阻的阻值为
3V 10.0Ω0.3A
U R I === (3)[3][4]接着小华将滑片P 从滑动变阻器的一端（第1次操作）滑到另一端（第2次操作），她发现电流表示数由最小值0.2A 增大到最大值0.58A ，可知原来变阻器连入电路的电阻最大，对应的电流最小，为0.2A ，滑片P 移动到另一端时，变阻器连入电路的电阻为0，电流最大为0.58A ，此时电压表示数为0，为此过程中电压表的示数减小了
4V U ∆=
故可知，原来电压表的示数为4V ，由欧姆定律，小华所选用的滑动变阻器的最大电阻
114V 20Ω0.2A
U R I ===滑滑 故变阻器选用的为B ；在第1次操作中，根据欧姆定律可得R X 为待测电阻与变阻器最大电阻的阻值之和，故A 错误，根据串联电路电压的规律，电压表示数变化等于待测电阻电压的变化，根据欧姆定律
1x x U I R =，
2x x U I R '=，
两式相减得
1212()x x x x x U U I R I R I I R -'=-=-，
X x U IR ∆=∆
故
21
x U R I I =- 故B 正确,在第2次操作中，由欧姆定律可得
2
x U R I = 故C 正确，在第1次操作中，根据串联电路的规律及欧姆定律，待测电阻为
1
x U U R I -∆=
故D 正确，故选A 。

(4)[5]在第1次操作中，根据(3)D 选项可得 116V 4V 10.0Ω0.2A
x U U R I -∆-=
== 在第2次操作中，根据C 选项 226V 10.3Ω0.58A x U R I =
=≈ 由①②③，取平均值作为测量结果可得
10.0Ω10.0Ω10.310.1Ω3
x R ++Ω==
(5)[6]因待测电阻大小不变，故利用以上器材，小华还可以探究通过导体的电流与电压的关系。

7．小罗同学手里有一个标有“3.8V ”字样的小灯泡，他想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，图乙为滑动变阻器的实物图。

电源电压为U ，电流表、电压表完好：
(1)连接电路时电压表的量程应该选择____________的量程（选填“0—3V ”或“0—15V ”）；
(2)小罗连接电路后闭合开关，发现无论怎么移动滑动变阻器滑片，电压表示数始终小于额定电压且保持不变，造成该现象的原因可能是___________；
(3)故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的指针如图丙所示，电流表的读数为________A ，小灯泡正常工作时的电阻是________Ω；
(4)完成上述实验后，小罗还要测量另一只小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他设计了如图丁所示的电路图测量额定电压为U 额的小灯泡的额定功率。

已知滑动变阻器R 1的最大阻值为R 1，滑动变阻器R 2的最大阻值为R 2。

请你帮他将实验步骤补充完整： ①闭合开关S 、S 2，断开S 1，调节滑动变阻器R 1的滑片P ，使电压表的示数为________； ②接着，__________，使电压表的示数与①步骤相同；
③保持滑动变阻器R 2的滑片P 位置不动，将滑动变阻器R 1的滑片P 移到最右端，电压表的示数为U 右；
④小灯泡的额定功率的表达式为P 额=_____（用U 、U 额、R 1、R 2、U 右表示）。

【答案】0~15V 滑动变阻器接A 、B 接线柱（滑动变阻器同时接下接线柱） 0.38 10 U -U 额 闭合S 、S 1，断开S 2，调节滑动变阻器R 2的滑片P
21)(U U U U R -右额右 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]因为小灯泡的额定电压为3.8V ，故接电路时电压表的量程应该选择0—15V 。

(2)[2]无论怎么移动滑动变阻器滑片，电压表示数始终小于额定电压且保持不变，说明电路的电流过小，电路的总电阻偏大且不变，原因可能是滑动变阻器都接下面两个接线柱。

(3)[3][4]图中电流表选用小量程，分度值为0.02A ，示数为0.38A ，由U I R
=
可得，小灯泡正常工作时的电阻
3.8V 10Ω0.38A L U R
I === (4)①[5]根据实验步骤：闭合开关S 、S 2，断开S 1，L 与R 1串联，灯泡正常发光时电压等于其额定电压U 额，由串联电路的电压特点可知，此时电压表示数等于U -U 额；
②[6]闭合开关S 、S 1，断开S 2，保持R 1的滑片不动，两滑动变阻器串联，调节R 2的滑片，使电压表的示数与步骤②相同，此时R 2连入阻值与②中灯泡正常发光时电阻相等， ④[7]为得到R 2连入电阻的阻值，可将R 1的滑片滑到最大值处，此时电压表的示数为U 右，此时电路中电流1
U I R =
右，由串联电路特点和欧姆定律计算出R 2连入电路中的电阻，即灯正常发光时的电阻 ()1221
L U U R U U U R R U I U R --====右右右右
灯泡的额定功率
()22211()L U U U U P U U R R U U R U ===--右额
额额额右右右
8．某班进行“探究电流与电压的关系”的电学实验。

(1)小洁所在的小组，先设计出如图甲的电路，经过讨论又设计出乙和丙电路。

请分析由甲电路改进为乙电路的好处是______。

由乙电路改进为丙电路的目的是______；
(2)图丁中实物电路没有连接完整。

请用笔代替导线帮助小洁连接；______
(3)在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，小洁选取四个定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑动变阻器“20Ω 2A ”。

先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1V ，记下电流值；再将5Ω电阻换成10Ω电阻，她下一步操作是：将滑动
变阻器的滑片向______（选填“A ”或“B ”）端移动；
(4)若电源电压恒为3V ，要用上述四个定值电阻进行实验，必须控制定值电阻两端电压不能超过______V ；
(5)小洁和同组同学完成上述实验后，想测一只标有“2.5V ”字样小灯泡的额定功率，却发现电压表损坏不能用了，本组同学为了完成测量，利用一个5Ω的电阻，设计了如图戊所示的电路。

操作步骤如下：
①断开开关S 2，闭合开关S 、S 1，调节滑动变阻器，使小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为______A ；
②断开开关S 1，闭合开关S 、S 2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为I ； ③小灯泡的额定功率的表达式P l 额______。

（用已知量和直接测出量表示）
【答案】R 的阻值不随温度的变化而变化 可多次测量得出普遍性的结论
B 1.5 2.5 0.5 ()2.5V 0.5A I ⨯-
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]灯的电阻随温度的变化而变化，研究探究电流与电压的关系时，要控制电阻的大小不变，由甲电路改进为乙电路的好处是R 的阻值不随温度的变化而变化。

[2]研究探究电流与电压的关系时，为得出普遍性的结论要多次测量，故由乙电路改进为丙电路的目的是可多次测量得出普遍性的结论。

(2)[3]电压表与灯并联，如下所示
(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B 端移动，使电压表的示数不变。

(4)[5]由题意知，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻的最大电阻为20Ω；根据串联电路电压规律和分压原理
U R U R =滑滑
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小，即
20Ω3V 30Ω
U = 解得
1.5V U =
即电压表控制不变的最小电压为1.5V ，因滑动变阻器R 标有“20Ω 0.5A ”字样，即电路中的最大电流为0.5A ，故电路中的最小电阻
3V 6Ω0.5A
U R I ===最小大 此时对应的阻值为5Ω，变阻器连入电路中的电阻为1Ω，根据分压原理，电压表控制不变的电大电压
5Ω3V 2.5V 1Ω5Ω
U =⨯=+大 两端的电压只能在1.5V 到2.5V 之间；故若电源电压恒为3V ，为了使所给的4个定值电阻都进行实验，定值电阻两端的电压应控制在1.5V 和2.5V 之间。

(5)①[6]断开开关2S ，闭合开关S 、1S ，调节滑动变阻器，使小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为0.5A 。

③[7]在②中，电流表测灯与R 并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流
L 0.5A I I =-
小灯泡的额定功率的表达式
()L 1L 2.5V 0.5A P U I I =⨯=⨯-额额
9．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18V 保持不变，滑动变阻器的规格是“70Ω1.5A ”，阻值为10Ω、20Ω，30Ω、50Ω的电阻各一个，满足测量需求的电流表，电压表各一个。

(1)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 向左移动时电压表示数变大。

（__________）
(2)小明先探究“电阻R一定，电流与电压的关系”，他将10Ω的电阻作为R接入电路，闭合开关S，通过调节滑动变阻器滑片P，测出电阻两端施加不同电压时对应电流值，并记录（如表所示）。

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．分析数据，可得出结论：_____。

实验次序1234
U/V 3.0 4.0 5.0 6.0
I/A0.300.410.62
(3)接着小明根据表1数据绘制出I—U图像，如图丁中a所示，实验完成后，将电阻换成小灯泡。

重复上述实验过程，绘制出I—U图像，如图丁中b所示，试分析图像中A、B、C 三电阻R A、R B、R C从小到大排列依次为（用不等式表示）：_____。

(4)小明在探究“电压U一定，电流与电阻的关系”：
a、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表中断开开关S，小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值_____（选填“增大”或“减小”）他这样操作的目的是_____。

实验次序1234
R/Ω10203050
I/A0.600.300.200.12
b、上表是小明提交的实验数据，老师指出有一组数据不符合实际，你认为这是实验次序_____的数据，选出的理由是_____。

【答案】 0.5 电阻一定时，电流与电压成正比R A<R C<R B减小控制电压不变 4 当滑动变阻器接入最大值70Ω时，保持定值电阻电压。