上海吴淞初级中学物理电压 电阻(培优篇)(Word版 含解析)

上海吴淞初级中学物理电压电阻（培优篇）（Word版含解析）
一、初三物理电压电阻易错压轴题（难）
1．软硬程度不同的铅笔其用途不同例如6B软铅笔用来作画，软硬适中的HB铅笔用来写字，6H硬铅笔用来制图。

已经知道铅笔芯的电阻大小与其长度、横截面积有关。

小明有5cm和15cm的6H、HB、6B的铅笔芯若干，用如图所示的方案探究铅笔芯的电阻大小与其硬度是否有关。

(1)实验中小明通过______反映铅笔芯电阻的大小。

(2)应选用______cm的铅笔芯做实验更好一些
(3)实验中更换不同硬度的铅笔芯，发现灯泡亮度几乎不变可能是铅笔芯的电阻差别比较小；改进的措施是:在电路中串联一个______。

(4)实验中，______更换不同硬度的铅笔芯时，(选填“需要”或“不需要”）保持电源电压不变。

(5)根据改进后的方案，画出记录数据的装格，表格中要有必要的信息______
【答案】灯泡的亮度 15 电流表需要
实验次数铅笔芯硬度电流表示数
I/A
铅笔芯电阻
（选填“较小”、“较大”、“很大”）
16H
2HB
36B
铅笔芯横截面积相同，长度为15cm
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]当电压一定时，铅笔芯的电阻越大，电路中的电流越小，灯泡越暗，所以可以用灯泡的亮度来反映铅笔芯的电阻大小。

(2)[2]不同硬度的铅笔芯，选用较长的，它们的电阻差别较大，灯泡亮度变化明显，便于观察。

(3)[3]灯泡亮度几乎不变，说明电流变化不明显，串联一个电流表，可以更准确地反映电流
的变化情况。

(4)[4]研究不同硬度铅笔芯的电阻与硬度的关系，应该控制其它因素相同，所以需要保持电源电压不变。

(5)[5]实验时，要控制铅笔芯长度和横截面积相同，进行多次实验，由于没有电压表，所以不能测出铅笔芯的电阻值，只能通过电流表示数来比较其电阻大小，所以设计表格如下：
实验次数铅笔芯硬度电流表示数
I/A
铅笔芯电阻
（选填“较小”、“较大”、“很大”）
16H
2HB
36B
铅笔芯横截面积相同，长度为15cm
2．小红同学对串联电路的电压规律进行了探究．
（猜想与假设）串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和．
（设计与进行实验）
（1）按如图所示的电路图连接电路．
（2）闭合开关，排除故障，用电压表在AB间测出L1两端的电压．
（3）在测L2两端的电压时，小明为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上．
（4）测出AC间的电压，得出结论．
（交流与评估）
（1）在拆接电路时，开关必须_________．
（2）闭合开关，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是L1______或
L2_______．（填“短路”或“断路”）
（3）小明用步骤3的方法能否测出L2两端的电压？_________，为什么？
___________________________．
（4）方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中，小明分析实验数据得出结论：_________________．此实验在设计方案上存在的不足之处是_________．
U AB/V U BC/V U AC/V
2.4 1.4
3.8
【答案】断开短路断路不能电压表的正负接线柱接反了串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和只做一次实验，一组实验数据得出的实验结论不具普遍性
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在做电学实验连接电路的过程中，开关应是断开的；
（2）由图示可知，当灯泡L1短路时，电压表短路，示数为0；当灯泡L2断路时，整个电路断开，电压表的示数为0；
（3）当采用步骤3的操作时，会使电压表正负接线柱反接，不能测出灯泡L2两端的电压；
（4）得出的结论为：串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和；由于只做了一次实验，就得出结论，这样的结论不具有普遍性．
3．某实验小组探究金属丝电阻大小与横截面积的关系，实验室提供了下列器材：小灯泡、电压表、电流表、电池组、滑动变阻器、刻度尺、开关和导线若干。

（1）为了完成实验，还需要选择什么规格的金属丝。

（2）请你选择合适的器材，设计一个实验方案（电路图配合文字叙述）
（3）分析可能出现的实验现象并得出结论
【答案】（1）选择材料相同、长度相等，横截面积不同的金属丝若干（2）见解析（3）见解析
【解析】
【详解】
（1）在不考虑温度变化的情况下，影响电阻大小的因素有导体的材料、长度和横截面积。

要探究金属丝电阻大小与横截面积的关系，根据控制变量法的原则，需要选择材料相同、长度相等，横截面积不同的金属丝若干，为了实验现象明显可选择电阻率较大的镍铬合金丝。

（2）实验方案：
选择电池组、电流表、小灯泡、开关和若干导线连接串联电路，图中AB两点间接入材料相同、长度相等，横截面积不同的金属丝，从小灯泡的亮度可以粗略比较电阻的大小，还可以防止出现短路，通过电流表示数可以准确比较电阻的大小，电路图如下：
（3）实验现象：接入AB两点间的导体横截面积越大时，闭合开关后，小灯泡越亮，电流表示数越大；
实验结论：在导体的材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越小。

4．某同学用下图所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”，电源电压恒为．
（1）闭合开关后，电流表无示数，但电压表有示数，原因可能是__________．
A．电流表断路B．电压表断路C．R1断路D．R2断路
（2）探究电流与电压的关系时，应保持________不变（选填“R1”或“R2”）．
（3）探究电流与电阻的关系时，当R1的阻值是2Ω，电流表示数是1.0A，要使电流表示数是0.5A，R1的阻值是________Ω；多次测量后，作出的I-R1图像是图乙中的________．【答案】CR14D
【解析】
【分析】
（1）闭合开关，电流表无示数，可能电路出现断路，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路；
（2）探究电流和电压的关系，应保持电阻不变；
（3）探究电流和电阻的关系时，应保持电阻两端的电压不变，根据欧姆定律得到R1的阻值；根据电流和电阻的关系得到I-R1图像。

【详解】
（1）闭合开关，电流表没有示数，可能出现断路，电压表有示数，则与电压表并联的R1断路，故选C。

（2）该实验是探究R1的电流和电压、电阻的关系，探究电流与电压的关系时，应保持R1不变；
（3）R1两端的电压U=IR=1.0A×2Ω=2V，探究电流与电阻的关系时，应保持电阻两端的电
压不变，要使电流表示数是0.5A，R1的阻值；因为电压不变，通过导体的电流和电阻成反比，所以作出的I-R1图像是图乙中的D。

【点睛】
本题考查电流电压和电阻的关系，当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。

5．张峰有一个标准的电压表，它有0~3 V和0~15 V两个量程。

用它测量由两节干电池串联组成的电池组的电压时，接线正确，但他读出的读数是10 V，这显然是错误的。

请你说出他出现错误的原因：_________________。

实际电压应是_____V。

他接着按照课本要求探究并联电路中电流的关系，他们设计的电路如图所示。

把电流表分别接入到电路中的
A、B、C处，测出它们的电流，填入下表：
实验次数A处的电流I A B处的电流I B C处的电流I C
10.100.120.22
20.200.240.44
30.400.480.88
（1）表格设计存在一个不足之处，是________，通过对上面数据的分析，可以得出是
______。

（2）测量三次的目的是_____，在这次实验中他是通过采用_____（填“改变电源电压”或“更换不同规格的小灯泡”）的方法改变电流的大小从而进行三次实验。

（3）结合你用一个电流表做实验时的体会，提出一条对本实验的改进意见： _____。

【答案】看错了电压表量程2电流没有单位并联电路干路中的电流等于各支路电流之和避免偶然性，使结论更具有普遍性改变电源电压使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流
【解析】
【详解】
出错的原因是接的小量程却按大量程读数，电源由两节干电池组成，电源电压最高是3 V，电压表示数不可能超过3 V，电压表大量程分度值是0.5 V，小量程分度值是0.1 V，大量程是小量程的5倍，电压表读数10 V是弄错了量程造成的，把小量程当做大量程了，因此正确读数是2 V；
（1）分析表格中的数据可知，此表格设计中电流没有单位；
由表中实验数据可知，支路电流之和等于干路电流，可以得出的实验结论是：并联电路干路中的电流等于各支路电流之和；
（2）多次测量的目的是获得多组实验数据，避免偶然性，使实验结论具有普遍性与可靠性；
据表格中的数据可知，小灯泡的电流是成倍数的增加，所以是通过改变电源电压的方式进行的实验；
（3）一个电流表在不同位置测量时，读数误差较大，且要多次拆、接电路，稍显麻烦，为了减小误差、方便测量，可以使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流。

6．用甲图测小灯泡电阻．灯泡正常发光的电压为2.5V．
（1）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，此时电流表的示数为_______A ，小灯泡的电阻为_______Ω；
（2）若闭合开关，电流表和电压表的指针都发生偏转，而小灯泡不亮．其可能原因是_______（说出一种即可）；
（3）若一个电表发生故障，但有已知的定值电阻R 0可提供的情况下，下列电路中不能测出小灯泡电阻的是_______．
【答案】0.2 12.5 滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低 D 【解析】 【分析】 【详解】
（1）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A 量程，分度值为0.02A ，此时电流表的示数为0.2A ，由欧姆定律，小灯泡的电阻为：
2.5V 12.50.2A
U R I =
==Ω； （2）若闭合开关，电流表和电压表的指针都发生偏转，说明电路是连通的，小灯泡不亮，可能原因是滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低，灯泡实际功率太小所致； （3）A ．由电路图可知，S 断开时，两电阻串联，电压表测待测电阻的电压U x ；S 闭合时，R 0短路，电压表测电源电压U ，根据串联电路电压的规律，可得出S 断开时定值电阻的电压U 0=U –U x ，由欧姆定律可求电路中的电流0
x
U U I R -=
，从而得出待测电阻的大小 00
x x
x U U R R I U U =
=-， 故A 不符合题意．
B ．S 断开时，电流表测通过定值电阻的电流I 0，由欧姆定律可求出电源电压U=I 0R 0； S 闭合时，电流表测并联电路干路的电流I ，根据并联电路各支路互不影响，两电阻并联时，通过定值电阻的电流大小不变，故根据并联电路电流的规律可知，通过待则电阻的电流I x =I-I 0，由欧姆定律可求待测电阻大小
00
x
x
I R
U
R
I I I
==
-，
故B不符合题意．
C．S断开时，两电阻串联，电流表测电路中的电流I，根据电阻的串联和欧姆定律可得电源电压的表达式U=（R x+R0）I；S闭合时，为R0的简单电路，电流表测通过R0的电流I0，由欧姆定律可得电源电压的表达式U=I0R0，根据电源电压不变，则
（R x+R0）I=I0R0，
可求待测电阻大小为
00
(
x
I I R
R
I
-
=
）
，
故C不符合题意．
D．无论开关断开与闭合，电压表都测电源电压，故不能测量待测电阻的大小．故答案为D．
7．在探究“导体的电阻跟哪些因索有关”的问题时，老师引导同学们做了如下实验：（1）猜想：导体电阻可能与导体长度、横截面积、______、______有关．
（2）由于猜想有多个因素影响电阻大小，应当运用________法去研究每一个因素对电阻大小的影响．
（3）实验时，同学们用下图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之问，
探究情况如下表：
当选用______两根金属丝，可探究导体电阻跟导体长度的关系，得到的结论是：
_____________．
（4）小明小组还做了如图乙所示的实验，这是为了探究导体电阻与______的关系．
（5）实验中同学们发现：在电源电压一定时，由于所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡亮度变化不明显．
对这种现象你认为可采取什么措施：_____________________________．
（6）同学们想继续探究导体电阻与导体横截面积之间的定量关系，为此他们将a、b两根金属丝串联接入电路（如图丙所示），则当发现电压表示数U1：U2接近______时，可以初步判定：在导体的材料和长度相同的条件下，导体的电阻与其横截面积成反比．
【答案】材料温度控制变量法 bc 在材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大温度在电路中串联接入一个电流表 1：2
【解析】
【分析】
【详解】
（1）影响电阻大小的因素可以猜想有：材料、长度、横截面积、温度；
（2）由于有多个因素影响电阻大小，所以探究时应改变一个因素，控制其它因素相同，所以应当运用控制变量法去研究每一个因素对电阻大小的影响．
（3）探究导体电阻跟导体长度的关系，必须控制导体的材料、横截面积相等，长度不相等，因此符合条件的有b和c两根电阻丝；比较灯泡的亮度不同，可以得出的结论是：在材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大；
（4）在图乙的实验中，对电阻丝加热，观察灯泡亮度的变化，因此探究的是电阻与温度的关系；
（5）若通过灯泡的亮度不能比较出电流的大小，可以通过在电路中添加电流表进行检测，则能更准确的进行比较；
（6）据串联电路中电阻之比等于电压之比的特点知，若此时U1：U0=1：2，即a和b的电阻之比是1：2；由于a、b两根金属丝的材料和长度相同，且a的横截面积是b的2倍，所以b的电阻应是a电阻的2倍，即在导体的材料和长度相同的条件下，导体的电阻与其横截面积成反比．
【点睛】
关键是实验中控制变量法的应用，当一个结果受多个因素的影响时都使用此方法进行实验，实验时让一个因素变化，而其它因素都控制相等或相同即控制变量．
8．在用电流表测电流的实验中：
（1）连接电路时，开关应_____；
（2）若某同学连接的电路如图甲所示，则电流表测的是灯_____的电流。

合上开关后，如
果电流表的示数如图乙所示，则通过该灯的电流是______A；
（3）只需改动一根导线就可测得总电流，请在图中用“×”号指出需改动的导线，并在原图中画出正确的电路连线；
（4）若合上开关后，灯均亮，电流表指针不发生偏转，那么原因可能是（_____）
A．电流表内部开路 B．开关处接触不良
C．电流表被短路 D．电源供电不足
【答案】断开L20.46见解析C
【解析】
【详解】
（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）由电路图可知，电流表与灯L2串联，测L2的电流；
由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值是0.02A，示数为0.46A；
（3）把电流表串联接入干路，可测干路电流，即将L1连接电流表的连线，改接到电流表的负接线柱即可，如图所示：
（4）闭合开关后，灯均亮，则电路为通路；
A、如果电流表内部开路，电路开路，没有电流流过灯泡，灯泡不亮，故A错误；
B、开关处接触不良，电路开路，没有电流流过灯泡，灯泡不亮，故B错误；
C、电流表被短路，电路仍是通路，电流表指针不偏转，但灯泡发光，故C正确；
D、电源供电不足，灯泡不发光或发光暗，且电流表指针会有一定偏转，故D错误。

故选C。

【点睛】
重点是用电流表测电流的实验，注意电流表读数时看清楚使用的量程，弄清楚分度值再读数，不要小看了读数，在考试中是经常出现的。

9．某同学对“串、并联电路电压规律”进行探究：
（1）探究串联电路中电压的规律
（设计与进行实验）
①按图所示电路图甲连接电路；
②闭合开关，用电压表测出L1两端的电压；
③在测量L2两端电压时，为了节省时间采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开
A接点，并改接到C接点上；
④测出AC间的电压．
（交流与评估）
①在拆接电路时，开关必须________．
②该同学用上面的方法________（选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，原因是
________．
③方法改进后，所测出的AB、BC、AC间的电压记录在表中，分析数据可以得出本次实验的结论是：串联电路总电压________（选填“等于”或“不等于”）各用电器两端电压之和．
④这个实验在设计上还存在的不足之处________．
（2）探究并联电路中电压的规律
①请用笔画线代替导线，在图乙中把电路连接完整，要求电压表测量灯L1两端的电压（电源电压3V）________．
②电路连接正确后进行实验，分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表示数相同，如图丙所示，其值为________ V．
【答案】断开不能电压表正负接线柱接反了等于只进行一次实验，结论具有偶然性
2.6
【解析】
【详解】
（1）探究串联电路中电压的规律：
①为了保护电路，在拆接电路时，开关必须断开．
②该同学用上面的方法不能测出L2两端的电压，因为电压表所接的B接点不动，只断开A 接点，并改接到C接点上，此时电流由电压表的负接线柱流入，从正接线柱流出，所以正负接线柱是反的；
③根据电压记录在表，分析数据可知，，所以实验的结论是：串联电路总电压等于各用电器两端电压之和．
④根据一次实验得出实验结论具有偶然性，为了结论更具普遍性，应多次实验，所以这个实验在设计上还存在的不足之处：只进行一次实验，结论具有偶然性；
（2）探究并联电路中电压的规律
①两灯并联，所以将两灯的右端相连，电源为3V，所以电压表选择0-3V量程，将电压表的“3V”接线柱连接到L1的左端即可，如图：
②电路连接正确后进行实验，电压表示数相同，如图丙所示，使用小量程，分度值为
0.1V，示数为2.6V。

【点睛】
注意第三步中的电压表的用法，看似简单了一点，要认识清楚这种接法正负接线柱是反的，所以是错误的，当然不能正确测量出电压。

10．如图所示的实验器材，现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向右滑动时灯泡变亮。

①按要求连接实物图__________________
②画出相应的电路图 ___________________
③连接电路时开在应处于___________状态，变阻器的滑片应处于_________端（A或B）。

④滑片P向左移动时，电流表示数变______，灯泡亮度_____（填“变亮”、“变暗”或“不变”）
⑤如发现电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是____________________；如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变，则原因为
__________________________________。

【答案】见解析所示见解析所示断开B小变暗调换电源正负极滑动变阻器接线均接了下面两个接线柱
【解析】
【详解】
（1）根据题意可知，电源由两节干电池组成，电压为3V，所以电压表的量程选用0～
3V，与灯泡并联；
电路中电流约为0.5A，所以电流表的量程选0～0.6A，与灯泡串联；
滑片向右滑动时灯泡变亮，即电路中的电流变大、滑动变阻器接入电路的电阻变小，则滑动变阻器的右下方接线柱必须接入电路中，与开关、电源串联组成电路，如图：
（2）从正极开始依次画出开关、灯泡、电流表、滑动变阻器回到负极，最后电压表并联在灯泡的两端，电路图如下：
（3）为了保护电路，在连接电路时开关应处于断开状态；
滑动变阻器的滑片应处于最大阻值端，根据连接的实物图知，在A端电阻最大；
（4）滑片P向左移动时，接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，则电流变小，即电流表示数变小，灯泡亮度会变暗。

（5）如发现电流表、电压表的指针均反偏，说明两表的电流方向都反了，最简单的解决方法是调换电源正负极；
如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变，说明电路中电阻较大，调节滑片也不起作用，是因为滑动变阻器连接了下面两个接线柱，最大阻值接入电路，故出现此现象。