银川物理欧姆定律检测题(Word版 含答案)
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银川物理欧姆定律检测题(Word版含答案)
一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)
1.现有下列器材:学生电源,电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、定值电阻8(2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个)、开关、滑动变阻器(15Ω 1A)和导线若干,利用这些器材探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电压表示数变小;______
(2)实验中,不能被选用的电阻为___Ω;判断的依据是______;
(3)保证所选电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在3V至______V之间;
(4)实验中依次接入其中三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,测得相应的电流值,如下表所示。
分析表中的数据可以得出结论______;
实验次数…234…
R/Ω…101520…
I/A…0.30.20.15…
(5)做完探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,把定制电阻换成小灯泡,测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
①闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,如要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向______(选填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为______V。
②改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值。
根据记录的数据,绘制得如图丙所示的I﹣U图像。
由图像可知,小灯泡的额定功率是______W;同时发现小灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是______。
【答案】 2.5 此时电流超过了电流表的量程 4.8
电压一定时,电流与电阻成反比 A 2.5 0.5 小灯泡电阻受到温度的影响
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由题意可知,当滑动变阻器滑片P 向B 端移动时,接入电路中的电阻变大,故滑片左侧的电阻丝应当连入电路中,电路连接图如图所示。
(2)[2][3]若选用2.5Ω的电阻,实验中电阻R 两端的电压始终保持3V 不变,由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
3V = 1.2A>0.6A 2.5Ω
U I R == 超过了电流表的量程,故实验中不能被选用的电阻为2.5Ω。
(3)[4]保证可用电阻均能正常进行实验,设最大电源电压为'U ,根据串联电路电压的规律和分压原理
U R U R =滑滑定定
当所用定值电阻的阻值为25Ω,变阻器接入阻值最大为15Ω时
'3V 15Ω3V 25Ω
U -= 解得
' 4.8V U =
实验中需要控制电阻R 两端的电压始终保持3V 不变,所以电源电压最小为3V ,故电源电压只能在3V 到4.8V 之间。
(4)[5]由表格数据可知,对应的电流和电阻的乘积都等于3V ,由此得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
(5)[6][7]由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V ,分度值为0.1V ,所示为2.2V ,灯泡两端电压小于额定电压,要测灯泡额定功率,应增大灯泡的电压,减小变阻器分得的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,即滑片向A 端移动,直到电压表示数为额定电压2.5V 。
[8]由图丙所示图像可知,灯泡的电压为1.5V 时,电流为0.15A ,由U I R
=
可得,此时灯泡的电阻值 1.5V =10Ω0.15A
U R I == 由图丙可知,灯泡额定电压对应的电流为0.2A ,灯泡额定功率
2.5 V 0.24A=0.5W P UI ==⨯
[9]小灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是小灯泡电阻受到温度的影响,小灯泡电阻丝
会随着温度的变化而变化。
2.小致同学在做“用伏安法测量定值电阻R 1的阻值”的实验中,按如图甲所示设计的电路进行实验,已知滑动变阻器的最大阻值为R 2。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,改变R 1两端电压及通过电流,实现多次测量,其目的是_______________;
(2)当电压表示数为2.5V 时,电流表示数为0.5A ,利用此数据计算出R 1的阻值是_____Ω;
(3)小华在没有电流表的情况下也测量出了此电阻的阻值,其电路如图乙,他的操作如下: ①开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,记录电压表示数为3V ;
②将滑动变阻器的滑片调到最右端,记录电压表的示数为1V 。
则R 1的阻值为_____(用含有R 2的代数式表示)。
(4)小峰同学在小华同学的电路基础上进行了调整,设计了如图丙所示的电路,他的操作如下:
①将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为U 1;
②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U 2。
则U 1_____22
U (选填“>”、“<”或“=”),R 1的阻值为_____(用含有U 1、U 2、R 2的代数式表示)。
【答案】减小误差 5 20.5R >
212122U U R U U -- 【解析】
【分析】
(1)定值电阻多次测量求平均值是为了减小误差;
(2)根据U R I
=算出电阻; (3)闭合开关S ,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻1R ;将滑片滑到最右端,两电阻串联,根据串联电路的电流和电压特点求出待测电阻的阻值;
(4)要测量x R 的阻值,根据U R I
=
可知,需知道被测电阻两端电压和通过的电流,据此分析。
【详解】
(1)[1]为提高测量的准确程度,通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了减小误差;
(2)[2]当电压表示数为2.5V 时,电流表示数为0.5A ,则1R 的阻值为
1 2.5V 5Ω0.5A
U R I ===; (3)[3]①开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻1R ,记录电压表示数为3V ,即电源电压为3V ;
②将滑动变阻器的滑片调到最右端,两电阻串联,记录电压表的示数为1V ,即此时电阻1R 两端的电压为1V ,则滑动变阻器2R 两端的电压为3V -1V =2V ,根据串联电路的电流和电压特点有
121V 2V
R R =, 故120.5R R =;
(4)[4]①将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为U 1,根据串联电路的电流和电压特点有
111212
U U R U R -=电源
------① 则
2112
2R U U R R =+电源, ②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U 2,根据串联电路的电流和电压特点有
2122
U U R R U -=电源------② 则
2212
222U R U R R =+电源, 故212
U U >; [5]联立以上①②两式,解得
211212
2U U R R U U -=-。
【点睛】 本题以伏安法测电阻的探究实验为基础,进行了多层次的拓展,既要掌握好重点实验伏安法测电阻,又要灵活运用欧姆定律进行深度探究,非常经典的一道探究实验综合题。
3.小军用如图所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”。
(1)小军连接的电路有一处错误,请只改动一根导线,使电路连接正确(在应改动的导线上打“×”,用笔画线代替导线画出正确的接法)_______。
(2)图乙时他改正错误后某次实验的电流表和电压表示数,则小军选择的定值电阻是
____Ω(保留一位小数)。
(3)小军进行了多次实验后,绘制了定值电阻的电流随电压变化的图象(如图丙所示)。
正确的图象是__(选填“A”或“B”)。
(4)小军看到实验桌上有一个额定电压为U的小灯泡,他想挑战只用一只电表测量该小灯泡的额定功率.小军又找来一个已知阻值的定值电阻R0和两个开关S1,S2,设计了如图丁所示的电路图,请补全小军的实验步骤。
①只闭合开关S和________(选填“S1”或“S2”),调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为_________;
②只闭合开关S和__________(选填“S1”或“S2”),保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出此时电流表的示数为I;
③则小灯泡的额定功率的表达式为:P额=_________(用字母U, I, R0,表示)。
【答案】 9.2 A S2 S1 UI﹣
【解析】
1)电压表应与电阻并联,如图所示:
(2)由图乙知,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A;电压表的量程为
0∼3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;所以定值电阻的阻值为R=9.2Ω; (3)由于是定值电阻,所以电流与电压成正比例,A正确,B错误;(4)首先只闭合S和S2,此时定值电阻与灯泡并联,灯泡正常发光时,定值电阻两端电压为U,所以此时电流表测量通
过定值电阻的电流表示数应为I0,所以当电流表的示数为时灯泡正常发光;只闭合S和S1,此时电流表测量干路电流,则可知灯泡的额定电流I额I−I0I−;灯泡的额定功率P额U额I额U×(I−)UI−.
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.王小军同学用如图所示实物电路研究小灯泡的电阻,已知小灯泡上标有“3 V”字样。
(1)图中部分导线已连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
___
(2)根据实物图在虚线方框内画出实验电路图。
____
(3)将滑动变阻器的滑片移到某位置时,电路中电流表示数为0.2 A,电压表的示数如图所示,则电压表示数为________V,此时灯丝的电阻为________Ω。
(4)改变滑动变阻器的电阻,经多次实验,测得多组电压、电流值如表所示,请根据表中数
据,在如图中作出小灯泡的U-I图象。
_____
【答案】 2.512.5
【解析】
【详解】
(1)滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中,如下图所示:
(2)先画出电源,从电源的正极出发,依次画出开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回到负极,然后把电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
(3)由图3可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,灯泡两端的电压为2.5V,
由I=可知,此时灯丝的电阻R===12.5Ω
6.方方做了“研究通过定值电阻的电流与它两端电压的关系”的实验后,欲探究通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。
现有电压为9V的电源、规格为“6V 3.6W”的小灯泡、规格为“2A 10Ω”的滑动变阻器、导线、开关、电流表和电压表等器材。
方方根据图甲所示电路实验时发现无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数始终较大,无法探究电压更小时小灯泡的电流与电压的关系。
方方在老师的指导下,设计了如图乙所示的电路图,继续实验。
(1)当使用图甲电路进行实验,滑动变阻器阻值调到最大时,电压表示数为4伏,此时电流表示数为______;
(2)方方根据电路图乙,连接实物电路如图丙所示。
老师说少连了一根导线,请你帮她在图中添上这根导线______;
(3)方方按图乙正确连接后进行实验,采集数据,绘制了小灯泡电流与电压关系的曲线图,如图丁所示。
①AB 段是直线,可得出的探究结论是:在电压较小时,______;
②BC 段明显发生弯曲,是因为______。
【答案】0.5A 通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比 灯丝的电阻变大
【解析】
【分析】 (1)根据串联电路的电压关系求出滑动变阻器两端的电压,由U I R
=
,求出电路中的电流。
(2)根据图乙确定图丙的连接。
(3)根据灯丝的电阻与温度的关系分析。
【详解】
(1)[1]由图甲知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,由题意知,灯泡两端的电压为4V ,所以滑动变阻器两端的电压为
U 滑=U -U 灯=9V-4V=5V 所以电路中的电流为 5V 0.5A 10Ω
U I R ===滑滑 (2)[2]由图乙知,滑动变阻器的左半部分与灯泡并联,所以连接如图所示:
(3)①[3]由图象知,AB段是一段直的线段,可知,在电压较小时,通过灯泡的电流与它两端的电压成正比。
②[4]BC段出现弯曲,是由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,电压较高时,灯丝的温度也随之升高,因此灯丝的电阻也会增大,从而造成电流与电压不成正比的现象。
【点睛】
本题主要是测量小灯泡的电阻实验,考查了灯丝电阻与温度的关系,同时考查了实验中所遇问题及解决方法,很具有实用性。
7.在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中,实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材:电源(电压恒为4.5 V)、电压表、电流表。
滑动变阳器、开关。
“5Ω、10Ω、15Ω”的定值电阻各一个,导线若干。
(1)根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图(______);
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,电压表的示数始终为0,经检查后发现是电路中一根导线断路,则发生断路的导线是a、b、c、d中的______(填字母);
(3)小莉同学在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如表一所示,请在坐标中描点画出U- I图像(______),由此得出的实验结论是______;
表一
实验次数电压U/V电流I/A
1 1.00.2
2 1.50.3
3 2.00.4
4 2.50.5
表二
实验次数电阻R/Ω电流I/A
150.6
2100.3
3150.24
(4)小明同学在“探究电流与电阻的关系”时,测得的三组数据如表二所示。
由于操作不当,导致表二中第______次实验的数据存在情误,出错的原因是______。
小明及时纠正了错误,得出了正确的测量结果和实验结论。
接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是______。
【答案】 b 电阻一
定时,电流与电压成正比 3 没有保持定值电阻两端电压一定,定值电阻两端电压为3.6V,大于3V 2.5Ω~7.5Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据电流从电源正极出发,经过依次经过各个电学元件后回到电源负极按照实物图连接,如图所示
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表的示数始终为0,即电压表没有连接在电路中,则发生断路的导线是b 。
(3)[3]
根据表一中的数据利用描点法将这些数据在坐标图上描出来,然后用一条光滑的直线将这些点依次连接起来,如图所示
[4]从画出的U - I 图像可知随着电阻两端电压增大,通过电阻的电流也在增大,由此得出的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比。
(5)[5][6]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,由表二数据可知,电阻两端电压
V 0.6A 5Ω0.3A 10Ω3V 0.24A 15Ω 3.6V U IR ==⨯=⨯=≠⨯=
故第3次实验的数据存在错误,产生错误的原因是:定值电阻两端电压为3.6V ,大于3V 。
[7]定值电阻两端电压为3V ,则电阻为15Ω时,第三次实验通过的电流应为
3333V 0.2A 15Ω
U I R === 根据串联分压可知滑动变阻器两端电压为
V 4.5V 3V 1.5V U U U =-=-=滑
当电路电流为0.2A 时,滑动变阻器接入的阻值
3 1.5V 7.5Ω0.2A
U R I ===滑滑 当电路电流为0.6A 时,滑动变阻器接入的阻值 1 1.5V 2.5Ω0.6A U R I '=
==滑滑 所以本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω~7.5Ω。
8.某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整;(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大;导线不得交叉)
(________)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数等于电源电压,电流表有示数,移动滑片,电表示数不变,则故障为滑动变阻R'_________;
(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行,图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。
由图像可知R两端的电压为________V;当R 的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压________ (选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向____(选填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,为了保证完成实验,则滑动变阻器的阻值至少是________Ω。
【答案】被短路 3 不变右 12.5
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示
(2)[2]连接好电路,闭合开关,电流表有示数,即电路中有电流通过,则故障类型为短路,电压表示数等于电源电压,只能是滑动变阻R'被短路。
(3)[3]图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两
U=IR=0.6A×5Ω=3V
[4]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即保持电阻两端的电压不变。
[5]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,所以滑片应右端移动,使电压表的示数仍为3V。
[6]电压表控制的电压为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×25Ω=12.5Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少为12.5Ω的滑动变阻器。
9.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(________)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R__(填“短路”或“断路”)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为_____V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压
_____(填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向_____(填““左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是_____Ω。
【答案】断路 3 不变右 7.5
【详解】
第一空.滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:
第二空.若定值电阻短路,电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意;若定值电阻断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,符合题意,所以故障为定值电阻R断路;
第三空.图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为:
U=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V;
第四空.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即保持电阻两端的电压不变;
第五空.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,所以滑片应右端移动,使电压表的示数仍为3V。
第六空.电压表控制的电压为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=4.5V﹣3V=1.5V,
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.5×15Ω=7.5Ω,
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少7.5Ω的滑动变阻器。
10.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R0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
12.5
0.2A
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,R0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U0=U–U x,由欧姆定律可求电路中的电流
x
U U
I
R
-
=,从而得出待测电阻的大小
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I0,由欧姆定律可求出电源电压U=I0R0;
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-I0,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.。