上海姚连生中学物理第十四章 欧姆定律(提升篇)(Word版 含解析)

上海姚连生中学物理第十四章欧姆定律（提升篇）（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．小明对“篮球在空气中是否受受到浮力”进行探究，由此进行一系列的思考与实验，并最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。

(1)如图甲，将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上，阀门连接未充气的气球，且处于关闭状态。

加砝码使天平平衡。

打开阀门，气球变大（假设篮球体积不变），天平指针向______偏转。

指针偏转的原因是__________________________________________。

(2)为测量篮球受到浮力大小，小明设计了如图乙所示的电路。

电路中电源电压U为6V，R 是力敏电阻，其阻值与所受压力F压的关系如图丙所示。

当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2A，此时压敏电阻R大小为20Ω；当篮球给气球充气到体积为篮球2倍时（篮球体积不变），电流表示数为0.15A，力敏电阻R所受压力F B与篮球对左侧托盘的压力F A的关系如图丁所示，则定值电阻R0阻值为______Ω，篮球所受浮力为______N。

(3)图乙中篮球与气球内气体的总质量保持不变，并控制气球体积为篮球的2倍，在电压表指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值，就制成了一台测量当地空气密度的“空气密度仪”。

若用此装置测量大于1.29kg/m3的空气密度，指针大概应在______（A/B）处。

【答案】右气球受到浮力变大 10 0.09A【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]打开阀门，气球变大，根据阿基米德原理，气球受到的浮力变大，蓝球对托盘的压力变小了，故天平指针向右偏转。

(2)[3]压敏电阻R 与定值电阻R 0串联，电流表测量电路的电流，电压表测定值电阻的电压，当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2A ，根据串联电路的规律及欧姆定律0116V 20100.2AU R R I =-=-Ω=Ω [4]由图丙知此时 F 1B ＝309N当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时（篮球体积不变），电流表示数为0.15A ，根据串联电路的规律及欧姆定律2026V 10300.15AU R R I =-=-Ω=Ω 由图丙知此时 F 2B =300N由图丁知F B =50F A故11A 309N 5050B F F == 22A 300N 5050B F F == 托盘A 所受压力的变化量 ∆F A ＝309N 50−300N 50＝0.18N 篮球给气球充气到体积为篮球的2倍，由阿基米德原理，即篮球所受的浮力为 F 浮=12×0.18N=0.09N (3)[5]气球体积为篮球的2倍，即气球的体积不变，现用此装置测量大于1.29 kg/m 3的空气密度，根据阿基米德原理，气球受到的浮力变大，篮球对托盘的压力变小，力敏电阻R 所受压力F B 也变小，可知压敏电阻变大，根据串联电阻的规律，电路的总电阻变大，由欧姆定律，电路的电流变小，根据U ＝IR ，定值电阻的电压变小，即电压表示数变小，故用此装置测量大于1.29 kg/m 3的空气密度，指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧， 即A 处。

2．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/A10.80.22 1.60.43 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、S2，断开S1，______，调节滑动变阻器R2的滑片P，使电压表的示数为2.5V；②断开开关S2，闭合S、S1，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R1的滑片P不动，将滑动变阻器R2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 40.3AU 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S2，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 22x U R R R U += 带入数据140.9V 20 1.8VR +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3．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。