吉林物理第十四章 欧姆定律单元综合测试(Word版 含答案)

吉林物理第十四章欧姆定律单元综合测试（Word版含答案）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．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 12Ω0.25AU 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。

(4)[5]将定值电阻从10Ω换成20Ω，定值电阻阻值变大，为了保证定值电阻两端电压不变，滑动变阻器电阻也要变大，所以滑片应该向左移动。

[6]当定值电阻阻值最大时，滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流为4V 0.1A 40ΩU I R === 所以可以小于0.4A ，故C 错误，C 符合题意。

(4)[7]第二步，应该让定值电阻和滑动变阻器的全部并联并保证电压还等于电源电压，故应该将滑片移动到最左端。

[8]流过定值电阻的电流为021-I I I =电源电压为()00210-U I R I I R==滑动变阻器的最大阻值为()21011-I I RURI I==3．小明同学在探究电流与电阻的关系实验时，选择的实验器材有：电源（电压恒为6V），电流表（0~0.6A）､电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω､10Ω､15Ω､20Ω），滑动变阻器“30Ω 1A”，导线若干。

(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画出导线完成图乙的电路连接；（__________）(2)同学们先将5Ω的电阻接入电路R所在位置，闭合开关移动滑片，使电压表的示数为2.5V，记录此时电压表､电流表的示数；接下来断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω电阻，_____，将对应的电压表、电流表的示数记入表格。

实验中，定值电阻两端的控制电压值的合理范围是______；(3)小聪同学认为小明的实验操作太麻烦，决定将滑动变阻器和电压表去掉，用两节新的干电池做电源。

电路简化为如图丙所示，进行实验，实验中在A､B之间接入阻值不同的定值电阻，在实验器材完好，操作过程无误的情況下，获得的实验数据如表格所示。

小聪分析数据发现无法得出相应的实验结论。

请你通过分析数据及实验器材，说明小聪无法得出实验结论的原因_____。

实验次数1 2 3电阻R/Ω 5 10 20电流I/A 0.5 0.260.14【答案】 调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P 使其电压表的示数还是2.5VR 2.4V 3V U ≤≤ 见解析【解析】【分析】【详解】(1)[1]从图甲可以看到，变阻器与电阻R 串联接在电路中，电压表测的是电阻R 两端的电压，在图乙中，电源的正极与滑动变阻器的左下端相连，滑动变阻器的电阻最大是30Ω，而四个定值电阻中最大的电阻是20Ω，所以定值电阻中的电压不会超过3V ，电压表的量程选择0~3V 即可，电压表的3V 接线柱与定值电阻的右端相连；根据上述连接实物图，如下图所示。

(2)[2]探究电流与电阻的关系，就要保持电阻两端的电压不变，所以接下来断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω电阻，调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P 使其电压表的示数还是2.5V ，再将对应的电压表、电流表的示数记入表格。

[3]由题意可知，设电阻R 两端的电压是R U ，电路中的电流是I ，根据欧姆定律可得R U I R=，滑动变阻器两端的电压是 R 6V -U U =滑滑动变阻器接入电路的阻值大小是()R R R R 6V -6V -U R U U R U I U R⋅===滑滑 因为30ΩR ≤滑，即 ()R R6V -30ΩU R U ⋅≤化简可得 R 6V 30ΩR U R ⨯≥+ 当电阻5ΩR =，可得到R 6V 7U ≥；当电阻10ΩR =，可得到R 1.5V U ≥；当电阻15ΩR =，可得到R 2V U ≥；当电阻20ΩR =，可得到R 2.4V U ≥；由于电压表的量程是0~3V ，所以R 3V U ≤；综上所述，实验中，定值电阻两端的控制电压值的合理范围是R 2.4V 3V U ≤≤(3)[4]从表中数据可以看到，三次实验，电流与电阻的乘积是不相同的，即电阻两端的电压是不相同的，这是因为电流表也有内阻，当电阻R 阻值变大时，根据串联电路的分压原理可知，电流表的内阻不变，电阻R 两端的电压也在变大，而探究电流与电阻的关系实验，要求电压不变，所以无法得出相应的实验结论。