人教版九年级物理下册 欧姆定律(篇)(Word版 含解析)
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人教版九年级物理下册欧姆定律(篇)(Word版含解析)
一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)
1.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压小于24伏且保持不变)、待测电阻R x、电压表、电流表(只有0.6安量程可用)、滑动变阻器(标有“1安”字样)、阻值为10欧的定值电阻R1、阻值为30欧的定值电阻R2、开关及导线若干。实验器材均完好
...。
(1)小华经过思考,先进行一次实验测电源电压,实验电路图及闭合开关S后对应的电压表的示数如图所示。小华实验所用电源电压为_________伏;
(2)小华根据第一次实验结果进行思考后开始第二次实验,他正确串联电源、待测电阻、电流表、滑动变阻器和开关,然后把电压表并联接入电路。闭合开关后,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,发现电流表示数由0.20安增大到0.58安,此过程中电压表示数减小了4.0伏。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图(a)、(b)所示,电压表示数为_______V,电流表示数为_________A。
根据图(a)、(b)所示电压表、电流表示数,计算待测电阻R x=__________Ω。
(3)小明分析了小华的实验数据与计算结果,他认为是小华电压表所选量程不对。小明在小华电路基础上,将电压表换为另一量程并联在R x两端。为了使实验过程中电表指针能不
低于刻度盘的
1
4
,他应串联电阻___________(选填R1或R2),滑动变阻器阻值接入范围为____________。
【答案】6 4.0 0.2 10 R10~20Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]假设电压表的量程是0~15V,这时电压表的示数是7.5V,从电路图可以看到,这是一个串联电路,电压表并联在电阻R1两端,电路中的电流
1
1
7.5V
0.75A
10Ω
U
I
R
===
电阻R2两端的电压
22=0.75A 30Ω22.5V U IR =⨯=
电源电压
127.5V 22.5V 30V 24V U U U =+=+=>
这与题意不符合,所以电压表的量程不是0~15V ;那么电压表的量程是0~3V ,它的读数是
1.5V ,电路中的电流
11 1.5V 0.15A 10Ω
U I R =
== 电阻R 2两端的电压 22=0.15A 30Ω 4.5V U IR =⨯=
电源电压
12 1.5V 4.5V 6V 24V U U U =+=+=<
这与题意相符合,所以小华实验所用电源电压为6V 。
(2)[2]由题意可知,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,电压表示数减小了4.0V ,那么电压表的量程不可能是0~3V ,电压表的量程是0~15V ,从图(a )可以看到,电压表示数是4V 。
[3]电流表的量程只能是0~0.6A ,从图(b )可以看到,电流表的示数是0.2A 。
[4]由题意可知,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,电流表示数变大,根据U
R I
=可知,电路的总电阻变小,待测电阻R x 阻值不变,那么滑动变阻器接入电路的阻值在变小,待测电阻R x 的电压在变大,变阻器的电压在变小,由于此过程中电压表示数减小了4.0V ,那么电压表是并联在变阻器两端的,电源电压是6V ,那么待测电阻R x 的电压是
x 6V -4V 2V U ==
电路中的电流大小是0.2A ,那么待测电阻R x 的大小
x x x 2V 10Ω0.2A
U R I =
== 待测电阻R x 的大小是10Ω。 (3)[5][6]由题意可知,这时电压表的量程是0~3V ,假设串联电阻R 2,那么电路中的电流大小
6V 6V 0.15A 10Ω30Ω40Ω
I R =≤=++滑 但是要求实验过程中电表指针能不低于刻度盘的
14
,电流表的量程是0~0.6A ,指针不能低于0.15A ,所以不能串联电阻R 2;串联电阻R 1,那么电路中的电流大小要求
6V 6V 0.15A 0.3A 10Ω10Ω20ΩI R ≤=≤=++滑 待测电阻R x 的电压
x x 0.75V 3V U IR ≤=≤
解得
R
≤≤
020Ω
滑
即他应串联电阻R1,滑动变阻器阻值接入范围为0~20Ω。
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