九年级第十四章 欧姆定律同步单元检测(Word版 含答案)
九年级第十四章欧姆定律同步单元检测（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．要测量一个阻值约为几百欧的电阻R x。实验室提供的器材有：电源（电压为3V）、学生用电流表（量程为0~0.6A、0~3A）、学生用电压表（量程为0~3V、0~15V）、滑动变阻器R1和电阻箱R2（0~9999Ω5A）各一个，开关、导线若干。
(1)小明用伏安法测量该电阻，如图是小明连接的电路。接通电路后，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为2V。请你判断：
电路中哪一个元件发生了什么故障？答：______；
(2)在排除故障换用新元件后，经检查电路完好。闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小，电压表有示数，但电流表的指针几乎不偏转，电流太小的原因是______。所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值；
(3)请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计实验方案测出该电阻的值；
(a)画出实验电路图______；
(b)实验步骤：按图连接好电路；闭合S1调节滑动变阻器，使电压表显示合适的值；断开S1闭合S2，______；读出电阻箱的阻值R；
(c)写出待测电阻R x的表达式：______。
【答案】电流表短路待测电阻阻值太大保持滑片位置不
变，调节电阻箱阻值，使电压表示数与闭合S1时相同R x=R
【解析】
【分析】
(1)常见电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因。
(2)根据欧姆定律，在电压不变的情况下，若电路的电阻增大，则电路中的电流减小，若电阻值很大，则电路中的电流会很小。若电流值小于电流表的分度值时，将无法准确地测出电流值。
(3)根据实验电路图可知，实验时有电压表，没有电流表，可根据并联电路各支路两端的电压特点进行实验，即：连接好电路图后，用电压表测出待测电阻两端电压，再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变，根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等；据此设计实验步骤。
【详解】
(1)[1]接通电路，电流表指针不偏转，示数为零，而电压表示数为2V，说明电流表被短路。
(2)[2]由于电源电压为3V，而电阻R x的阻值大约为几百欧，根据欧姆定律电路中的电流太小。
(3)[3]可以应用等效法测待测电阻阻值，待测电阻与电阻箱并联，实验电路图如图所示：
[4]实验步骤：按图连接好电路；闭合S1调节滑动变阻器，使电压表显示合适的值；断开S1闭合S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表示数与闭合S1时相同；读出电阻箱的阻值R。
[5]写出待测电阻R x的表达式
R x=R
【点评】
本题的难点较多，一是电流表量程的选取，二是故障原因的判断，三是没有电压表测电阻的方法：根据并联电路各支路两端的电压相等这一特点设计实验，着重体现了等效替代法
在实验中的具体应用。
2．现有下列器材：学生电源（6V）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~
15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω 各一个）、滑动变阻器（100Ω 0.5A），开关和导线若干，利用这些器材探究“电流与电压、电阻的关系”，如图所示：
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路（要求滑片向右滑时，电流表示数变大）；
（______）
(2)小敏同学探究电流跟电压的关系，他连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是__；
(3)小敏同学排除故障后闭合开关，他调节滑动变阻器，测出通过电阻R的电流和对应的电压值，如下表所示，分析数据后发现表格中电流与电压不成正比，检查两电表均无故障，你认为可能的原因是___。通过数据可知电阻R的阻值是___Ω；
U/V0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A0.140.240.340.440.54
(4)小敏同学接着探究电流跟电阻的关系，他依次接入5Ω、10Ω、20Ω 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，记下电流表的示数。实验中他接入5Ω、10Ω 定值电阻时，两次电路的电流之比为___。在不改变电路连接的情况下，为完成整个实验，电压表示数设置的范围为___V 至___V；
(5)某小组同学用图乙电路图探究欧姆定律，研究电流与电阻的关系。现有器材如下：四个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω），标有“60Ω 1A”的滑动变阻器，电压表（可用量程 0~3V、0~15V），电流表（可用量程 0~0.6A），导线，开关，电源电压未知。把20Ω的电阻接入电路中，刚闭合开关时，电流为 0.05A。为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，如果控制电压表两端的电压在 1V~ 2V范围内，滑动变阻器的取值范围为___。
【答案】定值电阻短路使用前电流表指针
未调零 5 2∶1 1 2.5 5Ω～60Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要求滑片向右滑时，电流表示数变大，即电路总电阻变小因此应将电源负极与滑动变阻器右下接线柱连接，电压表负接线柱与定值电阻的右接线柱相连；如下图：
(2)[2]电流表有示数，说明电路为通路；电压表没示数，说明电压表被短路，因此故障为R 短路。
(3)[3][4]检查两电表均无故障，说明测量过程正确，分析表格中数据可知：电流值都去掉0.04A 时，电流值与电压值成正比，所以可能的原因是使用前电流表指针未调零。因此电阻 R 的阻值是
0.5V 1V 1.5V 2V 2.5V =====50.1A 0.2A 0.3A 0.4A 0.5A
U R I ==Ω (4)[5] 探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联，定值电阻两端电压始终保持不变，因此接入5Ω、10Ω 定值电阻时，两次电路的电流之比为
R
112R
212
102===51U I R R U I R R Ω=Ω [6][7]电路中最大电流为0.5A ，因此最小总电阻为
min max 6V =120.5A
U R I ==Ω 当定值电阻最小为5Ω时，滑动变阻器阻值为
12Ω-5Ω=7Ω 结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得
R 5=7
U R U R =滑滑 R =6V U U +滑
可解得R =2.5V U ，因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变，因此分压相同，当接如最大电阻20Ω时，滑动变阻器阻值为28Ω＜100Ω，符合题意。
当接入电路电阻最大时，此时定值电阻阻值为20Ω，变阻器阻值为100Ω，则结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得
''R ''1=5
U R U R =滑滑 '
'
R =6V U U +滑
可解得'R
=1V U ，综上所述电压表的取值范围为1V~2.5V 之间。
(5)[8]把20Ω的电阻接入电路中，刚闭合开关时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，则电源的电压
440.05A 20Ω+60Ω=4V U I R R =+=?滑（）
（） 设电压表的示数为U R ，则滑动变阻器两端的电压
U 滑=U -U R
由串联电路的电流特点可得，电路中的电流
R R U U U I R R -=
='滑
则 R R U U R R U -=
滑 当U R =1V 时
4V -1V 31V
R R R ==滑 四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为15Ω、30Ω、45Ω、60Ω，即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为15Ω~60Ω，当U R =2V 时
4V -2V 2V
R R R ==滑 四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为5Ω~20Ω，综上可知，滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~60Ω。
3．如图所示是“用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系”的电路图．
（1）闭合开关，保持滑片P 2位置不变，向右移动铅笔芯上的滑片P 1，电路中的电流________（选填：“变大”“变小"或“不变”）．
（2）如果滑片P 1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，应该将滑动变阻器的滑片P 2向________移动．
（3）移动铅笔芯上面的滑片P 1，记录铅笔芯A P 之间的距离和电压表的示数，数据如表所示：
A P 1/mm
0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0 U /V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
通过表中数据反映的规律和___________可以推出导体的电阻与导体的长度成________比的结论．
（4）保持滑片P 1的位置不变，滑片P 2在如图所示的位置时电压表示数为0.9V ，滑片P 2向右移动一段距离，电压表示数变为1.2V ，滑片P 2再向右移动相同的距离，电压表示数为________V ．
【答案】不变 右 欧姆定律 正 1.8
【解析】
【分析】
本题考查影响导体电阻的因素，主要是长度因素。
【详解】
(1)[1]由电路图可知，当滑片P 2不动时，不管P 1怎么滑动滑动，铅笔芯的电阻都不变，那么电路的总电阻不变，唯有改变了电压表的示数，所以电路中的电流不变
(2)[2]电压表的示数变得很小，是滑动变阻器分去了太多电压，故要向右滑动滑片P 2，让变阻器的电阻变小，分去的电压变小，那么电压表的示数就会变大
(3)[3][4]当A P 之间的距离变大时，电压表所测的导体长变长，其示数随之变大。而在这个过程中，电路中电流不变，根据欧姆定律U I R
=得，当电流不变时，导体两端的电压与电阻成正比。处理表中的数据有：电压与A P 1的距离的比值是定值，即是两者也成正比，所以可知导体的电阻与导体的长度成正比。
(4)[5]当电压表的示数为U AP =0.9V 时，设铅笔芯和滑动变阻器此时接入电路的总电阻为R ，A P 段的电阻为R AP ，电源电压为U ，根据欧姆定律有
AP AP U U I R R
=
= 即是 AP 0.9V U R R
= 此为①式
当电压表示数为U ′AP =1.2V 时，设变阻器减小的电阻为△R ，同理有
′′
AP AP U U I R R R ==-? 即是
1.2V AP U R R R
=-? 此为②式
解①②两式得，
R =4△R
此为③式
将③式代入①式得， 3.6V
AP UR R
=? 当滑片P 2再向右移动相同的距离，电压表的示数设为U ′
′AP ，同理有
′′′
2AP AP U U I R R R ==-? 而将③式入上式，得
′
′
11 3.6V 1.8V 22
AP AP UR U R ==?=?
4．为了节能，正明中学为教室安装了光控照明系统，有效避免了“长明灯”的现象．光控系统用光敏电阻控制，光敏电阻是阻值随着光的照度改变而发生变化的元件（光越强，照度越大，照度的单位为1x ）．某光敏电阻R P 在不同照度下的阻值如下表：
（1）根据表中数据，请在如图坐标纸中描绘出光敏电阻随照度变化的图线_____．其阻值随照度变化的规律是______；
（2）如图所示，当1、2间电压上升至4V 时，控制电路自动启动照明电路．请利用所给器材在如图虚线框内设计一个电路______，给1、2两端提供电压，并要求当天色渐暗照度降至1.0（lx ）时，照明电路启动．（控制电路对你所设计电路无影响）
器材：电源（电压为6V ），开关S 及导线若干，其他器材如下表．
在你所设计的电路中，电阻箱的阻值应调至______kΩ；
（3）某同学在对所设计的电路进行调试时，发现照明电路过早启动．请你提出一个可行的
解决办法：______．
【答案】光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
10 增大电阻箱R的阻值
【解析】(1)根据表格中的数据在图1中先描点，再用平滑的曲线连线，如图1所示：
从图1可知，光敏电阻的阻值随照度变化的规律是：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。
(2)电路如图2所示。
控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至 1.0(1x)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，其两端电压为4V，而电源电压为6V，所以应串联一个电阻分担一部分电压，则电阻箱两端的电压为6V?4V=2V，根据串联分压可
知：
2042
21
U R V
U R R V
====
光光
箱箱箱
，所以电阻箱的阻值为10kΩ。(3)照明电路过早启动，必
须想办法让光敏电阻的阻值降低，则光敏电阻分担的电压减小，而电源电压不变，所以电阻箱分担的电压增大，则电阻箱的阻值应该增大。
点睛：照明电路过早启动，必须想办法让光敏电阻的阻值降低，而电源电压不变，根据串联分压的关系判断出电阻箱阻值的变化即可。
5．如图甲所示是一种常见的发光二极管，其电路符号如图乙所示.
二极管的导电能性很特殊，它只允许电流从它的正极流向负极，不允许从负极流向正极，这很像自行车气流从打气筒流向车胎.小丽和小明认真查阅资料后，决定一起验证二极管的这一特殊导电性.
（1）闭合开关前，滑片应位于________（选填“a”或“b”）端。
①当电源反接时（如图丙），无论怎么移动滑片，电流表都________（选填有或无）示数
②当电源正接时（如图丁），闭合开关，观察发现电流表无示数，二极管也不发光，于是他们找来一电压表，接在c、d两端，发现电压表有示数，为1.4 V，电路无断路情况，移动滑片，发现电压表示数变大，电流表也有示数，对此，他们猜想当电源正接时二极管导电性能与它两端的电压大小有关．他们认真完成实验，并将记录的部分数据填入下表中。电压/V 1.4 1.5 1.7 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
电流/mA00 2.0 4.012.022.032.042.052.060.0
（2）分析以上实验可知发光二极管具有________（选填“单”或“双”）向导电的特性。（3）根据表中实验数据用描点法在所给的坐标纸上作出这个二极管的U－I图像
________。
（4）当二极管两端的正向电压达到1.9 V后，二极管正常工作，从表格中收集到的数据以及U－I图像可以看出该二极管正常工作前后的导电情况的区别是_____________。
（5）若电源电压为5 V，当电流表示数为12.0 mA时，滑动变阻器接入电路的阻值为
________Ω。
（6）使用发出两种色光的二极管，分别指示电动机正反两个转动方向，可以帮助操作人员及时发现电动机转动方向是否符合需要．为此小丽和小明设计了符合需要的模拟电路。
实验步骤：
①接通开关，二极管a导通，发红光，电动机正转。
②调换电池组正、负极，接通开关，二极管b导通，发绿光，电动机反转。
请你根据小丽和小明的设计思路，在图己虚线框内画出二极管a的连接方式________。
【答案】b 无 单 正常工作前电阻大，正常工作后电阻小 250
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]滑动变阻器在电路中起保护电路的作用，所以在实验开始之前滑片要处于阻值最大处，故实验开始前，滑片要位于b 端。
[2]电源反接时，电流从正极出发，经过滑动变阻器，再经过二极管负极，因为二极管不允许从负极流向正极，故此时电路处于短路状态，故无论怎么移动滑片，电流表都无示数。
(2)[3]二极管接正向电流时，电路通路，而接反向电流时，电路短路，故二极管具有单向导电的特性。
(3)[4]将表格中数据所对应的坐标描在坐标系中，再用线将点连起来如图所示：
(4)[5]由图可知，正常工作后，二极管的电阻减小，即正常工作后导电性良好，正常工作前导电性能差，故正常工作前电阻大，正常工作后电阻小。
(5)[6]当电流表的示数为12.0mA 时，由表格可知：发光二极管两端电压为2V
故滑动变阻器两端电压
=5V 2V 3V U -=滑
故滑动变阻器接入电路的阻值
3V =2500.012A
U R I ==Ω滑滑 (6)[7]当a 二极管导通时，b 二极管应该是断开的连接电路如图所示：
6．小明同学利用四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、规格为“15Ω 1A ”的滑动变阻
器、电源（电压为4.5V）、电压表、电流表、开关和导线等器材，进行了“探究电流与电压、电阻关系”的实验。
(1)小明选择10Ω的定值电阻，连接了如图甲所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表示数________，电压表示数________（改变/不变）。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在连接错误的一条导线上断“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
(2)排除故障后，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为________A，又读得电压表示数为2V，此时小明________（能/不能）得出“电阻一定时，电流与电压成正比”的结论；
(3)在探究“电流与电阻的关系”时，小明将控制电压设为2.5V，依次将阻值为5Ω、
10Ω、15Ω，20Ω的定值电阻接入电路。在换上10Ω的电阻后，后续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是________。他用20Ω的电阻替换15Ω的电阻进行实验，发现无法使电压表读数调到2.5V。他可以在电路中与滑动变阻器________（串联/并联）一个阻值大于________Ω的电阻，才能使实验进行到底。
【答案】改变不变 0.2 不能
②①④③串联1Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]如图甲所示的电路，则电阻与电压表被短路了，电流表与变阻器串联，故闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电流表示数改变，电压表示数不变（为0）。
[3]电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，同时电流表电压表都要正进负出，改正后如图（见答案）所示。
(2)[4]电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A。
[5]仅一组数据不能得出结论，不具有普遍性意义。
(3)[6]连接电路时，为了防止短路应断开开关且滑动变阻器调到阻值最大处，然后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表达到要求电压，记录电流表示数。
[7][8]为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，根据串联电路电压的规律，变
阻器分得的电压为4.5V-2.5V=2V，变阻器分得的电压为定值电阻电压的
2V
=0.8
2.5V
倍，当
接入20Ω的电阻时，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻
R＇滑=0.8×20Ω=16Ω
而变阻器的最大电阻为15Ω，故滑动变阻器不能将20Ω的电阻两端电压调到2.5V，此时应该串联一个电阻R′，故R′的最小值
R′最小=R＇滑?R滑=16Ω?15Ω=1Ω
即需要串联一个阻值大于1Ω的电阻，才能使实验进行到底。
7．在测量电阻的实验中，用两节干电池作为电源，待测电阻的阻值约为6Ω。
（1）在实验中，电流表应该选择的合适量程是______。
（2）在实物电路图中，用“”打在错误连线上，并用笔画线代替导线改正错误连线。
（__________）
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到______（填“左”或“右”）端。
（4）线路正确后，闭合开关时，若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终为电源电压，电流表的示数几乎为零，你认为电路故障的原因可能是______。
（5）排除故障后继续实验，某次测量的电压表和电流表的示数如图所示，此时测量的待测电阻R=______Ω。
（6）通常在使用电压表时认为其电阻无穷大，不考虑电压表中流过的电流：在使用电流表时认为其电阻为零，不考虑电流表两端分得的电压，在用电压表、电流表测量电阻有如下图所示的两种测量电阻的连接方式，
若电压表的电阻不是很大，电流表电阻不是很小，你认为图______中测量出的电阻值比真实值偏大，图中测量出______的电阻值比真实值偏小。
【答案】0-0.6A 右 电阻断路 5 甲 乙
【解析】
【详解】
（1）电源电压为3V ，待测电阻的阻值约为6Ω，由欧姆定律，电路中的最大电流约为：3V 6Ω
U I R ===0.5A ，在实验中，电流表应该选择的合适量程是0-0.6A ； （2）变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联，电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，如下图所示：
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处的右端；
（4）线路正确后，闭合开关时，若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终为电源电压，电流表的示数几乎为零，电路故障的原因可能是电阻断路；
（5）排除故障后继续实验，某次测量的电压表和电流表的示数如图所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V ，电压为1.5V ，电流表选用小量程，分度值为0.02A ，电流为0.3A ，由欧姆定律，此时测量的待测电阻R = 1.5V 0.3A
U I ==5Ω； （6）甲图中电流表测量是准确的，电压表测电阻与电流表的电压，根据并联电路电压的规律，电压表测量的电压偏大，由欧姆定律R =
U I 可知，测量的电阻偏大； 乙图中，电压表测量的电压是准确的，电阻与电压表并联，根据并联电路电流的规律，电流表示数大于R 的实际电流，由欧姆定律R =U I
可知，测量的电阻偏小。
8．小罗同学手里有一个标有“3.8V ”字样的小灯泡，他想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，图乙为滑动变阻器的实物图。电源电压为U ，电流表、电压表完好：
(1)连接电路时电压表的量程应该选择____________的量程（选填“0—3V ”或“0—15V ”）；
(2)小罗连接电路后闭合开关，发现无论怎么移动滑动变阻器滑片，电压表示数始终小于额定电压且保持不变，造成该现象的原因可能是___________；
(3)故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的指针如图丙所示，电流表的读数为________A ，小灯泡正常工作时的电阻是________Ω；
(4)完成上述实验后，小罗还要测量另一只小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他设计了如图丁所示的电路图测量额定电压为U 额的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R 1的最大阻值为R 1，滑动变阻器R 2的最大阻值为R 2。请你帮他将实验步骤补充完整： ①闭合开关S 、S 2，断开S 1，调节滑动变阻器R 1的滑片P ，使电压表的示数为________； ②接着，__________，使电压表的示数与①步骤相同；
③保持滑动变阻器R 2的滑片P 位置不动，将滑动变阻器R 1的滑片P 移到最右端，电压表的示数为U 右；
④小灯泡的额定功率的表达式为P 额=_____（用U 、U 额、R 1、R 2、U 右表示）。
【答案】0~15V 滑动变阻器接A 、B 接线柱（滑动变阻器同时接下接线柱） 0.38 10 U -U 额 闭合S 、S 1，断开S 2，调节滑动变阻器R 2的滑片P
21)(U U U U R -右额右 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]因为小灯泡的额定电压为3.8V ，故接电路时电压表的量程应该选择0—15V 。
(2)[2]无论怎么移动滑动变阻器滑片，电压表示数始终小于额定电压且保持不变，说明电路的电流过小，电路的总电阻偏大且不变，原因可能是滑动变阻器都接下面两个接线柱。
(3)[3][4]图中电流表选用小量程，分度值为0.02A ，示数为0.38A ，由U I R
=
可得，小灯泡正常工作时的电阻 3.8V 10Ω0.38A
L U R I === (4)①[5]根据实验步骤：闭合开关S 、S 2，断开S 1，L 与R 1串联，灯泡正常发光时电压等于其额定电压U 额，由串联电路的电压特点可知，此时电压表示数等于U -U 额；
②[6]闭合开关S 、S 1，断开S 2，保持R 1的滑片不动，两滑动变阻器串联，调节R 2的滑片，使电压表的示数与步骤②相同，此时R 2连入阻值与②中灯泡正常发光时电阻相等， ④[7]为得到R 2连入电阻的阻值，可将R 1的滑片滑到最大值处，此时电压表的示数为U 右，
此时电路中电流1U I R =右
，由串联电路特点和欧姆定律计算出R 2连入电路中的电阻，即灯正常发光时的电阻 ()1221
L U U R U U U R R U I U R --====右右右
右 灯泡的额定功率
()22211()L U U U U P U U R R U U R U ===--右额
额额额右右右
9．小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压18V 保持不变，滑动变阻器的规格是“70Ω1.5A ”，阻值为10Ω、20Ω，30Ω、50Ω的电阻各一个，满足测量需求的电流表，电压表各一个。
(1)根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整，要求闭合S 后，滑片P 向左移动时电压表示数变大。
（__________）
(2)小明先探究“电阻R 一定，电流与电压的关系”，他将10Ω的电阻作为R 接入电路，闭合开关S ，通过调节滑动变阻器滑片P ，测出电阻两端施加不同电压时对应电流值，并记录（如表所示）。第3次实验时电流表的读数如图丙所示，则此时流经电阻的电流为_____A ．分析数据，可得出结论：_____。
实验次序
1 2 3 4 U /V
3.0
4.0
5.0
6.0 I /A 0.30 0.41
0.62
(3)接着小明根据表1数据绘制出I —U 图像，如图丁中a 所示，实验完成后，将电阻换成小灯泡。重复上述实验过程，绘制出I —U 图像，如图丁中b 所示，试分析图像中A 、B 、C
三电阻R A、R B、R C从小到大排列依次为（用不等式表示）：_____。
(4)小明在探究“电压U一定，电流与电阻的关系”：
a、他将10Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入表中断开开关S，小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值_____（选填“增大”或“减小”）他这样操作的目的是_____。
实验次序1234
R/Ω10203050
I/A0.600.300.200.12
b、上表是小明提交的实验数据，老师指出有一组数据不符合实际，你认为这是实验次序_____的数据，选出的理由是_____。
【答案】 0.5 电阻一定时，电流与电压成正比
R A 【解析】 【分析】 本探究“电流与电压和电阻的关系”，考查电路连接、电流表读数、数据分析、影响电阻大小的因素、操作过程、控制变量法和对实验的要求，认真分析题意，根据欧姆定律等知识分析求解，难度较大。 【详解】 (1)[1]滑片P向左移动时电压表示数变大，则滑动变阻器分压减少，滑动变阻器的电阻变小，故应将变阻器A接线柱接入电路，如下图所示： (2)[2]第3次实验时电流表的读数如图丙所示，电流表选用大量程，分度值为0.1A ，则此时流经电阻的电流为0.5A 。 [3]分析这些数据可知电压与电流的比值为定值，故可以得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。 (3)[4]分析 A 、B 两点，由图可知A 、B 两点电流相同，而B 点电压大于A 点电压，则R A ＜R B ；分析 B 、C 两点，由图可知B 、C 两点电压相同，而C 点电流大于B 点电流，则R C ＜R B ，由图线b 可知，灯泡两端的电压变大时，电流变大，灯丝温度升高，灯泡的电阻增大，所以R A ＜R C ，所以有R A ＜R C ＜R B 。 (4)[5][6]根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，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，使电压表的示数控制不变。 [7][8]由题可知电流与电阻的关系实验时，控制电阻两端的电压为 0.6A 10=6V R U IR ==?Ω 当滑动变阻器接入最大值70Ω时，电源电压不变，保持定值电阻两端电压为6V 不变，可替换的最大电阻为max R ，则由串联分压规律可知， max max R R U U R R =+滑 即 max max 6V 18V 70R R =+Ω 则可替换的最大电阻为 max =35R Ω 所以第4次实验数据不符合实际。 10．物理学习小组的同学们在进行“测量小灯泡的电阻”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V ）、小灯泡（额定电压为2.5V ，灯丝电阻约为12Ω）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器R 1“10Ω 1A ”和R 2“50Ω 0.5A ”各一个，导线若干。 (1)请在图甲虚线框内画出实验电路图。_________ (2)小组同学应选用滑动变阻器_________（填“R 1”或“R 2”）进行实验。 (3)正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡处发生断路，则电流表和电压表示数的情况分别是__________（填字母）。 A ．电流表有示数，电压表无示数 B ．电流表无示数，电压表有示数 C ．电流表无示数，电压表无示数 D ．电流表有示数，电压表有示数 (4)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到不同位置，得到小灯泡的U -I 图像如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω。 (5)在没有电压表，只有电流表的情况下，小红增加了一个10Ω的定值电阻R ，并利用原有器材也测出了额定电压为2.5V 的小灯泡正常发光时的电阻。步骤如下： ①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路；闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表示数为_________A 时，小灯泡正常发光。 ②断开开关，保持_________不变，将电流表改接在小灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数为I 2。 ③小灯泡正常发光时的电阻R L ＝______________（用已知量和测量量表示）。 【答案】 R 2 B 10Ω 0.25 滑片P 的位置 2 2.5V I 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]实验电路图如图所示： 。 (2)[2]由电路图可知，小灯泡与变阻器串联，小灯泡达到额定状态时，电路电流约为 000 2.5V 5A 12Ω24 U I R = == 则滑动变阻器接入电阻为 0 0 6V 2.5V 16.8Ω 5 A 24 U U R I -- === 故小组同学应选用滑动变阻器R2进行实验。 (3)[3]正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡处发生断路，电压表串联在电路中，则电压表有示数，而电流表无示数，故选B。 (4)[4]排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到不同位置，得到小灯泡的U-I图像如图乙所示，则小灯泡正常发光时通过的电流为0.25A，此时的电阻为 L L L 2.5V 10Ω 0.25A U R I === (5)[5]按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路，灯泡与定值电阻并联，再与变阻器串联，电流表测量定值电阻所在支路的电流；闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.25A时，小灯泡正常发光。 [6]断开开关，保持滑片P的位置不变，将电流表改接在小灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数为I2。 [7]小灯泡正常发光时有 L2 2.5V R I= 即 L 2 2.5V R I = 11．图甲是实验小组用伏安法测未知电阻R x的实物电路，电源电压未知但恒定，已知滑动变阻器的最大阻值为R.(电阻均不受温度影响) 甲乙 (1)在甲图中找出连接错误的一根导线，并在导线上画“×”，用笔画线代替导线将实物图连接正确______．(所画的导线要用实线，不可用虚线，导线不能交叉) (2)连接电路时开关应_______，滑动变阻器的滑片应位于最_______(填“左”或“右”)端； (3)该实验的原理是________． (4)在实验操作中，发现电流表已损坏，电压表完好，于是小组的同学设计了如图乙所示的电路图也完成了实验．请你帮助他们把以下实验步骤填写完整： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最左端时，读出此时电压表的示数，记为U1； ②再________，读出此时电压表的示数，记为U2； ③则未知电阻R x＝________． 【答案】断开右 R＝U I 将滑片移动到最右端2 12 U U U -R 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]如图电路，电压表串联、电流表并联在了电路中，是错误的，正确的电路，电流表应串联，电压表与未知电阻并联，所以将未知电阻右端的导线拆掉，将未知电阻右端连接到电源负极即可，如图： (2)[2][3]根据保护电路的原则，连接电路时开关应断开，滑动变阻器的滑片应位于最最大，如图应置于右端； (3)[4]该实验的原理是 U R I =． (4)[5][6]只有电压表的实验步骤： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最左端时，读出此时电压表的示数，记为U1，即电源电压；