湖州物理欧姆定律单元测试卷 (word版,含解析)

湖州物理欧姆定律单元测试卷（word版，含解析）

一、初三物理欧姆定律易错压轴题（难）

1．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2.5V

R 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 R

6V -30ΩU R U ⋅≤

化简可得 R 6V 30ΩR U R ⨯≥

+ 当电阻5ΩR =，可得到R 6V 7

U ≥；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。

2．欣欣利用如图甲所示的电路，探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。 实验器材：电源（电压恒为 4.5V ），电流表、电压表各一只，开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（甲“10Ω 2A ”、乙“20Ω 1A ”），导线若干。

(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接；

（_____________）

(2)实验中欣欣发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图乙所示的状态，则电路故障可能是_______；

(3)排除故障后，多次改变 R的阻值，根据实验数据画出如图丙所示的I-R图像，得到的结论是_______ ；

(4)在上述实验中，欣欣用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，为了完成实验，他应该将滑动变阻器的滑片向 ______ 端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数为______________V；(5)当欣欣改用15Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值，则欣欣选用的滑动变阻器的规格是______（选填“甲”或“乙”），如果串一个定值电阻就能完成实验，那么这个定值电阻的范围是________；(6)除了更换滑动变阻器的方案以外，欣欣想到原有器材不变，调整定值电阻两端的电压也可以完成实验，他应控制定值电阻两端的电压范围是________。

【答案】定值电阻断路在电压不变

时，通过导体的电流与电阻成反比A 2.5 甲2~12Ω 2.7V∼3V

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]将电压表并联在定值电阻的两端，如图所示；

(2)[2]乙图中，左表为电压表，示数满偏，说明电压表与电源连通；右边为电流表示为0，说明电路断路或总电阻很大，由此可知，与电压表并联的定值电阻断路了。

(3)[3]由图丙所示图象可知：通过电阻的电流与电阻值的乘积为2.5保持不变，是一个定值，这说明：在电压不变时，电流与电阻成反比。

(4)[4][5]根据图丙所示的I−R 图象知，电阻两端的电压

U =IR=5V ×0.5A=2.5V

闭合开关发现电压表的示数变大，为保持电阻的电压不变，应增加变阻器分得的电压，根据分压原理可知，应增大变阻器连入电路中的电阻，他应该将滑动变阻器的滑片向A 端移动，使电压表示数为2.5V 。

(5)[6]当用15Ω的电阻继续实验时，即使将“10Ω2A ”的变阻器变阻器的全部电阻10Ω连入电路，由欧姆定律，此时电路中的电流

I ='U R R +滑= 4.5V 15Ω10Ω

+ =0.18A 电压表的最小示数

U 小=IR =0.18A ×15Ω=2.7V>2.5V

所以，他发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值，则小明选用的滑动变阻器的规格是甲“10Ω2A ”。

[7]如果串一个定值电阻就能完成实验，则滑动变阻器取最大值10Ω时，R 串最小，即满足

U R =

U R R R ++滑最大串最小 ⨯R =2.5V

即 4.5V 15Ω10ΩR ++串最小

⨯15Ω=2.5V 解得R 串最小=2Ω；

滑动变阻器取最小值0时，R 串最大，即满足

U R =U R R +串最大

⨯R =2.5V 即

4.5V 15ΩR +串最大

⨯15Ω=2.5V 解得R 串最大=12Ω，故这个定值电阻的范围是2~12Ω。

(6)[8]由(5)知，使用“10Ω2A ”的滑动变阻器时，电压表能达到的最小示数为2.7V ；电压表量程为0∼3V ，当电压表示数U 大=3V 时， 滑动变阻器分得的电压

U 滑2=4.5V−3V=1.5V

当定值电阻为15Ω时，根据分压原理有

2U U 滑大=15Ω

R 滑 则

R 滑=2U U 滑大×15Ω=1.5V 3V

×15Ω=7.5Ω 该滑动变阻器能满足要求，所以，电压表的最大示数可以为3V ；

综上，除了更换滑动变阻器的方案以外，小明想到原有器材不变，调整定值电阻两端的电