北京第一六一中学物理欧姆定律单元试卷(word版含答案)
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北京第一六一中学物理欧姆定律单元试卷(word版含答案)
一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)
1.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15V保
持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω1A”,满足测量需求的电流表、电压表各一个,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻各1个。
(1)连接电路时开关应处于_____(填“断开”或“闭合”)状态。
(2)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向左移动时电流表示数变大。
(________)
(3)小明先探究“电阻R一定时,电流与电压的关系”,他将阻值为10Ω的定值电阻作为R接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端电压及对应电流,记录0
在下表中。
实验次序1234
U 3.0 4.0 5.0 6.0
V
I0.300.410.59
A
①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。
②分析数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成
_____。
(4)小明再探究“电压U0一定,电流与电阻的关系”。
①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下表中。
②断开开关S,小明用20Ω的电阻代替10Ω的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接人电路的阻值_____(填“增大”或“减小”),他这样做的目的是:_____。
实验次序1234
R/Ω10203040
I/A0.600.300.200.15
③老师指出上表的数据中有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序_____的数据。
④若不更换实验器材和电路,在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组I、R数据、完成实验,所保持不变的电压U0的取值范围应满足_____。
【答案】断开;; 0.5;正比;增
大;控制定值电阻两端的电压一定; 4; 6.67V~10V;
【解析】
【详解】
(1)[1]连接电路时开关应处于断开状态;
(2)[2]滑片P向左移动时电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,由表中数据,电压表示数为:
U IR
=⨯,
=0.60A10Ω=6V
故电压表选用大量程与电阻并联,连接如图所示:
(3)[3]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;
[4]分析数据,考虑到误差因素,电压与电流之比:
3.0V ==10
Ω0.30A
U R I =
, 故可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比; (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,电阻变大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律,移动滑片使滑动变阻器接入电路阻值变大,所以他这样操作的目的是控制定值电阻两端的电压一定;
[7]因电源电压15V 保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω 1A ”,即变阻器的最大电阻为
50Ω,在第4次实验中,根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:
15V
=0.167A 40Ω+50Ω
U I R R =
≈+最小滑定大,
大于0.15A 故实验次序4的数据不符合实际;
[8]滑动变阻器的规格是“50Ω 1A ”,表示变阻器允许的最大电流为1A ,因电流表选用大量程0−3A ,根据串联电路电流的规律,电路中允许通过的最大电流为1A ,由欧姆定律的变形公式U
R I
=
,此时电路中的总电阻最小,所对应的定值电阻为最小电阻:1=10ΩR ,此时变阻器连入电路中电阻最小,分得的电压最小,故电压表的最大示数为:
max max 1I =1A 10Ω=10V U R =⨯;
当变阻器的最大电阻连入电路中时,变阻器分得的电压最大,根据串联电路电压的规律,电压表示数最小为min U ,根据串联电路电压的规律和分压原理:
min min R U U U R -=滑
定
当变阻器的最大电阻为50Ω接入电路中时,对应的定值电阻最大为40Ω 即
min min 15V 50Ω
=40Ω
U U -
解得控制的最小电压min =6.67V U ; 所以U 0的取值范围应满足6.67V ~10V 。
2.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:
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
==-∆