天津海河中学物理欧姆定律单元测试卷附答案

天津海河中学物理欧姆定律单元测试卷附答案一、初三物理欧姆定律易错压轴题（难）1．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 2.5I/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0.5V1V 1.5V2V 2.5V=====50.1A0.2A0.3A0.4A0.5AURI==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R112R212102===51UI R RUI RRΩ=Ω[6][7]电路中最大电流为0.5A，因此最小总电阻为minmax6V=120.5AURI==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=7U 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=5U 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 31VR 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 2VR 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。

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a b a b a bU U R R I I =<= 所以，当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻也变大；因在实际电压1.9V 下的电阻小于灯在额定电压3.8V 下的电阻，R 实<R 额，灯的实际功率2222()()1 1.52W 0.38W 22444U U U P U P R R R R ==>=⨯===额额额额实额实实额实即小灯泡的实际功率大于0.38W 。

(3)[4]探究电流与电阻的关系实验时，应控制不同电阻的电压保持不变，根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究，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：因电流表的量程为0~0.6A ，所以电路中的最大电流为0.6A ，当接入最小的电阻5Ω时，电压表示数即为允许的最大电压U 大=R 小I 大=5Ω×0.6A=3V因变阻器的最大阻值为30Ω，当变阻器电阻全部连入电路中时，若接入最大的电阻R 大=20Ω，此时电路中的最小电流6V 0.12A 2030U I R R ===+Ω+Ω小定大滑大 定值电阻的最小电压 U 小=I 小R 定大=0.12A ×20Ω=2.4V则定值电阻两端的电压应在2.4V~3V 。

3．热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。

小张同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻R T 的阻值与温度的关系。

已知M 为控温器，电源电压未知但恒定不变，R 为电阻箱（一种可以改变并读出阻值的变阻器）。

因实验器材的限制，利用该电路无法直接测出热敏电阻的阻值，聪明的小张进行了如下操作：①根据图甲连接电路，闭合开关前，将电阻箱的阻值调到足够大；②控制控温器中液体温度为10℃，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数达到某数值，记录此时电阻箱的阻值为26Ω；③依次改变控温器中的液体温度，同时……，得到相关数据记录如下表所示。

分析并回答下列问题：（1）步骤③中“……”部分的操作是____。

（2）从表中可以得出结论：在一定温度范围，_____。

（3）在科技创新活动中，小张用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计（电路图如图乙所示，电压表未接入），它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。

闭合开关后，小华发现电流表有示数，将电压表依次并在各接线柱之间发现ab 间无示数，接ac 、bc 间有示数，此时电路中的故障是____。

小华重新正确连接电路后，若想要电压表的读数随温度的升高而增大，则应在原理图乙中_____两端接入电压表。

A ．a 、bB ．b 、cC ．a 、c【答案】调节电阻箱的阻值，使电流表的示数保持不变热敏电阻的阻值随温度的升高而减小定值电阻短路A【解析】【详解】（1）为了探究热敏电阻R T的阻值与温度的关系，应保持其他变量不变，即调节电阻箱阻值来保持电流表示数不变；（2）因为热敏电阻R t与电阻箱串联，而电路电流保持不变，所以电路总电阻保持不变，读表可知，那么随着温度升高，变阻箱电阻增大，即热敏电阻R T的减小。

（3）如图乙：闭合开关后，小华发现电流表有示数，说明电路没有断路，将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数，而接ac、bc间有示数，则ab间一定发生短路；想要电压表的读数随温度的升高而增大，电路总电压不变的情况下，根据串联分压原理，定值电阻ab两端电压随热敏电阻R t减小而增加，故应接在ab之间，选A。

【点睛】电流表、电压表在判断电路故障中的应用。

本题考查了学生在实验操作中用电流表、电压表判断电路故障的方法；本题不仅体现了控制变量法思想，还考查了转换法思想，因为无法直接观测热敏电阻R T的阻值，所以可以将其转化为与U/I的关系：R T从而间接得到R T的阻值与温度的关系。

4．在“用伏安法测电阻”的实验中：（1）实验原理是________________________．（2）用电压表、电流表测量电阻有如图所示的两种接法，在高中教材中叫做电流表外接法和电流表内接法；若电压表的电阻不是非常大，电流表电阻也不是非常小，你认为图_____ _中电阻的测量比真实值偏大，图____中电阻的测量比真实值偏小．（3）如某次测量中，老师只提供了下列器材：电压恒定的电源一个（电压未知）、电流表一只、定值电阻R0一个（电阻已知）、单刀开关两只、导线若干．测待测电阻R x的值，请用给定的器材（可不用完）按下列要求完成实验：①在下图的虚线框内画出你设计的电路图；②扼要写出实验的主要步骤（指出物理量的名称并用相应的符号表示）a．_________________________________．b．_________________________________．③R x的数学表达式为：R x=_______________（用所测量的物理量及相应的符号表示）．【答案】欧姆定律（或URI=） b a a、先用电流表A测出R0的电流I0；b、再用电流表A测出R x的电流I x）③I0R0/I x【解析】（1）在“用伏安法测电阻”的实验中实验原理是欧姆定律．（2）甲图用外接法，R真实值为，用总电压去除总电流减电压表的电流，比测量值偏大．乙图用内接法，R真实值为，用R的电压减去电流表的电压再除以电流，比测量值偏小．（3）R0与R x并联，电流表在干路上，各支路上各有一个开关控制，首先闭合R x支路开关，测电流I x，断开R x支路开关，再闭合R0支路开关，测电流I0．如图：实验步骤：a、闭合S1断开S2，读出电流表A的示数I0；b、闭合S2断开S1，读出电流表A 的示数I x．③000xxx x xU U I RRI I I===．故答案为（1）URI=；（2）甲乙；（3）①如电路图；②a、闭合S1断开S2，读出电流表A的示数I0；b、闭合S2断开S1，读出电流表A的示数I x．③00xI RI．5．小宸利用如图甲所示的电路研究电流随电压变化的情况。