苏科版九年级上册物理 第十四章 欧姆定律单元测试卷附答案

苏科版九年级上册物理第十四章欧姆定律单元测试卷附答案

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．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 0.26

0.14

【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30Ω

R≤

滑

，即

()

R

R

6V-

30Ω

U R

U

⋅

≤

化简可得

R

6V

30Ω

R

U

R

⨯

≥

+

当电阻5Ω

R=，可得到

R

6

V

7

U≥；当电阻10Ω

R=，可得到R 1.5V

U≥；当电阻15Ω

R=，可得到R2V

U≥；当电阻20Ω

R=，可得到R 2.4V

U≥；由于电压表的量程是0~3V，所以R3V

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