第十四章 欧姆定律单元测试卷 (word版,含解析)
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第十四章欧姆定律单元测试卷(word版,含解析)
一、初三物理第十四章欧姆定律易错压轴题提优(难)
1.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压也可以完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围是2.7V ∼3V 。
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: 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