第十四章 欧姆定律单元测试卷(解析版)

第十四章欧姆定律单元测试卷（解析版）

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．某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，实验中电源电压保持不变，选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，滑动变阻器的规格为“30Ω1.5A”。

(1)如果连完电路、闭合开关后，发现仅有一只电表有示数，则造成这一现象的原因可能是____________（选填下面的字母代号）；

A ．电流表断路

B ．定值电阻短路

C ．滑动变阻器断路

D ．滑动变阻器短路

E.定值电阻处接触不良

(2)电路连接完好后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数如图乙所示时，记下电压表的示数，此时电路中的电流为

______________A ；再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时，滑动变阻器的滑片应向_______________（选填“左”或“右”）滑动直至电压表示数为______ V ， 并记录电流表的示数；

(3)若实验中有电压为4V 、6V 、和8V 的三种电源可选，为完成5组实验，该同学选用的电源电压可能是________________V ；

(4)小明想用本实验中的器材测定未知电阻的阻值，可是发现电流表损坏，所以他设计了如图丙所示的电路图来测量未知定值电阻R x 的阻值，其中R 0为已知电阻，步骤如下： a.闭合开关S 、S 1，断开S 2时，测得电压表的示数U 1；

b._________________时，测得电压表示数为U 2；

c. 则被测电阻R x 的阻值为： R x =_____________（写出表达式）。

【答案】BE 0.4 左 2 4 闭合开关S 、S 2，断开S 1

1021

U R U U ?- 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1] A ．电流表断路时，整个电路断路，电流表和电压表都没有示数，故A 不符合题意； B ．定值电阻短路电压表示数为0，只有滑动变阻器接入电路，所以电流表有示数，故B 符合题意；

C ．滑动变阻器断路，整个电路断路，电流表和电压表都没有示数，故C 不符合题意；

D ．滑动变阻器短路，只有定值电阻工作，电压表测量的是定值电阻的电压，电流表测量的是定值电阻的电流，两表都有示数，故D 不符合题意；

E ．定值电阻处接触不良相当于定值电阻断路，这样电压表示数为电源电压，由于电压表电阻极大，电流表无示数，故E 符合题意。

故选B 和E 。

(2)[2]根据电流表的接线可知，电流表使用的是小量程，分度值是0.2A ，电流表示数为0.40A 。

(2)[3][4]将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时，由于定值电阻变大，根据串联分压，定值电阻两端电压变大，由于实验探究的是电流与电阻的关系，应该控制定值电阻两端的电压不变，这时增大滑动变阻器的电阻，使滑动变阻器两端电压增大，从而可以减小定值电阻两端的电压，直至电压表示数与原来相同为止，所以滑动变阻器滑片应向左滑动，电压表示数为原来电压的大小即 110.40A 5Ω2V U I R ==?=

(3)[5]实验选用的

5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，定值电阻与滑动变阻器串联，串联分压与电阻成正比，当用25Ω电阻实验时，为保证定值电阻两端电压2V 不变时，滑动变阻器两端电压与定值电阻两端电压之和就是电源电压，而滑动变阻器的最大电阻只有30Ω，当电源电压为4V 时，滑动变阻器能把定值电阻两端电压调整为2V ，当电源电压6V 和8V 时，滑动变阻器的的滑片就是滑到最大阻值处定值电阻两端电压也超过2V ，故该同学实验时选择的是4V 的电源。

(4)[6][7]闭合开关S 、S 1，断开S 2时，测得电压表的示数U 1，这时R x 和R 0是串联，电压表测量的是R x 两端电压，根据串联分压的原理，还需要测量出R 0两端电压或者是电源电压，根据电路图可知只能闭合S 、S 2，断开S 1，这时R X 和R 0还是串联，而这时电压表测量的是电源电源，这两种情况两电阻的工作情况没有改变，由串联分压原理故有

1210

x R U U U R =- R x 大小为

10x 21

U R R U U =-

3．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 。

4．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 b

U 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

222

2()()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 。

5．小红按图甲所示的电路探究电流跟电压的关系．

（1）根据图甲，将图乙中的实物电路连接完整_______．（要求变阻器滑片向右移动时，电流表的示数变小）

（2）正确连接电路后，闭合开关．

①若发现电流表和电压表的示数都很大，这说明小华在实验操作上存在的问题是

_________；

②若电压表示数约为3V ，但无论怎样移动变阻器滑片，电流表示数始终为0，则电路中出现的故障可能是___________________；

（3）排除故障后，调节变阻器的滑片，测出通过电阻R 的电流值和对应的电压值如下表，分析表中的数据可得出的结论是：________________________________；

（4）为了使上述实验结论更具有普遍性，你认为还应进行下列的哪一项操作？答：_____________________．

A ．换用电压不同的电源再做实验

B ．换用阻值不同的电阻再做实验

【答案】滑动变阻器的阻值没有在最大值

处电阻断路电阻一定时，电流与电压成正比 B

【解析】

【分析】

滑动变阻器与定值电阻串联，滑片向右移，电路中的电阻变大，电流减小，故滑动变阻器应将左半段接入电路中；电流表示数为零说明电路断路，电压表有示数说明电压表和电源连接的部分电路正常；物理实验中，使结论更具普遍性的方法是多做几次实验．

【详解】

(1)①滑动变阻器与定值电阻串联，当变阻器滑片向右移动时，电流表的示数变小，即滑片向右移动时电阻变大，又上面已接D，故下面接A；

②电源使用两节干电池，故电压表选用0～3V量程，与定值电阻并联；

如图所示：

(2)①为保护电路，在连接电路时，开关应当处于断开状态；闭合开关前滑动变阻器应处于最大阻值状态，而本题中电流表和电压表的示数都很大，说明滑动变阻器的阻值没有在最大值处；

②电流表的示数为零说明电路中有断路，再根据电压表的示数判断出电路故障．电压表示数为3V等于电源电压，说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路，所以故障是电阻断路了；

(3)在表中：导体的电阻一定，导体两端的电压从1V到2V再到3V，相对应的，导体中的电流从0.1A到0.2A再到0.3A.电压增加几倍，电流也增加几倍，故得结论：在电阻一定时，电流与电压成正比；

(4)换用阻值不同的电阻，多进行几次实验可避免实验的偶然性，使结论更具普遍性，故选B．

故答案为(1)如上图；(2)①滑动变阻器的阻值没有在最大值处；②电阻断路；(3)电阻一定时，电流与电压成正比；(4)B．

【点睛】

电压表与定值电阻并联；为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于最大阻值处；探究电流与电压、电阻的关系时，要用到控制变量法．

6．在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为6V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻

（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω

1A”），导线若干．

（1）请根据如图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整（要求滑动变阻器向右移动时，电路中的电流变小）_______．导线不能交叉

（2）连线时，开关必须____，滑动变阻器必须移到最____端．（此空选填：“左或者右”）．

（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压．造成这一现象的原因可能是_________________填字母．

A.电阻断路电流表坏了滑动变阻器短路电阻短路

（4）排除电路故障后进行实验．实验中，当把的电阻换成的电阻后，应把变阻器滑片向___填“左”或“右”滑动，同时眼睛盯住_______．这样做的的目的是：

________ ．

（5）为完成了五个定值电阻进行实验，并根据实验数据如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．他应选择的滑动变阻器规格是_______由此得到的结论__________

【答案】断开右A右伏特表保证电压表的

示数不变“50Ω 1A”电压一定时，电流跟电阻成反比

【解析】

【详解】

(1)因为当5Ω的电阻接入电路时，电压表的量程是0-3V，所以电路电流最大为

U

I

=0.6A，故电流表量程选0.6A,则根据电路图,连接实物电路,如图所示:

R

(2)连线时，开关必须断开，滑动变阻器必须移到最右端，以保护电路；

（3））连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，说明电路中没有电流，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压．说明电路中有断路现象，造成这一现象的原因可能是电阻断路了；

（4）除电路故障后进行实验．实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，接入电路的电阻变大，电流变小，滑动变阻器两端的电压变小，固定电阻两端电压变大，为了保持固定电阻两端的电压不变，应把变阻器滑片向右滑动，增大滑动变阻器两端电压，同时眼睛盯住电压表，以保持电压表示数不变；

（5）应选择的滑动变阻器规格是“50Ω 1A”，电压一定时，电流跟电阻成反比．

【点睛】

(1)根据电路图连接实物，注意导线不要交叉和电表量程选择适当；

(2)电路连接时都要断开开关；

(3)连好电路闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数则故障可能是电阻发生断路；

(4)根据串分压的知识，先判断出改接后电压表的示数变化，然后判断滑片的移动方向；7．小梦在测定额定电压为2.5V小灯泡电阻的实验中，连接的电路图如图所示．

（1）小梦在检查电路连接中，发现其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画

“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根导线_________________．

（2）小梦检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表示数很小，小梦立即认为灯泡烧坏了，要换小灯泡．小明告诉她这是不正确的，小梦下一步的操作应是：

__________．

（3）小梦同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的正常工作下的电阻，应将图中滑片P向____（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为__________V，灯丝I--U图像如图丙，则小灯泡正常工作的电阻是

__________Ω．

（4）小明认为，仅通过一次测量就得出小灯泡的正常工作下的电阻是不对的，他觉得应测量出稍大于小灯泡正常工作电压下的电阻，和测量稍低于小灯泡正常工作电压下的电阻，将三次电阻求平均值．你认为小明的想法是否正确，请解释：__________．

【答案】调节滑动变阻器A 2.5V8.33灯泡

电阻会随温度升高而增大，求平均值没有意义．

【解析】

【分析】

【详解】

(1)经分析,滑动变阻器与灯泡并联错误,如果电流从电流表出来,先经过灯泡,再滑动变阻器,到电源的负极.只移动一根导线的情况下,会造成电压表测滑动变阻器两端电压 ,如果电流从电流表出来,先经过滑动变阻器,再经灯泡到电源的负极,只改变一根导线,电压表测灯泡电压,符合题意.如图.

(2)小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路断路或电路中的总电阻很大；电压表有示数，说明电压表与电源连通，所以，故障在与电压表并联的灯断路了而导致电压表串联在电路中；电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，灯泡不亮，则可能与电压表并

联的灯泡被短路

(3)由图乙所示电压表可以知道,其量程为,分度值为,所示为,灯泡两端电压小于额定电压,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡两端电压增大,所以向A端移动滑片,直到电压表的示数为小灯泡正常发光时的电流为,两

端电压为2.5V,根据可以知道灯泡的电阻为8.33Ω.

(4)正确.由图像可知,灯泡电阻随温度的增大而增大,灯泡电阻受温度影响，在不同电压下灯泡电阻不同，不是定值，求灯泡在不同电压下的阻值作为灯泡正常发光时的电阻是无意义的。

8．朵朵和同学们在做电学实验过程中：

（1）朵朵和同学们经过讨论，依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计，如图甲、乙、丙所示。由图甲改进为图乙是为保证实验过程中_____这一因素不变；由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节使电阻R两端的电压_____（选填“改变”或“保持不变”）。

（2）请用笔画线代替导线，帮助朵朵按电路图丙将图丁中实物电路连接完整

__________ 。

（3）朵朵连完电路，闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动。请分析造成这一现象的原因：电路存在_____。

（4）在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，朵朵先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；再将5Ω电阻换成10Ω电阻，她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向_____（选填“A”或“B”）端移动。

（5）朵朵和同学们完成上述探究活动后，想测量一只额定电压为2V小灯泡的额定功率，但发现电压表被别的同学拿走了，于是她借助一个10Ω的电阻，设计了如图戊所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。具体操作如下：

①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为_____A时，小灯泡恰好正常发光；

②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为I。

③P灯=_____（用已知量和测量值表示，数值要求带单位）。

【答案】电阻改变接触不良 B 0.2 2V（I﹣0.2A）

【解析】（1）如图甲连接的是小灯泡，由于灯丝电阻随温度而变化，所以改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变；

研究电流与电压的关系应保证电阻不变，改变电阻两端的电压，所以由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节使电阻R两端的电压改变。

（2）如图电路大部分已经完成，只要将电压表的负接线柱连接到定值电阻的左端即可，如图：

（3）闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动。即电流和电压不稳定，应该是开关或滑动变阻器等元件存在接触不良的故障。

（4）在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，朵朵先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；

再将5Ω电阻换成10Ω电阻，根据串联电路分压的规律，即电压与电阻成正比，那么定值电阻增大一倍时，滑动变阻器接入电路的电阻也应增大一倍，所以她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向B端移动，即增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数不变。（5）缺少电压表时，借助一个10Ω的电阻，利用如图戊所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。

①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为0.2A时，此时电阻两端的电压为：，因为灯与电阻是并联的，电压相等，所以小灯泡恰好正常发光；

②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，即灯两端的电压是不变的，此时电流表测量的干路电流，读出电流表示数为I；

③由第一步实验确定灯的额定电压，即；通过电阻的电流为0.2A；

由第二步实验可知，灯与电阻的总电流为I，所以灯的电流为：；

由灯的额定功率可表示为：。

点睛：研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用，即分别控制电阻不变和电压不变，据此分析滑动变阻器滑片的调整方向，最后一问要理解单安法测量功率的原理，即根据图知，灯与电阻并联，两端的电压相等，利用定值电阻和电流可确定灯的额定电压，再结合电流即可求功率，当然也可以求灯的电阻。

9．某班进行“探究电流与电压的关系”的电学实验。

(1)小洁所在的小组，先设计出如图甲的电路，经过讨论又设计出乙和丙电路。请分析由甲电路改进为乙电路的好处是______。由乙电路改进为丙电路的目的是______；

(2)图丁中实物电路没有连接完整。请用笔代替导线帮助小洁连接；______

(3)在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，小洁选取四个定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑动变阻器“20Ω 2A ”。先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1V ，记下电流值；再将5Ω电阻换成10Ω电阻，她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向______（选填“A ”或“B ”）端移动；

(4)若电源电压恒为3V ，要用上述四个定值电阻进行实验，必须控制定值电阻两端电压不能超过______V ；

(5)小洁和同组同学完成上述实验后，想测一只标有“2.5V ”字样小灯泡的额定功率，却发现电压表损坏不能用了，本组同学为了完成测量，利用一个5Ω的电阻，设计了如图戊所示的电路。操作步骤如下：

①断开开关S 2，闭合开关S 、S 1，调节滑动变阻器，使小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为______A ；

②断开开关S 1，闭合开关S 、S 2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为I ； ③小灯泡的额定功率的表达式P l 额______。（用已知量和直接测出量表示）

【答案】R 的阻值不随温度的变化而变化 可多次测量得出普遍性的结论

B 1.5 2.5 0.5 ()2.5V 0.5A I ?-

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]灯的电阻随温度的变化而变化，研究探究电流与电压的关系时，要控制电阻的大小不变，由甲电路改进为乙电路的好处是R 的阻值不随温度的变化而变化。

[2]研究探究电流与电压的关系时，为得出普遍性的结论要多次测量，故由乙电路改进为丙电路的目的是可多次测量得出普遍性的结论。

(2)[3]电压表与灯并联，如下所示

(3)[4]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B 端移动，使电压表的示数不变。

(4)[5]由题意知，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻的最大电阻为20Ω；根据串联电路电压规律和分压原理

U R U R =滑滑

方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小，即

20Ω3V 30Ω

U = 解得

1.5V U =

即电压表控制不变的最小电压为1.5V ，因滑动变阻器R 标有“20Ω 0.5A ”字样，即电路中的最大电流为0.5A ，故电路中的最小电阻

3V 6Ω0.5A

U R I ===最小大 此时对应的阻值为5Ω，变阻器连入电路中的电阻为1Ω，根据分压原理，电压表控制不变的电大电压

5Ω3V 2.5V 1Ω5Ω

U =?=+大 两端的电压只能在1.5V 到2.5V 之间；故若电源电压恒为3V ，为了使所给的4个定值电阻

都进行实验，定值电阻两端的电压应控制在1.5V 和2.5V 之间。

(5)①[6]断开开关2S ，闭合开关S 、1S ，调节滑动变阻器，使小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为0.5A 。

③[7]在②中，电流表测灯与R 并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流

L 0.5A I I =-

小灯泡的额定功率的表达式

()L 1L 2.5V 0.5A P U I I =?=?-额额

10．电阻箱是能够直接读出电阻阻值的可变电阻，在电路图中符号是

，为探究在导体两端电压不变的条件下，通过导体的电流I 跟一导体电阻倒数

1R

的关系，小明设计了图甲所示的实验电路图和图乙所示实物连线图。

(1)如图乙是根据图甲连接的实物图，请在错误的导线上打“×”并连接正确__________；

(2)连接电路闭合开关后，小明发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是

____________；

(3)排除故障后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值U 0，记录电流表的示数和_______________；

(4)改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，记录相应数据。多次实验后，根据所得数

1

I

R

-据描绘出的图象如图丙所示；

(5)实验时，当电阻箱接入电阻从10Ω变成15Ω时，电压表示数变大，此时，应该调节滑动变阻器的滑片向___________移动，直到电压表示数为_______________V；

(6)再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到(3)中的要求，引起这种情况的直接原因是_________________；

(7)分析实验数据和图象，可以得出的实验结论是______________________；

(8)实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丁所示的一条虚线，你认为图象不同的原因是__________________________；

(9)另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下，连接了如图所示的电路，测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻；(已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0，U额小于电源电压)

①闭合开关S、S1，断开S2，将R1的滑片滑到最右端，R2的滑片滑到最_________端（选填“上”或“下”），读出此时电压表的示数U，即为电源电压；

②闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑到最右端，调节R2的滑片，使电压表的示数为____________，此时小灯泡正常发光；

③同时闭合三个开关，保持R2的滑片不动，然后调节R1的滑片，使电压表的示数为

_________；保持R1的滑片不动，将R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U1；

④小灯泡正常发光时的电阻R L=____________(用字母表示)。

【答案】电阻R断路电阻箱的阻值右 10 滑动

变阻器最大阻值太小电压一定的情况下，通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比两

个小组电阻箱R两端电压设定数值不一样上U-U额U-U额10

1

U U

R

U

-

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]如图乙是根据图甲连接的实物图，电压表应并联在电阻箱两端，故错误的导线及连接正确后如图所示：

。

(2)[2]连接电路闭合开关后，小明发现电压表有示数，表明电阻箱有电流通过，电流表无示数，说明电流过小，则故障可能是电阻R 断路，造成电压表串联在电路中。 (3)[3]排除故障后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值U 0，记录电流表的示数和电阻箱的阻值。

(5)[4][5]根据图丙中1I R -关系可知二者成正比变化，当211510ΩR

--=?时，0.5A I =，则由U=IR 可知，电阻箱两端电压保持为10V ；当电阻箱接入电阻从10Ω变成15Ω时，电压表示数变大，此时应根据串联电路电阻分压特点，调节滑动变阻器的滑片向右移动以增大滑动变阻器接入电阻，直到电压表示数为10V 。

(6)[6]再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到(3)中的要求，引起这种情况的直接原因是滑动变阻器最大阻值太小，造成电阻箱两端电箱分压过大。

(7)[7]分析实验数据和图象，可以得出：电压一定的情况下，通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比。

(8)[8]实验结束后，邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丁所示的一条虚线，通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比，图象不同的原因是两个小组在电阻箱R 两端电压设定数值不一样。

(9)[9]闭合开关S 、S 1，断开S 2，此时R 1与R 2串联在电路，电压表测量R 2的两端电压，将R 1的滑片滑到最右端时其接入电阻为零，R 2的滑片滑到最上端接入阻值最大，读出此时电压表的示数U ，即为电源电压。

[10]闭合开关S 、S 2，断开S 1，将R 1的滑片滑到最右端，此时小灯泡与R 2接入电阻串联在电路，调节R 2的滑片，电压表测量R 2接入部分的两端电压，因小灯泡额定电压为U 额，则应使电压表的示数为U -U 额，此时小灯泡正常发光。

[11]同时闭合三个开关，此时R 1与R 2接入电阻串联在电路，保持R 2的滑片不动，然后调节R 1的滑片，使电压表的示数为U -U 额，此时R 1的两端电压为U 额；再保持R 1的滑片不动，将R 2的滑片滑到最上端接入最大阻值R 0，读出此时电压表的示数为U 1。

[12]由以上过程数据及串联电路特点可知

10L 0

U U R R R =+

则小灯泡正常发光时的电阻为

1

L0

1

U U

R R

U

-

=

11．如图甲，是小明实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为

6V。电压表、电流表无损坏，有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。

（_______）

（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察_________（选填序号）。

A．变阻器滑片 B．电压表 C．电流表 D．电源

（3）某次实验，更换电阻R，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是______。

（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是_______（选填序号）。

A．电流 B．电压 C．电阻 D．电功率

（5）实验中，他们选择下列哪个滑动变阻器最合适______（选填序号）。

A．10Ω 0.5A B．50Ω 0.5A C．50Ω 1A D．200Ω 1A

【答案】 B 电阻短路 B C

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]将滑动变阻器一上一下串联接入电路，根据甲图知，滑动变阻器接右下接线柱，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻并联如下图所示