物理九年级下册 欧姆定律专题练习(word 版一、初三物理 欧姆定律 易错压轴题(难)1.小致同学在做“用伏安法测量定值电阻R 1的阻值”的实验中,按如图甲所示设计的电路进行实验,已知滑动变阻器的最大阻值为R 2。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,改变R 1两端电压及通过电流,实现多次测量,其目的是_______________;(2)当电压表示数为2.5V 时,电流表示数为0.5A ,利用此数据计算出R 1的阻值是_____Ω;(3)小华在没有电流表的情况下也测量出了此电阻的阻值,其电路如图乙,他的操作如下: ①开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,记录电压表示数为3V ;②将滑动变阻器的滑片调到最右端,记录电压表的示数为1V 。
则R 1的阻值为_____(用含有R 2的代数式表示)。
(4)小峰同学在小华同学的电路基础上进行了调整,设计了如图丙所示的电路,他的操作如下:①将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为U 1;②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U 2。
则U 1_____22U (选填“>”、“<”或“=”),R 1的阻值为_____(用含有U 1、U 2、R 2的代数式表示)。
【答案】减小误差 5 20.5R >212122U U R U U -- 【解析】【分析】 (1)定值电阻多次测量求平均值是为了减小误差;(2)根据U R I=算出电阻; (3)闭合开关S ,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻1R ;将滑片滑到最右端,两电阻串联,根据串联电路的电流和电压特点求出待测电阻的阻值;(4)要测量x R 的阻值,根据U R I=可知,需知道被测电阻两端电压和通过的电流,据此分析。
【详解】(1)[1]为提高测量的准确程度,通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了减小误差;(2)[2]当电压表示数为2.5V 时,电流表示数为0.5A ,则1R 的阻值为1 2.5V 5Ω0.5AU R I ===; (3)[3]①开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻1R ,记录电压表示数为3V ,即电源电压为3V ;②将滑动变阻器的滑片调到最右端,两电阻串联,记录电压表的示数为1V ,即此时电阻1R 两端的电压为1V ,则滑动变阻器2R 两端的电压为3V -1V =2V ,根据串联电路的电流和电压特点有121V 2VR R =, 故120.5R R =;(4)[4]①将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为U 1,根据串联电路的电流和电压特点有111212U U R U R -=电源------① 则21122R U U R R =+电源, ②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U 2,根据串联电路的电流和电压特点有2122U U R R U -=电源------② 则2212222U R U R R =+电源, 故212U U >; [5]联立以上①②两式,解得2112122U U R R U U -=-。
【点睛】 本题以伏安法测电阻的探究实验为基础,进行了多层次的拓展,既要掌握好重点实验伏安法测电阻,又要灵活运用欧姆定律进行深度探究,非常经典的一道探究实验综合题。
2.小华为了探究“电流与电阻的关系”设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V ,R x 的备选电阻有5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一个。
(1)闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于______(选填“a ”或“b ”)端;试触时,发现电流表指针偏转到如图乙所示位置,说明电流表正、负接线柱______;(2)排除故障后,小华将5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P 到某一位置,此时电流表的示数如图丙所示,电路中的电流为_______A ;(3)小华将10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路中,闭合开关后,若不调节滑动变阻器,电压表示数会______(选填“变大”、“不变”或“变小”);(4)小华依次把四个备选电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V 不变,那么滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是______Ω。
【答案】b 相反 0.2 变大 2.5~10【解析】【分析】【详解】(1)[1]闭合开关前,应将变阻器的滑片置于阻值最大的位置,即b 端。
[2]由图乙知,试触时,电流表的指针反向偏转了,这是电流表正负接线柱接反了。
(2)[3]由题意知,电源电压为3V ,则通过电路的最大电流3V 0.6A 5ΩU I R === 所以电流表的量程应选择0~0.6A ,所以由图丙知,电流表的示数为0.2A ,即此时电路中的电流为0.2A 。
(3)[4]将10Ω的电阻替换5Ω的电阻,而滑片的位置保持不变,据串联电路的特点知,定值电阻的阻值变大,其两端的电压将变大。
(4)[5]在实验探究中,定值电阻两端的电压保持为2V ,则变阻器两端的电压U =3V-2V=1V当备选电阻接入的是5Ω时,变阻器接入电路的阻值最小,据串联电路的特点有5Ω∶R min =2V ∶1V那么变阻器接入电路的最小阻值R min =2.5Ω当备选电阻接入的是20Ω时,变阻器接入电路的阻值最大,据串联电路的特点有20Ω∶R max =2V ∶1V那么变阻器接入电路的最大阻值R max =10Ω所以变阻器接入电路的阻值变化范围是2.5Ω~10Ω3.小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时,找来一支铅笔芯,测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
(1)图甲是测铅笔芯电阻的电路,请用笔画线代替导线将其连接完整。
_____①闭合开关,发现两电表均无示数,为排查故障他将电压表改接在变阻器两端,发现电压表有示数,则电路故障可能是____。②排除故障,移动滑片P,电流表示数为0.14A时,电压表示数如图乙,为____V,测出的电阻为____Ω。(2)移动回形针,改变并测量铅笔芯接入电路的长度,实验时发现电流表损坏,他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路,闭合开关S,将开关S1先拨至b,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为U。
②再将S1拨至a,调节电阻箱旋钮至图丁位置,观察到电压表示数略大于U,他把“×1”挡的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于U,此时他_____(选填“应”或“不应”)再调节滑动变阻器,以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值_____(填写范围)。
(3)小明由上述两次实验,得出铅笔芯电阻与长度的关系,请评价他在探究过程中的不足之处∶______。【答案】滑动变阻器断路 2.8V 20 不应14Ω~15Ω见解析【解析】【分析】【详解】(1)[1]电源为2节干电池,电压小于3V ,所以电压表量程应选0~3V 的量程,电压表与铅笔芯并联,铅笔芯串联接入电路。
连接电路如图所示:①[2]闭合开关,电流表无示数说明电路断路,电压表接在铅笔芯两端无示数,而接在滑动变阻器两端有示数,说明滑动变阻器断路。
②[3]电压表的量程为0~3V ,分度值为0.1V ,所以图乙中电压表的示数为2.8V 。
[4]由欧姆定律可知电阻为2.8V ==20Ω0.14AU R I (2) ②[5]应用等效法测电阻时,滑动变阻器的电阻应该保持不变,使S 1接b 时铅笔芯两端电压与S 1接a 时电阻箱两端电压相等,即分压效果相等,电阻箱的电阻等于铅笔芯电阻。
所以实验时不应该移动滑动变阻器。
[6]图丙中电阻箱的阻值为15Ω,观察到电压表示数略大于U ,他把“×1”挡的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于U ,则由串联分压规律可知此时电阻箱阻值变小,即电阻箱的阻值调为14Ω,所以铅笔芯接入电路的阻值为14Ω~15Ω。
(3)[7]实验次数太少,具有偶然性。
4.小宸利用如图甲所示的电路研究电流随电压变化的情况。
其中电源电压为U ,R t 是热敏电阻,其阻值与温度有关,二者关系为R t =kt +b (k >0,b >0)。
(1)本实验要保持R t 阻值不变,也就是保持R t 的______不变;(2)使用电流表和电压表前,要检查其指针是否对准______刻度线;接入电路的电流表,应使电流从其______(选填“+”或“﹣”)接线柱流入;(3)图乙是某次测量时电压表的示数,其读数为______V ,如果要使电压表示数变大,应将滑动变阻器滑片P 向______端(选填“a ”或“b ”)移动;图丙是小宸根据实验数据画出的I ﹣U 图,经分析可得出结论:在电阻不变时,通过电阻的电流与它两端的电压成______比;(4)接下来,小宸按如下步骤操作,尝试把电流表改装成温度表。
①将滑动变阻器滑片P移到b端,用开关S2替换电压表(电路如图丁所示)。
闭合S1、S2,调节滑片P使电流表满偏后,保持滑片P位置不再移动,设此时电路总电阻为R,断开S1、S2。
②往容器中倒入适量100℃的开水,观察温度计,温度计示数每下降5℃(水温不再降低时,加入冰块直到水温降到0℃),就闭合S1,并记录此时温度t和对应的电流I,然后断开S1.请用给定的字母写出电流与温度的关系式I=______。
③根据记录的t和I,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表。
请在图戊中大致画出此温度表表盘的刻度线。
(要求画出0~100℃每间隔20℃对应的共6条刻度线)____【答案】温度 0 + 9.0 a正UR kt b ++【解析】【分析】【详解】(1)[1]根据R t=kt+b可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,故要保持R t阻值不变,也就是保持R t的温度不变。
(2)[2][3]使用电流表和电压表前,要检查其指针是否对准0刻度线;接入电路的电流表,应使电流从其“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。
(3)[4]图乙中电压表选用大量程,分度值为0.5V,其读数为9.0V。
[5]甲图中,两电阻串联,电压表测热敏电阻的电压,如果要使电压表示数变大,根据U=IR 可知,应增大电路的电流,由欧姆定律,应减小电路的电阻,故将滑动变阻器滑片P向a 移动。
[6]图丙是小宸画出的I-U图为过原点的直线,故分析可得出结论:在电阻不变时,通过电阻的电流与它两端的电压成正比。
(4)②[7]将滑动变阻器滑片P移到b端,用开关S2替换电压表(电路如图丁所示),闭合S 1、S 2,热敏电阻被短路,调节滑片P 使电流表满偏后,保持滑片P 位置不再移动,设此时电路总电阻为R ,由欧姆定律,此时电路中的电流I 满=U R=0.6A 断开S 1、S 2;往容器中倒入适量100℃的开水,观察温度计,温度计示数每下降5℃(水温不再降低时,加入冰块直到水温降到0℃),就闭合S 1,并记录此时温度t 和对应的电流I ,然后断开S 1.根据串联电路电压的规律及欧姆定律,电流与温度的关系式 t U U I R R R kt b==+++ 电流与温度的关系式 t U U I R R R kt b==+++ 故温度越高(低),电流越小(大),根据I 满=U R=0.6A 故温度为0℃时的电流 0U I R b =+<0.6A ③[8]当电流为100°C 时的电流最小,但电流仍大于0,据此大致画出此温度表表盘的刻度线,如下所示:5.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V 不变)。