九年级物理上册第十四章 欧姆定律(篇)(Word版 含解析)

九年级物理上册第十四章 欧姆定律（篇）（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．小明对“篮球在空气中是否受受到浮力”进行探究，由此进行一系列的思考与实验，并最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。

(1)如图甲，将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上，阀门连接未充气的气球，且处于关闭

状态。加砝码使天平平衡。打开阀门，气球变大（假设篮球体积不变），天平指针向______偏转。指针偏转的原因是__________________________________________。

(2)为测量篮球受到浮力大小，小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压U为6V， R是力敏电阻，其阻值与所受压力F压的关系如图丙所示。当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2A，此时压敏电阻R大小为20Ω；当篮球给气球充气到体积为篮球2倍时（篮球体积不变），电流表示数为0.15A，力敏电阻R所受压力FB与篮球对左侧托盘的压力FA的关系如图丁所示，则定值电阻R0阻值为______Ω，篮球所受浮力为______N。 (3)图乙中篮球与气球内气体的总质量保持不变，并控制气球体积为篮球的2倍，在电压表

指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值，就制成了一台测量当地空气密度的“空气密度仪”。若用此装置测量大于1.29kg/m3的空气密度，指针大概应在______（A/B）处。 【答案】右 气球受到浮力变大 10 0.09 A 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1][2]打开阀门，气球变大，根据阿基米德原理，气球受到的浮力变大，蓝球对托盘的压

力变小了，故天平指针向右偏转。 (2)[3]压敏电阻R与定值电阻R0串联，电流表测量电路的电流，电压表测定值电阻的电

压，当左盘中篮球未给气球充气时，电流表示数为0.2A，根据串联电路的规律及欧姆定律

011

6V20100.2AURRI

[4]由图丙知此时

F1B＝309N 当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时（篮球体积不变），电流表示数为0.15A，根据串联电路的规律及欧姆定律

202

6V10300.15AURRI

由图丙知此时 F2B=300N 由图丁知 FB=50FA

故

11A309N5050BFF

22A300N5050BFF

托盘A所受压力的变化量 FA＝309N50−300N50＝0.18N

篮球给气球充气到体积为篮球的2倍，由阿基米德原理，即篮球所受的浮力为 F浮=12×0.18N=0.09N (3)[5]气球体积为篮球的2倍，即气球的体积不变，现用此装置测量大于1.29 kg/m3的空气

密度，根据阿基米德原理，气球受到的浮力变大，篮球对托盘的压力变小，力敏电阻R所受压力FB也变小，可知压敏电阻变大，根据串联电阻的规律，电路的总电阻变大，由欧姆定律，电路的电流变小，根据U＝IR，定值电阻的电压变小，即电压表示数变小，故用此装置测量大于1.29 kg/m3的空气密度，指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧， 即A处。

2．某小组同学准备探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验器材有：干电池2节，滑动变阻器（20Ω，1A）、电流表、电压表、开关各一个，不同阻值的定值电阻及导线若干，图甲是他们连接的实验电路。 （1）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P移到B端这样操作的目的是为了_____ （2）闭合开关后，他们移动滑动变阻器的滑片至某一位置，电压表示数为0.7V，电流表示数如图乙所示，接着继续探究，把所测数据填在了下表中

实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.7 1 1.1 1.5 1.7

电流I/A 0.18 0.20 0.26 0.30

①图乙中电流的示数为_____A。 ②图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，请根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I﹣U图象，并标标记为a。 （________） （3）图丙中b、c、d三条I﹣U图象，是其他组同学选择5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，按图甲电路测量数据所画。 ①单独分析图丙中每条I﹣U图象，可以得到的结论是_____。 ②该小组同学发现，分析图丙中的I﹣U图象，还能得到：“当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律。请写出分析方法：_____。 ③验证②中的规律，该小组的同学选择了5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，准备分别接入图甲电路，测量电流进行探究，有同学提议：既然探究时需要保持电阻两端电压不变，图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。他们按照提议分别将三只电阻由小到大接入电路，闭合开关后，读出电流表示数分别为0.42A，0.24A，0.13A，发现无法验证②中的规律。于是他们计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值U．为确保完成验证，则这个电压值U的范围为_____。 A．1.5V＜U≤3V B．1.3V＜U＜2.1V C．1.3V＜U≤2.6V D．2.1V＜U＜2.6V 【答案】保护电路； 0.12 电阻一定时，电流与电压成正比 见解析 B 【解析】 【详解】 (1)[1]为保护电路，闭合开关前，滑片必须处于最大阻值处，即应将滑动变阻器的滑片P移

到B端； (2)①[2]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.12A；

②[3]图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I−U图象，并标记为a，如下所示：

(3)①[4]单独分析图丙中每条I−U图象，因为过原点的直线，故可以得到的结论是电阻一定

时，电流与电压成正比； ②[5]由上图知，当电压为0.8V时，对应的电流大小约为0.032A、0.066A、0.13A，结合电阻大小分别为20Ω、10Ω、5Ω，考虑到误差因素，电流与对应的电阻之积为一定值，故还能得到：当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律；分析方法采用了控制变量法；

③[6]根据欧姆定律I=UR有U=IR，3次实验中电阻的电压分别为2.1V、2.4V、2.6V，都小于电源电压3V，是因为电源有内阻的原因；设电源本身的电压为E，对外（R与R'串联）提供的电压为U，根据电阻的串联和欧姆定律可得，电路中的电流：

I=ERRr，

由欧姆定律，R与R'获得的电压为： U=I(R+R′)= ERRr×(R+R′)， 故有: 1U=RRrERR=RRERR+rERR=1E+rE×1

RR，

由数学知识得，对外提供的电压U的倒数与串联电阻（电源内阻r之外的电阻）的倒数为一次函数的关系，即为： 1U=k1RR+b，

根据该小组的同学选择了5Ω、10Ω的定值电阻，电源内阻r之外的电阻获得的电压分别为2.1V、2.4V，将已知量代入上式：

12.1V=k×15Ω +b，

12.4V=k×110Ω +b，

解方程组得：k=10Ω2.47V，b=122.1V2.47V，故这个一次函数关系式为： 1U=10Ω2.47V×1RR+12

2.1V2.47V，

他们计划仍按图甲进行探究，因要控制当电阻的电压值U为一定值，根据串联电路电压的规律，变阻器分的电压也为一定值，由分压原理，定值电阻和变阻器分得的电压之比为一定值，故当电阻为20Ω时，变阻器连入电路中的电阻最大为20Ω，此时的总电阻为40Ω，代入这个关系式： 1U=10Ω2.47V×140Ω +12

2.1V2.47V，

解得：U=2.6V。变阻器与电阻的电阻相等，根据分压原理，故电压表示数为1.3V； 当电阻最小为5Ω时，电路中的电流最大，变阻器连入电路中的电阻最小，此时电压表有最大值，当变阻器电阻连入电路中的电阻为0时，将5Ω代入这个关系式： 1U=10Ω2.47V×15Ω +12

2.1V2.47V，

故：U=2.1V。 综上，他们计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值U，为确保完成验证，则这个电压值U的范围为：

1.3V．

故选B。

3．现有如下器材: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、15Ω、20Ω、25Ω各一个、开关、滑动变阻器'R（200Ω 1A）和导线若干,进行实验: （1）按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器滑片P应移到____________ （选填“A”或“B”）端． （2）闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数不变且读数较大,造成这种现象的原因可能是____________________________________（写一条即可）． （3）小颖同学利用提供的实验器材探究“电流与电压的关系”:闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表和电压表示数,并记录在表中．分析表中数据发现,电流与电压不成正比,你认为造成这种现象的原因可能是：________________________．通过表中数据,可计算出她选用的定值电阻R的阻值是____________Ω．

U/V 5.5 5 4.5 4 I/A 0.10 0.20 0.30 0.40

（4）正确连接好电路后,同组的超超同学继续探究“电流和电阻的关系”:每次接入定值电阻后,通过调节滑动变阻器滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数． ①实验中,当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,如图甲滑动变阻器滑片应该向____________（选填“A”或“B”）端移动; ②实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两次滑动变阻器的电功率之比为_______ ③完成五次实验后,记录所得电流和电阻的关系图像如图乙,超超同学检查数据时发现有一

组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,根据乙图中的数据,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片:这次实验前的那次实验,超超同学选择的是______Ω的定值电阻． 【答案】B 滑动变阻器短路 电流表正负接线柱接反了，并且在使用前没有调零 5 A 2:1 25 15 【解析】 【详解】 (1)[1]按图甲连接好电路，闭合开关之前，滑动变阻器接入电路的电阻应该最大，所以滑片

P应该移到B端；

(2)[2]造成这种现象的原因可能是滑动变阻器短路，那么无论滑动变阻器如何调节，电流大

小都不变，只有电阻R接入电路，电流较大； (3)[3]分析表中数据发现，电压数值在减小，电流数值在增大，这情况有可能是电流表正负

接线柱接反了，并且在使用前没有调零；