人教版九年级下册物理 欧姆定律(篇)(Word版 含解析)

人教版九年级下册物理欧姆定律（篇）（Word版含解析）一、初三物理欧姆定律易错压轴题（难）1．小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压小于24伏且保持不变）、待测电阻R x、电压表、电流表（只有0.6安量程可用）、滑动变阻器（标有“1安”字样）、阻值为10欧的定值电阻R1、阻值为30欧的定值电阻R2、开关及导线若干。

实验器材均完好．．．。

(1)小华经过思考，先进行一次实验测电源电压，实验电路图及闭合开关S后对应的电压表的示数如图所示。

小华实验所用电源电压为_________伏；(2)小华根据第一次实验结果进行思考后开始第二次实验，他正确串联电源、待测电阻、电流表、滑动变阻器和开关，然后把电压表并联接入电路。

闭合开关后，将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，发现电流表示数由0.20安增大到0.58安，此过程中电压表示数减小了4.0伏。

当移动变阻器滑片到某个位置时，电压表、电流表的示数分别如图（a）、（b）所示，电压表示数为_______V，电流表示数为_________A。

根据图（a）、（b）所示电压表、电流表示数，计算待测电阻R x=__________Ω。

（3）小明分析了小华的实验数据与计算结果，他认为是小华电压表所选量程不对。

小明在小华电路基础上，将电压表换为另一量程并联在R x两端。

为了使实验过程中电表指针能不低于刻度盘的14，他应串联电阻___________（选填R1或R2），滑动变阻器阻值接入范围为____________。

【答案】6 4.0 0.2 10 R10~20Ω【解析】【分析】【详解】(1)[1]假设电压表的量程是0~15V，这时电压表的示数是7.5V，从电路图可以看到，这是一个串联电路，电压表并联在电阻R1两端，电路中的电流117.5V0.75A10ΩUIR===电阻R2两端的电压22=0.75A 30Ω22.5V U IR =⨯=电源电压127.5V 22.5V 30V 24V U U U =+=+=>这与题意不符合，所以电压表的量程不是0~15V ；那么电压表的量程是0~3V ，它的读数是1.5V ，电路中的电流11 1.5V 0.15A 10ΩU I R === 电阻R 2两端的电压 22=0.15A 30Ω 4.5V U IR =⨯=电源电压12 1.5V 4.5V 6V 24V U U U =+=+=<这与题意相符合，所以小华实验所用电源电压为6V 。

(2)[2]由题意可知，将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，电压表示数减小了4.0V ，那么电压表的量程不可能是0~3V ，电压表的量程是0~15V ，从图（a ）可以看到，电压表示数是4V 。

[3]电流表的量程只能是0~0.6A ，从图（b ）可以看到，电流表的示数是0.2A 。

[4]由题意可知，将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，电流表示数变大，根据UR I=可知，电路的总电阻变小，待测电阻R x 阻值不变，那么滑动变阻器接入电路的阻值在变小，待测电阻R x 的电压在变大，变阻器的电压在变小，由于此过程中电压表示数减小了4.0V ，那么电压表是并联在变阻器两端的，电源电压是6V ，那么待测电阻R x 的电压是x 6V -4V 2V U ==电路中的电流大小是0.2A ，那么待测电阻R x 的大小x x x 2V 10Ω0.2AU R I === 待测电阻R x 的大小是10Ω。

(3)[5][6]由题意可知，这时电压表的量程是0~3V ，假设串联电阻R 2，那么电路中的电流大小6V 6V 0.15A 10Ω30Ω40ΩI R =≤=++滑 但是要求实验过程中电表指针能不低于刻度盘的14，电流表的量程是0~0.6A ，指针不能低于0.15A ，所以不能串联电阻R 2；串联电阻R 1，那么电路中的电流大小要求6V 6V 0.15A 0.3A 10Ω10Ω20ΩI R ≤=≤=++滑 待测电阻R x 的电压x x 0.75V 3V U IR ≤=≤解得R≤≤020Ω滑即他应串联电阻R1，滑动变阻器阻值接入范围为0~20Ω。

2．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 UR 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<R 额，灯的实际功率2222()()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 。

3．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 12 3 4 5 电压U /V0.7 1 1.1 1.5 1.7 电流I /A0.18 0.20 0.26 0.30①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=ER R r +'+，由欧姆定律，R与R'获得的电压为：U=I(R+R′)=ER R r+'+×(R+R′)，故有:1 U =()R R rE R R+'+⨯+'=()R RE R R+⨯+''+()rE R R⨯+'=1E+rE×1R R+'，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：1 U =k1R R+'+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：1 2.1V =k×15Ω+b，1 2.4V =k×110Ω+b，解方程组得：k=10Ω2.47V⨯，b=122.1V 2.47V-⨯，故这个一次函数关系式为：1 U =10Ω2.47V⨯×1R R+'+122.1V 2.47V-⨯，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：1 U =10Ω2.47V⨯×140Ω+122.1V 2.47V-⨯，解得：U=2.6V。