西安高新第一中学初中校区东区初级中学物理第十四章 欧姆定律(培优篇)(Word版 含解析)

西安高新第一中学初中校区东区初级中学物理第十四章欧姆定律（培优篇）（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．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R0为已知电阻，步骤如下：a.闭合开关S、S1，断开S2时，测得电压表的示数U1；b._________________时，测得电压表示数为U2；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、S2，断开S11021URU 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1210x R U U U R =- R x 大小为10x 21U R R U U =-2．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。

3．如图甲是小华设计了一个“用电流表、电压表测x R 阻值”的实验电路，其中电源电压6V U ，滑动变阻器两个（A “10Ω2A ”、 B “20Ω1A ”）可供选择。

(1)连好电路后闭合开关，发现电流表示数为零，而电压表示数为6V ，若电路中只有一处发生故障，则故障的原因可能是______；(2)排除故障后闭合开关，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乙图所示，此次测出的待测电阻的阻值为______Ω；(3)接着小华将滑片P 从滑动变阻器的一端滑到另一端，她发现电流表示数由最小值10.2A I =增大到最大值20.58A I =：此过程中电压表的示数减小了4V U ∆=，则： ①小华所选用的滑动变阻器为______（选填序号“A ”或“B ”）；②下列是小华给出的待测电阻x R 的表达式，其中错误的一项为______； A ．1x U R I =B ．21x U R I I =- C ．2x U R I =D ．1x U U R I -= (4)根据小华在该实验得到的所有数据，可求得x R 阻值应该为______（结果保留一位小数）；(5)利用以上器材，小华还可以探究通过导体的电流与______的关系。

【答案】滑动变阻器断路 10.0 B A 10.2 电压【解析】【分析】【详解】(1)[1]甲图中，变阻器与待测电阻串联，电压表测变阻器的电压，连好电路后闭合开关，发现电流表示数为零，电路可能断路，而电压表示数为6V ，则电压表与电源连通，若电路中只有一处发生故障，则故障的原因可能是滑动变阻器断路；(2)[2]电压表、电流表的示数分别如乙图所示，电压表选用大量程，分度值为0.5V ，电压为3V ，电流表选用小量程，分度值为0.02A ，电流为0.3A ，由欧姆定律，此次测出的待测电阻的阻值为3V 10.0Ω0.3AU R I === (3)[3][4]接着小华将滑片P 从滑动变阻器的一端（第1次操作）滑到另一端（第2次操作），她发现电流表示数由最小值0.2A 增大到最大值0.58A ，可知原来变阻器连入电路的电阻最大，对应的电流最小，为0.2A ，滑片P 移动到另一端时，变阻器连入电路的电阻为0，电流最大为0.58A ，此时电压表示数为0，为此过程中电压表的示数减小了4V U ∆=故可知，原来电压表的示数为4V ，由欧姆定律，小华所选用的滑动变阻器的最大电阻114V 20Ω0.2AU R I ===滑滑 故变阻器选用的为B ；在第1次操作中，根据欧姆定律可得R X 为待测电阻与变阻器最大电阻的阻值之和，故A 错误，根据串联电路电压的规律，电压表示数变化等于待测电阻电压的变化，根据欧姆定律1x x U I R =，2x x U I R '=，两式相减得1212()x x x x x U U I R I R I I R -'=-=-，X x U IR ∆=∆故21x U R I I =- 故B 正确,在第2次操作中，由欧姆定律可得 2x U R I =故C 正确，在第1次操作中，根据串联电路的规律及欧姆定律，待测电阻为1x U U R I -∆=故D 正确，故选A 。

(4)[5]在第1次操作中，根据(3)D 选项可得 116V 4V 10.0Ω0.2Ax U U R I -∆-=== 在第2次操作中，根据C 选项 226V 10.3Ω0.58Ax U R I ==≈ 由①②③，取平均值作为测量结果可得10.0Ω10.0Ω10.310.1Ω3x R ++Ω== (5)[6]因待测电阻大小不变，故利用以上器材，小华还可以探究通过导体的电流与电压的关系。