深圳罗湖区银湖学校物理欧姆定律单元达标训练题Word版 含答案.docx
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深圳罗湖区银湖学校物理欧姆定律单元达标训练题Word版含答案
深圳罗湖区银湖学校物理欧姆定律单元达标训练题(Word版含答案)
一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)
1.要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx。
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Rx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Rx=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Rx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Rx的表达式
Rx=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.现有下列器材:
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、20Ω各一个)、滑动变阻器(100Ω0.5A),开关和导线若干,利用这些器材探究“电流与电压、电阻的关系”,如图所示:
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求滑片向右滑时,电流表示数变大);
(______)
(2)小敏同学探究电流跟电压的关系,他连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是__;
(3)小敏同学排除故障后闭合开关,他调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,如下表所示,分析数据后发现表格中电流与电压不成正比,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是___。
通过数据可知电阻R的阻值是___Ω;
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.14
0.24
0.34
0.44
0.54
(4)小敏同学接着探究电流跟电阻的关系,他依次接入5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数。
实验中他接入5Ω、10Ω定值电阻时,两次电路的电流之比为___。
在不改变电路连接的情况下,为完成整个实验,电压表示数设置的范围为___V至___V;
(5)某小组同学用图乙电路图探究欧姆定律,研究电流与电阻的关系。
现有器材如下:
四个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),标有“60Ω1A”的滑动变阻器,电压表(可用量程0~3V、0~15V),电流表(可用量程0~0.6A),导线,开关,电源电压未知。
把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,电流为0.05A。
为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,如果控制电压表两端的电压在1V~2V范围内,滑动变阻器的取值范围为___。
【答案】定值电阻短路使用前电流表指针未调零52∶112.55Ω~60Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要求滑片向右滑时,电流表示数变大,即电路总电阻变小因此应将电源负极与滑动变阻器右下接线柱连接,电压表负接线柱与定值电阻的右接线柱相连;如下图:
(2)[2]电流表有示数,说明电路为通路;电压表没示数,说明电压表被短路,因此故障为R短路。
(3)[3][4]检查两电表均无故障,说明测量过程正确,分析表格中数据可知:
电流值都去掉0.04A时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是使用前电流表指针未调零。
因此电阻R的阻值是
(4)[5]探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联,定值电阻两端电压始终保持不变,因此接入5Ω、10Ω定值电阻时,两次电路的电流之比为
[6][7]电路中最大电流为0.5A,因此最小总电阻为
当定值电阻最小为5Ω时,滑动变阻器阻值为
12Ω-5Ω=7Ω
结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得
可解得,因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变,因此分压相同,当接如最大电阻20Ω时,滑动变阻器阻值为28Ω<100Ω,符合题意。
当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为20Ω,变阻器阻值为100Ω,则结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得
可解得,综上所述电压表的取值范围为1V~2.5V之间。
(5)[8]把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,则电源的电压
设电压表的示数为UR,则滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UR
由串联电路的电流特点可得,电路中的电流
则
当UR=1V时
四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为15Ω、30Ω、45Ω、60Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为15Ω~60Ω,当UR=2V时
四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为5Ω~20Ω,综上可知,滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~60Ω。
3.用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻实验中,电源电压恒为3V,小灯泡L标有“2.5V”字样,滑动变阻器标有“”字样。
(1)请用笔面线代替导线,将图甲中实物电路正确连接完整。
要求:
滑动变阻器的滑片P向左移。
小灯泡的亮度变亮。
(___________)
(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L不发光,电压表示数为零,移动滑片仍如此。
将电压表分别正确并联在AB、BC、CD两端,发现.由此可知,发生故障的是_________断路(选填:
“AB”、“BC”或“CD”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表的示数为2.4V时,应该向______(选填“左”或“右”)移动滑片P。
才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示。
为______A,则灯泡正常工作时的电阻为__________Ω,(除不尽则保留一位小数)。
实验次数
电压表示数U/A
电流表示数I/A
电阻R/Ω
1
1.00
0.14
2
1.70
0.22
3
2.50
(4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为________在影响灯丝电阻。
细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷_______(填物态变化)形成的。
(5)小君同学只用电阻箱替换灯泡,其它不变,继续探究“电流与电阻的关系”,每次调节滑片P使电压表示数均为2.5V.在保证电路安全的前提下,为了能完成实验,电阻箱接入电路的阻值范围为________Ω。
【答案】BC左0.2810.7温度凝华5~50
【解析】
【详解】
(1)滑动变阻器的滑片P向左移,小灯泡的亮度变亮,即滑动变阻器阻值要减小,同时小灯泡的额定电压为3V,所以接入电压表量程为0~3V,连接如下:
(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L不发光,电压表示数为零,说明电路中存在断路现象或滑动变阻器接入阻值过大,移动滑片将电压表分别正确并联在AB、BC、CD两端,发现,由此可知电路中BC间断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表的示数为2.4V时,为了继续增加其两端电压,应减小滑动变阻器两端电压,所以应该向左移动滑片P,才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示,其量程为0~0.6A,最小分度值为0.02A,所以电流表读数为0.28A,灯泡正常工作时的电阻为.
(4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为灯泡工作时散发热量,使其灯丝温度升高,所以是温度在影响灯丝电阻。
细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷凝华形成的(先升华成钨蒸气再遇冷凝华)。
(5)滑动变阻器的最大允许通过电流为0.5A,此时对应电阻箱允许接入的最小电阻,根据欧姆定律可知,允许接入的最小电阻为:
;滑动变阻器最大阻值为10Ω,根据串联分压原理可知,此时电阻箱接入的最大电阻,根据串联分压原理可知:
U1:
U2=(3-2.5)V:
2.5V=R滑max:
Rmax=1:
5,当R滑max=10Ω时,Rmax=50Ω,即电阻箱的接入阻值范围是5~50Ω.
4.为了节能,正明中学为教室安装了光控照明系统,有效避免了“长明灯”的现象.光控系统用光敏电阻控制,光敏电阻是阻值随着光的照度改变而发生变化的元件(光越强,照度越大,照度的单位为1x).某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表:
(1)根据表中数据,请在如图坐标纸中描绘出光敏电阻随照度变化的图线_____.其阻值随照度变化的规律是______;
(2)如图所示,当1、2间电压上升至4V时,控制电路自动启动照明电路.请利用所给器材在如图虚线框内设计一个电路______,给1、2两端提供电压,并要求当天色渐暗照度降至1.0(lx)时,照明电路启动.(控制电路对你所设计电路无影响)
器材:
电源(电压为6V),开关S及导线若干,其他器材如下表.
在你所设计的电路中,电阻箱的阻值应调至______kΩ;
(3)某同学在对所设计的电路进行调试时,发现照明电路过早启动.请你提出一个可行的解决办法:
______.
【答案】光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小10增大电阻箱R的阻值
【解析】
(1)根据表格中的数据在图1中先描点,再用平滑的曲线连线,如图1所示:
从图1可知,光敏电阻的阻值随照度变化的规律是:
光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。
(2)电路如图2所示。
控制开关自动启动照明系统,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,即此时光敏电阻阻值为20kΩ,其两端电压为4V,而电源
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