九年级欧姆定律易错题Word版 含答案.docx
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九年级欧姆定律易错题Word版含答案
九年级欧姆定律易错题(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.如图所示是“用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系”的电路图.
(1)闭合开关,保持滑片P2位置不变,向右移动铅笔芯上的滑片P1,电路中的电流________(选填:
“变大”“变小"或“不变”).
(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,应该将滑动变阻器的滑片P2向________移动.
(3)移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯AP之间的距离和电压表的示数,数据如表所示:
AP1/mm
0
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
180.0
U/V
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
通过表中数据反映的规律和___________可以推出导体的电阻与导体的长度成________比的结论.
(4)保持滑片P1的位置不变,滑片P2在如图所示的位置时电压表示数为0.9V,滑片P2向右移动一段距离,电压表示数变为1.2V,滑片P2再向右移动相同的距离,电压表示数为________V.
【答案】不变右欧姆定律正1.8
【解析】
【分析】
本题考查影响导体电阻的因素,主要是长度因素。
【详解】
(1)[1]由电路图可知,当滑片P2不动时,不管P1怎么滑动滑动,铅笔芯的电阻都不变,那么电路的总电阻不变,唯有改变了电压表的示数,所以电路中的电流不变
(2)[2]电压表的示数变得很小,是滑动变阻器分去了太多电压,故要向右滑动滑片P2,让变阻器的电阻变小,分去的电压变小,那么电压表的示数就会变大
(3)[3][4]当AP之间的距离变大时,电压表所测的导体长变长,其示数随之变大。
而在这个过程中,电路中电流不变,根据欧姆定律
得,当电流不变时,导体两端的电压与电阻成正比。
处理表中的数据有:
电压与AP1的距离的比值是定值,即是两者也成正比,所以可知导体的电阻与导体的长度成正比。
(4)[5]当电压表的示数为UAP=0.9V时,设铅笔芯和滑动变阻器此时接入电路的总电阻为R,AP段的电阻为RAP,电源电压为U,根据欧姆定律有
即是
此为①式
当电压表示数为U´AP=1.2V时,设变阻器减小的电阻为△R,同理有
即是
此为②式
解①②两式得,
R=4△R
此为③式
将③式代入①式得,
当滑片P2再向右移动相同的距离,电压表的示数设为U´´AP,同理有
而将③式入上式,得
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
(200Ω1A)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零5A2:
12515
【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;
[4]设这个电流表在使用前,指针的示数为
,由题意可知
求得
,定值电阻
(4)[5]当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,定值电阻R阻值在减小,为了保持电压表示数不变,那么滑动变阻器的阻值大小应变小,滑片应该向A端移动;
[6]实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两端的电压都是
,那么滑动变阻器两端的电压是
设当他接入5Ω的定值电阻时,流过它的电流为
,滑动变阻器的电功率为
当他接入15Ω定值电阻时,流过它的电流为
,滑动变阻器的电功率为
那么可知
[7]从图乙可知,左边四个点对应的电压大小都是3V,而第五个点对应的电压为3.75V,这组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,所以阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片;
[8]阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,那么此时电路中的电流大小为0.15A,那么电路中的总电阻大小为
对应的滑动变阻器阻值大小为
这次实验前的那次实验滑动变阻器阻值大小也为
,由题意可知,此时定值电阻两端的电压是3V,滑动变阻器两端的电压是
电路中的电流大小为
此时定值电阻大小为
所以这次实验前的那次实验,超超同学选择的是15Ω的定值电阻。
4.电源电压为6伏、待测电阻Rx、标有“20欧1安”字样的滑动变阻器、电压表、电流表各一个(其表盘如图所示),电键及导线若干,所有器材均完好.他先将除电压表以外的元件串联连接,再将电压表选择合适的量程并联接入电路中.他把变阻器滑片从一端移到另一端的过程中,读出电流表示数的变化范围为0.14安~0.26安.当他移动滑片至电流表指针位于如图(甲)所示位置时,观察到某电表的指针偏离零刻度线的角度为另一电表的两倍.
(1)请画出小闵连接的电路图;
(____)
(2)请完成将表格填空.
物理量
实验序号
Ux(伏)
Ix(安)
电阻Rx(欧)
1
____
0.14
2
____
____
3
____
0.26
【答案】
【解析】
据题意,当电流表示数为0.14A时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,最大值为20欧,此时滑动变阻器两端的电压为:
U
当他移动滑片至电流表指针位于如图(甲)所示位置时,观察到某电表的指针偏离零刻度线的角度为另一电表的两倍,此时电压表的示数为1.8V,因此电压表和滑动变阻器并联,故电路图如下:
②当电流表的示数最小为时,此时滑动变阻器的阻值最大时,电压表的示数最大为2.8V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:
U1
U−U滑1
6V−2.8V
3.2V;由欧姆定律得:
当移动变阻器滑片到某个位置时,由图甲知,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.18A;电压表的量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为1.8V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:
U2
U−U滑2
6V−1.8V
4.2V;当电流表的示数最大为0.26A时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为零时,电压表的示数最小为0V,则U3
U
6V;故答案为如下图:
5.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,而电源电压为6V,所以应串联一个电阻分担一部分电压,则电阻箱两端的电压为6V−4V
2V,根据串联分压可知:
,所以电阻箱的阻值为10kΩ。
(3)照明电路过早启动,必须想办法让光敏电阻的阻值降低,则光敏电阻分担的电压减小,而电源电压不变,所以电阻箱分担的电压增大,则电阻箱的阻值应该增大。
点睛:
照明电路过早启动,必须想办法让光敏电阻的阻值降低,而电源电压不变,根据串联分压的关系判断出电阻箱阻值的变化即可。
6.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2.8V20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)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S1接b时铅笔芯两端电压与S1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。
7.小明同学做测量小灯泡电阻的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V实验电路连接如图甲所示。
(1)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯不亮,电流表、电压表均有示数。
接下来他应该进行的操作是_____(只填字母)。
A.检查电路是否通路B.更换小灯泡C.移动滑动变阻器的滑片
(2)某次测量时,滑动变阻器的滑片移动到某一位置,电压表的示数为2.2V,想得到小灯泡在额定电压下的电阻值,应将滑片向_____(填“左”或“右”)移动。
(3)小灯泡在额定电压下的电流,如图乙所示,此时小灯泡的灯丝电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。
(4)他第一次测量时,电压等于2.5V,小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量数据及计算出每次的电阻如表。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/N
2.5
2.1
3.7
2.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
/
0.26
0.24
0.21
0.15
0.16
0.05
电阻R/Ω
/
8.1
7.1
6.2
4.7
3.1
2.0
由表格中的数据得出概括性的结论是:
不同电压下,小灯泡的电阻值不同,灯丝的电阻随_____。
(5)整理器材时,小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热,其原因是_____。
(6)小明做完实验后,又设计了一个利用已知最大阻值为R0的滑动变阻器,来测额定电流为I额的小灯泡(灯丝电阻随温度变化)额定功率的方案,电路图如图丙所示。
①只闭合开关_____,调节R1滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数为I额。
②只闭合开关S、S2,保持R1滑片不动,调节R0的滑片到最右端,电流表的示数为I。
③只闭合开关S、S2,将_____的滑片滑到最右端,将_____的滑片滑到最左端,电流表的示数为I′。
④小灯泡额定功率的表达式为P额=_____(用R0、I额、I、I′表示)。
【答案】C左8.3温度的降低而变小滑片左侧部分连入电路中,有电流通过,电流的热效应使这部分电阻丝的温度升高S、S1R0R1
【解析】
【详解】
(1)[1]正确连接电路后,闭合开关,电流表、电压表均有示数,则电路为通路,发现小灯不亮,说明电路的电流过小,故接下来他应该进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,C符合题意;
(2)[2]某次测量时,滑动变阻器的滑片移动到某一位置,电压表的示数为2.2V,想得到小灯泡在额定电压下的电阻值,即电压为2.5V,应增大灯的电压减小变阻器的电压,由分压原理,应将滑片向左移动;
(3)[3]小灯泡在额定电压下的电流,如图乙所示,电流表分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,此时小灯泡的灯丝电阻为:
(4)[4]由表格中的数据得出概括性的结论是:
不同电压下,小灯泡的电阻值不同;由
知,灯的电压越低,通过的电流越小,灯的功率越小(由表中数据知灯的电阻越小),灯的温度越低,即灯丝的电阻随温度的降低而变小;
(5)[5]整理器材时,小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热,其原因是:
滑片左侧部分连入电路中,有电流通过,电流的热效应使这部分电阻丝的温度升高;
(6)①[6]只闭合开关S、S1,调节R1滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数为I额。
③[7][8]只闭合开关S,S2,将R0的滑片滑到最右端,将R1的滑片滑到最左端,电流表的示数为I′。
④[9]在①中,灯与变阻器串联,灯正常发光;在②中,R0的最大电阻与变阻器R1串联,在③中,为R0的简单电路,由欧姆定律,电源电压为:
;在②中,由电阻的串联和欧姆定律,变阻器R1串连入电路的电阻:
在①中,由欧姆定律和串联电路的规律,灯的额定电压为:
小灯泡额定功率的表达式为:
8.小兵利用图甲电路来探究电流与电阻的关系,他在实验中控制电压表示数为U0不变,相关器材规格已在图中标明.
(1)请用笔画线代替导线将电压表接入电路;
(________)
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最______(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,将电阻箱调至某阻值,调节滑动变阻器时,他发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化,经检查是由于某处短路而造成的,被短路的是______;
(4)小兵调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与
关系图线如图乙所示,由此可知U0=_____V,实验结论是:
在电压一定时,_______;
(5)若由于电池电量不足,小兵换用4.5V电源后继续实验,进行了如下操作:
①将电阻箱阻值先调至4Ω进行实验,实验完成后断开开关;
②再将电阻箱阻值调至15Ω后,闭合开关进行实验;
则由于小兵在上述操作中的一个疏漏,将会导致________;
(6)小华利用图1电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究,在5Ω~25Ω范围内,他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验,则他根据实验数据描点所绘制的I与
关系图线不可能是图丙中的______(选填“甲”或“乙”),理由是_______.
【答案】
左电阻箱(或电压表)2通过导体的电流与导体的电阻成反比电阻箱两端电压超过电压表量程乙当电阻箱阻值为25Ω时,滑动变阻器最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V
【解析】
【详解】
电压表应与待测电阻箱并联,因此实物图如下:
;
为保证开关接通时用电器安全,滑动变阻器应调至最大阻值,即将滑片移动至最左端;
第三空.电压表示数始终为零说明电阻箱没有分压,或电压表短路将电阻箱短接,因此故障为电阻箱或电压表短路;
由图乙可知,I=0.4A时,
,因此R=5Ω,由公式
可得:
;
由图像可知在电压一定时,电流I与电阻的倒数
成正比,即在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
在探究电流与电阻的关系,要保证电压相同因此①②两次操作之间要再次调节滑动变阻器分压,使电阻箱两端电压相同,如果未进行该操作,由串联电路分压,且串联电路电压比等于电阻比,可知会导致电阻箱两端电压超过电压表量程;
由图丙可知,甲I=0.35A时,
,因此R=5Ω,由公式
可得:
因为串联电路电压比等于电阻比,且变阻箱两端电压不变为1.75V,可得当变阻箱电阻为25Ω时:
即
可得:
,滑动变阻器可满足分压需求.
乙I=0.15A时,
,因此R=5Ω,由公式
可得:
因为串联电路电压比等于电阻比,且变阻箱两端电压不变为0.75V,可得当变阻箱电阻为25Ω时:
即
可得:
,滑动变阻器最大阻值为50Ω不能满足分压需求.
综上他根据实验数据描点所绘制的I与
关系图线不可能是图丙中的乙,理由是当电阻箱阻值为25Ω时,滑动变阻器最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V.
9.小李为了探究“电流与电压的关系”,请你与他合作并完成以下实验步骤。
(1)请你在虚线框中设计出相应的电路图。
(________)
(2)小李在探究电流与电压的关系时,要控制_________不变。
通过实验探究,得到以下数据。
在进行数据分析时,小李发现表格中有一组错误的数据,请你找出第____组数据是错误的。
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.16
0.24
0.32
0.44
0.48
(3)为了分析电流与电压的定量关系,请你利用正确的数据,在坐标中绘制出电流与电压关系的图像。
(________)
【答案】
电阻4见解析所示
【解析】
【详解】
第一空.用导线把电源、电流表、开关、定值电阻、滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,如图。
第二空.电流跟电压和电阻有关,根据控制变量法的思路,探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变;
第三空.计算实验中,电压与电流之比,实质即为定值电阻的阻值,发现1、2、3、5电压和电流的比值都是5,而实验4中电压和电
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