天津六力学校物理欧姆定律易错题Word版 含答案.docx
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天津六力学校物理欧姆定律易错题Word版含答案
天津六力学校物理欧姆定律易错题(Word版含答案)
一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)
1.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Rx、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Rx=__________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Rx两端。
为了使实验过程中电表指针能不低于刻度盘的
,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】64.00.210R10~20Ω
【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
电阻R2两端的电压
电源电压
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
电阻R2两端的电压
电源电压
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
可知,电路的总电阻变小,待测电阻Rx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Rx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Rx的电压是
电路中的电流大小是0.2A,那么待测电阻Rx的大小
待测电阻Rx的大小是
。
(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R2,那么电路中的电流大小
但是要求实验过程中电表指针能不低于刻度盘的
,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R2;串联电阻R1,那么电路中的电流大小要求
待测电阻Rx的电压
解得
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“30Ω1A”。
(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Ub-Ua 大于对应的电流增加的值量Ib-Ia,即电压增加的量比电流增加的要大,根据欧姆定律
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 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 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.小燕同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,电源电压保持不变,实验器材齐全且完好。 她按图(a)所示电路连接器材,实验步骤正确,闭合开关后,观察到电压表恰好满刻度。 经过思考后,她断开开关,决定不更换电表量程,仅适当调整电路来完成实验。 将滑片移至某一端后闭合开关,此时电流表示数为0.46A;移动滑片至某位置时,观察到电压表、电流表示数如图(b)、(c)所示;将滑片移至另一端时,电压表、电流表示数与图(b)、(c)相比均偏转了2小格。 (1)实验中的电源电压为_____伏,滑动变阻器的最大电阻值为_______欧。 (2)请将下表填写完整(计算电阻时,精确到0.1欧)。 物理量 序号 电压UX(伏) 电流IX(安) 电阻RX(欧) 电阻RX平均值(欧) 1 ________ ______ 2 ________ _______ 3 ________ 0.46 _________ 【答案】4.553.00.33.20.344.59.8 【解析】 【详解】 (1)[1]由题意可知,实验步骤正确,即滑动变阻器在闭合开关前就位于最右端,闭合开关后,电压表恰好满刻度,那么由题意可知,电压表此时的量程应该是0到3V,电压表的示数是3V,即RX两端的电压是3V;移动滑片至某位置时,观察到电压表、电流表示数如图(b)、(c)所示,这两个读数分别是1.3V、0.34A;将滑片移至另一端时,电压表、电流表示数与图(b)、(c)相比均偏转了2小格,即读数分别是1.5V、0.38A,而这个滑片所在的位置是最右端,不能是最左端,否则电压表的示数是零或者大于3V,由于滑片在最右端,而电压表的示数不再是3V,是1.5V,这说明电压表不再是测量RX的电压,应该是测量滑动变阻器接入电路电阻的电压,那么可知当滑片在最右端时,RX两端的电压是3V,滑动变阻器两端电压是1.5V,那么电源电压是 [2]将滑片移至某一端后闭合开关,此时电流表示数为0.46A,可知RX的大小是 那么当滑片在最右端时,电路中的电流大小是 滑动变阻器的最大电阻值是 (2)[3][4]当RX两端的电压是3V时,电流IX是 [5][6]当滑动变阻器的电压是1.3V时,RX两端的电压是 流过RX的电流是0.34A; [7][8]从表中可以看到,当电流是0.46A时,滑片在最左端,RX两端的电压等于电源电压的大小,即 ,此时RX的电阻大小是 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。 5.小谢同学利用三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)、规格为“10Ω1A”的滑动变阻器、电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行了“探究电流与电阻关系”的实验。 (1)如图甲是小谢连接的实验电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确______; (2)改正后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,若电路只有一处故障,其故障是_____; (3)排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑片到适当位置,电流表示数如图乙所示,其示数为_____A; (4)滑片位置不动,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,应向_____(填“左”或“右”)调节滑片,使电压表的示数保持_____V不变,读取电流表的示数为0.2A; (5)使三个电阻单独接入电路都能完成实验,选取电源电压最大值不能超过_____V。 三次实验后,可得结论: 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____; (6)另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下,连接了如图丙所示的电路,测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。 (已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0,U额小于电源电压) ①闭合开关S、S1,断开S2,将R1的滑片滑到最右端,R2的滑片滑到最_____(填“上”或“下”)端,读出此时电压表的示数U,即为电源电压; ②闭合开关S、S2,断开S1,将R1的滑片滑到最右端,调节R2的滑片,使电压表的示数为_____,此时小灯泡正常发光; ③同时闭合三个开关,保持R2的滑片不动,然后调节R1的滑片,使电压表的示数为_____。 保持R1的滑片不动,将R2的滑片滑到最上端,读出此时电压表的示数为U1; ④小灯泡正常发光时的电阻RL=_____(用字母表示)。 【答案】见解析定值电阻断路0.4左23反比上U﹣U额U﹣U额 R0 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]如图甲是小谢连接的实验电路,电流表应与定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端电压,如图所示: 。 (2)[2]改正后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,若电路只有一处故障,其故障是定值电阻断路,电压表串联在电路中。 (3)[3]排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑片到适当位置,电流表示数如图乙所示,接入小量程,分度值为0.02A,其示数为0.4A,则定值电阻两端电压为 (4)[5]滑片位置不动,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,根据串联分压特点,应向左调节滑片增大接入阻值,使电压表的示数保持2V不变,读取电流表的示数为0.2A。 (5)[6]使三个电阻单独接入电路都能完成实验,当电阻最大为20Ω且变阻器接入最大阻值时,电源电压为最大,即 代入数据可得 可解得 [7]三次实验后,根据 可得结论: 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。 (6)[8]另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下,连接了如图丙所示的电路,测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。 (已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0,U额小于电源电压) ①闭合开关S、S1,断开S2,将R1的滑片滑到最右端,R2的滑片滑到最上端,此时只有电阻R2接入电路,读出此时电压表的示数U,即为电源电压。 [9]闭合开关S、S2,断开S1,将R1的滑片滑到最右端,此时灯泡与电阻R2串联,调节R2的滑片,电压表测量电阻R2接入电路的阻值,使电压表的示数为U﹣U额,此时小灯泡两端电压为U额,正常发光。 [10]同时闭合三个开关,保持R2的滑片不动,然后调节R1的滑片,R1与R2串联,电压表测量电阻R2接入电路的阻值,使电压表的示数为U﹣U额。 [11]保持R1的滑片不动,将R2的滑片滑到最上端,读出此时电压表的示数为U1;根据串联分压可知 则小灯泡正常发光时的电阻为 6.在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中,实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材: 电源(电压恒为4.5V)、电压表、电流表。 滑动变阳器、开关。 “5Ω、10Ω、15Ω”的定值电阻各一个,导线若干。 (1)根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图(______); (2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,电压表的示数始终为0,经检查后发现是电路中一根导线断路,则发生断路的导线是a、b、c、d中的______(填字母); (3)小莉同学在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如表一所示,请在坐标中描点画出U-I图像(______),由此得出的实验结论是______; 表一 实验次数 电压U/V 电流I/A 1 1.0 0.2 2 1.5 0.3 3 2.0 0.4 4 2.5 0.5 表二 实验次数 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 0.6 2 10 0.3 3 15 0.24 (4)小明同学在“探究电流与电阻的关系”时,测得的三组数据如表二所示。 由于操作不当,导致表二中第______次实验的数据存在情误,出错的原因是______。 小明及时纠正了错误,得出了正确的测量结果和实验结论。 接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是______。 【答案】 b 电阻一定时,电流与电压成正比3没有保持定值电阻两端电压一定,定值电阻两端电压为3.6V,大于3V2.5Ω~7.5Ω 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]根据电流从电源正极出发,经过依次经过各个电学元件后回到电源负极按照实物图连接,如图所示 (2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表的示数始终为0,即电压表没有连接在电路中,则发生断路的导线是b。 (3)[3]根据表一中的数据利用描点法将这些数据在坐标图上描出来,然后用一条光滑的直线将这些点依次连接起来,如图所示 [4]从画出的U-I图像可知随着电阻两端电压增大,通过电阻的电流也在增大,由此得出的实验结论是: 电阻一定时,电流与电压成正比。 (5)[5][6]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,由表二数据可知,电阻两端电压 故第3次实验的数据存在错误,产生错误的原因是: 定值电阻两端电压为3.6V,大于3V。 [7]定值电阻两端电压为3V,则电阻为15Ω时,第三次实验通过的电流应为 根据串联分压可知滑动变阻器两端电压为 当电路电流为0.2A时,滑动变阻器接入的阻值 当电路电流为0.6A时,滑动变阻器接入的阻值 所以本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω~7.5Ω。 7.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. 8.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中电压和电流的比值不是5,所以实验4数据错误。 第四空.运用描点连线的方法,在坐标系中描绘出(0.8,0.16)(1.2,0.24)(1.6,0.32)(2.4,0.48)几个点,然后用线连接起来,如图: 9.温州地区常受台风侵袭,为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示.装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连.挡风板的挡风面积为0.2m2,均匀电阻丝AB长为20cm,阻值为10 ,电源电压U0恒为6V,保护电阻R0为14 ,电压表量程0~3V.弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示.无风时,滑片P在A处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级. 风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级 风速v(m/s) 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8 风压p(pa) 0.055~1.4 1.6~6.8 7.2~18 18.9~39 40~72 72.9~119 表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力).测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力. (1)在滑片P左移的过程中,电路的总电阻______.(选填“变大”、“不变”或“变小”) (2)当电压表示数U为2V时,风速仪所测的风为几级______? (写出计算过程) (3)小明想在风速仪的电压表上直接标出风速,查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比.经计算,他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线,如图丙所示.后因保护电阻R0损坏,他将其换成了阻值为5 的电阻,请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线
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