济南市汇文中学物理欧姆定律专题练习解析版.docx
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济南市汇文中学物理欧姆定律专题练习解析版
济南市汇文中学物理欧姆定律专题练习（解析版）
一、初三物理欧姆定律易错压轴题（难）
1．现有下列器材：
学生电源，电流表（0~0.6A0~3A）、电压表（0~3V0~15V）、定值电阻8（2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）、开关、滑动变阻器（15Ω1A）和导线若干，利用这些器材探究“电压一定时，电流与电阻的关系”，实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变。
（1）请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电压表示数变小；______
（2）实验中，不能被选用的电阻为___Ω；判断的依据是______；
（3）保证所选电阻均能正常进行实验，电源电压应该控制在3V至______V之间；
（4）实验中依次接入其中三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，测得相应的电流值，如下表所示。
分析表中的数据可以得出结论______；
实验次数
…
2
3
4
…
R/Ω
…
10
15
20
…
I/A
…
0.3
0.2
0.15
…
（5）做完探究“电压一定时，电流与电阻的关系”，把定制电阻换成小灯泡，测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
①闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，如要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向______（选填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为______V。
②改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值。
根据记录的数据，绘制得如图丙所示的I﹣U图像。
由图像可知，小灯泡的额定功率是______W；同时发现小灯泡的电流与电压不成正比，原因可能是______。
【答案】
2.5此时电流超过了电流表的量程4.8电压一定时，电流与电阻成反比A2.50.5小灯泡电阻受到温度的影响
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由题意可知，当滑动变阻器滑片P向B端移动时，接入电路中的电阻变大，故滑片左侧的电阻丝应当连入电路中，电路连接图如图所示。
（2）[2][3]若选用2.5Ω的电阻，实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变，由欧姆定律可得，此时电路中的电流为
超过了电流表的量程，故实验中不能被选用的电阻为2.5Ω。
（3）[4]保证可用电阻均能正常进行实验，设最大电源电压为
，根据串联电路电压的规律和分压原理
当所用定值电阻的阻值为25Ω，变阻器接入阻值最大为15Ω时
解得
实验中需要控制电阻R两端的电压始终保持3V不变，所以电源电压最小为3V，故电源电压只能在3V到4.8V之间。
（4）[5]由表格数据可知，对应的电流和电阻的乘积都等于3V，由此得出结论：
电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。
（5）[6][7]由图乙所示电压表可知，其量程为0~3V，分度值为0.1V，所示为2.2V，灯泡两端电压小于额定电压，要测灯泡额定功率，应增大灯泡的电压，减小变阻器分得的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，即滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压2.5V。
[8]由图丙所示图像可知，灯泡的电压为1.5V时，电流为0.15A，由
可得，此时灯泡的电阻值
由图丙可知，灯泡额定电压对应的电流为0.2A，灯泡额定功率
[9]小灯泡的电流与电压不成正比，原因可能是小灯泡电阻受到温度的影响，小灯泡电阻丝会随着温度的变化而变化。
2．欣欣利用如图甲所示的电路，探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。
实验器材：
电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（甲“10Ω2A”、乙“20Ω1A”），导线若干。
（1）用笔画线代替导线完成图甲电路的连接；
（_____________）
（2）实验中欣欣发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图乙所示的状态，则电路故障可能是_______；
（3）排除故障后，多次改变R的阻值，根据实验数据画出如图丙所示的I-R图像，得到的结论是_______；
（4）在上述实验中，欣欣用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，为了完成实验，他应该将滑动变阻器的滑片向______端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数为______________V；
（5）当欣欣改用15Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值，则欣欣选用的滑动变阻器的规格是______（选填“甲”或“乙”），如果串一个定值电阻就能完成实验，那么这个定值电阻的范围是________；
（6）除了更换滑动变阻器的方案以外，欣欣想到原有器材不变，调整定值电阻两端的电压也可以完成实验，他应控制定值电阻两端的电压范围是________。
【答案】
定值电阻断路在电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比A2.5甲2~12Ω2.7V∼3V
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]将电压表并联在定值电阻的两端，如图所示；
（2）[2]乙图中，左表为电压表，示数满偏，说明电压表与电源连通；右边为电流表示为0，说明电路断路或总电阻很大，由此可知，与电压表并联的定值电阻断路了。
（3）[3]由图丙所示图象可知：
通过电阻的电流与电阻值的乘积为2.5保持不变，是一个定值，这说明：
在电压不变时，电流与电阻成反比。
（4）[4][5]根据图丙所示的I−R图象知，电阻两端的电压
U=IR=5V×0.5A=2.5V
闭合开关发现电压表的示数变大，为保持电阻的电压不变，应增加变阻器分得的电压，根据分压原理可知，应增大变阻器连入电路中的电阻，他应该将滑动变阻器的滑片向A端移动，使电压表示数为2.5V。
（5）[6]当用15Ω的电阻继续实验时，即使将“10Ω2A”的变阻器变阻器的全部电阻10Ω连入电路，由欧姆定律，此时电路中的电流
I=
=
=0.18A
电压表的最小示数
U小=IR=0.18A×15Ω=2.7V>2.5V
所以，他发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值，则小明选用的滑动变阻器的规格是甲“10Ω2A”。
[7]如果串一个定值电阻就能完成实验，则滑动变阻器取最大值10Ω时，R串最小，即满足
UR=
R=2.5V
即
15Ω=2.5V
解得R串最小=2Ω；
滑动变阻器取最小值0时，R串最大，即满足
UR=
R=2.5V
即
15Ω=2.5V
解得R串最大=12Ω，故这个定值电阻的范围是2
12Ω。
（6）[8]由（5）知，使用“10Ω2A”的滑动变阻器时，电压表能达到的最小示数为2.7V；电压表量程为0∼3V，当电压表示数U大=3V时，滑动变阻器分得的电压
U滑2=4.5V−3V=1.5V
当定值电阻为15Ω时，根据分压原理有
=
则
R滑=
×15Ω=
×15Ω=7.5Ω
该滑动变阻器能满足要求，所以，电压表的最大示数可以为3V；
综上，除了更换滑动变阻器的方案以外，小明想到原有器材不变，调整定值电阻两端的电压也可以完成实验，他应控制定值电阻两端的电压范围是2.7V∼3V。
3．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：
4．在“用伏安法测电阻”的实验中：
（1）实验原理是________________________．
（2）用电压表、电流表测量电阻有如图所示的两种接法，在高中教材中叫做电流表外接法和电流表内接法；若电压表的电阻不是非常大，电流表电阻也不是非常小，你认为图______中电阻的测量比真实值偏大，图____中电阻的测量比真实值偏小．
（3）如某次测量中，老师只提供了下列器材：
电压恒定的电源一个（电压未知）、电流表一只、定值电阻R0一个（电阻已知）、单刀开关两只、导线若干．测待测电阻Rx的值，请用给定的器材（可不用完）按下列要求完成实验：
①在下图的虚线框内画出你设计的电路图；
②扼要写出实验的主要步骤（指出物理量的名称并
用相应的符号表示）
a．_________________________________．
b．_________________________________．
③Rx的数学表达式为：
Rx=_______________（用所测量的物理量及相应的符号表示）．
【答案】欧姆定律（或
）baa、先用电流表A测出R0的电流I0；b、再用电流表A测出Rx的电流Ix）③I0R0/Ix
【解析】
（1）在“用伏安法测电阻”的实验中实验原理是欧姆定律．
（2）甲图用外接法，R真实值为，用总电压去除总电流减电压表的电流，比测量值偏大．乙图用内接法，R真实值为，用R的电压减去电流表的电压再除以电流，比测量值偏小．（3）R0与Rx并联，电流表在干路上，各支路上各有一个开关控制，首先闭合Rx支路开关，测电流Ix，断开Rx支路开关，再闭合R0支路开关，测电流I0．如图：
实验步骤：
a、闭合S1断开S2，读出电流表A的示数I0；b、闭合S2断开S1，读出电流表A的示数Ix．③
．故答案为
（1）
；
（2）甲乙；（3）①如电路图；②a、闭合S1断开S2，读出电流表A的示数I0；b、闭合S2断开S1，读出电流表A的示数Ix．③
．
5．小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍保持不变）、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，以及导线若干。
他正确串联电路后，将电压表并联在电路中。
闭合开关，移动滑动变阻器滑片，将测得的两组数据记录在表一中。
小华观察数据思考后重新连接了电压表，将新测得的两组数据记录在表二中。
小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值，完成实验。
表一
实验序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
1
2.6
0.18
2
2.3
0.20
表二
实验序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
3
2.2
0.20
4
2.6
0.24
①获得表一实验数据的过程中，小华将电压表并联在______的两端；
②实验中小华所用的电源电压为______伏；
③根据表一中实验序号1的数据，计算此次待测电阻的阻值为______欧；（精确到0.1欧）
④根据实验数据，计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧2安”。
______（需写出计算过程）
【答案】滑动变阻器4.510.6不能；由实验序号1中数据可得，
因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧2安"。
【解析】
【分析】
【详解】
[1]待测电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，当电流变大时，根据
可知，待测电阻的电压变大，由串联电路分压定律可知，滑动变阻器电阻变小，根据表一中数据可知电压表并联在滑动变阻器两端了。
[2]由实验序号3可算出待测电阻为
由实验序号2可算出此时滑动变阻器接入电阻为
此时电路总电阻为
根据欧姆定律
可得电源电压约为
[3]电源电压为4.5V，滑动变阻器电压为2.6V，因此待测电阻电压为
待测电阻为
[4]由实验序号1中数据可得
因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧2安"。
6．某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中，连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）。
（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整；（要求：
滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中电流变大；导线不得交叉）
（________）
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电表示数不变，则故障为滑动变阻
_________；
（3）探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。
由图像可知R两端的电压为________V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________（选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向____（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω。
【答案】
被短路3不变右12.5
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示
（2）[2]连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路，电压表示数等于电源电压，只能是滑动变阻
被短路。
（3）[3]图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
[4]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即保持电阻两端的电压不变。
[5]根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。
[6]电压表控制的电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×25Ω=12.5Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少为12.5Ω的滑动变阻器。
7．小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了如下实验器材：
干电池，标有“15Ω1A”字样的滑动变阻器，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻．
（1）小明连接了下面的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线．
（___）
（2）排除故障后，小明将5Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到_____（选填a”或“b”）端，再闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙，示数为_____A．
（3）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，控制_____（选填“电流表”或“电压表”）示数不变，分别读取相应的电流表示数，记录在表中：
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.2
0.1
（4）由数据可知：
当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_____．
（5）小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值，于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S、S1，此时电流表的示数为I；
②闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1；
③求未知电阻Rx的表达式为：
Rx＝_____．（用R0、I、I1表示）
【答案】
（1）
（2）b；0.4；（3）电压表；（4）反比；（5）③
【解析】
【分析】
（1）电压表与定值电阻并联且正进负出；
（2）为保护电路，变阻器连入电路中电阻最大；根据电流表小量程计读数；
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式，求出电压表示数；
连接电路过程中，应该断开开关，并且将滑动变阻器阻值调到最大；
（4）由表中数据得出结论；
（5）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据电流表和定值电阻的示数计算出电压，然后根据公式
计算出其电阻．
【详解】
（1）如图的电路中，电压表与滑动变阻器并联了，是错误的，将电压表与定值电阻并联，即电压表的中间接线柱应连接到定值电阻的左端，如图：
（2）排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,根据保户电路的原则，应将滑动变阻器的滑片移动到b端，即阻值最大端,再闭合开关；
调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙，由电路图知电流表使用小量程，分度值为0.02A,指针在第二大格处，所以示数为0.4A．
（3）接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻，闭合开关；
因为研究电流与电阻的关系时，应控制电阻两端的电压不变，所以调节滑动变阻器,控制电压表的示数不变．
（4）由数据可知，每一次的电流与电阻的乘积都相等，即
；
所以可得结论：
当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（5）①闭合S、S1，此时电流表的示数为I，由图知，此电流为干路电流，即干路电流为I；
②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1，即未知电阻的电流为I1；
根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和知，R0的电流为：
；
则电源电压为：
；
③根据
得未知电阻的表达式为：
【点睛】
研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用，即分别控制电阻不变和电压不变，据此分析滑动变阻器滑片的调整方向；在没有电压表测量未知电阻时，关键得出未知电阻两端的电压，所以要根据并联电路电压相等的特点设计并联电路．
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：
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