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
1，他应串联电阻___________（选填R1或R2），滑动变阻器阻值接入范围4为____________。
【答案】6 4.0 0.2 10 R1 0~20Ω 【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
I?电阻R2两端的电压
U17.5V??0.75A R110Ω
U2?IR2=0.75A?30Ω?22.5V
电源电压
U?U1?U2?7.5V?22.5V?30V?24V
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
I?电阻R2两端的电压
U11.5V??0.15A R110ΩU2?IR2=0.15A?30Ω?4.5V
电源电压
U?U1?U2?1.5V?4.5V?6V?24V
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R?UI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
Ux?6V-4V?2V
电路中的电流大小是0.2A，那么待测电阻Rx的大小
Rx?待测电阻Rx的大小是10Ω。
Ux2V??10Ω Ix0.2A(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
I?6V6V??0.15A
10Ω?30Ω?R滑40Ω1，电流表的量程是0~0.6A，指针不能低4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
6V6V0.15A?I???0.3A
10Ω?10Ω?R滑20Ω但是要求实验过程中电表指针能不低于刻度盘的待测电阻Rx的电压
0.75V?Ux?IRx?3V
解得
0?R滑?20Ω
即他应串联电阻R1，滑动变阻器阻值接入范围为0~20Ω。
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（100Ω 0.5A），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 I/A 0.5 0.14 1.0 0.24 1.5 0.34 2.0 0.44 2.5 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“60Ω 1A”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 5 2∶1 1 2.5 5Ω～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
R?U0.5V1V1.5V2V2.5V=====?5? I0.1A0.2A0.3A0.4A0.5A(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
URI1RR10?2?1=2== I2URR15?1R2[6][7]电路中最大电流为0.5A，因此最小总电阻为
Rmin?U6V=?12? Imax0.5A12Ω-5Ω=7Ω
当定值电阻最小为5Ω时，滑动变阻器阻值为
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
URR5?= U滑R滑7UR?U滑=6V
可解得UR=2.5V，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
'URR'1?'= 'U滑R滑5U'R?U'滑=6V
'可解得UR=1V，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
U?I（?0.05A?（20Ω+60Ω）=4V 4R4?R滑）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
I??则
URU?UR? RR滑U?URR URR滑?当UR=1V时
R滑?4V-1VR?3R 1V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
R滑?4V-2VR?R 2V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。
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