八上欧姆定律尖子生集训探究和分析题汇编较难包含答案

1、八上第4章欧姆定律尖子生集训探究和分析题汇编较难包含答案欧姆定律尖子生培优考点一、为保护电表/电路，求变阻器相关1如题图所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数 U与电流表示数I的变化关系如题图所示，下列说法不正确的是（）A. 电源电压是9VB. 定值电阻R的阻值是6 QC. 滑动变阻器的阻值范围是018QD. 若定值电阻R出现接触不良时，电流表示数为0,电压表示数为9V【解析】ABC当滑片P位于a端时，电路为电阻 R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，由图象可知，电路中的最大电流1.5A时，电压表的示数为 9V,

2、即电源的电压为9V,故A正确；由I =¥可得，定值电阻 R的阻值：= 6Q,故B正确；RI 1.5A当滑片P位于b端时，定值电阻 R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，由图象可知，电路中的最小电流l'= 0.5A ,则电路中的总电阻： R总= 18Q,L 0.肚因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，滑动变阻器的最大阻值：R 滑大 = R总-R= 18 Q- 6Q= 12Q,所以滑动变阻器的阻值范围是012Q,故C错误；D当定值电阻R出现接触不良时，则串联电路断路，电流表示数为0,此时电压表串联在电路中，相1 / 16八上第4章欧姆定律尖子生集训探究和分析题汇编较难

3、包含答案当于测量电源电压，其示数为9V,故D正确。答案：C2某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V,更换5个定值电阻得到如图乙所示的图7 / 16像。以下有关叙述正确的是（）A.该同学研究的是电流和电压的关系.实验中电压表的示数保持0.5V不变.将Rx从5 Q换成10Q后，应将滑片P向左移C.滑动变阻器阻值变化范围为15QRx两端电压为定值,所以该同学探究的是电流和电阻的U IR可知，电压表的示数保持关系。实验中电压表测 R两端的电压，由图乙中任意点数值代入公式2.5V不变，故滑动变阻器两端的电压保持0.5V不变。当RX为5Q电阻时，电路中电流为0.5A，由欧姆U 0.5V定律可

4、知此时滑动变阻器的阻值 R= p = 1Q；当Rx为25Q时，电路中电流为 0.1A，由欧姆定律可知此时滑动变阻器的阻值 R= U= O' = 5Q,所以滑动变阻器阻值变化范围为 15 Qo将R从5Q换I U IA成1UQ，为保证电压表数值不变，由串联电路分压的特点可知，应增大滑动变阻器的阻值，由图甲可知，滑片P应向右移。答案：C3.如图所示，电源电压可调，小灯泡上标有“6 V U.5 A ”的字样（不考虑温度对小灯泡电阻的影响），电流表的量程：UU.6 A，电压表的量程：U3 V，滑动变阻器的规格为“2U Q 1 A”。（1）电源电压调至6 V时，闭合开关S和S,移动滑动变阻器的滑片

5、P,使小灯泡正常发光，电流表示数为0.6 A，则电压表的示数是多少？R）的阻值是多少？（2）电源电压调至8 V时，断开开关S、闭合开关S,为了保证电路安全，求滑动变阻器阻值变化范围。【答案】(1)电压表的示数是0 V ; F0的阻值是60 Q; (2)滑动变阻器的阻值变化范围为4 7.2 Qo【解析】(1)闭合开关S和S2,使小灯泡正常发光时，滑动变阻器没有接入电路，故电压表的示数为0oF0 的阻值：Fb= 60 Qo电路中的电流最大I 大=0.5 A 时，RL= 12UQ, R总小=16 Q, R小=R总小FL= 16 Q 12 Q= 4 Q;I大当电压表的示数最大时，电路中的最小电流,(U

6、 UFL)1 小=R(8 V -3 V)=5 a12 Q12'滑动变阻器的最大阻UR大3 v值为R大=|= 7.2 Q,滑动变阻器的阻值变化范围为I小5(12A)4 Q< RC 7.2 Qo考点二、变阻器或开关不同位置时的计算1 如图电路，电源电压恒定,R= 12Q, Ra= 6 Q R是定值电阻。闭合开关S，单刀双掷开关 S接a时电流表的示数为0.6A，接b时电流表的示数可能为(C )A. 0.3 AB. 0.6 AC. 0.9 AD. 1.2 A2、如图所示电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R标有“ 50 Q 2A”字样，闭合电键 S后,无论如何移动滑动变阻器滑片P

7、,电流表A始终无示数，而电流表 A的示数始终为0.4安，初步判断故障发生在电阻上。求:(1) 你认为该电路存在故障是： ,用相同的规格的电阻替换故障电阻，于是将故障排除。(2) 电阻R2的阻值。(3) 移动滑动变阻器 R的滑片P时，使其位于中点时，求出 A的示数。(2) 15 欧(3) 0.24A3.如图所示的电路中，电源电压不变，电阻 R的阻值为20欧。当断开开关 S和S2、闭合开关S3时，电流表的示数为0.50安；当断开开关 S,闭合开关S、S3时，电流表的示数为0.90安。求：(1) 电阻艮的阻值;(2) 断开开关 S和S,闭合开关 S时，加在电阻 R两端的电压。解：(1 )当S和S2断

8、开、S3闭合时，只有R接入电路电源电压U= I iR= 0.50安X 20欧=10伏当S2断开、S和S3闭合时，R和R2并联，U2= U通过 艮的电流：12= I 11= 0.90安一0.50安=0.40安电阻艮的阻值：F2 = 25欧U(2 )当S、S断开，S2闭合时，R和Ra串联，电路电流l'= R齐UR 10伏X 20欧R两端的电压：U=R =話=顽三欧-4.4伏考点三、实验探究题八上第4章欧姆定律尖子生集训探究和分析题汇编较难包含答案1、小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻R、阻值（范围为 400600 Q）的实验。器材：干电池两节（总电压为23V）,电压表（量程 03V、0

9、15V）、电流表（量程 00.6A、03A）、滑动变阻器（500 Q 0.5A ）各一个，开关、导线若干。（1 ）要求一：测算出 Rx,且实验过程中不能拆接电路。小科设计实验电路如图甲。请分析： 小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是。 实验时，先将变阻器滑片P移到某一位置a处，读出电压表示数为 U, U即为电源电压；再将变阻器滑片P移到另一位置b处，读出电压表示数为 U,则U-U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计 算Rx的阻值。实验中滑片 P所在的a、b处分别对应的位置是： 。（2）要求二：增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取，且电路只能

10、连接一次。小科増加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了图乙电路。实验步骤如下：先闭合开关S、S,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;再断开开关Si,闭合开关S2,，读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。t-41莎王ll|=|Ro-©【答案】（1）被测电阻阻值范围为 400600欧姆，2节干电池的总电压最大为3伏特，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值 0.02安培小得多，因此电流表无法测量电路中电流。 a点在最右端，b点在最左端；（2）调节Y的阻值，使电压表示数为 2V。2小科利用仅有的一个规格为“10Q 1.0A ”的滑动变阻器和

11、其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为3V.实验步骤如下：5 / 16 用4Q的定值电阻进行实验，连接电路。 闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片P移到A端。 依次用阻值为6 Q、8 Q和10Q的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤。(1) 小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与 之间的关系。(2) 小科发现，滑片 P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Q电阻的实验后，再做 10Q电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于

12、2V。分析可得，电阻丝 BC的阻值FBo的范围是 。(3) 为了完成10Q电阻实验，将滑片 P移到C点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。【解析】 由小科设计上述实验步骤，改变电阻的大小而控制电阻的电压不变，是要研究通过导体的电流与导体电阻之间的关系。(2)小科发现，滑片 P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数，说明电阻丝AC是断开的，BC是连通的，用8Q电阻实验时，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为3V- 2V= 1V,由分压原理，变阻器连入的电阻： R滑i = X 8Q= 4

13、Q;再做10Q电阻 的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于 2V,由串联电路电压的规律，变阻器的电压小于 1V,由分压原理，变阻器连入电路的电阻小于：R滑2V丄X 10Q= 5 Q分析可得，电阻丝 BC的阻值FBc的范围是 4 QW RbcV 5 Qo 为了完成10Q电阻实验，即变阻器连入电路中的电阻应大于或等于5 Q,因变阻器的最大电阻为 10Q,而Rbc的范围是4 QW FBc< 5Qo所以可将电阻丝 AC部分连入电路中进行实验即可，如下所示。答案： 导体电阻(2)4RBcV 5Q(3) 如上图所示3. 两个物理实验小组进行测量未知电阻的实验。(1) 第一小组采用了如图所示的电路测

14、量未知电阻的阻值，某次测量中，电压表电流表示数如图，电压表的读数为V,电流表读数为 A。24 / 16F0阻值已知。 第二小组采用了如图所示的电路测量电阻Rx的阻值，其中 请用笔画线代替导线，将图中的实物按电路图连接(电压表接小量程)。 该小组的实验步骤如下：先闭合Si、S2 ,读出此时电压表读数为 U;再闭合Si ，断开S ：出此时电压表读数为 U1 ,则被测电阻Rx的阻值的表达式为： Rx=(用 F0、U、U表示)。【答案】(1)1.8 ;0.24;R)(U-U2) /U2实验次数UV)I(A)& Q)12.00.2010.022.532.90.2810.44小敏用图甲所示电路来测

15、定某定值电阻的阻值。闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到 (选填“ A”或“ B')端。(2) 闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是(3) 排除故障后，进行三次实验，测得数据如表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次ABCD【解析】闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处；图甲中电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联，则电流表无示数，电压表显示电源电压；第二次实验测得电流值为0.24A，则定值电阻R2 = 024A 10.4 Q,三次实验所得定值电阻的平均值即为此电阻的阻值；A项中Rx=U - R, C项中RxU 24AI=丄吟

16、,D项中移动滑动变阻器测得两组电流、电压值，U+ liR = 12+ I2R则R<=当二¥。I 总一I RI 1 I 2答案：(1) A (2)电压表和电流表的位置互换了(3)10.3 (4)ACD6V且保持不变，实验用到的电阻5.小科利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为阻值分别为 5 Q、1UQ、15Q、2UQ、25Q。? :5(1) 请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)(2) 实验中多次改变 R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像； 由图像可以得出结论：电压一定

17、时， ; 实验中，小科用5 Q的电阻做完实验后，断开开关，然后用10 Q的电阻换下5 Q的电阻接入电路,闭合开关，移动滑片，使电压表示数为 V时，然后再读出电流表的示数；(3) 为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于 Q的滑动变阻器。【答案】解；如图所示：(2)通过导体的电流与电阻成反比；2.5(3)35考点四、实际生活相关计算1.如图甲所示，是一电子秤的原理示意图，电源电压为6V,保护电阻R0=60Q，电压表量程为 03V,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。托盘放在传感器上，电路就接通，电源电压恒定不变，不计电源内阻和托盘的质量，取g=10N/kg，下列说法正确的是(D )A

18、. 托盘不装物品时，电压表的示数为0.5VB. 当托盘上被测物品的质量增大时，则电压表示数减小C. 该电子秤的刻度是均匀的D. 当电压表的示数为1.5V时，托盘上被测物品的质量为20kg2 如图甲所示，已知定值电阻R1的阻值为30 Q，闭合开关时整个电路正常工作，两电流表的指针都指在同一位置，示数如图乙所示。(设电源电压保持不变)求:( A ll.b 通过定值电阻 R2的电流是多少? 现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化，请判断Rx替换的是电阻 R1还是R2。 此时替换后电流表示数减少了0.3A，求未知电阻Rx的阻值。【答案】 由图甲知，R1与

19、R2并联，电流表 A1测R1的电流11，电流表A测干路电流I总，根据图乙 得I1 = 0.3A , I总=1.5A。R1两端的电压 U1= I1R1 = 0.3A X 30Q= 9V,由于并联电路支路电压等于电源电 压，所以电源电压 U= U1= 9V。 根据并联电路的电流规律有I总=I1 + I2，所以通过 R2的电流I2 = I总I1 = 1.5A 0.3A = 1.2A。(3) 如果A1的示数发生变化，则 A的示数也一定变化，这显然不符合题意，可见，示数发生变化的一定是 电流表A,而电流表A1的示数不变，由此推断未知电阻Rx替换的是R2。(4) 当Rx替换R2后，设此时总电流为 I &#

20、39;总，据题意得I '总=I总一0.3A = 1.5A 0.3A = 1.2A，则通过U 9VRx的电流Ix = I '总I1 = 1.2A 0.3A = 0.9A，根据欧姆定律可求出Rx= =10Q。Ix 0.9A3.为锻炼身体，小明利用物理知识设计了一个电子拉力计，图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0= 5Q, a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，电阻 R1最大阻值为25Q，电源电压 U= 3V,电流表的量程为 00.6A。则：(1) 小明在电路中连入 R0的目的是 。(2) 当拉环不受拉力时，滑片 P处于

21、a端，求此时闭合开关后电流表的示数。(3) 已知该弹簧伸长的长度厶L与所受拉力F间的关系如图乙所示。闭合开关后，若电流表指针在0.3A处， 求作用在拉环上水平向右的拉力大小。o hod 撷0 .mo #冉 £【答案】(1)保护电路 当滑片P在a端时，R)与Rab串联,此时电流表的示数为:出卄Rdb 5£l+25fi当电流为0.3A时，串联电路的总电阻为:变阻器连入电路中的电阻为：志=R'总-R0=10Q -5 Q =5Q;连入电路中的电阻线长度:丄，益巾旳"呦“;则弹簧的伸长量： L=5cm-1cm=4cm根据图乙可知，拉力： F=40024. 如图甲所示

22、，是一种自动测量油箱内油量的装置，油量表(由电流表改装而成)的指针能指示油箱内油的多少。当油箱加满油时，浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端；当油箱油量减少到5L时，油量表就会发出警告。油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示，电源电压恒为6V,定值电阻Ro的阻值为100 Q.闭合开关S,求：(1)当油箱加满油时电路中的电流； 油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压; 油量表刚报警时，通过 Ro的电流。【解析】 由题意可知，当油箱加满油时，滑片恰好移至变阻器的最下端，接入电路中的电阻为零,则电路中的电流：I = - =一 = 0.06A ;Ra L00O 由图乙可知 R与V的关系

23、为一次函数，设为R= kV+b,把V= 0、R= 1000 Q和V= 50L、R= 0代入可得：r= kx 0V+b, 0= kx 50L+b,解得：k =- 20 Q /L , b= 1000 Q,l 卩 R= 20 Q /L x V+1000Q,当油箱内油量剩余一半 (即V= 25L)时R的阻值：R=- 20 Q /L x 25L+1000Q= 500Q,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电路中的电流：I 1ITR°+R =0.01A,变阻器R两端的电压：Ui= XR= 0.01A x 500 Q= 5V; 油量表刚报警时 R的阻值：R2=- 20 Q /L x 5L+1000

24、Q= 900 Q,电路中的电流即通过2R0的电流:lilOQ 4-900=0.006A。答案：（1）当油箱加满油时电路中的电流为0.06A ；油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压为5V; 油量表刚报警时，通过Ro的电流为0.006A。5. 如图是水果自动筛选装置，原理如下：传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化，AB间的电压也随之发生改变，当Ro两端电压小于一定值时，机械装置启动，将质量较小的水果推出传送带，实现自动筛选功能。已知：电源电压为12伏，R=20欧姆，压敏电阻 R的阻值随压力变化关系如下表所示。压力（牛）012345R的大小（欧）1006043302220（1）

25、根据压敏电阻R的阻值随压力变化关系，当0.3千克的水果经过检测点时压敏电阻的阻值是 。（2 ）当检测点上没有水果时，电路的电流是多大？（3）筛选不同等级的水果，质量标准是不同的。当质量小于0.3千克水果经过压力监测点时，R）两端电压小于3伏，此时机械装置启动，将0.3千克以下的水果推出传送带，实现自动筛选。请你分析上述电路是否符合要求 ?若符合要求，请写出判断的结果；若不符合要求，你认为对电路可进行如何改进?【答案】 （1） 30 Q（2） 当监测点上没有水果时，压力为0N,这时压敏电阻的阻值是 100Q，电路电流为：0.1A ;（3）不能；可将R）改为可调电阻 等合理即可6. 在图甲所示的电

26、路中，电源电压6V保持不变，R的阻值为10Q。闭合开关S,电压表的示数如图乙所示。（1）求通过电阻Ri的电流；求电阻R的阻值； 现有阻值分别为2Q、10Q、50Q、100 Q的四个定值电阻，请选择其中一个定值电阻替换电路中的电阻 F2，要求：电压表选择合适的量程后，闭合开关S,能使电压表指针偏离到图乙所示指针位置的一半。请判断：所提供的四个定值电阻是否符合要求，若有符合，请具体说明是哪个电阻，并指出电压表所选用的量 程；若不符合，请说明理由。【答案】（1）1 1=U/R1=2V/10 Q =0.2A（2）R 2=U2/I 1=4V/0.2A=20 Q（3）电压表示数为原来的一半 小量程（0 3V）时，Ui=1V, l=U1/R1=1V/10 Q =0.1A , R=Lb/l=5V/0.1A=50 Q 大量程（0 15V）时，U1=5V, I=U1/R1=5V/10 Q =0.5A , F2=U/l=1V/0.5A=2 Q所以符合要求的电阻分别是2Q和50 Q的两个电阻7、学习了电学相关知识后，学校举办了一次综合实践活动，活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简 易电子秤。如左图是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池（2节