专题14 欧姆定律（原卷版）

专题14欧姆定律（原卷版）一．实验探究题（共20小题）1．如图甲所示电路，某班级同学在做“用伏安法测量电阻R的阻值”的实验，待测电阻R的阻值大约10Ω左右。（1）图甲是小亮同学连接的电路，其中有一条导线连接错误，请在该导线上打“×”并用笔画线代替导线画出正确的连线；（2）连接完电路后，小亮闭合开关，发现电流表和电压表的示数都非常小，则他连接的电路（填“一定”或“不一定”）有问题；正确连接和实验，当把滑动变阻器连入电路的阻值调到0，发现电流表的示数如图乙所示，电流过小，这样会影响实验的准确性，则该实验出现的问题是；（3）上述实验结束后，小亮同学又设计了图丙所示的电路，只用一个电流表测量已知额定电流为I额的小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器的最大阻值为R0，电源电压未知，测量过程如下：①移动滑动变阻器的滑片至最右端，闭合开关S、S2，断开开关S1，并记下电流表的示数为I1；②闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为；③闭合开关S、S2，断开开关S1，滑片位置不变，记下电流表的示数为I2；④小灯泡正常发光时的阻值R1＝。（用已知和测量的物理量的符号表示）2．在探究电流与电阻关系的实验中，小明设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器规格为“20Ω1A”。（1）检查甲图电路后发现有一根导线连接错误，若此时闭合开关，（填“电压表”或“电流表”）无示数，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；（2）正确将电路连接好后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，其原因可能是定值电阻（填“断路”或“短路”）；（3）排除（2）问故障后，分别用10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为V不变。将10Ω的电阻换成15Ω后，为了保持电压表的示数不变，应将甲图中滑动变阻器的滑片向端移动（选填“左”或“右”）。当使用30Ω的电阻做实验时，为了使电压表的示数与前三次相同，电源电压应不高于V；实验次数1234R/Ω10152030I/A0.30.20.15（4）再次更换定值电阻，重复上述实验。根据实验数据绘制了如图乙所示的图象，分析图象得出结论：电压一定时，电流与电阻成比。3．如图1甲所示是“测量小灯泡的电阻”的实验电路图。（1）请根据图1甲所示电路图，用笔画线代替导线完成图乙未连接好的实物电路（要求滑片P向右移动时小灯泡变亮）；（2）电路连接好后闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，小灯泡不亮，如果电路只有一个元件有故障，该故障可能是小灯泡；（3）排除故障后，继续进行实验，小灯泡正常发光时电压表示数如图1丙所示，其读数为V；（4）根据实验数据，作出小灯泡工作时I﹣U的关系图像如图2所示，则小灯泡正常发光时的电阻为Ω；（5）由图2可知，不同电压下，小灯泡电阻值不同，灯丝的电阻会随温度升高而变；（6）若实验过程中发现电压表损坏，现增加一个已知阻值为R0的定值电阻和一个开关，设计如图3所示的电路，也能测出小灯泡正常发光时的电阻（I额已知，U额未知）。①闭合开关S，断开开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为I额；②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，闭合开关S和S1，记下此时电流表的示数为I1；③保持开关S和S1闭合，移动滑动变阻器的滑片至最右端，记下此时电流表的示数为I2；④则小灯泡正常发光时电阻的表达式为：RL＝（用I额、I1、I1和R0表示）。4．某学习小组在“探究通电导体电流与电阻的关系”的实验中，小明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，电路中电流变大，导线不得交叉）。（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R（选填“短路”或“断路”）。（3）图乙是小组根据测得的实验数据所绘制的电流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，则滑动变阻器的阻值至少是Ω。（4）分析图像可以得出的实验结论是。（5）实验中不断需要更换电阻，操作比较麻烦，请你写出一条改进措施。5．小华用如图乙所示电路完成探究“电流与电阻的关系”的实验。他使用如下器材：学生电源（电源电压恒为4.5V不变），5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，电压表，电流表，开关，导线，完成了“探究电流与电阻关系”实验。（1）闭合开关前，小华发现电流表的指针如图甲偏转，其原因可能是。（2）连接完电路后，闭合开关，小华移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表无示数，但电压表有示数，此故障的原因可能是。（3）故障排除后，将5Ω电阻换成10Ω电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向（选填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为V时，记录电流表示数；再分别改接15Ω、20Ω的电阻，重复上述实验，得到了表中的实验数据：实验次数1234电阻R/Ω5101520电流I/A0.40.20.140.1（4）为了完成整个实验，且测量更精确，小红应该选择的变阻器是。A.10Ω0.5AB.20Ω1AC.40Ω2AD.200Ω2A（5）小华根据实验数据绘制的“I﹣R”图像如图丙所示，可得出结论：。6．小明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6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。（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）闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片置于最端；（选填“左”或“右”）（3）小明连接完电路并闭合开关，电流表没有示数，且发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数都接近电源电压，造成这一现象的原因是：；（4）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变化的图象。①由图象可以得出结论：导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成。②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来断开开关，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向（填“左”或“右”）移动滑片，使电压表的示数为V时，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Ω的滑动变阻器。7．（1）小聪同学利用图甲的电路图，探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”，图中甲、乙、丙是镍铬合金丝，甲、乙长度相同，乙、丙粗细相同。实验中，根据可判断接入M、N两点间电阻的大小，其中阻值最大的电阻丝是。（2）在图甲中，小聪应该选择两根电阻丝来探究导体电阻大小与导体长度的关系；选择两根电阻丝来探究导体电阻大小与导体横截面积的关系。（3）小聪设计图乙的模拟调光灯电路，回形针和铅笔芯构成一个滑动变阻器，请在虚线框内画出电路图。闭合开关后，移动回形针，发现灯泡发光，但亮度几乎不变，产生这一现象的原因可能是。A.灯泡被短路B.电源断路C.灯泡的阻值太大D.铅笔芯的总阻值太大（4）如图丙所示电路图，闭合开关S后，发现两灯泡均不亮，其中一个灯泡损坏。现提供导线、电压表，请自选上述器材进行故障检测。①请在图中画出你的检测方法；②写出你检测时的实验现象及实验结论：。8．小厦利用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，其读数为A；利用数据求出未知电阻Rx的值为Ω（取小数点后1位）；（2）小厦想要多次测量时发现，无论怎么移动滑动变阻器，电流表电压表的示数始终不变，可能原因是。（3）若拆去电流表，在图甲电路中，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，也能测出Rx的阻值。具体操作是：滑动变阻器调到B处，连好线路，闭合开关，读出电压表的示数为U1；接下来将滑片移到A处，读出电压表的示数为U2，则待测电阻Rx＝（用U1、U2、R0表示）。（4）若在实验时电压表断路，在图甲电路中，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，也能测出Rx的阻值。具体操作是：滑动变阻器调到B处，连好线路，闭合开关，读出电流表的示数为I1；接下来将滑片移到A处，读出电流表的示数为I2，则待测电阻Rx＝（用I1、I2、R0表示）。9．小华想利用伏安法测量阻值约为150Ω电阻Rx，实验室中找到器材有：2节新的干电池、滑动变阻器R1（20Ω，1A）、滑动变阻器R2（100Ω，0.5A）、电阻箱R（0～9999Ω）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、开关及导线若干。（1）伏安法测电阻的原理是：。（2）根据测量原理，小华设计了如图所示的电路。连接电流表时，通过估算确定电流表量程，电路正常工作时最大电流约为A。（3）计算完电流后，小华发现原电路无法较准确的测量出Rx的阻值，原因是。（4）小华又设计了如图所示电路，正确连接电路后，闭合开关S0，将开关S拨至1，调节变阻器的滑片至某一位置，记下此时电压表的示数U1；再将开关S拨至2，调节，使电压表的示数恰好为U1，记下电阻箱的示数为R0，则未知电阻Rx的测量值为。（5）此实验中滑动变阻器应选用。10．乐乐在做“探究电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：两节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器标有“40Ω0.5A”、定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω）、开关、导线若干。（1）按图甲所示电路图连接实物时，开关必须处于状态；在如图乙所示的实物图中，滑动变阻器的滑片要移到（选填“最右端”或“最左端”）。（2）图乙是乐乐连接好的实验电路，闭合开关后，他发现移动滑片的过程中，电流表的示数（选填“变大”、“变小”或“不变”），君君在一旁观察后指出乐乐没有按照电路图正确连接实物，请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”，并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确。（3）接下来他们分别接入其它定值电阻对电流与电阻关系进行探究，在调节滑动变阻器时，眼睛应注视（选填“电流表”或“电压表”），最终乐乐作出了如图丙所示的图象，请你通过图象中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U＝V。由图丙可知，导体两端的电压一定时，流经导体的电流与导体的电阻成反比。（4）在第（3）问的基础上，当分别接入5Ω和20Ω的定值电阻进行正确实验时，两次电路中的电流之比为。（5）在不改变电路连接的情况下，为完成整个实验，并保证电路及元件安全，电压表示数设置的范围为V至V。11．小明在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中，如图1所示是实验探究时的器材，实验板上固定了四根金属导线，a、b、c三根长度均为1m，d的长度为0.5m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a；a、d的材料和横截面积都相同。（1）实验过程中采用的实验方法是：（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。（2）在探究电阻跟横截面积是否有关时，可依次把M、N跟两根电阻丝接入电路，闭合开关，记下电流表示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小。（3）依次把M、N跟a、d的两端相连，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、d两根金属丝的电阻大小，可探究电阻跟的关系。（4）在完成以上实验后，小明把废旧白炽灯泡中的钨丝连接在M、N间，如图2所示，闭合开关且酒精灯未点燃时，电流表（选填“有”或“无”）示数。用酒精灯给钨丝加热，观察到电流表读数会，说明温度升高，钨丝的电阻。（选填“变大”、“变小”或“不变”）（5）接下来小明又将玻璃柱连接在M、N间，如图3所示，闭合开关且酒精灯未点燃时，灯泡（选填“发光”或“不发光”），此时玻璃柱是（选填“导体”或“绝缘体”），用酒精灯灼烧玻璃，随着该处玻璃温度升高，灯泡逐渐变亮起来，此时玻璃柱是。（选填“导体”或“绝缘体”）12．如图，小明所在实验小组用实验测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω。（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中完成实验电路的连接。（2）在连接电路时，开关必须；实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于端（选填“A”或“B”）。（3）闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是。（4）排除故障后，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx的阻值为Ω。（5）他们不用电压表，添加了一个开关和一个已知阻值为R0的定值电阻，利用如图丙所示的电路，也测出了Rx的阻值，其实验步骤如下：①断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，记下电流表的示数为I1；②保持滑动变阻器滑片P位置不变，当开关时，记下电流表示数为I2；③待测电阻Rx＝（用已知和测出的物理量符号表示）。13．如图所示，是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图，电源电压保持不变。请回答以下问题：（1）在电压不变的情况下，通过观察示数的大小来判断导体电阻的大小，此实验方法是：；（2）控制变量法的应用：①实验过程中，控制导体的和相同，改变导体的长度，探究导体的电阻与导体长度的关系；②实验过程中，控制导体的长度和横截面积相同，改变导体的，探究导体的电阻与导体材料的关系；③实验过程中，控制导体的和相同，改变导体的横截面积，探究导体的电阻与导体横截面积的关系；（3）小明同学在连接电路时，当他把最后一根导线接好时，电流表的指针立即发生了偏转，出现这种现象的原因是：；（4）改正错误后，保持滑动变阻器滑片位置不变，分别将A、B、C、D四根电阻丝接入电路进行实验，得到表格所示的数据。将电阻丝A接入电路时电流表的示数如图乙所示，为A；导体编号长度/m横截面积/mm2材料电流大小/AA0.50.4锰铜合金B0.50.4镍铬合金0.16C0.50.2镍铬合金0.08D1.00.2镍铬合金0.04（5）分别将电阻丝A、B接入电路，这是为了探究电阻大小与导体的的关系，根据表格数据可知，电阻丝阻值较大的是（导体A或导体B）；（6）选用电阻丝C、D进行实验，分析表格数据可得出，控制其他因素相同时，导体的，导体的电阻越大；（7）为了探究“导体电阻大小与导体横截面积的关系”，可将电阻丝（填导体编号）分别接入电路中进行实验，得出的结论是：；（8）如图丙，实验过程中，同组的小军同学发现，将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察也可以判断导体电阻的大小；但小明认为这样操作存在不足，不足之处是：；（9）同组的小红将一根电阻丝对折后接入电路中，发现电流表的示数变大了，由此小红得出结论：导体的横截面积越大，电阻越小．请你判断这种做法是否正确？（选填“正确”或“错误”），理由是：。14．如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路，表中给出了可供选择的几种导体，分别用A、B、C、D四个字母代表，问：导体代号长度（m）横截面积（mm2）材料A0.60.4镍铬合金B1.00.4镍铬合金C0.60.6镍铬合金D0.60.6锰铜（1）实验中，通过观察电流表示数可以判断导体的电阻大小。这种研究方法是法。（2）通过对和导体进行实验，可探究电阻的大小与长度的关系。（3）分别将A和C两导体接入电路进行实验，发现接入C导体时，电流表的示数比接入A导体时更大，说明导体的电阻大小与导体的有关。（4）若把A、B两导体首尾相连后再接入电路中M、N两端，会发现电流表示数变得更小，说明两导体联后电阻将，相当于增加了导体的。15．小明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6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。（1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。（2）实验过程中，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应注视表。（3）小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是，然后将10Ω的电阻接入电路，以此类推。根据实验数据，小明作出了电流与电阻的关系图像如图乙所示，根据实验图像判断，小明要完成该实验，他所选择的滑动变阻器最大阻值至少为Ω。（4）小军在小明实验的基础上，没有调节滑动变阻器，多进行了一次实验，所用定值电阻为32Ω，正确连接后，测得电流为0.1A，由此推断，小军用32Ω电阻替换掉的是阻值为Ω的电阻。（5）小红选用上述实验器材，连接电路，如图丙所示，电源电压保持不变。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端向b端移动的过程中，电路总功率为P，电压表示数为U，滑动变阻器阻值为R，则图中电路总功率与U、R之间的关系图像正确的是。16．几组同学用如图甲所示的电路图，用不同的方法测量Rx的阻值，电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值为R0，还有电压表、电流表、电阻箱、导线可以选用。（1）第一组同学操作步骤如下：①将单刀双掷开关拨至a位置，在乙位置连接电流表；②调节变阻器滑片，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示；③则RxΩ。（2）第二组同学操作步骤如下：①将单刀双掷开关S1拨至a位置；②乙位置用导线连接，将滑动变阻器调至阻值最小端，闭合开关S，读出此时电压表的示数记为U1；③，读出此时电压表示数记为U2；④则Rx＝（用上述已知的物理量符号表示）。（3）第三组同学操作步骤如下：①将电阻箱接入甲位置，乙位置用导线连接，先将单刀双掷开关S1拨至位置；②闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下此时电压表示数为U0；③断开开关S，将单刀双掷开关S1拨至另一位置；④闭合开关S，调节；⑤读出电阻箱示数为R0，则Rx＝（用上述已知的物理量符号表示）。17．在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，小芳同学连接的电路如图所示，已知电源电压恒为6.0V，滑动变阻器R2规格为“60Ω、0.5A”，可供其选择的定值电阻的阻值有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω。（1）请将图中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电流变大，且导线不允许交叉；（2）正确连接电路后，调节滑动变阻器的阻值至最大并闭合开关，发现两电表示数均为零，则电路故障可能为。A.R1短路B.R1断路C.R2短路D.R2断路（3）故障排除重新连接正确后，先用5Ω的定值电阻进行实验，电流表示数为0.4A，然后将5Ω的定值电阻换成了10Ω的定值电阻，闭合开关后电压表示数为3V，小芳同学应调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为V。（4）在以上实验不改变电表接线柱和器材的基础上，该同学想完成所有实验，控制电压的范围应该在V。18．熊熊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6V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A”。（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整；（2）连接电路时，开关应该处于断开状态，实验前为保护电路，滑动变阻器的滑片应位于（选填“A”或“B”）端；（3）电路连接正确后，闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，若实验中只有一处故障，则此时出现的故障可能是下列中的；A．滑动变阻器短路B．电流表断路C．电压表短路D．电阻R断路（4）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知，定值电阻两端预设不变的电压为V，从图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成比；（5）同学间进行实验的评估交流，同桌建建指出熊熊图乙中描绘出的五个点有一个数据是捏造的，理由是当选取图中捏造的定值电阻进行该实验时，要求滑动变阻器的阻值为Ω；（6）熊熊为了器材中的五个定值电阻都参与该实验，下列方