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历届全国初中物理竞赛
最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题17--欧姆定律
一.选择题
1.(2013全国初中应用物理知识竞赛题)某测量仪器及其控制电路如图5所示。
仪器的等效
内阻为100Ω,正常工作电流为100~300mA,电源电压为30V。
控制电
路由两个滑动变阻器组成,为了迅速正确地调节仪器的工作电流,应选
用哪一组变阻器?
()
A.R1=100Ω,R2=10ΩB.R1=200Ω,R2=20Ω
C.R1=100Ω,R2=100ΩD.R1=200Ω,R2=200Ω
答案:
B
解析:
由欧姆定律可知,调节部分电阻为200~80Ω,所以应该采用R1=200Ω,R2=20Ω的一组,
选项B正确。
2.(2012全国初中物理竞赛预赛)在图7所示的电路中,电源电压
不变。
闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现其中一个电压
表示数变大,则下列说法正确的选项是【】
A、灯L可能变亮B、灯L亮度可能不变
C、电阻R可能断路D、电阻R可能短路
答案:
C解析:
发现其中一个电压表示数变大,可能是电阻R断路,也可能灯L断路,选项C
正确。
3.(第三届理想杯初二物理竞赛题)如下图,滑动变阻器M的总电阻为10欧,滑动变阻器N的
总电阻为200欧.电阻R的阻值约为20欧.为了使电压表的示数略微
增大,应该()
A.把N的滑片向左移一小段距离;
B.把M的滑片向左移一小段距离;
C.把N的滑片向右移一小段距离;
D.把M的滑片向右移一小段距离
3.答案:
A
解析:
为了使电压表的示数略微增大,需要使R中电流略微增大,两个滑动变阻器的并联电阻略微
减小,应该把总电阻大的滑动变阻器接入电路部分电阻略微减小,所以应该把N的滑片向左移一小
段距离,选项A正确。
4.(2010上海初中物理竞赛题)在图24-14所示的电路中,电源电压保持不变。
下列对于电路故障
的判断,正确的选项是
A.若R1断路,电流表示数变小,电压表示数为零。
B.若
R2断路,电流表示数变小,电压表示数变大。
C.若
R3断路,电流表示数为零,电压表示数变小。
D.若
R4短路,电流表示数变小,电压表示数变大。
4.答案;
D
解析:
若R1断路,电流表示数变大,电压表示数等于电源电压,选项A错误;若R2断路,电流表
示数变大,电压表示数变大,选项B错误;若R3断路,电流表示数为零,电压表示数变大,选项C
错误;若
R4短路,电流表示数变小,电压表示数变大,选项
D正确。
5.(2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)如下图电路是由十二个不
同的电阻组成的,已知
R1=12Ω,其余电阻阻值未知,测得
A、B总电阻
为6Ω,今将R1换成6Ω的电阻,则A、B间的总电阻为(
)
A.6Ω
B.4Ω
C.3Ω
D.2Ω
5.答案:
B
解析:
由并联电阻等效电阻公式可知,其余电阻的等效电阻为
12Ω。
将R1
换成6Ω的电阻,则为6
Ω和12Ω电阻并联,由并联电阻等效电阻公式可知,则A、B间的总电阻为4Ω
6.(2008株洲初中物理竞赛题)如果利用题图所示的电路来测量一个电阻
R的阻值,那么
x、y、
z应分别代表(
)
x
A.电流表、电压表、滑动变阻器
y
z
B.电压表、电流表、滑动变阻器
C.滑动变阻器、电流表、电压表
D.电压表、滑动变阻器、电流表
6.答案:
B
解析:
测量电阻与电阻串连的是电流表,并联在电阻两头的是电压表,x、y、z应分别代表电压表、电流表、滑动变阻器,选项B正确。
与电源相连的是滑动变阻器,
7(第三届理想杯初二物理竞赛题)阻值不同的两个电阻的电流强度随电压变化的
所示.从图中得出的下列结论中正确的选项是()
I—U图线如图
3
A.R1>R2;
B.Rl、R2串连后的总电阻的I—U图线在地区Ⅱ;
C.R1、R2并联后的总电阻的I—U图线在地区Ⅲ;
图3
D.Rl、R2并联后的总电阻的I—U图线在地区I.
解析:
由欧姆定律可知,电流强度随电压变化的
I—U图线斜率的倒数表示电阻,斜率越大,其电
阻越小,所以电阻R1 ,Rl、R2串连后的总电 阻的I—U图线在地区III,选项B错误;Rl、R2 并联后的总电阻一定小于 Rl,Rl、R2并联后的总 电阻的I—U图线在地区I.,选项C错误D正确。 【答案】D 【名师点评】表示电阻伏安特性曲线的图象有两种, 一种是电流强度随电压变化的 I—U图线,其图 线上一点的横纵坐标的比值表示电阻; 一种是电压随电流强度变化的 U—I图线,其图线上一点的纵 横坐标的比值表示电阻。 对于图线为直线的,也可按照图线斜率判断电阻大小。 I—U图线,其斜率 的倒数表示电阻,斜率越大,其电阻越小;U—I图线,其斜率的表示电阻, 斜率越大,其电阻越大。 8(.2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)如图A、B间电压为6V,则通过R2011的电流大小是( 4所示,已知 ) R0=R1=R2=R3==Rn=R2011=3Ω,Ra=2Ω。 A.1A B. (1)2010 A C. 2 (1)2011 A D. (1)2012 A 3 3 3 3 解析: 三个串连的Ra等效电阻为 6Ω,由并联电阻公式可得 R2011和三个串连的Ra并联后的电阻为2Ω。 依此类推AB之间的等效电阻为 6Ω。 通过左边第1个Ra的电流为1A。 根据并联电阻分流原理,通 过R0的电流为 2 A,通过左边第 2个Ra的电流为 1 A。 同理,通过R1的电流为 2×1 A,通过左 3 3 3 3 边第3个Ra 1× 1 2 2× (1)2 a 1 × 的电流为 A。 通过R的电流为 3 A,通过左边第4 个R 的电流为 3 3 3 3 1×1 A。 ···。 依此类推,通过R2011的电流为 2 (1)2011 A,选项C正确。 3 3 3 3 【答案】C 【名师点评】解答本题需要根据电路特点,寻找规律,依此类推,意在考察灵活运用串并联电路相 关知识能力和推理能力。 9.(2006 年上海初中物理竞赛题)在如图 6所示的电路中,总电流 I为 1.2 安,R1=R2=2R3。 则下 列对通过 R2电流的判断正确的选项是 ( ) A.大小为0.6安,方向向右 B.大小为0.6安,方向向左 C.大小为0.3安,方向向右 D.大小为0.3安,方向向左 【解析】: 画出等效电路图,三个电阻并联,根据并联电路电流分派规律,通过R2的电流是总电流 的1/4,所以通过R2的电流是大小为0.3安,方向向左,选项D正确。 【答案】D 【名师点评】对于不容易看出串并联关系的电路,可先在电路中同一点标上相同的字母(同一根导线可看作同一点),然后把这些字母按照次序排列,把电路中各个电阻按照原来的位置标在这些字母间,最后整理即可得到能够明显看出串并联关系的等效电路,再依据串并联电路规律解答。 10(第三届理想杯初二物理竞赛题).如图 保持不变,当滑动变阻器的滑动头自 数变化的情况是(). a向 7所示电路,电源电压 b移动过程中,各电表示 A.A1、A2变大, V变小 B.Al、V变大, A2变小 C.A2、V变小, A1变大 D.A1、V变小, A2变大 【解析】当滑动变阻器的滑动头自 a向 b移动过程中, R2接入电路部分电阻增大,电流表 A2示数 变小,电流表 A1示数变大。 由于 R2接入电路部分电阻增大, 致使 R3中电流减小, R3两头电压降低, 电压表V示数减小,所以选项C正确。 【答案】C 【名师点评】本题的电路是一混联电路,电路中任一个电阻增大,电路总电阻增大,电源输出电流 减小,干路上定值电阻两头电压减小。 11.(2006重庆初二物理竞赛题)如下图,电流表示数为I, 电压表示数为U,不考虑温度对定值电阻的影响,则正确的选项是 A. U=0,R=0 B.U 变大时, U/I 变大 C.I 变大时, U/I 变小 D. U变大时, U/I 不变 答案: D 解析: 不考虑温度对定值电阻的影响,电压电流变化时, U/I 不变,选项 D正确。 二、实验探究题 1.(2008河南初中物理竞赛题)如图是小强实验小组采用的测量小灯泡电阻所需的电路元件,小 灯泡的额定电压约为3.8V,估计小灯泡的电阻小于15Ω。 (1)根据所示的实验电路,用笔画线代替导线,将下列图中的电路元件连结完整。 (2)当闭合开关后,若出现了如下不正常的现象,请你从下列选项中选择可能的原因填入表格中右列的空格中。 A.电路中ab断路 B.电路中ab短路 C.电压表并联在滑动变阻器两头 次序现象可能原因 灯泡亮度电流表读电压表读 数/A数/V 甲 不亮 0.25 0 乙 不亮 0 4.5 丙 渐渐变亮 渐渐增加 渐渐减少 (3)根据正确的实验数据描述出的小灯泡伏安特性曲线并非是直线,其原因是 。 1.答案: (1)电路连线图如下图。 (2)所填表格如下 次序 现象 可能原因 灯泡亮度 电流表读数 /A 电压表读数 /V 甲不亮乙不亮丙渐渐变亮 渐渐增加 0.25 0 渐渐减少 0电路中ab短路 4.5电路中ab断路 电压表并联在滑动变 阻器两头 (3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 2.(2005高州学科联赛物理)某同学用电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和若干导线,测 定电阻RX的阻值,所有元件均完好,电流表有0—0.6A和0— 3A 两档,电压表有 0—3V和0—15V 两档,电源电压为3.0V且不变,滑动变阻器标有“10Ω,2A ”字样,电路连结正确。 闭合开关, 该同学在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数变化范围在 0.21A~0.58A 之间,当滑片移 动到某个位置时,电流表和电压表的指针恰巧同时指向刻度盘的正中央,请在下表中补上实验数据 表格的相关栏目,根据该同学的实验器材及察看到的现象,将相关数据填入表格内,并算出 RX的 阻值。 (计算电阻时,精准到 0.1Ω)(9分) 物理量 实验序号 2.答案: 物理量 电压(V) 电流(A) 电阻(Ω) RX的阻值(Ω) 实验序号 1 1.0~0.9 0.21 4.8~4.3 2 1.5 0.3 5.0 5.0或4.8 3 3.0 0.58 5.2 解析: 根据题述“当滑片移动到某个位置时,电流表和电压表的指针恰巧同时指向刻度盘的正中央 ”, 可知电流表示数为0.3A,电压表示数为 1.5V,由欧姆定律计算可得电阻为5.0Ω。 当滑动变阻器接 入电路部分电阻为零时,电压表读数为 3V,电流表读数为0.58A,由欧姆定律计算可得电阻为 5.2Ω。 当滑动变阻器接入电路部分电阻最大靠近 10Ω时,电流表读数为 0.21A,滑动变阻器分压靠近 0.21V, 电压表读数为0.9V~1.0V,由欧姆定律计算可得电阻为4.8~4.3 Ω。 求得平均值即为RX的阻值。 3.(2006年重庆初二物理竞赛题)小明和小亮利用下列图所示的电路测量未知电阻的阻值。 (1)根据他们连结的实验电路可知,电表甲应是_________表。 (2)实验中他们检查电路无误后闭合开关,察看了两电表的示数 (如上图 ),计算出被测电阻 R=__________Ω。 (3)达成了上步计算后小明认为实验就达成了,小亮则认为,仅这样就得出电阻的阻值不够可靠。 原因是______________。 (4)为了得到更可靠的结果,你认为接下去他们的详细操作应是____________________。 3.答案: (1)电压表 (2)10(3)没有多次测量取平均值(4)移动滑动变阻器的滑片,读 取几组电压值和电流值,算出每次测量得到的电阻值,再求出平均值靠近真值。 解析: 因为甲表与电阻并联,所以甲表是电压表。 电压表示数为2.4V,电流表示数为0.24A,由欧姆定律计算得出R=10Ω。 4.(2007株洲长鸿杯竞赛题)某同学利用图8所示电路测量小彩灯的电阻(不考虑温度对电阻的影响),图中连结电压表的线未画出。 实验时,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,得到电流表和电 压表的示数如下表所示。 根据表中数据解答下列问题。 315电流表示数/A电压表示数/V 0.303.0 0.402.0 0.63 0.501.0 图8 (1)在实验过程中该同学是向移动滑动变阻器的滑片的。 (2)请将电压表连入电路。 (3)试求电源电压以及小彩灯的电阻。 4.答案: (1)右 (2)如图2所示。 (3)设电源电压为U,小彩灯的电阻为RL, 电流表和电压表的两次示数分别为I1、I2和U1、 U2。 则 U=I1RL+U1 ,U=I2RL+U2 将表中随意两组数据代入得 U=6V, RL=10Ω 5.(2004 第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛题) 用电流表和电压表测电流和电压时, 往常并 不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“理想电表”即认为电流表的内阻为零,电压 标的内阻为无限大。 实际上,电流表和电压表都有一定的电阻值,因而我们能够把电流表当作一个能显示通过自己电流大小的自己阻值很小的电阻;能够把电压表当作一个能显示自己两头电压大小的其阻值很大的电阻。 所以,把电流表或电压表接入待测电路时,就相当于在待测电路中串连(或并联)一个电阻。 这样,电流表两头就要有一定的电压,电压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精准的测出待测电阻两头的电压和通过待测电阻的电流。 (1)现有一个量程为0.6A,内阻为0.13Ω的电流表,可否用它测量某电路两头的电压? 若不能,请说明原因。 若能,请说明用它能测量的最大电压值。 (2)现要精准测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx,实验室提供下列器材。 电流表A1: 量程为100mA,内电阻r1=4Ω 电流表A2: 量程为50μA,内电阻r2=750Ω 电压表V: 量程为10V,内电阻r3=10KΩ 变阻器R0: 阻值约10Ω 定值电阻R1: 阻值约10KΩ 电池E: 两头电压约1.5V 开关S、导线若干 ①选出你测量时所需的适合器材,并在虚线方框中画出电路图。 ②需要测量那些物理量? 根据所测量物理量,写出被测电阻Rx的表达式。 5.答案: (1)能用该电流表测量电压.但测量的最大电压值仅为 U=0.6A×0.13Ω=0.078V (2)①电路图如右图所示. ②通过两电流表A1、A2的电流I1、I2,电流表A2的内电阻为r2。 由并联电路规律,(I1-I2)Rx=I2r2 解得Rx=I2r2/(I1-I2) 6.(2006第十六届届全国初中应用物理知识竞赛复赛题)育才中学科技小组 设计了一个能够测量电阻值的多量程欧姆表,图3中所示为其中两个量程的 测试电路,G为灵敏电流表,其内阻Ro=100Ω、电流灵敏度(即指针在满刻 度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA,R为可调电阻,阻值变化范围为0~5 kΩ,Rl和R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=llkΩ,E为1.5V干电池,S为量程选择开关。 测量时把待 测电阻两头分别与A、B两头相接。 为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值,需在表盘上 从头标明示数。 请回答: (1) 在指针满偏处,盘面应标明的示数是多少? (2) 当A、B中断开时,指针所指的位置处,盘面应标明的示数是多少 ? (3) 开关分别置于1和2位置时,在表盘正中间位置处应标明的示数各是多少 ? 请简要说明原因。 (4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀? 请从电路原理上说明原因。 6.答案: (1)A、B两头直接连结在一同时(RAB=0),调节滑动变阻器使灵敏电流表指针满偏, 则指针所指处盘面上应标明的示数为 0。 (2)当 A、B断开时,电阻应为无穷大,这时指针所指位置的示数应标 ∞。 (3)开关置于 2时,且将 A、B短接时表针满偏,则 R+Rg+R2 =1.5V/100 μA=15k,若Ω在 A、B 间接一电阻Rx,且恰巧使表针指在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,电路中的总 电阻为满偏时的2倍,即Rx=R+Rg+R2=15kΩ,所以该档位表盘中间示数应为15kΩ。 开关置于1时,且将A、B短接时表针满偏,这时电路中总电阻为 R×(R+R g +R)/(R+R+R g +R )=15×15000/(15+15000)Ω=15,Ω同理若在 A、B间接一电阻 R , 1 21 2 x 且恰巧使表针指在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,电路中的总电阻为满偏时的 2倍,即R =R×(R+R g +R )/(R+R+R g +R )=15Ω,所以该档位表盘中间示数应为15Ω。 x 1 2 1 2 (3)欧姆表表盘上的刻度是不均匀的。 原因: 用 R0表示A、B短接时电路中总电阻,测量电阻Rx 时,电路中电流I=U/(R0+Rx),可见I与Rx不可正比,所以欧姆表表盘上的刻度是不均匀的。 7.(2012全国初中物理竞赛预赛)某兴趣小组的同学进行电学实验过程中发现一个有趣的元件有 a、b两部分,被关闭在一个透明的玻璃壳内,A、B、C是三个外露的接线柱,如图15所示。 (1)他们认识到a是一个定值电阻,要用“伏安法”研究其电流与电压的关系,请用笔画线代替导线将图15的电路连结成所需的电路。 (2)根据实验测得的数据,在U-I图中描述出电压和电流的关系如图16所示,则电阻Ra=______________Ω。 (3)b是一种由特殊金属制成的导体,它的额定电压是 4.5V。 为进一步认识b的特点,他们使用相像的步骤,描述出的该元件的电压与电流的关系图像如 图17所示。 由图可知元件b的电阻随电压的增大而____________,其额定功率约为____________W。 答案: (1)如图3所示(4分) (2)10(2分) (3)增大1.80~1.82(4分) 解析: 由描述出电压和电流的关系图象可得电阻 Ra=U/I=10 欧。 由描述出的该元件的电压与电流的关系图像可知额定电压是 4.5V 对应的电流为 0.40A,额定功率约为P=UI=4.5×0.40W=1.82W。 8、(2012年“志英杯”物理竞赛)在测定额定电压为3.8V小灯泡电阻的实验中: (1)如图甲所示是没有连结完整的实验电路,请你用笔画线代替导线将所缺的导线补上。 (2)在连结电路时,开关必须断开,且应将滑动变阻器的滑片移至最端(填“左”或“右”)。 (3)连结好电路后,闭合开关,发现电流表和电压表指针的转向情况如图乙所示,则可能的原因 是: 电流表。 (4)当小灯泡正常工作,如图丙所示,电流表示数为 Ω。 8.答案: (1)如图 A ,此时小灯泡灯丝的电阻为 (2)右;(3)正负接线柱接反(4)0.2415.8 典例1.(2012全国初中物理竞赛预赛)在一次风暴中,甲、乙两地之间的两根输电线在某处发生 了短路,如图3所示,为了确定短路
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- 历届 全国 初中 物理 竞赛