第二节 科学探究:欧姆定律
第1课时 探究电流与电压、电阻的关系
知识点1 电流的大小与电压的关系
1下列图像能反映通过定值电阻的电流随两端电压变化规律的是 (B)
2小强在探究“通过导体的电流跟电压的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,并按电路图连接实验器材如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。
答:
(2)连接电路过程中,开关应处于 断开 状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于 A (选填“A”或“B”)端。
(3)实验中要控制 电阻 不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的 电压 。
(4)实验过程中,电流表和电压表示数记录如表:
序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A
1 1.4 0.14
2 2.2 0.22
3 2.8
表中空白处的电流值如图乙所示,该值为 0.28 A。
(5)分析实验数据可得结论:当电阻一定时, 电流跟电压成正比 。
知识点2 电流的大小与电阻的关系
3
如图所示为探究“电流与电阻关系”的实验电路图,每次实验必须保持大小不变的是 (A)
A.电压表的示数 B.电流表的示数
C.定值电阻的阻值 D.滑动变阻器的阻值
4
(2024·哈尔滨期中)在探究“电压一定时,电流跟电阻关系”的实验中,设计电路图如图所示。连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 (C)
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良 D.电阻短路
5小明“探究电流与电阻关系”的实验电路图如图所示。
(1)电路图甲中的a是 电压 表,b是 电流 表。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当5 Ω的电阻两端电压为1.5 V时,电流表的示数如图乙所示为 0.3 A。
(3)接下来应换用 不同阻值的电阻 ,调节滑动变阻器滑片的位置,保持 电压表的示数 不变,并记录电流表的示数如表:
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.15 0.10
分析表中数据,可得结论:保持电压一定时, 电流跟电阻成反比 。
6(多选)(2024·长沙期中)如图甲所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,将记录的数据通过整理作出了如图乙所示的图像,下列说法正确的是 ( A、D )
A.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
B.实验的结论是:通过导体的电流与导体两端的电压成反比
C.探究中,多次实验的主要目的是减小实验误差
D.根据图像可知,该导体的电阻为5 Ω
7(2024·龙岩期中)如图甲是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路图,实验器材有电源(电压约为6 V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)和导线若干。
(1)连接电路时开关应处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态,在闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片置于最 右 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是 电流表正负接线柱接反了 ;
(2)小明先将5 Ω的电阻连入电路,闭合开关,将滑片P缓慢向左移动,多次改变滑片位置记录电流和电压的大小如表:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
分析数据可得出结论:电阻一定时,电流与电压成 正比 ;
(3)接着小明用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图丙,实验中定值电阻两端的电压保持 2 V,此实验移动滑动变阻器的作用是 控制定值电阻两端电压不变 ;
(4)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与 的关系图线。
8在探究“电流与电压关系”的实验中,宁宁同学用电流表和电压表测量出某段导体中电流及其两端的电压,数据如表,从表中数据可以看出,这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉,请在方格纸上画出导体中电流与导体两端电压的关系图像。
U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
I/A 0.1 1 0.3 0.4 0.5
答:第2课时 欧姆定律
知识点1 理解欧姆定律
1(2024·徐州期末)德国物理学家 用实验的方法研究了电流跟电压和电阻的关系,得到:导体中的电流跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 ,公式表示为 。
2(2024·郑州期中)欧姆定律揭示了电流与电压和电阻的关系。关于欧姆定律,下列叙述正确的是 ( )
A.导体中的电流与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关
B.对同一个导体,导体中的电压和电流成正比
C.在相同电压下,导体的电流和电阻成正比
D.电阻是导体本身的性质,故电流只与导体两端的电压成正比
知识点2 欧姆定律及其变形式应用
3某定值电阻两端加上12 V的电压时,测得通过它的电流为2 A,其阻值为
Ω。
4将一个定值电阻接入电路,测量其两端电压为3 V,通过的电流为100 mA,则此电阻阻值是 Ω,若该定值电阻两端的电压增大到6 V,则通过的电流为
A。
5有两个电阻,阻值之比为R1∶R2=2∶3,把它们串联在电路中,加在它们两端的电压之比U1∶U2= ,把它们并联在电路中,加在它们两端的电压之比U1∶U2= ,通过它们的电流之比I1∶I2= 。
6
如图所示,电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S,电阻R1两端的电压为10 V,电阻R2两端的电压为5 V。求:
(1)电源两端的电压。
(2)通过电阻R1的电流。
7
如图所示的电路中,电阻R1=10 Ω,电源电压保持不变,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6 A,干路中电流表A的示数为0.9 A。求:
(1)R1两端的电压。
(2)R2的阻值。
【练易错】
易错点 根据R=错误认为电阻大小与电压和电流有关
8一段导体两端电压为4 V,导体中电流为0.2 A,那么该导体的电阻为 Ω,若两端电压减小为一半,则导体的电阻大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9(2024·西安期末)在如图所示的电路中,已知R1=4 Ω,R2=12 Ω,当S闭合后,通过R1的电流I1=0.6 A,则下列结论正确的是 ( )
A.通过R2的电流I2=1.8 A
B.通过R2的电流I2=0.2 A
C.通过R2的电流I2=0.3 A
D.电源电压U=1.8 V
10(2023·临沂中考)如图甲所示电路的电源电压为3 V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为 Ω;断开开关后,电阻R2的阻值为 Ω。
11如图所示电路中,电源电压为4.5 V,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5 V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则L2两端的电压为 V,L1与L2的灯丝电阻之比为 。
12
(2024·合肥模拟)如图所示电路,定值电阻R=20 Ω,只闭合开关S,电流表示数为0.3 A,同时闭合开关S1和S,电流表示数变为0.5 A,则电阻R0的阻值为 Ω。
13如图所示,这是电阻甲和乙的U-I图像,由图像可知,甲的阻值为 Ω;将甲和乙串联,若电路中的电流为0.3 A,则电路两端的总电压为 V。
14如图所示,R1=25 Ω,小灯泡L的规格为“2.5 V 0.3 A”,电源电压保持不变。
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压。
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6 A,求R2的阻值。
15(2024·临沂期中)如图甲所示,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的变化关系如图乙所示。则定值电阻的阻值为 Ω,电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。 第二节 科学探究:欧姆定律
第1课时 探究电流与电压、电阻的关系
知识点1 电流的大小与电压的关系
1下列图像能反映通过定值电阻的电流随两端电压变化规律的是 ( )
2小强在探究“通过导体的电流跟电压的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,并按电路图连接实验器材如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)连接电路过程中,开关应处于 状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)实验中要控制 不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的 。
(4)实验过程中,电流表和电压表示数记录如表:
序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A
1 1.4 0.14
2 2.2 0.22
3 2.8
表中空白处的电流值如图乙所示,该值为 A。
(5)分析实验数据可得结论:当电阻一定时, 。
知识点2 电流的大小与电阻的关系
3
如图所示为探究“电流与电阻关系”的实验电路图,每次实验必须保持大小不变的是 ( )
A.电压表的示数 B.电流表的示数
C.定值电阻的阻值 D.滑动变阻器的阻值
4
(2024·哈尔滨期中)在探究“电压一定时,电流跟电阻关系”的实验中,设计电路图如图所示。连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 ( )
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良 D.电阻短路
5小明“探究电流与电阻关系”的实验电路图如图所示。
(1)电路图甲中的a是 表,b是 表。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当5 Ω的电阻两端电压为1.5 V时,电流表的示数如图乙所示为 A。
(3)接下来应换用 ,调节滑动变阻器滑片的位置,保持 不变,并记录电流表的示数如表:
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.15 0.10
分析表中数据,可得结论:保持电压一定时, 。
6(多选)(2024·长沙期中)如图甲所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,将记录的数据通过整理作出了如图乙所示的图像,下列说法正确的是 ( A、D )
A.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
B.实验的结论是:通过导体的电流与导体两端的电压成反比
C.探究中,多次实验的主要目的是减小实验误差
D.根据图像可知,该导体的电阻为5 Ω
7(2024·龙岩期中)如图甲是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路图,实验器材有电源(电压约为6 V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)和导线若干。
(1)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,在闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片置于最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是 ;
(2)小明先将5 Ω的电阻连入电路,闭合开关,将滑片P缓慢向左移动,多次改变滑片位置记录电流和电压的大小如表:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
分析数据可得出结论:电阻一定时,电流与电压成 ;
(3)接着小明用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图丙,实验中定值电阻两端的电压保持 V,此实验移动滑动变阻器的作用是 ;
(4)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与 的关系图线。
8在探究“电流与电压关系”的实验中,宁宁同学用电流表和电压表测量出某段导体中电流及其两端的电压,数据如表,从表中数据可以看出,这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉,请在方格纸上画出导体中电流与导体两端电压的关系图像。
U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
I/A 0.1 1 0.3 0.4 0.5第2课时 欧姆定律
知识点1 理解欧姆定律
1(2024·徐州期末)德国物理学家 欧姆 用实验的方法研究了电流跟电压和电阻的关系,得到:导体中的电流跟导体两端的电压成 正比 ,跟导体的电阻成 反比 ,公式表示为 I= 。
2(2024·郑州期中)欧姆定律揭示了电流与电压和电阻的关系。关于欧姆定律,下列叙述正确的是 (A)
A.导体中的电流与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关
B.对同一个导体,导体中的电压和电流成正比
C.在相同电压下,导体的电流和电阻成正比
D.电阻是导体本身的性质,故电流只与导体两端的电压成正比
知识点2 欧姆定律及其变形式应用
3某定值电阻两端加上12 V的电压时,测得通过它的电流为2 A,其阻值为
6 Ω。
4将一个定值电阻接入电路,测量其两端电压为3 V,通过的电流为100 mA,则此电阻阻值是 30 Ω,若该定值电阻两端的电压增大到6 V,则通过的电流为
0.2 A。
5有两个电阻,阻值之比为R1∶R2=2∶3,把它们串联在电路中,加在它们两端的电压之比U1∶U2= 2∶3 ,把它们并联在电路中,加在它们两端的电压之比U1∶U2= 1∶1 ,通过它们的电流之比I1∶I2= 3∶2 。
6
如图所示,电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S,电阻R1两端的电压为10 V,电阻R2两端的电压为5 V。求:
(1)电源两端的电压。
解:(1)由题图知,R1和R2是串联的,根据串联电路电压特点可得电源电压为:
U=U1+U2=10 V+5 V=15 V。
(2)通过电阻R1的电流。
解: (2)通过R1的电流为:I1===1 A。
7
如图所示的电路中,电阻R1=10 Ω,电源电压保持不变,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6 A,干路中电流表A的示数为0.9 A。求:
(1)R1两端的电压。
解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流。
(1)由I=可得,R1两端的电压:
U1=I1R1=0.6 A×10 Ω=6 V。
(2)R2的阻值。
解: (2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流:
I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以R2的阻值:
R2====20 Ω
【练易错】
易错点 根据R=错误认为电阻大小与电压和电流有关
8一段导体两端电压为4 V,导体中电流为0.2 A,那么该导体的电阻为 20 Ω,若两端电压减小为一半,则导体的电阻大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9(2024·西安期末)在如图所示的电路中,已知R1=4 Ω,R2=12 Ω,当S闭合后,通过R1的电流I1=0.6 A,则下列结论正确的是 (B)
A.通过R2的电流I2=1.8 A
B.通过R2的电流I2=0.2 A
C.通过R2的电流I2=0.3 A
D.电源电压U=1.8 V
10(2023·临沂中考)如图甲所示电路的电源电压为3 V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为 2 Ω;断开开关后,电阻R2的阻值为 2.5 Ω。
11如图所示电路中,电源电压为4.5 V,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5 V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则L2两端的电压为 3 V,L1与L2的灯丝电阻之比为 1∶2 。
12
(2024·合肥模拟)如图所示电路,定值电阻R=20 Ω,只闭合开关S,电流表示数为0.3 A,同时闭合开关S1和S,电流表示数变为0.5 A,则电阻R0的阻值为 30 Ω。
13如图所示,这是电阻甲和乙的U-I图像,由图像可知,甲的阻值为 10 Ω;将甲和乙串联,若电路中的电流为0.3 A,则电路两端的总电压为 4.5 V。
14如图所示,R1=25 Ω,小灯泡L的规格为“2.5 V 0.3 A”,电源电压保持不变。
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压。
解:(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与L串联,小灯泡L正常发光,所以UL=U额=2.5 V,电路中电流:I=I1=I额=0.3 A,
由此可得R1两端电压:
U1=I1R1=0.3 A×25 Ω=7.5 V,
由串联电路电压特点可得电源电压:
U=U额+U1=2.5 V+7.5 V=10 V。
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6 A,求R2的阻值。
解: (2)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,由并联电路的电压特点知:U=U'1=U2=10 V,
通过R1的电流I'1===0.4 A,由并联电路的电流特点可得,通过R2的电流:
I2=I'-I1'=0.6 A-0.4 A=0.2 A,
所以R2的阻值:R2===50 Ω。
15(2024·临沂期中)如图甲所示,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的变化关系如图乙所示。则定值电阻的阻值为 6 Ω,电源电压为 9 V,滑动变阻器的最大阻值是 12Ω。
