第十三章 欧姆定律
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
【实验一】 探究电流与电压、电阻的关系
项目 电流与电压的关系 电流与电阻的关系
电路 图 1.连接电路时,开关应断开; 2.闭合开关前,滑动变阻器应移到阻值最大处;电流表、电压表在使用前应调零。
滑动 变阻 器的 作用 保护电路,改变电阻两端的电压 保护电路,控制不同定值电阻两端电压不变
实验 图象
实验 结论 电阻一定时,电流与电压成正比 电压一定时,电流与电阻成反比
交流 与 评估 利用不同规格的器材多次实验,可避免实验结论的偶然性和特殊性,从而得出具有普遍性的结论。
【中考挑战1】
(2022·淄博中考节选改编)小明用电源(电压恒为3 V)、电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行探究电流与电压关系的实验。
(1)小明设计了图1中甲、乙、丙三个电路图,经小组讨论,最终确定用图丙电路进行实验,原因是该电路不仅能保持 不变,还能很容易改变 。
(2)图2是小明实验时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)小明先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论,小丽认为还不能归纳结论,他们接下来的实验操作是 。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4
(4)小明将图2中的定值电阻更换为正常工作电压为2.5 V的小灯泡,将滑动变阻器的滑片调至B端,闭合开关后发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数。接下来他首先应进行的操作是 。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.调节滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
【中考挑战2】
(2022·临沂中考)用5 Ω、10 Ω、20 Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6 V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)。
(2)先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻 路。
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V。
(4)断开开关,将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察 表的示数。
(5)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,由图象可知,电压一定时,电流与电阻成 比。
(6)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
【实验二】 伏安法测电阻
项目 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的阻值
原理 R=
电路 图
实验 注意 事项 1.电压表量程的选取: (1)根据电源电压 (2)根据灯泡的正常工作电压 2.电流表量程的选取: (1)Imax=(当滑动变阻器阻值最小时) (2)根据灯泡的正常工作电流
图象
注意 多次测量求平均值的目的是减小误差 多次测量的目的是找灯丝电阻随温度的变化关系,不能求平均值
交流 与 评估 小灯泡的I-U图象不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【中考挑战3】
(2022·枣庄中考)某物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值,电路如图甲所示。已知电源电压为6 V,R0=10 Ω,滑动变阻器规格为“50 Ω 0.6 A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小,导线不能交叉;
(2)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。现用一根导线在图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时,电流表和电压表示数仍为0,连接接线柱H与G时,电流表和电压表指针有明显偏转,则电路的故障是 。
(3)排除故障后,闭合开关调节滑片,利用电压表和电流表测出了多组实验数据,并作出了电压表与电流表示数的关系图象,如图乙所示,则Rx阻值为 Ω。
(4)电路中串联R0的作用是 (填正确答案标号)
A.增大串联电阻,增大分压,电压表易于读数
B.增大串联电阻,增大分流,电流表易于读数
考点一 动态电路分析
1. (2022·东营中考)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向左移动时,下列判断正确的是 ( )
A.A示数变大,V1示数变小,V2示数不变
B.A示数变大,V1示数变小,V2示数变大
C.A示数变小,V1示数变大,V2示数变小
D.A示数变小,V1示数变小,V2示数变大
2. (2022·绍兴中考)如图所示台秤,小敏使用时发现指针偏转角度与所测物体质量成正比。根据台秤示数变化规律,小敏想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,设计的电路最合理的是 ( )
3. (2022·兰州中考)如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电流表A1变小,A2变小,电压表V变大
B.电流表A1变小,A2不变,电压表V不变
C.电压表V的示数与电流表A2示数的比值变小
D.电流表A2、A1的示数之差与电压表示数的乘积不变
考点二 欧姆定律在串、并联电路中的应用
4.(2022·娄底中考)在测电阻的实验中,小明发现电流表已损坏,于是他设计了如图所示的电路来测量Rx的阻值,已知电源电压为12 V,R1的阻值为10 Ω,开关闭合后,当滑动变阻器R2的滑片位于最左端时,电压表的示数为5 V,则待测电阻Rx的阻值为 Ω。调节滑动变阻器R2的滑片,使电压表的示数变为3 V,则R2接入电路中的阻值为 Ω。
5. (2022·上海中考)如图所示电路,电阻R1的阻值为10 Ω,闭合开关后,电流表示数为1.2 A。
(1)求电源电压U;
(2)若在电路中接入一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4 A,求R2的阻值。第十三章 欧姆定律
① 正比
② 反比
③ I=
④ I=
⑤ =
⑥ I=+
⑦ =
⑧ R=
【实验一】 探究电流与电压、电阻的关系
项目 电流与电压的关系 电流与电阻的关系
电路 图 1.连接电路时,开关应断开; 2.闭合开关前,滑动变阻器应移到阻值最大处;电流表、电压表在使用前应调零。
滑动 变阻 器的 作用 保护电路,改变电阻两端的电压 保护电路,控制不同定值电阻两端电压不变
实验 图象
实验 结论 电阻一定时,电流与电压成正比 电压一定时,电流与电阻成反比
交流 与 评估 利用不同规格的器材多次实验,可避免实验结论的偶然性和特殊性,从而得出具有普遍性的结论。
【中考挑战1】
(2022·淄博中考节选改编)小明用电源(电压恒为3 V)、电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行探究电流与电压关系的实验。
(1)小明设计了图1中甲、乙、丙三个电路图,经小组讨论,最终确定用图丙电路进行实验,原因是该电路不仅能保持 电阻阻值 不变,还能很容易改变 定值电阻两端的电压 。
(2)图2是小明实验时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
答:
(3)小明先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论,小丽认为还不能归纳结论,他们接下来的实验操作是 换用不同规格的电阻再做几次实验 。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4
(4)小明将图2中的定值电阻更换为正常工作电压为2.5 V的小灯泡,将滑动变阻器的滑片调至B端,闭合开关后发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数。接下来他首先应进行的操作是 C 。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.调节滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
【中考挑战2】
(2022·临沂中考)用5 Ω、10 Ω、20 Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6 V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)。
答:
(2)先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻 短 路。
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 2 V。
(4)断开开关,将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 左 (选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察 电压 表的示数。
(5)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,由图象可知,电压一定时,电流与电阻成 反 比。
(6)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 40 Ω。
【实验二】 伏安法测电阻
项目 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的阻值
原理 R=
电路 图
实验 注意 事项 1.电压表量程的选取: (1)根据电源电压 (2)根据灯泡的正常工作电压 2.电流表量程的选取: (1)Imax=(当滑动变阻器阻值最小时) (2)根据灯泡的正常工作电流
图象
注意 多次测量求平均值的目的是减小误差 多次测量的目的是找灯丝电阻随温度的变化关系,不能求平均值
交流 与 评估 小灯泡的I-U图象不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【中考挑战3】
(2022·枣庄中考)某物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值,电路如图甲所示。已知电源电压为6 V,R0=10 Ω,滑动变阻器规格为“50 Ω 0.6 A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小,导线不能交叉;
答:
(2)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。现用一根导线在图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时,电流表和电压表示数仍为0,连接接线柱H与G时,电流表和电压表指针有明显偏转,则电路的故障是 开关断路 。
(3)排除故障后,闭合开关调节滑片,利用电压表和电流表测出了多组实验数据,并作出了电压表与电流表示数的关系图象,如图乙所示,则Rx阻值为 2 Ω。
(4)电路中串联R0的作用是 A (填正确答案标号)
A.增大串联电阻,增大分压,电压表易于读数
B.增大串联电阻,增大分流,电流表易于读数
考点一 动态电路分析
1. (2022·东营中考)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向左移动时,下列判断正确的是 (C)
A.A示数变大,V1示数变小,V2示数不变
B.A示数变大,V1示数变小,V2示数变大
C.A示数变小,V1示数变大,V2示数变小
D.A示数变小,V1示数变小,V2示数变大
2. (2022·绍兴中考)如图所示台秤,小敏使用时发现指针偏转角度与所测物体质量成正比。根据台秤示数变化规律,小敏想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,设计的电路最合理的是 (B)
3. (2022·兰州中考)如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中,下列说法正确的是 (D)
A.电流表A1变小,A2变小,电压表V变大
B.电流表A1变小,A2不变,电压表V不变
C.电压表V的示数与电流表A2示数的比值变小
D.电流表A2、A1的示数之差与电压表示数的乘积不变
考点二 欧姆定律在串、并联电路中的应用
4.(2022·娄底中考)在测电阻的实验中,小明发现电流表已损坏,于是他设计了如图所示的电路来测量Rx的阻值,已知电源电压为12 V,R1的阻值为10 Ω,开关闭合后,当滑动变阻器R2的滑片位于最左端时,电压表的示数为5 V,则待测电阻Rx的阻值为 14 Ω。调节滑动变阻器R2的滑片,使电压表的示数变为3 V,则R2接入电路中的阻值为 16 Ω。
5. (2022·上海中考)如图所示电路,电阻R1的阻值为10 Ω,闭合开关后,电流表示数为1.2 A。
(1)求电源电压U;
(2)若在电路中接入一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4 A,求R2的阻值。
解:(1)电路为只有电阻R1的简单电路,电阻R1的阻值为10 Ω,闭合开关后,电流表示数为1.2 A,则电源电压:
U=I1R1=1.2 A×10 Ω=12 V;
(2)若在电路中接入一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4 A,连接方式有两种: 一是将R2串联在电路中,电路中电流应减小0.4 A,此时电路中电流为:
I串=I1-0.4 A=1.2 A-0.4 A=0.8 A,
电路中总电阻为:
R总===15 Ω,
R2的阻值为:
R2=R总-R1=15 Ω-10 Ω=5 Ω;
二是将R2并联在电路中,电路中电流应增加0.4 A,根据并联电路电流特点,增加的0.4 A即为通过R2的电流,即I2=0.4 A,
R2的阻值为:R2===30 Ω。
