四 欧姆定律的应用
第1课时 伏安法测电阻
建议用时:25+5分钟
1. 学会用伏安法测电阻,能正确分析实验数据.
2. 进一步掌握正确使用电压表、电流表的方法,体会滑动变阻器的作用.
知识点 伏安法测定值(小灯泡)电阻、伏安法测电阻
1. 伏安法:用电压表测出待测电阻两端的电压U,用电流表测出通过它的电流I,应用欧姆定律变式求出它的阻值.
2. 实验原理:R=.
3. 实验电路图:如图所示.
4. 实验过程:按电路图连接电路,进行实验,记录并处理数据.
例1 (2024徐州沛县期末)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干.在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
甲 乙 丙
(1) 本实验的原理是 .
(2) 请你按图甲所示的电路图,以笔画划线代替导线,将图乙中的电路连接完整.
(3) 实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (填“A”或“B”)端.
(4) 正确连接电路闭合开关后,电压表示数为2.7 V时,电流表如图丙所示,电流表示数为 A,则此时测得Rx的阻值是 Ω.
(5) 本实验要多次测量取平均值,是为了_______________________________.
例2 (2024南通启东模拟)小明在“测量小灯泡的电阻”实验中,准备了以下实验器材:两节新的干电池、标有“2.5 V”的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线.
甲 乙
(1) 图甲为连接的实物图,其中有一根导线连接不合理,请你在这根导线上画“×”并改正.
(2) 实验过程中逐渐移动滑片P,分别记录电压表和电流表示数,根据所有实验数据画出了小灯泡的U-I图像如图乙,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小华认为利用上述器材和电路还可以探究“电流与电压的关系”,小明认为不行,理由是____________________________________________________________.
1 关于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”两个实验,下列说法正确的是( )
A. 两个实验所采用的研究方法是相同的
B. 两个实验多次测量的目的是相同的
C. 两个实验的电路是相同的
D. 两个实验中使用滑动变阻器的目的都是控制电阻两端电压不变
2 “伏安法测电阻”是电学中非常重要的一个实验,小聪同学分别对“伏安法测定值电阻”和“测小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是( )
A. 两个实验的实验原理都是I=
B. 滑动变阻器在两个实验的作用仅是保护电路
C. 两个实验进行多次测量的目的不同
D. 两个实验都采用了控制变量法
3 小红测量某金属丝电阻.
甲 乙
(1) 图甲是小红正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路,请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处: ;
.
连接好电路闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表示数几乎为0,由此可以推断:电路中 (填图中表示接线柱的数字)间发生了
(填“断路”或“短路”).
(3) 排除故障后,移动滑片,测量数据如表所示,图乙是第1次实验时电流表的示数,其示数为 A.该金属丝的电阻为 Ω.
实验次数 1 2 3
U/V 1.00 2.00 3.00
I/A 0.40 0.58
(4) 测量结束后,应先断开 再拆除导线,最后整理好器材.
4 (2023 淄博)用如图甲所示电路测量小灯泡的电阻,其中电源电压为3 V恒定不变,小灯泡正常发光时的电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”,导线若干(导线电阻忽略不计).
甲 乙
(1) 请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大.
(2) 小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光.他在操作中的问题是__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________.
(3) 问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如表所示).当电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示为 A,计算此时小灯泡的阻值为 Ω(结果精确到0.1 Ω).
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 不亮 微光 暗 明亮 耀眼
电压U/V 0.5 0.9 1.5 2.5 2.8
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.30
电阻R/Ω
(4) 对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是 .
实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻
,电流较大,灯丝容易熔断.
(5) 小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由:___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________.
5 甲、乙两地相距40 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线每千米的电阻为0.2 Ω,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量.当电压表的示数为3 V时,电流表的示数为0.5 A,则接入电路中的输电线的电阻为 Ω,短路位置离甲地的距离是 km.
第2课时 欧姆定律在串联电路中的应用(一)
建议用时:25+5分钟
1. 了解串联电路的总电阻的概念,知道串联电路总电阻的计算公式.
2. 学会用欧姆定律及串联电路关系特点进行简单的电路计算.
知识点 串联电路电流、电压、电阻特点
电路图
电流特点 在串联电路中,电流处处相等,I=I1=I2
电压特点 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,U=U1+U2
电阻特点 串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和,R=R1+R2; 把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大
例1 如图所示,电源电压U=8 V,电阻R1=4 Ω,R2=6 Ω,当开关闭合,问:
(1) 电路总电阻为多少?
(2) 电路中的电流为多少?
(3) 电阻R1两端的电压为多少?
例2 如图所示,电源电压保持不变,R1为20 Ω,闭合S、S1时,电压表的示数为6 V,求:
(1) 通过R1的电流;
(2) 若闭合S、断开S1,电压表的示数为2 V,电阻R2的阻值.
1 有两个电阻R1=10 Ω、R2=20 Ω,将它们串联后,接入电源电压为6 V的电路中,这时,电路的总电阻是 Ω,通过R1的电流是 A.
2 在如图所示的电路中,R1和R2的连接方式是 联.电源电压为6 V,R1=4 Ω,闭合开关S后,电压表读数为2 V,则电流表的示数为 A,电阻R2的阻值为 Ω.
(第2题) (第3题)
3 张阳在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时,用记录的实验数据作出了如图所示的U-I图像,则a的电阻值为 Ω,将a、b串联接在电压为3 V的电源上,电路中的电流为 A,b两端的电压为 V.
4 用同种导体制成长度相等但横截面积不同的圆柱体a和b(a和b互相连接),a的横截面积比b的大,将它们接入电路中,如图所示,通过a、b的电流分别为Ia、Ib,a、b两端电压分别为Ua、Ub,则下列说法正确的是( )
A. Ia>Ib,Ua=Ub
B. Ia<Ib,Ua=Ub
C. Ia=Ib,Ua>Ub
D. Ia=Ib,Ua<Ub
5 有两个电阻,第一个电阻是3 Ω,第二个电阻是6 Ω,把它们串联起来接入电路中,如果第一个电阻两端的电压是4 V,那么第二个电阻两端的电压为( )
A. 2 V B. 8 V C. 4 V D. 6 V
6 把R1为2 Ω和R2为8 Ω的电阻串联起来,接到电源电压为8 V的电路中,则流过电阻R1的电流为( )
A. 4 A B. 2 A C. 5 A D. 0.8 A
7 两只定值电阻,甲标有“10 Ω 0.8 A”字样,乙标有“15 Ω 0.4 A”字样,把它们串联起来,两端允许加的最大电压是( )
A. 14 V B. 10 V C. 8 V D. 6 V
8 如图所示,电源两端电压为3 V,R1=5 Ω.闭合开关S,电流表示数为0.1 A,下列说法正确的是( )
A. 通过R1的电流为0.6 A
B. R2的电阻为25 Ω
C. R2两端的电压为3 V
D. R1两端的电压为2.5 V
9 (2025无锡宜兴模拟)如图所示,已知电源电压为9 V,一只小灯泡L上标有“4.8 V 0.3 A”字样,为了使它能正常发光,需要在电路中串联多大的保护电阻R( )
A. 4 Ω B. 14 Ω
C. 16 Ω D. 30 Ω
10 将电阻R和灯泡L接在图甲所示的电路中,电源电压保持不变.图乙为电阻R和灯泡L的 IU 图像.闭合开关S,电流表示数为0.3 A,则电源电压和电阻R的大小分别是( )
甲 乙
A. 8 V,6.67 Ω B. 12 V,20 Ω C. 8 V,20 Ω D. 12 V,10 Ω
11 如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R1=20 Ω.当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为I1=0.3 A;当开关S1闭合、S2断开时,电流表示数为I2=0.2 A.试求:
(1) 电源电压U.
(2) R2的阻值.
12 (2023 运城期末)小牛设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示,其中,电源两端电压恒定不变,定值电阻R0=20 Ω,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,闭合开关S后,问:
(1) 当环境温度为20 ℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
(2) 当环境温度为20 ℃时,电压表示数为2 V,电源电压是多少?
(3) 当电压表示数为4 V时,环境温度是多少?
甲 乙
第3课时 欧姆定律在串联电路中的应用(二)
建议用时:25+5分钟
1. 了解串联分压原理,并能用它分析相关问题.
2. 知道串联电路各部分电流、电压变化情况跟变阻器电阻变化的关系.
3. 会进行带有电表与变阻器的电路计算.
知识点1 串联电路的分压原理
分压原理 串联电路中,电压的分配与电阻成正比,=
电路作用 分压,U1=U…
例1 如图所示电路中,R1=15 Ω,R2=30 Ω,闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是( )
A. 1∶2 B. 1∶3 C. 2∶1 D. 2∶3
知识点2 串联动态电路的分析与计算
例2 在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数将 ,电压表V的示数将 ,电压表V2的示数将 ,电压表V与电压表V1示数的差值跟电压表V2示数的比值 .(均填“变小”“不变”或“变大”)
例3 如图所示的电路中,已知电源电压为18 V不变,滑动变阻器R2上标有“30 Ω 2 A”的字样,闭合开关S后,当电流表的示数为1 A时,电压表(量程0~15 V)的示数为10 V,则R1的阻值是 Ω;电路中的电流最小值是 A;为使电路正常工作,滑动变阻器R2连入电路的阻值范围是 .
例4 (2024无锡期末)图甲中,灯泡L的额定电流为0.25 A,其电流与电压关系如图乙所示,滑动变阻器R的规格为“50 Ω 1 A”,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V.闭合开关S,调节R.当电压表的示数为1.5 V时,L恰好正常发光,则L正常发光时的阻值为 Ω,电源电压为 V;为保证电路安全,R的调节范围为 .
甲 乙
1 (2023 盘锦)在图甲所示电路中,电源电压不变,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示,R0是定值电阻,闭合开关S,则:
(1) 温度升高时,电压表的示数 (填“变大”“变小”或“不变”).
(2) 温度降低时,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值 (填“变大”“变小”或“不变”).
甲 乙
(第1题) (第2题)
2 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,当滑片P向左移动时,电流表的示数将 ,电压表的示数将 .(均填“变大”“变小”或“不变”)当滑片P分别在滑动变阻器的两个端点a和d、中点c和图中b位置时,电压表示数按从大到小顺序分别为4 V、3 V、2 V和0,则在图示b位置时,电压表示数应为 V.
3 (2024常州期末)如图所示电路中,电源电压恒定,电阻R1与R2的阻值之比为2∶1.开关S闭合前、后,两次电流表的示数之比为 ;开关S闭合前、后,两次电压表的示数之比为 .
(第3题) (第4题)
4 (2023 连云港)如图所示是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,R0为定值电阻.下列说法正确的是( )
A. 地磅的量程与R0大小无关
B. 货车的质量变大时,电流表的示数变小
C. 将电流表换成电压表也能测量货车的质量
D. 仅增大R0,称量同一货车质量时,电流表示数变小
5 (2023 巴中)在如图所示的电路中,电源电压恒定,当滑动变阻器RP的滑片从最左端滑到最右端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电流表示数变大,电压表示数变小
C. 电流表示数不变,电压表示数变小
D. 电流表示数不变,电压表示数不变
6 如图所示的电路中(电源电压保持不变),滑动变阻器R的最大阻值Rab=20 Ω,电流表的量程为0~0.6 A,当开关S拨到触点1时,电压表的示数为6 V;当开关S拨到触点2时,且变阻器的滑片移至b点时,电压表的示数为1 V;求:
(1) 定值电阻R0;
(2) 当开关S拨到触点2时,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值至少为多少?
7 如图甲所示为小灿探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图.图乙是他根据实验数据描绘出的IR关系图像.若电源电压为4.5 V,实验中R的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω.
(1) 他每次控制电阻的两端电压为多大?
(2) 当R的电阻由10 Ω更换为15 Ω时,闭合开关后,为了保持定值电阻两端的电压不变,滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动?说明理由.
(3) 为了完成实验,滑动变阻器的阻值至少为多大?
甲 乙
8 在如图所示的电路中,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V.滑动变阻器上标有“50 Ω 1 A”字样,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片滑到某一位置时,电流表的示数为 0.3 A,电压表的示数为3 V;当滑动变阻器的滑片滑到另一位置时,电流表的示数为0.5 A,电压表的示数为1 V.求:
(1) 电阻R1的阻值和电源电压;
(2) 为保证电路安全,滑动变阻器R2的调节范围.
第4课时 欧姆定律在并联电路中的应用
建议用时:25+5分钟
了解并联分流原理,会用欧姆定律解决并联电路的简单问题.
知识点 并联电路电流、电压、电阻特点
电路图 电流特点 电压特点 电阻特点 分流原理
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和,I=I1+I2 并联电路中,电路两端的总电压与各支路两端的电压相等,U=U1=U2 几个电阻并联相当于增加了导体的横截面积,故并联总电阻比每一个并联分电阻都小 并联电路中,电流的分配与电阻成反比.=
例1 (2023 泰州)如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为 A,两电阻之比R1∶R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (填“变大”“不变”或“变小”).
甲 乙
(例1) (例2)
例2 如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,电压表的示数 ,电流表A1的示数 ,电流表A2的示数 ,电流表A的示数 ,电流表A与电流表A1示数的差值跟电流表A2示数的比值变化情况是 W.(均填“变大”“变小”或“不变”)
例3 如图所示,电源电压保持12 V不变,电流表A1和电流表A的量程分别为0~0.6 A和0~3 A.滑动变阻器上标有“50 Ω 2 A”字样.开关闭合后,将滑动变阻器的滑片移至图中所示位置时,电流表A1和电流表A的示数分别为0.5 A和0.8 A.问:
(1) 此时通过滑动变阻器的电流是多少?它连入电路中的电阻是多少?
(2) 为了确保所有元件都不损坏,滑动变阻器连入电路中的电阻最小为多少?
1 如图所示,电源电压不变,已知R2=15 Ω,闭合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5 A、0.2 A,则通过R1的电流为 A,电源电压为 V.
(第1题) (第2题) (第3题)
2 电阻R1与R2的I-U图像如图所示.当R2两端的电压为1 V时,R2的阻值是 Ω;若将它们并联接到电压为4 V的电源上,则干路的电流是 A.
3 (2023 齐齐哈尔)如图所示,已知R1∶R2=2∶1.当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙= ;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比I甲∶I乙= W.(电路中各元件均未损坏)
4 把两个分别标有“5 Ω 0.3 A”和“10 Ω 0.6 A”的定值电阻并联接入电路,在保证电路元件安全的前提下,电路两端允许加的最大电压为 V,干路中允许通过的最大电流为 A.
5 两个电阻并联起来相当于( )
A. 增大了电阻的横截面积 B. 减小了电阻的横截面积
C. 增大了电阻的长度 D. 减小了电阻的长度
6 如图所示,电源电压U保持不变,电阻R为定值电阻.如果再给R连接一个电阻,接入电路中,使电路的总电流增加且增加量较小,可行的是( )
A. 给R串联一个较小的电阻 B. 给R串联一个较大的电阻
C. 给R并联一个较小的电阻 D. 给R并联一个较大的电阻
(第6题) (第7题) (第8题)
7 如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,电流表示数为0.3 A,再闭合S2,电流表示数变化了0.4 A.则电阻R1、R2阻值之比是( )
A. 1∶3 B. 3∶4 C. 3∶1 D. 4∶3
8 如图所示,R2=2 Ω.某同学在实验中,记录了三只电表的示数,但没有记录单位,记下的一组数据是1、2和3.也弄不清楚这些数字是哪只电表的示数,单位是V还是A.请根据电路图和记录的数据,确定实验中所用的电源电压和电阻R1的阻值分别为( )
A. 1 V,2 Ω B. 2 V,1 Ω C. 2 V,2 Ω D. 3 V,1 Ω
9 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A1的示数不变,电压表V的示数变小
B. 电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变
C. 电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
D. 电压表V的示数与电流表A2的示数比值变小
10 (2024扬州仪征模拟)R1与R2此时接入电路中的阻值相同,S1断开,S2闭合;求下列操作中,一定可以使电流表示数变大的是( )
A. 闭合S1,断开S2
B. 闭合S1,向右滑动滑片P
C. 减小电源电压,闭合S1
D. 增大电源电压,向右滑动滑片P
11 如图所示,电路中的电源电压恒定,电流表的量程是0~3 A,电阻R2的阻值是12 Ω.当S闭合时,将滑片P滑到滑动变阻器的中点时,电流表的示数是1.5 A,当滑片P滑到最右端b点时,电流表的示数为1 A,则电源电压是多大?允许滑动变阻器接入电路中的电阻最小值是多少?
12 定值电阻R1两端加4.5 V电压时,通过的电流为0.45 A.如图所示电路,电源电压不变,R1和定值电阻R0并联,电流表示数为0.50 A;用阻值为30 Ω的电阻R2替换R1,电流表示数变为0.30 A.求:
(1) R1的阻值;
(2) 电源电压.
四、 欧姆定律的应用
第1课时 伏安法测电阻
【基础过关】
例1 (1) R=
(2)
(3) B (4) 0.3 9 (5) 减小误差
例2 (1)
(2) 10 探究电流与电压的关系时,需要保持电阻不变,而灯丝电阻随温度的变化而变化
【能力提优】
1. C 2. C
3. (1) 开关没有断开 滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处 (2) 7、8、9 断路 (3) 0.20 5.1
(4) 开关
4. (1)
(2) 闭合开关前滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处 (3) 0.28 8.9 (4) 灯泡的电阻随温度的升高而增大 较小 (5) 不可行,因为小灯泡的电阻随着温度的变化而变化
【思维拓展】
5. 6 15
第2课时 欧姆定律在串联电路中的应用(一)
【基础过关】
例1 (1) R总=R1+R2=4 Ω+6 Ω=10 Ω.
(2) 电路中的电流I===0.8 A.
(3) R1两端的电压U1=IR1=0.8 A×4 Ω=3.2 V.
例2 (1) 闭合S、S1时,由图可知电路是R1的简单电路,根据欧姆定律可得通过R1的电流为I1===0.3 A.
(2) 闭合S、断开S1,由图可知两个电阻串联,电压表测R1两端电压,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路电压规律可得R2两端电压为
U2=U-U1=6 V-2 V=4 V,
串联电路各处电流相等,根据串联电路电流规律可得通过R2的电流为
I2=I1===0.1 A,
则R2的电阻为R2===40 Ω.
【能力提优】
1. 30 0.2 2. 串 0.5 8 3. 10 0.2 1 4. D 5. B 6. D 7. B 8. B 9. B 10. C
11. (1) 当开关S1和S2都闭合时,R2被短路,只有R1接入电路,根据欧姆定律I= 知,故电源电压为U=U1=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V.
(2) 当开关S1闭合、S2断开时,R1和R2串联,电路总电阻为R总===30 Ω,
根据串联总电阻规律知,R2的阻值为
R2=R总-R1=30 Ω-20 Ω=10 Ω.
【思维拓展】
12. (1) 由图乙可知,当环境温度为20 ℃时,热敏电阻R1的阻值是40 Ω.
(2) 由电路图可知,R0与R1串联,当环境温度为20 ℃时,电路中的电流I===0.1 A,
R1两端的电压U1=IR1=0.1 A×40 Ω=4 V,
电源的电压U=U0+U1=2 V+4 V=6 V.
(3) 若电压表的示数为4 V,则电路中电流I′===0.2 A,
电路中的总电阻R===30 Ω,
热敏电阻的阻值R′1=R-R0=30 Ω-20 Ω=10 Ω,
由图乙可知环境的温度为50 ℃.
第3课时 欧姆定律在串联电路中的应用(二)
【基础过关】
例1 B 例2 变大 不变 变小 不变
例3 10 0.45 2~30 Ω
例4 10 4 6~20 Ω
【能力提优】
1. (1) 变大 (2) 不变 2. 变大 变小 2
3. 2∶3 2∶3 4. D 5. C
6. (1) 当开关S拨到1时,R0与R串联,电压表测量的是电源电压,则电源电压U=6 V;
当开关S拨到2时,且滑动变阻器的滑片移至b点时,R0与R串联,滑动变阻器两端的电压U滑=U-U0=6 V-1 V=5 V,
电路中的电流I===0.25 A,
定值电阻的阻值R0===4 Ω.
(2) 当开关S拨到触点2时,R0与R串联,电路中的最大电流为I大=0.6 A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
电路总电阻R总最小===10 Ω,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R滑小=R总最小-R0=10 Ω-4 Ω=6 Ω.
7. (1) 由图乙知,UV=IR=0.2 A×15 Ω=0.6 A×5 Ω=3 V.
(2) 向右移动;根据串联分压原理可知,将定值电阻由10 Ω更换为15 Ω时,电阻增大,其分得的电压增大,为了保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右(即b端)移动,使电压表的示数为3 V.
(3) 根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=4.5 V-3 V=1.5 V,
根据分压原理得 =,
当接入25 Ω的电阻时,滑动变阻器连入电路中的阻值R滑=×R′=×25 Ω=12.5 Ω,
为了完成整个实验,滑动变阻器的阻值至少为12.5 Ω.
【思维拓展】
8. (1) 当电流表示数为I=0.3 A时,电压表示数U2=3 V,电源电压U=IR1+U2=0.3 A×R1+3 V,
当电流表示数为I′=0.5 A时,电压表示数U′2=1 V,电源电压U=I′R1+U′2=0.5 A×R1+1 V,
联立解得U=6 V,R1=10 Ω.
(2) 为保证电流表安全,电路中最大电流为I1=0.6 A,电路中的电阻R最小===10 Ω,
滑动变阻器接入电路的最小电阻
R2最小=R最小-R1=10 Ω-10 Ω=0;
为保证电压表安全,滑动变阻器两端的最大电压U2最大=3 V,故电阻R1两端电压
U1最小=U-U2最大=6 V-3 V=3 V,
所以电路中最小电流为
I最小===0.3 A,
滑动变阻器允许接入电路的最大电阻
R2最大===10 Ω,
滑动变阻器R2的可调范围应控制在0~10 Ω.
第4课时 欧姆定律在并联电路中的应用
【基础过关】
例1 1.44 1∶4 变小
例2 不变 变小 不变 变小 不变
例3 (1) 由图可知R1与R2并联,所以
I2=I-I1=0.8 A-0.5 A=0.3 A,
R2===40 Ω.
(2) 由滑动变阻器规格可知其通过的最大电流为I′2=2 A,此时R2的阻值最小,此时两电流表示数都在量程以内,即R′2===6 Ω.
【能力提优】
1. 0.3 3 2. 10 1.05 3. 1∶2 1∶2
4. 1.5 0.45
5. A 6. D 7. D 8. B 9. C 10. B
11. 当滑片P滑到滑动变阻器的中点时,电路总电流
I1=+=+=1.5 A,
当滑片P滑到最右端b点时,电路总电流
I2=+=+=1 A,
联立解得U=6 V,R1=12 Ω,
当电路电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,干路电流最大为3 A,通过电阻R2的电流I3===0.5 A,
所以通过滑动变阻器的最大电流为
I大=I-I3=3 A-0.5 A=2.5 A,
滑动变阻器的最小阻值为
R小===2.4 Ω.
【思维拓展】
12. (1) 根据I= 可得,R1===10 Ω.
(2) R1与定值电阻R0并联时,+=I,
R2与定值电阻R0并联时,+=I′,
代入数据并联立解得R0=15 Ω,电源电压U=3 V.