14.2欧姆定律第二课时

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第四节 欧姆定律的应用
第二节 科学探究：欧姆定律
第二课时 欧姆定律的应用
知识*能力练 夯实基础 培养能力
知识点一 “伏安法”测电阻
　1、如图12—2—16电路所示，在测量电阻的实验中，R为镍铬丝，滑动变阻器R1的阻值范围为0~10欧姆。 请回答下列问题：　　
(1)用符号在电路图中把安培表和伏特表表示出来。　　
(2)移动滑动变阻器的滑片P，主要是改变______。（选填下列选项代号）　　①电池的电压。 ②R′两端的电压。　　③R的阻值。 　 ④通过R的电流强度。　　
(3)R两端的电压，最大为______伏特。　　
(4)在这个实验中，最好选用量程为______的伏特表。（选填下列选项代号）　　
①100毫伏。 ②1伏特。　　③3伏特。 　④15伏特。　　
(5)根据以上的结论（R约为3欧姆），用笔画线代替导线把图12—2—17的元件连成电路。（画线不要交叉，元件位置不要移动）　
图12—2—16 图12—2—17
2、（05年徐州课改）如图12—2—18所示，是王燕同学连接的测电阻Rx的电路。
（1）电路中有一根导线连接错了，请你在接错的导线上打一个叉，并画出正确的连线。
（2）在方框中根据改正后的电路画出电路图。
图12—2—18
（3）实验中测出了如下表所示的数据，其中第3次测量时电流表的表盘如图12—2—19所示，请你读出电流值填在表格中。电阻测量值Rx＝ Ω。
次数 第1次 第2次 第3次
电压（V） 2．5 3．0 3．5
电流（A） 1．3 1．5
图12—2—19
3、（05江苏省宿迁市）下图是“伏安法测电阻”的实验电路图。
⑴、在图12—2—20中的圆圈内填入电流表、电压表的符号；
⑵、某同学规范操作，正确测量，测得3组实验数据分别是：U1 = 2.4V，I1 = 0.20A；U2 = 4.5V，I2 = 0.38A；U3 = 6.0V，I3 = 0.50A。请你在虚线框内为他设计一个表格，并把这些数据正确填写在你设计的表格内。
图12—2—20
⑶、根据表格中数据，请你算出待测电阻Rx ≈ 。
⑷、分析表格中的数据，你能得出的一个结论是：
知识点二 只用电流表或电压表测电阻
4、为了测定一个电阻的阻值，给你下列器材：一只电流表、一个标有“2A、10Ω”的滑动变阻器、电池组、开关和导线。
⑴画出测试的电路图。
⑵说明测试步骤。
⑶列出必要的计算式子。
5、为了测定一个电阻的阻值，给你下列器材：一只电压表、一个标有“2A、10Ω”的滑动变阻器、电池组、开关和导线。
⑴画出测试的电路图。
⑵说明测试步骤。
⑶列出必要的计算式子。
6、（05·锦州）测未知电阻Rx的阻值：
赵健所在的学习小组，在测定未知电阻Rx的实验中，手边只有一个未知电压的电源、一个阻值已知的定值电阻R0、一块电流表、4个开关、一个待测电阻Rx和若干导线，缺少一块电压表。学习小组研究决定：“只用现有器材，在不拆卸电流表的条件下，设计实验电路图。”经小组成员的共同努力，采取巧用开关的办法，设计出了能满足上述要求的实验电路图（图12—2—21）
图12—2—21
⑴请你根据这个电路图，写出实验步骤：
⑵被测电阻的表达式Rx= 。
⑶你对这个实验电路图的改进建议是 。
知识点三 电流表和电压表的内阻
7、在如图12—2—22所示的电路中，R=3.0KΩ，电源两端的电压不变，S1闭合，S2断开时，电压表的示数为1.0V；当S1 和S2都闭合时，电压表的示数为3.0V。求电压表的电阻值。
图12—2—22
方法*技巧练 巧练方法 事半功倍
方法技巧一 运用“伏安法”测电阻时要注意电表量程和其他电路元件的选择
8、某电阻器，当其两端加上4V的电压时，通过它的电流为200mA，当电压增大到9V时，其电阻就为 Ω；若用0～0.6A，0～3A两种量程的电流表来测量这时通过电阻器的电流，应选用的量程是 A。
9、（04·黄岗）下面是你某次与另外两位同学合作完成的实验：
实验目的：测定一段金属丝电阻（约100Ω左右）。
实验器材：电源（3V）；定值电阻3个R01（0.1Ω）、R02（10Ω）、R03（1000Ω）；电流表1个（只有0～0.6A量程能使用）；单刀开关2个；导线若干。
⑴甲同学设计了如图12—2—23的实验电路图，得到一致认同。乙同学按图12—4—34完成了实物连线如图12—2—24，但有一处连线错误，请你把错误的导线打上“×”。
图12—2—23 图12—2—24
⑵在选用定值电阻R0时引起争议，甲认为选R01（0.1Ω），乙认为选R03（1000Ω），你认为应选用 ，其理由是：① 。② 。
方法技巧二 应用欧姆定律处理问题时要注意U、I、R的一一的对应
10、如图12—2—25所示，有两个阻值分别为20欧、30欧的电阻串联在电路中。请你任意补充一个条件，提出问题，然后解答。（至少提出两个不同的问题，且要求每次补充不同类型的条件。）
图12—2—25
方法技巧三 在应用欧姆定律分析实际问题或设计实验时，必须想方设法找出U和I。
11、（05·武汉市）在物理实验中常用到等效替代法。例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻，在其他条件不变的情况下，该支路中电流不变，说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的，所以可以用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。在用如图12—2—26所示电路测量未知电阻的实验中，用的就是替代法。其中Rx是待测电阻（阻值大约几百欧），R是滑动变阻器，R0是电阻箱（电阻箱的最大阻值大于R x）
图12—2—26
⑴请根据实验电路图把下列主要步骤中的空白填齐。
①按电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调到最大。
②闭合开关S1前，滑片P置于 端。（选填“ a”或“b”）
③闭合开关S1。
④闭合开关 ，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I。
⑤先断开开关，再闭合开关 ，保持 的电阻不变，调节 ，使电流表的示数仍为I。
⑵在此实验中，若将电流表改为电压表，其他器材不变，画出用等效替代法测量RX电阻的实验电路图。（要求所设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路的连接情况）
　
综合*创新练 拓展思维 提升素质
能力点一 运用欧姆定律进行有关计算
12、(2005年甘肃) 如图12—2—27所示，当开关S闭合后，滑动变阻器滑片P在B端时，
电压表示数为9V，电流表示数为0.15 A；滑片P在中点C时电压表的示数为6V．
求：（1）滑动变阻器R,的最大阻值；(2)电源 电压和R2的阻值．、
图12—2—27
13、如图12—2—28所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当变阻器滑片P在中点a处时，电压表读数为3V，电流表读数为0.6A；当滑片P在b 端时，电压表读数为5V，电流表读数为0.5A。请根据测得的数据计算出与电路有关的5个物理量。
图12—2—28 图12—2—29
14、（05泰州）如图12—2—29所示电路中，R1=10Ω. 当开关S闭合时，电流表示数为0.2A，电压表示数为4V. 求：（1）电源电压；（2）R2的阻值.
15、（05·青岛市）小马将一个0—16 的滑动变阻器和电流表如图12—2—30甲所示连接在6 V的电源上，闭合 开关．请你计算下列问题：
图12—2—30
(1)当滑片P置于变阻器中点时，此时等效电路如图12—2—30乙所示，电路中总电阻是多大
(2)若电流表量程为2 A，则当变阻器滑片P在ab间滑动时，Rap的阻值变化范围是多少
能力点二 进行电表量程的改装
16、（05·重庆市）如图12—2—31所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度h。已知电流增大时，电流表指针向右偏转，则（ ）
图12—2—31 图12—2—32
A、油面下降时，电流表指针向右偏转
B、油量表的零刻度线一定与电流表原零刻度线相重合
C、油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的
D、油箱内的油越少，流过电流表的电流越大
17、图12—2—32是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端。从油量表（电流表）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，说明它的原理。
答：油箱内油量减少后，油面下降，浮标向______，由于杠杆的作用，滑动变阻器R的滑片______，接入电路中的电阻______，电路的总电阻______，根据______可知，电路中的电流强度______，油量表（实际是电流表）相应的示数______，显示油箱内的油量。如果油量表的表盘上刻着对应的油面高度，就可以从油量表上知道油箱内油面的高度。
18、某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表，如图12—2—33所示，欧姆表电路由一只灵敏电流表G、定值电阻R0、滑动变阻器和干电池（设电源电压不变）组成。使用时可把待测电阻接在A、B两端。为了能直接从灵敏电流表表盘上读出A、B端接入的电阻的阻值，需在表盘上重新标注A、B间所测的电阻的阻值数。当将A、B两端直接接在一起时，调节滑动变阻器使灵敏电流表指针偏转到最大位置处（滿偏），已知此时灵敏电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总电阻为15Ω。问：
图12—2—33
⑴在该欧姆表指针滿偏的位置处，盘面应标注的示数是多少？
⑵当A、B间断开时，该欧姆表指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少？
⑶该欧姆表表盘正中间位置处应标注的示数是多少？简要说明为什么。
⑷该欧姆表表盘上的刻度是否均匀？请从电路原理上说明理由。
能力点三 综合应用学科内知识解决实际问题
19、（05·河北）如图12—2—34所示的电路中，电源电压不变．当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是 （ ）
A．电流表示数变大，电压表示数变小
B．电流表示数变小，电压表示数不变
C．电流表示数变小，电压表示数变大
D．电流表示数变大，电压表示数不变
图12—2—34
20、（05·无锡市）小明设计了如图12—2—35所示的压力测量仪，可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中R′是滑动变阻器，R是定值电阻，电源电压恒定不变，压力表实际是个电压表。当金属片受到的压力增大时，变阻器的阻值 ，压力表示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
图12—2—35 图12—2—36
21、（04·四川）如图12—2—36所示的电路中，各个元件均为实验室常用器材，当开关闭合后，下列说法中正确的是[ ]
A、两表指针均有明显偏转
B、两表指针均几乎不动
C、电流表指针有明显偏转、电压表指针几乎不动
D、电压表指针有明显偏转、电流表指针几乎不动
22、（04·南京）在图12—2—37所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电压表、电流表示数的变化情况是（ ）
A、电压表、电流表示数均变大
B、电压表、电流表示数均变小
C、电压表示数变大、电流表示数变小
D、电流表示数变大、电压表示数变小
图12—2—37 图12—2—38
23、（05北京顺义区）在图12—2—38所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,当滑动变阻器R的滑片P由中点向右移动时,下列判断中正确的是
A.电流表和电压表的示数都增大 B.电流表和电压表的示数都减小
C.电流表的示数减小,电压表的示数增大 D.电流表的示数减小,电压表的示数不变
能力点四 通过实验探究电阻解决实际问题的能力
24、下面是一个测未知电阻R的阻值的实验，完成以下要求：　　
(1) 请你用笔画线把图12—2—39中的器材正确地连接成实验电路。
　　　
图12—2—39 图12—2—40
(2)做第一次实验时，电流表电压表的指示数如图12—2—40所示，请把读数记在下表中。 　　 　　
(3)处理表中所记录的各次实验数据，得出待测电阻R的阻值。
25、（04·泰州）在科技小组活动中，亮亮同学受图12—2—41所示的电子秤的启发，自行设计了一个电子秤。其原理如图12—2—41所示，他试图用电压表（图中暂未画出）的读数来反映物体质量的大小。设电源的电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器为R，总长度为L，滑动触头固定在安放 托盘的轻弹簧上，并能随轻弹簧一起自由滑动，已知对托盘每施加1N的压力，弹簧的长度就会缩短a。当托盘中不放物体时，滑动触头指在最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，于是电压表就指示出相应的示数。
⑴若在托盘上放一质量为m的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？
⑵请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表。
⑶求出电压表的示数U与待测物体质量m之间的关系式（用已知量的符号表示）
图12—2—41
26、（04·南京）在某一温度下，两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图12—4—25所示。
⑴由图12—2—42可知，元件 中的电流与它两端的电压之间的关系遵循欧姆定律。
⑵将A和B并联后接在电压为2.0V 的电源两端，求通过A和B的总电流。
图12—2—42
27、（05·台州市）图12—2—43是小明自制电子秤的原理示意图。托盘、轻弹簧上端和金属滑片P固定一起(弹簧的电阻不计)。
图12—2—43
(1)电路设计：要使电子秤能正常工作。下列电路连接正确的是 。
A．点"1"与点。"2"连接
B．点"1"与点"3"连接
C．点"2"与点"3"连接
(2)故障排除：小明在正确完成电路连接后。闭合电键S，改变托盘中物体的质量，发现电压表有示数．但始终不变，发生故障的原因可能是 。
A．R0断路 B．R1短路
C．电压表短路 D．金属滑片P处断路
(3)刻度调试：①调零。在托盘中无物体时，使金属滑片P处于Rl最上端．此时电压表的示数为零．②标度。每次向托盘中增加100克的砝码，在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值。
当将1千克的物体放在托盘中。金属滑片P刚好指在距Rl上端l／3处(如图)，请计算回答"l千克"应标在电压表多少伏的位置上 (电阻R0=5欧，电阻R1=15欧，电源电压U=3．0伏，电压表的量程为 0～3．0伏)
（4）继续改进：小明在标示电子秤刻度时，发现电子秤的刻度与电压表的刻度有不同特点。请说出不同之处 。于是，他又开始了新的研究。
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