【专题强化-欧姆定律】八上电路实验探究

专题强化--欧姆定律实验探究

考点一、伏安法测电阻（小灯泡阻值）

考点二、电流与电阻的关系（电压一定）

考点三、欧姆定律在实际生活的应用










考点一、伏安法测电阻（小灯泡阻值）
1．现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值(Rx约为20Ω)。在实验室中，配有的实验器材如下：
A．电源E(电压U＝3V恒定)； B．电流表A1(量程0～50mA)；
C．电流表A2(量程0～3A)； D．电压表V1(量程0～3V)；
E．电压表V2(量程0～15V)； F．滑动变阻器R(0～80Ω)；
G．定值电阻R0＝40Ω； H．开关一个，导线若干。
为了测量多组数据使结果尽量准确，在滑动变阻器的整个滑动过程中，要使两电表的测量值范围尽可能大一些，并且两电表的读数均大于其量程的1/3。则：
(1)根据实验要求，电压表选用__V1__，电流表选用__A1__。
(2)请在虚线方框内画出实验电路图，并标出所选器材的字母(部分电路已画出)；并根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来。

(3)若在某次实验中，电压表的示数为U，电流表的示数为I，那么，待测电阻阻值的表达式为__Rx＝－R0__。
【答案】 (2)如答图所示。


2．如图(a)是某小组同学做“用电压表、电流表测电阻”实验的电路：
(1)在连接电路时，电键应_______。（选填“闭合”或“断开”）
(2)该同学在闭合电键前，应该将滑动变阻器的滑片P移到_______端；(选填“A”或“B”)使用电流时，所测电流不得超过它的_______，必须使电流从它的_______接线柱流进。实验中如果要增大电路中的电流大小，可以_____________________。
(3)闭合电键后，该同学移动滑动变阻器滑片，电流表、电压表示数如图(b)所示，此时测得的电流为_______安，电压为_______伏，则由该组数据计算出该次实验测得的电阻值为_______欧。

【答案】(1)断开 (2)B量程正将滑动变阻器滑片向左移（或者向AC点移动） (3)0.24 2.4 10

3．如图(a)所示的电路为“用电流表、电压表测电阻”的实验电路，请填写：
(1)实验目的：伏安法测电阻，要求_______，求电阻的平均值。
(2)实验原理：______________。
(3)实验过程中，某次测量时，电压表和电流表的示数如图(b)所示，可得电阻值为______________欧。
(4)若某次实验时，电压表出现了故障不能使用，该同学选添了一个阻值已知的定值电阻Ro，其实验操作过程如下：①在Rx位置替换接入R0，测得电流表的示数为I0；②去掉R0，重新接入Rx，测得电流表的示数为I。该同学得出Rx的阻值为Rx＝R0。
请指出该同学实验中的错误之处：____________________________。

【答案】(1)多次测量 (2)R＝U/I (3)5.6 (4)待测电阻两端的电压发生了变化。

4．小华在进行“测量小彩灯的电阻”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6伏的蓄电池、电流表(0～0.6安，0～3安)、电压表(0～3伏、0～15伏)、滑动变阻器标有“50Ω　1.5A”、正常发光时电压为3.8伏的小彩灯(估计正常发光时电阻约为12欧)、开关各一个，导线若干。
(1)在实验中电流表应选择0～0.6安的量程。
(2)他连接的实物电路如图甲所示，但还有两根导线没接好，同组的小聪同学补接后又画出该电路的电路图(如图乙所示)，请用笔画线代替导线将这两根导线连接好。

(3)闭合开关后，小华发现小彩灯不发光、电流表示数为零，电压表的示数为6伏，产生故障的原因可能是下列情况中的__CD__(填字母)。
A. 小彩灯短路 B. 电压表的正、负接线柱接反了
C. 小彩灯的灯座接触不良 D. 小彩灯的灯丝断了
(4)排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8伏时，小彩灯正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小彩灯正常发光时的电阻为__12.7__欧。(计算结果保留一位小数)。

4．某实验小组用电压表、电流表、电键、电源（电压保持不变）、标有“10欧 2安”字样的滑动变阻器、待测电阻和若干导线做“电压表、电流表测电阻”的实验，如图(a)所示。实验过程中各实验元件均完好，且连接时各个接点的接触都良好。
(1)连接电路后，闭合电键S，他们发现电流表A无示数，电压表V有示数，且无论怎样移动滑片P，电压表示数始终都不变为6伏，发生这一现象的可能原因是_______。
(2)经讨论，该小组同学重新连接，并按照正确步骤实验，在滑片P移动的过程中，电流表A的最小示数如图(b)所示，读数是______，此时电压表的示数是______伏，这时候测得的待测电阻的阻值是______欧。
(3)为了减小实验误差，该实验小组的同学可以采用的方法是_______。

【答案】(1)电压表串联在电路中，电流表并联在待测电阻两端（或电压表串联在电路中） (2)0.4安　2 　5　(3)移动滑片P，改变待测电阻两端电压，多次实验取平均值

5．根据“用电流表、电压表测电阻”的实验，完成下列要求。
(1)如图(a)所示的电路中，有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线在图中正确连接。

(2)实验所用滑动变阻器标有“10欧1安”字样，电源电压不变，所有元件均完好。移动变阻器滑片至中点时（即变阻器连入电路的电阻为5欧），电流表的示数为0.3安，电压表的示数如图(b)所示，则待测电阻两端的电压为_______伏，待测电阻的阻值为_______欧，电源电压为_______伏。
(3)继续实验，测出电阻值分别为10.1欧和10.2欧，可求得电阻的平均值为_______欧。（计算电阻时，精确到0.1欧）
【答案】(1)略。 (2)3　10　4.5　(3)10.1

6．某同学在“用电压表、电流表测电阻”的实验中，所用器材如图所示，其中滑动变阻器的铭牌上标有“20欧1安”字样，电源电压恒为3伏不变。
(1)图中尚有两根导线没有连接，请用笔画线代替导线完成连接。

(2)闭合电键前，图中的滑动变阻器的滑片P应置于变阻器的_______端。
(3)闭合电键后发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，只有一个电表示数发生变化。若电路中除待测电阻Rx和滑动变阻器R外，其余元件均完好，且电路各处接触均良好。则故障原因可能是_________________。
(4)该同学排除故障后继续实验，并四次测得电压和电流的值，通过计算得到电阻值分别为：10.0欧，9.8欧，15.0欧，9.9欧，则待测电阻Rx的阻值是_______欧。
【答案】(1)线连错或量程选错不得分　(2)左　(3)Rx短路　(4)9.9欧

7．小明做“用电压表、电流表测电阻”的实验，实验器材如图所示，请完成下列要求。
(1)小明连接的电路如图(a)所示，图中尚有一根导线未连接，要求：滑片P向右移动时，电压表示数变大，请用笔画线代替导线在图中正确连接。_______（用铅笔在答题纸的相应位置连线）
(2)小明正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键S，电流表的示数为0.3安。然后在移动滑片P的过程中，发现电压表示数始终为3伏，产生这种现象的可能原因是_______。
(3)小明调整了出现故障的器材后，按正确的步骤操作。当滑片移到中点时，电压表、电流表示数如图(b)和(c)所示。则Rx的阻值是_______欧；刚闭合电键时，滑动变阻器接入电路的阻值是_______欧。

【答案】(1)线连错不得分　(2)滑动变阻器短路　(3)10 (4)10

8.某小组同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，用若干电池作电源，所用滑动变阻器上标有“10欧2安”字样。
(1)他们连接的电路中还有一根导线尚未连接，如图(a)所示。请用笔画线代替导线补上，补上后的电路能够测未知电阻Rx。
(2)实验开始，他们闭合电键，发现无论是按补上导线后的图 (a)还是按图(b)的操作，甚至改变滑动变阻器的滑片位置，所看到的现象均为电流表有示数，电压表无示数。经过讨论他们一致认为可能是电压表发生了故障。于是决定在不使用电压表的情况下继续实验，并且分别测出了电路中最小电流I1和最大电流I2。接着改变干电池的节数，又重复做了两次实验。请在虚线方框内画出他们重新设计的实验电路图。

(3)他们设计的实验数据表格如下，请你完善表格中的栏目并简单叙述设计此栏目的理由：__________。

(4)根据他们测出的物理量写出计算未知电阻的表达式：Rx＝________________。
【答案】(1)略 (2)略　Rx的平均值（欧） (3)实现多次测量，求电阻Rx的平均值，减小误差(4)

9.某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源、待测电阻R1、电流表、电压表、滑动变阻器R2、电键及导线若干，所有元件均完好，该同学实验操作步骤正确。
(1)按如图(a)所示的电路连接时，应将电键_______。
(2)闭合电键前，滑动变阻器的滑片应移至_______（选填“a”或“b”）处。

(3)他在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.2～0.58安，电压表示数相应的变化范围为2～6.0伏，当移动滑动变阻器滑片到某位置时，电压表、电流表的示数分别如图14－17(b)和(c)所示，则待测电阻R1阻值的平均值为_______欧。（精确到0.1欧）。
(4)完成上述实验后，该同学还想测量另一段电炉丝的电阻Rx的阻值，可是在连接电路时，发现电源、电压表和滑动变阻器都已损坏。经过思考，他利用刚才已测得的定值电阻R1及原来剩下的器材，再向老师要了一个电源（电源电压未知且保持不变）和一个电键S1，重新设计电路进行实验。把设计的电路图画在答题纸相应框内（测量过程中，电路元件接线不能更改）。
简要叙述操作要点：__________________________________________。

【答案】(1)断开 (2)b　(3)10.1　(4)略　两个电阻并联，电流表串联在干路中或两个电阻串联，一个电键并联在待测电阻两端。（答案正确均可）



考点二、电流与电阻的关系（电压一定）
1．在研究“一定电压下，电流与电阻的关系”时，电路图如图所示。电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“10Ω　1.5A”字样。在a、b两点间先后接入不同阻值的定值电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2.5V，读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时，电压表示数始终无法达到2.5V，其原因可能是(　A　)
A．20Ω的电阻阻值太大 B．电源电压4.5V太低
C．滑动变阻器的最大阻值太大 D．控制电压至2.5V太高

2.图甲是小科探究“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I－R关系图象。实验中，滑动变阻器的主要作用是　使R两端的电压不变　。由图象可知：当电压一定时，电流与电阻成　反比　（填“正比”或“反比”）。若电源电压恒为4伏，实验中R的阻值分别为10欧、20欧、30欧、50欧，那么滑动变阻器的阻值至少为　50　 欧。

3．如图为“探究电流与电阻关系”的实验电路图，在连接电路时，开关应处于__断开__状态，为了达到探究目的，实验过程中必须保持__R0两端电压(或电压表的示数)__不变。当开关S闭合后，观察电压表的示数是3V，记下电流表的示数是0.3A，现将10Ω的电阻换成15Ω的电阻接入电路中继续探究，则下一步应进行的操作是向__A__(选填“A”或“B”)端调节滑片，使__R0两端电压仍为3V__。

4．如图甲所示，已知电源电压为10V，将滑动变阻器滑片P移到最左端，闭合开关S，灯泡发光，电流表示数为0.35A，电压表示数如图乙所示，则此时滑动变阻器接入电路的电阻是__20__Ω。当滑片P向右移动的过程中灯泡亮度__不变__(选填“变亮”“不变”或“变暗”)。

考点三、欧姆定律在实际生活的应用
1．图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表（实际上是量程为0~0.6A的电流表改装而成），滑动变阻器R的最大值为60Ω，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针的刻度就可以知道油箱内油面的高度，电源电压为24V，R0为定值电阻。

（1）R0的作用是____________，当油箱油面下降时，油量表的示数将变____________。
（2）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表达到最大值，此时，滑动变阻器的触头在某一端），R0的阻值为____________Ω。
（3）当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在另一端），电路中的电流为____________A。
（4）改装设计：用电压表代替电流表做油量表，图中的乙图已画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计。
要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零。
【答案】（1）保护电路 小 （2）40 （3）0.24 （4）如图