5__欧姆定律__
第1课时 一段电路中电流、电压和电阻的关系 [学生用书B28]
1.在一段电阻不变的导体两端加20 V电压时,通过的电流为1 A;现在把该导体两端的电压变为8 V,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别为( A )
A.0.4 A 20 Ω B.1 A 20 Ω
C.0.4 A 10 Ω D.1 A 10 Ω
2.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像,下列结论与图像相符的是( C )
图4-5-1
A.电阻一定时,电流与电压成正比
B.电阻一定时,电压与电流成正比
C.电压一定时,电流与电阻成反比
D.电压一定时,电阻与电流成反比
【解析】电阻是导体本身的性质,它的大小只与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关。图像的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是个反比例函数图像,说明:电压一定时,电流随电阻的增大而减小,即电流与电阻成反比。
3.通过人体电流过大会危及人的生命安全。两手间电阻约为2 kΩ;穿干燥胶鞋时,手与地之间电阻约为800 kΩ。如果分别加220 V电压,则前一种情况通过人体的电流约为后一种的( B )
A.2倍 B.400倍
C.220倍 D.800倍
4.一个定值电阻接在某段电路中,当电压为1.5 V时,通过的电流为0.15 A,当电压增大为原来的2倍时,则下列说法正确的是( A )
A.电流为原来的2倍
B.电阻为原来的2倍
C.电流为原来的1/2
D.电阻为原来的1/2
5.用如图所示的电路来研究一段电路中电流跟电阻的关系,其中滑动变阻器R′在这个实验中的主要作用是( C )
图4-5-2
A.改变电路中的电阻,保护电阻R
B.改变电路中的电流和电压
C.当改变电阻R时,调节R′使电压表的示数保持不变
D.当改变电阻R时,调节R′使电流表的示数保持不变
6.某导体中的电流与它两端的电压的关系如图所示,下列分析正确的是( D )
图4-5-3
A.该导体的电阻随电压增大而增大
B.该导体的电阻随电流的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电阻为0
D.当导体两端的电压为0时,电流为0
7.(2019·嘉兴秀洲区校级模拟)如图所示是小明设计的电子秤的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,AB间有可收缩的导线,R1为定值电阻。当闭合开关S,压力F增大时,电流表与电压表示数变化情况是( B )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.两表示数都变大
D.两表示数都变小
8.阻值为10 Ω的一段导体,加在其两端的电压为4 V时,通过它的电流为__0.4__A,当它两端的电压减小到2 V时,它的电阻为__10__Ω。
9.小刚学习了“欧姆定律”之后,为了了解铅笔芯电阻的大小,他在一支铅笔芯两端加了3 V电压,测出通过铅笔芯的电流是150 mA,则该铅笔芯电阻为__20__Ω;若加在这支铅笔芯两端的电压增加到6 V时,通过它的电流是__300__mA。
10.在相距20 km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1 m输电线的电阻为0.01 Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测。当电压表的示数为1.5 V时,电流表示数为30 mA,则短路处距甲地一条输电线的电阻为__25__Ω,短路位置距甲地的距离为__2.5__km。
图4-5-5
11.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为__10__Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为__2∶1__;实验过程中,小明控制导体两端的电压为__2__V。
图4-5-6
12.(2018·天津)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中:
图4-5-7
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接。
(2)实验过程中得到的部分数据如表所示。第3次测量时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中。
实验序号
1
2
3
…
电压U(V)
0.8
1.6
2.4
…
电流I(A)
0.16
0.32
__0.48__
…
(3)在图丁中的坐标轴上标出适当的标度,把表中的数据在坐标系中描点并连线。
【答案】 (1)如答图所示。
第12(1)题答图
(3)如答图所示。
第12(3)题答图
【解析】(1)电源电压为3 V,故电压表选用小量程与电阻并联,由图丙知,电流表选用小量程与R串联,将变阻器滑片以左边电阻丝连入电路中与电阻串联。(2)第3次测量时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.48 A。(3)横坐标每小格表示0.4 V,纵坐标每小格表示0.08 A,根据表中数据在图中找出对应的点,连线。
13.(2019·宜昌)用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案:
图4-5-8
甲:多节干电池串联接入MN。
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN。
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( D )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
【解析】研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压。甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
14.(2019·杭州余杭区富阳区三模)小金和小吴在做电学实验。
实验次数
电压U(V)
电流I(A)
电阻R(Ω)
1
2.5
0.08
31.3
2
2.0
0.10
20
3
1.5
0.14
10.7
4
1.0
0.18
5.6
(1)小金根据如图甲的电路图连接了电路,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.6 V,电流表示数如图所示,此时小灯泡的电阻为__10__Ω。
(2)小金将以上实验的小灯泡换成了5 Ω的定值电阻,闭合开关数次改变滑片位置,记录每次电压表和电流表的示数。据此推测,小金的这个实验是在研究__导体电阻一定时,电流与电压__的关系。
(3)上面的表格是小吴所测量的数据,据表中数据判断,小吴所连接的实验电路是图中__D__。
第2课时 串联电路 [学生用书A30]
1.如图所示的电路,开关闭合后,电压表的示数是1.5 V,的示数是4.5 V,则电源电压是( D )
图4-5-10
A.1.5 V
B.3 V
C.4.5 V
D.6 V
2.(2018·北京)如图所示的电路中,电阻阻值R1<R2。闭合开关S后,电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过两个电阻的电流分别为I1、I2。下列判断中正确的是( A )
图4-5-11
A.I1=I2
B.I1>I2
C.U1=U2
D.U1>U2
【解析】如图电路,闭合开关S后,电阻R1、R2串联在电路中。根据串联电路电流处处相等的特点可知,通过两电阻的电流相等。根据串联电路的分压特点,即==,可见串联电路中电压与电阻成正比,因为R1<R2,所以 U13.如图所示,电源电压为6 V,闭合开关后,电压表的示数为4 V,下列描述不正确的是( B )
图4-5-12
A.L1两端电压为2 V
B.L1两端电压为4 V
C.L2两端电压为4 V
D.L1和L2两端电压之和为6 V
4.(2018·山西)如图所示,在探究“串联电路电压的关系”时,闭合开关S后,电压表V1的示数是2.5 V,V2的示数是3.8 V,则电压表V3的示数是( D )
A.1.3 V B.2.5 V
C.3.8 V D.6.3 V
5.图甲所示电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( A )
图4-5-14
A.8 V 2 V B.10 V 2 V
C.2 V 8 V D.2 V 10 V
6.如图所示,在探究串联电路中电压的规律时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3 V,Ubc=3 V,Uac=6 V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( D )
图4-5-15
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
7.如图电路中R1>R2,开关闭合,电压表V的示数为6 V,电压表V1的示数( B )
图4-5-16
A.等于6 V B.大于3 V
C.等于3 V D.小于3 V
8.如图所示,连入电路中的电阻R1、R2、R3允许通过的最大电流分别为I1、I2、I3,且I1>I2>I3,则此部分电路中允许通过的最大电流是( C )
图4-5-17
A.I1 B.I2
C.I3 D.I1+I2+I3
9.如图所示电路,电源电压不变。R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表示数从Ia变为Ib。下列各图能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( B )
图4-5-18
10.定值电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,接入如图所示电路中,闭合开关S,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2=__1∶1__;R1、R2两端的电压之比U1∶U2=__1∶2__。
图4-5-19
11.如图所示,电源电压是6 V且不变,开关S闭合后电压表示数为2 V,L1两端电压是__4__V,通过灯L1和灯L2的电流__一样__(选填“灯L1”“灯L2”或“一样”)大;当开关S断开时,电压表的示数为__6__V。
图4-5-20
12.(2019·金华校级一模)如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是__6__V,R1与R2的电阻之比为__4∶1__。
图4-5-21
13.如图为灯L1、L2的U-I图像,根据图像可知( C )
图4-5-22
A.通过L2的电流为0.2 A时,L2两端的电压为100 V
B.电压为160 V时,通过L1的电流较大
C.电压为160 V时,L1的电阻较大
D.把两灯串联接入220 V的电路中,L1两端的电压较小
14.拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”,设计了图Ⅰ电路,并连接了图Ⅱ电路。
图4-5-23
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是__b__(选填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表对应的曲线是__甲__(选填“甲”或“乙”)。
②已知电源电压恒为6 V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是__串联电路中总电压等于各分电压之和__。
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的电压特点,重新设计如图Ⅳ电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值。闭合开关S后,接下来的操作是__闭合开关S1,断开S2,测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2),测得电压表的示数U2__(只需写出操作过程和测量的科学量,不需写出表达式)。
15.(2019·杭州)小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表,并设计了如图所示电路,在M、N中可接待测电阻。已知电流表量程为0~0.6 A,电源电压为12 V,请回答:
图4-5-24
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于__B端__(选填“A端”或“B端”)。
(2)先将M、N直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表0.6 A的刻度上标定的电阻值为__0__Ω,此时滑动变阻器的阻值为__20__Ω。若在M、N间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,电流表示数为__0.3__A。
(3)电流表0.2 A刻度处,标定的电阻值为__40__Ω。
(4)改装后可直接测电阻的表,其表盘刻度__不均匀__(选填“均匀”或“不均匀”),理由是__I=,可知刻度不均匀____。
【解析】(2)将M、N用导线连接,电路中只有滑动电阻器,电流表示数为0.6 A时,M、N间阻值为0,则0.6 A的刻度上标的电阻值应为0 Ω,此时滑动变阻器的阻值R===20 Ω。若此时M、N间接一个20 Ω的电阻,电流表示数I′===0.3 A。(3)当电流表示数为0.2 A时,电路中的总电阻R总′===60 Ω,则标定的电阻R′=R总′-R=60 Ω-20 Ω=40 Ω。
第3课时 并联电路 [学生用书B30]
1.如图所示的四个电路中,电源及各灯泡规格均相同。当开关闭合时,电流表读数最大的是( D )
图4-5-25
A.只有甲 B.只有乙
C.甲和丙 D.甲和丁
2.小云家卫生间安装了换气扇和照明灯,换气扇和照明灯的电路连接如图所示,下列分析正确的是( D )
图4-5-26
A.换气扇和照明灯不能同时工作
B.换气扇和照明灯只能同时工作
C.换气扇和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等
D.换气扇和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等
3.如图所示,电源两端电压恒定。闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( C )
图4-5-27
A.L1的电阻比L2大
B.L1两端的电压比L2大
C.若L1灯丝烧断,L2两端电压不变
D.若L2灯丝烧断,通过L1的电流变大
4. (2018·广西)如图所示,汽车装有日间行车灯可以提高行车安全,当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1立即亮起;再闭合S2,车前大灯L2也亮起。符合这一情况的电路图是( D )
图4-5-28
【解析】由电路图A可知,只闭合S1时,两灯泡均不亮;由电路图B可知,只闭合S1时,两灯泡都亮,再闭合S2时,L1不亮;由电路图C可知,只闭合S1时,大灯L2亮,再闭合S2时,日间行车灯L1亮;由电路图D可知,只闭合S1时,日间行车灯L1亮,再闭合S2时,大灯L2亮。
5.两个定值电阻R1与R2的比值为3∶5,把它们并联接入电路,通过它们的电流与电压之比( B )
A.5∶3 3∶5 B.5∶3 1∶1
C.1∶1 3∶5 D.3∶5 5∶3
6.如图所示,R1与R2并联在电源电压为3 V的电路中。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3 A;同时闭合开关S1和S2,电流表的示数为0.5 A。则( B )
图4-5-29
A.R1的阻值为60 Ω
B.R2的阻值为15 Ω
C.通过R1的电流是0.5 A
D.通过R2的电流是0.3 A
7.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为3 V的电源两端。下列分析正确的是( C )
图4-5-30
A.R甲∶R乙=2∶1
B.U甲∶U乙=2∶1
C.I甲∶I乙=2∶1
D.I乙∶I甲=2∶1
8.(2018·天津)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( D )
图4-5-31
A.两个电流表的示数都变大
B.两个电流表的示数都变小
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大
D.电流表A1示数不变,电流表A2示数变小
【解析】由图可知,两电阻并联,电流表A1测R1的电流,A2测干路电流;因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过定值电阻R1的电流不变,即电流表A1示数不变。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大,则通过变阻器的电流变小,因通过R1的电流不变,根据并联电路的电流规律可知,总电流变小,即电流表A2示数变小。
9.如图所示是一种LED手电筒,它由5个LED并联组成,用两节干电池作电源,正常每只LED通过的电流为15 mA,则它正常工作时的总电流为__0.075__A。
图4-5-32
10.如图所示,电源电压恒定,R1为20 Ω,闭合开关S,断开开关S1时电流表示数为0.3 A;若闭合S1电流表示数为0.5 A,通过R2的电流为__0.2__A,则电源电压是__6__V,R2电阻阻值为__30__Ω。
图4-5-33
11.小明在研究并联电路电流特点时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是(电源电压不变)( C )
图4-5-34
A.A1示数变大 B.A1示数变小
C.A示数变大 D.A示数变小
12.某同学在做“用电流表测电流”的实验中,所用电路如图甲所示。按电路图正确连接电路并闭合开关S后,电流表A1、A2的示数如图乙,则A1读数是__0.5__A;A2的读数是__1.5__A;那么R1的电流是__1.0__A,R2的电流是__0.5__A。
图4-5-35
13.某实验小组想探究并联电路中电流的规律,晓丹同学猜想:并联电路中各支路电流相等。她设计了如图所示的电路,准备测量a、b、c三处的电流,并从实验室取来电流表3只、灯泡2个、开关1个、电池和导线若干进行实验。
图4-5-36
(1)画好电路图后,晓丹同学开始连接电路,在连接电路过程中,开关应该是__断开__的。检查电路连接无误后,她开始实验,读出电流表示数并记录在表格中。
Ib(A)
Ic(A)
Ia(A)
0.18
0.18
0.36
晓丹同学分析数据后得出结论:并联电路中各支路电流相等。
(2)晓丹得出错误的实验结论,主要原因是__选用了规格相同的(或电阻相同)的灯泡进行实验__。
(3)请你对接下来的实验提出改进措施(一条即可):__换用不同的灯泡进行实验,多次测量获得多组数据__。
(4)晓丹同学在实验过程中还发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小刚同学同时发现,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来。造成这种现象的原因是__灯丝的电阻随着温度的升高而增大。刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电流减小__。
14.如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列判断正确的是( D )
图4-5-37
A.电流表A的示数变大,电压表V1的示数变小
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变大
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变小
15.如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5 Ω,灯L标有“8 V 10 Ω”字样(“8 V”是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3 A,滑动变阻器R2标有“2 A”字样。
图4-5-38
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6 A,求电源电压。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2 A,求变阻器的最大阻值。
(3)若电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~3 A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
【答案】 (1)只闭合S1时,灯L和R1串联,如图甲,电源电压U=I(R1+RL)= 0.6 A×(5 Ω+10 Ω)=9 V。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联,如图乙,通过R2的电流I2=I总-I1=2 A-=0.2 A,变阻器的最大阻值R2=== 45 Ω。
(3)只闭合S2时,灯L和R2串联,如图丙,为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8 V。①对于电流表,量程为0~3 A,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大Imax===0.9 A<3 A,所以当滑片左右移动时,电路中的电流始终不会超出电流表的量程;②对于电压表,量程为0~3 V,滑动变阻器两端的最大电压Umax=3 V,此时连入的电阻最大。根据I==,得Rmax===5 Ω;③由题可知,UL=8 V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(Umin=U-UL=9 V-8 V=1 V),连入电路的电阻最小。根据I′==,得Rmin===1.25 Ω。综上可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25~5 Ω。
第4课时 伏安法测电阻 [学生用书A32]
1.如图所示的是四位同学设计的用伏安法测电阻R的电路图,其中正确的是( C )
2.在用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验中,对于连接实验电路的注意事项,不必要的一点是( B )
A.连入变阻器时,应使滑片位于变阻器阻值最大的位置
B.开关、电流表应接在靠近电源电流流出的一端
C.连接电路时,应先将开关断开
D.电流表应与灯泡串联,并使它的“+”接线柱,靠近电源的“+”极一端
3.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是( A )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路在教科书中是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
4.小明同学练习用伏安法测电阻,他所测电阻的阻值约为2 Ω,电压表的量程为3 V,电流表的量程为3 A。测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为10 Ω,则他在测量中所出现的错误可能是( C )
A.电压表和电流表的位置接反了
B.他没有多次测量取平均值,致使误差过大
C.电压表按15 V量程读数,电流表按3 A量程读数
D.电压表按15 V量程读数,电流表按0.6 A量程读数
5.如图所示,一同学做测量小灯泡的电阻实验时,把电压表与电流表的位置接错了。闭合开关后,电路可能发生的现象是( C )
图4-5-39
A.电流表和电压表都烧坏
B.先烧坏电流表,再烧坏电压表
C.电流表烧坏,电压表正常
D.电压表烧坏,电流表正常
6.小红在做测定灯泡电阻的实验中,将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,电压表读数为零,移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,其原因可能是( C )
图4-5-40
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡两端短路 D.灯泡的钨丝断了
7.(2018·衢州)“测量小灯泡电阻”的电路连接情况如图,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)闭合开关后,当滑片P向右移动时,电压表示数__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)实验中测得的小灯泡相关数据记录在表中。
实验次数
科学量
1
2
3
电压U(V)
1.5
2.0
2.5
电流I(A)
0.22
0.26
0.30
电阻R(Ω)
则小灯泡正常发光时的电阻为__8.3__Ω(结果保留一位小数)。
【解析】(1)小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,滑动变阻器滑片P右移,连入电路的阻值变小,根据串联电路分压原理,滑动变阻器分得的电压变小,小灯泡分得的电压变大,则电压表示数变大。(2)小灯泡正常发光时,两端电压为额定电压2.5 V,则R额==≈8.3 Ω。
8.(2019·重庆)小明同学在“伏安法测电阻”的实验中:
图4-5-42
(1)在连接电路时,开关S应处于__断开__的状态,滑动变阻器的滑片P应放在电阻最__大__的位置。
(2)小明同学连接了如图甲的电路,闭合开关,电流表__无__示数,电压表__有__示数。(两空均选填“有”或“无”)
(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2 V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为__10__Ω。
(5)同组小斌同学继续向__A__(选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差。
【答案】 (3)如答图所示。
第8(3)题答图
【解析】(1)为防止发生短路现象烧坏电源,连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,应使滑动变阻器的阻值处于最大状态。(2)实验时闭合开关,电压表与电流表串联,电压表有示数,电流表无示数。(3)由图可知,电流表与电压表串联了,导致电流表没有示数。应将定值电阻右端接线柱与滑动变阻器左端接线柱之间的导线去掉,将此导线改接在电压表中间接线柱上。(4)图中电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.2 A,由欧姆定律I=可得,R===10 Ω。(5)根据串联电路电压的规律,适当增大电阻R两端的电压,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动。
9.小明为测量小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为10 Ω),设计了如图所示的电路图。已知电源电压为6 V,灯泡的额定电压为3.8 V,滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。
图4-5-43
(1)若电压表0~15 V的量程损坏,为完成实验,请你使用原有器材重新设计一个串联电路,并将设计的电路图画在虚线框内。
(2)根据你的设计重新连接电路进行实验。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为__2.2__V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4 A,则小灯泡的电阻是__9.5__Ω。
【答案】 (1)如答图所示。
第9(1)题答图
10.图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。
图4-5-44
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整。
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动,当电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图乙所示。其读数为I=__0.3__A,则未知电阻R=__8__Ω。
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②__闭合S、S1__,用电压表测出电源的电压U;
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=____。
【答案】 (1)如答图所示。
第10(1)题答图
11.(2019·杭州校级模拟)实验室购买了一卷标有长度为100 m的铜芯漆包线,小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积S为1 mm2,查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为0.017 Ω。
(1)利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。
①实验中,小科在闭合开关前应将滑片P置于最__右__端。(选填“左”或“右”)
②小科通过移动滑片P,测得多组数据,绘制成U-I图像如图乙,据此可以判定这卷导线的实际长度__小于__100 m。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)小思认为用电子秤测出这卷导线的质量m,利用铜的密度ρ也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度l的计算式:l=____(用题中物理量表示)。
【解析】(1)①闭合开关前,滑动变阻器应调到最大阻值位置,以防止电路中电流过大,从而达到保护电路的目的。②分析图乙,由欧姆定律可得该漆包线的电阻实际值为R线==1.6 Ω,故其长度为<100 m。
12.(2019·湖州)科学兴趣小组的同学利用学过的知识,测量定值电阻Rx的阻值。
(1)同学们利用电路甲测量Rx的阻值,测量数据和结果如表一:
表一
实验次数
电压U(V)
电流I(mA)
电阻R(Ω)
1
2.0
2.30
870
2
2.5
2.90
862
3
4.0
4.70
851
根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是__861 Ω__。
(2)同学们发现该电阻的标定阻值为1000 Ω,为什么测量值与标定值之间有较大偏差?他们查资料寻找原因,发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻。只是电压表的内阻比较大,电流表的内阻比较小,但都会对测量结果产生影响。然后,同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书,说明书显示:
电压表:量程0~6 V,内阻6000 Ω
电流表:量程0~10 mA,内阻40 Ω
根据这些信息,可判断甲电路中由于__电压表__(选填“电流表”或“电压表”)内阻的影响,使测量结果产生较大偏差。
(3)小组同学经过思考,改成电路乙进行实验,测量数据和结果如表二:
表二
实验次数
电压U(V)
电流I(mA)
电阻R(Ω)
1
2.0
1.92
1042
2
2.5
2.45
1020
3
4.0
3.75
1067
比较两次测量结果,同学们做出了以下分析,你认为正确的是__ABC__。
A.测量该定值电阻选择电路乙更合适
B.用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小
C.选择合适的电路,测得的电阻值偏差会减小,更接近真实值
(4)拓展应用:根据以上的探究,如果需要测量阻值约20 Ω的小阻值电阻时,选用了合适量程的电压表和电流表后,为了使测量结果更精确,应选择甲和乙中的哪一电路?并说明理由。
【答案】 (4)甲。因为20 Ω 是小电阻,电压表内阻大,直接并联后电压表分流作用小,电流表测量偏差小,电阻测量值偏差小。
【解析】(1)测量定值电阻的阻值时,应多次测量,求平均值。(2)电压表直接并联在定值电阻两端,测量的是电阻两端的真实电压,电流表测干路中的电流。由于电压表的阻值与定值电阻阻值差不多大,造成干路电流明显大于通过定值电阻的电流。因此甲电路中由于电压表内阻的影响,使得测量结果小于真实值。