探究欧姆定律
类型一 电阻
1.下列说法中正确的是( )
A.绝缘体不容易导电是因为绝缘体中几乎没有电荷
B.两个完全相同的灯泡串联,靠近电源正极的灯泡较亮
C.电压一定的情况下,导体的电阻与导体中的电流成反比
D.把导线A剪为相等的两段,其中一段拉长到原来的长度,其阻值大于导线A的原阻值
2.如图6所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙为电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将________(选填“a和b”“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料,应该选用________________(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
图6
3.在探究“影响导体电阻大小的因素”时,某实验小组想利用如图7所示的电路分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证:
(1)为验证导体电阻跟长度有关,下表中可选用的三种导体是__________(填导体代号)。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
(2)若实验中将电路中的电流表更换为灯泡,通过观察______________也可以判断导体电阻大小,但不足之处是___________________________________________________________。
图7
类型二 欧姆定律及其应用
4.
甲、乙两地相距30
km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图8所示的测量仪接入A、B时,电流表的示数为0.2
A,乙地检修员后用相同的测量仪接入C、D时,电流表的示数为0.3
A。则短路位置离甲地( )
图8
A.18
km
B.15
km
C.12
km
D.10
km
5.
小皎参加青少年科学素养大赛,设计了《自动火灾报警器》。报警器中有热敏电阻R和保护电阻R0,其中R的阻值随温度升高而减小,当火灾发生时,温度升高,导致电表示数变大而触发报警装置。图9中能实现上述功能的电路图是( )
图9
6.
如图10所示是探究“电流的大小与哪些因素有关”的电路图。
图10
(1)连接电路前,开关必须________。
(2)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。
(3)实验开始时,滑动变阻器的作用是________。在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,应保持__________________不变,此时滑动变阻器的作用是______________________;在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,此时应保持________________不变。
(4)在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,记录的实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
根据上表的实验数据,请在图11中画出电流随电阻变化的图像。
图11
7.如图12所示,电源电压恒定,R1的阻值为20
Ω,R2的阻值为10
Ω。当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.5
A。求:
(1)电源电压。
(2)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数变化了0.4
A,则R3的阻值是多少。
图12
类型三 伏安法测电阻
8.小亮同学用伏安法测量一个定值电阻R0的阻值。实验器材有:待测定值电阻R0(约10
Ω)、电压表、电流表、滑动变阻器(20
Ω 1
A)、开关、电源(电压恒定)各一个,导线若干。
图13
(1)该实验的原理是________。
(2)如图13所示是小亮连接的部分电路,请用笔画线代替导线,在图中将电路连接完整。要求:闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变大。
(3)请你为实验需要测量和计算的物理量,设计一个实验数据记录表格。
(4)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数无明显变化,电流表示数为零,造成该故障的原因可能是________________。
(5)测出上述定值电阻的阻值R0之后,若同学们还要测量另一个电阻Rx的阻值,若一个电表发生故障,但可利用定值电阻R0的阻值的情况下,下列电路中不能测出Rx电阻的是________。
图14
1.D
2.b和c 镍铬合金丝
3.(1)B、D、E
(2)灯泡的亮度
当电路中电阻变化不大时,只凭灯泡的亮暗不易区分
4.A
5.C
6.(1)断开
(2)如图所示
(3)保护电路 定值电阻的阻值
改变定值电阻两端的电压
定值电阻两端的电压
(4)如图所示
7.(1)当S闭合,S1、S2断开时,R1和R2串联接入电路,根据电阻的串联规律和I=变形式可知,电源电压:U=I(R1+R2)=0.5
A×(20
Ω+10
Ω)=15
V。
(2)当S、S1、S2都闭合时,R2被短路,此时R1和R3并联接入电路,电流表测干路中的电流,此时的总电阻要小于R1;当S闭合,S1、S2断开时,R1和R2串联接入电路中,此时的总电阻要大于R1,所以,R1和R3并联的总电阻小于R1和R2串联的总电阻,由欧姆定律可知,当S、S1、S2都闭合时,干路中的电流变大,故并联后干路中的电流:I′=0.4
A+
0.5
A=0.9
A;通过R1的电流:I1===0.75
A;由并联电路的电流特点可得,通过R3的电流:I3=I′-I1=0.9
A-0.75
A=0.15
A,则R3的阻值:R3===100
Ω。
8.(1)R=
(2)如图所示
(3)
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值
R′/Ω
1
2
3
(4)电阻R0断路
(5)D
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