5 欧姆定律
第2课时 伏安法测电阻
知识点 伏安法测电阻
1.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中没有必要的是
( )
A.连接电路之前,先断开开关
B.应先从电源的正极开始连接,开关应靠近电源的正极
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程并进行试触
D.在连接电流表与电压表时,要注意“+”“-”接线柱的正确接法
2.在用“伏安法测电阻”时,所选择的电源电压为4.5
V,被测电阻的阻值约为10
Ω,则连接电路时电流表的量程应选 。?
3.在测量小灯泡电阻的实验中,正确连接电路并闭合开关后,电压表和电流表的示数如图A4-5-1所示,则流过小灯泡的电流为 A,小灯泡的电阻为 Ω。?
图A4-5-1
4.如图A4-5-2甲所示为“伏安法测电阻”的实验电路,电源为两节新干电池。
图A4-5-2
(1)请在图乙虚线框中画出如图甲所示的实物图对应的电路图。
(2)该实验的原理是 。?
(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)当电压表示数为2.7
V时,电流表示数如图丙所示,则通过R的电流大小为 A,它的阻值是 Ω。?
(5)该同学完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是 。?
A.换用阻值不同的电阻再进行几次测量
B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置,再进行几次测量
5.在“用伏安法测电阻”的实验中,某同学不小心将两电表位置接反了,如图A4-5-3所示,已知两表量程合适,则闭合开关后,会发生的现象是
( )
图A4-5-3
A.电流表烧坏
B.电压表烧坏
C.电源烧坏
D.电压表示数等于电源电压
6.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了它们对应的U-I图像,如图A4-5-4甲、乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是
( )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1
Ω
B.由图甲可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.由图乙及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
图A4-5-4
图A4-5-5
7.某同学在做“伏安法测电阻”的实验时,将器材连接成如图A4-5-5所示的电路,每节干电池的电压为1.5
V,被测电阻约为10
Ω。则电路中出现的两处错误分别是:
(1)
。?
(2)
。?
8.图A4-5-6是在一定温度下,甲、乙两个电阻的电流与电压的关系图像,根据图像可得,
R甲∶R乙= 。?
图A4-5-6
9.如图A4-5-7甲所示电路中,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电源两端的电压不变,改变R的滑片位置,电压表示数随电流变化的图像如图乙所示,则根据以上条件可知,当电压表的示数为6
V时,电路中的电流为 A,此时滑动变阻器R接入电路的电阻为 Ω。?
图A4-5-7
10.如图A4-5-8甲所示,实验桌上的实验器材有:电压为3
V的电源、开关、符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、待测电阻各一个,导线若干。用实验桌上的实验器材,测量待测电阻R的阻值。请按要求完成下列实验内容:
图A4-5-8
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于最 (填“左”或“右”)端。?
(3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到某处,电压表及电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A。?
(4)计算得出电阻R的阻值为 Ω。?
11.小明想测量标有“2.5
V”字样小灯泡的电阻,请回答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图A4-5-9中的实物电路连接完整。
图A4-5-9
(2)连好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最 (填“左”或“右”)端。?
(3)闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮,原因可能是 。?
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器接入电路的阻值过大
(4)调节滑动变阻器,测得实验数据如表所示:
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.14
1.00
0.25
0.30
电阻/Ω
在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是 ;若此错误是看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是 。?
(5)根据实验数据可知,当小灯泡两端电压是2.5
V时,小灯泡的电阻是 Ω。?
(6)实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大的趋势,其原因可能是?
教师详解详析
1.B [解析]
连接电路之前,开关要断开;连接电流表与电压表时,要注意“+”“-”接线柱的正确接法;连接电流表与电压表时,要注意量程的选择,尽量用小量程,在无法估计被测值的大小时,电流表、电压表应选用较大的量程并进行试触。
2.0~0.6
A
[解析]
由欧姆定律可得,电路中的电流约为I==0.45
A<0.6
A,则电流表应选0~0.6
A的量程。
3.0.5 5
[解析]
电流表使用0~0.6
A量程,通过小灯泡电流为0.5
A;电压表使用0~3
V量程,小灯泡两端电压为2.5
V,则根据欧姆定律公式变形得灯泡电阻:R===5
Ω。
4.(1)如图所示
(2)R= (3)B
(4)0.3 9 (5)B
5.D [解析]
电流表的电阻很小,可以忽略,R短路,电压表、电流表和滑动变阻器串联,由于电压表的电阻很大,相当于断路,电压表测量电源电压,电流表、电压表和电源都不会烧坏,电压表示数等于电源电压。
6.D [解析]
根据图甲可知,电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流的改变而改变,根据图示可知,当电阻两端电压为3
V时,通过它的电流为3
A,由I=可知,定值电阻的阻值:R===1
Ω;由图乙可知,电流与电压不成正比,即当小灯泡两端电压改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,且电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大;测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差。
7.(1)电压表量程选择过大
(2)电流表量程选择过大
[解析]
伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器、电阻、电流表应串联,电压表与电阻并联;电源由两节干电池组成,所以电源电压为3
V,故电压表应使用0~3
V量程;电路中最大电流约为:I===0.3
A,所以电流表应使用0~0.6
A量程。
8.1∶4
9.4 1.5
10.(1)如图所示
(2)左 (3)2.5 0.5 (4)5
11.(1)如图所示
(2)左 (3)D
(4)1.00 0.20 (5)8.3
(6)温度越高,小灯泡电阻越大
[解析]
(1)小灯泡标有“2.5
V”字样,故电压表选用小量程与小灯泡并联。(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处,即图中最左端。(3)闭合开关后,电流表、电压表均有示数,灯泡不亮可能是由于电路电阻太大,电路电流太小,可以移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光。(4)因电流表选用小量程,电流表示数不可能为1.00
A(或通过灯的电流随电压的减小而减小),故数据1.00是错误的,如果错误的原因是选用小量程却按大量程读数,根据电流表大、小量程之比为5∶1可知,正确的电流大小为0.20
A。(5)由表中数据结合欧姆定律可得,小灯泡的电阻约等于8.3
Ω。(6)分析表中的4组数据可知,电流变大时,灯泡电阻就会增大,这是因为电流变大,灯泡亮度增加,灯丝温度升高,灯丝电阻受温度影响。即温度越高,小灯泡电阻越大。5 欧姆定律
第3课时 串联和并联电路
知识点
1 研究电阻的串联
1.在“探究串联电路中的电流关系”实验中,某同学用电流表分别测出图B4-5-11中a、b、c三处的电流大小。为了进一步探究a、b、c三处的电流大小有什么关系,他下一步的操作应该是( )
图B4-5-11
A.将电源两极对调,再次测量a、b、c三处的电流
B.改变开关S的位置,再次测量a、b、c三处的电流
C.将图中两只灯泡位置对调,再次测量a、b、c三处的电流
D.换用不同规格的灯泡,再次测量a、b、c三处的电流
2.用如图B4-5-12所示的电路来探究串联电路的电压特点时:
图B4-5-12
(1)实验中应选择规格 (填“相同”或“不相同”)的灯泡。?
(2)用电压表分别测出L1和L2两端电压及串联电路总电压的值分别为U1、U2、U,经过多次实验,得到的数据记录在表中。分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是 (用公式写出)。?
实验次数
U1/V
U2/V
U/V
1
2.3
0.7
3
2
2
1
3
3
1.7
1.3
3
(3)进行多次实验的主要目的是 (填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”)。?
知识点
2 研究电阻的并联
3.如图B4-5-13所示,在探究并联电路中的电流关系时,小明同学用电流表测出A、B、C三处的电流分别为IA=0.5
A,IB=0.3
A,IC=0.2
A,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
图B4-5-13
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测几组电流值
D.换用电流表的另一量程,再测一组电流值
4.为探究并联电路电压的规律,实验室提供的器材有:干电池组(电压为3
V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
图B4-5-14
(1)请用笔画线代替导线,在图B4-5-14甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯L1两端的电压。
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压,电压表的示数相同,如图乙所示,其值为 V。根据这组数据,该小组得出并联电路中电压的规律。你认为实验的疏漏之处是 ,纠正后得到并联电路中的电压规律为 ?
。?
5.有两个电阻R1、R2(R1>R2),如图B4-5-15所示情况中阻值最大的是
( )
图B4-5-15
6.如图B4-5-16所示电路,开关S接a时,电压表的示数为9
V,开关S接b时,电压表的示数为4
V,下列说法中不正确的是
( )
图B4-5-16
A.电源电压为9
V
B.灯L1两端的电压为4
V
C.灯L2两端的电压为4
V
D.灯L1和灯L2两端的总电压为9
V
7.如图B4-5-17(a)所示是电阻甲和乙的I-U图像,图(b)(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是
( )
图B4-5-17
A.当电阻乙两端电压为2.5
V时,它的阻值和电阻甲的阻值相等
B.图(b)中,当电压U为3
V时,电阻乙的阻值为5
Ω
C.图(c)中,当电压U为2
V时,干路电流为0.6
A
D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5
V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
8.热敏电阻的阻值是随环境温度的升高而减小的。要想设计一个通过电表示数反映热敏电阻随环境温度变化的电路,要求温度升高时电表示数减小,如图B4-5-18所示电路符合要求的是
( )
图B4-5-18
9.如图B4-5-19所示电路,电源电压为12
V保持不变,定值电阻R1=7
Ω,滑动变阻器R0的最大阻值为5
Ω。当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中,电压表示数的变化范围是
( )
图B4-5-19
A.5~12
V
B.12~7
V
C.0~5
V
D.0~12
V
10.如图B4-5-20甲所示电路,电源电压不变。闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是 ,定值电阻R的阻值是 ,滑动变阻器的最大阻值为 。?
图B4-5-20
11.两个电阻分别标有“3
V 0.5
A”和“6
V 0.3
A”字样,将它们串联后接入电路使用,那么电路中的电流不能超过 A;将它们并联后接入电路使用,那么电路两端的电压不能超过 V。?
12.如图B4-5-21甲所示电路,电源电压为6
V且保持不变,当开关S闭合时,电压表的读数如图乙所示,则L1两端的电压为 V,L2两端的电压为 V。?
图B4-5-21
13.做“探究串、并联电路中电流、电压的关系”实验时,实验用的两个灯泡L1、L2上分别标有“2.5
V”和“3.8
V”字样,电源电压恒为2.5
V。
(1)串联时,小科连接了如图B4-5-22甲所示的电路。闭合开关,两灯均不发光。小科猜想是灯泡L1灯丝断了,他用一根导线的两端在灯泡L1两接线柱处同时试触,若看到灯泡L2 ,说明小科的猜想正确。?
图B4-5-22
(2)并联时,小科连接了如图乙所示的电路。闭合开关前,小科检查发现电路连接有误,但只要改动一根导线即可。请你在要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接正确。
(3)改正电路后继续进行实验,小科记录的实验数据如下表:
物理量
电流
电压
串联电路
IA=0.16
A
IB=0.16
A
IC=0.16
A
UL1=0.9
V
UL2=1.6
V
U总=2.5
V
并联电路
IL1=0.34
A
IL2=0.20
A
I总=0.54
A
UL1=2.5
V
UL2=2.5
V
U总=2.5
V
学习了欧姆定律以后,小科发现:根据串联电路中的数据,可计算得到RL1= Ω,根据并联电路中的数据,可计算得到RL1= Ω。造成这一差异的根本原因是灯丝电阻的大小随 的升高而增大。?
教师详解详析
1.D
2.(1)不相同 (2)U=U1+U2 (3)寻找普遍规律
3.C
4.(1)如图所示
(2)2.6 应该换用不同规格的灯泡多次进行实验
并联电路中各支路两端的电压相等,且等于电源电压
5.A 6.B
7.B [解析]
由图(a)可知,当电阻甲、乙两端电压为2.5
V时,通过两者的电流均为0.5
A,则由I=的变形式R=可知,电阻甲、乙的阻值相等;图(b)中,两电阻串联,由图(a)可知,当电路中的电流I=0.2
A、U甲=1
V、U乙=2
V时,电压U为3
V,此时乙的电阻R乙===10
Ω;图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,当电压U=2
V时,I甲=0.4
A、I乙=0.2
A,干路电流为0.6
A;图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,在电压U从0增大到2.5
V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小。
8.D
9.B [解析]
滑片P在a端时,电压表测电源电压,示数为12
V;滑片P移至b端时,R1、R0串联,电压表测R1两端电压,此时电路总电流为I===1
A,电压表示数为U1=IR1=1
A×7
Ω=7
V;故滑片P由a端滑向b端的过程中,电压表示数从12
V减小到7
V。
10.9
V 6
Ω 12
Ω
[解析]
由图像可知,当滑片位于a端时,电源电压U=9
V,电路中的电流I=1.5
A,由I=可知,电阻R的阻值:R===6
Ω;当滑片位于b端时,R与滑动变阻器(接入电路的阻值最大)串联,此时电路中的电流最小,电压表的示数最小,由图像可知,R两端的电压UR=3
V,电路中的最小电流I'=0.5
A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑
=U-UR
=9
V-3
V=6
V,滑动变阻器的最大阻值:R滑
===12
Ω。
11.0.3 3
12.1.5 4.5
[解析]
由电路图可知:电压表测灯泡L1两端的电压,指针的位置在表盘中央,示数可能是7.5
V,也可能是1.5
V,而电源电压为6
V,故L1两端电压不会大于6
V,故电压表的示数为1.5
V,即U1=1.5
V;根据串联电路的电压规律可知,灯泡L2两端的电压为U2=U-U1=6
V-1.5
V=4.5
V。
13.(1)发光
(2)如图所示
(3)5.625 7.353 温度
[解析]
(1)小科猜想是灯泡L1灯丝断了,用一根导线的两端在灯泡L1两接线柱处同时试触,该处处于通路状态,若灯泡L2
发光,则说明猜想正确。(3)灯丝电阻的大小与温度有关,当电压变大时,灯丝温度升高,电阻变大。5 欧姆定律
第4课时 欧姆定律的应用
知识点 电流、电压和电阻的计算
1.如图A4-5-10所示电路中,已知电源电压U=12
V保持不变,电阻R3=8
Ω,闭合开关S,电压表的示数为8
V。求:
(1)电流表的示数。
(2)R1与R2阻值之和。
图A4-5-10
2.如图A4-5-11所示的电路,电源电压保持不变,R1=30
Ω,R2=10
Ω。当闭合开关S1、S,断开S2时,电流表的示数为0.4
A。求:
(1)电源电压。
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,电流表的示数。
图A4-5-11
3.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A4-5-12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。
图A4-5-12
4.如图A4-5-13所示,闭合开关S后,电流表A1的示数为1.0
A,电流表A2的示数为0.4
A,其中R1=10
Ω,求:
(1)电源电压。
(2)R2的阻值。
图A4-5-13
5.在如图A4-5-14所示的实验电路中,电源电压为3
V,闭合开关后,L1、L2发光时的电阻均为5
Ω,下列说法错误的是
( )
图A4-5-14
A.灯L1、L2是串联的
B.电流表的量程应选0~3
A
C.电压表的量程应选0~3
V
D.电压表测的是灯L1两端的电压
6.如图A4-5-15所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,当R2的滑片P向右滑动的过程中,下列说法中正确的是
( )
图A4-5-15
A.电压表V的示数变大
B.电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积变大
D.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
7.某同学在探究“电阻中的电流跟两端电压的关系”时,利用如图A4-5-16甲所示电路,在a、b两点间分别接入定值电阻R1、R2,通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U-I关系图像,如图乙所示。若将R1、R2组成并联电路,当通过R1的电流为1
A时,通过R2的电流为
( )
图A4-5-16
A.0.5
A
B.1
A
C.2
A
D.3
A
8.如图A4-5-17所示,电源电压U=2
V不变,R=4
Ω,虚线框内所有电阻均未知。闭合开关,电流表示数为1
A;如果用一个2
Ω
的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表的示数将变为
( )
A.2
A
B.1.5
A
C.1.2
A
D.0.5
A
图A4-5-17
图A4-5-18
9.在安全工作的条件下,将“2.5
V 0.3
A”小灯泡L1和“3.0
V 0.3
A”小灯泡L2串联在电路中工作,通过两灯的电流之比为 ;若将L1和L2并联在另一电源下工作,则电路总电流最大值为 A(设灯丝电阻不变)。?
10.如图A4-5-18所示的电路,电源电压恒定,闭合开关,当变阻器滑片P往左滑动时,灯泡L的亮度 ;调节滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中,电压表V1的示数变化范围为2.5~4.5
V,电压表V2的示数变化范围为2~0
V,电流表的示数变化范围为0.1~0.16
A,则变阻器的最大阻值是 Ω。?
11.如图A4-5-19所示,电源电压为6
V且保持不变,滑动变阻器R1标有“50
Ω 2
A”字样。
(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,求电流表的示数I1。
(2)保持滑片P在最右端,闭合S1、S2,电流表示数I=5I1,求R2的阻值。
(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表示数为0.68
A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
图A4-5-19
12.如图A4-5-20所示,图甲为电路的连接情况,R1=20
Ω,R2为滑动变阻器,图乙为R3的I-U图像,电源电压保持不变。当S1闭合,S2断开时,若滑片P在a端,则电流表示数为0.6
A;若滑片P在b端,则电压表示数为8
V。求:
图A4-5-20
(1)电源电压。
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,电流表的示数。
教师详解详析
1.(1)由电路图可知,电阻R1、R2、R3串联,电压表测量电阻R1、R2两端的电压,根据串联电路的电压特点,R3两端的电压:U3=U-U12=12
V-8
V=4
V,电流表的示数:I===0.5
A。
(2)R1与R2的阻值之和:R1+R2===16
Ω。
2.(1)当闭合开关S1、S,断开S2时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,
由I=可得,电源电压:
U=I1R1=0.4
A×30
Ω=12
V。
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,电路为R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,
则电流表的示数:
I2===1.2
A。
3.(1)根据I=可得:
R1===10
Ω。
(2)根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知:
R1和R0并联时,
+=I1,
即+=0.50
A①;
R2和R0并联时,
+=I2,
即+=0.30
A②,
由①②可得:U=3
V。
4.由图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过R2的电流,则由题知I=1.0
A,I2=0.4
A。
(1)由并联电路的电流特点可得,通过R1的电流:I1=I-I2=1.0
A-0.4
A=0.6
A,
电源电压:U=U1=I1R1=0.6
A×10
Ω=6
V。
(2)由欧姆定律可得R2的阻值:R2====15
Ω。
5.B [解析]
由图知,灯泡L1、L2串联,电流表测量电路中电流,电压表测量灯L1两端的电压;而两灯的电阻相等,因此两灯泡分得的电压相同,即U1=U2=U=×3
V=1.5
V;电路中的电流:I===0.3
A;所以电压表的量程应选0~3
V,电流表的量程应选0~0.6
A。
6.D [解析]
电路中两电阻并联,电流表A2测通过R1的电流,电流表A1测并联电路的总电流,电压表测电源电压,故电压表的示数保持不变;并联电路各支路互不影响,故通过R1的电流大小不变,即电流表A2的示数不变;当R2的滑片P向右滑动的过程中,变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变小,根据并联电路电流的规律,A1示数变小,A2示数不变,电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积不变;因A1示数变小,而电压表示数不变,故电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大。
7.A
8.B [解析]
由图可知R与虚线框中的电阻组成了并联电路,当R=4
Ω时通过R的电流:I1===0.5
A,则通过框内电阻的总电流:I2=I-I1=1
A-0.5
A=0.5
A,用一个2
Ω的定值电阻替换R后,通过2
Ω定值电阻的电流:I3===1
A,电流表的示数将变为I总=I2+I3=0.5
A+1
A=1.5
A。
9.1∶1 0.55
[解析]
(1)将小灯泡L1和L2串联在电路中工作时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两灯的电流之比为1∶1。
(2)将L1和L2并联在另一电源下工作时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且小灯泡正常工作的电压为U1=2.5
V,U2=3.0
V,所以,为了电路安全,电路两端的最大电压U=U1=2.5
V,此时小灯泡L1正常发光,通过的电流I1'=I1=0.3
A,
由I=可得,小灯泡L2的电阻:R2===10
Ω,
则两灯泡并联后通过灯泡L2的电流:I2'===0.25
A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路中的电流:I=I1'+I2'=0.3
A+0.25
A=0.55
A。
10.变亮 20
[解析]
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当变阻器滑片P往左滑动时,R接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,由串联电路的分压特点可知,R两端的电压变小,灯泡L两端的电压变大,则灯泡变亮;(2)滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中,电流表的示数变大,电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小,当滑片位于最右端时,电压表V2的示数最大,电路中的电流最小,因电压表V2的示数变化范围为2~0
V、电流表的示数变化范围为0.1~0.16
A,所以,此时电路中的电流I=0.1
A,滑动变阻器R两端的电压U2=2
V,则变阻器的最大阻值:R2===20
Ω。
11.(1)闭合S1,断开S2,将滑片P移到最右端,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,电流表的示数:I1===0.12
A。
(2)闭合S1、S2,保持滑片P在最右端,R2与R1并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且I=5I1=5×0.12
A=0.6
A,所以,通过R2的电流:I2=I-I1=0.6
A-0.12
A=0.48
A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2===12.5
Ω。
(3)闭合S1、S2,将滑片P移至某一位置,电流表示数为0.68
A时,通过R1的电流:I1'=I'-I2=0.68
A-0.48
A=0.2
A,则此时滑动变阻器接入电路的阻值:R1'===30
Ω。
12.(1)当S1闭合,S2断开,滑片P在a端时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由I=可得,电源电压:U=IaR1=0.6
A×20
Ω=12
V。
(2)当S1闭合,S2断开,滑片P在b端时,R2接入电路的阻值最大,电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R1两端的电压:U1=U-U2=12
V-8
V=4
V,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:Ib==,即=,解得:R2最大=40
Ω。
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,R1与R3并联,电流表测干路电流,由图乙可知,R3的阻值:R3===20
Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,所以,电路中的总电阻:R===10
Ω,电流表的示数:I===1.2
A。5 欧姆定律
第1课时 欧姆定律
知识点
1 检验欧姆定律
1.在探究电阻一定时,电流与电压关系的实验中:
图B4-5-1
(1)请根据如图B4-5-1甲所示的电路图,用笔画线代替导线完成图乙的电路连接。
(2)实验时移动滑动变阻器的滑片P,得到了如下表所示的实验数据。此实验中滑动变阻器的作用是?
、保护电路。?
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
?
…
(3)实验过程中得到的部分数据如上表所示。第3次实验时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中。
(4)在图丁中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
(5)通过分析,可得到的初步结论是:?
。?
2.在“探究电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了5
Ω、10
Ω、15
Ω、20
Ω、25
Ω五个电阻进行实验,电路图如图B4-5-2甲所示。
图B4-5-2
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路补充完整,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)将R调为5
Ω,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,记录两电表示数(电流表示数为0.5
A,电压表示数为2.5
V)。将R调为10
Ω,小明在记录数据前,他应先调节 ,使 。?
(3)此实验中滑动变阻器的作用是 、保护电路。?
(4)根据实验数据,作出I-R图像如图B4-5-3所示。根据实验目的分析图像可得出结论:
。?
图B4-5-3
知识点
2 欧姆定律的应用
3.某段金属丝两端电压为6
V时,通过它的电流为0.3
A;当该金属丝两端电压降为4
V时,通过它的电流为 A;当该金属丝两端电压降为0
V时,它的电阻为 Ω。?
4.关于欧姆定律,下列说法中正确的是
( )
A.导体中的电流与导体的电阻成反比
B.导体中的电流与导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压与导体中的电流成正比
D.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
5.在“探究电流与电阻关系”的实验中,某同学根据实验数据作出如图B4-5-4所示的图像,下列说法正确的是
( )
图B4-5-4
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2
Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
6.如图B4-5-5所示是通过小灯泡的电流与其两端电压的关系图像,下列说法正确的是
( )
图B4-5-5
A.小灯泡的电阻不变,阻值为7.2
Ω
B.小灯泡的电流随其两端电压的增大而增加得越来越快
C.小灯泡的电阻与其两端电压有关,随电压的增大而减小
D.小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大
7.一个定值电阻两端的电压从2
V增大到2.8
V时,通过该电阻的电流增加了0.1
A,则该电阻的阻值是
( )
A.
8
Ω
B.
20
Ω
C.
28
Ω
D.
无法确定
8.一段导体的电阻为R,两端的电压为U,通过的电流为I,下列说法中错误的是
( )
A.欧姆定律的表达式是U=IR
B.R的大小与U无关
C.电阻R一定时,电流I随电压U的增大而增大
D.电路中有电源不一定会有电流
9.仅将如图B4-5-6所示的电阻箱接入电压为12
V的电路中,这时通过电阻箱的电流为( )
图B4-5-6
A.1.2
A
B.3
A
C.4
A
D.2
A
10.在如图B4-5-7所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,下列说法中正确的是
( )
图B4-5-7
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变小
D.电流表的示数变大,电压表的示数变大
11.在“探究欧姆定律”的实验中,由于电路中电流的大小受多个因素的影响,所以我们在探究某一因素的变化对电流的影响时,必须保持其他因素不变,即采用 法。如图B4-5-8所示是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图像,其中表示电压不变时,电流随电阻变化的图像是 图;表示电阻不变时,电流随电压变化的图像是
图。(后两空均填“甲”或“乙”)
?
图B4-5-8
图B4-5-9
12.小明利用图B4-5-9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 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 ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 V。?
13.为了探究“电流与电阻的关系”,小科用阻值为5
Ω、10
Ω、20
Ω的三个定值电阻,电压为3
V的电源,滑动变阻器(20
Ω 1.5
A)等器材按图B4-5-10甲所示方式连接电路,进行了如下实验。①将5
Ω的R1接入电路,闭合开关,向左移动滑动变阻器滑片(滑动变阻器有异常),当滑片移到中点时,发现两表才有示数,示数分别为1
V、0.2
A;继续移动滑片,当电压表示数为2
V时,记录电流表的示数。②用阻值为10
Ω、20
Ω的定值电阻替换R1,并使电压表的示数始终保持2
V不变,记录各次电流表的示数。
图B4-5-10
(1)图乙中电流表的示数为 A。?
(2)实验中将10
Ω的定值电阻换成了20
Ω后,闭合开关后,接下来的操作应该是
。
(3)小科利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为2
V,则下列定值电阻可用来替换R1进行实验的有 (可多选)。?
A.4
Ω
B.8
Ω
C.15
Ω
D.25
Ω
教师详解详析
1.(1)如图所示
(2)改变电阻两端电压,多次实验,避免实验的偶然性,获得普遍规律
(3)0.48
(4)如图所示
(5)在电阻一定的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比
[解析]
(1)根据电源为2节干电池确定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。(2)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻两端的电压,多次实验,避免实验的偶然性,获得普遍规律。(3)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。(4)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。(5)由数据分析得出:在电阻一定的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
2.(1)如图所示
(2)滑动变阻器的滑片
电压表的示数仍为2.5
V
(3)控制电阻两端电压保持不变
(4)当电压一定时,电路中的电流与电阻成反比
[解析]
(1)根据电路图可知,实验中电压表测R两端电压,滑动变阻器与R串联,滑片向右移动时电流表示数变大,即滑片向右移动时变阻器接入电路的电阻变小,所以应把变阻器右下方接线柱接入电路。(2)根据串联电路的分压原理,把5
Ω电阻换成10
Ω电阻,电阻分压变大,滑动变阻器分压变小,为保持电阻两端电压不变,应减小电阻分压,增大滑动变阻器分压,应使滑动变阻器接入电路的阻值变大,由图示电路图可知,闭合开关后应向左移动滑片,同时眼睛盯住电压表,直到电压表示数为2.5
V为止。(3)探究“电流与电阻的关系”,应不断改变电阻阻值而控制电阻两端电压不变。该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,其作用主要是控制电阻两端电压保持不变。(4)由图像知,电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
3.0.2 20
[解析]
由I=可得,该金属丝的电阻:R===20
Ω,
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当该金属丝两端电压降为4
V时或降为0
V时,该金属丝的阻值仍为20
Ω不变。当该金属丝两端电压降为4
V时,通过它的电流:I'===0.2
A。
4.D [解析]
根据欧姆定律的内容可知,导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
5.B [解析]
探究电流与电阻关系时要控制电阻两端的电压不变;由图知,这个不变的电压为U=IR=0.4
A×5
Ω=2
V;电源至少选用两节新干电池(3
V);换用2
Ω电阻做实验时,控制电阻两端的电压不变,故不需要更换电压表量程;多次实验是为了得出普遍性的规律。
6.D [解析]
根据图像可知,通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比,故小灯泡的电阻不是一个定值;通过小灯泡的电流随其两端电压的增大而增加得越来越慢;小灯泡的电阻与温度有关,小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
7.A
8.A [解析]
根据欧姆定律可知,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比;导体的电阻是导体的一种属性,与导体两端有没有电压无关;由欧姆定律公式可知,当导体的电阻一定时,通过导体的电流随导体两端电压的增大而增大;电路中有电源不一定有电流。
9.B [解析]
接入电路的电阻为4
Ω,电源电压为12
V,所以通过电阻箱的电流为3
A。
10.C 11.控制变量 甲 乙
12.10 2∶1 2
13.(1)0.4
(2)将滑动变阻器滑片向右移动,直到电压表示数为2
V
(3)ABC
[解析]
(2)在探究“电流与电阻的关系”时,保持电阻两端的电压相同,此时定值电阻和滑动变阻器两端的电压比是定值,即定值电阻和滑动变阻器的电阻比值也是个定值,当定值电阻由10
Ω换成了20
Ω时,滑动变阻器的阻值也要调大,即将滑动变阻器滑片向右移动,直到电压表示数为2
V。(3)保持定值电阻两端的电压为2
V;当滑片移到中点时,发现两表才有示数,示数分别为1
V、0.2
A,可以得出滑动变阻器有一段发生了断路,有效电阻只有10
Ω,定值电阻和滑动变阻器的电阻比值为2∶1,定值电阻不能超过20
Ω。
