15468600第13讲 : 欧姆定律构成物质的奥秘
第13讲 : 欧姆定律构成物质的奥秘
学习目标
学习目标
1.会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过的电流;
2.会用实验探究电流跟电压、电阻的关系;
3.理解欧姆定律的内容;会用欧姆定律的公式和变形公式进行一些简单计算;
4.会用伏安法测量未知电阻的阻值;会误差分析和数据处理。
170497557785模块一:欧姆定律
模块一:欧姆定律
知识讲解
知识讲解
知识检测
知识检测
1.内容:导体中的,跟这段导体两端的电压成,跟这段导体的电阻成。
2.公式:。
3.实验:如图,研究电流与电压关系时,要控制不变,研究电流与电阻关系时,要控制不变,这种研究方法称为。
(1)研究电流与电压关系时,滑动变阻器的作用;
(2)研究电流与电阻关系时,滑动变阻器的作用。
4.单位:U--伏-V;R-电阻--Ω;-电流-安-A。
典型例题
典型例题
例1
例1
某学习小组在一次实验中利用电压表和电流表测量出了多组数据,并记录如表中,请根据表中给出的数据,分析判断出他们实验时所使用的电路图可能是( )
U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A. B. C. D.
例2
例2
5009515470535在做“探究电流与电阻的关系”的实验中,轩轩连接了如图所示的电路,他先在电路的a、b间接入10Ω的电阻,移动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数,记录数据后,改用15Ω的电阻替换10Ω电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片,读取电流数据
B.观察电流表,向右移动滑片,读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据
D.观察电流表,向左移动滑片,读取电压数据
例3
例3
-18415999490探究电流与电压的关系时,小阳和小敏两个小组的同学设计了如图所示的电路并分别进行了实验。
(1)实验中应该保持______(选填:“R1”或“R2”)阻值不变;
(2)实验中利用滑动变阻器除了可以起到保护电路的作用外,它的另外一个作用是________;
(3)小阳得到的实验数据如下表所示。其中一个数据有明显的错误,分析时需要把它剔除,这个数据所在组的序号是______;
序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
I/A
0.08
0.15
0.23
0.40
0.38
0.45
例4
例4
小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象,由图象可得出结论:__________________________________________________。
(2)在上述实验中,某同学在读取完电流表示数后,直接拆下阻值为5Ω的电阻,改换成阻值为10Ω的电阻,请你指出他在操作中的错误:___________;在读取电流表示数之前,他应进行的操作是:向______移动滑片,使电压表示数为______V。
(3)若在实验过程中出现电流表示数为0,电压表的示数为6V,则电路出现的故障可能是______。
(4)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为她的实验方案可行吗?______(选填“可行”或“不可行”),你的理由是_______________。
以下是对欧姆定律表达式的几种理解,其中正确的是( )
A.R=UI表示在通过导体电流一定时,R跟导体两端电压成正比
B.R=UI表示在导体两端电压一定时,R跟通过导体的电流成反比
C.I=UR表示在导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端电压成正比
D.I=UR表示在导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体电阻成正比
例5
例5
在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中,得到I-U图象如图所示,则正确的是( )
A. B. C. D.
例6
例6
500189524130小娟在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,将记录整理的实验数据绘制成图所示U-I关系图象。由图可得甲的电阻为______Ω,甲、乙两个电阻串联后总电阻是______Ω;这两个电阻串联后接在电压为3V的电源上,电路中的电流为______A;这两个电阻并联后接在3V电源上,干路中的电流为______A。
例7
例7
一个阻值为20Ω的电阻,测得通过它的电流为5A,那么此时加在这个电阻两端的电压是( )
A.4V
B.10V
C.0.25V
D.100V
例8
例8
如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,则电压表V1、V2示数之比是( )
495935067945A.1:2
B.2:1
C.1:3
D.3:1
例9
例9
50031653175如图所示,R1=10Ω,开关闭合后电流表的示数是0.2A,电压表的示数是4V。求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电源电压。
例10
例10
487235527305如图所示的电路,R1=30Ω,R2=100Ω,开关S闭合后,电流表A的示数为0.4A,求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)干路中的电流。
例11
例11
50685700如图的电路中,电源电压U=6V且保持不变,定值电阻R1=6Ω,定值电阻R2=4Ω.求:
(1)只闭合S1,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合S2,R2两端的电压是多大?
例12
例12
半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻随温度的升高而减小,且受温度影响较大,如图甲所示,是某半导体材料的电阻随温度变化的关系图象。根据这种半导体材料特性,某同学设计了一个电路,如图乙所示,可以测定某一空间的温度,已知定值电阻R0阻值为40Ω。
(1)当环境温度为20℃时,电流表的读数为0.2A,求电源的电压。
(2)电流表的读数为0.3A时,求此时该空间的温度。
变式训练
变式训练
练1
练1
如图,更换电阻R,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变,则实验探究的是电流与______的关系。
练2
练2
1436370229235在“探究电阻上的电流跟电压、电阻的关系”的实验中。(1)请你在图1方框中画出该实验的电路图。
(2)①由于电路中电流的大小受多种因素的影响,所以我们在探图究某一因素变化对电流的影响时,必须保持其它因素不变,即采用了______法。
②图2中甲乙是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图象,其中表示电压不变时,电流随电阻变化的图象是______图;表示电阻不变时,电流随电压变化的图象是______图。(填“甲”或“乙”)
(3)在探究过程中,使用滑动变阻器的目的是______和____________。
(4)实验的结论是:①__________________。②____________________。
练2
练2
某实验小组的同学在探究欧姆定律时,采用了如图所示的电路图实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、8Ω、10Ω,电源电压是3V,滑动变阻器的阻值范围是0~15Ω
(1)他们在探究某一因素变化对电流的影响时,采用控制变量法实验分两步进行:
①保持电阻不变,探究电流与______的关系;
②保持电压不变,探究电流与______的关系。
(2)实验中,电流表的量程应选______A,电压表的量程应选______V;某次实验中,若电流表的示数是0.3A,电压表的示数是l.5V,请根据你前面选择的量程,在图中分别画出两表指针的位置
(3)在研究电阻对电流的影响时,把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,下一步的操作是:调节滑动变阻器的滑片,保持_________不变。
(4)此实验需多测几组数据的目的是:____________。
对于欧姆定律的公式,下列说法中正确的是( )
A.根据R=UI,当U=0时,R=0
B.根据R=UI,当U增大时,R增大
C.根据R=UI,I增大时R减小
D.根据R=UI,对于同一段导体,I与U成正比
练3
练3
4932045281305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一个图象。下列结论与图象相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
练4
练4
4951095266065某导体中的电流与它两端的电压关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.该导体的电阻随电压的增大而增大
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
练5
练5
通过两个电阻R1与R2的电流之比为5:3,而加在R1和R2两端的电压之比为2:1,则R1、R2的阻值之比为( )
A.5:6
B.6:5
C.10:3
D.3:10
练6
练6
某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,利用如图甲所示电路,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关系图象,如图乙所示。若将R1、R2组成并联电路,当通过R1的电流为1A时,通过R2的电流为( )
424942024765A.0.5A
B.1A
C.2A
D.3A
练7
练7
一个定值电阻R两端电压从4V增大到8V,通过电阻R的电流增大了0.2A,则该电阻的阻值为( )
A.10Ω
B.20Ω
C.30Ω
D.40Ω
练8
练8
4860925230505如图所示的电路中,电源电压恒为30V,电阻R1为15Ω.同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5A.求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值。
练9
练9
5042535210185在如图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S1闭合,S2断开时,电压表的读数是3V;当开关S1断开,S2闭合时,电压表的示数是5V,则S2断开时,求:
(1)灯L1两端的电压;
(2)灯L2两端的电压。
练10
练10
某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示,电源电压不变,定值电阻R=20Ω,R1是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示,闭合开关S后,求:
(1)当环境温度为20℃时,电压表示数为2V,电源电压多大?
(2)如果将R、R1并联在该电路两端,当干路电流为0.5A时,环境温度是多少?
176149026035模块二:伏安法测电阻
模块二:伏安法测电阻
知识讲解
知识讲解
知识检测
知识检测
1.伏安法测电阻:
5179060154940(1)原理:;
(2)电路图:
①用测出电阻R两端的电压U;
②用测出通过电阻R的电流I;
③计算出电阻的值R=U/I;
④滑动变阻器的作用。
典型例题
典型例题
例1
例1
在“用伏安法测电阻”的实验中,下列注意事项中,没有必要的是( )
A.接电路时,先断开开关
B.应从电源的正极开始连线,开关应靠近电源的正极
C.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.将变阻器连入电路时,滑片应放在变阻器阻值最大的位置上
例2
例2
用如图甲的电路测量定值电阻R的阻值。
(1)测量电阻的实验原理是______。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的阻值应处于______值。
(3)闭合开关,将图乙中的滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数会______。当滑片P滑到某一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图丙,由此可知被测电阻的阻值R=______Ω。
例3
例3
“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2.5V
(1)闭合开关后,当滑片P向右移动时,电压表示数______(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。
科学量
实验次数
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______Ω(结果保留一位小数)
变式训练
变式训练
练1
练1
在“伏安法测电阻”的实验中,对滑动变阻器起到的作用的说法中错误的是( )
A.保护电路
B.改变电路中的电流
C.改变被测电阻两端的电压
D.改变被测电阻的阻值
练2
练2
一个电灯泡,在北方冬季室温下用伏安法测一次电阻,在灯泡正常工作一段时间后再用伏安法测一次它的电阻,结果后一次较前一次测得的灯泡阻值大10倍以上,造成这种差异的原因是( )
A.两次测量加在灯两端的电压不同
B.两次测量通过灯的电流不同
C.两次测量灯丝温度不同
D.两次测量室内温度不同
练3
练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.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
练4
练4
2255520273050小丽用如图甲所示电路测量某定值电阻Rx的阻值,当电压表示数为4.8V时,电流表示数如图乙所示。
(1)该实验的原理是______;电流表的示数是______。
(2)Rx的阻值是______Ω。
(3)该实验中通过调节滑动变阻器,多次测量电压值和电流值的目的是______(选填“A“、“B”或“C”)。
A、使结论更具有普遍性 B、减小测量误差 C、看哪一次更准确