12.4《欧姆定律的应用》导学案（含答案）

《欧姆定律的应用》导学案
微课堂
知识点一 利用一只电压表和一个已知电阻测未知导体的电阻
忆一忆：伏安法测电阻，用 测出电阻两端 ，用 测出通过电阻中的 ，即可根据欧姆定律I=的变形式 求出电阻值。
想一想：在只有一块电压表、缺少电流表（电流表被一个已知阻值的电阻所替代）的情况下，是否可以测出未知电阻的阻值呢？
读一读：根据串联电路中电流处处相等，将已知电阻和未知电阻串联，用电压表测其已知电阻两端的电压，据I=U/R可求出串联电路中的电流，即为未知电阻中的电流，再用电压表测出未知电阻两端电压，即可据R=U/I计算出未知电阻的阻值。
画一画：根据以上设计思路，在下面的方框内画出实验电路图.
读一读：连接电路前，开关必须断开，滑动变阻器要调到在电路中阻值最大的位置，其目的是为了保护电路。在该实验中滑动变阻器的另一个作用就是改变灯泡两端的电压和电流，得到多组数据，从而求出电阻的平均值，来减小实验的误差。
测一测：①将R0和Rx串联在电路中；②先将电压表接在a、b两点间，测得R0两端的电压为 ，则R0和Rx中的电流为Ix=I0= ；
③再将电压表改接在a′和b′两端时，测得Rx两端的电压为 ；
④待测电阻为Rx== 。
知识点二 利用一只电流表和一个已知电阻测未知导体的电阻
　想一想：在只有一块电流表、没有电压表（电压表被一个已知阻值的电阻所替代）的情况下，是否可以测出未知电阻的阻值呢？
读一读：根据并联电路中各支路电压相等，将已知电阻和未知电阻并联，用电流表测其已知电阻中的电流，据U=IR可求出已知电阻两端电压，即为未知电阻两端电压，再用电流表测出未知电阻中的电流，即可据R=U/I计算出未知电阻的阻值。
画一画：根据以上设计思路，在下面的方框内画出实验电路图.
测一测：①将R0和Rx并联在电路中；
②先将电流表与R0串联，测得通过R0的电流为 ，则R0和Rx两端电压为Ux=U0= ；
③再将电流表与Rx串联，测得通过Rx的电流为 ；
④待测电阻为Rx== 。
知识点三 电流表的电阻
填一填：电流表的电阻非常 ，将它 联到电路中去就相当于串联一根电阻可忽略不计的 。因此，电流表串联在电路中 影响电路中的电流大小.
想一想：在电流表的使用方法中，提到过“严禁将电流表直接与电源两极相接”。这是因为电流表的电阻非常 ，根据欧姆定律I=，电路中的电流会很 ，就会把电路中的电流表及电源 。
知识点四 电压表的电阻
填一填：电压表的电阻很 ，当将它 联到电路中去时，通过电压表的电流很 ，连接电压表的导线可视为 路.因此，电压表并联在导体两端时对电路的总电阻影响很 ，不会引起电路中的电流变化.
想一想：在电压表的使用方法中，为什么没有特别强调不能将电压表直接与电源两极相接呢？这是由于电压表有很 的电阻，它可以直接与电源的两极相连而测量电源的电压，不会造成电压表的烧坏。
读一读：用电流表测电路的电流时，由于电流表的电阻很小，所以如果不小心将表直接接在电源的两极上，这时由于电流很大，电流表容易烧坏，所以要极力避免。
微练习
1.小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2，并连接好了实验电路，如图所示。闭合开关S1、S2读出电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2．则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（　　）
A．RX=R0 B．RX= C．RX=R0 D．RX=
2.要测量一个阻值约为200Ω的电阻阻值，能提供的器材有：新干电池两节、电流表一只（量程为0﹣0.6A、0﹣3A）、电压表一只（量程为0﹣3V、0﹣15V）、滑动变阻器R（100Ω 2A）一只、100Ω的定值电阻R0一只、开关和导线若干。利用上述器材设计以下电路，其中能粗略测出Rx阻值的是（　　）
A． B． C． D．
3.如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是( )
4.利用如图所示的电路，测量Rx的阻值．电源电压保持不变， S是单刀双掷开关、R＇是电阻箱、R0是已知阻值的电阻、Rx是待测电阻．将开关S拨到a，电流表的示数为I；再将开关S拨到b，调节电阻箱R/的阻值，当电流表的示数为I/2时，读出电阻箱的阻值为R，则被测电阻Rx的阻值为（ ）
5.某高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，小明同学结合所学的物理知识设计了如图所示的称重表原理图，对于小明同学的设计你认为( )
A.此设计可行，称重表同电流表改装
B.此设计可行，称重表由电压表改装
C.此设计不可行，当车辆越重时电路中电流越小
D.此设计不可行，电路中的R1没有作用
6.如图所示是油量自动测定装置的示意图，O为杠杆支点，R0为定值电阻，Rx是滑动变阻器，当闭合开关S后（　　）
A．滑动变阻器Rx连入电路的阻值随油量的增加而增大
B．电压表的读数随油量的增加而增大
C．电压表改装成油量表刻度均匀
D．电流表的读数随油量的增加而减小
7．电流表的电阻很 (填“大”或“小”)，将电流表 联在电路中，对电路的总电阻影响很 ；电压表的电阻很 (填“大”或“小”)，将电压表 联在电阻两端时，对电路的总电阻影响很 。
8．将一个电阻是O.125Ω，量程是O.6 A的电流表接在一节干电池的两端，流过电流表的电流为 A，电流表 （选填“会”或“不会”）烧坏。
9.为测量待测电阻Rx阻值，小敏设计了如图所示的电路，R0的阻值已知且电源电压不变，所选用的电压表为零刻度线在表盘刻度线最左端的电压表，她______（选填“能”或“不能”）测出Rx的阻值。因为___ 。
10.如图所示，R1=R2=R3=10Ω，某同学误将一电流表并联在R2两端，发现示数为1.5A，据此可推知U= V；若用一只电压表代替电流表并联在R2的两端，则电压表的示数为 V。
11.如图所示，用两块电压表和已知的定值电阻Ro测量未知电阻Rx的电路图.开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于 端（填“a”或“b”）；开关S闭合后，若发现电压表V1有示数，电压表V2没有示数，则在电阻R、Rx、Ro中，发生断路的电阻是 ；排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器，得到电压表V1的示数为U1， 电压表V2的示数为U2，则被测的阻值Rx＝ ；实验中多次测量求平均值是为了减小测量的 .
12.在用电压表和电流表测电阻时，可采用如图所示的甲、乙两种接法．设被测电阻的阻值为Rx，电压表的电阻为Rv，电流表的电阻为RA．则按甲图接法测出的电阻数值为Rx1= ，按乙图接法测出的电阻数值为Rx2= （用Rx、Rv、RA表示）。
13.用伏安法测电阻有如下图所示的两种解法，若电压表的电阻不是很大，电流表电阻不是很小，则图b中测量电阻比真实值偏 ，图a中测量电阻比真实值偏 .
10.大 小
14.现有下列实验器材：一只已知阻值的定值电阻R0、两只电流表、电池、开关、足量的导线。请你利用这些器材设计实验，测出一只未知电阻Rx的阻值。要求：
（1）在方框内画出实验电路图。
（2）简述实验过程并用已知量和测量量表示Rx。
15.用如图所示的电路来测量未知电阻RX的阻值，R0阻值已知。
(1）将实验过程补充完整：
a．对照电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处；
b．闭合开关， 。
c．断开开关，整理器材。
(2）用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻RX＝ 。
(3）写出本实验中滑动变阻器的作用： 。
16.如图是测量电阻所用电路的一部分，其中带G符号标志的是灵敏电流计，通电后电压表示数为2V，灵敏电流计的示数为2mA，则：
（1）根据测量的数据，求该电阻的大小为多少？
（2）经上网查找资料可知此灵敏电流计自身的电阻为100Ω，考虑电表电阻对实验的影响，则待测电阻R的真实值等于多少？
微课堂
知识点一
忆一忆：电压表 电压 电流表 电流
画一画：如图所示
测一测：②U0 ③Ux ④
知识点二
画一画：如图所示
测一测：②I0 I0R0 ③Ix ④
知识点三
填一填：小 串 导线 不会
想一想：小 大 烧坏
知识点四
填一填：大 并 小 断 小
想一想：大
微练习
1.C 提示：由电路图可知，闭合开关S1、S2时，R0与Rx并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R0支路的电流，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过Rx的电流：
Ix=I﹣I0=I1﹣I2，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=可得，电源的电压：
U=I0R0=IxRx，即I2R0=（I1﹣I2）Rx，
解得：Rx=R0。
2.B 提示：两节新干电池串联组成电源的电压为3V。
由电路图可知，R与Rx串联，电压表测Rx两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大为I===0.015A，该电流小于0﹣0.6A电流表的分度值，所以电流表的示数无法准确读出，不能测出Rx阻值，故A不可行；
由电路图可知，两开关均闭合时，电路为Rx的简单电路，电压表测电源两端的电压U；当只断开上面开关时，R0与Rx串联，电压表测Rx两端的电压Ux，因串联电路中各处的电流相等，所以I==，因两电阻的阻值相差不大，由串联电路的分压特点可知，两电压表的示数均可准确读出，能测出Rx阻值，故B可行；
由电路图可知，两开关均闭合时，R0与Rx并联，电流表测通过Rx的电流；当只断开上面开关时，电路为Rx的简单电路，电流表测通过Rx的电流；虽然Rx两端电压等于电源电压3V，但由于电路中电流太小，所以不能测出Rx阻值，故C不可行；
由电路图可知，上面开关断开、下面开关闭合时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流I===0.03A；两开关均闭合时，R0与Rx并联，电流表测干路电流，此时电流表的示数I′=+=+=0.045A，两次电流表的示数太小，相差不大，不易读出示数，所以不能测出Rx阻值，故D不可行。
3.C 4.C 5.A
6.B 提示：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器Rx串联，电流表串联在电路中，电压表测R0两端的电压。
（1）当油量增加时，浮标上移，在杠杆的作用下滑片下移，变阻器Rx接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，故A错误；
由I=可知，电路中的电流增大，即电流表的示数增大，故D错误；
由U=IR可知，R0两端的电压增大，即电压表的示数增大，故B正确；
（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：I=，
电压表的示数：U0=IR0=R0，
因U0与Rx不成正比，所以，电压表改装成油量表时，刻度不均匀，故C错误。
7.小 串 小 大 并 小
8.12 会
9.不能 因为开关S从2转换到1，电压表的正、负接线柱接反了
10.30 10
11.a Rx U1R0/U2 误差
12.Rx+RA
13.大 小
14.（1）如图所示 （2）按照图所示的电路图连接电路，闭合开关S，读出电流表示数I1、I2，据U=R0I1=RxI2,求出Rx= R0I1/ R0
15.(l）调节滑动变阻器，读出电压表V1、V2的示数分别为U1、U2
(2 ) R?= U2R0 /U1
(3）保护电路；可以进行多次测量
16.（1）1000Ω；（2）900Ω．
解：（1）由I=可得，该电阻的测量值：
R测===1000Ω；
（2）考虑电表电阻对实验的影响时，电压表测R与G两端的电压之和，电流变测通过它们的电流，则测量值即为R与RG的总电阻，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，待测电阻R的真实值：R真=R测﹣RG=1000Ω﹣100Ω=900Ω．