
01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航
02知識(shí)導(dǎo)圖·思維引航
03考點(diǎn)突破·考法探究
考點(diǎn)一 電流與電壓和電阻的關(guān)系
考點(diǎn)二 歐姆定律
考點(diǎn)三 電阻的測量
考點(diǎn)四 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
04題型精研·考向洞悉
題型一 電流與電壓和電阻的關(guān)系
考向01:探究電流與電壓的關(guān)系
考向02:探究電流與電阻的關(guān)系
題型二 歐姆定律
考向01:對(duì)歐姆定律公式及其變形公式的認(rèn)識(shí)
考向02:I-U關(guān)系圖像
考向03:應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行電路分析
題型三 電阻的測量
考向01:伏安法測定值電阻的阻值
考向02:伏安法測小燈泡發(fā)光時(shí)電阻
題型四 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
考向01:利用歐姆定律進(jìn)行定性分析
考向02:利用歐姆定律進(jìn)行定量分析
05分層訓(xùn)練·鞏固提升
基礎(chǔ)鞏固
能力提升
考點(diǎn)一 電流與電壓和電阻的關(guān)系
一、探究電流與電壓關(guān)系
1.實(shí)驗(yàn):探究電流與電壓的關(guān)系
2.注意事項(xiàng)
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);
(2)為了使得出的結(jié)論更具有普遍性,可換用5Ω、15Ω的電阻重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟;
(3)實(shí)驗(yàn)中可以通過改變串聯(lián)的干電池的個(gè)數(shù)或調(diào)節(jié)學(xué)生電源的電壓,但實(shí)驗(yàn)時(shí)常采用移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P來達(dá)到改變電壓的目的;
(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí),要緩慢移動(dòng)滑片,防止電壓表、電流表示數(shù)變化過快;
(5)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片過程中,眼睛要緊盯電壓表,當(dāng)電壓表示數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí),停止移動(dòng)滑片,記錄電流表的示數(shù)。
二、探究電流與電阻關(guān)系
考點(diǎn)二 歐姆定律
一、歐姆定律
二、利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算
1.利用歐姆定律分析或計(jì)算:歐姆定律反映了同一導(dǎo)體中電流、導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體的電阻三者之間的關(guān)系。對(duì)于同一導(dǎo)體,只要知道電流、電壓和電阻中的兩個(gè)量,就可以根據(jù)公式及其變形公式求出第三個(gè)量。
2.利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算的一般步驟
第一步:若題干中無電路圖,根據(jù)題意畫出電路圖,并在電路圖上標(biāo)記出已知量和待求量;
第二步:明確電路的連接方式,各電表測量的對(duì)象;
第三步:根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律,列方程求解;
第四步:討論結(jié)果的合理性,得出答案。
3.利用歐姆定律解題時(shí)應(yīng)注意的問題
考點(diǎn)三 電阻的測量
一、伏安法測電阻
1.伏安法測電阻注意事項(xiàng)
(1)在連接電路的過程中,接線應(yīng)有序進(jìn)行,按照電路圖從電源正極出發(fā),把干路上的各元件串聯(lián)起來,然后把電壓表并聯(lián)在待測電阻的兩端。
(2)連接實(shí)物圖時(shí),要將開關(guān)斷開。
(3)實(shí)驗(yàn)前,要將滑動(dòng)變阻器的滑片移至阻值最大處,以保證電路安全,防止開關(guān)突然閉合時(shí),產(chǎn)生瞬間電流過大而損壞電源或電表。
(4)可采用試觸法確定電表的路程。
(5)電表的正、負(fù)接線柱不能接反。
(6)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用“一上一下”的連接方式。
(7)進(jìn)行多次測量并計(jì)算電阻的平均值,可以減小誤差。
2.器材選擇原則
(1)滑動(dòng)變阻器:所選滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)接近待測電阻的阻值。
(2)電流表、電壓表量程:在不超過量程的前提下,選用小量程測得的值要比選用大量程測得值準(zhǔn)確,這是因?yàn)樾×砍痰姆侄戎敌?,?zhǔn)確的高。因此測量時(shí),能用小量程就不要大量程。
3.滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用
(1)保護(hù)電路。
(2)改變待測電阻兩端電壓,實(shí)現(xiàn)多次測量。
4.常見故障分析:在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)故障后要先斷開開關(guān),再分析查找故障原因,常見的故障及其現(xiàn)象如下表所示:
5.伏安法測定值電阻阻值和測小燈泡電阻的異同
二、特殊方法測電阻:用伏安法測電阻時(shí),需要同時(shí)使用電壓表和電流表,如果只有電流表或電壓表,則可借助一已知電阻的定值電阻、滑動(dòng)變阻器或電阻箱,巧妙利用串、并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律測出未知電阻的阻值。
1.伏阻法:只用電壓表和已知阻值的電阻測量未知電阻。
2.安阻法:只用電流表和已知阻值的電阻測量未知電阻。
3.等效替代法:利用電流表(或電壓表)和電阻箱測量未知電阻的方法。
考點(diǎn)四 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
一、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用
1.串聯(lián)電路中電流的計(jì)算:如圖所示,根據(jù)串聯(lián)電路中電流的規(guī)律,通過各個(gè)用電器的電流都相同,都是I。
。
串聯(lián)電路中,通過各個(gè)電阻的電流或串聯(lián)電路的電流,等于電源兩端電壓除以各個(gè)電阻之和。
2.串聯(lián)電路的電阻關(guān)系:以兩個(gè)電阻串聯(lián)為例,如圖所示,兩個(gè)電阻阻值分別為R1、R2串聯(lián)電路兩端電壓為U,電路中的電流為I,R1、R2串聯(lián)后的總電阻為R。
R=R1+R2。串聯(lián)電路的總電阻等于各個(gè)電阻之和。
3.串聯(lián)電路中電阻的分壓作用
如圖所示,R1、R2串聯(lián),根據(jù)歐姆定律可知U1=IR1,U2=IR2,所以;
即,串聯(lián)電路中各電阻兩端電壓與其阻值成正比。
二、歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用
1.并聯(lián)電路電流的計(jì)算:如圖所示,根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,電阻R1、R2兩端電壓都等于電源電壓U。
由歐姆定律可知,;
當(dāng)電阻R1的阻值發(fā)生變化,而電阻R2阻值不變時(shí),因電源電壓U不變,所以I1會(huì)變化,I2不變;
根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律,有:I=I1+I2,干路電流也會(huì)變化。
總結(jié):當(dāng)并聯(lián)電路的一個(gè)支路的電阻改變時(shí),這個(gè)支路的電壓不變,電流會(huì)變化,干路電流也會(huì)變化,但另一個(gè)支路的電流和電壓都不變。
2.并聯(lián)電路的電阻關(guān)系:以兩個(gè)電阻的并聯(lián)為例。如圖所示,兩個(gè)并聯(lián)的電阻分別為R1、R2,并聯(lián)電路兩端電壓為U,通過R1、R2的電流分別為I1、I2,干路中電流為I,R1、R2并聯(lián)后的總電阻(等效電阻)為R。
由歐姆定律可知,,
因?yàn)镮=I1+I2,所以,即。
結(jié)論:并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。
3.并聯(lián)電路中電阻的分流作用
如圖所示,R1與R2并聯(lián),根據(jù)歐姆定律可知,所以;
即:并聯(lián)電路中,通過各支路的電流與其電阻成反比。
題型一 電流與電壓和電阻的關(guān)系
考向01:探究電流與電壓的關(guān)系
【例1】(2024·廣東廣州·二模)某同學(xué)在探究通過電阻的電流跟電阻兩端電壓的關(guān)系時(shí),將儀器連接成如圖所示的電路(其中滑動(dòng)變阻器的連線沒有畫出)。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線把滑動(dòng)變阻器正確接入電路中。
(2)合上開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),無論怎樣移動(dòng)滑片P,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)且一直不變,電流表的示數(shù)一直為零,則該同學(xué)可以初步判斷電路可能存在 問題。
a.導(dǎo)線a斷路 b.滑動(dòng)變阻器斷路 c.電阻斷路 d.電流表斷路
(3)解決問題后,實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖中描點(diǎn)并作出 U﹣I 圖線。
【答案】(1)
(2)c
(3)
【詳解】(1)變阻器按一下一上連入電路中與電阻串聯(lián),如下所示:
(2)a.如果導(dǎo)線a斷路,整個(gè)電路斷路,兩表都沒有示數(shù),故a不符合題意;
b.如果滑動(dòng)變阻器斷路,整個(gè)電路斷路,兩表都沒有示數(shù),故b不符合題意;
c.如果電阻斷路,電流表沒有示數(shù),電壓表與電源連通,電壓表測電源電壓,電壓表有示數(shù),保持不變,故c符合題意;
d.如果電流表斷路,整個(gè)電路斷路,兩表都沒有示數(shù),故d不符合題意。
故選c;
(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),在坐標(biāo)圖中描出(0.1A,0.5V)、(0.2A,1.0V)、(0.3A,1.5V)(0.4A,2.0V)、(0.5A,2.5V)各點(diǎn),然后連接各點(diǎn)畫出圖象,如下圖所示:
【例2】(2024·廣東深圳·三模)在“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小明用恒為4.8V的電源、電阻箱、滑動(dòng)變阻器(60Ω 0.6A)、電壓表、電流表、導(dǎo)線若干做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于 端;
(2)控制電阻箱接入電路的阻值R一定,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,測得數(shù)據(jù)如表一所示,其中第4次實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表指針如圖乙所示,其示數(shù)為 V,這是在“探究通過導(dǎo)體的電流與 的關(guān)系”;
(3)控制電壓表的示數(shù)U一定,移動(dòng)變阻器滑片P和改變電阻箱R接入電路的阻值,測得數(shù)據(jù)如表二所示,分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 ;
(4)按照上述的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行更多的數(shù)據(jù)探究,電阻箱接入電路的阻值不能超過 Ω。
【答案】 右 2.5 電壓 反比 100
【詳解】(1)[1]為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到阻值最大處,即最右端。
(2)[2][3]由圖甲可知,電壓表的量程是0~3V,分度值是0.1V,由圖乙可知,電壓表的示數(shù)是2.5V,由表中數(shù)據(jù)可知,電阻的阻值不變,改變電壓表的示數(shù),得到對(duì)應(yīng)的電流值,探究電流和電壓的關(guān)系。
(3)[4]由表中數(shù)據(jù)可知,電壓表的示數(shù)保持
UV=I1R1=0.6A×5Ω=3V
不變,可以得到電壓一定,電流和電阻成反比。
(4)[5]多次改變電阻箱接入電路的電阻值,移動(dòng)變阻器的滑片P,保持電壓表示數(shù)為3V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動(dòng)變阻器分得的電壓
U滑=U-UV=4.8V-3V=1.8V
滑動(dòng)變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的
根據(jù)分壓原理,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大為60Ω時(shí),電阻箱連入電路中的電阻為
即為完成該實(shí)驗(yàn),電阻箱接入電路的阻值不能超過100Ω。
考向02:探究電流與電阻的關(guān)系
【例3】(2024·廣東惠州·二模)小明利用4節(jié)新干電池,阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻,銘牌上標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器等實(shí)驗(yàn)器材“探究電流與電阻關(guān)系”。
(1)小明連接好如圖所示的電路,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中有一處連接帶誤,請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確 ;
(2)電路改接正確后,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最 (選填“左”或“右”)端,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),此時(shí)電路的故障可能是定值電阻 路;
(3)小明將10Ω的定值電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4V,讀出并記錄電流表示數(shù);保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻后,直接閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)將 (選填“大于”、“小于”或“等于”)4V,此時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片在原來基礎(chǔ)上向 (選填“左”或“右”)端移動(dòng),直到電壓表的示數(shù)再次達(dá)到 ,記錄電流表的示數(shù);
(4)當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時(shí),無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是 (寫出一條即可);
(5)完成實(shí)驗(yàn)探究后,小明得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 。
【答案】 左 斷 大于 左 4V 滑動(dòng)變阻器最大阻值太小 反比
【詳解】(1)[1]在探究電流與電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)與定值電阻串聯(lián),電壓表與定值電阻并聯(lián),故正確接法如圖所示:
(2)[2]閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值的位置,故應(yīng)滑到最左端。
[3]電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),說明可能電路中電壓表并聯(lián)的位置出現(xiàn)了斷路,故故障可能是定值電阻斷路。
(3)[4][5][6]把定值電阻換大后,根據(jù)分壓關(guān)系,定值電阻兩端電壓將變大,故將大于4V;此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值大小,使其阻值增大,即向左移動(dòng),電路電流變小,定值電阻兩端也將隨著變小直到再次達(dá)到與原來電壓相等,都等于4V,再記錄電流表的示數(shù)。
(4)[7]將定值電阻換成50Ω接入電路時(shí),由分壓關(guān)系可知此時(shí)為了使定值電阻電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)該調(diào)大,都無論怎樣調(diào)節(jié)都無法使定值電阻兩端電壓調(diào)回4V,原因可能是滑動(dòng)變阻器最大阻值太小。
(5)[8]根據(jù)歐姆定律可知,導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
【例4】(2024·廣東深圳·三模)為了探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”,小楠采用了圖甲所示的電路圖。實(shí)驗(yàn)供選擇的定值電阻有5個(gè),阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,兩個(gè)滑動(dòng)變阻器(:“10Ω 2A”和:“20Ω 1A”),電源電壓恒為3V。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中電路連接完整(要求閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大) ;
(2)若實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表和電壓表的位置互換了,會(huì)導(dǎo)致 (選填“電流表”或“電壓表”)無示數(shù);
(3)小楠換用不同阻值的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),畫出如圖乙所示的圖像,由圖像可以得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí), ;
(4)要完成5組數(shù)據(jù),所選用的滑動(dòng)變阻器是 (選填“”或“”);
(5)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小楠還想測出額定電壓為的某一小燈泡的額定電功率,他另選實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路,實(shí)驗(yàn)步驟如下:(電源電壓恒定不變,為定值電阻且阻值已知)
①連接好實(shí)驗(yàn)電路,閉合開關(guān),將開關(guān)撥到觸點(diǎn)2,移動(dòng)滑片,使電壓表的示數(shù)為;
②將開關(guān)撥到觸點(diǎn)1,滑片不動(dòng),讀出電壓表的示數(shù)為U;
③小燈泡額定功率的表達(dá)式為 (用已知量和測量量表示)。
【答案】 見解析 電流表 電流與電阻成反比
【詳解】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中,定值電阻與變阻器串聯(lián),電壓表測量定值電阻的電壓,電流表測量電路電流。要求閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大,則變阻器的左下接線柱接入電路中,如圖所示:
(2)[2]若實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表和電壓表的位置互換了,則電壓表串聯(lián)在電路中,電流表與定值電阻并聯(lián),由于電壓表電阻非常大,則會(huì)導(dǎo)致電流表無示數(shù)。
(3)[3]小楠換用不同阻值的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),畫出如圖乙所示的圖像,由圖像可以得出當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),電流與電阻的乘積為定值,則可得結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),電流與電阻成反比。
(4)[4]由圖像與歐姆定律得,定值電阻的電壓控制為
變阻器的電壓為
由串聯(lián)電路電流特點(diǎn)與歐姆定律得
當(dāng)接入25Ω定值電阻時(shí),變阻器接入電路中電阻為
要完成5組數(shù)據(jù),所選用的滑動(dòng)變阻器是。
(5)[5]①連接好實(shí)驗(yàn)電路,閉合開關(guān),將開關(guān)撥到觸點(diǎn)2,燈泡與R0串聯(lián),電壓表測量燈泡電壓,移動(dòng)滑片,使電壓表的示數(shù)為,此時(shí)燈泡正常發(fā)光。
②將開關(guān)撥到觸點(diǎn)1,電路連接方式不變,電壓表測量燈泡電壓,滑片不動(dòng),燈泡正常發(fā)光,出電壓表的示數(shù)為U;由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)得,R0的電壓為
燈泡的額定電流為
③小燈泡額定功率的表達(dá)式為
題型二 歐姆定律
考向01:對(duì)歐姆定律公式及其變形公式的認(rèn)識(shí)
【例1】根據(jù)下列一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是( )。
A.導(dǎo)體電阻一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體的電流成正比;
B.導(dǎo)體電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
C.導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻跟通過導(dǎo)體的電流成反比;
D.導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比
【答案】B。
【解析】觀察表格中數(shù)據(jù),導(dǎo)體的電阻保持10Ω不變,導(dǎo)體兩端的電壓增大為原來的幾倍,電流也增大為原來的幾倍,則可得導(dǎo)體電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選B。
【例2】根據(jù)歐姆定律的公式及其推導(dǎo)式,下列說法正確的是( )。
A.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與通過導(dǎo)體的電流成反比;
B.當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為零時(shí),其電阻值也變?yōu)榱悖?br>C.對(duì)于同一導(dǎo)體,通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比;
D.導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其電阻成正比
【答案】C。
【解析】AB.電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性,與導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度、溫度有關(guān);與導(dǎo)體兩端的電壓、電流無關(guān),故AB錯(cuò)誤;
CD.根據(jù)歐姆定律的內(nèi)容可知:電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比;導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其電阻成反比,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。
考向02:I-U關(guān)系圖像
【例3】(2024·廣東云浮·一模)定值電阻、的圖像如下題圖所示,定值電阻、的阻值之比是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【詳解】當(dāng)電路中的電流為0.1A時(shí),R1兩端的電壓為4V,R2兩端的電壓為2V,定值電阻、的阻值之比是
故B符合題意;ACD不符合題意。
故選B。
【例4】(2024·廣東清遠(yuǎn)·一模)如圖為電阻A和B的I-U圖像。若將A、B并聯(lián)接入電源兩端,閉合開關(guān)后,測得干路電流為0.6A,則電源電壓是 V;A、B的電阻之比是 ;若將A、B串聯(lián)接入某電源兩端,則閉合開關(guān)后,它們兩端的電壓之比是 。
【答案】 2 1∶2 1∶2
【詳解】[1][2]因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,兩電阻并聯(lián)時(shí),它們兩端的電壓相等,由圖象可知,當(dāng)電源電壓
U=UA=UB=2V時(shí),IA=0.4A,IB=0.2A,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流
I=IA?+IB=0.4A+0.2A=0.6A由可得,兩電阻的阻值之比
[3]兩電阻串聯(lián)時(shí),因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,由U=IR可得,兩電阻兩端的電壓之比
考向03:應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行電路分析
【例5】(2024·廣東東莞·一模)如圖所示電路,閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片從中點(diǎn)向左滑動(dòng)。下列說法正確的是( )
A.電壓表V的示數(shù)變大
B.電流表A1的示數(shù)變小
C.電流表A1與電流表A2示數(shù)的差變大
D.電壓表V與電流表A2示數(shù)的比值變小
【答案】B
【詳解】由電路圖可知,兩電阻并聯(lián),電壓表V測電源的電壓,電流表A1測干路電流,電流表A2測滑動(dòng)變阻器支路的電流;電源的電壓保持不變,移動(dòng)滑片時(shí),電壓表V的示數(shù)不變,并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,移動(dòng)滑片時(shí),通過定值電阻的電流不變;將滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)向左移動(dòng)過程中,接入電路中的電阻變大,根據(jù)可知,該支路的電流變小,即電流表A2的示數(shù)變小;并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,干路電流變小,即電流表A1的示數(shù)變小,電流表A1與電流表A2示數(shù)的差等于通過定值電阻的電流,則電流表A1與電流表A2示數(shù)的差值不變;電壓表的示數(shù)不變,電流表A2的示數(shù)變小,電壓表V與電流表A2示數(shù)的比值變大,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選B。
【例6】如圖甲的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后,滑片P由b端移到a端,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示,則電源電壓U為 V,定值電阻R0的阻值是 Ω,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是 Ω。
【答案】 9 6 12
【詳解】[1]由圖甲知道,閉合開關(guān),電阻和變阻器串聯(lián),電壓表測R0兩端電壓,電流表測串聯(lián)電路中的電流。當(dāng)變阻器的滑片接在a端時(shí),電路中只有定值電阻,根據(jù)歐姆定律可知,此時(shí)通過電路的電流最大,電壓表的示數(shù)為電源電壓,由圖乙知道,電源電壓U=9V。
[2]根據(jù)歐姆定律知道,定值電阻的阻值
[3]當(dāng)變阻器的滑片接在b端時(shí),滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián),串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,此時(shí)電路中總電阻最大,根據(jù)歐姆定律可知,此時(shí)通過電路的電流最小,則電路的總電阻
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值
R最大=R總-R0=18Ω-6Ω=12Ω
題型三 電阻的測量
考向01:伏安法測定值電阻的阻值
【例1】(2024·廣東珠海·二模)某小組進(jìn)行“測量定值電阻R的阻值”實(shí)驗(yàn)。
(1)連接電路前,檢查電流表指針位置如圖甲所示,此時(shí)需要進(jìn)行的操作是 ;
(2)實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示,請(qǐng)把圖乙的實(shí)物圖補(bǔ)充完整,要求開關(guān)閉合時(shí)電流表示數(shù)最小(導(dǎo)線不能交叉) ;
(3)小組設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格如下表,表中①處應(yīng)填寫的內(nèi)容是:① ;
(4)某次測量時(shí),電壓表的示數(shù)如圖丙所示為 V,電流表的示數(shù)為0.4A,則本次測得R的阻值為 Ω;
(5)在實(shí)驗(yàn)中,若電壓表突然損壞,已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R,電源電壓恒定,小珠設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路圖測出Rx的阻值。請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整:
①閉合開關(guān)S, ,讀出電流表示數(shù)I1,則電源電壓U=I1Rx;
②將變阻器的滑片移至最左端,讀出電流表示數(shù)I2;
③Rx的表達(dá)式:Rx= (用I1、I2和R表示)。
【答案】(1)將電流表調(diào)零
(2)
(3)R平/Ω
(4) 2.4 6
(5) 將變阻器的滑片移至最右端
【詳解】(1)在實(shí)驗(yàn)前檢查實(shí)驗(yàn)器材時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表指針位置如圖甲所示,電流表指針偏向了零刻度線左側(cè),說明電流表使用前沒有調(diào)零,需要進(jìn)行的操作是對(duì)電流表進(jìn)行調(diào)零。
(2)滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)接入電路中,開關(guān)閉合時(shí)電流表示數(shù)最小,變阻器連入電路的電阻最大,連接變阻器的右下方的接線柱,如圖所示:
(3)為減小誤差,應(yīng)多次測量取平均值,故①處應(yīng)填寫的內(nèi)容為電阻的平均值R平/Ω。
(4)[1]由圖丙可知,電壓表的量程是0~3V,分度值是0.1V,電壓表的示數(shù)是2.4V。
[2]R的阻值為
(5)[1]閉合開關(guān)S,將變阻器的滑片移至最右端,此時(shí)R=0,由歐姆定律知,電源電壓為
U=I1Rx
[2]將變阻器的滑片移至最左端,由歐姆定律知,電源電壓為
U=I2(R+Rx)
聯(lián)立以上兩式可得。
【例2】(2024·廣東茂名·模擬預(yù)測)小明利用伏安法測量未知定值電阻Rx的阻值,圖甲是他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路。
(1)如圖甲已連接的部分實(shí)驗(yàn)電路,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路的連接;
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P置于 (選填“A/B”)端;
(3)第二次測量電流表數(shù)如圖乙所示,為 A;R均= Ω(保留整數(shù));取平均值作為測量結(jié)果,其目的是 ;
(4)測完第二組數(shù)據(jù)后,變阻器滑片向 (A/B)移動(dòng)得到第三組數(shù)據(jù)。
(5)小明測出Rx的阻值后,在拆除電路時(shí),發(fā)現(xiàn)電池陳舊,他想知道變阻器的最大阻值,于是他又組裝電路,電路圖如圖丙所示,他想了一想,Rx的阻值已知,用此電路也能測出滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
①閉合S,把變阻器滑片P移到最左端,電壓表示數(shù)為U1;
②閉合S,把變阻器滑片P移到最右端,電壓表示數(shù)為U2;
③變阻器的最大阻值R?的表達(dá)式:R0= (用測量值U1、U2及Rx表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 0.2 10 減小誤差
(4)A
(5)?Rx
【詳解】(1)由圖甲可知,電源為兩節(jié)干電池串聯(lián),即3V,故電壓表選用小量程并聯(lián)在Rx兩端,如圖:
(2)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P置于阻值最大處,即B端。
(3)[1][2][3]第二次測量電流表數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.2A,則第二次電阻值為
為了減小誤差,求平均值作為Rx的阻值,則Rx的阻值為
(4)由表中數(shù)據(jù)可知,Rx兩端電壓增大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小,根據(jù)分壓原理,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小,故測完第二組數(shù)據(jù)后,變阻器滑片向A移動(dòng)得到第三組數(shù)據(jù)。
(5)在步驟①中,電路為只有Rx的簡單電路,電壓表測電源電壓為U1;
在步驟②中,Rx與滑動(dòng)變阻器最大阻值串聯(lián),電壓表測Rx兩端電壓為U2,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動(dòng)變阻器兩端電壓為
根據(jù)分壓原理可知
即
解得
考向02:伏安法測小燈泡發(fā)光時(shí)電阻
【例3】(2024·廣東深圳·一模)在測量標(biāo)有2.5V字樣的小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,圖甲是小明連接好的實(shí)物電路。
(1)要用電壓表測量小燈泡兩端的電壓,圖甲電路中有一處導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確;
(2)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最 選填(“左”或“右”)端;
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是 (填序號(hào));
A.檢查電路是否開路 B.檢查電路是否短路 C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(4)多次改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,小明記錄了多組電壓U、電流I的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù),然后畫出小燈泡的U-I曲線如圖乙所示,符合實(shí)際的是 ;
(5)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后,小明發(fā)現(xiàn)電流表損壞了,他利用一阻值已知的定值電阻R0也能測量出已知額定電壓為U額的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,如圖丙所示;
①閉合開關(guān)S1、S2,斷開S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電表的示數(shù)為 ;
② ,保持滑片的位置不動(dòng),讀出電表的示數(shù)為U1;
③小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為RL= 。(用已知量和測量量表示)
【答案】 左 C A 閉合開關(guān)、S,斷開
【詳解】(1)[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知嗎,電路為串聯(lián)電路,電壓表測燈泡兩端電壓,因此正確的連接如下圖所示:
(2)[2]開關(guān)閉合前為了保護(hù)電路,滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大,因此應(yīng)移至阻值最大處,即最左端。
(3)[3]閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,可能是電路中電阻過大導(dǎo)致電流過小,因此接下來應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,觀察燈泡是否發(fā)光,故C符合題意,AB不符合題意。
故選C。
(4)[4]因?yàn)闊襞蓦娮枋軠囟鹊挠绊憰?huì)發(fā)生改變,且隨時(shí)間時(shí)間的增長,溫度升高,電阻變大,電流隨電壓增大變化的越來越慢。故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
(5)[5]閉合開關(guān)S1、S2,斷開S,電路為三個(gè)用電器串聯(lián),電壓表測燈泡兩端電壓,由于要測量燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,因此移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電表的示數(shù)為U額。
[6][7]保持電路連接的方式不變,此時(shí)讓電壓表測量燈泡和定值電阻的總電壓,因此應(yīng)閉合開關(guān)S1、S,斷開S2,可得定值電阻兩端電壓為
電路中的電流為
小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為
【例4】(2024·廣東深圳·一模)小明用如圖甲電路做“伏安法測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”,小燈泡標(biāo)有“2.5V”。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整(要求:滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),小燈泡的亮度變亮);
(2)連接完電路,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡未亮,電壓表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大刻度的右邊,出現(xiàn)這種情況的原因可能是 ;
(3)排除故障后閉合開關(guān),移動(dòng)滑片至某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)小燈泡兩端電壓為 V;為了測量小燈泡正常工作時(shí)的電阻,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向 (選填“左”或“右”)移動(dòng)。直至電壓表的示數(shù)為2.5V,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.25A,則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為 Ω;
(4)小明將甲圖中的小燈泡換成定值電阻,進(jìn)行“探究電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。將電源電壓調(diào)節(jié)為6V后保持不變,依次將三個(gè)不同的定值電阻接入電路,并記錄對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)畫出了如圖丙所示圖像。
①分析圖像可知:電壓一定時(shí),電流與電阻成 比;
②每次記錄數(shù)據(jù)時(shí),電壓表示數(shù)為 V;
③小明計(jì)劃補(bǔ)充一組40Ω定值電阻的數(shù)據(jù),接入電路后,發(fā)現(xiàn)無法完成上述探究。在可以改變電壓表和電流表量程,但不改變電路且不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下,為順利得到這四個(gè)電阻的I、R數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn),定值電阻兩端所保持電壓的取值范圍是 。
【答案】(1)
(2)小燈泡斷路
(3) 2.8 左 10
(4) 反 3 4~5V
【詳解】(1)滑動(dòng)變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中,且滑片向右移動(dòng),燈泡變亮,說明電路的電流增大,電阻減小,接右下接線柱如圖所示
(2)連接完電路,閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn),小燈泡不亮,說明電路中可能存在斷路,電壓表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大刻度的右邊,說明電壓表與電源相連接,所以故障是與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路。
(3)[1][2]電壓表使用0~3V量程,分度值為0.1V,電壓為2.8V;要使燈泡正常工作,燈泡兩端電壓從2.8V減小到2.5V,電路電流要減小,總電阻要增大,滑動(dòng)變阻器的電阻要增大,滑片向左端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)為2.5V為止。
[3]由可得,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻
(4)[1][2]分析丙圖可知,當(dāng)電阻越小時(shí),電流越大;其中電流與電阻的乘積為
電流與電阻的乘積為定值,電壓表示數(shù)為2V,電壓一定時(shí),電流與電阻成反比。
[3]由上述分析可知,定值電阻兩端電壓保持3V不變,滑動(dòng)變阻器允許通過最大電流為1A,若電流表選用大量程,則電路允許通過最大電流為1A,根據(jù)歐姆定律可知,此時(shí)電路電阻最小,對(duì)應(yīng)定值電阻為最小阻值
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最小,分得的電壓最小,故定值電阻的最大電壓為
但滑動(dòng)變阻器最大值接入電路時(shí),分得的電壓最大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,定值電阻兩端電壓最小,假設(shè)定值電阻兩端最小電壓為UV,則滑動(dòng)變阻器分得電壓為
U滑=U-UV
根據(jù)串聯(lián)分壓原理有
等式左邊為一定值,故右邊也為一定值,故當(dāng)定值電阻最大為40Ω時(shí),變阻器接入電阻因?yàn)樽畲?,?br>解得:UV=4V,故在可以改變電壓表和電流表量程,但不改變電路且不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下,為順利得到這四個(gè)電阻的I、R數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn),定值電阻兩端所保持電壓的取值范圍是4~5V。
題型四 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
考向01:利用歐姆定律進(jìn)行定性分析
【例1】(2024·廣東中山·三模)如題圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)后,滑片向左滑時(shí),下列說法正確的是( )
A.燈的亮度變大,電流表的示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大
B.燈的亮度不變,電流表的示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變大
C.電壓表與電流表的比值不變,燈的亮度變亮
D.電壓表與電流表的比值變大,燈的亮度變暗
【答案】B
【詳解】AB.由圖可知,小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測滑動(dòng)變阻器右邊部分電阻兩端的電壓,電流表測電路中的電流。閉合開關(guān)后,滑片向左滑時(shí),不改變接入電路的阻值,電源電壓不變,由歐姆定律可知電路中的電流不變,即電流表示數(shù)不變,所以燈泡亮度不變;滑片向左滑時(shí),右邊部分電阻增大,根據(jù)分壓原理,則電壓表示數(shù)變大,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.電流表示數(shù)不變,則燈泡亮度不變;電壓表示數(shù)變大,則電壓表與電流表的比值變大,故CD錯(cuò)誤。
故選B。
【例2】(2024·廣東汕頭·一模)如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R2的滑片P向右移動(dòng)時(shí),電流表A1的示數(shù)將 ,電壓表V的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)的比值 。(以上兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)。當(dāng)滑片P移到某一位置時(shí),兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,則此時(shí)R1∶R2= 。
【答案】 變小 不變 4∶1
【詳解】[1]由電路圖知,開關(guān)閉合,兩個(gè)電阻并聯(lián)在電路,電流表A1測干路的電流,A2測通過R1的電流,電壓表測電源電壓?;蛴乙苿?dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,電源電壓不變,通過變阻器R2的電流變小,而R1支路的電流不變,所以干路的電流變小,即A1的示數(shù)變小。
[2]電壓表V的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)的比值等于R1的阻值,R1的電阻保持不變,所以兩者的比值不變。
[3]兩電流表指針偏轉(zhuǎn)角度相同時(shí),據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知,A1選用大量程,A2選用小量程,則I1∶I2=5∶1,所以
IR2∶IR1=IR2∶I2=(I1-I2)∶I2=(5-1)∶1=4∶1
據(jù)得
R1∶R2=IR2∶IR1=4∶1
考向02:利用歐姆定律進(jìn)行定量分析
【例3】(2024·廣東東莞·一模)如題圖甲所示是定值電阻R和標(biāo)有“8V;0.5A”字樣的小燈泡L的I-U關(guān)系圖像,小明將定值電阻和小燈泡接到圖乙所示的電路中,閉合開關(guān)S,下列選項(xiàng)中正確的是( )
A.向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),燈泡變亮
B.電壓表的示數(shù)為8V時(shí),燈絲電阻為16Ω
C.電壓表的示數(shù)為8V時(shí),電源電壓等于12V
D.電壓表的示數(shù)為6V時(shí),小燈泡與定值電阻的兩端電壓之比為1∶3
【答案】D
【詳解】A.由圖乙所示的電路圖可知,定值電阻R、小燈泡L以及滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路,由圖可知向右滑動(dòng)滑片時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變大,由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知電路中的總電阻變大,由歐姆定律可知,電路中的電流變小,所以通過燈泡的電流變小,小燈泡變暗,故A錯(cuò)誤;
B.電壓表測量定值電阻R兩端電壓,電壓表示數(shù)即為定值電阻R兩端電壓的大小,由圖甲可知,當(dāng)定值電阻R兩端電壓為8V時(shí),通過它的電流為0.4A,因?yàn)槎ㄖ惦娮鑂、小燈泡L以及滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路,所以通過小燈泡L的電流也為0.4A,由圖甲可知當(dāng)通過小燈泡L的電流為0.4A時(shí),它兩端的電壓為4V,由歐姆定律可得此時(shí)小燈泡的燈絲電阻為
故B錯(cuò)誤;
C.由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,電源電壓等于定值電阻R兩端電壓、小燈泡L兩端電壓以及滑動(dòng)變阻器兩端電壓之和,當(dāng)電壓表示數(shù)為8V即定值電阻R兩端電壓為8V時(shí),由B選項(xiàng)的分析可知,此時(shí)小燈泡L兩端電壓為4V,這兩者的電壓之和就已經(jīng)是12V,而電源電壓的大小顯然要大于12V,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)甲圖可知,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V即定值電阻R兩端電壓為6V時(shí),通過定值電阻R的電流為0.3A,則由串聯(lián)電路的電流規(guī)律可得此時(shí)電路中的電流為0.3A,再結(jié)合圖甲,可知此時(shí)小燈泡L兩端電壓為2V,所以小燈泡與定值電阻的兩端電壓之比為
2V∶6V=1∶3
故D正確。
故選D。
【例4】(2024·山東臨沂·中考真題)閉合如圖甲所示電路的開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片由最右端移到最左端的過程中,電壓表與電流表的示數(shù)變化的圖象如圖乙所示。則定值電阻的阻值為 Ω,電源電壓為 V.
【答案】 3 1.5
【詳解】[1][2]由圖知,兩電阻串聯(lián),電壓表 測量滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓,電流表測量電路的電流;滑動(dòng)變阻器的滑片由最右端移到最左端的過程中,滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值從最大變?yōu)?,從而使電路中的總電阻變小,電路中的電流變大,根據(jù)串聯(lián)分壓可知,R兩端的電壓變小直至0。由圖像可知:當(dāng)電路中的電流為0.1A時(shí),電壓表的示數(shù)為1.2V,電源電壓為
…….①
當(dāng)電路中的電流為0.5A時(shí),電壓表的示數(shù)為0,電源電壓為
…….②
聯(lián)結(jié)①②,解得
基礎(chǔ)鞏固
1.(2024·廣東·模擬預(yù)測)如題圖甲所示是小明同學(xué)設(shè)計(jì)的電子溫度計(jì)電路。已知電源電壓為6V且保持不變,R0是定值電阻,Rt是熱敏電阻,其阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示,電壓表選用“0~3V”的量程。當(dāng)環(huán)境溫度為0℃時(shí),電壓表的示數(shù)為1V。下列說法正確的是( )
A.定值電阻的阻值為10Ω
B.當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí),電壓表示數(shù)變大
C.當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),電路消耗的總功率變小
D.為了不損壞元件,該溫度計(jì)可測量的最高溫度為100℃
【答案】A
【詳解】A.由電路圖可知,R0與Rt串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測量R0兩端的電壓,當(dāng)環(huán)境溫度為0℃時(shí),電壓表的示數(shù)為1V,由圖乙可知Rt的阻值是50Ω,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知R0兩端的電壓
Ut=U-U0=6V-1V=5V
由串聯(lián)分壓可知
R0=10Ω
故A正確;
B.由圖象可知,當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí),熱敏電阻Rt的阻值增大,電路的總電阻增大,由歐姆定律可知電路中的電流減小,由U=IR可知R0兩端的電壓減小,電壓表的示數(shù)減小,故B錯(cuò)誤;
C.由圖象可知,當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),熱敏電阻Rt的阻值減小,電路的總電阻減小,由歐姆定律可知電路中的電流增大,由P=UI可知電路消耗的總功率變大,故C錯(cuò)誤;
D.電壓表選用“0~3V”的量程,當(dāng)電壓表的示數(shù)是3V時(shí),由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知R0兩端的電壓
U′t=U-U′0=6V-3V=3V
由串聯(lián)分壓可知
R′t=10Ω
由圖乙可知,對(duì)應(yīng)的溫度是90℃,該溫度計(jì)可測量的最高溫度為90℃,故D錯(cuò)誤。
故選A。
2.(2024·廣東江門·三模)如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,讓開關(guān)S1和S2斷開,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P使其位于變阻器的中間某處,此時(shí)燈泡L恰好正常發(fā)光,電流表A和電壓表V均有示數(shù)、已知滑動(dòng)變阻器的總電阻大于燈泡L的電阻,不計(jì)溫度對(duì)燈泡L電阻的影響。以下判斷正確的是( )
A.若保持S1和S2斷開,讓P緩慢向右滑動(dòng),燈泡L變亮甚至可能被燒毀
B.若保持P不動(dòng),S1仍斷開,閉合S2后,A表和V表示數(shù)均變小
C.若保持P不動(dòng),同時(shí)閉合S1和S2后,A表和V表示數(shù)將變大
D.若保持S1和S2斷開,P移至最右端,V表示數(shù)變化量和A表示數(shù)變化量的比值不變
【答案】D
【詳解】A.若當(dāng)保持S1和S2斷開,小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),讓P緩慢向右滑動(dòng)時(shí),變阻器接入電路的電阻變大,電路中電流變小,燈泡中的電流減小,所以燈泡變暗,不可能被燒毀,故 A錯(cuò)誤;
B.保持P不動(dòng),S1仍斷開,閉合S2后,電阻R與R0并聯(lián),然后再與燈泡串聯(lián),電路總電阻減小,電流表測干路電流,由歐姆定律可知電流表A示數(shù)增大,電阻R與R0并聯(lián)后總電阻減小,則根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知燈泡兩端的電壓增大,即電壓表V示數(shù)變大,故B錯(cuò)誤.;
C,保持P不動(dòng),同時(shí)閉合S1和S2后,燈泡被短路,電壓表示數(shù)減小為0;電阻R與R0并聯(lián),并聯(lián)后的電阻小于R接入電路的電阻,電路中電阻變小,電流表測干路電流,由歐姆定律可知電流變大,即電流表A示數(shù)變大,故 C錯(cuò)誤;
D.若保持S1和S2斷開,L和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),讓P移至最右端,假設(shè)電流的變化量為,A表示數(shù)變化量和V表示數(shù)變化量的比值為
不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響,燈絲的電阻不變,則A表示數(shù)變化量和V表示數(shù)變化量的比值不變,故D正確。
故選D。
3.(2024·廣東深圳·二模)如圖是李明同學(xué)實(shí)驗(yàn)課上測得的兩個(gè)未知電阻R1、R2的I-U圖像。若保持6V的電源電壓不變,利用R1、R2做下面相關(guān)實(shí)驗(yàn),其中正確的是( )
A.R1與R2串聯(lián),R1兩端電壓為4V
B.R1與R2并聯(lián),電路總阻值大于5Ω
C.R1與R2串聯(lián),電流為0.4A
D.R1與R2并聯(lián),總電流為1.2A
【答案】C
【詳解】AC.根據(jù)圖像結(jié)合歐姆定律可得兩電阻的阻值
R1與R2串聯(lián)串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,根據(jù)歐姆定律可得通過電路的電流
R1兩端電壓為
故A錯(cuò)誤,C正確;
BD.R1與R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律可得電路總阻值
此時(shí)通過電路的電流
故BD錯(cuò)誤。
故選C。
4.(2024·山東菏澤·中考真題)如圖所示,電源電壓恒定。下列說法正確的是( )
A.只閉合,電阻R與燈泡L并聯(lián)
B.只閉合,電壓表測量電阻R兩端電壓
C.先閉合,再閉合,燈泡L亮度變大
D.先閉合,再閉合,電流表示數(shù)變大
【答案】C
【詳解】AB.只閉合,電路依次經(jīng)過電阻R與燈泡L回到負(fù)極,電阻R與燈泡L串聯(lián),電壓表并聯(lián)在電源兩端,測電源電壓,故AB錯(cuò)誤;
CD.先閉合,電阻R與燈泡L串聯(lián),電流表測電路電流,有示數(shù),再閉合,電阻R與電流表被短路,則電流表無示數(shù),所以電流表示數(shù)變小,總電阻變小,根據(jù),電路中電流變大,則燈泡L亮度變大,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
5.(2024·山東濟(jì)南·中考真題)某學(xué)習(xí)小組連接了如圖所示的實(shí)物電路,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P的過程中,關(guān)于電流表的示數(shù)、電流表的示數(shù)以及燈泡的亮度,可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是( )
A.變大,變小,燈泡亮度不變B.變小,變大,燈泡亮度變暗
C.變小,變小,燈泡亮度不變D.變大,變大,燈泡亮度變亮
【答案】C
【詳解】如圖,燈泡于滑動(dòng)變阻器并聯(lián),電流表A2在干路,測干路電流;電流表A1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),測變阻器的電流;閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P的過程中,電流表的示數(shù)發(fā)生變化,由于并聯(lián)電路各支路互不影響,通過燈泡的電流不變,燈泡的亮度不變;由于干路電流等于支路電流之和,因此電流表的示數(shù)發(fā)生變化,若變小,干路電流也變小,燈泡亮度不變,故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
6.(2024·四川巴中·中考真題)如圖所示電路,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片逐漸向左移動(dòng)。下列說法正確的是( )
A.電壓表示數(shù)增大B.電流表示數(shù)減小
C.電壓表與電流表示數(shù)的比值不變D.電壓表與電流表示數(shù)的比值變小
【答案】D
【詳解】AB.由圖可知燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測量滑動(dòng)變阻器的電壓,電流表測電路中的電流;閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片逐漸向左移動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入的電阻變小,電路的總電阻減小,根據(jù)歐姆定律知,電流變大;根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律知,滑動(dòng)變阻器分得的電壓減小,故電壓表示數(shù)減小,故AB錯(cuò)誤;
CD.根據(jù)歐姆定律知,電壓表與電流表示數(shù)的比值表示滑動(dòng)變阻器的電阻,而滑動(dòng)變阻器連入的電阻變小,故比值變小,故D正確,C錯(cuò)誤。
故選D。
7.(2024·陜西·中考真題)小明在課外實(shí)踐活動(dòng)中設(shè)計(jì)了一款臺(tái)秤,其顯示端由電壓表表盤改裝而成,電路設(shè)計(jì)如圖所示。閉合開關(guān)S,關(guān)于該臺(tái)秤的分析正確的是( )
A.保持阻值不變,被測物體質(zhì)量變小時(shí),電路中電流變大
B.保持阻值不變,被測物體質(zhì)量變大時(shí),電壓表示數(shù)變小
C.若需要使臺(tái)秤的分度值變小,可以將滑片向左滑動(dòng)
D.若臺(tái)秤測量值偏小,可以將滑片向右滑動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)
【答案】D
【詳解】分析電路可知,閉合開關(guān)S后,、串聯(lián),電壓表測上半段電阻絲分得的電壓。
A.閉合開關(guān)S,由題圖可知,保持阻值不變,被測物體質(zhì)量變小時(shí),滑片向上移動(dòng),由于電壓表與滑片串聯(lián),電壓表的內(nèi)阻很大,此時(shí)移動(dòng)滑片也不會(huì)改變連入電路的阻值,由于電源電壓不變,與連入電路的阻值不變,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流不變,故A錯(cuò)誤;
B.保持阻值不變,被測物體質(zhì)量變大時(shí),滑片向下移動(dòng),電壓表所測上半段電阻絲的電阻變大,由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,此時(shí)電壓表的示數(shù)變大,故B錯(cuò)誤;
C.滑片向左滑,接入電路電阻變大,由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知,分到的電壓變小,測量相同質(zhì)量物體時(shí),電壓表示數(shù)變小,分度值變大,故C錯(cuò)誤;
D.若臺(tái)秤測量值偏小,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知,可以將滑片向右滑動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn),這時(shí)連入電路的電阻變小,兩端的電壓變大,臺(tái)秤的測量值會(huì)變大,故D正確。
故選D。
8.(2024·廣東汕頭·一模)如圖甲,粗細(xì)均勻的電阻絲AB長為L,當(dāng)電阻絲AB兩端的電壓為3V時(shí),通過它的電流為0.2A,則其電阻為 Ω;當(dāng)電阻絲AB兩端的電壓為0V時(shí),其電阻為 Ω;將電阻絲AB對(duì)折,如圖乙所示,則電阻絲CD的電阻 (選填“大于”“等于”或“小于”)電阻絲AB的電阻。
【答案】 15 15 小于
【詳解】[1]根據(jù)歐姆定律可得電阻絲AB的電阻
[2]電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),電阻大小與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān),所以電阻絲AB兩端的電壓為0V時(shí),其電阻為15Ω不變。
[3]將電阻絲AB對(duì)折時(shí),導(dǎo)體的長度變短,橫截面積變大,由影響電阻大小的因素可知,電阻絲CD的電阻小于電阻絲AB的電阻。
9.(2024·安徽·中考真題)在“測小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中,小紅同學(xué)根據(jù)測出的數(shù)據(jù)畫出了小燈泡的I-U圖像如圖所示。則由圖可知,當(dāng)小燈泡兩端的電壓升高時(shí),其阻值 (選填“增大”“不變”或“減小”)。
【答案】增大
【詳解】當(dāng)小燈泡兩端的電壓為U時(shí),通過燈絲的電流為I,則此時(shí)燈絲的電阻為;由于坐標(biāo)原點(diǎn)與圖象上某點(diǎn)連線的斜率倒數(shù)等于電阻,由圖象可知,圖象中連線的斜率越來越小,則斜率倒數(shù)越來越大,即電阻越來越大,因此小燈泡電阻隨著電壓的增大而增大。
10.(2024·廣東中山·三模)一段導(dǎo)體兩端電壓為10V時(shí),其電流為2A,若將電壓降為0V時(shí),其電阻是 Ω;若將此導(dǎo)體拉長后電阻將 (選填“變小”、 “變大”或“不變”,下同);若將此導(dǎo)體從中間對(duì)折后電阻將 。
【答案】 5 變大 變小
【詳解】[1]當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為10V時(shí),其電流為2A,則導(dǎo)體的電阻為
電阻大小與電壓無關(guān),故若將電壓降為0V時(shí),其電阻仍為5Ω。
[2]若將此導(dǎo)體拉長,則長度變長,橫截面積變小,材料不變,故電阻變大。
[3]若將此導(dǎo)體從中間對(duì)折后,則長度變短,橫截面積變大,材料不變,故電阻變小。
11.(2024·廣東清遠(yuǎn)·一模)在一個(gè)定值電阻兩端加6V電壓時(shí),通過電阻的電流為0.3A,則該電阻的阻值大小為 Ω;當(dāng)定值電阻的兩端電壓為4V時(shí),通過電阻的電流為 A;當(dāng)電阻兩端電壓為0V時(shí),電阻阻值為 Ω。
【答案】 20 0.2 20
【詳解】[1]根據(jù)歐姆定律可得,在一個(gè)定值電阻兩端加6V電壓時(shí),通過電阻的電流為0.3A,則該電阻的阻值大小為
[2]當(dāng)定值電阻的兩端電壓為4V時(shí),根據(jù)歐姆定律可得,通過電阻的電流為
[3]因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與其兩端的電壓和通過的電流無關(guān),所以,當(dāng)電阻兩端電壓為0V時(shí),該定值電阻的阻值仍為20Ω不變。
能力提升
12.(2024·廣東·二模)某商場為了統(tǒng)計(jì)出入的人流量,在大門前安裝自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置。簡化電路圖如圖甲所示。為紅外線感應(yīng)電阻(有人員通過時(shí),阻值較??;無人員通過時(shí),阻值較大),為定值保護(hù)電阻。某時(shí)段電壓表示數(shù)隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。已知計(jì)數(shù)器電路的電源電壓恒為3V,保護(hù)電阻的阻值為20Ω。則( )
A.電壓表示數(shù)為1V時(shí),計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次
B.有人通過購物中心大門時(shí),感應(yīng)電阻的阻值為10Ω
C.有人通過購物中心大門時(shí),兩端的電壓與通過的電流的比值變大
D.有人通過商購物中心大門和沒有人通過購物中心大門電路的電流之比為1︰2
【答案】B
【詳解】AB.由圖甲可知R1、R0串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),電路中的電流為
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,此時(shí)R1兩端的電壓
U1=U-U0=3V-2V=1V
由歐姆定律可知,此時(shí)R1的阻值
當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),電路中的電流
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,此時(shí)R1兩端的電壓
U1?=U-U0 ? =3V-1V=2V
由可知,此時(shí)R1的阻值
根據(jù)題意可知,有紅外線照射時(shí),阻值較??;無紅外線照射時(shí),阻值較大,所以當(dāng)有人通過商場大門時(shí),光敏電阻R1阻值較小,此時(shí)電壓表示數(shù)為2V,計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù),故A不符合題意,B符合題意;
C.R0兩端的電壓與通過R0的電流的比值為定值,R0的阻值不變,故C不符合題意;
D.沒有人通過商場大門時(shí),電路中的電流為I?=0.05A,有人通過商場大門電路的電流為I=0.1A,則有人通過商場大門和沒有人通過商場大門電路的電流之比
I:I′=0.1A: 0.05A=2:1
故D不符合題意。
故選B。
13.(2024·廣東廣州·中考真題)如圖是地磅工作原理示意圖,秤臺(tái)連在豎直彈簧上,電路與恒壓電源連接。未稱量時(shí),滑動(dòng)變阻器R的滑片P在最上端,稱量時(shí),滑片P向下滑動(dòng)。閉合開關(guān)S,車輛總質(zhì)量越大時(shí)( )
A.電壓表的示數(shù)越大B.電壓表的示數(shù)越小
C.電流表的示數(shù)越大D.電流表的示數(shù)越小
【答案】A
【詳解】由題圖可知,兩電阻串聯(lián),電流表測的是電路電流,電壓表測的是變阻器滑片P上部分的兩端電壓。閉合開關(guān)S,車輛總質(zhì)量越大時(shí),滑片P向下滑動(dòng),變阻器連入電路的電阻不變,電路的總電阻不變,根據(jù)歐姆定律,電路電流不變,因此電流表示數(shù)不變;跟電壓表并聯(lián)的那部分電阻變大,根據(jù)歐姆定律,跟電壓表并聯(lián)的那部分電阻的兩端電壓變大,電壓表示數(shù)變大,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
14.(2024·廣東茂名·模擬預(yù)測)小明用圖甲的電路探究“電流跟電阻的關(guān)系”,并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出I﹣R圖像如圖乙,關(guān)于實(shí)驗(yàn)的說法正確的是( )
A.當(dāng)A、B間的電阻由20Ω更換為10Ω后,要控制電壓不變,應(yīng)將變阻器滑片適當(dāng)向右移動(dòng)
B.實(shí)驗(yàn)過程中是控制電壓表示數(shù)為2V不變
C.若電源電壓為6V,則變阻器的最大阻值不小于50Ω
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:電壓一定時(shí),電阻跟電流成反比
【答案】B
【詳解】A.根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,將定值電阻由20Ω改接成10Ω的電阻,電阻減小,其分得的電壓減??;探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,為了保持定值電阻兩端電壓不變,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器分得的電壓,由串聯(lián)分壓的分壓原理可知,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向左端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)不變,故A錯(cuò)誤;
B.由圖像可知,實(shí)驗(yàn)過程中所控制的電壓表示數(shù)
故B正確;
C.由圖乙可知,實(shí)驗(yàn)中使用的定值電阻阻值最大為50Ω,定值電阻兩端的電壓始終保持,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓
變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的
根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入50Ω電阻時(shí),變阻器連入電路中的電阻為
即變阻器的最大阻值不小于100Ω,故C錯(cuò)誤;
D.由圖像可知,導(dǎo)體的電阻增大,通過導(dǎo)體的電流減小,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積保持不變,故可得出結(jié)論:導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,故D錯(cuò)誤。
故選B。
15.(2024·廣東汕頭·一模)如圖是一種自動(dòng)測定汽車油箱內(nèi)油面高度的裝置。R0為定值電阻,R是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片連在杠桿的一端,從油量表(由電流表改裝)指針?biāo)傅目潭染涂芍烙拖鋬?nèi)油面高低,當(dāng)油面下降時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值將 ,電流表的示數(shù)將 (以上兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”),若換用電壓表改裝成油量表,要求油面升高時(shí)電壓表示數(shù)變大,電壓表應(yīng)并聯(lián)在 兩端(選填“電阻R0”或“滑動(dòng)變阻器R”)。
【答案】 變大 變小 電阻R0
【詳解】
[1][2]由圖知,R0和滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電流表測電路中電流,當(dāng)油箱中油面下降時(shí),滑片向上滑動(dòng),變阻器連入電路的長度變大,阻值變大,電路中總電阻變大,電源電壓一定,由歐姆定律可知電路中電流變小。
[3]用電壓表改裝成油量表,根據(jù)電壓表的使用方法可知,需要并聯(lián)在電路中,油面升高時(shí),滑片向下滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變小,由串聯(lián)電路的分壓原理知,滑動(dòng)變阻器分得電壓減小,R0分得電壓變大,根據(jù)題目要求電壓表示數(shù)變大,所以電壓表應(yīng)并聯(lián)在R0兩端。
16.(2024·四川成都·中考真題)小張用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,電流表和電壓表選用小量程。閉合開關(guān)前,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端的目的是 。閉合開關(guān),她發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,兩電表的示數(shù)均很小,經(jīng)過檢查,確認(rèn)電路連接正確,兩電表均完好,小張的下一步操作應(yīng)該是 。
【答案】 保護(hù)電路 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片
【詳解】[1]為了保護(hù)電路中各元件安全,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處,所以將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端的目的是保護(hù)電路。
[2]連接好電路,閉合開關(guān)后,燈泡不亮,兩電表的示數(shù)均很小,說明電路是通的,只是電流比較小,導(dǎo)致燈泡不亮,故下一步的操作應(yīng)該是移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,減小滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值。
17.(2024·廣東江門·一模)實(shí)驗(yàn)小組測量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,電源電壓恒為4.5V。
(1)該實(shí)驗(yàn)的原理是 (用公式表示);
(2)實(shí)驗(yàn)中某時(shí)刻電壓表示數(shù)為2.2V,為使小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向 (選填“左”或“右”)端移動(dòng),直到電壓表示數(shù)為 V;
(3)實(shí)驗(yàn)中還測量了小燈泡在不同電壓下的電流,并根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的電流與電壓的關(guān)系圖像,如圖乙所示,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為 ;
(4)分析如乙所示的圖像,在不增加任何器材的情況下,僅利用本實(shí)驗(yàn)的器材 (選填“能”或“不能”)探究電流跟電壓的關(guān)系;
(5)實(shí)驗(yàn)小組還設(shè)計(jì)了一個(gè)測量未知電阻阻值的實(shí)驗(yàn)電路,如圖丙所示,已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為,電源電壓未知且恒定不變。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:
①閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至a端,讀出電壓表的示數(shù)為;
②再將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至端,讀出電壓表的示數(shù)為;
③未知電阻阻值的表達(dá)式: (用、、表示)。
【答案】(1)
(2) 左 2.5
(3)10
(4)不能
(5)
【詳解】(1)在測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,用電壓表測燈泡兩端電壓,用電流表測通過燈泡的電流,根據(jù)求出燈泡的電阻,故測量小燈泡電阻的原理是。
(2)[1][2]實(shí)驗(yàn)中某時(shí)刻電壓表示數(shù)為2.2V,小于燈泡額定電壓2.5V,為使小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)增大燈泡兩端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓,根據(jù)分壓原理,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左端移動(dòng),直到電壓表示數(shù)為2.5V。
(3)由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí),通過燈泡的額定電流為0.25A,則小燈泡正常發(fā)光的電阻為
(4)在探究電流跟電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,需控制電阻阻值不變,而燈絲電阻隨溫度的變化而變化,故僅利用本實(shí)驗(yàn)的器材不能探究電流跟電壓的關(guān)系。
(5)由圖丙可知,Rx與滑動(dòng)變阻器串聯(lián);實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片P至a端,滑動(dòng)變阻器以最大阻值R0接入電路,Rx兩端電壓為U1;移動(dòng)滑片P至b端,電壓表測電源電壓為U2;根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,R0兩端電壓為
U0=U2-U1
則通過R0的電流為
根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn),則待測電阻為
18.(2024·廣東韶關(guān)·一模)在“探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某小組選用規(guī)格為“20Ω,1A”的滑動(dòng)變阻器等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物電路連接完整 ;
(2)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該 。閉合開關(guān)前將滑動(dòng)變阻器的滑片移到 (選填“最左”或“最右”)處,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),則產(chǎn)生故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,若電流表的示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為 A;
(4)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,測得多組對(duì)應(yīng)的電壓、電流值如下表所示,由測得數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是,當(dāng)電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 ;
(5)小明認(rèn)為將定值電阻換成小燈泡也能得出電流與導(dǎo)體兩端電壓的規(guī)律,小紅覺得他的說法是錯(cuò)誤的,原因是 。
【答案】(1)
(2) 斷開 最右 定值電阻短路
(3)0.34
(4)正比
(5)見解析
【詳解】(1)由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器滑片向右移時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變大,所以應(yīng)用導(dǎo)線將滑動(dòng)變阻器左下角接線柱與定值電阻右端接線柱相連,如圖所示
(2)[1][2]為了保護(hù)電路,在連接電路時(shí)要將開關(guān)斷開,將滑動(dòng)變阻器的滑片移至阻值最大處,即最右端。
[3]電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),說明電路是通路,則產(chǎn)生故障的原因可能是電壓表的測量對(duì)象即定值電阻短路,電壓表相當(dāng)于測量一段導(dǎo)線兩端的電壓,所以沒有示數(shù)。
(3)電流表連接的是小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.34A。
(4)由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電阻一定時(shí),電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流就為原來的幾倍,故可得:?dāng)電阻一定時(shí),電流與電壓成正比。
(5)探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),要控制電阻不變,小燈泡的阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化,所以不能用于探究電流與電壓的關(guān)系,所以小紅覺得他的說法是錯(cuò)誤的。
19.(2024·四川廣安·中考真題)小華和同學(xué)們進(jìn)行了“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材有:三節(jié)干電池(每節(jié)恒為1.5V)、電流表一只、電壓表一只、滑動(dòng)變阻器兩個(gè)(分別標(biāo)有“20Ω 2A”“40Ω 1A”字樣)、定值電阻4個(gè)(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。他們利用這些器材設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。
(1)小華先將5Ω的電阻接入電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)、電壓表無示數(shù),出現(xiàn)該故障的原因可能是 ;(寫出一種即可)
(2)排除故障后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片至某一位置,觀察并記錄兩電表示數(shù)。接著將5Ω的電阻換成10Ω,閉合開關(guān),為控制定值電阻兩端電壓不變,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向 (選填“A”或“B”)端移動(dòng);
(3)多次更換定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出電流隨電阻變化的圖像,如圖乙所示。通過觀察發(fā)現(xiàn):在誤差范圍內(nèi),圖像上的任意點(diǎn)和坐標(biāo)軸圍成的矩形面積大小都相等,因此可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 ;
(4)為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),他們選取的滑動(dòng)變阻器規(guī)格是 。
【答案】 定值電阻短路 B 導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 “40Ω 1A”
【詳解】(1)[1] 電流表有示數(shù),說明電路不是斷路,電壓表無示數(shù),可能是與電壓表并聯(lián)的電路短路,因此故障可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻R短路了。
(2)[2] 研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),需控制定值電阻兩端的電壓相同。將5Ω的電阻換成10Ω,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,閉合開關(guān)后,電壓表示數(shù)會(huì)變大,為控制定值電阻兩端的電壓不變,應(yīng)減小定值電阻的電壓,則應(yīng)增大變阻器的電壓,所以應(yīng)增大變阻器的阻值,即將滑動(dòng)變阻器的滑片向B端移動(dòng)。
(3)[3] 由圖乙可知圖線上的任一點(diǎn)和坐標(biāo)軸圍成的矩形“面積”大小是電流與電阻的乘積,矩形“面積”大小都相等,說明通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積保持不變,故可得出結(jié)論:導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(4)[4] 由圖乙可知20Ω的定值電阻接入電路時(shí),電流為0.1A,電源電壓為4.5V,則此時(shí)總電阻為
此時(shí)變阻器阻值為
所以選用的是“40Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器。
20.(2024·廣西·中考真題)公路部門往往通過地磅檢測汽車載重情況。圖甲是跨學(xué)科學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的可視化地磅的電路原理圖,主要由踏板(重力不計(jì))、壓力傳感器R、顯示承重的儀表(實(shí)質(zhì)為電流表,量程0~0.6A)等組成,R的阻值與所受壓力F大小關(guān)系如圖乙所示。電源電壓為12V,定值電阻R0的阻值為5Ω。求:
(1)當(dāng)R的阻值為35Ω時(shí),電路的電流;
(2)當(dāng)通過電路的電流為0.4A時(shí),地磅的測量值;
(3)為了增加地磅的最大測量值,請(qǐng)你寫出一種可行的方案,并列出關(guān)系式進(jìn)行說明。
【答案】(1)0.3A;(2)1000kg;(3)需要增大R0的阻值
【詳解】解:(1)由圖可知:壓力傳感器R和定值電阻R0串聯(lián),電流表測量電路中的電流,當(dāng)R的阻值為35Ω時(shí),電路的電流
(2)當(dāng)通過電路的電流為0.4A時(shí),電路的總電阻
R的阻值
R′=R總-R0=30Ω-5Ω=25Ω
由圖乙可知壓力是1×104N,地磅的測量值
(3)電流表的示數(shù)最大為0.6A,電源電壓不變,電路的總電阻為
為了增加地磅的最大測量值,即壓力增大,R的阻值減小,而R的阻值為
R=20Ω-R0
所以需要增大R0的阻值。
答:(1)當(dāng)R的阻值為35Ω時(shí),電路的電流是0.3A;
(2)當(dāng)通過電路的電流為0.4A時(shí),地磅的測量值是1000kg;
(3)為了增加地磅的最大測量值,需要增大R0的阻值。
21.(2024·江蘇常州·中考真題)如圖所示的電路中,電源電壓恒定,小燈泡L標(biāo)有“6V 3.6W”字樣(忽略溫度變化對(duì)燈絲電阻的影響),滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“200Ω 1.25A”字樣,定值電阻阻值為20Ω,電流表的量程為0~3A,電壓表的量程為0~15V,求:
(1)小燈泡的額定電流
(2)小燈泡的電阻
(3)只閉合開關(guān)S、,小燈泡恰好正常發(fā)光,求電源電壓
(4)只閉合開關(guān)S、,在保證電路元件安全的前提下,求滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻范圍
【答案】(1)0.6A;(2)10Ω;(3)18V;(4)20Ω~50Ω
【詳解】解:(1)根據(jù)電功率的公式,可以得到小燈泡的額定電流為
(2)小燈泡的電阻
(3)當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1?時(shí),小燈泡L與定值電阻R0?串聯(lián)。由于小燈泡恰好正常發(fā)光,所以此時(shí)電路中的電流等于小燈泡的額定電流,此時(shí)定值電阻R0兩端的電壓為
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn),電源電壓等于各用電器兩端電壓之和,即電源電壓為
(4)當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2?時(shí),滑動(dòng)變阻器Rx?與小燈泡串聯(lián)。由于電流表的量程為0~3A,電壓表的量程為0~15V,滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1.25A,小燈泡的電流不能超過0.6A。所以電路中的最大電流為0.6A,此時(shí)小燈泡的電壓為6V,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小,則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻
又因?yàn)殡妷罕淼牧砍虨?~15V,所以滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓不能超過15V。此時(shí)電路中的電流最小,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn),此時(shí)小燈泡兩端的電壓為
此時(shí)電路中的電流為
所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大為
答:(1)小燈泡的額定電流為0.6A;
(2)小燈泡的電阻是10Ω;
(3)電源電壓是18V;
(4)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻范圍是20Ω~50Ω。
22.(2024·江蘇宿遷·中考真題)新房裝修時(shí),工人經(jīng)常用普通量角器測量一些角度,不方便讀數(shù)。小明根據(jù)所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)了電子量角器,電路如圖所示,電流表的量程為,電壓表的量程為,為半圓弧電阻的圓心,金屬滑片為半徑,與半圓弧接觸良好,接入電路的電阻與指針旋轉(zhuǎn)角度成正比,電源電壓恒為,為電阻箱。將滑片旋轉(zhuǎn)至處,調(diào)節(jié)的阻值,使電路中電流為0.6A。
(1)求電阻箱接入電路的阻值;
(2)調(diào)節(jié)為時(shí),電流表示數(shù)為0.3A,求此時(shí)電壓表示數(shù);
(3)為能滿足測量的要求,重新調(diào)節(jié)電阻箱,求滿足要求的的最小阻值。
【答案】(1)10Ω
(2)3V
(3)20Ω
【詳解】(1)將滑片旋轉(zhuǎn)至處,調(diào)節(jié)的阻值,電路為的簡單電路,電路中電流為0.6A,由歐姆定律可知電阻箱接入電路的阻值為
(2)調(diào)節(jié)為時(shí),圓弧電阻的二分之一電阻值R中連入電路中與電阻箱串聯(lián),電壓表測變阻器的電壓,電流表測電路的電流,電流表示數(shù)為0.3A,由歐姆定律可知電阻箱的電壓為
U2=I2R0=0.3A×10Ω=3V
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,此時(shí)電壓表示數(shù)
UV =U-U2=6V -3V=3V
(3)由歐姆定律可知
調(diào)節(jié)為時(shí)圓弧電阻的最大電阻為
R滑max=2R中=2×10Ω=20Ω
根據(jù)已知條件可知,電壓表的量程為,即變阻器的最大電壓為3V,此時(shí)電阻箱的電壓最小,電阻箱的阻值最?。ù藭r(shí)電路中的電流為
根據(jù)串聯(lián)電阻電壓的規(guī)律電阻箱的電壓為
U箱=6V-3V=3V
根據(jù)分壓原理有
即
滿足要求的的最小阻值
23.(2024·廣東廣州·二模)如圖1所示的電路,電源可提供不同的電壓。R為定值電阻,其圖像如圖2所示;小燈泡L的額定電壓為2.5V。當(dāng)S和均閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為3.3V;當(dāng)S閉合,斷開時(shí),電流表的示數(shù)如圖3所示,小燈泡工作30s所消耗的電能為9.6J。
(1)求R的阻值;
(2)求當(dāng)S和均閉合時(shí),電流表的示數(shù);
(3)當(dāng)S閉合,斷開時(shí),求此時(shí)電源兩端的電壓。
【答案】(1)15Ω;(2)0.22A;(3)4.4V
【詳解】解:(1)由圖2可得,當(dāng)U=6V 時(shí),I=0.4A,則R的阻值為
(2)當(dāng)S和 S1 均閉合時(shí),電路為只有R的簡單電路,電壓表測R兩端電壓為3.3V,電流表測電路中的電流,則電流表的示數(shù)為
(3)當(dāng)S閉合,S1 斷開時(shí),R與L串聯(lián),電壓表測電阻R兩端電壓,電流表測電路中電流;此時(shí)電流表的示數(shù)如圖3所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.16A,即
IR''=IL=0.16A
電阻R兩端電壓為
UR''=IR''R=0.16A×15Ω=2.4V
因小燈泡工作30s所消耗的電能為9.6.J,則小燈泡兩端電壓為
故電源電壓為
U=UR''+UL=2.4V+2V=4.4V
答:(1)R的阻值為15Ω;
(2)當(dāng)S和S1均閉合時(shí),電流表的示數(shù)為0.22A;
(3)當(dāng)S閉合,S1斷開時(shí),此時(shí)電源兩端的電壓為4.4V。
考點(diǎn)內(nèi)容
課標(biāo)要求
考查頻次
命題預(yù)測
電流與電壓和電阻關(guān)系
通過實(shí)驗(yàn),探究電流、電壓和電阻關(guān)系
歐姆定律實(shí)驗(yàn)對(duì)比復(fù)習(xí)(10年437分);
電路故障分析[2022.18(2)③、2020.17(3)、2015.5,1~3分];歐姆定律的理解及簡單計(jì)算(10年9考,2~7分)
《歐姆定律》是電學(xué)的主要內(nèi)容,也是重點(diǎn)內(nèi)容,更是考點(diǎn)和考題最為集中的內(nèi)容。
從考題題型看,對(duì)此內(nèi)容的考查題型涵蓋了選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題、壓軸題(綜合計(jì)算題)和綜合應(yīng)用題等。
從命題方向和命題點(diǎn)看,主要有:對(duì)歐姆定律的理解、歐姆定律的簡單計(jì)算、電路分析與計(jì)算、動(dòng)態(tài)電路分析、I-U圖像的應(yīng)用、應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行綜合計(jì)算、歐姆定律在生活中的應(yīng)用、電路安全與極值、探究電流與電壓和電阻關(guān)系、電阻測量等
歐姆定律及其簡單計(jì)算
理解歐姆定律,并能進(jìn)行簡單計(jì)算
電阻的測量
會(huì)應(yīng)用歐姆定律測量電阻
歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
了解歐姆定律的應(yīng)用
提出問題
電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓存在什么關(guān)系
猜想與假設(shè)
電壓是產(chǎn)生的電流的原因,同一個(gè)小燈泡,在以一節(jié)干電池供電時(shí),小燈泡發(fā)光較暗,用兩節(jié)干電池供電時(shí),小燈泡發(fā)光較亮,所以有兩種猜想:①導(dǎo)體兩端電壓越大,導(dǎo)體中電流越大;②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
運(yùn)用控制變量法,控制導(dǎo)體(電阻)的阻值不變,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變電阻兩端電壓,觀察并記錄電流表的示數(shù),分析電流隨電壓的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。
實(shí)驗(yàn)器材
電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(1)按照電路圖連接實(shí)物電路。
(2)閉合開關(guān)前檢查電路中各元件的連接是否正確,并將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)定值最大處。
(3)電路連接無誤后閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)分別為1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V,從電流表上讀出相應(yīng)的電流值,并記錄在表中。
定值R/Ω
10Ω
電壓U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
電流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)在坐標(biāo)系中,根據(jù)各電流值與對(duì)應(yīng)的電壓值描點(diǎn),并用平滑曲線連接各點(diǎn),畫出I-U關(guān)系圖像,如圖所示。
分析論證
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和I-U圖像可以看出:定值一定時(shí),通過電阻的電流與其兩端電壓有關(guān),電流隨電壓的最大而增大;電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流也變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流與電壓的比值為一定值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比,即電阻R不變時(shí),
提出問題
電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻存在什么關(guān)系
猜想與假設(shè)
因?yàn)殡娮璞硎緦?dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的大小,所以電流與電阻的關(guān)系有兩種猜想:①導(dǎo)體電阻越大,通過的電流越小;②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
(1)要研究電流與電阻的關(guān)系,需要改變接入電路的電阻的大小,在實(shí)驗(yàn)時(shí)更換不同阻值的電阻接入電路即可;
(2)在該實(shí)驗(yàn)中,更換電阻后要控制電阻兩端電壓不變,我們可以在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使不同的電阻兩端電壓相等;
(3)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。
實(shí)驗(yàn)器材
電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)各一個(gè),阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個(gè),導(dǎo)線若干
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
(1)按實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路,將5Ω電阻接入電路中;
(2)閉合開關(guān)前,檢查電路中各元件的連接是否正確,并將滑動(dòng)變阻器短片移到阻值最大處;
(3)確定電路連接無誤后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為3V,再讀出電流表的示數(shù)并填入表中;
(4)斷開開關(guān),將阻值為5Ω的定值電阻更換為10Ω、15Ω的定值電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持在3V不變,分別讀出對(duì)應(yīng)電流表的讀數(shù)并填入表中;
電壓U/V
3V
電阻R/Ω
5
10
15
電流I/A
0.6
0.3
0.2
(5)在坐標(biāo)系中,根據(jù)各電流值和對(duì)應(yīng)的電阻值描點(diǎn),并用平滑的曲線連接各點(diǎn),畫出I-R關(guān)系圖像,如圖所示。
分析論證
分析數(shù)據(jù)和I-R關(guān)系圖像可以看出:電壓一定時(shí),通過電阻的電流與其阻值有關(guān),電阻變?yōu)樵瓉淼膎倍,電流就變?yōu)樵瓉淼?/n,電流與電阻的乘積為一定值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,即U不變時(shí),I1R1=I2R2。
內(nèi)容
導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比
公式
符號(hào)的物理意義
U-表示導(dǎo)體兩端電壓,單位為伏特(V);R-表示導(dǎo)體的電阻,單位為歐姆(Ω);I-表示通過導(dǎo)體的電流,單位為安培(A)
適用范圍
歐姆定律適用于純電阻電路。在非純電阻電路中,如含有電動(dòng)機(jī)的電路,歐姆定律將不適用
歐姆定律的意義
歐姆定律反映了電流與電壓的因果性,電流與電壓的制約性
變形公式
(1)U=IR:導(dǎo)體兩端電壓等于通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積。但因?yàn)殡妷菏请娫刺峁┑?,電壓是形成電流的原因,所以不能說電壓與電流成正比;
(2):導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值。因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度等因素決定,與導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān),因此它既不與U成正比,也不與I成反比
注意事項(xiàng)
分析
同體性
歐姆定律中電流、電壓和電阻,是對(duì)同一導(dǎo)體或同一段電路而言的,三者要一一對(duì)應(yīng);在解題過程中,習(xí)慣上把對(duì)應(yīng)的同一導(dǎo)體的各個(gè)物理量符號(hào)用相同的下標(biāo)表示,如R1、I1、U1
同時(shí)性
即使是同一段電路,由于開關(guān)的閉合、斷開即滑動(dòng)變阻器滑片的左右移動(dòng)等,都會(huì)引起電路的變化,使電路中的電流、電壓和電阻變化,因此,必須保證中的三個(gè)物理量是同一時(shí)刻的值,切不可混淆電路結(jié)構(gòu)變化前后的I、U、R的對(duì)應(yīng)關(guān)系
統(tǒng)一性
公式中的三個(gè)物理量,必須使用國際單位中的單位。U的單位是伏特(V)、R的單位是歐姆(Ω)、I的單位是安培(A)
規(guī)范性
(1)計(jì)算時(shí),要寫出必要文字說明;(2)代入數(shù)值或?qū)懹?jì)算結(jié)果時(shí),不要忘記單位
實(shí)驗(yàn)電路圖
故障(有且只有一處)
現(xiàn)象
電壓表
電流表
電流表被短接
有示數(shù)
無示數(shù)
電流表處斷路
無示數(shù)
無示數(shù)
電壓表被短接
無示數(shù)
有示數(shù)
電壓表處斷路
定值電阻被短接
無示數(shù)
有示數(shù),且示數(shù)偏大
定值電阻處斷路
有示數(shù)且接近電源電壓
無示數(shù)
電壓表串聯(lián)在電路中
滑動(dòng)變阻器上面兩個(gè)接線柱接入電路
移動(dòng)滑片,電表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)接近電源電壓
滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入電路
移動(dòng)滑片,電表示數(shù)不變
定值電阻
小燈泡
原理
電路圖
實(shí)驗(yàn)過程
多次測量
多次測量
數(shù)據(jù)處理
分別計(jì)算每次測量的電阻,然后取平均值
分別計(jì)算每次測量的小燈泡的電阻,然后尋找普遍規(guī)律
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
平均值為所求電阻值
燈絲電阻隨溫度的升高而增大
設(shè)計(jì)思路
實(shí)驗(yàn)電路圖
需要測量的物理量及RX的表達(dá)式
利用串聯(lián)電路中電流處處相同求電阻值
(1)閉合開關(guān)S,分別測出R0、RX兩端電壓U0、UX;
(2)
利用串聯(lián)電路中各電阻兩端電壓之和等于電源電壓列方程求電阻值
閉合開關(guān)S,讀出變阻器接入定值最大時(shí)的電壓表讀數(shù)U1;
讀出變阻器接入阻值最?。ǖ扔?)時(shí)電壓表的讀數(shù)U2;
被測電阻:
只閉合開關(guān)S,測出R0兩端電壓U0,閉合S、S1,測出電源電壓U;
(2)
閉合S,將S1置于a,R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表示數(shù)U;
閉合S,將S1置于b,R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表示數(shù)U0則Ux=U-U0;
(3)
設(shè)計(jì)思路
實(shí)驗(yàn)電路圖
需要測量的物理量及RX的表達(dá)式
利用并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等求阻值
閉合S,分別測出通過R0、RX的電流I0、IX;
(2)
(1)閉合S、斷開S1,此時(shí)只有R0連入電路,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S、S1,R0與Rx并聯(lián),讀出A的示數(shù)I;
(3)
利用電源電壓不變列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)閉合S,將S1置于a時(shí),讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S,將S1置于b時(shí),讀出A的示數(shù)Ix,
(3)
(1)閉合S,將S1置于a時(shí),讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S,將S1置于b時(shí),讀出A的示數(shù)Ix,
(3)
(1)閉合S,將滑動(dòng)變阻器滑片移至a端時(shí),此時(shí)R0=0 ,讀出A的示數(shù)I1,
(2)閉合S,將滑動(dòng)變阻器的滑片移至b端時(shí),此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為R,讀出此時(shí)A表示數(shù)I2,
(3)
設(shè)計(jì)思路
實(shí)驗(yàn)電路圖
需要測量的物理量及RX的表達(dá)式
利用等效思想測電阻
(1)閉合S,將S1置于a,調(diào)節(jié)R0,讀出A的示數(shù)I1
(2)閉合S,將S1置于b,保持滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R′,使A的示數(shù)仍為I,讀出此時(shí)R′連入電路的阻值R′。Rx=R'。
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
表一
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
表二
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
導(dǎo)體兩端的電壓
導(dǎo)體的電阻
通過導(dǎo)體的電流
2V
10Ω
0.2A
4V
10Ω
0.4A
6V
10Ω
0.6A
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
①
1
2
3
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電阻平均值R均/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
3
0.28
10.7
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電壓U/V
0.6
1.0
1.5
2.0
2.4
2.8
電流I/A
0.12
0.20
0.32
0.38
0.48
0.56
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