内容正文:
专题八 欧姆定律及其应用
典例精析
【例】(2021山东菏泽中考) 某学习小组计划探究电流与电阻的关系,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据甲图把乙图中的电路连接完整(要求滑动触头向右移动时,电路中电流变大)。( )
(2)在闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑动触头应位于______(选填“”或“”)端。
(3)为得到多组实验数据,进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。每次更换定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,使电压表的示数______。
(4)某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障是___________。
(5)某次实验中,电流表示数如图丙所示,该电流表的示数为______。
(6)某同学分析实验数据发现在电压一定的情况下,电流与电阻成反比,于是他作出了如图丁所示的图线,则实验中该同学加在电阻两端的电压为______。
【思路分析】(1)滑动变阻器使用时,要一上一下,滑片远离下面的接线柱时,电阻变大;(2)闭合开关前,滑片在阻值最大处; (3)探究电流和电阻关系时,更换电阻后,调节滑片使电压表示数不变; (4)在串联电路中,电流表无示数,电压表示数较大,电压表测量的位置断路; (5)根据电流表选择的量程和指针位置,测量电流大小; (6)电压一定时,通过导体的电流和电阻的倒数成正比。
【答案】 (1)如图所示
(2)A (3)不变 (4)定值电阻开路 (5)0.24 (6)3
【详解详析】(1)由公式 可知,在电源电压一定时,电路中的电阻变小,电路中的电流变大。由题意可知,滑动触头向右移动时,电路中电流变大,即滑片向右移动连入电路中的电阻变小,滑动变阻器遵循“一上一下”的接法,下方接的是右接线柱,如图所示:
(2)在闭合开关进行实验前,滑动变阻器应移至阻值最大处,滑动变阻器的右部分电阻丝连入电路中,滑动变阻器的滑动触头应位于A端。
(3)探究电流与电阻的关系,需要采用控制变量法,控制定值电阻两端的电压不变,通过调节滑动变阻器,使电压表的示数不变,改变定值电阻的阻值来研究。
(4)闭合开关,调节滑动变阻器,电流表示数为零,说明电路中没有电流,电路是开路,电压表的示数始终等于电源电压,电压表测电源电压,说明与电压表并联的定值电阻开路。
(5)如图丙所示,电流表选用0~0.6A的量程,0.2A之间有10个小格,1小格代表0.02A,电流表的分度值为0.02A,电流表的示数为0.24A。
(6)在实验中,定值电阻两端的电压是一定的,可以在坐标上取任意一点计算,当I=0.30A时, ,则定值电阻的阻值
定值电阻两端的电压
即时精炼
1.(2021河北唐山路南区期中) 现有下列器材:学生电源()、电流表(0-0.6A,)、电压表( 0-3V,)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
(1)请根据图甲中实物图,在图丙所示的虚线框内画出对应的电路图 ______ ;
(2)连接电路时,开关应该 ______ ;
(3)实验中依次接入三个定位电阻,调节沿动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论 ______ ;
(4)上述实验中,小强用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换成10Ω电阻接入电路,闭合开关,向 ______ (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 ______ V时,读出电流表的示数;
(5)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 ______ (选填序号)。
A.50Ω B.30Ω C.20Ω
【思路分析】
【答案】 (1)如图所示
(2) 断开 (3) 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 (4) A 2 (5) A
【详解详析】(1)图甲实物图中电压表测定值电阻的电压,滑动变阻器滑片往左移动电阻变大,电路图应与实物图一一对应。(2)为了保护电路,在连接电路时开关应处于断开状态。
(3)由图像可知,当定值电阻两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)小强用5Ω的电阻换成10Ω的电阻,根据串联分压规律,其两端电压会增大,为了使定值电阻的电压保持不变,应增大滑动变阻器的分压,故应将滑片往A端移动,增大滑动变阻器的阻值。由图像可知,定值电阻的电压应保持在
(5)如果选用的定值电阻的阻值为20Ω,因为电源电压是6V,要使定值电阻电压为2V,滑动变阻器的分压应为4V,则滑动变阻器此时的阻值应为
故选A。
2.(2021河北石家