内容正文:
第十二章 欧姆定律
全章整合与提升
返回
1.“伏阻法测电阻”的关键是设法利用______________________测出通过待测电阻的电流,实验中一般将电路设计成________电路。
电压表和定值电阻
串联
2.如图所示,“探究导体中电流跟电阻关系”的实验中,选用的实验器材有:学生电源(3 V)、电流表、电压表、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω、25 Ω各1个)、滑动变阻器RA(10 Ω 1 A)、滑动变阻器RB(20 Ω 1 A)、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。
解:如图所示。
(2)实验过程中,接进不同阻值的定值电阻R,调节滑动变阻器,使电阻R两端电压保持不变,采用的物理方法是________(填序号)。
A.转换法 B.控制变量法
C.等效替代法
B
(3)一次实验中,连接好电路,闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约3 V,调节滑动变阻器,两电表示数均无明显变化,电路故障原因可能是___________________________________________。
定值电阻R断路
(4)正常实验,将获得的数据记录在表中,由实验数据可得到结论:_____________________________________
_____________________________________________。
当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
实验次数 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 20 25
电流I/A 0.40 0.20 0.10 0.08
(5)实验中选择的滑动变阻器是____(填“RA”或“RB”)。
(6)实验中用小灯泡代替定值电阻________(填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系,理由是___________________________________________。
RB
返回
不能
小灯泡电阻随温度的变化而变化,不是定值
返回
3.“安阻法测电阻”的关键是设法利用________________测出待测电阻两端的电压,实验中一般将电路设计成________电路。
电流表和定值电阻
并联
4.为测量一个定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
10
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
解:如图所示。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将如表中①②处的内容填写完整。
实验次数 ①_________ ②_________ 电阻R/Ω
1
2
3
电压U/V
电流I/A
(3)某次测量时,电压表示数为2.5 V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为______A,本次测得Rx的阻值为______Ω。
(4)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
0.5
5
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
②___________________________________________,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx=____________(用已知量和测得量的字母表示)。
闭合开关S1、S2
返回
返回
5.电流表的电阻________,电流表________联在电路中时,对电路总电阻的影响________;电压表的电阻一般________,电压表________联在用电器两端时,对电路总电阻的影响________。
很小
串
很小
很小
很大
并
6.如图甲所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示,则电源电压为________V,R0的电阻为________Ω,滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
返回
12
6
14
7.如图甲所示的是测量未知电阻Rx的实验电路,定值电阻R0=15 Ω。
(1)请完善实验步骤:
①闭合开关S、S1,读出并记录电压表示数U1;
②闭合开关________,读出并记录电压表示数U2。
(2)若U1=1.5 V,U2的大小如图乙所示,U2=______V,则Rx=________Ω。
S、S2
2.5
10
(3)为了多测几组实验数据减小实验误差,实验电路应如何改进?请在图丙中画出改进后的电路图。
解:如图所示。
返回
8.[跨学科综合题]如图所示的为某种电子秤的原理示意图,AB是粗细均匀的电阻棒,每厘米长度的电阻值为25 Ω,总长度为20 cm,两边分别有P1、P2两个金属滑动触头,触头在电阻棒上滑动时能保持接触良好且没有摩擦。与P1连接的金属棒左端和绝缘塑料固定。已知弹簧的弹力F与弹簧的压缩量x的关系是F=300 N/m·x (其中弹力的单位是N,弹簧压缩量的单位是m),托盘
中未放物体时,P1在电阻棒上端A点下方1 cm处。电源电压为20 V,托盘上未放物体时,电压表读数应为零,g取10 N/kg,问:
(1)托盘上未放物体,闭合开关S,发现电压表读数不为零,应使P2调节到什么位置才能使电压表读数为零?为使电压表正常工作,电压表的“-”接线柱应和哪个滑动触头连接?
解:电压表示数不为0,说明滑片P1和P2之间电阻不为零,说明滑片P1和P2之间有距离,只需调整滑片P2到滑片P1的位置即可;
根据电路图可以看出滑片P1与电源负极连接,所以电压表“-”接线柱应与滑片P1相连。
(2)当托盘中所放物体的质量为600 g时,P1离电阻棒上端A点的距离是多少厘米?
(3)若电压表的量程为0~15 V,电子秤的最大测量值是多少千克?
返回
9.实际测量中所使用的电压表是由小量程电流计改装而成的。图甲中电流计G的满偏电流(即小量程电流计允许通过的最大电流)为Ig=6 mA,其电阻Rg=10 Ω,要把它改装为一个量程为3 V的电压表,如图乙所示。求:
(1)与电流计G串联的电阻R0的阻值大小。
解:电流计改装为量程为3 V的电压表,即当电压表两端的电压为3 V时通过电流计的电流为最大,
(2)使用改装后的电压表测量未知定值电阻Rx的阻值,设计的电路图如图丙所示,闭合开关S,移动滑片P,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数为0.2 A,请根据丙中电路图及实验数据计算出Rx的测量值和实际电阻值大小。(结果保留一位小数)
返回
R0
解:m=600 g=0.6 kg,F=G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N,因为F=300 N/m·x,所以x==0.02 m=2 cm,则此时滑片P1距离A点的距离为2 cm+1 cm=3 cm。
解:当电压表示数为15 V时,此时P1和P2之间的电阻棒长度为20 cm×=15 cm=0.15 m,15 cm对应的F:F=300 N/m·x=300 N/m×0.15 m=45 N,此时物体最大质量为m====4.5 kg,所以电子秤的最大测量值为4.5 kg。
即为:Ig=6 mA=6×10-3 A;电路的总电阻:RV===500 Ω,因为串联电路中总电阻等于各电阻之和,所以,电阻R0的阻值:R0=RV-Rg=500Ω-10Ω=490Ω。
解:测电阻的实验中,已知电压表示数为2.5 V时,电流表示数为0.2 A,Rx的测量值:Rx测===12.5 Ω;
由图丙可知:电压表与Rx并联后与电流表串联,通过电压表的电流为IV===0.005 A,
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知:
实际上通过Rx的电流:Ix=I-IV=0.2 A-0.005 A=0.195 A,Rx的实际值:Rx实==≈12.8 Ω。
$$