内容正文:
第 2 讲 欧姆定律
2. 1 探究电流与电压、电阻的关系
实验探究
1. 画电路图及实物电路的连接
2. 连接电路时的注意事项
(1)连接电路前开关应断开;
(2)闭合开关前滑片应移到阻值最大处.
3. 滑动变阻器的作用
(1)保护电路,防止损坏电路元件;
(2)探究电流与电压的关系:改变定值电阻
两端的电压;
(3)探究电流与电阻的关系:保持定值电阻
两端的电压不变.
4. 电流表、电压表的使用和读数(见 3)
5. 电路故障分析(见 22)
6. 控制变量法的应用
(1)探究电流与电压的关系中:控制定值电
阻的阻值不变,移动滑片改变定值电阻两端
的电压;
(2)探究电流与电阻的关系中:控制定值电阻
两端的电压不变,换用阻值不同的电阻.
7. 实验中移动滑动变阻器滑片的操作
(1)若要增大定值电阻两端的电压,滑动变
阻器滑片应向阻值变小的方向移动.
(2)更换阻值更大的定值电阻时,为控制其
两端电压不变,应使滑动变阻器的滑片向阻
值变大的方向移动.
8. 实验数据表格设计
(1)探究电流与电压的关系(包含电压、电流
项,并且至少需要记录 3 次数据)
(2)探究电流与电阻的关系(包含电流、电阻
项,并且至少需要记录 3 次数据)
9. 实验结论:(1)导体的电阻一定时,通过导体
的电流与导体两端的电压成正比;
(2)导体两端电压一定时,通过导体的电流
与导体的电阻成反比.
10. 实验数据处理和分析
(1)根据数据绘制图像(先描点,分析出数
据的主要规律并用平滑的曲线连接,注意排
除不符合规律的异常数据);
(2)根据数据或图像计算电阻阻值或其两
端的电压.
典例 1 小薇和小亮两位同学在“探究电流与
电压的关系”实验中,使用两节新干电池作电
源,滑动变阻器 R′的规格是“20 Ω 2 A”.
甲 乙
丙
01
丁
(1)如图甲所示是小薇画的电路图,根据电路
图连接的实物电路如图乙所示,请你在虚线框
内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实
物电路对应).
(2)开关闭合前,小薇发现电流表的指针在零
刻度线左侧,原因是 A (填序号).
A. 电流表没调零
B. 电流表正、负接线柱接反了
(3)小薇确认电路无误后,应将滑动变阻器的
滑片移到最 左 端,再闭合开关. 此实验中滑
动变阻器的作用是保护电路和
.
(4)小薇闭合开关进行实验,当电流表示数为
0. 5 A 时,电压表示数如图丙所示,为 2. 5 V.
(5)小薇记录的数据如下表所示,由实验数据
可计算出本实验中使用的定值电阻的阻值为
5 Ω;老师指出其中一组数据有拼凑的嫌
疑,你认为是第 1 组(填写实验序号),理由
是 .
实验序号 1 2 3 4 5
电压 / V 0. 5 1. 2 1. 8 2. 8
电流 / A 0. 1 0. 24 0. 35 0. 5 0. 56
(6)排除有拼凑嫌疑的数据后,请根据小薇的
实验数据,在图丁中描出各组数据对应的点并
连线,作出定值电阻的 I - U 图像.
(7)分析数据可以得到结论:在 电阻 一定时,
通过导体的电流与导体两端的电压成 正 比.
(8)小亮做完实验,利用和小薇一样的方法作
出了 I - U 图像,发现两条图线的倾斜程度不一
样,原因是
.
(9)下列实验与本实验进行多次测量的目的不
同的是 C . (填字母序号)
A. 探究电流与电阻的关系
B. 探究杠杆的平衡条件
C. 用刻度尺测量物体的长度
典例 2 小华为了探究“电流与电阻的关系”,
设计了如图甲所示的实验电路. 实验室中可选
用的器材有:两节新干电池,电流表、电压表各
一只,开关一个,阻值分别为 10 Ω、20 Ω、30 Ω、
50 Ω 的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导
线若干.
甲
乙
丙
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物
电路连接完整.
(2)在连接实验电路时,开关应处于 断开
状态. 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到
最 右 (填“左”或“右”)端. 此实验中滑动变
阻器的作用是保护电路和 保持定值电阻两端
电压不变 .
(3)小华先把 10 Ω 的电阻接入电路,连接好电
路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现
电流表有示数,电压表示数为零,则发生这种现
象的原因可能是 R 短路(合理即可) .
11
(4)故障排除后,小华移动滑动变阻器的滑片,
使电压表示数为 2 V,读出电流表示数后,断开
开关,她直接拆下 10 Ω 的电阻,改换成阻值为
20 Ω 的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示
数如图丙所示,其示数是 2. 4 V,要完成这次
实验,接下来她应将滑动变阻器的滑片向 右
(填“左”或“右”)端移动,并观察 电压表 (填
“电流表”或“电压表”),使其示数为 2 V .
(5)当小华改用 50 Ω 的电阻继续实验时,发现
无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电
压表示数达到实验要求的值,你认为原因可能
是 C .
A. 滑动变阻器的最大阻值太大
B. 电压表量程选小了
C. 滑动变阻器的最大阻值太小
(6)小华解决了上述问题后,完成了实验,利用
收集到的多组数据,作出了如图丁所示的电流 I
随电阻 R 变化的关系图像,分析图像得出电流
与电阻的关系是 在导体两端的电压一定时,
导体中的电流与电阻成反比 . 小华选用的滑
动变阻器的最大阻值至少为 25 Ω .
(7)若小华在进行实验时,将电压表并联在了
滑动变阻器两端, 能 (填“能”或“不能”)得
到电流与电阻的关系,理由是 更换定值电阻
后,调节滑片使电压表示数保持 1 V 不变即可
.
(8)小明建议小华再在保持电压表示数为2. 5 V
不变的条件下重复进行上述实验,其目的是 多
次实验,使得出的结论更具有普遍性 .
(9)小亮也用图甲所示的电路图探究电流与电
阻的关系,电源为两节新干电池,小亮选用的滑
动变阻器的规格为“15 Ω 1 A”,实验中保持
定值电阻两端电压为 2 V 不变.
①小亮可以选用的定值电阻的最大阻值为
30 Ω .
②小亮在进行实验时,发现自己选用的 10 Ω
的定值电阻损坏了,小亮临时从别处借来“3 V
0. 9 W”的灯泡替代该电阻, 不能 (填“能”
或“不能”)完成实验,请说明理由: 灯泡电阻
随温度升高而增大 .
③小亮认为小华作出的 I - R 图线为曲线,看起
来不直观,于是将图像进行了变换,从而直
观判断出了 I 与 R 的关系,小亮的改进方法
为 .
(10)实验中需要不断更换定值电阻,操作复
杂,请你提出一条改进建议:
.
命题点一 探究电流与电压的关系(重点)
1. (2023 安徽联考)实验课上,小帆利用了以下
器材来探究“导体中的电流跟它两端电压的
关系”,如图是她未完成连接的实验电路.
(1)请你用笔画线代替导线,完成实验电路
的连接. 要求:滑动变阻器的滑片向左移动
时,电流表示数减小.
(2)小帆闭合开关后,发现电流表无示数,但
电压表的示数接近于电源电压. 电路中出现
的故障可能是 A . (填字母)
A. 电阻 R 断路
B. 电阻 R 短路
C. 滑动变阻器断路
D. 滑动变阻器短路
21
(3)排除故障后,小帆通过调节滑动变阻器
的滑片,测出了电阻的几组电压值和对应的
电流值,如下表所示:
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压 U / V 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0
电流 I / A 0. 1 0. 22 0. 3 0. 42 0. 48 0. 6
根据实验数据可得出结论 电阻一定时,通
过导体的电流跟导体两端的电压成正比 .
命题点二 探究电流与电阻的关系(重点)
2. 在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小强
选用了 4 Ω、8 Ω、10 Ω、20 Ω 四个定值电阻,
电源电压恒为 3 V.
(1)请按图甲所示的电路图,将实物图乙连
接完整.
(2)闭合开关试触时,发现电流表无示数,移
动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近
电源电压,造成这一现象的原因可能是 电
阻 R0断路 .
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片 P,
当选用 4 Ω 的电阻时,电流表示数如图丙所
示,记为 0. 5 A;以后每更换一个阻值更大
的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片
P 向 B (填“A”或“B”)端移动,使电压表的
示数 保持不变(或为 2 V) ,同时记下对
应的电流值.
丙
丁
(4)根据实验数据,小强作出了如图丁所示
的 I - R 图像,由于此图线为曲线,小强认为
不便直观判断 I 与 R 的定量关系,于是对图
像中的坐标进行了巧妙变换,从而直观判断
出了 I 与 R 的关系. 你认为小强的改进方法
是 .
命题点三 综合探究电流与电压、电阻的关系
(重点)
3. (2020 河南,19)某实验小组探究电流与电压
和电阻的关系. 实验中电源电压恒为 3 V,滑
动变阻器的最大阻值为 20 Ω.
(1)他们先用 5 Ω 的定值电阻探究电流与电
压的关系,实验电路图如图甲所示.
①请根据图甲的电路图把图乙的实物电路连
接完整.
31
②接线完毕后,小丽建议对电路进行检查后
再闭合开关,请你提出其中一项需要检查
的内容: 滑动变阻器的滑片是否在最大阻
值处 .
③检查完毕后,闭合开关,调节滑动变阻器滑
片,记录了 5 组数据. 测第 6 组数据时,电压
表的示数为 2. 6 V,电流表的示数如图丙所
示. 请在图丁的坐标系中描绘出第 6 组数据
对应的点,并根据描出的 6 个数据点画出定
值电阻的 I - U 图像.
④分析画出的 I - U 图像可得出结论:在电阻
一定时,
.
⑤为了使结论具有普遍性,还应进行的操作是
更换阻值不同的定值电阻进行多次实验.
(2)接着他们在原有5 Ω 定值电阻的基础上,
又准备了阻值为 10 Ω、15 Ω、20 Ω 的三个定
值电阻,以探究电压一定时电流与电阻的关
系. 为了控制电压不变,每次更换定值电阻后
需要调节滑动变阻器滑片,使定值电阻两端
的电压达到相同的值. 这个电压控制在多少
合适呢? 实验小组的同学分别提出了0. 5 V、
1 V 和 2 V 三个电压值,为使实验顺利进行,
大家进行了分析与讨论,你认为应选这三个
电压值中的 2 V.
4. (2023 四川德阳)在“探究通过导体的电流与
电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电
源(恒为 4. 8 V)、电阻箱(阻值可调节)、滑动
变阻器(“60 Ω 0. 6 A”)、电压表、电流表、
导线若干做了如下实验:
甲
乙
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物
图连接完整,要求滑动变阻器的滑片 P 向右
滑动时,接入电路的电阻变大.
(2)按照(1)问中你的连接方式,闭合开关
前,滑动变阻器的滑片应置于最 右 (填
“左”或“右”)端.
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值 R = 5 Ω
一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了 5 次实
验,测得了下表中的数据,其中第 4 次实验时,
电压表指针如图乙所示,其示数为 2. 5 V,
通过实验数据的分析可得出:通过导体的电
流与 电压 的关系.
实验次数 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
(4)小明实验时控制电压表的示数 U = 3 V
一定,通过移动变阻器滑片 P 和改变电阻箱
R 接入电路的阻值,进行了 5 次实验,测得了
下表中的数据,通过实验数据的分析可得出:通
过导体的电流与 电阻 的关系,本实验研究
物理问题所用到的方法是 控制变量法 .
实验次数 1 2 3 4 5
R / Ω 5 10 15 20 30
I / A 0. 6 0. 3 0. 2 0. 15 0. 1
(5)小明按照(4)问的实验操作进行更多的
数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过
100 Ω.
41
2. 2 欧姆定律及相关计算
欧姆定律(★必考)
1. 19 世纪 20 年代,德国物理学家欧姆首先归
纳出了电流与电压、电阻的关系.
2. 内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成
正比 ,跟导体的电阻成 反比 .
3. 公式:I = .
4. 理解:a. 欧姆定律中电流、电压和电阻针对的
是同一导体或同一段电路的同一时刻;
b. 推导式 U = IR、R = UI 只表示数量关系,只
适用于数学计算,不反映物理规律;
c. 电阻的大小与导体是否接入电路、两端是
否有电压或是否有电流通过 无关 (填
“有关”或“无关”).
1. 下列关于欧姆定律表达式 I = UR及其变形式
的说法中,正确的请在括号内打“√”,错误
的请在括号内打“ × ”.
A. 由 R = UI 可知,导体两端的电压为 0 时,导
体的电阻为 0. ( × )
B. 由 I = UR可知,通过导体的电流与导体两端
的电压成正比. ( × )
C. 由 R = UI 可知,当导体两端的电压一定时,
导体的电阻与通过导体的电流成反比.
( × )
D. 由 U = IR 可知,增大接在某一电路中的电
阻值,电阻两端的电压一定增大. ( × )
E. 由 I = UR可知,当导体两端的电压一定时,
通过导体的电流跟导体的电阻成反比.
( √ )
2.【教材图片拓展】如图所示,电源电压保持
不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 向
右滑动时 ( C )
A. 电流表的示数变大
B. 滑动变阻器接入电路的阻值变小
C. 电压表的示数变小
D. 电压表与电流表示数的比值变大
第 2 题图
第 3 题图
3. (2023 重庆二模)小华学习了电学知识后,设
计了一个可以直接测量金属圆柱体 A 浸入
水中受到浮力大小 F 的装置,该装置的电路
原理图如图所示,图中 P 为滑动变阻器的滑
片,R0 为定值电阻,L 为金属材质的弹簧,f
的表盘上能够直接显示出力 F 的大小. 下列
分析正确的是 ( B )
A. 装置中的 f 是用电流表改装而成
B. 向容器继续加水,R 两端的电压增大
C. 浮力 F 增大时,弹簧的长度将增大
D. 浮力 F 为零时,电路的总功率最小
51
电路中电流、电压与电阻的关系(★必考)
类型 串联 并联
电路图
电流 I = I1 = I2 I = I1 + I2
电压 U = U1 + U2 U = U1 = U2
总电阻 R = R1 + R2
1
R =
1
R1
+ 1R2
或 R =
R1R2
R1 + R2
比例
关系
分压规律:
U1 ∶ U2 = R1 ∶ R2
分流规律:
I1 ∶ I2 = R2 ∶ R1
若 R1、R2、R3 三个电阻并联,则总电阻
1
R =
1
R1
+ 1R2
+ 1R3
,而此时 R≠
R1R2R3
R1 + R2 + R3
.
2. (2023 安徽三模)如图所示,电源电压保持不
变,R1、R2 为定值电阻,其中 R1 = 10 Ω,R2 =
15 Ω. 当开关 S1、S2 都闭合时,电流表示数为
1. 0 A,若此时断开开关 S1,则电流表的示数
将变为 0. 4 A.
2.【教材图片拓展,双选】如图为通过电阻
RA、RB的电流与它们两端电压的关系图像,
有关该图像,下列说法正确的是 ( BC )
A. RA的阻值小于 RB
B. RB的阻值为 50 Ω
C. RA、RB串联时通过它们的电流为 0. 1 A,则
电源电压大于 20 V
D. RA、RB并联后接在电压为 10 V 的电源两
端,干路的总电流小于 0. 25 A
命题点 欧姆定律的相关计算(重点)
类型一 简单电路类
1. (2022 河南,5)在如图所示的电路中,电源电
压不变,电阻 R2 的阻值为 20 Ω. 闭合开关 S,
两电流表的示数分别为 0. 5 A 和 0. 2 A,则电
源电压为 6 V,电阻 R1 的阻值为 30 Ω.通
电1 min,该电路消耗的总电能为 180 J.
2. (2020 河南,5)在如图所示的电路中,电阻 R0
为 6 Ω,电源电压不变. 把“6 V 3 W”的小灯
泡接在 AB 间,CD 间接电流表,闭合开关 S,
小灯泡正常发光,则电源电压为 6 V,电流
表的示数为 1. 5 A. 如果把这个小灯泡接
在 CD 间,AB 间接电压表,闭合开关 S,若灯
丝电阻与正常发光时相同,则电压表的示数
为 2 V.
61
类型二 多开关类电路
3. (2023 广西崇左一模)如图所示的电路中,电
源电压不变,电阻 R1 的阻值为 20 Ω,当断开
开关 S1 和 S2,闭合开关 S3 时,电流表的示数
为 0. 6 A;当断开开关 S2,闭合开关 S1、S3 时,
电流表示数为 0. 9 A,则电阻 R2 的阻值为
40 Ω;当断开开关 S1 和 S3,闭合开关 S2
时,电阻 R1 两端的电压为 4 V.
类型三 图像类
4. (2023 湖北武汉一模)如图所示是电阻甲和
乙的 U - I 图像,下列说法正确的是 ( C )
A. 甲的电阻值保持 10 Ω 不变
B. 乙的电阻值保持 20 Ω 不变
C. 甲、乙并联在电路中,当电源电压为 2 V
时,电路总电流为 0. 3 A
D. 甲、乙串联在电路中,当电路电流为 0. 2 A
时,乙的电压为 4 V
5. (双选)在如图甲所示电路中,电源电压不
变,R0为定值电阻. 滑动变阻器的滑片 P 从 a
端移到 b 端的过程中,电压表与电流表的示
数变化规律如图乙所示. 下列说法正确的是
( BC )
A. 电源电压为 4. 0 V
B. 定值电阻 R0的阻值为 10 Ω
C. 滑动变阻器的调节范围为 0 ~ 20 Ω
D. 当滑片 P 位于 b 端时,电路的总功率最大
类型四 综合应用题类
6. (2023 河南,21)某物理实践小组设计了一种
工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,
电路中电源电压恒为 6 V,定值电阻 R0的阻
值为 20 Ω,电压表的量程为 0 ~ 3 V,轻质绝
缘的压力检测板 M 与力敏电阻 R 相连,R 的
阻值与压力 F 的关系如图乙所示. 闭合开关
S 后,试问:
(1)当检测板所受的压力增大时,电压表的
示数 (填“增大”“减小”或“不变”).
(2) 检测板不受压力时,电压表的示数为
多少?
(3)该装置所能测量的最大压力为多少?
(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况
下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,
请写出一种简便可行的方法.
71
2. 3 电阻的测量
实验探究
1. 实验电路图
2. 实验原理:R = UI
.
3.滑动变阻器的主要作用:保护电路;改变定值
电阻(小灯泡)两端的电压.
4. 连接电路时的注意事项
(1)连接电路前开关应断开;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到阻
值最大处.
5. 滑片移动方向的判断
要增大电阻(或小灯泡)两端的电压,滑动变阻
器的滑片向阻值减小的方向移动.
6. 实验数据表格设计
(1)测定值电阻(包含电流、电压、电阻、电阻
平均值项,并且至少需要记录 3 次数据)
(2)测小灯泡电阻(包含电流、电压、电阻项,
由于灯泡电阻受温度影响,其电阻不是定值,
故不设电阻平均值这一项)
7. 使小灯泡正常发光的操作:移动滑动变阻器
的滑片,使小灯泡的实际电压等于额定电压.
8. 多次测量的操作和目的
操作:移动滑动变阻器的滑片进行多次测量.
目的:(1)测量定值电阻时求平均值,减小实
验误差;(2)测量小灯泡电阻时测量小灯泡
在不同电压下的电阻,寻找规律.
9. 实验数据、图像的分析处理
(1)根据数据绘制图像(如图).
(2) 根据数据计算定值电阻和小灯泡的
阻值.
(3)小灯泡的 I - U 图像为曲线的原因:灯丝
电阻随温度的升高而增大.
典例 小红在做“测量小灯泡的电
阻”实验,连接了如图甲所示的实物
图,实 验 所 用 的 小 灯 泡 上 标 有
“2. 5 V”字样.
甲
乙 丙
(1) 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到
A (填“A”或“B”)端.
81
(2)小红连接好电路并进行实验,小灯泡正常
发光时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡
的电阻约为 10. 4 Ω. 若此时灯丝突然断了,
电压表的示数将 变大 (填“变大”“变小”或
“不变”).
(3)小红换用相同规格的小灯泡继续实验,并
将测得的数据记录在下表中,请你对该表格作
出评价: ①灯丝的电阻受温度影响,并非一个
定值,求电阻的平均值无意义;②表格中物理量
未带单位 .
实验
次数
1 2 3 4 5 6
电压 U 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0
电流 I 0. 10 0. 16 0. 20 0. 23 0. 27
电阻 R 5. 0 6. 3 7. 5 8. 7 11. 1
电阻的
平均值
8. 2
(4)小红根据实验数据,绘出了电流表示数 I 与
电压表示数 U 的关系图像如图丙中的图线 A 所
示,她发现图线 A是一条向下弯曲的曲线,原因是
小灯泡的电阻随温度升高而增大 .
(5)小张用相同的器材和电路图做实验,由于
接线错误,根据测量的数据绘出的 I - U 图像如
图丙中的图线 B 所示. 你认为可能是由于 电
压表接在了滑动变阻器两端 .
(6)小明在进行实验时,发现电流表损坏,他利
用电压表和已知阻值为 R0 的定值电阻,也测量
出了额定电压为 2. 5 V 的小灯泡 L 正常发光时
的电阻 RL . 他选择了满足实验要求的实验器
材,并连接了如图丁所示的实验电路. 请你帮小
明将实验步骤补充完整.
丁
a. 断开开关 S3、闭合开关 S1、S2,移动滑动变阻
器的滑片,使 电压表的示数为 2. 5 V ;
b. 保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关
S2、闭合开关 S3,记录电压表的示数为 U;
c. RL =
2. 5 V
U - 2. 5 V·R0 . (用已知量和测出
量的物理量符号表示)
(7)小王将图甲中的灯泡换成定值电阻 Rx,测
量其阻值.
①通过三次测量得到的 Rx 的阻值分别为 5 Ω、
5. 2 Ω 和 5. 5 Ω,则实验测得的 Rx 的阻值约为
5. 2 Ω;
②小王的实验电路除了可以测定值电阻的阻
值,还可以进行什么实验: 探究电流与电压的
关系 ;
③完成实验后,小王想只用电流表测量 Rx 的阻
值,老师为小王又提供了一个电阻箱和一个单
刀双掷开关,请你帮小王设计电路图并简略写
出实验步骤.
电路图如图所示.
实验步骤:
将 S 拨至 a,读出电流表示数 Ix;再将 S 拨至 b,
调节电阻箱,使电流表示数仍为 Ix,读出此时电
阻箱的示数,即为 Rx 的阻值.
91
命题点一 测量定值电阻的阻值(重点)
1. (2021 河南,19)为测量一定值电阻的阻值,
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.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实
物电路连接完整.
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表
格,请将下表中①②处的内容填写完整.
实验
次数
①
②
电阻
Rx / Ω
1
2
3
(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
0 . 5 A,本次测得 Rx的阻值为 5 Ω.
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列
实验中多次测量的目的相同的是 A . (填
字母代号)
A. 用刻度尺测量铅笔的长度
B. 测量小灯泡的电阻
C. 测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电
压未知且恒定不变)、阻值为 R0 (已知)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:
丙
①闭合开关 S1,断开 S2,读出电压表的示
数 U1;
② 闭合开关 S1 和 S2 ,读出电压表的示
数 U2;
③待测电阻的阻值 Rx =
(U1 - U2)R0
U2
.
(用已知量和测得量的字母表示)
2. (2023 深圳二模)用伏安法测 R 的电阻实
验中:
甲
乙
丙
(1)图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线
代替导线将电路连接完整.
(2)连接电路时,开关 S 应处于 断开 状
态,滑动变阻器的滑片 P 应置于最 左
(填“左”或“右”)端.
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压
表示数接近电源电压,则故障原因可能是电
阻 R 断路 (填“断路”或“短路”).
(4)排除故障后,当电流表的示数为 1 A 时,
电压表的示数如图乙所示,待测电阻 R 的阻
值为 5 Ω.
(5)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本
实验中 R 的测量结果. 用图丙的电路进行测
02
量可消除这个影响,R0 为定值电阻. 实验步
骤如下:
①按照图丙的电路图连接电路,将滑动变阻
器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关 S1、S2,移动滑动变阻器的滑片,
读出电压表的示数 U1 和电流表的示数 I1,此
时,U1 和 I1 的比值表示的含义是 R0 和电
流表的总电阻 ;
③ 断开 S2 ,移动滑动变阻器滑片,读出电
压表的示数 U2 和电流表的示数 I2;
④可得待测电阻 R = .
命题点二 测量小灯泡的电阻(热点)
3. (2023 河南,18)在“测量小灯泡的电阻”实验
中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压
为 2. 5 V 的待测小灯泡、滑动变阻器、电流
表、电压表、开关和若干导线.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物
电路连接完整.
(2)正确连续好电路,闭合开关前,滑动变阻
器的 滑 片 应 置 于 ( 选 填 “ A ” 或
“B”)端.
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无
示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可
能是 (选填字母代号).
A. 电流表短路 B. 小灯泡短路
C. 滑动变阻器断路
(4)排除故障后,移动滑片 P,某次实验时,电
压表的示数为 2. 5 V,电流表的示数如图乙
所示,则通过小灯泡的电流为 A,小灯泡
正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留一
位小数).
(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和
电流的值,得到小灯泡的 I - U 图像如图丙所
示,通过分析图像,写出一条你发现的结论:
.
4. (2023 湖北黄冈、孝感、咸宁)如图甲是小明
测量小灯泡电阻的电路,电源电压 U = 6 V,
小灯泡 L 的额定电压为 2. 5 V.
(1)请用笔画线代替导线,将该电路补充完
整,要求导线不交叉.
甲
乙
丙
(2)实验测量数据如下表,他选用的滑动变
阻器规格是 “0 ~ 50 Ω” (填“0 ~ 20 Ω”或
“0 ~ 50 Ω”).
序号 1 2 3 4 5 6
电压 U / V 0. 5 0. 9 1. 3 1. 7 2. 1 2. 5
电流 I / A 0. 16 0. 19 0. 21 0. 24 0. 26
(3)小明完成第 5 组数据测量后,要测量小灯
泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向
右 (填“左”或“右”)滑动.
(4)在测量第 6 组数据时,发现电流表损坏,
小明利用图乙的电路测量出了小灯泡正常发
光时的电阻,已知定值电阻 R0 阻值为5 Ω. 实
验步骤如下:①闭合开关 S0,单刀双掷开关 S
接 1,移动滑动变阻器滑片 P,使电压表示数
U1 = 2. 5 V;
②保持滑片 P 的位置不变,将单刀双掷开关
S 接 2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡 L
正常发光时电阻 RL 8. 3 Ω(结果保留一
位小数).
对应配套练习见进阶训练卷 P133
12
书
参 考 答 案
基础讲练册
!
1
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!"#$%&'
考点一 进阶过基础:
1.(2)转移 正 负 (3)轻小
2.(1)正电(荷) (2)负电(荷) (3)排斥 吸引
3.(2)同种电荷相互排斥
4.(1)原子核 核外电子 (2)正 (3)负 (4)相等
进阶避“坑”练、进阶巩固练:
1.(1) (2) 2.摩擦起电 吸引轻小物体 负
考点二 进阶过基础:
1.(1)正 (2)1000 (3)5 2.(2)1000
进阶避“坑”练、进阶巩固练:
1.(1)√ (2)√ (3) 2.相反 电压 化学 电
考点三 进阶过基础:
1.接通 断开
2.一 相互 互不 干路 各支路电流之和 之和 相等
进阶巩固练:
1.B
考点四
串联 并联 “正” “出” 0.02A 0.1A 0.1V 0.5V 0.28A 1.4A
0.5V 2.5V
考点五 进阶过基础:
容易导电 不容易导电 导体 绝缘体
进阶避“坑”练、进阶巩固练:
1.(1) (2) 2.单向导电 半导体
考点六 进阶过基础:
1.阻碍 R 2.欧 Ω 4.材料 长度 横截面积 大
5.(2)一上一下 (3)导线 定值电阻 (4)电流 电压 保护电路
()*+,-.
1.电荷 2.电荷 3.负 排斥 4.同种 排斥 5.D 6.C
7.铜的导电性比铁的好 通常使用铜丝制作导线(合理即可)
8.欧姆 电阻 9.原子 牛顿
10.(1)断开
(2)电阻R2短路(或电阻R1断路) (3)使结论更具有普遍性 串联电路
两端的总电压等于各用电器两端电压之和 (4)多
实验探究 实验一
一题过实验:
典例1 (1)不同 (2)B (3)0.22 (4)A (5)错误 L2短路 (6)a、b两
点间(或灯泡L1)存在断路 (7)用电流表分别测出不同位置的电流大小进行
比较(或将L1和L2的位置互换,观察亮度情况) 串联电路中电流处处相等
其实际功率较大
实验探究 实验二
一题过实验:
典例2 (1)6 不同 (2)不能 电压表的正、负接线柱接反了 (3)根据一
次实验得出的结论具有偶然性 更换规格不同的小灯泡进行多次实验
(4)调零 (5)C (6)L2断路(或L1短路) (7)合理;UAC=UAB+UBC,不完全
相符的原因是测量读数时存在误差
实验探究 实验三
一题过实验:
典例3 (1)电流表的示数大小 转换法 (2)导体的材料、横截面积相同时,
长度越长,电阻越大 (3)B、C (4)当电阻大小差别不大时,电流变化较小,小
灯泡亮度变化不明显 (5)导体的电阻与温度有关 (6)在电路中串联一个滑
动变阻器或定值电阻
!
2
"# *+,-
2.1 探究电流与电压、电阻的关系
实验探究
一题过实验:
典例1
(1)
(2)A (3)左 改变定值电阻R两端的电压 (4)2.5 (5)5 1 电路中的
最小电流为
3V
20Ω+5Ω
=0.12A (6)
(7)电阻 正 (8)小薇和小亮选用的定值电阻的阻值不同 (9)C
典例2
(1)
(2)断开 右 保持定值电阻两端电压不变 (3)R短路(合理即可)
(4)2.4 右 电压表 2V (5)C (6)在导体两端的电压一定时,导体中的
电流与电阻成反比 25Ω (7)能 更换定值电阻后,调节滑片使电压表示数
保持1V不变即可完成探究 (8)多次实验,使得出的结论更具有普遍性
(9)①30Ω ②不能 灯丝电阻与温度有关 ③作I-1R图像 (10)用电阻箱
替代定值电阻
()*+,-.
1.(1)
(2)A (3)电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
2.(1)
(2)电阻R0断路 (3)0.5 B 保持不变(或为2V) (4)作出I-
1
R图像
3.(1)①
②滑动变阻器的滑片是否在最大阻值处(合理即可)
③
④通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ⑤更换阻值不同的定值电阻
进行多次实验 (2)2
4.(1)
(2)右 (3)2.5 电压 (4)电阻 控制变量法 (5)100
2.2 欧姆定律及相关计算
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考点一 进阶过基础:
2.正比 反比 3.UR 4.无关
进阶避“坑”练、进阶巩固练:
1.× × × × √ 2.C
3.B 【解析】A.由电路图知,电表 f与电阻 R并联,所以 f是用电压表改装而
成,故A错误;BC.向容器继续加水,A的浮力增大,A上浮,弹簧L被压缩,滑
动变阻器R接入电路的电阻增大,定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器
接入电路的电阻增大,电路中的总电阻增大,由欧姆定律可得,电路中的电流
减小,R0所分的电压减小,R两端电压增大,故 B正确,C错误;D.浮力 F为
零时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,电路的总电阻最小,由欧姆定律可
得,电路中的电流最大,由P=UI可得,电路的总功率最大,故D错误.故选B.
考点二 进阶过基础:
I1+I2 U1+U2 R1+R2 R1∶R2 R2∶R1
进阶巩固练:
1.0.4 2.BC
()*+,-.
1.6 30 180 2.6 1.5 2 3.40 4 4.C 5.BC
6.(1)增大
(2)由图乙可知,当检测板不受压力时,R=80Ω
根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻:
R总 =R+R0=80Ω+20Ω=100Ω
此时电路中的电流:
I=UR总
=6V100Ω
=0.06A
R0两端的电压:
U0=IR0=0.06A×20Ω=1.2V
即电压表的示数为1.2V
(3)根据电压表量程可知,R0两端的最大电压U0大
=3V
—1—
电路中的最大电流:I大 =
U0大
R0
=3V20Ω
=0.15A
电路中的最小总电阻:
R总小 =
U
I大
= 6V0.15A=40Ω
此时力敏电阻R的最小阻值:
R小 =R总小 -R0=40Ω-20Ω=20Ω
由图乙可知,当R小 =20Ω时,该装置所能测量的压力最大,为600N
(4)将定值电阻R0换为阻值较小的电阻(或在定值电阻 R0两端并联一个阻
值适当的电阻等)
2.3 电阻的测量
实验探究
一题过实验:
典例1 (1)A (2)10.4 变大 (3)①灯丝的电阻受温度影响,并非一个定
值,求电阻的平均值无意义;②表格中物理量未带单位 (4)小灯泡的电阻随
温度的升高而增大 (5)电压表接在了滑动变阻器两端 (6)a.电压表的示数
为2.5V 2.5VU-2.5V×R0 (7)①5.2 ②探究电流与电压的关系
③电路图如图所示:
实验步骤:
闭合开关S,将S1拨至a,读出电流表示数Ix;再将S1拨至b,调节电阻箱,使电
流表示数仍为Ix,读出此时电阻箱的示数,即为Rx的阻值.
()*+,-.
1.(1)
(2)①电压U/V ②电流I/A (3)0.5 5 (4)A
(5)②闭合开关S1和S2 ③
(U1-U2)R0
U2
2.(1)
(2)断开 左 (3)断路 (4)5 (5)②R0和电流表的总电阻 ③断开S2
④
U2
I2
-
U1
I1
3.(1)
(2)A (3)B (4)0.28 8.9 (5)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【解析】本题考查伏安法测电阻实验.(1)电流表与灯泡串联,电压表与灯泡
并联,如答案图所示.(2)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的
滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻
值最大的A端.(3)电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能
是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的灯泡短路了,
故选B.(4)此时灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,图乙
中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A,此时灯泡的电阻R=
UL
IL
=2.5V0.28A≈8.9Ω.(5)由图丙可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电
流也增大,但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加得更快,由欧姆定
律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大,由P=UI可知,电压和电流都增大时,
电功率增大,温度升高,因此可得结论:小灯泡的电阻随温度的升高而增大.
4.(1)
(2)0~50Ω (3)右 (4)①2.5 ②8.3
./
1
# $'0123
./!01
典例1 ①变大 减小为零 ②变大 变大 ③减小为零 变大到电源电压
④减小为零 减小为零
典例2 (1)电流表未调零 (2)小灯泡断路 (3)小灯泡短路 (4)滑动变阻
器接入电路中的阻值很大,小灯泡分压很小,小灯泡的实际功率太小 (5)滑
动变阻器断路 (6)开关接触不良(或开关断路) (7)电压表示数接近电源电
压,电流表无示数,小灯泡不亮
23451
1.并 L2断路 2.C 3.B 4.C 5.B 6.A 7.B 8.D 9.D 10.BD
./
2
# 45$'23
./!01
类型一 第1步:串 第2步:R1 第3步:大 第4步:(1)大 (2)
U
R总
小 小
(3)IR 小 小 (4)R1 不变 (5)I
2R1 变小 UI 变小
跟踪训练 1.变小 变小 2.B 3.A
类型二 跟踪训练 1.D 2.B 3.CD
类型三 第1步:(2)串 电路 R1 (3)R1+R2
U
R1+R2
IR1 UI
第2步:(2)短路 R1(电路) 电源 (3)R1
U
R1
U UI′
第3步:小 大 大 大
跟踪训练 1.C
2.20 0.9 2∶1
【解析】若开关S1、S2均闭合,甲、乙两表均为电压表时,两电阻串联,甲测电
源电压,乙测R2的电压,电压表甲、乙示数之比为3∶2,说明 R1的电压与 R2
的电压之比为1∶2,根据串联电路的分压作用,所以 R2的阻值为20Ω.若开
关S1闭合、S2断开,两表均为电流表,两电阻并联,乙表测量干路电流,示数
为I=I1+I2=
U
R1
+UR2
=6V10Ω
+6V20Ω
=0.9A,根据 P=U
2
R,电压一定时电功
率与电阻成反比,则P1∶P2=R2∶R1=2∶1.
./
3
# 6789:$)
./!01
类型一
典例1 方法1:(2)
U0
R0
(3)
Ux
U0
R0 方法2:(3)
U-U0
U0
R0 方法3:(2)将滑动
变阻器的滑片移至最右端 (3)
Ux
U-Ux
R1
跟踪训练
1.(1) (2)0.3 4 (3)①闭合开关 S、S1 ②闭合开关 S、断
开S1 ③
U1R0
U-U1
2.(1) (2)R=UI 左 (3)温度 1
(4)b.
U1R0
U2-U1
不能 R1两端电压过小,小于电压表的分度值
3.(1)断开 小灯泡断路 (2)右 (3)右 9.6 (4)灯丝电阻受温度影响
【拓展】
U0(U-U′)
U′(U-U0)
R0
【解析】【拓展】a.闭合开关S、S1,断开 S2,小灯泡与滑动变阻器串联,调节滑
动变阻器的滑片,使电压表示数为 U0,此时小灯泡正常发光,由串联电路电
流特点可知,小灯泡的额定电流等于此时滑动变阻器中通过的电流IL=I1=
U滑1
R滑
=
U-U0
R滑
;b.保持滑动变阻器滑片不动,断开 S1,闭合 S、S2,定值电阻 R0
与滑动变阻器串联,读出此时电压表示数U′,由欧姆定律可知,通过 R0的电
流I′=U′R0
,根据串联电路电流特点可知,此时通过滑动变阻器的电流I2=I′=
U′
R0
,滑动变阻器的接入电路的电阻 R滑 =
U滑2
I2
=U-U′U′
R0
;c.小灯泡正常发光时
的电阻RL=
UL
IL
=
U0
U-U0
R滑
=
U0
U-U0
R滑 =
U0
U-U0
×U-U′U′
R0
=
U0(U-U′)
U′(U-U0)
R0.
类型二
典例2 方法1:(3)I0R0
I0R0
Ix
方法2:(1)闭合开关S、S1,断开S2 (2)闭合开关S、S2,断开S1 (3)I0R0
I0R0
Ix
方法3:(3)
I2
I1-I2
R′
跟踪训练
1.(1) (2)2.8 (3)20
(4)
2.(1) (2)B (3)D (4)8 (5)
I1R0
I2-I1
!
3
"# $;<
!"#$%&'
考点一 进阶过基础:
1.(1)焦耳 J kW·h (2)1 3.6×106
0.2
—2—