内容正文:
第十七章 欧姆定律
章末知识复习
建体系 思维导图 01
控制变量法
正比
反比
正比
反比
改变待测电阻器两端的电压
过实验 一题通关 02
实验一 探究电流与电压、电阻的关系
图解实验
电阻
定值电阻两
端电压
串
并
正
试触
断开
定值电阻
滑动变阻器
最大
保护电路
定值电阻两端的电压
定值电阻两端的电压一定
减小
增大
正
反
普遍
2
一题通关
下面是某小组同学探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”的过程。
选择实验器材:干电池2节,滑动变阻器(20 Ω,1 A)、电流表、电压表、开关各一个,不同阻值的定值电阻及导线若干,图甲是他们连接的实物电路图。
3
基础设问
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端,目的是 。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,若电路只有一处故障,其故障是 。
B
保护电路
定值电阻断路
4
(3)排除故障后闭合开关,他们移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电压表示数为0.7 V,电流表示数如图乙所示,请把示数填到表格中。为了得到第2次的实验数据,他们应该把滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。此时滑动变阻器的作用是 。
A
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.7 1 1.1 1.5 1.7
电流I/A 0.18 0.20 0.26 0.30
改变定值电阻两端的电压
0.12
5
(4)图丙中b、c、d三条I-U图像,是他们换用 5 Ω、10 Ω和20 Ω的定值电阻后,根据测得数据所画的图像。
①单独分析图丙中每条I-U图像,可以得到的结论是 .
。
②他们换用5 Ω、10 Ω和20 Ω的定值电阻重
新做实验的目的是 。
在电阻一定的情况
下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
多次实验,得出普遍规律
6
(5)该小组同学又做了下面的实验:
①把10 Ω的定值电阻接入图甲,移动滑片P,使电压表示数为2.0 V,记录电流表的示数。
②保持滑片P的位置不变,用20 Ω的定值电阻替换10 Ω的定值电阻,发现电压表的示数 (选填“大于”或“小于”)2.0 V。
③将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,同时观察 示数,直至 。
大于
B
电压表
电压表示数变为 2.0 V
7
④经多次实验后,得到下面的数据:
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
分析数据可得出: .
。
当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
8
拓展设问
(6)同学们改进实验方案,又设计了如图丁所示的电路图,将5 Ω、10 Ω、15 Ω的三个定值电阻并联接入电路中,用三个电流表分别测量各支路电流,电压表测量电路两端电压,实验数据记录见表格。通过分析实验数
据,可初步得出结论:电压一定时,电阻越大,电流越 。为了得出更具有普遍性的结论,请你为该小组的方案提出优化建议: .
。
小
更换不同阻值
的定值电阻再多测几组数据
电压U/V 2
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.4 0.2 0.14
9
实验二 伏安法测电阻
图解实验
并
正
0~3 V
串
正
0~0.6 A
断开
定值电阻
滑动变阻器
滑动变
阻器接入电路中的电阻太大
最大
电压
电流
求平均值,减小误差
温度
不能
10
一题通关
小明和小红分别用定值电阻、小灯泡做“伏安法测电阻”的实验。
表一
实验次数 1 2 3 4
电压表示数/V 2 3 4 5
电流表示数/A 0.22 0.28 0.38 0.52
定值电阻的阻值/Ω 9.1 10.7 10.5 9.6
11
基础设问
(1)实验原理是 。
(2)如图是小明测量定值电阻的阻值的电路图。
①在连接电路时,开关处于 状态。为了保护电路,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片滑至 (选填“A”或“B”)端。
②实验中需要多次测量,移动滑动变阻器的作用是 .
。
③由表一可知,定值电阻的阻值为 Ω。
④实验中选择的滑动变阻器是下面的 。
A.R1(10 Ω 1 A) B.R2(50 Ω 1 A) C.R3(100 Ω 0.5 A)
断开
A
改变定值电阻两端的
电压和通过定值电阻的电流
10
B
12
(3)小红用小灯泡替换了定值电阻,然后开始测量小灯泡的电阻。
①闭合开关,发现电流表、电压表的示数都很小,小灯泡不亮,其原因是
,为此滑片应该向 (选填“A”或“B”)端移动。
②小红进行了多次实验,观察现象并记录数据如表二所示。
表二
滑动变阻器接入电路中的电阻太大
实验次数 1 2 3 4
电压表示数/V 1 2 3 4
电流表示数/A 0.2 0.27 0.32 0.36
灯丝阻值/Ω 5.00 7.41 9.38 11.11
B
13
分析数据后,小明和小红发现每次测量的电阻不同,他们提出了不同的
解释。
小红:每次测量的小灯泡电阻不同,是测量误差造成的。
小明:每次测量的小灯泡电阻不同,是灯丝的温度不同造成的。
你同意 的观点,原因是 。
③在测量定值电阻和灯丝的电阻时,尽管我们都采用了多次测量的方法,但是对测量所得阻值处理的方式不同,测量定值电阻的电阻时,多次测量是为了 。
小明
因测量误差得出的电阻不会一直升高
求平均值,减小误差
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拓展设问
(4)若一个电表发生故障,但在有已知阻值的定值电阻R0可提供的情况
下,下列电路中不能测出小灯泡灯丝电阻的是 。
D
15
(5)小明不用电压表,利用原电路和一个电阻箱也测出了定值电阻的电
阻:先闭合开关,移动滑片,标记电流表指针所指的位置;断开开关,用电阻箱替代定值电阻接入电路,再闭合开关,保持滑片位置不变,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱的电阻R0,则定值电阻R=
。
R0
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串重难 逐点突破 03
知识点一 欧姆定律的理解及简单计算
典例1 在如图所示的电路中,R1的阻值是 30 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2 A,电流表A的示数是0.5 A。求:
17
(1)电源电压。
(2)电阻器R2的阻值。
答案:(1)6 V (2)20 Ω
18
针对训练
D
19
2.定值电阻R1、R2的电流和电压关系图像如图所示。
(1)由图像可知通过R1、R2的电流与它们两端的电压成 比。
(2)R1的阻值为 Ω,R2的阻值为 Ω,R1、R2的阻值之比为
。
正
5
20
1∶4
20
(3)当R1两端的电压为0 V时,R1的阻值为 Ω;当R2两端的电压为 6 V 时,通过R2的电流为 A。
(4)当R1、R2串联,电路电流为0.2 A 时,电源电压为 V,R1、R2两端的电压之比为U1∶U2= 。
(5)当把R1、R2并联在某一电路中时,两定值电阻两端的电压之比U1′∶U2′= ,通过两定值电阻的电流之比I1∶I2= 。
5
0.3
5
1∶4
1∶1
4∶1
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知识点二 欧姆定律在串、并联电路中的应用
典例2 小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲所示,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是滑动变阻器接入电路中的阻值RP与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24 V,定值电阻R0的阻值为
30 Ω,电流表的测量范围为0~0.6 A,电压表的测量范围为0~15 V,滑动变阻器标有“50 Ω 1 A”的字样。
22
(1)闭合开关S,当电流表示数I=0.4 A时,求物体的重力。
答案:(1)4 N
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(2)在保证电路各元件安全的情况下,求RP的变化范围。
24
答案:(2)18~50 Ω
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3.(2024济南)某学习小组连接了如图所示的实物电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,关于电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2以及灯泡的亮度,可能出现的现象是( )
A.I1变大,I2变小,灯泡亮度不变
B.I1变小,I2变大,灯泡亮度变暗
C.I1变小,I2变小,灯泡亮度不变
D.I1变大,I2变大,灯泡亮度变亮
针对训练
C
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4.如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为20 Ω和30 Ω,闭合开关S,通过灯泡L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则下列选项中正确的是( )
A.I1∶I2=2∶3 U1∶U2=1∶1
B.I1∶I2=3∶2 U1∶U2=1∶1
C.I1∶I2=1∶1 U1∶U2=2∶3
D.I1∶I2=1∶1 U1∶U2=3∶2
B
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5.如图所示,电源电压恒为3 V。闭合开关S,电压表的示数为0.5 V,则灯泡L2两端的电压为 V,灯泡L1与L2的电阻之比为 。
2.5
1∶5
28
6.电阻器R1=8 Ω、R2=2 Ω,若将两电阻器串联在24 V的电源两端,此时电路中的总电阻为 Ω,电阻器R1两端的电压为 V;若将两电阻器并联后接在24 V的电源两端,通过R1的电流为 A。
7.在如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2。当S1闭合、S2断开时,电压表示数为3 V,电流表示数为0.4 A,电阻器R1的阻值为
Ω;当S1断开、S2闭合时,电流表示数为 A。
10
19.2
3
30
0.3
29
8.如图所示,电源电压为9 V且恒定不变,R1= 10 Ω,R2=20 Ω。求:
(1)当只闭合开关S1时,电流表的示数。
答案:(1)0.3 A
30
(2)当闭合S2、S3,断开S1时,电流表的示数。
(3)能否同时闭合S1、S2、S3?为什么?
(3)不能,因为同时闭合将出现电源短路。
答案:(2)0.9 A (3)不能,因为同时闭合将出现电源短路。
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谢谢观赏!
32
I=
=
=
R=
I=
R=
解析:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由I=可得,电源电压为
U=I1R1=0.2 A×30 Ω=6 V。
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
I2=I-I1=0.5 A-0.2 A=0.3 A,
则电阻器R2的阻值R2===20 Ω。
1.由I=变形可得R=,以下理解正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
解析:(1)由图可知,RP与R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
当电流表示数I=0.4 A时,R0两端电压为U0=IR0=0.4 A×30 Ω=12 V,
RP两端电压为UP=U-U0=24 V-12 V=12 V,
此时RP的电阻为
RP===30 Ω,
根据图乙可知,此时物体的重力为4 N。
解析:(2)因电压表的测量范围为0~15 V,故能通过R0的最大电流为
I0===0.5 A,
结合电流表的测量范围以及滑动变阻器允许通过的最大电流,可知电路中的最大电流为Imax=I0=0.5 A,
此时R0两端的电压为
U0′=I0R0=0.5 A×30 Ω=15 V,
RP两端的电压为
UP′=U-U0′=24 V-15 V=9 V,
此时RP的电阻最小为
RPmin===18 Ω,
当物体的重力为0 N时,RP取最大电阻为 50 Ω,电路中电流最小,此时电路安全,故 RPmax=50 Ω,
综上,RP的变化范围为18~50 Ω。
解析:(1)只闭合开关S1时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,其示数为
I====0.3 A。
解析:(2)闭合S2、S3,断开S1时,R1与R2并联,电流表测通过R1的电流,其示数为
I1===0.9 A。
$$