内容正文:
第5章 欧姆定律
第5章复习
重点实验突破
类型一 探究电流与电压、电阻的关系
1. (2024·乐山)物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时,设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V,定值电阻R1约为4Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤:
1
2
3
4
U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/A 0.08 0.15 0.23 0.38
(1) 正确连接好电路,闭合开关S前,需将滑片P移动至 b (选填“a”或“b”)端。
(2) 闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是 滑动变阻器开路 。(写出一种即可)
(3) 排除故障后,小组同学正常进行操作,在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示为 0.3 A。
b
滑动变
阻器开路
0.3
1
2
3
4
(4) 根据表格数据,在图丙中画出I-U关系图像。
(5) 分析所绘制的图像得出结论: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 。
(6) 该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是 多次实验,得出普遍规律 。
正比
多次实验,得出普遍规律
1
2
3
4
2. (2024·乐山沙湾一模)某实验小组进行“探究电流与电阻的关系”实验,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻五个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1) 请你用笔画线代替导线,将图甲实物电路连接完整(要求:导线不能交叉,用电压表0~3V量程测量定值电阻R两端的电压)。
1
2
3
4
(2) 先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,出现这一现象的原因可能是 定值电阻短路 。(写出一个即可)
(3) 排除故障后,移动滑片P,适当调节滑片P的位置,电流表的示数如图乙所示,其示数为 0.4 A。
(4) 保持滑片P不动,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,再次闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片P向 右 (选填“左”或“右”)端移动,直到 电压表示数等于2V 为止。
定值电阻短路
0.4
右
电压表示数等于
2V
1
2
3
4
(5) 依次接入15Ω和20Ω的电阻继续实验,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 反 比。
反
1
2
3
4
(6) 当把20Ω的电阻换成25Ω的电阻后,调节滑动变阻器滑片P使电压表示数达到控制值时,电流表示数应为 0.08 A;若无论怎样调节滑动变阻器滑片P都无法使电压表示数达到控制值,说明 滑动变阻器最大电阻太小 。
0.08
滑动变阻器最大电阻太小
1
2
3
4
类型二 测量定值电阻的阻值
3. (2024·遂宁)老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值为RP)等器材测量未知电阻Rx的阻值,实验所用的电路如图甲。
1
2
3
4
(1) 根据图甲,用笔画线代替导线,在图乙中完成实物电路的连接。
(2) 芳芳移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是Rx出现了 短路 (选填“开路”或“短路”)。
短路
1
2
3
4
(3) 排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如图丙所示,则Rx的阻值为 10 Ω。
(4) 改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是 B (填字母)。
A. 避免偶然性,寻找普遍规律
B. 求平均值减小误差
10
B
1
2
3
4
(5) 另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出:不用电流表,利用现有器材也能进行测量。测量电路如图丁,操作步骤如下:
① 闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1。
② 再将滑片P移至B端,电压表示数为U2。
③ 则Rx= RP (用U1、U2、RP表示)。
RP
1
2
3
4
类型三 测量小灯泡的电阻
4. 为测量一小灯泡(正常工作电压为2.5V)的阻值,某实验小组选用的实验器材有两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1) 请用笔画线代替导线,将图甲中的器材按实验要求连接成完整电路。
(2) 连接好电路后,在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至最 右 端。
右
1
2
3
4
(3) 闭合开关,移动滑片,电压表示数为0.5V时,电流表示数如图乙所示,为 0.1 A,本次测得小灯泡的阻值为 5 Ω,接下来要测量多组实验数据,下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是 C (填字母)。
A. 测量物体的长度
B. 测量定值电阻的阻值
C. 探究杠杆的平衡条件
0.1
5
C
1
2
3
4
(4) 实验小组利用实验数据描绘了如图丙所示的U-I图像,分析图像特点可知 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
1
2
3
4
(5) 完成上述实验后,他们又对实验进行了拓展,设计了如图丁所示的电路,测量原小灯泡正常发光时的阻值,R是定值电阻,阻值为10Ω,请完成以下的测量步骤:
① 先闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 0.25 A。
② 滑动变阻器的滑片不动,断开开关S2,再闭合开关S1,读出电流表示数为I。
③ 小灯泡正常发光时的电阻RL= (用已知物理量和测得的物理量I表示)。
0.25
1
2
3
4
$$