第4节 欧姆定律及其应用(高效培优讲义)科学浙教版2024八年级上册
2025-07-22
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2份
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56页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第4节 欧姆定律及其应用 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.77 MB |
| 发布时间 | 2025-07-22 |
| 更新时间 | 2025-07-22 |
| 作者 | 路漫漫其修远 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-07-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53151106.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第4节 欧姆定律及其应用
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 探究电流与电压、电阻的关系 1
题型2 欧姆定律的应用 6
一、欧姆定律 6
二、伏安法测电阻 7
题型3 电路分析与应用 13
一、串并联电路的特点总结 13
二、串并联电路的分析 14
【能力培优练】 17
【链接中考】 32
【重难题型讲解】
题型1 探究电流与电压、电阻的关系
1.采用的研究方法是:控制变量法。
即:①保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;
②保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
2.实验电路:
3.结论:①在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;
②在电压不变的情况下导体中的电流与导体的电阻成反比。
4.注意点:
(1)开关断开连接电路;电表的正确使用;滑片的位置。
(2)控制变量法的运用:a.在研究电流与电压关系时,控制了电阻不变;
b.在研究电流与电阻关系时,控制了电阻两端电压不变。
(3)进行多次测量,避免实验的偶然性,使实验结论更具普遍性。
(4)滑动变阻器的作用:a.保护电路;
b.调节电路电流,改变定值电阻两端的电压;
【典例1-1】(2025•钱塘区模拟)为了研究通过导体的电流与导体两端电压的关系,某同学设计了如图1甲所示的电路。电源电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器(图乙)。
1/A
0.2
0.4
0.6
1
U/V
1
2
3
5
请回答:
(1)在此实验中,滑动变阻器的作用是 。
(2)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图2所示,原因可能是 。
(3)R1的阻值为 Ω。
(4)改正错误后,该同学继续实验,将有关实验数据记录在表格中。分析表格可知,他所选择的滑动变阻器的规格是 (填字母)。
A.10Ω 2A
B.25Ω 2A
C.50Ω 0.5A
【解答】解:(1)要探究电流与电压的关系,需控制电阻不变,在此电路中滑动变阻器的作用保护电路,改变定值电阻R1两端的电压;
(2)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终不变,原因可能是把滑动变阻器短路(或将滑动变阻器的C、D两个接线柱接入了电路);
(3)根据表中数据利用公式R1;
(4)根据图表可知,电路中的最小电流为0.2A,定值电阻两端电压为1V;由串联电路电压规律和欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值
R,另外电路的最大电流是1A,故选B符合题意。
故答案为:(1)改变定值电阻R1两端的电压和保护电路;(2)滑动变阻器短路(或将滑动变阻器的C、D两个接线柱接入了电路);(3)5;(4)B。
跟踪训练1(2025春•鄞州区期中)在探究“同一导体中的电流与它两端电压关系”的实验中,小科设计了图甲电路图来进行实验。
(1)图中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
(2)在正确连接电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最左端移到最右端的过程中,小灯泡始终不发光,电流表示数为零,电压表示数较大,经检查两电表均正常且导线连接正确,则电路故障是 。
(3)在这个实验中,滑动变阻器的作用是 。
(4)如图乙所示是小科根据实验数据绘出的电流I与电压U关系的图像,发现电流与电压不成正比,跟书本中的结论不一致,请分析原因并提出改进方案。 。
【解答】解:(1)在探究“同一导体中的电流与它两端电压关系”的实验中,电压表应并联在被测导体两端,电流表应串联在电路中。正确的连接方式应该是让电压表与小灯泡并联,电流表与小灯泡、滑动变阻器等串联在电路中,如图所示:
(2)当小灯泡断路时,电路中没有电流通过,所以电流表示数为零。而电压表由于与电源通过滑动变阻器等构成了通路,所以电压表测量的是电源电压,示数较大。同时,因为小灯泡断路,没有电流通过小灯泡,所以小灯泡始终不发光。
(3)保护电路:在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,可以限制电路中的电流,防止电流过大损坏电路元件。
改变电压:通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变电路中的总电阻,根据串联电路的分压原理,进而改变小灯泡两端的电压,实现多次测量不同电压下通过小灯泡的电流,以便寻找普遍规律。
(4)原因:小灯泡的电阻随温度变化而变化。当小灯泡两端的电压增大时,通过的电流增大,灯丝发热功率增大,温度升高,电阻增大,导致电流与电压不成正比。
改进方案:改用定值电阻进行实验。定值电阻的阻值在一定条件下基本保持不变,这样在改变其两端电压时,通过它的电流与电压成正比,能更好地验证“同一导体中的电流与它两端电压关系”的实验结论。
故答案为:(1)见解析;(2)小灯泡断路;(3)保护电路;改变小灯泡两端电压,多次实验寻找普遍规律;(4)小灯泡电阻随温度变化而变化,改用定值电阻进行实验。
跟踪训练2(2025•嘉兴一模)某科学兴趣小组探究“电流和电阻关系”的实验过程如下:
【实验步骤】Ⅰ.根据设计的方案将阻值为5Ω的电阻接入图甲电路,闭合开关,观察并将电流表与电压表的示数记录到表格。
Ⅱ.换用阻值为10Ω、20Ω的电阻,重复步骤Ⅰ。
次数
电阻/Ω
电流/A
电压/V
1
5
0.30
1.5
2
10
0.20
2.0
3
20
0.12
2.4
请你用笔画线代替导线,将电流表接入图甲电路中。
【数据处理】同学们对表格数据进行分析,发现未能得到预期结论,原因是 。
【得出结论】改进步骤后,将重新获得的数据绘制成图乙,据此可得出的结论是 。
【实践应用】如图丙是电动汽车“油门”示意图。若踩下“油门”时,滑片逆时针转动,汽车加速,则应将E、O、F中哪两个接线柱接入电路中。 。
【解答】解:【实验步骤】电流表连接方法要用笔画线把电流表接入图甲电路,需按以下方式连接:让电流表和定值电阻实现串联。电流表选用 0.6A 的量程。电流要从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出。滑动变阻器接法遵循“一上一下”,实物连接如下:
。【数据处理】实验结论偏差的原因实验未能得出“电压不变时,电流与电阻成反比”这一预期结论,原因在于没有控制定值电阻两端电压恒定。从实验数据可知:当电阻为 5Ω 时,电压是 1.5V。电阻变为 10Ω 时,电压升到 2.0V。电阻为 20Ω 时,电压进一步变为 2.4V。这表明在更换电阻后,没有调节滑动变阻器,使得电阻两端的电压发生了改变。【得出结论】改进后的实验结论改进实验步骤(即控制电阻两端电压不变)后,根据图乙的数据能够得出:在电压保持不变的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。【实践应用】电动汽车“油门”接线选择若踩下“油门”时,滑片逆时针转动,汽车加速,这意味着电路中的电流要增大,也就是接入电路的电阻要减小。所以,应将E和O两个接线柱接入电路。理由如下:当滑片逆时针转动时,EO之间的电阻丝长度会变短。电阻变短会使电阻减小,进而让电流增大,最终实现汽车加速。
故答案为:【实验步骤】见解析;【数据处理】没有控制定值电阻两端电压不变;【得出结论】在电压保持不变的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比;【实践应用】EO。
题型2 欧姆定律的应用
一、欧姆定律
1.欧姆定律的内容: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。
2.数学表达式I=U/R。变形公式:U=IR R=U/I。
3.说明:①适用条件:纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能);
②I、U、R对应同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。
③同一导体(即R不变),则I与U成正比。同一电源(即U不变),则I与R成反比。
④R=U/I是电阻的计算式,它表示导体的电阻可由U/I计算出大小,电阻是导体本身的一种性质,与电压U和电流I等因素无关。
4.注意点:
①同一性、同时性;
②电流与电压的因果关系;
③描述结论时,先说条件,再说结论。
二、伏安法测电阻
(1)实验原理:R=
(2)实验电路图:
(3)实验表格
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
1
2
3
(4)注意事项
①在选取器材时,电流表的量程要大于电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近于小灯泡的电阻,以使调节效果明显。
②在连接电路时,要断开开关,将电流表、电压表、滑动变阻器正确接入电路,并注意防止短路的发生。
③在闭合开关前,应把变阻器的滑片移到最大阻值处,使电路中电流最小,目的是保证电路中各元件的安全。
④注意把每次测量的结果和灯泡的发光情况记录下来。
⑤分析处理数据,对于测得的各组电压值和电流值,计算出相应的电阻,然后比较几次实验测得的电阻,会发现灯泡变暗时,电阻变小。这不是测量误差,而是因为随着灯泡两端的电压减小,灯泡的温度降低,从而使灯丝的电阻减小。
【典例2-1】(2024秋•衢州月考)如图所示电路,R1=10Ω,R2=6Ω,R3=4Ω,R4=3Ω,A、B两点间接入恒定电压U=12V。
(1)a、b之间接电流表时,其读数是多少?
(2)接电压表时,其读数又是多少?
【解答】解:(1)在ab间接一只电流表,此时R2、R4并联后,再与R1串联,这三个电阻组成串联电路后,再与电阻R3并联,电流表测量通过R2、R3的电流之和;
由欧姆定律可得,通过电阻R3的电流:
,
根据并联电阻规律可得,R2、R4并联后电阻为:
,
再与R1串联后总电阻为:
R串=R1+R并=10Ω+2Ω=12Ω,
由欧姆定律可得,此时这段电路的电流为:
,
所以通过R1的电流为1A,R2两端的电压为:
U2=I1R并=1A×2Ω=2V,
通过R2的电流为:
,
所以电流表的示数为:
I=I2+I3=3A+0.33A=3.33A;
(2)在ab间接一只电压表,R2、R3串联后与R1并联再与R4串联,电压表测量电阻R2、R4两端的电压之和;
根据串联电阻规律可得,R2、R3串联后电阻为:R串=R2+R3=6Ω+4Ω=10Ω,
根据电阻并联规律可得,R串与R1并联后电阻为:
,
再与R4串联后总电阻为:
R总=R分+R4=5Ω+3Ω=8Ω,
由欧姆定律可得,此时电路电流:
,
R4两端的电压:
U4=I总R4=1.5A×3Ω=4.5V,
所以R2、R3串联后两端的电压为:
U串=U﹣U4=12V﹣4.5V=7.5V
由欧姆定律可得,R2、R3串联后电流:
,
R2两端的电压为:
U2=I分R2=0.75A×6Ω=4.5V,
电阻R2、R4两端的电压之和也就是电压表的示数:
U分=U2+U4=4.5V+4.5V=9V。
答:(1)a、b之间接电流表时,其读数是3.33A;
(2)a、b之间接电压表时,其读数又是9V。
【典例2-2】(2024秋•杭州校级月考)小明和小华同学想测量小灯泡的电阻,设计了如图甲所示的电路图.
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,在图乙中将实物电路连接完整(要求连线不得交叉,滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡变亮)。
(2)小明同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表、电压表均有示数,接下来正确的操作是 ;
A.检查小灯泡是否短路
B.检查开关是否接触良好
C.检查小灯泡灯丝是否断了
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)下表是正确操作后测得三次数据,其中第一次测得的电流如图丙所示,此时灯泡的电阻为 欧;
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
3.0
3.8
电流I/A
0.38
0.40
(4)为“探究电流跟电阻的关系”,小明把小灯泡分别换成阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻接入电路,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,数据如下表.
实验次数
1
2
3
电阻R/欧姆
5
10
20
电流I/A
0.6
0.3
0.15
本实验可得出的结论为: 。
【解答】(1)根据甲图连接实物图,滑动变阻器滑片向左移动时,小灯泡变亮,滑动变阻器接入的电阻变小,滑动变阻器滑动变阻器左、右上方两个接线柱均可,连接电路实物图如下图所示:
(2)正确连接电路,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表有示数,说明灯泡没有短路,小灯泡不发光,说明电路中电流太小,因此接下来正确的操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选D。
(3)由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值是0.02A,根据指针位置可知,其示数是0.32A,此时的电阻为
(4)根据表格中数据,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。
故答案为:(1)见解答;(2)D;(3)6.25;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
跟踪训练1(2025春•鄞州区期末)如图是跨学科学习小组设计的“电子量角器”的电路图。电源电压恒为4V,定值电阻R0的阻值为8Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,MN是一段阻值为30Ω的半圆弧电阻,O为半圆弧的圆心,金属滑片OP为半径,且与半圆弧接触良好。半圆弧接入电路的电阻RMP随指针旋转角度θ均匀变化,所测角度θ越大,“量角器”示数也越大。下列有关“电子量角器”叙述正确的是( )
A.该“量角器”用电流表来显示角度大小
B.当电压表示数为1.6V时,所测角度θ为90°
C.该“量角器”的角度测量范围为0°~144°
D.为使测量角度范围变大,需要减小R0的阻值
【解答】解:A、由图可知变阻器接入电阻为MP,变阻器与定值电阻串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
角度θ越大时,电阻RMP接入的阻值变大,则电路中电流变小,电流表的示数减小,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变小,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变大,所以该“量角器”用电压表来显示角度大小,故A错误;
B、当电压表示数为1.6V时,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I0.3A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:RPΩ,
所测角的度数θ′180°=32°,故B错误;
C、串联电路总电压等于各部分电压之和,当电压表示数最大为3V时,根据欧姆定律可知此时电路中电流为:I′A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:RP24Ω,
MN是一段阻值为30Ω的半圆弧电阻,所测角度θ的最大值θ180°=144°,
滑动变阻器接入电路的电阻为0时,通过电路的电流:I″0.5A<0.6A,所以该电子“量角器”的测量范围为0∼144°,故C正确;
D、根据串联电路的分压作用可知不改变电压表量程,要使该装置测量角度的范围变大,需要增大R0的阻值来分压,故D错误。
故选:C。
跟踪训练2(2024秋•绍兴期末)用如图甲所示的电路测量定值电阻R1的阻值。
(1)如图所示是小明连接的实验电路。该电路中存在一处导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的电路连接图。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后并联在电压表和电流表两端时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱C与D时;电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 。
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx= Ω。
(4)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= Ω。(用题中所给量的符号表示)
【解答】解:(1)甲图中,电流表与电压表串联后再与电阻并联是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,改正后如下所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后并联在电压表和电流表两端时,电压表和电流表示数仍为0,说明电压表和电流之外的电路为断路,连接接线柱C与D时,电压表和电流表指针明显偏转,电路为通路,则电路的故障是变阻器断路。
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,则定值电阻Rx10Ω
(4)闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,两电阻串联,电流表测电路的电流,电流表示数为I1;
根据串联电路电阻的规律及欧姆定律可得电源电压:U=I1(R0+Rx)﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑动变阻器滑片在最右端时,为待测电阻的简单电路,电流表示数为I2,由欧姆定律可得电源电压:U=I2Rx﹣﹣﹣﹣﹣②;
①②两式联立可得电阻RxR0
故答案为:(1)见解析中的图;(2)变阻器断路;(3)10;(4)R0。
题型3 电路分析与应用
一、串并联电路的特点总结
1、电路中并联的电灯(或其他用电器)过多,电源输出的电流过大,会引起电源超载而损坏电源,或导线过热而发生火灾。
2、并联电路中,某条支路上的电阻越小,则该条支路上的电流越大。
3、串联电路中:通过各电阻的电流相等;总电压等于各个电阻两端电压之和;总电阻等于各用电器电阻之和。
4、并联电路:总电流等于各支路的电流之和;各电阻上的电压相等(总电压与各支路电压相等);总电阻的倒数等各支路电阻的倒数之和。
电 流
电 压
电 阻
串联电路
I=I1=I2=…=In
U总=U1+U2+…+Un
R=R1+R2+…+Rn
并联电路
I=I1+I2+…+In
U总=U1=U2=…=Un
1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn
二、串并联电路的分析
(1)串联电路中通过某个电阻的电流,等于电源两端电压除以各分电阻之和.当串联电路中的一个电阻改变时,电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变.
(2)串联电路的总电阻与各分电阻的关系是R=R1+R2,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大.
(3)当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流会变化,干路电流会变化,但另一个支路的电流和电压都不变.
(4)并联电路的总电阻与各分电阻的关系是,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小.
(5)串联电路分压规律:
串联电路电流是一定的:
即:I=I1=I2
由欧姆定律可知:有;则有;
==
==
结论:串联电路中,电阻两端电压之比等于电阻之比.
(6)并联电路分流规律
并联电路电压相等,即:U=U1=U2
结论:并联电路中各支路的电流与它们的电阻成反比.
【典例3-1】(2024秋•椒江区期末)图甲电路中,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关,逐渐增大光照强度时,下列说法正确的是( )
A.整个电路的电阻变大
B.电压表和电流表示数均变大
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
【解答】解:由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
因为光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度时,光敏电阻R的阻值变小,则串联电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
电路中的电流变大,由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变大,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以光敏电阻两端电压变小,即电压表的示数变小;
综上所述,选项D正确,ABC错误。
故选:D。
跟踪训练1(2024秋•钱塘区校级期末)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是( )
A.1:1、4:3 B.1:2、1:3 C.1:1、1:4 D.1:4、1:1
【解答】解:当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。
电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,
所以两次电压表的示数不变,即U1:U2=1:1;
两电阻并联,
I1,I2
则I1:I2=4:3。
故选:A。
跟踪训练2(2024秋•上城区校级期末)如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.5安,电压表的读数为2.5伏。当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的读数为0.6安,电压表的读数为3伏,由于R1、R2中有一个电阻出现故障。
(1)R2电阻为多少?
(2)电源电压为 伏;
(3)电路中出现的故障是 。
【解答】解:(1)由图可知,当开关S1、S2断开,S3闭合时,R1、R2串联,电压表的读数为R2两端电压,电流表测电路中的电流,当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1、R2并联,电压表的读数即为电源电压U=3V;
由欧姆定律可得,R2电阻为:
,
R1电阻为:
;
(2)由图可知,当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1、R2并联,电压表的读数即为电源电压U=3V。
(3)当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1、R2并联,
由欧姆定律可得,电路的总电阻:
,
所以当开关S1、S2闭合,S3断开时,电路中出现的故障是R1断路。
【能力培优练】
1. (2024秋•平湖市期末)如图为人体秤的工作原理图,电源电压恒定不变,体重显示表由电压表改装而成,定值电阻。R0=20Ω,滑片P可以滑到电阻R的最下端。若该人体秤的测量范围为0~100kg,电压表变化范围为2~12V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为14V
B.当人站到人体秤上时,电压表示数减小
C.当人体秤上没人时,滑动变阻器的阻值为100Ω
D.当人体秤显示100kg时,电路中电流为6A
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测量R0两端电压。
A、施加的力最大时滑片P移至电阻R的最下端,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,电压表示数最大,测量电源电压,根据电压表变化范围为2~12V可知电源电压为12V;故A错误;
B、当人站到人体秤上时,滑片P下移,R连入阻值变小,由于电源电压不变,根据串联电路的分压特点可知R两端电压变小,则R0两端电压变大,即电压表示数变大,故B错误;
C、当人体秤上没人时,滑片P在电阻R的最上端,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表示数最小,根据I可得电路中电流为:I小0.1A,
此时电路中的总电阻:R总120Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大值:
R=R总﹣R0=120Ω﹣20Ω=100Ω,故C正确;
D、当人体秤显示100kg时,由题意可知滑片P滑到电阻R的最下端,则此时电压表示数最大为12V,则电路中电流为:I大0.6A;故D错误。
故选:C。
2. (2024秋•南湖区校级期末)小明利用如图所示的电路测Rx的电阻。连接好电路闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表指针几乎无偏转、电压表示数接近电源电压,出现这种情况的原因是( )
A.Rx短路 B.Rx断路
C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
【解答】解:根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表指针几乎无偏转,说明电路为断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,因此Rx断路。
故选:B。
3. (2025春•镇海区校级期中)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,只有两个电表的指针发生偏转。已知灯泡L1、L2中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可能是灯泡L1短路 B.可能是灯泡L2短路
C.可能是灯泡L1断路 D.一定是灯泡L2断路
【解答】解:
由图知,开关S闭合后,两个灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压;根据题意可知,闭合开关后,只有两个电表的指针发生偏转(即3个电表中只有2个电表有示数);
若灯L1短路,电压表V1测量的是电源电压,V1有示数;此时电路是通路,电流表A有示数,电压表V2测电源电压,V2有示数,即三个电表的指针发生偏转,不符合题意;
若灯L2短路,则电压表V2被短路,V2的示数为0;此时电路是通路,电流表A有示数;电压表V1测电源电压,则V1有示数,只有两个电表的指针发生偏转,符合题意;
如果灯L1断路,由图可知,电压表V1测电源电压,则V1有示数;电压表V2和电流表与电源之间是断开的,都没有示数,则只有一个电表的指针发生偏转,不符合题意;
如果灯L2断路,由图可知,电压表V1测电源电压,则V1有示数;电压表V2和灯泡L1串联,由于电压表所在电路相当于断路,所以电流表无示数,电压表V2测电源电压,则V2有示数,只有两个电表的指针发生偏转,符合题意;
综上所述,故障可能是L2短路或L2断路,故只有B正确。
故选:B。
4. (2025春•镇海区校级期中)如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36V,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置时,反映油量的电表示数为最大量程的。下列说法错误的是( )
A.R0阻值为60Ω
B.滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为21V
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.17A
【解答】解:A、由图可知:油箱内油面达到最高(或最低)位置时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,根据I可知;电流表的示数最大,由于电压表测量滑动变阻器两端的电压,则电压表为零;根据要求可知:表的最大量程对应油箱的最大油量,所以反映油量的电表是电流表;
滑动变阻器接入电路的阻值为零,电流表的示数最大,根据I可知:校准电阻R0的阻值应为R060Ω,故A正确;
B、当油箱内油面达到最低位置时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路的电流最小;根据反映油量的电表的最小示数为最大量程的可知:I最小0.6A=0.1A,
根据I可知电路总电阻:R总360Ω;
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知:
滑动变阻器的最大阻值为R大=R总﹣R0=360Ω﹣60Ω=300Ω;
所以滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω,故B正确;
CD、当滑动变阻器的滑片P在中点时,电路中的总电阻为:
R串R060Ω=210Ω,
根据I可知,电路中的电流为:I串0.17A,即电流表示数为0.17A,故D正确;
此时滑动变阻器两端的电压为:UV=I串0.17A25.5V,即电压表示数为25.5V,故C错误。
故选:C。
5. (2024秋•缙云县期末)某项目化小组制作了一个利用电表测物体重力的小作品,其原理图如图所示。当秤盘上不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电流表示数和电压表示数的变化情况是( )
A.电流表示数增大,电压表示数增大
B.电流表示数不变,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数减小,电压表示数不变
【解答】解:由图可知,闭合开关,R1与R2的串联,电流表测电路中的电流,电压表测aP段电阻丝两端的电压。
由于电压表的内阻很大,相当于断路,所以当秤盘上所放钩码个数增多,滑片P向下移动时,R2接入电路的阻值不变,根据串联电路的电阻规律可知,电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知电路中的电流不变,即电流表的示数不变;
滑片P向下移动时,aP段电阻丝的电阻变大,根据U=IR可知,aP段电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大。
故选:B。
6. (2024秋•三台县期末)如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变。电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两块电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15~0.45A
B.电压表V1示数范围为1.5~3V
C.电压表V2示数范围为0~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~15Ω
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表V1的示数U1max=3V时,电路中的电流最大,变阻器接入电路中的电阻最小,
则Imax0.3A<0.6A,
因串联电路中各处的电流相等,没有超过电流表的量程,所以,电路中的最大电流Imax=0.3A;
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知:
R2两端的最小电压U2min=U﹣U1max=4.5V﹣3V=1.5V,
变阻器接入电路中的最小阻值:
R2min5Ω;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,
即Imin0.15A,
此时电压表V2的示数:
U2=IR2=0.15A×20Ω=3V,
所以,电流表A的示数范围为0.15A~0.3A,故A错误;
此时,电阻R1两端的最小电压:
U1min=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,
所以,电压表V2示数范围为1.5V~3V,故B正确;
电压表V2示数范围为1.5V~3V,故C错误;
滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω,故D错误。
故选:B。
7. (2024秋•三台县期末)酒精气体传感器是一种气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化而变化如图甲所示,将该气敏电阻与一阻值为30Ω定值电阻串联接入电源电压为9V的电路中,连接电流表和电压表就组成了简易的酒精测试仪,如图乙所示。现场检测时,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪中电压表的示数也越大。下列说法正确的是( )
A.乙图电路中的R1电阻是探测酒精浓度的气敏电阻
B.如果将电流表改装为酒精测试仪显示器,则酒精气体浓度的0应标在电流表的最左侧零刻度线上
C.如果将电流表改装为酒精测试仪显示器,则电流表需要选择“0~3A”的量程
D.如果将电压表改装为酒精测试仪显示器,不喝酒吹气时电压表示数为3V
【解答】解:电路中两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R1的电压;
A、乙图电路中的R1电阻是探测酒精浓度的气敏电阻,当驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,根据甲图知其电阻越小,根据串联分压规律知,分得的电压越小,与测试仪中电压表的示数也越大不符,故R2是气敏电阻,故A错误。
B、当酒精气体浓度的0时,电阻最大,电流中的电流最小,根据欧姆定律知,电压一定,电流不可能为0,故B错误;
C、如果将电流表改装为酒精测试仪显示器,当酒精浓度最大时,电流最大,气敏电阻阻值大于0,而电路中的电流I0.3A,故选择0﹣0.6A的量程即可,故C错误;
D、当酒精气体浓度的0时,电阻R2=60Ω,R1=30Ω,
根据串联电压之比等于电阻之比,;
即:;
解得U1=3V,故D正确。
故选:D。
8. (2024秋•绍兴期末)导体甲、乙、丙分别连接成三个电装置,如图所示。三个导体均由相同的材质组成,导体甲的长度为Lcm,截面积为Acm2;导体乙的长度为2Lcm,截面积为Acm2;导体丙的长度为Lcm,截面积为2Acm 若电路中连线及安培计的电阻、电池内电阻忽略不计,导体甲、乙、丙所连接的电路装置中,流经三导体的电流值分别为I甲、I乙、I丙,其大小关系为下列何者( )
A.I甲>I乙>I丙 B.I乙>I甲>I丙
C.I丙>I甲>I乙 D.I丙>I乙>I甲
【解答】解:影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积,在材料和横截面积相同时,导体的电阻与长度成正比,在材料和长度一定时,导体的电阻与横截面积成反比,即长度越小,横截面积越大,电阻越小。
由图知:导体甲和丙长度相同,丙的横截面积是甲的2倍,所以R甲>R丙,
导体甲和乙的横截面积相同,乙的长度是甲的2倍,所以R乙>R甲,
所以R乙>R甲>R丙,
根据I知,在电源电压相同时,I丙>I甲>I乙,故C正确。
故选:C。
9. (2025•诸暨市模拟)为测定一只标有“2.5V”字样的小灯泡正常工作时的电阻,小明准备了下列器材:待测小灯泡、干电池3节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)正确连接电路(如图甲),闭合开关后,滑片P位于某一位置时,电压表示数如图乙所示,为了让小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(2)滑片P调整到适当位置,电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,则该小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。
(3)小华认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱(相当于可以直接读数的可调电阻)和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,然后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V。
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数即为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (选填“a”或“b”)位置。
【解答】解:(1)正确连接电路(如图甲),闭合开关后,滑片P位于某一位置时,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.4V,小于2.5V,为了让小灯泡正常发光,应增大灯的电压减小变阻器的电压,由分压原理,将滑动变阻器的滑片P向左移动。
(2)滑片P调整到适当位置,电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,电流表示数为0.4A,则该小灯泡正常工作时的电阻为
R6.25Ω
(3)要测小灯泡正常工作时的电阻,先使灯的电压应为额定电压2.5V:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处(为灯)电阻,使电压表示数为2.5V。
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为2.5V,由等效替代法,此时电阻箱的示数即为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的a位置。
故答案为:(1)左;
(2)6.25;
(3)2.5;a。
10. (2025•路桥区二模)小柯利用图甲所示的电路验证欧姆定律。
次数
电压/V
电流/A
1
1.0
0.11
2
2.
0.21
3
2.5
0.26
(1)根据图甲电路图连接实物,请用笔画线代替导线完成图乙电路连接 。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,(若故障只有一处)以下对于电路故障的分析正确的是: 。
A.不可能是R断路
B.可能是R短路
C.把电压表和电流表互换位置,电压表有示数,电流表无示数
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端进行检测
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示。则可以得到的实验结论是 。
(4)小柯在研究电流与电压关系的实验中,定值电阻R的阻值为10欧,通过滑动变阻器多次实验得到相关数据如表所示。结束实验整理器材时发现,测量过程某个电表没有调零。则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是 。
A.B.
C.D.
【解答】解:(1)电压表与电阻并联,变阻器滑片右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,若故障只有一处,可知电路断路,电压表没有与电源连通:
A.若R断路,电流表示数为0,电压表与电源连通测电源电压,电压表有示数,不符合题意,不可能是R断路,故A符合题意;
B.若是R短路,则电路为通路,电流表有示数,故B不符合题意;
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端,若有示数,确定是变阻器断路,故D符合题意;
C.把电压表和电流表互换位置,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中,若是变阻器断路或开关断路,两表都没有示数,故C不符合题意;
故选:AD。
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示,可知电流与电阻之积为
UV=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω=2V
为一定值,则可以得到的实验结论是 在电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻阻值成反比。
(4)定值电阻R的阻值为10欧,电压表与电流表示数比应为10欧姆,测量过程某个电表没有调零,可能是电流表示数多读了0.01A,即选项B;也可能是电压表示数少读了0.1V,即选项C,则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是B、C。
11. (2024秋•三台县期末)某实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源电压不变。
(1)检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲图中连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉)。
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,则被测电阻R的阻值为 Ω。
(3)小明在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的实验电路,按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端a,读出电流表的示数为I1。
②闭合开关S,调节滑片位于最右端b,读出电流表的示数为h。
③未知电阻的阻值:Rx= (用R0、I1、I2表示)。
【解答】解:(1)电流表串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,正确的连接方法如下:
(2)图乙中电流表的所选量程0﹣0.6A、分度值0.02A,电流表的示数I=0.3A,
电阻R的阻值R;
(3)当滑片P处于a端时,电路中只有电阻Rx,电路中的电流为I1,所以电源电压为U=I1Rx,
当滑片P处于b端时,电路中的电流为I2,滑动变阻器两端的电压为U滑=I2R0,
电源电压U=I1Rx=I2Rx+I2R0,
R。
故答案为:(1)见解答;(2)10;(3)。
12. (2025春•镇海区期末)如图所示是某校科技小组制作的液体密度计的工作原理图,其中空桶重1N,容积为200cm3,测量时需将桶内注满液体。电源电压恒为12V,定值电阻R0的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,表盘改造后可直接显示所测液体的密度值,滑动变阻器R2标有“24Ω 0.5A”的字样,R1为压敏电阻,其阻值与所受压力F变化关系之间满足关系式R1=150Ω﹣30Ω/N×F(R1的阻值不为0)。在桶内注满水时,桶内水重恰为2N,闭合开关S,移动R2的滑片至某个位置时,电压表的示数为1.5V。
(1)求此时电路中的电流。
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为多大?
(3)移动R2的滑片可以改变密度计的最大测量值(此时电压表指针满偏)。则该液体密度计的最大测量值为多少?(g取10N/kg)
【解答】解:(1)由图可知,R0、R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R0两端的电压,
已知在桶内注满水,闭合S,电压表的示数为1.5V,
因串联电路各处电流相等,则由欧姆定律可知此时电路中的电流为:I=I00.15A;
(2)根据欧姆定律可知,此时电路的总电阻为:R总80Ω,
此时压敏电阻受到的压力为:F=G水+G桶=2N+1N=3N,
由题意可知,此时R1的阻值为:R1=150Ω﹣30Ω/N×3N=60Ω,
则根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得,R2的电阻为:R2=R总﹣R1﹣R0=80Ω﹣60Ω﹣10Ω=10Ω;
(3)液体的密度越大,容器中装满液体时液体越重,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻的阻值与所受压力F的关系式可知,压敏电阻的阻值越小,所以液体密度计所测液体密度最大时,压敏电阻的阻值最小,由电阻的串联规律可知此时变阻器R2接入电路的阻值最大,且滑动变阻器的最大值为R2大=24Ω,
已知此时电压表指针满偏,即R0两端的电压为3V,此时电路中的电流最大,
则电路中的最大电流为:I′=I0′0.3A,
根据欧姆定律可知,此时电路的总电阻为:R总′40Ω,
此时压敏电阻的阻值为:R1′=R总′﹣R0﹣R2大=40Ω﹣10Ω﹣24Ω=6Ω,
根据题意可知:R1′=150Ω﹣30Ω/N×F′=6Ω,
解得此时压敏电阻所受的压力为:F′=4.8N,
此时液体和桶的总重力为:G总=F′=4.8N,
则桶内液体的最大重力为:G液=G总﹣G桶=4.8N﹣1N=3.8N,
桶内装满液体时液体的体积为:V液=V容=200cm3,
所以液体的最大密度为:ρ液大1.9×103kg/m3。
答:(1)此时电路中的电流为0.15A;
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为10Ω;
(3)该液体密度计的最大测量值为1.9×103kg/m3。
13. (2024秋•南湖区期末)浙江省常受台风侵袭。为测量风速,小嘉设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2,均匀电阻丝AB长为20cm,阻值为20Ω,电源电压U0恒为6V,保护电阻R0为4Ω,电压表量程0∼3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处,弹簧处于原长状态。有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v(m/s)
0.3~1.5
1.6~3.33
3.4~5.4
5.5∼7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压p(Pa)
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力);测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力;
(1)在滑片P左移的过程中,电路中电流将 ;(选填“变大”、“变小”或“不变“)
(2)为保护电路安全,求出该风速仪所测最大风力等级为几级?
(3)为了让该风速仪能测出更大的风力等级,请你从该风速仪的电路结构上给出1项改进的建议。
【解答】解:(1)由甲图可知,定值电阻与电阻丝AB串联,电压表在电路中相当于断路,无论滑片怎样移动,AB都是全部接入电路,因此当滑片左移的过程中,电路中的总电阻不变,电源电压恒定,由欧姆定律可知,电路中的电流不变;
(2)由甲图可知,电压表测AP段电阻丝两端的电压,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,
电路中的电流:,
电压表量程为0∼3V,当电压表最大示数为3V时,由欧姆定律可得,
AP段电阻丝的阻值:,
因均匀电阻丝AB长为20cm,阻值为20Ω,故AP段电阻丝的长度:,
由图乙知,此时弹簧的弹力:,
挡风板在风力和弹簧弹力的作用下保持静止,风力等于弹簧弹力,
此时风对挡风板的压强(风压):,
由表中的数据可知,该风速仪所测最大风力等级为五级;
(3)由于风力等级越大时,电压表的示数越大,所以可以使用电压表的最大量程来测量AP段电阻丝两端的电压,从而让该风速仪能测出更大的风力等级。
答:(1)不变;
(2)该风速仪所测最大风力等级为五级;
(3)使用电压表的最大量程来测量AP段电阻丝两端的电压,从而让该风速仪能测出更大的风力等级
【链接中考】
14. (2023•宁波)如图,电路中电流I大小始终不变,R0为定值电阻。闭合开关S,据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U﹣R图线①;断开开关S,据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U﹣R图线②。把IR0记为U0,下列能正确表示图线①、②的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由欧姆定律I可知,U=IR,
闭合开关S,R0定值电阻短路,只有电阻箱R接入电路,电压表测量电阻箱R两端电压U=IR,又知电流I大小始终不变,可知U﹣R图线①U=IR是正比例函数关系,是一条从原点出发的射线(U、R均为正数);
断开开关S,定值电阻R0和电阻箱R串联接入电路,电压表测量电阻箱R和定值电阻R两端电压,由串联电路电压规律可知:U=UR+UIR+IR0,又知电流I大小始终不变,R0是定值电阻,可知U﹣R图线②U=IR+IR0=IR+U0是一次函数关系,且与纵轴交点为(0,U0);
故ACD错误,B正确。
故选:B。
15. (2023•杭州)小金用如图甲所示电路测某导体的电阻。回答下列问题:
(1)用笔画线代替导线在答题纸的图中完成实物图的连接。
(2)闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的指针位置如图丙所示,则被测导体R的电阻为 欧。
(3)为减小实验误差,需进行多次测量。当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,电压表的示数将 (选填“变大”或“变小”)。
【解答】解:(1)变阻器一上一下串联接入电路中,如图所示:
(2)图中电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.6V;
电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A;
导体R的电阻R13Ω;
(3)当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由I可知电路中的电流变大,由U=IR得到电阻R0两端的电压变大,电压表的示数变大。
故答案为:(1)如图所示;(2)13;(3)变大。
16. (2023•湖州)某项目化学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管,里面灌满一定浓度的盐水,两端用金属圆片电极密封,形成一段封闭的盐水柱,长度20厘米。在老师的指导下,选用了下列器材,对盐水柱的电阻进行探究(过程中盐水柱温度变化和化学变化不计):[器材选择]学生电源12伏,电流表(0~5毫安),电压表(0~3伏,0~15伏),滑动变阻器(0~10千欧)。[电路连接]小组设计了电路图,根据电路图连接实物。
(1)根据实验要求,用笔画线作为导线完成实物图的连接。
[实验数据]正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组数据如下表:
实验记录表
实验次数
1
2
3
电压表示数(伏)
3.6
7.2
10.2
电流表示数(毫安)
1.25
2.40
3.48
盐水柱电阻(千欧)
?
3
2.93
(2)分析表中三组数据,该盐水柱的电阻为 千欧。(结果保留两位小数)
(3)有小组成员提出,金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关,盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢?
[实验方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性,通过拉长来改变盐水
柱长度,进行探究。你觉得此设计是否合理 ,请说明理由 。
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系......
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
【解答】解:(1)由表中数据可知,电压表最大示数为10.2V,故电压表选用大量程并联在盐水柱两端,如下图所示:
;
(2)由表中数据可知,第1次实验盐水柱的电阻为:
R12.88×103Ω=2.88kΩ,
则该盐水柱的电阻为:
R2.94kΩ;
(3)根据控制变量法可知,要探究盐水柱的电阻与长度的关系,应控制盐水的浓度、盐水柱的横截面积和温度不变,改变盐水柱的长度,而本实验中,小组成员利用乳胶管弹性好的特性,通过拉长来改变盐水柱长度,进行探究,这种设计是不合理的,在拉长盐水柱长度时,横截面积也会相应发生变化,未控制单一变量。
故答案为:(1)见解答图;(2)2.94;(3)不合理;在拉长盐水柱长度时,横截面积也会相应发生变化,未控制单一变量。
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第4节 欧姆定律及其应用
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 探究电流与电压、电阻的关系 1
题型2 欧姆定律的应用 4
一、欧姆定律 4
二、伏安法测电阻 5
题型3 电路分析与应用 8
一、串并联电路的特点总结 8
二、串并联电路的分析 9
【能力培优练】 11
【链接中考】 19
【重难题型讲解】
题型1 探究电流与电压、电阻的关系
1.采用的研究方法是:控制变量法。
即:①保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;
②保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
2.实验电路:
3.结论:①在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;
②在电压不变的情况下导体中的电流与导体的电阻成反比。
4.注意点:
(1)开关断开连接电路;电表的正确使用;滑片的位置。
(2)控制变量法的运用:a.在研究电流与电压关系时,控制了电阻不变;
b.在研究电流与电阻关系时,控制了电阻两端电压不变。
(3)进行多次测量,避免实验的偶然性,使实验结论更具普遍性。
(4)滑动变阻器的作用:a.保护电路;
b.调节电路电流,改变定值电阻两端的电压;
【典例1-1】(2025•钱塘区模拟)为了研究通过导体的电流与导体两端电压的关系,某同学设计了如图1甲所示的电路。电源电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器(图乙)。
1/A
0.2
0.4
0.6
1
U/V
1
2
3
5
请回答:
(1)在此实验中,滑动变阻器的作用是 。
(2)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图2所示,原因可能是 。
(3)R1的阻值为 Ω。
(4)改正错误后,该同学继续实验,将有关实验数据记录在表格中。分析表格可知,他所选择的滑动变阻器的规格是 (填字母)。
A.10Ω 2A
B.25Ω 2A
C.50Ω 0.5A
跟踪训练1(2025春•鄞州区期中)在探究“同一导体中的电流与它两端电压关系”的实验中,小科设计了图甲电路图来进行实验。
(1)图中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
(2)在正确连接电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最左端移到最右端的过程中,小灯泡始终不发光,电流表示数为零,电压表示数较大,经检查两电表均正常且导线连接正确,则电路故障是 。
(3)在这个实验中,滑动变阻器的作用是 。
(4)如图乙所示是小科根据实验数据绘出的电流I与电压U关系的图像,发现电流与电压不成正比,跟书本中的结论不一致,请分析原因并提出改进方案。 。
跟踪训练2(2025•嘉兴一模)某科学兴趣小组探究“电流和电阻关系”的实验过程如下:
【实验步骤】Ⅰ.根据设计的方案将阻值为5Ω的电阻接入图甲电路,闭合开关,观察并将电流表与电压表的示数记录到表格。
Ⅱ.换用阻值为10Ω、20Ω的电阻,重复步骤Ⅰ。
次数
电阻/Ω
电流/A
电压/V
1
5
0.30
1.5
2
10
0.20
2.0
3
20
0.12
2.4
请你用笔画线代替导线,将电流表接入图甲电路中。
【数据处理】同学们对表格数据进行分析,发现未能得到预期结论,原因是 。
【得出结论】改进步骤后,将重新获得的数据绘制成图乙,据此可得出的结论是 。
【实践应用】如图丙是电动汽车“油门”示意图。若踩下“油门”时,滑片逆时针转动,汽车加速,则应将E、O、F中哪两个接线柱接入电路中。 。
题型2 欧姆定律的应用
一、欧姆定律
1.欧姆定律的内容: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。
2.数学表达式I=U/R。变形公式:U=IR R=U/I。
3.说明:①适用条件:纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能);
②I、U、R对应同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。
③同一导体(即R不变),则I与U成正比。同一电源(即U不变),则I与R成反比。
④R=U/I是电阻的计算式,它表示导体的电阻可由U/I计算出大小,电阻是导体本身的一种性质,与电压U和电流I等因素无关。
4.注意点:
①同一性、同时性;
②电流与电压的因果关系;
③描述结论时,先说条件,再说结论。
二、伏安法测电阻
(1)实验原理:R=
(2)实验电路图:
(3)实验表格
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
1
2
3
(4)注意事项
①在选取器材时,电流表的量程要大于电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近于小灯泡的电阻,以使调节效果明显。
②在连接电路时,要断开开关,将电流表、电压表、滑动变阻器正确接入电路,并注意防止短路的发生。
③在闭合开关前,应把变阻器的滑片移到最大阻值处,使电路中电流最小,目的是保证电路中各元件的安全。
④注意把每次测量的结果和灯泡的发光情况记录下来。
⑤分析处理数据,对于测得的各组电压值和电流值,计算出相应的电阻,然后比较几次实验测得的电阻,会发现灯泡变暗时,电阻变小。这不是测量误差,而是因为随着灯泡两端的电压减小,灯泡的温度降低,从而使灯丝的电阻减小。
【典例2-1】(2024秋•衢州月考)如图所示电路,R1=10Ω,R2=6Ω,R3=4Ω,R4=3Ω,A、B两点间接入恒定电压U=12V。
(1)a、b之间接电流表时,其读数是多少?
(2)接电压表时,其读数又是多少?
【典例2-2】(2024秋•杭州校级月考)小明和小华同学想测量小灯泡的电阻,设计了如图甲所示的电路图.
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,在图乙中将实物电路连接完整(要求连线不得交叉,滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡变亮)。
(2)小明同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表、电压表均有示数,接下来正确的操作是 ;
A.检查小灯泡是否短路
B.检查开关是否接触良好
C.检查小灯泡灯丝是否断了
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)下表是正确操作后测得三次数据,其中第一次测得的电流如图丙所示,此时灯泡的电阻为 欧;
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
3.0
3.8
电流I/A
0.38
0.40
(4)为“探究电流跟电阻的关系”,小明把小灯泡分别换成阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻接入电路,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,数据如下表.
实验次数
1
2
3
电阻R/欧姆
5
10
20
电流I/A
0.6
0.3
0.15
本实验可得出的结论为: 。
跟踪训练1(2025春•鄞州区期末)如图是跨学科学习小组设计的“电子量角器”的电路图。电源电压恒为4V,定值电阻R0的阻值为8Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,MN是一段阻值为30Ω的半圆弧电阻,O为半圆弧的圆心,金属滑片OP为半径,且与半圆弧接触良好。半圆弧接入电路的电阻RMP随指针旋转角度θ均匀变化,所测角度θ越大,“量角器”示数也越大。下列有关“电子量角器”叙述正确的是( )
A.该“量角器”用电流表来显示角度大小
B.当电压表示数为1.6V时,所测角度θ为90°
C.该“量角器”的角度测量范围为0°~144°
D.为使测量角度范围变大,需要减小R0的阻值
跟踪训练2(2024秋•绍兴期末)用如图甲所示的电路测量定值电阻R1的阻值。
(1)如图所示是小明连接的实验电路。该电路中存在一处导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的电路连接图。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后并联在电压表和电流表两端时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱C与D时;电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 。
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx= Ω。
(4)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= Ω。(用题中所给量的符号表示)
题型3 电路分析与应用
一、串并联电路的特点总结
1、电路中并联的电灯(或其他用电器)过多,电源输出的电流过大,会引起电源超载而损坏电源,或导线过热而发生火灾。
2、并联电路中,某条支路上的电阻越小,则该条支路上的电流越大。
3、串联电路中:通过各电阻的电流相等;总电压等于各个电阻两端电压之和;总电阻等于各用电器电阻之和。
4、并联电路:总电流等于各支路的电流之和;各电阻上的电压相等(总电压与各支路电压相等);总电阻的倒数等各支路电阻的倒数之和。
电 流
电 压
电 阻
串联电路
I=I1=I2=…=In
U总=U1+U2+…+Un
R=R1+R2+…+Rn
并联电路
I=I1+I2+…+In
U总=U1=U2=…=Un
1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn
二、串并联电路的分析
(1)串联电路中通过某个电阻的电流,等于电源两端电压除以各分电阻之和.当串联电路中的一个电阻改变时,电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变.
(2)串联电路的总电阻与各分电阻的关系是R=R1+R2,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大.
(3)当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流会变化,干路电流会变化,但另一个支路的电流和电压都不变.
(4)并联电路的总电阻与各分电阻的关系是,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小.
(5)串联电路分压规律:
串联电路电流是一定的:
即:I=I1=I2
由欧姆定律可知:有;则有;
==
==
结论:串联电路中,电阻两端电压之比等于电阻之比.
(6)并联电路分流规律
并联电路电压相等,即:U=U1=U2
结论:并联电路中各支路的电流与它们的电阻成反比.
【典例3-1】(2024秋•椒江区期末)图甲电路中,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关,逐渐增大光照强度时,下列说法正确的是( )
A.整个电路的电阻变大
B.电压表和电流表示数均变大
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
跟踪训练1(2024秋•钱塘区校级期末)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是( )
A.1:1、4:3 B.1:2、1:3 C.1:1、1:4 D.1:4、1:1
跟踪训练2(2024秋•上城区校级期末)如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.5安,电压表的读数为2.5伏。当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的读数为0.6安,电压表的读数为3伏,由于R1、R2中有一个电阻出现故障。
(1)R2电阻为多少?
(2)电源电压为 伏;
(3)电路中出现的故障是 。
【能力培优练】
1. (2024秋•平湖市期末)如图为人体秤的工作原理图,电源电压恒定不变,体重显示表由电压表改装而成,定值电阻。R0=20Ω,滑片P可以滑到电阻R的最下端。若该人体秤的测量范围为0~100kg,电压表变化范围为2~12V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为14V
B.当人站到人体秤上时,电压表示数减小
C.当人体秤上没人时,滑动变阻器的阻值为100Ω
D.当人体秤显示100kg时,电路中电流为6A
2. (2024秋•南湖区校级期末)小明利用如图所示的电路测Rx的电阻。连接好电路闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表指针几乎无偏转、电压表示数接近电源电压,出现这种情况的原因是( )
A.Rx短路 B.Rx断路
C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
3. (2025春•镇海区校级期中)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,只有两个电表的指针发生偏转。已知灯泡L1、L2中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可能是灯泡L1短路 B.可能是灯泡L2短路
C.可能是灯泡L1断路 D.一定是灯泡L2断路
4. (2025春•镇海区校级期中)如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36V,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置时,反映油量的电表示数为最大量程的。下列说法错误的是( )
A.R0阻值为60Ω
B.滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为21V
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.17A
5. (2024秋•缙云县期末)某项目化小组制作了一个利用电表测物体重力的小作品,其原理图如图所示。当秤盘上不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电流表示数和电压表示数的变化情况是( )
A.电流表示数增大,电压表示数增大
B.电流表示数不变,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数减小,电压表示数不变
6. (2024秋•三台县期末)如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变。电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两块电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15~0.45A
B.电压表V1示数范围为1.5~3V
C.电压表V2示数范围为0~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~15Ω
7. (2024秋•三台县期末)酒精气体传感器是一种气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化而变化如图甲所示,将该气敏电阻与一阻值为30Ω定值电阻串联接入电源电压为9V的电路中,连接电流表和电压表就组成了简易的酒精测试仪,如图乙所示。现场检测时,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪中电压表的示数也越大。下列说法正确的是( )
A.乙图电路中的R1电阻是探测酒精浓度的气敏电阻
B.如果将电流表改装为酒精测试仪显示器,则酒精气体浓度的0应标在电流表的最左侧零刻度线上
C.如果将电流表改装为酒精测试仪显示器,则电流表需要选择“0~3A”的量程
D.如果将电压表改装为酒精测试仪显示器,不喝酒吹气时电压表示数为3V
8. (2024秋•绍兴期末)导体甲、乙、丙分别连接成三个电装置,如图所示。三个导体均由相同的材质组成,导体甲的长度为Lcm,截面积为Acm2;导体乙的长度为2Lcm,截面积为Acm2;导体丙的长度为Lcm,截面积为2Acm 若电路中连线及安培计的电阻、电池内电阻忽略不计,导体甲、乙、丙所连接的电路装置中,流经三导体的电流值分别为I甲、I乙、I丙,其大小关系为下列何者( )
A.I甲>I乙>I丙 B.I乙>I甲>I丙
C.I丙>I甲>I乙 D.I丙>I乙>I甲
9. (2025•诸暨市模拟)为测定一只标有“2.5V”字样的小灯泡正常工作时的电阻,小明准备了下列器材:待测小灯泡、干电池3节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)正确连接电路(如图甲),闭合开关后,滑片P位于某一位置时,电压表示数如图乙所示,为了让小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(2)滑片P调整到适当位置,电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,则该小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。
(3)小华认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱(相当于可以直接读数的可调电阻)和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,然后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V。
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数即为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (选填“a”或“b”)位置。
10. (2025•路桥区二模)小柯利用图甲所示的电路验证欧姆定律。
次数
电压/V
电流/A
1
1.0
0.11
2
2.
0.21
3
2.5
0.26
(1)根据图甲电路图连接实物,请用笔画线代替导线完成图乙电路连接 。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,(若故障只有一处)以下对于电路故障的分析正确的是: 。
A.不可能是R断路
B.可能是R短路
C.把电压表和电流表互换位置,电压表有示数,电流表无示数
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端进行检测
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示。则可以得到的实验结论是 。
(4)小柯在研究电流与电压关系的实验中,定值电阻R的阻值为10欧,通过滑动变阻器多次实验得到相关数据如表所示。结束实验整理器材时发现,测量过程某个电表没有调零。则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是 。
A.B.
C.D.
11. (2024秋•三台县期末)某实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源电压不变。
(1)检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲图中连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉)。
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,则被测电阻R的阻值为 Ω。
(3)小明在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的实验电路,按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端a,读出电流表的示数为I1。
②闭合开关S,调节滑片位于最右端b,读出电流表的示数为h。
③未知电阻的阻值:Rx= (用R0、I1、I2表示)。
12. (2025春•镇海区期末)如图所示是某校科技小组制作的液体密度计的工作原理图,其中空桶重1N,容积为200cm3,测量时需将桶内注满液体。电源电压恒为12V,定值电阻R0的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,表盘改造后可直接显示所测液体的密度值,滑动变阻器R2标有“24Ω 0.5A”的字样,R1为压敏电阻,其阻值与所受压力F变化关系之间满足关系式R1=150Ω﹣30Ω/N×F(R1的阻值不为0)。在桶内注满水时,桶内水重恰为2N,闭合开关S,移动R2的滑片至某个位置时,电压表的示数为1.5V。
(1)求此时电路中的电流。
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为多大?
(3)移动R2的滑片可以改变密度计的最大测量值(此时电压表指针满偏)。则该液体密度计的最大测量值为多少?(g取10N/kg)
13. (2024秋•南湖区期末)浙江省常受台风侵袭。为测量风速,小嘉设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2,均匀电阻丝AB长为20cm,阻值为20Ω,电源电压U0恒为6V,保护电阻R0为4Ω,电压表量程0∼3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处,弹簧处于原长状态。有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v(m/s)
0.3~1.5
1.6~3.33
3.4~5.4
5.5∼7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压p(Pa)
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力);测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力;
(1)在滑片P左移的过程中,电路中电流将 ;(选填“变大”、“变小”或“不变“)
(2)为保护电路安全,求出该风速仪所测最大风力等级为几级?
(3)为了让该风速仪能测出更大的风力等级,请你从该风速仪的电路结构上给出1项改进的建议。
【链接中考】
14. (2023•宁波)如图,电路中电流I大小始终不变,R0为定值电阻。闭合开关S,据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U﹣R图线①;断开开关S,据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U﹣R图线②。把IR0记为U0,下列能正确表示图线①、②的是( )
A. B.
C. D.
15. (2023•杭州)小金用如图甲所示电路测某导体的电阻。回答下列问题:
(1)用笔画线代替导线在答题纸的图中完成实物图的连接。
(2)闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的指针位置如图丙所示,则被测导体R的电阻为 欧。
(3)为减小实验误差,需进行多次测量。当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,电压表的示数将 (选填“变大”或“变小”)。
16. (2023•湖州)某项目化学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管,里面灌满一定浓度的盐水,两端用金属圆片电极密封,形成一段封闭的盐水柱,长度20厘米。在老师的指导下,选用了下列器材,对盐水柱的电阻进行探究(过程中盐水柱温度变化和化学变化不计):[器材选择]学生电源12伏,电流表(0~5毫安),电压表(0~3伏,0~15伏),滑动变阻器(0~10千欧)。[电路连接]小组设计了电路图,根据电路图连接实物。
(1)根据实验要求,用笔画线作为导线完成实物图的连接。
[实验数据]正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组数据如下表:
实验记录表
实验次数
1
2
3
电压表示数(伏)
3.6
7.2
10.2
电流表示数(毫安)
1.25
2.40
3.48
盐水柱电阻(千欧)
?
3
2.93
(2)分析表中三组数据,该盐水柱的电阻为 千欧。(结果保留两位小数)
(3)有小组成员提出,金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关,盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢?
[实验方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性,通过拉长来改变盐水
柱长度,进行探究。你觉得此设计是否合理 ,请说明理由 。
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系......
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
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