内容正文:
第十四章复习
重点实验突破
第十四章 欧姆定律
类型一 探究电流与电压、电阻的关系
1. (2024·武汉)某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持3V不变,定值电阻的阻值为4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
(1) 该同学接错了一根导线,请你在这根导线上画“ ”,并补画出正确的那根导线。
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(2) 正确改接电路后,该同学立即进行实验,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是 0.22 A。该同学实验操作的不足之处是 闭合开关前,没有将滑片移到滑动变阻器最大阻值处 。
0.22
闭合开
关前,没有将滑片移到滑动变阻器最大阻值处
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(3) 该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验,将得到的实验数据填入表格。
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2
电流I/A 0.15 0.23 0.30
电压U/V 1.5 1.8 2.1 2.4
电流I/A 0.38
分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论: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 。为了进一步验证这个结论,利用现有器材在不改变电路连接的情况下,表格里余下的4次实验中,该同学还能完成 1 次。
成正比
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2. (2025·安徽模拟)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组连接的实验电路如图所示,其中电源电压为4.5V且保持不变。
(1) 检查电路时,该小组同学发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“ ”,并用笔画线代替导线将正确的电路连接完整。
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(2) 改正电路后,该小组同学通过实验得出的记录如表所示。
实验序号 电阻R1/Ω 电流I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 20 0.1
4 25 0.08
① 完成第1次实验后,该小组同学断开开关,在没有移动滑动变阻器滑片的情况下,换接10Ω电阻后就闭合开关,此时电压表示数会 大于 (选填“大于”或“小于”)2V,接下来该小组同学移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数。
大于
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定值电阻两端电压不变,电流与电阻的乘积为定值 。
(3) 为了顺利完成上述实验,该小组选用的滑动变阻器最大阻值至少为 31.25 Ω。
定值电阻两端电压不变,电流与电阻的乘积为定值
31.25
② 该小组同学分析表格中数据,得出结论:保持电压不变时,电流与电阻成反比关系。请写出他们得出这个结论的依据是什么?
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类型二 电阻的测量
3. (2024·南充)小红想测量标有“1.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验。
(1) 用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。(要求开关闭合后,向右移动滑片,电流表示数变大)
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(2) 检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡 开路 (选填“开路”或“短路”)。
开路
(3) 排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 5 Ω。接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I-U图像,如图丙所示。
5
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(4) 小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是 小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不是定值 。
(5) 小红还想测出另一个额定电压为U额(即小灯泡正常发光时两端电压为U额)的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定,大于U额且未知,滑动变阻器R的最大阻值未知,定值电阻的阻值为R0)。请将实验步骤补充完整:
小灯泡的电阻
随温度的升高而增大,不是定值
① 闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为 时,小灯泡正常发光。(用题中所给物理量符号表示)
② 闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I。
③ 小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U额、I、R0表示)。
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4. (2024·合肥庐阳校级期中)实验小组用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡正常发光时两端电压为2.5V。
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(1) 闭合开关移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 9.6 Ω(结果保留一位小数)。
(2) 如图丙所示,小灯泡的I-U关系图像为一条曲线,原因是灯丝电阻受 温度 的影响。
(3) 小组同学计划用该装置测量某定值电阻Rx的阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路测量Rx的阻值。实验步骤如下:
① 将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数I1。
② 将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数I2。
③ 滑动变阻器的最大阻值为R0,则Rx= (用I1、I2和R0表示)。
9.6
温度
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5. 某同学利用如图实验电路,测量待测电阻Rx的阻值,R0为定值电阻。实验步骤如下:
(1) 闭合开关S1、S2,记录电流表的示数I1。
(2) 断开开关 S2 ,记录电流表的示数I2。
(3) 待测电阻的阻值Rx= (用R0、I1、I2表示)。
S2
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6. 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标有“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图甲、乙所示的两个实验电路,分别按如下步骤进行实验:
(1) 闭合开关S,调节滑片至最左端时,读出电流表的示数为I1。
(2) 闭合开关S,调节滑片至最右端时,读出电流表的示数为I2。
(3) 未知电阻的阻值:按照图甲方案,Rx= ;按照图乙方案,Rx= 。(两空均用I1、I2、R表示)
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7. 小明利用如图所示的实验器材测量电阻Rx的阻值,实验过程如下:(R2为电阻箱)
(1) 对照电路图,连接实物电路,将滑动变阻器的滑片移到最 右 (选填“左”或“右”)端。
(2) 闭合开关S、S1,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3V。
(3) 断开开关S1,闭合开关S、S2, 不调节 (选填“调节”或“不调节”)滑动变阻器的滑片,调节电阻箱,使电压表的示数为3V,读出电阻箱的示数为25Ω。
(4) 待测电阻Rx的阻值为 25 Ω。
右
不调节
25
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7. 用如图所示的电路可以估测灯泡的阻值,
实验按下列步骤进行:(R为电阻箱)
(1) 第一步:按电路图正确连接电路。
(2) 第二步:断开开关S2,闭合开关S1、S3,适当调节滑动
变阻器的滑片,观察到电流表的示数为0.3A。
(3) 第三步:断开开关 S3 ,闭合开关 S1、S2 ,调节电阻箱连入电路中的阻值,使电流表的示数仍为0.3A。
(4) 某同学在第三步操作中发现:当电阻箱的阻值调为19Ω时,电流表的示数略大于0.3A;当电阻箱的阻值调为20Ω时,电流表的示数略小于0.3A。在这种情况下, 不应该 (选填“应该”或“不应该”)调节滑动变阻器,以使电流表的示数恰好为0.3A。由该同学的实验,可判断所测灯泡的阻值约为 19.5(19~20之间均可) Ω。
S3
S1、S2
不
应该
19.5(19~20之间均可)
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