内容正文:
课时分层训练(十六) 科学探究:欧姆定律
知识点一 电流与电压的关系
1.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小华选用了5 Ω、10 Ω、15 Ω三个定值电阻,电源电压恒为6 V。
第1题图
(1)连接电路时,开关应该 断开 。
(2)请按图甲所示的电路图将实物图乙连接完整。
答案:如图所示。
(3)通过调节滑片P位置,改变定值电阻两端的电压,读出了其中三组电压表和电流表的示数见表所示。由表中的数据进行分析,可以归纳出的初步结论是 当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
2.0
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
(4)小华又换用其他阻值的定值电阻做了几次实验,其目的是 使结论具有普遍性 。
知识点二 电流与电阻的关系
2.在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,电源电压为4.5 V且保持不变,滑动变阻器的规格为“20 Ω 2 A”,选用30 Ω、25 Ω、20 Ω、15 Ω、10 Ω、5 Ω的定值电阻R随机正确接入如图甲所示电路。
第2题图
(1)图乙是小王同学根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的关系图像,由图像可知,记录数据时R两端电压为 3 V。
(2)根据图乙所示数据,得到的实验结论是 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(3)某次实验,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,直接闭合开关,此时电压表示数为1.5 V,则刚拆下电阻R的阻值为 20 Ω。
知识点三 欧姆定律及其应用
3.由欧姆定律I=变形可得R=,下列说法正确的是( D )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
解析:导体的电阻是导体本身所具有的阻碍电流的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,电阻不随着电压和电流的改变而改变,导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值。故D正确。
4.如图所示是两个电阻的电流随电压变化的关系图像,由图中信息可推断R1 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)R2。将它们并联后接入电路,通过R1、R2两个电阻的电流分别为I1、I2,则I1∶I2= 2∶1 。
第4题图
5.在“探究电流与电压关系”的实验中,选用器材有:学生电源(电压恒为4.5 V)、电流表、电压表、定值电阻R、开关S、导线若干和标有“50 Ω 0.5 A”字样的滑动变阻器R′。
第5题图
(1)连接电路时,开关必须处于 断开 状态。在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 A (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S后,移动滑片P时发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压,则电路故障可能是定值电阻R发生了 开路 (选填“开路”或“短路”)。
(3)排除故障后闭合开关S,移动滑片P,当电流表的示数为0.28 A时,电压表指针位置如图乙所示,则定值电阻R的阻值为 10 Ω。
(4)多次改变滑动变阻器滑片P的位置,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的IU图像如图丙所示,分析图像可初步得出结论:在导体电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 正 比。
(5)在实验过程中,滑动变阻器R′接入电路的阻值不得小于 5 Ω。
【创新运用】
6.如图所示,R1的电阻是20 Ω,当开关S闭合后,电流表A的示数为0.5 A,电流表A1的示数是0.3 A。求:
第6题图
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
解:由电路图可知,开关S闭合后,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)由I=可知,U1=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V,根据并联电路中各支路两端电压相等可知,电源电压
U=U2=U1=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-0.3 A=0.2 A,
由I=可知,R2的阻值
R2===30 Ω。
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