内容正文:
第五章 欧姆定律
第5.1节 电流与电压、电阻的关系
巩固性作业
1.探究电流与电压的关系时,应控制________不变时,实验结论是保持________不变时,通过导体的电流跟导体两端的电压成________比。
2.分别把U1=4 V、U2=6 V的电压加在某段导体两端,则两次通过该导体的电流之比为( )
A.1∶2 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶1
3.当加在某段导体两端的电压为24 V时,通过它的电流为1.2 A。若加在该段导体两端的电压减小6 V时,则通过它的电流是( )
A.0.9 A B.1.2 A C.0.6 A D.2.4 A
4. 小明用如图1所示电路探究电流与电阻的关系,R为定值电阻,电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10Ω换成20Ω后,闭合开关,接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是( )
图1 图2
A.改变电路两端的电压 B.保持电阻两端的电压不变
C.多次测量以减少误差 D.保持通过电阻的电流不变
5.如图2所示,在研究“电流与电压的关系”的实验中,下列说法正确的是( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制定值电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是改变定值电阻两端的电压多次测量
④闭合开关后,移动滑片P的目的是多次测量取平均值减小误差
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
拓展性作业
6. 某导体中的电流与它两端电压的关系如图3所示,下列分析正确的是( )
图2 图3 图4
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0 B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0 D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6 A
7.在“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A.两个实验进行多次实验的目的都是得到普遍性规律。
B.在“探究电流和电压的关系”的实验中,滑动变阻器的作用主要是控制定值电阻两端电压C.在“探究电流和电阻的关系”的实验中,滑动变阻器的作用主要是改变定值电阻两端的电压
D.两个实验都用到了转换法
8.如图所示是“探究电流与电阻的关系”电路图4,下列说法正确的是( )
A.将R1由10Ω换成20Ω,不需要调节滑动变阻器
B.调节滑动变阻器的过程中,应观察电流表的示数
C.实验结论:导体中的电流与导体的电阻成反比
D.三次实验中,电压表与电流表的比值不同
9.某同学利用下图5的电路探究电流与电压、电阻的关系。
实验开始时,滑动变阻器的作用是__________,在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,应保持_______不变;在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,滑动变阻器的作用是_______________。
探究性作业
10.利用如图6甲所示的电路探究电流跟电压的关系,电源电压6 V不变。
图6 图丙
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0
0
1
2
3
电流I/A
0
0
0.1
0.2
0.3
(1)按图甲,在图乙中把接错的一根导线打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)正确连接电路后,再闭合开关,移动滑片,发现电压表和电流表示数均为0;继续移动滑片,当两电表指针刚好偏转且稳定时,其示数见下表中数据序号3。继续实验,数据见序号4和序号5。
①根据第5组数据,在图丙中标出电流表指针所在的位置。
②由序号1、2两组数据可判断,该电路故障为____________(选填“R1接触不良”“R2断路”或“R2短路”)。
③序号3、4、5三组数据表明:在导体的________一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
跨学科作业
《探索变量之间的秘密:绘制物理图像》
1. 数据收集: 完成课本探究实验,精确记录电阻不变时,多组电压U与电流I的数据;以及电压不变时,多组电阻R与电流I的数据。
2. 图像绘制: 在坐标纸上(或使用GeoGebra、Excel等软件)以U为横轴、I为纵轴,绘制I-U关系图像;以R为横轴、I为纵轴,绘制I-R关系图像。
3. 分析报告:
(数学)判断两个图像分别属于哪种函数图像(正比例函数/反比例函数)?并尝试写出函数表达式。
(物理)根据图像,用语言完整阐述电流与电压、电流与电阻的定量关系。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
电阻;电阻;正
2
B
3
A
4
B
5
A
6
C
7
A
8
D
9
保护电路;电阻;保持定值电阻两端的电压不变
10
②R1接触不良;③电阻
第5.2节 欧姆定律
巩固性作业
1.对于公式的理解,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.导体的电阻与加在导体两端的电压、通过导体的电流都无关
2.根据欧姆定律可导出公式,依此可测量导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料、长度和横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关
C.导体的电阻既与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比
3.如图1所示四个图像中,能正确描述电阻一定时,通过导体的电流与它两端电压关系的是( )
图1
4.一个定值电阻的阻值是300Ω,接在电压为15 V 的电源上,则通过该电阻的电流是_______mA;若使通过该电阻的电流为0.15 A,则需要在电阻两端加上_______V 的电压。
5.如果一段导体中通过的电流是2 A 时,它两端的电压为20 V;若要使通过该导体的电流变为1 A,导体两端所加的电压应为________V;如果该导体两端所加的电压为0,该导体的电阻为________Ω。
6.如图2甲所示为林红同学在“探究电流与电阻的关系”实验中连接的电路。实验中滑动变阻器起到保护电路安全和 的作用;林红根据多次测量数据描绘出I-R图像如图乙所示,由图像可以得出的结论是: 。
图2
拓展性作业
7.我国法律规定,驾驶员醉驾要负刑事责任。为了判断驾驶员是否酒后驾车,交警需要用酒精测试仪对驾驶员进行检测。小林设计了一种酒精测试仪的电路,如图所示。图3中R为定值电阻;Q为酒精气敏元件,它在电路中的作用相当于一个可变电阻,其阻值随被测的酒精气体浓度的增大而增大.电源两端的电压不变,闭合开关S,当气敏元件所测酒精气体的浓度增大时,则下列判断中正确的是( )
图3 图4 图5
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数变小,电流表示数变小 D.电压表示数变小,电流表示数变大
8.小希同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图4所示的图像,根据图像判断,下列说法中正确的是 ( )
A.当导体甲两端的电压为3 V时,通过导体甲的电流为0.3 A
B.当通过导体乙的电流为0.3 A时,导体乙两端的电压为2 V
C.通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
D.将甲、乙两导体并联接到电压为2 V的电源上时,通过导体的总电流为0.9 A
9.如图5所示,在探究“电流与电阻关系”时,电源电压恒为3 V,实验准备了阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω的电阻,当将10 Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2 V,再分别用5 Ω、20 Ω的电阻替换10 Ω的电阻进行实验,下列说法正确的是 ( )
A.用5 Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大
B.用5 Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小
C.用20 Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大
D.用20 Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小
探究性作业
10.在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验时,小明连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V。
(1)开关闭合前,若发现电流表的指针在零刻度线左侧,则原因是_______(选填“A”或“B”),并及时修正。
A.电流表没调零 B.电流表正负接线柱接反了
(2)闭合开关,调节滑片的位置,目的是改变_________________________________。把滑片向左移动,根据记录的实验数据,在坐标图乙中画出电流随电压变化的图象。由图象可得出的结论是在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________。
(3)小明实验中所用滑动变阻器的规格可能是_______(填序号)。
A.10Ω 1A B.25Ω 0.6A C.30Ω 0.4A
(4)小张同学利用图甲做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验,定值电阻有3个(5Ω、10Ω、20Ω各一只)。
①在实验过程中,先将5Ω的电阻连入电路中,移动滑片使电压表的示数为2V,并记下电流值。接着将5Ω电阻更换成10Ω电阻,接下来进行的操作是向_______(选填“右”或“左”)移动滑片,直至电压表示数为_______V,并记下此时电流表的示数。
②根据实验数据小张在图丙中作出I-R图象,根据表格数据得出实验结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的阻值成________。
跨学科实践作业
《致敬欧姆:我的定律发现宣言》
创意写作: 假设你是欧姆,在1826年终于验证了定律的正确性。写一篇“科学家日记” 或一封“给科学院的信” ,阐述你的发现过程、遇到的困难、以及此刻激动的心情。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
D
2
B
3
B
4
50;45
5
10;10
6
保持电阻两端电压不变;在电压一定时,电流与电阻成反比
7
C
8
C
9
D
10
(1)A;(2)电阻的电压和通过的电流;正比;(3)B;(4)左;2;反比
第5.3节测量电阻
巩固性作业
1.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器作用的下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.只能使电阻两端的电压升高,电阻中的电流变大
2.如图1所示,是“用电压表和电流表测量定值电阻的阻值”的实验电路图。对该实验的操作和分析,下列选项正确的是( )
图1 图2 图3
A.连接电压表时,一定要选用较小的量程
B.闭合开关前,应使滑动变阻器滑片P位于a端
C.若被测电阻开路,闭合开关后电压表和电流表均无示数
D.为了得到比较准确的电阻值,应多次测量求平均值
3.同学们通过实验研究小灯泡的电阻,设计了如图2所示的电路,下列说法错误的是( )
A.测量小灯泡电阻的原理是欧姆定律
B.规范操作,闭合开关,若灯泡不发光,一定是有电路故障
C.电路完好,向左调节滑片,会观察到灯泡逐渐变亮
D.通过实验,可得出灯丝电阻跟温度的关系
4.某同学做伏安法测电阻实验时,刚一“试触”就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,发生这种情况的原因可能是( )
A.电流表的“+”“-”接线柱接反了 B.待测电阻发生了断路
C.线路接错,某处发生了短路 D.以上说法均不对
5.如图3所示,R为待测电阻,阻值约为5Ω。给你的器材:滑动变阻器(2A,0~10Ω);电流表有2个量程,分别为0~0.6A、0~3A;电压表有2个量程,分别为0~3V、0~15V;电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法,但为使测量时能较准确地读数,两只电表的量程应用( )
A.0~0.6 A和0~15 V B.0~3 A和0~15 V
C.0~0.6 A和0~3 V D.0~3 A和0~3 V
拓展性作业
5.小明设计并连接了测量电阻的电路如图4甲所示,所使用的电源为两节干电池。请指出他在电路设计或连接上存在的一个问题:____________________________;经改正后,所测得的数据绘出的图像如图乙所示,该待测电阻的阻值为________Ω。
图4 图5 图6
6.如图5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________R2(选填“>”、“=”或“<”)。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=________。
7..以下为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作,其中正确的是( )
A.连接电路时,应先闭合开关
B.连接电表时,应先选小量程
C.闭合开关时,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D.计算电阻时,应先计算电压平均值与电流平均值
8.如图6“伏安法测电阻实验”电路图,下列说法中错误的是( )
A.在连接电路时,应将变阻器滑片调至最右端
B.连接电路时,要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出
C.多次测量是为了求平均值减小误差
D.向左移动滑动变阻器的滑片时,电流表、电压表的示数都变大,R的阻值也变大
9.图甲是小刚测电阻的电路图,他进行了下列操作,请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关前, 滑片P应置于滑动变阻器的最_______端(选填“右”或“左”);
(2)用完好的器材按图甲正确连接好电路,试触时,发现电流表的指针偏转角很小,移动滑动变阻器的滑片时,指针偏转角度仍然较小,产生该现象的原因可能是:_______________;
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示,则电压表的读数是_______V,该电阻的阻值R =_______Ω。
探究性作业
9.某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究;选用了3V的电源、待测电阻Rx、电阻箱、电压表、开关和导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是________;
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为_______V;此时,电阻箱示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为_______Ω,Rx的阻值为________Ω;
(3)同学们交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值R和与之对应的电压表示数U,分别算出待测电阻的阻值,求其平均值是为了________;利用测得的多组数据,描绘出电压U随电阻R的变化关系图像如下图,其中正确的是________。
跨学科实践
设计与制作: 利用实验室器材(或生活中的简单材料,如电池、小灯泡、导线、待测电阻),设计一个能定性比较电阻大小的简易装置。例如,通过观察小灯泡的亮度来判断未知电阻与已知电阻的大小关系。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
B
2
D
3
B
4
C
5
电流表正、负接线柱接反了(或缺少滑动变阻器);50
6
<;2∶1
7
C
8
D
9
(1)右;(2)电流表选择的量程太大;(3)2.4;8
10
(1)电阻Rx断路;(2)0.5;5;25;(3)变小(4)减小误差;B
第5.4节 等效电路
巩固性作业
1.两电阻串联后总电阻大于其中任一电阻,是因为串联的结果相当于使导体 增大。电阻并联后总电阻小于其中任一电阻,是因为并联的结果相当于使导体的 增大。
2.一个滑动变阻器上标有“50 Ω 1.5 A”字样,把它和30 Ω的定值电阻串联起来接入电路,则电路的总电阻变化范围是( )
A.0~30 Ω B.0~50 Ω C.0~80 Ω D.30~80 Ω
3.阻值为10Ω的电阻R1与阻值为25Ω的电阻R2串联后的总电阻是________Ω。若通过电阻R1的电流为________A,则通过电阻R2的电流是0.2A,R2两端的电压是________V。
4.某同学在修理电器时,需要一个12Ω的电阻,但手边只有阻值为25Ω、20Ω、10Ω、8Ω、4Ω的电阻各一个。他可以选其中阻值为________Ω和________Ω的两个电阻________联。
5.图1是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,R0为定值电阻。下列说法正确的是( )
图1 图2 图3
A.地磅的量程与R0大小无关 B.货车的质量变大时,电流表的示数变大
C.仅增大电源电压,会使地磅的量程减小 D.仅将电流表替换成电压表也能测量货车的质量
6.如图2所示电路中,电源电压相等,R1<R2,则闭合开关后电流表示数最大的是( )
7.如图3所示,电源电压U恒定,R1>R2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,R1、R2两端的电压分别是U1、U2,则( )
A.I1>I2 B.I1=I2 C.U1<U2 D.U1=U2
拓展性作业
8.两个定值电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=7∶8,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2为________,R1、R2两端的电压之比U1∶U2为________。
9.如图4所示,阻值为4 Ω的电阻R1与阻值为2 Ω的电阻R2并联,电流表的示数为3 A,则通过电阻R1与R2的电流之比为____,通过电阻R1的电流为____A,电源电压为____V.
图4 图5 图6 图7
10.在图5所示的电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压恒为6V,闭合开关S。当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表a的示数为________A;当电表a、b为电压表,c为电流表时,电表b的示数为________V。
11.若电阻R1为30Ω,R2与电阻R1串联后的总电阻为90Ω,则电阻R2为________Ω。若将两个电阻并联,则并联后的总电阻为________Ω。
12.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I-U图像如图2所示。如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I-U图6线所在的区域,下列说法中正确的是 ( )
A.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域
B.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
D.以上说法都不对
13.如图7,R1 =8Ω,变阻器R2阻值的变化范围为0 ~ 10Ω,电源电压6V,电流表量程0 ~ 0.6A,电压表量程0 ~ 3V,为了使电流表和电压表能安全工作,变阻器接入电路中的电阻值变化范围是( )
A.0 —10Ω B.2 —8Ω C.0—2 Ω D.2 — 10Ω
探究性作业
14.小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况,存在的问题是:______;
(2)将5Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,滑片P应向______(选填“c”或“d”)端移动,直至电压表示数也为U0,记下相应的电流值;
(3)小丽在换用20Ω电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题。请你写出小丽的做法:______;
(4)小丽根据实验数据得出I-R变化的图像,如图丙所示:则小丽实验时U0=______V;
(5)小丽根据如图丙所示的图像,得出了结论:电流与电阻成反比。请你对此结论做出评价______。
15.在学习了并联电路特点和欧姆定律后,科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和分电阻之间的关系,开展了以下探究;
[实验步骤]第一步:设计电路(如图所示),根据电路图连接实物;第二步:闭合开关,分别读出电流表和电压表的示数并记录;第三步:计算总电阻并填入表格;第四步:换用不同规格的电阻重复上述实验;
实验次数
电阻R1/Ω
电阻R2/Ω
①______
②______
总电阻R/Ω
1
30
10
7.5
2
30
15
10
3
30
30
15
(1)小组设计了一个记录和处理数据的表格,请将上表中①②处的内容填写完整;
(2)通过分析实验数据,同学们得到了并联电路总电阻小于任何一个分电阻的结论,请根据影响电阻大小的因素解释上述结论:______;
(3)分析表中数据,还可以得出的结论是:______。
跨学科实践
调研并举例说明“等效替代”思想在生活中的其他应用(如:计算班级平均分、信用卡积分兑换等)。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
长度 横截面积
2
D
3
35、0.2、5
4
8;4;串
5
D
6
A
7
B
8
1∶1;7∶8
9
1:2 1 4
10
0.3;4
11
D
12
C
13
B
14
电流表正负接线柱接反了 d 把5Ω与15Ω的电阻串联接入ab间进行实验 2.4 说法错误,应该说在电压一定时电流与电阻成反比
15
电压/V 电流/A 电阻并联相当于增大了导体的横截面积,当材料、长度和温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小 增大并联电路中某一支路的电阻,电路的总电阻也随着增大
第五章 《欧姆定律》章末复习与提升
知识梳理
巩固性作业
1.如图1所示的电路中R1=2Ω,现将R1换成4Ω的电阻R2为保持电压的示数不变滑动变阻器的滑片P应该( )
图1 图2 图3 图4
A.向a端滑动 B.向b端滑动
C.保持原位不动 D.不可能使电压表示数不变
2.如图2所示,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,电路中( )
A.电流表的示数变大,小灯泡变亮
B.电流表的示数变小,小灯泡变亮
C.电压表的示数变大,小灯泡不亮
D.电压表的示数变小,小灯泡不亮
3.在探究“研究电流与电阻的关系”时,实验中要控制 两端的电压不变,改变的是 。所以需要在电路中串联 ,通过调节滑动变阻器,保持电阻两端的电压不变。
4.如图3所示,在探究“电流与电阻关系”时,电源电压3V恒定不变。实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,当将5Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,再分别用10Ω、20Ω的电阻替换5Ω的电阻进行实验,下列说法正确的是( )
A.用10Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大
B.用10Ω 电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小
C.用20Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大
D.用20Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小
5.如图4所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,把滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值将_______,电压表的示数将_______(均填“变大”或“变小”)。
6.根据下列一组实验数据,可以得到的结论是( )
导体两端的电压U/V
导体的电阻R/Ω
通过导体的电流I/A
2
10
0.2
4
10
0.4
6
10
0.6
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
拓展性作业
7.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图5甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析错误的是( )
图5
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越大
C.当空气湿度为40%时,R与R0两端的电压之比为3∶2
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
8.如图6所示为R1、R2两电阻的U-I图像,则R1、R2的电阻之比为( )
图6 图7
A.3∶2 B.2∶3 C.3∶1 D.1∶3
9.两个定值电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=7∶8,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2为________,R1、R2两端的电压之比U1∶U2为________。
探究性作业
10.在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图7甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
11.如图8所示,电源电压恒定为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,2A”的字样,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,当开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中,下列说法中正确的是( )
图8 图9
A. 电压表示数变化范围是1~3V
B. B.电流表示数变化范围是0.18~0.4A
C. 滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V
D.滑动变阻器的阻值变化范围是20~10Ω
12.如图9所示,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω 1A”,小灯泡L标有“6V 0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,小灯泡L的I-U图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2~0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
B
2
C
3
电阻,导体的阻值,滑动变阻器
4
D
5
变小,变大。
6
D
7
A
8
C
9
1∶1;7∶8
10
C
11
C
12
(1)12Ω;(2)8V;(3)6~11V
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$
第五章 欧姆定律
第5.1节 电流与电压、电阻的关系
一、课标要求
探究电流与电压、电阻之间的关系。
二、教学目标
【物理观念】通过科学探究,认识电流与电压、电阻的关系。
【科学思维】在探究电流与电压、电阻关系的过程中,通过提出问题、设计实验、总结归纳、讨论交流等环节培养思维能力。
【科学探究】在探究电流与电压、电阻关系的过程中经历科学探究的一般环节,学习如何用正确的方法发现物理规律。
【科学态度与责任】在实验与讨论过程中,逐步养成尊重事实、实务求真的科学态度。
三、重难点
重点是得出电流与电压电阻的关系
难点是分析数据、绘制图像并从中归纳出结论
四、知识点与作业对应表
知识点
目标要求
习题
类型
题目
数量
难易程度
(易、适中、难)
探电流与电压的关系
知道电流与电压的关系
填空题、选择题
探究题
4
易、适中、难
探电流与电阻的关系
知道电流与电阻的关系
选择题、填空题
6
适中
巩固性作业
1.探究电流与电压的关系时,应控制________不变时,实验结论是保持________不变时,通过导体的电流跟导体两端的电压成________比。
2.分别把U1=4 V、U2=6 V的电压加在某段导体两端,则两次通过该导体的电流之比为( )
A.1∶2 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶1
3.当加在某段导体两端的电压为24 V时,通过它的电流为1.2 A。若加在该段导体两端的电压减小6 V时,则通过它的电流是( )
A.0.9 A B.1.2 A C.0.6 A D.2.4 A
4. 小明用如图1所示电路探究电流与电阻的关系,R为定值电阻,电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10Ω换成20Ω后,闭合开关,接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是( )
图1 图2
A.改变电路两端的电压 B.保持电阻两端的电压不变
C.多次测量以减少误差 D.保持通过电阻的电流不变
5.如图2所示,在研究“电流与电压的关系”的实验中,下列说法正确的是( )
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制定值电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是改变定值电阻两端的电压多次测量
④闭合开关后,移动滑片P的目的是多次测量取平均值减小误差
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
拓展性作业
6. 某导体中的电流与它两端电压的关系如图3所示,下列分析正确的是( )
图2 图3 图4
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0 B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0 D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6 A
7.在“探究电流和电压的关系”和“探究电流和电阻的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A.两个实验进行多次实验的目的都是得到普遍性规律。
B.在“探究电流和电压的关系”的实验中,滑动变阻器的作用主要是控制定值电阻两端电压C.在“探究电流和电阻的关系”的实验中,滑动变阻器的作用主要是改变定值电阻两端的电压
D.两个实验都用到了转换法
8.如图所示是“探究电流与电阻的关系”电路图4,下列说法正确的是( )
A.将R1由10Ω换成20Ω,不需要调节滑动变阻器
B.调节滑动变阻器的过程中,应观察电流表的示数
C.实验结论:导体中的电流与导体的电阻成反比
D.三次实验中,电压表与电流表的比值不同
9.某同学利用下图5的电路探究电流与电压、电阻的关系。
实验开始时,滑动变阻器的作用是__________,在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,应保持_______不变;在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,滑动变阻器的作用是_______________。
探究性作业
10.利用如图6甲所示的电路探究电流跟电压的关系,电源电压6 V不变。
图6 图丙
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0
0
1
2
3
电流I/A
0
0
0.1
0.2
0.3
(1)按图甲,在图乙中把接错的一根导线打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)正确连接电路后,再闭合开关,移动滑片,发现电压表和电流表示数均为0;继续移动滑片,当两电表指针刚好偏转且稳定时,其示数见下表中数据序号3。继续实验,数据见序号4和序号5。
①根据第5组数据,在图丙中标出电流表指针所在的位置。
②由序号1、2两组数据可判断,该电路故障为____________(选填“R1接触不良”“R2断路”或“R2短路”)。
③序号3、4、5三组数据表明:在导体的________一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
跨学科作业
《探索变量之间的秘密:绘制物理图像》
1. 数据收集: 完成课本探究实验,精确记录电阻不变时,多组电压U与电流I的数据;以及电压不变时,多组电阻R与电流I的数据。
2. 图像绘制: 在坐标纸上(或使用GeoGebra、Excel等软件)以U为横轴、I为纵轴,绘制I-U关系图像;以R为横轴、I为纵轴,绘制I-R关系图像。
3. 分析报告:
(数学)判断两个图像分别属于哪种函数图像(正比例函数/反比例函数)?并尝试写出函数表达式。
(物理)根据图像,用语言完整阐述电流与电压、电流与电阻的定量关系。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
电阻;电阻;正
2
B
3
A
4
B
5
A
6
C
7
A
8
D
9
保护电路;电阻;保持定值电阻两端的电压不变
10
②R1接触不良;③电阻
设计意图
第1题的设计意图是巩固学生对控制变量法的理解,让学生明确在探究电流与电压关系时需要保持电阻不变这一关键条件。此题对应课标要求"通过实验探究电流与电压、电阻之间的关系",主要锻炼电流与电压定量关系的知识点,旨在提升学生的科学探究能力和逻辑推理能力。第2题重点训练学生运用比例关系解决实际问题的能力,帮助学生理解电流与电压的正比关系。此题对应"理解电流、电压和电阻的基本概念"的课标要求,通过具体的数值计算锻炼学生的数学应用能力和分析解决问题的能力。第3题着重培养学生运用公式进行简单计算的能力,同时强调电阻是导体本身的性质,不随电压、电流的变化而改变。此题同样对应基本概念理解的课标要求,通过计算训练提升学生的逻辑思维能力和计算技能。第4题旨在帮助学生理解探究电流与电阻关系实验中滑动变阻器的重要作用。此题对应"能设计和进行控制变量的实验"的课标要求,重点锻炼控制变量法的应用能力,培养学生的实验设计能力和科学思维。第5题综合考查学生对探究电流与电压关系实验的全过程理解,包括电路连接、仪器使用、数据记录等环节。此题对应"能使用电流表、电压表和滑动变阻器等仪器进行测量和调节"的课标要求,全面提升学生的实验操作能力和综合分析能力。第6题重点培养学生通过图像分析数据得出结论的能力,对应"能通过图像分析数据,得出结论"的课标要求。通过分析I-U图像,锻炼学生的数据分析和信息处理能力,帮助学生建立数形结合的思维方式。第7题通过对比"探究电流和电压的关系"与"探究电流和电阻的关系"两个实验,帮助学生区分相似实验的目的和方法差异。此题对应探究电流与电压、电阻关系的课标要求,主要培养学生的比较分析能力和批判性思维。第8题考查学生对探究电流与电阻关系实验的整体理解,包括电路连接、操作方法和数据分析等方面。此题同样对应实验探究的课标要求,重点锻炼学生的实验操作能力和数据处理能力。第9题通过填空题形式,帮助学生梳理两个重要实验的关键操作要点。此题对应"能设计和进行控制变量的实验"的课标要求,强化学生对实验方法的理解和记忆。第10题作为综合性探究题,全面考查学生的实验设计、操作、数据记录和分析能力。此题对应多个课标要求,重点培养学生的科学探究能力、实践操作能力和创新思维,帮助学生形成完整的科学探究体验。通过以上题目的系统训练,学生能够逐步建立电流与电压、电阻关系的物理观念,掌握科学探究的基本方法,培养科学思维和科学态度,为后续学习欧姆定律打下坚实的基础。
第5.2节 欧姆定律
一、课标要求
理解欧姆定律。
二、教学目标
【物理观念】理解欧姆定律,能运用欧姆定律进行简单的计算,学会能利用欧姆定律并利用电路特点解决实际问题。
【科学思维】从物理学的视角理解电流与电压、电阻的关系,经历从简单电路模型过渡到实际生活电路,又从实际电路问题简化为简单电路的思维过程
【科学探究】借助科学探究过程,能明确欧姆定律、变公式的变形和物理量本身意义之间的逻辑辩证关系。
【科学态度与责任】体验和经历科学探究过程结合欧姆的故事,形成尊重事实、积极探究的科学态度。
三、重难点
重点是欧姆定律。
难点是对欧姆定律中各个物理量之间辩证关系的理解以及应用公式分析、解决实验和生活中相关的定性和定量问题。
四、知识点与作业对应表
知识点
目标要求
习题
类型
题目
数量
难易程度
(易、适中、难)
欧姆定律
理解欧姆定律
选择题、填题空
7
易、适中
动态电路
学会分析动态电路,从而计算出电流、电压及电阻的值
计算题
4
适中、难
欧姆定律解决实际问题
运用欧姆定律公式解决实际生活问题
计算题
5
适中、难
巩固性作业
1.对于公式的理解,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.导体的电阻与加在导体两端的电压、通过导体的电流都无关
2.根据欧姆定律可导出公式,依此可测量导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料、长度和横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关
C.导体的电阻既与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比
3.如图1所示四个图像中,能正确描述电阻一定时,通过导体的电流与它两端电压关系的是( )
图1
4.一个定值电阻的阻值是300Ω,接在电压为15 V 的电源上,则通过该电阻的电流是_______mA;若使通过该电阻的电流为0.15 A,则需要在电阻两端加上_______V 的电压。
5.如果一段导体中通过的电流是2 A 时,它两端的电压为20 V;若要使通过该导体的电流变为1 A,导体两端所加的电压应为________V;如果该导体两端所加的电压为0,该导体的电阻为________Ω。
6.如图2甲所示为林红同学在“探究电流与电阻的关系”实验中连接的电路。实验中滑动变阻器起到保护电路安全和 的作用;林红根据多次测量数据描绘出I-R图像如图乙所示,由图像可以得出的结论是: 。
图2
拓展性作业
7.我国法律规定,驾驶员醉驾要负刑事责任。为了判断驾驶员是否酒后驾车,交警需要用酒精测试仪对驾驶员进行检测。小林设计了一种酒精测试仪的电路,如图所示。图3中R为定值电阻;Q为酒精气敏元件,它在电路中的作用相当于一个可变电阻,其阻值随被测的酒精气体浓度的增大而增大.电源两端的电压不变,闭合开关S,当气敏元件所测酒精气体的浓度增大时,则下列判断中正确的是( )
图3 图4 图5
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数变小,电流表示数变小 D.电压表示数变小,电流表示数变大
8.小希同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图4所示的图像,根据图像判断,下列说法中正确的是 ( )
A.当导体甲两端的电压为3 V时,通过导体甲的电流为0.3 A
B.当通过导体乙的电流为0.3 A时,导体乙两端的电压为2 V
C.通过导体乙的电流与其两端的电压成正比
D.将甲、乙两导体并联接到电压为2 V的电源上时,通过导体的总电流为0.9 A
9.如图5所示,在探究“电流与电阻关系”时,电源电压恒为3 V,实验准备了阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω的电阻,当将10 Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2 V,再分别用5 Ω、20 Ω的电阻替换10 Ω的电阻进行实验,下列说法正确的是 ( )
A.用5 Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大
B.用5 Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小
C.用20 Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大
D.用20 Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小
探究性作业
10.在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验时,小明连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V。
(1)开关闭合前,若发现电流表的指针在零刻度线左侧,则原因是_______(选填“A”或“B”),并及时修正。
A.电流表没调零 B.电流表正负接线柱接反了
(2)闭合开关,调节滑片的位置,目的是改变_________________________________。把滑片向左移动,根据记录的实验数据,在坐标图乙中画出电流随电压变化的图象。由图象可得出的结论是在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________。
(3)小明实验中所用滑动变阻器的规格可能是_______(填序号)。
A.10Ω 1A B.25Ω 0.6A C.30Ω 0.4A
(4)小张同学利用图甲做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验,定值电阻有3个(5Ω、10Ω、20Ω各一只)。
①在实验过程中,先将5Ω的电阻连入电路中,移动滑片使电压表的示数为2V,并记下电流值。接着将5Ω电阻更换成10Ω电阻,接下来进行的操作是向_______(选填“右”或“左”)移动滑片,直至电压表示数为_______V,并记下此时电流表的示数。
②根据实验数据小张在图丙中作出I-R图象,根据表格数据得出实验结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的阻值成________。
跨学科实践作业
《致敬欧姆:我的定律发现宣言》
创意写作: 假设你是欧姆,在1826年终于验证了定律的正确性。写一篇“科学家日记” 或一封“给科学院的信” ,阐述你的发现过程、遇到的困难、以及此刻激动的心情。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
D
2
B
3
B
4
50;45
5
10;10
6
保持电阻两端电压不变;在电压一定时,电流与电阻成反比
7
C
8
C
9
D
10
(1)A;(2)电阻的电压和通过的电流;正比;(3)B;(4)左;2;反比
设计意图
第1题重点考查学生对电阻概念的理解,旨在纠正"电阻与电压成正比、与电流成反比"的错误观念,帮助学生建立"电阻是导体本身属性"的正确物理观念。此题对应"理解欧姆定律的内容、公式和物理意义"和"能辨析R=U/I的物理意义"的课标要求。第2题进一步强化学生对电阻性质的理解,明确电阻的决定因素,培养学生科学思维的严谨性。此题对应"认识电阻是导体本身的一种性质"的课标要求,锻炼学生的批判性思维能力。第3题通过图像分析的方式,考查学生对电阻一定时电流与电压关系的理解,培养学生从图像中提取信息、分析数据的能力。此题对应"理解欧姆定律的内容"的课标要求。第4题为基础计算题,训练学生运用欧姆定律公式进行简单计算的能力,巩固电流、电压、电阻三个物理量之间的定量关系。此题对应"能运用欧姆定律进行简单的电路计算"的课标要求。第5题通过情景变化考查学生对电阻不变性的理解,同时训练学生在不同条件下运用欧姆定律的能力。此题对应"理解电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关"的课标要求。第6题回顾探究实验的过程,帮助学生理解控制变量法在探究电流与电阻关系中的应用,强化实验方法的掌握。此题对应"通过实验探究电流与电压、电阻之间的关系"的课标要求。第7题将欧姆定律应用于生活实际情境,通过酒精测试仪的工作原理分析,培养学生运用物理知识解释现实现象的能力。此题对应"能运用欧姆定律解释生活中的相关现象"的课标要求。第8题通过图像分析多个导体的电流电压关系,考查学生的数据处理和比较分析能力,提升科学探究素养。此题对应"能通过图像分析数据,得出结论"的课标要求。第9题重点考查动态电路分析能力,要求学生理解在探究实验中如何保持电压不变,培养实验操作和逻辑推理能力。此题对应"能设计和进行控制变量的实验"的课标要求。第10题为综合性探究题,全面考查学生的实验设计、操作、数据记录和分析能力,涉及电流与电压、电流与电阻两个关系的探究。此题对应多个课标要求,旨在培养学生的科学探究能力和实践操作能力。通过这一系列题目的系统训练,学生能够深入理解欧姆定律的物理意义,掌握电阻的概念和性质,培养科学思维和科学探究能力,并能够运用所学知识解决实际问题,为后续电学学习奠定坚实基础。同时,通过了解欧姆的研究历程,培养学生的科学精神和严谨态度。
第5.3节测量电阻
一、课标要求:无
二、教学目标
【物理观念】进一步了解电压、电流和电阻,以及测电阻的方法。
【科学思维】尝试用不同的额实验器材或方法来测量电阻,或者对实验进行改进和创新,培养创造性思维。
【科学探究】了解科学探究的基本要素,体会自主探究,领悟伏安法测电阻的基本方法。
【科学态度与责任】通过探究活动,体验探究过程,感受科学的魅力,培养尊重事实的科学态度。
三、重难点
重点是伏安法”测电阻的探究过程。
难点是探究实验的设计、误差分析及减小误差的方法。
知识点
目标要求
习题
类型
题目
数量
难易程度
(易、适中、难)
伏安法测电阻原理
知道伏安法测电阻的原理(R=U/I)
选择题
填空题
2
易、适中
实验电路设计
能根据实验原理设计"伏安法测电阻"实验
选择题
作图题
3
适中
仪器选择与使用
能正确选择和使用电表、滑动变阻器
选择题填空题
4
适中
误差分析
能分析实验过程中产生误差的主要原因
选择题填空题
3
适中、难
电路故障排除
能识别和排除电路连接中的故障
选择题填空题
3
适中、难
图像分析应用
能分析和解释U-I图像
选择题填空题
2
易、适中
巩固性作业
1.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器作用的下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.只能使电阻两端的电压升高,电阻中的电流变大
2.如图1所示,是“用电压表和电流表测量定值电阻的阻值”的实验电路图。对该实验的操作和分析,下列选项正确的是( )
图1 图2 图3
A.连接电压表时,一定要选用较小的量程
B.闭合开关前,应使滑动变阻器滑片P位于a端
C.若被测电阻开路,闭合开关后电压表和电流表均无示数
D.为了得到比较准确的电阻值,应多次测量求平均值
3.同学们通过实验研究小灯泡的电阻,设计了如图2所示的电路,下列说法错误的是( )
A.测量小灯泡电阻的原理是欧姆定律
B.规范操作,闭合开关,若灯泡不发光,一定是有电路故障
C.电路完好,向左调节滑片,会观察到灯泡逐渐变亮
D.通过实验,可得出灯丝电阻跟温度的关系
4.某同学做伏安法测电阻实验时,刚一“试触”就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,发生这种情况的原因可能是( )
A.电流表的“+”“-”接线柱接反了 B.待测电阻发生了断路
C.线路接错,某处发生了短路 D.以上说法均不对
5.如图3所示,R为待测电阻,阻值约为5Ω。给你的器材:滑动变阻器(2A,0~10Ω);电流表有2个量程,分别为0~0.6A、0~3A;电压表有2个量程,分别为0~3V、0~15V;电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法,但为使测量时能较准确地读数,两只电表的量程应用( )
A.0~0.6 A和0~15 V B.0~3 A和0~15 V
C.0~0.6 A和0~3 V D.0~3 A和0~3 V
拓展性作业
5.小明设计并连接了测量电阻的电路如图4甲所示,所使用的电源为两节干电池。请指出他在电路设计或连接上存在的一个问题:____________________________;经改正后,所测得的数据绘出的图像如图乙所示,该待测电阻的阻值为________Ω。
图4 图5 图6
6.如图5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________R2(选填“>”、“=”或“<”)。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=________。
7..以下为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作,其中正确的是( )
A.连接电路时,应先闭合开关
B.连接电表时,应先选小量程
C.闭合开关时,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D.计算电阻时,应先计算电压平均值与电流平均值
8.如图6“伏安法测电阻实验”电路图,下列说法中错误的是( )
A.在连接电路时,应将变阻器滑片调至最右端
B.连接电路时,要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出
C.多次测量是为了求平均值减小误差
D.向左移动滑动变阻器的滑片时,电流表、电压表的示数都变大,R的阻值也变大
9.图甲是小刚测电阻的电路图,他进行了下列操作,请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关前, 滑片P应置于滑动变阻器的最_______端(选填“右”或“左”);
(2)用完好的器材按图甲正确连接好电路,试触时,发现电流表的指针偏转角很小,移动滑动变阻器的滑片时,指针偏转角度仍然较小,产生该现象的原因可能是:_______________;
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示,则电压表的读数是_______V,该电阻的阻值R =_______Ω。
探究性作业
9.某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究;选用了3V的电源、待测电阻Rx、电阻箱、电压表、开关和导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是________;
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为_______V;此时,电阻箱示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为_______Ω,Rx的阻值为________Ω;
(3)同学们交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值R和与之对应的电压表示数U,分别算出待测电阻的阻值,求其平均值是为了________;利用测得的多组数据,描绘出电压U随电阻R的变化关系图像如下图,其中正确的是________。
跨学科实践
设计与制作: 利用实验室器材(或生活中的简单材料,如电池、小灯泡、导线、待测电阻),设计一个能定性比较电阻大小的简易装置。例如,通过观察小灯泡的亮度来判断未知电阻与已知电阻的大小关系。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
B
2
D
3
B
4
C
5
电流表正、负接线柱接反了(或缺少滑动变阻器);50
6
<;2∶1
7
C
8
D
9
(1)右;(2)电流表选择的量程太大;(3)2.4;8
10
(1)电阻Rx断路;(2)0.5;5;25;(3)变小(4)减小误差;B
出题意图:
第1题重点考查学生对滑动变阻器在伏安法测电阻实验中作用的深入理解,帮助学生认识多次测量对提高实验准确性的重要意义。此题对应"能记录多组实验数据,并通过计算平均值减小误差"的课标要求。第2题综合考查实验操作的规范性和数据处理的方法,培养学生严谨的科学态度。此题对应"能正确选择和使用电流表、电压表、滑动变阻器等仪器"的课标要求。第3题通过小灯泡电阻测量实验,引导学生思考影响电阻的因素,特别是温度对灯丝电阻的影响。此题对应"理解电阻是导体本身的一种性质,其大小会受温度影响"的课标要求第4题训练学生识别和排除电路故障的能力,培养实验操作中的问题解决能力。此题对应"能分析实验过程中产生误差的主要原因"的课标要求。第5题考查学生根据实验条件合理选择电表量程的能力,培养实验设计的科学性。此题对应"能正确选择和使用电流表、电压表"的课标要求。第6题通过图像分析比较不同电阻的大小关系,培养学生从图像中提取信息的能力。此题对应"能分析和解释U-I图像"的课标要求。第7题强化实验操作规范性的认识,特别是安全操作的重要性。此题对应"能规范、安全地使用滑动变阻器"的课标要求。第8题深入考查对伏安法测电阻实验全过程的理解,包括电路连接、数据测量和误差分析。此题对应"能根据实验原理设计并实施实验"的课标要求。第9题通过实际操作情境,综合训练学生的电路调试、故障排除和数据处理能力。此题对应多个课标要求,重点培养实践操作能力。第10题为拓展性探究题,采用电阻箱替代法测量电阻,培养学生的创新思维和深入探究能力。此题对应"能通过计算平均值或绘制图像来处理数据"的课标要求。通过这一系列题目的系统训练,学生能够深入理解伏安法测电阻的原理和方法,掌握实验操作的规范流程,培养数据处理和误差分析的能力,形成严谨求实的科学态度,为后续电学实验学习奠定坚实基础。
第5.4节 等效电路
一、课标要求:无
二、教学目标
【物理观念】进一步了解串联、并联电路的特点,理解等效电路的电阻。
【科学思维】从已有的科学规律出发,通过数学公式的逻辑推导和图形结合的方法获得新的科学知识。
【科学探究】 通过实验探究了解串联、并联电路等效电路的特点,学会分析和处理实验处理实验数据,正确表述科学探究的过程和结果;通过理论探究,了解串联、并联电路等效电阻的特点,培养理论推导的能力;经历实验探究过程,学习等效的物理方法。
【科学态度与责任】发展对科学探究的兴趣培养创新意识与独立思考的科学态度:尝试应用已知的科学规律解释具体问题,获得初步的分析概括能力。
知识点
目标要求
习题
类型
题目
数量
难易程度
(易、适中、难)
串并联电路等效电阻
理解并掌握电流与电阻的关系
填空题
选择题
4
易、适中
探究“串联电阻的总电阻与各串联电阻之间关系
学习等效的物理方法历经等效电路与等效电阻的探究过程,学习等效的物理方法
实验题
1
适中。难
巩固性作业
1.两电阻串联后总电阻大于其中任一电阻,是因为串联的结果相当于使导体 增大。电阻并联后总电阻小于其中任一电阻,是因为并联的结果相当于使导体的 增大。
2.一个滑动变阻器上标有“50 Ω 1.5 A”字样,把它和30 Ω的定值电阻串联起来接入电路,则电路的总电阻变化范围是( )
A.0~30 Ω B.0~50 Ω C.0~80 Ω D.30~80 Ω
3.阻值为10Ω的电阻R1与阻值为25Ω的电阻R2串联后的总电阻是________Ω。若通过电阻R1的电流为________A,则通过电阻R2的电流是0.2A,R2两端的电压是________V。
4.某同学在修理电器时,需要一个12Ω的电阻,但手边只有阻值为25Ω、20Ω、10Ω、8Ω、4Ω的电阻各一个。他可以选其中阻值为________Ω和________Ω的两个电阻________联。
5.图1是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,R0为定值电阻。下列说法正确的是( )
图1 图2 图3
A.地磅的量程与R0大小无关 B.货车的质量变大时,电流表的示数变大
C.仅增大电源电压,会使地磅的量程减小 D.仅将电流表替换成电压表也能测量货车的质量
6.如图2所示电路中,电源电压相等,R1<R2,则闭合开关后电流表示数最大的是( )
7.如图3所示,电源电压U恒定,R1>R2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,R1、R2两端的电压分别是U1、U2,则( )
A.I1>I2 B.I1=I2 C.U1<U2 D.U1=U2
拓展性作业
8.两个定值电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=7∶8,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2为________,R1、R2两端的电压之比U1∶U2为________。
9.如图4所示,阻值为4 Ω的电阻R1与阻值为2 Ω的电阻R2并联,电流表的示数为3 A,则通过电阻R1与R2的电流之比为____,通过电阻R1的电流为____A,电源电压为____V.
图4 图5 图6 图7
10.在图5所示的电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压恒为6V,闭合开关S。当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表a的示数为________A;当电表a、b为电压表,c为电流表时,电表b的示数为________V。
11.若电阻R1为30Ω,R2与电阻R1串联后的总电阻为90Ω,则电阻R2为________Ω。若将两个电阻并联,则并联后的总电阻为________Ω。
12.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I-U图像如图2所示。如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I-U图6线所在的区域,下列说法中正确的是 ( )
A.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域
B.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
D.以上说法都不对
13.如图7,R1 =8Ω,变阻器R2阻值的变化范围为0 ~ 10Ω,电源电压6V,电流表量程0 ~ 0.6A,电压表量程0 ~ 3V,为了使电流表和电压表能安全工作,变阻器接入电路中的电阻值变化范围是( )
A.0 —10Ω B.2 —8Ω C.0—2 Ω D.2 — 10Ω
探究性作业
14.小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况,存在的问题是:______;
(2)将5Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,滑片P应向______(选填“c”或“d”)端移动,直至电压表示数也为U0,记下相应的电流值;
(3)小丽在换用20Ω电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题。请你写出小丽的做法:______;
(4)小丽根据实验数据得出I-R变化的图像,如图丙所示:则小丽实验时U0=______V;
(5)小丽根据如图丙所示的图像,得出了结论:电流与电阻成反比。请你对此结论做出评价______。
15.在学习了并联电路特点和欧姆定律后,科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和分电阻之间的关系,开展了以下探究;
[实验步骤]第一步:设计电路(如图所示),根据电路图连接实物;第二步:闭合开关,分别读出电流表和电压表的示数并记录;第三步:计算总电阻并填入表格;第四步:换用不同规格的电阻重复上述实验;
实验次数
电阻R1/Ω
电阻R2/Ω
①______
②______
总电阻R/Ω
1
30
10
7.5
2
30
15
10
3
30
30
15
(1)小组设计了一个记录和处理数据的表格,请将上表中①②处的内容填写完整;
(2)通过分析实验数据,同学们得到了并联电路总电阻小于任何一个分电阻的结论,请根据影响电阻大小的因素解释上述结论:______;
(3)分析表中数据,还可以得出的结论是:______。
跨学科实践
调研并举例说明“等效替代”思想在生活中的其他应用(如:计算班级平均分、信用卡积分兑换等)。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
长度 横截面积
2
D
3
35、0.2、5
4
8;4;串
5
D
6
A
7
B
8
1∶1;7∶8
9
1:2 1 4
10
0.3;4
11
D
12
C
13
B
14
电流表正负接线柱接反了 d 把5Ω与15Ω的电阻串联接入ab间进行实验 2.4 说法错误,应该说在电压一定时电流与电阻成反比
15
电压/V 电流/A 电阻并联相当于增大了导体的横截面积,当材料、长度和温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小 增大并联电路中某一支路的电阻,电路的总电阻也随着增大
设计意图
第1题重点考查学生对串并联电路电阻变化本质的理解,帮助学生从导体尺寸角度认识电阻变化的物理本质。此题对应"理解串并联电路等效电阻的计算原理"的课标要求。第2题通过具体数值计算,训练学生掌握串联电路总电阻的计算方法,并理解滑动变阻器阻值范围对电路的影响。此题旨在培养学生的计算能力和实际应用能力。第3题综合考查串联电路的电流电压特性,强化学生对串联电路"电流处处相等"这一基本规律的理解。此题对应"掌握串联电路的基本特性"的能力要求。第4题通过实际问题情境,考查学生根据需求选择合适的电阻进行组合的能力,训练学生的创新思维和问题解决能力。此题旨在提升学生的实际应用能力。第5题将电路知识应用于实际测量装置,考查学生对动态电路分析的理解,培养学生将物理知识应用于实际情境的能力。此题对应"理解欧姆定律在实际中的应用"的课标要求。第6题通过比较不同电路结构的电流大小,考查学生对并联电路特点的理解,训练学生的电路分析能力。此题旨在强化学生的比较分析能力。第7题重点考查并联电路的基本特性,特别是电压相等这一重要规律,帮助学生建立正确的电路概念。此题对应"掌握并联电路的基本特性"的知识要求。第8题巩固串联电路的基本规律,训练学生运用比例关系解决电路问题的能力。此题旨在强化学生的计算推理能力。第9题通过具体数值计算,考查学生对并联电路电流分配规律的理解,训练学生的计算能力。此题对应"掌握并联电路电流分配规律"的能力要求。第10题通过电表角色变换的情境,考查学生对电路结构的分析能力,培养学生灵活运用知识的能力。此题旨在提升学生的电路分析能力。第11题综合训练串并联电路电阻的计算方法,帮助学生掌握不同电路连接方式下的电阻特点。此题对应"掌握串并联电路等效电阻计算方法"的课标要求。第12题通过图像分析,考查学生对串并联电路电阻特性的理解,训练学生的图像分析能力和空间想象能力。此题旨在培养学生的综合分析能力。第13题通过安全操作范围的分析,考查学生对电表量程、电路安全等综合问题的处理能力,培养学生的安全意识和工程思维。此题对应"能分析电路安全工作条件"的能力要求。第14题为综合性探究题,全面考查学生的实验操作、故障排除、数据分析和结论评价能力,体现科学探究的全过程。此题对应"能完成探究实验并分析数据"的课标要求。第15题通过实验数据处理和分析,帮助学生深入理解并联电路电阻规律,培养学生的数据处理能力和科学推理能力。此题旨在提升学生的科学探究素养。通过这一系列题目的系统训练,学生能够全面掌握等效电路的相关知识,具备分析计算串并联电路的能力,并能够运用所学知识解决实际问题,为后续电学学习奠定坚实基础。
第五章 《欧姆定律》章末复习与提升
知识梳理
巩固性作业
1.如图1所示的电路中R1=2Ω,现将R1换成4Ω的电阻R2为保持电压的示数不变滑动变阻器的滑片P应该( )
图1 图2 图3 图4
A.向a端滑动 B.向b端滑动
C.保持原位不动 D.不可能使电压表示数不变
2.如图2所示,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,电路中( )
A.电流表的示数变大,小灯泡变亮
B.电流表的示数变小,小灯泡变亮
C.电压表的示数变大,小灯泡不亮
D.电压表的示数变小,小灯泡不亮
3.在探究“研究电流与电阻的关系”时,实验中要控制 两端的电压不变,改变的是 。所以需要在电路中串联 ,通过调节滑动变阻器,保持电阻两端的电压不变。
4.如图3所示,在探究“电流与电阻关系”时,电源电压3V恒定不变。实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,当将5Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,再分别用10Ω、20Ω的电阻替换5Ω的电阻进行实验,下列说法正确的是( )
A.用10Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大
B.用10Ω 电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小
C.用20Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大
D.用20Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小
5.如图4所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,把滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值将_______,电压表的示数将_______(均填“变大”或“变小”)。
6.根据下列一组实验数据,可以得到的结论是( )
导体两端的电压U/V
导体的电阻R/Ω
通过导体的电流I/A
2
10
0.2
4
10
0.4
6
10
0.6
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
拓展性作业
7.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图5甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析错误的是( )
图5
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越大
C.当空气湿度为40%时,R与R0两端的电压之比为3∶2
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
8.如图6所示为R1、R2两电阻的U-I图像,则R1、R2的电阻之比为( )
图6 图7
A.3∶2 B.2∶3 C.3∶1 D.1∶3
9.两个定值电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=7∶8,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2为________,R1、R2两端的电压之比U1∶U2为________。
探究性作业
10.在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图7甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
11.如图8所示,电源电压恒定为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,2A”的字样,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,当开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中,下列说法中正确的是( )
图8 图9
A. 电压表示数变化范围是1~3V
B. B.电流表示数变化范围是0.18~0.4A
C. 滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V
D.滑动变阻器的阻值变化范围是20~10Ω
12.如图9所示,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω 1A”,小灯泡L标有“6V 0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,小灯泡L的I-U图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2~0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
参考答案
题号
答案
做错原因
教师评价
1
B
2
C
3
电阻,导体的阻值,滑动变阻器
4
D
5
变小,变大。
6
D
7
A
8
C
9
1∶1;7∶8
10
C
11
C
12
(1)12Ω;(2)8V;(3)6~11V
出题意图
第1题重点考查学生对串联电路中电阻变化对电压分配影响的理解,以及滑动变阻器调节方法的掌握。此题旨在训练学生分析动态电路的能力,对应"理解欧姆定律在串联电路中的应用"的知识要求。第2题通过开关通断情境,考查学生对并联电路特点的理解,特别是电压表、电流表示数变化的分析能力。此题对应"掌握并联电路的基本特性"的能力要求。
第3题回顾探究实验的核心方法,强化控制变量法的应用,帮助学生巩固"电流与电阻关系"实验的关键操作要点。此题旨在培养学生的实验设计思维能力。第4题深入考查动态电路分析能力,要求学生理解在探究实验中如何保持电压不变的操作方法。此题对应"能设计和进行控制变量的实验"的课标要求。第5题训练学生对滑动变阻器工作原理的理解,以及电压表示数变化规律的分析能力。此题旨在提升学生的电路分析技能。第6题通过数据分析,考查学生对欧姆定律数学表达式的理解,特别是各物理量之间的因果关系。此题对应"理解欧姆定律的物理意义"的知识要求。第7题将欧姆定律应用于实际情境,通过湿度检测电路的分析,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。此题旨在提升学生的应用创新能力。第8题考查学生从U-I图像中提取信息、比较电阻大小的能力,训练学生的图像分析技能。此题对应"能通过图像分析数据"的课标要求。第9题巩固串联电路的基本规律,训练学生运用比例关系解决电路问题的能力。此题旨在强化学生的计算推理能力。第10题为综合性应用题,通过电子秤原理的分析,考查学生对杠杆原理与欧姆定律综合应用的能力。此题对应"运用欧姆定律解决实际问题"的课标要求。第11题通过安全操作范围的分析,考查学生对电表量程、电路安全等综合问题的处理能力。此题旨在培养学生的安全意识和综合分析能力。
第12题为25年中考压轴综合题,全面考查学生的计算能力、图像分析能力和极值问题处理能力,体现分层检测的设计理念。此题对应"综合运用欧姆定律解决复杂问题"的最高能力要求。通过这一系列题目的系统检测,教师可以全面了解学生对欧姆定律章节的掌握情况,学生也能够发现自己的知识盲点,为后续学习奠定坚实基础。题目设计既注重基础知识的巩固,又强调能力的提升,体现了素质教育的要求。
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