内容正文:
教学内容
(
欧姆定律
)
(
同步知识梳理
)(大脑放电影~)
【知识梳理1】电流与电压的关系
1、采用的研究方法是:控制变量法。
2、实验电路:
此实验中应保持电路中电阻R不变,通过调节滑动变阻器,改变电阻R两端的电压,观察流过电阻R的电流的变化
(1)按电路图将实物连接成实验电路。连接前,开关要断开,滑动变阻器的滑片要滑到最大阻值处
(2)检查电路无误后,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,分别记录电压表、电流表的示数。
从实验数据可以看出电流和电压有关,电流随电压的增大而增大。将实验数据通过图像的形式表示出来,通过图像分析可知电流的大小与电压成正比
实验结论:导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比
【注意】测量小灯泡电阻实验时,所得电阻随温度升高而变大,因此不能求平均值,只能说正常发光时灯泡电阻为多少。
【例题精讲】
1.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是( )
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线M的c端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱C
D.将导线L的b端移至接线柱C
【解答】解:
A、将导线K的a端移至接线柱A时,滑动变阻器可以改变用电器两端的电压,但电压表测电源电压示数不变,不能进行实验探究,故A不可行;
B、将导线M的c端移至接线柱B时,电压表测用电器两端的电压,通过移动滑片可以改变用电器两端的电压,进行实验探究,故B可行;
C、将导线M的c端移至接线柱C时,滑动变阻器被断路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故C不可行;
D、将导线L的b端移至接线柱C时,滑动变阻器被断路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故D不可行。
故选:B。
2.小金同学在“探究电流与电压的关系”时选取了如下材料,3.6V锂电池一枚,10Ω定值电阻一个、电压表一只、电流表一只、最大阻值为20Ω的滑动变阻器一个,开关一个,导线若干。
(1)请根据如图甲所示的电路,用笔代替导线在图乙中,将电路元件连接完整,注意导线不要交叉。
(2)表格中是小金同学实验并整理的数据,通过分析你得出的实验结论是: 。老师查看了小金的实验数据后指出 组数据是编造的,原因是: 。
实验数据表格
实验
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
电压/V
1
1.5
2
2.5
3
电流/A
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
【解答】解:(1)电源电压为3.6V,由于电路中有滑动变阻器,能分担一定的电压,故电压表的量程为0~3V;
电路中最大电流为:
I'0.36A,故电流表选用小量程与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
;
(2)由表中数据可知,R10Ω,为一定值,故可得出的实验结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
电路中的最小电流为:
I''0.12A,故第一组数据是错误的。
故答案为:(1)见解答图:(2)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;第一;电路的最小电流为0.12A,达不到0.1A。
3.在探究电流与电压关系的实验中,小莲把电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表和开关连成电路进行实验。
(1)图片是小莲连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
电流I/A
0.10
0.12
0.14
0.28
0.20
(2)连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录多组数据填入表格中,通过分析发现第 (选填数据序号)组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉。
(3)根据以上数据,小莲可得出的结论是: 。
【解答】解:(1)将电压表并联在定值电阻两端的电压,如下图所示:
(2)同一电阻电流与电压值成正比,都在同一直线上,表格中,表格中4次数据中电压与电流的比值与其它各次的比值差异大,说明第4组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉;
(3)探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,分析表中数据可知,对同一电阻来说,通过的电流随所加电压的增大而增大,并且成倍的增大,可以得到的实验结论为:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)见解析图;(2)4;(3)在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比。
【知识梳理2】电流与电阻的关系
1、实验电路:
此实验中通过调节滑动变阻器接入电路中的阻值,保持电阻两端的电压不变,改变电阻R的阻值,观察流过电阻R的电流的变化
(1)按实验电路图将实物连接成实验电路。连接电路前,开关断开,滑动变阻器的滑片滑到连入电路最大阻值处
(2)检查电路无误后,闭合开关,更换不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,使各电阻两端的电压一定,测出各电阻对应的电流值,记录在表格中。
从实验数据可以看出电流和电阻有关,电流随电阻的增大而减小。将实验数据通过图像的形式表示出来,如图所示通过图像分析可知电流的大小与电阻的倒数成正比,即电流与电阻成反比
实验结论:实验结论导体两端的电压不变时,通过导体的电流和它的电阻成反比
【例题精讲】
1.小科利用图甲电路研究“电流与电阻的关系”。电源电压为3伏,多次更换定值电阻R,读取电流表的示数,根据得到的实验数据绘制出图乙曲线。下列叙述不正确( )
A.该实验过程中,R两端的电压控制在2.5伏
B.当R由5欧换成10欧后,应将滑动变阻器滑片向左移动到适当位置
C.接入25欧定值电阻后,滑动变阻器的滑片应移动到5欧的位置
D.该实验结论为:导体两端电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比
【解答】解:A.由题意和图像可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制R两端的电压不变(即电压表示数不变);由图乙知,电流与电阻之积(即R两端的电压):U=IR=0.5A×5Ω=…=0.1A×25Ω=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故A正确;
B.根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故B错误;
C.由图乙知,电阻为25Ω,电流为0.1A,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:R滑=R总﹣R5Ω,故C正确;
D.由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比,故D正确。
故选:B。
2.如图是小莲探究电流与电阻关系的电路图,R为定值电阻,R′为滑动变阻器,下列有关说法错误的是( )
A.实验过程中要更换电阻R,以改变电阻大小
B.调节R′的目的是控制R两端电压不变
C.R′滑片向左移时,电压表示数会变大
D.本实验得出的结论是电阻与电流成反比
【解答】解:AB、根据控制变量法知要探究电流与电阻关系,需要控制电阻两端的电压不变,改变电路的电阻,故AB正确;
C、当R′滑片向左移时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由I知电路中的电流变大,电压表示数会变大,由串联电路电压的规律知定值电阻R两端的电压变大,电压表的示数变大,故C正确;
D、本实验得出的结论是在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D错误。
故选:D。
3.在研究电流与电阻的关系时,兴趣小组同学利用6伏的电源电压,滑动变阻器(20欧姆,1安培)、开关、电压表、电流表、导线和定值电阻设计如图电路进行实验。
实验组别
1
2
3
电阻R(欧)
5
10
20
电流I(安)
0.5
0.25
0.125
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电路中的电流变小。
(2)闭合开关,两电表均无示数;将电压表并联在变阻器两端时,两电表也均无示数;将电压表并联在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障可能是 。
(3)小组同学用不同阻值的电阻实验后,记录相关数据如上表所示,小莲指出有一组数据是伪造的,请指出并说明理由 。
(4)实验过程中,将5欧电阻更换为10欧电阻后,若没有将变阻器滑片移到阻值最大处就闭合开关,会产生的后果是 。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片P向B端移动时电路中的电流变小,因此导线连接电源正极和点B,答案如图
(2)电压表有示数电流表无示数时,说明电压表和电源构成闭合回路,故开关断路;
(3)电阻和滑动变阻器串联,根据欧姆定律,电阻最大时,此时滑动变阻器的阻值为RP20Ω,所以3组数据伪造;
(4)UR=IR=0.5A×5Ω=2.5V,RP7Ω,更换为10Ω后,电压的示数是U'R3.5V>3V,超过了电压表示量程,所以损坏电压表。
【知识梳理3】欧姆定律
1.1827年德国物理学家欧姆总结出了欧姆定律,其内容是导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
2、欧姆定律的表达式:I=U/R
3、数学表达式I=U/R。变形公式:U=IR R=U/I。
4.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。
【例题精讲】
1.如图是R1、R2两电阻的U﹣I图像。将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知( )
A.R1的阻值比R2的阻值大
B.通过R1、R2的电流相等
C.R1两端的电压比R2两端的电压小
D.R1的阻值为5Ω
【解答】解:R1、R2并联后接入电路,并联电路各支路两端电压相等,由图可知电压相等时,通过R1的电流较大,根据欧姆定律R可知R2>R1,
R1的阻值为R1,故D正确,ABC错误。
故选:D。
2.在如图甲所示的电路中,电源电压为12伏。闭合开关S,电流表A1、A的示数分别为0.3安、2.3安。
(1)求通过电阻R2电流I2。
(2)求电阻R1的阻值。
(3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电流表指针的偏转角度相同,其示数均如图乙所示。求电阻R0的阻值。
【解答】解:由图可知,该电路为并联电路,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量通过R1的电流。
(1)根据并联电路的电流规律可知,通过电阻R2电流:
I2=I﹣I1=2.3A﹣0.3A=2A;
(2)R1的电压为12V,通过R1的电流为0.3A,
则由I可知,R1的电阻:
R140Ω;
(3)两电流表指针偏转角度相同,则大量程的示数是小量程示数的5倍:即I=5I1;
若替换R1;
通过电阻R0电流I0=0.3A;而此时通过R2的电流I2为2A,电流表A的示数为:I'=I0+I2=2.3A;不满足题中“两电流表指针偏转角度相同”的条件,故不成立;
所以,只能用电阻R0替换R2,
替换R2后,
此时通过R1的电流为0.3A,则电流表A的示数为:I'=1.5A;
通过电阻R0的电流为:I'2=I'﹣I1=1.5A﹣0.3A=1.2A;
电阻R0的阻值为:R010Ω。
答:(1)通过电阻R2电流为2A;
(2)电阻R1的阻值为40Ω。
(3)电阻R0的阻值为10Ω。
3. 如图所示,电源电压为9 V 并保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω,闭合开关S后,电流表 A的示数为1.2 A。求:
(1)电流表A1 的示数I1。
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)图中电阻R1、R2并联,
电流表A1测通过电阻R1的电流,
电流表A 测干路电流,
则
(2)通过电阻R2的电流
则
(
课堂巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
1.在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”的活动中,同学们进行了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,使滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,电路中的电流变大。
(2)某同学连接电路时,误将电压表与电流表的位置接反了,如果闭合开关,那么电路中将出现 的情况。
(3)纠正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器的滑片 P 的位置,记录实验数据,绘制出如图乙所示的图像。根据图乙可得到的结论是 。
(4)某小组的同学们在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于 R 的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:
方案一:收集阻值均为10 Ω的几个小组的数据。
方案二:收集阻值不同的几个小组的数据。你认为方案 更合理。
【答案】(1)
(2)电流表无示数,电压表示数接近电源电压
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)二
【解析】【分析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,接入电路电阻变小;
(2)电压表与电流表位置接反,相当于电压表串联,电流表并联接入;
(3)根据图乙分析电流与电压的关系;更换不同的电阻值进行实验,得出普遍规律。
【解答】(1)要求动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,即接入电路电阻变小,所以将滑动变阻器的左下接线柱和电源负极相连接,如下图所示:
(2)电压表与电流表位置接反,相当于电压表串联,电流表并联接入,由于电压表阻值很大,所以电路电流过小,达不到电流表的灵敏程度,电流表无示数,和电压表的阻值相比,其他用电器电阻很小可忽略不计,所以电压表示数接近电源电压;
(3)根据图乙可知,电流与电压的关系图像为正比例函数图象,所以得出结论,在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;
(4)为探究电压与电流的比值是否一直等于R的阻值,需要更换阻值不同的电阻进行实验,得出普遍规律。
2.小美利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
(1)实验小组的同学们根据电路图连接的实物电路如图乙所示,经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画一根导线连接成正确的电路。
(2)改正电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)实验中多次改变R 的阻值,调节滑动变阻器,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I-R图像。
①由实验图像可得出的结论: 。
②上述实验中,小明利用5Ω的电阻完成实验后,接下来的操作是将10 Ω的电阻接入电路中,闭合开关,向 (填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 V,读出电流表的示数。
(4)图丙中阴影部分的面积表示 。
(5)为完成整个实验,根据上述电阻的阻值,应选择最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器,若实验室只有最大阻值为20Ω的滑动变阻器,上述定值电阻中有 个不能完成上述实验。
【答案】(1)
(2)右
(3)电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比;右;2.5
(4)电阻R 两端的电压
(5)35;3
【解析】【分析】(1)根据滑片右移时电流变小确定变阻器的连接,电压表与电阻并联;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)①由图丙,根据电流与电阻之积进行分析;
②根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)阴影部分的电阻为电流和电阻的乘积;
(5)由图丙找出实验时电路的最小电流,由串联电路的特点及欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值,据此确定滑动变阻器的最大阻值。欧姆定律求出定值电阻的最小电阻,据此分析回答。
【解答】(1)滑动变阻器要求“一上一下”接入电路,与电阻串联,电压表与电阻并联;如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最右端;
(3)①由图知,电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0.5A×5Ω=----=0.1A×25Ω=2.5V,为一定值,故得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比;
②根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2.5V;
(4)由图丙可知,电路的最小电流为0.1A,电阻R的最大阻值为25Ω;
则定值电阻两端的电压为U=IR=0.1A×25Ω=2.5V;
滑动变阻器两端的电压为:U'=6V-2.5V=3.5V;
则滑动变阻器接入电路的阻值:;
即滑动变阻器的最大阻值至少为35Ω;
根据串联电路的分压作用,在电流一定时,电压与电阻成正比,即,
若实验室只有最大阻值为20Ω的滑动变阻器,
所以,
所以定值电阻的最大阻值为:R″≈14.29Ω,
故15Ω、20Ω、25Ω都不能使用,即有3个电阻不能使用。
3.根据欧姆定律公式,可得变形公式,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比
B.导体的电阻跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.根据欧姆定律,可用电压表和电流表测一段导体的电阻
【答案】D
【解析】【分析】影响电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积、温度。
【解答】电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与它两端的电压和通过它的电流大小无关;可以测量一段导体两端电压和通过的电流来求这段导体的电阻。故D正确,ABC错误。
故答案为:D。
4.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻 R1 和R2 的I-U 图像如图所示,下列说法中,正确的是 ( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻探究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.当电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
【答案】D
【解析】【分析】 A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,电压由电源提供,与电流无关;
D、由电阻的计算式可得R1与R2的阻值之比。
【解答】 A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关,故A错误;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论是一样的,故B错误;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,而电压由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故C错误;
D、由电阻的计算式可得:当I=0.2A时,U1=1V,U2=2V,故R1:R2=U1:U2=1:2,故D正确。
故答案为:D。
5.某电子玩具表面有a、b两个插孔,若把电压表正确接入插孔,则示数为3 V;若把电流表正确接入插孔,则示数为0.3A。下列电路图中,能正确反映玩具内部连接情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【分析】分析电表接入a、b中时电路的连接方式和电表所测的电路元件,根据串并联电路的特点求出电表的示数,然后找出符合要求的选项。
【解答】 A、当电流表接入a、b中时,两电阻并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以干路电流表的示数,故A不符合题意;
B、当电压表接入a、b中时,两电阻串联,电压表测上面电阻两端的电压,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流,
则电压表的示数,故B不符合题意;
C、当电流表接入a、b中时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中电流表的示数,故C不符合题意;
D.当电压表接入a、b中时,电路为下面电阻的简单电路,电压表测电源两端的电压,其示数为4V,
当电流表接入a、b中时,两电阻并联,电流表测上面支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电流表的示数:,故D符合题意。
故答案为:D。
6.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻 R1 和R2 的I-U 图像如图所示,下列说法中,正确的是 ( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻探究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.当电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
【答案】D
【解析】【分析】 A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,电压由电源提供,与电流无关;
D、由电阻的计算式可得R1与R2的阻值之比。
【解答】 A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关,故A错误;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论是一样的,故B错误;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,而电压由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故C错误;
D、由电阻的计算式可得:当I=0.2A时,U1=1V,U2=2V,故R1:R2=U1:U2=1:2,故D正确。
故答案为:D。
7.如图所示为小莲探究电流与电阻关系的电路图,R为定值电阻,R'为滑动变阻器,下列说法中,错误的是 ( )
A.实验过程中要更换电阻R,以改变电阻大小
B.调节 R'的目的是控制R 两端电压不变
C.R'滑片向左移时,电压表的示数会变大
D.本实验得出的结论是电阻与电流成反比
【答案】D
【解析】【分析】 (1)根据控制变量法知要探究电流与电阻关系,需要控制电阻两端的电压不变,改变电路的电阻;
(2)判断出当R'滑片向左移时滑动变阻器接入电路电阻的变化,由串联电路电阻的规律判断出电路总电阻的变化,由欧姆定律判断出电路中的电流以及定值电阻R两端电压的变化,进而判断出电压表示数的变化。
【解答】 AB、根据控制变量法知要探究电流与电阻关系,需要控制电阻两端的电压不变,改变电路的电阻,故AB正确;
C、当R'滑片向左移时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由知电路中的电流变大,电压表示数会变大,由串联电路电压的规律知定值电阻R两端的电压变大,电压表的示数变大,故C正确;
D、本实验得出的结论是在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D错误。
故答案为:D。
8.如图甲所示,电源电压U=4V,电阻 闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片 P 从最左端移动到中点时,电路中电流表A 的示数如图乙所示。下列说法中,正确的是 ( )
A.滑片 P 位于最左端时通过 R1 的电流为0.2 A
B.滑动变阻器的最大阻值为2.5Ω
C.滑片 P 位于中点时电流表 A 的示数为0.4 V
D.滑片从最左端移动到中点时电流表 A 的示数改变了0.8 V
【答案】D
【解析】【分析】 (1)先识别电路的连接方式,然后根据已知的电源电压和R1的阻值,并结合并联电路的电压特点,直接利用即可求出通过R1的电流;
(2)(3)由图甲可知,电流表A测干路上的总电流I总,当滑动变阻器的滑片在中点时,由并联电路的电流特点可知电流表A的示数大于电流表A1的示数,则根据图乙可确定电流表A的量程并读出其示数;
知道干路电流,根据并联电路的电流规律求出通过滑动变阻器的电流,然后根据即可求出滑动变阻器接入电路的电阻,进一步求出滑动变阻器的最大阻值;
(4)当滑片在最左端P点时,分析变阻器接入电路中的电阻值,根据欧姆定律和并联电路的电流规律求出电流表A的示数,然后求出电流表A示数的变化量。
【解答】 A、由图甲可知,闭合开关S,R1、R2并联,电流表A1测通过R1的电流,
由并联电路的电压特点可得:U1=U2=U=4V,则通过R1的电流为:,故A错误;
BC、由图甲可知,电流表A测干路上的总电流I总,当滑动变阻器的滑片在中点时,由并联电路的电流特点可知电流表A的示数大于电流表A1的示数,即I总>0.4A,
则图乙中电流表使用的是0~3A量程,由图乙可读出其示数为I总=2A,故C错误;
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过变阻器的电流:I2=I总-I1=2A-0.4A=1.6A,
根据可得此时变阻器接入电路的阻值:,
则滑动变阻器的最大阻值:R滑=2R中=5Ω,故B错误;
D、当滑动变阻器的滑片P移到最左端时,变阻器的最大阻值接入电路且与R1并联,
则电流表A的示数(干路中的电流):,
所以,滑片从P点移动中点时电流表A的示数变化量为:ΔI=I总-I总'=2A-1.2A=0.8A,故D正确。
故答案为:D。
9.在如图所示的电路中,电源电压为6 V且保持不变,R1、R2为两个相同阻值的电阻,开关S1 闭合后,下列说法中,正确的是( )
A.开关S2 断开时,R1两端的电压为6
B.开关S2 断开时,R1两端的电压为3
C.开关S2闭合时,R1两端的电压为3
D.开关S2闭合时,R2两端的电压为6
【答案】B
【解析】【分析】(1)开关S2断开时,两电阻串联,通过它们的电流相等,根据欧姆定律可知两电阻两端的电压;
(2)开关S2闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路。
【解答】 (1)由图知,开关S2断开时,两电阻串联,
因串联电路中各处的电流相等,且两电阻的阻值相等,
由U=IR可知,两电阻两端的电压相等,
即,故B正确,A不正确;
(2)由图知,开关S2闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,
则R2两端的电压为0V,R1两端的电压为6V,故CD不正确。
故答案为:B。
(
课后巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
10.将电阻R 和灯泡L接在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。如图乙所示为电阻R 和灯泡L 的I-U图像。若闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压和电阻R 的大小分别是 ( )
A.8V、6.67 Ω B.12V、20 Ω
C.8V、20 Ω D.12V、10 Ω
【答案】C
【解析】【分析】定值电阻阻值不变,可知电流-电压图像是一条直线,灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以电流、电压图像是一条曲线。
【解答】电路为串联电路,电流处处相等,由图乙可知,当电流为0.3A时,灯两端的电压为2V,定值电阻两端的电压为6V,串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和,可知电源电压为2V+6V=8V。定值电阻的阻值为。
故答案为:C。
11.小红同学在探究“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图像,下列说法中正确的是( )
A.导体R的电阻大于导体L的电阻
B.若只把R和L串联到电源两端,电路电流为0.1安时,此时电路中的总电阻为15欧
C.若把R和L并联,电源电压为2伏时,电路中的总电流为0.5安
D.导体R的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比
【答案】B
【解析】【分析】由图中数据,根据欧姆定律分析导体R和L的电阻大小关系;若把R和L串联,电路电流为0.1安时,串联电路电流处处相等,根据串联电路电压规律可求出电源电压,然后由欧姆定律可求出电路中的总电阻;若把R和L并联,电源电压为2伏时,并联电路两端电压相等,根据并联电路电流规律可求出R和L并联的总电流;由图中数据,导体R的电阻为定值,与导体两端的电压、通过导体的电流无关。
【解答】 A.由图可知,当电流为0.3A时,导体R和L两端的电压均为3V,由R=可得,此时它们的电阻相等,故A错误;
B.若把R和L串联,电路电流为0.1安时,串联电路电流处处相等,由图可知,导体R两端的电压为1V,导体L两端的电压为0.5V,根据串联电路电压规律可得,电源电压U源=1V+0.5V=1.5V,电路中的总电阻为R总==15Ω,故B正确;
C.若把R和L并联,电源电压为2伏时,并联电路两端电压相等,由图可知,通过导体R的电流为0.2A,通过导体L的电流为0.25A,根据并联电路电流规律可知电路中的总电流为I总=0.2A+0.25A=0.45A,故C错误;
D.由图可知,导体R的电压与电流的比值为定值,由R=可知导体R的电阻为定值,所以导体R的电阻与电压、电流无关,故D错误。
故答案为:B。
12.如图甲所示为潜水员潜水时会佩戴的水压表和深度表,如图乙所示为某深度表的工作原理简化电路图,已知电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻 电压表量程选择的是0~3 V,Rp是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图像如图丙所示。
(1)当电流为0.1 A时, 两端的电压为多少?
(2)未下潜时,深度表显示示数为0,此刻度对应电压表的读数是多少?
(3)在不损坏电表的前提下,潜水员佩戴该深度表能到达的最大深度是多少?
【答案】(1)当电流为0.1 A时,两端的电压为
(2)电压表测量两端的电压 ,示数为
(3)电压表最大测量值为3V,此时电路中的电流为, Rp阻值为 ,由图丙可知,此时的深度为60m。
【解析】【分析】(1)根据欧姆定定律的变式U=IR计算电压。
(2)串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
(3)串联电路电流处处相等,电源电压等于各用电器两端电压之和,结合欧姆定律计算电阻的阻值,结合图丙读出深度。
40
学科网(北京)股份有限公司
$
教学内容
(
欧姆定律
)
(
同步知识梳理
)(大脑放电影~)
【知识梳理1】电流与电压的关系
1、采用的研究方法是:控制变量法。
2、实验电路:
此实验中应保持电路中电阻R不变,通过调节滑动变阻器,改变电阻R两端的电压,观察流过电阻R的电流的变化
(1)按电路图将实物连接成实验电路。连接前,开关要断开,滑动变阻器的滑片要滑到最大阻值处
(2)检查电路无误后,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,分别记录电压表、电流表的示数。
从实验数据可以看出电流和电压有关,电流随电压的增大而增大。将实验数据通过图像的形式表示出来,通过图像分析可知电流的大小与电压成正比
实验结论:导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比
【注意】测量小灯泡电阻实验时,所得电阻随温度升高而变大,因此不能求平均值,只能说正常发光时灯泡电阻为多少。
【例题精讲】
1.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是( )
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线M的c端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱C
D.将导线L的b端移至接线柱C
2.小金同学在“探究电流与电压的关系”时选取了如下材料,3.6V锂电池一枚,10Ω定值电阻一个、电压表一只、电流表一只、最大阻值为20Ω的滑动变阻器一个,开关一个,导线若干。
(1)请根据如图甲所示的电路,用笔代替导线在图乙中,将电路元件连接完整,注意导线不要交叉。
(2)表格中是小金同学实验并整理的数据,通过分析你得出的实验结论是: 。老师查看了小金的实验数据后指出 组数据是编造的,原因是: 。
实验数据表格
实验
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
电压/V
1
1.5
2
2.5
3
电流/A
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
3.在探究电流与电压关系的实验中,小莲把电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表和开关连成电路进行实验。
(1)图片是小莲连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
电流I/A
0.10
0.12
0.14
0.28
0.20
(2)连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录多组数据填入表格中,通过分析发现第 (选填数据序号)组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉。
(3)根据以上数据,小莲可得出的结论是: 。
【知识梳理2】电流与电阻的关系
1、实验电路:
此实验中通过调节滑动变阻器接入电路中的阻值,保持电阻两端的电压不变,改变电阻R的阻值,观察流过电阻R的电流的变化
(1)按实验电路图将实物连接成实验电路。连接电路前,开关断开,滑动变阻器的滑片滑到连入电路最大阻值处
(2)检查电路无误后,闭合开关,更换不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,使各电阻两端的电压一定,测出各电阻对应的电流值,记录在表格中。
从实验数据可以看出电流和电阻有关,电流随电阻的增大而减小。将实验数据通过图像的形式表示出来,如图所示通过图像分析可知电流的大小与电阻的倒数成正比,即电流与电阻成反比
实验结论:实验结论导体两端的电压不变时,通过导体的电流和它的电阻成反比
【例题精讲】
1.小科利用图甲电路研究“电流与电阻的关系”。电源电压为3伏,多次更换定值电阻R,读取电流表的示数,根据得到的实验数据绘制出图乙曲线。下列叙述不正确( )
A.该实验过程中,R两端的电压控制在2.5伏
B.当R由5欧换成10欧后,应将滑动变阻器滑片向左移动到适当位置
C.接入25欧定值电阻后,滑动变阻器的滑片应移动到5欧的位置
D.该实验结论为:导体两端电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比
2.如图是小莲探究电流与电阻关系的电路图,R为定值电阻,R′为滑动变阻器,下列有关说法错误的是( )
A.实验过程中要更换电阻R,以改变电阻大小
B.调节R′的目的是控制R两端电压不变
C.R′滑片向左移时,电压表示数会变大
D.本实验得出的结论是电阻与电流成反比
3.在研究电流与电阻的关系时,兴趣小组同学利用6伏的电源电压,滑动变阻器(20欧姆,1安培)、开关、电压表、电流表、导线和定值电阻设计如图电路进行实验。
实验组别
1
2
3
电阻R(欧)
5
10
20
电流I(安)
0.5
0.25
0.125
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电路中的电流变小。
(2)闭合开关,两电表均无示数;将电压表并联在变阻器两端时,两电表也均无示数;将电压表并联在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障可能是 。
(3)小组同学用不同阻值的电阻实验后,记录相关数据如上表所示,小莲指出有一组数据是伪造的,请指出并说明理由 。
(4)实验过程中,将5欧电阻更换为10欧电阻后,若没有将变阻器滑片移到阻值最大处就闭合开关,会产生的后果是 。
【知识梳理3】欧姆定律
1.1827年德国物理学家欧姆总结出了欧姆定律,其内容是导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
2、欧姆定律的表达式:I=U/R
3、数学表达式I=U/R。变形公式:U=IR R=U/I。
4.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。
【例题精讲】
1.如图是R1、R2两电阻的U﹣I图像。将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知( )
A.R1的阻值比R2的阻值大
B.通过R1、R2的电流相等
C.R1两端的电压比R2两端的电压小
D.R1的阻值为5Ω
3.在如图甲所示的电路中,电源电压为12伏。闭合开关S,电流表A1、A的示数分别为0.3安、2.3安。
(1)求通过电阻R2电流I2。
(2)求电阻R1的阻值。
(3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电流表指针的偏转角度相同,其示数均如图乙所示。求电阻R0的阻值。
3. 如图所示,电源电压为9 V 并保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω,闭合开关S后,电流表 A的示数为1.2 A。求:
(1)电流表A1 的示数I1。
(2)电阻R2的阻值。
(
课堂巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
1.在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”的活动中,同学们进行了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,使滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,电路中的电流变大。
(2)某同学连接电路时,误将电压表与电流表的位置接反了,如果闭合开关,那么电路中将出现 的情况。
(3)纠正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器的滑片 P 的位置,记录实验数据,绘制出如图乙所示的图像。根据图乙可得到的结论是 。
(4)某小组的同学们在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于 R 的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:
方案一:收集阻值均为10 Ω的几个小组的数据。
方案二:收集阻值不同的几个小组的数据。你认为方案 更合理。
2.小美利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
(1)实验小组的同学们根据电路图连接的实物电路如图乙所示,经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画一根导线连接成正确的电路。
(2)改正电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)实验中多次改变R 的阻值,调节滑动变阻器,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I-R图像。
①由实验图像可得出的结论: 。
②上述实验中,小明利用5Ω的电阻完成实验后,接下来的操作是将10 Ω的电阻接入电路中,闭合开关,向 (填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 V,读出电流表的示数。
(4)图丙中阴影部分的面积表示 。
(5)为完成整个实验,根据上述电阻的阻值,应选择最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器,若实验室只有最大阻值为20Ω的滑动变阻器,上述定值电阻中有 个不能完成上述实验。
3.根据欧姆定律公式,可得变形公式,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比
B.导体的电阻跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.根据欧姆定律,可用电压表和电流表测一段导体的电阻
4.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻 R1 和R2 的I-U 图像如图所示,下列说法中,正确的是 ( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻探究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.当电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
5.某电子玩具表面有a、b两个插孔,若把电压表正确接入插孔,则示数为3 V;若把电流表正确接入插孔,则示数为0.3A。下列电路图中,能正确反映玩具内部连接情况的是( )
A. B.
C. D.
6.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻 R1 和R2 的I-U 图像如图所示,下列说法中,正确的是 ( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻探究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.当电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
7.如图所示为小莲探究电流与电阻关系的电路图,R为定值电阻,R'为滑动变阻器,下列说法中,错误的是 ( )
A.实验过程中要更换电阻R,以改变电阻大小
B.调节 R'的目的是控制R 两端电压不变
C.R'滑片向左移时,电压表的示数会变大
D.本实验得出的结论是电阻与电流成反比
8.如图甲所示,电源电压U=4V,电阻 闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片 P 从最左端移动到中点时,电路中电流表A 的示数如图乙所示。下列说法中,正确的是 ( )
A.滑片 P 位于最左端时通过 R1 的电流为0.2 A
B.滑动变阻器的最大阻值为2.5Ω
C.滑片 P 位于中点时电流表 A 的示数为0.4 V
D.滑片从最左端移动到中点时电流表 A 的示数改变了0.8 V
9.在如图所示的电路中,电源电压为6 V且保持不变,R1、R2为两个相同阻值的电阻,开关S1 闭合后,下列说法中,正确的是( )
A.开关S2 断开时,R1两端的电压为6
B.开关S2 断开时,R1两端的电压为3
C.开关S2闭合时,R1两端的电压为3
D.开关S2闭合时,R2两端的电压为6
(
课后巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
10.将电阻R 和灯泡L接在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。如图乙所示为电阻R 和灯泡L 的I-U图像。若闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压和电阻R 的大小分别是 ( )
A.8V、6.67 Ω B.12V、20 Ω
C.8V、20 Ω D.12V、10 Ω
11.小红同学在探究“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图像,下列说法中正确的是( )
A.导体R的电阻大于导体L的电阻
B.若只把R和L串联到电源两端,电路电流为0.1安时,此时电路中的总电阻为15欧
C.若把R和L并联,电源电压为2伏时,电路中的总电流为0.5安
D.导体R的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比
12.如图甲所示为潜水员潜水时会佩戴的水压表和深度表,如图乙所示为某深度表的工作原理简化电路图,已知电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻 电压表量程选择的是0~3 V,Rp是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图像如图丙所示。
(1)当电流为0.1 A时, 两端的电压为多少?
(2)未下潜时,深度表显示示数为0,此刻度对应电压表的读数是多少?
(3)在不损坏电表的前提下,潜水员佩戴该深度表能到达的最大深度是多少?
40
学科网(北京)股份有限公司
$