14.2 欧姆定律(分层作业)物理新教材沪粤版九年级上册
2026-09-24
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内容正文:
14.2 欧姆定律
目 录
A组 巩固过关
知识点1:探究电流与电压、电阻的关系
知识点2:欧姆定律
B组 能力进阶
C组 思维拔高
探究电流与电压、电阻的关系知识点1
1.兴趣小组的同学们合作进行“探究电流与电压关系”的实验,设计了如图甲所示电路图。
(1)实验前,他们设计了实验探究的思路:保持_________不变,探究电流与电压的关系。物理上把这种研究方法叫_________法。
(2)此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_______________。
(3)开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,如图乙,其原因是_________。
(4)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是__________________。
2.小湾同学计划探究“电流与电阻的关系”,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,阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)如图甲所示的实物电路中存在错误,小湾发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)在该实验中,滑动变阻器除了起到保护电路的作用,还起到的作用是__________
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为__________V。
欧姆定律知识点2
3.对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.公式表明:电阻与电压成正比,与电流成反比
B.公式表明:加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
C.公式表明:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
D.公式表明:导体两端的电压U是由通过它的电流I和它的电阻R共同决定的
4.如图所示电路中,已知电源电压为,电阻,。如果甲、乙两表均为电压表,当开关闭合时,甲表示数为_________。如果甲、乙两表均为电流表,当开关断开时,甲、乙两表的示数之比为_________。
5.对于欧姆定律的公式,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流一定时,导体的电阻和导体两端的电压成正比
B.导体两端电压一定时,导体的电阻和通过导体的电流成反比
C.导体的电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比
D.导体的电阻一定时,导体两端的电压和通过导体的电流成正比
6.如图R和的图像,下列说法正确的是( )
A.R的电阻为
B.的电阻为
C.R与串联接在2.5V的电压下,电路中电流为0.4A
D.R与并联接在2.5V的电压下,干路电流为0.65A
7.加在某导体两端的电压为4V时,通过它的电流是0.2A;当加在它两端的电压为6V时,则通过它的电流和它的电阻分别是( )
A.0.2A,电阻不变 B.0.3A,电阻不变
C.0.6A,电阻变大 D.无法确定
8.如图所示的电路中,电源电压不变,开关S闭合,开关由断开到闭合的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数不变
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值不变
D.电压表和电流表示数的比值变小
9.如图所示,闭合开关S后,灯泡和都发光,两电表均有示数,突然有一个灯泡熄灭,电流表和电压表示数都比原来大,以下对电路故障的分析正确的是( )
A.灯泡短路 B.灯泡短路
C.灯泡断路 D.灯泡断路
10.小华同学在探究“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所示的I-U图像。当把甲、乙两电阻串联在电路中时,U甲_______U乙。(选填“>”“=”或“<”)。
11.如题图所示,标有“10 Ω 0.3 A”的电阻和标有“5 Ω 0.6 A”的电阻,连接成的是________联电路,电压表测的是________(选填“”或“”)的电压,在电路安全前提下电源电压最大是________V。
12.如图所示电路,电源电压恒定为12V,、为两只相同的灯泡,灯泡的额定电压为12V,灯丝电阻为24Ω且保持不变,电压表和电流表连接完好。当闭合开关S时,发现灯不发光,灯发光,则此时电压表的示数为________V,电流表的示数为________A。
13.如图所示,闭合开关S,无论怎样移动滑片P,发现电压表示数始终接近电源电压,经查灯泡L完好,导致这一现象的原因是滑动变阻器__________。
14.在“探究串联电路中电流和电压的特点”实验中,器材有:学生电源、开关、电流表、电压表、小灯泡和导线若干。
(1)小军按图甲连接好电路,闭合开关,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障是________。
(2)排除故障后进行实验,分别测出L1、L2两端的电压U1、U2和L1、L2两端的总电压U,改变电源电压,测得的数据如下表所示。第1次实验中L1的电阻为________Ω;第3次实验中的电流如图乙所示,为________A;分析数据可得出结论:________________________(用表达式表示)。
序号
电流
电压
I/A
U1/V
U2/V
U/V
1
0.24
0.6
0.8
1.4
2
0.28
0.8
1.2
2
3
1.1
1.9
3
(3)将电源电压调至4 V后,对于“如何继续实验”,同学们展开讨论;
①小华提出利用图甲电路测完L1两端的电压后,只需改接一根导线便可测量L1、L2两端的总电压,请在需要改接的导线上打“×”,作出新接的导线________;
②小虎认为无需继续实验,他根据前三次实验推导出以下两个数据:A.L2两端的电压为2.4 V;B.电路中的电流为0.56 A。你认为小虎的数据________(选填“A”“B”或“都不”)正确,理由是________________________________________________________________。
15.如图所示,在研究“导体中的电流与电阻关系”的实验中,已知电源电压为6V且保持不变,定值电阻的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
(1)小明在连接实验电路的过程中,开关应处于________状态;
(2)小明按如图甲的电路图连好了电路,闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,则应先对电流表进行的操作是____________;
(3)正确连线后,闭合开关时发现,无论怎样移动滑片电流表指针几乎不动,电压表指针向右偏转且超过满刻度,原因可能是电阻________;(选填“短路”或“断路”)
(4)进行操作后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最________端(选填“左”或“右”);
(5)移动滑动变阻器滑片P使定值电阻两端的电压保持为3V不变,当定值电阻由25Ω更换为15Ω时,滑片P应向________(选填“左”或“右”)移动,观察到电压表示数为3V时,电流表示数如图丙所示,则电流表示数为________A;通过多次实验得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成____________;
(6)小明多次改变定值电阻R的阻值,但始终保持其两端的电压为3V不变,这种科学研究方法叫控制变量法,他进行多次实验的目的是为了________。
16.(多选)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片在某一端点时,电压表的示数为,电流表的示数为;当滑动变阻器的滑片在另一端点时,电流表示数变化了,此时电压表的示数为。则下列判断正确的是( )
A.电阻的阻值可能为
B.电阻的阻值可能为
C.滑动变阻器的最大阻值可能为
D.滑动变阻器的最大阻值可能为
17.一只阻值为10Ω的定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时电阻减小5Ω,电路电流增大0.4A,则两端电压变化为( )
A.增大2V B.增大4V C.减小2V D.减小4V
18.利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”,实验器材如下:学生电源(可调节电压)、电流表、电压表、开关各一个,定值电阻 R(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),两个滑动变阻器 R1“10Ω 0.6A”和 R2 “20Ω 1A”,导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移至___________端(选填“A”或“B”);闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有偏转,原因可能是___________;
(2)在探究“电流与电压的关系”的实验中,调节电源电压为3V,将5Ω的电阻接入电路,多次改变滑动变阻器的阻值,记录电流表和电压表的示数,得到如图丙所示的电流 I 随电压U变化的图像。由图像可知,选择的滑动变阻器是___________(选填“R1 /R2”);
(3)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,调节电源电压为 4V,选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,分别换上阻值不同的定值电阻进行研究;
①分别将 5Ω、10Ω、15Ω、25Ω四个定值电阻依次接入电路,调节滑片,保持每次电压表示数不变,在表格中记录对应电流表的示数,第1次实验电流表示数如图丁所示,为___________ A;
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
25
电流I/A
0.20
0.13
0.08
②实验完成后,老师指出第___________组数据是拼凑的;
③在不改变电流表、电压表量程的情况下,为了使四个定值电阻都能完成实验,以下措施中可行的是___________
A.将滑动变阻器换为“10Ω 0.6A” B.在电路中再串联一个 15Ω的定值电阻
C.电源电压可调范围为 2V-3.6V D.定值电阻两端电压可调范围为 1.8V-4V
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14.2 欧姆定律
目 录
A组 巩固过关
知识点1:探究电流与电压、电阻的关系
知识点2:欧姆定律
B组 能力进阶
C组 思维拔高
探究电流与电压、电阻的关系知识点1
1.兴趣小组的同学们合作进行“探究电流与电压关系”的实验,设计了如图甲所示电路图。
(1)实验前,他们设计了实验探究的思路:保持_________不变,探究电流与电压的关系。物理上把这种研究方法叫_________法。
(2)此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_______________。
(3)开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,如图乙,其原因是_________。
(4)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是__________________。
【答案】(1) 电阻 控制变量
(2)改变定值电阻两端电压
(3)电流表未调零
(4)得到普遍规律
【详解】(1)在研究某个因素对物理量的影响时,只改变这个量的大小,而保持其他量不变,从而确定这个因素是否影响,这种研究方法叫控制变量法;本实验保持电阻不变,探究电流与电压的关系就是用的控制变量法。
(2)在探究“电流与电压关系”的实验中,需要改变定值电阻两端的电压,记录通过的电流,得到多组数据,以探寻普遍规律,通过移动滑动变阻器滑片改变其电阻,从而改变定值电阻两端电压。
(3)由图乙可知,电流表的指针在零刻度线左端,因开关还未闭合,此时电流表中没有电流通过,所以出现该现象的原因是电流表未调零。
(4)仅用一个定值电阻得到的实验结论具有偶然性,更换不同阻值的定值电阻重复实验,可以让实验结论覆盖不同的电阻场景,避免偶然性,得到普遍适用的电流与电压的关系规律。
2.小湾同学计划探究“电流与电阻的关系”,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,阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)如图甲所示的实物电路中存在错误,小湾发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)在该实验中,滑动变阻器除了起到保护电路的作用,还起到的作用是__________
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为__________V。
【答案】(1)
(2)控制定值电阻两端电压不变
(3)2.5
【详解】(1)本实验中滑动变阻器与定值电阻应串联,电压表测量定值电阻两端电压,故把滑动变阻器连到定值电阻的导线画“×”,然后连接定值电阻的右接线柱和电压表的电源“-”接线柱。据此作图。
(2)探究电流与电阻的关系时,需要遵循控制变量法,更换不同阻值的定值电阻后,定值电阻两端的电压会随阻值变化而改变,因此要通过调节滑动变阻器的滑片,控制定值电阻两端电压不变。
(3)由图乙,当定值电阻时,通过的电流为,根据欧姆定律变形式,求得定值电阻两端的电压为
当定值电阻时,通过的电流为,根据欧姆定律变形式,求得定值电阻两端的电压为
故电阻两端的电压为2.5V。
欧姆定律知识点2
3.对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.公式表明:电阻与电压成正比,与电流成反比
B.公式表明:加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
C.公式表明:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
D.公式表明:导体两端的电压U是由通过它的电流I和它的电阻R共同决定的
【答案】C
【详解】AB.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,与两端的电压和通过的电流无关,公式只是计算电阻的一种方法,故AB错误;
C.根据欧姆定律公式可知,导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,故C正确;
D.导体两端的电压U的大小是由电源决定的,与电流和电阻的大小无关,故D错误。
故选C。
4.如图所示电路中,已知电源电压为,电阻,。如果甲、乙两表均为电压表,当开关闭合时,甲表示数为_________。如果甲、乙两表均为电流表,当开关断开时,甲、乙两表的示数之比为_________。
【答案】 1 3:2
【详解】当甲、乙均为电压表,开关S闭合时,与串联,甲测两端电压,电路电流
甲表示数,即两端电压
当甲、乙均为电流表,开关S断开时,与并联,甲测干路电流,乙测支路电流,通过的电流
通过的电流
甲表示数
甲、乙两表示数之比
5.对于欧姆定律的公式,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流一定时,导体的电阻和导体两端的电压成正比
B.导体两端电压一定时,导体的电阻和通过导体的电流成反比
C.导体的电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比
D.导体的电阻一定时,导体两端的电压和通过导体的电流成正比
【答案】C
【详解】AB.导体电阻是导体本身的固有属性,仅与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端电压、通过的电流无关,故AB错误;
C.由可知,R一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比,故C正确;
D.电压是导体中形成电流的原因,存在因果先后关系,不能表述为电阻一定时,电压与电流成正比,故D错误。
故选C。
6.如图R和的图像,下列说法正确的是( )
A.R的电阻为
B.的电阻为
C.R与串联接在2.5V的电压下,电路中电流为0.4A
D.R与并联接在2.5V的电压下,干路电流为0.65A
【答案】D
【详解】A. 由图像可知为定值电阻,当时,
故A错误;
B. 的图像为曲线,说明其电阻随电压变化而变化,不是定值电阻,故B错误;
C. 串联电路电流处处相等,总电压等于各分电压之和。由图可知当时,,,故时,电路中电流为,故C错误;
D. 并联电路各支路两端电压相等,总电流等于各支路电流之和。当时,由图可知,,
故D正确。
故选D。
7.加在某导体两端的电压为4V时,通过它的电流是0.2A;当加在它两端的电压为6V时,则通过它的电流和它的电阻分别是( )
A.0.2A,电阻不变 B.0.3A,电阻不变
C.0.6A,电阻变大 D.无法确定
【答案】B
【详解】导体的电阻
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当加在该段导体两端的电压为6V时,导体的电阻仍为20Ω不变;
通过它的电流
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.如图所示的电路中,电源电压不变,开关S闭合,开关由断开到闭合的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数不变
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值不变
D.电压表和电流表示数的比值变小
【答案】C
【详解】AB. 断开时,与串联,电流表测量电路电流,电压表测量的电压。电流表示数为
电压表示数
闭合时, 被短路,电路为 的简单电路,电流表测量电路电流,电压表测量电源电压。电流表示数,电压表示数 ,因 ,且
故电流表和电压表示数均变大,AB错误;
CD.电压表和电流表示数的比值均等于的阻值,因 为定值电阻阻值不变,故比值不变,C正确,D错误。
故选C。
9.如图所示,闭合开关S后,灯泡和都发光,两电表均有示数,突然有一个灯泡熄灭,电流表和电压表示数都比原来大,以下对电路故障的分析正确的是( )
A.灯泡短路 B.灯泡短路
C.灯泡断路 D.灯泡断路
【答案】A
【详解】由图可知,开关闭合后,两个灯泡串联在电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,此时电压表示数要小于电源电压;某个灯泡发生故障,一个灯泡熄灭,电流表和电压表示数均变大,说明电路出现了短路现象,并且是电压表与并联电路以外短路,即短路,故A正确,BCD错误。
故选A。
10.小华同学在探究“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所示的I-U图像。当把甲、乙两电阻串联在电路中时,U甲_______U乙。(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】<
【详解】串联在电路中,电流处处相等,比如都为0.3A时,由图像可知,甲的电压为1.5V,乙的电压为3V,所以U甲<U乙。
11.如题图所示,标有“10 Ω 0.3 A”的电阻和标有“5 Ω 0.6 A”的电阻,连接成的是________联电路,电压表测的是________(选填“”或“”)的电压,在电路安全前提下电源电压最大是________V。
【答案】 串联 R2 4.5
【详解】[1][2]因电压表相当于开路,电流依次经过、,故两电阻串联。电压表并联在两端,测的电压。
因串联电路电流处处相等,取两电阻额定电流较小值,故电路最大电流,电路总电阻
电源最大电压。
12.如图所示电路,电源电压恒定为12V,、为两只相同的灯泡,灯泡的额定电压为12V,灯丝电阻为24Ω且保持不变,电压表和电流表连接完好。当闭合开关S时,发现灯不发光,灯发光,则此时电压表的示数为________V,电流表的示数为________A。
【答案】 12 0.5
【详解】由电路图可知,两灯泡串联,闭合开关S时,灯发光,说明电路是通路,但灯不发光,则说明灯发生短路;此时电压表测两端电压,等于电源电压,故电压表示数为12V;
电流表测电路电流,则电流表示数为,即电流表示数为0.5A。
13.如图所示,闭合开关S,无论怎样移动滑片P,发现电压表示数始终接近电源电压,经查灯泡L完好,导致这一现象的原因是滑动变阻器__________。
【答案】断路
【详解】灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表并联在滑动变阻器R两端,测量其电压。闭合开关S,无论怎么移动滑片P,电压表示数始终接近电源电压,且灯泡 L完好。正常串联电路中,滑动变阻器两端电压为电源电压的一部分。现电压表示数始终接近电源电压,说明滑动变阻器两端几乎分得了全部电源电压。结合灯泡完好的条件,则故障为滑动变阻器断路。当R断路时,电流无法通过R,电压表的两个接线柱相当于通过灯泡L、开关S直接接在电源两端,其示数等于电源电压。
14.在“探究串联电路中电流和电压的特点”实验中,器材有:学生电源、开关、电流表、电压表、小灯泡和导线若干。
(1)小军按图甲连接好电路,闭合开关,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障是________。
(2)排除故障后进行实验,分别测出L1、L2两端的电压U1、U2和L1、L2两端的总电压U,改变电源电压,测得的数据如下表所示。第1次实验中L1的电阻为________Ω;第3次实验中的电流如图乙所示,为________A;分析数据可得出结论:________________________(用表达式表示)。
序号
电流
电压
I/A
U1/V
U2/V
U/V
1
0.24
0.6
0.8
1.4
2
0.28
0.8
1.2
2
3
1.1
1.9
3
(3)将电源电压调至4 V后,对于“如何继续实验”,同学们展开讨论;
①小华提出利用图甲电路测完L1两端的电压后,只需改接一根导线便可测量L1、L2两端的总电压,请在需要改接的导线上打“×”,作出新接的导线________;
②小虎认为无需继续实验,他根据前三次实验推导出以下两个数据:A.L2两端的电压为2.4 V;B.电路中的电流为0.56 A。你认为小虎的数据________(选填“A”“B”或“都不”)正确,理由是________________________________________________________________。
【答案】(1)断路
(2) 2.5 0.32
(3) 都不 小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大,前三次实验的灯泡电阻不能直接套用于电源4V的情况,无法直接推导得出对应电压和电流值
【详解】(1)闭合开关,两灯不亮、电流表无示数,说明电路发生断路;电压表有示数,说明电压表两端到电源两极的通路完好,因此故障是与电压表并联的L1发生断路。
(2)第1次实验L1的电阻
由图甲知,图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,指针示数为0.32A。
分析三次实验数据,每次总电压都等于两个灯泡的电压之和,得到串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和的规律,即。
(3)将电压表当前连接L1右端接线柱的那根导线打×,改接到L2的右侧接线柱,使电压表并联在两个灯泡两端,同时保证电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出,据此作图。
小灯泡的灯丝电阻不是定值,会随温度升高而变大,小虎直接用前三次实验算出的电阻推导4V电源下的电流和分压,忽略了灯泡工作温度变化带来的电阻变化,因此两个推导结果都不正确。
15.如图所示,在研究“导体中的电流与电阻关系”的实验中,已知电源电压为6V且保持不变,定值电阻的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
(1)小明在连接实验电路的过程中,开关应处于________状态;
(2)小明按如图甲的电路图连好了电路,闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,则应先对电流表进行的操作是____________;
(3)正确连线后,闭合开关时发现,无论怎样移动滑片电流表指针几乎不动,电压表指针向右偏转且超过满刻度,原因可能是电阻________;(选填“短路”或“断路”)
(4)进行操作后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最________端(选填“左”或“右”);
(5)移动滑动变阻器滑片P使定值电阻两端的电压保持为3V不变,当定值电阻由25Ω更换为15Ω时,滑片P应向________(选填“左”或“右”)移动,观察到电压表示数为3V时,电流表示数如图丙所示,则电流表示数为________A;通过多次实验得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成____________;
(6)小明多次改变定值电阻R的阻值,但始终保持其两端的电压为3V不变,这种科学研究方法叫控制变量法,他进行多次实验的目的是为了________。
【答案】(1)断开
(2)调零
(3)断路
(4)右
(5) 左 0.2 反比
(6)使结论具有普遍性
【详解】(1)在连接实验电路的过程中,为了电路安全,开关应处于断开状态。
(2)图乙中电路还未接通,电流表指针没有指在零刻度线处,需要先调节表盘上的调零旋钮,将指针校准到零刻度线位置,也就是电流表调零。
(3)闭合开关后电流表指针几乎不动,说明电路中几乎没有电流,电路大概率发生了断路故障;电压表指针向右偏转且超过满刻度,说明电压表与电源是接通的,所以故障可能是电阻R断路。
(4)为避免闭合开关时,电路电流过大,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,即图中的右端。
(5)定值电阻两端的电压保持为3V不变,当定值电阻由25Ω更换为15Ω时,根据串联分压的特点可知定值电阻两端的电压将小于3V,想要保持定值电阻两端电压为3V不变,根据串联分压的特点可知,应减小滑动变阻器两端电压,减小滑动变阻器接入电路的阻值,即应将滑动变阻器的滑片向左移动。
电流表示数如图丙所示,选择分度值为0.02A的小量程,指针指在0.2上,则电流表示数为0.2A。
通过对多次实验得到的数据分析,可发现当定值电阻的阻值增大时,通过的电流变小,且电流与电阻的乘积为定值,可得到结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)在研究“导体中的电流与电阻关系”的实验中,该实验属于探究性实验,进行多次实验的目的是为了使结论具有普遍性。
16.(多选)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片在某一端点时,电压表的示数为,电流表的示数为;当滑动变阻器的滑片在另一端点时,电流表示数变化了,此时电压表的示数为。则下列判断正确的是( )
A.电阻的阻值可能为
B.电阻的阻值可能为
C.滑动变阻器的最大阻值可能为
D.滑动变阻器的最大阻值可能为
【答案】ACD
【详解】由电路图可知,与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。滑片在两个端点,即接入阻值为或最大阻值。分两种情况讨论。
AC.情况一:滑片先在阻值为端点,后在最大阻值端点。
状态1:,电路只有。电源电压,电流
状态2:,总电阻变大,电流变小。电流
电压
则
此时两端电压
,故AC正确;
BD.情况二:滑片先在最大阻值端点,后在阻值为端点。状态1:,电压
状态2:,总电阻变小,电流变大。电流
电压(电源电压)。由
可得
此时两端电压(状态1)
,故D正确,B错误。
故选 ACD。
17.一只阻值为10Ω的定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时电阻减小5Ω,电路电流增大0.4A,则两端电压变化为( )
A.增大2V B.增大4V C.减小2V D.减小4V
【答案】D
【详解】定值电阻与滑动变阻器串联,设原来电路中的电流为,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时电阻减小5Ω,则总电阻变小,电路电流增大0.4A,则后来电路中的电流为
原来两端的电压,后来两端的电压
两端电压的变化量
已知,所以
即两端的电压增大了。因为电源电压恒定,在串联电路中,两端电压增大的量等于两端电压减小的量,所以两端电压减小了。
故选D、
18.利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”,实验器材如下:学生电源(可调节电压)、电流表、电压表、开关各一个,定值电阻 R(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),两个滑动变阻器 R1“10Ω 0.6A”和 R2 “20Ω 1A”,导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移至___________端(选填“A”或“B”);闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有偏转,原因可能是___________;
(2)在探究“电流与电压的关系”的实验中,调节电源电压为3V,将5Ω的电阻接入电路,多次改变滑动变阻器的阻值,记录电流表和电压表的示数,得到如图丙所示的电流 I 随电压U变化的图像。由图像可知,选择的滑动变阻器是___________(选填“R1 /R2”);
(3)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,调节电源电压为 4V,选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,分别换上阻值不同的定值电阻进行研究;
①分别将 5Ω、10Ω、15Ω、25Ω四个定值电阻依次接入电路,调节滑片,保持每次电压表示数不变,在表格中记录对应电流表的示数,第1次实验电流表示数如图丁所示,为___________ A;
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
25
电流I/A
0.20
0.13
0.08
②实验完成后,老师指出第___________组数据是拼凑的;
③在不改变电流表、电压表量程的情况下,为了使四个定值电阻都能完成实验,以下措施中可行的是___________
A.将滑动变阻器换为“10Ω 0.6A” B.在电路中再串联一个 15Ω的定值电阻
C.电源电压可调范围为 2V-3.6V D.定值电阻两端电压可调范围为 1.8V-4V
【答案】(1) A 定值电阻R断路
(2)
(3) 0.4 4 BC
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处,由实物图可知,滑动变阻器下接线柱接右端,滑片移到左端时接入电阻丝最长,电阻最大,故滑片移到端;
电流表无偏转说明电路断路,电压表有偏转说明电压表连通电源,因此故障可能为定值电阻断路。
(2)电源电压,由丙图可知电路最小电流,总电阻
滑动变阻器需要接入的阻值
因此选规格为的。
(3)丁图中电流表选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.4A;
探究电流与电阻关系时,定值电阻两端电压不变,由第2组数据得
当接入定值电阻时,要保持,滑动变阻器需要分压
根据串联分压原理可得,滑动变阻器需要接入,但现有滑动变阻器最大只有,无法满足要求,因此第4组数据是拼凑的。
A.换用滑动变阻器,最大阻值更小,更无法满足要求,故A错误;
B.再串联一个定值电阻后,串联总最大电阻为
满足的要求,可以完成实验,故B正确;
C.保持,当、滑动变阻器最大时,最大电源电压
最小电源电压为(此时滑动变阻器接入即可),因此电源电压范围可行,故C正确;
D. 电源电压,当、滑动变阻器最大时,由串联分压原理可得
解得定值电阻最小电压约为,无法达到,故D错误。
故选BC。
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14.2 欧姆定律
探究电流与电压、电阻的关系知识点1
1.【答案】(1) 电阻 控制变量
(2)改变定值电阻两端电压
(3)电流表未调零
(4)得到普遍规律
2.【答案】(1)
(2)控制定值电阻两端电压不变
(3)2.5
欧姆定律知识点2
3.【答案】C
4.【答案】 1 3:2
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】B
8.【答案】C
9.【答案】A
10.【答案】<
11.【答案】 串联 R2 4.5
12.【答案】12 0.5
13.【答案】断路
14.【答案】(1)断路
(2) 2.5 0.32
(3) 都不 小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大,前三次实验的灯泡电阻不能直接套用于电源4V的情况,无法直接推导得出对应电压和电流值
15.【答案】(1)断开
(2)调零
(3)断路
(4)右
(5) 左 0.2 反比
(6)使结论具有普遍性
16.【答案】ACD
17.【答案】D
18.【答案】(1) A 定值电阻R断路
(2)
(3) 0.4 4 BC
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