常州市正衡中学物理第十四章 欧姆定律专题练习解析版Word格式文档下载.docx
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因变阻器的最大阻值为30Ω,当变阻器电阻全部连入电路中时,若接入最大的电阻R大=20Ω,此时电路中的最小电流
定值电阻的最小电压
U小=I小R定大=0.12A×
20Ω=2.4V
则定值电阻两端的电压应在2.4V~3V。
2.小致同学在做“用伏安法测量定值电阻R1的阻值”的实验中,按如图甲所示设计的电路进行实验,已知滑动变阻器的最大阻值为R2。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,改变R1两端电压及通过电流,实现多次测量,其目的是_______________;
(2)当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.5A,利用此数据计算出R1的阻值是_____Ω;
(3)小华在没有电流表的情况下也测量出了此电阻的阻值,其电路如图乙,他的操作如下:
①开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,记录电压表示数为3V;
②将滑动变阻器的滑片调到最右端,记录电压表的示数为1V。
则R1的阻值为_____(用含有R2的代数式表示)。
(4)小峰同学在小华同学的电路基础上进行了调整,设计了如图丙所示的电路,他的操作如下:
①将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为U1;
②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U2。
则U1_____
(选填“>”、“<”或“=”),R1的阻值为_____(用含有U1、U2、R2的代数式表示)。
【答案】减小误差5
>
【分析】
(1)定值电阻多次测量求平均值是为了减小误差;
(2)根据
算出电阻;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻
;
将滑片滑到最右端,两电阻串联,根据串联电路的电流和电压特点求出待测电阻的阻值;
(4)要测量
的阻值,根据
可知,需知道被测电阻两端电压和通过的电流,据此分析。
(1)[1]为提高测量的准确程度,通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了减小误差;
(2)[2]当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.5A,则
的阻值为
(3)[3]①开关闭合,将滑动变阻器滑片调到最左端,电路中只有电阻
,记录电压表示数为3V,即电源电压为3V;
②将滑动变阻器的滑片调到最右端,两电阻串联,记录电压表的示数为1V,即此时电阻
两端的电压为1V,则滑动变阻器
两端的电压为3V-1V=2V,根据串联电路的电流和电压特点有
故
(4)[4]①将滑动变阻器滑片调到中央位置,记录电压表示数为U1,根据串联电路的电流和电压特点有
------①
则
,
②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为U2,根据串联电路的电流和电压特点有
------②
[5]联立以上①②两式,解得
。
【点睛】
本题以伏安法测电阻的探究实验为基础,进行了多层次的拓展,既要掌握好重点实验伏安法测电阻,又要灵活运用欧姆定律进行深度探究,非常经典的一道探究实验综合题。
3.在“探究一定电压下,电流与电阻的关系”的实验中,老师提供的实验器材有:
电源(电压恒为6V),电流表、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω2A”、“50Ω1A”),导线若干.
(1)请根据如图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整(要求滑动变阻器向右移动时,电路中的电流变小)_______.
导线不能交叉
(2)连线时,开关必须____,滑动变阻器必须移到最____端.(此空选填:
“左或者右”).
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是_________________
填字母
.
A.电阻断路
电流表坏了
滑动变阻器短路
电阻短路
(4)排除电路故障后进行实验.实验中,当把
的电阻换成
的电阻后,应把变阻器滑片向___
填“左”或“右”
滑动,同时眼睛盯住_______.这样做的的目的是:
________.
(5)为完成了五个定值电阻进行实验,并根据实验数据如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象.他应选择的滑动变阻器规格是_______由此得到的结论__________
【答案】
断开右A右伏特表保证电压表的示数不变“50Ω1A”电压一定时,电流跟电阻成反比
(1)因为当5Ω的电阻接入电路时,电压表的量程是0-3V,所以电路电流最大为
=0.6A,故电流表量程选0.6A,则根据电路图,连接实物电路,如图所示:
(2)连线时,开关必须断开,滑动变阻器必须移到最右端,以保护电路;
(3))连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,说明电路中没有电流,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.说明电路中有断路现象,造成这一现象的原因可能是电阻断路了;
(4)除电路故障后进行实验.实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,接入电路的电阻变大,电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,固定电阻两端电压变大,为了保持固定电阻两端的电压不变,应把变阻器滑片向右滑动,增大滑动变阻器两端电压,同时眼睛盯住电压表,以保持电压表示数不变;
(5)应选择的滑动变阻器规格是“50Ω1A”,电压一定时,电流跟电阻成反比.
(1)根据电路图连接实物,注意导线不要交叉和电表量程选择适当;
(2)电路连接时都要断开开关;
(3)连好电路闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数则故障可能是电阻发生断路;
(4)根据串分压的知识,先判断出改接后电压表的示数变化,然后判断滑片的移动方向;
4.实验课上,小明班的同学用图甲所示的实验器材探究“电流的大小与电压的关系”,并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中的器材连接成完整的实验电路。
要求:
滑片向右端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
_________
(2)小明首先选用了阻值为10Ω的电阻进行实验。
检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为1V时,观察电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是__________A,并将数据记录在表格中。
(3)接下来小明应保持____不变,不断改变____,并记录相应的实验数据。
(4)同学们陆续完成实验,分析数据都得出了同样的结论。
其中小明、小刚、小民的实验数据如表一、表二、表三所示。
表一
电阻R=10Ω
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.95
0.16
0.20
表二
电阻R=5Ω
0.5
0.10
0.30
表三
电阻R=15Ω
3.0
0.07
0.14
分析实验数据,得出的结论是:
____。
(5)在交流分享过程中,同学们对比各组的实验数据时有了新的发现,请你分析表一、表二、表三中的实验数据,会发现____。
0.1A电阻滑动变阻器连入电路中的阻值电阻一定时,电压越大,通过电阻的电流越大电阻值越小,电压跟电流的比值越接近电阻值
(1)[1]由题意可知,该实验探究的是电流大小与电压的关系,故电压表应当并联在电阻的两端,电流表测量干路电流;
滑动变阻器滑片向右滑动的过程中,连入电路中的电阻变大,故应连接电路图如图所示。
(2)[2]由图中电流表读数可知,此时电流表的示数为0.1A。
(3)[3][4]该实验探究的是电流大小与电压的关系,故应该保持电阻不变,通过调节滑动变阻器连入电路中阻值,来调节电阻两端的电压,观察通过电阻的电流变化。
(4)[5]分析实验数据可以得出的结论是:
当电阻保持一定时,加在电阻上的电压越大,通过电阻的电流越大。
(5)[6]表一、表二、表三实验用的电阻大小不同,由表中数据可以得知当电阻为5Ω时,电压跟电流的比值最接近电阻值大小,所用电阻电阻值越大,电压跟电流的比值偏差越大。
5.探究“保持电压不变时,电流跟电阻的关系”。
实验器材:
电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,一个开关,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),一只滑动变阻器,导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整___;
(2)在上述实验中,小科先用
的电阻做完实验后,接着要改用
的电阻继续做实验,应如何具体操作?
______;
(3)当小科用
的电阻按要求完成实验后改
的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值。
请你分析所选用的滑动变阻器最大阻值的范围:
______。
断开开关,把
的电阻连入电路中,将变阻器的最大电阻连入电路中,闭合开关,移动变阻器的滑片,使电压表示数不变小于
(1)根据图甲变阻器左下接线柱连入电路中。
(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,连接电路时,开关要断路,将变阻器的最大电阻连入电路中。
(3)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;
根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入
电阻时变阻器连入电路中的电阻。
(1)[1]根据图甲变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)[2]先用
的电阻继续做实验,下一步:
断开开关,把
的电阻连入电路中,将变阻器的最大电阻连入电路中,闭合开关,移动变阻器的滑片,使电压表示数不变。
(3)[3]由图丙知,电阻两端的电压为
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的0.8倍,根据分压原理,当接入
电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少
的滑动变阻器。
故当小科用
的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,所选用的滑动变阻器最大阻值小于
本题探究“保持电压不变时,电流跟电阻的关系”,考查电路连接、控制变量法、操作过程和对器材的要求。
6.在“探究通电导体中电流与电阻关系”的实验中,使用的电源电压保持4.5V不变。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:
滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大)______。
(2)当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为保证R两端的电压______(选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向______(选填“左”或“右”)端滑动,图乙是根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为______V,若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少为______Ω。
(3)该同学设计图电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定电功率,实验步骤如下:
①闭合开关S,单刀双掷开关拨至______(选填“1”或“2”),调节电阻箱R使电压表示数为2.5V,记下此时_______;
②将单刀双掷开关拨至______(选填“1”或“2”),记下此时电压表示数;
③从而计算出小灯泡的额定电功率。
不变右37.52电阻箱R的阻值1
(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下图所示
(2)[2][3][4]探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,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,所以滑片应右端移动,由图象可知R两端的电压为
U=0.3A×
10Ω=3V
[5]电压表控制的电压为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×
15Ω=7.5Ω
故为了完成整个实验,应该选取阻值至少为7.5Ω的滑动变阻器。
(3)①[6][7]闭合开关S,单刀双掷开关拨至2,此时小灯泡与电阻箱R串联,电压表测小灯泡两端的电压,调节电阻箱R使电压表示数为2.5V,即使小灯泡两端的电压为2.5V,记下此时电阻箱R的阻值;
②[8]将单刀双掷开关拨至1,记下此时电压表示数;
根据
可求出通过小灯泡的额定电流,由P=UI得到小灯泡的额定电功率。
7.小明同学在探究“电流与电压的关系”时,选用电压为4.5V的电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、10Ω的定值及其它必要器材。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图的电路连接完整______。
(2)实验过程中,调节滑动变阻器,发现电流表示数为0.45A且不变,出现这种现象的原因是______。
(3)排除故障后,多次改变定值电阻两端的电压,将实验数据记录在下表中。
第4次电压表的示数如图乙,则此时电压为______V。
分析数据得到结论______。
实验次数
1
2
3
4
5
6
1.8
2.4
2.8
0.18
0.23
0.27
0.28
(4)小明同学完成上述实验后,设计如图丙电路,测灯泡L的额定功率,已知:
灯泡的额定电压为U0(低于电源电压),滑动变阻器R2的最大值为R2。
①只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最右端,再将R2的滑片调到最左端,读出电压表的示数U1;
②只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为______,灯泡正常发光;
③闭合开关S、S1、S2,保持变阻器______的滑片不动,调节另一变阻器,使电压表示数为U0;
保持变阻器R1的滑片不动,变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的数为U2,则灯泡额定功率表达式P额=_____
滑动变阻器上面两个接线柱2.7电阻一定,通过导体的电流跟导体两端电压成正比U0R2
(1)[1]电压表并联在电阻的两端,如下图所示:
(2)[2]当电路只有定值电阻工作时的电流为
I=
=0.45A
实验过程中,调节滑动变阻器,发现电流表示数为0.45A且不变,说明滑动变阻器没有接入电路,则故障为滑动变阻器接了两个上接线柱。
(3)[3]第4次电压表的示数如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则此时电压为2.7V。
[4]由表中第一组数据可知,电压与电流的比值为
同理可以得到2-6次数据中的电压与电流的比值分别为10Ω、10Ω、10Ω、10Ω、10Ω,所以电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(4)②[5]只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,此时滑动变阻器R1的阻值为0,滑动变阻器R2与灯泡串联,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为U0,灯泡正常发光。
③[6][7]闭合开关S、S1,S2,此时小灯泡被短路,滑动变阻器R2与滑动变阻器R1串联,保持变阻器R2的滑片不动,调节变阻器R1,使电压表示数为U0,此时滑动变阻器R1的电阻与灯泡的电阻相等;
变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的示数为U2,根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器R2两端的电压为
U1-U2
电路的电流为
R1连入电路的阻值为
R1=
小灯泡的电阻为
RL=R1=
灯泡额定功率
P额=
8.小言利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”。
电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一个滑动变阻器(60Ω3A),导线若干:
(1)小言在探究“电流与电压的关系”时,通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图乙所示的图像,由图像可得结论:
当电阻一定时,电流和电压成________;
(2)小言在探究“电流与电阻的关系”时,为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小言应该保证电压表的示数至少为________V不变;
(3)小言找来一个小灯泡将定值电阻更换,测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丙所示,若闭合开关S,小灯泡发光,滑动变阻器的滑片P滑动过程中,小灯泡阻值的变化量大小为
,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为
,则这两个量的大小关系是:
________
(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】正比1.5小于
(1)[1]由图乙所示的图像可知,同一个电阻的电流与电压的图像是一条过原点在直线,故在电阻一定时,电流和电压成正比。
(2)[2]由电路可知,R和滑动变阻器串联,根据串联分压的原理,为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小言应该保证电压表的示数至少为
(3)[3]电源电压保持4.5V不变,R和滑动变阻器串联,由于串联分压电流相等,根据小灯泡两端电压与通过的电流关系图丙,可以画出滑动变阻器两端电压与通过的电流关系的图像如下图,由图像可知滑动变阻器的滑片P滑动过程中,小灯泡阻值的变化量大小
小于滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小
9.在实验复习课上,同学们做“探究电流与电阻的关系”实验。
实验序号
R/Ω
10
20
30
50
I/A
0.60
0.12
(1)小明按图示电路图连接好电路,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是_________;
(2)排除故障后,闭合开关s进行实验,记录实验数据如表所示,分析实验数据可得出结论:
在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________;
(3)若在第3次实验时,将定值电阻R由20Ω换为30Ω的接入电路中后,没有调节滑片P的位置就直接读取电流表的示数,则此时电流表的示数可能为______(选填“0.14”“0.22”或“0.36”)A;
(4)实验中,若小明所选用的定值电阻阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω和50Ω,滑动变阻器的规格为“25Ω1.5A”,则电路中的电源电压不能大于_____V。
【答案】电阻R断路反比0.229
(1)[1]电流表指针几乎未偏转,说明电路故障类型为断路,电压表材测量电阻R两端电压有示数,说明电压表与电源在电路中是连通的,则故障原因可能是电阻R断路。
(2)[2]分析表中数据发现,在电阻越来越大时,通过导体的电流越来越小,可得到结论:
在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[3]在探究电流与电阻的关系的实验中需要控制定值电阻两端电压一定,由表中第1、2次实验数据可知电阻R两端电压为
将定值电阻R由20Ω换为30Ω的接入电路中后,为了保证电阻R两端电压一定,需要增大滑动变阻器的电阻;
但是在第3次实验时,没有调节滑片P的位置就直接读取电流表的示数,此时电路中总电阻相比第二实验数据的总电阻增大,通过电流减小,所以此时电流小于第二次实验数据通过的电流0.30A;
电路中总电阻相比第三次实验数据的总电阻减小,则通过电流增大大于第三次实验数据通过的电流0.20A;
故此时电流表的示数可能为0.22A。
(4)[4]由(3)[3]知电阻R两端电压一定为6V,为了保证在滑动变阻器的最大电阻的规格下小明所选用的定值电阻都能够探究,此时电路中的总电阻最大为
由表可知此时电路电流为0.12A,则由可得
电源电压为
10.某小组同学准备探究“通过导体的电流与导体两端的电压的关系”,实验器材有:
干电池2节、滑动变阻器(5Ω,1A)、电流表、电压表,开关各一个,不同阻值的定值电阻及导线若干:
(1)图甲是电路图,请根据图甲,在图乙中连接对应的实物图;
(______)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到______端(选填“A”或“B”端),闭合开关后,他们移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为0.9V,电流表示数如图甲所示,接着继续探究,把所得数据填在下表中:
0.9
1.2
0.08
①甲中电流的示数为______A;
②图乙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系,请根据他们所测数据,在坐标系中描点,画出I-U图像,并记为a,___
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