探究欧姆定律的应用.docx
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探究欧姆定律的应用
探究欧姆定律的应用
知识*能力练夯实基础培养能力
知识点一“伏安法”测电阻
1、如图12—2—16电路所示,在测量电阻的实验中,R为镍铬丝,滑动变阻器R1的阻值范围为0~10欧姆。
请回答下列问题:
(1)用符号在电路图中把安培表和伏特表表示出来。
(2)移动滑动变阻器的滑片P,主要是改变______。
(选填下列选项代号) ①电池的电压。
②R′两端的电压。
③R的阻值。
④通过R的电流强度。
(3)R两端的电压,最大为______伏特。
(4)在这个实验中,最好选用量程为______的伏特表。
(选填下列选项代号)
①100毫伏。
②1伏特。
③3伏特。
④15伏特。
(5)根据以上的结论(R约为3欧姆),用笔画线代替导线把图12—2—17的元件连成电路。
(画线不要交叉,元件位置不要移动)
图12—2—16图12—2—17
2、如图12—2—18所示,是王燕同学连接的测电阻Rx的电路。
(1)电路中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上打一个叉,并画出正确的连线。
(2)在方框中根据改正后的电路画出电路图。
图12—2—18
(3)实验中测出了如下表所示的数据,其中第3次测量时电流表的表盘如图12—2—19所示,请你读出电流值填在表格中。
电阻测量值Rx=Ω。
次数
第1次
第2次
第3次
电压(V)
2.5
3.0
3.5
电流(A)
1.3
1.5
图12—2—19
3、下图是“伏安法测电阻”的实验电路图。
⑴、在图12—2—20中的圆圈内填入电流表、电压表的符号;
⑵、某同学规范操作,正确测量,测得3组实验数据分别是:
U1=2.4V,I1=0.20A;U2=4.5V,I2=0.38A;U3=6.0V,I3=0.50A。
请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写在你设计的表格内。
图12—2—20
⑶、根据表格中数据,请你算出待测电阻Rx≈
。
⑷、分析表格中的数据,你能得出的一个结论是:
知识点二只用电流表或电压表测电阻
4、为了测定一个电阻的阻值,给你下列器材:
一只电流表、一个标有“2A、10Ω”的滑动变阻器、电池组、开关和导线。
⑴画出测试的电路图。
⑵说明测试步骤。
⑶列出必要的计算式子。
5、为了测定一个电阻的阻值,给你下列器材:
一只电压表、一个标有“2A、10Ω”的滑动变阻器、电池组、开关和导线。
⑴画出测试的电路图。
⑵说明测试步骤。
⑶列出必要的计算式子。
6、测未知电阻Rx的阻值:
赵健所在的学习小组,在测定未知电阻Rx的实验中,手边只有一个未知电压的电源、一个阻值已知的定值电阻R0、一块电流表、4个开关、一个待测电阻Rx和若干导线,缺少一块电压表。
学习小组研究决定:
“只用现有器材,在不拆卸电流表的条件下,设计实验电路图。
”经小组成员的共同努力,采取巧用开关的办法,设计出了能满足上述要求的实验电路图(图12—2—21)
图12—2—21
⑴请你根据这个电路图,写出实验步骤:
⑵被测电阻的表达式Rx=。
⑶你对这个实验电路图的改进建议是。
知识点三电流表和电压表的内阻
7、在如图12—2—22所示的电路中,R=3.0KΩ,电源两端的电压不变,S1闭合,S2断开时,电压表的示数为1.0V;当S1和S2都闭合时,电压表的示数为3.0V。
求电压表的电阻值。
图12—2—22
方法*技巧练巧练方法事半功倍
方法技巧一运用“伏安法”测电阻时要注意电表量程和其他电路元件的选择
8、某电阻器,当其两端加上4V的电压时,通过它的电流为200mA,当电压增大到9V时,其电阻就为Ω;若用0~0.6A,0~3A两种量程的电流表来测量这时通过电阻器的电流,应选用的量程是A。
9、下面是你某次与另外两位同学合作完成的实验:
实验目的:
测定一段金属丝电阻(约100Ω左右)。
实验器材:
电源(3V);定值电阻3个R01(0.1Ω)、R02(10Ω)、R03(1000Ω);电流表1个(只有0~0.6A量程能使用);单刀开关2个;导线若干。
⑴甲同学设计了如图12—2—23的实验电路图,得到一致认同。
乙同学按图12—4—34完成了实物连线如图12—2—24,但有一处连线错误,请你把错误的导线打上“×”。
图12—2—23图12—2—24
⑵在选用定值电阻R0时引起争议,甲认为选R01(0.1Ω),乙认为选R03(1000Ω),你认为应选用,其理由是:
①。
②。
方法技巧二应用欧姆定律处理问题时要注意U、I、R的一一的对应
10、如图12—2—25所示,有两个阻值分别为20欧、30欧的电阻串联在电路中。
请你任意补充一个条件,提出问题,然后解答。
(至少提出两个不同的问题,且要求每次补充不同类型的条件。
)
图12—2—25
方法技巧三在应用欧姆定律分析实际问题或设计实验时,必须想方设法找出U和I。
11、在物理实验中常用到等效替代法。
例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻,在其他条件不变的情况下,该支路中电流不变,说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的,所以可以用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。
在用如图12—2—26所示电路测量未知电阻的实验中,用的就是替代法。
其中Rx是待测电阻(阻值大约几百欧),R是滑动变阻器,R0是电阻箱(电阻箱的最大阻值大于Rx)
图12—2—26
⑴请根据实验电路图把下列主要步骤中的空白填齐。
①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调到最大。
②闭合开关S1前,滑片P置于端。
(选填“a”或“b”)
③闭合开关S1。
④闭合开关,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I。
⑤先断开开关,再闭合开关,保持的电阻不变,调节,使电流表的示数仍为I。
⑵在此实验中,若将电流表改为电压表,其他器材不变,画出用等效替代法测量RX电阻的实验电路图。
(要求所设计的电路在连接好后,只能通过开关改变电路的连接情况)
综合*创新练拓展思维提升素质
能力点一运用欧姆定律进行有关计算
12、如图12—2—27所示,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片P在B端时,
电压表示数为9V,电流表示数为0.15A;滑片P在中点C时电压表的示数为6V.
求:
(1)滑动变阻器R,的最大阻值;
(2)电源电压和R2的阻值.、
13、如图12—2—28所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当变阻器滑片P在中点a处时,电压表读数为3V,电流表读数为0.6A;当滑片P在b端时,电压表读数为5V,电流表读数为0.5A。
请根据测得的数据计算出与电路有关的5个物理量。
图12—2—28
15、小马将一个0—16的滑动变阻器和电流表如图12—2—30甲所示连接在6V的电源上,闭合开关.请你计算下列问题:
图12—2—30
(1)当滑片P置于变阻器中点时,此时等效电路如图12—2—30乙所示,电路中总电阻是多大?
(2)若电流表量程为2A,则当变阻器滑片P在ab间滑动时,Rap的阻值变化范围是多少?
能力点二进行电表量程的改装
16、如图12—2—31所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。
从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度h。
已知电流增大时,电流表指针向右偏转,则()
图12—2—31
A、油面下降时,电流表指针向右偏转
B、油量表的零刻度线一定与电流表原零刻度线相重合
C、油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的
D、油箱内的油越少,流过电流表的电流越大
18、某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表,如图12—2—33所示,欧姆表电路由一只灵敏电流表G、定值电阻R0、滑动变阻器和干电池(设电源电压不变)组成。
使用时可把待测电阻接在A、B两端。
为了能直接从灵敏电流表表盘上读出A、B端接入的电阻的阻值,需在表盘上重新标注A、B间所测的电阻的阻值数。
当将A、B两端直接接在一起时,调节滑动变阻器使灵敏电流表指针偏转到最大位置处(滿偏),已知此时灵敏电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总电阻为15Ω。
问:
图12—2—33
⑴在该欧姆表指针滿偏的位置处,盘面应标注的示数是多少?
⑵当A、B间断开时,该欧姆表指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多少?
⑶该欧姆表表盘正中间位置处应标注的示数是多少?
简要说明为什么。
⑷该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?
请从电路原理上说明理由。
能力点三综合应用学科内知识解决实际问题
19、如图12—2—34所示的电路中,电源电压不变.当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是()
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数不变
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数不变
图12—2—34
20、小明设计了如图12—2—35所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。
其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际是个电压表。
当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值,压力表示数(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
图12—2—35图12—2—36
21、如图12—2—36所示的电路中,各个元件均为实验室常用器材,当开关闭合后,下列说法中正确的是[]
A、两表指针均有明显偏转
B、两表指针均几乎不动
C、电流表指针有明显偏转、电压表指针几乎不动
D、电压表指针有明显偏转、电流表指针几乎不动
22、在图12—2—37所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表、电流表示数的变化情况是()
A、电压表、电流表示数均变大
B、电压表、电流表示数均变小
C、电压表示数变大、电流表示数变小
D、电流表示数变大、电压表示数变小
图12—2—37图12—2—38
23、在图12—2—38所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,当滑动变阻器R的滑片P由中点向右移动时,下列判断中正确的是
A.电流表和电压表的示数都增大B.电流表和电压表的示数都减小
C.电流表的示数减小,电压表的示数增大D.电流表的示数减小,电压表的示数不变
能力点四通过实验探究电阻解决实际问题的能力
24、下面是一个测未知电阻R的阻值的实验,完成以下要求:
(1)请你用笔画线把图12—2—39中的器材正确地连接成实验电路。
图12—2—39图12—2—40
(2)做第一次实验时,电流表电压表的指示数如图12—2—40所示,请把读数记在下表中。
(3)处理表中所记录的各次实验数据,得出待测电阻R的阻值。
25、在科技小组活动中,亮亮同学受图12—2—41所示的电子秤的启发,自行设计了一个电子秤。
其原理如图12—2—41所示,他试图用电压表(图中暂未画出)的读数来反映物体质量的大小。
设电源的电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,滑动变阻器为R,总长度为L,滑动触头固定在安放托盘的轻弹簧上,并能随轻弹簧一起自由滑动,已知对托盘每施加1N的压力,弹簧的长度就会缩短a。
当托盘中不放物体时,滑动触头指在最上端,此时电压表的示数为零;当在托盘中放一物体时,滑动触头随弹簧向下移动到某一位置,于是电压表就指示出相应的示数。
⑴若在托盘上放一质量为m的物体,则滑动触头向下移动多大的距离?
⑵请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表。
⑶求出电压表的示数U与待测物体质量m之间的关系式(用已知量的符号表示)
图12—2—41
26、在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图12—4—25所示。
⑴由图12—2—42可知,元件中的电流与它两端的电压之间的关系遵循欧姆定律。
⑵将A和B并联后接在电压为2.0V的电源两端,求通过A和B的总电流。
图12—2—42
27、图12—2—43是小明自制电子秤的原理示意图。
托盘、轻弹簧上端和金属滑片P固定一起(弹簧的电阻不计)。
图12—2—43
(1)电路设计:
要使电子秤能正常工作。
下列电路连接正确的是。
A.点"1"与点。
"2"连接
B.点"1"与点"3"连接
C.点"2"与点"3"连接
(2)故障排除:
小明在正确完成电路连接后。
闭合电键S,改变托盘中物体的质量,发现电压表有示数.但始终不变,发生故障的原因可能是。
A.R0断路B.R1短路
C.电压表短路D.金属滑片P处断路
(3)刻度调试:
①调零。
在托盘中无物体时,使金属滑片P处于Rl最上端.此时电压表的示数为零.②标度。
每次向托盘中增加100克的砝码,在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值。
当将1千克的物体放在托盘中。
金属滑片P刚好指在距Rl上端l/3处(如图),请计算回答"l千克"应标在电压表多少伏的位置上?
(电阻R0=5欧,电阻R1=15欧,电源电压U=3.0伏,电压表的量程为0~3.0伏)
(4)继续改进:
小明在标示电子秤刻度时,发现电子秤的刻度与电压表的刻度有不同特点。
请说出不同之处。
于是,他又开始了新的研究。
第二节科学探究:
欧姆定律
第二课时欧姆定律的应用
知识*能力练夯实基础培养能力
1、
(1)并在电阻R两端的是伏特表:
和电阻R串联的是安培表。
(2)④(3)1.5(4)③(5)如图125所示。
2、
(1)电压表负接线柱和待测电阻左接线柱相连
(2)图略(3)1.7,2.0
3、⑴图略(2分)⑵略(2分)⑶12(1分)⑷导体中的电流与导体两端电压成正比(导体两端电压与导体中的电流的比值不变)(1分)
说明:
⑴正确填入电流表得1分,正确填入电压表得1分;
⑵正确设计表格并标明相应的物理量得1分;
⑶数据填写符合规律得1分;
⑷正确写出一个结论得1分;
⑸如正确写出一个结论,同时又写出一个或多个错误“结论”不得分。
4、
(1)
(2)按照电路图连接好实验器材,当滑片P在最右端时,记下此时电流表的示数为I1;当滑片P在最左端时,记下此时电流表的示数为I2。
(3)R=10I1/(I2-I1)
5、
(1)
(2)按照电路图连接好实验器材,当滑片P在最右端时,记下此时电流表的示数为U1;当滑片P在最左端时,记下此时电流表的示数为U2。
(3)R=10U1/(U2-U1)
6、⑴①断开S1、S2、S4,闭合S3,测出R0中的电流I0②断开S1、S2、S3,闭合S4,测出Rx中的电流Ix⑵I0R0/Ix⑶去掉S1、S2。
7、1.5KΩ
方法*技巧练巧练方法事半功倍
8、200~0.6A
9、⑴电流表负极与S2的连线错误⑵R02,理由是:
①当选R01时,如开关S1闭合,开关S2无论闭合与断开,整个电路的电阻非常小,电路中电流很大,烧坏电流表。
②当选R03时,闭合开关S1,开关S2断开,整个电路的电阻非常大,电路中电流很小,电流表无法读数。
10、补充条件:
电源电压为5V,求:
电路中的电流。
I=0.1A;补充条件:
通过电路中的电流为1A,求:
电源电压。
U=50V。
11、⑴②a④S3⑤S3,S2,R,R0⑵将电压表并联在电路两端。
12、
13、P在a点时,R2=5Ω,总电阻R=25Ω,U=15V,R1=10Ω,P在b点时,电路的总电阻R=30Ω
14、
(1)U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V
U=U1+U2=2V+4V=6V
(2)R2=——=——=20Ω
(本题求解U与R2的顺序可以颠倒,求解方法不止一种)
15、
16、C
17、下降上移增大变大欧姆定律变小变小减小
18、⑴满偏位置时盘面上应标注的示数是零。
⑵当A、B间断开时电表指针位置应标注的示数为无穷大。
⑶表盘正中间位置应标注的示数是15Ω。
因为指针指在表盘中间位置时,电路中的电流强度是指针满偏时的一半,说明此时电路中的总电阻是指针满偏时的2倍。
而指针满偏时电路中的电阻是15Ω,所以指针在中间位置时A、B间连入的电阻为15Ω。
⑷表盘上的刻度是不均匀的。
理由:
设电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0+Rx),可见:
I与Rx不成正比,所以欧姆表刻度不均匀。
19、B20、变大变大
21、D22、C23、D
24、
(1)如图所示。
(2)1.60.3 (3)R1=5.33(欧)R2=5.29(欧)R3=5/10(欧)
25、⑴加1N的压力,弹簧缩短a;放质量为m的物体,压力为mg,则弹簧缩短mga,即滑动变阻器的触头向下移动的距离;x=mga.⑵图略⑶电路中的电流为I=U/(R0+R),当在托盘中放质量为m的物体时,滑动头下移mga,变阻器滑动触头上端的电阻为:
mgaR/ι,此时,电压表示数U表mgaRU/ι(R0+R).
26、⑴A⑵0.7A
27、
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