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第十四章 欧姆定律
14.4 欧姆定律的应用
1. 应用欧姆定律,学习测量电阻的方法。
2. 通过测量小灯泡电阻,了解灯丝电阻的特性。
3. 欧姆定律在串、并联电路中的应用
4. 理解欧姆定律,能运用欧姆定律进行简单的计算;
5. 能根据欧姆定律以及电路的特点,得出串、并联电路中电阻的关系。
题型汇总:欧姆定律的应用、伏安法、伏安法测电阻、伏安法测小灯泡电阻。
实验:伏安法测电阻、伏安法测小灯泡电阻
实验电路图:左边两个图。第3个图是小灯泡灯丝电阻随电压变化图。
;
区别:“探究电流与电压关系”和“伏安法测电阻”实验
1.“探究电流与电压关系”实验和“伏安法测电阻”实验,都需要测量电阻两端的电
压与流过电阻的电流,实验需要测量的量相同;
2.“探究电流与电压关系”的实验目的是研究电阻两端的电压与流过电阻的电流间的
关系,“伏安法测电阻”是为了测电阻的阻值,它们的实验目的不同;“探究电流与电压关系”实验中,进行多次实验,是为了探究在不同电压下,电流与
电压的关系,使实验得出的结论具有普遍性,得出普遍规律;“伏安法测电阻”实验中,
进行多次实验,是为了多次测量求平均值,以减小误差。
欧姆定律在串、并联电路中的综合应用
考点一 欧姆定律的应用
1.分析I﹣U图像(如图),我们得出下列结论,正确的是( )
A.甲图线对应的电阻大于乙图线对应的电阻
B.甲、乙两图线对应的电阻都随电压增大而增大
C.甲的电阻是5Ω
D.乙的电阻是0.1Ω
2.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像,下列对图像信息做出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为2.5AB.当乙两端电压为1V时,其电阻值为0.4Ω
C.将甲乙串联,若它们两端的总电压为2V,则通过它们的电流为0.3A
D.将甲乙并联,若电压为2V,则此时甲的电阻小于乙的电阻
3.如图所示的电路,闭合开关S后,电流表A 的示数为0.5A,电流表A 的示数为1.5A,
1 2
则R 和R 的电阻之比是( )
1 2
A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.1:2
4.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,弯月形的电阻R与金属滑片P构成一个滑
动变阻器,金属滑片P是杠杆的一端,下列说法正确的是( )
A.该电路中油量表是电流表改装的
B.R 和R在电路中是并联的
0
C.油面升高,滑动变阻器接入电路中的电阻减小
D.电路中的电流越小,油量表指示油面的高度越大
5.如图是电阻甲和乙的U﹣I图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压之和为2.5V
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.6A
6.如图甲所示,电源电压恒定,R 为定值电阻。将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过
0
程中,电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。定值电阻 R 的阻值是
0
10Ω,下列说法正确的是( )A.电源电压为8V
B.当滑片到a点,电流为1.2A
C.变阻器的最大值为5Ω
D.变阻器的最大值为20Ω
7.如图甲电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,当滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的
过程中,两个电阻的U﹣I关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R 的“U﹣I”关系图象
1
B.电源电压为9V
C.滑动变阻器R 的最大阻值为30Ω
2
D.变阻器滑片在中点时,电压表V 示数为7.4V
2
考点二 伏安法
8.小箫在实验室和同学做实验,她们在伏安法测电阻的实验中需要测量的物理量是
( )
A.电阻和电流 B.电压和电阻 C.电功和电压 D.电压和电流
9.如图所示,是测量电阻R 阻值的电路图,请在图中补充电流表和电压表。
r
10.用如图所示电路,不能完成下列哪个实验( )A.探究串联电路电流的关系
B.探究并联电路电压的关系
C.测量电阻
D.探究电流跟电压、电阻的关系
考点三 伏安法测电阻的探究实验
11.在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象
在处理实验数据时,画出定值电阻和小灯泡的U﹣I图象,分别如图甲、乙所示,则对
于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,定值电阻它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由乙图可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻
12.小明用如图甲所示的电路测量未知电阻R 的阻值。
1
(1)正确连接电路,闭合开关前,他发现电压表指针指在零刻度线左侧,他接下来的
操作应该是 ;
(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,
则电流表的示数为 ,本次测得R 的阻值为 Ω;
1
(3)现有另一个未知电阻R (阻值约为400Ω),若仅将图甲中的R 替换为R ,其它
2 1 2
器材和电路连接不变则不能测出R 的阻值,其原因是实验中 表无法准确读数。
2
13.小红测量某金属丝电阻(1)图甲是小红正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路,请指出图
中 在 器 材 操 作 上 存 在 的 两 个 不 妥 之 处 ;
。
实验次数 1 2 3
U/V 1.00 2.00 3.00
I/A 0.40 0.58
(2)连接好电路闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表示数几乎为0,由此
可以推断:电路中 (选填图中表示接线柱的数字)间发生了 (断路/短
路)。
(3)排除故障后,移动滑片,测量数据如表所示,图乙是第 1次实验时电流表的示数,
其示数为 A。该金属丝的电阻为 Ω。
(4)实验过程中若长时间保持开关闭合会引起实验误差,这是因为
。
(5)测量结束后,应先断开 再拆除导线,最后整理好器材。
14.要测量一个约为数百欧的电阻R 的阻值,器材有:干电池两节,电压表(量程为0~
x
3V、0~15V)、滑动变阻器(100Ω 2A)和电阻箱(0~9999Ω)各一个,开关、导线
若干。测量电路如图甲所示。
(1)和通常使用的“伏安法”不同,这次实验没有选用电流表。请你简要说明原因:
。
(2)在接通电路前,应将滑动变阻器的滑片P移到 端。
(3)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数如图乙所示为
V。
(4)接下来把电路中的待测电阻 R 替换为电阻箱,然后要进行的操作是:
x
。
15.在测量未知电阻R (阻值约为180Ω)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压
x3V)、滑动变阻器R(0~50Ω)、电阻箱R(0~9999Ω)、电流表(0~0.6A)、电压
0
表(0~3V)、开关及导线若干。
(1)小虎同学设计了图甲所示的电路,他 (能/不能)较准确的测出R 的阻值,
x
理由是 。
(2)小明同学设计了图乙所示的电路进行测量。(图丙是小明根据图乙连接的实物
图)
①在图丙中画出正确的导线连接。
②正确连接电路后,小明先将开关S拨至“1”,调节变阻器的滑片至某一位置,此时
电压表的示数为U。
1
③再将开关S拨至“2”,当电阻箱的阻值调至R =175Ω时,电压表示数恰为U ,则待
0 1
测电阻的阻值R= Ω。
x
④实验中,若将开关拨至“2”时,不小心将滑动变阻器的滑片向左移动了少许,其它
操作正确,则R 的测量值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
x
16.小明和小华分别设计实验测量阻值约为10Ω的定值电阻Rx的阻值。
(1)如图甲是小明刚连接完成的实验电路图,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器最大
阻值为20Ω。
①小明连接电路时存在的错误或不妥有 。
②改正电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,小明另找来一只完
好的电压表,他将电压表的正接线柱接电源正极,负接线柱依次试触 a、b、c、d、e各
接线柱,当接触到e时,检查的电压表开始有示数且为3V,但原来的两电表示数仍为
0,则故障原因是接线柱 间出现了 (短路/断路);
③故障排除后,正确操作实验器材。移动滑片,当电压表示数为2.2V时,电流表示数
如图乙所示,则待测电阻Rx= Ω。
(2)如图丙是小华设计的测Rx阻值的实验电路图。图中R 为电阻箱,R 为滑动变阻器、
1 2要求仅利用电阻箱读数表达Rx的阻值,请在空白处填上适当内容。
①将开关S接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I,记下电阻箱阻值
为Ra;
②将开关S接b保持 不变,调节 ,使电流表示数仍为I,
记下电阻箱阻值为R;
b
③则Rx= 。
17.在“测量小灯泡电阻”的实验中,有两个规格相同的小灯泡,将其中一个小灯泡接入
测量电路,通过实验得到的实验数据如下列表格所示,将另一个小灯泡的玻璃罩敲碎,
把保存完好的灯丝接入测量电路,并将灯丝浸没在常温纯净水中,通过实验得到灯丝的
I﹣U图像如图所示:
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.10 0.18 0.23 0.26 0.28 0.30
(1)图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正:
(2)电路改正好后,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到阻值 处;将灯丝浸
没在常温纯净水中,且每次测量时,电表指针稳定后立即读数并断开开关,目的是为了
控制灯丝的 不变;
(3)小灯泡两端的电压为3V时的电阻是常温时小灯泡电阻的 倍。
18.小亮和小雨做“测定小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为 2.5V。
(1)小亮的实验过程如下:
①连接如图甲所示的电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,
并在图中改正(导线不能交叉)。
②电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,产生
这种现象的原因可能是: 。③以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接
下来他应进行的操作是: 。
A.检查电路是否断路 B.更换小灯泡 C.移动滑动变阻器的滑片 D.检查灯泡是否短
路
次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻平均值/Ω
1 0.6 0.28
2 0.36
3 2.5
④设计上图所示的记录表格,请你指出表格中的问题: ;第2次实验时电
压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡正常工作时的电阻,他应将滑片 P向 端
(选填“左”或“右”)移动;第3次实验时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常
发光时的电阻是 Ω。
(2)小雨想利用图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻R,R为电阻箱。下面是
L
他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S,断开S,读出此时电压表的示数为U。
2 1
②闭合开关S和S ,断开S ,调节电阻箱直至电压表的示数为 ,读出此时电
1 2
阻箱的阻值为R。
0
③计算R 的表达式为:R= 。
L L
19.小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电阻(部分器材的规格已标明)。
(1)图甲是小华接入最后一根导线时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两
个不妥之处:① ;② 。
(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始为3V,而
电流表示数始终为零,已知仅导线发生故障则图甲中导线 (选填“①”、“②”
或“③”)发生了 (填写故障名称)。
(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在U﹣I图像中描点,得到小灯泡两端的电
压与电流的关系图像如图乙所示,则根据记录的数据和图像可知:实验中所使用的滑动
变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(4)小华进一步分析数据发现,小灯泡的电阻随电压的增大而 (选填“增大”
或“减小”或“不变”),其原因是 。(5)小雪发现电流表损坏后,利用一已知阻值的定值电阻 R 也能测量出小灯泡的正常
0
发光时的电阻,请在图丙所示的电路图中的虚线框内填入合适的电路元件符号。