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文档简介
1、第14讲欧姆定律第1节探究电流与电压、电阻的关系1. (2020泰州)在“探究电流与电压关系”实验中,小明所用电路如图所示第1题图实验序号U/VI/A1.00.202.00.403.00.58(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整要求:开关闭合前无需移动滑片(2)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,小明检查发现仅导线有故障,则故障为()A. 导线断路B. 导线断路C. 导线断路 D. 导线断路(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1 V时,读出电流表示数并记录在上表中;继续移动滑片,分别读出电阻两端电压为2 V和3 V时电流表的示数,并依次记录在表格中(4)分析表中数据,
2、可得出的结论是:_.(5)实验结束,小明整理器材时发现定值电阻很热,他联想到:处理数据时,第三组数据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异,他和同组小华就此展开讨论,认为数据差异可能是由于_造成的由此反思实验过程:实验时每次读取数据后要_(写具体操作),再记录数据,减小此因素对测量结果的影响2. (2020郑州二模)如图所示,晓松在做“探究电流与电压的关系”的实验(1)晓松连好电路后,在检查电路时发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“”,并画出正确的导线第2题图(2)在连接电路前,晓松发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,出现的问题是_;连接电路时,开关应处于_状态(3)晓松滑动滑片
3、,将电流表和电压表的示数记录在下表中:实验序号12345电压U/V1.01.41.82.22.8电流I/A0.100.140.180.220.26请根据实验数据在图乙所示坐标上画出UI图像根据实验数据可以算出晓松所用定值电阻的阻值为_.3. 某实验小组的同学探究电流与电压的关系时,准备了两节新干电池,电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、开关各1个,导线若干第3题图(1)请用笔画线代替导线,将图中所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)(2)该小组连好电路后,闭合开关,当调节滑动变阻器的滑片时,他们发现电压表和电流表的示数变化相反,已知电源两端电压保持不变,则出现这一现象的原因可能是_(3)改
4、正电路后,该小组记录的相关数据如下表所示:U/V1.01.52.02.52.8I/A0.200.300.400.500.56根据表中数据可以得到的结论是:_.(4)进行实验时该小组发现:调节滑动变阻器无法使电压表的示数为0.5 V,为使电压表示数为0.5 V,可采取的办法是_;调节滑动变阻器无法使电压表的示数达到3.0 V,请你猜想可能原因是_(写出一种即可)(5)该小组在处理数据时发现:电压U与电流I的比值恰好等于电阻R的值为进一步论证此发现,他们提出两种收集数据的方案,方案一:收集电阻值为5 的几个小组的数据;方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据你认为方案_更合理4. (2020天门)为
5、了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5 、10 、 15 、 20 、30 ,电源电压恒为4.5 V,滑动变阻器的最大阻值为30 .第4题图(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接(连线时导线不能交叉)(2)小明首先用5 电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是_(填字母)A. 开关断路B. 滑片接触不良C. 电阻断路 D. 电流表短路排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示_,其数值为_(3)第2次实验中,他将5 电阻换成10
6、,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向_(选填“A”或“B”)端移动滑片,同时,眼睛应注视_(选填“滑片”“电流表示数”或“电压表示数”)(4) 只用30 的滑动变阻器_(选填“能”或“不能”)直接完成5次实验(5)该实验电路还可以完成_实验. (写一个)5. (2020盐城)小明和小华一起探究电流与电阻的关系器材有新干电池两节,5 、10 、20 的定值电阻各一只,“20 1 A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只,导线若干第5题图(1)用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整,使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小(2)将滑动变阻器滑片移动到最_端闭合开关,小明发现电压表示数接近电源
7、电压,可能是定值电阻R出现了_故障(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数为1 V,此时电流表示数如图乙所示,大小为_A.(4)小明逐一将10 和20 的电阻接入电路,继续进行实验当_ 的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1 V于是,他改变定值电阻两端电压,重新依次进行实验,调节后的电压值应该不低于_V.(5)实验结束后,小华觉得可以通过调整顺序来避免实验中存在的问题合理的顺序是_.6. 小明利用实验室器材探究电流跟电阻的关系,已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为5 、10 、20 .第6题图(1)请用笔画线代替导线将图甲中实物图补充完整,要求滑片向右移
8、动时电流表示数变小. (2)连好电路闭合开关后,发现两个电表中只有一个电表有示数,初步检查确认:接线完好且两个电表无故障,则损坏的元件是_(选填“电源”“定值电阻”或“滑动变阻器”)(3)更换损坏的元件后,继续实验,为了记录相关的实验数据,请你帮他设计记录数据的表格(4)实验过程中,小明接入5 的电阻进行实验时,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数如图乙所示时记下此时电流表的示数,接下来的操作是:_.(5)小明将定值电阻R换成额定电压是2.5 V的小灯泡,用上述电路来测量小灯泡的额定功率,他调节滑动变阻器使电压表示数为2.5 V后,不小心把灯泡玻璃打碎了(灯丝未断),他发现电压表的示数变小了,请
9、你对这个现象提出一个猜想:_.答案解析第14讲欧姆定律第1节探究电流与电压、电阻的关系1. (1)如答图所示(2)B(4)当电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比(5)温度变化导致R的阻值变大断开开关第1题答图【解析】(1)由题意可知,开关闭合前无需移动滑片,即闭合开关前,滑动变阻器滑片需要在阻值最大处,故开关右接线柱与滑动变阻器左下接线柱相连,如答图所示;(2)若导线断路,则电流表没有示数,故A不符合题意;若导线断路,则电流表有示数,电压表无示数,故B符合题意;若导线或断路,则电流表没有示数,故C、D不符合题意故选B;(4)分析表中数据可知,当电阻的阻值一定时,通过电阻的电流随着电
10、阻两端电压的增大而增大,且电阻两端的电压与通过电阻的电流成正比;(5)由欧姆定律,第一组数据测出的电阻是R1eq f(U1,I1)eq f(1.0 V,0.20 A)5 ;第二组数据测量出电阻的阻值是R2eq f(U2,I2)eq f(2 V,0.4 A)5 ,第三组数据测量出电阻的阻值是R3eq f(U3,I3)eq f(3 V,0.58 A)5.2 ,由于电阻受温度的影响,所以数据差异可能是由于温度变化导致R的阻值变大造成的;每次读取数据后要及时断开开关,避免长时间通电导致电阻温度过高而对实验结果造成影响2. (1)如答图甲所示(2)电流表指针未调零断开(3)如答图乙所示10 甲 乙第2题
11、答图【解析】(1)由题图可知,电压表测电源电压,在探究电流与电压关系的实验中,电压表应与定值电阻并联测定值电阻两端电压 ,具体如答图甲所示;(2)为使测量结果准确,测量之前电流表指针必须指在零刻度线处;电流表未接入电路时,电流表指针偏向零刻度线的左侧,这是由于电流表使用前没有调零造成的;连接电路时,开关应处于断开状态;(3)根据表格中数据描点连线可得电流随电压变化的图像如答图乙所示;由Ieq f(U,R),根据表中第一组数据可得定值电阻的阻值Req f(U,I)eq f(1.0 V,0.10 A)10 .3. (1)如答图所示(2)电压表接到了滑动变阻器的两端(3)当导体的电阻一定时,导体中的
12、电流与电压成正比(4)采用一节干电池供电导线有电阻(或接线柱和导线连接不紧、电池有电阻、电流表有电阻等)(开放性试题,答案合理即可)(5)二第3题答图【解析】(1)根据表格数据可知两电表都使用小量程,如答图所示;(2)调节变阻器的滑片时,他们发现电压表和电流表的示数变化相反,故电压表不是测量定值电阻两端的电压,那么电压表可能接到了滑动变阻器的两端,测的是滑动变阻器两端电压;(3)由表格可以算出几组数据中电阻的阻值均为5 ,即可知结论是:当导体的电阻一定时,导体中的电流与电压成正比;(4)由题意知,电源由两节新干电池组成,调节滑动变阻器无法使电压表的示数为0.5 V,可能是电源电压过高或滑动变阻
13、器的最大阻值过小,在不改变滑动变阻器的规格的情况下可以采用一节干电池供电以减小电源电压;在调节滑动变阻器无法使电压表的示数达到3.0 V时,可能是导线有电阻或接线柱和导线连接不紧、电池有电阻、电流表有电阻等造成分压的原因;(5)如果实验只是用同一种电阻进行,则实验得到的数据具有特殊性,使得结论不具有普遍性,因此实验方案二比较好4. (1)如答图所示(2)C电阻两端的电压(或“电压”)2 V(3)B电压表示数(4)不能(5)探究电流与电压的关系(或“伏安法测电阻”“测电阻的电功率”,其他答案正确即可)第4题答图【解析】(1)电压表应并联在定值电阻两端,滑动变阻器“一上一下”接入电路,具体如答图所
14、示;(2)电流表指针无偏转,说明电路中存在断路,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是电阻断路,故选C;图乙中,横坐标是电阻R,纵坐标是电流I,阴影部分的面积是电流与电阻的乘积,就是电阻两端的电压,其数值为2 V;(3)探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”应保持电阻两端电压不变,将5 电阻换成10 ,此时电阻分得的电压变大,要恢复原来的电压大小,应将滑动变阻器接入电路的阻值也变大,即将滑片滑向滑动变阻器的B端,同时观察电压表的示数,直到电压表的示数为2 V为止;(4)当使用30 电阻实验时,滑动变阻器阻值最大为30 ,电源电压为4.5 V,此时,滑动变阻器最大分得2.25 V电压,故不能只
15、用30 的滑动变阻器直接完成5次实验;(5)由图可知,电阻与滑动变阻器串联,电压表测量电阻两端电压,探究电流与电压的关系,伏安法测电阻,测电阻的电功率,也可以用此装置完成5. (1)如答图所示(2)右断路(3)0.2(4)201.5(5)先后将20 、10 和5 的定值电阻接入电路,控制定值电阻两端的电压不变,进行实验第5题答图【解析】(1)由题知,当滑片向左端滑动时,滑动变阻器连入电路中的阻值变小,所以应将其左下接线柱接入电路中,电压表应并联在定值电阻两端,电源电压为3 V,所以电压表使用03 V量程,如答图所示;(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处,即最右端;
16、闭合开关后,发现电压表的示数接近电源电压,说明电压表到电源间是通路,则产生这种故障的原因可能是R断路了;(3)由乙图可知,电流表所选量程为00.6 A,分度值为0.02 A,根据电流表指针位置可知,其示数为0.2 A;(4)因电阻两端的电压需保持1 V不变,当改用20 的电阻时,此时电路中的电流Ieq f(UR,R)eq f(1 V,20 )0.05 A;滑动变阻器连入电路的阻值为R滑eq f(U滑,I)eq f(3 V1 V,0.05 A)40 ,但滑动变阻器的最大阻值为20 ;所以当20 的电阻接入电路时,无法将电压表的示数调到1 V;根据串联电路的分压原理可知eq f(R,R总)eq f
17、(UR,U),代入数值得eq f(20 ,20 20 )eq f(UR,3 V),解得UR1.5 V,所以为了能够继续进行实验,调节后的电压值应该不低于1.5 V;(5)合理的实验顺序是:先后将20 、10 和5 的定值电阻接入电路,控制定值电阻两端的电压不变,进行实验6. (1)如答图所示(2)定值电阻(3)如表所示(4)断开开关,将10 的电阻接入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2 V,并读出此时电流表的示数(5)灯丝温度降低,电阻变小次数123电阻/电流/A第6题答图【解析】(1)将电压表与定值电阻并联,滑动变阻器与定值电阻串联,要求滑片向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则导线应接在滑动变阻器的左下接线柱,具体如答图所示;(2)由实物图可知,如果电源有故障,两个电表都没有示数;而接线完好且两个电表无故障,只能是定值电阻或滑动变阻器故障,若滑动变阻器断路,两个电表都没有示数,若滑动变阻器短路,两表都有示数;若R断路,则电压表串联接入电路中有示数,电流表示数几乎为
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