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文档简介
科学探究:欧姆定律电阻和变阻器1.电阻(1)定义:导体对电流的阻碍作用。(2)单位及换算:1Ω=
kΩ=
MΩ。(3)其他条件相同时影响电阻大小的因素及关系。①横截面积越大,导体的电阻越
;②长度越大,导体的电阻越
;③材料不同,导体的电阻
;④多数导体的电阻随温度的升高而
。10-310-6小大不同增大电阻和变阻器2.滑动变阻器(1)原理:通过改变接入电路中的
来改变电阻。(2)使用。①连接时应
选择两个接线柱接入电路中;②接通电路前应将滑片调至
。3.电阻箱:是一种可以调节电阻大小,并且能够显示
的变阻器。电阻丝的长度一上一下阻值最大处电阻阻值电阻和变阻器1.电路中有一根电阻丝,若要使电路中的电阻变大,可以采取的方法是(
)A.增大电路两端的电压B.减小通过电路中的电流C.串联一根相同的电阻丝D.并联一根相同的电阻丝C电阻和变阻器2.如图所示为滑动变阻器的四种接线方法。当滑片向右移动时,电路中的电阻变大的接法是(
)ABCDB电阻和变阻器3.如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙为电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。电位器应与灯泡
(选填“串联”或“并联”),它是通过改变接入电路中的电阻丝
来改变其接入电路中的电阻。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将
(选填“a和b”“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料,应该选用
(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。甲乙串联长度b和c镍铬合金丝电阻和变阻器4.滑动变阻器和电阻箱是电学实验常用到的变阻器。一个滑动变阻器上标有“1A20Ω”的字样,其中“1A”表示
,如图所示电阻箱的示数为
Ω。变阻器允许通过的最大电流为1A3204欧姆定律1.电流与电压、电阻的关系(1)电流与电压的关系:保持电阻不变时,电流跟电压成
;(2)电流与电阻的关系:保持电压不变时,电流跟电阻成
。2.欧姆定律(1)内容:一段导体中的电流,跟
成正比,跟
成反比。(2)公式:I=U/R。(3)单位:U-V(伏),R-Ω(欧),I-A(安)。正比反比加在导体两端的电压这段导体的电阻欧姆定律3.电阻的测量(1)实验原理:
。(2)伏安法:用电压表测出电阻器工作时的电压,同时用电流表测通过电阻器的电流,根据R=U/I求出电阻。
欧姆定律1.在如图所示的电路中,若R1=10Ω,
R2=5Ω,闭合开关S,此时电压表的示数为2.5V,则电源电压为(
)A.2.5V
B.5V
C.7.5V
D.10VC欧姆定律2.如图所示,电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,电流表示数为0.3A,则电源电压为
V;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5A,则R2的阻值为
Ω。630欧姆定律3.如图所示是电阻A、B的I-U图像。由图可知:B电阻的阻值是
Ω;将电阻A、B串联后接入电路,当通过A的电流为0.3A时,A和B两端的总电压是
V;将电阻A、B并联后接入某电路,当通过B的电流为0.2A时,A两端的电压是
V。104.52.0欧姆定律4.将两个阻值比为1∶2的定值电阻R1、R2,串联接在电压为6V的电路中,通过R2的电流是0.2A,则R1和R2两端的电压比为
,R2的电阻为
Ω;若把它们并联接入同一电路,则通过R1和R2的电流比是
。2∶1201∶2电阻的串、并联电阻的串联电阻的并联等效电阻理解相当于增加导体的
,总
电阻比任何一个分电阻都
。相当于增加导体的
,总电阻比任何一个分电阻都
。关系电阻等于
,即R=
。
总电阻的倒数于
,即R=
。长度大横截面积小各分电阻之和R1+R2各分电阻的倒数之和
1.下面科学家中总结出导体中电流跟电压和电阻之间定量关系的是()
A.安培B.伏特C.欧姆D.焦耳电阻的串、并联C2.由欧姆定律I=U/R推得R=U/I,下面说法中正确的是()A.导体的电阻与导体两端电压成正比B.导体的电阻与通过导体的电流成反比C.导体的电阻是导体本身的属性,等于电压与电流的比值D.以上说法都不对电阻的串、并联C3.某段金属丝两端电压为6V时,通过它的电流为0.3A;当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流为
A;当该金属丝两端电压降为0V时,它的电阻为
Ω。电阻的串、并联0.2204.张阳在探究通过电阻的电流跟两端电压的关系时,用记录的实验数据作出了如图所示的U-I图像。根据图像,下列说法中正确的是()A.a的导体的电阻为0.1ΩB.b导体的电阻比a导体的电阻大C.b导体的电阻随电压的升高而变大D.当a导体两端电压为1V时,通过a的电流为0.1A电阻的串、并联D类型1滑动变阻器滑片移动引起的动态电路滑动变阻器滑片移动引起的动态电路分析步骤:1.串联电路中滑片的移动方向→R滑的变化→电路总电阻的变化→(I=U/R)电路电流的变化→(U定=IR)定值电阻两端电压的变化→(U滑=U总-U定)滑动变阻器两端电压的变化。2.并联电路中滑片的移动方向→R滑的变化→(I=U/R)滑动变阻器所在支路电流的变化→电路总电流的变化。动态电路分析在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数将
,电压表V2的示数将
,电压表V1与电流表A的比值将
。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
动态电路分析变大变小不变高速公路收费站对过往的货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图,以下说法正确的是()A.称重表其实是一个电压表B.电路中的R1是没有用的C.当车辆越重时,R连入电路的阻值越大D.当车辆越重时,称重表的示数越大动态电路分析D如图所示的电路中,闭合开关S,R1与R2是
联连接的。当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将
(选填“变大”“变小”或“不变”),电压表V的示数与电流表A2的示数之比将
(选填“变大”“变小”或“不变”)。动态电路分析并不变变大(2020·朝阳)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,下列说法正确的是()A.小灯泡变亮B.电流表示数变大C.电压表示数不变D.电压表与电流表的比值变小动态电路分析C类型2
敏感电阻阻值变化引起的动态电路敏感电阻阻值变化引起的动态电路分析步骤:首先弄清敏感电阻的敏感特性(即阻值变化规律),然后将敏感电阻看作滑动变阻器进行电路分析。其中弄清电阻何时变大、何时变小是解题的关键。动态电路分析压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。小聪同学想设计一个通过电表示数反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数增大。以下电路不符合要求的是()
ABCD动态电路分析D如图甲是某酒精浓度检测仪的原理图。电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为酒精气体敏感电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙所示。闭合开关,驾驶员呼出的气体中酒精浓度越大,R2的阻值
,电压表示数
。当电压表示数达到一定值时,检测仪发出报警信号。动态电路分析甲乙越小越大(2020·赤峰)如图所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭合状态,R0是定值电阻,R为感光电阻,光照越强,阻值越小。烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列判断正确的是()A.电流表的示数变大B.电压表的示数变小C.电压表与电流表的示数之比不变D.电压表与电流表的示数之比变大动态电路分析D类型3
多开关(开关通断)引起的动态电路开关的通断引起的动态电路分析步骤:1.弄清初始电路的等效电路→分析初始电路的连接方式及电表的测量对象→确定题目要求比较的物理量的初始情况。2.弄清变化后电路的等效电路→分析变化后电路的连接方式及电表的测量对象→确定题目要求比较的物理量变化后的情况。3.比较前两个步骤分别得出的初始情况和变化后的情况,得出各物理量的变化情况。动态电路分析如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S1,电压表和电流表有示数,接着再闭合开关S2,下列说法正确的是()A.电压表示数不变B.电流表示数变小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乘积变小动态电路分析C在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,电路中()A.电流表示数变小,电压表示数变小B.电流表示数变小,电压表示数变大C.电流表示数不变,电压表示数变小D.电流表示数不变,电压表示数变大动态电路分析A在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光。当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数变化的情况是()A.L1变亮,电流表示数变小B.L1亮度不变,电流表示数变小C.L1变亮,电流表示数不变D.L1亮度不变,电流表示数不变动态电路分析B实验设计1.实验电路。2.实验器材及作用。(1)电流表:显示电路中的电流,间接反映导体电阻的大小。(2)带鳄鱼夹的导线:便于改变接入电路的金属丝长度。探究电阻的大小与哪些因素有关进行实验3.画电路图或连接实物图(连接电路时开关应断开)。4.转换法的应用:通过比较灯泡亮度或电流表的示数来判断导体电阻的大小。探究电阻的大小与哪些因素有关5.控制变量法的应用。(1)探究导体电阻与导体材料的关系:控制导体的长度和横截面积相同,选用不同材料的导体。(2)探究导体电阻与导体长度的关系:控制导体的材料和横截面积相同,选用不同长度的导体。(3)探究导体电阻与导体横截面积的关系:控制导体的材料和长度相同,选用不同横截面积的导体。(4)探究导体电阻与导体温度的关系:对同一个导体进行加热。探究电阻的大小与哪些因素有关6.实验表格的设计和数据的记录。7.多次测量的目的:使实验结论更具普遍性。分析与论证8.根据实验数据和现象,分析总结电阻大小的影响因素。(1)导体电阻的大小与导体的横截面积有关,在其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。(2)导体电阻的大小与导体的长度有关,在其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越大。(3)导体电阻的大小与导体的材料有关。探究电阻的大小与哪些因素有关知识拓展9.只有一种材料时可以探究的问题及操作方法。(1)将导体剪成不同长度可以探究导体电阻与导体长度的关系。(2)将导体对折可以探究导体电阻与导体横截面积的关系。探究电阻的大小与哪些因素有关综合实战如图所示,在“探究影响导体电阻大小因素”实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。
常考(1)该实验是通过观察
的示数间接比较导线电阻的大小。探究电阻的大小与哪些因素有关电流表综合实战如图所示,在“探究影响导体电阻大小因素”实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。(2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的
有关。探究电阻的大小与哪些因素有关材料综合实战如图所示,在“探究影响导体电阻大小因素”实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。(3)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的
有关。探究电阻的大小与哪些因素有关长度综合实战如图所示,在“探究影响导体电阻大小因素”实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。(4)选用
导线分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。探究电阻的大小与哪些因素有关b、d综合实战如图所示,在“探究影响导体电阻大小因素”实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。(5)影响导体电阻大小的因素除了上述因素外,还可能跟
有关。探究电阻的大小与哪些因素有关温度(6)将b电阻丝接入电路,闭合开关后用酒精灯对其加热,每隔10s记录一次电流值,实验测得的数据如表所示,由此可以得出导体的电阻随温度的升高而
。探究电阻的大小与哪些因素有关增大探究电阻的大小与哪些因素有关拓展(7)甲、乙两位同学分别对电路做了如下改进:甲把电流表更换为灯泡;乙在原电路中串联接入灯泡。你认为
(选填“甲”或“乙”)同学的改进方式更好一些,理由是:
。
。乙因为采用乙同学的连接方式既可以保护电路,又可以准确读出电流的大小探究电阻的大小与哪些因素有关(8)如果实验中的导体只有两条相同规格的镍铬合金,要探究横截面积对电阻阻值的影响,应该将两条镍铬合金
(选填“并联”或“串联”)接入电路;如要探究长度对于电阻阻值的影响,应该将两条镍铬合金
(选填“并联”或“串联”)接入电路。
并联串联探究电流与电压、电阻的关系实验设计1.实验装置。2.实验器材:电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻等。探究电流与电压、电阻的关系3.电路连接。(1)连接电路时,开关应断开。(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处,且滑动变阻器要“一上一下”的接入电路中。(3)电压表要与被测元件并联,电流表要与被测元件串联。(4)电流表和电压表的电流都要“正进负出”。(5)电流表和电压表要根据具体实验选择合适的量程。探究电流与电压、电阻的关系4.实验操作(控制变量法)。(1)“探究电流与电压的关系”:控制定值电阻的阻值不变,移动滑片,改变定值电阻两端的电压,观察并记录两表的示数。(2)“探究电流与电阻的关系”:更换阻值较大的定值电阻后,应调节滑片使滑动变阻器连入电路的阻值增大,使电压表示数不变,观察并记录电流表示数。探究电流与电压、电阻的关系5.滑动变阻器的作用。(1)“探究电流与电压的关系”:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压。(2)“探究电流与电阻的关系”:①保护电路;②保持定值电阻两端的电压不变。探究电流与电压、电阻的关系6.电路常见问题。(1)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,可能是与电压表并联的定值电阻短路。(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,可能是与电压表并联的定值电阻开路。探究电流与电压、电阻的关系7.记录数据。实验次数123456电压U/V电流I/A实验次数123456电阻R/Ω电流I/A探究电流与电压、电阻的关系分析与论证8.分析电流与电压存在怎样的定量关系。(1)求出U与I的比值,观察是否为定值。(2)采用图像法,作出定值电阻的I-U图像进行分析。探究电流与电压、电阻的关系9.分析电流与电阻存在怎样的定量关系。(1)求出I与R的乘积,观察是否为定值。(2)采用图像法,作出定值电阻的I与R或I-1/R的图像进行分析。探究电流与电压、电阻的关系10.实验结论。(1)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。(2)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。探究电流与电压、电阻的关系知识拓展11.将定值电阻换成小灯泡后,电流与电压不成正比的原因:灯丝电阻随温度的升高而增大。12.调节滑动变阻器不能使电压表达到指定示数的原因:滑动变阻器的最大阻值过小。探究电流与电压、电阻的关系13.实验中,若出现电流随电压增大而减小的原因:将电压表并联在滑动变阻器两端。14.探究电流与电阻的关系时,不断更换电阻比较麻烦,可将定值电阻换为阻值可调的电阻箱。15.实验应获得多组数据,是为了寻求普遍规律。探究电流与电压、电阻的关系综合实战一在“探究电流与电压的关系”的实验中,某小组选用两节新干电池,规格为“20Ω1A”的滑动变阻器等器材进行实验。
甲乙探究电流与电压、电阻的关系常考(1)用笔画线将图甲所示的电路补充完整。甲探究电流与电压、电阻的关系(2)连接电路时开关应该
,闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到
(选填“a”或“b”)端。
断开a探究电流与电压、电阻的关系(3)用开关“试触”时,电压表和电流表均无示数,这说明电路中存在故障。若故障是某一个元件发生了断路,则发生断路的元件可能是
。滑动变阻器或者电流表探究电流与电压、电阻的关系(4)小明排除故障后,移动滑片到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过电阻的电流为
A。若要增大电阻R两端的电压,应将滑片向
(选填“a”或“b”)端移动。0.12b探究电流与电压、电阻的关系(5)小明将实验数据记录在下表。请在图丙中画出电流I与电压U的关系图像。探究电流与电压、电阻的关系(6)根据图像,可得出的探究结论是
。
。(7)实验需要多次测量,目的是
。A.得到普遍规律B.减小实验误差当电阻一定时,电流与电压成正比A探究电流与电压、电阻的关系拓展(8)此实验中
(选填“能”或“不能”)用小灯泡替代电阻进行探究实验,原因是
。(9)实验操作过程中,丙同学发现滑动变阻器损坏,但经过思考后利用图甲电路最终也完成了多次实验,该同学的做法是
。不能灯丝电阻随温度的变化而变化改变电源电压,多次实验探究电流与电压、电阻的关系(10)进行实验时,该小组发现:调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V,为了解决这个问题,可采取的方法是
,
(写出一种即可)。减小电源电压、串联一个电阻或换用阻值更大的滑动变阻器等。探究电流与电压、电阻的关系综合实战二为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图所示的电路图。实验室中可选用的器材有:两节新干电池,电流表,电压表各一只,开关一个,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的电阻各一个,滑动变阻器“50Ω1A”一个,导线若干。探究电流与电压、电阻的关系常考(1)连接电路时,图中导线E端应与滑动变阻器的
(选填“A”“B”“C”或“D”)接线柱相连,使闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端。B探究电流与电压、电阻的关系(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是
。R短路探究电流与电压、电阻的关系(3)排除电路故障后,为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到
,的作用。实验中,当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,闭合开关后发现电压表示数
(选填“变大”或“变小”),应把变阻器滑片向
(选填“左”或“右”)滑动,同时眼睛盯住
(选填“电流表”或“电压表”)。控制定值电阻两端的电压不变变大左电压表(4)进行多次实验,所绘制的I与R关系图线如图所示,由此可知U0=
V,实验结论是
,
。当电压一定时,电流与电阻成反比探究电流与电压、电阻的关系2探究电流与电压、电阻的关系拓展(5)小红同学认为所绘制的I与R图像是一条曲线,不便直观判断出I与R的定量关系,于是对图像中的坐标进行了巧妙的变化,从而直观地判断出I与R的关系,你认为她的改进方法是
。将I-R图像的横坐标R变为R-1探究电流与电压、电阻的关系(6)实验中需要不断更换电阻,操作比较麻烦,请你写出一条改进措施
。用电阻箱代替不同的定值电阻(7)小华还想继续增加实验的次数,你认为能够完成本实验能选取的定值电阻最大不能超过
Ω。1001.在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是()A.铜线的电阻一定比铝线的电阻小B.长度相同、粗细也相同的铜线和铝线的电阻相等C.长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大D.粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大D2.如图所示为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻,当光照射的强度增大时其阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时()A.通过R1的电流变大B.R1两端的电压变小C.R2两端的电压变大D.R2两端的电压变小D3.如图所示电路中,闭合开关S1、S2,电流表和电压表均有示数,若断开S2,则()A.电流表的示数变小,电压表的示数变小B.电流表的示数变小,电压表的示数变大C.电流表的示数变大,电压表的示数变小D.电流表的示数变大,电压表的示数变大A4.如图所示,闭合开关S1、S2,电路正常工作。现只将S2断开,则()A.电流表示数减小,电压表示数不变B.电流表示数增大,电压表示数不变C.电流表示数减小,电压表示数减小D.电流表示数增大,电压表示数增大A5.如图所示是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是()A.显示仪是由电流表改装成的B.测较高温度时,R0两端的电压较大C.增大R0的阻值,可增大测温仪的最大测量值D.增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值B6.“探究电流与电阻的关系”的实验电路图如图甲所示,实验器材有:电源(电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
甲乙丙(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是
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