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第第頁人教版九年級(jí)物理上冊(cè)《第十七章歐姆定律》單元測試卷(含有答案和解析)學(xué)校:___________班級(jí):___________姓名:___________學(xué)號(hào):___________考點(diǎn)精講知識(shí)點(diǎn)1:歐姆定律一、歐姆定律1.歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。理解:電流與電壓成正比電流與電阻成反比.使用公式時(shí)注意:①注意單位要統(tǒng)一;②公式中的電流、電壓、電阻應(yīng)該針對(duì)同一用電器的同一個(gè)時(shí)刻二、1.解電學(xué)題的一般步驟:(1)根據(jù)題意畫出電路圖。(2)在電路圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值、未知量的符號(hào)。(3)利用歐姆定律求解。2.公式及變形:(1)求電流:(2)求電阻:(3)求電壓:【點(diǎn)撥】公式,它表示導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體的電流的比值。公式U=IR,表示導(dǎo)體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導(dǎo)體的電流和該導(dǎo)體電阻的乘積。對(duì)物理公式不能單純從數(shù)學(xué)的角度去理解。典例分析【例1】(2021·安徽中考真題)如圖所示的電路中,電源電壓U不變,r、R1和R2均為定值電阻,其中r=1Ω,R1=14Ω,S1為單刀單擲開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān)。閉合S1,將S2擲于1端,電壓表V的示數(shù)U1=28V;將S2切換到2端,電壓表V的示數(shù)U2=27V。求:(1)電源電壓U的大小;(2)電阻R2的阻值?!纠?】圖所示是一種測定油箱內(nèi)油量的裝置,其中R是滑動(dòng)變阻器的電阻片?當(dāng)油量減少時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片p向上移動(dòng),則電路中()A總電阻增大,電流減小 B總電阻增大,電流增大C總電阻減小,電流增大 D總電阻減小,電流減小本考點(diǎn)考查的重點(diǎn)是運(yùn)用歐姆定律解答相關(guān)計(jì)算題,考查難度中等。要解決歐姆定律的相關(guān)問題,必須先掌握好串、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻規(guī)律以及歐姆定律和歐姆定律的變形公式。連接方式電路圖電流電壓電阻電壓分配或電流分配串聯(lián)I=I1=I2總電流等于各導(dǎo)體上的電流U=U1+U2總電壓等于各部分電壓之和R=R1+R2總電阻等于各部分電阻之和eq\f(U1,U2)=eq\f(R1,R2)電壓的分配與電阻成正比并聯(lián)I=I1+I(xiàn)2總電流等于各支路電流之和U=U1=U2總電壓等于各支路兩端電壓eq\f(1,R)=eq\f(1,R1)+eq\f(1,R2)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻倒數(shù)之和eq\f(I1,I2)=eq\f(R2,R1)各支路上電流的分配與電阻成反比1.(2021·黑龍江中考真題)如圖所示,電源電壓保持不變.當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),電流表的示數(shù)為02A;當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電流表的示數(shù)為08A.則電阻R1與R2的比值為()A.1:3 B.3:1 C.2:3 D.3:22.(2021·內(nèi)蒙古通遼市·中考真題)如圖所示電路,閉合開關(guān),燈泡L正常發(fā)光,當(dāng)滑片P向上移動(dòng)的過程中,下列說法中正確的是()A.燈泡L變亮,電流表A1示數(shù)變大B.電壓表示數(shù)不變,電流表A2示數(shù)變大C.電流表A1與A2的示數(shù)之差變大D.電壓表與電流表A2的示數(shù)之比變大3.如圖為利用光敏電阻設(shè)計(jì)的監(jiān)控裝置示意圖,R1是光敏電阻,當(dāng)光照射的強(qiáng)度增大時(shí)其阻值變小,R2是定值電阻,電源電壓不變。當(dāng)有人經(jīng)過通道遮蔽光線時(shí)()A通過R1電流變大 BR1兩端的電壓變小CR2兩端的電壓變大 DR2兩端的電壓變小4.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,滑片P向右移動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是()A電壓表示數(shù)變大,電流表A1、A2示數(shù)都變小B電壓表示數(shù)與電流表A2示數(shù)的比值不變C電流表A1與A2示數(shù)的差值變大D電壓表示數(shù)與電流表A1示數(shù)的乘積變大5.如圖所示,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,把滑片P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值將______,電壓表的示數(shù)將______(均填“變大”或“變小”)。6.有一個(gè)量程為0~1mA的小量程電流表G,內(nèi)阻Rg=30Ω,選擇一定值電阻R0與它并聯(lián)起來,如圖所示。將A、B兩端接入電路(圖中I表示電流表G與電阻R0并聯(lián)后的總電流)。(1)調(diào)節(jié)電路,使電流表的指針指在最大刻度處(即1mA),這時(shí)電流I為06A,求電阻R0的值(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù));(2)繼續(xù)調(diào)節(jié)電路,使電流表的指針指在刻度盤中央(即05mA),此時(shí)電流I變?yōu)槎嗌??知識(shí)點(diǎn)2:電阻的串聯(lián)和并聯(lián)一、電阻的串聯(lián)1.公式的推導(dǎo):如果R1與R2串聯(lián)在電壓為U的電源兩端,電路中電流為IR1兩端電壓為U1,R2兩端電壓為U2,你能利用U=U1+U2、I=I1=I2、I=U/R推導(dǎo)出串聯(lián)電路總電阻R=?推導(dǎo):∵U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2在串聯(lián)電路中,U=U1+U2,I=I1=I2∴IR=I1R1+I2R2,即:R=R1+R22.串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律:串聯(lián)電路中,總電阻等于各部分電路的電阻之和。公式表示為:R=R1+R2+…+Rn3.兩個(gè)相同的電阻串聯(lián),相當(dāng)于材料、橫截面積相同,長度增大,所以總電阻增大。如下圖所示:4.n個(gè)相同的電阻R0串聯(lián),總電阻:R=nR0。二、電阻的并聯(lián)1.公式的推導(dǎo):如果R1與R2并聯(lián)在電壓為U的電源兩端,干電路中電流為I通過R1的電流為I1,通過R2的電流為I2,你能利用U=U1=U2、I=I1+I2、I=U/R推導(dǎo)出并聯(lián)電路總電阻跟各個(gè)電阻的關(guān)系式嗎?推導(dǎo):∵,,在并聯(lián)電路中,I=I1+I2,U=U1=U2∴,即:2.并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律:并聯(lián)電路中,總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。公式表示為:3.兩個(gè)相同的電阻并聯(lián),相當(dāng)于材料、長度相同,橫截面積增大,所以總電阻增大。如下圖所示4.n個(gè)相同的電阻R0并聯(lián),總電阻:。典例分析【例1】如圖所示,3個(gè)電阻值均為10Ω的電阻R1、R2、R3串聯(lián)后接在電壓恒定為U的電路中,某同學(xué)誤將一只電流表并聯(lián)在電阻R2兩端,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為15A,據(jù)此可推知電源電壓U為V;若用一只電壓表代替電流表并聯(lián)在R2兩端,則電壓表的示數(shù)為V。【例2】如圖所示,阻值為4Ω的電阻R1與2Ω電阻R2并聯(lián),電流表的示數(shù)為3A,則通過電阻R1與R2的電流之比為,電源電壓為V。串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流規(guī)律的應(yīng)用(1)串聯(lián)電路中各處的電流相等,阻值大的電阻其兩端的電壓較大,反之較小,eq\f(U1,U2)=eq\f(R1,R2);(2)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,通過的電流較大的支路其電阻較小,反之越大,eq\f(I1,I2)=eq\f(R2,R1)1.(2020·安徽)R1、R2、R3是三個(gè)阻值不同的定值電阻。將它們串聯(lián)起來接入電路,如圖甲所示,閉合開關(guān)后,測得各電阻兩端的電壓關(guān)系為U1>U2>U3;若將它們并聯(lián)起來接入電路,如圖乙所示,則閉合開關(guān)后,通過每個(gè)電阻的電流大小關(guān)系為AI1>I2>I3 BI3>I2>I1 CI1=I2=I3 DI2>I1>I32.已知R2<R1,將圖中的四種不同接法,接到同一電源兩極間,則電路中電流最大的是()ABCD3.如圖所示,電源電壓U=2V不變,R=4Ω,虛線框內(nèi)所有電阻均未知。閉合開關(guān),電流表示數(shù)為1A;如果用一個(gè)2Ω的定值電阻替換R,虛線框內(nèi)的電阻均保持不變,則電流表示數(shù)將變?yōu)椋ǎ〢2AB15AC12AD05A4.如圖所示,燈泡L1、L2的電阻分別為10Ω、20Ω。閉合開關(guān)S,通過L1、L2的電流分別為I1、I2,它們兩端的電壓分別為U1、U2,則()A.I1︰I2=l︰1,U1︰U2=2︰l B.I1︰I2=1︰2,U1︰U2=1︰1 C.I1︰I2=1︰1,U1︰U2=l︰2 D.I1︰I2=1︰2.U1︰U2=l︰25.定值電阻R1、R2組成的電路如圖所示,已知R1>R2。閉合開關(guān)S,通過R1、R2的電流分別記為I1、I2,R1、R2兩端的電壓分別記為U1、U2下列說法正確的是()A.U1=U2
B.U1>U2C.I1<I2
D.I1>I26.如圖為電阻A和B的I﹣U圖象。若將A、B串聯(lián)接入某電源兩端,則閉合開關(guān)后,它們兩端的電壓UA、UB之比是________;若將A、B并聯(lián)接入電源兩端,閉合開關(guān)后,測得干路電流為06A,則電源電壓是________V。7.如圖所示電源電壓保持不變電阻R1=R2=R3=10Ω,若只使R2、R3并聯(lián)接入電路則應(yīng)閉合開關(guān),此時(shí)電流表的示數(shù)為I1,要使R1、R2串聯(lián)應(yīng)斷開開關(guān)S1、S2此時(shí)電流表的示數(shù)為I2則I1︰I2=。8.將電阻R與10Ω電阻串聯(lián)后接到3V電源上,通過R的電流為01A,則R=Ω.若R兩端電壓為0,則R=Ω。9.如圖為電阻A和B的I﹣U圖象。若將A、B串聯(lián)接入某電源兩端,則閉合開關(guān)后,它們兩端的電壓UA、UB之比是________;若將A、B并聯(lián)接入電源兩端,閉合開關(guān)后,測得干路電流為06A,則電源電壓是________V。實(shí)驗(yàn)探究一:電流與電壓和電阻的關(guān)系一、電流與電壓的關(guān)系1.提出問題:通過導(dǎo)體的電流跟電壓有怎樣的關(guān)系?2.猜想與假設(shè):它們之間可能存在何種關(guān)系,說出猜想依據(jù)。猜想1:導(dǎo)體兩端的電壓越大,通過的電流越大。猜想2:通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):選擇合適的器材設(shè)計(jì)探究方案并畫出電路圖。設(shè)置以下問題引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn):①你采用實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。②實(shí)驗(yàn)中要記錄的數(shù)據(jù)是電阻、電流和電壓。③你設(shè)計(jì)的電路圖(如下圖)。④選擇的實(shí)驗(yàn)器材是電源(兩節(jié)干電池)、開關(guān)、電流表、電壓表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器。⑤怎樣才能改變電阻兩端的電壓?4.關(guān)于改變電阻兩端的電壓設(shè)計(jì)的電路圖:①可通過改變干電池的節(jié)數(shù)來實(shí)現(xiàn)或通過學(xué)生電源來提供不同電壓。②可通過滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電壓分配,從而達(dá)到改變電阻兩端的電壓。5.進(jìn)行實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)過程中要注意的問題:①小組成員分工合作;②及時(shí)記錄測量數(shù)據(jù);③連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開;④開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大端。二、探究電流與電阻的關(guān)系:1.提出問題:通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻有怎樣的關(guān)系?2.猜想與假設(shè):它們之間可能的數(shù)量關(guān)系是什么?猜想1:導(dǎo)體的電阻越大,通過的電流越小。猜想2:通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):以提問方式進(jìn)行引導(dǎo):①控制哪些量改變哪些量?②如何改變電阻?③怎樣才能控制電阻兩端的電壓不變?根據(jù)討論的結(jié)果確定設(shè)計(jì)方案,如右圖:4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)操作過程:(1)閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使R兩端的電壓為適當(dāng)值。(2)更換不同電阻(成整數(shù)倍地變化),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使R兩端的電壓保持不變。記錄通過的電流值。5.分析與論證:引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出電流與電阻之間的定量關(guān)系:在導(dǎo)體兩端電壓一定的情況下通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并畫出函數(shù)圖像,分析圖像特點(diǎn),確定結(jié)論的正確性。(1)實(shí)驗(yàn)中的常見問題:①電壓表示數(shù)較大電流表示數(shù)為0——定值電阻處發(fā)生了斷路②電壓表示數(shù)為0電流表示數(shù)不為0——定值電阻處發(fā)生了短路③電壓表和電流表均有較小的示數(shù)且移動(dòng)滑片兩表示數(shù)不變——滑動(dòng)變阻器同時(shí)接了下面的兩個(gè)接線柱④電壓表和電流表均有較大的示數(shù)且移動(dòng)滑片兩表示數(shù)不變——滑動(dòng)變阻器同時(shí)接了上面的兩個(gè)接線柱(2)滑動(dòng)變阻器的選取要注意:①要能夠保證完成實(shí)驗(yàn)定值電阻兩端的電壓能調(diào)節(jié)到目標(biāo)值;②在都能完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)候選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器(3)本實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)是有關(guān)電流、電壓和電阻關(guān)系的探究實(shí)驗(yàn)考查難度較大典例分析【例1】在“探究電流與電壓關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小明所用電路如圖所示。(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接完整。要求:開關(guān)閉合前無需移動(dòng)滑片________;(2)閉合開關(guān),電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),小明檢查發(fā)現(xiàn)僅導(dǎo)線有故障,則故障為________;A.導(dǎo)線④斷路 B.導(dǎo)線③斷路 C.導(dǎo)線②斷路 D.導(dǎo)線①斷路(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),讀出電流表示數(shù)并記錄在上表中;繼續(xù)移動(dòng)滑片,分別讀出電阻兩端電壓為2V和3V時(shí)電流表的示數(shù),并依次記錄在表格中。實(shí)驗(yàn)序號(hào)U/VI/A①10020②20040③30058(4)分析表中數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:________;(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束,小明整理器材時(shí)發(fā)現(xiàn)定值電阻很熱,他聯(lián)想到:處理數(shù)據(jù)時(shí),第三組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系與前兩組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系存在差異,他和同組小華就此展開討論,認(rèn)為數(shù)據(jù)差異可能是由于________造成的。由此反思實(shí)驗(yàn)過程:實(shí)驗(yàn)時(shí)每次讀取數(shù)據(jù)后要________(寫具體操作),再記錄數(shù)據(jù),減小此因素對(duì)測量結(jié)果的影響?!纠?】小明用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。(1)在方框內(nèi)畫出此實(shí)驗(yàn)電路圖。________(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于_______狀態(tài),連接好電路后,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于_______端。(3)閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變陽器的滑片P發(fā)現(xiàn):電壓表始終無示數(shù),電流表有示數(shù)。其原因可能是_______(填序號(hào)).A.滑動(dòng)變阻器斷路B.電阻R短路C.電阻R斷路(4)排除故障后,用5Ω的電阻替換R接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為15V時(shí),電流表指針位置如圖乙所示,將電流表示數(shù)填入下表中。________(5)將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P到合適位置時(shí),記錄電流數(shù)據(jù)。此操作中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是_________________。(6)再將電阻換成15Ω,重復(fù)上述操作(7)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),其目的是為了得到_________________。(8)分析表格中的數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:_________一定時(shí),_____________。【例3】在探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系“實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室老師給小莉和小明同學(xué)分別準(zhǔn)備了以下器材:電源(電壓恒為45V)、電壓表、電流表?;瑒?dòng)變陽器、開關(guān)。“5Ω、10Ω、15Ω”的定值電阻各一個(gè),導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)如圖所示的實(shí)物圖在虛線框內(nèi)畫出對(duì)應(yīng)的電路圖();(2)閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表的示數(shù)始終為0,經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)是電路中一根導(dǎo)線斷路,則發(fā)生斷路的導(dǎo)線是a、b、c、d中的______(填字母);(3)小莉同學(xué)在“探究電流與電壓的關(guān)系”時(shí),記錄的電流表與電壓表的示數(shù)如表一所示,請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)中描點(diǎn)畫出U-I圖像(),由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______;表一實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A11002215033200442505表二實(shí)驗(yàn)次數(shù)電阻R/Ω電流I/A150621003315024(4)小明同學(xué)在“探究電流與電阻的關(guān)系”時(shí),測得的三組數(shù)據(jù)如表二所示。由于操作不當(dāng),導(dǎo)致表二中第______次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在情誤,出錯(cuò)的原因是______。小明及時(shí)糾正了錯(cuò)誤,得出了正確的測量結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。接著小明又計(jì)算出本次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是______。實(shí)驗(yàn)探究二:電阻的測量一、伏安法測電阻1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河秒妷罕怼㈦娏鞅黹g接測電阻2.實(shí)驗(yàn)原理:3.實(shí)驗(yàn)器材:電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、待測電阻。4.實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物圖(1)電路圖(2)實(shí)物圖5.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)調(diào)節(jié)電流表、電壓表的指針到零刻度;按電路圖連接實(shí)物。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到阻值最大端;(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至適當(dāng)位置,分別讀出電流表的示數(shù)I、電壓表的示數(shù)U,并記錄在表格中;(3)根據(jù)公式計(jì)算出R的值,并記錄在表格中。(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變待測電阻中的電流及兩端的電壓,再測幾組數(shù)據(jù),并計(jì)算R的值。6.實(shí)驗(yàn)記錄表格測量次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω1237.注意事項(xiàng)(1)在連接電路前要調(diào)節(jié)電流表、電壓表到零刻度。(2)連接電路時(shí)開關(guān)要斷開,連接完電路要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到阻值最大端。(3)連接好電路,在檢查電路連接無誤后要用開關(guān)試觸,在確定電路完好后再閉合開關(guān)S。(4)電壓表和電流表要注意選擇適當(dāng)?shù)牧砍?。典例分析【?】一小燈泡額定電壓為25V,圖a是測量其電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。(1)請(qǐng)按照?qǐng)Da,將圖b中的實(shí)物電路連接完整;________(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)電壓表示數(shù)為250V時(shí),小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)如圖c所示,則此時(shí)通過小燈泡的電流為________A;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,讓小燈泡兩端的電壓逐漸減小,會(huì)發(fā)現(xiàn)燈泡變暗直至完全不發(fā)光。可以猜想此過程中燈絲的溫度________(選填“升高”、“不變”或“降低”);(4)測量數(shù)據(jù)如下表所示。電壓U/V250210170130090050電流I/A026024021019016分析表中數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓越低,其燈絲的電阻越________?!纠?】在“用電流表和電壓表測電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電路如圖甲所示。(1)開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P要移動(dòng)到________(選填“a”或“b”)端;(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零,但電壓表指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),則電路發(fā)生的故障可能是以下四種中的_________A處斷路B滑動(dòng)變阻器處斷路C處短路(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)整滑片P到某一位置后,若兩表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示,其中電流表的示數(shù)為________A,此次測得電阻的結(jié)果為_______Ω。要注意伏安法測電阻的原理為R=eq\f(U,I),串聯(lián)電路的電流處處相等,并聯(lián)電路各支路電壓相等,用電壓表或電流表,直接或間接測量電壓和電流,根據(jù)歐姆定律求Rx電阻.1.某校學(xué)習(xí)小組想用不同方法測量未知電阻Rx的阻值,他們分成甲、乙兩組分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)甲組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖;①請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路圖乙連接完整(要求滑片P向左滑動(dòng)時(shí)電路中的電流變大);②連接好電路后在開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑至最端(選填“左”或“右”)閉合開關(guān)s,將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至某一位置后,此時(shí)電壓表的示數(shù)記為U,電流表的示數(shù)記為I,則待測電阻Rx=(用題中給的字母表示)。(2)乙小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖丙所示(其中電阻R1=8Ω);①根據(jù)電路圖連接好電路,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表A1的示數(shù)為零、電流表A2的示數(shù)正常,若只有R1或Rx中的一處發(fā)生故障,則故障是(選填“R1斷路”“R1短路”“Rx斷路”或“Rx短路”)②故障排除后,閉合開關(guān)S得到電流表A2的示數(shù)I2=048A,電流表A1的示數(shù)如圖丁所示,則I1=A;乙小組所測待測電阻Rx=Ω參考答案與解析考點(diǎn)精講知識(shí)點(diǎn)1:歐姆定律一、歐姆定律1.歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。理解:電流與電壓成正比電流與電阻成反比.使用公式時(shí)注意:①注意單位要統(tǒng)一;②公式中的電流、電壓、電阻應(yīng)該針對(duì)同一用電器的同一個(gè)時(shí)刻二、1.解電學(xué)題的一般步驟:(1)根據(jù)題意畫出電路圖。(2)在電路圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值、未知量的符號(hào)。(3)利用歐姆定律求解。2.公式及變形:(1)求電流:(2)求電阻:(3)求電壓:【點(diǎn)撥】公式,它表示導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體的電流的比值。公式U=IR,表示導(dǎo)體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導(dǎo)體的電流和該導(dǎo)體電阻的乘積。對(duì)物理公式不能單純從數(shù)學(xué)的角度去理解。典例分析【例1】(2021·安徽中考真題)如圖所示的電路中,電源電壓U不變,r、R1和R2均為定值電阻,其中r=1Ω,R1=14Ω,S1為單刀單擲開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān)。閉合S1,將S2擲于1端,電壓表V的示數(shù)U1=28V;將S2切換到2端,電壓表V的示數(shù)U2=27V。求:(1)電源電壓U的大??;(2)電阻R2的阻值?!敬鸢浮浚?)30V;(2)9Ω【解析】解:(1)閉合S1,將S2擲于1端,電阻R1和r串聯(lián),電壓表測量R1兩端的電壓,通過電路的電流r兩端的電壓Ur=Ir=02A×1Ω=02V電源電壓U=U1+Ur=28V+02V=30V(2)將S2切換到2端,電阻R2和r串聯(lián),電壓表測量R2兩端的電壓,r兩端的電壓電路中的電流電阻R2的阻值答:(1)電源電壓U的大小是30V;(2)電阻R2的阻值是9Ω?!纠?】圖所示是一種測定油箱內(nèi)油量的裝置,其中R是滑動(dòng)變阻器的電阻片?當(dāng)油量減少時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片p向上移動(dòng),則電路中()A總電阻增大,電流減小 B總電阻增大,電流增大C總電阻減小,電流增大 D總電阻減小,電流減小【答案】A【解析】由電路圖知,電阻與串聯(lián),電流表測整個(gè)電路的電流,當(dāng)油量減小時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)時(shí),變阻器接入電路的阻值增大,整個(gè)電路中的總電阻增大,根據(jù)歐姆知,電路中的電流減小。故選A。本考點(diǎn)考查的重點(diǎn)是運(yùn)用歐姆定律解答相關(guān)計(jì)算題,考查難度中等。要解決歐姆定律的相關(guān)問題,必須先掌握好串、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻規(guī)律以及歐姆定律和歐姆定律的變形公式。連接方式電路圖電流電壓電阻電壓分配或電流分配串聯(lián)I=I1=I2總電流等于各導(dǎo)體上的電流U=U1+U2總電壓等于各部分電壓之和R=R1+R2總電阻等于各部分電阻之和eq\f(U1,U2)=eq\f(R1,R2)電壓的分配與電阻成正比并聯(lián)I=I1+I(xiàn)2總電流等于各支路電流之和U=U1=U2總電壓等于各支路兩端電壓eq\f(1,R)=eq\f(1,R1)+eq\f(1,R2)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻倒數(shù)之和eq\f(I1,I2)=eq\f(R2,R1)各支路上電流的分配與電阻成反比1.(2021·黑龍江中考真題)如圖所示,電源電壓保持不變.當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),電流表的示數(shù)為02A;當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電流表的示數(shù)為08A.則電阻R1與R2的比值為()A.1:3 B.3:1 C.2:3 D.3:2【答案】A【解析】當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),兩個(gè)電阻串聯(lián),電流表的示數(shù)為02A;當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),R2短路,電流表的示數(shù)為08A,由于電源電壓不變,則02A×(R1+R2)=08A×R1則電阻R1與R2的比值為1︰3。故選A。2.(2021·內(nèi)蒙古通遼市·中考真題)如圖所示電路,閉合開關(guān),燈泡L正常發(fā)光,當(dāng)滑片P向上移動(dòng)的過程中,下列說法中正確的是()A.燈泡L變亮,電流表A1示數(shù)變大B.電壓表示數(shù)不變,電流表A2示數(shù)變大C.電流表A1與A2的示數(shù)之差變大D.電壓表與電流表A2的示數(shù)之比變大【答案】D【解析】電路中,燈L與滑動(dòng)變阻器R并聯(lián),電流表測通過滑動(dòng)變阻器R的電流,電流表測通過燈L與滑動(dòng)變阻器R的電流之和,電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,即燈兩端電壓、電源電壓;A當(dāng)滑片P向上移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路電阻變大,滑動(dòng)變阻器所在支路電流變小,所以A2示數(shù)變小,R兩端的電壓即電壓表示數(shù)不變,根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn),干路電流等于各個(gè)支路電流之和,所以干路電流減小,電流表A1的示數(shù)變小,根據(jù)并聯(lián)電路用電器互不影響,燈的亮度不變,故A錯(cuò)誤;B由A可知,電壓表示數(shù)不變,電流表A2的示數(shù)變小,故B錯(cuò)誤;C電流表A1的示數(shù)減去電流表A2的的示數(shù),即為通過燈的電流,由A可知,通過燈的電流不變,所以他們的差不變,故C錯(cuò)誤;D電壓表示數(shù)不變,A1示數(shù)變小,所以電壓表與電流表A1的示數(shù)之比變大,故D正確.故選D3.如圖為利用光敏電阻設(shè)計(jì)的監(jiān)控裝置示意圖,R1是光敏電阻,當(dāng)光照射的強(qiáng)度增大時(shí)其阻值變小,R2是定值電阻,電源電壓不變。當(dāng)有人經(jīng)過通道遮蔽光線時(shí)()A通過R1電流變大 BR1兩端的電壓變小CR2兩端的電壓變大 DR2兩端的電壓變小【答案】D【解析】由圖可知,兩個(gè)電阻串聯(lián),當(dāng)有人經(jīng)過通道遮蔽光線時(shí),R1的阻值變大,電路的總電阻變大,由I=可知通過電路的電流變小,通過R1的電流變小,由U=IR2可知R2兩端的電壓變小,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知R1兩端的電壓變大。故選D。4.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,滑片P向右移動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是()A電壓表示數(shù)變大,電流表A1、A2示數(shù)都變小B電壓表示數(shù)與電流表A2示數(shù)的比值不變C電流表A1與A2示數(shù)的差值變大D電壓表示數(shù)與電流表A1示數(shù)的乘積變大【答案】B【解析】由圖可知,R1與R2并聯(lián)接入電路,電流表A1測量干路電流,電流表A2測量R1電流,電壓表測量電源電壓。A.滑片P向右移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)不變,電路中R2的電阻變大,總電阻變大,電流表A1變小,R1電阻不變,電壓不變,A2示數(shù)不變。故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.電壓表示數(shù)與電流表A2示數(shù)的比值,為R1阻值,所以電壓表示數(shù)與電流表A2示數(shù)的比值不變,故B項(xiàng)正確;C.電流表A1變小,A2示數(shù)不變,電流表A1與A2示數(shù)的差值變小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.電壓表示數(shù)不變,電流表A1變小,電壓表示數(shù)與電流表A1示數(shù)的乘積變小,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。5.如圖所示,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,把滑片P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值將______,電壓表的示數(shù)將______(均填“變大”或“變小”)。【答案】(1)變小(2)變大【解析】[1][2]滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián),滑動(dòng)變阻器接入的是左邊部分,故滑片左移時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值變小,總電阻變小,電流變大,由歐姆定律可知定值電阻兩端電壓變大,即電壓表示數(shù)變大。6.有一個(gè)量程為0~1mA的小量程電流表G,內(nèi)阻Rg=30Ω,選擇一定值電阻R0與它并聯(lián)起來,如圖所示。將A、B兩端接入電路(圖中I表示電流表G與電阻R0并聯(lián)后的總電流)。(1)調(diào)節(jié)電路,使電流表的指針指在最大刻度處(即1mA),這時(shí)電流I為06A,求電阻R0的值(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù));(2)繼續(xù)調(diào)節(jié)電路,使電流表的指針指在刻度盤中央(即05mA),此時(shí)電流I變?yōu)槎嗌??【答案?1)005Ω(2)03A【解析】(1)電流表兩端電壓電流表G與電阻R0并聯(lián),故R0兩端電壓U0=Ug=003V通過R0的電流R0的阻值為(2)電流表的示數(shù)為05mA時(shí),Rg兩端電壓R0兩端電壓通過R0的電流干路中總電流為答:(1)電阻R0的值為
005Ω;(2)繼續(xù)調(diào)節(jié)電路,使電流表的指針指在刻度盤中央(即05mA),此時(shí)電流I變?yōu)?3A。知識(shí)點(diǎn)2:電阻的串聯(lián)和并聯(lián)一、電阻的串聯(lián)1.公式的推導(dǎo):如果R1與R2串聯(lián)在電壓為U的電源兩端,電路中電流為IR1兩端電壓為U1,R2兩端電壓為U2,你能利用U=U1+U2、I=I1=I2、I=U/R推導(dǎo)出串聯(lián)電路總電阻R=?推導(dǎo):∵U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2在串聯(lián)電路中,U=U1+U2,I=I1=I2∴IR=I1R1+I2R2,即:R=R1+R22.串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律:串聯(lián)電路中,總電阻等于各部分電路的電阻之和。公式表示為:R=R1+R2+…+Rn3.兩個(gè)相同的電阻串聯(lián),相當(dāng)于材料、橫截面積相同,長度增大,所以總電阻增大。如下圖所示:4.n個(gè)相同的電阻R0串聯(lián),總電阻:R=nR0。二、電阻的并聯(lián)1.公式的推導(dǎo):如果R1與R2并聯(lián)在電壓為U的電源兩端,干電路中電流為I通過R1的電流為I1,通過R2的電流為I2,你能利用U=U1=U2、I=I1+I2、I=U/R推導(dǎo)出并聯(lián)電路總電阻跟各個(gè)電阻的關(guān)系式嗎?推導(dǎo):∵,,在并聯(lián)電路中,I=I1+I2,U=U1=U2∴,即:2.并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律:并聯(lián)電路中,總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。公式表示為:3.兩個(gè)相同的電阻并聯(lián),相當(dāng)于材料、長度相同,橫截面積增大,所以總電阻增大。如下圖所示4.n個(gè)相同的電阻R0并聯(lián),總電阻:。典例分析【例1】如圖所示,3個(gè)電阻值均為10Ω的電阻R1、R2、R3串聯(lián)后接在電壓恒定為U的電路中,某同學(xué)誤將一只電流表并聯(lián)在電阻R2兩端,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為15A,據(jù)此可推知電源電壓U為V;若用一只電壓表代替電流表并聯(lián)在R2兩端,則電壓表的示數(shù)為V。【答案】30;10【解析】(1)當(dāng)電流表并聯(lián)在R2兩端時(shí),電路為R1、R3串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定律可得:電源的電壓U=I(R1+R3)=15A×(10Ω+10Ω)=30V;(2)電流表換成了電壓表時(shí),三電阻串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電路中的電流:I′=EQ\F(U,R1+R2+R3)=EQ\F(30V,10Ω+10Ω+10Ω)=1A,電壓表的示數(shù)U2=I′R2=1A×10Ω=10V。【例2】如圖所示,阻值為4Ω的電阻R1與2Ω電阻R2并聯(lián),電流表的示數(shù)為3A,則通過電阻R1與R2的電流之比為,電源電壓為V?!敬鸢浮?︰2;4【解析】由圖可知,兩電阻并聯(lián),已知兩電阻阻值,可求得并聯(lián)電路的電阻,由歐姆定律可求得電源電壓,然后可求通過電阻R1與R2的電流之比。解:由圖可知,兩電阻并聯(lián),已知R1=4Ω,R2=2Ω,則R并=EQ\F(R1×R2,R1+R2)=EQ\F(4Ω×2Ω,4Ω+2Ω)=EQ\F(4,3)Ω,由I=EQ\F(U,R)可得,電源電壓U=IR并=3A×EQ\F(4,3)Ω=4V;電阻R1與R2的電流之比:EQ\F(I1,I2)=EQ\F(EQ\F(U,R1),EQ\F(U,R2))=EQ\F(R2,R1)=EQ\F(2Ω,4Ω)=EQ\F(1,2)。串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流規(guī)律的應(yīng)用(1)串聯(lián)電路中各處的電流相等,阻值大的電阻其兩端的電壓較大,反之較小,eq\f(U1,U2)=eq\f(R1,R2);(2)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,通過的電流較大的支路其電阻較小,反之越大,eq\f(I1,I2)=eq\f(R2,R1)1.(2020·安徽)R1、R2、R3是三個(gè)阻值不同的定值電阻。將它們串聯(lián)起來接入電路,如圖甲所示,閉合開關(guān)后,測得各電阻兩端的電壓關(guān)系為U1>U2>U3;若將它們并聯(lián)起來接入電路,如圖乙所示,則閉合開關(guān)后,通過每個(gè)電阻的電流大小關(guān)系為AI1>I2>I3 BI3>I2>I1 CI1=I2=I3 DI2>I1>I3【答案】B【解析】如圖甲把R1、R2、R3串聯(lián)起來接入電路,且U1>U2>U3,根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等,由得R1>R2>R3將它們并聯(lián)起來接入電路,如圖乙,根據(jù)并聯(lián)電路各支路電壓相等,可得I1R1=I2R2=I3R3故I3>I2>I1故選B。2.已知R2<R1,將圖中的四種不同接法,接到同一電源兩極間,則電路中電流最大的是()ABCD【答案】D【解析】解:因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,所以,兩電阻串聯(lián)時(shí)總電阻最大,兩電阻并聯(lián)時(shí)總電阻最小,由I=EQ\F(U,R)可知,兩電阻并聯(lián)時(shí),電路中的電流最大。故選:D。3.如圖所示,電源電壓U=2V不變,R=4Ω,虛線框內(nèi)所有電阻均未知。閉合開關(guān),電流表示數(shù)為1A;如果用一個(gè)2Ω的定值電阻替換R,虛線框內(nèi)的電阻均保持不變,則電流表示數(shù)將變?yōu)椋ǎ〢2AB15AC12AD05A【答案】B【解析】由歐姆定律變形公式R=EQ\F(U,I)可求并聯(lián)的總電阻,再根據(jù)并聯(lián)電阻的特點(diǎn)可求虛線框內(nèi)所有電阻的等效電阻,用一個(gè)2Ω的定值電阻替換R,虛線框內(nèi)的電阻均保持不變,再根據(jù)并聯(lián)電阻的特點(diǎn)求出此時(shí)并聯(lián)的總電阻,最后又歐姆定律可求電流。由I=EQ\F(U,R)可得,并聯(lián)的總電阻:R并=EQ\F(U,I)=EQ\F(2V,1A)=2Ω,虛線框內(nèi)所有電阻的等效電阻為R′,由并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn):EQ\F(1,R并)=EQ\F(1,R)+EQ\F(1,R′)代入數(shù)據(jù),EQ\F(1,2Ω)=EQ\F(1,4Ω)+EQ\F(1,R′)解得R′=4Ω;用一個(gè)2Ω的定值電阻替換R,虛線框內(nèi)的電阻均保持不變,此時(shí)并聯(lián)的總電阻R″:EQ\F(1,R″)=EQ\F(1,R替)+EQ\F(1,R′)代入數(shù)據(jù),EQ\F(1,R″)=EQ\F(1,2Ω)+EQ\F(1,4Ω)解得:R″=EQ\F(4,3)Ω,電流表示數(shù)將變?yōu)椋篒′=EQ\F(U,R″)=EQ\F(2V,EQ\F(4,3)Ω)=15A4.如圖所示,燈泡L1、L2的電阻分別為10Ω、20Ω。閉合開關(guān)S,通過L1、L2的電流分別為I1、I2,它們兩端的電壓分別為U1、U2,則()A.I1︰I2=l︰1,U1︰U2=2︰l B.I1︰I2=1︰2,U1︰U2=1︰1 C.I1︰I2=1︰1,U1︰U2=l︰2 D.I1︰I2=1︰2.U1︰U2=l︰2【答案】C【解析】由圖可知:燈泡L1、L2串聯(lián);根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,通過L1、L2的電流相等,即I1︰I2=1︰1;故BD錯(cuò)誤;根據(jù)I=EQ\F(U,R)可得它們兩端的電壓之比:U1︰U2=I1R1︰I2R2=R1︰R2=10Ω︰20Ω=1︰2,故A錯(cuò)誤,C正確。5.定值電阻R1、R2組成的電路如圖所示,已知R1>R2。閉合開關(guān)S,通過R1、R2的電流分別記為I1、I2,R1、R2兩端的電壓分別記為U1、U2下列說法正確的是()
A.U1=U2
B.U1>U2C.I1<I2
D.I1>I2【答案】B【解析】定值電阻R1、R2組成串聯(lián)電路,串聯(lián)電路中電流處處相等,因此C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤;因R1>R2,根據(jù)U=1R可得U1>U2,故B正確。6.如圖為電阻A和B的I﹣U圖象。若將A、B串聯(lián)接入某電源兩端,則閉合開關(guān)后,它們兩端的電壓UA、UB之比是________;若將A、B并聯(lián)接入電源兩端,閉合開關(guān)后,測得干路電流為06A,則電源電壓是________V?!敬鸢浮?︰2;2【解析】(1)串聯(lián)電路中電流處處相等,將A和B串聯(lián)后接入某電源兩端時(shí),若通過的電流I=02A時(shí)(也可取其他電流值),由圖象可知,它們兩端的電壓UA=1V,UB=2V,則UA︰UB=1V︰2V=1︰2;(2)由圖象可知,當(dāng)U=3V時(shí),IA=06A,IB=03A,則RA=EQ\F(U,IA)=EQ\F(3V,0.6A)=5Ω,RB=EQ\F(U,IB)=EQ\F(3V,0.3A)=10Ω,若將A、B并聯(lián)接入電源兩端,則A和B并聯(lián)的總電阻:R并=EQ\F(RARB,RA+RB)=EQ\F(5Ω×10Ω,5Ω+10Ω)=EQ\F(10,3)Ω;此時(shí)干路電流為06A,則由I=EQ\F(U,R)可得電源電壓:U=IR并=06A×EQ\F(10,3)Ω=2V。7.如圖所示電源電壓保持不變電阻R1=R2=R3=10Ω,若只使R2、R3并聯(lián)接入電路則應(yīng)閉合開關(guān),此時(shí)電流表的示數(shù)為I1,要使R1、R2串聯(lián)應(yīng)斷開開關(guān)S1、S2此時(shí)電流表的示數(shù)為I2則I1︰I2=?!敬鸢浮?1)S1、S2(2)4︰1【解析】如圖所示,要使電阻R2、R3并聯(lián),則電阻R2、R3中必須有電流通過,所以應(yīng)閉合開關(guān)S1、S2,此時(shí)電流表測干路電流,因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,所以,電路中的總電阻:R=EQ\F(R1R2,R1+R2)=EQ\F(10Ω×10Ω,10Ω+10Ω)=5Ω,此時(shí)電流表的示數(shù):I1=EQ\F(U,R)=EQ\F(U,5Ω);斷開開關(guān)S1、S2時(shí),R1、R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,此時(shí)電壓表的示數(shù)::I2=EQ\F(U,R1+R2)=EQ\F(U,10Ω+10Ω)=EQ\F(U,20Ω),所以,EQ\F(I1,I2)=EQ\F(U,5Ω)︰EQ\F(U,20Ω)=4︰1。8.將電阻R與10Ω電阻串聯(lián)后接到3V電源上,通過R的電流為01A,則R=Ω.若R兩端電壓為0,則R=Ω。【答案】20;20【解析】解:(1)由題意可知,電阻R與10Ω電阻R1串聯(lián),因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,由I=EQ\F(U,R)可得,電路中的總電阻:R總=EQ\F(U,I)=EQ\F(U,IR)=EQ\F(3V,0.1A)=30Ω,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電阻R的阻值:R=R總-R1=30Ω-10Ω=20Ω;(2)因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān),與兩端的電壓和通過的電流無關(guān),所以,若R兩端電壓為0,則R仍為20Ω不變。9.如圖為電阻A和B的I﹣U圖象。若將A、B串聯(lián)接入某電源兩端,則閉合開關(guān)后,它們兩端的電壓UA、UB之比是________;若將A、B并聯(lián)接入電源兩端,閉合開關(guān)后,測得干路電流為06A,則電源電壓是________V?!敬鸢浮?︰2;2【解析】(1)串聯(lián)電路中電流處處相等,將A和B串聯(lián)后接入某電源兩端時(shí),若通過的電流I=02A時(shí)(也可取其他電流值),由圖象可知,它們兩端的電壓UA=1V,UB=2V,則UA︰UB=1V︰2V=1︰2;(2)由圖象可知,當(dāng)U=3V時(shí),IA=06A,IB=03A,則RA=EQ\F(U,IA)=EQ\F(3V,0.6A)=5Ω,RB=EQ\F(U,IB)=EQ\F(3V,0.3A)=10Ω,若將A、B并聯(lián)接入電源兩端,則A和B并聯(lián)的總電阻:R并=EQ\F(RARB,RA+RB)=EQ\F(5Ω×10Ω,5Ω+10Ω)=EQ\F(10,3)Ω;此時(shí)干路電流為06A,則由I=EQ\F(U,R)可得電源電壓:U=IR并=06A×EQ\F(10,3)Ω=2V。實(shí)驗(yàn)探究一:電流與電壓和電阻的關(guān)系一、電流與電壓的關(guān)系1.提出問題:通過導(dǎo)體的電流跟電壓有怎樣的關(guān)系?2.猜想與假設(shè):它們之間可能存在何種關(guān)系,說出猜想依據(jù)。猜想1:導(dǎo)體兩端的電壓越大,通過的電流越大。猜想2:通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):選擇合適的器材設(shè)計(jì)探究方案并畫出電路圖。設(shè)置以下問題引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn):①你采用實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。②實(shí)驗(yàn)中要記錄的數(shù)據(jù)是電阻、電流和電壓。③你設(shè)計(jì)的電路圖(如下圖)。④選擇的實(shí)驗(yàn)器材是電源(兩節(jié)干電池)、開關(guān)、電流表、電壓表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器。⑤怎樣才能改變電阻兩端的電壓?4.關(guān)于改變電阻兩端的電壓設(shè)計(jì)的電路圖:①可通過改變干電池的節(jié)數(shù)來實(shí)現(xiàn)或通過學(xué)生電源來提供不同電壓。②可通過滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電壓分配,從而達(dá)到改變電阻兩端的電壓。5.進(jìn)行實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)過程中要注意的問題:①小組成員分工合作;②及時(shí)記錄測量數(shù)據(jù);③連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開;④開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大端。二、探究電流與電阻的關(guān)系:1.提出問題:通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻有怎樣的關(guān)系?2.猜想與假設(shè):它們之間可能的數(shù)量關(guān)系是什么?猜想1:導(dǎo)體的電阻越大,通過的電流越小。猜想2:通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):以提問方式進(jìn)行引導(dǎo):①控制哪些量改變哪些量?②如何改變電阻?③怎樣才能控制電阻兩端的電壓不變?根據(jù)討論的結(jié)果確定設(shè)計(jì)方案,如右圖:4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)操作過程:(1)閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使R兩端的電壓為適當(dāng)值。(2)更換不同電阻(成整數(shù)倍地變化),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使R兩端的電壓保持不變。記錄通過的電流值。5.分析與論證:引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出電流與電阻之間的定量關(guān)系:在導(dǎo)體兩端電壓一定的情況下通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并畫出函數(shù)圖像,分析圖像特點(diǎn),確定結(jié)論的正確性。(1)實(shí)驗(yàn)中的常見問題:①電壓表示數(shù)較大電流表示數(shù)為0——定值電阻處發(fā)生了斷路②電壓表示數(shù)為0電流表示數(shù)不為0——定值電阻處發(fā)生了短路③電壓表和電流表均有較小的示數(shù)且移動(dòng)滑片兩表示數(shù)不變——滑動(dòng)變阻器同時(shí)接了下面的兩個(gè)接線柱④電壓表和電流表均有較大的示數(shù)且移動(dòng)滑片兩表示數(shù)不變——滑動(dòng)變阻器同時(shí)接了上面的兩個(gè)接線柱(2)滑動(dòng)變阻器的選取要注意:①要能夠保證完成實(shí)驗(yàn)定值電阻兩端的電壓能調(diào)節(jié)到目標(biāo)值;②在都能完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)候選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器(3)本實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)是有關(guān)電流、電壓和電阻關(guān)系的探究實(shí)驗(yàn)考查難度較大典例分析【例1】在“探究電流與電壓關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小明所用電路如圖所示。(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接完整。要求:開關(guān)閉合前無需移動(dòng)滑片________;(2)閉合開關(guān),電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),小明檢查發(fā)現(xiàn)僅導(dǎo)線有故障,則故障為________;A.導(dǎo)線④斷路 B.導(dǎo)線③斷路 C.導(dǎo)線②斷路 D.導(dǎo)線①斷路(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),讀出電流表示數(shù)并記錄在上表中;繼續(xù)移動(dòng)滑片,分別讀出電阻兩端電壓為2V和3V時(shí)電流表的示數(shù),并依次記錄在表格中。實(shí)驗(yàn)序號(hào)U/VI/A①10020②20040③30058(4)分析表中數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:________;(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束,小明整理器材時(shí)發(fā)現(xiàn)定值電阻很熱,他聯(lián)想到:處理數(shù)據(jù)時(shí),第三組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系與前兩組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系存在差異,他和同組小華就此展開討論,認(rèn)為數(shù)據(jù)差異可能是由于________造成的。由此反思實(shí)驗(yàn)過程:實(shí)驗(yàn)時(shí)每次讀取數(shù)據(jù)后要________(寫具體操作),再記錄數(shù)據(jù),減小此因素對(duì)測量結(jié)果的影響。【答案】(1)(2)B(3)見詳解(4)溫度變化導(dǎo)致R變大(5)斷開開關(guān)【解析】(1)[1]由題意可知,開關(guān)閉合前無需移動(dòng)滑片,即閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器需要移動(dòng)到阻值最大處,如圖(2)[2]A.若導(dǎo)線④斷路,則電流表沒有示數(shù),故A不符合題意;B.若導(dǎo)線③斷路則,則電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),故B符合題意;CD.若導(dǎo)線①②斷路,則電流表沒有示數(shù),故CD不符合題意。故選B。(4)[3]分析表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電阻的阻值一定時(shí),電流隨著電壓的增大而增大,即電流與電壓成正比。(5)[4]由歐姆定律可知,第三組數(shù)據(jù)測量出電阻的阻值是第二組數(shù)據(jù)測量出電阻的阻值是由于電阻受溫度的影響,所以數(shù)據(jù)差異可能是由于溫度變化導(dǎo)致R變大造成的。[5]每次讀取數(shù)據(jù)后要及時(shí)斷開開關(guān),避免長時(shí)間通電導(dǎo)致電阻溫度過高,從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響?!纠?】小明用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。(1)在方框內(nèi)畫出此實(shí)驗(yàn)電路圖。________(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于_______狀態(tài),連接好電路后,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于_______端。(3)閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變陽器的滑片P發(fā)現(xiàn):電壓表始終無示數(shù),電流表有示數(shù)。其原因可能是_______(填序號(hào)).A.滑動(dòng)變阻器斷路B.電阻R短路C.電阻R斷路(4)排除故障后,用5Ω的電阻替換R接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為15V時(shí),電流表指針位置如圖乙所示,將電流表示數(shù)填入下表中。________(5)將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P到合適位置時(shí),記錄電流數(shù)據(jù)。此操作中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是_________________。(6)再將電阻換成15Ω,重復(fù)上述操作(7)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),其目的是為了得到_________________。(8)分析表格中的數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:_________一定時(shí),_____________?!敬鸢浮?1)(2)斷開(3)右(4)B(5)03(6)使電阻R兩端的電壓保持不變(7)普遍規(guī)律(8)電壓(9)通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比【解析】(1)[1]按照實(shí)物圖,先將開關(guān),電流表、滑動(dòng)變阻器,電阻串聯(lián)接入電路,再將電壓表并聯(lián)接入電路,作電路圖如圖所示:(2)[2][3]接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài),滑動(dòng)變阻器移到阻值最大處,即置于右端,以保護(hù)電路。(3)[4]閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變陽器的滑片P,電流表有示數(shù),說明不可能是電路斷路,電壓表始終無示數(shù),說明與電壓表并聯(lián)的電路短路,即電阻R短路。故選B。(4)[5]由圖乙可知,電流表此時(shí)的量程為0~06A,分度值為002A,此時(shí)電流的示數(shù)為03A。(5)[6]探究電流與電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,要控制電壓不變,將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓會(huì)變大,要節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P到合適位置,控制電阻R兩端的電壓保持不變。(7)[7]進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),其目的是為了得到普遍規(guī)律。(8)[8][9]分析表格中的數(shù)據(jù),電流與電阻的乘積是定值,可得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。【例3】在探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系“實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室老師給小莉和小明同學(xué)分別準(zhǔn)備了以下器材:電源(電壓恒為45V)、電壓表、電流表?;瑒?dòng)變陽器、開關(guān)?!?Ω、10Ω、15Ω”的定值電阻各一個(gè),導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)如圖所示的實(shí)物圖在虛線框內(nèi)畫出對(duì)應(yīng)的電路圖();(2)閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表的示數(shù)始終為0,經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)是電路中一根導(dǎo)線斷路,則發(fā)生斷路的導(dǎo)線是a、b、c、d中的______(填字母);(3)小莉同學(xué)在“探究電流與電壓的關(guān)系”時(shí),記錄的電流表與電壓表的示數(shù)如表一所示,請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)中描點(diǎn)畫出U-I圖像(),由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______;表一實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A11002215033200442505表二實(shí)驗(yàn)次數(shù)電阻R/Ω電流I/A150621003315024(4)小明同學(xué)在“探究電流與電阻的關(guān)系”時(shí),測得的三組數(shù)據(jù)如表二所示。由于操作不當(dāng),導(dǎo)致表二中第______次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在情誤,出錯(cuò)的原因是______。小明及時(shí)糾正了錯(cuò)誤,得出了正確的測量結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。接著小明又計(jì)算出本次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是______。【答案】(1)(2)b(3)(4)電阻一定時(shí),電流與電壓成正比(5)3(6)沒有保持定值電阻兩端電壓一定,定值電阻兩端電壓為36V,大于3V(7)25Ω~75Ω【解析】(1)[1]根據(jù)電流從電源正極出發(fā),經(jīng)過依次經(jīng)過各個(gè)電學(xué)元件后回到電源負(fù)極按照實(shí)物圖連接,如圖所示(2)[2]閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說明電路通路,電壓表的示數(shù)始終為0,即電壓表沒有連接在電路中,則發(fā)生斷路的導(dǎo)線是b。(3)[3]根據(jù)表一中的數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法將這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上描出來,然后用一條光滑的直線將這些點(diǎn)依次連接起來,如圖所示[4]從畫出的U-I圖像可知隨著電阻兩端電壓增大,通過電阻的電流也在增大,由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:電阻一定時(shí),電流與電壓成正比。(5)[5][6]探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),要控制電阻兩端的電壓不變,由表二數(shù)據(jù)可知,電阻兩端電壓故第3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤,產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是:定值電阻兩端電壓為36V,大于3V。[7]定值電阻兩端電壓為3V,則電阻為15Ω時(shí),第三次實(shí)驗(yàn)通過的電流應(yīng)為根據(jù)串聯(lián)分壓可知滑動(dòng)變阻器兩端電壓為當(dāng)電路電流為02A時(shí),滑動(dòng)變阻器接入的阻值當(dāng)電路電流為06A時(shí),滑動(dòng)變阻器接入的阻值所以本次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是25Ω~75Ω。實(shí)驗(yàn)探究二:電阻的測量一、伏安法測電阻1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河秒妷罕怼㈦娏鞅黹g接測電阻2.實(shí)驗(yàn)原理:3.實(shí)驗(yàn)器材:電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、待測電阻。4.實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物圖(1)電路圖(2)實(shí)物圖5.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)調(diào)節(jié)電流表、電壓表的指針到零刻度;按電路圖連接實(shí)物。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到阻值最大端;(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至適當(dāng)位置,分別讀出電流表的示數(shù)I、電壓表的示數(shù)U,并記錄在表格中;(3)根據(jù)公式計(jì)算出R的值,并記錄在表格中。(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變待測電阻中的電流及兩端的電壓,再測幾組數(shù)據(jù),并計(jì)算R的值。6.實(shí)驗(yàn)記錄表格測量次數(shù)電壓U/V電流I
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