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南充物理欧姆定律单元复习练习(Word版 含答案)

南充物理欧姆定律单元复习练习(Word版 含答案)
南充物理欧姆定律单元复习练习(Word版 含答案)

南充物理欧姆定律单元复习练习(Word版含答案)

一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)

1.现有下列器材:学生电源,电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、定值电阻8(2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个)、开关、滑动变阻器(15Ω 1A)和导线若干,利用这些器材探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变。

(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电压表示数变小;______

(2)实验中,不能被选用的电阻为___Ω;判断的依据是______;

(3)保证所选电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在3V至______V之间;

(4)实验中依次接入其中三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,测得相应的电流值,如下表所示。分析表中的数据可以得出结论______;

实验次数…234…

R/Ω…101520…

I/A…0.30.20.15…

(5)做完探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,把定制电阻换成小灯泡,测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。

①闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,如要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向______(选填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为______V。

②改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值。根据记录的数据,绘制得如图丙所示的I﹣U图像。由图像可知,小灯泡的额定功率是______W;同时发现小灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是______。

【答案】 2.5 此时电流超过了电流表的量程 4.8

电压一定时,电流与电阻成反比 A 2.5 0.5 小灯泡电阻受到温度的影响

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由题意可知,当滑动变阻器滑片P 向B 端移动时,接入电路中的电阻变大,故滑片左侧的电阻丝应当连入电路中,电路连接图如图所示。

(2)[2][3]若选用2.5Ω的电阻,实验中电阻R 两端的电压始终保持3V 不变,由欧姆定律可得,此时电路中的电流为

3V = 1.2A>0.6A 2.5Ω

U I R == 超过了电流表的量程,故实验中不能被选用的电阻为2.5Ω。

(3)[4]保证可用电阻均能正常进行实验,设最大电源电压为'U ,根据串联电路电压的规律和分压原理

U R U R =滑滑定定

当所用定值电阻的阻值为25Ω,变阻器接入阻值最大为15Ω时

'3V 15Ω3V 25Ω

U -= 解得

' 4.8V U =

实验中需要控制电阻R 两端的电压始终保持3V 不变,所以电源电压最小为3V ,故电源电压只能在3V 到4.8V 之间。

(4)[5]由表格数据可知,对应的电流和电阻的乘积都等于3V ,由此得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。

(5)[6][7]由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V ,分度值为0.1V ,所示为2.2V ,灯泡两端电压小于额定电压,要测灯泡额定功率,应增大灯泡的电压,减小变阻器分得的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,即滑片向A 端移动,直到电压表示数为额定电压2.5V 。

[8]由图丙所示图像可知,灯泡的电压为1.5V 时,电流为0.15A ,由U I R

=

可得,此时灯泡的电阻值 1.5V =10Ω0.15A

U R I == 由图丙可知,灯泡额定电压对应的电流为0.2A ,灯泡额定功率

2.5 V 0.24A=0.5W P UI ==?

[9]小灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是小灯泡电阻受到温度的影响,小灯泡电阻丝

会随着温度的变化而变化。

2.小明对“篮球在空气中是否受受到浮力”进行探究,由此进行一系列的思考与实验,并最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。

(1)如图甲,将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上,阀门连接未充气的气球,且处于关闭状态。加砝码使天平平衡。打开阀门,气球变大(假设篮球体积不变),天平指针向

______偏转。指针偏转的原因是__________________________________________。

(2)为测量篮球受到浮力大小,小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压U为6V,R 是力敏电阻,其阻值与所受压力F压的关系如图丙所示。当左盘中篮球未给气球充气时,电流表示数为0.2A,此时压敏电阻R大小为20Ω;当篮球给气球充气到体积为篮球2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15A,力敏电阻R所受压力F B与篮球对左侧托盘的压力F A的关系如图丁所示,则定值电阻R0阻值为______Ω,篮球所受浮力为______N。(3)图乙中篮球与气球内气体的总质量保持不变,并控制气球体积为篮球的2倍,在电压表指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值,就制成了一台测量当地空气密度的“空气密度仪”。若用此装置测量大于1.29kg/m3的空气密度,指针大概应在______(A/B)处。【答案】右气球受到浮力变大 10 0.09

A

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]打开阀门,气球变大,根据阿基米德原理,气球受到的浮力变大,蓝球对托盘的压力变小了,故天平指针向右偏转。

(2)[3]压敏电阻R 与定值电阻R 0串联,电流表测量电路的电流,电压表测定值电阻的电压,当左盘中篮球未给气球充气时,电流表示数为0.2A ,根据串联电路的规律及欧姆定律

0116V 20100.2A

U R R I =

-=-Ω=Ω [4]由图丙知此时 F 1B =309N

当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15A ,根据串联电路的规律及欧姆定律

2026V 10300.15A

U R R I =

-=-Ω=Ω 由图丙知此时 F 2B =300N

由图丁知

F B =50F A

11A 309N 5050B F F =

= 22A 300N 5050

B F F =

= 托盘A 所受压力的变化量 ?F A =309N 50?300N 50

=0.18N 篮球给气球充气到体积为篮球的2倍,由阿基米德原理,即篮球所受的浮力为 F 浮=

12×0.18N=0.09N (3)[5]气球体积为篮球的2倍,即气球的体积不变,现用此装置测量大于1.29 kg/m 3的空气密度,根据阿基米德原理,气球受到的浮力变大,篮球对托盘的压力变小,力敏电阻R 所受压力F B 也变小,可知压敏电阻变大,根据串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变小,根据U =IR ,定值电阻的电压变小,即电压表示数变小,故用此装置测量大于1.29 kg/m 3的空气密度,指针应在电压表盘1.29刻度线的左侧, 即A 处。

3.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压小于24伏且保持不变)、待测电阻R x 、电压表、电流表(只有0.6安量程可用)、滑动变阻器(标有“1安”字样)、阻值为10欧的定值电阻R 1、阻值为30欧的定值电阻R 2、开关及导线若干。实验器材均完好...

(1)小华经过思考,先进行一次实验测电源电压,实验电路图及闭合开关S后对应的电压表的示数如图所示。小华实验所用电源电压为_________伏;

(2)小华根据第一次实验结果进行思考后开始第二次实验,他正确串联电源、待测电阻、电流表、滑动变阻器和开关,然后把电压表并联接入电路。闭合开关后,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,发现电流表示数由0.20安增大到0.58安,此过程中电压表示数减小了4.0伏。当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示,电压表示数为_______V,电流表示数为_________A。

根据图(a)、(b)所示电压表、电流表示数,计算待测电阻R x=__________

Ω。

(3)小明分析了小华的实验数据与计算结果,他认为是小华电压表所选量程不对。小明在小华电路基础上,将电压表换为另一量程并联在R x两端。为了使实验过程中电表指针能不

低于刻度盘的1

4

,他应串联电阻___________(选填R1或R2),滑动变阻器阻值接入范围

为____________。

【答案】6 4.0 0.2 10 R10~20Ω

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]假设电压表的量程是0~15V,这时电压表的示数是7.5V,从电路图可以看到,这是一个串联电路,电压表并联在电阻R1两端,电路中的电流

1 17.5V

0.75A 10Ω

U

I

R

===电阻R2两端的电压

22=0.75A30Ω22.5V

U IR

=?=电源电压

127.5V22.5V30V24V

U U U

=+=+=>

这与题意不符合,所以电压表的量程不是0~15V;那么电压表的量程是0~3V,它的读数是1.5V,电路中的电流

11 1.5V 0.15A 10Ω

U I R =

== 电阻R 2两端的电压 22=0.15A 30Ω 4.5V U IR =?=

电源电压

12 1.5V 4.5V 6V 24V U U U =+=+=<

这与题意相符合,所以小华实验所用电源电压为6V 。

(2)[2]由题意可知,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,电压表示数减小了4.0V ,那么电压表的量程不可能是0~3V ,电压表的量程是0~15V ,从图(a )可以看到,电压表示数是4V 。

[3]电流表的量程只能是0~0.6A ,从图(b )可以看到,电流表的示数是0.2A 。

[4]由题意可知,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,电流表示数变大,根据U

R I

=可知,电路的总电阻变小,待测电阻R x 阻值不变,那么滑动变阻器接入电路的阻值在变小,待测电阻R x 的电压在变大,变阻器的电压在变小,由于此过程中电压表示数减小了4.0V ,那么电压表是并联在变阻器两端的,电源电压是6V ,那么待测电阻R x 的电压是

x 6V -4V 2V U ==

电路中的电流大小是0.2A ,那么待测电阻R x 的大小

x x x 2V 10Ω0.2A

U R I =

== 待测电阻R x 的大小是10Ω。 (3)[5][6]由题意可知,这时电压表的量程是0~3V ,假设串联电阻R 2,那么电路中的电流大小

6V 6V 0.15A 10Ω30Ω40Ω

I R =≤=++滑 但是要求实验过程中电表指针能不低于刻度盘的

14,电流表的量程是0~0.6A ,指针不能低于0.15A ,所以不能串联电阻R 2;串联电阻R 1,那么电路中的电流大小要求

6V 6V 0.15A 0.3A 10Ω10Ω20Ω

I R ≤=

≤=++滑 待测电阻R x 的电压 x x 0.75V 3V U IR ≤=≤

解得

020ΩR ≤≤滑

即他应串联电阻R 1,滑动变阻器阻值接入范围为0~20Ω。

4.在复习电学知识时,小明在实验室做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、

电阻的关系”的实验。实验中,所用的电源电压为6V,小灯泡点的额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。

(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____W。

(2)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的小灯泡的I-U图象。由图象可知:当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻______,如果小灯泡两端的电压为1.9V,则小灯泡的实际功率_______0.38W。

(3)在做“探究电流与电阻的关系”实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值行别为

5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,他把电路中的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻两端的电压应该在_______范围内选择。

【答案】1.52变大大于 2.4V~3V

【解析】

【详解】

(1)[1]当电压为额定电压3.8V时,图乙中电流表小量程分度值为0.02A,示数为0.4A,灯的额定功率

P额=U额I

=3.8V×0.4A=1.52W

(2)[2][3]在图丙中,分别作出图象上a、b两点的电压及对应的电流大小,如下图所示

由图可看出,电压的增加的量U b-U a大于对应的电流增加的值量I b-I a,即电压增加的量比电流增加的要大,根据欧姆定律

a b

a b

a b

U U

R R

I I

=<=

所以,当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻也变大;因在实际电压1.9V下的电阻小于灯在额定电压3.8V下的电阻,R实

2222()()1 1.52W 0.38W 22444U U U P U P R R R R ==>=?===额额额额实额实实额实 即小灯泡的实际功率大于0.38W 。

(3)[4]探究电流与电阻的关系实验时,应控制不同电阻的电压保持不变,根据把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分别接入电路中进行探究,保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验:因电流表的量程为0~0.6A ,所以电路中的最大电流为0.6A ,当接入最小的电阻5Ω时,电压表示数即为允许的最大电压

U 大=R 小I 大=5Ω×0.6A=3V

因变阻器的最大阻值为30Ω,当变阻器电阻全部连入电路中时,若接入最大的电阻R 大=20Ω,此时电路中的最小电流

6V 0.12A 2030U I R R =

==+Ω+Ω

小定大滑大 定值电阻的最小电压 U 小=I 小R 定大=0.12A ×20Ω=2.4V

则定值电阻两端的电压应在2.4V~3V 。

5.小红按图甲所示的电路探究电流跟电压的关系.

(1)根据图甲,将图乙中的实物电路连接完整_______.(要求变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小)

(2)正确连接电路后,闭合开关.

①若发现电流表和电压表的示数都很大,这说明小华在实验操作上存在的问题是

_________;

②若电压表示数约为3V ,但无论怎样移动变阻器滑片,电流表示数始终为0,则电路中出现的故障可能是___________________;

(3)排除故障后,调节变阻器的滑片,测出通过电阻R 的电流值和对应的电压值如下表,分析表中的数据可得出的结论是:________________________________;

(4)为了使上述实验结论更具有普遍性,你认为还应进行下列的哪一项操作?答:_____________________.

A .换用电压不同的电源再做实验

B.换用阻值不同的电阻再做实验

【答案】滑动变阻器的阻值没有在最大值

处电阻断路电阻一定时,电流与电压成正比 B

【解析】

【分析】

滑动变阻器与定值电阻串联,滑片向右移,电路中的电阻变大,电流减小,故滑动变阻器应将左半段接入电路中;电流表示数为零说明电路断路,电压表有示数说明电压表和电源连接的部分电路正常;物理实验中,使结论更具普遍性的方法是多做几次实验.

【详解】

(1)①滑动变阻器与定值电阻串联,当变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小,即滑片向右移动时电阻变大,又上面已接D,故下面接A;

②电源使用两节干电池,故电压表选用0~3V量程,与定值电阻并联;

如图所示:

(2)①为保护电路,在连接电路时,开关应当处于断开状态;闭合开关前滑动变阻器应处于最大阻值状态,而本题中电流表和电压表的示数都很大,说明滑动变阻器的阻值没有在最大值处;

②电流表的示数为零说明电路中有断路,再根据电压表的示数判断出电路故障.电压表示数为3V等于电源电压,说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路,所以故障是电阻断路了;

(3)在表中:导体的电阻一定,导体两端的电压从1V到2V再到3V,相对应的,导体中的电流从0.1A到0.2A再到0.3A.电压增加几倍,电流也增加几倍,故得结论:在电阻一定时,电流与电压成正比;

(4)换用阻值不同的电阻,多进行几次实验可避免实验的偶然性,使结论更具普遍性,故选B.

故答案为(1)如上图;(2)①滑动变阻器的阻值没有在最大值处;②电阻断路;(3)电阻一定时,电流与电压成正比;(4)B.

【点睛】

电压表与定值电阻并联;为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处;探究电流与电压、电阻的关系时,要用到控制变量法.

6.在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路如图甲所示.

(1)连接电路前,开关必须______.

(2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路__(导线不允许交叉).

(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是______

A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路

(4)排除故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表.其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为______A.

(5)实验结果是:______.

【答案】断开 C 0.12 电压不变,导体中的电流与导

体的电阻成反比

【解析】

(1)连接电路前,为保护电路,开关必须断开;(2)电压表与电阻并联接入电路,滑动变阻器与电阻串联,采取“一上一下”的连接方式,如下图所示;

(3)图丙中电流表用的是0.6A量程,分度值为0.02A,故其示数为0.12A;(4)分析表格数据可知,电压一定时,通过电阻电流的变化倍数和电阻阻值变化倍数的倒数相等,故可得结论:电压不变,导体中的电流与其电阻成反比.

点睛:根据电流表选用的量程和其分度值,读出电流表示数;分析表中电流的变化倍数和

电阻的变化倍数之间的关系,利用控制变量法得出结论.

7.小明在探究“电流与电阻的关系”实验时,选取了如下器材:电源(电压恒为6V )、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的各一个)、滑动变阻器标有“30Ω 2A"、电流表、电压表、开关、导线若干。

(1)要探究“电流与电阻的关系”,必须改变接入电路的定值电阻阻值大小,通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来控制定值电阻两端的_____不变,测量并记录不同电阻所对应的电流。

(2)按电路图正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到____(选填“阻值最小”或“阻值最大”)端;闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数。经检查,电流表、电压表连接无误,则电路存在故障可能是_____(选填“开关断路”、“定值电阻断路”或“滑动变阻器断路”)。

(3)排除故障后,小明首先将5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端的电压控制值为2V,再将定值电阻由5Ω换成10Ω后,接下来应将滑动变阻器的滑片向____(选填“靠近”或“远离”)滑动变阻器接入电路的下接线柱方向移动,使电压表示数仍为2V;当把15Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻进行第四次实验时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电压表示数都超过2V。若仍想成功完成第四次实验,在不更换现有电源和滑动变阻器的前提下,应重新设置定值电阻两端的控制电压的最小值为

_______V。

(4)小明完成实验,分析记录的实验数据后,得出的结论是_________。

【答案】电压阻值最大定值电阻断路远离 2.4 当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比

【解析】

【分析】

(1)探究电流与电阻关系时,需控制电阻两端电压不变;

(2)为保护电路,闭合开关前滑片要置于阻值最大处;常见电路故障有断路与短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因;

(3)根据串联电路的分压特点,换接电阻后,应保持电压表的示数不变,根据串联分压的知识判断滑片的移动方向;根据滑动变阻器分压和串联电路电流相等特点分析解答;

(4)电流与电阻的关系:电压一定,电流与电阻成反比。

【详解】

(1)[1]要探究“电流与电阻的关系”时,需要通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来控制定值电阻两端的电压不变。

(2)[2]为保护电路安全,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。

[3]

闭合开关,电流表无示数,说明电路存在断路,电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的定值电阻断路。

(3)[4]将5Ω电阻换成10Ω后,电压表的示数会变大,所以应该增大滑动变阻器的阻值,即应将滑动变阻器的滑片P 向远离滑动变阻器接入电路的下接线柱方向移动,使电压表仍为原来的示数不变。

[5]当把15Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻,滑动变阻器的滑片移到最大阻值30Ω时,根据串联分压原理可知,此时电压表的示数

4V 420Ω6V 2.4V 30Ω20ΩR U U R R ==?='++ 则应重新设置定值电阻两端的控制电压的最小值为2.4V 。 (4)[6]分析记录的实验数据后,得出的结论是当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比。

8.电流表的内阻很小,通常情况下可忽略不计,小明探究电流表的电阻值时,如图甲所示,他先将20Ω的定值电阻接入电源电压6V (电压保持不变)的电路中,电路中的电流为0.3A ;他将电流表接入电路中,如图乙所示,测得电流却是0.29A 。

(1)电流表的内阻为_________Ω.电流表接入电路后,R 两端的电压变化了_________(保留小数点后二位数字)

(2)当电流通过电流表时,电流表的指针发生偏转,其工作原理是_________。

【答案】0.69 0.20 通电导体在磁场中受力而运动

【解析】

【详解】

第一空.由U I R

=得,接入电流表后,电路的总电阻: 6V 600Ω0.29A 29

U R I 总===, 则电流表的内阻为:

600Ω20Ω0.69Ω29

A R R R --≈总==; 第二空.此时定值电阻R 两端的电压:

'0.29A 20Ω 5.8V R U I R ==?=,

则R 两端的电压变化了:

△U=U-U R =6V-5.8V=0.20V 。

第三空.当电流通过电流表时,电流表的指针发生偏转,这是因为电流表内部的通电导体在磁场中受力而运动,即其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。

9.小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:干电池,标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻.

(1)小明连接了下面的电路,其中有一条导线连接有误,请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线.

(___)

(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到_____(选填a”或“b”)端,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,示数为_____A.

(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,控制_____(选填“电流表”或“电压表”)示数不变,分别读取相应的电流表示数,记录在表中:

实验次数123

电阻R/Ω51020

电流I/A0.20.1

(4)由数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____.(5)小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻R x的阻值,于是他和同组同学设

计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:

①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;

②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;

③求未知电阻R x的表达式为:R x=_____.(用R0、I、I1表示)

【答案】(1)(2)b;0.4;(3)电压表;(4)反比;(5)③

()

11

1

I I R

I

-

【解析】

【分析】

(1)电压表与定值电阻并联且正进负出;

(2)为保护电路,变阻器连入电路中电阻最大;根据电流表小量程计读数;

(3)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,由欧姆定律的变形公式,求出电压表示数;

连接电路过程中,应该断开开关,并且将滑动变阻器阻值调到最大;

(4)由表中数据得出结论;

(5)在没有电压表时,使定值电阻与待测电阻并联,根据电流表和定值电阻的示数计算出电压,然后根据公式

U

R

I

=计算出其电阻.

【详解】

(1)如图的电路中,电压表与滑动变阻器并联了,是错误的,将电压表与定值电阻并联,即电压表的中间接线柱应连接到定值电阻的左端,如图:

(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,根据保户电路的原则,应将滑动变阻器的滑片移动到b端,即阻值最大端,再闭合开关;

调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,由电路图知电流表使用小量程,分度值为0.02A,指针在第二大格处,所以示数为0.4A.

(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关;因为研究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,所以调节滑动变阻器,控制电压表的示数不变.

(4)由数据可知,每一次的电流与电阻的乘积都相等,即

0.4A5Ω0.2A10Ω0.1A20Ω

?=?=?;

所以可得结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.

(5)①闭合S、S1,此时电流表的示数为I,由图知,此电流为干路电流,即干路电流为I;

②闭合S

、断开S 1,此时电流表的示数为I 1,即未知电阻的电流为I 1; 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和知,R 0的电流为:1I I -;

则电源电压为:()0010U I R I I R ==-;

③根据U R I

=得未知电阻的表达式为: ()101

X X I I R U R I I -== 【点睛】

研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用,即分别控制电阻不变和电压不变,据此分析滑动变阻器滑片的调整方向;在没有电压表测量未知电阻时,关键得出未知电阻两端的电压,所以要根据并联电路电压相等的特点设计并联电路.

10.阅读下列材料,并回答问题。

在伏安法测电阻的实验中,可以有以下两种测量方法,分别叫内接法和外接法。如图所示,分别为实验电路的一部分。电流表与电压表都有电阻,它们的电阻叫内阻,电流表的内阻非常小,约为R A =0.05Ω,所以在电学实验中,它的内阻常常忽略不计;电压表的内阻非常大,约为R V =10kΩ,连入电路中通过的电流很小,所以在电学实验中通过它的电流常常忽略不计。但在实际测量中这些忽略不计的物理量却使测量结果产生误差。

博涵同学带领创新实验小组,仔细阅读上述材料后,购买了两个定值电阻并向物理老师借来所需器材进行了测量,两个定值电阻的阻值分别为R 1=5Ω,R 2=20kΩ,小组同学们为了减小实验误差,选择恰当的方法进行了合作探究,分别测出了两个电阻的阻值。 若你也做为博涵创新实验小组的一员,在测量R 1=5Ω的阻值时,请你回答:

(1)此实验中你们选择的恰当方法是_____(选填字母)

A .内接法

B .外接法

(2)用你们选择的方法测得的电阻值比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”)

(3)请根据欧姆定律解释测量结果偏大或偏小的原因。

【答案】B 偏小 若采用外接法,电压表测的电压是准确的,根据并联电路电流的规律,电流表的示数等于通过定值电阻的真实电流和通过电压表的电流,故电流表示数比通过定值电阻的电流偏大,由欧姆定律,R =

U I

,用这种方法测得的电阻值比真实值偏小。 【解析】

【分析】

(1)根据已知条件讨论:

若采用内接法,电流表测的通过定值电阻的电流是准确的,根据分压原理,得出电流表分去的电压为电压表示数大小关系;

若采用外接法,电压表测的电压是准确的,根据分流原理,得出通过电压表的电流与电流表示数的大小关系;

从而比较采用内、外接法对测量的影响的大小,据此分析;

(2)(3)若采用外接法,电压表测的电压是准确的,根据并联电路电流的规律,由欧姆定律分析用这种方法测得的电阻值与真实值偏差。

【详解】

(1)电流表的内阻非常小,约为R A =0.05Ω;电压表的内阻非常大,约为R V =10kΩ,在测量R 1=5Ω的阻值时,若采用内接法,如上左图,电流表测的通过定值电阻的电流是准确的,定值电阻为电流表内阻的5

1000.05Ω=Ω倍,由分压原理,电流表分去的电压为电压表示数的1 1100

V U ---+,①;若采用外接法,电压表测的电压是准确的,定值电阻是电压表内阻的445 51010-Ω=?Ω

倍,根据分流原理,假设通过定值电阻的电流为I′,由分流原理,则通过电压表的电流为31

210I '---?②;比较①②得,采用外接法对测量的影响较小,选B ;

(2)(3)若采用外接法,电压表测的电压是准确的,根据并联电路电流的规律,电流表的示数等于通过定值电阻的真实电流和通过电压表的电流,故电流表示数比通过定值电阻的电流偏大,由欧姆定律,U R I

=,用这种方法测得的电阻值比真实值偏小。 故答案为:(1)B ;(2)偏小;(3)若采用外接法,电压表测的电压是准确的,根据并联电路电流的规律,电流表的示数等于通过定值电阻的真实电流和通过电压表的电流,故电流表示数比通过定值电阻的电流偏大,由欧姆定律,U R I

=

,用这种方法测得的电阻值比真实值偏小。

【点睛】

本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律的运用。要明确电学实验中,当满足待测电阻阻值远小于电压表内阻时,电流表应用外接法,当电流表内阻远小于待测电阻阻值时,电流表应用内接法。体现了与高中知识的衔接。

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