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1、第二部分 物质科学(物理),第20讲 欧姆定律,一、通过实验来验证欧姆定律 二、能用伏安法测电阻 三、掌握串、并联电路的特点及应用 四、能对电路进行综合分析与计算 五、掌握电路故障的分析判断方法 六、掌握滑动变阻器滑片的移动引起电表示数变化,欧姆定律,1研究对象：欧姆定律研究导体中的电流与导体的电阻、导体两端电压的关系。 2研究方法：探究电流与电阻关系，控制电压大小相等；探究电流与电压关系，控制电阻大小不变。 3电路图：,4滑动变阻器的作用：除保护电路外，都与实验目的有关。 (1)电流与电压的关系：_改变电阻两端的电压_； (2)电流与电阻的关系：_控制电阻两端的电压保持不变_。 注意：探究电
2、流与电阻关系时，当换用较大电阻继续实验时，应向阻值_较大_处移动滑片以控制电阻两端电压不变。 5注意事项：(1)连接电路时，开关必须_断开_，滑动变阻器滑片移到_阻值最大处_。 (2)测量时，不要超过电压表、电流表的量程。 6内容：通过导体中的电流，跟这段导体两端的_电压_成正比，跟这段导体的_电阻_成反比。 7表达式：_IU/R_。,1(2013新疆)如图甲所示，艾力做“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验。 (1)连接电路时，开关应_断开_，并将滑动变阻器的滑片滑到_b_端。 (2)闭合开关后，他发现电流表和电压表的指针偏转情况如图乙所示，出现这种情况的原因可能是_电流表量程选择太大_
3、。 (3)通过实验，他记录了电压与电流相对应的有关数据，如下表，根据表格中的数据，你能得到的结论是_在电阻一定时，电流与电压成正比_。,【解析】电流表指针偏转角度太小，所选择的量程太大，会使测量结果误差较大。,2(2014广州)如图1是“探究电压一定时电流与电阻关系”的电路图。 (1)按电路图1在图2中连接实物图(电压表选用03V量程)。 答案见解析。 (2)正确连接电路后，实验步骤如下： 闭合开关，记录定值电阻的阻值及电流表示数； 断开开关，换阻值不同的定值电阻； 闭合开关，记录定值电阻的阻值及电流表示数； 重复、步骤。,按上述步骤操作，观察到更换阻值不同的定值电阻，电压表示数分别如图3、4
4、、5所示；图3电压表的示数为_1.8_V_，根据各电压表显示的正确示数，指出实验的失误之处_步骤闭合开关后未先调整滑动变阻器使定值电阻的两端电压与步骤相同_。 【解析】(1)根据实验要求，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端，电流表选择小的量程，连接电路；连接电路如图所示： (2)图3电压表使用的量程为03 V，分度值为0.1 V，此时读数为1.8 V，对比前两次电压表示数可知，每次更换电阻后，未控制电阻两端电压相同。,1小军采用如图所示的电路，研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”，他分别用5 和10 的电阻做两次实验，当完成第一次实验后，小军将A、B两点间的电阻R由5 更换为
5、10 ，闭合开关后，滑动变阻器应该( B ) A保持变阻器滑片不动 B将变阻器滑片向右移动 C将变阻器滑片向左移动 D更换阻值更大的滑动变阻器,2. (2014达州)在探究“电流与电阻的关系”的实验中，有如下实验器材：电源(4.5 V)，电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻(5 、10 、15 )，滑动变阻器R1“20 1 A”，滑动变阻器R2“ 50 1 A”，导线若干。 (1)小明连接电路如下图，请在图中用笔画线代替导线帮他将实验电路连接完整； 作图提示：电流表的“0.6”接线柱连接开关右接线柱。 (2)电路连接完整后，小明闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程。小明操作中
6、的错误是_滑动变阻器的滑片未滑到最大阻值处_；,(3)纠正错误后，小明先将5 的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5 V，并记下电流值；再分别改接10 、15 的电阻，重复上述实验，得到了下表中的实验数据； (4)将5 电阻换成10 电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向_右_(填“左”或“右”)移动，当观察到电压表示数为_1.5_V时，才能记录电流表示数； (5)实验中小明应选择的滑动变阻器是_R2_(填“R1”或“R2”)，多次移动滑动变阻器滑片的目的是_控制定值电阻两端的电压不变_。 (6)通过上述实验得出的结论是_当电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比
7、_。,伏安法测电阻,1原理：_RU/I_ 2电路图： 3滑动变阻器的作用：_保护电路和多次测量，减小误差_。,3(2013宜宾)现有电压12 V的电源，电压表(量程为3 V、15 V两挡)、电流表(量程为0.6 A、3 A两挡)各一个。为了较为准确地测定额定电压为3.8 V的小灯泡在正常工作状态下的电阻值，设计了如图所示的电路图，图中滑动变阻器R的作用是_限流作用_。实验中电压表的读数为U，电流表的读数为I，定值电阻阻值为R，则小灯泡的电阻值RL可表示为_U/IR_。 【解析】滑动变阻器往往有保护电路和多次测量两个作用，本题是要测量小灯泡正常工作时的电阻，无需多次测量，所以是起到保护电路的作用
8、，或者说限流作用。,4(2013陕西)有三个阻值不同的完好电阻R1、R2和R3，小华想利用图甲电路测量R1的阻值。 (1)测量电阻的实验原理是_RU/I_。 (2)根据图甲，用笔画线替代导线，将图乙实物图连接完整。,(3)正确连接实物电路图后，开关S闭合前应将滑片P置于_右端_；闭合开关S后，小华发现，无论怎样移动滑片P，电压表和电流表都有示数且不变。经过检查各元件连接正确，故障应是滑动变阻器_短路_(填“断路”或“短路”)。 (4)为使R1的测量结果准确，需要获得多组R1两端电压值及通过R1的电流值。在不改变电源的情况下，小华利用R2、R3替代滑动变阻器获得了四组数据，如下表。她的具体做法是
9、_测出分别将R2、R3、R2与R3串联或R2与R3并联后接入电路时，R1的相应电压值和电流值_。,(5)被测电阻R1的阻值为_6.17_。 【解析】(3)电压表和电流表都有示数说明滑动变阻器不可能断路，因为滑动变阻器是在干路上，干路一断则全断。(4)通过R1、R2的不同组装充当滑动变阻器的作用，则两电阻共有4有不同的连接，单个连入和串联、并联接入。,3(2014汕尾)如图甲所示，是用伏安法测定电阻的实验装置。 (1)在连接电路时开关应_断开_。 (2)闭合开关前滑动变阻器滑片的位置如图甲所示，这是_不合理_(填“合理”或“不合理”)的；滑动变阻器是通过改变导体的_长度_来改变电阻的，它在电路中
10、的作用除了可以调节电路中的电流和电阻两端的电压外，还可以_保护电路_。 (3)如果闭合开关后发现，电流表指针向左偏转(如图乙)，产生故障的原因可能是_正负接线柱接反_，排除故障后，调节滑动变阻器滑片的位置，当电压表的示数为2.4 V时，电流表的示数如图丙所示为_0.24_A，则被测电阻的阻值为_10_。,4(2013台州)在“测定导体电阻”的实验中，电源使用两节新干电池，被测电阻的阻值约为5 ，滑动变阻器的规格是“10 1.5 A”。 (1)图甲是没有连接完整的实验电路，请你用笔画线代替导线，将电路连接完整； 作图提示：滑动变阻器左下接线柱连接开关右接线柱。 (2)某次实验中，电压表的示数如图
11、乙所示，读数为_1.5_伏； (3)电路连接正确，实验数据记录如下表所示，其中一组数据有拼凑的嫌疑，请指出并说明判断依据_第1次实验的电压不可能低至0.6_V_。,串、并联电路的特点及应用,1串、并联电路的特点： (1)把几个导体串联起来，相当于增加了导体的_长度_，所以导体串联后的总电阻比任何一个串联导体的电阻都_大_。 (2)把几个导体并联起来，相当于增加了导体的_横截面积_，所以导体并联后的总电阻比任何一个并联导体的电阻都_小_。 2串联电路的分压原则：电压与电阻成_正比_。 3并联电路的分流原则：电流与电阻成_反比_。,5(2013湘西)在探究串联电路电压关系实验中，物理实验小组按如图
12、所示的电路测得电压表V的示数是3.8 V，的示数是2.3 V，的示数应为( A ) A1.5V B3.8 V C2.3V D6.1 V 【解析】两灯串联，电源电压等于两灯两端电压之和。,6(2013衢州)如图所示，R110 ，电流表A1示数为0.5 A，电源电压为10 V。下列叙述不正确的是( D ) AR1与R2并联 BR2阻值为20 CR1两端电压为10 V D电流表A的示数为1.0 A 【解析】通过R1的电流为I1U总/R110 V/10 1 A，所以电流表A的示数为I总I1I21.5 A。,5(2013宜昌)把5 的电阻R1跟15 的电阻R2串联起来，接在电压是6 V的电源上，通过R1
13、的电流是_0.3_A，R2两端的电压是_4.5_V。 6(2014河南)如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像。由图像可知，电阻R的阻值为_20_。若将它们并联接在电压为2 V的电源两端，电路中的总电流为_0.35_A。,电路的综合分析与计算,计算时注意以下几点： 1同体性：定律中的电压、电流、电阻是对同一段导体而言； 2同时性：定律中的电压、电流、电阻必须是同一时刻的数值； 3统一性：定律中的电压、电流、电阻的单位必须是统一的。,7(2013鄂州)如图a所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图b所示，根据图像的信息可知：_乙_(
14、填“甲”或“乙”)是电压表V2示数变化的图像，电源电压为_6_V，电阻R1的阻值为_20_。 【解析】 R1、R2串联，两电压表的示数之和等于电源电压，保持不变。R1两端的电压不可能为0，而当滑片在最左端时，R2两端电压为0，所以乙是变阻器两端的电压。根据图b直线甲计算R1的阻值。,8(2013威海)小明按图甲所示的电路进行实验，当闭合开关用电器正常工作时，电压表V1和V2的指针位置完全一样，如图乙所示，则L2两端的电压为_2_V，L1两端的电压为_8_V。 【解析】分析电路可知，L1、L2为串联，V1测总电压，V2测L2电压，且V1示数大于V2示数。,9(2014益阳)如何用一个电压表和一个
15、已知电阻来测某未知电阻的阻值？小林设计了如下图所示的电路。实验时，已知R1为9 ，在闭合S的情况下，断开S1时电压表的示数为1.8 V，闭合S1时，电压表的示数为2.7 V。整个实验过程中电池的电压不变，求： (1)电源电压；(2)被测电阻R2的阻值。 解：(1)当S、S1闭合时，电压表的示数即为电源电压，即U2.7 V (2)S闭合，S1断开，U21.8 V，R1两端的电压U12.7 V1.8 V0.9 V U1/R1U2/R2，所以R2U2R1/U11.8 V9 /0.9 V18 ,电路故障的分析判断,1电路连接错误：连接电路时开关没有断开；滑动变阻器没有处于阻值最大处。 2电表连接错误： (1)量程选择过大，指针偏转角度太小，测量误差较大； (2)量程选择过小，损坏电表； (3)正负接线柱接反，指针反向偏转； (4)电流表并联入电路，引起短路； (5)电压表串联入电路，引起断路，电压表示数接近电源电压； (6)用电器短路：用电器不能工作，电路电流过大； (7)用电器断路：电路中电流为0。,3如图所示，当灯泡L1、L2分别出现断路和短路时，灯L1、L2的发光情况如何？电表读数有何特点？,10(2014常德)如图所示的电路中，闭合开关，发现灯泡L不亮，电流表无示数，电压表示数较大。若电路中只有
