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初中物理人教版(2024)九年級全冊第2節(jié) 歐姆定律學案
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這是一份初中物理人教版(2024)九年級全冊第2節(jié) 歐姆定律學案,共47頁。學案主要包含了探究電流與電壓,歐姆定律,電阻的測量,歐姆定律在串并聯(lián)電路的應用,動態(tài)電路的分析等內(nèi)容,歡迎下載使用。
一、探究電流與電壓、電阻的關系
1.實驗方法:
2.實驗設計:
方案一:
研究電流與電壓的關系時, ;
研究電流與電阻的關系時, 。
方案二:
研究對象:
3.滑動變阻器的作用:
(1)保護電路;
(2)研究電流與電壓的關系時, ;
研究電流與電阻的關系時, 。
4.實驗結論:(1) 。
(2) 。
二、歐姆定律
1.內(nèi)容: 。
2.數(shù)學表達式: 變形:
注意:① 公式中的三個物理量I、U、R必須對應 ;
② 歐姆定律包含兩層含義:同一導體(即R不變),則I與U 成正比;同一電壓(即U不變),則I 與R成反比。
③ 對的理解:電阻是導體本身的一種性質(zhì),其大小由 決定,與 、 的大小均無關系,所以“電阻與電壓成正比,與電流成反比”這種說法是 的。
三、電阻的測量
1.利用電壓表和電流表測定電阻的方法叫 。
2.實驗原理:
3.實驗電路圖:
4.滑動變阻器的作用:
(1) ;
(2) 。
5.連接實物時,必須注意:
(1)開關應 ;
(2)滑動變阻器“一上一下”連接, 。
(3)電流表 在電路中,“+”接線柱流入,“-”接線柱流出,量程選擇:算最大電流;電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端,“+”接線柱流入,“-”接線柱流出,量程選擇:看電源電壓。
6.測定值電阻的阻值時, 可以減小實驗誤差;測小燈泡電阻時,隨燈泡兩端電壓增大,燈泡變亮,燈絲的電阻變化很明顯,是因為燈泡越亮,燈絲溫度越高,造成燈絲電阻越大,說明 (不能說燈絲的電阻跟兩端的電壓或通過的電流有關),因此 用多次測量求燈絲電阻的平均值。
7.實驗過程中可能出現(xiàn)的問題:
(1)實驗中電表 ——電表的“+”“-”接線柱接反了;
(2)實驗中電表 ——電表的量程選擇過?。粚嶒炛须姳? ——電表的量程選擇過大;
(3)實驗中 電路——滑動變阻器接入時導線接在了金屬桿兩端(相當于接入導線,此時燈很亮)或導線接在了電阻線兩端(相當于接入定值電阻,此時燈很暗)。
(4)電流表無示數(shù)——故障可能是電流表 或電路中某處 。
(5)電壓表無示數(shù)——故障可能是電壓表 或電壓表兩接線柱到電源兩極間的電路中某處 。
(6)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)且接近電源電壓——故障可能是被測電阻 或電壓表 在電路中。
四、歐姆定律在串并聯(lián)電路的應用
1.串、并聯(lián)電路的比較
2.動態(tài)電路的分析
在進行動態(tài)電路分析時,首先要分析初始電路的連接方式(串聯(lián)還是并聯(lián)),然后確定各電表所測的是哪部分電路,最后根據(jù)滑動變阻器滑片的移動、開關的斷開與閉合或外界因素變化等引起的阻值變化進行分析。
(1)含滑動變阻器的串聯(lián)電路(甲):
滑片移動時的電阻變化(若滑片向右移動)電阻變大→總電阻的變化(變大)→利用判斷電流的的變化(變小)→利用判斷定值電阻兩端的電壓變化 (變小)→而(U不變)判斷滑動變阻器兩端電壓的變化(變大)。
(2)含滑動變阻器的并聯(lián)電路(乙):
滑片移動時的電阻變化(若滑片向右移動,電阻變大)→本支路總電阻的變化(變大)→應用(U不變)得到本支路中電流的變化(變小)→而(I1不變)判斷電路中干路電流的變化(變小)。
(3)開關型的動態(tài)電路:
開關的斷開與閉合→元件的連接關系改變→電阻如何變化→燈泡亮度,電壓表電流表示數(shù)的變化。
(4)實際應用中的變阻器:
先從原電路中抽象出變阻器→外界因素引起阻值的變化→電表示數(shù)變化→電表代表實際量的變化
3.I-U圖象的理解和應用
圖象法是物理學中常用的一種處理數(shù)據(jù)的方法,它可以表示數(shù)據(jù)間的關系及其變化規(guī)律,具有形象、直觀等特點。
(1)常見的 I-U 曲線:
①圖 A反映了在電阻一定的條件下,電流與電壓成正比。
②圖B、C均反映著一種非線性變化關系:圖B中的導體電阻隨電壓和電流的增大而減??;而圖C中的導體電阻隨電壓、電流的增大而增大。
③圖D是將兩個導體的 I-U 圖象描述在同一坐標系中,可更直接地反映出兩電阻的大小關系(RA < RB)。
(2)I-U 圖象應用:
①從圖象中直接獲取數(shù)據(jù)或結論,如從圖中直接讀取某一電壓下的電流、或者獲得電流與電壓的比例關系。
②從圖象中求出未知的物理量:如根據(jù) I-U 圖象求出定值電阻的阻值或者比較兩電阻阻值的大小。
③從圖象判斷數(shù)據(jù)變化的趨勢:如小燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化。
(3)正確分析 I-U 曲線的一般步驟:
①看清圖象中橫坐標,縱坐標所表示的物理量。
②弄清坐標上的數(shù)值及分度值。
③明確圖象所表達的物理意義,利用圖象的特點并結合歐姆定律和相應電路的特征進行分析、推理、判斷和計算。
專題突破
專題一.比例法在電學解題中的應用
(一)解讀:
1.比例法就是利用物理量之間存在的比例關系進行解題的方法。
(2)串聯(lián)電路中各用電器兩端的電壓之比等于其電阻之比()。并聯(lián)電路中各支路的電流之比等于各支路電阻之比的倒數(shù)()。
(二)典例突破
例1.(2022·四川巴中·中考真題)如圖所示電路中,電源電壓保持不變,已知R1∶R2=2∶1,則下列說法正確的是( )
A.通過R1、R2的電流之比為2∶1
B.電流表A1、A2的示數(shù)之比為2∶1
C.電阻R1、R2兩端的電壓之比為2∶1
D.電流表A1、A2的示數(shù)之比為3∶2
例2.(2022·青?!ぶ锌颊骖})如圖所示,定值電阻R1=5Ω,R2=10Ω,開關S閉合時,R1∶R2兩端的電壓分別是U1、U2,通過的電流分別是I1、I2,下列關系正確的是( )
A.I1∶I2=1∶1B.I1∶I2=1∶2
C.U1∶U2=1∶1D.U1∶U2=2∶1
專題二.實驗器材的選取
(一)解讀:
1.原因分析
(1)“超出量程”:計算失誤,錯選電表量程及電源電壓。
(2)“盲目套用”:一般情況下不超量程時盡可能選用小量程電表,但仍然需要通過計算確定,不能“直接套用”。
(3)“變阻有限”:滑動變阻器的阻值不能夠分去多余的電壓。
2.解決策略
(1)細致審題加精準估算:結合相關的數(shù)據(jù)進行粗略計算后,才能對儀器做出選擇。
(2)電表指針擺動范圍:一般要求指針在表盤的了一號范圍內(nèi)擺動,這樣讀數(shù)比較準確。
(3)遵循三原則:“可行”“安全”“精確”。(4)注意:常見的選擇對象有電源、電流表、電壓表和滑動變阻器,它們的規(guī)格均應大于(或不小于)待測電阻或元件工作時的電流、電壓,并且滑動變阻器應具備可調(diào)性。選擇量程時一定要進行估算或計算。
(二)典例突破
例3.(2022·甘肅金昌·中考真題)“探究導體中電流跟電阻的關系”的實驗中,實驗器材有:學生電源(6V),電流表(0~0.6A,0~3A)、電壓表(0~3V,0~15V)、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω各一個)、開關、滑動變阻器(甲“50Ω 1A”,乙“10Ω 2A”)和導線若干。
(1)請根據(jù)圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導線,將圖乙所示的實物連接成完整電路圖(要求連線不得交叉);( )
(2)連接電路時,開關應處于 ___________(選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài),滑動變阻器的滑片P應放在 ___________(選填“A”或“B”)端;
(3)連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,電壓表有示數(shù),電流表始終無示數(shù),造成這一現(xiàn)象的原因可能是 ___________(填序號);
A.定值電阻R短路
B.定值電阻R開路
C.滑動變阻器開路
D.電流表開路
(4)實驗中依次接入三個定值電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,保持電壓表示數(shù)不變,記下電流表的示數(shù),利用描點法得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像。由圖像可以得出結論:電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成 ___________(選填“正比”或“反比”);
(5)上述實驗中,小強用R=5Ω電阻做完實驗后,保持滑動變阻器滑片的位置不變,接著把R換為10Ω的電阻接入電路,閉合開關,他應向 ___________(選填“A”或“B”)端移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為 ___________V時,讀出電流表的示數(shù);
(6)為完成整個實驗,應該選取哪種規(guī)格的滑動變阻器 ___________(選填“甲”或“乙”)。
專題三.用歐姆定律分析儀表改裝電路
(一)解讀:
生活中很多儀表是由電流表或電壓表改裝而成的,其基本原理的分析離不開歐姆定律,用歐呣定律定性地分析改裝儀表的原理,可用分析動態(tài)電路的一般方法。針對改裝儀表的計算,也可以解答一般電路的方法。
(二)典例突破
例4.(2022·廣西梧州·中考真題)如圖為自動測定油箱內(nèi)油量的裝置原理圖,電源電壓為36V,R為滑動變阻器,R0為定值電阻,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~36V。油箱中的油量是通過電流表或電壓表的示數(shù)反映出來的,且表的最大量程對應油箱最大油量,當油箱內(nèi)的油面在最高或最低位置時,滑動變阻器的滑片P恰好能分別滑至兩端,當油面達到最低位置時,反映油量的電表示數(shù)為最大量程的。下列說法錯誤的是( )
A.R0阻值為60Ω
B.滑動變阻器的阻值變化范圍為0~300Ω
C.當滑動變阻器的滑片P在中點時,電壓表的示數(shù)為21V
D.當滑動變阻器的滑片P在中點時,電流表的示數(shù)為0.17A
例5.(2022·遼寧營口·中考真題)某科技小組為快遞公司設計的分揀計數(shù)裝置簡化電路如圖所示。R2為定值電阻,R1為光敏電阻,當有光照射光敏電阻時其阻值變小。激光被遮擋一次,計數(shù)器會自動計數(shù)一次(計數(shù)器可視為電壓表)。閉合開關,激光被遮擋瞬間,下列說法正確的是( )
A.電阻R1的阻值變小B.通過R2的電流變大
C.電阻R1兩端的電壓變大D.電阻R2兩端的電壓變大
例6.(2022·黑龍江·中考真題)如圖所示,圖甲是某款電子秤的外觀圖,圖乙是它的原理圖,表盤是由電壓表改裝而成的,下列判斷正確的是( )
A.物體質(zhì)量越大,電子秤示數(shù)越大,電路中電流不變
B.物體質(zhì)量越大,電子秤示數(shù)越小,電路中電流不變
C.物體質(zhì)量越大,電子秤示數(shù)越大,電路中電流越大
D.物體質(zhì)量越大,電子秤示數(shù)越小,電路中電流越大
例7.(2022·山東威海·中考真題)(多選)公路檢查站的“地磅”可以檢測貨車是否超載。圖是某種地磅的工作原理圖,滑片P可在豎直放置的電阻R上滑動,當貨車質(zhì)量增大時,電表示數(shù)隨之增大,由電表改裝成的顯示器的示數(shù)也增大。下列說法正確的是( )
A.接線柱“1”應與“3”連接B.“顯示器”由電壓表改裝而成
C.若貨車質(zhì)量增大,則電阻兩端電壓增大D.為了節(jié)約電能,電阻R0可以去掉
專題四、判斷電路故障
(一)專題解讀:
1.利用現(xiàn)象判斷電路故障
(1)小燈泡發(fā)光,則所在電路為通路;不發(fā)光,則需考慮兩種情況:
①所在電路發(fā)生斷路:
②小燈泡被短接。
(2)電表示數(shù)情況:
①電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù):“電流表有示數(shù)”表明電流表所在電路為通路,“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表。常見故障表現(xiàn):
a.電壓表接觸不良;
b.與電壓表并聯(lián)的用電器被短接。
②電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù):“電壓表有示數(shù)”表明有電流通過電壓表,“電流表無示數(shù)”說明電流很小或幾乎無電流流過電流表。常見故障表現(xiàn)為和電壓表并聯(lián)的用電器斷路。
③電流表、電壓表均無示數(shù),表明無電流通過兩表。常見故障表現(xiàn):
a.兩表同時被短接;
b.電壓表并聯(lián)部分以外的電路發(fā)生斷路。
2.利用器材判斷電路故障
(1)根據(jù)電壓表連接在不同位置時的示數(shù)情況進行判斷:電壓表指針偏轉較大或示數(shù)接近電源電壓,與電壓表并聯(lián)處發(fā)生斷路。
(2)當把導線連接在不同位置時,根據(jù)電表示數(shù)的變化情況或小燈泡的亮度變化情況進行判斷。
(二)典例突破:
例8.(2022·湖北·荊州市教育科學研究院中考真題)在進行“探究串聯(lián)電路電壓特點”實驗時,某同學設計的電路如圖所示。對于實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象及分析正確的是( )
A.如果只有燈泡L1斷路,則開關閉合后電壓表示數(shù)為零
B.如果只有燈泡L2斷路,則開關閉合后電壓表示數(shù)為零
C.開關閉合后,如果燈泡L2不亮、L1亮,一定是燈泡L2斷路
D.開關閉合后,如果電壓表示數(shù)為電源電壓,一定是燈泡L2短路
例9.(2022·陜西·中考真題)如圖,電源電壓不變。閉合開關,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)且等于電源電壓。排除故障后,滑動變阻器的滑片P向左移動,下列分析正確的是( )
A.燈泡不亮是因為滑動變阻器阻值過大
B.燈泡不亮是因為燈泡短路
C.排除故障后,滑片P向左移動,燈泡變暗
D.排除故障后,滑片P向左移動,電流表和電壓表示數(shù)均變大
專題五、動態(tài)電路的分析
(一)專題解讀:
公式法是解答電學計算的最基本方法,針對這類綜合計算題,要記住電流和電壓的規(guī)律,還要能靈活運用歐姆定律公式及其變形式。
(二)典例突破:
例10.(2022·四川樂山·中考真題)課外探究實踐作業(yè)中小明同學想利用氣敏電阻自制一個煙霧濃度檢測儀,通過翻閱資料了解到N型氣敏元件阻值隨氣體濃度的增大而減小。如圖是小明設計的電路圖,其中R為N型氣敏元件,R0為定值電阻。閉合開關S,當氣體濃度越高時,會出現(xiàn)( )
A.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)增大
B.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)變小
C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)增大
D.電流表、電壓表示數(shù)均不變
例11.(2022·四川涼山·中考真題)如圖所示,電源電壓不變,同時閉合開關S、S1,待電路穩(wěn)定后再斷開S1,則( )
A.電流表A的示數(shù)減小,電流表A1的示數(shù)不變,電壓表V的示數(shù)不變
B.電流表A的示數(shù)不變,電流表A1的示數(shù)增大,電壓表V的示數(shù)減小
C.電流表A的示數(shù)、電流表A1的示數(shù)、電壓表V的示數(shù)均不變
D.電流表A的示數(shù)、電流表A1的示數(shù)、電壓表V的示數(shù)均增大
專題五、 歐姆定律的綜合應用
(一)專題解讀:
1.歐姆定律是中考的熱點,它把電流、電壓、電阻三者聯(lián)系起來,在串、并聯(lián)電路中,電流、電壓、電阻各自的規(guī)律與歐姆定律結合在一起,可以進行各個物理量的計算,從而解決較為復雜的電學問題。
2.解答此類試題的一般步驟:
(1)畫出電路圖或等效電路圖,分析電路中各元件的連接方式。
(2)分析電壓表、電流表的測量對象,并注明已知物理量的符號及數(shù)值。
(3)找出各物理量的關系,依據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路中的電流、電壓、電阻關系,列出關系式,代人統(tǒng)一單位后的數(shù)值,求出待測量。
(二)典例突破:
例12 .(2022·廣西柳州·中考真題)小宸利用一個電池組,兩只電流表(A1和A2),一個開關,一個阻值為R0=15Ω的定值電阻和若干導線,來測量未知電阻Rx的阻值,他設計好電路并正確操作,發(fā)現(xiàn)A1、A2的示數(shù)如圖所示。
(1)A1、A2的示數(shù)I1、I2分別是多少?
(2)在你不確定電路設計的情況下,請判斷電阻Rx可能的阻值為多少?
當堂檢測:
1.在圖(a)、(b)所示的電路中,所有元件均完好,電源電壓相等且保持不變。已知R1、R2、R3為定值電阻,R4為滑動變阻器(滑片在中點附近某位置),現(xiàn)有兩個電流表的示數(shù)相同,則下列判斷正確的是( )
①A1與A2示數(shù)相同,R2短路②A1與A3示數(shù)相同,R1=R2③A2與A4示數(shù)相同,R2>R3④A3與A4示數(shù)相同,R2=R3
A.①和③B.②和③C.③和④D.①和④
2.如圖所示的電路中,電源電壓U保持不變。
①閉合開關S和S2,電壓表V1和V2的示數(shù)分別為U1和U2,電流表的示數(shù)為I1;
②閉合開關S、S2和S3,電流表的示數(shù)為I2;
③閉合開關S和S1,滑動變阻器的滑片移到b端時,電流表的示數(shù)為0.1A,電壓表V1的示數(shù)為2V;滑動變阻器的滑片移到a端時,電流表的示數(shù)變化了0.2A;
已知U1∶U2=2∶1,I1∶I2=1∶2,下列說法正確的是( )
A.U=6VB.I1=0.1AC.R2=10ΩD.U2=2V
3.如圖所示電路,已知電壓表V1的量程為0~3V,電壓表V2的量程為0~15V,電流表A的量程為0~0.6A,定值電阻R1阻值為10Ω,滑動變阻器R2的規(guī)格是“20Ω 0.5A”,電源電壓為6V。開關S閉合后,在滑動變阻器滑片滑動過程中,保證電流表、電壓表、滑動變阻器正常使用的情況下,下列說法中正確的是( )
A.電流表A的變化范圍為0.2~0.5AB.R2可變化范圍為2~20Ω
C.電壓表V1的變化范圍為2~3VD.電壓表V2的變化范圍為0~4V
4.圖甲是電阻甲和乙的I—U圖像,下列說法正確的是( )
A.甲的電阻總是大于乙的電阻
B.電阻乙電流為0.4A時,阻值為5Ω
C.圖乙中,當開關閉合,電源電壓為3V時,電路電流為0.2A
D.圖丙中,當開關閉合,電源電壓為2V時,電路總電流為0.4A
5.如圖甲所示為一個超聲波加濕器,如圖乙所示為其內(nèi)部濕度監(jiān)測裝置的簡化電路圖。已知電源電壓為12V,定值電阻R0的阻值為30Ω,電流表的量程為0~200mA,電壓表的量程為0~9V。濕敏電阻R的阻值隨濕度RH變化的關系圖象如圖丙所示。則在電路安全工作的前提下,請計算出:
(1)環(huán)境濕度增加,電流表的示數(shù)將__________,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)之比將__________(以上兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”);
(2)當電流表的示數(shù)為0.12A時,濕敏電阻R的阻值_________;
(3)環(huán)境濕度為40%時,R0兩端的電壓為多少________;
(4)該濕度表能夠測量的環(huán)境濕度的范圍為:__________到__________。
6.如圖甲所示,小燈泡標有“6V ?A”字樣,滑動變阻器標有“?Ω 2A”字樣。只閉合開關S2、S4時,在電路安全的情況下調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,繪制了電流表與電壓表的示數(shù)關系圖像如圖乙所示,該電路的電源電壓為____________V,當燈泡兩端電壓為6V時,流經(jīng)燈泡的電流為I1,保持滑動變阻器滑片不動,斷開S4,此時流經(jīng)燈泡的電流為I2,已知I1∶I2=8∶3;只閉合開關S1、S3和S4,在電路安全的情況下最大范圍調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,繪制了電流表示數(shù)與滑動變阻器連入阻值關系的圖像如圖丙所示;只閉合開關S2、S3時,電流表A的最小示數(shù)為____________A。(燈絲的電阻不隨溫度的變化而變化)
7.用如圖甲所示的實驗電路探究“電流與電阻的關系”。器材有:滑動變阻器、開關、電源(電壓為3V),電流表、電壓表各一只,三個定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω),導線若干。
(1)請用筆劃線代替導線將圖甲連接完整,使閉合開關前滑動變阻器的滑片P應置于右端;( )
(2)閉合開關,移動滑動變阻器的滑片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)
A.滑動變阻器斷路B.R短路C.R斷路
(3)排除故障后,按下列步驟進行實驗:
①將5Ω電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為1.5V,電流表指針位置如圖乙所示,則電流表讀數(shù)為 ___________A;
②把5Ω電阻換成10Ω電阻接入電路,接下來的操作是 ___________;
③把10Ω電阻換成15Ω電阻接入電路,當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電壓表的示數(shù)也大于1.5V,實驗無法進行,請你寫出一種解決問題的辦法使實驗能繼續(xù)下去 ___________;
(4)分析如表數(shù)據(jù)可得出結論:___________。
【拓展】小明更換了上述實驗器材中的滑動變阻器探究“電流與電壓的關系”,將滑片從一端移動到另一端的過程中,收集的實驗數(shù)據(jù)填入了表中:
分析可知,小明使用的滑動變阻器最大阻值為 ___________Ω。
8.如圖甲是用伏安法測一只阻值未知的定值電阻R,阻值的實物電路,電源電壓恒為4.5V。
(1)圖甲中有一根導線連接錯誤,請在該導線上畫“×”并在圖上改正(所畫的導線用實線且不能交叉);( )
(2)改正電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近4.5V,電流表示數(shù)接近0,其原因可能是 ___________(填字母);
A.滑動變阻器斷路B.Rx斷路C.Rx短路
(3)故障排除后,移動滑片,當電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則待測電阻Rx=___________Ω;
(4)現(xiàn)有三組數(shù)據(jù)如下表所示,分析可知,實驗中應選擇最大阻值為 ___________的滑動變阻器;
A.10ΩB.20ΩC.50Ω
(5)圖丙是能巧測Rx阻值的實驗電路,圖中R為電阻箱。請在空白處填上適當內(nèi)容。
①將開關接b,調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器滑片P至適當位置,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱R的阻值R1;
②將開關接a,調(diào)節(jié) ___________,保持 ___________不變,記下 ___________;
③則Rx=___________(用已知量和測量量表示)。
9.如圖1所示電路,電源電壓不變,燈泡L標有“3V、0.5A”字樣,指的是正常工作時的電壓和電流(燈絲電阻不變)。當只閉合S,滑片P從b端滑到中點時,電壓表與電流表的U-I圖象如圖2所示,電流表的示數(shù)變化了0.2A。求:
(1)求燈泡的電阻RL;
(2)求電源電壓和滑動變阻器的最大阻值?
(3)將滑動變阻器的滑片保持在中點位置不動,再閉合S1、S2開關,電流表的示數(shù)又變化了0.7A,求定值電阻R0的阻值和電壓表的示數(shù)?
串聯(lián)電路
并聯(lián)電路
電
路
圖
電流
關系
各處的電流相等
I1=I2 =I
干路電流等于各支路電流之和
I=I1+I2
電壓
關系
總電壓等于各部分電路兩端電壓之和
U=U1+U2
各支路兩端電壓相等且等于總電壓
U1=U2=U
電阻
關系
總電阻等于各電阻之和
R=R1+R2
總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)和
推導
公式
分壓公式:
分流公式:
電阻R/Ω
5
10
15
電流I/A
0.3
0.15
0.1
電阻R/Ω
10
電壓U/V
2
2.4
2.6
2.8
3
電流I/A
0.2
0.24
0.24
0.28
0.3
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
1
1.0
0.10
2
1.5
0.15
3
3.0
0.30
第17章 歐姆定律
知識清單
一、探究電流與電壓、電阻的關系
1.實驗方法:
2.實驗設計:
方案一:
研究電流與電壓的關系時, ;
研究電流與電阻的關系時, 。
方案二:
研究對象:
3.滑動變阻器的作用:
(1)保護電路;
(2)研究電流與電壓的關系時, ;
研究電流與電阻的關系時, 。
4.實驗結論:(1) 。
(2) 。
二、歐姆定律
1.內(nèi)容: 。
2.數(shù)學表達式: 變形:
注意:① 公式中的三個物理量I、U、R必須對應 ;
② 歐姆定律包含兩層含義:同一導體(即R不變),則I與U 成正比;同一電壓(即U不變),則I 與R成反比。
③ 對的理解:電阻是導體本身的一種性質(zhì),其大小由 決定,與 、 的大小均無關系,所以“電阻與電壓成正比,與電流成反比”這種說法是 的。
三、電阻的測量
1.利用電壓表和電流表測定電阻的方法叫 。
2.實驗原理:
3.實驗電路圖:
4.滑動變阻器的作用:
(1) ;
(2) 。
5.連接實物時,必須注意:
(1)開關應 ;
(2)滑動變阻器“一上一下”連接, 。
(3)電流表 在電路中,“+”接線柱流入,“-”接線柱流出,量程選擇:算最大電流;電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端,“+”接線柱流入,“-”接線柱流出,量程選擇:看電源電壓。
6.測定值電阻的阻值時, 可以減小實驗誤差;測小燈泡電阻時,隨燈泡兩端電壓增大,燈泡變亮,燈絲的電阻變化很明顯,是因為燈泡越亮,燈絲溫度越高,造成燈絲電阻越大,說明 (不能說燈絲的電阻跟兩端的電壓或通過的電流有關),因此 用多次測量求燈絲電阻的平均值。
7.實驗過程中可能出現(xiàn)的問題:
(1)實驗中電表 ——電表的“+”“-”接線柱接反了;
(2)實驗中電表 ——電表的量程選擇過??;實驗中電表 ——電表的量程選擇過大;
(3)實驗中 電路——滑動變阻器接入時導線接在了金屬桿兩端(相當于接入導線,此時燈很亮)或導線接在了電阻線兩端(相當于接入定值電阻,此時燈很暗)。
(4)電流表無示數(shù)——故障可能是電流表 或電路中某處 。
(5)電壓表無示數(shù)——故障可能是電壓表 或電壓表兩接線柱到電源兩極間的電路中某處 。
(6)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)且接近電源電壓——故障可能是被測電阻 或電壓表 在電路中。
四、歐姆定律在串并聯(lián)電路的應用
1.串、并聯(lián)電路的比較
2.動態(tài)電路的分析
在進行動態(tài)電路分析時,首先要分析初始電路的連接方式(串聯(lián)還是并聯(lián)),然后確定各電表所測的是哪部分電路,最后根據(jù)滑動變阻器滑片的移動、開關的斷開與閉合或外界因素變化等引起的阻值變化進行分析。
(1)含滑動變阻器的串聯(lián)電路(甲):
滑片移動時的電阻變化(若滑片向右移動)電阻變大→總電阻的變化(變大)→利用判斷電流的的變化(變小)→利用判斷定值電阻兩端的電壓變化 (變小)→而(U不變)判斷滑動變阻器兩端電壓的變化(變大)。
(2)含滑動變阻器的并聯(lián)電路(乙):
滑片移動時的電阻變化(若滑片向右移動,電阻變大)→本支路總電阻的變化(變大)→應用(U不變)得到本支路中電流的變化(變小)→而(I1不變)判斷電路中干路電流的變化(變小)。
(3)開關型的動態(tài)電路:
開關的斷開與閉合→元件的連接關系改變→電阻如何變化→燈泡亮度,電壓表電流表示數(shù)的變化。
(4)實際應用中的變阻器:
先從原電路中抽象出變阻器→外界因素引起阻值的變化→電表示數(shù)變化→電表代表實際量的變化
3.I-U圖象的理解和應用
圖象法是物理學中常用的一種處理數(shù)據(jù)的方法,它可以表示數(shù)據(jù)間的關系及其變化規(guī)律,具有形象、直觀等特點。
(1)常見的 I-U 曲線:
①圖 A反映了在電阻一定的條件下,電流與電壓成正比。
②圖B、C均反映著一種非線性變化關系:圖B中的導體電阻隨電壓和電流的增大而減??;而圖C中的導體電阻隨電壓、電流的增大而增大。
③圖D是將兩個導體的 I-U 圖象描述在同一坐標系中,可更直接地反映出兩電阻的大小關系(RA < RB)。
(2)I-U 圖象應用:
①從圖象中直接獲取數(shù)據(jù)或結論,如從圖中直接讀取某一電壓下的電流、或者獲得電流與電壓的比例關系。
②從圖象中求出未知的物理量:如根據(jù) I-U 圖象求出定值電阻的阻值或者比較兩電阻阻值的大小。
③從圖象判斷數(shù)據(jù)變化的趨勢:如小燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化。
(3)正確分析 I-U 曲線的一般步驟:
①看清圖象中橫坐標,縱坐標所表示的物理量。
②弄清坐標上的數(shù)值及分度值。
③明確圖象所表達的物理意義,利用圖象的特點并結合歐姆定律和相應電路的特征進行分析、推理、判斷和計算。
參考答案
一、1.控制變量法 2.同一個電阻,更換電池節(jié)數(shù) 同一個電源,更換不同電阻 定值電阻R 3.(2) 改變電阻R兩端的電壓 保持電阻R兩端的電壓不變 4.(1)電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比 (2)電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成反比
二、1.導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比 2.①同一時刻、同一段電路 ③導體本身的材料、長度、橫截面積 電壓 電流 錯誤
三、1.伏安法 2. 4.(1)保護電路 (2)改變待測電阻兩端的電壓和通過它的電流 5.(1)斷開 (2)滑片調(diào)節(jié)到電阻值最大的位置 (3)串聯(lián) 6.多次測量求平均值 燈絲電阻隨溫度的升高而增大 不能 7.(1)指針反向偏轉 (2)超量程 指針偏轉很小 (3)滑動變阻器不能調(diào)節(jié) (4)被短路 斷路 (5)被短路 斷路 (6)斷路 串聯(lián)
專題突破
專題一.比例法在電學解題中的應用
(一)解讀:
1.比例法就是利用物理量之間存在的比例關系進行解題的方法。
(2)串聯(lián)電路中各用電器兩端的電壓之比等于其電阻之比()。并聯(lián)電路中各支路的電流之比等于各支路電阻之比的倒數(shù)()。
(二)典例突破
例1.(2022·四川巴中·中考真題)如圖所示電路中,電源電壓保持不變,已知R1∶R2=2∶1,則下列說法正確的是( )
A.通過R1、R2的電流之比為2∶1
B.電流表A1、A2的示數(shù)之比為2∶1
C.電阻R1、R2兩端的電壓之比為2∶1
D.電流表A1、A2的示數(shù)之比為3∶2
【答案】D
【解析】A.由圖知道,R1、R2并聯(lián),電流表A1測量干路的電流,電流表A2測量R2所在支路的電流,由并聯(lián)電路電壓特點和歐姆定律知道,通過R1、R2的電流之比為
故A錯誤;
BD.由并聯(lián)電路電流特點知道,電流表A1的示數(shù)為
IA1= I1+ I2 =3I1
電流表A1、A2的示數(shù)之比為
故B錯誤,D正確;
C.由圖知道R1、R2并聯(lián),由于并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,電阻R1與R2兩端的電壓之比為1∶1,故C錯誤。
故選D。
例2.(2022·青?!ぶ锌颊骖})如圖所示,定值電阻R1=5Ω,R2=10Ω,開關S閉合時,R1∶R2兩端的電壓分別是U1、U2,通過的電流分別是I1、I2,下列關系正確的是( )
A.I1∶I2=1∶1B.I1∶I2=1∶2
C.U1∶U2=1∶1D.U1∶U2=2∶1
【答案】A
【解析】AB.由圖可知,R1與R2串聯(lián),串聯(lián)電路中的電流處處相等,則A正確,B錯誤;
CD.R1、R2兩端的電壓之比
故CD錯誤。
故選A。
專題二.實驗器材的選取
(一)解讀:
1.原因分析
(1)“超出量程”:計算失誤,錯選電表量程及電源電壓。
(2)“盲目套用”:一般情況下不超量程時盡可能選用小量程電表,但仍然需要通過計算確定,不能“直接套用”。
(3)“變阻有限”:滑動變阻器的阻值不能夠分去多余的電壓。
2.解決策略
(1)細致審題加精準估算:結合相關的數(shù)據(jù)進行粗略計算后,才能對儀器做出選擇。
(2)電表指針擺動范圍:一般要求指針在表盤的了一號范圍內(nèi)擺動,這樣讀數(shù)比較準確。
(3)遵循三原則:“可行”“安全”“精確”。(4)注意:常見的選擇對象有電源、電流表、電壓表和滑動變阻器,它們的規(guī)格均應大于(或不小于)待測電阻或元件工作時的電流、電壓,并且滑動變阻器應具備可調(diào)性。選擇量程時一定要進行估算或計算。
(二)典例突破
例3.(2022·甘肅金昌·中考真題)“探究導體中電流跟電阻的關系”的實驗中,實驗器材有:學生電源(6V),電流表(0~0.6A,0~3A)、電壓表(0~3V,0~15V)、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω各一個)、開關、滑動變阻器(甲“50Ω 1A”,乙“10Ω 2A”)和導線若干。
(1)請根據(jù)圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導線,將圖乙所示的實物連接成完整電路圖(要求連線不得交叉);( )
(2)連接電路時,開關應處于 ___________(選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài),滑動變阻器的滑片P應放在 ___________(選填“A”或“B”)端;
(3)連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,電壓表有示數(shù),電流表始終無示數(shù),造成這一現(xiàn)象的原因可能是 ___________(填序號);
A.定值電阻R短路
B.定值電阻R開路
C.滑動變阻器開路
D.電流表開路
(4)實驗中依次接入三個定值電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,保持電壓表示數(shù)不變,記下電流表的示數(shù),利用描點法得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像。由圖像可以得出結論:電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成 ___________(選填“正比”或“反比”);
(5)上述實驗中,小強用R=5Ω電阻做完實驗后,保持滑動變阻器滑片的位置不變,接著把R換為10Ω的電阻接入電路,閉合開關,他應向 ___________(選填“A”或“B”)端移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為 ___________V時,讀出電流表的示數(shù);
(6)為完成整個實驗,應該選取哪種規(guī)格的滑動變阻器 ___________(選填“甲”或“乙”)。
【答案】 斷開 A B 反比 A 2 甲
【解析】(1)[1]滑動變阻器需要串聯(lián)在電路中,且需要一上一下,電壓表需要并聯(lián)在定值電阻兩端,故如圖所示
(2)[2][3]為了保護電路,開關需要斷開;滑片需要位于阻值最大處,故滑片需要位于A端。
(3)[4] A.若定值電阻R短路,電壓表的沒有示數(shù),故A不符合題意;
B.若定值電阻R開路,電壓表有示數(shù),電流表沒有示數(shù),故B符合題意;
C.若滑動變阻器開路,電流表與電壓表都沒有示數(shù),故C不符合題意;
D.若電流表開路,電流表與電壓表都沒有示數(shù),故D不符合題意。
故選B。
(4)[5]由圖像可知,電流與電阻的乘積是一個定值,故電壓一定時,電流與電阻成反比。
(5)[6][7]根據(jù)串聯(lián)分壓,定值電阻變大,定值電阻兩端的電壓會變大,為了控制定值電阻兩端的電壓不變,將滑動變阻器向A端移動,增大了滑動變阻器接入電路的電阻,根據(jù)串聯(lián)分壓,滑動變阻器兩端的電壓變大,電壓表的示數(shù)變小至原來的示數(shù);根據(jù)圖乙可知,控制定值電阻兩端的電壓為
(6)[8]為完成整個實驗,定值電阻兩端的電壓為2V,電源電壓為6V,則滑動變阻器兩端的電壓需要為
滑動變阻器與定值電阻的阻值之比為
經(jīng)整理可知
需要用定值電阻完成所有的實驗,當定值電阻變大時,滑動變阻器也需要更大的值,當定值電阻的最大值為20Ω,則需要滑動變阻器的阻值為
故選甲滑動變阻器。
專題三.用歐姆定律分析儀表改裝電路
(一)解讀:
生活中很多儀表是由電流表或電壓表改裝而成的,其基本原理的分析離不開歐姆定律,用歐呣定律定性地分析改裝儀表的原理,可用分析動態(tài)電路的一般方法。針對改裝儀表的計算,也可以解答一般電路的方法。
(二)典例突破
例4.(2022·廣西梧州·中考真題)如圖為自動測定油箱內(nèi)油量的裝置原理圖,電源電壓為36V,R為滑動變阻器,R0為定值電阻,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~36V。油箱中的油量是通過電流表或電壓表的示數(shù)反映出來的,且表的最大量程對應油箱最大油量,當油箱內(nèi)的油面在最高或最低位置時,滑動變阻器的滑片P恰好能分別滑至兩端,當油面達到最低位置時,反映油量的電表示數(shù)為最大量程的。下列說法錯誤的是( )
A.R0阻值為60Ω
B.滑動變阻器的阻值變化范圍為0~300Ω
C.當滑動變阻器的滑片P在中點時,電壓表的示數(shù)為21V
D.當滑動變阻器的滑片P在中點時,電流表的示數(shù)為0.17A
【答案】C
【解析】A.滑動變阻器接入電路的阻值為零,電流表的示數(shù)最大,根據(jù)
可知:定值電阻R0的阻值應為
故A正確,不符合題意;
B.當油箱內(nèi)油面達到最低位置時,滑動變阻器接入電路的阻值最大,電路的電流最小;根據(jù)反映油量的電表的最大示數(shù)為最大量程的可知
根據(jù)可知電路總電阻
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可知:滑動變阻器的最大阻值為
所以滑動變阻器的阻值變化范圍為0~300Ω;故B正確,不符合題意
CD.因為滑片在中點,所以滑動變阻器接入電路的電阻為
此時電流為
故C錯誤,符合題意,D正確,不符合題意。
故選C。
例5.(2022·遼寧營口·中考真題)某科技小組為快遞公司設計的分揀計數(shù)裝置簡化電路如圖所示。R2為定值電阻,R1為光敏電阻,當有光照射光敏電阻時其阻值變小。激光被遮擋一次,計數(shù)器會自動計數(shù)一次(計數(shù)器可視為電壓表)。閉合開關,激光被遮擋瞬間,下列說法正確的是( )
A.電阻R1的阻值變小B.通過R2的電流變大
C.電阻R1兩端的電壓變大D.電阻R2兩端的電壓變大
【答案】C
【解析】由圖可知兩電阻串聯(lián),計數(shù)器(電壓表)測R1的電壓,已知當有光照射時電阻變小,故激光被遲擋瞬間電阻R1變大,由串聯(lián)電阻的規(guī)律,電路的總電阻變大,電路的電流變小,根據(jù)U=IR,R1的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,R2兩端的電壓變小,故ABD錯誤,C正確。
故選C。
例6.(2022·黑龍江·中考真題)如圖所示,圖甲是某款電子秤的外觀圖,圖乙是它的原理圖,表盤是由電壓表改裝而成的,下列判斷正確的是( )
A.物體質(zhì)量越大,電子秤示數(shù)越大,電路中電流不變
B.物體質(zhì)量越大,電子秤示數(shù)越小,電路中電流不變
C.物體質(zhì)量越大,電子秤示數(shù)越大,電路中電流越大
D.物體質(zhì)量越大,電子秤示數(shù)越小,電路中電流越大
【答案】A
【解析】分析電路圖可知電路為電阻R0與滑動變阻器R串聯(lián),滑動變阻器的滑片通過電子秤的彈簧接入一個電壓表,當滑動變阻器滑片上下移動過程中,沒有改變電路中的電阻值,故電路中的電流不變,CD說法錯誤,當物體質(zhì)量越大時,電子秤的彈簧被拉伸的越長,滑動變阻器滑片向下移動越多,在電流不變的情況下,電壓表并聯(lián)電阻值越大,電壓表示數(shù)就越大,即電子秤示數(shù)越大,A正確,B錯誤。
故選A。
例7.(2022·山東威?!ぶ锌颊骖})(多選)公路檢查站的“地磅”可以檢測貨車是否超載。圖是某種地磅的工作原理圖,滑片P可在豎直放置的電阻R上滑動,當貨車質(zhì)量增大時,電表示數(shù)隨之增大,由電表改裝成的顯示器的示數(shù)也增大。下列說法正確的是( )
A.接線柱“1”應與“3”連接B.“顯示器”由電壓表改裝而成
C.若貨車質(zhì)量增大,則電阻兩端電壓增大D.為了節(jié)約電能,電阻R0可以去掉
【答案】AC
【解析】AB.“顯示器”由電表改裝而成,電表與電阻R0串聯(lián)在電路中,所以“顯示器”是由電流表改裝而成的;當貨車質(zhì)量增大時,滑片P在豎直放置的電阻R上向下滑動,電流表示數(shù)隨之增大,則電路中的電阻變小,接入電路中的電阻絲的長度變短,則接線柱“1”應與“3”連接,故A正解,B錯誤;
C.若貨車質(zhì)量增大,滑片P向下滑動,電阻R變小,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理,電阻R兩端分的電壓變小,則電阻R0兩端電壓增大,故C正確;
D.當貨車質(zhì)量足夠大時,滑片P滑到R的最下端,電阻R沒有接入電路,如果去掉R0,則會導致電流表直接接在電源的兩極上,這是不允許的,R0起到保護電路的作用,故D錯誤。
故選AC。
專題四、判斷電路故障
(一)專題解讀:
1.利用現(xiàn)象判斷電路故障
(1)小燈泡發(fā)光,則所在電路為通路;不發(fā)光,則需考慮兩種情況:
①所在電路發(fā)生斷路:
②小燈泡被短接。
(2)電表示數(shù)情況:
①電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù):“電流表有示數(shù)”表明電流表所在電路為通路,“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表。常見故障表現(xiàn):
a.電壓表接觸不良;
b.與電壓表并聯(lián)的用電器被短接。
②電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù):“電壓表有示數(shù)”表明有電流通過電壓表,“電流表無示數(shù)”說明電流很小或幾乎無電流流過電流表。常見故障表現(xiàn)為和電壓表并聯(lián)的用電器斷路。
③電流表、電壓表均無示數(shù),表明無電流通過兩表。常見故障表現(xiàn):
a.兩表同時被短接;
b.電壓表并聯(lián)部分以外的電路發(fā)生斷路。
2.利用器材判斷電路故障
(1)根據(jù)電壓表連接在不同位置時的示數(shù)情況進行判斷:電壓表指針偏轉較大或示數(shù)接近電源電壓,與電壓表并聯(lián)處發(fā)生斷路。
(2)當把導線連接在不同位置時,根據(jù)電表示數(shù)的變化情況或小燈泡的亮度變化情況進行判斷。
(二)典例突破:
例8.(2022·湖北·荊州市教育科學研究院中考真題)在進行“探究串聯(lián)電路電壓特點”實驗時,某同學設計的電路如圖所示。對于實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象及分析正確的是( )
A.如果只有燈泡L1斷路,則開關閉合后電壓表示數(shù)為零
B.如果只有燈泡L2斷路,則開關閉合后電壓表示數(shù)為零
C.開關閉合后,如果燈泡L2不亮、L1亮,一定是燈泡L2斷路
D.開關閉合后,如果電壓表示數(shù)為電源電壓,一定是燈泡L2短路
【答案】B
【解析】A.如果燈泡L1斷路,則電壓表將串聯(lián)在電路中,電壓表的示數(shù)接近于電源電壓,故A錯誤;
B.如果只有燈泡L2斷路,則電路中沒有電流通過,所以開關閉合后電壓表示數(shù)為零,故B正確;
C.開關閉合后,如果燈泡L2不亮、L1亮,一定是燈泡L2短路,如果燈泡L2斷路,則燈泡L1、L2都不亮,故C錯誤;
D.開關閉合后,如果電壓表示數(shù)為電源電壓,可能是燈泡L2短路,也可能是燈泡L1斷路,故D錯誤。
故選B。
例9.(2022·陜西·中考真題)如圖,電源電壓不變。閉合開關,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)且等于電源電壓。排除故障后,滑動變阻器的滑片P向左移動,下列分析正確的是( )
A.燈泡不亮是因為滑動變阻器阻值過大
B.燈泡不亮是因為燈泡短路
C.排除故障后,滑片P向左移動,燈泡變暗
D.排除故障后,滑片P向左移動,電流表和電壓表示數(shù)均變大
【答案】D
【解析】AB.燈泡不亮且電流表無示數(shù),電壓表等于電源電壓,所以電路中的故障類型是斷路,故AB錯誤;
CD.由圖可知,滑片向左移動,滑動變阻器接入電路中的阻值變小,電路中的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,電流表示數(shù)變大,燈泡變亮;根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知,小燈泡兩端電壓變大,電壓表示數(shù)變大,故C錯誤,D正確。
故選D。
專題五、動態(tài)電路的分析
(一)專題解讀:
公式法是解答電學計算的最基本方法,針對這類綜合計算題,要記住電流和電壓的規(guī)律,還要能靈活運用歐姆定律公式及其變形式。
(二)典例突破:
例10.(2022·四川樂山·中考真題)課外探究實踐作業(yè)中小明同學想利用氣敏電阻自制一個煙霧濃度檢測儀,通過翻閱資料了解到N型氣敏元件阻值隨氣體濃度的增大而減小。如圖是小明設計的電路圖,其中R為N型氣敏元件,R0為定值電阻。閉合開關S,當氣體濃度越高時,會出現(xiàn)( )
A.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)增大
B.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)變小
C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)增大
D.電流表、電壓表示數(shù)均不變
【答案】A
【解析】CD.閉合開關S,當氣體濃度越高時,R的阻值減小,總電阻變小,電源電壓不變,故電流表的示數(shù)變大,故CD不符合題意;
AB.電流表的示數(shù)變大,而定值電阻的阻值不變,故電壓表的示數(shù)變大,故A符合題意;B不符合題意。
故選A。
例11.(2022·四川涼山·中考真題)如圖所示,電源電壓不變,同時閉合開關S、S1,待電路穩(wěn)定后再斷開S1,則( )
A.電流表A的示數(shù)減小,電流表A1的示數(shù)不變,電壓表V的示數(shù)不變
B.電流表A的示數(shù)不變,電流表A1的示數(shù)增大,電壓表V的示數(shù)減小
C.電流表A的示數(shù)、電流表A1的示數(shù)、電壓表V的示數(shù)均不變
D.電流表A的示數(shù)、電流表A1的示數(shù)、電壓表V的示數(shù)均增大
【答案】A
【解析】由圖可知,閉合開關S、S1時,電阻R1、R2并聯(lián),電流表A測干路中的電流,電流表A1測通過R2的電流,根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點可知,電流表A的示數(shù)大于電流表A1的示數(shù),電壓表測電源電壓;當只閉合S時,電阻R1沒有接入電路,此時電流表A與電流表A1相等,都是測通過R2的電流,而通過R2的電流根據(jù)歐姆定律可知,其前后不變,所以電流表A的示數(shù)減小,電流表A1的示數(shù)不變,電壓表仍然測電源電壓,所以電壓表的示數(shù)也不變。
故選A。
專題五、 歐姆定律的綜合應用
(一)專題解讀:
1.歐姆定律是中考的熱點,它把電流、電壓、電阻三者聯(lián)系起來,在串、并聯(lián)電路中,電流、電壓、電阻各自的規(guī)律與歐姆定律結合在一起,可以進行各個物理量的計算,從而解決較為復雜的電學問題。
2.解答此類試題的一般步驟:
(1)畫出電路圖或等效電路圖,分析電路中各元件的連接方式。
(2)分析電壓表、電流表的測量對象,并注明已知物理量的符號及數(shù)值。
(3)找出各物理量的關系,依據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路中的電流、電壓、電阻關系,列出關系式,代人統(tǒng)一單位后的數(shù)值,求出待測量。
(二)典例突破:
例12 .(2022·廣西柳州·中考真題)小宸利用一個電池組,兩只電流表(A1和A2),一個開關,一個阻值為R0=15Ω的定值電阻和若干導線,來測量未知電阻Rx的阻值,他設計好電路并正確操作,發(fā)現(xiàn)A1、A2的示數(shù)如圖所示。
(1)A1、A2的示數(shù)I1、I2分別是多少?
(2)在你不確定電路設計的情況下,請判斷電阻Rx可能的阻值為多少?
【答案】(1)0.3A;0.9A;(2)45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
【解析】解:(1)由圖可知,電流表A1選的是“0-0.6A”的量程,A1的讀數(shù)I1=0.3A;電流表A1選的是“0-3A”的量程,A2的讀數(shù)I2=0.9A。
(2)由題意可知,本題是利用“安阻法”來測量未知電阻Rx的阻值,Rx和R0應并聯(lián)連接,因不確定電路設計,即不確定電流表所接的位置,綜合分析,電流表所接位置可能有四種情況:
①A1接在Rx的支路上,A2接在R0的支路上,則并聯(lián)電路兩端的電壓為
Rx的阻值為
②A1接在R0的支路上,A2接在Rx的支路上,則并聯(lián)電路兩端的電壓為
Rx的阻值為
③A1接在Rx的支路上,A2接在干路上,則并聯(lián)電路兩端的電壓為
Rx的阻值為
④A1接在R0的支路上,A2接在干路上,則并聯(lián)電路兩端的電壓為
Rx的阻值為
答:(1)A1、A2的示數(shù)I1、I2分別是0.3A、0.9A;
(2)在不確定電路設計的情況下,電阻Rx可能的阻值為45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
當堂檢測:
1.在圖(a)、(b)所示的電路中,所有元件均完好,電源電壓相等且保持不變。已知R1、R2、R3為定值電阻,R4為滑動變阻器(滑片在中點附近某位置),現(xiàn)有兩個電流表的示數(shù)相同,則下列判斷正確的是( )
①A1與A2示數(shù)相同,R2短路②A1與A3示數(shù)相同,R1=R2③A2與A4示數(shù)相同,R2>R3④A3與A4示數(shù)相同,R2=R3
A.①和③B.②和③C.③和④D.①和④
【答案】B
【解析】在(a)定值電阻R1與定值電阻R2并聯(lián),電流表A1測量定值電阻R1的電流,電流表A2測量干路電流,電流表A3測量定值電阻R2的電流;在(b)圖中,定值電阻R3與定值電阻R4串聯(lián),電流表A4測電路中電流。
①若A1與A2示數(shù)相同,則通過R2的電流為0,表明R2斷路;若R2短路,則發(fā)生電源短路,有可能燒壞電流表A2和A3,電流表A1沒有示數(shù),故①錯誤;
②若A1與A3示數(shù)相同,即通過R1和R2的電流相等,由于兩電阻并聯(lián),它們兩端電壓相等,根據(jù)可知
故②正確;
③若A2與A4示數(shù)相同,即圖(a)中干路電流等于圖(b)中電流,根據(jù)可得,圖(a)電路總電阻等于圖(b)電路總電阻
即
所以,故③正確;
④若A3與A4示數(shù)相同,則
故
故④錯誤;
綜上所述,②和③正確,故B正確;ACD錯誤。
故選B。
2.如圖所示的電路中,電源電壓U保持不變。
①閉合開關S和S2,電壓表V1和V2的示數(shù)分別為U1和U2,電流表的示數(shù)為I1;
②閉合開關S、S2和S3,電流表的示數(shù)為I2;
③閉合開關S和S1,滑動變阻器的滑片移到b端時,電流表的示數(shù)為0.1A,電壓表V1的示數(shù)為2V;滑動變阻器的滑片移到a端時,電流表的示數(shù)變化了0.2A;
已知U1∶U2=2∶1,I1∶I2=1∶2,下列說法正確的是( )
A.U=6VB.I1=0.1AC.R2=10ΩD.U2=2V
【答案】B
【解析】A.閉合開關S和S1,滑動變阻器的滑片移到b端時,R與R3串聯(lián),電壓表V1測量滑動變阻器R兩端的電壓,電流表測電路中的電流,由歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點可知,電源電壓
U=UR+U3′=UR+IR3=2V+0.1A×R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
閉合開關S和S1,滑動變阻器的滑片移到a端時,只有R3連入電路,電流表測電路中的電流,已知電流表的示數(shù)變化了0.2A,則此時電路中電流為
I′=I+ΔI=0.1A+0.2A=0.3A
根據(jù)歐姆定律可知,電源電壓
U=I′R3=0.3A×R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得
U=3V,R3=10Ω
故A錯誤;
BCD.閉合開關S和S2,R1、R2、R3串聯(lián),電壓表V1測量R1和R2兩端電壓,V2測量R3兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電流特點可得
即
R1+R2=2R3=2×10Ω=20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得電路中的電流
閉合開關S、S2和S3時,只有R1連入電路,電流表測電路中的電流,則電路中的電流
已知
I1∶I2=1∶2
即
整理可得
R1-R2=R3=10Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
由可知
R1=15Ω,R2=5Ω
則
U2=I1R3=0.1A×10Ω=1V
故B正確,CD錯誤。
故選B。
3.如圖所示電路,已知電壓表V1的量程為0~3V,電壓表V2的量程為0~15V,電流表A的量程為0~0.6A,定值電阻R1阻值為10Ω,滑動變阻器R2的規(guī)格是“20Ω 0.5A”,電源電壓為6V。開關S閉合后,在滑動變阻器滑片滑動過程中,保證電流表、電壓表、滑動變阻器正常使用的情況下,下列說法中正確的是( )
A.電流表A的變化范圍為0.2~0.5AB.R2可變化范圍為2~20Ω
C.電壓表V1的變化范圍為2~3VD.電壓表V2的變化范圍為0~4V
【答案】C
【解析】由電路圖知:電阻R1與電阻R2串聯(lián),電壓表V1測R1的電壓,電壓表V2測R2的電壓,電流表測電路電流。
AC.電源電壓為6V,電壓表V2的量程為0~15V,故移動滑動變阻器時,滑動變阻器兩端的電壓不會超過電壓表V2的量程,滑動變阻器接入電路的最大電阻為20Ω;電壓表V1的量程為0~3V,當電壓表V1示數(shù)為3V時,電路中的電流最大,則最大電流為
當滑動變阻器接入電路的電阻最大時,電路中的電流最小,則最小電流為
此時電壓表V1的示數(shù)為
U1=I′R1=0.2A×10Ω=2V
故電壓表V1的變化范圍為2~3V,A的變化范圍為0.2~0.3A,故A錯誤,C正確;
B.電路中電流最大時,滑動變阻器接入電路的電阻最小,則最小電阻為
所以滑動變阻器的變化范圍為10~20Ω,故B錯誤;
D.電壓表V1的變化范圍為2~3V,電壓表V1和電壓表V2示數(shù)的和為電源電壓,則電壓表V2的變化范圍為4~3V,故D錯誤。
故選C。
4.圖甲是電阻甲和乙的I—U圖像,下列說法正確的是( )
A.甲的電阻總是大于乙的電阻
B.電阻乙電流為0.4A時,阻值為5Ω
C.圖乙中,當開關閉合,電源電壓為3V時,電路電流為0.2A
D.圖丙中,當開關閉合,電源電壓為2V時,電路總電流為0.4A
【答案】C
【解析】A.由圖甲可知,甲對應的電流與電壓成正比,根據(jù)歐姆定律可知甲電阻的阻值不變,而乙電阻的阻值是變化的,當電壓為2.5V時,通過兩電阻的電流相等,根據(jù)可知,甲、乙的電阻相等,故A錯誤;
B.電阻乙電流為0.5A時,兩端的電壓為2.5V,根據(jù)可知,阻值為5Ω,故B錯誤;
C.如圖乙所示,甲和乙兩電阻串聯(lián),通過兩電阻的電流相等,由圖甲可知,通過的電流為0.2A,甲電阻兩端電壓為1V, 乙電阻兩端的電壓為2V,電源電壓為3V,故C正確;
D.如圖丙所示,甲、乙并聯(lián),兩電阻兩端的電壓相等,當電源電壓為2V時,由圖1可知, ,,根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和可知,干路電流
故 D錯誤。
故選C。
5.如圖甲所示為一個超聲波加濕器,如圖乙所示為其內(nèi)部濕度監(jiān)測裝置的簡化電路圖。已知電源電壓為12V,定值電阻R0的阻值為30Ω,電流表的量程為0~200mA,電壓表的量程為0~9V。濕敏電阻R的阻值隨濕度RH變化的關系圖象如圖丙所示。則在電路安全工作的前提下,請計算出:
(1)環(huán)境濕度增加,電流表的示數(shù)將__________,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)之比將__________(以上兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”);
(2)當電流表的示數(shù)為0.12A時,濕敏電阻R的阻值_________;
(3)環(huán)境濕度為40%時,R0兩端的電壓為多少________;
(4)該濕度表能夠測量的環(huán)境濕度的范圍為:__________到__________。
【答案】變小 變大 70Ω 4.5V 50% 80%
【解析】由圖乙可知,定值電阻R0與濕敏電阻R串聯(lián),電壓表測濕敏電阻R兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
(1)[1]由圖丙可知,環(huán)境濕度增加時,濕敏電阻R的阻值變大,由歐姆定律可知,此時電路中的電流變小,因此電流表示數(shù)變小。
[2]由歐姆定律的變形式可知,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)之比等于濕敏電阻R的阻值,因為此時濕敏電阻R的阻值變大,所以電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)之比變大。
(2)[3]由歐姆定律可知,電路中的總電阻為
由串聯(lián)電路的電阻特點可知,此時濕敏電阻R的阻值為
(3)[4]由圖丙可知,環(huán)境濕度為40%時,濕敏電阻R的阻值為50Ω,由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知,電路中的電流為
由歐姆定律可知,R0兩端的電壓為
U0=I2R0=0.15A×30Ω=4.5V
(4)[5][6]因為電流表的量程為0~200mA,所以電路中允許通過的最大電流為
I最大=200mA=0.2A
由歐姆定律可知,電路中的最小總電阻為
由串聯(lián)電路的電阻特點可知,濕敏電阻R的最小阻值為
由圖丙可知,此時環(huán)境濕度為50%;因為電壓表的量程為0~9V,所以濕敏電阻R兩端的最大電壓為UR大=9V,由串聯(lián)電路的電壓特點可知,定值電阻R0兩端的電壓為
此時電路中的電流為
濕敏電阻R的最大阻值為
由圖丙可知,此時環(huán)境濕度為80%,故該濕度表能夠測量的環(huán)境濕度的范圍為50%~80%。
6.如圖甲所示,小燈泡標有“6V ?A”字樣,滑動變阻器標有“?Ω 2A”字樣。只閉合開關S2、S4時,在電路安全的情況下調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,繪制了電流表與電壓表的示數(shù)關系圖像如圖乙所示,該電路的電源電壓為____________V,當燈泡兩端電壓為6V時,流經(jīng)燈泡的電流為I1,保持滑動變阻器滑片不動,斷開S4,此時流經(jīng)燈泡的電流為I2,已知I1∶I2=8∶3;只閉合開關S1、S3和S4,在電路安全的情況下最大范圍調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,繪制了電流表示數(shù)與滑動變阻器連入阻值關系的圖像如圖丙所示;只閉合開關S2、S3時,電流表A的最小示數(shù)為____________A。(燈絲的電阻不隨溫度的變化而變化)
【答案】6 0.12
【解析】[1]只閉合開關S2、S4時,R與L串聯(lián),R1短路,電壓表測電源電壓,由圖乙可知,電壓表示數(shù)保持6V不變,即電源電壓為6V。
[2]如圖乙所示,當燈泡電壓為6V時,I1=0.5A,表明燈泡兩端電壓為電源電壓,即滑動變阻器接入阻值為0,則燈泡的電阻
保持滑動變阻器滑片不動,斷開S4,則燈泡與R1串聯(lián),此時流經(jīng)燈泡的電流為I2,已知
I1∶I2=8∶3
則
解得
R1=20Ω
只閉合開關S1、S3和S4,滑動變阻器與燈泡并聯(lián),由丙圖可知,滑動變阻器調(diào)到阻值最大處,干路電流最小為0.7A,則滑動變阻器最大阻值
只閉合開關S2、S3時,滑動變阻器與R1串聯(lián),燈泡被短路,當滑動變阻器調(diào)到阻值最大處時,電路中電流最小
7.用如圖甲所示的實驗電路探究“電流與電阻的關系”。器材有:滑動變阻器、開關、電源(電壓為3V),電流表、電壓表各一只,三個定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω),導線若干。
(1)請用筆劃線代替導線將圖甲連接完整,使閉合開關前滑動變阻器的滑片P應置于右端;( )
(2)閉合開關,移動滑動變阻器的滑片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)
A.滑動變阻器斷路B.R短路C.R斷路
(3)排除故障后,按下列步驟進行實驗:
①將5Ω電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為1.5V,電流表指針位置如圖乙所示,則電流表讀數(shù)為 ___________A;
②把5Ω電阻換成10Ω電阻接入電路,接下來的操作是 ___________;
③把10Ω電阻換成15Ω電阻接入電路,當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電壓表的示數(shù)也大于1.5V,實驗無法進行,請你寫出一種解決問題的辦法使實驗能繼續(xù)下去 ___________;
(4)分析如表數(shù)據(jù)可得出結論:___________。
【拓展】小明更換了上述實驗器材中的滑動變阻器探究“電流與電壓的關系”,將滑片從一端移動到另一端的過程中,收集的實驗數(shù)據(jù)填入了表中:
分析可知,小明使用的滑動變阻器最大阻值為 ___________Ω。
【答案】 B 0.3 將滑片向右端移動,使電壓表的示數(shù)不變 在電路中再串聯(lián)一個阻值小于15Ω的定值電阻 電壓一定時,通過導體的電流與其電阻成反比 5
【解析】(1)[1]為了保護電路,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處,由圖甲可知,滑動變阻器的滑片位于最右端,因此滑動變阻器左下接線柱連入電路中,如圖所示:
(2)[2]電流表有示數(shù),說明電路不是斷路,電壓表無示數(shù),可能是與電壓表并聯(lián)的電路短路,因此故障可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻R短路了,故B符合題意,AC不符合題意。
故選B。
(3)①[3]由圖乙可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A。
②[4]根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大;探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,為了保持定值電阻兩端電壓不變,應增大滑動變阻器分得的電壓,由串聯(lián)分壓的分壓原理可知,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以接下來應將滑片向右端移動,使電壓表的示數(shù)不變。
③[5]定值電阻兩端的電壓始終保持UV=1.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓為
U滑=U-UV=3V-1.5V=1.5V
變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的倍,根據(jù)分壓原理,當接入15Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為
R滑=1×15Ω=15Ω
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,可以在電路中再串聯(lián)一個阻值小于15Ω的定值電阻。
(4)[6]由表中數(shù)據(jù)可知,導體的電阻增大,通過導體的電流減小,通過導體的電流與導體的電阻的乘積保持不變,故可得出結論:電壓一定時,通過導體的電流與其電阻成反比。
【拓展】[7]由歐姆定律可知,電源電壓一定時,滑動變阻器接入電路的電阻最大時,電路中的電流最小,分析表中數(shù)據(jù)可知,電路中的最小電流為0.2A,由歐姆定律可知,此時電路中總電阻為
由串聯(lián)電路的電阻特點可知,滑動變阻器最大阻值為
R滑最大=R總-R=15Ω-10Ω=5Ω
8.如圖甲是用伏安法測一只阻值未知的定值電阻R,阻值的實物電路,電源電壓恒為4.5V。
(1)圖甲中有一根導線連接錯誤,請在該導線上畫“×”并在圖上改正(所畫的導線用實線且不能交叉);( )
(2)改正電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近4.5V,電流表示數(shù)接近0,其原因可能是 ___________(填字母);
A.滑動變阻器斷路B.Rx斷路C.Rx短路
(3)故障排除后,移動滑片,當電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則待測電阻Rx=___________Ω;
(4)現(xiàn)有三組數(shù)據(jù)如下表所示,分析可知,實驗中應選擇最大阻值為 ___________的滑動變阻器;
A.10ΩB.20ΩC.50Ω
(5)圖丙是能巧測Rx阻值的實驗電路,圖中R為電阻箱。請在空白處填上適當內(nèi)容。
①將開關接b,調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器滑片P至適當位置,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱R的阻值R1;
②將開關接a,調(diào)節(jié) ___________,保持 ___________不變,記下 ___________;
③則Rx=___________(用已知量和測量量表示)。
【答案】 B 10 C 電阻箱 滑動變阻器滑片P位置 電流表的示數(shù)仍為I和電阻箱R的阻值R2 R2-R1
【解析】(1)[1]根據(jù)實驗要求可知,要測量定值電阻的阻值大小,應利用電流表和定值電阻串聯(lián)測量通過定值電阻的電流、電壓表和定值電阻并聯(lián)測量它兩端的電壓,同時,使電流從兩表的正接柱流入、負接線柱流出;為了減小測量的誤差,要利用滑動變阻器與定值電阻串聯(lián),改變定值電阻兩端的電壓和電路中的電流,進行多次測量,求平均值,據(jù)此改正電路如下圖所示
(2)[2]由上圖可知,閉合開關,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測量定值電阻兩端的電壓。電流表示數(shù)接近0,說明電路中某處斷路;電壓表有示數(shù),說明電壓表的兩接線柱與電源兩極能連通,則電路的故障可能是Rx斷路,此時電壓表與滑動變阻器串聯(lián),由于電壓表的內(nèi)阻很大,由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,電壓表兩端的電壓很大,接近電源電壓4.5V,故AC不符合題意,B符合題意。
故選B。
(3)[3]由圖乙可知,電流表選擇的量程是0~0.6A,分度值為0.02A,則電流表的示數(shù)為0.24A,此時Rx的阻值為
(4)[4]在第1次實驗中,電路中的電流最小,滑動變阻器接入電路的阻值最大,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,滑動變阻器兩端的電壓為
此時滑動變阻器接入電路的阻值為
即滑動變阻器的最大阻值至少為35Ω,故AB不符合題意,C符合題意。
故選C。
(5)由電路圖可知,當開關接b時,三個電阻串聯(lián),調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器滑片P至適當位置,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱R的阻值R1。
[5][6][7]當開關接a時,電阻箱和滑動變阻器串聯(lián),保持滑動變阻器滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表示數(shù)仍為I,記下電阻箱R的阻值為R2。
[8]根據(jù)歐姆定律可知,電源電壓一定,兩次電路中的電流相等,則兩次電路中的總電阻相等,則Rx的阻值的大小為
Rx=R2-R1
9.如圖1所示電路,電源電壓不變,燈泡L標有“3V、0.5A”字樣,指的是正常工作時的電壓和電流(燈絲電阻不變)。當只閉合S,滑片P從b端滑到中點時,電壓表與電流表的U-I圖象如圖2所示,電流表的示數(shù)變化了0.2A。求:
(1)求燈泡的電阻RL;
(2)求電源電壓和滑動變阻器的最大阻值?
(3)將滑動變阻器的滑片保持在中點位置不動,再閉合S1、S2開關,電流表的示數(shù)又變化了0.7A,求定值電阻R0的阻值和電壓表的示數(shù)?
【答案】(1)6Ω;(2)9V,24Ω;(3)20Ω,0
【解析】解:(1)由于燈泡L標有“3V、0.5A”字樣,由歐姆定律知道,燈泡的電阻RL
(2)由圖知道,當只閉合S時,燈泡和滑動變阻器串聯(lián),當滑片在中點時,由圖像知道,燈泡兩端電壓為U實=3V,由于U額=3V,則此時燈泡正常工作,所以此時電路電流為
I=I額=0.5A
當滑片在b端時,電路總電阻更大,由知道,電路電流更小,所以P在b端時的電路電流為
設滑動變阻器的最大阻值為R,電源電壓為U,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律知道
代入數(shù)據(jù)得
解得
R=24Ω,U=9V
(3)滑片P在中點位置不變,閉合全部開關,L被短路,定值電阻和滑片在中點時的滑動變阻器并聯(lián),電壓表的示數(shù)為0,干路電流為
通過滑動變阻器的電流為
通過R0的電流為
I0=I并-IR=1.2A-0.75A=0.45A
R0的阻值
答:(1)燈泡的電阻RL是6Ω;
(2)電源電壓是9V,滑動變阻器的最大阻值是24Ω;
(3)定值電阻R0的阻值是20Ω,電壓表的示數(shù)為0。
串聯(lián)電路
并聯(lián)電路
電
路
圖
電流
關系
各處的電流相等
I1=I2 =I
干路電流等于各支路電流之和
I=I1+I2
電壓
關系
總電壓等于各部分電路兩端電壓之和
U=U1+U2
各支路兩端電壓相等且等于總電壓
U1=U2=U
電阻
關系
總電阻等于各電阻之和
R=R1+R2
總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)和
推導
公式
分壓公式:
分流公式:
電阻R/Ω
5
10
15
電流I/A
0.3
0.15
0.1
電阻R/Ω
10
電壓U/V
2
2.4
2.6
2.8
3
電流I/A
0.2
0.24
0.24
0.28
0.3
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
1
1.0
0.10
2
1.5
0.15
3
3.0
0.30
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