1、课时训练(十九)欧姆定律相关实验(限时:50分钟)1.小雪同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池两节,电流表(00.6 A、03 A)、电压表(03 V、015 V)、滑动变阻器(20 2 A)、定值电阻(5 )、开关各一只,导线若干,根据图K19-1甲所示的电路图进行实验。图K19-1(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将图乙中的实物图连接完整。(2)连接电路前,发现电流表指针如图丙所示,则接下来应;连接好电路闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应处于(选填“A”或“B”)端。(3)开关闭合S,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是。A.电阻R短路B.电阻
2、R断路C.滑动变阻器短路D.滑动变阻器断路(4)实验记录的多组数据如下表所示。分析数据可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成比。实验数123电压表示数/V1.01.52.0电流表示数/A0.20.30.4(5)善于思考的小雪用图甲电路测未知电阻Rx的阻值,她用Rx替换了定值电阻R。连接好电路闭合开关后,把滑动变阻器滑片P滑到阻值最大处,观察电压表示数如图丁所示为V,然后她将滑动变阻器滑片P移动至中点位置,观察到电压表示数增大至2.4 V,则未知电阻Rx的阻值为。2.小李要探究电流与电压的关系,实验前他猜想:通过导体的电流可能与其两端的电压成正比,为此,他利用电阻箱代替定值电阻设
3、计了如图K19-2甲所示的电路,已知电源电压恒为6 V,电阻箱R1规格为“0999.9 ”,滑动变阻器R2的规格为“100 1 A”。图K19-2(1)请用笔画线代替导线,把图乙所示的电路补充完整,使之成为完整实验电路。要求滑片P向左移动时,电路中的电流变大。(2)正确连接电路后,调节滑动变阻器和电阻箱的阻值至最大并闭合开关,发现两电表示数均为零,则电路故障可能为。A.R1短路B.R1断路C.R2短路D.R2断路(3)排除故障后,他调节R1和R2的阻值,进行了第一次实验,两电表的示数如图丙所示,则对应的电压值、电流值分别为V、A。(4)接着他保持开关闭合及R2的滑片位置不动,调节R1的阻值,又
4、测得了三组数据,如下表所示。他分析实验数据后发现,通过R1的电流与其两端的电压不能正比,请指出他在操作中存在的问题:;。实验次数电压U/V电流I/A124.00.2034.50.1545.00.10拓展(5)正在小李准备重新实验时,同组的小华巧妙处理了实验数据,作出了某个元件的I-U图像,顺利得出了正确结论。请你帮小华在图丁中画出该图像;根据图像得出的结论是。3.小明同学利用如图K19-3甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 、10 、15 、20 、25 。图K19-3(1)请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整。(要求滑动变阻
5、器的滑片向右移动时,电路中的电流变小)(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到(选填“A”或“B”)处。(3)滑动变阻器在本实验中的作用是,。(4)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:。上述实验中,小明用5 的电阻做完实验后,接下来的操作是,将10 的电阻接入电路,闭合开关S,移动滑片,使电压表示数为V时,读出电流表的示数。(5)若电流表的示数突然变为0,而电压表的示数增大,经检查,电表和导线无故障,则出现的故障可能是。(6)若要探究电流与电压的关系,应控制不变。4.2019荆州
6、小阳利用如图K19-4甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5 V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25 、20 、15 、10 和5 ,滑动变阻器的规格为“050 ”。图K19-4(1)如图乙所示的实物电路中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可连接正确,请你在接错的那根导线打上“”,再用笔画线把它改到正确位置上。(导线不允许交叉)(2)电路改正以后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最(选填“左”或“右”)端。(3)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中的位置交换,则闭合开关后,会发现两表中只有(选填“电流”或“电压”)表有示数。(4)为了用上所有的定值电阻正确完
7、成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持V不变。(5)实验中将5 的定值电阻更换为10 的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向(选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值。(6)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙所示,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为的定值电阻。5.2019石家庄一模小明用如图K19-5甲所示的电路探究“
8、通过导体的电流与电阻的关系”实验,他始终保持定值电阻R两端的电压为6 V不变。器材如下:电源(电压恒为9 V),电流表(00.6 A),电压表(015 V),15 、20 、25 、30 和50 的定值电阻各一只,滑动变阻器(20 1 A)。图K19-5(1)请按图乙所示电路用笔画线代替导线,将图甲所示实物电路连接完整。(2)小明将定值电阻接入a、b之间进行实验,在闭合开关前,应将滑片P置于图中最(选填“左”或“右”)端。闭合开关后,小明发现电流表有示数,电压表示数始终为零,已知导线和各处的连接完好,由此推断,电路中的故障可能是。(3)小明将某定值电阻接入a、b之间进行实验,闭合开关,调节滑动
9、变阻器,使电压表示数为6 V,此时电流表的示数如图丙所示,则此时a、b间电阻大小是,当小明将50 定值电阻接入a、b之间进行实验时,发现无论怎样调节滑动变阻器都无法达到实验目的(电路连接完好),请提出改进方案。(4)若用电阻箱替换定值电阻接在a、b之间,其他实验条件不变,为完成上述实验,电阻箱的阻值调节范围是 。拓展(5)改变电源电压并换用不同规格的滑动变阻器,两电表量程可重新选择,用标有“2.5 V”字样的小灯泡替换定值电阻,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,读出两电表示数,并记录在下表中记为第1次实验;移动滑片至滑动变阻器中点,测出数据,记录在下表中记为第2次实验,分析表格中的数
10、据可知:小灯泡正常发光时,电路的总功率为W。实验次数123电压U/V0.91.52.5电流I/A0.360.601.006.2019石家庄二模小明同学在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,小灯泡正常发光时的电压为2.5 V,如图K19-6甲所示是已连接的部分实验电路。图K19-6(1)用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整,并使滑动变阻器滑片向A端移动时其接入电路的电阻变大。(2)连接好电路后闭合开关,若发现电压表有示数但是电流表没有示数,则电路故障可能是。(3)排除故障后闭合开关,小明缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,当电压表的示数如图乙所示时,示数为V。若要测得小灯
11、泡正常发光时的电阻滑片应向(选填“A”或“B”)端移动。移动滑片的位置获得多组对应的电压、电流值绘制了如图丙所示的I-U图像。由图像可知小灯泡正常发光时的电阻约为(结果保留一位小数)。(4)接着小红换用另一未知电压的新电源和一些定值电阻(替换小灯泡)利用图甲同样的电路又做了几次实验,保持滑动变阻器滑片在某一位置不变数据记录在表一中,然后小红有了新的发现:可以将电压表改成直接读出电阻值的欧姆表,请你帮她算出5.0 V处应标。表一次数12345电阻R/5101520电压U/V2.03.03.64.05.0小红同学在上面的实验中通过调节滑动变阻器,还测出通过同一定值电阻的不同电流值和对应的电压值如表
12、二所示。表二U/V0.30.60.91.21.5I/A0.10.20.30.40.50.6请分析表中的数据,判断当电流为0.6 A时对应的电压V。7.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,实验器材有:3节干电池、标有“2.5 V”字样的小灯泡(正常发光时,电阻约为10 )、电流表、电压表、滑动变阻器、开关等各一个和导线若干,电路图如图K19-7甲所示。图K19-7(1)图乙所示的电路中有一处导线连接错误,请在错误的导线上打“”,并用笔画线代替导线,将实物电路连接正确。(2)改正电路后,闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,而小灯泡不亮,其原因可能是。(选填字母)A.小灯泡短路B.小灯泡断路C.滑
13、动变阻器连入电路的阻值太大D.滑动变阻器连入电路的阻值太小(3)在提供的滑动变阻器中,分别有A(5 1 A)、B(20 1 A),为了顺利完成实验,应选择滑动变阻器(选填“A”或“B”)最为合适。(4)调节滑动变阻器,当电压表示数为2.0 V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡此时的电阻为(结果保留一位小数)。为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向(选填“左”或“右”)端移动。当电压表示数为2.5 V时,电流表的指针在图丙指针所示的位置偏转了一个小格,则小灯泡正常发光时的功率为W。拓展(5)在上述电路中,不管怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使小灯泡两端的电压足够小,请你在原电路图甲中增加一
14、条线,仍保证电流表测通过小灯泡的电流,使得灯泡两端的电压可以在02.5 V之间连续变化。8.2019福建模拟如图K19-8甲所示是用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值的实物电路图。图K19-8(1)如图甲所示,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到(选填“最左端”或“最右端”)处。(2)闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示,其示数为A,则未知电阻Rx=。若本实验要考虑电流表电阻及电压表电阻对实验造成的误差,则测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。(3)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为
15、R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到a端,记录电流表示数为I1;闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到,记录电流表示数I2;待测电阻的表达式,Rx=。(用已知量和测量量的符号表示)9.为了测定额定电压为“2.5 V”小灯泡的电阻,小明同学设计了如图K19-9甲所示的电路图。实验中各元件完好,电源电压保持不变。图K19-9(1)请在图甲中用笔画线代替导线,帮小明同学将电路连接完整。(连线不得交叉)(2)正确连接实验电路后,开关试触时,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来的操作是。(3)为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,当电压表
16、的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为A,该灯泡的电阻为。(最后一空结果保留一位小数)(4)实验过程中,有些小组的小灯泡先由暗变亮,然后发出耀眼的光后被烧坏。为了避免灯丝烧断,在调节滑动变阻器的过程中应。拓展(5)小明同学想利用这些器材继续测量一定值电阻的阻值,但发现电压表损坏了,于是他设计了如图丙所示的电路图。先将开关S接到a,读出电流表的示数I1;再将开关S接到b,读出电流表的示数I2;由I1R0=I2Rx,可得Rx=I1R0I2。小红同学认为这一方案不对,请你帮小红说明该方案存在的问题: ;请写出一个简单的修改建议:。10.在测量电阻的实验
17、中:(1)小华设计的测量电路如图K19-10甲所示,待测电阻Rx约为10 。在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最端;导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是;改正连接错误后闭合开关,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则电路中出现了故障。图K19-10(2)小清设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路如图乙所示。他的测量步骤如下:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图丙所示,示数为V,断开开关S,移走Rx;再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑
18、片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图丙所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48 ,则小清测得Rx的阻值为。拓展(3)在(2)的中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许,则他测得Rx的阻值将偏;设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了2 ,则小清测得Rx的阻值为。【参考答案】1.(1)如图所示(2)将电流表指针调零B(3)B(4)正(5)2.0402.(1)如图所示(2)D(3)30.3(4)开关闭合时调节电路调节R1的阻值(5)如图所示在电阻不变时,通过导体的电流与电压成正比解析(4)在原操作中,没有断开开关进行电路的调节是错误的;探究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变
19、,电压表并联在电阻箱的两端,电阻箱为研究对象,故应控制电阻箱的电阻R1大小不变,通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值的大小改变电阻箱两端的电压;而实验中改变了R1的大小,故通过R1的电流与其两端的电压不能正比。(5)在原操作中,因滑动变阻器的滑片位置不动,可视为一定值电阻,作为研究对象,根据串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端的电压U滑=U-U表,在实验中,滑动变阻器两端的电压分别为6 V-3 V=3 V、6 V-4 V=2 V、6 V-4.5 V=1.5 V、6 V-5 V=1 V,对应通过滑动变阻器的电流分别为0.3 A、0.2 A、0.15 A、0.1 A,根据数据描点作图即可。3.(1
20、)如图所示(2)B(3)保护电路保持定值电阻两端的电压不变(4)电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比2.5(5)电阻断路(6)电阻4.(1)如图所示(2)右(3)电压(4)1.5(5)右(6)20105.(1)如图所示(2)右电阻短路(3)25换用最大电阻至少为25 的滑动变阻器(4)1040 (5)4.56.(1)如图所示(2)灯泡断路(3)2.4B8.3(4)501.87.(1)如图所示(2)C(3)B(4)9.1左0.6(5)如图所示8.(1)最左端(2)0.2410偏小(3)b端I2I1-I2R09.(1)如图所示(2)移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,观察小灯泡是否发光(
21、3)0.288.9(4)缓慢调节滑片,不应使小灯泡两端电压比其额定电压高(5)电阻R0和Rx两端的电压不相等,即I1R0I2Rx将滑动变阻器换为导线10.(1)左DRx断路(2)248(3)大52解析 (2)由题图可知,电压表用03 V量程,最小分度值为0.1 V,可读出示数为2 V;保持滑动变阻器接入电路的电阻和电压表示数不变,则滑动变阻器两端电压U变=U-2 V仍不变,根据串联电路的分压规律可知,变阻箱此时接入电路中的阻值与Rx相等,即Rx=48 。(3)如果向右移动滑片,则此时滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路电压的分配跟电阻成正比可知:R滑R箱=U滑U箱,U滑U箱不变时,R滑变大,则R箱也相应变大,即他测得Rx的阻值将偏大;滑动变阻器滑片未移动时接入电路的阻值R滑=U滑UxRx=3V-2V2V48 =24 ,滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了2 ,即R滑=24 +2 =26 ,R滑Rx=U滑Ux=1V2V,即Rx=2R滑=226 =52 。