初中物理4 欧姆定律的应用课文配套ppt课件
展开14.4 欧姆定律的应用 同步练习
一、单选题
1.在“测量小灯泡电阻”的实验中,滑动变阻器所起作用的说法不正确的是( )
A. 改变电路中的电流 B. 保护电路
C. 改变被测小灯泡的电阻 D. 改变被测小灯泡两端的电压
【答案】C
【解析】A、移动滑动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,改变了电路中的电流.
B、滑动变阻器的连入电路时,滑片滑到最大阻值处,电阻最大,电源电压不变,电流最小,起到保护电路的作用.
C、灯泡灯丝的长度、材料、横截面积有关,实验过程中三者没有发生变化,因此小灯泡的电阻不变.
D、移动滑动变阻器的滑片时,改变了电路中电阻的大小,从而改变了电路中的电流,根据U=IR可得,灯泡的电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化.
故选C.
2.如图所示是同学们做电学实验时使用的电路,同学们对此电路提出以下说法中错误的是( )
A. 采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B. 采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C. 开关闭合后,当变阻器滑片由右向左滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D. 开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电路元件不可能被烧毁
【答案】 D
【解析】A、采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变.说法正确。
B、由图可知,分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流,根据可知,可求灯泡的电阻; 滑动变阻器保护电路和改变电阻两端电压,多次测量求平均值减小测量误差;所以B的说法正确。
C、开关闭合后,当变阻器滑片由右向左滑动过程中,电路中电阻变小,电流变大,R两端的电压变大。所以C的说法正确。
D、连接电路过程中开关应是打开的,闭合开关,连接电路过程中有可能造成电路元件烧毁。所以D的说法错误。
选D。
解决本体的关键是知道伏安法测电阻的原理,以及滑动变阻器在实验中的作用.
(1)由图可知,电压表测灯泡两端的电压,电流表测通过电阻的电流,根据欧姆定律可求灯泡的电阻.
(2)伏安法测电阻的实验中为减小误差需要多次测量求平均值,据此选择实验器材.
3.以下设计的电路图中电源电压保持不变,某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和阻值已知的定值电阻R0 , 来测量未知的定值电阻Rx的阻值,不能实现测量Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】 B
【解析】A.根据图像,根据开关的闭合和断开,可以测量电源电压和定值电阻R0的分压,根据R0的电压和电阻可以计算电流,从而计算未知电阻的阻值,A不符合题意;
B.根据图像,当开关断开和闭合时,电压表测量的都是电源电压,不能测量R0或Rx的电压,不能计算未知电阻,B符合题意;
CD.根据图像,当开关S接1时,测量电源电压,S接2时,测量未知电阻的电压,利用串联分压规律,可以计算电流和未知电阻的阻值,C不符合题意;D不符合题意。
故答案为:B.
根据串联电路电压规律,利用电压表和电阻之比计算电流,结合电压和电流计算电阻大小。
4.如下图所示四个电路中,电阻R的阻值和电源电压已知,根据已知条件和电表的示数能测出电阻Rx阻值的电路是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】A、图中两个电阻并联,电压表的示数即为它们的电压,但无法测出通过Rx 的电流,所以不能测出电阻,A不符合题意;
B、图中Rx 被电流表短路,所以不能测出电阻,B不符合题意;
C、图中两个电阻是并联的,所以电压一样,电压可以通过U=IR求出,但无法测出电流,所以不能测出电阻,C不符合题意;
D、图中两个电阻是串联的,电压表测的是Rx 的电压值,而电源电压已知,所以可以求出电阻R的电压,利用公式I=U/R可以求出通过它们的电流,然后再利用公式R=U/I求出Rx 的电阻,可以测出阻值,D符合题意.
故答案为:D.
5.如图所示是伏安法测定小灯泡电阻、功率的实验电路图。小灯泡正常工作时,两电表的示数如图6所示,则下列说法不正确的是〔 〕
A. 在连接电路时,应将开关断开,并将滑动变阻器值调至最大值
B. 小灯泡的额定功率为0.72W,此时的电阻为8Ω
C. 如果将滑片P向a端滑动,则电压表的示数将变大
D. 如果将滑片P向b端滑动,则小灯泡的实际功率将大于额定功率
【答案】 D
【解析】A、为保护电路,在连接电路时,应断开开关,将滑片移至最大阻值处;
B、读出电流表和电压表的示数,根据P=UI计算出电功率;
由
计算出电阻的大小;
C、判断出滑动变阻器电阻的变化,由串分压的知识判断出电压表示数的变化;
D、判断出滑动变阻器电阻的变化,得出小灯泡两端实际电压的变化,从而判断出实际功率与额定功率的关系.
A、在连接电路时,应将开关断开,并将滑动变阻器阻值调至最大阻值处,这样可以保护电路,故A正确;
B、由图2知,电流表的量程为0~0.6A,示数为0.3A;
电压表的量程为0~3V,示数为2.4V;
则P=UI=2.4V×0.3A=0.72W;
=8Ω,故B正确;
C、将滑片向a端滑动,变阻器的阻值变小,则灯泡两端的电压变大,则电压表的示数变大,故C正确;
D、将滑片向b端滑动,变阻器的电阻变大,灯泡两端的电压变小,小灯泡的实际功率变小,故D错误.
故选D.
6.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器作用的下列说法中正确的是( )
A. 控制电源的电压,以免损坏电压表
B. 改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C. 使电压表和电流表的读数更加准确
D. 只能使电阻两端的电压升高,电阻中的电流变大
【答案】 B
【解析】实验中移动滑动变阻器的滑片,改变了电路中的电流,根据U=IR,电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化,电流和电压的变化可以是增大、升高,也可以是减小、降低,从而实现多次测量,故B正确,D错误;
实验中滑动变阻器不能改变电源电压,故A错误;
实验中滑动变阻器对电流表、电压表的读数没有影响,故C错误.
故选B.
“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器和被测电阻串联在电路中,滑片处于最大阻值处,电源电压不变,电流中的电流最小,起到保护作用.移动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,电源电压不变,电路中的电流变化,根据U=IR知,电阻两端的电压也随之变化.
7.用伏安法测甲、乙两个导体的电阻时,分别测出了通过导体的电流I和电压U,然后作出了I—U的图像如图,由此可以判断( )
A. R甲= R乙 B. R甲〈 R乙 C. R甲〉R乙 D. 无法判断R甲与 R乙的大小
【答案】 B
【解析】根据欧姆定律可知,导体两端的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
如图,
导体两端的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比,I甲>I乙,所以R甲<R乙.
故选B.
8.用伏安法测电阻时,某同学列出了下列注意事项,其中没有必要的是( )
A. 连接电路时,应从电源的正极开始连线
B. 连接电路时,电键应始终处于断开状态
C. 使用电压表和电流表时要选择量程
D. 电路连接好后,应先用电键试触
【答案】 A
【解析】A、没有必要,只要能正常快速连接即可;
B、说法正确,连接电路时,电键应始终处于断开状态,是为了防止短路;
B、说法正确,使用电压表和电流表时要选择量程,是为了准确读数;
D、说法正确,电路连接好后,应先用电键试触,是为了防止短路的发生。
故选A。
二、填空题
9.用电压表和电流表可以间接地测量小灯泡的电阻,其实验原理是________ ,请将实验电路图画在如图所示的方框内.
【答案】 欧姆定律
【解析】用电压表和电流表可以间接地测量小灯泡的电阻,其实验原理是欧姆定律;电路图如图所示.
故答案为:欧姆定律;电路图如图所示.
伏安法测电阻的原理是欧姆定律,要测灯泡电阻,应用电流表测流过灯泡的电流,电压表测灯泡两端的电压,据此分析答题.
10.由欧姆定律的变形公式R= 可知,要测出导体的电阻,只需要用________测出导体两端的电压,用________测出通过导体的电流,代入公式就可以求出这个导体的电阻了.这种测量电阻的方法叫伏安法.
【答案】 电压表;电流表
【解析】如果用电压表测量出加在导体两端的电压,用电流表测出通过导体的电流,用欧姆定律就可以求出导体的电阻,这种方法叫伏安法测电阻.
故答案为:电压表;电流表.
根据欧姆定律的变形公式:R= 分析,测出导体两端的电压和通过的电流就可以计算导体电阻.
11.某小组同学做“用电流表、电压表测电阻”实验.
①该实验的目的是:________.
②为进行多次实验,三位同学各自设计了三个不同的实验方案,简述如下表所示.
方案序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
实 验 电 路 | |||
设 计 要 点 | 通过改变串联电池的节数改变电源两端的电压 | 电源电压保持不变,待测电阻与已知阻值的定值电阻串联,并换用阻值不同的定值电阻. | 电源电压保持不变,待测电阻与滑动变阻器串联,移动变阻器的滑片. |
(a)上述三个方案中,能实现“多次实验,减小误差”的方案有________(填序号);方案Ⅲ与另两个方案相比,优点有:________(写出两点即可).
(b)小明同学根据方案Ⅲ,准备测量阻值约为20欧的电阻,实验所提供的器材齐全完好,其中:电源电压为6伏且保持不变,电流表、电压表规格如图所示,滑动变阻器有两种规格(分别标有“5欧 3安”和“50欧 1.5安”字样).
小明对所提供两种规格的滑动变阻器,提出了问题:实验中,两种变阻器是可以随意用一个变阻器,还是其中一个更适合实验?请你根据实验的相关条件,帮助小明解决问题并简要说明理由.________
【答案】 学会用电流表、电压表测电阻;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;多次实验时,电路不需要重新连接,操作简便;待测电阻两端的电压及通过的电流,可以在一段范围内连续变化,记录数据简便;应选择标有“50欧1.5安”的滑动变阻器;理由:可使待测电阻两端的电压及通过的电流的变化范围更大,方便读数;电压表的读取0﹣3伏,读数更准确
【解析】①伏安法测电阻的原理是R= ;该实验的目的是要学会用电流表、电压表测电阻;
②(a)多次测量求平均值可以减小误差;Ⅰ是通过改变电压来达到多次测量的目的,Ⅱ、Ⅲ是通过改变电阻来达到多次测量的实验目的;Ⅲ的优点有:滑动变阻器可以连续改变电阻,从而改变电流和电压,多次实验时,电路不需要重新连接,操作简便;待测电阻两端的电压及通过的电流,可以在一段范围内连续变化,记录数据简便;变阻器连入电路处于电阻的最大值,可保护电路元件;
(b)选用阻值较大的电阻,可使待测电阻两端的电压及通过的电流的变化范围更大,方便读数;电压表的读取取0﹣3伏,读数更准确.
故答案为:①该实验的目的是要学会用电流表、电压表测电阻;
②(a)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;多次实验时,电路不需要重新连接,操作简便;待测电阻两端的电压及通过的电流,可以在一段范围内连续变化,记录数据简便;(b)应选择标有“50欧 1.5安”的滑动变阻器;理由:可使待测电阻两端的电压及通过的电流的变化范围更大,方便读数;电压表的读取取0﹣3伏,读数更准确.
- 小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表的示数为________ A,电阻R的阻值为________ Ω。
【答案】 0.8;5
【解析】由电路图可知,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压;根据电表的量程和分度值读出电表的示数,根据欧姆定律求出电阻R的阻值.由甲图可知,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压;由图乙可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,电阻R两端的电压U=4V,由图丙可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,通过电阻的电流I=0.8A,
电阻R的阻值:R==5Ω.
本题考查了电表的读数和欧姆定律的应用,关键是根据电表的正确使用判断两电表所测的电路元件,难度不大,是一道较基础题目.
13.某小组为测Rx阻值设计的实验电路图如图甲、乙所示,已知电源电压恒定,电压表0~3V量程损坏,定值电阻R1=5Ω,R2=10Ω。闭合开关S后,甲、乙两图对应的电压表的示数分别如图丙、丁所示。则可知电源电压是________Ⅴ;待测电阻Rx的阻值是________Ω(计算电阻时,精确到0.1Ω)。
【答案】 4.5;9.6
【解析】根据电压表选择0-3V量程,读数分别为1.5V和2.2V,根据图甲,电源电压为 , 未知电阻为。
故答案为:4.5;9.6.
根据电压和电阻的比值计算电流,利用串联电路电压规律计算总电压,结合电压和电流的比值计算电阻。
14.为测量待测电阻Rx阻值,小敬设计了如图所示的电路,R0的阻值已知且电源电压不变,她________ (填“能”或“不能”)测出Rx的阻值,因为________ 。
【答案】不能;其中一次电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了
【解析】当开关接1时,若电压表正负接线柱接法正确,此时可以测出RX两端电压,但接下来把开关接到2时,电压表的正负接线柱此时就变得相反了,测不出R0的电压,也就无法利用串联电路的电压分配规律求出RX的阻值了。
故答案为:不能,其中一次电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了。
因为电压表的一端固定不动,开关接1时,若正负接线柱的接法此时正确,那么当开关接2时,必定是正负接线柱接反了;反之亦然.由于肯定有一次电压表的正负接线柱接反了,也就测不出电压值,所以他不能测出Rx的阻值。
15.电源电压一定,滑动变阻器的最大电阻为R0(已知),怎样利用图测出未知电阻Rx .
①具体步骤是 ________
②Rx= ________ (用所测物理量字母表示).
【答案】 a、将滑动变阻器的滑片至最左端,记下电流表示数为I1;b、将滑动变阻器的滑片至最右端,记下电流表示数为I2 .;
【解析】由电路图,Rx与滑动变阻器、电流表串联在电路中,分别测出滑片在左、右两端时电路中电流,根据电源电压不变,求得Rx的阻值.
①具体步骤:
a、将滑动变阻器的滑片至最左端,记下电流表示数为I1;
b、将滑动变阻器的滑片至最右端,记下电流表示数为I2 .
②滑片在左端时,变阻器连入阻值为0,由I=可得:U=I1Rx ,
滑片d最右端时,U=I2(Rx+R0)
电源电压一定,所以I1Rx=I2(Rx+R0)
所以Rx= .
故答案为:
①具体步骤:
a、将滑动变阻器的滑片至最左端,记下电流表示数为;
b、将滑动变阻器的滑片至最右端,记下电流表示数为I2 .
② .
由电路图,可以利用串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值.
三、解答题
16.小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2 , 并连接了部分实验电路,如下图所示。
(1)请你帮助小乐完成下图所示的实验电路的连接。
(2)电流表A1的示数用I1表示,电流表A2的示数用I2表示,请用I1、I2和R0表示Rx。则Rx=____________________。
【答案】 (1)先将Rx所电流表A1串联,再将A2与R0串联的部分并联在Rx两端即可,答案如图:
(2)R0两端的电压U=I2R0
Rx两端的电压与R0两端电压相等,通过Rx的电流为I1 , 故由欧姆定律可得
【解析】(1)先将Rx所电流表A1串联,再将A2与R0串联的部分并联在Rx两端即可,答案如图:
(2)R0两端的电压U=I2R0
Rx两端的电压与R0两端电压相等,通过Rx的电流为I1 , 故由欧姆定律可得
17.小静同学用电池组、开关、电压表、电流表和滑动变阻器以及导线等实验器材,测小灯泡正常发光时电阻.
(1)测量电阻的原理: .
(2)在图1方框内画出电路图.
(3)如图2所示,小静连接的电路还没有完成,如果要求滑动变阻器的滑片P 向右移动时,电流表的示数变小,导线M应与滑动变阻器的接线柱 连接.(填“A”、“B”或“D”)
(4)调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,安培表用的是0~0.6A档,伏特表 用的是0~15V档,各表示数如图3所示,灯L两端的电压是 伏,灯L中的电流是 安,灯L的电阻 欧.
【答案】(1)
(2)电路图如图所示;
(3)A;(4)4;0.5;8.
【解析】(1)伏安法测电阻的原理是欧姆定律,
由可知,灯泡电阻
(2)伏安法测灯泡电阻的实验原理图如图所示;
(3)由电路图可知,导线M与滑动变阻器的A接线柱相连时,动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电流表的示数变小;
(4)电压表量程是0~15V,由图示电压表可知,其分度值是0.5V,电压表示数是4V;电流表量程是0~0.6A,由图示电流表可知其分度值是0.02A,电流表示数是0.5A;
∵ ,
∴灯泡电阻;
18.实验小组要得到RX的值,但是手边只有两个开关,一个未知电压的电源、一个阻值为10欧的定值电阻R0和一只电流表及导线若干,他们设计了如图1所示电路.
(1)根据电路图进行连接时,开关S1应处于 状态.
(2)当S1闭合、S2断开时,电流表示数为0.2A.
(3)当开关S1、S2都闭合时,电流表指针超过了0.6A的量程,改接大量程后,电流表指针恰与第(2)步骤读数时指针所指的位置相同,则此时电流表示数为 A.
(4)若电源电压不变,根据上述数据计算出RX= Ω.
(5)张国提出将电路中R0换成一个0~10Ω的变阻器,电路设计为如图2所示的情况时,也可以测出RX的值,此时若S1、S2都闭合,变阻器滑片置于b端时,会发生 的结果.
【答案】 (1)断开;(3)1;(4)2.5;(5)短路,烧坏电流表.
【解析】(1)为了保护电路,在连接电路时开关S1应处于断开状态;
(2)当S1闭合、S2断开时,电流表示数为0.2A.此时两电阻串联,
根据I=可得:U=IR=0.2A×(RX+10Ω)…①
(3)当开关S1、S2都闭合时,R0短路,只有RX接入电路,电流表改接大量程后,电流表指针恰与第(2)步骤指针所指的位置相同,因为电流表电流表的大量程是小量程的5倍,所以此时电流表示数I′=5I=5×0.2A=1A;
所以U=I′RX=1A×RX…②
(4)根据电源电压不变,由①②可得:
0.2A×(RX+10Ω)=1A×RX ,
解得:RX=2.5Ω;
(5)由图S1、S2都闭合,变阻器滑片置于b端时,电流不通过电阻会造成短路,由于电流过大而烧坏电流表.
故答案为:(1)断开;(3)1;(4)2.5;(5)短路,烧坏电流表.
分析:(1)连接电路时开关应处于断开状态;
(3)电流表的大量程是小量程的5倍,由此判断开关S1、S2都闭合时电流表示数;
(4)分别根据欧姆定律表示出两种状态下电源电压即可计算出的RX值;
(5)由图分析S1、S2都闭合,变阻器滑片置于b端时的电路状态即可.
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