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12-欧姆定律(超级课堂)

发布时间:2014-01-17 10:55:30  

【全能晋级热身】

1.小宇和小玲利用如图12-1(甲)所示的电路探究灯泡中通过的电流跟灯泡两端电压之间的关系。他们没有更换灯泡,只是调节滑动变阻器的阻值,读出电压表的示数和各电压下相应的电流表的示数,并绘制出I-U图象如图(乙)所示,该图象不是过原点的一条直线,即电流与电压不成正比,造成这一现象的原因是

__________________________________.

2.利用如图12-2(甲)所示电路.在研究“通过导体的电流跟电阻的关系”时,要保持导体两端电压不变.实验中,

不断改变Rx的阻值.调节滑动变阻器使电压表示数保持不变,得到了I与R的关系图象,如图12-2(乙)所示。由图象可以得出的结沦是__________________;此次实验中,电压表的示数始终保持______V不变.

3.学生实验室常用的电流表有“0~0.6A”和¨0~3A”两个量程,其电阻约为0.01Ω,将这只电流表不通过用电器直

接接到3V的电源上,通过电流表的电流为______A,比电流表允许测定的最大电流______,所以会烧坏电流表.

4.在探究¨电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系”时,小东选用了两个定值电阻R1、R2分别做实验,他根据实验数据画出了如图12-3所示的图象,请你根据图象比较电阻R1与R2的大小,则R1______R2 (填“大于”、“等于”或“小于”).

5.如图12-4所示的电路中.电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S,电流表A1的示数为2A,电流表A2的示数为0.8A.则

电阻R2的阻值为_____Ω.

【培优超级讲堂】

【例1】在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图12-5所示.电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,在a、b 间先后接入不同阻值的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数.当20Ω的电阻接入a、b时,电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可能是( )

A.滑动变阻器阻值太小 B.电源电压3V太高

C.20Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高

【学找切入点】由题目条件可知,电源电压为3V,变阻器的最大阻值为15Ω,接入a、b间的电阻为20Ω,接入a、

b间的电阻比变阻器的阻值还大,即使将变阻器滑片调到最大阻值处,使R上分得的电压达到最小,但这个值还是比1.5V大,始终无法达到1.5V.为了使接入a、b间电阻上的电压达到1.5V可采取的措施有:①R=20Ω不变,选取最大阻值比20Ω大的滑动变阻器;②变阻器最大阻值不变,将接入a、b间电阻的阻值换为不大于15Ω的电阻;③增大电源电压.在不更换器材的情况下,为了顺利完成此实验,整个过程中可将控制的电压适当调高.

【答案】A

【培优拓展题】1.一位同学用如图12-6所示的电路研究“电阻一定时,电流与电压的关系”,图中R为定值电阻,R′为滑动变阻器,闭合开关后.先后使滑动变阻器的滑片位于3个不同位置,记录与之对应的电压值和电流值

(1)该同学通过分析表中的数据得出的结论是:“通过导体的电流随导体两端电压的增大而减小.”为什么他会得

出这样的错误结论?请对照他连接的实物图分析.

(2)电路中滑动变阻器的作用除了保护电路外,另一个作用是什么? 【例2】一只电阻当其两端的电压从2V增加到2.8V时,通过该电阻的电流增加了0.1A,求该电阻的阻值为多大?

【学找切入点】利用I?U时要注意I、U、R是对应于同一段导体的,要根据题意画出电路图,帮助问题的分R

析.本题可画出电路图如图12-7(甲)、(乙)所示. 【答案】解法一:公式法求解.

由图(甲)可知I1? U12,即 I1? ① RR

U2.8由图(乙)可知I2?2,即 I1?0.1? ② RR

联立①②式可得 R=8Ω

解法二:比例法求解.

因为当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故有解得I1?I12

?I1?0.12.81U2VA. 则R

?1??8? 14I1A4

解法三:分析法求解.

变化之前的电压为U1,电流为I1;变化之后的电压为U2,电流为I2,R是不随电流、电压的变化而变化的,

U1, R

U I2?2, R由欧姆定律可知 I1?

设电流的变化量为△I,电压的变化量为△U,依上两式应有?I??U?U0.8V.则R???8? R?I0.1A

?U2=_____. ?I【培优拓展题】2.如图12-8所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器的滑片从一个位置滑到另一个位置时,电流表示数的变化量为?I,测变阻器R2两端电压的电压表V2的示数的变化量为?U2,则

【例3】如图12-9所示是灯泡L1与L2在不同电压下与所通过的电流关系的曲线,求:

(1)当L2中通过的电流为0.3A时,L2的电阻.

(2)若L1、L2串联接在电源上,通过L2的电流为0.5A,此时L1的电阻为多大?电源电压为多少?

【学找切入点这是一道图象题,从灯泡的U-I图象上可以找到某一电流值对应的电压值,也可以找到某一电压下

的电流值.知道了灯泡两端的电压和通过灯泡的电流也就可以求出灯泡的电阻.

【答案】(1)由图象可知L2中的电流为IL2?0.3A时,加在L2两端的电压为UL2?1V.

由欧姆定律得R2?UL2

IL2?1V?3.3? 0.3A

?

? (2)L1、L2串联,通过L2的电流为0.5A,由图象可知,此时L2两端的电压为UL2?3V..

由于串联电路中各处的电流都相等,所以此时通过L1的电流也为IL1?0.5A,由图象可知,此时L1两端的电压为UL1?6V.

由串联电路中总电压等于各部分电压之和可得 电源电压U?UL1?UL2?6V?3V?9V. ???

?UL16V由欧姆定律可知,此时L1的电阻 R1???12?. ?0.5AIL1

【培优拓展题】3.加在灯泡两端的电压越大,灯丝的温度就越高,灯丝的电阻也越大.如图是通过灯丝的电流与加在它两端电压关系的图象,与事实相符的是( )

【例4】如图12-10所示,电阻R1=2Ω,某同学在实验过程中记录了三只电表的读数,但均漏记了单位,记下的

一组数据是1( )、2( )、3( )(电流的单位是A,电压的单位是V,请你把漏记的单位分别补上,然后就可计算出这位同学所用的电源电压U=_____V.

【学找切入点】为了清楚、准确地识别电路,对于含有电压表、电流表的电路要进行简化,具体简化的方法是

有电流表的地方直接看成用导线相连,有电压表的地方看成是开路,因而本例的电路图可简化为如图12-11所示的电路,显然这是一个简单的并联电路.电路中A1测的是干路电流,A2测的是R1中的电流,V测的是R1、R2或电源两端的电压.

由于A1是测干路电流,A2测R1中通过的电流,所以A1的示数必定比A2的示数大.因为R1的电阻为2Ω,通过

R1的电流即A2的示数至少为1A.所以可以知道R1两端的电压即电压表的示数至少为2V.由此,我们可以假设A2示数为1A,则A1的示数可取2A或3A.若A1示数为2A,V的示数为2V,则没有出现示数为3的电表;若A1示数为3A,则V的示数为U=I2R1=1A×2Ω=2V,刚好与题目相吻合.因此,A1示数为3A,A2示数为1A,V的示数为2V.

【答案】1(A);2(V);3(A);2.

【培优拓展题】4.画出如图12-12所示的电路的等效电路,若R1的电阻等于20Ω,根据(乙)图中的电流表和电压表的示数求出R2.

【例5】如图12-13所示为一电子秤的示意图,压力传感器是一个电阻随着秤盘上所载的物体质量的变化而变化

(2)当电流表示数为25mA时,所称物体的质量为多少千克?

(3)当所载物体质量为200kg时,电流表示数为多少毫安?

【学找切入点】这是欧姆定律在实际生活中应用的典型例子.它要求我们找出压力一电阻一电流的对应关系.压

力与电阻的对应规律隐含在实验提供的表格中,电流与电阻的对应关系是通过欧姆定律链接的.

【答案】

(1)空载时,物重为零,压力传感器的电阻为R1=300Ω.

U6V??0.02A?20mA R1300?

U6V(2)当电流为I2=25mA时,压力传感器的电阻R2???240? I20.025A此时,电流表的示数 I1?

查表知,此时所载物体质量为100kg.

(3)当所载物体质量为200kg时,压力传感器的电阻 R3=180Ω.

此时,电流表的示数 I3?U6V??0.033A?33mA. R3180?

【培优拓展题】5.将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路(如图12-14所示),接在9V的电源上,定值电阻R0的阻值为12Ω,光敏电阻阻值随光强变化关系如下表:[“光强”是表示光强弱程度的物理量.符号为

,电压表的示数将______ (填“增大”、“减小”或“不变”).分析表中数据可知光强E=1.5cd时,光敏电阻的阻值R=______Ω,此时电流表A的示数为______A.

【学力轻松亮剑】

【培优训练】

1.

甲、乙两同学在研究通过R的电流I与它两端的电压U之间的关系时,采用的电路如图(甲)所示,得到的电流I与电压U的关系图象如图

(乙)所示,则关于所选的电阻R的说法中正确的是( ).

A.甲的电阻随温度变化而变化

B.乙的电阻随温度变化而变化

C.两人选的电阻都不随温度变化而变化

D.两人选的电阻都随温度变化而变化

2.小刚同学用如图所示的电路研究电流跟电阻的关系,在实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,

他下一步的操作是( ).

A.记录电流表和电压表的示数

B.将变阻器滑片向左移动

C.将变阻器滑片向右移动

D.增加电池的个数

3.在某一温度下,连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示.由图中信息可知

( ).

A.A导体的电阻为10Ω

B.B导体的电阻为10Ω

C.A导体两端电压为6V时,通过A导体的电流为0.3A

D.B导体两端电压为6V时,通过B导体的电流为0.6A

4.如图所示,某同学通过改变滑动变阻器的电阻,测量、记录了多组电压表示数与电流表示数,根据表格中数

5.根据欧姆定律公式I?UU,可变形得到R?.对此,下列说法中正确的是( ). RI

A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比

B.导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比

C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零

D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关

6.(2009,河南)在如图所示的电路中,电源电压不变,R2=10Ω.S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.2A.两开关都闭合时,电流表的示数为0.5A,则电阻R1=______Ω.

7.有一电阻R接在某一电源上,通过R的电流为I,当将R的电阻增加5Ω仍接到这一电源上,通过的电流为4I,5则原来R的电阻为______Ω.

8.如图所示为某一灯泡的电流随电压变化的曲线,当给小灯泡两端加1V的电压时,通过灯泡的电流为______A,灯泡的电阻为______Ω. 当给小灯泡两端加2.5V电压时,通过灯泡的电流为

______A.

9.探究了导体上的电流跟两端电压和导体的电阻的关系后,小宇又有了新的探究欲望.他想电流跟电压、电阻

有关,电阻与电流、电压无关.那么,电流一定时,电压与电阻之间有怎样的关系呢?

(1)为了达到小宇的探究目的,请你设计出探究电路.

____________________________________________________.

M、N是它在检测元件时所用的两个接线头,如图所示.为了探究它的内部结构,小明进行了以下操作:先将一电流表连接在M、N之间,发现电流表读数为1A,再在M、N之间改接一电压表,发现电压表读数为3V.请你根据实验现象帮助小明推测它的内部结构,画出电路图,并标出电源电压值和电阻阻值.

11.现有两个电阻元件,其中一个是由金属材料制成的,其电阻随温度的升高而增大,而另一个是由某种半导体

材料制成的,其电阻随温度的升高而减小.现对其中一个元件R0进行测试,测出其电流与加在它两端的电压值,

(1)根据表中数据,判断元件R0可能是由上述哪类材料制成的?并简要说明理由.

(2)把元件R0接入如图所示的电路中,闭合开关后,电流表读数为1.8A.已知电路中的电源电压为3V,此时定值电阻R的电阻为______Ω.

(3)

分析表中数据,写出元件R0的I和U之间的关系式:______________________________.

【竞赛训练】

12.(上海竞赛题)半导体电阻的大小随温度的变化会发生明显的改变,用半导体材料制成的电阻叫热敏电阻. 热敏电阻可以用来监控汽车元件温度的变化,如图(a)所示是热敏电阻的阻值随温度变化的规律图,现将该电阻与阻值为50Ω欧的电阻R0组成如图(b)所示电路,电源电压为12伏,当电流表的示数为0.2安时,热敏电阻的温度为

( ).

A.10℃ B.30℃ C.60℃ D.90℃

13.(上海竞赛题)如图所示的电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以AB上各点对B点的电压U为纵坐标,

各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为图中的( )

14.(黄冈特招题)电阻随温度变化的特性在实际中十分有用,如图为了让用电阻加热的某环境的温度相对稳定,

所选取的电阻R随温度t变化的特性应该是下列图中的(电源电压不变) ( )

15.(麻城“四科”联赛题)在现代电子电路中,各种电子元件在电路中起着各种不同的作用,如二极管能起单向导

电作用.现有A、B两种电子元件的I-U关系图分别如图(a)、 (b)所示.

问:通过对图(a)、(b)I-U特性曲线的分析,能推测出这两种电子元件在电路中所起到的作用各是什么

?

16.(上海竞赛题)研究表明,有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化,物理学中利用这种性质制成金属电阻

温度计,它可用来测量很高的温度,其原理如图所示.

图中电流表量程为0~15mA,电源电压为3V,R0为滑动变阻器,金属电阻是温度计的测温探头,在t≥0℃时,其阻值Rt随温度f的变化关系为Rt=100+0.5t(单位为Ω).

(1)若要将Rt放入温度为0℃处进行测量,使电流表恰好达到满量程电流,则此时滑动变阻器的阻值为多大?

(2)保持(1)中滑片位置不变,当将测温探头放在某待测温度处,电流表示数为10mA,则此时Rt为多大?对应的 温度为多高

?

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