欧姆定律实验探究

第1页共7页ab图2-2-28实验探究题1．小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案，并选择了合适的器材，测量电路如图2-2-24所示，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值未知，在A、B两点间接入的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx。（1）请你帮他完成相关实验内容：①将接入A、B两点间；②闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下；③断开开关，取下A、B间的元件，将接在A、B两点间；④闭合开关，调节，使；⑤读出，即可知道Rx的阻值．（2）小明测量电阻Rx的方法，在科学研究中经常用到，下面四个研究实例中，采用这种研究方法的是【】电流表．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它B．根据磁铁吸引大头针多少判定磁铁磁性的强弱C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻D．用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱2.小明为了探究通过导体的电流与加在导体两端电压的关系，设计并连接了图2-2-27甲所示的电路进行实验．实验中电压表的量程选用0～3V、电流表的量程选用0～0.6A、导体的电阻R阻值不变．（1）当小明闭合开关时发现：电流表有示数，但电压表无示数．请你帮助小明检查电路，只要改动一根导线，就能使电压表显示加在导体两端的电压值．请你在图甲中将应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．（2）修正上述错误后小明又发现：无论滑动变阻器的滑片怎样滑动，都不能改变电流表、电压表的示数．请你帮助小明再次检查电路，只要改动另一根导线，当滑动变阻器的滑片移动时，即可改变两电表的示数．请你在图甲中将应改动的另一根导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．（3）修正上述两个错误后，小明按正确的电路进行测量，用两电表测出的数据，描绘出如图乙所示的图像，但不完整，请你在图乙上将小明遗漏的部分补上．（4）根据图像可知：通过导体的电流与加在导体两端的电压成关系．4．在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小明设计了如图2-2-28所示的电路．（1）在连接电路时发现，还缺少一个元件，他应该在电路中再接入的元件是．（2）为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小，可观察．图甲图乙图2-2-27第2页共7页图2-2-29图2-2-31（3）另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进：甲把灯泡更换为电流表；乙在原电路中串联接入电流表．你认为同学的改进更好一些，理由是．5．楠楠同学在资料上看到了一份材料，某大学物理系的同学再测定额定电压为2.5V小灯泡的电阻的实验中，得到部分U和I的数据如下表所示：实验次数123456U/V0.200.801.402.002.503.00I/A0.020.080.140.180.200.21（1）楠楠根据表中的数据，画出该小灯泡的电流跟电压变化的图像，于是设计了如图2-2-29所示的坐标图。①请你帮楠楠在坐标图中画出该小灯泡的电流跟电压变化的图像；②从材料或图像中可知，该小灯泡的额定电流为A，正常发光时的电阻为Ω；（2）楠楠还想利用初中的物理实验器材，通过实验来验证上述表格中的每一组数据是否正确，于是她又设计了如图2-2-29甲所示的电路图，同时找来了实验器材并连接了部分实物电路，其中电源用的是2节新干电池，滑动变阻器的电阻可在0~50Ω内调节。①请你用笔画线代替导线，按照图2-2-30所示电路图，帮楠楠将图2-2-30乙中的实物电路图连接完整；②闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到端（选填“A或B”）；实验中，由于操作不小心等原因，导致电压表的示数变为零，电流表的示数增大，则电路可能出现的故障是。③楠楠通过这个实验来验证上述表格中的每一组实验数据的正确性，你认为楠楠能做到吗？请简要说明理由。。6．小刚和小丽用图2-2-31所示的器材探究串联电路的电压关系，用三节干电池串联做电源，两只小灯泡的规格不同。（1）请用笔画线代替导线，连接实验电路。要求：L1和L2串联，电压表测量两灯串联后的总电压。（2）小刚用电压表测量L1两端的电压时，直接选用0~3V的量程，小丽说这样不行，规范的操作方法应该是。图2-2-30乙甲第3页共7页图2-2-32+-0.63A3V15（3）他们在测量L2两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0。小刚用电压表检测L1两端的电压，示数为电源电压，由此判断出L1出的故障是；L2是短路还是正常的？小丽在原电路中又添加了一个电学器材，就检验出了结果，她的方法可能是。（4）他们排除故障后继续实验，得出了右表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应当。7．探究电流与电压、电阻的关系。【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系？【猜想】①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比。②导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。③导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。【实验器材】电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（20Ω2A、50Ω1A），导线若干。【实验过程】（1）根据图2-2-32所示实物图在虚线框内画出电路图。（2）小明按图2-2-31正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程。小明操作中的错误是。（3）小明改正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表一。分析数据可得出猜想是正确的。表一表二（4）小红在探究猜想③时，先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5V，并记下电流值；再分别改接10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据。分析数据得出，猜想③是正确的。实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的是。L1两端电压/VL2两端电压/V串联总电压/V1.43.14.5电压U/V1.21.62.02.42.8电流I/A0.120.160.200.240.28电阻R/Ω51015电流I/A0.300.150.10第4页共7页—315—0.63—315ACDB图2-2-34（5）小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，得到了与表二相同的数据，也完成了实验探究。小华与小红的实验相比不同之处是：。【知识拓展】（1）小明实验时选择的是Ω电阻。（2）小红实验时选择的变阻器规格是。8．如图2-2-33所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5V”字样。（1）请指出电路连接中的两个不当之处：①；②。（2）他们改正电路连接中的不当之处后，闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱。出现这种现象的原因是：。（3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值。记录如下：①灯泡正常工作时的电阻大小约为；②通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是（填写“不变”或“变化”）的，其原因是：。（4）实验结束，小明提出了一个探究设想：可以利用图2-2-33中的实验器材来探究“并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”。①请帮他们设计一个实验方案，将电路图画在虚线框中；②在实验探究过程中，滑动变阻器不但可以改变电路中的电流，它还是电路中的一个，但在移动滑片时一定要注意。9．在探究了电阻上的电流跟两端电压的关系后，同学们又提出了电流与电阻有什么关系这一问题。请你和他们一起解决下列问题：（1）用笔画线代替导线，将实验电路连接完整。（2）在导线连接完成后，闭合开关前还应。（3）闭合开关后，移动滑片时发现电流表没有示数，电压表有明显的示数。则发生故障的原因可能是。（4）排除故障后，同学们继续进行实验。一位同学在读取完电流表示数后，直接拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻。他认为这样操作简捷高效。那么，①电压表示数会怎样变化：。②请你指出他在操作中的错误：___________________________。（5）分析表中实验数据，请你总结出电流与电阻的关系：。电压（V）2.02.52.8电流（A）0.200.240.26电压U=2V次数123电阻R/Ω51020电流I/A0.40.20.1图2-2-33第5页共7页10．在“测定小灯泡的电阻”实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为6V的电源、“3.8V、1.5W”的小灯泡、标有“20Ω，1.5A”的滑动变阻器，导线若干。（1）请用笔画线代替导线，按照图2-2-35甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（要求连线不得交叉，电流表的量程选择要恰当）；（2）甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：①___________________________________；②___________________________________。（3）乙组同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是A．更换小灯泡B．检查电路是否断路C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光（4）上表是按正确的操作测得的数据，从表中计算出三次小灯泡的阻值不相等，其原因是_______________。11．用滑动变阻器改变小灯泡的亮度.（1）实验室中有一铭牌上标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器，如图19所示.若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去，共有种接法；“20Ω”指的是接线柱间的电阻值，“2A”指的是______________________________________________.（2）现再给电源、小灯泡、开关各一个，导线若干，请在图20中用笔画线代替导线连接电路，要求滑动变阻器的滑片向右移灯泡变暗.（3）如果你还想知道电路中电流值的改变情况，需在电路中再联一个电流表，并增加根导线.12．测量一个铭牌缺失的滑动变阻器最大阻值的实验如下图。图2-2-38中乙滑动变阻器完好，铭牌上标有“20ΩlA”字样，甲滑动变阻器铭牌缺失，且滑片功能失效。（1）将未完成的电路连接完整；实验次数123电压U／V2.03.03.8电流I／A0.330.340.40电阻R／Ω6.08.89.5甲乙图2-2-35图2-2-38ABC图2-2-36图2-2-37+－第6页共7页（2）实验中将正常的滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动，电压表示数，电流表示数（两空都选填“增大”、“减小”或“不变”）；（3）实验中，通过调节滑动变阻器，测得两表的三组数据是(Ul，I1)、(U2，I2)、(U3，I3)，被测量的滑动变阻器的最大阻值为。13．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值一支的定值电阻个1个，电阻箱（电路图符号）一个，已调零的电流表两块，开关两个。导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时，如果R1的阻值保持不变，则电阻R1与R2并联的等效电阻R跟R2的关系式为：1R=1R2+b（b为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。14．实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻．提供的器材有：电源(电压约5V)、学生用电压表(0～6V)、电阻箱R(0～9999Ω5A)、开关S1和S2、导线若干．现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图2-2-39甲所示的实验电路图．（1）小虎进行的实验过程如下：①根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“×，并用笔画线代替导线画出正确的接法．②电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为．③闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱的阻值调为R0时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx=．（2）如果实验器材中没有提供电压表，现再提供一只电流表(0～0.6A)，利用上述器材，你认为（选填“能”或“不能”）较准确测出该待测电阻的阻值，原因是．15．在测量定值电阻的实验中，甲乙图2-2-