欧姆定律—实验专题有答案

欧姆定律—实验专题一、实验题1．根据“用电流表、电压表测电阻”的实验，完成下列要求。（1）实验原理_____。（2）小张同学依照图电路图正确连接器材，闭合电键后，两电表示数如图所示，则记录的数据是xI_____安，xU_____伏，计算出R=_____欧；为了减小误差进行多次测量，因此接下去小张同学要进行的主要操作是：_____。（3）小姜同学依照图电路图连接器材，且将滑片移到变阻器一端，闭合电键后，两电表都有示数；但移动滑片时，两电表示数都不变化。产生这一现象的原因可能是：_____。【答案】URI0.5510增减串联电池的节数，改变加在导体两端的电压第一种可能是：待测电阻断路；第二种可能是：滑动变阻器金属棒两端的接线柱同时连入电路；第三种可能是：滑动变阻器电阻线圈两接线柱同时连入电路【解析】【详解】(1)[1]由图可知本实验的原理是：URI；(2)[2][3]由图乙知，电流表使用0−0.6A量程，分度值是0.02A，电路中电流为0.5A；电压表使用0−15V量程，分度值0.5V，Rx两端电压为5V；[4]由UIR可得：5V=10Ω0.5AxURI；[5]为了减小误差进行多次测量，可以增减串联电池的节数，改变加在导体两端的电压，得到几组Rx的电压值和电流值，分别计算Rx的值，最后取平均值；(3)[6]闭合电键S后，两电表都有示数，说明电路是通路，移动滑片时，两电表示数都不变化，说明移动滑片电路中的电阻没有发生改变，所以产生这一现象的原因可能是：第一种可能是：待测电阻断路；第二种可能是：滑动变阻器金属棒两端的接线柱同时连入电路；第三种可能是：滑动变阻器电阻线圈两接线柱同时连入电路。2．某班同学为了“探究电流与电阻的关系“采取了分组实验，设计了如图甲的实验电路，用到的实验器材有：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为10Ω、20Ω，25Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器，导线若干。（1）根据电路图甲连接实物电路时，开关应处于_____状态。（2）其中有一组同学连接好电路后，发现电流表的示数小，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数不变，则原因可能是：_____。（3）排除故障后，续探究实验，将10Ω的电阻更换成阻值为20Ω的电阻后，接下来应向_____端（填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片：该实验中，滑动变阻器的主要作用_____。（4）完成了多组实验，利用收集到的数据，作出了如图乙所示的电流I随电阻R变化的关系图象，分析图象可得结论_____。【答案】断开将滑动变阻器两个下接线柱接入了电路右保持电阻两端的电压不变当电压一定时，电流与电阻成反比【解析】【详解】第一空．为了保护电路，连接电路时开关应处于断开状态；第二空．为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大值处，闭合开关，电流表的示数小，说明电阻大，移动滑片时，电流表示数不变，说明滑动变阻器不起作用，接了两个下接线柱；第三空．将10Ω的电阻更换成阻值为20Ω的电阻后，闭合开关，电压表的示数会变大，根据串联分压原理，应增大滑动变阻器的阻值，则应将变阻器滑片向右移动，使电压表的示数不变为0.5A×5Ω＝2.5V；第四空．实验中滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变；第五空．分析图乙图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V，说明电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；3．小明和小亮在做探究“电流与电阻的关系”时，用到如下器材：电压恒为6V的电源，电流表、电压表各一只，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个，标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。（1）请根据实验目的，用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。（_________）（2）小明先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于__________（选填“A”或“B”）端。然后闭合开关试触，发现两电表示数均为零，若电路故障只有一种，则其故障可能为____________。A．R短路B．R断路C．滑动变阻器短路D．电流表断路（3）故障排除后进行实验。当拆下5Ω的电阻，将10Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片直到符合实验要求时，电流表的示数如图乙所示，读数为____________A。（4）然后小明依次将15Ω、20Ω的电阻接入电路进行实验并记录实验数据。当小明准备接入30Ω的电阻进行第5次实验时，小亮说不能接，电压表的示数无法调到________V。小亮这样说的原因是:________________________________。（5）本实验的结论是:____________________________________。【答案】AD0.33滑动变阻器的最大阻值只有20Ω，小于定值电阻的阻值30Ω，电压表的示数将大于3V，不能控制电压不变在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比【解析】【详解】第一空．为达到实验目的，本实验中滑动变阻器要与定值电阻串联，以便调节定值电阻两端电压；电压表要与定值电阻并联，测量定值电阻两端的电压。滑动变阻器接线柱采用“一上一下”方式连入电路。电路连接如图：第二空．连接好电路后，为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。图中滑动变阻器连接的是右下端接线柱，接入电路的是右段电阻丝，则阻值要最大应将滑片置于最左端，即A端。第三空．A、C．闭合开关试触，发现两电表示数均为零。电流表示数为零，说明电路出现了断路故障。故A、C错误。B．若只是R断路，则与其并联的电压表相当于接在电源两端，测电源电压，其示数不为零。故B错误。D．电流表是串联在电路的，若电流表断路，则整个电路不通，所以两电表示数均为零。故D正确。第四空．由乙图可知，电流使用0~0.6A量程，分度值为0.02A，则其示数为0.3A。由（3）可知，当接入10Ω电阻时，电流为0.3A，根据欧姆定律，则电阻两端的电压为：UIR=0.3A×10Ω=3V。在本实验中，要探究电流与电阻的关系，要控制电阻两端电压一定，改变电阻值，观察通过电阻的电流，分析电流与电阻是什么关系。所以不论更换哪只电阻，都应将其两端电压调节到3V。若将30Ω的电阻接入电路进行实验，此时电阻两端电压要为3V，则滑动变阻器连两端电压应为6V-3V=3V，根据串联电路分压规律=RURUR滑滑得，滑动变阻器电阻为：=RURRU滑滑=3V303V=30Ω，但本实验使用的滑动变阻器最大阻值才20Ω，所以若将30Ω的电阻接入电路，其两端电压将无法调节到3V，不能完成实验。第五空．电压表示数无法调到3V。第六空．原因是滑动变阻器最大阻值太小。第七空．通过实验可知，在电压一定时，电阻越大，通过电阻的电流越小。所以本实验的结论是：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。4．小明利用图甲器材，探究电流与电阻的关系，其中电源电压为4伏且保持不变，实验用到的定值电阻有5欧、10欧、15欧、20欧、25欧。(1)把图甲的实物图连接完整；（______________）(2)在连接电路、闭合开关前，发现电流表指针位置如图乙所示，其原因是________；(3)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，得到电流I随电阻R变化的图像(如图丙)，由图像可得出结论是________；(4)实验中，小明在读取电流表示数后，断开开关，拆下阻值为5欧的电阻、改接阻值为10欧的电阻，接下来的操作为________。【答案】见解析电流表没有调零导体两端电压一定时，通过导体的电流和该导体的电阻成反比见解析【解析】【详解】(1)[1]滑动变阻器“一上一下”的接，电流表与电阻串联，根据图丙知电流表的量程为0-0.6A，如下所示：(2)[2]在没有电流通过电流表时，若指针反向偏转，则说明电流表指针没有调零；(3)[3]电压表的示数保持不变即电阻两端的电压不变时，由图乙可知，通过电阻的电流I与电阻的阻值R的乘积为2.5V不变，故可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比；(4)[4]拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻，把滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，闭合开关，滑动变阻器的滑片往右移，使R两端电压为2.5V不变。