初三九年级人教版全一册第15章　探究电路 专题八　欧姆定律实验重难点 专题八　欧姆定律实验重难点课件

第15章　探究电路专题八　欧姆定律实验重难点 类型一基础实验＋滑动变阻器的取值范围1.探究电流与电压的关系。【实验器材】电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器（A：“10Ω1.5A”、B：“20Ω1A”、C：“50Ω1A”）、开关、新干电池三节、定值电阻R＝10Ω、导线若干。 【设计实验与制订计划】（1）请依照如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左滑时，电流表示数变大，导线不能交叉。（第1题）答案如图所示 【进行实验与收集证据】（2）小莲按要求正确连接电路，且电路元件完好。实验过程中，发现电压表指针偏转到满刻度处的位置，其原因可能是。滑动变阻器接入电路的阻值过小 （3）小莲在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如表所示：U/V1.02.03.0I/A0.10.20.3要测出表格中的实验数据，实验时所用的滑动变阻器规格为（填编号）。C 【实验结论】（4）通过上表中的数据，我们可以得出：⁠⁠⁠。当导体的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比U/V1.02.03.0I/A0.10.20.3 2.在探究“电流与电阻关系”的实验中，为同学们提供了以下实验器材：电源一个（电压6V），定值电阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝20Ω，滑动变阻器（30Ω1A），电流表、电压表各1只，开关1个，导线若干。（第2题） （1）请用笔画线代替导线将如图电路连接完整。答案如图甲所示（2）本实验中滑动变阻器起到保护电路元件安全和的作用。控制定值电阻两端电压不变 （3）实验中多次改变定值电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流随电阻R变化的图像。①请在图像上用一块阴影部分的面积表示实验时R两端电压数值的大小。答案如图乙中阴影，答案不唯一 ②用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器的滑片位置不变，然后换为10Ω的电阻接入电路，此时应该向（选填“左”或“右”）移动滑片，使电压表的示数为V。左2 ③当小明用20Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表的示数为2V，其原因是。若想完成实验，应更换一个最大阻值不小于Ω的滑动变阻器。（4）在本实验中，既要维持上述电压表的示数不变，又不能改变上述电流表的量程，（选填“能”或“不能”）接入3Ω的定值电阻进行实验。滑动变阻器的最大阻值太小了40不能 类型二基础实验＋电压表不变电压的取值范围3.在“探究电流与电阻的关系”实验中，现有器材如下：电源（电压为4.5V），四个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω），标有“×Ω1A”的滑动变阻器（阻值模糊不清），电压表（可用量程：0～3V、0～15V），电流表（可用量程：0～0.6A），导线，开关。（第3题） （1）设计并正确连接如图甲所示的电路，把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间，将滑动变阻器的滑片移到最端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V时，电流表的示数应为A。右0.4 （2）分别用定值电阻R2、R3、R4替换R1，重复（1）的实验步骤，根据所得的四次实验数据绘制出I－R图像，如图乙所示。由图像可得出的结论是：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成⁠。反比 （3）当使用定值电阻R4进行实验，刚一闭合开关时，就发现电压表示数恰好为2V，为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制A、B两点之间的电压在～V范围内，滑动变阻器的取值范围为～Ω。232.525 解析：（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片在最大阻值处，闭合开关，电压表示数为2V，则R4两端的最小电压为2V，接入其他电阻时，A、B间的最小电压都大于2V，为完成四个定值电阻的实验，A、B间的最小电压应为2V；由欧姆定律和串联中电压电流规律可求得滑动变阻器的最大阻值为R滑大＝25Ω； 分别接入四个电阻时，四个电阻两端的最大电压中，R1两端的最大电压最小，因为电流表的量程是0～0.6A，所以R1两端的最大电压为U1大＝5Ω×0.6A＝3V，所以为完成四个定值电阻的实验，A、B间的最大电压应为3V，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，为R滑小＝－5Ω＝2.5Ω。所以2V≤UAB≤3V，2.5Ω≤R滑≤25Ω。 类型三基础实验＋电源电压的取值范围4.在“测量小灯泡电阻”的实验中，小超选用以下器材：额定电压（即正常工作时的电压）为2.5V的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器（50Ω0.5A）、可调节学生电源、开关各一个，导线若干，设计如图甲所示的电路。（第4题） （1）本实验的实验原理是⁠。R＝ （2）请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求：滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。答案如图所示 （3）小超连接电路后，闭合开关S，发现：小灯泡不亮，但电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障原因可能是⁠。小灯泡短路 （4）小超同学排除故障后，再闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制出如图乙所示的I－U关系图像，由图像可知：①小灯泡正常工作时的电阻为Ω。②当小灯泡两端电压增大时，小灯泡阻值（选填“增大”“减小”或“不变”）。10增大 （5）小超按同一电路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，请你找出他在实验中两个操作不当之处：①⁠；②⁠⁠。连线时未断开开关闭合开关前，滑动变阻器滑片没移到最大阻值处 （6）为探究“电压一定时，电流与电阻的关系”，小超将小灯泡依次换为5Ω、10Ω、15Ω和25Ω的定值电阻，若他想四次实验中控制电压表的示数为2.5V不变，则电源电压的选取范围是～⁠。解析：（6）为完成实验需要达到两个要求：①由控制电压表的示数为2.5V不变，可知对四个定值电阻电源电压都必须达到2.5V；②当25Ω电阻接入电路，滑动变阻器的滑片在最大阻值处时，电源电压最大，U大＝2.5V＋×2.5V＝7.5V。所以2.5V≤U源≤7.5V。2.57.5V 类型四基础实验＋定值电阻的取值范围5.如图甲是小明同学探究“电流与电压、电阻的关系”的电路图，电源电压为3V不变。（第5题） （1）请按电路图将实物图连接完整。（要求滑片P向左滑时接入电阻变大） （2）小明连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片P应放在最（选填“左”或“右”）端。（3）闭合开关后，小明发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表的读数几乎为零，电压表示数始终接近电源电压，原因可能是（选填字母）。A.定值电阻断路B.电流表坏了C.滑动变阻器短路D.定值电阻短路左A （4）排除电路故障后，小明探究“电流与电压的关系”，实验过程中得到的数据如下表所示。第3次测量时，电流表的示数如图丙所示，电流为。分析表格中的数据，得到结论：当电阻一定时，通过电阻的电流与该电阻两端的电压成⁠。0.48A正比实验序号123电压U/V0.81.62.4电流I/A0.160.32 （5）接着小明取来四只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的电阻，标有“10Ω0.5A”的滑动变阻器，探究电流与电阻的关系。①用5Ω的电阻实验时，当电流表示数为0.4A时，记录数据。他将电阻5Ω换成10Ω，移动滑动变阻器滑片P的目的是⁠；②当用30Ω的定值电阻进行第四次实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法将电压调到预设值，为了顺利完成以上探究，如果只更换定值电阻，则更换的定值电阻阻值范围是Ω。控制定值电阻两端的电压不变4～20 解析：（5）②由①中数据可知，电阻两端的电压UR＝0.4A×5Ω＝2V。如果只更换定值电阻，即电压不变，必须考虑滑动变阻器阻值最大的情况，由串联电路电流规律可知：＝，解得Rmax＝20Ω，由滑动变阻器的规格可知，Imax＝0.5A，则Rmin＝＝4Ω，所以更换的定值电阻阻值范围是4～20Ω。 类型五基础实验＋串联电阻的取值范围6.某物理兴趣小组的小华和小舒同学为“探究电流与电阻的关系”，在实验室找来了以下实验器材：学生电源（电压恒为4.5V），滑动变阻器（“20Ω1A”），阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，电流表、电压表、开关各一只，导线若干。（第6题） （1）实验时小华设计了如图甲所示的电路图并连接成图乙所示的实物图。他将滑动变阻器的阻值调到最大，若闭合开关，则乙图中（选填“电流表”或“电压表”）无示数，这是因为乙图中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并画出正确的连线。答案如图所示电流表 （2）接下来小华先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关S后，移动滑片P，控制定值电阻两端的电压为2V；断开开关后，保持滑片P位置不变，用10Ω的定值电阻替换5Ω，再次闭合开关后，发现电压表示数如图丙所示，为V，此时应向（选填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求。2.7右 （3）小华和小舒更换其他电阻，继续完成实验，测得数据记录在下表中：实验次数12345电阻R/Ω510152025电流I/A0.40.20.13 ①小舒同学在完成表中前三次实验后立即得出结论：电压一定时，电流与电阻成（选填“正”或“反”）比；反 ②小华则认为小舒的实验次数较少，决定再多做两次实验。当他将阻值为20Ω的定值电阻接入电路中继续实验时发现：无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到原来控制的电压值。为了更好地得出普遍规律，小华应在图甲电路的（选填“a”或“b”）点串联一个定值电阻来顺利完成表中第4和第5次实验探究，串联的定值电阻的阻值范围为Ω。b11.25～25 解析：（3）②分析表中数据可知：定值电阻两端保持不变的电压UV＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，则滑动变阻器分得的电压U滑＝U－UV＝4.5V－2V＝2.5V，由于滑动变阻器分得的电压是定值电阻分得的电压的＝1.25倍，根据“串联分压”可知：当接入25Ω的定值电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻R滑＝1.25×25Ω＝31.25Ω；而现有滑动变阻器最大电阻为20Ω，为了完成整个实验，小华应在图甲电路的b点串联一个定值电阻，至少应串联电阻的阻值R串小＝31.25Ω－20Ω＝11.25Ω； 当接入20Ω的定值电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻R滑2＝1.25×20Ω＝25Ω，当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时，所串联的电阻最大，R串大＝25Ω；故串联的电阻的阻值范围是11.25～25Ω。 类型六基础实验＋取值范围的综合7.在探究电流与电阻的关系的实验中，电源电压为15V且保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω3A”字样，实验中所用的四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。（第7题） （1）用笔画线代替导线将图乙电路连接完整。答案如图所示 （2）小明在a、b间接入5Ω的电阻，调节滑动变阻器的滑片，读出了电流表的示数（如图丙）为A。[第7（2）题]（3）用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，调节滑动变阻器，使电压表的示数不变，读数时电流表示数为A。10.5 （4）*断开开关，再用15Ω的电阻替换10Ω的电阻继续实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能完成实验，为了能够继续实验，完成四次探究，小明设计了如下四个调整方案，请帮助他填写完整：①如果只调整a、b两点间的电压，他应控制a、b间电压不低于V。7.5 ②如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值应不小于Ω，最大电流不小于A。③如果只更换定值电阻，则他更换的电阻阻值范围应是Ω至Ω。4011.6710④如果只更换电源，则他更换的电源电压应不能低于V，不能超过V。510