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第五章　欧姆定律
第五章复习课
1.通过实验探究电流跟电压和电阻的关系，体会探究获取物理规律的艰辛与快乐。
2.理解欧姆定律，并能进行简单的计算。
3.利用欧姆定律设计并进行实验，测算电阻的大小，进一步练习使用电流表、电压表、滑动变阻器。
4.通过实验探究和理论推导，得出串、并联电路总电阻跟分电阻的关系，体会两种方法在科学探究中的意义，树立理论与实践相统一的思想。
5.会利用串联、并联电路的有关知识，分析和计算简单的电路问题。
◎重点:欧姆定律实验，测电阻实验
探究电流与电压、电阻的关系
　小华同学在探究“电流与电阻关系”的实验时，电阻R 有5 Ω、10 Ω、20 Ω三种规格，滑动变阻器有型号一“20 Ω　2 A”和型号二“50 Ω　1 A”两种规格，电源电压保持6 V 不变，他设计的电路图如图甲所示。
　
甲
(1)根据电路图，用笔连线将图乙的实物图连接完整。
答
答
(2)小华完成第一次实验后，做第二次实验时将电阻由5 Ω更换为10 Ω，闭合开关，应调节滑动变阻器的滑片P 向　B　(选填“A”或“B”)端移动，直到　电压表的示数为2 V 　为止。按照同样的方法，完成了第三次实验，三次实验的数据如表所示。整个实验过程中应选择型号　二　的滑动变阻器。
次数 第一次 第二次 第三次
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
B　
电压表的示数为2 V 　
二　
(3)根据实验数据，小华得到如下实验结论:　电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比　。
(4)利用这个电路还能完成的实验有:　探究电流和电压的关系　(写出一条即可)。
解析　（1）电压表应与电阻并联，根据题意，乙图的实物图
连接如图所示。
电压一定时，
通过导体的电流跟导体的电阻成反比　
探究电流和电压的关系　
(2)小华完成第一次实验后，做第二次实验时将电阻由5 Ω更
换为10 Ω，定值电阻所分得的电压增大，故电压表的示数变大，
为保持电压表的示数不变，需要移动滑片使定值电阻的电压减
小，所以将变阻器滑片向右移动，滑动变阻器连入电路的电阻
增大，电路中总电阻变大，电流变小，由U＝IR 可知，定值电
阻的电压减小，所以应调节滑动变阻器的滑片P 向B 端移动，直
到电压表示数为2 V 为止。
由表可知，R'＝＝＝40 Ω，所以整个实验过程中
应选择型号二“50 Ω　1 A”的滑动变阻器。
(3)根据实验数据，小华得到如下实验结论:电压一定时，通过
导体的电流跟导体的电阻成反比。
(4)利用这个电路还能完成的实验有:探究电流和电压的关系
(测量导体的电阻)。
　在探究电流跟电压、电阻的关系时用到控制变量法，在探究电流跟电压的关系时，要保持电阻不变，只改变定值电阻两端电压，这里是通过改变滑动变阻器接入电路中的阻值来改变定值电阻两端的电压；在探究电流跟电阻的关系，要保持电压不变，只改变电阻的大小，这里是通过改变滑动变阻器接入电路中的阻值，来保持被更换定值电阻两端的电压不变。在探究电流跟电压和电阻的关系时，测量多组实验数据的目的是寻找普遍性的规律，避免得出的结论具有偶然性和片面性。
1.某实验小组要探究电流与电压、电阻的关系:
【设计实验】
小组制定实验计划，选用合适的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、内装三个定值电阻(R1＝5 Ω、R2＝10 Ω、R3＝15 Ω)的电阻盒等器材，并设计好电路图(如图甲所示)。
　
(1)考虑到电流的大小与两个因素有关，该实验需要采用的研究方法是　控制变量法　。
(2)该实验中，滑动变阻器的作用是　保护电路　、　改变电阻两端电压　。
控制变量法　
保护电路　
改变电阻
两端电压　
【进行实验和收集数据】
(3)实验小组按照电路图连接好电路并检查无误后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但未超出量程，则产生故障的原因可能是定值电阻　被短路　(选填“断路”或“被短路”)。
被短路　
(4)移动滑动变阻器的滑片，实验小组测得多组数据并分别录入表格中，其中，换用R3 做实验时少录入一个电流值，电流表指针位置如图乙所示，该电流记作　0.14　A。
电压U/V 1 2 3 ……
R1电流I1/A 0.2 0.4 0.6
R2电流I2/A 0.1 0.2 0.3
R3电流I3/A 0.06 0.2
0.12　
【分析和论证】
(5)比较表中任何一行测得的数据，可以得出的结论是:　电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　。
(6)比较表中任何一列测得的数据，可以得出的结论是: 　电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比　。
电阻
一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　
电压
一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比　
【评估】
在评估环节，有组员提出了“能否采用图像法进行数据分析”的意见。除此以外，你还能从哪两个方面对该实验进行评估？　本小组得出的实验结论与其他小组的是否一致；本实验的误差可能来自哪些因素(合理即可)　。
本小组得出的实验结论与其他小组的是否一致；本实验的误差
可能来自哪些因素(合理即可)　
电阻的测量
　用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx 的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整(要求滑片P 向左移动的过程中电流表示数变小)。
(2)正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P 置于　 A 　(选填“A”或“B”)端。
(3)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在电路中先后连接接线柱G 与F、F 与E 时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E 与D 时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是　滑动变阻器断路 　。
A 　
滑动变阻器断路 　
(4)排除故障后继续实验，当电压表示数为2 V 时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx＝　 10 　Ω。
(5)如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为R0 的滑动变阻器和如图丙所示电路，来测量电阻Rx 的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表示数为I1，滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为I2，则电阻Rx＝ (用题中所给物理量的符号表示)。
10 　
　伏安法测电阻的原理是R＝，用电压表测出被测电阻两端的电压，用电流表测出通过被测电阻的电流，为多测几组实验数据，在电路中需通过改变滑动变阻器接入电路中电阻值的大小，来改变被测电阻两端的电压和通过被测电阻的电流，把计算出的几次电阻值的平均值作为被测电阻的阻值，这样做的目的是减小实验中的误差。
2.在做“测量小灯泡的电阻”实验中。
(1)小华同学连接的实物电路如图甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，经检查，发现有一根导线连接错误。请你在连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将图甲的电路连接正确，连线不能交叉。
解析:(1)小灯泡没有真正接入电路，闭合开关小灯泡也不会发光。
(2)连接电路时，开关必须　 断开 　(选填“断开”或“闭合”)。电路连接完整后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P 移到 　A　(选填“A”或“B”)端。
断开 　
A　
(3)正确连接电路后闭合开关，移动滑片P，当电流表的示数为0.2 A 时，电压表指针位置如图乙所示，则电压表示数为　2.2　V，小灯泡的阻值为　 11 　Ω。
2.2　
11 　
解析:
(2)为了保护电路，连接电路时，开关必须断开。电路连接完整后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P 移到最大阻值处，即A 端。
(3)如图，电压表量程选择的是0~3 V ，分度值为0.1 V ，电压表的示数为2.2 V；根据欧姆定律可知小灯泡的阻值R＝＝＝11 Ω。
欧姆定律的应用
　如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，当滑片P从变阻器的a点向b点移动的过程中，下列关于电流表A和电压表V示数变化的说法正确的是(　B　)
B
A.电流表A示数变小，电压表V示数变大　
B.电流表A示数变小，电压表V示数不变　
C.电流表A示数变大，电压表V示数变小　
D.电流表A示数变大，电压表V示数不变
解析　由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器并联，电压表V测电源两端的电压，电流表A测干路中的电流；由于电源电压不变，滑片移动时，电压表示数不变；并联电路各支路互不影响，滑片移动时，通过定值电阻的电流不变；
闭合开关S，当滑片P从变阻器的a点向b点移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变小，根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流变小，电流表示数变小；故B正确。
闭合开关S，当滑片P从变阻器的a点向b点移动的过程中，滑
动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动
变阻器的电流变小，根据并联电路的电流关系可知，干路中的
电流变小，电流表示数变小；故B正确。
　要根据电路元件的连接方式，判断是串联还是并联电路；根据滑动变阻器滑片移动方向或外在条件对半导体元件(光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、气敏电阻、磁敏电阻等)的影响，来判断电路中电阻的变化；根据电阻的变化判断电路中电流的变化，最后判断所对应的电压如何变化。
3.在新型冠状病毒疫情防治期间，经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图，R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，图丙是其阻值随人体温度变化的图像。
　　
A.体温越高，R的阻值越大　
B.体温越高，电压表的示数越大　
C.体温越低，R两端的电压越小　
D.体温越低，通过R0的电流越大
闭合开关S后，对该电路分析正确的是 (　B　)
B
解析　由图可知，两个电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压。体温越高，由图丙知，热敏电阻R的阻值越小，故A错误；体温越高，热敏电阻R的阻值越小，由串联分压原理可知，热敏电阻R分得的电压越小，根据串联电路电压的规律，定值电阻R0两端的电压越大，即电压表示数越大，故B正确；
相反，体温越低，热敏电阻R的阻值越大，总电阻越大，根据欧姆定律I＝可知，电路中的电流越小，即通过R0的电流越小；由串联分压原理可知，热敏电阻R的电压越大，故C、D错误，选B。
相反，体温越低，热敏电阻R的阻值越大，总电阻越大，根
据欧姆定律I＝可知，电路中的电流越小，即通过R0的电流越
小；由串联分压原理可知，热敏电阻R的电压越大，故C、D错
误，选B。
单元实践作业
探究电流与电压关系
使用电学实验箱中的实验器材探究电流与电压的关系。

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