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第五章 欧姆定律
本章回眸
【课前自学】
【合作学习】
1．欧姆定律
例1 在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，小明连接成如图5-1所示的实验电路。
（1）在这个实验电路中有一个仪器连接有误，请你在实物图中只改变一根导线的连接，使该仪器能正常工作（用“”标出需要改动的导线，并画出改接的导线）；
（2）小明改接电路后，闭合开关，电表指针偏转情况如图5-1乙所示。为提高实验精确程度，这个电路仍需要改进的地方是 ，
理由是 ；
（3）小明通过实验得到两个定值电阻R1、R2对应的U—I关系图象，如图5-2所示。
由图象得出：①当电阻一定时，通过导体电流与导体两端的电压成 关系；
②定值电阻R1 R2（选填“＜”、“＞”或“＝”）；
(4)小明还想利用这个电路进一步探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，在实验过程中，小明先后用5，10，15的电阻替换原来的定值电阻R，每次替换后闭合开关，应调节 ，使 保持不变，然后再记录电流表的示数。
例2 如图5-3所示，电源电压保持不变，开关S断开时，电压表示数为2V；开关S闭合时，电压表示数为6V，那么电阻R1:R2= 。
例3 在图5-4所示的电路中，当开关闭合后，滑动变阻器滑片P向右移动时，对电表读数的变化，分析正确的是（ ）
A．电流表A、电压表V1示数都减小，电压表V2示数增大
B．电流表A、电压表V1示数都变大，电压表V2示数变小
C．电流表A的示数减小，两电压表示数不变
D．三个电表的示数都不变
2.伏安法测电阻
例4 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 1 2 3 4 5 6
U/V 0.20 0.80 1.40 2.00 2.50 3.00
I/A 0.02 0.08 0.14 0.18 0.20 0.21
（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5-5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，于是她又设计了图5-6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5-6甲所示电路图，帮楠楠将图5-6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。 。
3.欧姆定律的综合应用
例5 如图5-7所示，电阻R1的阻值为5 Ω
（1）当开关S1闭合，S2断开，滑片滑至最左端时，电压表示数为6V，电流表的示数为0.3A，滑动变阻器的最大阻值是多少？
（2）若R2的阻值为20 Ω ，当开关S1、S2均闭合，滑片P滑至最右端时，电流表的示数是多少？
【思路点拨】当开关S1闭合，S2断开，滑片滑至最左端时，R1和滑动变阻器R串联；当开关S1、S2均闭合，滑片P滑至最右端时，R1和R2并联。
例6 张林同学设计了一个风速仪，图5-8甲是它的原理示意图。定值电阻Ro = 10Ω，Rl 是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如图5-8乙，电源电压恒为3V，电流表的量程为0－0.6 A，风压板是一块长方形的轻质塑料板，它的面积为0.4㎡ 。
（1）在电路中连入R0的目的是 ；
（2）闭合开关后电流表的读数为0.15A， 风压板上所受到的压力是多少？此时的风速为多少？
（3）你认为此风速仪存在的不足之处是 （写出一点即可）。
【应用拓展】
1.小莉按图5-9中甲所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”实验。
（1）根据图5-9甲,将图5-9乙中的实物连接成电路,要求变阻器滑片向右移动时,电流表示数增大（注意电压表量程的选择）；
（2）实验时,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值如下表。请根据表中数据,在图5-10的坐标系中画出电阻R的U-I关系图象：
（3）分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与电压成 比。由图象可知，小莉实验时所选用电阻R的阻值为 Ω。
2．小华和小海同学为了探究导体中电流和电压的关系，他们用A、B两个导体进行实验，实验中多次改变导体两端的电压大小，并将测量的数据记录在表一、表二中。
（1）分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电流与电压变化的倍数关系，可得出的初步结论是：对同一导体， 。
（2）分析比较实验序号3、5的数据，他们提出了猜想：在电压相同的情况下，通过不同导体的电流不相同。
①为验证上述猜想，在已有表一、表二实验数据的基础上，小华重新预设了B导体两端的电压，并测出相应的电流值。小海分析了小华的测量数据后，认为小华的测量数据有问题，他未测量便修改了数据，如表三所示。你认为小海修改数据的做法 ，理由是 。
②为了达到验证上述猜想的目的，请结合表一、表二的实验数据，分析表三设计的不足之处： 。
3. 在图5-11甲所示的电路中，若电源电压为3V，电流表A1 、A2的示数如图5-11乙所示，则通过R1的电流是_ _A，R2的阻值是 Ω。
4．在图5-12所示的电路中，闭合开关s，让开关S1和S2 断开，调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的最左端口处，此时灯泡L恰好正常发光，电流表A和电压表V均有示数。已知变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻，以下判断正确的是（ ）
A．若保持s1和s2断开，让P缓慢向右滑动，灯泡L 有可能被烧毁
B．若保持P在a处不动，s1仍断开，闭合s2后，A表和V表示数均不变
C．若保持P在a处不动，s1仍断开，闭合S2后，A表和V表示数将变大
D．若保挣S2断开，将P移至变阻器最右端b，再闭合S1后，A表和V表均仍有示数
5.在学习“串联电阻的等效电阻与各串联电阻之间关系”的时候，小强和小刚利用滑动变阻器（铭牌上标有50Ω1A）、两个定值电阻（10Ω和5Ω）、电压表、电流表、电源等器材对此进行了探究。他们设计了如图5-13甲所示的电路图。
（1）根据电路图，请你在图5-13乙中用笔画线代替导线将没有连接完的实物电路连接好（导线不允许交叉且电流表的量程选取要适当）。
（2）请你根据电路图分析：在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 （填“A”或“B”）端。
（3）右表是小强和小刚在这次实验中所记录的数据。请你根据他们三次测量的数据进行分析，可以得出的结论是： 。
（4）若闭合开关后发现电流表有示数，而电压表无示数，则出现该现象的原因可能示下面哪一种情况？ （只填字母序号即可）。
A．滑动变阻器某处断路 B．只有R1被短路
C．只有R2被短路 D．电压表的某一个接线柱接触不良
（5）在这次实验中，滑动变阻器的作用是： 。
6．如图5-14所示，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值R0=20Ω，当只闭合开关S1，滑片P置于最左端a时，电流表示数为0.2A；当开关S1．S2均闭合，滑片P置于最右端b时，电流表示数为0.6A，则定值电阻R1= Ω，电源电压U= V。
7． 如图5-15（a）所示电路是在环境温度为10 0C左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。箱内电阻Rl=5kΩ,R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图5-15（b）所示，电源电压为12V。当电压鉴别器的两接入点a,b间的电压Uab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当Uab大于4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。
(1)从图5-15(b)中读出环境温度为150C时的热敏电阻R2为 kΩ。
(2)通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？
(3)若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？

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