初三物理欧姆定律经典例题含答案(一题搞懂欧姆定律实验综合题解法)
初三物理欧姆定律经典例题含答案(一题搞懂欧姆定律实验综合题解法)①实验电路图:如下图所示。示例:①画出实验电路图。②写出实验的主要步骤。③写出 Rx的表达式。
典题26:在“用电压表和电流表测电阻”的实验中:
(1)实验的原理是——————。
(2)下图是某次用电压表和电流表测量小灯泡电阻的实物图 请用铅笔画线代替导线 按照实验的要求完成电路的连接。(要求:滑动变阻器的滑片 P 向右移动时电流表示数变大。)
(3)还可用其他的方法测量电阻。老师提供了下列器材:电压恒定的电源一个(电压未知) 定值电阻 R0一个(阻值已知) 待测电阻Rx一个 滑动变阻器一个 量程合适的电流表一个 单刀开关两个 导线若干。请在给出的器材中选用一些进行组合 完成实验。
①画出实验电路图。
②写出实验的主要步骤。
③写出 Rx的表达式。
示例:
①实验电路图:如下图所示。
②实验步骤:将电流表与 R0串联 测出通过 R0的电流 记为I1;将电流表换为与Rx串联,测出通过Rx的电流,记为I2。
测出通过 R.的电流 记为 I。
③Rx的表达式:Rx=I1R0/I2。
解析:
(1)R=U/I(欧姆定律)。
⑵如下图所示:
①欲使滑动变阻器的电阻增大,则需电流流经电阻丝的长度越长,且只需从电源正极出发,满足这一条件即可。由图可知,连接C和B即可。
②要将用电压表和电流表测量小灯泡电阻的实物图和电路图真正掌握了。
⑶第三问的解法分析如下:
①先将老师提供的器材辨识清楚:
电源:1个,U总不变,但未知;
定值电阻R0:1个,阻值已知;
待测电阻Rx:1个;
滑动变阻器:1个;
电流表:1个,这点很重要,说明了与标准的测量方法不同,需要自行设计;
单刀开关:2个;
导线:若干。
②解答问题的模板,题中已经提供,现需照葫芦画瓢,一步步照模板进行就行。
③首先设计电路图:
ⅰ从老师提供的器材中选择适合的来使用,也就是说不是所有的器材都必须用上;
ii因为电源电压未知,且只有1个电流表,如果把电路设计成并联电路将无从着手,因为只有1个已知条件,即定值电阻R0的阻值,如下图所示:
iii如果把电路设计成串联电路,根据串联电路分流原则,用1个电流表即要能测出R1和Rx串联时的电流,又要想法把总电流测出来,只有这样,才可能测出Rx的电阻。
第一步:先将R1和Rx串联,如下图所示:
此时电流表测量的是流经Rx和R0的电流I1,则U总=(Rx R0)I1——①;
第二步:想办法把该电路的总电流测出来,即电流表只能测流经R0一个用电器的电流,此时你应想到,如果把Rx给短路了,那么上述电路,就只能测出经流R0的电流I2,亦即总电流;如下图所示:
由图可知,当S1和S2都闭合时,测量的是流经R0的电流I2,此时则有
∪总=R0I2——②,
由①式和②式可知,(Rx R0I1=R0I2,
解方程可知Rx=(I2-I1)R0/I1。
综上第三问的电路图和实验步骤如下:
实验步骤:①将开关 S1闭合 断开开关 S2测出通过 R0和 Rx的电流I1。
②将 S1、S2都闭合 测出通过 R。的电流 I2。
③Rx=(I2-I1)R0/I1
小结:测量电阻阻值的原理是欧姆定律。实验时应将滑动变阻器串联接入电路,以改变电路中的电流和小灯泡两端的电压 从而测出 3 组数据求电阻平均值。在没有电压表,有电流表和已知电阻的情况下 可以用并联分流规律进行测算。也可利用电源电压不变及欧定律公式进行测算:将已知电阻与待测电阻串联 采用局部短路(开关与某一电阻并联)或用已知最大阻值的变阻器来代替已知电阻。