專題21 歐姆定律

專題 21 歐姆定律 考點(diǎn)一 電流與電壓、電阻的關(guān)系 1 在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 ； 在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成 反比 。 2 在研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，運(yùn)用的是控制變量法，即：在研 究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制 電阻 不變，使 電壓 發(fā)生變化；在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制 電壓 不變，使 電阻 發(fā)生變化。 考點(diǎn)二 歐姆定律 1 內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 ，跟導(dǎo)體的電阻成 反比 。公式： I UR 。 2 電阻串聯(lián)時(shí)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的 長度 ，因此總電阻比任何一個(gè)串聯(lián)電阻都 大 。 電阻并聯(lián)時(shí)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的 橫截面積 ，因此總電阻比任何一個(gè)并聯(lián)電阻都 小 。 3 串聯(lián)電路分壓：在串聯(lián)電路中各電阻分得的電壓與它們的電阻成 正比 ，表達(dá)式：U1U2R1R2； 并聯(lián)電路分流：在并聯(lián)電路中各支路分得的電流與它們的電阻成 反比 ，表達(dá)式：I1I2R2R1。 考點(diǎn)三 串、并聯(lián)電路的特點(diǎn) 電 流 電 壓 電 阻 分配規(guī)律 串聯(lián)電路 I I1I2 U U1 U2 R R1 R2 分壓： U1U2R1R2 電 流 電 壓 電 阻 分配規(guī)律 并聯(lián) 電路 I I1I2 U U1 U2 1R1R11R2 分流： I1I2R2R1 考點(diǎn)四 伏安法測電阻 1 原理： R UI 。 2 實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、 電流表 、 電壓表 、待測電阻 ( 小燈泡 ) 、導(dǎo)線若干。 3 電路圖 ( 如圖所示 ) 4 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： ( 1 ) 連接電路時(shí)開關(guān)一定要 斷開 ； ( 2 ) 閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片一定要置于 阻值最大 處。 5 滑動(dòng)變阻器的作用： ( 1 ) 改變電路中的電流大??；( 2 ) 保護(hù)電路。 例 1 (2013紹興 )探究 “ 電壓保持不變時(shí) ， 電流與電阻的關(guān)系 ” 的實(shí)驗(yàn) 。 (1)請(qǐng)根據(jù)電路圖 ， 用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖乙的實(shí)物連接 。 次數(shù) 1 2 3 電阻 R / 5 10 20 電流 I /A 0 . 4 0 . 2 0 . 1 ( 2 ) 實(shí)驗(yàn)中，控制 定值電阻兩端電壓為 2 V 。先用 5 電阻實(shí)驗(yàn)，將數(shù)據(jù)記錄在表中。改用 1 0 電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，眼睛應(yīng)注視_ _ _ _ ( 填序號(hào) ) 。 A 滑動(dòng)變阻器的滑片 B 電壓表示數(shù) C 電流表示數(shù) ( 3 ) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的表中三組數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 解析： 本題考查研究電流與電阻的關(guān)系及分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力 。 (1)讀電路圖 ， 應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的 C或D端接電阻 R的右邊接線柱； (2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制 R兩端的電壓為 2 V， 改變電阻后 ， 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器時(shí) ， 眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)為 2 V時(shí) ， 停止移動(dòng)滑片； (3)讀表中的數(shù)據(jù) ， 發(fā)現(xiàn) IR 2 V， 即當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí) ， 導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 。 答案： (1)如圖所示 (2)B (3)電壓不變時(shí) ， 電流與電阻成反比 現(xiàn)有下列器材：蓄電池 (6 V)、 電流表(0 0.6 A,0 3 A)、 電壓表 (0 3 V, 0 15 V)、 定值電阻(若干 )、 開關(guān) 、 滑動(dòng)變阻器和導(dǎo)線 ， 要利用這些器材探究 “ 電壓不變時(shí) ， 電流與電阻的關(guān)系 ” 。 要求： (1)請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙中未完成的電路連接起來 。 (2)實(shí)驗(yàn)中多次換用不同阻值的定值電阻 ， 并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片 ， 使電壓表示數(shù)保持不變 ， 讀出對(duì)應(yīng)于不同阻值的電流表示數(shù) ， 并記于表格中 ， 請(qǐng)你利用表格中的數(shù)據(jù) ， 在坐標(biāo)紙上畫出導(dǎo)體中的電流隨電阻變化的圖象 。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 電阻R/ 5 10 15 20 25 30 電流 I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 0.1 (3)在做完第一次實(shí)驗(yàn)后 ， 接下來的操作是：斷開開關(guān) ，將 5 的定值電阻更換為 10 的定值電阻 ， 再將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到 _端 (選填 “ A”或 “ B”)， 然后閉合開關(guān) ， 移動(dòng)滑片 ， 使電壓表示數(shù)為 _V時(shí) ， 讀出電流表的示數(shù) 。 (4)為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn) ， 應(yīng)該選取哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器( ) A 50 1.0 A B 50 0.5 A C 20 1.0 A D 20 0.5 A 答案： (1)電路連接如圖所示 (2)電流隨電阻變化的圖象如圖所示 (3)A 3 (4)A 例 2 ( 2 0 1 3 衢州 ) 如圖所示， R1 1 0 ，電流表示數(shù)為 0 . 5 A ，電源電壓為 1 0 V 。下列敘述不正確的是( ) A R1與 R2并聯(lián) B R2阻值為 2 0 C R1兩端電壓為 1 0 V D 電流表 的示數(shù)為 1 . 0 A 解析： 由電路圖可知， R1、 R2并聯(lián)，電流表 測干路電流，電流表 測 R2支路的電流，故 A 正確；并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以 U1 U2 U 10 V ，故 C 正確；由 I UR得 R2UI210 V0.5 A 2 0 ， I1UR110 V10 1 A ，故 B 正確；并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以電流表 的示數(shù) I I1 I2 1 A 0. 5 A 1.5 A ，故 D 不正確。 答案： D 如圖所示是一個(gè)環(huán)境溫度監(jiān)控電路原理圖 。電源電壓不變 ， R0為定值電阻 ， R是用半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻 ， 其電阻值會(huì)隨溫度的升高而變小 。 若環(huán)境溫度升高 ， 閉合開關(guān) S。 則 ( ) A 熱敏電阻 R的阻值變大 B 電壓表的示數(shù)變大 C 通過電阻 R的電流變小 D 電阻 R兩端電壓變大 答案： B 例 3 (2013麗水 )某實(shí)驗(yàn)小組做 “ 測定一組電阻 R1、 R2、R3的阻值 ” 的實(shí)驗(yàn) ， 電路圖如圖甲所示 。 已知電阻 R1約為 2 ， 電阻 R2約為 5 ， 電阻 R3約為 20 。 該實(shí)驗(yàn)供選用的器材有： A 電源 (電壓恒為 9 V) B 電流表 (量程 0 0.6 A) C 電壓表 (量程 0 3 V) D 開關(guān) 、 導(dǎo)線若干 E 滑動(dòng)變阻器 (最大電阻 10 ， 額定電流 1.5 A) F 滑動(dòng)變阻器 (最大電阻 20 ， 額定電流 1.5 A) G 滑動(dòng)變阻器 (最大電阻 60 ， 額定電流 0.6 A) H 滑動(dòng)變阻器 (最大電阻 70 ， 額定電流 0.1 A) (1)為了測定 R1、 R2、 R3的阻值，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是 _(填字母編號(hào) )。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖 ， 請(qǐng)用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線完成實(shí)物圖乙的連接 。 (3)某次實(shí)驗(yàn)中 ， 實(shí)驗(yàn)操作正確 ， 電流表的示數(shù)和電壓表的示數(shù)如圖丙所示 ， 則電阻兩端的電壓為_V， 電阻的阻值為 _。 解析： ( 1 ) 已知電源電壓為 9 V ，電壓表的量程為 0 3 V ，所以要串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器來限流分壓。且至少要分 6 V 的電壓，是電阻兩端最大電壓的 2 倍，所以滑動(dòng)變阻器的最小電阻應(yīng)為電阻的 2 倍。因?yàn)殡娮?R3約為 20 歐，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為 4 0 。所以應(yīng)選 G 或 H ， 但 H 允許通過的最大電流太小，所以只能選 G 。 ( 2 ) 根據(jù)圖示將電壓表并聯(lián)在電阻兩端，注意其量程和正負(fù)接線柱的接法，滑動(dòng)變阻器已接了下面一個(gè)接線柱，所以還需接上面任意一個(gè)接線柱。 ( 3 ) 由圖知，電流表的量程為 0 0 . 6 A ，分度值為 0 . 0 2 A ，所以其示數(shù)為0 . 4 A ，電壓表的量程為 0 3 V ，分度值為 0 . 1 V ，所以其示數(shù)為 2 V 。 R UI2 V0 . 4 A 5 。 答案： (1)G (2)如圖所示 (3)2 5 小娟利用下圖所示的器材測量小燈泡的電阻 ， 已知小燈泡的額定電壓為 2.5 V。 (1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電壓表正確接入電路 。 (2)閉合開關(guān)前 ， 滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到 _(選填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )端 。 電路連接正確后閉合開關(guān) 。 小娟發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮 ， 電壓表無示數(shù) 。 電流表有示數(shù) ， 移動(dòng)變阻器的滑片時(shí) ， 電流表的示數(shù)會(huì)變化 ， 則故障原因可能是小燈泡 _(選填 “ 斷路 ” 或 “ 短路 ” )。 (3)故障排除后 ， 小娟根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象 (如圖所示 )， 由圖象可知 ， 小燈泡正常工作時(shí)的電阻是 _。 當(dāng)小燈泡兩端的電壓為 1 V時(shí) ， 小燈泡的電阻是 _。 進(jìn)一步分析圖象可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻不斷變化 ， 這是因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而 _(選填 “ 增大 ” 或 “ 減小 ” )。 答案： (1)如圖所示 (2)左 短路 (3)8.33 5 增大 專題訓(xùn)練 21 一 、 選擇題 (每小題 4分 ， 共 32分 ) 1 (2013臺(tái)州 )最先研究電流與電壓 、 電阻并得出三者之間關(guān)系的科學(xué)家是 ( ) A 歐姆 B 伽利略 C 牛頓 D 奧斯特 答案： A 2 在 “ 探究電流與電壓關(guān)系 ” 的實(shí)驗(yàn)中 ， 分別用 R1、R2兩個(gè)電阻進(jìn)行探究 ， 并根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出如圖所示的 U I關(guān)系圖象 ， 從圖中可以看出 R1與 R2的大小關(guān)系是 ( ) A R1 R2 B R1 R2 C R1 R2 D 無法確定 解析： 當(dāng)電壓一定時(shí) ， 電流與電阻成反比 ， 即電流越大其電阻越小 ， 電流越小其電阻越大 。 從題圖中可知 ， 電壓相同時(shí) ， 通過 R2的電流大于通過 R1的電流 ， 所以 R2R1， A正確 ， B、 C、 D錯(cuò)誤 。 答案： A 3. (2013德州 )2013年 5月，德州市教育局利用如圖所示的 “ 坐位體前屈測試儀 ” 對(duì)初中畢業(yè)生進(jìn)行了身體柔韌性測試。測試者向前推動(dòng)滑塊，滑塊被推動(dòng)的距離越大，儀器的示數(shù)就越大。 吳月同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的四種電路 ， 其中滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí) ， 電表示數(shù)增大的電路是 ( ) 解析： A選項(xiàng)中，滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，流過滑動(dòng)變阻器的電流減小，電路中的總電流減小，電流表測總電流，故電流表示數(shù)減小， A選項(xiàng)錯(cuò)誤； B選項(xiàng)中 ， 電流表測量定值電阻的電流 ， 滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí) ， 流過定值電阻的電流不變 ， 故電流表示數(shù)不變 ， B選項(xiàng)錯(cuò)誤； C選項(xiàng)中 ， 電壓表測量總電壓 ，即電源電壓 ， 故滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí) ， 電壓表示數(shù)不變 ， C選項(xiàng)錯(cuò)誤； D選項(xiàng)中 ， 滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián) ， 電壓表測滑動(dòng)變阻器的電壓 ， 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí) ， 滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值增大 ，其兩端的電壓增大 ， 故電壓表示數(shù)增大 ， D選項(xiàng)正確 。 答案： D 4 (2013南充 )如圖所示的電路中 ， 電源電壓恒定 ， R1為定值電阻 ， 閉合開關(guān) S， 滑動(dòng)變阻器 R2的滑片 P由 b端移到 a端的過程中 、 下列說法正確的是 ( ) A 電壓表和電流表的示數(shù)都變大 B 電壓表和電流表的示數(shù)都變小 C 電壓表的示數(shù)變大 ， 電流表的示數(shù)變小 D 電壓表的示數(shù)變小 ， 電流表的示數(shù)變大 解析： 由題圖可知，電阻 R1和電阻 R2串聯(lián)，電壓表測量的是電阻 R1兩端的電壓。閉合開關(guān) S 后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P 由 b 端向 a 端移動(dòng)時(shí)，變阻器接入的電阻減小，電路中的總電阻減小。因電源電壓恒定，由歐姆定律 I UR得，電路中的電流變大，電流表的示數(shù)變大；因電路中的電流變大，由 U IR 可知，電阻 R1兩端的電壓變大，電壓表的示數(shù)變大。故選 A 。 答案： A 5 (2013安徽 )酒駕易造成交通事故 ， 利用圖示的電路可以檢測司機(jī)是否酒駕 。 圖中的 R1為定值電阻 ， R2是一個(gè) “ 氣敏傳感器 ” ， 它的電阻值會(huì)隨著其周圍酒精蒸氣的濃度增大而減小 。 檢測時(shí) ， 喝了酒的司機(jī)對(duì)著氣敏傳感器吹氣 ， 則 ( ) A 電路的總電阻減小 ， 電流表的示數(shù)減小 B 電路的總電阻減小 ， 電流表的示數(shù)增大 C 電路的總電阻增大 ， 電流表的示數(shù)增大 D 電路的總電阻增大 ， 電流表的示數(shù)減小 解析： 由電路圖可知定值電阻與傳感器的電阻串聯(lián) ， 電流表測量電路中的電流；如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大 ， 則酒精氣體傳感器 R2的電阻越小 ， 總電阻變小 ，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變大 ， 電流表的示數(shù)增大 。故選 B。 答案： B 6 如圖是體育測試中某種握力計(jì)的原理圖 ， 其中彈簧上端和滑動(dòng)變阻器滑片固定在一起 ， R0為保護(hù)電阻 ， 握力大小可通過電壓表示數(shù)來顯示 。 手握緊 MN時(shí) ， 握力越大電壓表的示數(shù)越大 。