歐姆定律——經(jīng)典例題

1、歐姆定律經(jīng)典例題第一節(jié) 電流與電壓和電阻的關(guān)系一、電流與電壓的關(guān)系典型例題一、利用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路，探究“通過導(dǎo)體的電流跟電壓的關(guān)系”時(shí)：（1）需要_1_個(gè)定值電阻。（2）滑動(dòng)變阻器的作用是_調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓_。（3）利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的IU關(guān)系圖線，與圖乙中的_B_圖最接近。 甲 乙解析：探究“通過導(dǎo)體的電流跟電壓的關(guān)系”時(shí)，要用控制變量法來研究。在電阻一定時(shí)，探究導(dǎo)體上的電流跟電壓的關(guān)系，所以只需一個(gè)電阻；需要改變定值電阻兩端的電壓，由滑動(dòng)變阻器來實(shí)現(xiàn)。研究電流與電壓的關(guān)系，其圖像應(yīng)該成正比的關(guān)系。典型例題二、在探究電流跟電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，部分同學(xué)作出了以下猜想：猜想A：加在電阻兩端

2、的電壓增大，通過的電流不變；猜想B：加在電阻兩端的電壓越大，通過的電流越??；猜想C：加在電阻兩端的電壓越大，通過的電流越大現(xiàn)有以下器材：A定值電阻、開關(guān)和若干導(dǎo)線；B電池；C、電壓恒定的電源；D滑動(dòng)變阻器；E 電流表為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，吳奇同學(xué)選取的器材是A、C、D、E并添加了一只測(cè)量儀表設(shè)計(jì)電路并按實(shí)驗(yàn)要求正確地測(cè)出有關(guān)的物理量完成了實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你分析：(1)吳奇同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中添加的測(cè)儀表是 電壓表 (2)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，需改變電阻兩端的電壓，吳奇同學(xué)的做法是 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 (3)請(qǐng)你在下面方框內(nèi)畫出吳奇同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖(4)通過分析數(shù)據(jù)，驗(yàn)證得出的結(jié)論應(yīng)該和前面 猜想 C 致解析：由

3、于研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電阻值不變，使變阻器與定值電阻串聯(lián)，通過移動(dòng) 變阻器的滑片來改變定值電阻兩端的電壓，從而得出電流與電壓的關(guān)系，故應(yīng)添加電壓表，使其 并聯(lián)在定值電阻兩端，從教材實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比，可知C的猜想是正確的（二、電流與電阻的關(guān)系典型例題一、小明同學(xué)用圖67甲所示的電路來驗(yàn)證“電流與電阻的關(guān)系”，所用器材有：電壓恒為3V的電源，阻值為5、10、20的定值電阻各一只，“15，1 A”的滑動(dòng)變阻器一只，學(xué)生用電流表、電壓表各一只，開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)根據(jù)題意，請(qǐng)你選擇合適的電表量程，并幫助小明按電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線完成實(shí)物圖(圖乙)的連接 (2)實(shí)

4、驗(yàn)過程中他控制定值電阻R兩端的電壓恒為1.5VA先將R用5的電阻接人電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀取與該電阻對(duì)應(yīng)的電流值；B再將10的電阻替換5的電阻接人電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀取與該電阻對(duì)應(yīng)的電流值；C.最后他用20的電阻替換10的電阻接人電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無法讀取與20的電阻對(duì)應(yīng)的電流值經(jīng)檢查，電路連接無誤，且元件完好，請(qǐng)你幫他找出兩種可能的原因原因1: 定值電阻兩端電壓偏小 ；原因2： 滑動(dòng)變阻恭的最大阻值偏小 。解析：連接實(shí)物電路圖應(yīng)與電路圖完全一致，根據(jù)所給器材的規(guī)格可判斷電路中的最大電流為I3V5 0.6A，故電流表可選擇00.6A量程由于電源電壓為3V，故電壓表量程可選擇03V，變阻器注意一上一

5、下；換用阻值較大的電阻后，調(diào)不到與電阻較小時(shí)的電阻可能存在兩個(gè)原因：一是變阻器的最大阻值大小，當(dāng)用阻值較小的定值電阻時(shí)，把變阻器移動(dòng)到最大阻 值，此時(shí)電路中的總電阻比后來阻值較大的定值電阻阻值還小，故調(diào)不出相同的電流；二是由于控制定值電阻兩端的電壓過小，在定值電阻較大時(shí)，電流值偏小，無法讀取典型例題二、在研究“一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，電路如圖所示。電源電壓恒為3 V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“15 1 A”字樣。在A、B間先后接入不同阻值的定值電阻R，移動(dòng)滑片P，使電壓表示數(shù)為1.5 V，讀出電流表的示數(shù)。當(dāng)20 的電阻接入A、B間時(shí)，電壓表示數(shù)始終無法達(dá)到1.5 V，其原因可能是(A)A滑

6、動(dòng)變阻器阻值太小 B電源電壓3V太高 C20的阻值太小 D控制的電壓1.5V太高解析：由題圖可知，定值電阻R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律，在串聯(lián)電路中電壓分配跟電阻成正比，當(dāng)20 的電阻接入a、b間時(shí)，電壓表示數(shù)始終無法達(dá)到1.5V，是由于滑動(dòng)變阻器阻值太小，無論怎樣移動(dòng)滑片P，它兩端的電壓始終小于1.5V，則R兩端的電壓始終大于1.5V，所以正確的選項(xiàng)是A。小貼士：研究電流與電壓電阻的關(guān)系時(shí)，我們要抓住一種方法：控制變量法，始終要保證一個(gè)量不變第二節(jié)、歐姆定律一、圖像應(yīng)用典型例題一、圖1是R1和R2兩個(gè)電阻中電流隨它們兩端電壓變化的UI圖像，由圖像可知R1、R2的電阻( B )AR1>

7、;R2 BR1<R2 CR1=R2 D無法比較解析：由圖像可以看出，當(dāng)電壓U相同時(shí)，通過R1的電流I1比通過R2的電流I2大，即I1>I2。根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I， 可得出，R1<R2。典型例題二.一種電工工具由一個(gè)小燈泡L和一個(gè)定值電阻R并聯(lián)而成，通過L、R的電流跟其兩端電壓的關(guān)系如圖所示。由圖可得定值電阻R的阻值為_10_；當(dāng)把這個(gè)工具接在電壓為2 V的電路兩端，L、R并聯(lián)的總電阻是_2.5_。解析：從題中圖象可以看出，通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比，當(dāng)電壓為U12 V時(shí)，通過R的電流I10.2A，所以電阻RU1/I12V/0.2A10。當(dāng)給L加2 V電壓時(shí)

8、，通過燈泡L的電流為I20.6 A，由于L與R的并聯(lián)，所以總電流II1I20.2A0.6 A0.8 A。根據(jù)歐姆定律得并聯(lián)后的總電阻R總U1/I2V/0.8A2.5。小貼士：圖象信息題就是利用數(shù)學(xué)圖象的方法，把物理量之間的關(guān)系表達(dá)出來，解決這類問題的一般步驟是：（1）看清圖象中橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量，弄清坐標(biāo)上的分度值；（2）明確圖象所表達(dá)的物理意義，利用圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)、傾斜程度等進(jìn)行分析、推理、判斷和計(jì)算；（3）根據(jù)圖象把題目中的問題計(jì)算出結(jié)果或做出判斷性結(jié)論，現(xiàn)舉例說明。二、歐姆定律的適用條件及應(yīng)用典型例題一、如圖所示，電阻R1的阻值為10，閉合開關(guān)S，電流表A1的示數(shù)為0.3A，電流表

9、A的示數(shù)為0.5A,求：（1）通過電阻R2的電流；解：I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A；（2）電源電壓；解：U=I1R1=0.3A×10=3V；（3）電阻R2的阻值。解：R2=U/I2=3V/0.2A=15。解析：由圖可知：R1、R2并聯(lián)，電流表A1測(cè)R1的電流，電流表A測(cè)干路的電流，由并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可知：（1）I2=I-I1（2）U=U1=I1R1（3）R2=U/I2小貼士：（1）適用范圍：歐姆定律研究的是電源外部的一部分或全部純電阻電路。（2）物理量的同一性、同時(shí)性：I、U、R都是同一段導(dǎo)體或者同一段電路在同一時(shí)間的三個(gè)物理量。典型例題二、從歐姆定律可以導(dǎo)出公

10、式R=U/I，下列說法正確的是（D）A當(dāng)電壓U增大為原來的2倍時(shí)，電阻R也增大為原來的2倍B當(dāng)電流I增大為原來的2倍時(shí)，電阻R減小為原來的二分之一C通過導(dǎo)體的電流若為零，電阻也為零D即使導(dǎo)體兩端的電壓為零，電阻也不為零解析：導(dǎo)體電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，電阻的大小只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān)，而與通過的電流和電壓的高低無關(guān)，選項(xiàng)D正確。小貼士：（1）對(duì)于物理概念、定律等的表達(dá)，一定要結(jié)合它的物理意義進(jìn)行；（2）在應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行問題分析和簡單計(jì)算時(shí)，三個(gè)物理量必須集中在同一段電路中，這一點(diǎn)易忽略，造成解題時(shí)“張冠李戴”，解答錯(cuò)誤。三、滑片滑動(dòng)電路變化問題：典型例題一、如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻

11、器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（D）A電流表示數(shù)變大，小燈泡變亮 B電壓表示數(shù)變大，小燈泡變暗C電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小 D電流表和電壓表的示數(shù)都變小解析：從電路圖連接可看出，電路為串聯(lián)電路，電壓表和電流表分別測(cè)燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，此時(shí)電路中電流變小，電流表示數(shù)變小，燈泡變暗，由公式UIR可知，燈泡電阻不變時(shí)，通過燈泡的電流變小，則燈泡兩端的電壓變小，即電壓表示數(shù)變小。典型例題二、二氧化錫傳感器能用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測(cè)，它的原理是其電阻隨一氧化碳濃度的增大而減小。將二氧化錫傳感器接入如圖所示的

12、電路中，則當(dāng)二氧化錫傳感器所處空間中的一氧化碳濃度增大時(shí)，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I發(fā)生變化，其中正確的是（A）AU變大，I變大 BU變小，I變小 CU變小，I變大 DU變大，I變小解析：由題意知，二氧化碳錫傳感器隨一氧化碳濃度增大而減小，從電路圖可知，傳感器電阻減小時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變大，定值電阻兩端的電壓變大，故選項(xiàng)A正確。典型例題三、如圖所示的電路中(電源電壓不變)，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片自左向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷中正確的是( D )A電流表的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)不變 B電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小C電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大 D電流表的示數(shù)變小，電壓

13、表的示數(shù)不變解析：從連接圖可知，此電路為并聯(lián)電路，電壓表測(cè)量電源電壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片自發(fā)向右移動(dòng)時(shí)，R2中電阻變大，故電流表示數(shù)變小，由于電壓表測(cè)的是電源電壓，而電源電壓是不變的，故正確的答案是D小貼士：判斷滑片滑動(dòng)，電壓、電流變化問題首先判斷出電路的連接情況，然后再從局部整體局部三步入手，首先根據(jù)滑片滑動(dòng)判斷滑動(dòng)變阻器的阻值如何變化，然后根據(jù)總電壓不變，電阻變化，通過歐姆定律分析出總電流的變化情況。再根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)，分析局部的電壓和電流的變化情況。第三節(jié) 電阻的測(cè)量一、伏安法測(cè)量定值電阻典型例題一、同學(xué)們要測(cè)量電阻RX的阻值 (其阻值約幾百歐)，實(shí)驗(yàn)室能提供的器材有：干電池兩節(jié)、電流

14、表、電壓表、滑動(dòng)變阻器 ("100 、2 A”)、開關(guān)各一只、導(dǎo)線若干 (1)某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖648所示，并要 用此電路測(cè)量待測(cè)電阻兄的阻值，你認(rèn)為這個(gè)方法是否可行?簡述你的觀點(diǎn)情況一：不可行，因?yàn)榘创穗娐酚谩胺卜ā边M(jìn)行測(cè)量，電路中電流太小，電流表不能準(zhǔn)確測(cè)出電流值情況二：可行，因?yàn)榘创穗娐愤M(jìn)行測(cè)量，可不去讀電流表示數(shù)，只通過電壓表示數(shù)就能求出R；(2)如果上述方法可行，畫出電路圖，并寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟和RX表達(dá)式如果上述方法不可行，請(qǐng)你利用題中已有的器材設(shè)計(jì)出一種可行的實(shí)驗(yàn)方案畫出電路圖，并寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟和RX。表達(dá)式情況一：按圖連接電路，閉合開關(guān)，保持滑片P在b端，記下

15、電壓表示數(shù)為U1；移動(dòng)滑片p至a端，記下電壓表示數(shù)為U2 (即為電源電壓)；表達(dá)式：Rx=U1Rab/(U2-U1)=100U1/(U2-U1)情況二：與情況一相同，電路圖如圖 注：若認(rèn)為用“伏安法”測(cè)電阻的方法可行，并且電路圖、實(shí)驗(yàn)步驟和表達(dá)式合理即可解析：電源用兩節(jié)干電池，則電源電壓為3 V，而電阻R，的阻值約幾百歐，故電路中的電流小于003 A，電流太小，電流表不能準(zhǔn)確測(cè)出電流值，而本題只用電壓表即可測(cè)出電阻R的電阻值，因此可從這些方面進(jìn)行回答和設(shè)計(jì)典型例題二、在測(cè)量某一定值電阻兄阻值的實(shí)驗(yàn)中，張楠同學(xué)選定了如圖甲所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程中，由于李驊同學(xué)的疏忽，做完實(shí)驗(yàn)后他才發(fā)現(xiàn)，把測(cè)

16、量的電流值都寫在草稿紙上而忘記填入記錄表格中(1)請(qǐng)你幫助李驊同學(xué)把記錄在草稿紙上的電流值對(duì)應(yīng)填人表格中，并寫出你所依據(jù)的物理規(guī)律是 電阻一定時(shí)，流過電阻的電流隨電壓的增大而增大 (2)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算該定值電阻的阻值為 5.1 (保留一位小數(shù))(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需電路，用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖甲中的實(shí)物連接 (4)滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中除能起保護(hù)電路的作用外，另一個(gè)主要作用是 改變電阻兩端的電壓來改變通過的電流，以達(dá)到多次測(cè)量取平均值的目的，減小誤差 。 (5)若電源電壓恒定且未知，用電阻箱R，代替滑動(dòng)變阻器，同時(shí)撒去電流表，請(qǐng)利用余下器材(不要再添加其他任何器材)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量R阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖，并

17、在圖乙中的方框中畫出答：這是一道開放性試題，只要電路圖設(shè)計(jì)符合題目要求，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康募纯蓛煞N參考電路圖解析：伏安法測(cè)電阻的原理是歐姆定律RU/I所以在電阻一定時(shí)，流過電阻的電流隨電壓的增大而增大，可以填出(1)中表格，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，連接實(shí)物圖，同時(shí)采用多次測(cè)量，可以減小實(shí)驗(yàn)誤差二、伏安法測(cè)量小燈泡的電阻典型例題一、在測(cè)量標(biāo)有正常工作時(shí)的電壓為2.5V的小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)中：（1）在連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開。（2）曉明同學(xué)連接完電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針向零刻度的左邊偏轉(zhuǎn)，造成這一現(xiàn)象的原因是電流表接線柱接反了。（3）曉明同學(xué)排除故障后連接成了如圖1（甲）所示的電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示

18、數(shù)為2V，為了讓小燈泡兩端的電壓達(dá)到2、5V，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左端（選填“左”或“右”）移動(dòng)。（4）當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2、5V時(shí)，電流表指針如圖1（乙）所示，則通過燈泡的電流是0.26A，此時(shí)小燈泡的電阻是9.6。（結(jié)果保留一位小數(shù)） （5）小亮移動(dòng)滑片又測(cè)量了兩次數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，三次測(cè)得的燈泡的電阻相差較大，與其他同學(xué)交流也是同樣的情況，由此總結(jié)得出：當(dāng)燈泡兩端的電壓增大時(shí)，通過燈泡的電流增大，燈泡的亮度 變亮 （選填“變亮”或“變暗”），燈泡的電阻 變大 。解析：本題考查的是電學(xué)的綜合知識(shí)，涉及面較廣。（1）從培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣及保護(hù)電路的角度出發(fā)，開始連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該是斷開的

19、，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該達(dá)到最大值，使電路中的電流最小，起到保護(hù)電路的作用。（2）閉合電路后，電流表向零刻度的左邊偏轉(zhuǎn)，說明電流表正負(fù)接線柱接反了。（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2V，為了讓小燈泡兩端的電壓達(dá)到2、5V，就要增加燈泡電流，可以減小電路中的電阻，這可通過向左調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)滑片實(shí)現(xiàn)。（4）燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，由圖可知，電流表量程為00.6A則讀數(shù)為0.26A，則由歐姆定律得：R=U/I =2.5V/0.26A =9.6。小貼士：在測(cè)量小燈泡的電阻時(shí)，由于小燈泡的電阻隨著溫度的變化而變化，因此，滑動(dòng)變阻器的作用是改變小燈泡兩端的電壓；而在測(cè)量定值電阻的實(shí)驗(yàn)中，定值電阻的阻值我們

20、認(rèn)為是不變的，因此，滑動(dòng)變阻器的作用就成了改變電阻兩端的電壓，多次測(cè)量求平均值減小誤差。第四節(jié) 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用一、串聯(lián)電路分壓公式典型例題一、如圖所示電路，電源電壓恒定不變當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V；當(dāng)S1斷開、S2閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為9V，則R1：R2為( C )A1：3 B3：1 C1：2 D2：1解析：當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，電壓表測(cè)的是R1兩端的電壓U1=3 V，當(dāng)S1斷開，S2閉合時(shí)，電壓表測(cè)的是串聯(lián)電路的總電壓U=9V，則R2兩端的電壓U2UU19V一3V=6V串聯(lián)電路中電壓的分配與電阻成正比，所以電阻Rl：R2Ul：U21：2典型例題二、一只小燈泡的額定電壓為8 V，正常發(fā)光時(shí)通過它的電流為0.4 A，現(xiàn)將該小燈泡接在12 V的電源上，為使其正常發(fā)光，還應(yīng) 串 聯(lián)一個(gè) 10 的電阻解析：電源電壓高于小燈泡額定電壓，應(yīng)串聯(lián)上一個(gè)電阻起分壓作用U2UU112V一8V4V，IU/R0.4A，RU/I10二、串聯(lián)電路歐姆定律的應(yīng)用典型例題一、在圖甲所示的電路中，開關(guān)S閉合時(shí)，電壓表V和V1的示數(shù)如圖652乙、丙所示，則該電路中的電流為( D )A1 A B04 A C02 A D06 A 解析：電壓表V測(cè)的是電源電壓，而