目錄
考情分析TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc28570" PAGEREF _Tc28570 \h 2
知識建構(gòu) \l "_Tc3445" PAGEREF _Tc3445 \h 3
\l "_Tc22364" 考點一 電流與電壓和電阻的關(guān)系4
夯基·必備基礎知識梳理 \l "_Tc9075" PAGEREF _Tc9075 \h 4
提升·必考題型歸納 \l "_Tc17727" PAGEREF _Tc17727 \h 5
\l "_Tc853" 考向01 探究電流與電壓的關(guān)系 PAGEREF _Tc853 \h 5
\l "_Tc32146" 考向02 探究電流與電阻的關(guān)系 PAGEREF _Tc32146 \h 7
\l "_Tc21647" 考點二 歐姆定律 PAGEREF _Tc21647 \h 8
夯基·必備基礎知識梳理 \l "_Tc5360" PAGEREF _Tc5360 \h 8
提升·必考題型歸納 \l "_Tc118" PAGEREF _Tc118 \h 9
\l "_Tc471" 考向01 對歐姆定律公式及其變形公式的認識 PAGEREF _Tc471 \h 9
\l "_Tc5131" 考向02 I-U關(guān)系圖像 PAGEREF _Tc5131 \h 10
\l "_Tc13271" 考向03 應用歐姆定律進行電路分析 PAGEREF _Tc13271 \h 11
\l "_Tc17639" 考點三 電阻的測量 PAGEREF _Tc17639 \h 12
夯基·必備基礎知識梳理 \l "_Tc9546" PAGEREF _Tc9546 \h 12
提升·必考題型歸納 \l "_Tc23193" PAGEREF _Tc23193 \h 15
\l "_Tc17332" 考向01 伏安法測定值電阻的阻值 PAGEREF _Tc17332 \h 15
\l "_Tc2048" 考向02 伏安法測小燈泡發(fā)光時電阻 PAGEREF _Tc2048 \h 16
\l "_Tc11321" 考點四 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應用 PAGEREF _Tc11321 \h 17
夯基·必備基礎知識梳理 \l "_Tc23650" PAGEREF _Tc23650 \h 17
提升·必考題型歸納 \l "_Tc25817" PAGEREF _Tc25817 \h 19
\l "_Tc29264" 考向01 利用歐姆定律進行定性分析 PAGEREF _Tc29264 \h 19
\l "_Tc16450" 考向02 利用歐姆定律進行定量分析 PAGEREF _Tc16450 \h 20
一、課標考點分析
二、考情分析
《歐姆定律》是中考必考和常考熱點內(nèi)容。對本單元考查圍繞歐姆定律展開,其主要方向就是通過各類試題,來考查考生對歐姆定律的理解與掌握程度。所以,對歐姆定律的理解以及應用歐姆定律分析解答問題,必然作為主要備考方向??碱}數(shù)量一般在2-4題,分值也較大,一般在8分-16分之間,有時也會更多。從考題出現(xiàn)概率看,主要有:動態(tài)電路分析、應用歐姆定律進行簡單計算、歐姆定律的綜合計算、探究電流與電壓和電阻關(guān)系、電阻的測量和歐姆定律的綜合應用等。
在此應說明的是,對本單元的考查常常和《電功率》結(jié)合在一起。備考中,希望廣大考生在對歐姆定律理解基礎上,加強歐姆定律的應用復習,分板塊、分題型、分考向地逐一展開。
考點一 電流與電壓和電阻的關(guān)系
一、探究電流與電壓關(guān)系
1.實驗:探究電流與電壓的關(guān)系
2.注意事項
(1)連接電路時,開關(guān)應處于斷開狀態(tài);
(2)為了使得出的結(jié)論更具有普遍性,可換用5Ω、15Ω的電阻重復上述實驗步驟;
(3)實驗中可以通過改變串聯(lián)的干電池的個數(shù)或調(diào)節(jié)學生電源的電壓,但實驗時常采用移動滑動變阻器的滑片P來達到改變電壓的目的;
(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器時,要緩慢移動滑片,防止電壓表、電流表示數(shù)變化過快;
(5)移動滑動變阻器滑片過程中,眼睛要緊盯電壓表,當電壓表示數(shù)達到設定值時,停止移動滑片,記錄電流表的示數(shù)。
二、探究電流與電阻關(guān)系
培優(yōu)拓展:換大調(diào)大、換小調(diào)小
實驗中,如果將原來的電阻更換為阻值更大的電阻,應將滑動變阻器的阻值調(diào)大,可使新?lián)Q上的電阻兩端電壓等于原電阻兩端電壓;同理,如果更換一個阻值較小的電阻,應將滑動變阻器的阻值調(diào)小。
考向01 探究電流與電壓的關(guān)系
【例1】探究電流與電壓的關(guān)系。
【提出問題】電流與電壓有怎樣的關(guān)系呢?
【猜想與假設】依據(jù)電壓是形成電流的原因,猜想:通過導體的電流隨著導體兩端的電壓增大而______;
【設計實驗】如圖所示,是該實驗的電路圖。請判斷虛線框內(nèi)的電表,它們的符號分別是:甲______乙______;
【進行實驗】按電路圖連接電路,閉合開關(guān),電流表針位置如圖所示,此時電流表的示數(shù)為______A。保持電阻R=5Ω不變,移動滑片,測得的幾組數(shù)據(jù)如下表所示;
【分析與論證】請在下圖的坐標軸上制定標度:把上表中的實驗數(shù)據(jù)在坐標系中描點,并繪出圖像______;
【結(jié)論】在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓成______。
【變式1-1】某同學利用如圖所示的電路探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”,下列有關(guān)說法錯誤的是( )。
A.實驗開始時,滑動變阻器的滑片處于最大值端,作用是使電路中的電流最小,可以保護電路;
B.探究通過導體的電流與導體兩端電壓關(guān)系時,可調(diào)節(jié)滑片,使電壓表的示數(shù)產(chǎn)生變化;
C.實驗中,多次測量是為了減小實驗誤差;
D.在探究通過導體的電流與導體的電阻關(guān)系時,當將由換成時,相比上一次實驗,應將滑動變阻器接入阻值調(diào)大,才能使電壓表示數(shù)不變
【變式1-2】在探究電流與電壓和電阻關(guān)系時,下列說法正確的是( )。
A.當加在導體兩端的電壓改變時,電壓與電流的比值也隨著改變;
B.用不同的導體研究電流和電壓的關(guān)系,得到的結(jié)論不一樣;
C.相同的電壓加在電阻不同的導體兩端,電流一定相同;
D.同一導體,兩端電壓越大,通過電流也越大
考向02 探究電流與電阻的關(guān)系
【例2】某學習小組計劃探究電流與電阻的關(guān)系??晒┦褂玫膶嶒炂鞑挠校弘娫矗妷汉銥?V)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)各一個,阻值分別為5Ω、15Ω、25Ω的定值電阻各一個、導線若干。
(1)連接電路時開關(guān)應該_________(選填“斷開”或“閉合”)。
(2)如圖甲所示的實物電路中存在錯誤,小蘭發(fā)現(xiàn)只需要改接一根導線就可以了,請在那一根錯誤的導線上畫“×”,再畫線把它改到正確的位置上_________。(導線不允許交叉)
(3)圖乙是小組根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R的變化圖像,由圖像可知電阻R兩端的電壓為______V,為保證分別使用三個定值電阻均能順利完成實驗,滑動變阻器的最大阻值至少是_______Ω。
【變式2-1】某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗,電源電壓恒為3V,更換5個定值電阻,得到如圖乙所示的圖像以下有關(guān)敘述正確的是( )。
A.該同學研究的是電流和電壓的關(guān)系;
B.實驗中電壓表的示數(shù)保持0.5V不變;
C.滑動變阻器阻值變化范圍為;
D.將從5換成10后,應將滑片P向左移
【變式2-2】小剛用圖所示電路探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”,在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的唯一操作是( )。
A.保持變阻器滑片不動B.將變阻器滑片適當向左移動
C.將變阻器滑片適當向右移動D.適當增加電池的節(jié)數(shù)
考點二 歐姆定律
一、歐姆定律
二、利用歐姆定律進行計算
1.利用歐姆定律分析或計算(知二求一)
歐姆定律反映了同一導體中電流、導體兩端電壓和導體的電阻三者之間的關(guān)系。對于同一導體,只要知道電流、電壓和電阻中的兩個量,就可以根據(jù)公式及其變形公式求出第三個量。
2.利用歐姆定律進行計算的一般步驟
第一步:若題干中無電路圖,根據(jù)題意畫出電路圖,并在電路圖上標記出已知量和待求量;
第二步:明確電路的連接方式,各電表測量的對象;
第三步:根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律,列方程求解;
第四步:討論結(jié)果的合理性,得出答案。
3.利用歐姆定律解題時應注意的問題
考向01 對歐姆定律公式及其變形公式的認識
歐姆定律的因果關(guān)系
(1)對于歐姆定律變形公式U=IR而言,不能說成電壓與電流成正比,因為電壓是因,電流是果;
(2)對于歐姆定律變形公式而言,不能說成電阻與電壓成正比,與電流成反比,因為電阻是導體本身一種性質(zhì),其大小只與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)。
【例1】下列說法正確的是( )。
A.當加在導體兩端的電壓改變時,電壓與電流的比值也隨著改變;
B.用不同的導體研究電流和電壓的關(guān)系,得到的結(jié)論不一樣;
C.相同的電壓加在電阻不同的導體兩端,電流一定相同;
D.同一導體,兩端電壓越大,通過電流也越大
【變式1-1】根據(jù)下列一組實驗數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是( )。
A.導體電阻一定時,導體兩端的電壓跟通過導體的電流成正比;
B.導體電阻一定時,通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比;
C.導體兩端的電壓一定時,導體的電阻跟通過導體的電流成反比;
D.導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流跟導體的電阻成反比
【變式1-2】根據(jù)歐姆定律的公式及其推導式,下列說法正確的是( )。
A.導體的電阻與導體兩端的電壓成正比,與通過導體的電流成反比;
B.當導體兩端電壓為零時,其電阻值也變?yōu)榱悖?br>C.對于同一導體,通過導體的電流與其兩端電壓成正比;
D.導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與其電阻成正比
考向02 I-U關(guān)系圖像
I-U關(guān)系圖像的識別技巧
(1)若I-U圖像是一條直線,則導體為定值電阻,在圖像上取任何一點即可計算出該導體的的電阻;
(2)直線越傾斜,說明電壓的變化相同時電流變化越快,即電阻越小。
【例2】某同學在探究通過導體的電流與其電壓的關(guān)系時,將記錄的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的圖像,根據(jù)圖像分析,下列說法不正確的是( )。
A.通過導體a的電流與其兩端電壓成正比;
B.導體a的電阻大于b的電阻;
C.將導體a與b串聯(lián)后接入電路,a的電壓較大;
D.將導體a與b并聯(lián)后接入電路,a的電流較大
【變式2-1】如圖所示,能正確表示通過某定值電阻的電流與它兩端電壓之間關(guān)系的圖像是( )。
A. B. C. D.
【變式2-2】圖示電路中,電源電壓不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器。閉合開關(guān)S,移動滑片P,多次記錄電壓表示數(shù)U和對應的電流表示數(shù)I,則繪出的U-I關(guān)系圖象正確的是( )。
A. B. C. D.
考向03 應用歐姆定律進行電路分析
應用歐姆定律計算的一般方法:
(1)首先應熟練掌握歐姆定律的內(nèi)容及變形公式;
(2)然后對具體電路進行分析,確定電路的特點(分析時電壓表相當于斷路,電流表相當于一條導線);
(3)在圖中標出已知量和未知量,找出各個物理量之間的聯(lián)系;
(4)最后根據(jù)串、并聯(lián)電路中電流、電壓的特點分析解答。
【例3】如圖甲所示電路,電源電壓不變,小燈泡L正常工作時的電壓為2.5V,R為滑動變阻器。閉合開關(guān),滑片P在某兩點間移動的過程中,電流表A與電壓表V的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示。當電流表示數(shù)為0.2A時,兩電壓表的示數(shù)相等,則電源電壓為 V,小燈泡正常工作時的電流為 A,此時滑動變阻器接入電路的阻值為 。
【變式3-1】(多選)如圖所示電路中,電源電壓保持不變。當開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片P向左移動時,下列說法正確的是( )。
A.電壓表V1示數(shù)不變 B.電壓表V2示數(shù)變大
C.電流表A的示數(shù)變大 D.電壓表V2與電流表A的示數(shù)之比變小
【變式3-2】(多選)如圖是煙霧報警器的原理圖,其中報警器部分電阻非常大,電源電壓保持不變,為定值電阻,光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而增大,當報警器兩端的電壓達到一定數(shù)值時,報警器開始報警。若想使報警器在煙霧較淡時就觸發(fā)報警,以下措施正確的是( )。
A.增加激光強度B.減小的阻值
C.增大電源電壓D.提高報警器的觸發(fā)電壓
考點三 電阻的測量
一、伏安法測電阻
1.伏安法測電阻注意事項
(1)在連接電路的過程中,接線應有序進行,按照電路圖從電源正極出發(fā),把干路上的各元件串聯(lián)起來,然后把電壓表并聯(lián)在待測電阻的兩端;
(2)連接實物圖時,要將開關(guān)斷開;
(3)實驗前,要將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處,以保證電路安全,防止開關(guān)突然閉合時,產(chǎn)生瞬間電流過大而損壞電源或電表;
(4)可采用試觸法確定電表的路程;
(5)電表的正、負接線柱不能接反;
(6)滑動變阻器應采用“一上一下”的連接方式;
(7)進行多次測量并計算電阻的平均值,可以減小誤差。
2.器材選擇原則
(1)滑動變阻器:所選滑動變阻器的最大阻值應接近待測電阻的阻值;
(2)電流表、電壓表量程:在不超過量程的前提下,選用小量程測得的值要比選用大量程測得值準確,這是因為小量程的分度值小,準確的高。因此測量時,能用小量程就不要大量程。
3.滑動變阻器在實驗中的作用
(1)保護電路;
(2)改變待測電阻兩端電壓,實現(xiàn)多次測量。
4.常見故障分析:在實驗中出現(xiàn)故障后要先斷開開關(guān),再分析查找故障原因,常見的故障及其現(xiàn)象如下表所示:
5.伏安法測定值電阻阻值和測小燈泡電阻的異同
二、特殊方法測電阻
用伏安法測電阻時,需要同時使用電壓表和電流表,如果只有電流表或電壓表,則可借助一已知電阻的定值電阻、滑動變阻器或電阻箱,巧妙利用串、并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律測出未知電阻的阻值。
1.伏阻法:只用電壓表和已知阻值的電阻測量未知電阻。
2.安阻法:只用電流表和已知阻值的電阻測量未知電阻。
3.等效替代法:利用電流表(或電壓表)和電阻箱測量未知電阻的方法。
考向01 伏安法測定值電阻的阻值
【例1】為了測一未知電阻Rx的阻值,小明連接了如圖甲所示的電路。電源電壓恒為6V,滑動變阻器標有“40Ω 1A”。
(1)圖甲中有一根導線未連接,請用筆畫線代替導線將電路連接完整;
(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,當電流表的示數(shù)為0.5A時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則測出的定值電阻Rx的阻值為_____Ω;
(3)小明繼續(xù)移動滑片P,進行了多次測量,目的是_____(填序號);
①計算電阻的平均值從而減小實驗誤差 ②避免實驗出現(xiàn)偶然性和片面性的結(jié)果
(4)實驗結(jié)束后,小明用四個定值電阻(5Ω,10Ω,20Ω,40Ω)分別替換Rx,利用圖甲電路繼續(xù)探究“電流與電阻的關(guān)系”。圖丙所示是小明根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)畫出的電流隨電阻變化的圖像,分析圖像可知:
①實驗過程定值電阻兩端電壓控制在_____V不變;
②四次實驗中將滑動變阻器接入電路的最大阻值是_____Ω。
【變式1-1】某同學設計了以下四種電路,其中電源電壓不變且未知,R0是已知阻值的定值電阻。在實驗中不拆改電路的情況下,能夠測量出未知電阻Rx阻值的電路是( )。
A.只有①B.只有②③C.只有①②③D.①②③④都可以
【變式1-2】某同學設計了如圖所示的電路測量未知電阻RX 的阻值。已知R0 為定值電阻,R為滑動變阻器。
(1)開關(guān)S閉合前,應將滑動變阻器的滑片P置于__________端(填“a”或“b”),目的是__________。
(2)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,得到電壓表V1 的示數(shù)為U1 ,電壓表V2 的示數(shù)為U2 ,則被測的阻值Rx=___________。
(3)該同學測量一次后,就計算出了該電阻的阻值,你認為該實驗結(jié)論的得出_______(選填“妥當”或“不妥當”),理由是__________________。
考向02 伏安法測小燈泡發(fā)光時電阻
【例2】在“測量小燈泡電阻”的實驗中,現(xiàn)有器材:額定電壓為2.5V的小燈泡(電阻約為10Ω)、6V的電源、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器各1個、導線若干。
(1)請用筆畫線代替導線,將如圖甲所示的實物電路連接完整(導線不得交叉);( )
(2)正確連接好電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應置于________(選填“A”或“B”)端;
(3)正確連接完電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P,小燈泡都不亮,電流表幾乎無示數(shù),但電壓表示數(shù)明顯。仔細檢查,確認連接無誤。那么出現(xiàn)的電路故障有可能是下列各種情況中的________(選填代號)
A.電流表內(nèi)部發(fā)生開路
B.燈泡的燈絲斷了
C.燈座的內(nèi)部出現(xiàn)短路
D.滑動變阻器電阻線斷了
(4)排出故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當小燈泡正常發(fā)光時,電流表表盤如圖乙所示,則此時小燈泡的電阻為________Ω;(若除不盡,請保留一位小數(shù))
(5)如果把本實驗中的小燈泡換成一個定值電阻,利用這些實驗器材就可以“探究電流與______的關(guān)系”。
【變式2-1】在探究“小燈泡燈絲的電阻與溫度的關(guān)系”的實驗中,電源電壓4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。
(1)小葉同學閉合開關(guān),移動滑片P到某一點時,從電壓表獲得了第一個示數(shù)(如圖乙所示)為 _____V,若繼續(xù)探究,他應將圖甲中滑片P向 _____(選填“A”或“B”)端移動。
(2)多次移動滑動變阻器的滑片,并將測量數(shù)據(jù)填寫到表格當中,然后繪制成圖丙所示的I﹣U圖像,根據(jù)圖像信息,可以得出:燈絲的電阻隨溫度的升高而 _____(選填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)小亮還想知道小燈泡正常發(fā)光時的電阻是多少,盡管他發(fā)現(xiàn)表格中沒有收集相應的數(shù)據(jù),但還是找到了辦法并計算了出來,他得到的阻值是 _____Ω。
【變式2-2】測量小燈泡發(fā)光電阻時,同學們發(fā)現(xiàn)在已知小燈泡額定電流I額(=0.5A)或額定電壓U額(=2.5V)情況下,只用一只電表及已有其他器材(忽略定值電阻Rx的實驗誤差),也能測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻。下列電路設計最合理的一項是( )。
A、 B、 C、 D、
考點四 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應用
一、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應用
1.串聯(lián)電路中電流的計算:如圖所示,根據(jù)串聯(lián)電路中電流的規(guī)律,通過各個用電器的電流都相同,都是I。

串聯(lián)電路中,通過各個電阻的電流或串聯(lián)電路的電流,等于電源兩端電壓除以各個電阻之和。
2.串聯(lián)電路的電阻關(guān)系:以兩個電阻串聯(lián)為例,如圖所示,兩個電阻阻值分別為R1、R2串聯(lián)電路兩端電壓為U,電路中的電流為I,R1、R2串聯(lián)后的總電阻為R。
R=R1+R2。串聯(lián)電路的總電阻等于各個電阻之和。
3.串聯(lián)電路中電阻的分壓作用
如圖所示,R1、R2串聯(lián),根據(jù)歐姆定律可知U1=IR1,U2=IR2,所以;
即,串聯(lián)電路中各電阻兩端電壓與其阻值成正比。
二、歐姆定律在并聯(lián)電路中的應用
1.并聯(lián)電路電流的計算:如圖所示,根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,電阻R1、R2兩端電壓都等于電源電壓U。
由歐姆定律可知,;
當電阻R1的阻值發(fā)生變化,而電阻R2阻值不變時,因電源電壓U不變,所以I1會變化,I2不變;
根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律,有:I=I1+I2,干路電流也會變化。
總結(jié):當并聯(lián)電路的一個支路的電阻改變時,這個支路的電壓不變,電流會變化,干路電流也會變化,但另一個支路的電流和電壓都不變。
2.并聯(lián)電路的電阻關(guān)系:以兩個電阻的并聯(lián)為例。如圖所示,兩個并聯(lián)的電阻分別為R1、R2,并聯(lián)電路兩端電壓為U,通過R1、R2的電流分別為I1、I2,干路中電流為I,R1、R2并聯(lián)后的總電阻(等效電阻)為R。
由歐姆定律可知,,
因為I=I1+I2,所以,即。
結(jié)論:并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。
3.并聯(lián)電路中電阻的分流作用
如圖所示,R1與R2并聯(lián),根據(jù)歐姆定律可知,所以;
即:并聯(lián)電路中,通過各支路的電流與其電阻成反比。
考向01 利用歐姆定律進行定性分析
【例1】如圖所示,電源兩端電壓保持不變,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片適當左移,下列說法正確的是( )。
A. 電流表A1示數(shù)不變、電流表A2示數(shù)變小 B. 電流表A1示數(shù)變大、電壓表V示數(shù)不變;
C. 電流表A2示數(shù)變大、電壓表V示數(shù)變小 D. 電流表A2示數(shù)變大、電壓表V示數(shù)不變
【變式1-1】圖是某簡易煤氣檢測電路,其中Q為氣敏元件,其阻值隨煤氣濃度的升高而減小?若輸出信號的儀表選用電壓表或電流表,閉合開關(guān)S,當煤氣濃度升高時,要求儀表的示數(shù)増大,則( )。
A.選用電壓表接在a?b之間 B.選用電壓表接在b?c之間;
C.選用電流表接在b?c之間 D.選用電流表接在a?c之間
【變式1-2】如圖所示是一種溫度測試儀的電路,R1為定值電阻,R2為熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小,電路圖符號 )。電源兩端的電壓不變,閉合開關(guān)S,當所測物體溫度升高時,下列判斷正確的是( )。
A.電流表示數(shù)變小 B.電流表示數(shù)不變 C.電壓表示數(shù)變小 D.電壓表示數(shù)變大
考向02 利用歐姆定律進行定量分析
【例2】圖甲是探究歐姆定律的實驗電路,電源電壓恒定,R1是滑動變阻器,R2是定值電阻;圖乙中的a、b分別是將滑動變阻器R1的滑片從最左端移動到最右端的過程中,電流表A的示數(shù)隨兩電壓表V1、V2的示數(shù)變化關(guān)系圖象。下列說法中正確的是( )。
A. 圖線a是電流表A的示數(shù)隨電壓表V1的示數(shù)變化關(guān)系圖象;
B. 當電壓表V1、V2的示數(shù)相等時,滑片在滑動變阻器的中點位置;
C. 電源電壓是6V;
D. 定值電阻阻值是10Ω
【變式2-1】測溫模擬電路如圖1所示,溫度表由量程為3V的電壓表改裝而成,電源電壓U為6V,R的阻值為40Ω,熱敏電阻的阻值Rt隨溫度t變化的關(guān)系如圖2所示,則當開關(guān)S閉合后,電路可測量的最高溫度為______℃,溫度表的10℃應標在電壓表______處,若增大U,電路可測量的最高溫度將_______ 若U增大3V,R增大40Ω,電路可測量的最高溫度為________℃。

【變式2-2】如圖甲所示電路,電源電壓不變。閉合開關(guān)后,滑片 P 由 b 端滑到 a 端,電壓表示數(shù) U 與電流表示數(shù) I的變化關(guān)系如圖乙所示,則可判斷電源電壓是____V,定值電阻 R 的阻值是____Ω,滑動變阻器的最大阻值為____Ω。
考點內(nèi)容
課標要求
命題預測
電流與電壓和電阻關(guān)系
通過實驗,探究電流、電壓和電阻關(guān)系
《歐姆定律》是電學的主要內(nèi)容,也是重點內(nèi)容,更是考點和考題最為集中的內(nèi)容。
從考題題型看,對此內(nèi)容的考查題型涵蓋了選擇題、填空題、實驗題、壓軸題(綜合計算題)和綜合應用題等。
從命題方向和命題點看,主要有:對歐姆定律的理解、歐姆定律的簡單計算、電路分析與計算、動態(tài)電路分析、I-U圖像的應用、應用歐姆定律進行綜合計算、歐姆定律在生活中的應用、電路安全與極值、探究電流與電壓和電阻關(guān)系、電阻測量等
歐姆定律及其簡單計算
理解歐姆定律,并能進行簡單計算
電阻的測量
會應用歐姆定律測量電阻
歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應用
了解歐姆定律的應用
提出問題
電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓存在什么關(guān)系
猜想與假設
電壓是產(chǎn)生的電流的原因,同一個小燈泡,在以一節(jié)干電池供電時,小燈泡發(fā)光較暗,用兩節(jié)干電池供電時,小燈泡發(fā)光較亮,所以有兩種猜想:①導體兩端電壓越大,導體中電流越大;②通過導體的電流與導體兩端電壓成正比。
設計實驗
運用控制變量法,控制導體(電阻)的阻值不變,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電阻兩端電壓,觀察并記錄電流表的示數(shù),分析電流隨電壓的變化規(guī)律。實驗電路如圖所示。
實驗器材
電壓表、電流表、滑動變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關(guān)、導線若干
進行實驗
(1)按照電路圖連接實物電路。
(2)閉合開關(guān)前檢查電路中各元件的連接是否正確,并將滑動變阻器的滑片移動定值最大處。
(3)電路連接無誤后閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)分別為1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V,從電流表上讀出相應的電流值,并記錄在表中。
定值R/Ω
10Ω
電壓U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
電流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)在坐標系中,根據(jù)各電流值與對應的電壓值描點,并用平滑曲線連接各點,畫出I-U關(guān)系圖像,如圖所示。
分析論證
分析實驗數(shù)據(jù)和I-U圖像可以看出:定值一定時,通過電阻的電流與其兩端電壓有關(guān),電流隨電壓的最大而增大;電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流也變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流與電壓的比值為一定值。
實驗結(jié)論
在電壓一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端電壓成正比,即電阻R不變時,
提出問題
電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻存在什么關(guān)系
猜想與假設
因為電阻表示導體對電流的阻礙作用的大小,所以電流與電阻的關(guān)系有兩種猜想:①導體電阻越大,通過的電流越??;②通過導體的電流與導體的電阻成反比。
設計實驗
(1)要研究電流與電阻的關(guān)系,需要改變接入電路的電阻的大小,在實驗時更換不同阻值的電阻接入電路即可;
(2)在該實驗中,更換電阻后要控制電阻兩端電壓不變,我們可以在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使不同的電阻兩端電壓相等;
(3)實驗電路圖如圖所示。
實驗器材
電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)各一個,阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個,導線若干
進行實驗與收集證據(jù)
(1)按實驗電路圖連接實物電路,將5Ω電阻接入電路中;
(2)閉合開關(guān)前,檢查電路中各元件的連接是否正確,并將滑動變阻器短片移到阻值最大處;
(3)確定電路連接無誤后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為3V,再讀出電流表的示數(shù)并填入表中;
(4)斷開開關(guān),將阻值為5Ω的定值電阻更換為10Ω、15Ω的定值電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持在3V不變,分別讀出對應電流表的讀數(shù)并填入表中;
電壓U/V
3V
電阻R/Ω
5
10
15
電流I/A
0.6
0.3
0.2
(5)在坐標系中,根據(jù)各電流值和對應的電阻值描點,并用平滑的曲線連接各點,畫出I-R關(guān)系圖像,如圖所示。
分析論證
分析數(shù)據(jù)和I-R關(guān)系圖像可以看出:電壓一定時,通過電阻的電流與其阻值有關(guān),電阻變?yōu)樵瓉淼膎倍,電流就變?yōu)樵瓉淼?/n,電流與電阻的乘積為一定值。
實驗結(jié)論
在電壓一定的情況下,通過導體的電流與導體的電阻成反比,即U不變時,I1R1=I2R2。
實驗序號
1
2
3
4
5
電壓U/V
0.5
1.0
1.5
20
2.5
電流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
內(nèi)容
導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比
公式
符號的物理意義
U-表示導體兩端電壓,單位為伏特(V);R-表示導體的電阻,單位為歐姆(Ω);I-表示通過導體的電流,單位為安培(A)
適用范圍
歐姆定律適用于純電阻電路。在非純電阻電路中,如含有電動機的電路,歐姆定律將不適用
歐姆定律的意義
歐姆定律反映了電流與電壓的因果性,電流與電壓的制約性
變形公式
(1)U=IR:導體兩端電壓等于通過導體的電流與導體的電阻的乘積。但因為電壓是電源提供的,電壓是形成電流的原因,所以不能說電壓與電流成正比;
(2):導體的電阻在數(shù)值上等于加在導體兩端的電壓與通過導體的電流的比值。因為電阻是導體本身的一種性質(zhì),它的大小由導體的材料、長度、橫截面積和溫度等因素決定,與導體兩端電壓和通過導體的電流無關(guān),因此它既不與U成正比,也不與I成反比
注意事項
分析
同體性
歐姆定律中電流、電壓和電阻,是對同一導體或同一段電路而言的,三者要一一對應;在解題過程中,習慣上把對應的同一導體的各個物理量符號用相同的下標表示,如R1、I1、U1
同時性
即使是同一段電路,由于開關(guān)的閉合、斷開即滑動變阻器滑片的左右移動等,都會引起電路的變化,使電路中的電流、電壓和電阻變化,因此,必須保證中的三個物理量是同一時刻的值,切不可混淆電路結(jié)構(gòu)變化前后的I、U、R的對應關(guān)系
統(tǒng)一性
公式中的三個物理量,必須使用國際單位中的單位。U的單位是伏特(V)、R的單位是歐姆(Ω)、I的單位是安培(A)
規(guī)范性
(1)計算時,要寫出必要文字說明;(2)代入數(shù)值或?qū)懹嬎憬Y(jié)果時,不要忘記單位
導體兩端的電壓
導體的電阻
通過導體的電流
2V
10Ω
0.2A
4V
10Ω
0.4A
6V
10Ω
0.6A
實驗電路圖
故障(有且只有一處)
現(xiàn)象
電壓表
電流表
電流表被短接
有示數(shù)
無示數(shù)
電流表處斷路
無示數(shù)
無示數(shù)
電壓表被短接
無示數(shù)
有示數(shù)
電壓表處斷路
定值電阻被短接
無示數(shù)
有示數(shù),且示數(shù)偏大
定值電阻處斷路
有示數(shù)且接近電源電壓
無示數(shù)
電壓表串聯(lián)在電路中
滑動變阻器上面兩個接線柱接入電路
移動滑片,電表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)接近電源電壓
滑動變阻器下面兩個接線柱接入電路
移動滑片,電表示數(shù)不變
定值電阻
小燈泡
原理
電路圖
實驗過程
多次測量
多次測量
數(shù)據(jù)處理
分別計算每次測量的電阻,然后取平均值
分別計算每次測量的小燈泡的電阻,然后尋找普遍規(guī)律
實驗結(jié)論
平均值為所求電阻值
燈絲電阻隨溫度的升高而增大
設計思路
實驗電路圖
需要測量的物理量及RX的表達式
利用串聯(lián)電路中電流處處相同求電阻值
(1)閉合開關(guān)S,分別測出R0、RX兩端電壓U0、UX;
(2)
利用串聯(lián)電路中各電阻兩端電壓之和等于電源電壓列方程求電阻值
閉合開關(guān)S,讀出變阻器接入定值最大時的電壓表讀數(shù)U1;
讀出變阻器接入阻值最?。ǖ扔?)時電壓表的讀數(shù)U2;
被測電阻:
只閉合開關(guān)S,測出R0兩端電壓U0,閉合S、S1,測出電源電壓U;
(2)
閉合S,將S1置于a,R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表示數(shù)U;
閉合S,將S1置于b,R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表示數(shù)U0則Ux=U-U0;
(3)
設計思路
實驗電路圖
需要測量的物理量及RX的表達式
利用并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等求阻值
閉合S,分別測出通過R0、RX的電流I0、IX;
(2)
(1)閉合S、斷開S1,此時只有R0連入電路,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S、S1,R0與Rx并聯(lián),讀出A的示數(shù)I;
(3)
利用電源電壓不變列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)閉合S,將S1置于a時,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S,將S1置于b時,讀出A的示數(shù)Ix,
(3)
(1)閉合S,將S1置于a時,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S,將S1置于b時,讀出A的示數(shù)Ix,
(3)
(1)閉合S,將滑動變阻器滑片移至a端時,此時R0=0 ,讀出A的示數(shù)I1,
(2)閉合S,將滑動變阻器的滑片移至b端時,此時滑動變阻器連入電路的阻值為R,讀出此時A表示數(shù)I2,
(3)
設計思路
實驗電路圖
需要測量的物理量及RX的表達式
利用等效思想測電阻
(1)閉合S,將S1置于a,調(diào)節(jié)R0,讀出A的示數(shù)I1
(2)閉合S,將S1置于b,保持滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R′,使A的示數(shù)仍為I,讀出此時R′連入電路的阻值R′。Rx=R'。
實驗序號
電壓U(V)
電流I(A)
1
2.9
0.22
2
2.0
0.18
3
1.0
0.12

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