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文檔簡介
李理17歐姆定律,游練)(原卷版)
1.會:解答電路中電流與電壓、電阻關系實驗探究問題;利用歐姆定律變形公式解答問題;解答伏安法
測電阻的相關問題;利用歐姆定律解決串并聯(lián)電路的問題。
2.理解:電路中電流與電壓和電阻的關系;伏安法測電阻的原理;串并聯(lián)電路中電流、電壓和電阻規(guī)律;
3.掌握:歐姆定律內(nèi)容;應用歐姆定律解題。
.礎梳理
一、思維導圖
探究過程
電流與電壓和電阻關系實驗結(jié)論
內(nèi)容:通過導體的電流,跟導體兩端電壓成正比,跟導體電
阻成反比。
公式變形公式:U=IR,R=^
歐姆定律
單位I-安培(A),U-伏特(V),R-歐姆(Q)o
成立條件同體性、同一性、同時性。
歐姆定律測量原理
測量過程
電流特點:串聯(lián)電路中,電流處處相同
電壓特點:串聯(lián)電路兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和
串聯(lián)電路電阻特點:串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和。
R=R1+R2
幺=旦,U2=-^—U
串聯(lián)分壓%&&舄+&
歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應用電流特點并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和。
電壓特點并聯(lián)電路中,各元件兩端電壓都相同。
并聯(lián)電路電阻特點并聯(lián)電路總電阻倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和。R
g+為
4一滅2r_R2TT_凡
,--------1)--------
并聯(lián)分流12舄舄+&舄+滅2
二、知識梳理
知識點一:電路電流與電壓和電阻的關系
1.由于電壓是形成電流的原因,說明電流的大小與導體兩端的電壓有關;由于導體的電阻對電流有阻礙
作用,所以,電流的大小與導體電阻有關。
2.為了研究通過導體的電流跟電壓的關系,我們應控制電阻一定,通過在電路中串聯(lián)一個變阻器來調(diào)節(jié)
導體兩端的電壓,通過實驗可以得出結(jié)論:電阻一定時,通過導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。
3.為了研究通過導體的電流跟電阻的關系,我們應控制電阻兩端的電壓一定,通過換用不同的電阻來改
變電阻,通過實驗可以得出結(jié)論:電壓一定時,通過導體的電流跟導體的電阻成反比。
要點詮釋:
①提出問題:電流與電壓電阻有什么定量關系?
②制定計劃,設計實驗:要研究電流與電壓、電阻的關系,采用的研究方法是:控制變量法。即:保持
電阻不變,改變電壓研究電流隨電壓的變化關系;保持電壓不變,改變電阻研究電流隨電阻的變化關系。
③進行實驗,收集數(shù)據(jù)信息:(會進行表格設計)
④分析論證:(分析實驗數(shù)據(jù)尋找數(shù)據(jù)間的關系,從中找出物理量間的關系,這是探究物理規(guī)律的常用
方法。)
⑤得出結(jié)論:在電阻一定的情況下,導體中的電流與加在導體兩端的電壓成正比;在電壓不變的情況下,
導體中的電流與導體的電阻成反比。
知識點二:歐姆定律
1.歐姆定律:導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。
1=-
2.公式:R,其中:〃為電源電壓,單位為伏(V);I為通過導體的電流,單位為安(A);斤為
導體的電阻,單位為歐(Q)。
注意:應用歐姆定律的公式進行計算時,一定要統(tǒng)一到國際制單位后再進行計算。歐姆定律公式中的各
個物理量具有同一性,即/〃丹是對同一段導體、同一時刻而言的。
3.公式變形:u=IR,R=—o
I
4.運用歐姆定律公式解題技巧:解題時,為了便于分析問題,應先根據(jù)題意,畫出電路圖,并在圖中標
明已知物理量的符號、數(shù)值及未知物理量的符號,公式中的三個物理量的單位均使用國際(制)單位。
要點詮釋:
應用歐姆定律公式以及兩個變形式進行解題時,只要知道八U,A三個量中的兩個,就可以求出第三個
未知物理量。在計算和理解問題的過程中千萬注意,物理量的計算不同于數(shù)學上的計算,必須用對應的物理
量單位才有意義,避免將物理問題數(shù)學化,應理解每個量的物理意義。
(1)歐姆定律公式/=且,表示加在導體兩端的電壓增大幾倍,導體中的電流就隨著增大幾倍。當導體
R
兩端的電壓保持不變時,導體的電阻增大幾倍,導體中的電流就減為原來的幾分之一。
(2)導出式5表示導體兩端的電壓等于通過它的電流與其電阻的乘積。
(3)導出式尺=上表示導體的電阻在數(shù)值上等于加在導體兩端的電壓與其通過的電流的比值;由于同
I
一導體的電阻一定(導體本身的性質(zhì)),因此不能說成“導體的電阻與它兩端的電壓成正比,與通過它的電
流成反比”。
知識點三:電阻測量
1.伏安法測導體電阻
(1)實驗原理:根據(jù)歐姆定律的變形公式R=,,用電壓表、電流表分別測出待測電阻兩端的電壓和
通過它的電流,就可以求得這段導體的電阻;此法叫“伏安法”。
(2)實驗器材:電源、開關、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測電阻、導線若干。
(3)實驗電路:如圖所示。
(4)實驗步驟:①按實驗原理圖正確連接實驗電路;
②電路經(jīng)檢查無誤后,閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P的位置,使電阻兩端的電壓分別為5、5、
U3,觀察電流表的示數(shù),每次對應的數(shù)值為L、L、L,分別填入設計的表格中;
③根據(jù)每次記錄的電壓值和電流值求出每次對應的電阻值Ri、R?、R3,求出它們的平均值R=(R1+R2+R3)
(5)滑動變阻器的作用:①保護電路;②改變導體兩端的電壓,使其成倍數(shù)地增加;③多次測量求平
均值。
2.伏安法測小燈泡電阻(此是考試重點)
(1)實驗原理:根據(jù)歐姆定律的變形公式R=,,用電壓表、電流表分別測出待測小”
和通過它的電流,就可以求得小燈泡的電阻。
(2)實驗器材:電源、開關、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測小燈泡、導線若干。
(3)實驗電路:如圖所示。
(4)實驗步驟:①按實驗原理圖正確連接實驗電路;②電路經(jīng)檢查無誤后,閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻
器的滑片P的位置,使小燈泡兩端的電壓分別為山、口、觀察電流表的示數(shù),每次對應的數(shù)值為L、I、
Is,分別填入設計的表格中。③根據(jù)每次記錄的電壓值和電流值求出每次對應的電阻值Ri、R?、R3,求出它
們的平均值R=(R1+R2+R3)/3。
(5)記錄表格
實驗序號U/VI/AR/Q
1
2
3
待測小燈泡電阻R=(R1+R2+R3)/3=
(6)注意事項:①器材的選?。弘娏鞅硭x用量程滿偏值要大于電路中的最大電流;滑動變阻器的最
大阻值應略大于或接近小燈泡的電阻(效果更明顯);②連接電路時:按照電壓表、電流表、滑動變阻器的
使用規(guī)則,將它們正確地連入電路,在連接的過程中,開關要斷開;③進行實驗時:閉合開關前,要把滑動
變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處,是電路中的電流最小,以保證電路中燈泡、滑動變阻器、電壓表、電流表等
儀器的安全;④將每次測量的結(jié)果和小燈泡的發(fā)光情況記錄下來,以便最后分析和總結(jié);⑤分析處理數(shù)據(jù),
對于測得的各組電流和電壓值,計算出相應的電阻,然后比較,找出規(guī)律。
要點詮釋:
實驗過程中應注意事項:
A.連接電路時開關應斷開;
B.電路連好,開關閉合前,應使滑片位于變阻器的最大值處,使它處于使電路中電流最小的位置;
C.本實驗要測量多次,達到減小實驗誤差的目的;
D.實驗完畢后,不要忘記整理器材。E.要注意電表量程的選擇。
知識點四:歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應用
1.電阻的串聯(lián)
(1)串聯(lián)電阻的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大。
(2)串聯(lián)電阻的總電阻的阻值等于各分電阻之和:RXR1+R2+……R??
(3)n個相同電阻R串聯(lián)時的總電阻為:R¥=nRo
要點詮釋:導體串聯(lián)相當于增加了導體的長度,由影響導體的電阻的因素可知,串聯(lián)電路的總電阻大于
任何一個分電阻。
2.電阻的并聯(lián)
(1)并聯(lián)電阻的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)并聯(lián)電阻的總電阻倒數(shù)等于各分電阻的阻值倒數(shù)之和,即::…+;。
(3)n個相同電阻R。串聯(lián)時的總電阻為:R=員。
n
(4)兩個電阻Ri和R?并聯(lián)時的表達式為:R總。
Ki十2
要點詮釋:
(1)電阻的并聯(lián)實質(zhì)上是增大了導體的橫截面積,所以并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個分電阻;
(2)若并聯(lián)電路的某一支路電阻變大,則R總會隨之增大。
3.串并聯(lián)電阻的比較
分類串聯(lián)電路并聯(lián)電路
—_C==3—
電路圖-U—
---------1----------
并聯(lián)電路的干路總電流等于各支路電流之和
電流串聯(lián)電路中各處電流相等
特點1=1、=12=??=/〃/=4+A+???+/"
串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻
電壓并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等,且都
特點兩端電壓之和U=q+u2+...+un等于電源電壓u=q=〃=...=?!?/p>
并聯(lián)電阻中總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電路
的倒數(shù)之和:=’+/+???+:;
串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電
若只有兩個電阻Ri和Rz并聯(lián),則總電阻R總
阻之和R=R]+&+…+&;
R1R2
若有n個相同的電阻R。串聯(lián),則總
電阻~R1+R2;
電阻為R=;
特點若有n個相同的電阻R。并聯(lián),則總電阻為
把幾個導體串聯(lián)起來相當于增大了
導體的長度,所以總電阻比任何一R=殳;
n
個串聯(lián)分電阻都大。
把幾個電阻并聯(lián)起來相當于增加了導體的橫截
面積,所以并聯(lián)總電阻比每一個并聯(lián)分電阻都
小。
串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成并聯(lián)電路中,電流的分配與電阻成反比
分配
正比5=旦
特點
u26
電路分壓(U1=旦?!?分流(/]=£/???)
作用R
4.歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應用
(1)串聯(lián)電路:當串聯(lián)電路中一個電阻改變時,電路中電流及另一個電阻電壓也隨之變化。
(2)當并聯(lián)電路一個支路的電阻改變時,這個支路電流也會改變干路電流也會變化;但另一個支路電
流和電壓都不變。
(3)家庭電路中,各用電器采用并聯(lián)方式接入電路。
考點一:探究電路電流與電壓和電阻關系
【備考方略】
1.實驗內(nèi)容
【實驗目的】探究電路電流與電壓和電阻關系。
【實驗器材】定值電阻、電流表、電壓表、電源、開關、導線、滑動變阻器。
【實驗原理】(1)在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,采用的研究方法是控制變量法。
(2)在探究“電流與電壓的關系”時,應保持電阻不變;
(3)在探究“電流與電阻的關系”時,將5Q的電阻換成10Q后,下一步操作是調(diào)節(jié)滑動變阻器,使
前后電壓保持不變。
【實驗步驟】
一、按電路圖連接實物電路
二、探究電流與電壓關系
(1)閉合開關,移動變阻器劃片,使電阻R兩端電壓成整數(shù)倍增加,依次讀出電流表讀數(shù),數(shù)據(jù)計入
表格;
(2)電流與電壓關系測量表格(電阻R=n)
次數(shù)12345
電壓/V
電流/A
(3)數(shù)據(jù)分析:電阻一定時,通過導體的電流與其兩端電壓成正比。
三、探究電流與電阻關系(控制電壓不變,如U=2V)
(1)選擇某一電阻,如:R=5Q,閉合開關,調(diào)節(jié)變阻器劃片,使R兩端電壓為2V,讀出電流表示數(shù),
并計入表格;
(2)更換電阻,如:R=10Q,閉合開關,調(diào)節(jié)變阻器劃片,使R兩端電壓為2V,讀出電流表示數(shù),并
計入表格;
(3)重復上述試驗過程,電阻分別選15。、200、25al
(4)電流與電阻關系測量表格(電阻V=)
次數(shù)12345
電阻510152025
電流/A
(3)數(shù)據(jù)分析:電壓一定時,通過導體的電流與電阻成正比。
(4)整理器材。
【實驗結(jié)論】通過導體電流跟其兩端電壓成正比,與導體電阻成反比。
2.考查內(nèi)容
考查方向解答思路
探究方法控制變量法
探究電流與電壓關系時控制電阻不變
探究電流與電阻關系時控制電壓不變
斷開開關、變阻器處于最大位置、電流表和電壓表
連接電路前應注意哪些問題
選擇合適量程、注意正負接線柱不能接反
探究電流與電壓關系時,變阻器的
改變導體兩端電壓
作用
探究電流與電阻關系時,變阻器的
控制導體兩端電壓不變
作用
完善表格,填入正確值根據(jù)實驗規(guī)律和給出數(shù)據(jù),填入正確值
多次測量目的尋找規(guī)律
按元件順序觀察缺少部分,然后進行連接,注意不
補充實驗電路
能交叉
電流要從電流表、電壓表正極入、負極出,量程選擇
電路連接改錯要預估,元件連接要符合要求,電流表要串聯(lián)在電路中,
電壓表要與被測元件并聯(lián),變阻器要一上一下接入電路
【經(jīng)典例題】(2021?吉林中考真題)在探究電流與電阻關系的實驗中,所用實驗器材均完好,如圖
所示,電源電壓為6V不變,定值電阻分別為10Q、15Q、20。、30。,滑動變阻器規(guī)格為
“20Q1A”。
乙
(1)實驗前,發(fā)現(xiàn)電流表的指針位置如圖甲所示,原因是電流表O
(2)如圖乙所示,導線a應與滑動變阻器的接線柱相連。
(3)電路連接完成后,分別用10Q、15Q、20Q的電阻進行實驗,正確操作,記錄的數(shù)據(jù)如下表
所示,則實驗中控制電壓表的示數(shù)為V不變。當使用30。的電阻做實驗時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑
動變阻器的滑片都無法使電壓表的示數(shù)與前三次相同,為了繼續(xù)完成第四次實驗,如果只能更換電源,則
電源電壓應不高于VO
實驗次數(shù)1234
H/Q10152030
I/A0.30.20.15
(4)分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論:在電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成—
【舉一反三】
1.(2021?江蘇揚州市)在“探究電流和電阻的關系”實驗中,器材有:電源(6V),電阻箱(0-
9999Q),滑動變阻器(200Q1A),電壓表、電流表,開關和導線若干;
(1)請用筆畫線代替導線,將實物電路連接完整,使滑片向左移動時電阻減小—
(2)第一組數(shù)據(jù)的測量過程中,有下列步驟,正確的順序是;
①保持開關斷開,連接實物電路
②檢查電路無誤后閉合開關
③讀出電流表的示數(shù),斷開開關
④將滑動變阻器的金屬滑片置于阻值最大處
⑤轉(zhuǎn)動電阻箱的旋鈕使它的阻值為20,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為4V
(3)將電阻箱調(diào)到15Q,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)如圖所示,示數(shù)為A,該電流值與15。
電阻值______(填“能”或“不能”)作為第二組數(shù)據(jù)記在表格中,此時電壓表示數(shù)為0V可能發(fā)生的故
障是______
2.(2021?內(nèi)蒙古中考真題)在“探究電流與電壓關系”實驗中,小峰所用電路如圖甲所示。
(1)電路連接完整后,閉合開關前應將滑動變阻器的滑片P滑到(填“a”或“6”)端;
(2)閉合開關,移動滑片,依次進行實驗,小峰記錄的數(shù)據(jù)如下表所示,其中第二次實驗時,電流
表指針如圖乙所示,則電流表的示數(shù)為A;
實驗序號?②③④
電壓U/N0.81.62.43.0
電流〃A0.160.480.58
(3)分析表中數(shù)據(jù),得到的結(jié)論是;
(4)實驗結(jié)束,小峰整理器材時發(fā)現(xiàn)定值電阻很熱,他聯(lián)想到處理數(shù)據(jù)時,第四組數(shù)據(jù)之間的關系
與前三組數(shù)據(jù)之間的關系存在差異,他和同組的小華就此展開討論,認為數(shù)據(jù)差異可能是造成
的。由此反思實驗過程:實驗時每次讀取數(shù)據(jù)后要(寫具體操作),再記錄數(shù)據(jù),減小此因素對
測量結(jié)果的影響。
3.(2021?黑龍江綏化市)在“探究電流與電壓、電阻的關系”的實驗中,電源電壓3V且恒定,定
值電阻A的阻值分別為5。、10Q、15Q、20。、25Q,滑動變阻器規(guī)格為“25Q2A”。
乙
實驗次數(shù)123
電壓U/N1.01.42.0
電流〃A0.10.140.2
(1)請根據(jù)圖甲的電路圖將圖乙所示的實物連接完整_____;(導線不允許交叉)
(2)連接好電路,把滑動變阻器的滑片P移動到阻值最大處。閉合開關后,無論怎樣移動滑片P都
發(fā)現(xiàn):電壓表有示數(shù)并保持不變,電流表始終無示數(shù)。其原因可能是電阻;
(3)在探究電流與電壓關系時,得到如表所示的電流/隨電壓〃變化的數(shù)據(jù),據(jù)此得出結(jié)論:電阻
一定時,;
(4)在探究電流與電阻關系時,為了保證所給電阻均能完成實驗,應控制定值電阻兩端電壓至少為
Vo現(xiàn)將10Q電阻換成15Q電阻,為保持定值電阻兩端電壓不變,需要將滑動變阻器滑片P向
(選填“左”或“右”)側(cè)移動。
考點二:伏安法測電阻
【備考方略】
1.實驗內(nèi)容
【實驗目的】測量未知電阻
【實驗器材】電池組、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測電阻、開關各一個,導線若干。
【實驗原理】根據(jù)歐姆定律:I=g可知:R*只要能測出電阻R兩端電壓和通過R的電流,根
據(jù)公式即可計算出待測電阻R。
【實驗步驟】一、根據(jù)給出的電路圖,連接實物電路。
二、閉合開關,變阻器在較大位置時測量電流和電壓,數(shù)據(jù)計入表格。
三、繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器,重復上述試驗三次,數(shù)據(jù)計入表格。
四、根據(jù)公式,求出每次試驗電阻值,并計入表格。
五、計算待求電阻平均值。
六、試驗表格
試驗次數(shù)電壓/V電流/A待求電阻R/Q平均值R*/。
1
2
3
七、整理器材。
2.考查內(nèi)容
考查方向解答思路
補充電路以某一電器為起點,觀察一周,先連主電器,后連測量電器,
注意連線不能交叉
測量前變阻器的位置、目的處于最大位置、為了保護電路
變阻器連接一上一下
開關狀態(tài)斷開狀態(tài)
補充測量數(shù)據(jù)根據(jù)實驗原理和測量數(shù)據(jù)規(guī)律補齊表格中空格
小燈泡電阻測量結(jié)果相差較大原因小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大
電路故障電流表無示數(shù),某處斷路;電壓表無示數(shù),被測電器短路或電
壓表連線未接好
電流表、電壓表反偏正負極反接
分析測量數(shù)據(jù)求電阻根據(jù)歐姆定律進行計算
測量結(jié)果誤差較大原因電流表或電壓表有內(nèi)阻
電流表對測量誤差的影響內(nèi)接時測量結(jié)果偏大、外接時測量結(jié)果偏小
【經(jīng)典例題】(2021?內(nèi)蒙古包頭市)物理興趣小組利用“伏安法”測量一個阻值較小的定值電阻凡
的阻值,電路如圖甲所示。已知電源電壓為12V,瓜=20Q,滑動變阻器規(guī)格為“100Q0.6A”。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整,要求滑片向左移動連入電路中的阻值變小,
導線不要交叉;
(2)連接電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)。電壓表示數(shù)接近電源電壓。若導線和器材均完
好,則故障可能是;
(3)排除故障后,閉合開關調(diào)節(jié)滑片,測出多組數(shù)據(jù),作出圖像,如圖乙所示。則兄阻值為
_____Q;
(4)該電路中串聯(lián)而的作用是。(填正確答案標號)
A.增大串聯(lián)電阻,增大分壓,電壓表易于讀數(shù)
B.增大串聯(lián)電阻,增大分流,電流表易于讀數(shù)
【舉一反三】
1.(2021?寧夏中考真題)在測量標有2.5V小燈泡電阻的實驗中,下圖是甲同學連接好的電路。
(1)乙同學發(fā)現(xiàn)電路連接錯誤,只需更改一根導線即可。請你把接錯的那一根導線找出來,并畫上
“X”,再用筆畫線把它改接到正確的位置上_________
(2)閉合開關前,應將滑片P移到滑動變阻器的最(選填“左”或“右”)端。
(3)閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)較大,則電路故障可能是
。(寫出一種可能即可)
(4)排除故障后,甲同學先閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使小燈泡正常發(fā)光,再調(diào)節(jié)滑動變阻器使
小燈泡兩端的電壓逐次降低,實驗中觀察到的現(xiàn)象和測量的數(shù)據(jù)記錄如下表:
序號12345
發(fā)光情況明亮較亮較暗暗不發(fā)光
電壓U/V2.52.01.51.00.5
電流//A0.220.200.140.12
電阻H/Q11.410.07.04.7
當電壓表的示數(shù)為1.5V時,電流表的示數(shù)如圖所示為A,則此時小燈泡的電阻約為
_____________________Qo
(5)最后甲同學用表格中的電阻取平均值做小燈泡的電阻,乙同學認為這樣處理不正確。請你說明
理由:。
2.(2021?湖北荊州市)用如圖甲所示的電路測量定值電阻尼的阻值。
(1)請用筆畫線代替導線將圖甲中的實物連接完整_______(要求滑片產(chǎn)向左移動的過程中電流表示
數(shù)變小)
(2)正確連接電路后,閉合開關之前,應將滑動變阻器的滑片產(chǎn)置于(選填"A”或"B”)
端:
(3)實驗時,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表示數(shù)都為0。用一根導線在圖甲中先后連接接線柱G與
F、6與£時,電壓表和電流表示數(shù)仍為0,連接接線柱£與,時。電壓表和電流表指針明顯偏轉(zhuǎn),則電路
的故障是。
(4)排除故障后繼續(xù)實驗,當電壓表示數(shù)為2V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則定值電阻尺=
Qo
(5)如果沒有電壓表,電源電壓未知,可以用最大阻值為片的滑動變阻器,和如圖丙所示電路,來
測量電阻尼的阻值。閉合開關后,滑動變阻器滑片在最左端時。電流表示數(shù)為小滑動變阻器滑片在最右
端時,電流表示數(shù)為為,則電阻兄=。(用題中所給物理量的符號表示)
3.(2021?青海中考真題)某興趣小組在探究額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻隨溫度變化規(guī)律時,
他們先進行了如下猜想:
猜想一:小燈泡的電阻可能隨溫度的升高而增大;
猜想二:小燈泡的電阻可能隨溫度的升高而減?。?/p>
猜想三:小燈泡的電阻不隨溫度的變化而變化。接下來他們設計了如圖所示的實驗電路進行探究,他
們具體的探究過程為:
(1)完成電路連接,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移到最(填“左”或“右”)端;
(2)閉合開關后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),移動滑動變阻器的滑片時,電
流表的示數(shù)發(fā)生變化,則故障原因可能是小燈泡(填“斷路”或“短路”);
(3)故障排除后,進行實驗并記錄了前4組數(shù)據(jù)如下表所示,第5次實驗的電流值如圖所示,則電
流大小為A;
次數(shù)12345
電壓(勿V)0.51.01.52.02.5
電流(7/A)0.180.300.380.44
Q6。
y0.613
(4)根據(jù)上表記錄的實驗數(shù)據(jù),在如圖所示的坐標中繪出小燈泡的電流隨電壓變化的大致圖像
=通過圖像分析可知,小燈泡的電阻隨溫度的升高而(填“增大”“不變”或“減小”)。
0123^
考點三:動態(tài)電路分析
【備考方略】
一、分析電路中各元件之間的關系
具體來說,就是要弄清電阻之間是串聯(lián)還是并聯(lián)或兩者皆有;所給的電流表測量的是干路的電流還是支
路電流,電壓表測量的是電源電壓還是某電阻的電壓等。
二、掌握電表的特點
1.電流表的電阻非常小,在電路中相當于導線,可看作短路。
2.電壓表的電阻非常大,在電路中相當于斷路(開路),即在分析此類問題時可先將電壓表放在一邊,
暫不考慮。
3.基本思想
明確電路中的變量和不變量,首先確定不變的物理量(如電源的電壓、各定值電阻,小燈泡的電阻以及
小燈泡的額定電壓和額定功率),然后根據(jù)相關的規(guī)律去分析其它量的變化。
4.解題思路
總體遵循“先局部-再整體-再局部”的思路,具體說來:①由某個電阻或開關的變化分析總電阻的變化
(局部);②根據(jù)歐姆定律,由總電阻的變化分析總電流的變化(整體);③由總電流的變化,根據(jù)歐姆定
律和電路和串、并聯(lián)規(guī)律分析各支路的電壓、電流的變化(局部)。
對物理量變化引起的動態(tài)電路分析,首先必須搞清物理量變化引起的哪個電學量變化,如何變化;這種
變化直接反映的是電流或電壓的增加還是減小,然后再根據(jù)歐姆定律分析所求量的變化。如:電路中的壓敏
電阻隨壓力的增大而減小,當壓力增大時,接入電路電阻值減小,電路電流會增加,進一步引起其他量的變
化。
對開關通斷引起的動態(tài)電路變化,首要任務是分析開關變化后電路連接方式。開關通斷組合不同,電路
連接方式會不同。特殊情況下也可以畫出相應的等效電路,然后再進行分析。
【經(jīng)典例題】(2021?寧夏中考真題)如圖所示,電源電壓保持不變。關于電路的工作情況,下列說
法中正確的是()。
A.同時閉合兩個開關,通過兩只燈泡的電流一定相同;
B.若先閉合S一再閉合S2,電壓表示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變大;
C.若先閉合S一再閉合S2,電壓表示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變大;
D.若燈L1被短路,閉合S]、S2后,燈L]不亮,燈L2亮,電流表損壞
【舉一反三】
1.(2021?海南中考真題)如圖所示的電路,電源電壓和燈泡L的電阻不變,閉合開關S,將滑片P
向右移動時()。
A.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小;B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大;
C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大;D.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
2.(2021?青海中考真題)如圖所示,已知電源電壓恒定不變,閉合開關S,將滑片P由圖示位置向
下滑動的過程中,下列說法正確的是()。
A.電流表Ai的示數(shù)變小B.電流表A2的示數(shù)變大
C.電壓表的示數(shù)變大D.燈泡L的亮度不變
3.(2021?湖南懷化市)在新型冠狀病毒疫情防治期間,經(jīng)常使用圖甲所示的非接觸式紅外線測溫
槍。圖乙是它的工作原理圖,4是定值電阻,4是紅外線熱敏電阻,其阻值隨人體溫度變化的圖象如圖丙
所示。閉合開關S后,對該電路分析正確的是()。
A.體溫越高,斤的阻值越大B.體溫越高,電壓表的示數(shù)越大
C.體溫越低,7?兩端的電壓越小D.體溫越低,通過幾的電流越大
考點四:歐姆定律的簡單計算
【備考方略】1.歐姆定律的簡單計算是在對電路進行分析基礎上,找出每個用電器(導體)上所對應
的電流、電壓和電阻關系,然后利用歐姆定律進行計算的考題。此類考題一般屬于中等偏難的題型,本部
分計算題分為簡單計算題和大型計算題。
2.簡單計算題一般存在于選擇題和填空題中,主要考查學生對歐姆定律的理解與應用能力,題目屬于
簡單或中等程度。一般情況下,只要學生能理解和熟練應用歐姆定律解決問題,此類計算題都可以解答。
3.歐姆定律在串并聯(lián)電路中應用屬于歐姆定律的深化,是歐姆定律應用的典型內(nèi)容,同時也是歐姆定
律應用的常見問題。在中考試卷中,幾乎所有電學考題都會涉及到串并聯(lián)電路問題,歐姆定律在其中的應
用也就顯得尤為重要。
4.應用歐姆定律公式以及兩個變形式進行解題時,只要知道八U,A三個量中的兩個,就可以求出第三
個未知物理量。在計算和理解問題的過程中千萬注意,物理量的計算不同于數(shù)學上的計算,必須用對應的物
理量單位才有意義,避免將物理問題數(shù)學化,應理解每個量的物理意義。
【經(jīng)典例題】(2021?貴州中考真題)如圖所示,電源電壓為18V,定值電阻七=10Q,滑動變阻器標
有“50Q2A",電流表量程為“0-3A”。在確保電路安全的情況下,下列說法正確的是()。
A.滑片產(chǎn)向右移動過程中,電流表的示數(shù)變小;
B.滑動變阻器允許接入電路中的阻值范圍為0~50Q;
C.若電源電壓可調(diào),電源電壓可調(diào)節(jié)的最大值為25V;
D.若電源電壓可調(diào),為使電流表示數(shù)達到最大,電源電壓可調(diào)節(jié)的最小值為18V
【舉一反三】
1.(2021?內(nèi)蒙古中考真題)教室里常用過氧乙酸溶液熏蒸消毒,小明設計的“過氧乙酸氣體濃度
測試儀”可以監(jiān)測教室里過氧乙酸氣體濃度是否達到要求的標準。如圖所示是其簡化的工作電路圖,電源
電壓恒為6V,定值電阻尼=10Q。傳感器用的阻值隨過氧乙酸氣體濃度增大而減小,下列判斷正確的是
()O
A.當過氧乙酸氣體濃度增大時,,電路中電流表示數(shù)變小;
B.當過氧乙酸氣體濃度增大時,電路中電壓表示數(shù)變??;
C.當電路中電壓表示數(shù)為4.5V時,過氧乙酸氣體濃度達到消毒要求的最低標準,此時可計算得出電
流表示數(shù)為0.45A;
D.當電路中電壓表示數(shù)為4.5V時,過氧乙酸氣體濃度達到消毒要求的最低標準,可計算得出傳感器
用的阻值為40Q
2.(2021?甘肅中考真題)將阻值不同的電阻石、兆按甲圖所示電路連接,閉合開關S后,電流表
示數(shù)為0.6A;保持電源電壓不變,再將電阻石、兄按乙圖所示電路進行改接,閉合開關S后,關于電流表
的示數(shù),下列說法中正確的是()。
A.一定小于0.6AB.一定大于2.4A
C.一定大于0.6A,但小于1.2AD.一定大于1.2A,但小于2.4A
3.(2021?四川廣安市)如圖所示電路中,N=1OC,鳥=20^,閉合開關S,電壓表V1與V2的
示數(shù)之比是()。
A.1:2B.1:3C.2:1D.2:3
考點五:歐姆定律的綜合計算
【備考方略】
1.歐姆定律的綜合應用包括應用歐姆定律對電路進行分析、應用歐姆定律進行計算、應用歐姆定律進
行極值計算和應用歐姆定律進行大型計算(一般會和電功率和其他知識點結(jié)合)。解答此類問題,首先要
深刻理解歐姆定律定律內(nèi)容,對電路進行分析,找準已知量,認清待求量,把歐姆定律應用到計算中去。
2.大型計算題中,歐姆定律的應用與電路計算應該肯定會出現(xiàn)。在本內(nèi)容的大型計算題中,主要考查
學生應用歐姆定律分析問題、解決問題的能力,題目涉及知識點多、知識面廣,這就要求學生具有綜合分
析和計算能力。在解答此類計算題中,還應注意和電熱計算相結(jié)合,有的還和其,他單元相結(jié)合。所以,
做好此類考題的備考除了對計算題進行歸類、分析外,更重要的是加強練習,做到熟能生巧。
【經(jīng)典例題】(2021?貴州中考真題)某同學利用恒壓電源、定值電阻石和滑動變阻器兄,先后連接
了如圖甲、乙所示電路。在圖甲電路中,該同學將滑片P置于最右端后閉合開關,此時電流表、電壓表的
示數(shù)分別為o.30A,15.0V;再將滑片P移至某一位置時,電流表,電壓表的示數(shù)分別為0.50A、9.0V。在
圖乙電路中,該同學接入兩只電流表(圖中未畫出),在保證電路安全的前提下,將滑片P從某位置開始
逐次向左移動改變相同的阻值,測得兩電流表的示數(shù)并記錄在下表中。
滑片P移動的次序12345
電流表A,的示數(shù)/A0.800.800.800.800.80
電流表A2的示數(shù)/A1.301.401.551.802.30
(1)求尼的最大阻值
(2)求分的阻值和電源電壓:
(3)請分析圖乙電路中電流表A-A?的接入位置并計算用每次改變的阻值。
【舉一反三】
1.(2021?四川攀枝花市)如圖所示電路中,用為定值電阻,6為滑動變阻器,燈泡L標有“4V
2W”字樣?;瑒幼冏杵鞯幕琍滑到某一位置,把滑動變阻器分為左右兩部分,且右邊電阻比左邊電阻小
3Qo只閉合開關Si,電壓表%的示數(shù)為處只閉合開關電壓表V2的示數(shù)為詼兩次燈泡均正常發(fā)
光,且處”=4:3,求:
(1)燈泡正常發(fā)光時的電流;
(2)滑動變阻器的總電阻。
2.(2021?重慶中考真題)如圖甲所示,小勇同學設計了一個汽車落水安全裝置并進行了試驗,在
汽車的四個門板外側(cè)分別安裝一個氣囊,氣囊的觸發(fā)由圖乙所示電路中a、6間的電壓來控制,壓敏電阻
眉水平安裝在汽車底部/處,a的阻值隨其表面水的壓力的變化如圖丙所示。某次試驗時:汽車入水前把
見的滑片調(diào)到合適位置不動,閉合開關S,電壓表的示數(shù)為3V,再把汽車吊入足夠高的長方體水池中緩慢
下沉,直到a、6間的電壓等于或大于3V時,氣囊就充氣打開,使汽車漂浮在水中,試驗裝置相關參數(shù)如
表二所示。
表二:試驗裝置參數(shù)
電源電壓4.5V
〃接觸水的面積15cm2
長方體水池底面積20m2
(1)求汽車入水前電路中的電流;
(2)當汽車漂浮時,測得水池的水位比汽車入水前上升了8cm(水未進入車內(nèi)),求汽車受到的重
力;
(3)求氣囊充氣打開時汽車4處浸入水中的深度。
3.(2021?安徽中考真題)如圖所示的電路中,電源電壓〃不變,r、兄和兄均為定值電阻,其中
L1Q,用=14Q,Si為單刀單擲開關,S2為單刀雙擲開關。閉合Si,將S2擲于1端,電壓表V的示數(shù)
M=2.8V;將S2切換到2端,電壓表V的示數(shù)”=2.7V。求:
(1)電源電壓〃的大小;
(2)電阻尼的阻值。
專也17歐理定律r群練)(解柝版)
1.會:解答電路中電流與電壓、電阻關系實驗探究問題;利用歐姆定律變形公式解答問
題;解答伏安法測電阻的相關問題;利用歐姆定律解決串并聯(lián)電路的問題。
2.理解:電路中電流與電壓和電阻的關系;伏安法測電阻的原理;串并聯(lián)電路中電流、
電壓和電阻規(guī)律;
3.掌握:歐姆定律內(nèi)容;應用歐姆定律解題。
.礎梳理
一、思維導圖
探究過程
電流與電壓和電阻關系實驗結(jié)論
內(nèi)容:通過導體的電流,跟導體兩端電壓成正比,跟導體電
阻成反比。
1=—,變形公式:U=IRR=-
公式RtI
歐姆定律
單位I-安培(A),U-伏特(V),R-歐姆(Q)o
成立條件同體性、同一性、同時性。
歐姆定律測量原理
測量過程
電流特點:串聯(lián)電路中,電流處處相同
電壓特點:串聯(lián)電路兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和
串聯(lián)電路電阻特點:串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和。
R=R,+R2
色=%,5=■1=%u
串聯(lián)分壓%&為+4片+&
歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應用電流特點并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和。
電壓特點并聯(lián)電路中,各元件兩端電壓都相同。-
小圾電阻特點并聯(lián)電路總電阻倒數(shù)等于各電阻倒虢機rri-R告
A_&T_-2TT-招
-----------,31--------------],1-)-----------
并聯(lián)分流4Si'&+&
二、知識梳理
知識點一:電路電流與電壓和電阻的關系
1.由于電壓是形成電流的原因,說明電流的大小與導體兩端的電壓有關;由于導體的電
阻對電流有阻礙作用,所以,電流的大小與導體電阻有關。
2.為了研究通過導體的電流跟電壓的關系,我們應控制電阻一定,通過在電路中串聯(lián)一
個變阻器來調(diào)節(jié)導體兩端的電壓,通過實驗可以得出結(jié)論:電阻一定時,通過導體中的電流
跟導體兩端的電壓成正比。
3.為了研究通過導體的電流跟電阻的關系,我們應控制電阻兩端的電壓一定,通過換用
不同的電阻來改變電阻,通過實驗可以得出結(jié)論:電壓一定時,通過導體的電流跟導體的電
阻成反比。
要點詮釋:
①提出問題:電流與電壓電阻有什么定量關系?
②制定計劃,設計實驗:要研究電流與電壓、電阻的關系,采用的研究方法是:控制變
量法。即:保持電阻不變,
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