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文檔簡介
2024年中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測專題16歐姆定律(講義)(原卷版)目錄考情分析TOC\o"1-3"\h\u 2知識建構(gòu) 3考點(diǎn)一電流與電壓和電阻的關(guān)系 4夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 4提升·必考題型歸納 5考向01探究電流與電壓的關(guān)系 5考向02探究電流與電阻的關(guān)系 7考點(diǎn)二歐姆定律 8夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 8提升·必考題型歸納 9考向01對歐姆定律公式及其變形公式的認(rèn)識 9考向02I-U關(guān)系圖像 10考向03應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行電路分析 11考點(diǎn)三電阻的測量 12夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 12提升·必考題型歸納 15考向01伏安法測定值電阻的阻值 15考向02伏安法測小燈泡發(fā)光時(shí)電阻 16考點(diǎn)四歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用 17夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 17提升·必考題型歸納 19考向01利用歐姆定律進(jìn)行定性分析 19考向02利用歐姆定律進(jìn)行定量分析 20
一、課標(biāo)考點(diǎn)分析考點(diǎn)內(nèi)容課標(biāo)要求命題預(yù)測電流與電壓和電阻關(guān)系通過實(shí)驗(yàn),探究電流、電壓和電阻關(guān)系《歐姆定律》是電學(xué)的主要內(nèi)容,也是重點(diǎn)內(nèi)容,更是考點(diǎn)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(shí)驗(yàn)題、壓軸題(綜合計(jì)算題)和綜合應(yīng)用題等。從命題方向和命題點(diǎn)看,主要有:對歐姆定律的理解、歐姆定律的簡單計(jì)算、電路分析與計(jì)算、動態(tài)電路分析、I-U圖像的應(yīng)用、應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行綜合計(jì)算、歐姆定律在生活中的應(yīng)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(jì)算理解歐姆定律,并能進(jìn)行簡單計(jì)算電阻的測量會應(yīng)用歐姆定律測量電阻歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用了解歐姆定律的應(yīng)用二、考情分析《歐姆定律》是中考必考和常考熱點(diǎn)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(yīng)用歐姆定律分析解答問題,必然作為主要備考方向。考題數(shù)量一般在2-4題,分值也較大,一般在8分-16分之間,有時(shí)也會更多。從考題出現(xiàn)概率看,主要有:動態(tài)電路分析、應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡單計(jì)算、歐姆定律的綜合計(jì)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(yīng)用等。在此應(yīng)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(chǔ)上,加強(qiáng)歐姆定律的應(yīng)用復(fù)習(xí),分板塊、分題型、分考向地逐一展開。
考點(diǎn)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(shí)驗(yàn):探究電流與電壓的關(guān)系提出問題電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓存在什么關(guān)系猜想與假設(shè)電壓是產(chǎn)生的電流的原因,同一個(gè)小燈泡,在以一節(jié)干電池供電時(shí),小燈泡發(fā)光較暗,用兩節(jié)干電池供電時(shí),小燈泡發(fā)光較亮,所以有兩種猜想:①導(dǎo)體兩端電壓越大,導(dǎo)體中電流越大;②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用控制變量法,控制導(dǎo)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(shí)驗(yàn)電路如圖所示。實(shí)驗(yàn)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(dǎo)線若干進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(1)按照電路圖連接實(shí)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(yīng)的電流值,并記錄在表中。定值R/Ω10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6(4)在坐標(biāo)系中,根據(jù)各電流值與對應(yīng)的電壓值描點(diǎn),并用平滑曲線連接各點(diǎn),畫出I-U關(guān)系圖像,如圖所示。分析論證分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和I-U圖像可以看出:定值一定時(shí),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)樵瓉淼膸妆叮娏饕沧優(yōu)樵瓉淼膸妆?,電流與電壓的比值為一定值。實(shí)驗(yàn)結(jié)論在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比,即電阻R不變時(shí),2.注意事項(xiàng)(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟;(3)實(shí)驗(yàn)中可以通過改變串聯(lián)的干電池的個(gè)數(shù)或調(diào)節(jié)學(xué)生電源的電壓,但實(shí)驗(yàn)時(shí)常采用移動滑動變阻器的滑片P來達(dá)到改變電壓的目的;(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí),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(dāng)電壓表示數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí),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)系提出問題電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻存在什么關(guān)系猜想與假設(shè)因?yàn)殡娮璞硎緦?dǎo)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(dǎo)體電阻越大,通過的電流越小;②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(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(shí)驗(yàn)時(shí)更換不同阻值的電阻接入電路即可;(2)在該實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)器材電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)各一個(gè),阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個(gè),導(dǎo)線若干進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)(1)按實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)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(yīng)電流表的讀數(shù)并填入表中;電壓U/V3V電阻R/Ω51015電流I/A0.60.30.2(5)在坐標(biāo)系中,根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電阻值描點(diǎn),并用平滑的曲線連接各點(diǎn),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(shí),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(shí)驗(yàn)結(jié)論在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,即U不變時(shí),I1R1=I2R2。培優(yōu)拓展:換大調(diào)大、換小調(diào)小實(shí)驗(yàn)中,如果將原來的電阻更換為阻值更大的電阻,應(yīng)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(gè)阻值較小的電阻,應(yīng)將滑動變阻器的阻值調(diào)小??枷?1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(shè)】依據(jù)電壓是形成電流的原因,猜想:通過導(dǎo)體的電流隨著導(dǎo)體兩端的電壓增大而______;【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】如圖所示,是該實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)】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(shí)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;實(shí)驗(yàn)序號12345電壓U/V0.51.01.5202.5電流I/A0.10.20.30.40.5【分析與論證】請?jiān)谙聢D的坐標(biāo)軸上制定標(biāo)度:把上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn),并繪出圖像______;【結(jié)論】在電阻一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成______。【變式1-1】某同學(xué)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(cuò)誤的是()。A.實(shí)驗(yàn)開始時(shí),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(hù)電路;B.探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系時(shí),可調(diào)節(jié)滑片,使電壓表的示數(shù)產(chǎn)生變化;C.實(shí)驗(yàn)中,多次測量是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差;D.在探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻關(guān)系時(shí),當(dāng)將由換成時(shí),相比上一次實(shí)驗(yàn),應(yīng)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(shí),下列說法正確的是()。A.當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓改變時(shí),電壓與電流的比值也隨著改變;B.用不同的導(dǎo)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(dǎo)體兩端,電流一定相同;D.同一導(dǎo)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(xué)習(xí)小組計(jì)劃探究電流與電阻的關(guān)系??晒┦褂玫膶?shí)驗(yàn)器材有:電源(電壓恒為6V)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)各一個(gè),阻值分別為5Ω、15Ω、25Ω的定值電阻各一個(gè)、導(dǎo)線若干。(1)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該_________(選填“斷開”或“閉合”)。(2)如圖甲所示的實(shí)物電路中存在錯(cuò)誤,小蘭發(fā)現(xiàn)只需要改接一根導(dǎo)線就可以了,請?jiān)谀且桓e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,再畫線把它改到正確的位置上_________。(導(dǎo)線不允許交叉)(3)圖乙是小組根據(jù)測得的實(shí)驗(yàn)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(gè)定值電阻均能順利完成實(shí)驗(yàn),滑動變阻器的最大阻值至少是_______Ω。【變式2-1】某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),電源電壓恒為3V,更換5個(gè)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(xué)研究的是電流和電壓的關(guān)系;B.實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應(yīng)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(dāng)向左移動C.將變阻器滑片適當(dāng)向右移動 D.適當(dāng)增加電池的節(jié)數(shù)考點(diǎn)二歐姆定律一、歐姆定律內(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符號的物理意義U-表示導(dǎo)體兩端電壓,單位為伏特(V);R-表示導(dǎo)體的電阻,單位為歐姆(Ω);I-表示通過導(dǎo)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(jī)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(dǎo)體兩端電壓等于通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積。但因?yàn)殡妷菏请娫刺峁┑模妷菏切纬呻娏鞯脑?,所以不能說電壓與電流成正比;(2):導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值。因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度等因素決定,與導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān),因此它既不與U成正比,也不與I成反比二、利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算1.利用歐姆定律分析或計(jì)算(知二求一)歐姆定律反映了同一導(dǎo)體中電流、導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體的電阻三者之間的關(guān)系。對于同一導(dǎo)體,只要知道電流、電壓和電阻中的兩個(gè)量,就可以根據(jù)公式及其變形公式求出第三個(gè)量。2.利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)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(biāo)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(shí)應(yīng)注意的問題注意事項(xiàng)分析同體性歐姆定律中電流、電壓和電阻,是對同一導(dǎo)體或同一段電路而言的,三者要一一對應(yīng);在解題過程中,習(xí)慣上把對應(yīng)的同一導(dǎo)體的各個(gè)物理量符號用相同的下標(biāo)表示,如R1、I1、U1同時(shí)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(gè)物理量是同一時(shí)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(yīng)關(guān)系統(tǒng)一性公式中的三個(gè)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(jì)算時(shí),要寫出必要文字說明;(2)代入數(shù)值或?qū)懹?jì)算結(jié)果時(shí),不要忘記單位考向01對歐姆定律公式及其變形公式的認(rèn)識歐姆定律的因果關(guān)系歐姆定律的因果關(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?yàn)殡妷菏且?,電流是果;?)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?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身一種性質(zhì),其大小只與導(dǎo)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(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓改變時(shí),電壓與電流的比值也隨著改變;B.用不同的導(dǎo)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(dǎo)體兩端,電流一定相同;D.同一導(dǎo)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是()。導(dǎo)體兩端的電壓導(dǎo)體的電阻通過導(dǎo)體的電流2V10Ω0.2A4V10Ω0.4A6V10Ω0.6AA.導(dǎo)體電阻一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體的電流成正比;B.導(dǎo)體電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;C.導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻跟通過導(dǎo)體的電流成反比;D.導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)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(dǎo)式,下列說法正確的是()。A.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與通過導(dǎo)體的電流成反比;B.當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為零時(shí),其電阻值也變?yōu)榱?;C.對于同一導(dǎo)體,通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比;D.導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其電阻成正比考向02I-U關(guān)系圖像I-U關(guān)系圖像的識別技巧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(dǎo)體為定值電阻,在圖像上取任何一點(diǎn)即可計(jì)算出該導(dǎo)體的的電阻;(2)直線越傾斜,說明電壓的變化相同時(shí)電流變化越快,即電阻越小?!纠?】某同學(xué)在探究通過導(dǎo)體的電流與其電壓的關(guān)系時(shí),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(dǎo)體a的電流與其兩端電壓成正比;B.導(dǎo)體a的電阻大于b的電阻;C.將導(dǎo)體a與b串聯(lián)后接入電路,a的電壓較大;D.將導(dǎo)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(yīng)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(yīng)用歐姆定律進(jìn)行電路分析應(yīng)用歐姆定律計(jì)算的一般方法:應(yīng)用歐姆定律計(jì)算的一般方法:(1)首先應(yīng)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(jìn)行分析,確定電路的特點(diǎn)(分析時(shí)電壓表相當(dāng)于斷路,電流表相當(dāng)于一條導(dǎo)線);(3)在圖中標(biāo)出已知量和未知量,找出各個(gè)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),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(shí)的電流為A,此時(shí)滑動變阻器接入電路的阻值為?!咀兪?-1】(多選)如圖所示電路中,電源電壓保持不變。當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片P向左移動時(shí),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(bào)警器的原理圖,其中報(bào)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(qiáng)度的減弱而增大,當(dāng)報(bào)警器兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí),報(bào)警器開始報(bào)警。若想使報(bào)警器在煙霧較淡時(shí)就觸發(fā)報(bào)警,以下措施正確的是()。A.增加激光強(qiáng)度 B.減小的阻值C.增大電源電壓 D.提高報(bào)警器的觸發(fā)電壓考點(diǎn)三電阻的測量一、伏安法測電阻1.伏安法測電阻注意事項(xiàng)(1)在連接電路的過程中,接線應(yīng)有序進(jìn)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(shí)物圖時(shí),要將開關(guān)斷開;(3)實(shí)驗(yàn)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(shí),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(fù)接線柱不能接反;(6)滑動變阻器應(yīng)采用“一上一下”的連接方式;(7)進(jìn)行多次測量并計(jì)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(yīng)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(zhǔn)確,這是因?yàn)樾×砍痰姆侄戎敌。瑴?zhǔn)確的高。因此測量時(shí),能用小量程就不要大量程。3.滑動變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用(1)保護(hù)電路;(2)改變待測電阻兩端電壓,實(shí)現(xiàn)多次測量。4.常見故障分析:在實(shí)驗(yàn)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:實(shí)驗(yàn)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(gè)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(gè)接線柱接入電路移動滑片,電表示數(shù)不變5.伏安法測定值電阻阻值和測小燈泡電阻的異同定值電阻小燈泡原理電路圖實(shí)驗(yàn)過程多次測量多次測量數(shù)據(jù)處理分別計(jì)算每次測量的電阻,然后取平均值分別計(jì)算每次測量的小燈泡的電阻,然后尋找普遍規(guī)律實(shí)驗(yàn)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二、特殊方法測電阻用伏安法測電阻時(shí),需要同時(shí)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。設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)電路圖需要測量的物理量及RX的表達(dá)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(shí)的電壓表讀數(shù)U1;讀出變阻器接入阻值最小(等于0)時(shí)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)2.安阻法:只用電流表和已知阻值的電阻測量未知電阻。設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)電路圖需要測量的物理量及RX的表達(dá)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(shí)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(shí),讀出A的示數(shù)I0(2)閉合S,將S1置于b時(shí),讀出A的示數(shù)Ix,(3)(1)閉合S,將S1置于a時(shí),讀出A的示數(shù)I0(2)閉合S,將S1置于b時(shí),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(shí),此時(shí)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(shí),此時(shí)滑動變阻器連入電路的阻值為R,讀出此時(shí)A表示數(shù)I2,(3)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。設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)電路圖需要測量的物理量及RX的表達(dá)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(shí)R′連入電路的阻值R′。Rx=R'。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(biāo)有“40Ω1A”。(1)圖甲中有一根導(dǎo)線未連接,請用筆畫線代替導(dǎo)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(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時(shí),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(jìn)行了多次測量,目的是_____(填序號);①計(jì)算電阻的平均值從而減小實(shí)驗(yàn)誤差
②避免實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)偶然性和片面性的結(jié)果(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明用四個(gè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程定值電阻兩端電壓控制在_____V不變;②四次實(shí)驗(yàn)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(xué)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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① B.只有②③ C.只有①②③ D.①②③④都可以【變式1-2】某同學(xué)設(shè)計(jì)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(yīng)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(xué)測量一次后,就計(jì)算出了該電阻的阻值,你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出_______(選填“妥當(dāng)”或“不妥當(dāng)”),理由是__________________。考向02伏安法測小燈泡發(fā)光時(shí)電阻【例2】在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)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(gè)、導(dǎo)線若干。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實(shí)物電路連接完整(導(dǎo)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(yīng)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(xì)檢查,確認(rèn)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(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表表盤如圖乙所示,則此時(shí)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(shí)驗(yàn)中的小燈泡換成一個(gè)定值電阻,利用這些實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中,電源電壓4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。實(shí)驗(yàn)序號電壓U(V)電流I(A)12.90.2222.00.1831.00.12(1)小葉同學(xué)閉合開關(guān),移動滑片P到某一點(diǎn)時(shí),從電壓表獲得了第一個(gè)示數(shù)(如圖乙所示)為_____V,若繼續(xù)探究,他應(yīng)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(dāng)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(shí)的電阻是多少,盡管他發(fā)現(xiàn)表格中沒有收集相應(yīng)的數(shù)據(jù),但還是找到了辦法并計(jì)算了出來,他得到的阻值是_____Ω?!咀兪?-2】測量小燈泡發(fā)光電阻時(shí),同學(xué)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(shí)驗(yàn)誤差),也能測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。下列電路設(shè)計(jì)最合理的一項(xiàng)是()。A、B、C、D、考點(diǎn)四歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用一、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用1.串聯(lián)電路中電流的計(jì)算:如圖所示,根據(jù)串聯(lián)電路中電流的規(guī)律,通過各個(gè)用電器的電流都相同,都是I。。串聯(lián)電路中,通過各個(gè)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(gè)電阻之和。2.串聯(lián)電路的電阻關(guān)系:以兩個(gè)電阻串聯(lián)為例,如圖所示,兩個(gè)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(gè)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(yīng)用1.并聯(lián)電路電流的計(jì)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(dāng)電阻R1的阻值發(fā)生變化,而電阻R2阻值不變時(shí),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??偨Y(jié):當(dāng)并聯(lián)電路的一個(gè)支路的電阻改變時(shí),這個(gè)支路的電壓不變,電流會變化,干路電流也會變化,但另一個(gè)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(gè)電阻的并聯(lián)為例。如圖所示,兩個(gè)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?yàn)镮=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??枷?1利用歐姆定律進(jìn)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(dāng)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(dāng)煤氣濃度升高時(shí),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(dāng)所測物體溫度升高時(shí),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(jìn)行定量分析【例2】圖甲是探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)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(dāng)電壓表V1、V2的示數(shù)相等時(shí),滑片在滑動變阻器的中點(diǎn)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(dāng)開關(guān)S閉合后,電路可測量的最高溫度為______℃,溫度表的10℃應(yīng)標(biāo)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________℃?!咀兪?-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。專題16歐姆定律(講義)(解析版)目錄考情分析TOC\o"1-3"\h\u 2知識建構(gòu) 3考點(diǎn)一電流與電壓和電阻的關(guān)系 4夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 4提升·必考題型歸納 5考向01探究電流與電壓的關(guān)系 5考向02探究電流與電阻的關(guān)系 7考點(diǎn)二歐姆定律 10夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 10提升·必考題型歸納 11考向01對歐姆定律公式及其變形公式的認(rèn)識 11考向02I-U關(guān)系圖像 12考向03應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行電路分析 14考點(diǎn)三電阻的測量 16夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 16提升·必考題型歸納 19考向01伏安法測定值電阻的阻值 19考向02伏安法測小燈泡發(fā)光時(shí)電阻 21考點(diǎn)四歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用 24夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 24提升·必考題型歸納 26考向01利用歐姆定律進(jìn)行定性分析 26考向02利用歐姆定律進(jìn)行定量分析 27
一、課標(biāo)考點(diǎn)分析考點(diǎn)內(nèi)容課標(biāo)要求命題預(yù)測電流與電壓和電阻關(guān)系通過實(shí)驗(yàn),探究電流、電壓和電阻關(guān)系《歐姆定律》是電學(xué)的主要內(nèi)容,也是重點(diǎn)內(nèi)容,更是考點(diǎn)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(shí)驗(yàn)題、壓軸題(綜合計(jì)算題)和綜合應(yīng)用題等。從命題方向和命題點(diǎn)看,主要有:對歐姆定律的理解、歐姆定律的簡單計(jì)算、電路分析與計(jì)算、動態(tài)電路分析、I-U圖像的應(yīng)用、應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行綜合計(jì)算、歐姆定律在生活中的應(yīng)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(jì)算理解歐姆定律,并能進(jìn)行簡單計(jì)算電阻的測量會應(yīng)用歐姆定律測量電阻歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用了解歐姆定律的應(yīng)用二、考情分析《歐姆定律》是中考必考和常考熱點(diǎn)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(yīng)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(shí)也會更多。從考題出現(xiàn)概率看,主要有:動態(tài)電路分析、應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡單計(jì)算、歐姆定律的綜合計(jì)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(yīng)用等。在此應(yīng)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(chǔ)上,加強(qiáng)歐姆定律的應(yīng)用復(fù)習(xí),分板塊、分題型、分考向地逐一展開。
考點(diǎn)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(shí)驗(yàn):探究電流與電壓的關(guān)系提出問題電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓存在什么關(guān)系猜想與假設(shè)電壓是產(chǎn)生的電流的原因,同一個(gè)小燈泡,在以一節(jié)干電池供電時(shí),小燈泡發(fā)光較暗,用兩節(jié)干電池供電時(shí),小燈泡發(fā)光較亮,所以有兩種猜想:①導(dǎo)體兩端電壓越大,導(dǎo)體中電流越大;②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用控制變量法,控制導(dǎo)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(shí)驗(yàn)電路如圖所示。實(shí)驗(yàn)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(dǎo)線若干進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(1)按照電路圖連接實(shí)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(yīng)的電流值,并記錄在表中。定值R/Ω10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6(4)在坐標(biāo)系中,根據(jù)各電流值與對應(yīng)的電壓值描點(diǎn),并用平滑曲線連接各點(diǎn),畫出I-U關(guān)系圖像,如圖所示。分析論證分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和I-U圖像可以看出:定值一定時(shí),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)樵瓉淼膸妆叮娏髋c電壓的比值為一定值。實(shí)驗(yàn)結(jié)論在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比,即電阻R不變時(shí),2.注意事項(xiàng)(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟;(3)實(shí)驗(yàn)中可以通過改變串聯(lián)的干電池的個(gè)數(shù)或調(diào)節(jié)學(xué)生電源的電壓,但實(shí)驗(yàn)時(shí)常采用移動滑動變阻器的滑片P來達(dá)到改變電壓的目的;(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí),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(dāng)電壓表示數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí),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)系提出問題電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻存在什么關(guān)系猜想與假設(shè)因?yàn)殡娮璞硎緦?dǎo)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(dǎo)體電阻越大,通過的電流越小;②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(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(shí)驗(yàn)時(shí)更換不同阻值的電阻接入電路即可;(2)在該實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)器材電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)各一個(gè),阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個(gè),導(dǎo)線若干進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)(1)按實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)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(yīng)電流表的讀數(shù)并填入表中;電壓U/V3V電阻R/Ω51015電流I/A0.60.30.2(5)在坐標(biāo)系中,根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電阻值描點(diǎn),并用平滑的曲線連接各點(diǎn),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(shí),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(shí)驗(yàn)結(jié)論在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,即U不變時(shí),I1R1=I2R2。培優(yōu)拓展:換大調(diào)大、換小調(diào)小實(shí)驗(yàn)中,如果將原來的電阻更換為阻值更大的電阻,應(yīng)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(gè)阻值較小的電阻,應(yīng)將滑動變阻器的阻值調(diào)小??枷?1探究電流與電壓的關(guān)系【例1】探究電流與電壓的關(guān)系?!咎岢鰡栴}】電流與電壓有怎樣的關(guān)系呢?【猜想與假設(shè)】依據(jù)電壓是形成電流的原因,猜想:通過導(dǎo)體的電流隨著導(dǎo)體兩端的電壓增大而______;【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】如圖所示,是該實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)】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(shí)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;實(shí)驗(yàn)序號12345電壓U/V0.51.01.5202.5電流I/A0.10.20.30.40.5【分析與論證】請?jiān)谙聢D的坐標(biāo)軸上制定標(biāo)度:把上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn),并繪出圖像______;【結(jié)論】在電阻一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成______?!敬鸢浮竣僭龃?;②;③;④0.06A;⑤如圖;⑥正比?!窘馕觥縖1]由于電壓是形成電流的原因,可以猜想:通過導(dǎo)體的電流隨著導(dǎo)體兩端的電壓增大而增大。[2][3]由圖可知,甲串聯(lián)在電路中,是電流表,符號是;乙與電阻R并聯(lián),是電壓表,符號是。[4]如圖所示,電流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.06A。[5]如圖,將橫坐標(biāo)電壓每格標(biāo)度為0.25V,縱坐標(biāo)電流每格標(biāo)度為0.05A,然后根據(jù)表格中數(shù)據(jù)找出對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并把這些點(diǎn)連接起來,就得到I-U圖像。[6]分析表格中數(shù)據(jù)及圖像可知,在電阻一定的情況下,電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流就變?yōu)樵淼膸妆?,圖像為一條過原點(diǎn)的直線,所以可得出結(jié)論為:在電阻一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比?!咀兪?-1】某同學(xué)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(cuò)誤的是()。A.實(shí)驗(yàn)開始時(shí),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(hù)電路;B.探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系時(shí),可調(diào)節(jié)滑片,使電壓表的示數(shù)產(chǎn)生變化;C.實(shí)驗(yàn)中,多次測量是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差;D.在探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻關(guān)系時(shí),當(dāng)將由換成時(shí),相比上一次實(shí)驗(yàn),應(yīng)將滑動變阻器接入阻值調(diào)大,才能使電壓表示數(shù)不變【答案】C?!窘馕觥緼.為保護(hù)電路,連接電路時(shí),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,故A正確,不符合題意;B.探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系時(shí),在電阻不變時(shí),調(diào)節(jié)滑片,使電壓表的示數(shù)產(chǎn)生變化,故B正確,不符合題意;C.實(shí)驗(yàn)中,為避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,要多次測量得出具有普遍性的結(jié)論,故C錯(cuò)誤,符合題意;D.在探究電流與電阻關(guān)系時(shí),根據(jù)控制變量法,要控制導(dǎo)體的電壓不變,所以當(dāng)電阻從10Ω換成20Ω時(shí),電阻變大,分壓變大,應(yīng)向右調(diào)整滑片,增大滑動變阻器分得的電壓,使電壓表示數(shù)不變,故D正確,不符合題意。故選C。【變式1-2】在探究電流與電壓和電阻關(guān)系時(shí),下列說法正確的是()。A.當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓改變時(shí),電壓與電流的比值也隨著改變;B.用不同的導(dǎo)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(dǎo)體兩端,電流一定相同;D.同一導(dǎo)體,兩端電壓越大,通過電流也越大【答案】D?!窘馕觥吭谘芯侩娏髋c電壓的實(shí)驗(yàn)中,對同一導(dǎo)體,改變加在兩端的電壓,發(fā)現(xiàn)通過的電流也隨之改變,但電壓與電流的比值不變,換其他導(dǎo)體,也能得出同樣結(jié)論。故選D??枷?2探究電流與電阻的關(guān)系【例2】某學(xué)習(xí)小組計(jì)劃探究電流與電阻的關(guān)系??晒┦褂玫膶?shí)驗(yàn)器材有:電源(電壓恒為6V)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)各一個(gè),阻值分別為5Ω、15Ω、25Ω的定值電阻各一個(gè)、導(dǎo)線若干。(1)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該_________(選填“斷開”或“閉合”)。(2)如圖甲所示的實(shí)物電路中存在錯(cuò)誤,小蘭發(fā)現(xiàn)只需要改接一根導(dǎo)線就可以了,請?jiān)谀且桓e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,再畫線把它改到正確的位置上_________。(導(dǎo)線不允許交叉)(3)圖乙是小組根據(jù)測得的實(shí)驗(yàn)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(gè)定值電阻均能順利完成實(shí)驗(yàn),滑動變阻器的最大阻值至少是_______Ω。【答案】①斷開;②如圖;③2.5;④35?!窘馕觥浚?)[1]連接電路時(shí)為保護(hù)電路,防止電路中的電流過大,開關(guān)應(yīng)該斷開。(2)[2]原來的電路中,定值電阻與電流表并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯(cuò)誤的,電流表應(yīng)與定值電阻串聯(lián),電壓表與定值電阻并聯(lián),如圖所示:(3)[3]由圖乙可知,電阻兩端的電壓始終不變,為U=IR=0.1A×25Ω=2.5V[4]根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓為U滑=6V-2.5V=3.5V變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入25Ω電阻時(shí),變阻器接入電路中的電阻為所以為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),應(yīng)該選取最大阻值至少35Ω的滑動變阻器?!咀兪?-1】某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),電源電壓恒為3V,更換5個(gè)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(xué)研究的是電流和電壓的關(guān)系;B.實(shí)驗(yàn)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(yīng)將滑片P向左移【答案】C?!窘馕觥緼.研究電流和電壓的關(guān)系時(shí),要控制電阻不變,由圖乙知,電阻是變化的,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.由題意和圖像可知該同學(xué)研究的是電流和電阻的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中要控制兩端的電壓不變(即電壓表示數(shù)不變),由圖乙知,電流與電阻之積(即兩端的電壓):,即電壓表示數(shù)保持2.5V不變,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.由圖乙知,電流最大為0.5A時(shí),對應(yīng)的電阻為,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律,變阻器連入電路中的電阻:由圖乙知,電流最小為0.1A時(shí),對應(yīng)的電阻為,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律,變阻器連入電路中的電阻:所以,滑動變阻器阻值變化范圍為,故C項(xiàng)正確;D.根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將定值電阻由改接成的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大(大于2.5V),探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓使電壓表的示數(shù)減小為2.5V,根據(jù)分壓原理,應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向右端移動,故D項(xiàng)錯(cuò)誤?!咀兪?-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(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應(yīng)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(dāng)向左移動C.將變阻器滑片適當(dāng)向右移動 D.適當(dāng)增加電池的節(jié)數(shù)【答案】C?!窘馕觥緼BC.要探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”,需要保持該電阻兩端的電壓大小不變,從圖中可以看到,這是一個(gè)串聯(lián)電路,兩電阻是串聯(lián)的,在此實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5Ω更換為10Ω,即A、B兩點(diǎn)間的電阻變大,滑動變阻器接入電路的電阻大小不變,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,電壓表的示數(shù)也變大,即A、B兩點(diǎn)間電阻的電壓變大,此時(shí)應(yīng)該增大滑動變阻器的阻值,將滑片適當(dāng)向右端滑動,使電壓表的示數(shù)與原來相同;故A、B不符合題意,C符合題意;D.適當(dāng)增加電池的節(jié)數(shù),這樣會使電源電壓增大,A、B兩點(diǎn)間電阻的電壓更加大,不能保持電壓不變,不合適;故D不符合題意。故選C??键c(diǎn)二歐姆定律一、歐姆定律內(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符號的物理意義U-表示導(dǎo)體兩端電壓,單位為伏特(V);R-表示導(dǎo)體的電阻,單位為歐姆(Ω);I-表示通過導(dǎo)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(jī)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(dǎo)體兩端電壓等于通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積。但因?yàn)殡妷菏请娫刺峁┑?,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(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值。因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度等因素決定,與導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān),因此它既不與U成正比,也不與I成反比二、利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算1.利用歐姆定律分析或計(jì)算(知二求一)歐姆定律反映了同一導(dǎo)體中電流、導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體的電阻三者之間的關(guān)系。對于同一導(dǎo)體,只要知道電流、電壓和電阻中的兩個(gè)量,就可以根據(jù)公式及其變形公式求出第三個(gè)量。2.利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)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(biāo)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(shí)應(yīng)注意的問題注意事項(xiàng)分析同體性歐姆定律中電流、電壓和電阻,是對同一導(dǎo)體或同一段電路而言的,三者要一一對應(yīng);在解題過程中,習(xí)慣上把對應(yīng)的同一導(dǎo)體的各個(gè)物理量符號用相同的下標(biāo)表示,如R1、I1、U1同時(shí)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(gè)物理量是同一時(shí)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(yīng)關(guān)系統(tǒng)一性公式中的三個(gè)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(jì)算時(shí),要寫出必要文字說明;(2)代入數(shù)值或?qū)懹?jì)算結(jié)果時(shí),不要忘記單位考向01對歐姆定律公式及其變形公式的認(rèn)識歐姆定律的因果關(guān)系歐姆定律的因果關(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?yàn)殡妷菏且?,電流是果;?)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?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身一種性質(zhì),其大小只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)?!纠?】下列說法正確的是()。A.當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓改變時(shí),電壓與電流的比值也隨著改變;B.用不同的導(dǎo)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(dǎo)體兩端,電流一定相同;D.同一導(dǎo)體,兩端電壓越大,通過電流也越大【答案】D?!窘馕觥吭谘芯侩娏髋c電壓的實(shí)驗(yàn)中,對同一導(dǎo)體,改變加在兩端的電壓,發(fā)現(xiàn)通過的電流也隨之改變,但電壓與電流的比值不變,換其他導(dǎo)體,也能得出同樣結(jié)論。故選D?!咀兪?-1】根據(jù)下列一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是()。導(dǎo)體兩端的電壓導(dǎo)體的電阻通過導(dǎo)體的電流2V10Ω0.2A4V10Ω0.4A6V10Ω0.6AA.導(dǎo)體電阻一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓跟通過導(dǎo)體的電流成正比;B.導(dǎo)體電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;C.導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻跟通過導(dǎo)體的電流成反比;D.導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比【答案】B?!窘馕觥坑^察表格中數(shù)據(jù),導(dǎo)體的電阻保持10Ω不變,導(dǎo)體兩端的電壓增大為原來的幾倍,電流也增大為原來的幾倍,則可得導(dǎo)體電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,故ACD錯(cuò)誤,B正確。故選B?!咀兪?-2】根據(jù)歐姆定律的公式及其推導(dǎo)式,下列說法正確的是()。A.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與通過導(dǎo)體的電流成反比;B.當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為零時(shí),其電阻值也變?yōu)榱?;C.對于同一導(dǎo)體,通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比;D.導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其電阻成正比【答案】C。【解析】AB.電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性,與導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度、溫度有關(guān);與導(dǎo)體兩端的電壓、電流無關(guān),故AB錯(cuò)誤;CD.根據(jù)歐姆定律的內(nèi)容可知:電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比;導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其電阻成反比,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C??枷?2I-U關(guān)系圖像I-U關(guān)系圖像的識別技巧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(dǎo)體為定值電阻,在圖像上取任何一點(diǎn)即可計(jì)算出該導(dǎo)體的的電阻;(2)直線越傾斜,說明電壓的變化相同時(shí)電流變化越快,即電阻越小?!纠?】某同學(xué)在探究通過導(dǎo)體的電流與其電壓的關(guān)系時(shí),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(dǎo)體a的電流與其兩端電壓成正比;B.導(dǎo)體a的電阻大于b的電阻;C.將導(dǎo)體a與b串聯(lián)后接入電路,a的電壓較大;D.將導(dǎo)體a與b并聯(lián)后接入電路,a的電流較大【答案】D?!窘馕觥緼、在電阻a一定時(shí),通過導(dǎo)體a的電流跟導(dǎo)體a兩端的電壓成正比,故A正確,不符合題意;B、如圖:從圖中找到a和b的電壓相同時(shí),通過a的電流小于通過b的電流,即Ia<Ib,根據(jù)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比得到導(dǎo)體a的電阻大于b的電阻,即Ra>Rb,故B正確,不符合題意;C、如圖:將導(dǎo)體a與b串聯(lián)后接入電路,串聯(lián)電路中電流處處相等,從圖像可知Ua>Ub,故C正確,不符合題意;D、如圖:將導(dǎo)體a與b并聯(lián)后接入電路,并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,從圖像可知Ia<Ib,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D?!咀兪?-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.【答案】A。【解析】定值電阻的阻值不變,由歐姆定律可知,電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比,其I﹣U圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線。故A符合題意,BCD不符合題意。故選A?!咀兪?-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(yīng)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.【答案】D?!窘馕觥坑呻娐穲D知,R1和R2是串聯(lián)的,電壓表測得的是R2兩端的電壓,電流表測量電路中的電流,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,電壓表的示數(shù)U=U電源-IR1;由表達(dá)式可知電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I是一次函數(shù),當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零時(shí),其兩端的電壓為零,電路中的電流最大,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電路中的電流最小,由選項(xiàng)可知,D正確、ABC錯(cuò)誤。故選D??枷?3應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行電路分析應(yīng)用歐姆定律計(jì)算的一般方法:應(yīng)用歐姆定律計(jì)算的一般方法:(1)首先應(yīng)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(jìn)行分析,確定電路的特點(diǎn)(分析時(shí)電壓表相當(dāng)于斷路,電流表相當(dāng)于一條導(dǎo)線);(3)在圖中標(biāo)出已知量和未知量,找出各個(gè)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(diǎn)分析解答?!纠?】如圖甲所示電路,電源電壓不變,小燈泡L正常工作時(shí)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(diǎn)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(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),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(shí)的電流為A,此時(shí)滑動變阻器接入電路的阻值為?!敬鸢浮?;0.25;2。【解析】由圖甲知道,小燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電壓表V1測小燈泡兩端的電壓,電壓表V2測滑動變阻器R兩端的電壓,電流表測電路中的電流。[1]根據(jù)圖乙知道,當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1=1.5V,根據(jù)題意知道,此時(shí)兩電壓表的示數(shù)相等,即U2=U1=1.5V由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知道,電源電壓U=U1+U2=1.5V+1.5V=3V[2]小燈泡在額定電壓下正常發(fā)光,因此小燈泡正常發(fā)光時(shí)其兩端的電壓UL=U額=2.5V由圖乙知道,此時(shí)通過小燈泡的電流為IL=0.25A[3]由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知道,此時(shí)電路中的電流I=I滑=IL=0.25A由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知道,滑動變阻器兩端的電壓U滑=U-UL=3V-2.5V=0.5V由歐姆定律知道,滑動變阻器接入電路的電阻?!咀兪?-1】(多選)如圖所示電路中,電源電壓保持不變。當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片P向左移動時(shí),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【答案】CD?!窘馕觥坑呻娐穲D可知,兩電阻串聯(lián),電壓表V1測R2兩端的電壓,V2測電源的電壓,電流表測電路中的電流;因電源的電壓不變,所以電壓表V2的示數(shù)不變;當(dāng)滑片P向左移動時(shí),滑動變阻器接入電路的電阻變小,電路的總電阻變??;根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大;根據(jù)可知,R1兩端的電壓變大;根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和可知,滑動變阻器兩端的電壓減小,即壓表V1的示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大,則電壓表V2與電流表A的示數(shù)之比變小,故AB錯(cuò)誤,CD正確。故選CD?!咀兪?-2】(多選)如圖是煙霧報(bào)警器的原理圖,其中報(bào)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(qiáng)度的減弱而增大,當(dāng)報(bào)警器兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí),報(bào)警器開始報(bào)警。若想使報(bào)警器在煙霧較淡時(shí)就觸發(fā)報(bào)警,以下措施正確的是()。A.增加激光強(qiáng)度 B.減小的阻值C.增大電源電壓 D.提高報(bào)警器的觸發(fā)電壓【答案】BC?!窘馕觥坑蓤D得,光敏電阻R與報(bào)警器并聯(lián)后,再與定值電阻R0串聯(lián),電流表測量電阻R的電流。依題意得,電源電壓保持不變,光敏電阻R的阻值隨光照強(qiáng)度的減弱而增大,當(dāng)報(bào)警器兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí),報(bào)警器開始報(bào)警。若想使報(bào)警器在煙霧較淡時(shí)就觸發(fā)報(bào)警,則應(yīng)在煙霧較淡時(shí),使光敏電阻R的電壓增大到一定值。A.增加激光強(qiáng)度,光敏電阻R變小,則光敏電阻與報(bào)警器兩端的總電阻變小,由串聯(lián)電路特點(diǎn)得,光敏電阻與報(bào)警器兩端的電壓變小,故A不符合題意;
B.減小的阻值,使電路中的總電阻變小,電路中的總電流變小,由歐姆定律得,電阻R0的電壓變小,由串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)得,光敏電阻與報(bào)警器兩端的電壓變大,使報(bào)警器報(bào)警,故B符合題意;C.增大電源電壓,可以使光敏電阻R的電壓增大,使報(bào)警器報(bào)警,故C符合題意;D.提高報(bào)警器的觸發(fā)電壓,光敏電阻R的電壓需達(dá)到更大的電壓,報(bào)警器才能報(bào)警,故D不符合題意。故選BC??键c(diǎn)三電阻的測量一、伏安法測電阻1.伏安法測電阻注意事項(xiàng)(1)在連接電路的過程中,接線應(yīng)有序進(jìn)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(shí)物圖時(shí),要將開關(guān)斷開;(3)實(shí)驗(yàn)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(shí),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(fù)接線柱不能接反;(6)滑動變阻器應(yīng)采用“一上一下”的連接方式;(7)進(jìn)行多次測量并計(jì)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(yīng)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(zhǔn)確,這是因?yàn)樾×砍痰姆侄戎敌?,?zhǔn)確的高。因此測量時(shí),能用小量程就不要大量程。3.滑動變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用(1)保護(hù)電路;(2)改變待測電阻兩端電壓,實(shí)現(xiàn)多次測量。4.常見故障分析:在實(shí)驗(yàn)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:實(shí)驗(yàn)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(gè)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(gè)接線柱接入電路移動滑片,電表示數(shù)不變5.伏安法測定值電阻阻值和測小燈泡電阻的異同定值電阻小燈泡原理電路圖實(shí)驗(yàn)過程多次測量多次測量數(shù)據(jù)處理分別計(jì)算每次測量的電阻,然后取平均值分別計(jì)算每次測量的小燈泡的電阻,然后尋找普遍規(guī)律實(shí)驗(yàn)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二、特殊方法測電阻用伏安法測電阻時(shí),需要同時(shí)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。設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)電路圖需要測量的物理量及RX的表達(dá)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(shí)的電壓表讀數(shù)U1;讀出變阻器接入阻值最?。ǖ扔?)時(shí)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)2.安阻法:只用電流表和已知阻值的電阻測量未知電阻。設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)電路圖需要測量的物理量及RX的表達(dá)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(shí)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(shí),讀出A的示數(shù)I0(2)閉合S,將S1置于b時(shí),讀出A的示數(shù)Ix,(3)(1)閉合S,將S1置于a時(shí),讀出A的示數(shù)I0(2)閉合S,將S1置于b時(shí),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(shí),此時(shí)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(shí),此時(shí)滑動變阻器連入電路的阻值為R,讀出此時(shí)A表示數(shù)I2,(3)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。設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)電路圖需要測量的物理量及RX的表達(dá)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(shí)R′連入電路的阻值R′。Rx=R'??枷?1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(biāo)有“40Ω1A”。(1)圖甲中有一根導(dǎo)線未連接,請用筆畫線代替導(dǎo)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(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時(shí),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(jìn)行了多次測量,目的是_____(填序號);①計(jì)算電阻的平均值從而減小實(shí)驗(yàn)誤差
②避免實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)偶然性和片面性的結(jié)果(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明用四個(gè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程定值電阻兩端電壓控制在_____V不變;②四次實(shí)驗(yàn)中將滑動變阻器接入電路的最大阻值是_____Ω?!敬鸢浮咳鐖D;5.2;①;4;20?!窘馕觥浚?)[1]滑動變阻器要一上一下連接在電路中與待測電阻串聯(lián),如下圖所示:(2)[2]由乙圖可知,電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,故讀數(shù)為2.6V,根據(jù)歐姆定律可得待測電阻為(3)[3]一次測量的結(jié)果誤差較大,故測電阻Rx時(shí),多次移動滑片的目的是計(jì)算電阻的平均值,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。故①符合題意,②不符合題意。故選①。(4)①[4]由圖丙知,電阻的電流與電阻之積為U′=IR=0.8A×5Ω=0.4A×10Ω=0.2A×20Ω=0.1A×40Ω=4V即實(shí)驗(yàn)過程定值電阻兩端電壓控制在4V不變。②[5]R兩端電壓保持4V不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,則滑動變阻器兩端電壓為U滑=U總﹣U′=6V﹣4V=2V當(dāng)電路中電流最小時(shí),總電阻電阻最大,即滑動變阻器接入電路阻值最大,由圖可知Imin=0.1A由歐姆定律,則滑動變阻器連入電路的電阻為;所以滑動變阻器接入電路的最大阻值是20Ω?!咀兪?-1】某同學(xué)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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① B.只有②③ C.只有①②③ D.①②③④都可以【答案】C?!窘馕觥坑蓤D知,①只閉合S1時(shí),電路是只有R0的基本電路,電流表測量通過R0的電流I0;再閉合S2,兩只電阻并聯(lián),電流表測量干路電流I,根據(jù)電源電壓不變列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能測出Rx阻值;②只閉合S2時(shí),兩電阻串聯(lián),電流表測電路中電流I1;兩開關(guān)都閉合時(shí)只有R0接入電路中,電流表測此時(shí)電路中電流I0,根據(jù)電源電壓不變列式I1(R0+Rx)=I0R0可求出Rx的阻值,故能測出Rx阻值;③閉合開關(guān)S、S2,兩只電阻串聯(lián),電壓表測量電源電壓為U;閉合S,斷開S2,閉合S1,電壓表測量電阻R0兩端電壓U0,根據(jù)電路電流相等列式=可求出Rx的阻值,故能測出Rx阻值;④閉合開關(guān)S,S1接1,兩只電阻串聯(lián),電壓表測量R0兩端電壓為U0;S1接2,電壓表反接,不能測量Rx兩端電壓Ux,僅有一個(gè)電壓值,不能測出Rx阻值。故C符合題意?!咀兪?-2】某同學(xué)設(shè)計(jì)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(yīng)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(xué)測量一次后,就計(jì)算出了該電阻的阻值,你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出_______(選填“妥當(dāng)”或“不妥當(dāng)”),理由是__________________?!敬鸢浮縝;保護(hù)電路;;不妥當(dāng);應(yīng)該多次測量求平均值,減小誤差?!窘馕觥浚?)[1][2]在連接電路時(shí),為了保護(hù)電路,避免電路中電流過大燒壞用電器,應(yīng)該將滑動變阻器調(diào)至最大阻值處,即將滑片P調(diào)至b端。(2)[3]圖中電阻Rx
和R0
串聯(lián),串聯(lián)電路各處電流相同,故;化簡得;(3)[4][5]應(yīng)該進(jìn)行多次測量求平均值,減小誤差,所以這位同學(xué)只進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)就計(jì)算出未知電阻的阻值是不妥當(dāng)?shù)摹?枷?2伏安法測小燈泡發(fā)光時(shí)電阻【例2】在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)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(gè)、導(dǎo)線若干。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實(shí)物電路連接完整(導(dǎo)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(yīng)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(xì)檢查,確認(rèn)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(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表表盤如圖乙所示,則此時(shí)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(shí)驗(yàn)中的小燈泡換成一個(gè)定值電阻,利用這些實(shí)驗(yàn)器材就可以“探究電流與______的關(guān)系”?!敬鸢浮咳鐖D;A;B;9.6;電壓?!窘馕觥浚?)[1]滑動變阻器必須保持“一上一下”的接法,所以開關(guān)右端和滑動變阻器的上面左端或者右端相連都可以;電壓表接在燈泡兩端,燈泡額定電壓為2.5V,所以電壓表選擇小量程,故答案如下:(2)[2]開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片必須處于阻值最大處,所以滑動變阻器滑片要放在A端。(3)[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。確保連接也無誤,那只能說明電壓表串聯(lián)進(jìn)入電路中,電路中的電阻太大,導(dǎo)致電流太小,也就是燈泡發(fā)生斷路故障,故答案選B。(4)[4]由圖可以讀出燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)I=0.26A,所以根據(jù)公式可得(5)[5]將小燈泡換成定值電阻,其阻值不變,根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材,正好可以研究電流與電壓之間的關(guān)系?!咀兪?-1】在探究“小燈泡燈絲的電阻與溫度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。實(shí)驗(yàn)序號電壓U(V)電流I(A)12.90.2222.00.1831.00.12(1)小葉同學(xué)閉合開關(guān),移動滑片P到某一點(diǎn)時(shí),從電壓表獲得了第一個(gè)示數(shù)(如圖乙所示)為_____V,若繼續(xù)探究,他應(yīng)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(dāng)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(shí)的電阻是多少,盡管他發(fā)現(xiàn)表格中沒有收集相應(yīng)的數(shù)據(jù),但還是找到了辦法并計(jì)算了出來,他得到的阻值是_____Ω?!敬鸢浮?.9;A;增大;12.5?!窘馕觥浚?)[1][2]由圖甲知電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,則電壓表示數(shù)為2.9V;因燈泡兩端電壓大于額定電壓,故應(yīng)減小燈泡兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知需要增大滑動變阻器兩端的電壓,由串聯(lián)電路的分壓作用知應(yīng)增大滑動變阻器的接入電阻,實(shí)驗(yàn)滑動變阻器滑片應(yīng)向A端移動。(2)[3]由圖象可知,當(dāng)溫度升高時(shí),電壓的變化量比電流的變化量大,根據(jù)可知,燈絲電阻隨溫度的升高而增大。(
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