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文檔簡介
第十七章歐姆定律第一部分
教材梳理課程標(biāo)準(zhǔn)3.4.2探究電流與電壓、電阻的關(guān)系,理解歐姆定律.課標(biāo)解讀與命題規(guī)律1.《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求通過實驗,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;對歐姆定律要求能理解、進(jìn)行簡單計算及應(yīng)用.2.預(yù)計2025年考查題型以填空題、實驗題、作圖題、計算題為主.考查重點是歐姆定律的探究實驗,歐姆定律的簡單計算和動態(tài)電路分析.的是()A.導(dǎo)體電阻大小跟它兩端的電壓成正比B.導(dǎo)體電阻大小跟通過它的電流成反比C.導(dǎo)體電阻大小由它兩端電壓和通過電流決定D.導(dǎo)體電阻大小等于它兩端電壓與通過電流的比值D
2.(2024廣州)如圖是地磅工作原理示意圖,秤臺連在豎直彈簧上,電路與恒壓電源連接.未稱量時,滑動變阻器R的滑片P在最上端,稱量時,滑片P向下滑動.閉合開關(guān)S,車輛總質(zhì)量越大時()AA.電壓表的示數(shù)越大C.電流表的示數(shù)越大
B.電壓表的示數(shù)越小D.電流表的示數(shù)越小
3.(2023煙臺)在電學(xué)實驗中,遇到電路故障時常用電壓表來檢測.如圖所示,電源電壓恒為4.5V,閉合開關(guān)后兩燈均不亮,用電壓表先后測得ad、ac和ab兩端的電壓均為4.5V,則故障可能是(A
)A.燈L1斷路B.燈L2斷路C.燈L1短路D.燈L2短路
4.(2024黑龍江)如圖為燈泡L
和定值電阻R的I-U圖象,若將L和R并聯(lián)在電源電壓為3V的電路中,干路電流為________A;若將其串聯(lián)在電源電壓為4V的電路中,L和R的阻值之比為______.答案:0.61∶3
5.(2024濱州)如圖所示,電源電壓為3V,閉合開關(guān)后,電流表A1
的示數(shù)為0.6A,電流表A2
的示數(shù)為0.2A,則通過燈泡L2的電流為________A,燈泡L1
的阻值為________Ω.答案:0.415考點1探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
1.在研究電流和電壓關(guān)系時,保持________不變,通過調(diào)節(jié)________________改變加在導(dǎo)體兩端的________,研究通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端電壓之間的關(guān)系.實驗結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體的________一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成________比. 2.在研究電流和電阻關(guān)系時,保持________不變,通過調(diào)節(jié)________________保持加在導(dǎo)體兩端的________不變,研究通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體電阻之間的關(guān)系.實驗結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體的________一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成________比.電阻滑動變阻器電壓電阻正電壓滑動變阻器電壓電壓反考點2歐姆定律正反1.歐姆定律的內(nèi)容:通過導(dǎo)體的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成________比,跟導(dǎo)體的電阻成________比.
2.歐姆定律的公式:________.式中I表示________,單位是________;U表示________,單位是________;R表示________,單位是_________.變形公式:U=_________;R=_________.雖然電流A電壓V電阻ΩIRR=________,但絕對不能說導(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.對于同一段導(dǎo)體而言,電壓和電流的比值是________的(不考慮溫度對電阻的影響),這是因為導(dǎo)體的電阻大小是由它本身的性質(zhì)決定的.
3.利用歐姆定律解題時應(yīng)注意:(1)同一性.公式中的I、U、R是對同一段導(dǎo)體而言的.(2)同時性.公式中的I、U、R是同一時刻的值.(3)統(tǒng)一性.各物理量的單位統(tǒng)一為國際單位.不變規(guī)律串聯(lián)并聯(lián)電流規(guī)律___________________________________________電壓規(guī)律___________________________________________電阻規(guī)律串聯(lián)電路總電阻等于各部分電路電阻之和(R=R1+R2+…+Rn)并聯(lián)電路總電阻倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和
4.串、并聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的規(guī)律:I=I1=I2=…=In
I=I1+I(xiàn)2+…+I(xiàn)nU=U1+U2+…+UnU=U1=U2=…=Un
5.串聯(lián)電阻相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的_________,所以串聯(lián)的總電阻比任意一個電阻都________;并聯(lián)電阻相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的_____________,所以并聯(lián)的總電阻比任意一個電阻都________.
考點3伏安法測電阻1.實驗原理:________.實驗電路圖:
長度大橫截面積小R=U I2.實驗過程:用電壓表測出待測電阻兩端的電壓U,用電流表小.調(diào)節(jié)滑動變阻器,重復(fù)上述實驗.多次測量,取R的平均值. 3.實驗過程注意事項:(1)連接電路時開關(guān)要________;閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片要移至___________處.(2)實驗中滑動變阻器的作用:a.保護(hù)電路;b.改變___________________________和電路中的電流,多測幾組電壓值和電流值,求出電阻的平均值,減小誤差.(3)測量燈泡的電阻實驗中,計算燈泡的電阻________(選填“能”或“不能”)求平均值,這是由于燈泡的電阻受________的影響較大.斷開最大阻值定值電阻兩端的電壓不能溫度精講1探究電流、電壓和電阻的關(guān)系
【例1】(2024巴中)圖甲是小明探究電流與電壓、電阻的關(guān)系的實驗電路圖,選用的實驗器材有電源(3V)、電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V)、滑動變阻器(20Ω,2A)、阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的三個定值電阻、開關(guān),導(dǎo)線若干.(1)探究電流與電壓的關(guān)系.①根據(jù)圖甲將圖乙實物電路連接完整(要求滑片向左移動時電流表示數(shù)變大);②探究電流與電壓的關(guān)系時要保持______不變;③實驗中滑動變阻器的作用是______________和______________________________.(2)探究電流與電阻的關(guān)系.
①在實驗中,首先確定一個保持不變的電壓值U,當(dāng)AB間的電阻R由5Ω換成10Ω時,保持滑片位置不變,閉合開關(guān)后將滑動變阻器的滑片向________(選填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數(shù)為U.
②當(dāng)AB間換接20Ω電阻時,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片,電壓表示數(shù)都無法達(dá)到U.為了完成實驗,U的取值不能小于______V.
③如表中為實驗得到的數(shù)據(jù).請分析,第3組實驗數(shù)據(jù)不符合“導(dǎo)體兩端電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比”的實驗規(guī)律,是由________(選填“測量錯誤”或“測量誤差”)造成的.實驗序號R/ΩI/A150.402100.203200.11
解析:(1)①滑片向左移動時電流表示數(shù)變大,則滑動變阻器應(yīng)該連接左下端,如圖所示.
②探究電流與電壓的關(guān)系時需要控制定值電阻不變,從而比較定值電阻兩端電流與電壓的關(guān)系.
③連接電路時滑動變阻器需要處于阻值最大處,起到保護(hù)電路的作用;探究電流與電壓的關(guān)系時,通過多次調(diào)節(jié)滑動變阻器,從而改變定值電阻兩端電壓,獲得多組實驗數(shù)據(jù);故滑動變阻器的作用是保護(hù)電路和改變定值電阻兩端電壓.
(2)①根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律,每次更換大的電阻后,電壓表示數(shù)會變大,需要增大滑動變阻器的阻值才能保持電阻兩端電壓不變,故需要向右移動滑動變阻器滑片.
③第三組數(shù)據(jù)理論值為0.10A,但表中測出來的數(shù)據(jù)為0.11A,偏差值較小,是由于讀數(shù)造成的測量誤差.答案:(1)①如圖所示②電阻③保護(hù)電路改變定值電阻兩端電壓
(2)①右②1.5③測量誤差變式拓展
1.(2024青島)小明用圖甲所示的實驗裝置探究電流和電阻的關(guān)系.電源電壓為4.5V,三個定值電阻阻值分別為5Ω、10Ω和15Ω,兩個滑動變阻器規(guī)格分別為“10Ω,1A”和“20Ω,1A”.(1)圖甲電路連接不完整,請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整.(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)移到________(選填“左”或“右”)端.
(3)正確連接電路后,小明依次使用三個定值電阻進(jìn)行實驗.每次更換定值電阻后,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)與前一次實驗相同,記錄相應(yīng)電流表示數(shù),繪制出I-R圖象如圖乙所示,實驗中電壓表的示數(shù)為________V.
(4)小明找來一個未知阻值的電阻,重復(fù)上述實驗,電流表表盤如圖丙所示,其示數(shù)為________A,該電阻的阻值為________Ω. (5)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù),實驗中小明選擇的滑動變阻器規(guī)格應(yīng)為________.答案:(1)如圖所示(2)右(3)2.4(4)0.1220(5)“20Ω,1A”精講2歐姆定律及其簡單應(yīng)用【例2】(2024江西)如圖所示,電源兩端電壓為24V,電阻R為20Ω.(1)只閉合開關(guān)S,求通過電阻R的電流;(2)同時閉合開關(guān)S、S1,若通過干路的電流為1.6A,求通過電阻R1的電流和電阻R1的阻值.電路圖電流電壓電阻電壓分配或電流分流I=I1=I2總電流等于各導(dǎo)體上的電流U=U1+U2總電壓等于各部分電壓之和R=R1+R2總電阻等于各部分電阻之和
電壓的分配與電阻成正比
解析:要解決歐姆定律的相關(guān)問題,必須先掌握好串、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻規(guī)律以及歐姆定律和歐姆定律的變形公式.電路圖電流電壓電阻電壓分配或電流分流I=I1+I(xiàn)2總電流等于各支路電流之和U=U1=U2總電壓等于各支路兩端電壓
總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻倒數(shù)之和各支路上電流的分配與電阻成反比(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S,只有電阻R串聯(lián)在電路中,UR=U=24V,1.2A.
(2)同時閉合開關(guān)S、S1,R和R1并聯(lián),若通過干路的電流
I=1.6A,根據(jù)并聯(lián)電路電壓和電流規(guī)律可得R1兩端的電壓U1=U=24V,通過R1的電流I1=I-IR=1.6A-1.2A=0.4A;由歐姆答案:(1)1.2A(2)0.4A60Ω變式拓展
2.(2024臨沂)閉合如圖甲所示電路的開關(guān),將滑動變阻器的滑片由最右端移到最左端的過程中,電壓表與電流表的示數(shù)變化的圖象如圖乙所示.則定值電阻R0的阻值為________Ω,電源電壓為________V.答案:31.5
3.(2024南充)如圖所示電路,若甲、乙兩表為電流表,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,兩表指針位置相同,則R1∶R2=________;若甲、乙兩表為電壓表,閉合開關(guān)S1
、S2
,則兩表示數(shù)之比是________.(電表每次測量均未超過量程)答案:4∶15∶4
4.(2024重慶)將阻值為10Ω的電阻R1
與另一電阻R2
接入電源電壓恒定的電路,如圖所示.閉合開關(guān)S,電流表A1
的示數(shù)為0.45A,電流表A2
的示數(shù)為0.3A.求:(1)通過R2
的電流;(2)電源電壓.解:(1)由圖可知,兩電阻并聯(lián),電流表A1測量干路電流,電流表A2
測量R1
中的電流;則干路電流I=0.45A,通過R1
的電流I1=0.3A,因為并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,所以,通過定值電阻R2
的電流I2=I-I1=0.45A-0.3A=0.15A.U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,因并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等且等于電源電壓,所以,電源電壓U=U1=3V.精講3伏安法測電阻【例3】小明在家中找到了一根金屬絲,利用自己所學(xué)的物理知識對它進(jìn)行了研究.
(1)如圖甲所示,用刻度尺測量出其長度為________________;如圖乙所示,天平測出其質(zhì)量為________;若用排水法測出其體積為1cm3,則該金屬絲的密度為____________________. (2)小明接著測金屬絲的電阻,接線時開關(guān)應(yīng)處于________________(選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài),滑動變阻器滑片應(yīng)移到__________(選填“A”或“B”)端.圖丙中C線和D線應(yīng)分別接在電壓表的_________和________接線柱上.(最后兩空均選填“-”“3”或“15”)
(3)接線無誤且閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.4V時,電流表的示數(shù)如圖丁所示為_______________,則該金屬絲的電阻為__________Ω.再測一組數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)變大,說明滑動變阻器的滑片是向________________(選填“A”或“B”)端移動.(4)小明又設(shè)計了一種方法來測金屬絲的電阻,將金屬絲和一定值電阻R0接入如圖戊所示電路,當(dāng)電流表A1的示數(shù)為電流表A2的示數(shù)n倍時,金屬絲的電阻Rx=________________R0.解析:伏安法測電阻的原理是R=,電流表要與被測電阻串聯(lián),電壓表要與被測電阻并聯(lián).連接電路時開關(guān)要斷開,閉合開關(guān)前,為了保護(hù)電路,滑動變阻器的滑片移至阻值最大位置. (1)在進(jìn)行刻度尺的讀數(shù)時,注意刻度尺的分度值,并要估讀到分度值的下一位,由圖甲知,刻度尺的分度值為1mm,所以金屬絲的長度為6.19cm.天平平衡時,物體質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼在標(biāo)尺上所對的刻度值,注意標(biāo)尺的分度值,由圖乙知,標(biāo)尺5.6g/cm3. (2)接線時開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài),由圖丙知,滑動變阻器接了下面左邊的A接線柱,所以在閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)移至右端的B處,使其阻值最大;由圖丙知,電源電壓為3V,所以電壓表可選擇0~3V的量程,電流從其正接線柱流入,負(fù)接線柱流出,所以C接“-”接線柱,D接“3”接線柱.(3)由圖丁知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,變阻器的阻值變小,所以滑片向A端移動.
答案:(1)6.19cm(6.17~6.19cm均可)5.6g5.6g/cm3(或變式拓展
5.(2024南充)小紅想測量標(biāo)有“1.5V”字樣小燈泡正常發(fā)光時的電阻,從實驗室找來了電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干,進(jìn)行了如下實驗.(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲電路連接完整.
(2)檢查無誤后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),小燈泡不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓.造成這一故障的原因可能是小燈泡________(選填“斷路”或“短路”).
(3)排除電路故障后,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為________Ω;接下來她又測量了幾組對應(yīng)的電壓值和電流值,并繪制了小燈泡的I-U圖象,如圖丙所示.(4)小紅認(rèn)為不能利用圖甲的裝置探究電流與電壓的關(guān)系,理由是________________________________________.
(5)小紅還想測出另一個額定電壓為U額的小燈泡正常發(fā)光時的電阻,在保證電路安全的前提下,設(shè)計了如圖丁所示的電路(電源電壓恒定大于U額且未知,滑動變阻器R最大阻值未知,定值電阻阻值為R0).請將實驗步驟補充完整:①閉合S、S2,斷開S1,移動滑片P,使電流表示數(shù)為______時,小燈泡正常發(fā)光;
②閉合S、
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