資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺13 歐姆定律【課程標準】歐姆定律:①解釋歐姆定律的內容和數學表達式;②應用歐姆定律解決簡單的電學問題(不超過兩個電阻的電路)用電壓表和電流表測導體的電阻:①說明伏安法測電阻的實驗原理;②繪制伏安法測電阻的電路圖③應用電壓表和電流表測導體的電阻;④收集和整理實驗數據得出實驗結論串聯電路和并聯電路:①概述串聯電路的電流和電壓的特點;②概述并聯電路的電流和電壓的特點【思維導圖】(知識●逐點夯實……必備知識 系統梳理 基礎重落實……復習自修)歐姆定律1.內容:通過導體中的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。2.表達式:I=U/R,公式變形:,。電阻是導體的一種特性,不會因為電壓、電流的改變而改變,因此電阻不與電壓成正比,不與電流成反比。使用歐姆定律的注意事項1.同體性:即同一段導體或同一電路上的I、U、R。2.同時性:即同一時間,也就是電路在同一狀態下的I、U、R。3.統一性:即單位要統一,I、U、R的國際單位分別為安、伏和歐。伏安法測電阻原理:R=U/I。減少誤差的方法:多次測量取平均值。伏安法測電阻的電路圖:1、電路連接:連接電路時開關斷開;閉合開關前,滑動變阻器的滑片移到阻值最大處;滑動變阻器接線一上一下。2、通過調節滑動變阻器,測得多組U、I的值,根據公式求出對應的R,再求平均值作為待測電阻的阻值。3、收集和整理實驗數據得出實驗結論歐姆定律在串并聯電路中的應用分類 串聯電路 并聯電路電路圖電流 特點 串聯電路中各處電流相等 并聯電路的干路總電流等于各支路電流之和電壓 特點 串聯電路兩端的總電壓等于各電阻兩端電壓之和 并聯電路中,各支路兩端的電壓相等,且都等于電源電壓電阻 特點 串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和; 若有n個相同的電阻R0串聯,則總電阻為; 把幾個導體串聯起來相當于增大了導體的長度,所以總電阻比任何一個串聯分電阻都大。 并聯電阻中總電阻的倒數,等于各并聯電路的倒數之和; 若只有兩個電阻R1和R2并聯,則總電阻R總=; 若有n個相同的電阻R0并聯,則總電阻為; 把幾個電阻并聯起來相當于增加了導體的橫截面積,所以并聯總電阻比每一個并聯分電阻都小。分配 特點 串聯電路中,電壓的分配與電阻成正比 并聯電路中,電流的分配與電阻成反比電路 作用 分壓(…) 分流(…)1.動態電路動態電路:在電路中,由于某一部分電路或某一用電器發生改變時,會引起電路或電路中電阻、電流、電壓和電功率的變化,這就是動態電路。2.多開關型電路(1)電路中含有多個開關,由于開關的斷開和閉合情況不同,會得出不同的電路(2)分析方法:開關閉合相當于導線(注意可能會出現短路現象),開關斷開可直接擦掉,再判斷電路的情況2.傳感器型電路(1)當電路中接有熱敏電阻、氣敏電阻和光敏電阻時,由于環境條件發生改變,引起電阻值改變(2)分析方法:先根據電阻值和環境條件的關系判斷電阻值如何變化,再根據歐姆定律和電功率等知識判斷其他電學物理量的變化情況3.滑動變阻器型(1)電路中接有滑動變阻器,由于滑片的移動引起電路中其他物理量變化(2)先判斷電路是串聯或并聯電路(電壓表相當于斷路可擦掉,電流表相當于導線,被短路的電路可擦掉)(3)當滑動變阻器串聯在路中,電源電壓不變,若滑動變阻器阻值變大,電路總電阻變大,根據歐姆定律得電路中電流變小,滑動變阻器兩端電壓變大,其他用電器兩端電壓變小,根據P=UI得電路總功率變小,根據P=I2R得其他用電器電功率減小(4)當滑動變阻器和用電器并聯在電路中,電源電壓不變,若滑動變阻器阻值變大,不影響另一條支路的電流、電阻、電壓和電功率,滑動變阻器所在支路電阻變大,根據歐姆定律得該支路中電流變小,干路電流變小,根據P=UI得電路總功率變小。(5)滑動變阻器和一個定值電阻串聯在電路中,電源電壓不變,定值電阻阻值( U定值電阻兩端電壓變化量, I通過定值電阻電流的變化量)電路極值和取值范圍電路極值和取值范圍是電學中重要的內容,是歐姆定律和電功率的綜合應用,通過對電路極值和取值范圍的講解,要求考生能夠熟練地判斷電路;能夠正確判斷電壓表和電流表的位置并能熟練分析電路中各個物理量的變化情況;能夠正確分析出在電路安全的前提下物理量取得最大值和最小值的條件。1.求滑動變阻器的取值范圍(1)先判斷電路是串聯或并聯電路,在判斷電流表和電壓表的位置(2)當滑動變阻器電阻變小,一般電路中的電流變大,即在保證電路安全的前提下電路中電流最大,滑動變阻器電阻最小(3)當滑動變阻器電阻變大時,滑動變阻器兩端電壓變大,即在保證電路安全的前提下滑動變阻器兩端電壓最大,滑動變阻器電阻最大(課堂●分類突破……精選考點典例研析技法重悟通……考點演練)題型一 歐姆定律表達式[典例1](2023 綏化)由I=變形可得R=,以下理解正確的是( ?。?br/>A.導體的電阻跟它兩端的電壓成正比B.導體的電阻跟通過它的電流成反比C.當導體兩端的電壓為0時,導體的電阻為0D.導體的電阻是導體本身的一種性質,跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關【答案】D【解答】解:因電阻是導體本身的一種性質,只與導體的材料、長度、橫截面積、溫度有關,與兩端的電壓和通過的電流無關,當導體兩端的電壓為0時,導體的電阻不為0,故D正確。故選:D。【對點訓練1】(2023 陳倉區一模)導體兩端的電壓是6V,通過它的電流是0.3A,該導體的電阻是 Ω,若流過該導體的電流為零,則導體的電阻是 Ω;若將導體的長度拉長到原來的兩倍,則導體電阻 (選填“增大”“減小”或“不變”)。【答案】20;20;增大。【解答】解:當導體兩端電壓U=6V,通過電流I=0.3A,由I=可得導體的電阻:R===20Ω,因為導體的電阻與導體兩端的電壓、通過的電流無關,所以流過該導體的電流為零時,導體的電阻不變,仍為20Ω,若將導體的長度拉長到原來的兩倍,長度變長、橫截面積減小,由于電阻與長度成正比,與橫截面積成反比,所以導體的電阻變大。故答案為:20;20;增大。題型二 歐姆定律的圖像問題[典例2]如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開關時,滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數U與電流表示數I的變化關系如圖乙所示,下列說法正確的是( ?。?br/> A.電源電壓是3VB.定值電阻R的阻值是60ΩC.若定值電阻R接觸不良時,電流表示數為0,電壓表示數為9VD.滑動變阻器的阻值范圍是0~18Ω【答案】C【解答】ABD.當滑片P位于a端時,電路為電阻R的簡單電路,電壓表測電源的電壓,電流表測電路中的電流,此時電路中的電流最大,由圖像可知,電路中的最大電流1.5A時,電壓表的最大示數為9V,即電源電壓為9V,由可得,定值電阻R的阻值當滑片P位于b端時,定值電阻R與滑動變阻器的最大阻值串聯,此時電路中的電流最小,由圖像可知,電路中的最小電流I′=0.5A,則電路中的總電阻因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,滑動變阻器的最大阻值則滑動變阻器的阻值范圍是0~12Ω,故ABD錯誤;C.當定值電阻R出現接觸不良時,則串聯電路斷路,電流表示數為0,此時電壓表串聯在電路中,相當于測量電源電壓,其示數為9V,故C正確。故選C。【對點訓練2】甲圖所示的電路中,滑動變阻器的滑片P從a端移到b端,定值電阻兩端的電壓隨滑動變阻器阻值變化的圖像如乙圖所示,電源電壓___________V;___________Ω;當時,電路中的電流為___________A。 【答案】 6 10 0.2【詳解】[1][2][3]由圖甲所示電路圖可知,定值電阻與滑動變阻器串聯,電壓表測定值電阻兩端電壓,滑片在a端時,只有定值電阻接入電路,電壓表測電源兩端電壓,由圖乙可知電源電壓由圖像可知時根據串聯電路的分壓規律可知則電路電流題型三 歐姆定律的相關計算[典例3](2023 廬江縣三模)如圖所示,電源電壓恒定,R2=4Ω,當S1、S2均合上時,電流表示數為1.5A;當S1合上、S2斷開時,電流表示數為0.6A,則R1的阻值為 Ω。【答案】6【解答】解:由圖知,S1、S2均合上時,R1被短路,電路中只有R2,電流表測電路中的電流,則電源電壓:U=IR2=1.5A×4Ω=6V;S1合上,S2斷開時,R1和R2串聯在電路中,電流表測電路中的電流,由歐姆定律可得電路的總電阻:R===10Ω,因串聯電路的總電阻等于各分電阻之和,則R1的阻值:R1=R﹣R2=10Ω﹣4Ω=6Ω。故答案為:6。【對點訓練3】如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為10Ω,閉合開關S,電流表A1的示數為0.3A,電流表A2的示數為0.2A,求:(1)電路總電流;(2)電源電壓U;(3)電阻R2的阻值。【解答】解:(1)電路總電流I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A;答:電路總電流是0.5A。(2)電源電壓U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;答:電源電壓是3V。(3)電阻R2的阻值R2===15Ω;答:電阻R2的阻值是15Ω。題型四 動態電路分析[典例4](2023 龍華區二模)小龍設計了一種煙霧報警器的電路圖,如圖所示。R0為定值電阻,R為光敏電阻,其阻值隨光照強度的增大而減小。當電路所在區域煙霧濃度增大到一定程度時,電壓表指針偏轉到某個位置觸發報警裝置(圖中未畫出),開始報警。下列說法正確的是( ?。?br/>A.煙霧濃度增大時,電流表的示數增大B.煙霧濃度增大時,電壓表的示數增大C.要使報警器在煙霧濃度較小時就開始報警,應增大R0的阻值D.要使報警器在煙霧濃度較小時就開始報警,應減小電源電壓【答案】B【解答】解:由電路圖可知,光敏電阻R和定值電阻R0串聯,電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流;AB、當煙霧濃度增大時,光照強度變小,光敏電阻接入電路中的阻值變大,根據歐姆定律可知,電路中的電流變小,由U=IR可知,定值電阻兩端的電壓變小,因為串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和,且電源電壓不變,所以光敏電阻的兩端電壓變大,即電壓表示數變大,故A錯誤、B正確;CD、要使報警器在濃度較小的煙霧下報警,說明光照強度更強時,報警器就會報警,則此時的光敏電阻的阻值比原來的臨界值小,此時R兩端的分壓變小,而報警時是R兩端的電壓保持不變,根據串聯電路的分壓原理可知,應減小R0的阻值或增大電源電壓,故CD錯誤。故選:B。【對點訓練4】(2023 廣東二模)如圖甲為空氣中致癌物質甲醛的檢測電路,電源電壓恒定不變,R1為定值電阻,R2為氣敏電阻,其阻值隨甲醛濃度變化的關系圖像如圖乙所示。則閉合開關S后,下列說法正確的是( ?。?br/>A.甲醛濃度減小時,電流表示數變大、電壓表示數變大B.甲醛濃度減小時,電流表示數變小、電壓表示數變小C.甲醛濃度增大時,電流表示數變小、電壓表示數變小D.甲醛濃度增大時,電流表示數變大、電壓表示數變小【答案】B【解答】:AB.由圖甲可知,兩電阻串聯,電壓表測量R1兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;由圖乙可知氣敏電阻的阻值隨甲醛濃度減小而增大,當甲醛濃度減小時,由歐姆定律可得電路中電流減小,即電流表示數減小。因R1為定值電阻,串聯電路電流減小,由U1=IR1可知,定值電阻兩端的電壓會減小,即電壓表的示數會變小,故A錯誤,B正確;CD.由圖乙可知氣敏電阻的阻值隨甲醛濃度增大而減小,當甲醛濃度增大時,由歐姆定律可得電路中電流增大,即電流表示數變大,由U1=IR1可知,定值電阻兩端的電壓會增大,即電壓表的示數會變大,故C錯誤,D錯誤。故選:B。題型五 電路故障判斷[典例5](2023 獲嘉縣二模)如圖甲所示電路,電源電壓恒定不變,閉合開關,電流表指針幾乎不偏轉,電壓表指針大幅度偏轉,則電路的故障可能是滑動變阻器處 。排除故障后,把滑動變阻器的滑片從a端移動到b端的過程中,兩電表的示數變化如圖乙所示,綜合以上信息可知此電路電源的電壓為 V;若該電路以最大電功率工作10s,將消耗電能 J。【答案】開路;6;36。【解答】解:由圖甲可知,定值電阻R0和滑動變阻器串聯,電流表測量電路中的電流,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓;閉合開關,電流表指針幾乎不偏轉,說明電路發生了開路,電壓表指針大幅度偏轉,說明電壓表兩接線柱與電源兩端之間沒有發生開路,所以發生開路的位置在電壓表的兩接線柱之間,即滑動變阻器出發生開路;當滑動變阻器的滑片在a端時,滑動變阻器接入電路中的阻值為0Ω,電路中的總電阻最小,根據歐姆定律可知電路中的電流最大,由圖乙可知,此時電路中的電流:I1=0.6A,由I=可知,電源電壓:U=I1R0=0.6A×R0……①當滑動變阻器的滑片在b端時,滑動變阻器接入電路中的阻值最大,電路中的總電阻最大,根據歐姆定律可知電路中的電流最小,由圖乙可知,此時電路中的電流:I2=0.2A,滑動變阻器兩端的電壓UP=4V,根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律可知,電源電壓:U=UP+I2R0=4V+0.2A×R0……②聯立①②兩式解得:電源電壓U=6V;電源電壓不變,當電路中的電流最大時,電路中的總功率最大,該電路以最大電功率工作10s,將消耗的電能:W=UI1t=6V×0.6A×10s=36J。故答案為:開路;6;36。【對點訓練5】(2023春 夏津縣期末)小明同學用“伏安法”測額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻,實驗電路如圖甲所示。(1)閉合開關前,應將滑片P移到滑動變阻器的最 (填“左”或“右”)端;(2)閉合開關,發現小燈泡不發光,電壓表無示數,電流表有示數,則電路故障可能是小燈泡 (填“斷路”或“短路”);(3)排除故障后,繼續進行實驗,并將實驗數據記錄在表格中,在第5次實驗時電流表的示數如圖乙所示,為 A。此時小燈泡的電阻約為 Ω(計算結果保留一位小數);次數 1 2 3 4 5電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5電流I/A 0.18 0.30 0.38 0.44(4)小明分別求出不同電壓下小燈泡的電阻,然后將計算的平均值作為小燈泡的電阻,同組的小華認為他的這種做法不合理,請你幫小華說明理由: 。【答案】(1)右;(2)短路;(3)5.2;(4)不合理,因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。【解答】解:(1)為了保護電路,閉合開關前,應將滑片P移到滑動變阻器的阻值最大處,即最右端;(2)閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表有示數,說明電路是通路,電壓表無示數,說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路,即電路故障可能是小燈泡短路;(3)在第5次實驗時電流表的示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數為0.48A,則此時小燈泡的電阻約為:R==≈5.2Ω;(4)小明分別求出不同電壓下小燈泡的電阻,然后將計算的平均值作為小燈泡的電阻,他的這種做法不合理,因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。答案:(1)右;(2)短路;(3)5.2;(4)不合理,因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。題型六 歐姆定律的比值問題[典例6](2023 樂山模擬)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關后,兩電壓表的示數之比為2:3,則此時燈L1、L2的電阻之比R1:R2為( ?。?br/>A.2:1 B.1:2 C.3:2 D.2:3【答案】B【解答】:由電路圖可知,閉合開關后,L1與L2串聯,電壓表V1測L2兩端的電壓,電壓表V2測電源兩端的電壓,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,且UV 1:UV 2=2:3,所以,兩燈泡兩端的電壓之比:===,因串聯電路中各處的電流相等,由I=可得,兩燈泡的阻值之比:===。故選:B【對點訓練6】(2023春 龍口市期中)如圖所示的電路中,電源電壓不變,定值電阻R1、R2阻值不變,甲、乙兩電表可能同是電流表,也可能同是電壓表。閉合開關S時,甲、乙兩電表的示數之比為3:2,然后將甲、乙兩電表換成另一種電表,斷開S,則下列判斷中正確的是( ?。?br/>A.前者甲、乙均為電壓表,后者均為電流表,R1:R2=1:2,且后者甲、乙兩電表示數之比為3:1B.前者甲、乙均為電流表,后者均為電壓表,R1:R2=2:3,且后者甲、乙兩電表示數之比為3:1C.前者甲、乙均為電壓表,后者均為電流表,R1:R2=1:2,且后者甲、乙兩電表示數之比為1:3D.前者甲、乙均為電流表,后者均為電壓表,R1:R2=2:1,且后者甲、乙兩電表示數之比為3:1【答案】C【解答】解:根據電路圖可知,閉合開關S時,甲、乙均并聯在電路中,因此均為電壓表,R1、R2串聯,甲測量電源電壓,乙測量R2兩端電壓;因串聯電路處處電流相等,所以由I=可得,R1:R2=:=U1:U2=(U甲﹣U乙):U乙=(3﹣2):2=1:2;斷開S,R1、R2并聯,甲、乙均為電流表,甲測量通過R2的電流,乙測量干路電流;因并聯電路兩端電壓相等,所以由I=可得,I1:I2=:=R2:R1=2:1,因并聯電路中,干路電流等于各支路電流之和,所以I甲:I乙=I2:(I1+I2)=1:(2+1)=1:3,故C正確,ABD錯誤。故選:C。題型七 范圍、極值計算篇[典例7]如圖所示,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V,電阻R0=30Ω,電路兩端電壓恒為U,U=24V,當滑動變阻器連入電路的電阻太小時,電路中電流會超過電流表量程;當滑動變阻器連入電路太大時,滑動變阻器兩端電壓會超過電壓表量程。求:在不超過電表量程的情況下,滑動變阻器連入電路的電阻的變化范圍。【解答】解:(1)當I=0.6A時,滑動變阻器連入電阻最小為R小,I===0.6A,解得:R?。?0Ω;(2)當ab間電壓為15V時,滑動變阻器連入電阻最大為R大,=,解得:R大=50Ω滑動變阻器連入電阻的范圍是10Ω~50Ω;答:在不超過電表量程的情況下,滑動變阻器連入電路的電阻的變化范圍10Ω~50Ω。【對點訓練7】如圖所示,電源電壓保持不變,R1=10Ω,當滑動變阻器滑片P位于a端時,電流表示數為0.2A,電壓表示數為4V.求:(1)滑動變阻器的最大阻值;(2)電源電壓;(3)滑片P滑到ab中點時電流表的示數.【答案】(1)滑動變阻器的最大阻值為20Ω;(2)電源電壓為6V;(3)滑片P滑到ab中點時電流表的示數為0.3A。【解答】解:由電路圖可知,R1與R2串聯,電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。(1)當滑動變阻器滑片P位于a端時,接入電路中的電阻最大,由I=可得,滑動變阻器的最大阻值:R2===20Ω;(2)因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,當滑動變阻器滑片P位于a端時,總電阻:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,由I=可得,電源的電壓:U=IR=0.2A×30Ω=6V;(2)滑片P滑到ab中點時,動變阻器接入電路中的電阻為:R2′=R2=×20Ω=10Ω,則總電阻:R′=R1+R2′=10Ω+10Ω=20Ω,電路中的電流:I′===0.3A,即電流表示數為0.3A。答:(1)滑動變阻器的最大阻值為20Ω;(2)電源電壓為6V;(3)滑片P滑到ab中點時電流表的示數為0.3A。題型八實驗 伏安法測電阻[典例8]在“伏安法測電阻”的實驗課中,老師提供了以下器材:幾節干電池、3個已知阻值的電阻RL(5歐、8歐、12歐)、1只最大阻值為10歐的滑動變阻器、被測電阻,2個開關,電壓表和電流表各1只、導線若干。實驗前老師啟發同學們,為了使測定的電阻值更精確,采用多次測量取平均值的方法。甲、乙、丙、丁四個小組分別設計了以下可測電阻Rx的四個方案(如下圖),每個方案只變化一種元件或改變狀態,且四個組的變化都不相同,并都順利完成了實驗。依據實驗方案回答:(1)實驗中測得下表所示數據,該方案是 小組的;次數 科學量 1 2 3電壓/V 1.5 3.0 4.5電流/A 0.10 0.20 0.31(2)為達到多次測量電流和電壓值的目的,乙小組在實驗中操作時需要更換 ?。?br/>(3)上述四個實驗方案最佳的是 小組。【解答】解:(1)由圖中數據,我們發現電流電壓是逐漸變化的,且電壓的變化量是1.5V的整數倍,因此,甲可以通過改變電池的節數來實現,而乙圖中只靠改變接入的電阻無法實現電壓的成倍變化,丙圖中,僅靠滑動變阻器的調節無法使電阻兩端的電壓達到1.5V、3V和4.5V,而丁的開關閉合與斷開對電壓、電流的影響也與數據不符。所以是甲;(2)為達到多次測量電流和電壓值的目的,乙小組在實驗中操作時需要更換不同阻值的電阻RL,改變待測電阻兩邊的電壓和電流;(3)從簡潔方便來看,丙更好,不需要換電池,只改變滑動變阻器的阻值便可。故答案是:(1)甲;(2)RL;(3)丙。【對點訓練8】(2023 南崗區校級開學)在階段復習時,老師為同學們設計了“歐姆定律”這章的實驗知識清單,小羅同學在對比“測量未知電阻”和“研究小燈泡電阻”這兩個實驗時,她的下列說法中不正確的是( )A.這兩個實驗的原理相同B.這兩個實驗用到的測量工具相同C.這兩個實驗多次測量目的不相同D.這兩個實驗收集的證據進行分析處理的方法相同【答案】D【解答】解:A.兩個實驗都是通過測量電壓和電流,由得到阻值,所以兩個實驗的原理相同,故A正確;B.兩個實驗都需要測量電壓和電流,用到電壓表和電流表,所以兩個實驗用到的測量工具相同,故B正確;C.測量未知電阻時,多次測量求平均值,減小誤差,研究小燈泡電阻時,多次測量,發現燈泡阻值與溫度的關系,所以兩個實驗多次測量目的不相同,故C正確;D.測量未知電阻時,多次測量求平均值減小誤差,研究小燈泡電阻時,多次測量,由于燈絲電阻是變化的,求出阻值不能求平均值,所以兩個實驗收集的證據進行分析處理的方法不相同,故D錯誤。故選:D。(課時●過關檢測……關鍵能力分層施練素養重提升……課后練習)1.(2023 泗水縣四模)如圖在探究電流跟電阻關系的實驗中,滑動變阻器的規格為“30Ω 0.5A”,定值電阻為5Ω、10Ω、15Ω,實驗數據見下表。下列關于實驗的幾種說法中正確的是( )實驗次數 電阻R/Ω 電流I/A1 5 0.32 10 0.153 15 0.10①上述3次實驗中,都是調節滑動變阻器使電壓表的示數為1.5V②要順利完成這3次實驗,電源電壓不能超過4.5V③如果只有6V電源,要順利完成3次實驗則定值電阻兩端的電壓不能低于2V④用該實驗器材只能探究電流與電壓和電阻的關系A.① B.①② C.①②③ D.①②③④【答案】C【解答】解:①探究電流跟電阻關系時要控制電阻的電壓不變,由表中數據知,電流與電阻之積為:U=IR=0.3A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×15Ω=1.5V;入上述3次實驗中,都是調節滑動變阻器使電壓表的示數為1.5V,①正確;②滑動變阻器的規格為“30Ω 0.5A”,定值電阻最大15Ω,由串聯電路的規律及分壓原理有:=,此時左邊為一定值,右邊也為一定值,當變阻器的最大電阻連入電路時,對應的定值電阻也最大,此時電源電壓最大:即=,故電源電壓不能超過:U=4.5V;②正確;③如果只有6V電源,同上有:=,定值電阻兩端的電壓不能低于:U′=2V;③正確;④根據P=UI,還可測電阻的功率,④錯誤。故選:C。2.(2023 涼州區二模)根據歐姆定律公式I=,可變形得到公式R=,下列說法正確的是( ?。?br/>A.導體電阻的大小跟導體兩端的電壓成正比B.導體電阻的大小跟導體中的電流成反比C.當導體兩端的電壓為零時,導體的電阻也為零D.導體電阻的大小跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關【答案】D【解答】解:因電阻是導體本身的一種性質,只與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關,與導體兩端的電壓和通過的電流無關,所以,當電壓為0時,導體的電阻不變(不為0),故ABC錯誤、D正確。故選:D。3.(2023 黃石港區校級模擬)如圖甲所示的電路,電源電壓保持不變,滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣,閉合開關S,調節滑動變阻器的滑片,使其從最右端向左滑到a點時,小燈泡恰好正常發光;在圖乙中繪制出電流表與兩電壓表示數關系的圖象;下列說法中正確的是( )A.滑片在a點時R的電阻為2.5ΩB.滑片在a點時,滑動變阻器與小燈泡的電壓之比為5:1C.小燈泡的額定電壓為10VD.滑動變阻器的最大電阻為15Ω【答案】C【解答】解:由電路圖可知,變阻器R與燈泡L串聯,電壓表V1測R兩端的電壓,電壓表V2測L兩端的電壓,電流表測電路中的電流。(1)當滑片位于最右端時,變阻器接入電路中的電阻最大,此時電路中的電流最小,由圖乙可知,電路中的最小電流I=0.3A,此時燈泡和滑動變阻器兩端的電壓相等,即UL=UR,此時滑動變阻器R兩端的電壓:UR=IR=0.3A×20Ω=6V,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電源的電壓:U=UL+UR=UR+UR=6V+6V=12V;(2)當滑片從最右端向左滑動到a點時,變阻器接入電路中的電阻變小,電路中的電流變大,由串聯電路的分壓特點可知,變阻器R兩端的電壓變小,燈泡兩端的電壓變大,則圖乙中左邊的曲線是變阻器R的I﹣U圖像,右邊的曲線是燈泡的I﹣U圖像,如圖所示:當小燈泡恰好正常發光時,電路中的電流最大,燈泡兩端的電壓等于燈泡的額定電壓,由圖乙可知,燈泡正常發光時的電流I′=0.4A,燈泡兩端的電壓UL′=10V,故C正確;根據串聯電路的電壓特點可知,此時變阻器兩端的電壓UR′=U﹣UL′=12V﹣10V=2V,滑片在a點時,滑動變阻器與小燈泡的電壓之比為==,故B錯誤;由歐姆定律可知,滑片在a點時變阻器接入電路的電阻為:Ra===5Ω,故A錯誤;滑動變阻器的最大電阻為20Ω,故D錯誤。故選:C。4.(2023春 高郵市月考)如圖是電學中比較重要的電路圖,利用此電路圖可以完成初中電學的多個實驗。若電源電壓保持不變,不可忽略溫度對燈絲電阻的影響,閉合開關S,下列說法正確的是( ?。?br/>A.若探究電流與電阻關系,定值電阻R由5Ω換成10Ω后,為完成實驗,應將滑片右移B.若將定值電阻R換成小燈泡,可以探究電流與電壓的關系C.若要測量定值電阻R的值,可移動滑片記錄多組數據,算出多個電阻值求其平均值,可以減小誤差D.上述三個實驗中,滑動變阻器的作用相同,都是改變電阻兩端的電壓和通過的電流【答案】C【解答】解:A、若探究電流與電阻關系,定值電阻R由5Ω換成10Ω后,根據分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關系時要控制電壓不變,根據串聯電路電壓的規律,要增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動變阻器電阻阻值,故應把滑動變阻器滑片向左滑動,故A錯誤;B、探究電流與電壓的關系,應控制定值電阻的阻值不變,燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,故B錯誤;C、若要測量定值電阻R的值,為減小誤差,可移動滑片記錄多組數據,算出多個電阻值求其平均值,故C正確;D、探究電流與電阻關系,滑動變阻器的作用是應控制定值電阻兩端的電壓不變;探究電流與電壓的關系,和測量定值電阻R的阻值,滑動變阻器的作用是改變電阻兩端的電壓和通過的電流,故D錯誤。故選:C。5.(2023 武漢模擬)某同學利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,電源電壓為3V,小燈泡標有“2.5V”的字樣,他記錄的實驗數據如表所示,其中有一次記錄的電流表示數是錯誤的。關于該實驗,下列說法正確的是( )實驗次數 1 2 3 4 5電壓/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5電流/A 0.10 0.14 0.16 0.24 0.28電阻/Ω①第3次實驗記錄的電流表示數是錯誤的;②多次實驗的目的是為了尋找普遍規律;③5次實驗中小燈泡正常發光時的電阻最??;④第1次實驗中,滑動變阻器接入的阻值為25Ω。A.①②③④ B.只有①②④ C.只有②④ D.只有①②【答案】B【解答】解:由表格數據,根據歐姆定律分別計算5次實驗燈泡的電阻:R1===5Ω, R2==≈7.14Ω,R3==≈9.37Ω,R4==≈8.33Ω,R5==≈8.93Ω,電壓越大,電流越大,燈泡實際功率越大,溫度越高,電阻也越大,但第3次實驗中電阻比第4、5次電阻大,所以第3次實驗測得的電流是錯誤的。多次實驗的目的是為了尋找普遍規律。第1次實驗中已知電源電壓為3V,燈泡電壓為0.5V,滑動變阻電壓為U滑=U﹣U燈=3V﹣0.5V=2.5V,已知第1次實驗中,電流為0.1A,此時滑動變阻器接入的阻值為R===25Ω,綜上所述,故B正確,ACD錯誤。故選:B。6.(2023 駐馬店模擬)如圖,電源電壓保持不變,S1和S2是兩個可以同時斷開或閉合的聯動開關,已知R1=10Ω,當兩個開關同時斷開時,電流表的示數為0.4A,當兩個開關同時閉合時,電流表的示數為1.5A,此時通過R2的電流為0.5A,則電源電壓為 V,R2的阻值 Ω,R3的阻值為 Ω。【答案】10;20;15。【解答】解:(1)由電路圖知,當兩個開關都斷開時,電阻R1、R3串聯,電流表測串聯電路中的電流,此時總電阻較大,所以由歐姆定律可知電路中電流較小,則此時電流表的示數為0.4A;當兩個開關都處于閉合狀態時,電阻R3被短路,R1和R2并聯,電流表測量干路電流,此時總電阻較小,由歐姆定律可知干路中電流較大,則此時電流表的示數為1.5A,已知此時R2的電流為0.5A,根據并聯電路的電流規律可知通過R1的電流為:I1=I﹣I2=1.5A﹣0.5A=1A,由歐姆定律I=知,電源電壓為:U=U1=I1R1=1A×10Ω=10V;則電阻R2的阻值為:R2===20Ω;(2)當兩個開關都斷開時,電阻R1、R3串聯,此時電路中的電流為:I′===0.4A,解得R3=15Ω。故答案為:10;20;15。7.(2023 九龍坡區校級模擬)意大利科學家 首先用實驗測定了大氣壓的值。德國科學家 經過大量實驗研究歸納出導體中的電流與電壓、電阻的關系。【答案】托里拆利;歐姆。【解答】解:意大利科學家托里拆利首先實驗測出了1個標準大氣壓的大小為約760mm汞柱產生的壓強,因其首先進行了這個實驗,故名托里拆利實驗。德國物理學家歐姆最先通過實驗歸納出一段導體中電流與電壓和電阻之間的定量關系,為了紀念他做出的杰出貢獻,人們將其稱為歐姆定律。故答案為:托里拆利;歐姆。8.一根粗細均勻約1m長的導線電阻是4Ω,若在中點截斷成為兩根導線,每根導線的電阻是 Ω,再將這兩根導線擰成一股新導線,則新導線的電阻是 Ω。【答案】2;1【解答】解:一根粗細均勻約1m長的導線電阻是4Ω,若在中點截斷成為兩根導線,由于導體電阻的大小與長度成正比,所以每根導線的電阻是2Ω;再將這兩根導線擰成一股新導線,長度變為原來的一半,橫截面積變為原來的2倍,則電阻變為原來的四分之一,則新導線的電阻是1Ω。故答案為:2;1。9.(2023 安徽模擬)如圖,將三個電阻R1、R2、R3按照甲、乙兩種不同的連接方式分別接到同一電源兩端,已知R1=R2=R3,則甲、乙兩圖中通過R1的電流之比為 。【答案】1:3。【解答】解:圖甲中三個電阻串聯接入電路,已知R1=R2=R3,根據串聯電路總電阻等于各部分電阻之和可知,甲電路的總電阻:R甲=R1+R2+R3=3R1,圖乙中三個電阻并聯接入電路,因并聯電路各支路兩端的電壓相等,由歐姆定律可得,兩電路中,通過電阻R1的電流之比:I甲:I乙=:=R1:3R1=1:3。故答案為:1:3。10.(2023 樂山)如圖所示是兩個電阻的電流隨電壓變化的關系圖像,由圖中信息可推斷R1 R2(選填“大于”“等于”或者“小于”)。將它們并聯后接入電路,通過R1、R2兩個電阻的電流分別為I1、I2,則I1:I2= 。【答案】小于;2:1。【解答】解:由圖知,當電壓為4V時,通過R1、R2的電流分別為:0.8A、0.4A,根據歐姆定律可得:R1===5Ω,R2===10Ω;則R1<R2,將它們并聯后接入電路,根據并聯電路電壓的規律可知,兩電阻電壓相等,則根據歐姆定律可得通過R1、R2兩個電阻的電流:I1:I2=R2:R1=10Ω:5Ω=2:1。故答案為:小于;2:1。11.(2023 惠山區三模)小紅設計了如圖所示的實驗電路,測電阻Rx的阻值,圖中R為電阻箱:①開關接a,調節電阻箱和滑動變阻器滑片至適當位置,使電流表示數為I,記下電阻箱示數R1;②開關接b,保持滑動變阻器滑片位置不變,調節電阻箱使電流表示數仍為I,記下電阻箱示數R2;則Rx= (用所測物理量符號表示);若開關接b時,滑動變阻器滑片不小心向左移動了少許,測出的待測電阻值將 (選填“偏大”或“偏小”)。【答案】R2﹣R1;偏大。【解答】解:在①中,待測電阻、電阻箱和滑動變阻器串聯,電流表測電路的電流;在②中,電阻箱與滑動變阻器串聯,因保持滑動變阻器滑片位置不變,即滑動變阻器連入的電阻不變,且電流表示數不變,由等效替代法可得R2=R1+Rx,則未知電阻Rx=R2﹣R1;若開關接b時,滑動變阻器滑片不小心向左移動了少許,即減小了滑動變阻器接入電路中電阻,則為了保證電流表示數仍為I,調節電阻箱接入電路中的電阻比R2大,所以測出的待測電阻值將偏大。故答案為:R2﹣R1;偏大。12.(2023 牡丹江)【精準測量,交流評估】在伏安法測電阻的實驗中,老師為每組同學提供的器材有:干電池(3節)、開關、導線、電流表、電壓表、阻值未知的定值電阻、滑動變阻器。小紅的方案如圖甲所示。(1)小紅通過改變電池節數的方法,改變待測電阻兩端的電壓。讀出電壓表和電流表的示數,記錄在表1中。第3次實驗電流表的示數如圖乙所示,讀數為 A。實驗次數 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值/Ω1 0.8 0.04 20 20.42 1.3 0.06 21.73 2.0 0.10 204 2.5 0.12 20.85 3.5 0.18 19.4表1 表2實驗次數 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值/Ω1 1.3 0.06 21.7 20.82 2.5 0.12 20.83. 4.0小明的方案如圖丙所示。(2)小明通過調節滑動變阻器的滑片,多次改變待測電阻兩端的電壓。連接好電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應調節到 。(3)閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,讀出電壓表和電流表的示數,記錄在表2中。根據數據,在圖丁中畫出圖象。(4)分析圖象表明,電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成 。(5)你認為 的方案合理,理由是 。【答案】(1)0.2A;(2)阻值最大處(或最左端);(3)(4)正比;(5)小明;測量次數多更準確。(答案不唯一,說出小明或小紅,理由合理均可)【解答】解:(1)電流表量程為0﹣06A,此時電流表示數為0.2A;(2)閉合開關前,滑動變阻器的滑片應調節到阻值最大處(或最左端),以保護電路:(3)用描點法描點即可,如圖所示(說明:描出五個對應點,作出正比例圖線即可);(4)由圖像可知,當電阻一定時通過導體的電流隨電壓的增大而增大,故電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比:(5)小明,測量次數多更準確;或小紅,電路連接簡單(器材少,數據成倍變化,方便計算測量結果等)。說明:說出小明或小紅,理由合理均可.13.(2023春 潛山市期末)如圖所示電路中,R1=30Ω,R2=60Ω,閉合開關S后,電流表的示數為0.1A。求:(1)電路的總電阻;(2)電源電壓。【答案】(1)電路的總電阻為20Ω;(2)電源電壓為3V。【解答】解:(1)由圖知,兩電阻并聯,所以電路的總電阻:R===20Ω;(2)圖中電流表測R1支路的電流,由I=可得,R1兩端電壓:U1=I1R1=0.1A×30Ω=3V,由并聯電路的電壓規律可得,電源電壓:U=U1=3V。答:(1)電路的總電阻為20Ω;(2)電源電壓為3V。14.(2023 花山區校級二模)實際測量中使用的大量程電流表和電壓表都是由小量程電流表改裝而成。某同學設計了如圖甲所示的電路,圖中S是單刀雙擲開關,G是靈敏電流表,滿偏電流(即小量程電流表允許通過的最大電流)為Ig=30mA,內阻為Rg=100Ω,R1、R2都是定值電阻。當S接a時,A、B間相當于一個大量程的電流表,如圖乙所示:當S接b時,A、C間相當于一個大量程的電壓表,如圖丙所示。試求:(1)電流表G的滿偏電壓(允許的最大電壓)是多大?(2)當圖乙中改裝后電流表的量程是6A,電流表的電阻RA是多大?(3)若圖中R2=1900Ω,則圖丙中改裝后電壓表的量程是多大?【解答】解:(1)電流表G的滿偏電流Ig=30mA=0.03A,內阻Rg=100Ω,由I=可得,電流表G的滿偏電壓:Ug=IgRg=0.03A×100Ω=3V;(2)當S接a時,靈敏電流表G與R1并聯,A、B間相當于一個大量程的電流表,當圖乙中改裝后電流表的量程是6A,即電流表測量的最大電流I大=6A,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,電流表的電阻:RA===0.5Ω;(3)當S接b時,靈敏電流表G與R2串聯,A、C間相當于一個大量程的電壓表,因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,圖丙中改裝后電壓表的量程:U大=Ig(Rg+R2)=0.03A×(100Ω+1900Ω)=60V。答:(1)電流表G的滿偏電壓是3V;(2)當圖乙中改裝后電流表的量程是6A,電流表的電阻RA是0.5Ω;(3)若圖中R2=1900Ω,則圖丙中改裝后電壓表的量程是60V。15.(2023 岱岳區一模)某物理興趣小組利用下列裝置來測量物體M的密度,其部分結構如圖甲所示。電源電壓恒定,R0為10Ω的定值電阻,滑動變阻器R的阻值隨彈簧的拉力F變化關系如圖乙,T為容器的閥門?,F將物體M懸掛于P點放入容器中,保持靜止狀態,打開閥門T,隨著水緩慢注入容器,電壓表示數U隨容器中水的深度h變化關系如圖丙中的實線所示。當水面深度到達h1時,電流表示數為0.4A(彈簧電阻忽略不計,物體M不吸水),求:(1)電源電壓和物體M所受的重力;(2)當物體M完全浸沒時所受的浮力;(3)物體M的密度。【答案】(1)電源電壓為6V,物體M所受的重力為22.5N;(2)當物體M完全浸沒時所受的浮力為7.5N;(3)物體M的密度是3×103kg/m3。【解答】解:(1)由電路圖可知,R0與R串聯,電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流;當水面深度到達h1時,由圖丙可知,電壓表的示數U1=2V,根據歐姆定律和串聯電路的特點可得電源電壓:U=U0+U1=I1R0+U1=0.4A×10Ω+2V=6V;根據I=可得變阻器接入電路的阻值為:R1===5Ω,由圖乙可知,此時拉力F1=22.5N,由于是往容器中緩慢注水,結合圖丙可知:當容器內水的深度在0~h1時,物體M沒有浸在水中,不受浮力,此時彈簧的拉力與重力平衡,拉力最大;當容器內水的深度在h1~h2時,物體M浸在水中受浮力的作用,水的深度增加,浮力增大,拉力減?。划斎萜鲀人纳疃却笥趆2時,物體M浸沒在水中,浮力最大且不變,此時拉力最小。結合上述分析可知:物體M所受的重力G=F1=22.5N,(2)當水面深度到達h2時,由圖丙可知,電壓表的示數U2=4V,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,R0兩端的電壓:U0′=U﹣U2=6V﹣4V=2V,電路中的電流:I2===0.2A,根據I=可得變阻器接入電路的阻值為:R2===20Ω,由圖乙可知,物體M浸沒在水中時拉力為F2=15N;根據稱重法測浮力可知,物體M浸沒在水中時受到的浮力:F?。紾﹣F2=22.5N﹣15N=7.5N;(3)根據F?。溅阉甮V排可得物體M的體積:V=V排===7.5×10﹣4m3;物體M的密度:ρ====3×103kg/m3。答:(1)電源電壓為6V,物體M所受的重力為22.5N;(2)當物體M完全浸沒時所受的浮力為7.5N;(3)物體M的密度是3×103kg/m3。1.(2023 襄陽自主招生)如圖所示的電路中,若ab為輸入端,接入電壓為20V,AB為輸出端,并把總阻值為R的滑動變阻器的滑片置于變阻器的中央,則以下說法錯誤的是( )A.不接負載時輸出電壓UAB=10VB.當AB間接上阻值也為R的負載時,輸出電壓UAB<10VC.AB間接負載阻值越大,UAB越接近10VD.AB間接負載的阻值很大時,UAB可能大于10V【答案】D【解答】解:(1)由題意知RAB=,不接負載時,輸出電壓UAB=IRAB=×===10V,故A正確,不符合題意;(2)AB間接阻值是R的負載時,AB 間的并聯電阻=+,R并===,輸出電壓UAB=IR并=R并=×===8V<10V,故B正確,不符合題意;(3)AB間接上阻值為R′的負載時,AB 間的并聯電阻=+,R并′===UAB′=I′R并′=R并′=×=<==10V,故D錯誤,符合題意;由UAB′=知,AB間接上阻值為R′的負載越大,越小,2+越接近于2,UAB′越接近于10V,故C正確,不符合題意。故選:D。2.如圖電源電壓恒定,R1=12Ω,R2=18Ω,R3是定值電阻。閉合開關S1,單刀雙擲開關S2接a時電流表的示數為0.8A,接b時電流表的示數可能為( )A.0.3 A B.0.4A C.0.5 A D.0.6 A【答案】D【解答】解:由電路圖可知,閉合開關S1,單刀雙擲開關S2接a時,R1與R3串聯,電流表測電路中的電流,因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,由I=可得,電源的電壓:U=IaR總a=Ia(R1+R3)=0.8A×(12Ω+R3),當閉合開關S1,單刀雙擲開關S2接b時,R2與R3串聯,電流表測電路中的電流,則電流表的示數:Ib=====0.8A﹣,當R3=0時,Ib=0.8A﹣≈0.53A,當R3的取值非常大時,接近等于0,電路中電流接近0.8A,則0.53A<Ib<0.8A,結合選項可知D符合題意。故選:D。3.如圖所示電路中,已知R1=2Ω,R3=5Ω,R2=R4,電壓表讀數U1=2.4V,U2=4V,則電阻R2為( )A.10Ω B.8Ω C.6Ω D.4Ω【答案】A【解答】解:設電路中的電流為I,∵串聯電路各處的電流相等,∴根據歐姆定律可得:U1=I(R1+R2)=I(2Ω+R2)=2.4V,U2=I(R2+R4)=2IR2=4V,由以上兩式相比可得:R2=10Ω。故選:A。4.(2023 渝北區校級自主招生)如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,兩個電壓表的量程都是0~15V,電流表的量程是0~0.6A。閉合開關,滑動變阻器的滑片從最右端移動到a點的過程中,電路中的電流與兩個電壓表示數的關系如圖乙所示,則電源電壓為 12 V,滑片在a點時滑動變阻器連入電路中的阻值為 10 Ω。【答案】12;10。【解答】解:由電路圖可知,定值電阻R和滑動變阻器串聯,電壓表V1測R兩端的電壓,電壓表V2測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測電路中的電流。串聯電路總電阻等于各部分電阻之和,當滑片位于a點時,滑動變阻器接入電路中的電阻最小,此時電路的總電阻最小,根據歐姆定律可知電路中的電流最大,由圖乙可知,兩電壓表的示數均為6V,電流表的示數為0.6A,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電源的電壓:U=UR+Ua=6V+6V=12V,滑片在a點時滑動變阻器的阻值:Ra===10Ω。故答案為:12;10。5.在如圖所示的電路中,電源電壓U保持不變。R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,而且Rab=Rbc=Rcd。閉合開關S,移動滑片P至b點時,電壓表示數為1V;移動滑片P至d點時,電壓表示數為2V。求移動滑片P至c點時,電壓表的示數。【答案】電壓表示數為1.6V。【解答】解:(1)移動滑片P至b點時,變阻器電阻絲ab部分與R1串聯,電壓表測ab部分的電壓,電壓表示數為1V;(2)移動滑片P至d點時,變阻器電阻絲ad部分與R1串聯,電壓表測ad部分的電壓,電壓表示數為2V;(3)移動滑片P至c點時,變阻器電阻絲ac部分與R1串聯,電壓表測ac部分的電壓,設Rab=Rbc=Rcd=R0,在(1)中,由電阻的串聯及歐姆定律可得,電路中的電流:I1=,由歐姆定律的變形公式可得電壓表的示數:U1=I1R0=×R0=1V﹣﹣①;同理,在(2)中,電壓表的示數:U2=×3R0=2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;在(3)中,電壓表示數:U3=×2R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;②除以①并整理得:R1=3R0﹣﹣﹣﹣﹣④,將④代入①有:×R0=1V,解得電源電壓:U=4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤,將④⑤代入③得:U3=×2R0=×2R0==1.6V。答:電壓表示數為1.6V。21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com)中小學教育資源及組卷應用平臺13 歐姆定律【課程標準】歐姆定律:①解釋歐姆定律的內容和數學表達式;②應用歐姆定律解決簡單的電學問題(不超過兩個電阻的電路)用電壓表和電流表測導體的電阻:①說明伏安法測電阻的實驗原理;②繪制伏安法測電阻的電路圖③應用電壓表和電流表測導體的電阻;④收集和整理實驗數據得出實驗結論串聯電路和并聯電路:①概述串聯電路的電流和電壓的特點;②概述并聯電路的電流和電壓的特點【思維導圖】(知識●逐點夯實……必備知識系統梳理基礎重落實……復習自修)歐姆定律1.內容:通過導體中的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。2.表達式:I=U/R,公式變形:,。電阻是導體的一種特性,不會因為電壓、電流的改變而改變,因此電阻不與電壓成正比,不與電流成反比。使用歐姆定律的注意事項1.同體性:即同一段導體或同一電路上的I、U、R。2.同時性:即同一時間,也就是電路在同一狀態下的I、U、R。3.統一性:即單位要統一,I、U、R的國際單位分別為安、伏和歐。伏安法測電阻原理:R=U/I。減少誤差的方法:多次測量取平均值。伏安法測電阻的電路圖:1、電路連接:連接電路時開關斷開;閉合開關前,滑動變阻器的滑片移到阻值最大處;滑動變阻器接線一上一下。2、通過調節滑動變阻器,測得多組U、I的值,根據公式求出對應的R,再求平均值作為待測電阻的阻值。3、收集和整理實驗數據得出實驗結論歐姆定律在串并聯電路中的應用分類 串聯電路 并聯電路電路圖電流 特點 串聯電路中各處電流相等 并聯電路的干路總電流等于各支路電流之和電壓 特點 串聯電路兩端的總電壓等于各電阻兩端電壓之和 并聯電路中,各支路兩端的電壓相等,且都等于電源電壓電阻 特點 串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和; 若有n個相同的電阻R0串聯,則總電阻為; 把幾個導體串聯起來相當于增大了導體的長度,所以總電阻比任何一個串聯分電阻都大。 并聯電阻中總電阻的倒數,等于各并聯電路的倒數之和; 若只有兩個電阻R1和R2并聯,則總電阻R總=; 若有n個相同的電阻R0并聯,則總電阻為; 把幾個電阻并聯起來相當于增加了導體的橫截面積,所以并聯總電阻比每一個并聯分電阻都小。分配 特點 串聯電路中,電壓的分配與電阻成正比 并聯電路中,電流的分配與電阻成反比電路 作用 分壓(…) 分流(…)1.動態電路動態電路:在電路中,由于某一部分電路或某一用電器發生改變時,會引起電路或電路中電阻、電流、電壓和電功率的變化,這就是動態電路。2.多開關型電路(1)電路中含有多個開關,由于開關的斷開和閉合情況不同,會得出不同的電路(2)分析方法:開關閉合相當于導線(注意可能會出現短路現象),開關斷開可直接擦掉,再判斷電路的情況2.傳感器型電路(1)當電路中接有熱敏電阻、氣敏電阻和光敏電阻時,由于環境條件發生改變,引起電阻值改變(2)分析方法:先根據電阻值和環境條件的關系判斷電阻值如何變化,再根據歐姆定律和電功率等知識判斷其他電學物理量的變化情況3.滑動變阻器型(1)電路中接有滑動變阻器,由于滑片的移動引起電路中其他物理量變化(2)先判斷電路是串聯或并聯電路(電壓表相當于斷路可擦掉,電流表相當于導線,被短路的電路可擦掉)(3)當滑動變阻器串聯在路中,電源電壓不變,若滑動變阻器阻值變大,電路總電阻變大,根據歐姆定律得電路中電流變小,滑動變阻器兩端電壓變大,其他用電器兩端電壓變小,根據P=UI得電路總功率變小,根據P=I2R得其他用電器電功率減小(4)當滑動變阻器和用電器并聯在電路中,電源電壓不變,若滑動變阻器阻值變大,不影響另一條支路的電流、電阻、電壓和電功率,滑動變阻器所在支路電阻變大,根據歐姆定律得該支路中電流變小,干路電流變小,根據P=UI得電路總功率變小。(5)滑動變阻器和一個定值電阻串聯在電路中,電源電壓不變,定值電阻阻值( U定值電阻兩端電壓變化量, I通過定值電阻電流的變化量)電路極值和取值范圍電路極值和取值范圍是電學中重要的內容,是歐姆定律和電功率的綜合應用,通過對電路極值和取值范圍的講解,要求考生能夠熟練地判斷電路;能夠正確判斷電壓表和電流表的位置并能熟練分析電路中各個物理量的變化情況;能夠正確分析出在電路安全的前提下物理量取得最大值和最小值的條件。1.求滑動變阻器的取值范圍(1)先判斷電路是串聯或并聯電路,在判斷電流表和電壓表的位置(2)當滑動變阻器電阻變小,一般電路中的電流變大,即在保證電路安全的前提下電路中電流最大,滑動變阻器電阻最小(3)當滑動變阻器電阻變大時,滑動變阻器兩端電壓變大,即在保證電路安全的前提下滑動變阻器兩端電壓最大,滑動變阻器電阻最大(課堂●分類突破……精選考點典例研析技法重悟通……考點演練)題型一 歐姆定律表達式[典例1](2023 綏化)由I=變形可得R=,以下理解正確的是( ?。?br/>A.導體的電阻跟它兩端的電壓成正比B.導體的電阻跟通過它的電流成反比C.當導體兩端的電壓為0時,導體的電阻為0D.導體的電阻是導體本身的一種性質,跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關【對點訓練1】(2023 陳倉區一模)導體兩端的電壓是6V,通過它的電流是0.3A,該導體的電阻是 Ω,若流過該導體的電流為零,則導體的電阻是 Ω;若將導體的長度拉長到原來的兩倍,則導體電阻 (選填“增大”“減小”或“不變”)。題型二 歐姆定律的圖像問題[典例2]如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開關時,滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數U與電流表示數I的變化關系如圖乙所示,下列說法正確的是( ?。?br/> A.電源電壓是3VB.定值電阻R的阻值是60ΩC.若定值電阻R接觸不良時,電流表示數為0,電壓表示數為9VD.滑動變阻器的阻值范圍是0~18Ω【對點訓練2】甲圖所示的電路中,滑動變阻器的滑片P從a端移到b端,定值電阻兩端的電壓隨滑動變阻器阻值變化的圖像如乙圖所示,電源電壓___________V;___________Ω;當時,電路中的電流為___________A。 題型三 歐姆定律的相關計算[典例3](2023 廬江縣三模)如圖所示,電源電壓恒定,R2=4Ω,當S1、S2均合上時,電流表示數為1.5A;當S1合上、S2斷開時,電流表示數為0.6A,則R1的阻值為 Ω。【對點訓練3】如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為10Ω,閉合開關S,電流表A1的示數為0.3A,電流表A2的示數為0.2A,求:(1)電路總電流;(2)電源電壓U;(3)電阻R2的阻值。題型四 動態電路分析[典例4](2023 龍華區二模)小龍設計了一種煙霧報警器的電路圖,如圖所示。R0為定值電阻,R為光敏電阻,其阻值隨光照強度的增大而減小。當電路所在區域煙霧濃度增大到一定程度時,電壓表指針偏轉到某個位置觸發報警裝置(圖中未畫出),開始報警。下列說法正確的是( )A.煙霧濃度增大時,電流表的示數增大B.煙霧濃度增大時,電壓表的示數增大C.要使報警器在煙霧濃度較小時就開始報警,應增大R0的阻值D.要使報警器在煙霧濃度較小時就開始報警,應減小電源電壓【對點訓練4】(2023 廣東二模)如圖甲為空氣中致癌物質甲醛的檢測電路,電源電壓恒定不變,R1為定值電阻,R2為氣敏電阻,其阻值隨甲醛濃度變化的關系圖像如圖乙所示。則閉合開關S后,下列說法正確的是( )A.甲醛濃度減小時,電流表示數變大、電壓表示數變大B.甲醛濃度減小時,電流表示數變小、電壓表示數變小C.甲醛濃度增大時,電流表示數變小、電壓表示數變小D.甲醛濃度增大時,電流表示數變大、電壓表示數變小題型五 電路故障判斷[典例5](2023 獲嘉縣二模)如圖甲所示電路,電源電壓恒定不變,閉合開關,電流表指針幾乎不偏轉,電壓表指針大幅度偏轉,則電路的故障可能是滑動變阻器處 。排除故障后,把滑動變阻器的滑片從a端移動到b端的過程中,兩電表的示數變化如圖乙所示,綜合以上信息可知此電路電源的電壓為 V;若該電路以最大電功率工作10s,將消耗電能 J。【對點訓練5】(2023春 夏津縣期末)小明同學用“伏安法”測額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻,實驗電路如圖甲所示。(1)閉合開關前,應將滑片P移到滑動變阻器的最 ?。ㄌ睢白蟆被颉坝摇保┒耍?br/>(2)閉合開關,發現小燈泡不發光,電壓表無示數,電流表有示數,則電路故障可能是小燈泡 (填“斷路”或“短路”);(3)排除故障后,繼續進行實驗,并將實驗數據記錄在表格中,在第5次實驗時電流表的示數如圖乙所示,為 A。此時小燈泡的電阻約為 Ω(計算結果保留一位小數);次數 1 2 3 4 5電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5電流I/A 0.18 0.30 0.38 0.44(4)小明分別求出不同電壓下小燈泡的電阻,然后將計算的平均值作為小燈泡的電阻,同組的小華認為他的這種做法不合理,請你幫小華說明理由: 。題型六 歐姆定律的比值問題[典例6](2023 樂山模擬)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關后,兩電壓表的示數之比為2:3,則此時燈L1、L2的電阻之比R1:R2為( )A.2:1 B.1:2 C.3:2 D.2:3【對點訓練6】(2023春 龍口市期中)如圖所示的電路中,電源電壓不變,定值電阻R1、R2阻值不變,甲、乙兩電表可能同是電流表,也可能同是電壓表。閉合開關S時,甲、乙兩電表的示數之比為3:2,然后將甲、乙兩電表換成另一種電表,斷開S,則下列判斷中正確的是( ?。?br/>A.前者甲、乙均為電壓表,后者均為電流表,R1:R2=1:2,且后者甲、乙兩電表示數之比為3:1B.前者甲、乙均為電流表,后者均為電壓表,R1:R2=2:3,且后者甲、乙兩電表示數之比為3:1C.前者甲、乙均為電壓表,后者均為電流表,R1:R2=1:2,且后者甲、乙兩電表示數之比為1:3D.前者甲、乙均為電流表,后者均為電壓表,R1:R2=2:1,且后者甲、乙兩電表示數之比為3:1題型七 范圍、極值計算篇[典例7]如圖所示,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V,電阻R0=30Ω,電路兩端電壓恒為U,U=24V,當滑動變阻器連入電路的電阻太小時,電路中電流會超過電流表量程;當滑動變阻器連入電路太大時,滑動變阻器兩端電壓會超過電壓表量程。求:在不超過電表量程的情況下,滑動變阻器連入電路的電阻的變化范圍。【對點訓練7】如圖所示,電源電壓保持不變,R1=10Ω,當滑動變阻器滑片P位于a端時,電流表示數為0.2A,電壓表示數為4V.求:(1)滑動變阻器的最大阻值;(2)電源電壓;(3)滑片P滑到ab中點時電流表的示數.題型八實驗 伏安法測電阻[典例8]在“伏安法測電阻”的實驗課中,老師提供了以下器材:幾節干電池、3個已知阻值的電阻RL(5歐、8歐、12歐)、1只最大阻值為10歐的滑動變阻器、被測電阻,2個開關,電壓表和電流表各1只、導線若干。實驗前老師啟發同學們,為了使測定的電阻值更精確,采用多次測量取平均值的方法。甲、乙、丙、丁四個小組分別設計了以下可測電阻Rx的四個方案(如下圖),每個方案只變化一種元件或改變狀態,且四個組的變化都不相同,并都順利完成了實驗。依據實驗方案回答:(1)實驗中測得下表所示數據,該方案是 小組的;次數 科學量 1 2 3電壓/V 1.5 3.0 4.5電流/A 0.10 0.20 0.31(2)為達到多次測量電流和電壓值的目的,乙小組在實驗中操作時需要更換 ??;(3)上述四個實驗方案最佳的是 小組。【對點訓練8】(2023 南崗區校級開學)在階段復習時,老師為同學們設計了“歐姆定律”這章的實驗知識清單,小羅同學在對比“測量未知電阻”和“研究小燈泡電阻”這兩個實驗時,她的下列說法中不正確的是( ?。?br/>A.這兩個實驗的原理相同B.這兩個實驗用到的測量工具相同C.這兩個實驗多次測量目的不相同D.這兩個實驗收集的證據進行分析處理的方法相同(課時●過關檢測……關鍵能力分層施練素養重提升……課后練習)1.(2023 泗水縣四模)如圖在探究電流跟電阻關系的實驗中,滑動變阻器的規格為“30Ω 0.5A”,定值電阻為5Ω、10Ω、15Ω,實驗數據見下表。下列關于實驗的幾種說法中正確的是( )實驗次數 電阻R/Ω 電流I/A1 5 0.32 10 0.153 15 0.10①上述3次實驗中,都是調節滑動變阻器使電壓表的示數為1.5V②要順利完成這3次實驗,電源電壓不能超過4.5V③如果只有6V電源,要順利完成3次實驗則定值電阻兩端的電壓不能低于2V④用該實驗器材只能探究電流與電壓和電阻的關系A.① B.①② C.①②③ D.①②③④2.(2023 涼州區二模)根據歐姆定律公式I=,可變形得到公式R=,下列說法正確的是( ?。?br/>A.導體電阻的大小跟導體兩端的電壓成正比B.導體電阻的大小跟導體中的電流成反比C.當導體兩端的電壓為零時,導體的電阻也為零D.導體電阻的大小跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關3.(2023 黃石港區校級模擬)如圖甲所示的電路,電源電壓保持不變,滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣,閉合開關S,調節滑動變阻器的滑片,使其從最右端向左滑到a點時,小燈泡恰好正常發光;在圖乙中繪制出電流表與兩電壓表示數關系的圖象;下列說法中正確的是( )A.滑片在a點時R的電阻為2.5ΩB.滑片在a點時,滑動變阻器與小燈泡的電壓之比為5:1C.小燈泡的額定電壓為10VD.滑動變阻器的最大電阻為15Ω4.(2023春 高郵市月考)如圖是電學中比較重要的電路圖,利用此電路圖可以完成初中電學的多個實驗。若電源電壓保持不變,不可忽略溫度對燈絲電阻的影響,閉合開關S,下列說法正確的是( )A.若探究電流與電阻關系,定值電阻R由5Ω換成10Ω后,為完成實驗,應將滑片右移B.若將定值電阻R換成小燈泡,可以探究電流與電壓的關系C.若要測量定值電阻R的值,可移動滑片記錄多組數據,算出多個電阻值求其平均值,可以減小誤差D.上述三個實驗中,滑動變阻器的作用相同,都是改變電阻兩端的電壓和通過的電流5.(2023 武漢模擬)某同學利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,電源電壓為3V,小燈泡標有“2.5V”的字樣,他記錄的實驗數據如表所示,其中有一次記錄的電流表示數是錯誤的。關于該實驗,下列說法正確的是( )實驗次數 1 2 3 4 5電壓/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5電流/A 0.10 0.14 0.16 0.24 0.28電阻/Ω①第3次實驗記錄的電流表示數是錯誤的;②多次實驗的目的是為了尋找普遍規律;③5次實驗中小燈泡正常發光時的電阻最?。?br/>④第1次實驗中,滑動變阻器接入的阻值為25Ω。A.①②③④ B.只有①②④ C.只有②④ D.只有①②6.(2023 駐馬店模擬)如圖,電源電壓保持不變,S1和S2是兩個可以同時斷開或閉合的聯動開關,已知R1=10Ω,當兩個開關同時斷開時,電流表的示數為0.4A,當兩個開關同時閉合時,電流表的示數為1.5A,此時通過R2的電流為0.5A,則電源電壓為 V,R2的阻值 Ω,R3的阻值為 Ω。7.(2023 九龍坡區校級模擬)意大利科學家 首先用實驗測定了大氣壓的值。德國科學家 經過大量實驗研究歸納出導體中的電流與電壓、電阻的關系。8.一根粗細均勻約1m長的導線電阻是4Ω,若在中點截斷成為兩根導線,每根導線的電阻是 Ω,再將這兩根導線擰成一股新導線,則新導線的電阻是 Ω。9.(2023 安徽模擬)如圖,將三個電阻R1、R2、R3按照甲、乙兩種不同的連接方式分別接到同一電源兩端,已知R1=R2=R3,則甲、乙兩圖中通過R1的電流之比為 。10.(2023 樂山)如圖所示是兩個電阻的電流隨電壓變化的關系圖像,由圖中信息可推斷R1 R2(選填“大于”“等于”或者“小于”)。將它們并聯后接入電路,通過R1、R2兩個電阻的電流分別為I1、I2,則I1:I2= 。11.(2023 惠山區三模)小紅設計了如圖所示的實驗電路,測電阻Rx的阻值,圖中R為電阻箱:①開關接a,調節電阻箱和滑動變阻器滑片至適當位置,使電流表示數為I,記下電阻箱示數R1;②開關接b,保持滑動變阻器滑片位置不變,調節電阻箱使電流表示數仍為I,記下電阻箱示數R2;則Rx= ?。ㄓ盟鶞y物理量符號表示);若開關接b時,滑動變阻器滑片不小心向左移動了少許,測出的待測電阻值將 ?。ㄟx填“偏大”或“偏小”)。12.(2023 牡丹江)【精準測量,交流評估】在伏安法測電阻的實驗中,老師為每組同學提供的器材有:干電池(3節)、開關、導線、電流表、電壓表、阻值未知的定值電阻、滑動變阻器。小紅的方案如圖甲所示。(1)小紅通過改變電池節數的方法,改變待測電阻兩端的電壓。讀出電壓表和電流表的示數,記錄在表1中。第3次實驗電流表的示數如圖乙所示,讀數為 A。實驗次數 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值/Ω1 0.8 0.04 20 20.42 1.3 0.06 21.73 2.0 0.10 204 2.5 0.12 20.85 3.5 0.18 19.4表1 表2實驗次數 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值/Ω1 1.3 0.06 21.7 20.82 2.5 0.12 20.83. 4.0小明的方案如圖丙所示。(2)小明通過調節滑動變阻器的滑片,多次改變待測電阻兩端的電壓。連接好電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應調節到 。(3)閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,讀出電壓表和電流表的示數,記錄在表2中。根據數據,在圖丁中畫出圖象。(4)分析圖象表明,電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成 。(5)你認為 的方案合理,理由是 。13.(2023春 潛山市期末)如圖所示電路中,R1=30Ω,R2=60Ω,閉合開關S后,電流表的示數為0.1A。求:(1)電路的總電阻;(2)電源電壓。14.(2023 花山區校級二模)實際測量中使用的大量程電流表和電壓表都是由小量程電流表改裝而成。某同學設計了如圖甲所示的電路,圖中S是單刀雙擲開關,G是靈敏電流表,滿偏電流(即小量程電流表允許通過的最大電流)為Ig=30mA,內阻為Rg=100Ω,R1、R2都是定值電阻。當S接a時,A、B間相當于一個大量程的電流表,如圖乙所示:當S接b時,A、C間相當于一個大量程的電壓表,如圖丙所示。試求:(1)電流表G的滿偏電壓(允許的最大電壓)是多大?(2)當圖乙中改裝后電流表的量程是6A,電流表的電阻RA是多大?(3)若圖中R2=1900Ω,則圖丙中改裝后電壓表的量程是多大?15.(2023 岱岳區一模)某物理興趣小組利用下列裝置來測量物體M的密度,其部分結構如圖甲所示。電源電壓恒定,R0為10Ω的定值電阻,滑動變阻器R的阻值隨彈簧的拉力F變化關系如圖乙,T為容器的閥門。現將物體M懸掛于P點放入容器中,保持靜止狀態,打開閥門T,隨著水緩慢注入容器,電壓表示數U隨容器中水的深度h變化關系如圖丙中的實線所示。當水面深度到達h1時,電流表示數為0.4A(彈簧電阻忽略不計,物體M不吸水),求:(1)電源電壓和物體M所受的重力;(2)當物體M完全浸沒時所受的浮力;(3)物體M的密度。1.(2023 襄陽自主招生)如圖所示的電路中,若ab為輸入端,接入電壓為20V,AB為輸出端,并把總阻值為R的滑動變阻器的滑片置于變阻器的中央,則以下說法錯誤的是( )A.不接負載時輸出電壓UAB=10VB.當AB間接上阻值也為R的負載時,輸出電壓UAB<10VC.AB間接負載阻值越大,UAB越接近10VD.AB間接負載的阻值很大時,UAB可能大于10V2.如圖電源電壓恒定,R1=12Ω,R2=18Ω,R3是定值電阻。閉合開關S1,單刀雙擲開關S2接a時電流表的示數為0.8A,接b時電流表的示數可能為( ?。?br/>A.0.3 A B.0.4A C.0.5 A D.0.6 A3.如圖所示電路中,已知R1=2Ω,R3=5Ω,R2=R4,電壓表讀數U1=2.4V,U2=4V,則電阻R2為( ?。?br/>A.10Ω B.8Ω C.6Ω D.4Ω4.(2023 渝北區校級自主招生)如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,兩個電壓表的量程都是0~15V,電流表的量程是0~0.6A。閉合開關,滑動變阻器的滑片從最右端移動到a點的過程中,電路中的電流與兩個電壓表示數的關系如圖乙所示,則電源電壓為 V,滑片在a點時滑動變阻器連入電路中的阻值為 Ω。5.在如圖所示的電路中,電源電壓U保持不變。R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,而且Rab=Rbc=Rcd。閉合開關S,移動滑片P至b點時,電壓表示數為1V;移動滑片P至d點時,電壓表示數為2V。求移動滑片P至c點時,電壓表的示數。21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源列表 【備考2024】浙江省科學中考一輪復習學案:13歐姆定律(原卷版).doc 【備考2024】浙江省科學中考一輪復習學案:13歐姆定律(解析版).doc 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫