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1、第1 5講歐姆定律(一) 考 點 一 考 點 二 圖 解 物 理考點一歐姆定律1.在電阻一定時,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比。2.在電壓一定時,導體中的電流跟這段導體的電阻成反比。3.歐姆定律(1)內(nèi)容:導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。(2)表達式:_,其中I、U、R表示的三個物理量分別是電流、電壓、電阻,單位分別為安培、伏特、歐姆。 考 點 一 考 點 二 圖 解 物 理 特 別 提 示 (1)使用歐姆定律時,I、U和R一定是同一導體在某一時刻的電流、電壓和電阻即存在同一性和同時性。(2)不能說“導體的電阻與導體兩端的電壓成正比,與導體中的電流成反比”,因為
2、導體的電阻是導體本身的一種屬性,取決于導體的材料、長度、橫截面積和溫度。 考 點 一 考 點 二 圖 解 物 理考點二串、并聯(lián)電路電流、電壓和電阻的規(guī)律 考 點 一 考 點 二 圖 解 物 理 考 點 一 考 點 二 圖 解 物 理 考 點 一 考 點 二 圖 解 物 理 考 法 1 考 法 2 考 法 3考法1對歐姆定律的理解典 題 1(2018內(nèi)蒙古呼和浩特)早在19世紀20年代,德國物理學家歐姆就對導體中的電流與導體兩端電壓的關系進行了大量的實驗研究,發(fā)現(xiàn)對于大多數(shù)導體而言,導體中電流跟導體兩端電壓成正比,并于1827年在動電電路的數(shù)學研究一書中,把他的實驗規(guī)律總結(jié)成如下公式:S=E(S
3、表示導體中的電流;E表示導體兩電壓;表示導體對電流的傳導率,簡稱電導率)。關于這一規(guī)律,下列說法正確的是()A.對于不同的導體,給它們兩端加相同的電壓,通過的電流與導體的電導率成反比B.對于不同的導體,如果通過的電流相同,電壓與導體的電導率成正比C.電導率反映的是導體對電流的導通作用 D.電導率的大小是由加在導體兩端電壓與通過導體的電流決定的 考 法 1 考 法 2 考 法 3答 案 :C解 析 :由題知,導體中的電流S與導體兩電壓E成正比,即S=E,表示電導率;由S=E可知,在電壓相同時,通過的電流與導體的電導率成正比,故A錯誤;電壓是形成電流的原因,所以電壓與導體的電導率無關,故B錯誤;電
4、壓E一定時,通過的電流S與電導率成正比,所以電導率反映的是導體對電流的導通能力,故C正確;電導率是導體對電流的傳導率,電導率是導體本身的一種性質(zhì),與加在導體兩端電壓與通過導體的電流無關,故D錯誤。方法歸納 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;導體電阻是導體本身的一種屬性,與電壓和電流無關;本題是對歐姆定律研究歷史和實驗規(guī)律的認識和理解,理解歐姆定律并能結(jié)合實驗規(guī)律的公式是關鍵。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對應練1下列關于電流、電壓、電阻的關系說法正確的是( D)A.電壓大的電路中電流一定大B.電阻大的電路中電流一定小C.導體中的電流與電壓、電阻無關D.導體中的電阻與
5、電流、電壓無關解 析 : 只有在電阻一定時,電壓大的電路中電流才一定大,故A錯誤;只有在電壓一定時,電阻大的電路中電流才一定小,故B錯誤;導體中的電流與電壓、電阻都有關系,故C錯誤;導體電阻由導體材料、長度、橫截面積決定,與導體的電壓與電流無關,故D正確。 考 法 1 考 法 2 考 法 3 解 析 : 公式 只說明導體電阻的大小是導體兩端的電壓與通過導體的電流大小的比值,電阻的大小與它兩端的電壓和通過的電流無關,當電壓發(fā)生變化時,電流也隨之發(fā)生變化,但電阻不變;當電壓為0時,電阻大小不變。所以A、B、D不符合題意,C符合題意。 考 法 1 考 法 2 考 法 3考法2U-I圖象典 題 2(2
6、018黑龍江)兩個電路元件A和B中的電流與其兩端電壓的關系如圖所示?，F(xiàn)將元件A和B并聯(lián)接入電路中,則元件A與B的電壓之比為,電流之比為。 考 法 1 考 法 2 考 法 3思 路 導 引將元件A和B并聯(lián)接入電路中,它們兩端的電壓相等,則元件A與B的電壓之比為1 1;由圖象可知,A和B的圖象為正比例函數(shù),兩元件為定值電阻,當RA RB=1 2,則電流之比IA IB=2 1。審 通讀題干,知道這是一道利用圖象比較電阻大小的題目。析 1.比較電阻大小在U-I圖象中可借助圖象的斜率進行判斷;也可利用圖象上某點對應的橫縱坐標進行計算判斷。2.當兩電阻并聯(lián)在同一電路上時,通過各支路電流的大小仍通過圖象上對
7、應的點即可求得。判 U A UB=1 1,RA RB=1 2,故IA IB=2 1答 案 :1 12 1 考 法 1 考 法 2 考 法 3方法歸納 圖象研究物理問題直觀簡潔,是常用的方法。需要注意的地方:縱坐標和橫坐標的物理意義、交點、截距等,在伏安特性曲線中還要清楚電阻的串并聯(lián)關系。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對應練3(2018江蘇淮安)如圖甲所示是電阻R和燈泡L的I-U圖象。由圖可知,電阻R的阻值是10 。將電阻R和燈泡L接在圖乙電路中,S閉合,電流表示數(shù)為0.3 A,則電源電壓為4 V。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對應練4如圖所示,甲圖是燈泡L和定值電阻R的I-U關系圖
8、象。將L和R先后以乙圖和丙圖兩種方式接在同一電源上,若乙圖中U1 U2=m,丙圖中I1 I2=n,則下列判斷中正確的是( B)A.m=n B.mnC.mn D.mn=1 考 法 1 考 法 2 考 法 3 考 法 1 考 法 2 考 法 3考法3歐姆定律的計算典 題 3在如圖所示的電路中,電阻R1=8 ,R2=10 ,電源電壓及定值電阻R的阻值未知。當開關S接位置1時,電流表示數(shù)為0.2 A。當開關S接位置2時,電流表示數(shù)的可能值在 A到 A之間。 答 案 :0.160.2 考 法 1 考 法 2 考 法 3解 析 :當開關接位置1時,由歐姆定律得:U=0.2(R1+R),當開關接位置2時,由
9、歐姆定律得:U=I(R2+R),因電壓值不變,故可得:0.2 A(8 +R)=I(10 +R),因R未知,故R可能為從0到無窮大的任意值,當R=0時,I=0.2 A-0.04 A=0.16 A,當R取無窮大時,I無限接近于0.2 A。故電流值可以 從0.16 A到0.2 A。 考 法 1 考 法 2 考 法 3方 法 歸 納根據(jù)歐姆定律列方程求電源電壓和定值電阻的阻值,是解決串并聯(lián)電路最為常見的形式,尤其是在串聯(lián)電路上,可以說是必考題型,同學一定要掌握,并能熟練運用才對。利用串、并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的公式進行有關計算的解題方法是(1)根據(jù)題意畫出電路圖,看清電路的組成(串聯(lián)還是并聯(lián));(2
10、)明確題目給出的已知條件與未知條件,并在電路圖上標明;(3)針對電路特點依據(jù)歐姆定律進行分析;(4)列式解答。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對 應 練 5如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,R1=20 。閉合開關S,移動滑動變阻器R2的滑片P到中點c時,電流表的示數(shù)為0.4 A;移動滑片P到最左端a時,電流表的示數(shù)為0.3 A,則電源電壓和滑動變阻器的最大阻值分別為(B)A.6 V20 B.12 V20 C.6 V30 D.12 V30 考 法 1 考 法 2 考 法 3對 應 練 6如圖所示,電源電壓為4.5 V,電流表量程為“03 V”,電流表量程為“00.6 A”,滑動變阻器R規(guī)格
11、為“10 1 A”,小燈泡L標有“2.5 V1.25 W”(燈絲電阻不變),在保證小燈泡L電流不超過額定電流的情況下,移動滑動變阻器的滑片,下列說法中正確的是(B)小燈泡L的額定電流是0.6 A滑動變阻器R連入電路的阻值變化范圍是410 電壓表示數(shù)變化范圍是03 V電流表示數(shù)變化范圍是0.30.5 A。A.只有不正確B.只有不正確C.只有正確D.只有不正確 命 題 點命題點探究電流與電壓電阻的關系實驗目的及原理:探究電流與電壓、電阻的關系。實驗器材:定值電阻、電流表、電壓表、電源、開關、導線、滑動變阻器探究一:電阻一定時,電流與電壓的關系實驗內(nèi)容與步驟:1.按圖連接電路,連接時開關斷開,滑動變
12、阻器調(diào)到最大值(如圖) 命 題 點 命 題 點 22.閉合開關調(diào)節(jié)滑動變阻器,使R兩端電壓為1 V、1.5 V、2 V,觀察電流表的讀數(shù),填表。3.實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理:4.結(jié)論:電阻一定,電流與電壓成正比。5.圖象: 命 題 點 命 題 點 2探究二:電壓一定,探究電流與電阻的關系實驗內(nèi)容與步驟:1.按電路圖連接電路,連接時開關斷開,變阻器調(diào)到最大值(如圖)2.保持電壓U=2 V不變,更換電阻,使電阻分別為10 、20 、30 ,觀察電流表的讀數(shù),填表。 命 題 點 命 題 點 23.實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理:4.結(jié)論:電壓一定,電流與電阻成反比。5.圖象: 命 題 點 命 題 點 2典 題 1某實
13、驗小組利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關系。實驗用到三只阻值分別為5 、10 、20 的定值電阻,蓄電池(電壓為6 V且保持不變)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關各一個,導線若干。 命 題 點 命 題 點 2(1)將實物圖連接完整,并在方框內(nèi)畫出實驗的電路圖;(2)連好電路后閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),電路的故障可能是。 (3)排除電路故障后閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為2 V,讀出并記下電流值為0.4 A;再將5 的電阻改接成10 的電阻,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于2 V,于是他下一步的操作是:將滑動變阻器的滑片向(選填“A”或“B”)移動,目的是,并記下電流值
14、。 (4)再改接20 的電阻,重復上述實驗。得到電流I與電阻R的關系圖象如圖乙所示,由此可得到的結(jié)論是。 (5)如利用上述器材研究電流與電壓的關系,應控制保持不變,改變。 命 題 點 命 題 點 2答 案 :(1)見解析圖(2)電阻R斷路(3)A;保持定值電阻兩端的電壓不變(4)在電壓一定時,導體中的電流與電阻成反比(5)電阻;電壓 命 題 點 命 題 點 2解 析 :(1)將滑動變阻器與電阻串聯(lián),滑動變阻器已接了下面一個接線柱,可再接上面任意一個接線柱;電壓表與電阻并聯(lián),如圖所示: 命 題 點 命 題 點 2電路圖如圖所示:(2)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路;(3)
15、排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為2 V,讀出并記下電流值;再將5 的電阻改接成10 的電阻,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于2 V,要想保持電壓不變,應增大滑動變阻器的阻值,將滑片向A端滑動;(4)圖乙是反比例函數(shù)圖象,由圖象知,電流和電阻的乘積為定值,可以知道電壓不變,導體中的電流與導體的電阻成反比; (5)研究電流與電壓的關系,應控制電阻保持不變,改變電壓。 命 題 點 命 題 點 2方法歸納 (1)將滑動變阻器與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián);根據(jù)電路圖畫出實物圖,注意連接順序和方式與電路圖一致;(2)電流表無示數(shù),則電路斷路,電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路斷路;(3)探究電流與電阻
16、之間的關系,應保持電阻兩端的電壓不變,若要減小電阻兩端的電壓,應增大滑動變阻器的阻值;(4)要探究電流與電壓的關系,應改變電壓,控制電阻不變。此類題目雖然涉及的知識點較多,但都是基礎知識,只要我們掌握好,也不難解決此類問題。 命 題 點 命 題 點 2典 題 2(2018浙江金華)用如圖所示的電路圖研究“電流與電阻的關系”,電流表量程為“00.6 A”,電壓表量程為“03 V”,滑動變阻器的規(guī)格為“50 1 A”,電源電壓3 V恒定不變,在AB間分別接入阻值不同的電阻R,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持2 V不變,讀出電流表示數(shù)并記錄。 命 題 點 命 題 點 2(1)分析表中數(shù)據(jù),可得
17、出的實驗結(jié)論是;(2)為了使實驗結(jié)論更可靠,控制AB間電壓2 V不變,再多測幾組數(shù)據(jù),AB間允許接入電阻R的取值范圍是。 答 案 :(1)電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比(2)3.33100 命 題 點 命 題 點 2解 析 :(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)知:電流與電阻的乘積都為2 V,故可以得出:電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比;(2)因電流表的量程為00.6 A,滑動變阻器允許通過的最大電流為1 A,所以,為了保證電路的安全,電路中的最大電流為0.6 A,此時定值電阻和滑動變阻器接入電路中的電阻都最小,根據(jù)歐姆定律可 命 題 點 命 題 點 2方法歸納 電路中電流最大時定值電阻和
18、滑動變阻器接入電路中的電阻都最小,根據(jù)歐姆定律求出電路中的定值電阻的最小值;滑動變阻器的最大電阻為50 ,當滑動變阻器的電阻最大時,定值電阻阻值也最大,根據(jù)歐姆定律求出此時電路中的電流,根據(jù) 算出定值電阻的最大值。 1 21.(2017甘肅天水)如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,R1=10 。閉合開關S,移動滑動變阻器R2的滑片P到最右端b時,電流表的示數(shù)為0.6 A;移動滑片P到最左端a時,電流表的示數(shù)為0.2 A。則電源電壓和滑動變阻器的最大阻值分別為(A)A.6 V20 B.12 V20 C.6 V10 D.12 V10 解 析 : 滑片P在b端時,滑動變阻器接入電路阻值為0,R 1兩
19、端電壓即為電路總電壓,U總=U1=I1R1=10 0.6 A=6 V,R總 1 22.(2017甘肅蘭州)如圖甲所示,電阻R1的阻值為20 ,滑動變阻器R2上標有“50 2 A”的字樣,當滑動變阻器的滑片P移至a端時,閉合開關S,電流表的示數(shù)為0.3 A。(1)求電源電壓U;(2)若將一只電壓表并聯(lián)接入該電路(A和B)、(B和C)或(A和C)中的某一部分電路兩端,調(diào)節(jié)滑動變阻器R 2的滑片P,使電壓表的指針指在圖乙所示的位置,請指出電壓表所有可能連接的位置,并求出滑動變阻器R2對應的電阻值。答 案 :(1)6 V(2)若電壓表接在AB端,R2等于40 若接在BC端,R2等于10 1 2解 析 :(1)由題意知,滑動變阻器滑片滑到a端時,接入電路的阻值為零,電路中只有R1,所以電源電壓就等于R1兩端電壓,U電源=IR=0.3 A20 =6 V(2)電源電壓為6 V,而電壓表示數(shù)為2 V,故電壓表應接的是03 V量程,且不可能接在AC端。若電壓表接在AB端時,電路中的電流
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