专题21 欧姆定律

专题 21 欧姆定律 考点一 电流与电压、电阻的关系 1 在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成 正比 ； 在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 反比 。 2 在研究电流与电压、电阻的关系时，运用的是控制变量法，即：在研 究电流与电压的关系时，应控制 电阻 不变，使 电压 发生变化；在研究电流与电阻的关系时，应控制 电压 不变，使 电阻 发生变化。 考点二 欧姆定律 1 内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成 正比 ，跟导体的电阻成 反比 。公式： I UR 。 2 电阻串联时相当于增加了导体的 长度 ，因此总电阻比任何一个串联电阻都 大 。 电阻并联时相当于增大了导体的 横截面积 ，因此总电阻比任何一个并联电阻都 小 。 3 串联电路分压：在串联电路中各电阻分得的电压与它们的电阻成 正比 ，表达式：U1U2R1R2； 并联电路分流：在并联电路中各支路分得的电流与它们的电阻成 反比 ，表达式：I1I2R2R1。 考点三 串、并联电路的特点 电 流 电 压 电 阻 分配规律 串联电路 I I1I2 U U1 U2 R R1 R2 分压： U1U2R1R2 电 流 电 压 电 阻 分配规律 并联 电路 I I1I2 U U1 U2 1R1R11R2 分流： I1I2R2R1 考点四 伏安法测电阻 1 原理： R UI 。 2 实验器材：电源、开关、 电流表 、 电压表 、待测电阻 ( 小灯泡 ) 、导线若干。 3 电路图 ( 如图所示 ) 4 实验注意事项： ( 1 ) 连接电路时开关一定要 断开 ； ( 2 ) 闭合开关前，滑动变阻器的滑片一定要置于 阻值最大 处。 5 滑动变阻器的作用： ( 1 ) 改变电路中的电流大小；( 2 ) 保护电路。 例 1 (2013绍兴 )探究 “ 电压保持不变时 ， 电流与电阻的关系 ” 的实验 。 (1)请根据电路图 ， 用笔画线代替导线完成图乙的实物连接 。 次数 1 2 3 电阻 R / 5 10 20 电流 I /A 0 . 4 0 . 2 0 . 1 ( 2 ) 实验中，控制 定值电阻两端电压为 2 V 。先用 5 电阻实验，将数据记录在表中。改用 1 0 电阻继续实验，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应注视_ _ _ _ ( 填序号 ) 。 A 滑动变阻器的滑片 B 电压表示数 C 电流表示数 ( 3 ) 根据实验得到的表中三组数据，可得出的结论是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 解析： 本题考查研究电流与电阻的关系及分析实验数据得出结论的能力 。 (1)读电路图 ， 应将滑动变阻器的 C或D端接电阻 R的右边接线柱； (2)实验中应控制 R两端的电压为 2 V， 改变电阻后 ， 移动滑动变阻器时 ， 眼睛应注视电压表的示数为 2 V时 ， 停止移动滑片； (3)读表中的数据 ， 发现 IR 2 V， 即当导体两端的电压一定时 ， 导体中的电流与导体的电阻成反比 。 答案： (1)如图所示 (2)B (3)电压不变时 ， 电流与电阻成反比 现有下列器材：蓄电池 (6 V)、 电流表(0 0.6 A,0 3 A)、 电压表 (0 3 V, 0 15 V)、 定值电阻(若干 )、 开关 、 滑动变阻器和导线 ， 要利用这些器材探究 “ 电压不变时 ， 电流与电阻的关系 ” 。 要求： (1)请根据图甲将图乙中未完成的电路连接起来 。 (2)实验中多次换用不同阻值的定值电阻 ， 并调节滑动变阻器的滑片 ， 使电压表示数保持不变 ， 读出对应于不同阻值的电流表示数 ， 并记于表格中 ， 请你利用表格中的数据 ， 在坐标纸上画出导体中的电流随电阻变化的图象 。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电阻R/ 5 10 15 20 25 30 电流 I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 0.1 (3)在做完第一次实验后 ， 接下来的操作是：断开开关 ，将 5 的定值电阻更换为 10 的定值电阻 ， 再将滑动变阻器的滑片滑到 _端 (选填 “ A”或 “ B”)， 然后闭合开关 ， 移动滑片 ， 使电压表示数为 _V时 ， 读出电流表的示数 。 (4)为完成整个实验 ， 应该选取哪种规格的滑动变阻器( ) A 50 1.0 A B 50 0.5 A C 20 1.0 A D 20 0.5 A 答案： (1)电路连接如图所示 (2)电流随电阻变化的图象如图所示 (3)A 3 (4)A 例 2 ( 2 0 1 3 衢州 ) 如图所示， R1 1 0 ，电流表示数为 0 . 5 A ，电源电压为 1 0 V 。下列叙述不正确的是( ) A R1与 R2并联 B R2阻值为 2 0 C R1两端电压为 1 0 V D 电流表 的示数为 1 . 0 A 解析： 由电路图可知， R1、 R2并联，电流表 测干路电流，电流表 测 R2支路的电流，故 A 正确；并联电路中各支路两端的电压相等，所以 U1 U2 U 10 V ，故 C 正确；由 I UR得 R2UI210 V0.5 A 2 0 ， I1UR110 V10 1 A ，故 B 正确；并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表 的示数 I I1 I2 1 A 0. 5 A 1.5 A ，故 D 不正确。 答案： D 如图所示是一个环境温度监控电路原理图 。电源电压不变 ， R0为定值电阻 ， R是用半导体材料制成的热敏电阻 ， 其电阻值会随温度的升高而变小 。 若环境温度升高 ， 闭合开关 S。 则 ( ) A 热敏电阻 R的阻值变大 B 电压表的示数变大 C 通过电阻 R的电流变小 D 电阻 R两端电压变大 答案： B 例 3 (2013丽水 )某实验小组做 “ 测定一组电阻 R1、 R2、R3的阻值 ” 的实验 ， 电路图如图甲所示 。 已知电阻 R1约为 2 ， 电阻 R2约为 5 ， 电阻 R3约为 20 。 该实验供选用的器材有： A 电源 (电压恒为 9 V) B 电流表 (量程 0 0.6 A) C 电压表 (量程 0 3 V) D 开关 、 导线若干 E 滑动变阻器 (最大电阻 10 ， 额定电流 1.5 A) F 滑动变阻器 (最大电阻 20 ， 额定电流 1.5 A) G 滑动变阻器 (最大电阻 60 ， 额定电流 0.6 A) H 滑动变阻器 (最大电阻 70 ， 额定电流 0.1 A) (1)为了测定 R1、 R2、 R3的阻值，实验中应选用的滑动变阻器是 _(填字母编号 )。 (2)根据实验电路图 ， 请用笔画线当导线完成实物图乙的连接 。 (3)某次实验中 ， 实验操作正确 ， 电流表的示数和电压表的示数如图丙所示 ， 则电阻两端的电压为_V， 电阻的阻值为 _。 解析： ( 1 ) 已知电源电压为 9 V ，电压表的量程为 0 3 V ，所以要串联一个滑动变阻器来限流分压。且至少要分 6 V 的电压，是电阻两端最大电压的 2 倍，所以滑动变阻器的最小电阻应为电阻的 2 倍。因为电阻 R3约为 20 欧，所以滑动变阻器的最大阻值至少为 4 0 。所以应选 G 或 H ， 但 H 允许通过的最大电流太小，所以只能选 G 。 ( 2 ) 根据图示将电压表并联在电阻两端，注意其量程和正负接线柱的接法，滑动变阻器已接了下面一个接线柱，所以还需接上面任意一个接线柱。 ( 3 ) 由图知，电流表的量程为 0 0 . 6 A ，分度值为 0 . 0 2 A ，所以其示数为0 . 4 A ，电压表的量程为 0 3 V ，分度值为 0 . 1 V ，所以其示数为 2 V 。 R UI2 V0 . 4 A 5 。 答案： (1)G (2)如图所示 (3)2 5 小娟利用下图所示的器材测量小灯泡的电阻 ， 已知小灯泡的额定电压为 2.5 V。 (1)请用笔画线代替导线将电压表正确接入电路 。 (2)闭合开关前 ， 滑动变阻器的滑片应调到 _(选填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )端 。 电路连接正确后闭合开关 。 小娟发现小灯泡不亮 ， 电压表无示数 。 电流表有示数 ， 移动变阻器的滑片时 ， 电流表的示数会变化 ， 则故障原因可能是小灯泡 _(选填 “ 断路 ” 或 “ 短路 ” )。 (3)故障排除后 ， 小娟根据测得的数据绘制了小灯泡的电流随电压变化的图象 (如图所示 )， 由图象可知 ， 小灯泡正常工作时的电阻是 _。 当小灯泡两端的电压为 1 V时 ， 小灯泡的电阻是 _。 进一步分析图象可以发现小灯泡的电阻不断变化 ， 这是因为灯丝的电阻随温度的升高而 _(选填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ” )。 答案： (1)如图所示 (2)左 短路 (3)8.33 5 增大 专题训练 21 一 、 选择题 (每小题 4分 ， 共 32分 ) 1 (2013台州 )最先研究电流与电压 、 电阻并得出三者之间关系的科学家是 ( ) A 欧姆 B 伽利略 C 牛顿 D 奥斯特 答案： A 2 在 “ 探究电流与电压关系 ” 的实验中 ， 分别用 R1、R2两个电阻进行探究 ， 并根据各自的实验数据绘制出如图所示的 U I关系图象 ， 从图中可以看出 R1与 R2的大小关系是 ( ) A R1 R2 B R1 R2 C R1 R2 D 无法确定 解析： 当电压一定时 ， 电流与电阻成反比 ， 即电流越大其电阻越小 ， 电流越小其电阻越大 。 从题图中可知 ， 电压相同时 ， 通过 R2的电流大于通过 R1的电流 ， 所以 R2R1， A正确 ， B、 C、 D错误 。 答案： A 3. (2013德州 )2013年 5月，德州市教育局利用如图所示的 “ 坐位体前屈测试仪 ” 对初中毕业生进行了身体柔韧性测试。测试者向前推动滑块，滑块被推动的距离越大，仪器的示数就越大。 吴月同学设计了如图所示的四种电路 ， 其中滑动变阻器的滑片向右滑动时 ， 电表示数增大的电路是 ( ) 解析： A选项中，滑动变阻器的滑片向右滑动时，流过滑动变阻器的电流减小，电路中的总电流减小，电流表测总电流，故电流表示数减小， A选项错误； B选项中 ， 电流表测量定值电阻的电流 ， 滑动变阻器的滑片向右滑动时 ， 流过定值电阻的电流不变 ， 故电流表示数不变 ， B选项错误； C选项中 ， 电压表测量总电压 ，即电源电压 ， 故滑动变阻器的滑片向右滑动时 ， 电压表示数不变 ， C选项错误； D选项中 ， 滑动变阻器与定值电阻串联 ， 电压表测滑动变阻器的电压 ， 当滑动变阻器的滑片向右滑动时 ， 滑动变阻器接入电路中的阻值增大 ，其两端的电压增大 ， 故电压表示数增大 ， D选项正确 。 答案： D 4 (2013南充 )如图所示的电路中 ， 电源电压恒定 ， R1为定值电阻 ， 闭合开关 S， 滑动变阻器 R2的滑片 P由 b端移到 a端的过程中 、 下列说法正确的是 ( ) A 电压表和电流表的示数都变大 B 电压表和电流表的示数都变小 C 电压表的示数变大 ， 电流表的示数变小 D 电压表的示数变小 ， 电流表的示数变大 解析： 由题图可知，电阻 R1和电阻 R2串联，电压表测量的是电阻 R1两端的电压。闭合开关 S 后，当滑动变阻器的滑片 P 由 b 端向 a 端移动时，变阻器接入的电阻减小，电路中的总电阻减小。因电源电压恒定，由欧姆定律 I UR得，电路中的电流变大，电流表的示数变大；因电路中的电流变大，由 U IR 可知，电阻 R1两端的电压变大，电压表的示数变大。故选 A 。 答案： A 5 (2013安徽 )酒驾易造成交通事故 ， 利用图示的电路可以检测司机是否酒驾 。 图中的 R1为定值电阻 ， R2是一个 “ 气敏传感器 ” ， 它的电阻值会随着其周围酒精蒸气的浓度增大而减小 。 检测时 ， 喝了酒的司机对着气敏传感器吹气 ， 则 ( ) A 电路的总电阻减小 ， 电流表的示数减小 B 电路的总电阻减小 ， 电流表的示数增大 C 电路的总电阻增大 ， 电流表的示数增大 D 电路的总电阻增大 ， 电流表的示数减小 解析： 由电路图可知定值电阻与传感器的电阻串联 ， 电流表测量电路中的电流；如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大 ， 则酒精气体传感器 R2的电阻越小 ， 总电阻变小 ，根据欧姆定律可知电路中电流变大 ， 电流表的示数增大 。故选 B。 答案： B 6 如图是体育测试中某种握力计的原理图 ， 其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起 ， R0为保护电阻 ， 握力大小可通过电压表示数来显示 。 手握紧 MN时 ， 握力越大电压表的示数越大 。