专题17 欧姆定律 （原卷版）

专题17欧姆定律【思维导图】【知识点回顾】知识点一、电阻上的电流跟两端电压的关系当电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。当电压一定时，导体的电流跟导体的电阻成反比。知识点二、欧姆定律及其应用1、欧姆定律内容：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。（德国物理学家欧姆）公式：I=eq\f(U,R)R=eq\f(U,I)U=IRU——电压——伏特（V）；R——电阻——欧姆（Ω）；I——电流——安培（A）使用欧姆定律时需注意：R=eq\f(U,I)不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度，其大小跟导体的电流和电压无关。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。2、电阻的串联和并联电路规律的比较串联电路并联电路电流特点串联电路中各处电流相等并联电路的干路总电流等于各支路电流之和电压特点串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和并联电路中，各支路两端的电压相等，且都等于电源电压电阻特点串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和；若有n个相同的电阻R0串联，则总电阻为；把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和；若只有两个电阻R1和R2并联，则总电阻R总=eq\f(R1R2,R1+R2)；若有n个相同的电阻R0并联，则总电阻为；分配特点串联电路中，电压的分配与电阻成正比eq\f(U1,U2)=eq\f(R1,R2)并联电路中，电流的分配与电阻成反比eq\f(I1,I2)=eq\f(R2,R1)电路作用分压分流*电路（串联、并联）中某个电阻阻值增大，则总电阻随着增大；某个电阻阻值减小，则总电阻随着减小。知识点三、电阻的测量伏安法测量小灯泡的电阻【实验原理】R=eq\f(U,I)【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。【实验电路】【实验步骤】

①按电路图连接实物。②检查无误后闭合开关，使小灯泡发光，记录电压表和电流表的示数，代入公式R=eq\f(U,I)算出小灯泡的电阻。

③移动滑动变阻器滑片P的位置，多测几组电压和电流值，根据R=eq\f(U,I)，计算出每次的电阻值，并求出电阻的平均值。

【实验表格】次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω平均值R/Ω123【注意事项】

①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大；②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程；滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路。【例题精析】（2022•攀枝花）交通法规规定，驾驶员不系安全带属交通违法行为。某汽车上设置的“安全带指示灯”电路由电源、指示灯L、保护电阻R、开关S1、S2组成。开关S1为常开开关，即座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合，否则断开；开关S2为常闭开关，即当驾驶员系好安全带时开关S2断开，否则闭合。当驾驶员坐在座椅上未系安全带时指示灯L亮起，提醒驾驶员系好安全带，驾驶员系好安全带时指示灯L熄灭。下列最符合上述要求的电路图是（）A． B． C． D．（2022•辽宁）如图所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向右移动。下列说法正确的是（）A．小灯泡变亮 B．电压表V1的示数变大 C．电压表V2与电流表A2示数的乘积变小 D．电压表V1与电流表A1示数之比不变（2022•金昌）如图所示，电源电压不变，电阻R2＝4Ω，闭合开关，小明在实验过程中仅记录了三只电表的示数，分别为1、4、5，但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值，下列判断正确的是（）A．4V2Ω B．5V1Ω C．4V1Ω D．2V2Ω（2022•梧州）如图为自动测定油箱内油量的装置原理图，电源电压为36V，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的，且表的最大量程对应油箱最大油量，当油箱内的油面在最高或最低位置时，滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端，当油面达到最低位置时，反映油量的电表示数为最大量程的16A．R0阻值为60Ω B．滑动变阻器的阻值变化范围为0～300Ω C．当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数为21V D．当滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为0.17A（2022•营口）某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻，R1为光敏电阻，当有光照射光敏电阻时其阻值变小。激光被遮挡一次，计数器会自动计数一次（计数器可视为电压表）。闭合开关，激光被遮挡瞬间，下列说法正确的是（）A．电阻R1的阻值变小 B．通过R2的电流变大 C．电阻R1两端的电压变大 D．电阻R2两端的电压变大（2022•宁夏）如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，下列说法正确的是（）A．光敏电阻R的阻值减小 B．电流表的示数增大 C．电压表的示数增大 D．电路中消耗的总功率增大（2022•广西）在“探究电流与电压的关系”实验中，采用图象法得到如图所示的I﹣U图象，由图可知，电阻R一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是（）A．成正比R＝10Ω B．成正比R＝1Ω C．成反比R＝10Ω D．成反比R＝1Ω（2022•青岛）小明做“探究电流和电阻的关系”的实验，所用电源电压为3V，三个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω2A”。（1）图甲是小明连接的部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。（2）先用5Ω的定值电阻进行实验，将滑动变阻器的滑片P移至阻值最处，闭合开关，调节滑片P到合适位置，记录电压表和电流表的示数，其中电流表示数如图乙所示，电流大小为A。（3）将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、20Ω继续探究，均应将滑片P向移动，使电压表示数仍为V，并记录数据。（4）分析实验数据得出结论，图丙中能正确反映电流和电阻关系的图象是。（2022•攀枝花）为测量某定值电阻Rx的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路图，并进行了实验。（1）请根据实验电路图，用笔画线代替导线将图乙的实物连线图补充完整。（2）为不损坏电路元件，在闭合开关S前，调节滑动变阻器，让通过电流表的电流最（选填“大”或“小”）。（3）闭合开关S，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的读数，其中某次测量数据如图丙所示，此次电压表读数为V。（4）根据实验数据，该小组作出了电压U随电流I的变化图像，如图丁所示，根据图像，可得电阻Rx＝Ω。（2022•潍坊）小明利用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值，电源电压保持3V不变，滑动变阻器铭牌标有“30Ω2A”字样，Rx的阻值约为10Ω。（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变大）。（2）闭合开关，两电表均无示数；将电压表改接在变阻器两端时，两电表均无示数；将电压表改接在开关两端时，电压表有示数，电流表无示数。则电路故障是。（3）排除故障后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为2.7V，电流表示数如图乙所示，则未知电阻Rx＝Ω。（4）小明利用图甲电路测量另一未知电阻R'x，将R'x正确接入电路，但发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，电压表示数接近3V，经判断得知R'x阻值较大，利用该电路无法测出R'x阻值。小明查阅资料获知，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻，且阻值较大，于是他找了一个2kΩ的定值电阻R0，设计了如图丙所示电路，电源电压恒为3V。闭合开关S，并进行了如下操作：①S1接1时，记录电压表示数为2.5V；②S1接2时，记录电压表示数为2V；③计算待测电阻R'x＝Ω。（2022•铜仁市）你知道串联、并联电路的特点吗？请观察如图所示的电路：已知电源电压恒定，电阻R1＝10Ω，R3＝30Ω。当开关S1、S2断开，S闭合，电流表的示数为0.3A；当开关S、S1、S2均闭合，电流表的示数变化数值为0.2A。求：（1）电源电压；（2）设电路中有两个电阻被烧坏，只有一个电阻处于工作状态，且电流表示数不为零，请你分析并计算电路中电流的大小。（2022•滨州）如图甲、乙是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中，测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V，电压表量程0～3V，电流表量程0～0.6A，滑动变阻器R1标有“15Ω1A”，滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.5Ω，定值电阻R2＝20Ω。求：（1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数。（2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，此时电压表的示数。（3）若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片P移动到最右端，则选取R2时，其阻值不能小于多少？（2022•贺州）贺州市水利资源丰富，小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水位的原理图。电源电压U＝3V，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R长20cm，最大阻值20Ω。且滑动变阻器的阻值随滑片P从最上端C位置移动到最下端D位置的过程中均匀变化（滑片P移动过程中摩擦不计）。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB，其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉力的关系如图乙所示（不计弹簧质量，连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长）。求（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB受到的浮力大小；（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中，弹簧伸长了多少cm？（3）闭合开关S后，当水面在物体AB上表面时，滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C位置，水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数是多少？（2022•济宁）长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发射，搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前，检验飞船舱体的气密性至关重要。某兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中，设计了如图所示的电路，模拟检验飞船舱体的气密性。若密闭容器不漏气，则密闭容器与真空室中的气压不发生变化；若密闭容器漏气，则密闭容器中的气压减小，真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105Pa，电源电压U＝12V，定值电阻R0＝18Ω；R1和R2是两个相同的压敏电阻，其阻值随环境气压的变化如表中所示。环境气压/（×105Pa）00.20.40.60.81.0压敏电阻阻值/Ω362212632按要求回答下列问题：（1）当开关S接a时，若电压表的示数为10.8V，请通过计算判断密闭容器是否漏气；（2）若密闭容器漏气，开关S接b时，电流表的示数为0.3A，求此时真空室中的环境气压。【习题巩固】一．选择题（共7小题）1．（2022•合肥三模）如图所示电路，电源电压为4.5V保持不变，当开关S闭合后，只有一个灯泡发光且电压表的示数等于电源电压，产生这一现象的原因可能是（）A．灯泡L1处断路 B．灯泡L2处断路 C．灯泡L1处短路 D．灯泡L2处短路2．（2022•广陵区二模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动至中点的过程中（）A．灯泡的亮度不变 B．电流表的示数不变 C．电压表的示数变小 D．电路的总功率变小3．（2022•前进区校级三模）科学研究中常用图像来表示两个量（x，y）之间的关系，以便研究的问题变得直观明了。下列两个量之间的关系不符合如图所示的是（）A．物体所受重力与质量的关系 B．物质密度与质量的关系 C．做匀速直线运动的物体，路程与时间的关系 D．电阻一定，导体中的电流与该导体两端电压的关系4．（2022•沂源县二模）如图甲所示的实物电路中，当开关闭合时，两灯泡均发光，两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示。则（）A．两灯泡是串联的 B．通过灯L2的电流为1.5A C．灯L1比灯L2更亮一些 D．灯L1和L2的电阻之比是5：15．（2022•赤峰二模）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3伏，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是（）①该同学研究的是电流和电压的关系②实验中电压表的示数保持2.5伏不变③滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω④将Rx从5Ω换成10Ω后，应立即记录电流表的示数A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．只有②④6．（2022•黑龙江二模）R1、R2是两个阻值不同的定值电阻。将它们串联起来接入电路，如图甲所示，闭合开关后，测得两个电阻两端的电压关系为U1＞U2；若将它们并联起来接入电路，如图乙所示，则闭合开关后，通过两个电阻的电流大小关系为（）A．I1＝I2 B．I1＞I2 C．I1＜I2 D．无法确定7．（2022•遂宁模拟）如图所示电路，闭合开关S后，若甲、乙两表是电压表，示数之比是5：4，若将甲、乙两表都替换为电流表，并断开开关S，则甲、乙两表的示数之比为（）A．1：5 B．1：1 C．5：4 D．4：5二．实验探究题（共4小题）8．（2022•青岛模拟）小明在“测量小灯泡正常工作时的电阻”实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V。现有器材：电源（电压为6V，保持不变），电流表，电压表，开关、不同规格的滑动变阻器若干，导线若干。请完成下列问题。（1）某同学连接成了如图甲所示的电路，该电路中存在一处连接错误，只要改接一根导线就可以使电路连接正确，请你把接错的那一根导线找出来打上×，再用笔画线代替导线画出正确的连接；（2）改正连线错误后，闭合开关前，变阻器滑片P移至（选填“左端”或“右端”），闭合开关后电压表示数如图乙所示，若想测量出小灯泡额定电压下的电阻，应该进行的操作是；（3）改正后，闭合开关，若变阻器片P至某处时，电压表示数又如图乙所示，若想小灯泡正常发光，应将变阻器滑片P向端（填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的正常发光时的电阻是Ω（保留小数点后两位）。9．（2022•广陵区二模）小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器R'的规格是“50Ω1A”，阻值为10Ω的电阻一个，满足测量需求的电流表、电压表各一个。实验次序1234U/V5.06.07.08.0I/A0.610.700.79（1）小明根据图甲所示的电路图连接好电路后，闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路中存在的故障可能是；（2）排除故障后，闭合开关S，通过调节滑动变阻器滑片P，测出电阻两端施加不同电压时对应电流值，并记录（如表所示）。第1次实验时电流表的读数如图乙所示，则此时通过电阻的电流为A。分析这些数据，可以得出结论：在电阻一定的情况下，过导体的电流和导体两端的电压成。（3）若将定值电阻换成小灯泡来完成上述实验，你认为此实验方案可行吗？，你的理由是。10．（2022•东湖区校级模拟）【实验名称】探究电流与电压的关系。【实验器材】电压恒为4.5V的电源，电流表、电压表、开关、滑动变阻器（15Ω1A）各一个，三个阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻，导线若干。【设计并进行实验】（1）如图所示是电路的实物连接图，连接电路时，开关处于状态；实验次数123电压U/V1.52.02.5电流I/A0.30.40.5（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至（选填“A”或“B”）端；（3）电路连接正确后闭合开关，移动滑片P，发现电压表始终无示数，电流表有示数，其故障原因可能是：，或者；【实验数据】排除故障后在正确操作下，进行了测量，并将实验数据记录在表格中；【实验结论】根据表中数据，可以得出的实验结论是：；【实验拓展】（1）做完上表的第3次实验后，接着探究电流和电阻的关系，此时应保持滑片位置不变，断开开开关，将5Ω定值电阻换成10Ω的电阻，再闭合开关，为使电压表的示数仍为2.5V，应向（选填“A”或“B”）端调节滑动变阻器的滑片；（2）接着用25Ω的定值电阻代替原来的10Ω电阻进行实验，他发现无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为2.5V，为了解决问题，你的建议是。（写出一种即可）11．（2022•蒲城县一模）在“伏安法测电阻”的实验中：（1）图甲中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线在图中补画出正确的连线。（2）电路连接正确后，闭合开关，移动滑片P，发现电压表始终无示数，电流表有示数，则电路故障可能是电阻R（选填“短路”或“断路”）。（3）排除故障后，移动滑片P，当电压表示数为1.3V时，电流表的示数如图乙所示，其示数为A。则待测电阻R＝Ω。若要将电压表的示数调到2.0V，需将滑片P向（选填“左”或“右”）移动。（4）利用图甲所示实验电路，还可以完成的实验是。（5）实验结束后某同学不用电压表也测出了Rx的阻值，电路如图丙所示，电源电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R0，测量步骤如下：①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数I1；②再将滑动变阻器的滑片P移到b端，记录电流表示数I2；③待测电阻的表达式：Rx＝（用R0、I1、I2表示）。三．计算题（共5小题）12．（2022•合肥三模）如图所示，把两个定值电阻R1、R2并联接入电压恒定的电路中，闭合开关，通过干路的电流为I。（1）请你利用所学知识分析推导通过电阻R1的电流I1=R2（2）如果R1、R2的阻值分别是5Ω和10Ω，通过干路中的电流为0.9A，则通过R1的电流是多少？13．（2022•亳州二模）如图所示电路，电源电压保持不变，忽略小灯泡电阻随温度的变化。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器最右端时，电压表示数为