（人教版）2021年新高二物理暑假讲义-第十五讲 欧姆定律

【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程(人教版)

第十五讲欧姆定律

【基础知识梳理】

知识点一、电动势

1.电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，在电池中是非静电力指化学作用，它使化

学能转化为电势能，在发电机中非静电力是指电磁作用，它使机械能转化为电势能。

2.电动势

(1)定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值.

W

⑵公式：E=一.(注意不要与电场强度E混淆)

q

(3)单位:伏特，用符号“V”表示.

(4)物理意义：电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势大，表示电源的转化本

领大.

(5)方向：电动势是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极.

(6)特点：电动势是电源的属性，大小完全由电源本身决定，与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关,

对于电池来说，电动势跟电池的体积无关。如1号、5号、7号等干电池电动势均为1.5V。

⑺电动势与电势差的比较

电势差电动势

表示电场力做功，将电能转化为其他形式的能表示非静电力做功，将其他形式的能转化为电

意义

的本领大小能的本领大小

UAB=—,数值上等于将单位电荷量的正电荷从E=-,数值上等于将单位电荷量的正电荷从电

定义qq

导体一端移到另一端电场力所做的功源负极移到正极非静电力所做的功

单位伏特(V)伏特(V)

联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电压值

知识点二、闭合电路欧姆定律及其能量分析

1.电源的内阻：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻，内阻与电动势

为电源的两个重要参数，内阻用符号r表示。

2.闭合电路欧姆定律

①内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，这个结论叫做闭合

电路欧姆定律。

E

②公式：1=4

③适用范围：外电路为纯电阻的电路。

④其它几种表示形式

几种形式说明

⑴E=U+U内

RR

(1)1=丁和U=HE只适用于外电路为纯电

R+rR-rr

/、E阻的闭合电路

(2)I—pi

R+r(2)由于电源的电动势E和内电阻r不受R变化

F

的影响，从1=再:不难看出，随着R的增加，

⑶U=E—Ir(U、I间关系)电路中电流I减小

(3)U=E-Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合

(4)U-„,E(U、R间关系)电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路

R+r

知识点三、路端电压与负载的关系

1.路端电压与电流的关系

(1)公式:U=E—Ir.

(2)图象(U-I图象)，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻.

2.路端电压随外电阻的变化规律

(1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U增大，当R增大到无限大(断路)时，1=0,U=E,即断路

时的路端电压等于电源电动势.

E

(2)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小，当R减小到零时，1=-，U=0.

r

知识点四、闭合电路的动态分析

电路的动态变化是指由于断开或闭合开关、移动滑动变阻器的滑片等，引起电路中各物理量的变化。

(2)动态分析的思路：“局部一整体一局部”，

即：

I减小|

----\U局.

(3)一个结论：“串反并同”

①“串反”是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;

某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大.

②“并同”是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;

某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.

【模型考点剖析】

一、电动势

1.静电力和非静电力

(1)静电力是带电体之间通过电场相互作用的力，非静电力是指除静电力外能对电荷移动起作用的力.

(2)非静电力的来源

①在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能.

②在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能.

2.静电力与非静电力做功的比较

(1)非静电力只存在于电源内部，因此非静电力只在电源内部对电荷做功.通过非静电力做功将其他形式的

能转化为电能.

(2)静电力存在于整个闭合电路上，所以在电路中任何部位静电力都要做功.静电力做功将电能转化为其他

形式的能.

3.电动势

(1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，即非静电力移送相同电荷量

的电荷做功越多，则电动势越大.

(2)公式£=/是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，不

同种类的电源电动势大小不同.

(3)电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.

二、闭合电路的欧姆定律

1.内、外电路中的电势变化

如图所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极,

沿电流方向电势升高.

外电路

2.闭合电路欧姆定律的几种表达形式

E

（1）/=帚、E=1R+Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.

（2）U^=E-lr,E=U外+U内适用于任意的闭合电路.

三、路端电压与负载的关系

E

1.路端电压与负载的关系：U=E-U^=E-^r,随着外电阻增大，路端电压增大；当外电路开路时（外

电阻无穷大），路端电压。=邑这也提供了一种粗测电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势.

2.路端电压与电流的关系：U=E-Ir.

3.电源的U-/图像：如图所示是一条倾斜的直线，图像中U轴截距E表示电源电动势，/轴截距/o等于

短路电流（纵、横坐标都从零开始），斜率的绝对值表示电源的内阻.

【真题分项演练】

一、单选题

1.（2009•天津高考真题）为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑

片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光.由电流表和电压表得到的多组读数描绘

出的U-/图象应是

【答案】c

【分析】

根据电路中电阻的变化，确定电压与电流变化，并考虑温度对电阻的影响，运用U-I图象含义分析判断.

【解析】

当滑动变阻器在最左端时，灯泡连端电压为0,滑动变阻器逐渐向右移动，小灯泡的亮度逐渐变亮，直到正

常发光.随着小灯泡两端电压的升高，电流也在升高，但是，小灯泡灯丝的电阻随着温度的升高而增大，

在图像上各点切线斜率应越来越大.故c正确

【考点】

探究小灯泡的伏安特性曲线

【点睛】

考查闭合电路中动态变化问题的分析，需要注意的是灯泡的电阻随着电压的升高而增大；

2.（2017・上海高考真题）将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测得相应的电流、电压值如图所示.其

中阻值最接近的两个电阻是（）

a•d•

•b•c

A.。和。B.。和dC.。和cD.c和d

【答案】A

【解析】

根据欧姆定律可得：/?=y,即该点与原点连线的斜率等于该电阻值，由图像可知，a和b阻值接近相等,

故选A.

点睛：此题关键是知道U-I线的斜率等于电阻，根据该点与原点连线的斜率可判断阻值的关系.

3.（2021•全国高考真题）某同学用图（〃）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：

小灯泡（额定电压2.5V,额定电流0.3A）

电压表（量程300mV,内阻300。）

电流表（量程300mA,内阻0.27C）

定值电阻Ro

滑动变阻器岛（阻值0-20C）

电阻箱用(最大阻值9999.9Q)

电源E(电动势6V,内阻不计)

开关S、导线若干。

完成下列填空：

Ro

图(a)

(1)有3个阻值分别为10。、20。、30c的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I

曲线，R)应选取阻值为。的定值电阻；

(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的(填%”或?”)端；

(3)在流过电流表的电流较小时，将电阻箱后的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电

流表的示数U、/,结果如图(b)所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为C

(保留1位有效数字)；

7/mA

图(b)

(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知，应将&的阻值调整为

C。然后调节滑动变阻器吊，测得数据如下表所示：

U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0

//mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0

(5)由图⑹和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻(填“增大”“减小”或“不

变”);

(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA,可得此时小灯泡电功率Wi=W

(保留2位有效数字)；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为帆，则寸=_______(保留

叱

至整数)。

【答案】10a0.72700增大0.07410

【解析】

(1)[I]因为小灯泡额定电压2.5V,电动势6V,则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻

分担的电压

U=6V—2.5V=3.5V

则需要描绘小灯泡在0~300mA的伏安特性曲线，即描应选取阻值为10Q：

(2)⑵为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的〃端；

(3)⑶由图可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV,则小灯泡的电阻为

(4)[4]由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时，有

宠2+Rv

%=2700Q

(5)[5]由图")和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中，变大，则灯丝的电阻增大;

(6)⑹根据表格可知当电流为160mA时，电压表的示数为46mA,根据(4)的分析可知此时小灯泡两端

电压为0.46V,则此时小灯泡电功率

W)=0.46Vx0.16AR.074W

⑺同理可知当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡两端电压为2.5V,此时小灯泡电功率

W2=2.5VXO.3A=O.75W

故有

叫_0.75

=10

~0.074

4.（2017•浙江高考真题）做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，要求采用分压电路，电流表外接.小王的

连接如图甲所示，闭合开关S前请老师检查，老师指出图中标示的①、②两根连线有一处错误，错误连线

是（填"①”或"②）图中标示的③、④和⑤三根连线有一处错误，错误连线是（填“③”“④”

或“⑤”）.小王正确连线后，闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片C移到处（填"A”或"B”）.闭合开

关S,此时电压表读数为V,缓慢移动滑片C至某一位置时，电流表指针如图乙所示，电流表的示数为

________A.

甲乙

【答案】①④A00.32

【解析】

本实验的等效电路图如下：

应该采用分压式、外接法，所以①、④两根导线有问题.

实验开始时为了保证实验仪器的正常使用，需要将C拨到最左端，即A处，开关闭合后，电压表读数为0V.

电流表的量程应为0.6A,图乙中电流表的读数为0.32A（不需要估读）.

5.（2020♦江苏高考真题）某同学描绘一种电子元件的/-。关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，

V为电压表，

mA为电流表，E为电源（电动势约6V）,R为滑动变阻器（最大阻值20Q），凡为定值电阻，S为开关。

(1)请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整.

(2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表:

电压U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750

电流//mA0.000.100.250.601.704.307.50

请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的/-U图线

//mA

O0.10.20.30.40.50.60.70.8

(3)根据作出的/-U图线可知，该元件是(选填“线性”或“非线性”)元件。

(4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻凡,会导致的两个后果是

A.电压和电流的测量误差增大

B.可能因电流过大烧坏待测元件

C.滑动变阻器允许的调节范围变小

D.待测元件两端电压的可调节范围变小

1/ink

非线性元件BC

【解析】

a)[i]根据题意连接电路如图

电压表

(2)⑵根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接各点如图

(3)[3]根据图像可知该元件是非线性元件。

(4)[4]AB./-U图线上某点与原点连线的斜率为,，根据元件的特性可知，当电压超过一定数值时，电流

R

会急剧增大，所以电阻会急剧减小，若用导线代替R。，电流急剧增大，可能会烧坏待测元件，对电流表和

电压表的测量误差无影响，A错误，B正确；

CD.根据图像可知待测元件的电压范围小于IV,而电源电动势为6V,因为待测元件两端电压非常小，如

果用导线代替R。，会导致滑动变阻器的调节范围变得非常小，难以调节，C正确，D错误。

故选BCo

6.(2020•全国高考真题)某同学要研究一小灯泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性。所用器材有：电流表

Ai（量程200mA,内阻&i=10.0C）,电流表A2（量程500mA,内阻七2=1.0。）、定值电阻Ro（阻值

Ro=lO.OC）、滑动变阻器品（最大阻值1（）C）、电源E（电动势4.5V,内阻很小）、开关S和若干导线。

该同学设计的电路如图（a）所示。

（1）根据图（a）,在图（b）的实物图中画出连线

L

图(a)图(b)

（2）若/|、/2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用八、/2、Rsi和Ro写出：小灯泡两端的电压U=,

流过小灯泡的电流/=o为保证小灯泡的安全，/1不能超过mA.

（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取

相应的力和/2。所得实验数据在下表中给出。

Zi/mA325585125144173

/2/mA171229299379424470

根据实验数据可算得，当/i=173mA时，灯丝电阻R=C（保留1位小数）。

（4）如果用另一个电阻替代定值电阻Ro,其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值

不能小于。（保留1位小数）.

【答案】/1(41+&)A-Aiso11.68.0

s

【解析】

(1)根据电路图连接实物图如图所示

(2)①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表Ai和私的总电压，故根据欧姆定律有

u=1a)

②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为

/=1

③因为小灯泡的额定电压为3.6V,故根据题目中已知数据带入①中可知A不能超过180mA；

(3)根据表中数据可知当/i=173mA时，/2=470mA；根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为

U=3.46V；流过小灯泡的电流为/=297mA=0.297A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为

(4)要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V,而电流表A,不能超过其量程200mA,

此时结合①有

3.6=0.2?(10用)

解得&=8。，即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于8。。

7.(2019•浙江高考真题)小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率的电路.

a

P9^8^6

（1）在实验过程中，调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零，其原因是的一导线没有连

接好（图中用数字标记的小圆点表示接线点，空格中请填写图中的数字，如“7点至8点”）；

（2）正确连好电路，闭合开关，调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时，电流表的指针如图所示，

则电流为A,此时小灯泡的功率为W

0.20.4

（3）做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.OOV时通过小灯泡的电流，但在草稿纸上记录了下

列数据，你认为最有可能的是—

A.O.O8AB.0.12AC.0.20A

【答案】1点至4点0.300.75C

【解析】

（1）在实验过程中，调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零，其原因是1点至4点的导线

没有连接好，滑动变阻器相当于接成了限流电路；

（2）由表盘刻度可知，电流表读数为O.3OA；则灯泡的额定功率：P=lU=O.3Ox2.5W=O.75W；

cU2.51.00

（3）若灯泡电阻不变，则=7==一厂，解得h=0」2A,考虑到灯泡电阻温度越低时阻值越小，

Lvzx]

则通过灯泡的电流要大于O.12A,则选项C正确：故选C.

8.（2013•江苏高考真题）为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I,

利用尸=〃得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1.8W"，电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻

值为10Q.

（1）准备使用的实物电路如图甲所示.请将滑动变阻器接入电路的正确位置—.（用笔画线代替导线）

（2）现有10。、20。和50。的定值电阻，电路中的电阻Ri应选。的定值电阻.

（3）测量结束后，应先断开开关，拆除两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材.

（4）小明处理数据后将P、t/2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图乙所示.请指出图象中不恰当的地

方.

【答案】10电池图线不应画为直线；横坐标的标度不恰当

【解析】

探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，测量小灯泡的电压U和电流I应从零开始，采用分压电路.

（2）根据热功率/=—得小灯泡的电阻为5C,与10C的滑动变阻器并联后最大阻值为3.33C,只有串

R

联3.3Q的定值电阻，才能满足小灯泡电压3V的要求.

（3）先拆除电池两端的导线，再拆其他导线最安全.电学实验中都要先断电，再拆线.

（4）随着电压升高，小灯泡电阻会增大，图线不应为直线，横坐标的标度不恰当.

9.（2016♦天津高考真题）某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数

据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：

电压表/（量程0~3V,内阻等于3kQ）

电压表V2（量程0~15V,内阻等于15kC）

电流表Ai（量程0~200mA,内阻等于10C）

电流表A2（量程0~3A,内阻等于0.1C）

滑动变阻器Ri（O〜10Q，额定电流2A）

滑动变阻器/?2（0~1kC,额定电流0.5A）

定值电阻R3（阻值等于1C）

定值电阻知（阻值等于10。）

定值电阻/?5（阻值等于1kC）

电源E（E=6V,内阻不计）

（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁

（2）该同学描绘出的/-U图象应是下图中的.

【解析】

①用电压表V1和R5串联，可改装成量程为U=」L（q+K）=M的电压表；用电流表Al与&并联可

8

改装为量程为/+华L=A4?的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法；为使曲线

完整，滑动变阻器应采用分压接法，故选择总阻值小的M，电路如图:

②小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的I-U图线应该是B.

【点睛】

此题考查了探究小灯泡的伏安特性曲线的实验；此题的难点在于题中所给的电表量程都不适合，所以不管

是电流表还是电压表都需要改装，所以要知道电表的改装方法；改装成电压表要串联分压电阻；改装成电

流表要并联分流电阻；其他部分基本和课本实验一样.

10.(2015•福建高考真题)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，

现已完成部分导线的连接.

(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画

线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接一

3.00

2.70

2.40

2.10

1.8()

1.5()

1.20

0.90

0.60

0.30

o0.100.200.300.400.500.60

甲乙丙

(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为A；

(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将只相同的小电珠并联后，直接

与电动势为3V、内阻为1。的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为

W(保留小数点后两位).

0.4442.22-2.28

【解析】

(1)滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器采用分压接

法，实物图如图所示：

（2）由图知电流表量程为0.6A,所以读数为0.44A；

（3）电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电

压等于1.5V,由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A,此时电阻约为R=々=3.95C,并联后的

U23152

总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为P=T=T=2.25W（2.22-2.28W均

可）.

11.（2015・山东高考真题）如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流Io,R为定值电阻，电流

表、电压表均可视为理想电表.某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率.改变RL的阻值，记

录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U-I关系图线.

回答下列问题:

（1）滑动触头向下移动时,电压表示数（填增大或减小）.

(2)Io=A.

（3）RL消耗的最大功率为W（保留一位有效数字）.

【答案】减小1.05

【解析】

（I）滑动头向下移动时，RL阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小;

（2）由电路图可知：/（）=/+—,即：U=IR-IR,由U-I图线可知，IoR=20；R=k=—。=20。，则

°R01.0

Io=l.OA；

（3）RL消耗的功率为P=IU=2OI-2OI2,则当1=0.5时，功率的最大值为a=5卬

12.（2015•浙江高考真题）图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。

（1）根据图甲画出实验电路图..

（2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的①②③④所示，电流表量程为0.6A,电

压表量程为3V.所示读数为：①.②.两组数据得到的电

0.10A0.24A2.0V0.27V(8.3±0.1)Q

(2.7±0.1)0

【解析】

（1）从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图

如图所示

（2）电流表的量程为0.6A,所以每小格表示的分度值为0.02A,故①的读数为0.10A,②的读数为0.24A

电压表的量程为3V,则每•小格表示0.1V,所以③的示数为2.0V,④的示数为0.27V

027V

电压小，两端的电流小，故①④为同一组数据，故得到的电阻为R='——=2.70,

0.1A

20V

②③为另外一组数据，故得到的电阻为R=」一=8.30.

0.24A

【考点定位】“描绘小灯泡的伏安特性曲线''实验

【方法技巧】

做此类实验，一定要注意实验原理，根据实验要求，选择合适的器材，在读取电表数据时，•定要注意选

取的量程，和分度值，

13.（2014•山东高考真题）实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际

长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7x10-8Qm,再利用图中所示电路测

出铜导线的电阻从而确定导线的实际长度.可供使用的器材有：

电流表：量程0.6A,内阻约0.2C；

电压表：量程3V,内阻约9kC；

滑动变阻器以：最大阻值5C；

滑动变阻器R2：最大阻值20Q；

定值电阻：Ro=3C；

电源：电动势6V,内阻可不计；

开关、导线若干.

回答下列问题：

（1）实验中滑动变阻器应选（填“Ri"或"2"）,闭合开关S前应将滑片移至端（填或”》

F图2

（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接；

（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为V；

（4）导线实际长度为_______m（保留两位有效数字）.

【答案】R22.30V（2.29、2.31均正确）94（93、95

均正确）

【解析】

（1）根据限流解法的要求，滑动变阻器的阻值大于被测电阻，需要选择R2,闭合开关前使滑动变阻器阻值

最大，即滑片在a端.

（2）根据电路图连接实物图，应先串后并，先连控制电路后连测量电路，如图所示：

（3）电压表量程3V,最小分度为0.IV,估读一位，读数为2.30V.

U1

（4）根据欧姆定律得，Ro+Rx=^=4.6C,根据电阻定律得，Rx=p],联立解得，L=94m.

【点睛】

应明确：①电流表的读数不能小于量程的!；②应根据电路中需要的最大电阻来选择变阻器阻值的大小；

③若电表每小格读数中出现数字“1”则应进行工估读，出现“2”则应进行“三估读”，出现“5”应进行“三估读”.

14.（2010.浙江高考真题）

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线'’的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示:

电流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2

电压U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46

（1）用上表数据描绘电压随电流的变化曲线

（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示：请指出图线的特征，并解

释形成的原因.

【答案】电阻随电流增大，存在三个区间，电阻随电流

的变化快慢不同.

第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为

光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢.

【解析】

此题涉及描绘小灯泡的伏安特性曲线.（1）描绘图像时要注意选择合适的标度，然后根据所测得的数据在

坐标纸中描点，有平滑的曲线拟合，在拟合过程中注意舍掠距离较远的点，不在线上的点，要均匀分布在

线的两侧保证曲线平滑.（2）在伏安特性曲线中R=S,可以看出电阻随电流增大，存在三个区间，电阻

随电流的变化快慢不同.第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；

第三区间部分电能转化为光能，原因在于灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢.本题考查了学生分析处理

数据，处理问题的能力.有一定综合性，有一定难度.

15.（2011・广东高考真题）（1）图是“研究匀速直线运动”实验中获得的一条纸带，。、4、B、C、。和E为

纸带上六个计数点。加速度大小用a表示

cm

①OD间的距离为cm

②下图是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示一,其大小为一m/s2

⑵在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5V,0.6W）,滑动变阻器，多用电表,

电流表，学生电源，开关，导线若干。

①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表倍率的电阻档（请填写“*1”、“xio”或“xlOO”）；调零后，将表

笔分别与小电珠的两极连接，示数如图，结果为O

②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图（左）完成实物图中（右图）的连线。

③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于一端。为使小电珠亮度增加，P应由中点向端滑动。

④下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图像，必须在相邻数据点间多测几组数

据（请填写"ab'"'bc''"cd""de'^"eF'）

数据点abcdef

UN0.000.501.001.502.002.50

1/K0.0000.1220.1560.1850.2160.244

【答案】1.20（1.18~1.22均可）-a0.460（0.458-0.464均可）x!7.5（7.3~7.7均可）

2

a（或左）b（或右）ab

【解析】

⑴①[1]OD间的距离为2.20cm-1.00=1.20cm

②[2][3]匀变速直线运动的规律$=，6工下图是根据实验数据绘出的s-2图线，可知斜率表示其大

22

小为0.460m/s2

（2）①[4][5]小电珠电阻为R==至1=10.40,①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表xl档调零后进

P0.6

行测量，读数为：7.5C

②⑹实物图如下

③[7][8]开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于左端，使分压部分电阻为零，保护电阻。为使小电珠亮

度增加，P应由中点向右移动

④[9]为了获得更准确的实验图像，必须在相邻数据点ab间多测几组数据（因为这两组数据间电流值差距较

大）

16.（2011•福建高考真题）（1）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：

①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为cm.

②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是.（填选项前的字母）

A.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时

B.测量摆球通过最低点100次的时间3则单摆周期为高

C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大

D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小

（2）某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：

①在小电珠介入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至档进行测

量.（填选项前的字母）

A.直流电压10VB.直流电流5Ma

C.欧姆x100D.欧姆x1

②该同学采用图甲所示的电路进行测量.图中R为华东变阻器（阻值范围0~20Q,额定电流1.0A）,L为

待测小电珠，V为电压表（量程6V,内阻20k。），A为电流表（量程0.6A,内阻1。），E为电源（电动

势8V,内阻不计），S为开关.

I.在实验过程中，开关S闭合前，华东变阻器的画片P应置于最端；（填“左''或"右"）

II.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示

数总是调不到零，其原因是点至________点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点,

并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如'2点至3"点''的导线）

山.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而

.（填“不变”、“增大”或"减小”）

【答案】（1）©0.97（0.96-0.98）；②C；（2）①D；②左；1、5；增大

【解析】

（1）①游标卡尺读数为：9mm+7x0.lmm=9.7mm=0.97cm

②把单摆从平衡位置拉开1（）度的摆角，在最低点开始计时，A错误

测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为T=,B错误

用悬线的长度加摆球的直径作为摆长（摆长偏大），因为8=黄，所以代入单摆周期公式计算得到的

重力加速度值偏大，C正确

选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较大，D错误

故选C

（2）①因为小电珠电阻较小，小电珠介入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关

旋至“欧姆x1”档进行测量，故选D

②I.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的画片P应置于最左端，使得分压部分电压为零，保证电

路安全

n.电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是滑动变阻器起不到分压作用，可能是连成限流电路r,

即1点至5点的导线没有连接好；

in.伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，跟据图像可知小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大

【分类过关检测】

一、单选题

1.（2021•浙江嘉兴市•高一期末）如图所示，为某晶体二极管的伏安特性曲线，当二极管上所加正向电压

从0.5V增加至0.85V时，伏安特性曲线先是曲线，后来逐渐趋于一条直线，可知该二极管正向电阻阻值

A.先减小后不变

B.先增大后不变

C.一直减小

D.一直增大

【答案】C

【解析】

在晶体二极管的伏安特性曲线中，各点与坐标原点连线的斜率的倒数等于二极管的电阻，由图像可知，各

点与坐标原点连线的斜率一直增大，则该二极管正向电阻阻值一直减小，故选C。

2.（2019•湖北高二学业考试）一个导体两端的电压是8V时，通过导体的电流是0.2A,导体的电阻是（）

A.1.6QB.4QC.16cD.40Q

【答案】D

【解析】

根据

T7Q

Q=40Q

I0.2

故选D。

3.（2020•江苏省木渎高级中学高一月考）在如图甲所示的电路中，Li、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,

这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A,则此时（）

A.L2的电阻为12。

B.Li消耗的电功率为0.75W

C.Li、L2消耗的电功率的比值为4：1

D.Li两端的电压为L2两端电压的2倍

【答案】B

【解析】

AD.据电路图可知据乙图可知电流为0.25A,Li灯泡的电压为3V；灯泡L2、L3并联，每个灯泡通过的电

流为0.125A,从图乙知电压

U2=U.<IV

Li两端的电压不是L2两端电压的2倍，电流为0.125A时电压大约为0.5V,所以L?电阻

故AD错误；

B.当开关闭合后，灯泡Li的电压Ui=3V,由图读出其电流/i=0.25A,则灯泡Li的电阻

功率

6=。/=0.75W

故B正确;

C.L2消耗的功率

g=。2八<lxO.125W=O.125W

所以Li、L2消耗的电功率的比值大于4:1,故C错误。

故选Bo

4.（2021•江苏泰州市.泰州中学高一期末）如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知（）

A.该导体为线性元件B.该导体的电阻随电压的升高而减小

C.导体两端电压为2V时，电阻为0.5。D.导体两端电压为2V时，电阻为1C

【答案】D

【解析】

A.该导体是非线性元件，故A错误；

B.由图知，随着电压的增大，图象上的点与原点连线的斜率减小，此斜率等于电阻的倒数，则知导体的电

阻随电压的升高而增大，故B错误；

CD.导体两端电压为2V时，导体中的电流为2A,则电阻为

/?=—=—Q=1Q

/2

故C错误，D正确。

故选D。

5.（2021•江苏南通市•高一月考）某学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图甲、乙所示，则

乙

甲

A.图甲中，电学元件A的阻值随电压的增大而增大

B.图甲中，两电学元件阻值的关系为RB>"

C.图乙中，电学元件为线性元件

D.图乙中，电学元件所加正向电压大于0.75V时，其阻值随电压的增大而减小

【答案】D

【解析】

A.甲图中伏安特性曲线为直线，故电学元件A的阻值不变，故A错误；

B.甲图中直线的斜率为故RA>RB，故B错误；

C.图乙中，伏安特性曲线为曲线，故该元件为非线性元件，故C错误；

D.由图乙可知，当电压大于0.75V时，随电压增大，电流迅速增大，元件的阻值减小，故D正确；

故选D。

6.（2021♦江苏南京市•南京一中高一月考）以下说法正确的是（）

A.表达式中的u指的是自由电子热运动的速率

B.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大

C.由R=亍可知，导体电阻和其两端电压成正比，和电流成反比

D.电子运动速率越大，电流越大

【答案】B

【解析】

A.表达式中的v指的是自由电子定向运动的速率，故A错误；

B.根据

/=幺