内容正文:
专题17 欧姆定律
单元课标要求
1.通过实验,探究电流、电压和电阻的关系。
2.理解欧姆定律。用欧姆定律解决实际问题。
3.会用伏安法测量电阻
考点一:电流跟电压、电阻的关系
1.在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
2.在电压一定时,导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。
【例题1】(2020湖北武汉)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小强和小红设计的电路如图甲所示,电源电压3V保持不变。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该置于_________(填“a”或“b”)端。
(2)小强同学按图甲正确连接电路,闭合开关S,调节滑片P,得到的实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.30
0.38
0.45
分析数据可知,应将实验序号_________的一组数据剔除,进而得出结论:电阻一定时,______________,
为了能够顺利完成上述实验,所用滑动变阻器的最大阻值不小于__________Ω。
(3)小红同学连接的电路如图乙所示小强同学发现接错了一根导线,请在这根导线上打“x”,并补画出正确的那根导线。( )
【例题2】(2019内蒙古通辽)小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:干电池,标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻。
(1)小明连接了下面的电路,其中有一条导线连接有误,请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线。
(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到 (选填a”或“b”)端,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,示数为 A。
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,控制 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变,分别读取相应的电流表示数,记录在表中:
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.2
0.1
(4)由数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(5)小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;
②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;
③求未知电阻Rx的表达式为:Rx= 。(用R0、I、I1表示)
考点二:欧姆定律
1.欧姆定律内容。导体中的电流跟导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.欧姆定律表达式:I=U/R其中I与R、U属于同一段纯电阻电路中的三个物理量,反应了某时刻三个物理量在同一部分电路中的电流规律,公式中I、R、U三个物理量的单位分别为:安培、欧姆、伏特。欧姆定律表达式变形:R=U/I;U=IR。
【例题3】(2020江苏连云港)如图所示电源电压恒定闭合开关,滑动变阻器滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数增大
B. 电压表示数减小
C. 定值电阻R两端的电压增大
D. 电压表示数与电流表示数比值增大
【例题4】(2019贵州黔东南)如图所示的电路,闭合开关,当滑片P向上移动的过程中,电流表读数和电压表读数的变化情况分别是( )
A.变大,变大 B.变大,变小 C.变小,变小 D.变小,变大
考点三:串联、并联电路的电阻
1.串联电路的总电阻等于各串联电阻阻值之和,即
R=R1+R2+……+Rn。
n个相同的电阻R1串联时,总电阻R=nR1。
2.并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的阻值倒数之和,即
1/R=1/R1+1/R2+……+1/Rn。
n个相同的电阻R1串联时,总电阻R=R1/n。
【例题5】(2020湖北武汉)如图所示,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的滑片在最右端。闭合开关S1,断开开关S2,滑片P移至中点附近时,电流表的示数是0.5A,保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,电流表的示数是0.2A,则电阻R3的阻值是
A. 20Ω B. 30Ω C. 45Ω D. 50Ω
【例题6】(2020黑龙江龙东农垦森工)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω,要使R2、R3并联,且两端电压等于电源电压,应闭合开关 ,此时电流表的示数为I1;要使R1、R2串联,应断开开关S1、S2,此时电流表的示数为I2;则I1:I2= 。
考点四:伏安法测电阻
1.实验原理:利用R=U/I(即:用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压和