内容正文:
专题05 欧姆定律
欧姆定律内容:
欧姆定律的内容: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。
欧姆定律的表达式:
。
欧姆定律的理解:①在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。②在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
解读:使用欧姆定律时应注意:
(1)同体性:定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的,不可乱套公式。
(2)同时性:定律中的电压、电阻和电流三个量必须是在同一时刻的数值,若由于某种原因,电路中的电压或电阻发生了变化,则电流也相应变化。
(3)对变形公式
的理解:导体的电阻可以由
计算,同一段电路,电阻R的大小与电压U和电流I无关,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,由本身的材料、长度和横截面积决定,不能说电阻R与电压U成正比、与电流I成反比
欧姆定律应用:
动态电路分析的理论基础是串并联电路电流、电压遵循的规律,结合欧姆定律求解相应的物理量,注意滑动变阻器的使用。
考点一:比值问题
1.(2020•西藏)如图所示,开关闭合后,电压表V1的示数为2V,电压表V2的示数为5V,则R1:R2等于( )
A.2:5
B.5:2
C.3:2
D.2:3
【答案】D
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测电源电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,两电阻两端的电压之比:
===,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:
===。
2.(2020•鄂州)如图所示的电路中,电源电压为4.5V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.L2两端的电压为 1.5 V
B.L1两端的电压为 1.5 V
C.L1与L2的灯丝电阻之比为 2:1
D.通过 L1与L2的电流之比为 1:2
【答案】B
【解析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,所以L1两端的电压为U1=1.5V,故B正确;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以L2两端的电压:U2=U﹣U1=4.5V﹣1.5V=3V,故A错误;
因串联电路中各处的电流相等,所以通过L1与L2的电流之比为1:1,故D错误;
由I=可得,L1与L2的灯丝电阻之比:====,故C错误。
考点二:图像问题
3.(2020•鄂尔多斯)在图甲电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。在滑片P从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.R0消耗的最小功率为0.4W
C.定值电阻R0为8Ω
D.滑片P在中点时,电流为0.4A
【答案】B
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最左端时,电路电流最大,根据图乙可知:Imax=0.6A,
由I=可得,电源电压:U=ImaxR0=0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于最右端时,电路电流最小,电压表示数最大,根据图乙可知:Imin=0.2A,UR=4V,
根据串联电路电压规律和I=可得,电源电压:U=UR+IminR0=4V+0.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得,R0=10Ω,U=6V,故AC错误;
(2)R0消耗的最小功率:P0min=(Imin)2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故B正确;
(3)由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:R===20Ω,
滑片P在中点时,电路电流:I===0.3A,故D错误。
4.(2020•镇江)测温模拟电路如图1所示,温度计由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示。则当开关S闭合后( )
A.电路可测量的最高温度为50℃
B.温度计的0℃应标在电压表零刻度处
C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大
D.若U 增大3V,R 增大45Ω,电路可测量的最高温度将增大
【答案】D
【解析】由a图可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,
A、当电压表的示数最大,即Ut=3V时,电路允许测量的温度最高,
根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:
定值电阻R两端的电压:UR=U﹣Ut=6V﹣3V=3V,
则电路中的电流:
I===0.075A,
热敏电阻的阻值:
Rt===40Ω,
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃,故A错误;
B、当温度计的示数为0℃时,热敏电阻Rt的阻值不为零,根据串联电路的分压作用知,热敏电阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数 不为零,故B错误;
C、若增大电源电压U,电压表的量程仍为0﹣3V,根据串联电路的分压作用知,定