内容正文:
专题17 欧姆定律
考向1 电路电流与电压和电阻的关系
【母题来源】2021年吉林省中考物理试题
【母题题文】在探究电流与电阻关系的实验中,所用实验器材均完好,如图所示,电源电压为6V不变,定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器规格为“20Ω、1A”。
(1)实验前,发现电流表的指针位置如图甲所示,原因是电流表___________。
(2)如图乙所示,导线a应与滑动变阻器的___________接线柱相连。
(3)电路连接完成后,分别用10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验,正确操作,记录的数据如下表所示,则实验中控制电压表的示数为___________V不变。当使用30Ω的电阻做实验时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同,为了继续完成第四次实验,如果只能更换电源,则电源电压应不高于___________V。
(4)分析实验数据得出结论:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成___________。
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
10
15
20
30
I/A
0.3
0.2
0.15
【答案】(1)指针没调零;(2)C或D;(3)3V 5V;(4)反比
【试题解析】
(1)[1]实验前,电流表有示数,即指针没有在零刻度,原因是电流表指针没调零。
(2)[2]变阻器应一上一下接,所以a接C或D。
(3)[3]取第1组数据,电压为
U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
则实验中控制电压表的示数为3V。
[4]30Ω电阻分压为3V,所以电流为
变阻器取最大20Ω,变阻器分压
U3=IRP=0.1A×20Ω=2V
电源电压最大为
U4=3V+2V=5V
(4)[5]由表格,在电压一定时,电流和电阻乘积为定值,故可得在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【命题知识点】
1.由于电压是形成电流的原因,说明电流的大小与导体两端的电压有关;由于导体的电阻对电流有阻碍作用,所以,电流的大小与导体 电阻有关。
2.为了研究通过导体的电流跟电压的关系,我们应控制电阻一定,通过在电路中串联一个变阻器来调节导体两端的电压,通过实验可以得出结论:电阻一定时,通过导体中的电流跟导体两端的电压成 正比。
3.为了研究通过导体的电流跟电阻的关系,我们应控制电阻两端的电压一定,通过换用不同的电阻来改变电阻,通过实验可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
【要点诠释】
①提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系?
②制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
③进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计)
④分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。)
⑤得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
考向2 欧姆定律
【母题来源】2021年四川省广安市中考物理试题
【母题题文】如图所示电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比是( )。
A.1:2 B.1:3 C.2:1 D.2:3
【答案】B
【试题解析】
两电阻串联,V1测R1电压,V2测电源电压,根据串联分压规律可得电压表示数比为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【命题知识点】
1.欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.公式:,其中:U为电源电压,单位为伏(V);I为通过导体的电流,单位为安(A);R为导体的电阻,单位为欧(Ω)。
注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。
3.公式变形: 。
4.运用欧姆定律公式解题技巧:解题时,为了便于分析问题,应先根据题意,画出电路图,并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号,公式中的三个物理量的单位均使用国际(制)单位。
【要点诠释】
应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时,只要知道I、U、R三个量中的两个,就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意,物理量的计算不同于数学上的计算,必须用对应的物理量单位才有意义,避免将物理问题数学化,应理解每个量的物理意义。
(1)欧姆定律公式,表示加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就随着增大几倍。当导体两端的电压保持不变时,导体的电阻增大几倍,导体中的电流就减为原来的几分之一。
(2)导出式U=IR表示导体两端的电