内容正文:
欧姆定律常考题型详解——基础公式运用
一、对公式的理解
对于欧姆定律公式,有两个易错点:
1.理解公式时,一定注意两点
有大前提条件;电流I是被动的,一定要放到前面。
①电流I 是 (选填:“是”或“不是”)由电压U和电阻R决定的。
②电压U 是 (选填:“是”或“不是”)由电流I和电阻R决定的。
③电阻R 不是 (选填:“是”或“不是”)由电流I和电压U决定的;而是由 导体的材料、长度、横截面积和温度 决定的。
例1.下列说法中正确的是( )
A.实验表明,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.实验表明,导体中的电流与其电阻成反比
C.由变形可得。由此可知,“导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比”
D.用伏安法测量定值电阻阻值时,应该多次测量电压及电流的值,根据实验测得的电压及电流值算出电阻,并求其平均值
[分析](1)通过导体的电流与导体两端的电压和通过的电流有关,在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)通过导体的电流与导体两端的电压和通过的电流有关,在电压一定时, 导体中的电流与其电阻成反比;(3)电阻是导体本身的一-种性质,其大小取决于导体的长度、材料、横截面积,与导体两端的电压和通过的电流无关;
(4)多次测量求平均值,可以减小测量误差。
[解答]A.实验表明,在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故A错;
B.实验表明,在电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比,故B错;
C.由变形可得,利用该公式可以计算电阻的大小,由于导体电阻大小取决于导体的长度、材料、横截面积,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以不能说成“导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比”,故C错;
D.用伏安法测量定值电阻阻值时,应该多次测量电压及电流的值,根据实验测得的电压及电流值算出电阻,并求其平均值,这样可以减小测量误差,故D正确。
故选:D。
2.对变形公式R=U/I的理解
R=U/I只是计算式,不是决定式。
也就是说:此公式只是用于计算电阻阻值大小,一旦算出结果,电阻阻值不再改变(变阻除外)
电阻阻值大小的影响因素为:长度、横截面积、温度、材料。与电压和电流的大小无关(例如上个例题中的C选项)
再看两道例题,如下:
例2.关于以下物理量及公式,说法正确的是( )
A.由可知,ρ与m和V有关 B.由可知,q与Q和m有关
C.由可知,I与U和R有关 D.由可知,c与Q、m和Δt有关
[分析]结合每一个公式的数学关系,同时结合物理量的含义,可对选项中的描述做出判断。
[解答]A.由可以计算密度的大小,但密度是物质的一种特性,其大小与物质的质量和体积无关,故A错误;
B.由可以计算热值的大小,但热值是燃料的一种特性, 其大小与放热的多少和燃料的质量无关, 故B错误;
C.由可以计算电流的大小,同时表明电流与电压、电阻都有关系,这就是欧姆定律的内容,故C正确;
D.由可以计算比热容的大小,但比热容是物质的一种特性,其大小与热量、质量和温度的变化量无关,故D错误。
此例题同时说明:比热容、热值和密度,是物质的特性,只与物质种类有关,与质量和体积等因素无关。
例3.一个阻值为10Ω的电阻,它两端的电压为3V时,通过它的电流是______A。当通过它的电流为1.5A时,它两端的电压是______V。当没有电流通过时它的电阻是_______Ω。
[解答](1)根据欧姆定律可得,通过电阻的电流:
(2)∵ 电阻的阻值与两端的电压和通过的电流无关,
∴ 当通过它的电流为1.5A时和没有电流通过时电阻的阻值不变,仍为10Ω,
当通过它的电流为1.5A时,它两端的电压:U′=I′R=1.5A×10Ω= 15V
答案:0.3;15;10。
二、U-I或I-U图像问题
例4.如图,为通过导体a、b的电流随电压变化的情况,比较a、b的电阻大小,可得结论为( )
A.Ra>Rb B.Ra<Rb C.Ra=Rb D.条件不足,无法确定
[解答]在图中作出一条垂直于U轴的直线,则由图可知,通过导体a的电流大于通过导体b的电流;
则由欧姆定律可得:;
因电压相等,Ia>Ib; 故Ra<Rb。
故选:B。
U-I(或I-U)图像中,图像为直线,则电阻表示定值电阻(如下图甲),图像为曲线,则电阻表示变阻(如下图乙)。
图像中比较电阻阻值大小原则是:
越靠近分子轴U,阻值越大(上面例题中,电阻b的图线更靠近“U”轴,可以快速判断电阻Rb大)。对于变阻同样适用,如下图实线为电阻的图线。随着电压的增大,其图线逐渐靠近“U”轴,因此阻值是增大的。
三、做题时,严格牢记串、并联电流电压规律
串联电路中,电流相等,电