第12期 探究欧姆定律 欧姆定律的应用(答案见第14期)-【数理报】2023-2024学年九年级(中考)物理学案（沪粤版）

书 如图所示为某酒精检测仪的简 化电路，电源电压Ｕ＝３Ｖ，关键部件 Ｒ２为酒精传感器，Ｒ１为１００Ω的定值 电阻．酒精传感器中的氧化物暴露在 大气中时，由于氧气的吸附，使其内 部自由移动的电子数量减少，电阻增大．如果大气中存 在某种特定的还原性气体（如酒精气体），与吸附的氧气 反应，会导致氧化物电阻减小，从而引起检测仪仪表示 数发生变化．工作时，酒精传感器Ｒ２的阻值与周围气体 中酒精浓度Ｃ１的关系如下表所示，检测仪将Ｒ１两端电 压转换为呼出气体中酒精浓度Ｃ１显示在屏幕上． 浓度 Ｃ１／（ｍｇ·Ｌ－１） ０．０６０．０９０．１００．１５０．２１０．３００．３６０．４００．４５ Ｒ２的阻值 ／Ω ２００１６０１５０１１５ ９０ ６９ ６０ ５６ ５３ 通常Ｃ２＝２０００Ｃ１，国家规定：当２０ｍｇ／１００ｍＬ≤Ｃ２＜ ８０ｍｇ／１００ｍＬ时属于饮酒驾驶；当Ｃ２≥８０ｍｇ／１００ｍＬ时属 于醉酒驾驶． 【跟踪训练】 （１）若长时间使用后电池电压下降会导致所测量 的酒精浓度 （选填“偏大”或“偏小”）． （２）分析表格数据，随着Ｃ１的增大，Ｒ２在 （选填“增大”或“减小”）． （３）某次检测时，警察判定某司机属于饮酒驾驶， 则Ｒ１两端的电压可能是 ． Ａ．１Ｖ　　　 Ｂ．１．５Ｖ Ｃ．２Ｖ　　　 Ｄ．２．５Ｖ （４）分析可得Ｒ１两端电压Ｕ１与酒精气体浓度Ｃ１的 关系图像可能是 ． 书 一、统一性 应用欧姆定律计算时，一定要注意公式中电流、电 压、电阻的单位要统一采用国际单位制中的单位． 例１．小涛在物理实验室看到一个标有“１１００ｋΩ” 的高阻值电阻，如果把这个电阻直接连接到家庭电路 中，那么通过它的电流是 ｍＡ． 解析：家庭电路的电压 Ｕ＝２２０Ｖ，电阻的阻值 Ｒ＝１１００ｋΩ＝１．１×１０６Ω，所以通过它的电流是Ｉ＝ Ｕ Ｒ ＝ ２２０Ｖ １．１×１０６Ω ＝２×１０－４Ａ＝０．２ｍＡ． 答案：０．２ 二、同一性 “同一性”是指欧姆定律中的电流、电压和电阻是 针对同一部分电路而言的，不能张冠李戴，将甲的电 流、乙的电压、丙的电阻代入同一公式中计算． 例２．如图１所示的电路中，灯 泡Ｌ１的电阻为１０Ω，开关闭合后， 电压表 Ｖ１、Ｖ２的示数分别如图 ２ 所示，则Ｖ１的示数为 Ｖ， 灯泡Ｌ２两端的电压为 Ｖ， 通过Ｌ１的电流为 Ａ． 解析：分析电路图可知，两个灯泡 Ｌ１、Ｌ２串联，电 压表Ｖ１测量的是两灯串联的总电压，电压表 Ｖ２测量 的是Ｌ２两端的电压．因为总电压大于Ｌ２两端的电压， 所以Ｖ１的读数一定比Ｖ２大，但是现在Ｖ１的指针偏转 角度小，只能说明Ｖ１用的是大量程而 Ｖ２用的是小量 程，因此电压表Ｖ１、Ｖ２的示数分别是５．５Ｖ和２．５Ｖ， 所以Ｌ２两端的电压为 Ｕ２ ＝２．５Ｖ，Ｌ１两端的电压为 Ｕ１ ＝Ｕ－Ｕ２＝５．５Ｖ－２．５Ｖ＝３Ｖ，通过Ｌ１的电流为 Ｉ＝ Ｕ１ Ｒ１ ＝３Ｖ１０Ω ＝０．３Ａ． 答案：５５　２５　０３ 三、同时性 应用欧姆定律进行计算时，除了“同一性”外，我 们还不能忘记三个物理量的“同时性”，不能将一个元 件此时的电流与彼时的电压同时代入公式进行计算， 因为电路发生变化时，同一元件的电流、电压、电阻可 能会发生变化． 例３．一种电工工具由一个小 灯泡Ｌ和一个定值电阻 Ｒ并联而 成，通过Ｌ、Ｒ的电流跟其两端电压 的关系如图３所示．由图可得定值电 阻Ｒ的阻值为 Ω；当把这 个工具接在电压为２Ｖ的电源两端 时，电路的总电阻是 Ω． 解析：因为定值电阻的阻值不变，其Ｉ－Ｕ图像是 过原点的直线，所以可以在图像上任意取一点计算它 的电阻，例如取电压为２Ｖ时，对应的电流是０．２Ａ，所 以它的电阻Ｒ＝ＵＩ＝ ２Ｖ ０．２Ａ＝１０Ω．当把这个工具接 在电压为２Ｖ的电源两端时，加在 Ｒ、Ｌ两端的电压都 是２Ｖ，由图可知此时通过它们的电流分别是０．２Ａ和 ０．６Ａ，所以此时的总电流是０．２Ａ＋０．６Ａ＝０．８Ａ，因此 电路的总电阻Ｒ′＝Ｕ′Ｉ′＝ ２Ｖ ０．８Ａ＝２．５Ω． 答案：１０　２．５ 书 例题：探究导体中的电流与导体两端电压的关系． （１）如图１甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路 连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大． （２）闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片，电流 表的示数将 （选填“变大”“不变”或“变小”）． （３）调节滑动变阻器，把测得的数据填入下表，其 中电流表的示数为０．５Ａ时，电压表的示数如图１乙所 示，其值为 Ｖ． 实验次数 １ ２ ３ ４ ５ 电压Ｕ／Ｖ １．０ １．５ ２．０ ３．０ 电流Ｉ／Ａ ０．２ ０．３ ０．４ ０．５ ０．６ （４）根据表中数据，在图１丙中描出电流与电压的 关系图线． 解析：（１）将变阻器串联 在电路中，要使变阻器接入电 路中的阻值最大，故应接其下 面左边的