内容正文:
第五章
欧姆定律
章末复习(五)
1
第五章 欧姆定律
章末复习(五)
2
一、欧姆定律
内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 ;表达式: ;变形公式:
和 。“I”表示 ,单位是 ;“U”表示 ,单位是 ;“R”表示 ,单位是 。在应用这些公式时特别要注意公式中的I、U、R必须是对 、同一时刻而言的。
正比
反比
I=
R=
U=IR
电流
安培(A)
电压
伏特(V)
电阻
欧姆(Ω)
同一导体
核心要点突破
3
二、测量电阻
伏安法测量电阻的原理是 ,测量工具是
和 ,所测物理量是 和 。测定值电阻的阻值时
应多次测量求平均值,以减小 ;测小灯泡的电阻时多次测量的目的是探究灯丝的电阻随 的升高而增大。
R=
电流表
电压表
电压
电流
误差
温度
核心要点突破
4
三、等效电路
1.两电阻串联的电路中,电流关系: ,电压关系: ,电阻关系: ;串联电路有
作用,电压的分配与电阻的关系: 。
2.两电阻并联的电路中,电流关系: ,电压关系: ,电阻关系: ;并联电路有 作用,电流的分配与电阻的关系: 。
说明:多个电阻串联和并联时仍符合以上规律。
I=I1=I2
U=U1+U2
R=R1+R2
分压
=
I=I1=I2
U=U1=U2
=+
分流
=
核心要点突破
5
实验 探究电流与电压、电阻的关系
[发现问题、提出问题]电压是产生电流的原因,电阻表示导体对电流的阻碍作用,那么通过导体的电流与电压、电阻有什么关系呢?
[猜想与假设]通过导体的电流与电压成 ,与导体的电阻成 。
正比
反比
重点实验再现
[实验方法] 。
[实验电路] 按照如图5-F-1甲所示的电路图连接如图乙所示的实物电路。
控制变量法
图5-F-1
【答案】如图所示
重点实验再现
[实验过程及结论] (1)探究电流与电压的关系时,改变
的大小,保持 不变,即实验中R是 (选填“定值”或“可变”)电阻。滑动变阻器的作用是:①保护电路;②改变加在R两端的 的大小。此实验的结论是:电阻一定时, 。
电压
电阻
定值
电压
电流与电压成正比
重点实验再现
(2)探究电流与电阻的关系时,通过调节 ,保持电阻 不变,更换阻值不同的电阻,多次测量,得出普遍规律。此实验的结论是:电压一定时,
。
滑动变阻器
两端电压
电流与电阻成反比
重点实验再现
▶类型一 探究电流与电压、电阻的关系
1.(2023岳阳)小聪用如图5-F-2甲所示电路图探究电流跟电压、电阻的关系。
(1)连接电路时,开关应
。
(2)若定值电阻R开路,闭合开关后
(选填“电流表”或“电
压表”)无示数。
断开
图5-F-2
电流表
中考真题链接
10
(3)实验完成后记录数据的纸被同学无意撕断,只剩图乙表格。根据表格数据我们能判断小聪探究的是电流跟
(选填“电压”或“电阻”)的关系。
电压
中考真题链接
11
(4)用“2.5 V 0.3 A”的小灯泡替换R来完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关,移动滑片,电压表示数如图丙所示,此时灯泡两端电压为 V,电流表示数可能是下列数据中的 (选填序号)。
A.0.18 A B.0.22 A C.0.26 A
2
C
中考真题链接
12
2.(2023广元)同学们探究“电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6 V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω),规格为“40 Ω 1 A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
图5-F-3
中考真题链接
13
(1)同学们设计并连接了如图5-F-3甲所示的实验电路,想用电压表的0~3 V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉)。
【答案】如图所示
中考真题链接
14
(2)他们先将R=5 Ω的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动
变阻器的滑片,使电压表示数为U0;保持滑片不动,用10 Ω的电阻替换a、b间的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,才能保持a、b间的电压U0不变;再依次更换a、b间电阻为15 Ω、20 Ω的继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像,如图乙所示。由图乙可
知:a、b间电压U0的值为
V;a、b间电压一定时,
通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 比。
右
2
反
中考真题链接
15
(3)当他们用25 Ω的电阻替换20 Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0,为继续完成此次探究,同学们一起设计了如下方案,下列方案不正确的一项是 。
A.将滑动变阻器更换为“50 Ω 1 A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6 V的电源更换为电压为5.2 V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使U0为2.3 V
C
中考真题链接
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▶类型二 欧姆定律的分析与计算
3.(2023临沂)如图5-F-4所示电路,电源电压为1.5 V,电阻R1的阻值为2 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3 A,则 ( )
A.通过R1的电流大于0.3 A
B.电阻R1和R2是并联的
C.电压表的示数为0.9 V
D.电阻R2的阻值为3 Ω
D
图5-F-4
中考真题链接
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4.(2023内蒙古)如图5-F-5所示为电阻R1和R2的I-U图
像,由图像可知( )
A.R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也
为0
B.R1与R2的电阻之比为2∶1
C.将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两
端的电压之比为1∶2
D.将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1∶2
C
图5-F-5
中考真题链接
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5.(2023辽宁)如图5-F-6所示的电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向左滑动。下列说法正确的是 ( )
A.电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数变大
C.电流表A1与电流表A2示数的差值不变
D.电压表V与电流表A2示数的比值变小
图5-F-6
C
中考真题链接
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6.(2023烟台)如图5-F-7所示,电源电压保持不变,闭合开关S,在滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变
B.电流表A1的示数变小
C.电压表V的示数变大
D.电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小
D
图5-F-7
中考真题链接
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7.(2023郴州)如图5-F-8所示,电阻R1、R2为定值电阻,电源电压保持不变。当开关S1闭合,S2接a端时,电流表示数为I;当开关S1闭合,S2接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻Rx的阻值是( )
A.R1+R2 B.
C.2R1-R2 D.R1-2R2
图5-F-8
D
中考真题链接
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8.(2023泰州)如图5-F-9甲所示,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,如图乙所示,则通过R1的电流为
A,两电阻之比R1∶R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
1∶4
1.44
变小
图5-F-9
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9.(2023常德)如图5-F-10所示是通过甲、乙两灯的电流随其两端电压变化的图像,两灯正常发光时的电压均为6 V。若将两灯并联后接入电路,则干路电流最大为 A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为 V。
1.5
8
图5-F-10
中考真题链接
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10.(2023吉林)如图5-F-11所示电路,R1的阻值是30 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2 A,电流表A的示数是0.5 A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
图5-F-11
中考真题链接
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【答案】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,
电流表A1测R1支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.2 A×30 Ω=6 V。
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,
通过R2的电流:I2=I-I1=0.5 A-0.2 A=0.3 A,
则电阻R2的阻值:R2===20 Ω。
中考真题链接
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▶类型三 电阻的测量
11.(2023娄底)小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值,用到的器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻Rx、开关各1个,导线若干,实验电路如图5-F-12所示。
(1)连接电路过程中,为保护电路,开关要
;闭合开关前,应将滑动变阻器
的滑片移至 (选填“A”或
“B”)端。
断开
图5-F-12
B
中考真题链接
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(2)闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数,原因可能是 。
(3)若在实验时电流表被短接,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,也能测出Rx的阻值。具体操作是:将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,闭合开关,读出电压表的示数为U1,再将滑动变阻器滑片调到另一端,读出电压表的示数为U2,待测电阻Rx= (用U1、U2、R0表示)。
Rx短路(或电压表短路或电压表断路)
·R0
中考真题链接
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12.(2023株洲)某同学利用实验室提供的器材,测量标有
“2.5 V”字样的小灯泡在不同电压下的电阻。他所连接的实验电路如图5-F-13甲所示。
(1)在闭合开关前,需要将滑动变阻
器的滑片移至 (选填“A”
或“B”)端。
B
图5-F-13
中考真题链接
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(2)实验中,第一次测量时小灯泡两端的电压等于2.5 V,小灯泡正常发光。之后调节滑动变阻器,让小灯泡两端电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。
根据表格中的实验
数据,图乙中能正确
描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是
(选填“①”或“②”)。
①
数据序号 1 2 3 4 5 6 7
发光情况 明亮 不很亮 暗 较暗 微光 熄灭 熄灭
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.05
中考真题链接
29
(3)第6次测量时,电流表指针的偏转情况如图丙所示。则电流表的读数为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω。
(4)对比不同电压下小灯泡的电阻可知,小灯泡的电阻是变化的,主要原因是小灯泡的电阻受 的影响。
0.16
3.125
温度
中考真题链接
30
▶类型四 欧姆定律的应用
13.(2023娄底)如图5-F-14所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量减少时 ( )
A.R接入电路中的电阻减小
B.电路的总电阻减小
C.电流表示数减小
D.R0两端电压增大
C
图5-F-14
中考真题链接
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14.(2023宜宾)如图5-F-15所示电路,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小。闭合开关,逐渐减小对R的光照强度,电表示数的变化情况是( )
A.电流表和电压表示数均变大
B.电流表和电压表示数均变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变小,电压表示数变大
D
图5-F-15
中考真题链接
32
【中考真题链接】
5.C [解析] 由电路图可知,两电阻并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测滑动变阻器支路的电流;
电源电压保持不变,移动滑片时,电压表V的示数不变,故B错误;
相关解析
33
并联电路中各支路独立工作、互不影响,移动滑片时,通过定值电阻的电流不变,将滑动变阻器的滑片由中点向左移动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,根据I=可知,该支路的电流变小,即电流表A2的示数变小,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,故A错误;
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电流表A1与电流表A2示数的差值等于通过定值电阻的电流,则电流表A1与电流表A2示数的差值不变,故C正确;
电压表的示数不变,电流表A2的示数变小,电压表V与电流表A2示数的比值变大,故D错误。
35
6.D [解析] 由图可知,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R2的电流,电流表A测干路电流;
由于电压表测量电源电压,所以滑片移动时电压表的示数不变,故C错误;
闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电源电压不变,由I=知通过滑动变阻器的电流变大,电流表A1的示数变大,故B错误;
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由于并联电路各个支路互不影响,所以通过定值电阻的电流不变,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和知,干路电流变大,即电流表A示数变大,故A错误;
由于电压表的示数不变,电流表A的示数变大,所以电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小,故D正确。
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7.D [解析] 当开关S1闭合,S2接a端时,R1和待测电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电流表示数为I,
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得电源电压U=I(R1+Rx) ①;
当开关S1闭合,S2接b端时,R2和待测电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电流表示数为2I,
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得电源电压U=2I(R2+Rx) ②; ①②联立可得Rx=R1-2R2。
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8.1.44 1∶4 变小 [解析] 当闭合开关S1、S2后,两电阻并联,电流表A1测干路的电流,电流表A2测通过电阻R2的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表指针的偏转相同,所以,电流表A2的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,通过R2的电流I2=0.36 A,电流表A1的量程为0~3 A,分度值为0.1 A,干路电流I=1.8 A,则通过R1的电流I1=I-I2=1.8 A-0.36 A=1.44 A;
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因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:===1∶4;
开关S1、S2闭合时,两电阻并联,电流表A1测干路中的电流I,只断开开关S2时,只有R2工作,电流表A1测通过R2的电流I2,由并联电路的电流特点可知I2<I,所以,只断开开关S2后,电流表A1的示数将变小。
40
9.1.5 8 [解析] 两灯并联后,电源电压最大等于灯
正常发光时的电压即为6 V,由图像可知甲灯和乙灯正常工作时的电流分别为1.0 A、0.5 A,根据并联电路电流的特点得:干路电流最大值:I=I甲+I乙=1.0 A+0.5 A=1.5 A;两灯串联后,由图像可知,甲灯和乙灯正常工作时的电流分别为1.0 A、
0.5 A,所以在保证电路安全的情况下,电路中的最大电流为
I乙=0.5 A,根据串联电路电流的特点得I甲'=0.5 A,再由图像可知,U甲=2 V,U乙=6 V,由串联电路电压的特点得,电源电压最大为U=U甲+U乙=2 V+6 V=8 V。
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13.C [解析] 由图可知,油箱内油面下降时,滑动变阻器R接入电路的电阻变大,故A错误;由图可知,该电路为R和R0的串联电路,油箱内油面下降时,总电阻变大,在电源电压一定时,根据欧姆定律,电路中电流变小,电流表示数减小,故B错误,C正确;由图可知,油箱内油面下降时,滑动变阻器R接入电路的电阻变大,根据串联分压原理,滑动变阻器R两端的电压变大,电源电压一定时,R0两端电压减小,故D错误。
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14.D [解析] 由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以,逐渐减小对光敏电阻的光照强度时,光敏电阻R的阻值变大,电路的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小;
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由U=IR可知,R0两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压变大,即电压表V的示数变大,故D正确。
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45
$$