第15章 欧姆定律 课件 2025年中考物理 考点探究（广东）

第十五章　欧姆定律 回归教材 真题精粹 ⁠ ⁠欧姆定律 课标要求：理解欧姆定律。 1.公式：I＝ 　　⁠。 2.变形公式：U＝ 　IR　⁠、R＝ 　　⁠。 　 IR　 　 电路状态 电路图 电流 电压 电阻 分压、分流规律 串联电路 ⁠ ⁠ I＝ 　I1＝I2　⁠ U＝ 　U1＋U2　⁠ R总＝ 　R1＋R2　⁠ ＝ 　　⁠ 并联电路 ⁠ ⁠ I＝ 　I1＋I2　⁠ U＝ 　U1＝U2　⁠ ＝ 　 ⁠ ＝ 　　⁠ I1＝I2　 U1＋U2 R1＋ R2　 　 I1＋I2　 U1＝U2 ＋ 　 ⁠ ⁠核心突破点一　欧姆定律在串联电路中的应用 串联正分压 在串联电路中，两个串联电阻可等效为一个总电阻，总电阻的阻值等于两电阻之和，即R总＝R1＋R2，I＝I1＝I2→＝＝→＝（即电压与电阻成正比）。 （1）串联电路的总电阻； （2）电路中的电流。 　　⁠ ⁠如图所示，R1＝12 Ω，R2＝4 Ω，将它们串联后接到8 V的电源上，求： 　　解：（1）电阻R1和R2串联，R1＝12 Ω，R2＝4 Ω， 此时电路中的总电阻：R＝R1＋R2＝12 Ω＋4 Ω＝16 Ω （2）又知电源电压为U＝8 V，此时电路中的电流： I＝＝＝0.5 A 　　⁠ ⁠（分压比等于电阻比）如图所示的电路中，电阻R1的阻值为4 Ω，R2的阻值为2 Ω，电源电压为6 V，则闭合开关后，电压表V1的示数为 　4　⁠V，电压表V2的示数为 　2　⁠V，通过电阻R1的电流为 　1　⁠A。 ⁠ ⁠核心方法　方法一（分压解法）：根据R1∶R2＝4∶2＝2∶1 可知，U1∶U2＝2∶1，所以把电源电压分成3份，每份2 V。 方法二（常规解法）：根据R1＝4 Ω，R2＝2 Ω，则电路总电阻为6 Ω，求出电路电流I，即为通过R1、R2的电流，根据U＝IR则可分别求出R1、R2两端的电压。 4　 2　 1　 ⁠ ⁠核心突破点二　欧姆定律在并联电路中的应用 并联反分流 在并联电路中，两个并联电阻可等效为一个总电阻，总电阻阻值的倒数等于两电阻阻值的倒数之和，即R总＝，U＝U1＝U2→I总R总＝I1R1＝I2R2→＝（即电流与电阻成反比）。 A.3∶2 B.2∶3 C.5∶3 D.3∶5 　　⁠ ⁠电阻R1、R2阻值之比为2∶3，并联在如图所示的电路中，则通过电阻R1和R2的电流之比为（　A　） A 　　⁠ ⁠如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20 Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3 A，电流表A2的示数为0.2 A。求电阻R2的阻值。 解：方法一：（常规解法）：由电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测R2支路的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，电源电压： U＝U1＝I1R1＝0.3 A×20 Ω＝6 V R2的阻值：R2＝＝＝30 Ω 方法二：（分流解法）：并联电路的各支路电流之比等于电阻的反比，根据题意知＝＝，所以＝，代入R1＝20 Ω，得R2＝30 Ω。 　　（2023·高州二模）如图所示，这是一种烟雾报警器的电路图，电源电压为2.4 V，R0是定值电阻，阻值为6 Ω。R为光敏电阻。烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡，R受到的光照变弱。当报警仪表的示数等于或小于100 mA时报警，光敏电阻R的阻值随着光强的关系如表所示。[“光强E”表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉（cd）] 光强E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 36 18 12 9 7.2 6 （1）由表中数据可知，当光强增大时，光敏电阻阻值 　变小　⁠；当烟雾浓度增大时，电流表示数 　变小　⁠。（均选填“变大”、“不变”或“变小”） 变小　 变小　 （2）正常情况下，当光强为 　2　⁠cd时，报警仪表开始报警。若要使该烟雾报警在烟雾浓度更低时也能报警，R0应选用 　更大　⁠（选填“更大”或“更小”）阻值的电阻。 （3）由于长时间工作导致电源电压降低为2 V，导致了烟雾报警器在正常的烟雾浓度下误报警。在不更换此时电源的情况下，将R0更换为 　2　⁠Ω的电阻就可以正常报警。 （4）如果把报警仪表改成电压表，要求当烟雾浓度增大，仪表示数也增大，则应该把电压表并联在电阻 　R　⁠（选填“R”或“R0”）两端。 2　 更大　 2　 R　 【解析】 （1）当光强增大时，由表可知，其电阻变小；图示电路是R与R0的串联电路，电流表测量电路中电流，当烟雾浓度增大时，光敏电阻R受到的光照变弱，由表可知，其电阻变大，则电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，即电流表示数变小；（2）根据题意，报警仪表开始报警时电路中的电流为I＝100 mA＝0.1 A，则根据I＝可得报警仪表开始报警的总电阻为R总＝＝＝24 Ω，根据串联电路电阻特点可知R的阻值R＝R总－R0＝24 Ω－6 Ω＝18 Ω，对照表中数据知，E＝2 cd；要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，说明光照强度增强，则光敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可知，电路电流变大； 如要保持电流不变，由欧姆定律可知，应换用更大的电阻以保持在一定的光照下能及时报警，因此R0应选用更大阻值的电阻；（3）通过上面计算可知正常报警时光敏电阻的阻值R＝18 Ω，当电源电压降为2 V时，正常报警时电路需满足I＝，即0.1 A＝，解得R0'＝2 Ω；（4）由（1）可知当烟雾浓度增大时电路中电流变小，根据U＝IR知R0两端的电压变小，根据串联电路电压的特点，光敏电阻R的电压增大，所以把报警仪表改成电压表，要求当烟雾浓度增大，仪表示数也增大时，应将电压表并联在R两端。 ⁠ ⁠探究欧姆定律（10年6考） 1.（2021·广东）在“探究电流与电阻的关系”实验中，实验器材有：电源（电压恒为4.5 V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20 Ω　2 A”字样）和开关各一个，定值电阻五个（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω），导线若干。 （1）将如图甲实验电路连接完整。 答案　如图所示： （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最 　左　⁠端。 （3）图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I－R图像，其中阴影面积的物理意义是 　定值电阻两端的电压　⁠，其数值为 　2.5　⁠V。 左　 定值电阻两端的电压　 2.5　 2.（2020·广东）做“探究电流与电阻的关系”实验时，可供选择的器材有：电压为6 V的电源，电流表（0～0.6 A），电压表（0～3 V），开关，阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω的定值电阻各1个，最大阻值分别为10 Ω和50 Ω的滑动变阻器各1个，导线若干。 （1）如图所示的实验电路中，正确的是 　甲　⁠，应选用最大阻值为 　50　⁠Ω的滑动变阻器。 甲　 50　 （2）若按图乙所示的电路图连接好电路后，闭合开关，可观察到电流表的指针 　几乎不　⁠（选填“向右”、“反向”或“几乎不”）偏转。 （3）按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可能是 　将滑动变阻器下面两个接线柱同时接入了电路　⁠。 几乎不　 将滑 动变阻器下面两个接线柱同时接入了电路　 （4）纠正错误后，依次更换定值电阻，并控制定值电阻两端电压为2.5 V进行实验。请将记录实验数据的表格补充完整。 ①U＝ 　2.5　⁠V。 实验序号 1 2 3 4 ② 　电阻R/Ω　⁠ 20 15 10 5 ③ 　电流I/A　⁠ 2.5　 电阻R/Ω　 电流I/A　 【解析】 （1）图甲电路中，电压表与定值电阻并联，电流表与定值电阻串联，电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出，故甲正确；乙电路中，电流表与定值电阻并联，电压表串联在电路中，且电流表的正负接线柱接反了，故乙错误；丙电路中，电压表与定值电阻并联，电流表与定值电阻串联，但两电表的正负接线柱都接反了，故丙错误；因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，电路中的电流I＝＝，则R滑＝R，由电压表的量程为0～3 V可知，定值电阻两端的最大电压UR＝3 V，当R＝20 Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻R滑＝R＝×20 Ω＝20 Ω＞10 Ω，所以，应选用最大阻值为50 Ω的滑动变阻器； （2）若按图乙所示的电路图连接好电路后，闭合开关，由电压表的内阻很大，在电路中相当于断路可知，电路中几乎无电流，所以，可观察到电流表的指针几乎不偏转； （3）闭合开关，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，说明滑动变阻器接线错误，由电压表的量程为3 V和电源电压为6 V可知，错误可能是将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路； （4）由题意可知，定值电阻两端的电压为2.5 V；探究电流与电阻的关系实验，应记录的是“电阻R/Ω”和“电流I/A”。 3.（2018·广东）在“探究电流跟电压关系”的实验中： （1）如图1所示，甲为 　电流表　⁠，乙为 　电压表　⁠。（均选填“电流表”或“电压表”） 电流表　 电压表　 （2）用笔画线代替导线将图2中电路连接完整，要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动。（导线不能交叉） 答案　如图所示： （3）在实验操作过程中保持 　电阻　⁠不变，闭合开关时，调节滑动变阻器的滑片P做了三组实验数据，如表所示，请根据该图表中数据在图3中进行描点连线。 电阻　 实验次数 物理量 1 2 3 电压U/V 1.0 2.0 2.5 电流I/A 0.11 0.20 0.26 答案　如图所示： （4）对实验数据进行分析，归纳出的结论是 　电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　⁠。 电阻不变时，通过导体的电流与导 体两端的电压成正比　 【解析】 （1）电压表并联在用电器的两端，电流表串联在电路中，所以甲为电流表，乙为电压表； （2）为保护电路，闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻要最大，因要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动，故变阻器下端应接A； （3）探究电流跟电压关系时，要控制电阻不变；根据表中数据，在坐标系中找出对应的点连线，如图所示； （4）横向分析表中数据，考虑到误差因素，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，即电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 ⁠ ⁠利用欧姆定律进行计算（10年10考） 4.（2022·广东节选）某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320 W，R1＝55 Ω。求： （1）取暖器工作时通过R1的电流； 解：（1）由电路图可知，R1、R2并联，所以取暖器工作时，R1，两端的电压为220 V，通过R1的电流： I1＝＝＝4 A 5.（2018·广东）如图1所示，闭合开关时，电压表示数如图2所示为 　2.2　⁠V；将滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数将 　不变　⁠，电压表示数将 　变大　⁠。（后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”） 2.2　 不变　 变大　 【解析】 图2中电压表接的是0～3 V量程，分度值为0.1 V，其示数为2.2 V；图1中，由于电压表的内阻很大，它在电路中相当于断路，所以滑动变阻器全部接入电路（即滑动变阻器接入电路的阻值不变），根据I＝可知，电路中的电流不变，即电流表示数不变；电压表测量滑片左边部分的电压，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，左边部分的电阻值变大，所以其分担的电压变大，即电压表示数变大。 6.（2018·广东）如图1所示，已知定值电阻R1的阻值为30 Ω，闭合开关时整个电路正常工作，两电流表的指针都在同一位置，示数如图2所示。（设电源电压保持不变） （1）电源电压U是多少？ （2）通过定值电阻R2的电流是多少？ （3）现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2，替换后只有一个电流表的示数发生了变化，请判断Rx替换的是电阻R1还是R2。 （4）此时替换后电流表示数减少了0.3 A，求未知电阻Rx的阻值。 （1）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的位置相同，所以，电流表A的量程为0～3 A，分度值为0.1 A，干路电流I＝1.5 A 电流表A1的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，通过R1的电流I1＝0.3 A，因并联电路中各支路两端的电压相等，由I＝可得，电源电压： U＝U1＝I1R1＝0.3 A×30 Ω＝9 V （2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以通过电阻R2的电流： I2＝I－I1＝1.5 A－0.3 A＝1.2 A 解：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。 （3）由题知，用电阻Rx替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化；若用Rx替换电阻R1，则电流表A1所在支路的电阻发生变化，电流表A1的示数会发生变化，同时干路电流也会发生变化，即电流表A的示数也发生变化，不符合题意；因此只能是用Rx替换电阻R2； （4）替换后电流表示数减少了0.3 A，则干路电流变为： I'＝I－ΔI＝1.5 A－0.3 A＝1.2 A 根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，此时通过Rx的电流为： Ix＝I'－I1＝1.2 A－0.3 A＝0.9 A 根据I＝可得Rx的阻值： Rx＝＝＝10 Ω 7.（2020·广东）阅读下列短文，回答问题。 热敏电阻温度计 热敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随温度的变化而变化，如图甲所示，这是某型号热敏电阻的实物图，阻值随温度的升高而变小的，称为负温度系数热敏电阻；阻值随温度的升高而变大的，称为正温度系数热敏电阻，利用热敏电阻的特性做成的温度计，叫作热敏电阻温度计。 如图乙所示，这是热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像（为方便计算，已将图线作了近似处理）。图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在0.60 V～1.20 V之间调节，R2为定值电阻，阻值为100 Ω。该电路的工作原理是：当保持通过R1的电流不变时，R1两端的电压随电阻均匀变化（即随温度均匀变化），故只需将电压表V1表盘的刻度改成相应的温度刻度，就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时，将R1放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使V2表的示数保持0.20 V不变（即电路中的电流保持2 mA不变），再从V1表盘上读出待测温度t。 （1）热敏电阻R1是 　负　⁠（选填“正”或“负”）温度系数热敏电阻。在标准大气压下，将R1放入冰水混合物中时，R1的阻值是 　520　⁠Ω。 （2）测温时，保持R2两端电压为0.20 V，R1两端的电压随温度升高而 　变小　⁠（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （3）某次测温时，V1表盘上显示的温度是20 ℃，此时电源电压为 　0.92　⁠V。 （4）该热敏电阻温度计测量温度的范围为 　2.5～40　⁠℃。 负　 520　 变小　 0.92　 2.5～40　 【解析】 （1）由图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小，为负温度系数热敏电阻；在标准大气压下，将R1放入冰水混合物中时，热敏电阻R1的温度为0 ℃，其阻值为520 Ω； （3）由图乙可知，R1与t的关系为一次函数，设为R1＝kt＋b，把t＝0 ℃、R1＝520 Ω和t＝30 ℃、R1＝280 Ω代入可得520 Ω＝k×0 ℃＋b，280 Ω＝k×30 ℃＋b，联立等式可得k＝－8 Ω/℃，b＝520 Ω，则R1＝－8（Ω/℃）×t＋520 Ω，当V1表盘上显示的温度是20 ℃时，R1＝－8（Ω/℃）×20 ℃＋520 Ω＝360 Ω，此时V1的示数U1＝IR1＝2×10－3 A×360 Ω＝0.72 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时电源电压为U＝U1＋U2＝0.72 V＋0.20 V＝0.92 V； （2）测温时，保持R2两端电压为0.20 V时，电路中的电流保持2 mA不变，因热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小，由U＝IR可知，R1两端的电压变小，即R1两端的电压随温度的升高而变小； （4）由题意可知，电源电压可在0.60 V～1.20 V之间调节，当电源的电压U'＝0.60 V时，热敏电阻两端的电压U1'＝U'－U2＝0.60 V－0.20 V＝0.40 V，此时热敏电阻的阻值R1'＝＝＝200 Ω，由R1'＝－8（Ω/℃）×t'＋520 Ω可得，t'＝40 ℃；当电源的电压U″＝1.20 V时，热敏电阻两端的电压为U1″＝U″－U2＝1.20 V－0.20 V＝1.00 V，此时热敏电阻的阻值为R1″＝＝＝500 Ω，由R1″＝－8（Ω/℃）×t″＋520 Ω可得，t″＝2.5 ℃，所以，该热敏电阻温度计测量温度的范围为2.5 ℃～40 ℃。 ⁠ ⁠电阻的测量（10年3考） 8.（2022·广东）图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图（小灯泡额定电压为1.5 V）。 （1）小明按电路图连接实物，刚接上最后一根导线，看到电流表的指针立刻有偏转。若电路连线正确，造成这种异常现象的原因是 　开关没有处于断开状态　⁠。 开关没有处于断开状态　 （2）实验中，调节滑动变阻器，分别记录电压表和电流表的示数如下： 测量次序 1 2 3 4 5 电压U/V 1.8 1.5 1.0 0.3 电流I/A 0.32 0.30 0.26 0.18 ①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压是 　0.6　⁠V，通过它的电流是 　0.22　⁠A； ②小灯泡正常发光时的电阻是 　5　⁠Ω； ③第5次测量中，小灯泡不发光，小明断定是灯丝断了。这个判断是 　错误　⁠（选填“正确”或“错误”）的，理由是 　如果灯丝断了，整个电路断路，则电流表无示数，电压表有示数　⁠。 0.6　 0.22　 5　 错误　 如果灯丝断了，整个电路断路，则电流表无 示数，电压表有示数　 【解析】 （1）连接电路时，开关没有处于断开状态，刚接上最后一根导线，电流表的指针立刻有偏转； （2）①根据图乙可知，电压表量程为0～3 V，每一个大格代表1 V，每一个小格代表0.1 V，电压为0.6 V；电流表使用的量程为0～0.6 A，每一个大格代表0.2 A，每一个小格代表0.02 A，电流为0.22 A；②小灯泡额定电压为1.5 V，由第2次实验可知小灯泡额定电流为0.3 A，小灯泡正常发光时的电阻为R＝＝＝5 Ω；③这个判断是错误的，理由是如果灯丝断了，整个电路断路，则电流表无示数，电压表有示数，小灯泡不发光。 ⁠ ⁠动态电路分析（10年5考） 9.（2018·广东）如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示，下列说法不正确的是（　C　） A.电源电压是9 V B.定值电阻R的阻值是6 Ω C.滑动变阻器的阻值范围是0～18 Ω D.若定值电阻R出现接触不良时，电流表示数为0，电压表示数为9 V C 【解析】 当滑片P位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测量电源的电压，电流表测量电路中的电流，此时电路中的电流最大，由图像可知，电路中的最大电流为1.5 A时，电压表的示数为9 V，即电源的电压为9 V，故A正确；由I＝可得，定值电阻R的阻值R＝＝＝6 Ω，故B正确；当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，由图像可知，电路中的最小电流I'＝0.5 A，则电路中的总电阻R总＝＝＝18 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器的最大阻值R滑大＝R总－R＝18 Ω－6 Ω＝12 Ω，所以滑动变阻器的阻值范围是0～12 Ω，故C错误；当定值电阻R出现接触不良时，则串联电路断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中，相当于测量电源电压，其示数为9 V，故D正确。 10.（2016·广东节选）阅读短文，回答问题。 压力传感器 压力传感器种类很多，电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器的原理如图1所示，金属梁右端为固定端，左端为自由端，金属梁的上、下表面各紧贴一块相同的应变片，应变片结构如图2所示，它主要是由基底、金属电阻丝和引线等组成，电阻丝固定在基底上，当应变片被拉长时，金属电阻丝同时被拉长，电阻丝的电阻变大，反之，当应变片被压缩时，金属电阻丝变短，电阻丝的电阻变小。 当自由端受到向下的压力F时，金属梁向下弯曲，上应变片被拉长，下应变片被压缩，如果上、下金属电阻丝有大小不变的电流I通过时，上应变片引线间两端电压为U1，下应变片引线间两端电压为U2。传感器可以通过输出两个电压的差值U（U＝U1－U2）来反映压力F的大小。 请回答下列问题： （2）当金属梁未受到压力时，由于 　两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等　⁠，所以U1＝U2，U＝0。 （3）当金属梁受力向下弯曲时，U1 　变大　⁠，U2 　变小　⁠。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） 两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流 相等　 变大　 变小　 【解析】 （2）由题意可知，金属梁的上、下表面的应变片完全相同，即两应变片的电阻相同，且两应变片串联在电路中，所以通过两应变片的电流相等，根据U＝IR可知，上应变片引线间两端电压U1和下应变片引线间两端电压U2相等；即U1＝U2，U＝U1－U2＝0； （3）当金属梁受力向下弯曲时，上面金属电阻丝长度变长，电阻变大，下面金属电阻丝长度变短，电阻变小；由欧姆定律可知，电压U＝IR，电流一定时，电阻越大，电压越大，U1变大，U2变小。 $$