17.2 欧姆定律 新知梳理+典型例题+配套+练习题-2024-2025学年人教版物理九年级上学期
2024-11-11
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内容正文:
17.2 欧姆定律
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一、选择题(共10小题)
1.(2024秋•阳信县月考)对欧姆定律的理解,下列说法中错误的是( )
A.对同一导体,导体中的电流强度与这段导体两端电压成正比
B.在电压不变时,导体的电阻愈大,通过的电流则愈小
C.在相同电压时,导体的电阻与电流成反比
D.对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变
2.(2023秋•邵阳月考)如图所示为灯泡L和定值电阻R的U﹣I图象,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R的U﹣I图象为图乙
B.定值电阻R的阻值为5Ω
C.若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,则干路电流为0.6A
D.若将L和R串联在电路中,电路中电流为0.4A,则电源电压为6V
3.(2023秋•市北区期末)下列图象中,能正确描述定值电阻电流与电压关系的图象是( )
A. B. C. D.
4.(2023秋•揭阳期末)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
D.当导体两端的电压为0时,电流为0
5.(2023秋•陇西县期末)同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们按照如图所示的方式连接在电路中,测得A、B两端的电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A.IA=IB B.IA>IB C.IA<IB D.UA>UB
6.(2024•翔安区三模)物理图像可以直观的描述物理概念和物理规律。如图所示,可以表示一定条件下物理量之间的关系,但不能表示下列选项中的( )
A.电流与电阻之间的关系
B.路程和时间之间的关系
C.物体重力与质量的关系
D.电流与电压之间的关系
7.(2024•澄城县一模)下列说法正确的是( )
A.一节干电池的电压为2V
B.电荷定向移动的方向就是电流的方向
C.通过某段导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
8.(2023秋•邢台期末)关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.欧姆定律是通过推导得出的规律
B.欧姆定律反映出了导体电阻跟电流和电压之间的关系
C.欧姆定律中的I、U和R反映的是同一段电路中同一时刻的电流、电压和电阻关系
D.由欧姆定律变形得U=IR,说明在导体电阻一定时,导体两端的电压U跟电流成正比
9.(2023秋•黔江区期末)某导体两端的电压为4V时,流过它的电流为0.5A,若该导体两端的电压变为原来的2倍,则导体的电阻和导体中的电流分别为( )
A.16Ω 0.5A B.16Ω 1A C.18Ω 0.5A D.8Ω 1A
10.(2022秋•安泽县期末)请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据分析判断,该电路可能是( )
U/伏
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/安
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A. B.
C. D.
二、填空题(共5小题)
11.(2024秋•天津期中)如图是甲、乙两导体的电流与电压的关系图像,由图可得甲的电阻是 Ω。若将甲和乙串联接在电路中,通过它们的电流之比I甲:I乙= 。
12.(2024秋•浑南区期中)如果导体两端的电压是1V,通过的电流是0.1A,那么这段导体的电阻就是10Ω。对于这段导体来说,当加在它两端的电压是2V时,它的电阻是 Ω;当它两端的电压是0V时,它的电阻是 Ω。
13.(2024•沂南县一模)如图所示的电路中,已知R1=6Ω,R2=10Ω,当开关闭合时,电压表的示数为3V。则电路中的电流是 A,电池两端的电压是 V。
14.(2024•新城区校级一模)在如图(a)所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图b所示,电阻R2=10Ω,由以上信息可知,电源两端的电压为 V;R1= Ω。
15.(2024•凉州区校级三模)两种电学元件L与R的I﹣U关系图象如图所示,分析该图象,R的阻值为 Ω;将L与R并联在电源两端的电压恒定为4V的电路中,干路中的电流为 A;若将L与R串联在电源两端的电压恒定为5V的电路中,L两端的电压为 V。
三、计算题(共2小题)
16.(2024秋•泰山区校级月考)如图所示,电源电压为10V,闭合开关后,电流表、电压表的示数分别为0.5A和6V。求:
(1)通过R1的电流;
(2)电阻R1的阻值。
17.(2024秋•长春期中)如图所示的电路电源电压不变,已知R1=5Ω,R2=10Ω,当开关S闭合时,电压表V1的示数为4V。求:
(1)通过R1的电流;
(2)R2两端的电压。
一、选择题(共10小题)
1.【答案】C
【分析】电阻是由导体自身决定的,与导体的材料,长度,横截面积有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
导体中电流与导体两端的电压和导体的电阻决定的。
根据欧姆定律公式,运用控制变量法分析电阻、电流以及电压的关系。
【解答】解:A、对某一段导体来说,即导体的电阻不变,由欧姆定律I可得,导体中通过的电流既与导体两端的电压成正比;故A正确,不符合题意;
B、在电压不变时,导体的电阻愈大,根据I可知,通过的电流则愈小,故B正确,不符合题意;
C、对于同一段导体来说,在电压一定条件下,由欧姆定律可得,导体中的电流跟它的电阻成反比;电阻是导体的性质,与电流电压无关,故C错误,符合题意;
D、对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变,故D正确,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对导体电阻的理解和运用,导体的电阻是不变的,导体的电阻与导体两端的电压和通过的电流无关。
2.【答案】C
【分析】(1)定值电阻的阻值一定,通过的电流和其两端电压成正比,则倾斜直线代表定值电阻的U﹣I图象,而曲线则代表灯泡L的U﹣I图象;
(2)根据欧姆定律求出定值电阻阻值的大小;
(3)将L和R并联在电源电压为5V的电路中,根据并联电路规律可知,小灯泡和定值电阻两端电压相同且等于电源电压,通过小灯泡和定值电阻的电流之和等于干路电流,由图可知,当电源电压为5V时,通过灯泡的电流和通过定值电阻的电流,进一步计算此时的干路电流;
(4)将L和R串联在电路中,根据电流值和对应的电压值,利用串联电路的电压规律求出电源电压的大小。
【解答】解:A.定值电阻的阻值一定,通过的电流和其两端电压成正比,则倾斜直线甲代表定值电阻的U﹣I图象,而曲线乙则代表灯泡L的U﹣I图象,故A错误;
B、定值电阻R的阻值为:R15Ω,故B错误;
C、将L和R并联在电源电压为3V的电路中,并联电路各支路两端电压相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据并联电路规律可知,小灯泡和定值电阻两端电压相同且等于电源电压,通过小灯泡和定值电阻的电流之和等于干路电流,即I干=IL+IR,
由图可知,当电源电压为3V时,IL=0.4A,IR=0.2A,则此时干路电流为I干=IL+IR=0.4A+0.2A=0.6A,故C正确;
D、将L和R串联在电源电压为6V的电路中,串联电路各处电流相等,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流相同,且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压,由图可知当I=0.4A时,UL=3V,UR=6V,电源电压U=UL+UR=3V+6V=9V,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
3.【答案】A
【分析】根据欧姆定律,定值电阻电流与电压成正比。
【解答】解:根据欧姆定律,定值电阻的阻值不变,通过的电流与电压成正比,图像是过原点的倾斜直线,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查欧姆定律的简单应用,属于中档题。
4.【答案】D
【分析】(1)图象中横坐标表示电压,纵坐标表示电流,这是一个正比例函数图象,电流随电压的增大而增大;
(2)电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积,另外还有温度有关,与导体两端的电压和通过的电流大小无关;
(3)根据图象读出导体两端的电压为2V时通过的电流。
【解答】解:ABD.由图象上看出,当导体两端的电压为0时,电流为0,但是电阻不为零,
因为电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流没有关系,故AB不正确,D正确;
C.当导体电压为2V时,由图象可以找到此时对应的电流0.4A,故C不正确;
故选:D。
【点评】本题需要注意两点:
(1)电阻是导体本身的性质,其大小与材料、长度、横截面积、温度有关,与电压的大小和电流的大小无关;
(2)读懂图象,能根据电压找到对应的电流,或者根据电流找到对应的电压。
5.【答案】A
【分析】(1)根据串联电路的电流规律判断IA和IB的关系,
(2)根据串联电路电压的分配与电阻成正比,判断UA和UB的关系,从而对四个选项进行判断。
【解答】解:因为A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,所以RA<RB。
ABC、由图可知,两电阻串联,根据串联电路中各部分导体的电流相等,可得IA=IB,故A正确,BC错误;
D、因为串联电路中电压的分配与电阻成正比,RA<RB,所以UA<UB,故D错误。
故选:A。
【点评】本题解题的关键是考查串联电路的电流规律和电压的分配规律;只要两电阻串联在电路中,通过两电阻的电流一定相等。串联电路中电压的分配与电阻成正比,此类题目在中考中经常出现,应该注意。
6.【答案】A
【分析】从图象上可以看出,该图象反应的物理量之间成正比关系,然后根据各选项之间的关系选择即可。
【解答】解:A、电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,所以该图像不能反映电流与电阻之间的关系,故A符合题意;
B、速度一定时,路程和时间成正比,因此该图象可以反应路程和时间的关系,故B不符合题意;
C、物体的重力和质量成正比,该图象可以反映重力和质量的关系,故C不符合题意;
D、电阻一定时,电流与电压成正比,该图象可以反映电流与电压之间的关系,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查学生的观察能力和图象分析能力,涉及的知识点较多,解题时应熟记这些关系并加深理解。
7.【答案】D
【分析】(1)一节蓄电池的电压为2V,一节干电池的电压为1.5V;
(2)物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向;
(3)电阻导体阻碍电流的性质,其大小与材料、长度、粗细、温度有关,与导体两端的电压、通过导体的电流无关;
(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解:A、一节蓄电池的电压为2V,一节干电池的电压为1.5V,故A错误;
B、物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,故B错误;
C、导体的电阻与它的材料、长度、粗细有关,与通过导体的电流无关,故C错误;
D、导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,通过导体的电流越小,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了干电池的电压、电流方向的规定、决定电阻大小的因素、对欧姆定律的理解,属于基础题目。
8.【答案】C
【分析】欧姆定律的内容:一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。欧姆定律是通过实验归纳得出的。
电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解:A、欧姆定律是通过实验结果归纳得出的,而不是推导出的规律,故A错误;
B、欧姆定律反映出了导体中的电流与导体的电压和电阻之间的关系,电阻的大小与电流和电压的大小无关,故B错误;
C、欧姆定律中的I、U和R反映的是同一段电路中同一时刻的电流、电压和电阻关系,故C正确;
D、由欧姆定律变形得U=IR,说明在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压U成正比,故D错误。
故选:C。
【点评】理解欧姆定律的含义,熟练掌握电流与电阻、电压的关系,知道影响电阻大小的因素,并且知道导体的电阻与导体两端的电压和通过的电流无关,但可以根据欧姆定律计算出电阻的大小。
9.【答案】D
【分析】(1)知道导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,再根据欧姆定律求出导体两端的电压变为原来的2倍时通过的电流。
【解答】解:由I可得,导体的电阻:
R8Ω,
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
所以,当导体两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻仍为8Ω不变,
此时通过导体的电流:
I′2I=2×0.5A=1A,
故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,是一道基础题目。
10.【答案】D
【分析】AB.电路中定值电阻与滑动变阻器串联,电压表均测电源的电压,根据电源的电压不变可知滑片移动时电压表示数的变化;
CD.电路中定值电阻和滑动变阻器串联,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,然后分析电流表示数变化时电压表示数的变化,从而得出答案。
【解答】解:由表格数据可知,电压表的示数增大时,电流表的示数也增大,且电压表与电流表示数的比值不变。
(1)由电路图AB可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测电源电压,
因电源电压不变,所以,滑片移动时电压表的示数不变,故AB不符合题意;
(2)由电路图CD可知,定值电阻与滑动变阻器串联,
当滑动变阻器接入电路中的电阻变小时,电路中的总电阻变小,
由I可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,
由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变小,
综上可知,选项C中电流表的示数变大时电压表的示数减小,选项D中电流表的示数变大时电压表的示数变大,故C不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意解决此类电路图连接问题时要结合题意实际要求去分析,不可盲目乱猜。
二、填空题(共5小题)
11.【答案】10;1:1。
【分析】由图象可知,通过甲、乙电流均与其两端的电压成正比,所以甲、乙均为定值电阻。由图象数据,结合欧姆定律可得甲的电阻;
将甲和乙串联接在电路中,串联电路中各处电流相等,据此求通过它们的电流之比。
【解答】解:由图象可知,通过甲、乙电流均与其两端的电压成正比,所以甲、乙均为定值电阻。
由图象可知,当U甲=2V时,通过甲的电流I甲=0.2A,则甲导体的电阻:
;
若将甲和乙串联接在电路中,因串联电路中各处电流相等,则通过它们的电流之比I甲:I乙=1:1。
故答案为:10;1:1。
【点评】本题考查欧姆定律和并联电路的电压规律的应用,根据图象得出正确信息是关键。
12.【答案】10;10。
【分析】由欧姆定律可得出电阻的阻值;由影响电阻大小的因素可知电压及电流变化时电阻保持不变。
【解答】解:由欧姆定律可得,导体的电阻:R10Ω;
因导体电阻取决于导体本身的性质,与导体两端的电压及通过导体的电流无关,故当所加电压为2V或0V时,导体的电阻不变,均为10Ω。
故答案为:10;10。
【点评】本题考查欧姆定律及影响导体电阻的因素,应明确导体电阻为导体本身的一种性质,与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
13.【答案】0.5;8
【分析】由电路图可知,开关闭合时,R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压。已知电压表示数,根据欧姆定律求通过R1的电流,根据串联电路的电流规律可知电路中的电流和通过R2的电流,根据欧姆定律求R2两端的电压,根据串联电路的电压规律求电池两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,开关闭合时,R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压。
已知电压表示数,即R1两端的电压为U1=3V,则通过R1的电流:I10.5A,
因为串联电路中各处电流相等,所以电路中的电流和通过R2的电流:I=I2=I1=0.5A,
根据欧姆定律可得,R2两端的电压:U2=I2R2=0.5A×10Ω=5V,
因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以电池两端的电压:U=U1+U2=3V+5V=8V。
故答案为:0.5;8。
【点评】本题考查串联电路的电流、电压规律和欧姆定律的应用,难度不大。
14.【答案】7;40。
【分析】如图所示,V1测电源电压,V2测R2两端电压,根据串联电路电压的规律分析电压表的量程并读数,根据串联电压规律计算,结合欧姆定律计算电阻大小。
【解答】解:如图所示,V1测电源电压,V2测R2两端电压,两个电压表指针偏转相同,说明量程不同,根据串联电路电压的规律,V1接入量程应为0~15V,分度值为0.5V,读数为7V,V2接入量程应为0~3V,分度值为0.1V,读数为1.4V,故电源电压为7V,R2两端电压为1.4V,根据欧姆定律知,电路中电流为;
R1的电阻为。
故答案为:7;40。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律。
15.【答案】10;1.2;1。
【分析】(1)由图象知,当定值电阻两端电压UR=4V时通过它的电流,根据欧姆定律计算定值电阻的阻值;
(2)将它们并联在电源电压为4V的电路中,根据并联电路的电压特点结合图像可知通过灯泡和电阻的电流,根据并联电路的电流规律计算干路电流;
(3)若将它们串联在电源电压为5V的电路中,根据串联电路的电流特点可知灯泡L和定值电阻R的电流为0.4A,由图象知,此时灯泡两端电压和定值电阻两端电压符合条件。
【解答】解:(1)由I﹣U图象可知,R的阻值为:R10Ω;
(2)若将它们并联在电源电压为4V的电路中,由并联电路电压特点可知,L和R两端的电压都为4V,由图象可知,此时:IR=0.4A,IL=0.8A;
由并联电路电流特点可知,干路电流:I=IR+IL=0.4A﹣0.8A=1.2A;
若将它们串联在电源电压为5V的电路中,则串联电路中电流处处相等,由图象可知,当电路中电流为0.4A时,UL=1V,UR=4V,
电源两端的电压为:U电源=UR+UL=4V+1V=5V;
符合题意,故若将它们串联在电源电压为5V的电路中,L两端的电压为1V。
故答案为:10;1.2;1。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的灵活运用,正确读取图象中的信息是解题的关键。
三、计算题(共2小题)
16.【答案】(1)通过R1的电流为0.5A;(2)电阻R1的阻值为12Ω。
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端电压。
(1)根据串联电路的电流特点可知通过R1的电流;
(2)根据欧姆定律求电阻R1的阻值。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端电压。
(1)因串联电路中各处的电流相等,所以通过R1的电流:I1=IA=0.5A;
(2)电压表的示数为6V,即R1两端的电压U1=6V,由欧姆定律可得,
电阻R1的阻值:R112Ω。
答:(1)通过R1的电流为0.5A;(2)电阻R1的阻值为12Ω。
【点评】本题考查串联电路的电流规律和欧姆定律的应用,难度不大。
17.【答案】(1)通过R1的电流为0.8A;(2)R2两端的电压为8V。
【分析】(1)由图可知,开关S闭合后,电阻R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压。根据欧姆定律求通过R1的电流;
(2)根据串联电路的电流规律可知通过R2的电流,根据欧姆定律求R2两端的电压。
【解答】解:(1)由图可知,开关S闭合后,电阻R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压。
通过R1的电流:I10.8A;
(2)串联电路中各处的电流相等,故通过R2的电流:I2=I1=0.8A,
根据欧姆定律可得,R2两端的电压:U2=I2R2=0.8A×10Ω=8V。
答:(1)通过R1的电流为0.8A;
(2)R2两端的电压为8V。
【点评】本题考查串联电路的电流、电压规律和欧姆定律的应用,难度不大。
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17.2 欧姆定律
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【题型1】欧姆定律的理解 2
【题型2】欧姆定律的相关计算 5
【题型3】U﹣I或I﹣U图像 9
1.欧姆定律的内容: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.欧姆定律的公式:。其中电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
1.理解根据欧姆定律及其公式。
(1)当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)在电源电压不变时,可通过改变电路中的电阻来改变电流。利用滑动变阻器改变电路中的就是这个道理。
注意:初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中,即电能完全转化成内能或光能。
2.欧姆定律的应用
(1)欧姆定律公式:。对于一个导体,只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个,就可以利用欧姆定律求出第三个量。
(2)变形公式:由欧姆定律的变形公式可得,电阻等于电压与电流的比值,由此可得到一种测量电阻的方法,即首先通过测量未知电阻两端电压和通过该电阻的电流,然后应用公式计算出电阻的大小。
(3)变形公式U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关。
【题型1】欧姆定律的理解
(2024•秦淮区模拟)几位同学学习了欧姆定律后,根据,导出了。于是他们提出了以下几种看法,你认为正确的是( )例1
A.导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B.导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D.导体两端不加电压时,导体的电阻为零
【答案】C
【分析】导体的电阻是由导体自身决定的,与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,而与外部的电流、电压大小无关。
【解答】解:导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,并不随电流、电压的改变而改变。所以A、B、D错误,C正确。
故选:C。
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因为物理公式中各物理量有其实际意义,不能只按数学形式去判断。根据公式凡是说电阻与谁成比例的,都是错误的。
【变式1】(2023秋•凉州区校级期末)对于欧姆定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.公式R表明:电阻与电压成正比,与电流成反比
B.公式I表明:导体两端的电压与通过它的电流成正比
C.对于一个定值电阻,加在它两端的电压与通过它的电流的比值不变
D.由U=IR可知,导体两端的电压跟导体的电阻成正比
【答案】C
【分析】(1)根据欧姆定律的内容可知,通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比,电阻的大小是由导体本身决定的,与电压的大小无关;
(2)导体两端电压取决于电源,电压是形成电流的原因。
【解答】解:A.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,公式R只是计算电阻的一种方法,故A错误;
B.公式I表明:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故B错误;
C.对于同一个定值电阻,电阻一定,导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故C正确;
D.导体两端电压取决于电源,与导体电阻和导体中的电流无关,不能说导体两端的电压跟导体的电阻成正比,故D错误。
故选:C。
【变式2】(2023秋•船山区期末)物理学中经常看到形如x的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关;另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于后一种情形的是( )
A.电阻R B.压强p C.功率P D.电流I
【答案】A
【分析】电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关;
压强由压力大小和受力面积的比值决定;
热值是燃料的特性,与放出热量和燃料质量无关;
通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体电阻成反比。
【解答】解:A、电阻计算公式:R,但是电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关,故A正确;
B、压强p,压强由压力大小和受力面积的比值决定,压强大小与压力、受力面积有关,故B错误;
C、功率P,功率的大小与功的大小和做功的时间有关,故C错误;
D、电流I,通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体电阻成反比,故D错误。
故选:A。
【变式3】(2024•平房区一模)根据欧姆定律可以得到公式R,关于这个公式的下列说法中,正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D.同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变
【答案】D
【分析】电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积有关,与两端的电压和通过电流无关,R这个导出公式只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。
【解答】解:ABC、因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,
所以,同一导体的电阻与加在它两端的电压、通过它的电流无关,且导体两端电压为零时其阻值不为零,故ABC错误;
D、同一导体的电阻不变,由R可知,同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故D正确。
故选:D。
【题型2】欧姆定律的相关计算
(2023秋•竞秀区期末)如图所示,电源电压恒定,R1=20Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数为0.3A.若再闭合S1,发现电流表示数变化了0.2A,则R2的电流为 A,电源电压为 V;R2的阻值为 Ω。例2
【答案】0.2;6;30。
【分析】(1)闭合开关S,断开开关S1,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)若再闭合S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电流特点可知电流表示数的变化即为R2支路的电流,进一步可知电流表示数的变化,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值。
【解答】解:(1)闭合S,断开开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,由I可得,电源的电压:U=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)若再闭合S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1的电流不变,仍然为0.3A;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表示数变化了0.2A,所以,干路电流变大,即电流表的示数增大,则通过R2的电流I2=0.2A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的阻值:R230Ω。
故答案为:0.2;6;30。
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本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是能判断出开关S1时电流表示数的变化即为通过R2支路的电流。
【变式1】(2024•枣庄三模)如图所示,电源保持6V的电压不变,开关S闭合后,电流表的示数是0.4A,电压表的示数为2V,则R2两端的电压为 ,电阻R1的阻值是 Ω。
【答案】2V;10。
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电压表示数可知R2两端的电压;根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路电流规律和欧姆定律求出电阻R1的阻值。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
因电压表示数为2V,所以R2两端的电压为2V;
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以R1两端的电压:U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V,因串联电流处处电流相等,所以由I可得,电阻R1的阻值:R110Ω。
故答案为:2V;10。
【变式2】(2023秋•青浦区期末)某导体两端的电压为12伏,10秒内通过该导体横截面的电荷量为6库,通过它的电流为 安,其电阻为 欧。当通过它的电流为0.3安时,该导体的电阻为 欧。
【答案】0.6;20;20。
【分析】(1)知道10秒内通过该导体横截面的电荷量,根据I求出通过的电流,根据欧姆定律求出其电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解:通过导体的电流:I0.6A,
由I可得,导体的电阻:R20Ω;
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
所以,当通过它的电流为0.3安时,该导体的电阻仍为20Ω不变。
故答案为:0.6;20;20。
【变式3】(2024•蚌山区二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R0=20Ω,只闭合开关S1,记录电流表的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,记录电流表的示数为0.42A;则电阻Rx的阻值为 Ω。
【答案】8。
【分析】只闭合开关S1,电路为Rx的简单电路,闭合开关S1和S2,两电阻并联接入电路,根据并联电路电流规律计算通过定值电阻R0的电流,根据并联电路电压特点结合欧姆定律可得电源电压,进一步计算电阻Rx的阻值。
【解答】解:只闭合开关S1,电路为Rx的简单电路,闭合开关S1和S2,两电阻并联接入电路,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过定值电阻R0的电流:I0=I﹣Ix=0.42A﹣0.3A=0.12A,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电源电压:U=I0R0=0.12A×20Ω=2.4V,则电阻R1的阻值:Rx8Ω。
故答案为:8。
【题型3】U﹣I或I﹣U图像
(2023秋•惠城区校级期末)电阻A和B的电流与其两端电压的关系如图所示。由图可知,电阻A的阻值为 Ω;电阻B的阻值为 Ω,将A和B并联后接在1V的电源上,电路中的总电流为 A。例3
【答案】5;10;0.3。
【分析】将A和B并联后接在1V的电源上时它们两端的电压相等,根据图象读出通过两电阻的电流,根据并联电路的电流特点求出电路中的总电流,再根据欧姆定律求出电阻A和B的阻值。
【解答】解:将A和B并联后接在1V的电源上,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻两端的电压:UA=UB=U=1V,由图象可知,通过两电阻的电流分别为IA=0.2A,IB=0.1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路中的总电流:I=IA+IB=0.2A+0.1A=0.3A,由I可得,电阻A的阻值:RA5Ω。电阻B的阻值:RB10Ω。
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本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
【变式1】(2023秋•市北区期末)下列图象中,能正确描述定值电阻电流与电压关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据欧姆定律,定值电阻电流与电压成正比。
【解答】解:根据欧姆定律,定值电阻的阻值不变,通过的电流与电压成正比,图像是过原点的倾斜直线,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【变式2】(2024•安徽三模)如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像。若将甲和乙串联,接在电压为6V的电源上,则通过电路的电流为 A。
【答案】0.4。
【分析】由图像可知,当甲、乙两个电阻两端的电压为3V时,通过甲、乙的电流,由得甲、乙的电阻,若将电阻甲和乙串联后接在电压为6V的电源两端时,由欧姆定律和串联电路电阻的规律算出通过电路的电流。
【解答】解:由图像可知,当甲、乙两个电阻两端的电压为3V时,通过甲的电流为0.3A,通过乙的电流为0.6A,由得甲、乙的电阻分别为:
,,
若将电阻甲和乙串联后接在电压为6V的电源两端时,通过电路的电流为:
。
故答案为:0.4。
【变式3】(2023秋•揭阳期末)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
D.当导体两端的电压为0时,电流为0
【答案】D
【分析】(1)图象中横坐标表示电压,纵坐标表示电流,这是一个正比例函数图象,电流随电压的增大而增大;
(2)电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积,另外还有温度有关,与导体两端的电压和通过的电流大小无关;
(3)根据图象读出导体两端的电压为2V时通过的电流。
【解答】解:ABD.由图象上看出,当导体两端的电压为0时,电流为0,但是电阻不为零,因为电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流没有关系,故AB不正确,D正确;
C.当导体电压为2V时,由图象可以找到此时对应的电流0.4A,故C不正确;
故选:D。
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