板块1 第15讲 欧姆定律（word教参）-【中考复习指南】2025年湖北新中考物理

第十五讲　欧姆定律 课标要求：探究电流与电压的关系、探究电流与电阻的关系、欧姆定律、伏安法测电阻、电阻的串并联。(理解应用) 考情分析：2024湖北省中考第21题考查伏安法测小灯泡的电阻实验，第22题考查电路图分析、欧姆定律的计算；2024武汉市中考第9题考查电流与电阻的关系，第18题考查探究电流与电压的关系实验。 知识点一　欧姆定律 1．内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2．公式：I＝。 3．适用条件：纯电阻电路。 知识点二　欧姆定律在串、并联电路中的应用 串联电路 并联电路 电路图 电流 I总＝I1＝I2 I总＝I1＋I2 电压 U总＝U1＋U2 U总＝U1＝U2 电阻 R总＝R1＋R2 ＝＋ 分配关系 R1∶R2＝U1∶U2 R1∶R2＝I2∶I1 教材图片 命题解读 RJ九P79科学世界 (欧姆定律的应用)如图甲是查处饮酒驾驶行为中使用的某酒精测试仪工作原理图，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为气敏电阻，其阻值随气体酒精浓度的变化情况如图乙所示，闭合开关S，下列说法正确的是(D) 　　　 A．气敏电阻主要由超导体材料制成 B．图甲中通过R1的电流保持不变 C．检测气体的酒精浓度越大，R2阻值越大 D．检测气体的酒精浓度越大，电压表示数越大 考点　欧姆定律的理解及在串、并联电路中的应用 [例1] (2024·衡阳模拟)电梯超载容易引发安全隐患，其超载报警电路简图，如图所示。电源电压恒定不变，R0为保护电阻，R为压敏电阻，阻值大小随电梯内压力增大而减小，电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作，当有人进入电梯后，则(C) A．电流表示数减小 B．电压表示数增大 C．电压表与电流表示数之比减小 D．因为电阻R0是定值电阻，所以它的电压和电流不变 方法技巧 串联电路中，总电压等于各部分电路两端的电压之和，与电阻成正比分压。电压表与电流表示数的比值即为电阻，图中由于电压表和电流表都测R，所以比值为R的阻值。 [变式] (2024·黄石模拟)酒精测试仪可检测机动车驾驶员是否酒后驾车，如图是它的原理图(电源电压不变)。图中酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小，R0为定值电阻。如果测试时电压表示数越大，表明(D) A．传感器的电阻越大 B．通过传感器的电流越小 C．电路消耗的功率就越小 D．测试到的酒精气体浓度越大 [例2] 灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系如图所示，则下列说法中错误的是(B) A．若L和R并联且干路电流为2.5A时，电路两端电压为8V B．若L和R串联且电流为0.75A时，电路两端电压为6V C．若L和R并联，则电路两端总电压越大时灯丝电阻越大 D．若L和R串联，则电路两端总电压越大时灯丝电阻越大 方法技巧 串联电路电流相等，电路两端电压为各用电器电压之和，B选项中若电流为0.75A，由图可知两用电器之和为8V。 [变式] (2024·邵阳模拟)如图所示是小灯泡L和定值电阻R的I－U图像，由图像可知(C) A．R的电阻为5Ω B．小灯泡的电阻随温度的升高而减小 C．只将L与R并联在电压为2V的电路中，干路中的电流为0.3A D．只将L与R串联在电流为0.2A的电路中，总功率为0.4W [例3] (2024·滨州)如图所示，电源电压为3V，闭合开关后，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.2A，则通过灯泡L2的电流为0.4A，灯泡L1的阻值为15Ω。 [变式] (2024·恩施模拟)如图所示，电源电压恒为3V。闭合开关S，电压表的示数为0.5V，则灯泡L2两端的电压为2.5V，灯泡L1与L2的电阻之比为1∶5。 [例4] (2024·荆门模拟)如图所示电路的电源电压为1.5V，电阻R1的阻值为3Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，则(D) A．通过R1的电流大于0.3A B．电阻R1和R2是并联的 C．电压表的示数为0.6V D．电阻R2的阻值为2Ω 方法技巧 先分析电流路径，可知R1与R2串联，再通过移动电压表两端节点，可知电压表测量R1两端电压。 实验一　探究电流与电压、电阻的关系 【实验方案与证据】 1．实验电路图 2．实验方法：控制变量法。 (1)探究电流与电压的关系时，保持电阻不变，改变定值电阻两端的电压。 (2)探究电流与电阻的关系时，保持电压不变，改变定值电阻的阻值。 3．实验过程： (1)探究电流与电压的关系，按照电路图连接电路。连接电路时，开关应该断开，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关，移动滑片，使电压表的示数成整数倍增加。记下几组电压和电流值。 电压U/V 电流I/A (2)探究电流与电阻的关系，按照电路图连接电路。闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为某一值，记下电流表的示数。更换电阻，调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压保持不变。记下几组电阻值和电流值。 电阻R/Ω 电流I/A 4.分析和论证：分析表中的数据，作出I－U、I－R的图像，寻找电流与电压、电阻之间的定量关系。 　 【结论与解释】 5．在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 6．在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。 【交流与反思】 7．滑动变阻器的作用： (1)保护电路。 (2)探究电流与电压的关系时，调节滑动变阻器是为了改变定值电阻两端的电压；探究电流与电阻的关系时，调节滑动变阻器是为了保持定值电阻两端的电压不变。 8．探究电流与电压的关系时，不可以把定值电阻换成小灯泡的原因：小灯泡的电阻会随温度的升高而增大。 9．多次进行实验的目的：使实验结论具有普遍性。 [例1] (2024·福建)探究电流与电压、电阻的关系，器材有：电源(恒为4V)、电压表(0～3V)、电流表(0～0.6A)、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω、2A)、开关、导线若干。 　 甲 乙 (1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。闭合开关前，将滑动变阻器滑片P移到最左端，起到保护电路的作用。 (2)闭合开关，电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，经检查电表完好，则电路故障可能是电阻R断路。排除故障，继续实验。 (3)探究电流与电压的关系，实验数据如表，其中第3次实验的电压表示数如图乙所示，为2.0V。分析数据可得：电阻不变时，电流跟电压成正比。实验中所选的电阻阻值为5Ω。 序号 电压U/V 电流I/A 1 1.0 0.20 2 1.5 0.30 3 0.40 (4)探究电流与电阻的关系，将5Ω电阻接入电路，记录电流表示数为0.3A；将电阻更换为10Ω，移动滑片直至电压表示数为1.5V，记录电流表示数；再将电阻更换为20Ω，发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑，应控制电阻两端的电压范围为2V～3V。 方法技巧 探究电流与电阻的关系，要控制电阻两端电压一定，根据串联分压，可知定值电阻与滑动变阻器的电阻之比等于两者的电压之比，当变阻器连入电路的电阻最大时，此时对应的定值电阻应最大，可以计算最小电压为2V；当电流最大时，即I为0.6A时，电路中电阻最小，定值电阻两端电压最大，可以计算最大电压为3V。 [变式1] (2024·安徽)图甲为小英同学设计的“探究电流与电压的关系”电路图，电源两端电压为3V，滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。 　 (1)请按照图甲，将图乙中的实物电路连接完整。 (2)正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处，闭合开关，移动滑片P，小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障，她断开开关，然后按图丙所示的电路图，只将与电压表“＋”接线柱相连导线的另一端拆下，并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作，发现电压表有示数且保持不变，电流表始终无示数。若电路中只有一处故障，则故障可能是电流表断路(或与电流表相连的某根导线断了)。 (3)排除故障后进行实验，得到的实验数据如下表所示。 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 1.80 电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45 分析表中的数据，可以初步得出结论，在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 (4)本实验中，定值电阻R的阻值为3.9Ω(保留一位小数)。 [变式2] (2024·白银) 在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，电压为6V的电源等器材进行探究。 　 (1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整(要求：滑片P向右移动时电路中电流变大)。 (2)正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。为了检查电路故障，小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是A(选填“A”“B”或“C”)。 A．开关断路 B．滑动变阻器断路 C．定值电阻断路 (3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为2V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P向左(选填“左”或“右”)端滑动；要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是50Ω；由图像得到实验结论为：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。 (4)同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为1.5V，如图丙所示电流表示数为0.3A，该电阻的阻值为5Ω。 实验二　伏安法测电阻 【实验方案与证据】 1．实验原理：R＝。 2．实验电路图： 　 3．实验过程： (1)按照电路图连接电路。连接电路时，开关要断开，滑动变阻器的滑片要移动到阻值最大处。电压表的量程由电源电压及灯泡的额定电压决定，电流表的量程由欧姆定律来判断。 (2)调节定值电阻或灯泡两端的电压，多测量几组数据。 实验序号 1 2 3 4 5 电压U/V 电流I/A 4.根据实验数据，作出I－U图像。 　　　 【结论与解释】 5．对于定值电阻，根据实验数据，求出每次的电阻值，然后求平均值。 6．对于小灯泡，根据实验数据，求出每次的电阻值，分析得出：灯泡的电阻随温度的升高而增大。 【交流与反思】 7．多次实验的目的：测量定值电阻的阻值，获得多组数据，求平均值，是为了减小误差；测量小灯泡的电阻，获得多组数据，是为了得出小灯泡的电阻随温度的变化规律。 [例2] 在“伏安法测电阻”实验中，老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器(铭牌上标有“20Ω 1A”)等器材。所有器材均完好。 　 (1)小夏按照实验操作要求，在检查实验器材时，发现电流表指针的位置如图1所示，出现这一现象的原因是：电流表指针未调到零刻度线处。 (2)解决问题后，小夏设计并连接了如图2所示的部分电路，请用笔画线代替导线将图2的电路连接完整(要求：导线不可交叉)。 (3)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最右(选填“左”或“右”)端。此时，滑动变阻器的作用是：保护电路。 (4)检查电路连接无误，闭合开关。在实验的过程中，电压表示数突然接近最大值，电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障，则发生的故障可能是定值电阻R断路。 (5)排除故障后，小夏继续进行实验，当电压表示数为1.2V时，读出如图3所示的电流表示数，并计算定值电阻的阻值R＝10Ω。小夏认为实验已经完成，小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠，原因是：没有多次测量取平均值，减小误差。 [例3] 某小组想测量标有“2.5V 0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻，设计了如图甲所示实验电路，电源电压不变。 　 (1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。 (2)移动滑动变阻器的滑片至最左端后闭合开关，使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片，观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光，此时电流表示数如图乙，读数为0.12A。 (3)根据实验数据绘制U－I图像如图丙，小灯泡未发光时电阻可能为B。 A．0Ω B．3.1Ω C．3.5Ω D．8.3Ω (4)随着电流增大，滑动变阻器两端的电压减小，小灯泡的电阻增大，整个电路中的电阻减小(选填“增大”“减小”或“不变”)。 方法技巧 灯泡的电阻随温度的升高而增大，由图丙可知灯泡发光时的电压为0.42V时，通过灯泡的电流为0.12A，可以计算出此时电阻为3.5Ω，未发光时的电阻要比3.5Ω小。 实验三　特殊方法测电阻 方法一　伏阻法 的替代 1．电压表＋定值电阻R0(R0已知) (1)电路图： (2)实验步骤： ①只闭合S，读出电压表示数U1； ②同时闭合S和S1，读出电压表示数U2。 (3)表达式：Rx＝R0。 2．电压表＋滑动变阻器R(R最大值已知) (1)电路图： (2)实验步骤： ①滑动变阻器滑片滑到a端时，读出电压表示数U1； ②滑动变阻器滑片滑到b端时，读出电压表示数U2。 (3)表达式：Rx＝R。 [例4] 小龙同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值，进行了如下实验。 　 (1)用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时，电路中的电流变大。 (2)连接电路过程中，开关处于断开状态。 (3)闭合开关后，发现电压表的示数约为电源电压，移动滑片P电压表示数无明显变化，电流表示数为零。造成该故障的原因是Rx断路。 (4)排除故障后闭合开关，移动滑片P，电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示、待测电阻的阻值为10Ω。 (5)实验中，改变滑片P的位置，并记录相应数据、多次测量求Rx的平均值是为了减小实验误差。 (6)在缺少电流表时，小龙选用阻值为R0的定值电阻设计了如图丙所示电路，并完成实验。过程如下： ①闭合S和S1，电压表的示数为U1； ②再闭合S2，电压表的示数为U2； ③Rx＝(用字母U1、U2和R0表示)。 方法二　安阻法 的替代 3．电流表＋定值电阻R0(R0已知) (1)电路图： (2)实验步骤： ①S闭合时，测出Rx中的电流Ix； ②S闭合时，再测出R0中的电流I0。 (3)表达式：Rx＝R0。 4．电流表＋定值电阻R0(R0已知) (1)电路图： (2)实验步骤： ①S1闭合，S2断开时，测出R0中的电流I0； ②S2闭合时，测出总电流I。 (3)表达式：Rx＝R0。 5．电流表＋滑动变阻器R(R最大值已知) (1)电路图： (2)实验步骤： ①滑动变阻器滑片滑到a端时，读出电流表示数I1； ②滑动变阻器滑片滑到b端时，读出电流表示数I2。 (3)表达式：Rx＝R。 [例5] 在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，器材如下：电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压3.8V，正常发光时的电阻约10Ω)、电流表(0～0.6A，0～3A)、电压表(0～3V,0～15V)、滑动变阻器R1(50Ω 0.2A)滑动变阻器R2(20Ω 1A)，开关和导线若干。 (1)请在虚线框中画出该实验的电路图。(各元件不必标注字母) (2)为了完成实验，电流表应选择0～0.6A量程，电压表应选择0～15V量程，滑动变阻器应选择R2(选填“R1”或“R2”)。 (3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为3.8V，此时电流表的示数如图所示，则小灯泡正常发光时的电阻为9.5Ω。 (4)完成上述实验之后，老师提出：如果没有电压表，用一个电流表和一个定值电阻R0，仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路，并进行了如下操作： ①闭合开关S、S2，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为I1，此时小灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，闭合S1，电流表示数为I2，则小灯泡正常发光时的电阻RL＝(用R0、I1、I2表示)。 方法三　替代法 利用电阻箱接入电路电阻替代未知电阻，即Rx＝R0。 6．电压表＋电阻箱 (1)电路图： (2)实验步骤： ①闭合S1和S3，适当调节滑动变阻器，读出电压表示数U； ②闭合S1和S2，保持滑片P不动，调节电阻箱，使电压表示数仍为U，读出电阻箱的阻值R0。 (3)表达式：Rx＝R0。 7．电流表＋电阻箱 (1)电路图： (2)实验步骤： ①闭合S1和S3，适当调节滑动变阻器，读出电流表示数I； ②闭合S1和S2，保持滑片P不动，调节电阻箱，使电流表示数仍为I，读出电阻箱的阻值R0。 (3)表达式：Rx＝R0。 [例6] (2024·恩施模拟节选)为了测量电阻Rx的阻值，连接了如图所示的电路，请完成测量步骤： ①只闭合开关S1，适当调节滑动变阻器R0，读出电压表示数，测量出待测电阻Rx两端的电压，记录为U1。 ②断开开关S1，闭合开关S2，调节R2的阻值，使电压表示数达到U1。 ③读出电阻箱的阻值，记录为R2，则Rx＝R2。 1．(2024·广州模拟)小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时，根据测量数据绘制出如图所示的I－U图像。下列判断错误的是(B) A．通过R1的电流与它两端所加电压成正比 B．通过R2的电流与它两端所加电压成正比 C．将它们串联接到同一电路中，当通过的电流为0.2A时，电路的总电压为3.5V D．将它们并联接到两端电压为2.5V的电路中，通过干路的电流是0.7A 2．(2024·武汉模拟)如图甲所示的电路中，闭合开关后，如果电流表A1的示数为0.4A，电流表A2的示数为0.3A，则通过小灯泡L2的电流是0.1A。如图乙所示的电路中，闭合开关后，如果电压表V1的示数为2.4V，V2的示数为1.4V，则电压表V的示数是3.8V，此时小灯泡L1、L2的阻值之比是12∶7。 　 3．(2024·武汉模拟)图甲是小明同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路图，所用的电源电压恒为6V，实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω、40Ω；滑动变阻器规格为“50Ω　1.5A”。 　 (1)利用甲电路图连接实物电路进行实验，请帮小明将乙图连接完整。 (2)正确连好电路后，小明依次用5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω、40Ω的定值电阻进行实验，闭合开关，每次实验通过调节滑动变阻器来保证电压表示数为2V不变(如图丙所示)。实验中小明用25Ω电阻做完实验后，又换用30Ω的电阻实验，发现无论怎么调节滑动变阻器都无法使电压表达到刚才的示数。由于没有其他型号的滑动变阻器可换，只有若干定值电阻可供选择，他选择了一个定值电阻串联在电路中完成了余下的实验(换用30Ω、40Ω进行实验)。则选择的定值电阻阻值的范围是大于或等于30Ω。 (3)实验表明：当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。 4. 小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻，从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干，进行了如下实验； 　 　 (1)用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。 (2)检查无误后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压；造成这一故障的原因可能是小灯泡断路(选填“断路”或“短路”)。 (3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为5Ω；接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值，并绘制了小灯泡的I－U图像，如图丙所示。 (4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系，理由是灯泡的电阻随温度的增大而增大，不能保持一定。 (5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U额且未知，滑动变阻器R最大阻值未知，定值电阻阻值为R0)；请将实验步骤补充完整： ①闭合S、S2，断开S1，移动滑片P，使电流表示数为时，小灯泡正常发光； ②闭合S、S1，断开S2，保持滑片P位置不变，读出电流表的示数为I； ③小灯泡正常发光时的电阻RL＝。(用U额、I、R0表示) 5．(2024·江西)如图所示，电源两端电压为24V，电阻R为20Ω。求： (1)只闭合开关S，通过电阻R的电流； (2)同时闭合开关S、S1，若通过干路的电流为1.6A，通过电阻R1的电流和电阻R1的阻值。 解：(1)只闭合开关S，只有电阻R接入电路中，根据欧姆定律可知，通过电阻R的电流为 I＝＝＝1.2A (2)同时闭合开关S、S1，电阻R和R2并联接入电路中，根据并联电路的电流规律可知，通过电阻R1的电流为 IR1＝I－IR＝1.6A－1.2A＝0.4A 电阻R1的阻值为 R1＝＝＝60Ω 学科网（北京）股份有限公司 $$