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第十七章 欧姆定律
章末整合复习
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考点与方法
考点1 探究电流与电压、电阻的关系
1. 在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,同学们按照图甲所示
的电路图正确连接了电路,电源电压为7.5V且保持不变。
变式
(1)在探究“电流与电压的关系”时,根据实验数据绘制的I-U关系
图像如图乙所示,则定值电阻R的阻值为 Ω。分析图像可得出结
论: 。此
实验中滑动变阻器除保护电路外的另一个作用是
。此实验 (选填“能”或“不能”)用小灯泡代替定值
电阻进行探究。
10
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
改变定值电阻两端的
电压
不能
(2)在探究“电流与电阻的关系”时,同学们利用五只定值电阻进行
了探究,根据实验数据绘制的I-R关系图像如图丙所示,分析图像可得
出结论:
。由图甲可知,当接入的定值电阻R阻值变大,应向 (选填
“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片,目的是
。通过分析图丙可得出,控制的定值电阻两端的电压U
= V,所用的滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
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
右
控制定值电阻两
端的电压不变
3
45
考点2 欧姆定律
1. 内容:导体中的 ,跟导体两端的 成 ,跟
导体的 成 。
电流
电压
正比
电阻
反比
2. 公式: I= 。变形公式:U= ,R= 。(适用范围:
纯电阻电路)
I=
IR
变式
①对应关系:欧姆定律中的电流、电压和电阻是针
对同一导体或同一段电路在同一时刻而言的。②因果关系:电流随电压
和电阻的变化而变化,即电压、电阻是因,电流是果。③变形关系:R
=可以用来计算导体电阻的大小,但电阻与电压、电流 ,不
能说电阻与电压成正比、与电流成反比。
无关
2. 某段金属丝两端的电压为6V时,通过的电流为0.3A,它的电阻
为 Ω;当该金属丝两端电压降为4V时,通过它的电流
为 A;当该金属丝两端电压降为0时,它的电阻为 Ω。
20
0.2
20
考点3 串、并联电路中电流、电压、电阻的特点
1. 串联电路:R1、R2串联时,I= ,U= ,R
= 。串联分压:U1∶U2= 。n个R0串联,R
= 。串联相当于增加了电阻的 ,总电阻比分电
阻 。
I1=I2
U1+U2
R1+R2
R1∶R2
nR0
长度
大
2. 并联电路:R1、R2并联时,I= ,U= ,=
+ 或R= 。并联分流:I1∶I2= 。n个R0并联,
R= 。并联相当于增加了电阻的 ,总电阻比分电
阻 。
I1+I2
U1=U2
+
R2∶R1
R0
横截面积
小
3. 某灯泡正常发光时两端的电压为6V,通过的电流为0.4A,其正常发
光时阻值为 Ω。现将该灯泡接在9V的电源上,为使其正常发光,
应 联一个 Ω的定值电阻。
15
串
7.5
考点4 欧姆定律的应用
1. 动态电路计算
解题步骤:(1)识别电路(首先将因被短路或断路等不工作的用
电器删除,再用“去表法”将电压表看作断路,电流表看作导线,进一
步简化电路),画出等效电路图;(2)在图中标出该状态下所对应的
已知量、待求量(特别注意:当电路发生改变时,电源电压和定值电阻
阻值不改变,其他物理量都可能改变,不能把前面的已知错当成后面的
已知);(3)利用欧姆定律、串并联电路特点分析求解(分析方法:
首先用欧姆定律逆推,并结合串、并联电路特点分析求解,若不行,再
以“不变量”为桥梁列出电路方程,如利用电源电压不变,据U=IR列
方程求解)。
变式
4. 如图所示,电源电压U=8V保持不变,小灯泡正常发光的电压为
3V,R2=5Ω。
(1)当开关S2闭合,S1、S3断开时,小灯泡恰好正常发光,求此时电流
表的示数。
(2)当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为2A,求R1的阻值。
解:(1)当开关S2闭合,S1、S3断开时,L与R2串联,
小灯泡正常发光,灯泡两端的电压U1=3 V,
R2两端的电压U2=U-U1=8V-3V=5V,
电流表的示数IA=I2===1A。
(2)当开关S2断开,S1、S3闭合时,R1、R2并联,电流表测干路电流I
=2 A,通过R2的电流I'2===1.6A,通过R1的电流I'1=I-I'2=2A
-1.6A=0.4A,
R1的阻值R1===20Ω。
5. 甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电
线,已知输电线每1 km的电阻为0.2Ω。现输电线在某处发生短路,为
确定短路位置,抢修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为
6V)、定值电阻R0(阻值为20Ω)、电压表、开关与
输电线组成了一个检测电路(如图所示);闭合开关后,电压表示数
为2V,则电路中的电流 A,短路位置离甲地 km。
0.2
25
6. 如图所示,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( D )
A. R1+R2
B.
C. 2R1-R2
D. R1-2R2
D
2. 动态电路中电压表、电流表示数变化问题
解题步骤:(1)识别电路;(2)判断电表的测量对象;(3)从
局部到整体再到局部,判断电流表、电压表示数的变化情况。
①在串联电路中,电阻越大,分得的电压
越 ;在并联电路中,电阻越大,分得的电流越 。②无论串
联还是并联,只要其中某一电阻变大时,总电阻都变 。③串联电
路中多串联一个电阻,总电阻将变 ;并联电路每增加一条支路,
总电阻会变 。
大
小
大
大
小
变式
7. 如图所示的四个电路中,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随身高上下平移。能够实现身高越高,电压表或电流表示数越大的电路是( B )
A B C D
B
变式
8. 如图所示,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从中
点向b端移动的过程中,下列关于电表的示数变化情况判断正确的是
( B )
A. 电流表A1 变小,A2变小,电压表V不变
B. 电流表A1变小,A2不变,电压表V不变
C. 电流表A1变小,A2变小,电压表V变大
D. 电流表A1不变,A2变大,电压表V变小
B
考点5 电阻的测量
1. 仪器的选择:电压表的测量范围一般根据用电器的
或 确定;电流表的测量范围一般根据用电器的
或由 估算滑动变阻器接入电路中的电阻为 时,电路
中的电流来确定;滑动变阻器的规格一般根据 和滑动变阻
器需要分担的 ,以及滑动变阻器允许通过的
确定,利用串联电路的分压公式或 求出滑动变阻器需要接入电
路中的阻值,滑动变阻器的最大阻值要大于或等于该阻值。
工作电压
电源电压
工作电
流
I=
0
电源电压
最大电压
最大电流
R=
2. 滑动变阻器的作用:(1)保护电路;(2)改变电阻两端的电压和
通过电阻的电流,从而实现多次测量。
3. 多次测量的目的:测量定值电阻时, ;测
量小灯泡的电阻时, 。由于灯丝
的电阻受温度影响明显,故不能将多次测量结果所求的平均值作为灯丝
的电阻。
求平均值以减小误差
寻找小灯泡电阻随温度变化的规律
9. 图甲是用伏安法测一个阻值未知的定值电阻Rx阻值的实物电路,电源电压恒为4.5V。完成下列各题。
变式
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改
正(所画的导线用实线且不能交叉)。
答案:
(2)改正电路后,闭合开关,滑动变阻器滑片P移动过程中,电压
表和电流表突然都无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能
是 (填序号)。
A. 电流表接线松开 B. 定值电阻Rx断路
C. 滑动变阻器断路 D. 开关S接触不良
(3)故障排除后,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如
图乙所示,则待测电阻Rx= Ω。
B
10
(4)现有三组数据如下表所示,分析可知,实验中应选择最大阻值
为 (填序号)的滑动变阻器。
A. 10Ω B. 20Ω C. 50Ω
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1.0 0.1
2 1.5 0.15
3 3.0 0.3
C
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,
小龙设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S,断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为
U1;
② ,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻Rx阻值表达式:Rx= (用U、U1和R0表
示)。
闭合开关S、S1
(6)小华在图甲所示的电路基础上,把定值电阻换成小灯泡,测量小
灯泡的电阻,根据实验数据绘制了如图丁所示的小灯泡的电流随电压变
化的关系图像。小灯泡正常发光时的电压为2.5V,则小灯泡正常发光时
的电阻为 Ω。小伟想利用现在的电路,继续探究电流与电压的关
系,小华认为不可行,请你分析小华认为不可行的理由是
。
10
灯丝电阻会
随温度变化
(7)完成上述实验后,小华和小伟又利用(6)中的这只灯泡在
缺失电压表的情况下,设计出了一个测量未知定值电阻Rx的电路,如图戊所示。请完成以下测量步骤:
①闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为
0.25A;
②闭合开关S2,断开开关S1,不改变滑动变阻器滑片的位置,记下电流
表示数为I;
③Rx= (用图丁提供的信息以及测量过程中物理量的符号表
示)。
重难点1 电路安全问题
判断电路安全的方法
(1)电路中的电流既不能超过电流表的测量范围、滑动变阻器允
许通过的最大电流值,又不能超过用电器正常工作的电流值。
(2)用电器两端的电压既不能超过电压表的测量范围,又不能超
过用电器正常工作的电压值。
(3)如果各用电器串联,将各用电器中正常工作的最小电流当作
整个电路允许通过的最大电流;如果各用电器并联,将各用电器中正常
工作的最小电压当作整个电路的总电压。
1. 甲、乙两个定值电阻,甲标有“10Ω 1A”字样,乙标有“15Ω
0.6A”字样。把它们并联起来,电路中允许通过的最大电流
为 A;把它们串联起来,电路两端允许加载的最大电压
是 V。
1.5
15
2. 如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动
变阻器R2的规格为“20Ω 1 A”。闭合开关,为了保证电路安全,在滑
动变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是( C )
A. 滑动变阻器R2允许接入电路的阻值变化范围为0~20Ω
B. 电流表示数的变化范围为0.2A~0.5A
C. 电压表示数允许的变化范围为2V~3V
D. 滑动变阻器滑片左移,电压表与电流表示数的比值将变小
C
变式
3. 如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的测量范围为0~
0.6A,电压表的测量范围为0~3V,定值电阻R的阻值为5Ω,滑动变阻
器的最大阻值为50Ω。闭合开关S,移动滑片的过程中,下列说法正确
的是( D )
A. 若滑片P向左移,电流表的示数变小
B. 电压表与电流表的比值不变
C. 滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω~50Ω
D. 电流表的变化范围是0.3A~0.6A
D
重难点2 比例问题
解题步骤:(1)识别电路;(2)根据串联分压(U1∶U2
= )、并联分流(I1∶I2= )等关系找出已知量、
不变量(尤其是定值电阻)、待求量间的关系,将待求量用已知量表示
出来;(3)综合题中的已知条件和比例关系进行计算求解(尤其注意
“特值法”的应用)。
R1∶R2
R2∶R1
变式
4. 如图所示,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,
两表示数之比U甲∶U乙=7∶5;当开关S断开,甲、乙两表为电流表
时,两表的示数之比I甲∶I乙= 。
2∶7
重难点3 图像、图表问题
解题步骤:(1)明确图像的横轴和纵轴分别表示什么物理量;
(2)分析实际物理过程并与图像对应起来,注意观察图像与坐标方格
“十字”交叉点,该点对应的横、纵坐标即为相对应的电流、电压值,
发现相关已知量;(3)用相关公式或规律分析求解。
5. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻。闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P从最右端移至最左端的过程中,两电压表
示数随电路中电流的变化的图像如图乙所示。根据图像的信息可知,电
源电压为 V,电阻R0的阻值为 Ω。
12
2
变式
6. 图甲是一个超声波加湿器,图乙是其内部湿度监测装置的简化电路
图。已知电源电压恒为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的测量
范围为0~200mA,电压表的测量范围为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿
度RH的变化关系是R=(100RH+10)Ω,如表所示,其阻值最大为
120Ω(表中未列出)。在电路安全工作的前提下,求:
湿度RH/% 0 20 40 60 80 …
湿敏电阻R/Ω 10 30 50 70 90 …
变式
(1)当电流表的示数为0.2A时,R的阻值;
(2)当湿度为60%时,电压表的示数;
(3)该装置能监测湿度的范围;
(4)若要使该内部湿度监测装置的最小测量值为10%,需更换的电源
电压的大小。
湿度RH/% 0 20 40 60 80 …
湿敏电阻R/Ω 10 30 50 70 90 …
解:(1)当电流I=0.2A时,电路的总电阻
R总===60Ω,
R接入电路中的阻值R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω。
(2)由题表知,当湿度为60%时,湿敏电阻的阻值R'=70Ω,
此时电路的总电阻R'总=R'+R0=70Ω+30Ω=100Ω,
电路中的电流I'===0.12A,
电压表示数UR=I'R'=0.12A×70Ω=8.4V。
解:(1)当电流I=0.2A时,电路的总电阻
R总===60Ω,
R接入电路中的阻值R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω。
(2)由题表知,当湿度为60%时,湿敏电阻的阻值R'=70Ω,
此时电路的总电阻R'总=R'+R0=70Ω+30Ω=100Ω,
电路中的电流I'===0.12A,
电压表示数UR=I'R'=0.12A×70Ω=8.4V。
(3)电路中最大电流Imax=200mA=0.2A,
R总min===60Ω,
Rmin=R总min-R0=60Ω-30Ω=30Ω,
由题表可知,此时湿度最小为20%。
湿敏电阻两端的最大电压URmax=9V,
U0min=U-URmax=12V-9V=3V,
Imin===0.1A,
Rmax===90Ω,
由题表可知,此时湿度最大为80%。
综上可知,该装置能监测湿度的范围为20%~80%。
(4)当监测装置的最小测量值为10%时,
湿敏电阻的阻值R″=(100×10%+10)Ω=20Ω,
R″总=R″+R0=20Ω+30Ω=50Ω,
此时电路中的最大电流Imax=0.2A,
电源电压U'=ImaxR″总=0.2A×50Ω=10V。
(4)当监测装置的最小测量值为10%时,
湿敏电阻的阻值R″=(100×10%+10)Ω=20Ω,
R″总=R″+R0=20Ω+30Ω=50Ω,
此时电路中的最大电流Imax=0.2A,
电源电压U'=ImaxR″总=0.2A×50Ω=10V。
谢谢观看
$$