内容正文:
第十四章 欧姆定律
一、 电 阻
1. 影响电路中电流大小的因素有两个:一是电路两端的 ;二是连接在电路中的
.
2. 电阻表示 ,通常用字母 表示.
3. 电阻的国际单位是 ,简称 ,符号为 ,电阻的常用单位还有
、 .
4. 单位换算:1kΩ= Ω;1MΩ= Ω.
5. 决定导体电阻大小的因素:① 自身因素: 、 、 ;
② 外界因素: .
电压
导体
导体对电流的阻碍作用
R
欧姆
欧
Ω
千欧(kΩ)
兆欧(MΩ)
103
106
长度
横截面积
材料的种类
温度
1. 完成下列单位换算:
(1) 0.3kΩ= Ω= MΩ. (2) 1600Ω= MΩ= kΩ.
2. 下列物质:① 金属、② 玻璃、③ 橡胶、④ 人体、⑤ 陶瓷、⑥ 纯水、⑦ 食盐水、
⑧ 大地、⑨ 干燥的空气,一般情况下属于导体的是 ,属于绝缘体的是
.(填序号)
3. 为了改变导体的电阻,下列方法不可行的是 ( )
A. 改变导体的长度 B. 改变导体的温度
C. 改变导体的材料 D. 改变加在导体两端的电压
300
3×10-4
1.6×10-3
1.6
①④⑦⑧
②③⑤⑥⑨
D
4. 有甲、乙、丙三根同种材料制成的导线,甲和乙导线长均为1m,乙导线粗些;乙和丙
导线粗细相同,丙导线长为0.5m,则三根导线按电阻由大到小排列应是 ( )
A. 甲、乙、丙 B. 丙、乙、甲 C. 丙、甲、乙 D. 甲、丙、乙
5. 小亮想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与长度、横截面积的关系”.他已选好
代号为“a”的导体,他还应选用的两个导体是表格中的 ( )
A. b、c B. c、e C. c、d D. b、e
A
D
导体代号 a b c d e
导体长度L/m 1.5 0.5 1.0 1.0 1.5
导体横截面积S/mm2 1.2 1.2 0.8 1.2 2.0
导体材料 镍 铬 镍 铬 镍 铬 锰 铜 镍 铬
二、 变 阻 器
1. 常见的变阻器有 、 和电位器.
2. 滑动变阻器的电路符号是 .某个滑动变阻器上标有“10Ω 2A”字样,10Ω
表示 ,2A表示 .
3. 滑动变阻器是通过改变 来改变电阻的.
4. 要利用滑动变阻器改变电路中电流的大小,应将滑动变阻器 联接入电路.使
用滑动变阻器时,应从 两端的接线柱和 两端的接线柱中各选一个接入电路,即“ ”,所以其有效接法共有四种.
5. 为了保护电路,在电路接通前,应把滑片放置在变阻器连入电路阻值 位置处.
滑动变阻器
电阻箱
滑动变阻器的最大阻值是10Ω
允许通过滑动变阻器的最大电流是2A
接入电路中电阻丝的长度
串
金属杆
电阻丝
一上一下
最大
1. 如图所示的滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 2A”的字样,当C、D接入电路中时,滑
动变阻器接入电路的电阻为 Ω;当A、B接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻为 Ω;将A、D接入电路,闭合开关前,滑片P应放在最 (左/右)端.
2. 如图所示的电阻箱的示数为 Ω,此电阻箱的可调范围是 .它
与滑动变阻器相比,最大的好处是 .
0
20
右
2035
0~9999Ω
能直接读出连入电路的电阻
3. 如图所示的旋转式变阻器是通过改变接入电路的电阻片的 来改变其连入电
路的电阻大小的.若图中旋转式变阻器的B、C两接线柱连入电路,则连入电路的弧形电阻片是 (AP/PB/AB)段.若将该旋转式变阻器接入收音机中当作音量开关,则当轴沿顺时针方向旋转时,收音机的音量将 (变大/不变/变小).
长度
PB
变大
4. 如图所示的电路中,闭合开关后,若要使图甲中的小灯泡变亮,图乙中的小灯泡变暗,
则下列做法正确的是 ( )
A. P1向上、P2向下 B. P1向下、P2向上
C. P1向上、P2向上 D. P1向下、P2向下
C
三、 欧姆定律
第1课时 探究电流与电压和电阻的关系
1. 探究电流与电压的关系时,应控制 不变,实验的结论是:保持 不变
时,通过导体的电流与导体两端的 成 比.
2. 探究电流与电阻的关系时,应控制 不变,实验的结论是:保持 不变
时,通过导体的电流与导体的 成 比.
电阻
电阻
电压
正
电压
电压
电阻
反
1. 在研究电流跟电压及电流跟电阻的关系实验中,电路中的滑动变阻器两次的作用是
( )
A. 均使电阻R两端的电压成倍数变化
B. 均使电阻R两端的电压保持不变
C. 前次使电阻R两端电压成倍数变化,后次使电阻R两端电压保持不变
D. 前次使电阻R两端电压保持不变,后次使电阻R两端电压成倍数变化
2. 当一段导体两端的电压是2.0V时,导体中的电流是1.0A,如果将其两端的电压增大到
4.0V,那么导体中的电流变为 ( )
A. 2.0A B. 0.25A C. 3.0A D. 0.5A
C
A
3. (2022·黄冈)在探究电流与电压关系的实验中,实验器材有电源、电流表、电压表、
定值电阻、滑动变阻器、开关、导线若干.
(1) 如图甲所示,请用笔画线代替导线,将电路连接完整.要求滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大.
(2) 连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数.则电路故障可能是定值电阻 (短路/断路).
(1) 如图所示
断路
(3) 排除故障后,完成实验.根据实验数据绘制的I-U图像如图乙所示.分析图像初步得到: 一定时, .
(4) 若用小灯泡(灯丝电阻受温度影响)代替定值电阻进行上述实验, (能/不能)达到实验目的.
电阻
通过导体的电流与导体两端的电压成正比
不能
第2课时 欧姆定律
1. 欧姆定律的内容:导体中的 与导体两端的 成正比,与导体的______
成反比.
2. 欧姆定律的公式为 ,变形式是U= 和R= .
3. 欧姆定律的公式中,I、U、R的单位分别是 、 和 .
电流
电压
电阻
I=
IR
A
V
Ω
1. 一个定值电阻两端的电压为4V,通过它的电流是0.5A,电阻的阻值为 Ω,若电
压改为6V,则电阻的阻值为 Ω, (能/不能)用量程为0~0.6A的电流表来测量通过这个电阻的电流.
2. 某手电筒小灯泡两端的电压是6V,用电流表测得通过的电流是0.3A,这个小灯泡的电
阻为 Ω;有一种指示灯,电阻为6Ω,通过的电流为450mA时才能正常发光,要使这种指示灯正常发光,应加 V的电压.
8
8
不能
20
2.7
3. 由欧姆定律公式I=变形得R=,对此,下列说法正确的是 ( )
A. 加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B. 当电压为0时,电阻也为0
C. 导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
D. 导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
4. 甲、乙两电阻分别接在电压比为2∶1的电路中,已知其电阻之比为2∶3,则通过它们
的电流之比为 ( )
A. 1∶1 B. 2∶1
C. 4∶3 D. 3∶1
D
D
5. 在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自
的实验数据绘制出如图所示的U-I关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是
( )
A. R2 >R1 B. R2 =R1 C. R2 <R1 D. 无法确定
6. 当导体两端电压一定时,通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像如图所示.请根
据图像判断,当导体电阻为5Ω时,通过该导体的电流为 ( )
A. 0.2A B. 0.6A C. 1.2A D. 1A
C
C
四、 欧姆定律的应用
第1课时 伏安法测电阻
1. 由欧姆定律的变形公式R=可知,要测出导体的电阻,只需要用 测出导体两
端的电压,用 测出通过导体的电流,代入公式就可以求出这个导体的电阻了.这种测量电阻的方法叫伏安法.
2. 伏安法测电阻的实验原理是 ,实验中滑动变阻器的作用是__________
,测量三组数据的目的是 .
3. 当测量小灯泡的电阻时, (能/不能)取平均值作为小灯泡的电阻,这是因为
.
电压表
电流表
R=
改变待测
电阻两端的电压
取平均值减小误差
不能
灯丝的电阻与温度有关
1. 对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说
法不正确的是 ( )
A. 它们都采用控制变量的研究方法
B. 它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C. 前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D. 后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
A
2. 在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明用如
图甲所示的器材进行实验,电源电压保持不变.
(1) 连接电路时,开关应 .请用笔画线代替导
线,将图甲所示的实物电路连接完整,要求:滑动变阻
器的滑片向右滑动时,连入电路的电阻变小.
断开
(1) 如图所示
第2题
(2) 闭合开关后,发现电流表指针不动,电压表示数为电源电压,故障原因是_________
(Rx短路/Rx断路).
(3) 改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流.两次测得的结果分别为R1=5.1Ω,R2=
5.3Ω.第三次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,则R3= Ω,
实验测得值应为Rx≈ Ω(结果保留一位小数).
(4) 将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是 .
(5) 若不添加其他器材,利用如图甲所示电路还可完成的电学实验有_______________
(写出一个即可).
Rx断路
5.0
5.1
灯丝的电阻与温度有关
探究电流与电压
的关系
第2课时 串联电路的电阻
1. 在串联电路中,电流 ,表达式为 .
2. 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压 ,表达式为 .
3. 串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻 ,表达式为 .
4. 串联电路分电压之比等于 ,用公式表示为 .
处处相等
I=I1=I2
之和
U=U1+U2
之和
R=R1+R2
电阻之比
=
1. 两个电阻R1=5Ω,R2=15Ω,将它们串联后接到电压为6V的电源两端.它们串联后的总
电阻为 Ω,电流为 A,电阻R1两端的电压为 V.
2. 在如图所示的电路中,电源电压为6V,R1=4Ω,闭合开关S后,电压表示数为2V,则电流
表的示数为 A,电阻R2的阻值为 Ω.
20
0.3
1.5
0.5
8
3. 三个定值电阻串联后接在电压恒定的电源两端,其阻值R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω.某
同学将一只电流表接在R2两端,如图所示,发现其示数为1.5A,则通过R2的电流为
A,电路的总电阻为 Ω.若将电流表的位置改接一只电压表,则电路的总电阻为 Ω,电压表的示数为 V.
0
20
30
10
4. 两个导体串联后的总电阻大于其中任何一个导体的电阻,因为导体串联相当于
( )
A. 减小了导体的长度 B. 减小了导体的横截面积
C. 增大了导体的长度 D. 增大了导体的横截面积
5. 如图所示,长度相同、横截面积不同的同种材料的金属棒AB和BC连接在一起,将它们
接入电路中,则下列说法正确的是 ( )
A. UAB>UBC,IAB>IBC
B. UAB<UBC,IAB>IBC
C. UAB<UBC,IAB=IBC
D. UAB>UBC,IAB=IBC
C
D
6. 如图所示,电源电压为6V,R2的阻值为12Ω,闭合开关,通过R1的电流为0.3A,则电压
表的示数和R1的阻值分别为 ( )
A. 2.4V 20Ω
B. 3.6V 20Ω
C. 2.4V 8Ω
D. 3.6V 8Ω
7. (2021·广安)如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S,电压表V1与V2的示数
之比为 ( )
A. 1∶2 B. 1∶3
C. 2∶1 D. 2∶3
C
B
第7题
8. 如图所示的电路中,电源电压恒为6V,灯泡标有“2.5V 0.5A”字样(灯丝阻值不变),
滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样.
(1) 求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值.
(2) 该电路设计是否有缺陷?如有,请给出解决办法.
第8题
(1) 滑动变阻器两端的电压U'=U-UL=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器
接入电路的阻值R====7Ω
(2) 有缺陷;当滑动变阻器接入电路中的电阻过小时,会造成灯泡
两端的电压过大而损坏灯泡;解决办法:在电路中串联一个7Ω的定值电阻
9. 在如图所示的电路中,电源电压为4.5V且不变,当同时闭合开关S1、S2时,通过电阻R1
的电流为0.3A.
(1) 求电阻R1的阻值.
(2) 当闭合开关S1,断开开关S2时,通过R2的电流为0.2A,求此时R2两端的电压和R2的阻值.
(1) 当同时闭合开关S1、S2时,电阻R2被短路,只有电阻R1接入电
路,R1===15 Ω
(2) 当闭合开关S1,断开开关S2时,R1和R2串联,U1=I1R1=I2R1=0.2 A
×15 Ω=3V,U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V,R2===7.5 Ω
第9题
第3课时 欧姆定律在串联动态电路中的应用
1. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移
动时,电流表A的示数将 ,电压表V2的示数将 ,电压表V1与电流表A示数的比值将 .(变大/不变/变小)
2. 如图甲所示的电路中,电源电压不变.闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U
与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω.
3. 如图所示,电源电压U=6V保持不变,R1=5Ω,R2=10Ω,当开关S由断开到闭合时,电压表
示数由 V变为 V.
变大
变小
不变
12
16
4
6
4. 如图所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数在1A到2A之间,电压
表的示数在6V到9V之间.求定值电阻R的阻值及电源电压.
由图可知,R与滑动变阻器R'串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路的电阻变大时,电路中的电流减小,根据串联电路的分压特点可知电压表的示数变大,则当I=1 A时,U'=9V,电源电压U=9V+1 A×R ①,当I'=2 A时,U″=6V,电源电压U=6V+2 A×R ②,因为电源电压不变,所以由①②可得R=3 Ω,U=12V
第4题
5. 如图所示,电源电压为18V,R1的阻值为10Ω,R2是0~50Ω的滑动变阻器,如果电流表
的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~15V,为了使电表不致被损坏,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于多少?
当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的总电阻R===30 Ω,滑动变阻器接入电路中的电阻R2min=R-R1=30 Ω-10 Ω=20 Ω,此时R1两端电压最大,U1max=
ImaxR1=0.6 A×10 Ω=6V<15V,电压表安全,即滑动变阻器接入电路的阻值不得小于20 Ω
第5题
第4课时 欧姆定律在并联电路中的应用
1. 在并联电路中,干路电流等于 ,表达式为 .
2. 并联电路两端的总电压 ,表达式为 .
3. 并联电路分电流之比等于 ,用公式表示为 .
各支路电流之和
I=I1+I2
与各支路两端的电压相等
U=U1=U2
电阻的反比
=
1. 如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1=20Ω.闭合开关S,电流表A2的示数为0.9A,则
电流表A1的示数为 A,定值电阻R2的阻值为 Ω.
2. 在如图所示的电路中,闭合开关S,电流表A1、A2的示数之比I1∶I2=2∶1,则电阻之比
R1∶R2= ,电流表A1、A3的示数之比I1∶I3= .
3. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移
动时,电压表V的示数将 ,电流表A1的示数将 ,电流表A2的示数将
,电流表A的示数将 .(变大/不变/变小)
0.3
10
1∶2
2∶3
不变
不变
变小
变小
4. 已知R1>R2,按下列四种方式分别接在同一电源上,则电路中电流最大的是 ( )
D
5. 如图所示,R1是阻值为0~20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表的示数为6V,电流
表A1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5 A. 则:
(1) R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻是多大?
(2) 电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻至少要多大?
(1) 因为并联电路中各支路两端的电压相等,根据欧姆定律的变形式可得,R2的阻值R2===12 Ω,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器R1的电流I1=I-I2=1.5 A-0.5 A=1 A,滑动变阻器R1接入电路的电阻 R1===6 Ω
第5题
(2) 因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以移动滑片时,通过R2的电流不变,即I2=0.5 A,当电流表A1的示数为3 A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时通过滑动变阻器R1的电流I1max=Imax-I2=3 A-0.5 A=2.5 A,滑动变阻器接入电路的电阻最小值R1min===2.4 Ω
第5课时 欧姆定律在串、并联电路中的综合应用
1. 两个电阻,分别标有“6Ω 0.5A”和“20Ω 0.3A”字样.将它们串联后接入电路
使用,那么电路中的电流不能超过 A,两个电阻两端允许加的电源电压最大为 V;将它们并联后接入电路使用,干路上的电流最大为 A.
2. 如图所示,电源电压不变,R1=5Ω,R2=25Ω.
(1) 当S1、S2都闭合,电表甲、乙都是电压表,则电阻R1、R2是_____
联的,甲、乙两表的示数之比U甲∶U乙= .
(2) 当S1闭合,S2断开,电表甲、乙都是电流表,则电阻R1、R2是____
联的,甲、乙两表的示数之比I甲∶I乙= .
0.3
7.8
0.65
串
6∶5
并
1∶6
3. (2021·苏州)某输液警报器能在药液流完时,通过电铃发声报警.该报警器内部有一
可变电阻R,其阻值随管内液体的减少而减小.通过电铃的电流需要达到一定大小时电铃才能发声.下列几个电路中符合报警要求,且当输液管内液体越少,电表的示数也越小的是 ( )
D
4. 在如图甲、乙所示电路中,电源电压相同且不变,电路元件均完好,无论开关S1、S2
同时断开,还是同时闭合,观察到电流表A1与电流表A2示数始终相同.关于电阻R1、R2、R3的判断,下列式子正确的是 ( )
A. R3=R1+R2 B. R2=R1+R3
C. R1>R2>R3 D. R3>R1>R2
C
5. 如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变.S1、S2断开,S3闭合时,电流
表的示数为0.6A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A. 求:
(1) 电源电压及R2的阻值.
(2) S1闭合,S2、S3断开时,电阻R1两端的电压.
(3) S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数.
(1) S1、S2断开,S3闭合时,只有R1接入电路,电源电压U=I1R1=
0.6 A×20 Ω=12V;S1断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,通过R1的电流不变,通过R2的电流I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A,R2==
=40 Ω
第5题
(2) S1闭合,S2、S3断开时,两电阻串联,I'===0.2 A,U1=I'R1=0.2 A×
20 Ω=4V
(3) S1、S2闭合,S3断开时,R1被短路,只有R2接入电路,IA===0.3 A
6. 如图所示的电路中,开关S处于闭合状态,电源电压保持6V不变,已知,电阻R1=5Ω.
(1) 当开关S1、S2都断开,闭合S3时,电流表的示数为0.3A,求电阻R2的阻值.
(2) 当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为1.5A,求电阻R3的阻值.
(3) 当开关S1、S2都闭合,S3断开时,求此时电流表的示数.
(1) 当开关S1、S2都断开,闭合S3时,R1与R2串联,R总===20Ω,
R2=R总-R1=20Ω-5Ω=15Ω
(2) 当开关S1、S2、S3都闭合时,R2被短路,R1与R3并联,I1===
1.2A;I3=I'-I1=1.5A-1.2A=0.3A,R3===20Ω
(3) 当开关S1、S2都闭合,S3断开时,只有R3接入电路,电流表的示数I″===0.3A
第6题
第6课时 “非常规”测电阻
1. 某实验小组设计了如图甲所示的电路,测量一个阻值约为100Ω的电阻Rx的阻值,实
验室中提供的器材有两节完全相同的旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干.另外还有可供选择的器材:A. 电压表V1(量程为0~3V);B. 电压表V2(量程为0~15V);C. 定值电阻R1(阻值为5Ω);D. 定值电阻R2(阻值为160Ω).
(1) 为了准确测出Rx的阻值,实验时,在图甲中的电压表应选用 ,定值电阻R应选用 .(填字母)
A
D
(2) 将实验器材按照电路图连接好电路,先闭合 ,电压表的示数如图乙所示,为
V,再闭合 ,电压表的示数为2.8V.
(3) 根据实验的数据,可计算出Rx= Ω.
(4) 实验中每节干电池的电压是 V.
S2
1.2
S1
120
1.4
2. 利用电流表、已知阻值的定值电阻R0和恒压电源,同样可以测出未知电阻Rx的阻值,
如图甲所示.
(1) 闭合开关 ,测出通过已知电阻R0的电流I0.
(2) .[模仿第(1)小问写出必要的操作内容及对应物理量]
(3) 电阻Rx= .(用已知和测出的物理量符号表示)
S1
闭合开关S1、S2,测出干路电流I
(4) 小芳设计了另一种方案,也测出了Rx的电阻,电路图如图乙所示,测量步骤如下:
① 当开关 时,电流表的读数为I1.
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表的读数为I2.
③ 待测电阻Rx= .(用已知和测出的物理量符号表示)
S1闭合、S2断开
$$