第17章 欧姆定律-【一本】初中物理基础知识大盘点

第十七章 欧姆定律 实验方法 实验电路 ↑I/A ↑IA 电流与电压和 电阻的关系 实验步骤 实验结论 U/V R 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 公式：1是 适用于纯电阻电路 欧姆定律 U=IR 变形式 U R= 原理：R=号 A 欧姆定律 实验电路 伏安法测电阻 实验步骤 数据处理 电阻的 测量 伏阻法 安阻法 特殊方法测电阻 等效替代法 R=R+R+…+Rn 串联电路 U:U2=R1:R2 串联分压 欧姆定律在串、并联 电路中的应用 1=1+1 并联电路 R尺+元+…+反 I1:12=R2:R 并联分流 ◆155◆ 第1节 电流与电压和电阻的关系 3年183考 目 基础知识 知识点 实验：探究电流与电压和电阻的关系83考 滑动变阻器的作用：改 R P 实验电路 变电阻R两端的电压 保持电阻R一定，通过移动滑动变阻器的滑片P改 探究电 实验步骤 变电阻R两端的电压U记下对应的电压U和电流1 流与电 压的关系 A 实验中应多次进行实验， 实验图像 使实验结论具有普遍性 O 在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体 探究电流与 实验结论 两端的电压成正比 电压和电阻 的关系 实验电路 A R P 滑动变阻器的作用：控制 电阻R两端的电压不变 第十七章 更换不同阻值的电阻，调节滑动变阻器的滑片P控 探究电 实验步骤 制电压表的示数不变，记下对应的电阻R和电流I 流与电 阻的关系 欧姆定律 实验图像 R/2 实验结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体 的电阻成反比 @ 盘 典型考法 考法 探究电流与电压和电阻的关系、 角度1探究电流与电压的关系 例1在“探究电流与电压的关系”实验中，用 會关键点拨控制变量法在实验中的应用。 2节新干电池做电源，其他器材如图甲所示。 IA 探究电流 电阻不变 0.5 与电压的 0.4 关系 改变电压 调节滑动变阻器 0.3 探究电流 电压不变 调节滑动变阻器 0.2 与电阻的 0.1 关系 改变电阻 更换定值电阻 0 1 2 3 U/V 甲 ◆1564 (1)电路中滑动变阻器的主要作用是 (2)小明将实物连接成如图甲所示的电路。 经查，其中有一条连线错误，在错误的连线 上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的 连线。 角度2探究电流与电阻的关系 (3)正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变 例2在“探究电流与电阻的关系”实验中， 阻器的滑片P,发现电流表无示数，电压表 小明设计了如图甲所示的电路图，选用的器 有示数，其原因可能是 (写出 材如下：2节新干电池，阻值分别为52、 一种即可)。 102、202的定值电阻，滑动变阻器(202 (4)排除故障后进行实验，将滑动变阻器的 1A),电压表，电流表，开关及导线若干。 滑片P逐渐向右移动，发现随着电压表的示 数变大，电流表的示数 ,依次记录 0 A 电压表与电流表的示数。 (5)根据实验数据，作出U图像（如图乙所 示)。分析图像可得出结论：当导体的电阻一 (1)连接电路时，开关应处于 状态。 定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 (2)实验过程中，小明发现电压表的示数接 比。 近3V,电流表几乎无示数，造成此故障的原 解析(1)实验中滑动变阻器的主要作用是 因可能是 保护电路和改变定值电阻两端的电压。 (3)排除故障后，小明更换定值电阻，调节滑 欧 (2)题图甲中，电压表串联在电路中是错误 动变阻器的滑片P,将实验数据填入表中。 定 的，应与定值电阻R并联，应将定值电阻R 当更换20Ω的定值电阻进行实验时，电流 与滑动变阻器A端相连的导线改接到电压 表的示数如图乙所示，则通过定值电阻的电 表“3”接线柱。(3)电流表无示数，说明电路 流为 A,由此可知，小明控制定值 可能是断路。电压表有示数，说明与电压表 电阻两端的电压为 V。 并联的电路以外的部分是完好的，则故障可 电阻R/2 5 10 20 能是定值电阻R断路了。(4)排除故障后进 电流I/A 0.4 0.2 行实验，将滑动变阻器的滑片P逐渐向右移 (4)分析实验数据可知，在实验过程中，滑动 动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路 变阻器接入电路的最大阻值为 . 中的电流变大，电流表的示数变大。(5)由题 解析(1)连接电路时，开关应处于断开状 图乙知，图像延长后是一条过原点的直线，所 态。(2)实验过程中，小明发现电压表的示 以可得出结论：当导体的电阻一定时，通过导 数接近3V,电流表几乎无示数，造成此故障 体的电流与导体两端电压成正比。 的原因可能是定值电阻R断路。(3)由题图 答案(1)保护电路和改变定值电阻两端的 乙可知，电流表的示数为0.1A,通过定值电 电压(2)如图所示(3)定值电阻R断路 阻R的电流为O.1A。小明控制定值电阻R (合理即可)(4)变大(5)正 两端的电压U定=IR=0.1A×202=2V。 ◆157◆ (4)实验中应保持定值电阻R两端的电压为 U-Ue=3V-2Y=10n。 2V不变，根据串联电路的电压规律可知， 0.1A 当定值电阻R阻值最大时，滑动变阻器接入 答案(1)断开(2)定值电阻R断路 电路的阻值最大，最大阻值Rmx= U潘 (3)0.12(4)10 第2节 欧姆定律 3年1170考 盘 基础知识 ● 知识点1欧姆定律004考 度有关，与导体两端的电压和通过它的电 1.内容、公式 流无关。 2.适用范围：欧姆定律适用于纯电阻电路。 导体中的电流，跟导体两端的电压成正 内容 比，跟导体的电阻成反比 (纯电阻电路是指用电器把电能全部转化 为内能的电路) U 导体两端的电压，单位：V 公式 U 导体中的电流，单位：A 知识点32 欧姆定律的计算166考 R U R 导体的电阻，单位： 求电流 “知二求一”，即 根据1、U、R中 第十七章 求电压 U=IR (警示导体的电阻是导体本身的一种性质， 的任意两个量求 第三个量 求电阻 R 它只与导体的材料、长度、横截面积和温 欧 定 盘 典型考法 ● 考法1 串联动态电路分析 角度1滑动变阻器类 例1如图所示，电源电压保持不变，闭合开 解题通法根据公式和控制变量思想， 关S,当滑动变阻器的滑片P向左滑动的过 分析动态电路题目。 程中，下列判断正确的是 () 另一导体电阻不变 变阻器的阻值变大 电源电压U不变 总电阻R变大 A 贤 R定不变】 总电流！变小 U=IR定 A.电压表的示数变小 电源电压U不变 定值电阻两端的电压U变小 B.灯泡变亮 C.电流表的示数变小 U=U-U定 变阻器两端的电压U变大 D.电压表的示数与电流表的示数的比值 变小 ◆158◆ 解析 角度1串联电路 滑动变阻器的滑片P向左移动 例3下图是一台摄像机自主启动装置的简 接入电路中的电阻变大 化电路图，电源电压恒为12V,R是红外线 探测电阻，R是定值电阻，阻值为8Ω。当定 电路中的电流变小（灯泡变暗，电流表的示数变小） 值电阻R两端的电压达到8V时，摄像机自 灯泡两端的电压变小 主启动拍摄。摄像机自主启动拍摄时，求： 滑动变阻器两端的电压变大（电压表的示数变大） 答案C (点拔电压表的示数与电流表的示数的比 值即滑动变阻器接入电路中的电阻的大小。 (1)电路中的电流； 角度2传感器类 (2)电阻Rp的阻值。 例2创新考法科学探究 解析 由题图可知，定值电阻R与红外线探 课外探究实践作业中，小 测电阻RP串联，电压表测定值电阻R两端 明同学想利用气敏电阻自 的电压。 制一个烟雾浓度检测仪， A (1)电路中的电流 通过翻阅资料了解到N型气敏元件阻值随 气体浓度的增大而减小。小明设计的电路 1=1是-8沿1A 第 图如图所示，其中R为N型气敏元件，R。为 (2)电阻Rp两端的电压 定值电阻。闭合开关S,当气体浓度增大时， Up=U-UR=12 V-8 V=4 V 七 音 会出现 ( 由欧姆定律可知，电阻Rp的阻值 A.电流表示数变大，电压表示数变大 Up_4V-4Q 欧 Rr--1A B.电流表示数变大，电压表示数变小 定 C.电流表示数变小，电压表示数变大 答案(1)1A(2)42 D.电流表、电压表示数均不变 角度2并联电路 解析气体浓度增大→气敏元件R的阻值 例4在如图所示的电路中，电源电压保持 变小→电路中的电流I变大→电压表示数 不变，电阻R1的阻值为302，闭合开关S, 变大。选A。 断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭 考法2利用欧姆定律进行简单计算、 合开关S和S2,电流表A2的示数为 1.2A。求： 解题通法(1)判断电路的串、并联 关系。 (2)根据已知物理量，列出关系式。 S2 R2 A ①串联：I=I1=I2,U=U1十U2,R=R1十R2。 ②并联：1=1十4，U-U=U,最 (1)电源电压U; (2)电阻R2的阻值。 1L1 解析(1)闭合开关S1,断开开关S2,只有电 RR2 阻R接入电路，电源电压 ◆159◆ U=U1=I1R1=0.3A×302=9V U 6V I=R2+R200+100=0.2A (2)闭合开关S和S2,电阻R1、R2并联，电阻 电压表的示数 R2两端的电压U2=U=9V U2=IR2=0.2A×202=4V 通过电阻R2的电流 (2)当开关S1、S2均闭合时，电阻R与R2并 I2=I-I1=1.2A-0.3A=0.9A 联，电压表测电源电压，电流表测干路电流， 电阻R2的阻值 则电压表的示数为6V,电路中的总电阻 R-光-0 =102 R RR2_302×200=12n R1+R2302+202 答案(1)9V (2)102 电流表的示数 考法3 欧姆定律在动态电路中的计算、 I-U_6V =0.5A R122 解题通法(1)根据开关状态、滑动变阻 答案1)0.2A;4V(2)6V;0.5A 器滑片的位置，分析电路的串、并联情况。 角度2滑动变阻器类动态电路 (2)在每个连接状态下，利用“简单串、并 例6如图甲所示，电源电压不变，闭合开关 联电路的计算方法”进行计算。 S,滑片P由b端滑到a端，电压表示数U与 (3)找到多种连接状态之间的联系，进行 电流表示数I的变化关系如图乙所示。电 十七章 综合计算。 阻R的阻值为 2,滑动变阻器的最 角度1多开关类动态电路 大阻值为 n。 欧 例5如图所示，已知电源电压为6V,三个 U八V 定 9 电阻的阻值分别是R1为302、R2为20和 6 R3为102。求： 00.51.01.51A 甲 解析 R S2 UU/八V 电流最大→R滞=0→U=U慈→R= (1)当开关S、S2均断开时，电流表和电压表 一R滑=R总-R 的示数； 电流最小→R滑最大→ U R= (2)当开关S、S2均闭合时，电压表和电流表 00.5 1.5/A 的示数。 答案612 解析(1)当开关S、S2均断开时，电阻R2 与R3串联，电压表测电阻R2两端的电压，电 (点拨图像问题中，注意把图像特殊点对应 流表测电路中的电流，电流表的示数 的电路状态作为突破口进行解题。 ◆160◆ 第3节 电阻的测量3年206考 盘 基础知识 知识点1实验：伏安法测电阻67考 实验原理 R- 实验中应使用的测量工具为电流表和电压表 实验装置 R 伏安法 (1)根据电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片P移 测电阻 至阻值最大处后闭合开关$： 实验步骤 (2)移动滑动变阻器的滑片P,改变待测电阻两端的 电压，分别记录对应的电压值和电流值； (3)根据测量值计算出阻值，多次测量取平均值 注意：利用“伏安法”测量小灯泡的电 A 阻时，灯丝电阻随温度的变化而变化 其1U图像为一条曲线 实验图像 第十七章 U六元 知识点2特殊方法测电阻39考 方法 实验电路图 测量的物理量及R的表达式 欧姆定律 (1)闭合开关S,分别测出电阻R和R两端的电压U。U; 伏阻法 U Ro (2)待测电阻R,一R, (1)闭合开关S,分别测出通过电阻R和R的电流I。、Iz; 安阻法 A A (2)待测电阻R-R (1)闭合开关S,移动滑片P,使滑动变阻器接入电路中的最大阻值为R。,读出 电压表的示数U1; 滑动变 (2)移动滑片P,使滑动变阻器接入电路中的最小阻值为零，读出电压表的示 阻器法 R 数U2; ⑧待电盟R码R (1)闭合开关S,将开关S拨到1处，适当调节滑动变阻器的滑片，电流表的示 R 数记为I: 等效 (2)将开关S拨到2处，保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，调节电阻箱的 替代法 A 电阻至R。,使得电流表的示数仍为11； (3)待测电阻R=R。 ◆161◆ @ 盘 典型考法 考法1 利用伏安法测量电阻 关键点拨 测定值电 阻值 多次测量 阻的阻值 不变 取平均值 伏安法测电 020a 测小灯 阻值随 不可多次测 泡的阻值 温度变化 量取平均值 乙 丙 角度1测量定值电阻的阻值 例1“伏安法测电阻”实验的电路图如图所 (1)根据电路图甲，请用笔画线代替导线，将 图乙中的实物电路补充完整 示。关于该实验，下列说法正确的是( ) (2)小冰连接好最后一根导线，小灯泡立即发 A 光，请你指出实验中操作的不当之处： 第十七章 (3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑片， A.开关S闭合前，滑片应位于最左端 先后测量得到2组数据（见下表）。小冰要 欧 B.滑动变阻器的作用是改变电源电压 继续测量小灯泡正常发光时的电阻，接下来 定 C.多次测量取平均值是为了减小误差 的操作是 D.实验中电压表、电流表应使用大量程 当电压表示数为2.5V时，记 解析开关S闭合前，滑片应位于最右端， 录电流表示数如图丙所示，为 A, 使滑动变阻器接入阻值最大，起到保护电路 此时小灯泡的电阻为 Ω（结果保留 的作用，A错误。滑动变阻器可以改变电阻 位小数)。 两端的电压，B错误。为了减小误差应多次 次序 电压U/V 电流I/A 电阻R/2 测量取平均值，C正确。实验中应使用试触 1 1.2 0.22 法选择合适量程，D错误。选C。 2 2.2 0.28 角度2测量小灯泡的阻值 3 2.5 例2小冰在“测量小灯泡电阻”的实验中， (4)根据测得的数据，小冰发现小灯泡在不 用标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器、电 同电压下的电阻值不相等，其原因是 压表、电流表、开关、导线、3节干电池和正 0 常工作时电压为2.5V的小灯泡，进行 解析（1)根据“一上一下”接线原则，将滑 实验。 动变阻器上接线柱与电流表负接线柱相连。 ◆162◆ (2)小冰连接好最后一根导线，小灯泡立即 角度1“安阻法”测量电阻 发光，说明连接电路时没有断开开关 例3小华利用电源（电压未知但恒定不 (3)由题表中第2组数据可知，电压表示数 变)、阻值为R的定值电阻、电流表、开关等 为2.2V,应减小滑动变阻器接入电路中的 器材，设计了如图所示的电路测出Rz的阻 阻值，即应将滑片向左移动，使电压表的示 值。请你完成下列实验步骤。 数为2.5V。当电压表示数为2.5V时，由 Ro 题图丙知，电流表示数为0.3A,小灯泡正常 R 发光时的电阻R=号=最X≈8.3n (1)按电路图正确连接电路，闭合开关S,断 (4)由题表中的数据可知，灯丝的温度升高， 开开关S,读出电流表示数I1。 小灯泡的电阻增大。 (2) ,读出电流表示数I2。 答案(1)如图所示(2)连接电路时没有 (3)根据实验数据，计算出待测电阻R,= 断开开关(3)将滑片向左移动，使电压表 (用R0、I1、I2表示)。 的示数为2.5V0.38.3(4)小灯泡的 解析(1)闭合开关S,断开开关S,只有电 电阻随温度的升高而增大 阻R。工作，电流为I1,此时电阻R两端的电 压为电源电压U=I1R。(2)闭合开关S、 S,电阻R、Rz并联，通过电阻Rz的电流 第 1=12-1。(3)电阻R-光-1-· UI Ro 七 章 答案(2)再闭合开关S 8 定 角度2“伏阻法”测量电阻 考法2 特殊方法测量电阻 例4小李用一个已知阻值为R。的定值电 阻和一个单刀双掷开关S。,设计了如图所示 2解题通法(1)缺电压表：利用电流表串 的电路图。闭合开关S后，当开关S接通 联定值电阻（或已知最大阻值的滑动变阻 触头1时，电压表示数为U1,当开关S,接通 器)等效代替电压表，如图所示。 触头2时，电压表示数为U2,则R= R (用R、U1、U2表示)。 -U=Uo=IoRo So ④ Ro (2)缺电流表：利用电压表并联定值电阻 R R R (或已知最大阻值的滑动变阻器)等效代 替电流表，如图所示。 解析 闭合开关S后，当开关S,接通触头1 时，电压表示数为U1,电压表测定值电阻R →1=1= R 和待测定值电阻R,两端的总电压；当开关 S接通触头2时，电压表示数为U2,电压表 ◆163◆ 测定值电阻R。两端的电压，此时电路中的 U-U2_U一U2R。 U2 U2 电流I一党是待测定值电阻R两瑞的电 R 压U,=U一U2,则待测定值电阻R号 答案 U-U2R。 U2 第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用 3年618考 基础知识 知识点欧姆定律在串、并联电路中的应用618考 应用 串联电路 并联电路 总电阻等于各部分电路电阻之和，即R 总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即 公式 电阻 R1+R2 关系 n个阻值均为R的电阻串联后的总电阻 特例 为nR n个阻值均为R的电阻并联后的总电阻为尽 分压或 串联电路中导体两端的电压与导体的电并联电路中通过导体的电流与导体的电阻成 第十七章 规律 分流 阻成正比 反比 规律 比例分配 U1:U2=R:R2 I:2=R2:R 欧姆 (警示 (1)电阻串联，相当于增大了导体的长度，故总电阻大于任何一个分电阻；(2)电阻并 律 联，相当于增大了导体的横截面积，故总电阻小于任何一个分电阻。 盘 典型考法 考法1 比较电阻大小 R R 解题通法电阻R1、R2按不同方式组合 B 后的大小关系如下： R C D R 串联R 并联R总 解析 串联电路的总电阻R大于其中任一 R总=R1+R2 RR2 电阻，即R>R2>R1。并联电路的总电阻R R1+R2 小于其中任一电阻，即R<R1<R2。综上 可知，四种接法的电阻的大小顺序为R> 例1如图所示，如果R1<R2,则图中电阻 R2>R1>R'。总电阻最小的是两电阻并联 的四种不同接法，其总电阻最小的是() 的情况。选B。 ◆1649电阻与横截面积的关系时，要控制导体材料和长度 表测电源电压，电流表A测通过灯泡L的电流， 一定，找横截面积不同的导体，结合表格数据可知， 电流表A2测干路电流。当滑动变阻器的滑片适 他还应选用代号为e的导体。综上可知，D正确。 当左移时，接入电路中的电阻减小，根据并联电路 P165 的特点可知，各支路的电压不变，所以电压表V的 1【解析】由题图可知，电阻R与R2并联，电流表 示数不变，电流表A的示数也不变，而滑动变阻 A测千路电流，电流表A测通过电阻R2的电流。 器所在支路的电流变大，所以干路上的电流也变 通过电阻R1的电流I1=I一I2=0.5A一0.2A 大，即电流表A2的示数变大，D正确。 0.3A,由欧姆定律可得，电源电压U=U2=I2R2= 5.【解析】只闭合开关S,滑动变阻器、灯泡L和定 0.2A×152=3V。 值电阻串联，电压表测灯泡L和定值电阻两端的 【答案】0.33 总电压，电流表测电路中的电流；将滑动变阻器滑 2.【解析】只闭合开关S时，电阻R和R2串联，电 片从最右端向左移动至中，点，滑动变阻器接入电路 阻R两端的电压U1=IR=0.3A×102=3V; 的阻值变小，电路的总电阻变小，电流变大，灯泡L 根据串联分压原理，电阻R2两端的电压U2=U 的亮度将变亮。保持滑片位置不动，再闭合开关 U=12V-3V=9V,电阻R,=马=9V S,灯泡L被短路，电路的总电阻变小，电路中的电 I0.3A 流变大，电流表示数变大；滑动变阻器接入电路的 302。当断开开关S,闭合开关S、S2时，电阻R1 阻值不变，所以其两端的电压会变大，根据串联电 和R2并联，电流表测干路电流，通过电阻R的电 路的电压规律可知，定值电阻两端的电压变小，电 流1-名-品0-12A,通过电租足的电流 压表示数变小。 6-是-品8=0,4A,电流表的示数了=1十 【答案】变亮变小变大 6.【解析】(1)电流表串联在电路中，电压表并联在 I2=1.2A+0.4A=1.6A. 小灯泡两端。(2)正确连接电路后，将滑动变阻器 【答案】3301.6 的滑片移至阻值最大处，闭合开关S,此时小灯泡 3.【解析】如题图甲所示，闭合开关，定值电阻R与 两端的电压小于2.5V,滑动变阻器的滑片应该向 滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压 右移动，使电压表的示数为2.5V,让小灯泡正常 表测滑动变阻器R两端的电压；当滑片位于α端 发光。(3)电流表选用小量程，由题图乙可知，通过 时，滑动变阻器R接入电路的阻值最大，根据串联 小灯泡的电流为0.32A,由欧姆定律可知，小灯泡 分压特点可知，电压表的示数最大，由题图乙可知， U=6V,电路中的电流1一爱-定值电但 运常发无时包mR=号-X78n④小灯 泡断路，电压表测电源电压，此时电压表的示数大 尾两瑞的电压，一现义×8n,此时电落电 于2.5V。 【答案】(1)如图所示(2)将滑动变阻器的滑片向 压U=U十U。=6V+6y×80,当滑片位于中点 R 右移动，使电压表的示数为2.5V(3)7.8(4)大于 时，滑动变阻器R接入电路的阻值为总电阻的一 ⊙ 半，由题图乙可知，UR'=4V,此时电路中的电流 r==8y =R,定值电阻R两端的电压U,'= 2 考答案 P179 R。-8YX8,此时电源电压U=U'+U' 1.C给充电宝充满电消耗的电能W=UIt=5V× 4V+8×80,联立解得R=8n.U=12V. 60000×10-3A×1×3600s=1.08×105J= 0.3kW·h。1000r/(kW·h)表示电路中用电器 【答案】812 每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过1000 P166 转，则消耗0.3kW·h电能，电能表转盘的实际转 4.D由题图可知，灯泡L和滑动变阻器并联，电压 数n=0.3kW·h×1000r/(kW·h)=300r。 ◆216◆