17.2 欧姆定律 讲义 2026-2027学年人教版九年级全一册物理
2026-08-15
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第2节 欧姆定律 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.20 MB |
| 发布时间 | 2026-08-15 |
| 更新时间 | 2026-08-15 |
| 作者 | 沈书禾 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59222655.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦初中物理欧姆定律核心知识点,从实验探究电流与电压、电阻关系切入,系统梳理定律内容、公式(I=U/R及变形)、单位,延伸至计算应用与动态电路分析,构建完整知识支架。
以科学探究为基础,通过实验推导规律培养科学思维,结合酒精测试仪等生活实例强化物理观念。课中例题规范解题步骤辅助教学,课后分层练习帮助学生查漏补缺,提升分析解决问题能力。
内容正文:
第2节 欧姆定律
课时目标
课标要点
1.通过实验探究,理解电流与电压、电阻的关系,能正确表述欧姆定律;
2.掌握欧姆定律的公式及变形公式,能运用欧姆定律进行简单的电学计算;
3.能利用欧姆定律分析动态电路,判断电流、电压的变化;
4.通过欧姆定律的应用,培养分析问题和解决问题的能力,初步建立电学计算的规范意识。
重难点
重点:欧姆定律的内容、公式及其应用;运用欧姆定律进行简单计算。
难点:对电流与电压、电阻关系的理解;利用欧姆定律分析动态电路。
知识点1 欧姆定律的内容
1.欧姆定律的引入
通过实验探究,我们发现:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 ;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成 。
2.欧姆定律的内容
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。这个规律叫作欧姆定律。
3.欧姆定律的公式
(1)基本公式:I=U/R(I表示电流,U表示电压,R表示电阻)
(2)变形公式:
U=IR ─求电压:导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。
R=U/I ─求电阻:导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。
4.欧姆定律中各物理量的单位
电流─I─安培(A);电压─U─伏特(V);电阻─R─欧姆(Ω)
5.对欧姆定律的理解
(1)同一性:I、U、R必须对应于 (选填“同一段电路”或“不同电路”)。
(2)同时性:I、U、R必须是同一时刻的物理量。
(3)三个物理量的决定关系:
电压是形成 的原因。
电阻是导体本身的一种 ,只与导体的 、 、 及 有关,因此说电流与电压成正比、与电阻成反比, (选填“能”或“不能”)说电压与电流成正比或电阻与电压成正比。
【特别提醒】
(1)欧姆定律适用于纯电阻电路,即电能全部转化为内能的电路。
(2)电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与电压和电流无关。
(3)使用欧姆定律公式时,各物理量的单位必须统一使用国际单位。
随学随练
1.关于公式,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B.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
C.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成反比
D.通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
2.一段导体两端电压为3V时,导体中的电流强度为0.5A,若导体两端电压增加为6V,导体中的电流应为___________ A;当电压变为零时,导体中的电流为___________ A,导体的电阻为___________ Ω。
3.两电阻a、b各自的电流与其两端电压的关系图如下图所示。
(1)由图可求电阻a的电阻是____________Ω;电阻b的电阻是___________Ω。
(2)如果把这两个电阻串联,电源电压是3V,a和b电阻两端电压之比是____________。
(3)如果把这两个电阻并联,电源电压是3V,a电阻两端电压是____________V,干路电流是_________A。
知识点2 欧姆定律计算题的解题思路及技巧
1.利用欧姆定律进行简单计算
利用欧姆定律公式I=U/R及其变形公式,已知其中任意两个物理量,可以求出第三个物理量。
解题规范步骤:
(1)分析电路结构,将电压表去掉不看,将电流表看成一段导线,确定电路连接方式及各表用途。
(2)画出不同连接方式下的等效电路图,在电路图上标出对应的已知物理量和待求量。
(3)根据已知量和待求量,结合欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式,列式时要注意公式成立的条件,要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位,要用国际单位,不是的要提前换算。
例:如图所示,电源电压6V且恒定不变,R1、R2为定值电阻。当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为1.2A;当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为2V。
求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)当开关S1闭合、S2断开时,求:通过R2的电流。
解题步骤:
(1)当开关、均闭合时,求电阻R1的阻值
(2)当开关S1闭合、S2断开时,求通过R2的电流。
(1)
分析
电路
结构:
当开关、均闭合时,去掉 表,电流表看作 ;
闭合,电阻被 。
当开关S1闭合、S2断开时,去掉电压表,电流表看作导线,与
(2)
等效
电路
标注
只有接入简单电路;电流表测电路电流;电压表并联在两端,测两端电压(等于 电压)。
电流表测串联电路的电流;电压表并联两端,测量的电压。
(3)
列式
计算
、都闭合,被短路,电路只有,两端电压等于电源电压 。
根据欧姆定律
答:电阻的阻值为。
∵串联电路电流处处相等,所以通过的电流等于电路总电流,即。
对定值电阻运用欧姆定律:
答:闭合、断开时,通过的电流为。
2.串联电路中的比例关系
在串联电路中,电流处处相等,即 ;总电压等于各部分电压之和,即 。
由欧姆定律可得: ,即串联电路中,各电阻两端的电压与电阻成 。
3.并联电路中的比例关系
在并联电路中,各支路两端电压相等,即 ;总电流等于各支路电流之和,即 。
由欧姆定律可得: ,即并联电路中,各支路电流与电阻成 。
【易错提醒】
(1)在串联电路中,电阻越大,分得的电压越大。
(2)在并联电路中,电阻越大,分得的电流越小。
(3)计算时要先判断电路的连接方式,再选择合适的公式。
随学随练
1.如图所示电路图中,已知,先闭合,电流表的示数为0.3A,再闭合,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)、都闭合时的电流;
(3)的电阻。
2.如图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“100Ω 1A”字样。电流表量程为0-3A,电压表量程为0-15V,闭合开关S后,电压表的示数为12V。
(1)求此时通过电阻的电流。
(2)求此时变阻器连入电路中的电阻。
(3)移动滑片P,在确保电路中各元件正常工作的前提下,求:滑动变阻器接入的阻值范围。
3.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,断开S2后,电压表示数变为2V,则求
(1)电源电压;
(2)R2的电阻。
知识点3 欧姆定律的应用
1. 酒精测试仪
根据世界卫生组织的统计,50%~60% 的交通事故与酒后驾驶有关。我国刑法规定,从 2011 年 5 月 1 日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。目前,世界大多数国家都采用呼气式酒精测试仪如右图对驾驶员进行现场检测。
酒精测试仪实际上是由酒精气体传感器R1 (相当于随酒精气体浓度变化的变阻器)、一个定值电阻R2及一个电流表和电压表串联组成。
由上图可知:酒精气体传感器的电阻值R2随酒精气体浓度的增大而减小,如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,那么R2的电阻值 ,根据欧姆定律I=U/R可知,电路中的电流 ,则定值电阻R1两端的电压U1=IR1 ,电压表的示数 ,则测试仪的示数 。
2. 油箱油量自动测定装置
如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置示意图。
R 是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,装置由浮标、杠杆、滑动变阻器 R、定值电阻 R' 及油量表组成。
由上图可知:滑动变阻器 R 接入电路的阻值随油箱内油量的增大而 ,如果油箱内油量越多,那么 R 接入电路的电阻值 ,根据欧姆定律可知,电路中的电流 ,则油量表的示数越 。
因为油量表串联在电路中,实质是 表;定值电阻 R' 起到 的作用,防止油量过多,滑动变阻器接入电阻为零时发生电源短路。
3. 车辆重力测量装置
如图所示是一种自动测量车辆重力的装置示意图。装置由称重平台、弹簧、滑动变阻器、定值电阻及车重表组成。
是滑动变阻器,汽车压在称重平台上,平台下方装有弹簧,平台的下压程度可以带动滑动变阻器的滑片移动。
由上图可知:车辆重力增大时,平台受压向下压缩弹簧,带动滑动变阻器滑片向下移动,接入电路电阻,电路总电阻。根据欧姆定律可知,不变,电路总电阻,电路电流,则车重表的示数越大。因此车重表实质为表。
【方法总结】敏感电阻类应用题解题方法
1.判电路:去掉电压表,电流表当作导线,判断串联 / 并联,确认仪表是什么表。
2.看变化:外界物理量(油量、浓度、车重)变大,判断传感器 / 滑动变阻器阻值变大还是变小。
3.定电流:电源电压不变,由总电阻变化,根据欧姆定律判断电路电流变化。
4.推电表示数:电流变大,串联的电流表示数变大;再推导各元件电压。
5.推导:已知电表示数变化,倒推电阻,再倒推油量、浓度、车重等物理量。
随学随练
1.如图是测量水流冲击力的装置,电源电压恒为6V,电阻丝MN长20cm,总电阻为20Ω,其阻值与接入电路的长度成正比;弹簧左端固定,右端连接滑块,并套在光滑水平杆AB上。水流冲击力为零时,滑片P与M端接触,电流表的示数为0.1A,弹簧受到的作用力每增加1N时会伸长10cm(弹簧未超出弹性限度),电压表的表盘改装为“冲力表”。下列说法正确的是( )
①电路中的电流恒为0.1A
②水流冲击力增大时电压表示数变小
③水流冲击力增大时电流表示数变大
④水流冲击力增大时电阻丝MN接入阻值不变
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
2.某研究小组的同学们为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路,如图所示。已知电源电压恒定,是定值电阻,机翼状探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。则下列分析中正确的是( )
A.电流表示数越大,表示水流速度越小
B.电压表示数越大,表示水流速度越大
C.水流速度越大,电压表与电流表的示数之比越大
D.水流速度越大,电压表与电流表的示数变化量之比不变
3.如图所示是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图。电源电压保持不变,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电压表示数______;要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,应选用______阻值的电阻。( )
A.增大、更大 B.增大、减小 C.减小、更大 D.减小、减小
4.图甲是一种烟雾报警器电路图。开关S处于闭合状态,是定值电阻,R为光敏电阻,阻值与光照强度关系如图乙所示,烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列分析正确的是( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数变小
C.电压表与电流表示数之比变小 D.总电压与电流表示数乘积变大
题型1 欧姆定律的理解与简单计算
解题核心规律
(1)同一性:I、U、R必须是同一段导体(同一用电器)在同一时刻的物理量;
(2)单位统一:电流用A、电压用V、电阻用Ω,代入公式时单位必须统一;
(3)电阻是导体本身的性质,不随电压、电流改变。
活学活用
1.如图所示的电路,电源电压不变,电阻的阻值为10Ω,当开关和都闭合时,电流表的示数为1.2A;当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.4A,求:
(1)电源电压。
(2)的阻值。
2.如图所示的电路中,电源电压恒为,的阻值为,当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)当开关闭合,断开时,两端的电压;
(2)电阻的阻值;
(3)闭合、时,电流表的示数。
题型2 动态电路分析
解题核心规律
(1)先判断电路连接方式,再分析滑动变阻器接入电阻的变化;
(2)根据欧姆定律分析总电流的变化,再结合串联分压或并联分流分析各元件电压、电流变化;
(3)电源电压和定值电阻不变是分析动态电路的关键。
活学活用
1. 如图所示是伊伊进行“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到最左端
B.滑动变阻器滑片向左滑动时,电压表的示数变小
C.滑动变阻器能改变电阻两端的电压,实现多次测量
D.多次测量的目的是为了寻找普遍规律
2.图甲是某光敏电阻阻值与照度的关系图像,图乙是该光敏电阻工作的电路图,电源电压不变,当照度减小时( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数不变
C.电压表示数变大 D.电流表示数变大
3.在学校科技活动中,小明设计了一个电子秤,如图所示是他设计的电子秤的结构示意图,其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片。闭合开关S,秤盘内不放物体时,滑片在A端,电子秤刻度表示数为0;在秤盘内放入物体时,就可以从电子秤刻度表上读出该物体的质量。关于该电子秤,下列判断正确的是( )
A.电子秤的刻度表是由电压表改装而成
B.所称物体的质量越大,电路中的电流越小
C.电子秤的AB部分是一个滑动变阻器,且A端为绝缘体
D.电路中的没有任何作用,可以去掉
4.如图甲是某款电子测温仪,图乙是它内部的原理图,电源电压保持不变,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电流表 B.温度变化时R两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变大 D.温度升高时两端电压变大
基础通关
1.下列关于欧姆定律的说法中,正确的是( )
A.根据可知,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
B.根据可知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体中的电流成反比
C.根据可知,导体两端的电压与导体中的电流成正比
D.根据可知,导体两端的电压与导体的电阻成正比
2.标有“”的小灯泡接在的电源上,要让小灯泡正常发光应________________(选填“串联”或“并联”)一个________________的电阻。
3.如图所示,两个灯泡、其阻值。闭合开关S,、两端的电压分别为、,通过、的电流分别为、。则________,________。(均选填“>”、“=”或“<”)
4.如图所示,电源电压保持不变,,,S闭合,电压表示数为4V,则电源电压为( )
A.2.5V B.7.5V C.14V D.5V
5.如图所示电路的电源电压为1.5V,电阻阻值为,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则下列判断不正确的是( )
A.通过的电流等于0.3A B.电阻和是串联的
C.电压表的示数为0.9V D.电阻的阻值为
素养提升
6.如图所示的是电阻甲和乙的图像,小冬对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B.当乙两端电压为2.5 V时,其电阻值为10 Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3 A,则它们两端的总电压为2 V
D.将甲和乙并联,若电压为1 V,则它们的干路电流为0.4 A
7.小华给学校食堂设计了一个将电压表改装来测量烟雾浓度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,烟雾感应电阻R的阻值随烟雾浓度H的变化关系如图乙所示。下列分析不正确的是( )
A.烟雾浓度越大,烟雾感应电阻R的阻值越小
B.烟雾浓度越大,电压表示数越大
C.当烟雾浓度为50%时,电压表的示数为3V
D.当电路中电流为0.2A时,烟雾浓度为40%
8.小华设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路如图所示,电源两端电压保持不变,电阻、中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是( )
A.为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变大
D.若电路中换用电压更大的电源,警戒油量将变大
9.一个导体两端加4V的电压时,通过它的电流为0.5A,则它的电阻值是____________Ω,若通过它的电流变为1A,则导体两端的电压是____________V,若导体两端的电压变为零,则它的电阻为____________Ω。
10.(多选)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从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,下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.定值电阻R的阻值为18Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
D.当变阻器滑片P处于b端时,电压表的示数为9V
11.(多选)如图所示,闭合开关K,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则( )
A.电压表的示数不变,电流表示数不变 B.电压表的示数变小,电流表示数变小
C.电流表与电压表示数的比值不变 D.电流表与电压表示数的比值变大
12.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。电阻R1的阻值为20Ω,只闭合开关S1,电流表A1的示数为0.16A。求:
(1)电源电压。
(2)再闭合开关S2,电流表A2的示数为0.26A,电阻R2的阻值。
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为4Ω。只闭合开关S时,电压表读数为2V;两个开关都闭合时,电压表的读数为3V。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值。
迁移创新
14.物理兴趣小组的同学探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5 V,电流表量程为,电压表量程为。实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。连接的实验电路如图所示。
(1)请在图甲中连接一根导线完成电路,使滑片左移时,两电表示数均变大;
(2)闭合开关前,应将滑片置于________(选填“A”或“B”)端;实验过程中需要更换不同阻值的定值电阻重复操作,目的是________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”);
(3)同组的A、B两同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能进行了更换),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,其中________同学的图像是错误的。分析图像,你认为错误同学在操作中的问题是:________;
(4)实验中若将的电阻接入电路,电压表示数为,更换为的电阻后,立即闭合开关,电压表示数为,则________(选填“>”“<”或“=”);可能会损坏________(选填“电流表”或“电压表”);
(5)根据图乙中正确同学的图像,保持电路连接不变,关于此实验的分析,下列说法正确的是________(多选);
A.实验中滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压
B.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6∶1
C.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“”
D.若接入滑动变阻器规格为“”,则定值电阻两端电压可调范围为
(6)完成上述实验后,小组又设计了一种新方案,也测出了的阻值,其实验电路如图丙所示,为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。请你帮他把以下实验步骤填写完整:
①当开关闭合断开时,电流表读数为;
②当开关、都闭合时,电流表读数为;
③待测电阻________(用已知量和测出的物理量符号表示)。
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第2节 欧姆定律
课时目标
课标要点
1.通过实验探究,理解电流与电压、电阻的关系,能正确表述欧姆定律;
2.掌握欧姆定律的公式及变形公式,能运用欧姆定律进行简单的电学计算;
3.能利用欧姆定律分析动态电路,判断电流、电压的变化;
4.通过欧姆定律的应用,培养分析问题和解决问题的能力,初步建立电学计算的规范意识。
重难点
重点:欧姆定律的内容、公式及其应用;运用欧姆定律进行简单计算。
难点:对电流与电压、电阻关系的理解;利用欧姆定律分析动态电路。
知识点1 欧姆定律的内容
1.欧姆定律的引入
通过实验探究,我们发现:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
2.欧姆定律的内容
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。这个规律叫作欧姆定律。
3.欧姆定律的公式
(1)基本公式:I=U/R(I表示电流,U表示电压,R表示电阻)
(2)变形公式:
U=IR ─求电压:导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。
R=U/I ─求电阻:导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。
4.欧姆定律中各物理量的单位
电流─I─安培(A);电压─U─伏特(V);电阻─R─欧姆(Ω)
5.对欧姆定律的理解
(1)同一性:I、U、R必须对应于同一段电路(选填“同一段电路”或“不同电路”)。
(2)同时性:I、U、R必须是同一时刻的物理量。
(3)三个物理量的决定关系:
电压是形成电流的原因。
电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,因此说电流与电压成正比、与电阻成反比,不能(选填“能”或“不能”)说电压与电流成正比或电阻与电压成正比。
【特别提醒】
(1)欧姆定律适用于纯电阻电路,即电能全部转化为内能的电路。
(2)电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与电压和电流无关。
(3)使用欧姆定律公式时,各物理量的单位必须统一使用国际单位。
随学随练
1.关于公式,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B.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
C.导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成反比
D.通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
【答案】B
【详解】A.导体电阻是导体本身的固有性质,仅与材料、长度、横截面积、温度有关,与它两端的电压和通过它的电流无关,故A错误;
B.由可知,当导体两端电压U一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故B正确;
C.由可知,当导体电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故C错误;
D.由可知,通过导体的电流由导体两端电压和导体电阻共同决定,故D错误。
故选B。
2.一段导体两端电压为3V时,导体中的电流强度为0.5A,若导体两端电压增加为6V,导体中的电流应为___________ A;当电压变为零时,导体中的电流为___________ A,导体的电阻为___________ Ω。
【答案】 1 0 6
【详解】根据欧姆定律可知,导体电阻
由于电阻是导体本身的性质,不随电压变化而改变,当电压变为6V时,导体中的电流
根据欧姆定律,当电压变为零时,可得导体中的电流为0A。
电阻是导体本身的固有属性,与导体两端的电压、通过的电流均无关,所以导体的电阻始终为6Ω。
3.两电阻a、b各自的电流与其两端电压的关系图如下图所示。
(1)由图可求电阻a的电阻是____________Ω;电阻b的电阻是___________Ω。
(2)如果把这两个电阻串联,电源电压是3V,a和b电阻两端电压之比是____________。
(3)如果把这两个电阻并联,电源电压是3V,a电阻两端电压是____________V,干路电流是_________A。
【答案】(1) 10 5
(2)2:1
(3) 3 0.9
【详解】(1)由图可知,当电阻a两端电压时,通过它的电流;当电阻b两端电压时,通过它的电流。根据可得。
(2)串联电路中电流处处相等,根据可得。
(3)并联电路中各支路两端电压相等,因此。通过两支路的电流分别为,所以干路电流。
知识点2 欧姆定律计算题的解题思路及技巧
1.利用欧姆定律进行简单计算
利用欧姆定律公式I=U/R及其变形公式,已知其中任意两个物理量,可以求出第三个物理量。
解题规范步骤:
(1)分析电路结构,将电压表去掉不看,将电流表看成一段导线,确定电路连接方式及各表用途。
(2)画出不同连接方式下的等效电路图,在电路图上标出对应的已知物理量和待求量。
(3)根据已知量和待求量,结合欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式,列式时要注意公式成立的条件,要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位,要用国际单位,不是的要提前换算。
例:如图所示,电源电压6V且恒定不变,R1、R2为定值电阻。当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为1.2A;当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为2V。
求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)当开关S1闭合、S2断开时,求:通过R2的电流。
解题步骤:
(1)当开关、均闭合时,求电阻R1的阻值
(2)当开关S1闭合、S2断开时,求通过R2的电流。
(1)
分析
电路
结构:
当开关、均闭合时,去掉电压表,电流表看作导线;
闭合,电阻被短路。
当开关S1闭合、S2断开时,去掉电压表,电流表看作导线,与串联
(2)
等效
电路
标注
只有接入简单电路;电流表测电路电流;电压表并联在两端,测两端电压(等于电源电压)。
电流表测串联电路的电流;电压表并联两端,测量的电压。
(3)
列式
计算
、都闭合,被短路,电路只有,两端电压等于电源电压 。
根据欧姆定律
答:电阻的阻值为。
∵串联电路电流处处相等,所以通过的电流等于电路总电流,即。
对定值电阻运用欧姆定律:
答:闭合、断开时,通过的电流为。
2.串联电路中的比例关系
在串联电路中,电流处处相等,即I=I₁=I₂;总电压等于各部分电压之和,即U=U₁+U₂。
由欧姆定律可得:U₁:U₂=R₁:R₂,即串联电路中,各电阻两端的电压与电阻成正比。
3.并联电路中的比例关系
在并联电路中,各支路两端电压相等,即U=U₁=U₂;总电流等于各支路电流之和,即I=I₁+I₂。
由欧姆定律可得:I₁: I₂= R₂: R₁,即并联电路中,各支路电流与电阻成反比。
【易错提醒】
(1)在串联电路中,电阻越大,分得的电压越大。
(2)在并联电路中,电阻越大,分得的电流越小。
(3)计算时要先判断电路的连接方式,再选择合适的公式。
随学随练
1.如图所示电路图中,已知,先闭合,电流表的示数为0.3A,再闭合,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)、都闭合时的电流;
(3)的电阻。
【答案】(1)6V
(2)0.2A
(3)30
【详解】(1)只闭合时,电路为的简单电路,电流表测通过的电流,根据欧姆定律可知电源电压
(2)、都闭合时,与并联,电流表测干路电流,根据并联电路中电流的规律可知通过的电流
(3)并联电路中各支路电压等于电源电压,根据欧姆定律可得的电阻
2.如图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“100Ω 1A”字样。电流表量程为0-3A,电压表量程为0-15V,闭合开关S后,电压表的示数为12V。
(1)求此时通过电阻的电流。
(2)求此时变阻器连入电路中的电阻。
(3)移动滑片P,在确保电路中各元件正常工作的前提下,求:滑动变阻器接入的阻值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)8Ω~50Ω
【详解】(1)由图可知,电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。电阻两端的电压为
根据欧姆定律,通过电阻的电流为
(2)串联电路中各处电流相等,变阻器连入电路中的电阻为
(3)滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,小于电流表量程3A,因此电路中的最大电流为
当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入的阻值最小
电压表量程为0~15V,因此滑动变阻器两端的最大电压为15V。此时电阻两端的电压最小
电路中的最小电流为
滑动变阻器接入的阻值最大
滑动变阻器的最大阻值为100Ω,大于50Ω,所以滑动变阻器接入的阻值范围为
3.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,断开S2后,电压表示数变为2V,则求
(1)电源电压;
(2)R2的电阻。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当闭合、时,被短路,电路只有接入,电压表直接测量电源电压,已知此时电压表示数为,因此电源电压
(2) 闭合、时,根据欧姆定律 ,的电阻
断开后,与串联,电压表测两端电压,即。 串联电路电流处处相等,因此电路电流
根据串联电路电压规律,两端电压
再由欧姆定律得的阻值
知识点3 欧姆定律的应用
1. 酒精测试仪
根据世界卫生组织的统计,50%~60% 的交通事故与酒后驾驶有关。我国刑法规定,从 2011 年 5 月 1 日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。目前,世界大多数国家都采用呼气式酒精测试仪如右图对驾驶员进行现场检测。
酒精测试仪实际上是由酒精气体传感器R1 (相当于随酒精气体浓度变化的变阻器)、一个定值电阻R2及一个电流表和电压表串联组成。
由上图可知:酒精气体传感器的电阻值R2随酒精气体浓度的增大而减小,如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,那么R2的电阻值越小,根据欧姆定律I=U/R可知,电路中的电流越大,则定值电阻R1两端的电压U1=IR1越大,电压表的示数越大,则测试仪的示数越大。
2. 油箱油量自动测定装置
如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置示意图。
R 是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,装置由浮标、杠杆、滑动变阻器 R、定值电阻 R' 及油量表组成。
由上图可知:滑动变阻器 R 接入电路的阻值随油箱内油量的增大而减小,如果油箱内油量越多,那么 R 接入电路的电阻值越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,则油量表的示数越大。
因为油量表串联在电路中,实质是电流表;定值电阻 R' 起到保护电路的作用,防止油量过多,滑动变阻器接入电阻为零时发生电源短路。
3. 车辆重力测量装置
如图所示是一种自动测量车辆重力的装置示意图。装置由称重平台、弹簧、滑动变阻器、定值电阻及车重表组成。
是滑动变阻器,汽车压在称重平台上,平台下方装有弹簧,平台的下压程度可以带动滑动变阻器的滑片移动。
由上图可知:车辆重力增大时,平台受压向下压缩弹簧,带动滑动变阻器滑片向下移动,接入电路电阻变小,电路总电阻变小。根据欧姆定律可知,电源电压不变,电路总电阻变小,电路电流变大,则车重表的示数越大。因此车重表实质为电流表。
【方法总结】敏感电阻类应用题解题方法
1.判电路:去掉电压表,电流表当作导线,判断串联 / 并联,确认仪表是什么表。
2.看变化:外界物理量(油量、浓度、车重)变大,判断传感器 / 滑动变阻器阻值变大还是变小。
3.定电流:电源电压不变,由总电阻变化,根据欧姆定律判断电路电流变化。
4.推电表示数:电流变大,串联的电流表示数变大;再推导各元件电压。
5.推导:已知电表示数变化,倒推电阻,再倒推油量、浓度、车重等物理量。
随学随练
1.如图是测量水流冲击力的装置,电源电压恒为6V,电阻丝MN长20cm,总电阻为20Ω,其阻值与接入电路的长度成正比;弹簧左端固定,右端连接滑块,并套在光滑水平杆AB上。水流冲击力为零时,滑片P与M端接触,电流表的示数为0.1A,弹簧受到的作用力每增加1N时会伸长10cm(弹簧未超出弹性限度),电压表的表盘改装为“冲力表”。下列说法正确的是( )
①电路中的电流恒为0.1A
②水流冲击力增大时电压表示数变小
③水流冲击力增大时电流表示数变大
④水流冲击力增大时电阻丝MN接入阻值不变
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】B
【详解】①③④图中,电压表相当于断路,定值电阻与电阻丝MN的全部电阻串联,电压表测P以左电阻丝的电压,因电压表接在变阻器的滑片上,电流表测电路的电流,故无论P如何移动,电流要流经变阻器的全部电阻丝,即变阻器的最大电阻始终连入电路中,根据串联电阻的规律,电路的总电阻保持不变,由欧姆定律可知,电路的电流不变,已知滑片P与M端接触,电流表的示数为,故电路中的电流恒为,故①④正确,③错误;
②水流冲击力增大时,弹力增大,根据弹簧伸长与弹力成正比,故P向右移动,电流不变,P以左电阻丝变长,电阻变大,根据,故电压表示数变大,故②错误。
故选B。
2.某研究小组的同学们为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路,如图所示。已知电源电压恒定,是定值电阻,机翼状探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。则下列分析中正确的是( )
A.电流表示数越大,表示水流速度越小
B.电压表示数越大,表示水流速度越大
C.水流速度越大,电压表与电流表的示数之比越大
D.水流速度越大,电压表与电流表的示数变化量之比不变
【答案】D
【详解】该电路为定值电阻 与滑动变阻器 的串联电路。电流表A测量电路电流 ,电压表V测量滑动变阻器 两端的电压 。
A.水流速度越大,探头受到的升力越大,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知电路中电流变大,即电流表示数越大表示水流速度越大,故A错误;
B.由A分析可知,水流速度越大,滑动变阻器接入电路的电阻越小,根据串联分压原理可知其两端电压越小,即电压表示数越小,故B错误;
C.电压表与电流表的示数之比等于滑动变阻器接入电路的阻值,由A分析可知,水流速度越大,该阻值越小,故C错误;
D.设电源电压为 ,根据串联电路电压规律和欧姆定律可得电压表示数
当电流从 变化到 时,电压表示数从 变化到 ,则电压表示数变化量
所以 ,得,因为 是定值电阻,所以该比值保持不变,故D正确。
故选D。
3.如图所示是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图。电源电压保持不变,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电压表示数______;要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,应选用______阻值的电阻。( )
A.增大、更大 B.增大、减小 C.减小、更大 D.减小、减小
【答案】C
【详解】由电路图可知,闭合开关,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,当有烟雾遮挡激光时,光照强度减弱,根据题意,光敏电阻R的阻值增大,则电路中的电流变小,根据可知,R0两端的电压变小,即电压表示数减小;要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,说明光照强度增强,则光敏电阻的阻值减小,由欧姆定律可知,电路电流变大,如要保持电流不变则应换用更大的电阻以保持在一定的光照下能及时报警,因此R0应选用更大阻值的电阻。故选C。
4.图甲是一种烟雾报警器电路图。开关S处于闭合状态,是定值电阻,R为光敏电阻,阻值与光照强度关系如图乙所示,烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列分析正确的是( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数变小
C.电压表与电流表示数之比变小 D.总电压与电流表示数乘积变大
【答案】B
【详解】由图甲可知,与串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压;由图乙可知,光照强度越弱,光敏电阻的阻值越大;当烟雾浓度增大时,受到的光照变弱,因此的阻值变大;
AB.当烟雾浓度增大时,变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律,电路电流变小,定值电阻两端电压,变小,两端电压变大,即电压表示数变大,故A错误,B正确;
C.电压表测的电压,电流表测电路电流,,的阻值变大,因此电压表与电流表示数之比变大,故C错误;
D.总电压不变,电流表示数变小,因此总电压与电流表示数的乘积变小,故D错误。
故选B。
题型1 欧姆定律的理解与简单计算
解题核心规律
(1)同一性:I、U、R必须是同一段导体(同一用电器)在同一时刻的物理量;
(2)单位统一:电流用A、电压用V、电阻用Ω,代入公式时单位必须统一;
(3)电阻是导体本身的性质,不随电压、电流改变。
活学活用
1.如图所示的电路,电源电压不变,电阻的阻值为10Ω,当开关和都闭合时,电流表的示数为1.2A;当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.4A,求:
(1)电源电压。
(2)的阻值。
【答案】(1)12V
(2)20Ω
【详解】(1)当开关S1、S2都闭合时,被短路,电路为的简单电路,电流表测量电路电流,由此可知两端电压就是电源电压,所以
(2)当开关S1闭合,S2断开时,与串联,此时电流,所以电路总电阻
所以的阻值
2.如图所示的电路中,电源电压恒为,的阻值为,当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)当开关闭合,断开时,两端的电压;
(2)电阻的阻值;
(3)闭合、时,电流表的示数。
【答案】(1)6V
(2)5Ω
(3)0.9A
【详解】(1)当开关S1闭合,S2断开时,R1与R2串联,电流表测量电路电流,电路电流,R1两端的电压为
(2)根据串联电路的电压规律,总电压等于各部分电压之和,电源电压,R2两端电压
串联电路中电流处处相等,通过R2的电流为0.6A,的阻值为
(3)闭合S1、S2时,R2被短路,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律,电流表示数为
题型2 动态电路分析
解题核心规律
(1)先判断电路连接方式,再分析滑动变阻器接入电阻的变化;
(2)根据欧姆定律分析总电流的变化,再结合串联分压或并联分流分析各元件电压、电流变化;
(3)电源电压和定值电阻不变是分析动态电路的关键。
活学活用
1. 如图所示是伊伊进行“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到最左端
B.滑动变阻器滑片向左滑动时,电压表的示数变小
C.滑动变阻器能改变电阻两端的电压,实现多次测量
D.多次测量的目的是为了寻找普遍规律
【答案】C
【详解】A.为了保护电路,在闭合开关前,应将变阻器滑片调至阻值最大处,即右端,故A错误;
B.分析电路可知,定值电阻与滑动变阻器串联,当滑片向左滑动时,变阻器接入电阻变小,总电阻变小,电流变大,待测电阻两端电压会变大,电压表示数变大,故B错误;
C.滑动变阻器在电路中起分压作用,改变滑片位置可以改变待测电阻两端的电压,从而实现多次测量,减小实验误差,故C正确;
D.“伏安法测电阻”实验中多次测量是为了求平均值减小误差,不是寻找普遍规律。故D错误。
故选C。
2.图甲是某光敏电阻阻值与照度的关系图像,图乙是该光敏电阻工作的电路图,电源电压不变,当照度减小时( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数不变
C.电压表示数变大 D.电流表示数变大
【答案】A
【详解】由图甲可知,当照度减小时,光敏电阻的阻值变大。在图乙所示的串联电路中,光敏电阻的阻值变大,导致电路的总电阻变大。
BD.电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,故BD不符合题意;
AC.电压表测量定值电阻两端的电压,根据可知,由于电流变小,定值电阻阻值不变,所以定值电阻两端的电压变小,即电压表示数变小。故A符合题意,C不符合题意。
故选A。
3.在学校科技活动中,小明设计了一个电子秤,如图所示是他设计的电子秤的结构示意图,其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片。闭合开关S,秤盘内不放物体时,滑片在A端,电子秤刻度表示数为0;在秤盘内放入物体时,就可以从电子秤刻度表上读出该物体的质量。关于该电子秤,下列判断正确的是( )
A.电子秤的刻度表是由电压表改装而成
B.所称物体的质量越大,电路中的电流越小
C.电子秤的AB部分是一个滑动变阻器,且A端为绝缘体
D.电路中的没有任何作用,可以去掉
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,电子秤刻度表串联在电路中,电子秤刻度表应该是电流表,故A错误;
B.当盘中放入物体质量越大时,滑片下移,变阻器连入电路的电阻越小,电路总电阻越小,由欧姆定律可知,电路电流越大,故B错误;
C.金属片P和AB构成了一个滑动变阻器,闭合开关S,秤盘内不放物体时,滑片在A端,电子秤刻度表示数为0,说明电路是断路,则A端是绝缘体,故C正确;
D.若电路中没有R0,滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电源会被短路,电路中的电流过大,会烧坏电路元件,所以R0在电路中可以保护电路,故D错误。
故选C。
4.如图甲是某款电子测温仪,图乙是它内部的原理图,电源电压保持不变,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电流表 B.温度变化时R两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变大 D.温度升高时两端电压变大
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,热敏电阻R₀与电表并联,电表测量的是R₀两端的电压,故A错误;
BCD.由图乙可知,R与R₀串联,电源电压恒定,温度升高时热敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,由欧姆定律可知,电路电流减小,由串联电路分压规律可知,热敏电阻两端电压变大,R两端电压会变小,故BC错误,D正确。
故选 D。
基础通关
1.下列关于欧姆定律的说法中,正确的是( )
A.根据可知,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
B.根据可知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体中的电流成反比
C.根据可知,导体两端的电压与导体中的电流成正比
D.根据可知,导体两端的电压与导体的电阻成正比
【答案】A
【详解】A.由欧姆定律可知,通过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,故A正确;
B.电阻是导体的属性,仅与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与U、I无关,为电阻的计算式而非决定式,故B错误;
C.导体两端的电压是电流形成的原因,逻辑上是“导体中的电流随导体两端的电压变化”,而非电压随电流变化,不能说电压和电流成正比,故C错误;
D.电压是电源提供的,是电流形成的原因,不会随导体电阻的变化,故D错误。
故选A。
2.标有“”的小灯泡接在的电源上,要让小灯泡正常发光应________________(选填“串联”或“并联”)一个________________的电阻。
【答案】
串联
4
【详解】因电源电压大于小灯泡额定电压,故需串联电阻分压;串联电阻两端的电压为
由串联电路电流规律可知,通过电阻的电流为,串联电阻的阻值为
3.如图所示,两个灯泡、其阻值。闭合开关S,、两端的电压分别为、,通过、的电流分别为、。则________,________。(均选填“>”、“=”或“<”)
【答案】 > =
【详解】由图可知两灯并联。因并联电路各支路两端电压相等,故。
由可知,电压相等,,故。
4.如图所示,电源电压保持不变,,,S闭合,电压表示数为4V,则电源电压为( )
A.2.5V B.7.5V C.14V D.5V
【答案】B
【详解】由图可知,与串联,电压表测两端电压,即。
电路中的电流
两端的电压
电源电压
故选B。
5.如图所示电路的电源电压为1.5V,电阻阻值为,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则下列判断不正确的是( )
A.通过的电流等于0.3A B.电阻和是串联的
C.电压表的示数为0.9V D.电阻的阻值为
【答案】C
【详解】AB. 由实物图可知,电流从电源正极流出,依次经过开关、、电流表和回到负极,只有一条路径,故和串联,又因为串联电路电流处处相等,所以通过的电流等于电流表示数0.3A,故AB正确,不符合题意;
D.由欧姆定律可知,电路总电阻
由串联电路电阻的特点可知,电阻的阻值
故D正确,不符合题意;
C. 电压表并联在(及电流表)两端,测电压,示数为
故C错误,符合题意。
故选C。
素养提升
6.如图所示的是电阻甲和乙的图像,小冬对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B.当乙两端电压为2.5 V时,其电阻值为10 Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3 A,则它们两端的总电压为2 V
D.将甲和乙并联,若电压为1 V,则它们的干路电流为0.4 A
【答案】C
【详解】A.由图可知甲为定值电阻,其阻值为;当时,,故A错误;
B.由图可知当时,,此时乙的电阻为,故B错误;
C.串联电路电流处处相等,当时,由图可知,,,故C正确;
D.并联电路各支路电压相等,当时,由图可知,,,故D错误。
故选C。
7.小华给学校食堂设计了一个将电压表改装来测量烟雾浓度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,烟雾感应电阻R的阻值随烟雾浓度H的变化关系如图乙所示。下列分析不正确的是( )
A.烟雾浓度越大,烟雾感应电阻R的阻值越小
B.烟雾浓度越大,电压表示数越大
C.当烟雾浓度为50%时,电压表的示数为3V
D.当电路中电流为0.2A时,烟雾浓度为40%
【答案】D
【详解】AB.由图乙可知,烟雾浓度越大,烟雾感应电阻越小;由电路图可知,与烟雾感应电阻R串联,根据串联电路的分压作用,烟雾感应电阻的阻值变小,它两端的电压变小,则两端的电压变大,即电压表的示数变大。故AB正确;
C.当烟雾浓度为50%时,烟雾感应电阻为20Ω,电路总电流为
电压表的示数
故C正确;
D.当电路中电流为0.2A时,电路的总电阻
烟雾感应电阻R的阻值
由图像乙可知,烟雾浓度为80%,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
8.小华设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路如图所示,电源两端电压保持不变,电阻、中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是( )
A.为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变大
D.若电路中换用电压更大的电源,警戒油量将变大
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,、串联,电压表测两端的电压。若是定值电阻,油量减少时,压敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,电流减小。根据,两端的电压会减小,与报警条件矛盾,因此是压敏电阻。油量减少时,阻值变大,根据串联分压,两端的电压变大,触发报警,故A错误;
B.油量减少时,压敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,电源电压不变,电路中的电流减小,串联电路中各处电流相等,通过定值电阻的电流减小,故B错误;
CD.油箱中的油量为警戒油量时,压敏电阻的阻值
若换用阻值更大的定值电阻,即变大,在电源电压和报警电压不变的情况下,报警时的临界电阻会变大,而阻值随油量的减少而增大,意味着此时的油量更少,即警戒油量将变小;若换用电压更大的电源,即变大,在定值电阻和报警电压不变的情况下,报警时的临界电阻会变小,意味着此时的油量更多,即警戒油量将变大,故C错误,D正确。
故选D。
9.一个导体两端加4V的电压时,通过它的电流为0.5A,则它的电阻值是____________Ω,若通过它的电流变为1A,则导体两端的电压是____________V,若导体两端的电压变为零,则它的电阻为____________Ω。
【答案】 8 8 8
【详解】根据欧姆定律公式可得
根据欧姆定律公式可得
电阻是导体本身的一种性质,与通过它的电流大小无关、与导体的两端电压无关,因此电阻仍然保持8Ω不变。
10.(多选)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从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,下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.定值电阻R的阻值为18Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
D.当变阻器滑片P处于b端时,电压表的示数为9V
【答案】AC
【详解】A.图中电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路阻值为0,此时电路中的电流最大,电压表测电源电压,由图乙可知此时电压表示数为9V,即电源电压为9V,故A正确;
B.由图乙可知,当电压表示数为9V时,电流表示数为1.5A,定值电阻R的阻值 , 故B错误;
C.滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路阻值最大,电路电流最小,由图乙可知此时电流,电压表示数,滑动变阻器两端电压
滑动变阻器的最大阻值,故C正确;
D.由图乙可知,当滑片P处于b端时,电路电流最小,电压表示数为3V,故D错误。
故选AC。
11.(多选)如图所示,闭合开关K,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则( )
A.电压表的示数不变,电流表示数不变 B.电压表的示数变小,电流表示数变小
C.电流表与电压表示数的比值不变 D.电流表与电压表示数的比值变大
【答案】AC
【详解】AB.由电路图知,闭合开关,与并联,电流表测流过电阻的电流,电压表测电阻两端的电压,即电源电压;滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻两端电压不变,则电压表的示数不变;电阻阻值不变,由可知,流过电阻的电流不变,电流表示数不变,故A符合题意,B不符合题意;
CD.由上述分析也可知,电压表、电流表的示数不变,所以电流表与电压表示数的比值也不变,故C正确,D错误。
故选AC。
12.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。电阻R1的阻值为20Ω,只闭合开关S1,电流表A1的示数为0.16A。求:
(1)电源电压。
(2)再闭合开关S2,电流表A2的示数为0.26A,电阻R2的阻值。
【答案】(1)3.2V
(2)32Ω
【详解】(1)只闭合S1,为R1的简单电路,电流表A1测量通过R1的电流,此时电源电压等于R1两端的电压,电源电压为
(2)再闭合开关S2,R1与R2并联,通过R1的电流不变,仍为0.16A,电流表A2测量干路电流,示数为0.26A,则通过R2的电流为
R2两端的电压等于电源电压3.2V。电阻R2的阻值为
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为4Ω。只闭合开关S时,电压表读数为2V;两个开关都闭合时,电压表的读数为3V。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值。
【答案】(1)3V
(2)
【详解】(1)当两个开关都闭合时,被短路,电路为的简单电路,电压表测量电源电压,由题意得此时电压表示数为,因此电源电压
(2)只闭合开关时,与串联,电压表测量两端电压,即,根据串联电路电压规律,两端电压
串联电路电流处处相等,电路电流
因此的阻值
迁移创新
14.物理兴趣小组的同学探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5 V,电流表量程为,电压表量程为。实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。连接的实验电路如图所示。
(1)请在图甲中连接一根导线完成电路,使滑片左移时,两电表示数均变大;
(2)闭合开关前,应将滑片置于________(选填“A”或“B”)端;实验过程中需要更换不同阻值的定值电阻重复操作,目的是________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”);
(3)同组的A、B两同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能进行了更换),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,其中________同学的图像是错误的。分析图像,你认为错误同学在操作中的问题是:________;
(4)实验中若将的电阻接入电路,电压表示数为,更换为的电阻后,立即闭合开关,电压表示数为,则________(选填“>”“<”或“=”);可能会损坏________(选填“电流表”或“电压表”);
(5)根据图乙中正确同学的图像,保持电路连接不变,关于此实验的分析,下列说法正确的是________(多选);
A.实验中滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压
B.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6∶1
C.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“”
D.若接入滑动变阻器规格为“”,则定值电阻两端电压可调范围为
(6)完成上述实验后,小组又设计了一种新方案,也测出了的阻值,其实验电路如图丙所示,为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。请你帮他把以下实验步骤填写完整:
①当开关闭合断开时,电流表读数为;
②当开关、都闭合时,电流表读数为;
③待测电阻________(用已知量和测出的物理量符号表示)。
【答案】(1)
(2) B 寻找普遍规律
(3) B 没有保持电阻两端电压不变
(4) > 电压表
(5)BCD
(6)
【详解】(1)滑动变阻器左下接线柱连定值电阻右端;滑片左移,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,变大、变大。
(2)闭合开关前,滑片调到最大阻值端,即B端,保护电路,多次换电阻避免偶然性,得出普遍规律。
(3)控制不变,与成反比;B 图逐渐变大,没控制电压不变,所以错误。
(4)根据串联分压的规律,分压变大,所以。定值电阻越大,分压越高,易超电压表量程烧坏电压表。
(5)先算定值电阻控制电压,由乙A图可知,,变阻器分压
A.变阻器作用,控制R两端电压不变,不是改变电压,故A错误;
B.,串联分压相等,所以,,根据可知,。所以,故B正确;
C.最大需要,的变阻器不够,故C错误;
D.越大分压越高,当时,,受电压表限制,,故可调节范围,故D正确。
故选BD。
(6)闭合,断开,、串联,此时①
、都闭合,短路,只有,此时②
联立①②解得
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