17.2 欧姆定律(知识解读) 讲义-2026-2027学年人教版物理九年级全一册
2026-09-24
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内容正文:
17.2 欧姆定律(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
【题型1 】 3
【题型2 】 3
【题型3 】 3
【题型4 】 3
【随堂巩固】 6
考点1
欧姆定律
1、欧姆定律的内容: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。
2、欧姆定律的公式:。
3、欧姆定律的单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
4、欧姆定律的理解
(1)当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)在使用公式及其导出式时,要注意同一段导体、同一时刻。
(3)初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中,即电能完全转化成内能或光能。
6、解决实际问题时
(1)一定不能忘记电阻是导体本身的一种性质与I、U无关。
(2)一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同一性。
(3)一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同时性。
7、利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论
(1)串联电路中电压与电阻成正比。
(2)并联电路中电流与电阻成反比。
(3)在不同时段时,电源电压和同一段导体的电阻一般不变因为物理公式中各物理量有其实际意义,不能只按数学形式去判断,根据公式凡是说电阻与谁成比例的,都是错误的!
特别注意:
(1)U=IR:导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。但因为电压是电源提供的,电压是形成电流的原因,所以不能说电压与电流成正比。
(2):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。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度等因素决定,与导体两端电压和通过导体的电流无关,因此它既不与U成正比,也不与I成反比。
【题型1 】
【例1】将欧姆定律的公式变形得到,关于此式的物理意义,下面说法正确的是( )
A.导体中通过的电流越大,则电阻越小
B.电阻是导体的一种性质,其大小等于导体两端的电压和通过它的电流的比值
C.加在导体两端的电压越大,则电阻越大
D.导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
【答案】B
【详解】电阻是导体本身的固有性质,仅与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压、通过的电流无关,是电阻的计算式,导体电阻大小等于其两端电压与通过电流的比值。
故选B。
【变式1-1】电压是产生电流的原因,电阻表示导体对电流的阻碍作用。可见,导体中通过的电流与导体两端的电压以及导体的电阻有关,关于它们之间的关系描述正确的是( )
A.通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.通过导体的电流与导体的电阻成反比
C.当导体电阻不变时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【答案】D
【详解】A.无“导体电阻不变”的前提,不满足电流与电压成正比的成立条件,故A错误;
B.无“导体两端电压不变”的前提,不满足电流与电阻成反比的成立条件,故B错误;
C.电压是产生电流的原因,电压为自变量、电流为因变量,不能表述为电压与电流成正比,逻辑关系错误,故C错误;
D.导体两端电压不变时,由可知,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D正确。
故选D。
【变式1-2】某同学认为:“由变形可得.这就表明,导体的电阻R跟它两端的电压成正比,跟电流成反比。”这种说法是___ (选填“正确”或“错误”)的。因为导体的电阻只与____________有关,与导体两端电压和通过的电流___ (选填“有关”或“无关”)。
【答案】 错误 导体的材料、长度、横截面积和温度 无关
【详解】电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。
【变式1-3】如图,A、B是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,则通过A、B导体的电流:IA_______IB;A、B导体两端的电压:UA_______UB。(两空均填“>”、“=”或“<”)
【答案】 =
【详解】[1]如图所示,将A和B串联后接入电路中,闭合开关,在串联电路中电流处处相等,所以通过A、B导体的电流。
[2]A、B是由同种材料制成的长度相同的两段导体,由图可知A的横截面积较大,则A的电阻较小,根据可知,A、B导体两端的电压。
【题型2 欧姆定律的图像表示】
【例2】将灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,两者的图像如图乙所示。当电压表示数为8V时,干路上的电流为______A;若A、B两元件串联接到10V的电源上,则A元件的电流为______A。
【答案】 0.6 0.2
【详解】由图甲可知,灯泡L与定值电阻R并联,电压表测电源电压,当电压表示数为8V时,两元件两端电压均为8V。由图乙可知,电压为8V时,通过两元件的电流分别为0.4A和0.2A,根据并联电路电流规律,干路电流
A、B两元件串联时,电路电流处处相等,总电压等于两元件两端电压之和。由图乙可知,当电流为0.2A时,A元件两端电压为2V,B元件两端电压为8V,二者电压之和为
与电源电压相等,故A元件的电流为0.2A。
【变式2-1】如图所示是定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图象,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I-U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.若定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上,干路中的电流是0.6A
D.若定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,小灯泡两端的电压为1V
【答案】D
【详解】A.小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,其图像为曲线,定值电阻阻值不变,其图像为过原点的直线,由图可知,甲是小灯泡的图像,乙是定值电阻的图像,故A不符合题意;
B.由图乙可知,当时,定值电阻的阻值,故B不符合题意;
C.并联电路各支路两端电压相等,当电源电压为2V时,,由图可知,,干路中的电流,故C不符合题意;
D.串联电路电流处处相等,总电压等于各分电压之和,由图可知当时,,,
满足定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上这一假设,所以此时小灯泡两端电压为1V,故D符合题意。
故选D。
【变式2-2】如图所示,通过电阻的电流跟它两端电压的关系如图甲所示,通过电阻的电流跟它两端电压的关系如图乙所示。根据图像信息可判断下列说法中正确的是( )
A.和并联在电源电压为4V的电路中,干路电流为0.5A
B.当和串联时,它们两端的电压一定不等
C.和串联在电源电压为9V的电路中,两端的电压为5V
D.和串联在大于12V的电源两端,电路中的电流大于0.6A
【答案】C
【详解】A.并联电路各支路电压相等,,由图可知,,干路电流
故A错误;
B.串联电路电流相等,由图可知,甲乙两线有相交,即存在电流相等的同时电压相等的情况,故B错误;
C.由图可知,当时,,,串联电路中电阻电压总和等于电源电压,故,符合题意,故C正确;
D.串联电路电流相等,当时,,,此时总电压,但电路电流,故D错误。
故选C。
【变式2-3】如图是关于导体甲、乙的电流与电压关系的图像,当它们并联在电源电压为2V的电路中时,________(选填“”、“”或“”);当它们串联在电源电压为3V的电路中时,电路中电流为________A。
【答案】 > 0.4
【详解】并联时两导体两端电压相等,由图像可知电压为2V时通过甲的电流小于通过乙的电流,由公式可知。串联时电流处处相等,总电压等于各导体两端电压之和。由图像可知,当时,,,此时
与电源电压相等,所以电路中电流为0.4A。
【题型3 】
【例3】根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压越大,通过这段导体的电流就越大
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.这段导体的电阻越大,导体两端的电压就越大
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
【答案】A
【详解】A.根据欧姆定律公式可知,当导体电阻R 一定时,导体两端的电压越大,通过导体的电流越大,故A正确;
BCD.电阻是导体本身的属性,由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端电压和通过的电流无关,故BCD错误。
故选A。
【变式3-1】关于欧姆定律公式,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流跟导体的电阻成正比
B.导体的电阻与导体的电压和电流无关
C.导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.电路中任何用电器的电阻都可用欧姆定律计算
【答案】B
【详解】A.由欧姆定律公式可知,导体中的电流跟导体的电阻成反比,故A错误;
BC.导体的电阻是导体的根本属性,其大小与电压、电流无关,故B正确,C错误;
D.欧姆定律只适用于纯电阻电路,故D错误。
故选B。
【变式3-2】对于欧姆定律的理解,下列说法中错误的是
A.对某一导体来说,导体中的电流与其两端的电压成正比
B.在电压相同的条件下,不同导体中的电流与导体的电阻成反比
C.导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关
D.由可得,说明R与U成正比,与I成反比
【答案】D
【详解】A.由欧姆定律可知,对某一导体来说,导体中的电流与其两端的电压成正比,故A说法正确;
B.不同导体电阻不同,由I=可知:在电压相同的条件下,不同导体中的电流与导体的电阻成反比,故B说法正确;
C.由I= 可知:导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关,故C说法正确;
D.导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与电压电流无关,故D说法错误;
【变式3-3】(1)欧姆定律适用条件:__________(即用电器工作时,消耗的电能全部转化为内能).
(2)I、U、R对应____________或____________,不同时刻,不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别.三者单位依次是__________.
(3)同一导体(即R不变),I与U成________;同一电源(即U不变),I与R成________.
【答案】 纯电阻电路 同一段电路 同一时刻 安(A)、伏(V)、欧( Ω) 正比 反比
【详解】(1)欧姆定律适用条件:纯电阻电路,即用电器工作时,消耗的电能全部转化为内能;
(2)在欧姆定律中,I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一时刻,不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别;
三个物理的单位分别是:安(A)、伏(V)、欧( Ω);
(3)根据欧姆定律的内容知:在电阻一定时,电流与电压成正比;
在电压一定时,电流与电阻成反比.
考点2
利用欧姆定律进行计算
1、利用欧姆定律分析或计算:欧姆定律反映了同一导体中电流、导体两端电压和导体的电阻三者之间的关系。对于同一导体,只要知道电流、电压和电阻中的两个量,就可以根据公式及其变形公式求出第三个量。
2、利用欧姆定律进行计算的一般步骤
第一步:若题干中无电路图,根据题意画出电路图,并在电路图上标记出已知量和待求量;
第二步:明确电路的连接方式,各电表测量的对象;
第三步:根据欧姆定律和串并联电路电流和电压的规律,列方程求解;
第四步:讨论结果的合理性,得出答案。
3、利用欧姆定律解决实际问题时
(1)一定不能忘记电阻是导体本身的一种性质与I、U无关。
(2)一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同一性。
(3)一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同时性。
4、利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论
(1)串联电路中电压与电阻成正比。
(2)并联电路中电流与电阻成反比。
5、利用欧姆定律解题时应注意的问题
注意事项
分析
同体性
欧姆定律中电流、电压和电阻,是对同一导体或同一段电路而言的,三者要一一对应;在解题过程中,习惯上把对应的同一导体的各个物理量符号用相同的下标表示,如R1、I1、U1
同时性
即使是同一段电路,由于开关的闭合、断开即滑动变阻器滑片的左右移动等,都会引起电路的变化,使电路中的电流、电压和电阻变化,因此,必须保证中的三个物理量是同一时刻的值,切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系
统一性
公式中的三个物理量,必须使用国际单位中的单位。U的单位是伏特(V)、R的单位是欧姆(Ω)、I的单位是安培(A)
规范性
(1)计算时,要写出必要文字说明;(2)代入数值或写计算结果时,不要忘记单位
【题型4 】
【例4-1】如图所示,电源电压为10V,,闭合开关后,电流表的示数为0.5A。下列叙述不正确的是( )
A.与并联 B.阻值为20
C.两端电压为10V D.电流表A的示数为1A
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,与并联,电流表测支路电流,电流表测干路电流,故A正确;
BC.并联电路中各支路两端电压等于电源电压,则
由可得,,故BC正确;
D.通过的电流
干路电流
即电流表的示数为,故D错误。
本题要求选择描述不正确的,故选D。
【例4-2】如图所示电路中,已知电源电压为,电阻,。如果甲、乙两表均为电压表,当开关闭合时,甲表示数为_________。如果甲、乙两表均为电流表,当开关断开时,甲、乙两表的示数之比为_________。
【答案】 1 3:2
【详解】当甲、乙均为电压表,开关S闭合时,与串联,甲测两端电压,电路电流
甲表示数,即两端电压
当甲、乙均为电流表,开关S断开时,与并联,甲测干路电流,乙测支路电流,通过的电流
通过的电流
甲表示数
甲、乙两表示数之比
【例4-3】如图所示,电源电压恒定,,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.2A;当S、都闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值;
【详解】(1)当S闭合,断开时,电路为的简单电路,此时电流表的示数为0.2A。
电源电压等于两端的电压,根据欧姆定律可得电源电压
(2)当S、都闭合时,、并联,电流表测量干路电流,此时电流表的示数为0.6A。
此时两端的电压仍等于电源电压,且通过的电流不变,根据并联电路电流特点可知,通过的电流为
根据并联电路电压特点可知,两端的电压等于电源电压,根据欧姆定律可得,的阻值为
【变式4-1】加在某导体两端的电压为4V时,通过它的电流是0.2A;当加在它两端的电压为6V时,则通过它的电流和它的电阻分别是( )
A.0.2A,电阻不变 B.0.3A,电阻不变
C.0.6A,电阻变大 D.无法确定
【答案】B
【详解】导体的电阻
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当加在该段导体两端的电压为6V时,导体的电阻仍为20Ω不变;
通过它的电流
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式4-2】如图所示,电源电压恒定,的阻值为。当闭合,、断开时,电压表示数为,电流表的示数为,则的电阻为________Ω;当闭合,、断开时,电压表示数为________V;当、闭合,断开时,电流表与示数之比为________。
【答案】 5 1
【详解】[1]当闭合,、断开时,此时单独工作,电压表测电源电压,即,故
[2]当闭合,、断开时,此时与串联,电压表测两端电压,总电阻
电路电流
故电压表示数
[3]当、闭合,断开时,此时与并联,测干路电流,测支路电流。通过的电流
通过的电流
故干路电流
则两电流表示数之比
【变式4-3】在如图所示的电路中,电源电压为6V保持不变。当只闭合开关时,电流表的示数为0.3A;当只闭合开关时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)和的阻值;
(2)当开关断开,、闭合时,电流表的示数。
【详解】(1)只闭合开关时,电路为的简单电路,由题意得,此时通过的电流为0.3A,则的阻值为
只闭合开关时,与串联,电流表测串联电路电流,总电阻
由串联电阻规律得,的阻值为
(2)开关断开,、闭合时,与并联,电流表测干路电流。通过的电流
通过的电流,由并联电流规律得干路电流
即电流表示数为。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.加在某导体两端的电压为4V时,通过它的电流是0.2A;当加在它两端的电压为6V时,则通过它的电流和它的电阻分别是( )
A.0.2A,电阻不变 B.0.3A,电阻不变 C.0.6A,电阻变大 D.无法确定
【答案】B
【详解】根据欧姆定律计算导体的电阻,可得
电阻是导体本身的一种性质,仅和导体的材料、长度、横截面积、温度有关,和它两端的电压、通过的电流无关,因此电压变为6V时,导体的电阻仍为20Ω保持不变,此时的电流
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.在一段电阻不变的导体两端施加20V的电压,通过导体的电流为1A;若把该导体两端的电压减小了15V,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当导体两端电压为20V,通过的电流为1A,则此时的电阻为
当电压减小了15V时,导体两端的电压为
导体的电阻不变,所以此时的电流为,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电路中,、分别是甲、乙两种材料制成的电阻丝,它们的横截面积分别为、,长度分别为、。闭合开关S后,两电流表的示数分别为、,下列说法正确的是( )
A.若,,观察到,则材料乙的导电性能较强
B.若,,观察到,则材料甲的导电性能较强
C.若,,观察到,则材料乙的导电性能较强
D.若,,观察到,则材料甲的导电性能较强
【答案】D
【详解】由图可知与并联,根据并联电路电压规律可知,两个电阻两端电压相等,由可知,电流越大,电阻越小。
A.若,,观察到,则,其他条件相同,电阻较小的导体材料导电性能较强,故材料甲的导电性能较强,故A错误;
B.导体的电阻与长度有关,在其他条件相同时,长度越短,电阻越小,若,,如果材料相同,则,即,现在观察到,无法判断材料导电性能强弱,故B错误;
C.导体的电阻与横截面积有关,在其他条件相同时,横截面积越大,电阻越小,若,,如果材料相同,则,即,现在观察到,无法判断材料导电性能强弱,故C错误;
D.若,,如果材料相同,则,现在观察到,由可知,,说明材料甲的导电性能较强,故D正确。
故选D。
4.某同学连接了如图所示的电路,两个电流表为实验室常用电流表,闭合开关后,两个电流表指针所指位置相同,则电阻与的阻值之比为( )
A.1:5 B.5:1 C.1:4 D.4:1
【答案】C
【详解】由图可知,与并联,测干路电流,测支路电流,因且指针位置相同,故量程为0~3A,量程为0~0.6A,则,所以通过的电流
并联电路各支路电压相等,由得,电阻与的阻值之比为
故选C。
5.如图甲所示,电源电压恒为3V,小灯泡L标有“2.5V”,滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样,灯L的I-U图像如图乙。闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的阻值为10Ω
B.滑片P处于b端时,电压表示数可能为1.5V
C.为确保电路安全,R连入电路的阻值范围为2Ω~10Ω
D.用另一相同的灯L替换R,此时电路的总电阻为20Ω
【答案】C
【详解】由图甲可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测L两端电压,电流表测电路电流,电源电压恒为。
A.小灯泡正常发光时,其两端电压,由图乙可知此时电路电流。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入阻值
故A错误;
B.滑片P处于b端时,滑动变阻器接入最大阻值,若电压表示数,由图乙得此时电路电流,滑动变阻器两端电压
总电压
与电源电压不符,故B错误;
C.由前面分析可知,变阻器连入的最小阻值为,变阻器连入的最大阻值为,变阻器R连入电路的阻值范围为,故C正确;
D.用另一相同的灯L替换R后,两个相同灯泡串联,根据分压规律每个灯泡两端电压为电源电压的一半
由图乙得此时电路电流,电路总电阻
故D错误。
故选C。
6.一段导体两端电压是6V时,导体中的电流大小是0.3A,当通过导体的电流为0.4A时,导体两端的电压为________V;如果接着将其两端电压降为0V时,它的电阻是________Ω。
【答案】 8 20
【详解】导体的电阻为
因导体电阻是自身固有性质,不随两端电压、通过的电流变化,故当电流为0.4A时,导体两端电压为
当两端电压为0V时,电阻仍为。
7.如图是关于电阻R甲、R乙的电流与电压关系的图像,______是定值电阻(选填“R甲”或“R乙”),其电阻为______Ω;当R甲、R乙串联在电源电压为3V的电路中时,电路电流为______A。
【答案】 R甲 5 0.4
【详解】定值电阻的图像为过原点的直线,故是定值电阻。
甲的电阻为
因串联电路电流处处相等、总电压等于各部分电压之和。由图可知,当电流为时,,,满足
故电路电流为。
8.如图所示,电源电压不变,闭合开关,两灯都发光,电流表的示数为0.2 A,V1的示数为2 V,V2的示数为6 V。此时L1两端电压为___________V,L1灯丝电阻___________L2灯丝电阻(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】
4
大于
【详解】由图可知,和串联,电流表测电路中的电流,电压表并联在两端,测L₂的电压;电压表并联在电源两端,测电源总电压。根据串联电路的电压规律可得两端电压
串联电路中各处电流相等,通过和的电流都为0.2A,根据欧姆定律可得,电流相同时,电压越大,电阻越大,因为,所以的灯丝电阻大于的灯丝电阻。
9.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压6V,的电阻为30Ω,其中电阻丝粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则电阻丝的最大阻值为______Ω,电压表示数为3V时,被测试者的成绩是______cm。
【答案】 90 20
【详解】[1]分析电路可知,和整根电阻丝串联,电流表测电路中电流,电压表测电阻丝的PB部分的电压。滑片移动过程中,电路电阻不变,电路电流不变,电流表示数不变。总电阻为
则电阻丝的最大阻值为
[2]电压表示数为3V时,电阻丝的PB部分的电阻为
则被测试者的成绩为
10.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻,;只闭合开关S时电流表示数为0.6A;闭合开关S、S1、S2时电流表示数为1.6A。求∶
(1)电源电压。
(2)只闭合开关S、S1时电流表的示数。
(3)R3的阻值。
【详解】(1)当只闭合开关S时,与串联,电流表测串联电路的电流,电流为0.6A,则电源电压
(2)只闭合S、时,电路为的简单电路,电流表测电路电流,则电路电流为
(3)当闭合开关S、、时,被短路,与并联,电流表测干路电流,并联电路中支路电压等于电源电压,所在支路电流仍为
根据并联电路电流规律,通过的电流
可得的阻值
11.如图所示的电路中,电阻的阻值为20Ω,电源电压不变。当、断开,闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)闭合,、断开时,电流表示数为0.2A,电阻两端的电压。
(3)断开,、闭合时,电流表的示数为0.9A,求的阻值。
【详解】(1)、断开,闭合时,电路为的简单电路,电流表测电路电流,电源电压
(2)闭合,、断开时,与串联,电流表测串联电路电流,电阻两端的电压
(3)断开,、闭合时,与并联,电流表测干路电流。因并联电路中两端电压等于电源电压,故通过的电流为
由并联电路干路电流等于各支路电流之和,得通过的电流为
则的阻值为
12.如图所示的电路中,电源电压不变,电阻的阻值为20Ω。当断开开关和,闭合开关时,电流表的示数为0.5A;当断开开关,闭合开关、时,电流表的示数为0.9A。求:
(1)电阻的阻值;
(2)断开开关和,闭合开关时,加在电阻两端的电压。(计算结果精确到0.1)
【详解】(1)当断开开关和,闭合开关S3时,只有电阻接入电路,电流表测电路中的电流。电源电压
当断开开关,闭合开关、时,电阻和并联,电流表测干路电流。并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以两端的电压和通过的电流不变。根据并联电路的电流规律,通过的电流为
则电阻的阻值
(2)当断开开关和,闭合开关时,电阻和串联。根据串联电路的电阻规律,电路的总电阻
则电路中的电流
电阻两端的电压
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17.2 欧姆定律(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
【题型1 】 3
【题型2 】 3
【题型3 】 3
【题型4 】 3
【随堂巩固】 6
考点1
欧姆定律
1、欧姆定律的内容: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。
2、欧姆定律的公式:。
3、欧姆定律的单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω。
4、欧姆定律的理解
(1)当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(2)在使用公式及其导出式时,要注意同一段导体、同一时刻。
(3)初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中,即电能完全转化成内能或光能。
6、解决实际问题时
(1)一定不能忘记电阻是导体本身的一种性质与I、U无关。
(2)一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同一性。
(3)一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同时性。
7、利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论
(1)串联电路中电压与电阻成正比。
(2)并联电路中电流与电阻成反比。
(3)在不同时段时,电源电压和同一段导体的电阻一般不变因为物理公式中各物理量有其实际意义,不能只按数学形式去判断,根据公式凡是说电阻与谁成比例的,都是错误的!
特别注意:
(1)U=IR:导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。但因为电压是电源提供的,电压是形成电流的原因,所以不能说电压与电流成正比。
(2):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。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度等因素决定,与导体两端电压和通过导体的电流无关,因此它既不与U成正比,也不与I成反比。
【题型1 】
【例1】将欧姆定律的公式变形得到,关于此式的物理意义,下面说法正确的是( )
A.导体中通过的电流越大,则电阻越小
B.电阻是导体的一种性质,其大小等于导体两端的电压和通过它的电流的比值
C.加在导体两端的电压越大,则电阻越大
D.导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
【变式1-1】电压是产生电流的原因,电阻表示导体对电流的阻碍作用。可见,导体中通过的电流与导体两端的电压以及导体的电阻有关,关于它们之间的关系描述正确的是( )
A.通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.通过导体的电流与导体的电阻成反比
C.当导体电阻不变时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【变式1-2】某同学认为:“由变形可得.这就表明,导体的电阻R跟它两端的电压成正比,跟电流成反比。”这种说法是___ (选填“正确”或“错误”)的。因为导体的电阻只与____________有关,与导体两端电压和通过的电流___ (选填“有关”或“无关”)。
【变式1-3】如图,A、B是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,则通过A、B导体的电流:IA_______IB;A、B导体两端的电压:UA_______UB。(两空均填“>”、“=”或“<”)
【题型2 欧姆定律的图像表示】
【例2】将灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,两者的图像如图乙所示。当电压表示数为8V时,干路上的电流为______A;若A、B两元件串联接到10V的电源上,则A元件的电流为______A。
【变式2-1】如图所示是定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图象,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I-U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.若定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上,干路中的电流是0.6A
D.若定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,小灯泡两端的电压为1V
【变式2-2】如图所示,通过电阻的电流跟它两端电压的关系如图甲所示,通过电阻的电流跟它两端电压的关系如图乙所示。根据图像信息可判断下列说法中正确的是( )
A.和并联在电源电压为4V的电路中,干路电流为0.5A
B.当和串联时,它们两端的电压一定不等
C.和串联在电源电压为9V的电路中,两端的电压为5V
D.和串联在大于12V的电源两端,电路中的电流大于0.6A
【变式2-3】如图是关于导体甲、乙的电流与电压关系的图像,当它们并联在电源电压为2V的电路中时,________(选填“”、“”或“”);当它们串联在电源电压为3V的电路中时,电路中电流为________A。
【题型3 】
【例3】根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压越大,通过这段导体的电流就越大
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.这段导体的电阻越大,导体两端的电压就越大
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
【变式3-1】关于欧姆定律公式,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流跟导体的电阻成正比
B.导体的电阻与导体的电压和电流无关
C.导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.电路中任何用电器的电阻都可用欧姆定律计算
【变式3-2】对于欧姆定律的理解,下列说法中错误的是
A.对某一导体来说,导体中的电流与其两端的电压成正比
B.在电压相同的条件下,不同导体中的电流与导体的电阻成反比
C.导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关
D.由可得,说明R与U成正比,与I成反比
【变式3-3】(1)欧姆定律适用条件:__________(即用电器工作时,消耗的电能全部转化为内能).
(2)I、U、R对应____________或____________,不同时刻,不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别.三者单位依次是__________.
(3)同一导体(即R不变),I与U成________;同一电源(即U不变),I与R成________.
考点2
利用欧姆定律进行计算
1、利用欧姆定律分析或计算:欧姆定律反映了同一导体中电流、导体两端电压和导体的电阻三者之间的关系。对于同一导体,只要知道电流、电压和电阻中的两个量,就可以根据公式及其变形公式求出第三个量。
2、利用欧姆定律进行计算的一般步骤
第一步:若题干中无电路图,根据题意画出电路图,并在电路图上标记出已知量和待求量;
第二步:明确电路的连接方式,各电表测量的对象;
第三步:根据欧姆定律和串并联电路电流和电压的规律,列方程求解;
第四步:讨论结果的合理性,得出答案。
3、利用欧姆定律解决实际问题时
(1)一定不能忘记电阻是导体本身的一种性质与I、U无关。
(2)一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同一性。
(3)一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同时性。
4、利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论
(1)串联电路中电压与电阻成正比。
(2)并联电路中电流与电阻成反比。
5、利用欧姆定律解题时应注意的问题
注意事项
分析
同体性
欧姆定律中电流、电压和电阻,是对同一导体或同一段电路而言的,三者要一一对应;在解题过程中,习惯上把对应的同一导体的各个物理量符号用相同的下标表示,如R1、I1、U1
同时性
即使是同一段电路,由于开关的闭合、断开即滑动变阻器滑片的左右移动等,都会引起电路的变化,使电路中的电流、电压和电阻变化,因此,必须保证中的三个物理量是同一时刻的值,切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系
统一性
公式中的三个物理量,必须使用国际单位中的单位。U的单位是伏特(V)、R的单位是欧姆(Ω)、I的单位是安培(A)
规范性
(1)计算时,要写出必要文字说明;(2)代入数值或写计算结果时,不要忘记单位
【题型4 】
【例4-1】如图所示,电源电压为10V,,闭合开关后,电流表的示数为0.5A。下列叙述不正确的是( )
A.与并联 B.阻值为20
C.两端电压为10V D.电流表A的示数为1A
【例4-2】如图所示电路中,已知电源电压为,电阻,。如果甲、乙两表均为电压表,当开关闭合时,甲表示数为_________。如果甲、乙两表均为电流表,当开关断开时,甲、乙两表的示数之比为_________。
【例4-3】如图所示,电源电压恒定,,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.2A;当S、都闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值;
【变式4-1】加在某导体两端的电压为4V时,通过它的电流是0.2A;当加在它两端的电压为6V时,则通过它的电流和它的电阻分别是( )
A.0.2A,电阻不变 B.0.3A,电阻不变
C.0.6A,电阻变大 D.无法确定
【变式4-2】如图所示,电源电压恒定,的阻值为。当闭合,、断开时,电压表示数为,电流表的示数为,则的电阻为________Ω;当闭合,、断开时,电压表示数为________V;当、闭合,断开时,电流表与示数之比为________。
【变式4-3】在如图所示的电路中,电源电压为6V保持不变。当只闭合开关时,电流表的示数为0.3A;当只闭合开关时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)和的阻值;
(2)当开关断开,、闭合时,电流表的示数。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.加在某导体两端的电压为4V时,通过它的电流是0.2A;当加在它两端的电压为6V时,则通过它的电流和它的电阻分别是( )
A.0.2A,电阻不变 B.0.3A,电阻不变 C.0.6A,电阻变大 D.无法确定
2.在一段电阻不变的导体两端施加20V的电压,通过导体的电流为1A;若把该导体两端的电压减小了15V,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别是( )
A. B. C. D.
3.其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电路中,、分别是甲、乙两种材料制成的电阻丝,它们的横截面积分别为、,长度分别为、。闭合开关S后,两电流表的示数分别为、,下列说法正确的是( )
A.若,,观察到,则材料乙的导电性能较强
B.若,,观察到,则材料甲的导电性能较强
C.若,,观察到,则材料乙的导电性能较强
D.若,,观察到,则材料甲的导电性能较强
4.某同学连接了如图所示的电路,两个电流表为实验室常用电流表,闭合开关后,两个电流表指针所指位置相同,则电阻与的阻值之比为( )
A.1:5 B.5:1 C.1:4 D.4:1
5.如图甲所示,电源电压恒为3V,小灯泡L标有“2.5V”,滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样,灯L的I-U图像如图乙。闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的阻值为10Ω
B.滑片P处于b端时,电压表示数可能为1.5V
C.为确保电路安全,R连入电路的阻值范围为2Ω~10Ω
D.用另一相同的灯L替换R,此时电路的总电阻为20Ω
6.一段导体两端电压是6V时,导体中的电流大小是0.3A,当通过导体的电流为0.4A时,导体两端的电压为________V;如果接着将其两端电压降为0V时,它的电阻是________Ω。
7.如图是关于电阻R甲、R乙的电流与电压关系的图像,______是定值电阻(选填“R甲”或“R乙”),其电阻为______Ω;当R甲、R乙串联在电源电压为3V的电路中时,电路电流为______A。
8.如图所示,电源电压不变,闭合开关,两灯都发光,电流表的示数为0.2 A,V1的示数为2 V,V2的示数为6 V。此时L1两端电压为___________V,L1灯丝电阻___________L2灯丝电阻(填“大于”、“小于”或“等于”)。
9.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压6V,的电阻为30Ω,其中电阻丝粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则电阻丝的最大阻值为______Ω,电压表示数为3V时,被测试者的成绩是______cm。
10.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻,;只闭合开关S时电流表示数为0.6A;闭合开关S、S1、S2时电流表示数为1.6A。求∶
(1)电源电压。
(2)只闭合开关S、S1时电流表的示数。
(3)R3的阻值。
11.如图所示的电路中,电阻的阻值为20Ω,电源电压不变。当、断开,闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)闭合,、断开时,电流表示数为0.2A,电阻两端的电压。
(3)断开,、闭合时,电流表的示数为0.9A,求的阻值。
12.如图所示的电路中,电源电压不变,电阻的阻值为20Ω。当断开开关和,闭合开关时,电流表的示数为0.5A;当断开开关,闭合开关、时,电流表的示数为0.9A。求:
(1)电阻的阻值;
(2)断开开关和,闭合开关时,加在电阻两端的电压。(计算结果精确到0.1)
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