欧姆定律及其应用复习.docx
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欧姆定律及其应用复习
欧姆定律及其应用
一、知识梳理
1.欧姆定律:
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.公式:
(I=U/R)式中单位:
I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω)。
1安=1伏/欧。
3.公式的理解:
①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;
②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一。
4.欧姆定律的应用:
(1)计算
①同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关,但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大。
(R=U/I)
②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。
(I=U/R)
③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。
(U=IR)
(2)伏安法测电阻
1原理:
R=
2
电路设计:
(如图K12-3所示)
3注意事项:
连接电路、更换电路元件时,开关应当断开。
在闭合开关之前,应将滑动变阻器的电阻值调到_最大值。
电流表应当_串联在电路中,电压表应当与测量对象_并_联。
4进行实验:
闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U1、U2、U3,记下对应电流表的示数I1、I2、I3填入下表。
(在测量电阻的实验中,滑动变阻器的作用是:
改变电路中的__电流和部分电路电压_,保护电路。
多测几组电流、电压值,是为了多次测量取平均值来减少误差;)
5故障分析:
操作或连接错误
(1)实验连接完毕,灯泡立即发光且很亮,原因是连接电路时开关__没断开、滑动变阻器没有调到__最大阻值处。
(2)灯很亮,移动滑片,不能改变灯泡亮度,原因是滑动变阻器接入__两个上柱_,发生_短路_(3)灯很暗,移动滑片,不能改变灯泡亮度,原因是滑动变阻器接入_两个下柱_,相当于_定值电阻。
(4)电压表或电流表反向偏转。
原因表的正负接线柱接反
电表示数定故障
(1)电压表有示数,电流表无示数,故障原因RX断路。
(2)电压表无示数,电流表有示数,故障原因RX短路)(3)电压表无示数,电流表无示数,故障原因R断路
6表格设计
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ώ
RX/Ώ
1
2
3
5.电阻的串联有以下几个特点:
(指R1,R2串联)
①电流:
I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)
②电压:
U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)
③电阻:
R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR
④分压作用
⑤比例关系:
电流:
I1∶I2=1∶1;U1∶U2=R1∶R2
6.电阻的并联有以下几个特点:
(指R1,R2并联)
①电流:
I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)
②电压:
U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)
③电阻:
(总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和)如果n个阻值相同的电阻并联,则有R总=R/n
④分流作用
⑤比例关系:
电压:
U1∶U2=1∶1;I1∶I2=R2∶R1
7.本讲用到的物理方法主要有:
代替法、控制变量法
二、课堂精讲精练
要点一:
探究通过导体的电流和电压、电阻的关系,强调实验过程及滑动变阻器的作用
【典型例题1】、下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验数据记录:
表1电阻R=15Ω
电压U(V)
1.5
3
4.5
电流I(A)
0.1
0.2
0.3
表2电压U=2V
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2
0.1
分析表1数据,可得出结论;
分析表2数据,可得出结论.
答案:
(1)在导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;
(2)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
【典型例题2】、(2011、南京)小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系.已知电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,电阻R1为l0Ω.实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4V,并读出了电流表此时的示数.紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验,可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻是Ω和Ω.
答案:
1530
课堂搭配练习
1、在研究“电流跟电压、电阻的关系”的实验时,可以用变阻箱和滑动变阻器配合实验,如图所示.我们先使电阻箱R的电阻取某一值,多次改变滑动变阻器的阻值,记录每一次的和相应的电流值,得到当电阻不变时,电流跟成正比的关系;然后多次改变电阻箱R的电阻,调节滑动变阻器的滑片,使每次保持不变,记录每次电阻箱R的阻值和相应的值,得到电流跟成反比的关系.
2、如图所示的电路中,电源电压不变,当开关闭合,滑动变阻器的滑片向左移动时().
A.电流表示数减小,电压表示数不变
B.电流表示数增大,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数减小
D.电流表示数增大,电压表示数减小
3、小华和小海同学为了探究导体中电流与电压的关系,他们用A、B两个导体进行实验,试验中多次改变导体两端的电压的大小,并将测量的数据记录在表一、表二中。
(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电流与电压变化的倍数关系,可得出的初步结论是:
对同一导体,。
(2)分析比较实验序号3、5的数据,他们提出了猜想:
在电压相同的情况下,通过不同导体的电流不相同。
Ⅰ为验证上述猜想,在已有表一、表二实验数据的基础上,小华重新预设了B导体两端的电压,并测出相应的电流值。
小海分析了小华的测量数据后,认为小华的测量数据有问题,他为测量便修改了数据,如表三所示,你认为小海的修改数据的做法,理由是。
Ⅱ为了达到验证上述猜想的目的,请结合表一、表二的实验数据,分析表三设计的不足之处:
。
答案:
(1)通过导体两端的电流与导体两端的电压成正比
(2)不正确;数据应以实验测量为准,实验的误差不可避免;
在选用导体B的情况下,与表一中不同导体对比,电压需要相同,应设1.2伏、2.4伏、3.6伏。
表三
没有相同电压。
4、(2010潍坊)某学习小组利用滑动变阻器、两个定值电阻R1、R2(5Ω、10Ω)、电压表、电流表、电源(6V)、开关、导线若干等器材,做探究实验.
(1)小明所在的实验小组做探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验。
①请你帮该小组设计一个记录实验数据的表格.
②此实验需多测几组数据的目的是:
______________________________。
(2)下面是探究“串联电阻R1两端电压和R2两端电压与两电阻总电压关系”时的电路图.
①根据电路图,将没有连接完的实物图连接好.导线不能交叉且适当选取电表量程.
②若电路图连接正确且电表完好,但不论怎样调节滑动变阻器,电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是(回答一种情况即可):
____________________________。
答案:
(1)表格略;使结论具有普遍性
(2)①图略;②R1断路或R2断路或R1和R2断路或电流表短路。
要点二:
欧姆定律的应用
【典型例题3】、(2010兰州)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将变阻器滑片向左移动时()
A.灯泡L1亮度不变、L2变亮
B.电流表示数变小,电压表示数不变
C.电流表示数不变,电压表示数变大
D.电流表、电压表示数均不变
【典型例题4】、(2010广州)在探究电路的电流规律实验时用了图中的某个电路,已知R1=R2<R3,电流表的读数分别是:
A1为0.3A、A2为0.15A、A3为0.45A.测量时的电路图应是()
【典型例题5】、如图所示电路,电源电压6V保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是()
A.当滑片移到a端时,电流表示数为0.2A
B.当滑片移到中点时,电压表示数为2V
C.电压表示数与电流表示数的比值不变
D.电压表的示数减少
【典型例题6】、(2010安徽)实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它。
实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:
在图乙中R1=14,R2=9。
当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理。
求电源的电压U和电阻r。
【典型例题7】.一次实验中,郝奇同学连接了如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,电阻R1=8Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω。
他所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。
为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是
A.0~2ΩB.0~8Ω
C.2Ω~8ΩD.8Ω~10Ω
课堂搭配练习:
1、如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。
如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动,下列说法中正确的是()
A.电压表的示数变大,灯L变亮B.电压表的示数变小,灯L变暗
C.电压表的示数变大,灯L变暗D.电压表的示数变小,灯L变亮
2、(2011安徽省)实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“15V1.OA”字样,乙标有“10V0.5A”字样。
现把它们串联起来电路两端允许加的最高电压和把它们并联起来电路干路允许通过的最高电流分别为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)()
A.25V1.5AB.35V1.3AC.17.5V1.2AD.12.5V1.4A
3、(2011浙江湖州)为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如图所示的电路,其中不可行的是( )
4、(2010成都)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
当开关S闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,电流表示数,电压表示数与电流表示数的比值。
5、(2011江苏连云港)交警在检查酒驾过程中,首先通过嗅觉感知其是否饮酒,进而通过酒精检测仪进行定量检测。
该仪器原理可以简化成如图所示电路,其中Ro为定值电阻,R为气敏电阻,其阻值与酒精气体密度成反比.交警能闻到酒精味是因为___________。
若驾驶员饮酒,检测时酒精检测仪上电压表的示数将_____________(选填“变大”或“变小”)。
6、(2011、成都)实验室备有下列器材:
A.待测定值电阻Rx:
阻值在7~9Ω之间
B.滑动变阻器:
最大阻值500Ω
C.滑动变阻器:
最大阻值10Ω
D.定值电阻R0:
阻值10Ω
E.电流表A:
测量范围0~0.6A,0~3A
F.电源E:
电源电压U恒为4V
G.单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
为了较精确地测出待测电阻Rx的电阻,小聪、小亮和小英共同设计了如上图所示的电路。
①在他们设计的电路中,电流表的量程应选A,滑动变阻器应选(填器材前面的序号字母)。
②小亮设计的实验操作主要步骤是:
Ⅰ.将开关掷向a,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,使A表的指针指到表盘上某一适当位置;读出电路稳定后A表的示数(记为I1)
Ⅱ.将开关掷向b,移动滑动变阻器的滑片至另一位置,使A表的指针指到表盘上另一适当位置;读出电路稳定后A表的示数(记为I2)
小聪和小英认为小亮设计的步骤Ⅱ中有不妥当之处,请你帮小亮写出正确的步骤Ⅱ:
。
③按正确的操作,他们顺利的测出了Rx的电阻。
请你写出用测得的物理量I1、I2和已知物理量U、R0表示的Rx的表达式:
Rx=。
答案:
①0.6C②将开关掷向b,保持滑动变阻器的滑片位置不变,使A表的指针指到表盘上另一适当位置;读出电路稳定后A表的示数(记为I2)③R0+[U(I2-I1)/(I1I2)]
要点三:
伏安法测电阻
【典型例题7】.现要测量一只阻值约为400Ω的电阻Rx的阻值,提供的器材有:
电源(电压恒定,约为3V),学生用电流表(0~0.6A、O~3A)一只,学生用电压表(0~3V、0~15V)一只,滑动变阻器R′(100Ω.2A)一只,电阻箱R0(0~9999Ω5A)一只,开关和导线若干。
(1)图1(甲)是小明所设计的用伏安法测电阻的电路图。
按图1(甲)的电路图在图1(乙)中用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(2)为使测量准确,你认为小明的方案能否完成实验?
,理由是_________________________;
(3)小华设计了另一种实验方案,电路图如图2所示。
请你帮她完成实验操作步骤:
A.按照电路图连接好电路,将电阻箱阻值调至最大;
B.闭合开关,将电阻箱调到适当阻值,记下;
C.____________________;
D.待测电阻Rx的表达式:
Rx=;
E.为使测量结果更准确,下一步的操作是
。
答案:
(1)、图略
(2)、不能;待测电阻阻值太大,其两端电压较小,使通过他的电流太小,小于分度值,无法精确测量。
(3)、记下此时电阻箱阻值为R0和电压表示数为U1;将电阻箱阻值调至0Ω,读出此时电压表示数为U;Rx=U1R0/(U-U1);将电阻箱调至另一阻值再重复上述实验。
课堂搭配练习
1、如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流的变化的图像如图所示,根据图像的信息可知:
(选填“甲”或“乙”)是电压表V1示数变化的图像,电源电压为V,电阻R1的阻值为Ω
答案:
甲;6;10
2、(2011、山东临沂)在测量额定电压为2.5V的小灯泡工作时的电阻实验中:
(1)在连接电路时开关应。
(2)晓明同学连接完电路后,闭合开关,发现电压表向右偏转,而电流表指针向零刻度的左边偏转,造成这一现象的原因是。
(3)晓明同学排除故障后连接成了如图所示的电路,闭合开关,发现灯泡较暗,为了让小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向端(选填“左”或“右”)移动。
(4)当小灯泡正常发光时,电流表指针如图乙所示,则通过灯泡的电流是A,小灯泡正常工作时的电阻是Ω。
(结果保留一位小数)
3、(2011、江苏连云港)某实验小组做“伏安法测量电阻”的实验,所用的器材有:
电压为3V的电源,待测电阻Rx,以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、导线和开关。
图(甲)是没有连接完整的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)连好电路闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P置于_________端(选填“最左”或“最右”)。
(3)实验中,闭合开关,移动滑片.电流表、电压表均无示数。
为了检查电路故障,他们借助一根检测导线进行检测,当该导线两端分别接不同点时.对应的现象如下表所示。
由此可以判断电路发生的故障是________________________。
(4)排除故障后进行实验,当电压表示数为2.4V时电流表的示数如图(乙)所示,这时电流为_____A,他们利用此组数据即得出该待测电阻Rx的阻值,结束了实验。
你认为他们这种做法有何不妥?
答___________________。
4、(2010、南通)实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻.提供的器材有:
电源(电压约5V)、学生用电压表(0~6V)、电阻箱R(0~9999Ω5A)、开关S1和S2、导线若干.现要测量待测电阻Rx的阻值,设计了如图甲所示的实验电路图.
(1)小虎进行的实验过程如下:
①根据实验电路图,连接成如图乙所示的实物电路,但存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在接错的导线上打“×",并用笔画线代替导线画出正确的接法.
②电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1时,电压表的读数为U1,则电源电压为 .
③闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0时,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx=.
(2)如果实验器材中没有提供电压表,现再提供一只电流表(0~0.6A),利用上述器材,你认为 (选填“能”或“不能”)较准确测出该待测电阻的阻值,原因是.
(不能;电路中电阻大,电流小,不能准确读出电流表示数)
三、课后自我检测
1、如图所示,电源电压不变。
当开关S闭合时,电流表的示数为0.8A。
开关S断开后,电流表的示数改变了0.5A。
则R1与R2的阻值之比为()
A.13∶5B.3∶5C.5∶3D.5∶13答案:
C:
2、(2011、无锡)如图所示是气体酒精浓度测试仪原理图,用于现场测试司机是否酒后驾车。
其中电源电压保持不变,R为定值电阻,R′为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小.若某次测试中电流表示数较大,则说明()
A.气体的酒精浓度较大,R′阻值较小
B.气体的酒精浓度较大,R′阻值较大
C.气体的酒精浓度较小,R′阻筑较小
D.气体的酒精浓度
较小,R′阻值较大答案:
A
3、(2011安徽芜湖)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右移动时
A.
示数变大,
示数变小,
与
示数的比值不变B.
示数变小,
示数变小,
与
示数的比值不变
C.
示数变小,
示数变大,
与
示数的比值变小D.
示数不变,
示数变小,
与
示数的比值变大
答案:
B
4、(2011四川成都)如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。
其中,电源电压恒为6V,保护电阻R0=20Ω;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。
小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量,其数据见下表。
若已知小英测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置,则根据题中提供的信息可知
小聪
小英
小亮
A表示数I/A
0.20
0.15
0.12
V表示数U/V
2.0
3.0
3.6
身高h/m
1.6
A.电阻棒的总电阻是60Ω
B.小聪的身高是1.7m,小亮的身高是1.5m
C.小聪的身高是1.5m,小亮的身高是1.7m
D.从理论上分析,该测量仪的身高测量范围是1.2~1.8m答案:
C
5、(2011江苏南京)如图所示,电源电压不变,R1=6Ω,R2=4Ω.
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A,电路总电阻是Ω,电源电压为V.
(2)当开关S1、S2和S3都闭合时,电流表示数为l.5A,此时通过R1的电流是A,灯泡L的电阻为Ω.
答案:
(1)10;6
(2)1;12
7、(2010百色)在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,小明连接成如图所示的实验电路。
(1)在这个实验电路中有一个仪器连接有误,请你在实物图中只改变一根导线的连接,使该仪器能正常工作(用“”标出需要改动的导线,并画出改接的导线);
(2)小明改接电路后,闭合开关,电表指针偏转情况如图1所示。
为提高实验精确程度,这个电路仍需要改进的地方 ,理由是 ;
(3)小明通过实验得到两个定值电阻R1、R2对应的U—I关系图象,如图2所示。
由图象得出:
①当电阻一定时,通过导体电流与导体两端的电压成关系;
②定值电阻R1 R2(选填“<”、“>”或“=”);
(4)小明还想利用这个电路进一步探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,在实验过程中,小明先后用5,10,15的电阻替换原来的定值电阻R,每次替换后闭合开关,应调节,使保持不变,然后再记录电流表的示数。
答案:
(1略
(2)、电流表应选用0~0.6A的量程电流表指针偏转角度太小(减小测量电流产生的误差)
(3)①正比②< (4)滑动变阻的滑片;电压表示数(或定值电阻两端电压)
8、(2011、广东湛江)在做“伏安法测量定值电阻”的实验中,小明同学设计了如图甲所示的电路,请你完成下列问题.
(1)该实验的
原理是.
(2)连接电路时,应将开关;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最端(填“左”或“右”).
(3)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转且不变,这可能是由于断路造成的.
(4)调节滑动变阻器,把测量的几组数据描成如图乙所示的图象,则该电阻的阻值R=____Ω.
答案:
(1)R=U/I或欧姆定律;
(2)断开;右(3)电阻R(4)3
8、(2010绍兴)某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表。
连接的电路如图,制作步骤如下:
(1)在A与B之间连接导线,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.6A(即满量程),把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”;
(2)保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时,电流表示数为0.3A。
此时滑动变阻器R1的有效阻值为________Ω,把“80Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处;
(3)据此原理,通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值,则在电流表刻度为“0.4A”处应标的电阻值是_______Ω;
(4)用此欧姆表能直接测量接入AB问导体的电阻阻值。
请写出按此方法制成的欧姆表刻度与电流表刻度的两处不同点:
________________________________________________________
答案:
(2)80 (3)40 (4)刻度不均匀,示数右小左大,示数右疏左密等
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- 欧姆定律及其应用 复习 欧姆定律 及其 应用