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第一部分 考点突破
第2讲　欧姆定律
(电路计算均考查,2~10 分)
1．当探究电流与电压的关系时,要保持______不变,要多次记录的实验数据有______和______.最终能得到的实验结论是:在______一定时,导体中的______与导体____________成____比.
2．当探究电流与电阻的关系时,要保持______不变,要多次记录的实验数据有______和______.最终能得到的实验结论是:在______一定时,导体中的______与导体的______成____比.
探究电流、电压和电阻的关系(欧姆定律的探究实验)
电阻
电压
电流
电阻
电流
两端的电压
正
电压
电阻
电流
电压
电流
电阻
反
3．实验器材:电源、开关、导线、定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω各一个)、________、________、____________等.实验电路图如图所示.
4．滑动变阻器在实验中的作用
(1)在探究电流和电压的关系时,通过移动滑片来____________________
______;
(2)在探究电流和电阻的关系时,通过移动滑片来____________________
________________.
以上两个实验中,滑动变阻器还起到保护电路的作用.
电流表
电压表
滑动变阻器
改变定值电阻两端的
电压
保持不同定值电阻两
端的电压不变
1．内容:导体中的电流跟导体两端的电压成______,跟导体的电阻成______.
2．公式:______.变形公式:U=______,R=____
3．单位的使用:使用欧姆定律的公式时,各物理量的单位要统一,电流的单位用________,电压的单位用________,电阻的单位用________.
注意:①公式中的电流、电压、电阻应该针对同一用电器的同一时刻(即“同一性、同时性”).②导体的电阻R由导体本身的材料、长度、横截面积和温度等因素决定,与通过导体的电流和导体两端的电压无关.
欧姆定律(高频考点)
反比
I=
IR
.
A(安)
V(伏)
Ω(欧)
正比
1．电阻串联相当于增大了导体的______,总电阻比任何一个电阻都__.
2．电阻并联相当于增大了导体的__________,总电阻比任何一个电阻都____.
3．(1)串联电路等流分压:串联电路中电流处处相等,各用电器两端的电压与其电阻成______.
(2)并联电路等压分流:并联电路中各支路两端的电压相等,各支路中电流与其电阻成______.
电阻的串、并联
长度
大
横截面积
小
正比
反比
1．实验原理:______.
2．实验器材:电源、开关、待测定值电阻、________、________、____________和导线若干.
伏安法测电阻
R=
电流表
电压表
滑动变阻器
3．电路图:(请你画在虚线框中)
4．该实验中测量几组电流和电压的数据,分别计算出相应的电阻,然后取平均值,是为了______________.
注意:用伏安法测小灯泡的电阻实验中,不能多次测量求平均值来得出小灯泡的电阻,这是因为小灯泡的电阻大小与温度有关,每次测量值的差异主要不是由实验误差引起的,所以取平均值无意义.
减小实验误差
探究电流与电压、电阻的关系
实验器材 电流表、电压表、定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω)、干电池组、滑动变阻器、开关、导线若干.
实验步骤 (一)探究电阻一定时,电流与电压的关系
1．实验电路如图所示:
2．实验步骤:
①按照电路图连接实物.
②接通电路.
③移动滑动变阻器的滑片,把电压表、电流表的示数记录下来.
(滑动变阻器的作用:改变导体两端的电压)
实验步骤 (二)探究电压一定时,电流与电阻的关系
1．实验电路如图所示:
2．实验步骤:
①按照电路图连接实物.
②R分别接上5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻并接通电路,移动滑动变阻器的滑片使定值电阻两端的电压为1 V.(滑动变阻器的作用:保持不同导体两端的电压不变)
③把定值电阻的阻值、电流表的示数记录下来.
实验结论 1.在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
2．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.
注意事项 及相关要点 1.本实验重点考查控制变量法,即分别控制R与U不变.
2．为更好地完成本实验,注意滑动变阻器规格的选取.
3．连线时开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处.
4．多次实验的目的:寻找普遍规律.
答案图
如图所示
　　　　探究通过导体的电流与导体两端电压的关系.
(1)请根据图甲所示的实物电路,在虚线框中画出电路图.
1
(2)闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片P,电流表的示数将______(选填“变大”“不变”或“变小”).
(3)调节滑动变阻器,把测得的数据填入下表,其中电流表的示数为0.5 A时,电压表的示数如图乙所示,其值为_____V.
乙
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
变大
2.5
(4)根据表中数据,在图丙中描出电流与电压的关系图线.
丙
答案图
如图所示
(5)本实验得出的结论是:______一定时,___________________________
_____________.
(6)通过实验数据,还可以发现,电阻的大小与电流、电压______(选填“有关”或“无关”).
电阻
通过导体的电流与导体两端的
电压成正比
无关
【拓展创新】
(7)实验中滑动变阻器除了保护电路以外,还有____________________的作用.小红发现,要达到这个目的,也可以有其他方案,以下想法中可行的是____(填字母).
甲:如图丁所示,将多节干电池串联后接入MN;
乙:如图丁所示,将电池先、后与不同定值电阻R'串联后接入MN.
A．仅有甲　　　B．仅有乙　　　C．甲、乙两种
改变电阻两端的电压
C
(8)若实验中,不小心将电流表和电压表的位置对调,造成的后果是____(填字母).
A．电流表被烧坏
B．电流表、电压表均无示数
C．电压表无示数,电流表有示数
D．电压表有示数,电流表无示数
D
答案图
如图所示
　　　　小豪和同学们要“探究电流与电阻的关系”.现有下列器材:学生电源(6 V)、电流表(0~0.6 A、0~3 A)、电压表(0~3 V、0~15 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干.
(1)请根据图甲将图乙的实物电路连接完整(导线不允许交叉).
2
(2)连接电路时开关应______;闭合开关前应将滑片P移到____(选填“A”或“B”)端,目的是__________.
(3)图丙是小豪根据实验数据画出的图象.由图丙可知,当小豪用20 Ω的电阻做实验时,电流表的示数为_____A,电压表的示数为___V.
断开
保护电路
0.1
2
A
(4)实验中,将5 Ω的电阻换成10 Ω后,下一步的操作是____________,观察________的示数,直到其恢复为___V.
(5)由图丙可知,本实验得出的结论是______________________________
__________.
移动滑片P
电压表
2
电压一定时,通过导体的电流与电
阻成反比
【实验拓展】
(6)小丽在做此实验时,每次只更换电阻,测得相应的电流,如下表所示,根据表格中的数据,她无法得到与小豪同样的结论,其原因是____________
_____________________.
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.3 0.2 0.15
未控制定值
电阻两端的电压一定
(7)若连接好电路后,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是______________.
(8)若闭合开关,移动滑片P,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是______________.
(9)移动滑片P的过程,发现电流表示数增大时,电压表示数减小,其原因可能是______________________________.
定值电阻断路
定值电阻短路
电压表并联在了滑动变阻器两端
伏安法测电阻
实验器材 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测定值电阻、小灯泡、开关各一个,导线若干.
实验原理
实验 步骤 (一)测定值电阻
1．实验电路如图所示:
2．实验步骤:
①按照电路图断开开关连接电路.
②将接入电路的滑动变阻器的阻值调到最大.
③检查无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器的阻值三次,分别读出对应的电流表、电压表的示数,并记录.
④断开开关,计算定值电阻R的阻值 ,算出三次阻值的平均值并记录.
实验 步骤 (二)测小灯泡的电阻
1．实验电路如图所示:
2．实验步骤:
①按照电路图断开开关连接电路.
②将接入电路的滑动变阻器的阻值调到最大.
③检查无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器的阻值三次,分别读出对应的电流表、电压表的示数,并记录.
注意事项及相关要点 1.测定值电阻时需要求平均值是为了减小误差.
2．测小灯泡的电阻不需要求平均值是因为小灯泡电阻的变化并非由误差引起,而是温度的影响.
3．连线时开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处.
4．滑动变阻器的作用:保护电路和改变待测电阻两端的电压.
　　　　小华同学用“伏安法”测量一只阻值约为5 Ω的定值电阻Rx,实验室有如下器材供选用:
A．两节新干电池
B．开关一个和导线若干
C．电压表(0~3 V,0~15 V)
D．电流表(0~0.6 A,0~3 A)
E．滑动变阻器(0~10 Ω)
F．滑动变阻器(0~100 Ω)
3
答案图
如图所示
(1)根据设计的实验电路,用笔画线代替导线连接图甲中最后两根导线.要求:滑片P向右移动时电流表示数变大.
(2)在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应该滑至____(选填“A”或“B”)端.
(3)实验过程中,某次电流表的示数为0.4 A,电压表的示数如图乙所示,则本次实验测得的定值电阻Rx的阻值是_____Ω.
A
5.5
(4)若R1、R2两个电阻的电流与电压的关系如图丙所示,由图可知,通过同一电阻的电流与它两端的电压成______(选填“正比”或“反比”);还可以知道,R1____R2(选填“>”“=”或“<”),R2的阻值为____Ω.
正比
<
15
【实验拓展】
(5)小华在闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数始终为零,而电压表有示数但不发生变化,此时电路中的一处故障是____(填字母).
A．滑动变阻器断路
B．滑动变阻器短路
C．定值电阻Rx断路
D．定值电阻Rx短路
C
(6)若实验过程中,发现电流表有示数,而电压表无示数,若故障只发生在定值电阻或滑动变阻器处,则可能的原因是______________.
(7)无论怎样移动滑片P,发现电流表和电压表均无示数,若故障只发生在定值电阻或滑动变阻器处,则可能的原因是________________.
定值电阻短路
滑动变阻器断路
　　　　在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡正常发光时的电压为2.5 V.
4
(1)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,经过分析,同学们猜想了一些可能的原因.请根据猜想,在表中写出对应的电压表和电流表的示数有无情况.
猜想 电压表示数情况 电流表示数情况
小灯泡断路 __________ __________
小灯泡短路 __________ __________
滑动变阻器断路 __________ __________
有示数
无示数
无示数
有示数
无示数
无示数
(2)故障排除后,测出了多组小灯泡两端的电压及对应的通过小灯泡的电流,绘制出了如图乙所示的I-U图象,由图可知,当小灯泡两端的电压为2.5 V时,灯丝电阻为______Ω.
12.5
(3)从图象还可以看出,小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而逐渐______(选填“变大”或“变小”).从物理学角度分析,造成这一现象的原因是______________________________.
(4)实验中测出了小灯泡在不同电压下的灯丝电阻,有些同学认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差,这个做法________(选填“正确”或“不正确”).
(5)若要继续探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,此实验电路需要用__________代替________.
变大
灯丝的电阻随温度的变化而变化
不正确
定值电阻
小灯泡
1．(2021·玉林)由欧姆定律I=变形可得R=,以下说法正确的是(　　)
A．导体的电阻跟它两端的电压成正比
B．导体的电阻跟通过它的电流成反比
C．导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
欧姆定律及其简单计算(5年1考)
C
2．(2020·玉林)如图所示的电路中,若R1=10 Ω,R2=5 Ω,闭合开关S,此时,电压表的示数为2.5 V,则电源电压为(　　)
A．2.5 V
B．5 V
C．7.5 V
D．10 V
C
3．(2022·北部湾经济区)图中,甲、乙为两只相同的电压表或电流表,若断开开关,甲、乙两表示数之比为2∶1,通过R1的电流为I1,此时R1与R2____联.更换两表种类,闭合开关,两表均有示数,此时两表均为______表,通过R2的电流为I2,则I1∶I2=______.
并
电压
3∶1
4．(2022·北部湾经济区)在“探究电流与电压的关系”实验中,采用图象法得到如图所示的I-U图象,由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是(　　)
A．成正比,R=10 Ω
B．成正比,R=1 Ω
C．成反比,R=10 Ω
D．成反比,R=1 Ω
欧姆定律相关图象(5年1考)
A
5．[科学思维](2022·贵港)如图是电阻甲和乙的I-U图象,下列选项对图象信息判断错误的是(　　)
A．甲是一个定值电阻,阻值为5 Ω
B．当乙两端的电压为2.5 V时,其阻值为5 Ω
C．将甲和乙串联,若电路中电流为0.3 A,
则电路的总功率为0.6 W
D．将甲和乙并联,若电源电压为1 V,
则干路中的电流为0.3 A
D
6．(2020·桂林)如图1所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器的阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U-I”关系图象如图2所示.则下列判断正确的是(　　)
A．电源电压为10 V
B．定值电阻R1的阻值为20 Ω
C．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10 Ω
D．变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3 A
D
变式　(2021·河池)如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,滑动变阻器R的最大阻值为5 Ω,闭合开关后,调节滑动变阻器R的阻值,根据记录的数据,作出U-I关系图象如图乙所示,由图象可知(　　)
A．电源电压U=2.0 V
B．电压表的最大示数为1.5 V
C．定值电阻的阻值R0=1.0 Ω
D．电路的最大功率为4.5 W
D
7．[科学探究](2022·梧州)小玲做“探究电流与电阻的关系”实验.实验中电源电压为4.5 V恒定不变,电流表选用“0~0.6 A”量程,电压表选用“0~3 V”量程,滑动变阻器规格为“50 Ω　1 A”.
探究电流与电压、电阻的关系(5年1考)
(1)连接电路时,开关应______.
(2)在如图甲所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电流表的示数几乎为零,电压表有示数,原因是______________________;经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路.
断开
电压表串联在电路中了
答案图
如图所示
(3)小玲连接好正确电路后,在AB间分别接入阻值不同的电阻R,测量了五组实验数据,其中第2组实验的电流表示数如图乙所示,为_____A;测得的其他四组数据如下表所示,小玲检查后发现有一组数据存在错误,导致出错的原因是__________________________.
实验组次 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 25 30
电流I/A 0.6 1 0.12 0.1
0.3
电流表小量程读错成大量程
(4)小玲根据正确的实验数据得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______.
(5)以上实验控制AB间的电压为___V不变,为了使实验结论更可靠,小玲想继续保持此电压不变再多测几组数据,请计算AB间允许接入电阻R的阻值范围是________Ω.
反比
3
5~100
答案图
如图所示
8．(2020·北部湾经济区Ⅱ卷26题7分)用伏安法测R的电阻实验中:
(1)图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整.
伏安法测电阻(高频考点,5年3考)
(2)实验前,滑动变阻器的滑片P应置于最____(选填“左”或“右”)端.
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是电阻R______(选填“断路”或“短路”).
(4)排除故障后,当电流表的示数为1 A时,电压表的示数如图乙所示为___V,则所测电阻R的阻值为___Ω.
左
断路
5
5
(5)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中待测电阻R的测量结果,小明设计了如图丙所示的电路,可以消除这个影响,R0为定值电阻.实验步骤如下:
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;
②_______________,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;
③可测得待测电阻R=_________(用U1、I1、U2、I2表示).
再闭合开关S1
9．[2022·贵港节选27(1)~(5)题6分]小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干.
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整.
答案图
如图所示
(2)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值______处.
(3)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3 V,则故障可能是____(填字母).
A．滑动变阻器断路
B．Rx断路
C．Rx短路
最大
B
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3 V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为______A,它的阻值是___Ω.
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是__________.
0.26
5
减小误差
10．(2023·广西27题7分)实验小组在实验时,不慎将灯泡L2的玻璃外壳碰碎.他们惊奇地发现L2几乎不发光,与其串联的灯泡L1不仅没有熄灭,反而更亮.开关断开后的电路如图甲,L1和L2都标有“2.5 V　0.3 A”字样.针对上述现象,探究下列问题:玻璃外壳破碎后,L2的灯丝电阻发生了什么变化 玻璃外壳究竟起什么作用
拓展实验
(1)玻璃外壳破碎前,L2的电压和电流分别为1.20 V和0.20 A;玻璃外壳破碎后,L2两端的电压变为0.40 V,通过的电流变为如图乙所示,则电流为______A.初步分析可知:玻璃破碎后,L2的电阻______(选填“变大”或“变小”).
0.22
变小
(2)为进一步探究玻璃外壳破碎后L2电阻的变化特点,对L1、L2的电流和电压进行测量,实验数据记录如下表.分析发现,L1的电阻______(选填“大于”或“小于”)玻璃外壳破碎后L2的电阻.
灯泡 L1、L2 L1 L2
实验次序 电流I/A 电压U1/V 电压U2/V
1 0.16 0.78 0.20
2 0.18 1.00 0.23
3 0.20 1.20 0.30
4 0.22 1.50 0.41
5 0.24 1.80 0.52
6 0.26 2.10 0.80
大于
(3)实验中,对着L2吹气,发现L2两端的电压突然变小、电流突然变大,说明吹气加快L2灯丝表面空气流速,加快其散热速度,从而使灯丝电阻变小.由此推断,灯丝的电阻大小与______有关,玻璃外壳可能起到__________的作用.
(4)细心的同学在实验过程中发现,灯丝呈螺旋状,于是提出新的问题:为什么将灯丝设计成螺旋状 你认为这样设计的目的是
①______________________________;
②_________________________.
温度
隔热保温
聚集电阻,减少散热,使电阻变大
增加灯丝的长度,增大电阻

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