1、 欧姆定律及其应用 2一、欧姆定律考点1正确理解欧姆定律的内容及其数学表达式(b)1欧姆定律:导体中的电流,跟这段导体两端的电压成_,跟这段导体的电阻成_。2数学表达式:_。考点2能在简单的电路中(用电器不超过两个,电键不多于三个)应用欧姆定律(c)根据欧姆定律的公式:IU/R及其变形公式:_、_,计算电路中的电流、电压和电阻的大小。知道其中任意两个量,即可求出第三个量。正比反比UIR3一、欧姆定律考点3利用欧姆定律分析串、并联电路的特点(b)1电阻串联时相当于增加了导体的_,因此总电阻比任何一个分电阻都大。2电阻并联时相当于增大了导体的_,因此总电阻比任何一个分电阻都小。长度横截面积4一、欧
2、姆定律3串、并联电路中的电流、电压、电阻的特点考点4会用欧姆定律在简单的电路中进行计算(b)5二、实验:用电压表和电流表测导体的电阻考点1理解用伏安法测电阻的实验原理(b)实验原理:_。考点2会画出伏安法测电阻的实验电路图,会画实验连接图(b)6二、实验:用电压表和电流表测导体的电阻考点3会记录实验数据,并用求平均值的方法求出电阻值(b)1步骤:一连二测三算(1)一连:根据电路图连接实物。(2)二测:闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出对应的电流表、电压表的示数。(3)三算:分别算出三次实验Rx的值,求出电阻的平均值。7二、实验:用电压表和电流表测导体的电阻2实验注意事项(1)连接电
3、路时开关一定要_。(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片一定要置于阻值_处(3)电流表与电压表选择合适的量程,正负接线柱连接正确。(4)多次测量计算出所测电阻的_。断开最大平均值8二、实验:用电压表和电流表测导体的电阻【注意】注意各公式中,电阻的单位必须用欧(),电压的单位必须用伏(V),得出电流的单位才是安(A)。应用欧姆定律进行计算时,公式中的电流、电压和电阻必须都是_或同一段电路上对应的物理量,不同导体之间的三个量不一定满足欧姆定律所述关系;且电流、电压和电阻还必须是_的值,因为即使在同一段电路上,由于开关闭合或滑动变阻器的滑片移动等,都会造成电路电流、电压和电阻的变化,所以不是同一时刻的三
4、个量,也不一定满足欧姆定律所述关系。同一导体同一时刻9类型一探究欧姆定律典例1为了探究“电流与电阻的关系”,小明用阻值不同的定值电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器(202.5A)等器材按图甲方式连接电路,进行如下实验。10类型一探究欧姆定律将4的R1接入电路,当电压表示数为4V时,记录电流表的示数。用R2替换R1,发现无论如何左右移动滑片P,电压表指针在4V的刻度左右摆动,但无法准确指在4V的刻度线上。老师告知小明:滑动变阻器的线圈结构如图乙所示,因此无法连续改变接入电路的有效阻值,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时,会导致步骤现象发生。用一根阻值为0.5的电阻丝制作一个可连续改变阻值的
5、旋钮式变阻器,并按图丙方式接入电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4V,此时电流表示数如图丁所示。11类型一探究欧姆定律(1)图丁中电流表的示数为_A。(2)步骤中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4V,则小明应如何调节滑片P和旋钮触片Q,使电压表示数为4V?_。(3)小明利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4V,则下列定值电阻可用来替换R1进行实验的有_(可多选)。A15B25C35D4512解析13跟踪训练1小科利用仅有的一个规格为“101.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”,该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路
6、如图所示,电源电压恒为3V。实验步骤如下:用4的定值电阻进行实验,连接电路。闭合开关,调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关,把滑片P移到A端。依次用阻值为6、8和10的定值电阻替换原来的电阻,重复步骤。14跟踪训练(1)小科设计上述实验步骤,是要研究通过导体的电流与_之间的关系。(2)小科发现,滑片P向右移动过程中,每次实验开始时电压表都没有示数,移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8电阻的实验后,再做10电阻的实验时,当电压表有示数后,示数一直大于2V。分析可得,电阻丝BC的阻值RBC的范围是_。(3)为了完成10电阻实验,将滑片P移到C点,
7、只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线,就能继续完成实验。请你在图中用笔画线补上这根导线。15解析导体电阻4RBC516类型二伏安法测电阻典例2金华中考某兴趣小组用两节新干电池,规格为“101.5A”的滑动变阻器等器材,来测导体电阻。请分析回答:17类型二伏安法测电阻(1)连接好电路,闭合开关,向右移动滑动变阻器滑片,当滑片移到C点时,发现两表才有示数,示数分别为2V、0.2A。根据以上信息思考该电路的连接方式,并用笔画线代替导线按该连接方式,将图甲电路连接完整。(2)继续调节滑动变阻器进行测量,测得数据如表中所示。第二次测量时电流表示数如图乙所示,据图把表中所缺数据填写完整。18类型二伏安法
8、测电阻(3)该实验多次测量的目的是_。(4)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5、10、20的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端的电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到_V。19解析2.420跟踪训练2.1科学兴趣小组的同学利用学过的知识,测量定值电阻Rx的阻值。(1)同学们利用电路甲测量Rx的阻值,测量数据和结果如表一:表一根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是_。21跟踪训练(2)同学们发现该电阻的标定阻值为1000,为什么测量值与标定值之间有较大偏差?他们查资料寻找原因,发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻,只是电压表的
9、内阻比较大,电流表的内阻比较小,但都会对测量结果产生影响。然后,同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书,说明书显示:电压表:量程06V,内阻6000电流表:量程010mA,内阻40根据这些信息,可判断甲电路中由于_(选填“电流表”或“电压表”)内阻的影响,使测量结果产生较大偏差。22跟踪训练(3)小组同学经过思考,改成电路乙进行实验,测量数据和结果如表二:比较两次测量结果,同学们做出了以下分析,你认为正确的是_。A测量该定值电阻选择电路乙更合适B用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小C选择合适的电路,测得的电阻值偏差会减小,更接近真实值23跟踪训练(4)拓展应用:根据以上的探究,
10、如果需要测量阻值约20的小阻值电阻时,选用了合适量程的电压表和电流表后,为了使测量结果更精确,应选择甲和乙中的哪一电路?并说明理由。24解析86125跟踪训练2.2小科按照实验要求,设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400600)的实验。器材:干电池两节(总电压为23V)、电压表(量程03V、015V)、电流表(量程00.6A、03A)、滑动变阻器(5000.5A)各一个,开关、导线若干。(1)要求一:测算出Rx,且实验过程中不能拆接电路。小科设计实验电路如图甲。请分析:小科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是_。26跟踪训练实验时,先将变阻器滑片P移到
11、某一位置a处,读出电压表示数为U1,U1即为电源电压;再将变阻器滑片P移到另一位置b处,读出电压表示数为U2,则U1U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是_。(2)要求二:增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取,且电路只能连接一次。小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了图乙电路。实验步骤如下:先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;再断开开关S1,闭合开关S2,_,读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。27解析28类型三理解串、并联电路特点典例3小明在研究并联电路电流特点时,按图示电路图连接
12、好电路。闭合开关S和S1,观察示数。再闭合开关S2,示数保持不变的电流表是_(电源电压不变)。同时小明观察到电流表A的示数如图所示,为了使测量更精确,断开开关后,接下来的操作是_。29解析30跟踪训练3.1如图所示是电阻甲和乙的IU图像,下列说法正确的是()A电阻乙为定值电阻B当电阻甲两端电压为2V时,R甲0.4C只将电阻甲和乙串联,若电路电流为0.2A时,则电路总电阻为15D只将电阻甲和乙并联,若电源电压为2V时,则电路总电流为0.4A31跟踪训练3.2在“研究串联电路电压特点”的实验中,某同学进行了如下探究:【实验步骤】连接好如图所示电路,闭合开关观察两灯发光情况;分别用电压表测灯L1、L
13、2和电源两端电压,并将读数记录在表内。32跟踪训练记录表(1)请你用笔画线代替导线,将电压表接入电路中,测出电源电压。33跟踪训练【得出结论】比较表中数据可知:串联电路的总电压等于各分电压之和。【反思交流】要使上述结论更具普遍性,同学们讨论了以下三种方案:方案甲:反复断开、闭合开关,测出各电压值;方案乙:更换不同规格的灯泡,测出各电压值;方案丙:增加电池节数,测出各电压值。(2)以上三种方案,你认为不可行的是_。34解析35类型四掌握欧姆定律的应用典例4甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,
14、检修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为6V)、定值电阻R0(阻值为20)、电压表(量程为03V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图所示,电压表未画出),闭合开关后,电压表示数为2V。请解答以下问题:(1)根据题意判定电压表的连接位置,将它接入检测电路。(2)计算出短路位置离甲地的距离。36解析37跟踪训练4如图所示是某同学设计的一台浮力电子秤,其结构由浮力秤和电路两部分组成,小筒底面积为10cm2,大筒底面积为50cm2,装有适量水,金属滑片P固定在托盘下面并随托盘一起自由滑动(滑片质量和滑片受到导线的拉力均忽略不计),定值电阻R08,AB是一根长为20cm的均匀电阻丝,其阻值
15、为20,电源电压为6V。当托盘中不放物体时,P位于A端,小筒浸入水中5cm(称量过程中大筒水未溢出),则R0在电路中的作用是_。当开关S闭合且在托盘中放入质量为100g的物体时,电流表的示数为_A。(g取10N/kg,结果保留1位小数)38解析保护电路0.339对于滑动变阻器阻值改变引起的电流、电压变化分析有误致错典例5如图甲所示,把粗细均匀的电阻丝EF弯成半圆形,O为圆心,OP为一段能绕圆心O转动的金属滑片,P与EF接触良好。A为最大量程为20mA灵敏电流表,R为滑动变阻器,电源电压U1.5V不变。40(1)把E、O两个接线柱分别与M、N相接,为了从电流表上直接读出OP的旋转角度,将P转到E
16、端,闭合开关S,再调节滑动变阻器R使电流表示数为20mA,在此刻度上方标注0度,保持滑动变阻器滑片位置不变,把P转到F端,电流表的示数为7.5mA,在此刻度上方标注180度,则电流表的刻度值为_mA处,应标注的读数为36度。(2)在完成标注后,同学发现表盘新的刻度值不均匀,同学们又设计了图乙的电路,若要用相同的方法从电压表上直接读出OP的旋转角度,试判断其刻度值是否均匀并说明理由:_。41解析42跟踪训练5小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表,并设计了如图所示电路,在M、N中可接待测电阻。已知电流表量程为00.6A,电源电压为12V,请回答:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于_(选填
17、“A端”或“B端”)。43跟踪训练(2)先将M、N直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表0.6A的刻度上标定的电阻值为_,此时滑动变阻器的阻值为_。若在M、N间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,电流表示数为_A。(3)电流表0.2A刻度处,标定的电阻值为_。(4)改装后可直接测电阻的表,其表盘刻度_(选填“均匀”或“不均匀”),理由是_。44解析0200.340不均匀45测量导体电阻的多种方法测量导体电阻的方法有多种,伏安法是其中的一种,下面再介绍六种。1分压法(1)电压表和定值电阻替代法46测量导体电阻的多种方法如图所示,将被测电阻Rx与已知电阻R0串联接入电路,先
18、把电压表并联接在Rx两端,测出电阻Rx两端的电压U1。将电压表拆下,与R0并联接入电路,测出电阻R0两端的电压U2。求解:由U1/RxU2/R0,得RxU1R0/U2。47测量导体电阻的多种方法(2)电压表和滑动变阻器替代法如图所示连接电路,将滑动变阻器的滑片移到滑动变阻器阻值为零的位置,记下电压表示数U1。将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置,记下电压表示数U2。求解:因为U1U2U2R/Rx,所以RxU2R/(U1U2)。48测量导体电阻的多种方法(3)电压表和开关替代法如图所示,连接好电路,闭合总开关S和“替代开关”S1,记下电压表示数U1。断开“替代开关”S1,记下电压表示数U2。求解
19、:因为(U1U2)/R0U2/Rx,所以RxU2R0/(U1U2)。49测量导体电阻的多种方法2分流法(1)电流表和定值电阻替代法如图所示,将被测电阻Rx与定值电阻R0并联接入电路,用电流表测通过被测电阻Rx的电流I1。将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路,测出通过定值电阻R0的电流I2。求解:因为I1RxI2R0,所以RxI2R0/I1。50测量导体电阻的多种方法(2)电流表和滑动变阻器替代法 如图所示连接电路,滑动变阻器的滑片移到阻值为零的位置,记下电流表示数I1。将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置,记下电流表示数I2。求解:因为I1RxI2(RxR),所以RxI2R/(I1I2)。51
20、测量导体电阻的多种方法(3)电流表和开关替代法如图所示,连接好电路,将电路瞬时接通,进行试触,若电流表指针偏转且偏转不过大,再接通电路。先闭合S1、断开S2,测出通过R0的电流I0;再断开S1、闭合S2,测出通过Rx的电流Ix。求解:因为I0R0IxRx,所以RxI0R0/Ix。52典例分析典例6“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重等于石头的重。人们把这种方法叫“等效替代法”。请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题:【探究目的】粗略测量待测电阻Rx的值。【探究器材】待测电阻Rx、一个标准的电阻箱、两个开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表量程足够大)。【设计实验和进行实验】(1)在方框内画出你设计的实验电路图。53典例分析(2)将下面实验步骤补充完整,并用字母表示需要测出的物理量。第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;第二步:先只闭合开关S2,记下此时的电流表示数I,此时只有待测电阻接入电路;第三步:把S2断开,闭合S1,此时只有_接入电路,调节_,使电流表示数也为I,记下此时电阻箱的阻值R。(3)得出结论:Rx_。54解析电阻箱电阻箱电阻R
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