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1、考点点拨13欧姆定律江西王山而【考点聚焦】本部分知识涉及到的的考点有:1欧姆定律表达式及其所揭示的物理意义。2欧姆定律的表达式的变形和应用。3会用电压表、电流表测电阻。4电流与电压、电阻的关系。5欧姆定律实验的电路图的设计,实物图的连接,实验所得数据的分析。【呈现形式】欧姆定律是电学中的一个重要定律。它可以在各种题型中出现,例如运用欧姆定律的变形公式进行电学量的计算;进行实验设计,包括实验方案的设计,电路图的设计,以及实物连接和电路连接等等,同时还可以进行探究性试题的考查。如数据处理与分析,研究方法等,总之,这方面仍会有较大的加强。【知识结构】一、欧姆定律的表述:导体中电流,跟导体两端的电压成
2、正比,跟导体的电阻成反比。二、数学表达式及变形公式:I=U/R。U=IR,R=U/I三、用电压表和电流表测电阻,简称“伏安法”测电阻。用电压表和电流表分别测出某个导体两端的电压和通过它的电流,在根据欧姆定律公式变形后得出R=U/I,计算出这段导体电阻的一种方法四、欧姆定律的应用电流(I )电压(V)电阻(R)串联电路II1I2U=U1U2RR1R2并联电路II1I2U=U1+U21/R1/R1+1/R2【方法提示】1.控制变量法研究物理问题用实验来探究一个量随两个两(或多个)量变化的关系时,要保持一个(或几个)量不变,只改变一个量,研究这个量与该变量之间的关系。把一个两因素(或多因素)的问题变
3、成两个(或多个)单因素问题的研究方法,称为控制变量法。“研究导体中电流与导体两端的电压之间的关系跟电压、电阻的关系”和“研究电流与电阻的关系”就是采用这一方法,从而总结出欧姆定律。探究“通过实验研究电流跟电压、电阻的关系”时,可以采用下列一般程序:图1图2提出问题。电流跟电压、电阻有什么样的关系?猜想与假设.由电压是产生电流的原因猜想:电压越高,电流可能越大;有电阻是导体对电流的阻碍作用猜想:电阻越大,电流可能越小。设计实验.设计电路要有这样的功能:能使电阻不变,改变电压,从而测出电流;使电压不变改变电阻。电路图如图1所示结论与理解:“当电阻不变时,导体中电流跟导体两端电压成正比;当导体两端电
4、压一定时,导体中的电流跟电阻成反比。”理解结论时,前提条件不能丢,不然就会容易出现错误。【例题1】如图2所示闭合开关S后调节 ,使R两端电压 地变化,某同学记录如表一,请把漏掉项补上.根据实验数据可得到结论: .换用不同的定值电阻使电阻成 的变化,调节滑动变阻器的滑片,保持每次电阻两端的电压不变,记录的不同值和对应的电流见表二:电阻R10电压(V)36电流(A)0.30.9电压U=6V电阻()51015电流(A)1.20.60.4根据实验数据可得到结论: 。【解析】为了方便地分析实验数据得到结论,实验时电压和电阻都应成“整数倍数”地变化,在电阻不变的情况下,导体中的电流是随导体两端电压的改变而
5、改变,而不是电压随电流的改变而改变。在电压一定的情况下,电流随电阻的改变而改变,而不能说成电阻随电流的改变而改变,因为电阻是导体本身的特征,它是不会随电流的变化而变化的.2正确理解欧姆定律及其变形公式欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系,实在当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比;当代替两端的电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成反比。RU/I,说明电阻等于导体两端的电压和通过它的电流的比值,但导体的电阻R与U和I无关。U0时,R0,导体中的电阻取决于其材料、长度、横截面积和温度。【例题2】对于公式R=U/I,下列说法正确的是 A导体中的电流越大,则电阻越大 B.加在导体
6、两端的电压越大,则电阻越大C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比D.导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流之比【解析】对于I=U/R,当R不变时,I与U成正比;当U一定时,I与R成反比;I、U、R三者不能随意用正比、反比关系.对于RU/I,它是电阻的计算式,R 的大小取决于导体本身的因素。3欧姆定律在解决实际电路中的灵活运用图3利用欧姆定律可以解决的问题有:(1)电路中的电流强度;(2)导体两端的电压;(3)可以用电流表、电压表测电阻.【例题3】如图3所示电路,电源电压U4.5V且保持不变,R15,滑动变阻器的最大阻值为20,电流表量程为00.6A,电压表的量程为03V,通过分析计算:
7、说明滑动变阻器R2允许的取值范围【解析】关于器材规格的计算问题,一般有根据器材规格进行计算或根据计算选择器材规格.一般采用断值法来分析,即从问题的两个极断来考虑进行分析计算。电路中R1与R2串联,电压表测量R2两端的电压.(1)当滑片P向左端移动时,R2减小,电路中电流增大,R2两端的电压减小,电流表的量程为00.6A,即电路中的电流最大值为0.6A,那么此时R2接入电路中的值为最小值R2min U1I1R13V U2=4.5V-3V1.5V 所以R2minU2/I22.5(2)当滑片向右端移动时,R2增大,R2两端的电压增大,电压表的量程为03V,即R2两端的最大值为3V,此时R2接入电路中
8、的阻值为最大值R2max10综上所述R2的取值范围为2.5R2104伏安法测电阻(1)实验原理;(2)实验器材;(3)实验记录表格设计;(4)实验电路图;(5)实验步骤;(6)实验数据分析;(7)实验结果。图4图5【例题4】如图4甲是用伏安法测小灯泡电阻的实验电路图,已知滑动变阻器的阻值范围是010,电源电压为6V。电压表和电流表均为双量程学生用电表.灯的阻值大约为1015,实验时电压表和电流表应分别选用说明量程?将图4乙的实物根据要求连成电路.若开关闭合时,电压表的示数为3V,要使灯两端电压为4V,滑动变阻器的滑片如何移动?为什么?【解析】由题意可知,被测小灯泡与滑动变阻器R串联,当滑片P移
9、到左端时电路中的电阻最小约为10,此时电路中的电流最大值为I0.6A,所以电流表的量程应选00.6A.由于电源电压为6V,在滑动变阻器的滑片移动过程中,电压表的示数大于3V,故应选015V的量程.实物连接如图5所示.若开关闭合时电压表示数为3V,要求灯两端的电压增大到4V,必须增大通过灯的电流,即减小电路中的电阻,滑动变阻器的滑片向左移.【对应训练】导体两端电压导体的电阻通过导体的电流2V50.4A2V100.2A2V200.1A1根据下列一组实验数据,可以得到的结论是 A导体电阻一定时,电压跟电流成正比 B导体电阻一定时,电流跟电压成正比 C电压一定时,电阻跟电流成反比 D电压一定时,电流跟
10、电阻成反比图62由欧姆定律导出公式R=U/I,下列说法中正确的是 A导体的电阻和它两端的电压成正比 B导体的电阻和通过它的电流成反比 C当导体两端电压为零时,它的电阻也为零 D以上说法都不正确 3在测电阻实验,如图6中a、b电表分别表示 Aa是电流表,b是电压表Ba是电压表,b是电流表Ca、b都是电压表Da、b都是电流表4图7所示为测定电阻的电路图。如果某同学在操作中两电表的量程选择正确,但不图7慎将两电表的位置对调了一下,则开关闭合后 A.电流表、电压表均损坏 B.电流表损坏 C.电压表损坏 D.电流表、电压表都不损坏5.在电压不变的情况下, 和_成反比;在电阻一定的情况下,_和_成正比。6
11、一段导体两端电压为5V时,导体中的电流强度为0.5A,若导体两端电压增加一倍,导体中的电流应为_;当电压变为零时,导体的电阻为 。 7在研究欧姆定律的实验中,我们先保持_ 不变,得出导体中的 跟这段导体两端的电压关系;然后保持_ 不变,得出导体中的 跟这段导体电阻的关系。 8要测定某一导体的电阻,只要测出导体两端的_ 和导体中的_ ,即可用公式_ 计算出待测电阻。这种测电阻的方法叫做_ 法。 图8 9有两个电阻阻值分别为4和6,串联后接到某电源上,那么两电阻中的电流之比为_,两电阻两端的电压之比为_ ,电路的总电阻为_ 。如把这两个电阻改为并联后接到原电路中,那么两电阻中的电流之比为_ ,两个
12、电阻两端的电压之比为_ ,电路的总电阻为_ 。10. 图8为伏安法测电阻的实验电路图,要求:(1)在图中填上电表的符号。(2)在图中标出电表的正、负接线柱。 图9(3)如要使电流表的读数变小,滑动变阻器的滑片P应向图中_(左或右)端滑动。11. 如图9所示,R110,R220,R330,电源电压恒定不变,若开关S1闭合,S2断开时,电流表的读数是0.3A,求(1)电源电压多大?(2)当S1和S2都断开时,电流表的读数多大?(3)当S1、S2都闭合时,电流表的读数是多大?12.一个电池组、一个开关,一只已知电阻R0和一只未知电阻Rx以及导线若干,如:(1)只有一只电流表;(2)只有一只电压表。试分别设计测未知电阻Rx的值的电路(写出方法、画出电路图),并列出Rx的测量表达式。【参考答案】 1D 2.D 3. B 4.D 5. 电流 电阻 电流 电压 6. 1A 10 7 电阻 电流 电压 电流 8. 电压 电流 R=U/I 伏安 9. 1:1 2:3 10 3:2 1:1 2.4 10. (1)略 (2)略 (3) 右 11.(1) 6V (2) 0.2A (3) 0.3 A12.