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1、初中应用物理学问竞赛专题讲座17专题十七 欧姆定律【重点学问解读】1.欧姆定律(I=U/R)是电路中最根本最重要的电路规律。理解驾驭欧姆定律要留意同一性（定律中的电流I、电压U和电阻R肯定都是对于同一导体的）、同时性（定律中的电流I、电压U和电阻R肯定都是对于同一导体同一时刻的量）和条件性（欧姆定律只适用于纯电阻用电器）。欧姆定律对含有电动机等的电路不适用。2.串联电路、并联电路和混联电路。 (1)串联电路中各处电流都相等。串联电路两端的总电压等于串联的各个导体两端电压之和。几个电阻串联，其等效电阻等于各个电阻之和。串联电路的总电阻肯定大于所串联的每一个电阻。串联电路各个导体两端电压与其电阻成
2、正比。(2)并联电路各支路两端电压都相等。总电流等于各个并联支路的电流之和。几个电阻并联，其等效电阻的倒数等于各个并联支路电阻倒数之和。并联电路的总电阻肯定小于所并联的每一个电阻。在并联电路中，各支路的电流与其电阻成反比。(3)无论是串联电路，并联电路，还是混联电路，只要有一个电阻增大，则总电阻肯定增大；只要有一个电阻减小，则总电阻肯定减小。3伏安法测电阻.测量电阻的原理是欧姆定律，根本方法是伏安法。所谓伏安法就是用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，应用欧姆定律计算出电阻。【竞赛学问拓展】初中应用物理学问竞赛关于欧姆定律拓展的学问点主要有：1.电阻伏安特性曲线的图象有两种，
3、一种是电流强度随电压改变的IU图线，其图线上一点的横纵坐标的比值表示电阻；一种是电压随电流强度改变的UI图线，其图线上一点的纵横坐标的比值表示电阻。2电路的化简.电路的化简方法：根据电流的分支与集合推断各个电阻的串联与并联关系。若电流通过各个电阻时没有分支，则这些电阻是串联关系；若电流有分支，则从分流点到集合点之间的各个支路为并联关系。假如电路中没有电源，可以假设一个电流方向去推断。3直流电路的动态分析.直流电路的动态分析方法是：首先确定电路中某个电阻是增大还是减小，相应确定电路总电阻R总是增大还是减小；其次应用欧姆定律I=U/R总确定干路电流的改变；根据串联电路和并联电路学问推断相关支路的电
4、流电压改变。【经典竞赛题分析】例1. （2016上海物理竞赛）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，L1、L2为两个灯泡，闭合电键，将滑动变阻器的滑片由左向右滑动时，下列说法中正确的是（ ）（A）小灯泡L2变暗，V1表的示数变小，V2表的示数变大（B）小灯泡L1变暗，V1表的示数变小，V2表的示数变大（C）小灯泡L2变亮，V1表的示数变大，V2表的示数变小（D）小灯泡L1变亮，V1表的示数变大，V2表的示数变小【参考答案】D例2. （2014上海市初中物理竞赛初赛试题）在图7所示的电路中，W为一个稳压管，其作用是确保C、D之间的电压UCD不变，只要流过稳压管W的电流在5mA和2
5、5mA之间，UCD将稳定为15V。R2为一可变电阻，它的最小值为1000，最大值为无穷大（即断路）。设电源电压U为25V，则当R2改变时，为了确保UCD为15V，则R1阻值为范围应为（ ）图7 A2502000 B400500 C250400 D5002000 【参照答案】C例3.（2011全国初中应用物理学问竞赛初赛）如图4所示，已知R0=R1=R2=R3=Rn=R2011=3，Ra=2。A、B间电压为6V，则通过R2011的电流大小是（ ）A. 1A B. A C. A D. A【参考答案】C 【名师点评】解答此题须要根据电路特征，找寻规律，依此类推，意在考察敏捷运用串并联电路相关学问实力
6、和推理实力。例4.（2004年第十四届全国初中应用物理学问竞赛复赛题）用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“志向仪表”，即认为电流表的内阻为零，电压表的内电阻为无限大。事实上，电流表和电压表都有肯定的电阻值，因此我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小、其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小、其阻值很大的电阻。所以，把电流表（或电压表）接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻（或并联一个电阻）。这样，电流表两端就要有肯定的电压，电压表中就要通过肯定的电流，因此事实上很难同时准确地测出待测电阻两端的电压和通过待测
7、电阻的电流。（1）、现有一个是量程为0.6A，内电阻为0.13欧的电流表，能否用它测量某电路两端的电压？若不能，请说明理由，若能，请说明用它能测量的最大电压值。（2）、现要准确测量一个阻值约为8欧的电阻Rx，试验室供应下列器材。电流表A1：量程100mA，内电阻r1=4欧电流表A2：量程500，内电阻r2=750欧电压表V：量程10V，内电阻r3=10k欧，变阻器R0：阻值约为10欧定值电阻R1：阻值约10k欧电池E：两端电压约1.5V，开关S，导线若干选出你测量时所需的适当器材，并画出电路图须要测量哪些物理量？根据所测物理量，写出被测电阻Rx的表达式。【参考答案】（1）.能用该电流表测量电压
8、，但测量的最大电压值仅为U=0.6A0.13=0.078V。（2）. 电路图如右图所示。须要测量的物理量为：通过两电流表A1、A2的电流I1、I2，被测电阻Rx的表达式为： Rx=.。【名师点评】此题采纳已知内阻的电流表A2作为电压表，要考虑电流表的分流作用，应用并联电路规律列方程解答。【竞赛实战训练】一选择题1（2012全国初中物理竞赛预赛）在图7所示的电路中，电源电压不变。闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发觉其中一个电压表示数变大，则下列说法正确的是【 】A、灯L可能变亮 B、灯L亮度可能不变C、电阻R可能断路 D、电阻R可能短路【参考答案】：C 2（2006年上海初中物理竞赛题）在
9、如图6所示的电路中，总电流I为1.2安，R1=R2=2R3。则下列对通过R2电流的推断正确的是 ( ) A大小为0.6安，方向向右 B大小为0.6安，方向向左 C大小为0.3安，方向向右 D大小为0.3安，方向向左【参考答案】D【名师点评】对于不简单看出串并联关系的电路，可先在电路中同一点标上一样的字母（同一根导线可看作同一点），然后把这些字母根据依次排列，把电路中各个电阻根据原来的位置标在这些字母间，最终整理即可得到可以明显看出串并联关系的等效电路，再根据串并联电路规律解答。3（第三届志向杯初二物理竞赛题）如图7所示电路，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑动头自a向b挪动过程中，各电表示数改
10、变的状况是 ( ) AA1、A2变大，V变小 BAl、V变大，A2变小CA2、V变小，A1变大 DA1、V变小，A2变大【参考答案】C【名师点评】此题的电路是一混联电路，电路中任一个电阻增大，电路总电阻增大，电源输出电流减小，干路上定值电阻两端电压减小。4（第三届志向杯初二物理竞赛题）阻值不同的两个电阻的电流强度随电压改变的IU图线如图3所示从图中得出的下列结论中正确的是 ( ) AR1R2;BRl、R2串联后的总电阻的IU图线在区域;CR1、R2并联后的总电阻的IU图线在区域;DRl、R2并联后的总电阻的IU图线在区域I.【参考答案】D【名师点评】表示电阻伏安特性曲线的图象有两种，一种是电流
11、强度随电压改变的IU图线，其图线上一点的横纵坐标的比值表示电阻；一种是电压随电流强度改变的UI图线，其图线上一点的纵横坐标的比值表示电阻。对于图线为直线的，也可根据图线斜率推断电阻大小。IU图线，其斜率的倒数表示电阻，斜率越大，其电阻越小；UI图线，其斜率的表示电阻，斜率越大，其电阻越大。1（2008株洲初中物理竞赛题）假如利用题图所示的电路来测量一个电阻R的阻值，那么x、y、z应分别代表（ ）A电流表、电压表、滑动变阻器B电压表、电流表、滑动变阻器C滑动变阻器、电流表、电压表D电压表、滑动变阻器、电流表1. 答案：B2. （2006重庆初二物理竞赛题）如图所示，电流表示数为I，电压表示数为U
12、，不考虑温度对定值电阻的影响，则正确的是A U=0，R=0B U变大时，U/I变大C I变大时，U/I变小D U变大时，U/I不变2.答案：D3（第三届志向杯初二物理竞赛题）如图所示，滑动变阻器M的总电阻为10欧，滑动变阻器N的总电阻为200欧电阻R的阻值约为20欧为了使电压表的示数略微增大，应当 ( ) A把N的滑片向左移一小段间隔 ;B把M的滑片向左移一小段间隔 ; C把N的滑片向右移一小段间隔 ;D把M的滑片向右移一小段间隔 3.答案：A4.（2010上海初中物理竞赛题）在图24-14所示的电路中，电源电压保持不变。下列关于电路故障的推断，正确的是A若R1断路，电流表示数变小，电压表示数
13、为零。B若R2断路，电流表示数变小，电压表示数变大。C若R3断路，电流表示数为零，电压表示数变小。D若R4短路，电流表示数变小，电压表示数变大。4.答案；D5（2011全国初中应用物理学问竞赛初赛）如图所示电路是由十二个不同的电阻组成的，已知R112，其余电阻阻值未知，测得A、B总电阻为6，今将R1换成6的电阻，则A、B间的总电阻为（ ）A6 B4 C3 D2 5.答案：B二、试验探究题1（2008河南初中物理竞赛题）如图是小强试验小组选用的测量小灯泡电阻所需的电路元件，小灯泡的额定电压约为3.8V，估计小灯泡的电阻小于15。(1) 根据所示的试验电路，用笔画线代替导线，将下图中的电路元件连接
14、完好。 (2)当闭合开关后，若出现了如下不正常的现象，请你从下列选项中选择可能的缘由填入表格中右列的空格中。A电路中ab断路B电路中ab短路C电压表并联在滑动变阻器两端依次来源:学。科。网来源:Z.xx.k.Com现 象来源:Zxxk.Com来源:Zxxk.Com来源:学。科。网Z。X。X。K可能缘由灯泡亮度电流表读数/A电压表读数/V甲不亮0.250乙不亮04.5丙渐渐变亮渐渐增加渐渐削减 (3)根据正确的试验数据描绘出的小灯泡伏安特性曲线并非是直线，其缘由是 。1答案：(1)电路连线图如图所示。(2)所填表格如下依次现象可能缘由灯泡亮度电流表读数/A电压表读数/V甲不亮0.250电路中ab
15、短路乙不亮04.5电路中ab断路丙渐渐变亮渐渐增加渐渐削减电压表并联在滑动变阻器两端(3) 小灯泡的电阻随温度的上升而增大。2.（2005高州学科联赛物理）某同学用电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和若干导线，测定电阻RX的阻值，全部元件均完好，电流表有00.6A和03A两档，电压表有03V和015V两档，电源电压为3.0V且不变，滑动变阻器标有“10，2A”字样，电路连接正确。闭合开关，该同学在挪动滑动变阻器滑片的过程中，发觉电流表示数改变范围在0.21A0.58A之间，当滑片挪动到某个位置时，电流表和电压表的指针恰好同时指向刻度盘的正中央，请在下表中补上试验数据表格的有关栏目，根据该同
16、学的试验器材及视察到的现象，将有关数据填入表格内，并算出RX的阻值。（计算电阻时，准确到0.1）（9分） 物理量试验序号2.答案： 物理量试验序号电压（V）电流（A）电阻（）RX的阻值（）11.00.90.214.84.35.0或4.821.50.35.033.00.585.23.(2006年重庆初二物理竞赛题)小明和小亮利用下图所示的电路测量未知电阻的阻值。(1)根据他们连接的试验电路可知，电表甲应是_表。(2)试验中他们检查电路无误后闭合开关，视察了两电表的示数(如上图)，计算出被测电阻R=_。(3)完成了上步计算后小明认为试验就完成了，小亮则认为，仅这样就得出电阻的阻值不够牢靠。缘由是_
17、。(4)为了得到更牢靠的结果，你认为接下去他们的详细操作应是_。4.（2007株洲长鸿杯竞赛题）某同学利用图8所示电路测量小彩灯的电阻（不考虑温度对电阻的影响），图中连接电压表的线未画出。试验时，闭合开关，挪动滑动变阻器的滑片，得到电流表和电压表的示数如下表所示。根据表中数据解答下列问题。0.63A图8315V电流表示数/A 电压表示数/V 0.303.00.402.00.501.0（1）在试验过程中该同学是向 挪动滑动变阻器的滑片的。（2）请将电压表连入电路。（3）试求电源电压以及小彩灯的电阻。4.答案：（1）右 （2）如图2所示。5.（2004第十四届全国初中应用物理学问竞赛复赛题）用电流
18、表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“志向电表”即认为电流表的内阻为零，电压标的内阻为无限大。事实上，电流表和电压表都有肯定的电阻值，因此我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的自身阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联（或并联）一个电阻。这样，电流表两端就要有肯定的电压，电压表中就要通过肯定的电流，因此事实上很难同时准确的测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。（1）现有一个量程为0.6A，内阻为0.13的电流表，能否用它测量某电路两端的
19、电压？若不能，请说明理由。若能，请说明用它能测量的最大电压值。（2）现要准确测量一个阻值约为8的电阻Rx,试验室供应下列器材。电流表A1：量程为100mA，内电阻r1=4电流表A2：量程为50A，内电阻r2=750电压表V: 量程为10V,内电阻r3=10K变阻器R0:阻值约10定值电阻R1:阻值约10K电池E:两端电压约1.5V开关S、导线若干选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。须要测量那些物理量？根据所测量物理量，写出被测电阻Rx的表达式。6.（2006第十六届届全国初中应用物理学问竞赛复赛题）育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图3中所示为其中两个量
20、程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻Ro=100 、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100A，R为可调电阻，阻值改变范围为05 k，Rl和R2为定值电阻，R1=15，R2=ll k，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上干脆读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数。请答复：(1)在指针满偏处，盘面应标注的示数是多少(2)当A、B连续开时，指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少(3)开关分别置于1和2位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少请简要说明理由。(4)该欧姆表表盘上的刻度是否匀称请从电路原理上
21、说明理由。四、综合运用题1（2012全国初中物理竞赛预赛）在一次风暴中，甲、乙两地之间的两根输电线在某处发生了短路，如图3所示，为了确定短路的详细位置，电力工人在甲地把这两根输电线的接头接到电压为3V的电池两端，测出了这时输电线中的电流为30mA。已知输电线每米长度的电阻为0.01欧，则发生短路处离甲地_m。测出的电流越大，说明短路处离甲地越_。【参照答案】5000 近2.（2012年“志英杯”物理竞赛）有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重局部的原理如图中的虚线框所示，它主要由三局部构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生改变的可变电阻），显示体重大小的仪表A
22、（本质是电流表）。其中AO：BO5：1，压力传感器R外表能承受的最大压强为2106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。压力F/N050100150200250300电阻R/300270240210180150120设踏板和杠杆组件的质量可以忽视不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V。请答复：（1）踏板空载时，电流表读数是多少A？（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2104m2，则该秤的最大称量值是多少？（3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们须要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。请你写出这个关系式 而根据GLBO=FLAO可知G/F=LO
23、A/LOB=5/1，即G=5F将代入得：G=2500-40/I。 五计算题1.（2000第十届届全国初中应用物理学问竞赛复赛题）一、某同学在木板上安装如图所示的三只灯泡，已知灯泡L1和L3的电阻分别为R1=10欧，R3=25欧连好电路后要测电源电压时，发觉连接电压表的导线长度不够，于是他用电压表接在A、C两点时发觉读数为1 5伏，接在B、D两点时读数为20伏则此时电源电压为多少伏(有不能整除的地方保存一位小数)2.（2005第十五届届全国初中应用物理学问竞赛题）AB和CD是完全一样的两条带有绝缘皮的导线，它们并行地埋设在相距2 km的甲、乙两地之间。由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤，而发生
24、了漏电现象(即相当于两根导线之间在漏电处连接了一个电阻)。为了确定漏电处的位置，修理人员做了以下测量： (1)在甲地将两端电压恒为90 V的电源的两极分别接在A、C两端，此时在乙地用内电阻很大的电压表测得B、D两端电压为72V。 (2)在乙地将两端电压恒为100V的电源的两极分别接在B、D两端，此时在甲地用同一型号的电压表测得A、C两端的电压为50V。 假如AB和CD导线每千米电阻值为2，请你根据以上测量结果计算漏电处距甲地多远绝缘皮破损处的漏电电阻是多大3.（2006第十六届初中应用物理学问竞赛复赛）育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图3中所示为其中两个量程的测试电路，
25、G为灵敏电流表，其内阻RG=100 、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100A，R为可调电阻，阻值改变范围为05 k，Rl和R2为定值电阻，R1=15 ，R2=ll k，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上干脆读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数。请答复： (1)在指针满偏处，盘面应标注的示数是多少 (2)当A、B连续开时，指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少 (3)开关分别置于1和2位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少请简要说明理由。 (4)该欧姆表表盘上的刻度是否匀称请从电路原理上说明
26、理由。4（2000第十届初中应用物理学问竞赛复赛）某同学在木板上安装如图所示的三只灯泡，已知灯泡L1和L3的电阻分别为R1=10欧，R3=25欧连好电路后要测电源电压时，发觉连接电压表的导线长度不够，于是他用电压表接在A、C两点时发觉读数为15伏，接在B、D两点时读数为20伏则此时电源电压为多少伏(有不能整除的地方保存一位小数)5（2012全国初中物理竞赛预赛）某爱好小组的同学进展电学试验过程中发觉一个好玩的元件有a、b两局部，被封闭在一个透亮的玻璃壳内，A、B、C是三个外露的接线柱，如图15所示。 （1）他们理解到a是一个定值电阻，要用“伏安法”探讨其电流与电压的关系，请用笔画线代替导线将图
27、15的电路连接成所需的电路。（2）根据试验测得的数据，在U-I图中描绘出电压和电流的关系如图16所示，则电阻Ra=_。（3）b是一种由特别金属制成的导体，它的额定电压是4.5V。为进一步理解b的特征，他们运用相像的步骤，描绘出的该元件的电压与电流的关系图像如图17所示。由图可知元件b的电阻随电压的增大而_，其额定功率约为_W。【参考答案】：（1）如图3所示 （4分）（2）10 （2分）（3）增大 1.801.82（4分）6、（2012年“志英杯”物理竞赛）在测定额定电压为3.8V小灯泡电阻的试验中：（1）如图甲所示是没有连接完好的试验电路，请你用笔画线代替导线将所缺的导线补上。（2）在连接电路时，开关必需断开，且应将滑动变阻器的滑片移至最 端（填“左”或“右”）。（3）连接好电路后，闭合开关，发觉电流表和电压表指针的转向状况如图乙所示，则可能的缘由是：电流表 。（4）当小灯泡正常工作，如图丙所示，电流表示数为 A，此时小灯泡灯丝的电阻为 。【参考答案】（1）如图（2）右；（3）正负接线柱接反（4）0.24 15.8