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2014科学总复习第16课时 欧姆定律

发布时间:2014-02-12 17:06:54  

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第16课时 欧姆定律

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1. 欧姆定律(掌握)

(1)研究对象:欧姆定律研究导体中的电流与导体的电
阻、导体两端电压的关系。 电压 (2)内容:通过导体中的电流,跟这段导体两端的______ 电阻 成反比。 成正比,跟这段导体的______ U I= (3)表达式:_________ 。 R U R= ①原理:_________ I 。
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②伏安法测电阻的电路图如图16-1

所示。
(4)伏安法测电阻 ③注意事项: 图16-1 断开 ,滑动变阻器滑片移到 a.连接电路时,开关必须________ 阻值最大处 ; _____________

平均值 ; b.为了减小误差,应多次测量取电阻的_________
c.测量时,不要超过电流表、电压表的量程。

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【注意】(1)在应用欧姆定律时要注意三性: ①同体性:定律中的电压、电流、电阻是对同一段导体而

言;
②同时性:定律中的电压、电流、电阻必须是同一时刻的 数值; ③统一性:定律中的电压、电流、电阻的单位必须是统一 的。 (2)电阻是导体的一种特性,不会因为电压、电流的改变而 改变,因此电阻不与电压成正比,不与电流成反比。

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2.滑动变阻器的作用(理解) 滑动变阻器在不同的实验中作用不同,除了保护电路的作 用外,都与实验目的有关。 (1)伏安法测电阻:多次测量,减小误差。

(2)探究电流与电压关系:改变电阻两端的电压。
(3)探究电流与电阻关系:控制电阻两端的电压保持不变。 3.串联电路和并联电路的特点(掌握) (1)串联电路的特点: ①串联电路中的电流处处相等; I=I1=I2=……(等流) ②串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之和; U=U1+U2+……(分压)
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③串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和; R=R1+R2+……(电阻和) 说明:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,

所以几个导体串联后的总电阻比任何一个串联导体的电阻
都大。 (2)并联电路的特点: ①并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和; I=I1+I2+……(分流)

相等 ; ②并联电路两端的电压_______
U=U1=U2=……(等压)
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倒数之和 。 ③并联电路的总电阻的倒数等

于各并联电阻的_____________ 1 1 1 = + +…… R R1 R2 说明:把几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面 积,所以几个导体并联后的总电阻比任何一个并联导体的 电阻都小。

【注意】①串联电路分压原则是:电压与电阻成正比,
即U1∶U2=R1∶R2; ②并联电路分流原则是:电流与电阻成反比,即I1∶I2=

R2∶R1。
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1. [2013· 台州]最先研究电流与电压、电阻并得出三者之间 关系的科学家是 A.欧姆 C.牛顿 B.伽利略 D.奥斯特 ( A )

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U U 2. [2013· 德阳]由欧姆定律公式 I= 变形得 R= ,对此,下 R I 列说法中正确的是 ( D )

A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小 C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零

D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【解析】 电阻是导体的一种特性,与电压高低电流、 大小无关。

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3. [2013· 湘西]在探究串联电路电压关系实验中,物理实验 小组按如图16-2所示的电路测得电压表V的示数是3.8

V,V1的示数是2.3 V,V2的示数应为

( A )

图16-2 A.1.5 V C.2.3 V
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B.3.8 V D.6.1 V

【解析】 两灯串联,电源电压等于两灯两端电压之和。

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4. [2012· 达州]如图16-3所示的电路中,电源电压恒定不

变,已知R1=3R2。当S1闭合、S2断开时,电压表和电
流表示数分别为U1和I1;当S1断开、S2闭合时,电压表 和电流表示数分别为U2和I2,则U1∶U2=________ 1∶1 , 4∶3 。 I1∶I2=________

图16-3
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【解析】 当S1闭合、S2断开时,R1、R2并联,电流表
测量干路电流;当S1断开、S2闭合时,R1、R2并联,电 流表测量R2支路电流。

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5. [2012· 绍兴]小敏用电压表和电流表测额定电压为2.5V的 小灯泡电阻。

图16-4 1 2 3 实验序号 电压/V 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.26 0.30 0.34 电阻/Ω 7.69 8.33 8.82 (1)在电路图的○中填入小灯泡、电压表和电流表的元 件符号。 【答案】 电压表与灯并联,电流表与灯串联
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(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,是

保护电路(电器、电表) 。 为了______________________
(3)闭合开关,移动滑片,读出电压表和电流表示数,记入 表中。重复实

验三次,计算电阻,发现小灯泡的电阻是变 灯泡电阻受温度影响 。 化的,原因是______________________ (4)若在实验过程中,不慎将电压表和电流表位置互换,闭

不亮 。 合开关后小灯泡出现的现象是_______

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6. [2013· 安徽]在进行某些电学测量时,把电压表看成能显 示其两端电压的大电阻,将它与一个阻值很大的待测电

阻Rx串联接入电路,根据电压表的示数可以测出Rx的阻
值,这是一种测量大电阻的方法。如图16-5所示的电 路中,电压表的内阻RV=20 kΩ,量程为150 V,最小分 度值为5 V,电压U=110 V,电压表的示数为50 V。 (1)求电路中的电流大小;

(2)求待测电阻Rx的阻值。
(3)上述电路中,若将Rx换成阻值 图16-5 约为20 Ω的小电阻,用这种方法能否准确测出它的阻

值?写出你的判断依据。
【答案】 (1)0.0025A
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(2)24000Ω

(3)不能

理由略

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类型之一 探究欧姆定律 [2013· 新疆]如图16-6甲所示,艾力做“探究电阻 上的电流跟两端电压的关系”的实验。

图16-6
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断开 ,并将滑动变阻器的 (1)连接电路时,开关应_______ 滑片滑到____ b 端。

(2)闭合开关后,他发现电流表和电压表的指针偏转情
电流表量程 况如图乙所示,出现这种情况的原因可能是____________ 选择太大 。 __________ (3)通过实验,他记录了电压与电流相对应的有关数 据,如下表,根据表格中的数据,你能得到的结论是 在电阻一定时,电流与电压成正比 。 _________________________________ 电压U/V 电流I/A
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R=10Ω 1 0.1

2 0.2

3 0.3

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测量电阻 (4)利用图甲的电路图还可以完成的实验有_________ R的阻值(其他答案合理即可) 。 ___________________________ 【解析】 电流表指针偏转角度太小,所选择的量程太

大,会使测量结果误差较大。该电路图可以完成的实验
有:研究电流与电压关系;测量电阻R的阻值;测量R消耗 的功率等。

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[2013· 郴州]在探究“电压一定时,电流跟电阻的 关系”的实验中,设计电路图如图甲所示。

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图16-7

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断开 。 (1)连接电路前,开关必须_______

(2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图丙所示实
验物连接成完整电路(导线不允许交叉)。

【答案】 如答图所示

例2答图
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(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移 动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造 成这一现象的原因可能是 A.电流表坏了 C.电阻处接触不良 D.电阻短路 ( C ) B.滑动变阻器短路

(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,调节 滑动变阻器,使电压表示数保持不变,实验数据记录如下

表。其中第5次实验电流表示数如图乙所示,其读数为
0.12 _______A 。 实验次数 电阻R/Ω 电流V/A
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1 5 0.6

2 10 0.3

3 15 0.2

4 20 0.15

5 25

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电压一定时,电流跟电阻成反比关系 。 (5)实验结果是:_________________________________
【解析】 电流表没有示数,说明电路断路,电压表示数 始终接近电源电压,说明电压表串联接入电路,电阻断路。 【点悟】 探究电流与电阻关系时,需控制电阻两端电压

不变;探究电流与电压关系时,需控制电阻不变。结论描述
时,必须注意前提条件。

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类型之二

利用欧姆定律进行分析计算

[2012· 德州]为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪 被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测

试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,
如图16-8甲所示,当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为 60 Ω。在图乙所示的工作电路中,电源电压恒为8 V,定 值电阻R2=20 Ω。求:

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图16-8

(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压表的示
数是多少。 (2)现在国际公认的酒驾标准是0.2 mg/mL≤ 酒精气体 浓度<0.8 mg/mL,当电流表的示数为0.2 A时,试通过计算 判断被检测者是否酒驾。
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【答案】 (1)6V (2)属于酒驾 【解析】 (1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,R1 的电阻为60 Ω。 U 8V I= = = 0.1A R 60 Ω+20 Ω U1=IR1= 0.1A×60Ω=6V
U (2)当电流表的示数为 0.2A 时,由公式 I= 得 R U 8V R1= - R2= -20Ω= 20Ω I 0.2A 由甲图可知,被检测者的酒精气体浓度为0.3 mg/mL。

0.2mg/mL<0.3mg/mL<0.8mg/mL,所以被检测者属于酒驾。 【点悟】 用欧姆定律解决问题的关键是注意欧姆定律的 适用范围,并注意“同时”、“同段”。
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类型之三

掌握伏安法测电阻

[2013· 武汉]图16-9甲是测量小灯泡(U额=2.5V) 电阻的电路。电源电压恒为4 V。 (1)请将图甲中的电路连接完整。(要求滑片P向右滑动 时电灯变亮,导线不

允许交叉)

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图16-9

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【答案】 如答图所示

例4答图

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(2)实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还可以 改变通过电路的电流,多测几组数据 。 ___________________________________ (3)下表是记录的部分实验数据,图乙是第1次实验中 0.24 电流表的示数,该示数为_______A 。这5次实验中,灯泡

10.42 电阻的最大值为________Ω( 结果保留两位小数)。为了完
成这5次实验,应该选取最大阻值不小于_____Ω 35 的滑动变 阻器。 实验序号 电压U/V 1 2.5 2 2.0 3 1.5 4 1.0 5 0.5

电流I/A
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0.22

0.19

0.16

0.10

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【解析】 在伏安法测电阻的实验中,变阻器的作用是 改变电路中的电流,进行多次测量,以减小实验误差。当 灯泡两端电压最小时,变阻器连入电路的阻值最大,灯泡 两端电压0.5V时,变阻器的电压是3.5V,此时电流0.1A, 变阻器连入电路的阻值为35Ω。

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[2012· 荆州]在“探究电流跟电阻的关系”、“伏安法测

小灯泡电阻”的实验中。
(1)某同学实验中电流表和电压表的指针偏转情况如图 电流表的量程接大了 。 16-10所示,则出现的问题是____________________

图16-10
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(2)下列关于这两个实验的一些说法中,你认为正确的

是_____ C 。
A.两个实验都采取了控制变量法 B.两实验采用的原理是相同的

C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟
电阻的关系 D.后者多次测量的目的是取多组的平均值以减小误差 (3)在“伏安法测灯泡电阻”实验中,小章同学发现当小 灯泡两端电压减小时,它的亮度随之减弱,测量的小灯泡 D 。 电阻也相应减小,造成这一变化的合理解释是_____
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A.导体电阻与导体两端的电压有关 B.根据欧姆定律,电流一定时,导体的电阻与电压成 正比

C.电压减小时,通过小灯泡的电流不变,电阻减小
D.电压减小时,小灯泡亮度变暗,温度变低,电阻变 小

【解析】 量程选择太大,会导致测量误差较大。测量
灯的电阻时,不需要控制变量。小灯泡的电阻随温度变 化,不能多次测量取平均值。 【点悟】 不同的电学实验原理不同,在电阻变化的电 阻值测量中不能多次测量取平均值。
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类型之四

理解串、并联电路特点

[2013· 鄂

州]如图16-11a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 数随电路中电流变化的图像如图b所示,根据图像的信息 可知:_____( 乙 选填“甲”或“乙”)是电压表V2示数变化的图 像,电源电压为____V 。 6 ,电阻R1的阻值为_____Ω 20

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图16-11 【解析】 R1、R2串联,两电压表的示数之和等于电源

电压,保持不变。R1两端的电压不可能为0,而当滑片在
最左端时,R2两端电压为0,所以乙是变阻器两端的电 压。根据直线甲计算R1的阻值。
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[2012· 武汉]如图16-12是甲、乙两个电阻的电

流I与电压U的关系图像,将它们并联接入电路。下列说法
正确的是 ( D )

图16-12 A.通过甲的电流大于通过乙的电流

B.通过甲的电流小于通过乙的电流
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C.甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而减小 D.甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而增大 【解析】 乙是定值电阻,甲的电阻是变化的,但随着

电压增大,甲的电阻增大。
【点悟】 串并联电路中电流、电压、总电阻特点不 同。

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不理解滑动变阻器的作用 [2012· 菏泽]小军采用如图16-13所示的电路,研究“

通过某导体的电流与它的电阻关系”,他分别用5Ω和10Ω
的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小军将A、B两 点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,滑动变阻器

应该

(

)

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图16-13
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片向右移动 C.将变阻器滑片向左移动 D.更换阻值更大的滑动变阻器

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【错解】C 【错因分析】错误地认为为了控制电压不变,当定值

电阻增大时,需减小变阻器阻值。研究导体中的电流与电
阻的关系,由控制变量法的思路可知,需要保证导体两端 的电压不变,为保持AB间的电压不变,要移动滑片使AB

间的电压减小;使滑动变阻器连入电路的电阻增大,即将
变阻器滑片向右移动,电路中电流变小。 【正解】B

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