中考物理总复习课件：专题十四　欧姆定律 28页

专题十四　欧姆定律 欧姆（ 1787-1854 ） 人们为了纪念欧姆所做 出的伟大贡献，把他的名字 规定为电阻的单 位 . 不求知道一切，只求发现一 件 . —— 欧姆 欧姆定律 欧姆定律 电阻的串联和并联 探究电流跟电压电阻的关系 测量电阻 电阻的串联：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，即 R 1 +R 2 + · · ·+R n 欧姆定律 内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 . 应用 计算电压 U=IR 计算电阻 R=U/I 方法：伏安法 原理：欧姆定律的变形公式 R=U/I 电路图 滑动变阻器的作用：保护电路；改变灯泡两端的电压 电阻的并联：并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即 1/R=1/R 1 +1/R 2 + · · ·+1/R n 考点一 欧姆定律 　　小明家写字台上有一盏调光台灯，学习了 “ 变阻器 ” 的知识后，他对爸爸说： “ 调光台灯上有一个旋钮，它是一个滑动变阻器，旋动它是为了改变灯泡的电阻，就改变了电流，灯泡的亮度就改变 了 . ” 他爸爸却对他说： “ 你说的不完全对，调光灯并不是靠改变电阻来改变电流的，而是靠改变电压来改变电流 的 . ” 他们的说法对吗？说出你的看 法 . 1. 探究电流与电压、电阻的关系 (1) 电流跟电压的关系：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 . (2) 电流跟电阻的关系：电压一定时，导体中的电流与导体中的电阻成反比 . 确定研究方法： 控制变量法 具体做法 ： ① . 控制电阻一定，探究电流与电压的关 系 . ② . 控制电压一定，探究电流与电阻的关 系 . 2. 欧 姆定律 欧 姆定律的内容： 　　 导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反 比 . (1) 数 学表达式： I = U R (2) 变形公式 ： R = U I U =IR ① 在运用公式计算时，各物理量的单位必须用国际单位，即电流 I —A 电压 U —V 电阻 R — Ω ② , 这个公式表示导体的电阻在数值上等于导体两 端的电压与通过它的电流的比值，但 R 是导体本身的属性，不能理解为导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 . R = U I 考点二 电阻的测量 哪些物理量可以直接测量？哪些物理量不能直接测量？ 电压 U 电阻 R 电压表 有办法测量吗？ 电流 I 电流表 给你一个小灯泡，你能测出它的电阻吗？ 1. 用 伏 安法 测 量灯泡的 电 阻 (1) 实 验原理 R = U I (2) 实 验器材 电源、电压表、电流表、 滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。 (3) 实 验电路 图 电路图 A V R R' S (4) 注 意事项 ① 在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻 度 . ② 电压表和电流表要注意选择适当的量 程 . ③ 连接好电路，在检查电路连接无误后要用开关试触，在确定电路完好后再闭合开关 S. ④ 连接电路时，开关应 ，滑动变阻器应 . ⑤ 滑动变阻器的作用： A ： ； B ： . ⑥ 本实验中多次测量的目的是： . 断开 处于最大阻值位置 改变电路中的电压或电流大小 限制电流、保护电路 多次测量求平均值从而减小误差 2. 其他方法测 电 阻 主要 仪器 电路图 步骤 表达式 电压表、定值电阻 ①如图所示，将被测电阻 R 与已知电阻 R 0 串联接入电路；②用电压表分别测电阻 R 、 R 0 两端的电压 U 1 、 U 2 由 U I /U 2 = R/R 0 得 R=(U 1 /U 2 )R 0 ( 双伏法 ) 电流表、定值电阻 ①如图所示，将被测电阻 R 与定值电阻 R 0 并联接入电路；②用电流表分别测通过电阻 R 、 R 0 的电流， I 1 、 I 2 由 I 1 R=I 2 R 0 得 R=(I 2 /I 1 ) R 0 电压表、滑动变阻器 如图所示，分别将滑动变阻器滑片 P 移到 a 端和 b 端，分别读出对应的电压表示数 U 和 U x 由 U x /(U-U x )=R x /R 得 R x = ［ U x /(U-U x ) ］ R R 0 R V V S A R 0 R A s S Rx R 0 A B P V 考点三 电阻的串联和并联 电路板有如此复杂的电路，但往往可以转化为最简单的串联电路和并联电路，再利用欧姆定律来解决！ 1. 电阻的串联：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，即 R=R 1 +R 2 + · · ·+R n . (1) 把导体串联，相当于增加了导体的长度，因此串联电路的总电阻比任何一个串联的电阻都大 . (2) 把几个阻值为 R 0 的电阻串联起来，总电阻 R=nR 0 . (3) 串联电阻具有分压作用：串联电路电压分配与其电阻成正比 . 即 U 1 /U 2 =R 1 /R 2 . 2. 电阻的并联：并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和 . 即 1/R=1/R 1 +1/R 2 + · · ·+1/R n . (1) 把导体并联，相当于增大了导体的横截面积，因此并联电路的总电阻比任何一个并联的电阻都小 . (2) 把 n 个阻值为 R 0 的电阻并联起来，总电阻 R=R 0 /n. (3) 并联电阻具有分流作用：并联电路电流的分配与其电阻成反比 . 即： I 1 /I 2 =R 2 /R 1 . 重点实验解读 实验一 探究欧姆定律 考查要点： 1. 电路的连接 . 2. 滑动变阻器的作用 (1) 保护电路 ( 使滑片移到阻值最大处 ) ； (2) 改变定值电阻两端的电压 ( 探究电流与电压的关系 ) 或保持定值电阻两端的电压不变（探究电流与电阻的关系） . 3. 控制变量法的应用 (1) 探究电流与电压的关系时，应控制电阻不变，通过调节滑动变阻器的滑片来改变定值电阻两端的电压； (2) 探究电流与电阻的关系时，应改变电阻，通过调节滑动变阻器的滑片来控制定值电阻两端的电压不变 . 4. 电流表和电压表量程的选择与使用 . 5. 电路故障的分析与处理 . 6. 实验结论 (1) 电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比； (2) 电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比 . 实验次序 1 2 3 电阻 /Ω 5 10 15 电流 /A 0.3 0.2 0.14 1. （益阳中考） 用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”，请解答下列问题：（ 1 ）请你用笔划线代替导线，将图甲中实验电路连接完整（导线不能交叉）；（ 2 ）小明接入 5Ω 的电阻，移动变阻器滑片，使电压表示数达到某值时，电流表示数如图乙所示，则此时电路中的电流为 A ．（ 3 ）换成 10Ω 的电阻，为保持电压表示数不变，滑动变阻器的滑片应向 （选填“ A” 或“ B” ）端移动；（ 4 ）小红在做此实验时，实验数据记录如下表，分析表中数据不能得出“电流大小与电阻大小成反比”的结论，原因是 . 【解析】 （ 1 ）滑动变阻器应串联在电路中，且采用“一上一下”的接法，所以可将滑动变阻器金属杆的右上端与开关相连，如图所示； （ 2 ）图乙中，电流表的分度值为 0.02A ，其示数为 0.28A ；（ 3 ）换成 10Ω 的电阻，若滑片位置不动，根据分压原理可知，定值电阻两端的电压将变大，为保持电压表示数不变，则应减小定值电阻两端的电压，增加滑动变阻器两端的电压，增加变阻器接入电路的阻值，故滑片应向 B 端移动；（ 4 ）由（ 2 ）知，实验 1 中，定值电阻两端的电压 U 1 =IR=0.28A×5Ω=1.4V ，根据实验要求，当更换不同阻值的定值电阻时，电压表示数都要保持 1.4V 不变，才能得出电流与电阻的关系；而实验 2 、 3 中，电压表的示数 U 2 =I 2 R 2 =0.2A×10Ω=2V ， U 3 =I 3 R 3 =0.14A×15Ω=2.1V ，都没有保持 1.4V 不变，所以，分析表中数据不能得出“电流大小与电阻大小成反比”的结论． 【 答案 】 （ 1 ）如图所示 （ 2 ） 0.28 （ 3 ） B （ 4 ）没有控制定值电阻两端的电压不变 实验二 伏安法测电阻 1. 实验原理： R=U/I 2. 电路的连接 . 3. 滑动变阻器的作用 (1) 保护电路； (2) 改变电阻 ( 或灯泡 ) 两端的电压 . 4. 电流表和电压表量程的选择与使用 . 5. 电路故障的分析与处理 . 6. 实验数据表格的设计 . 7. 多次测量的目的 (1) 测定值电阻的阻值，多次测量的目的是求平均值减小误差； (2) 测小灯泡的电阻时，多次测量的目的是为了寻找灯丝电阻与温度的关系，所以不能求平均值 . 2. （2017年黄石） 小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻R x ，实验室有如下器材供选用： A．两节干电池 B．开关一个和导线若干 C．电压表（0 ～ 3 - 15V） D．电流表（0～0.6-3A） E．滑动变阻器（0～10Ω） F．滑动变阻器（0～100Ω） （1）小华同学完成实验电路设计后，为了操作顺利和方便，除了A、B、C和D外，小华同学还需选用 （选填“E ” 或“F”） 器材； （2）根据设计的实验电路要求，请用笔划线代替导线连接图甲中最后的两根导线； （3）如图甲所示，连接好电路．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“G”或“H”） 端； （4）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 （选填A、B、C或D）； A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路 C．定值电阻R x 断路 D．定值电阻R x 短路 （5）排除故障后，电流表示数为0.40A，电压表示数如图 乙 所示，则本次实验测得的定值电阻R x 是 Ω． 【解析】 （1）滑动变阻器在电路中是为了改变电流表和电压表的示数，实现多次测量；滑动变阻器的阻值较大，则其两端分担的电压较大，定值电阻两端分担的电压较小，当滑片移动时，电压表的示数变化较小，不利于实验的结果的测量，故应选用滑动变阻器（0～10Ω）；（2）电源电压为2节干电池，为3V，故电压表量程为0 ～ 3V；滑动变阻器采用一上一下的接法，如图所示；（3）闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大，即滑片移到G端；（4）闭合开关后电流表没有示数，而电压表有示数，说明电压表并联部分断路，即定值电阻R x 断路，故选C；（5）电压表的示数为2.2V，电流表示数为0.40A，由I=U / R 得测得的定值电阻R x =U / I =2.2V / 0.40A =5.5Ω． 【答案】 （1）E （2）如图所示 （3）G （4）C （5）5.5 真题体验 1. （2017年德州） 如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左移动时．下列判断正确的是 （　 　） A．电路的总功率不变 B．电压表与电流表示数的比值不变 C．电压表的示数变大 D．电流表的示数变小 【解析】 由电路图可知，两电阻并联，电压表测电源电压，电流表A测干路电流；因电源的电压不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，故C错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R的电流不变，滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路中的电阻变大，由I=U / R可知通过滑动变阻器的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A的示数变小，故D正确；由P=UI可知，电路消耗的总功率变小，故A错误；由电压表V示数不变、电流表A示数变小可知，电压表V的示数与电流表A的示数的比值变大，故B错误． 【答案】 D 2. （黔南州中考） 下列说法中，不正确的是 （　 ） A ．相同的电压加在阻值不同的导体两端，电流一定不同 B ．用不同的电阻研究电流和电压的关系，得到的结论都一样 C ．同一电阻，它两端电压越大，通过它的电流也越大 D ．当加在某电阻两端的电压改变时，该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变 真题体验 【 解析 】 电压相同时，导体的阻值不同，由 I=U/R 可知，电流一定不同，故 A 正确；用不同的电阻来研究电流和电压，结论都是一样，即电阻一定时，电流和电压成正比，只是比例系数不同而已，故 B 正确；同一电阻的阻值不变，由 I=U/R 可知，电阻两端电压越大，通过它的电流也越大，故 C 正确；由 R=U/I 可知，电压与电流的比值等于导体的电阻，同一电阻的阻值一定，所以，其两端的电压改变时，该电阻两端的电压与电流的比值不变，故 D 错误． 【 答案 】 D 真题体验 3. （盘锦中考） 在伏安法测电阻中 （　 　） A ．实验原理是焦耳定律 B ．实验需要多测几组数据，目的是为了寻找普遍规律 C ．继续分析实验数据也能得出：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端电压成正比 D ．若把电阻换成小灯泡，测得不同电压下小灯泡的阻值几乎相同 【 解析 】 伏安法测电阻的原理是：欧姆定律，即 R=U/I ，故 A 错误；实验需要多测几组数据的目的是取电阻的平均值，减小误差，故 B 错误；分析实验数据也能得出，在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，故 C 正确；灯泡实际功率随电压与电流的增大而增大，灯泡实际功率越大，灯丝温度越高，灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，因此测得小灯泡的阻值不相等，故 D 错误． 【 答案 】 C 真题体验 4. （北京中考） 小英按图甲所示的电路图连接实验电路，测量电阻R x 的阻值．闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P后，观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为 V，电流表的示数为 A，待测电阻R x 的阻值为 Ω． 【解析】 由图甲知，R x 与R串联，电压表测R x 两端的电压，电流表测电路中电流，由图乙知，电压表使用0～3V量程，分度值为0.1V，R x 两端电压为2V；由图丙知，电流表使用0～0.6A量程，分度值为0.02A，通过R x 的电流为0.5A；由I=U / R可得R x 的阻值：R x =U x / I =2V / 0.5A=4Ω． 【答案】 2 0.5 4 真题体验 5. （聊城中考，多选） 如图甲所示电路，电源电压保持不变 . 闭合开关 S ，当滑动变阻器的滑片 P 从右端滑到左端的过程中， R 1 、 R 2 的 I﹣U 关系图象如图乙所示．则下列判断正确的是 （　　） A ．图线 A 是电阻 R 1 的 I﹣U 关系图象 B ．电源电压为 18V C ． R 1 的阻值是 20Ω D ．滑动变阻器 R 2 的最大阻值为 30Ω 【解析】 由电路图可知，R 1 与R 2 串联，电压表V 1 测R 1 两端的电压，V 2 测R 2 两端的电压，电流表测电路中的电流．当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R 1 两端的电压最大，R 2 两端的电压为0，由图象可知，A为滑动变阻器R 2 的 I - U 关系图象，B为电阻R 1 的 I - U 图象，故A错误；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由 I - U 图象可知，电路中的最小电流I=0.2A，R 1 两端的电压U 1 =4V，R 2 两端的电压U 2 =14V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压：U=U 1 +U 2 =14V+4V=18V，故B正确；由I=U / R可得，定值电阻R 1 的阻值和滑动变阻器的最大阻值：R 1 =U 1 / I=4V / 0.2A=20Ω，R 2 =U 2 / I=14V / 0.2A=70Ω，故C正确、D错误． 【答案】 BC 真题体验 6. （2017年淮安） 如图所示电路，电源电压恒定，R 1 =20Ω，R 2 =l0Ω，当S l 闭合，S 2 、S 3 断开时，电流表的示数为0.6A，电源电压为 V；当S 2 闭合，S 1 、S 3 断开时，电流表示数为 A；当S 1 、S 3 闭合，S 2 断开时，电流表示数为 A． 【解析】 （1）由电路图知，当S 1 闭合，S 2 、S 3 断开时，只有R 2 连入电路中，电流表测R 2 的电流，由I=U / R可得电源电压：U=U 2 =I 2 R 2 =0.6A× 10 Ω =6V；（2）由电路图知，当S 2 闭合，S 1 、S 3 断开时，R 1 与R 2 串联，电流表测电路的电流，由串联电路电阻特点知：R=R 1 +R 2 =20Ω+10Ω=30Ω，则电流表示数：I=U / R=6V / 30Ω=0.2A；（3）由电路图知，当S 1 、S 3 闭合，S 2 断开时，R 1 与R 2 并联，电流表测干路电流，由并联电路电压特点知：U=U 1 =U 2 =6V，由并联电路的电流特点和I=U / R可得，电流表示数：I′=I 1 +I 2 =U / R 1 +I 2 =6V / 20Ω+0.6A=0.9A． 【答案】 6 0.2 0.9