赢在中考2020年中考物理一轮复习专题17欧姆定律课件 67页

2020 年中考物理 一轮复习讲练测 专题 17 欧姆 定律 1 复习目标 会： 解答电路中电流与电压关系实验探究问题；解答电路中电流与电阻关系实验探究问题；利用欧姆定律变形公式解答问题；解答伏安法测电阻的相关问题；利用欧姆定律解决串并联电路的问题； 理解： 电路中电流与电压和电阻的关系；伏安法测电阻的原理；串并联电路中电流、电压和电阻规律。 掌握： 欧姆定律内容；应用欧姆定律解题； 2 一、电流与电压和电阻的关系 1.由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与导体两端的 电压 有关；由于导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体 电阻 有关。 2.为了研究通过导体的电流跟电压的关系，我们应控制 电阻 一定，通过在电路中串联一个 变阻器 来调节导体两端的电压，通过实验可以得出结论：电阻一定时，通过导体中的电流跟导体两端的电压成 正比 。 3.为了研究通过导体的电流跟电阻的关系，我们应控制电阻两端的 电压 一定，通过换用不同的 电阻 来改变电阻，通过实验可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成 反比 。 2 二、欧姆定律 1. 欧姆定律：导体中的电流与导体两端的电压成 正比 ，与导体的电阻成 反比 。 2. 公式 ： ， 其中： U 为电源电压，单位为伏（ V ）； I 为通过导体的电流，单位为安（ A ）； R 为导体的电阻，单位为欧（Ω）。 注意：应用欧姆定律的公式进行计算时，一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性，即 I,U,R 是对同一段 导体 、同一时刻而言的。 3. 公式变形： ， 2 二、欧姆定律 应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时，只要知道 I 、 U 、 R 三个量中的两个，就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意，物理量的计算不同于数学上的计算，必须用对应的物理量单位才有意义，避免将物理问题数学化，应理解每个量的物理意义。 （ 1 ）欧姆定律公式 ，表示加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就随着增大几倍。当导体两端的电压保持不变时，导体的电阻增大几倍，导体中的电流就减为原来的几分之一。 （ 2 ）导出式 U=IR 表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。 2 二、欧姆定律 （ 3 ）导出式 表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与其通过的电流的比值；由于同一导体的电阻一定（导体本身的性质），因此不能说成“导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比”。 4. 运用欧姆定律公式解题技巧：解题时，为了便于分析问题，应先根据题意，画出电路图，并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号，公式中的三个物理量的单位均使用国际（制）单位。 2 三、电阻测量 1. 伏安法测导体电阻 （ 1 ）实验原理：根据欧姆定律的变形公式 ，用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以求得这段导体的电阻；此法叫“伏安法”。 （ 2 ）实验器材：电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、导线若干。 （ 3 ）实验电路：如图所示。 2 三、电阻测量 （ 4 ）实验步骤：①按实验原理图正确连接实验电路；②电路经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片 P 的位置，使电阻两端的电压分别为 U 1 、 U 2 、 U 3 ，观察电流表的示数，每次对应的数值为 I 1 、 I 2 、 I 3 ，分别填入设计的表格中；③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值 R 1 、 R 2 、 R 3 ，求出它们的平均值 R= （ R 1 +R 2 +R 3 ） /3 。 （ 5 ）滑动变阻器的作用： ①保护电路；②改变导体两端的电压，使其成倍数地增加；③多次测量求平均值。 2 三、电阻测量 2. 伏安法测小灯泡电阻 （此是考试重点） （ 1 ）实验原理：根据欧姆定律的变形公式 ，用电压表、电流表分别测出待测小灯泡两端的电压和通过它的电流，就可以求得小灯泡的电阻。 （ 2 ）实验器材：电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干。 （ 3 ）实验电路：如图所示。 2 三、电阻测量 （ 4 ）实验步骤：①按实验原理图正确连接实验电路；②电路经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片 P 的位置，使小灯泡两端的电压分别为 U 1 、 U 2 、 U 3 ，观察电流表的示数，每次对应的数值为 I 1 、 I 2 、 I 3 ，分别填入设计的表格中。③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值 R 1 、 R 2 、 R 3 ，求出它们的平均值 R= （ R 1 +R 2 +R 3 ） /3 。 （ 5 ）记录表格 2 三、电阻测量 实验序号 U/V I/A R/Ω 1 2 3 待测小灯泡电阻 R=（R 1 +R 2 +R 3 ）/3= 2 三、电阻测量 （ 6 ）注意事项： ①器材的选取：电流表所选用量程满偏值要大于电路中的最大电流；滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻（效果更明显）；②连接电路时：按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地连入电路，在连接的过程中，开关要断开；③进行实验时：闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处，是电路中的电流最小，以保证电路中灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全；④将每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来，以便最后分析和总结；⑤分析处理数据，对于测得的各组电流和电压值，计算出相应的电阻，然后比较，找出规律。 2 四、欧姆定律在串并联电路中的应用 1. 电阻的串联 （ 1 ）串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都 大 。 （ 2 ）串联电阻的总电阻的阻值等于各分电阻 之和 ： R 串 =R 1 +R 2 +……R n 。 （ 3 ） n 个相同电阻 R 串联时的总电阻为： R 串 =nR 。 2. 电阻的并联 （ 1 ）并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都 小 。 （ 2 ）并联电阻的总电阻倒数等于各分电阻的阻值 倒数 之和，即： （ 3 ） n 个相同电阻 R 0 串联时的总电阻为： 2 四、欧姆定律在串并联电路中的应用 （ 4 ）两个电阻 R 1 和 R 2 并联时的表达式为： 4. 欧姆定律在串并联电路中的应用 （ 1 ）串联电路：当串联电路中一个电阻改变时，电路中电流及另一个电阻电压也随之变化。 （ 2 ）当并联电路一个支路的电阻改变时，这个支路电流也会改变干路电流也会变化；但另一个支路电流和电压都不变。 （ 3 ）家庭电路中，各用电器采用并联方式接入电路。 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 B 1. （2019·武威） 小欣利用实验探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为 6V 且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为 5Ω 、 10Ω 、 15Ω 、 20Ω 、 25Ω 。 （ 1 ）请根据图甲所示的电路图将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）； （ 2 ）小欣把 5Ω 定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是 ______ 。 A ．电阻 R 处短路 B ．电阻 R 处断路 C ．滑动变阻器处断路 （ 3 ）排除故障后进行实验。实验中多次改变 R 的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图象。 由图象可以得出结论：电压一定时， ； （ 4 ）将 5Ω 定值电阻换成 10Ω 定值电阻后，闭合开关，为了保持电压表的示数为 ______V 不变，应将滑动变阻器的滑片 P 向 ______ （选填 “A ”或“ B ”）移动，记录此时各表的示数。 电流与电阻成反比 2.5 A 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 【点睛】若电流表示数为 0 ，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；本题探究 “ 电流跟电阻的关系 ” ，考查电路连接、故障和数据分析、控制变量法及操作过程。 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 【解析】（ 1 ）变阻器按一上一下接入电路中，由图知，电阻两端的电压始终保持： U V =IR=0.1A×25Ω=----=0.5A×5Ω=2.5V-----① ，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示： （ 2 ）小欣把 5Ω 定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是电阻 R 处断路，选 B ； （ 3 ）由 ① 知，电流与电阻之积为一定值，由图象可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比； 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 （ 4 ）根据串联分压原理可知，将定值电阻由 5Ω 改接成 10Ω 的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压为 2.5V 不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向 A 端移动，记录此时各表的示数。 故答案为：（ 1 ）如上所示；（ 2 ） B ；（ 3 ）电流与电阻成反比；（ 4 ） 2.5 ； A 。 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 2. （ 2018 ·临沂） 在“探究电流与电压的关系”实验中： （ 1 ）请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片 P 向 B 端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）； （ 2 ）正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为 2.8V ，电流表无示数，滑动滑片 P 两表示数均无变化，则故障原因是 　 　 ； 电阻断路 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 （ 3 ）小明排除故障后，移动滑片 P 到某一位置时电流表示数如乙图所示，此时通过电阻的电流为 　 　 A 。若要增大电阻两端的电压，应将滑片 P 向 　 　 （选填 “A ”或“ B ”）端移动； （ 4 ）实验中测得多组数据，绘制出电阻 R 的 I ﹣ U 图象如图丙所示：由图象可得电流与电压的关系是 　 　 ；本实验所用电阻的阻值为 　 Ω。 0.12 B 电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比 5 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 【点睛】（ 1 ）滑动变阻器一上一下接且滑片 P 向 B 端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，接左下接线柱；（ 2 ）若电流表示数为 0 ，说明电路可能断路；电压表示数为电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了；（ 3 ）由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数；根据分压原理，判断电压的变化，再确定滑滑片移动的方向。（ 4 ）根据实验所得数据，绘制出如图丙所示的 U ﹣ I 图象，根据图象可得出“电流与电压关系”的结论；根据 R= 算出电阻。 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 【解析】（ 1 ）滑片 P 向 B 端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大即远离下接线柱，故接左下接线柱，如下图所示： （ 2 ）闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路； 电压表示数为 2.8V ，说明电压表与电源连通，则与电压表并 联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路 了，此时电压表串联在电路中测电源电压； （ 3 ）图中电流表的量程为 0 ﹣ 0.6A ，分度值为 0.02A ，示数为 0.12A ；根据串联电路的分压作用，若要增大电阻两端的电压，应将最大滑动变阻器的电阻，滑片 P 向 B 端移动； （ 4 ）据图象可得出“电流与电压关系”的结论是：电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比。 3 考点一：电流与电压和电阻的关系 由图象知，当电压为 0.5V 是电流为 0.1A ，则定值电阻的阻值为： R= = =5 Ω。 故答案为：（ 1 ）见上图；（ 2 ）电阻断路；（ 3 ） 0.12 ； B ；（ 4 ）电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比； 5 。 3 考点二：欧姆定律 BC 1. （2019·泸州） 如图为一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图。电源电压恒为 6V ，定值电阻 R 为 15Ω ， R 0 为湿敏电阻，其阻值随环境湿度的增加而减小，阻值范围为 10Ω ～ 20Ω ，电压表量程为 0 ～ 3V ，电流表量程为 0 ～ 0.6A 。闭合开关 S ，当环境的湿度增加时，在保证两电表安全的情况下，下列说法中正确的是（ ）。 A. 电流表示数变大， R 0 两端的电压变大； B. 电压表示数与电流表示数的比值不变； C. 通过 R 0 的最大电流为 0.24A ； D.R 0 在电路中的最小电阻值为 15Ω 3 考点二：欧姆定律 【点睛】由电路图可知， R 0 与 R 串联，电压表测 R 两端的电压，电流表测电路中的电流。当环境的湿度增加时， R 0 随环境湿度的增加而减少，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和 R 两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知 R 0 两端的电压变化，由欧姆定律结合 R 的阻值判断电压表示数与电流表示数的比值变化；本题考查欧姆定律应用，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。 3 考点二：欧姆定律 【解析】由电路图可知， R 0 与 R 串联，电压表测 R 两端的电压，电流表测电路中的电流。 A ．当环境的湿度增加时，因 R 0 随环境湿度的增加而减小，根据串联电路分压特点， R 0 两端电压 U 0 会变小，故 A 错误； B ．由图可知，电压表测 R 两端电压，电流表测 R 电流，由 R= 可知，电压表示数与电流表示数的比值等于 R 的阻值，则电压表示数与电流表示数的比值不变，故 B 正确； C ．当 R 0 =10Ω 时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，即经过 R 0 的电流最大，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电路中的最大电流： 故 C 正确； D ．根据 C 选项的分析计算， R 0 在电路中的最小电阻值 10Ω ，此时电流表和电压表都不会超过量程，故 D 错误；故选 BC 。 3 考点二：欧姆定律 2. （ 2018• 广安） 如图所示的电路，电源电压恒为 4.5V ，电流表的量程为 0 ﹣ 0.6A ，电压表的量程为 0 ～ 3V ，定值电阻阻值 5 Ω，滑动变阻器 R 的最大阻值 50 Ω，闭合开关 S ，移动滑片 P 的过程中，下列说法正确的是（　　）。 A ．若滑片 P 向左移，电流表的示数变小； B ．电压表与电流表的比值不变； C ．滑动变阻器允许的调节范围是 2.5 Ω～ 50 Ω； D ．电流表的变化范围是 0.3A ～ 0.6A D 3 考点二：欧姆定律 【点睛】由电路图可知，定值电阻 R 与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。（ 1 ）根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；（ 2 ）根据欧姆定律结合滑动变阻器的阻值确定电压表与电流表的示数比值的变化；（ 3 ）当电流表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，定值电阻的功率最大，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用 P=I 2 R 求出定值电阻消耗的最大功率；当电压表的示数最大时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，定值电阻的电功率最小，根据串联电路的电压特点求出 R 两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后得出答案。 3 考点二：欧姆定律 【解析】由电路图可知，定值电阻 R 与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 （ 1 ）若滑片 P 向左移动，接入电路中的电流变小，电路中的总电阻变小， 由 I= 可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故 A 错误； （ 2 ）由 R= 可知，电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻，则滑片移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化，电压表与电流表的示数比值变化，故 B 错误； （ 3 ）当电流表的示数 I 大 =0.6A 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，定值电阻的功率最大，此时电路中的总电阻： 3 考点二：欧姆定律 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R 滑小 =R 总 ﹣ R=7.5 Ω﹣ 5Ω=2.5 Ω， 定值电阻消耗的最大功率： P R 大 =I 大 2 R= （ 0.6A ） 2 ×5Ω=1.8W ； 当电压表的示数 U 滑 =3V 时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，定值电阻的电功率最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以， R 两端的电压： U R =U ﹣ U 滑 =4.5V ﹣ 3V=1.5V ， 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流： 故电流表的变化范围是 0.3A ～ 0.6A 。 滑动变阻器接入电路中的最大阻值： 则滑动变阻器的阻值变化范围为 2.5 Ω～ 10 Ω，故 C 错误， D 正确；故选 D 。 3 考点二：欧姆定律 3. （2019·河北） 如图1所示，电源电压保持不变，定值电阳R 1 ＝10Ω，R 2 ＝ 5Ω 。滑动变阻器R的规格为“30Ω2.5A”。电流表A 2 选用0﹣3A 的量程，电压表选用0～15V的量程。闭合个部 开关，电流表A 1 的示数为 1A 。 求：（1）电源电压。 （2）若将表盘如图2所示的电流表A 3 接入电路， 闭合全部开关，改变滑片位置， A 3 的指针恰好指 在满偏的三分之二处，变阻器接入电路的可能值。 （3）用一个新的电源替代原来的电源，只闭合S，在保证电路安全的情况下，电源电压的最大值。 3 考点二：欧姆定律 【点睛】（1）由电路图可知，闭合全部开关，R 2 被短路，滑动变阻器R和定值电阻R 1 并联，电流表 A 1 测通过 R 1 的电流，电压表测电源电压，由欧姆定律求出电源电压：U＝I 1 R 1 ＝1A×10Ω＝10V。（2）将A 3 接入电路，开关全部闭合，由题意知，有两种连接方法：当 A 3 串联在干路中时，根据并联电路特点和欧姆定律出滑动变阻器接入的阻值；当 A 3 与R串联时，A 3 可选用0～3A和0～0.6A的量程，再利用欧姆定律求出滑动变阻器接入的阻值；（3）只闭合S时，R和R 2 串联，电压表测R两端的电压，电流表A 2 测电路中的电流，由题意知电路中的最大电流，当电压表示数最大时，新电源电压最大，根据欧姆定律和串联电路电压特点求出电源电。 3 考点二：欧姆定律 【解析】（1）由电路图可知，闭合全部开关，R 2 被短路，滑动变阻器R和定值电阻R 1 并联，电流表 A 1 测通过 R 1 的电流 I 1 ＝1A，电压表测电源电压， 由欧姆定律得，电源电压：U＝I 1 R 1 ＝1A×10Ω＝10V。 （2）将A 3 接入电路，开关全部闭合，由题意知，有两种连接方法： ①当A 3 串联在干路中时，由于 I 1 ＝1A，则A 3 选用0～3A的量程， 由题意知，干路中的电流：I＝ ×3A＝2A， 通过滑动变阻器的电流： I 滑 1 ＝I﹣I 1 ＝2A﹣1A＝1A， 此时滑动变阻器的阻值： ②当A 3 与R串联时，A 3 可选用0～3A和0～0.6A的量程： 若 A 3 选用0～3A，则有I 滑 2 ＝2A， 3 考点二：欧姆定律 此时滑动变阻器的阻值： 若 A 3 选用0～0.6A，则有I 滑 3 ＝0.4A，此时滑动变阻器的阻值： 所以，变阻器接入电路的阻值可能为10Ω、5Ω、25Ω。 （3）只闭合S时，R和R 2 串联，电压表测R两端的电压，电流表A 2 测电路中的电流，由题意知，电路中的最大电流： I 最大 ＝2.5A， 当电压表示数最大时，即 U V ＝15V，新电源电压最大，此时R 2 两端的电压： U 2 ＝ I 最大 R 2 ＝2.5A×5Ω＝12.5V， 则新电源电压的最大值： U 最大 ＝ U V +U 2 ＝15V+12.5V＝27.5V。 答：（1）电源电压为10V；（2）变阻器接入电路的可能值为10Ω、5Ω、25Ω；（3）在保证电路安全的情况下，电源电压的最大值为27.5V。 3 考点三：电阻测量 B 1. （2019·益阳） 测电阻 R x 的电路如图甲所示，电源电压恒定， R 0 为定值电阻，部分实验步骤如下： （1）开关闭合前，滑动变阻器R的滑片P应该移到______（选填“A”或“B”）端； （2）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，某次电流表A 2 的示数如图乙所示， A 2 读数为______A。 （3）若测得电流表A 1 的示数为 I 1 ，电流表 A 2 的 示数为 I 2 ，则 R x =______（用题中字母表示）； （4）多次移动滑动变阻器的滑片P，记录每次 实验中电流表A 1 、 A 2 的示数，得到了如图丙所 示的 I 1 -I 2 图象。若 R 0 =20Ω，由图象求得被测 电阻的阻值R x =______Ω。 0.34 10 3 考点三：电阻测量 【点睛】（1）开关闭合前，滑动变阻器R的滑片P应该移到阻值最大处；（2）根据电流表选用小量程确定分度值读数；（3）电流表A 1 测待测电阻的电流，电流表 A 2 测干路电流，根据并联电路电流的规律得出定值电阻的电流，由欧姆定律得出电源电压，由欧姆定律求出 R x ；（4）图丙所示的I 1 -I 2 图象为过原点的直线，故为正比例函数，由图知，当 I 2 =0.6A时，I 1 =0.4A，得出I 0 与 I 1 的函数表达式；根据U=IR，在电压不变时，电流与电阻成反比求出R x 。 3 考点三：电阻测量 【解析】（1）开关闭合前，滑动变阻器R的滑片P应该移到阻值最大处的 B端； （2）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，某次电流表A 2 的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，A 2 读数为0.34A。 （3）电流表A 1 测待测电阻的电流，电流表 A 2 测干路电流，若测得电流表 A 1 的示数为 I 1 ，电流表 A 2 的示数为 I 2 ，根据并联电路电流的规律，定值电阻的电流为： I 0 =I 2 -I 1 ，由欧姆定律，电源电压为： U=I 0 R 0 =（I 2 -I 1 ） ×R 0 ，由欧姆定律，则 3 考点三：电阻测量 （4）多次移动滑动变阻器的滑片P，记录每次实验中电流表A 1 、 A 2 的示数，得到了如图丙所示的 I 1 -I 2 图象，由图知这个图象为过原点的直线，故为正比例函数，由图知，当 I 2 =0.6A时，I 1 =0.4A，故I 2 =1.5I 1 ；通过 R 0 的电流为： I 0 =I 2 -I 1 =1.5I 1 -I 1 =0.5I 1 ， 根据U=IR，在电压不变时，电流与电阻成反比，故R x =0.5R 0 =0.5×20Ω=10Ω。 故答案为：（1）B；（2）0.34；（3） ；（4）10。 3 考点三：电阻测量 2. （2019·天津） 现有一个电压约为 36V 的电源（电压保持不变），一个量程为 0-1A 的电流表，三个阻值已知的电阻 R 1 （ 20Ω ）、 R 2 （ 30Ω ）、 R 3 （ 10kΩ ），开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为 10Ω 的未知电阻 R x 的阻值。要求： （ 1 ）画出实验电路图； （ 2 ）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （ 3 ）写出待测电阻 R x 的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 3 考点三：电阻测量 【点睛】电压约为 36V 的电源（电压保持不变），一个量程为 0-1A 的电流表，三个阻值已知的电阻 R 1 （ 20Ω ）、 R 2 （ 30Ω ）、 R 3 （ 10kΩ ），为提高测量的准确程度，电流表示数要尽可能接近 1A ，可将 R 1 （ 20Ω ）、 R 2 （ 30Ω ）和待测电阻串联起来（ R 3 电阻太大，不能串联在电路中），两个开关分别与 R 1 和待测电阻并联，用电流表测量出 R 1 （ 20Ω ）、 R 2 （ 30Ω ）串联时电路中的电流，由电阻的串联和欧姆定律可得出电源电压；用电流表测量出 R 2 与待测电阻串联时的电流，由电阻的串联和欧姆定律可得出待电阻的表达式。本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用和设计实验方案的能力，关键是电路的设计。 3 考点三：电阻测量 【解析】（ 1 ）将 R 1 、 R 2 和待测电阻串联起来， S 控制整个电路，开关 S 1 与 R 1 并联，开关 S 2 与 R X 并联，如下所示： （ 2 ）①只闭合 S 、 S 2 ，记下电流表示数 I 1 ，②只闭合 S 、 S 1 ，记下电流表示数 I 2 ； （ 3 ）在①中， R 1 、 R 2 串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压： U=I 1 （ R 1 +R 2 ） =I 1 ×50Ω ； 在②中 R 2 与待测电阻串联，因电源电压不变，由电阻的串联和欧姆定律： 答：（ 1 ）实验电路图如上；（ 2 ）①只闭合 S 、 S 2 ，记下电流表示数 I 1 ，②只闭合 S 、 S 1 ，记下电流表示数 I 2 ；（ 3 ） R X = -30Ω 。 3 考点三：电阻测量 3. （2019·衢州） 小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻 R x 阻值（范围为 400 ～ 600Ω ）的实验。器材：干电池两节（总电压为 2 ～ 3V ），电压表（量程 0 ～ 3V 、 0 ～ 15V ）、电流表（量程 0 ～ 0.6A 、 0 ～ 3A ）、滑动变阻器（ 500Ω 0.5A ）各一个，开关、导线若干。 （ 1 ）要求一：测算出 R x ，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： ①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 ____ 。 3 考点三：电阻测量 ②实验时，先将变阻器滑片 P 移到某一位置 a 处，读出电压表示数为 U 1 ， U 1 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 U 2 ，则 U 1 ﹣ U 2 就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算 R x 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 R x 阻值的直接读取，且电路只能连接一次。 小科増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： ①先闭合开关 S 、 S 1 ，调节滑动变阻器使电压表示数为 2V ； ②再断开开关 S 1 ，闭合开关 S 2 ， ____ ，读取此时 Y 的数值。 Y 的示数即为 R x 的阻值。 3 考点三：电阻测量 【点睛】（ 1 ） ① 被测电阻大小为 400~600Ω ， 2 节干电池的电压为 3V ，由欧姆定律得出电路中的最大电流与电流表小量程分度值比较； ② 将变阻器连入电路的电阻为 0 ，可先测量出电源电压；将变阻器最大电阻连入电路中，通过开关的转换，测量出待测电阻的电压，根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器两端的电压，由分压原理可计算 R x 的阻值；（ 2 ）根据等效替代法分析。 ​ 本题测量未知定值电阻 R x 阻值（范围为 400 ～ 600Ω ）的实验，考查对实验方案的评估及设计方案测电阻的能力和等效替代法的运用。 3 考点三：电阻测量 【解析】（ 1 ） ① 被测电阻大小为400﹣600Ω， 2 节干电池的电压为 3V ，由欧姆定律，电路中的最大电流约为 ＝ 0.0075A ＜ 0.02A （电流表小量程分度值），故电流表无法测量电路中的电流； ② 实验时，先将变阻器滑片 P 移到某一位置 a 处，读出电压表示数为 U 1 ， U 1 即为电源电压，可知 a 点在最右端；再将变阻器滑片 P 移到另一位置 b 处，读出电压表示数为 U 2 ，则 U 1 ﹣ U 2 就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算 R x 的阻值， b 点在最左端； （ 2 ） ① 先闭合开关 S 、 S 1 ，调节滑动变阻器使电压表示数为 2V ； ② 再断开开关 S 1 ，闭合开关 S 2 ，调节 Y 的阻值，使电压表示数为 2V ，读取此时 Y 的数值；根据等效替代法， Y 的示数即为 R x 的阻值。 故答案为：（ 1 ） ① 由欧姆定律，电路中的最大电流约为 = 0.0075A ＜ 0.02A （电流表小量程分度值），故电流表无法测量电路中的电流； ②a 点在最右端， b 点在最左端；（ 2 ）调节 Y 的阻值，使电压表示数为 2V 。 3 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 1. （2019·菏泽） 如图所示电路（电源电压保持不变），闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右端移动时，下列说法正确的是（ ）。 A．电压表示数不变，电流表示数变大 B．电压表示数变大，电流表示数变小 C．电压表示数变小，电流表示数变小 D．电压表示数变大，电阻R 1 的电功率变大 D 3 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 【点睛】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻两端的电压。根据滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路中的电阻的变化并结合欧姆定律、电功率计算公式分析电压表和电流表示数的变化及功率变化。 【解析】由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电路总电阻减小，而电源电压一定，由 I=UR 知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；根据 U=IR ，电阻 R 1 的电流增大，两端的电压也增大，根据 p=UI 知，电阻 R 1 的电功率变大，可见， ABC 错、 D 正确。故选 D 。 3 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 2. （2019·遂宁） 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关 S ，将滑动变阻器的滑片 P 向右移动过程中（ ）。 A. 电压表 V 的示数不变； B. 电流表 A 的示数变大； C. 小灯泡的亮度变暗； D. 电路的总功率变大 A 3 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 【点睛】（ 1 ）首先分析电路图，闭合开关，灯泡与滑动变阻器并联，电流表 A 测量电路总电流，电压表测量的是电源电压；（ 2 ）当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，判断出滑动变阻器接入电路中电阻的变化，滑动变阻器两端的电压不变，根据欧姆定律可知该支路电流的变化；（ 3 ）根据并联电路各支路互不影响判断出灯泡的亮度和通过灯泡的电流；（ 4 ）根据并联电路的电流特点，可知电流表 A 示数的变化，根据 P=UI 判断电路的总功率变大。本题考查了学生对欧姆定律及其变形公式的掌握和运用，分析电路图得出电路的连接方式和两个表的测量对象是本题的突破口，灵活运用并联特点和欧姆定律是关键。 3 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 【解析】由图可知，闭合开关，灯泡与滑动变阻器并联，电流表 A 测量电路总电流，电压表测电源电压，所以滑片移动电压表的示数不变，故 A 正确； 当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，滑动变阻器所在支路中的电流变小； 根据并联电路的特点可知，各支路互不影响，所以滑片向右移动，小灯泡的电流和实际功率不变，则灯泡的亮度不变，故 C 错误； 根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，总电流变小，即电流表 A 的示数变小，故 B 错误； 电源电压保持不变，总电流变小，根据 P=UI 知，电路的总功率变小，故 D 错误。故选 A 。 4 考点一：电路电流与电压和电阻的关系 1. （2019·潍坊） 在“探究电流与电阻的关系”实验中，某小组利用电阻箱等连接了如图甲所示的实物电路（电源电压恒为6V）。 （1）用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大）； 序号 电压（V） 电阻（Ω） 电流（A） 1 4 10 0.4 2 20 4 考点一：电路电流与电压和电阻的关系 B （2）将第一次实验得到的数据填入表格，然后将电阻箱接入电路的阻值由10Ω调至20Ω，滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动，直到 为止，此时电流表指针位置如图乙所示，其示数为______A； （3）根据以上实验数据得出结论：电流与电阻成反比。 请对上述探究写出一条改进性建议______。 （4）再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电路无故障，则引起这种情况的原因可能是_____ 电压表示数为 4V 0.2A 进行多次实验（或结论中添加“电压一定”的前提） 电阻箱的阻值调得太大（或滑动变阻器R的阻值太小） 4 考点一：电路电流与电压和电阻的关系 2. （ 2018 ·临沂） 如图所示，在探究串联电路的电压关系实验时，小明先用电压表测量了电阻 R 1 两端的电压为 1V ，然后保持电压表接 A 点不动，将接 B 点的那一段导线改接到电路中的 C 点，电压表示数为 3V 。 已知 R 1 =5Ω ，则电阻 R 2 两端的电压为 　 　 V ，通过 R 2 的电流为 　 　 A 。 如果他保持电压表接 B 点不动，将电压表接 A 点的那一段导线改接到电路中的 C 点，这种接法是错误的，理由是 　 　 。 2 0.2 电流从电压表负接线柱流入了 4 考点二：欧姆定律 1. （2019·邵阳） 如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知 R 1 ＝ 3R 2 ，当S和S 1 闭合、 S 2 断开时，电压表和电流表的示数分别为 U 1 和 I 1 ；当 S 1 断开、S和S 2 闭合时，电压表和电流表的示数分别为 U 2 和 I 2 ，则 U 1 ： U 2 、 I 1 ： I 2 分别是（ ）。 A ． 1 ： 1 、 4 ： 3 B ． 1 ： 2 、 1 ： 3 C ． 1 ： 1 、 1 ： 4 D ． 1 ： 4 、 1 ： 1 A 4 考点二：欧姆定律 A 2. （2019·益阳） 如图所示，电源电压不变， R 0 为定值电阻，R为滑动变阻器，当滑片P向右移动时，电流表和电压表的示数变化情况是（ ）。 A．电流表示数减小，电压表示数减小 B．电流表示数增大，电压表示数增大 C．电流表示数减小，电压表示数增大 D．电流表示数增大，电压表示数减小 4 考点二：欧姆定律 D 3. （2019·达州） 如图甲所示，电源电压保持不变， R 1 为定值电阻，滑动变阻器 R 2 的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0～15V．电压表的示数与滑动变阻器R 2 的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（ ）。 A．电源电压为20V； B．R1的阻值为5Ω； C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的 阻值变化范围为4～30Ω； D．开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W 4 考点二：欧姆定律 10Ω 4. （ 2019 ·贵港） 如图 16 甲所示，电源电压保持不变， R 1 是定值电阻，小灯泡 L 的额定电压是 6V 且灯丝电阻不随温度变化。当闭合开关 S 1 、 S 3 ，断开开关 S 2 ，调节滑动变阻器 R 2 的滑片，使电压表示数从 1V 变为 3V 的过程中，电路总功率变化了 3.6W ，其中电压表示数为 3V 时，电流表示数为 0.3A ；滑动变阻器 R 2 的电功率 P 2 与电压表示数 U 1 的关系如图 16 乙所示，滑动变阻器 R 2 的滑片在 a 点、 b 点时，对应电压表示数为 U a 、 U b ，且 U b =8U a 。求： （ 1 ）定值电阻 R 1 的阻值。 （ 2 ）电源电压。 （ 3 ）滑动变阻器 R 2 的滑片从 a 点滑到 b 点过程中， R 2 接入电路的阻值范围。 （ 4 ）当闭合开关 S 1 、 S 2 ，断开开关 S 3 ，滑动变阻器 R 2 的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光，其电功率为 P L ；当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时，小灯泡L的电功率为 P' L 。则 P L 与 P' L 之比是多少？ 18V 1.25Ω~80Ω 25 ： 9 4 考点三：电阻测量 1. （2019·岳阳） 利用图甲测小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒定不变。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于______端（填“A”或“B”），目的是保护电路。 （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的操作是______（填字母代号）。 A．断开开关，更换小灯泡 B．移动滑动变阻器，观察小灯泡是否发光 （3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电流为______A，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（计算结果保留一位小数）。 （4）某同学根据记录的部分实验数据，计算出小灯泡的电阻，发现有一组测量数据存在错误。请指出错误数据的序号并说明判断依据______。 B B 0.28 8.9 2 ，灯的电阻随温度的升高而变大 4 考点三：电阻测量 序号 1 2 3 4 U/V 0.1 1.3 2.1 3.0 I/A 0.05 0.11 0.26 0.3 R/Ω 2 11.8 8.1 10 4 考点三：电阻测量 2 ． （2019·泸州） 程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压 U 和未知电阻 R x 的阻值。已知定值电阻的阻值为 R 0 、电源两端电压保持不变。请完成下列问题： （ 1 ）根据甲中电路图，用黑色签字笔画线代替导线，将乙中的实物图补充完整。 （ 2 ）电路正确连接后，当开关 S 、 S 1 闭合， S 2 断开时，电流表示数为 I 1 ；则电源的电压 U=______ 。 （ 3 ）当开关 S 、 S 2 闭合， S 1 断开时，电流表示数为 I 2 ；则待测电阻 R x =______ 。 （ 4 ）不改变甲图所示的电路，若开关 S 1 始终处于断开状态，仅对开关 S 、 S 2 进行操作 ______ （选填 “ 仍能 ” 或 “ 不能 ” ）测量电源电压和未知电阻 R x 的阻值。 I 1 R 0 仍能 4 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 1. （2019·绵阳） 甲、乙两地相距100km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条用同种材料制成的粗细均匀的输电线，投入使用前，需要对输电线进行测试。技术人员在甲地用电源、电压表和电流表接成如图所示电路进行测试，当在乙地输电线两端接入阻值为10Ω的电阻时（图中未画出），电压表示数为5.0V，电流表示数为0.10A；保持电源电压不变，技术人员在某处将输电线线设置成短路（图中未画出），再次测试时，电流表示数为0.25A。求： （1）甲、乙两地间每条输电线的电阻值； （2）短路位置离甲地的距离。 答案：（1）甲、乙两地间每条输电线的电阻值为20Ω；（2）短路位置离甲地的距离为50km。 4 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 2. （2019·河南） 某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R 0 =10Ω，R 1 为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R 1 接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm，底面积为100cm 2 ．当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R 1 最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量 △ L的关系如图乙所示。闭合开关S，试问： 4 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 （1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度_____，电压表示数_____。（两空均选填“增大”或“减小”）； （2）当水位处于位置A时，电压表的示数为多少？ （3）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？（已知ρ 水 =1.0×10 3 kgm 3 ，g取10N/kg） 答案为：（1）减小；减小；（2）当水位处于位置A时，电压表的示数为10V；（3）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了30cm；电压表的示数变化了5V。 4 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 3. (2019·天津) 若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？ 针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线（每条电阻丝单位长度阻值为 r ），将导线连在电阻丝 A 处模拟输电线短路，如图 1 甲所示。他们把一个电源（电压恒为 U 0 ）、一个定值电阻（阻值为 R 0 ）和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图 1 乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线 B 端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表的示数、经过计算得知短路处到 B 端的距离。请你解答如下问题： 4 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 （ 1 ）在图 1 乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图； （ 2 ）根据你设计的检测电路，推导出 AB 间距离 L 与电压表示数 U 的关系式： （ 3 ）进一步研究发现，当电压表的量程为 0 ～ 时， 如果短路位置改变，需考虑测量值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关（符号 ），通过操作这两个开关来改变电压表的连接，完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图（如图 2 所示）。 4 考点四：欧姆定律在串并联电路中的应用 (1) 答案 （ 2 ）图 1 中： AB 的长度 (3) 答案