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初中物理知识点汇总之暑假补习 欧姆定律(基础)知识讲解

 

中考总复习:欧姆定律(基础)

【考纲要求】

  1、欧姆定律公式及计算。

  2、电阻的测量。

  3、串、并联电路的特点。

4、含有变阻器电路的分析。

【知识网络】

【考点梳理】

要点一、欧姆定律

1、探究电流与电压、电阻的关系

①提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系?

②制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系

③进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计)

④分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。)

⑤得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比

2、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。

 3、公式

  4、符号的意义及单位:U—电压—伏特(V), R—电阻—欧姆(Ω), I—电流—安培(A)

  5、同体性:使用欧姆定律公式时,应注意公式中I、U、R应该对应同一段导体或者同一段电路,即满足“同体性”。

  6、同时性:公式中I、U、R除满足公式中的“同体性”之外,还应是同一段导体在同一时刻的电流,电压,电阻。即满足同时性。

  7、单位:运用该式时,式中各量的单位只能是安培,伏特,欧姆。

  8、欧姆定律的成立的条件:只能在“纯电阻电路”中成立,对于含有电动机的电路,欧姆定律就不成立。

  9、欧姆定律公式变形:可得公式:,它反映了电阻可用导体两端电压和导体中的电流的比值表示,但是因为电阻是导体本身的一种性质,因此它既不和U成正比,也不和I成反比,这一点和欧姆定律有明显区别。

要点二、电阻的测量—伏安法测电阻

1、实验原理:根据欧姆定律的变形公式,测出两端的电压和通过的电流,就可以求出它的电阻,这种测量电阻的方法叫伏安法。

 2、实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线等。

 3、实验电路图:    

  4、滑动变阻器的作用:改变流过电路的电流或改变待测电阻两端的电压及保护电路。

  要点诠释:

实验过程中应注意事项:

  A.连接电路时开关应断开。

  B.电路连好,开关闭合前,应使滑片位于变阻器的最大值处,使它处于使电路中电流最小的位置。

  C.本实验要测量多次,达到减小实验误差的目的。

  D.实验完毕后,不要忘记整理器材。

  E.要注意电表量程的选择。

要点三、串联电路的特点

1、电流特点:串联电路中各处电流都相等。

  公式:I=I1=I2=………=In

  2、电压特点:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。

  公式:U=U1+U2+………+Un

  3、电阻的特点:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。

  公式:R=R1+R2+……+Rn

  要点诠释:导体串联相当于增加了导体的长度,由影响导体的电阻的因素可知,串联电路的总电阻大于任何一个分电阻。

  4、串联分压特点:在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。

  公式:

要点四、并联电路的特点

1、电流的特点:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。

  公式:I=I1+I2+……+In

  2、电压特点:并联电路中,各并联支路两端的电压相等,且等于并联电路两端的总电压。

  公式:U=U1=U2=………Un

  3、电阻的特点:并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。

  公式:

 要点诠释:

  (1)电阻的并联实质上是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于任何一个分电阻。

  (2)若并联电路的某一支路电阻变大,则R总会随之增大。

  (3)若只有两条支路,支路的电阻分别是R1、R2,则:

  (4)分流特点:在并联电路中,电流的分配与电阻成反比。公式:

【典型例题】

类型一、基础知识

1、根据欧姆定律公式,可变形得到。对此,下列说法中正确的是(  )

A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比

B.导体电阻的大小跟导体中的电流成正比

C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零

D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关

【思路点拨】(1)导体电阻的影响因素:导体的长度、横截面积、材料;

(2)只是计算电阻的一种方法,电阻与电压、电流都无关。

【答案】D

【解析】导体电阻的影响因素:导体的长度、横截面积、材料。

当电压和电流变化时,导体的长度、横截面积、材料都没变,电阻不变。

只是计算电阻的一种方法,电阻与电压、电流都无关。

【总结升华】(1)正确理解欧姆定律的数学表达式的含义。

(2)推导公式U=IR,,只是计算电压和电阻的一种方法,不存在正、反比关系。

举一反三:

【变式】关于欧姆定律,下列叙述中错误的是(  )

A.在相同电压下,导体的电流和电阻成反比

B.对同一个导体,导体中的电流和电压成正比

C.因为电阻是导体本身的性质,所以电流只与导体两端的电压成正比

D.导体中的电流与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关

【答案】C

2、(2012•岳阳)在我国驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,它的原理如图所示。图中R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的电阻随酒精气体浓度的增大而减小。如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,那么测试仪的(  )

A.电流表示数不变

B.电流表示数变大

C.传感器R2两端的电压变大

D.定值电阻R1两端的电压不变

【思路点拨】由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电流表测量电路中的电流;如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,则酒精气体传感器R2的电阻越小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压变化。

【答案】B

【解析】由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电流表测量电路中的电流;

如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,则酒精气体传感器R2的电阻越小,电路的总电阻变小;

根据可知,电路中电流变大,即电流表的示数变大,故A不正确、B正确;

根据U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,故D不正确;

根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,R2两端的电压变小,故C不正确。

【总结升华】解本题的关键是由题干获取酒精气体传感器特性的信息:酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小。

举一反三:

【变式】一只电阻值为R的电阻丝,两端电压为U时,通过的电流为I,若将该电阻两端电压变为2U,则电阻的阻值和通过它的电流分别是(  )

A.2R,2I B.R,I C.2R,I D.R,2I

【答案】D

类型二、知识运用

3、如图所示,电源电压保持不变,当电键S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是(  )

A.V1示数减小,V2的示数增大

B.V1示数增大,V2的示数增大

C.V1示数减小,V2的示数减小

D.V1示数增大,V2的示数减小

【思路点拨】由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测滑动变阻器两端的电压;根据滑片的移动确定接入电路电阻的变化,根据欧姆定律确定电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点确定滑动变阻器两端的电压变化。

【答案】A

【解析】由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测滑动变阻器两端的电压;

当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大;

根据可知,电路中的电流变小;

根据U=IR可知,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小;

根据串联电路总电压等于各支路电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变大,即V2两端的电压变大。

【总结升华】本题考查了滑动变阻器对电压表的影响,解决此类问题要判断滑动变阻器在电路中电阻的变化,再利用并联电路的特点和欧姆定律来判断电压和电流的变化。

举一反三:

【变式】如图所示,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,各电表示数变化正确的是(  )

A.电流表和电压表的示数均变小

B.电流表和电压表的示数均变大

C.电流表示数变大、电压表的示数不变

D.电流表示数变小、电压表的示数不变

【答案】D

4、一只灯泡两端的电压是3V,能正常发光,此时的电阻是6Ω。如果把这只灯泡接到电压为9V的电源上,电路中应串联一个多大的电阻,灯泡才能正常发光?

【思路点拨】现在电源电压大于灯泡正常工作时的电压,需要串联分压,串联电阻两端的电压等于电源电压减去灯泡的额定电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出电阻的阻值。

【答案与解析】

分析:解电路题时,需要先把题中描述的等效电路图画好。通过题中叙述可知,电源电压高于灯泡正常发光所需要的电压,因此需要串联一个电阻分担电源电压。此电路是一个串联电路。在等效电路中标出必要的字母和数据。

  电路问题中,关键是解决各个电阻的阻值问题。解答串联电路电阻问题时一般有三种解法。

  解法一:常规解法。

  即根据公式,分别找到电阻两端的电压和通过电阻的电流,再算出电阻的大小,解法如下。

      

  解法二:通过串联电路的电阻规律:R=R1+R2,计算出串联电路总电阻和其中一个电阻,再算出另一个电阻,具体解法如下。

     

  解法三:利用串联电路中电阻和电压成正比,,只需要分别找出两个电阻两端电压的比值,即可直接算出待求电阻的大小。

     

  【总结升华】电学中由于公式之间的互通性,因此一题多解常常出现,需要多加练习。一般来说,在题目中最方便快捷的方法就是比例法。

举一反三:

【变式】如图是关于电阻A、B的I-U图像。由图可知,阻值较大的电阻是___Ω。若将A、B两电阻并联后接在电压为2V的电源两端,则干路电流是__A;若将A、B两电阻串联接入电路,此时电路中的电流是0.3A,则电源电压是___V。

【答案】10 0.6 4.5

5、小丽和小华在做“用电流表和电压表测电阻”的实验。

(1)请你帮助他们在实物连接图甲中,用笔画线代替导线将实物图连线补充完整。

(2)当小丽完成电路连接后准备闭合开关时,同伴小华提醒她电路还有一处不妥当,你认为是:          。  

(3)在某次测量中电流表示数如图乙所示,则I= A。

(4)在实验过程中,小丽突然发现电流表没有示数,而电压表有示数且接近于电源电压,则故障可能是:          

(5)小丽还准备探究“电阻并联时总电阻与各支路电阻的关系”。她选择使用符合实验要求的电源一个、10Ω定值电阻一个、电阻箱()一个、电流表和电压表各一只、电键一个、导线若干。请你利用以上器材,在下面的方框中为她设计一个实验电路图。

(6)小华将实验数据填入表中,分析表中数据,得出:。小华还发现:并联总电阻比各支路电阻都要小;你通过分析还能发现   

实验次数

1

2

3

4

5

R1/Ω

10

10

10

10

10

R2 /Ω

1

10

100

1000

10000

R并/Ω

0.91

5.00

9.09

9.90

9.99

【思路点拨】(1)根据电源的电压确定电压表的量程,且与电阻并联,滑动变阻器与电阻串联;

(2)实验前,滑动变阻器要处于最大阻值处,以防止电流过烧坏电路元件;

(3)根据电流表的量程和分度值,确定示数;

(4)通过电流表、电压表有无示数判断电路故障;

(5)在连接时,注意电阻箱与定值电阻并联,构成一个新的电阻,并且仍要用到电压表和电流表测得总电阻;

(6)通过分析电阻R2与R总的变化得出结论。

【答案与解析】(1)电路连接如图(1)甲所示。

(2)滑动变阻器的阻值为0 ;(或:没有将滑片调到阻值最大处。)

(3)0.5

(4)待测电阻断路(或:接触不良)

(5)电路设计如图(1)乙所示。

(6)一个支路电阻不变时,并联电路的总电阻会随着另一个支路电阻的增大而增大。

【总结升华】此题为实验题,主要考查了电路的连接、电路图的画法以及电表的读数问题,并且用到了欧姆定律的应用。

举一反三:

【变式】(岳阳)在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检测员用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测,电压表的示数为3V,电流表的示数为20mA。这是应用了 伏安

法测电阻从而确定短路位置离甲地 km7.5

【答案】伏安 7.5

6、如图所示,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A,求:(1)通过电阻R2的电流;(2)电源电压;(3)电阻R2的阻值。

【思路点拨】(1)由图可知两电阻并联,A1测量流过R1的电流,A测量干路电流,则由并联电路的电流规律可求得通过R2的电流;

(2)因两电阻并联在电源两端,故由欧姆定律求得R1两端的电压即为电源电压;

(3)利用求出的电源电压及通过R2中的电流,由欧姆定律可求得R2的阻值。

【答案与解析】

由图知R1、、R2并联,A1测R1的电流,A测干路的电流,由并联电路特点和欧姆定律可知。

  (1)I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A;

  (2)U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;

  (3)R2=U/I2=3V/0.2A=15Ω。

【总结升华】本题考查并联电路的电压、电流规律及欧姆定律的应用,以上内容均为考查的重点及热点,要求能做到熟练应用。

举一反三:

【变式】如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值是80Ω,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P置于b端时,电流表的示数为0.3A, 电压表的示数为6V,求(1)电阻R1的阻值。(2)当滑动变阻器的滑片置于ab中点时,电流表和电压表的示数分别是多少?

【答案与解析】

  (1) R1=U/I1=6V/0.3A=20Ω

  (2) ,

    U1=IR1=0.1A×20Ω=2V。

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