第17讲 欧姆定律本讲内容在贵州中考中主要考查动态电路分析，探究电流、电压和电阻的关系，测电阻，欧姆定律的计算，常与电功率结合出现在压轴题中．题型多以填空题、选择题、作图题、实验探究题的形式出现．考试说明1.通过实验，探究电流与电压、电阻的关系.2.理解欧姆定律. 欧姆定律的探究探究目的电流与电压的关系电流与电阻的关系实验方法___________法实验设计控制______不变，改变_________控制________不变，改变________电路图滑动变阻器的作用保护电路改变电阻两端电压控制电阻两端电压不变实验图像实验结论电阻一定时，电流与电压成___比电压一定时，电流与电阻成____比评估交流利用不同规格的器材多次进行实验，可避免实验的偶然性和特殊性，从而得出普遍性的结论 欧姆定律及其应用内容导体中的电流，跟导体两端的电压成_____，跟导体的电阻成______公式I=____________适用纯电阻电路理解对应关系：定律中电流、电压和电阻是针对同一导体或同一段电路在同一时刻而言的因果关系：电流随电压和电阻的变化而变化，即电压、电阻是因，电流是果变形关系：U=IR、R=U/I只表示数量关系，只适用于数学计算，不反映物理规律【提示】 “导体的电阻与导体中的电流成反比”这个说法是错误的．原因一：漏掉了“导体两端电压一定”这个前提条件；原因二：弄错了“物理量之间的因果关系”． 电阻的串联和并联连接方式电阻的串联电阻的并联11\n图示理解相当于增加了电阻的________相当于增加了电阻的___________总电阻比分电阻______总电阻比分电阻_________公式R＝R1＋R21/R＝1/R1＋1/R2关系式串联分压：U1∶U2=R1∶R2并联分流：I1∶I2=R2∶R1【提示】 (1)并联电路的总电阻利用公式R＝计算较为方便．(2)n个相同的电阻R1串联，总电阻R＝nR1；n个相同的电阻R1并联，总电阻R＝. 伏安法测电阻测量工具电压表和电流表原理R=U/I电路图电路连接接线过程中，开关处于_________状态滑动变阻器连入______________先连接电路中串联部分，再将电压表并联在被测电阻两端【提示】 (1)滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变电阻两端电压和通过电阻的电流，从而实现多次测量．(2)测量定值电阻时，应多次测量求平均值，以减小实验误差．测量小灯泡的电阻时，由于灯丝的电阻受温度影响明显，故不能将多次测量结果求平均值作为灯丝的电阻．命题点1 电流与电压、电阻的关系 (2022·呼和浩特)由欧姆定律公式可知( )A．同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比B．导体两端的电压为零时，因为没有电流通过，所以导体电阻为零C．导体中的电流越大，导体的电阻就越小D．导体电阻的大小，可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示本题考查对欧姆定律及其变形公式R＝的理解和应用，需要正确理解电流、电压、电阻三者之间的关系．一定不能忘记电阻是导体本身的一种性质与I、U无关；不能忽视电压、电流、电阻三者的同一性和同时性．利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论：①串联电路中电压与电阻成正比；②并联电路中电流与电阻成反比．在不同时段时，电源电压和同一段导体的电阻一般不变． 11\n1．(2022·贵阳)如图所示，是探究“电流与电阻的关系”的实验电路图，电源电压保持3V不变，滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”．实验中，先在a、b两点间接入5Ω的电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V，读出并记录下此时电流表的示数．接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验，为了保证实验的进行，应选择下列的哪两个电阻( )A．10Ω和40Ω B．20Ω和30ΩC．10Ω和20ΩD．30Ω和40Ω2．(2022·南宁)如图是“探究电流与电阻的关系”的电路图．将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间，正确操作后，电流表的示数为0.40A．接下来的操作是：断开开关，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，再将滑动变阻器的滑片P移到最____(填“左”或“右”)端，然后闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为____V时，读出电流表的示数．命题点2 欧姆定律的应用 (2022·遵义)如图所示电路，电源电压U及定值电阻R0的阻值不变，R为电阻箱．闭合开关S，第一次调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为15V；第二次调节电阻箱的阻值为第一次的两倍时，电压表示数变为12V；第三次调节电阻箱的阻值在第二次的基础上增大20Ω，电压表的示数变为9V．则电源电压U和定值电阻R0的阻值的阻值为( )A．18V 36ΩB．18V 12ΩC．20V 36ΩD．20V 12Ω点拨：由图可知R0和R串联，电压表测R0两端的电压，若电阻箱第一次的阻值为R，则第二次的阻值为2R，第三次的阻值为2R＋20，根据欧姆定律表示出电压表的示数分别为15V、12V、9V时电路中的电流，由电阻的串联关系和欧姆定律表示出电源的电压，利用所得关系式可求出电源电压和电阻R0的阻值．3．(2022·黔西南)如图所示，电源电压保持不变，只闭合开关S时，电流表的示数为0.2A，若再闭合开关S1，发现电流表的示数为0.5A，此时通过R1的电流为I1，通过R2的电流为I2，则( )A．I1∶I2＝2∶5B．I1∶I2＝3∶5C．R1∶R2＝3∶2D．R1∶R2＝2∶34．(2022·遵义)如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝2R2，闭合S、S1，断开S2时，电压表示数为511\nV，闭合S、S2，断开S1时，电压表示数为7V，则R∶R2为( )A．3∶2 B．3∶3 C．7∶5 D．5∶75．(2022·铜仁)如图所示，闭合开关S，电压表V1的示数为6V，电压表V2的示数为8V，电流表A的示数为0.5A，电源电压是12V，则R2两端的电压为____V，R1＝____Ω.6．(2022·黔南)如图所示的电路中，电源电压不变．电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器R2上标有“100Ω 2A”字样．闭合电键S，电流表A的示数为0.4A，电压表V的示数为10V．求：(1)电阻R2连入电路的阻值；(2)电源电压U；(3)现用阻值为10Ω的电阻替换R1，要求在移动变阻器滑片P的过程中，不更换电表量程，两电表的指针能达到满刻度处，且电路能正常工作，求变阻器R2连入电路的阻值范围．命题点1 探究电路中电流与电压、电阻的关系此实验是电学重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合性强．导体中的电流与导体的电阻和电压有关，在探究过程中要用到控制变量法，从而决定了滑动变阻器的作用不同；有关电学实验，电路图的画法、电路的连接、电路故障的分析也是常考查的内容，应掌握． (2022·黔西南)探究“一定电压下，电流与电阻的关系”．提供的实验器材有电源(电压恒为4.511\nV)，电流表、电压表各一个，开关一个，三个定值电阻(10Ω，15Ω，20Ω)，滑动变阻器一个(40Ω，1A)，导线若干．甲 乙(1)请根据图甲电路图用笔画线将图乙实物图连接完整．(2)实验时，在a、b间先接入20Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P使电压表的示数为2V，记下相应电流值，再改接15Ω的电阻，此时滑片P应向____(填“E”或“F”)端移动，移动滑动变阻器的目的是________________________________．(3)如表所示，根据分析，得到的结论是______________________________．R/Ω101520I/A0.20.130.1 (4)闭合开关，电表均正常工作，但一段时间后，电流表示数为0，电压表示数接近电源电压，则出现故障的原因可能是____________．在探究导体中的电流与导体的电阻和电压有关的实验中，因为要涉及多个物理量之间的关系，所以，在探究过程中要用到控制变量法，同时也决定了电路中所用到的滑动变阻器的作用不同，研究电流与电压关系时移动滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定．实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”或“当导体两端的电压一定时”．注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”.(2022·铜仁)某实验小组准备探究电流与电压的关系.(1)请你在虚线框帮他们设计出相应的电路图；(2)请根据你设计的电路图连接实物电路．(3)连接好实验电路后，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________处．(4)经检查电路无误，闭合开关，通过调节滑动变阻器，电流表的示数如图所示，则电流为____A.(5)经多次调节滑动变阻器，该小组得到相应的数据如下表：序号12345电压U/V1.51.82.12.42.711\n电流I/A0.300.360.420.480.54 请你对上表中的实验数据进行分析，得出的结论是：________________________________________.命题点2 伏安法测电阻实验“伏安法”测电阻，常从以下几个方面进行考查：(1)连接实物图，实物图改错；(2)选择合适规格的器材，电表读数(3)设计实验电路和实验步骤，写出相应的表达式；(4)电路故障的分析及数据处理，误差分析及评估实验过程等． (2022·遵义)小明做“伏安法”测电阻的实验，所用的器材有两节旧干电池串联成的电池组，阻值为0～20Ω的滑动变阻器R，待测电阻Rx及如图甲所示的其他器材．(1)小明将实验电路连接成如图甲所示，实验前应将滑动变阻器滑片滑到____(填“A”或“B”)端．(2)经检查无误后，闭合开关，小明调节滑动变阻器进行了多次测量．当小明将滑动变阻器调节到接入电路的阻值等于零时，对应的电压表、电流表示数如图乙所示，则该待测电阻Rx＝______．(3)细心的小明发现，滑动变阻器滑到接入电路的阻值等于零时，待测电阻两端电压达不到两节新干电池串联后的总电压．小明请教物理老师，老师告诉他，干电池的内部都是存在电阻的，简称内阻，干电池用久后内阻会变大．干电池可以看成是一个电压稳定的电源与一个内阻串联而成．小明想测出本实验电源的内阻和电压，于是向老师要来一只5Ω的定值电阻替换掉甲图中的Rx，闭合开关，仍将滑动变阻器调节到接入电路的阻值等于零，测出此时电流为0.40A，结合上一步的测量值．可算出本实验干电池组的内阻为____Ω.滑动变阻器在实验中的作用：①保护电路；②改变通过电阻的电流；③改变电阻两端的电压．连接电路的两条注意事项：①连接电路时把开关断开；②闭合开关前把滑动变阻器调到阻值最大处．使用电流表或电压表测量电路电流或电压时，必须使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出，不能接反；电流表要串联在电路中，电压表要并联在电路中；滑动变阻器在电路中要采用“一上一下”的接法与用电器串联；常见电路故障有：断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．测量灯泡电阻时，要从温度对电阻的影响分析答题．(4)某同学在做实验时发现电压表示数接近电源电压，电流表示数为零，则故障可能是______．(5)有同学设计了下列两种测量方案测量未知电阻阻值，方案中定值电阻R0阻值已知．①方案一的电路中，闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx＝________；②方案二的电路中，闭合开关S，如果电流表A1和A2的读数分别为I1和I2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx＝________．一、选择题1．(2022·六盘水)如图所示，L1与L2是两只标有“3V 10Ω”字样的相同小灯泡，电源电压为3V，闭合开关S后，干路电流是( )11\nA．I＝0.3A B．I＝0.6AC．I＝0.9AD．I＝1.0A2．(2022·毕节)如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是2∶3.此时灯L1、L2的电阻之比是( )A．2∶1B．3∶2C．2∶3D．1∶23．(2022·贵阳)甲和乙两灯泡的额定电压均为6V，若甲、乙两灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图所示．现将两灯串联后接在某一电路中，要使其中一个灯泡正常发光，并保证电路安全，则电源电压最大为( )A．6V B．8V C．10V D．12V 4．(2022·铜仁)如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电压表的示数U与电流表的示数I变化情况正确的是( )A．U变大，I变小B．U变小，I变大C．U变大，I变大D．U变小，I变小5．(2022·临沂)如图所示的电路中，电源电压6V保持不变，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，当开关闭合，滑片由b端向a端移动的过程中，以下说法正确的是( )A．电压表的示数减小B．电压表示数与电流表示数的比值不变C．当滑片移到中点时，电压表示数为2VD．当滑片移到a端时，电流表示数为0.2A6．(2022·资阳)如图所示是酒精浓度检测仪及其原理图，它实际上是由一节干电池(电压不变)、一个气敏电阻R2(相当于阻值随酒精气体浓度变化的变阻器，酒精浓度越大阻值越小)与定值电阻R1及一个电压表组成．驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，则( )A．气敏电阻R2的阻值越大，电压表的示数越大B．通过电阻R2的电流越小，电压表的示数越大11\nC．通过电阻R1的电流越大，电阻R2两端电压越小D．气敏电阻R2的阻值越大，通过电阻R1的电流越大7．(2022·遵义)如图所示的电路，将AB两端接入10V电源，电压表示数为3V，拆去AB两端电源，再将CD两端接入10V电源，电压表示数为7V，则R1∶R3的值为( )A．1∶1B．7∶3C．49∶9D．100∶218．(2022·广东)如图甲所示是电阻甲和乙的I－U图像，下列说法正确的是( )A．电阻乙为定值电阻B．当电阻甲两端电压为2V时，R甲＝0.4ΩC．如乙图所示，当开关闭合，电路电流为0.2A时，电路总电阻是15ΩD．如丙图所示，当开关闭合，电源电压为2V时，电路总电流为0.4A二、填空题9．(2022·襄阳)如图所示，当电源电压为4V时，电压表的示数为1V；当电源电压增加到12V时，电流表的示数为1A．则电阻R1＝____Ω，R2＝____Ω.10．(2022·阜新)在如图所示的电路中，电源电压为6V，R1＝4Ω，只闭合开关S1后，电压表的示数为4V，则电流表的示数为____A，电阻R2的阻值为____Ω.若同时闭合开关S1、S2，则电流表的示数____，电压表的示数____(填“变大”“变小”或“不变”)．11．(2022·安顺)小明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像．根据图像，当导体乙两端加上1V的电压时，通过导体乙的电流为____A，若将甲、乙两导体并联后接到3V的电源上，干路中电流为____A.12．(2022·南京)小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”，根据实验的数据绘出了I－11\n图像，如图乙所示．分析图像可知，当导体的电阻为____Ω时，通过它的电流为0.2A；当电流分别为0.25A和0.5A时，接入电路的导体的电阻之比为____；实验过程中，小明控制导体两端的电压为____V.三、实验探究题13．(2022·毕节)某实验小组在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中：(1)连接电路时，开关应____，请用笔画线代替导线，根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整．(2)闭合开关前，图乙中滑动变阻器的滑片P应位于______(填“A”或“B”)端．(3)闭合开关后，发现电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是__________．(4)故障排除后，通过实验得到数据如表1所示，其中第1次试验的电流表示数如图丙所示，为____A，根据表1中的数据，可得出结论__________________________．表1实验序号123电阻R/ΩR电压U/V1.01.52.0电流I/A0.150.20表2实验序号345电阻R/ΩR515电压U/V2.01.52.3电流I/A0.200.300.15(5)实验小组继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换成5Ω和15Ω的电阻进行实验，得到数据如表2所示，通过分析表2的数据可知，实验小组在操作过程中存在的错误是：____________________________________．四、计算题14．(2022·厦门)如图甲所示，电源电压保持不变，R1＝10Ω.当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙线段AB表示．求：11\n 甲 乙(1)电源电压；(2)滑片P滑到ab中点时电压表的示数．参考答案考点解读考点1 控制变量 电阻 电阻两端电压 电阻两端电压 电阻 正 反11\n考点2 正比 反比 考点3 长度 横截面积 大 小考点4 断开 最大阻值各个击破例1 D 例2 C题组训练 1.C 2.右 2 3.D 4.A 5.2 86．解：(1)R2＝U2/I2＝10V/0.4A＝25Ω；(2)U1＝I1R1＝0.4A×20Ω＝8V，U＝U1＋U2＝8V＋10V＝18V；(3)I大＝0.6A时，R小＝U/I大＝18V/0.6A＝30Ω，R2小＝R小－RI＝30Ω－10Ω＝20Ω，U2大＝15V时，U1小＝U－U2大＝18V－15V＝3V，U1小/U2大＝R1/R2大，即3V/15V＝10Ω/R2大，R2大＝50Ω，∴滑动变阻器R2连入电路的阻值范围是20Ω～50Ω.实验突破例1 (1)(2)E (3)保持定值电阻R两端的电压不变 (3)电压一定时，电流与电阻成反比 (4)电阻R断路拓展训练 (1)(2)(3)阻值最大 (4)0.3 (5)电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比例2 (1)B (2)12Ω (3)2拓展训练 (4)Rx断路 ① ②整合集训1．B 2.D 3.B 4.D 5.B 6.C 7.C 8.C 9.9 3 10.1 2 变大 变大 11.0.1 0.9 12.10 2∶1 2 13.(1)断开 (2)B (3)电流表短路 (4)0.1 电阻一定时，电流与电压成正比 (5)没有保持定值电阻两端电压不变14．(1)由图甲可知，滑动变阻器滑片P移动到b端时，R2的电阻值为零，此时电路中电流最大．再由图乙可知，电路电流是0.6A，R1两端的电压就是电源电压U＝U1＝IR1＝0.6A×10Ω＝6V．(2)由图甲可知，电压表测R2两端电压，当滑片P在a端时，R2电阻值最大，此时电压U2＝4V，I′＝0.2A，由欧姆定律可知，R2＝U2/I′＝4V/0.2A＝20Ω；当滑片P在ab中点时，滑动变阻器连入电路电阻只有一半R中＝R2/2＝20Ω/2＝10Ω，由于R中＝R1＝10Ω，串联电阻分压，两个电阻相等，所以分的电压相等U中＝U1′＝U/2＝6V/2＝3V.11
