搜索
第17课时欧姆定律考点知识聚焦考点一探究:电流与电压、电阻的关系探究课题:电流与电压、电阻的关系探究方法设计实验实验分两步完成:①电阻一定时,探究的关系;②电压一定时,探究的关系实验结论①电阻一定时,电流与电压成比,图像如图(a)所示;②电压一定时,电流与电阻成比,图像如图(b)所示实验说明①探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,通过改变电源电压或移动滑动变阻器滑片的方法改变电阻两端的电压,故滑动变阻器的作用是;②探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是_____________________________________评估交流测量多组数据,可避免实验的偶然性和特殊性,从而分析归纳得出普遍结论控制变量法电流与电压电流与电阻正反改变电阻两端的电压,保护电路保持定值电阻两端的电压不变,保护电路考点知识聚焦考点二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。导出公式:、适用纯电阻电路电阻的串联和并联类型电阻串联电阻并联实质电阻串联相当于增大导体的,总电阻变电阻并联相当于增大导体的,总电阻变规律串联电路的总电阻等于各个分电阻;表达式:_______________并联电路总电阻的倒数等于各个支路电阻的倒数;表达式:____________________正比反比I=𝑼𝑹U=IRR=𝑼𝑰长度大横截面积小之和R串=R1+R2+…+Rn之和𝟏𝑹并=𝟏𝑹𝟏+𝟏𝑹𝟐+…+𝟏𝑹𝒏考点知识聚焦（续表）类型电阻串联电阻并联特例n个阻值相同的电阻R0串联,总电阻为n个阻值相同的电阻R0并联,总电阻为nR0𝑹𝟎𝒏考点知识聚焦考点三伏安法测电阻探究课题:伏安法测量小灯泡的电阻实验原理(或欧姆定律)进行实验闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,分别使电压表的示数等于、略大于和小于额定电压,记下和灯泡的亮度实验图像及分析图像是曲线,说明灯丝电阻是变化的,灯丝电阻随温度升高而增大,故求平均值没有意义评估交流电表内阻引起的误差,电流表内接测得电阻值偏大;电流表外接测得电阻值偏小R=𝑼𝑰电流表示数考点知识聚焦/知识纵横/串联“分压”与并联“分流”类型串联电路并联电路电路图电流I总=I1=I2I总=I1+I2电压U总=U1+U2U总=U1=U2电阻R总=R1+R21R总=1R1+1R2或R总=R1R2R1+R2比例分配U1U2=R1R2,电压的分配与电阻成正比,即“串联分压成正比”I1I2=R2R1,电流的分配与电阻成反比,即“并联分流成反比”热点考向探究探究一对欧姆定律的理解例1根据欧姆定律公式I=𝑈𝑅可以导出R=𝑈𝐼,关于这个公式下列说法正确的是()A.导体电阻的大小与导体两端电压成正比B.导体电阻的大小与通过它的电流成反比C.导体电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流无关D.当导体两端电压为零时,导体的电阻也为零C热点考向探究例2[2018·呼和浩特]早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中电流、导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比,并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γ·E(S表示导体中的电流;E表示导体两端的电压;γ表示导体对电流的传导率,简称电导率)。关于这一规律,下列说法正确的是()A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比C.电导率反映的是导体对电流的导通作用D.电导率的大小是由加在导体两端的电压与通过导体的电流决定的C热点考向探究【变式】[原创]电导表示某一种导体传输电流能力强弱的程度。单位是西门子,简称西,符号S或Ω-1。对于纯电阻电路,电导与电阻的关系方程为G=1𝑅,其中G为物体的电导,导体的电阻越小,电导就越大,数值上等于电阻的倒数。由此可以得到欧姆电导定律的关系方程G=𝐼𝑈。关于这一方程,下列说法正确的是()A.对某一段导体来说,导体中的电流跟它两端的电压成反比B.在相同电压的条件下,不同导体中的电流跟电导成反比C.导体中的电流既与导体两端的电压有关,也与导体的电导有关D.因为电导是导体本身的属性,所以导体中的电流只与导体两端电压有关,与电导无关C热点考向探究探究二串、并联电路中电阻的特点及“分流”“分压”例3关于图17-1中各物理量的关系有以下描述:图17-1①I1=I2=I3=I4,②U1=U2=U3=U4,③U3=U1,U2≠U4,④I1=I2,I2≠I4。正确的是()A.②④B.①②C.③④D.①③A热点考向探究例4如图17-2所示是在探究通过电阻的电流跟其两端电压的关系的实验时,小明同学画出的两个阻值不同的电阻的电流随电压变化的I-U图像,下列说法正确的是()图17-2A.R1R2B.R1、R2串联后总电阻的I-U图像在区域ⅡC.R1、R2并联后总电阻的I-U图像在区域ⅢD.R1、R2并联后总电阻的I-U图像在区域ⅠD热点考向探究【变式】[2018·常德]如图17-3所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,电流表A1、A2为实验室用电流表(接线柱上标有“-”“0.6”“3”),闭合开关S后,调节滑片P,使两电流表指针所指位置相同,下列说法正确的是()图17-3A.电流表A1、A2示数之比为1∶4B.通过R0与R1的电流之比为4∶1C.R0与R1两端的电压之比为1∶4D.R0与R1的阻值之比为4∶1D热点考向探究例5在如图17-4所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片向左移动时,三个电表的示数变化情况是()A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小B.电流表A的示数变大,电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变,电压表V2的示数变大D.电流表A的示数变大,电压表V1的示数不变,电压表V2的示数变小探究三动态电路的分析图17-4D热点考向探究【变式】[2018·广安]如图17-5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R的阻值为5Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω。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2.5~50ΩD.电流表的变化范围是0.3~0.6A图17-5热点考向探究【答案】D【解析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压。滑片P向左移,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压一定,由I=𝑈𝑅可知,电路中的总电流变大,电流表的示数变大,A错误。电路中的电流变大,由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,根据串联电路中总电压等于各分电压之和,即U=U滑+UR可知,U滑变小,电流表的示数变大,则电压表与电流表的比值变小,B错误。当电流表的示数达到最大0.6A时,电路中的总电阻R总=𝑈𝐼大=4.5V0.6A=7.5Ω,此时滑动变阻器连入电路的阻值最小,即R滑小=7.5Ω-5Ω=2.5Ω。当电压表的示数达到最大3V时,因为串联分压,此时滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时定值电阻R两端电压UR'=4.5V-3V=1.5V,电路中的电流最小为I小=𝑈𝑅'𝑅=1.5V5Ω=0.3A,滑动变阻器连入电路的阻值最大,为R滑大=𝑈滑'𝐼小=3V0.3A=10Ω,则滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10Ω,电流表的示数变化范围是0.3~0.6A,C错误,D正确。热点考向探究例6如图17-6所示是电阻A、B的I-U图像。由图可知:B电阻的阻值是Ω。将电阻A、B串联后接入电路,当通过A的电流为0.3A时,A和B两端的总电压是V。将电阻A、B并联后接入某电路,当通过B的电流为0.2A时,A两端的电压是V。图17-6探究四欧姆定律的应用104.52热点考向探究例7[2017·衡阳]小林用一个电流表和一个阻值为10Ω的电阻R0来测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图17-7所示的电路。在只闭合开关S的情况下,电流表的示数为0.6A;再同时闭合S、S1时,电流表的示数为0.9A。电源电压不变。求:(1)电源电压。(2)电阻Rx的阻值。图17-7解:(1)只闭合开关S时,电路为定值电阻R0的简单电路,电流表测通过R0的电流。由I=𝑈𝑅可得,电源电压U=I0R0=0.6A×10Ω=6V。(2)同时闭合S、S1时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过Rx的电流Ix=I-I0=0.9A-0.6A=0.3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以Rx的阻值Rx=𝑈𝑥𝑅𝑥=6V0.3A=20Ω。热点考向探究实验突破突破1探究电流与电压、电阻的关系【考点归纳】(1)能够根据电路图连接实物图。图17-8(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处。(3)电表的使用和读数:根据定值电阻的阻值和电源电压选择合适的电流表量程;根据电源电压和定值电阻阻值与滑动变阻器最大阻值的比例关系,选择合适的电压表量程。会选择合适的滑动变阻器。(4)控制变量法的运用:探究电流与电压的关系时控制电阻不变;探究电流与电阻的关系时控制电阻两端的电压不变。热点考向探究(5)滑动变阻器的作用:探究电流与电压的关系时改变定值电阻两端的电压;探究电流与电阻的关系时保持不同定值电阻两端的电压不变。(6)实验表格的设计和数据的处理:①可计算使用的定值电阻的阻值或计算定值电阻两端的电压;②根据实验数据描绘U-I图像;③根据实验数据或图像总结实验结论。(7)多次实验的目的:使实验结论具有普遍性。(8)实验结论:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。(9)不能用小灯泡替代定值电阻探究电流与电压的关系的原因:灯丝电阻受温度的影响。热点考向探究例1[原创]某实验小组用如图17-9甲所示的实验器材探究“电流与电压、电阻的关系”。老师提供的器材有:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表和开关各一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω),两个滑动变阻器(规格分别是“5Ω2A”“20Ω1A”),导线若干。实验探究分两步进行:一是保持不变,探究电流与电压的关系;二是保持不变,探究电流与电阻的关系。图17-9电阻电压热点考向探究(1)在图甲中,用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。(导线不允许交叉)(2)连接电路时,开关S应处于状态,滑动变阻器的滑片P应位于图中(选填“A”或“B”)点,这样做的目的是。(3)图中丙、丁是小组同学根据实验数据绘制的图像,绘制图像时他们忘记标记物理量,则其中正确表示电阻不变,电流随电压变化关系的图像是图。表示电压一定,电流随电阻变化关系的图像是图;实验中运用了法。(4)小明使用规格为“10Ω”的定值电阻和规格为“20Ω1A”的滑动变阻器,通过实验得出了表一中的数据,请读出图乙中两表的示数,记在表中最后一列的空格处。如图所示断开B保护电路丁丙控制变量热点考向探究表一实验序号1234电压U/V1.01.52.0电流I/A0.10.150.2(5)老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第(填写实验序号)组,理由是。(6)小丽通过实验得出了表二中的数据,并且通过分析实验数据得出了:“在电阻一定时,导体中的电流随电压的增大而减小”的结论。小明观察并检查了小丽所连接的电路后,告诉小丽错误的原因。你认为原因可能是。2.40.241即使滑动变阻器接入电路的阻值最大,电流表和电压表的示数也不可能为0.1A和1V电压表并联在滑动变阻器两端热点考向探究表二实验序号1234电压U/V1.52.02.53.0电流I/A0.30.250.20.15(7)如果实验过程中电流表没有示数,而电压表的示数接近电源电压,请分析电路出现的故障可能是。(8)小花和小红通过实验