第十七章 欧姆定律

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 第十七章 欧姆定律 一、知识点例析 中国论文网 /9/view-12783534.htm （一）探究电流跟电压、电阻的 关系 图 171 例 1.（2015 汕尾）在如 图 171 所示电路探究“ 电流与电压、电 阻的关系”实验中： （1）闭合开关前，滑动变阻器 应处于 （填“A”或“B” ）端； （2）实验中，所测的数据如表 一所示，由表一数据可得：在 一定时，导体中的电流与导体两 端的电压成 （3）探究“ 电流与电阻的关系 ”， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 所测的数据如表二所示： 依据表格和电路图分析，将电 阻 R 由 5 换成 10，闭合开关进行实 验时，应向 （填“A”或“B” ）端移动滑片 P， 使电压表的示数保持 V 不变； 根据表二数据可得：在 一定时，导体中的电流与导体的 电阻成 比。 解析：（1）闭合开关前，滑动 变阻器的滑片应位于最大阻值处，即滑 动变阻器的滑片应处于 B 端。 （2）在探 究“电流与电压的关系 ”时，必须控制电 阻不变。滑动变阻器连入电路的电阻越 大，它两端的电压越大，定值电阻两端 的电压越小，用滑动变阻器可以改变定 值电阻两端的电压。分析表一中的数据 可知，每次实验数据中的电压与电流的 比值都等于 10，由此可以得出：在电 阻一定时，导体中的电流与导体两端的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 电压成正比。 （3）在探究“电流与电阻 的关系”时，要控制电阻两端的电压不 变，更换不同的电阻值。通过调整滑动 变阻器接入电路中的阻值，保证电阻两 端电压不变。分析表二中的数据可知， 每次实验数据中的电流与电阻的乘积都 是等于 2V，由此可以得出：在电压一 定时，导体中的电流与导体的电阻成反 比。 答案：（1）B （2）电阻 正 （3）B 2 电压 反 点评：“ 探究电流与电压、电阻 的关系”的实验是研究欧姆定律的基本 实验。在实验方法上采用的是控制变量 法。第一步是控制电阻不变，研究电流 与电压的关系；第二步是控制电压不变， 研究电流与电阻的关系。 （二）欧姆定律的理解 图 172 例 2.（2015 宜昌）某导 体中的电流与它两端的电压的关系如图 172 所示，下列分析正确的是（ ） A.该导体的电阻随电压增大而增 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 大 B. 该导体的电阻随电流的增大而 减小 C. 当导体两端的电压为 0 时，电 阻为 0 D.当导体两端的电压为 0 时，电 流为 0 解析：由图象看出，导体中的电 流随导体两端的电压增大而增大，是正 比例函数，选项 A 错误；由图象可求出 导体的电阻 R=UI=1V0.2A=5，并且不 随电压的改变而改变，选项 B 错误；导 体的电阻是导体本身的一种性质，它不 随通过它的电流以及它两端的电压的改 变而改变，只与导体本身的材料、长度、 横截面积以及温度有关，选项 C 错误。 电压使电路中形成电流，因此当导体两 端电压为 0 时，电流为 0，选项 D 正确。 答案：D 点评：电阻是导体本身的一种性 质，它只与导体的材料、长度、横截面 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 积和温度有关，与导体两端的电压和通 过导体的电流无关，在学习中要注意体 会和理解。 （三）动态电路分析 图 173 例 3.（2015 福州）如图 173 所示，电源电压不变，闭合开关 S，当滑动变阻器滑片 P 向右移动时（ ） A.电流表 A1 示数变小，电压表 V 示数变小 B. 电流表 A2 示数变大，电压表 V 示数变大 C. 电压表 V 示数与电流表 A1 示 数比值不变 D.电压表 V 示数与电流表 A2 示 数比值不变 解析：由图可知，电压表测电源 电压，电流表 A1 测通过 R1 中的电流， 电流表 A2 测干路中的电流，电阻 R1 与 R2 并联。闭合开关 S，当滑动变阻 器滑片 P 向右移动时， R1 是定值电阻， 通过 R1 的电流 I1 不变，所以 A1 的示 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 数不变，但 R2 连入电路的阻值变大， 通过电阻 R2 的电流 I2 变小，总电流 I=I1+I2 变小，所以 A2 的示数变小，电 压表示数不变，电压表 V 示数与电流表 A1 示数比值不变。 答案：C 点评：解答这类题目的方法是： 首先根据确定电路的连接情况，再弄清 电流表、电压表所测量的对象，然后根 据串、并联电路的规律和欧姆定律等知 识进行分析判断。 （四） “伏安法” 测电阻 例 4.（2015 德州）如图 174 甲 所示是测量定值电阻 Rx 阻值的实验电 路，器材可以满足实验要求。 （1）同学们按照电路图正确连 接电路后，闭合开关，改变电阻 Rx 两 端的电压进行了三次测量，其中第二次 实验中电流表的示数如图 174 乙所示， 请将表格中的实验数据补充完整。 比； （2）同学们又设计了两种测量 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 方案，方案中定值电阻的阻值为 R0。 方案一：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= 。 方案二：电路中 RxR0，将 S 接到 a，读出电流表的示数 I1；再将 S 接到 b，读出电流表的示数 I2；由 I1R0=I2Rx 可得 Rx=I1R0/I2。请判断结 果是否正确并简要说明理由： 。 解析：（1）第二次实验中电流 表的示数如图乙所示，其读数为 0.50A，第一次实验电阻值 R1=3.13； 第二次实验的电阻值 R2=U/I=1.6V/0.5A=3.20；第三次实验 电阻值 R3=3.21；三次测得的电阻的 平均值为 Rx=3.13+3.20+3.213=3.18 （2）方案一：闭合开关 S， 如果电压表 V1 和 V2 的读数分别为 U1 和 U2，根据串联电路中电流特点， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 I0=Ix，即 U1/R0=U2/Rx，电阻 Rx 的阻 值 Rx=U2R0/U1。 方案二：电路中 RxR0，将 S 接到 a，读出电流表的示数 I1；再将 S 接到 b，读出电流表的 I2；由 I1R0=I2Rx 可得 Rx=I1R0/I2。所得出的 结论有两种情况：该方案不正确，滑动 变阻器 R接入电路的电阻不为 0 时，两 种情况下 Rx 和 R0 两端的电压不相等。 （该方案正确，滑动变阻器 R接入电路 的电阻为 0 时，两种情况下 Rx 和 R0 两端的电压相等，等式成立） 答案：（1）0.50 3.20 3.18 （2） U2R0/U1该方案不正确，滑动变阻 器 R接入电路的电阻不为 0 时，两种情 况下 Rx 和 R0 两端的电压不相等。 （该 方案正确，滑动变阻器 R接入电路的电 阻为 0 时，两种情况下 Rx 和 R0 两端 的电压相等，等式成立） 点评：本题考查的知识点有电流 表、电压表的测量及读数、滑动变阻器、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 欧姆定律、串并联电路特点等。考查了 同学们分析问题和解决问题的能力以及 思维的严密性。 （五）电阻的串联和并联 图 175 例 5.（2015 广东）图 175 所示是电阻甲和乙的 IU 图象，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=0.4 C. 如图 176 所示，当开关闭合， 电路电流为 0.2A 时，电路总电阻是 15 D.如图 177 所示，当开关闭合， 电源电压为 2V 时，电路总电流为 0.4A 图 176 图 177 解析：因为甲图象为正比例函数， 甲图象中对应电压和电流值的比值不变， 电阻甲为定值电阻；而乙图象中的电压 和电流值的比值时刻在发生变化，故电 阻乙的阻值是变化的，故选项 A 错误。 从图象中可以看出，当电阻甲两端电压 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 为 2V，对应的电流为 0.4A，电阻甲的 阻值为 R 甲=UI=2V0.4A=5，选项 B 错误。如图 176 所示，当开关闭合，电 路中电流为 0.2A 时，电阻甲两端的电 压为 1V，电阻乙两端电压为 2V，电路 总电阻为 R=3V/0.2A=15，故选项 C 正确。如图 177 所示，当开关闭合，电 源电压为 2V 时，通过电阻甲的电流为 0.4A，通过电阻乙的电流为 0.2A，则通 过电路总电流为 I=I 甲+I 乙=0.6A，故 选项 D 错误。 答案：C 点评：本题为图象信息题，解答 本题的关键是分析图象中隐含的条件， 应用欧姆定律和串、并联电路特点，进 行电路计算，作出正确的选择。 二、习题演练 （一）课后巩固 1.（2015 内江）德国物理学家 经过十年不懈的努力，通过实验 归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之 间的定量关系，概括为数学表达式：I= -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 。为了纪念他的杰出贡献，人们 将他的名字命名为 的单位。 2.（2015 台州）为完成“测定 小灯泡正常发光时电阻” 的实验，小柯 同学选取了相应器材，小灯泡上标有 “2.5V”字样。 （1）图 178a 电路无法正常完成 实验，有一处导线连接错误，错误导线 是 （填“ ” 或“”） 。 （2）改正电路后，小柯调节滑 动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流 表的示数如图 178 乙，则小灯泡正常发 光时的电阻是 。 图 178 图 1793.（2015 南京）如图 179 所示，电源电压恒定，R1=20。闭 合开关 S，断开开关 S1，电流表示数是 0.3A；若再闭合 S1，发现电流表示数变 化了 0.2A，则电源电压为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 V，R2 的阻值为 。 4.（2015 扬州）在“探究通过 导体的电流与电压的关系”实验中，得 到 IU 图象如图 1710 所示，则正确的是 （ ） 图 17105.（2015 苏州）压敏电 阻的阻值是随所受压力的增大而减小的。 小聪同学想设计一个通过电表示数反映 压敏电阻所受压力大小的电路，要求压 力增大时电表示数增大。图 1711 电路 不符合要求的是（ ） 图 1711 图 17126.（2015 滨州）如图 1712 所示，电源电压不变，闭合开关， 当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时，下 列说法正确的是（ ） A.电流表示数变小，电压表示数 变小 B. 电流表示数变小，电压表示数 变大 C. 电流表示数变大，电压表示数 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 变小 D.电流表示数变大，电压表示数 变大 图 17137.（2015 安徽）如图 1713 所示的电路中，电源电压不变， R1 为定值电阻，R2 为滑动变阻器。闭 合开关 S，移动滑片 P，多次记录电压 表示数 U 和对应的电流表示数 I，则绘 出的 UI 关系图象如图 1714 所示，正确 的是（ ） 图 17148.（2015 苏州）物理兴 趣小组的同学们想探究通过导体的电流 与电压的关系。实验室有：电源、电压 表、电流表、滑动变阻器、规格不同的 定值电阻、开关和导线等器材各若干供 同学们选择，实验用电路如图 1715a 所 示。 图 1715（1）图 1715b 是某组同 学尚未完成连接的实物电路，请你用笔 画线代替两根导线完成连接（连线不交 叉） 。要求：滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动，电压表示数变大。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 （2）连好电路闭合开关，发现 电流表示数较大、电压表示数为零，则 电路故障原因可能是（ ） A.电压表的量程选大了 B. 电阻 R0 发生了短路 C. 滑动变阻器发生了断路 D.滑动变阻器发生了短路 （3）他们排除故障后继续实验， 测得多组数据记录在下表中，在给定的 坐标纸上作出图象，分析得出了结论。 在与其他组交流时发现虽然各小组作出 的图象都是正确的，但是在相同的坐标 纸上有些小组的图象却明显不同。请你 利用表中数据在图 1715c 中作出 IU 图 象，并回答造成这种不同的原因： （4）该组同学为了进一步探究 电路的性质，他们选择了一个电压可调 的电源进行实验。实验所用电路如图 d 所示，但电压表位置不详，电阻 R1 的 阻值为 8，所用滑动变阻器 R2 是 “10 2A”和“5 3A”中的一个。若某次 实验时两表刻度盘上的指针位置如图 e -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值 恰为最大值的一半。请发挥你的聪明才 智，通过计算推测他们实验时所用变阻 器 R2 的规格和 R2 的电压。 图 17169.（2015 上海）在图 1716 所示 的电路中，电源电压保持不变。电阻 R1 的阻值为 20，现将两个电流表 A1、A2 分别串接在电路中，向左移动 滑动变阻器 R2 的滑片 P，每次移动滑 片 P，均使变阻器 R2 连入电路的电阻 减少相同的阻值，两个电流表的示数如 下表所示。 （1）求电源电压 U； （2）若变阻器 R2 连入电路中的 阻值为 50 时，求干路的电流 I； （3）请通过计算说明电流表 A2 串接在电路中的位置。 （二）能力提升 图 17171.（2014 安顺）计算机 鼠标装有传感器来监视鼠标的移动情况， 如图 1717 是它的工作原理示意图。物 体 M 在轨道上平移时，可带动与之相 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 16 连的金属滑片 P 移动，通过电压表示数 可反映物体 M 移动的距离。当物体 M 向右移动时，电流表示数将 ，电压表示数将 。 （填“ 变大”“不变”或“ 变小”） 2.（2015 南京）小明利用图 1718 甲所示的电路探究“通过导体的电 流与电阻的关系” ，根据实验数据绘出 了 I1R 图象，如图乙所示。分析图象可 知，当导体的电阻为 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。 图 1718 图 17193.（2015 上海）在图 1719 所示的电路中，将电压表 V1、V2 正确连入电路，闭合开关 S，电路正常 工作，各电表的示数均不为零。移动滑 动变阻器 R2 的滑片 P，电压表 V1 与电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 17 流表 A 的示数的比值不发生变化，电压 表 V2 与电流表 A 示数的比值发生变化。 电压表 V2 测量的是 两端的电压。 若电压表 V1 与 V2 示数的比 值逐渐变小，则变阻器的滑片 P 正在向 （填“a”或“b”）端移动。 4.（2015 雅安）某学习小组在 一次实验探究中利用电压表和电流表测 得了多组数据，记录如下表。请根据表 中给出的数据，判断分析出他们实验时 的电路可能是图 1720 中的（ ） 如图 1721 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（ ） 图 1721A.气敏电阻 R2 的阻值越 大，电压表的示数越大 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 18 B. 通过电阻 R2 的电流越小，电 压表的示数越大 C. 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 图 17226.（2015 临沂）如图 1722 所示的电路中，电源电压 6V 保持 不变，定值电阻阻值为 10，滑动变阻 器的最大阻值为 20。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的示数之 比不变 C. 当滑片移到中点时，电压表示 数为 2V D.当滑片移到 a 端时，电流表示 数为 0.2A 图 17237.（2015 上海）在如图 1723 所示的电路中，电源电压保持不变。 当开关 S 从断开到闭合时，电路中（ -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 19 ） A.电流表的示数变小，电压表的 示数变小 B. 电流表的示数变小，电压表的 示数变大 C. 电流表的示数不变，电压表的 示数变小 D.电流表的示数不变，电压表的 示数变大 8.（2015 德州）实验室中所使 用的电流表是由小量程电流表改装而成。 在图 1724 甲中 G 是满偏电流（即小 量程电流表允许通过的最大电流） Ig=3mA 的电流表，其电阻 Rg=10， 现借助一个定值电阻 R0 把它改装为一 个量程为 3A 的电流表，如图 1724 乙所 示，下列判断正确的是（ ） 图 1724A.达到满偏时 G 两端电 压 0.03V，R0 约 10000 B. 达到满偏时 G 两端电压 0.03V，R0 约 0.01 C. 达到满偏时 G 两端电压 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 20 30V，R0 约 10000 D.达到满偏时 G 两端电压 30V，R0 约 0.01 图 17259.（2015 内江）如图 1725 所示的电路中，R1 是定值电阻， R2 是滑动变阻器.闭合开关 S，电压表 V1 的示数 U1 与电流表 A1 的示数的比 值为 n1，电压表 V2 的示数 U2 与电流 表 A2 的示数的比值为 n2 且 U1n2 B.U1U2 C.I1I2 D.n3=n4 10.（2015 娄底）探究导体中 的电流与导体两端电压的关系。 图 1726（1）如图 1726 甲所示， 用笔画线代替导线，将实验电路连接完 整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大。 （2）闭合开关，向左移动滑动 变阻器滑片 P，电流表示数将 （填“ 变大” 、 “不变”或“变小” ） 。 （3）调节滑动变阻器，把测得 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 21 的数据填入下表，其中电流表示数为 0.5A 时电压表示数如图 1726 乙所示， 为 （4）根据表中数据，在图 1726 丙中描出电流与电压的关系图线。 11.（2015 内江）如图 1727 甲 所示，在 2015 年某工厂要研发一种新 型材料，要求对该材料的承受的撞击力 进行测试.在测试时将材料样品（不计质 量）平放在压力传感器上，闭合开关 S，由静止自由释放重物，经撞击后样 品材料仍完好无损。从重物开始下落到 撞击样品的这个过程中，电流表的示数 I 随时间 t 变化的图象如图 1727 乙所示， 压力传感器的电阻 R 随压力 F 变化的图 象如图丙所示。电源的电压=24V，定值 电阻 R0=10。求： （1）在重 物下落的过程中，压力传感器的电阻是 多少？ （2）在撞击过程中，样品受到 的最大撞击力是多少？ 图 1727 习题演练参考答案 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 22 （一）课后巩固 1.欧姆 U/R 电阻 2. 5 3.6 30 4.B 5.D 6.D 7.A 8.（1）如下图所示 （2）B （3）如下图所示 定值电阻的阻 值明显不同 （4）图 d 中，电阻 R1 和滑动变 阻器 R2 串联，当电流表读数为 0.2A 时， 对应电压表示数为 2.6V，则电路中的总 电阻为 13；当电流表示数为 1A 时， 对应电压表示数为 13V，电路中的总电 阻为 13。在这两种情况下，电压表都 是测量电阻 R1 和滑动变阻器 R2 两端 电压之和。电阻 R1 的阻值为 8，滑动 变阻器接入电路中的电阻为 5