欧姆定律--基础和典型题例分析、应用

望子成龙初三秋季班 第七 八课 1 欧姆定律欧姆定律 典型题例分析 应用典型题例分析 应用 二 知知识识要点要点 1 欧姆定律欧姆定律 导导体中的体中的电电流 跟流 跟导导体两端的体两端的电压电压成正比 跟成正比 跟导导体的体的电电阻成反比 阻成反比 公式公式 式中的 式中的 I U R 的的单单位分位分别为别为 A V R U I 2 串串联电联电路的特点路的特点 1 n IIII 21 2 n UUUU 21 3 n RRRR 21 把几个把几个导导体串体串联联起来 相当于增加了起来 相当于增加了导导体的体的长长度 所以度 所以总电总电阻比阻比 任何一个任何一个导导体的体的电电阻都大 阻都大 4 或或 nn R R U U 11 R R U U nn 3 并并联电联电路的特点路的特点 1 n IIII 21 2 n UUUU 21 3 n RRRR 1111 21 几个几个电电阻并阻并联联起来 起来 总电总电阻比任何一个阻比任何一个电电阻都小 阻都小 这这是因是因为为把把导导 体并体并联联起来 相当于增大了起来 相当于增大了导导体的横截面体的横截面积积 4 或或 1 1 R R I I n n n n R R I I 4 实验实验 用用电压电压表和表和电电流表流表测电测电阻阻 从欧姆定律公式从欧姆定律公式可以得到可以得到 R U I I U R 由此可知 如果分由此可知 如果分别别用用电压电压表和表和电电流表流表测测出出电电路中某一路中某一导导体两体两 端的端的电压电压和通和通过过它的它的电电流 就可以根据欧姆定律算出流 就可以根据欧姆定律算出这这个个导导体的体的电电 阻 阻 这这种用种用电压电压表和表和电电流表流表测测定定电电阻的方法叫做伏安法 阻的方法叫做伏安法 通通过过伏安法伏安法测电测电阻的阻的实验实验 又使我 又使我们认识们认识到滑到滑动变动变阻器的另一阻器的另一 个作用 就是滑个作用 就是滑动变动变阻器可以用来改阻器可以用来改变变部分部分电电路两端的路两端的电压电压 典型例典型例题题 例 1 如图 1 所示的电路 电压表的示数为 2V 电流表的示数为 1A 电路中的电源电压 为 5V 则 R2的电阻为多少 望子成龙初三秋季班 第七 八课 2 V A U R1R2 图 1 解析解析 在图中标出已知量及其数值以及要求的量 再根据串联电路电流与电压的特点 得出 R2的电流与电压值 再根据欧姆定律的变形式解出 RUI IUR 答案答案 因为 所以 而 21 UUU VVVUUU325 12 AIII1 21 所以 3 1 3 2 2 2 A V I U R 方法提炼 方法提炼 题题中有多个中有多个电电流 流 电压电压和和电电阻阻时时要要标标上角上角标标 并在 并在电电路路图图 上上标标出 能帮助我出 能帮助我们们迅速准确的解迅速准确的解题题 例 2 如图 a 所示的电路中 电源电压保持不变 闭合开关 s 后 滑动变阻器的滑片 P 由 B 端移动到 A 端时 测得电阻 R1两端的电压与通过电阻 R1的电流的变化关系如图 b 所示 求 1 电源的电压 2 变阻器的最大阻值 3 电压表 V2示数的变化范围 解 解 1 由图可知 当由图可知 当 P 在在 A 端时电源电压加在端时电源电压加在 R1 上 上 1 分分 所以 所以 U 电源电源 12V 1分分 2 当当 P 在在 A 端时 端时 0 5 分分 当当 P 在在 B 端时 端时 0 5 分分 R2 R 总一总一 Rl 24 8 16 1分分 3 当当 P 在在 A 端时 端时 V2 的示数为的示数为 OV 0 5 分分 当当 P 在在 B 端时 端时 U2 U 电源一电源一 UR1 12V 一一 4V 8V 0 5 分分 所以电压表所以电压表 V2 示数的变化范围为 示数的变化范围为 0V 8V 1分分 望子成龙初三秋季班 第七 八课 3 例 3 有一种测量压力的测力计 其原理图如图所示 电源电压为 6V 并保持不 变 R 是一个压敏电阻 R0是一个阻值为 400 的定值电阻 它能对压敏电阻 R 起保护作用 G 是由量程很小的电流表改装成的指针式测力显示器 R 的阻 值可随压力 F 的大小变化而改变 其关系如下表所示且保持不变 压力 F N050100150200250300 电阻 R 300280260240220200180 1 根据表中数据在坐标系中画出压敏电阻 R 的阻值随压力 F 的大小变化的 图象 2 利用表中的数据或 R 的阻值随压力 F 的大小变化的图象 归纳出 R 的阻 值随压力 F 的大小变化的关系式 3 若电阻 R0的耐压值 即能承受的最大电压 为 5V 则该测力计的最大测 量值为多少牛顿 4 通过推导压力 F 的大小与电流 I 的关系式 说明该测力显示器的刻度是否 均匀 例 4 如图 2 所示 变阻器 R0的滑片 P 在移动过程中电压表的示数变化范围是 0 4V 电 流表的示数变化范围是 1A 0 5A 求电阻器 R 的阻值 变阻器 R0的最大阻值和电源电压 U A P R0 V R 图 2 解析 解析 首先分析一下电路图 弄清电流表测量对象 同时可看出电压表示数为 0V 时 望子成龙初三秋季班 第七 八课 4 电流表示数最大为 1A 电压表示数为 4V 时 电流表示数最小为 0 5A 但根据已知 用欧 姆定律和串联电路的特点能直接求出的量只有 R0的最大电阻值 别的再无法直接求出 因 此这里必须要列方程来解 答案 答案 当电压表示数时 电流表示数VU0 1 AI1 1 电源电压 RARIU 1 1 当电压表示数为时 电流表示数VU4 2 8 5 0 4 5 0 2 2 02 A V I U RAI 电源电压 RAVRIUU 5 04 22 由 解得 VU8 8R 拓展延伸 拓展延伸 在在电电路中由于路中由于电电阻阻发发生生变变化引起的化引起的电电流 流 电压变电压变化的化的题题 如不能直接用欧姆定律和串 并如不能直接用欧姆定律和串 并联电联电路特点直接求解 可考路特点直接求解 可考虑虑用方程用方程 解解题题 在 在设设未知数未知数时时 尽量 尽量设电设电源源电压电压 定 定值电值电阻等阻等电电路中不会路中不会变变化化 的量 的量 例 5 根据串 并联电路的特点 归纳下列几种说法 其中正确的是 A 用电流表分别测出两灯泡的电流相等 则两灯一定串联 B 用电压表分别测出两灯泡的电压相等 则两灯一定并联 C 串联的电阻越多总电阻越大 总电阻比其中的最大电阻更大 D 并联的电阻越多总电阻越小 总电阻比其中的最小电阻更小 解析 解析 两灯泡电阻相等时 无论串联 并联 电压 电流都相等 电阻串联可等效地 看作增加了电阻的长度 电阻并联可等效地看作增加了电阻的横截面积 答案 答案 CD 方法提炼 方法提炼 等效法是物理解等效法是物理解题题思思维维方法中很重要的方法方法中很重要的方法 例 6 如图 3 所示 A 的示数为 2 5A V 的示数为 6V 若 R1 R2串联在同一 21 RR 电源上 通过 R1的电流为 0 6A 求 R1和 R2的电阻值 V A R1 R2 图 3 解析 解析 本题可先根据并联电路的特点 找出 R1 R2和总电阻的关系 答案答案 并联时 AI5 2 并 VU6 4 2 5 2 6 A V I U R 并 并 即 4 2 21 21 RR RR 串联时 即 AI6 0 串 VU6 10 6 0 6 A V I U R 串 串 10 21 RR 由 得 10 24 21 21 RR RR 解得 6 1 R 4 2 R 望子成龙初三秋季班 第七 八课 5 方法提炼 方法提炼 在解物理在解物理题题中 数学工具的中 数学工具的应应用很重要用很重要 例 7 如图 4 所示电路中 当开关 S 闭合时 电流表 A1 A2的示 12 1 R 6 2 R 数之比为 A 1 2 B 3 2 C 3 1 D 1 1 A1 R2 A2 R1 图 4 解析 解析 先分析电路可看出 R1与 R2并联 A1测干路电流 A2测 R2的电流 由此可判 断 A2示数小于 A1示数 可排除 AD 选项 答案 答案 B 找出找出规规律 培养律 培养电电路分析能力是学好路分析能力是学好电电学的基学的基础础 也是解 也是解电电学学题题 的基的基础础 它包括两部分 它包括两部分 分析分析电电路的路的连连接方式 接方式 确定各确定各电电表的表的 测测量量对对象 在串 并象 在串 并联电联电路中要灵活路中要灵活应应用比例 用比例 例 8 如图 5 所示的电路 已知 当 S 闭合时 V 的读数是 30 1 R2 1 32 RR U1 S 断开时 V 的读数是 U2 且 求 R2和 R3的阻值 2 1 21 UU R1 V S R2R3 图 5 解析 解析 解题可从入手 经分析电路先画出 S 断开前后的等效电路图 2 1 21 UU 然后用电源电压 U 和 R1 R2 R3表示出 U1和 U2 最后利用比例解题 当 S 闭合时 R3被短路 等效电路如图 6 所示 2 21 21 R RR U IRU R1 R2 V 图 6 当 S 断开时等效电路如图 7 所示 32 321 322 RR RRR U RRIU 望子成龙初三秋季班 第七 八课 6 2 21 3 3 R RR U 由 及 解得 2 1 2 1 U U 10 2 R 由2 1 32 RR 得 201022 23 RR R1 R2R3 V 图 7 答案 答案 10 20 方法提炼 方法提炼 对对复复杂电杂电路 一定要画出等效路 一定要画出等效电电路路图图帮助解帮助解题题 这这个比例式的利用是解答本个比例式的利用是解答本题题的关的关键键 在解答 在解答过过程中程中应应 2 1 21 UU 将将 U1 及及 U2 用欲求量 已知量及用欲求量 已知量及题题目条件中的不目条件中的不变变量量 U 代代换换出来 出来 模模拟练习题拟练习题 1 关于欧姆定律公式下列说法正确的是 RUI A 在导体电阻一定的情况下 它两端的电压越大 通过它的电流越小 B 根据欧姆定律公式变形可得 可见导体电阻大小与通过它的电流与它两IUR 端电压有关 C 导体电阻的大小等于加在它两端的电压与通过它的电流的比值 D 导体两端的电压越大 其电阻越大 2 有两只电阻 R1R2 把它们串联后接在18V 的电源上 通过 R1R2的电流是 2A 当它们并联后接在同一电源上 总电流为9A R1 欧 R2 欧 3 当某一导体两端的电压是 6V 时 通过该导体的电流是 0 6A 如果使该导体两端的电 压再增加 3V 那么这时该导体的电阻和通过的电流分别是 A 0 9A B 0 3A C 0 4A D 0 6A 10 10 15 5 4 如图 1 所示 电源电压保持不变 当滑动变阻器滑片 P 由左端向右移到中点的过程中 下列判断正确的是 A 电压表和电压表 A1 A2和示数变大 B 电流表 A1示数变大 电流表 A2和电压表示数不变 C 电流表 A2示数变大 电流表 A1 电压表示数不变 D 条件不足 无法判断 望子成龙初三秋季班 第七 八课 7 5 如图 2 所示的电路中 已知电源电压为 6V 且保持不变 当开关 S 闭合后 发现只有 一只灯泡发光 电压表的示数为 6V 存在这一现象的原因可能是 A 灯 L1短路 B 灯 L2短路 C 灯 L1断路 D 灯 L2断路 V L1 S L2 图 2 6 把一个阻值为 10 的电阻 R1与另一电阻 R2串联后接入电路中 已知电源 电压为 12V R2两端的电压为 9V 则 通过 R1的电流为 A R2的阻值 为 欧 7 两只电阻阻值之比为 2 3 将两电阻串联接入电路 则两端电压之比 将其并联 接入电路中 它们的电流强度之比 8 一个小灯泡阻值为 正常工作时的电流强度为 0 4A 现要将其接入 12V 的电路 10 中 要求仍能正常发光 则应 一个 的电阻 9 如图 3 所示 当把 P 放在 a b c 三个位置时 可得到对应关系已混乱的电流表和电 压表的六个数据即 0 9A 0 75A 0 5A 和 6V 8V 4 8V 则当 P 处于 a 点时电流表示数 为 A 电源电压为 V V P ab c A R0 图 3 7 在我们的日常生活中 有一种测量人体重的电子秤 其测量部分的原理如图 12 中的虚线框所示 它主要由压力传感器 R 电阻值会随所受压力的大小而发 生变化的可变电阻 显示体重大小的仪表 A 实质上是电流表 组成 压力 传感器表面能承受的最大压强为 l 107Pa 且已知压力传感器 R 的电阻值与所 受压力的关系如下表所示 设踏板和压杆的质量忽略不计 接通电源后 压力 传感器两端的电压恒为 4 8V 取 g 10N kg 请通过计算回答 压力 F N025050075010001250150017502000 电阻 R 3002702402101801501209060 1 当压力为 0 时电流表的示数是多少 A 2 如果某人站在该秤踏板上 电流表的示数为 0 02A 这个人的体重有多 望子成龙初三秋季班 第七 八课 8 少 N 3 若压杆与压力传感器之间的接触面积是 2cm2 则该秤的仪表 电流表 量程是多少 A 11 在如图 4 所示的方盒中 有三个阻值均为 R 的电阻 A B C 为三根引出线 若 A B 间的阻值为 R A C 间阻值为 R 2 试画出方盒内的电阻连接图 A B C 图 4 12 张红和李明两同学分别设计了如图 16 中甲 乙所示的风力测量仪 所用器 材相同 已知电源电压为 U0 3V 保持不变 电路保护电阻阻值为 R1