浙江省嘉兴市秀洲区中考科学复习 欧姆定律、电路的计算课件 浙教版.ppt

欧姆定律 电路的计算 分块讲解一欧姆定律及其应用 知识回顾 1 欧姆定律 1 内容 导体中的电流 跟这段导体两端的电压成 跟这段导体的电阻成 这个规律叫作欧姆定律 2 数学表达式 正比 反比 2 用电压表和电流表测量导体的电阻 1 实验原理 用电流表 电压表分别测出电流 电压 然后进行计算即可 这种方法我们称之为 伏安法 2 电路图 3 实验器材 电源 待测电阻 滑动变阻器 开关 导线等 4 滑动变阻器的作用 保护电路 改变被测电路两端的电压和电路中的电流 可以 电流表 电压表 多次测量 基础落实 1 2017 嘉兴 小明在研究并联电路电流特点时 根据如图所示电路图连接好电路 并闭合开关s和s1 当他再闭合开关s2时 电流表示数变化正确的是 电源电压不变 a a1示数变大b a1示数变小c a示数变大d a示数变小 c 解析闭合开关s和s1时 电路为r1的简单电路 电流表a1 a测通过r1的电流 再闭合开关s2时 r1与r2并联 电流表a1测r1支路的电流 电流表a2测r2支路的电流 电流表a测干路电流 因并联电路中各支路独立工作 互不影响 所以 闭合开关s2前后 通过r1的电流不变 即电流表a1的示数不变 故a b错误 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和 所以 闭合开关s2后 干路电流变大 即电流表a的示数变大 故c正确 d错误 故选c 2 2016 泉州 小兰设计了一种烟雾报警装置 其简化电路如图所示 电源电压保持不变 r0为定值电阻 r为光敏电阻 r的阻值随光照强度的减弱而增大 当电流表示数减小到某一值时 装置报警 开关s闭合后 当有烟雾遮挡射向r的激光时 d a 电流表的示数增大 电压表的示数增大b 电流表的示数减小 电压表的示数减小c 电压表与电流表的示数之比减小d 增大r0的阻值 可使阻值在更低浓度烟雾下报警 解析由电路图可知 光敏电阻r和定值电阻r0串联 电压表测r两端的电压 电流表测电路中的电流 因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大 所以 当有烟雾遮挡射向r的激光时 r的阻值增大 电路中的总电阻增大 由i 可知 电路中的电流减小 即电流表的示数减小 由u ir可知 r0两端电压减小 由串联电路特点 光敏电阻r两端的电压增大 即电压表的示数增大 由于电压表与电流表的示数之比等于r的阻值 因此比值变大 当增大r0的阻值时电路中的总电阻增大 由i 可知 电路中的电流减小 则可使装置在更低浓度烟雾下报警 故d正确 3 2016 福州 如图所示 电源电压不变 先闭合开关s 待电路稳定后再闭合开关s1 电流表a的示数 电压表v示数与电流表a1示数的乘积 选填 变大 变小 或 不变 变大 不变 解析由电路图可知 闭合s时 电路为r2的简单电路 电压表测电源的电压 两电流表均测电路中的电流 再闭合s1后 r1与r2并联 电流表a1测r2支路的电流 电流表a测干路电流 电压表测电源的电压 因电源电压不变 所以 电压表v的示数不变 在并联电路中 通过r2的电流不变 即电流表a1的示数不变 则电压表v示数与电流表a1示数的乘积不变 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和 所以 电流表a的示数变大 4 2017 襄阳 如图 电源电压5v r1 5 r2 10 当闭合开关后 两电表有示数且保持稳定 则甲电表的示数为 乙电表的示数为 1a 5v 解析由于电压表在电路中可看作断路 电流表在电路中可看作一根导线 当闭合开关后 两电表有示数且保持稳定 则两电阻只能是并联 乙只能为电压表 乙测电源电压 示数为5v 甲只能为电流表 甲测通过r1的电流 i 1a 要点精讲 要点1电流与电压 电阻的关系 重要提示 探究小灯泡电流与电压的关系 考查灯正常发光的条件 对器材的选择及串联电路的规律和欧姆定律的运用 同时要理解电阻的大小与导体的材料 长度 横截面积和温度有关 即在其他条件相同的情况下 导体越长 其阻值越大 在其他条件相同的情况下 导体的横截面积越小 其阻值越大 会分析电路的连接情况 并理解并联电路图的接法是解决该题的关键 例1 2017 宁波 做 串联与并联电路中电流 电压的关系 实验时 实验用的两个灯泡l1 l2上分别标有 2 5v 和 3 8v 字样 电源电压恒为2 5v 1 串联时 小科连接了如图甲所示的电路 闭合开关 两灯均不发光 小科猜想是灯泡l1灯丝断了 就用一根导线的两端在灯泡l1两端接线柱处同时试触 若看到灯泡l2 发光 说明小科猜想正确 2 并联时 小科连接了如图乙所示的电路 闭合开关前 小科检查发现电路连接有误 但只要改动一根导线即可 请你在要改动的这根导线上打 并用笔画线代替导线 将图乙中的电路连接正确 3 改正电路后继续实验 小科记录的实验数据如表 学习了欧姆定律以后 小科发现 根据串联电路中的数据 可计算得到 5 63 根据并联电路中的数据 可计算得到 7 35 造成这一差异的根本原因是灯丝电阻的大小随着 的升高而增大 解析 1 小科猜想是灯泡l1灯丝断了 一根导线的两端在灯泡l1两端接线柱处同时试触 该处处于通路状态 则灯泡l2会发光 2 由题图可知 当开关闭合时 电源会短路 要使两灯并联 应改动l1 l2的四个接线柱的连线 如图所示 3 灯丝电阻的大小与温度有关 当电压变大时 灯泡的功率会变大 灯丝温度升高 电阻变大 答案 1 发光 2 见解析图 3 温度 变式训练1 2017 温州 为了研究小灯泡电流与电压的关系 小明选择额定电压为2 5伏的小灯泡 电压为4伏的电源以及其他相关器材按图甲连接电路 进行实验 1 闭合开关 移动滑动变阻器的滑片 当观察到 时 可以判断此时小灯泡正常发光 2 在实验过程中 小明将滑动变阻器的滑片从a端开始移动 直到灯泡正常发光 在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据 并正确画出曲线a 如图乙所示 该实验中小明选择的滑动变阻器可能是 a 滑动变阻器r1 20欧 3安 b 滑动变阻器r2 50欧 2安 c 滑动变阻器r3 2000欧 0 25安 3 小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b 老师据图指出该曲线是错误的 其理由是 解析 1 灯在额定电压下正常发光 闭合开关移动滑动变阻器的滑片 当观察到电压表示数为2 5v时 可以判断此时小灯泡正常发光 2 原电路中 灯与变阻器串联 为保护电路 闭合开关前 变阻器连入电路中的电阻应最大 此时电路中的电流最小 由图可知 滑片在a时对应的电压u1 0 5v 电流i 0 1a 根据串联电路电压的规律 变阻器两端的电压 u滑 u u1 4v 0 5v 3 5v 由欧姆定律i 变阻器的最大电阻 r滑 35 20 因0 3a 0 25a 滑动变阻器r3允许通过的最大电流 故只能选用滑动变阻器r2 50欧 2安 3 图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b 根据串联电路电压的规律 电路的总电压等于各部分电压之和 故变阻器与灯的电压之和为4v 而图中曲线b与a交点处 电压之和大于4v 故曲线b是错误的 答案 1 电压表示数为2 5v 2 b 3 小灯泡与滑动变阻器串联 两者电压之和为4v 而图中曲线b与a交点处 电压之和大于4v 要点2欧姆定律的应用 重要提示 结合实际考查欧姆定律和串联电路的规律及变化电路的分析 根据欧姆定律先求出变阻器连入电路的电阻 根据串联电阻的规律求待测电阻 干电池用久了电压会变小 根据欧姆定律 此时再用导线连接1 2两点 判断电流表示数变化 再根据欧姆定律确定变阻器滑片的移动方向 例2 2017 衢州 小柯在拓展课上 设计了图甲电路 用来直接测出接入1 2两点间导体的电阻 1 用导线连接1 2两点 电流表的示数如图乙 则通过变阻器的电流为 a 此时1 2两点间的电阻为0 则在电流表指针所指的刻度上标0 2 保持变阻器滑片不动 把待测电阻rx接入1 2两点之间 此时电流表读数为0 1a 则rx的阻值是 然后在电流表的0 1a刻度处标上相应的阻值 依此方法 在电流表的刻度上一一标上相应的阻值 这样就可以用此电流表测出接入1 2两点间导体的电阻 3 干电池用久了电压会变小 此时再用导线连接1 2两点 电流表的指针就不能对准0 刻度线 要使指针重新对准0 刻度线 变阻器的滑片应向 填字母 端移动 解析 1 电流表的示数如图乙 图中电流表选用小量程 分度值为0 02a 则通过变阻器的电流为0 5a 2 在上面的操作中 根据欧姆定律i 变阻器连入电路中的电阻 r滑 3 把待测电阻rx接入1 2两点之间 此时电流表读数为i2 0 1a 电路的总电阻 r 15 根据电阻的串联规律 则待测电阻 rx r r滑 15 3 12 3 干电池用久了电压会变小 根据欧姆定律 此时再用导线连接1 2两点 电流表示数变小 为恢复到原来的示数 即应增大电流 由欧姆定律 应减小变阻器连入电路中的电阻大小 即滑片向b端移动 答案 1 0 5 2 12 3 b 变式训练2 2016 陕西 如图1所示 铅笔芯与滑动变阻器串联接在电压恒为6v的电路中 闭合开关 滑动变阻器的滑片从a端向b端移动 电流表和电压表示数变化情况如图2所示 由图像可知 当滑动变阻器两端电压为1v时 滑动变阻器消耗的功率为 w 此时 铅笔芯两端的电压是 v 铅笔芯的电阻是 在滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小的过程中 铅笔芯的电阻 选填 变大 变小 或 不变 解析 1 根据图像可知 当电压表示数为1v时 电流表示数为0 5a 此时滑动变阻器消耗的功率 p ui 1v 0 5a 0 5w 因串联电路两端电压等于各部分电压之和 所以 此时铅笔芯两端电压为6v 1v 5v 由i 可得 铅笔芯的阻值 r 10 2 根据图像可知 当电压表示数为3v时 电流表示数为0 25a 因串联电路两端电压等于各部分电压之和 所以 此时铅笔芯两端电压为6v 3v 3v 由i 可得 铅笔芯的阻值 r 12 显然当滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小的过程中 铅笔芯的电阻变小 答案0 5510变小 分块讲解二串联电路和并联电路 知识回顾 串联电路和并联电路的特点 基础落实 1 2016 衢州 科技节上开展电路设计活动 要求同时满足两个条件 电路包含电源 开关 导线 两个电阻 通过两个电阻的电流相等 小柯设计的如图所示的电路中符合要求的是 a 只有甲符合b 只有乙符合c 甲 乙都符合d 甲 乙都不符合 c 解析图甲为串联电路 根据串联电路中 各处的电流相等可知 通过两个电阻的电流相等 符合设计要求 图乙为并联电路 各支路两端的电压相同 两电阻的阻值均为5欧 由i 可知 通过两个电阻的电流相等 符合设计要求 故甲 乙都符合设计要求 2 2017 衡阳 将光敏电阻r 定值电阻r0 电流表 电压表 开关和稳压电源连接成如图所示电路 光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而减小 闭合开关 逐渐增大光照强度 则电压表示数变化情况是 d a 表和表示数均变小b 表示数变大 表示数变小c 表示数变小 表示数变大d 表和表示数均变大 解析首先分析电路图 两用电器串联 电压表测量r0两端电压 增强光照时 根据已知条件 光敏电阻r的电阻减小 则两端分压减小 r0两端电压变大 则电压表示数变大 总电阻变小 电源电压不变 根据欧姆定律知电流变大 即电流表示数变大 故应选d 3 2017 海南 如图所示 gmr是一个巨磁电阻 其特性是电阻在磁场中会急剧减小 且磁场越强电阻越小 闭合开关s2后 下列四种情况相比较 指示灯最亮的是 d a s1断开 滑片p在图示位置b s1闭合 滑片p在图示位置c s1闭合 滑片p在滑动变阻器最右端d s1闭合 滑片p在滑动变阻器最左端 解析s1断开时 电磁铁无磁性 由题意可知gmr的电阻最大 由i 可知 右侧电路中电流最小 由p i2r可知 指示灯的实际功率最小 指示灯最暗 故a错误 闭合s1时 gmr所处的位置由无磁场变为有磁场 gmr的阻值减小 当滑片p在滑动变阻器最左端时 左侧电路的电阻最小 由i 可知 左侧电路中的电流最大 电磁铁磁性最强 则gmr的电阻最小 右侧电路中电流最大 由p i2r可知 指示灯的实际功率最大 指示灯最亮 故bc错误 d正确 故应选d 4 2015 衢州 如图甲所示 已知电源电压为10v 将滑动变阻器滑片p移到最左端 闭合开关s 灯泡发光 电流表示数为0 35a 电压表示数如图乙所示 则此时滑动变阻器接入电路的电阻是 当滑片p向右移动的过程中灯泡亮度 选填 变亮 不变 或 变暗 不变 20 解析 1 电压表量程选0 15v 分度值为0 5v 此时示数为7v 由电路图可知电压表测量滑动变阻器两端电压 则滑动变阻器的电阻为r 20 2 由电路图分析可知 滑动变阻器的阻值全部接入电路中 无论如何移动滑片 连入电路中的电阻不变 电流不变 小灯泡两端的电压不变 由p ui可知灯的电功率不变 故其亮度不变 要点精讲 要点电路的计算 重要提示 正确判断电路结构特别是对动态电路的理解和掌握是正确解题的关键 结合串 并联电路特点与欧姆定律即可正确解题 例1 2017 宁波 如图甲所示电路 电源电压不变 r1 r2是定值电阻 r1 10 闭合开关s 电流表示数如图乙所示 当r1由于某种原因开路时 电流表的示数变为0 10a 1 图乙中电流表的示数为 2 求定值电阻r2的阻值 解析 1 电流表的量程为0 0 6a 分度值为0 02a 示数为0 4a 2 当r1由于某种原因开路时 电流表的示数变为0 10a 即通过r2的电流为0 1a 则通过r1的电流为 i1 i i2 0 4a 0 1a 0 3a 则电源电压为 u i1r1 0 3a 10 3v 由欧姆定律可知 电阻r2的阻值为 r2 30 答案 1 0 4a 2 30 变式训练1 2017 贵港改编 如图所示 电源电压u保持不变 r0为定值电阻 滑动变阻器r1的最大阻值为r1 当滑片p在a端时 电流表的示数为1 0a 电压表示数为6v 当滑片p在a端时电压表示数u1与滑片p在b端时电压表示数u2之比u1 u2 5 1 则 a r0 8 b r1 24 c u1 9vd u 20v 解析由电路图可知 当滑片p在a端时 电路为r0的简单电路 电压表测电源的电压 即u1 u 6v 根据欧姆定律可知r0 6 当滑片p在b端时 r0与r1 串联 电压表测r0两端的电压 示数为u2 已知u1 u2 5 1 r0与r1 两端的电压与两电阻的阻值成正比 则r1 的阻值为24 故选b 答案b 例2 2016 成都 实验室有一个电学黑箱 其外形如图1所示 箱体外有四个接线柱 箱盖上有一个塑料滑块 小明请同组的同学一起探究其内部结构 实验室老师提醒他们 内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻 滑动变阻器只有两个接线柱接入电路 经过讨论 全组的意见是 先制作一个探测器 把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连 再根据测出的数据 推测内部的连接情况 1 甲组的小李组装了探测器 如图2所示 其中电源电压为3v 电流表量程为0 0 6a 对于其中阻值为5 的电阻r 你认为它的作用是 同学们把探测器的e f端分別与黑箱的接线柱连接 闭合开关 移动滑块 记下的数据如表 2 在前三次测试中 只有一次未将滑动变阻器调到阻值最大 最小位置 是第 次 3 滑动变阻器的最大阻值为 4 请在图3中作出箱内各元件连接电路图 并在定值电阻旁标明其阻值 解析 1 r的作用是保护电路 防止电流过大 烧坏电流表和电源 2 由表格数据可知 bc bd cd间的电流是定值 则它们之间的电阻是定值电阻 由串联电路特点和i 可得 bc bd cd间的电阻值分别为 因rcd rbc rbd 则bc间为一定值电阻阻值为10 bd间为一定值电阻阻值为5 cd间为两电阻串联 由表格数据可知 ab ac ad间电流是变化的 则它们之间有滑动变阻器 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零 10 的定值电阻r1和5 的定值电阻r2分别接入电路中时电路中的最大电流分别为 i1 0 2a i2 0 3a 结合表格数据可知 ac间滑动变阻器与10 的定值电阻串联 ad间滑动变阻器与5 的定值电阻串联 因ab间电流最大时的阻值rab 1 小于两定值电阻的阻值 所以 ab间只有滑动变阻器 且未将滑动变阻器调到阻值最大 最小位置 由第2次数据可知 电路中的电流最小为iac 0 12a 则滑动变阻器的最大阻值 r滑 r r1 5 10 10 综上可知 ab之间只有滑动变阻器 ac间10 的定值电阻与滑动变阻器串联 ad间5 的定值电阻与滑动变阻器串联 bc间只有10 的定值电阻 bd间只有5 的定值电阻 cd间5 和10 的定值电阻串联 电路图如图所示 答案 1 保护电路 防止电流过大 烧坏电流表和电源 2 1 3 10 4 见解析图 变式训练2 2016 内江 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 01 现输电线在某处发生短路 为确定短路位置 检修员利用电压表 电流表和电源接成如图所示电路进行检测 当电压表的示数为1 5v时 电流表示数为30ma 则短路处距甲地一条输电线的电阻为 短路位置距甲地的距离为 km 解析由欧姆定理可知 连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值 r 50 短路处距甲地一条输电线的电阻 r 25 导线总长度 l 5000m 5km 短路的地点离甲地的距离 s 2 5km 答案252 5 分块讲解三综合提升 综合运用 串并联电路 欧姆定律实际应用探究型实验综合题 重要提示 考查电路和欧姆定律 电路的动态分析和串联电路的特点以及欧姆定律 杠杆平衡条件的应用等 具有一定的综合性 理解图象和这一装置的工作原理 是解决此题的前提 对我们分析题意的能力要求较高 例 2017 河南 小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置 工作原理如图甲所示 abo为一水平杠杆 o为支点 oa ob 5 1 当水平踏板所受压力增大 电压表示数达到6v时 报警器r0开始发出报警信号 已知电路中电源电压为8v r0的阻值恒为15 压力传感器r固定放置 其阻值随所受压力f变化的关系如图乙所示 踏板 压杆和杠杆的质量均忽略不计 试问 1 由图乙可知 压力传感器r的阻值随压力f的增大而 2 当踏板空载时 闭合开关 电压表的示数为多少 3 当报警器开始报警时 踏板设定的最大压力值为多少 4 若电源电压略有降低 为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警 则踏板触点b应向 选填 左 或 右 移动 并简要说明理由 解析 1 如图乙所示 当压力增大时 传感器的电阻值会减小 2 闭合开关时 压力传感器和报警器串联 由图乙可知当踏板空载时 压力传感器的电阻为r 25 此时电路中的电流i 0 2a 由i 得 报警器两端的电压u0 ir0 0 2a 15 3v 即电压表示数 3 报警器r0开始发出报警信号时 u0 6v 此时电路中的电流i 0 4a 传感器两端的电压u传 u u0 8v 6v 2v 传感器的阻值r 5 由图象可知当传感器的阻值为5 时 对应的压力为8n 根据杠杆平衡条件可得 f压 oa f踏 ob 即8n 5 f踏 1 解得f踏 40n 4 一段时间以后电源电压会降低 r0两端分得的电压减低 根据串联电路的分压特点可知 应减小压敏电阻分担的电压 保证r0两端分得的电压不变 此时就应该减小压敏电阻的阻值 因电阻值随所受 压力的增大而减小 所以应该增大压杆对传感器的压力 由杠杆平衡条件f压 oa f踏 ob可知 oa不变 f踏不变 所以f压和ob成正比 要增大压杆对传感器的压力 应增大ob 即把踏板触点b向左移动 答案 1 减小 2 3v 3 40n 4 左理由见解析 变式训练 2016 宁波 如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图 电源电压18v保持不变 电压表量程0 15v 电流表量程0 3a r0是阻值为10 的定值电阻 r1是长20cm 阻值为20 的电阻丝 滑片p把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起 圆柱体m长80cm 底面积为200cm2 当水位处于最高处时 m刚好浸没在水中 滑片p恰好在r1的最上端 轻质弹簧阻值不计 m全部露出水面前 弹簧的伸长长度 l始终与受到的拉力f成正比 如图乙所示 1 当水位下降时 电路中示数会随之减小的电表是 2 当水位处于最高处时 电压表的示数为多少 3 当水位下降 圆柱体露出水面部分的长度为50cm时 电流表示数为多少 g取10n kg 解析由电路图可知 r0与r1串联 电压表测r1两端的电压 电流表测电路中的电流 1 当水位下降时 圆柱体m排开水的体积变小 受到的浮力减小 弹簧测力计受到的拉力变大 滑片下移 接入电路中电阻变小 电路中的总电阻变小 由i 可知 电路中的电流变大 即电流表的示数变大 由u ir可知 r0两端的电压变大 所以 r1两端的电压变小 即电压表的示数变小 故当水位下降时 电路中示数会随之减小的电表是电压表 2 当水位处于最高处时 滑片p恰好在r1的最上端 根据串联电路特点 电路中的电流 i 0 6a 电压表的示数 u1 ir1 0 6a 20 12v 3 当水位下降 圆柱体露出水面部分的长度为50cm时 圆柱体受到的浮力减小 f浮 gv排 gsl露 1 0 103kg m3 10n kg 200 10 4m2 50 10 2m 100n 弹簧对圆柱体增加的拉力 f f浮 100n 由图像可知 此时弹簧测力计的伸长量增加10cm 即轻质弹簧指针从最高处下降10cm 此时变阻器接入电路中的阻值 r1 20 10cm 10 电流表示数 i 0 9a 答案 1 电压表 2 12v 3 0 9a 实验探究 伏安法测电阻 重要提示 探究伏安法测电阻的实验 考查了电路的故障分析 电压表的读数 欧姆定律等多个知识点 在实验中为保护电路 闭合开关前滑片要置于阻值最大处 由图示电流表确定其量程与分度值 然后读出其示数 最后由欧姆定律求出灯泡阻值 例 2017 黄石 小华同学用 伏安法 来测量一只阻值约为5 的定值电阻rx 实验室有如下器材供选用 a 两节干电池b 开关一个和导线若干c 电压表 0 3 15v d 电流表 0 0 6 3a e 滑动变阻器 0 10 f 滑动变阻器 0 100 1 小华同学完成实验电路设计后