欧姆定律应用及故障

1、C星火救育引辱教育寺第五讲欧姆定律的应用和电路故障一、基本知识要点（一）、欧姆定律的应用：、同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关，但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大。（R=U/I ）、当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。（I=U/R ）、当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。（U=IR）（二）电阻的串联有以下几个特点：（指R, F2串联）电流1=1 1=12 （串联电路中各处的电流相等）电压U=U+U （总电压等于各处电压之和）电阻R=R+R （总电阻等于各电阻之和）如果 n个阻值相同的电阻则有R总=nR、分压作用比例关系：电流：11： I 2=1 ： 1（三

2、）电阻的并联有以下几个特点：（指R1, F2并联）、电流：1 = 1 1+1 2 （干路电流等于各支路电流之和）电压：U=U=U （干路电压等于各支路电压）3、电阻：（总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）如果n个阻值相同的电阻并联，则有1/R总=1/R1+1/R2分流作用：11： I2=1/R1： 1/R2比例关系：电压：U ： U2=1 : 1（四）电路故障判断1、用电压表检查电路故障:（1）电压表示数为电源电压，可能情况有二：可能电压表直接接在电源V1两端（如图1）；也可能电压表与阻值较小的电路元件串接在某段电 路中，因电压表内阻很大，故两端的电压很大，几乎接近于电源 压（如图2、）。C星

3、火救育引辱教育专(2)电压表有示数说明：与电压表串联的电路一定是通路；与电压表并联各用电器可能完好、也可能部分断开，但决不会短路。例如图3中，电压表有示数说明:aSbcd部分是通路；二是电灯L完好或断路，但灯L决不会短路。riMlI图4aL2厂2、用电流表检查电路故障:电流表指针不动，可能情况有二：可能电路某处开路，无电流通过电流表;也可能电流表与电压表串联接在某段电路中(如图 4)，此时电路中的电流很小，几乎为零，不足以使电流表的指针摆动。3、小灯泡不亮常见原因:(1)无电流通过小灯泡，可能情况有二。一是灯泡所在的电路可能开路。如电路某处因接触不良、灯泡的灯丝烧断；二是灯泡所在电路可能被导线

4、或电流表短路。(2)通过灯泡的电流很小，不足以使灯泡发光。如灯泡与电压表串联后接在某段电路中(如图5)。因电路电压一般不大，但电压表的内阻很大，所以电路中的电流很小，不足以使灯泡发光。二、范例剖析例题1某同学家屋顶上安装了一个简易太阳能热水器，他设计 了一种自动测量容器内水位高低的装置， 如图12-38所示。 中R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从水位表 (由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可知道水池内水 位的高低。关于这个测量装置，下列说法中 错误的是(A .水量增加，B. 水量增加，C. 水量减小，D. 水量减小，水位表R增大, R减小, R增大,R减小,水位表指针偏转变小 水位

5、表指针偏转变大 水位表指针偏转变大 水位表指针偏转变小图 12-38例题24C星火救W引辱教育寺如图12-39所示的电路中，闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移 动时，电压表、电流表示数的变化是（）A .电压表示数变大，电流表示数变小B. 电压表示数变小，电流表示数变大C. 电压表、电流表的示数均变大D. 电压表、电流表的示数均变小例题3在图7所示的电路中，当闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，灯不亮，用电)c图7压表检测下ad间的电压为3.6V,ab间的电压为3.6V,bc间的电压为0V，则（A、灯L短路，变阻器完好B、灯L开路，变阻器完好C、灯L、变阻器都开路D、灯L、变阻器都短路分析：电压

6、表测ad间电压为3.6V，说明电源电压为3.6V。电压表测ab间电 压为3.6V，说明电路abLcd部分是通路。说明可能灯 L短路，变阻器 完好或开路，但不会短路。也可能灯L完好，变阻器开路但不短路。电 压表测bc间电压为0V，说明可能灯L短路，也可能变阻器开路。例题4如图1,闭合开关时，两灯都不亮，电压表示数为0。则原因可能是（）A、L1短路 B、L2短路 C、L1开路 D、L2开路L1團1T|_#II匪b0。分析：闭合开关时，两灯都不亮（或电流表无示数），表明电路中无电流，从 上面的分析可以得出这是开路故障。那么是 L1还是L2开路呢？可以通过 电压表的示数来进行分析，这是一个难点，学生不

7、易理解。这时，可以利 用电压表测量电源电压的知识来解决，或设计图 2实验让学生分析并直观 观察：图2a中，当开关闭合时，电压表测导线电压，示数为 0;开关断开 时，电路开路，此时电压表示数接近于电源电压。图2b中，当开关断开时， 电路开路，此时电压表示数为0。可以与学生一起分析，当电路开路时， 电压表的两个接线柱如果能连接到电源的两极上，贝U电压表的示数就会接 近电源电压。若不能，则电压表的示数就为C星火救育引辱教育专例题5如图4,闭合开关时, 选)L1发光而L2不亮，则原因可能是()(本题双A、L2开路 B、L2短路C、RL1比RL2大得多D 、RL1比RL2小得多分析：闭合开关时，L1发光

8、，表明电路中有电流，从上面的分析可以得出这 是电路中的部分电路短路故障，L1发光而L2不亮，可以很快得出是L2短路； 那么L2就相当于一根导线，它的电阻极小，因而 RL2比RL1小得多。因此本题 的正确选项是B、C。当然，也可以通过串联电路的“分压”知识来解释，就不 详细说明了。例题6实验题(1)在图甲中，请你将电压表正确连入电路，完成电(2)在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在端.(填“左”甲 節或“右”)(3) 若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，贝U电压表的示数为V，灯泡的电阻Rl=Q(4) 小明同学在做实验时，电路连接无误.闭合开关后，发现电流表的指针 明显偏转，而电压表

9、的示数为零.该故障的原因可能是三、课堂练习.很大，这是因1. 当电路发生短路时，电路中的_为。2. 某定值电阻，当它两端的电压为4 V时，通过的电流为0.5 A;若它两端的电压增加到8V时，则通过它的电流为()A. 0.25A B.1AC.1.5AD. 0.5 A图 12-253.某同学利用图12-25所示的电路测量小灯泡的电阻，实验时发现，闭合 开关以后，灯泡不亮，电流表没有示数，电压表的指针明显偏转，无论怎么移动 滑动变阻器滑片的位置， 题是()A.电流表烧坏C.灯泡处开路电压表的示数都不变，且均为电源电压，可能出现的问B.灯泡被短路D.滑动变阻器连接错误4要测阻值约 的电源是三节新的干电

10、池。(1)请你在图12-26中用笔画线代替导线连接电路，注意：要正确选用电 压表和电流表的量程。20Q的小灯泡的电阻，实验器材如图 12-26所示，其中使用图 12-26(2)根据图12-27中电流表和电压表的示数，计算小灯泡的电阻是多大?O31512图 12-275.小刚和小红同学在做测量小灯泡的电阻的实验时，记录了下面的一组数C星火救育引辱教育寺据：实验次数U/VI/AR/ Q160.525.50.48350.4644.50.44540.42请计算出表中每次实验的电阻值。比较这些电阻，你发现了什么？尝试对你的发现作出解释。6如图5,闭合开关时，电流表 A与A1的示数相同，则原因可能是（A、

11、L1短路 B、L2短路 C、L1开路 D、L2开路-则原因可能7、如图6,闭合开关时，灯泡都不亮，电压表示数接近电源电压, 是（、ab间开路、be间开路、ed间开路、ad间开路8、如图所示的电路中,A. 电压表示数变小，B. 电压表示数变大，C. 电压表示数不变，D. 电压表示数不变，电源电压恒定不变，当电键 K闭合时 电流表示数变小，灯变暗 电流表示数变大，灯变亮 电流表示数不变，灯的亮度不变 电流表示数变小，灯变暗9.如图5所示是童童设计的压力传感器的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器 的滑片P固定在一起，AB间有可收缩的导线，R为定值电阻。当闭合开关S,压 力F增大时，电流表与电压表示数变

12、化情况是C星火救育A.电流表示数变大，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、电压表示数都变大D. 电流表、电压表示数都变小四、能力提咼训练1、如图7,闭合开关时，发现电压表、电流表的指针都没有偏转；将灯 L1 和L2的位置互换后，发现电流表指针仍不动，但电压表却有明显偏转。则该电 路故障是（）A、只有L1开路、只有L2开路C、L2和电流表都开路D 、L1和电压表都开路2、如图8，表的指针没有偏转；某同学用一根导线将 ac两点连接起来，闭合开关瞬间，电 流表指针迅速偏转到最大；当他用这根导线将 bd两点连接起来时，发现灯L1 发光。则下列关于该电路存在的问题分析错误的是

13、（）闭合开关时，发现电流A、L1完好 B 、L2开路 C 、L3短路 D 、L2情况无法判断3、如图9,闭合开关时，电流表A与A1的示数相同；某同学取下 的小灯泡换上，再闭合开关时，发现结果与前面相同，则原因是（L1短路 B、L2短路 C、L3开路 D、L2开路五、L3,用一个好课后练习1. 一段裸铜丝，对折起来扭成一股，它的电阻将变 ；2. 物理课外活动小组在做实验时，需要 10Q的电阻一只，但实验室里没有，这是因为：10Q的电阻，只有一根1.2m长的电阻丝。经过测量，当电阻丝两端的电压是6V 时，通过的电流是0.2A，在这根电阻丝上截取 cm长的一段，它的电阻就是10Q 03、如图3所示，

14、电源电压保持不变时，当滑动变阻器滑片P向右 滑动过程中VP4图3RiC星火救W引辱教育寺A.电压表V示数变小 B .电流表A示数变大 C.电流表A示数不变 D .电流表A示数变小4.图12-40为小宇同学设计的用电流表 A或电压表V的示数反映弹簧所受推力 大小的部分电路，其中R和金属片构成滑动变阻器，C、d是四个接线柱，电流表A或电压表V及一个定值电阻 Ro未画出。若弹簧的电阻不计，电源电压保持不变，要求 弹簧所受推力增大时，电流表A或电压表V的示数也增大， 则a、b之间应接入，C、d之间应接入a、b、T定的金属板推力可移动的金属板I金属弹金属片金属弹图 12-405.某实验小组用图12-41

15、（a）所示的电路测量小灯泡的电阻， 他们闭合开关，调节滑动变阻器，测量灯泡两端的电压和 通过灯泡的电流，根据测量数据绘制成图（b）所示的U-I关 系图像。由图像可知：当电压表的示数为2V时，灯泡的电阻Rl=Q;随着电压的增加，小灯泡的电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”）。_A刃V图 12-416.学习了电流、电压和电阻这三个物理量后，某小组同学决定探究通过电 阻的电流与其两端电压的关系，他们作了如下猜想：A :通过电阻的电流跟加在它两端的电压成正比；B:通过电阻的电流跟加在它两端的电压成反比；C:加在电阻两端的电压变化时，通过的电流不变。为了验证上述猜想是否正确，该小组的同学设计了如图12

16、-42甲所示的实验 电路，并按设计方案测量了有关数据。请根据甲电路图，用笔画线代替导线把乙图中的滑动变阻器接入电路.z乙图 12-42下表是该组同学实验中测量的数据.通过比较分析表中实验序号为. 的几组数据，可以验证猜想 （选填“ A”“B”或“ C”）是正确的。实验序R/U/VI/A1Q1.00.20252.00.4033.00.6041.00.105102.00.2063.00.3071.00.058202.00.1093.00.15归纳表中实验序号为1、4、7 （或2、5、8,或3、6 9）的数据可得: 当电压一定时，电流与电阻成 的关系。请你尝试将表中每次测量的电压值除以电流值， 你还

17、能发现： 7.小明利用电压表和电流表测量电阻 Ri的阻值（约9Q左右），电源选用两节 干电池。按照图12-43甲所示的电路图，将图乙中的电流表正确连入电路。14兄aV甲Ri_ j0.632乙号图 12-43合上开关,该同学检查电路连接正确，数总为3V不变，你认为发生故障的原因可能是。可是无论怎样移动滑片，电压表示或清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电压表示数将（填增大”、减小”、不变”），当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R=!&为了探究甲、乙两种材料的导电能力，物理兴趣小组的同学选取长度和 横截面积均相同的两种材料，利用图12-44所示的器材，分别测出了它们在不同 电压下的电

18、流值，记录的数据如表所示。QoPn/i实验数据记录表实验序号材料I/AU/V1甲0.212甲0.423甲0.634乙0.115乙0.226乙0.33在图12-44中，用笔画线代替导线，把各元件连接起来, 验的电路。组成他们进行实-都相等，通过U材料乙的电流与其两端电压的比值 -也相等；不同的材料，比值 丄不同，在同UU样的电压下，通过材料甲的电流大于通过乙的电流。 同学们把电流与电压的比值 丄叫做这种材料的“电导”，用字母G表示。U 电导越大，表示导体的导电能力越 0 甲材料的电导G甲=，乙材料的电导G乙=位） 0分析数据发现，通过材料甲的电流与其两端电压的比值（填写数据和单 根据表中的数据，进一步归纳出导体中的电流与其电导的关系是：如果从甲、乙两种材料中选择一种做导线，你建议选择材料9.如图12-46所示，灯泡L上标有“ 12V”字样，测得灯泡的 电阻为10Q。闭合开关S时，灯泡正常发光，此时电流表的示数为 0.6A，。请你根据这些条件，通过分析和计算，至少求出3个未知的物理量。图 12-4610.有一种半导体，其电阻的大小随温度的变化而明显改变， 利用这种半导17C星火救育引辱教育寺体材料