2023暑假初三第九讲:欧姆定律初步
第一课时:探究电流电压电阻的规律
知识与方法清单
目标知识精讲
目标1 : 探究电流电压电阻的规律
一:探究I.U.R的关系
一实验思想概述
①在前面我们学过 是产生电流的原因,所以电压与电流应该有某种联系,我们需要探究 和 的关系,在这过程中我们需要控制 相等
②在上一章我们也学过电阻的作用是 ,所以电阻和电流也有联系,我们需要探究
和 的关系,在这过程中我们需要控制 相等
二.探究电流与电压的关系
三.探究电流与电阻的关系
精题精讲练
★★(2022秋 南开区校级期末)在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左端
B.将5Ω的电阻换成10Ω,应将滑片向左移
C.实验过程中移动滑片的主要作用是控制定值电阻两端的电压一定
D.实验获得多组数据是为了减小实验误差
★★★(2022春 德阳月考)小鹏在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时,电路如图甲所示,实验中电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V,滑动变阻器“20Ω 1.0A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路按甲图连接完整(要求导线不交叉)。
(2)连接电路时,开关应该处于 状态,实验前滑动变阻器的滑片应位于 (选填:“A”或“B”)端。滑动变阻器除了保护电路外,还起到 的作用。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是 。
A.滑动变阻器短路B.电流表断路C.电阻短路D.电阻断路
(4)排除故障后,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论: 。
(5)上述实验中:
①用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为的电阻10Ω接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 ,读出电流表的示数。
☆☆(2022 剑阁县模拟)某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”,下列有关说法错误的是( )
A.实验开始时,滑动变阻器的滑片处于最大值端,作用是使电路中的电流最小,可以保护电路
B.探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,可调节滑片P,使电压表的示数产生变化
C.在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,当将R由10Ω换成20Ω时,应将滑片向左移动,使电压表示数不变
D.实验中多次测量是为了减少误差
☆☆☆(2022 西安二模)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中。
(1)小明连接的部分实验电路如图﹣1所示,请用笔画线代替导线将图﹣1中的实验电路连接完整,要求滑片向左移动时电流表示数增大。
(2)连接电路过程中,开关必须 。
(3)检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.5V,此时电流表示数如图﹣2所示,则此时电路中的电流为 A,接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻,闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示,接下来他应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为 V时,再次记录电流表示数,此时电流表示数为0.1A。
(5)小明分析两次实验得到的数据,得出初步结论:在其他条件一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
☆☆☆(2023春 云阳县校级月考)小芳利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一个滑动变阻器(60Ω 3A),导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整。
(2)小芳在闭合开关S时,发现电压表指针反向偏转,出现这种现象的原因可能是: 。
(3)小芳在探究“电流与电压的关系”,连接电路时开关应 ,滑片应置于 端(选填“A”或“B”)。通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丙所示的图象,由图象可得结论:当电阻一定时, 。
(4)小芳在探究“电流与电阻的关系”时,先将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关S,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是 ;纠正错误后,为了保证所有定值电阻均能完成实验。实验过程中小芳应该保证电压表示数 (选填“至多”、“至少”) 为 V不变。
(5)小芳找来一个小灯泡将定值电阻更换,测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁所示,与图丙不相同的原因是 。
第二课时:欧姆定律的内容及简单应用
知识与方法清单
目标知识精讲
目标1 : 欧姆定律
1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成________,跟导体的电阻成__________。
2.公式表达:______________;推导式:_____________、______________;
单位:U-电压-伏特(V),I-电流-安倍(A),R-电阻-欧姆(Ω);
欧姆定律的实用条件:适用于纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能)。
3.正确理解欧姆定律
①三个物理量的同一性:导体中的电流和两端的电压及电阻都是针对同一导体而言;
②理清物理量间的逻辑性:不能叙述为“电阻一定时,电压跟电流成正比”,因为电压是原因,电流是结果。同样也不能说物体的电阻与通过它的电流成反比。
③认识电阻属性: 表示某段导体的电阻数值上等于这段导体两端电压与其通过的电流的比值,这个比值R是导体本身的属性,不能理解为R与U成正比,与I成反比。因此电阻是导体本身的一种特性,它不随电压和电流的大小而改变。
4.伏安特性曲线
(电压电流成正比,电阻不发生改变)
(电压电流不发生改变,电阻 (变大/变小))(越靠近U轴越 )
目标2 : 串并联电流电压的规律
方法技巧提炼
欧姆定义的理解,电阻在数值上等于电压电流比值,但是只和长度材料横截面积有关,有决定式
欧姆定律的使用步骤
明确电路的连接方式明确电路是串联还是并联
明确电压表、电流表测量的对象是什么
在相应位置标出每个用电器对应的物理量
写出各个已知量之间的相互关系
⑤分析与运用公式解决问题
精题精讲练
类型一:欧姆定律的理解
★★(2023 九龙坡区校级开学)下列关于电流、电压、电阻关系的说法中正确的是( )
A.导体两端没有电压,也可以产生持续的电流
B.导体的电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关
C.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
D.电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
★★(2022秋 巴州区校级期末)对于欧姆定律,下列理解正确的是( )
A.由I=可知,导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比
B.由R=可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.由U=IR可知,导体两端的电压随电阻的增大而增大
D.由R=可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
☆☆(2023 杜集区校级模拟)物理学中经常看到形如x=的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关;另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情形的是( )
A.I= B.C= C.ρ= D.R=
☆☆(2023 郯城县一模)关于公式R=,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流决定
B.导体的电阻大小等于导体两端的电压跟通过它电流的比值
C.导体的电阻跟通过它的电流成反比
D.导体两端的电压为零时,因没有电流通过导体,所以导体电阻为零
☆☆☆(2020秋 岱岳区校级期末)当白炽灯泡两端电压变化时,其电流也会相应变化。下列图象中能反映这种变化关系的是( )
A.B. C.D.
类型二:欧姆定律的简单应用
串联电路
★★(2022秋 中原区期中)如图所示,将两只灯泡串联后通过开关接入电路中。电源由两节干电池串联而成,电压为3V,闭合开关后电压表的示数为1.2V,电流表的示数为0.15A。
(1)灯L2两端的电压U2是多少?
(2)灯泡L1和L2的电阻R1、R2分别是多少?
☆☆(2022秋 晋江市期中)电路如图所示,已知电源两端电压U=15V保持不变,电阻R1=5Ω,当开关S闭合时,电压表示数为5V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电阻R2两端的电压U2。
(3)电阻R2的阻值。
☆☆(2020秋 温江区校级期中)如图所示,R1=10Ω,开关闭合后电流表的示数是0.2A,电压表的示数是4V。
(1)R2的电阻为多少?
(2)R1两端电压为多少?
并联电路
★★(2023 南开区校级开学)如图所示的电路,已知R1=30Ω,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.9A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
★★★(2022秋 浦北县期末)如图所示电路中,电源两端电压保持不变,R1和R2为两个定值电阻,其中R2=20Ω。当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为0.9A,然后只将开关S2断开,电流表示数减小了0.6A。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R1的阻值。
☆☆(2023 厦门二模)图1是利用气压传感器测量环境气压的简化电路。图2是传感器电阻R与环境气压p的R﹣p图象。已知:电源电压保持不变,定值电阻R1=200Ω。某次测量时,闭合开关,电流表A1示数为10mA,A2示数为15mA。求:
(1)电源电压。
(2)环境气压。
☆☆(2023 奉贤区二模)在图(a)所示,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为20Ω。开关S断开时,电流表的示数为0.3A。当开关S闭合时,发现电流表指针偏转了5小格。电流表的表盘及接线柱如图(b)所示。求:
①电源电压U;
通过电阻R1的电流I1;
开关S闭合时电路的总电阻R。
☆☆☆(2023 徐州一模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1的阻值20Ω,闭合开关S,两电流表的示数分别为0.8A和0.3A。
(1)求通过电阻R2的电流I2;
(2)现用电阻R0,替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数变化了0.1A,求电阻R0。
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大展身手
1.关于电流、电压和电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
B.在电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
C.电阻是导体对电流的阻碍作用,通过导体的电流为零,该导体的电阻为零
D.通过导体的电流越大,这段导体的电阻一定越小
2.小南和小开在研究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”和“通过导体的电流与导体电阻的关系”时,用图象法处理实验数据,得到了以下图象,其中正确的是( )
A.B. C.D.
3.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越小,导体的电阻越大
B.导体两端的电压为0V时,导体的电阻为0Ω
C.加在导体两端的电压,由通过导体的电流决定
D.导体的电阻不由导体两端的电压和通过导体的电流决定
4.下列有关电学知识叙述,错误的是( )
A.两个电阻并联,并联的总电阻等于各电阻的和
B.无论串联,并联,当其中一个电阻阻值增加时,总电阻增加
C.无论串联,并联,电流做的总功等于对各电阻做功之和
D.家庭电路中,工作的用电器增多,总电阻变小
5.在“探究电流与电压和电阻的关系实验中,某小组用完好的器材,正确完成接线,如图。下列关于他们的操作和观察到的现象,符合物理要求和实际的是( )
A.在闭合开关前,他们将滑动变阻器的滑片置于了最左端
B.在电阻一定的情况下,滑片向右移动时,观察到电流表和电压表的示数均变大
C.当将5Ω的定值电阻换为10Ω后,为了保证电压表示数不变,他们向右移动滑动变阻器的滑片
D.滑动变阻器滑片位置不变,当将5Ω的定值电阻换为10Ω后,他们观察到电流表和电压表示数均变小
6.物理学中,为了纪念意大利科学家 发明了第一个使人类获得稳定持续电流的电堆,因此用他的名字来命名电压的单位。德国物理学家 对电流跟电阻和电压的关系进行了大量的实验研究,进一步归纳得出了“导体中的电流跟导体两墙的电压成正比,跟导体的电阻成反比”。
7.炳婵在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:两节新干电池,标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻。
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
(1)炳婵连接了下面的电路,其中有一条导线连接有误,请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线。
(2)连线正确后,炳婵将5Ω定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到 (选填“a”或“b”)端,再闭合开关,发现电压表、电流表的示数均为零,则可能的故障是 。
A.定值电阻短路 B.定值电阻开路 C.滑动变阻器开路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片到某一位置时,电流表的示数如图乙所示,则电流为 A;取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,控制 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变,分别读取相应的电流表示数,记录在表中,根据表中数据可得出结论:电压一定时, 。
8.如图所示,R2的阻值为10Ω,闭合开关后,电流表A1的示数为0.2A,电流表A的示数为0.3A.求:
(1)电源电压
(2)R1的阻值
9.如图所示,电源两端电压为18V并保持不变,电阻R1的阻值为24Ω。当开关S闭合时,电压表示数为6V,求:
(1)R1两端的电压;
(2)此时电路中的电流;
(3)电阻R2的阻值
二提升练
1.(2023 昌平区二模)如图所示,电源两端电压保持不变,电阻R2阻值为30Ω。只闭合开关S、S1时,电流表示数为0.2A;只闭合开关S、S2时,电流表示数为0.5A。求:
(1)电源两端电压。
(2)电阻R1的阻值。
2.(2023 河东区一模)如图所示的电路中,R1=60Ω,R3=40Ω,电源电压U=12V且保持不变,当S1、S2断开时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)R2的阻值;
(2)S1、S2闭合时电流表的示数。