4.5 欧姆定律 学案（含答案）

4.5欧姆定律
一、知识要点
一、欧姆定律
1、内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成 正比 ，跟导体的电阻成 反比 。
2、公式：。
3、欧姆定律的理解：
（1）欧姆定律公式中各物理量具有同一性，即I、U、R是同一时刻对同一段导体而言的。
（2）当电阻R不变时，导体中的电流I与电压U成正比；当导体两端U不变时，导体中的电流I与导体中电阻R成反比。
4、变形式：
（1），表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。
（2），表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与其通过电流的比。
二、电阻的测量
1、实验原理：根据欧姆定律的变形公式，用 电压 表和 电流 表分别测出待测电阻两端的电压和通过的电流，就可以求出这段导体的电阻，这种方法叫做 伏安法 。
2、实验器材： 电源、电流表、电压表、待测电阻、滑动变阻器、开关 ，导线若干。
3、实验电路图及表格：
实验步骤：
（1）正确连接电路。
（2）电路检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，测出电阻两端电压和通过的电流，并记录数值。
（3）重复上一步骤，记录多次数据。
（4）根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值，取平均值。
三、伏安法测电阻实验中常见故障的排除方法
闭合开关，灯泡不亮，电流表示数为零，电压表示数很大。
分析： 电压表串联在电路中或小灯泡断路 。
排除方法： 将电压表并联在小灯泡两端、换好的小灯泡、检查小灯泡接触 。
闭合开关，灯泡不亮，电流表示数为零，电压表示数为零。
分析： 电路中除灯泡外某处断开 。
排除方法： 重新连接电路 。
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表几乎不偏转。
分析： 电源电压太小、滑动变阻器阻值过大 。
排除方法： 提高电源电压、将滑动变阻器阻值调小 。
闭合开关，灯泡发光，电流表向左偏，电压表向左偏。
分析： 电表接线柱接反 。
排除方法： 将接线柱对调 。
闭合开关，灯泡发光，移动滑动变阻器，小灯泡变亮，电流表示数增大，电压表示数减小。
分析： 电压表接在滑动变阻器两端 。
排除方法： 将电压表接在灯泡两端 。
闭合开关，灯泡特别亮，移动滑动变阻器，灯泡亮度不变。
分析： 滑动变阻器被短路、滑动变阻器接在上方两个接线柱 。
排除方法： 检查电路、将滑动变阻器一个接线柱纠正 。
二、温馨提示
1. 滑动变阻器在本实验中的作用为：①保护电路；②改变导体两端电压，使其成整数倍增加；③多次测量求平均值。
三、解题指导
[例题1] 某同学在探究串联电路特点时，当把开关S闭合后发现小灯泡L1亮，而L2不亮，以下说法正确的是（　　）
小灯泡L2的灯丝断了
B．开关S短路了
C．小灯泡L2短路
D．通过L1的电流大而通过L2的电流小
[解析]A项，若L2灯丝断了，整个电路就会断路，L1也不会亮，故A错误；B项，开关短路，两灯都会亮，故B错误；C项，L1亮而L2不亮，说明电路是通路，但没有电流经过L2，所以是L2短路，C正确；D项，串联电路中电流处处相等，D错误。故选C
[例题2] 如图所示的电路中，电源电压保持不变．电键S闭合后，发现只有一个电压表的指针位置发生了偏转．若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R或灯泡L处，则可能是（　　）
灯泡L发光，电阻R短路
B．灯泡L发光，电阻R断路
C．灯泡L不发光，电阻R短路
D．灯泡L不发光，电阻R断路
[解析] 电路中V1测L电压，V2测电源电压，开关闭合，V2必定有示数。
A、如果灯泡L发光，说明灯泡两端有电压，即电压表V1有示数．此选项不符合题意；
B、如果电阻R断路，灯泡断路不会发光．此选项不符合题意；
C、如果电阻R短路，灯泡会发光，电压表V1指针偏转．此选项不符合题意；
D、如果电阻R断路，灯泡和电压表V1都断路，灯泡不亮，电压表V1指针不偏转．此选项符合题意．
故选D．
[例题3] 在如图所示的电路中，两只电流表的规格相同，电流表有两个量程（0～0.6A和0～3A）．闭合开关S，电阻R1与R2均有电流流过，两只电流表的指针偏转角度相同，则R1与R2的比值为（　　）
A．1：4
B．4：1
C．1：5
D．5：1
[解析] 因为电流表的大量程和小量程的分度值之比为1：5，且A1测量干路中的电流，即为大量程，所以A1与A2的示数之比为5：1，R1中的电流等于干路中的电流减去R2中的电流，即I1=I-I2，所以I1：I2=（I-I2）：I2=（5-1）：1=4：1．故选B
[例题4] 如图所示的电路，R1=30Ω，R2=10Ω，开关S闭合后，电流表A的示数为0.4A，求：
（1）电源电压；
（2）通过R2的电流；
（3）电路中的总电阻．
[解析] 由电路图可知，R1与R2并联，电流表测R1支路的电流．
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=可得，电源电压：U=U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V；
（2）通过R2的电流：I2===1.2A；
（3）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流：I=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A．
由欧姆定律可得，电路中的总电阻：R===7.5Ω．
[例题5] 王华和小芳分别进行“探究电流与电压、电阻的关系”实验．王华在连接好电路闭合开关后，发现电流表的指针偏转到了表盘最大刻度线右侧没有刻度的地方．而小芳在连接好电路闭合开关后，却发现电压表的指针偏转到了表盘零刻度线左侧没有刻度的地方．
（1）王华的电流表出现异常现象的原因是：　接了0.6A的量程，实际电流比0.6A要大　；
改正方法是：　将接在0.6A接线柱的导线改接到3A的接线柱上　．
（2）小芳的电压表出现异常现象的原因是：　电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了　；
改正方法是：　将接电压表的两根导线对调接入电压表　．
（3）王华在解决了电流表的异常后，将滑片移到某位置，观察到电压表、电流表的示数如图已所示，则他测出R的阻值为　6.25　Ω．
[解析]（1）指针偏转到了右侧没有刻度线的地方，所以是超过了量程，故填：接了0.6A的量程，实际电流比0.6A要大；改正方法是：将接在0.6A接线柱的导线改接到3A的接线柱上。
（2）指针偏向左边，所以是正负接反了，故填：电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了；改正方法是：将接电压表的两根导线对调接入电路
（3）根据欧姆定律公式，得R=U/I=2.5V/0.4A=6.25Ω
四、巩固练习
1.如图所示电路中电源两端的电压不变．滑动变阻器RW的滑片P在某两点间移动时，电流表的示数在1A至2A之间变化，电压表的示数在6V至9V之间变化．定值电阻R的阻值及电源两端的电压分别为（　　）
A．6Ω；15V
B．6Ω；12V
C．3Ω；15V
D．3Ω；12V
2如图所示电路，电源两端的电压一定，当开关S1闭合、S2断开时，电流表和电压表示数分别为I1、U1；当再闭合S2，且将滑片P适当右移后，电流表和电压表示数分别为I2、U2，则下列叙述一定正确的是（　　）
A．I1＞I2，U1＞U2
B．I1＞I2，U1大于、小于或等于U2都有可能
C．U1＜U2，I1=I2
D．U1＜U2，I1大于、小于或等于I2都有可能
3.如图所示，r1≠r2，当开关S断开时，AB间的总电阻为R1，S闭合时，AB间的总电阻为R2，以下结论中正确的是（　　）
A. R1＞R2
B．R1＜R2
C．R1=R2
D．上述情况均有可能
4.在图甲所示电路中，电源电压保持不变，R0、R2为定值电阻，电流表、电压表都是理想电表．闭合开关，调节滑动变阻器，电压表V1、V2和电流表A的示数均发生变化两电压表示数随电路中电流的变化曲线如图乙所示．根据图象的信息可知：　 　（选填“a”或“b”）是电压表V1示数的变化曲线，R2=　 　Ω

5.小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R′的规格是“20Ω、2A”。
（1）如图甲所示是小薇画出的电路图，小亮进行实物连线如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是　 　（选填“A”或“B”）
A．电流表没调零 B．电流表正负接线柱接反了
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为　 　V；他们记录的数据如表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第　 　组（填写实验序号），理由是　 　。
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.34
0.5
（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据可以得到的结论是：在　 　不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成　 　比；
（5）以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的不相同的是　 　。
A．探究影响滑动摩擦力大小的因素 B．探究杠杆的平衡条件 C．刻度尺测物体的长度
巩固练习答案
1-3 DDA
4. b，1
5. （1）如图
（2）A
（3）2.5， 1， 第1次实验的电流不可能低至0.12A
（4）电阻， 正
（5）C