第22课时 欧姆定律 电路计算

第二篇　物质科学(一)第22课时　欧姆定律　电路计算一、欧姆定律考点1　解释欧姆定律的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 和数学表达式　b(1)内容：通过导体中的电流，跟这段导体两端的电压成________，跟这段导体的电阻成_______。(2)表达式：__________电阻是导体的一种特性，不会因为电压、电流的改变而改变，因此电阻不与电压成正比，不与电流成反比。正比反比I＝U/R考点2　应用欧姆定律解决简单的电学问题(不超过两个电阻的电路)　c使用欧姆定律的注意事项(1)_______：即同一段导体或同一电路上的I、U、R；(2)________：即同一时间，也就是电路在同一状态下的I、U、R；(3)_________：即单位要统一，I、U、R的国际单位分别为安、伏和欧。同体性同时性统一性1．(2014•台州)如图电路，电源电压保持不变，闭合开关，当旋钮式变阻器触片顺时针转动时()A．变阻器电阻增大B．电流表示数减小C．小灯泡亮度增大D．变阻器两端电压增大C2.(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____Ω。当滑片P向右移动的过程中灯泡亮度____(填“变亮”、“不变”或“变暗”)。20不变二、用电压表和电流表测量导体的电阻考点3　说明伏安法测量电阻的实验原理　b原理：_____________。考点4　绘制伏安法测量电阻的电路图　b伏安法测电阻的电路图：如图所示。减少误差的方法：多次测量取______R＝U/I平均值考点5　应用电压表和电流表测量导体的电阻　c(1)电路连接：连接电路时开关_______；闭合开关前，滑动变阻器的阻值移到__________；滑动变阻器接线______________。(2)通过调节滑动变阻器，测得多组U、I的值，根据公式求出对应的R，再求平均值作为待测电阻的阻值。考点6　收集和整理实验数据得出实验结论　b断开最大处一上一下★3．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0.01Ω。现输电线在某处发生短路，为确定短路位置，检测员用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测，电压表的示数为3V，电流表的示数为20mA。这是应用了____法测电阻，从而确定短路位置离甲地____km。伏安7.5【解析】已知电压与电流，由欧姆定律求电阻，应用的是伏安法测电阻；短路位置到甲地的两段输电线的电阻值：导线总长度短路位置到甲地的距离4．(2015·台州)为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验，小柯同学选取了相应器材，小灯泡上标有“2.5V”字样。(1)如图甲电路无法正常完成实验，有一处导线连接错误，错误导线是____(填“①”或“②”)。(2)改正电路后，小柯调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻是____欧姆。②5三、串联电路和并联电路考点7　概述串联电路的电流和电压的特点；概述并联电路的电流和电压的特点　b串联并联电路图电流I＝I1＝I2I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2I＝I1＋I2＋…＋In电压U＝U1＋U2U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2U＝U1＝U2＝…＝Un串联并联电阻R＝R1＋R2R＝R1＋R2＋…＋Rn若电阻均为r，则R＝nr若电阻均为r，则电压与电流分配关系5.(2015·湖州)连接如图所示电路，研究串联电路中电流的特点实验时，电流表甲和乙的示数分别为0.18安和0.16安，造成两个电流表示数不同的原因可能是()A．电流表的缘故B．灯泡L1和L2的电阻不同C．导线有电阻D．灯泡L1和L2在电路中的位置A★6.(2015·广东)如图1所示是电阻甲和乙的I－U图像，下列说法正确的是()A．电阻乙为定值电阻B.当电阻甲两端电压为2V时，R甲＝0.4ΩC.如图2所示，当开关闭合，电路电流为0.2A时，电路总电阻是15ΩD.如图3所示，当开关闭合，电源电压为2V时，电路总电流为0.4AC【解析】I－U图像反映的是电流随电压的变化规律，从图中可看出通过电阻甲的电流与它两端的电压成正比(过原点的一条直线)，故电阻甲是定值电阻；电阻乙是条曲线，且随着电压增大时，电流增大得更快，故电阻乙不是定值电阻，而是电阻值随电压的增大而逐渐减小的电阻，故A错误。分析有图像的题时一定要牢牢抓住图像，在图像中找信息。当电阻甲两端电压为2V时，从图中可看出通过甲的电流是0.4A，甲的电阻是故B错误。如图2是甲和乙串联的电路，当开关闭合，电路中电流为0.2A时，从图1中可看出甲两端电压为1V，乙两端电压为2V，总电压为3V，电路总电阻是R总故C正确。如图3是甲和乙并联的电路，当开关闭合，电源电压为2V时，从图1中可看出通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A，电路中的总电流为0.6A，故D错误。　高频点1　研究电流与电压、电阻的关系★例1　(2015·德州)实验室中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成。在图甲中Ⓖ是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig＝3mA的电流表，其电阻Rg＝10Ω，现借助一个定值电阻R0把它改装为一个量程为3A的电流表，如图乙所示，下列判断正确的是()BA．达到满偏时Ⓖ两端电压0.03V，R0约100000ΩB．达到满偏时Ⓖ两端电压0.03V，R0约0.01ΩC．达到满偏时Ⓖ两端电压30V，R0约100000ΩD．达到满偏时Ⓖ两端电压30V，R0约0.01Ω【解析】因为Ig＝3mA＝0.003A，Rg＝10Ω，所以达到满偏时Ⓖ两端电压Ug＝IgRg＝0.003A×10Ω＝0.03V；由并联电路电流规律可得通过R0的电流为I0＝I－Ig＝3A－0.003A＝2.997A，由并联电路电压规律可得电阻R0两端电压等于小量程电流表两端电压，即U0＝Ug＝0.03V，R0＝U0/I0＝0.03V/2.997A＝0.01Ω，故选B。★1.(2015·福州)下图中，能正确描述电阻一定时，电流随电压变化的图像是()【解析】电阻一定时，电流与电压成正比，正比例函数的图像是一条过原点的直线。四个选项中只有A正确，故选A。A高频点2　电路动态变化★例2　(2015·滨州)在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，实验室老师给同学们准备了以下器材：,“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各1个，“15Ω　1A”的滑动变阻器一个，电流表，电压表，电源，开关和导线若干。(1)根据如图所示的实物图，在指定位置的虚线框内画出电路图。(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于____(填“左”或“右”)端。(3)在“探究电流与电压的关系”时， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 的电流表与电压表的示数如表所示，请在图示坐标纸上描点画出U－I图像，由此得出的实验结论是：_______________________________________________。实验次数12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A0.10.20.30.40.5右电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比(4)在“探究电流与电阻的关系”的实验中，先将5Ω电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，读出电流表的示数；再分别改接10Ω、15Ω、20Ω的电阻，重复上述实验。当改接20Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数始终无法达到1.5V。经检查，电路连接无误，各元件均完好，请你找出一种可能的原因：________________________________。滑动变阻器的最大阻值太小【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】(1)(2)【解析】(2)对于滑动变阻器来说，在闭合开关前，为了安全，阻值应处于最大值位置，根据题中实物图可知应把滑片置于右端；(3)由作出的图像可知，电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；(4)当换用大电阻后，无法将电压表的示数调到1.5V，说明滑动变阻器分压太小，可能是由于滑动变阻器的最大阻值太小了，当达到最大值时，所分的电压还是太小。2.(2015·金华)如图所示电路中，电源电压为4.5V，滑动变阻器的规格为“30Ω1A”。(1)小丽想用该电路研究“电流与电阻的关系”，请帮她把电路连接完整。(2)以下是小丽的一些操作步骤：①将阻值为10Ω的定值电阻R1接入电路，__________________________________________________________，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为2.0V时，读出电流表示数并记录；②断开开关，拆下R1，接上阻值为20Ω的定值电阻R2，……，使电压表示数为2.0V，读出电流表示数并记录；将滑动变阻器滑片移到阻值最大处(或将滑动变阻器滑片移到最右端)③断开开关，拆下R2，接上阻值为30Ω的定值电阻R3，重复②的操作。小丽发现无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压到达2.0V，经检查电路完好。为顺利完成实验，可行的措施有____________________________________________________________。(写一种即可)(3)小王同学选用另一组规格相同的实验器材，进行“测定小灯泡额定功率”的实验(小灯泡的额定电压为3.8V)。小王按小丽的电路，将定值电阻换成小灯泡，将电压表量程改为“0—15V”，连接好电路进行实验。闭合开关后，出现以下现象：增大滑动变阻器的最大阻值、降低电源电压、增大设定的电压值电灯的亮暗电流表示数I/A电压表示数U/V不亮01.0出现以上现象的原因可能是()A．小灯泡断路B．小灯泡短路C．电流表断路D．电流表短路【答案】(1)如图D高频点3　串并联电路的特点★例3(2013•株洲)如图甲所示，是研究小组的同学自制的简易电子秤原理图，它利用电压表的示数来测物体的质量，托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计，弹簧置于绝缘底座上。不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内，电源电压恒定。当盘中没有放物体时，滑片P在滑动变阻器的最上端，电压表的示数为0。当称量物体的质量时，滑片P在物体对电子秤的压力作用下向下端滑动，此过程中：(1)变阻器连入电路的电阻________，电流表的示数________，电压表的示数________(填“变大”、“变小”或“不变”)；不变不变变大(2)经研究分析得出被测物体的质量与电压表的示数满足如乙图所示的关系，这样把电压对应的质量刻在电压表的刻度盘上，就可以直接读出被测物体的质量。若电压表的示数为1V，则被测物体的质量是_______kg。0.5【解析】(1)当滑片P在物体对电子秤的压力作用下向下端滑动时，变阻器接入电路中的电阻不变，电压表所测部分的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流不变，电压表的示数变大；(2)由乙图可知，被测物体的质量与电压表的示数成正比，且电压表的示数U1＝3V时，m1＝1.5kg，所以当电压表的示数为1V时，3.(2015·衢州)甲为研究并联电路电流规律的实验电路图。(1)若要测量干路电流，则电流表应串联在甲图中的____(填“A”、“B”或“C”)处。(2)若要测量A处的电流，连好电路闭合开关前，发现电流表指针位置如图乙所示。调整正确后闭合开关，发现指针又偏向图乙位置，其原因是_______________________________。C电流表“＋”、“－”接线柱接反(3)纠正(2)中错误后，测出A、B、C三处的电流值如表所示。由此得出结论：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，且各支路的电流相等。这个实验在设计 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上还存在的不足之处是：________________________________________(写出一条)。用同一规格的灯泡或只测量得到一组实验数据位置ABC电流(A)0.180.180.36【提醒】此题为滑动变阻器变化计算，同时考查了学生对电流表变化范围，额定电流的理解和运用。最后一问对学生的实际应用能力要求较高。此类滑变问题为考试热点。★例4　如图是利用滑动变阻器控制电流的电路，其中电阻R为100欧姆，它与滑动变阻器串联在电路中，通过电阻的电流可在10毫安～100毫安范围内调节。(1)选用电源的电压应为多大？(2)变阻器的总电阻为多大？额定电流至少要多大？(3)上述电路能否使电阻R两端的电压调为零？请说明理由。【答案】(1)10伏　(2)900欧　100毫安　(3)不能，当R滑增大时，U将减小，当R滑达到最大值900欧时，U取到最小值1V，不能取到0。【解析】(1)由于电阻R的大小为100Ω，当滑动变阻器接入为0Ω时，电流表示数最大为100毫安，则电源电压为U＝RI＝10V；(2)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电流表示数最小，则R总＝U/I＝10V/0.01A＝1000Ω，R滑＝R总－R＝1000Ω－100Ω＝900Ω，由于电流表可在10毫安～100毫安范围内调节，则滑动变阻器的额定电流至少需要100毫安；(3)不能，当R滑增大时，电阻R两端的电压UR将减小，当R滑达到最大值900欧时，UR取到最小值1V，不能取到0。【提醒】当电压表所测的那部分电路断路，电压表与电路串联，分担电源电压，要注意辨别。★例5　(2014•昆明)某实验小组连接了如图所示的串联电路，电源电压为3V恒定不变。连接好电路，闭合开关后两灯都不亮，他们用电压表先后测得Uab＝Ubc＝Ucd＝0，Uad＝3V。为进一步确认电路故障，他们先用导线将a、b连接起来，先后测得Ubc＝Ucd＝0；再用导线将b、c连接起来，先后测得Uab＝0，Ucd近似等于3V；最后用导线将c、d连接起来，先后测得Uab＝0，Ubc近似等于3V。则故障原因可能是(　　)A．灯L1和灯L2都发生了断路B．灯L2和开关S都发生了断路C．灯L1和开关S都发生了断路D．灯L1、灯L2和开关S都发生了断路B【解析】由题意可知，闭合开关后两灯都不亮，并且Uab＝Ubc＝Ucd＝0，Uad＝3V，说明电源有电压，则电路其他部分出现断路；用导线将b、c连接起来，先后测得Uab＝0，Ucd近似等于3V，说明电压表并联在cd之间时，与电源两极相连，因此cd间存在断路，ab间无故障；用导线将c、d连接起来，先后测得Uab＝0，Ubc近似等于3V，说明电压表并联在bc之间时，与电源两极相连，因此bc间也存在断路；综合上述分析可得，灯L2和开关S都发生了断路。★例6　(2014•鄂州)小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力，设计了一个实验装置，如图甲所示。电源电压保持3V不变，电流表量程为0～1A，电阻不计，粗细均匀的电阻丝MN全长12cm，总电阻为9Ω，它的阻值与其接入电路的长度成正比。水平光滑杆AB上套有弹簧，弹簧弹力与其伸长量x的关系如图乙所示，弹簧左端固定，右端连接有滑块，滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连。滑片与电阻丝始终保持良好接触。水流冲击力为零时，滑片P刚好与电阻丝左端相接触，此时电流表满偏。测量时，滑块稳定后，小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小。(1)电阻Ro的阻值为多少？(2)当电流表读数为0.5A时，物体所受的冲击力大小为多少？【答案】(1)3Ω　(2)16N【解析】(1)电流表满偏时，电流I＝1A，R0＝U/I＝3V/1A＝3Ω；(2)电流为I′＝0.5A时，电阻丝电阻R＝U/I′－R0＝3V/0.5A－3Ω＝3Ω，，此时接入电路的电阻丝长度x′为4cm，由图乙知：F＝Kx，24N＝K·6cm，K＝4N/cm，x′＝4cm，则F′＝16N。(友情提示：本栏目建议午休时间完成)★1.(2015·重庆)如图是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图。电源电压不变，R0为定值电阻，R是用半导体材料制成的气敏电阻，其电阻值会随天然气浓度的升高而变小，闭合开关S，若厨房天然气浓度升高，则下列判断正确的是()A.电压表的示数变大B.气敏电阻R的阻值变大C.通过电阻R0的电流变小D.气敏电阻R两端电压变大A第1题图【解析】天然气浓度升高，气敏电阻的阻值减小，它分得的电压减小，定值电阻分得的电压增大，所以电压表的示数增大，A对，B、D错；此时电路中的总电阻减小，电流增大，C错。★2.(2015·福州)如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时()A.电流表A1示数变小，电压表V示数变小B.电流表A2示数变大，电压表V示数变大C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变C第2题图【解析】由图可知，两个电阻并联，电压表测量电源电压，电流表A1测量R1的电流，电流表A2测量干路的电流。当滑动变阻器滑片P向右移动时，R2的阻值变大，通过R1的电流不变，通过R2的电流变小，干路电流变小，所以，电流表A1的示数不变，电流表A2的示数变小，电压表V的示数不变。故选C。★3.(2015·上海)在如图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S从断开到闭合时，电路中()A.电流表的示数变小，电压表的示数变小B.电流表的示数变小，电压表的示数变大C.电流表的示数不变，电压表的示数变小D.电流表的示数不变，电压表的示数变大A第3题图【解析】当开关断开时，两电阻为串联关系，电压表测电阻R1两端的电压；当开关闭合时，电阻R1被短路，此时两个电表的示数均为0，所以可以判断出当电键S从断开到闭合时，两个电表的示数都是减小的，故选A。4．(2014•苏州)为了测定风速的大小，小明设计了四种装置，如图所示，图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连，可上下移动。现要求：当风吹过探头时，滑动变阻器R2的滑片P向上移动，且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是()D★5.(2015·宜昌)某导体中的电流与它两端的电压的关系如图所示，下列分析正确的是()A.该导体的电阻随电压增大而增大B.该导体的电阻随电流的增大而减小C.当导体两端的电压为0时，电阻为0D.当导体两端的电压为0时，电流为0D【解析】电阻是导体本身的一种性质，取决于导体的材料、长度、横截面积等因素，与其两端的电压和电流无关，故选项A、B、C错误。D.由欧姆定律可知，当导体两端的电压为0时，电流为0，D正确。★6．(2014•菏泽)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，R2的电阻为____Ω。20第6题图【解析】首先把电压表看成断路分析电路的连接情况，R1与R2是串联的，电压表测R2两端的电压，根据欧姆定律可知：电阻R2的阻值7．(2014•黄冈)某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路，如甲图所示，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。当有害尾气浓度β增大时，气敏电阻R的阻值将____，电压表的示数将______(填“变大”、“变小”或“不变”)，定值电阻R0作用是_____________。变小变小保护电路第7题图8.(2015·温州)某兴趣小组在研究“串联电路特点”的活动中，将一个阻值约为10欧的普通小灯泡和一个LED灯串联后接入电路(如图甲)。闭合开关S1，发现LED灯亮而小灯泡不亮。针对这种现象，同学们提出了以下猜想：第8题图猜想一：小灯泡L处发生短路,猜想二：LED灯电阻很大导致电路电流很小,为了验证猜想，小组同学进行如下实验：,实验一：将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端，根据观察到的现象否定了猜想一。,实验二：利用电流表和电压表，按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量。闭合开关，依次移动滑动变阻器的滑片，获得多组数据如下表，经分析，结果支持猜想二。实验次数电压(伏)电流(毫安)电阻(欧)11.412116.721.614114.331.816112.5…………(1)实验一中观察到的现象是______________。(2)实验二中，某次测量时电压表示数如图丙所示，此时电压表示数为____伏。(3)在实验二测定LED灯电阻的过程中，滑动变阻器的滑片向_______端移动。,小灯泡L发光2.3b(右)9．(2014•杭州)图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。电压表量程为0～3V，ab是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R1＝30Ω，电源电压U＝6V。　　(1)要保证电压表能正常工作，电路中R0至少应为____。(2)当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数为____V。30Ω第9题图0(3)已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0＝45Ω，通过计算说明，开关S闭合后，当电压表指针指在0.8V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？此拉力器的量程为多少？【答案】I＝U/(R0＋R1)＝6V/(45Ω＋30Ω)＝0.08ARaP＝UaP/I＝0.8V/0.08A＝10ΩLaP/6cm＝10Ω/30Ω　　LaP＝2cm根据图像得：F＝200N由于aP两端的电压最大为2.4V，即ΔL最大为6cm，所以拉力器的量程为0－600N。10.(2015·绍兴、义乌)图甲为升降机电路的部分原理图。电源电压恒为6V。R0为定值电阻，电压表量程为0～3V，压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。(1)压敏电阻不受压力时，电压表示数为2V，定值电阻R0的电功率为多少？第10题图(2)在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为多少？(3)在不改变电表的条件下，要增大压敏电阻的承压范围，应如何调整？(写出一条)(4)若在升降机底板上放置一个物块，静止时电压表示数为U0，当升降机匀速下降时，电压表示数______(填“大于”、“等于”或“小于”)U0。【答案】(1)0.04W　(2)2500N　(3)适当减小R0阻值(减小电源电压或串联一个电阻)等于