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文檔簡介
2025中考九年級物理歐姆定律專題復(fù)習(xí)學(xué)案及典型習(xí)題
-知識(shí)清單+方法清單
模塊一電流與電壓和電阻的關(guān)系
知識(shí)清單/
一、實(shí)驗(yàn):探究電流與電壓的關(guān)系
【提出問題】電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與電壓存在怎樣的關(guān)系?
【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑?。若電阻一定,可能電壓越大,電流越?/p>
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
(1)運(yùn)用控制變量法探究??刂仆粚?dǎo)體(定值電阻)不變,通過調(diào)節(jié)改變定值電阻兩
端的電壓,并用電流表測出電路中的電流,用電壓表測出定值電阻兩端的電壓。
(2)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。
(3)實(shí)驗(yàn)器材:電源、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線等。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
(1)按電路圖把一個(gè)5。的定值電阻連接電路。
(2)閉合開關(guān)前,檢查電路中各兀件的連接是否正確,將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻兩端的電壓分別為IV、2V、3V、4V、5V、6V,讀出此時(shí)相應(yīng)的電
流值記入下表中。
電阻R5Q
電壓UN1.02.03.04.05.06.0
電流//A
【分析論證】
(1)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):電流與電壓有關(guān),電流隨電壓的增大而增大,并且成—比。
(2)在坐標(biāo)系中根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電壓值描點(diǎn),畫出/-U圖像。分析圖像可得出:通過導(dǎo)體
的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成比,電流與電壓的比值為一定值。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
【評估與交流】
(1)滑動(dòng)變阻器的作用:保護(hù)電路、改變定值電阻O
(2)表格錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的分析:分析比較各組數(shù)據(jù)電壓與電流的比值是否相同,不同的一組數(shù)據(jù)為錯(cuò)
誤數(shù)據(jù)。
(3)提不:
①結(jié)論中的電流、電壓、電阻是針對同一導(dǎo)體而言的。
②明確電流與電壓存在的因果關(guān)系,電壓是導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的原因,而不是導(dǎo)體中有了電流才在
導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電壓,所以不能說電阻一定時(shí),電壓與電流成正比。
③在歸納結(jié)論時(shí),不能漏掉前提條件“電阻一定”。
二、實(shí)驗(yàn):探究電流與電阻的關(guān)系
【提出問題】電壓一定時(shí),電流與電阻存在怎樣的關(guān)系?
【猜想與假設(shè)】因?yàn)殡娮鑼﹄娏饔凶璧K作用,所以若電壓一定,可能電阻越大,電流越—。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要研究電流與電阻的關(guān)系,必須改變接入電路的,所以要更換不同的電阻R接
入電路。實(shí)驗(yàn)中要控制—兩端的電壓不變,所以需要在電路中串聯(lián)滑動(dòng)變速器,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變速
器,保持電阻R兩端的電壓不變,電路圖如圖所示。
【實(shí)驗(yàn)器材】電源、不同阻值的定值電阻多個(gè)、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線等。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
(1)按電路圖連接電路。
(2)閉合開關(guān)前,檢查電路中各元件的連接是否正確,將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。
(3)把阻值為5。的定值電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為5V保持
不變,讀出電流表的示數(shù),記錄在下面的表格中。
(4)把阻值為5Q的定值電阻分別更換為10。、20。的定值電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示
數(shù)保持5V不變,讀出電流表的示數(shù),記錄在下面的表格中。
電壓U/V5
電阻RQ51020
電流//A1.00.50.25
【分析論證】
(1)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):電流與電阻有關(guān),電流隨電阻的增大而減小,且電流與電阻的乘積為一
定值,即電壓不變時(shí),/由1=/2&。說明電流與電阻并且成—比。
(2)在坐標(biāo)系中畫出LR圖像。分析圖像可得出:通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成—比。
I-R圖像
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
【評估與交流】
(1)閉合開關(guān)前須將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值處,目的是保護(hù)電路。避免電路元件被燒壞。
(2)得到多組數(shù)據(jù)是為了尋找規(guī)律,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性。
(3)如果用干電池做實(shí)驗(yàn),可以通過改變串聯(lián)干電池的來改變定值電阻兩端的電壓(圖
甲);如果用學(xué)生電源做實(shí)驗(yàn),可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕來改變定值電阻兩端的電壓(圖乙);如果用滑動(dòng)變
阻器,可以將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中起分壓作用,改變定值電阻兩端的電壓。
乙
(4)注意:對實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩種錯(cuò)誤的語言描述。
①“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”。漏掉了結(jié)論的前提條件(在電壓一定時(shí))。
②“電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體中的電流成反比”。弄錯(cuò)了結(jié)論的因果關(guān)系(因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體
本身的性質(zhì),跟電壓和電流都沒關(guān)系)。
方法清單
考向01探究電流與電壓的關(guān)系
【例題1】(2024?遼寧?中考真題)某小組猜想電流與電壓和電阻有關(guān),現(xiàn)要探究電流與電壓的關(guān)
系。
(1)為探究電流與電壓的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制不變;
(2)該小組連接的部分電路如圖所示,請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整(導(dǎo)線不能交叉);
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到最端;
(4)試觸時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針均不偏轉(zhuǎn)。為查找故障,閉合開關(guān),保持導(dǎo)線漏的a端
不動(dòng),將b端依次接到A、B和C接線柱,電壓表的指針均偏轉(zhuǎn),電流表指針均不偏轉(zhuǎn)。若電路中只有
一處故障,則發(fā)生的故障是;
(5)排除故障后,閉合開關(guān),通過移動(dòng)—的位置改變電阻兩端的電壓,測量電阻兩端的電壓U
和對應(yīng)的電流/,記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示;
數(shù)據(jù)序號12345
電壓UN1.601.902.202.502.80
電流〃A0.160.190.220.250.28
分析表格中的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)電壓與其對應(yīng)電流的比值_____,從而得出結(jié)論:。
方法技巧探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),注意器材的使用
1.開關(guān):電路連接(或更換電學(xué)元件)時(shí)要斷開,電路檢查無誤后再閉合,
記錄完數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)斷開。
2.電流表:電流表與被測元件串聯(lián)。
3.滑動(dòng)變阻器:連入電路時(shí)滑片處于最大阻值處;“一上一下”選擇接線柱
連入電路。
4.電壓表:電壓表與被測元件并聯(lián)。
【訓(xùn)練1-1】(2024.湖南.中考真題)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,保持定值電阻R不變,
小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)連接電路前,電流表有示數(shù),應(yīng)該對電流表進(jìn)行;
(2)連接電路時(shí),開關(guān)S應(yīng)處于狀態(tài);
(3)連接完電路,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至____端;
(4)某次實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,示數(shù)為A;
12
(5)實(shí)驗(yàn)測出五組數(shù)據(jù)記錄在表格中,為了找到電阻一定時(shí),電流與電壓的關(guān)系,應(yīng)該怎樣處理
數(shù)據(jù)?(列舉一種方法即可)。
數(shù)據(jù)序號12345
電壓UN1.21.61.82.02.4
電流//A0.120.160.180.200.24
【訓(xùn)練1-2】如圖所示,探究“電流跟電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,下列說法不正確的是()
A.探究電流跟電壓的關(guān)系時(shí),需要控制導(dǎo)體的電阻一定
B.滑動(dòng)變阻器可以起到改變定值電阻兩端電壓的作用
C.實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是:電流跟電壓成反比
D.多次實(shí)驗(yàn)是為了得到電流跟電壓之間的定量關(guān)系
考向02探究電流與電阻的關(guān)系
【例題2】(2024?連云港.中考真題)小明在“探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),他用圖
甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中電阻R兩端的電壓始終保持2V不變,電路中儀表均完好無損。
(1)連接電路前,小明發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示,他應(yīng)先O
(2)連接好電路后閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),則電路
故障的原因可能是=
(3)排除故障后,小明將不同阻值的電阻接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所
示,此時(shí)電阻R的阻值為Qo
(4)在實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)把電阻R由20。更換為10。時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻應(yīng)
(選填“變大”“變小”或“不變”)。
甲乙丙
【訓(xùn)練2-1】小剛用如圖所示電路探究“電壓一定時(shí),電流跟電阻的關(guān)系”。在此實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)
a、b兩點(diǎn)之間的電阻由5。變?yōu)?0。時(shí),(電路元件都安全)為了探究上述問題,他應(yīng)該采取的唯一操
作是()
A.保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)B.將滑動(dòng)變阻器的滑片適當(dāng)向左移動(dòng)
C.將滑動(dòng)變阻器的滑片適當(dāng)向右移動(dòng)D.適當(dāng)增加電池的節(jié)數(shù)
【訓(xùn)練2-2】在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組用電壓表測得電源電壓為2.8V,并
連接了如圖甲所示的部分電路:
(1)觀察圖甲,請指出電路連接過程中的不妥之處:—o
(2)改正后,請用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲上完成剩余電路的連接(要求:向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器
的滑片P,其阻值增大)
(3)閉合開關(guān)后,觀察電壓表示數(shù)接近電源,電流表無示數(shù)出現(xiàn)該故障的原因是
(4)排除故障后開始測量,并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí),電流表示數(shù)如圖
(5)根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是;
(6)若要繼續(xù)完成探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn),除了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材之外,還需要增加
模塊二歐姆定律
知識(shí)清單/
一、歐姆定律
1.歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成—比,跟導(dǎo)體的電阻成—比。
OUuR
2.數(shù)學(xué)表達(dá)式:
A
U表示導(dǎo)體兩端的電壓,單位為伏特(V);R表示導(dǎo)體的電阻,單位為歐姆(。);/表示導(dǎo)體中
的電流,單位為安培(A)。
3.變形公式
由歐姆定律的公式/='可推出:U=_、R=0
(1)電壓U=/R的意義:表示導(dǎo)體兩端的電壓等于通過導(dǎo)體的電流與其電阻的乘積。因電壓是由
電源提供的,電壓是形成電流的原因,所以不能說成電壓與電流成正比。
(2)電阻R=¥的意義:表示導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的
比值。因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān),與加在兩端的
電壓和流過的電流大小-0(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)
4.對公式的理解
(1)統(tǒng)一性:八U、R必須使用國際單位制中的單位,即電流單位是安(A),電壓單位是伏
(V),電阻單位是歐(。)。
(2)同一性:八U,R是對同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路而言的,三者要一一對應(yīng)。在解題時(shí),習(xí)慣
上把同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路各個(gè)物理量符號的角標(biāo)用同一數(shù)字或字母表示,如人、尺、5等。
(3)同時(shí)性:對同一導(dǎo)體或同一部分電路來說,由于開關(guān)的閉合或滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng),都會(huì)
導(dǎo)致電路中的電流、電路兩端的電壓的變化,所以公式/=4中的三個(gè)量是針對R同一時(shí)刻而言的。
(4)條件性:定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個(gè)關(guān)系分別有不同的成立條件。即當(dāng)導(dǎo)
體的電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比;當(dāng)導(dǎo)體的電壓一定時(shí),通過它的電流跟它的
電阻成反比。
(5)適用范圍:歐姆定律適用于從電源正極到負(fù)極之間的整個(gè)電路或其中某一部分電路,并且是
純電阻電路。
二、歐姆定律的應(yīng)用
1.應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行分析與計(jì)算的依據(jù)
(1)求電流:/=?;(2)求電壓:U=IR;(3)求電阻:尺=孝.
只要知道八U.R中的任意兩個(gè)量就可以利用歐姆定律計(jì)算出第三個(gè)量。
2.利用歐姆定律解答計(jì)算題的一般步驟
第一步:可采用“去表法”判斷電路的連接方式,將電壓表去掉,將電流表看成一段導(dǎo)線,畫出
等效電路圖,然后進(jìn)行判斷。判斷出電路的連接方式后,再將電壓表和電流表“恢復(fù)”到原來的位
置,明確各測量哪部分電路兩端的電壓和電路中的電流。
第二步:認(rèn)真審題,在電路圖(或畫出的電路圖)上標(biāo)出己知量、待求量。
第三步:找出各物理量之間的關(guān)系;利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系列出關(guān)系
式,要注意公式成立的條件,有必要的文字說明,在代入數(shù)值或?qū)懹?jì)算結(jié)果時(shí)不要忘記單位。
第四步:討論結(jié)果的合理性,得出答案。
3.酒精濃度檢測儀:酒精測試儀實(shí)際上是由酒精氣體傳感器Ri(相當(dāng)于隨酒精氣體濃度變化的變
阻器)、一個(gè)定值電阻&及一個(gè)電流表和電壓表串聯(lián)組成。酒精氣體傳感器的電阻值R隨酒精氣體濃
度的增大而減小,如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大,那么傳感器的電阻值Ri越小,根據(jù)歐姆定律
/=UZR可知,電路中的電流越大,則定值電阻照兩端的電壓&=/&越—,即測試儀的示數(shù)越—o
4.車重表
(1)圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的高速公路收費(fèi)站計(jì)重秤的原理圖。該原理圖中,&為滑動(dòng)變阻器。若車重
表是由電流表改裝而成,現(xiàn)將它串聯(lián)在圖中位置,則當(dāng)車越重時(shí),變阻器的滑片向下滑,連入電路的
阻值變小,電路中的電流變—,即車重表的示數(shù)將變—。
(2)若車重表是由電壓表改裝而成,現(xiàn)將它并聯(lián)在員兩端,則當(dāng)車越重時(shí),變阻器的滑片向下
滑,電路中的電流變大,以兩端的電壓變—,即車重表的示數(shù)將變—。
方法清單
考向01對歐姆定律及其變形式的理解
【例題1】關(guān)于歐姆定律,下列說法正確的是()
A.當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓增大為原來的2倍時(shí),導(dǎo)體的電阻也增大為原來的2倍
B.當(dāng)通過導(dǎo)體的電流增大為原來的2倍時(shí),導(dǎo)體的電阻減小為原來的0.5倍
C.通過導(dǎo)體的電流若為零,該導(dǎo)體的電阻也為零
D.對某一段導(dǎo)體來說,通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比
方法技巧~對歐姆定律的理解
電流與電壓和電阻之間有明確的因果關(guān)系:電壓是形成電流的原因;電
阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì),對電流有阻礙作用。明確三者的關(guān)系是理解歐姆定律
的關(guān)鍵。學(xué)習(xí)物理公式時(shí),要注意不能像對待數(shù)學(xué)公式一樣,因?yàn)槲锢砉?/p>
中的每個(gè)字母都代表一個(gè)特定的物理量,有其本身的物理意義。
【訓(xùn)練1-1】關(guān)于電流、電壓和電阻之間的關(guān)系,下列說法正確的是()
A.公式R=彳表明,導(dǎo)體的電阻R跟它兩端的電壓成正比,跟電流成反比
B.公式表明,導(dǎo)體中的電流/跟它兩端的電壓成正比,跟電阻成反比
C.公式表明,導(dǎo)體兩端的電壓U跟電流成正比
D.公式U=/R表明,導(dǎo)體兩端的電壓。跟電阻成正比
考向02歐姆定律的簡單應(yīng)用
【例題2】(2024.江西?中考真題)如圖所示,電源兩端電壓為24V,電阻R為20Q。
--------------ii-----------—
R\S,
---------------1=1?
R
--------q------------$---------
s
(1)只閉合開關(guān)S,求通過電阻R的電流;
(2)同時(shí)閉合開關(guān)S、Si,若通過十路的電流為1.6A,求通過電阻R的電流和電阻尺的阻值。
方法技巧應(yīng)用歐姆定律的解題思路
1.明確電路結(jié)構(gòu):可采用“去表法”判斷電路的連接方式,將電壓表去掉,將
電流表看成是一段導(dǎo)線,畫出等效電路圖,然后進(jìn)行判斷。
2.明確電表的功能:判斷出電路的連接方式后,再將電壓表和電流表“恢復(fù)”
到原來的位置,明確各是測量哪部分電路兩端的電壓和電路中的電流。
3.選規(guī)律求解:運(yùn)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的電流和電壓規(guī)律進(jìn)行分析、判
斷和計(jì)算。
電流與電壓和電阻之間有明確的因果關(guān)系:電壓是形成電流的原因;電阻是導(dǎo)
體的一種性質(zhì),對電流有阻礙作用。明確三者的關(guān)系是理解歐姆定律的關(guān)鍵。學(xué)習(xí)
物理公式時(shí),要注意不能像對待數(shù)學(xué)公式一樣,因?yàn)槲锢砉街械拿總€(gè)字母都代表
一個(gè)特定的物理量,有其本身的物理意義。
【訓(xùn)練2-1】(2024.長沙.中考真題)小明制作了一款可調(diào)亮度的小臺(tái)燈,電路如圖所示。電源電壓
保持不變,燈泡的電阻為10。,不考慮溫度對燈絲電阻的影響,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20。1A”字樣。
—II—
R
(1)閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑片使R的阻值變時(shí),通過燈泡的電流變大,燈泡變亮;
(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值最大時(shí),通過燈泡的電流為0.15A,此時(shí)燈泡兩端的電壓為
Vo若燈泡兩端允許的最大電壓為2.5V,為保證電路安全,滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為—Qo
考向03動(dòng)態(tài)電路分析
【例題3】(2024?黑龍江雞西?中考真題)天然氣是一種清潔能源,方便居民使用的同時(shí),存在著泄
漏的安全隱患。物理興趣小組在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了天然氣泄漏檢測電路,如圖電源電壓恒定不變,
R)為定值電阻,R為氣敏電阻。R阻值隨天然氣濃度的增大而減小,則天然氣()
,R,R。
氣敏電阻.-
「J
A.濃度增大,電流表示數(shù)變小B.濃度增大,電壓表示數(shù)變小
C.濃度減小,電流表示數(shù)變大D.濃度減小,電壓表示數(shù)變小
方法技巧解決動(dòng)態(tài)電路的分析問題
1.明確引起電路動(dòng)態(tài)變化的原因,是由熱敏電阻、光敏電阻還是滑動(dòng)
變阻器引起的;明確電源的電壓是否保持不變。
2.從串聯(lián)電路或并聯(lián)電路的電流、電壓的規(guī)律及歐姆定律中選擇一條
判斷電路中電流或某一元件兩端的電壓的變化情況。
【訓(xùn)練3-1]在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器&的滑片P
由最右端向中點(diǎn)移動(dòng)時(shí),變小的是(
A.電流表A2的示數(shù)
B.電壓表V的示數(shù)
C.電流表A示數(shù)與電流表A2示數(shù)的差值
D.電壓表V示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值
【訓(xùn)練3-2】如圖是測量貨車質(zhì)量的地磅示意圖,貨車的質(zhì)量可以通過電流表的示數(shù)轉(zhuǎn)換測出,R0
為定值電阻。下列說法正確的是()
A.地磅的量程與&大小無關(guān)
B.貨車的質(zhì)量變大時(shí),電流表的示數(shù)變小
C.將電流表換成電壓表也能測量貨車的質(zhì)量
D.僅增大品,稱量同一貨車質(zhì)量時(shí),電流表示數(shù)變小
模塊三電阻的測量
知識(shí)清單/
一、伏安法測電阻
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】由歐姆定律的變形公式R=¥可知,用電流表測出通過定值電阻的電流/,用電壓表測
出定值電阻兩璃的電壓U,把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入R=4,即可求出定值電阻的阻值大小。為了減少實(shí)驗(yàn)誤
差,實(shí)際測量中要改變待測電阻兩端的電壓,多次測量電壓及電流的值,求出每次的電阻值,最后求
電阻的值。
電壓表
R'電池
串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器,移動(dòng)滑片,就可以改變定值電阻兩端的電壓和流過的電流。電路設(shè)計(jì)如圖
所示,當(dāng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),變阻器連入電路的阻值變小,則待測電阻兩端的電壓變大,通過
的電流也變大。
【實(shí)驗(yàn)器材】電池組、開關(guān)、導(dǎo)線若干、定值電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
①根據(jù)電路圖連接電路。
②閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來改變待測電阻兩端的電壓,記下相應(yīng)的電壓表示數(shù)和電流
表示數(shù)并填在表中。
③斷開開關(guān),整理器材,結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
④算出待測電阻的阻值大小及電阻的平均值并填入表中。
實(shí)驗(yàn)序號電壓U/V電流//A電阻R/O電阻平均值用。
1
2
3
【數(shù)據(jù)處理】將每次測量的電壓值、電流值代入公式,分別求出待測電阻的阻值R、&,計(jì)
算出它們的平均值。R=(R+&+&)/3
【分析與討論】畫出定值電阻的/-。圖像,分析圖像發(fā)現(xiàn):當(dāng)定值電阻兩端的電壓改變時(shí),通過它
的電流也隨之而改變,但電壓與電流的比值,即不變,同時(shí)證明了導(dǎo)體的電阻是由自身的性
質(zhì)所決定的,與和無關(guān)。
二、伏安法測小燈泡的電阻
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坑秒妷罕怼㈦娏鞅頊y小燈泡的電阻
【實(shí)驗(yàn)原理】R=
【實(shí)驗(yàn)器材】電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①按電路圖連接實(shí)物。
②閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,記錄電壓表、電流表的示數(shù)。
③多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)序號電壓U/V電流77A電阻R/。燈泡亮度
1
2
3
【數(shù)據(jù)處理】將測量的電壓值、電流值代入公式,分別求出小燈泡的阻值以、4。
【分析與討論】畫出小燈泡的/-U圖像,發(fā)現(xiàn)小燈兩端的電壓與電流之比(電阻)不是一個(gè)定值;
當(dāng)小燈兩端電壓越大時(shí),燈絲電阻越o原因是當(dāng)燈兩端電壓變大時(shí),燈絲溫度升高。
三、特殊方法測電阻
用伏安法測電阻時(shí),需要同時(shí)使用電壓表和電流表,如果只有電流表或電壓表,則可借助一已知
電阻的定值電阻、滑動(dòng)變阻器或電阻箱,巧妙利用串、并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律測出未知電阻的阻
值。常用方法有:
1.伏阻法:只用電壓表和已知阻值的電阻測量未知電阻。
2.安阻法:只用電流表和已知阻值的電阻測量未知電阻。
3.伏滑法:利用電壓表和滑動(dòng)變阻器(己知最大阻值)測量未知電阻。
4.安滑法:利用電流表和滑動(dòng)變阻器(已知最大阻值)測量未知電阻。
方法電路圖測量的物理量及Rx的表達(dá)式
11Ro的阻值已知。閉合S,分別測出&和&兩端的電
R。&壓。0、5;
伏阻法
D&Ro
Rx—u0
—CRo的阻值已知。只閉合So,分別測出Ro兩端的電壓
Uo;閉合So和S,測出電源電壓U;
I
R—些R
&一URo
沙—o
Ro的阻值已知。閉合S,分別測出通過&和Ro的電
I流,x、10;
3
Rx-Ix
RRo的阻值已知。閉合So,測出通過Ro的電流/o;閉
安阻法&°
合So和S,測出總電流/;&-坐
(1-W
1—Ro的阻值已知。閉合So,測出電路中電流/;閉合So
尺‘夕
和S,測出通過Rx的電流
(I
R—國
Rx-卜I
將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大端時(shí),電壓表的
十d
示數(shù)為U1;將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最小端時(shí),電
伏滑法
火max壓表的示數(shù)為仍。(Rmax為滑動(dòng)變阻器的最大阻值)
曰q_UiHmax
&—U2-U1
將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大端時(shí),電流表的
示數(shù)為/1;將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最小端時(shí),電
安滑法
Rmax流表的示數(shù)為/2。(Rmax為滑動(dòng)變阻器的最大阻值)
L?-
R^_D_/iRmax
Rx-bi
方法清單
考向01伏安法測定值電阻的阻值
【例題1】(2024?西藏?中考真題)實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示的電路測量未知電阻Rx的阻值。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于—狀態(tài);
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片尸置于一端;
(3)當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V時(shí),電流表示數(shù)如圖(乙)所示,則通過&的電流為—A,此次測
得Rx的阻值為Qo
(4)為了減小誤差,改變滑動(dòng)變阻器滑片尸的位置,多次測量電壓及電流的值,根據(jù)每次電壓及
電流的值算出電阻,最后求出檢的平均值。
方法技巧~器材選擇原則
1.電源:電源電壓應(yīng)稍大于待測電阻或燈泡上標(biāo)注的電壓。
2.電流表:量程要大于(或不小于)待測電阻或燈泡工作時(shí)的電流。
3.電壓表:量程要大于(或不小于)待測電阻或燈泡工作時(shí)的電壓。
4.滑動(dòng)變阻器:允許通過的最大電流應(yīng)大于(或不小于)待測電阻或燈泡工作
時(shí)的電流,且滑動(dòng)變阻器的阻值要能分去多余的電壓。一般根據(jù)表格中電流的最小
值及對應(yīng)的電壓值,求出滑動(dòng)變阻器此時(shí)接入電路的電阻,滑動(dòng)變阻器銘牌上標(biāo)注
的電阻值要大于此值。
【訓(xùn)練1-1】歡歡與樂樂同學(xué)利用圖甲所示的電路測量未知電阻&的阻值。
甲
(1)請你根據(jù)甲電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,幫助歡歡同學(xué)在圖乙中完成實(shí)驗(yàn)電路的連接,要求
滑片P向右移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)小;
(2)將滑片P置于阻值最大位置,閉合開關(guān)S,歡歡同學(xué)發(fā)現(xiàn),無論怎樣移動(dòng)滑片P電流表的示
數(shù)始終為零,電壓表示數(shù)接近電源電壓,則電路中存在的故障可能是(選填“反短路”或“Rx
斷路”);
(3)排除故障后,移動(dòng)滑片P,記錄多組數(shù)據(jù),畫出了待測電阻的心的/-U圖像,如圖丙所示,
由圖像可得&=Q;
(4)樂樂覺得不使用電壓表也能測出&的阻值,于是設(shè)計(jì)了另一種方案,電路如圖丁所示。定
值電阻Ro,電源電壓未知且恒定不變。測量步驟如下:
①只閉合開關(guān)Si時(shí),電流表讀數(shù)為八;
②當(dāng)開關(guān)Si、S2都閉合時(shí),電流表讀數(shù)為/2;
③待測電阻&=(用己知和測出的物理量&、11、/2表示)。
【訓(xùn)練1-2】如圖所示,幾個(gè)同學(xué)在只有電流表或電壓表時(shí),利用一個(gè)已知阻值的電阻R設(shè)計(jì)了四
個(gè)測未知電阻R的電路,其中不可行的是()
考向02伏安法測小燈泡的阻值
【例題2】(2024?山東威海.中考真題)小明在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中,準(zhǔn)備的器材有電源
(電壓恒為6V)、小燈泡(額定電壓為2.5V)、滑動(dòng)變阻器&(10Q1A)、Z?2(2OQ1A)>電流表、電壓
表、開關(guān)及導(dǎo)線若干。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的電路補(bǔ)充完整______(要求滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變
大);
(2)電路連接后,閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,觀察電流表和電壓表,發(fā)現(xiàn)兩表指針偏轉(zhuǎn)角度均較
小,原因可能是;
(3)實(shí)驗(yàn)中,調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為V,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光,電流表的示數(shù)如圖乙所
示,則小燈泡的電阻為Q(結(jié)果保留一位小數(shù)),實(shí)驗(yàn)中選擇的滑動(dòng)變阻器應(yīng)為(選填
“Ri”或“R2”)。
(4)圖甲實(shí)驗(yàn)裝置能否探究“電流與電壓的關(guān)系”?(選填“能”“否”)。
方法技巧辨析不同實(shí)驗(yàn)多次測量的目的
實(shí)驗(yàn)名稱多次測量的目的
“伏安法”測定值電阻的阻值計(jì)算電阻的平均值以減小誤差
“伏安法”測小燈泡的電阻便于通過比較,尋找溫度對燈絲電阻影響的規(guī)律
探究串、并聯(lián)電路中電流和電壓的規(guī)律
避免偶然性,以得到更具有普遍性的結(jié)論
探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
【訓(xùn)練2-1】小明利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣,記錄的實(shí)驗(yàn)
數(shù)據(jù)如表所示,其中有一次記錄的電流表示數(shù)是錯(cuò)誤的。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是()
實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345
電壓/V0.51.01.52.02.5
電流/A0.100.140.160.240.28
電阻/Q
A.第3次實(shí)驗(yàn)記錄的電流表示數(shù)是錯(cuò)誤的
B.該實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了求平均值減小誤差
C.第5次實(shí)驗(yàn)中小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻最小
D.從第1次到第5次的實(shí)驗(yàn)過程中,滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向右滑動(dòng)
【訓(xùn)練2-2】實(shí)驗(yàn)小組用伏安法測量小燈泡的電阻,連接了如圖甲所示的電路,小燈泡的額定電壓
為2.5V,電源電壓恒定。
(1)實(shí)驗(yàn)的原理是
(2)圖甲中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請?jiān)谠搶?dǎo)線上打“X”,并用筆重新畫一根正確連接的導(dǎo)線
(導(dǎo)線不得交叉);
(3)改正錯(cuò)誤后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片至某位置時(shí),電壓表的示數(shù)為2V,為測量小燈泡正常發(fā)
光時(shí)的電阻,應(yīng)將滑片P向(選填"A”或"B”)端移動(dòng);
(4)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示為Ao此時(shí)小燈泡的電阻是Q(保留
1位小數(shù));
(5)小燈泡的/-U關(guān)系如圖丙,當(dāng)小燈泡的兩端電壓增大時(shí),它的電阻(選填“增大”“減
小”或“不變”),其原因是燈絲電阻受的影響;
(6)小組同學(xué)計(jì)劃用該裝置測量某定值電阻阻值時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表損壞,于是設(shè)計(jì)了如圖丁所示的
電路,測出了&的阻值。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將滑片移到。端,閉合開關(guān)S,讀出電流表的示數(shù),記為/i;
②將滑片移到6端,閉合開關(guān)S,讀出電流表的示數(shù),記為歷
③讀出滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R,則&=(用八、6和R表示)
考向03伏安法測電阻中的故障分析
【例題3】某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組在做“伏安法測小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)連接了如下圖所示的電路,閉合
開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表指針無偏轉(zhuǎn),電壓表有偏轉(zhuǎn),則電路中出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因可能是()
A.小燈泡處發(fā)生了短路B.電流表處發(fā)生了斷路
C.電流表兩個(gè)接線柱被短接D.滑動(dòng)變阻器同時(shí)接入兩下接線柱造成電流太小
方法技巧測量電阻時(shí)的電路故障及現(xiàn)象
被測電阻短路]一電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù)
I
被測電阻開路一電流表的示數(shù)為0,電壓表的示數(shù)接近電源電壓
I
■表位置顛例b電流表的示數(shù)為o,電壓表的示數(shù)接近電源電壓
-
滑動(dòng)變阻器沒有“一I移動(dòng)滑片,電壓表和電流表的示數(shù)都不變
上一下”接入電路
【訓(xùn)練3-1】用圖甲電路進(jìn)行伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)時(shí),小明閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表示數(shù)如圖
乙。他排除某處故障后即能正常實(shí)驗(yàn),則發(fā)生故障的位置可能是()
甲乙
A.①②之間斷路B.②③之間斷路
C.①②之間短路D.②③之間短路
【訓(xùn)練3-2】某同學(xué)按如圖所示電路做伏安法測小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn),則一“試觸”,就發(fā)現(xiàn)電流表
的指針迅速擺動(dòng)到最大刻度,發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是()
A.電流表的正、負(fù)接線柱接反了
B.小燈泡的燈絲斷了
C.線路接錯(cuò),電路中的某處發(fā)生了短路
D.以上說法都不正確
模塊四歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
知識(shí)清單N
一、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用
i.串聯(lián)電路中電流的計(jì)算
<------------U------------->
?——U1—?|——U?—?
R1氏2
(―1——□-----------[=i—
根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過電阻員的電流和通過電阻&的電流相等,都等于/。
電阻Ri兩端的電壓Ui=IRi,&兩端的電壓仍=/&。
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律U=Ui+Uz,有U=IRI+IR2=I(R1+R2)可求得
I-------
R]+R2
即:串聯(lián)電路中通過某個(gè)電阻的電流或串聯(lián)電路的電流,等于電源兩端電壓除以各分電阻之
2.串聯(lián)電路中總電阻與分電阻的大小關(guān)系
(1)理論推導(dǎo):如圖所示,由歐姆定律可知:Ui=IRi。2=/&U=IR
因?yàn)樵诖?lián)電路中U=Ui+U2,得/R=/Ri+/&
所以R=__________
結(jié)論:串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之一。
(2)幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)后,總電阻會(huì)變大的原因:
因?yàn)殡娮璐?lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的—,所以串聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻都要大。
3.串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)
如上圖所示,因?yàn)榇?lián)電路的電流相等/1=/2
由歐姆定律可知:Ul=h&。2=/2及
所以
U2
結(jié)論:串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓與它們電阻的大小成—比。
二、歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用
1.并聯(lián)電路中總電流的計(jì)算
如圖所示,定值電阻凡和&并聯(lián),電源電壓為U。
并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等Ui=Uz=U
通過電阻Ri的電流為h=Ui/Ri通過電阻&的電流為h=5ZR2
并聯(lián)電路的總電流:Z=/i+/2=#+#
即:并聯(lián)電路中干路電流等于各支路兩端電壓除以的和。
<----------u----------->
h0
/
"IR2O
U2-□2ZI--
2.并聯(lián)電路中的總電阻和分電阻的關(guān)系
(1)并聯(lián)電路中的總電阻
在并聯(lián)電路中,兩個(gè)電阻凡和&對電流的阻礙作用,也可以用一個(gè)電阻R替代,若通過這一個(gè)電
阻的電流與原來兩個(gè)電阻的總電流相同,則這個(gè)電阻R就叫這個(gè)并聯(lián)電路的總電阻。
(2)理論推導(dǎo):并聯(lián)電路中的總電阻和分電阻的關(guān)系
如上圖所示,由歐姆定律知:h=UdRih=UilR2I=U/R
在并聯(lián)電路中:1=11+12U=U[=lh
1__1_1
元=瓦+瓦
結(jié)論:并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電阻的。
(3)幾個(gè)導(dǎo)體并聯(lián)后,總電阻變小的原因分析:
電阻并聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的,所以并聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻都要小。
3,并聯(lián)電路的分流特點(diǎn)
I——
o->_"I2R1O
并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,。1=仍
因?yàn)閁i=/iRU2=hRi則/典=/2用
所以
bK1
結(jié)論:并聯(lián)電路中,各支路的電流與支路電阻的大小成
方法清單
考向01歐姆定律在串聯(lián)電路中的綜合分析與計(jì)算
【例題1】(2024?山東臨沂?中考真題)如圖所示電路的電源電壓為9V,電流表使用。?0.6A量
程,電壓表使用0?3V量程,阻值為10。的定值電阻允許通過的最大電流為0.5A。為保證電路中各元
件安全工作,滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)大于()
方法技巧掌握三個(gè)關(guān)系、一個(gè)定律解決串聯(lián)電路問題
1.條件:幾個(gè)用電器串聯(lián)。
2.三個(gè)關(guān)系:電流關(guān)系電壓關(guān)系。2電阻關(guān)系R=R1+R2
3.一個(gè)定律:
4.說明:利用這些關(guān)系可解決串聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的問題;有時(shí)需
要借助方程求解。
【訓(xùn)練1-1】(2024?江蘇揚(yáng)州?中考真題)如圖所示,電源電壓恒為6V,敏感元件T的電阻隨電流
的增大而減小。電壓表示數(shù)為2V時(shí),電流表示數(shù)為0.2A,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V時(shí),電流表示數(shù)可能
是()
A.小于0.18A
C.大于0.18A,小于0.2AD.大于0.2A,小于0.24A
【訓(xùn)練1-2]在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電流表量程為0?0.6A,兩電壓表的量程
均為。?15V,滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“60。0.5A”字樣。&的滑片調(diào)至最右端,閉合開關(guān)S,電流表A的
示數(shù)為0.2A,電壓表Vi的示數(shù)為4V。求:
(1)定值電阻Ri的阻值;
(2)電源電壓;
(3)為了保證電路安全,滑動(dòng)變阻器向左可調(diào)至的最小值。
考向02歐姆定律在并聯(lián)電路中的綜合分析與計(jì)算
【例題2】如圖所示,電源電壓為3V,Ro的阻值為5。,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10Q,a、b
為滑動(dòng)變阻器兩個(gè)端點(diǎn)。閉合開關(guān),下列說法正確的是()
A.若將滑片移動(dòng)到a端,電路仍能正常工作
B.滑片在b端時(shí),電流表Ai示數(shù)為0.3A
C.滑片由。端向。端移動(dòng),電流表A2示數(shù)變大
D.滑片移動(dòng)到中點(diǎn)時(shí),電流表Ai與A2示數(shù)比為2:1
方法技巧掌握三個(gè)關(guān)系、一個(gè)定律解決并聯(lián)電路問題
1.條件:幾個(gè)用電器并聯(lián)。
2.三個(gè)關(guān)系:
電流關(guān)系/=/1+/2電壓關(guān)系:U=U\=U2電阻關(guān)系:5+出
KK[/<2
3.一個(gè)定律:1=^
4.應(yīng)用說明:利用這些關(guān)系可解決并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的問題。
【訓(xùn)練2-1】如圖所示的電路,實(shí)驗(yàn)時(shí),已知以為20。,在閉合S的情況下,斷開Si時(shí)電流表的
讀數(shù)是1.5A,閉合Si時(shí)電流表讀數(shù)是2.1A,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中電池的電壓不變,求:
(1)電源電壓為多大?
(2)通過治的電流是多少?
(3)被測電阻&的阻值。
【訓(xùn)練2-2】(2024?廣元?中考真題)小文設(shè)計(jì)并連接了如圖的電路,電源兩端電壓和小燈泡的電阻
都不變。閉合開關(guān)S,保證電路安全的前提下,滑動(dòng)變阻器的滑片從右向左滑動(dòng)的過程中()
A.滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,燈泡變暗
B.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
C.電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變小
D.可以將滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端
考向03串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流關(guān)系的應(yīng)用
【例題3】如圖所示,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,燈Li、L2都能正常工作,甲、乙兩個(gè)
電表的示數(shù)之比是2:5,此時(shí)燈Li、L2的電阻之比是,電流之比是.
方法技巧
1.明確:電路的連接方式,即電路的連接方式是并聯(lián)還是串聯(lián)。
2.運(yùn)用:串聯(lián)電路的分壓關(guān)系、并聯(lián)電路的分流關(guān)系及歐姆定律進(jìn)行分析:
生理
lh-&h~R\
3.注意:若題圖中有電流表或電壓表,則要明確電流表或電壓表各是測量哪部分
電路中的電流或哪段電路兩端的電壓,防止將比例搞錯(cuò)。
【訓(xùn)練2-1】如圖所示的電路中,電源兩端電壓不變,當(dāng)甲乙都為電流表時(shí),只閉合開關(guān)Si,R
與及兩個(gè)電阻是聯(lián)(選填“串”或“并”),此時(shí)甲乙兩表的示數(shù)比是2:3:如果把甲乙全部換
成電壓表,再閉合Si
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