第10講 歐姆定律專題復(fù)習(xí)

李晗

歐姆定律是電學(xué)重要的基本規(guī)律，它反映了電流、電壓和電阻三者的數(shù)量關(guān)系.課標(biāo)對(duì)本板塊的要求是：（1）通過(guò)探究，理解歐姆定律并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算：（2）理解串并聯(lián)電路中電流、電壓的規(guī)律；（3）會(huì)用歐姆定律測(cè)量電阻.為此本講安排了三節(jié)內(nèi)容，其中，關(guān)于歐姆定律的計(jì)算和電阻的測(cè)量是重點(diǎn)，由于開關(guān)的不同狀態(tài)及滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，導(dǎo)致電路中的電阻、電流、電壓發(fā)生變化，由此形成了本板塊的難點(diǎn).中考常從以下方面考查：通過(guò)探究，理解歐姆定律并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算；動(dòng)態(tài)電路分析和電路故障的判斷，伏安法測(cè)電阻以及適當(dāng)?shù)难由斓龋@些內(nèi)容多以填空題、選擇題或?qū)嶒?yàn)探究題的方式出現(xiàn).

第1節(jié) 對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用

重點(diǎn)考點(diǎn)

歐姆定律是通過(guò)“探究導(dǎo)體的電流跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.應(yīng)注意以下考點(diǎn)：（1）公式（）說(shuō)明導(dǎo)體中的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個(gè)因素有關(guān)，其中I、U、R必須對(duì)應(yīng)于同一電路和同一時(shí)刻.（2）變形式（）說(shuō)明電阻R的大小可以由（）計(jì)算得出，但與U、I無(wú)關(guān).因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì)，由自身的材料、長(zhǎng)度和橫截面積決定.由此提醒我們，物理公式中各量都有自身的物理含義，不能單獨(dú)從數(shù)學(xué)角度理解.（3）串聯(lián)電路具有分壓作用，并聯(lián)電路具有分流作用.

中考常見(jiàn)題型

中考一般會(huì)從兩方面考查歐姆定律的應(yīng)用，一是對(duì)歐姆定律及變形公式的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算，一般不加生活背景，以純知識(shí)性的題目出現(xiàn)在填空題或選擇題中：二是應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的串并聯(lián)的相關(guān)計(jì)算.

例1 （2014.南京）如圖1所示，電源電壓恒定，R1=20Ω，閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1，電流表示數(shù)是0.3 A；若再閉合開關(guān)S1，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.2 A.則電源電壓為____V，R2的阻值為____ Ω.

思路分析：閉合s，斷開S1時(shí)，電路為只有R1的簡(jiǎn)單電路，可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V；若再閉合S1時(shí)，兩電阻并聯(lián)，則U2=U=6 V，因?yàn)镽1支路兩端的電壓沒(méi)有變化，所以通過(guò)該支路的電流仍為0.3 A，電流表示數(shù)的變化量即為通過(guò)R2支路的電流，則I2=（）.

答案：6 30

小結(jié)：本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是能判斷出閉合開關(guān)S1時(shí)電流表示數(shù)的變化即為通過(guò)R2支路的電流.每年的中招都有一個(gè)2分的這樣的純計(jì)算題目，以考查同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握程度.

例2（2013.鄂州）如圖2甲所示的電路，電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖、2乙所示.根據(jù)圖象的信息可知____.（填“α”或“b”）足電壓表V2示數(shù)變化的圖象，電源電壓為____V，電阻R1____的阻值為____ Ω.

思路分析：國(guó)先分析電路的連接情況和電表的作用：電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)的是R1兩端的電壓，電壓表V2測(cè)的是滑動(dòng)變阻器（左側(cè)）兩端的電壓.因?yàn)镽1是定值電阻，通過(guò)它的電流與電壓成正比，所以它對(duì)應(yīng)的圖象應(yīng)是α，那么圖象b應(yīng)是電壓表V2的變化圖象，觀察圖象可知：當(dāng)電流都是0.3 A（找出任一個(gè)電流相等的點(diǎn)，兩圖線對(duì)應(yīng)的電壓之和就是電源電壓）時(shí)，U1=U2=3 V，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系可知，電源電壓為6V，由于R1是定值電阻，所以在圖象α上任找一點(diǎn)，代入歐姆定律可知（）

答案：b 6 10

小結(jié)：歐姆定律提示了電流、電壓、電阻三者之間的數(shù)量關(guān)系和比例關(guān)系，三個(gè)比例關(guān)系分別為：（1）電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，即（）（2）電流一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓和它的電阻成正比，即（）.該規(guī)律又可描述為：串聯(lián)分壓，電壓的分配和電阻成正比，即電阻大的分壓多.（3）電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比，即（），該規(guī)律又可描述為：并聯(lián)分流，電流的分配和電阻成反比，即電阻大的分流小.圖象可以很直觀地呈現(xiàn)這種關(guān)系，學(xué)會(huì)從圖象中找出特殊點(diǎn)足解決歐姆定律問(wèn)題的一大技巧，

第2節(jié) 動(dòng)態(tài)電路中物理量的變化

重點(diǎn)考點(diǎn)

由于滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)或開關(guān)所處狀態(tài)的不同，使電路中電流和電壓發(fā)生改變，這樣的電路稱之為動(dòng)態(tài)電路.這類題目涉及電路的分析、電表位置的確定、歐姆定律的計(jì)算、串并聯(lián)電路中電流和電壓分配的規(guī)律等眾多知識(shí)，因此同學(xué)們?cè)诜治鲞^(guò)程中容易顧此失彼，下面我們通過(guò)例題梳理一下解決這類問(wèn)題的一般思路，

中考常見(jiàn)題型

題日常聯(lián)系生活實(shí)際，以尾氣監(jiān)控、超重監(jiān)控、溫度監(jiān)控、風(fēng)速監(jiān)控、身高測(cè)量等為背景，考查該部分知識(shí)的掌握情況，存中考題中常以選擇題的方式呈現(xiàn)，注意：如果題目中沒(méi)有特別說(shuō)明，可認(rèn)為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.

例3（2014.濟(jì)寧）小夢(mèng)為濟(jì)寧市2014年5月份的體育測(cè)試設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測(cè)量?jī)x.圖3所示的四個(gè)電路中，Ro是定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，電源電壓不變，滑片會(huì)隨身高上下平移.能夠?qū)崿F(xiàn)身高越高，電壓表或電流表示數(shù)越大的電路是（）.

思路分析：圖A中兩個(gè)電阻R。和R串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流，當(dāng)身高越高時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值越大，電路中的電流越小，電流表的示數(shù)越小，圖B中身高越高時(shí)，滑動(dòng)變阻器連人電路中的阻值越大，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律知道，R越大電壓表的示數(shù)越大，符合題意.圖B與圖C中滑動(dòng)變阻器的接法不同，圖C中身高越高，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值越小，同理知道電壓表的示數(shù)越小.圖D是并聯(lián)電路，電流表測(cè)的是支路電流，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響的特點(diǎn)知道，不論人的身高如何變化，電流表的示數(shù)都不會(huì)發(fā)生變化，選B.

小結(jié)：分析這類問(wèn)題依據(jù)的物理知識(shí)是：（1）無(wú)論串并聯(lián)電路，部分電阻增大，總電阻隨之增大，而電源電壓不變，總電流與總電阻成反比.（2）分配關(guān)系：串聯(lián)分壓（電阻大的分壓多），并聯(lián)分流（電阻大的分流少）.（3）在并聯(lián)電路中，各支路上的用電器互不影響，滑動(dòng)變阻器只影響所在支路電流的變化，從而引起干路電流的變化.解決這類問(wèn)題的一般思維程序是：（1）識(shí)別電路的連接方式并確定電表位置.（2）判斷部分電阻的變化.（3）判斷總電阻及總電流的變化.（4）根據(jù)串并聯(lián)電路的分壓或分流特點(diǎn)進(jìn)行局部判斷.

例4如圖4所示電路，電源電壓不變，開關(guān)S處于閉合狀態(tài).當(dāng)開關(guān)S.由閉合到斷開時(shí)，電流表示數(shù)將____.電壓表示數(shù)將 ________ .（均填“變大”“不變”或“變小”）

思路分析：當(dāng)開關(guān)S.閉合時(shí)，電燈L被短路，電路如圖5所示，電壓表測(cè)的是電阻R兩端的電壓（同時(shí)也是電源電壓），電流表測(cè)的是通過(guò)電阻R的電流.當(dāng)開關(guān)S1斷開時(shí)，電燈L和電阻R串聯(lián)，電路如圖6所示，此時(shí)電壓表測(cè)電阻R兩端的電壓，它是總電壓的一部分，所以電壓表的示數(shù)變小；電流表測(cè)的是總電流，但跟S，閉合相比，這個(gè)電路的總電阻變大，總電壓不變，故電流表的示數(shù)變小.

答案：變小 變小

小結(jié)：本題引起電表示數(shù)變化的原因是開關(guān)處于不同狀態(tài)，解決本題的突破口是弄清楚當(dāng)開關(guān)處于不同狀態(tài)時(shí)，電路的連接情況和電表的位置.

第3節(jié) 歐姆定律的探究及電阻的測(cè)量

重點(diǎn)考點(diǎn)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的考查比較常規(guī)，有以下幾方面：（1）選取器材及連接電路：根據(jù)題目要求，分析或計(jì)算出電表的量程和滑動(dòng)變阻器的規(guī)格，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，滑動(dòng)變阻器要“一上一下”接入，且滑片要放在阻值最大的位置.電表的量程和正負(fù)接線柱要正確.（2）滑動(dòng)變阻器的作用：保護(hù)電路，改變電路中的電流或用電器兩端的電壓，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量.（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論.怎樣分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論是近年來(lái)考試的側(cè)重點(diǎn)，要注意結(jié)論成立的條件和物理量的順序.（4）多次測(cè)量的目的有兩個(gè)，如定值電阻的阻值不變，多次測(cè)量是為了求平均值減小誤差：燈絲電阻是變化的，多次測(cè)量是為了觀察在不同電壓下，電阻隨溫度變化的規(guī)律.難點(diǎn)是單表測(cè)電阻和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的探究與設(shè)計(jì).

中考常見(jiàn)題型 中考常以“探究電流與電壓或電阻的關(guān)系”“測(cè)小燈泡的電阻”和“測(cè)定值電阻的阻值”這三類題型，以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查同學(xué)們的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，在常規(guī)的考查基礎(chǔ)上，近幾年又融人器材的選取、電路故障的處理、單表測(cè)電阻及如何分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論等探究?jī)?nèi)容的考查.

例5用“伏安法”測(cè)電阻，小華實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路如圖7所示.

（1）正確連接電路后，閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的________（填“左”或“右”）端.

（2）測(cè)量時(shí)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖7乙所示，則，_____A，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動(dòng)變阻器的目的除了保護(hù)電路外，還有____.

（3）如果身邊只有一只電流表或電壓表，利用一已知阻值為Ro的定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線、電源等器材也可以測(cè)出未知電阻Rx請(qǐng)仿照表1中示例，設(shè)計(jì)出測(cè)量Rx阻值的其他方法.

思路分析：閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到最大.由于測(cè)量的是定值電阻的阻值，所以，應(yīng)該多次測(cè)量求平均值減小誤差，這正是使用滑動(dòng)變阻器的另一個(gè)目的.測(cè)電阻的原理是R=（），即用電壓表測(cè)出未知電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)未知電阻的電流，就能計(jì)算出未知電阻的阻值.當(dāng)只有電流表時(shí)，我們應(yīng)設(shè)法“借到”電壓，怎樣讓未知電阻兩端的電壓和已知電阻兩端的電壓相等呢？只有組成并聯(lián)電路，示例也證實(shí)了這一點(diǎn).同樣道理，當(dāng)只有電壓表時(shí)，我們可以組成串聯(lián)電路，這樣可以借助通過(guò)已知電阻的電流來(lái)計(jì)算未知電阻，

答案：（1）左（2）0.5 4.8改變定值電阻兩端的電壓和通過(guò)它的電流，以便多次測(cè)量求出平均值減小誤差（3）如表2.

小結(jié)：近年在考查常規(guī)的“伏安法”測(cè)電阻時(shí)，往往會(huì)增加“當(dāng)某些器材缺損時(shí)，你如何重新設(shè)計(jì)電路測(cè)出電阻值”這樣一問(wèn)，以增加試題的開放性，考查創(chuàng)新性能力.