1、第七单元 欧姆定律及其应用,12018台州某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是 ( ),C,A该同学研究的是电流和电压的关系 B实验中电压表的示数保持0.5V不变 C滑动变阻器阻值变化范围为15 D将Rx从5换成10后，应将滑片P向左移,【解析】 由图乙可知，实验中变量为电流和Rx，Rx两端电压为定值，所以该同学探究的是电流和电阻的关系。实验中电压表测Rx两端的电压，由图乙中任意点数值代入公式UIR可知，电压表的示数保持2.5V不变，故滑动变阻器两端的电压保持0.5V不变。当Rx为5电阻时，电路中电流为0.5A，
2、由欧姆定律可知,22017宁波如图所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，当滑片P从a点滑到b点过程中，电流表的示数从Ia变,为Ib。下列各图中，能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是 ( )A B C D,B,32018温州改编小明利用某压敏电阻R及相关电路元件设计身高体重测量仪电路，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如图所示。现要求用电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，且电压表、电流表的示数分别随身高、体重的增大而增大。下列电路设计最合理的是 ( )A B C D,C,【解析】 由题可知，电压表测量身高，可以分析得出电压表示数由且只由身高决定，同
3、理，电流表示数由且只由体重决定。综合可得，压敏电阻R和滑动变阻器并联。C中电流表测量通过压敏电阻R的电流大小，体重越大，电阻越小，电流越大，满足题意；电压表测滑动变阻器一部分的电压，身高越高，与电压表并联的电阻越大，电压表示数越大，满足题意。,42018杭州改编表中是小金探究“小灯泡L的电流与其两端电压关系”时所记录的实验数据。(1)在坐标系中画出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图像。,(2)已知该小灯泡的额定电流为0.3A，现有电压为6V的电源，若要使小灯泡正常工作，请在方框区域内设计电路图，并说明使小灯泡L正常工作的操作方法：_ _(现有器材：“20 1A”的滑动变阻器、电压表、开关各一只
4、，导线若干)。,由表中数据可知，当小灯泡正,常发光时，额定电压为2.5V。闭合开关，移动滑动变阻器的,滑片，观察电压表的示数，当电压表的示数2.5V时，小灯泡,正常工作,【答案】 (1)如答图所示。,52018宁波实验室购买了一卷标有长度为100m的铜芯漆包线，小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积S为1mm2，查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为0.017。,(1)利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。 实验中，小科在闭合开关前应将滑片P置于最_(选填“左”或“右”)端。 小科通过移动滑片P，测得多组数据，绘制成UI图像如图乙，据此可以判定这卷导线的实际长度_100m(选
5、填“大于”“等于”或“小于”)。 (2)小思认为用电子秤测出这卷导线的质量m，利用铜的密度也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度l的计算式：l_(用字母表示)。,右,小于,62018遂宁改编如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则定值电阻R0的阻值为多少？,一、欧姆定律 考点1 正确理解欧姆定律的内容及其数学表达式(b) 1欧姆定律：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数学表达式：_。,正比,反比,考点2 能在简单的电路中(用电器不超过两个，电键不多
6、于三 个)应用欧姆定律(c),UIR,考点3 利用欧姆定律分析串、并联电路的特点(b) 1电阻串联时相当于增加了导体的_，故总电阻比任何一个分电阻都大。 2电阻并联时相当于增大了导体的_，因此总电阻比任何一个分电阻都小。,长度,横截面积,3串、并联电路中的电流、电压、电阻的特点：考点4 会用欧姆定律在简单的电路中进行计算(b),I总I1I2,I总I1I2,U总U1U2,U总U1U2,R总R1R2,二、实验：用电压表和电流 表测导体的电阻 考点1 理解用伏安法测电阻的实验原理(b)实验原理：_。 考点2 会画出用伏安法测电阻的实验电路图，会画实验连接图 (b),考点3 会记录实验数据，并用求平均
7、值的方法求出电阻值(b) 1步骤：一连二测三算(1)一连：根据电路图连接实物。(2)二测：闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出对应的电流表、电压表的示数。(3)三算：分别算出三次实验Rx的值，求出电阻的平均值。,2实验注意事项：(1)连接电路时开关一定要_。(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片一定要置于阻值_处。(3)电流表与电压表选择合适的量程，正负接线柱连接正确。(4)多次测量计算出所测电阻的_。,断开,最大,平均值,【注意】 注意各公式中，电阻的单位必须用欧()，电压的单位必须用伏(V)，得出电流的单位才是安(A)。 应用欧姆定律进行计算时，公式中的电流、电压和电阻必须都是_或同
8、一段电路上对应的物理量，不同导体之间的三个量不一定满足欧姆定律所述关系；且电流、电压和电阻还必须是_的值，因为即使在同一段电路上，由于开关闭合或滑动变阻器的滑片移动等，都会造成电路电流、电压和电阻的变化，所以不是同一时刻的三个量，也就不一定满足欧姆定律所述关系。,同一导体,同一时刻,类型一 探究欧姆定律 典例 2018温州为了探究“电流与电阻的关系”，小明用阻值不同的定值电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器(20 2.5A)等器材按图甲方式连接电路，进行如下实验。,将4的R1接入电路，当电压表示数为4V时，记录电流表的示数。 用R2替换R1，发现无论如何左右移动滑片P，电压表指针在4V的刻度左右
9、摆动，但无法准确指在4V的刻度线上。 老师告知小明：滑动变阻器的线圈结构如图乙所示，因此无法连续改变接入电路的有效阻值，当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时，会导致步骤现象发生。 用一根阻值为0.5的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器，并按图丙方式接入电路，继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4V，此时电流表示数如图丁所示。,(1)图丁中电流表的示数为_A。 (2)步骤中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时，电压表示数略超过4V，则小明应如何调节滑片P和旋钮触片Q，使电压表示数为4V？_ _。 (3)小明利用图甲电路继续他的探究实验，仍保持定值电阻两端的电压为4V
10、，则下列定值电阻可用来替换R1进行实验的有_(可多选)。 A15 B25 C35 D45,2,将滑片P向右移，使电压表示数略小于4V，,再将触片Q沿逆时针转动，直至电压表示数为4V,ABC,【解析】 (1)实验中电流表选用的量程为03A，最小刻度为0.1A，所以电流表的示数为2A。(2)由题意可知，图丙中R2分得的电压略大，所以应减小其分得的电压，即要稍微增大滑动变阻器和旋钮式变阻器接入电路的电阻值，由图丙可知，此时旋钮式变阻器已处于最大阻值状态，而滑动变阻器无法精确调节，所以应先向右移动滑片P，略增大滑动变阻器接入的阻值，再逆时针调节触片Q，略减小旋钮式变阻器接入的阻值。(3)滑动变阻器的最
11、大阻值为20，要使其能始终分得2V的电压，则定值电阻的阻值不能大于40。,跟踪训练 2018金华丽水用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“00.6A”，电压表量程为“03V”，滑动变阻器的规格为“50 1A”，电源电压3V恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持2V不变，读出电流表示数并记录。,(1)分析表中数据，可得出的实验结论是_ _。 (2)为了使实验结论更可靠，控制AB间电压2V不变，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是_。 【解析】 (2)电流表的量程为00.6A，则实验中电路的总电阻应大于5。R两端的电压为2
12、V，则滑动变阻器两端的电压为1V，根据串联电路分压的规律，R的最小阻值约为3.33，又滑动变阻器的最大阻值为50，所以R的最大阻值为100。,导体两端的电压一定,时，通过导体的电流与导体的电阻成反比,3.33100,类型二 伏安法测电阻 典例 2017金华某兴趣小组用两节新干电池，规格为“10 1.5A”的滑动变阻器等器材，来测导体电阻。请分析回答：,(1)连接好电路，闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，当滑片移到C点时，发现两表才有示数，示数分别为2V、0.2A。根据以上信息思考该电路的连接方式，并用笔画线代替导线按该连接方式，将图甲电路连接完整。 (2)继续调节滑动变阻器进行测量，测得数据如
13、表中所示。第二次测量时电流表示数如图乙所示，据图把表中所缺数据填写完整。,0.24,(3)该实验多次测量的目的是_。 (4)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5、10、20的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端的电压不变，那么电阻两端电压最小能控制到_V。 【答案】 (1)如答图所示。,为了减小实验误差,2.4,跟踪训练 2018衢州“测量小灯泡电阻”的电路连接情况如图，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)闭合开关后，当滑片P向右移动时，电压表示数_(选填 “变大”“变小”或“不变”)。 (2)实验中测得的小灯泡相关数据记录在表中。则小灯泡
14、正常发光时的电阻为_(结果保留一位小数)。,变大,8.3,类型三 理解串、并联电路特点 典例 2017舟山小明在研究并联电路电流特点时，按图示电路图连接好电路。闭合开关S和S1，观察示数。再闭合开关S2，示数保持不变的电流表是_(电源电压不变)。同时小明观察到电流表A的示数如图所示，为了使测量更精确，断开开关后，接下来的操作是_。,A1,把导线从3A接线柱接到0.6A接线柱,【解析】 (1)由图知，闭合开关S和S1时，电路为R1的简单电路，电流表A1和A均测通过R1的电流；再闭合开关S2，两只电阻并联，电流表A测干路电流，电流表A1仍然测通过R1的电流，电流表A2测通过R2的电流，电流表A2的
15、示数从0增大到一定数值；由于干路电流大于各支路的电流，所以电流表A的示数变大；由于并联电路各支路互不影响，所以电流表A1的示数保持不变。(2)由图可知，电流表A的指针向右偏转幅度很小，说明干路电流较小，电流表选择的量程偏大，所以需要改接小量程。,跟踪训练 嘉兴舟山中考在“研究串联电路电压特点”的实验中，某同学进行了如下探究： 【实验步骤】 连接好如图所示电路，闭合开关观察两灯发光情况； 分别用电压表测灯L1、L2和电源两端电压，并将读数记录在表内。,记录表,(1)请你用笔画线代替导线，将电压表接入电路中，测出电源电压。 【得出结论】比较表中数据可知：串联电路的总电压等于各分电压之和。 【反思交
16、流】要使上述结论更具普遍性，同学们讨论了以下三种方案： 方案甲：反复断开、闭合开关，测出各电压值； 方案乙：更换不同规格的灯泡，测出各电压值； 方案丙：增加电池节数，测出各电压值。 (2)以上三种方案，你认为不可行的是_。,方案甲,【答案】 (1)如答图所示。【解析】 (1)电源有三节干电池，电压为1.5V34.5V，所以电压表选择015V的量程；电压表并联在电源两端。,类型四 掌握欧姆定律的应用 典例 2018天津甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员进行了如下操作：在甲地利用电源(
17、电压恒为6V)、定值电阻R0(阻值为20)、电压表(量程为03V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图所示，电压表未画出)，闭合开关后，电压表示数为2V。请解答以下问题：,(1)根据题意判定电压表的连接位置，将它接入检测电路。 (2)计算出短路位置离甲地的距离。 【答案】 (1)如答图所示。(2)由题知，闭合开关后，电压表示数为2V，即U线2V， R0两端的电压U06V2V4V，,【解析】 甲地是电源所在位置，电阻R0与导线电阻R线串联；要确定短路位置，需要测出甲地到短路位置两输电线串联的总电阻，电压表应测导线的总电压，所以电压表接法如答图所示。注意，此题有同学会考虑将电压表接在R0两端
18、，计算所得短路位置离甲地距离为100km，与题设不符。,跟踪训练 2018达州改编如图所示是某同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，小筒底面积为10cm2, 大筒底面积为50cm2，装有适量水，金属滑片P固定在托盘下面并随托盘一起自由滑动(滑片质量和滑片受到导线的拉力均忽略不计)，定值电阻R08，AB是一根长为20cm的均匀电阻丝， 其阻值为20，电源电压为6V。当托盘中不放物体时，P位于A端，小筒浸入水中5cm(称量过程中大筒水未溢出)，则R0在电路中的作用是_，当开关S闭合且在托盘中放入质量为 100g的物体时，电流表的示数为_A。,保护电路,0.33,滑动变阻器阻值改
19、变引起的电流、电压变化分析有误致错 典例 2018遂宁改编如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向b端移动，则在移动过程中 ( )A电压表V的示数变小，电流表A1的示数变大B电压表V的示数不变，电流表A2的示数变小C电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大D电压表V的示数与电流表A1和A2的示数差的比值不变,【错解】选B 【析错】上述解答的错误在于认为电流表A2与滑动变阻器串联。 【正解】选C 电流表A2测通过R1的电流，电流表A1测干路电流。滑片P向右移动的过程中，电流表A1示数减小，电流表A2示数不变。,跟踪训练 2017金华改编某同学为探究电流 和电压关系，设
20、计了如图所示的电路。图中 电流表量程为“00.6A”，电压表量程为“0 3V”，定值电阻规格为“10 0.5A”，滑动变 阻器规格为“20 1A”，电源电压恒为4.5V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片P改变电阻R两端电压。则滑动变阻器允许接入电路的最小阻值是_，电流表示数变化范围是_。,5,0.150.3A,测量导体电阻的多种方法测量导体电阻的方法有多种，伏安法是其中的一种，下面 再介绍六种。 1分压法(1)电压表和定值电阻替代法,如图所示，将被测电阻Rx与已知电阻R0串联接入电路，先把电压表并联接在Rx两端，测出电阻Rx两端的电压U1。 将电压表拆下，与R0并联接入电路，测出电
21、阻R0两端的电压U2。,(2)电压表和滑动变阻器替代法 如图所示连接电路，将滑动变阻器的滑片移到滑动变阻器阻值为零的位置，记下电压表示数U1。 将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置(例如，此滑动变阻器的最大阻值为20)，记下电压表示数U2。,(3)电压表和开关替代法 如图所示，连接好电路，闭合总开关S和“替代开关”S1，记下电压表示数U1。 断开“替代开关”S1，记下电压表示数U2。,2分流法(1)电流表和定值电阻替代法如图所示，将被测电阻Rx与定值电阻R0并联接入电路，用电流表测通过被测电阻Rx的电流I1。将电流表拆下，与定值电阻串联接入电路，测出通过定值电阻R0的电流I2。,(2)电流表和滑
22、动变阻器替代法 如图所示连接电路，滑动变阻器的滑片移到阻值为零的位置，记下电流表示数I1。 将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，记下电流表示数I2。,(3)电流表和开关替代法 如图所示，连接好电路，将电路瞬时接通，进行试触，若电流表指针偏转且偏转不过大，再接通电路。 先闭合S1，断开S2，测出通过R0的电流I0；再断开S1，闭合S2，测出通过Rx的电流Ix。,典例 杭州拱墅区模拟“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同，于是得出大象的重等于石头的重。人们把这种方法叫“等效替代法”。请尝试利用“
23、等效替代法”解决下面的问题。 【探究目的】粗略测量待测电阻Rx的值 【探究器材】待测电阻Rx、一个标准的电阻箱(元件符号 )，两个开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表量程足够大)。,【设计实验和进行实验】 (1)在方框内画出你设计的实验电路图。 (2)将下面实验步骤补充完整，并用字母表 示需要测出的物理量。 第一步：开关断开，并按设计的电路图连 接电路； 第二步：先只闭合开关S2，记下此时的电流表示数I，此时只有待测电阻接入电路； 第三步：把S2断开，闭合S1，此时只有_接入电路，调节_，使电流表示数也为I，记下此时电阻箱的阻值R。 (3)得出结论：Rx_。,电阻箱,电阻箱电阻,R,
