來源：初中物理

物理大師

下面是大師為大家整理的有關(guān)“歐姆定律”的專題知識講解，初三的同學請收藏喲~

基礎(chǔ)辨析

1. 電流、電流和電阻的關(guān)系

2. 導(dǎo)體和絕緣體

導(dǎo)體:對電流的阻礙作用很小,容易導(dǎo)電的物體,叫做導(dǎo)體.如各種金屬、人體、大地、石墨、酸堿鹽的水溶液等都是很好的導(dǎo)體.

絕緣體:對電流的阻礙作用很大,不容易導(dǎo)電的物體叫做絕緣體.玻璃、橡膠、陶瓷、塑料等都是良好的絕緣體.

導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對的界限,只是導(dǎo)電能力的強弱不同.有些絕緣體在一定的條件下也會成為導(dǎo)體,比如玻璃熔化后也可以導(dǎo)電.好的導(dǎo)體和絕緣體都是重要的電工材料.

3. 影響電阻的大小的因素

導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和導(dǎo)體的溫度有關(guān).電阻是表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的一個物理量,它是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).

一個導(dǎo)體,它的長度、橫截面積、材料和溫度確定時,它的電阻是一定的,不管這個導(dǎo)體是否連入電路,是否有電流通過,也不管它兩端的電壓是否改變,導(dǎo)體對電流的阻礙作用(即電阻)總是客觀存在的.無電流通過時,這種阻礙作用僅僅是沒有體現(xiàn)出來而已.

4. 串、并聯(lián)電路的總電阻

(1)兩個電阻串聯(lián),其中一個電阻增大,總電阻增大;兩個電阻并聯(lián),其中一個電阻增大,總電阻增大.正確的說法應(yīng)是兩個電阻不論是串聯(lián)還是并聯(lián),其中一個電阻增大,總電阻都增大.兩個電阻串聯(lián),由公式R=R1+R2易知總電阻增大;兩個電阻并聯(lián),由公式

當R1增大時,減小,分母減小,分數(shù)值R增大;同理當R2增大時,R也增大.

(2)“幾個電阻并聯(lián)起來,總電阻比任何一個電阻都小”和“幾個電阻并聯(lián),其中一個電阻增大,總電阻增大”.前者指電阻并聯(lián)得越多,總電阻就越小;后者指并聯(lián)起來的電阻,若其中一個電阻增大,總電阻增大.

名師點撥

一、 “伏安法”測電阻實驗中常見故障的排除法：

伏安法測電阻的原理如下圖所示.

故障一:閉合開關(guān),燈泡不亮,示數(shù)是零,電壓表示數(shù)很大.

分析原因:電壓表直接接在了電源兩極上,小燈泡開路.

排除方法:更換好的小燈泡或檢查燈泡與底座是否接觸良好.

故障二:閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,

都沒有示數(shù).

分析原因:電路中除小燈泡外的某處接觸不良或同時小燈泡的燈絲斷了.

排除方法:將連接各個電路元件的接線處重新連接,若同時小燈泡的燈絲斷了則更換好的小燈泡.

故障三:閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,同時電流表和電壓表有示數(shù),但非常小.

分析原因:電流表和電壓表有示數(shù)說明電路是通路,小燈泡不亮,是因為加在小燈泡兩端的電壓太小,導(dǎo)致通過小燈泡的電流太小而不亮,可能是電源電壓太低或滑動變阻器接入電路中的阻值過大.

排除方法:可以適當提高電源電壓或?qū)⒒瑒幼冏杵鹘尤腚娐分械淖柚嫡{(diào)小.

故障四:閉合開關(guān)S后,小燈泡亮,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn).

分析原因:指針向左偏轉(zhuǎn)說明電流表和電壓表的正負接線柱接反了.

排除方法:將電流表和電壓表的正負接線柱對調(diào)即可.

故障五:連接好實驗電路后,閉合開關(guān)并移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡變亮,電流表示數(shù)變大時,電壓表示數(shù)反而變小;小燈泡變暗,電流表示數(shù)變小時,電壓表示數(shù)反而變大.

分析原因:電路是通路,但是小燈泡變亮,電流表示數(shù)變大時,電壓表示數(shù)反而變小,是由于電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端.

排除方法:只要將電壓表改接到小燈泡的兩端即可.

故障六:將實驗電路連接好后,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,并且無論怎樣移動變阻器滑片,燈泡亮度不變.

分析原因:滑動變阻器接線有誤.

排除方法:將滑動變阻器一個接線柱接法糾正即可.

二、 解析“歐姆定律”:

歐姆定律是電學中的基本定律和核心內(nèi)容,是貫穿整個電學的主線,下面我們從以下幾個方面進行深入分析.

1. 要理解歐姆定律的內(nèi)容

(1)歐姆定律中的關(guān)于成正比、成反比的結(jié)論是有條件的.如果說導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,條件就是對于同一個電阻,也就是說在電阻不變的情況下;如果說導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,條件就是導(dǎo)體兩端的電壓不變.

(2)注意順序,不能反過來說,電阻一定時,電壓跟電流成正比.這里存在一個邏輯關(guān)系,電壓是原因,電流是結(jié)果.是因為導(dǎo)體兩端加了電壓,導(dǎo)體中才有電流,不是因為導(dǎo)體中通了電流才有了電壓,因果關(guān)系不能顛倒.

同樣也不能說導(dǎo)體的電阻與通過它的電流成反比.我們知道,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),即使導(dǎo)體中不通電流,它的電阻也不會改變,更不會因為導(dǎo)體中電流的增大或減小而使它的電阻發(fā)生改變.

2. 要知道歐姆定律的公式和單位

歐姆定律的表達式

可變形為U=IR和

但這三個式子是有區(qū)別的.

(1)?

是歐姆定律的表達式,它反映了通過導(dǎo)體的電流的大小跟導(dǎo)體兩端所加的電壓這個外部原因和導(dǎo)體本身的電阻這個內(nèi)部原因之間的因果關(guān)系.

(2)U=IR,當電流一定時,導(dǎo)體兩端的電壓跟它的電阻成正比.不能說成導(dǎo)體的電阻一定時導(dǎo)體兩端的電壓與通過的電流成正比,因為電壓是形成電流的原因.電壓的大小由電源決定,跟I、R無關(guān),此式在計算比值時成立,不存在任何物理意義.

(3)?

此公式也是一個量變式,不存在任何物理意義.不能誤認為導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比.公式中的I、U、R都要用國際單位,即電流的單位為安培,符號A;電壓的單位為伏特,符號V;電阻的單位為歐姆,符號Ω,且有

3. 要明白定律的適用范圍

(1)定律只適用于金屬導(dǎo)電和液體導(dǎo)電,對于氣體、半導(dǎo)體導(dǎo)電一般不適用.

(2)定律只適用于純電阻電路.如:電路中只接有電阻器、電熱器、白熾燈等用電器的電路.對于非純電阻電路,如:電動機電路、日光燈電路等,則不能直接應(yīng)用.

4. 要理解歐姆定律的注意事項

(1)物理量的同一性.敘述歐姆定律時,在兩個“跟”字后面都強調(diào)了“這段導(dǎo)體”四個字,它是指對電路中同一導(dǎo)體或同一電路而言.所以在運用歐姆定律

等進行計算時,必須注意同一性,即I、R、U必須是同一導(dǎo)體或同一段電路中的物理量.在表示I、U、R時,注意腳標的一一對應(yīng).

(2)物理量的同時性.由于電路的連接方式發(fā)生改變,開關(guān)的斷開或閉合,或滑動變阻器滑片的左右移動都可能使電路中總電阻發(fā)生變化,從而可能引起電路中電流和各部分電阻兩端的電壓發(fā)生變化.因此,必須注意在同一時刻、同一過程中的電壓、電阻與電流的相互對應(yīng),不可將前后過程的I、R、U隨意混用.

提分策略

【趨勢總覽】

從近三年的各地中考來看,對本部分的考查呈現(xiàn)如下趨勢:

1. 歐姆定律是電學部分的重要知識點,是一套中考題中的必考知識,融電流、電壓和電阻等問題于一體,綜合考查電學部分的基礎(chǔ)知識,題型多樣.

2. 主要考查知識點有滑動變阻器的使用、歐姆定律的應(yīng)用,實驗題包括探究影響電阻大小的因素,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系以及伏安法測電阻.

3. 利用一只電壓表(或一只電流表、或在電表某一量程損壞的情況下)測量電阻的考題越來越多,是近幾年中考的熱點.

【錦囊妙計】

1. 正確使用滑動變阻器

(1)要了解所使用滑動變阻器的阻值范圍和允許通過的最大電流,如一個變阻器標有“20Ω　2A”字樣,表示此滑動變阻器的最大阻值是20Ω,允許通過的最大電流是2A,使用時要根據(jù)需要對滑動變阻器進行選擇,不能使電流超過滑動變阻器允許通過的最大電流值.

(2)將滑動變阻器連入電路時應(yīng)采用“一上一下”的接法,才能起到改變電路中電阻的目的.若同時使用上面兩個接線柱,則滑動變阻器連入電路的阻值為零,同時只使用下面兩個接線柱,滑動變阻器連入電路的阻值最大.

(3)滑動變阻器要與被控電路串聯(lián);為了保護電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑片滑至連入電路的阻值最大的位置.

2. 理解歐姆定律

(1)正確理解

的物理意義.導(dǎo)體中電流的大小取決于該導(dǎo)體兩端電壓與導(dǎo)體的電阻,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比.電壓是產(chǎn)生電流的原因,導(dǎo)體兩端沒有電壓,無論電阻多大,導(dǎo)體中也沒有電流.

(2)變形公式U=IR和

的意義.U=IR是電壓的計算公式,已知導(dǎo)體的電阻R和通過導(dǎo)體的電流I時,就可以計算出導(dǎo)體兩端的電壓U.?

表示,導(dǎo)體的電阻等于該導(dǎo)體兩端的電壓與通過該導(dǎo)體電流的比值.但不能理解為“導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比”,因為導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性,只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積等因素有關(guān),與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān).

(3)理解I、U、R的同一性和同時性.歐姆定律的公式及其變形公式中的三個量:I、U、R,這三個量必須是針對同一導(dǎo)體或同一段電路(同一性)在同一時刻(同時性)的電流、電壓和電阻.如果三個量中,有的量變化了,一定要分清變化前和變化后,再應(yīng)用歐姆定律.

(4)根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點按照下列思路分析解題:

①在分析電路的特點時,若無特殊說明,電源電壓不變,導(dǎo)體或用電器的電阻不變,導(dǎo)線和電流表的電阻為零,電壓表視為開路;

②認真審題,分析電路的連接方式(串聯(lián)或并聯(lián)),必要時作出等效電路圖,分析各已知量和未知量之間的關(guān)系,挖掘題中的隱含條件等;

③運用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點等規(guī)律求解.

3. 串聯(lián)分壓與并聯(lián)分流

5. 幾種電表測電阻的方法

如果只有一只電壓表(或電流表),允許選用一些其他器材,如何利用伏安法間接測量出未知電阻？

(1)如果僅有一只電壓表,需要一只已知阻值的定值電阻或滑動變阻器.

可根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等的特點,將已知阻值的定值電阻與待測電阻串聯(lián)在電路中.

專項訓練

一、 選擇題

1.如左下圖所示是小明設(shè)計的一個簡易電子身高測量儀的原理圖.以下說法中正確的是(　　).

A. 電路中的R是沒有作用的

B. 身高表相當于一個電壓表

C. 當被測者越高時,身高表示數(shù)越小

D. 當被測者越高時,身高表示數(shù)越大

2.如右上圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,電阻R2與R3的阻值均為10Ω.閉合開關(guān)S,電流表A1和A2的示數(shù)之比為3∶2.若把電流表A1和A2分別換成電壓表V1和V2后,電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2.則下列選項正確的是(　　).

A. U1∶U2=3∶4 ? B. R1=5Ω

C. R1=20Ω ? ? D. U1∶U2=3∶2

3.如左下圖的電路中,燈L標有“3V　1.5W”、滑動變阻器R上標有“50Ω　1A”的字樣,電壓表量程為0~3V,電流表的量程為0~0.6A,電源電壓恒為4.5V.為了保證電路中各元件安全工作,下列說法正確的是(設(shè)燈絲的電阻保持不變)(　　).

A. 通過電路中的最大電流為0.6A

B. 通過電路中的最小電流為0.25A

C. 變阻器允許接入電路的最小阻值為4Ω

D. 變阻器允許接入電路的最大阻值為10Ω

4.將光敏電阻R、定值電阻R0、電流表、電壓表、開關(guān)和電源連接成如右上圖所示電路.光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小.閉合開關(guān),逐漸增大光敏電阻的光照強度,觀察電表示數(shù)的變化情況應(yīng)該是(　　).

A. A表和V表示數(shù)均變小

B. A表示數(shù)變小,V表示數(shù)變大

C. A表示數(shù)變大,V表示數(shù)變小

D. A表和V表示數(shù)均變大

二、 填空題

5.如左下圖所示,電源電壓保持不變,當開關(guān)S接a時,電流表A2上的示數(shù)與A1上的示數(shù)之比為5∶3,當開關(guān)S接b時,電流表A2上的示數(shù)與A1上的示數(shù)之比為3∶2,則電阻R2與R3阻值之比為_____　　

6.如右上圖所示,電路中R1的阻值為6Ω,閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)為1.2A,電流表A2的示數(shù)為0.3A.則R2的阻值是_____Ω.

7. “高曉松酒駕案”后,充分說明:駕車既害自己,也害他人,各地公安交警利用酒精測試儀對駕駛員是否酒駕進行嚴格檢查.如圖是它的原理圖,圖中酒精傳感器的電阻Rm的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比.使用前要通過調(diào)節(jié)變阻器R0對酒精測試儀進行調(diào)零,即讓圖中A的示數(shù)回到某一較小值,此時變阻器R0的滑片應(yīng)向_____(填“右”或“左”)邊滑動,調(diào)好零后對駕駛員進行測試,當駕駛員吹出的氣體酒精濃度增大時,A的示數(shù)______(填“變大”“變小”或“不變”).除了用A表反映酒精氣體的濃度外,V1、V2兩表中酒精氣體的濃度增大,示數(shù)也要變大的表是______,此測試儀的電池長久使用導(dǎo)致電壓降低時會被誤認為是駕駛員吹出氣體的酒精濃度______(填“升高”或“降低”).

三、 實驗與簡答題

8.用圖甲所示的電路探究“電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”,已知電源電壓恒為4V,實驗用到的定值電阻R分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.

(1)根據(jù)電路圖甲,將乙圖中實物電路連接完整(導(dǎo)線不能交叉).

(2)閉合開關(guān)前,將滑動變阻器滑片移至_____(填“A”或“B”)端.將5Ω的電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電壓表示數(shù)為2.5V,記下電流表示數(shù).

(3)換用不同的電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為____V,記下電流表的示數(shù).

(4)經(jīng)多次實驗,得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像,由圖像可得出:電壓一定時,______.

(5)為了讓提供的電阻都能用到,滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于______Ω.

9.小明用圖甲所示的電路探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”,圖乙是小明未完成連接的實驗電路.

(1)電壓表應(yīng)選擇_____的量程;現(xiàn)要求滑動變阻器滑片向左移動時,電流表示數(shù)增大.請你按照對電壓表量程的選擇和對滑動變阻器連接的要求,用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖乙中實驗電路的連接.

(2)小明按要求正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置.其原因可能是_________.(寫出一個)

(3)小明在實驗中通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,測出通過電阻R的不同電流和對應(yīng)的電壓值,如下表所示.

U/V

0.5

1.0

1.6

1.9

2.5

3.0

I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中畫出電阻R的U-I關(guān)系圖像.

②小明在實驗中所用電阻R的阻值為____Ω.

四、 計算題

10.在圖甲所示的電路中,電源電壓保持6V不變,R1的阻值為10Ω.閉合電鍵S,電壓表的示數(shù)如圖乙所示.

(1)求通過電阻R1的電流;

(2)求電阻R2的阻值;

(3)現(xiàn)有阻值分別為2Ω、10Ω、50Ω、100Ω的四個定值電阻,請選擇其中一個定值電阻替換電路中的電阻R2,要求:電壓表選擇合適的量程后,閉合開關(guān)S,能使電壓表指針偏離到圖乙所示電壓的一半.

請判斷:所提供的四個定值電阻是否符合要求,若有符合,請具體說明是______電阻,并指出電壓表所選用的量程;若不符合,請說明理由.

參考答案