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文檔簡介

第二篇物質科學(一)第22課時歐姆定律電路計算1/59一、歐姆定律考點1解釋歐姆定律內容和數學表示式b(1)內容:經過導體中電流,跟這段導體兩端電壓成________,跟這段導體電阻成_______。(2)表示式:__________電阻是導體一個特征,不會因為電壓、電流改變而改變,所以電阻不與電壓成正比,不與電流成反比。正比反比I=U/R2/59考點2應用歐姆定律處理簡單電學問題(不超出兩個電阻電路)c使用歐姆定律注意事項(1)_______:即同一段導體或同一電路上I、U、R;(2)________:即同一時間,也就是電路在同一狀態(tài)下I、U、R;(3)_________:即單位要統(tǒng)一,I、U、R國際單位分別為安、伏和歐。同體性同時性統(tǒng)一性3/591.(?臺州)如圖電路,電源電壓保持不變,閉合開關,當旋鈕式變阻器觸片順時針轉動時 ( )A.變阻器電阻增大B.電流表示數減小C.小燈泡亮度增大D.變阻器兩端電壓增大C4/592.(·衢州)如圖甲所表示,已知電源電壓為10V,將滑動變阻器滑片P移到最左端,閉合開關S,燈泡發(fā)光,電流表示數為0.35A,電壓表示數如圖乙所表示,則此時滑動變阻器接入電路電阻是____Ω。當滑片P向右移動過程中燈泡亮度____(填“變亮”、“不變”或“變暗”)。20不變5/59二、用電壓表和電流表測量導體電阻考點3說明伏安法測量電阻試驗原理b原理:_____________??键c4繪制伏安法測量電阻電路圖b伏安法測電阻電路圖:如圖所表示。

降低誤差方法:屢次測量取______R=U/I平均值6/59考點5應用電壓表和電流表測量導體電阻c(1)電路連接:連接電路時開關_______;閉合開關前,滑動變阻器阻值移到__________;滑動變阻器接線______________。(2)經過調整滑動變阻器,測得多組U、I值,依據公式求出對應R,再求平均值作為待測電阻阻值??键c6搜集和整理試驗數據得出試驗結論b斷開最大處一上一下7/59★3.在相距20km甲、乙兩地之間有兩條輸電線,已知每1m輸電線電阻為0.01Ω?,F輸電線在某處發(fā)生短路,為確定短路位置,檢測員用電壓表、電流表和電源連成如圖所表示電路進行檢測,電壓表示數為3V,電流表示數為20mA。這是應用了____法測電阻,從而確定短路位置離甲地____km。

伏安7.58/59【解析】已知電壓與電流,由歐姆定律求電阻,應用是伏安法測電阻;短路位置到甲地兩段輸電線電阻值:導線總長度短路位置到甲地距離

9/594.(·臺州)為完成“測定小燈泡正常發(fā)光時電阻”試驗,小柯同學選取了對應器材,小燈泡上標有“2.5V”字樣。(1)如圖甲電路無法正常完成試驗,有一處導線連接錯誤,錯誤導線是____(填“①”或“②”)。(2)更正電路后,小柯調整滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數如圖乙,則小燈泡正常發(fā)光時電阻是____歐姆。②510/59三、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路考點7概述串聯(lián)電路電流和電壓特點;概述并聯(lián)電路電流和電壓特點b串聯(lián)并聯(lián)電路圖

電流I=I1=I2I=I1=I2=…=InI=I1+I2I=I1+I2+…+In電壓U=U1+U2U=U1+U2+…+UnU=U1=U2U=U1=U2=…=Un11/59串聯(lián)并聯(lián)電阻R=R1+R2R=R1+R2+…+Rn若電阻均為r,則R=nr若電阻均為r,則電壓與電流分配關系12/595.(·湖州)連接如圖所表示電路,研究串聯(lián)電路中電流特點試驗時,電流表甲和乙示數分別為0.18安和0.16安,造成兩個電流表示數不一樣原因可能是 ( )A.電流表緣故B.燈泡L1和L2電阻不一樣C.導線有電阻D.燈泡L1和L2在電路中位置A13/59★6.(·廣東)如圖1所表示是電阻甲和乙I-U圖像,以下說法正確是 ( )A.電阻乙為定值電阻B.當電阻甲兩端電壓為2V時,R甲=0.4ΩC.如圖2所表示,當開關閉合,電路電流為0.2A時,電路總電阻是15ΩD.如圖3所表示,當開關閉合,電源電壓為2V時,電路總電流為0.4AC14/59【解析】I-U圖像反應是電流隨電壓改變規(guī)律,從圖中可看出經過電阻甲電流與它兩端電壓成正比(過原點一條直線),故電阻甲是定值電阻;電阻乙是條曲線,且伴隨電壓增大時,電流增大得更加快,故電阻乙不是定值電阻,而是電阻值隨電壓增大而逐步減小電阻,故A錯誤。分析有圖像題時一定要牢牢抓住圖像,在圖像中找信息。當電阻甲兩端電壓為2V時,從圖中可看出經過甲電流是0.4A,甲電阻是

故B錯誤。如圖2是甲和乙串聯(lián)電路,當開關閉合,電路中電流為0.2A時,從圖1中可看出甲兩端電壓為1V,乙兩端電壓為2V,總電壓為3V,電路總電阻是R總

故C正確。15/59如圖3是甲和乙并聯(lián)電路,當開關閉合,電源電壓為2V時,從圖1中可看出經過甲電流為0.4A,經過乙電流為0.2A,電路中總電流為0.6A,故D錯誤。16/59

高頻點1研究電流與電壓、電阻關系★例1

(·德州)試驗室中所使用電流表是由小量程電流表改裝而成。在圖甲中?是滿偏電流(即小量程電流表允許經過最大電流)Ig=3mA電流表,其電阻Rg=10Ω,現借助一個定值電阻R0把它改裝為一個量程為3A電流表,如圖乙所表示,以下判斷正確是 ( )B17/59A.到達滿偏時?兩端電壓0.03V,R0約100000ΩB.到達滿偏時?兩端電壓0.03V,R0約0.01ΩC.到達滿偏時?兩端電壓30V,R0約100000ΩD.到達滿偏時?兩端電壓30V,R0約0.01Ω【解析】因為Ig=3mA=0.003A,Rg=10Ω,所以到達滿偏時?兩端電壓Ug=IgRg=0.003A×10Ω=0.03V;由并聯(lián)電路電流規(guī)律可得經過R0電流為I0=I-Ig=3A-0.003A=2.997A,由并聯(lián)電路電壓規(guī)律可得電阻R0兩端電壓等于小量程電流表兩端電壓,即U0=Ug=0.03V,R0=U0/I0=0.03V/2.997A=0.01Ω,故選B。18/59★1.(·福州)下列圖中,能正確描述電阻一定時,電流隨電壓改變圖像是 ( )【解析】電阻一定時,電流與電壓成正比,正百分比函數圖像是一條過原點直線。四個選項中只有A正確,故選A。A19/59高頻點2電路動態(tài)改變★例2

(·濱州)在“探究電流與電壓、電阻關系”試驗中,試驗室老師給同學們準備了以下器材:,“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”定值電阻各1個,“15Ω

1A”滑動變阻器一個,電流表,電壓表,電源,開關和導線若干。(1)依據如圖所表示實物圖,在指定位置虛線框內畫出電路圖。20/59(2)閉合開關前,滑動變阻器滑片應置于____(填“左”或“右”)端。(3)在“探究電流與電壓關系”時,統(tǒng)計電流表與電壓表示數如表所表示,請在圖示坐標紙上描點畫出U-I圖像,由此得出試驗結論是:_______________________________________________。試驗次數12345電壓U/V0.51.01.52.02.5電流I/A0.10.20.30.40.5右電阻一定時,導體中電流跟導體兩端電壓成正比21/59(4)在“探究電流與電阻關系”試驗中,先將5Ω電阻連入電路中,閉合開關,移動滑片,使電壓表示數為1.5V,讀出電流表示數;再分別改接10Ω、15Ω、20Ω電阻,重復上述試驗。當改接20Ω電阻進行試驗時,發(fā)覺不論怎樣移動滑動變阻器滑片,電壓表示數一直無法到達1.5V。經檢驗,電路連接無誤,各元件均完好,請你找出一個可能原因:________________________________?;瑒幼冏杵髯畲笞柚堤?2/59【答案】(1)(2)23/59【解析】(2)對于滑動變阻器來說,在閉合開關前,為了安全,阻值應處于最大值位置,依據題中實物圖可知應把滑片置于右端;(3)由作出圖像可知,電阻一定時,導體中電流跟導體兩端電壓成正比;(4)當換用大電阻后,無法將電壓表示數調到1.5V,說明滑動變阻器分壓太小,可能是因為滑動變阻器最大阻值太小了,當到達最大值時,所分電壓還是太小。24/592.(·金華)如圖所表示電路中,電源電壓為4.5V,滑動變阻器規(guī)格為“30Ω1A”。(1)小麗想用該電路研究“電流與電阻關系”,請幫她把電路連接完整。(2)以下是小麗一些操作步驟:①將阻值為10Ω定值電阻R1接入電路,__________________________________________________________,閉合開關,調整滑動變阻器,當電壓表示數為2.0V時,讀出電流表示數并統(tǒng)計;②斷開開關,拆下R1,接上阻值為20Ω定值電阻R2,……,使電壓表示數為2.0V,讀出電流表示數并統(tǒng)計; 將滑動變阻器滑片移到阻值最大處(或將滑動變阻器滑片移到最右端)25/59③斷開開關,拆下R2,接上阻值為30Ω定值電阻R3,重復②操作。小麗發(fā)覺不論怎樣移動滑動變阻器滑片都無法使定值電阻兩端電壓抵達2.0V,經檢驗電路完好。為順利完成試驗,可行辦法有____________________________________________________________。(寫一個即可)(3)小王同學選取另一組規(guī)格相同試驗器材,進行“測定小燈泡額定功率”試驗(小燈泡額定電壓為3.8V)。小王按小麗電路,將定值電阻換成小燈泡,將電壓表量程改為“0—15V”,連接好電路進行試驗。閉合開關后,出現以下現象: 增大滑動變阻器最大阻值、降低電源電壓、增大設定電壓值電燈亮暗電流表示數I/A電壓表示數U/V不亮01.026/59出現以上現象原因可能是 ( )A.小燈泡斷路B.小燈泡短路C.電流表斷路D.電流表短路【答案】(1)如圖D27/59高頻點3串并聯(lián)電路特點★例3(?株洲)如圖甲所表示,是研究小組同學自制簡易電子秤原理圖,它利用電壓表示數來測物體質量,托盤、彈簧上端和滑動變阻器滑片固定在一起,托盤和彈簧質量不計,彈簧置于絕緣底座上。不計摩擦,彈簧一直在彈性程度內,電源電壓恒定。當盤中沒有放物體時,滑片P在滑動變阻器最上端,電壓表示數為0。當稱量物體質量時,滑片P在物體對電子秤壓力作用下向下端滑動,此過程中:(1)變阻器連入電路電阻________,電流表示數________,電壓表示數________(填“變大”、“變小”或“不變”);不變不變變大28/59(2)經研究分析得出被測物體質量與電壓表示數滿足如乙圖所表示關系,這么把電壓對應質量刻在電壓表刻度盤上,就能夠直接讀出被測物體質量。若電壓表示數為1V,則被測物體質量是_______kg。0.529/59【解析】(1)當滑片P在物體對電子秤壓力作用下向下端滑動時,變阻器接入電路中電阻不變,電壓表所測部分電阻變大,依據歐姆定律可知,電路中電流不變,電壓表示數變大;(2)由乙圖可知,被測物體質量與電壓表示數成正比,且電壓表示數U1=3V時,m1=1.5kg,所以當電壓表示數為1V時,30/593.(·衢州)甲為研究并聯(lián)電路電流規(guī)律試驗電路圖。(1)若要測量干路電流,則電流表應串聯(lián)在甲圖中____(填“A”、“B”或“C”)處。(2)若要測量A處電流,連好電路閉合開關前,發(fā)覺電流表指針位置如圖乙所表示。調整正確后閉合開關,發(fā)覺指針又偏向圖乙位置,其原因是_______________________________。C電流表“+”、“-”接線柱接反31/59(3)糾正(2)中錯誤后,測出A、B、C三處電流值如表所表示。由此得出結論:并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,且各支路電流相等。這個試驗在設計方案上還存在不足之處是:________________________________________(寫出一條)。用同一規(guī)格燈泡或只測量得到一組試驗數據位置ABC電流(A)0.180.180.3632/59【提醒】此題為滑動變阻器改變計算,同時考查了學生對電流表改變范圍,額定電流了解和利用。最終一問對學生實際應用能力要求較高。這類滑變問題為考試熱點?!锢?如圖是利用滑動變阻器控制電流電路,其中電阻R為100歐姆,它與滑動變阻器串聯(lián)在電路中,經過電阻電流可在10毫安~100毫安范圍內調整。33/59(1)選取電源電壓應為多大?(2)變阻器總電阻為多大?額定電流最少要多大?(3)上述電路能否使電阻R兩端電壓調為零?請說明理由?!敬鸢浮?1)10伏(2)900歐100毫安(3)不能,當R滑增大時,U將減小,當R滑到達最大值900歐時,U取到最小值1V,不能取到0。34/59【解析】(1)因為電阻R大小為100Ω,當滑動變阻器接入為0Ω時,電流表示數最大為100毫安,則電源電壓為U=RI=10V;(2)當滑動變阻器接入電路阻值最大時,電流表示數最小,則R總=U/I=10V/0.01A=1000Ω,R滑=R總-R=1000Ω-100Ω=900Ω,因為電流表可在10毫安~100毫安范圍內調整,則滑動變阻器額定電流最少需要100毫安;(3)不能,當R滑增大時,電阻R兩端電壓UR將減小,當R滑到達最大值900歐時,UR取到最小值1V,不能取到0。35/59【提醒】當電壓表所測那部分電路斷路,電壓表與電路串聯(lián),分擔電源電壓,要注意區(qū)分?!锢?(?昆明)某試驗小組連接了如圖所表示串聯(lián)電路,電源電壓為3V恒定不變。連接好電路,閉合開關后兩燈都不亮,他們用電壓表先后測得Uab=Ubc=Ucd=0,Uad=3V。為深入確認電路故障,他們先用導線將a、b連接起來,先后測得Ubc=Ucd=0;再用導線將b、c連接起來,先后測得Uab=0,Ucd近似等于3V;最終用導線將c、d連接起來,先后測得Uab=0,Ubc近似等于3V。則故障原因可能是 ()A.燈L1和燈L2都發(fā)生了斷路B.燈L2和開關S都發(fā)生了斷路C.燈L1和開關S都發(fā)生了斷路D.燈L1、燈L2和開關S都發(fā)生了斷路B36/59【解析】由題意可知,閉合開關后兩燈都不亮,而且Uab=Ubc=Ucd=0,Uad=3V,說明電源有電壓,則電路其它部分出現斷路;用導線將b、c連接起來,先后測得Uab=0,Ucd近似等于3V,說明電壓表并聯(lián)在cd之間時,與電源兩極相連,所以cd間存在斷路,ab間無故障;用導線將c、d連接起來,先后測得Uab=0,Ubc近似等于3V,說明電壓表并聯(lián)在bc之間時,與電源兩極相連,所以bc間也存在斷路;綜合上述分析可得,燈L2和開關S都發(fā)生了斷路。37/59★例6(?鄂州)小華同學為探究水流對不一樣形狀物體沖擊力,設計了一個試驗裝置,如圖甲所表示。電源電壓保持3V不變,電流表量程為0~1A,電阻不計,粗細均勻電阻絲MN全長12cm,總電阻為9Ω,它阻值與其接入電路長度成正比。水平光滑桿AB上套有彈簧,彈簧彈力與其伸長量x關系如圖乙所表示,彈簧左端固定,右端連接有滑塊,滑塊與滑片P、物體Q經過硬桿相連?;c電阻絲一直保持良好接觸。水流沖擊力為零時,滑片P剛好與電阻絲左端相接觸,此時電流表滿偏。測量時,滑塊穩(wěn)定后,小華經過電流表示數可計算出物體受到水流沖擊力大小。(1)電阻Ro阻值為多少?(2)當電流表讀數為0.5A時,物體所受沖擊力大小為多少?38/59【答案】(1)3Ω

(2)16N39/59【解析】(1)電流表滿偏時,電流I=1A,R0=U/I=3V/1A=3Ω;(2)電流為I′=0.5A時,電阻絲電阻R=U/I′-R0=3V/0.5A-3Ω=3Ω,,此時接入電路電阻絲長度x′為4cm,由圖乙知:F=Kx,24N=K·6cm,K=4N/cm,x′=4cm,則F′=16N。40/59(友情提醒:本欄目提議午休時間完成)★1.(·重慶)如圖是一個廚房天然氣安全監(jiān)控部分電路原理圖。電源電壓不變,R0為定值電阻,R是用半導體材料制成氣敏電阻,其電阻值會隨天然氣濃度升高而變小,閉合開關S,若廚房天然氣濃度升高,則以下判斷正確是 (

)A.電壓表示數變大B.氣敏電阻R阻值變大C.經過電阻R0電流變小D.氣敏電阻R兩端電壓變大A第1題圖41/59【解析】天然氣濃度升高,氣敏電阻阻值減小,它分得電壓減小,定值電阻分得電壓增大,所以電壓表示數增大,A對,B、D錯;此時電路中總電阻減小,電流增大,C錯。42/59★2.(·福州)如圖所表示,電源電壓不變,閉合開關S,當滑動變阻器滑片P向右移動時 ( )A.電流表A1示數變小,電壓表V示數變小B.電流表A2示數變大,電壓表V示數變大C.電壓表V示數與電流表A1示數比值不變D.電壓表V示數與電流表A2示數比值不變C第2題圖43/59【解析】由圖可知,兩個電阻并聯(lián),電壓表測量電源電壓,電流表A1測量R1電流,電流表A2測量干路電流。當滑動變阻器滑片P向右移動時,R2阻值變大,經過R1電流不變,經過R2電流變小,干路電流變小,所以,電流表A1示數不變,電流表A2示數變小,電壓表V示數不變。故選C。44/59★3.(·上海)在如圖所表示電路中,電源電壓保持不變。當電鍵S從斷開到閉合時,電路中 ( )A.電流表示數變小,電壓表示數變小B.電流表示數變小,電壓表示數變大C.電流表示數不變,電壓表示數變小D.電流表示數不變,電壓表示數變大A第3題圖45/59【解析】當開關斷開時,兩電阻為串聯(lián)關系,電壓表測電阻R1兩端電壓;當開關閉合時,電阻R1被短路,此時兩個電表示數均為0,所以能夠判斷出當電鍵S從斷開到閉合時,兩個電表示數都是減小,故選A。46/594.(?蘇州)為了測定風速大小,小明設計了四種裝置,如圖所表示,圖中探頭、金屬桿和滑動變阻器滑片P相連,可上下移動?,F要求:當風吹過探頭時,滑動變阻器R2滑片P向上移動,且風速增大時電壓表示數增大。以下四個圖中符合要求是 ( )D47/59★5.(·宜昌)某導體中電流與它兩端電壓關系如圖所表示,以下分析正確是 ( )A.該導體電阻隨電壓增大而增大B.該導體電阻隨電流增大而減小C.當導體兩端電壓為0時,電阻為0D.當導體兩端電壓為0時,電流為0D48/59【解析】電阻是導體本身一個性質,取決于導體材料、長度、橫截面積等原因,與其兩端電壓和電流無關,故選項A、B、C錯誤。D.由歐姆定律可知,當導體兩端電壓為0時,電流為0,D正確。49/59★6.(?菏澤)如圖所表示,R1=10Ω,開關閉合后電流表示數是0.2A,電壓表示數是4V,R2電阻為____Ω。

20第6題圖50/59【解析】首先把電壓表看成斷路分析電路連接情況,R1與R2是串聯(lián),電壓表測R2兩端電壓,依據歐姆定律

可知:電阻R2阻值51/597.(?黃岡)某物理科技小組設計了汽車有害尾氣排放檢測電路,如甲圖所表示,R為氣敏電阻,其阻值隨有害尾氣濃度β改變曲線如圖乙所表示,R0為定值電阻,電源電壓恒定不變。當有害尾氣濃度β增大時,氣敏電阻R阻值將____,電壓表示數將______(填“變大”、“變小”或“不變”),定值電阻R0作用是_____________。變小變小保護電路第7題圖52/598.(·溫州)某興趣小組在研究“串聯(lián)電路特點”活動中,將一個阻值約為10歐普通小燈泡和一個LED燈串聯(lián)后接入電路(如圖甲)。閉合開關S1,發(fā)覺LED燈亮而小燈泡不亮。針對這種現象,同學們提出了以下猜測:第8題圖53/59猜測一:小燈泡L處發(fā)生短路,猜測二:LED燈電阻很大造成電路電流很小,為了驗證猜測,小組同學進行以下試驗:,試驗一:將一根導線并聯(lián)在圖甲電路中LED燈兩端,依據觀察到現象否定了猜測一。,試驗二:利用電流表和電壓表,按圖乙所表示電路對LED燈電阻進行測量。閉合開關,依次移動滑動變阻器滑片,取得多組數據以下表,經分析,結果支持猜測二。試驗次數電壓(伏)電流(毫安)電阻(歐)11.412116.721.614114.331.816112.

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