欧姆定律及其应用.docx
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欧姆定律及其应用
欧姆定律
1欧姆定律内容
【知识要点】:
1.欧姆定律
内容:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
公式:
U——电压——伏特(V);R——电阻——欧姆(Ω);I——电流——安培(A)
2.使用欧姆定律的注意事项:
●同体性:
公式中的I、U、R应是同一段电路或同一导体的。
为了便于区别,应该加上同一种角标。
●同时性:
公式中的I、U、R应是同一时刻、同一导体所对应的数值。
●欧姆定律普遍适用于纯电阻电路中。
对于电动机(转动的线圈)和超导体来说,欧姆定律不成立。
3.电阻的串联和并联电路规律的比较
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的总电流等于各支路电流之和
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中,各支路两端的电压相等
电阻特点
串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和
并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
功率特点
串联电路和并联电路的总功率,都等于各部分电路功率之和
●在做电学计算题之前,要做好电路分析,分析有关各元件的物理量之间的关系。
●在电路分析、计算时,串联要抓住电流相等这一特点;并联要抓住电压相等这一特点。
●若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为
;
若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为
。
●电阻串联相当于增加了导体的长度,所以总电阻比其中任何一个电阻都大,串联得越多总电阻越大;
电阻并联相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小,并联得越多总电阻越小。
●电路(串联、并联)中某个电阻阻值增大,则总电阻随着增大;某个电阻阻值减小,则总电阻随着减小。
●常用的串、并联电路中的物理量与电阻的比例关系有(以两个电路串、并联为例,其中P为电功率,W为电功,Q为电热)
串联时:
。
。
并联时:
。
。
【典型例题】
题型一欧姆定律的理解
1、关于电流和电阻的关系,下列说法正确的是()
A、电流和电阻成反比B、电阻和电流成反比
C、电压一定时,电阻和电流成反比
D、电压一定时,导体中的电流和这段导体的电阻成反比
题型二利用欧姆定律的一般计算
2、有两个电阻分别接在不同的电路中,它们两端的电压之比为1:
2,通过的电流之比为3:
1,则两个电阻阻值之比为()
A、1:
6B、6:
1C、2:
3D、3:
2
3、一只20Ω的电阻器与一个标有“60Ω1A”字样的滑动变阻器并联,滑动变阻器的滑片移动时,电路中的总电阻会发生变化,则总电阻的变化范围是()
A、20Ω与60Ω之间B、15Ω与20Ω之间C、O与15Ω之间D、0与20Ω之间
4、电阻R1:
R2=3:
2,把它们串联起来接入电路,通过它们的电流之比是,它们两端电压之比是;如果把它们并联在电路中,则通过它们的电流之比是,它们两端电压之比是。
5、导体两端电压为5V时,通过导体的电流为0.5A,则导体的电阻是Ω,若导体两端的电压10V时,通过导体的电流为A,若导体两端不加电压时,通过导体的电流是A,导体的电阻是Ω。
题型三电压表、电流表示数题
6、如图所示,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑片P向b端滑动时()
A、电流表示数变小,电压表示数变大
B、电流表示数变大,电压表示数变小
C、电流表、电压表示数都变大
D、电流表、电压表示数都变小
7、如右图所示,开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电压表、电流表的示数变化是()
A、V1、V2、A变大;B、V1、V2、A变小;
C、V1变小,V2变大,A变小;D、V1变大,V2变小,A变大
题型四、图形题
8、如图是R1和R2两个电阻中的电流随它们两端电压变化的I—U图像。
从图像可知,
电阻R1R2(填“<”、“>”或“=”)。
9、如图所示的是通过某两个电阻R1、R2的电流随电压变化的图像,从图像可知,电阻R1R2(填“大于”、“等于”或“小于”)。
把R1、R2串联接入电路中的等效电阻为,并联接入电路中的等效电阻为。
10、张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是()
A、通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B、导体a的电阻大于导体b的电阻
C、当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流为0.1A
D、将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
题型五、伏安法测电阻
11、在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是()
A、改变电路中的电流B、改变被测电阻两端的电压
C、改变被测电阻的阻值D、保护电路
12、一个电灯泡,在室温下用伏安法测一次电阻,在正常工作时再用伏安法测一次电阻,后一次测得的阻值比前一次测得的阻值大10倍以上,造成这种差异的原因是()
A、两次测量加在灯泡两端的电压不同B、两次测量通过灯泡电流不同
C、两次测量灯丝温度不同D、两次测量室内温度不同
13、在用伏安法测电阻Rx的阻值的实验中,试回答下列各个问题:
(1)需要测量的物理量有,计算Rx阻值的公式为Rx=。
(2)滑动变阻器在闭合开关前应,它在电路中的作用是。
(3)下图所示是测Rx阻值的4个电路图,其中正确的是(填序号)。
(4)根据所选电路图,把下图中的各元件连成实物电路图(电源由三节干电池串联,估计待测电阻约10Ω)。
(5)实验中有如下步骤:
A、闭合开关;B、将测量的数值填入表格中;C、计算被测电阻的阻值;D、读出电表的数值;E、整理实验器材;F、将滑动变阻器的阻值调到最大;G、按电路图连接路;H、调节滑动变阻器,使电流表、电压表有3组不同数值。
实验时合理的顺序是。
(6)某同学实验中能正确测量和读数,但忙乱中在稿纸上记录的数据如右图所示,请你帮助他把数据整理好,算出所测的阻值为(取2位小数)。
在填表计算每次测量的阻值时,发现它们的结果,分析产生现象的原因是。
【典型练习】
1、一只电阻两端的电压从5V增加到6V时,通过电阻器的电流增加了0.2A,则该电阻的阻值是()
A、2ΩB、5ΩC、8ΩD、无法确定
2、从欧姆定律可以导出公式R=U/I,此式说明()
A、当电压增大2倍时,电阻增大2倍B、当电流增大2倍时,电阻减小2倍
C、电阻是导体本身的性质,当电压为零时,电阻阻值不为零
D、当电压为零时,电阻R也为零
3、两个阻值分别为10Ω及0.1Ω的电阻并联,则并联后的总电阻最接近()
A、10Ω但大于10ΩB、10Ω但小于10Ω
C、0.1Ω但大于0.1ΩD、0.1Ω但小于O.1Ω
4、某同学想用一只“1.5V、5Ω”的小灯泡制作一个简易手电筒,采用电压为6V的蓄电池作电源。
为了保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,该同学又从实验室里找到了一捆标有“1Ω/cm”的电阻线。
该同学应如何利用这捆电阻线才能保证小灯泡正常发光()
A、应并联一段20cm长的电阻线B、应串联一段20cm长的电阻线
C、应并联一段15cm长的电阻线D、应串联一段15cm长的电阻线
5、如右图所示电路,电源电压不变,若变阻器滑片P向左滑动时,则()
A、V1示数增大,V2示数增大,A示数减小
B、V1示数减小,V2示数增大,A示数减小
C、V1示数增大,V2示数减小,A示数增大
D、V1示数减小,V2示数减小,A示数增大
R1
6、如图2所示电路,当S1由闭合变为断开时,电流表
A1和A的示数将()
A、电流表A1的示数不变,A的示数增大
B、电流表A1的示数不变,A的示数减小
C、电流表A1的示数增大,A的示数增大
D、电流表A1的示数减小,A的示数减小
7、如图5所示,电源电压不变,当S接a时,电流表A1与A2的示数之比为3:
5,当S接b时,电流表A1与A2的示数之比为2:
3,则R2和R3的电阻之比为()
A、9:
10B、4:
3C、3:
4D、5:
2
8、如图6所示,电源电压不变,当S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.2A,当开关S1和S2都闭合时,电流表的示数为0.8A。
则电阻R1和R2的比值为()
A、1:
3B、3:
1C、2:
3D、3:
2
9、如图7所示,电源电压不变,R0=10Ω,当开关闭合,滑动变阻器的滑片P在中点c时,电流表的示数为0.3A;移动滑片P至b端时,电流表的示数为0.2A,则电源电压与滑动变阻器的最大阻值为()
A、U=3VR=5ΩB、U=6VR=10Ω
C、U=6VR=20ΩD、U=3VR=15Ω
10、在“伏安法测电阻”的实验中,如果被测电阻大约为80Ω,选用的电源电压为1.5V,选用的电流表量程为0.6A,对于电流表和电源电压的选择,下列说法正确的是()
A、电源选择错误,因此会烧坏电表B、电流表量程不合适,因此电流表无示数
C、电源电压选择不当,电路中电流过小,电流表指针偏转角度太小,读数误差大
D、电流表量程选择错误,读数误差较大
11、滑动变阻器接入电路中,滑片P位于AB的中点时,滑动变阻器两端的电压为6V,流过滑动变阻器的电流为0.24A,则滑动变阻器的阻值变化范围是。
12、电路中某用电器的电阻为60Ω,要使电路中总电流的1/5通过该用电器,应该给它
联一个Ω的电阻,若要使它两端电压为总电压的1/4,则需在电路中
联一个Ω的电阻。
13、将电阻为6Ω的弧光灯接到220V电路中,为使弧光灯电流不超过10A,需联一个Ω的电阻。
14、某同学在做“用电流表测电流”的实验中,所用电路如图甲所示,按电路图正确连接电路并接通开关S后,电流表A1、A2的计数如图乙,则A1读数是A;A2的读数是A;那么R1:
R2=。
2伏安法测电阻
1、小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表的读数如下表所示
电压表读数U/V
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
电流表读数I/A
0.18
0.21
0.24
0.27
0.30
0.33
分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个?
【 】
2、有一个阻值看不清的电阻器Rx,要测出它的电阻值.
(1)小明按左图的电路图连接好电路,检查无误后闭合开关S,观察到电压表的示数为1.6V,电流表的示数如右图所示,则通过电阻器Rx的电流为_____A,Rx的电阻为____Ω.
(2)实验中,为了减小误差,小明还需进行的操作是
_______________________________________________________________。
(3)下图是小虎做这个实验连接的实物图,请你指出其中的三个错误或不妥之处。
①____________________________________________________________________②____________________________________________________________________
③_________________________________________________________________________
3、做测定电阻阻值的实验.
(1)小明根据如图所示的电路图,将图中的实验器材连接成实验电路.同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接.①请你在接错的那根线上打“×”;②另画一根导线,使电路连接正确;③如果不改接这根导线,对实验的影响是:
__________________(具体说明是什么影响).
(2)小明将电路改接正确后,合上开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的指示如图所示,则电压表的读数是V,电流表的读数是A,被测电阻Rx的阻值是Ω.
(3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗?
你会给他们提出什么建议呢?
①写出你的建议:
________________________________________________________________________;
②你提出这个建议的目的是:
________________________________________________.
4、我们知道,测量时总存在误差,通常将测量值与真实值之差叫做绝对误差.初中电学实验中所用电流表的准确度等级一般是2.5级的.2.5级电流表的含义是,用该电流表测量时的最大绝对误差不超过满刻度值的2.5﹪.下表给出了用2.5级电流表测量电流时,电流表指针的偏转角度与百分误差(即最大绝对误差与电流表读数之比的百分数)之间的关系.
电流表指针的偏转角度
量程为0~0.6A电流表的读数
百分误差
满刻度
0.60A
2.5%
满刻度的二分之
0.30A
5.0%
满刻度的三分之
0.20A
7.5%
满刻度的四分之
0.15A
10%
满刻度的十分之
0.06A
25%
满刻度的二十之
0.03A
(1)上表中的最后一空处相应的百分误差应是_____________%.
(2)从上表中的数据可以看出,该电流表的指针偏转的角度越大,百分误差___________(选填“越大”“越小”或“不变”).
(3)如果用准确度等级是2.5级的电流表进行测量时要求百分误差小于3.75%,则该电流表指针的偏转角度应大于满刻度的_______________.
5、给出下列器材:
A.电压为3V的电源;B.量程为3V的电压表;C.量程为15V的电压表;D.量程为0.6A的电流表;E.量程为3A的电流表;F.滑动变阻器;G.开关及导线.
现在要测量一个约为10Ω电阻RX的阻值.
(1)为了提高实验准确度,应选择器材A、F、G和、(填写器材代号)。
(2)图为实验时实物连接图,其中滑动变阻器尚未接入,请你用笔画线表示导线将它连入电路。
(3)闭合开关接通电路,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表、电压表的读数都比较小,而且不随滑片的移动而发生变化,可能的原因是把滑动变阻器的两个接线柱接入了电路。
6、小组测量小灯泡的电阻,设计的电路图中有1处错误,请你将错误之处圈出来,并改正在原图上。
然后按照改正好的电路图,将没有完成的实物图连接好。
7、小刚同学测量2.5V小灯泡的电阻时,连接的电路如图:
(1)检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,若没有发现错误,闭合开关,会出现现象.在图中补画出正确的连线.闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片调到端(填“A”或“B”);
(2)小刚改正错误后,按正确的操作测得的数据如右表:
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.20
0.24
0.25
则第1次测得的小灯泡的电阻为;从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等,你认为可能的原因是.
8、小明和小亮利用图所示的电路测未知电阻的阻值.
(1)根据他们连接的实验电路可知,电表甲应是表.
(2)实验中他们检查电路无误后闭合开关,观察了两电表的示数.计算出被测电阻R=_Ω.
(3)完成了上步计算后小明认为实验就完成了,小亮则认为,仅这样就得出电阻的阻值不够可靠.原因是。
(4)为了得到更可靠的结果,你认为接下去他们的具体操作应是。
9、在测定标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
(1)请你根据电路图将实物电路补充完整.
(2)通过实验得到了三组U和I的数据(如右表)。
当灯泡两端电压为3.0V时,电流表示数如上右图,请将读数填入表格中。
(3)小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
10、下图是“伏安法测电阻”的实验电路图。
⑴在图中的圆圈内填入电流表、电压表的符号;
⑵某同学规范操作,正确测量,测得3组实验数据分别是:
U1=2.4V,I1=0.20A;U2=4.5V,I2=0.38A;U3=6.0V,I3=0.50A。
请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写在你设计的表格内。
⑶、根据表格中数据,请你算出待测电阻Rx≈
。
⑷、分析表格中的数据,你能得出的一个结论是:
11、如图所示,是王燕同学连接的测电阻Rx的电路。
(1)电路中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上打一个叉,并画出正确的连线。
(2)在方框中根据改正后的电路画出电路图。
(3)实验中测出了如下表所示的数据,其中第3次测量时电流表的表盘如图所示,请你读出电流值填在表格中。
电阻测量值Rx=Ω。
次数
第1次
第2次
第3次
电压(V)
2.5
3.0
3.5
电流(A)
1.3
1.5
12、某同学在“用电压表和电流表测导体的电阻”实验中,按如图所示的电路图连接好电路,移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器连入电路的阻值最大。
闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,分别读出电压表和电流表的几组示数并记录,根据记录的数据,作出如图所示的U—I图线。
则被测电阻R1的电阻值为Ω。
滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的指针位置如图所示(电压表所接的量程为0—3V),则电压表的示数为V。
13、小林同学利用电压表和电流表测量电阻R的阻值,实验电路如下图甲所示、
(1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的电流表(用0.6A量程)正确连入电路(用笔画线表示导线).
(2)实验中,当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时,电流表和电压表V2的示数如图丙所示,由此可知,电压表V2测出的是电阻的电压,电阻Ω.
(3)小林发现另一个同学实验时,电路连接正确,电压表从的示数为3V,但是反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表V2的示数总是与V1的示数相等,由此可见,发生故障的原因可能是滑动变阻器或者是R1.
14、用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为≠),s为单刀双掷开关,R。
为定值电阻.某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I,
B.读出电阻箱的示数R
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I
D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大
(1)上述步骤的合理顺序是___________________(只需填写序号).
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为________Ω.若已知R。
的阻值为1OΩ,则待测电阻的阻值为Ω.
(3)本实验所采用的物理思想方法可称为_______________(选填“控制变量法”或“等效替代法”).
单元训练卷
基础知识
一、填空题
1.两节干电池申联起来的电压是V,要获得6V电压,可以把节干电池联使用.
2.将20V电压加在电阻为25Ω的导体两端,若电压增大为40V,则导体的电阻为Ω;若电压减少到0V,则导体的电阻为Ω,可见导体的电阻与导体两端的电压。
3.有粗细相同的甲、乙两根导线,乙比甲长,则甲、乙两根导线电阻大小关系是。
4.某导体的电阻是10Ω,通过它的电流为600mA,则此导体两端的电压是V.若在该导体两端加8V的电压,则通过该导体的电流是A。
5.如图1所示电路,电源电压U=6V,当闭合开关S后,电压表
的示数为3.5V,则电压表
、
的示数分别为V和V。
6.如图2所示,电压
保持不变,当闭合开关
后,电流表A1、A2的示数
,电压表V的示数U=V;当再闭合开关
时,电流表A1的示数将,电流表A2的示数将,电压表V的示数将。
7.如图3所示,电源电压为6V,电阻
为10Ω。
当开关S断开时,电流表示数为0.1A,则R2=Ω,电压表示数为V;当开关S闭合时,电流表示数为A,电压表示数为V.
8.三个电阻R1:
R2:
R3=1:
2:
3。
串联时它们两端的电压之比U1:
U2:
U3=;并联时通过它们的电流之比I1:
I2:
I3=.
二、选择题
9.下列说法中正确的是()
A.电路中只要有电源,就一定有电流
B.电路中没有电流,电路两端就一定没有电压
C.正在工作的电视机,电路两端一定有电压
D.在串联电路中,电源电压是6V,那么电路中任意两点间的电压都是6V
10.在下图所示电路中,电流表、电压表使用都正确的是()
11.关于导体的电阻,下列说法中正确的是()
A.铁导线的电阻一定比铜导线的电阻大
B.粗细相同的两根导线,较长的那根导线电阻一定较大
C.同种材料制成的粗细相同的导线,短的电阻较小
D.长度相同的两根导线,较细的那根导线电阻一定大
12.对同一根导线,下列方法中能改变电阻大小的是(不考虑温度对电阻的影响)()
A.将导线拉长变细B.增大通过导线的电流
C.增大导线两端的电压D.减小通过导线的电流
13.如下图所示电路中,当闭合开关S后,滑片P向右移动时,灯泡变亮的是()
14.把一个定值电阻R接入电路中,下列不可能发生的是(不考虑温度影响)()
A.电压增大而电流减小B.电压、电流都变大
C.电压、电流都变小D.电压和电流的比值不变
15.已知电阻R1>R2,将它们串联后接入电路,则R1、R2两端电压U1、U2,通过R1、R2的电流I1,、I2的关系分别是()
A.U1=U2,Il=I2B.U1=U2,I1<I2
C.U1>U2,I1=I2D.U1<U2,I1<I2
16.如右图所示电路中,电源电压保持不变,当闭合开关S后,移动滑片P,下列说法中正确的是()
A.滑片P向右移动时,电压表、电流表示数都变大
B.滑片P向左移动时,电压表示数变大,电流表示数变小
C.滑片P向左移动时,电压表、电流表示数都不变
D.滑片P向右移动时,电压表示数不变,电流表示数变大
探索、研究性学习
一、填空题
17.如图4所示电路中,甲是表,乙是表.
18.如图5所示电路,电压表V1、V2的示数分别为3V,4V;若只把灯泡L2、L3位置对调,其余元件位置不变,此时有一只电压表示数为5V,则电源电压U=V.
19.如图6所示电路,当闭合开关S时,电压表V1,V2的示数分别为6V、2V,电流表示数为0.2A.
(1)如果当开关S闭合后,电压表V2、电流表A示
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