17.2 欧姆定律（解析版）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 第十七章 欧姆定律 17.2 欧姆定律 一、学习目标 1．欧姆定律 通过实验探究电流跟电压和电阻的关系，分析归纳出欧姆定律；理解欧姆定律的内容。 2．欧姆定律的简单计算能运用欧姆定律进行简单的计算，解决一些简单的问题。通过计算学会解答电学计算题的一般方法，培养逻辑思维能力。 二、学习过程 一）、知识点梳理 知识要点一 欧姆定律 欧姆定律内容 导体中的电流，跟导体两端的电压成________，跟导体的电阻成________。 表达式：________；变形公式：R＝______；U＝______； 电压U——伏（V）；电阻R——欧（Ω）；电流I——安（A）。 【答案】 正比　反比　I＝U/R 　U/I　 IR 【说明】欧姆定律公式不能简单地从数学角度分析。在公式R＝U/I中，R是导体的电阻，只与导体的材料、长度和横截面积等有关，而与导体两端的电压及通过导体的电流无关。 【拓展】理解欧姆定律的三个注意： （1）注意理解欧姆定律的同体性：I、U、R是对同一导体或同一电路而言的，三者要一一对应，不同导体之间的电流、电压、电阻不存在上述关系。 （2）注意理解欧姆定律的同时性：在同一部分电路上，开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动，都会导致电路中电流、电压、电阻的变化，公式I＝U/R中的三个量必须是同一时刻的值。 （3）注意公式中物理量单位的统一性：公式I=U/R中的三个物理量，必须使用国际单位制中的单位，即电流——A，电压——V，电阻——Ω。如果不是，一定要换算成国际单位，才能进行相关计算，否则会导致计算结果错误。 知识要点二 欧姆定律的简单计算 利用公式进行计算的一般步骤 （1）审读题意，根据题意画出电路简图。 （2）及时将已知条件和要求解的物理量转化为字母，在电路图上标注已知物理量和要求解的物理量。 （3）选用对应的物理公式，进行计算。（书写格式要完整、规范） 【拓展】 （1）在电路变化时，应分清哪些是变量，哪些是不变量，一般认为电源电压不变，定值电阻的阻值不变，灯丝的电阻不随温度改变，抓住不变量，寻找切入点。利用不变量、相关量、相等量或比例关系及电路特点列出方程并求解。 （2）电路简化：根据题干信息，采用去表法简化电路，由于电压表的电阻很大，相当于断路，故可直接擦掉；断路的支路电路部分可以擦掉。电流表电阻很小，可用一根导线替代；被短路的电路部分可以用一根导线替代。 二）、例题 练习 例1 关于电流、电压、电阻的关系，下列说法正确的是（ ） A： 在电压一定时，导体的电阻跟通过导体的电流成反比 B： 在电阻一定时，导体两端的电压跟通过导体的电流成正比 C： 在电流一定时，导体两端电压跟导体电阻成正比 D： 通过导体的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比 【答案】D 【解析】根据欧姆定律可知，在同一电路中，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。 练1.1 如图所示，电流表读数为I，电压表的读数为U，则（ ） A、U=0,R=0 B、U变大时，UI变大 C、I变大，UI变小 D、U变大时，UI不变 【答案】D 【解析】由图知，电压表测R 两端电压，电流表测通过R 的电流， 由I =UR可知：R=UI，因为导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体两端电压和电流无关，所以U 或I 变化时，R 不变，即：UI不变。 练1.2 下列关于欧姆定律I =UR 说法不正确的是（ ） A、由I =UR 可知，当导体电阻R 一定时，导体中电流I 跟两端电压U 成正比 B、由I=UR可知，当导体两端电压U 一定时，导体中电流I 跟电阻R 成反比 C、由I=UR可得R=UI,说明导体的电阻跟其两端电压成正比，跟通过它的电流成反比 D、由I=UR可得R=UR,说明导体的电阻R 在数值上等于U 跟I 的比值，但电阻是导体本身的属性，其大小跟U、I 无关 【答案】C 【解析】在同一电路中，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；电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积。 练1.3 根据欧姆定律公式I=UR，变形可得到R=UI。对此，下列说法中正确的是（ ） A： 流过导体的电流越大，则电阻越小 B： 某段导体两端电压为0时，其电阻为0 C： 导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻 D： 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比 【答案】C 【解析】电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积，数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值。 练1.4 如图所示的电路，电源电压不变，开关S处于闭合状态，当开关S1由断开到闭合时，电压表示数与电流表示数之比将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】不变 【解析】开关S处于闭合状态，当S1断开时，L与R 串联，电压表测R 两端电压，电流表测通过R的电流；由I=UR变形可得R=UI可知，电压表示数与电流表示数之比为R 的阻值； 当S1闭合时，L被短路，电路中只有R，电压表示数与电流表示数之比仍为R 的阻值； 所以，当开关S1由断开到闭合时，电压表示数与电流表示数之比将不变。 例2 电阻两端的电压为12V时，通过的电流为0.4A，该电阻阻值为 Ω；如果两端的电压为18V时，通过的电流为 A，电阻阻值为 Ω。（不考虑温度的变化） 【答案】30 0.6 30 【解析】（1）根据欧姆定律可知，电阻的阻值：R=UI=12V0.4A=30Ω I=UR=18V30Ω=0.6A （2）∵电阻与两端的电压和通过的电流无关，电阻不变 练2.1 在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知输电线每米长的电阻为0.01Ω。现输电线某处发生短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量，当电压表的示数为1.5V时，电流表的示数为30mA，由此可知短路位置离甲地 km。测出的电流越大，说明短路处离甲地越 。 【答案】2.5 近 【解析】R=UI=50Ω L=12×50Ω0.01Ω×1m=2500m=2.5Km 练2.2 某定值电阻两端的电压是4V时通过它的电流是0.8A，如果该电阻两端的电压增加2V，则该导体的电阻和通过它的电流是（ ） A： 3.2Ω，0.4A B： 3.2Ω，6.4A C： 5Ω，0.2A D： 5Ω，1.2A 【答案】 D 【解析】由I=UR可得，导体的电阻R=uI=4V0.8A=5Ω,因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，所以当导体两端的电压增加到6V时，导体的电阻仍为5Ω不变。I＝６V５Ω＝1.2A 练2.3 将一段电阻丝接在3V的电源上，测得通过它的电流为0.3A．若把该电阻改接在另一个电源上时，测得通过它的电流为0.2A，则此时的电源电压和该电阻的阻值分别为:（ ） A．2V，15 ; B．3V，10; C．2V，10; D．3V，15. 【答案】C 【解析】由欧姆定律得，电阻丝的阻值R＝＝10Ω；则电流为0.2A时，电源电压U＝I2R＝0.2A×10Ω＝2V； 故选C． 练2.4 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做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： 通过导体B的电流与其两端的电压成正比 【答案】B 【解析】A．由图象可知，通过A电阻的电流与两端的电压成正比例函数关系，即通过导体A的电流与两端的电压成正比，故A正确，不符合题意； B．当UA＝UB＝2V时，IA＝0.4A，IB＝0.2A，根据欧姆定律可得： 导体A的电阻小于导体B的电阻，故B错误，符合题意； D．由图象可知，通过B电阻的电流与两端的电压成正比例函数关系，即通过导体B的电流与两端的电压成正比，故D正确，不符合题意。 例3 为了检测酒驾行为，如图甲所示是小明设计一款酒精浓度检测仪的电路图，其电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为酒精气体浓度传感器（气敏电阻），R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源，当传感器酒精浓度增大时，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大 C．电路总电阻变大 D．电流表的示数与电压表的示数的比值变大 【答案】D 【解析】ABC．由电路图可知，定值电阻R0与气敏电阻R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。由图象可知，当酒精浓度增大，R的阻值变小，电路中的总电阻变小，由I=可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，由U=IR可知，R0两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定不变，所以，R两端的电压变小，即电压表的示数变小，故ABC错误； D．电流表的示数变大，电压表的示数变小，电流表的示数与电压表的示数的比值变大，故D正确。故选D。 练3.1如图是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图，电源电压不变，R0为定值电阻，R是用半导体材料制成的气敏电阻，其电阻值会随着天然气浓度的升高而变小，闭合开关S，若厨房天然气浓度升高，则下列判断正确的是（　　） A．电压表的示数变大 B．气敏电阻R的阻值变大 C．通过电阻的电流变小 D．气敏电阻R两端电压变大 【答案】A 【解析】B．由电路图知道，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，当天然气浓度升高时，气敏电阻的阻值变小，电路中的总电阻变小，故B错误； AC．由知道，电路中的电流变大，由U=IR知道，R0两端的电压变大，即电压表的示数变大，故C错误，A正确；D．由于UR=U-U0U0变大，电源电压不变，所以气敏电阻R两端电压减小，D错误。故选A。 练3.2 将光敏电阻。定值电阻。电流表、电压表。开关和电源连接成如图所示电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，观察电表示数的变化情况应该是（　　） A．电流表和电压表示数均变小 B．电流表示数变大，电压表示数变小 C．电流表示数变小，电压表示数变大 D．电流表和电压表示数均变大 【答案】 D 【解析】由图知，光敏电阻和定值电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表测两端的电压。逐渐增大光敏电阻的光照强度，则光敏电阻的阻值逐渐减小，根据串联电阻的规律，电路总电阻减小，因电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大；的阻值不变，电路中电流变大，由 可知，两端的电压也变大，即电压表示数变大。故选D。 练3.3 如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为激光源，为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），为定值保护电阻，a、b间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响）。水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻的阻值为400Ω。则（　　） A．有光照射时光敏电阻的阻值为800Ω B．有光照射和无光照射时保护电阻两端的电压之比为2：1 C．每1h通过S与之间的产品个数为3000个 D．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2 【答案】B 【解析】A．当有光照时R1电阻变小，电路中电流变大，根据公式得R2两端电压变大，根据串联电路电压规律可知，R1的电压变小，故根据乙图有光照时R1的电压为2V，无光照时R1的电压为4V，因为电源电压是6V，根据串联电路电压规律可知，有光照时R2的电压为4V，无光照时R2的电压为2V，则有光照时电路中的电流为 R1的电阻为 故A错误； B．因为有光照时R2的电压为4V，无光照时R2的电压为2V，所以有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为2：1，故B正确； C．由图可知，每经过0.6s，有一个产品会经过计数装置，所以1h经过的产品个数为 故C错误； D．无光照时，电路中的电流为 R1的电阻为 故有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为 故D错误。故选B。 练3.4 光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小。如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻， R2为滑动变阻器，A、B间接监控装置，则（　　） A．当有人通过通道而遮蔽光线时，通过R1的电流变大 B．当有人通过通道而遮蔽光线时，A、B间电压降低 C．当仅增大R2 连入电路中的阻值时，通过R1 的电流变大 D．当仅增大R2 连入电路中的阻值时，可降低A、B间的电压 【答案】B 【解析】A．当有人通过通道而遮蔽光线时，R1的阻 值增大，电路中总电阻增大，根据可知，当电源电压不变时，电阻变大，电流减小，即通过R1的电流变小，故A不符合题意； B．当电路电流减小时，通过R2的电流减小，根据可知，R2的阻值不变时，两端电压变小，即A、B间电压降低，故B符合题意； C．当仅增大R2连入电路中的阻值时，电路中的电阻变大，根据可知，电路中电流变小，即通过R1 的电流变小，故C不符合题意； D．当仅增大R2连入电路中的阻值时，电路中的电阻变大，电路电流变小，根据可知，R1的阻值不变时，两端电压变小，根据串联电路总电压等于各用电器两端电压之和可知，R2的两端电压变大，即A、B间的电压变大，故D不符合题意。故选B。 练3.5 我国法律规定，驾驶员醉驾要负刑事责任。小华设计了一种酒精测试仪的电路。其中R0为定值电阻，R为酒精气敏元件，其阻值随被测气体中酒精气体浓度的变化规律如图所示。若电源两端的电压不变，则闭合开关S，随气敏元件所测酒精气体的浓度增大，电表的示数也增大的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】若电源两端的电压不变，则闭合开关S，随气敏元件所测酒精气体的浓度增大，气敏电阻的阻值变大。 A．根据串联分压，电阻越大，电压越大，而本选项中，气敏电阻的阻值变大时，电压表的示数变大，故A符合题意； B．电压表测量电源电压，故电压表的示数不变，故B不符合题意； C．气敏电阻的阻值变大时，总电阻变大，电源电压不变，故电流变小，故C不符合题意； D．电流表并联在气敏电阻两端，气敏电阻被短路，故D不符合题意。故选A。 例 4 为了让护士能在护士站观察到药液量的变化，某物理兴趣小组设计了一种输液提示器。当袋中药液量减少时，电表示数随之减小，符合要求的电路图是（　　） A．B．C．D． 【答案】B 【解析】当袋中药液量减少时，整个药液袋的重力减小，对弹簧的拉力减小，弹簧的伸长量减小，所以滑片会向上移动； A．由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压；当袋中药液量减少时，滑片的上移，不会改变变阻器连入电路的电阻，则电路中的电流不变，变阻器两端的电压不变，即电压表的示数也不变，故A不符合题意； B．由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压；当袋中药液量减少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的分压特点可知，变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故B符合题意； C．由图可知，变阻器与灯泡并联，电压表测量电源电压，由于电源电压不变，所以，当袋中药液量减少时，电压表的示数不变，故C不符合题意； D．由图可知，变阻器与灯泡串联，电流表测电路中电流，所以，当袋中药液量减少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电路中电流变大，即电流表示数变大，故D不符合题意。故选B。 练4.1 如图所示是一种烟雾报警器的电路图，开关S处于闭合状态，R0是定值电阻。R为感光电阻，受到的光照越强，其阻值越小。当烟雾浓度增大时，射向R的光被遮挡，R受到的光照变弱，设电源电压不变。下列说法错误的是（　　） A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大 C．电压表与电流表的示数之比变大 D．电压表与电流表的示数之比不变 【答案】D 【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 AB．因感光电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以，当烟雾浓度增大时，光照变弱，感光电阻R阻值变大，电路中的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由U=IR可知，R0两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端电压变大，即电压表的示数变大，故AB正确，不符合题意； CD．电压表与电流表的示数之比为电阻R的阻值，因电压表的示数变大，电流表的示数变小，故比值变大，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。 练4.2 如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R2是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当油面下降时（　　） A．电压表和油量表示数都变小 B．电压表和油量表示数都变大 C．电压表示数变大，油量表示数变小 D．电压表示数变小，油量表示数变大 【答案】C 【解析】BD．由电路图知道，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，油量表（即电流表）测电路中的电流，当油面下降时，浮标下移，滑片上移，R2接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由知道，电路中的电流变小，即油量表的示数变小，故BD错误； AC．由U=IR知道，R1两端的电压变小，因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A错误，C正确。故选C。 练4.3 图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是（　　） A．电压表改装的高度计刻度均匀 B．电流表改装的体重计刻度均匀 C．体重越大电流表示数越大 D．身高越高通过R0的电流越小 【答案】A 【解析】AD．由电路图可知，R与R0并联，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测压敏电阻R支路的电流，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，人的身高变化即滑片移动时，R0接入电路中的电阻不变，因并联电路中各支路两端的电压相等，且各支路独立工作、互不影响，所以，由I=可知，通过R0的电流不变，当身高越高时，滑片上移，滑片P下方电阻丝的阻值变大，由U=IR0可知，电压表的示数和电阻R0成正比，电压表改装的高度计刻度均匀，故A正确，D错误。 BC．电流表测压敏电阻R支路的电流，人的重力增大，人对压敏电阻的压力增大，压敏电阻的阻值增大，由I=可知，通过它的电流变小，电流表的示数变小，电流表改装的体重计示数变小，故BC错误；故选A。 例5 加在某一电阻器两端的电压为5V时，通过它的电流是0.5A，则该电阻器的电阻为 ；如果两端的电压增加到20V，此时这个电阻器的电阻值是 ，通过它的电流是 。 【答案】10Ω 10Ω 2A 【解析】根据欧姆定律可知R=U/I，求得电阻为10Ω，又由于导体的电阻与两端电压及通过的电流无关，所 以电压改变后，电阻值依然为10Ω。此时，由欧姆定律可求得电流为2A。 练5.1 当某导体两端电压是3V时，通过它的电流是0.2A，则该导体的电阻是 Ω；当它两端电压为0V时， 该导体的电阻为 Ω。 【答案】15 15 【解析】由欧姆定律可求得导体的电阻为15Ω，并且导体的电阻不随导体两端电压改变而改变。 练5.2 把电阻R1接在电压为6V的电路中，此时通过R1的电流为0.5A，若现在把R1两端的电压升高到60V，此时通过R1的电流为_____，若将R1两端的电压降低为0，则R1的电阻为_____。 【答案】5A 12 【解析】把电阻R1接在电压为6V的电路中,由欧姆定律可知,R1的阻值为：R1===12Ω；若现在把R1两端的电压升高到60V,电阻不变,则通过R1的电流为：I′===5A；电阻的大小与电压无关，当电压为0时，电阻仍为12Ω. 练5.3 如果导体两端电压是1 V，通过电流是1 A，这段导体电阻就是____________，若导体两端所加电压为 2V，则导体电阻是___________·若通过该导体电流是数字0A，则导体电阻是__________． 【答案】1Ω 1Ω 1Ω 【解析】由欧姆定律可得，导体的电阻：因导体电阻取决于导体本身的性质，与导体两端的电压及通过导体的电流无关，故当所加电压为2V及通过导体的电流为0A时，导体的电阻不变，均为1Ω； 思路分析:由欧姆定律可得出电阻的阻值；由影响电阻大小的因素可知电压及电流变化时电阻保持不变．本题考查欧姆定律及影响导体电阻的因素，应明确导体电阻为导体本身的一种性质，与导体两端的电压及通过导体的电流无关． 例6 如图是关于电阻a、b的I-U 图象。由图可知，电阻值较大的电阻是 Ω。 【答案】10 【解析】从图中可求的a的电阻为5Ω，b的电阻为10Ω。 练6.1 A、B、C三个电阻的U-I 图象如图所示，则三个电阻中电阻值最大的是 。 【答案】A 【解析】根据欧姆定律I=U/R 推出U=RI，那么在此题中R 就是斜率，从图中可知A的斜率最大。 例7 如图所示的电路中，电源电压保持不变．闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是 （ ） A．电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡变亮 B．电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡变亮 C．电流表示数变小，电压表示数变大，灯泡变暗 D．电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡变暗 【答案】B 【解析】根据电路结构，判断滑片的移动时滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式分析解答即可 由电路图知道，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流；滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，滑动变阻器分压变小，电压表示数UR变小；由于滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电路总电阻变小，由欧姆定律知道，电路电流变大，电流表示数变大；电源电压U不变，所以，灯泡两端电压是：UL =U-UR 变大，灯泡实际功率P=UL I变大，灯泡变亮，综上所述，只有B正确，故选B． 练7.1 如图所示，电源两端电压保持不变，闭合开关S1和S2，电流表和电压表都有示数；当只断开开关S2时，下列判断正确的是（　　） A．电流表示数变小，电压表示数变大 B．电流表示数变小，电压表示数变小 C．电流表示数变大，电压表示数变小 D．电流表示数变大，电压表示数变大 【答案】B 【解析】开关S1和S2都闭合时，电阻R1被短接，所以电压表测得是电源电压，电流表测电路中的电流，当只断开S2时，R1和R2串联，电压表只测R2的电压，所以电压表示数变小，电流表测电路中的电流，电路中的电阻变大，电源电源不变，根据公式得，电路中电流变小，电流表示数变小。故选B。 练7.2 如图所示的电路中，电源电压恒定不变，当开关S闭合时 A．电压表示数变小，电流表示数变小，灯变暗 B．电压表示数变大，电流表示数变大，灯变亮 C．电压表示数不变，电流表