中小学教育资源及组卷应用平台 专题13 欧姆定律与计算 考点精讲一、欧姆定律 1．探究电流与电压、电阻的关系 控制变量法设计对照实验： ①保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系； ②保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。 实验结论： ①在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比； ②在电压一定的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。 2．欧姆定律的内容：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。数学表达式：I＝U/R 【注意】 1．欧姆定律适用于纯电阻电路。所谓纯电阻电路指用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能的电路，含电动机的电路不能直接用欧姆定律计算。 2．I、U、R对应同一导体或同一段电路，不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用。 3．同一导体(即R一定时)，则I与U成正比；同一电源(即U一定时)，则I与R成反比，不能说成是R与I成反比。 4．导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。电阻值可通过欧姆定律变形公式R＝U/I计算，R与U和I的比值有关，但R与外加电压U和通过电流I等因素无关，即使电阻两端没有外加电压，内部没有电流通过，电阻依然存在。 典例1：（2022九下·兰溪月考）小金利用如图甲所示的电路，探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。实验器材：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（甲“10Ω 2A”、乙“20Ω 1A”），导线若干。 （1）用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。 （2）实验中小金发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图乙所示的状态，则电路故障可能是 。 （3）排除故障后实验，根据实验数据画出如图丙的I﹣R图象，结论是 。 （4）在上述实验中，小金用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，为了完成实验，他应该将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数为 V。 【答案】（1）解：如图所示： （2）定值电阻断路 （3）在电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比 （4）B；2.5 【解析】（1）根据电压表的使用方法分析解答； （2）在探究电流与电阻关系的实验中，如果定值电阻断路，那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，因此通过电路的电流很小，即电流表几乎没有示数。由于串联电路中电压与电阻成正比，因此电压表几乎分得全部电压，即示数几乎等于电源电压。 （3）根据图像的形状分析电流与电阻的关系； （4）首先根据串联电路的分压规律确定电压表的示数变化，然后分析保持电压表的示数不变时变阻器的阻值变化，进而确定滑片的移动方向。 【解答】（1）在探究电流与电压关系的实验中，电压表应该与定值电阻并联。根据图甲可知，此时只需将电压表的“-”接线柱与定值电阻左端相连即可，如下图所示： （2）实验中小金发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图乙所示的状态，则电路故障可能是：定值电阻断路。 （3）根据图丙可知，电流随电阻变化的图像为一条双曲线，即二者成反比关系，那么得到结论：在电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比。 （4）根据串联电路电压与电阻成正比的关系可知，小金用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后，电压表的示数会减小。根据U=IR可知，要增大电压表的示数，就要增大通过电路的电流，即减小变阻器的阻值，那么滑片应该向B端移动。 根据丙图可知，电压表 的示数为：U=IR=0.25A×10Ω=2.5V。 变式1：（2022·丽水）为研究“电流与电压的关系”，小科和小丽设计了如图甲的电路，其中电源电压恒定不变定值电阻R为5欧。 实验次数 一 二 三 电压/V 1.0 1.5 2.0 电流/A 0.2 0.3 0.4 （1）如图甲，若滑片P向右移 ... ...
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