初二物理欧姆定律知识结构及习题讲解

欧姆定律【本章知识结构】【本章知识要点】(1)电压①电压是电路中形成电流的条件，电源是提供电压的装置.②单位：VkV3101,mVV3101③电压表a．知道电压表的性能，准确读数．(会读表盘是关键)b．一般的使用方法是：电压表要并联在电路中；“+”“-”接线柱的接法要正确；被测电压不要超过电压表的量程．c．串联电路中电压的关系是：21UUU(注意不是正负极)d．并联电路中电压的关系是：21UUU(2)电阻①电阻是导体对电流的阻碍作用，不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质．②如果导体两端的电压是l伏，通过的电流是l安，那么这个导体的电阻就是1欧．1MΩ=1000kΩ1kΩ=1000Ω③通过图6-1中的实验可知：电阻的大小决定于导体的材料、长度和横截面积．此外还与温度有关．④实验室里常用的滑动变阻器如图6-2所示．滑动变阻器的原理和作用是：利用改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻，从而起到控制电路中电流大小的作用．使用滑动变阻器的方法是：电路的两个头必须一个接在电阻线的一端A(或B)，另一个接在金属杆的一端C(或D)．（滑动变阻器要“一上一下”接入电路）⑤电阻箱如图6-3所示．它与滑动变阻器的区别是：电阻箱能确定连入电路中电阻的大小，而滑动变阻器则不能．(注意两种可变电阻的区别)(3)欧姆定律①欧姆定律内容是：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．此定律是德国物理学家欧姆在研究电压和电流的关系时得出的．此定律可以用公式表示：RUIa．I、U、R的单位分别是安培、伏特、欧姆．b．定律中两次强调“这段导体”，说明定律中的I、U、R三个物理量都是对同一段导体的．(理解此定律时要注意)c．定律中“成正比”和“成反比”两个词是有条件的．(想一想条件是什么?)d．公式RUI变形得到另外两式：U=IR和IUR．②两个电阻1R和2R串联和并联的基本特性如下表：（注意2111RRR和21111RRR的区别）两个电阻1R和2R并联时要注意：a．2121RRRRR总b．当RRR21时，21RR总(这三点只适用两个电阻并联)c．当21RR(或21RR)时2RR总(或1R)③安全用电a．人体的安全电压．b．几种常见电压值(标准值)：照明电路：220V工业用电(动力电压)：380V一节干电池的电压：1.5V一节蓄电池的电压：2Vc．湿手不能触摸电器．d．避雷针可以防雷击．④测量小灯泡的电阻a．伏安法测导体的电阻原理．b．伏安法测导体电阻的方法．(原理和方法是不同的)【本章考点】(1)电压的意义及单位．(2)电压表测各种电路中的电压．(3)串联、并联电路中的电压关系．(4)电阻的意义及单位．(5)决定电阻大小的因素．(6)滑动变阻器的原理及使用．(7)欧姆定律的理解和应用．(8)伏安法测电阻．(9)安全用电(10)串联、并联电路和欧姆定律结合一起应用解题．(这部分是考试的重点、学习的难点)【难题巧解点拨】[例1]关于电压，下列说法中正确的是()A．电压是电路形成电流的原因B．在闭合回路中，各点都有电压C．只要电路两端有电压，电路中就一定有电流D．电路中有电流时，电路两端就一定有电压思路分析电路中要有持续电流的条件是：电路要闭合，同时闭合电路中要有电源．有电源才能提供电压，(要区分电流和电压的意义)有电压才能有持续的电流．所以A、D正确．电压一定是对电路(导体)两端而言的，电路中的某一点没有电压，但这一点是可以有电流的通过，所以B不正确．而C中没有说明电路是否闭合，也不正确．答：A、D[例2]如图6-4所示，正确读数是()A．在0～3V量程内，指针读数为1.8VB．在0～3V量程内，指针读数为1.3VC．在0～15V量程内，指针读数为6.5VD．在0～15V量程内，指针读数为8V思路分析当量程(请注意量程、大格、小格的关系)选好后，每一大格和每一小格的读数范围就确定了．在用0～3V量程时，先读出一大格的读数1V，再加上3小格的读数(0.1V×3)就是准确读数了．在用0～15V量程时用同样的方法．答：B、C[例3]如图6-5所示，当开关S闭合时，下列说法正确的是()(画等效图也是分析电路结构的重要方法之一)A．灯1L与灯2L是串联，且灯1L和灯2L被短路B．电压表测灯2L两端的电压，而不是灯1L两端的电压C．电流表1A测干路中的电流D．电流表2A测灯2L中的电流思路分析在判断电路的性质时，由于电流表1A和2A两端电压为零，可以将它们看作为导线．而电压表V中电流为零，可以看作为断路．(明确电流表A、电压表V在电路中的作用和识别电路的方法)因此可以画出图6-6的等效电路．在此图中可见灯1L和灯2L是并联在A、B两点之间，由并联电路的电压特点21UUU．所以电压表V是测灯1L和灯2L上的电压，同时也是电源电压．电流表1A测的是总电流，电流表2A测的是通过灯2L的电流．所以选C、D正确．答：C、D[例4]现有两盏灯1L和2L，一个开关和一个电池组，如图6-7．要求组成串联电路，当开关S闭合时两灯均能发光．用电流表测出通过1L的电流，用电压表测出2L两端的电压，画出电路图．并将图6-8的电路元件连成电路．思路分析用电流表测通过1L的电流，电流表应和1L串联．电流表可以串联在电路的任何位置(注意电流表的连接方法).但是要用电压表测2L两端的电压，电压表只能和2L并联，电路如图6-8(甲)所示．在连接实物图时(注意电压表的连接方法)，应将电池组、电流表、两盏灯和开关先连成串联电路，最后再把电压表和2L并联起来，见图6-8(乙)所示．这是连接实物的一般方法．答：如图6-8所示[例5]如图6-9所示的电路，判断各○中安装的是电流表还是电压表，并在○中填出表的符号．思路分析图(甲)中，电流从电源流出，顺次通过1L、2L回到电源负极，所以1L和2L是串联，而表1是串联在该电路中，表2和2L是并联，所以表1是电流表，表2是电压表．(由电流表的连接方法决定)图(乙)中，电流从电源正极流出，分为两条支路，分别通过3L和4L，所以3L和4L是并联．表3和3L是串联，是电流表；表5和4L并联，应是电压表；而表4串联在干路中，它应是电流表．(确定并联的条件)答：图6-9中“1”是电流表，“2”是电压表，“3”是电流表，“4”是电流表，“5”是电压表．[例6]关于电阻的概念，下列说法中正确的是()A.如果一个导体对电流阻碍作用越大，则它的电阻就越大，流经它的电流就越小B.如果一个导体对电流阻碍作用越大，则它的电阻就越大，一定电压下流经它的电流就越小C.比较导体电阻的大小，必须在相同电压下看电流大小，电流越大的电阻越大D.导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟其中电流强度成反比，等于它们的比值思路分析导体的电阻是导体本身的一种性质，它决定于导体的材料、长度、截面积及温度，与其两端的电压和通过的电流大小无关．通过导体中的电流的大小除了与导体的电阻有关外(导体的电阻与电压、电流无关)，还与导体两端的电压有关．A项错误，B项正确．而比较两种导体的电阻大小也是要看上述影响导体电阻的因素，可以在相同电压下看电流的大小，但不是必须，也不是电流越大的电阻越大．C项不对．很显然D项所述内容也不对．答：B[例7]如图6-10所示，画有四个滑动变阻器的结构示意图．分析说明滑片向左和向右滑动时，连入电路的电阻阻值是如何改变的．思路分析甲图P向左移动时，连入电路中的电阻变大；P向右移动时，连入电路的电阻变小．乙图相当于一个定值电阻，不论P向左或向右滑动，连入电路里的电阻无变化．丙图变阻器处于“短”接状态，相当于电路中没有接变阻器．丁图滑片P向左移动时，连入电路里的电阻变大；P向右移动时，连入电路里的电阻变小．(注意滑动变阻器的连接方法)[例8]在做“决定电阻大小因素”实验时，为了便于研究而采用控制变量法进行实验，即每次需要选出两根合适的导线．供选用的导线如下表所示：材料编号长度(m)横截面积)(2mm材料编号长度(m)横截面积)(2mm镍铬合金①10.5锰铜⑤10.5②11.5⑥11③1.50.5⑦1.50.5④1.51⑧1.51对导体的选择合适的一组是()A．①⑤⑦⑧B．②③⑥⑦C．③④⑤⑥D．⑤⑥⑦⑧思路分析导体的电阻的大小由导体的长度、材料、横截面积和温度决定．在实验中研究导体的电阻与什么因素有关系时，一般要采取控制变量法来说明．即不能同时让四个物理量都变化，要人为做出限定．根据上表，本实验可以这样进行实验和分析：当导体的长度、横截面积相同时，讨论导体的材料与导体电阻的关系．那么表中①和⑤的长度和横截面积都相同，可以为一组．当导体的材料、长度(或横截面积)相同时，讨论导体的横截面积（或长度）与导体电阻的关系.那么表中⑦和⑧属于同种材料、长度相同，符合条件；③和④属于同种材料、长度相同，也符合条件；⑤和⑥也一样．但对于题中所给的条件，要满足实验中的两项，因此只有选A正确．(要符合整个实验的全部而不是局部)答：A[例9]在图6-11中，电源电压不变，利用滑动变阻器调节电灯能使其从亮到熄灭的正确电路是()思路分析滑动变阻器在电路中的连接方式有很多种，主要看电路的功能题中要使电灯从“亮到灭”，又不能使电路出现差错．(注意这个隐含条件)对于A选项，当滑片P向左移动时，电灯L可以调到熄灭；但当滑片P滑到最左端时，整个电路就要发生短路，电源会被烧坏．对于B选项，从图中可以看出无论怎样移动滑片P，电灯L只做明亮或暗的变化，不会熄灭．对于C选项，滑片P滑到最右端时，电灯L也会熄灭；但同A项一样，电源也要发生短路．对于D选项，当滑片P移到最右端时，导线将电灯L短路，电灯就要熄灭，因此D正确．(整个电路短路和某一部分短路效果是不相同的)答：D[例10]某同学在实验中连接电路如图6-12所示．闭合开关S，发现灯不亮．为检查电路的故障，他用电压表进行测量．结果是VUaf6，0abU，0adU，6dfU．此电路的故障可能是()A．开关S接触不良B．灯L灯丝断了C．灯L短路D．电阻R短路思路分析对于电路故障问题的分析，首先要知道各“元件”不能正常使用的原因，然后根据此原因再由已知条件逐个分析结果．而本题则是由结果去找原因．灯不亮有两种原因：一是断路，没有电流通过灯泡(注意这种分析方法)；二是短路，电流不从灯通过，这也是题中第一个已知条件的原因，电压表示数有两种可能：一是电路正常，电压表所测电压就是这部分电路的电压；二是电压表所测部分断了，电压表与其他用电器串联在电路中，它的示数为电源电压．而电压表没有示数也有两种可能：一是电压表所测电路之外的其他电路断路(明确电压表“有”和“无”示数的原因是分析关键)；二是电压表所测电路短路．题中VUaf6，说明电源电压为6V；VUad0，说明开关S是闭合的；0bdU说明灯L短路；VUdf6说明这部分电压等于电源电压．对于电路而言，若电路正常，电阻R两端的电压应小于电源电压．综合上述分析，电路故障的可能原因是：灯L短路使电阻R两端电压等于电源电压，电阻R断开，使电压表与灯串联在电路中，电压表示数为电源电压．因此本题选C正确．答：C[例11]某人做实验时把两盏电灯串联起来，灯丝电阻分别为301R，242R，电流表的读数为0．2A，那么加在1R和2R两端的电压各是多少?思路分析根据题目要求画出电路(画图是解题的重要方法之一)，如图6-13所示．欧姆定律公式中的I、U、R是同一段电路中的物理量．在计算1R两端电压时，只能通过1R的电流强度乘1R的阻值，绝对不能乘2R的阻值．2R两端电压的分析与1R相同．(分析实际电路一定要注意这一点)解：因为RUI，所以U=IRVAIRU6302.011VAIRU8.4242.022答：1R和2R两端电压分别为6V、4.8V．[例12]将两个电阻1R、2R并联后，再与电池组和开关串联成回路．如图6-14所示，已知干路电流为I=2A，通过1R的电流为AI2.11，电池电压为U=24V，求1R和2R的阻值是多少?思路分析并联电路中的各支路电压