用真題解析提升歐姆定律單元復(fù)習(xí)效率

田士德

歐姆定律單元內(nèi)容是電學(xué)重點(diǎn)，也是中考必考點(diǎn)。要對(duì)本單元知識(shí)達(dá)到理解應(yīng)用程度，就要學(xué)習(xí)往年中考真題的解答思路，有目的地進(jìn)行訓(xùn)練。本單元必考點(diǎn)有：（1）電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究;（2）理解歐姆定律;（3）歐姆定律的應(yīng)用;（4）會(huì)用伏安法測(cè)量電阻。歐姆定律試題題型全面，以填空題、選擇題、實(shí)驗(yàn)探究題和計(jì)算題為主，所占分值一般在6～10分。解答歐姆定律的題，首先需要正確分析電路的連接形式，也就是說要知道電路是串聯(lián)的還是并聯(lián)的，然后利用串聯(lián)和并聯(lián)電路特點(diǎn)，結(jié)合歐姆定律等規(guī)律對(duì)問題進(jìn)行規(guī)范解答。下面通過對(duì)近年來歐姆定律單元中考真題的解析深化同學(xué)們對(duì)必考點(diǎn)的理解，達(dá)到快速提升歐姆定律單元復(fù)習(xí)效率的目的。

一、電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究

例1：（2014年 四川省雅安市）在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系中：

【提出問題】通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體電阻的大小有什么關(guān)系？

【猜想】導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

【實(shí)驗(yàn)器材】電源（電壓恒為4.5 V），電流表、電壓表各一只，開關(guān)一個(gè)，三個(gè)定值電阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω），三只滑動(dòng)變阻器（10 Ω 1.5 A、20 Ω 1.5 A、50 Ω 1 A），導(dǎo)線若干。

【實(shí)驗(yàn)過程】（1）在圖2虛線框內(nèi)畫出圖1所示實(shí)物圖的電路圖。

圖1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖2

（2）小明按圖1正確連接電路后，閉合開關(guān)前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最 ? ? ?端（選填“左”或“右”），閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表指針超過量程。你認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的原因是 ? ? ? ? ? 。

（3）小紅在探究時(shí)，先將5 Ω的電阻連入電路中，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5 V，并記下電流值。接著斷開開關(guān)，取下5 Ω電阻，改接10 Ω的電阻（滑動(dòng)變阻器滑片位置未動(dòng)），當(dāng)他接入10 Ω電阻后，閉合開關(guān)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片向 ? ? ?端移動(dòng)（選填“左”或“右”），直至 ? ? ? ? ?，再次記下電流值。

（4）接著小紅換用15 Ω的電阻重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到了下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)得出：導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

（5）小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)所選擇的滑動(dòng)變阻器規(guī)格是

。

解析：（1）從電源正極開始，依次連接開關(guān)、電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器，然后回到電源負(fù)極，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端;畫出的電路圖符合這個(gè)連接思路即可。

（2）連接電路時(shí)，為防止電流過大燒壞電路元件、保護(hù)電路，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，即最右端;閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)，說明電路中出現(xiàn)了斷路;又因?yàn)殡妷罕碇羔槼^量程，說明電壓表所并聯(lián)部分即定值電阻處斷路。

（3）將5 Ω電阻換成10 Ω電阻，阻值變大分得電壓變大，為控制定值電阻兩端電壓為1.5 V，應(yīng)向右滑動(dòng)變阻器的滑片，增大滑動(dòng)變阻器分得電壓。

（5）由I=并根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，定值電阻兩端電壓：UR=IR=0.1 A×15 Ω=1.5 V;因?yàn)榇?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓：

U滑=4.5 V-1.5 V=3 V，則滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R滑= =30 Ω。故選50 Ω ?1 A的滑動(dòng)變阻器。

答案：（1）電路圖如圖3所示;（2）右，定值電阻處斷路;（3）右，電壓表示數(shù)為1.5 V;（5）50 Ω ?1 A。

圖3

點(diǎn)撥：研究導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系時(shí)，怎樣調(diào)節(jié)才能保證導(dǎo)體兩端的電壓不變，是解此題的關(guān)鍵點(diǎn)。抓住這個(gè)點(diǎn)結(jié)合串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)、電流特點(diǎn)深入分析就可以得出正確的探究結(jié)果。

二、理解歐姆定律規(guī)律

例2：（2014年 黑龍江省綏化市）由歐姆定律I=，變形可得R=。下列說法正確的是（ ?）。

A. 導(dǎo)體電阻跟它兩端的電壓成正比

B. 導(dǎo)體電阻跟通過它的電流成反比

C. 導(dǎo)體電壓跟通過它的電流成正比

D. 導(dǎo)體電阻跟通過的電流和它兩端電壓無關(guān)

解析：（1）電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與兩端的電壓和通過的電流無關(guān)，R=是計(jì)算導(dǎo)體電阻大小的一種方法，故A、B不正確;（2）電壓是產(chǎn)生電流的原因，不能說導(dǎo)體電壓跟通過它的電流成正比，故C不正確。

答案：D。

點(diǎn)撥：本題考查了同學(xué)們對(duì)電阻計(jì)算式R=的理解，根據(jù)比值定義法定義了電阻，但是電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，與通過它的電流及兩端的電壓是無關(guān)的，在學(xué)習(xí)中要注意體會(huì)和理解。

三、歐姆定律的應(yīng)用

例3：（2014年 貴州省遵義市）如圖4所示的電路中，電源電壓保持不變，R1=2R2，閉合S、S1，斷開S2時(shí)，電壓表示數(shù)為5 V，閉合S、S2，斷開S1時(shí)，電壓表示數(shù)為7 V，則R∶R2為（ ? ? ）。

圖4

A. 3∶2 ? ? B. 3∶3 ? ? C. 7∶5 ? ? D. 5∶7

解析：當(dāng)閉合S、S1，斷開S2時(shí)，R1與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓;由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，結(jié)合歐姆定律有：

=................（1）

當(dāng)閉合S、S2，斷開S1時(shí)，R2與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓;由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，結(jié)合歐姆定律有：

=................（2）

題中已知條件：

R1=2R2.............................（3）

由（1）（2）（3）三個(gè)式子可得：R∶R2=3∶2。

答案：A。

點(diǎn)撥：（1）串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)：串聯(lián)電路總電壓等于各導(dǎo)體兩端電壓之和，U=U1+U2。（2）串聯(lián)電路電流特點(diǎn)：串聯(lián)電路總電流等于流經(jīng)各導(dǎo)體電流，I=I1=I2。（3）歐姆定律：I=。

例4：（2013年 黑龍江省哈爾濱市）如圖5所示電路，電源電壓保持不變，其中R0、R1為定值電阻，閉合開關(guān)，當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片從右端調(diào)到左端過程中，下列說法中正確的是（ ? ?）。

圖5

A. 電流表A示數(shù)變小 ? B. 電壓表V1示數(shù)變小

C. 電壓表V2示數(shù)變小 ? ?D. R0兩端的電壓變小

解析：閉合開關(guān)S后，三電阻串聯(lián)，電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓，電壓表V2測(cè)R1和R2串聯(lián)后兩端的電壓之和，電流表測(cè)電路中的電流;當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片從右端調(diào)到左端，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律數(shù)學(xué)表達(dá)式I=可知：電路中的電流變大，即電流表A的示數(shù)變大，故A不正確;定值電阻R0和R1兩端的電壓變大，即電壓表Vl的示數(shù)變大，故B、D不正確;因?yàn)榇?lián)電路中的總電壓等于各分電壓之和，所以，R1和R2兩端的電壓之和變小，即電壓表V2的示數(shù)變小，故C正確。

答案：C。

點(diǎn)撥：本題考查了串聯(lián)電路電壓、電流的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，解題關(guān)鍵是電路串并聯(lián)的辨別和電路的動(dòng)態(tài)分析，電壓表V2的示數(shù)變化是用電源的電壓減去R0兩端的電壓進(jìn)行判斷的。

例5：（2014年 黑龍江省龍東地區(qū)）有兩個(gè)電路元件A和B，流經(jīng)各元件的電流I與其兩端電壓U的關(guān)系如圖7所示。把A、B元件并聯(lián)后接在1 V電源兩端，并聯(lián)電路的總電流為 ? ?A，此時(shí)元件B的電阻是 ? ?Ω。

圖7

解析：當(dāng)將A和B并聯(lián)后接在電壓為1 V的電源上時(shí)，由圖可知：A的電流是0.2 A，B的電流是0.1 A，A和B并聯(lián)在電路中，干路電流等于各支路的電流之和，干路電流是0.3 A。

由歐姆定律得：RB===10 Ω。

答案：0.3;10。

點(diǎn)撥：本題考查并聯(lián)電路電壓、電流的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)從A、B電阻的U-I圖像上找出電壓為1 V時(shí)，支路電流的對(duì)應(yīng)值。

四、伏安法測(cè)量電阻

例6：（2014年 湖北省宜昌市）小明同學(xué)要測(cè)量某未知電阻的阻值（整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中電源電壓保持不變）。

圖8

圖9

圖10

（1）按照?qǐng)D8電路圖正確連接電路后，閉合開關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，但電壓表示數(shù)很大。電路中出現(xiàn)的故障原因是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（2）排除故障后，電流表和電壓表的示數(shù)如圖9所示，則R0= ? ? ? ? ? ? ? Ω。接下來小明調(diào)整變阻器的滑片繼續(xù)測(cè)量，這樣做的目的是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（3）小明想利用這些器材測(cè)量另一個(gè)未知電阻Rx的阻值，但發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞。小華幫他設(shè)計(jì)另一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：利用圖10所示的電路，先閉合開關(guān)S、S1，記下電壓表的示數(shù)U1，再 ? ? ? ? ，記下電壓表示數(shù)U2。則Rx= ? ? ? ? ? ? ? ?（表達(dá)式用測(cè)得的量與已知量表示）。

解析：（1）電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路，電壓表示數(shù)很大，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯(lián)的電阻R0斷路。（2）由圖9所示可知，電流表量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，示數(shù)為0.4 A，電壓表量程為0～3 V，分度值為0.1 V，示數(shù)為2.4 V，電阻阻值R0===6 Ω;小明調(diào)整變阻器的滑片繼續(xù)測(cè)量的目的是：多次測(cè)量求平均值，減小實(shí)驗(yàn)誤差。（3）如圖10所示電路，先閉合開關(guān)S、S1，記下電壓表的示數(shù)U1，再斷開S1，記下電壓表示數(shù)U2，開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí)，電路電流I=，電阻RX===。

答案：（1）電阻R0斷路。（2）6;多次測(cè)量求平均值，減小實(shí)驗(yàn)誤差。（3）斷開S1;。

點(diǎn)撥：先了解考查的知識(shí)點(diǎn)，再結(jié)合解決該知識(shí)點(diǎn)的辦法解答問題。本題考查電路故障分析、電流表電壓表讀數(shù)、求電阻阻值、完善實(shí)驗(yàn)步驟等，對(duì)電流表電壓表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電流表電壓表刻度線垂直。用伏安法解決實(shí)驗(yàn)題主要抓住的知識(shí)點(diǎn)是電壓表使用、讀數(shù)，電流表使用、讀數(shù)?；驹砭褪荝=。