1、第第 11 讲讲 欧姆定律与简单电路分析欧姆定律与简单电路分析 课标要求 考试细则 【课程内容】 通过实验探究电流与电压、 电阻的 关系， 理解欧姆定律， 并解决简单 的电学问题。 【活动建议】 探究通过导体的电流与电压和电 阻的关系。 1.欧姆定律 (1)正确理解欧姆定律的内容及其数学表达式。 (2)能在简单的电路中(用电器不超过两个，开关不多于 三个)应用欧姆定律。 (3)利用欧姆定律分析串、并联电路的特点。 (4)会用欧姆定律在简单的电路中进行计算。 2.实验：用电压表和电流表测导体的电阻 (1)理解用伏安法测电阻的实验原理。 (2)会画出用伏安法测电阻的实验电路图， 会画实验连接 图。
2、 (3)会记录实验数据，并用求平均值的方法求出电阻值。 一、 核心知识点 1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。公式：IU/R。 2串联电路特点：电流处处相等，即 II1I2In；总电压等于各个分电阻两端的电 压之和，即 UU1U2Un；串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和，即 RR1 R2Rn。串联电路电压分配规律：U1U2UnR1R2Rn。 3并联电路特点：干路中的电流等于各支路的电流之和，即 II1I2In；各支路两 端的电压都相等，即 UU1U2Un；并联电路总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和， 即1 R 1 R1 1 R2 1 Rn。
3、并联电路电流分配规律 I1R1I2R2InRn。 二、 难点 1用欧姆定律在简单的电路中进行计算。 2利用欧姆定律分析串、并联电路的特点。 3理解用伏安法测电阻的实验原理。 三、 易错点 1欧姆定律适用条件是纯电阻电路；I、U、R 对应同一导体或同一段电路、同一时刻。 不同时刻、不同导体或不同电路状态下的 U、I、R 不能混用；同一导体，电阻一定时，I 与 U 成正比；在电路两端电压一定时，I 与 R 成反比。 2RU/I，是欧姆定律的变形公式，不能说“电阻 R 跟电压成正比，跟电流成反比”。 电阻是导体本身的一种性质，它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流、电压 无关。 3伏安法
4、测电阻时，滑动变阻器的作用是：(1)保护电路；(2)改变电路中的电流，从而读 出多组数据，然后算出平均值。多次测量取平均值的目的是减小误差，不是得出普遍结论。 1. 由欧姆定律公式可知( D ) A同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比 B导体两端的电压为零时，因为没有电流通过，所以导体电阻为零 C导体中的电流越大，导体的电阻就越小 D导体电阻的大小，可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示 【试题解析】 导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，是导体本身 的一种性质，与它两端的电压和通过的电流无关，当电压为 0 时，通过它的电流为 0，但导体 的电阻大小不变。A.电压是形
5、成电流的原因，不会随电流的变化而变化。此选项错误；B.导体 两端的电压为零时，电流为零，但导体电阻不为零。此选项错误；C.导体中的电流越大，说明 两端电压越大，但电阻不变。此选项错误；D.在物理学中，导体的电阻等于两端的电压与通过 的电流的比值。此选项正确。 【命题意图】 此题考查的是学生对欧姆定律内容的理解和欧姆定律的变形公式 RU/I 的应用，以及影响导体电阻大小的因素。本题需要学生正确理解电流、电压、电阻三者之间的 关系和影响导体电阻大小的因素。 2. (2018 温州)为了探究“电流与电阻的关系”，小明用阻值不同的定值电阻、电压为 6 伏 的电源、滑动变阻器(20 2.5A)等器材按图
6、甲方式连接电路，进行如下实验。 将 4 欧的 R1接入电路，当电压表示数为 4 伏时，记录电流表的示数。 用 R2替换 R1，发现无论如何左右移动滑片 P，电压表指针在 4 伏的刻度左右摆动，但 无法准确指在 4 伏的刻度线上。 老师告知小明：滑动变阻器的线圈结构如图乙所示，因此无法连续改变接入电路的有效阻 值，当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时，会导致步骤现象发生。 用一根阻值为 0.5 欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器，并按图丙方 式接入电路，继续实验。通过调节滑片 P 和旋钮触片 Q 使电压表示数为 4 伏，此时电流表示 数如图丁所示。 (1)图丁中电流表的示数为_2
7、_安。 (2)步骤中滑片 P 和旋钮触片 Q 处在如图丙所示的位置时，电压表示数略超过 4 伏，则 小明应如何调节滑片 P 和旋钮触片 Q，使电压表示数为 4 伏？_将滑片 P 向右移，使电压表 示数略小于 4V，再将触片 Q 沿逆时针转动，直到电压表示数为 4V_。 (3)小明利用图甲电路继续他的探究实验，仍保持定值电阻两端的电压为 4 伏，则下列定 值电阻可用来替换 R1进行实验的有_ABC_(可多选)。 A15 欧 B25 欧 C35 欧 D45 欧 【试题解析】(1)图丁中电流表选用大量程，分度值为 0.1A，电流大小为 2 安。 (2)由知，当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时，
8、因滑动变阻器的线圈结构如 图乙所示，无法连续改变接入电路的有效阻值，故导致电压表指针在 4 伏的刻度左右摆动。图 丙中，用一根阻值为 0.5 欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器与滑动变阻器串 联，且此时将其最大电阻连入了电路中，故只能将触片 Q 沿逆时针转动，减小旋钮式变阻器 连入电路中的电阻，因步骤中滑片 P 和旋钮触片 Q 处在如图丙所示的位置时，电压表示数 略超过 4 伏，为使电压表示数略小于 4V，即应减小电路中的电流大小，由欧姆定律，要增大 电路的电阻大小，故将滑片 P 向右移，使电压表示数略小于 4V，再将触片 Q 沿逆时针转动(电 路中总电阻变小，总电流变大)，根据
9、UIR，电压表示数变大，直到电压表示数为 4V。 (3)根据串联电路电压的规律和分压原理： UUA U R 滑 R定 ，式左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器取最大值时，对应的 定值电阻最大，即6V4V 4V 20 R定 ，即定值电阻的最大电阻为 40，故用来替换 R1进行实验的 有 15 欧、25 欧、35 欧的电阻，即选 ABC。 【命题意图】 此题以教材中的“探究电流与电阻的关系”为命题素材。(1)题涉及电流表 读数，属于基本实验操作的考查。(2)题主要考查学生能根据题干中所给的有效信息及已有的 科学知识和经验得出合理的解释。 明确电压表指针在 4V 的刻度左右摆动， 但无法准确指在
10、 4V 的刻度线上的原因，故题中旋钮式变阻器起到电压微调的作用。通过挖掘教材的内涵，重视知 识和能力的迁移。 (3)题考察串联电路电压的规律和分压原理， 求出定值电阻的最大电阻分析。 本题考查学生在探究过程中发现问题、系统思考、多元整合的能力，体现学生的核心素养。 3. 如图所示是童童设计的压力传感器的原理图， 其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片 P 固 定在一起，AB 间有可收缩的导线，R1为定值电阻。当闭合开关 S，压力 F 增大时，电流表与 电压表的示数变化情况是( B ) A电流表示数变大，电压表示数变小 B电流表示数变小，电压表示数变大 C电流表、电压表示数都变大 D电流表、电压表示数都
11、变小 【试题解析】 滑动变阻器和定值电阻串联在电路中，压力 F 增大时，滑动变阻器接入电 路的电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，电流表测电路电流，所以电流表示数 变小； R1为定值电阻， 由 UIR 可知其两端的电压变小， 串联电路总电压等于各分电压之和， 所以滑动变阻器两端电压变大，电压表测其电压故示数变大。 【命题意图】 此题考查电路的动态分析，需要掌握串联电路电流和电压规律，并能运用 欧姆定律做出正确判断。 4. (2019 杭州)小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表， 并设计了如图所示电路， 在 M、 N 中可接待测电阻，已知电流表量程为 00.6 安，电源电压为 12
12、伏。请回答： (1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应处于_B_(填“A” 或“B”)端。 (2)先将 M、N 直接用导线连接，并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏，电流表 0.6 安的 刻度上标定的电阻值为_0_，此时滑动变阻器的阻值为_20_欧。若在 M、N 间接入一个与 此时滑动变阻器阻值相同的电阻，电流表示数为_0.3_安。 (3)电流表 0.2 安刻度处，标定的电阻值为_40_欧。 (4)改装后可直接测电阻的表，其表盘刻度_不均匀_(填“均匀”或“不均匀”)，理由是 _I U 20R测，故其表盘刻度不均匀_。 【试题解析】 (1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应处于阻值最大处的
13、B 端； (2)先将 M，N 直接用导线连接(电阻为 0)，并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏，即为 0.6A，电流表 0.6A 的刻度上标定的电阻值为 0 欧，由欧姆定律，此时滑动变阻器的阻值为：R 滑U I满 12V 0.6A20； 若在 M、N 间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻，由电阻的串联，电路的电阻为 原来的 2 倍，根据在电压不变时，电流与电阻成反比，故电流表示数为：1 20.6A0.3A； (3)由串联电路的规律及欧姆定律： RU IR 滑 12V 0.2A2040，电流表 0.2A 刻度处，标定的电阻值为 40； (4)由串联电阻的规律及欧姆定律，改装后可直接测电阻的表
14、，因电路中的电流为：I U 20R测，故其表盘刻度不均匀。 【命题意图】 此题以教材中的串联电路的规律及欧姆定律为命题素材。(1)题是滑动变阻 器在实验中的正确使用方法，属于基本实验操作的考查。(2)题是对电流表的改装，考查学生 对于串联电路分压特点的知识。(3)(4)题考查串联电路的规律及欧姆定律的应用。试题摒弃对 知识机械记忆的考查，注重本质理解和实际应用的考查，重在让学生用所学知识和技能解决新 情境下新问题，体现了高阶思维的考查。 5. (2017 杭州)小金自学了电学，知道了欧姆定律。他想用实验来验证欧姆定律所表述的 “通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比”的结论，于是找了实验器材
15、：电压表、电流 表、电源、滑动变阻器、开关各一个，若干定值电阻、导线。请你利用这些器材帮他设计一个 验证此结论的实验方案。 (1)画出实验的电路图； 【答案】 (2)写出实验的步骤以及需要测量的物理量。 【答案】 按照电路图连接电路，滑动变阻器滑片在阻值最大处，闭合开关； 移动滑片，用电压表和电流表分别测出定值电阻 R 两端的电压 U1和通过的电流 I1； 再移动滑片，重复步骤，测得另两组对应的数值 U2、I2；U3、I3； 比较U1 I1 、U2 I2 、U3 I3 的数值，得出验证结论。 然后更换不同阻值的定值电阻重复以上实验步骤。 【试题解析】 首先，根据题中所给的电压表、电流表、电源、
16、滑动变阻器、开关各一个， 若干定值电阻、导线确立正确的实验电路图，并关注各种电路元件符号的画法。其次在设计实 验步骤的时候，主要关注电学基本实验操作，避免引起科学性的错误，在获取数据时，注意在 控制变量的基础上，获取三组以上的数据，避免偶然性。关键步骤要叙述清晰、表述完整，注 意描述时物理量符号的合理使用。 【命题意图】 “欧姆定律”是初中阶段所学习的最重要的电学定律之一，具有基础性的 核心教学价值。本试题基于对欧姆定律的理解，着重考查从提出电学问题，到设计电路、到设 计合理的方案、记录并分析数据、最后得到结论的完整的验证性实验的过程，也体现了“真实 可再现”的科学思想。同时，在描述实验步骤的
17、过程中，也对学生科学思维的严密性及电学基 本实验的操作和控制变量等能力做了一定的考查， 对今后实验课教学提出了较为严谨的操作要 求。 6. (2018 绍兴)小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值。 (1)闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到_A_(填“A”或“B”)端。 (2)闭合开关后，发现只有一个电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的 原因是_电压表和电流表的位置互换了_。 (3)排除故障后，进行三次实验，测得数据如下表。表中第二次实验的电流可从图乙中读 取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为_10.3_欧。(保留一位小数)。 实验次数 U/V I/A R/ 1 2.0
18、0.20 10.0 2 2.5 3 2.9 0.28 10.4 (4)下列实验电路图中，也能够得出定值电阻 Rx阻值的电路有_ACD_。 A. B. C. D. 【试题解析】(1)滑动变阻器在电路中能起到防止电路电流过大，从而起到保护电路的作 用，因此在电路的开关闭合前，滑片都要移到阻值最大处。 (2)由电路图知：电压表串联在电路中，电流表并联在电路中，由于电压表的电阻很大串 联在电路中相当于断路， 电路中没有电流， 电流表示数为零。 电压表与电源两端相连， 有示数。 (3)图乙中电流表的量程为 00.6A， 分度值为 0.02A， 示数为 0.24A， 此时的电阻 R2U2 I2 2.5V
19、0.24A10.4；三次的平均电阻为：R R1R2R3 3 10.010.410.4 3 10.3； (4)A.两电阻串联，电压表测电源电压 U，电流表测量电路中的电流 I，总电阻为U I ，Rx的 阻值为 RxU I R， 故 A 可以测出 Rx的阻值， 故 A 正确； B.两电阻并联， 电压表测电源电压 U， 电流表测量 R 的电流 I，已知 R 的电阻，根据 UIR 算出 R 两端的电压也就是电源电压，无法 知 Rx的电流，不能测出 Rx的阻值，故 B 错误；C.两电阻并联，上面的电流表测量干路的总电 流 I，下面的电流表测量电阻 R 的电流 I1，已知 R 的电阻和电流，根据欧姆定律求出 R 的电压 UI1R，Rx的电流 IxII1，则 RxUx Ix I1R II1，故 C 正确；D.两电阻串联，分别利用电流表 测出滑片位于最大阻值处和 0 时电路中的电流分别为 I1和 I2，根据电阻的串联和欧姆定律表 示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出 Rx的阻值，故 D 正确。 【命题意图】 此题以教材中的伏安法测电阻为命题素材。(1)题考查滑动变阻器在实验中 的正确使用方法。(2)题涉及电压表的规范使用。(3)题考查电流表的正确读数以及欧姆定律的 应用。(4)题考查对实验方案的评估。关注实验基本操作，注重学生的分析、综合、评价等思 维能力的体现。
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