2022年中考物理复习--实验“欧姆定律的实验和伏安法测电阻”考点和重难点解析

实验“欧姆定律的实验和伏安法测电阻”考点和重难点解析

欧姆定律：通过导体的电流与与电压成正比，导体的电阻成反比。

   公式：；

   变形公式：(伏安法测电阻的原理)；；

本章节是在电路图的基础上，分析和计算电压、电流和电阻，上述上个公式的应用非常重要。下列典型例题的讲解公式变换思维和应用

        电流与电阻的关系

本实验较难，考点较多，是中考电路常考实验题之一

猜想：电压不变时，电流与电阻成反比（控制电压不变）

实验原理：；

实验图：

  问1. 我们探究电流与电阻的关系时，我们需要改变电阻的大小，我们如何改变电阻的大小？

方法一（实验室常用方法）：准备3个以上不同阻值的定值电阻（阻值已知），实验时，进行替换。

    方法二：把定值电阻改成电阻箱

  问2. 当我们改变电阻的大小时，会导致电阻两端的电压改变，我们如何保证电阻两端电压不变？

 调节滑动变阻器的阻值大小，保证定值电阻两端电压为不变，怎么调节滑动变阻器的阻值大小，基本思路如下：

思路1：

当我们把定值电路由5Ω改接10Ω时,要保证两端电压为不变，此时滑动变阻器的电阻（）没有改变，

我们发现当定值电路由5Ω改接10Ω时，自身电压变大，但是我们要保证电阻两端电压不变，

由，此时定值电阻已经改接10Ω，电阻不变，还要减小电压至原来的值，我们只能减小电流，这时我们需要调节滑动变阻器，根据，当变小时，变大，所以滑动变阻器的阻值要变大。

结论：定值电阻的阻值有由5Ω改接10Ω时，那滑动变阻器的阻值也要变大。（同大同小）

  思路2：（分压原理）

如上图：我们需要让定值电阻的电压=不能改变，而且电源电压也是保持不变，所以根据串联电压公式：

(为图中的电压，为图中的电压 )可知，也必须保持不变。所以根据分压原理：

，和是正比关系，同大同小。

注：思路2比思路1要简单很多，但是前期还是多使用思路1，这样可以培养我们在动态电路中的逻辑变化能力。

  问3. 该实验接入不同定值电阻的大小与滑动变阻器的范围有什么联系？

现有下列器材：学生电源（6V），定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω，25Ω），先需要保证电阻两端电压不变，则滑动变阻器的最大阻值、的值和定值电阻有何联系？

 如上题思路二：

我们已知、、、之间存在着比值关系：，所以实验时的取值也有讲究。

比如：此题时，我想要满足定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω，25Ω）均可实验，那么滑动变阻器的量程就要有要求：

 当此题时：

 当此题时：

规律：通过以上几种取值的计算，我们发现的取值，直接影响着滑动变阻器的量程选择，且在相同电源电压下，越大，滑动变阻器的量程需求就越小。（考点）

在实验中，如果滑动变阻器的量程不能满足实验中所有阻值的探究，那么我们有三种方法：

①  选用更大量程的滑动变阻器

②  若不能改变滑变的量程，那就需要改变这个公式的比值大小

（1）  增大定值电阻电压预设值的大小                增大

（2）  减小的大小                 减小电源电压

小英在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接了如图甲所示的电路（电源电压保持 4.5V 不变）。 

（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片 P 向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）。   

  这题是滑动变阻器的连接问题，我们需要的是：滑动变阻器左右移动和电阻大小的变化，根据可知：

电流变大，电阻变小。得到：滑片左移，阻值变小，接电阻丝的左端接线柱。

（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻 R       （填“短路”或“断路”）   

  电路故障问题，电流表确定故障的类型，电压表确定故障的位置（下章节会细讲故障问题）

电流表无示数断路电压表接近电源电压电压表并联内部断路定值电阻断路

（3）图乙是小英根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知 R两端的电压为      V；

观察图像得到，该图像中、的乘积是一个定值，(25Ω的数据错误，删除)

（4）当 R的电阻由5Ω更换为10Ω时，没有调节滑片就直接闭合开关，为使R两端的电压      （填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向      （填“左”或“右”）端滑动；

  此题是探究电流和电阻的关系，所以电阻两端电压保持不变，而的电阻由5Ω改成10Ω，根据分压原理，电压之比为定值，变大，滑动变阻器的电阻也应该变大，所以向右滑动。

（5）实验中 R的阻值分别是 5Ω、10Ω、15Ω、 20Ω 、25Ω，为顺利完成五次实验，滑动变阻器的最大阻值至少是      Ω。   

  此题是确定滑变量程问题，也是用分压原理：

               所以滑动变阻器的最大阻值

电流与电压关系不难，考点较简单，就不在细讲

        伏安法测电阻

实验原理：

实验原理图：

 问1： 测量电阻时，我们需要移动滑动变阻器，达到多次测量求平均值的目的，移动滑动变阻器是改变电压还是改变电流？这个问题还“探究电流与电压关系”时也出现过。

  这个题目涉及到数学函数问题，在“探究电流与电压关系”时，电流是作为因变量，电压是自变量，在函数思想中，我们是先改变自变量，测出因变量，探究他们的关系，所以在“探究电流与电压关系”题目中，多次移动滑动变阻器是用来改变电压的

  而在“伏安法测电阻”时，我们一般是研究电阻的图像，所以是改变电压。

如图甲为小致做“伏安法测电阻”的实验电路

（1）在连接电路时，开关应      ； 

 连接电路时，开关应断开

（2）在图甲所示的电路中，有一条导线连接错误，该导线是第      条（从图中选填导线序号），闭合开关后，电压表的指针      （选填“偏转”或“不偏转”）；   

2号线错误，如图2号线的连法直接将电阻和电压表短路，电压表不偏转

（3）改正错误后再进行实验，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至最      端（选填“左”或“右”）；   

在连接电路前，滑动变阻器的滑片应该滑到阻值最大处（电压表并联在滑变两端时除外，要注意电压表的量程），起到保护电路的作用

（4）某次测量中，电压表的示数为2V，电流表的示数如图乙所示，此次测得的电阻值为      Ω；

（5）实验中多次测量的目的是      ；   

取平均值，减小误差

（定值电阻的阻值受温度影响较小，基本保持不变，需要多次测量取平均值，而测量小灯泡电阻时，多次测量的目的不是求平均值，而是画灯泡在不通电压下图）

（6）小致做完以上实验后，又利用如图丙所示的电路，测量另一个未知电阻Rx的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）；

①只闭合开关S1  ， 电流表的示数为I1；

②开关S1、S2都闭合后，电流表的示数为I2；

③请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx＝      （用I1、I2和R0表示）。

此题为单表测电阻，我们在分压分流原理上给出详细过程和解题思路（后续上传），这里不在多讲