八年级上册（2024）第4节 欧姆定律及其应用优秀学案

这是一份八年级上册（2024）第4节 欧姆定律及其应用优秀学案，文件包含八上第四章专题4电路计算汇编培优举一反三原卷版doc、八上第四章专题4电路计算汇编培优举一反三解析版doc等2份学案配套教学资源，其中学案共57页， 欢迎下载使用。
典例分析
典例1：（2025八下·浙江期中）如图(a)所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图(b)所示，根据图线的信息可知：图线 (填“甲”或“乙”)是电压表V1变化的曲线，电阻R1的阻值是 Ω；当电路中的电流为0.25A时，R1与R2的比值为 。
【答案】甲；20；5：1
【解析】解决此题的关键是能看懂甲图中电压表测的是哪部分电压及乙图中电压表示数随电流的变化情况，能用欧姆定律的变形式求解电阻的大小。
【解答】通过图可知，甲线反映电压随电流的增大而增大，且电压可以为0V，所以这是电压表V1示数变化图象；
从图b中可以看出，当电阻值为6V时，电流为0.3A，故；
当电路中的电流为0.25A时，U1=5V，U2=1V，故。
故答案为：甲；20；5：1。
举一反三
变式1：如图1所示连接电路，电源电压保持不变。闭合开关，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压是9V
B．定值电阻R的阻值是6Ω
C．滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω
D．滑片处在a端时两表的示数对应图2中A点
【答案】D
【解析】考查电路的动态分析，属于综合题，滑片在a端时，滑动变阻器阻值最小，电流最大，电压表读数 即电源电压。滑片在b端时，阻值最大，电流最小，电压表读数最小。
【解答】A.滑片最左端时，电阻最小电流最大，电压表读数即电源电压为9V，所以A正确；
B.电阻=电压/电流=9V/1.5A= 6Ω ，所以B正确；
C.b端时，电压为3V，滑动变阻器电压为6V，电流为0.5A，电阻=6V/0.5A=12Ω ，所以C正确；
DA点时，电流最小，电阻最大，应该是b端，所以D错误。
故答案为D
变式2：（2025八上·苍南期末）如图甲所示滑动变阻器的滑片从 a 端滑到 b 端的过程中电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．滑片向右移动时，电压表示数变小
B．滑动变阻器的最大阻值为60Ω
C．电源电压为5V
D．滑片移动过程中，两电表示数变化量的比值不变
【答案】D
【解析】滑动变阻器连入电路的有效长度越长，滑动变阻器的连入电阻的阻值越大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中电流逐渐减小。
没有电源电压且电压表测量滑动变阻器两端的串联电路，要求电源电压可通过在图像中找两个点，根据串联电路的电压和电流规律，列出两种情况下的电源电压表达式，联立两式，即可求得电源电压和定值电阻的阻值。【解答】A、据甲图可知，电路是两电阻串联，电压表测变阻器两端电压，电流表测电路中的电流，当滑片向右移动时，变阻器接入电路中的阻值变大，根据串联分压原理可知，变阻器两端电压变大，电压表的示数会变大，故A错误；
B、据乙图可知，当变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中电流最小为0.1A，此时变阻器两端电压为5V，变阻器的最大阻值为：，故B错误；
C、据乙图可知，当变阻器接入电路中的阻值最小时，电路中的电流最大为0.6A，可得电源电压为：------①，当变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中的电流最小为0.1A，此时变阻器两端电压为5V，可得电源电压为：-------②，联立①②解得：U=6V，R0=10Ω；故C错误；
D、电压表测量R两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑片移动过程中，R两端的电压分别为：， ，则，即，故滑片移动过程中，电压表示数变化量与电流表示 数变化量的比值始终不变。故D正确。
故答案为：D。
变式3：（2025八下·义乌开学考）如图甲所示的电路，开关闭合以后，将滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端，得到电路中两个电压表的示数随电流变化的图像，如图乙所示，则电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 Ω，其中 （填“A”或“B”）是电压表V2的示数随电流变化的图像。
【答案】9；20；A
【解析】（1）在串联电路中，电路两端的总电压保持不变，据此确定电源电压的大小；
（2）当滑片在最左端时，R2的阻值为0，只有R1，此时电流最大，根据乙图和电源电压计算出R1的阻值；当滑片在最右端时，R2与R1串联，此时电流表的示数最小，根据乙图和电源电压计算出总电阻，再根据R总=R1+R2计算出变阻器的最大阻值；
（3）根据U=IR判断电阻两端电压的变化规律，然后与乙图对照即可。
【解答】（1）根据甲图可知，电阻R1与R2串联，电压表V测总电压，V1测R1的电压，V2测R2的电压；
当变阻器的滑片移动时，电源电压保持不变，
根据乙图可知，图像B就是电压表V的图像，因此电源电压为9V；
（2）当滑片在最左端时，R2的阻值为0，只有R1，此时电流最大，即为0.9A，
那么电阻R1的阻值为：；
当滑片在最右端时，R2与R1串联，此时电流表的示数最小，即为0.3A，
那么总电阻为：；
变阻器的阻值为：R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω；
（3）当滑片从左向右移动的过程中，变阻器的阻值变大，总电阻变大，总电流变小；根据U=IR可知，电压表V1的示数变小；根据U总=U1+U2可知，电压表V2的示数增大，因此乙图中A是电压表V1的示数随电流变化的图像。
考点二、多开关状态计算
典例分析
典例1：如图，电源电压不变，R1=6Ω，R2=4Ω。
（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路总电阻是________Ω。
（2）当开关全都闭合时，电流表示数为1.5A，则通过R1的电流是________A。
【答案】（1）10（2）1
【解析】（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电灯断路，根据电阻的串联求出电路中的总电阻；
（2）当开关全都闭合时，R1与灯泡L并联，R2被短路，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1的电流。
【解答】（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电灯断路，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的总电阻：R=R1+R2=6Ω+4Ω=10Ω；
（2）当开关全都闭合时，R1与灯泡L并联，R2被短路，并联电路中各支路两端的电压相等，所以通过R1的电流： 。
举一反三
变式1：如图所示电路，电源电压恒定，电阻R2=10Ω，闭合开关S、S2时，电流表示数为0.2A，电压表示数为1V。求：
（1）电源电压大小；
（2）S、S1、S2都闭合时，电流表的示数。
【答案】（1）闭合开关S、S2时，R1和R2串联，R2两端电压为：U2=I2R2=0.2A×10Ω=2V
电源电压为：U=U1＋U2=1V＋2V=3V
（2）S、S1、S2都闭合时，R2被短路（只有R1接入电路）
【解析】（1）闭合开关S、S2时，两电阻串联，电压表测定值电阻R1两端的电压，电流表测电路中的电流；由欧姆定律求出定值电阻R1的阻值，再根据串联电路的电阻规律和欧姆定律求出电源电压大小；
（2）当S、S1、S2都闭合时，定值电阻R2被短路，只有定值电阻R1接入电路，电流表测电路中的电流，由欧姆定律求出此时电流表的示数。
变式2：如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为阻值未知的定值电阻。 在闭合开关S的情况下，断开S1时，电压表的示数U1=4 V，电流表的示数I=0.1 A；闭合S1时，电压表的示数U1'=6 V。求：
（1）电源电压。
（2）定值电阻R1、R2的阻值。
【答案】（1）解：在闭合开关S的情况下，闭合S1时，R2短路，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压， 则电源电压U=U1'=6 V
（2）解：在闭合开关S的情况下，断开S1时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流， 因串联电路中总电压等于各个分电阻两端的电压之和，所以R2两端的电压为 U2=U-U1=6 V-4 V=2 V，
由I=可得，两电阻的阻值分别为R1===40 Ω，
R2===20 Ω。
【解析】（1）在闭合开关S的情况下，再闭合S1时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压， 据此计算电源电压；
（2）在闭合开关S的情况下，断开S1时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。首先根据 U2=U-U1 计算R2两端的电压，再根据 计算出R2的阻值，根据 计算出R1的阻值。
变式3：“空气炸锅”因烹饪方便、无油无烟而深受大众喜欢。如图是某品牌空气炸锅及其工作的简易电路图。已知R1=55Ω，R2=220Ω，空气炸锅有高温、中温、低温三挡，高温档时电路中总电流最大，低温档时电路中总电流最小。操作时可按食材要求选择适宜的温度。
（1）当开关S1闭合，开关S2连接 （选填“a”或“b”）时，处于高温档。
（2）家用普通插座的允许通过的最大电流为10A，超过10A会烧坏插座，请通过计算说明此“空气炸锅”在高温档时能否接入插座。
（3）求空气炸锅处于低温档时，R1两端的电压。
【答案】（1）b
（2）I总=I1+I2=4A+1A=5A