备战2023年中考科学二轮专题导练 考点23 欧姆定律

考点23 欧姆定律

考点精讲

一、欧姆定律

1．探究电流与电压、电阻的关系

①保持__电阻__不变，改变电压研究电流随电压的变化关系。结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比。

②保持__电压__不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。结论：在电压一定的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。

2．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__。

3．公式：__I＝__。

二、伏安法测电阻

1．伏安法测电阻原理：__I＝__。电路图如图所示：

2．实验步骤

①连接实物电路。连接实物时先断开开关，滑动变阻器“一上一下”连接，并将其调到最大阻值处。连接电流表和电压表时注意“＋”进“－”出及选择正确的量程。

②检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表和电压表的示数，填入表格。

③算出三次Rx的值，求出平均值。④整理器材。

三、串、并联电路的特点

真题解析

例题

1．根据欧姆定律公式I=，可变形得到R=。下列说法中正确的是（       ）

A．导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比

B．导体电阻的大小跟导体中的电流成反比

C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零

D．导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关

答案

1．D

【解析】

【详解】

电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与它两端的电压和通过它的电流大小无关，故D正确，而A、B、C错误。

故选D。

2．小刚学习了“欧姆定律”之后，为了了解铅笔芯电阻的大小，他在一支铅笔芯两端加了3V电压，测出通过铅笔芯的电流是150mA。则该铅笔芯电阻为____Ω；若加在这支铅笔芯两端的电压增加到6V时。通过它的电流又是____mA。

答案

2．     20     300

【解析】

【详解】

[1]该铅笔芯电阻为

=20Ω

[2]电阻是导体的属性，与电流和电压无关，若加在这支铅笔芯两端的电压增加到6V时，电阻不变，通过它的电流

=0.3A=300mA

3．完成下列测量未知电阻的相关实验内容。       

（1）要测定一只电阻的阻值，根据欧姆定律的变形公式___________，只要用___________测出电阻两端的电压，用___________测出此电压下通过电阻的电流，就可以计算出电阻的阻值。       

（2）根据实验原理将你设计的电路图画在下面的方框内，并用笔画线表示导线，连接图中的实物___________。

（3）在本次实验中，电压表、电流表示数如图所示。那么，通过未知电阻的电流是___________安，电阻两端的电压是___________伏，未知电阻的阻值为___________欧。

（4）从实验步骤看，实验的主要缺陷是___________，因而不够精确。       

（5）滑动变阻器的主要作用是___________。

答案

3．     R=      电压表     电流表    

     0.28     1.4     5     没有多次测量求平均值     改变电阻两端电压及电路中的电流，得以多次测量

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2][3]要测定一只电阻的阻值，根据欧姆定律的变形公式，只要用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出此电压下通过电阻的电流，就可以计算出电阻的阻值。

（2）[4]①电流从正极出发，依次连接开关、电流表、待测电阻Rx、滑动变阻器，然后回到电负极；

 ②将电压表并联在待测电阻Rx两端即可，如下图所示：

（3）[5][6][7]根据甲图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么示数为0.28A；电压表选择量程0~3V，分度值为0.1V，那么示数为1.4V，因此待测电阻的阻值

。

（4）[8]从实验步骤看，实验的主要缺陷是没有多次测量求平均值，因而不够精确。

（5）[9]滑动变阻器的主要作用是：改变电阻两端电压及电路中的电流，得以多次测量。

4．小明进行“探究电流与电压、电阻关系”的活动，按照如图甲所示的实验电路图进行实验。

(1)小明按照电路图连接实物图时，开关应处于断开。闭合开关前应将滑动变阻器移至_______(填“a”或“b”)端。

(2)如图是某实验小组在探究过程中，根据实验数据绘制的图象，其中表示电压不变时，电流随电阻变化的图象是_______图。

(3)实验得到以下两组数据，记录如表：

分析表2中的数据可知：电流与电阻不成反比，这与欧姆定律不相符，其原因是_____。

答案

4．     b     甲     没有保持电阻R1两端的电压不变

【解析】

【详解】

（1）[1]在连接电路开关前，为了保护电路，应将滑动变阻器连入阻值最大处，故应将滑动变阻器移至b处。

（2）[2]图甲是I-R图象，表示的是电压不变时，电流随电阻变化的图象。

（3）[3]探究电流和电阻的关系时，一定要保证电阻两端电压不变，分析表2中的数据可知电流与电阻不成反比，这与欧姆定律不相符，其原因是：没有保持电阻R1两端的电压不变。

5．小明利用仅有的一个规格为的“20Ω 1.0A”滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”。实验电路如图甲所示，电电压恒为6伏。滑动变阻器的ab段线圈之间的绝缘漆破损，导致电流径直流过（如图乙），致使ab段电阻损失，此时ab段电阻阻值可忽略不计。实验步骤如下：   

①用8欧的定值电阻进行实验，连接电路。

②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为4伏，读出电流表的示数（如图丙）。断开开关，把滑片P移到阻值最大端。

③依次用阻值为12欧、16欧和20欧的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。

（1）图丙中电流表示数为________安。       

（2）小明设计上述实验步骤，要探究的问题是：_______。       

（3）小明在完成16欧电阻的实验后，再做20欧电阻的实验时，但电压表示数一直大于4伏。分析可得，ab段电阻丝绝缘层破损前的阻值Rab的范围是_______。

答案：

5．     0.5     导体的电流与电阻的关系     10<Rab<12

【解析】

【详解】

(1)[1]根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么读数为

0.4A+0.02A×5=0.5A

(2)[2]小明设计上述实验步骤，要探究的问题是：导体的电流与电阻的关系 。

 (3)[3]当定值电阻为16Ω时，电压表的示数应该能调到4V，即≤4V；

 根据串联电路的分压规律得到

解得

R变≥8Ω

 当定值电阻为20Ω时，电压表的示数不能调到4V，即大于4V；

 根据串联电路的分压规律得到

解得

R变＜10Ω

 因此ab段电阻丝绝缘层破损前的阻值Rab的范围为

20Ω-10Ω＜Rab＜20Ω-8Ω

 即

10Ω＜Rab＜12Ω

 突破提升

一、选择题

1．根据欧姆定律可以得到，由此下列判断正确的是(　　)

A．导体的电阻跟加在它两端的电压成正比，电压为零时电阻就等于零

B．导体的电阻跟通过它的电流成反比，没有电流通过时就没有电阻

C．导体的电阻等于加在它两端电压跟通过它的电流的比值

D．以上说法都不正确

2．从欧姆定律可导出R=，下列说法正确的是（ ）

A．当电压为0时，电阻为0

B．当电流增大2倍时，电阻减小2倍

C．当电压增大2倍时，电阻增大2倍

D．不管电压或电流如何变化，电阻不变

3．某实验小组在做关于欧姆定律的实验时，得出一组数据，那么他们据此可以得出的结论是（       ）

A．导体两端电压一定时，流经导体的电流大小与导体的电阻成正比

B．导体两端电压一定时，流经导体的电流大小与导体的电阻成反比

C．流经导体的电流大小一定时，导体两端电压与导体电阻成正比

D．流经导体的电流大小一定时，导体两端电压与导体电阻成反比

二、简答题

4．如图所示，电电压为10V，闭合开关S后，电流表、电压表的示数分别为0.5A和6V。求：

（1）通过R1的电流I1是多少?

（2）马平同学在求R2的电阻值时，解题过程如下：

根据欧姆定律：R2===12Ω

请你指出马平同学在解题过程中存在的错误，并写出正确的解题过程。

三、填空题

5．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>b>c。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是            。

A． B． C． D．

6．欧姆定律反映了一段导体中     跟     、     之间的三量关系，它是用           方法得到的定律（选填“理论推导”或“实验研究”）。

四、探究题

7．同学们学习了安全用电的知识后，想通过实验来认识电路中的短路会造成怎样的危害。

【设计实验】

目的：认识短路的危害

器材：低压电(直流6伏)、开关、额定电流为1安的保险丝、额定电压为6伏的灯泡、导线、电流表(演示电流表，0～5安挡)

（1）【进行实验】

a.如图，CD间接上一段保险丝，AB间接入电流表，其他部分按图所示连接好电路。

b.当开关闭合时，灯泡________ (填“发光”或“不发光”)，电流表_____ (填“有”或“无”)示数。

c.断开开关，在BD间接一根粗铜丝，当闭合开关的瞬间，你将会观察到________ 

A．电流表读数稳定不变，灯泡不亮

B．电流表的指针无示数，保险丝不会熔断

C．电流表读数稳定不变，灯泡正常发光

D．电流表的指针迅速摆动较大的幅度，保险丝也随即熔断

（2）【分析论证】B、D间接入铜丝时，灯泡被短路。根据欧姆定律，闭合开关的瞬间，线路中的电流______，通过保险丝和导线的电流_______(填“超过”“等于”或“小于”)额定电流，保险丝因发热而熔断，而铜丝却不易熔断，从而使用电器损坏或烧毁导线，严重的会引起火灾。

8．如图为“欧姆定律”一节中的“研究电流和电阻关系”实验电路图。

（1）为了达到研究的目的，实验过程中必须保持________不变。

（2）当开关S闭合后，电压表的读数为2V，电流表的读数为0．4A。现将阻值为5Ω的电阻R换成阻值为10Ω的电阻接入电路来进行研究。则下一步进行的操作是___________。

9．在学习欧姆定律之后，老师请同学们设计一个测未知电阻Rx的电路，其中小明同学设计的电路如图甲所示。R0为已知阻值的电阻，当S1闭合S2断开时，电流表读数为I；当S1、S2都闭合时，电流表读数为I1。

⑴请你写出小明同学测Rx的表达式。Rx=______________________。

⑵小红设计了不同于小明同学设计的测量电路，如图乙所示。请你将图丙中的器材按图乙电路连接起来（用笔连线表示导线），要求滑动变阻器的滑片P处于最右端时，连入电路的阻值最大。_________

⑶比较两个电路图，请你说一说小红设计的电路的优点________________________。

10．下面是某同学拟出的一份实验报告：

试回答下列问题：

（1）本实验报告不够完整,应添上的基本项目是：______________

（2）从“实验步骤”看，主要缺陷是：_________________.

（3）滑动变阻器在实验中所起的作用是：___________________（写2点）

答案：

1．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．导体的电阻与导体的材质、横截面积有关，与施加的两端电压无关。故A错误；

B．无论有没有电流流过导体，导体都具有电阻，故B错误；

CD．由欧姆定律可知，导体的电阻等于加在它两端电压跟通过它的电流的比值，故C正确，D错误。

故选C。

2．D

【解析】

【详解】

电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，所以，当电压为0时、电流增大2倍时或电压增大2倍时，电阻的阻值不变，故ABC错误，D正确．

故选D．

3．B

【解析】

【详解】

由表中数据可看出，电压是一定的，电阻增大，通过导体的电流减小。所以可得结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。故B符合题意。

4．（1）0.5A （2）见解析

【解析】

【详解】

由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。

(1)因为串联电路中各处的电流相等，所以通过R1的电流：I1=I=0.5A；

(2) 错误：因为马平同学用R1两端的电压来计算，算出的是R1的电阻值；

正确过程如下：

因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R2两端的电压：

U2=U−U1=10V−6V=4V，所以R2===8.

答：(1)通过R1的电流I1是0.5A；

 (2)马平同学在解题过程中存在的错误，并写出和正确的解题过程如解答中所示。

5．甲

【解析】

【详解】

由电阻的决定式可知，甲中电阻RA=ρ，乙中电阻RB=ρ，丙中电阻RC=ρ，丁中电阻RD=ρ，a>b>c，故电阻最小的为甲。

6．电流     电压     电阻     实验研究

【解析】

【分析】

根据欧姆定律的内容即可解答出此题．

【详解】

德国物理学家欧姆，通过大量实验，总结出了著名的欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。所以欧姆定律反映了一段导体中电流跟电压、电阻之间的三量关系，它是用实验研究方法得到的定律。

故答案为电流、电压、电阻，实验研究。

7．     发光     有     D     很大     超过

【解析】

【详解】

(1) [1] [2] 由图知道，当开关闭合时，灯泡与保险丝串联，电路连接正常，所以，灯泡发光，电流表有示数；

[3] 由图知道，当断开开关，在B、D间接一根粗铜丝时，灯泡被短路，电流通过保险丝后，直接经电流表回到电负极，所以，当闭合开关的瞬间，将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度，保险丝也随即熔断，灯泡不发光，即只有D符合题意；

(2) [4] 当B、D间接入铜丝时，灯泡被短路，由欧姆定律知道，闭合开关的瞬间，线路中的电流会很大；

[5] 由于串联，通过保险丝和导线的电流相同，若通过保险丝和导线的电流超过额定电流，则保险丝会因发热而熔断，但铜丝却不易熔断，从而使用电器损坏或烧毁导线，严重的会引起火灾。

8．     电阻两端电压     将滑动变阻器的滑片向电阻增大方向移动，直至电阻两端电压为2V为止

【解析】

【详解】

第一空．在研究“电流和电阻关系”实验过程中必须保持电阻两端电压不变。。

第二空．把阻值为5Ω的电阻R换成阻值为10Ω的电阻后，为保持电阻两端电压不变，

应闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片使滑动变阻器接入电路的阻值变大，

减小电阻两端的分压，使电压表示数保持不变。

9．               滑动变阻器起到保护电路作用；滑动变阻器可以多次测量求平均值减小误差

【解析】

【详解】

(1)[1]当开关S1闭合S2断开时，电流表读数为I，电流表测量的是电阻的R0电流，所以的R0两端的电压为IR0，当S1、S2都闭合时，定值电阻与未知电阻并联，所以未知电阻两端的电压也为IR0，电流表读数为I1，此时通过未知电阻的电流值为I1−I，故未知电阻的电阻为：.Rx=.

(2)[2]小红设计的是根据伏安法来测量未知电阻的阻值，所以电流表与未知电阻串联，电压表与未知电阻并联，通过滑动变阻器与未知电阻串联来改变未知电阻两端的电压值和通过未知电阻的电流值。根据滑动变阻器的滑片P处于最右端时，连入电路的阻值最大这一信息可知，滑动变阻器必须将A接线柱接入电路，故滑动变阻器接入的接线柱为A. D或A. C. 如图所示:

(3)[3]小红所设计的电路中用了滑动变阻器，能起到保护电路作用，可以多次测量求平均值减小误差。

10．     实验器材、实验结论     没有多次测量减小误差     保护电路；调节电路，可以得到多次测量

【解析】

【详解】

(1)[1]完整的实验报告由实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、数据记录、实验结论、实验讨论共同组成；

(2)[2]为减小误差得出普遍结论，同一实验应进行多组多次；

(3)[3]滑动变阻器在电路中起到分压限流和保护电路的作用，同时可调节电路，得到多次测量结果。