第17章 欧姆定律(解析版)
第17章欧姆定律单元测试重点题型精选
一．选择题（共16小题）
1．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
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。
2．如图是自动测量油箱的油量装置图。其中R′是定值电阻，R是弧形变阻器，它的金属滑片与是金属杠杆的一端，下列判断正确的是（）
A．油量表是电压表改装而成的
B．R和R′是并联的
C．油位越高，通过R的电流越大
D．油位越低，R两端的电压越小
解：A．图中油量表串联在电路中，是由电流表改装而成的，故A错误。
B．由电路图可知，R和R′依次串联，电流只有一条路径，则两电阻是串联的，故B错误；
C．油位越高，浮标上移，滑片下移，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即通过R的电流越大，故C正确；
D．油位越低，浮标下移，滑片上移，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，由U＝IR可知，R′两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R两端的电压越大，故D错误。
故选：C。
3．如甲图所示为气敏电阻随有害尾气浓度β变化的曲线，某物理科技小组利用气敏电阻设计了汽车有害尾气排放检测电路，如图乙所示，电源电压恒定不变，R为气敏电阻，L 为指示灯。当有害尾气浓度β增大时（）
A．电压表的示数增大，指示灯亮度增大
B．电压表的示数减小，指示灯亮度增大
C．电压表的示数减小，指示灯亮度减小
D．电压表的示数增大，指示灯亮度减小
解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测气敏电阻两端的电压，
由图甲可知，当有害尾气浓度增大时，气敏电阻的阻值将变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，
由U＝IR可知，灯泡L两端的电压变大，故指示灯亮度增大；故CD错误；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，气敏电阻R两端的电压变小，即电压表的示数变小；故A错误，B正确。
故选：B。
4．如图是电阻甲和乙的I﹣U图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是（）
A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
B．当乙两端电压为2.5V，其电阻值为10Ω
C．将甲和乙串联，若电流为0.3A，则它们两端的电压为2V
D．若甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.4A
解：
A．由图象可知，当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故A错误；
B．由图象可知，当乙两端电压为2.5V时，通过的电流为0.5A，
由I＝可得，乙的阻值R乙＝＝＝5Ω，故B错误；
C．将甲和乙串联，若电流为0.3A，则通过两电阻的电流均为0.3A，
由图象可知此时U甲′＝1.5V、U乙′＝0.5V，
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，它们两端的电压：
U＝U甲′+U乙′＝1.5V+0.5V＝2V，故C正确；
D．若甲和乙并联，若电压为1V，则它们两端的电压均为1V，
由图象可知此时I甲′＝0.2A、I乙′＝0.4A，
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流：
I＝I甲′+I乙′＝0.2A+0.4A＝0.6A，故D错误。
故选：C。
5．如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象，下列说法正确的是（）
A．电阻乙为定值电阻
B．当电阻甲两端电压为2V时，R甲＝0.4Ω
C．如图2所示，当开关闭合，电路电流为0.2A时，电路总电阻是15Ω
D．如图3所示，当开关闭合，电源电压为2V时，电路总电流为0.4A
解：A、由图象可知，甲对应的电流与电压成正比，而乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值变化，故A不正确；
B、由图象可知，当甲两端电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，则R甲＝＝＝
5Ω；故B不正确；
C、甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，通过甲、乙的电流均为0.2A，由图象
可知，U甲＝1V，U乙＝2V，
据串联电路中总电压等于各分电压之和，故此时电源的电压：U＝U甲+U乙＝1V+2V＝3V，故总电阻是：R总＝＝＝15Ω，故C正确；
D、甲、乙并联在2V电源时，根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压为2V，
由图象可知，I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流I＝I甲+I乙＝0.4A+0.2A＝
0.6A，故D错误；
故选：C。
6．如图所示的电器中，电源电压不变，当开关S闭合，甲、乙两表都为电压表时，两表的示数之比U甲：U乙＝5：3；当开关S断开，甲、乙两表都为电流表时，两表的示数之比I甲：I乙是（）
A．2：5 B．3：5 C．2：3 D．5：2
解：
（1）当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，
已知U甲：U乙＝5：3，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1、R2两端的电压之比：
＝＝＝，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝可得，两电阻的阻值之比：
＝＝＝；
（2）当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，电流表甲测通过R2支路的电流，电流表乙测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，R1、R2两支路的电流之比：
＝＝＝，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两表示数之比：
＝＝＝。
故选：A。
7．如图电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表和电压表的示数变化情况分别为（）
A．电流表的示数变小，电压表的示数变大
B．电流表的示数变大，电压表的示数变小
C．电流表的示数变小，电压表的示数不变
D．电流表的示数变小，电压表的示数变小
解：∵电压表测电源的电压且电源的电压不变，
∴电压表的示数不变；
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，∵I＝，R1两端的电压不变；
∴R2支路的电流变小，R1支路的电流不变，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，
∴干路电流变小，即电流表的示数变小。
故选：C。
8．如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（）
A．L1与L2串联
B．电流表A1测L1的电流
C．当开关S2断开时，通过L1的电流变小
D．当开关S2断开时，电流表A2的示数变小
解：A、A1、L2、S2三个元件在同一支路上，L1单独在一个支路上，所以是并联电路，故A错误；
B、A1、L2在同一支路上，所以A1是测L2电流，故B错误；
C、当开关S2断开时，L2所在支路断路，电流变为0，而L1所在支路电流不受影响，故
C错误；
D、当开关S2断开时，L2所在支路断路，电流变为0，而L1所在支路电流不受影响，所
以干路电流变小，A2测干路电流，因此电流表A2的示数变小，故D正确。
故选：D。
9．如图所示，电源电压不变，闭合开关后，下列关于电压表示数变化的说法正确的是（）
A．滑片P向右移动，V1表示数变大，V2表示数不变
B．滑片P向右移动，V1表示数变小，V2表示数变大
C．滑片P向左移动，V1表示数变小，V2表示数变大
D．滑片P向左移动，V1表示数变大，V2表示数不变
解：由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表V1测R两端的电压，电压表V2测电源的电压，
因电源电压不变，
所以，滑片移动时，电压表V2的示数不变，故BC错误；
当滑片P向右移动时，接入电路中电阻变大，电路中的总电阻变大，
由I＝可知，电路中的电流变小，
由U＝IR可知，R两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，故A错误；
同理可知，滑片P向左移动，接入电路中电阻变小，电路中的电流变大，R两端的电压变大，电压表V1的示数变大，故D正确。
故选：D。
10．在图的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置，电压表和电流表的示数分别变化了△U和△I．下列分析正确的是（）
A．变大B．变小
C．不变D．先变小后变大
解：由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2，则△I＝I2﹣I1，
由I＝可得，电压表的示数分别为：
U1＝I1R，U2＝I2R，
电压表示数的变化量：
△U＝U2﹣U1＝I2R﹣I1R＝（I2﹣I1）R＝△IR，
即＝R，
所以，不变。
故选：C。
11．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时（）
A．电流表A1示数变小，电压表V示数变小
B．电流表A2示数变大，电压表V示数变大
C．电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D．电压表V示数与电流表A2示数比值不变
解：由图知，滑动变阻器R2与电阻R1并联，电流表A1测量电阻R1的电流，电流表A2测量电路总电流，电压表测电源的电压；
A、并联电路各支路两端的电压等于电源电压，当滑动变阻器滑片P向右移动时，其电
阻变大，但电压表的示数不变；由于定值电阻的阻值和两端电压不变，所以A1的示数不变，A错误；
B、滑片向右滑动，变阻器的阻值变大，这条支路的电流变小，通过定值电阻的电流不变，
则通过干路中的电流变小，B错误；
C、电压表与电流表A1的比值是定值电阻的阻值，其阻值不变，所以电压表与A1的示
数比值不变，C正确；
D、电压表的示数不变，由B分析知，A2的示数变小，所以电压表与A2的比值变大，D
错误。
故选：C。
12．如图a是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图，其中电源电压U＝4.5V且保持不变，电压表量程为0～3V，R0是300Ω的定值电阻，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图b所示。若闭合开关S（）
A．环境温度为40℃时，热敏电阻阻值是150Ω
B．电压表V示数越小，环境温度越高
C．电压表的最小示数是1.5V
D．此电路允许的最高环境温度为60℃
解：（1）由图b可知，环境温度为40℃时，热敏电阻阻值是200Ω，故A错误；
（2）因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝可知，当电压表V示数越小时，电路中的电流越小，
由R＝可知，电路中的总电阻越大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，热敏电阻的阻值越大，
由图乙可知，环境的温度越低，故B错误；
（3）由图象可知温度为0℃时，热敏电阻的阻值最大R1大＝300Ω，此时电压表的示数最小，
此时电路中的电流：
I小＝＝＝0.0075A，
电压表的最小示数：
U0小＝I小R0＝0.0075A×300Ω＝2.25V，故C错误；
（4）当电压表的示数U0＝3V时，电路允许测量的温度最高，
此时电路中的电流：
I＝＝＝0.01A，
电路中的总电阻：
R＝＝＝450Ω，
热敏电阻的阻值：
R1＝R﹣R0＝450Ω﹣300Ω＝150Ω，
由图象可知，此电路允许的最高环境温度为60℃，故D正确。
故选：D。
13．如图所示，是探究“电流与电阻的关系”实验电路图，电源电压保持3V不变，滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。实验中，先在a、b两点间接入5Ω的电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V，读出并记录下此时电流表的示数。接着需要
更换a、b间的电阻再进行两次实验，为了保证实验的进行，应选择下列的哪两个电阻（）
A．10Ω和40ΩB．20Ω和30ΩC．10Ω和20ΩD．30Ω和40Ω解：探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U滑＝U﹣U R＝3V﹣2V＝1V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，根据欧姆定律可得：
＝＝＝＝，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时，定值电阻的最大阻值：
R max＝2R滑max＝2×10Ω＝20Ω，
即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω，
结合选项可知，ABD不符合，C符合。
故选：C。
14．如图，电源电压恒定，电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，R阻值一定但未知，当单刀双掷开关S掷向a（同时与b断开）时，电压表示数为2.0V，若掷向b（同时与a断开），电压表
示数可能为（）
A．3.0V B．2.5V C．2.0V D．1.5V
解：
由图S接b时，R2与R串联，
由欧姆定律知：U＝IR，此时电压表测R2两端电压，示数为U′，
即有U′＝I′R2＝×15Ω…①，
同理，S接a时，R1与R串联，此时电压表测R1两端电压，示数为2V，
则有：2V＝IR1＝×10Ω…②，
①÷②可得：
＝，
所以U′＝3V×，
因为＜1，所以U′＜3V；
R1、R2分别与R串联，R2＞R1，根据串联电路的分压原是可知：R与R2串联时比R1与R串联时分压多，即S接b时电压表示数大于2V；
综上可知：2V＜U′＜3V，故B正确，ACD错误。
故选：B。
15．如图所示，电源电压为6V且保持不变，R0＝30Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电
流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（）
A．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～20Ω
B．当S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗最大功率是3.6W
C．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W
D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
解：
A、S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与灯泡串联。
由P＝可得，小灯泡电阻R L＝＝＝6Ω，
由P＝UI可得小灯泡正常发光时的电流：I＝＝＝0.5A，
当电路中电流最大时，电阻最小，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R小＝＝＝6Ω；
滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，则最大阻值R大＝20Ω，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω～20Ω；故A错误；
B、S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与L串联，电阻最小时电流最大，其最大电流：I最大＝＝0.5A
电路消耗最大功率P最大＝UI最大＝6V×0.5A＝3W；故B错误；
C、S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，通过R0的电流：I1＝＝＝0.2A，
当滑动变阻器的阻值最大时，此支路上的电流最小，则I2＝＝＝0.3A，则干路上的电流I最小＝I1+I2＝0.2A+0.3A＝0.5A，
电路消耗的总功率最小值P最小＝UI最小＝6V×0.5A＝3W，故C错误；
D、由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，则电路消耗的总功率最大，
电路中的总电阻R总＝＝＝10Ω，
滑动变阻器与R0并联，则＝+，即：＝+，
解得R滑＝15Ω．故D正确。
故选：D。
16．小红测电阻R x的阻值，设计的电路如图所示，电源电压保持不变，其中R0是0～200Ω的滑动变阻器，R是未知固定电阻。她把开关S掷于a时，电压表读数为2.5 V，电流表读数为0.5 A；再把开关S掷于b，并调节R0，得到电压表读数减小0.7V，电流表读数增加0.4A．最后小红得到R x的阻值为（）
A．5ΩB．3ΩC．2ΩD．1.75Ω
解：由电路图可知，R x、R、R0串联，电流表测电路中的电流；
开关S掷于a时，电压表测R x与R两端的电压之和，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝可得：
R x+R＝＝＝5Ω，
开关S掷于b时，电压表测R两端的电压，
因电压表读数减小0.7V，电流表读数增加0.4A，
所以，U b＝U a﹣0.7V＝2.5V﹣0.7V＝1.8V，电路中的电流I′＝I+0.4A＝0.5A+0.4A＝0.9A，则R的阻值：
R＝＝＝2Ω，
则R x的阻值：
R x＝5Ω﹣R＝5Ω﹣2Ω＝3Ω。
故选：B。
二．填空题（共6小题）
17．如图所示的电路，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P自右向左移动的过程中，电压表示数将变大，电流表示数将不变（均选填“变大”、“不变”
或“变小”）。
解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器完全接入电路中，电流表测电路中的电流，电压表测量滑动变阻器滑片右侧接入电路的电阻两端的电压；
由于滑动变阻器的电阻全部连入电路，则在滑动变阻器的滑片P自右向左移动的过程中，电路中的总电阻不变，根据欧姆定律可知电路中的电流不变，即电流表示数不变；
由于变阻器滑片右侧接入电路的电阻阻值变大，根据U＝IR可知电压表示数变大。
故答案为：变大；不变。
18．如图所示的电路中，电源电压为12V．闭合开关后，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为8V，则电阻R2的阻值是10Ω．将滑动变阻器R1的滑片向右移动，电压表的示数将变小。
解：由电路图可知，R1、R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压U1，电流表测电路中的电流；
（1）由题意可知，U＝12V，I＝0.4A，U1＝8V，则
U2＝U﹣U1＝12V﹣8V＝4V，
R2＝＝＝10Ω。
（2）当将滑动变阻器R1的滑片向右移动时，接入电路的电阻减小，电路的总电阻变小；
根据I＝可知，电路中的电流变大；
根据U＝IR可知，R2两端的电压变大；
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，R1两端的电压变小，即电压表的示数变小。
故答案为：10；小。
19．在图甲所示的电路中，当开关S从2转到1时，根据电流表和电压表对应的示数，在U ﹣I坐标中描绘了相对应的坐标点，如图乙所示，电源电压是6V，电阻R1的阻值是10Ω，电阻R2的阻值是20Ω。
解：
（1）由电路图可知，当S接1时，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流；
由图乙可知，电源的电压U＝6V，电路中的电流I＝0.6A，则R＝＝＝10Ω；
（2）当S接2时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测串联电路的电流；
由图乙可知，电阻R2的两端电压为U′＝6V﹣2V＝4V，电路中的电流I′＝0.2A，
R2的阻值：R2＝＝＝20Ω。
故答案为：6V；10Ω；20Ω。
20．如图所示电路，电源电压不变。闭合开关后，滑片P由b端滑到a端，电压表示数U 与电流表示数I的变化如图乙所示。则可判断电源电压是12V，变阻器的最大阻值是16Ω。
解：闭合开关后，滑片P在b端时，R与变阻器的最大电阻串联，电压表测R的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路电压的规律，电压表示数小于电源电压，由图乙知，U V＝4V，电路中的电流为I1＝0.5A；
滑到a端时，变阻器连入电路中的电阻为0，电路中只有R，电压表示数最大，为电源电压，由图知，U＝12V，此时电路中的电流为I＝1.5A，由欧姆定律I＝，电阻：
R＝＝8Ω，
在串联电路中，由欧姆定律，串联的电阻：
R总＝＝24Ω，
根据电阻的串联，变阻器的最大阻值：
R滑＝R总﹣R＝24Ω﹣8Ω＝16Ω。
故答案为：12；16。
21．在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知每1m输电线的电阻为0.01Ω．现输电线在某处发生短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测，当电压表的示数为1.5V时，电流表示数为30mA．则短路处距甲地一条输电线的电阻为25Ω，短路位置距甲地的距离为 2.5km。
解：（1）由I＝可知，连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值：R＝＝＝50Ω；
短路处距甲地一条输电线的电阻：R′＝R＝×50Ω＝25Ω；
（2）导线总长度：
L＝＝5000m＝5km，
短路的地点离甲地的距离：
闭合电路欧姆定律典型计算题
闭合电路欧姆定律 非纯电阻电路典型例题 1．如图2所示，当开关S 断开时，理想电压表示数为3 V ，当开关S 闭合时，电压表示数为1.8 V ，则外电阻R 与电源内阻r 之比为( ) A ．5∶3 B ．3∶5 C ．2∶3 D ．3∶2 2.在如图4所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( ) A ．I 1增大，I 2不变，U 增大 B ．I 1减小，I 2增大，U 减小 C ．I 1增大，I 2减小，U 增大 D ．I 1减小，I 2不变，U 减小 3．如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U －I 图象，则下列说法正确的是( ) A ．电动势E 1＝E 2，发生短路时的电流I 1>I 2 B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1>r 2 C ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1 6.如图所示的电路中，电源由4个相同的电池串联而成.电压表的电阻很大.开关S 断开时，电压表的示数是4.8V ，S 闭合时，电压表的示数是3.6V.已知R1=R2=4Ω，求每个电池的电动势和内电阻. 7.在图1的电路中，电池的电动势E=5V ，内电阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R0是可变电阻，在R0由零增加到400Ω的过程中，求： （1）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率. （2）电池的内电阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和. 8.如图10所示的电路中，电路消耗的总功率为40 W ，电阻R 1为4 Ω，R 2为6 Ω，电源内阻r 为0.6 Ω，电源的效率为94%，求： (1)a 、b 两点间的电压；2)电源的电动势． 9.如图所示，直线A 电源的路端电压U 与电流I 的关系 图象，直线B 是电阻R 两端电压U 与电流I 的关系图象， 把该电源与电阻R 组成闭合电路，则电源的输出=P W ，电源的电动势=E V ，电源的内电阻 =r Ω，外电阻 =R Ω。 10.如图所示，已知电源电动势E=20V ，内阻r=l Ω，当接入固定电阻R=3Ω时，电路中标有“3V,6W ”的灯泡L 和内阻R D =1Ω的小型直流电动机D 都恰能正常工作.试求： B A 依兰县高级中学——物理选修3-1 《闭合电路欧姆定律》导学案班级＿姓名＿主备教师：李俊华审批人备课时间：2012.08.02 授课时间： 学习目标知识与技 能 1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势 降落之和。 2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、 计算有关问题。 3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入 电路时两极间的电压。 4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。 5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。 过程与方 法 1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养利用“实验研究，得出结论”的探究物 理规律的科学思路和方法。 2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养运用物理知识解决实际 问题的能力。 情感、态 度、价值观 通过本节课教学，加强对科学素质的培养，通过探究物理规律培养创新精神和实践能力。 学习重点 推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。 学习难点 路端电压与负载的关系 考纲解读 使用说明 知识链接 1、 自主预习 1.内、外电路：、导线组成外电路，是内电路。在外电路中，沿电流方向电势。 2.闭合电路的电流跟电源电动势成，跟内、外电路的电阻之和成。这个结论叫做闭合电路欧姆定律。 3.电动势和电压：断路时的路端电压电源电动势；闭合电路中，电动势等于电势降落之和。 我的疑点合作探究 探究点1．路端电压的变化 随着外电路电阻的变化，路端电压如何变化？试写出路端电压和外电阻的关系式 探究点2.路端电压与电流的关系 闭合电路欧姆定律可变形为U=E-Ir，E和r可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U 与总电流I的关系图线，如图所示.依据公式或图线可知： （1）路端电压随总电流的增大而_______ （2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在 图象中，U—I图象在纵轴上的截距表示电源的_______ （3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I= r E .图线斜率绝对 值在数值上等于_______ （4）电源的U—I图象反映了电源的特征（电动势E、内阻r) 探究点3．闭合电路中的电功率和电源的效率 闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路的反映. 由E=U＋U′可得_______ （1）电源的总功率：P=EI=I（U+U′) 若外电路是纯电阻电路，还有P= _______ (2)电源内部消耗的功率：P内= _______ (3)电源的输出功率：P出=P总-P内=EI-I2r=UI 若外电路为纯电阻电路，还有P出=_______ （4）电源的效率： r R R E U P P E + = = = η（最后一个等号只适用于 纯电阻电路） 探究点4．闭合电路中局部电阻的变化而引起电流、电压的变化是典型 的电路的动态变化问题。 此类问题应在明确各用电器或电表所对应的电流、电压的基础上， 按局部（R的变化）→全局（I总、U端的变化）→局部（U分、I分的 变化）的逻辑思维进行分析推理，使得出的每一个结论都有依据，这样才能得出正确的判断。 际意义（除非U是专指R两端的电压）引导学生阅读教材，思考问题： 一、初中物理欧姆定律问题 1．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，当开关闭合时，标有“8V 8W”的小灯泡L恰好正常发光；若保持定值电阻R不变，将L换成另一只标有“8V 4W”的小灯泡，闭合开关后，小灯泡工作时消耗的实际功率 A．大于4W B．等于4W C．小于4W D．无法确定 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 根据公式可知，当额定电压相同时，额定功率越大，电阻越小，所以“8V 8W”的灯泡 电阻小，“8V 4W”的灯泡电阻大；根据串联电路电阻的分压特点可知，改接后，灯泡两端的电压变大，大于8V，所以这只灯泡消耗的功率大于4W． 2．如图甲所示，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（） A．R1的阻值为20 Ω B．当R2接入阻值为50 Ω时它的功率最大 C．电源电压为6 V D．该电路消耗的最大电功率为0.9 W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 AC．从图乙可以看到，当滑动变阻器两端电压是2V时，其功率是0.8W，可计算得到这时电路中的电流是 1 1 1 0.8W 0.4A 2V P I U === 同理，当滑动变阻器两端电压是5V时，其功率是0.5W，电路中的电流是 2 2 2 0.5W 0.1A 5V P I U === 设电源电压是U电源，可以得到关系式 1 0.4A2V R U ?+= 电源 1 0.1A5V R U ?+= 电源 解得110Ω R=、6V U= 电源 ；A错误、C正确； B．从图乙可以看到，当滑动变阻器两端电压是5V时，其功率是0.5W，这时滑动变阻器接入电路的阻值大小是 ()2 2 5V 50Ω 0.5W R== 当R2接入阻值为50 Ω时它的功率不是最大，B错误； D．当电路中的电阻最小时，即滑动变阻器接入电路的阻值是0时，电路中的总电阻最小，电路消耗的电功率最大，大小是 ()2 2 max 1 6V 3.6W 10Ω U P R === 电源 D错误。 故选C。 3．如图所示的电路中，电源电压为 6V且保持不变，滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A”，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”。只闭合开关 S、S2，当滑动变阻器R 的滑片 P分别在B 端和中点时，R 消耗的功率之比为 8：9。则下列判断正确的是（） ① 只闭合开关 S、S1，将R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离，电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变 ② 只闭合开关 S、S1，为保证电路安全，滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是2Ω~40Ω ③ 只闭合开关 S、S1，为保证电路安全，定值电阻R1的功率变化范围是 0.144W~0.9 W ④ 定值电阻R2的阻值是10Ω A．① ②B．① ③C．② ④D．① ④ 欧姆定律计算题专题训练 1．如图所示的电路中，电压表V 1的示数为9伏，电压表V 2 的示数为3伏，那么R 1 与R 2 的阻 值之比为 A．2：1B．1：2 C．3：1D．1：3 2.如图所示，电路中的两只电压表的规格完全相同，均有两个量程(0～3V，0～15V).闭合开关，两只电压表的指针偏转角度相同，则电阻R1与R2的比值为 A.1∶5 B.5∶1 C.1∶4 D.4∶1 3.如图所示的电路中，电阻R 1的阻值为10?。闭合开关S，电流表A 1 的示数为2A，电流表A 2 4c 与滑 A 5 为 A B．当滑片移到中点时，电压表示数为2V C．电压表示数与电流表示数的比值不变D．电压表的示数减少 （1题图） 6Ω，只闭合开关时电流表的示数为关的阻值为Ω 7．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值Ω，当只闭合开关 P 83V A C 9. 压表示数为1.5V，读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时，电压表示数始终无法达到1．5V，其原因可能是() A．滑动变阻器阻值太小B．电源电压3V太高C．20Ω的阻值太小D．控制的电压1．5V太高 （6题图）（7题图）（8题图）（9题图） 10．如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器上标有“2A20欧姆”字样。以下四个图像中，能正确表示当开关S闭合后，通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是 11．在研究“一定电压下，电流与电阻的关系”时，电路如图所示。电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“15Ω1A”字样。在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻尺，移动滑片P，使 电压表示数为1.5V ，读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a 、b 间时，电压表示数始终无法达到1．5V ，其原因可能是() A ．滑动变阻器阻值太小 B ．电源电压3V 太高 C ．20Ω的阻值太小 D ．控制的电压1．5V 太高 12．如图所示，是用电流表A 、单刀双掷开关S 、电阻箱R ＇和已知电阻Ro 来测量未知电阻Rx 阻值的电路图现将开关S 拨到a ，此时电流表的示数为I ；再将开关S 拨到b ，调节电阻箱 R ＇的阻值。当电流表的示数为时，电阻箱的阻值为R ，则被测电阻Rx 的阻值为C A ． B ．Ｒ C ． D ． 13．甲、乙两地相距40千米，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知输电线每千 ．如图电路中， ．如图所示的电路中，电源电压为 I 2＝I —I 1＝0.4A —0.24A ＝0.16A R 2＝U 2／I 2＝2.4V ／0.16A ＝15 小谢同学的错误根源是：_____________________。 你的解答是： ??19．如图所示的电路中，电阻R 1的阻值是5Ω，干路中的电流I 是0.5A ，电阻R 2两端的电压是2V 。求： （1）通过R 1的电流；（2）通过R 2的电流；（3）R 2的阻值。 20．干电池是我们实验时经常使用的电源，它除了有稳定的电压外，本身也具有一定的电阻。实际使用时，可以把干电池看成一个理想的电源（即电阻为零）和一个电阻r 串联组成，如 闭合电路的欧姆定律练习题及答案解析 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN] 1．关于闭合电路，下列说法正确的是( ) A ．电源短路时，放电电流为无限大 B ．电源短路时，内电压等于电源电动势 C ．用电器增加时，路端电压一定增大 D ．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数总小于电源电动势 解析：选BD.由I 短＝E r 知，A 错，B 对；用电器如果并联，R 外减小，U 外减小，C 错．由于内电路两端总是有电压，由E ＝U v ＋U r 知，U v 一、欧姆定律的计算问题难题易错题 1．图所示电路中，电源两端电压为U ，且保持不变，R 1、R 2和R 3为三个定值电阻，已知R 1＝5Ω，当只闭合开关S 2时，电流表的示数为0.3A ，电路消耗的总功率为P ；当三个开关都闭合时，电流表的示数变化了1.95A ，电路消耗的总功率为P ′，当只断开开关S 1时，电流表的示数为0.45A ，电路消耗的总功率为P ′′，下列判断正确的是 A ．U ＝6V ，R 2＝20Ω B ．U ＝9V ，R 3＝30Ω C ．R 3＝10Ω，P ∶P ′′＝3∶2 D ．R 2＝20Ω，P ∶P ′＝2∶15 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 当只闭合开关S 2时，电阻2R 、3R 串联，则 23 U R R =0.3A ，P =0.3U 当三个开关都闭合时，电阻1R 、2R 并联，则 1U R +2 U R =0.3A+1.95A ，P ′=2.25U 当只断开开关S 1时，电路中只有2R ，则 2 U R =0.45A ，P ′′=0.45U 解三式得 U =9v ，R 2＝20Ω，R 3＝10Ω，P ∶P ′＝2∶15，P ∶P ′′＝2∶3 所以D 正确。 故选D 。 2．如图，电源电压保持不变，两根均匀的相同电阻丝ae 和bf 平行放置，其他导线电阻不计，c 、d 两环始终与电阻丝接触良好。闭合开关，当cd 处于图中位置时，电压表的示数为6V ；当电阻R 与cd 段导线一起向右移动一段距离后，电压表的示数变为5V ；若电阻R 与cd 段导线一起由图中位置向左移动一段相同距离后，电压表的示数变为（ ） A ．6.5V B ．7V C ．7.5V D ．8V 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 设1ac bd R R R ==，则在如图的电压可表示为 ()1 12U U R R R = + ① 当电阻R 与cd 段导线一起向右移动一段距离后，电源电压可表为 ()2 122U U R R R R = +?+ ② 当电阻R 与cd 段导线一起向左移动一段相同距离后，电源电压可表为 ()3 122U U R R R R = -?+ ③ 由①②得 126RU R R += ，60 RU R ?= 代入③得 37.5V U = 故选C 。 3．如右图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 从右端滑到左端的过程中，R 1、R 2的I-U 关系图象如图乙所示。则下列判断不正确的是 xxxXXXXX 学校XXXX年学年度第二学期第二次月考 XXX年级xx班级 ：_______________班级：_______________考号：_______________ 题号 一、计算 题 总分 得分 一、计算题 （每空？分，共？分） 1、如图(甲)所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图(乙)所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求: (1)电源的电动势和阻; (2)定值电阻R2的阻值; (3)滑动变阻器的最大阻值. 2、如图所示，已知电源电动势E=20V，阻r=lΩ，当接入固定电阻R=3Ω时，电路中标有“3V,6W”的灯泡L和阻R D=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求： （1）电路中的电流大小； （2）电动机的输出功率． 3、如图6－12所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3 V,0.9 W”的字样(传感 器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω，1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V．求： 评卷人得分 图6－12 (1)传感器的电阻和额定电流． (2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？ 4、如图所示，电源电动势E＝10 V，阻r＝1 Ω，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF. （1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流； （2）然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过R1的总电量； （3）如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率． 5、如图所示,M为一线圈电阻rM=0.4 Ω的电动机,R=24 Ω,电源电动势E=40 V. 当S断开时,电流表的示数为I1=1.6 A,当开关S闭合时,电流表的示数为I2=4.0 A. 求: (1)电源阻r; (2)开关S闭合时电源输出功率. (3)开关S闭合时电动机输出的机械功率; 6、如图11所示，电源电动势E=10V，阻r=1Ω，闭合电键S后，标有“，”的灯泡恰能正常发光，电动机M 绕组的电阻R0=4Ω，求： 一、初中物理欧姆定律的实际应用问题 1．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作。过了一会儿，两个电表的示数都变小，则下列判断中可能的是（） A．电阻R短路B．电阻R断路C．灯L短路D．灯L断路 【答案】D 【解析】 【分析】 电流表示数减小是电阻增大或断路，电压表示数变小是并联的导体电阻变小或断路；具体故障可将每选项逐一代入题目检查是否符合题意，从而确定正确选项。 【详解】 A．如果电阻R短路，在电源电压一定时电路总电阻减小，由 U I R =知电流表示数增大， 故A不符合题意； B．如果电阻R断路，电流表断路示数为零，电压表测量电源电压有示数且增大，故B不符合题意； C．如果灯泡L短路，在电源电压一定时电路总电阻减小，由 U I R =知电流表示数增大， 故C不符合题意； D．如果灯泡L断路，整个电路断路，电流表、电压表示数都减小为零，故D符合题意。故选D。 2．小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路图如图甲所示。其中，电源两端电压U=4V（恒定不变），电压表量程为0~3V，R0是阻值为300Ω的定值电阻，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（） A ．R 1的阻值随温度升高而减小 B ．环境温度升高时，电路的总功率变小 C ．此电路所允许的最高环境温度是80℃ D ．当环境温度为40℃时，R 1两端的电压为 2V 【答案】AC 【解析】 【详解】 A ．由乙图可知，随温度升高R 1的阻值逐渐降低，故A 正确； B ．由于电源电压不变，当环境温度升高时，R 1的阻值变小，电路总电阻变小，则由 2 U P R =可知，电路总功率变大，故B 错误； C ．由于温度越高R 1阻值越小，则由串联分压可知，R 0两端电压越大，由于电压表测量R 0两端电压，量程为0~3V ，则电压最大不超过3V ，当电压表为3V 时，对应环境最高温度，此时电路电流为 01003V 0.01A 300Ω U I I I R === == 则此时R 1阻值为 1114V 3V 100Ω0.01A U R I -= == 由乙图得对应最高温度为80℃，故C 正确； D ．当环境温度为40℃时，由乙图得R 1阻值为200Ω，则电路总阻值为500Ω，电路电流为 4V 0.008A 500Ω U I R '= ==总 由于串联，则流过R 1电流为0.008A ，此时R 1两端电压为 1110.008A 200Ω=1.6V U I R '''==? 故D 错误。 故选AC 。 3．在如图所示的电路中，电源电压保持U 不变。电路中定值电阻R 大于R 0。闭合开关，将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为?U 1、?U 2、 ?U 3，电流表A 示数变化量的绝对值为的?I ，则（ ） 【物理】物理欧姆定律练习题及答案 一、欧姆定律选择题 1．某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像相符的是〔〕 A. 电阻一定时，电流随着电压的增大而增大 B. 电阻一定时，电压随着电流的增大而增大 C. 电压一定时，电流随着电阻的增大而减小 D. 电压一定时，电阻随着电流的增大而减小 【答案】 C 【解析】点拨：从图中可以看出，当电阻增大时，电流在减小，电流与电阻成反比例函数，结合欧姆定律可以知道这个前提是电阻两端的电压一定。并且是因为电阻的变化而导致电流发生变化，所以应该是电流随着电阻的变化而变化。 全解；C 回味：在电路中是因为电阻变化使电流随着变化，电阻是因，电流是果。在物理上这种因果关系不能颠倒，如在光学中光的反射定律中只能讲反射光线与入射光线的关系。 2．如图所示，电源电压6V保持不变，定值电阻R1标有“10Ω0.5A”字样：滑动变阻器R2标有“20Ω1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，闭合开关S，下列做法能够保证电路安全的是（） A. 电路中电流不超过 B. 两端电压不超过3V C. 滑动变阻器连入电路的阻值在范围内变化 D. 电路的总功率在范围内变化 【答案】 D 【解析】【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当电压表的示数U2=3V时，电路中的电流， I min= = = =0.3A， 因串联电路中各处的电流相等，且R1允许通过的最大电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，故最大电流为0.5A，A不符合题意； R1两端电压最大：U1大=I大R1=0.5A×10Ω=5V，B不符合题意 所以，电路中的最大电流I大=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大， 电路中的总电阻：R= = =12Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R2小=R-R1=12Ω-10Ω=2Ω， 当电压表的示数U2=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大为： R滑= = =10Ω， 则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围可以为2Ω～10Ω，C不符合题意； 电路消耗的最大功率： P大=UI大=6V×0.5A=3W；（2）当电压表的示数U2=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小， 电路消耗的最小功率： P小=UI小=6V×0.3A=1.8W， 所以，电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W～3W，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】结合电路图，理清元件的连接方式及电表的测量对象，根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流，然后与定值电阻允许通过的最大电流、滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，R1消耗的电功率最大，电路消耗的总功率最大，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值，根据P=UI求出电路消耗的最大功率；同理，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=UI求出电路消耗的最小功率. 3．下图是某同学设计的测风速的装置，图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连，可上下移动．现要求：当风吹过探头时，滑动变阻器的滑片P向上移动，且风速增大时电压表的示数增大．以下四个图中符合要求的是（） 考点一 闭合电路欧姆定律 例1．如图18—13所示，电流表读数为0.75A 0.8A 和3.2V .（1）是哪个电阻发生断路？（2[解析] （1）假设R 1应该为3.2V 。所以，发生断路的是R 2。（2）R 222 R ×4+2=0.75R 1 3.2=0.8R 1 由此即可解r R R R R R E ++++32132)(·32132)(R R R R R +++=0.75r R E +1[规律总结] 般的故障有两种：断路或局部短路。 考点二 闭合电路的动态分析 1、 总电流I 和路端电压U 随外电阻R 当R 增大时，I 变小，又据U=E-Ir 知，U 变大.当R 增大到∞时，I=0，U=E （断路）. 当R 减小时，I 变大，又据U=E-Ir 知，U 变小.当R 减小到零时，I=E r ，U=0（短路） 2、 所谓动态就是电路中某些元件（如滑动变阻器的阻值）的变化，会引起整个电路中各部分相 关电学物理量的变化。解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析，同时，还要掌握一定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，理想化法和特殊值法等等。 3、 基本思路是“部分→整体→部分”，从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻， 干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。 例2．在如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3、R 4皆为定值电阻，R 5为可变电阻，电源的电动势为E ，内阻为r ，设电流表A 的读数为I ，电压表V 的读数为U ，当R5的滑动触头向a 端移动时，判定正确的是（ ） A ．I 变大，U 变小． B ．I 变大，U 变大． C ．I 变小，U 变大． D ．I 变小，U 变小． [解析] 当R 5向a 端移动时，其电阻变小，整个外电路的电阻也变小，总电阻也变小，根据闭合电 路的欧姆定律E I R r =+知道，回路的总电流I 变大，内电压U 内=Ir 变大，外电压U 外=E-U 内变 小，所以电压表的读数变小，外电阻R 1及R 4两端的电压U=I （R1+R 4）变大，R5两端的电压，即R 2、R 3两端的电压为U ’=U 外-U 变小，通过电流表的电流大小为U ’/(R 2+R 3)变小，答案：D [规律总结] 在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化，它们遵循的规则是：（1）.凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大.（2）.凡与该可变电阻有串关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大.所谓串、并关系是指：该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式,用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点.简单记为：并同串反 考点三 闭合电路的功率 1、电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率 P 总 =EI. 2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率. P 出 =I 2 R=[E/（R+r ）] 2 R ，当R=r 时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pmax=E 2 / 4r 3、电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r 4、电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即 η=P 出 /P 总 =IU /IE =U /E . 课堂自学提纲 年级：47 班级：学科：物理时间：2014.11.21 姓名： 课题：§2.7闭合电路欧姆定律（一） 一、学习目标：1.知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。 2.知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。 二、自学提纲： （一）、电动势、内电压、外电压三者之间的关系 1、将和连接起来就构成闭合电路。 哪些部分是外电路？在外电路中电流的流向如何？什么力使电荷运动形成电流？在外电路中沿着电流方向电势如何变化？ 哪些部分是内电路？在内电路中电流的流向如何？什么力使电荷运动形成电流？在内电路中沿着电流方向电势如何变化？ 例一：关于电动势，下列说法中正确的是（） A．在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向 B．在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电流的方向相同 C．电动势的方向是电源内部电势升高的方向 D．电动势是矢量 2、内电路的电阻叫做电源的___ __，当电路中有电流通过时，内电路消耗的电压叫_________，用表示。电源外部的电路叫_________，外电路两端的电压叫 _________，也叫_____ ____，用表示。则E= ,即在闭合电路中，电源电动势等于。 3、注:①用电压表接在电源两极间测得的电压U 外是指电压，U 外 E. ②当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以U 内= ,此时E U 外 ,即电 源电动势等于时的路端电压. 例二．关于电动势下列说法正确的是（） A．电源电动势等于电源正负极之间的电势差 B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关D．电源电动势总等于电路中通过1C的正电荷时，电源提供的能量 （二）、闭合电路欧姆定律 1、推导闭合电路欧姆定律的表达式。 一、初中物理欧姆定律的实际应用问题 1．小丽用光敏电阻设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图所示。照明灯L标有“220V 40w”字样，在天暗时L自动点亮，天亮时L自动熄灭。以下有关描述正确的是（） A．导线B应连接家庭电路中的火线 B．小丽选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变大 C．闭合开关S后，电磁铁的上端为N极 D．要减少夜间的照明时间，应将滑动变阻器的滑片P向b端移动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据安全用电的原则可知，当灯泡不工作时其两端应无电，所以A是火线，B是零线，故A错误； B．天暗时灯自动亮，说明此时照明电路闭合即衔铁断开，由图可知此时电磁铁的磁性减弱 即电路中的电流变小，根据 U R I =可知电路中的电阻变大即此时光敏电阻的阻值变大；反 之天亮时光敏电阻的阻值变小，所以她选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变小，故B错误； C．闭合开关S后，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可判断电磁铁的上端为S极，下端为N极，故C错误； D．要减少夜间的照明时间，可通过增加电磁铁的磁性来实现，电磁铁通过的电流越大， 磁性越大；根据 U I R =可知可以减小电路的阻值，可将滑动变阻器的滑片P向b端移动， 故D正确。 故选D。 2．如图所示的四个电路图中，电源电压不变，R0为已知阻值的定值电阻，图中可实现测量R x阻值的正确电路图是（） A ． B ． C ． D ． 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】 A ．由电路图可知，当S 断开时，电路为R 0的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可求电源的电压；当开关S 闭合时R 0、R x 并联，电流表测干路电流，因通过R 0的电流不变，根据并联电路的电流特点可求通过R x 的电流，再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出R x 的阻值，故A 正确； B ．由电路图可知，无论开关闭合还是断开，电压表始终测电源的电压，即无法测出或间接的得出R x 两端的电压，故此电路图不能测出R x 的阻值，故B 不正确； C ．开关S 闭合时，电压表测量电源电压；开关S 断开时，电压表测量R x 两端的电压；根据串联电路总电压等于各分电压之和，求出定值电阻两端的电压，根据0U I R = 求出通过定值电阻的电流，根据串联电路电流处处相等，通过R x 电流等于通过定值电阻电流，即 0x I I =，根据x x x U R I = 求出R x 的阻值，故C 正确； D ．由电路图可知，当开关S 闭合时，电路为R x 的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压 1x U I R =? 当开关S 断开时两电阻串联，电流表测串联电路的电流，根据欧姆定律求出电源电压 ()20x U I R R =?+ 由于 ()120x x I R I R R ?=?+ 求出R x 的阻值，故D 正确。 故选ACD 。 3．如图，R 1为定值电阻，滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω，电源电压保持不变。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中，电压表V 1的示数从10V 变化到20V ，电压表V 2的示数从14V 变化到34V ，则下列说法中正确的是（） 1. 某同学为研究导体电阻大小与长度、材料、横截面积是否有关，他保持电路两端电压不变，把表中合金线分别接入该电路中测出通过合金线的电流大小进行对比研究，则正确的是： （） A、采用序号1与2对比，是研究电阻大小是否与长 度有关 B、采用序号1与3对比，是研究电阻大小是否与长 度有关 C、采用序号2与4对比，是研究电阻大小是否与材 料有关 D、采用序号3与4对比，是研究电阻大小是否与横 截面积有关 2. 如图所示的两个电路中，电源电压相等，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P 都向右滑动时，灯泡L1和L2 的亮度变化是（） A、L1和L2都变亮 B、L1和L2都变暗 C、L1变亮，L2变暗 D、L1变暗，L2不变 第4题 3. 小明在研究“并联电路”特点时，用电流表测得通过灯泡L1、L2中的电流分别为1A和2A，则下列分析正确的是（） A.干路电流为3A B.L1的电阻小于L2的电阻 C.L1两端的电压小于L2两端的电压 D.并联电路中各支路电流一定不同 4. 在如图所示的电路中，电源电压为 4.5V且保持不变.闭合开关S后，电压表的示数是3V，则（） A 、小灯泡两端的电压为3V B、小灯泡两端的电压为 1.5V C、向右移动滑片P，电压表示数变小D、向右移动滑片P，电流表示数变大 第5题第6 题 5. 如图电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻.闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P 在某两点之间来回滑动时，电流表的示数变化范围是0.5~1.5 安，电压表的示数变化范围是6~3 伏. 则电源电压为（） A.6 伏 B.7.5伏 C.9伏 D.15 伏 6. 在图中的电路中，电源电压保持不变.闭合开关S后，小灯发光较暗.过了一会儿，小灯亮度明显变亮，而电压表与电流表示数的比值不变，则下列判断中正确的是（） A. 电阻R断路，电流表示数变小 B. 电阻R短路，电压表示数变小 C. 电阻R断路，电流表示数变大 D. 电阻R 短路，电压表示数变大 选择题 欧姆定律》测试题 序号 长度m 横截面积mm2材料 110.1镍铬 20.50.1镍铬 310.2镍铬 410.2锰铜 第2 题 高中物理闭合电路欧姆 定律教案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N] 闭合电路欧姆定律学案 教学目标 （一）知识目标 1、知道电动势的定义． 2、理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各量及公式的意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题． 3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和． 4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题． 5、理解闭合电路的功率表达式． 6、理解闭合电路中能量转化的情况． （二）能力目标 1、培养学生分析解决问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律 2、理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题． 3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析问题能力． （三）情感目标 1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系观点 2、通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系 3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想 4、知道用能量的观点说明电动势的意义 教学建议 1、电源电动势的概念在高中是个难点，是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础，在处理电动势的概念时，可以根据，采用不同的讲法．从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极，克服电场力做功，非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小，反映了电源做功的本领，由此引出电动势的概念；也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法，给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论．教学中不要求论证这个结论．中给出一个比喻（儿童滑梯），帮助学生接受这个结论． 欧姆定律试题和答案经典 一、欧姆定律选择题 1．如何利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或一只电压表，测出未知电阻Rx的阻值，同学们设计了如图所示四种电路（电源电压未知），其中不可行的方法有（） A. （1）（2） B. （1）（3） C. （2）（4） D. （2）（3） 【答案】 B 【解析】【解答】解：（1）开关S1闭合，S2断开时，R0和R x串联，电流表可以测出通过R x的电流I x；再S2闭合时为R x的简单电路，不能直接或间接测量出R x的电压，所以不能求出R x的电阻；（2）开关S0闭合，S接1时电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；当S接2时电路为未知电阻R x的简单电路，电流表测 通过R x的电流I x，根据R x= 求出电阻；（3）开关S0闭合，S接1时和S接2时电压表V的正负接线柱会连接错误，故无法测出正确的使用；（4）开关S1和S2都闭合时，R0被短路，电压表测量电源电压U；只闭合S1时，R0和R x串联，电压表直接测量R x两端的电压U x；根据串联电路中总电压等于各分电压之和求出定值电阻两端的电压U0=U﹣U x，根 据I0= 求出通过定值电阻的电流即为通过R x电流，根据R x= 求出电阻． 综上可知，B符合题意，ACD不符合题意． 故答案为：B． 【分析】在单表测量电阻的实验中，都会用到定值电阻，用串联电路的电流相等或并联电路的电压相等得出未知电阻的电流或电压，利用欧姆定律求电阻. 2．我国刑法规定，从201年5月1日起，驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任．为了打击酒驾行为，交警常用酒精浓度监测仪对驾驶人员进行酒精测试，如图甲所示是一款酒精浓度监测仪的简化电路图，其电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为酒精气体浓度传感器（气敏电阻），R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示．当接通电源时，下列说法正确的是（） 欧姆定律典型例题解析 例1 一根电阻丝，将其对折后，它的电阻是多大? 解 不考虑温度的影响，对折后，长度为原来的 2 1 ,横截面积为原来的2倍,材料不变． 电阻R ′=ρS l '＝ρS l 221＝41ρS l 为原来的41 答案 电阻是原来的4 1 例2 (西安市中考试题）关于公式 R ＝I U 的物理意义，下面说法中正确的是 （ ） A ．导体的电阻与它两端的电压成正比，和通过它的电流成反比 B ．导体中通过的电流越大，则电阻越小 Ｃ.加在导体两端的电压越大，则电阻越大 D.导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比(精析）考查一个电阻的大小是否随电压和电流大小而变化． 精析 公式R ＝I U 可用来测量和计算电阻大小,但是导体的电阻并不是由加在它两端的电 压和通过电阻的电流大小决定的. 一个电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过它的电流也增大到同样的倍数，而比值是一个定值．只是由电压和电流比值．．决定的量. 当一个电阻两端的电压为零时,这个电阻也不为零．因此，不能说“电阻和电压成正比,和电流成反比”. 答案 D 例3 （西安市中考试题)若导体两端电压为6V 时，通过它的电流强度是0.1 A,则该导体的电阻大小为___＿____Ω；若该导体两端电压为3V ,则通过它的电流强度为____＿___A ；若两端电压为零，则该导体的电阻为_____＿__Ω. 精析 考查电阻的计算及电阻是否随电压大小而变化. 解 当U 1=6V I 1=0.１Ａ时 电阻 R =11I U =A V 1.06＝60Ω 当U 2=３V R 不变R ＝60Ω 电流 I ２=R U 2=Ω 603V =０.０５A 当U ３=0时,R 仍不变,R ＝6０Ω 答案 ６0Ω,0.0５Ａ，6０Ω 例4 (辽宁省中考试题）王明同学在修理电子玩具时,需要用一个75Ω的电阻,现手边有阻值为3０0Ω、１0０Ω、４０Ω、35Ω及15Ω的电阻各一个，他可以选择其中__＿＿＿___Ω和_＿___＿__Ω两个电阻_＿___＿_＿联来获得;还可以选择其中＿___＿___Ω和_____＿_＿Ω的两个电阻＿_＿＿_＿＿＿联来获得． 精析 考查是否能熟练计算串、并联电阻． 第(1)种选择：很容易看出:4０Ω＋３5Ω=75Ω 高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律 1．如图所示电路中，14R =Ω，26R =Ω，30C F μ=，电池的内阻2r =Ω，电动势 12E V =． （1）闭合开关S ，求稳定后通过1R 的电流． （2）求将开关断开后流过1R 的总电荷量． 【答案】（1）1A ；（2）41.810C -? 【解析】 【详解】 （1）闭合开关S 电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，1R 与2R 串联，由闭合电路的欧姆定律有： 1212 1A 462 E I R R r = ==++++ 所以稳定后通过1R 的电流为1A ． （2）闭合开关S 后，电容器两端的电压与2R 的相等，有 16V 6V C U =?= 将开关S 断开后，电容器两端的电压与电源的电动势相等，有 '12V C U E == 流过1R 的总电荷量为 ()' 63010126C C C Q CU CU -=-=??-41.810C -=? 2．如图所示，电流表A 视为理想电表，已知定值电阻R 0=4Ω，滑动变阻器R 阻值范围为0~10Ω，电源的电动势E =6V ．闭合开关S ，当R =3Ω时，电流表的读数I =0.5A 。 （1）求电源的内阻。 （2）当滑动变阻器R 为多大时，电源的总功率最大?最大值P m 是多少? 【答案】（1）5Ω；（2）当滑动变阻器R 为0时，电源的总功率最大，最大值P m 是4W 。 【解析】 【分析】 【详解】 （1）电源的电动势E =6V ．闭合开关S ，当R =3Ω时，电流表的读数I =0.5A ，根据闭合电路欧姆定律可知： 0E I R R r = ++ 得：r =5Ω （2）电源的总功率 P=IE 得： 2 0E P R R r =++ 当R =0Ω，P 最大，最大值为m P ，则有：4m P =W 3．如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L ，导轨的两端 分别与电源（串有一滑动变阻器 R ）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K 相连．整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B ．一质量为m ，电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上．已知电源电动势为E ，内阻为r ，电容器的电容为C ，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻． （1）当K 接1时，金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大？ （2）当 K 接 2 后，金属棒 ab 从静止开始下落，下落距离 s 时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落 s 的过程中所需的时间为多少？ （3） ab 达到稳定速度后，将开关 K 突然接到3，试通过推导，说明 ab 作何种性质的运动？求 ab 再下落距离 s 时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿） 【答案】（1）EBL r mg -（2）44220220B L s m gR mgR B L +（3）匀加速直线运动 2222 mgsCB L m cB L +闭合电路欧姆定律
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