浙江省中考科學(xué)（物理部分）第三篇 主題2 第七單元 歐姆定律及其應(yīng)用課件.ppt

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第七單元?dú)W姆定律及其應(yīng)用 1 2018 臺州 某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 電源電壓恒為3V 更換5個定值電阻Rx 得到如圖乙所示的圖像 以下有關(guān)敘述正確的是 C A 該同學(xué)研究的是電流和電壓的關(guān)系B 實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)保持0 5V不變C 滑動變阻器阻值變化范圍為1 5 D 將Rx從5 換成10 后 應(yīng)將滑片P向左移 解析 由圖乙可知 實(shí)驗(yàn)中變量為電流和Rx Rx兩端電壓為定值 所以該同學(xué)探究的是電流和電阻的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)中電壓表測Rx兩端的電壓 由圖乙中任意點(diǎn)數(shù)值代入公式U IR可知 電壓表的示數(shù)保持2 5V不變 故滑動變阻器兩端的電壓保持0 5V不變 當(dāng)Rx為5 電阻時 電路中電流為0 5A 由歐姆定律可知 2 2017 寧波 如圖所示電路 電源電壓不變 R0為定值電阻 R為滑動變阻器 閉合開關(guān)S 當(dāng)滑片P從a點(diǎn)滑到b點(diǎn)過程中 電流表的示數(shù)從Ia變 為Ib 下列各圖中 能表示這一過程中電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I之間關(guān)系的是 ABCD B 3 2018 溫州改編 小明利用某壓敏電阻R及相關(guān)電路元件設(shè)計(jì)身高體重測量儀電路 壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關(guān)系如圖所示 現(xiàn)要求用電壓表 電流表分別顯示身高和體重的大小 且電壓表 電流表的示數(shù)分別隨身高 體重的增大而增大 下列電路設(shè)計(jì)最合理的是 ABCD C 解析 由題可知 電壓表測量身高 可以分析得出電壓表示數(shù)由且只由身高決定 同理 電流表示數(shù)由且只由體重決定 綜合可得 壓敏電阻R和滑動變阻器并聯(lián) C中電流表測量通過壓敏電阻R的電流大小 體重越大 電阻越小 電流越大 滿足題意 電壓表測滑動變阻器一部分的電壓 身高越高 與電壓表并聯(lián)的電阻越大 電壓表示數(shù)越大 滿足題意 4 2018 杭州改編 表中是小金探究 小燈泡L的電流與其兩端電壓關(guān)系 時所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 在坐標(biāo)系中畫出通過小燈泡電流隨它兩端電壓變化的圖像 2 已知該小燈泡的額定電流為0 3A 現(xiàn)有電壓為6V的電源 若要使小燈泡正常工作 請?jiān)诜娇騾^(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)電路圖 并說明使小燈泡L正常工作的操作方法 現(xiàn)有器材 20 1A 的滑動變阻器 電壓表 開關(guān)各一只 導(dǎo)線若干 由表中數(shù)據(jù)可知 當(dāng)小燈泡正 常發(fā)光時 額定電壓為2 5V 閉合開關(guān) 移動滑動變阻器的 滑片 觀察電壓表的示數(shù) 當(dāng)電壓表的示數(shù)2 5V時 小燈泡 正常工作 答案 1 如答圖所示 5 2018 寧波 實(shí)驗(yàn)室購買了一卷標(biāo)有長度為100m的銅芯漆包線 小科想通過實(shí)驗(yàn)測定其實(shí)際長度 他首先測得導(dǎo)線橫截面積S為1mm2 查閱資料得知現(xiàn)溫度下這種導(dǎo)線每米的電阻值為0 017 1 利用圖甲所示的實(shí)物圖測出銅導(dǎo)線的電阻 實(shí)驗(yàn)中 小科在閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片P置于最 選填 左 或 右 端 小科通過移動滑片P 測得多組數(shù)據(jù) 繪制成U I圖像如圖乙 據(jù)此可以判定這卷導(dǎo)線的實(shí)際長度 100m 選填 大于 等于 或 小于 2 小思認(rèn)為用電子秤測出這卷導(dǎo)線的質(zhì)量m 利用銅的密度 也可以算出實(shí)際長度 請你寫出這卷導(dǎo)線實(shí)際長度l的計(jì)算式 l 用字母表示 右 小于 6 2018 遂寧改編 如圖甲所示電路 電源電壓恒定 R0為定值電阻 閉合開關(guān)S 當(dāng)滑動變阻器的滑片P從一端移到另一端的過程中 電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示 則定值電阻R0的阻值為多少 一 歐姆定律考點(diǎn)1正確理解歐姆定律的內(nèi)容及其數(shù)學(xué)表達(dá)式 b 1 歐姆定律 導(dǎo)體中的電流 跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成 跟這段導(dǎo)體的電阻成 2 數(shù)學(xué)表達(dá)式 正比 反比 考點(diǎn)2能在簡單的電路中 用電器不超過兩個 電鍵不多于三個 應(yīng)用歐姆定律 c U IR 考點(diǎn)3利用歐姆定律分析串 并聯(lián)電路的特點(diǎn) b 1 電阻串聯(lián)時相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的 故總電阻比任何一個分電阻都大 2 電阻并聯(lián)時相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的 因此總電阻比任何一個分電阻都小 長度 橫截面積 3 串 并聯(lián)電路中的電流 電壓 電阻的特點(diǎn) 考點(diǎn)4會用歐姆定律在簡單的電路中進(jìn)行計(jì)算 b I總 I1 I2 I總 I1 I2 U總 U1 U2 U總 U1 U2 R總 R1 R2 二 實(shí)驗(yàn) 用電壓表和電流表測導(dǎo)體的電阻考點(diǎn)1理解用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)原理 b 實(shí)驗(yàn)原理 考點(diǎn)2會畫出用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖 會畫實(shí)驗(yàn)連接圖 b 考點(diǎn)3會記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 并用求平均值的方法求出電阻值 b 1 步驟 一連二測三算 1 一連 根據(jù)電路圖連接實(shí)物 2 二測 閉合開關(guān)S 三次改變滑動變阻器的阻值 分別讀出對應(yīng)的電流表 電壓表的示數(shù) 3 三算 分別算出三次實(shí)驗(yàn)Rx的值 求出電阻的平均值 2 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1 連接電路時開關(guān)一定要 2 閉合開關(guān)前 滑動變阻器的滑片一定要置于阻值 處 3 電流表與電壓表選擇合適的量程 正負(fù)接線柱連接正確 4 多次測量計(jì)算出所測電阻的 斷開 最大 平均值 注意 注意各公式中 電阻的單位必須用歐 電壓的單位必須用伏 V 得出電流的單位才是安 A 應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算時 公式中的電流 電壓和電阻必須都是 或同一段電路上對應(yīng)的物理量 不同導(dǎo)體之間的三個量不一定滿足歐姆定律所述關(guān)系 且電流 電壓和電阻還必須是 的值 因?yàn)榧词乖谕欢坞娐飞?由于開關(guān)閉合或滑動變阻器的滑片移動等 都會造成電路電流 電壓和電阻的變化 所以不是同一時刻的三個量 也就不一定滿足歐姆定律所述關(guān)系 同一導(dǎo)體 同一時刻 類型一探究歐姆定律典例 2018 溫州 為了探究 電流與電阻的關(guān)系 小明用阻值不同的定值電阻 電壓為6V的電源 滑動變阻器 20 2 5A 等器材按圖甲方式連接電路 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) 將4 的R1接入電路 當(dāng)電壓表示數(shù)為4V時 記錄電流表的示數(shù) 用R2替換R1 發(fā)現(xiàn)無論如何左右移動滑片P 電壓表指針在4V的刻度左右擺動 但無法準(zhǔn)確指在4V的刻度線上 老師告知小明 滑動變阻器的線圈結(jié)構(gòu)如圖乙所示 因此無法連續(xù)改變接入電路的有效阻值 當(dāng)定值電阻與滑動變阻器最大阻值相比過小時 會導(dǎo)致步驟 現(xiàn)象發(fā)生 用一根阻值為0 5 的電阻絲制作一個可連續(xù)改變阻值的旋鈕式變阻器 并按圖丙方式接入電路 繼續(xù)實(shí)驗(yàn) 通過調(diào)節(jié)滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數(shù)為4V 此時電流表示數(shù)如圖丁所示 1 圖丁中電流表的示數(shù)為 A 2 步驟 中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時 電壓表示數(shù)略超過4V 則小明應(yīng)如何調(diào)節(jié)滑片P和旋鈕觸片Q 使電壓表示數(shù)為4V 3 小明利用圖甲電路繼續(xù)他的探究實(shí)驗(yàn) 仍保持定值電阻兩端的電壓為4V 則下列定值電阻可用來替換R1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的有 可多選 A 15 B 25 C 35 D 45 2 將滑片P向右移 使電壓表示數(shù)略小于4V 再將觸片Q沿逆時針轉(zhuǎn)動 直至電壓表示數(shù)為4V ABC 解析 1 實(shí)驗(yàn)中電流表選用的量程為0 3A 最小刻度為0 1A 所以電流表的示數(shù)為2A 2 由題意可知 圖丙中R2分得的電壓略大 所以應(yīng)減小其分得的電壓 即要稍微增大滑動變阻器和旋鈕式變阻器接入電路的電阻值 由圖丙可知 此時旋鈕式變阻器已處于最大阻值狀態(tài) 而滑動變阻器無法精確調(diào)節(jié) 所以應(yīng)先向右移動滑片P 略增大滑動變阻器接入的阻值 再逆時針調(diào)節(jié)觸片Q 略減小旋鈕式變阻器接入的阻值 3 滑動變阻器的最大阻值為20 要使其能始終分得2V的電壓 則定值電阻的阻值不能大于40 跟蹤訓(xùn)練 2018 金華麗水 用如圖所示的電路圖研究 電流與電阻的關(guān)系 電流表量程為 0 0 6A 電壓表量程為 0 3V 滑動變阻器的規(guī)格為 50 1A 電源電壓3V恒定不變 在AB間分別接入阻值不同的電阻R 移動滑動變阻器的滑片 使電壓表示數(shù)保持2V不變 讀出電流表示數(shù)并記錄 1 分析表中數(shù)據(jù) 可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 2 為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更可靠 控制AB間電壓2V不變 再多測幾組數(shù)據(jù) AB間允許接入電阻R的取值范圍是 解析 2 電流表的量程為0 0 6A 則實(shí)驗(yàn)中電路的總電阻應(yīng)大于5 R兩端的電壓為2V 則滑動變阻器兩端的電壓為1V 根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律 R的最小阻值約為3 33 又滑動變阻器的最大阻值為50 所以R的最大阻值為100 導(dǎo)體兩端的電壓一定 時 通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 3 33 100 類型二伏安法測電阻典例 2017 金華 某興趣小組用兩節(jié)新干電池 規(guī)格為 10 1 5A 的滑動變阻器等器材 來測導(dǎo)體電阻 請分析回答 1 連接好電路 閉合開關(guān) 向右移動滑動變阻器滑片 當(dāng)滑片移到C點(diǎn)時 發(fā)現(xiàn)兩表才有示數(shù) 示數(shù)分別為2V 0 2A 根據(jù)以上信息思考該電路的連接方式 并用筆畫線代替導(dǎo)線按該連接方式 將圖甲電路連接完整 2 繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器進(jìn)行測量 測得數(shù)據(jù)如表中所示 第二次測量時電流表示數(shù)如圖乙所示 據(jù)圖把表中所缺數(shù)據(jù)填寫完整 0 24 3 該實(shí)驗(yàn)多次測量的目的是 4 該小組同學(xué)用這套器材 所有器材不變 和阻值為5 10 20 的三個定值電阻繼續(xù)探究 電流與電阻的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)中要控制電阻兩端的電壓不變 那么電阻兩端電壓最小能控制到 V 答案 1 如答圖所示 為了減小實(shí)驗(yàn)誤差 2 4 跟蹤訓(xùn)練 2018 衢州 測量小燈泡電阻 的電路連接情況如圖 電源電壓保持不變 小燈泡的額定電壓為2 5V 1 閉合開關(guān)后 當(dāng)滑片P向右移動時 電壓表示數(shù) 選填 變大 變小 或 不變 2 實(shí)驗(yàn)中測得的小燈泡相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表中 則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 結(jié)果保留一位小數(shù) 變大 8 3 類型三理解串 并聯(lián)電路特點(diǎn)典例 2017 舟山 小明在研究并聯(lián)電路電流特點(diǎn)時 按圖示電路圖連接好電路 閉合開關(guān)S和S1 觀察示數(shù) 再閉合開關(guān)S2 示數(shù)保持不變的電流表是 電源電壓不變 同時小明觀察到電流表A的示數(shù)如圖所示 為了使測量更精確 斷開開關(guān)后 接下來的操作是 A1 把導(dǎo)線從3A接線柱接到0 6A接線柱 解析 1 由圖知 閉合開關(guān)S和S1時 電路為R1的簡單電路 電流表A1和A均測通過R1的電流 再閉合開關(guān)S2 兩只電阻并聯(lián) 電流表A測干路電流 電流表A1仍然測通過R1的電流 電流表A2測通過R2的電流 電流表A2的示數(shù)從0增大到一定數(shù)值 由于干路電流大于各支路的電流 所以電流表A的示數(shù)變大 由于并聯(lián)電路各支路互不影響 所以電流表A1的示數(shù)保持不變 2 由圖可知 電流表A的指針向右偏轉(zhuǎn)幅度很小 說明干路電流較小 電流表選擇的量程偏大 所以需要改接小量程 跟蹤訓(xùn)練 嘉興舟山中考 在 研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn) 的實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)進(jìn)行了如下探究 實(shí)驗(yàn)步驟 連接好如圖所示電路 閉合開關(guān)觀察兩燈發(fā)光情況 分別用電壓表測燈L1 L2和電源兩端電壓 并將讀數(shù)記錄在表內(nèi) 記錄表 1 請你用筆畫線代替導(dǎo)線 將電壓表接入電路中 測出電源電壓 得出結(jié)論 比較表中數(shù)據(jù)可知 串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和 反思交流 要使上述結(jié)論更具普遍性 同學(xué)們討論了以下三種方案 方案甲 反復(fù)斷開 閉合開關(guān) 測出各電壓值 方案乙 更換不同規(guī)格的燈泡 測出各電壓值 方案丙 增加電池節(jié)數(shù) 測出各電壓值 2 以上三種方案 你認(rèn)為不可行的是 方案甲 答案 1 如答圖所示 解析 1 電源有三節(jié)干電池 電壓為1 5V 3 4 5V 所以電壓表選擇0 15V的量程 電壓表并聯(lián)在電源兩端 類型四掌握歐姆定律的應(yīng)用典例 2018 天津 甲 乙兩地相距40km 在甲 乙兩地之間沿直線架設(shè)了兩條輸電線 已知每條輸電線每千米的電阻為0 2 現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生了短路 為確定短路位置 檢修員進(jìn)行了如下操作 在甲地利用電源 電壓恒為6V 定值電阻R0 阻值為20 電壓表 量程為0 3V 以及開關(guān)等與輸電線組成了一個檢測電路 如圖所示 電壓表未畫出 閉合開關(guān)后 電壓表示數(shù)為2V 請解答以下問題 1 根據(jù)題意判定電壓表的連接位置 將它接入檢測電路 2 計(jì)算出短路位置離甲地的距離 答案 1 如答圖所示 2 由題知 閉合開關(guān)后 電壓表示數(shù)為2V 即U線 2V R0兩端的電壓U0 6V 2V 4V 解析 甲地是電源所在位置 電阻R0與導(dǎo)線電阻R線串聯(lián) 要確定短路位置 需要測出甲地到短路位置兩輸電線串聯(lián)的總電阻 電壓表應(yīng)測導(dǎo)線的總電壓 所以電壓表接法如答圖所示 注意 此題有同學(xué)會考慮將電壓表接在R0兩端 計(jì)算所得短路位置離甲地距離為100km 與題設(shè)不符 跟蹤訓(xùn)練 2018 達(dá)州改編 如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一臺浮力電子秤 其結(jié)構(gòu)由浮力秤和電路兩部分組成 小筒底面積為10cm2 大筒底面積為50cm2 裝有適量水 金屬滑片P固定在托盤下面并隨托盤一起自由滑動 滑片質(zhì)量和滑片受到導(dǎo)線的拉力均忽略不計(jì) 定值電阻R0 8 AB是一根長為20cm的均勻電阻絲 其阻值為20 電源電壓為6V 當(dāng)托盤中不放物體時 P位于A端 小筒浸入水中5cm 稱量過程中大筒水未溢出 則R0在電路中的作用是 當(dāng)開關(guān)S閉合且在托盤中放入質(zhì)量為100g的物體時 電流表的示數(shù)為 A 保護(hù)電路 0 33 滑動變阻器阻值改變引起的電流 電壓變化分析有誤致錯典例 2018 遂寧改編 如圖所示電路 電源電壓保持不變 閉合開關(guān)S 將滑動變阻器的滑片P向b端移動 則在移動過程中 A 電壓表V的示數(shù)變小 電流表A1的示數(shù)變大B 電壓表V的示數(shù)不變 電流表A2的示數(shù)變小C 電壓表V的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的比值變大D 電壓表V的示數(shù)與電流表A1和A2的示數(shù)差的比值不變 錯解 選B 析錯 上述解答的錯誤在于認(rèn)為電流表A2與滑動變阻器串聯(lián) 正解 選C電流表A2測通過R1的電流 電流表A1測干路電流 滑片P向右移動的過程中 電流表A1示數(shù)減小 電流表A2示數(shù)不變 跟蹤訓(xùn)練 2017 金華改編 某同學(xué)為探究電流和電壓關(guān)系 設(shè)計(jì)了如圖所示的電路 圖中電流表量程為 0 0 6A 電壓表量程為 0 3V 定值電阻規(guī)格為 10 0 5A 滑動變阻器規(guī)格為 20 1A 電源電壓恒為4 5V 在保證電路安全的前提下 移動滑動變阻器的滑片P改變電阻R兩端電壓 則滑動變阻器允許接入電路的最小阻值是 電流表示數(shù)變化范圍是 5 0 15 0 3A 測量導(dǎo)體電阻的多種方法測量導(dǎo)體電阻的方法有多種 伏安法是其中的一種 下面再介紹六種 1 分壓法 1 電壓表和定值電阻替代法 如圖所示 將被測電阻Rx與已知電阻R0串聯(lián)接入電路 先把電壓表并聯(lián)接在Rx兩端 測出電阻Rx兩端的電壓U1 將電壓表拆下 與R0并聯(lián)接入電路 測出電阻R0兩端的電壓U2 2 電壓表和滑動變阻器替代法 如圖所示連接電路 將滑動變阻器的滑片移到滑動變阻器阻值為零的位置 記下電壓表示數(shù)U1 將滑動變阻器的滑片移到阻值最大位置 例如 此滑動變阻器的最大阻值為20 記下電壓表示數(shù)U2 3 電壓表和開關(guān)替代法 如圖所示 連接好電路 閉合總開關(guān)S和 替代開關(guān) S1 記下電壓表示數(shù)U1 斷開 替代開關(guān) S1 記下電壓表示數(shù)U2 2 分流法 1 電流表和定值電阻替代法 如圖所示 將被測電阻Rx與定值電阻R0并聯(lián)接入電路 用電流表測通過被測電阻Rx的電流I1 將電流表拆下 與定值電阻串聯(lián)接入電路 測出通過定值電阻R0的電流I2 2 電流表和滑動變阻器替代法 如圖所示連接電路 滑動變阻器的滑片移到阻值為零的位置 記下電流表示數(shù)I1 將滑動變阻器的滑片移到阻值最大的位置 記下電流表示數(shù)I2 3 電流表和開關(guān)替代法 如圖所示 連接好電路 將電路瞬時接通 進(jìn)行試觸 若電流表指針偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)不過大 再接通電路 先閉合S1 斷開S2 測出通過R0的電流I0 再斷開S1 閉合S2 測出通過Rx的電流Ix 典例 杭州拱墅區(qū)模擬 曹沖稱象 的故事流傳至今 最為人稱道的是曹沖采用的方法 他把船上的大象換成石頭 而其他條件保持不變 使兩次的效果 船體浸入水中的深度 相同 于是得出大象的重等于石頭的重 人們把這種方法叫 等效替代法 請嘗試?yán)?等效替代法 解決下面的問題 探究目的 粗略測量待測電阻Rx的值 探究器材 待測電阻Rx 一個標(biāo)準(zhǔn)的電阻箱 元件符號 兩個開關(guān) 干電池 導(dǎo)線和一個刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表 電流表量程足夠大 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 1 在方框內(nèi)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖 2 將下面實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整 并用字母表示需要測出的物理量 第一步 開關(guān)斷開 并按設(shè)計(jì)的電路圖連接電路 第二步 先只閉合開關(guān)S2 記下此時的電流表示數(shù)I 此時只有待測電阻接入電路 第三步 把S2斷開 閉合S1 此時只有 接入電路 調(diào)節(jié) 使電流表示數(shù)也為I 記下此時電阻箱的阻值R 3 得出結(jié)論 Rx 電阻箱 電阻箱電阻 R