物理第2節(jié) 歐姆定律精品練習(xí)題

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1.掌握歐姆定律內(nèi)容；
2.深刻理解歐姆定律各物理量的意義；
3.會利用歐姆定律進(jìn)行簡單計算。
【知識導(dǎo)圖】
【基礎(chǔ)知識】
知識點(diǎn)一、歐姆定律
德國物理學(xué)家歐姆對電流跟電壓和電阻之間的關(guān)系進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)“通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比”這個規(guī)律對大多數(shù)導(dǎo)體而言都成立，并于1826年歸納出了歐姆定律。
1.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2.公式：。
3.公式中各符號的物理意義及單位
U-表示導(dǎo)體兩端電壓，單位為伏特（V）；R-表示導(dǎo)體的電阻，單位為歐姆（Ω）；I-表示通過導(dǎo)體的電流，單位為安培（A）。
4.適用范圍：歐姆定律適用于純電阻電路。在飛純電阻電路中，如含有電動機(jī)的電路，歐姆定律將不適用。
5.歐姆定律的意義
歐姆定律反映了電流與電壓的因果性，電流與電壓的制約性。公式的發(fā)現(xiàn)，給電學(xué)計算帶來了很大的方便。這在電學(xué)史上是具有里程碑意義的貢獻(xiàn)。
6.公式的變形公式
（1）U=IR：導(dǎo)體兩端電壓等于通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積。但因?yàn)殡妷簳r電源提供的，電壓時形成電流的原因，所以不能說電壓與電流成正比。
（2）：導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值。因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度等因素決定，與導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)，因此它既不與U成正比，也不與I成反比。這也是物理公式和數(shù)學(xué)公式的不同之處。
【典例1】下列說法正確的是（ ）。
A．當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓改變時，電壓與電流的比值也隨著改變；
B．用不同的導(dǎo)體研究電流和電壓的關(guān)系，得到的結(jié)論不一樣；
C．相同的電壓加在電阻不同的導(dǎo)體兩端，電流一定相同；
D．同一導(dǎo)體，兩端電壓越大，通過電流也越大
知識點(diǎn)二、利用歐姆定律進(jìn)行簡單計算
1.利用歐姆定律分析或計算（知二求一）
歐姆定律反映了同一導(dǎo)體中電流、導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體的電阻三者之間的關(guān)系。對于同一導(dǎo)體，只要知道電流、電壓和電阻中的兩個量，就可以根據(jù)公式及其變形公式求出第三個量。
2.利用歐姆定律進(jìn)行計算的一般步驟
第一步：若題干中無電路圖，根據(jù)題意畫出電路圖，并在電路圖上標(biāo)記出已知量和待求量；
第二步：明確電路的連接方式，各電表測量的對象；
第三步：根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律，列方程求解；
第四步：討論結(jié)果的合理性，得出答案。
3.利用歐姆定律解題時應(yīng)注意的問題
【典例2】如圖所示的電路中，電源電壓為15V，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P從是右端b移動到最左端a，電流表示數(shù)由0.3A變?yōu)?.5A，則定值電阻R0 =______Ω，滑片位于b點(diǎn)時電壓表示數(shù)為______V。
【方法幫】
題型一：對歐姆定律公式及其變形公式的理解
★易錯警示歐姆定律的因果關(guān)系
（1）對于歐姆定律變形公式U=IR而言，不能說成電壓與電流成正比，因?yàn)殡妷菏且颍娏魇枪?br>（2）對于歐姆定律變形公式而言，不能說成電阻與電壓成正比，與電流成反比，因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身一種性質(zhì)，其大小只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)。
【典例】在電流跟電阻的關(guān)系中，下列說法正確的是（ ）。
A．電流跟電阻成反比；
B．在電壓一定的情況下，電流和電阻成反比；
C．通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比；
D．以上說法均不正確
題型二：I-U關(guān)系圖像
解題通法
I-U關(guān)系圖像的識別技巧
（1）若I-U圖像是一條直線，則導(dǎo)體為定值電阻，在圖像上取任何一點(diǎn)即可計算出該導(dǎo)體的的電阻；
（2）直線越傾斜，說明電壓的變化相同時電流變化越快，即電阻越小。
【典例】某同學(xué)在探究通過導(dǎo)體的電流與其電壓的關(guān)系時，將記錄的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的圖像，根據(jù)圖像分析，下列說法不正確的是（ ）。
A．通過導(dǎo)體a的電流與其兩端電壓成正比；
B．導(dǎo)體a的電阻大于b的電阻；
C．將導(dǎo)體a與b串聯(lián)后接入電路，a的電壓較大；
D．將導(dǎo)體a與b并聯(lián)后接入電路，a的電流較大
題型三：應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡單的電路分析
【角度1】串聯(lián)電路
應(yīng)用歐姆定律計算的一般方法
（1）首先應(yīng)熟練掌握歐姆定律的內(nèi)容及變形公式；
（2）然后對具體電路進(jìn)行分析，確定電路的特點(diǎn)（分析時電壓表相當(dāng)于斷路，電流表相當(dāng)于一條導(dǎo)線）；
（3）在圖中標(biāo)出已知量和未知量，找出各個物理量之間的聯(lián)系；
（4）最后根據(jù)串、并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)分析解答。
【典例】如圖所示電路中，電源電壓為24V，滑動變阻器 R2 標(biāo)有“60Ω 1A”字樣，如果電壓 表采用 0～15V 的量程，電流表采用 0～0.6A 量程，當(dāng)滑片位于中點(diǎn)位置時，電流表示數(shù)是 0.4A。
（1）求定值電阻R1 的阻值．
（2）為了電路安全，則滑動變阻器R2 連入電路的電阻變化范圍是多少？
【角度2】并聯(lián)電路
【典例】如圖甲是小燈泡L中的電流隨它兩端電壓變化的圖像。將小燈泡L接入圖乙所示的電路中，電源兩端電壓為4V且不變，將開關(guān)S和S1 閉合后，電流表的示數(shù)為0.65A。求：
(1)小燈泡L兩端電壓為4V時，通過燈泡的電流IL ；
(2)開關(guān)S和S1 均閉合時，通過電阻R的電流IR 。
題型四：歐姆定律在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用
【典例】在相距20km的甲、乙兩地之間有兩條輸電線，已知每1m輸電線的電阻為0.01Ω?，F(xiàn)輸電線在某處發(fā)生短路，為確定短路位置，檢修員利用電壓表、電流表和電源接成如圖所示電路進(jìn)行檢測。當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時，電流表的示數(shù)為30mA，則連接短路位置到甲地的兩段輸電線的電阻值為_________，甲地到短路處的距離為_________。
【中考幫】
考點(diǎn)一：簡單電路分析
【典例】（2022·營口）某科技小組為快遞公司設(shè)計的分揀計數(shù)裝置簡化電路如圖所示。R2為定值電阻，R1為光敏電阻，當(dāng)有光照射光敏電阻時其阻值變小。激光被遮擋一次，計數(shù)器會自動計數(shù)一次（計數(shù)器可視為電壓表）。閉合開關(guān)，激光被遮擋瞬間，下列說法正確的是（ ）。
A. 電阻R1的阻值變小B. 通過R2的電流變大
C. 電阻R1兩端的電壓變大D. 電阻R2兩端的電壓變大
該題要求同學(xué)們能理解歐姆定律，并能靈活運(yùn)用歐姆定律分析、解釋生活中的實(shí)際問題，這是物理核心素養(yǎng)的物理觀念的體現(xiàn)。
考點(diǎn)二：簡單電路計算
【典例】（2022·牡丹江、雞西地區(qū)朝鮮族學(xué)校聯(lián)合體） 如圖所示，電源電壓4.5V保持不變，電壓表選擇“0～3V”量程，電流表選擇“0～0.6A”量程，電阻R1阻值為10Ω，滑動變阻器R2規(guī)格為“20Ω 1A”，閉合開關(guān)S，移動滑片P的過程中，電路中的最大電流為________。
該題要求同學(xué)們知道歐姆定律，能利用歐姆定律進(jìn)行簡單計算，這是物理核心素養(yǎng)的物理觀念的體現(xiàn)?！咀鳂I(yè)幫】
一、基礎(chǔ)練（知識鞏固）
1.關(guān)于電流、電壓和電阻，下列說法中正確的是（ ）。
A．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓為零時，其電阻也為零；
B．導(dǎo)體的電阻越大，表明其導(dǎo)電能力越強(qiáng)；
C．通過導(dǎo)體的電流越大，這段導(dǎo)體的電阻就越??；
D．通過導(dǎo)體中的電流，與其兩端的電壓成正比，與其電阻成反比
2.如圖所示，滑動變阻器的滑片P在中點(diǎn)，只閉合S1時，R兩端電壓與R1兩端電壓之比為1︰2，只閉合S2時，R兩端電壓與R2兩端電壓之比為1︰4，則（ ）。
A．當(dāng)滑片P移動到a端時，閉合S1，S2，通過R1與R2的電流之比是1︰2；
B．當(dāng)滑片P移動到a端時，閉合S1，S2，通過R1與R2的電流之比是1︰1；
C．當(dāng)滑片P移動到b端時，只閉合S1，滑動變阻器兩端電壓與R1兩端電壓之1︰1；
D．當(dāng)滑片P移動到b端時，只閉合S2，滑動變阻器兩端電壓與R2兩端電壓之2︰1
3.如圖所示電路中，電源電壓不變，R1為定值電阻， R2為滑動變阻器。閉合開關(guān)S，移動滑片 P，多次記錄電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流表示數(shù)I，則繪出如圖中的 I-U關(guān)系圖像正確的是 （ ）。
A． B．C． D．
4.如圖所示是電阻甲和乙的U-I圖像，下列說法正確的是（ ）。
A．甲的電阻值保持10Ω不變；
B．乙的電阻值保持5Ω不變；
C．甲、乙并聯(lián)在電路中，當(dāng)電源電壓為2V時，電路總電流為0.5A；
D．甲、乙串聯(lián)在電路中，當(dāng)電路電流為0.2A時，電源電壓為3V
5.小海設(shè)計了一種測定油箱內(nèi)油量的模擬裝置，如圖所示，其中電源兩端電壓保持不變，R0是定值電阻，R是滑動變阻器的電阻片，滑動變阻器的滑片P跟滑桿的一端連接，滑桿可以繞固定軸O轉(zhuǎn)動，另一端固定著一個浮子．油箱中的油量減少時，浮子隨油面下降，帶動滑桿使變阻器的滑片P向上移動，從而引起電流表的示數(shù)發(fā)生變化．下列說法中正確的是（ ）。
A．電流表示數(shù)變小時，表明油箱中的油量減少；
B．電流表示數(shù)變小時，電阻R0兩端電壓變大；
C．當(dāng)油箱中的油量減少時，電流表示數(shù)變大；
D．當(dāng)油箱中的油量減少時，變阻器R連入電路的電阻變小
6.一個導(dǎo)體兩端的電壓是12V時，測得通過它的電流是0.3A，導(dǎo)體的電阻是 _____Ω；當(dāng)它兩端電壓為0時，該導(dǎo)體的電阻為 _____Ω。
7.將一支鉛筆芯接在電壓為3V電源兩端，測出通過鉛筆芯的電流是150mA，則該鉛筆芯的電阻為_____Ω；若將這支鉛筆芯兩端的電壓增加到6V，則通過它的電流是_____A。
8.如圖所示，電路中電源電壓恒定，定值電阻R1＝20Ω，只閉合開關(guān)S1，電流表示數(shù)為0.3A，則電源電壓為______V；同時閉合開頭S1、S2，電流表示數(shù)為0.5A，則R2的阻值為______Ω。
9.一導(dǎo)體兩端加4V電壓時，通過它的電流是0.5A，此導(dǎo)體電阻為________Ω；當(dāng)通過它的電流為1.2A時，它兩端電壓則為________V；當(dāng)通過它的電流為0時，此時它的電阻為________Ω。
二、綜合練（能力提升）
10.如圖所示，電源電壓為3V，開關(guān)S閉合后，電壓表的示數(shù)為2V。下列說法正確的是（ ）。
A．R1、R2并聯(lián)B．R1兩端電壓為2VC．R2的阻值較大D．通過R2的電流較大
11.在探究“電壓一定時，電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，電路如圖所示，先在A、B間接入5Ω的定值電阻R，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2V，讀出電流表示數(shù)。接著取下5Ω的電阻換上10Ω定值電阻，不進(jìn)行其它操作就閉合開關(guān)。此時電壓表示數(shù)及應(yīng)進(jìn)行的操作是（ ）。
A．電壓表示數(shù)大于2V，應(yīng)將滑片P向左滑B．電壓表示數(shù)大于2V，應(yīng)將滑片P向右滑
C．電壓表示數(shù)小于2V，應(yīng)將滑片P向左滑D．電壓表示數(shù)小于2V，應(yīng)將滑片P向右滑
12.如圖甲所示的電路中，電源電壓恒為6V，R1為定值電阻。在變阻器滑片P從最右端滑到最左端的過程中，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙中ab線段所示。則（ ）。
A．R1的阻值是20Ω，R2的最大阻值是10Ω；
B．R1的阻值是20Ω，R2的最大阻值是20Ω；
C．R1的阻值是10Ω，R2的最大阻值是10Ω；
D．R1的阻值是10Ω，R2的最大阻值是20Ω
13.如圖為利用光敏電阻設(shè)計的監(jiān)控裝置示意圖，R1是光敏電阻，當(dāng)光照射的強(qiáng)度增大時其阻值變小，R2是定值電阻，電源電壓不變。當(dāng)有人經(jīng)過通道遮蔽光線時（ ）。
A．通過R1的電流變大B．R1兩端的電壓變小
C．R2兩端的電壓變大D．R2兩端的電壓變小
14.為了增強(qiáng)學(xué)生體質(zhì)，濰坊市將坐位體前屈作為中考體育考試項(xiàng)目之一、坐位體前屈測試儀原理如圖所示，已知電源電壓6V，R1的電阻為30Ω，其中電阻絲R2粗細(xì)均勻，總長度為30cm。閉合開關(guān)，推擋板P在B端時，坐位體前屈成績?yōu)?，電流表的示數(shù)為0.05A；推擋板P在A端時，坐位體前屈成績?yōu)?0cm。則（ ）。
A．電阻絲R2的最大阻值為90Ω；
B．擋板P在A端時電壓表的示數(shù)為4.5V；
C．電流表示數(shù)的大小能反映被測試者的成績；
D．電壓表示數(shù)為3V時，被測試者的成績是20cm
15.如圖所示的電路中，電阻的阻值為，電阻的阻值為，閉合開關(guān)S，電流表A1的示數(shù)為。求：
（1）電源電壓；
（2）電流表A的示數(shù)。
三、培優(yōu)練（挑戰(zhàn)自我）
16.如圖所示電路中，電源電壓不變，已知阻值的定值電阻R0，未知阻值的定值電阻Rx。閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)S2，電流表示數(shù)為I1；閉合開關(guān)S2、斷開開關(guān)S1，電流表示數(shù)為I2，則下列判斷正確的是（ ）。
A．閉合開關(guān)S1和S2時，電流表的示數(shù)為B．電源電壓為
C．電源電壓為D．定值電阻
17.圖是一握力計的電路示意圖，a、b、c、d是四個接線柱，儀表及定值電阻R0均未畫出。M、N均為金屬板，N固定不動，當(dāng)金屬片P向左移動時，R接入電路的阻值變______。若握力F增大時，要求儀表的示數(shù)也增大，則接線柱a、b之間應(yīng)接入______，接線柱c、d之間應(yīng)接入______（后兩空選填“定值電阻”、“電流表”或“電壓表”）
18.交通安全要求廣大司機(jī)“開車不喝酒，喝酒不開車”，酒后駕駛存在許多安全隱患。某科技興趣小組設(shè)計了一種簡易的酒精檢測儀，其電路原理如圖b甲所示。電源電壓為12V，R1是氣敏電阻，其阻值隨呼氣酒精濃度K的變化關(guān)系如圖b乙所示，R2為滑動變阻器。檢測前對檢測儀進(jìn)行“調(diào)零”，即調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為0.1A，調(diào)零后變阻器滑片位置保持不變，查閱到相關(guān)資料如圖a。
（1）K為0時，氣敏電阻R1的阻值是多少？
（2）求“調(diào)零”后變阻器R2接入電路的阻值；
（3）對某司機(jī)進(jìn)行檢測時，電流表示數(shù)為0.16A，依據(jù)信息窗資料，通過計算判斷該司機(jī)屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。
純電阻電路與非純電阻電路
純電阻電路就是將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。
（1）電阻、滑動變阻器、電烙鐵、電爐、電熱絲、電飯煲、白熾燈等用電器在電路中工作時，都是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（注意：白熾燈工作時，先將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后一部分內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能），所以，此類用電器組成的電路就是純電阻電路。
（2）電鈴、電動機(jī)、電風(fēng)扇等用電器工作時，除了將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還對外做功，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以，這些用電器的電路時非純電阻電路。
（3）家用電器的節(jié)能燈工作時，將大部分電能轉(zhuǎn)化為光能，小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以含有節(jié)能燈的電路屬于非純電阻電路。
注意事項(xiàng)
分析
同體性
歐姆定律中電流、電壓和電阻，是對同一導(dǎo)體或同一段電路而言的，三者要一一對應(yīng)；在解題過程中，習(xí)慣上把對應(yīng)的同一導(dǎo)體的各個物理量符號用相同的下標(biāo)表示，如R1、I1、U1
同時性
即使是同一段電路，由于開關(guān)的閉合、斷開即滑動變阻器滑片的左右移動等，都會引起電路的變化，使電路中的電流、電壓和電阻變化，因此，必須保證中的三個物理量是同一時刻的值，切不可混淆電路結(jié)構(gòu)變化前后的I、U、R的對應(yīng)關(guān)系
統(tǒng)一性
公式中的三個物理量，必須使用國際單位中的單位。U的單位是伏特（V）、R的單位是歐姆（Ω）、I的單位是安培（A）
規(guī)范性
（1）計算時，要寫出必要文字說明；（2）代入數(shù)值或?qū)懹嬎憬Y(jié)果時，不要忘記單位
歸納總結(jié)：
（1）由歐姆定律公式可知，在電源電壓不變時，可通過改變電路中的電阻來改變電流。利用滑動變阻器改變電路中的就是這個道理。
（2）由歐姆定律的變形公式可得一種測量電阻的方法，即首先通過測量未知電阻兩端電壓和通過該電阻的電流，然后應(yīng)用公式計算出電阻的大小。
利用歐姆定律解釋電源短路、電流表短路、電壓表斷路
1.當(dāng)電源被短路時，因?yàn)閷?dǎo)線的電阻接近于0，根據(jù)歐姆定律，當(dāng)電阻接近于0時，電路中的電流將趨向于無限大，會損壞電源甚至導(dǎo)線，所以不能把電源兩極直接用導(dǎo)線連接起來。
2.因?yàn)殡娏鞅淼碾娮韬苄。尤腚娐窌r相當(dāng)于一根導(dǎo)線，所以將電流表直接連在電源兩端時，通過電流表的電流非常大，會損壞電流表，因此不允許將電流表直接接在電源兩端。
3.因?yàn)殡妷罕淼碾娮韬艽?，接入電路時通過電壓表的電流很小，甚至可以忽略不計，所以和電壓表串聯(lián)的電路相當(dāng)于斷路。