1、科学探究：欧姆定律 疑难解答 【典型例题】例 1. 在做研究电流与电压、电阻间关系的实验时，有如下数据：表 1 用电阻 R1=50 实验时的记录表 2 用电阻 R2=10 实验时的记录试回答，由表 1 和表 2 的数据，可以得出哪些结论？分析：从表 1（或表 2）的实验数据中可见，电阻保持 5 不变，导体两端的电压从 2V 增大到 4V、6V 时，通过导体的电流相应地从 0.4A 增大到0.8A、1.2A，由此可以看出，电阻保持不变时，导体中的电流随导体两端的电压的增大而增大，导体两端的电压增大几倍，电流就增大几倍.比较表 1 和表 2中第 1 组实验数据可见，两次电压保持 2V 不变，导体的
2、电阻从 5 增大为10，通过导体的电流相应地从 0.4A 减小为 0.2A；即电压保持不变时，导体中的电流随导体的电阻的增大而减小，导体的电阻增大几倍，电流就减小几倍。解答：当导体的电阻保持不变时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；当导体两端的电压保持不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。说明：从两表的数据中还可以看出这样的特点：对同一组实验，导体两端的电压 U 和导体中的电流 I 的比值 UI 保持不变，即用同一电阻做实验时，电压和电流的比值是一个常数.这反映了导体的电阻跟导体两端的电压及导体中的电流无关，导体的电阻是导体本身的一种性质。例 2. 某导体两端加上 6V 的电压时，通过导体
3、的电流为 0.3A，当导体中的电流为 0.4A 时，导体两端电压为多大？分析：该导体两端加上一定的电压时，导体中相应地有一定的电流，如导体中的电流发生改变时，必然是导体两端的电压发生了改变，导体的电阻是一个定值。解答：U 2=I2R=0.4A20=8V 导体两端电压为 8V.说明：采用比例方法，可以不必算出导体的电阻，显得更为简捷。 例 3. 一段导体两端加 3 伏电压时，电流为 0.5 安；如果两端加的电压再增加1.5 伏时，通过导体的电流和导体的电阻各多大？ 思路分析：可知 R 一定时，通过 R 的电流与加在 R 两端的电压成正比.电压增加，流过R 的电流一定增大.此时的电流 。和 电 阻
4、的 关 键 是 必 须 知 道， 求 RUIUI 而 U容易求出，电阻 R 的阻值可根据已知条件的 U 和 I 的值，用欧姆定律的变形公式 两求 出的 阻 值 不 变 ， 再 利 用于两 端 的 电 压 增 加 时 ， 由求 出 。 当 RIRIUR 端电压增加时流过 R 的电流的大小。解答：导体两端电压增加 1.5 伏后，R 两端的电压 U=3V+1.5V=4.5V；例 4. 如图 10 所示，滑动变阻器的滑片 P 向 B 滑动时，电流表的示数将_；电压表的示数将_。 （填“变大” 、“变小”或“不变 ”）如此时电压表的示数为 2.5V，要使电压表的示数变为 3V，滑片 P 应向一端滑动。分
5、析： 比 。路 中 的 电 流 跟 电 阻 成 反， 电 源 电 压 不 变 时 ， 电根 据 欧 姆 定 律 RUI此电路中滑动变阻器接入电路的电阻是 AP 段，动滑片 P 向 B 滑动时，AP段变长，电阻变大，所以电流变小.电压表是测 Rx 两端的电压，根据 Ux=IRx 可知，R x 不变， I 变小，电压表示数变小.反之，要使电压表示数变大，滑片 P 应向 A 端滑动。解答：变小；变小；A.说明：U=IR 只是用来计算导体两端电压大小的，而不能据此认为电压的大小跟电流成正比。例 5. 由 n 个阻值均为 R 的导体组成串联电路，则电路的总电阻 R 串 为_，R 串 和 R 的大小相比较
6、是 R 串 _于 R.（填“ 大”、 “小” 或“等”）分析：电阻串联相当于增加了导体的长度，所以总电阻阻值将变大，而且总电阻阻值将大于任何一个串联电阻的阻值.当 n 个阻值相同的电阻串联时，有：解答：nR ，大例 6. 一只小灯泡上标有“2.5V，0.3A”字样，即该灯泡在 2.5V 的电压下正常发光时的电流为 0.3A.现在只有一个电压为 4V 的电源，为了使小灯泡正常发光，要串联一个多大的电阻？分析：串联的电阻 R 必须要分担 1.5V 的电压，才能使小灯泡正常发光，其电路如图 11 所示.图 10图 11解答：方法 1：根据串联电路电压关系得到U R=U UL=4V2.5V=1.5V
7、方法 2：灯正常发光时的电阻为根据串联电路电压分配跟电阻成正比的特点，公式 需串联一个 5 的电阻.说明：最终结果所求的物理量要用具体数值表示，不能用分数表示.但在运算过程中可用分数代入，这样一方面可便于计算，另一方面可避免多次舍取而造成的数值偏差. 例 7. 如图 12 所示的电路中，当滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，电图 12分析：在电路发生变化时，只有电源电压和定值电阻保持不变，通过电阻的电流和电阻两端的电压均可能发生变化.推理的一般步骤是：从电路的变化部分开始，找出总电阻的变化，再应用欧姆定律确定各部分电路的电流和电压如何变化.当 P 向右滑动时 R2 的取值变大，电路总电阻（R 总
8、 =R1+R2）变大，电压 U2=UU 1，其中 U 不变，U 1 变小，所以 U2 变大.解答：变小；变小；变大.说明：R 2 两端的电压变化也可用串联分压原理得出，当 RL 变大时，R L 两端分到的电压也变大. 例 8. R1=12 欧，将它与 R2 串联后接到 8 伏的电源上，已知 R2 两端的电压是2 伏.求 R2 的阻值.图 13思路分析：首先画出电路图，并在图中标出已知电路的电流和电压的特点，利用欧姆定律的变形公式 IUR即可求出 R2 的阻值。整个思路过程是：解答：例 9. 由 n 个阻值均为 R 的导体组成并联电路，则电路的总电阻 R 并 为_，R 并 和 R 的大小相比较是
9、 R 并 _于 R.（填大、小或等）分析：电阻并联相当于增加了导体的横截面积，所以总电阻阻值将变小，而且总电阻阻值将小于任何一个并联电阻的阻值.当 n 个阻值相同的电阻并联时，有： RnRn个并 11解答： nR；小例 2. 如图 14 所示，R 1=4R2，开关 S 闭合时，两电流表 与 的示数之比为多大？图 14分析：解答：R 1 和 R2 是并联的，电流表 在干路中，而电流表 在 R2 的支路中根据并联电路电流跟电阻反比得，例 10. 如图 15 所示.R 1=10 欧姆，R 2=20 欧姆，R 3=30 欧姆，电源电压恒定不变.图 15S 1 闭合， S2 断开时安培表的读数为 0.3
10、 安培.问：(1)电源的电压是多少？(2)当 S1 与 S2 均断开时，电流表的读数是多少？R 1 两端的电压是多少？(3)当 S1 与 S2 均闭合时，安培表的读数又是多少？通过 R3 的电流强度是多少？分析：这是电路变换类型题，这种题的关键就是识别电路的连接方式，而后画出等效电路图，再根据电路图计算.该题(1)中，S 1 闭合，S 2 断开，电路中只是 R2 和安培表串联；(2) 中 S1、S 2 均闭合，R 2 和 R3 并联.在(1)和(3)中都要注意S1 闭合时，R 1 被短路.解答：(1)S 1 闭合、S 2 断开时，R 1 被短路，R 3 断路，电路只使用了 R2。则 U=IR2
11、=0.3 安培20 欧=6 伏(2)S 1 与 S2 均断开时，电路中 R1 与 R2 串联使用 .U 1=IR1=0.2 安10 欧=2 伏(3)S 1 与 S2 均闭合时，电路中 R2 与 R3 并联使用 .【模拟试题】 （答题时间：60 分钟）一. 填空题1. 德国物理学家欧姆用_的方法研究了电流跟电压和电阻的关系，得到：导体中的电流跟导体两端的电压成_，跟导体的电阻成_.其数学表达式为_.2. 一只电阻两端的电压从 4V 增加到 6V，通过它的电流将从 0.5A 增加到_A，这只电阻的阻值为_.3. 有两个电阻阻值分别为 6 和 9，串联后接到某电源上，那么两电阻中的电流之比为_，两电
12、阻两端的电压之比为_，电路的总电阻为_.如把这两个电阻改为并联后接到原电路中，那么两电阻中的电流之比为_，两个电阻两端的电压之比为_，电路的总电阻为_.4. 如图 1 所示路中，电源电压为 6V，电压表示数为1V，R 2=20，电流表的示数为_A，R 1 的阻值为_，在 1min 内通过 R1 的电量为_C.5. 若加在某导体两端的电压为 U，通过的电流为 I，该导体的电阻为_；当导体中的电流变为 I21时，导体的电阻为_，这时导体两端的电压为_.6. 把 R1=15 和 R2=5 的两电阻并联后接在电源上，通过 R1 的电流是0.4A，R 2 两端的电压为_V，干路中的总电流为_A.7. 为
13、了得到 10 的电阻，在 30、15 、8、5 四个电阻中，可选_的电阻，_联起来使用.8. 电路如图 2 所示，当把电阻箱的铜塞全都插下时电流表的示数为 0.6A，电源电压为_V；当把铜塞全部拔出时，电流表的示数为 _A；为了使电流表的示数为 0.5A，应插下的铜塞是_，此时通过 5 电阻丝的电流为_.二. 选择题9. 电阻 R1 和 R2 并联在某电源上，且 R1R 2，以下说法中正确的是（ ）A. R1 两端的电压大于 R2 两端的电压B. R1 中的电流等于 R2 中的电流C. R1 中的电流大于 R2 中的电流D. R1 中的电流小于 R2 中的电流10. 如图 3 所示的电路，当开
14、关由断开变为合上时，各表的示数变化为（ ）A. 两表的示数都变小B. 两表的示数都变大C. 电流表的示数变大，电压表的示数变小D. 电流表的示数变大，电压表的示数不变11. 电阻 R1 和 R2 并联在电路中，通过 R1 的电流与干路的电流之比为 34，那么把它们串起来接入某电路后，R 1 和 R2 两端的电压之比为（ ）A. 34 B. 43 C. 31 D. 1312. 有 R1 和 R2 两个电阻，且 R1R 2，将它们分别接到同一电源两端，要使电路中的总电流最大，连接方法应该是（ ）A. 只接入 R1B. 只接入 R2C. R1 和 R2 串联后接入D. R 1 和 R2 并联后接入1
15、3. 如图 4 所示电路，已知电源电压为 3V，R 2 为 6，当 S 断开时，电流表的示数为 1A，如把 S 合上，电流表的示数为（ ）A. 0.5A B. 0.75A C. 1A D. 1.5A14. 如图 5 所示电路，电源电压为 12V，R 2 为 100，当 S 合上时，电流表的示数为 0.6A，如把 S 断开，电流表的示数为（ ）A. 0.1A B. 0.2A C. 0.4A D. 0.6A15. 一个 20 的电阻，接在由 4 节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和两端的电压，电流表、电压表选的量程应为（ ）A. 00.6A，03VB. 0 0.6A，015VC. 0 3A，03VD. 03A，015V16. 为了使一只电阻为 10、额定电压为 6V 的电铃接在 18V 的电源上能正常工作，那么电路中必须（ ）A. 串联一只 30 的电阻 B. 串联一只 20 的电阻C. 并联一只 30 的电阻 D. 并联一只 10 的电阻17. 某户人家共有 10 盏灯并联在电路上，为了使电路中的总电流最小，那么应该（ ）A. 灯全部开亮 B. 灯全部关掉
