1、1 电阻、欧姆定律、测电阻 要点索引: 1、理解电阻的定义、单位。 2、知道滑动变阻器结构、变阻的原理、接线方法。 3、理解欧姆定律,并会用欧姆定律解决问题。 4、知道伏安法测电阻的原理及常用方法。 5、会利用已学的公式进行基本电路计算。 同学们,我们在上一讲中讨论了电路的连接和基本量测量的知识,本讲中我们将要讨论电阻和欧姆定律的知识 点与考点。本讲的内容比较多,在历年中考试卷中所占的比例在 5-8 分,试题形式可以为填空、选择形式的基础 性 的考查,也可以是实验探究性考查,比如探究欧姆定律或伏安法测电阻,作为实验题考查的频率还是较高的;下 面我们用七步教学法为大家梳理本讲涉及到的重点知识与考
2、点,助你在考前复习中可以抓住要点,提高命中率。 一、 基础点睛: 1 、理解电阻: 电阻是导体对电流的阻碍作用,它的大小与导体的长度、横截面积、材料、温度等有关。我们需 要理解探究电阻大小与什么因素有关的装置,如下所示: 请同学们认真思考, 装置图中的 a、 b、 c、 d 四根导体在选择时有什么不同呢?如何利用控制变量法来进行比较? 电阻 的单位: 电阻的常用单位有:千欧( K ) 、欧( ) ,进位为 1000. 2、 滑动变阻器 :在实际应用当中,我们可以用电阻丝做成定值电阻,还可以做成滑动变阻器,滑动变阻器 可 以改变 它连入电路中的阻值,起到调节或分压作用,实物图、工作原理示意图、电
3、路图符号如下所示。 2 注意事项: ( 1) 接线时只能用 “一上” “一下”两个接线柱,必须和线路串联,让电流通过电阻丝。 ( 2)变阻器的铭牌上都标有阻值调节范围和允许通过的最大电流值,使用时不得超过它允许通过 的电流值。 3、欧姆定律 ( 1)定义:通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。 ( 2) 定义公式: I = U , U 的单位为伏特, R的单位为欧姆, I 的单位就是安培。 R 3 ( 3) 变形公式: R = 过导体的电流成反比! U , 可以用来求导体的电阻,切记不能认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通 I ( 3)理解欧姆定律的探究实验: 如
4、上图所示,为探究欧姆定律的基本实验图,实验是利于控 制变量法, 先 控制 R 的值不变,改变 R 两端的电压,观察通过 R的电流的变化规 律; 再控制 R 两端电压为一个定值,换用不同阻值的电阻器(可以是 5 欧 、 10 欧、 15 欧) , 观察通过 R的电流的变化规律,从而得出上述的规律。 4、伏安法测电阻 测量原理:伏安法测电阻的原理就是利用欧姆定律,由变形公式 R = 量求平均值的方法,让测出的电阻值更加接近真实值。 U 就可以求出电阻,往往利用三次测 I 测量电路图:伏安法测电阻的常用电路图和上面探究欧姆定律的电路图一样,只需要调节变阻器连入电路中的阻值, 使待测电阻有对应的几组电
5、压和电流值就行。 注意事项: ( 1) 若待测的电阻较小,可以采用下面 a 图所示的接法,因为此时通过伏特表的电流极小,可以忽略, 安陪表的示数就基本是待测电阻中的电流。 ( 2) 若待测电阻阻值较大,就要采用下面 b 图所示的电路,即伏 特表跨接法,此时安陪表两端分得的电压极小,伏特表的示数可以基本认为是待测电阻的电压,此时安陪表的示数 就是待测电阻中的电流,尽可能的减小了误差。 其它测电阻的方法较多,但基本原理还是相同的,这里就不赘述,若要遇见,我们注意分析就行。 5、电阻的串并联 ( 1)电阻的串联:两个或两个以上的电阻串联时,相当于增加了电阻的长度,因此越串电阻越大,规律为: R =
6、R 1 + R 2 + ( 2) 、 电 阻 并 联 : 参 与 并 联 的 电 阻 在 初 中 阶 段 只 需 要 考 虑 两 个 就 行 。 电 阻 并 联 时 就 相 当 于 增 加 了 导 体 的 横 截 面积, 会越并电阻越小,其规律为: 4 1 1 1 R R1 R2 R R1R2 R1 R2 电阻的串并联计算规律同样适合于小灯泡的串联或并联,因为小灯泡也是纯电阻性用电器,它的灯丝其实就是电阻丝。 二、夯实小练 同学们,上面我们梳理了本讲的知识点,在中考中基础性的考查还 面我们来上几题,让你练练手,夯实我们的基础吧。 1 、下面有关导体电阻的说法中正确的是( ) A. 导体没有电阻
7、,绝缘体有电阻 B. 铜的电阻比铁的电阻小 占有很大的成分,每位考生必须重视,下 是 5 C.粗细、长短都相同的铜丝和铁丝比较,铁丝的电阻较大 D.要改变导体的电阻,可以改变通过的电流 答案 ;C; 解析:导体和绝缘体的区别在于电阻的大小,绝缘体是指电阻无穷大的物体,故 A 错误;要比较电 阻的大小,需要比较导线长度、粗细及导体的材料,故 B 错误;粗细相同,长度相同的铜丝的电阻要比铁丝小,故 C正确;导体的电阻与通过 导体的电流无关,故改变电流无法改变导体的电阻,故 D 错误;故选 C。2 、要使一根镍铬 合金线接入电路的电阻变大,可采用的方法是( ) A 增大导线两端的电压 B 减小导线中
8、的电流 C 将导线拉长后接入电路 D 将导线对折后接入电路 答案 ;C; 解析: AB、导体的电阻是导体阻碍电流的性质,与导体两端的电压和通过的电流无关;故 AB错误; C、将这根导线拉长,长度变长、横截面积变小,电阻变大,可以使连入电路的导线电阻变大,故 C 正确; D、将导 线对折后接入电路,长度变小、横截面积变大,导体的电阻变小,故 D 错误。 3、某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,利用如图所示电路,在 a、 b 两点间分别接入定值电 阻 R1、R 2, R1 R2, 通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的 U-I 关系图象,图中能 正确反映两个电阻大
9、小关系的是( ) 答 案 : B ; 本 题 考 查 的 是 对 欧 姆 定 律 的 理 解 , 在 通 过 相 同 电 流 时 , 电 阻 大 的 加 在 它 两 端 的 电 压 也 要 大 , 因 此 , 图 像 B 正确。 三、经典呈现: 为了让广大考生对本次课程所涉及到的知识点进一步了解,我们收集了近两年中考出现的经典题目,主要是考卷中的 压轴题,展示给广大考生,开拓我们的视野,训练我们的发散思维能力,以便轻松应对考试喽。 6 1 、在如图所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片 P 向右端滑动时灯逐渐变亮,则下列接法正 确 的是( ) A M接 A, N 接 B; B M接
10、 C, N接 D; C M接 C, N 接 B; D M接 A,N 接 D。 答案: D; 解析:滑动变阻器的滑片右移,灯泡变亮,电路中电流变大。电源电压不变时,电流变大,电阻变 小,滑 片向右端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝变短。所以滑动变阻器的右端连入电路,下面的接线柱一定接 D, 上面的接 线柱接 A 或 B 均可。 2 、如图所示的各种电路,同种元件的参数均相等,能利用滑动变阻器调节电灯从亮到熄灭的电路是( ) 7 答案: D; 解析:图 A 中滑动变阻器与灯泡并联,当滑片 P 滑到左端时,会引起电源短路,所以该选项不符合 题意;图 B 中滑动变阻器与灯泡串联,当滑片 P 左右滑动
11、时,只能改变灯泡亮度,不能使灯泡熄灭,所以该选项不符合 题意;图 C 中滑动变阻器与灯泡串联,滑片 P 使灯泡处于短路状态,无论怎样滑动滑片灯泡都不亮,所以该选项不 符合题意;图 D 中滑动变阻器与灯泡并联,当滑片 P 滑到右端时,会引起灯泡短路,实现灯泡由亮到灭,所以该选项符合题 意。 3、在如图所示的电子压力计中,滑动变阻器滑片 P与弹簧上端固定在一起,弹簧的压缩长度与受到的压力 大 小 成正比,滑动变阻器 PB 段电阻为 R1 , 当闭合开关 S 后( ) A. 电路中电流表的读数随压力的增大而增大 B. 电 路中电压表的读数随压力的增大而增大 C. 滑动变阻器 PB段 R1 的阻值随压
12、力增大而增大 D. 把电压表改成压力计时表盘刻度均匀 答案 ;D; 解析:分析电路,滑动变阻器阻值、电流表组成串联电路,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器 R1 的电压,当压力增大时滑片向下移动,与电压表并联部分电阻阻值 R1 变小,电压表示数减小,电流表示数不变。 A、 B、 C 错;电压表示数 U=IR1 ,电路中电流不变,电阻 R1 随弹簧的长度有关,由于弹簧的压缩长度与受到的压力 8 大小成正比,因此 R1 的阻值与压力大小成反比。因此把电压表改成压力机时,表盘刻度应该是均匀的。 四、 思维拓展 上面我们点出了经典的题型,为了让广大考生检测自己对本次所讲的知识点理解情况,下面列出了几
13、题,让同学们自己 去做,拓展我们的思维,看看自己是否能够把握经典的题型,这对完成考卷中的压轴题大有好处呢。 1、小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系” 。在此实验过程中,当 A、B 两点间的电阻由 5 换 为 10 后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是 ( ) A 保持变阻器滑片不动 B 适当增加电池节数 C将滑动变阻器适当左移 D 将滑动变阻器适当右移 9 答案: D; 解析:要探究电路中的电流与电阻的关系,必须用到控制变量法,保持定值电阻两端的电压不变; 当把 5 的电阻换成 10 的电阻时, 按串联电路的分压原理, 换上的电阻分得的电压比没换时要高, 为了控制变量,
14、必须把变阻器的滑片向右移,增加变阻器连入电路中的阻值,增加分压,从而达到控制定值电阻两端电压恒定的目 的,故选 D. 2. 利用如图甲所示电路,在研究通过导体的电流跟电阻的关系时,要保持导体两端电压不变。实验中,不断改 变 Rx 的阻值,调节滑动变阻器使伏特表示数保持不变,得到了 I 与 R 的关系图象,如图乙所示。由图象可以得出 的 结 论是 ;此次实验中,电压表的示数始终保持 V 不变。 答案:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比; 2.5V. 解析:定值电阻由 25 12.5 5 ,电流由 0.1A 0.2A 0.5A ,电流与电阻的乘积等于 2.5V 是定值。电流 跟电阻成反比
15、, U=IR=2.5V,电压表测量定值电阻两端的电压,所以电压表的示数始终保持 2.5V 不变。 14 题 五、考点梳理 本次讲座的内容在中考试卷中出现的频率较高,但所占的分值在 5-8 分,如果把它作为基础性考查,也就在 5 分左右;如果把伏安法测电阻作为实验题来考查,本讲内容所占的分值就高了,应该在 8 分左右;那么,命题人 会出什么样的题目来考查我们呢?下面我们就来梳理一下涉及到本讲的考点吧。 考点一: 影响导体电阻大小的因素。考查我们对导体电阻的大小与什么因素有关是否理解,一般都是以填空或选择题 的形式考查。 例:把甲、乙两段电阻线接在相同的电压下,通过甲电阻线中的电流大于通过乙电阻线
16、中的电流,忽略温度 的影响, 下列判断中 错误 的是( ) A 甲 、 乙 两 电 阻 线 的 材 料 、 长 短 、 粗 细 不 可 能 完 全 相 同 B 当 它 们 材 料 、 粗 细 都 相 同 时 , 甲 线 长 , 乙 线 短 C 当 它 们 材 料 、 长 度 都 相 同 时 , 甲 线 粗 , 乙 线 细 D 当 它 们 长 度 、 粗 细 都 相 同 时 , 两 线 的 材 料 一 定 不 同 答案: B ; 解析:甲、乙两段电阻两端的电压相同,而且甲线中的电流大于乙线中的电流,所以导线乙对电流的阻碍 作用较大,即 R 甲 R 乙;因为忽略温度的影响,电阻的大小只与导体的长度
17、、材料、横截面积有关;因为 它 们的电阻不同,故甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同,故 A 正确;当它们材料、粗细都相同时, 长 度越长的电阻越大, 即甲线比乙线短, 故 B 错误; 当它们材料、 长度都相同时, 甲的横截面积大于乙的横截面积, 故 C 正确;当它们长度、粗细都相同时,材料一定不同,故 D 正确。 考点二: 考查我们对滑动变阻器正确使用的能力,可以以填 空选择的学生考查,也可以以实验题的学生考查。 10 例:在图中, a、 b、 c 是滑动变阻器的其中三个接线柱,请把滑动变阻器连入电路中的 A、 B 两点间,使开关 S 闭合后,当滑动 P 向左滑时,灯泡亮度增大。
18、答案: a 接 A; b 接 B; 此题考查我们连接滑动变阻器技能,题目要求 P向左移动时灯泡的亮度变大,所以, 必 须让变阻器的左端接入电路,只要我们平时能够理解,考试一般不会出现问题。 考点三: 考查我们利用伏安法测电阻的能力。伏安法测电阻的方法多样,但我们需要把握常见的方法,有时也会遇到 单伏特表或单安陪表测电阻,请看例题。 例:为了测量 的阻值,某同学设计了如图 (1) 所示的电路。已知 R0 为 10 ,当 S1 断开、 S2 闭合时,电压表的 11 示数为 3V; 当 S2 断开、 S1 闭合时, 电压表的示数如图 (2) 所示, 由此可知 R0 两端的电压为 V , Rx 的阻值
19、为 。 答案: 0.6 ; 40; 解析:从题中电路图可知,当 S1 断开、 S2 闭合时,电压表测电源电压,所以电源电压为 3 V; 当 S 断开、 S1 闭合时,电压表测串联电路中 Rx 两端的电压,此时电压为 2.4V ,根据串联电路的电压规律可知, R0 8 题 两端的电压为 3V 2.4V=0.6V ,利用串联电路中电流相等可知, ,即 ,解得 。 考点四: 电路计算题,考查我们对电路基本计算的能力,一般计算题的分值在 5 分左右,大家解题时还是需要 细 心的。 例 : 如图所示,电源两极间电压不变, R1 8, R2 12 当 S1 闭合 S2 断开,都是电流表时,两表示数 之比为
20、 当 S1、 S2 都闭合, 都是电夺表时,两表示数之比为 解析: 识别电路,利用电阻比求电流和电压比 S1 闭合, S2 断开,都是电流表时 R1、 R2 并联表 1 测的是 R2 电流 I 2, 表 2 测的是干路电流 I ,并联电路: I 2 R R R1 R2 8 12 4.8 I R2 R1 R2 20 I 2 4.8 I 12 0.4 2 5 当 S1、 S2 都闭合, R1、 R2 串联,表 1 测的是总电压,表 2 测的是 R2 的电压 U 1 R1 R2 8 12 U 2 R2 20 5 3 答案 2 , 5 12 5 3 六、真题检验 亲爱的同学们,上面我们对本讲的考点进行
21、了梳理,本讲的知识点在各类考卷中出现的几率还是非常大的,所 占的分值也较高;我们要想考到高分,就不能放过每一个可能出现的考点,下面来看看近两年中考卷中对本讲的知识点是 怎么考的吧,请你动笔做一下,对自己进行一次检验吧! 1、 ( 2017 中考题) 如图所示, 若开关 S、 S1 闭合, S2 断开, 能发光的灯是 , 电压表所测的是 ( ) 两端的电压;若开关 S、 S2 闭合, S1 断开,那么能发光的灯是 ,电压表所测的是 的两端电压; 13 答 案 : L1 L2 ; L1 ; L 1 L2; L 1 和 L2;本题考查我们的动态电路的理解,由于开关的开启变化,导致仪 表的 测量范围发
22、生变化。 2、 (北京市中考试题)如图所示,电源电压保持不变,当开关 S 闭合,滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时,电 压表的变化情况是: 14 答案: V2 的示数变大, V1 的示数变小。本题考查的是一个重要规律: 串联电路中电压的分配跟电阻成正比。 因此, 当 P 向右移动时,一个伏特表的示数变大,一个变小。 3、如图所示,已知电源电压为 U, 三个电阻的阻值分别为 R1、 R2 和 R3, 本题结果均用字母表示,求: 当 S1、 S2 均断开,电流表和电压表的示数; 当 S1、 S2 均闭合时,电压表和电流表的示数 【解析】 ( 1)当两个开关均断开时, R2 与 R3 串联在电路中,电
23、流表的示数为 I 1,则: I 1=U/( R2+R3) ,电压表的示 数 为 R2 两端的电压 U1,则: U1=I 1R2=UR2/ ( R2+R3) ; ( 2)当两个开关均闭合时, R3 短路, R2 与 R1 并联在电路中,电压表 的示数等于电源电压 U2=U;电流表的示数为 I 2, I 2=U/R1+U/R2=U( R1+R2) / ( R1R2) 。 4、 ( 2017 中考题)两定值电阻甲、乙的电流与电压关系图像如图所示,现在将甲和乙并联后接在电压为 3V 的 电源两端下列分析正确的是( C ) A甲的电阻是乙的电阻的两倍 B 甲的电压是乙的电压的两倍 C流过甲的电流是流过乙
24、的两倍 D 流过乙的电流是流过甲的两倍 15 解析:有图像可知,甲的阻值为 5 欧姆,乙的阻值为 10 欧姆,并联后接在 3V 的电源上,流过甲的电流一定为流 过 乙的电流的 2 倍,因此,答案选 C. 七、易错点拨: 同学们,本讲的知识点在中考时肯定会考到,答题时也很容易出错,因此要求我们对变阻器连接技巧要真正把握,对 欧姆定律的应用要理解透彻,还要把握伏安法测电阻的技能;只要我们答题时留神,避开易错的陷阱,是不 会丢分的。下面我们来对易错点进行点拨,助力你中考拿到高分哟! 误区一: 除了常见的滑动变阻器外,我们对电阻箱的使用也要把握,要记住关键的一点,就是哪个电阻丝头上的插 塞拔掉,那段电
25、阻丝才接入电路;没拔掉的反而不能计算在内,它可以准确的知道接入电路中的电阻值。 例: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 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 16 解析:全部拔出时: R = 1+2+2+5+5=15 ; 全部插入时: U=IR=0.6A 5 =3V, 当全部拔出是,电流表的示数为: I=U/R=3V/15 =0.2A; 要使电流表的示数为 0.5A ,总电阻因为 6 ,所以,只能拔掉 A, 其余都要插入;此时电 路中的电流为:
26、I=U/R=3V/6 =0.5A. 误区二: 对动态电路把握不准,导致解题失误,请看下面的例题。 例:如下图所示电路中,电源电压为 12V, R2=20 。当 S1, S2 合上时,电流表示数为 0.8A ,当 S1, S2 断开 时, 电流表示数为 0.2A 。求 R1 和 R3 的值。 解析:其实图中的电路并非复杂,但我们需要根据两个开关的开启状态,判断电路结构发生了怎样的变化。 在图中,两个开关都闭合时 R3 被短路,只有 R1 和 R2 并联接入电路;当两个开关都断开时, R1 断开,只有 R2 和 17 R3 串联接入电路,只要可以把握动态电路,弄清结构,问题就解决了,在答题时极易出
27、错,我们要当心哟。 误区三: 对图表信息的判断不准,导致答题困难,请看下面的例题。 例:如图电路,电源电压不变, R1 为定值电阻闭合开关 S, 雨林将滑动变阻器 R2 的滑片 P 从最右端移动到最左端 的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示,滑动变阻器 R2 的最大阻值是 ;滑动变阻器的 滑片 P 在中点时,电流表的示数为 A 解析:当 P 有 a 端移动到 b 端的过程中,电路中的量在发生变化,电路结构也在变化,图像中的 A 点是变阻 器和定值电阻串联,图像中的 E点是变阻器此时接入的电阻为 0, 伏特表被短路,示数也为 0; 根据 A 点的坐标, 可以求出 变阻器的最大阻值,即: R2 = 4V/0.2A =20 . 当 P 在中点时,接入的电阻应该是 10 ,从图像可以看出, 图像上的 B 点所对应的 电阻为 10 ( R2 一半 =3V/0.3A=10 ) , 因此,当变阻器一半接入电路时, 电流表的示数为 0.3A.说明:也可以列方程解出电 源电压进行计算。 特别提醒: 会有同学误认为变阻器一半接入电路时,电压表的示数为一半,即 2V, 这样就进入了误区。 同学们,本讲的易错点为你点拨了, 平时做题谨慎,考试零失误!