17.2 欧姆定律（考点解读）（原卷版）

172 欧姆定律（考点解读）（原卷版） 1、欧姆定律 （1）内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比； （2）公式： ； （3）单位：电流的单位是安培；电压U 的单位是伏特 V ；电阻R 的单位是欧姆 Ω ； （4）理解：①当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；当导体两 端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；②在使用公式及其导出式时，要注 意同一段导体、同一时刻；③初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中，即电能 完全转化成内能或光能。 2、欧姆定律变形公式 （1） ：电阻等于电压与电流的比值；电阻是导体本身的性质，与电压、电流无关； （2）U=R：电压等于电流与电阻的乘积；电压与电流、电阻无关。 （3）解决实际问题时：①一定不能忘记电阻是导体本身的一种性质与、U 无关；②一定 不能忽视电压、电流、电阻三者的同一性；③一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同时 性。 （4）利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论：①串联电路中电压与电阻成正比； ②并联电路中电流与电阻成反比。 （5）在不同时段时，电源电压和同一段导体的电阻一般不变因为物理公式中各物理量有 其实际意义，不能只按数学形式去判断，根据公式凡是说电阻与谁成比例的，都是错误的！ 3、电路的动态分析 （1）此类问题解题之前要弄清的问题是： ①看懂电路图，弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量； ②弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻； （2）解题方法有两种： 方法①：按这样的顺序分析：局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变， 导致电路中电流如何变化→依据U=R 分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U 变化的电 阻=U 总-U 不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。 方法②：串联电路中 ，即电压与电阻成正比，由此可知串联电路中按电阻的比例 分配电压，电阻所占比例分数越大，分得的电压比例就越大。 4、欧姆定律的应用 （1）电流规律： 串联：=1=2串联电路电流处处相等。 并联：=1+2并联电路干路电流等于各支路电流之和。 （2）电压规律： 串联：U=U1+U2串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。 并联：U=U1=U2并联电路各支路两端电压相等，等于总电压。 （3）电阻规律： 串联：R=R1+R2串联电路总电阻等于分电阻之和。 并联： 并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。 （4）比例规律： 串联： 串联电路中电压与电阻成正比。 并联：1R1=2R2并联电路中电流与电阻成反比。 （5）欧姆定律： 导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比； 【考点1 欧姆定律及其变形公式】 【典例1-1】（2022 秋•北海期末）有关欧姆定律的公式 和变形公式 ，下列说法 正确的是（ ） ．导体的电阻，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电流成反比 B．导体两端的电压跟导体中的电流成正比 ．导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 D．导体两端的电压为零，其电阻也为零 【典例1-2】（2023•偃师市一模）如图所示的漫画描述的是电学中的 定律，该定律 用公式表达式是 。 【变式1-1】（2022 秋•青县期末）从欧姆定律可导出R＝ ，下列说法正确的是（ ） ．由式子可知：当导体两端电压为0 时，其电阻也为0 B．当电流增大为原来的2 倍时，电阻减小为原来的 ．当电压增大为原来的2 倍时，电阻增大为原来的2 倍 D．无论电路中的电压或电流如何变化，电阻都不改变 【变式1-2】（2023•灵宝市校级三模）德国物理学家 经过长期大量的实验研究，归 纳出了导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比的规律，为了纪念 他的贡献，人们用他的名字命名了 的单位。 【考点2 电路的动态分析】 【典例2-1】（2023•龙港区一模）如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，滑片P 从如图位置向左移动的过程中，下列说法正确的是（ ） ．电流表示数变大，电压表V1示数不变 B．电压表V1示数与电压表V2的示数之和变大 ．电压表V1示数与电流表示数的乘积变小 D．电压表V2示数与电流表示数的比值变小 【典例2-2】（2023•前郭县三模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S 后，当滑片P 向 （选填“左”或“右”）移动时，电流表示数将变小。当滑片P 分别在滑动变阻器的两个端点和d、中点和图示b 位置时，电压表示数按从小到大的顺 序排列分别为0V、2V、3V 和4V，则滑片P 在图示b 位置时，电压表示数应为 V。 【典例2-3】（2023•天津二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝5Ω，闭合开 关S。当滑动变阻器滑片P 从b 端移到端，电压表示数U 与电流表示数的关系图像如图 所示。求： （1）电源电压的大小； （2）滑动变阻器的最大阻值。 【变式2-1】（2022 秋•宿迁期末）如图所示是某种压力传感器的原理图，其中弹簧上端和 滑动变阻器R2 的滑片P 固定在一起，B 间有可收缩的导线，R1 为定值电阻，电源电压 保持不变。闭合开关S（ ） ．压力F 增大时，电流表示数变大、电压表示数变大 B．压力F 减小时，电流表示数变小、电压表示数变小 ．压力F 增大时，电压表示数跟电流表示数乘积不变 D．压力F 减小时，电压表示数跟电流表示数之比不变 【变式2-2】（2022 秋•青山区期末）如图为某实验小组设计的电路，电源电压和灯丝电阻 始终保持不变。闭合开关S，在确保电路安全的情况下，向右移动滑动变阻器滑片P 的 过程中，下列说法正确的是（ ） ．电压表V1的示数变小 B．电流表的示数变小 ．电压表V1与V2的示数之和不变 D．若电压表V1突然短路，则小灯泡变亮 【变式2-3】（2023•龙岩模拟）天然气泄漏检测电路工作原理如图甲所示，R 为气敏电阻， 其电阻值与天然气浓度的关系如图乙所示，电源电压恒为12V，R0为定值电阻，阻值为 60Ω。当天然气的浓度升高时，电压表的示数变 ；当天然气的浓度为02mg•m 3 ﹣时， 电压表的示数为 V。 【变式2-4】（2023•石城县一模）如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑 动变阻器。闭合开关，将滑片P 移到最右端时，R2两端的电压为5V，电流为01；将滑 片P 移到另一位置时，R2两端的电压为2V，电流为02。求： （1）滑动变阻器R2的最大阻值。 （2）电源电压。 【考点3 欧姆定律的应用】 【典例3-1】（2022 秋•孝感期末）如图所示是某水果店使用的电子秤工作原理简化图，滑 片P 可在竖直放置的电阻R 上滑动，不放水果时，P 处于R 的最上端。当所称水果的质 量增大时，由电表改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是（ ） ．显示器是由电压表改装而成 B．接线柱“1”应与“3”连接 ．水果质量越大，接入电路的总电阻将越大 D．为了节约电能，电阻R0可以去掉 【典例3-2】（2023•重庆二模）如图所示为电子身高测量仪原理图，定值电阻R1为10Ω， R2的规格为“50Ω 05”，闭合开关S，滑片P 在端时电压表示数为25V，则电源电压为 V；被测者身高越高，电压表示数越 。 【典例3-3】（2023•河北区三模）如图所示的电路，电源电压保持不变。电阻R1、R2分别 为20Ω 和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为06。求： （1）电源电压； （2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。 【变式3-1】（2022 秋•楚雄州期末）创新实验小组设计的电子秤的电路原理图如图甲所示， 电源电压保持不变，定值电阻R0＝40Ω。电压表量程为0～3V，R1为压敏电阻，其阻值 与所受压力大小的变化关系如图乙所示。闭合开关S，当压敏电阻所受压力为零时，电 压表示数为1V。下列说法正确的是（ ） ．所受的压力越大，压敏电阻R1的阻值越大 B．电源电压为6V ．所测物体的质量越大，电压表的示数越小 D．在保证电路安全情况下，该电子秤能测量的物体的最大质量为500kg 【变式3-2】（2023•新安县一模）（多选）图甲是一种测温电路，温度表由量程为0～3V 的电压表改装而成，电源电压U 恒为6V，R 的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值Rt随温度t 变化的关系如图乙所示。则（ ） ．电路可测量的最高温度为30℃ B．温度表的10℃应标在电压表1V 刻度处 ．若仅减小R 的阻值，可以提高测量的最高温度 D．若仅将U 减小，电路可测量的最高温度将提高 【变式3-3】（2023•碑林区校级模拟）老师给小苏一个暗箱，其表面有两个接线柱M、， 它们之间电阻值RM恒定不变。小苏利用如图甲所示电路（电源电压不变）进行实验： 在开关S、S1都闭合和开关S 闭合、S1断开两种情况下，改变电阻箱R1的阻值，读取电 流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数随R1 变化的曲线。由上述信息可知：电源 电压U 为 V，RM为 Ω；老师告诉小苏，暗箱的M、之间只接有两个定值电 阻：一个阻值为R0（R0值已知），另一个阻值未知，假设为Rx。若R0＜RM，则Rx＝ 。（用R0、RM表示） 【变式3-4】（2023•金平区一模）如图是某物理兴趣小组设计的简易坐位体前屈测试仪的 测试示意图、简化原理图。在测试过程中，向前推动测试仪的滑块，相当于移动滑动变 阻器的滑片，通过电压表的示数用来反映被测试者的成绩。设电源电压恒为6V，滑动 变阻器R1标有“15Ω 1”，滑片P 每移动1m，R1的电阻变化05Ω，定值电阻R2＝20Ω。 求： （1）当滑片P 位于最左端时，电流表的示数； （2）某同学测试时，从最左端推动滑片P 向右移动20m，此时电压表的示数； 一、选择题。 1．（2022 秋•海林市校级期末）如图所示，三只电阻串联在某电路中，R＝4Ω，Rs＝8Ω， 电压表V1的示数为28V，V2的示数为4V，则R2的电阻值为（ ） ．4Ω B．2Ω ．6Ω D．8Ω 2．（2022 秋•乐亭县期末）关于电流、电压和电阻，下列说法中正确的是（ ） ．当导体两端的电压为零时，其电阻也为零 B．导体的电阻越大，表明其导电能力越强 ．通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小 D．通过导体的电流，与其两端的电压成正比，与其电阻成反比 3．（2022 秋•天府新区期末）如图所示图像中，能反映电压一定时，电流与电阻R 之间关 系的是（ ） ． B． ． D． 4．（2022 秋•细河区期末）当一导体两端的电压是6V，通过的电流是04，当他两端电压 减小2V 后该导体的电阻是（ ） ．15Ω B．10Ω ．5Ω D．24Ω 5．（2023•茶陵县模拟）如图是恒流电路，R2为定值电阻，电阻R1为变阻器，阻值可调可 读，且保持通过干路的电流不变，当R1增大时，R2两端的电压将（ ） ．不变 B．变小 ．变大 D．无法确定 6．（2022 秋•沙坪坝区校级期末）如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动 变阻器R2 的最大阻值为50Ω。开关S 闭合，滑片从右端滑动到左端的过程中，电压表 的示数U 和电流表的示数的关系图象如图乙所示。下列说法不正确的是（ ） ．电源电压为6V B．定值电阻R1的阻值为10Ω ．图乙中电流0的值为01 D．当滑动变阻器R2为20Ω 时，电流表的示数为03 7．（2022 秋•雄县期末）如图所示，电源电压保持不变，R1＝10Ω，当闭合开关S，滑动 变阻器滑片P 从端移到b 端，两电表示数变化关系如图乙所示，则电源电压和滑动变阻 器的最大值分别为（ ） ．6V 20Ω B．4V 20Ω ．6V 10Ω D．4V10Ω 8．（2023•北京二模）（多选）图甲是热敏电阻温度计电路图，其中R1是热敏电阻，R1阻 值随温度t 变化的规律如图乙所示。R2 为定值电阻，阻值为100Ω，电源电压可调节变 化。测量温度时，通过改变电源电压使通过R1的电流始终保持为2m。将其中一个电压 表表盘改成温度表盘即可测量温度。（ ） ．应将电压表V1的表盘刻度改成相应的温度刻度 B．在标准大气压下，将R1放入冰水混合物中时，R1的阻值是520Ω ．在测温过程中R1两端的电压随温度升高而增大 D．某次测温时，温度表盘上显示的温度是30℃，此时电源电压为056V 二、填空题。 9．（2023•无为市四模）如图，R1＝10Ω，R2＝20Ω。闭合开关S，电压表的示数为6V， 则电流表1与2的示数之差为 。 10．（2022 秋•南昌县期末）一段导体的电阻跟通过它的电流 （选填：“成正比”、 “成反比”或“无关”）；将这段导体均匀拉长，其电阻 （选填：“变大”、 “变小”或“不变”）。 11．（2023•宜兴市二模）利用如图甲所示的“坐位体前屈测试仪”可以对学生进行身体柔 韧性测试。某同学设计了如图乙的电路图进行模拟测试，测试者向前推动滑块相当于向 左移动滑动变阻器的滑片P。电源两端电压保持不变，闭合开关S，测试者向前推动滑 块时，电流表的示数 （变大/变小/不变，下同），电压表的示数 。 12．（2023•嘉祥县二模）如图所示的电路，只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片从最右端向 左移动至中点，灯泡L 的亮度将 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。保持 滑片位置不动，再闭合开关S2，电压表示数 。（选填“变大”、“变小”或“不 变”） 13．（2023•麒麟区校级二模）如图甲是某电子秤的原理图，已知定值电阻R0＝15Ω，电源 电压为9V 恒定不变，压力传感器R 的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，托盘的 质量忽略不计。 （1）当托盘内物体的质量是15kg 时，通过电路的电流是多 ； （2）若R0两端的电压最大只能为3V，则该电子秤的最大称量为 千克。 四、计算题。 14．（2023•南平二模）如图是小萍学习了并联电路知识后设计的电路图，定值电阻R1＝ 10Ω 与R2并联在电路中，闭合开关S，通过R1、R2的电流分别为1＝03 、2＝02。求： （1）干路电流。 （2）电源电压U。 （3）R2阻值。 15．（2023•阜宁县二模）图甲是某品牌身高、体重测量仪，学校物理兴趣小组的同学根据 该测量仪的工作情况，设计了其电路原理图，如图乙所示。电源U 的电压大小未知，电 压表量程为0～15V，电流表1量程为0～06，滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒， 其滑片P 可以随身高的变化竖直上下移动；电源UB的电压为3V，脚踏板下方有一压敏 电阻R3，其阻值随压力F 大小变化规律如图丙所示，同时闭合开关S1、S2，身高1＝ 175m 的小明站在踏板上时，电流表2的示数为025，此时滑片恰好在R2中点，电压表示 数为144V，电流表1的示数为030；身高2＝140m 的小红站在踏板上时，电压表示数为 12V，电流表1的示数为06，求： （1）小明的重力G； （2）滑动变阻器R2的最大阻值； （3）定值电阻R1的阻值及电源U 的电压。 16．（2023•南安市模拟）2022 年入夏以来，我国部分地区发生洪涝灾害，实践小组为了减 轻巡堤人员的工作量，设计了水位自动监测装置。其原理如图所示，电源电压恒定，R0 是压敏电阻，所受压力每增加10，电阻减小5Ω。R 是长1m、电阻100Ω 的电阻丝，其 连入电路的电阻与长度成正比。电流表量程为0～06，其示数反映水位变化。R0下方固 定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆。轻质金属滑杆PQ 可以在金属棒EF 上自由滑动，PQ 下 方通过轻质绝缘杆与重100、高4m 的圆柱体M 固定在一起。当水位上升时，PQ 随圆柱 体M 向上移动且保持水平。（整个装置接触良好且无摩擦，PQ 和EF 的电阻不计）其 中，重力加速度g 取10m/s2，ρ 河水＝10×103kg/m3。 （1）闭合开关，当PQ 恰好位于R 最下端时，为警戒水位。电流表示数为006。此时M 漂浮，有 体积浸在水中，求M 所受的浮力为？ （2）当水位继续上升。PQ 开始通过“⊥”杆对R0 产生压力；当达到二级预警时，电 流表示数为015；水位再上升04m，达到一级预警时，电流表示数为020，求电源电压 为？ （3）在保证电路安全的情况下，此装置能测量的最高水位高于警戒水位多远？ （4）若将水位对警戒线上升的高度标记在电流表对应的刻度线上，即把电流表改装成 水位计，水位计的刻度是否均匀？通过计算说明。