1、欧姆定律热点题型选例欧姆定律是电学中的基本定律。应用欧姆定律解题是历年中考题中重点考察的内容之一。应用欧姆定律来解题的题目题型多、方法活,考查的形式多种多样。下面将在中考题中经常出现的一些题型总结如下,以求对同学们的中考复习有所帮助。一、 对欧姆定律的理解欧姆定律实验中体现着控制变量思想,因此在总结规律时应注意叙述成电阻不变时,电流与电压成正比;电压不变时,电流与电阻成反比。定律中体现着电压与电流的因果关系,电阻与电流的制约关系。注意在叙述定律时顺序不能颠倒。 例:(2005 新疆) 研 究 电 流 、 电 压 和 电 阻 关 系 的 实 验 记 录 如 下 :表 一 : R 15表二: u=
2、2v电 阻 (R ) 5 10 20 40电 流 (I A) 0 40 20 1(1)分 析 表 一 数 据 , 可 以 得 出 结 论 :(2)分 析 表 二 数 据 , 可 以 得 出 结 论 :(3)根 据 得 出 的 结 论 , 把 表 中 空 格 处 要 填 的 数 据 写 在 答卷 相 应 的 横 线 上 答案:(1)电阻不变时,电流与电压成正比(2)电压不变时,电流与电阻成反比(3) 0.6,0.05二、判断电路故障题对电路故障题我们应掌握几个特殊规律,应用这几个特殊规律去分析此类题便可简单。规律一:电压表有明显偏转或电压表示数接近电源电压说明与电压表并联的电路出现断路,其他电路
3、是通路。电 压 (U V) 1 53 04 59 0电 流 (I A) 0 10 20 3规律二:电压表示数为 0 说明与电压表并联的电路出现短路,或其他的电路有断路。另外,解电路故障题也可以从选项出发逐一考虑选项的情况是否符合题目中出现的情况符合题意的为正确答案。例:(2006 湖南)在如图 1 所示的电路图中,a,b,c,d 为四个接线柱,闭合开关后 S 后,灯泡 L 不亮,若将电流表接在 b,c 间,无论 S 闭合还是断开电流表都有明显示数,且灯泡 L 发光,则故障一定是( )(A)灯泡断路 (B)灯泡短路(C)电阻 R 短路 (D)电阻 R 断路答案:D三、 电表示数的变化题电流表或电
4、压表示数变化题综合了欧姆定律及串、并联电路的特点。分析这类题时的思路一般是:部分电路电阻的变化全电路的电阻变化电源电压不变的情况下,总电流的变化局部电路上电压、电流的分配最后用欧姆定律求出相应量。在变化量中要把握“不变量”和“相等量” ;如电源电压不变;定值电阻阻值不变;串联电路电流处处相等;并联电路各支路两端电压相等。例 1:(2005 江西)如图 2 所示。电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片向左移动,则( )(A) A 示数增大,V 1,V 2示数都减小 (B) A 示数减小,V 1,V 2 示数都增大 (C) A 示数减小,V 1示数减小,V 2示数增大( D ) A 示数增
5、大,V 1示数增大,V 2示数减小解析:R 1与 R2串联,电压表 V1 测 R1两端的电压 u1, 电压表 V2测 R2两端的电压 u2. 电流表 A 测、R 2通过的电流。当滑片 p 向左移动时 R2的阻值变小,电路总阻值变小,电流表示数变大,通过 R1的电流变大,R 1两端的电压变大即电压表 V1示数变大。电源电压不变,R 两端的电压变小即电压表 V 示数变小。答案:D例 2:如图 3 所示的电路图中,当滑片 P 从 R 1的 b 端 滑到 a 端的过程中,电压表的读数将,电流表的读数将(填“变大” 、 “变小”或“不变” ) 。解析:由于电压表的内阻很大,可视为断路。当电压表接在滑片处
6、时,可认为滑片处断路,此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值,是一个定值电阻。因此电路的总阻值不变,电流表的示数不变。在滑片 P 从 R1的 b 端滑到 a 端的图 1图 2AVa bR1 R2图 3过程中,与电压表并联的电阻阻值变大,在电流不变的情况下,电阻两端的电压变大,即电压表的示数变大。答案:变大 不变四、 应用 R0 结合数学知识解题解物理题时常需借助数学工具。用 R0 的方法解题时一种比较巧妙的方法。此类题的特点是题型多为选择题,题目中有一个阻值未知的电阻且所求的电流值或电压值为某一范围的数值。我们可以先根据电源电压不变建立方程,求出阻值未知的电阻 R 的数学式,再根据 R 的限
7、制条件求解。例 1: 如图 4 所示,电源电压保持不变,电阻 R1 为 10 欧姆,R 2 为 20 欧姆,R 3的阻值不为 0;当断开开关 S 时,电压表的示数为 6v,当闭合开关后,电压表的示数可能是( )(A)8V (B)9V(C)10V (D)11V解析:当开关闭合后, R1被短路因此电路中总电阻变小,电流变大,R 2两的电压变大。此时电压表的示数 U2 6V断开开关 s 时 U U2 = 6= )(312UR321UR3201闭合开关 s 时 U= U 2= U 2= )(32R32 3由得 R3= 0 因为 U2故 U 2(1+ )0.27=0.345(A)3610又因 RE 灯丝
8、电阻,故 RE 0,若取 RE =0,则 Ib 最大故 Ib (1+ )0.27=0.42(A)180综合上述结果为:0.345AI b 0.42A答案:B五、 函数图象与欧姆定律相结合题通过函数图像所反映的各物理量间的关系在结合物理知识来分析一些问题是近年来中考题中经常出现的一类题目。这种题综合性强,对学生的要求较高,只有正确理解函数图像所表示的物理意义并合理运用物理规律才能把题目解答正确。由欧姆定律的形式 I=U/R 来看与欧姆定律有关的图象多为一次函数图象。例:(2006 北京)如图 6 中图甲所示的电路中,R 为滑动变阻器,R 0,R 2 均为定值电阻,电阻两端的电压保持不变,改变滑动
9、变阻器 R1 的滑片位置,两电压表的示数随电流表变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中,根据以上条件可知电阻 R0 的阻值为_欧姆。解析:解题之前首先应明确图乙中图线 AB 所表示的是随电流增大电阻两端的电压变大;而图线 BC 所表示的是随电流增大电阻两端的电压变小。再来分析甲图的电路图中,电压表 V1和 V 随电流变化的情况。电压表 V1测的是 R1 与 R2串联后的总电压 U 串 电压表 V 测的是 R2两端的电压 U。 电流表 A 测的是电路中的ABC图 6电流。当电流增大时,定值电阻 R2两端的电压 U2变大即电压表 V 的示数变大;定值电阻 R0两端的电压 U0变大;因为 U 串 =U
10、 总 -U0故 U 串 变小即电压表 V1的示数变小。综上可知图线 AB 表示的是电压表 V 的示数变化,图线 BC 表示的是电压表 V1的示数变化。从函数图象中读取两组数据 I1=2A 时,U 1=8V; I1=4A 时,U1=4V;列方程组 U 总 =U1 + I1R0 U 总 =8+2R0 U 总 =U1+ I1R0 U 总 =4+4R0 解之 R0=2此题可从函数图像中另外读取其他数据列方程组也可得出正确答案。六、 伏安法测电阻伏安法测电阻是用电流表、电压表测定电阻的方法。它的原理是根据欧姆定律 I= 导出 R= ,主要考查实验电路图、器材及其规格的选择,电流表UI和电压表的使用和读数
11、、记录数据和实验结果。例:(2006 甘肃)某课外小组的同学们要测定电阻 RX 的阻值,所用的器材有:电压为 3v 的电源、电压表(0-3v-15v)一只、电流表(0-0.6v-3A)一只、滑动变阻器(5 欧姆 1A)一只、开关和导线若干。(1) 请你画出实验电路图(2) 在实验过程中,闭合开关 S,第一次使滑动变阻器的电阻为最大时,测得电流为 0.20A;第二次将滑片移置中点附近某个位置时,电压表,电流表的示数分别如图 7(a) 、 (b)所示;第三次使滑动变阻器的电阻最小时,测得电流为 0.30A.请完成实验数据表格中的有关栏目实验次数 电流 I(A) 电压 U(V)1 0.2023 0.
12、30(3)根据该小组使用的实验器材及记录的有关数据,求出 Rx 的精确阻值为_欧姆(小数点后保留两位) 解析:(1)略(2)第一次 I=0.20A 时滑动变阻器阻值 RP =5 故UP =I0.20 5=1(V) UX =U- UP =3V-1V=2V图 7图 7第二次因为电源电压为 3V,故电压表选择 0-3V 量程电压表读数为 2.7V.通过滑动变阻器的最大电流为 1A,因此电流表选择量程为 0-0.6A 此时电流表的示数为 0.28A。第三次 当滑动变阻器的阻值最小时即 RP=0 时 RX两端的电压为电源电压(3)求出 RX的精确值需要将所求的三次阻值取平均值。这也是伏安法测电阻实验中要
13、求学生掌握的一种减少误差的重要方法。由第一次数据求得的 RX1=10 由第二次数据求得的 RX2=9.64 第三次数据求得的 RX3=10 因此 RX= =9.883X321答案:(1)(2)实验次数 电流 I(A) 电压 U(V)1 0.20 22 0.28 2.73 0.30 3(3)9.88七、 联系实际题此类题多数情况下会涉及滑动变阻器,解题时需要弄清电流变化与电阻变化的关系,再结合题意分情况考虑。例:(2006 湖北)为锻炼身体,小明利用所学的物理知识设计了一个电子拉力计,图 8 中的图甲是原理图,硬质弹簧右端和金属滑片 p 固定在一起(弹簧的电阻不计,p 与 R1 之间的摩擦不计)
14、 。定值电阻 R0=5 欧姆,ab 是一根长为5cm 的均匀电阻丝,阻值 R1=25 欧姆。电源电压 U=3V,电流的量程为 00.6A.(1) 小明在电路中连入 R0 的目的是:(2) 当拉环不受力时,滑片 p 处于 a 端,闭合开关后,电流表的读数为_A(3) 已知该弹簧伸长的长度 L 与所受力 F 之间的关系如图乙所示。通过计算说明,开关 S 闭合后,当电流表的指针指到 0.3A 处,作用在拉环上水平向右的拉力有多大?图 8 图甲 图 8 图乙答案:(1) 防止电流过大而烧坏电流表(或答保护电路)(2) 0.1(3) 当电流为 0.3A 时变阻器连入电路中的电阻为: R1=R 总 R0= R 0= 5=5IU.3AV连入电路中弹簧长度为 L= 5cm=1cm2则弹簧的伸长量为 L=5cm1cm=4cm 由图象可知拉力 F=400N