中考對歐姆定律在串聯電路中的考查例析

江蘇省泰州市胡莊初級中學 陸明進

中考對歐姆定律在串聯電路中的考查例析

江蘇省泰州市胡莊初級中學 陸明進

一、考點精析

歐姆定律是電學部分的基本規律，在中考中占有重要地位。本考點以掌握歐姆定律、電路的串聯的基本關系為重點。要理解電流、電壓、電阻等電學中最基本的物理量，正確使用電流表、電壓表和滑動變阻器等儀表。分析、判斷、計算變化電路的問題是歷年中考考查的重中之重，也是極易失分的考點。

二、中考例析

1.類型一：判斷電路故障。題型：通常出現在選擇題、電學實驗題中。解題方法指導：電流表有很小的內阻，電壓表有很大的內阻，電表沒有示數，根據歐姆定律可知，當I=0時，說明U=0，即電路中存在短路的情況。我們還知道形成電流的條件是有電壓且電路閉合，而還存在電壓，但電路不閉合的情況，即斷路。

例1，如圖1所示，當開關S閉合后，兩只燈泡均發光，兩表均有示數。過一段時間后，發現電壓表示數變為0，電流表示數增大。經檢查，除小燈泡外其余器材連接良好，造成這種情況的原因可能是：

A.燈L1斷路 B.燈L2短路

C.燈L1短路 D.燈L1、L2均斷路

圖1

分析：電壓表示數變為0，說明①電壓表的正負接線柱到電源正負極之間存在斷路；②電壓表被短路；③電壓表被損壞，到底是哪種故障還要根據題目提供的其他信息進行篩選。題目告訴我們“電流表示數增大”可排除情況①，“除小燈泡外其余器材連接良好”可排除情況③，只可能是情況②，即選（C）。

2.類型二：用單只電壓表和已知阻值的電阻測量未知阻值的電阻。題型：通常出現在實驗題中。解題方法指導：根據歐姆定律的變形式可知，測量一段導體的電阻需要測量其兩端的電壓和通過的電流，當只有電壓表時要設法測出導體中的電流，利用串聯電路中的電流處相等設計電路，因此設計成串聯電路。

例2，某同學想測定電阻Rx的阻值，供選擇的器材有：一個電源（電壓不變、電壓數值未知），一個已知電阻R0，電壓表（最大量程大于電源電壓），單刀雙擲開關。請你幫助該同學設計一個電路，要求：（1）畫出實驗電路圖。（2）完成該實驗，請寫出需要測量的物理量及操作步驟。（3）寫出用測量的物理量計算Rx的表達式。

分析：電壓表可以測出導體兩端的電壓，若知道電阻值，可以求出電流，若把兩個電阻串聯，也就知道了另一個導體中的電流。此時若用電壓表再測出待測電阻兩端的電壓，利用R=U/I求出電阻。

答案：（1）如圖2所示

圖2

（2）把S接在位置1處，讀出電壓表的示數為U0；把S接在位置2處，讀出電壓表的示數為U。

（3）Rx=（U0-U）R0/U。

3.類型三：串聯電路的計算。題型：通常出現在選擇、填空、計算。解題方法指導：解答這類問題可按下列步驟進行：①分析電路的連接方式，判斷電表的測量對象（對于復雜的電路常采用去電壓表的方法分析電路的連接方式）；②把已知量的符號和數值、未知量的符號均在電路圖上標出來；③運用歐姆定律、串聯電路特點等電路規律分析，分析的方法一般有兩種，一種是從已知量出發，交替運用歐姆定律、串聯電路特點，逐漸把未知量求出；另一種是從未知量出發，根據歐姆定律、串聯電路特點，逐漸建立和已知量的關系，根據已知量求出未知量。

例3，圖甲和圖乙是利用熱敏電阻測量溫度的原理圖。電源電壓均為20V且保持不變，定值電阻R0的阻值為30Ω，則：

（1）圖甲中電流表的示數為0.3A時，熱敏電阻兩端的電壓是多少？

（2）圖乙中電壓表的量程為0-15V，熱敏電阻R的阻值隨溫度的變化關系如圖丙所示，試求此電路能測量的最高溫度。

分析：本題結合電路圖和圖像考查考生收集信息及應用歐姆定律解決實際問題的能力，是中考查串聯電路中歐姆定律計算的典型題型。

（1）R0與RT串聯，電流表測量電路中的電流，計算熱敏電阻兩端的電壓UT利用串聯電路的電壓特點UT=U總-U0分析，由于U總=20V，U0=IR0=0.3A×30Ω=9V，所以UT=U總-U0=20V-9V=11V。

（2）R0與RT串聯，電壓表測量R0兩端的電壓，由圖像可知熱敏電阻RT隨溫度T的上升而下降，當此電路測量最高溫度時，熱敏電阻RT的電阻最小，電路中的電流最大，導致R0兩端的電壓最大，即U0=15V，則UT=U總-U0=20V-15V=5V，利用串聯電路的分壓特點計算出 RT=UT·R0/U0=5V×30Ω/15V=10Ω，根據圖像可知當RT=10Ω時，T=92℃。

三、總結與擴展

根據以上分析，解決串聯電路中有關歐姆定律的問題，關鍵在于掌握基本知識、基本規律（包括電流及測量、電壓及測量、電阻和滑動變阻器、串聯電路的特點和歐姆定律等）和基本方法（分析電路連接方式、電表測量對象、畫電路圖、在電路圖上標出已知量的符號和數值、未知量的符號、利用規律解決問題），這些能力不是一兩天養成的，要求考生在平時要扎扎實實學習，及時思考和總結，只有這樣才能培養能力。同學們可以仿照以上分析進行有關并聯電路問題的總結和歸納，以培養歸納總結能力和研究問題的能力，這是大家培養能力的好時機。

ISSN2095-6711/Z01-2015-12-0064