用真題解析提升歐姆定律單元復習效率

田士德

歐姆定律單元內容是電學重點，也是中考必考點。要對本單元知識達到理解應用程度，就要學習往年中考真題的解答思路，有目的地進行訓練。本單元必考點有：（1）電流與電壓、電阻的關系實驗探究;（2）理解歐姆定律;（3）歐姆定律的應用;（4）會用伏安法測量電阻。歐姆定律試題題型全面，以填空題、選擇題、實驗探究題和計算題為主，所占分值一般在6～10分。解答歐姆定律的題，首先需要正確分析電路的連接形式，也就是說要知道電路是串聯的還是并聯的，然后利用串聯和并聯電路特點，結合歐姆定律等規律對問題進行規范解答。下面通過對近年來歐姆定律單元中考真題的解析深化同學們對必考點的理解，達到快速提升歐姆定律單元復習效率的目的。

一、電流與電壓、電阻的關系實驗探究

例1：（2014年 四川省雅安市）在探究電流與電壓、電阻的關系中：

【提出問題】通過導體的電流與導體兩端電壓及導體電阻的大小有什么關系？

【猜想】導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。

【實驗器材】電源（電壓恒為4.5 V），電流表、電壓表各一只，開關一個，三個定值電阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω），三只滑動變阻器（10 Ω 1.5 A、20 Ω 1.5 A、50 Ω 1 A），導線若干。

【實驗過程】（1）在圖2虛線框內畫出圖1所示實物圖的電路圖。

圖1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖2

（2）小明按圖1正確連接電路后，閉合開關前，應把滑動變阻器的滑片滑到最 ? ? ?端（選填“左”或“右”），閉合開關后，發現電流表示數為0，電壓表指針超過量程。你認為造成這一現象的原因是 ? ? ? ? ? 。

（3）小紅在探究時，先將5 Ω的電阻連入電路中，閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數為1.5 V，并記下電流值。接著斷開開關，取下5 Ω電阻，改接10 Ω的電阻（滑動變阻器滑片位置未動），當他接入10 Ω電阻后，閉合開關，應將滑動變阻器滑片向 ? ? ?端移動（選填“左”或“右”），直至 ? ? ? ? ?，再次記下電流值。

（4）接著小紅換用15 Ω的電阻重復上述實驗，得到了下表中的實驗數據，分析數據得出：導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。

（5）小紅實驗時所選擇的滑動變阻器規格是

。

解析：（1）從電源正極開始，依次連接開關、電流表、定值電阻、滑動變阻器，然后回到電源負極，電壓表并聯在定值電阻兩端;畫出的電路圖符合這個連接思路即可。

（2）連接電路時，為防止電流過大燒壞電路元件、保護電路，開關處于斷開狀態，滑動變阻器處于最大阻值處，即最右端;閉合開關后，電流表無示數，說明電路中出現了斷路;又因為電壓表指針超過量程，說明電壓表所并聯部分即定值電阻處斷路。

（3）將5 Ω電阻換成10 Ω電阻，阻值變大分得電壓變大，為控制定值電阻兩端電壓為1.5 V，應向右滑動變阻器的滑片，增大滑動變阻器分得電壓。

（5）由I=并根據表中數據可知，定值電阻兩端電壓：UR=IR=0.1 A×15 Ω=1.5 V;因為串聯電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動變阻器兩端電壓：

U滑=4.5 V-1.5 V=3 V，則滑動變阻器接入電路的最大阻值：R滑= =30 Ω。故選50 Ω ?1 A的滑動變阻器。

答案：（1）電路圖如圖3所示;（2）右，定值電阻處斷路;（3）右，電壓表示數為1.5 V;（5）50 Ω ?1 A。

圖3

點撥：研究導體中的電流與電阻的關系時，怎樣調節才能保證導體兩端的電壓不變，是解此題的關鍵點。抓住這個點結合串聯電路電壓特點、電流特點深入分析就可以得出正確的探究結果。

二、理解歐姆定律規律

例2：（2014年 黑龍江省綏化市）由歐姆定律I=，變形可得R=。下列說法正確的是（ ?）。

A. 導體電阻跟它兩端的電壓成正比

B. 導體電阻跟通過它的電流成反比

C. 導體電壓跟通過它的電流成正比

D. 導體電阻跟通過的電流和它兩端電壓無關

解析：（1）電阻是導體本身的一種性質，與兩端的電壓和通過的電流無關，R=是計算導體電阻大小的一種方法，故A、B不正確;（2）電壓是產生電流的原因，不能說導體電壓跟通過它的電流成正比，故C不正確。

答案：D。

點撥：本題考查了同學們對電阻計算式R=的理解，根據比值定義法定義了電阻，但是電阻是由導體本身的性質決定的，與通過它的電流及兩端的電壓是無關的，在學習中要注意體會和理解。

三、歐姆定律的應用

例3：（2014年 貴州省遵義市）如圖4所示的電路中，電源電壓保持不變，R1=2R2，閉合S、S1，斷開S2時，電壓表示數為5 V，閉合S、S2，斷開S1時，電壓表示數為7 V，則R∶R2為（ ? ? ）。

圖4

A. 3∶2 ? ? B. 3∶3 ? ? C. 7∶5 ? ? D. 5∶7

解析：當閉合S、S1，斷開S2時，R1與R串聯，電壓表測R兩端的電壓;由串聯電路電壓特點，結合歐姆定律有：

=................（1）

當閉合S、S2，斷開S1時，R2與R串聯，電壓表測R兩端的電壓;由串聯電路電壓特點，結合歐姆定律有：

=................（2）

題中已知條件：

R1=2R2.............................（3）

由（1）（2）（3）三個式子可得：R∶R2=3∶2。

答案：A。

點撥：（1）串聯電路電壓特點：串聯電路總電壓等于各導體兩端電壓之和，U=U1+U2。（2）串聯電路電流特點：串聯電路總電流等于流經各導體電流，I=I1=I2。（3）歐姆定律：I=。

例4：（2013年 黑龍江省哈爾濱市）如圖5所示電路，電源電壓保持不變，其中R0、R1為定值電阻，閉合開關，當把滑動變阻器的滑片從右端調到左端過程中，下列說法中正確的是（ ? ?）。

圖5

A. 電流表A示數變小 ? B. 電壓表V1示數變小

C. 電壓表V2示數變小 ? ?D. R0兩端的電壓變小

解析：閉合開關S后，三電阻串聯，電壓表V1測R1兩端的電壓，電壓表V2測R1和R2串聯后兩端的電壓之和，電流表測電路中的電流;當把滑動變阻器的滑片從右端調到左端，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，根據歐姆定律數學表達式I=可知：電路中的電流變大，即電流表A的示數變大，故A不正確;定值電阻R0和R1兩端的電壓變大，即電壓表Vl的示數變大，故B、D不正確;因為串聯電路中的總電壓等于各分電壓之和，所以，R1和R2兩端的電壓之和變小，即電壓表V2的示數變小，故C正確。

答案：C。

點撥：本題考查了串聯電路電壓、電流的特點和歐姆定律的應用，解題關鍵是電路串并聯的辨別和電路的動態分析，電壓表V2的示數變化是用電源的電壓減去R0兩端的電壓進行判斷的。

例5：（2014年 黑龍江省龍東地區）有兩個電路元件A和B，流經各元件的電流I與其兩端電壓U的關系如圖7所示。把A、B元件并聯后接在1 V電源兩端，并聯電路的總電流為 ? ?A，此時元件B的電阻是 ? ?Ω。

圖7

解析：當將A和B并聯后接在電壓為1 V的電源上時，由圖可知：A的電流是0.2 A，B的電流是0.1 A，A和B并聯在電路中，干路電流等于各支路的電流之和，干路電流是0.3 A。

由歐姆定律得：RB===10 Ω。

答案：0.3;10。

點撥：本題考查并聯電路電壓、電流的特點和歐姆定律的應用，關鍵是會從A、B電阻的U-I圖像上找出電壓為1 V時，支路電流的對應值。

四、伏安法測量電阻

例6：（2014年 湖北省宜昌市）小明同學要測量某未知電阻的阻值（整個實驗過程中電源電壓保持不變）。

圖8

圖9

圖10

（1）按照圖8電路圖正確連接電路后，閉合開關，小明發現電流表無示數，但電壓表示數很大。電路中出現的故障原因是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（2）排除故障后，電流表和電壓表的示數如圖9所示，則R0= ? ? ? ? ? ? ? Ω。接下來小明調整變阻器的滑片繼續測量，這樣做的目的是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（3）小明想利用這些器材測量另一個未知電阻Rx的阻值，但發現電流表已經損壞。小華幫他設計另一個實驗方案：利用圖10所示的電路，先閉合開關S、S1，記下電壓表的示數U1，再 ? ? ? ? ，記下電壓表示數U2。則Rx= ? ? ? ? ? ? ? ?（表達式用測得的量與已知量表示）。

解析：（1）電流表無示數，說明電路存在斷路，電壓表示數很大，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯的電阻R0斷路。（2）由圖9所示可知，電流表量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，示數為0.4 A，電壓表量程為0～3 V，分度值為0.1 V，示數為2.4 V，電阻阻值R0===6 Ω;小明調整變阻器的滑片繼續測量的目的是：多次測量求平均值，減小實驗誤差。（3）如圖10所示電路，先閉合開關S、S1，記下電壓表的示數U1，再斷開S1，記下電壓表示數U2，開關S閉合、S1斷開時，電路電流I=，電阻RX===。

答案：（1）電阻R0斷路。（2）6;多次測量求平均值，減小實驗誤差。（3）斷開S1;。

點撥：先了解考查的知識點，再結合解決該知識點的辦法解答問題。本題考查電路故障分析、電流表電壓表讀數、求電阻阻值、完善實驗步驟等，對電流表電壓表讀數時，要先確定其量程與分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電流表電壓表刻度線垂直。用伏安法解決實驗題主要抓住的知識點是電壓表使用、讀數，電流表使用、讀數。基本原理就是R=。