第十二章 探究歐姆定律知識(shí)點(diǎn)要求半導(dǎo)體和超導(dǎo)體電阻及其單位滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造、原理、銘牌、作用和電學(xué)符號(hào)電阻的串聯(lián)和并聯(lián)串聯(lián)電路的分壓作用和并聯(lián)電路的分流作用認(rèn)識(shí)電阻大小跟哪些因素有關(guān)歐姆定律，會(huì)利用歐姆定律公式及其變形公式進(jìn)行計(jì)算理解使用滑動(dòng)變阻器改變電路中的電流大小用伏安法測(cè)量電阻的大小操作電流跟電壓、電阻之間的關(guān)系探究阻礙103106材料長(zhǎng)度溫度橫截面積長(zhǎng)度一上一下電流電流電壓正比反比IR電壓電流電壓表電流表滑動(dòng)變阻器II1I2UU1U2R總R1R2II1I2 UU1 U2一、電阻1概念：表示導(dǎo)體對(duì)電流的_作用的大小2符號(hào)：_.3基本單位：_，簡(jiǎn)稱_，符號(hào)為_(kāi).常用單位：千歐(k)、兆歐(M)換算：1 k1 000 ，1 M103 k106 .4決定因素：導(dǎo)體的_、_、_和_阻礙R歐姆歐材料長(zhǎng)度橫截面積溫度5半導(dǎo)體：(1)概念：導(dǎo)電性能介于_與_之間的材料(2)常見(jiàn)半導(dǎo)體：如硅、鍺等 (3)應(yīng)用：_(LED)、三極管、熱敏電阻、光敏電阻等6超導(dǎo)體： (1)概念：有些導(dǎo)體在_時(shí)，電阻變?yōu)開(kāi)，處于這種狀態(tài)的物體稱為超導(dǎo)體(2)應(yīng)用：_、電子元件導(dǎo)體絕緣體二極管溫度降到足夠低零輸電線導(dǎo)體的電阻大小是由導(dǎo)體自身的因素決定的，與其兩端的電壓和通過(guò)的電流的大小無(wú)關(guān)超導(dǎo)體的電阻為_(kāi)，電流通過(guò)時(shí)不產(chǎn)生_不能利用超導(dǎo)體制作發(fā)熱體和保險(xiǎn)絲二、變阻器1構(gòu)造：電阻絲、金屬桿、滑片、接線柱和瓷筒2原理：通過(guò)改變接入電路中的電阻絲的_來(lái)改變接入電路的電阻大小，從而改變電路中的_和導(dǎo)體兩端的_零熱量長(zhǎng)度電流電壓3符號(hào)和結(jié)構(gòu)示意圖：圖 1214銘牌：(1)“20 ”：表示該滑動(dòng)變阻器接到電路中的最大阻值為20 .允許通過(guò)的最大電流為 1 A(2)“1 A”：表示該滑動(dòng)變阻器_.5正確使用：必須遵循“一上一下”的原則閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，以保護(hù)電路三、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系1電路圖和實(shí)物圖：實(shí)物圖電路圖圖 1222探究“電流跟電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)： (1)控制_不變，改變電阻兩端的_(2)電阻一定時(shí)，I 與 U 的圖象如圖 123 所示(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的_跟導(dǎo)體兩端的_成_ (4)滑動(dòng)變阻器的主要作用是_電阻電壓電流電壓正比改變電阻兩端的電壓圖 123圖 1243探究“電流跟電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)： (1)應(yīng)控制導(dǎo)體兩端的_不變，改變_(2)電壓一定時(shí)，I 與 R 的圖象如圖 124 所示(3)結(jié)論：電壓一定時(shí)，_跟導(dǎo)體的_成_ (4)滑動(dòng)變阻器的主要作用是控制電阻兩端的_不變電阻的阻值電壓電流電阻反比電壓四、歐姆定律1內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成_，跟導(dǎo)體的電阻成_ 阻的大小跟電壓成正比，跟電流成反比”正比反比五、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)1電阻的串聯(lián)：(1)規(guī)律：串聯(lián)電路中的_等于各部分電路的電阻_表達(dá)式：R 總R1R2Rn.(2)理解：串聯(lián)后的總電阻比任何一個(gè)分電阻都_，因?yàn)殡娮璐?lián)后相當(dāng)于增加了電阻的_(3)應(yīng)用：n 個(gè)相同的電阻 R 串聯(lián)，R 總nR.總電阻之和大長(zhǎng)度聯(lián)，則 R 并2電阻的并聯(lián)： (1) 規(guī) 律 ： 并 聯(lián) 電 路 中 的 _ 等 于_表達(dá)式：(2)理解： 并聯(lián)的總電阻比任何一個(gè)支路電阻都_，因?yàn)殡娮璧牟⒙?lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積R1R2R1R2.總電阻的倒數(shù)各電阻的倒數(shù)之和小3串聯(lián)電路等流分壓：串聯(lián)電路中電流處處相等，各用電器兩端電壓與其電阻成正比分壓原理：4并聯(lián)電路等壓分流：并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等，各支路電流與其電阻成反比1實(shí)驗(yàn)原理：R六、測(cè)量小燈泡的電阻2主要器材：滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、電源、小燈泡、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等3實(shí)驗(yàn)電路圖如圖 125 所示圖 1254實(shí)驗(yàn)步驟：(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物；(2)檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān) S，多次改變滑動(dòng)變阻器的阻值，分別讀出電流表、電壓表的示數(shù)，填入表格；(3)根據(jù)三次測(cè)得的電壓和電流值，分別計(jì)算三組對(duì)應(yīng)的電阻值連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處在斷開(kāi)狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處在阻值最大處測(cè)量小燈泡電阻時(shí)，隨著溫度升高，燈泡電阻變大，求平均值沒(méi)有物理意義考點(diǎn) 1 影響電阻大小的因素【例 1】(2011 年廣安)在“探究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中：金屬絲代號(hào)材料長(zhǎng)度/m橫截面積/mm2A金屬甲10.2B金屬甲10.1C金屬乙10.1D金屬乙0.50.1(1)甲同學(xué)的猜想是：電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān).乙同學(xué)的猜想是：電阻可能與導(dǎo)體的溫度有關(guān)丙同學(xué)的猜想是：電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)根據(jù)你掌握的電學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為：電阻還可能與導(dǎo)體的_有關(guān)(2)現(xiàn)有金屬材料甲和金屬材料乙制成的各種不同規(guī)格的金屬絲，規(guī)格如上表所示選用導(dǎo)線 A 和 B 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以探究_(填“甲”、“乙”或“丙”)同學(xué)的猜想要想探究猜想，應(yīng)該選用_(選上面表格中導(dǎo)線的字母代號(hào))兩根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思維點(diǎn)撥：影響導(dǎo)體電阻大小的因素有導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度在探究導(dǎo)體電阻大小跟某一因素之間的關(guān)系時(shí)，一定要體現(xiàn)控制變量的思想答案：(1)長(zhǎng)度 (2)丙 B、C考點(diǎn) 2 探究電流、電壓和電阻的關(guān)系【例 2】(2012 年廣東)在“探究一定電壓下電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，老師提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源(電壓恒為 4.5 V)，電流表、電壓表各一個(gè)，開(kāi)關(guān)，定值電阻四個(gè)(阻值分別為 5 、10 、15 、20 )，滑動(dòng)變阻器兩個(gè)(規(guī)格分別為“20 2 A”、“50 1 A”)，導(dǎo)線若干(1)請(qǐng)根據(jù)圖 126 甲所示的電路圖用筆畫線將圖乙中的實(shí)物連接完整(注意電流表的量程選擇)圖 126(2)小李實(shí)驗(yàn)時(shí)，在 a、b 間先接入 5 的電阻，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片 P，使電壓表的示數(shù)為 1.5 V，并記下相應(yīng)的電流值；再改接 10 的電阻，此時(shí)滑片 P 應(yīng)向_(填“E”或“F”)端移動(dòng)，小李移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P 的目的是：_.(3)為了能用到四個(gè)定值電阻進(jìn)行并完成實(shí)驗(yàn)，小李應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是_ 他這樣選擇的理由是：_.思維點(diǎn)撥：把 5 的電阻換為 10 的電阻時(shí)，電壓表的示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻要變大才能使電壓表的示數(shù)不變答案：(1)如圖 17 所示 圖 17(2)F保持定值電阻兩端的電壓為 1.5 V 不變(或保持電壓表的示數(shù)不變)(3)“50 1 A”當(dāng)把 20 的電阻接到電路中時(shí)，要使電壓表的示數(shù)為 1.5 V，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻應(yīng)為 40，故選“50 1 A”考點(diǎn) 3 歐姆定律的理解 關(guān)于這個(gè)公式，下列說(shuō)法中正確的是()DA同一導(dǎo)體的電阻與加在它兩端的電壓成正比B同一導(dǎo)體的電阻與通過(guò)它的電流成反比C導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí)，導(dǎo)體的電阻也為零D同一導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍，通過(guò)它的電流也增大幾倍，電壓與電流的比值不變思維點(diǎn)撥：電阻由導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度決定，與電流和電壓無(wú)關(guān)當(dāng)電壓為零時(shí)，電流為零，但電阻不變【例3】(2012年昆明)根據(jù)歐姆定律可以得到公式R 考點(diǎn) 4 電阻的測(cè)量【例 4】在“用伏安法測(cè)小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)中，如圖127 所示甲乙丙 圖 127(1)在圖 127 甲中，請(qǐng)你用筆畫線將電壓表正確連入電路中(2) 在 閉 合 開(kāi) 關(guān) 之 前 ， 圖 中 滑 動(dòng) 變 阻 器 的 滑 片 應(yīng) 放 在_(填“左”或“右”)端(3)連接完電路后，閉合開(kāi)關(guān)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，燈泡都不發(fā)光，電流表示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)為 3 V，這可能是由于_造成的(4)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙、丙所示，此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi).(5)若小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，移動(dòng)滑片的位置，多次測(cè)量過(guò)程中觀察到電壓表和電流表的示數(shù)大小變化是相反的，則產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是_.思維點(diǎn)撥：由電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，可知斷路處為與電壓表并聯(lián)的那部分電路由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，U總U燈U滑IR燈IR滑若滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電路中總電阻減小，電流增大，則 U 燈增大，U 滑減??；若滑片向左滑動(dòng)時(shí)，則相反可知，當(dāng)移動(dòng)滑片的位置時(shí)，產(chǎn)生電壓表與電流表的示數(shù)大小變化相反的現(xiàn)象，是因?yàn)殡妷罕聿⒙?lián)在滑動(dòng)變阻器兩端答案：(1)如圖 18 所示 圖 18(2)左(3)與電壓表并聯(lián)的那部分電路某處斷路(具體指明哪處斷路的也可)(4)10(5)電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端(2012 年雞西)物理學(xué)習(xí)小組在“測(cè)量定值電阻阻值”的實(shí)驗(yàn)中：(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖 128 中的實(shí)物連接完整圖 128(2)閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片 P 應(yīng)移到_(填“A”或“B”)端(3)小組同學(xué)在連線時(shí)，不小心將線連錯(cuò)了，開(kāi)關(guān)閉合后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)卻變小，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是_(4)糾正錯(cuò)誤后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P，當(dāng)電壓表的示數(shù)為 3 V 時(shí)，電流表的示數(shù)如圖129 所示，則該定值電阻的阻值為_(kāi).他們認(rèn)為這個(gè)結(jié)果就是定值電阻的準(zhǔn)確阻值，圖 129你認(rèn)為合理嗎？_，理由是_答案：(1)如圖 19 所示圖 19(2)B(3)電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了(4)10 不合理 沒(méi)有多次測(cè)量取平均值考點(diǎn) 5 電路分壓和分流的特點(diǎn)【例 5】(2011 年龍巖)如圖 1210 所示，AB 和 BC 是由同種材料制成的長(zhǎng)度相同、橫截面積不同的兩段導(dǎo)體，將它們串聯(lián)后連入電路中，這兩段導(dǎo)體兩端的電壓及通過(guò)它們的電流的大小關(guān)系正確的是()圖 1210AUABUBC，IABIBCBUABUBC，IABIBCCUABUBC，IABIBCDUABUBC，IABIBC思維點(diǎn)撥：材料和長(zhǎng)度相同時(shí)，導(dǎo)體的橫截面積越大，導(dǎo)體的電阻越小，再根據(jù)串聯(lián)電路中，電流相同，導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體的電阻成正比，可以判斷出電壓和電流的關(guān)系答案：A考點(diǎn) 6 分析動(dòng)態(tài)電路中電表示數(shù)的變化【例 6】(2012 年雞西)某物理科技小組設(shè)計(jì)了汽車有害尾氣排放檢測(cè)電路，如圖 1211 甲所示，R 為氣敏電阻，其阻值隨有害尾氣的濃度變化的曲線如圖乙所示，R0 為定值電阻，電源電壓恒定不變當(dāng)有害尾氣濃度增大時(shí)，氣敏電阻的阻值將_，電壓表的示數(shù)將_(填“變大”、“變小”或“不變”)圖 1211思維點(diǎn)撥：由圖乙可知，當(dāng)有害尾氣濃度增大時(shí)，氣敏電阻的阻值將變小，在串聯(lián)電路中，電阻越小，分擔(dān)的電壓越小，所以定值電阻 R0 兩端的電壓將變大，即電壓表的示數(shù)變大答案：變小 變大1(2012 年梅州)二氧化錫傳感器能用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測(cè)，它的原理是其電阻隨一氧化碳濃度的增大而減小若將二氧化錫傳感器接入如圖 1212 所示的電路中，當(dāng)二氧化錫傳感器所處空間的一氧化碳濃度增大時(shí)，電壓表示數(shù) U與電流表示數(shù) I 將發(fā)生的變化是()圖 1212AU 變小，I 變小CU 變大，I 變小BU 變小，I 變大DU 變大，I 變大D2(2012 年廣東)有一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺(tái)燈，其電路如圖1213甲所示電源電壓為 24 V，燈泡L的額定電壓為 24 V，通過(guò)燈泡 L 的電流跟其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈絲的電阻為_(kāi).調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 R，使燈泡的實(shí)際功率為 3.6 W，此時(shí)燈泡兩端的電壓是_V，滑動(dòng)變阻器 R 連入電路的阻值是_.601240圖 12133(2011 年廣東)如圖 1214 所示，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，則()A通過(guò)燈 L 的電流變小，變阻器兩端的電壓變小B通過(guò)燈 L 的電流變大，變阻器兩端的電壓變大C燈 L 兩端的電壓變小，通過(guò)變阻器的電流變小D燈 L 兩端的電壓變大，通過(guò)變阻器的電流變小圖 1214C4(2011 年廣東)硅、鍺等半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力比銅、鐵等金屬的導(dǎo)電能力_(填“強(qiáng)”或“弱”)某些物質(zhì)在溫度很低時(shí)，電阻變?yōu)開(kāi)，這就是超導(dǎo)現(xiàn)象如果能制造出常溫下的超導(dǎo)體，它可以在下列哪些情境中得到應(yīng)用？_(選填序號(hào))用做電吹風(fēng)的電熱絲用做白熾燈的燈絲用做輸電線纜弱零5(2011 年廣州)某同學(xué)將完好的儀器連接成如圖 1215所示的電路(其中滑動(dòng)變阻器的連線沒(méi)有畫出)，用來(lái)探究通過(guò)電阻的電流跟電阻兩端電壓的關(guān)系(1)合上開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片 P，電壓表和電流表的示數(shù)都不為零，但始終沒(méi)有變化則該同學(xué)把滑動(dòng)變阻器接入電路中的方式可能是_(填寫代號(hào))圖 1215AG 與 C 相連，F(xiàn) 與 H 相連BG 與 C 相連，D 與 H 相連CG 與 E 相連，F(xiàn) 與 H 相連DG 與 E 相連，D 與 H 相連(2)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)了(1)中的問(wèn)題并作了改正請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線把滑動(dòng)變阻器正確接入電路中，要求：滑片 P 向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)逐漸增大(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖 1216 中描點(diǎn)并作出 UI 圖線圖 1216U/VI/A0.50.11.00.21.50.32.00.42.50.5答案：(1)B 或 C(2)如圖 20 所示圖 20(3)如圖 21 所示圖 216(2010 年梅州)小周同學(xué)在做“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他設(shè)計(jì)連接了如圖 1217 所示的實(shí)物連接圖圖 1217(1)請(qǐng)你依題中的實(shí)物連接圖，在方框內(nèi)畫出相應(yīng)的電路圖(2)實(shí)驗(yàn)中，小周同學(xué)先將 5 的電阻 R 接入電路，電路連接完全正確，將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大處，閉合開(kāi)關(guān) S 就直接讀出了電流表的示數(shù)，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中然后再分別用 10 和 20 的電阻替換 5 電阻，重復(fù)上述操作他在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的錯(cuò)誤是沒(méi)有保持電阻 R_不變(3)小周同學(xué)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表所示根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：_.(4)小周同學(xué)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)小燈泡，于是用這個(gè)小燈泡替換 20的電阻后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電表測(cè)得示數(shù)如圖 1218 所示，可知小燈泡的阻值是_.圖 1218電阻R/電流I/A150.482100.243200.12物理量實(shí)驗(yàn)次數(shù)答案：(1)如圖 22 所示圖 22(2)兩端的電壓(3)當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比(4)8