基礎辨析
1. 電流、電流和電阻的關係
2. 導體和絕緣體
導體:對電流的阻礙作用很小,容易導電的物體,叫做導體.如各種金屬、人體、大地、石墨、酸鹼鹽的水溶液等都是很好的導體.
絕緣體:對電流的阻礙作用很大,不容易導電的物體叫做絕緣體.玻璃、橡膠、陶瓷、塑料等都是良好的絕緣體.
導體和絕緣體之間沒有絕對的界限,只是導電能力的強弱不同.有些絕緣體在一定的條件下也會成為導體,比如玻璃熔化後也可以導電.好的導體和絕緣體都是重要的電工材料.
3. 影響電阻的大小的因素
導體電阻的大小跟導體的材料、長度、橫截面積和導體的溫度有關.電阻是表示導體對電流阻礙作用的乙個物理量,它是導體本身的一種性質.乙個導體,它的長度、橫截面積、材料和溫度確定時,它的電阻是一定的,不管這個導體是否連入電路,是否有電流通過,也不管它兩端的電壓是否改變,導體對電流的阻礙作用(即電阻)總是客觀存在的.
無電流通過時,這種阻礙作用僅僅是沒有體現出來而已.
4. 串、併聯電路的總電阻
(1)兩個電阻串聯,其中乙個電阻增大,總電阻增大;兩個電阻併聯,其中乙個電阻增大,總電阻增大.正確的說法應是兩個電阻不論是串聯還是併聯,其中乙個電阻增大,總電阻都增大.兩個電阻串聯,由公式r=r1+r2易知總電阻增大;兩個電阻併聯,由公式
當r1增大時,減小,分母減小,分數值r增大;同理當r2增大時,r也增大.
(2)「幾個電阻併聯起來,總電阻比任何乙個電阻都小」和「幾個電阻併聯,其中乙個電阻增大,總電阻增大」.前者指電阻併聯得越多,總電阻就越小;後者指併聯起來的電阻,若其中乙個電阻增大,總電阻增大。
名師點撥
一、 「伏安法」測電阻實驗中常見故障的排除法：
伏安法測電阻的原理如下圖所示.
故障一:閉合開關,燈泡不亮,示數是零,電壓表示數很大.
分析原因:電壓表直接接在了電源兩極上,小燈泡開路.
排除方法:更換好的小燈泡或檢查燈泡與底座是否接觸良好.
故障二:閉合開關後發現小燈泡不亮，都沒有示數.
分析原因:電路中除小燈泡外的某處接觸不良或同時小燈泡的燈絲斷了.
排除方法:將連線各個電路元件的接線處重新連線,若同時小燈泡的燈絲斷了則更換好的小燈泡。
故障三:閉合開關s,發現小燈泡不亮,同時電流錶和電壓表有示數,但非常小.
分析原因:電流錶和電壓表有示數說明電路是通路,小燈泡不亮,是因為加在小燈泡兩端的電壓太小,導致通過小燈泡的電流太小而不亮,可能是電源電壓太低或滑動變阻器接入電路中的阻值過大.
排除方法:可以適當提高電源電壓或將滑動變阻器接入電路中的阻值調小.
故障四:閉合開關s後,小燈泡亮,發現電流錶和電壓表的指標向左偏轉.
分析原因:指標向左偏轉說明電流錶和電壓表的正負接線柱接反了.
排除方法:將電流錶和電壓表的正負接線柱對調即可.
故障五:連線好實驗電路後,閉合開關並移動滑動變阻器的滑片,發現小燈泡變亮,電流表示數變大時,電壓表示數反而變小;小燈泡變暗,電流表示數變小時,電壓表示數反而變大.
分析原因:電路是通路,但是小燈泡變亮,電流表示數變大時,電壓表示數反而變小,是由於電壓表併聯在滑動變阻器兩端.
排除方法:只要將電壓表改接到小燈泡的兩端即可.
故障六:將實驗電路連線好後,閉合開關s,發現小燈泡特別亮,並且無論怎樣移動變阻器滑片,燈泡亮度不變.
分析原因:滑動變阻器接線有誤.
排除方法:將滑動變阻器乙個接線柱接法糾正即可.
二、 解析「歐姆定律」:
歐姆定律是電學中的基本定律和核心內容,是貫穿整個電學的主線,下面我們從以下幾個方面進行深入分析.
1. 要理解歐姆定律的內容
(1)歐姆定律中的關於成正比、成反比的結論是有條件的.如果說導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,條件就是對於同乙個電阻,也就是說在電阻不變的情況下;如果說導體中的電流與導體的電阻成反比,條件就是導體兩端的電壓不變.
(2)注意順序,不能反過來說,電阻一定時,電壓跟電流成正比.這裡存在乙個邏輯關係,電壓是原因,電流是結果.是因為導體兩端加了電壓,導體中才有電流,不是因為導體中通了電流才有了電壓,因果關係不能顛倒.
同樣也不能說導體的電阻與通過它的電流成反比.我們知道,電阻是導體本身的一種性質,即使導體中不通電流,它的電阻也不會改變,更不會因為導體中電流的增大或減小而使它的電阻發生改變.
2. 要知道歐姆定律的公式和單位歐姆定律的表示式i=u/r可變形為u=ir和r=u/i 但這三個式子是有區別的。
(1)i=u/r是歐姆定律的表示式,.
(2)u=ir,當電流一定時,導體兩端的電壓跟它的電阻成正比.不能說成導體的電阻一定時導體兩端的電壓與通過的電流成正比,因為電壓是形成電流的原因.電壓的大小由電源決定,跟i、r無關,此式在計算比值時成立,不存在任何物理意義.
(3) r=u/i此公式也是乙個量變式,不存在任何物理意義.不能誤認為導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比.公式中的i、u、r都要用國際單位,即電流的單位為安培,符號a;電壓的單位為伏特,符號v;電阻的單位為歐姆,符號ω,且有
3. 要明白定律的適用範圍
(1)定律只適用於金屬導電和液體導電,對於氣體、半導體導電一般不適用.
(2)定律只適用於純電阻電路.如:電路中只接有電阻器、電熱器、白熾燈等用電器的電路.對於非純電阻電路,如:電動機電路、日光燈電路等,則不能直接應用.
4. 要理解歐姆定律的注意事項
(1)物理量的同一性.敘述歐姆定律時,在兩個「跟」字後面都強調了「這段導體」四個字,它是指對電路中同一導體或同一電路而言.所以在運用歐姆定律 i=u/r 等進行計算時,必須注意同一性,即i、r、u必須是同一導體或同一段電路中的物理量.
在表示i、u、r時,注意腳標的一一對應.
(2)物理量的同時性.由於電路的連線方式發生改變,開關的斷開或閉合,或滑動變阻器滑片的左右移動都可能使電路中總電阻發生變化,從而可能引起電路中電流和各部分電阻兩端的電壓發生變化.因此,必須注意在同一時刻、同一過程中的電壓、電阻與電流的相互對應,不可將前後過程的i、r、u隨意混用.
提分策略
一、【趨勢總覽】
從近三年的各地中考來看,對本部分的考查呈現如下趨勢:
1. 歐姆定律是電學部分的重要知識點,是一套中考題中的必考知識,融電流、電壓和電阻等問題於一體,綜合考查電學部分的基礎知識,題型多樣.
2. 主要考查知識點有滑動變阻器的使用、歐姆定律的應用,實驗題包括**影響電阻大小的因素,**電流與電壓、電阻的關係以及伏安法測電阻.
3. 利用乙隻電壓表(或乙隻電流錶、或在電表某一量程損壞的情況下)測量電阻的考題越來越多,是近幾年中考的熱點.
2023年的中考命題熱點:歐姆定律內容的理解、實驗**、計算應用.
二、【錦囊妙計】
1. 正確使用滑動變阻器
(1)要了解所使用滑動變阻器的阻值範圍和允許通過的最大電流,如乙個變阻器標有「20ω 2a」字樣,表示此滑動變阻器的最大阻值是20ω,允許通過的最大電流是2a,使用時要根據需要對滑動變阻器進行選擇,不能使電流超過滑動變阻器允許通過的最大電流值.
(2)將滑動變阻器連入電路時應採用「一上一下」的接法,才能起到改變電路中電阻的目的.若同時使用上面兩個接線柱,則滑動變阻器連入電路的阻值為零,同時只使用下面兩個接線柱,滑動變阻器連入電路的阻值最大.
(3)滑動變阻器要與被控電路串聯;為了保護電路,閉合開關前,應將滑片滑至連入電路的阻值最大的位置.
2. 理解歐姆定律
(1)正確理解i=u/r的物理意義.導體中電流的大小取決於該導體兩端電壓與導體的電阻,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.電壓是產生電流的原因,導體兩端沒有電壓,無論電阻多大,導體中也沒有電流.
(2)變形公式u=ir和r=u/i的意義.u=ir是電壓的計算公式,已知導體的電阻r和通過導體的電流i時,就可以計算出導體兩端的電壓u。
r=u/i表示,導體的電阻等於該導體兩端的電壓與通過該導體電流的比值.但不能理解為「導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比」,因為導體的電阻是導體本身的一種屬性,只與導體的材料、長度、橫截面積等因素有關,與導體兩端的電壓和通過的電流無關.
(3)理解i、u、r的同一性和同時性.歐姆定律的公式及其變形公式中的三個量:i、u、r,這三個量必須是針對同一導體或同一段電路(同一性)在同一時刻(同時性)的電流、電壓和電阻.
如果三個量中,有的量變化了,一定要分清變化前和變化後,再應用歐姆定律.
(4)根據歐姆定律和串、併聯電路特點按照下列思路分析解題:
①在分析電路的特點時,若無特殊說明,電源電壓不變,導體或用電器的電阻不變,導線和電流錶的電阻為零,電壓表視為開路;
②認真審題,分析電路的連線方式(串聯或併聯),必要時作出等效電路圖,分析各已知量和未知量之間的關係,挖掘題中的隱含條件等;
③運用歐姆定律和串、併聯電路的特點等規律求解.
3. 串聯分壓與併聯分流
5. 幾種電表測電阻的方法:
如果只有乙隻電壓表(或電流錶),允許選用一些其他器材,如何利用伏安法間接測量出未知電阻?
(1)如果僅有乙隻電壓表,需要乙隻已知阻值的定值電阻或滑動變阻器.
可根據串聯電路中電流處處相等的特點,將已知阻值的定值電阻與待測電阻串聯在電路中。
專項訓練
一、 選擇題
1.如左下圖所示是小明設計的乙個簡易電子身高測量儀的原理圖.以下說法中正確的是( ).
a. 電路中的r是沒有作用的b. 身高表相當於乙個電壓表
c. 當被測者越高時,身高表示數越小 d. 當被測者越高時,身高表示數越大
2.如右上圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,電阻r2與r3的阻值均為10ω.閉合開關s,電流錶a1和a2的示數之比為3∶2.
若把電流錶a1和a2分別換成電壓表v1和v2後,電壓表v1的示數為u1,電壓表v2的示數為u2.則下列選項正確的是( ).
a. u1∶u2=3∶4 b. r1=5ω c. r1=20ω d. u1∶u2=3∶2
3.如左下圖的電路中,燈l標有「3v 1.5w」、滑動變阻器r上標有「50ω 1a」的字樣,電壓表量程為0~3v,電流錶的量程為0~0.
6a,電源電壓恒為4.5v.為了保證電路中各元件安全工作,下列說法正確的是(設燈絲的電阻保持不變)( ).
「歐姆定律」易錯點剖析
楊元俊一 沒有掌握電壓表的使用方法 例1.如圖1所示的電路中，電壓表的量程不明，當開關閉合後，電壓表 的示數如圖2所示，則的量程是v，的量程是v，小燈泡上的電壓 圖1圖2 同學們在解題過程中易產生如下錯解 錯解一 誤認為電壓表測量燈兩端的電壓 錯解二 錯讀電壓表的示數為1.2v或5.1v 錯因剖析 ...
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歐姆定律易錯點剖析
錯解 由得得，解析 對歐姆定律的應用時，往往容易忽略其 同一性 和 同時性 解法 張冠李戴 沒有注意到電壓和電流的對應關係。因此在利用歐姆定律解題時，要把每一組電壓 電流和電阻的對應關係要搞清，只有這樣才能正確地解答出此題。正確答案 由，例4 2010年吉林省 如圖所示，在 電流與電阻關係的實驗中，...