初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽輔導(dǎo)講座歐姆定律.doc

1、初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽輔導(dǎo)講座 歐姆定律【知識(shí)要點(diǎn)解讀】1.歐姆定律(i=u/r)是電路中最基本最重要的電路規(guī)律。理解掌握歐姆定律要注意同一性（定律中的電流i、電壓u和電阻r一定都是對(duì)于同一導(dǎo)體的）、同時(shí)性（定律中的電流i、電壓u和電阻r一定都是對(duì)于同一導(dǎo)體同一時(shí)刻的量）和條件性（歐姆定律只適用于純電阻用電器）。歐姆定律對(duì)含有電動(dòng)機(jī)等的電路不適用。2.串聯(lián)電路、并聯(lián)電路和混聯(lián)電路。 (1)串聯(lián)電路中各處電流都相等。串聯(lián)電路兩端的總電壓等于串聯(lián)的各個(gè)導(dǎo)體兩端電壓之和。幾個(gè)電阻串聯(lián)，其等效電阻等于各個(gè)電阻之和。串聯(lián)電路的總電阻一定大于所串聯(lián)的每一個(gè)電阻。串聯(lián)電路各個(gè)導(dǎo)體兩端電壓與其電阻成正比。(2)

2、并聯(lián)電路各支路兩端電壓都相等?？傠娏鞯扔诟鱾€(gè)并聯(lián)支路的電流之和。幾個(gè)電阻并聯(lián)，其等效電阻的倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)支路電阻倒數(shù)之和。并聯(lián)電路的總電阻一定小于所并聯(lián)的每一個(gè)電阻。在并聯(lián)電路中，各支路的電流與其電阻成反比。初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽關(guān)于歐姆定律拓展的知識(shí)點(diǎn)主要有：1.電阻伏安特性曲線的圖象有兩種，一種是電流強(qiáng)度隨電壓變化的iu圖線，其圖線上一點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)的比值表示電阻；一種是電壓隨電流強(qiáng)度變化的ui圖線，其圖線上一點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)的比值表示電阻。2電路的化簡.電路的化簡方法：根據(jù)電流的分支與匯合判斷各個(gè)電阻的串聯(lián)與并聯(lián)關(guān)系。若電流通過各個(gè)電阻時(shí)沒有分支，則這些電阻是串聯(lián)關(guān)系；若電流有分支，則從分流點(diǎn)

3、到匯合點(diǎn)之間的各個(gè)支路為并聯(lián)關(guān)系。如果電路中沒有電源，可以假設(shè)一個(gè)電流方向去判斷。3直流電路的動(dòng)態(tài)分析.直流電路的動(dòng)態(tài)分析方法是：首先確定電路中某個(gè)電阻是增大還是減小，相應(yīng)確定電路總電阻r總是增大還是減?。黄浯螒?yīng)用歐姆定律i=u/r總確定干路電流的變化；根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識(shí)判斷相關(guān)支路的電流電壓變化。【經(jīng)典競賽題分析】drl、r2并聯(lián)后的總電阻的iu圖線在區(qū)域i.解析：由歐姆定律可知，電流強(qiáng)度隨電壓變化的iu圖線斜率的倒數(shù)表示電阻，斜率越大，其電阻越小，所以電阻r1<r2;,選項(xiàng)a錯(cuò)誤；rl、r2串聯(lián)后的總電阻一定大于r2， rl、r2串聯(lián)后的總電阻的iu圖線在區(qū)域iii，選項(xiàng)b錯(cuò)

4、誤；rl、r2并聯(lián)后的總電阻一定小于rl， rl、r2并聯(lián)后的總電阻的iu圖線在區(qū)域i.，選項(xiàng)c錯(cuò)誤d正確?！敬鸢浮縟【名師點(diǎn)評(píng)】表示電阻伏安特性曲線的圖象有兩種，一種是電流強(qiáng)度隨電壓變化的iu圖線，其圖線上一點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)的比值表示電阻；一種是電壓隨電流強(qiáng)度變化的ui圖線，其圖線上一點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)的比值表示電阻。對(duì)于圖線為直線的，也可按照?qǐng)D線斜率判斷電阻大小。iu圖線，其斜率的倒數(shù)表示電阻，斜率越大，其電阻越?。籾i圖線，其斜率的表示電阻，斜率越大，其電阻越大。例2.（2011全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽初賽）如圖4所示，已知r0=r1=r2=r3=rn=r2011=3，解析：三個(gè)串聯(lián)的ra等效電阻

5、為6，由并聯(lián)電阻公式可得r2011和三個(gè)串聯(lián)的ra并聯(lián)后的電阻為2。依此類推ab之間的等效電阻為6。通過左邊第1個(gè)ra的電流為1a。根據(jù)并聯(lián)電阻分流原理，通過r0的電流為a，通過左邊第2個(gè)ra的電流為a。同理，通過r1的電流為×a，通過左邊第3個(gè)ra的電流為×a。通過r2的電流為×（）2a，通過左邊第4個(gè)ra的電流為××a。···。依此類推，通過r2011的電流為a ，選項(xiàng)c正確?！敬鸢浮縞【名師點(diǎn)評(píng)】解答此題需要根據(jù)電路特征，尋找規(guī)律，依此類推，意在考查靈活運(yùn)用串并聯(lián)電路相關(guān)知識(shí)能力和推理能力。例3.（2004年

6、第十四屆全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽復(fù)賽題）用電流表和電壓表測電流和電壓時(shí)，通常并不考慮儀表本身電阻對(duì)待測電路的影響，而將其視為“理想儀表”，即認(rèn)為電流表的內(nèi)阻為零，電壓表的內(nèi)電阻為無限大。實(shí)際上，電流表和電壓表都有一定的電阻值，因而我們可以把電流表看成一個(gè)能顯示通過自身電流大小、其阻值很小的電阻；可以把電壓表看成一個(gè)能顯示自身兩端電壓大小、其阻值很大的電阻。所以，把電流表（或電壓表）接入待測電路時(shí)，就相當(dāng)于在待測電路中串聯(lián)一個(gè)電阻（或并聯(lián)一個(gè)電阻）。這樣，電流表兩端就要有一定的電壓，電壓表中就要通過一定的電流，因此實(shí)際上很難同時(shí)精確地測出待測電阻兩端的電壓和通過待測電阻的電流。（1）、現(xiàn)有一個(gè)是

7、量程為0.6a，內(nèi)電阻為0.13歐的電流表，能否用它測量某電路兩端的電壓？若不能，請(qǐng)說明理由，若能，請(qǐng)說明用它能測量的最大電壓值。（2）、現(xiàn)要精確測量一個(gè)阻值約為8歐的電阻rx，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材。電流表a1：量程100ma，內(nèi)電阻r1=4歐電流表a2：量程500，內(nèi)電阻r2=750歐電壓表v：量程10v，內(nèi)電阻r3=10k歐，變阻器r0：阻值約為10歐定值電阻r1：阻值約10k歐電池e：兩端電壓約1.5v，開關(guān)s，導(dǎo)線若干的內(nèi)電阻為r2，由i2 r2=（i1- i2）rx,解得rx,=.【答案】（1）.能用該電流表測量電壓，但測量的最大電壓值僅為u=0.6a×0.13=0.078v

8、。（2）. 電路圖如右圖所示。需要測量的物理量為：通過兩電流表a1、a2的電流i1、i2，被測電阻rx的表達(dá)式為： rx=.。【名師點(diǎn)評(píng)】此題采用已知內(nèi)阻的電流表a2作為電壓表，要考慮電流表的分流作用，應(yīng)用并聯(lián)電路規(guī)律列方程解答?！窘馕觥浚寒嫵龅刃щ娐穲D，三個(gè)電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路電流分配規(guī)律，通過r2的電流是總電流的1/4，所以通過r2的電流是大小為0.3安，方向向左，選項(xiàng)d正確。【答案】d【名師點(diǎn)評(píng)】對(duì)于不容易看出串并聯(lián)關(guān)系的電路，可先在電路中同一點(diǎn)標(biāo)上相同的字母（同一根導(dǎo)線可看作同一點(diǎn)），然后把這些字母按照順序排列，把電路中各個(gè)電阻按照原來的位置標(biāo)在這些字母間，最后整理即可得到能夠明顯看

9、出串并聯(lián)關(guān)系的等效電路，再依據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律解答。例5（第三屆理想杯初二物理競賽題）如圖7所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭自a向b移動(dòng)過程中，各電表示數(shù)變化的情況是 ( ) aa1、a2變大，v變小 bal、v變大，a2變小ca2、v變小，a1變大 da1、v變小，a2變大【解析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭自a向b移動(dòng)過程中，r2接入電路部分電阻增大，電流表a2示數(shù)變小，電流表a1示數(shù)變大。由于r2接入電路部分電阻增大，導(dǎo)致r3中電流減小，r3兩端電壓降低，電壓表v示數(shù)減小，所以選項(xiàng)c正確?！敬鸢浮縞【名師點(diǎn)評(píng)】此題的電路是一混聯(lián)電路，電路中任一個(gè)電阻增大，電路總電阻增大，電源輸出電

10、流減小，干路上定值電阻兩端電壓減小。【競賽實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練】一選擇題 2. （2006重慶初二物理競賽題）如圖所示，電流表示數(shù)為i，電壓表示數(shù)為u，不考慮溫度對(duì)定值電阻的影響，則正確的是a u=0，r=0b u變大時(shí)，u/i變大c i變大時(shí)，u/i變小d u變大時(shí)，u/i不變3（第三屆理想杯初二物理競賽題）如圖所示，滑動(dòng)變阻器m的總電阻為10歐，滑動(dòng)變阻器n的總電阻為200歐電阻r的阻值約為20歐為了使電壓表的示數(shù)略微增大，應(yīng)該 ( ) a把n的滑片向左移一小段距離;b把m的滑片向左移一小段距離; c把n的滑片向右移一小段距離;d把m的滑片向右移一小段距離4.（2010上海初中物理競賽題）在圖24-1

11、4所示的電路中，電源電壓保持不變。5（2011全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽初賽）如圖所示電路是由十二個(gè)不同的電阻組成的，已知r112，其余電阻阻值未知，測得a、b總電阻為6，今將r1換成6的電阻，則a、b間的總電阻為（ ）a6 b4 c3 d2 二、實(shí)驗(yàn)探究題(2)當(dāng)閉合開關(guān)后，若出現(xiàn)了如下不正常的現(xiàn)象，請(qǐng)你從下列選項(xiàng)中選擇可能的原因填入表格中右列的空格中。a電路中ab斷路b電路中ab短路c電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端順序現(xiàn) 象可能原因燈泡亮度電流表讀數(shù)/a電壓表讀數(shù)/v甲不亮0.250乙不亮04.5丙逐漸變亮逐漸增加逐漸減少 (3)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的小燈泡伏安特性曲線并非是直線，其原因是

12、。2.（2005高州學(xué)科聯(lián)賽物理）某同學(xué)用電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和若干導(dǎo)線，測定電阻rx的阻值，所有元件均完好，電流表有00.6a和03a兩檔，電壓表有03v和015v兩檔，電源電壓為3.0v且不變，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10，2a”字樣，電路連接正確。閉合開關(guān)，該同學(xué)在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的過程中，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化范圍在0.21a0.58a之間，當(dāng)滑片移動(dòng)到某個(gè)位置時(shí)，電流表和電壓表的指針恰好同時(shí)指向刻度盤的正中央，請(qǐng)?jiān)谙卤碇醒a(bǔ)上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格的有關(guān)欄目，根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)器材及觀察到的現(xiàn)象，將有關(guān)數(shù)據(jù)填入表格內(nèi)，并算出rx的阻值。（計(jì)算電阻時(shí)，精確到0.1）（9分） 物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)(

13、2)實(shí)驗(yàn)中他們檢查電路無誤后閉合開關(guān)，觀察了兩電表的示數(shù)(如上圖)，計(jì)算出被測電阻r=_。(3)完成了上步計(jì)算后小明認(rèn)為實(shí)驗(yàn)就完成了，小亮則認(rèn)為，僅這樣就得出電阻的阻值不夠可靠。原因是_。(4)為了得到更可靠的結(jié)果，你認(rèn)為接下去他們的具體操作應(yīng)是_。4.（2007株洲長鴻杯競賽題）某同學(xué)利用圖8所示電路測量小彩燈的電阻（不考慮溫度對(duì)電阻的影響），圖中連接電壓表的線未畫出。實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，得到電流表和電壓表的示數(shù)如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)解答下列問題。（2）請(qǐng)將電壓表連入電路。（3）試求電源電壓以及小彩燈的電阻。5.（2004第十四屆全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽復(fù)賽題）用電流表

14、和電壓表測電流和電壓時(shí)，通常并不考慮儀表本身電阻對(duì)待測電路的影響，而將其視為“理想電表”即認(rèn)為電流表的內(nèi)阻為零，電壓標(biāo)的內(nèi)阻為無限大。實(shí)際上，電流表和電壓表都有一定的電阻值，因而我們可以把電流表看成一個(gè)能顯示通過自身電流大小的自身阻值很小的電阻；可以把電壓表看成一個(gè)能顯示自身兩端電壓大小的其阻值很大的電阻。所以，把電流表或電壓表接入待測電路時(shí)，就相當(dāng)于在待測電路中串聯(lián)（或并聯(lián)）一個(gè)電阻。這樣，電流表兩端就要有一定的電壓，電壓表中就要通過一定的電流，因此實(shí)際上很難同時(shí)精確的測出待測電阻兩端的電壓和通過待測電阻的電流。（1）現(xiàn)有一個(gè)量程為0.6a，內(nèi)阻為0.13的電流表，能否用它測量某電路兩端的電

15、壓？若不能，請(qǐng)說明理由。若能，請(qǐng)說明用它能測量的最大電壓值。（2）現(xiàn)要精確測量一個(gè)阻值約為8的電阻rx,實(shí)驗(yàn)室提供下列器材。電流表a1：量程為100ma，內(nèi)電阻r1=4電流表a2：量程為50a，內(nèi)電阻r2=750電壓表v: 量程為10v,內(nèi)電阻r3=10k變阻器r0:阻值約10定值電阻r1:阻值約10k電池e:兩端電壓約1.5v開關(guān)s、導(dǎo)線若干選出你測量時(shí)所需的適當(dāng)器材，并在虛線方框中畫出電路圖。需要測量那些物理量？根據(jù)所測量物理量，寫出被測電阻rx的表達(dá)式。6.（2006第十六屆屆全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽復(fù)賽題）育才中學(xué)科技小組設(shè)計(jì)了一個(gè)可以測量電阻值的多量程歐姆表，圖3中所示為其中兩個(gè)量程

16、的測試電路，g為靈敏電流表，其內(nèi)阻ro=100 、電流靈敏度(即指針在滿刻度時(shí)流過靈敏電流表的電流)u=100a，r為可調(diào)電阻，阻值變化范圍為05 k，rl和r2為定值電阻，r1=15，r2=ll k，e為1.5v干電池，s為量程選擇開關(guān)。測量時(shí)把待測電阻兩端分別與a、b兩端相接。為了能從靈敏電流表上直接讀出待測電阻的阻值，需在表盤上重新標(biāo)注示數(shù)。請(qǐng)回答：(1)在指針滿偏處，盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)是多少?(2)當(dāng)a、b間斷開時(shí)，指針?biāo)傅奈恢锰?，盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)是多少?(3)開關(guān)分別置于1和2位置時(shí)，在表盤正中間位置處應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)各是多少?請(qǐng)簡要說明理由。(4)該歐姆表表盤上的刻度是否均勻?請(qǐng)從電路

17、原理上說明理由。三計(jì)算題2.（2005第十五屆屆全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽題）ab和cd是完全相同的兩條帶有絕緣皮的導(dǎo)線，它們并行地埋設(shè)在相距2 km的甲、乙兩地之間。由于兩導(dǎo)線之間某處的絕緣外皮受到損傷，而發(fā)生了漏電現(xiàn)象(即相當(dāng)于兩根導(dǎo)線之間在漏電處連接了一個(gè)電阻)。為了確定漏電處的位置，維修人員做了以下測量： (1)在甲地將兩端電壓恒為90 v的電源的兩極分別接在a、c兩端，此時(shí)在乙地用內(nèi)電阻很大的電壓表測得b、d兩端電壓為72v。 (2)在乙地將兩端電壓恒為100v的電源的兩極分別接在b、d兩端，此時(shí)在甲地用同一型號(hào)的電壓表測得a、c兩端的電壓為50v。 如果ab和cd導(dǎo)線每千米電阻值為2

18、，請(qǐng)你根據(jù)以上測量結(jié)果計(jì)算漏電處距甲地多遠(yuǎn)?絕緣皮破損處的漏電電阻是多大?3.（2006第十六屆初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽復(fù)賽）育才中學(xué)科技小組設(shè)計(jì)了一個(gè)可以測量電阻值的多量程歐姆表，圖3中所示為其中兩個(gè)量程的測試電路，g為靈敏電流表，其內(nèi)阻rg=100 、電流靈敏度(即指針在滿刻度時(shí)流過靈敏電流表的電流)u=100a，r為可調(diào)電阻，阻值變化范圍為05 k，rl和r2為定值電阻，r1=15 ，r2=ll k，e為1.5v干電池，s為量程選擇開關(guān)。測量時(shí)把待測電阻兩端分別與a、b兩端相接。為了能從靈敏電流表上直接讀出待測電阻的阻值，需在表盤上重新標(biāo)注示數(shù)。請(qǐng)回答： (1)在指針滿偏處，盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)

19、是多少? (2)當(dāng)a、b間斷開時(shí)，指針?biāo)傅奈恢锰?，盤面應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)是多少?(3)開關(guān)分別置于1和2位置時(shí)，在表盤正中間位置處應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)各是多4（2000第十屆初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽復(fù)賽）某同學(xué)在木板上安裝如圖所示的三只燈泡，已知燈泡l1和l3的電阻分別為r1=10歐，r3=25歐連好電路后要測電源電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)連接電壓表的導(dǎo)線長度不夠，于是他用電壓表接在a、c兩點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)讀數(shù)為15伏，接在b、d兩點(diǎn)時(shí)讀數(shù)為20伏則此時(shí)電源電壓為多少答案1. 答案：b解析：測量電阻與電阻串聯(lián)的是電流表，并聯(lián)在電阻兩端的是電壓表，與電源相連的是滑動(dòng)變阻器，x、y、z應(yīng)分別代表電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器，選項(xiàng)b正確。

20、2.答案：d解析：不考慮溫度對(duì)定值電阻的影響，電壓電流變化時(shí)，u/i不變，選項(xiàng)d正確。3.答案：a解析：為了使電壓表的示數(shù)略微增大，需要使r中電流略微增大，兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的并聯(lián)電阻略微減小，應(yīng)該把總電阻大的滑動(dòng)變阻器接入電路部分電阻略微減小，所以應(yīng)該把n的滑片向左移一小段距離，選項(xiàng)a正確。4.答案：d解析：若r1斷路，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)等于電源電壓，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；若r2斷路，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；若r3斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)變大，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；若r4短路，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大，選項(xiàng)d正確。5.答案：b解析：由并聯(lián)電阻等效電阻公式可知，其余電阻的等效

21、電阻為12。將r1換成6的電阻，則為6和12電阻并聯(lián)，由并聯(lián)電阻等效電阻公式可知，則a、b間的總電阻為4二、實(shí)驗(yàn)探究題1答案：(1)電路連線圖如圖所示。(2)所填表格如下順序現(xiàn)象可能原因燈泡亮度電流表讀數(shù)/a電壓表讀數(shù)/v甲不亮0.250電路中ab短路乙不亮04.5電路中ab斷路丙逐漸變亮逐漸增加逐漸減少電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端(3) 小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。2.答案： 物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓（v）電流（a）電阻（）rx的阻值（）11.00.90.214.84.35.0或4.821.50.35.033.00.585.2解析：根據(jù)題述“當(dāng)滑片移動(dòng)到某個(gè)位置時(shí)，電流表和電壓表的指針恰好同時(shí)指

22、向刻度盤的正中央”，可知電流表示數(shù)為0.3a，電壓表示數(shù)為1.5v，由歐姆定律計(jì)算可得電阻為5.0。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路部分電阻為零時(shí)，電壓表讀數(shù)為3v，電流表讀數(shù)為0.58a，由歐姆定律計(jì)算可得電阻為5.2。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路部分電阻最大接近10時(shí)，電流表讀數(shù)為0.21a，滑動(dòng)變阻器分壓接近0.21v，電壓表讀數(shù)為0.9v1.0v，由歐姆定律計(jì)算可得電阻為4.84.3。求得平均值即為rx的阻值。3.答案：（1）電壓表 （2）10 （3）沒有多次測量取平均值 （4）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，讀取幾組電壓值和電流值，算出每次測量得到的電阻值，再求出平均值接近真值。解析：因?yàn)榧妆砼c電阻并聯(lián)，所以甲表是電壓表。電壓表示數(shù)為2.4v，電流表示數(shù)為0.24a，由歐姆定律計(jì)算得出r=10。5.答案：（1）能用該電流表測量電壓但測量的最大電壓值僅為u=0.6a×0.13=0.078v （2） 電路圖如右圖所示通過兩電流表a1、a2的電流i1、i2，電流表a2的內(nèi)電阻為r2。 由并聯(lián)電路規(guī)律，(i1i2)rx=i2r2解得 rx=i2r2/(i1i2)6.答案：（1）a、b兩端直接連接在一起時(shí)（r