第17.2讲 欧姆定律【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义

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知识点1：欧姆定律
早在19 世纪20 年代，德国物理学家欧姆就对电流跟电阻和电压之间的关系进行了大量实验研究，发现对大多数导体而言，上面的规律是成立的，并进一步归纳得出了下面的欧姆定律（Ohm law）。
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
如果用U表示导体两端的电压，R表示导体的电阻，I 表示导体中的电流，那么用公式表示就是
其中U的单位为伏特（V），R的单位为欧姆（Ω），I的单位为安培（A）。对于一个导体，只要知道电流、电压、电阻中的两个量，就可以利用欧姆定律求出第三个量。

【典例探究】11月6日江西南昌玛莎拉蒂女司机醉驾被查，她多次提及“叫yuwei来”而被全网关注，如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图，R1为气敏电阻，它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，R2为定值电阻，电源电压为9V且保持不变，当酒精气体的浓度为0时，电压表的示数为3V，下列说法正确的是（ ）
A．气敏电阻的阻值随酒精气体的浓度增大而增大
B．R2 的阻值是20Ω
C．此时电路中的电流是0.2A
D．某驾驶员对着测试仪吹气，若电压表示数达到4.5V，此时酒精气体的浓度为 0.2mg/m3
【解题思路】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、根据图像即可判断阻值随酒精气体的浓度变化特点；
BC、当酒精气体的浓度为0时，电压表的示数为3V，根据图像读出此时R1的阻值，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流；根据欧姆定律求出R2的阻值；
D、电压表示数达到4.5V时，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式求出R1的阻值，然后由图像得出此时酒精气体的浓度。
【答案】D
【解析】A．根据图像可知：气敏电阻的阻值随酒精气体的浓度增大而减小，故A错误；
BC．由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当酒精气体的浓度为0时，电压表的示数为3V，由图像可知，此时R1=60Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压为
U1=U-U2=9V-3V=6V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流为
故C错误；由欧姆定律可得R2的阻值为
故B错误；
D．电压表示数达到4.5V时，此时R1两端的电压为
U1′=U﹣U2′=9V﹣4.5V=4.5V
此时电路中的电流为
即
解得：R1′=30Ω，由图像可知，此时酒精气体的浓度为0.2mg/m3，故D正确。
故选D。
【典例探究2】如图，电源电压保持不变，R0是定值电阻，R1是热敏电阻，R1的阻值随温度的升高而减小。闭合开关S，在R1表面上涂一些酒精后（ ）
A．电流表和电压表的示数均变小
B．电流表和电压表的示数均变大
C．电流表示数变小，电压表示数变大
D．电流表示数变大，电压表示数变小
【解题思路】根据电路图可知，两个电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量R1两端的电压；根据酒精蒸发可知温度的变化和R1阻值的变化，从而得出总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中的电流变化；根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化。
【答案】C
【解析】根据电路图可知，两个电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量R1两端的电压；闭合开关S，在R1表面上涂一些酒精后，酒精蒸发吸热，使得R1的温度降低，电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电流表示数变小；R1的电阻变大，根据串联电路的分压规律可知，其分担的电压变大，电压表示数变大。故选C。
【典例探究3】如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P位于最右端时，电流表的示数为I1；当滑片P位于中点时，电流表的示数为I2，电压表的示数为7.2V。若I1:I2=5:8，则电源电压为 ________V。
【答案】12
【解析】由图可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压；当滑片P位于最右端时，R2全部接入电路，此时电路中的总电阻为
R=R1+R2
根据欧姆定律可知，电流表的示数为
当滑片P位于中点时，R2一半接入电路，此时电路中的总电阻为
R′=R1+R2
根据欧姆定律可知，电流表的示数为
则
解得：R2=3R1；此时R2两端的电压U2=7.2V，根据串联分压的特点可得
则R1两端的电压为
U1=U2=×7.2V=4.8V
根据串联电路的电压规律可知，电源电压为
U=U1+U2=4.8V+7.2V=12V
【规律总结】欧姆定律的应用：
（1）同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 ，但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大。（）
（2）当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。（）
（3）当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。(U=IR)
一、多选题
1．（2023·北京·统考中考真题）如图所示，是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻R1、R2中的一个是定值电阻，另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（ ）

A．R1为压敏电阻
B．随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变大
C．若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变小
D．若换用电压更大的电源，警戒油量将变大
二、单选题
2．（2023·湖北·统考中考真题）课后服务时间，老师和物理兴趣小组同学用一个热敏电阻与其它电学元件组成了如图甲电路。电源电压恒定不变，是定值电阻，R是热敏电阻，其阻值R与温度t的关系如图乙所示。开关S闭合，热敏电阻温度升高时，下列说法正确的是（ ）

A．电压表V的示数减小
B．电流表的示数减小
C．电流表与示数之差不变
D．电压表V与电流表示数之比增大
3．（2023·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，电阻、为定值电阻，电源电压保持不变。当开关闭合，接a端时，电流表示数为I；当开关闭合，接b端时，电流表示数为2I，则未知电阻的阻值是（ ）

A．B．C．D．
4．（2023·湖南常德·统考中考真题）图中甲、乙两个滑动变阻器的外形、尺寸完全相同，滑片均位于中点，已知甲的最大阻值比乙的最大阻值大，闭合S后将两个滑动变阻器的滑片同时向左或向右移动。且移动时始终保持两滑片之间的距离不变。下列说法中正确的是（ ）

A．向左移动时，电流表示数变小
B．无论向左还是向右移动，电流表示数都变小
C．滑片位于滑动变阻器中点时，电流表的示数最小
D．滑片移动到滑动变阻器最右端时，电流表的示数最小
三、综合题
5．（2023·江苏宿迁·统考中考真题）图甲所示是一种自动测定水箱内水面高度的装置。电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0～3V，R0是定值电阻，R是压力传感器。R的位置固定不动，其电阻随压力的变化关系如图乙所示。杠杆AB可绕O点转动，A端悬挂一重为15N的圆柱体M，M的底面积为45cm2，高为30cm，下底面距离容器底1cm，杆B端始终压在传感器R上。AO长30cm，OB长15cm，杆重忽略不计，杆始终静止在水平位置。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）水箱内水面高度h小于1cm时，求压力传感器R受到杆B端的压力大小。( )
（2）水箱内水面高度h小于1cm时，电流表的示数为0.5A，求R0的阻值。( )
（3）水箱内水面高度h大于1cm时，随着水面的升高，用于显示水面高度的电表示数会增大，应该选用图甲电路中的 表显示水面高度。该装置能显示水面的最大高度h最大是 cm。将支点O适当向 （选填“左”或“右”）移动，可增大该装置显示水面的最大高度h最大。

6．（2023·吉林长春·统考中考真题）小明发现家中马桶的冲水量（水箱单次排水的质量）较大，浪费水资源。于是设计了可以调节马桶冲水量的装置，简化原理图如图所示，R1为力敏电阻，其所受压力每减小1N阻值增大1Ω，当水箱注满水时，R1的阻值为10Ω；R2为滑动变阻器，滑片P每移动1cm，其接入电路的阻值变化5Ω。该装置通过在电压表上设置“触发电压”控制水箱的停止排水和自动注水，当电压表示数达到“触发电压”时，排水阀门被关闭，停止冲水，同时注水阀门被打开，自动将水箱注满水。设置好“触发电压”后，在水箱注满水的前提下，通过调节滑片P的位置，设置不同的冲水量，当滑片P在阻值最大位置时，冲水量最大。水箱内注满水，滑片P从阻值最大位置向左移动5cm，闭合开关，电压表示数为1V；在滑片P位置不变的情况下，若设置“触发电压”为2V，冲水量为1.5kg。
（1）冲水过程中，随着水箱中水面下降，水箱底部所受水的压强逐渐 ，力敏电阻R1的阻值变 ；
（2）若设置“触发电压”为2.4V，请通过计算求出装置的最大冲水量（写出必要的文字说明、表达式及最后结果。取g=10N/kg，水箱中水足量）。
）。

7．（2023·北京·统考中考真题）小京在复习时，用两端电压不变的电源及其他器材再次做了如图所示的实验。她将电阻丝R1、R2先后分别接入电路中的a、b两端，闭合开关后，观察到接入R2时，小灯泡的亮度更亮，电流表的示数更大。已知灯泡亮度变亮时，灯丝电阻变大。请分析并判断R1与R2阻值的大小关系。（可画电路图辅助说明）

四、填空题
8．（2023·江苏泰州·统考中考真题）如图甲所示电路，开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置，示数如图乙所示，则通过R1的电流为 A，两电阻之比R1∶R2= ；只断开开关S2，电流表A1的示数将 （变大／变小／不变）。

9．（2023·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，电源电压恒为3V。闭合开关S，电压表的示数为0.5V，则灯泡L2两端的电压为 V，灯泡L1与L2的电阻之比为 。

10．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）如图所示，已知。当开关S闭合，甲、乙两表均为电压表时，两表示数之比为 ；当开关S断开，甲、乙两表均为电流表时，两表示数之比为 。（电路中各元件均未损坏）

11．（2023·湖南常德·统考中考真题）如图是两灯电流随电压变化的图像，两灯额定电压均为6V。若将两灯并联后接入电路，则干路电流最大为 A；若将两灯串联后接入电路，在保证电路安全的情况下，电源电压最大为 V。

12．（2023·四川眉山·统考中考真题）如图所示电路中，电源电压保持不变，已知R1∶R2=2∶3。当开关S闭合时R1、R2两端的电压之比为 ，电流表A1和A2的示数之比为 。

13．（2023·山东临沂·统考中考真题）图甲所示电路的电源电压为3V，闭合开关后，两电流表的指针偏转均如图乙所示，则电路的总电阻为 ；断开开关后，电阻的阻值为 。

五、实验题
14．（2023·山东日照·统考中考真题）小明同学在参加学校物理兴趣小组探究活动中发现，很多电器产品复杂的电路都是由简单的电路组合而成，使用时它们的电流与电压、电阻总存在一定的关系。某次探究活动中，小明找到一个未知电阻（阻值不变），设计了如图甲所示的电路图。电源电压保持6V不变，滑动变阻器的规格为“ 11A”。
（1）根据电路图连接实验电路时，所采用的电流表、电压表如图乙所示。闭合开关后发现电压表无示数，电流表有示数。滑动滑片，电流表示数发生变化。则电路中故障可能是： ；排除故障之后，闭合开关，滑动滑片，记录实验数据见下表：

①由上表可知电阻 。这些数据中第 组（填写数据序号）是明显错误的。请你帮助小明分析读取数据错误的原因是： 。
②通过此实验，可以得出电流I与电压U的关系：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压 。
（2）保持其他元件不变，只将由更换为，要继续保持电阻两端电压3V不变，滑动变阻器需要向 （选填“左”或“右”）端滑动；将继续更换为、……，保持两端电压3V不变，记录数据见下表。
①要想满足电阻两端电压保持3V不变，电阻可更换的最大电阻值为 。
②分析表中的实验数据，得出电流I与电阻R的关系： 。
（3）在探究多个变量之间的关系时，两实验均利用了 法。
一、单选题
1．（2023·宁夏中卫·统考模拟预测）便携式酒精测试仪是交警查酒（醉）驾的利器。如图甲是其原理图，电源电压恒为3V，RP是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图乙所示。R0是报警器，阻值恒为50Ω。当电压表的示数为1.5V时，以下分析正确的是（ ）
A．当酒精浓度为0时，电压表的示数为
B．电压表的示数越大，说明酒精气体浓度越小
C．当电压表的示数为时，可知被查者非酒驾
D．酒精气体传感器的阻值随着酒精气体浓度的增大而增大
2．（2023·河北邯郸·统考三模）如图所示，电源电压保持不变。L1、L2规格相同且灯丝电阻为R0不变，a、b为电压表或电流表。调节滑动变阻器R的滑片到最下端，只闭合开关S1和S2，只有灯泡L1发光，电流表A示数为I0。再闭合S3，两灯均发光，电流表A示数变为3 I0，下列说法正确的是（ ）

A．a为电流表、b为电压表
B．只闭合S1，向上调节滑片，a表示数变小，b表示数变大
C．只闭合S1，向上调节滑片，R两端电压的变化量与电流表示数的变化量之比等于L1两端电压的变化量与电流表示数的变化量之比
D．把a表换成另一种表，只闭合S1、S2，电流表A示数变为3 I0
3．（2023·安徽合肥·合肥寿春中学校考三模）如图所示，电源电压保持不变，R1=10Ω，当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示，则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为（ ）
A．6V 20ΩB．4V 20ΩC．6V 10ΩD．4V 10Ω
4．（2023·广东深圳·统考一模）小明设计了如图甲所示的风速仪，灯泡的额定电压为5V，其电流与电压的关系如图乙所示。AB为粗细均匀的电阻丝，总电阻为15Ω，OP为不计电阻的金属细杆（与AB接触良好），闭合开关S，无风时OP自然下垂，此时电流表的示数为0.2A。下列说法正确的是（ ）
A．风越大，电阻丝接入电路的电阻越大
B．电流表示数越大，说明风力越大
C．电源电压是6V
D．若灯泡损坏，可以用一根导线替代
5．（2023·甘肃张掖·校考二模）小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了完成探究，他应该采取的措施是（ ）
A．将变阻器滑片适当向右移动
B．保持变阻器滑片不动
C．将变阻器滑片适当向左移动
D．适当增加电池的节数
6．（2023·甘肃武威·统考二模）根据欧姆定律公式，可变形得到公式，下列说法正确的是（ ）
A．导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B．导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D．导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
7．（2023·安徽亳州·校联考二模）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1示数变大，电路表示数变小
B．电压表V2示数不变，电流表示数变大
C．电压表V1示数和电流表示数的乘积变大
D．电压表V2示数和电流表的比值不变
二、计算题
8．（2023·河北石家庄·校考三模）在如图所示的电路中，电源电压恒定不变，R1的阻值为24。闭合开关S后，电流表示数为0.5A，电压表V2的示数为6V。求：
（1）电阻R1两端电压U1以及电源电压；
（2）电阻R2的阻值；
（3）现用定值电阻R0替换R2，R0的阻值是5的整数倍，求定值电阻R0的可能值。要求电路能正常工作，且满足：
①电压表V1示数不小于电压表V2示数；
②电压表V1示数与电压表V2示数的比值不超过4。

9．（2023·河北承德·一模）在图甲所示的电路中，电源电压为6V不变，滑动变阻器R1上标有“10Ω，1A”字样，电阻R2的阻值为5Ω，电压表选择0-15V量程，电流表选择0-0.6A量程。闭合开关S，电流表的示数为0.4A。求：
（1）电压表的示数及滑动变阻器连入电路中电阻R1的阻值；
（2）如果电源电压可以改变，选择合适电表量程，移动滑片P，电压表、电流表如图乙所示，若使两个电表的指针都能达到量程满刻度值，求符合下列要求的电源电压的变化范围。

10．（2023·福建三明·统考一模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为30Ω，闭合开关S1，断开开关S2，电流表A1的示数为0.3A；闭合开关S1和S2，电流表A2的示数为1.2A，求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R2的阻值。
三、填空题
11．（2023·江苏无锡·校联考模拟预测）如图是汽车油量表的工作原理图，其中的油量表是用 表改装的，当油箱中的油面下降时，油量表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”），定值电阻R0在电路中的作用是 。
12．（2023·广东东莞·校考一模）如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡L正常工作时的电压为2.5V，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V的示数变化关系如图乙所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为 V，小灯泡正常工作时的电流为 A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 。
13．（2023·江苏淮安·统考三模）如图1所示，RG是光敏电阻，R是阻值为10kΩ的定值电阻，电源电压U=9V。光敏电阻RG的阻值与光的照度（光照越强，照度越大，单位为Lux）关系如图2所示，当照度增大时，RG的阻值将 。小芳将量程为3V的电压表接入图1电路，将其改装成照度表，为使光的照度增大时电压表的示数也增大，则该电压表应并联在 两端，能够测量的最大照度为 Lux。改装完成后，若小芳将电源换为电压可调电源（调节范围为12V～15V），且将R换为可调电阻（调节范围为5kΩ～20kΩ），则该装置所能测量的最大照度为 Lux。
14．（2023·河南平顶山·校联考模拟预测）如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像。由图像可知，电阻R的阻值为 Ω；若将它们并联接在电压为3V的电源两端，电路中的总电流为 A。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
电流I/A
电压
数据序号
1
2
3
4
5
……
电阻
5
10
15
20
30
电流I/A
规定：每100mL气体中酒精量M
非酒驾
M