初中物理中考复习单元复习课件PPT总复习：第14章欧姆定律课件（新人教版）（65张）

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第一部分 教材知识梳理 第十四章 欧姆定律 常考类型剖析 类型题展示 类型一 动态电路分析 【 命题解读 】 分析贵州近 3 年中考真题，动态电路分析是贵州中考必考点 . 主要结合滑动变阻器、开关、特定电阻等构成的动态电路，考查电表示数的变化，灯泡亮度的变化 . 其中滑动变阻器引起的动态电路考查居多，多在选择题、填空题考查 . 例 1 （’ 14 临沂 ）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关 S ，当滑动变阻器 R 的滑片 P 从中点向右端滑动的过程中（ ） A. 电流表 的示数变小 B. 电压表 的示数变大 C. 电压表 的示数变小 D. 灯泡 L 变亮 A 【 解析 】 由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表 测灯泡两端电压， 测滑动变阻器两端电压，电流表 测电路中电流； A. 当滑动变阻器 R 的滑片 P 从中点向右端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流减小，电流表示数变小，故 A 正确； B. 滑动变阻器接入电路的阻值增大，滑动变阻器分压增大，电压表 的示数增 大，灯泡两端电压减小，电压表 的示数变小，故 B 、 C 错误； D. 电路电流减小，灯泡两端电压减小，由 P = UI 可知，灯泡实际功率减小，灯泡变暗，故 D 错误，故选 A. 动态电路思路分析： 1. 首先明确四个问题： （ 1 ）电源电压恒定，测 其电压的电压表示数不变； （ 2 ）电流表内阻很小可 视为导线，电压表内阻很大可视为断路； （ 3 ）定值电阻、用电器电阻不变； （ 4 ）电阻变化规律： a. 串联电阻的个数越多，总电阻越大 . 并联电阻的个数越多，总电阻越小； ｂ . 不论串联还是并联，其中有一个电阻的阻值增大，总电阻就增大，反之亦然 . 2. 动态电路有三种形式：滑动变阻器滑片移动、开关通断和传感器阻值变化引起的电表示数变化问题 . （ 1 ）滑动变阻器引起的动态电路的分析步骤： a. 正确判断电路中各元件的连接方式； b. 弄清电路中各电表的测量对象； c. 判断滑动变阻器的接法，根据滑片的移动方向判断滑动变阻器的电阻变化情况； d. 运用欧姆定律及串、并联电路的电流或电压特点，并利用电源电压不变、定值电阻阻值不变等隐含条件，按照先干路后支路、先定值电阻后变化电阻的顺序判断各电表的示数变化 . （ 2 ）开关通断引起的动态电路的分析步骤： （ 3 ）传感器阻值变化引起的电表示数变化问题：在解决此类问题时，先要弄清楚题中传感器的电阻值随外界因素变化而变化的特点，再把它视作滑动变阻器来分析 . 变式题 1 （’ 14 北海 ）如图所示，图甲是标有“ 3.8 V 1.2 W” 的小灯泡 L 电流随着它的两端电压的变化关系图像，将此灯泡接入图乙所示的电路中，闭合开关 S 后，小灯泡的实际功率为 0.5 W ，将变阻器滑片 P 移至变阻器中点，再闭合开关 S 1 后，电流表示数变化了 0.16 A ，则此时变阻器 R 接入电路的阻值为 _____Ω ；在开关 S 、 S 1 均闭合情况下，合理控制变阻器 R 的阻值，此时电路消耗的最小总功率为 _____W. 12.5 0.66 【 解析 】 （ 1 ）由小灯泡的 I-U 图像可知，当小灯泡的实际功率为 0.5 W 时， U L = 2 V ， I L = 0.25 A ，则电源的电压 U = U L = 2 V ，（ 2 ）因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，开关 S 1 闭合前后通过灯泡的电流不变，则通过变阻器的电流： I R = Δ I = 0.16 A ，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由 可得，变阻器接入电路中的阻值 =12.5 Ω ；（ 3 ）在开关 S 、 S 1 均闭合情况下，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小，滑动变阻器的最大阻值 R ＝ 25 Ω ，则此时滑动变阻器消耗的功率为 = 0.16 W ，电路消耗的最小总功率： P 最小 = P L + P R = 0.5 W+0.16 W= 0.66 W. 类型二 欧姆定律 的相关计算 【 命题解读 】 欧姆定律及其相关 计算考查 24 次，在选择题、填空题、实验探究题、计算题中均有涉及，其中以填空题和计算题考查居多，多结合电路图、工作原理图依据欧姆定律公式 或其变形公式进行的相关计算 . 例 2 两定值电阻甲、乙的电流与电压关系图像如图所示，其中下列说法正确的是（ ） A. 甲的电阻为 5 Ω B. 将甲、乙串联在电压为 6 V 的电源 上，电路中的电流为 0.6 A C. 将甲、乙并联在电压为 2 V 的电源 上，干路中的电流为 0.6 A D. 当通过乙的电流为 0.2 A 时，乙两端的电压为 2 V C 【 解析 】 本题考查看图能力，欧姆定律的应用 . 从 U-I 图像中可以看出，当电压 U = 3 V 时，对应甲的电流 I 甲 = 0.3 A ，乙的电流为 I 乙 = 0.6 A, 根据欧姆定律，则 R 甲 = = 10 Ω ， R 乙 = = 5 Ω ；当两者串联在 电压为 6 V 的电源上时，电路中的电流 I = = 0.4 A ；当两者并联在电 压为 2 V 的电源上时，通过 R 甲 的电流为 I 甲 = = 0.2 A ，通过 R 乙 的电流为 I 乙 = = = 0.4 A ，则干路电流为 0.6 A ；当通过 R 乙 的 电流为 I 乙 = 0.2 A 时，则乙两端电压为 U 乙 = I 乙 R 乙 = 0.2 A×5 Ω = 1 V. 欧姆定律及其变形公式的计算： 1. 利用欧姆定律解题的一般思路： ①四个弄清：弄清电路中所涉及的元件及连接方式；弄清各电表分别测哪个元件；弄清滑动变阻器接入电路的部分；弄清题中已知条件和提供的物理过程 . ② 抓住电路中的不变量，如电源电压、定值电阻等 . ③ 根据串、并联电路特点及欧姆定律列 出所求的物理量与已知量的关系式进行求解 . 2. 应用 U ＝ IR （求电压） （求电阻） 3. 解题注意事项： ①同一性、同时性： U 、 I 、 R 是对应同一导体或电阻且为同一时刻的值；②统一性： U 、 I 、 R 单位要统一，分别是 V 、 A 、 Ω. 变式题 2 如图所示，电源电压恒定， R 1 ＝ 20 Ω ，闭合开关 S ，断开开关 S 1 ，电流表示数是 0.3 A ；若再闭合 S 1 ，发现电流表示数变化了 0.2 A ，则电源电压为 ___V ， R 2 的阻值为 ___Ω. 6 30 【 解析 】 闭合开关 S ，断开开关 S 1 ，电路中只有 R 1 ，由电流表示数可知电路中的电流为 0.3 A ，根据欧姆定律 可得电源电压 U = IR 1 = 0.3 A×20 Ω= 6 V ；再闭合开关 S 1 时，电阻 R 1 与 R 2 并联，电流表示数变化了 0.2 A ，即通过电阻 R 2 的电流为 I 2 = 0.2 A ，根据欧姆定律 可得， = 30 Ω. 类型三 I-U 曲线的理解和应用 例 3 （’ 14 龙东 ）有两个电路元件 A 和 B . 流经各元件的电流 I 与其两端电压 U 的关系如图所示 . 把 A 、 B 元件并联后接在电压为 1 V 的电源两端 , 并联电路的 总电流为 ____A ， 此时元件 B 的电阻是 ____Ω. 0.3 10 0 【 解析 】 A 、 B 并联在 1 V 的电路上， A 元件中的电流为 0.2 A ； B 元件中的电流为 0.1 A ，干路上的电流为支路电流之和，为 0.2 A+0.1 A = 0.3 A ； B 的电阻 =10 Ω. 1. 正确分析 I-U 曲线的一般步骤： a. 看清图像中横坐标、纵坐标所表示的物理量； b. 弄清坐标上的数值及分度值； c. 明确图像所表达的物理意义，利用图像的特点进行分析、推理、判断和计算 . 2. 常见的 I-U 曲线： ①图 A 反映了在电阻一定的条件下，电流 与电压成正比； ②图 B 、 C 均反映着一种非线性变化关系：图Ｂ中的导体电阻随电压和电流的增大而减小，而图 C 中的导体电阻随电压、电流的增大 而增大； ③图 D 是将两个导体的 I - U 图像描述在同一坐标系中，可更直接地反映出两电阻的大小关系（ R A < R B ） . 实验突破 实验一 探究电流与电压的 关系 （ 2013 年黔东南州 20 题 ） 1. 实物电路图的连接或电路图连接错误的判断 2. 连接电路时开关要断开，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处 3. 电流表和电压表的读数 4. 滑动变阻器的作用（ ①保护电路；②多次改变电阻阻值，调节滑动变阻器的滑片保持电阻电压 U 不变 ） 5. 电路故障判断 6. 控制变量法的应用（ 保持电阻不变，调节滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压） 7. 数据分析和处理 8. 更换不同电阻进行测量的目的（ 多次测量，使结论具有普遍性） 9. 实验评价 实验结论 ：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体的两端的电压成正比 . 例 1 （’ 14 衡阳 ）某同学想探究通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系，设计了如图 1 所示的电路，选用的器材有：阻值约为 4 Ω 的 2B 铅笔芯一根， 两节干电池组成的 电池组， 0 ～ 0.6 A 的电流表， 0 ～ 3 V 的电压表，滑动变 阻器（ 10 Ω 2 A ） , 开关，导线等 . （ 1 ）该同学根据电路图连接电路，在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片 P 移到 ____ （选填“ a ” 或“ b ” ）端 . （ 2 ）闭合开关后，两电表的指针都发生了偏转，但无论怎样移动滑片，两电表的示数均保持不变且都在量程范围内，则产生故障的原因是 _____. A. 滑动变阻器最上端两个接线柱接入电路 B. 滑动变阻器最下端两个接线柱接入电路 b B （ 3 ）排除故障后，该同学移动滑动变阻器的滑片，将获得的几组数据记录在下表中 . 当采集第三组数据时，电流表指针的偏转情况如图 2 所示，此时电流表的示数为 ____A. 0.3 实验序号 U /V I /A ① 0.4 0.1 ② 0.8 0.2 ③ 1.2 ④ 1.6 0.4 ⑤ 2.0 0.5 0.3 （ 4 ）由表中数据可知，通过铅笔芯的电流与其两端电压成 ____ 比 . 正 【 解析 】 （ 1 ） 为防止电路中电流过大，滑动变阻器在电路接通时，应接入最大电阻，由题图可知是 aP 段接入电路，当 P 移到 b 端时， aP 长度最长，电阻最大，故滑片应滑到 b 端； （ 2 ）滑动变阻器在电路中应连接一“上”一“下”两个接线柱 . 由“两电表的示数均保持不变”知移动滑片时，滑动变阻器的电阻不变，由“都在量程范围内”知滑动变阻器接入电路的电阻较大，则产生故障的原因是错将 滑动变阻器下方的两个接线柱接入电路，所以无论怎样移动变阻器的滑片，都不能改变电流表、电压表的示数 . （ 3 ）由题目知，电流表选择的是 0 ~ 0.6 A 量程，每一小格是 0.02 A. 故读数为 0.3 A. （ 4 ）根据表格中的数据知 U 与 I 的比值为定值，可以得出的结论是：当铅笔芯电阻一定时，通过铅笔芯的电流与其两端的电压成正比 . （ 1 ）请根据上 述表格数据在坐标 纸上画出铅笔芯的 U-I 图像 . （ 2 ）该同学采 集多组实验数据的 目的是 _____________________________ ； （ 3 ）利用如图所示的电路图还可以完成的实验有： _____________________________ ___________ ； 避免偶然性，便于找出普遍规律 测铅笔芯阻值的实验或测铅笔芯电功率的实验 （ 4 ）某同学认为将铅笔芯换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压的规律，他的说法 ________ （选填“正确”或“不正确”），为什么？ _________________________________ _______________. 不正确 小灯泡的电阻随温度的改变而改变，不能控制电阻不变 实验二 探究电流与电阻的关 系 （ 2014 年：贵阳 26 题； 2013 年：六盘水 27 题，毕节 37 题； 2012 年：六盘水 27 题） 1. 实物电路图的连接或电路图连接错误的判断 2. 连接电路时开关要断开，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处 3. 电流表和电压表的读数 4. 滑动变阻器的作用（ ①保护电路；②多次改变电阻阻值，调节滑动变阻器的滑片保持电阻两端电压 U 不变） 5. 电路故障判断 6. 控制变量法的应用（ 换用不同阻值的电阻，通过调节滑动变阻器的滑片来保持电阻两端电压不变） 7. 数据分析和处理 8. 更换不同电阻进行测量的目的（ 多次测量，使结论具有普遍性 ） 9. 实验评价 实验结论 ：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 . 例 2 （’ 14 白银 ）李明和小亮利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系” . 已知电源电压为 6 V 且保持不变，实验用到的电阻 R 的阻值分别为 10 Ω 、 15 Ω 、 20 Ω 、 25 Ω. （ 1 ）李明根据图甲所示的电路图，将图乙中的实验器材连接成实验电路，小亮在检查时认为，从实验目的的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议李明改接 . ① 请在接错的那根线上打“ × ” ； ②另画一根导线，使电路连接正确； ③如果不改接这根导线，对实验的影响是 ___________________________ （具体说明是什么影响） . 不能测出待测电阻两端的电压 （ 2 ）李明将电路改接正确后，闭合开关，调节变阻器的滑片到某位置，保持电压表的示数为 2.5 V ，电流表的示数如图丙所示，则电流表的读数是 ____A ，连入电路的电阻 R 的阻值是 ____Ω. (3) 实验中，若保证电压表的示数为 2.5 V 不变，将定值电阻 R 的阻值由 25 Ω 更换为 15 Ω ，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向 ____ （选填“左”或“右”）移动；当定值电阻为 10 Ω 时，移动滑动变阻器滑片应使接入电路的阻值为 ____Ω. 0.25 10 左 14 【 解析 】 （ 1 ）根据电路图连接实物图，发现电压表测的是滑动变阻器与定值电阻 R 两端的电压之和，显然与实验要求不符，这样不能测出待测电阻两端的电压，修改如答图所示 . （ 2 ）由图知：电流表采用的量程是 0 ～ 0.6 A ，分度值是 0.02 A ，指针指在第 12 格和第 13 格中间，读数为 0.25 A ；因为电压表示数为 2.5 V ，即定值电阻两端的电压为 2.5 V ，根据欧姆定律得： =10 Ω ．（ 3 ）定 值电阻 R 的阻值由 25 Ω 更换为 15 Ω ，因为串联电路各部分电压与电阻成正比，所以电阻 R 两端电压会减小；要保持电压不变，需要将滑动变阻器接入电路的电阻也减小．应将滑动变阻器的滑片向左滑动；当定值电阻 R 的阻值为 10 Ω 时，电路中的电流： = 0.25 A ，滑动变阻器的阻值： R 滑 ′= = =14 Ω. (1) 连接电路时，开关应该 _____. (2) 连接电路后闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，那么电路故障可能是 ________________________. (3) 实验中进行多次测量的目的是 _______ ___________. (4 ）实验结论是： ____________________ ___________________________________. 断开 电阻断路（电阻接触不良） 为了得出普遍规律 在导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比 (5) 为了使实验操作更方便，请你帮他设计一个只连接一次电路，而又符合探究要求的电路图 . 如答图所示 （ 6 ）重复上述实验，收集到的数据如下表所示： 综合数据分析可得：电压一定时 _______ ___________. 电阻越小电流越大 电压 U /V 2.5 电阻 R /Ω 25 20 15 10 电流 I /A 0.10 0.135 0.17 0.25 实验三 伏安法测 电阻 （ 2014 年：黔 南州 19 题、黔西南 州 19 题、同仁 40 题； 2013 年：遵义 35 题； 2012 年：贵阳 29 题 ） 1. 实验原理 2. 实物电路的连接（ 电路图连接中应该注意滑动变阻器“一上一下”的接法、电流表串联在电路中、电压表并联在电路中 ） 3. 实验操作过程中滑动变阻器的位置和开关的状态（ 连接电路时滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处、开关在连接电路时要处于断开状态，这么做都是为了保护电路，防止因为操作失误造成在接线时，电路就接通且电流过大烧坏灯泡，甚至烧坏电流表 ） 4. 电流表和电压表的量程选择 【 要根据题意进行，一般的方法是：电压表根据电源电压估测后再确定 . 电流表要根据题中电阻 值确定；如果无法估测，则选择大量程进行试触再确定适当的量程 . 一般尽可能使被测的值接近选用的量程的 为佳（这样更准确 ） 】 5. 电压表、电流表的读数 6. 电路故障分析 7. 温度对小灯泡电阻的影响（ 金属导体的电阻随温度的升高而增大，所以小灯泡的电阻随着温度的升高而增大） 8. 实验中多次测量的目的（ 实验中如果是测小灯泡的电阻则多次测量不是减小误差，是为了寻找小灯泡的电阻与灯丝温度变化的规律；所以不能求平均值，因为电压改变后小灯泡的电阻也改变，因此求出的平均值无意义 . 如果是测定值电阻的阻值，则需要求平均值来减小误差 . 同时实验过程中时间不能太长，避免电热造成电阻变化） 9. 非伏安法测电阻的电路设计，实验步骤补充，推导表达式 10. 等效替代法的应用（ 利用电阻和电压表替代电流表；利用电阻和电流表替代电压表） 例 3 （’ 14 云南 ）如图甲是“伏安法测电阻”的实验装置（待测电阻阻值不小于 10 Ω ） . （ 1 ）请用笔画线代替导线补充完成图甲中的实物电路连接（要求导线不能交叉，滑动变阻器滑片右移时电阻变大） . 如答图所示 （ 2 ）某次测量时电流表示数为 0.2 A ，电压表示数如图乙所示，则待测电阻阻值为 _____Ω. 为减小误差，可 ________________ 改变待测电阻两端的电压来进行多次测量求平均值 . （ 3 ）将上述实验中的电阻换成小灯泡，用同样的方法测小灯泡的电阻，数据记录如下表： 11 调节滑动变阻器 分析表中数据可知，小灯泡两端电压越低，小灯泡的电阻越 ___ ，原因是 __________ ____________. 小灯丝电阻受温度的影响 测量次数 1 2 3 4 5 电压 U /V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 电流 I /A 0.28 0.25 0.22 0.18 0.16 小 【 解析 】 （ 1 ）一节干电池的电压为 1.5 V, 题图中电源电压为两节干电池为 3 V, 故电压表应选择 0 ～ 3 V 量程，待测电阻阻值不小于 10 Ω ，所以电流表应选择 0 ～ 0.6 A 量程；（ 2 ）因为电压表选择的是 0 ～ 3 V 量程 , 分度值为 0.1 V ，电压表指针在示数 2 后偏 2 格，故电压表读数为 2 V+ 0.1 V×2 = 2.2 V, 由 得 R = = 11 Ω, 为了减小实验误差 , 可以通过调节滑动变阻器来改变电阻两端的电压多次测量求平 均值；（ 3 ）通过表格中的数据计算可得 , 小灯泡两端电压越低，小灯泡的阻值就越小，这是因为小灯泡的电阻是变化的，随温度的升高而增大 . （ 1 ）连接电路时滑动变阻器的滑片移到最大阻值处的目的是： ___________________ _________________________. （ 2 ）开关闭合时，若发现电流表无示数，电压表示数较大，其故障原因可能是待测电阻处 _____. 保护电路，避免因电 路中电流过大烧坏电路元件 断路 （ 3 ）在电流表损坏的情况下，请利用定值电阻和电压表设计电路测出 R x 的阻值 . 写出操作步骤和表达式 . 如答图所示 实验步骤：①将开关拨至 a 处，测得电压为 U 1 ；②将开关拨至 b 处，测得电压为 U ；由此可得： ， 解得 .