第6讲 探究欧姆定律
 
突破点1  探究欧姆定律

例题1【4☆】如图是研究欧姆定律的实验装置：

（1）请你帮他根据电路图连接实物； 

（2）设计本实验的目的是为了研究电流与电压、____的定量关系．实验数据记录如下表．下图是分别用R1、R2、R3进行实验所作的图象，综合图象中的虚线AB，可以得出的结论是：在__________一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比． 

（3）分析1、2、3次中的数据，可说明电阻的大小与通过它的电流和它两端的电压_________（填“有”或“无”）关；也可以看出滑片的滑动方向是向________（左或右）滑动．（根据电路图回答） 

解析：（1）实物图连接如图： 

（2）本实验步骤中通过改变滑动变阻器的阻值，改变了电阻R两端的电压和通过它的电流，从图象看，在阻值一定的情况下，电流与电压成正比，在电压一定的情况下，电流与电阻成反比； 

故答案是：电阻、电压． 

（3）从表格中数据看，对R1电压与电流的比值都是5Ω，对R2电压与电流的比值都是10Ω，故电流与它两端的电压无关；电流逐渐增大说明回路中总阻值在减小，故电阻的大小与通过它的电流和它两端的电压 无关；滑片的滑动方向是向 左滑动． 

点拨：解答实验题要明确实验目的及实验原理，理解实验操作的步骤，会处理实验数据，总结出规律．

突破点2  欧姆定律的变形公式 

例题2【4☆】某电流表刻度盘上除零刻度和最大刻度“3A”能辨认外，其他刻度都已模糊不清，只知道指针从零刻度到最大刻度之间转过的角度是120°．现将一只电阻R1与这只电流表串联后接在电源两端（电源电压恒定），电流表指针偏转的角度是96°；若在电路中再串联一只R2=3Ω的电阻，电流表指针偏转的角度是64°．则R1的阻值是（　　）
A、2Ω B、4.5Ω
C、6Ω D、18
解析：零刻线到最大刻度“3A”，将其等分为30份，一等份的电流值为0.1A，即分度值；又已知零刻度到最大刻度之间转过的角度是120°，因此求出一等份偏转的度数；根据已知电流表指针偏转的度数是96°和偏转一等份的度数，求出此时电流的大小，以电源电压为等价列一个关系式；若在电路中再串联一只R2=3Ω的电阻，电流表指针偏转的角度是64°，同理，先求出电路中电流的大小，再以电源电压为等价列一个关系式；解两个关系式即可求出R1的阻值．
指针偏转一等份的度数为 120°/30=4°，
当指针偏转的度数为96°时，电路中的电流为 I=0.1A× 96°/4°=2.4A，则 U=IR1…①
当指针偏转的度数为64°时，电路中的电流为 I′=0.1A× 64°/4°=1.6A，
则 U=I′（R1+R2）…②
由①、②可得IR1=I′（R1+R2）
2.4A×R1=1.6A×（R1+3Ω）
R1=6Ω
故选C．
答案：C
点拨：本题考查欧姆定律的应用以及电流表的灵活使用，本题的难点是求出偏转一等份时的角度，即一等份的电流值为0.1A．

突破点3  电路的动态分析 

例题3【5☆】如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中（　　）
A、电压表V1示数变大，V2示数变大，电流表A的示数变大
B、电压表V1示数不变，V2示数变大，电流表A的示数变小
C、电压表V1示数不变，V2示数变小，电流表A的示数变大
D、电压表V1示数变小，V2示数变大，电流表A的示数变小

解析：方法一：滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中，R2的电阻变大→电路的总电阻就变大→由于电源电压不变，导致电路中的总电流变小→电流表A示数变小→依据U1=IR1，R1不变，I变小，所以U1变小→电压表U1示数变小→依据U2=U-U1，电压电压U不变，U1变小，所以U2变大．
方法二：串联电路中 U1/R1=U2/R2，即电压与电阻成正比，当滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中，R2占总电阻的比例增大，分得电压也增大；R1占总电阻的比较减小，分得的电压也减小；电路中的电流随总电阻的增大而减小．
答案：D.
点拨：电路的动态分析问题，解题之前要弄清：①看懂电路图，弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量；②弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻；
解题方法有两种：方法①：按这样的顺序分析：局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化．方法②：串联电路中 U1/R1=U2/R2，即电压与电阻成正比，由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压，电阻所点比例分数越大，分得的电压比例就越大．

突破点4  电学和力学的综合应用 

例题4【4☆】如右图所示，水平的传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙，导电性能良好的弹簧的右端与物体及滑动变阻器滑片相连接，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦．当传送带如箭头方向运动且速度为2v时，物体与传送带发生相对滑动但相对地静止，则当传送带的速度发生变化时，关于弹簧的弹力和灯泡的亮度的变化情况，下列分析正确的是（　　）

A、当传送带的速度由2v加速到3v时，弹簧的弹力变大，灯泡的亮度变亮 

B、当传送带的速度由2v加速到3v时，弹簧的弹力不变，灯泡的亮度不变 

C、当传送带的速度由2v减速到v时，弹簧的弹力变大，灯泡的亮度变亮 

D、当传送带的速度由2v减速到v时，弹簧的弹力不变，灯泡的亮度不变 

解析：因摩擦力大小只与压力大小及接触面的粗糙程度有关与物体的相对运动速度无关，故物体所受摩擦力不变；因物体在弹簧弹力及摩擦力的作用下将处于平衡状态，故物体的位置将不发生变化，滑动变阻器接入电阻不变，则由欧姆定律可得电路中电流不变，灯泡的亮度不变；故选BD。 

答案：BD。
点拨：本题综合考查了力学与电学相关知识，要求学生应准确掌握相关知识并能在实际中灵活应用．
创新能力挑战
1.【4☆】某电器的内部电路如右图所示，其中R1=12Ω．当在A、B两个接线端口接入电压为10V的电源时，电流表的示数为0.5A；而把此电源（电压恒定）接在C、D两个接线端口时，电流表的示数为1A，则下列判断中正确的一项是（　　）

A、可求出R2和R3的阻值，分别为R2=8Ω，R3=2Ω
B、可求出R2和R3的阻值，分别为R2=8Ω，R3=12Ω
C、只能求出R2和R3阻值的比值，R2：R3=1：2
D、电路发生了变化，不符合控制变量法，无法计算
2、【5☆】如图虚线框内有两个电阻R1和R2，还有一个开关S，若开关S闭合时，电流表的示数增加，请画出两种可能的连接电路图．