解读中考中的“欧姆定律”及其应用

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欧姆定律在各地的中考试题中都占有比较大的比重，选择、填空、实验、计算题都有可能涉及。常考的考点有：1.探究电流与电压、电阻的关系，2.欧姆定律及其应用，3.伏安法测电阻，4.电阻的串并联，5．欧姆定律和安全用电。其中电阻的测量、动态电路的分析、电阻故障的判断等与实际操作关联性比较大，能有效考查考生的动手操作能力和实验探究能力，故此备受命题人的青睐，因而也是中考命题的重点。

一、基础知识综述

1．探究电流与电压、电阻的关系

探究电流与电压、电阻的关系时，我们采用控制变量法。一般的结论是：（1）当导体的电阻不变时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）当导体两端电压恒定不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。有时，我们也采用“图像法”通过描点、画图，分析导体的U-I图像、I-R图像得出上述结论。

2．欧姆定律

（1）内容：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。

（2）表达式I=■。公式中符号U表示导体两端的电压，单位是伏（V）；I表示导体中的电流，单位是安（A）；R表示导体的电阻，单位是欧（Ω）。该公式的两个变形式：U=IR和R=■。

3．电阻的串联和并联

（1）串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，以两个电阻为例可用公式表示为：R＝R1＋R2；串联电路的总电阻比其中任何一个都大，因为电阻串联后相当于增加了导体的长度。若n个相等的电阻串联，则有R串＝nR。

（2）并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻倒数的和，以两个电阻为例可用公式表示为：■=■+■；并联电路的总电阻比其中任何一个都小，因为并联后相当于增加了导体的横截面积。若n个相等的电阻并联，则有R并＝R/n。

4．伏安法测量小灯泡电阻

（1）方法：用电压表和电流表间接测量。

（2）原理：欧姆定律的变形公式R=■。

（3）实验用的电路图如图1所示，电路中滑动变阻器的作用一是改变小灯泡两端的电压，另一个是保护电路。

（4）实验过程中的注意事项：a.连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片调到阻值最大位置，以保护电路元件的安全。b.闭合开关后，移动滑片，使电压表示数等于小灯泡的正常工作电压，从该电压开始逐次降低，获得几组数据。c.利用公式R=■分别算出不同电压下小灯泡灯丝的阻值，测得的结果不能求平均值，灯泡的电阻随温度的升高而增大。

5．欧姆定律和安全用电

（1）断路：在某处断开的电路。此状态下电路中没有电流，用电器也无法工作。

（2）短路：电路中不该相连的两点被直接用导线连在一起的现象，叫做短路。一种是电源短路，它是电源两极直接用导线相连，此时电路中电流非常大，电源会被烧坏，所以这种情况是绝对不允许的；另一种是用电器短路，它是用电器两端直接用导线相连，被短路的用电器中没有电流经过。

（3）安全用电：a.人体是导体，电压越高时，流过人体的电流越大，越危险，实验证明只有不高于36V的电压对人体才是安全的。b.雷电是大气中一种剧烈的放电现象，雨天不能在大树下躲雨，人们通过在建筑物顶部安装避雷针的方法防止雷电。

二、典例分析

例　（2012菏泽）实验室内所用导线很短，导线的电阻忽略不计。但长距离输电需要两条输电线，输电线的电阻则不能忽略不计。当输电线某处发生短路时，整个输电线路的电阻会发生改变。已知每米输电线的电阻是0.01Ω。（1）请你利用学过的电学知识，在如图2所示的虚线框内为检修人员设计一个检修电路（器材和仪表任选），可以根据仪表的示数进行有关的计算，以确定输电线短路的位置，便于检修人员迅速赶往短路所在位置排除故障。（2）计算“短路点与测量点之间的距离”的表达式为：L=_______。

解析：已知每米输电线的电阻只要测出导线电阻的大小就可测出导线的长度，导线的长度的一半就是短路点与测量点之间的距离。故我们可以设计如图3的电路，把电压表并联在导线两端，电流表串联在电路中，读出电流表的示数I、电压表的示数U，根据欧姆定律可求此时导线的电阻是R=■，所以短路点与测量点之间的距离为L=■=■=■。

（作者单位：江苏省盐城市潘黄实验学校）