中考对欧姆定律在串联电路中的考查例析

江苏省泰州市胡庄初级中学 陆明进

中考对欧姆定律在串联电路中的考查例析

江苏省泰州市胡庄初级中学 陆明进

一、考点精析

欧姆定律是电学部分的基本规律，在中考中占有重要地位。本考点以掌握欧姆定律、电路的串联的基本关系为重点。要理解电流、电压、电阻等电学中最基本的物理量，正确使用电流表、电压表和滑动变阻器等仪表。分析、判断、计算变化电路的问题是历年中考考查的重中之重，也是极易失分的考点。

二、中考例析

1.类型一：判断电路故障。题型：通常出现在选择题、电学实验题中。解题方法指导：电流表有很小的内阻，电压表有很大的内阻，电表没有示数，根据欧姆定律可知，当I=0时，说明U=0，即电路中存在短路的情况。我们还知道形成电流的条件是有电压且电路闭合，而还存在电压，但电路不闭合的情况，即断路。

例1，如图1所示，当开关S闭合后，两只灯泡均发光，两表均有示数。过一段时间后，发现电压表示数变为0，电流表示数增大。经检查，除小灯泡外其余器材连接良好，造成这种情况的原因可能是：

A.灯L1断路 B.灯L2短路

C.灯L1短路 D.灯L1、L2均断路

图1

分析：电压表示数变为0，说明①电压表的正负接线柱到电源正负极之间存在断路；②电压表被短路；③电压表被损坏，到底是哪种故障还要根据题目提供的其他信息进行筛选。题目告诉我们“电流表示数增大”可排除情况①，“除小灯泡外其余器材连接良好”可排除情况③，只可能是情况②，即选（C）。

2.类型二：用单只电压表和已知阻值的电阻测量未知阻值的电阻。题型：通常出现在实验题中。解题方法指导：根据欧姆定律的变形式可知，测量一段导体的电阻需要测量其两端的电压和通过的电流，当只有电压表时要设法测出导体中的电流，利用串联电路中的电流处相等设计电路，因此设计成串联电路。

例2，某同学想测定电阻Rx的阻值，供选择的器材有：一个电源（电压不变、电压数值未知），一个已知电阻R0，电压表（最大量程大于电源电压），单刀双掷开关。请你帮助该同学设计一个电路，要求：（1）画出实验电路图。（2）完成该实验，请写出需要测量的物理量及操作步骤。（3）写出用测量的物理量计算Rx的表达式。

分析：电压表可以测出导体两端的电压，若知道电阻值，可以求出电流，若把两个电阻串联，也就知道了另一个导体中的电流。此时若用电压表再测出待测电阻两端的电压，利用R=U/I求出电阻。

答案：（1）如图2所示

图2

（2）把S接在位置1处，读出电压表的示数为U0；把S接在位置2处，读出电压表的示数为U。

（3）Rx=（U0-U）R0/U。

3.类型三：串联电路的计算。题型：通常出现在选择、填空、计算。解题方法指导：解答这类问题可按下列步骤进行：①分析电路的连接方式，判断电表的测量对象（对于复杂的电路常采用去电压表的方法分析电路的连接方式）；②把已知量的符号和数值、未知量的符号均在电路图上标出来；③运用欧姆定律、串联电路特点等电路规律分析，分析的方法一般有两种，一种是从已知量出发，交替运用欧姆定律、串联电路特点，逐渐把未知量求出；另一种是从未知量出发，根据欧姆定律、串联电路特点，逐渐建立和已知量的关系，根据已知量求出未知量。

例3，图甲和图乙是利用热敏电阻测量温度的原理图。电源电压均为20V且保持不变，定值电阻R0的阻值为30Ω，则：

（1）图甲中电流表的示数为0.3A时，热敏电阻两端的电压是多少？

（2）图乙中电压表的量程为0-15V，热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图丙所示，试求此电路能测量的最高温度。

分析：本题结合电路图和图像考查考生收集信息及应用欧姆定律解决实际问题的能力，是中考查串联电路中欧姆定律计算的典型题型。

（1）R0与RT串联，电流表测量电路中的电流，计算热敏电阻两端的电压UT利用串联电路的电压特点UT=U总-U0分析，由于U总=20V，U0=IR0=0.3A×30Ω=9V，所以UT=U总-U0=20V-9V=11V。

（2）R0与RT串联，电压表测量R0两端的电压，由图像可知热敏电阻RT随温度T的上升而下降，当此电路测量最高温度时，热敏电阻RT的电阻最小，电路中的电流最大，导致R0两端的电压最大，即U0=15V，则UT=U总-U0=20V-15V=5V，利用串联电路的分压特点计算出 RT=UT·R0/U0=5V×30Ω/15V=10Ω，根据图像可知当RT=10Ω时，T=92℃。

三、总结与扩展

根据以上分析，解决串联电路中有关欧姆定律的问题，关键在于掌握基本知识、基本规律（包括电流及测量、电压及测量、电阻和滑动变阻器、串联电路的特点和欧姆定律等）和基本方法（分析电路连接方式、电表测量对象、画电路图、在电路图上标出已知量的符号和数值、未知量的符号、利用规律解决问题），这些能力不是一两天养成的，要求考生在平时要扎扎实实学习，及时思考和总结，只有这样才能培养能力。同学们可以仿照以上分析进行有关并联电路问题的总结和归纳，以培养归纳总结能力和研究问题的能力，这是大家培养能力的好时机。

ISSN2095-6711/Z01-2015-12-0064