体验:酒精测试仪的工作原理
为了判断驾驶员是否酒后驾车，交警需要用酒精测试仪对驾驶员进行检测。小科设计了一种酒精测试仪的电路，如图所示。图中定值电阻的电阻为R，Q为酒精气敏元件，其电阻随酒精气体浓度的增大而减小。思考：
(1)气敏元件在电路中的作用相当于一个什么电学元件？
(2)当气敏元件所测酒精气体的浓度增大时，电流表示数怎样变化？
电路元件标注：R、V、气敏元件、Q、A、S

(1)可变电阻 (2)变大

【分析】
首先分析气敏元件的特性：它的电阻随酒精气体浓度变化而改变，可主动调节电路电阻，由此判断其相当于的电学元件；对于电流变化，需结合串联电路的电阻特点和欧姆定律分析：电路中定值电阻与气敏元件串联，电流表测总电流，当酒精浓度增大时，气敏元件电阻减小，总电阻变化，结合电源电压不变的条件，用欧姆定律判断电流变化。
【解析】
(1) 气敏元件的电阻随酒精气体浓度的变化而改变，能够改变电路中的电阻，因此在电路中相当于可变电阻。
(2) 定值电阻R与气敏元件Q串联，电流表测量电路中的电流。当酒精气体浓度增大时，气敏元件Q的电阻减小，电路的总电阻$ R_{总}=R+Q $减小。电源电压U不变，根据欧姆定律$ I=\frac{U}{R_{总}} $，总电阻减小时，电路中的电流I变大，因此电流表示数变大。
【答案】
(1)可变电阻 (2)变大
【知识点】
可变电阻、欧姆定律、串联电路电阻特点
【点评】
本题结合酒精测试仪的实际应用场景，考查气敏元件的特性及欧姆定律的基础应用，属于常规电路分析题，需要学生掌握串联电路的电阻规律和欧姆定律的基本用法，难度适中。
【难度系数】
0.6

1.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成,跟导体的电阻成。
2.公式:。其中U表示导体两端的电压,R表示导体的电阻,I表示通过导体的电流。
3.适用范围:欧姆定律适用于纯电阻电路的整个电路或其中一部分电路。纯电阻电路就是用电器工作时将电能全部转化为内能的电路,如电阻器、滑动变阻器、电热丝、电烙铁等所在的电路。
学以致用

1.正比 反比 2.$I=\frac{U}{R}$

【分析】
本题考查欧姆定律的基础内容，需回忆欧姆定律的定义、电流与电压和电阻的关系以及对应的公式，明确各物理量的对应关系，准确填写相关内容。
【解析】
1. 根据欧姆定律的定义：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. 欧姆定律对应的公式为$I=\frac{U}{R}$，其中U为导体两端电压，R为导体电阻，I为通过导体的电流，与题目给出的物理量含义一致；
3. 适用范围题目已说明，本题只需完成前两空和公式的填写。
【答案】
1.正比 反比 2.$I=\frac{U}{R}$
【知识点】
欧姆定律
【点评】
本题为初中物理电学的基础识记题，考查欧姆定律的核心概念，难度较低，是学生必须掌握的电学基础知识点。
【难度系数】
0.8

例1 根据欧姆定律可得变形式$R=\frac{U}{I}$，下列说法正确的是 （）

A.通过导体的电流一定，导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体两端的电压一定，导体的电阻与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
D.导体的电阻在数值上等于它两端的电压和通过它的电流之比

D

【分析】
要解决这道题，需明确两个核心知识点：一是导体电阻的本质，二是欧姆定律变形式$R=\frac{U}{I}$的物理意义。首先，导体的电阻是导体本身的固有属性，由材料、长度、横截面积和温度决定，与导体两端的电压、通过的电流无关；其次，$R=\frac{U}{I}$只是电阻的计算式，而非决定式，仅表示电阻在数值上等于电压与电流的比值。据此逐一分析选项即可。
【解析】
1. 分析选项A：导体电阻与电压、电流无关，电流一定时，电阻不会随电压变化，“电阻与电压成正比”的说法错误，排除A。
2. 分析选项B：电压一定时，电阻也不会随电流变化，“电阻与电流成反比”的说法错误，排除B。
3. 分析选项C：电阻是导体本身的属性，与电压、电流均无关，“电阻与电压成正比、与电流成反比”的说法错误，排除C。
4. 分析选项D：$R=\frac{U}{I}$是电阻的计算式，导体的电阻在数值上等于两端电压和通过电流的比值，该说法正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、电阻的性质
【点评】
本题考查对欧姆定律变形式的理解，核心是区分电阻的决定因素和计算式，属于基础概念题，需避免混淆“计算式”和“决定式”的物理意义。
【难度系数】
0.5

例2 在某一温度下，连接在电路中的两段导体A和B中的电流与电压的关系如图所示。由图中信息可知 （）


A.导体A的电阻为 $10\ \Omega$
B.导体B的电阻为 $10\ \Omega$
C.当 $U_A=3\ \mathrm{V}$ 时，$I_A=0.3\ \mathrm{A}$
D.当 $U_B=3\ \mathrm{V}$ 时，$I_B=0.6\ \mathrm{A}$

B

【分析】本题是关于I-U图像的电学题，解题思路是：首先明确I-U图像中，导体的电阻等于对应电压与电流的比值（欧姆定律$R=\frac{U}{I}$）；然后从图像中分别找到导体A、B在同一电压（如3V）下对应的电流值，计算出两者的电阻；最后逐一分析各选项，判断正误。
【解析】根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $，结合图像数据计算：
1. 导体A：当 $ U_A = 3\ \mathrm{V} $ 时，对应的电流 $ I_A = 0.6\ \mathrm{A} $，则 $ R_A = \frac{U_A}{I_A} = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}} = 5\ \Omega $，因此选项A（导体A电阻为10Ω）错误；
2. 导体B：当 $ U_B = 3\ \mathrm{V} $ 时，对应的电流 $ I_B = 0.3\ \mathrm{A} $，则 $ R_B = \frac{U_B}{I_B} = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega $，因此选项B（导体B电阻为10Ω）正确；
3. 验证选项C：当 $ U_A = 3\ \mathrm{V} $ 时，从图像可知 $ I_A = 0.6\ \mathrm{A} $，而非0.3A，选项C错误；
4. 验证选项D：当 $ U_B = 3\ \mathrm{V} $ 时，$ I_B = 0.3\ \mathrm{A} $，而非0.6A，选项D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】B
【知识点】I-U图像、欧姆定律、电阻计算
【点评】本题考查I-U图像的应用，核心是利用欧姆定律从图像中提取电压和电流的对应关系计算电阻，属于电学基础题，准确读取图像数据即可解题。
【难度系数】0.5

学习任务二 利用欧姆定律进行分析、计算
1.计算的依据
(1)已知电压和电阻,求电流:$I=$。
(2)已知电压和电流,求电阻:$R=$。
(3)已知电流和电阻,求电压:$U=$。
2.计算注意事项
(1)同体性:公式中$U$、$I$、$R$是对同一导体或同一段电路而言的,三者要一一对应。
(2)同时性:必须保证公式中的$U$、$I$、$R$三个物理量是同一时刻的值。
(3)统一性:公式中$U$、$I$、$R$三个物理量,必须使用国际单位制中的单位。

1.(1)$\frac{U}{R}$ (2)$\frac{U}{I}$ (3)$IR$

【分析】
本题考查欧姆定律及其变形公式，解题思路是先明确欧姆定律的基本公式，再通过数学等式变形，结合已知条件推导对应的物理量表达式，同时牢记公式的适用条件。
【解析】
欧姆定律的基本公式为$I=\frac{U}{R}$（$U$为电压，$I$为电流，$R$为电阻），据此推导：
(1) 已知电压$U$和电阻$R$，直接代入基本公式得电流$I=\frac{U}{R}$；
(2) 已知电压$U$和电流$I$，对基本公式变形：由$I=\frac{U}{R}$两边同乘$R$得$IR=U$，再两边除以$I$，得电阻$R=\frac{U}{I}$；
(3) 已知电流$I$和电阻$R$，对基本公式变形：两边同乘$R$，得电压$U=IR$。
【答案】
1.(1)$\frac{U}{R}$ (2)$\frac{U}{I}$ (3)$IR$
【知识点】
欧姆定律、公式变形
【点评】
本题是电学基础题，考查欧姆定律的核心公式及变形，属于电学计算的入门内容，需熟练掌握公式并理解其适用条件。
【难度系数】
0.9