最新中考物理重难点专练15 欧姆定律电学含答案解析Word格式文档下载.docx
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电压与电阻的关系
=
电流与电阻的关系
【解题思路】
1.根据I=
的计算时要注意:
单位必须统一成国际单位,三者必须是同一个用电器的同一状态。
该公式只适用于除电源以外的部分电路的计算。
2.在探究电流与电压的关系实验中,要使用定值电阻,不能用灯泡,因为灯泡的电阻随温度的改变而改变。
结论是:
当导体的电阻的一定时,导体中的电流与电压成正比。
不可以说成“当导体的电阻的一定时,导体中的电压与电流成正比。
”因为这里的电流的变化是因为电压的改变引起的,不是电流的改变使得电压发生改变。
滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压。
3.在探究电流与电阻的关系实验中,同样需要使用定值电阻。
当导体两端的电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
不可以说成“当导体两端的电压一定时,导体中的电阻与电流成正比。
”因为这里的电流的变化是因为电阻的改变引起的,不是电流的改变使得电阻发生改变。
滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。
当定值电阻由小电阻换成大电阻时,滑动变阻器的阻值也要向阻值大的方向滑动。
4.在测量电阻大小的实验中,若果是测量灯泡的电阻,伏安曲线是一条曲线。
这是因为灯泡的电阻随温度的改变而改变。
因为是在不同温度的电阻,所以也不可以对它们求平均值。
5.利用电表分析电路故障的一般方法:
根据电流表确定故障的类型,若电流表有示数,是短路故障;
若电流表无示数是断路故障。
根据电压表确定故障的位置,若果电压表有示数,则电压表所测的部分断路;
若电压表无示数,则电压表所测的部分短路或者意外的部分断路。
6.电路中的电表示数的变化分析:
(1)一般来说,分析串联的情形占大多数。
先按照分析电路的一般程序,分析电路的连接方式,各表所测的用电器的量,然后根据欧姆定律解决问题:
若果某个操作引起电阻变大,则电路中电流减小,电流表示数变小,对应的用电器两端的电压增大。
若果某个操作引起电阻减小,结论相反。
(2)若果是并联,电压表的示数保持不变,不用考虑。
各支路相互独立,一个支路的变化,不会引起另一个支路的变化。
干路中的电流随支路的电流的增加而增加,减少而减少。
对于单独一个支路中的情形与串联电路的分析相同。
7.关于运用欧姆定律解题的要点:
学好基本的串并联计算,变动为定,画好等效电路图。
(1)基本的串并联计算:
运用欧姆定律的数学表达式及其变形公式计算。
注意:
要先判断是什么连接方式,正确运用串并联电路中电流、电压、电阻的关系分析解决问题。
要电流、电压、电压“三合一”:
是同一用电器的同一状态。
(2)开关引起的动态电路计算一般思路:
先根据开关的断开与闭合情况,画出符合要求的等效电路图,然后按照
(1)中的方法解题。
(3)滑动变阻器引起的动态电路计算的一般思路:
先根据滑动变阻器滑片所处的位置,将电路状态“固定”。
然后画出这种状态的等效电路图,然后按照
(1)中的方法解题。
(4)电路安全问题(最值问题):
情况1:
伏特表测用电器电压
电路中的电流最大值I最大=U伏特表量程/R用电器;
滑动变阻器的最小值R滑最小=U电源/I最大-R用电器;
滑动变阻器的最大值R滑最大=R滑最大值。
情况2:
伏特表测滑动变阻器电压
电路中的电流最小值I最小=(U电源-U伏特表量程)/R用电器;
滑动变阻器的最大值R滑最大=U电源/I最小-R用电器;
滑动变阻器的最小值R滑最小=U电源/I最大-R用电器。
【真题再现】
1.(2019吉林)有甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,把它们并联在同一电路中,它们两端的电压分别为U甲和U乙,下列判断中正确的是()
A.U甲=U乙B.
U甲<
U乙
C.U甲>
U乙D.
无法判断
【答案】A
【简析】因为并联电路中各支路两端电压相等,所以当甲、乙两根镍铬合金丝并联时,它们两端的电压之比U甲:
U乙=1:
1,A正确。
2.(2019天津市)如图所示的电路中,两个小灯泡的规格相同。
闭合开关后,只有一个小灯泡发光,电压表指针偏转明显。
则故障原因可能是( )
A.L1短路B.L1断路C.L2短路D.L2断路
【答案】A
【简析】由电路图可知,灯L1、L2串联,电压表测灯L2两端电压。
当开关闭合时,其中一个灯亮,说明电路是短路故障。
电压表有示数,说明L2没有短路,故障原因可能是L1短路,A正确。
3.(2019山东枣庄)如图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变闭合S,当R2的滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变大
B.电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变大
D.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
【答案】D
【简析】由电路图可知:
R1、R2两电阻并联,电流表A2测通过R1的电流,电流表A1测干路电流,电压表测电源电压,所以电压表示数保持不变,A错。
根据并联电路各支路互不影响,当R2的阻值发生变化时,不影响通过R1的电流大小,所以电流表A2的示数不变,B错。
当R2的滑片P向右滑动的过程中,变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变小,干路中的电流减小,即A1示数变小,电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小,C错。
因A1示数变小,而电压表示数不变,故电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大,D正确。
4.(2019山东泰安)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。
在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有①B.只有②③C.只有①②③D.①②③④都可以
【简析】由图①可知:
只闭合S1时,电路中只有R0连通,电流表测量的是通过R0的电流I0;
再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量的是干路电流I,根据电源电压不变,列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,能测出Rx阻值。
由图②可知:
只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;
两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变,列式I1(R0+Rx)=I0R0可求出Rx的阻值,能测出Rx阻值。
由图③可知:
闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;
闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式
=
可求出Rx的阻值,能测出Rx阻值。
由图④可知:
闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;
S1接2,电压表测量Rx两端电压为Ux,根据电路电流相等列式
所以D正确。
5.(2019山东聊城)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列判断正确的是( )
A.电压表V1示数变小
B.电压表V2示数不变
C.灯泡L的亮度不变
D.电压表V1与电流表A示数比值变小
灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,因电源电压保持不变,所以滑片向左滑动时,电压表V1示数不变,A错。
当滑动变阻器的片P向左滑动时,R接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,则电压表V1与电流表A示数比值变小,D正确。
变阻器接入电路中的电阻变小,R两端的电压变小,即电压表V2示数变小,B错。
电源电压不变,R两端分得的电压变小,则灯泡L两端的电压变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,C错。
6.(2019吉林)如图所示。
开关闭合后,发现电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数。
如果电路中只有一处故障,则故障是()
A.变阻器断路B.小灯泡短路
C.电流表短路D.小灯泡断路
【简析】如图所示:
灯泡L与变阻器R串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的总电流。
电流表几乎无示数,可以判断出故障类型为断路。
电压表的示数接近电源电压,可以判断出电压表所测部分以外的电路是正常的,原因是电压表所测的部分断路,所以是变阻器断路,选A。
7.(2019湖南邵阳)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;
当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:
U2、I1:
I2分别是( )
A.1:
1、4:
3B.1:
2、1:
3C.1:
1、1:
4D.1:
4、1:
1
【简析】当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;
当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。
电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,所以两次电压表的示数不变,即U1:
U2=1:
1。
图1中电流I1=U/R并=(R1+R2)U/(R1R2)=4U/3R2;
图2中电流I2=U/R2,I1:
I2=4:
3。
8.(2019浙江嘉兴)通过定值电阻R甲、R乙(R甲<R乙)的电流与其两端电压关系图象如图所示。
现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端。
下列分析正确的是( )
A.R甲:
R乙=2:
1B.U甲:
U乙=2:
1
C.I甲:
I乙=1:
2D.P甲:
P乙=2:
【简析】由题意R甲<R乙和图像分析可知:
R甲=U甲/I甲=2.0V/0.4A=5Ώ;
R乙=U乙/I乙=2.0V/0.2A=10Ώ。
所以R甲:
R乙=5Ώ:
10Ώ=1:
2,A错。
并联电路中各支路两端的电压相等,所以U甲:
U乙=1:
1,B错。
因为在并联电路中,电流之比与电阻之比成反比,所以I甲:
I乙=R,乙:
R甲=2:
1,C错。
由P=UI可知:
P甲:
P乙=UI甲/UI乙=I甲:
I乙=2:
1,D正确。
9.(2019昆明)如图甲所示的电路中,电源电压为9V保持不变,G为灵敏电流计,其内电阻为Rg保持不变:
R为热敏电阻,其电阻与温度的关系如图乙所示。
闭合开关,当热敏电阻所在的环境温度等于20℃时,电流计的示数是2mA。
则当电流计的示数是9mA时,热敏电阻的阻值是Ω,它所在的环境温度是℃。
【答案】500140
【简析】由图乙可知:
闭合开关,当热敏电阻所在的环境温度等于20℃时,R=4000Ώ.U=I1(R1+Rg),即9V=2×
10-3A(4000Ώ+Rg),解得Rg=500Ώ.则当电流计的示数是9mA时,U=I2(R2+Rg),即9V=9×
10-3A(R2+500Ώ),解得R2=500Ώ,查乙表可知,此时温度为140℃.
10.(2019天津市)现有一个电压约为36V的电源(电压保持不变),一个量程为0-1A的电流表,三个阻值已知的电阻R1(20Ω)、R2(30Ω)、R3(10kΩ),开关和导线若干。
请合理选择器材设计实验,比较精确地测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。
要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】
(1)
(2)①只闭合S、S2,记下电流表示数I1②只闭合S、S1,记下电流表示数I2
(3)RX=(I1×
50Ω)/I2-30Ω。
【简析】
(1)由题意可知:
电压约为36V的电源(电压保持不变),一个量程为0-1A的电流表,三个阻值已知的电阻R1(20Ω)、R2(30Ω)、R3(10kΩ),为提高测量的准确程度,电流表示数要尽可能接近1A,可将R1(20Ω)、R2(30Ω)和待测电阻串联起来(R3电阻太大,不能串联在电路中),两个开关分别与R1和待测电阻并联,用电流表测量出R1(20Ω)、R2(30Ω)串联时电路中的电流,电路图如上。
(2)①只闭合S、S2,记下电流表示数I1,②只闭合S、S1,记下电流表示数I2;
(3)在①中,R1、R2串联,由电阻的串联和欧姆定律,电源电压:
U=I1(R1+R2)=I1×
50Ω;
在②中R2与待测电阻串联,U=I2(Rx+R2),即I1×
50Ω=I2(Rx+30Ώ),解得Rx=(I1×
11.(2019山西)在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。
连接电路时,开关必须________。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因能_________________。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为________A。
将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为________V。
(1)如图:
(2)电阻R处断路(3)0.3右1.5
(1)根据要求:
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,所以滑动变阻器的下端接线柱必须连左端,如上图。
(2)闭合开关后,电流表无示数,可知故障类型是断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表所测部分断路,所以是电阻R处断路。
(3)由图可知:
电流表选的是小量程,所以示数为0.3A.将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻时,定值电阻变大,滑动变阻器的阻值也要变大,所以应该将滑片向右移动。
探究电流与电阻的关系,需要保持定值电阻两端的电压不变,所以U2=U1=I1×
R1=0.3A×
5Ώ=1.5V.
12.(2019徐州)定值电阻R1两端加4.5V电压时,通过的电流为0.45A.如图所示电路,电源电压不变,R1和定值电阻R0并联,电流表示数为0.50A;
用阻值为30Ω的电阻R2替换R1,电流表示数变为0.30A.求:
(1)R1的阻值;
(2)电源电压.
(1)R1的阻值为10Ώ
(2)电源电压为3V
(2)
代入得
①
②用①、②式,解得:
U=3V。
13.(2019·
四川德阳)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡上标有“8V”字样,电流表的量程为0—1.2A,如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图像。
滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2的阻值为9Ω,当闭合S和S2、断开S1、滑动变阻器的滑片移到中点时,小灯泡恰好正常发光。
求:
(1)电源电压是多少?
(2)闭合S和S1、断开S2,为保证电流表的安全,滑动变阻器的取值范围为多少?
(3)闭合S和S2、断开S1,当滑动变阻器的阻值调到17.5Ω时,这时小灯泡的功率为3.2W,此时电流表的读数为多少?
(1)18V
(2)6~20Ω(3)0.8A
(1)当闭合S和S2、断开S1,滑片移到中点时,R1与L串联,电流表测电路中的电流。
因为灯泡L正常发光时的电压是:
所以UL=8V,由图乙知道此时通过灯泡的电流是:
IL=1A,滑动变阻器两端的电压是U1=I1R1=ILR1=1A×
×
20Ω=10V,电源的电压是:
U=UL+U1=8V+10V=18V。
(2)闭合S和S1、断开S2时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由于电流表的量程为0—1.2A,所以,电路中的最大电流是1.2A,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小为R1小,电路中的电流是:
,解得R1小=6Ω,所以滑动变阻器的取值范围是6—20Ω。
(3)根据题意知道,闭合S和S2、断开S1,R1与L串联,当滑动变阻器的阻值调到R1=17.5Ω时,这时小灯泡的功率是:
P2=3.2W,设此时电流表的示数是I,则U=U1+U2,即
,代入数据解得:
I1=0.8A,I2=
A(不符合电流表示数情形,舍去),即此时电流表的读数是0.8A。
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