安徽省中考物理总复习模块五电磁学专题二欧姆定律.docx
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安徽省中考物理总复习模块五电磁学专题二欧姆定律
专题二 欧姆定律
中考真题再现(☞学用见P84~85)探究规律 对接中考
命题点1欧姆定律的应用(必考)
1.(2019·安徽第8题)图示为电阻A和B的I-U图像。
若将A、B串联接入某电源两端,则闭合开关后,它们两端的电压UA、UB之比是 1∶2 ;若将A、B并联接入电源两端,闭合开关后,测得干路电流为0.6A,则电源电压是 2 V。
2.(2019·安徽第17题)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。
闭合开关,向左移动滑片P,则(A)
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大
B.电压表的示数变大,电流表的示数变小
C.电压表的示数不变,电流表的示数变大
D.电压表的示数变小,电流表的示数变大
【解析】电路为串联电路,电压表测量定值电阻R两端的电压。
当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,总电流变大,即电流表的示数变大。
由U=IR知R两端的电压变大,即电压表示数变大,A项正确。
3.(2019·安徽第23题)图示为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点”的电路图。
实验所选用的器材均能符合实验要求,其中部分器材的规格如下:
小灯泡(额定电压3.8V,额定电流0(A);电压表(量程3V,内阻3000Ω);电流表(量程500mA,内阻0.5Ω),定值电阻R0(阻值1000Ω)。
按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7V,电流表的示数为315mA。
求此时
(1)小灯泡两端的电压;
(2)通过小灯泡的电流;
(3)小灯泡灯丝的阻值。
解:
(1)通过电压表的电流
I1=
=9×10-4A
R0两端的电压
U2=I1R0=9×10-4A×1000Ω=0.9V
小灯泡两端的电压
U=U1+U2=2.7V+0.9V=3.6V
(2)通过小灯泡的电流
I2=I-I1=0.315A-9×10-4A≈0.314A
(3)小灯泡灯丝的阻值
RL=
≈11.5Ω
4.(2018·安徽第6题)某定值电阻两端加上10V的电压时,测得通过它的电流为2A,则其阻值为 5 Ω,若电压为0,则它的阻值为 5 Ω。
5.(2018·安徽第16题)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。
在移动滑片的过程中,下列说法正确的是(D)
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数变小,电压表的示数变小
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
【解析】将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据I=
可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据U=IR可知,R1两端的电压变大,根据串联电路总电压等于各分压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,D项正确。
6.(2018·安徽第20题)利用如图a所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。
实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整。
【答案】如图所示
(2)闭合开关S,当把滑片从滑动变阻器的一端向另一端移动时,小灯泡两端的电压连续发生变化,于是可得到多组测量值(U,I),根据测量值画出小灯泡的I-U图像如图c所示。
从图像可以发现:
随着小灯泡两端电压从0逐渐增大(不大于额定电压),其灯丝的电阻值 不断增大 (选填“不断增大”“保持不变”或“不断减小”)。
(3)在图a中,闭合开关,将滑片P从A端向B端移动,在此过程中,小灯泡两端的电压 不断变大 (选填“不断变大”“保持不变”或“不断变小”)。
(4)考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
7.(2017·安徽第17题)如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则(B)
A.L1和L2都变亮B.L1变暗,L2变亮
C.L1变亮,L2变暗D.L1和L2都变暗
【解析】由题图可知,灯泡L2与滑动变阻器R并联后再与灯泡L1串联,将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,并联部分的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=
可知,干路中的电流变小,由U=IR可知,L1两端的电压变小,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,由P=UI可知,灯泡L1的实际功率变小,L1的亮度变暗,A、C项错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以并联部分的电压变大,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以灯泡L2两端的电压变大,由P=
可知,L2的实际功率变大,亮度变亮,B项正确,D项错误。
8.(2017·安徽第23题)现有一只满偏电流Ig=3mA的电流计G,已知其电阻Rg=100Ω。
现在需要把它改装成一只量程Ic=3A的电流表,如图a所示。
求:
图a 图b
(1)电阻Rx的阻值;
(2)求改装后的电流表电阻Rc的阻值;
(3)如图b所示,将改装后的电流表接入电路中。
已知电源电压U=10V,电阻R1=5Ω,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I=1.0A。
求此时滑动变阻器接入电路中的阻值R2,以及通过原电流计G的电流I1。
解:
(1)Ug=IgRg=0.3V
Rx=
≈0.1Ω
(2)Rc=
=0.1Ω
(3)R总=
=10Ω
R2=R总-R1-Rc=4.9Ω
由I1Rg=(I-I1)Rx
代入数据可得I1≈0.001A=1mA
9.(2016·安徽第8题)图中电源电压3V恒定不变,电阻R1=10Ω,R2=5Ω,则闭合开关S后,电压表示数为 2 V。
10.(2015·安徽第17题)图示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。
闭合开关S,移动滑片P,多次记录电压表示数U和对应的电流表示数I,则绘出的U-I关系图像正确的是(A)
【解析】由欧姆定律及串联电路特点可得,U=U电源-
IR1;从函数关系式可以看出,U与I成一次函数关系,且为随I的增大,U在减小,A项正确。
命题点2伏安法测电阻(常考)
11.(2019·安徽第20题)图甲为伏安法测电阻的实验电路图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 a (选填“a”或“b”)端。
(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小。
产生该现象的原因可能是 电流表量程选大了(合理即可) 。
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示,则此时被测电阻两端的电压为 2.4(或2.40) V,该电阻的阻值为 10 Ω。
名师考点精讲(☞学用见P86~88)学思结合 高效突破
考点一欧姆定律
欧姆
定律
实验电
路图及
图像
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
表达式
I=
两个
变形
公式
R=
U=IR
三个
特点
(1)各物理量统一使用国际单位,即统一性
(2)三个量对应同一电阻或同一段电路,即同一性
(3)三个量应是同一时刻的值,即同时性
适用
范围
纯电阻电路(电能全部转化为内能的电路)
利用
I-U
图像
比较
电阻
大小
定值
电阻
甲图中,在图像上画一条竖线,U相同,I较大的其电阻较小,即图线越陡,表示电阻越小;
乙图中,导体电阻R=
可变
电阻
图中曲线表明:
导体的电阻随导体两端电压的增大而 增大
典例1 在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验室提供了如下器材:
电源(电源电压3V保持不变)、滑动变阻器R0(0~20Ω)、电阻箱(0~9999Ω)、电压表(0~3V)、电流表(0~(A)及开关各一个,导线若干。
依据如图所示的电路,各小组同学保持电阻R两端的电压U=2V不变,记录了六组数据,并绘制成图像。
请你根据所学的知识和给定的器材,选择出比较合理的图像( )
【解析】在电阻R两端的电压不变时,通过R的电流与电阻R成反比,电流与电阻之积为2V,电流随电阻变化的关系为反比例函数,D项错误;根据串联电路电压的特点,滑动变阻器R0分得的电压为3V-2V=1V,电阻R分得的电压为滑动变阻器分得的电压的2倍,根据分压原理,电阻R的最大值为
×20Ω=40Ω,B、C项错误,A项正确。
【答案】A
针对训练
1.张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法错误的是(A)
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
C.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
D.将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
【解析】由题图可知,在电阻两端电压都是2V时,通过甲电阻的电流为I甲=0.4A,通过乙电阻的电流为I乙=0.2A,所以两电阻的阻值分别为R甲=
=5Ω,R乙=
=10Ω,即导体甲的电阻小于导体乙的电阻,A项错误;对于导体甲,电阻一定,通过的电流与其两端的电压成正比,B项正确;由题图可知,在导体乙的两端加1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A,C项正确;甲、乙两电阻串联后的总电阻为R串=R甲+R乙=5Ω+10Ω=15Ω,串联后的电流为I=
=0.2A,D项正确。
考点二电阻的串联和并联
串联电阻
并联电阻
电路图
电阻规律
总电阻等于各串联电阻之和;总电阻大于任一电阻;串联电阻越多,总电阻越大,即R总=R1+R2+…+Ri,R总>Ri(Ri表示其中任意一个串联电阻)
总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数的和;总电阻比其中任一并联电阻都小,并联电阻越多,总电阻越小,即
+…+
R总 电压分 配规律 U1∶U2=R1∶R2 — 电流分 配规律 — I1∶I2= =R2∶R1 典例2 (2019·福建)如图电路,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=6Ω,R3是定值电阻。 闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A,接b时电流表的示数可能为( ) A.0.3AB.0.6AC.0.9AD.1.2A 【解析】闭合S1,S2接a时,R1与R3串联;S2接b时,R2与R3串联。 设两次的电流分别为I1、I2,有I1= I2= 当R3=0时,I2=2I1=1.2A,当R3→∞时,I2=0.6A。 由R3是定值电阻可知,0.6A 【答案】C 针对训练 2.如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图像。 若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 0.2 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为 6 Ω。 考点三欧姆定律的应用 解题 基本 思路 四步 求解 1.审题: 识图,画图,看表,标已知,挖隐含 2.明确各物理量之间的关系或列方程(组) 3.由已知条件进行推理或解方程(组) 4.对结果进行必要的说明 应用 基本 计算 求解电流、电压与电阻 推导与 证明 电阻R1与R2串联,则U1∶U2=R1∶R2 电阻R1与R2并联,则I1∶I2=R2∶R1 图像 问题 常见图像有I-U图像、I-R图像 测量 电阻 伏安法测电阻及特殊方法测电阻 电表 改装 电流表改装、电压表改装 内阻 问题 电流表内阻、电压表内阻、电源内阻 动态 电路 分析 原因: 开关的通断、滑动变阻器滑片移动、传感器 形式: 串联电路、并联电路、简单的混联电路 典例3 (2019·辽宁辽阳)如图所示的电路中,电源电压恒定不变。 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a点移动到b点的过程中,下列说法正确的是( ) A.电压表V2的示数将变小 B.灯泡的亮度始终保持不变 C.电流表A1的示数与电流表A2的示数始终相等 D.电压表V1的示数与电流表A3的示数比值将变大 【解析】由题图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表V1、V2均测电源两端的电压,电流表A1、A3测滑动变阻器支路的电流,电流表A2测灯泡支路的电流。 因电源电压恒定不变,所以滑片移动时,电压表V1、V2的示数均不变,A项错误;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时,电流表A2的示数不变,灯泡的亮度始终保持不变,B项正确;将滑动变阻器的滑片P由a点移动到b点的过程中,接入电路中的电阻变小,由I= 可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A1、A3的示数变大,则电流表A1的示数与电流表A2的示数不相等,电压表V1的示数与电流表A3的示数比值变小,C、D项错误。 【答案】B 【类型突破】 串、并联电路中滑动变阻器引起的动态电路分析 串联电路动态分析的一般思路(定值电阻R0与滑动变阻器RP串联): 并联电路动态分析的一般思路(定值电阻R0与滑动变阻器RP并联): 针对训练 3.(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) A.1∶1、4∶3B.1∶2、1∶3 C.1∶1、1∶4D.1∶4、1∶1 【解析】当S和S1闭合、S2断开时,R1与R2并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源电压;当S1断开、S和S2闭合时,电路结构形式不变,唯一的区别是电流表测量通过R2的电流,因此电压表示数不变,电流表示数减小。 则U1∶U2=1∶1,I1= I2= I1∶I2=4∶3。 考点四电路故障分析 故障类型 现象分析 短路 电源短路 电表均无示数、灯不亮,电源会被烧坏 部分短路 短路部分两端 无 电压(电压表 无 示数)、用电器不工作(灯不亮);未被短路部分两端有电压(电压表有示数)、用电器可以工作(灯亮) 断路 串联或并联电路干路断路 灯不亮、电流表 无 示数、电压表有示数(电压表测的是断路部分两端电压)、电压表无示数(电压表测的是非断路部分两端电压) 并联电路某条支路断路 断路的支路无电流,灯不亮,其他支路正常,电压表有示数 电表 使用 错误 指针未调零 电路未接通时,指针不在“0”刻度 正、负接线柱接反 电路接通后,指针 反偏 量程选错 量程选大了 指针偏转角度较小 量程选小了 指针偏转到 最右端 电表使用 错误 电表连接方式错误 电流表并联 被并联对象短路,用电器不工作,且电流表有较大示数 电压表串联 被串联电路等效于断路,用电器不工作,且电压表有示数(接近电源电压) 欠压(用电器两端电压小于正常工作电压) 电流表示数较小、部分灯不亮、不亮的灯有电流但两端电压较小 典例4 如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和滑动变阻器R中的一处,则下列判断正确的是( ) A.灯L断路B.灯L短路 C.滑动变阻器R断路D.滑动变阻器R短路 【解析】小灯泡不发光说明小灯泡短路或小灯泡所在的电路断路;电流表有示数,说明电路不可能是断路,故只能是小灯泡短路,B项正确。 【答案】B 针对训练 4.如图所示的电路中,各元件都完好,但闭合S1、S2后,只有L2发光,故障可能是(D) A.干路部分电线断了 B.L1被短路了 C.S1被短路了 D.L1与灯座接触不良 【解析】如果干路部分电线断了,L2和电源不能构成通路,L2不亮,A项不符合题意;L1和L2并联,如果L1短路,则L2也短路,L2也不亮,B项不符合题意;S1被短路了,L1能和电源构成通路,L1亮,C项不符合题意;L1与灯座接触不良,L1支路断路,L1和电源不能构成通路,L1不亮;L1支路不影响L2支路的工作,L2亮,D项符合题意。 重难题型探究(☞学用见P89)思维拓展 素养提升 类型一 思想方法型 1.(2019·四川凉山州)如图所示,阻值为4Ω的电阻R1与2Ω电阻R2并联,电流表的示数为3A,则通过电阻R1与R2的电流之比为 1∶2 ,电源电压为 4 V。 2.(2019·新疆)如图所示,开关闭合后,当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时,观察到灯泡变暗,该过程中(D) A.电流表示数变大,电压表示数变小 B.电流表示数变大,电压表示数变大 C.电流表示数变小,电压表示数变小 D.电流表示数变小,电压表示数变大 【解析】由题图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时,观察到灯泡变暗(忽略灯丝电阻的变化),则灯泡的实际功率变小,因串联电路中各处的电流相等,由P=UI=I2R可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,A、B项错误;由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,C项错误,D项正确。 类型二 实际应用型 3.(2019·广西)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。 如图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变。 将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时(B) A.电流表示数增大B.电压表示数减小 C.电路总电阻减小D.电路总功率增大 【解析】由题图可知,湿敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,将湿敏电阻R附着在叶片上,因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,且串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以,当叶片含水量升高时,湿敏电阻的阻值增大,电路的总电阻增大,C项错误;由I= 可知,电路中的电流减小,即电流表示数减小,A项错误;由U=IR可知,R0两端的电压减小,即电压表的示数减小,B项正确;由P=UI可知,电路总功率减小,D项错误。 4.(2019·福建)空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。 某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图。 已知电源电压U=18V,电压表量程为0~15V,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为R= ×103Ω。 空气质量指数A 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 (1)通过计算,判断电压表示数为10V时对应的空气质量等级; (2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻R'0的阻值应为多大? 解: (1)因串联电路中各处的电流相等,所以,当电压表示数为10V时,电路中的电流 I= =0.1A 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,气敏电阻R两端的电压 UR=U-U0=18V-10V=8V 则此时气敏电阻的阻值R= =80Ω 此时的空气质量指数A= ×103Ω=75 由51<75<100可知,此时空气质量等级为良。 (2)空气质量指数A=400时,气敏电阻的阻值 R'= ×103Ω=15Ω 由题意可知,此时电压表的示数U'0=15V,则气敏电阻两端的电压U'R=U-U'0=18V-15V=3V 此时电路中的电流I'= =0.2A 则更换后的定值电阻的阻值R'0= =75Ω (☞学用见P89~92) 实验一: 探究电流与电压、电阻的关系 1.探究方法: 控制变量法 。 2.电路设计 3.实验器材准备 电流表、电压表、学生电源(或三节以上干电池)、导线若干、滑动变阻器、不同定值电阻若干、开关。 4.探究过程 (1)探究通过电流I与电阻两端电压U的关系。 ①连接电路: 根据电路图连接电路。 ②获取实验数据: 控制电阻R不变,利用 滑动变阻器 改变R两端电压U,观察电流I的变化,并将实验数据记录在如下表格中。 电阻R= Ω 实验序号 电压U/V 电流I/A 1 2 3 4 5 ③数据分析: 方法一(解析法): 分别计算每次实验电流I与电压U的比值即 比较每次的结果,如果相等,说明在电阻一定的情况下, 是 定 值,那么就可以说电流与电压成正比。 方法二(图像法): 以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,选取合适的标度建立坐标系,在坐标系描点作出图像,观察图像,确定电流I与电压U的关系。 ④得出结论: 当导体电阻一定时,电流与导体两端电压成正比 。 (2)探究电流I与电阻R的关系。 ①连接电路: 根据电路图连接电路。 ②获取实验数据: 设法控制电阻R两端电压U不变(利用滑动变阻器),改变接入的定值电阻大小(换不同电阻),观察电流I的变化,并将实验数据记录在如下表格中。 电压U= V 实验序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 2 3 4 5 ③数据分析: 方法一(解析法): 分别计算每次实验电流I与电阻R的积即IR,比较大小,若相等,则说明在电压一定的情况下,IR是定值,即电流与电阻成反比。 方法二(图像法): 以电流I为纵坐标,以电阻R为横坐标,选取合适的标度建立坐标系,在坐标系描点作出图像,观察图像,确定电流I与电阻R的关系;如果图像不是直线,可再作出I-R-1的关系图像,若图像是一条过原点的直线,就说明I与R-1成正比,转换一下可得到I与R成反比。 ④得出结论: 当导体两端电压一定时,电流与电阻成反比 。 5.滑动变阻器的作用 (1) 控制R两端的电压 (在探究电流与电压关系时,改变电阻两端的电压;在探究电流与电阻关系时,控制电阻两端的电压为某一定值)。 (2) 保护电路 。 针对训练 1.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中: (1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接。 【答案】如图所示 (2)实验过程中得到的部分数据如表所示。 第3次测量时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中。
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- 安徽省 中考 物理 复习 模块 电磁学 专题 欧姆定律