考点16欧姆定律（解析版）-2022年物理中考一轮复习考点透析（北师大版）

这是一份考点16欧姆定律（解析版）-2022年物理中考一轮复习考点透析（北师大版），共22页。试卷主要包含了运用欧姆定律公式解题技巧，2A，4V﹣3V＝2等内容，欢迎下载使用。
考点总结
一：电路电流与电压和电阻的关系
1.由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与导体两端的 电压 有关；由于导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体 电阻有关。
2.为了研究通过导体的电流跟电压的关系，我们应控制 电阻 一定，通过在电路中串联一个 变阻器 来调节导体两端的电压，通过实验可以得出结论：电阻一定时，通过导体中的电流跟导体两端的电压成 正比。
3.为了研究通过导体的电流跟电阻的关系，我们应控制电阻两端的 电压 一定，通过换用不同的 电阻 来改变电阻，通过实验可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成 反比 。
二：欧姆定律
1.欧姆定律：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
2.公式：，其中：U为电源电压，单位为伏（V）；I为通过导体的电流，单位为安（A）；R为导体的电阻，单位为欧（Ω）。
注意：应用欧姆定律的公式进行计算时，一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性，即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。
3.公式变形：，。
应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时，只要知道I、U、R三个量中的两个，就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意，物理量的计算不同于数学上的计算，必须用对应的物理量单位才有意义，避免将物理问题数学化，应理解每个量的物理意义。
（1）欧姆定律公式，表示加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就随着增大几倍。当导体两端的电压保持不变时，导体的电阻增大几倍，导体中的电流就减为原来的几分之一。
（2）导出式U=IR表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。
（3）导出式表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与其通过的电流的比值；由于同一导体的电阻一定（导体本身的性质），因此不能说成“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”。
4.运用欧姆定律公式解题技巧：解题时，为了便于分析问题，应先根据题意，画出电路图，并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号，公式中的三个物理量的单位均使用国际（制）单位。
三：电阻测量
1.伏安法测导体电阻
（1）实验原理：根据欧姆定律的变形公式，用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以求得这段导体的电阻；此法叫“伏安法”。
（2）实验器材：电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、导线若干。
（3）实验电路：如图所示。
（4）实验步骤：①按实验原理图正确连接实验电路；②电路经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置，使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3，观察电流表的示数，每次对应的数值为I1、I2、I3，分别填入设计的表格中；③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3，求出它们的平均值R=（R1+R2+R3）/3。
（5）滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变导体两端的电压，使其成倍数地增加；③多次测量求平均值。
2.伏安法测小灯泡电阻（此是考试重点）
（1）实验原理：根据欧姆定律的变形公式，用电压表、电流表分别测出待测小灯泡两端的电压和通过它的电流，就可以求得小灯泡的电阻。
（2）实验器材：电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干。
（3）实验电路：如图所示。
（4）实验步骤：①按实验原理图正确连接实验电路；②电路经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置，使小灯泡两端的电压分别为U1、U2、U3，观察电流表的示数，每次对应的数值为I1、I2、I3，分别填入设计的表格中。③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3，求出它们的平均值R=（R1+R2+R3）/3。
（5）记录表格
（6）注意事项：①器材的选取：电流表所选用量程满偏值要大于电路中的最大电流；滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻（效果更明显）；②连接电路时：按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地连入电路，在连接的过程中，开关要断开；③进行实验时：闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处，是电路中的电流最小，以保证电路中灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全；④将每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来，以便最后分析和总结；⑤分析处理数据，对于测得的各组电流和电压值，计算出相应的电阻，然后比较，找出规律。
四：欧姆定律在串并联电路中的应用
1.电阻的串联
（1）串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
（2）串联电阻的总电阻的阻值等于各分电阻之和：R串=R1+R2+……Rn。
（3）n个相同电阻R串联时的总电阻为：R串=nR。
2.电阻的并联
（1）并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
（2）并联电阻的总电阻倒数等于各分电阻的阻值倒数之和，即：。
（3）n个相同电阻R0串联时的总电阻为：。
（4）两个电阻R1和R2并联时的表达式为：R总= eq \f(R1R2, R1+R2) 。
3.串并联电阻的比较
4.欧姆定律在串并联电路中的应用
（1）串联电路：当串联电路中一个电阻改变时，电路中电流及另一个电阻电压也随之变化。
（2）当并联电路一个支路的电阻改变时，这个支路电流也会改变干路电流也会变化；但另一个支路电流和电压都不变。
（3）家庭电路中，各用电器采用并联方式接入电路。
真题演练
一．选择题（共10小题）
1．图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2，串联在有恒定电流的电路中（图乙）。在A端施加向下的力F，横梁向下弯曲，R1被拉伸，R2被压缩，根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析错误的是（ ）
A．通过R1和R2的电流相等
B．R2的电阻减小
C．R1两端的电压小于R2两端的电压
D．R1和R2两端电压的差值越大，A端受到的压力越大
【分析】由图可知，该电路为串联电路；在串联电路中，各处的电流是相同的；导体电阻的大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，据此判定电阻的变化，根据欧姆定律判定电阻两端的电压大小关系，从而判断压力的变化情况。
【解答】解：
A、由图可知，两个电阻串联，在串联电路中，各处的电流是相同的，所以通过两个电阻的电流相同，故A正确；
B、在压力的作用下，横梁向下弯曲，R1被拉伸，R2被压缩，即R1变长，横截面积变小，电阻变大；R2变短，横截面积变大，电阻变小，故B正确；
C、在R1和R2发生形变前是完全一样的，即R1和R2发生形变前的电阻相同，因此发生形变后，R1的电阻大于R2的电阻，通过两个电阻的电流相同，根据U＝IR可知，R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；
D、根据欧姆定律可知，R1和R2两端电压的差值越大，说明R1和R2的阻值的差值越大，所以R1被拉伸的更长，R2被压缩的越短，从而说明A端受到的压力越大，故D正确。
故选：C。
2．如图甲所示，当开关S从2位置转到1位置时，根据电流表和电压表对应的示数，在U﹣I坐标系中描绘了相对应的点，如图乙所示。下列有关判断正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R2的阻值为10Ω
C．R1的阻值为20Ω
D．S接2时通过R2的电流为0.2A
【分析】（1）由电路图可知，当S接1时，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知对应的电压和电流，根据欧姆定律求出R1的阻值；
（2）当S接2时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测串联电路的电流；由图乙得出对应的电流和电压，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据欧姆定律求出R2的阻值。
【解答】解：（1）由电路图可知，当S接1时，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流；
由图乙可知，电源的电压U＝6V，故A错误；
（2）当S接2时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测串联电路的电流；
由图乙可知，U1＝2V，电路中的电流I＝0.2A，故D正确；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
由I＝可得，电阻R1和R2的阻值分别为：
R1＝＝＝10Ω，
R2＝＝＝20Ω，故BC错误。
故选：D。
3．下列四幅图中电源电压相同且保持不变，R1＞R2。闭合S前后，电压表的示数变化值相同的是（ ）
A．甲和乙B．乙和丙C．丙和丁D．甲和丙
【分析】先分析各图在开关闭合前后的电路状态以及电压表的测量情况，再由电路特点和欧姆定律分别表示出电压表的变化值，从而解答。
【解答】解：（1）由图甲可知，S断开时，电路断路，电压表的示数为0；S闭合后，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，由串联电路特点和欧姆定律可知，电阻R2两端的电压为：U2＝IR2＝，即闭合开关前后，电压表的示数变化值为：；
（2）由图乙可知，S断开时，电压表未接入电路，其示数为0，S闭合后，两电阻串联，电压表测R1两端电压，由欧姆定律可知，电阻R1两端电压为：U1＝IR1＝，即闭合开关前后，电压表示数的变化值为：；
（3）由图丙可知，S断开时，两电阻串联，电压表测R1两端电压，则R1两端电压为：U1＝IR1＝，S闭合后，R1被短路，电压表也被短路，即电压表示数为0，所以闭合S开关前后，电压表的示数变化值为：；
（4）由图丁可知，S断开时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，S闭合后，电路为两电阻的并联电路，电压表依然测电源电压，则电压表的示数变化值为0；
综上所述，由于R1＞R2，则，所以，电压表示数变化值相同的是乙和丙，故B正确。
故选：B。
4．教室里装有多盏电灯，上晚自习时，我们每多开一盏灯，则教室电路的（ ）
A．总电阻减小B．总电阻增大C．总电压增大D．总电流减小
【分析】家庭电路是并联电路；在并联电路中，支路越多，总电流越大，总电阻会越小，并联电路两端的电压不变。
【解答】解：教室电路中各用电器是并联连接的；
AB、每多开一盏灯，多增加了一条支路，相当于增加了导体的横截面积，则总电阻将减小，故A正确，B错误；
C、并联电路两端的电压不变，即总电压不变，故C错误；
D、每多开一盏灯，多增加了一条支路的电流，其它支路的电流不变，则总电流将增大，故D错误。
故选：A。
5．如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是转动式滑动变阻器，它的金属滑片P是杠杆的一端，下列说法正确的是（ ）
A．电路中R和R0是并联的
B．油量表是由电流表改装而成的
C．油位越低R两端的电压越小
D．油位越高流过R的电流越大
【分析】（1）根据定值电阻R0与滑动变阻器R的连接形式判断连接方式；
（2）根据电流表和电压表的正确使用判断油量表的类型；
（3）根据油量的变化可知浮标的变化，进一步可知滑片移动的方向和接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，由串联分压原理可知R和R0两端的电压变化。
【解答】解：A．由电路图可知，R0与R依次连接即为串联，故A错误；
B．由电路图可知，油量表与变阻器R并联，所以油量表应为电压表改装而成的，故B错误；
CD．油位越高时，浮标移上，在杠杆的作用下滑片下移，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小，则电阻两端的电压变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，同理可得油位越低时滑动变阻器两端的电压变大，则电阻两端的电压变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，故C错误，D正确。
故选：D。
6．将阻值不同的电阻R1、R2按甲图所示电路连接，闭合开关S后，电流表示数为0.6A；保持电源电压不变，再将电阻R1、R2按乙图所示电路进行改接，闭合开关S后，关于电流表的示数，下列说法中正确的是（ ）
A．一定小于0.6A
B．一定大于2.4A
C．一定大于0.6A，但小于1.2A
D．一定大于1.2A，但小于2.4A
【分析】在串联电路中，总电阻等于各部分电阻之和，在并联电路中，当两个电阻的阻值相同时，根据＝+可知，总电阻是最大的，根据电源电压不变和总电阻的大小、欧姆定律分析电流的大小。
【解答】解：由图甲可知，该电路为串联电路，此时电路中的电流为0.6A；总电阻为：R串＝R1+R2；
由图乙可知，该电路为并联电路，根据并联电路的电阻关系可知，若电阻R1、R2的阻值相等时，总电阻是最大的，电路中的电流是最小的，此时的总电阻为：R并＝或R并＝；
R串：R并＝（R1+R2）：＝4，由于电源电压相同，根据I＝可知，并联电路的总电流是串联电路总电流的4倍，即电流表示数为2.4A；
根据题意可知，电阻R1、R2的阻值不同，根据并联电路的电阻特点可知，此时并联电路的总电阻相对于电阻R1、R2的阻值相等时的总电阻是变小的，根据欧姆定律可知，电流会变大，即电流表示数会大于2.4A。
故选：B。
7．在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中，实验器材：电源（4.5V）、电流表（量程0—0.6A）、电压表、三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω），滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样。如图所示，则探究过程中定值电阻两端电压设定值的合理范围是（ ）
A．1.2V～2.0VB．1.8V～2.4VC．1.2V～3.0VD．1.8V～3.0V
【分析】闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端的电压。
为了保证电路安全，根据电流表的路程可知电路中最大电流，此时电路中总电阻最小，定值电阻取最小值，
根据欧姆定律可得出定值电阻两端的电压最小值；
当滑动变阻器与定值电阻都取最大值时，根据欧姆定律可知电路中的电流，
根据欧姆定律可得定值电阻两端的电压最大值，进而得出探究过程中定值电阻两端电压设定值的合理范围。
【解答】解：闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端的电压。
为了保证电路安全，电路中电流最大为0.6A，定值电阻最小值取5Ω，定值电阻两端的电压为U1＝IR1＝0.6A×5Ω＝3V，且未超过电压表量程；
当滑动变阻器与定值电阻都取最大值时R滑′＝30Ω，R3＝20Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I′＝＝＝0.09A，
定值电阻两端的电压U3＝I′R3＝0.09A×20Ω＝1.8V。
则探究过程中定值电阻两端电压设定值的合理范围是：1.8V～3.0V。
故选：D。
8．小敏学习物理之后，养成了节约用电的好习惯，她总是随手关闭不必要使用的家用电器。每多关闭一个家用电器，电路里变大的物理量是（ ）
A．总电流B．总电压C．总功率D．总电阻
【分析】家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，电路中的总功率等于各用电器功率之和，且家庭电路的电压不变，每多关闭一个家用电器时电路总功率变小，根据P＝UI可知总电流的变化，根据欧姆定律可知总电阻的变化。
【解答】解：家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，
因家庭电路的电压不变，所以，每多关闭一个家用电器，总电压不变，故B不符合题意；
因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，每多关闭一个家用电器，电路的总功率变小，故C不符合题意；
由P＝UI可知，电路中的总电流变小，故A不符合题意；
由I＝知，电路中的总电阻变大，故D符合题意。
故选：D。
9．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（0～20Ω）、电阻箱（0～9999Ω）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、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，并绘制成图象。请你根据所学的知识和给定的器材，选择出合理的图象是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】在电压不变时，电流与电阻成反比，电流随电阻变化关系为反比例函数；
根据串联电路电压的特点和分压原理，求出定值电阻的最大值分析。
【解答】解：在电压不变时，电流与电阻成反比，电流与电阻之积为2V，电流随电阻变化关系为反比例函数，故C错误；
根据串联电路电压的特点，变阻器分得的电压为：3V﹣2V＝1V，定值电阻的电压为变阻器分得的电压为＝2倍，
根据串联分压原理＝得，＝，
所以定值电阻的最大值为×20Ω＝40Ω，故AD错误、B正确。
故选：B。
10．由欧姆定律I＝变形可得R＝，以下说法正确的是（ ）
A．导体的电阻跟它两端的电压成正比
B．导体的电阻跟通过它的电流成反比
C．导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
【分析】导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得，但是电阻是导体本身的一种性质，与流过的电流和两端的电压无关。
【解答】解：电阻是导体本身的一种性质，电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，R＝是计算导体电阻大小的一种方法，故C正确。
故选：C。
二．填空题（共7小题）
11．如图所示的电路中，电源电压为13.5V，电压表量程为0～15V调节滑动变阻器滑片P从最右端b移动到最左端a，电流表示数由0.18A变为0.54A，则定值电阻R0＝ 25 Ω。滑片位于b点时电压表示数为 9 V。若将电压表改接0～3V量程，为保证电路中各元件不会损坏，则还需在电路中串联阻值至少为 150Ω 的定值电阻。
【分析】由电路图可知，电阻R0与滑动变阻器R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；
（1）滑动变阻器滑片P在最左端a时，只有R0连入电路，根据欧姆定律即可求出定值电阻R0；
（2）滑动变阻器滑片P在最右端b时，电阻R0与滑动变阻器R的全部电阻串联，根据串联电路的特点和欧姆定律求出电压表示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
若将电压表改接0～3V量程，当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律求出此时电路最小电流，再根据欧姆定律求出电路的最大总电阻，最后根据电阻串联规律求出需要串联电阻的阻值。
【解答】解：由电路图可知，电阻R0与滑动变阻器R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；
（1）滑动变阻器滑片P在最左端a时，只有R0连入电路，
由I＝可得：R0的阻值：R0＝＝＝25Ω；
（2）滑动变阻器滑片P在最右端b时，电阻R0与滑动变阻器R的全部电阻串联，
R0两端的电压：U0＝IbR0＝0.18A×25Ω＝4.5V，
因串联电路中的总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压（即电压表示数）：U滑＝U﹣U0＝13.5V﹣4.5V＝9V，
滑动变阻器的最大阻值：R滑＝＝＝50Ω，
当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，即50Ω，
此时电路最小电流：I小＝＝＝0.06A，
此时电路的总电阻：R总＝＝＝225Ω，
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以电路需要串联电阻的阻值：R串＝R总﹣R0﹣R滑＝225Ω﹣25Ω﹣50Ω＝150Ω。
故答案为：25；9；150。
12．资料表明：将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的长波紫外线。小明同学提出衣服颜色、衣服面料层数与材质会影响衣服的防晒效果，于是小明同学用光纤探头和计算机进行实验，并记录实验数据如下表：
分析表中数据，可知：
（1）通过比较1、2两组实验数据，可以得出的结论有 在衣服的材质和面料层数相同时，黑色比白色的防晒效果好 ，分析表格数据，还可以得出的结论有： 在衣服的材质和颜色相同时，衣服层数越多，防晒效果越好（或在衣服的层数和颜色相同时，全棉材质的衣服防晒效果最好，天蚕丝材质的衣服次之，化纤材质的衣服最差） ；
（2）请你比较测量结果，为夏季户外活动担心晒黑的朋友提出一条合理的着装建议： 穿全棉长袖T恤（穿颜色较深的衣服或穿较厚的衣服等）
【分析】（1）根据控制变量法，比较实验1、2或3、4找出相同量和不同量，分析得出与变化量的关系；
（2）由表中实验数据可知，衣服的防晒效果与衣服的厚度、材质、颜色等有关，据此回答。
【解答】解：
（1）分析1、2组实验表格，衣服的材质和层数相同，颜色不同，长波紫外线透过率不同即防晒效果不同，且黑色衣服长波紫外线透过率低，白色衣服长波紫外线透过率高，可得结论：在衣服的材质和层数相同时，黑色比白色的防晒效果好；通过分析3、4组实验表格，可得结论：在衣服的材质和颜色相同时，衣服层数越多，防晒效果越好；通过分析2、3、5组实验表格，可得结论：在衣服的层数和颜色相同时，全棉材质的衣服防晒效果最好，天蚕丝材质的衣服次之，化纤材质的衣服最差；
（2）根据以上分析，夏季户外活动时着装的建议：穿全棉长袖T恤；穿颜色较深的衣服；穿较厚的衣服等。
故答案为：（1）在衣服的材质和面料层数相同时，黑色比白色的防晒效果好；在衣服的材质和颜色相同时，衣服层数越多，防晒效果越好（或在衣服的层数和颜色相同时，全棉材质的衣服防晒效果最好，天蚕丝材质的衣服次之，化纤材质的衣服最差）；（2）穿全棉长袖T恤（穿颜色较深的衣服或穿较厚的衣服等）。
13．如图甲所示，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示.则R1的阻值是 8 Ω，图中a点应标的电压值是 5 V，电源电压是 6 V．
【分析】由电路图可知，闭合开关，定值电阻R0、R1与滑动变阻器R2串联接入电路，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测定值电阻R1与滑动变阻器两端的总电压，电流表测量电路电流；
由乙图可知通过电路的最小电流和两电压表的示数，根据串联电路电压规律计算定值电阻R1两端的电压，由欧姆定律可得定值电阻R1的阻值，根据串联电路特点结合欧姆定律表示出定值电阻R0阻值的关系式；
由乙图可知当通过电路的最大电流和电压表的示数，根据欧姆定律计算此时定值电阻R1两端的电压，根据串联电路电压规律可知UV2′的值，再次表示定值电阻R0阻值的关系式，联立关系式可求出电源电压和定值电阻R0的阻值。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关，定值电阻R0、R1与滑动变阻器R2串联接入电路，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测定值电阻R1与滑动变阻器两端的总电压，电流表测量电路电流；
由乙图可知通过电路的最小电流为0.3A，此时UV2＝5.4V，UV1＝3V，
因串联电路总电压等于各分电压之和，所以定值电阻R1两端的电压：U1＝UV2﹣UV1＝5.4V﹣3V＝2.4V，
由欧姆定律可得，定值电阻R1的阻值：R1＝＝＝8Ω，
因串联电路各处电流相等，则定值电阻R0的阻值可表示为：R0＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
由乙图可知当通过电路的电流为0.5A，UV2′＝a，UV1′＝1V，
此时定值电阻R1两端的电压：U1′＝I2R1＝0.5A×8Ω＝4V，
根据串联电路电压规律可知：UV2′＝UV1′+U1′＝1V+4V＝5V，即a＝5V，
此时定值电阻R0的阻值可表示为：R0＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
联立①②可得：U＝6V，R0＝2Ω。
故答案为：8；5；6。
14．如图所示，电阻R1的阻值为20Ω，当S断开时电流表的示数为0.3A，当S闭合时，电流表的示数为0.7A，则电阻R2的电阻是 15 Ω。
【分析】（1）开关S断开时，只有R1连入电路，由欧姆定律计算电源电压；
（2）开关S闭合时，两电阻并联，由并联电路特点和欧姆定律计算R2的阻值。
【解答】解：
（1）由图知，开关S断开时，只有R1连入电路，
由欧姆定律可得，电源电压：
U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；
（2）开关S闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，
由并联电路电压特点知，U1＝U2＝U＝6V，
并联电路间支路间互不影响，所以通过R1的电流不变仍为0.3A，
由并联电路的电流特点可得，通过R2的电流：
I2＝I﹣I1＝0.7A﹣0.3A＝0.4A，
则由I＝得：
R2＝＝＝15Ω。
故答案为：15。
15．电压表一般有较大的内阻。如图是某电路的一部分，电阻R1＝200Ω，R2＝400Ω。连通电路后，电压表V1的示数为1V，电压表V2的示数为3.2V，则电压表V1的内阻为 2000 Ω。
【分析】由于考虑电压表V1的内阻对电路的影响，则电路图等效为：电压表V1的内阻和R1并联后，再与R2串联，电压表V1测量V1的内阻和R1的并联电路两端的电压，电压表V2测量R1、R2两端的总电压；
（1）根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，然后根据欧姆定律求出通过R2的电流；
（2）由于电压表V1与R1并联，根据欧姆定律求出通过R1的电流；根据并联电路的电流特点求出通过电压表V1的电流，然后根据欧姆定律求出V1的内阻。
【解答】解：由于考虑电压表V1的内阻对电路的影响，则电路图等效为：电压表V1的内阻和R1并联后，再与R2串联，电压表V1测量V1的内阻和R1的并联电路两端的电压，电压表V2测量R1、R2两端的总电压；
因串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，
则R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝3.2V﹣1V＝2.2V，
通过R2的电流：I2＝＝＝0.0055A；
通过R1的电流：I1＝＝＝0.005A；
图中电压表V1与R1并联，因并联电路干路电流等于各支路电流之和，
则通过电压表V1的电流：IV1＝I2﹣I1＝0.0055A﹣0.005A＝0.0005A；
根据I＝可得V1的内阻：RV1＝＝＝2000Ω。
故答案为：2000。
16．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω。当线路中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
（1）继电器的电磁铁是利用电流的 磁 效应原理工作的。
（2）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为 70 Ω，此时通过继电器线路的电流为 30 mA。当环境温度升高时，热敏电阻阻值将 减小 ，继电器的磁性将 增大 （后面两空选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 B （选填“A”或“B”）相连。
【分析】（1）电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应，电磁铁是利用该原理工作的；
（2）从图乙中找出40℃对应的热敏电阻的阻值，根据欧姆定律求出此时电路中的电流；由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化；
（3）由题干中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况；
【解答】解：（1）电磁继电器的主要部件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的；
（2）分析乙图可知，R与R0串联接入电路中，找到热敏电阻40℃对应的阻值为70Ω；
此时电路中的电流为：I＝＝＝＝0.03A＝30mA；
并且分析图象发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大；
（3）由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
故答案为：（1）磁；（2）70；30；减小；增大；（3）B。
17．如图所示是电路的一部分，其中R1＝10Ω，R2＝20Ω，若电流从A端流入，B点流出，电流表的示数为0.5A，那么通过B点的电流为 1.5 A.
【分析】根据欧姆定律及串并联电路的规律进行分析计算，若电流从A端流入，B点流出，此时R1与R2并联，电流表测量的是R2的电流。
【解答】解：若电流从A端流入，B点流出，此时R1与R2并联，电流表测量的是R2的电流，根据并联电路电压规律U＝U1＝U2＝I2R2＝0.5A×20Ω＝10V，流过R1的电流I1＝＝＝1A，B点位于干路，则I＝I1+I2＝1A+0.5A＝1.5A。
故答案为：1.5。
三．解答题（共2小题）
18．2020年12月26日，承载着宁夏人民“高铁梦”的银西高铁正式开通运营，正线全长618公里，高铁的设计速度可达350km/h。
（1）关于高铁上面禁止吸烟的规定，很多人都非常清楚。但是总会有一些人喜欢打破这个规定，违反高铁列车行驶的安全，如图甲是高铁上烟雾报警器的简化原理图。其中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R1为光敏电阻，R1的阻值与光照的关系如图乙所示。当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，电路中的电压表指针示数增大，当指针到某区域时触动报警装置。请用所学内容解释：有烟雾时电路中电压表示数增大的原因。
（2）细心的同学发现离高铁站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，人必须站在安全线以外的区域候车。请分析，为什么当列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与车辆保持一定的距离，也是非常危险的。 当高铁急速驶过时，内侧的空气流速变大、压强减小，而此时人外侧的空气流速慢、压强大，会产生一个向内侧的压强差，将人推向列车，易出现危险
【分析】（1）图甲中，闭合开关，R1、R0串联，电流表测量电路电流，电压表测量光敏电阻R两端的电压。
当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，光照强度减小，从图乙可知，R的阻值变大，根据串联分压特点可知R两端的电压变大，据此分析；
（2）流体的压强跟流体的速度有关，流速越大的地方压强越小，据此分析。
【解答】解：（1）图乙中，闭合开关，R1、R0串联，电流表测量电路电流，电压表测量光敏电阻R1两端的电压。
当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，光照强度减小，从图丙可知，R1的阻值变大，根据串联分压特点可知R1两端的电压变大，电压表的示数变大，当指针到某区域时触动报警装置；
（2）当高铁急速驶过车站，警戒线区域内的空气流速会变大，由流体压强与流速的关系可知，警戒线以内的地方空气压强减小，而此时人外侧的空气流动速度慢，人外侧的空气压强大，会产生一个向内侧的压强差，将人推向列车，易出现危险。
答：（1）当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，光照强度减小，从图丙可知，R1的阻值变大，根据串联分压特点可知R1两端的电压变大，电压表的示数变大；
（2）当高铁急速驶过时，内侧的空气流速变大、压强减小，而此时人外侧的空气流速慢、压强大，会产生一个向内侧的压强差，将人推向列车，易出现危险。
19．现有一个电压约为12V的电源（电压保持不变），一个量程为0～0.6A的电流表，一个量程为0～3V的电压表，阻值为20Ω的定值电阻，最大阻值约为5Ω的滑动变阻器各一个，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）。
【分析】（1）若只用20Ω的定值电阻与未知电阻串联，接在12V的电源上，根据串联电路分压规律可知，定值电阻两端的电压大约为8V，未知电阻两端的电压约为4V，都超过了电压表的量程，方案不行；若只用滑动变阻器与未知电阻串联，接在12V的电源上，根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器移到最大阻值端，其两端的电压约为4V，未知电阻两端的电压约为8V，也都超过了电压表的量程；所以需要把未知电阻、定值电阻和滑动变阻器串联起来，且滑动变阻器移到最大阻值端，根据串联电路分压规律可知，未知电阻两端的电压大约为V，定值电阻两端的电压大约为V，滑动变阻器两端的电压大约为V，所以电压表要接在滑动变阻器两端。
（2）根据电路图连接好电路，将滑片移到最大阻值端，测量出滑动变阻器两端的电压U1和电路中的电流I1，根据串联电路电压规律，计算出电源电压；再适当移动滑片，再测量出滑动变阻两端的电压U2和电路中的电流I2，根据串联电路电压规律，计算出电源电压；联立方程求出未知电阻的阻值；
【解答】（1）若只用20Ω的定值电阻与未知电阻串联，接在12V的电源上，根据串联电路分压规律可知，定值电阻两端的电压大约为8V，未知电阻两端的电压约为4V，都超过了电压表的量程，方案不行；若只用滑动变阻器与未知电阻串联，接在12V的电源上，根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器移到最大阻值端，其两端的电压约为4V，未知电阻两端的电压约为8V，也都超过了电压表的量程；所以需要把未知电阻、定值电阻和滑动变阻器串联起来，且滑动变阻器移到最大阻值端，根据串联电路分压规律可知，未知电阻两端的电压大约为V＞3V，定值电阻两端的电压大约为V＞3V，滑动变阻器两端的电压大约为V＜3V，所以电压表要接在滑动变阻器两端，电路设计如图所示。
（2）①根据电路图连接好电路，将滑片移到最大阻值端，闭合开关，测量出滑动变阻器两端的电压U1和电路中的电流I1，根据串联电路电压规律，计算出电源电压U＝Ux+U0+U1＝I1Rx+I1R0+U1……①；
②再适当移动滑片，再测量出滑动变阻两端的电压U2和电路中的电流I2，根据串联电路电压规律，计算出电源电压U＝Ux′+U0′+U1′＝I2Rx+I2R0+U2……②；联立①②方程求出未知电阻的阻值；
（3）未知电阻Rx的表达式是Rx＝。
故答案是：（1）电路图如图所示；
（2））①根据电路图连接好电路，将滑片移到最大阻值端，闭合开关，测量出滑动变阻器两端的电压U1和电路中的电流I1；
②再适当移动滑片，再测量出滑动变阻两端的电压U2和电路中的电流I2；
（3）未知电阻Rx的表达式是Rx＝。
实验序号
U/V
I/A
R/Ω
1
2
3
待测小灯泡电阻
R=（R1+R2+R3）/3=
分类
串联电路
并联电路
电路图
电流
特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压
特点
串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和
并联电路中，各支路两端的电压相等，且都等于电源电压
电阻
特点
串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和；
若有n个相同的电阻R0串联，则总电阻为；
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和；
若只有两个电阻R1和R2并联，则总电阻R总= eq \f(R1R2, R1+R2) ；
若有n个相同的电阻R0并联，则总电阻为；
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积，所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配
特点
串联电路中，电压的分配与电阻成正比
并联电路中，电流的分配与电阻成反比
电路
作用
分压（…）
分流（…）
实验序号
衣服材质
衣服面料层数
长波紫外线透过率
1
全棉T恤（黑色）
1
5%
2
全棉T恤（白色）
1
10%
3
天蚕丝T恤（白色）
1
12%
4
天蚕丝T恤（白色）
2
6%
5
化纤T恤（白色）
1
28%
6
化纤T恤（白色）
2
14%