2022年中考二轮物理总复习突破精讲精练(江苏专用)专题14欧姆定律(原卷版+解析版)
展开专题14欧姆定律
考点总结
考点一、试验
1.实验目的:控制电压一定,研究电流与电阻的定量关系。
2.电路图及实物图:
3.实验结论:当导体的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
4.注意:
(1)电流和电阻是针对同一导体而言的,不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。
(2)不能反过来说,电压不变时,导体的电阻与通过它的电流成反比。电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会顺为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
1.实验目的:电阻一定,研究电流与电压的定量关系。
2.电路图及实物连接图
3.结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
4.注意:
(1)这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的,不能说一个导体中的电流和另一导体上的电压成正比。
(2)不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系的问题,电流、电压都是物体量,有各自和物体,物体量之间存在一定的因果关系,这里的电压是原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。
利用欧姆定律分析变化电路
解决变化电路问题关键在于一个“变”字,从变化的量入手,根据串、并联电路的特点及欧姆定律分析相关量的变化情况,从而解决问题。
在含有滑动变阻器的电路中,由于开关的闭合或断开会引起电流表、电压表示数的变化,或滑动变阻器的滑片移动也会引起电流表、电压表的示数变化。
1.首先分析电路的连接情况,看清是串联电路还是并联电路,分析电路连接时一般先去表。即把电流表当成导线,把电压表当做开路处理。
2.分析滑片滑动时,变阻器电阻如何变化,电路总电阻如何变化,或开关闭合、断开时电路连接情况如何变化,电路中总电阻如何变化。
3.运用欧姆定律看总电流如何变化,然后再进一步分析各用电器上电流和电压的变化情况。这种题目从解题过程来看,一般符合总→分→总的特点。
欧姆定律的综合应用
考点二、欧姆定律
1.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。
2.公式及变形:,,
考点三、串联电路中规律:
1.电流:串联电路中各处的电流是相等的;
2.电压:串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
3.电阻:串联电路中的总电阻等于各部分电路的电阻之和。
4.分压原理:串联电路中,各部分两端的电压与该部分的电阻成正比。
或
考点四、并联电路中规律:
1.电流:并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
2.并联电路中各支路两端电压相等。
3.电阻:并联电路中,总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
4.分流原理:并联电路中,通过各支路的电流与各支路的电阻成反比。
或
考点五、求解电路计算题的步骤
1.根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式,画出等效电路图。
2.通过审题,明确题目给出的已知条件和未知量,并将已知量的符号、数值和单位,未知量的符号,在电路图上标明。
3.每一步求解过程必须包括三步:
写公式——代入数值和单位——得出结果。
考点突破
一、单选题
1.(2021·江苏淮安·中考真题)如图甲所示,电电压恒为6V,滑动变阻器最大阻值为50Ω,电流在0.1~0.4A之间时电子元件均能正常工作,通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,电子元件正常工作时( )
A.通过电子元件的电流与其两端的电压成正比 B.当电流为0.1A时,电子元件的阻值为10Ω
C.滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为20Ω D.电路消耗的最大功率为2.4W
2.(2021·江苏镇江·中考真题)如图1所示,是电阻箱,是定值电阻。闭合开关S,改变的阻值,两电压表示数与关系图像如图2所示,已知图线①和②相互平行。则( )
A.①是V1示数和的关系图线 B.供电设备两端的电压保持不变
C.电路中电流随的增大而减小 D.电路总功率随的增大而增大
3.(2021·江苏宿迁·中考真题)如图所示电路,电电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动至中点的过程中( )
A.变亮,电压表示数变大 B.小灯泡亮度不变,电压表示数不变
C.小灯泡变暗,电压表示数变小 D.小灯泡亮度不变,电压表示数变大
4.(2021·江苏宿迁·中考真题)在“学习使用滑动变器”的活动中,小明设计了如所示的电路,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,小灯泡标有“3V 0.9W”字样(不考温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关,将滑动变阻器的金属滑片移至中点时,小灯泡恰好正常发光,移动金属滑片的过程中,确保各元件使用安全,则( )
A.电电压为9V B.小灯泡消耗的最小电功率为0.6W
C.电路耗的最大电功率为2.7W D.滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W
5.(2021·江苏泰州·中考真题)如图所示电路,电电压保持不变,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变大 B.电压表V的示数变小
C.电压表V与电流表A1的示数之比不变 D.电压表V与电流表A的示数之比变小
二、填空题
6.(2021·江苏镇江·中考真题)图甲是某同学设计的温度报警电路,电压U恒为12V,电阻、中,一只为热敏电阻,另一只为电阻箱,其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图乙所示。报警电路要求:①输出电压随温度的升高而增大;②当输出电压达到或超过4V时,便触发报警器(未画出)报警。图中热敏电阻应为________(填“”或“”);若将电阻箱调至,则电路开始报警的温度为_________℃;使用一段时间后,电电压会降低,为不改变电路开始报警的温度,则应调节电阻箱,使其阻值_________至适当值。
7.(2021·江苏淮安·中考真题)如图所示,电电压恒为6V,R1为,闭合开关后,电流表的示数为0.4A,则通过R1的电流为______A,R2的阻值为的______,干路电流为______A。
8.(2021·江苏淮安·中考真题)如图所示是某同学设计的压力计电路原理图。当闭合开关S,A板受到向下的压力增大时,接入电路的阻值___________(填“增大”或“减小”),为实现压力增大,电表示数增大,应把___________表改装为压力计。
9.(2021·江苏镇江·中考真题)图甲是探究电流和电压关系的实验电路,电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”“0~3V”,定值电阻阻值为,滑动变阻器标有“ 1A”,电电压恒为6V。根据图乙所画图像可得结论:保持导体___________一定,通过导体的电流与它两端电压成比。向左移动滑片,___________表先达到最大刻度,此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________。
10.(2021·江苏常州·中考真题)如图所示的电路,R1的阻值为15Ω,闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电压表的示数为3V,则R2的阻值为 ______Ω,电路总功率为 ______W。
三、实验题
11.(2021·江苏扬州·中考真题)在“探究电流和电阻的关系”实验中,器材有:电(6V),电阻箱(0-9999Ω),滑动变阻器(2001A),电压表、电流表,开关和导线若干;
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,使滑片向左移动时电阻减小______;
(2)第一组数据的测量过程中,有下列步骤,正确的顺序是______;
①保持开关断开,连接实物电路
②检查电路无误后闭合开关
③读出电流表的示数,断开开关
④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处
⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V
(3)将电阻箱调到15Ω,闭合开关,发现电流表示数如图所示,示数为______A,该电流值与15Ω电阻值______(填“能”或“不能”)作为第二组数据记在表格中,此时电压表示数为0V可能发生的故障是______。
12.(2021·江苏无锡·中考真题)用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:电压为3V的电、开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电阻箱(0~9999Ω)、电压表、电流表各一个,导线若干,器材均完好。
(1)闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电压表示数为零,经检查电路连接并无故障,原因是______。
(3)调节电阻箱的阻值为12Ω,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电流表示数如图乙所示。改变电阻箱接入电路的电阻R,调节滑动变阻器,保持电压表示数不变,读出电流表示数I,多次实验的结果如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻箱阻值R/Ω
12
10
8
6
4
电流表示数I/A
0.24
0.3
0.4
0.6
①图乙中电流表示数为______A。
②图丙是以电流表示数I为纵坐标、电阻箱阻值的倒数为横坐标建立的平面直角坐标系,请根据表格中的数据,在坐标系中描点,画出I﹣图像______。
③实验序号中,第1、2、3、4、5次实验时,滑动变阻器接入R1'、R2'、R3'、R4'、R5',则______。
A.R1'=5R3' B.R1'
13.(2021·江苏·中考真题)实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验,提供的器材有:电(电压3V)、电流表、电压表、电阻箱R(0-999.9Ω)、滑动变阻器R1,开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整______。
(2)闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,将电压表改接在R1两端,发现电压表的示数为3V,由此判断电路的故障是__________。
(3)排除故障后,调节R的阻值,并移动R1的滑片,使电压表的示数为某一值,记录R的阻值和电流表示数继续实验,当R的阻值变大时,R1的滑片应向__________移动,以使__________示数不变,将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的图线。
①在图丙中画出当R的阻值为10Ω时,电流表指针所在位置______。
②处理数据描绘的是图线,而不是I-R图线,这样做的优点是:_________。
(4)实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx,他们设计了的图丁中A、B两个实验方案,其中能准确测量Rx阻值的是____________。
14.(2021·江苏·中考真题)要测量一个约为数百欧的电阻Rx的阻值。器材有:干电池两节,电压表(量程为0~3V、O~15V)、滑动变阻器(100Ω 2A)和电阻箱(0-9999Ω)各一个,开关、导线若干,测量电路如图甲所示。
(1)和通常使用的“伏安法”不同,这次实验没有选用电流表,请你简要说明原因:____________。
(2)在接通电路前,应将滑动变阻器的滑片P移到____________端.
(3)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数如图乙所示为__________V。
(4)接下来把电路中的待测电阻Rx替换为电阻箱,然后要进行的操作是:___________。
15.(2021·江苏泰州·中考真题)小明和小华在实验室做如下两个电学实验:
(1)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小明所用的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表电压表、“20Ω 1A”的滑动变阻器、开关各一个及导线若干;
①实验中小明将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路上图所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;( )
②改正错误后,将滑片调至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为1.6V,读出电流表的示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为M;
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.32
2
10
0.16
3
20
0.08
③接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为1.6V,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在M的______(选填“左侧”或“右侧”);
④最后小明换用20Ω的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是:______;
(2)小华利用电(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案:
①闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使______,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R;
②仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额;
③在步骤②的基础上,将R1阻值调为0,R2的滑片______(填滑动变阻器滑片的位置变化情况),并读出电流表示数为I;
④则小灯泡额定功率的表达式为:P=______(用已知量和所测物理量的符号表示);
⑤实验后小华发现,电路中只需将______和______互换位置,可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
四、综合题
五、计算题
16.(2021·江苏常州·中考真题)如图所示的电路中,电电压恒定,R1=8Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.5A,电压表示数为2V,灯泡L正常发光,问:
(1)电电压有多大?
(2)灯泡L的额定功率有多大?
(3)断开开关S1,闭合开关S、S2,在不损坏电路元件的前提下,R2接入电路的阻值范围?
专题14欧姆定律
考点总结
考点一、试验
1.实验目的:控制电压一定,研究电流与电阻的定量关系。
2.电路图及实物图:
3.实验结论:当导体的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
4.注意:
(1)电流和电阻是针对同一导体而言的,不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。
(2)不能反过来说,电压不变时,导体的电阻与通过它的电流成反比。电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会顺为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
1.实验目的:电阻一定,研究电流与电压的定量关系。
2.电路图及实物连接图
3.结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
4.注意:
(1)这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的,不能说一个导体中的电流和另一导体上的电压成正比。
(2)不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系的问题,电流、电压都是物体量,有各自和物体,物体量之间存在一定的因果关系,这里的电压是原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。
利用欧姆定律分析变化电路
解决变化电路问题关键在于一个“变”字,从变化的量入手,根据串、并联电路的特点及欧姆定律分析相关量的变化情况,从而解决问题。
在含有滑动变阻器的电路中,由于开关的闭合或断开会引起电流表、电压表示数的变化,或滑动变阻器的滑片移动也会引起电流表、电压表的示数变化。
1.首先分析电路的连接情况,看清是串联电路还是并联电路,分析电路连接时一般先去表。即把电流表当成导线,把电压表当做开路处理。
2.分析滑片滑动时,变阻器电阻如何变化,电路总电阻如何变化,或开关闭合、断开时电路连接情况如何变化,电路中总电阻如何变化。
3.运用欧姆定律看总电流如何变化,然后再进一步分析各用电器上电流和电压的变化情况。这种题目从解题过程来看,一般符合总→分→总的特点。
欧姆定律的综合应用
考点二、欧姆定律
1.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。
2.公式及变形:,,
考点三、串联电路中规律:
1.电流:串联电路中各处的电流是相等的;
2.电压:串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
3.电阻:串联电路中的总电阻等于各部分电路的电阻之和。
4.分压原理:串联电路中,各部分两端的电压与该部分的电阻成正比。
或
考点四、并联电路中规律:
1.电流:并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
2.并联电路中各支路两端电压相等。
3.电阻:并联电路中,总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
4.分流原理:并联电路中,通过各支路的电流与各支路的电阻成反比。
或
考点五、求解电路计算题的步骤
1.根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式,画出等效电路图。
2.通过审题,明确题目给出的已知条件和未知量,并将已知量的符号、数值和单位,未知量的符号,在电路图上标明。
3.每一步求解过程必须包括三步:
写公式——代入数值和单位——得出结果。
考点突破
一、单选题
1.(2021·江苏淮安·中考真题)如图甲所示,电电压恒为6V,滑动变阻器最大阻值为50Ω,电流在0.1~0.4A之间时电子元件均能正常工作,通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,电子元件正常工作时( )
A.通过电子元件的电流与其两端的电压成正比 B.当电流为0.1A时,电子元件的阻值为10Ω
C.滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为20Ω D.电路消耗的最大功率为2.4W
2.(2021·江苏镇江·中考真题)如图1所示,是电阻箱,是定值电阻。闭合开关S,改变的阻值,两电压表示数与关系图像如图2所示,已知图线①和②相互平行。则( )
A.①是V1示数和的关系图线 B.供电设备两端的电压保持不变
C.电路中电流随的增大而减小 D.电路总功率随的增大而增大
3.(2021·江苏宿迁·中考真题)如图所示电路,电电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动至中点的过程中( )
A.变亮,电压表示数变大 B.小灯泡亮度不变,电压表示数不变
C.小灯泡变暗,电压表示数变小 D.小灯泡亮度不变,电压表示数变大
4.(2021·江苏宿迁·中考真题)在“学习使用滑动变器”的活动中,小明设计了如所示的电路,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,小灯泡标有“3V 0.9W”字样(不考温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关,将滑动变阻器的金属滑片移至中点时,小灯泡恰好正常发光,移动金属滑片的过程中,确保各元件使用安全,则( )
A.电电压为9V B.小灯泡消耗的最小电功率为0.6W
C.电路耗的最大电功率为2.7W D.滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W
5.(2021·江苏泰州·中考真题)如图所示电路,电电压保持不变,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变大 B.电压表V的示数变小
C.电压表V与电流表A1的示数之比不变 D.电压表V与电流表A的示数之比变小
二、填空题
6.(2021·江苏镇江·中考真题)图甲是某同学设计的温度报警电路,电压U恒为12V,电阻、中,一只为热敏电阻,另一只为电阻箱,其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图乙所示。报警电路要求:①输出电压随温度的升高而增大;②当输出电压达到或超过4V时,便触发报警器(未画出)报警。图中热敏电阻应为________(填“”或“”);若将电阻箱调至,则电路开始报警的温度为_________℃;使用一段时间后,电电压会降低,为不改变电路开始报警的温度,则应调节电阻箱,使其阻值_________至适当值。
7.(2021·江苏淮安·中考真题)如图所示,电电压恒为6V,R1为,闭合开关后,电流表的示数为0.4A,则通过R1的电流为______A,R2的阻值为的______,干路电流为______A。
8.(2021·江苏淮安·中考真题)如图所示是某同学设计的压力计电路原理图。当闭合开关S,A板受到向下的压力增大时,接入电路的阻值___________(填“增大”或“减小”),为实现压力增大,电表示数增大,应把___________表改装为压力计。
9.(2021·江苏镇江·中考真题)图甲是探究电流和电压关系的实验电路,电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”“0~3V”,定值电阻阻值为,滑动变阻器标有“ 1A”,电电压恒为6V。根据图乙所画图像可得结论:保持导体___________一定,通过导体的电流与它两端电压成比。向左移动滑片,___________表先达到最大刻度,此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________。
10.(2021·江苏常州·中考真题)如图所示的电路,R1的阻值为15Ω,闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电压表的示数为3V,则R2的阻值为 ______Ω,电路总功率为 ______W。
三、实验题
11.(2021·江苏扬州·中考真题)在“探究电流和电阻的关系”实验中,器材有:电(6V),电阻箱(0-9999Ω),滑动变阻器(2001A),电压表、电流表,开关和导线若干;
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,使滑片向左移动时电阻减小______;
(2)第一组数据的测量过程中,有下列步骤,正确的顺序是______;
①保持开关断开,连接实物电路
②检查电路无误后闭合开关
③读出电流表的示数,断开开关
④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处
⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V
(3)将电阻箱调到15Ω,闭合开关,发现电流表示数如图所示,示数为______A,该电流值与15Ω电阻值______(填“能”或“不能”)作为第二组数据记在表格中,此时电压表示数为0V可能发生的故障是______。
12.(2021·江苏无锡·中考真题)用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:电压为3V的电、开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电阻箱(0~9999Ω)、电压表、电流表各一个,导线若干,器材均完好。
(1)闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电压表示数为零,经检查电路连接并无故障,原因是______。
(3)调节电阻箱的阻值为12Ω,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电流表示数如图乙所示。改变电阻箱接入电路的电阻R,调节滑动变阻器,保持电压表示数不变,读出电流表示数I,多次实验的结果如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻箱阻值R/Ω
12
10
8
6
4
电流表示数I/A
0.24
0.3
0.4
0.6
①图乙中电流表示数为______A。
②图丙是以电流表示数I为纵坐标、电阻箱阻值的倒数为横坐标建立的平面直角坐标系,请根据表格中的数据,在坐标系中描点,画出I﹣图像______。
③实验序号中,第1、2、3、4、5次实验时,滑动变阻器接入R1'、R2'、R3'、R4'、R5',则______。
A.R1'=5R3' B.R1'
13.(2021·江苏·中考真题)实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验,提供的器材有:电(电压3V)、电流表、电压表、电阻箱R(0-999.9Ω)、滑动变阻器R1,开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整______。
(2)闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,将电压表改接在R1两端,发现电压表的示数为3V,由此判断电路的故障是__________。
(3)排除故障后,调节R的阻值,并移动R1的滑片,使电压表的示数为某一值,记录R的阻值和电流表示数继续实验,当R的阻值变大时,R1的滑片应向__________移动,以使__________示数不变,将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的图线。
①在图丙中画出当R的阻值为10Ω时,电流表指针所在位置______。
②处理数据描绘的是图线,而不是I-R图线,这样做的优点是:_________。
(4)实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx,他们设计了的图丁中A、B两个实验方案,其中能准确测量Rx阻值的是____________。
14.(2021·江苏·中考真题)要测量一个约为数百欧的电阻Rx的阻值。器材有:干电池两节,电压表(量程为0~3V、O~15V)、滑动变阻器(100Ω 2A)和电阻箱(0-9999Ω)各一个,开关、导线若干,测量电路如图甲所示。
(1)和通常使用的“伏安法”不同,这次实验没有选用电流表,请你简要说明原因:____________。
(2)在接通电路前,应将滑动变阻器的滑片P移到____________端.
(3)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数如图乙所示为__________V。
(4)接下来把电路中的待测电阻Rx替换为电阻箱,然后要进行的操作是:___________。
15.(2021·江苏泰州·中考真题)小明和小华在实验室做如下两个电学实验:
(1)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小明所用的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表电压表、“20Ω 1A”的滑动变阻器、开关各一个及导线若干;
①实验中小明将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路上图所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;( )
②改正错误后,将滑片调至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为1.6V,读出电流表的示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为M;
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.32
2
10
0.16
3
20
0.08
③接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为1.6V,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在M的______(选填“左侧”或“右侧”);
④最后小明换用20Ω的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是:______;
(2)小华利用电(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案:
①闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使______,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R;
②仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额;
③在步骤②的基础上,将R1阻值调为0,R2的滑片______(填滑动变阻器滑片的位置变化情况),并读出电流表示数为I;
④则小灯泡额定功率的表达式为:P=______(用已知量和所测物理量的符号表示);
⑤实验后小华发现,电路中只需将______和______互换位置,可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
四、综合题
五、计算题
16.(2021·江苏常州·中考真题)如图所示的电路中,电电压恒定,R1=8Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.5A,电压表示数为2V,灯泡L正常发光,问:
(1)电电压有多大?
(2)灯泡L的额定功率有多大?
(3)断开开关S1,闭合开关S、S2,在不损坏电路元件的前提下,R2接入电路的阻值范围?
参考答案:
1.D
【解析】
A.由乙图可知,通过电子元件的电流与其两端电压的关系不是正比例函数,由此可知通过电子元件的电流与其两端的电压不成正比,故A不符合题意;
B.由乙图可知,当电流为0.1A时,电子元件两端电压为2V,则由欧姆定律可求此时电子元件的阻值为
故B不符合题意;
C.当电路电流最小时,电阻阻值最大,滑动变阻器接入阻值最大,此时电路总电阻为
则滑动变阻器接入最大阻值为
故C不符合题意;
D.电电压不变,由P=UI可知,电路允许通过电流最大时,电路总功率最大,即0.4A,此时最大功率为
Pmax=U总Imax=6V×0.4A=2.4W
故D符合题意。
故选D。
2.D
【解析】
A.V1测电阻箱电压,V2测电阻箱和定值电阻总电压,①不从原点开始,应该包含定值电阻电压,所以①表示V2,②表示V1,故A不符合题意;
B.V2测总电压,由图可知,供电设备电压变大,故B不符合题意;
CD.两电压表示数之差等于定值电阻的电压,图线①和②相互平行,说明定值电阻两端电压不变,根据,通过定值电阻的电流大小不变,则电路中电流不变。供电设备电压变大,根据P=UI,电路总功率随的增大而增大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.B
【解析】
由电路图知,滑动变阻器与小灯泡并联,电压表测滑动变阻器两端的电压,即测电电压,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,电电压不变,故电压表示数不变,小灯泡两端的电压不变,小灯泡的亮度不变,故选B。
4.D
【解析】
A.滑动变阻器的金属滑片移至中点时,则此时滑动变阻器接入的阻值为10Ω,小灯泡恰好正常发光,则小灯泡两端的电压为3V,功率为0.9W,此时电路中电流
I===0.3A
则此时滑动变阻器电压
U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V
故电电压
U=UL+U滑=3V+3V=6V
故A错误;
B.小灯泡的电阻
RL===10Ω
当电路中电阻最大,即滑动变阻器的阻值最大时,电流最小,小灯泡消耗的电功率最小,电路中最小电流为
Imin===0.2A
小灯泡消耗的最小电功率为
P= I2R=(0.2A)2×10Ω=0.4W
故B错误;
C.由P =可知,电电压不变,电阻最小时,电路的总功率最大,将滑动变阻器的金属滑片移至中点时,小灯泡恰好正常发光,如果继续向左移动时,电路中电阻变小,电流变大,小灯泡功率变大,可能会损坏,故当滑动变阻器的金属滑片移动至中点时,此时电路中电阻最小,此时电路中的电流为0.3A,此时电路耗的最大电功率为
Pmax=UI=6V×0.3A=1.8W
故C错误;
D.滑动变阻器消耗的电功率
P=I2R=()2R滑=R滑==
由上式可知,当滑动变阻器的阻值等于灯泡的阻值时,滑动变阻器消耗的电功率最大;当滑动变阻器的阻值大于或小于灯泡的阻值时,滑动变阻器消耗的电功率将变小,由C选项可知,滑动变阻器的阻值不能小于10Ω,故想要滑动变阻器消耗的电功率减小只能增大滑动变阻器的阻值,故滑动变阻器的阻值达到最大时,即为20Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最小,由B选项可知,此时电路中的电流为0.2A,则滑动变阻器消耗的最小电功率为
P=I2R=(0.2A)2×20Ω=0.8W
故D正确。
故选D。
5.C
【解析】
从图中可以看出,滑动变阻器R1与定值电阻R2并联,电压表V测量电电压,电流表A1测量定值电阻R2的电流,电流表A测量干路电流。
AB.开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向右移动过程中,电压表V的示数始终等于电电压,因此电压表V一定不变。故AB错误;
C.电压表V与电流表A1的示数之比等于定值电阻R2的阻值。故C正确;
D.电压表V与电流表A的示数之比等于电路的总电阻。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向右移动过程中,电路总电阻变大,因此电压表V与电流表A的示数之比变大。故D错误。
故选C。
6. 28 增大
【解析】
[1]热敏电阻温度越高阻值越小,由串联电路分压规律可知,温度升高热敏电阻分压变小,因为输出电压随温度的升高而增大,所以图中热敏电阻应为。
[2]当输出电压达到4V时,电路电流为
热敏电阻分压为
U2=12V-4V=8V
热敏电阻阻值
由图可知,温度28℃。
[3]使用一段时间后,电电压会降低,不改变电路开始报警的温度,热敏电阻阻值不变,变阻箱分压减小,所以要增大变阻箱分压,则应增大其阻值。
7. 0.6 15 1.0
【解析】
[1]电路为并联电路,则两电阻两端电压均等于电电压6V,由欧姆定律可求流过R1的电流为
[2]电流表测流过R2的电流,由欧姆定律可求R2阻值为
[3]并联电路电流特点可求干路电流为
I=I1+I2=0.6A+0.4A=1.0A
8. 增大 电压
【解析】
[1]如图可知,当压力增大时,滑片P向下移动,则接入电路的阻值增大。
[2]当压力增大时,R2阻值增大,则由欧姆定律可知,电路电流变小,电流表示数变小,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压变大,电压表测滑动变阻器,示数变大,则为实现压力增大,电表示数增大,应把电压表改装为压力计。
9. 电阻 电压 10
【解析】
[1]由图可知,电阻一定时,电流电压图像为过原点直线,通过导体的电流与它两端电压成比。
[2][3]假设电压表先达到3V,此时电流表示数为
符合假设,故电压表先达到最大刻度,电电压6V,此时变阻器分压3V,所以变阻器电阻和定值电阻一样,为10Ω。
10. 10 1.5
【解析】
[1]由图可知,两个电阻并联,电流表测量通过R2的电流,电压表测量电电压,R2的阻值为
[2]电路总功率为
1.5W
11. ①④②⑤③ 0.24 不能 电阻箱被短路
【解析】
(1)[1]滑片向左移动时电阻减小,连接变阻器左下方的接线柱,如图所示:
(2)[2]实验步骤:
①保持开关断开,连接实物电路;
④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处;
②检查电路无误后闭合开关;
⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V;
③读出电流表的示数,断开开关。
(3)[3]由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。
[4]电阻箱调到15Ω,此时的电压表的示数为
U=IR=0.24A×15Ω=3.6V
电压表的示数没有达到4V,该电流值与15Ω电阻值不能作为第二组数据记在表格中。
[5]此时电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为0V,可能电阻箱被短路。
12. B 电阻箱阻值为零 0.2 D
【解析】
(1)[1]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的阻值应该移到最大处,即移到B端。
(2)[2]电压表示数为零,则说明与电压表并联的用电器两端电压为零,经检查电路连接并无故障,则判断原因是电阻箱阻值为零。
(3)①[3]由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故电流表示数为0.2A。
②[4]根据表格数据,进行描点连线,作图如下
③[5]第1次实验时,电阻箱阻值为12Ω,电流为0.2A,电路中的总电阻
R总===15Ω
则R1'的电阻
R1'= R总-R箱=15Ω-12Ω=3Ω
同理,根据第2、3、4、5次实验数据,依次算出R2'、R3'、R4'、R5'的阻值分别为2.5Ω、2Ω、1.5Ω、1Ω。
A.R1'=3Ω,R3'=2Ω,则
5R3'=5×2Ω=10Ω
故
R1'<5R3'
故A错误;
B.R1'=3Ω,R4'=1.5Ω,R5'=1Ω,则
R4'+ R5'=1.5Ω+1Ω=2.5Ω
故
R1'>R4'+R5'
故B错误;
C.R1'=3Ω,R2'=2.5Ω,则
R1'﹣R2'=3Ω-2.5Ω=0.5Ω
R3'=2Ω,R4'=1.5Ω,则
R3'﹣R4'=2Ω-1.5Ω=0.5Ω
则
R1'﹣R2'=R3'﹣R4'
故C错误;
D.R1'=3Ω,R4'=1.5Ω,则
==
R3'=2Ω,R5'=1Ω,则
==
则
=
故D正确。
故选D。
13. R1断路 左 电压表 便于准确得出电流与电阻的关系 B
【解析】
(1)[1]电压表应该与电阻箱并联,电流表串联在电路中,由图乙可判断出均应该选择小量程,故连接电路图如下:
(2)[2]电流表、电压表均无示数,所以电路出现了断路故障。将电压表改接在R1两端,发现电压表的示数为3V,由此可判断电路的故障是R1断路。
(3)[3][4]实验探究的是电流与电阻的关系,应该控制电阻箱两端的电压不变,当R的阻值变大时,它分得的电压变大,R1的滑片应向左移动使滑动变阻器的阻值变大分掉多余电压,以使电压表示数,即电阻箱两端电压不变。
[5]由图乙可知,当R的阻值为10Ω时,电流表示数为0.2A,故作图如下:
[6]若当电压一定时,电流与电阻成反比,则I-R图线是一条反比例曲线,而电流与电阻的倒数则成正比,图线应为一条直线;判断是否为直线比判断是否为反比例曲线更容易,所以这样可以更准确地得出电流与电阻之间的关系。
(4)[7]电压电压为3V,当接入数百欧的电阻时,电路中电流很小,题中的电流表的分度值远远达不到这样的精确程度,无法得到准确数据,故A方案无法准确测量Rx阻值。由于电阻箱的阻值也可达到几百欧,和待测电阻串联后,可以起到明显的分压作用,根据串联分压规律可测出待测电阻的阻值,所以B方案可以准确测量Rx阻值。
14. 电路电流太小,小于电流表的最小分度值,无法准确读数 b 2.5 调节电阻箱接入电路中的电阻直到电压表的示数显示为2.5V
【解析】
(1)[1]电路选用两节干电池做电,电电压约为3V,但是电路最小电阻都有数百欧,电路电阻较大,电路电流太小,小于电流表的最小分度值,无法准确读数。
(2)[2]在接通电路前,应将滑动变阻器的滑片P移到最大阻值处,分析图可知,应将滑片移到最b端。
(3)[3]电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读出此时电压表示数为2.5V。
(4)[4]把电路中的待测电阻Rx替换为电阻箱后,调节电阻箱接入电路中的电阻,当电压表的示数显示为2.5V时,Rx的阻值就和此时电阻箱接入电路的电阻大小相等。
15. B 右侧 导体两端电压一定时,导体电流与导体电阻成反比 电流表示数为I额 保持不动 R1 R2
【解析】
(1)①[1]探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验,定值电阻要与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,如图所示:
②[2]闭合开关前,滑动变阻器阻值调到最大,为B端。
③[3]接着将5Ω的电阻换为10Ω,要使电压表示数仍为1.6V,根据串联分压,滑动变阻器电阻要调大,即向B端调,位置在M的右侧。
④[4]根据数据可得实验结论为:导体两端电压一定时,导体电流与导体电阻成反比。
(2)①[5]闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使灯泡正常发光,即使电流表示数为I额。
③[6]利用等效替代法,R2滑片应保持不动,读出电流表示数I,以求得电电压。
④[7]闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使灯泡正常发光,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R,电电压可表示为
将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额,可知R2阻值与RL相同,但R2不可读数,将R1阻值调为0,R2的滑片不动,并读出电流表示数为I,电电压可表示为
联立两式可得
可求得
因此灯泡额定功率为
⑤[8][9]将电阻箱R1、滑动变阻器R2交换位置,可测灯泡额定功率,闭合S1,将S2接1,调R2将电流表示数调为I额,将S2接2,调R1,使电流表示数调为I额,根据等效替代,R1可读数,此时的阻值R1为灯泡正常发光时的阻值,额定功率为
16.(1)6V;(2)1W;(3)2~8Ω
【解析】
解:(1)断开开关S2,闭合开关S、S1,L和R1串联,电流表测电流,电压表测L电压,灯泡L正常发光,所以灯额定电压2V,R1电压为
U1=I1R1=0.5A×8Ω=4V
总电压
U=4V+2V=6V
(2)灯泡L的额定功率
PL=ULI1=2V×0.5A=1W
(3)断开开关S1,闭合开关S、S2,R2和R1串联,电流表测电流,电压表测R2电压,当电流为最大值0.6A时,R2接入电路的阻值最小,为
电压表示数为3V时,R2接入电路的阻值最大,R1电压
U1'=U-U3=6V-3V=3V
两电阻分压相同,此时R2电阻应该和R1相同,为8Ω,R2接入电路的阻值范围2~8Ω。
答:(1)电电压6V;
(2)灯泡L的额定功率1W;
(3)R2接入电路的阻值范围2~8Ω。
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