初中物理中考复习 考点31 欧姆定律的应用-备战2019年中考物理考点一遍过
展开一、动态电路的分析
动态电路的分析主要分以下几种类型
1.在观察电路的基础上,明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式,电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流,电压表测哪个电阻或哪几个元件两端的电压。
2.当开关断开与闭合时,电路中的电阻怎样变化,运用电路关系、欧姆定律,推导出电路中的电流如何变化,电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。
解读:(1)含滑动变阻器的串联电路:由于电源电压不变,按以下思路分析:
→→→→
(2)含滑动变阻器的并联电路,由于电源电压不变,且并联电路中各个支路互相独立、互不影响,所以含定值电阻的支路各量都不变化,含滑动变阻器的支路,按以下思路分析:
→→→
二、电路故障
对电路故障进行分析,同学们往往感到无从下手,究其原因主要有三个方面:一是没有搞清楚电路故障都有哪些情况;二是没有掌握对此类问题的分析方法;三是不知道电路出现断路和短路后会产生哪些现象。一般来讲电路故障主要表现为:
1.电路断路
当电路中出现断路时,电路不通,用电器不能工作。主要表现在以下几个方面:(1)灯泡不亮;(2)电流表无示数;(3)电压表示数为零;(4)电压表示数接近电源电压;(5)断开处一端能使试电笔氖管发光,另一端不能使其发光。
2.电路短路
电路中出现短路时,电路仍然接通。其主要表现为:(1)灯泡可能仍亮;(2)灯泡可能不亮(说明灯泡短路);(3)电流表有示数;(4)电压表可能有示数(与电压表并联部分无短路);(5)电压表示数可能为零(与电压表并联部分短路);(6)短路处任意点均能使试电笔氖管发光。
(2018·门头沟一模)某化工厂为了检测车间中的某种有害气体浓度,设计了一种测试仪的电路,如图所示。图中R为定值电阻,Q为气敏元件,它在电路中的作用相当于一个可变电阻,其阻值随被测的有害气体浓度的增大而增大。电源两端的电压不变,闭合开关S,当气敏元件所测有害气体的浓度减小时,则下列判断中正确的是
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数变小,电流表示数变小
D.电压表和电流表示数的比值变大
【参考答案】B
【详细解析】由电路图可知,定值电阻R与气敏元件Q串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路电流,因气敏元件Q的阻值随被测的有害气体浓度的增大而增大,所以,当气敏元件所测有害气体的浓度减小时,气敏元件电阻减小,电路总电阻减小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故AC错误;电流变大,而定值电阻不变,由可知,电阻R两端电压变大,即电压表的示数变大,故B正确;由可知,电压表和电流表示数的比值等于R的阻值,其比值不变,故D错误。故选B。
1.(2018·苏州模拟)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数变化的情况是
A.L1亮度不变,电流表示数变小
B.L1亮度不变,电流表示数不变
C.L1变亮,电流表示数不变
D.L1变亮,电流表示数变小
【答案】A
【解析】由电路图知,开关S1、S2都闭合时与开关S2断开后,灯泡L1两端电压都等于电源电压,电源电压不变,灯两端的电压不变,灯的实际功率不变,灯泡亮度不变;开关S1、S2都闭合时,电流表测干路电流,即流过灯L1与L2的电流之和,开关S2断开后,电流表测流过灯L1的电流,开关S2断开时电流表示数变小;故选A。
2.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动,总电阻__________,电压表示数__________。(两空都选择“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小 变小
【解析】由电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;根据可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据U=IR可知,灯泡两端的电压变大,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小。
(2019·江苏省宜兴市二模)如图所示的电路中,闭合开关,灯泡L1发光、L2不发光,电压表和电流表均能正常工作。则下列说法正确的是
A.灯泡L1和L2处于并联状态
B.电压表测量灯泡L1两端的电压
C.因为L2不发光,所以电流表示数可能为零
D.因为L2不发光,所以电压表示数一定为零
【参考答案】B
【详细解析】A.根据电路可知,电流只有一条路径,两灯泡串联,故错误;B.读图可知,电压表并联在灯L1两端,故测的是灯L1两端电压,故正确;C.两灯泡串联,灯泡L1发光,电流表能正常工作,电流表示数不可能为零,故错误;D.两灯泡串联,灯泡L1发光,电压表测量灯泡L1两端的电压,电压表能正常工作,电压表示数不是零,故错误。
1.闭合开关S,发现灯泡L1亮,L2不亮。调节变阻器滑片P,L1变亮,L2始终不亮,出现这一现象的原因可能是
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路
C.灯泡L2短路 D.灯泡L2断路
【答案】C
【解析】A.若滑动变阻器断路,则整个电路断路,两灯都不亮,所以A错误;B.若滑动变阻器短路了,则滑动变阻器不会引起L1亮度的变化,所以B错误;C.若灯泡L2短路了,则L2不亮,L1照常发光,所以C正确;D.若灯泡L2断路,则L1也不能发光,所以D错误。故选C。
2.(2019·山东省临沂市蒙阴县模拟)在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯均正常发光;一会儿后,一灯突然熄灭,另一灯仍正常发光,且电压表示数不变,电流表示数为零。下列判断正确的是
A.L1短路 B.L1开路
C.L2短路 D.L2开路
【答案】D
【解析】A.L1短路,则造成电源两极相连,电源短路,电压表、电流表示数均为零。故A不合题意;B.L1开路,L2支路不受影响,电流表示数不变,电压表示数仍等于电源电压,故B不符合题意;C.L2短路,则电直接接在了电源两极,被烧坏,无示数,故C不合题意;D.L2开路,则电压表直接测电源电压,示数不变,电流表示数为零,故D符合题意。
1.小明用如图电路研究电流跟电阻的关系,那么在实验过程中,当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后,他下一步的操作应是
A.记录电流表和电压表的示数
B.将变阻器滑片向右滑动
C.将变阻器滑片向左移动
D.增加电池的个数
2.如图所示,电源电压保持不变。电键S闭合,将变阻器滑片P由中点位置向右移动的过程中,下列说法正确的是
A.电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数变小
C.电流表A示数与电流表A1示数之差变大
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变
3.(2018·乌鲁木齐校级月考)甲、乙两地相距40 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知所用的输电线每千米的电阻为0.2 Ω。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻R0和电源接成如图所示电路进行测量.当电压表的示数为3.0 V,电流表的示数为0.5 A,则短路位置离甲地的距离为
A.7.5 km B.15 km C.25 km D.30 km
4.检查是否饮酒设备的电路如图甲,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R0为定值电阻,电源电压不变。当检测酒精气体浓度增大时
A.电流表示数减小 B.电压表示数减小
C.电路总电阻增大 D.电压表示数增大
5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,三个电表指针偏转正常,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电表指针偏转方向相同的电表是____________,电表指针偏转方向不同的电表是____________。
6.(2018·静安区一模)图为“用滑动变阻器改变电路中的电流”实验电路,该电路中○处,应为________表(选填“电流”或“电压”)。按图连接电路时,电键应处于________状态,并应使电流从电表的________接线柱流出,且滑片P应置于变阻器的________端(选填“左”或“右”)。
7.图甲是“研究电流与电压的关系”的实验电路图。
(1)为了达到实验目的,实验过程中必须保持定值电阻R的______________不变;
(2)当某同学按电路图连接好实物开始实验后,发现电压表和电流表出现如图乙所示情况,这是因为:
①_________________________________,②_______________________________。
(3)下面是排除故障后进行实验时的数据记录:
实验次序 | 1 | 2 | 3 |
电压U/V | 3.2 | 4.8 | 6.4 |
电流I/A | 0.5 | 0.75 | 1.00 |
根据以上数据,可以得出的结论是________________________________ 。
8.(2017·广州)关于图甲、乙中各物理量的关系有以下的描述:(1)I1=I2=I3=I4;(2)U1=U2=U3=U4;(3)U3=U1,U2≠U4;(4)I1=I2,I2≠I3。正确的是
A.(2)、(4) B.(1)、(2)
C.(3)、(4) D.(1)、(3)
9.(2017·河北)(多选)如图,电源电压不变,P置于中点,a为电流表或电压表。闭合任意开关,电路都是安全的,下列说法正确的是
A.a是电压表
B.只闭合S1,P向右滑动,a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小
C.闭合S1、S3,断开S2,A1的示数大于A2的示数
D.闭合S1、S2、S3,P向左滑动,A1的示数减小
10.(2018·攀枝花)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4:3。此时灯L1和L2的电阻之比为
A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3
11.(2017·襄阳)如图,电源电压为5 V,R1=5 Ω,R2=10 Ω,当闭合开关后,两电表有示数且保持稳定,则甲电表的示数为___________,乙电表的示数为_____________。
12.(2017·河南)小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置,工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆,O为支点,OA:OB=5:1,当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到6 V时,报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为8 V,R0的阻值恒为15 Ω,压力传感器R固定放置,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问:
(1)由图乙可知,压力传感器R的阻值随压力F的增大而___________;
(2)当踏板空载时,闭合开关,电压表的示数为多少?
(3)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少?
(4)若电源电压略有降低,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,则踏板触点B应向________(选填“左”或“右”)移动,并简要说明理由。
1.B【解析】在滑动变阻器的电阻值不变的情况下,电路中由于将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻,根据串分压的知识,R两端的电压将会变大,要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,所以应该增大滑动变阻器的阻值,使电压表的示数不变;由图知,要增大滑动变阻器的阻值,需将滑片向右端滑动;A、由于电压表的示数发生了变化,所以不应记录示数,A错误;B、由以上分析知,需将滑片向右滑动,B正确;C、若将滑片向左滑动,则电压表的示数会更大,C错误;D、增加电池的个数,会使电压表的示数变大,D错误。故选B。
2.D【解析】由电路图可知,电键S闭合时,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源两端的电压。因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故B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,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误;则电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变,故D正确;将变阻器滑片P由中点位置向右移动的过程中,R2接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A示数与电流表A1示数之差等于通过R2的电流,则电流表A示数与电流表A1示数之差变小,故C错误。故选D。
3.B【解析】当电压表的示数为3.0 V,电流表的示数为0.5 A,电阻R为。输电线每千米的电阻为0.2 Ω。所以输电线的长为,又因为是两条输电线,故短路点距甲地为,选B。
4.D【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知,当检测酒精气体浓度增大时传感器的电阻减小,电路中的总电阻减小,故C不正确;由I=可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,故A不正确;由U=IR可知,R0两端的电压增大,即电压表的示数增大,故B不正确,D正确。故选D。
5.A和V1 A和V2、V1和V2
【解析】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;闭合电键S,若滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,因为I=U/R,所以电路中的电流变小,即电流表示数变小,会向左边偏转;又因为U=IR,所以R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,会向左边偏转;因为串联电路的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V2的示数变大,会向右边偏;因此电表指针偏转方向相同的电表是A和V1;电表指针偏转方向不同的电表是A和V2、V1和V2。
6.电流 断开 负 右
【解析】此电表串联在电路中,所以是电流表;按图连接电路时,电键应处于断开状态;让电流从电表的正接线柱流入,负接线柱流出;为保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到电阻最大位置,即滑到右端。
7.(1)阻值大小 (2)①电流表“+”、“–”接线柱接反了 ②电压表选用了小量程 (3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【解析】(1)实验中要运用控制变量法,必须保持定值电阻R的阻值大小不变;
(2)电流表指针反偏,说明正负接线柱接反了,电压表指针超出了最大刻度,说明所选量程太小;
(3)由表中数据可知,通过导体的电流随导体两端的电压的增大而增大,并且成倍数的增大,即成正比;所以可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
8.A【解析】在题图甲串联电路中,I1=I2==2 A,根据串联分压规律,U1=U2=2 V;在题图乙中,根据欧姆定律计算,I3===1 A,根据并联电压规律:U3=U4=2 V,从而(2)正确,U1=U2=U3=U4;(4)正确,I1=I2,I2≠I3。故选A。
9.AC【解析】A.由电路图可知,当S1与S2闭合时,电表a与电源串联,若a为电流表,会造成电源短路,故a不是电流表,此时电路是安全的,说明a是电压表,故A正确;B.只闭合S1,R1和滑动变阻器串联,电压表a测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,设P向右滑动前、后电路中的电流分别为I1、I2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由可得,电压表a示数的变化量:ΔU2=U滑–U滑′=(U–I1R1)–(U–I2R1)=(I2–I1)R1=ΔIR1,则=R1,即a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值不变,故B错误;C.闭合S1、S3,断开S2,R2与滑动变阻器并联后再与R1串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测变阻器支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表A1的示数大于支路电流表A2的示数,故C正确;D.闭合S1、S2、S3时,R2与滑动变阻器并联,R1和A1被短路,A1示数始终为0,故D错误。故选AC。
10.A【解析】由图知,如果甲、乙两个电表中任何一个为电流表,将会形成短路,因此甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表乙测量L2两端电压,电压表甲测量电源电压;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且甲、乙两个电表的示数之比是4:3,所以灯L1、L2两端电压之比:U1:U2=(4﹣3):3=1:3;又因为串联电路电流相等,即I1=I2;所以,由I=U/R可得,R1:R2=:=U1:U2=1:3。故选A。
11.1 A 5 V
【解析】若两电阻串联,根据电流的流向可知,乙应为电流表,甲应为电压表,则闭合开关后,R1被短路,电流表无示数,不符合题意;则两电阻只能是并联,乙只能为电压表,乙测电源电压,示数为5 V;甲只能为电流表,甲测通过R1的电流,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,甲电流表的示数I===1 A。
12.(1)减小 (2)3 V (3)40 N (4)左
【解析】(2)闭合开关时,压力传感器和报警器串联,由题图乙可知当踏板空载时,压力传感器的电阻为R=25 Ω,此时电路中的电流,
由I=得,报警器两端的电压U0=IR0=0.2 A×15 Ω=3 V,即电压表示数;
(3)报警器R0开始发出报警信号时,U0′=6 V,此时电路中的电流,
传感器两端的电压U传=U–U0′=8 V–6 V=2 V,
传感器的阻值,由图象可知当传感器的阻值为5 Ω时,对应的压力为8 N,
根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即8 N×5=F踏×1,解得F踏=40 N;
(4)若电源电压略有降低,R0两端分得的电压降低,根据串联电路的分压特点可知,应减小压力传感器R分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该减小R的阻值,因R电阻值随所受压力的增大而减小,所以应该增大压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要增大压杆对传感器的压力,应增大OB,即把踏板触点B向左移动。
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