备战2023物理新中考二轮复习重难突破（北京专用）专题12 电路与欧姆定律

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 重点讲解重点一：欧姆定律1.探究电流与电压、电阻的关系①提出问题：电流与电压电阻有什么定量关系？②制定计划，设计实验：要研究电流与电压、电阻的关系，采用的研究方法是：控制变量法。即：保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。③进行实验，收集数据信息：（会进行表格设计）④分析论证：（分析实验数据寻找数据间的关系，从中找出物理量间的关系，这是探究物理规律的常用方法。）⑤得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。2.欧姆定律内容：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。3.公式：4.符号的意义及单位：U—电压—伏特（V）， R—电阻—欧姆（Ω）， I—电流—安培（A）5.同体性：使用欧姆定律公式时，应注意公式中I、U、R应该对应同一段导体或者同一段电路，即满足“同体性”。6.同时性：公式中I、U、R除满足公式中的“同体性”之外，还应是同一段导体在同一时刻的电流，电压，电阻。即满足同时性。7.单位：运用该式时，式中各量的单位只能是安培，伏特，欧姆。8.欧姆定律的成立的条件：只能在“纯电阻电路”中成立，对于含有电动机的电路，欧姆定律就不成立。9.欧姆定律公式变形：可得公式：，它反映了电阻可用导体两端电压和导体中的电流的比值表示，但是因为电阻是导体本身的一种性质，因此它既不和U成正比，也不和I成反比，这一点和欧姆定律有明显区别。重点二：电阻的测量—伏安法测电阻1.实验原理：根据欧姆定律的变形公式，测出两端的电压和通过的电流，就可以求出它的电阻，这种测量电阻的方法叫伏安法。2.实验器材：电、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线等。3.实验电路图：4.滑动变阻器的作用：改变流过电路的电流或改变待测电阻两端的电压及保护电路。要点诠释：实验过程中应注意事项：A．连接电路时开关应断开。B．电路连好，开关闭合前，应使滑片位于变阻器的最大值处，使它处于使电路中电流最小的位置。C．本实验要测量多次，达到减小实验误差的目的。D．实验完毕后，不要忘记整理器材。E．要注意电表量程的选择。重点三：串联电路的特点1.电流特点：串联电路中各处电流都相等。公式：I=I1=I2=………=In2.电压特点：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。公式：U=U1+U2+………+Un3.电阻的特点：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。公式：R=R1+R2+……+Rn要点诠释：导体串联相当于增加了导体的长度，由影响导体的电阻的因素可知，串联电路的总电阻大于任何一个分电阻。4.串联分压特点：在串联电路中，电压的分配与电阻成正比。公式：考点四：并联电路的特点1.电流的特点：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。公式：I=I1+I2+……+In2.电压特点：并联电路中，各并联支路两端的电压相等，且等于并联电路两端的总电压。公式：U=U1=U2=………Un3.电阻的特点：并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。公式：　要点诠释：（1）电阻的并联实质上是增大了导体的横截面积，所以并联电路的总电阻小于任何一个分电阻。（2）若并联电路的某一支路电阻变大，则R总会随之增大。（3）若只有两条支路，支路的电阻分别是R1、R2，则：；（4）分流特点：在并联电路中，电流的分配与电阻成反比。公式：。 真题演练一．选择题1．如图所示的电路中，①、②、③是三块电表，闭合开关S，灯L1与L2发光，则下列四个选项中，判断正确的是（　　）A．若①、②是电流表，③是电压表，则L1与L2串联 B．若②、③是电流表，①是电压表，则L1与L2串联 C．若①、③是电流表，②是电压表，则L1与L2并联 D．若①、③是电压表，②是电流表，则L1与L2并联2．（2020•怀柔区模拟）在不计温度对电阻影响的情况下，比较两段铜导线的电阻，下列说法中正确的是（　　）A．较长的铜导线电阻一定大 B．长度相同时，横截面积大的电阻就大 C．两段铜导线电阻一定相同 D．横截面积相同时，长的铜导线电阻大3．（2021•海淀区校级一模）某兴趣小组的同学想利用热敏电阻制作一个简易电子温度计。他们首先测量了该热敏电阻的阻值随温度变化的关系，并绘制成如图甲所示的图像。然后找来一台电压恒定的电、一块电压表、定值电阻R0、开关和一些导线，按照图乙所示的电路连接，制作成一个电子温度计。关于这支电子温度计，下列说法正确的是（　　）A．当所测温度在0℃到100℃之间时，该热敏电阻的阻值随温度升高而变大 B．当所测温度从20℃上升到80℃时，电压表的示数随之变小 C．当所测温度从20℃上升到60℃时，电路中的电流随之变小 D．当所测温度从70℃下降到20℃时，热敏电阻两端的电压随之变大4．（2021•海淀区校级一模）如图所示，小宁利用该实验电路测量未知电阻Rx的阻值。电两端电压不变。当只闭合开关S1，电压表示数为U1；当再闭合开关S2，电压表示数为U2。下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（　　）A． B． C． D．5．（2021•房山区二模）如图所示的电路中，电两端电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法中正确的是（　　）A．小灯泡变亮 B．电压表的示数变大 C．电流表的示数变小 D．电压表示数与电流表示数的比值变大6．（2021•顺义区二模）利用一个电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的器材，电两端电压不变，并连接了如图所示实验电路。闭合开关S1，断开开关S2，电压表的示数为U1；闭合开关S1和S2，电压表的示数为U2，则下列说法中正确的是（　　）A．Rx的表达式为RxR0 B．Rx的表达式为RxR0 C．实验过程中，通过R0的电流始终相同 D．若将开关S2与电压表互换位置，其他不变，也能测量出Rx的阻值7．（2021•海淀区二模）如图所示，电两端的电压保持不变，R1、R2为定值电阻。闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　）A．定值电阻R1与R2并联 B．电压表V1和V2的示数一定不相等 C．滑动变阻器的滑片P移动过程中，电压表V1和V2的示数之和始终等于电两端的电压              D．滑动变阻器的滑片P向右移动，电压表V1的示数变小8．（2021•海淀区二模）下列有关电流、电压和电阻的说法中正确的是（　　）A．导体中的负电荷定向移动能形成电流 B．人们规定自由电荷定向移动的方向为电流方向 C．电路两端有电压时，电路中一定有持续的电流 D．导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零9．（2021•门头沟区二模）如图所示的电路中，电两端的电压保持不变，R2为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，关于电压表和电流表的示数变化，下列四个选项中，判断正确的是（　　）A．电压表、电流表示数均变大 B．电压表、电流表示数均变小 C．电阻R2的电功率变大 D．电路的总电功率变小10．（2021•通州区一模）在如图所示的电路中，电两端的电压保持不变。开关闭合后，滑动变阻器的滑片P向B端移动时，电路变化正确的是（　　）A．电流表的示数变大 B．电压表V1的示数不变 C．电压表V2的示变小 D．电路总功率变大二．填空题11．（2021•怀化模拟）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，这两片金属箔带　   　（选填“同种”或“异种”）电荷，由于互相　   　（选填“吸引”或“排斥”）而张开。12．（2021•海淀区一模）（1）如图1所示电阻箱的示数为　     　Ω。（2）如图2所示，MM′为平面镜，AO为入射光线，ON为法线。已知∠AON＝60°，∠NOB＝30°，∠NOC＝45°，∠NOD＝60°。则入射光线AO的反射光线将沿着　     　方向射出。13．（2021•延庆区模拟）小英按如图1所示的电路图连接实验电路，测量电阻Rx的阻值。闭合开关S，滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时，电流表的示数如图2甲所示，电压表的示数如图2乙所示，则电压表的示数为 　    　V，电流表的示数为 　    　A，电阻Rx的阻值为 　    　Ω。三．实验探究题14．（2021•成都模拟）小亮利用如图所示的电路，探究“串联电路中各点的电流关系”，连好电路闭合开关，他发现：电流表A1的读数比A2的读数大一些。于是他得出结论：串联电路中电流从电正极流出经过用电器后会逐渐减小。请你利用图中的实验器材，设计实验证明小亮的结论是错误的。请写出实验步骤和实验现象。15．（2021•丰台区二模）为了验证“导体的电阻和导体材料有关”，某同学设计电路，并利用如图所示的粗细均匀的金属丝（金属丝规格如表所示）、电流表、电压表、滑动变阻器、满足实验要求的电和导线等器材进行实验。金属丝材料长度l/m横截面积S/mm2a镍铬合金10.5b锰铜合金10.5c镍铬合金11d镍铬合金12（1）他将金属丝a和b接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器至适当位置，记录相应的电流表和电压表示数，并根据公式R分别计算出两次连入电路的金属丝的电阻R1和R2。若R1　 　R2（选填“＝”或“≠”），可以验证“导体的电阻和导体材料有关”。（2）利用以上实验器材还可以进行的实验有 　 　。（写出一个即可）16．（2021•通州区一模）小强想知道“铅笔芯的电阻R随温度变化的关系”，设计了如图所示的电路（加热装置与测温装置未画出）。他选择的器材有定值电阻R0、电流表、开关、若干导线、酒精灯、电子温度计、一段2B铅笔芯和电压恒定的稳压电。请根据探究问题和设计方案，回答下列问题：（1）该实验要探究的问题中，自变量是　       　；（2）同组的小敏看到小强设计的电路后，她认为“由于不知道铅笔芯两端的电压，从而无法判断其电阻是否发生变化”。你认为小敏的观点是　       　（选填“正确”或“错误”）的。请陈述你的判断理由：　       　。17．（2021•海淀区校级模拟）实验小组在做“探究导体电阻大小与长度的关系”实验，如图所示，A、B两点间分别接入待探究的电阻丝，电两端电压保持不变，忽略灯丝电阻随温度变化的影响，电阻丝的规格如表：序号材料长度横截面积1碳钢合金丝LS2镍铬合金丝2LS3镍铬合金丝L2S4镍铬合金丝2L2S（1）实验小组同学应该选择序号为 　    　的两根电阻丝来探究。（2）正确选择后，他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小，实验中，两次电流表指针均有偏转，但第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的阻值 　    　。（选填“较大”或“较小”）（3）上述实验中，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小，这种实验方法叫 　    　法。四．综合能力题18．（2021•大兴区一模）阅读《手机电池在冬天为什么那么不耐用》，完成问题。手机电池在冬天为什么那么不耐用你是否有过这样的疑惑：为什么手机在冬天的时候电量掉得特别快，一不小心手机就自动关机了，然而回到屋里暖和一会儿，手机又能开机而且电量也恢复了。现代智能手机内置的都是锂电池，其内部主要是由含锂化合物的正极材料、电解质、隔离膜、负极材料和外壳五个部分组成。其中，正极材料和负极材料（石墨）都被嵌入到电解质中，而隔离膜则处于正、负极之间，避免它们直接接触导致短路发热，引起燃烧爆炸。如图所示为一种锂电池的结构示意图。在充电时，正极材料分子中的锂元素会被分离出来，变成一个带有正电荷的锂离子，在外加电场的作用力下，这个锂离子会穿越电解质和隔离膜，到达负极后与其中的碳原子发生化学反应生成LiC6，并稳定地嵌入到负极的石墨层中，完成了电能向化学能的存储过程。在放电时，锂离子从负极运动到正极，要先在石墨层中扩散，通过石墨与电解液的界面，然后在电解液中迁移，通过电解液与正极材料的界面，最后在正极材料中扩散。这个过程形成了电流，为手机供电，完成化学能向电能的转化。当手机处于低温环境的时候，锂离子在石墨和正极材料中的扩散减慢，而电解液的粘度增大，这些因素导致锂离子在电解液中的迁移都受到了很大的阻碍，从而使锂离子电池两端的电压下降，当手机检测到锂离子电池处于低电压的时候，以为电池快没电了，就提醒你电量不足，甚至为了保护电池，会自动关机。在冬天更应该注意的是别在低温下给手机充电，低温下给锂离子电池充电时，锂离子嵌入到石墨层中的速率比较慢，就会有锂离子来不及嵌入到石墨层中，而直接在石墨表面得到电子形成金属锂，这个过程叫做“析锂”，析出的金属锂有一部分变得不具有活性，也就是不会参与以后的锂离子迁移，而使锂离子电池的容量减少，这种容量的衰减是不可逆的，就算你把电池拿回到温暖的地方，它也没法恢复。（1）锂电池在充电过程中，把 　 　能转化为 　 　能。（2）请你给冬季在户外使用手机的人提供至少两条建议。   专题12电路与欧姆定律参考答案与试题解析一．选择题1．【解答】解：A、若①、②是电流表，③是电压表，闭合开关后，电被短路，故A错误；B、若②、③是电流表，①是电压表，L2会被短路，故B错误；C、若①、③是电流表，②是电压表，此时电流的路径有两条，L1与L2并联，故C正确；D、若①、③是电压表，②是电流表，电流的路径只有一条，L1与L2串联，故D错误。故选：C。2．【解答】解：A、电阻与导体的材料、长度、横截面积等因素有关，长度的铜导线，如果横截面积也大，则电阻不一定大，故A错误；B、长度相同的两根铜导线，横截面积越大的电阻越小，故B错误；C、电阻与导体的材料、长度、横截面积等因素有关，两段铜导线，长短和横截面积不一样，则电阻大小不一样，故C错误；D、横截面积相同时，长的铜导线电阻大，故D正确。故选：D。3．【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压。A．由图象可知，当所测温度在0℃到100℃之间时，热敏电阻R阻值随温度的升高而减小，故A错误；BC．由图象可知，当所测温度从20℃上升到80℃时，热敏电阻R阻值减小，电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据U＝IR可知电压表示数变大，故BC错误；D．由图象可知，当所测温度从70℃下降到20℃时，热敏电阻R阻值变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流减小，根据U＝IR可知R0两端的电压变小，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以热敏电阻两端的电压变大，故D正确。故选：D。4．【解答】解：当闭合开关S1、S2时，Rx短路，只有R0接入电路，电压表示数相当于电电压，即U＝U2，当只闭合开关S1时，定值电阻R0与待测电阻Rx串联，电压表测量R0两端电压，即U0＝U1，由串联电路电流规律并结合公式可得：通过Rx的电流Ix＝I0，由串联电路电压规律可知，待测电阻Rx两端的电压为：Ux＝U﹣U0＝U2﹣U1，Rx的阻值为：Rx，故A正确，B、C、D错误。故选：A。5．【解答】解：由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压；闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故C错误；通过灯泡的电流变大，灯泡的实际功率变大，则灯泡变亮，故A正确；变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路的分压规律可知，其两端的电压变小，即电压表示数变小，故B错误；根据R可知，电压表示数与电流表示数的比值为变阻器接入电路的电阻，因变阻器的电阻变小，所以该比值变小，故D错误。故选：A。6．【解答】解：（1）闭合开关S1和S2，Rx被短路，电路中只有R0，电压表测量R0两端的电压，也是电电压，即电电压为U2；闭合开关S1，断开开关S2，R0和Rx串联，电压表测量R0两端的电压，即R0的电压为U1；由串联电路的电压特点可得，Rx两端的电压Ux＝U2﹣U1，Rx的阻值表达式：RxR0，故AB错误；（2）根据电路图可知，闭合开关S1，断开开关S2，R0和Rx串联，电压表测量R0两端的电压，通过R0的电流I；闭合开关S1和S2，Rx被短路，电路中只有R0，电压表测量R0两端的电压，也是电电压，此时通过R0的电流I′；因为U1和U2不相等，所以实验过程中，通过R0的电流并不相同，故C错误；（3）若将开关S2与电压表互换位置，即电压表并联在Rx两端，开关S2和R0并联，其他不变，实验原理和原来的原理是一样的（都是利用了串联电路的特点和欧姆定律），所以也能测量出Rx的阻值，故D正确。故选：D。7．【解答】解：A、由图可知，电路中只有一条电流的路径，为串联电路，所以定值电阻R1与R2是串联的，故A错误；B、由图可知，电压表V1测量的是R1两端的电压，电压表V2测量的是R2两端的电压；串联电路中电流处处相等，根据U＝IR可知，当R1、R2的阻值相等时，两个电压表的示数是相同的，故B错误；C、根据串联电路的电压规律可知，电电压等于各部分的电压之和，即电电压等于电压表V1、V2的示数、滑动变阻器两端的电压之和，故C错误；D、滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，根据U＝IR可知，电阻R1两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，故D正确。故选：D。8．【解答】解：A．电荷的定向移动形成电流，故A正确。B．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故B错误。C．电路两端有电压，则电路中不一定有电流，要想有电流电路还必须闭合，故C错误。D．导体的电阻是导体本身的一种性质，其大小由导体材料、长度、横截面积决定，与导体的电压、电流无关，故D错误。故选：A。9．【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；AB、滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；由U＝IR可知，R2两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器R1两端的电压变小，即电压表的示数变小，故AB错误；C、电路中的电流变大，R2两端的电压变大，根据P＝UI可知，电阻R2的电功率变大，故C正确；D、电路中的电流变大，电电压不变，根据P＝UI可知，电路的总电功率变大，故D错误。故选：C。10．【解答】解：由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表V1测电的电压，电压表V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。因电两端的电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V1的示数不变，故B正确；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I可知，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，故A错误；由U＝IR可知，R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V2的示数变大，故C错误；电电压不变，电路中的电流减小，根据P＝UI可知，电路总功率变小，故D错误。故选：B。二．填空题11．【解答】解：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电（有多余的电子），用它去接触验电器的金属球时，橡胶棒上多余的电子会转移到验电器上，则验电器也带上负电，即验电器的金属球和两个金属箔片上都带上了同种电荷﹣﹣﹣负电荷；由于同种电荷相互排斥，所以其两个金属箔片会张开。故答案为：同种；排斥。12．【解答】解：（1）由图1可知，电阻箱的示数是2×1000Ω+0×100Ω+2×10Ω+1×1Ω＝2021Ω；（2）由光的反射定律可知，反射角等于入射角，因为入射角为60°，所以反射角也为60°，由∠NOD＝60°可知，入射光线AO的反射光线将沿着OD方向射出。故答案为：（1）2021；（2）OD。13．【解答】解：根据图2可知，电压表选择的是0～3V量程，对应的分度值为0.1V，此时的示数为2.5V；电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值为0.02A，此时的电流为0.5A；由I可知，电阻Rx的阻值：Rx5Ω。故答案为：2.5；0.5；5。三．实验探究题14．【解答】解：实验步骤：断开开关S，把A1、A2互换位置按图连接电路，再闭合开关S；实验现象：如果发现电流表A1的读数比A2的读数仍大一些，这表明小亮的观点是错误的。15．【解答】解：（1）将金属丝a和b接入电路，由表中数据可知，金属丝a和b的长度和横截面积都相等，导体的材料不同，当计算出的R1≠R2时，表明导体的材料改变后，其电阻发生了变化，可以验证导体的电阻和导体材料有关。（2）由表中数据可知acd三根合金丝的材料相同、长度相同，横截面积不同，则利用acd三根合金丝可以探究导体的电阻和横截面积有关。故答案为：（1）≠；（2）导体的电阻和横截面积有关。（其他答案合理即可）16．【解答】解：（1）此实验探究的是铅笔芯的电阻与温度的关系，故自变量是铅笔芯的温度；（2）因电电压保持不变，R0的电阻保持不变，铅笔芯的电阻变化时，则总电阻发生变化，根据欧姆定律知，电路中的电流就会发生变化，由电流表示数的变化就可判断铅笔芯电阻的变化，故小敏的观点是错误的。故答案为：（1）铅笔芯的温度；（2）错误；电电压保持不变，R0的电阻保持不变，铅笔芯的电阻变化时，则总电阻发生变化，根据欧姆定律知，电路中的电流就会发生变化由电流表示数的变化就可判断铅笔芯电阻的变化。17．【解答】解：（1）要探究导体电阻大小与导体长度的关系，根据控制变量法的思路，应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格中可知，序号2和序号4的材料、横截面积都相同，所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究；（2）第二次的示数小于第一次的示数，表明第二次的电流小于第一次的电流，说明第二次接入电路的电阻丝的阻值大于第一次接入电路的电阻丝的阻值；（3）闭合开关，电阻的大小转换为灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小，这种方法叫转换法。。故答案为：（1）3、4；（2）较大；（3）转换。四．综合能力题18．【解答】解：（1）锂电池在充电过程中，相当于用电器，把电能转化为化学能；（2）根据课文最后两段的内容可知，当手机处于低温环境的时候，手机容易自动关机；在冬天温度很低的时候给手机充电时，会使锂离子电池的容量减少；据此可知，冬季在户外使用手机时，要给手机保暖；不在户外长时间使用手机；不在户外给手机充电。故答案为：（1）电；化学；（2）冬季在户外使用手机时，要给手机保暖；不在户外长时间使用手机。