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中考物理第二轮复习专题10 欧姆定律(讲练)
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这是一份中考物理第二轮复习专题10 欧姆定律(讲练),共39页。
考点一 欧姆定律4
【真题研析·规律探寻】 4
考法01 探究电流与电压、电阻的关系4
考法02 欧姆定律5
\l "_Tc24181" 【核心提炼·考向探究】 8
\l "_Tc4643" 【题型特训·命题预测】 8
考点二 电阻的测量16
【真题研析·规律探寻】 16
\l "_Tc24181" 【核心提炼·考向探究】 19
\l "_Tc4643" 【题型特训·命题预测】 20
考点三 欧姆定律在串、并联电路中的应用29
【真题研析·规律探寻】 29
考法01 欧姆定律在串联电路中的应用29
考法02 欧姆定律在并联电路中的应用32
\l "_Tc24181" 【核心提炼·考向探究】33
\l "_Tc4643" 【题型特训·命题预测】 34
考点一 欧姆定律
考法01 探究电流与电压、电阻的关系
1. (2023·四川德阳·统考中考真题)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8V)、电阻箱(阻值可调节)、滑动变阻器(“60Ω 0.6A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大 ;
(2)按照(1)问中你的连接方式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端;(选填“左”或“右”)
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5Ω一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,其中第4次实验时,电压表指针如图乙所示,其示数为 V,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 的关系;
(4)小明实验时控制电压表的示数U=3V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 的关系,本实验研究物理问题所用到的方法是 。
(5)小明按照(4)问的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过 Ω。
【答案】(1)下图;(2)右;(3)2.5,电压;(4)电阻,控制变量法;(5)100
【详解】(1)滑动变阻器一上一下串联接入电路,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大,下面连接A接线柱,电压表和电阻箱并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移动到阻值最大处,即最右端。
(3)由图乙可知,电压表的示数是2.5V。由表中数据可知,电阻一定,电流与电压成正比。
(4)由表中数据可知,保持电压UV=I1R1=0.6A×5Ω=3V不变,可以得到电压一定,电流和电阻成反比,用到控制变量法。
(5)多次改变电阻箱接入电路的电阻值,移动变阻器的滑片P,保持电压表示数为3V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=4.8V-3V=1.8V
电压表示数为滑动变阻器分得的电压的
根据分压原理,当滑动变阻器接入电路的电阻最大为60Ω时,电阻箱连入电路中的电阻为
即为完成该实验,电阻箱接入电路的阻值不能超过100Ω。
考法02 欧姆定律
1.(2023·山西·中考真题)小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
【答案】D
【详解】AB.由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻越小;由电路图可知,R0与湿敏电阻串联,根据串联电路的分压作用,湿敏电阻的阻值变小,它两端的电压变小,则R0两端的电压变大,即电压表的示数变大。故AB错误;
C.当空气湿度为40%时,湿敏电阻为30Ω,电路总电流为
I=UR+R0=6V30Ω+20Ω=0.12A
电压表的示数为 U0=IR0=0.12A×20Ω=2.4V,故C错误;
D.当电路中电流为0.15A时,电路的总电阻
R总=UI'=6V0.15A=40Ω
则湿敏电阻的阻值为 R'=R总-R0=40Ω-20Ω=20Ω
由图像乙可知空气湿度为50%,故D正确。故选D。
2.(2022·湖北鄂州·中考真题)如图所示,科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4V,R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当被测身高增加时,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当R2实际接入的电阻值为5Ω时,电流表的读数是多少?
(3)为保证各元件安全,变阻器R2接入电路中的阻值范围是多少?
【答案】 变大 0.4A 3Ω~15Ω
【详解】(1)该电路是串联电路、电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的长度增加,接入电路的阻值变大,此时电路电流变小,R1两端电压变小,总电路电压不变,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大。
(2)当开关闭合时,R1和R2串联,根据欧姆定律可知电流表的示数
IA=UR总=4V5Ω+5Ω=0.4A
(4)R2的规格为“20Ω 0.5A”,电路中的最大电流为0.5A,此时的总电阻
R总=UI=4V0.5A=8Ω
滑动变阻器接入电路的最小电阻 R2小=R总-R1=8Ω-5Ω=3Ω
滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,最大电压为3V,定值电阻R1两端电压U1=U-U2=4V-3V=1V
串联电路各处电流都相等
解得此时R2=15Ω,所以变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-15Ω。
3.(2022·四川德阳·统考中考真题)如图所示,电路的电源电压恒定不变,灯泡L标有“10V 10W”字样,R1是滑动变阻器,变阻范围为0∼100Ω,定值电阻R2的阻值为40Ω。求:
(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能;
(2)闭合开关S2、S3,调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时,灯泡L恰好正常发光,电路的电源电压;
(3)当同时闭合S1、S2、S3,仍然要使灯泡L正常发光,滑动变阻器R1连入电路的阻值。
【答案】(1)6000J;(2)24V;(3)11.2Ω
【详解】(1)W=PLt=10W×10×60s=6000J
(2)闭合开关S2、S3,灯泡与滑动变阻器串联,灯泡正常发光,通过灯泡的电流
滑动变阻器R1两端的电压U1=IR1=1A×14Ω=14V
电源电压U= UL+ U1=10V +14V =24V
(3)当同时闭合S1、S2、S3,灯泡与L1并联,然后再与滑动变阻器串联,灯泡正常发光,灯泡两端的电压为10V,通过灯泡的电流为1A;通过R2的电流
I2=U2R2=10V40ΩA
干路电流,即通过滑动变阻器的电流I滑 = IL+ I2=1A+0.25A=1.25A
滑动变阻器R1连入电路的阻值
(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能为6000J;
(2)电路的电源电压为10V;
(3)同时闭合S1、S2、S3,要使灯泡L正常发光,变阻器R1连入电路的阻值为11.2Ω。
1.如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.实验的结论是:电流跟电压成反比
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【答案】C
【详解】A.探究电流跟电压的关系时,由控制变量法可知,需要控制导体的电阻一定,故A正确,不符合题意;
B.滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻,使得电路中电流发生改变,从而起到改变定值电阻两端电压的作用,故B正确,不符合题意;
C.由欧姆定律可知,电阻不变时,电流跟电压成正比,故C错误,符合题意;
D.多次实验得到多组数据,可以得到电流跟电压间的定量关系,故D正确,不符合题意。
故选C。
2. 如图电路中,电源电压不变,闭合开关S,向右移动滑动变阻器R1的滑片,下列数据变小的是( )
A.电流表A的示数 B.电压表V2的示数
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值 D.电压表V2示数与电流表A示数的比值
【答案】C
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测定值电阻R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.当向右移动滑动变阻器R1滑片时,整个电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,电流表的示数增大,则定值电阻R2的电压增大,即电压表V2示数变大,故AB不符题意;
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值等于滑动变阻器R1接入电路的阻值,当向右移动滑片的过程中,其接入电路的电阻变小,即该比值变小,故C符合题意。
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值等于定值电阻R2的阻值,其值不变,故D不符合题意。
故选C。
3. 图示为电阻R1和R2的I-U图像,由图可知( )
A.R1的阻值为5Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
【答案】C
【详解】AB.由图知电阻R1和R2的I-U图像,都是过原点的斜线,说明电阻R1和R2两端的电压与通过它们的电流成正比,两电阻的阻值是固定不变的。当电压为1V时,通过电阻R1和R2的电流分别为0.10A、0.20A,由欧姆定律可知,电阻R1和R2的阻值分别为
由计算可知,R1的阻值大于R2的阻值。故AB不符合题意;
C.将R1、R2串联接入电路,由串联电路电流处处都相等可知,通过电阻R1和R2的电流相同,因R1的阻值大于R2的阻值,由U=IR可知,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压。故C符合题意;
D.将R1、R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,R1和R2两端的电压相等,因R1的阻值大于R2的阻值,由I=U/R可知,通电后通过R1的电流小于通过R2的电流。故D不符题意。
故选C。
4. 为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中,利用接入电路的旋钮变阻器,可控制汽车中电动机的转速,下图中OEF为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时车速仪示数增大,车速仪可由电路中的电压表或电流表改装而成。下列说法正确的是( )
A.车速仪是由电压表改装而成
B.车速仪中定值电阻R0工作时会消耗电能,可以不用接入电路
C.踩下油门的过程中,电压表的示数与电流表的示数比值增大
D.踩下油门的过程中,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变
【答案】D
【详解】分析电路可知,变阻器和R0串联,电压表测变阻器的电压。
AC.踩下油门的过程中,变阻器的电阻变小,根据串联电路的分压规律,变阻器的电压减小,即电压表示数减小;变阻器的电阻变小,则电路总电阻变小,根据I=U/R可知电流变大,即电流表示数变大。当驾驶员踩下油门时车速仪示数增大,所以车速仪是由电流表改装而成;所以电压表的示数与电流表的示数比值变小。故AC错误;
B.定值电阻R0可以防止电路中电流过大,烧坏仪表,起到保护电路的作用,故B错误;
D.由于串联电路的分压作用,电压表的示数变化量即为定值电阻电压的变化量。对于定值电阻R0,设某时刻下电压为U1,电流为I1,根据欧姆定律则有
①
设另一时刻下电压为U2,电流为I2,根据欧姆定律则有
②
②-①则有
则有
因为R0是定值电阻,所以踩下油门的过程中,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变。故D正确。故选D。
5. 如图,电源电压不变。闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且等于电源电压。排除故障后,滑动变阻器的滑片P向左移动,下列分析正确的是( )
A.灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B.灯泡不亮是因为灯泡短路
C.排除故障后,滑片P向左移动,灯泡变暗
D.排除故障后,滑片P向左移动,电流表和电压表示数均变大
【答案】D
【详解】AB.灯泡不亮且电流表无示数,电压表等于电源电压,所以电路中的故障类型是断路,故AB错误;
CD.由图可知,滑片向左移动,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,灯泡变亮;根据串联电路分压规律可知,小灯泡两端电压变大,电压表示数变大,故C错误,D正确。故选D。
6. 家里新买了电子秤,小唐查找资料探究电子秤的基本原理。该电子秤的结构示意图如图乙,该电子秤的刻度盘是一个 表;电子秤的AB部分是一个滑动变阻器,秤盘内所放物体越重,滑动变阻器接入电路的阻值越 ,电子秤的示数越 。
【答案】 电流 小 大
【详解】[1]电子秤刻度盘串联在电路中,电子秤刻度盘应该是电流表。
[2][3]如图乙,电路为串联电路。秤盘内所放物体越重,滑片P越往下,滑动变阻器接入电路的阻值越小,则总电阻越小,根据I=U/R,电路中电流就越大,则电子秤的示数越大。
7. 小宇用图甲所示的实物电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到 端(选填“A”或“B”);
(2)小宇根据实验数据绘制出定值电阻的I﹣R图像如图乙所示。由图像可知:
①控制定值电阻两端不变的电压U= V;
②当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
【答案】 A 2 反
【详解】(1)为保护电路安全,闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处,即A端。
(2)①由图像可知,在实验过程中,保持导体两端的电压为
U=IR=0.1A×20Ω=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=2V
②由上述计算可知,电流与电阻的乘积是一个定值,故可得出结论导体两端电压一定时,故导体中的电流跟导体的电阻成反比。
8. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,电流表A2的示数为1.2A,求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)9V;(2)10Ω
【详解】(1)根据电阻R1为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;根据欧姆定律可得电源电压为
(2)当开关S2也打开时,此时电源电压不变,此时A1的示数仍为0.3A,电流表A2的示数为1.2A,故此时通过R2的电流为0.9A,故R2的电阻为
答:(1)电源电压9V;
(2)电阻R2的阻值10Ω。
9. 如图(a)所示是某同学设计的测油量仪表的简易电路图。电源电压为18伏,R1的阻值为5欧,变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样,下表是研究R2连入电路阻值与油的体积大小规律时测得的数据。闭合开关S,观察到此时电压表示数为2伏。
①求此时电路中的电流I。
②求此时R2的阻值。
④该同学往原油箱中注入体积为V1的油,重新闭合开关S后,观察到电压表示数如图(b)所示。继续往油箱中注入体积为V2的油,再闭合开关S,该同学发现在不损坏电路元件的情况下油量已到达最大值。
(a)求注入第二次油后电压表示数。
(b)计算比较两次注入的油体积V1、V2的大小关系。
【答案】①0.4安; ②40欧; ③(a)10伏;(b)V1>V2
【详解】①由图(a)可知,闭合开关,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端的电压,当电压表示数为2V时,根据欧姆定律可得此时电路中的电流
②此时滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=18V-2V=16V
串联电路中各处电流相等,由欧姆定律可得此时变阻器R2接入电路的阻值
③(a)由图(a)可知,注入油的体积增大时,浮球会上浮,在杠杆的作用下变阻器的滑片会向下移动,变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流增大,由U=IR可知电压表的示数(R1两端的电压)增大;由题知,注入第二次油后,油量已到达最大值,说明滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时电路中的电流最大,因变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样,所以此时电路中的电流为2A, 此时电压表的示数
Uv=I大R1=2A×5Ω=10V
(b)由前面计算可知电压表示数可达到10V,则图(b)中电压表的量程为0~15V,由图(b)可知往原油箱中注入体积为V1的油时电压表示数为6V, 根据欧姆定律可知此时电路中的电流
此时电路的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值R2'=R总-R1=15Ω-5Ω=10Ω
由表格数据可知此时油箱中油的体积(第一次注油的体积):V1=3.5L;注入第二次油后,电压表示数为10V时,电路中电流为2A,此时电路的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值
由表格数据可知此时油的体积小于4L且大于3.75L,则第二次注油的体积
比较可知V1>V2。
10. (2023·四川雅安·统考中考真题)随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻R0=15Ω,电压表量程为0~3V,Rp是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图象如图丙所示,Rp允许通过的最大电流为。求:
(1)深度表在水面上时,电路中的电流(计算结果保留1位小数);
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
【答案】(1)0.1A;(2)10m;(3)40m
【详解】解:(1)由图乙可知,该电路为R0和Rp的串联电路,电压表测R0两端的电压;深度表在水面上时,即h=0m时,由图丙可知,此时Rp=40Ω,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中的电流为
(2)电压表示数为2V时,即R0两端的电压为U0=2V,电路中的电流为
由串联电路的电压特点可知Rp两端的电压为
则此时Rp的阻值为
由图丙可知,此时潜水员下潜的深度为10m。
(3)由电压表量程可知R0两端的电压最大为3V,此时电路中电流为
所以为保护电路,电路中允许通过的最大电流为0.2A,此时电路总电阻为
由串联电路的电阻特点可知电阻Rp的阻值为
由图丙可知,此时下潜的深度为40m,即该深度表能浸入水中的最大深度为40m。
答:(1)深度表在水面上时,电路中的电流为0.1A;
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度为10m;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度为40m。
考点二 电阻的测量
1.(2022·辽宁大连·统考中考真题)如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A.实验原理是P=UI
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
【答案】C
【详解】A.测电阻的实验原理是R=U/I,故A错误;
BC.滑动变阻器的作用是改变定值电阻的电压和通过的电流,从多次测量取平均值减小误差,故B错误,C正确;
D.实验结束,断开开关,整理好实验器材后才可离开实验室,故D错误。
故选C。
2. (2023·江苏盐城·中考真题)小红用如图所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。所选器材有:干电池两节、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、“50Ω 1.5A”的滑动变阻器各一只、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整 ;
(2)连接好电路,将滑动变阻器的滑片移至最 端。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数是 V时,读出电流表的示数如图乙所示,为 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(保留一位小数);
(3)小红想测量小灯泡灯丝在常温时的电阻大小,于是设计方案:移动滑动变阻器的滑片,直至灯丝不发光,读出电流表和电压表的示数,计算出电阻的大小,你认为小红的方案是否正确? 。判断的依据是: 。
【答案】(1)下图; (2)左,2.5,0.28,8.9;(3)不正确,见解析
【详解】(1)本实验中,电压表应与灯泡并联,小灯泡额定电压为2.5V,则电压表选择0~3V的量程,故连接如图所示:
(2)为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,所以把滑片移至最左端。
为了测量小灯泡正常发光时的电阻,所以应移动滑片,直至电压表示数达到小灯泡的额定电压2.5V,如图乙,读出此时电流表的示数0.28A,则小灯泡正常发光的电阻
R=UI=Ω
(3)实验过程中,由于电流的热效应,灯丝的温度会升高,测出的不是常温下灯丝的电阻,所以小红的方案不正确。
3.(2023·辽宁阜新·统考中考真题)请你和小新一起完成“伏安法测电阻”的实验。选用的器材有:电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)在图甲中,以画线代替导线将滑动变阻器连入电路中 。滑动变阻器的作用是 ;
(2)连接电路时,小新刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置,其原因可能是① ;② ;
(3)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.3A,此时待测电阻的阻值为 Ω;
(4)善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出Rx的阻值(滑动变阻器的最大阻值为RP),测量步骤如下:
①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
② ;
③被测电阻Rx= (用物理量符号表示)。
【答案】(1)见下图,见解析;(2)电流表选择了小量程,电源电压太高,(3)5;(4)见解析,
【详解】(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,如下图所示:
“伏安法测电阻”的实验中,为了减小实验误差,应多次测量取平均值,故滑动变阻器的作用是保护电路和改变电阻两端的电压和通过电阻的电流。
(2)“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,说明电路中的电流较大,可能是电流表量程太小,可能是电源电压太大。
(3)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电压表选用0~3V的量程,分度值0.1V,其示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则此时待测电阻的阻值为
R=UI=Ω
(4)②将滑动变阻器的滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U2。
③在步骤①中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U1;在步骤②中,Rx与滑动变阻器最大阻值RP串联,电压表测Rx两端的电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
U滑=U1-U2
根据分压原理得到
1. (多选题)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,关于四位同学遇到的一些问题,下列说法正确的是( )
A.小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,是因为他连接电路时开关是闭合的
B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大
C.小梅要判断小灯泡是否正常发光,应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度
D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,有可能是由测量误差导致的
【答案】AB
【详解】A.小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,说明接完电路的最后一根导线,电流就构成了通路,这是因为他连接电路时开关是闭合的,故A正确;
B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是电路出现断路,也可能是通过灯泡的电流太小,所以可能是滑动变阻器的阻值调到了最大,故B正确;
C.要判断小灯泡是否正常发光,观察小灯泡亮度是无法准确判断的,需要在调节滑动变阻器的同时仔细观察电压表示数是否达到额定电压,故C错误;
D.由于灯泡的阻值是不固定的,灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,故D错误。
故选AB。
2. (多选题)如图所示的“电阻测量盒”,内有电源(电压不变且未知)、阻值已知的定值电阻R0、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻RX的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以算出RX的阻值。设计的盒内电路图,其中符合要求的是( )
A B C D
【答案】ABD
【详解】A.闭合开关,通过电流表示数和R0的阻值,可以计算出电源电压,再断开开关,将盒外的两根导线分别与待测电阻 Rx的两端相连,根据电源电压和电流表示数,可以计算出 Rx的阻值,故A符合题意;
B.将盒外的两根导线分别与待测电阻 Rx的两端相连,断开开关,则电阻 Rx和R0串联,用两电阻的阻值和电流表示数表示出电源电压;再闭合开关,R0被短路,用电阻 Rx的阻值和电流表示数再次表示出电源电压,由于电源电压不变,联立等式,计算出 Rx的阻值,故B符合题意;
C.将盒外的两根导线分别与待测电阻 Rx的两端相连,断开开关,则电阻 Rx和R0串联,用两电阻的阻值和电流表示数表示出电源电压;再闭合开关,Rx和电流表被短路,电流表无示数,不能再次表示出电源电压,所以不能计算出Rx的阻值,故C不符合题意;
D.闭合开关,通过电流表示数和R0的阻值,可以计算出电源电压,再断开开关,将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,则电阻Rx和R0串联,根据电源电压和电流表示数,可以计算出 电路的中阻值,进而可以计算出Rx的阻值,故D符合题意。
故选ABD。
3. 小明在“研究小灯泡的电阻”实验中,按如图所示电路图连接电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是 断路;小明找出并排除此故障后,闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都只能微弱发光,且电流表、电压表示数均不变,则此故障的原因最有可能出现在 。(均选填电路图中的元件符号)
【答案】 L,R
【详解】闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,说明了电路中有微弱的电流通过电压表,电流经过电压表,再经过滑动变阻器和开关形成一个通路,所以出现此故障的原因可能是小灯泡L断路。
排除此故障后,闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都只能微弱发光,且电流表、电压表示数均不变,说明电路中滑动变阻器电阻不变,起不到调节作用,故障的原因最有可能出现在滑动变阻器R。
4. 如图所示是小花同学设计只用一只电压表就能测出待测电阻Rx的阻值的电路,其中R0的阻值是已知的。闭合开关S,先将转换开关S1接a,测出Rx两端电压为U1,再将转换开关S1接b,测出R0和Rx的总电压为U2,则R0两端的电压为 ,通过R0的电流为 ,Rx的阻值为 (均用题中字母表示)。
【答案】 U2-U1
【详解】闭合开关S,两电阻和滑动变阻器串联接入电路,先将转换开关S1接a,电压表测待测电阻两端的电压,测出Rx两端电压为U1,再将转换开关S1接b,电压表测待测电阻和电阻电阻两端的电压,测出R0和Rx的总电压为U2,则R0两端的电压为U0=U2-U1
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流为
根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为
5. 在“伏安法测电阻”的实验中,小明同学设计了如图甲所示的电路。
(1)该实验的原理是 ;
(2)小明同学设计了记录、处理数据的表格,并将部分数据填入了表格中,请你帮他将表格的设计和数据填写完整 ;
(3)小刚同学设计了如图乙所示电路测量Rx的阻值,其中R0是已知阻值的定值电阻,电源电压未知。实验步骤:
① ,用电压表测出电源两端电压为U;
②闭合S,断开S1,用电压表测出Rx两端的电压为U1;
③Rx= 。(用测出的量及已知量表示)
【答案】(1)R=U/I;(2)电阻的平均值R平均/Ω,5.1;(3)闭合开关S和S1,
【详解】(1)该实验的原理是根据公式R=U/I计算出电阻。
(2)为减小误差,要多次测量取平均值,表格最后项目应为:电阻平均值R平均/Ω,平均值为
R平均=5.0Ω+5.3Ω+5.1Ω3≈5.1Ω
(3)①闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;
②闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
③因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压U0=U-U1
根据分压原理有
解得
6. 小含同学在“伏安法测电阻”的实验中,器材如下:待测电阻Rx,阻值已知的定值电阻R0,电流表、电压表各一只,开关、导线若干,电源一个(电压恒定,大小未知)。
(1)该实验的实验原理是 (选填“I=U/R”或“R=U/I”或“U=IR”);
(2)如果实验中只有一只电压表或只有一只电流表,其他器材不变,则下列四种电路设计,能测出Rx的是 。
【答案】 R=U/I BD
【详解】(1)该实验的实验原理是R=U/I。
(2)A.如图所示,开关闭合,两电阻串联,电压表测的是R0的两端电压,根据欧姆定律可得电路的电流,但由于电源电压未知,无法通过欧姆定律求出待测电阻的阻值,故A不符合题意;
B.如图所示,当两开关都闭合时,电路是待测电阻Rx的简单电路,此时电压表测的是电源电压U0;当开关S1闭合,S2断开时,两电阻串联,电压表测的是Rx的两端电压U1,根据欧姆定律和串联电路电压特点可得,此时电路的电流为
根据串联电路电流特点和欧姆定律可得,待测电阻的阻值为
即该电路图可以测出待测电阻的阻值,故B符合题意;
C.如图所示,开关闭合,两电阻并联,电流表测的是通过R0的电流,通过欧姆定律可求出电源电压,根据并联电路的电压特点可得出待测电阻的两端电压,但由于无法测出通过待测电阻的电流,所以不能测出待测电阻的阻值,故C不符合题意;
D.如图所示,当开关S1闭合、S2断开时,电路是待测电阻Rx的简单电路,电流表测的是此时通过Rx的电流I1,根据欧姆定律可得,电源电压为U'=I1Rx;两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测的是干路电流I2,此时通过R0的电流为 I0'=I2-I1
由欧姆定律可得
故待测电阻的阻值为
即该电路图可以测出待测电阻的阻值,故D符合题意。故选BD。
7. 某同学利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,图中R是电阻箱。他连接好实验电路后进行如下操作:①将电阻箱调至阻值最大处;②只闭合开关S1和S2,读出并记录电流表的示数I;③断开S2,闭合S3;④调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,记录电阻箱的读数R。于是他得出了未知电阻的阻值Rx=R。
(1)请你说明Rx=R的依据;
(2)实验中不能用滑动变阻器代替电阻箱,请你说明理由。
【答案】(1)见解析;(2)滑动变阻器不能读出接入电路的电阻
【详解】(1)由欧姆定律知,开关S1、S2闭合时,只有Rx接入电路,电路中电流I=U/R;开关S1、S3闭合时,只有R接入电路,电路中的电流I=U/Rx;又因为两式中U、I相等,所以RX=R。
8.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是 ;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 (导线不得交叉);
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为 A。此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻 (选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受 的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则Rx= (用I1、I2和R表示)
【答案】 (1)R=U/I ;(2)下图;(3)B;(4)0.26,9.6;(5)增大,温度;(6)
【详解】(1)实验的原理是R=U/I 。
(2)如图,测量小灯泡电阻的实验中,电压表应接在灯泡两端,图中滑动变阻器接在灯泡与滑动变阻器两端,改正后的电路如图所示。
(3)闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,小灯泡的额定电压为2.5V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,即减小电路中的电阻,应将滑片P向B端移动,直到电压表的示数为2.5V。
(4)如图,电流为0.26A,此时小灯泡的电阻是
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,电压的变化速度大于电流的变化速度,由R=U/I可知,它的电阻增大;其原因是灯丝电阻受温度的影响,温度越高,灯丝的电阻越大。
(6)①将滑片移到a端,闭合开关S,电路为Rx的简单电路,读出电流表的示数,记为I1,电源电压为 U=I1 Rx……①
②将滑片移到b端,闭合开关S,电阻Rx与滑动变阻器串联,变阻器的最大阻值为R,读出电流表的示数,记为I2,电源电压为 U=I2Rx +I2R…… ②
③联立以上两式①②解得
9.某实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值,实验过程如下:
(1)在接图1甲所示的电路时,少连了一根导线,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)测量数据如表1,在第三次测量中,电流表示数如图乙所示,示数是 A,则第三次测出电阻的阻值是 Ω;
表1
(4)根据表1记录的实验数据,在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。
【答案】(1)下图;(2) A;(3)0.42,5;(4)下图。
【详解】(1)电压表测量电阻两端的电压,电压表和电阻并联,如图所示:
(2)为了保护电路,滑动变阻器的阻值处于最大处,即滑动变阻器的滑片P应位于A端。
(3)由图可知,电流表的示数是0.42A,第三次测出电阻的阻值
R=UI=Ω
(4)由表中数据,利用描点法画出图像,如上图所示。
10. 小明利用图甲所示电路测量未知电阻RX的阻值,电源电压保持3V不变,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样,RX的阻值约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 (要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大);
(2)闭合开关,两电表均无示数;将电压表改接在变阻器两端时,两电表均无示数;将电压表改接在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻RX= Ω;
(4)小明利用图甲电路测量另一未知电阻RX′,将RX′正确接入电路,但发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,经判断得知RX′阻值较大,利用该电路无法测出RX′阻值。小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大,于是他找了一个2kΩ的定值电阻R0,设计了如图丙所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关S,并进行了如下操作:
①S1接1时,记录电压表示数为2.5V;
②S2接2时,记录电压表示数为2V;
③计算待测电阻RX′= Ω。
【答案】(1)下图;(2)开关断路或接触不良;(3)9;(4)5000
【详解】(1)电源电压为3V,则电路中的电流
由电路图知,电流要串联在电路中,选用小量程。滑动变阻器应一上一下与电流表串联,滑片向左滑动时,电流表示数变大,电源电压不变,据欧姆定律知,电路中的总电阻变小,变阻器接入电路的阻值变小,所以变阻器下端应接在左端。作图如下:
(2)由电路图知,电压表测未知电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,闭合开关,两电表无示数,则电路中出现断路。则电压表并联之外的电路出现断路。将电压表并联在变阻器两端,现电表仍无示数,则未知电阻及变阻器之外的电路有断开。将电压表并联在开关端,电压表有示数,说明此时电压表并联之外的电路是接通的,所以出现断路的是开关。
(3)实验中,电流表选用小量程,对应的分度值为0.02A,由图乙知,电流表的示数为0.3A。未知电阻的阻值
(4)由图丙知,开关S1接1时,电压表与R0串联连接,R0两端的电压
U0=U-UV=3V-2.5V=0.5V
电路中的电流
电压表的电阻
开关拉2时,电压表与RX串联连接,此时电路中的电流
RX两端的电压UX=U-UV′=3V-2V=1V
RX的阻值
考点三 欧姆定律在串、并联电路中的应用
考法01 欧姆定律在串联电路中的应用
1. (2023·山东淄博·统考中考真题)如图所示电路中,电源电压6V恒定不变,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V,小灯泡上标有“2V 1W”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20Ω 1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是( )
A.0.25A~0.6A,1V~2V B.0.3A~0.5A,1V~1.5V
C.0.25A~0.5A,1.5V~2V D.0.25A~0.5A,1V~2V
【答案】D
【详解】由电路图知,闭合开关,小灯泡与滑动变阻器串联在电路中,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。小灯泡正常工作时的电流
此时变阻器两端的电压
变阻器接入电路的阻值
在不损坏电路元件的前提下,电路中的最大电流为0.5A,所以电流表的最大示数为0.5A,此时电压表的示数也最大,为2V。小灯泡正常发光时,电阻
当变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的总电阻最大为
电路中的电流最小为
此时电流表示数最小为0.25A。灯丝电阻不变,则电压表示数也最小
所以电流表、电压表示数的范围分别是0.25A~0.5A,1V~2V,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. (2023·辽宁盘锦·中考题)在图甲所示电路中,电源电压不变,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示,R0是定值电阻,闭合开关S,则:
①温度升高时,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
②温度降低时,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 变大 不变
【详解】由电路图可知,热敏电阻R与定值电阻R0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,温度升高时R的阻值变小,由串联电路的分压特点可知,R两端的电压变小,由串联电路电压的规律知定值电阻R0两端的电压变大,即电压表的示数变大。
由图甲可知,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值等于R0的阻值,由于R0的阻值不变,则该比值不变。
3.(2022·山东济宁·统考中考真题)长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发射,搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前,检验飞船舱体的气密性至关重要。某兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中,设计了如图所示的电路,模拟检验飞船舱体的气密性。若密闭容器不漏气,则密闭容器与真空室中的气压不发生变化;若密闭容器漏气,则密闭容器中的气压减小,真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105Pa,电源电压U=12V,定值电阻R0=18Ω;R1和R2是两个相同的压敏电阻,其阻值随环境气压的变化如表中所示。
按要求回答下列问题:
(1)当开关S接a时,若电压表的示数为10.8V,请通过计算判断密闭容器是否漏气;
(2)若密闭容器漏气,开关S接b时,电流表的示数为0.3A,求此时真空室中的环境气压。
【答案】(1)密闭容器不漏气;(2)0.2×105Pa
【详解】(1)由电路图可知,当开关S接a时,定值电阻R0与压敏电阻R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压此时电路中的电流为
I=I0=U0R0=10.8V18Ω=0.6A
电路中的总电阻为
R=UI=12V0.6A=20Ω
则压敏电阻R2此时的阻值为R2=R-R0=20Ω-18Ω=2Ω
由表中数据可知,此时密闭容器中的环境气压为1.0×105Pa,等于密闭容器中的正常环境气压,故密闭容器不漏气。
(2)由电路图可知,当开关S接b时,定值电阻R0与压敏电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压;此时电路中的总电阻为
R'=UI'=12V0.3A=40Ω
则压敏电阻R1此时的阻值为 R1=R′-R0=40Ω-18Ω=22Ω
由表中数据可知,此时真空室中的环境气压为0.2×105Pa。
答:(1)密闭容器不漏气;
(2)真空室中的环境气压为0.2×105Pa。
考法02 欧姆定律在并联电路中的应用
1.(2023·辽宁本溪·中考真题)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片由右向左最大范围内调节的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变
B.电压表V示数变小
C.电流表A1示数与电流表A2示数之差变小
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大
【答案】D
【详解】AB.变阻器与灯并联,电压表测变阻器的电压即电源电压(不变),A1测干路电流,A2测灯的电流,滑动变阻器的滑片由右向左最大范围内调节的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,由欧姆定律可知通过变阻器的电流变大,根据并联电路各支路可独立工作、互不影响,通过灯的电流即A2示数不变,根据并联电路电流的规律,电流表A1示数变大;故AB错误;
C.电流表A1示数与电流表A2示数之差,即通过变阻器的电流,故电流表A1示数与电流表A2示数之差变大,故C错误;
D.电压表V示数不变,而电流表A1示数的变大,故电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大,故D正确。
故选D。
2. (2022·湖州·中考题)要测未知电阻Rx的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻R0、未知电阻Rx、开关、导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别如图乙和图丙所示,则Rx的阻值为( )
A.5欧姆 B.10欧姆 C.15欧姆 D.20欧姆
【答案】B
【详解】由图可知,两电阻并联,电流表A1测通过电阻R0的电流,由图乙可知,电流表A1选择的量程为0~0.6A,根据指针的位置可知,通过电阻R0的电流I1=0.1A,电流表A2测干路中的电流,由图丙可知,电流表A2选择的量程为0~0.6A,根据指针的位置可知,干路中的电流I=0.3A,根据并联电路的电流规律可得,通过Rx的电流为
I2=I-I1=0.3A-0.1A=0.2A
由欧姆定律I=U/R可得,R0两端电压为
根据并联电路的电压规律可得,
根据欧姆定律I=U/R可得
故选B。
1. 【新情境】如图所示,不计电阻的接线柱A、B之间夹有厚度一定的长方体电阻,闭合开关后电流表示数为I1,将该电阻沿虚线等分成1、2、3、4四个小电阻,只拿掉编号为1小块后电流表示数为I2,拿掉编号为1、2两小块后电流表示数为I3。电源电压保持不变,下列判断正确的是( )
A.I1I3D.I1=I2>I3
【答案】C
【详解】将该电阻等分为四等份,没有拿掉任何部分的电阻为R,只拿掉编号1后2、4部分电阻不变,1、3部分电阻由于横截面积减半,电阻变为原来的2倍,所以总的电阻变为原来3R/2,拿掉1、2后整个电阻横截面积减半,电阻变为原来的2倍,即2R。所以
则有I1>I2>I3。故ABD错误,C正确。故选C。
2.如图所示为电阻R1和R2的I-U图像,由图像可知( )
A. R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. R1与R2的电阻之比为2∶1
C.将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2
D.将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1∶2
【答案】C
【详解】A.电阻是导体阻碍电流的一种性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积以及导体的温度有关,与导体的两端电压、通过的电流大小无关,所以R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻不为0,故A不符合题意;
BC.将R1与R2串联接入电路,电流相等,由I-U图像得出:当通过两电阻的电流相等时,如当I=0.3A时,R2的两端电压等于R1的两端电压的两倍,为
U2=2U1
即通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2,根据I=U/R可得
R2=2R1
即R1与R2的电阻之比为1∶2,故B不符合题意,C符合题意;
D.将R1与R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,两电阻的两端电压相等,根据I=U/R可得,通电后通过R1与R2的电流之比为它们的电阻的反比,即为2∶1,故D不符合题意。
故选C。
3. 如图为烟雾报警器的模拟电路,R1是滑动变阻器,RC是气敏电阻,其阻值会随烟雾浓度增大而减小。当烟雾浓度C达到8%,电压表示数小于U0时就会报警。若要增大该装置对烟雾探测的灵敏度,即烟雾浓度C达到4%时就报警,下列方案中可行的是( )
A.增大电源电压
B.向右移动滑片P
C.增大电源电压,向右移动滑片P
D.减小电源电压,向右移动滑片P
【答案】D
【详解】ABC.由图可知,两电阻串联,电压表测量RC两端的电压。根据串联分压原理可知,烟雾浓度越大,RC阻值越小,所分电压越小,小于设定值就会报警。现使报警浓度降低,在RC电阻变大而报警设定的电压值不变时报警,可以在R1不变的情况下减小电源电压,或者在电源电压不变时增大R1的电阻,从而增大所分电压来实现,需要向左移动滑片P,故ABC不符合题意;
D.在减小电源电压的同时向右移动滑片P,可以使电压表示数变小,当电压表示数小于U0时就会报警,故D符合题。故选D。
4.【学科综合】如图是巨磁电阻(GMR)的特性原理示意图,巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的增强而减小,如果闭合S1、S2并使滑片P向右滑动,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变小 B.指示灯亮度变暗
C.电流表示数变大 D.巨磁电阻(GMR)阻值变小
【答案】B
【详解】由图可知,巨磁电阻与指示灯串联,电压表测量巨磁电阻的电压,电流表测量巨磁电阻和指示灯的电流。闭合S1、S2并使滑片P向右滑动,滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据欧姆定律可知,通过电磁铁电流变小,磁性变弱,则巨磁电阻阻值增大,巨磁电阻所在电路的电流变小,电流表示数变小,小灯泡亮度变暗;根据串联分压规律可知,巨磁电阻所分电压变大,电压表示数变大,故B正确,ACD错误。故选B。
5. 如图所示电路,电源电压保持不度,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变小,电压表V2示数不变,电流表A1示数变小
B.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大,电压表V1的示数与电流表A1的示数之比变小
C.电压表V2示数不变,电流表A1示数变大,电压表V1的示数与电流表A1的示数之比变大
D.电压表V1示数变小,电压表V2示数不变,电压表V2的示数与电流表A1的示数之比变小
【答案】D
【详解】由图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源电压,电流表测量电路中的电流;在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由电阻的串联,电路的总电阻变小,由I=U/R可知,此时电路中的电流变大,即电流表的示数变大。
由U=IR可知,定值电阻R两端的电压变大,由于串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V1的示数变小;由于电源电压保持不变,所以电压表V2的示数不变。
A.电流表A1示数变大,电压表V1示数变小,电压表V2示数不变,故A错误;
BC.电压表V1示数变小,电压表V2示数不变,电流表A1示数变大,由欧姆定律,电压表V1的示数与电流表A1的示数之比即变阻器连入电路的电阻,比值变小,故BC错误;
D.电压表V2示数不变,电流表A1示数变大,其比值变小,故D正确。
故选D。
6. 如图所示电路中,电阻R1=12Ω,R2=6Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为3V。则当S置于位置2时,电压表读数的可能值为( )
A.1V B.2V C.3V D.4V
【答案】B
【详解】当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为3V,此时电阻R1与电阻R0接入电路,此时电路中电流为
则电源电压为
当单刀双掷开关S置于位置2时,此时电阻R2与电阻R0接入电路,则电路中的电流为
故电压表示数为
由于串联分压,电阻变小,故电压表示数变小,故电压表的示数一定小于3V,故电压表的示数可能为2V,故B正确。
故选B。
7.有一只小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流是 A。如果我们只有电压为6V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个 Ω的电阻。
【答案】 0.3 8
【详解】小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流为0.3A。
电源电压为6V,要使小灯泡正常发光,则要使小灯泡两端的电压为3.6V,此时通过小灯泡的电流为0.3A,根据串联电路电压、电流关系,串联电阻两端的电压
U=6V-3.6V-2.4V
通过串联电路的电流为0.3A,由欧姆定律得,需要串联的电阻
8. 已知小灯泡L的额定电压为2.5V,通过灯丝的电流与其两端的电压关系如图所示,则灯泡正常发光时的电阻为 Ω。把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路中,则并联电路的总电流是 A。
【答案】 10 0.3
【详解】由图可知,小灯泡L的电压达到额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,则灯泡正常发光时的电阻
把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路中,由于并联电路中,各支路电压等于电源电压,则定值电阻和灯泡两端电压都为1.5V,通过定值电阻的电流
由图可知,灯泡两端电压为1.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,由于并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,则并联电路的总电流
I总=I1+IL=0.1A+0.2A=0.3A
9.如图所示,电源电压恒定,只闭合开关S2,电流表示数为0.3A,电压表示数为3V,R2阻值为 Ω;再断开开关S2,闭合开关S1、S3,电流表示数 (填“变大”、“变小”或“不变”);当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电压表示数为 V。
【答案】 10 变大 0
【详解】只闭合开关S2时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,R2的阻值R2=U2/I=3V/0.3A=10Ω
再断开开关S2,闭合S1、S3时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以R串˃R并,电路的总电流变大,即电流表的示数变大。
当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,此时R2和电压表被短路,则电压表的示数为0。
10. 电梯超载时,报警器会发出警报声提醒后面进入的乘客退出电梯。某实验小组用电源、开关、导线、压敏电阻、报警器、滑动变阻器(2A 50Ω)等模拟电梯的报警电路,如图所示。闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片位于最左端,电流表示数为I=0.5A。已知电源电压U保持不变,压敏电阻R的阻值随压力F变化的规律如图乙所示,报警器相当于一个定值电阻,阻值R0=30Ω,当电流表的示数为300mA时报警器刚好报警。电流表“0~0.6A”的量程连入电路,通过向托盘里加减物品改变压敏电阻受到的压力大小,托盘下表面是绝缘材质,不考虑电流表对电路的影响;
(1)求电源电压U;
(2)闭合开关S,断开开关S1,滑动变阻器的滑片位于最左端,求报警器刚要报警时,压敏电阻受到的压力F的大小;
(3)让压敏电阻承受的压力为30N时报警器才报警,滑动变阻器连入电路的阻值R1应调为多少?
【答案】(1)15V;(2)12N;(3)10Ω
【详解】(1)分析电路图可知,闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片位于最左端,电阻R被短路,滑动变阻器接入电路中阻值为0,则电路中只有R0,电流表示数为0.5A,则电源电压
U=IR0=0.5A×30Ω=15V
(2)闭合开关S,断开开关S1,滑动变阻器的滑片位于最左端,滑动变阻器接入电路中阻值为0,R与R0串联,报警器刚要报警时,电流表的示数为300mA,则电路中总电阻
R总=UI1=15V300mA=15V0.3A=50Ω
则电阻R此时阻值R=R总-R0=50Ω-30Ω=20Ω
由乙图可知,当电阻R的阻值为20Ω时,压敏电阻受到的压力为12N。
(3)由乙图可知,当压敏电阻承受的压力为30N时,电阻R的阻值为10Ω,报警器才报警,则电路中电流为300mA,则电路中总电阻仍为50Ω,则滑动变阻器连入电路的阻值
R1=R总ˊ-R0-Rˊ=50Ω-30Ω-10Ω=10Ω
答:(1)电源电压为15V;
(2)压敏电阻受到的压力F的大小为12N;
(3)滑动变阻器连入电路的阻值R1应调为10Ω。
考点要求
课标要求
命题预测
欧姆定律
3.4.2 知道电压、电流和电阻。探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。
4.1.9 用电流表和电压表测量电阻。
①探究电流与电压、电阻的关系主要考查电路图的设计、实物电路的连接、故障的分析、滑动变阻器规格及电表量程的选择、数据的记录与处理,是中考的热点,难度中等,主要题型是实验探究题。
②欧姆定律的内容主要考查对欧姆定律的表达式及变形式的理解,是中考考查的重点,难度较小,常见题型是选择题。欧姆定律的应用主要考查运用欧姆定律解决实际问题,是中考考查的热点,难度中等,主要题型是选择题、填空题、计算题。
电阻的测量
伏安法测电阻主要考查实验原理、器材选用、实验步骤、数据分析、故障判断,是中考的热点,难度较大,主要题型有填空题、选择题、实验探究题。
欧姆定律在串、并联电路中的应用
欧姆定律在串联、并联电路中的应用是中考的热点,常结合串、并联电路电流、电压的关系进行考查,难度中等,常见题型为选择题、填空题、计算题。
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
知识
概念
理解
探究电流与电压、电阻的关系
(1)探究电流与电压、电阻的关系
注意:控制定值电阻不变。
①实验电路图如右图所示。
②调节滑动变阻器改变电阻两端的电压。
③多次测量。
④结论:通过同一导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)探究电流与电阻的关系
注意:控制定值电阻两端的电压不变。
①实验电路图同上。
②改变定值电阻时,调节滑动变阻器控制定值电阻两端的电压不变。
③多次测量。
④结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
I-U与I-R图像:
欧姆
定律
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。I=/U/R
应用定律时注意:统一性、同一性、同时性、条件性。
R2连入电路的阻值(欧)
50
40
30
20
15
10
5
0
油的体积(升)
1.50
2.00
2.50
3.00
3.25
3.50
3.75
4.00
知识
概念
电阻的测量
(1)伏安法测定值电阻的阻值
分析定值电阻的I-U图像:定值电阻电压与电流的比值不变,即电阻不变。
(2)伏安法测定小灯泡的电阻
分析小灯泡的I-U图像:小灯两端的电压与电流之比(电阻)不是一个定值。
特殊方法测电阻
特殊方法测电阻
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.0
0.20
5.0
2
2.0
0.38
5.3
3
2.5
0.49
5.1
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
1.8
2.1
2.4
2.6
电流I/A
0.26
0.36
0.48
0.54
环境气压/(×105Pa)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
压敏电阻阻值/Ω
36
22
12
6
3
2
知识
概念
电路
欧姆定律在串联
电路中的应用
(1)串联电路中电流的计算
I=UR1 + R2
(2)串联电路中总电阻与分电阻的大小关系 R=R1+R2
(3)串联电路的分压特点
EQ \F(U1,U2) = EQ \F(R1,R2)
欧姆定律在并联
电路中的应用
(1)并联电路中总电流的计算
I= EQ \F(U,R1) + EQ \F(U,R2)
(2)并联电路中的总电阻和分电阻的关系
EQ \F(1,R) = EQ \F(1,R1) + EQ \F(1,R2)
(3)并联电路的分流特点
EQ \F(I1,I2) = EQ \F(R2,R1)
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