2021年中考物理电学满分训练15讲第4讲欧姆定律一简单计算及动态分析含解析20201214710

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第4讲欧姆定律一--简单计算及动态分析（含答案及详解）教学目标1．应用欧姆定律进行简单电学计算2．动态分析知识点一  电阻1．定义：导体对电流的阻碍作用。2．物理意义：在物理学中，导体电流的阻碍作用越大，导体的电阻越大，阻碍作用越小，电阻越小3．表示：国际上通常用R来表示电阻，其符号为，单位为：Ω（欧姆）4．电阻的影响因素：：材料不同，导体的电阻不同：同种材料制成的导体，其他因素相同，越长，电阻越大：其他因素相同，越大，电阻越小：对电阻的改变较小，对于大多数导体来说，随的升高，电阻会变大，但也有少数导体，恰好相反，比如石墨。知识点二  欧姆定律 内容在一段导体中，流过该导体的电流与加在该导体两端的电压成正比，与该段导体的电阻成反比表达式公式拓展单位U、I、R的单位分别为：伏特（V）、安培（A）、欧姆（Ω）对欧姆定律的理解（1）同一性：U、I、R三者之间的关系是对同一导体而言（2）同时性：U、I、R三者之间的关系是对同一导体同一时刻而言的，对于不同的导体，不同的时间则不能混用！（3）导体的电阻只取决于导体本身的长度、材料、温度、横截面积等因素，不与其两端的电压、及流过的电流成比。【经典例题一】1．如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，定值电阻R1的阻值为10Ω，开关S闭合后，电流表的示数为0.2A，求：（1）电压表V的示数；（2）定值电阻R2的阻值。【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由I＝可得，电压表V的示数即R1两端的电压：U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2V；（2）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R2的阻值：R2＝＝＝20Ω。2．如图所示电路，已知电流表的示数为0.2A，电压表的示数为8V，灯泡L的电阻为20Ω求：（1）电源电压U；（2）通过灯泡的电流；（3）电阻R的大小。【解答】解：由电路图可知，电阻R与灯泡L并联，电压表测电源的电压，电流表测通过R的电流。（1）由电压表的示数8V可知，电源的电压U＝8V；（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.4A；（3）R的阻值：R＝＝＝40Ω。 【变式练习】1．如图所示的电路，电源电压保持不变，R1阻值为20Ω．闭合开关，电流表A1示数为0.3A，A2示数为0.5A，求：（1）流过电阻R1的电流？（2）电源电压？（3）电阻R2的阻值？【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流。（1）电流表A1测R1支路的电流，则流过电阻R1的电流为0.3A；（2）并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可得，电源的电压：U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；（3）∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过电阻R2的电路：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，根据I＝得：R2＝＝＝30Ω；2．如图甲所示电路，滑动变阻器的最大阻值为R1＝40Ω，电源电压及灯L的电阻保持不变。当滑片滑到b端时，将S1、S2均闭合，电流表A1、A2的示数分别为如图乙、丙所示；当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点时，电流表A1的示数为0.4A。求：（1）电源的电压；（2）R2的电阻；（3）灯L的电阻。【解答】解：（1）当S1、S2均闭合且滑片滑到b端（连入电阻最大，R1＝40Ω）时，等效电路如图，∵电流表A1测量的是干路电流，A2测量的是R2所在支路的电流，∴A1用的是大量程，A2用的是小量程∴I＝0.9A，I2＝0.6A，I1＝I﹣I2＝0.9A﹣0.6A＝0.3AU＝U2＝U1＝I1R1＝0.3A×40Ω＝12V；（2）；（3）当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点（连入电阻R1′＝R1＝20Ω）时，等效电路图如图，∴RL＝10Ω。3．如图所示电路中，电源电压不变，已知Rl＝5Ω，当S1和S2都闭合时，电流表A1的示数为2A，电流表A的示数为3A。（1）求电阻R3的阻值和电压表的示数；（2）当S1和S2都断开时，电压表V的示数为8V，求电阻R2的阻值。【解答】解：（1）当S1和S2都闭合时，R1与R3并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电路，电压表和R2被短路，则电压表的示数为0V，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，电源的电压：U＝I1R1＝2A×5Ω＝10V，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R3的电流：I3＝I﹣I1＝3A﹣2A＝1A，则电阻R3的阻值：R3＝＝＝10Ω；（2）当S1和S2都断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝10V﹣8V＝2V，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流：I′＝＝，即＝，解得：R2＝20Ω。4．如图所示，R1＝10Ω，闭合开关S后，电压表V2的示数U2＝2.4V，电流表A的示数I＝0.4A。求：（1）电压表V1的示数U1（2）电阻R2的阻值。【解答】解：（1）两电阻串联，则流过R1的电流I1与流过R2的电流I2相等，均等于电流表示数，即I1＝I2＝I＝0.4A，∵R1＝10Ω，∴电压表V1的示数为：U1＝I1R1＝0.4A×10Ω＝4V。（2）∵U2＝2.4V，I2＝0.4A，∴电阻R2的阻值为：R2＝＝＝6Ω。知识点三  滑动变阻器1．原理：改变导体的来改变电阻。2．构造：如下图所示          3．作用：调节滑片，可改变接入电路中电阻的大小，从而改变电路中的电流，及部分电路中的电压；另外还能保护电路4．电路符号：5．连接方式：。【经典例题二】1．如图所示，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表和电压表示数变化，判断正确的是（　　）A．电流表和电压表的示数都变小B．电流表示数变小，电压表示数变大C．电流表示数变小，电压表示数不变D．电流表示数变大，电压表示数不变【解答】解：如图，∵R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压，∴U＝U1+U2；当滑片P向右移动时，滑动变阻器连入的电阻变大，总电阻增大，∵电源电压U保持不变∴由欧姆定律可知，电路中的电流变小，得出电流表的示数变小。由串联电路的分压关系可知，电阻越大，分压越大，滑动变阻器两端的电压变大，得出电压表的示数变大。故选：B。 【变式练习】1．如图所示，闭合开关S，调节滑动变阻器使灯泡亮度增加的过程中，电压表和电流表示数的变化情况是（　　）A．电流表A的示数变小 B．电压表V1的示数变大C．电压表V2的示数不变D．电压表V1的示数变小【解答】解：移动滑片，灯泡亮度增加，说明灯泡两端电压变大，电压表V2示数变大，由串联电路特点可知，滑动变阻器电压变小，电压表V1示数变小；灯泡电压变大，电阻不变，由欧姆定律可知，通过灯泡的电流变大，电流表示数变大；故选：D。2．如图所示电路，当滑动变阻器的滑片由M向N端滑动时，电流表和电压表示数的变化情况是（　　）A．两表示数都变大B．两表示数都变小C．电流表示数变大，电压表示数变小D．电流表示数变小，电压表示数变大【解答】解：方法①：当滑片向N滑动时，电阻变小→电路总电阻变小→电源电压一定，电流就变大，即电流表示数变大→依据U＝IR，R1的阻值不变，电流变大，所以电压变大，即电压表示数变大。方法②：当滑片向N滑动时，电阻变小→电路总电阻变小→电源电压一定，电流就变大，即电流表示数变大；R1阻值不变，R2阻值变小，导致R1占总电阻的比例变大→串联电路中按电阻的比例分配电压，所以R1分得的电压变大，即电压表示数变大。故选：A。3．如图所示，电源电压恒定．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向A端移动，电流表、电压表的示数变化为（　　）A．电流表示数变大，电压表的示数变小B．电流表示数变大，电压表的示数变大C．电流表示数变小，电压表的示数变小D．电流表示数变小，电压表的示数变大【解答】解：滑片向A移动，滑动变阻器接入电阻变小，则总电阻减小；由欧姆定律可得，电路中电流增大；则由欧姆定律可得定值电阻两端的电压增大，因总电压不变，则滑动变阻器两端的电压减小，即电压表示数减小；故选：A。4．如图所示，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，电流表、电压表示数的变化情况是（　　）A．电压表的示数减小，电流表的示数增大B．电压表的示数增大，电流表的示数减小C．电压表、电流表的示数都增大D．电压表、电流表的示数都减小【解答】解：根据公式I＝，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流变大，则电流表示数变大；电阻R的阻值不变，根据公式U＝IR，电流变大，则电阻R两端的电压变大，则电压表示数变大。故选：C。5．如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时（　　）A．电压表V2示数与电流表A示数比值变大B．电流表A示数变大，电压表V1变大C．电压表V1示数与电流表A示数比值变小D．电流表A示数变大，电压表V2变大【解答】解：由电路图可知，R1和R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当开关S闭合，滑片由a端向b端移动的过程中，其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；因电压表V2示数与电流表A示数比值等于滑动变阻器接入电路的阻值，因此比值变小，故A错误；由U＝IR可知，R1两端电压变大，即V1示数变大，故B正确；因电压表V1示数与电流表A示数比值等于R1的阻值，所以，滑片移动时，电压表示数与电流表示数的比值不变，故C错误；因串联电路总电压等于各分电压之和，所以由U2＝U﹣U1可知：即电压表V2读数会变小，故D错误。故选：B。【经典例题三】1．如图所示的电路，开关闭合，滑动变阻器的滑片从中点向右移动的过程中，下列关于电流表和电压表示数变化的结论中，正确的是（　　）A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数不变，电流表示数变大C．电压表示数变小，电流表示数不变D．电压表和电流表示数都不变【解答】解：因为电压表既测量并联电路两端电压，又是电源电压，所以无论滑动变阻器是否移动（但阻值不能为零），电压表的示数都不变；又因为滑动变阻器和定值电阻是并联的，定值电阻的两端电压等于电源电压，阻值不变，所以电流表示数也不变；故选：D。【变式练习】1．如图所示，电源电压保持不变，当滑动变阻器滑片P 向右滑动时，电表示数的变化情况是（　　）A．电压表v示数变小 B．电流表A1示数变大C．电流表A2示数变大 D．电流表A1示数变小【解答】解：（1）电路的等效电路图如图所示；（2）电源电压U不变，由电路图知，电压表测电源电压，因此电压表示数不变，故A错误；电阻R1阻值不变，由欧姆定律知IA2＝I1＝不变，即电流表A2示数不变，故C错误；（3）滑动变阻器滑片P 向右滑动，滑动变阻器接入电路的阻值R2变大，流过滑动变阻器的电流I2＝变小，干路电流I＝IA1＝I1+I2变小，故B错误，D正确；故选：D。2．如图电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表和电压表的示数变化情况分别为（　　）A．电流表的示数变小，电压表的示数变大B．电流表的示数变大，电压表的示数变小C．电流表的示数变小，电压表的示数不变D．电流表的示数变小，电压表的示数变小【解答】解：∵电压表测电源的电压且电源的电压不变，∴电压表的示数不变；当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，∵I＝，R1两端的电压不变；∴R2支路的电流变小，R1支路的电流不变，∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，∴干路电流变小，即电流表的示数变小。故选：C。3．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动时，以下说法正确的是（　　）A．两电流表示数的差值的绝对值变小 B．电压表V示数与电流表A1示数的比值不变 C．电压表V示数与电流表A2示数的比值不变 D．电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大【解答】解：由电路图可知，R1和R2并联，电压表测量并联支路（电源电压）电压，电流表A2测干路电流，电流表A1测R1支路的电流；因为电源的电压不变，所以电压表的示数不变；并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，通过R1的电路不变，即电流表A1的示数不变；当滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入电路中的电阻变小，并联电路中各支路两端的电压相等，由I＝可知，通过滑动变阻器R2支路的电流变大，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流变大，即电流表A2的示数变大；A2表示数与A1表示数的差值等于滑动变阻器R2支路的电流，变大，所以两电流表示数的差值变大，故A错误；电压表的示数不变，电流表A1的示数不变，所以电压表V示数与电流表A1示数的比值不变，故B正确；电压表的示数不变，电流表A2的示数变大，所以电压表V示数与电流表A2示数的比值变小，故C错误；电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变，故D错误。故选：B。 4．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列分析正确的是（　　）A．电流表A示数与电流表A2示数的差不变 B．电流表A1示数与电流表A2示数的和变大 C．电压表V示数与电流表A示数的比值变小 D．电压表V示数与电流表A2示数的乘积变大【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，A1测R1支路电流，A2测R2支路的电流，电压表测R1两端的电压，因为并联电路各支路两端电压与电源电压相等，所以滑片移动时电压表示数不变；R1的电压保持不变，由I＝可知，通过R1的电流不变，即A1示数不变；当变阻器的滑片P向右移动时，变阻器R2连入阻值变大，故通过R2的电流变小，即A2示数变小；A、由并联电路的电流特点知，电流表A示数与电流表A2示数的差大小等于R1支路的电流，所以两电流表示数的差不变，故A正确；B、A1示数不变，A2示数变小，所以电流表A1示数与电流表A2示数的和变小，故B错误；C、由B项分析可知，电流表A1示数与电流表A2示数的和变小，即电流表A示数变小，而电压表示数不变，故电压表V与电流表A示数的比值变大，故C错误；D、电压表示数不变，A2示数变小，所以电压表V示数与电流表A2示数的乘积变小，故D错误。故选：A。 5．如图电路中，电源电压不变，当开关闭合，滑动变阻器的滑片P由左端向右移动到中点的过程中，下列判断正确的是（　　）A．电压表V和电流表A1、A2的示数都变大 B．电流表A2示数变大，电流表A1和电压表V示数不变 C．电流表A1示数变大，电流表A2和电压表V示数不变 D．若将电源正负极颠倒，电流表A2的示数总比A1的大【解答】解：由图可知，R2与滑动变阻器R1并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，A2测R2的电流。电源电压不变，所以电压表V示数不变；根据并联电路的电压特点可知：U＝U1＝U2，滑动变阻器的滑片P由左端向右移动到中点的过程中，R1连入阻值减小，由I＝可知通过R1电流变大，通过R2电流不变，即A2示数不变；根据并联电路的电流特点I＝I1+I2可知，干路电流变大，即A1示数变大。由以上分析可知AB错误，C正确；若仅将电源正负极颠倒，电流从电表负接线柱注入，正接线柱流出，电表会被烧坏，所以D错误。故选：C。 【经典例题四】1．如图所示电路中，电源电压保持不变，先闭合开关S1，观察电流表、电压表的示数；再闭合开关S2、S3，电表示数的变化情况正确的是（　　）A．电流表示数变大，电压表示数变大B．电流表示数变小，电压表示数变小C．电流表示数变大，电压表示数变小D．电流表示数变小，电压表示数变大【解答】解：由图知，闭合开关S1时，R2与R3串联，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，由串联电路的电压特点知：U＝U2+U3；所以U＞U2，再闭合开关S2、S3时，R1与R2并联，电压表测电源电压，所以电压表示数与前者相比变大；串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，总电阻大于各部分电阻；并联电路中总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，总电阻小于各支路电阻，所以再闭合开关S2、S3后，电路的总电阻减小，电源电压保持不变，由I＝可知电路中电流变大，即电流表示数变大。综上所述：BCD错误，A正确。故选：A。【变式练习】1．如图所示的电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，电路各元件均完好无损，下列说法正确的是（　　）A．闭合S2，断开S1、S3，将滑动变阻器片向上移动，V1示数不变，V2示数减小 B．闭合S2，断开S1、S3，将滑动变阻器片向上移动，V1与A1示数的比值变大 C．保持滑片位置不变，先闭合S2，断开S1、S3，再断开S2，闭合S1、S3，A1示数不变，A2示数变大              D．断开S2，闭合S1、S3，向下移滑片的过程中，A1与A2示数的差值减小【解答】解：AB、闭合S2，断开S1、S3，该电路为串联电路，两个电流表测量电路中的电流；电压表V1测量的是电源电压，示数保持不变，电压表V2测量的是R1两端的电压；将滑动变阻器片向上移动，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，根据U＝IR可知，R1两端的电压变大，即V2示数变大，故A错误；由欧姆定律可知，V1与A1示数的比值为电路的总电阻，总电阻减小，则该比值变小，故B错误；C、保持滑片位置不变，先闭合S2，断开S1、S3，此时为串联电路；断开S2，闭合S1、S3，此时滑动变阻器与电阻R1并联在电路中，电流表A1测干路中的电流，电流表A2测通过R1的电流；根据串并联电路的电压关系可知，此时R1两端的电压变大了，等于电源电压，故通过R1的电流变大，即A2示数变大；有电流通过滑动变阻器，根据并联电路的电流规律可知，电流表A1的示数等于电流表A2与滑动变阻器电流的和，则电流表A1的示数也变大了，故C错误；D、断开S2，闭合S1、S3，此时滑动变阻器与电阻R1并联在电路中，电流表A1测干路中的电流，电流表A2测通过R1的电流；向下移滑片的过程中，滑动变阻器的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流减小，A1与A2示数的差值为滑动变阻器的电流，则该差值变小，故D正确。故选：D。2．如图所示电路，电源电压不变，P在A端时，闭合S1、S2，各电表都有示数，灯泡L1、L2都发光，下列对该电路的分析正确的是（　　）A．P在A端时，S2由闭合到断开：电压表V示数不变，电流表A1示数不变 B．P在A端时，S2由闭合到断开：电压表V示数变大，电流表A2示数不变 C．断开S2，滑片P从A端向B端滑动：L1变暗，电流表A1示数变小 D．断开S2，滑片P从A端向B端滑动：L1变亮，电流表A2示数变大【解答】解：（1）P在A端时，闭合S1、S2，灯泡L1与滑动变阻器的最大阻值串联后再与L2并联，电流表A测干路电流，电流表A2测L1所在之路的电流，电压表测L1两端的电压；S2断开，灯泡L1与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测L1两端的电压，两电流表测电路中的电流；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，L1所在之路的电流的电流不变，L1两端的电压不变，即电压表的示数不变，故B错误；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表A1的示数变小，故A错误；（2）断开S2，灯泡L1与滑动变阻器串联，电压表测L1两端的电压，两电流表测电路中的电流，滑片P从A端向B端滑动时，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A1、A2示数变大，故C错误；因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P＝I2R可知，L1的实际功率变大，灯泡变亮，故D正确。故选：D。