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2021-2022学年初中物理中考专项:欧姆定律的综合计算(考点概览+知识精析+常考题型+跟踪训练+答案解析)
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这是一份2021-2022学年初中物理中考专项:欧姆定律的综合计算(考点概览+知识精析+常考题型+跟踪训练+答案解析),共16页。试卷主要包含了欧姆定律的内容,对欧姆定律及其变形公式的理解,欧姆定律有关计算题型及对策,如图电路,电源等内容,欢迎下载使用。
《欧姆定律的理解与计算》考点+训练
欧姆定律中的理解与计算是电学中重要的知识点,是中考考试必考的内容之一,主要考查对欧姆定律的理解和计算,试卷中常常结合串并联电路的电压、电流规律、电流表、电压表测量对象等知识点一并考查,往往难度中等或偏难,形式灵活多样。正确理解欧姆定律是计算题能否做好的前提,而通过欧姆定律的计算又能促进对欧姆定律的理解。
1、欧姆定律的内容:导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。数学表达式:。
2、对欧姆定律及其变形公式的理解:
②电压一定时,通过导体的电流,跟这段导体的电阻成反比,在I—R图像中,是曲线,如下图:
(1)欧姆定律可以分开表述来理解:
①电阻一定时,通过导体的电流,跟这段
导体两端的电压成正比,在U—I图像
中,是一条直线。如下图:
(2)U、I、R的因果关系:电流随电压和电阻的变化而变化,即电压、电阻是因,电流是果。所以不能说导体两端的电压与电流成正比,也不能说导体的电阻与导体中的电流成反比。
(3)对欧姆定律中各个物理量的理解:
①统一性:公式中I、U、R 的单位全部统一用国际单位,分别为A、V、Ω。
②同一性:公式中I、U、R三个量是针对同一导体而言的,不同导体需加脚标加以区分。
③同时性:公式中I、U、R三个量是针对同一时刻而言的,符号要用不带撇和带撇进行区别。
(4)对于欧姆定律变形公式的理解:
导体电阻的大小在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值,不能认为电阻跟电压成正比,跟电流成反比。电阻的大小只与电阻的材料、长度、横截面和温度有关,与电压和电流无关。
3、欧姆定律有关计算题型及对策:
(1)已知其中的两个量,求第三个量,这类题较为简单:
①已知U、R求I,直接用公式I=U/R求解;
②已知U、I求R,用变形公式R=U/I求解;
③已知I、R求U,用变形公式U=IR求解。
(2)已知2个或2个以上不同时刻(或状态)多用电器相关的物理量的计算,较难,形式多样,在计算中按以下思维过程进行:
①分析电路结构——电路是串联电路还是并联电路;
②分析电流表测量对象——电压表测谁的电压,电流表测通过谁的电流;
③针对每个时刻(或状态)进行分析,得出一些信息,列出一些等式,列等式的方法:
不同电阻的U、I、R,串联时用通常用U=U1+U2,I=I1=I2,R=R1+R2作为纽带联系起来;并联时用通常用U=U1=U2,I=I1+I2,作为纽联系起来。
不同时刻的I、U,无论是串联还是并联,通常根据一些不变量联系起来,如电压不变、电阻不变,这样就能解决所有问题。
一、中考题型分析
各省市考试电学有关欧姆定律的考题最常见,考查对欧姆定律的理解和计算,主要题型是选择题、填空题和计算题;多以选择题、填空出现,大多2-3分,少有计算题出现,分值多在5分左右。
二、典例精析
★考点一:对欧姆定律的理解
◆典例一:(2019•宜昌)物理学中经常看到形如 的公式。一种情形是x的大小与y、
z都有关;另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前
一种情形的是( )
A.电阻 B.密度 C.比热容 D.电流
★考点二:欧姆定律有关计算
◆典例一:(2019·泰州)如图甲,定值电阻R2的阻值为40Ω。闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电流表A1的读数为____A,电流表A2的读数为____A,电源电压为____V,R1的阻值为____Ω。
◆典例二:(2019·江西)如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范图。
1、(2019·郴州)如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1=20Ω。闭合开关S,电流表A2的示数为0.9A,则电流表A1的示数为 A,定值电阻R2的阻值为 Ω。
2、(2019·凉山州)如图所示,阻值为4Ω的电阻R1与2Ω电阻R2并联,电流表的示数为3A,则通过电阻R1与R2的电流之比为 ,电源电压为 V。
3、(2019·福建)如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为____A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为____Ω。
4、(2019·毕节)已知 R2<R1,按图中的四种不同接法,接到同一电源两极间,则电路中电流最大的是( )
A B C D
5、(2019·淮安)如图(a)所示是电阻甲和乙的I-U图像;(b)、(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是( )
A. 当电阻乙两端电压为2.5V时,它的阻值和甲的阻值相等
B. 图(b)中,当电压U为3V时,乙的电阻为5Ω
C. 图(c)中,当电压U为2V时,干路总电流为0.6A
D. 图(c)中,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
6、(齐齐哈尔)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=10Ω。闭合开关S,滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表的示数为0.25A;把滑片P移到中点时,电流表的示数为0.4A,则下列选项正确的是( )
A.滑片P在最右端时,通过R1、R2的电流之比为5:8
B.滑片P在最右端时,R1、R2两端电压之比为3:1
C.滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D.电源电压为10V
7、(2019·福建)如图电路,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=6Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为( )
A.0.3 A B.0.6 A C.0.9 A D.1.2 A
8、(2019·衡阳)如图所示,电源电压U=2 V不变,R=4 Ω,虚线框内所有电阻均未知.闭合开关,电流表示数为1 A。如果用一个2 Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为( )
A.2 A B.1.5 A C.1.2 A D.0.5 A
9、(2019·青岛)如图电路,电源、电压12V保持不变,定值电阻R1为10Ω,当滑动变阻器R2滑片处于某位置时,电流表的示数为1.6A。求此时滑动变阻器接入电路的电阻。
9、(2019·福建)空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图所示。已知电源电压U=18V,电压表量程为0—15V,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为。
空气质量指数A
0〜50
51 〜100
101 〜150
151 〜200
201 〜300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)通过计算,判断电压表示数为10 V时对应的空气质量等级。
(2)更换定值电阻他可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻反的阻值应为多大?
11、(2019·安徽)图示为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点的电路图。实验所选用的器材均能符合实验要求,其中部分器材的规格如下:小灯泡额定电压3.8V,额定电流(0.32A);电压表(量程3V,内阻3000Ω);电流表(量程50mA,内阻0.5Ω),定值电阻R0(限值1000Ω)。按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7V ,电流表的示数为315mA。求此时:
(1)小灯泡两端的电压;
(2)通过小灯泡的电流;
(3)小灯泡灯丝的阻值。
二、典例精析
★考点一:对欧姆定律的理解
◆典例一:(2019•宜昌)物理学中经常看到形如 的公式。一种情形是x的大小与y、
z都有关;另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前
一种情形的是( )
A.电阻 B.密度 C.比热容 D.电流
【答案】D。
【解析】电阻是导体本身的一种性质,决定于导体的材料、长度、横截面积,电阻在数值上
等于导体两端电压与通过的电流的比值,但电阻与电压、电流无关,A错误;密度是物质本身的一种特性,决定于物质的种类、状态和温度,密度在数值上等于物体质量与其体积之比,但密度与质量、体积无关,B错误;比热容是物质本身的一种特性,决定于物质的种类和状态,比热容在数值上等于物体吸收的热量与质量和升高的温度的乘积的比值,但比热容与热量、质量和升高的温度无关,C错误;通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,所以表达式是,符合前一种形式,D正确。故选D。
【考点】欧姆定律。
★考点二:欧姆定律有关计算
◆典例一:(2019·泰州)如图甲,定值电阻R2的阻值为40Ω。闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电流表A1的读数为____A,电流表A2的读数为____A,电源电压为____V,R1的阻值为____Ω。
【答案】1.5 0.3 48 160。
【解析】甲图是R2与R1并联,A2测量R2所在支路的电流,A1测量干路电流,所以A1的示数一定较大,而二者指针偏转角度相同,所以可知A1的量程为0-3A,分度值为0.1A,示数为1.5A;A2的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;根据欧姆定律可知R2两端电压U=IR2=0.3A×40Ω=12V,所以电源电压为12V;根据并联电路电流规律可知,通过R1的电流为:1.5A-0.3A=1.2A;根据欧姆定律可求出R1阻值为:。
【考点】欧姆定律。
◆典例二:(2019·江西)如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范图。
【答案】(1)8V(2)50Ω(3)40Ω~100Ω。
【分析】
电路状态
电路结构
电表测
量对象
获得信息
列出的等式及计算结果
状态1——闭合开关S1,断开开关S2、S3
只有R1的简单电路
电流表测通过R1的电流
电路中的电流I=0.4A
电源电压U=IR1=0.4A×
20Ω=8V
状态2——闭合开关S3,断开开关S1、S2
R2和R3串联
电流表测通过R1、R2的电流,电压表测R2两端的电压
电压表示数为4V即R2两端的电压U2=4V;
滑动变阻器滑片置于中点位置时接入电阻
R2=50Ω
通过R2的电流
,
R3的阻值为
状态3——闭合开关S1、S2和S3
R1和R3并联
电流表测干路电流
由(1)问可知:通过R1的电流为0.4A,则通过R2的最大电流为I2=Imax-I1
=0.6A-0.4A=0.2A
滑动变阻器R2的最小取
值为
,可以接最大100Ω。
【解析】(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电路为只有R1的简单电路,此时I=0.4A,则电源电压U=IR1=0.4A20Ω=8V;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2和R3串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,即U滑=4V,滑动变阻器滑片置于中点位置时,R2接入的电阻,此时电路中的电流, R3两端电压为U3=U-U滑=8V-4V=4V,则R3的阻值 ;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1和R3并联,电流表量程为0~0.6A,因此电路中最大电流为0.6A,由(1)知,通过R1的电流为0.4A,则通过R2的电流为I2=Imax-I1=0.6A-0.4A=0.2A,
则滑动变阻器R2的最小取值R2min===40Ω,滑动变阻器滑到最大值时,电流表和电压表都是安全的,因此滑动变阻器R2的阻值取值范图为40Ω~100Ω。
【考点】欧姆定律和串联电路电压、电流特点。
1、(2019·郴州)如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1=20Ω。闭合开关S,电流表A2的示数为0.9A,则电流表A1的示数为 A,定值电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】0.3 10。
【解析】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,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流,即电流表A1的示数为0.3A;由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过定值电阻R2的电流I2=I﹣I1=0.9A﹣0.3A=0.6A,定值电阻R2的阻值。
【考点】欧姆定律。
2、(2019·凉山州)如图所示,阻值为4Ω的电阻R1与2Ω电阻R2并联,电流表的示数为3A,则通过电阻R1与R2的电流之比为 ,电源电压为 V。
【答案】1:2; 4。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,根据并联电路电流与电阻成反比得,;电路中的总电阻,根据欧姆定律,电源电压。
【考点】欧姆定律。
3、(2019·福建)如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为____A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为____Ω。
【答案】0.2 6。
【解析】6只相同的灯泡串联在6V电源上,每个灯泡分得的电压U=1V,从图像上看,当灯泡两端的电压为1V时,通过灯泡的电流为 0.2A ;一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,由于并联,灯泡两端电压为 6V,从图像上可以读出此时通过灯泡的电流为 0.5A,则通过定值电阻的电流为I=1.5A-0.5A=1A,根据欧姆定律得。
【考点】欧姆定律。
4、(2019·毕节)已知 R2<R1,按图中的四种不同接法,接到同一电源两极间,则电路中电流最大的是( )
A B C D
【答案】D。
【解析】串联电路中,电阻越串越大,总电阻大于任何一个粉电阻;并联电路中电阻越并越
小,总电阻小于任何一个分电组。所以两电阻串联时总电阻最大,两电阻并联时总电阻最小,
根据可知,两电阻并联时,电路中的电流最大。故选D。
【考点】欧姆定律。
5、(2019·淮安)如图(a)所示是电阻甲和乙的I-U图像;(b)、(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是( )
A. 当电阻乙两端电压为2.5V时,它的阻值和甲的阻值相等
B. 图(b)中,当电压U为3V时,乙的电阻为5Ω
C. 图(c)中,当电压U为2V时,干路总电流为0.6A
D. 图(c)中,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
【答案】B。
【解析】由图(a)可知,当电阻甲、乙两端电压为2.5V时,通过两者的电流均为0.5A,则由可知,电阻甲、乙的阻值相等,A正确;图(b)中,两电阻串联,由图(a)可知,当电路中的电流I=0.2A、U甲=1V、U乙=2V时,电压U为3V,此时乙的电阻,B错误;图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,当电压U=2V时,I甲=0.4A、I乙=0.2A时,干路总电流为0.6A, C正确;图(c)中,两电阻并联,由图(a)可知,在电压U从0增大到2.5V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小,D正确。故选B。
【考点】欧姆定律。
6、(齐齐哈尔)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=10Ω。闭合开关S,滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表的示数为0.25A;把滑片P移到中点时,电流表的示数为0.4A,则下列选项正确的是( )
A.滑片P在最右端时,通过R1、R2的电流之比为5:8
B.滑片P在最右端时,R1、R2两端电压之比为3:1
C.滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D.电源电压为10V
【答案】D。
【解析】通过R1、R2串联在电路中,根据串联电路电流处处相等可知,通过R1、R2的电流之比为1:1,A错误;由于电源电压不变,所以有,解得R2=30Ω,即滑动变阻器的最大阻值为30Ω,C错误;由于串联电路正比分压,所以U1:U2=R1:R2=10Ω:30Ω=1:3,B错误;电源电压U=0.25A×(10Ω+30Ω)=10V,D正确。故选D。
【考点】欧姆定律。
7、(2019·福建)如图电路,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=6Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为( )
A.0.3 A B.0.6 A C.0.9 A D.1.2 A
【答案】C。
【解析】由图可知R2300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)通过计算,判断电压表示数为10 V时对应的空气质量等级。
(2)更换定值电阻他可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻反的阻值应为多大?
【答案】(1)良 (2)75Ω。
【解析】(1)当电压表示数U0=10 V时,电路中的,气敏电阻两端的电压 UR=U-U0=18V-10V=8V,根据欧姆定律,气敏电阻阻值,由得,A,由表中数据可知,对应的空气质量等级为良。
(2)当A=400时,由得,气敏电阻阻值,电压表满偏时,U0’=15V,气敏电阻两端的电压UR’=U-U0’=18V-I5V=3V,根据欧姆定律,通过R的电流,根据欧姆定律,更换的定值电阻。
【考点】欧姆定律。
11、(2019·安徽)图示为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点的电路图。实验所选用的器材均能符合实验要求,其中部分器材的规格如下:小灯泡额定电压3.8V,额定电流(0.32A);电压表(量程3V,内阻3000Ω);电流表(量程50mA,内阻0.5Ω),定值电阻R0(限值1000Ω)。按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7V ,电流表的示数为315mA。求此时:
(1)小灯泡两端的电压;
(2)通过小灯泡的电流;
(3)小灯泡灯丝的阻值。
【答案】(1)3.6V (2)314.1mA (3)11.461Ω。
【解析】由电路图可知,电压表和定值电阻R0串联后,与小灯泡L并联,电流表是测小灯泡L所在支路和电压表及定值电阻R0所在支路两条支路的总电流。
(1)电压表和定值电阻R0串联,RV=300Ω,电压表的示数为2.7V,所以通过定值电阻R0的电流,则定值电阻R0的电压,根据并联电路的电压特点,小灯泡两端的电压UL=UV+U0=2.7V+0.9V=3.6V;
(2)电流表的示数I=315mA,通过定值电阻R0的电流为I0=0.0009A=0.9mA,根据并联电路的电流特点,通过小灯泡的电流;
(3)小灯泡灯丝的阻值。
【考点】欧姆定律。
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