2022-2023学年中考物理复习专题十二　欧姆定律

这是一份2022-2023学年中考物理复习专题十二　欧姆定律，共56页。
一、电流、电压、电阻的辩证关系
电流与电压、电阻的关系
二、探究电流与电压、电阻的关系
例1    (2020河南,19)某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为3 V,滑动变阻 器最大阻值为20 Ω。(1)他们先用5 Ω的定值电阻探究电流与电压的关系,实验电路图如图甲所示。①请根据图甲的电路图把图乙的实物电路连接完整。 甲
 乙②连接完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关。请你提出其中一项需要检查的内容:　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
③检查完毕后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了5组数据。测第6组数据时,电压表的示数为2.6 V,电 流表的示数如图丙所示。 丙丁
请在图丁的坐标系中描绘出第6组数据对应的点,并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I-U图像。④分析画出的I-U图像可得出结论:在电阻一定时,　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。⑤为了使结论具有普遍性,还应进行的操作是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　    。(2)接着他们在原有5 Ω定值电阻的基础上,又准备了阻值为10 Ω、15 Ω、20 Ω的三个定值电阻,以探 究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变,每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器,使 定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?实验小组的同学分别提出了0.5 V、1 V和2 V三个电压值,为使实验顺利进行,大家进行了分析与讨论,你认为应选这三个电压值中的 　　　    V。
答案　(1)①(2分)如图所示 ②(1分)电流表、电压表的正、负接线柱是否接反;电流表、电压表选用的量程是否恰当;所有元件的 接线柱是否有松动;滑动变阻器是否“一上一下”接入电路;滑动变阻器的滑片是否位于最大阻值处等
③(2分)如图所示 ④(1分)通过导体的电流与导体两端的电压成正比⑤(1分)更换阻值不同的定值电阻,进行多次实验(2)(2分)2
解析　(1)①根据电路图连接实物图,需要注意滑动变阻器遵循“一上一下”连接原则,滑片向左移动, 连入电路中阻值变小,所以导线一端应该连接左下接线柱,另一端连接到定值电阻右侧,电压表测量定 值电阻两端的电压,电源电压是3 V,所以将3 V的接线柱与定值电阻右侧相连,如答案图所示。②从正 确连接电路、保护电路安全的角度去检查电路,写出一条即可。③由题图丙可知电流为0.52 A,在题 图丁坐标系中标出第6组数据,用光滑“曲线”连接各点,画出图像,使大多数点落在一条直线上。④ 根据图线是通过原点的倾斜直线可知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。⑤为 了使结论具有普遍性,应该更换阻值不同的定值电阻,多次实验。(2)根据串联分压原理,滑动变阻器最 大阻值为20 Ω,电源电压为3 V,所以,当定值电阻选择最大阻值20 Ω时, 其两端的最小电压为1.5 V, 故 只能选择2 V的电压值。
二、滑动变阻器与电阻箱
三、伏安法测定值电阻的阻值
例2    (2020湖南长沙,26)如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的。闭合开关S,小灯泡L发 光,钨丝不发光;向钨丝吹气时,小灯泡L变亮;用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭。由实 验可知     (　　)A.钨丝的电阻随温度升高而减小B.向钨丝吹气时,钨丝电阻变小C.给钨丝加热时,电路中的电流变大
D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
答案    B　由题意可知,给钨丝加热,灯泡变暗,说明电流变小,钨丝电阻变大;向钨丝吹气,钨丝温度降 低,灯泡变亮,说明电流变大,钨丝电阻变小。由以上分析可得钨丝电阻随温度升高而增大。故A、C 错误,B正确。钨丝和灯泡构成串联电路,电流相等,选项D错误。
知识归纳    本题考查导体的电阻和温度的关系。同一导体的电阻会随导体温度的变化而变化,一般 情况下,导体温度越高,电阻越大。所以,当导体的材料、长度和横截面积均不变时,导体的温度变化会 导致导体电阻值发生变化。
例3    (2020北京,10)如图所示是一种温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏元件(阻值随温度升高 而减小,电路图符号 )。电源两端的电压不变,闭合开关S,当所测物体温度升高时,下列判断正确的是(　　) A.电流表示数变小　    B.电流表示数不变C.电压表示数变小　    D.电压表示数变大
判断电表示数变化时首先明确三点:(1)电源电压恒定,测电源电压的电压表示数不变;(2)电流表阻值很小,视为零;电压表内阻很大,视为无穷大;(3)串联电路电阻个数增多,总电阻增大;并联电路电阻个数增多,总电阻减小;不论串联还是并联,其中 一个电阻增大,总电阻也增大。判断电流表和电压表示数变化的基本方法:
例    (2020福建,15)图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻,当光照射的强度增大时 其阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时 (　　)A.通过R1的电流变大B.R1两端的电压变小C.R2两端的电压变大
D.R2两端的电压变小
答案    D　由图可知R2与R1串联,当挡住光线时,光照强度减弱,R1的电阻增大,则电路的总电阻增大,电 路中电流减小,故A错误,由R1增大可知,R1分得的电压增大,即R1两端的电压变大,则R2两端的电压变小, 故B、C错误,D正确。
变式训练    (2020江西,14)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向上移动,下列说法正确 的是     (　　) A. 示数变小, 示数变大B. 示数变小, 示数不变C. 示数变大, 示数变小D. 示数变大, 示数不变
答案    B　根据电路图可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2并联,电流表测量干路的电流,电压表测量滑 动变阻器两端的电压,也就是电源电压,故滑片移动的过程中,电压表的示数不变,滑动变阻器的滑片向 上移动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,通过R1的电流变小,通过R2的电流不变,由此可知干路的电流 变小,综上分析,A、C、D错误,B正确。
方法指导    解答动态电路问题,首先判断电路的连接方式和电压表、电流表分别测量哪个用电器两 端的电压和通过的电流,再判断滑片移动后滑动变阻器接入电路的阻值变化,进而判断电流和电压的 变化。
探究影响电阻大小的因素
例1    (2019陕西,32)物理小组想探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系。他 们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实 验电路连接如图甲所示,将电极M、N分别固定在水槽左右两侧底部的中央。 
(1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移到最　　　    (选填“左”或“右”)端。(2)实验中,通过调节　　　　　　　    来保持电极M、N间的电压恒为3 V。控制其他条件不变,通过 向水槽中添加食盐水,从而达到改变食盐水的　　　    的目的,用电流表测出相应的电流值。食盐水 导电性的强弱可以由　　　    来判断。实验数据如表:
乙(3)依据表格中的数据在图乙中描点,作出电流I随横截面积S变化的I-S图像。(4)分析表格中的数据或图像,可得到初步结论:其他条件不变,横截面积增大时,食盐水的导电性　    
　    。(5)为验证实验结论是否具有普遍性,应采取的做法是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　    。
答案　(1)右　(2)滑动变阻器的滑片　横截面积　电流表的示数(或电流的大小)　(3)如图所示 (4)先增大后不变(先增大,后不变各1分)　(5)换不同导电液体,多次实验(或换不同浓度的食盐水,多次 实验)
解析　(1)为保护电路,闭合开关前应当将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即将滑片调到最右端。 (2)设计的电路是滑动变阻器和食盐水串联,所以调节滑片可以改变滑动变阻器连入电路的阻值,根据 串联分压原理调节食盐水两端电压恒为3 V。水槽中水量变化会导致导电部分横截面积不同,根据欧 姆定律,保持电极M、N间的电压不变,观察电流表的示数。(3)根据表格中的数据描点连线。(4)从实 验原理可知,电压一定时,电流越大表示食盐水导电性越好,从图像中可以看出电流先变大后不变,说明 食盐水导电性是先增大后不变。(5)为了使实验具有普遍性,应换不同导电液体,多次实验(或换不同浓 度的食盐水,多次实验)。
一、缺电流表,增加一个阻值已知的定值电阻R0
二、缺电压表,增加一个阻值已知的定值电阻R0
三、缺电流表,增加一个最大阻值已知(为Rmax)的滑动变阻器R
四、缺电压表,增加一个最大阻值已知(为Rmax)的滑动变阻器R
例2    (2020江苏泰州,50)本题有两小题。(1)如图甲是小红测量小灯泡额定功率的电路图,灯泡额定电压U额=3.8 V。  甲乙 丙
①闭合开关,移动滑动变阻器滑片至图甲所示位置,电压表示数为2 V,为测量灯泡的额定功率,应将滑 动变阻器滑片向　　　    端(选填“A”或“B”)移动。②当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则灯泡的额定电流I额=　　　    A,额定功率P额=　　        W。(2)小明想利用小红的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表已经损坏。聪明的小明利用小 红实验中小灯泡的额定电压和测得的额定电流,设计了如图丙所示的电路,测出了电阻Rx的阻值。请 你帮助小明补全实验步骤:①闭合开关S,将单刀双掷开关S1拨向触点　　　    ,移动滑动变阻器滑片,    ;②开关S仍闭合,再将单刀双掷开关S1拨向另一触点,应　　　　　　　　　　　    (填滑动变阻器滑 片位置的变化情况),读出电压表示数为U;③写出Rx的表达式:Rx=　　　    (用所测物理量和已知量的符号表示)。
解析　(1)①图甲中电压表示数为2 V,使滑动变阻器接入电路中的阻值变小,即滑片向A端移动,才能 使电压表示数为额定电压值3.8 V。②根据电流表指针位置和所接量程可知I额=0.3 A,则额定功率P额= U额I额=3.8 V×0.3 A=1.14 W。(2)①闭合开关S,将S1拨到触点2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数 为3.8 V,此时小灯泡正常发光,电路中的电流是I额;②再将开关S1拨到另一触点1,保持滑动变阻器的滑 片P位置不动,读出电压表的示数为U;③S1拨向1时,电压表测灯与未知电阻的总电压,根据串联电路电 压的规律,此时未知电阻Rx两端的电压为Ux=U-U额,此时流过未知电阻Rx的电流为I额,Rx的表达式为Rx=  。
变式训练　小明做测定值电阻实验。小明设计了一种测量电阻Rx的方案,电路图如图所示,电路中定值电阻R0的阻值已知,电源电压未知。 请你完善下列相关操作步骤,并写出电阻Rx的表达式;①断开S1,闭合S、S2,用电压表测　　　    两端电压,读出电压表示数为U1;②　　　    (填各开关的状态),用电压表测Rx两端电压,读出电压表示数为U2;③电阻Rx的阻值表达式为Rx=　　　    (用U1、U2、R0表示)。