考点31 欧姆定律的应用-备战2023年中考物理考点一遍过

这是一份考点31 欧姆定律的应用-备战2023年中考物理考点一遍过，共13页。学案主要包含了动态电路的分析，电路故障等内容，欢迎下载使用。
一、动态电路的分析动态电路的分析主要分以下几种类型1．在观察电路的基础上，明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式，电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流，电压表测哪个电阻或哪几个元件两端的电压。2．当开关断开与闭合时，电路中的电阻怎样变化，运用电路关系、欧姆定律，推导出电路中的电流如何变化，电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。解读：（1）含滑动变阻器的串联电路：由于电源电压不变，按以下思路分析：→→→→（2）含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析：→→→二、电路故障对电路故障进行分析，同学们往往感到无从下手，究其原因主要有三个方面：一是没有搞清楚电路故障都有哪些情况；二是没有掌握对此类问题的分析方法；三是不知道电路出现断路和短路后会产生哪些现象。一般来讲电路故障主要表现为：1．电路断路当电路中出现断路时，电路不通，用电器不能工作。主要表现在以下几个方面：（1）灯泡不亮；（2）电流表无示数；（3）电压表示数为零；（4）电压表示数接近电源电压；（5）断开处一端能使试电笔氖管发光，另一端不能使其发光。2．电路短路电路中出现短路时，电路仍然接通。其主要表现为：（1）灯泡可能仍亮；（2）灯泡可能不亮（说明灯泡短路）；（3）电流表有示数；（4）电压表可能有示数（与电压表并联部分无短路）；（5）电压表示数可能为零（与电压表并联部分短路）；（6）短路处任意点均能使试电笔氖管发光。某化工厂为了检测车间中的某种有害气体浓度，设计了一种测试仪的电路，如图所示。图中R为定值电阻，Q为气敏元件，它在电路中的作用相当于一个可变电阻，其阻值随被测的有害气体浓度的增大而增大。电源两端的电压不变，闭合开关S，当气敏元件所测有害气体的浓度减小时，则下列判断中正确的是A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变大，电流表示数变大C．电压表示数变小，电流表示数变小D．电压表和电流表示数的比值变大【参考答案】B【详细解析】由电路图可知，定值电阻R与气敏元件Q串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路电流，因气敏元件Q的阻值随被测的有害气体浓度的增大而增大，所以，当气敏元件所测有害气体的浓度减小时，气敏元件电阻减小，电路总电阻减小，由可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故AC错误；电流变大，而定值电阻不变，由可知，电阻R两端电压变大，即电压表的示数变大，故B正确；由可知，电压表和电流表示数的比值等于R的阻值，其比值不变，故D错误。故选B。1．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，两灯都发光，当把开关S2断开时，灯泡L1的亮度及电流表示数变化的情况是A．L1亮度不变，电流表示数变小B．L1亮度不变，电流表示数不变C．L1变亮，电流表示数不变D．L1变亮，电流表示数变小【答案】A【解析】由电路图知，开关S1、S2都闭合时与开关S2断开后，灯泡L1两端电压都等于电源电压，电源电压不变，灯两端的电压不变，灯的实际功率不变，灯泡亮度不变；开关S1、S2都闭合时，电流表测干路电流，即流过灯L1与L2的电流之和，开关S2断开后，电流表测流过灯L1的电流，开关S2断开时电流表示数变小；故选A。2．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向左移动，总电阻__________，电压表示数__________。（两空都选择“变大”“变小”或“不变”）【答案】变小  变小【解析】由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；根据U=IR可知，灯泡两端的电压变大，根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小。如图所示的电路中，闭合开关，灯泡L1发光、L2不发光，电压表和电流表均能正常工作。则下列说法正确的是A．灯泡L1和L2处于并联状态B．电压表测量灯泡L1两端的电压C．因为L2不发光，所以电流表示数可能为零D．因为L2不发光，所以电压表示数一定为零【参考答案】B【详细解析】A．根据电路可知，电流只有一条路径，两灯泡串联，故错误；B．读图可知，电压表并联在灯L1两端，故测的是灯L1两端电压，故正确；C．两灯泡串联，灯泡L1发光，电流表能正常工作，电流表示数不可能为零，故错误；D．两灯泡串联，灯泡L1发光，电压表测量灯泡L1两端的电压，电压表能正常工作，电压表示数不是零，故错误。1．闭合开关S，发现灯泡L1亮，L2不亮。调节变阻器滑片P，L1变亮，L2始终不亮，出现这一现象的原因可能是A．滑动变阻器断路  B．滑动变阻器短路C．灯泡L2短路  D．灯泡L2断路【答案】C【解析】A．若滑动变阻器断路，则整个电路断路，两灯都不亮，所以A错误；B．若滑动变阻器短路了，则滑动变阻器不会引起L1亮度的变化，所以B错误；C．若灯泡L2短路了，则L2不亮，L1照常发光，所以C正确；D．若灯泡L2断路，则L1也不能发光，所以D错误。故选C。2．在如图所示的电路中，闭合开关S，两灯均正常发光；一会儿后，一灯突然熄灭，另一灯仍正常发光，且电压表示数不变，电流表示数为零。下列判断正确的是A．L1短路  B．L1开路C．L2短路  D．L2开路【答案】D【解析】A．L1短路，则造成电源两极相连，电源短路，电压表、电流表示数均为零。故A不合题意；B．L1开路，L2支路不受影响，电流表示数不变，电压表示数仍等于电源电压，故B不符合题意；C．L2短路，则电直接接在了电源两极，被烧坏，无示数，故C不合题意；D．L2开路，则电压表直接测电源电压，示数不变，电流表示数为零，故D符合题意。1．如图甲所示，R2为电阻箱调节R2时电流表示数I随之变化。如图乙所示是电阻箱阻值R2与电流表示数的倒数1/I的图象。则定值电阻R1与电源电压U的大小分别为A．5Ω  30V B．5Ω  2.5V C．10Ω  20V D．10Ω  10V2．如图甲所示的电路，电源电压保持不变，改变滑动变阻器的滑片位置，画出电压表 V 1 和 V2 随电流表 A读数变化的实验图象，如图乙所示，用∣ΔU1∣表示电压表 V1 的变化量， 用∣ΔU2∣表示电压表 V2  的变化量。则下列说法错误的是A．滑片 P 移动过程中，若∣ΔU1 ∣>∣ΔU 2  ∣，则 R b  > R aB．滑片 P 移动过程中，∣ΔU1 ∣与∣ΔU 2  ∣一定不相等C．图象 a 的延长线与 U 轴的交点一定等于电源电压D．图象 b 的延长线一定通过原点3．在如图甲所示电路中，闭合开关后两个电压表的指针都指在图乙所示的位置，己知L1标有“10V5W”字样，忽略灯丝电阻受温度的影响，则A．L1两端的电压为10VB．通过L2的电流大小为0.5AC．L2的灯丝电阻大小为5ΩD．L1消耗的实际电功率为4W4．甲图是小灯泡L和电阻R的I−U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为4ΩB．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2AC．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4WD．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为240J5．如图所示是电阻甲和乙的U  I 图象，直线为电阻甲，下列说法中正确的是A．甲和乙都是阻值不变的电阻B．当乙两端电压2V 时， R乙 =5C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2 A 时，电源电压为2VD．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V 时，总电压与总电流的乘积为1.2W6．如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则A．电源电压为16VB．R1的 最大阻值是70ΩC．消耗最大功率是70WD．R1消耗最大功率是3.6W7．将两只不同规格的灯泡、接在如图所示的电路中，闭合开关、后，下列说法中正确的是A．电流表测量干路电流 B．与的亮度一定相同C．通过和的电流一定相等 D．只断开，发光且亮度不变8．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小．下列电路中，符合电表示数随压力增大而减小的电路是A．    B．    C．    D．9．小明设计了如图所示的压力测量仪，测量仪可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小．其中R是滑动变阻器，R0是定值电阻，电源电压恒定不变，压力表实际上是一个电压表．当金属片受到的压力增大时，变阻器的阻值和压力表示数变化情况正确的是A．变阻器的阻值增大，压力表示数增大B．变阻器的阻值减小，压力表示数减小C．变阻器的阻值增大，压力表示数减小D．变阻器的阻值减小，压力表示数增大10．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11．如图是研究并联电路电流特点的实物图，电源电压保持不变，先同时闭合开关S和S1，两灯均发光，观察并记录电流表示数后，断开开关S1，此时A．甲表示数不变，乙表示数变大B．甲表示数变小，乙表示数变大C．甲表示数变大，乙表示数不变D．甲表示数变小，乙表示数不变12．如图，电源电压为5 V，R1=5 Ω，R2=10 Ω，当闭合开关后，两电表有示数且保持稳定，则甲电表的示数为___________，乙电表的示数为_____________。13．小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆，O为支点，OA:OB=5:1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6 V时，报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为8 V，R0的阻值恒为15 Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问：（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而___________；（2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？（3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？（4）若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，则踏板触点B应向________（选填“左”或“右”）移动，并简要说明理由。 1． B【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当R2＝0Ω时， ＝2A﹣1，则电路中的电流：I1＝0.5A，此时只有R1接入电路，则由I＝可得，电源的电压：U＝I1R1＝0.5A×R1，当R2＝10Ω时， ＝6A﹣1，则电路中的电流：I2＝A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U＝I2（R1R2）＝A×（R110Ω），因电源的电压不变，所以，0.5A×R1＝A×（R110Ω），解得：R1＝5Ω，电源电压：U＝I1R1＝0.5A×5Ω＝2.5V。故B正确。2． B【解析】A．滑片P移动过程中，电压表V1和V2都要发生变化，V1的变化量U1 等于Ra和Rb两端的变化量，滑片P移动过程中，电源电压保持不变，根据串联电路电压的规律，电压表V1示数变化量的绝对值等于R b的电压变化量的绝对值，即|△U1|=|△U0|；若|△U1|＞|△U2|，则|△U b |＞|△U a|，根据欧姆定律有：|△I|•Rb＞|△I|·Ra，所以R b  > R a，故A正确，不符合题意；B．滑片 P 移动过程中，根据欧姆定律可得：|△U1|=|△I|•Rb，|△U2|=|△I|·Ra，当Ra=Rb时，∣ΔU1 ∣与∣ΔU 2∣相等，故B错误，符合题意；C．图象 a 的延长线与 U 轴相交，则电路电流为零，即滑动变阻器无穷大，即V1一定是电源电压。故C正确，不符合题意；D．图象 b是 Ra图像 ，Ra是定值电阻，所以通过它的电流与它两端的电压成正比，故图象 b 的延长线一定通过原点，故D正确，不符合题意。3．C【解析】己知L1标有“10V 5W”字样，则由可计算L1电阻为：。分析电路图可知，电路为L1与L2串联电路，电压表V1测电源电压，电压表V2测L2两端电压，则电压表V1示数应大于V2示数，由于两个电压表的指针都指在图乙所示的位置，可知V1接大量程，V2接小量程，故V1与V2读数分别为10V和2V，则L1两端电压为：，由于串联电路电流相等，则：，则L2的灯丝电阻及L1消耗的实际功率为：，故选C。4．D【解析】A．只闭合S1时，电路中只接入L，L的实际功率为1W，由P=UI得，在甲图中找出L符合U、I乘积为1W的图像，则U=2V，I=0.5A，则小灯泡L的电阻R==4Ω，故A错误；B．由A选项分析得电源电压U=2V，再闭合S2后，R与L并联接入电路，电压为2V，在甲图中找出R此时对应电流为0.2A，用并联电路电流的特点可知电流表示数增大0.2A，故B错误；C．再闭合S2时，电源电压为2V，R的电流为0.2A，L的电流为0.5A，电路中总电流为I总=0.2A+0.5A=0.7A，故总功率P=U总I总=2V×0.7A=1.4W，故C错误；D．再闭合S2时，电阻R的电压为2V，电流为0.2A，通电1min即60s，产生热量Q=W=UIt=2V×0.2A×60s=24J，故D正确。5．D【解析】A．由图象可知，甲对应的电流与电压成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变；乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知乙电阻的阻值是变化的，故A错误；B．由图象可知，当乙两端电压为2V时，通过的电流为0.2A，由I=可得，R乙===10，故B错误；C．甲、乙串联在电路中时，通过两电阻的电流相等，当电路电流为0.2A时，由图象可知，U甲=1V，U乙=2V，根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，电源电压：U=U甲+U乙=1V+2V=3V，故C错误；D．甲、乙并联在电路中时，两电阻两端的电压相等，当电源电压为2V时，由图象可知，I甲=0.4A，I乙=0.2A，根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流：I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A，电路总功率：P=UI=2V×0.6A=1.2W，故D正确。6．D【解析】A．当滑动变阻器完全接入电路时，电流最小，此时滑动变阻器电阻最大，由乙图可知，最小电流I=0.2A，此时电功率P=2W。由P=I2R可知，滑动变阻器的最大阻值为：R1===50Ω，当I=0.4A，电功率P=3.2W，此时滑动变阻器接入阻值为：R1===20Ω，因为串联电路总电压不变，所以两次电压总和相等即为电源电压，由U=IR可得：U=0.2A×（50Ω+R0）=0.4A×（20Ω+R0），R0=10Ω，U=0.2A×（50Ω+10Ω）=12V。故A不符合题意；B．当滑动变阻器完全接入电路时，电流最小，此时滑动变阻器电阻最大，由乙图可知，最小电流I=0.2A，此时电功率P=2W。由P=I2R可知，滑动变阻器的最大阻值为：R1===50Ω，故B不符合题意；C．电路中电流：I==，滑动变阻器的功率为：P1=I2R1=×R0=，当R1=10Ω时，P1功率最大，即P1==3.6W，故C不符合题意；D．电路中电流：I==，滑动变阻器的功率为： P1=I2R1=×R0=，当R1=10Ω时，P1功率最大，即P1==3.6W，故D符合题意。7．D【解析】由图可知，灯泡L1、L2并列接在电路中，即两灯并联；电流表和L1在一条支路上，则电流表测量通过L1的电流；开关S2和L2在另一条支路上，开关S2只控制灯L2；开关S1在干路上，则开关S1控制整个电路。A．电流表和L1在一条支路上，电流表测量通过L1的电流，故A错误；B．灯泡L1、L2的规格不同，两个灯泡的电阻不同，并联在同一电路中，两个灯泡两端的电压相等，由P=可知两个灯泡的电功率不同，则L1与L2的亮度不相同，故B错误；C．灯泡L1、L2的规格不同，并联在同一电路中，两个灯泡两端的电压相等，由I=可知通过L1和L2的电流不相等，故C错误；D．灯泡L1、L2并联在同一电路中，只断开S2，只有L1发光，因并联电路各支路互不影响，所以L1的亮度不变，故D正确。8．A【解析】BC、由图知,定值电阻R0与压敏电阻并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以,压力变化时,通过R0的电流不变；因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以，压力增大时，压敏电阻的阻值减小，由I＝可知，通过压敏电阻的电流增大；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流增大，C选项中电流表位于干路，B选项中电流表位于压敏电阻的支路，电流表的示数均增大，故BC不符合题意；AD、定值电阻R0与压敏电阻串联，因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以，压力增大时，压敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小，由I＝可知，电路中的电流增大，由U＝IR可知,R0两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，压敏电阻两端的电压减小，D选项中电压表并联在R0两端，其示数增大；A选项中电压表并联在压敏电阻两端其示数减小，故D不符合题意、A符合题意。故选A。9．A【解析】由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，根据压力表与滑动变阻器并联可知应为电压表；当金属片受到的压力增大时，变阻器连入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大；根据I ＝可知，电路中的电流变小；根据U ＝IR可知，定值电阻两端的电压变小；根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压变大，即压力表示数变大。故选A。10．B【解析】电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电阻变大，电流表的示数变小；电压表的示数变大．所以B是正确的。11．D【解析】根据图示可知，开关都闭合时，此电路为并联电路，两灯是并联关系，此时电路中的总电阻小于任意一灯的电阻，甲测干路电流，乙测支路电流，断开S1后，电路中只有一灯串联，总电阻变大，则总电流变小，因此甲电流表示数变小，乙电流表所在的支路电压不变，电阻不变，因此电流也不变，故选D。12．1 A  5 V【解析】若两电阻串联，根据电流的流向可知，乙应为电流表，甲应为电压表，则闭合开关后，R1被短路，电流表无示数，不符合题意；则两电阻只能是并联，乙只能为电压表，乙测电源电压，示数为5 V；甲只能为电流表，甲测通过R1的电流，根据并联电路电压的规律和欧姆定律，甲电流表的示数I===1 A。13．（1）减小  （2）3 V  （3）40 N  （4）左  【解析】（2）闭合开关时，压力传感器和报警器串联，由题图乙可知当踏板空载时，压力传感器的电阻为R=25 Ω，此时电路中的电流，由I=得，报警器两端的电压U0=IR0=0.2 A×15 Ω=3 V，即电压表示数；（3）报警器R0开始发出报警信号时，U0′=6 V，此时电路中的电流，传感器两端的电压U传=U–U0′=8 V–6 V=2 V，传感器的阻值，由图象可知当传感器的阻值为5 Ω时，对应的压力为8 N，根据杠杆平衡条件可得：F压×OA=F踏×OB，即8 N×5=F踏×1，解得F踏=40 N；（4）若电源电压略有降低，R0两端分得的电压降低，根据串联电路的分压特点可知，应减小压力传感器R分担的电压，保证R0两端分得的电压不变，此时就应该减小R的阻值，因R电阻值随所受压力的增大而减小，所以应该增大压杆对传感器的压力，由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知，OA不变，F踏不变，所以F压和OB成正比，要增大压杆对传感器的压力，应增大OB，即把踏板触点B向左移动。