浙江版备战2020中考物理考点一遍过考点15欧姆定律及其探究 试卷

浙江版备战2020中考物理考点一遍过考点15欧姆定律及其探究


考点解读
一、电流与电压电阻的关系
当电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当电压一定时，导体的电流跟导体的电阻成反比。
解读：（1）电流与电压之间的关系：当电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。不能说成电压跟电流成正比，电流和电压之间存在因果关系，电压是原因，电流是结果，因果关系不能颠倒。
（2）电流与电阻的关系：当电压一定时，导体的电流跟导体的电阻成反比。不能说成电阻跟电流成反比，导体的电阻是导体本身的一种性质，不随导体中的电流的变化而变化。
二、欧姆定律
1．欧姆定律的内容：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。
2．欧姆定律的表达式：
3．欧姆定律的理解：①在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。②在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
解读：使用欧姆定律时应注意：
（1）同体性：定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的，不可乱套公式。
（2）同时性：定律中的电压、电阻和电流三个量必须是在同一时刻的数值，若由于某种原因，电路中的电压或电阻发生了变化，则电流也相应变化。
（3）对变形公式的理解：导体的电阻可以由计算，同一段电路，电阻R的大小与电压U和电流I无关，因为导体的电阻是导体本身的一种性质，由本身的材料、长度和横截面积决定，不能说电阻R与电压U成正比、与电流I成反比
三、串联和并联电路规律的比较

串联电路
并联电路
电流
特点
串联电路中各处电流相等

并联电路的干路总电流等于各支路电流之和

电压
特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中，各支路两端的电压相等，且都等于电源电压
电阻
特点
串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和；
若有n个相同的电阻R0串联，则总电阻为；
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和；若只有两个电阻R1和R2并联，则总电阻R总=；若有n个相同的电阻R0并联，则总电阻为；
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积，所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配
特点
串联电路中，电压的分配与电阻成正比
并联电路中，电流的分配与电阻成反比

电路
作用
分压
分流
重点考向

典例引领
（2019·巴中）同学们想探究“导体中电流跟导体两端电压的关系”。
（1）小明同学通过学习知道了　　是形成电流的原因，因此做出了如下三种情想：
A．电流跟电压成反比
B．电流跟电压成正比
C．电流跟电压无关
（2）为了验证猜想，小明设计了如图甲所示的电路图，其中电源为三节新干电池，电阻R为10Ω，滑动变阻器R′标有“50Ω 1A”字样，电压表电流表均完好。
实验次数
1
2
3
电压U/V
2
2.6
3
电流I/A
0.20
0.26
0.30
①根据甲电路图将乙图实物电路连接完整；
②闭合开关前，小明应将滑动变阻器滑片移到　　阻值处（选填“最大”或“最小”）；
③他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了，若闭合开关电流表　　（选填“会”或“不会”）被烧坏；
④排除故障后小明进行了实验，得到表格中的实验数据。分析数据，可得出的正确结论是：电阻一定时，　　。
（3）小明还想用这个电路测量小灯泡的额定功率，于是他是他将电阻R换成一只额定电压是4V的小灯泡（阻值约为13Ω），电阻一定时，并将电压表更换为15V的量程，闭合开关S后，调节滑片至电压表示数为4.0V时，电流表示数如图丙所示为　　A，小灯泡的额定功率为　　W。
【参考答案】（1）电压；（2）①如上所示；②最大；③不会；④电流与电阻成反比；（3）0.3；1.2。

【详细解析】（1）小明同学通过学习知道了电压是形成电流的原因；
（2）①根据甲连接实物图，如下所示：

②闭合开关前，小明应将滑动变阻器滑片移到最大阻值处；
③他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了，则电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，电路中的电流很小，若闭合开关电流表不会被烧坏；
④排除故障后小明进行了实验，得到表格中的实验数据，分析数据，电压表与电流之比为一定值，故可得出的正确结论是：电阻一定时，电流与电阻成反比；
（3）小明还想用这个电路测量小灯泡的额定功率，于是他是他将电阻R换成一只额定电压是4V的小灯泡（阻值约为13Ω），电阻一定时，并将电压表更换为15V的量程，闭合开关S后，调节滑片至电压表示数为4.0V时，电流表示数如图丙所示，电流表分度值为0.02A，电流为0.3A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝4V×0.3A＝1.2W。
变式扩展
1．如图所示，能正确表示通过某定值电阻的电流与它两端电压之间关系的图象是

【答案】B
【解析】定值电阻的阻值不变，由欧姆定律I=U/R可知，电阻一定时，通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比，其I–U图象是一条过原点的倾斜直线，所以B符合题意．故选B．
2．在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5 V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20 Ω，2 A”、“50 Ω，1 A”），导线若干。

（1）请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整（注意电流表的量程选择）。
（2）小李实验时，在a、b间先接入5 Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为1.5 V，并记下相应的电流值；再改接10 Ω的电阻，此时滑片P应向___________（选填“E”或“F”）端移动，小李移动变阻器滑片P的目的是：______________________。
（3）小李为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是___________。
【答案】（1）如图所示（2）F保持电阻两端的电压1.5 V不变（3）50 Ω，1 A


【解析】（1）原图中已经选择0~3 V电压表，为了电压表的安全，电阻两端的电压不可能大于3 V，因此，电流不可能大于1.5 V/5 Ω=0.3 A，最小1.5 V/20 Ω=0.075 A，因此，选择0.6 A是最合适的，选择3 A的量程太大，不便于读出数据！故将电流表“0.6”的接线柱与开关的右接线柱相连，“–”接线柱与电阻丝的b接线柱相连；如图所示：

（2）根据题意知道在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”，所以，实验过程中要保持电压不变，当改接10 Ω的电阻时，滑动变阻器的滑片P应向F端移动，来保持电阻两端的电压1.5 V不变。
（3）因为当20 Ω的电阻接入a、b间时，为使电压表的示数为1.5 V，滑动变阻器接入电路中的阻值是40 Ω，若选用规格为“20 Ω，2 A”滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5 V，所以，选择的滑动变阻器规格是“50 Ω，1 A”。

典例引领
（2019·襄阳）如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω，若只使R2、R3并联接入电路,则应闭合开关，此时电流表的示数为I1，要使R1、R2串联,应断开开关S1、S2此时电流表的示数为I2,则I1︰I2=。

【参考答案】S1、S2 4︰1
【详细解析】如图所示，要使电阻R2、R3并联，则电阻R2、R3中必须有电流通过，所以应闭合开关S1、S2，此时电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R===5Ω，此时电流表的示数：I1==；断开开关S1、S2时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电压表的示数：：I2===，所以，=︰=4︰1。
变式扩展
1．下列关于电流跟电阻、电压的关系中叙述正确的是
A．导体中的电流越大，表明导体电阻越小
B．导体中的电流越小，说明导体两端的电压越小
C．当导体两端电压一定时，导体的电阻减小，通过的电流就会增大
D．对于同一导体来讲，电压与电流成正比
【答案】C
【解析】电阻是导体的一种性质，决定于导体的材料、长度、横截面积，还和温度有关；跟电压、电流都无关，故A错误；同一段导体，导体中的电流越小，说明导体两端的电压越小，故B错误；根据欧姆定律，当导体两端电压一定时，导体的电阻减小，通过的电流就会增大，故C正确；对于同一导体来讲，应该是电流与电压成正比，故D错误。故选C。
2．如图是表示阻值不同的两个电阻的电压随电流变化的U–I图象，则如果把R1、R2串联在一个电压为4 V的电源上，R1两端的电压是__________V；如果并联在一个电压为4 V的电源上，则干路中的电流是__________A。

【答案】2.5 0.8
【解析】由图象可知，U1=U2=4 V时，通过的电流分别为I1=0.3 A；I2=0.5 A；由欧姆定律得：，，如果把R1、R2串联在一个电压为4 V的电源上，则串联电路的总电阻R=R1+R2=Ω+8 Ω=Ω，所以电流为：，由欧姆定律得R1两端的电压为：U1=IR1=×Ω=2.5 V；如果并联在一个电压为4 V的电源上，由于R1、R2两端的电压都是4 V，则干路电流I并=I1+I2=0.3 A+0.5 A=0.8 A。

典例引领
（2019·贵港）如图所示电路，电源两端电压与灯丝电阻保持不变。先只闭合开关S2，电流表和电压表均有示数。下列说法正确的是（）

A．再断开开关S2，只闭合开关S1时，电压表示数不变，电流表示数变小
B．再断开开关S2，只闭合开关S1时，电压表示数与电流表示数的比值变大
C．再闭合开关S1、S3时，电压表示数不变，电流表示数变大
D．再闭合开关S1、S3时，电压表示数与电流表示数的比值变小
【参考答案】D
【详细解析】设电源电压为U，当只闭合开关S2时，由图2知，电阻R与灯泡L1串联接在电路中，电压表测电阻R两端的电压（设为UR），电流表测电路中的电流，根据串联电路的电压规律得UR+UL1=U；
A．再断开开关S2，只闭合开关S1时，电路变成只由电阻R构成的简单电路，则与原来相比，电路的电阻变小，而电源电压不变，根据欧姆定律I=得电路中电流变大，此时电阻R两端的电压刚好等于电源电压为U，可见电压表的示数变大，电流表的示数也变大，故A错误。
B．再断开开关S2，只闭合开关S1时，根据对A选项的分析知，与原来相比，电压表的示数变大，电流表的示数也变大，但由于两表的示数之比等于定值电阻R的阻值，所以两表示数的比值应保持不变，故B错误。
C．再闭合开关S1、S3时，由图2知，电路的结构是：电阻R与灯泡L2并联，再与灯泡L1串联，L1处于干路上，电流表测干路电流，电压表测电源电压。所以与原来相比，电压表的示数变为U即变大；原来的电流表示数为I=，现在变成I′=，而R并R乙，则甲电阻丝的横截面积比乙电阻丝小；此时干路中的电流为：I=I甲+I乙=0.2 A+0.4 A=0.6 A。
6．（1）最大阻值保护电路（2）电流表电压表（3）正负接线柱接反了大（4）右变小
【解析】（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，在本实验中起保护电路的作用；
（2）电压表应该并联在定值电阻两端，图中与定值电阻串联了，电流表应该串联在电路里，图中与定值电阻并联了；
（3）进行试触，如果电流表指针向左偏转，说明电流表的正负接线柱接反了，如果电流表指针向右偏转超过刻度盘，说明选择的量程太小了，应更换大量程；
（4）当电阻R1由5 Ω换成10 Ω后，电路中的总电阻增大，电流减小，滑动变阻器两端的电压U滑=IR滑减小，所以电阻R1两端的电压U1=U电源–U滑增大了，为了保持R1两端的电压不变，需要将U1再次减小到原来的电压值，故应减小电路中电流，所以将滑动变阻器的滑片向右端移动，直到U1等于R1两端的电阻为5 Ω时的电压值3 V。
7．（1）如下图所示（2）断路（3）电阻两端电压一定（4）0.2 变阻器最大电阻太小换用最大阻值不小于40 Ω的滑动变阻器（或减小电源电压）（5）电压一定时，电流与电阻成反比

【解析】（1）电压表选用小量程与电阻并联；电流表选用小量程与电阻串联，如下所示：

（2）经分析，闭合开关后电压表有示数，电流表示数几乎为零，则电路中可能出现了断路；
（3）研究电流与电阻关系时，要控制定值电阻的电压（电压表示数）一定，故本实验中电压表的作用是：每次更换电阻时，通过移动滑动变阻器的滑片，确保电阻两端的电压一定；
（4）用10 Ω电阻进行实验，电流表示数为0.2A，电阻两端电压控制2 V不变，由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑=6 V–2 V=4 V，变阻器分得的电压为电压表示数的=2倍，根据分压原理，当接入20 Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=2×20 Ω=40 Ω，故为了完成整个实验，即保持电压表示数为2 V不变，应该选取最大阻值至少40 Ω的滑动变阻器，而题中“25 Ω 1 A”的滑动变阻器的最大电阻为25 Ω，即使滑动变阻器的最大电阻连入，电压表示数也大于2 V，无法完成实验。在不增加其他器材的情况下解决问题最简便的方法是：换用最大阻值不小于40 Ω的滑动变阻器（或减小电源电压）；
（5）由如图丙可知，电流随电阻倒数的变化关系为一过原点的直线，即电流与电阻的倒数成正比例函数，故得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比。
8．（1）R2的阻值为10 Ω （2）当S1、S2均闭合时，电流表A的示数为2.7 A （3）当S1、S2均断开时，电流表A的示数为0.5 A，电压表V1、V2的示数分别为5 V、7 V。
【解析】（1）当S1闭合、S2断开时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，
根据欧姆定律可得，R2的阻值：；
（2）当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，
∵并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
∴电路中的总电阻：，
干路电流表的示数：；
（3）当S1、S2均断开时，R2与R3串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测R2两端的电压，电压表V2测R3两端的电压，∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中电流的示数：，
电压表V1的示数：UV1=I″R2=0.5 A×10 Ω=5 V，
电压表V2的示数：UV2=I″R3=0.5 A×14 Ω=7 V。
9．C【解析】由图可知：灯泡L1、L2串联；根据串联电路的电流特点可知，通过L1、L2的电流相等，即I1︰I2＝1︰1；故BD错误；根据I＝可得它们两端的电压之比：U1︰U2＝I1R1︰I2R2＝R1︰R2＝10Ω︰20Ω＝1︰2，故A错误，C正确。
10．A【解析】因为并联电路中各支路两端电压相等，所以当甲、乙两根镍铬合金丝并联时，它们两端的电压之比：U甲︰U乙=1︰1，故A正确，而B、C、D错误。
11．D【解析】因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，两电阻串联时总电阻最大，两电阻并联时总电阻最小，由I＝可知，两电阻并联时，电路中的电流最大。故选：D。
12．1.5 0.3 48 160
【解析】（1）由电路图可知：两电阻并联，电流表A1测的是干路电流，电流表A2测的是通过R1的电流；已知两个电流表指针偏转相同，由于并联电路中，干路中的电流等于各支路电流之和，所以，A1选择的量程是0~3A，分度值为0.1 A，则A1的示数为I总=1.5 A，即干路电流为1.5 A；电流表A2选择的量程是0~0.6A，分度值是0.02 A，则A2的示数为I1=0.3A，即通过电阻R1的电流为0.3 A；则通过电阻R2的电流为：I2=I总－I1=1.5A－0.3A=1.2A。
（2）由并联电路的特点和欧姆定律可得电源电压：U= U2= I2 R2=1.2A×40Ω=48V，
R1的阻值：R1== = =160Ω。
13．30；10
【解析】（1）当电流表并联在R2两端时，电路为R1、R3串联，电流表测电路中的电流，
根据欧姆定律可得：
电源的电压U＝I（R1+R3）＝1.5A×（10Ω+10Ω）＝30V；
（2）电流表换成了电压表时，三电阻串联，电压表测R2两端的电压，
电路中的电流：
I′＝＝＝1A，
电压表的示数U2＝I′R2＝1A×10Ω＝10V。
14．0.2；20
【解析】（1）知道某段金属丝两端电压和通过的电流，根据欧姆定律求出其电阻；
（2）电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，再根据欧姆定律求出该金属丝两端电压降为4V时通过的电流。
由I＝可得，该金属丝的电阻：
R＝＝＝20Ω，
因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，
所以，当该金属丝两端电压降为4V时或降为0V时，该金属丝的阻值仍为20Ω不变，
当该金属丝两端电压降为4V时，通过它的电流：
I′＝＝＝0.2A。
15．0.2；6
【解析】（1）若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上时，
因灯泡的电阻相等且通过的电流相等，所以，由I＝的变形式U＝IR可知，每只灯泡两端的电压相等，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，每只灯泡两端的电压U＝1V，由图象可知，通过灯泡的电流为0.2A；
（2）若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由图象可知，通过灯泡的电流IL＝0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电阻的电流：IR＝I－IL＝1.5A－0.5A＝1A，则该电阻的阻值：R＝＝＝6Ω。
16．在电阻不变时，通过导体的电流与它两端的电压成正比  5  大于 右  3V
【解析】（1）由表1数据知，在电阻不变时，电压是原来的几倍，通过的电流是原来的几倍，即在电阻不变时，通过导体的电流与它两端的电压成正比；
由欧姆定律，R1= = =5Ω；
（2）在研究电流与电阻的关系时，先将R1的阻值调为5欧姆进行实验，使电压表的示数为1.5V，然后将R1的阻值调为10欧姆时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，根据分压原理，电压表的示数将大于1.5V；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数仍为1.5V；
（3）利用表2中的1、3次实验的数据，根据电阻的串联和欧姆定律，由电源电压不变列方程得：U=I11（R11+R滑）=I13（R13+R滑）；即0.5A×（3Ω+R滑）=0.25A×（9Ω+R滑），R滑=3Ω。电源电压约为：U=0.5A×（3Ω+3Ω）=3V。

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