第18讲 欧姆定律(基础)(原卷+解析卷)2024年苏科版中考物理一轮总复习讲义

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名称 第18讲 欧姆定律(基础)(原卷+解析卷)2024年苏科版中考物理一轮总复习讲义
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资源类型 教案
版本资源 苏科版
科目 物理
更新时间 2024-01-26 10:12:09

文档简介

中考总复习:欧姆定律(基础)
【考纲要求】
1 、欧姆定律公式及计算。
2、电阻的测量。
3、串、并联电路的特点。
4、含有变阻器电路的分析。
【知识网络】
【考点梳理】
要点一、欧姆定律
1、探究电流与电压、电阻的关系
①提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系?
②制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是: 控制变量法。即: 保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
③进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计)
④分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物 理规律的常 用方法。)
⑤得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压 不变的情况 下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
2、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。
3、公式: I =
4、符号的意义及单位: U— 电压—伏特(V), R— 电阻—欧姆(Ω), I— 电流—安培(A)
5、同体性: 使用欧姆定律公式I = 时,应注意公式中 I、U、R 应该对应同一段导体或者同一段电路,即满足“同体性”。
6、同时性: 公式中 I、U、R 除满足公式中的“同体性”之外,还应是同一段导体在同一时刻的电 流,电压,电阻。即满足同时性。
7、单位: 运用该式时,式中各量的单位只能是安培,伏特,欧姆。
8、欧姆定律的成立的条件: 只能在“纯电阻电路”中成立,对于含有电动机的电路,欧姆定律就 不成立。
9、欧姆定律公式变形: 可得公式: R = ,它反映了电阻可用导体两端电压和导体中的电流的比
值表示,但是因为电阻是导体本身的一种性质,因此它既不和 U 成正比,也不和 I 成反比,这一点和 欧姆定律有明显区别。
要点二、电阻的测量—伏安法测电阻
1.实验原理:根据欧姆定律的变形公式 R= ,测出两端的电压和通过的电流,就可以未出它的电阻,这种测量电阻的方法叫伏安法。
2、实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线等。
3、实验电路图:
4、滑动变阻器的作用:改变流过电路的电流或改变待测电阻两端的电压及保护电路
要点诠释:
实验过程中应注意事项:
A .连接电路时开关应断开。
B .电路连好,开关闭合前,应使滑片位于变阻器的最大值处,使它处于使电路中电流最小的位 置。
C .本实验要测量多次,达到减小实验误差的目的。
D .实验完毕后,不要忘记整理器材。
E .要注意电表量程的选择。
要点三、串联电路的特点
1、电流特点: 串联电路中各处电流都相等。
公式: I=I1=I2=………=In
2、电压特点: 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
公式: U=U1+U2+ ………+Un
3、电阻的特点: 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
公式: R=R1+R2+ ……+Rn
要点诠释: 导体串联相当于增加了导体的长度,由影响导体的电阻的因素可知,串联电路的总电 阻大于任何一个分电阻。
4、串联分压特点: 在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。
公式:=
要点四、并联电路的特点
1、电流的特点:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
公式: I=I1+I2+ ……+In
2、电压特点:并联电路中,各并联支路两端的电压相等,且等于并联电路两端的总电压。
公式: U=U1=U2=………Un
3、电阻的特点: 并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
公式: = + + +……+
要点诠释:
电阻的并联实质上是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于任何一个分电阻。
若并联电路的某一支路电阻变大,则 R 总会随之增大。
(3)若只有两条支路,支路的电阻分别是 R1 、R2 ,则:R总=
(4)分流特点:在并联电路中,电流的分配与电阻成反比。公式:=
类型一、欧姆定律的理解(求值)
经典例题1:关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B. 当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C. 当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
D. 当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
举一反三1-1:某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的图象下列结论与图象相符的是( )
A. 电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
B. 电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C. 电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
D. 电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
类型二、欧姆定律的简单计算
经典例题2:在一段电阻不变的导体两端加电压时,通过的电流为;现在把该导体两端的电压变为,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别为( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
举一反三2-1:实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“ ”字样,乙标有“ ”字样。现把它们并联起来,则该并联电路两端允许加的最大电流为不考虑温度对灯泡电阻的影响( )
A. B. C. D.
类型三、欧姆定律的计算(图像型)
经典例题3:在某一温度下,连接在电路中的两段导体和中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知
A. 导体的电阻为
B. 导体的电阻大于导体的电阻
C. 导体两端电压为时,通过导体的电流为
D. 导体两端电压为时,导体的电阻也为
举一反三3-1:小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,绘制出如图所示的图象。其中图甲表示电阻,图乙表示电阻。根据图象信息可判断( )
A. 当两端的电压为时,电阻的阻值为
B. 当两端的电压为时,通过它的电流为
C. 当通过的电流为时,电阻的阻值为
D. 当和并联在电压为的电路中,总电流为
类型四、探究电流与电压、电阻的关系
经典例题4:用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为,定值电阻的阻值为,滑动变阻器的最大阻值为。
用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整,要求滑片向右移动时电流表示数变小;
闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至端的目的是______。
闭合开关,调节滑动变阻器,记录数据如下表。分析数据可得什么结论?
序号
电压
电流
若探究“通过导体的电流与电阻的关系”,需要用到阻值为、、、、的电阻,将的电阻换成后,若保持电压表的示数为不变,应将滑动变阻器的滑的滑片向______选填“”或“”端移动。换用的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到,原因是滑动变阻器的最大阻值______选填“过大”或“过小”。
举一反三4-2:“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源、电流表、电压表、滑动变阻器标有“”、定值电阻、、、、开关、导线若干。
“探究电流与电压的关系”实验
某同学______开关,按如图甲所示电路图连接实物。试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是______。
纠正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片向______选填“左”或“右”滑动,使电阻两端电压由逐渐增大到、,读出所对应的电流值。其中第二次电流表示数如图丙所示为______。实验数据如表所示。
实验次序
分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成______比。
善于预习的小辉,分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为______。
“探究电流与电阻的关系”实验
将的定值电阻接入、两点间,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,读出电流表示数。
接下来用的电阻替换的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数______选填“大于”、“小于”或“等于”时,读出电流表示数。
将实验器材中______选填“”或“”定值电阻接入、两点间,无论怎样移动滑片都无法完成实验。
类型五、 电路故障分析
经典例题5:如图所示电路闭合开关,甲、乙两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指针仍有明显偏转,造成此现象的原因可能是( )
A. 甲灯泡短路 B. 乙灯泡短路 C. 甲灯泡断路 D. 乙灯泡断路
举一反三5-1:在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,灯熄灭,电压表示数变大,则( )
A. 一定是灯开路,电流表的示数变小
B. 可能是灯短路,电流表的示数变大
C. 一定是电阻开路,电流表的示数变小
D. 可能是电阻短路,电流表的示数变大
中考总复习:欧姆定律(基础)巩固练习
一、单选题
1.几位同学学习了欧姆定律后,根据,导出了,于是他们提出了以下几种看法,你认为正确的是( )
A. 导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B. 导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比
C. 导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D. 导体两端不加电压时,导体的电阻为零
2.如图,和是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,这两段导体两端的电压及电流的大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如果加在定值电阻两端的电压从减小到,通过的电流相应地变化了,则这个电阻值是( )
A. B. C. D.
4.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图象如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为的电源两端。下列分析正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.小峻参加青少年科学素养大赛,设计了自动火灾报警器报警器中有热敏电阻和保护电阻,其中的阻值随温度升高而减小,当火灾发生时,温度升高,导致电表示数变大而触发报警装置.下图中能实现上述功能的电路图是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变暗
B. 电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变亮
C. 电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡变亮
D. 电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡变暗
7.如图所示,当开关闭合后,两只灯泡均发光,两表均有示数。过一段时间后,发现电压表示数变为,电流表示数增大。经检查除小灯泡外其余器材的连接良好,造成这种情况的原因可能是( )
A. 灯断路 B. 灯短路 C. 灯短路 D. 灯、均断路
8.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻和的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 当与两端的电压为时,它们的电阻也为
B. 用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C. 在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D. 与的阻值之比为:
二、填空题
9.小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时,根据测量数据绘制出如图所示的图象。从图中可以得到_________或为定值电阻,当它们并联连接到两端电压为的电路中,干路的电流是__________;把它们串联在的电源上,通过的电流是_______
10.如图所示,电源电压和灯泡电阻都保持不变,开关闭合后,电流表、的示数分别为和,若灯泡的电阻为,则电源电压为________,灯泡的电阻为________。
11.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。
该油量表是用______填“电流”或“电压”表改装的。
当油箱中的浮标向上运动时,的电阻值将______,此时电路中的油量表的示数将______填“增大”或“减小”。
12.小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻的阻值。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为_________,电流表的示数为_________,待测电阻的阻值为_________。
13.在相距的甲、乙两地之间有两条输电线,已知输电线每米长的电阻为现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为时,电流表的示数为,则可确定出短路位置离甲地______。
三、实验探究题
14.某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。实验中电源电压为,选用的定值电阻的阻值分别为、、、和,滑动变阻器的规格为“”。
该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“”,并补画出正确的那根导线。
正确连接电路后,先用的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑片,此时电压表的示数如图乙所示。再将的电阻接入电路进行第次实验,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为_________,记录电流表的示数。相对于第次实验,第次实验中滑动变阻器的滑片应该_________移动。选填“向左”或“向右”
继续实验,根据实验数据可得出本实验的结论是:________________________________。
不改变电表接入电路的量程,为使所有电阻都能完成实验,定值电阻两端电压的控制范围为_________。中考总复习:欧姆定律(基础)
【考纲要求】
1 、欧姆定律公式及计算。
2、电阻的测量。
3、串、并联电路的特点。
4、含有变阻器电路的分析。
【知识网络】
【考点梳理】
要点一、欧姆定律
1、探究电流与电压、电阻的关系
①提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系?
②制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是: 控制变量法。即: 保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
③进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计)
④分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物 理规律的常 用方法。)
⑤得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压 不变的情况 下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
2、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。
3、公式: I =
4、符号的意义及单位: U— 电压—伏特(V), R— 电阻—欧姆(Ω), I— 电流—安培(A)
5、同体性: 使用欧姆定律公式I = 时,应注意公式中 I、U、R 应该对应同一段导体或者同一段电路,即满足“同体性”。
6、同时性: 公式中 I、U、R 除满足公式中的“同体性”之外,还应是同一段导体在同一时刻的电 流,电压,电阻。即满足同时性。
7、单位: 运用该式时,式中各量的单位只能是安培,伏特,欧姆。
8、欧姆定律的成立的条件: 只能在“纯电阻电路”中成立,对于含有电动机的电路,欧姆定律就 不成立。
9、欧姆定律公式变形: 可得公式: R = ,它反映了电阻可用导体两端电压和导体中的电流的比
值表示,但是因为电阻是导体本身的一种性质,因此它既不和 U 成正比,也不和 I 成反比,这一点和 欧姆定律有明显区别。
要点二、电阻的测量—伏安法测电阻
1.实验原理:根据欧姆定律的变形公式 R= ,测出两端的电压和通过的电流,就可以未出它的电阻,这种测量电阻的方法叫伏安法。
2、实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线等。
3、实验电路图:
4、滑动变阻器的作用:改变流过电路的电流或改变待测电阻两端的电压及保护电路
要点诠释:
实验过程中应注意事项:
A .连接电路时开关应断开。
B .电路连好,开关闭合前,应使滑片位于变阻器的最大值处,使它处于使电路中电流最小的位 置。
C .本实验要测量多次,达到减小实验误差的目的。
D .实验完毕后,不要忘记整理器材。
E .要注意电表量程的选择。
要点三、串联电路的特点
1、电流特点: 串联电路中各处电流都相等。
公式: I=I1=I2=………=In
2、电压特点: 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
公式: U=U1+U2+ ………+Un
3、电阻的特点: 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
公式: R=R1+R2+ ……+Rn
要点诠释: 导体串联相当于增加了导体的长度,由影响导体的电阻的因素可知,串联电路的总电 阻大于任何一个分电阻。
4、串联分压特点: 在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。
公式:=
要点四、并联电路的特点
1、电流的特点:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
公式: I=I1+I2+ ……+In
2、电压特点:并联电路中,各并联支路两端的电压相等,且等于并联电路两端的总电压。
公式: U=U1=U2=………Un
3、电阻的特点: 并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
公式: = + + +……+
要点诠释:
电阻的并联实质上是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于任何一个分电阻。
若并联电路的某一支路电阻变大,则 R 总会随之增大。
(3)若只有两条支路,支路的电阻分别是 R1 、R2 ,则:R总=
(4)分流特点:在并联电路中,电流的分配与电阻成反比。公式:=
类型一、欧姆定律的理解(求值)
经典例题1:关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体的电流跟该导体的电阻成正比,跟该导体两端的电压成反比
B. 当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C. 当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
D. 当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
【答案】D
【解析】解:欧姆定律的内容是:当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;故A错、D正确;
电阻是导体本身的一种性质,其大小决定于导体的长度、材料和横截面积,与通过它的电流、它两端的电压无关;故BC错。
故选:。
根据欧姆定律的内容和影响电阻大小的因素进行解答。
本题考查了学生对欧姆定律内容的掌握和理解,是一道基础题目。
举一反三1-1:某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的图象下列结论与图象相符的是( )
A. 电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
B. 电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C. 电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
D. 电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
【答案】A
【解析】【分析】
本题是电流--电阻图象,要明白横纵坐标表示的物理量,然后根据图象的函数关系得出结论,重点考查学生的图象分析能力。
由图象可以得到是一个反比例函数图象,即规律是“在电压一定时,电流与电阻成反比”。
【解答】
图象的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,因此得到的是电流和电阻的关系;
图象是个反比例函数图象,因此说明电流与电阻成反比,即电流随电阻的增大而减小;
在探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变;
综上,由图象可得出的结论是:电压一定时,电流随电阻的增大而减小。
故选:。
类型二、欧姆定律的简单计算
经典例题2:在一段电阻不变的导体两端加电压时,通过的电流为;现在把该导体两端的电压变为,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别为( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
【答案】A
【解析】【分析】
已知导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
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、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,然后根据欧姆定律求出该导体两端的电压变为时通过的电流。
本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,是一道基础题目。
【解答】
由欧姆定律可得,导体的电阻为:;
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,当该导体两端的电压变为时,导体的电阻仍为不变,
此时通过导体的电流:。
故选A。
举一反三2-1:实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“ ”字样,乙标有“ ”字样。现把它们并联起来,则该并联电路两端允许加的最大电流为不考虑温度对灯泡电阻的影响( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】【分析】
由灯泡的铭牌可知额定电压和额定电流,根据欧姆定律分别求出两灯泡的电阻。
根据并联电路各支路电压相等可知,把它们并联起来时两个电压只能取电压小的;然后根据并联电路的电流特点和欧姆定律求出允许流过的最大总电流。
当两电阻并联时,电路两端允许加的最大电压不得超过两电阻中额定电压的最小值,否则就会把额定值较小的电阻烧坏。再结合欧姆定律可对本题做出解答。
【解答】
解:由欧姆定律得两灯泡的电阻分别为:
,;
两灯泡的额定电压分别的、,
则两灯泡并联时电路中的最大电压;
电路中的最大电流。
故选:。
类型三、欧姆定律的计算(图像型)
经典例题3:在某一温度下,连接在电路中的两段导体和中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知
A. 导体的电阻为
B. 导体的电阻大于导体的电阻
C. 导体两端电压为时,通过导体的电流为
D. 导体两端电压为时,导体的电阻也为
【答案】C
【解析】【分析】
先分别分析图象,根据欧姆定律求出、;再观察导体两端电压为时的电流;最后从导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关来考虑即可.
本题考查了利用欧姆定律的变形公式计算电阻,以及导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电压和电流的改变而改变。
【解答】
由图可知:当两端电压为时,通过、中的电流分别是和,
则,;故AB选项错误,选项正确;
因导体的电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关,故D选项错误。
故选C。
举一反三3-1:小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,绘制出如图所示的图象。其中图甲表示电阻,图乙表示电阻。根据图象信息可判断( )
A. 当两端的电压为时,电阻的阻值为
B. 当两端的电压为时,通过它的电流为
C. 当通过的电流为时,电阻的阻值为
D. 当和并联在电压为的电路中,总电流为
【答案】C
【解析】解:
A.由图象可知,当两端的电压为时,通过的电流为,
由可得,此时电阻的阻值,故A错误;
B.由图象可知,当两端的电压为时,通过它的电流为,故B错误;
C.当通过的电流为时,两端的电压为,
,故C正确;
D.由并联电路中各支路电流的电压相等可知,当和并联在电压为电路中时它们两端的电压均为,由图象可知,通过两电阻的电流分别为、,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,电路中总电流2,故D错误。
故选:。
由图象可知,当两端的电压为时通过的电流,根据欧姆定律求出此时电阻的阻值;
由图象可知,当两端的电压为时通过的电流;
由图象可知,当通过的电流为时它两端的电压,根据欧姆定律求出此时电阻的阻值;
当和并联在电压为电路中时它们两端的电压相等,根据图象读出通过两电阻的电流,根据并联电路的电流特点求出电路中总电流。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律,从图象中获取有用的信息是关键。
类型四、探究电流与电压、电阻的关系
经典例题4:用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为,定值电阻的阻值为,滑动变阻器的最大阻值为。
用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整,要求滑片向右移动时电流表示数变小;
闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至端的目的是______。
闭合开关,调节滑动变阻器,记录数据如下表。分析数据可得什么结论?
序号
电压
电流
若探究“通过导体的电流与电阻的关系”,需要用到阻值为、、、、的电阻,将的电阻换成后,若保持电压表的示数为不变,应将滑动变阻器的滑的滑片向______选填“”或“”端移动。换用的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到,原因是滑动变阻器的最大阻值______选填“过大”或“过小”。
【答案】保护电路 过小
【解析】解:电压表并联在定值电阻两端,电流表、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路,滑动变阻器的接法是“一上一下”,滑片向右移动时电流表示数变小,说明电阻变大,滑片是远离下接线柱,故滑动变阻器的左下接线柱接入电路,电路连接如下图所示:
闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至端,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路电流最小,滑动变阻器起到保护电路的作用;
根据表格数据可以得到:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
定值电阻和滑动变阻器串联在电源上,定值电阻两端的电压是,则滑动变阻器两端的电压是,根据串联分压原理,滑动变阻器和定值电阻的阻值之比是:,当定值电阻是时,滑动变阻器的电阻是,当定值电阻是时,滑动变阻器的电阻也是,故将的电阻换成后,滑动变阻器滑片向端移动使滑动变阻器的阻值变大;
当定值电阻是时,滑动变阻器的电阻也应该是,才能保持电压表示数是,由于滑动变阻器的阻值是,电压表的示数总是大于,所以无法使电压表的示数达到的原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
故答案为:见上图;保护电路;电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;;过小。
电压表并联在定值电阻两端,电流表、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路,滑动变阻器的接法是“一上一下”,连接电路时要求滑片向右移动时电流表示数变小,说明电阻变大,由此确定滑动变阻器的下接线柱;
滑动变阻器接入电路的电阻越大,电路电流越小,滑动变阻器起到保护电路的作用;
分析表格数据得出结论;
串联电路中各电阻分担电压,导体两端的电压之比等于电阻之比,根据这个特点分析滑动变阻器滑片的移动方向和定值电阻为时,电压表不能达到的原因。
本题通过探究电流跟电压的关系考查了实物电路连接、数据分析、滑动变阻器的选择等,考查很全面,是一道很典型的习题,要熟练掌握。
举一反三4-2:“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源、电流表、电压表、滑动变阻器标有“”、定值电阻、、、、开关、导线若干。
“探究电流与电压的关系”实验
某同学______开关,按如图甲所示电路图连接实物。试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是______。
纠正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片向______选填“左”或“右”滑动,使电阻两端电压由逐渐增大到、,读出所对应的电流值。其中第二次电流表示数如图丙所示为______。实验数据如表所示。
实验次序
分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成______比。
善于预习的小辉,分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为______。
“探究电流与电阻的关系”实验
将的定值电阻接入、两点间,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,读出电流表示数。
接下来用的电阻替换的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数______选填“大于”、“小于”或“等于”时,读出电流表示数。
将实验器材中______选填“”或“”定值电阻接入、两点间,无论怎样移动滑片都无法完成实验。
【答案】断开 电流表正负接线柱接反 左 正 等于
【解析】解:在连接或拆解电路时,为了保护电路,开关必须要断开;开关闭合后,小阳发现电流表指针在零刻度线左端,其原因是电流表正负接线柱接反了;
和串联,电阻两端电压由逐渐增大,的阻值要变小,滑片要向左滑动;由图丙可知,电流表选用小量程,分度值为,其示数为;
探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,需控制电阻不变,结论是:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
根据欧姆定律可得,定值电阻的阻值:;
探究电流与电阻的实验中应控制电阻的电压不变,使电压表的示数为;
图中电源电压为,当间换成的电阻时,
电路的电流为:

根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压为:

滑动变阻器两端的电阻为:
,即变阻器的最大阻值至少为,
所以当间换成的电阻时,无论怎样移动滑片,都无法完成实验是因为滑动变阻器的电阻太小了。
故答案为:断开;电流表正负接线柱接反;左;;正;;等于;。
在连接或拆解电路时,为了保护电路,开关必须要断开;测量电流时,电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反;
要使电压表的示数增大,应增大电路中的电流,减小滑动变阻器接入电路的电阻;根据电流表选用小量程确定分度值读数;
探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,需控制电阻不变,结论是:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
根据欧姆定律求出定值电阻的阻值;
探究电流与电阻的实验中应控制电阻的电压不变;
定值电阻的阻值越大,所需变阻器的阻值越大,由串联电路电压的规律和分压原理,求变阻器连入电路中阻值,据此分析。
此题属于电学方面的综合题目,考查的知识点比较广泛,综合性比较强,对学生的综合能力要求比较高,属于中考题目的热点和焦点。
类型五、 电路故障分析
经典例题5:如图所示电路闭合开关,甲、乙两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指针仍有明显偏转,造成此现象的原因可能是( )
A. 甲灯泡短路 B. 乙灯泡短路 C. 甲灯泡断路 D. 乙灯泡断路
【答案】C
【解析】【解答】
由图可知,该电路为并联电路,电流表测量乙的电流,电压表测量电源电压;
甲、乙两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指针仍明显偏转,这说明电路不是短路,而是一个支路断开;电流表有示数,说明乙正常,故障是甲断路,故C正确,ABD错误。
故选C。
举一反三5-1:在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,灯熄灭,电压表示数变大,则( )
A. 一定是灯开路,电流表的示数变小
B. 可能是灯短路,电流表的示数变大
C. 一定是电阻开路,电流表的示数变小
D. 可能是电阻短路,电流表的示数变大
【答案】B
【解析】解:
由图可知,电阻与灯泡串联,电压表测量两端的电压,电路正常时电压表的示数小于电源电压;
A、若灯开路,整个电路断开,电压表和电流表的示数为,故A不符合题意;
B、若灯短路,电路的电阻变小,电流表的示数变大,电压表示数为电源电压,电压表示数变大,所以可能是灯短路,故B符合题意;
C、若电阻开路,则电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测电源电压,其示数变大,但“一定是电阻开路”的说法错误,因为还可能是灯短路引起的,故C不符合题意;
D、若电阻短路,电压表也被短路,则电压表示数为,故D不符合题意。
故选:。
由图可知,电阻与灯泡串联,电压表测量两端的电压;由电路中两表示数的变化可知故障的可能性,然后根据选项选出符合要求的判断。
电路故障问题是中考物理考查的热点,也是难点,一般题目设计的都是一处故障,原因只有两个:短路或开路。
中考总复习:欧姆定律(基础)巩固练习
一、单选题
1.几位同学学习了欧姆定律后,根据,导出了,于是他们提出了以下几种看法,你认为正确的是( )
A. 导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B. 导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比
C. 导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D. 导体两端不加电压时,导体的电阻为零
【答案】C
【解析】【分析】
导体的电阻是由导体自身决定的,与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,而与外部的电流、电压大小无关。
【解答】
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,并不随电流、电压的改变而改变。所以、、D错误,C正确。
故选:。
2.如图,和是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,这两段导体两端的电压及电流的大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【分析】
本题主要考查了影响电阻大小的因素,串联电路的电流规律及电压规律等知识点;掌握影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积等,串联电路的电流规律及电压规律是解题关键;
【解答】
解:已知和是由同种材料制成的且长度相同,的横截面积大于的横截面积,所以的电阻小于的电阻,串联时电流相同,根据公式可知两端的电压大于两端的电压;
故选A。
3.如果加在定值电阻两端的电压从减小到,通过的电流相应地变化了,则这个电阻值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:因定值电阻的阻值不变,
所以,由可得,定值电阻两端的电压从减小到时,通过的电流变化量:

解得:.
故选C.
定值电阻的阻值不变,根据欧姆定律表示出两端的电压从减小到时通过的电流变化,然后求出电阻的阻值.
本题考查了欧姆定律的简单的应用,根据欧姆定律表示出电阻两端的电压变化时通过的电流的变化量是关键.
4.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图象如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为的电源两端。下列分析正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】【分析】
图象法是物理中常用解决问题的方法之一,要求我们一定要学会灵活应用图象解决相关问题。
从两条图线中各取一点则可得出相应的电流值及电压值,则由欧姆定律可求得电阻,则可得出两电阻的阻值之比,因两电阻并联在电路中,则根据并联电路的规律利用图象可求出通过两电阻的电流,则可求出比值。
【解答】
解:甲中当电压值为时,电流,则由欧姆定律得:;
乙中当电压值为时,电流,则由欧姆定律得:;
则;故C错误;
两电阻并联在电路中,则两电阻两端的电压一定相等,即;故D错误;
因两电阻两端的电压均为,则由图可知,电压为时,甲的电流,
通过乙的电流;
则电流之比,故B正确,A错误;
故选B。
5.小峻参加青少年科学素养大赛,设计了自动火灾报警器报警器中有热敏电阻和保护电阻,其中的阻值随温度升高而减小,当火灾发生时,温度升高,导致电表示数变大而触发报警装置.下图中能实现上述功能的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:由题知,温度升高,的阻值减小,电表示数变大,报警装置报警,
A、图中两电阻串联,电压表测两端电压,温度升高时电阻减小,根据串联电路的分压原理知,电压表示数变小,不能触发报警装置,不合题意。
B、图中两电阻串联,电压表测电源电压,温度升高时电阻减小,电压表示数保持不变,不能触发报警装置,不合题意。
C、图中两电阻串联,电流表测电路中电流,温度升高时电阻减小,电路总电阻减小,所以电流表示数变大,能触发报警装置,符合题意。
D、图中电流表将短路,电路为的简单电路,温度升高时不能引起电路中电阻的变化,电流表示数不变,不能触发报警装置,不合题意。
故选:。
已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小,温度升高电表示数变大,报警装置报警。由此对各选项分析解答。
本题以自动火灾报警器为情景考查了电路设计,明确要求,正确分析电路的连接以及电表作用是关键。
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变暗
B. 电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变亮
C. 电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡变亮
D. 电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡变暗
【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律,关键是会分析滑片移动时滑动变阻器接入电路中电阻的变化。
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压;根据滑动变阻器滑片移动方向判断滑动变阻器接入电路的电阻如何变化,由串联电路特点和欧姆定律判断电路电流如何变化和判断电压表示数如何变化,由欧姆定律判断电路电流如何变化,最后由电流的变化判断灯泡亮度如何变化。
【解答】
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,则电路中总电阻变大;
根据可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由于电路中的电流变小,所以灯泡变暗;
根据可知,灯泡两端的电压变小,由于电源电压不变,故滑动变阻器电压变大,即电压表示数变大;
故选D。
7.如图所示,当开关闭合后,两只灯泡均发光,两表均有示数。过一段时间后,发现电压表示数变为,电流表示数增大。经检查除小灯泡外其余器材的连接良好,造成这种情况的原因可能是( )
A. 灯断路 B. 灯短路 C. 灯短路 D. 灯、均断路
【答案】C
【解析】解:由图可知,两灯泡串联,电压表测量两端电压,电流表测量电路中的电流;
、一段时间后,发现电流表示数增大,说明电路是接通的,没有断路故障,不符合题意;
B、如果灯短路,则为的基本电路,电压表有示数且为电源电压即电压表示数会变大,电流表示数变大,故B不符合题意;
C、如果灯短路,则为的基本电路,电流表示数变大,但电压表也被短路,此时电压表示数会变为,故C符合题意;
故选:。
根据电路图可知,两灯泡串联,电压表测量两端电压,电流表测量电路中的电流,电流表示数增大,说明电路的总电阻减小;电压表示数变大,逐个分析每个选项出现的现象,选出符合要求的选项。
本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力,电路故障分短路和开路两种情况,平时做实验时可以多试一试,多总结,提高分析能力。
8.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻和的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 当与两端的电压为时,它们的电阻也为
B. 用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C. 在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D. 与的阻值之比为:
【答案】D
【解析】解:、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关,故A错误;
B、由图像可知,两个定值电阻和,通过它们电流都与它们两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论是一样的,故B错误;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正,而电压由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故C错误;
D、由电阻的计算式可得:当时,,,故:::,故D正确。
故选:。
A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关;
B、由图像可知,两个定值电阻和,通过它们电流都与它们两端的电压成正比;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正,电压由电源提供,与电流无关;
D、由电阻的计算式可得与的阻值之比。
本题考查实验探究:电流与电压的关系以及欧姆定律的应用,要求学生会分析实验图像得出结论。
二、填空题
9.小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时,根据测量数据绘制出如图所示的图象。从图中可以得到_________或为定值电阻,当它们并联连接到两端电压为的电路中,干路的电流是__________;把它们串联在的电源上,通过的电流是_______
【答案】;;
【解析】【分析】
本题考查了串、并联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
根据比例函数图象可知:成正比的是一条过原点的向上的直线,所以由图象的曲线直接可判断;导体中的电流跟导体的电压成正比时,电阻的阻值保持不变;若阻值是变化的,则通过它的电流与它两端所加电压就不成正比;
将两电阻并联连接到两端电压为的电路中时它们两端的电压相等,根据坐标系读出相应的电流值,根据并联电路的电流特点求出干路电流;
串联电路中各处的电流相等;总电压等于各用电器两端的电压之和。
【解答】
电阻的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比,说明其为定值电阻;
将它们并联连接到两端电压为的电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,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:;
把它们串联在的电源上,,通过的电流是。
故答案为:;;。
10.如图所示,电源电压和灯泡电阻都保持不变,开关闭合后,电流表、的示数分别为和,若灯泡的电阻为,则电源电压为________,灯泡的电阻为________。
【答案】;
【解析】【分析】
本题考查并联电路电流、电压规律和欧姆定律,属于中档题。
根据并联电路的电流特点求出通过的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
根据欧姆定律求出灯的电阻。
【解答】
如图两灯泡并联,电流表测量的是干路电流,电流表测量的是灯泡的电流,
根据并联电路的电流特点,通过的电流,
灯泡的电阻为,根据欧姆定律,并联电路电压特点,
电源电压 ;
灯的电阻: 。
11.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。
该油量表是用______填“电流”或“电压”表改装的。
当油箱中的浮标向上运动时,的电阻值将______,此时电路中的油量表的示数将______填“增大”或“减小”。
【答案】电流 减小 增大
【解析】解:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,油量表串联在电路中。
由油量表串联在电路中可知,油量表是由电流表改装的。
当油箱中的浮标向上运动时,在杠杆的作用下滑片下移,的电阻值将减小,电路中的总电阻减小,
由可知,电路中的电流增大,即油量表的示数将增大。
故答案为:电流;减小;增大。
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,油量表串联在电路中。
根据电流表与被测电路元件串联、电压表与被测电路元件并联判断油量表的类型;
当油箱中的浮标向上运动时,在杠杆的作用下可知滑片移动的方向,从而得出接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化。
本题考查了电表类型的判断和串联电路特点、欧姆定律的应用,分清油量变化时变阻器接入电路中电阻的变化是关键。
12.小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻的阻值。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为_________,电流表的示数为_________,待测电阻的阻值为_________。
【答案】;;。
【解析】解:
由图甲知,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中电流,
由图乙知,电压表使用量程,分度值为,两端电压为;
由图丙知,电流表使用量程,分度值,通过的电流为;
由可得的阻值:

故答案为:;;。
由图根据电表的量程和分度值读出电压表和电流的示数,由计算的阻值。
本题是伏安法测电阻的实验,伏安法测电阻是历年常考查知识点。本题考查的是基本实验技能,要求学生会读电压表、电流表的示数,会利用“伏安法”测电阻。是一道简单题。
13.在相距的甲、乙两地之间有两条输电线,已知输电线每米长的电阻为现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为时,电流表的示数为,则可确定出短路位置离甲地______。
【答案】
【解析】解:导线总电阻:,
导线总长度:,
出短路的地点离甲地的距离:。
故答案为:。
知道电压表和电流表的示数,利用欧姆定律求出导线的总电阻,已知导线的电阻值,然后让总电阻除以一米导线的电阻即可求出导线的长度,从而确定出短路的地点离甲地的距离。
本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用,知道出短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键。
三、实验探究题
14.某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。实验中电源电压为,选用的定值电阻的阻值分别为、、、和,滑动变阻器的规格为“”。
该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“”,并补画出正确的那根导线。
正确连接电路后,先用的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑片,此时电压表的示数如图乙所示。再将的电阻接入电路进行第次实验,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为_________,记录电流表的示数。相对于第次实验,第次实验中滑动变阻器的滑片应该_________移动。选填“向左”或“向右”
继续实验,根据实验数据可得出本实验的结论是:________________________________。
不改变电表接入电路的量程,为使所有电阻都能完成实验,定值电阻两端电压的控制范围为_________。
【答案】;
;向右;
电压一定时,电流与电阻成反比;

【解析】【分析】
本题考查探究电流与电阻的关系。
滑动变阻器需要与定值电阻串联;
根据电压表的量程和分度值读数;根据串联分压原理解答;
电压一定时,电流与电阻成反比;
滑动变阻器接入最大电阻时,滑动变阻器分得的电压最大,定值电阻分得的电压最小,且定值电阻越小,定值电阻分得的电压越小,而要保证用四个电阻都能顺利完成实验,则控制定值电阻两端的最小电压应以最大定值电阻分得的最小电压为准;根据题意分析出电路中允许通过的最大电流,利用欧姆定律求出定值电阻两端允许的最大电压。
【解答】
图甲中定值电阻被短路,应该时滑动变阻器与定值电阻串联,如图;
电压表的量程为,分度值为,示数为;将定值电阻由换成定值电阻,定值电阻的阻值变大,定值电阻两端的电压变大,为了控制定值电阻两端的电压不变,则需要将滑动变阻器的阻值调节大一些,使滑动变阻器两端的电压变大,从使定值电阻两端的电压减小至更换前,故滑动变阻器应该向右调节;
继续实验,根据实验数据可得出本实验的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比;
滑动变阻器接入最大电阻时,滑动变阻器分得的电压最大,定值电阻分得的电压最小,且定值电阻越小,定值电阻分得的电压越小,而要保证用四个电阻都能顺利完成实验,则控制定值电阻两端的最小电压应以最大定值电阻分得的最小电压为准,电源电压为,根据,解得;
电路中的电流最大为,定值电阻的阻值最小为,定值电阻两端的电压最大为。
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