第十二讲 欧姆定律
第1课时 欧姆定律及其应用
1.探究电流与电压、电阻的关系。
2.理解欧姆定律。
一、电流与电压和电阻的关系
1.电流与电压的关系:在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成 。
2.电流与电阻的关系:在电压一定时,导体中的电流跟这段导体的电阻成 。
二、欧姆定律
1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 。
2.公式表达: 。(原始公式)
电流= I( )=
3.变形公式:(1)求电压: 。
(2)求电阻: 。
【易错警示】(1)欧姆定律只适用于纯电阻电路,如接有电热器、白炽灯等的电路,不适用于非纯电阻电路,如接有电动机的电路、给蓄电池充电的电路等。
(2)对于R=,不能说“导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比”,因为导体的电阻由导体本身的材料、长度、横截面积等因素决定。
三、串、并联电路中电流、电压、电阻的关系
连接方式 串联 并联
电路图
电流特点 ① ②
电压特点 ③ ④
总电阻 ⑤ ⑥
分流分压 串联正比分压:⑦ 并联反比分流:⑧
实验 探究电流与电压、电阻的关系
实验名称 有关考点 实验电路 图象
探究电流与电压、电阻的关系 1.连接实物电路过程中先要将开关断开,连好电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。 2.实验中控制变量法的应用: (1)探究电流与电压的关系:保持电阻不变(选用同一个定值电阻),改变电阻两端的电压。 (2)探究电流与电阻的关系:保持电阻两端的电压不变,改变电阻(更换阻值不同的定值电阻) 3.实验过程中选用不同阻值的定值电阻进行多次实验的目的:确保实验得出的规律具有正确性和普遍性,避免偶然性和特殊性。 4.实验中滑动变阻器的作用: (1)探究电流与电压的关系。 ①保护电路;②改变定值电阻两端的电压。 (2)探究电流与电阻的关系。 ①保护电路;②控制定值电阻两端的电压不变。 5.实验结论: (1)在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比(如甲图)。 (2)在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比(如乙图)。
【示范题】在“探究电流与电阻关系”的实验中,电源为2节新干电池串联,滑动变阻器的规格是“7.5 Ω 1 A”。小明依次选用阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻进行实验。
基础点
(1)图甲是实验的实物连线图,其中有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”并画出正确连线。
(2)在连接实验电路时,应将开关处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)改正错误后闭合开关,电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是 。
(4)电路连接检查无误后闭合开关,发现电流表示数为零,移动滑片,电压表示数始终接近3 V,则电路故障可能是 。
(5)排除故障后闭合开关,将5 Ω的电阻连入电路后,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A,电压表的示数为 V。
(6)断开开关,将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的并闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察 表示数的变化,直到其示数为 为止。
(7)表中是实验中记录的数据,分析数据可知:
实验次数 1 2 3
定值电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.2 0.13
①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 比。
②依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是 。
(8)在许多实验中都需要进行多次测量,其目的有以下两种:
A.从不同情况中找到普遍规律
B.求平均值减小实验误差
你认为在本实验中测量多组数据的目的是 (选填“A”或“B”)。
高分点
(9)当改接20 Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表的示数始终无法达到2 V。经检查,电路连接无误,各元件均完好,请你找出一种可能的原因: 。
(10)小明用如图丙所示的电路探究电流与电压的关系,已知电源电压为6 V。调节R1和R2的阻值,获取了第一组数据,接着他保持R2的滑片位置不动,调节R1的阻值,又测得三组数据,如表所示,他分析实验数据后发现通过R1的电流与其两端的电压不成正比,请指出实验中存在的问题 ,正在他准备重新实验时,小亮巧妙处理了实验数据,作出了某个元件的I-U图象,顺利得出了正确结论,请你帮他们在图丁中画出该图象。
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 3.0 0.3
2 4.0 0.20
3 4.5 0.15
4 5.0 0.10
重难点一 欧姆定律的理解及应用
【典题1】如图所示的电路中,电源电压U不变,r、R1和R2均为定值电阻,其中r=
1 Ω,R1=14 Ω,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。闭合S1,将S2掷于1端,电压表V的示数U1=2.8 V;将S2切换到2端,电压表V的示数U2=2.7 V。
求:
(1)电源电压U的大小;
(2)电阻R2的阻值。
【技法点拨】
(1)三个弄清:①电路结构:串或并联;②电表所测对象;
③滑动变阻器接入电路的部分。
(2)画电路图:在图中标出已知量的符号、数据和未知量的符号,必要时加角标。
(3)电路分析:从“已知量→待求量”或“待求量→已知量”寻找已知量和待求量的关系,抓住电路中的不变量(如电源电压恒定、定值电阻)和变化的量。
(4)根据串、并联电路特点及欧姆定律列出方程(组)求解,注意文字说明、公式、下标、单位(符号不能写错)。
【变式】如图甲是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系如图乙所示,已知电源电压为6 V保持不变。
(1)当托盘为空时,R2电阻为 Ω。
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01 A,求定值电阻R1的阻值。
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02 A,求该物体的质量大小。
重难点二 电路动态分析
解题总思路:
1.判断电路连接方式
2.明确电表测量对象
3.若串联:先整体电流,后局部电压
若并联:先局部电流,后整体电流
具体方法:
判断电路连接方式先简化电路,电流表当导线看,电压表当断路看。
A1:总电流、R1、R2的电流;
A2:总电流、R1、R2的电流;
A3:总电流、R1、R2的电流
V1:R2两端的电压;
V2:R1两端的电压
V3:电源两端的电压
类型一:串联电路中的分析方法
【典题2】如图所示,闭合开关S,当滑片P向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表的示数 ;电压表的示数 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【变式】如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,开关闭合后滑片向右移动时,下列说法错误的是( )
A.电压表测的是R1两端电压
B.电流表示数变大
C.电压表示数变小
D.电压表与电流表示数之比不变
类型二:并联电路中的分析方法:
【典题3】如图所示,闭合开关S,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A1的示数 ;电流表A2的示数 ;电压表的示数 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【变式】如图所示的电路,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.小灯泡变亮
B.电流表示数变小
C.电压表示数不变
D.电压表与电流表的比值变小
命题点一 欧姆定律的理解及应用
1.由欧姆定律I=变形可得R=,下列说法正确的是( )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
2.定值电阻R的U-I关系图象如图所示,当该电阻两端电压为3 V时,通过它的电流为( )
A.1 A B.2 A
C.3 A D.4 A
3.(2023·深圳模拟)如图,电源两端电压恒为3 V,闭合开关后,通过L1和L2的电流分别为I1=0.2 A、I2=0.3 A。下列说法中正确的是( )
A.L1和L2是串联的 B.干路中的电流是0.3 A
C.此时L1比L2的电阻大 D.L1两端的电压是1.8 V
4.如图所示电路的电源电压为1.5 V,电阻R1的阻值为2 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3 A,则( )
A.通过R1的电流大于0.3 A
B.电阻R1和R2是并联的
C.电压表的示数为0.9 V
D.电阻R2的阻值为3 Ω
命题点二 动态电路的分析
5.(2024·武汉中考)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R0和滑动变阻器是串联的
B.油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C.油量增加时,电流表示数变大
D.油箱中没有油时,电流表示数为零
6.如图为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图,在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器及带有一感光电阻(R0)的电路,R为定值电阻,电源电压恒定;当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化。当烟雾达到某一浓度时,探测器便会发出警报。已知光照越强,感光电阻阻值越小,反之则越大。当烟雾进入烟室并越来越浓时,则( )
A.电路的总电阻逐渐变小
B.电压表的示数逐渐变大
C.电流表的示数逐渐变大
D.R消耗的功率逐渐变大
7.(2024·陕西中考)小明在课外实践活动中设计了一款台秤,其显示端由电压表表盘改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,关于该台秤的分析正确的是( )
A.保持R2阻值不变,被测物体质量变小时,电路中电流变大
B.保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,电压表示数变小
C.若需要使台秤的分度值变小,可以将R2滑片向左滑动
D.若台秤测量值偏小,可以将R2滑片向右滑动进行校准
8.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6 V
D.当电路中电流为0.15 A时,空气湿度为50%
命题点三 欧姆定律在图象分析中的应用
9.如图所示是电阻甲和乙的U-I图象。若将甲和乙串联,接在电压为6 V的电源上,则通过电路的电流为 A。
10.(2024·龙东地区中考)如图为灯泡L和定值电阻R的I-U图象,若将L和R并联在电源电压为4 V的电路中,干路电流为 A;若将其串联在电源电压为4 V的电路中,L和R的阻值之比为 。
11.如图所示是电阻甲和乙的I-U图象,由图可知:电阻甲的阻值为 Ω,若将电阻甲和乙串联后接在电压为6 V的电路中,电路中的电流为 A。若将电阻甲和乙并联后接在电压为6 V的电源两端时,则电路的总电阻为 Ω。
命题点四 探究电流与电阻的关系
12.研究小组同学设计实验探究“电流与电阻的关系”;
【实验器材】
两节新干电池,滑动变阻器(10 Ω,1 A),电流表(0~0.6 A、0~3 A),电压表(0~3 V、
0~15 V),定值电阻(2 Ω、4 Ω、6 Ω、8 Ω),开关,导线若干(所有器材均完好);
【实验探究】
小组同学连接的电路如图甲所示,检查后发现有一根导线连接错误。
(1)图甲电路开关闭合后,电流表、电压表会出现的现象是 ;
(2)找出图甲中连接错误的导线并画“×”,再补充一根导线,使电路连接正确;
(3)正确连接电路,依次接入电阻进行实验,实验中出现如图乙所示情况,为了此次读数更精确,在不更换电路元件的前提下,需要做的调整是 ;
【问题讨论】
(4)为确保电路安全,并能使所有定值电阻接入电路都能完成实验,定值电阻两端电压最大不能超过 V。
13.(2024·镇江中考)小明用图1电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变。已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 出现了 故障。故障排除后,移动滑片,使电压表示数为2 V,记录电流表示数。多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图2中图线甲所示,从而得出结论;
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 两端的导线。在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示。
①小明遗漏的实验操作是 ;
②小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 ;
③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图2中的图线 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
命题点五 欧姆定律的计算
14.将阻值为10 Ω的电阻R1与另一电阻R2接入电源电压恒定的电路,如图所示。闭合开关S,电流表A1的示数为0.45 A,电流表A2的示数为0.3 A。求:
(1)通过R2的电流;
(2)电源电压。
15.某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,电压表的量程为0~3 V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少
(2)该装置所能测量的最大压力为多少
(3)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。第十二讲 欧姆定律
第1课时 欧姆定律及其应用
1.探究电流与电压、电阻的关系。
2.理解欧姆定律。
一、电流与电压和电阻的关系
1.电流与电压的关系:在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成 正比 。
2.电流与电阻的关系:在电压一定时,导体中的电流跟这段导体的电阻成 反比 。
二、欧姆定律
1.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.公式表达: I= 。(原始公式)
电流= I(A)=
3.变形公式:(1)求电压: U=IR 。
(2)求电阻: R= 。
【易错警示】(1)欧姆定律只适用于纯电阻电路,如接有电热器、白炽灯等的电路,不适用于非纯电阻电路,如接有电动机的电路、给蓄电池充电的电路等。
(2)对于R=,不能说“导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比”,因为导体的电阻由导体本身的材料、长度、横截面积等因素决定。
三、串、并联电路中电流、电压、电阻的关系
连接方式 串联 并联
电路图
电流特点 ① I=I1=I2 ② I=I1+I2
电压特点 ③ U=U1+U2 ④ U=U1=U2
总电阻 ⑤ R=R1+R2 ⑥ =+
分流分压 串联正比分压:⑦ = 并联反比分流:⑧ =
实验 探究电流与电压、电阻的关系
实验名称 有关考点 实验电路 图象
探究电流与电压、电阻的关系 1.连接实物电路过程中先要将开关断开,连好电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。 2.实验中控制变量法的应用: (1)探究电流与电压的关系:保持电阻不变(选用同一个定值电阻),改变电阻两端的电压。 (2)探究电流与电阻的关系:保持电阻两端的电压不变,改变电阻(更换阻值不同的定值电阻) 3.实验过程中选用不同阻值的定值电阻进行多次实验的目的:确保实验得出的规律具有正确性和普遍性,避免偶然性和特殊性。 4.实验中滑动变阻器的作用: (1)探究电流与电压的关系。 ①保护电路;②改变定值电阻两端的电压。 (2)探究电流与电阻的关系。 ①保护电路;②控制定值电阻两端的电压不变。 5.实验结论: (1)在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比(如甲图)。 (2)在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比(如乙图)。
【示范题】在“探究电流与电阻关系”的实验中,电源为2节新干电池串联,滑动变阻器的规格是“7.5 Ω 1 A”。小明依次选用阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻进行实验。
基础点
(1)图甲是实验的实物连线图,其中有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”并画出正确连线。
答:
(2)在连接实验电路时,应将开关处于 断开 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最 右 (选填“左”或“右”)端。
(3)改正错误后闭合开关,电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是 电阻R短路 。
(4)电路连接检查无误后闭合开关,发现电流表示数为零,移动滑片,电压表示数始终接近3 V,则电路故障可能是 电阻R断路 。
(5)排除故障后闭合开关,将5 Ω的电阻连入电路后,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 0.4 A,电压表的示数为 2 V。
(6)断开开关,将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的并闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向 右 (选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察 电压 表示数的变化,直到其示数为 2 V 为止。
(7)表中是实验中记录的数据,分析数据可知:
实验次数 1 2 3
定值电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.2 0.13
①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。
②依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是 A、B 。
(8)在许多实验中都需要进行多次测量,其目的有以下两种:
A.从不同情况中找到普遍规律
B.求平均值减小实验误差
你认为在本实验中测量多组数据的目的是 A (选填“A”或“B”)。
高分点
(9)当改接20 Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表的示数始终无法达到2 V。经检查,电路连接无误,各元件均完好,请你找出一种可能的原因: 滑动变阻器的最大阻值太小 。
(10)小明用如图丙所示的电路探究电流与电压的关系,已知电源电压为6 V。调节R1和R2的阻值,获取了第一组数据,接着他保持R2的滑片位置不动,调节R1的阻值,又测得三组数据,如表所示,他分析实验数据后发现通过R1的电流与其两端的电压不成正比,请指出实验中存在的问题 调节了R1的阻值,R2的滑片位置不动 ,正在他准备重新实验时,小亮巧妙处理了实验数据,作出了某个元件的I-U图象,顺利得出了正确结论,请你帮他们在图丁中画出该图象。
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 3.0 0.3
2 4.0 0.20
3 4.5 0.15
4 5.0 0.10
答:
重难点一 欧姆定律的理解及应用
【典题1】如图所示的电路中,电源电压U不变,r、R1和R2均为定值电阻,其中r=
1 Ω,R1=14 Ω,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。闭合S1,将S2掷于1端,电压表V的示数U1=2.8 V;将S2切换到2端,电压表V的示数U2=2.7 V。
求:
(1)电源电压U的大小;
(2)电阻R2的阻值。
解:(1)闭合S1,将S2掷于1端,r、R1串联接入电路,电压表测R1两端的电压,此时通过电路的电流:I1===0.2 A;电路总电阻:R=r+R1=1 Ω+14 Ω=15 Ω;电源电压:U=I1R=0.2 A×15 Ω=3 V。
(2)闭合S1,将S2切换到2端,r、R2串联接入电路,电压表测R2两端的电压,此时r两端的电压:Ur=U-U2=3 V-2.7 V=0.3 V;通过电路的电流:I2===0.3 A;由I=可得电阻R2的阻值:R2===9 Ω。
【技法点拨】
(1)三个弄清:①电路结构:串或并联;②电表所测对象;
③滑动变阻器接入电路的部分。
(2)画电路图:在图中标出已知量的符号、数据和未知量的符号,必要时加角标。
(3)电路分析:从“已知量→待求量”或“待求量→已知量”寻找已知量和待求量的关系,抓住电路中的不变量(如电源电压恒定、定值电阻)和变化的量。
(4)根据串、并联电路特点及欧姆定律列出方程(组)求解,注意文字说明、公式、下标、单位(符号不能写错)。
【变式】如图甲是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系如图乙所示,已知电源电压为6 V保持不变。
(1)当托盘为空时,R2电阻为 500 Ω。
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01 A,求定值电阻R1的阻值。
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02 A,求该物体的质量大小。
解:(1)500
(2)当托盘为空时,R2=500 Ω,电流I1=0.01 A
电路中总电阻:R===600 Ω
定值电阻R1的阻值:R1=R-R2=600 Ω-500 Ω=100 Ω。
(3)放入某物体后,电流表示数为I2=0.02 A,
此时电路中的总电阻:R'===300 Ω
压敏电阻的大小:R2'=R'-R1=300 Ω-100 Ω=200 Ω
由乙图可知,此时物体质量为600 g。
重难点二 电路动态分析
解题总思路:
1.判断电路连接方式
2.明确电表测量对象
3.若串联:先整体电流,后局部电压
若并联:先局部电流,后整体电流
具体方法:
判断电路连接方式先简化电路,电流表当导线看,电压表当断路看。
A1:总电流、R1、R2的电流;
A2:总电流、R1、R2的电流;
A3:总电流、R1、R2的电流
V1:R2两端的电压;
V2:R1两端的电压
V3:电源两端的电压
类型一:串联电路中的分析方法
【典题2】如图所示,闭合开关S,当滑片P向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表的示数 变小 ;电压表的示数 变小 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【变式】如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,开关闭合后滑片向右移动时,下列说法错误的是(B)
A.电压表测的是R1两端电压
B.电流表示数变大
C.电压表示数变小
D.电压表与电流表示数之比不变
类型二:并联电路中的分析方法:
【典题3】如图所示,闭合开关S,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A1的示数 不变 ;电流表A2的示数 变小 ;电压表的示数 不变 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【变式】如图所示的电路,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,下列说法正确的是(C)
A.小灯泡变亮
B.电流表示数变小
C.电压表示数不变
D.电压表与电流表的比值变小
命题点一 欧姆定律的理解及应用
1.由欧姆定律I=变形可得R=,下列说法正确的是(D)
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
2.定值电阻R的U-I关系图象如图所示,当该电阻两端电压为3 V时,通过它的电流为(A)
A.1 A B.2 A
C.3 A D.4 A
3.(2023·深圳模拟)如图,电源两端电压恒为3 V,闭合开关后,通过L1和L2的电流分别为I1=0.2 A、I2=0.3 A。下列说法中正确的是(C)
A.L1和L2是串联的 B.干路中的电流是0.3 A
C.此时L1比L2的电阻大 D.L1两端的电压是1.8 V
4.如图所示电路的电源电压为1.5 V,电阻R1的阻值为2 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3 A,则(D)
A.通过R1的电流大于0.3 A
B.电阻R1和R2是并联的
C.电压表的示数为0.9 V
D.电阻R2的阻值为3 Ω
命题点二 动态电路的分析
5.(2024·武汉中考)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是(D)
A.定值电阻R0和滑动变阻器是串联的
B.油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C.油量增加时,电流表示数变大
D.油箱中没有油时,电流表示数为零
6.如图为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图,在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器及带有一感光电阻(R0)的电路,R为定值电阻,电源电压恒定;当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化。当烟雾达到某一浓度时,探测器便会发出警报。已知光照越强,感光电阻阻值越小,反之则越大。当烟雾进入烟室并越来越浓时,则(B)
A.电路的总电阻逐渐变小
B.电压表的示数逐渐变大
C.电流表的示数逐渐变大
D.R消耗的功率逐渐变大
7.(2024·陕西中考)小明在课外实践活动中设计了一款台秤,其显示端由电压表表盘改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,关于该台秤的分析正确的是(D)
A.保持R2阻值不变,被测物体质量变小时,电路中电流变大
B.保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,电压表示数变小
C.若需要使台秤的分度值变小,可以将R2滑片向左滑动
D.若台秤测量值偏小,可以将R2滑片向右滑动进行校准
8.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是(D)
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6 V
D.当电路中电流为0.15 A时,空气湿度为50%
命题点三 欧姆定律在图象分析中的应用
9.如图所示是电阻甲和乙的U-I图象。若将甲和乙串联,接在电压为6 V的电源上,则通过电路的电流为 0.4 A。
10.(2024·龙东地区中考)如图为灯泡L和定值电阻R的I-U图象,若将L和R并联在电源电压为4 V的电路中,干路电流为 1.1 A;若将其串联在电源电压为4 V的电路中,L和R的阻值之比为 1∶3 。
11.如图所示是电阻甲和乙的I-U图象,由图可知:电阻甲的阻值为 6 Ω,若将电阻甲和乙串联后接在电压为6 V的电路中,电路中的电流为 0.375 A。若将电阻甲和乙并联后接在电压为6 V的电源两端时,则电路的总电阻为 3.75 Ω。
命题点四 探究电流与电阻的关系
12.研究小组同学设计实验探究“电流与电阻的关系”;
【实验器材】
两节新干电池,滑动变阻器(10 Ω,1 A),电流表(0~0.6 A、0~3 A),电压表(0~3 V、
0~15 V),定值电阻(2 Ω、4 Ω、6 Ω、8 Ω),开关,导线若干(所有器材均完好);
【实验探究】
小组同学连接的电路如图甲所示,检查后发现有一根导线连接错误。
(1)图甲电路开关闭合后,电流表、电压表会出现的现象是 电流表几乎没有示数,电压表示数接近3 V ;
(2)找出图甲中连接错误的导线并画“×”,再补充一根导线,使电路连接正确;
答:
(3)正确连接电路,依次接入电阻进行实验,实验中出现如图乙所示情况,为了此次读数更精确,在不更换电路元件的前提下,需要做的调整是 电流表改接0~0.6 A量程 ;
【问题讨论】
(4)为确保电路安全,并能使所有定值电阻接入电路都能完成实验,定值电阻两端电压最大不能超过 2 V。
13.(2024·镇江中考)小明用图1电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路;
答:
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 右 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变。已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 定值电阻 出现了 断路 故障。故障排除后,移动滑片,使电压表示数为2 V,记录电流表示数。多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图2中图线甲所示,从而得出结论;
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 电源 两端的导线。在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示。
①小明遗漏的实验操作是 电压表调零(校零) ;
②小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 实验时定值电阻两端电压仍保持为定值 ;
③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图2中的图线 乙 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
命题点五 欧姆定律的计算
14.将阻值为10 Ω的电阻R1与另一电阻R2接入电源电压恒定的电路,如图所示。闭合开关S,电流表A1的示数为0.45 A,电流表A2的示数为0.3 A。求:
(1)通过R2的电流;
(2)电源电压。
解:(1)如题图所示,电阻R1和R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过R1的电流,通过R2的电流为:I2=I-I1=0.45 A-0.3 A=0.15 A
(2)电源电压等于R1两端电压:U=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V
15.某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,电压表的量程为0~3 V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少
(2)该装置所能测量的最大压力为多少
(3)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。
解:(1)由图乙可知,当检测板不受压力时,R的阻值:R=80 Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻:R总=R+R0=80 Ω+20 Ω=100 Ω,此时电路中的电流:I===0.06 A,
由I=可知,R0两端的电压:U0=IR0=0.06 A×20 Ω=1.2 V;
(2)根据电压表量程可知,R0两端的最大电压:U0大=3 V,
电路中的最大电流:I大===0.15 A,由I=可知,
电路中的最小总电阻:R总小===40 Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R的最小阻值:R小=R总小-R0=40 Ω-20 Ω=20 Ω,
由图乙可知,当R小=20 Ω时,该装置所能测量的最大压力为600 N;
(3)压力越大,R的阻值越小,由于R0两端的最大电压一定,电源电压不变时,R两端的最小电压也不变,由串联电路的分压规律可知,要提高该装置所能测量的最大压力值的改进方法为:减小R0的阻值。
