第十二讲 欧姆定律
第1课时 欧姆定律及其应用
【基础达标】
一、选择题
1.如图所示为电阻R1和R2的I-U图象,由图可知( )
A.R1的阻值为5 Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
2.(2024·扬州中考)如图所示,电源电压恒为6 V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减小。电压表示数为2 V时,电流表示数为0.2 A,当电压表示数为2.4 V时,电流表示数可能是( )
A.小于0.18 A B.等于0.18 A
C.大于0.18 A,小于0.2 A D.大于0.2 A,小于0.24 A
3.(2024·常州中考)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
4.(2023·东莞模拟)小明通过查资料知道了电阻R和灯泡L的I-U图象(图乙),灯泡的额定电压为6 V。他将电阻R和灯泡L接在图甲所示的电路中(电源电压保持不变)。闭合开关S,小灯泡正常发光,则电阻两端电压和电阻R的大小分别是( )
A.18 V 0.05 Ω B.12 V 20 Ω C.18 V 20 Ω D.12 V 0.05 Ω
二、填空题
5.如图所示的电路中,电源电压恒定,R0是定值电阻。闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,三个电表示数的变化情况为:电流表A1的示数 ,电流表A2的示数 ,电压表V的示数 。
三、实验题
6.(2024·辽宁中考)某小组猜想电流与电压和电阻有关,现要探究电流与电压的关系。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.60 1.90 2.20 2.50 2.80
电流I/A 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28
(1)为探究电流与电压的关系,实验中应控制 不变;
(2)该小组连接的部分电路如图所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整(导线不能交叉);
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 端;
(4)试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是 ;
(5)排除故障后,闭合开关,通过移动 的位置改变电阻两端的电压,测量电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如表所示;分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值 ,从而得出结论: 。
四、计算题
7.(2024·宿迁中考)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6 V,R0为电阻箱。将滑片P旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6 A。
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节θ为90°时,电流表示数为0.3 A,求此时电压表示数;
(3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,求满足要求的R0的最小阻值。
【能力提升】
8.如图甲所示,电源电压不变。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系如图乙中线段AB所示。则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为( )
A.6 V、15 Ω B.6 V、30 Ω C.9 V、15 Ω D.9 V、30 Ω
9.(2024·遂宁中考)噪声污染是当代社会四大污染之一,若青少年长期处于噪声环境中会影响身心健康。为了监测噪声的强弱,同学们找来定值电阻R0、声敏电阻R(阻值会随声音强弱发生变化)、电流表、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置,其中R的阻值随声音强弱变化的关系如甲图所示,该装置电路如乙图所示。在某次测试中,当噪声为80 dB时,电流表示数为0.4 A;当噪声为50 dB时,电流表示数为0.2 A。下列选项正确的是( )
A.电路中的电流随声音强度增大而减小
B.R0阻值是15 Ω
C.电源电压为10 V
D.当电流表示数为0.3 A,噪声强度为60 dB
10.(2024·广州模拟)(1)小明连接了如图所示的实物图,请根据实物图,在虚线框中画出电路图(电阻箱已经画出);
数据序号 1 2 3 4
电阻箱阻值R1/Ω 5 10 15 20
电流表读数I/A 0.29 0.22 0.13 0.11
电压表V1读数U1/V 1.47 2.20 1.88 2.20
电压表V2读数U2/V 2.74 2.07 2.49 2.20
(2)该电路可测量电阻箱的电功率,并探究电流与电压、电阻的关系。测量的数据如表。求:
①电流为0.11 A时,滑动变阻器接入电路的阻值为 。
②电阻箱电压为1.88 V时,电阻箱的功率为 。在此状态下电阻箱持续工作100 s消耗的电能为 ;
③小明的实验数据中,电压一定时,电流与电阻是否成反比 写出分析过程 。
【中考新题型】
11.(2024·汕头模拟)阅读材料,回答问题。
光敏电阻
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。入射光强,电阻减小;入射光弱,电阻增大。根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:
紫外光敏电阻器:对紫外线较灵敏,包括硫化镉、硒化镉等光敏电阻器,用于探测紫外线;
红外光敏电阻器:主要有硫化铅、碲化铅等光敏电阻器。它广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外通信等国防、科学研究和工农业生产中;
可见光光敏电阻器:包括硅、锗、硫化锌等光敏电阻器。它主要用于各种光电控制系统,如光电自动开关门户,航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭,烟雾报警器,光电跟踪系统等方面。
小明在网上购买了一个光敏电阻,并想设计一个火灾自动报警装置。已知光敏电阻的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示(E为红外线强度,cd表示其单位)。小明设计的电路图如图所示,R是电阻箱,Rp是光敏电阻,电源电压恒为9 V;
E/cd 1 2 3 4 6
Rp/Ω 18 9 6 4.5 3
(1)硫化锌是 (选填“导体”“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料;
(2)小明将一个灯泡和一个可见光光敏电阻串联后接到合适的电源上,想实现白天时灯灭,晚上时灯亮的自动控制功能。他的设计能实现这功能吗 (选填“能”或“不能”);
(3)现在有些楼道内安装了光敏电阻来控制楼道照明灯,当晚上有人通过楼道时,灯就会亮。这种光敏电阻属于 (选填“红外”“紫外”或“可见光”)光敏电阻器;
(4)小明设计的电路中,当出现火情且产生一定强度的红外线,监测电路检测到a、b两端的电压等于或大于6 V时,就会触发自动报警装置;
①若小明设定红外线强度为3 cd时启动自动报警装置,电阻箱的阻值应调到 Ω;
②按照①述设定后,某次监测电路监测到a、b两端的电压为3.6 V,可知此时红外强度大约为 cd;
③若调大电阻箱的阻值,能使自动报警装置启动的红外线强度变 (选填“强”或“弱”)。 第十二讲 欧姆定律
第1课时 欧姆定律及其应用
【基础达标】
一、选择题
1.如图所示为电阻R1和R2的I-U图象,由图可知(C)
A.R1的阻值为5 Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
2.(2024·扬州中考)如图所示,电源电压恒为6 V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减小。电压表示数为2 V时,电流表示数为0.2 A,当电压表示数为2.4 V时,电流表示数可能是(A)
A.小于0.18 A B.等于0.18 A
C.大于0.18 A,小于0.2 A D.大于0.2 A,小于0.24 A
3.(2024·常州中考)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是(A)
4.(2023·东莞模拟)小明通过查资料知道了电阻R和灯泡L的I-U图象(图乙),灯泡的额定电压为6 V。他将电阻R和灯泡L接在图甲所示的电路中(电源电压保持不变)。闭合开关S,小灯泡正常发光,则电阻两端电压和电阻R的大小分别是(B)
A.18 V 0.05 Ω B.12 V 20 Ω C.18 V 20 Ω D.12 V 0.05 Ω
二、填空题
5.如图所示的电路中,电源电压恒定,R0是定值电阻。闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,三个电表示数的变化情况为:电流表A1的示数 变小 ,电流表A2的示数 变小 ,电压表V的示数 不变 。
三、实验题
6.(2024·辽宁中考)某小组猜想电流与电压和电阻有关,现要探究电流与电压的关系。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.60 1.90 2.20 2.50 2.80
电流I/A 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28
(1)为探究电流与电压的关系,实验中应控制 电阻 不变;
(2)该小组连接的部分电路如图所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整(导线不能交叉);
答:
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 右 端;
(4)试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是 滑动变阻器断路 ;
(5)排除故障后,闭合开关,通过移动 滑动变阻器滑片 的位置改变电阻两端的电压,测量电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如表所示;分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值 不变 ,从而得出结论: 电阻一定时,电流与电压成正比 。
四、计算题
7.(2024·宿迁中考)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6 V,R0为电阻箱。将滑片P旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6 A。
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
解:(1)将滑片P旋转至M处,RMP=0,电压表被短路,电路为R0的简单电路,电路中电流为0.6 A,由欧姆定律可知电阻箱接入电路的阻值为R0===10 Ω
(2)调节θ为90°时,电流表示数为0.3 A,求此时电压表示数;
解:(2)调节θ为90°时,圆弧电阻的二分之一电阻值R中连入电路中与电阻箱串联,电压表测滑动变阻器的电压,电流表测电路的电流,电流表示数为0.3 A,由欧姆定律可知电阻箱的电压为U2=I2R0=0.3 A×10 Ω=3 V
由串联电路电压的规律,可知此时电压表示数UV=U-U2=6 V-3 V=3 V
(3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,求满足要求的R0的最小阻值。
解:(3)由欧姆定律可知R中===10 Ω
调节θ为180°时圆弧电阻的最大电阻为R滑max=2R中=2×10 Ω=20 Ω
根据已知条件可知,电压表的量程为0~3 V,即滑动变阻器的最大电压为3 V,此时电阻箱的电压最小。电阻箱的阻值最小。此时电路中的电流为I全===0.15 A<0.6 A
根据串联电阻电压的规律知电阻箱的电压为U箱=6 V-3 V=3 V
根据分压原理有=即=
满足要求的R0的最小阻值R箱min=20 Ω
【能力提升】
8.如图甲所示,电源电压不变。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系如图乙中线段AB所示。则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为(D)
A.6 V、15 Ω B.6 V、30 Ω C.9 V、15 Ω D.9 V、30 Ω
9.(2024·遂宁中考)噪声污染是当代社会四大污染之一,若青少年长期处于噪声环境中会影响身心健康。为了监测噪声的强弱,同学们找来定值电阻R0、声敏电阻R(阻值会随声音强弱发生变化)、电流表、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置,其中R的阻值随声音强弱变化的关系如甲图所示,该装置电路如乙图所示。在某次测试中,当噪声为80 dB时,电流表示数为0.4 A;当噪声为50 dB时,电流表示数为0.2 A。下列选项正确的是(D)
A.电路中的电流随声音强度增大而减小
B.R0阻值是15 Ω
C.电源电压为10 V
D.当电流表示数为0.3 A,噪声强度为60 dB
10.(2024·广州模拟)(1)小明连接了如图所示的实物图,请根据实物图,在虚线框中画出电路图(电阻箱已经画出);
数据序号 1 2 3 4
电阻箱阻值R1/Ω 5 10 15 20
电流表读数I/A 0.29 0.22 0.13 0.11
电压表V1读数U1/V 1.47 2.20 1.88 2.20
电压表V2读数U2/V 2.74 2.07 2.49 2.20
答:
(2)该电路可测量电阻箱的电功率,并探究电流与电压、电阻的关系。测量的数据如表。求:
①电流为0.11 A时,滑动变阻器接入电路的阻值为 20 Ω 。
②电阻箱电压为1.88 V时,电阻箱的功率为 0.244 4 W 。在此状态下电阻箱持续工作100 s消耗的电能为 24.44 J ;
③小明的实验数据中,电压一定时,电流与电阻是否成反比 是 写出分析过程 分析第2、4数据中,电压相同,电阻箱阻值与通过电阻箱的电流乘积等于电阻箱两端电压,故可得出电压一定时,电流与电阻成反比 。
【中考新题型】
11.(2024·汕头模拟)阅读材料,回答问题。
光敏电阻
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。入射光强,电阻减小;入射光弱,电阻增大。根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:
紫外光敏电阻器:对紫外线较灵敏,包括硫化镉、硒化镉等光敏电阻器,用于探测紫外线;
红外光敏电阻器:主要有硫化铅、碲化铅等光敏电阻器。它广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外通信等国防、科学研究和工农业生产中;
可见光光敏电阻器:包括硅、锗、硫化锌等光敏电阻器。它主要用于各种光电控制系统,如光电自动开关门户,航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭,烟雾报警器,光电跟踪系统等方面。
小明在网上购买了一个光敏电阻,并想设计一个火灾自动报警装置。已知光敏电阻的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示(E为红外线强度,cd表示其单位)。小明设计的电路图如图所示,R是电阻箱,Rp是光敏电阻,电源电压恒为9 V;
E/cd 1 2 3 4 6
Rp/Ω 18 9 6 4.5 3
(1)硫化锌是 半导体 (选填“导体”“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料;
(2)小明将一个灯泡和一个可见光光敏电阻串联后接到合适的电源上,想实现白天时灯灭,晚上时灯亮的自动控制功能。他的设计能实现这功能吗 不能 (选填“能”或“不能”);
(3)现在有些楼道内安装了光敏电阻来控制楼道照明灯,当晚上有人通过楼道时,灯就会亮。这种光敏电阻属于 红外 (选填“红外”“紫外”或“可见光”)光敏电阻器;
(4)小明设计的电路中,当出现火情且产生一定强度的红外线,监测电路检测到a、b两端的电压等于或大于6 V时,就会触发自动报警装置;
①若小明设定红外线强度为3 cd时启动自动报警装置,电阻箱的阻值应调到 12 Ω;
②按照①述设定后,某次监测电路监测到a、b两端的电压为3.6 V,可知此时红外强度大约为 1 cd;
③若调大电阻箱的阻值,能使自动报警装置启动的红外线强度变 弱 (选填“强”或“弱”)。
