2024年中考物理二輪復(fù)習(xí)題型歸納與訓(xùn)練:歐姆定律(解析版)_第1頁
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文檔簡介

專題12歐姆定律

——p容概拈—

01題型突破.................................................1

題型突破一:怎樣解探究電流與電壓、電阻的關(guān)系的實驗問題................................1

題型突破二:怎樣解有關(guān)歐姆定律的計算問題..............................................6

題型突破三:怎樣應(yīng)用歐姆定律分析動態(tài)電路問題..........................................10

題型突破四:怎樣解電學(xué)圖像問題.........................................................11

題型突破五:怎樣解有關(guān)歐姆定律的實際應(yīng)用問題..........................................13

題型突破六:怎樣解伏安法測電阻的實驗問題.............................................16

題型突破七:怎樣解電阻的特色測量問題..................................................24

02素養(yǎng)提升................................................29

03中考練場................................................43

心題型突破~\人

題型突破一:怎樣解探究電流與電壓、電阻的關(guān)系的實驗問題

⑴在''探究電流跟電壓、電阻關(guān)系”的實驗時,要采用控制變量法。研究電流與電壓的關(guān)系時,可控制電阻

不變,研究電流與電阻的關(guān)系時,可控制電壓不變,這樣便使問題變得簡單了。

(2)滑動變阻器在兩個探究實驗中的作用既有相同點,又有不同點。相同點:限制電流,保護(hù)電路。不同點:

在探究電流與電壓的關(guān)系實驗中,滑動變阻器的作用是改變定值電阻兩端的電壓;而在探究電流與電阻的

關(guān)系時,滑動變阻器的作用是保持定值電阻兩端的電壓不變。

(3)在“探究電流與電壓關(guān)系”的實驗中,更換定值電阻重復(fù)實驗的目的是使實驗結(jié)論更具有普遍性;而在

“探究電流與電阻關(guān)系”的實驗中,更換定值電阻重復(fù)實驗的目的是得到在相同電壓下多組電流與電阻的

數(shù)據(jù),便于發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

(4)本實驗中主要用到了控制變量法和圖像法。

【特別提示】實驗數(shù)據(jù)的處理方法

初中物理中常用的物理數(shù)據(jù)處理方法包括列表分析法和圖像法。列表分析法的優(yōu)點是方便,但不直觀;

圖像法的優(yōu)點是直觀明顯,但較麻煩。

【典例1】(2023?四川綿陽?中考真題)用如圖甲所示的電路探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。實驗器材

有:1節(jié)干電池、1只電流表、多只電壓表、多個阻值不同的定值電阻、1只滑動變阻器、1個開關(guān)、導(dǎo)線

若干。

A.0~0.6VB.0-1.5VC.0-6VD.0-15V

(2)探究電流與電壓的關(guān)系:

①先將5。的定值電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片至不同位置,并將相應(yīng)的電壓表和電流

表示數(shù)記錄在下表中。建立坐標(biāo)系并描點,根據(jù)描點情況,小綿同學(xué)說,表中數(shù)據(jù)有一組是明顯錯誤

的,可能是讀取不當(dāng)造成的。這組數(shù)據(jù)序號是;

數(shù)據(jù)序號1234567

電壓U/V0.20.40.60.81.01.21.4

電流//A0.040.080.110.160.260.240.29

②刪除這組數(shù)據(jù)后,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的/-U圖象如圖乙所示,分析圖象初步得到:電阻一定時,通過導(dǎo)

體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成;

(3)探究電流與電阻的關(guān)系

斷開開關(guān),將5。的定值電阻換為另一只定值電阻,為使定值電阻兩端的電壓保持1.2V不變。小綿同學(xué)提

出兩種操作:

甲:先閉合開關(guān),再將滑片向左移動,使電壓表示數(shù)為1.2V。

乙:先將滑片移到最左端,再閉合開關(guān),將滑片向右移動,使電壓表示數(shù)為L2V。你認(rèn)為哪種操作合

理:O

【答案】B5正比乙

【詳解】(1)[1]因為電源為1節(jié)干電池,即電源電壓為1.5V,所以電壓表量程應(yīng)選0?1.5V,故B符合題

意,ACD不符合題意。

故選B。

(2)①[2]由題表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)定值電阻兩端的電壓增大時,通過定值電阻的電流逐漸增大,而第6組

實驗數(shù)據(jù)中的電流比第5組實驗數(shù)據(jù)中的電流小,所以第5組實驗數(shù)據(jù)是錯誤的。

②[3]分析題圖乙可知,電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

(3)[4]若將5。的定值電阻換為比5c大的定值電阻,此時由串聯(lián)分壓原理可知,定值電阻兩端的電壓變

大,電壓表示數(shù)變大,若先閉合開關(guān),有可能燒壞電壓表,甲操作錯誤;正確的做法是:先將滑動變阻器

滑片移到最左端,即滑動變阻器連入電路阻值最大處,再閉合開關(guān),此時電壓表的示數(shù)較小,然后將滑動

變阻器滑片向右移動,使電壓表示數(shù)為L2V,故乙操作合理。

【變式1-1】(2024?湖南岳陽?模擬預(yù)測)小東同學(xué)在做“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗時,準(zhǔn)備以下器

材:電源電壓為3V且保持不變,電流表(0?0.6A)、電壓表(0?3V)、滑動變阻器(50Q0.5A)、五個定

值電阻(5。、10。、15。、20。、25。)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。根據(jù)如圖甲所示的實物電路圖連接進(jìn)行實驗。

0.20.4

\A

(1)閉合電路前,滑動變阻器滑片應(yīng)調(diào)到(選填A(yù)或2)端;

(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則電路存在的故障可能是定值電阻(選填

“短路”或“斷路);

(3)實驗中控制電阻兩端的電壓為2V不變,她用10。的電阻進(jìn)行完實驗后,保持滑動變阻器的位置不

動,當(dāng)換上另一個電阻時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,由此可知換上的電阻為Q;

(4)實驗完畢得出結(jié)論,當(dāng)電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成比;

(5)小東思考:如果用這些器材,要完成五個定值電阻的所有實驗,需要使得定值電阻兩端的電壓不

變,可設(shè)定定值電阻兩端的電壓的范圍是:。

【答案】B短路25反1V-2.5V

【詳解】(1)口]為了保護(hù)電路元件,閉合電路前,滑動變阻器滑片應(yīng)調(diào)到阻值最大端,由圖可知,應(yīng)調(diào)到

B端。

(2)[2]閉合開關(guān)后,如圖電路中,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說明可能發(fā)生了短路現(xiàn)象,電壓表無示數(shù),則電

路存在的故障可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻短路。

(3)[3]實驗中控制電阻兩端的電壓為2V不變,她用10。的電阻進(jìn)行實驗時電路中的電流為

cU—Ur.3V—ZV-

滑動變阻器的阻值為R滑動=—=2A=5。

1jU.ZA

保持滑動變阻器的位置不動,當(dāng)換上另一個電阻時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,由圖乙可知,電流表選擇

u3V

。?0.6A的量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.1A,止匕時換上的電阻為鳥=7一式滑動=不4-5。=25。

12U.1A

(4)[4]實驗完畢得出結(jié)論,當(dāng)電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

(5)⑶由題意可知,當(dāng)使用5。電阻時,電路中電阻最小,電流最大,滑動變阻器的最大電流為0.5A,

則整個電路的最大電流為0.5A,定值電阻兩端電壓最大為Umax=/maxK=0$AX5。=2.5V

當(dāng)使用25。電阻時,滑動變阻器接入電路電阻最大,為50。,根據(jù)串聯(lián)電流相等可知

。定=。滑/-。定%=R

RR滑R滑u-u定R滑

方程左邊為一定值,故右邊也為一定值,當(dāng)滑動變阻器接入阻值最大時,對應(yīng)的定值電阻也最大,此時電

25Q

壓表控制的電壓最小,為八,七

3V-。定50Q

所以定值電阻兩端電壓最小為U定=IV

所以可設(shè)定定值電阻兩端的電壓的范圍是IV?2.5V。

【變式1-2】(2024?湖北?模擬預(yù)測)如圖所示,在“測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻”的實驗中,老師給同

學(xué)們提供的器材有:小燈泡(額定電壓為2.5V)、電源(電壓值為3V)、滑動變阻器(50。、0.5A)、電流表、

電壓表、開關(guān)各一個,導(dǎo)線若干。

(1)將圖甲中實物圖補充完整(要求:滑動變阻器的滑片向左移時,電流表示數(shù)減小);()

(2)正常連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),則故障原因可能是

(3)排除電路故障后,閉合開關(guān),移動滑片P到圖甲中某一位置時,電壓表示數(shù)(如圖乙)為V,

若他想測量小燈泡的正常發(fā)光時電阻,將圖甲中滑片P移動后。根據(jù)圖丙信息,可計算出小燈泡的正常發(fā)

光時的電阻是Q;

(4)當(dāng)燈泡實際電壓為額定電壓一半時的實際電功率為P,當(dāng)燈泡實際電流為額定電流的一半時的實際電

功率為尸2,P1P2(選填“大于”、“小于”或“等于”);

(5)①同組的小明同學(xué)還想探究“當(dāng)電壓一定時,電流與電阻的關(guān)系”,于是只將圖甲中的小燈泡換成四個

阻值分別為5。、10。、20。和30。的定值電阻,其余連接均不改變;

②小明先把5。的電阻接入電路,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為IV,讀出電流表示數(shù);再將5。

的電阻換成10Q的電阻,為了使電壓表的示數(shù)仍為IV,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向(選填“A”或

“8”)端移動,讀出電流表的示數(shù):之后小明再將20。的電阻替換10。的電阻接入電路中重復(fù)上述實驗;

③最后她再將30Q的電阻替換20Q的電阻接入電路中,此時無論怎樣移動滑片,都無法將電壓表示數(shù)調(diào)到

IV;

④同組的小敏同學(xué)為完成四次探究,若只更換定值電阻,使電壓表的示數(shù)仍保持IV不變,則更換的定值電

阻阻值范圍是.

燈泡斷路2.212.5大于

【詳解】

(1)口]實驗中,燈泡與變阻器串聯(lián),電壓表測量燈泡電壓,電流表測量電路電流,變阻器滑片向左移時,

電流表示數(shù)減小,說明此時變阻器接入電路中電阻變大,則變阻器的2端接入電路中,如圖所示:

(2)[2]正常連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),則故障原因可能是與電壓表并聯(lián)

的燈泡斷路。

(3)⑶圖乙中,電壓表的分度值為0.1V,示數(shù)為2.2V。

[4]由圖丙得,當(dāng)燈泡電壓為2.5V時,電流為0.2A,由歐姆定律得,小燈泡的正常發(fā)光時的電阻是

(4)⑸燈絲電阻隨溫度的升高而增大,燈泡電壓或電流越大,燈泡電功率越大,燈絲溫度越高。實際電壓

1

下是額定電壓一半時燈絲電阻小于額定電壓時燈絲電阻,由P=得片>:生

R4w

實際電流是額定電流一半時燈絲電阻小于額定電流時燈絲電阻,由P=LR得與<;之

(5)[6]實驗中要控制定值電阻的電壓不變,小明先把5。的電阻接入電路,移動滑動變阻器的滑片,使電

壓表示數(shù)為IV,讀出電流表示數(shù);再將5。的電阻換成10Q的電阻,此時電路中電阻變大,由歐姆定律得,

電路電流減小,變阻器的電壓減小,由串聯(lián)電路電壓特點得,定值電阻的電壓變大,則為了使電壓表的示數(shù)

仍為IV,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向A端移動。

⑺變阻器的電壓為U=U-U=3N-1V=2V

由串聯(lián)電路電流處處相等與歐姆定律得RP:R=UP:UR=2V:1V=2:1

當(dāng)變阻器接入電路中電阻最大為50。時,定值電阻接入電路中電阻最大,為R=1x500=25。

當(dāng)電路中電流最大時,變阻器連入電路的電阻最小,由滑動變阻器(50Q、0.5A)的規(guī)格可知,電路中的電

流最大是0.5A,定值電阻兩端的電壓是IV,此時定值電阻的阻值氏'=4="二=2。

I0.5A

即若只更換定值電阻,使電壓表的示數(shù)仍保持IV不變,則更換的定值電阻阻值范圍是2?25。。

題型突破二:怎樣解有關(guān)歐姆定律的計算問題

利用歐姆定律解答計算題的一般步驟:

【特別提示】使用歐姆定律公式解題時要注意下面四個方面

⑴同體性:公式中電流、電壓、電阻必須是同一段電路的物理量。

(2)同時性:公式中電流、電壓、電阻必須是同一時刻的物理量。

(3)統(tǒng)一性:公式中電流、電壓、電阻都必須采用國際單位制中的單位,電流單位為安,電壓單位為伏,電阻單

位為歐。

(4)使用范圍:歐姆定律只適用于純電阻電路。(在初中階段沒有特殊說明的情況下只研究純電阻電路)

【典例2】(多選)(2023?遼寧鞍山?中考真題)如圖甲所示電路中,電源電壓不變,燈泡L標(biāo)有“6V,

3W”字樣(燈絲電阻不變),&=120。閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)a、S2,滑片P從5端向右滑到某一位置

c時(圖中未標(biāo)出),燈泡恰好正常發(fā)光;保持滑片P的位置不變,同時閉合開關(guān)S、和工,滑片P從c

向左滑到。端。兩次電流表A的示數(shù)/隨滑動變阻器阻值R變化情況如圖乙所示,則下列說法正確的是

A.燈泡的電阻為12。

B.電源電壓為9V

C.滑動變阻器的最大電阻為18。

D.當(dāng)S、S1和S?都閉合時,調(diào)節(jié)滑片P,電路消耗總功率的最小值為20W

【答案】ACD

TJ2

【詳解】A.燈泡L標(biāo)有“6V,3W”字樣(燈絲電阻不變),由電功率尸=U/=—可知,燈泡的電阻

故A正確;

B.閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1和S”燈泡L阻值12。和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電流表測量電路電流,

保持滑片P的位置不變,同時閉合開關(guān)S、和S2,定值電阻舄=12。和滑動變阻器并聯(lián)接入電路,電流

表測量電路電流,可知在滑片滑動過程中,由并聯(lián)電路的電阻特征可知,串聯(lián)電路的總電阻(在對應(yīng)的滑

片一定時的阻值)大于并聯(lián)電路的總電阻,電流表的示數(shù)在第一步操作時的電流較小,對應(yīng)圖乙中下部分

曲線,由歐姆定律/==和串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,當(dāng)閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)加和右,滑片P在b端阻值

1\

最大處時,電路電流最小為0.4A,電源電壓U=U滑+UL=0-4AXqax+0.4Axi2。①

P3W

當(dāng)閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1和當(dāng),滑片P在C處時,燈泡恰好正常發(fā)光,電路電流為/額=渣=刀7=0.5A

%6V

電源電壓U=U滑+UL=O$AX6+6V②

保持滑片P的位置不變,同時閉合開關(guān)S、和S2,滑片P從c向左滑到方端時,由并聯(lián)電路的電流規(guī)律

可知,4為定值電阻,所在支路電流不變,當(dāng)滑動變阻器在滑動過程中阻值最小時即在。處時,干路電路

最大為2A,由/總=/滑+%

,UU

可得/怠=3"+方

即2A=U(2+:)③

1ZLZKc

將②代入③可得凡=12。

將凡=12。代入②可得,電源電壓。=12V,故B錯誤;

C.將電源電壓U=12V代入①可得凡ax=18。

故C正確;

D.當(dāng)S、和S?都閉合時,電阻&=12。和滑動變阻器并聯(lián)接入電路,電流表測量電路電流,以為定值

電阻,所在支路電流不變,由電功率尸="和并聯(lián)電路電流規(guī)律可知,在電源電壓。一定時,電路中電路

最小時,電路消耗總功率電小,即滑動變阻器在匕端時并聯(lián)電路總電流最小,電路消耗總功率最小為

TJTj12V12V

P=UIin=U(——+—)=12Vx(——+--)=20W

41ax418Q12。

故D正確。

故選ACD?

【變式2-1】(2024?湖南岳陽?模擬預(yù)測)如圖所示,電源兩端電壓保持不變,電阻4=10。,

&=300,閉合開關(guān)S后,電流表Ai的示數(shù)為0.9A.則電源電壓________V,電流表A的示數(shù)為

【詳解】口]如圖,兩電阻并聯(lián),電流表Ai測通過4的電流,電流表A測干路電流。電源電壓為

U=Ui=IR=0.9Axl0Q=9V

UU9V

⑵通過R2的電流為A=才=k=—廠口達(dá)

K22JUS2

電流表A的示數(shù)為/=A+/2=0.9A+0.3A=1.2A

【變式2-2】(2024?陜西西安?模擬預(yù)測)小明家在房頂上安裝了一個儲水箱,為了解決水箱補水問

題,他設(shè)計了一個水位監(jiān)測裝置。其原理如圖一1所示,電路中電源電壓保持不變,&=300;R是豎直

放置的長條形電阻片,金屬滑桿AP可隨浮子在豎直方向上下移動,AP與R組成滑動變阻器(最大阻值

60Q),當(dāng)電流表的示數(shù)達(dá)到某一數(shù)值時提醒家人水位達(dá)到警戒值。E接入電路的阻值隨水位的變化關(guān)系如

圖一2所示,電路工作時電壓表與電流表變化關(guān)系如圖一3所示。則下列說法正確的是()

A.該電路的電源電壓是12V

B.當(dāng)水位升高時,電流表的示數(shù)變小

C.當(dāng)水位達(dá)到警戒水位時,電流表的示數(shù)為0.12A

D.當(dāng)水位在175?190cm之間變化時,電路總功率的變化范圍為0.9?L8W

【答案】D

【詳解】A.當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為。時,電路為定值電阻的簡單電路,根據(jù)歐姆定律可知,此

時通過電路的電流最大,由丙圖可知,通過電路的最大電流為0.3A,根據(jù)歐姆定律可得,電源電壓

t7=/7?o=O.3Ax3OQ=9V

故A錯誤;

B.當(dāng)水位升高時,由圖-1可知,滑動變阻器的滑片向上移動,所以滑動變阻器接入電路中的電阻減

小,由歐姆定律可知,電流表的示數(shù)變大,故B錯誤;

C.由圖一2可知,當(dāng)水位達(dá)到175cm時,滑動變阻器的阻值最大;當(dāng)水位達(dá)到195cm時,滑動變阻器的

RL

阻值為0;當(dāng)水位達(dá)到190cm時,水位達(dá)到警戒水位,則有二=1

底L大

P

代入數(shù)據(jù)可得急195cm-190cm

195cm-175cm

解得R=15。

U9V

貝U電路中電流A=^=150730H=0.2A

所以電流表的示數(shù)為0.2A,故C錯誤;

D.當(dāng)水位達(dá)到190cm時,電路中的電流為0.2A,則電路的總功率尸=U//=9VxO.2A=1.8W

當(dāng)水位達(dá)到175cm時,滑動變阻器接入電路中的阻值最大,由圖-3可知,電路中的電流為0.1A,則電路

的總功率P=U/2=9VX0.1A=0.9W

所以電路總功率的變化范圍為0.9?L8W,故D正確。

故選D。

題型突破三:怎樣應(yīng)用歐姆定律分析動態(tài)電路問題

動態(tài)電路中電表示數(shù)的變化一般是由于電路中開關(guān)的斷開或閉合、滑動變阻器滑片位置的變化引起電

路的電阻或連接方式發(fā)生改變,從而引起的變化。

(1)由開關(guān)的斷開或閉合所引起電路中電表示數(shù)的變化。

①分析開關(guān)在斷開或閉合時,電路的連接方式發(fā)生了怎樣的變化,并畫出等效電路圖;

②分析電路發(fā)生變化后,電路中電阻發(fā)生了怎樣的變化;

③在電源電壓不變時,隨著電阻的變化,電路中的電流或部分電路兩端的電壓怎樣變化。

(2)由于滑動變阻器滑片的移動,引起電路中各物理量的變化;

①當(dāng)滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)時,滑片的移動會引起電流和電壓的變化,定性分析變化的一般思路是

(電源電壓不變):

7?#=7?潸+口定1=2U空=IR空

滑動變阻器滑片移動時的電阻變化------->總電阻變化一~~>電流的變化--?-"定值電

U?=u-U.

阻兩端的電壓變化一-----J滑動變阻器兩端電壓的變化。

②對一條支路上有滑動變阻器的并聯(lián)電路(電源電壓不變),按以下思路分析:

滑片移動時的電阻變化(以支路上只含有滑動變阻器或支路上滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)兩種情況為

_u_u

U猾或R支=/?定+7^.支R滑支R支

例)——>本支路總電阻的變化------------二一滑動變阻器所在支路電流/支的變化

Ji支?.>電路中干路上電流的變化。

【典例3】(多選)(2023?四川攀枝花?中考真題)為了應(yīng)對即將到來的汛期,某課外興趣小組設(shè)計了一

個檢測水庫水位的裝置,其原理如圖所示。L為安全指示燈,電鈴為報警器,用為定值電阻,鳥為豎直放

置、粗細(xì)均勻且足夠長的電阻棒,滑片P可以在電阻棒上自由滑動,并與浮子用豎直的絕緣桿連接,可隨

著浮子的上下移動而改變電阻棒"接入電路的阻值,從而可通過電流表的示數(shù)來反應(yīng)水位的高低。當(dāng)滑片

P指向凡的中點時,水位達(dá)到警戒值,電磁鐵吸下銜鐵報警。則該檢測器正常工作時()

220VOn

T

i

K

X

A.電磁鐵的上端為N極B.水位較低時,電磁鐵的磁性較弱

C.若減小凡的阻值,警戒水位會變高D.電流表示數(shù)越大,表示水位越高

【答案】BD

【詳解】A.由圖可知,電流從電磁鐵的下端流入,由安培定則可知電磁鐵的下端是N極,上端是S極,

故A不符合題意;

B.由圖可知,電阻R/和變阻器史串聯(lián),電流表測量電路中的電流,水位較低時,電阻棒&接入電路的

阻值變大,電路的總電阻變大,由歐姆定律可知電路中的電流變小,電磁鐵的磁性變?nèi)酰蔅符合題意;

C.電磁鐵剛好吸下銜鐵的電流不變,電源電壓不變,由歐姆定律可知電路的總電阻不變,若減小R1的阻

值,變阻器&的阻值會增大,滑片P會向下移動,警戒水位會變低,故C不符合題意;

D.電流表示數(shù)越大,由尺=半可知電路的總電阻越小,耳的阻值不變,變阻器上的阻值會越小,滑片P

會向上移動,水位越高,故D符合題意。

故選BD。

【變式3-1](多選)(2024?河南漂河?一模)利用圖示的電路可以檢測司機(jī)是否酒駕。圖中的用為定

值電阻,R是一個“氣敏傳感器”,它的電阻值會隨著其周圍酒精氣體濃度的增大而減小。檢測時,喝了酒

的司機(jī)對著“氣敏傳感器”吹氣,則下列說法正確的是()

A.電路的總電阻減小,電壓表的示數(shù)減小B.電路的總電阻增大,電流表的示數(shù)減小

C.定值電阻凡的電功率增大D.電路消耗的總功率變大

【答案】CD

【詳解】

AB.由圖示電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測定值電阻&兩端電壓,電流表測通過電路的電流,喝了酒

的司機(jī)對著“氣敏傳感器”吹氣,酒精氣體濃度增大,氣敏電阻阻值減小,定值電阻阻值不變,根據(jù)串聯(lián)電路

電阻規(guī)律可知電路總電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流增大,根據(jù)U=/R可知定值電阻兩端的

電壓變大,即電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)增大,故AB錯誤;

C.根據(jù)尸二尸尺可得,電路中電流增大,則定值電阻的電功率增大,故C正確;

D.根據(jù)尸=〃可知總電壓不變,電流變大,電路總功率變大,故D正確。

故選CDo

【變式3-2](2024?山西晉城?模擬預(yù)測)公共場所嚴(yán)禁吸煙。創(chuàng)新小組設(shè)計了一種簡易煙霧報警控制器,

如圖所示。電路中以為定值電阻,R為光敏電阻,其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小,煙霧濃度增大到一定程

度時會使顯示表盤的示數(shù)增大到一定值從而觸發(fā)警報,以下說法中正確的是()

A.顯示表盤是由電流表改裝而來的B.當(dāng)煙霧濃度增大時,R的阻值減小

C.當(dāng)煙霧濃度增大時,電路中消耗的功率減小D.要使其在煙霧濃度更大時才報警,應(yīng)該減小幾

的阻值

【答案】C

【詳解】A.顯示表盤與光敏電阻R并聯(lián),所以是電壓表改裝而來,故A錯誤;

BC.由電路圖可知,R與&串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓,因光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減

小,所以,當(dāng)煙霧增大時,光敏電阻R的阻值增大,電路中的總電阻增大,由/=匕可知,電路中的電流

減小,由尸=〃可知電路中消耗的功率減小,故B錯誤,C正確;

D.減小&的阻值,使光敏電阻在相同情況下,分得的電壓變大,使電壓表指針更容易擺到指定區(qū)域,能

做到使煙霧較淡時觸發(fā)報警系統(tǒng),故D錯誤。

故選Co

題型突破四:怎樣解電學(xué)圖像問題

圖像題就是利用數(shù)學(xué)圖像的方法,把物理量之間的關(guān)系表達(dá)出來的題目.解決這類問題的一般步驟:

(1)看清圖像中橫、縱軸所表示的物理量,弄清坐標(biāo)軸上的分度值;

(2)明確圖像所表達(dá)的物理意義,用圖像的交點坐標(biāo)、傾斜程度等進(jìn)行分析、推理、判斷和計算;

(3)根據(jù)圖像把題目中的問題計算出結(jié)果或作出判斷性結(jié)論。

【特別提示】

①明確坐標(biāo)系中橫軸與縱軸表示的物理量;

②根據(jù)題意找到圖像上的特殊點對應(yīng)的數(shù)據(jù),結(jié)合串、并聯(lián)電路的特點及歐姆定律進(jìn)行分析及計算。

【典例4】(2023?江蘇淮安?中考真題)如圖所示的電路中,電源電壓恒定,凡為定值電阻,%為電阻

箱。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)&的阻值,下列關(guān)于電流表示數(shù)/、電壓表示數(shù)U、&的功率P及&的阻值之間的

關(guān)系圖像正確的是()

【詳解】A.電流表示數(shù)/、電壓表示數(shù)U都是定值電阻的電流和電壓,因為U=/R知,電流與電壓成正

比,圖像是過原點的直線,故A錯誤;

B.由p=UI=『R

知,定值電阻的電功率與電流平方成正比,圖像是過原點的直線,故B正確;

C.根據(jù)/=五二歹知,鳥的電阻越大,電流中的電流越小,但不是一次函數(shù)關(guān)系,因而圖像不是直線,

故C錯誤;

D.根據(jù)。=因可知,電流隨著R2的電阻增大,越來越小,但不可能為0,因而電壓也是不可能為0,應(yīng)

該是圖像變化越來越慢,無限趨近于0,故D錯誤。

故選Bo

【變式4-1](多選)(2024?河南鄭州?一模)如下圖1所示電路,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S,當(dāng)

滑動變阻器的滑片P從a端滑到6端的過程中,兩個電阻的U-/關(guān)系圖像如圖2所示。則下列判斷正確

的是()

圖2

A.圖線甲是電阻R/的“U-廣關(guān)系圖像B.電源電壓為12V

C.R/的阻值為20。D.滑動變阻器&的最大阻值為30。

【答案】BD

【詳解】由電路圖可知,電阻4與滑動變阻器上串聯(lián),電壓表Vi測定值電阻以兩端的電壓,電壓表V2

測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測量電路中的電流。

A.4為定值電阻,根據(jù)歐姆定律可知,通過R/的電流與它兩端的電壓成正比,其U-/圖線為延長線過原

點的傾斜直線;由圖2可知,圖線乙中電流與電壓成正比,因此圖線乙是電阻K/的“U-r關(guān)系圖像,則圖

線甲為滑動變阻器&的關(guān)系圖像,故A錯誤;

B.由圖2可知,電流/=0.3A時,滑動變阻器電壓U產(chǎn)9V,電阻4的電壓Uz=3V,所以,電源電壓為

U=U9H■[/z=9V+3V=12V

故B正確;

C.圖線乙是電阻R/的“U-廣關(guān)系圖像,當(dāng)Uz=3V時,/=0.3A,所以4的電阻為尺=牛=言-I。。

C錯誤;

D.由圖2可知,電路中最小電流為/=0.3A,此時滑動變阻器接入電路的阻值最大,此時滑動變阻器的電

壓。否9V,則滑動變阻器最大阻值為曝大=4=怒=30。

故D正確。

故選BD。

【變式4-2】(2024?河南許昌?一模)如圖甲所示電路,電源兩端電壓不變,幻是定值電阻,及為滑動

變阻器。當(dāng)開關(guān)S閉合后,滑片P從6端移動到。端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)/的變化關(guān)系如圖乙所

示,則B的阻值為Q,電源電壓為V;當(dāng)滑動變阻器滑片向右移動時,電路的總功率將

(選填“變大”“變小"或‘不變")。

【答案】107變小

【詳解】由圖甲可知以和此串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測及兩端的電壓;由圖乙可

知,當(dāng)電路中的電流為//=0.1A時,&兩端的電壓為5=6V,由串聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓為

U=Ul+U2=IlRl+U2=0AAxRt+6N①

當(dāng)電路中的電流為/2=0.7A時,&兩端的電壓為。2'=0V,此時電源電壓為。=。/=/2?=0-7AXN②

聯(lián)立①②解得R/=10Q,U=7V

[3]當(dāng)滑動變阻器滑片向右移動時,其接入電路的阻值變大,則電路總電阻變大,而電源電壓不變,根據(jù)歐

姆定律可知,此時電路電流變小,由尸="可得,電路的總功率將變小。

題型突破五:怎樣解有關(guān)歐姆定律的實際應(yīng)用問題

【典例5】(2023?湖北十堰?中考真題)如圖是測量油箱內(nèi)油量的裝置,其中尺是滑動變阻器的電阻

片,4尸是輕質(zhì)滑桿,且AO>OP4O>OP,P是滑桿上可沿電阻片滑動的滑片,&是定值電阻。油量減少

時,浮子通過連桿帶動滑桿繞。點轉(zhuǎn)動,使滑片尸在R上滑動。

(1)電路中的油量表相當(dāng)于一只(選填“電流表”、“電壓表”或“電能表”);

(2)浮子下降時,連桿對滑桿AP施加動力此時滑桿是(選填“省力”、“費力”或“省功”)杠

桿,油量表示數(shù)(選填“變大”、“變小”或“不變”)。

【答案】電流表省力變小

【詳解】(D口]電路中的油量表串聯(lián)在電路中,故相當(dāng)于一只電流表。

(2)[2]浮子下降時,連桿對滑桿AP施加動力。是支點,AO>OP;此時滑桿的動力臂比阻力臂長,

是省力杠桿。

[3]浮子下沉?xí)r,AOP逆時針轉(zhuǎn)動,滑動變阻器接入電路的有效電阻變大,根據(jù)歐姆定律,電路中的電流變

小,油量表示數(shù)變小。

【變式5-1】(2024?陜西西安?一模)興趣小組設(shè)計了一個壓力報警裝置,其工作原理圖如圖1所示???/p>

制電路中電源電壓恒定,&為滑動變阻器,R為壓敏電阻,其阻值隨壓力大小的變化規(guī)律如圖2所示。當(dāng)

壓力增大到20N,控制電路中電流為0.2A時,工作電路中的電鈴響鈴報警,此時凡接入電路中的電阻為

20Qo閉合開關(guān)S,下列說法正確的是()

圖1

A.電磁鐵上端為N極B.控制電路的電源電壓為12V

C.當(dāng)電流表示數(shù)為0.15A時,壓力為5ND.要使電鈴在壓力更小時報警,應(yīng)將Ro滑片向左移動

【答案】D

【詳解】

A.根據(jù)安培定則,右手四指順勢握住螺線管,大拇指所示的方向為N極,故電磁鐵下端為N極,上端為

S極,故A錯誤;

B.當(dāng)壓力增大到20N時,R阻值為10。,控制電路的電源電壓為U=1](4+R)=0.2Ax(20Q+10Q)=6V

故B錯誤;

C.當(dāng)電流表示數(shù)為0.15A時,電阻中總電阻為R總=;=聯(lián)r=40O

此時R接入電阻為R=R總一&=40。-20。=20Q

對應(yīng)的壓力為10N,故C錯誤;

D.報警電流是一定的,即控制電路總電阻一定,壓力越小,R電阻越大,則即應(yīng)變小,應(yīng)將心滑片向左

移動,故D正確。

故選D。

【變式5-2](2024?安徽宿州?一模)一個汽車油量顯示儀的電路原理圖如圖所示,已知電源電壓恒為6V,

定值電阻用的阻值為5。,電壓表的量程是0?3V,R為壓敏電阻,其阻值與油箱中油量的關(guān)系如下表所示。

(1)當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時,油箱中的油量是幾升?

(2)此油箱最多能存多少升汽油?

(3)若在該電路中再串聯(lián)一個電流表,電流表選擇0?0.6A的量程,請通過計算判斷,該電流表示數(shù)能取

到量程的最大值嗎?

油量V/L°1020304050

壓敏電阻R/Q20151052.5

三三三R。

【答案】(1)20L;(2)40L;(3)見詳解

【詳解】

解:(1)當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時,電路中電流為《=?=啜=°―3A

KQDIZ

TJ-U6V-15V

此時R的阻值為&==的=i=15。

根據(jù)表格可知當(dāng)R為15。時,油箱中的油量是20L。

(2)油量越多,R阻值越小,根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律,扁分得電壓越多,&兩端最大電壓為3V,此時電

路中電流為4=駕=2=0-6A

此時我的阻值為耳=匕U-產(chǎn)U=%6V-3Vj=5。

/20.6A

根據(jù)表格可知當(dāng)R為5。時,油箱中的油量是40L。

U,3V

(3)&兩端最大電壓為3V,此時電路中電流為4=*=0?=06A

RQ5£2

即電路中最大電流為0.6A,若在該電路中再串聯(lián)一個電流表,電流表選擇。?0.6A的量程,該電流表示數(shù)能

取到量程的最大值。

答:(1)當(dāng)電壓表示數(shù)為L5V時,油箱中的油量是20L;

(2)此油箱最多能存30L汽油;

(3)見詳解。

題型突破六:怎樣解伏安法測電阻的實驗問題

(1)根據(jù)公式氏=亍,要測量一個未知電阻的阻值,需要測出這個電阻兩端的電壓和通過它的電流,所以需

要用到電壓表和電流表。用電壓表和電流表測電阻的方法叫“伏安法”。

(2)在測定值電阻的阻值時,多次測量求平均值可以減小測量誤差。

(3)一個燈泡的電阻大小由燈絲的長度、橫截面積和材料決定,同時還與溫度有關(guān),所以燈泡在不同工作狀

態(tài)下(溫度不同),電阻是不同的,如果要測量一個燈泡的電阻,則不能用多次測量求平均值的方法。

【特別提示】實驗注意事項

①連接電路時,開關(guān)要處于斷開狀態(tài)。

②若定值電阻的阻值已知,可采用估算法選擇電流表、電壓表的量程;若定值電阻的阻值未知,則需采

用試觸法選擇電流表、電壓表的量程。

③電壓表、電流表的正、負(fù)接線柱接法要正確,讓電流“正進(jìn)負(fù)出”。

④滑動變阻器采用“一上一下”的連接方式接入電路。閉合開關(guān)前,滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)調(diào)到

最大。

【典例6】(2023?江蘇淮安?中考真題)在測量小燈泡電阻的實驗中,電源電壓恒為4.5V,小燈泡的額

定電壓為2.5V。

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電路連接完整,要求滑片P置于3端時滑動變阻器接入電路的電

阻最大;

(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表、電流表示數(shù)均較小,接下來的操作是,多次改變

小燈泡兩端的電壓,記錄電壓表、電流表的示數(shù),當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,

為A,此時小燈泡的電阻為Q(結(jié)果保留一位小數(shù));

(3)根據(jù)數(shù)據(jù)繪制/-U圖像,如圖丙所示,發(fā)現(xiàn)此圖像不是直線,主要原因是燈絲電阻受的影

響;

(4)實驗中滑動變阻器的規(guī)格可能是;

A.10Q;2AB.20Q;2AC.50。:1.5A

(5)小燈泡逐漸變亮的過程中,電路中電流依次為乙、4、A時,小燈泡對應(yīng)的功率分別為《、鳥、

A。若人-人二人-4,則[-片(選填“>”“=”或“<”)A-鳥;(假設(shè)小燈泡的電阻保持不變)

(6)將上述實驗中的小燈泡與一個10。的定值電阻串聯(lián)在電源電壓為4V的電路中,則定值電阻兩端的電

將滑動變阻器的滑片P向A端移動0.38.3

【詳解】(1)山滑片P置于8端時滑動變阻器接入電路的電阻最大,說明此時滑動變阻器左下部分電阻接

入電路,則下面的接線柱應(yīng)該接在A接線柱上,如圖所示:

(2)[2]電壓表測量燈泡電壓,電流表測量電路電流,此時電壓表示數(shù)很小,說明燈泡的電壓比較小,因

為串聯(lián)分壓,那么滑動變阻器的電壓較大,電阻越大分壓越多,即滑動變阻器的電阻太大,所以滑動變阻

器的滑片P應(yīng)該向阻值減小的一端即A端移動。

(2)[3][4]從甲圖中看出電流表接的是小量程,分度值是0.02A,根據(jù)圖乙可知電流表讀數(shù)為0.3A,小燈

泡的電阻為%=I211~8.3。

?/燈?U.3A

(3)[5]由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,所以通過燈泡的電流與電壓不成正比。

(4)[6]當(dāng)電路電流最小時,電路中接入的總電阻最大,根據(jù)圖丙可得出最小電流為0.1A,根據(jù)歐姆定律

TTU45V

R=y可計算出此時電路總電阻區(qū)總丁=訴=45。

因為燈絲電阻隨溫度升高而增大,可知電流為0.1A時的小燈泡的電阻小于小題2中求出的小燈泡在額定電

壓下工作時的電阻,由此可得出滑動變阻器阻值應(yīng)至少為%變=45。-8.3。=36.7。

故選C。

(5)[7]根據(jù)題意可知

£_4=/=(4_/])5+/])R,P3-P2=llR-I;R=(ll-ll)R=(I3-I2)(I3+I2)R

因為燈泡依次變亮?xí)r的電流也依次變大,即6<八<h

故區(qū)+/”<5+心/

由此得出《-々〈月-5

(6)網(wǎng)設(shè)此時燈泡兩端電壓為4,電路中的電流為/,由串聯(lián)電路電壓特點可得UA=UL+/R

即4V=C/L+10QXZ

變形可得7=0.4A-0.1Q^L

在圖丙中作出該直線圖像如圖所示:

J/A

由圖可知兩圖線的交點為(L4VO26A),此時小燈泡兩端的電壓為1.4V,電流為0.26A,則定值電阻兩端

電壓/=/R=0.26AxlOO=2.6V

【變式6-1】(2024?廣東?一模)小薇用伏安法測定一個標(biāo)有2.5V字樣的小燈泡的電阻實驗電路

如圖甲所示,實驗過程如下:

(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)向(選填"A”或“8”)端調(diào)整滑動變阻器的滑片,使電路中的電流在開始測量

時最小;

(2)測量過程中,移動滑動變阻器的滑片,使小燈泡兩端電壓為2.5V時電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流

值是A,這時小燈泡燈絲的電阻值是Q(保留1位小數(shù));

(3)小薇通過調(diào)節(jié)滑動變阻器,測得小燈泡在不同的電壓下的數(shù)據(jù)如表所示:

實驗次數(shù)12345

發(fā)光情況正常較亮較暗微光不亮

電壓UN2.52.01.51.00.5

電流〃A0.280.240.200.12

電阻R/O7.16.354.2

(4)小薇想把實驗測得的小燈泡電阻值求出平均值后作為小燈泡燈絲的電阻,你認(rèn)為小薇這樣處理實驗

數(shù)據(jù)(選填:“有”或“沒有”)必要?

(5)當(dāng)小燈泡兩端的電壓降到0.1V時,則燈絲的電阻值最可能是下列①、②、③三種情況的

(填序號),你這樣選擇的理由是:;

①6.4。②5.1。③3.4。

(6)小薇在完成測量小燈泡電阻實驗后,在不添加任何器材的情況下還想利用圖甲的電路來測量小燈泡

的額定功率,你認(rèn)為小薇的想法是(選填:“能”或“不能”)實現(xiàn)的?

【答案】A0.269.6沒有③燈泡燈絲電阻隨著溫度降低而減小能

【詳解】(1)口]連接好電路在閉合開關(guān)前,為了保護(hù)電路,應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片滑到阻值最大

處,所以滑動變阻器的滑片滑到A端。

(2)[2]由圖乙所示電流表可知,其量程為0?0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.26A。

(4)[4]燈泡的電阻是變化的,燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,把實驗測得的小燈泡電阻值求出平均值

后作為小燈泡燈絲的電阻不恰當(dāng),所以沒有必要計算平均值。

(5)[5][6]根據(jù)表格可知,當(dāng)電壓為0.5V時,其電阻為4.2C,由表格可知,當(dāng)電壓降低時,電流會減

小,電阻的溫度降低,這是由于燈泡燈絲電阻隨著溫度降低而減小,所以當(dāng)電壓為0.1V時,電阻會隨之

減小,小于4.2C,故C符合題意,AB不符合題意。

故選C。

(6)[7]測量小燈泡的額定功率,先測量燈泡的電壓和電流,通過P=S求處燈泡的額定功率。故可以利

用圖甲的電路,移動滑動變阻器滑片,測出額定電壓下通過小燈泡的電流,再求出小燈泡的額定功率。

【變式6-2】(2024?新疆?模擬預(yù)測)在“測量小燈泡的電阻”的實驗中,電源電壓6V恒定不變,小燈

泡的額定電壓為2.5V。

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的電路連接完整(滑片向左移動時電壓表示數(shù)變大);()

(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表沒有示數(shù),電壓表示數(shù)超量程,原因是;

(3)小燈泡正常發(fā)光時的電流如圖乙,有規(guī)格為“10。2人,“20。1人”和“50。0.2人”的人、B、C三個滑動變

阻器,小明應(yīng)選擇(選填或“C”)滑動變阻器接入電路;

(4)利用圖甲裝置(選填“能”或“不能”)探究通過定值電阻的電流與電壓的關(guān)系。

【答案】燈泡斷路B不能

【詳解】(1)口]由題意知,滑片向左移動時電壓表示數(shù)變大,電流變大,電阻減小,故滑動變阻器應(yīng)選左

下接線柱與燈泡串聯(lián),如圖所示:

(2)⑵若電流表沒有示數(shù),說明電路可能斷路;電壓表有示數(shù)且超量程,說明電壓表與電源連通,則與

電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,所以與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路。

(3)[3]由圖乙可知,電流表選用0?0.6A量程,分度值為0.02A,此時示數(shù)為0.3A;實驗中,要測量小燈

泡正常發(fā)光時的電阻,電路中的電流為0.3A,小燈泡的額定電壓為2.5V,則滑動變阻器的阻值為

U-U

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