2019中考物理分类汇编 第15讲 欧姆定律 课时1 欧姆定律的理解及相关计算（含解析）.doc

1第十五讲第十五讲 欧姆定律欧姆定律课时 1 欧姆定律的理解及相关计算命题点 1 欧姆定律的理解及计算1. (2011 长沙 32 题 6 分)如图所示为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图其中定值电阻R16 ，电源电压恒为 4.5 V，R2的规格为“15 0.5 A” ，电压表量程为 3 V，电流表量程为 0.6 A，闭合 S：第 1 题图(1)当被测身高变矮时，电流表的示数_(选填“变大” “变小”或“不变”)(2)当R2接入电路中的电阻为 9 时，电压表的示数是_V.(3)为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是_2. 2008 长沙 39(1)(2)(3)题 6 分小红同学自制了一个卡通福娃，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛她选用规格为“6 V 3 W”的红灯和“6 V 6 W”的绿灯及“18 1.5 A”的滑动变阻器等元件设计了如下电路当闭合开关 S、S1、S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光(电源电压不变)问：(1)电源电压为多少伏？(2)两灯都正常发光时电流表的示数为多少？(3)S、S2闭合、S1断开，电流表示数为 0.25 A 时，滑动变阻器连入电路的电阻为多少？第 2 题图3. (2009 长沙 39 题 8 分)某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图甲是其原理图放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连，弹簧上端和金属滑片P固定在2一起(弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦)已知物体A的质量为 100 kg，定值电阻R16 ，R2是一根长为 6 cm 的均匀电阻线(阻值与其长度成正比)，其最大阻值为24 ，电源电压为 6 V，电流表的量程为 00.6 A当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端已知该弹簧伸长的长度 l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示，问：(1)要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？(2)闭合开关，当电流表示数为 0.6 A 时，R2接入电路中的电阻为多少？(3)在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？(取g10 N/kg)第 3 题图4. (2012 长沙 39 题 8 分)投入使用才 17 年的长沙浏阳河大桥由于严重损坏于今年年初被拆除重建导致大桥损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载新桥建设现已开始，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理如图甲为该超载记录器原理图Rx为压敏电阻，当车辆驶入被监测路段时，其阻值随它受到的压力变化而变化，变化关系如图乙所示当电压表示数达到或超过 4 V 时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆已知电源电压U10 V，电压表量程为 05 V，线圈电阻R05 ，保护电阻R110 ，问：(取g10 N/kg)第 4 题图(1)若某车质量为 15 t，静止时轮胎与路面接触的总面积为 0.3 m2，则静止时该车对路面3的压强为多少？(2)第(1)问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少？(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？5. 2016 长沙 39(4)题 2 分科技小组设计了一个给工件镀膜的电路模型，通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度如图所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，在压敏电阻Rx上放有托盘，托盘上放有容器(不计托盘和容器的质量)，容器内装有 40 N 的水闭合开关，用轻质硬杆连接不吸水圆柱体工件，将工件两次浸入水中(均未浸没且不触底，水未溢出)，第一次工件下表面距水面 2 cm，电压表示数为 6 V，杆的作用力为 10 N；第二次工件下表面距水面 6 cm，电压表示数为 4 V，杆的作用力为 6 N压敏电阻上表面的受力面积为 20 cm2，其电阻值Rx随压力F的变化关系如下表g取 10 N/kg，水1.0×103 kg/m3，求：(4)在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于 6 000 Pa，该电路的电源电压第 5 题图F/N424446486264Rx/2822181698考向拓展1. 如图所示电路，电源电压恒为 9 V，电阻R1阻值为 10 .开关 S1闭合、S2断开，当滑4动变阻器的滑片移到中点时，电流表的示数为 0.36 A，滑动变阻器的最大阻值为_，若滑动变阻器的滑片向左移，电流表的示数将_(选填“变大” “变小”或“不变”)将电压表和电流表的位置调换后，滑动变阻器的滑片滑至最右端，同时闭合开关 S1、S2，则通过R1、R2的总电流为_A.考向拓展 1 图2. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关 S，滑动变阻器滑片从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，则R1的阻值为_；R2两端的最大电压为_V，当电路中的电流为 0.2 A 时，R1与R2消耗的电功率之比为_考向拓展 2 图3. (2017 长沙中考黑白卷)现在许多家用电器都实现了多挡位可调节功能小明也设计了一个多挡位可调节电路，如图所示电源电压恒定不变，定值电阻R18 ，滑动变阻器R2的最大阻值为 20 ，小灯泡 L 标有“6 V 1.5 W”字样，电流表量程为 00.6 A，电压表量程为 03 V求：(1)断开开关 S2、闭合开关 S1、S3，10 s 内电流通过R1产生的热量为 45 J，求电源电压和流过R1的电流；(2)闭合开关 S1、S2、S3，求这时电路的总电阻及电压表的示数；(3)断开开关 S2、S3，只闭合开关 S1，求当电路处于安全工作状态时滑动变阻器R2的功率取值范围5考向拓展 3 图命题点 2 动态电路分析考向拓展4. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关后，当滑片P向左移动时(小灯泡灯丝电阻不随温度变化)，下列说法正确的是 ( )考向拓展 4 图A. 电流表示数变小，电压表示数不变B. 电流表示数变小，电压表示数不变C. 电流表示数变大，小灯泡的亮度不变D. 电压表示数与电流表示数的比值不变5. (2014 郴州)在如图所示的电路中，闭合开关 S 后，当滑动变阻器的滑片向右端b滑动的过程中，正确的是 ( )考向拓展 5 图A. 电流表的示数增大，电灯 L 变亮B. 电压表的示数增大，电灯 L 变暗C. 电流表的示数不变，电灯 L 变亮6D. 电压表的示数减小，电灯 L 变暗答案1. (1)变大 (2)2.7 (3)3 12 【解析】(1)电子身高测量仪电路中用到了滑动变阻器，当身高变矮时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，所以电流表的示数变大；(2)当变阻器R2的阻值为 9 时，电路中的总电阻为 15 ，由串联电路规律得U22.7 V；(3)为了保证电路安全，当电压表的示数达到最大值 3 V 时，此U总 R总U2 R2时R2maxR1×R12R112 ，当电路电流达到最大值 0.5 A 时，电路中的U2 UU23 V 1.5 V总电阻为R9 ，所以变阻器的连入电路的电阻为R2max3 .故变阻器U I4.5 V 0.5 A接入电路的阻值范围是 3 12 .2. 解：(1)当 S、S1、S2都闭合，滑片P在b端时，两灯并联，R10 ，因为两灯都正常发光，所以电源电压为UUL6 V(2)两灯泡正常发光时电路中的电流为总电流II红I绿0.5 A1 A1.5 3 W 6 V6 W 6 VA(3)当 S、S2都闭合、S1断开时，变阻器R1和 L绿串联，R绿6 （6 V）2 6 W总电阻R 24 U I6 V 0.25 A滑动变阻器连入电路的阻值R1RR绿24 6 18 3. 解：(1)当不拉拉环时，R224 ，由欧姆定律知，电路中电流I 0.2 A，U RU R1R26 V 6 24 故拉力计的零刻度线应标在电流表表盘上示数为 0.2 A 处(2)闭合开关，拉动拉环，当电流表示数为 0.6 A 时，由欧姆定律I 得，总电阻U RR 10 ，U I6 V 0.6 A而RR1R2，故R2RR110 6 4 .7(3)由题意要保证电路的安全，则电路中最大电流不能超过 0.6 A，当电流为 0.6 A 时，拉环上拉力最大由第(2)问知R24 ，又R2的阻值与长度成正比，故此时连入电路中的电阻线长度为l1 cm，而弹簧伸长的长度 ll0l6 cm1 cm5 cm.据乙图知，此时拉环拉力最大为Fmax750 N如解图示，A受重力G、支持力FN和拉环拉力F拉平衡，由平衡知识得F拉FNG，当F拉Fmax时，地面对A的支持力FN最小，已知A物体的质量是 100 kg 故Gmg100 kg×10 N/kg1 000 N，其值为FNGFmax1 000 N750 N250 N.当F拉0 时，地面对A的支持力FN最大，其值为FNG1 000 N1000N由作用力与反作用力大小相等可得物体A对地面的压力F压FN.故A对地面的压力F压的范围为 250 N1 000 N.4. 解：(1)车的重量Gmg15×103 kg×10 N/kg1.5×105 N车对地面的压力FG1.5×105 N车对地面的压强p 5×105 PaF S1.5 × 105 N 0.3 m2(2)由车对地面的压力F1.5×105 N 观察题图乙可知Rx的阻值为 25 电路中的电流I 0.25 AU RU RxR0R110 V 25 5 10 电压表的示数U1IR10.25 A×10 2.5 V(3)当电压表的示数最大时，电路中电流I0.5 AU1 R15 V 10 R0两端电压U0IR00.5 A×5 2.5 VRx的电阻为Rx5 Ux IUU0U1 I10 V2.5 V5 V 0.5 A由题图乙可得最大压力为 5.5×105 N则过桥车辆的最大质量为m 5.5×104 kg55 t.G gF g5.5 × 105 N 10 N/kg5. (4)由压敏电阻所受压力F压G水F浮得：F浮F压pS6 000 Pa×0.002 m212 N由杆的作用力第二次小于第一次可知，第一次杆的作用力F1方向向上，若第二次杆的作用力F2方向向上，如解图 1，则8F浮 1GF1，F浮 2GF2得 F浮F浮 2F浮 1F1F210 N6 N4 N12 N，不符合题意第 5 题解图 1 第 5 题解图 2若第二次杆的作用力后方向向下，如解图 2，则F浮 1GF1，F浮 2GF2得 F浮F浮 2F浮 1F1F210 N6 N16 N12 N，符合题意方法一：F浮F浮 2F浮 1水gV排 2水gV排 1水gSh2水gSh1代入数值，得S0.04 m2则：F浮 1水gV排 11×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m2×0.02 m8 NF浮 2水gV排 21×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m2×0.06 m24 N方法二：由h12 cm、h26 cm 及F浮水gV排水gSh可知F浮 23F浮 1F浮16 N3F浮 1F浮 12F浮 1即得F浮 18 N，F浮 224 N此时U16 V，Rx116 F压 2G水F浮 240 N24 N64 N此时U24 V，Rx28 UU1R0U1 Rx1UU2R0U2 Rx2代入数值，得U12 V【考向拓展】91. 30 变大 1.2 【解析】当开关 S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，电压表测电源电压，电流表测电路的总电流，此时电路总电阻R 25 ，滑动变阻器接入电路的U I9 V 0.36 A阻值为R225 10 15 ，则滑动变阻器的最大阻值为R滑2×15 30 ；1 2将滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，即电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，即电流表示数变大；当电压表和电流表的位置调换后，滑动变阻器的滑片滑至最右端，同时闭合开关 S1、S2，R2全部阻值接入电路，此时R1与R2并联，电压表测电源电压，则通过R1、R2的总电流为 I总U R1U R29 V 10 1.2 A.9 V 30 2. 10 2 21 【解析】 闭合开关，R1与R2串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路的总电流当滑动变阻器的滑片在b端时，电路为只有R1的简单电路，此时电压表的示数最大为电源电压U3 V，根据图像可知，此时电流I0.3 A，则R1的阻值为R1 U I10 ；当变阻器滑片在a端时，滑动变阻器全部接入电路，根据串联电路电压规3 V 0.3 A律可知此时R2两端的电压最大，电路中电流最小，根据图像可知R2两端电压最大为U2UU13 V1 V2 V；当电路中电流为 0.2 A 时，电压表的示数为 2 V，则R2两端的电压为 1 V，在串联电路中电路处处相等则根据PUI可知，此时R1与R2消耗的电功率之比P1P2U1U221.3. 解：(1)当断开开关 S2，闭合开关 S1、S3时，只有R1接入电路由QI2Rt得流过R1的电流I0.75 AQ R1t45 J 8 × 10 s因为电路中只有R1，则U1U，电源电压UU1IR10.75 A×8 6 V(2)当闭合开关 S1、S2、S3时，电阻R1、小灯泡 L 并联，R2被短路，电压表也被短路，电压表示数为 0小灯泡的电阻为：RL24 （6 V）2 1.5 W并联电路的总电阻R并6 R1RL R1RL8 × 24 8 24 (3)当断开开关 S2、S3，只闭合开关 S1时，R1与R2串联，小灯泡 L 被断路10当R2 大R18 时，U2U1 3 V，电压表安全工作，R2功率最大U 2滑动变阻器的最大功率P2 大1.125 W（3 V）2 8 电流表安全工作的最大电流I大0.6 A，电路总电阻R总10 U I总6 V 0.6 AR2 小R总R110 8 2 R2最小功率P2 小IR2 小(0.6 A)2×2 0.72 W2 大即电路处于安全工作状态时滑动变阻器R2的功率取值范围为 0.721.125 W4. D 【解析】闭合开关之后，小灯泡 L 与滑动变阻器R并联，电流表测干路电流，电流表测通过小灯泡 L 的电流，电压表测电源电压滑片向左移动，滑动变阻器的阻值变小，电路总电阻变小，电流表示数变大，电压表示数不变，小灯泡灯丝电阻不随温度变化，则电流表示数不变，即流过小灯泡的电流不变，故小灯泡的功率不变，小灯泡亮度不变，A、B、C 错误；电压示数与电流表示数的比值是小灯泡的电阻，大小不变，D 正确故选 D.5. B 【解析】滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，总电阻变大，总电流变小，电灯的电阻不变，电流变小，电压也变小，电功率变小，电灯亮度变暗由于电灯电压变小，总电压不变，所以滑动变阻器两端的电压变大，电压表的读数变大故选 B.