2022年中考物理知识精选专题17.1欧姆定律知识精析和挖空练.docx
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1、专题17.1 欧姆定律丨知识精析丨挖空练知识点一:电流与电压和电阻的关系1.由于电压是形成电流的原因,说明电流的大小与导体两端的 有关;由于导体的电阻对电流有阻碍作用,所以,电流的大小与导体 有关。2.为了研究通过导体的电流跟电压的关系,我们应控制电阻一定,通过在电路中串联一个变阻器来调节导体两端的电压,通过实验可以得出结论:电阻一定时,通过导体中的电流跟导体两端的电压成 。3.为了研究通过导体的电流跟电阻的关系,我们应控制电阻两端的电压一定,通过换用不同的电阻来改变电阻,通过实验可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成 。【真题跟踪一】(2019益阳)如图所示,电源电压不变,R
2、0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数变化情况是( )。A电流表示数减小,电压表示数减小;B电流表示数增大,电压表示数增大;C电流表示数减小,电压表示数增大;D电流表示数增大,电压表示数减小【答案】A。【解析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,故BD错误;由U=IR可知,R0两端的电压减小,即电压表的示数减小,故A正确、C错误。故选A。【真题跟踪二】(2018黔南)在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系
3、”的实验中,设计的电路如图甲所示。(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。(2)连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。(3)排除电路故障后进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变。若电压表示数偏小,则应将滑动变阻器向 (选填“左”或“右”)滑动实验数据记录如表,其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 A。实验次数12345电阻R/510152025电流I/A0.60.30.20.15(4)分析实验数据可得实验结论是: 。【答案】(1)如图;(2)电
4、阻断路;(3)右;0.12;(4)电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。【解析】(1)根据图甲,将电压表与电阻并联,如下所示:(2)经分析,连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是电阻断路;(3)若电压表示数偏小,根据串联电路电压的规律,即变阻器分得的电压过大,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻过大,故应将滑动变阻器向右滑动,以减小变阻器连入电路中的电阻大小,从而增大电压表示数;其中第5次实验电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.12A;(4)横向分析表中数据,电阻为原来的几倍,通
5、过的电流为原来的几分之一,故得出的结论是:电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。故答案为:(1)如上;(2)电阻断路;(3)右;0.12;(4)电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。【真题跟踪三】(2018遵义)如图甲所示,R2为电阻箱调节R2时电流表示数I随之变化。如图乙所示是电阻箱阻值R2与电流表示数的倒数的图象。则定值电阻R1与电源电压U的大小分别为()。A5 30V B5 2.5V C10 20VD10 10V【答案】B。【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,当R2=0时, =2A1,则电路中的电流I1=0.5A,此时只有R
6、1接入电路,则由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.5AR1,当R2=10时, =6A1,则电路中的电流I2=A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I2(R1+R2)=A(R1+10),因电源的电压不变,所以,0.5AR1=A(R1+10),解得:R1=5,电源的电压U=I1R1=0.5A5=2.5V。故选B。知识点二:欧姆定律1.欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。2.公式:,其中:U为电源电压,单位为伏(V);I为通过导体的电流,单位为安(A);R为导体的电阻,单位为欧()。注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到 后再进行
7、计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对 导体、同一时刻而言的。3.公式变形:,。应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时,只要知道I、U、R三个量中的两个,就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意,物理量的计算不同于数学上的计算,必须用对应的物理量单位才有意义,避免将物理问题数学化,应理解每个量的物理意义。(1)欧姆定律公式,表示加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就随着增大几倍。当导体两端的电压保持不变时,导体的电阻增大几倍,导体中的电流就减为原来的几分之一。(2)导出式U=IR表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。(3)导出式表示导
8、体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与其通过的电流的比值;由于同一导体的电阻一定(导体本身的性质),因此不能说成“导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比”。4.运用欧姆定律公式解题技巧:解题时,为了便于分析问题,应先根据题意,画出电路图,并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号,公式中的三个物理量的单位均使用国际(制)单位。【真题跟踪一】(2019邵阳)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R13R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是(
9、 )。A1:1、4:3 B1:2、1:3 C1:1、1:4 D1:4、1:1【答案】A。【解析】当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,所以两次电压表的示数不变,即U1:U21:1;两电阻并联,I1,I2则I1:I24:3。故选A。【真题跟踪二】(2019达州)如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为30,电压表的量程为015V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是( )。A电源电压为20V;BR1的阻值为5;C为了保证电压表不被烧坏,
10、滑动变阻器的阻值变化范围为430;D开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压。(1)由图乙可知,当R210时U112V,当R220时U18V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流分别为:I,I,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,所以,电源的电压:UI(R1+R2)I(R1+R2),即(R1+10)(R1+20),解得:R110,故B错误;电源的电压UI(R1+R2)(10+10)24V,故A错误;(2)当电压表的示数U115V时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的电流:I大
11、1.5A,此时滑动变阻器两端的电压:U2小UU124V15V9V,则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2小6,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,所以,滑动变阻器接入电路中的阻值范围为630,故C错误;(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,则P小14.4W,故D正确。故选D。【真题跟踪三】(2019贵港)如图16甲所示,电源电压保持不变,R1是定值电阻,小灯泡L的额定电压是6V且灯丝电阻不随温度变化。当闭合开关S1、S3,断开开关S2,调节滑动变阻器R2的滑片,使电压表示数从1V变为3V的过程中,电路总功率变化了3.
12、6W,其中电压表示数为3V时,电流表示数为0.3A;滑动变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图16乙所示,滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时,对应电压表示数为Ua、Ub,且Ub=8Ua。求:(1)定值电阻R1的阻值。(2)电源电压。(3)滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点过程中,R2接入电路的阻值范围。(4)当闭合开关S1、S2,断开开关S3,滑动变阻器R2的滑片在中点时,小灯泡L恰好正常发光,其电功率为PL;当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时,小灯泡L的电功率为PL。则PL与PL之比是多少? 【解析】(1)由图16甲知,当闭合开关S1、S3,断开开关S2时,R1与R2串联,电压表测R
13、1两端电压由U1=3V,I1=0.3A,根据得R1的阻值为:(2)使电压表示数从1V变为3V的过程中,电路的总功率是增加的,设增加的功率为当电压表示数为1V时,电路中的电流为,当电压表示数为3V时,电路中的电流为,设电源电压为U,在电压表两次示数下,电路的总功率有如下关系:,即有,解得电源电压为U=18V;(3)由图乙知,当滑动变阻器R2的滑片在a点时,滑动变阻器消耗的功率等于在b点时的功率则有,又,R1=10,U=18V,解得Ua=2V、Ub=16V;R2的滑片在a点时,电路中的电流为,则此时滑动变阻器接入阻值为,R2的滑片在b点时,电路中的电流为,则此时滑动变阻器接入阻值为,所以R2接入电
14、路的阻值范围为1.2580;(4)当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电路是小灯泡L和滑动变阻器R2串联,设小灯泡正常发光的电压为UL=6V,电阻为RL,设滑动变阻器的最大阻值为R,R2的滑片在中点时,根据串联电路的分压作用有: 当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时,设灯泡两端的电压为,有: 联解得,根据得:,则。知识点三:电阻测量1.伏安法测导体电阻(1)实验原理:根据欧姆定律的变形公式,用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流,就可以求得这段导体的电阻;此法叫“伏安法”。(2)实验器材:电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、导线若干。(3)实验电路:如图所示。(4
15、)实验步骤:按实验原理图正确连接实验电路;电路经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P的位置,使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3,观察电流表的示数,每次对应的数值为I1、I2、I3,分别填入设计的表格中;根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3,求出它们的平均值R=(R1+R2+R3)/3。(5)滑动变阻器的作用:保护电路;改变导体两端的电压,使其成倍数地增加;多次测量求平均值。2.伏安法测小灯泡电阻(此是考试重点)(1)实验原理:根据欧姆定律的变形公式,用电压表、电流表分别测出待测小灯泡两端的电压和通过它的电流,就可以求得小灯泡的电阻。(2)实验器材:电源、
16、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干。(3)实验电路:如图所示。(4)实验步骤:按实验原理图正确连接实验电路;电路经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P的位置,使小灯泡两端的电压分别为U1、U2、U3,观察电流表的示数,每次对应的数值为I1、I2、I3,分别填入设计的表格中。根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3,求出它们的平均值R=(R1+R2+R3)/3。(5)记录表格实验序号U/VI/AR/123待测小灯泡电阻R=(R1+R2+R3)/3=(6)注意事项:器材的选取:电流表所选用量程满偏值要大于电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略
17、大于或接近小灯泡的电阻(效果更明显);连接电路时:按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地连入电路,在连接的过程中,开关要断开;进行实验时:闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,是电路中的电流最小,以保证电路中灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全;将每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来,以便最后分析和总结;分析处理数据,对于测得的各组电流和电压值,计算出相应的电阻,然后比较,找出规律。【真题跟踪一】(2019益阳)测电阻Rx的电路如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻,部分实验步骤如下:(1)开关闭合前,滑动变阻器R的滑片P应该移到_(选填“A”或“B”)
18、端;(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,某次电流表A2的示数如图乙所示,A2读数为_A。(3)若测得电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则Rx=_(用题中字母表示);(4)多次移动滑动变阻器的滑片P,记录每次实验中电流表A1、A2的示数,得到了如图丙所示的I1-I2图象。若R0=20,由图象求得被测电阻的阻值Rx=_。【答案】(1)B;(2)0.34;(3);(4)10。【解析】(1)开关闭合前,滑动变阻器R的滑片P应该移到阻值最大处的 B端;(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,某次电流表A2的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,A2读
19、数为0.34A。(3)电流表A1测待测电阻的电流,电流表A2测干路电流,若测得电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,根据并联电路电流的规律,定值电阻的电流为:I0=I2-I1,由欧姆定律,电源电压为:U=I0R0=(I2-I1)R0,由欧姆定律,则;(4)多次移动滑动变阻器的滑片P,记录每次实验中电流表A1、A2的示数,得到了如图丙所示的I1-I2图象,由图知这个图象为过原点的直线,故为正比例函数,由图知,当I2=0.6A时,I1=0.4A,故I2=1.5I1;通过R0的电流为:I0=I2-I1=1.5I1-I1=0.5I1,根据U=IR,在电压不变时,电流与电阻成反比,故Rx=0.
20、5R0=0.520=10。故答案为:(1)B;(2)0.34;(3);(4)10。【真题跟踪二】(2019岳阳)利用图甲测小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定不变。(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于_端(填“A”或“B”),目的是保护电路。(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,则接下来合理的操作是_(填字母代号)。A断开开关,更换小灯泡 B移动滑动变阻器,观察小灯泡是否发光(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电流为_A,小灯泡正常发光时的电阻为_(计算结果保留一位小数)。(4)某同学根据记录的部分实验数据,计算出小灯泡的电阻,发现有一组测量数
21、据存在错误。请指出错误数据的序号并说明判断依据_。序号1234U/V0.11.32.13.0I/A0.050.110.260.3R/211.88.110【答案】(1)B;(2)B;(3)0.28;8.9;(4)2,灯的电阻随温度的升高而变大。【解析】(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片p置于阻值最大处的B端,目的是保护电路。(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,则接下来合理的操作是移动滑动变阻器,观察小灯泡是否发光 ,选B;(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则小灯泡正常发光时的电流为0.28A,由欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻为:;(4)灯的电阻
22、随温度的升高而变大,但表中第2组数据明显违反这个特点,故是错误的。故答案为:(1)B;(2)B;(3)0.28;8.9;(4)2,灯的电阻随温度的升高而变大。【真题跟踪三】(2019泸州)程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压U和未知电阻Rx的阻值。已知定值电阻的阻值为R0、电源两端电压保持不变。请完成下列问题:(1)根据甲中电路图,用黑色签字笔画线代替导线,将乙中的实物图补充完整。(2)电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为I1;则电源的电压U=_。(3)当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I2;则待测电阻Rx=_。(4)不改变甲图所示的电路,若开关S1始
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