中考物理复习专题17欧姆定律.docx
《中考物理复习专题17欧姆定律.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中考物理复习专题17欧姆定律.docx(33页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
中考物理复习专题17欧姆定律
专题17欧姆定律
一、欧姆定律
1.内容:
导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体两端的电阻成反比。
2.公式为:
I=U/R变形公式有:
U=IRR=U/I
3.欧姆定律使用注意:
单位必须统一,电流用A,电压用V,电阻用Ω;不能理解为:
电阻与电压成正比,与电流成反比,因为电阻常规情况下是不变的。
二、欧姆定律解决的问题
1.电流与电压、电阻的关系实验探究
2.理解欧姆定律规律
3.欧姆定律的应用
4.伏安法测量电阻
三、利用欧姆定律解题思维方法和解题规律
学习欧姆定律单元,一般教学经验丰富,业务过硬的物理教师,会指导学生总结出利用欧姆定律解决串并联电路问题解题规律。
交给学生一把打开解决问题的钥匙如下:
(1)对于单个导体在电路中工作的问题,只要把精力放在找这个导体的两端电压U,流经电流I,导体电阻R。
各量均用国际单位,根据欧姆定律列出方程:
I=U/R,所求量在该方程中解出即可。
(2)对于两个导体串联时,分别找出每个导体对应的电流、电压和电阻。
如:
对于导体A,电阻R1,两端电压U1,流经电流I1,这三个量满足欧姆定律:
I1=U1/R1;对于导体B,电阻R2,两端电压U2,流经电流I2,这三个量满足欧姆定律:
I2=U2/R2。
然后再根据串联电路电流、电压、电阻的特点将上面两方程联系起来。
比如:
①串联电路两导体流经电流相等,也就是I1=I2=I(I是串联电路总电流),这样
U2/R2=U1/R1=U/R(U是串联电路总电压,R为总电阻),题中待求的物理量就在这个方程中,
解方程即可!
②串联电路两导体电压之和等于电路总电压,也就是U1+U2=U,这样将U1=I1R1,U2=I2R2代入得I1R1+I2R2=U,解这个方程可得所要求的量。
(3)对于两个导体并联时,分别找到两个支路导体的电流、电压、电阻,再看看电路的总电流、总电压、总电阻。
如:
对于第一个支路,流经电流I1,电阻R1,两端电压U1,用欧姆定律联系起来建方程:
I1=U1/R1;对于第二个支路,流经电流I2,电阻R2,两端电压U2,也用欧姆定律联系起来建方程:
I2=U2/R2;对于整个电路找总电流I,总电压U,总电阻R。
再用欧姆定律联系起来建方程:
I=U/R;
然后根据并联电路的电流、电压、电阻之特点,将以上方程联系起来会得到新的方程,所求的量就在新的方程之中。
如:
①根据并联电路电流特点:
I1+I2=I得U1/R1+U2/R2=U/R;
②根据并联电路电压特点:
U1=U2=U得:
I1R1=I2R2=IR
题中所要求解的物理量就在上述新方程之中。
涉及电路其它方面的计算,都是以这个规律为基础解题。
【例题1】(贵州黔东南)如图所示的电路,闭合开关,当滑片P向上移动的过程中,电流表读数和电压表读数的变化情况分别是( )
A.变大,变大B.变大,变小C.变小,变小D.变小,变大
【答案】D
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片P向上移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=
可知,电路中的电流变小,即电流表的读数变小,故AB错误;
由U=IR可知,R1两端的电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压变大,即电压表的读数变大,故C错误、D正确。
【例题2】(2019福建)如图电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中,示数减小的电表是 (选填“A”“V1”或“V2”电路的总功率 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】V1;增大。
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中,R1接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,
由I=
可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,
由U=IR可知,R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,
综上可知,示数减小的电表是V1;
电源电压不变,电路中的电流变大,由P=UI可知,电路的总功率增大。
【例题3】(2019福建)空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。
某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图。
已知电源电压U=18V,电压表量程为0~15V,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为R=
×103Ω
空气质量指数A
0〜50
51〜100
101〜150
151〜200
201〜300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)通过计算,判断电压表示数为10V时对应的空气质量等级。
(2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻R′0的阻值应为多大?
【答案】
(1)电压表示数为10V时对应的空气质量等级为良;
(2)更换后的定值电阻的阻值应为75Ω。
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。
(1)因串联电路中各处的电流相等,
所以,当电压表示数为10V时,电路中的电流:
I=
=
=0.1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,气敏电阻R两端的电压:
UR=U﹣U0=18V﹣10V=8V,
则此时气敏电阻的阻值:
R=
=
=80Ω,
此时的空气质量指数:
A=
×103Ω=75,
由51<75<100可知,此时空气质量等级为良;
(2)空气质量指数A=400时,气敏电阻的阻值:
R′=
×103Ω=15Ω,
由题意可知,此时电压表的示数U0′=15V,则气敏电阻两端的电压:
UR′=U﹣U0′=18V﹣15V=3V,
此时电路中的电流:
I′=
=
=0.2A,
则更换后的定值电阻的阻值:
R0′=
=
=75Ω。
一、选择题
1.(2019海南)如图所示是某电子秤内部简化电路。
R0是定值电阻,Rx是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压保持不变。
闭合开关,当Rx上压力增大时,随之减小的是()
A.通过Rx的电流 B.通过R0的电流 C.Rx两端的电压 D.R0两端的电压
【答案】C
【解析】由图知,R0与Rx串联接在电路中,当Rx上压力增大时,其阻值减小,则电路中的电流I增大,即通过Rx和R0的电流均增大;又由欧姆定律U0=IR0,得R0两端的电压U0增大;根据串联电路的电压规律U=U0+Ux,得Ux=U-U0,由于U不变,U0增大,则压敏电阻两端的电压Ux减小。
故应选C。
2.(2019山东泰安)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。
在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有①B.只有②③C.只有①②③D.①②③④都可以
【答案】D
【解析】由图知,①只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
②只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I0R0可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
③闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式
=
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
④闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表测量Rx两端电压为Ux,根据电路电流相等列式
=
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值。
3.(2019福建)如图电路,电源电压恒定,R1=12ΩR2=6ΩR3是定值电阻。
闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A,接b时电流表的示数可能为( )
A.0.3AB.0.6AC.0.9AD.1.2A
【答案】C
【解析】由电路图可知,闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,R1与R3串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=
可得,电源的电压:
U=Ia(R1+R3)=0.6A×(12Ω+R3),
当闭合开关S1,单刀双掷开关S2接接b时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,
则电流表的示数:
Ib=
=
=
=0.6A+
,
当R3=0时,Ib=0.6A+
=1.2A,
当R3→∞时,Ib=0.6A,
由R3是定值电阻可知,0.6A<Ib<1.2A,结合选项可知C符合。
4.(2019大庆)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡上标有4v“字样,电流表的量程为0~0.6A图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图象。
滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2的阻值为10Ω.当闭合S和S2,断开S1,滑片移到中点时,小灯泡L恰好正常发光则下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.闭合s和S2,断开S1,滑片移到中点时,用一个“4V0.5W“的灯泡L′替换L,则将正常发光
C.闭合S和S2,断开S1,当小灯泡的功率为0.8w时,滑动变阻器的阻值是17.5Ω
D.闭合S和S1,断开S2,为保证电路安全,电阻R2的最大功率为8.1W
【答案】C
【解析】
A.闭合S和S2,断开S1,此时小灯泡和滑动变阻器是串联的,此时灯泡正常发光,可以从图象上得到灯泡的额定电流是0.5A,
灯泡电阻是:
RL=
=
=8Ω,
所以,串联电路的电阻:
R=R1+RL=10Ω+8Ω=18Ω
所以电源电压为:
U=IR=0.5A×18Ω=9V,选项A错误。
B.“4V0.5W”灯泡的电阻为:
R'=
=
=32Ω,
在滑动变阻器的滑片在中点时,原来灯的电阻是8Ω,现在灯的电阻是32Ω,灯的电阻变大,分担的电压就变大,电压会超过4V,所以灯不能正常工作。
选项B错误。
C.闭合S和S2,断开S1,当小灯泡的功率为0.8w时,由图乙知,电灯两端的电压是2V,电灯的电流是0.4A,
所以电路电阻为:
R总=
=
=22.5Ω,
此时灯的电阻为:
R'L=
=
=5Ω,
滑动变阻器的阻值是:
R滑=22.5Ω﹣5Ω=17.5Ω,
D.闭合S和S1,断开S2,此时定值电阻和滑动变阻器是串联的,电路最大电流是0.6A,电阻R2的最大功率为:
P=I2R=(0.6A)2×10Ω=3.6W.故选项D错误。
5.(2019湖北荆州)如图电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时,电压表的示数为4V,定值电阻R1的功率为0.8W;当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时,电压表的示数变化了1V.下列结果正确的是( )
A.电源电压为8V
B.R1的阻值为20Ω
C.电路前后电流之比为1:
3
D.电路总功率变化了1.2W
【答案】D
【解析】
(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,当滑片在B处时,电路中的电流:
I1=
,
则滑动变阻器两端的电压:
U2=I1×R2=
×R2=4V﹣﹣﹣﹣①
由图知,当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时,滑动变阻器的电阻减小,由串联分压的规律可知,电压表的示数减小,即此时滑动变阻器两端电压为U2=4V﹣1V=3V,
同理可得,此时滑动变阻器两端的电压:
U2′=
×
=3V﹣﹣﹣﹣﹣②
用①式比②式可得:
=
,
解得:
R2=2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将③代入①式可得:
=4V,
解得:
U=6V,故A错误;
(2)当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时,电压表的示数为4V,定值电阻两端的电压为U1=6V﹣4V=2V,
此时定值电阻R1的功率为0.8W,即;P1=
=
=0.8W,
解得:
R1=5Ω,
则R2=2R1=2×5Ω=10Ω,故B错误;
(3)电路前后电流之比为I1:
I2=
:
=
:
=
,故C错误;
(4)电路总功率变化了:
△P=P2总﹣P1总=
﹣
=
﹣
=1.2W,故D正确。
6.(2019长沙)如图是小海设计的温度测量仪的电路,R1是定值电阻,R2是阻值随温度升高而减小的热敏电阻,当R2的温度随环境温度降低时( )
A.电流表的示数增大B.电压表V1的示数增大
C.电压表V2的示数增大D.电压表V2的示数减小
【答案】C
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
因热敏电阻R2的阻值随温度升高而减小,
所以,当R2的温度随环境温度降低时,R2的阻值变大,电路的总电阻变大,
由I=
可知,电路中的电流变小,即电流表的示数减小,故A错误;
由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变小,即电压表V1的示数减小,故B错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压变大,即电压表V2的示数增大,故C正确、D错误。
7.(2019湖南郴州)如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中,下列关于电表示数变化情况判断正确的是( )
A.电流表A1变小,A2变小,电压表V不变
B.电流表A1变小,A2不变,电压表V不变
C.电流表A1变小,A2变小,电压表V变大
D.电流表A1不变,A2变大,电压表V变小
【答案】B
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测R1支路的电流。
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故CD错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,
当滑动变阻器滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,
由I=
可知,该支路的电流变小,即电流表A1的示数变小,故B正确,A错误。
8.(2019四川达州)如图是物理兴趣小组设计的四个测量身高的电路图,身高仪都由电压表改装而成。
能实现身高越高身高仪示数越大且刻度均匀的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.两电阻串联,电压表测滑片下方电阻丝两端的电压,身高越高(滑片上移),与电压表并联部分的电阻越大,由串联分压的规律可知,电压表的示数越大;
因电压表与滑片串联,且电压表可看做断路,所以变阻器始终以最大阻值接入电路,滑片移动时,电路总电阻不变,电源电压不变,所以电路中电流不变,由UV=IR滑下可知,电压表的示数与滑片下方电阻丝的阻值成正比,所以刻度是均匀的,故A符合题意;
B.两电阻串联,电压表测滑片上方电阻丝两端的电压,身高越高,电压表并联部分电阻越小,但电路总电阻不变,电源电压不变,所以电路电流不变;由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以身高越高,电压表示数越小并且刻度是均匀的。
故B不符合题意;
C.两电阻串联,电压表测变阻器两端的电压,身高越高,电压表并联部分电阻越大,滑动变阻器接入电路电阻变大,电路总电阻变大;电源电压不变,所以电路电流变小,由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,由U=IR知,身高越高,电压表示数越大,但刻度是不均匀的。
故C不符合题意;
D.两电阻串联,电压表测R0两端的电压,身高越高,电压表并联部分电阻越大,滑动变阻器接入电路电阻变大,电路总电阻变大;电源电压不变,所以电路电流变小,由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以身高越高,由U=IR知,滑动变阻器两端电压越大,R0两端电压即电压表示数越小且刻度是不均匀的。
故D不符合题意。
9.(2019安徽)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。
闭合开关,向左移动滑片P,则( )
A. 电压表的示数变大,电流表的示数变大
B. 电压表的示数变大,电流表的示数变小
C. 电压表的示数不变,电流表的示数变大
D. 电压表的示数变小,电流表的示数变大
【答案】A
【解析】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,闭合开关后,滑片向左滑动时,接入的阻值变小,则电路中总电阻变小,由I=U/R可知,在电源电压不变时,电路中的电流变大,电流表实示数变大;R为定值电阻,由U=IR可知其两端电压变大,故电压表示数变大;A符合题意,BCD不符合题意。
10.(2018云南)如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,A1,A2为实验室用电流表(接线柱上标有“﹣”,“0.6”,“3”),闭合开关后,调节滑片P.使两电流表指针所指位置相同。
下列说法正确的是( )
A.电流表A1与A2的示数之比为1:
4
B.通过R0与R1的电流之比为4:
1
C.R0与R1两端的电压之比为1:
4
D.R0与R1的阻值之比为4:
1
【答案】D
【解析】由电路图可知,R0与R1并联,电流表A1测R0中的电流,电流表A2测干路电流,因并联电路中总电流等于各支路电流之和,且两电流表指针所指位置相同,所以,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,因指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍,所以,电流表A1与A2示数之比为1:
5,即I=5I0,A错误;由并联电路的电流特点可得,通过R0与R1的电流之比:
=
=
=
,B错误;因并联电路两端的电压都相等,所以R0与R1两端的电压之比为1:
1,C错误;根据并联电路的分流特点可知,R0与R1的阻值之比:
=
=
,D正确。
11.(2018内蒙古通辽)如图所示电路,电源电压保持不变,其中R0、R1为定值电阻,闭合开关,当把滑动变阻器的滑片从右端调到左端过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表A示数变小B.电压表V1示数变小
C.电压表V2示数变小D.R0两端的电压变小
【答案】C.
【解析】闭合开关S后,三电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R1和R2串联后两端的电压之和,电流表测电路中的电流;当把滑动变阻器的滑片从右端调到左端过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
根据欧姆定律数学表达式I=U/R可知:
电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故A不正确;
定值电阻R0和R1两端的电压变大,即电压表Vl的示数变大,故BD不正确;
∵串联电路中的总电压等于各分电压之和,
∴R1和R2两端的电压之和变小,即电压表V2的示数变小,故C正确.
12.(2018山东德州)如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,三个电表的示数变化情况是( )
A.A的示数变小,V1的示数变大,V2的示数变小
B.A的示数变大,V1的示数变小,V2的示数变大
C.A的示数变小,V1的示数不变,V2的示数变大
D.A的示数变大,V1的示数不变,V2的示数变小
【答案】D.
【解析】由电路图可知,R与滑动变阻器串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.
因电源的电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V1的示数不变,故AB错误;
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=U/R可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故C错误;
由U=IR可知,R两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,变阻器两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,故D正确.
二、填空题
13.(2019安徽)如图为电阻A和B的I﹣U图象。
若将A、B串联接入某电源两端,则闭合开关后,它们两端的电压UA、UB.之比是________;若将A、B并联接入电源两端,闭合开关后,测得干路电流为0.6A,则电源电压是________V。
【答案】1:
2;2
【解析】
(1)串联电路中电流处处相等,将A和B串联后接入某电源两端时,若通过的电流I=0.2A时(也可取其他电流值),由图象可知,它们两端的电压UA=1V,UB=2V,则UA:
UB=1V:
2V=1:
2;
(2)由图象可知,当U=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A,
则RA=U/IA=3V/0.6A=5Ω,RB=U/IB=3V/0.3A=10Ω,
若将A、B并联接入电源两端,则A和B并联的总电阻:
R并=
=
=
Ω;
此时干路电流为0.6A,则由I=U/R可得电源电压:
U=IR并=0.6A×10/3Ω=2V。
14.(2019福建)如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。
若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为 。
【答案】0.2;6
【解析】
(1)若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上时,
因灯泡的电阻相等且通过的电流相等,
所以,由I=
的变形式U=IR可知,每只灯泡两端的电压相等,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,每只灯泡两端的电压U=1V,
由图象可知,通过灯泡的电流为0.2A;
(2)若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由图象可知,通过灯泡的电流IL=0.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻的电流:
IR=I﹣IL=1.5A﹣0.5A=1A,
则该电阻的阻值:
R=
=
=6Ω。
15.(2019湖南郴州)如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1=20Ω.闭合开关S,电流表A2的示数为0.9A,则电流表A1的示数为 A,定值电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】0.3;10。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1即电流表A1的示数:
I1=
=
=0.3A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过定值电阻R2的电流:
I2=I﹣I1=0.9A﹣0.3A=0.6A,
则定值电阻R2的阻值:
R2=
=
=10Ω。
16.(2018海南)有两个电路元件A和B.流经各元件的电流I与其两端电压U的关系如图所示.把A、B元件并联后接在1V电源两端,并联电路的总电流为 A,此时元件B的电阻是 Ω.
【答案】0.3;10.
【解析】当将A和B并联后接在电压为1V的电源上时,由图可知:
A的电流是0.2A,B的电流是0.1A,A和B并联在电路中,干路电流等于各支路的电流之和,干路电流是0.3A.
由欧姆定律得:
RB=U/IB=1V/0.1A=10Ω。
17.(2018成都)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。
当闭合开关S,滑动变阻器/的滑片P在a点时,电流表示数为0.5A。
将滑片P从a点移动到最右端的过程中,通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示。
则电源电压U=_____V。
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流表的读数为___