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2024年中考物理二轮复习重难点汇编(讲义) 欧姆定律的综合计算
展开这是一份2024年中考物理二轮复习重难点汇编(讲义) 欧姆定律的综合计算,共23页。学案主要包含了欧姆定律的内容,对欧姆定律及其变形公式的理解,欧姆定律有关计算题型及对策,中考题型分析等内容,欢迎下载使用。
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6.“齐头并进”法:在复习过程中,由于要复习的学科多,所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分,用于7门课的复习,弱科花的时间稍多一些。
欧姆定律的理解与计算
一、欧姆定律的内容:
导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。数学表达式:。
二、对欧姆定律及其变形公式的理解:
(1)欧姆定律可以分开表述来理解:
= 1 \* GB3 ①电阻一定时,通过导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,在U—I图像中,是一条直线。
②电压一定时,通过导体的电流,跟这段导体的电阻成反比,在I—R图像中,是曲线。
(2)U、I、R的因果关系:电流随电压和电阻的变化而变化,即电压、电阻是因,电流是果。所以不能说导体两端的电压与电流成正比,也不能说导体的电阻与导体中的电流成反比。
(3)对欧姆定律中各个物理量的理解:
①统一性:公式中I、U、R 的单位全部统一用国际单位,分别为A、V、Ω。
②同一性:公式中I、U、R三个量是针对同一导体而言的,不同导体需加脚标加以区分。
③同时性:公式中I、U、R三个量是针对同一时刻而言的,符号要用不带撇和带撇进行区别。
(4)对于欧姆定律变形公式的理解:
导体电阻的大小在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值,不能认为电阻跟电压成正比,跟电流成反比。电阻的大小只与电阻的材料、长度、横截面和温度有关,与电压和电流无关。
三、欧姆定律有关计算题型及对策:
(1)已知其中的两个量,求第三个量,这类题较为简单:
①已知U、R求I,直接用公式I=U/R求解;
②已知U、I求R,用变形公式R=U/I求解;
③已知I、R求U,用变形公式U=IR求解。
(2)已知2个或2个以上不同时刻(或状态)多用电器相关的物理量的计算,较难,形式多样,在计算中按以下思维过程进行:
①分析电路结构——电路是串联电路还是并联电路;
②分析电流表测量对象——电压表测谁的电压,电流表测通过谁的电流;
③针对每个时刻(或状态)进行分析,得出一些信息,列出一些等式,列等式的方法:
不同电阻的U、I、R,串联时用通常用U=U1+U2,I=I1=I2,R=R1+R2作为纽带联系起来;并联时用通常用U=U1=U2,I=I1+I2,作为纽联系起来。
不同时刻的I、U,无论是串联还是并联,通常根据一些不变量联系起来,如电压不变、电阻不变,这样就能解决所有问题。
四、中考题型分析
各省市考试电学有关欧姆定律的考题最常见,考查对欧姆定律的理解和计算,主要题型是选择题、填空题和计算题;多以选择题、填空出现,大多2-3分,少有计算题出现,分值多在5分左右。
★考点一:欧姆定律的理解:
(典例)1.几位同学学习了欧姆定律后,根据I=UR,导出了R=UI,于是他们提出了以下几种看法,你认为正确的( )
A. 导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B. 导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比
C. 导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D. 导体两端不加电压时,导体的电阻为零
(典例)2.下列说法中正确的是( )
A. 由I=UR可知,当导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
B. 由I=UR可知,当导体两端电压一定时通过导体的电流与导体的电阻成反比
C. 由I=UR可得R=UI,表明对某一导体来说,它的电阻与它两端的电压成正比
D. 由I=UR可得R=UI,表明对某一导体来说,它的电阻与通过它的电流成反比
★考点二:欧姆定律的简单计算:
(典例)3.对于两个电阻,R1=5 Ω,R2=15 Ω,给它们两端加相同的电压时,通过R2的电流为1 A,则通过R1的电流为 ( )
A. 1 AB. 2 AC. 3 AD. 4 A
(典例)4.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。图乙为电阻R和灯泡L的I−U图象。闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压和电阻R的大小分别是( )
A. 8V 6.67ΩB. 12V 20ΩC. 8V 20ΩD. 12V 10Ω
(典例)5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S从断开到闭合,先后两次电流表A的示数之比为2︰3。若将电阻R1、R2串所联在电路中,则R1、R2两端的电压之比为( )
A. 2︰1B. 1︰2C. 2︰3D. 3︰2
★考点三:欧姆定律的简单计算:欧姆定律在串、并联电路中的应用
(典例)6.为了参加全国青少年创新大赛,小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,
(1)R1在电路中的作用是______。
(2)当被测身高增加时,电压表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)当变阻器R2接入电路的阻值是6.25Ω时,电流表的示数为______A。
(4)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______。
(典例)7.如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0−0.6A,电压表的量程为0−15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.3A,求电源电压。
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为2V,求R3的阻值。
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
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8.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B. 通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻均无关
C. 导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D. 导体两端的电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成正比
9.如图所示,实验得到定值电阻和小灯泡的电流和电压的关系图象,在图线上取三个点,这三个点的电阻大小关系正确的是( )
A. RA=RB
B. RB>RC
C. RC=RB
D. RA
A. 通过R 1的电流为1 AB. R 1两端的电压为2 V
C. 干路中的电流为3 AD. 电路的总电阻为9 Ω
11.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。图乙为电阻R和灯泡L的I−U图象。闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压和电阻R的大小分别是( )
A. 8V 6.67ΩB. 12V 20ΩC. 8V 20ΩD. 12V 10Ω
12.在某一温度下,连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知
A. A导体的电阻为10Ω
B. A导体的电阻大于B导体的电阻
C. A导体两端电压为3V时,通过A导体的电流为0.6A
D. B导体两端电压为0V时,B导体的电阻也为0Ω
13.用电流表和已知阻值的电阻测小灯泡的电阻,在测量时,如图所示,将灯泡与已知阻值的电阻R0并联,用电流表A1测出通过R0的电流I1,用电流表A2测出通过灯泡L的电流I2,R0两端电压的表达式为U=__________,小灯泡的电阻表达式为R=__________.(设灯泡电阻不变)
14.在如图电路中,电源电压为6V,R1=4Ω,闭合开关s后,电压表读数为2V,则电流表的示数为______ A,电阻R2的阻值为______ Ω。
15.如图是某款压力秤的内部电路图.电源电压U=6 V,R0=5 Ω;R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化情况如下表所示.开关闭合后,当压力增大时,电路中的电流将________,当压力为40 N时,电压表的示数为________V.
16.如图甲所示,电压表测量的是______ (选填“L1”或“L2”)两端的电压,电压表的示数如图乙所示,若电源电压为6V,电压表读数为______ V。若灯泡L1、L2的电阻分别为R1、R2,则R1:R2= ______ 。(灯丝电阻不变)
17.甲、乙两地相距40千米,在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线,已知输电线每千米的电阻为0.2欧。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表。电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为3.0伏时,电流表的示数为0.5安,则电流通过导线的电阻为______则短路位置离甲地的距离为______。
18.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图乙所示,根据图象的信息可知:电源电压为______V,电阻R1的阻值为______Ω。
19.如图所示,电源电压恒定不变,R 1=10Ω。闭合开关,电流表A的示数为0.5A,A1的示数为0.3A。
求:(1)电源电压;
(2)R 2的电阻。
20.如图甲所示的电路,在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。试问:
(1)求滑动变阻器的最大阻值;
(2)电源电压和定值电阻R1;
(3)在图乙所示的坐标系中,画出滑片整个移动过程中定值 电阻的U−I关系图象,并标出端点的坐标。
21.如图甲所示,已知定值电阻R1的阻值为40Ω,闭合开关时整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一位置,示数如图乙所示。(设电源电压保持不变)求:
(1)电源电压U是多少;
(2)定值电阻R2的阻值是多少;
(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,则Rx替换的是电阻______ 选填(R1或R2);
(4)此时替换后电流表示数减少了0.2A,求未知电阻Rx的阻值。
22.如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V。湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出)。在电路安全工作的前提下,求:
(1)当电流表的示数为0.2A时,R接入电路中的阻值是多少Ω?
(2)当电压表示数为8.5V时,通过R0的电流是多少A?
(3)装置能监测湿度的最大值是百分之多少?
23.如图是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图.在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩.电源电压恒为6 V,电压表量程0~3 V,电流表量程0~0.6 A,滑动变阻器R1标有“15 Ω 1 A”,滑片P每移动1 cm,R1的电阻变化0.5 Ω,定值电阻R2=20 Ω.求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20 cm,此时电压表的示数.
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于多少?
1.【答案】C
【解析】【分析】
导体的电阻是由导体自身决定的,与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,而与外部的电流、电压大小无关。
【解答】
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,并不随电流、电压的改变而改变。所以A、B、D错误,C正确。
故选:C。
2.【答案】AB
【解析】解:A、由I=UR可知,电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,A正确;
B、由I=UR可知,当导体两端电压一定时通过导体的电流与导体的电阻成反比,故B正确;
CD、电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关,故CD说法错误。
故选:AB。
电流与电压和电阻有关,电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关。
本题考查了对欧姆定律及其变形公式的理解,I=UR与R=UI在形式上相似,但含义是不同的,应注意区分。
3.【答案】C
【解析】略
4.【答案】C
【解析】解:(1)电阻R为定值,故电流随电压的变化关系为一直线,根据图象,由I=UR可得,电阻R的阻值:
R=UI=12V0.6A=20Ω;
(2)由电路图可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
串联电路中各处的电流相等,由图象可知,电流I=0.3A时,UL=2V,UR=6V,
则电源电压:U=UL+UR=2V+6V=8V;
故选:C。
(1)由图示图象找出电阻两端电压与对应的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值;
(2)分析电路连接,根据串联电路电流的规律,找出灯L与电阻R对应的电压,然后由串联电路特点求出电源电压。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律公式的应用,关键是能从图象中得出正确的信息。
5.【答案】B
【解析】解:
由电路图可知,开关S断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流;
开关S闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过两电阻的电流之比:I1I2=23−2=21,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=UR可得,两电阻的阻值之比:R1R2=UI1UI2=I2I1=12;
将电阻R1、R2串联在电路中时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,两电阻两端的电压之比:U1U2=IR1IR2=R1R2=12。
故选:B。
由电路图可知,开关S断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流;开关S闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,根据并联电路的电流特点求出通过两电阻的电流之比,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值;将电阻R1、R2串联在电路中时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出它们两端的电压之比。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道综合性的应用题。
6.【答案】(1)保护电路;(2)变大;(3)0.4;(4)4Ω~10Ω
【解析】解:(1)当滑动变阻器滑片滑到最底端时,滑动变阻器会短路,故R1可以防止整个电路发生短路而烧坏电流表,故R1的作用为保护电路;
(2)当被测身高增加时,滑动变阻器接入电阻增大,则由欧姆定律可知电路中电流减小,R1两端的电压减小,由串联电路的电压规律可知电压表示数变大;
(3)电路中总电阻R=R2+R1=5Ω+6.25Ω=11.25Ω,由欧姆定律可得电路中电流I=UR=Ω=0.4A;
(4)由题意知,电流表量程为0~0.6A,而R2的限制电流为0.5A,故电路中电流不得超过0.5A;则由欧姆定律可得:
电路的总电阻R总=UI1=Ω;则此时滑动变阻器接入电阻为R0=9Ω−5Ω=4Ω;
电压表量程为0~3V,故滑动变阻器两端的电压不得超过U′=3V,则当滑动变阻器两端的电压为3V时,R1两端的电压为U1=4.5V−3V=1.5V;则由欧姆定律可得:
电路中电流为I2=U1R1=1.5V5Ω=0.3A;则滑动变阻器的阻值R0′=U′I2=3V0.3A=10Ω;
故滑动变阻器的阻值范围为4Ω~10Ω。
故答案为:(1)保护电路;(2)变大;(3)0.4;(4)4Ω~10Ω。
(1)由电路结构可知,滑动变阻器有短路的可能性,故为了防止出现短路而用R1来保护电路;
(2)由身高测量仪的结构可知当身高增加时,滑动变阻器接入电阻的变化,则由欧姆定律可求得电路中的电流,则根据串联电路的电压规律可求得电压表示数变化;
(3)已知变阻器阻值,则由欧姆定律可求得电流表的示数;
(4)为保证安全,则应保证电路中的各元件都不能超过最大限制电流,由欧姆定律可求得变阻器接入电路的取值范围。
本题考查学生应用物理知识解决实际问题的能力,解决此类问题应注意认真审题,找出题目中用到的相关知识进行解答。
7.【答案】解:
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,只有R1接入电路中,电流表示数为0.3A,
由欧姆定律可得,电源电压:
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,R3和12R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,
当电压表的示数为2V时,
电路的电流为:I=U212×R2最大=2V12×50Ω=0.08A,
根据串联电路电压的规律可得,定值电阻R3两端的电压为:
U3=U−U2=6V−2V=4V,
则R3的阻值为:
R3=U3I=4V0.08A=50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
根据并联电路各支路互不影响,通过R1的电流为0.3A不变,
电流表的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A,
由并联电路电流的规律,通过变阻器的最大电流:
I滑大=I总大−I1=0.6A−0.3A=0.3A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的最小电阻:
R滑小=UI滑大=6V0.3A=20Ω;
当变阻器的滑片移到最左端时,变阻器接入阻值最大,总电流最小,没有超过电流表量程,故变阻器的最大电阻为50Ω,
所以在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2的阻值取值范围为20Ω~50Ω。
答:(1)电源电压为6V;
(2)R3的阻值为50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表和滑动变阻器的情况下,滑动变阻器的阻值取值范围为20Ω~50Ω。
【解析】(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,只有R1接入电路中,已知电流表示数,根据欧姆定律求出电源电压:
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2、R3串联,根据电压表(测变阻器的电压)的示数为2V,由欧姆定律得出电路的电流,根据串联电路的规律和欧姆定律求出R3;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,根据并联电路各支路互不影响,可知通过R1的电流;根据电流表的量程确定干路中的最大电流,再由并联电路电流的规律求出通过变阻器的最大电流,由欧姆定律求出变阻器连入的最小电阻;
当变阻器的滑片移到最左端时,没有超过电流表和电压表量程,故变阻器的最大电阻为50Ω,据此确定答案。
本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的运用,关键是正确分析电路以及确定变阻器有最小阻值和最大阻值的条件,有一定的难度。
8.【答案】C
【解析】解:导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过电流无关,电流为零时,电阻是同样存在的;通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻有关;故选项A、D错误,C正确。
当电阻一定时,电阻两端的电压越大,通过它的电流越大,故B错误。
故选:C。
【分析】
导体的阻值是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关。但可以用导体两端的电压与通过导体的电流的比值求出其大小。
本题考查欧姆定律及其变形公式的理解,关键是知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过的电流没有关系。
9.【答案】A
【解析】解:根据R=UI可知I−U图线中,三个点的电阻值就是该点与坐标原点连线的斜率值的倒数,由图像可知:RA=RB
根据R=UI可知I−U图线中,三个点的电阻值就是该点与坐标原点连线的斜率值的倒数,分析图像可知三个电阻阻值的大小关系。
本题考查欧姆定律的简单运用以及学生分析图像的能力。
10.【答案】C
【解析】两电阻并联,其电压都等于电源电压6 V;I1=UR1=6V3Ω=2A;I2=UR2=6V6Ω=1A,电流表示数I=I1+I2=2 A+1 A=3 A,R总=UI=6V3A=2Ω.
11.【答案】C
【解析】解:(1)电阻R为定值,故电流随电压的变化关系为一直线,根据图象,由I=UR可得,电阻R的阻值:
R=UI=12V0.6A=20Ω;
(2)由电路图可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
串联电路中各处的电流相等,由图象可知,电流I=0.3A时,UL=2V,UR=6V,
则电源电压:U=UL+UR=2V+6V=8V;
故选:C。
(1)由图示图象找出电阻两端电压与对应的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值;
(2)分析电路连接,根据串联电路电流的规律,找出灯L与电阻R对应的电压,然后由串联电路特点求出电源电压。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律公式的应用,关键是能从图象中得出正确的信息。
12.【答案】C
【解析】【分析】
先分别分析图象,根据欧姆定律求出RA、RB;再观察A导体两端电压为3V时的电流;最后从导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关来考虑即可.
本题考查了利用欧姆定律的变形公式计算电阻,以及导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电压和电流的改变而改变。
【解答】
由图可知:当A B两端电压为3V时,通过A、B中的电流分别是0.6A和0.3A,
则RA=UIA=3V0.6A=5Ω,RB=UIB=3V0.3A=10Ω;故AB选项错误,C选项正确;
因导体的电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关,故D选项错误。
故选C。
13.【答案】I1R0 I1R0I2
【解析】略
14.【答案】0.5 8
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I=U1R1=2V4Ω=0.5A,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R2两端的电压:
U2=U−U1=6V−2V=4V,
则R2的阻值:
R2=U2I=4V0.5A=8Ω。
故答案为:0.5;8。
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电流表的示数,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,利用欧姆定律求出R2的阻值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题。
15.【答案】变大2
【解析】由电路图可知,电阻R0和压敏电阻R串联,当压力增大时,由表格可知压敏电阻R变小,则总电阻变小,因为电源电压不变,由I=UR可知,电路中的电流变大.当压力为40 N时,由表格可知,电阻R为10 Ω;则电路中的总电阻为R总=R+R0=10 Ω+5 Ω=15 Ω,则电流为I=UR总=6V15Ω=0.4A,因为电压表测量R0两端的电压,则电压为U0=IR0=0.4 A×5 Ω=2 V.
16.【答案】L2 2.8 8:7
【解析】解:由图甲可知,两灯串联,电压表测量L2两端的电压;
因为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,且电源电压为U=6V,则L2两端的电压小于6V,结合电压表指针位置可知,电压表选择的量程0~3V,分度值为0.1V,读数为2.8V,
即L2两端的电压为U2=2.8V,
则L1两端的电压为:U1=U−U2=6V−2.8V=3.2V。
根据串联电路电压之比等于电阻之比,则R1:R2=U1:U2=3.2V:2.8V=8:7。
故答案为:L2;2.8;8:7。
(1)由图甲可知,两灯串联,电压表测量L2两端的电压;根据串联电路的电压规律,结合电压表指针位置和电源电压大小可知电压表所选择的量程,读出电压表的示数,即L2两端的电压大小,再根据串联电路的电压规律求得L1两端的电压。
(2)根据串联分压特点计算电阻的比值。
本题考查了电压表的使用和串联电路的电压规律的应用和串联电压之比等于电阻之比,知道电压表的测量对象是关键。
17.【答案】6Ω 15km
【解析】解:由I=UR可得,电流通过导线的电阻:
R=UI=Ω,
导线长度:
L=6Ω0.2Ω/km=30km,
则短路位置离甲地的距离:
s=12L=12×30km=15km。
故答案为:6Ω;15km。
根据欧姆定律求出导线的总电阻,已知1km导线的电阻值,然后让总电阻除以一千米导线的电阻即可求出导线的长度,再根据导线的双股的,从而确定出短路的地点离甲地的距离。
本题考查学生运用欧姆定律解决实际问题的能力。能根据题意求从检修点到短路处的总电阻是关键的一步,再进一步根据总电阻得出导线的总长度,值得注意的是:短路处距甲处的距离则是导线总长度的一半。
18.【答案】6 10
【解析】解:由电路图可知,R1、R2串联,V1、V2分别测R1、R2的电压,电流表测电路中的电流;
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,连入电阻变小,电路中电流变大,R1两端的电压同时变大,电源电压保持不变,R2两端的电压就要变小;
由此可知,对于R1,通过的电流随两端电压的增大而增大;对于R2,通过的电流随两端电压的增大而减少;所以,乙是R1的U−I图象,甲是R2的U−I图象;
由图象可知,当U1=U2=3V时,I=0.3A,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源电压U=U1+U2=3V+3V=6V;
因为I=UR,
所以R1=U1I=3V0.3A=10Ω。
故答案为:6;10。
(1)由电路图可知,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,连入电阻变小,电路中电流变大,R1两端的电压同时变大,电源电压保持不变,R2两端的电压就要变小;由此可知,对于R1:通过的电流随两端电压的增大而增大;对于R2:通过的电流随两端电压的增大而减少;据此判断,乙是R1的U−I图象,甲是R2的U−I图象;
(2)由图象可知,当U1=U2=3V时,I=0.3A,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值。
本题考查串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,会从图象中读出相关信息是解答本题的关键。
19.【答案】解:(1)因为电阻R1、R2并联,电流表A测干路的电流,电流表A1测通过R1电流,所以通过电阻R1的电流为0.3A,所以电源的电压:U=U2=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
(2)因为电阻R1、R2并联,所以根据并联电路电流特点可求出通过电阻R2的电流:I2=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A,根据欧姆定律可求出电阻R2的阻值:R2= U2 I2= 3V0.2A =15Ω。
【解析】(1)由图可知,电阻R1、R2并联后再接到电源上,电流表A测干路的电流,电流表A1测通过R1电流,根据并联电路电压特点和欧姆定律求出电源的电压;
(2)电阻R1、R2并联,根据并联电路电流特点求出通过电阻R2的电流,再根据欧姆定律求出电阻R2的阻值。
本题考查了欧姆定律在串并联电路中的应用,关键是并联电路电流、电压特点的灵活应用。
20.【答案】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,
串联电路总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律可得当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,通过电路的电流最小,
由乙图可知通过电路的最小电流为0.2A,此时滑动变阻器两端的电压为14V,所以滑动变阻器的最大阻值:R2=U2I1=14V0.2A=70Ω;
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,串联电路各处电流相等,
由欧姆定律可得电源电压:U=I1R1+U2=0.2A×R1+14V------①,
由乙图可知通过电路的电流为0.4A时,电压表的示数为10V,由欧姆定律可得电源电压:U=I1′R1+U2′=0.4A×R1+10V------②,
①②两式联立,解得:R1=20Ω,U=18V。
(3)电路中电流最小为0.2A,定值电阻两端的电压U3=I1R1=0.2A×20Ω=4V,
电路中电流最大为0.9A,定值电阻两端的电压U4=I3R1=0.9A×20Ω=18V,
端点坐标分别为(0.2A,4V)和(0.9A,18V),定值电阻的U−I关系图象,如下所示:
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为70Ω;
(2)电源电压为18V,定值电阻R1为20Ω;
(3)见解答图。
【解析】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,通过电路的电流最小,由乙图可知通过电路的最小电流和此时滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律计算滑动变阻器的最大阻值;
(2)由乙图再读取一组电流和电压值,根据串联电路特点结合欧姆定律表示电源电压,根据电源电压不变,列出方程组可得电源电压U和定值电阻R1;
(3)分别求出电路中电流最小和电路中电流最大时,定值电阻两端的电压,再作出滑片整个移动过程中定值电阻的U−I关系图象。
本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用,根据电源电压不变列出方程是解题的关键。
21.【答案】R2
【解析】解:
由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,电压表测电源的电压。
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针的位置相同,
所以,电流表A的量程为0~3A,分度值为0.1A,则干路电流I=1.5A,
电流表A1的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R1的电流I1=0.3A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
由I=UR可得,电源电压:U=U1=I1R1=0.3A×40Ω=12V;
(2)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R2的电流:I2=I−I1=1.5A−0.3A=1.2A;
由I=UR可得,定值电阻R2的阻值:
R2=UI2=12V1.2A=10Ω;
(3)由题知,用电阻Rx替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化;
若用Rx替换电阻R1,则电流表A1所在支路的电阻发生变化,电流表A1的示数会发生变化,同时干路电流也会发生变化,即电流表A的示数发生变化,不符合题意;
因此只能是用Rx替换电阻R2;
(4)替换后电流表示数减少了0.2A,则此时干路电流变为:I′=I−ΔI=1.5A−0.2A=1.3A,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,此时通过Rx的电流为:Ix=I′−I1=1.3A−0.3A=1A,
由I=UR可得Rx的阻值:
Rx=UIx=12V1A=12Ω。
答:(1)电源电压U是12V;
(2)定值电阻R2的阻值为10Ω;
(3)用Rx替换电阻R2;
(4)未知电阻Rx的阻值为12Ω。
由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)根据并联电路的电流特点和电流表指针的位置确定A1、A电流表的量程,再根据分度值读出示数,进一步即可求出通过R1的电流。利用欧姆定律求出电源电压;
(2)根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,再利用欧姆定律的应用求出定值电阻R2的阻值;
(3)根据“替换前后只有一个电流表的示数发生了变化”确定替换的电阻;
(4)换后电流表示数减少了0.2A,求出干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过Rx的电流,再根据欧姆定律求出Rx的阻值。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活应用以及电路的动态分析,关键是电流表量程的确定和读数以及根据题意确定出替换的电阻。
22.【答案】解:由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当电流表的示数为0.2A时,由I=UR可得,定值电阻R0两端电压:U0=IR0=0.2A×20Ω=4V;
根据串联电路电压的规律可知:UR=U−U0=12V−4V=8V;
因串联电路中,各处电流都相等,所以R接入电路中的阻值:R=URI=8V0.2A=40Ω;
(2)当电压表示数为8.5V时,由串联电路电压的规律可得,定值电阻的电压:U0′=U−UR′=12V−8.5V=3.5V;
通过R0的电流:I0=U0′R0=3.5V20Ω=0.175A;
(3)由图丙可知,监测湿度越大,其电阻越大,电压表示数越大,
因电压表的量程为0~9V,故当电压表示数为9V时,监测湿度RH有最大值,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以定值电阻两端电压:U0″=U−UR大=12V−9V=3V,
此时电路电流:I′=U0″R0=3V20Ω=0.15A,
则:R接入电路中的阻值:R″=UR″I′=9V0.15A=60Ω,
由图象可知,装置能监测湿度RH的最大值是50%。
答:(1)当电流表的示数为0.2A时,R接入电路中的阻值为40Ω。
(2)当电压表示数为8.5V时,通过R0的电流是0.175A;
(3)装置能监测湿度最大值为50%。
【解析】由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当电流表的示数为0.2A时,利用欧姆定律即可求出此时电路中的总电阻,然后根据串联电路的电阻特点求出R接入电路中的阻值;
(2)当电压表示数为8.5V时,根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压,利用欧姆定律求出通过R0的电流;
(3)由图丙知,监测湿度RH越大,其电阻越大,由串联电路分压原理可知,电压表示数越大,根据电压表的量程确定电压表示数的最大值,根据串联电路电压规律和欧姆定律求出电路电流,再根据欧姆定律求出这时对应的监测的湿敏电阻大小,由图象可知装置能监测湿度RH的最大值。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是从图中获取有效的信息。
23.【答案】(1)0.3 A
(2)2 V
(3)15 Ω
【解析】(1)当滑片P位于最左端时,只有R2接入电路,电流表的示数 I1=UR2=6V20Ω=0.3A.
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20 cm,滑动变阻器接入的阻值为 R滑1=0.5 Ω/cm×20 cm=10 Ω, 此时总电阻为 R总=R滑1+R2=10 Ω+20 Ω=30 Ω, 电路中的电流为 I2=UR总=6V30Ω=0.2A, 电压表的示数为 U=I2R滑1=0.2 A×10 Ω=2 V.
(3)若既能保证电路各元件的安全,要求滑片P移动到最右端,此时滑动变阻器接入的阻值最大,最大值为15 Ω,根据串联分压,电阻越大,其两端的电压也越大,而根据电压表的量程可知,电压表的最大示数为3 V,则电阻R2最小分担3 V,根据串联分压,此时R2两端的电压是最小值,那么R2的阻值也是最小值,故电阻R2的最小值为15 Ω.
F/N
20
40
60
80
100
R/Ω
12
10
8
6
4
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