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2024年中考物理复习----定值电阻阻值公式R=ΔU/ΔI的由来及应用(精品讲义)
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这是一份2024年中考物理复习----定值电阻阻值公式R=ΔU/ΔI的由来及应用(精品讲义),共9页。
【诀窍】
1.定值电阻阻值公式:;
2.(滑动变阻器两端电压的变化量=定值电阻两端电压的变化量)。
【浅释】
①此公式是用来计算定值电阻阻值的。
②ΔU:定值电阻两端电压的变化量;ΔI:通过定值电阻电流的变化量。
③在一个串联电路里,总电流的变化量其实也是通过各用电器电流的变化量。
比如,滑片由a端滑至b端,电流表由5A变至3A,总电流也是由5A变至3A,通过定值电阻和滑动变阻器的电流也是由5A变至3A。
【详解】
计算定值电阻阻值公式:
:我们知道是欧姆定律的变形式。这是什么呢?
如图,电压表测R两端电压,电流表测这个串联电路的电流,滑动变阻器每移动一个位置,电压表和电流表都会显示一组示数,其比值即为R的阻值。
当滑片在a端时,电压表示数为U1,电流表示数为I1,
由欧姆定律得:U1=I1R ……………………①
当滑片在b端时,电压表示数为U2,电流表示数为I2
由欧姆定律得:U2= I2 R……………………②
①-①得: U1-U2=I1R-I2R=R(I1-I2)
所以
如图,电压表测滑动变阻器RP两端电压,此时表示的又是什么呢?
电压表测滑动变阻器的电压,此时的ΔU是滑动变阻器两端电压的变化量。但是这样的一个串联电路中,电源电压是不变的。若滑动变阻器两端电压增加2V,那定值电阻两端电压则会减少2V;若滑动变阻器两端电压减少5V,那定值电阻两端电压则会增加5V。
所以滑动变阻器两端电压的变化量=定值电阻两端电压的变化量=ΔU
所以(计算出来依然是定值电阻的阻值)
①电压表测定值电阻R1和R2的电压之和,ΔU:定值电阻R1和R2电压之和的变化量。
所以(计算出来是两定值电阻之和)
②电压表测滑动变阻器RP的电压
电源电压是不变的,若滑动变阻器两端电压增加,那定值电阻R1和R2两端电压之和则会减小;若滑动变阻器两端电压减少,那定值电阻R1和R2两端电压之和则会增加。
所以滑动变阻器两端电压的变化量=定值电阻R1和R2两端电压之和的变化量
ΔU:定值电阻R1和R2电压之和的变化量
所以(计算出来是两定值电阻之和)
③电压表测滑动变阻器Rp和定值电阻R的电压之和
电源电压是不变的,滑动变阻器RP和定值电阻R2两端电压之和增加,那定值电阻R1两端电压就会减小;滑动变阻器RP和定值电阻R2两端电压之和减少,那定值电阻R1两端电压就会增加。
所以滑动变阻器RP和定值电阻R2的两端电压之和雨变化量=定值电阻R2两端电压的变化
ΔU:定值电阻R1的变化量
所以(计算出来是定值电阻R1的阻值)
小结:ΔU有时候里面会带滑动变阻器,而我们的公式计算的是定值电阻,所以需要我们利用电源电压不变去找定值电阻。
【例题】
例1.如图所示,电源电压为U,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,那么,当闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A.当滑动变阻器R2的阻值不变时,V1的示数与A的示数之比等于R2
B.当滑动变阻器R2的阻值不变时,V2的示数与A的示数之比等于R1
C.当滑动变阻器R2的阻值增大时,V2示数的变化量与A示数的变化量的绝对值之比等于R2
D.当滑动变阻器R2的阻值减小时,V1示数的变化量与A示数的变化量的绝对值之比等于R1
串联电路:电流表A测串联电路的总电流,同时也测通过各用电器的电流
V1测定值电阻R1两端的电压
V2测滑动变阻器R2两端的电压
A.当滑动变阻器R2的阻值不变时
B.当滑动变阻器R2的阻值不变时
C. V2测滑动变阻器R2两端的电压,其变化量=定值电阻R1两端电压的变化量,所以
D.V1测定值甩阻R1两端的电压,所以
例2.如图所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围在1A至2A之间,电压表的示数范围在6V至9V之间,则定值电阻R的阻值及电源电压分别是( )
A.3Ω,15V B.6Ω,15V C.3Ω,12V D.6Ω,12V
串联电路:电流表A测串联电路的总电流,同时也测通过各用电器的电流V测滑动变阻器R′两端的电压,其变化量=定值电阻R两端电压的变化量
所以(计算变化量大数-小数即可,不会出现负数)
当电流表示数为1A时,电流小,说明滑动变阻器滑片在电阻较大的时候,那么滑动变阻器电压应该对应大的电压9V(1A对应9V)
此时定值电阻R=3Ω,I=1A,定值电阻两端电压U=IR=3V,所以电源电压=9V+3V=12V
例3.如图所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围在1A~2A,电压表的示数范围在7.2V~2.4V,则( )
A.电源电压为15V B.电源电压为12V C.电阻R0= 10Ω D.电阻R0=4.8Ω
例4.如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示,下列选项正确的是( )(多 选)
A.不变,不变 B.变大,变大
C.变大,不变 D.三个电阻消耗的总功率变大
例5.如图所示,电源电压不变,电阻R1的阻值为2Ω,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P位于A点时,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为10V。当滑动变阻器的滑片P位于B点时,电压表V1示数为8V,电压表V2的示数为11V,则电阻R2的阻值是______Ω。
提示:两定值电阻电流的变化量相等
V1测量对象 V2测量对象
例6.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,将滑片从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的U-I关系图象如图乙所示,则下列结论正确的是( )
A.图Ⅱ为R2的U-I图象 C.电源电压为8V
B.当R1=R2时,电流的大小为0.2A D.R1阻值为30Ω
串联电路:电流表A测串联电路的总电流,同时也测通过各用电器的电流
V1测定值电阻R1两端的电压
V2测滑动变阻器R2两端的电压
通过乙图像大家是不是也可以得到:
滑动变阻器R2两端电压的变化量=定值电阻R1两端电压的变化量=ΔU=6V
所以 D×
利用I列式 利用I列式
任选某个时刻的电流,比如当电流为0.2A时,一个电压为2V,一个电压为6V,所以电源电压为8V, C√
R1=R2,阻值相等,则R1和R2分的电压也想等,因为串联电流也一样,所以两图象交点就是我们所求的,电流为0.4A ,B×
滑片逐步左移,R2的阻值减小,则其分的电压也变小,电流增大,故滑动变阻器的U-I图象应该是U随I的增大而减小,图1是它的图像,A×
这个题方法还是非常多的。
滑片逐步左移,当滑动到最左端时,其接入电路的阻值为0,故分压也为0,所以滑动变阻器U-I图像是图Ⅰ。
(无论滑片在哪,定值电阻R1一定分压,其电压不会为0)
当滑动变阻器两端电压为0时,由图像可得此时电流I=0.8A,U=8V
U=8V,即定值电阻R1两端电压为8V,此时电路就一个用电器R1,它的电压其实就是电源电压。
R1是定值电阻,利用欧姆定律:
图Ⅱ是R1的U-I图像,利用图像上任意一点的电压和电流都可求得其电阻。
【练习】
1.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V B.甲是电压表V2示数变化的图象
C.电阻R1的阻值为10Ω D.电路中电流为0.2A时,R2接入电路中的阻值为20Ω
2.如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变小,电压表V2示数不变,电流表A示数变小
B.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大,电压表V1的示数与电流表A的示数之比变小
C.电压表V2示数不变,电流表A示数变大,电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大
D.电压表V1示数变小,电压表V2示数不变,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
3.如图所示,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,则下列说法正确的是( )
A.闭合S、S1,滑片向左移动,电压表示数变化量与电流表A1示数变化量的比值变大
B.闭合S、S3,滑片滑到最右端,再闭合S1,电压表示数变小,电流表A1示数变大
C.若R1短路,再闭合S、S1、S2,滑片向左移动,电流表A1示数变大,A2示数不变
D.若R1短路,再闭合S、S1、S2,滑片向右移动,电流表A1与A2示数变化量相同
4.如图所示,电源电压保持不变。下列说法正确的是( )
A.断开开关S1、S2,向右调节滑片P,V1示数变大,V2示数变小,A1示数变大
B.保持滑片P位置不变,开关S1断开,S2由断开到闭合,A1、A2示数增大,V2示数不变
C.闭合开关S1、S2,向右调节滑片P,A1示数变化量大于A2示数变化量
D.断开开关S1、S2,向右调节滑片P,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量比值的绝对值的关系为
5.如图所示电路,已知电阻R3<R1,变阻器R2的滑片首先处于右端,下列说法中错误的是( )
A.先闭合S1、保持滑片位置不变,再闭合S2时,表V1示数变小,表A示数变大
B.闭合S1、断开S2,滑片向左移动时,表V2示数变化量大于表V1示数变化量
C.闭合S1、断开S2,滑片向左移动时,表V2示数变化量与表A示数变化量的比值不变
D.闭合S1、断开S2,滑片向左移动时,表V2与表A示数的比值不变
6.如图所示,电源电压不变。下列说法正确的是( )
A.只闭合S1,向左移动滑动变阻器滑片,电流表A示数变小,电压表V1 示数变小,电压表V2 示数变大
B.只闭合S1,向左移动滑动变阻器滑片,电流表A和电压表V1、V2的示数分别用 I、U1、U2表示,则U1不变,U2变大
C.只闭合S1,向左移动滑动变阻器滑片,电流表 A 和电压表V1、V2的示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2 表示,则有不变,且大小等于R1,而变大
D.先闭合S1,再闭合S2、S3,则电压表V1示数变小,电压表V2示数变大,电流表A示数变小
答案:1.ACD 2.D 3.B 4.D 5.D 6.A
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