2021年中考物理二轮复习重难知识提分方案(十三)欧姆定律
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一、方法技巧点拨
1.利用欧姆定律计算的方法
①认真审题,在电路图(或画出的电路图)上标出已知量、待求量
②明确各用电器之间的连接方式、各个电表测量的对象,以及电路发生变化后用电器的连接方式、电表测量对象有无变化
③明确解题思路,寻找解题依据,包括欧姆定律以及串、并联电路中的电流、电压、电阻的特点
④列方程,用数学方法求解,要有必要的文字说明及涉及的物理公式
⑤讨论结果的合理性,得出答案
2.判断电表示数变化的方法
电路中电表示数的变化一般是由于电路中开关的断开或闭合、滑动变阻器滑片位置的变化引起电路的电阻或连接方式发生改变,从而引起的变化。
(1)由开关的断开或闭合所引起电路中电表示数的变化
①分析开关在断开或闭合时,电路的连接方式发生了怎样的变化,并画出等效电路图;②分析电路发生变化后,电路中电阻发生了怎样的变化;③在电源电压不变时,随着电阻的变化,电路中的电流或部分电路两端的电压怎样变化。
(2)由于滑动变阻器滑片的移动,引起电路中各物理量的变化。
①当滑动变阻器与定值电阻串联时,滑片的移动会引起电流和电压的变化,定性分析变化的一般思路是(电源电压不变):
滑动变阻器滑片移动时的电阻变化→总电阻的变化→电流的变化→定值电阻两端的电压变化→滑动变阻器两端电压的变化。
②对一条支路上有滑动变阻器的并联电路(电源电压不变),按以下思路分析:
滑片移动时的电阻变化(以支路上只含有滑动变阻器或支路上滑动变阻器与定值电阻串联两种情况为例)→本支路总电阻的变化→滑动变阻器所在支路电流Iz的变化→电路中干路上电流的变化。
3.电学图像问题的解决方法
图像题就是利用数学图像的方法,把物理量之间的关系表达出来的题目,解决这类问题的一般步骤:
(1)看清图像中横、纵轴所表示的物理量,弄清坐标轴上的分度值;
(2)明确图像所表达的物理意义,用图像的交点坐标、倾斜程度等进行分析、推理、判断和计算;
(3)根据图像把题目中的问题计算出结果或作出判断性结论。
4.伏安法测电阻的实验
(1)根据公式,要测量一个未知电阻的阻值,需要测出这个电阻两端的电压和通过它的电流,所以需要用到电压表和电流表。用电压表和电流表测电阻的方法叫“伏安法”。
(2)在测定值电阻的阻值时,多次测量求平均值可以减小测量误差。
(3)一个灯泡的电阻大小由灯丝的长度、横截面积和材料决定,同时还与温度有关,所以灯泡在不同工作状态下(温度不同),电阻是不同的,如果要测量一个灯泡的电阻,则不能用多次测量求平均值的方法。
二、重难知识提分训练
1.根据欧姆定律的公式的变形式及电阻的性质,可以判定( )
A. 变大时,变小 B.变大时,变大
C. 变小时,不变 D. 时,
2.如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小关系是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示的电路中,电源电压恒为3 V,灯泡L的电阻为10 Ω且保持不变。闭合开关S后,滑片P由b端向a端滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.灯泡L亮度变暗 B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表与电流表示数的比值变小 D.灯泡L的最大功率为0.9 W
4.如图甲所示,电源电压为18 V,滑动变阻器标有“ 1 A”,当开关S闭合,滑动变阻器滑片P滑至中点时,电压表的示数如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.定值电阻R的阻值为
B.电路的最小电流为0.6 A
C.滑动变阻器滑片P移动到最左端时,电流表示数最大
D.滑动变阻器滑片P移动到最右端时,电压表示数最大
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数变大 B.电压表示数不变,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数不变 D.电压表示数变大,电流表示数变小
6.两定值电阻甲、乙中的电流与两端电压的关系如图所示,现将甲和乙并联后接在电压为6 V的电源两端,下列分析不正确的是( )
A.乙消耗的电功率为3.6 W B.甲消耗的电功率为3.6 W
C.甲中的电流大于乙中的电流 D.整个电路消耗的电功率为10.8 W
7.如图所示电路中,电源电压为4.5 V,是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5 V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.两端的电压为1.5 V B.两端的电压为1.5 V
C.与的灯丝电阻之比为 D.通过与的电流之比为
8.如图所示,是定值电阻,是滑动变阻器,电源电压保持不变,以下说法正确的是( )
A.与串联
B.电压表只测两端的电压
C.当向滑动时,电压表示数不变,电流表示数不变
D.当向滑动时,两个电流表示数都变小
9.如图所示,电源电压恒定,先闭合开关和,然后将滑动变阻器的滑片向下移动,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.通过的电流变小
C.电流表的示数变大 D.电流表的示数变大
10.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移向中间某个位置的过程中,电压表和电流表的示数的变化量分别为和.下列分析正确的是( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.先变小后变大
11.某导体两端电压为6 V时,通过它的电流为0.4 A;当该导体两端电压为3 V时,通过它的电流为_______A;当该导体两端电压为0 V时,它的电阻为_______Ω。
12.小明用如图所示的电路“探究电流与电压的关系”,所用电源电压为4.5 V,闭合开关S时,发现电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是电阻__________(填“断路”或“短接”)。排除故障后,他移动滑动变阻器的滑片,发现当电压表示数是1.2 V时,电流表示数是0.30 A;继续移动滑片,使电压表示数从1.2 V增加到2.4 V,那么该过程中滑动变阻器连入电路的阻值减小了__________Ω。
13.小倩同学在探究“电流与电压关系”的实验中,选用的器材有:学生电源(电压恒为4.5 V)、电流表、电压表、定值电阻R、开关S、导线若干和标有“”字样的滑动变阻器.
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整.(要求:滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,且导线不能交叉)
(2)连接电路时,开关必须_________(选填“断开”或“闭合”).在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到_________(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关S后,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了_________(选填“断路”或“短路”).
(4)排除故障后闭合开关S,移动滑片P,当电流表的示数为0.28 A时,电压表指针位置如图乙所示,则定值电阻R的阻值为_______Ω.多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如下表.
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电压 | 1.0 | 1.4 | 2.0 | 2.4 |
电流 | 0.10 | 0.14 | 0.20 | 0.24 |
根据实验数据分析,可初步得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与这段导体两端的电压成__________比.
(5)在实验过程中,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于_______Ω.
答案以及解析
1.答案:C
解析:电阻是导体本身的一种性质,电阻大小的影响因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,它与两端的电压和通过电流无关,这个导出公式只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值.公式只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值,电阻的大小与它两端的电压和通过的电流无关,当电压发生变化时,电流也随之发生变化,但电阻不变;当电压为0时,电阻大小不变.
2.答案:A
解析:串联电路中电流处处相等,所以;观察题图可知AB段的横截面积比BC段小,导体的电阻大,根据欧姆定律变形式可知,AB段的电压比BC段的电压高,即.
3.答案:D
解析:本题考查欧姆定律、电功率及串联电路等知识。滑片P由b端向a端滑动,变小,根据可知I在变大,由可知灯泡的功率在变大,亮度应该是变亮,A错误;由A项可知,电流表示数在增大,电压表测量的是灯泡的电压,根据可知电压表的示数也在变大,B错误;根据可知电压表与电流表的比值是灯泡的电阻,灯泡的电阻不变,则该比值不变,C错误;当P在a端时电流最大,,D正确。
4.答案:C
解析:由题图甲可知,定值电阻和滑动变阻器串联,若将滑片P移动到最左端,则电路中的电流为1.8 A,大于滑动变阻器允许通过的最大电流,C不正确。
5.答案:B
解析:本题考查电路的动态分析。由题中电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压,当滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电路中的总电阻变大,由于电源电压不变,所以电压表的示数不变,由可知,电路中的总电流变小,即电流表的示数变小,故B正确,ACD错误。
6.答案:B
解析:由题中图像可知,通过两电阻的电流和两端的电压成正比,即两电阻为定值电阻,当时,,,根据欧姆定律可得,
,两电阻并联时两端的电压相等,由可知,通过两电阻中的电流分别为,故C正确;甲、乙消耗的电功率分别为,故A正确,B不正确;整个电路消耗的电功率,故D正确.故选B.
7.答案:B
解析:由题图可知,闭合开关S后,与串联,电压表测两端的电压,所以两端的电压,B正确;由于在串联电路中总电压等于各分电压之和,所以两端的电压,A错误;由于在串联电路中各处的电流相等,所以通过与的电流之比为,D错误;根据串联电路的分压规律可知,与的灯丝电阻之比,C错误.
8.答案:C
解析:由题图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,同时也测量与两端的电压,电流表测量干路电流,电流表测量通过的电流,故A、B错;当向滑动时,两端的电压等于电源电压,不变,的阻值也不变,根据可知,通过的电流不变,即电流表的示数不变,C正确;当向滑动时,接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,根据可知,电路中的总电流变小,即电流表的示数变小,但电流表的示数不变,D错.
9.答案:C
解析:闭合开关和,滑动变阻器和灯泡L并联,被短路,电流表测干路电流,电流表测通过L的电流,将滑动变阻器的滑片向下移动,接入电路的电阻变小,通过的电流变大,B错误;因为并联电路各支路之间互不影响,因此L所在支路的电流不变,灯泡L的亮度不变,A、D错误;干路电流等于两支路电流之和,因此会变大,C正确.
10.答案:C
解析:假设滑片移动前后电路中的电流分别为,则滑片移动前后电压表的示数分别为,,则,的阻值不变,故选C.
11.答案:0.2;15
解析:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,所以,当该导体两端的电压为3 V时,通过它的电流为.导体的电阻不随电压变化,该导体的电阻.
12.答案:短接;7.5
解析:本题考查电路故障的判断和欧姆定律。闭合开关S时,若电压表无示数,电流表有示数,则说明电阻短接;当电压表示数是1.2 V,电流表示数是0.30 A时,的电阻为,滑动变阻器连入电路中的阻值为,当电压表示数为2.4 V时,由串联电路的电流规律可得,解得此时滑动变阻器连入电路中的阻值,则连入电路的阻值减小了。
13.答案:(1)如图所示.
(2)断开;A
(3)短路
(4)10;正
(5)5
解析:(3)闭合开关后,移动滑片P,电流表有示数,且不断变化,说明电路中没有发生断路,而电压表无示数,则电路故障可能是与电压表并联的定值电阻发生短路.
(4)由题图乙可知,电压表的示数为2.8 V,则定值电阻的阻值为.由实验数据可知,在电阻一定的情况下,通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比.
(5)当电压表的示数最大为3 V时,通过定值电阻R的电流为,定值电阻R与滑动变阻器串联,此时滑动变阻器两端的电压为,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为.
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