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中考物理二轮复习难点剖析+真题汇编专题20 欧姆定律的妙用攻略(含解析)
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这是一份中考物理二轮复习难点剖析+真题汇编专题20 欧姆定律的妙用攻略(含解析),共13页。
1、考点定位:
1)欧姆定律是初中电学中最基本的规律,是解决初中电学问题的重要方法,可以这样说,离开欧姆定律初中电学问题就寸步难行。因而在全国各省市中考试题中,欧姆定律的应用及考查就是必考点。考查地位非常突出。
2)欧姆定律的理解及应用考查,没有固定的考查形式,可以融入选择题、填空题、作图题、材料阅读、实验探究题及计算题等所有题型之中,也可以单独考查,题型多、难把握,因而既是重点同样也是难点。
2、考点剖析:
【突破技巧】
1、欧姆定律是初中电学的基础,同样是初中物理的核心内容之一,是考查重点,也是难点,实现欧姆定律应用的难点突破,呼唤方法技巧。
2、欧姆定律的应用不只是计算方面,更多的是判断方法。在中考试题中的考查更多的是应用,这也是复习后期会有学生,甚至是老师不重视,从而导致解决物体无抓手,电学难点后期形成的原因。应在理解上、技巧上做文章。
3、难点:
①不会判断电学中电路故障问题;
②不会简答电学简答题;
③不会分析解答电学计算类题;
④不会分析判断电表的变化类题;
⑤不会分析判断因变阻器(或可变电阻)而引起的电路动态变化问题。
3、难点原因分析:
①对欧姆定律理解不透彻,只会背定律内容,是难点形成的原因之一;
②不会应用欧姆定律,是形成电学问题障碍的主要原因;
③因电学其它知识理解不够,(如,对电阻的理解等)影响到欧姆定律的应用。
4、“难点”突破技巧:
【技巧一】——欧姆法
要点:此法的关键是从电流入手,应用数学方法,结论电流与电压及电阻的关系。
注意:应用此法过程中,特别注意控制变量法。
数学关系图:
【技巧二】——串联法
要点:此法的关键是用于解决串联电路问题。
从串联电路的“电流相等I1=I2”入手,结合欧姆定律,进一步推断出初中电学公式组如下:
注意:应用此法过程中,特别注意控制变量法,必须是“串联电路”或“电流相等”。
【技巧三】——并联法
要点:此法的关键是用于解决并联电路问题。
从并联电路的“电压相等U1=U2”入手,结合欧姆定律,进一步推断出初中电学公式组如下:
注意:应用此法过程中,特别注意控制变量法,必须是“并联电路”或“电压相等”。
5、例析:
例:(2022 北京)如图所示的电路中,电阻阻值R1<R2。开关S闭合后,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2。下列判断正确的是( )
A.U1>U2 B.U1<U2
C.I1>I2 D.I1=I2
【答案】C
【解析】先分析电路连接方式,由图可知,两电阻并联。应用“并联法”分析可得,电压特点为U1=U2,A、B错误;结合并联法中“反比”规律,有 SKIPIF 1 < 0 ,已知R1I2,C正确;D错误;
故,选C。
【考场试手】
1、(2022 安徽)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.8A,电流表A的示数为1.2A,则电阻R2= Ω。
【答案】30
【解析】先分析电路连接方式,由图可知,两电阻并联。应用“并联法”分析,由图可知,闭合开关S,电流表A测干路电流,电流表A1支路R1的电流。应用“欧姆法”可得,R1两端的电压为U1=I1R1=0.8A×15Ω=12V;由并联电路电压关系,R2两端电压U2=U1=12V;依据并联电路电流特点,通过R2的电流I2=I-I1=1.2A-0.8A=0.4A,则R2的阻值为 SKIPIF 1 < 0 。
2、(2021 内江)如图所示,电源电压为12 V,电阻R1的阻值为10 Ω,开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时,电压表的示数为6 V,电阻R2的阻值为____Ω。调节滑片P,使电压表的示数从3 V变为1.5 V,则R3接入电路中的阻值变化了________Ω。
【答案】10 40
【解析】先分析电路连接方式,由图可知,R1、R2、R3三电阻串联,应用“串联法”分析。当滑片P移到最左端时,R3接入电路的电阻为0,电路中只有R1、R2串联工作;电压表示数为6 V,即U1=6 V,已知电源的电压U0=12 V;U2=U0-U1=12 V-6 V=6 V;应用“欧姆法”可得,R1、R2电流相等,U1=U2=6V,则有电阻R2=R1=10 Ω ;当电压表的示数为3 V,即U1′=3 V,I3=I2=I1=eq \f(U1′,R1)=eq \f(3 V,10 Ω)=0.3 A,R1=R2=10 Ω;则U2′=U1′=3 V,则R3两端电压为U3=U0- U2′-U1′=12 V-3 V-3 V=6 V;此时变阻器接入电路的阻值为R3=eq \f(U3,I3)=eq \f(6 V,0.3 A)=20Ω;当电压表的示数变为1.5 V时,即U1″=1.5 V,因I3′=I2′=I1′=eq \f(U1″,R1)=eq \f(1.5 V,10 Ω)=0.15 A,则有U2″=U1″=1.5 V,U3′=U0-U2″-U1″=12 V-1.5 V-1.5 V=9 V,此时变阻器接入电路的阻值为R3′=eq \f(U3′,I3′)=eq \f(9 V,0.15 A)=60 Ω,故,R3阻值的变化量为60 Ω-20 Ω=40 Ω。
3、(2022 云南)如图所示,电源电压恒定,灯丝电阻不变,闭合开关S,当滑片P向右滑动时,下列说法错误的是( )
A. 电流表A的示数变大
B. 电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
C. 电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大,灯泡变亮
D. 当滑片滑到最右端时,电压表V2示数接近电源电压
【答案】D
【解析】先分析电路连接方式,由图可知,R与灯泡L串联,应用“串联法”分析。由图可知,电流表测电路中的电流,电压表V1测灯泡L两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压。当滑片P向右滑动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,应用“欧姆法”分析可知,当电源电压不变时,电路中的电流变大,即电流表A示数变大,A正确,不符合题意;电压表V2的示数与电流表A的示数之比,即变阻器接入电路的阻值,由于滑片P向右滑动时,变阻器接入电路的阻值变小,因而电压表V2的示数与电流表A的示数之比,即变阻器接入电路的阻值变小,B正确,不符合题意;由于滑片P向右滑动时,变阻器接入电路的阻值变小,应用“串联法”中“正比”特点分析可知,变阻器R分得的电压变小,则灯泡L分得的电压变大,又由于灯丝电阻不变,根据推导公式 SKIPIF 1 < 0 分析可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮;而电压表V1的示数与电流表A的示数乘积,即为灯泡的实际功率,所以电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大,灯泡变亮,C正确,不符合题意;当滑片滑到最右端时,变阻器接入电路的阻值为零,所以电压表V2的示数为零,D错误,符合题意;故,选D。
4、(2022 吉林)图示为电阻R1和R2的I﹣U图像,由图可知( )
A.R1的阻值为5Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
【答案】C
【解析】分析图像特点可得,R1、R2均为定值电阻,应用“欧姆法”可求得,R1阻值为 SKIPIF 1 < 0 ;R2阻值为 SKIPIF 1 < 0 ;A错误;B错误;应用“串联法”分析可得,将R1、R2串联接入电路,通电后则有 SKIPIF 1 < 0 ,即R1两端的电压是R2两端的电压的2倍,C正确; 应用“并联法”分析可得,将R1、R2并联接入电路,通电后则有 SKIPIF 1 < 0 ;即通过R1的电流小于通过R2的电流,D错误;故,选C。
5、(2021 雅安)在如图所示的电路中,开关S从断开到闭合,电流表两次示数之比为1∶3,若将电阻R1、R2串联在同一电路中,R1、R2两端的电压之比为( )
A. 2∶1 B. 3∶2 C. 2∶3 D. 1∶2
【答案】A
【解析】先分析电路连接方式,由图可知,两电阻并联。应用“并联法”分析电路图可知,开关S断开时,电路为R1的基本电路,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,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以开关断开和闭合时通过R1的电流不变,应用“并联法”“反比”特点可知,通过两电阻的电阻之比为: SKIPIF 1 < 0 ;应用“串联法”中“正比”特点分析可得,若将电阻R1、R2串联在电路中时,两电阻两端的电压之比 SKIPIF 1 < 0 ,A正确;BCD错误;故,选A。
6、 (2022 南充)(多选)某同学在实验室连接了如图所示的电路,开关S闭合后,滑动变阻器滑片从a端向b端滑动过程中,下列说法正确的是 ( )
A. 电流表A的示数会增大
B. 电压表V3的示数会增大
C. 三个电压表的示数之和变小
D. 电压表V3与电流表A的示数比值在减小
【答案】AD
【解析】先分析电路连接方式,由图可知,两电阻并联。应用“并联法”分析电路图可得,电压表V1测R两端电压,V2测电源电压,V3测变阻器RP两端电压。S闭合后,当滑动变阻器滑片从a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,应用“欧姆法”分析可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,A正确;由串联分压特点可得,变阻器接入电路的阻值变小,分压也变小,即V3示数变小,B错误;V1与V3示数之和等于电源电压V2的示数不变,所以三个电压表的示数之和不变,C错误;电压表V3与电流表A的示数比值为变阻器RP接入电路的阻值,滑片从a端向b端滑动过程中,变阻器接入电路的阻值变小,所以电压表V3与电流表A的示数比值也变小,D正确;故,选D。
7、(2022 扬州)测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示,R为定值电阻,R是光敏电阻,电源电压为3V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5V,有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,装置计数一次。下列说法正确的是(
A. 有人通过,R的电流变小
B. 有人通过,电路总功率变小
C. 无人通过,R的阻值为25Ω
D. 无人通过,R0的功率为0.2W
【答案】C
【解析】先分析电路连接方式,由图可知,两电阻串联。应用“串联法”“正比”特点分析电路图可得,有人通过时,电压表示数变小,因而光敏电阻的阻值变小,电路总电阻变小,应用“欧姆法”分析可得,电路中电流及通过R的电流变大,A错误;由P=UI可得,电流变大,电压不变,因而电路总功率会变大,B错误;已知有人通过时,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,此时电路中电流为 SKIPIF 1 < 0 ,由串联电路的分压可知,此时R0两端的电压为
U有=U0-U有=3V-2V=1V,R0的阻值为 SKIPIF 1 < 0 ;已知无人通过时,电压表示数为2.5V,因而此时R0两端的电压为U0无=U0-U无=3V-2.5V=0.5V;此时电路中电流 SKIPIF 1 < 0 ;
则光敏电阻此时的阻值为 SKIPIF 1 < 0 ,C正确;由欧姆定律与P=UI可得,此时R0的功率为 SKIPIF 1 < 0 ,D错误;故,选C。
8、(2022 包头)利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,己知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉 ,闭合开关前,需将滑片移至 端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示为 V,此时通过小灯泡的电流为 A;
(4)继续移动滑片,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为 Ω。
【答案】(1)
左
(2)小灯泡断路;(3)1.5 0.15;(4)10
【解析】(1)观察电路分析可得,电路只有变阻器没有接入,滑动变阻器要串联在被测电路中,接线柱要“一上一下连接”,连接如答案图所示。闭合开关前,需将滑动变阻器置于阻值最大端,也就滑动变阻器的最左端。
(2)由实物图可知,测功率电路实质是串联电路,应用“串联法”分析。电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数,说明电路出现了断路故障;若R0断路,则电压表Vl与电压表V2示数都接近电源电压,不符合题意;若灯泡断路,则电压表Vl串联在电路中测电源电压,电压表V2测导线,导线电压为0,满足题意;若滑动变阻器断路,则电压表Vl与电压表V2示数都为0,不满足题意。综上所述,电路故障是“小灯泡断路”。
(3)由乙图可知,电压表接的是0~3V的量程,电压表V2示数为1.5V;应用“欧姆法”可知,此时通过小灯泡的电流为 SKIPIF 1 < 0 ;
(4)由实物图可知,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,小灯泡两端电压等于额定电压为2.5V,则R0两端的电压为 SKIPIF 1 < 0 ,应用串联正比特点可得,灯泡正常发光时的阻值为 SKIPIF 1 < 0 。
9、(2022 河南)某实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值,实验过程如下:
(1)在连接如图甲所示的电路时,少连了一根导线,请你用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)测量数据如表,在第三次测量中,电流表示数如图乙所示,示数是 A,则第三次测出电阻的阻值是 Ω;
(4)根据表格记录的实验数据,在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。
【答案】(1)
(2)A
(3)0.42;5
(4)
【解析】(1)依题意可得,“伏安法”本质上是串联电路,应用“串联法”分析。观察分析电路,发现只有电压表的“-”接线柱没有接入电路,“伏安法”电压表应测R两端电压,因而“-”的接线柱接入R左段接线柱即可,接线见答案图。
(2)按照变阻器作用,闭合开关前应接入阻值最大端,因而填“A”;
(3)应用“欧姆法”分析表格数据,R为定值电阻,通过的电流与两端电压成正比,可求得,表格空格应填“0.42”;利用表格中第三组数据,可求得R的阻值为 SKIPIF 1 < 0 ;
(4)应用数学方法,对应表格数据在函数图中描点连线即可完成图像,祥见答案图。
10、 (2022 贵阳)如图所示电路,电源电压恒为6V。闭合开关S,滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时,电流表的示数为1.8A。下列说法正确的是( )
A. 通过 R的电流是1.2A
B. R的阻值是5Ω
C. 当R为20Ω时,其电功率是7.2W
D. 当R为30Ω时,电路总功率是8.4W
【答案】ABD
【解析】先分析电路连接方式,由图可知,两电阻并联。应用“并联法”分析,已知电源电压恒为6V,闭合开关S,滑动变阻器 R接入电路的阻值为10Ω时,应用“欧姆法”可得,通过滑动变阻器R的电流为 SKIPIF 1 < 0 ,则通过 R的电流为IR=1.8A-0.6A=1.2A ,因而R阻值为 SKIPIF 1 < 0 ;A、B正确;当R为20Ω时,应用欧姆定律与P=UI可得,其电功率为 SKIPIF 1 < 0 ;C错误;当R为30Ω时,其电功率为 SKIPIF 1 < 0 ;R的电功率为 SKIPIF 1 < 0 ,则电路总功率为 SKIPIF 1 < 0 ;D正确;故,选ABD。
【原创预测】
1. (原创预测)牛顿小组的同学们设计了如下电路,该电路可用于探究 (填一个即可);若电源电压为5.5 V恒定,小灯L标有“PZ 2.5 0.75”字样,S闭合后滑片在R正中间时,灯L恰好正常发光,则,变阻器R的最大阻值为 。
【答案】测小灯泡电功率(开放性问题,合理即可) 20Ω
【解析】观察分析电路本质为串联电路,电路中有变阻器串联,可以方便改变电路中电流电压,便于实验,电路中有电压表,也有电流表,可以方便读出电流、电压值,但电路中测量对象“小灯泡”,探究问题结合小灯泡须。第一空为开放性问题,合理即可;应用“串联法”,找到关键词“恰好”“正常发光”,结合小灯泡铭牌信息可得,此时小灯泡;两端电压即电压表示数为2.5V,小灯泡实际功率为P实=P额=0.75W,可求得此时电路中电流,及电流表示数为 SKIPIF 1 < 0 ;已知电源电压为5.5V,因而变阻器两端电压为U变=U0-U额=5.5V-2.5V=3V;可求得变阻器的阻值为 SKIPIF 1 < 0 。
2.(原创预测)小明同学在完成如图电路的分析时,发现电源是由四节干电池串联构成,电压表与电流表A2均使用最大量程接线,R1标注有“10Ω”,R2标注有“0~20Ω”字样;关于小明的分析,下列正确的是( )
A. 电流表必须使用小量程接线柱接入电路才安全
B. 在变阻器滑片滑动的过程中, EQ \\ac(○,V)示数也随之改变
C. 滑动变阻器接入电路的最小为2.5Ω,电路才安全
D. 滑动变阻器滑片在最左端时, EQ \\ac(○,A2)的示数最小为0.6A
【答案】C
【解析】依据电流表电阻极小的特点,要保证电流表的安全,所测电路电流不得超过电流表量程,A错误;已知电源由四节干电池串联,应用“串联法”可得,电源电压为4×1.5V=6V;观察分析电路实质为并联电路,电流表A1测R2支路电流,A2测干路电流;电压表测电源电压,且并联电路支路两端电压均相等,等于电源电压,因而电压表示数不会随变阻器滑动而改变,B错误;应用“欧姆法”将C枝中变阻器最小阻值2.5Ω看作已知,则可求得变阻器所在支路的电流为 SKIPIF 1 < 0 ,电流表使用的是大量程,A1安全;通过R1所在支路电流为 SKIPIF 1 < 0 ,可求得干路电流,即A2的示数为2.4A+0.6A=3A,电流表使用的是大量程,A2安全;因而C正确;若变阻器滑片在最左端时,变阻器接入电路的阻值为0,根据前面的计算,电流表A2的示数会超过最大量程而损坏,不符合实验规范,D错误;故。选C。
考点整合
欧姆定律
常识识记
德国——物理学家——欧姆——19世纪20年代发现
内容
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
相
关
实
验
实验名称
①探究电流跟电压的关系
②探究电流跟电阻的关系
实验结论
当导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当导体两端的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
科学方法
控制变量法
注意事项
须保持“导体的电阻”不变,改变导体两端的电压,观察导体中电流的变化规律,比较结论。
须保持“导体两端的电压”不变,改变导体的电阻,观察导体中电流的变化规律,比较结论。
表达式
SKIPIF 1 < 0
变形公式
变形
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
理解
①U决定与电源,与I、R无关;
②U与I和R,不存在欧姆定律的因果关系
①R是导体的性质,与I、U无关;
②R与I和U,不存在欧姆定律的因果关系
适用范围
欧姆定律适用于所有电学问题
使用要求
“三同一”
同一导体
同一电路
同一时段
即:使用时,I、U、R必须对应统一于“同一导体”、“同一电路”、“同一时段”。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
1.8
2.1
2.4
2.6
电流I/A
0.26
0.36
0.48
0.54
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