2021年中考科学电学培优专题05：欧姆定律的理解及其简单计算

这是一份2021年中考科学电学培优专题05：欧姆定律的理解及其简单计算，共12页。试卷主要包含了单选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，是标有“6V 3.6W”字样的小灯泡，通过的电流随两端电压变化的关系图线．现将两只此规格的灯泡串联到6V电源的两端，则有关说法正确的是（ ）
A. 每只灯泡的实际电功率为0.9W B. 每只灯泡的实际电阻值为10Ω
C. 串联电路的实际电阻值为16Ω D. 串联电路的实际电功率是3W
2.两个灯泡L1“6V3W”和L2“4V4W”分别按图甲乙连接，均有一个灯泡正常发光，且两灯实际电压不超过额定电压，下列说法正确的是（ ）

A. 甲、乙电路中电源电压均为10V B. 乙电路中干路电流是1.5A
C. 甲电路中是L1正常发光，乙电路中是L2正常发光 D. 甲、乙电路中都是L1正常发光
3.把标有“12 V 36 W”的灯泡L1和“8 V 16 W”的灯泡L2串联后接在电源的两端，其中一只灯泡正常发光，另一只灯泡没有达到额定功率，则下列选项正确的是( )

A. 该电源的电压为24 V B. 电路中的电流为3 A
C. 两灯泡的总功率为32 W D. 灯L1的实际电压大于灯L2的实际电压
4.今年南京雾霾较严重．二氧化物传感器能用于雾霾浓度的检测，它的原理是其电阻随雾霾浓度的增大而减小．若将二氧化物传感器接入如图所示的电路中，当二氧化物传感器所处空间的雾霾浓度增大时，电压表示数U与电流表示数I发生变化，其中正确的是（ ）
A. U变小，I变小 B. U变大，I变大 C. U变小，I变大 D. U变大，I变小
二、填空题
5.材料和横截面积均相同的导线甲和乙，甲的电阻值比乙的电阻值大，则甲导线的长度________ 乙导线的长度。若将它们串联在电路中，甲导线两端的电压________ 乙导线两端的电压；若将它们并联在电路中，通过甲导线的电流________ 通过乙导线的电流。（均选填“小于”、“等于”或“大于”）
6.在60秒内通过某导体横截面的电荷量为12库，则通过它的电流为________安，若此时该导体两端的电压为6伏，它的电阻为________欧。当该导体两端的电压为12伏时，其电阻为________欧。
7.物理学是研究自然界物质运动变化规律的科学，物理规律是自然界物质运动变化规律的本质反映。惯性定律揭示了任何物体都具有惯性；阿基米德原理揭示的是________之间的关系；欧姆定律揭示的是________之间的关系。
8.某个用电器上标有“6V”字样，已知它的电流随电压变化的图象如图所示．根据该图象，可以求出：该用电器的电阻是________Ω，它的额定功率是________W．
9.如图，这是某同学设计的公路收费站计重秤的原理图。称重表相当于一个________表，当汽车越重时，称重表的示数将________。若称重表是由电压表改装而成的，现将它与R1并联则当汽车越重时，称重表的示数将________。（后两个空选填“越大”“不变”或“越小”）
10.走进物理世界，基本概念和规律非常重要，请你写出一个电学物理定律的名称及它的数学表达式，名称：________，数学表达式________．
11.某导体10秒内通过横截面的电荷量为5库，通过它的电流为________安．若该导体的电阻为5欧，则它两端的电压为________伏．若将该导体两端的电压增大，它的电阻将________；若将该导体拉长，它的电阻将________．（后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）
12.两个电阻甲和乙，电阻值分别为20Ω、40Ω，将它们串联接入电路中，则甲乙两电阻两端的电压之比为________；将它们并联接入电路中，通过甲乙两电阻的电流之比为________。
13.当某定值电阻两端加上4.5V电压时，通过它的电流为0.15A，它的阻值为________Ω；当两端电压为6V时，通过它的电流是________A；当两端不加电压时，它的阻值是________Ω .

14.如图所示，电源电压不变。当开关S由断开到闭合时，电压表的示数________，电流表的示数________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
15.一导体两端电压为3V,通过的电流为0.3A，则此导体的电阻为________ Ω；当该导体两端电压为0时，导体的电阻为________ Ω。
16.在你所处的考场中，照明电灯之间是________连接的（选填“串联”或“并联”） . 考场内每多使用一盏照明电灯，照明电路的总电流________，照明电路的总电阻________（均选填“变大”、“不变”或“变小”） .

17.某段导体两端的电压是6V，通过它的电流是2A；阻值是________ Ω，若这段导体两端电压为3V，则通过它的电流为________ A，当电压为0V时，电流为________ A，这段导体的阻值是________ Ω
18.玩具电动机两端接入0.3V电压时，电动机不转动，测得流过电动机的电流使0.6A，电动机线圈的电阻是________Ω；两端接入电压为2V时，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是1A，电动机正常工作的总功率是________W，效率是________．
19.电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、________和________等因素有关。
20.如图所示，如果将不同的导体分别接到A、B之间，闭合开关，可以通过观察和比较________来判断不同导体电阻的大小．若两个导体的电阻差异不大，则改进电路的方法是________．
三、计算题
21.如图，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V，电阻R0＝30Ω，电路两端电压恒为24V，当滑动变阻器连入电路的电阻太小时，电路中的电流会超过电流表量程，当滑动变阻器连入电路的电阻太大时，变阻器两端电压会超过电压表量程，求：在不超过电表量程的情况下，滑动变阻器连入电路的电阻范围．
22.如图1是某简易电吹风工作原理的电路图（R为电热丝，M为电动机），设电源电压不变，如图2是该电吹风的铭牌。求：

（1）电吹风正常工作且吹热风时，电热丝的功率是多大？
（2）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流是多大？
（3）电吹风正常工作且吹热风时，电热丝R 的阻值是多大（电热丝的阻值随温度变化不计）？
23.如图所示电路，电源电压可调，R1=10Ω，小灯泡标有“6V 6W（阻值不变）。滑动变阻器R2上标有“15Ω 2A”的字样，求：
（1）若只闭合S1 ， 调节电源电压，使灯泡L正常工作10s，灯泡消耗的电能。
（2）若只闭合S2 ， 调节电源电压，移动滑动变阻器滑片，电压表示数在1V～3V之间变化，求电源电压的最大调节范围。
答案解析部分
一、单选题
1. D
解答：把这种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端，则每只灯泡分得的电压都为3V，
由图象可知，此时电路电流为0.5A，
每只灯泡的实际功率：P=ULI=3V×0.5A=1.5W，A不符合题意；
串联电路的实际电功率：P总=U总I=6V×0.5A=3W，D符合题意；
由I= UR 可得，每只灯泡的实际电阻值：
RL= ULI = 3V0.5A =6Ω，B不符合题意；
串联电路的实际电阻值：
R总= UI = 6V0.5A =12Ω，C不符合题意.
故答案为：D．
分析：串联电路中电压的特点：总电压等于各分电压之和，根据坐标图利用欧姆定律和电功率计算公式求电阻和电功率.
2. C
解答：两灯泡的额定电流：I1= P1U1=3W6V =0.5A，I2= P2U2=4W4V =1A，
两灯泡的电阻分别为：R1= U1I1=6V0.5A =12Ω，R2= U2I2=4V1A =4Ω；
甲图中，两灯泡串联，因串联电路中各处的电流相等，且两灯实际电压不超过额定电压，所以，能正常发光的灯泡为L1 ， 此时电路中的电流I=I1=0.5A，电源电压：U=I（R1+R2）=0.5A×（12Ω+4Ω）=8V，故A不符合题意；
乙图中，两灯泡并联，因并联电路中各支路两端电压相等，且两灯实际电压不超过额定电压，所以，能正常发光的灯泡为L2 ， 此时电源的电压U′=U2=4V，故C符合题意，D不符合题意；
通过两灯泡的电流分别为：I1′= U'R1 = 4V12Ω ≈0.33A，I2′=I2=1A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流：I=I1′+I2′=0.33A+1A=1.33A，故B不符合题意．
故答案为：C

分析：两个灯泡串联，电流相等，结合电阻的阻值和欧姆定律求解电压即可；两个灯泡并联，电压相等，结合电阻的阻值和欧姆定律求解电流即可。
3. C
解答：将两灯泡串联后接在电源两端，根据串联电路各处电流相等，其中一只灯泡正常发光，因为I额2＜I额1 ， 所以灯泡L2正常发光，L1没有达到额定功率 .
A、由U=IR可得，该电源电压U=IR总=2A×（4Ω+4Ω）=16V ，A不合题意；
B、该电路中电流为2A，B不合题意；
C、两灯泡的总功率P总=UI=16V×2A=32W，C符合题意；
D、因为R1=R2 ， 两电阻串联，由U=IR可得，灯L1的实际电压等于灯L2的实际电压，D不合题意；
故答案为：C .
分析：根据电功率公式P=UI分别计算出两灯的额定电流，根据额定电流判断出可以正常发光的灯泡；根据电功率公式的变形公式R=U2P分别计算出两灯正常发光时的电阻；利用欧姆定律的变形公式U＝IR计算电源电压，利用欧姆定律计算电路中的电流，利用P＝UI计算电路消耗的总功率；根据串联分压原理判断两灯的实际电压 .
4. B
解答：电阻R及传感串联在电源两端，当一氧化碳浓度增大时，传感器中的电阻减小，由欧姆定律可得电路中的电流增大，故电流表示增大；
因电压表并联在R两端，故电压表测量R两端的电压，因电流增大，则由欧姆定律可得R两端的电压增大，故电压表示数变大．
故选B．
分析：由图可知，电阻R与二氧化锡传感器串联，由题意可知当浓度增大时电阻减小，则由欧姆定律可求得电路中电流的变化，由串联电路的电压规律可得出R两端的电压的变化．
二、填空题
5. 大于；大于；小于
解答：（1）影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度，不同材料的导体，电阻一般不同；相同材料、粗细相同的导体，长度越长，电阻越大；相同材料、相同长度的导体，横截面积越大，电阻越小；其它因素都相同时，一般温度升高时电阻变大，温度降低时电阻变小．材料和横截面积均相同的导线甲和乙，甲的电阻值比乙的电阻值大，则甲导线的长度大于乙导线的长度；（2）若把它们串联在电路中，由于串联电路中电流处处相等，由U=IR可知，电阻大的两端电压大，故甲导线两端的电压大于乙导线两端的电压；（3）若把它们并联在电路中，由于并联电路两端电压相等，故U甲=U乙 ， 由 I=UR 可知，所以电阻大的电流反而小，即通过甲导线的电流小于通过乙导线的电流．
故答案为：大于；大于；小于.
分析：导体的电阻和长度有关，在串联电路中电阻越大分压越大，在并联电路中电阻大的电流较小.
6. 0.2；30；30
解答：通过它的电流: I=Qt=12C60s=0.2A .
若此时该导体两端的电压为6 V，它的电阻： R=UI=6V0.2A=30Ω .
电阻是导体本身的一种性质，与是否有电压电流无关，所以当该导体两端的电压为12 V时，其电阻仍为30 Ω.
​故答案为：0.2；30；30.
分析：电流的大小是电荷量和时间的比值，利用电压和电流可以计算电阻，电阻是导体的性质.
7. 物体所受浮力与排开液体重力；通过导体的电流与电压、电阻
解答：物理学是研究自然界物质运动变化规律的科学，物理规律是自然界物质运动变化规律的本质反映。牛顿第一定律(惯性定律)的内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态，惯性定律揭示了任何物体都具有惯性；阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力;数学表达式为：F浮=G排 ， 揭示的是物体所受浮力与排开液体重力之间的关系；欧姆定律内容：通过导体的电流，跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比，揭示的是通过导体的电流与电压、电阻之间的关系。
故答案为： 物体所受浮力与排开液体重力；通过导体的电流与电压、电阻 .
分析：牢记常见的物理概念，解答即可.
8. 60；0.6
解答：由图可知，当U=6V时，通过的电流I=0.1A，
由欧姆定律可得用电器的电阻：
R= UI = 6V0.1A =60Ω，
用电器上标有“6V”字样，是指用电器的额定电压为U额=6V，其额定电流为I额=0.1A，
用电器的额定功率：P额=U额I额=6V×0.1A=0.6W．
故答案为：60；0.6．
分析：（1）由图象读出任意一组用电器电压和电流，根据I=UR计算用电器的电阻；
（2）当用电器两端电压等于其额定电压时正确工作，由图象读出此时通过它的电流，由P=UI计算用电器的额定功率．
9. 电流；越大；越大
解答：称重表相当于一个电流表，因为当电阻R的阻值发生变化时，根据 I=UR 可知，电路中的电流也发生变化，这时称重表的示数会发生变化。从图中可以看到，当汽车越重时，电阻R的阻值在变小，总电阻在变小，根据 I=UR 可知，电路中的电流在变大，即称重表的示数将越大。由上述可知，当汽车越重时，电路中的电流在变大，根据 U=IR 可知，R1两端的电压在变大，即称重表的示数将越大。
分析：滑动变阻器滑片移动，接入电路中的电阻变化，再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
10. 欧姆定律（或焦耳定律）；I= UR （或Q=I2Rt）
解答：解：
电学中的定律有：欧姆定律和焦耳定律，表达式分别为：I= UR 和Q=I2Rt．
答：欧姆定律（或焦耳定律）；I= UR （或Q=I2Rt）．
分析：初中物理中电学物理定律有欧姆定律和焦耳定律，由此解答．
11. 0.5；2.5；不变；变大
解答：解：电流I= Qt = 5C10s =0.5A；若该导体的电阻为5欧，则它两端的电压为U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；导体电阻与电压无关，导体两端电压增加时，导体电阻不变，仍为5Ω；将该导体拉长，长度变大，横截面积变小，所以它的电阻将变大．
故答案为：0.5；2.5；不变；变大．
分析：利用电荷量和时间计算电流，利用电流和电阻计算电压，长度影响电阻的大小.
12. 1：2；2：1
解答：解：两个电阻甲和乙，电阻值分别为20Ω、40Ω，将它们串联接入电路中，通过的电流是相同的，根据U＝IR可知，其电压之比等于电阻之比，即U1：U2＝R1：R2＝20Ω：40Ω＝1：2；
将它们并联接入电路中，其两端的电压是相等的，根据I＝ UR 可知，其电流与电阻成反比，即电流之比等于电阻之比的倒数，I1：I2＝R2：R1＝40Ω：20Ω＝2：1。
故答案为：1：2；2：1。

分析：两个电阻串联，电流相等，结合电阻的阻值和欧姆定律求解电压即可；两个电阻并联，电压相等，结合电阻的阻值和欧姆定律求解电流即可。
13. 30；0.2；30
解答：由题可知，当导体两端电压U=4.5V时，其电流I=0.15A，根据欧姆定律可知，电阻R的阻值： R=UI=Ω ，电阻是导体本身的一种属性，导体两端电压和通过的电流改变时，其阻值不变；当U1=6V时，通过电阻的电流： I1=U1R=6V30Ω=0.2A ；当两端不加电压时，其阻值不变，仍为30Ω．
故答案为：30；0.2；30．
分析：利用欧姆定律的变形公式R=UI计算导体的电阻；利用欧姆计算通过导体的电流；电阻是导体的一种属性，与导体的长度、横截面积、材料有关，与它两端的地无电压无关 .
14. 不变；变大
解答：由图可知，开关S闭合或断开，电压表始终测量电源电压，因为电源电压不变，所以电压表示数不变。开关S断开时，电路中R1和R2串联，电流表测量电路中的电流，当开关S闭合时，电路为R2组成的简单电路，根据欧姆定律可知，电路中总电压不变，电阻变小，所以电流变大。
分析：分析电路结构，两个定值电阻是串联关系，如果开关闭合，定值电阻R1被短路，电路中的电阻减小，电流变大，另一个电阻分得的电压变大。
15.10；10
解答：一导体两端电压为3V,通过的电流为0.3A，则此导体的电阻为10Ω；电阻是导体本身的性质，与电压和电流无关，当该导体两端电压为0时，导体的电阻为0Ω。
分析：在此题只能注意，电阻是导体本身的性质，跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。与电压和电流无关。
16. 并联；变大；变小
解答：考场中的各照明电灯工作时互不影响，它们之间都是并联连接；考场中同时开启的照明电灯越多，即并联的用电器越多，因为电阻越并越小，所以，电路中的总电阻就变小，由于电源电压不变，所以总电流变大 .
故答案为：并联；变大；变小 .
分析：家庭电路中各用电器工作时互不影响，它们并联在电路中；电路中并联的用电器越多，电路中的总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流越大 .
17. 3；1；0；3
解答：（1）电阻的阻值为：R=U/I=6V/2A=3Ω；
（2）因电阻与两端的电压和通过的电流无关，当它两端的电压为3V时，导体的电阻仍然是3Ω，通过电阻的电流I=U/R=3V/3Ω=1A；
（3）当这个电阻两端的电压为零时，电阻的大小不变仍然是3Ω；电压是形成电流的原因，电压为0，电流也为0。
分析：欧姆定律的应用，影响电阻大小的因素．
18. 0.5；2；75%
解答：由欧姆定律可得电动机线圈的电阻：R= U1I1 = =0.5Ω；
当电机正常工作时，电路中消耗的总功率：P=UI=2V×1A=2W；
线圈中发热功率：P热=I2R=（1A）2×0.5Ω=0.5W；
则电动机输出功率：P出=P﹣P热=2W﹣0.5W=1.5W；
则电动机正常工作时的效率：
η= P出P ×100%= 1.5W2W ×100%=75%．
故答案为：0.5；2；75%.
分析：根据欧姆定律计算电阻，利用电功率公式计算总功率和发热功率，并进行比.
19. 长度；横截面积（温度，任选其中两个）
解答：导体的电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流阻碍作用的大小，电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关，还与温度有关。
分析：导体的电阻是本身的一种属性，与外加的电压和流过它的电流没有关系，导体本身的长度、材料、横截面积有关，长度越长、横截面积越小，导体的电阻就越大。
20. 小灯泡的亮度；在电路中串联一块电流表
解答：将不同导体接到电路A、B之间时，电路中接入的电阻不同，会导致电路中电流也不同，所以灯泡的亮度也不同，因此我们可以简单的通过灯泡的亮度比较两个电阻的阻值大小；
若两个导体的电阻差异不大，则必须在电路中串联一块电流表，作更为准确的判断．
故答案为：小灯泡的亮度；在电路中串联一块电流表．
分析：由欧姆定律可知，电源电压一定时，电路中的电阻不同，电路中电流也不同，灯泡的亮度也不同；电流表可以准确测量电路中电流，从而判断电路中电阻的变化情况．
三、计算题
21. 解：⑴当I＝0.6A时，滑动变阻器连入电阻最小为R小 ， I＝ UR0+R小＝24V30Ω+R小 ＝0.6A，解得：R小＝10Ω；
⑵当ab间电压为15V时，滑动变阻器连入电阻最大为R大 15VR大＝24V-15V30Ω 解得：R大＝50Ω∴滑动变阻器连入电阻的范围是10Ω∼50Ω；
答：在不超过电表量程的情况下，滑动变阻器连入电路的电阻的变化范围10Ω∼50Ω.
分析：定值电阻和滑动变阻器串联，串联分压，电压表V测量滑动变阻器的电压，结合串联电路电压规律求解滑动变阻器接入电路中电阻的范围。
22. （1）解：电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝同时工作；吹热风时总功率为460W，吹冷风即只有电动机工作时功率为20W，则：电热丝的功率为：PR＝P热﹣P冷＝460W﹣20W＝440W；
（2）解：电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流是：IR＝ PRUR＝440W220V ＝2A；
（3）解：电热丝R 的阻值是：R＝ UIR＝22V2A ＝110Ω。
分析：根据用电器的规格，可以计算工作时的电阻或电流，利用电压和电流计算电阻的大小.
23. （1）解:因为小灯泡标有“6V 6W，所以，灯泡L正常工作10s消耗的电能是：W=PL t=6W×10s=60J
（2）解:由电路图知道，当只闭合S2 时，R1 与R2 串联，电压表测R1 两端的电压，设电源电压是U′，则此时电路中的电流是：I′=U′/R1+R2 ， 电压表的示数是：U1 =I′R1 = U'R1R1+R2=U'1+R2R1=U'1+R210Ω 根据题意知道，移动滑动变阻器滑片，电压表示数在1V～3V之间变化，
所以，1V≤ U'1+R210Ω ≤3V，即（1+R2/10Ω）×1V≤U′≤（1+R2/10Ω）×3V，
当R2 =0Ω时，电源的电压最小为1V，当R2 =15Ω时，电源的电压最大为7.5V，所以，电源电压的最大调节范围是：1V～7.5V
分析：利用电功率和时间可以计算电功的大小，利用电流和电阻，结合欧姆定律计算电压。