内容正文:
2024-2025学年苏科版物理九年级上册考点分类专题易错题汇编培优练
专题14.3 欧姆定律(五大考点)
考点1 探究电流与电压的关系 1
考点2 探究电流与电阻的关系 3
考点3 欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系 6
考点4 欧姆定律的I-U图像和I-R图像 7
考点5 欧姆定律的成立条件 9
考点1 探究电流与电压的关系
【典例分析】(23-24九年级下·广西南宁·阶段练习)如图所示的是“研究电流跟电压关系”的电路,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( )
A.保持R'的滑片位置不动
B.保持R两端的电压不变
C.保持R不变,调节R'的滑片到不同的适当位置
D.保持电路中的电流不变
【变式1-1】(2024·湖北宜昌·三模)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向左移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A,根据实验数据绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示。由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 V不变。分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
【变式1-2】(2024·内蒙古赤峰·中考真题)(1)在电学综合复习时,某组同学做了“探究电流与电压的关系”实验,电路图如图甲所示。
①请用笔画线代替导线将实物图乙补充完整;
②根据实验测得的数据,绘制出定值电阻R的图像,如图丙,由图像可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(2)该组同学又做了“探究串联电路电压规律”实验;
实验中,他们按图丁连接电路,用电压表分别测出两个小灯泡两端电压和电源电压,并记录这组实验数据;接下来应该 ,重做上述实验,根据数据得出实验结论。其中一次实验中,他们发现两个小灯泡的亮度明显不同,请分析其原因 。
【变式1-3】(23-24九年级下·陕西安康·期中)小明在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验电路如图-1所示,电源电压恒为3V,定值电阻R的阻值为5Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,开始测量并将实验数据记录在表中,当电压表示数为1.0V时,电流表示数如图-2所示,为 A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(4)根据表中实验数据,得出的实验结论是 。
【变式1-4】(23-24八年级下·江西赣州·期末)同学们,经过一学年的物理学习,你一定感受到物理的奥秘,其中物理学习中的科学实验探究中有很多物理研究方法,请你举一例: ,同时举一个用了此方法的实验名称 。
考点2 探究电流与电阻的关系
【典例分析】(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)小明想探究“电流与电阻的关系”,某次测量时电流表的示数如图甲所示,此时电流为 A;经过测量多组数据后绘制出I-R图像如图乙所示,由图像得到的结论是 。
【变式2-1】(2024·甘肃武威·二模)小明用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”,其中电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,所用定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种。要完成所有实验,他应控制电压表示数为多少( )
A.1V B.2V C.3V D.4V
【变式2-2】(23-24九年级上·广东河源·阶段练习)如图所示,在利用该图探究“电流与电压的关系”的实验中,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻值,这个操作的目的是 。在此实验过程中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的 ;如果利用该图探究“电流和电阻的关系”实验,滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端的电压 。
【变式2-3】(2022·辽宁沈阳·二模)在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验器材:两节新干电池,3个定值电阻(),规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干,实验步骤如下:
(1)小明在连接电路时,开关应处于 (填“闭合”或“断开”)状态;
(2)连接好电路时,小明闭合开关,发现电压表指针反向偏转,原因是: ;
(3)检查后连好电路后如图甲所示,小明按下列步骤进行实验。
①将接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,记下电流表的示数;
②用替换接入电路闭合开关后,接下来的操作是 ,记下电流表的示数;
③用替换接入电路,小明发现无论怎样移动滑片,电压表的示数始终大于1.5V,请写出一种使电压表示数能达到1.5V的办法: ;
④问题解决后,小明完成了第三次实验,三次实验的数据如下表所示,根据实验数据,小明得到了如下实验结论: ;
次数
第一次
第二次
第三次
电阻
5
10
20
电流I/A
0.3
0.15
0.075
⑤小明利用这个电路还能完成的实验有 (写出一条即可)
【变式2-4】(23-24九年级下·江苏淮安·阶段练习)小安在探究“电流与电阻的关系”实验时,选取了如下器材:电压恒为6V的电源、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线。
(1)如图甲所示为小安设计的实验电路图,其中a是 ,b是 ;
(2)按电路图连接好实物电路,闭合开关后,发现电压表有示数、电流表无示数,经检查,电流表、电压表连接无误,则电路存在的故障可能是电阻R ;
(3)排除故障后,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑片,使电压表指针指在如图乙所示位置,电压表示数为 V;
(4)小安根据实验需要,分别将三个定值电阻接入电路进行实验,记录对应电流表的示数,并将实验数据描绘成图像,如图丙所示。由图像可知,实验过程中选用的滑动变阻器的最大阻值不会小于 Ω。若实际选用的滑动变阻器的最大阻值为60Ω。为了能够顺利完成实验,小安在该实验中控制定值电阻两端的电压应不低于 V;
(5)分析图像可以得出实验结论: 。
考点3 欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系
【典例分析】(23-24九年级上·江苏连云港·阶段练习)由同种材料制成的AB和BC两段导体,长度相同,AB的横截面积比BC的小,将它们按照如图所示的方式串联接入电路中,不计温度的影响,下列判断正确的是( )
A.通过两段导体的电流:IAB<IBC
B.通过两段导体的电流:IAB=IBC
C.两段导体的电阻值:RAB<RBC
D.两段导体两端电压:UAB<UBC
【变式3-1】(2024·陕西渭南·一模)下列说法正确的是( )
A.一节干电池的电压为2V
B.电荷定向移动的方向就是电流的方向
C.通过某段导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【变式3-2】(23-24八年级下·河南郑州·期末)人类科技进步离不开科学家们的伟大发现:比如牛顿发现了万有引力定律,请你写出一位科学家及其贡献,科学家: ;贡献: 。
【变式3-3】(2024·山东聊城·三模)如图所示的情境反映了电压、电流、电阻之间的关系,图中B 表示 (选填“电流”“电 压”或“电”),电阻大小与导体横截面积的关系是:相同条件下,导体的横截面积越小,电阻越
【变式3-4】(22-23九年级下·四川内江·开学考试)根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
B.当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C.导体中的电流,跟导体两端的电压成反比,跟这段导体的电阻成正比
D.导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
【变式3-5】(2024九年级下·全国·专题练习)(1)内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成
(2)公式:
(3)适用:纯电阻电路
(4)理解:
1)对应关系:定律中电流、电压和电阻是针对同一导体或同一段电路在同一时刻而言的
2)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
3)变形关系:、只表示数量关系,只适用于数学计算,不反映物理规律
【提示】“导体的电阻与导体中的电流成反比”这个说法是错误的。
原因一:漏掉了“导体两端电压一定”这个前提条件;
原因二:弄错了“物理量之间的因果关系”。
考点4 欧姆定律的I-U图像和I-R图像
【典例分析】(2024·福建三明·二模)在探究电流的大小与哪些因素有关的实验中,同学们描绘的四条图线如图,其中能正确反映物理量之间关系的是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(2024·湖南·三模)如图所示是、的I-U图象,根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.的阻值与其两端电压成正比
B.在不同电压下阻值不同
C.若将、并联在6V的电源电压下,通过、的电流之比为3︰2
D.若将、串联到9V的电源电压下,、两端的电压之比为1︰2
【变式4-2】(23-24九年级下·安徽·开学考试)如图是电阻甲和乙的U-I图像,将甲、乙两个电阻串联接入电源电压为3V的电路中,则电路电流为 A。
【变式4-3】(2024·福建三明·二模)如图甲所示电路,电流表的量程为0~0.6A,灯泡L上标有“6V;3W”字样。在电路安全的前提下,只闭合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左最大范围移动,绘制了电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙,只闭合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左最大范围移动,绘制了电流表示数与滑动变阻器连入电路阻值的变化关系图像如图丙,则:电源电压为 V,图丙中a对应的阻值为 Ω。
【变式4-4】(2024·天津河北·二模)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。图乙中 (选填“dc”或“ec”)表示电压表的示数随电流表示数变化的图像;时,电压表和的示数之比为 。
【变式4-5】(23-24九年级上·陕西延安·期末)两个电子元件A和B串联后接入电路,流过元件的电流与其两端电压关系如图所示,当流过元件的电流为0. 4A时,此时元件A两端的电压为 V,元件A、B两端电压之比为 ,从图像可知元件 的阻值是变化的。
考点5 欧姆定律的成立条件
【典例分析】(22-23九年级上·内蒙古呼和浩特·期末)对欧姆定律的理解,下列说法中错误的是( )
A.对同一导体,导体中的电流强度与这段导体两端电压成正比
B.在电压不变时,导体的电阻愈大,通过的电流则愈小
C.在相同电压时,导体的电阻与电流成反比
D.对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变
【变式5-1】(22-23九年级上·福建福州·期中)如图所示,向右移动滑片,电压表与电流表示数的比值 (选填“变大”“不变”或“变小”)。若电路正常工作一段时间后两表的示数都突然变成零,若是滑动变阻器RP或电阻R其中一处发生故障。则该电路中出现的故障可能是 。
【变式5-2】(22-23九年级上·四川眉山·期末)关于欧姆定律公式,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流跟导体的电阻成正比
B.导体的电阻与导体的电压和电流无关
C.导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.电路中任何用电器的电阻都可用欧姆定律计算
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2024-2025学年苏科版物理九年级上册考点分类专题易错题汇编培优练
专题14.3 欧姆定律(五大考点)
考点1 探究电流与电压的关系 1
考点2 探究电流与电阻的关系 6
考点3 欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系 10
考点4 欧姆定律的I-U图像和I-R图像 13
考点5 欧姆定律的成立条件 17
考点1 探究电流与电压的关系
【典例分析】(23-24九年级下·广西南宁·阶段练习)如图所示的是“研究电流跟电压关系”的电路,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( )
A.保持R'的滑片位置不动
B.保持R两端的电压不变
C.保持R不变,调节R'的滑片到不同的适当位置
D.保持电路中的电流不变
答案:C
规范解答:
研究电流跟电压的关系时,保持电阻R不变,通过移动滑动变阻器R′的滑片,改变定值电阻的电压和电流,讨论电流跟电压的关系,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式1-1】(2024·湖北宜昌·三模)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向左移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A,根据实验数据绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示。由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 V不变。分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
答案: 断开 A 定值电阻R断路 0.30 正比 2
规范解答:(1)[1]滑动变阻器滑片P向左移动时电阻变大,故滑动变阻器选用右下接线柱,如下图所示:
(2)[2][3]在连接电路时,为了安全,开关应该处于断开状态;同时,闭合开关前,我们需要将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处,即A端,以确保电路中的电流在初始时是最小的。
(3)[4]当闭合开关后,如果发现电流表没有示数,而电压表示数接近电源电压,这通常意味着电路中存在断路。由于电压表有示数,说明电压表与电源是连通的,因此断路可能发生在定值电阻R处,具体来说,可能是定值电阻R发生了断路。
(4)[5][6]在排除故障后,我们可以通过移动滑片P来改变电路中的电流和电压。当滑片P移动到某一位置时,我们可以从电流表中读出电流值。根据图乙所示的电流表读数方法(注意电流表选择的是0∼0.6A的量程),可以得出此时通过定值电阻R的电流为0.30A。然后,我们可以根据实验数据绘制出定值电阻R的I−U图像(如图丙所示)。由图像可以看出,当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[7]由表中数据可知,定值电阻两端电压为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
实验中,保持电压表的示数为2V不变,分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【变式1-2】(2024·内蒙古赤峰·中考真题)(1)在电学综合复习时,某组同学做了“探究电流与电压的关系”实验,电路图如图甲所示。
①请用笔画线代替导线将实物图乙补充完整;
②根据实验测得的数据,绘制出定值电阻R的图像,如图丙,由图像可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(2)该组同学又做了“探究串联电路电压规律”实验;
实验中,他们按图丁连接电路,用电压表分别测出两个小灯泡两端电压和电源电压,并记录这组实验数据;接下来应该 ,重做上述实验,根据数据得出实验结论。其中一次实验中,他们发现两个小灯泡的亮度明显不同,请分析其原因 。
答案: 正比 换用不同规格的灯泡 灯泡的电阻不同
规范解答:(1)[1]①由图甲得,定值电阻R与变阻器R′串联,电压表测量定值电阻R的电压,电流表测量电路电流,变阻器的左下端接入电路中,如图所示:
[2]②由图丙得,定值电阻I-U的图像是一条过原点的直线,由图像可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)[3]为了得到普遍规律,应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
[4]串联电路中电流处处相等,两个小灯泡的亮度明显不同,说明灯泡的电功率不相等,由得,灯泡的电阻不相等。
【变式1-3】(23-24九年级下·陕西安康·期中)小明在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验电路如图-1所示,电源电压恒为3V,定值电阻R的阻值为5Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,开始测量并将实验数据记录在表中,当电压表示数为1.0V时,电流表示数如图-2所示,为 A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(4)根据表中实验数据,得出的实验结论是 。
答案: R断路 0.20 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
规范解答:(1)[1]由题意知,要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,即滑动变阻器的阻值变小,因此滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,电流表几乎无示数,说明电路可能发生了断路,电压表的示数接近电源电压,说明与电压表并联的定值电阻R断路。
(3)[3]由图可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,因此示数为0.20A。
(4)[4]由表中数据可知,通过定值电阻的电流随其两端的电压的增大而增大,且
因此可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【变式1-4】(23-24八年级下·江西赣州·期末)同学们,经过一学年的物理学习,你一定感受到物理的奥秘,其中物理学习中的科学实验探究中有很多物理研究方法,请你举一例: ,同时举一个用了此方法的实验名称 。
答案: 控制变量法 探究通过导体的电流与电压的关系
规范解答:[1]初中物理的研究方法用的最多的是控制变量法,还有转换法、等效替代法等。
[2]用到控制变量法的例如探究通过导体的电流与电压的关系,该实验必须控制电阻不变,改变电压和电流。
考点2 探究电流与电阻的关系
【典例分析】(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)小明想探究“电流与电阻的关系”,某次测量时电流表的示数如图甲所示,此时电流为 A;经过测量多组数据后绘制出I-R图像如图乙所示,由图像得到的结论是 。
答案: 0.3 见解析
规范解答:[1]由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A。
[2]由图乙可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,可以得到电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【变式2-1】(2024·甘肃武威·二模)小明用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”,其中电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,所用定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种。要完成所有实验,他应控制电压表示数为多少( )
A.1V B.2V C.3V D.4V
答案:C
规范解答:由图可知,电压表测量定值电阻两端电压,由串联分压可知
当定值电阻最大和滑动变阻器都处于最大值时,即,时,可得
电源电压为6V,解得,即要完成所有实验,定值电阻两端电压至少为3V;若定值电阻两端电压为4V,超过了电压表的量程,故定值电阻两端电压不能为4V,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式2-2】(23-24九年级上·广东河源·阶段练习)如图所示,在利用该图探究“电流与电压的关系”的实验中,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻值,这个操作的目的是 。在此实验过程中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的 ;如果利用该图探究“电流和电阻的关系”实验,滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端的电压 。
答案: 保护电路 电压 不变
规范解答:[1]在探究“电流与电压关系”的实验中,为保护电路,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻值处。
[2]探究“电流与电压关系”的实验,为得出普遍性的规律,要改变电压多次测量,则在实验过程中,滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压。
[3]在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时,要控制电阻两端的电压不变,滑动变阻器的作用是控制电阻两端的电压保持不变。
【变式2-3】(2022·辽宁沈阳·二模)在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验器材:两节新干电池,3个定值电阻(),规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干,实验步骤如下:
(1)小明在连接电路时,开关应处于 (填“闭合”或“断开”)状态;
(2)连接好电路时,小明闭合开关,发现电压表指针反向偏转,原因是: ;
(3)检查后连好电路后如图甲所示,小明按下列步骤进行实验。
①将接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,记下电流表的示数;
②用替换接入电路闭合开关后,接下来的操作是 ,记下电流表的示数;
③用替换接入电路,小明发现无论怎样移动滑片,电压表的示数始终大于1.5V,请写出一种使电压表示数能达到1.5V的办法: ;
④问题解决后,小明完成了第三次实验,三次实验的数据如下表所示,根据实验数据,小明得到了如下实验结论: ;
次数
第一次
第二次
第三次
电阻
5
10
20
电流I/A
0.3
0.15
0.075
⑤小明利用这个电路还能完成的实验有 (写出一条即可)
答案: 断开 电压表正负接线柱接反了 调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V 换用最大阻值更大的滑动变阻器 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 探究电流与电压的关系
规范解答:(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应断开。
(2)[2]闭合开关发现电压表指针反射偏转,原因是电压表正负接线柱接反了,电流从电压表的负接线柱流入,从正接线柱流出了。
(3)②[3]探究电流与电阻关系时,要控制导体两端的电压一定,由前面实验步骤可知,导体两端控制的电压为1.5V,所以更换电阻闭合开关后应调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为1.5V。
③[4]用替换接入电路,他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数均大于1.5V,在本实验器材一定的情况下是由于滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使电阻R两端的电压过大造成的,解决的办法:换用最大阻值更大的滑动变阻器,或换用电压较低的电源。
④[5]由实验数据可知,电阻与电流的乘积是一个定值,可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
⑤[6]利用本实验器材还可进行的实验:探究电流与电压关系实验。保持电阻不变,通过滑动变阻器改变电阻两端的电压,从而探究电流与电压的关系。
【变式2-4】(23-24九年级下·江苏淮安·阶段练习)小安在探究“电流与电阻的关系”实验时,选取了如下器材:电压恒为6V的电源、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线。
(1)如图甲所示为小安设计的实验电路图,其中a是 ,b是 ;
(2)按电路图连接好实物电路,闭合开关后,发现电压表有示数、电流表无示数,经检查,电流表、电压表连接无误,则电路存在的故障可能是电阻R ;
(3)排除故障后,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑片,使电压表指针指在如图乙所示位置,电压表示数为 V;
(4)小安根据实验需要,分别将三个定值电阻接入电路进行实验,记录对应电流表的示数,并将实验数据描绘成图像,如图丙所示。由图像可知,实验过程中选用的滑动变阻器的最大阻值不会小于 Ω。若实际选用的滑动变阻器的最大阻值为60Ω。为了能够顺利完成实验,小安在该实验中控制定值电阻两端的电压应不低于 V;
(5)分析图像可以得出实验结论: 。
答案: 电压表 电流表 断路 2 40 1.5 导体两端电压一定时,电流与电阻大小成反比
规范解答:(1)[1][2]根据电流表和电压表的使用方法,电流表应串联在电路中,电压表应并联在电阻两端,因此a是电压表,b是电流表。
(2)[3]闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,发现电压表有示数,则电压表与电源连通,又因电流表、电压表连接无误,则电路存在故障可能是R断路。
(3)[4]由图乙可知,电压表选择小量程,分度值为0.1V,电压表示数为2V。
(4)[5]由图丙可知,根据欧姆定律可得,定值电阻的两端电压为
UR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V
由此可知,定值电阻的两端电压保持不变。根据串联电路电压的规律可知,变阻器分得的电压为
U滑=U−UR=6V-2V=4V
由题图可知,当接入20Ω定值电阻时,电路中的电流最小为0.1A,则变阻器接入电路的阻值至少为
[6]根据串联电路分压的规律,假设定值电阻两端的电压为U0,为了能够顺利完成实验,根据串联电路分压原理可得
即
解得U0=1.5V。
(5)[7]由图丙可知,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几倍,电流与电阻的乘积不变。故得出的结论:导体两端电压一定时,电流与电阻大小成反比。
考点3 欧姆定律的表达式与U、I、R的决定关系
【典例分析】(23-24九年级上·江苏连云港·阶段练习)由同种材料制成的AB和BC两段导体,长度相同,AB的横截面积比BC的小,将它们按照如图所示的方式串联接入电路中,不计温度的影响,下列判断正确的是( )
A.通过两段导体的电流:IAB<IBC
B.通过两段导体的电流:IAB=IBC
C.两段导体的电阻值:RAB<RBC
D.两段导体两端电压:UAB<UBC
答案:B
规范解答:ABC.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,横截面积越大,电阻越小,串联时电流相同,故
RAB>RBC
IAB=IBC
故B正确,AC错误;
D.根据U=IR可知AB两端的电压大于BC两端的电压,即
UAB>UBC
故D错误。
故选B。
【变式3-1】(2024·陕西渭南·一模)下列说法正确的是( )
A.一节干电池的电压为2V
B.电荷定向移动的方向就是电流的方向
C.通过某段导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
答案:D
规范解答:A.一节干电池的电压为1.5V,故A错误;
B.正电荷定向移动的方向是电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,故B错误;
C.导体的电阻与它的材料、长度、粗细有关,与通过导体的电流无关,故C错误;
D.导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,通过导体的电流越小,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D正确。
故选D。
【变式3-2】(23-24八年级下·河南郑州·期末)人类科技进步离不开科学家们的伟大发现:比如牛顿发现了万有引力定律,请你写出一位科学家及其贡献,科学家: ;贡献: 。
答案: 欧姆 欧姆定律
规范解答:[1][2]科学家欧姆最早总结出的关于电流与电压、电阻关系的重要规律——欧姆定律。
【变式3-3】(2024·山东聊城·三模)如图所示的情境反映了电压、电流、电阻之间的关系,图中B 表示 (选填“电流”“电 压”或“电”),电阻大小与导体横截面积的关系是:相同条件下,导体的横截面积越小,电阻越
答案: 电压 大
规范解答:[1]由图可知,A阻碍电荷移动,所以A表示电阻,B推动C运动,所以B表示电压,C在B的推动下通过导体,所以C表示电流。
[2]导体的电阻根导体的材料、长度、横截面积有关,由图可知,电阻与导体横截面积的关系为:在材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
【变式3-4】(22-23九年级下·四川内江·开学考试)根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
B.当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C.导体中的电流,跟导体两端的电压成反比,跟这段导体的电阻成正比
D.导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
答案:D
规范解答:A.电阻是导体的一种性质,它的大小与两端的电压和通过的电流无关,故A错误;
B.当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,不能说成导体的电阻跟通过该导体的电流成反比,故B错误;
CD.由电流与电压、电阻的关系可知,通过导体的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,故C错误,D正确。
故选D。
【变式3-5】(2024九年级下·全国·专题练习)(1)内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成
(2)公式:
(3)适用:纯电阻电路
(4)理解:
1)对应关系:定律中电流、电压和电阻是针对同一导体或同一段电路在同一时刻而言的
2)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
3)变形关系:、只表示数量关系,只适用于数学计算,不反映物理规律
【提示】“导体的电阻与导体中的电流成反比”这个说法是错误的。
原因一:漏掉了“导体两端电压一定”这个前提条件;
原因二:弄错了“物理量之间的因果关系”。
答案: 正比 反比
规范解答:[1][2]欧姆定律的公式是,内容是:通过导体的电流与导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
考点4 欧姆定律的I-U图像和I-R图像
【典例分析】(2024·福建三明·二模)在探究电流的大小与哪些因素有关的实验中,同学们描绘的四条图线如图,其中能正确反映物理量之间关系的是( )
A. B. C. D.
答案:D
规范解答:AB.在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比,则I-U图像为过原点的倾斜向上的直线,故AB不符合题意;
CD.在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,与电阻的倒数成正比,则图像为过原点的倾斜向上的直线,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式4-1】(2024·湖南·三模)如图所示是、的I-U图象,根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.的阻值与其两端电压成正比
B.在不同电压下阻值不同
C.若将、并联在6V的电源电压下,通过、的电流之比为3︰2
D.若将、串联到9V的电源电压下,、两端的电压之比为1︰2
答案:B
规范解答:A.电阻是导体本身的性质,不会电压、电流发生改变,故A错误;
B.定值电阻的I-U图形为一条过原点的直线,由的I-U图形是一条曲线可知, 的在不同电压下阻值不同,故B正确;
C.将、并联在6V的电源电压下,、两端电压均为6V,结合图像可知通过R1、R2的电流分别为0.4A、0.6A,比值为2︰3,故C错误;
D.将、串联在9V的电源电压下,此时通过、的电流相等,电压之和等于9V,结合图像可知为电流0.4A时,此时、两端电压分别为6V、3V,比值为2:1,故D错误。
故选B。
【变式4-2】(23-24九年级下·安徽·开学考试)如图是电阻甲和乙的U-I图像,将甲、乙两个电阻串联接入电源电压为3V的电路中,则电路电流为 A。
答案:0.4
规范解答:由图像得,当甲乙电流均为0.4A时,甲乙电压分别为2V、1V,此时电源电压为
符合题意,则此时电路中电流为0.4A。
【变式4-3】(2024·福建三明·二模)如图甲所示电路,电流表的量程为0~0.6A,灯泡L上标有“6V;3W”字样。在电路安全的前提下,只闭合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左最大范围移动,绘制了电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙,只闭合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左最大范围移动,绘制了电流表示数与滑动变阻器连入电路阻值的变化关系图像如图丙,则:电源电压为 V,图丙中a对应的阻值为 Ω。
答案: 9 10
规范解答:[1][2]由电路图知,只闭合开关S1,滑动变阻器R与L串联,电流表测电路中电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;由可得,灯泡的额定电流
由于滑动变阻器滑片从最右端向左最大范围移动,所以根据电流表的量程为0~0.6A和串联电路电流处处相等的特点可知,电路最大电流
由图乙知,电路中的电流最大时电压表的示数为3V,此时灯泡正常工作,则小灯泡的电压为
所以电源电压
只闭合开关S2,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,且电路中最大电流为0.6A,电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片在最右端,滑动变阻器连入电路的阻值最大,电路中的电流最小,由图丙可知滑动变阻器的最大阻值为40Ω,对应的电流值是0.2A,此时滑动变阻器的电压为
根据串联分压的原理可知R1分到的电压为
则R1的电阻为
图丙中a点对应的是最大电流0.6A,则R1分到的电压为
则a点对应的电阻为
【变式4-4】(2024·天津河北·二模)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。图乙中 (选填“dc”或“ec”)表示电压表的示数随电流表示数变化的图像;时,电压表和的示数之比为 。
答案: ec 1∶1
规范解答:[1]由甲图可知,R0与R串联,电压表V1测R0两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,滑动变阻器R接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大,所以图乙dc表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像,ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。
[2]由图乙可知,当I=0.3A时,V1、V2的示数都为3V,则电压表和的示数之比为1∶1。
【变式4-5】(23-24九年级上·陕西延安·期末)两个电子元件A和B串联后接入电路,流过元件的电流与其两端电压关系如图所示,当流过元件的电流为0. 4A时,此时元件A两端的电压为 V,元件A、B两端电压之比为 ,从图像可知元件 的阻值是变化的。
答案: 2 4∶5 B
规范解答:[1][2]读图像可知,当通过元件的电流为0.4A时,A、B两个元件两端电压分别为2V、2.5V,此时两个元件两端电压之比为
[3]读图像可知,B的电流与电压关系图像不是过原点的直线,故电流与电压不成正比,即B的电阻是变化的。
考点5 欧姆定律的成立条件
【典例分析】(22-23九年级上·内蒙古呼和浩特·期末)对欧姆定律的理解,下列说法中错误的是( )
A.对同一导体,导体中的电流强度与这段导体两端电压成正比
B.在电压不变时,导体的电阻愈大,通过的电流则愈小
C.在相同电压时,导体的电阻与电流成反比
D.对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变
答案:C
规范解答:A.对某一段导体来说,即导体的电阻不变,由欧姆定律可得,导体中通过的电流既与导体两端的电压成正比;故A正确,不符合题意;
B.在电压不变时,导体的电阻越大,通过的电流则越小,故B正确,不符合题意;
C.对于同一段导体来说,在电压一定条件下,由欧姆定律可得,导体中的电流跟它的电阻成反比;电阻与电压和电流大小无关,故C错误,符合题意;
D.对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式5-1】(22-23九年级上·福建福州·期中)如图所示,向右移动滑片,电压表与电流表示数的比值 (选填“变大”“不变”或“变小”)。若电路正常工作一段时间后两表的示数都突然变成零,若是滑动变阻器RP或电阻R其中一处发生故障。则该电路中出现的故障可能是 。
答案: 不变 Rp断路
规范解答:[1]由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压,电压表与电流表示数的比值等于R的电阻,保持不变。
[2]若电路常工作一段时间后,电流表示数变为0,则电路出现了断路现象;电压表示数为0,说明电压表与电源之间是断开的,所以故障是滑动变阻器RP断路。
【变式5-2】(22-23九年级上·四川眉山·期末)关于欧姆定律公式,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流跟导体的电阻成正比
B.导体的电阻与导体的电压和电流无关
C.导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.电路中任何用电器的电阻都可用欧姆定律计算
答案:B
规范解答:A.由欧姆定律公式可知,导体中的电流跟导体的电阻成反比,故A错误;
BC.导体的电阻是导体的根本属性,其大小与电压、电流无关,故B正确,C错误;
D.欧姆定律只适用于纯电阻电路,故D错误。
故选B。
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