期末必刷常考题:欧姆定律 ---2024-2025学年上学期初中物理(北师大版)九年级
2024-11-18
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内容正文:
2024-2025学年上学期初中物理北师大版九年级期末必刷常考题之欧姆定律
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•松原期中)两只定值电阻,甲标有“10Ω、0.8A”字样,乙标有“15Ω、0.4A”字样,把它们串联起来,两端允许加的最大电压是( )
A.14V B.10V C.8V D.6V
2.(2024秋•南岗区校级期中)将R1=10Ω的电阻接在一个电压不变的电源上,此时电流表示数为0.3A,若在电路中再串联一个阻值为20Ω的电阻R2,则通过R2的电流为( )
A.0.3A B.0.6A C.0.1A D.无法判断
3.(2024秋•临夏州期中)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.接线柱“1”应与“2”连接
B.货车质量增大时,滑动变阻器接入电路的电阻减小
C.显示器由电压表改装而成
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
4.(2024•济南)某学习小组连接了如图所示的实物电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,关于电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2以及灯泡的亮度,可能出现的现象是( )
A.I1变大,I2变小,灯泡亮度不变
B.I1变小,I2变大,灯泡亮度变暗
C.I1变小,I2变小,灯泡亮度不变
D.I1变大,I2变大,灯泡亮度变亮
5.(2024•广水市模拟)如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,电源电压保持不变;只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。若再闭合开关S2,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,灯变亮
B.电路总电阻变大
C.电流表的示数变化0.5A
D.若将L和R串联在5V的电源上,电流表的示数是0.2A
6.(2023秋•礼县期末)从欧姆定律可导出R=,对电阻理解正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电流、电压的改变而改变
7.(2024秋•武强县期中)如图所示的实物电路,下列分析正确的是( )
A.连接电路时发现电流表指针指在零刻度左侧,说明电流表正负接线柱接反了
B.闭合开关后,滑动变阻器和灯泡组成并联电路
C.闭合开关后,电压表测量的是电源和滑动变阻器两端的总电压
D.闭合开关后,滑片向A端滑动时,电压表示数变大,灯泡变亮
8.(2024•广州)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
二.填空题(共5小题)
9.(2024秋•沙河口区期中)两个电阻分别标有“3V,0.3A”和“6V,0.2A”字样,若将它们串联后接入电路中使用,电源电压最大为 V;若将它们并联后接入电路中使用,允许通过干路的最大电流是 A。
10.(2024•阜阳三模)如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。闭合开关S1,当单刀双掷开关S2接a时,电流表的示数为0.45A;当单刀双掷开关S2接b时,电流表的示数为 A。
11.(2024秋•宁江区校级月考)如图所示是测量空气湿度的电路图,电源电压恒定,R0为定值电阻,湿敏电阻R的阻值随空气湿度的增大而减小。则闭合开关S,当空气湿度增大时,电流表的示数 ,电压表的示数 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
12.(2024秋•双辽市期中)如图为灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为 A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为 。
13.(2024秋•榆树市校级期中)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接,电源电压为U,滑动变阻器的最大阻值为R,定值电阻的阻值为R0。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。
(1)闭合开关S,车辆总质量越大时,电流表的示数 ,电压表的示数 。
(2)在称量时,当滑片P在最下端时,电压表的示数为0.8U,则R0:R= 。
三.实验探究题(共1小题)
14.(2024秋•槐荫区期中)如图所示,小华在研究电流与电阻的关系。
(1)请用笔画线代替导线,在指定位置,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉)。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.40
2
10
3
15
0.14
4
20
0.11
(2)连接好导线后闭合开关,小华发现电流表和电压表的示数都为零,若电路中只有一处故障,则原因可能是下列情况中的 (选填序号)。
A.开关有故障,不能接通电路
B.滑动变阻器的电阻丝与滑片接触不良
C.电流表和电阻R之间的导线接线松动
D.定值电阻R中的电阻丝发生开路
(3)连接完电路后,小华先后用四个不同的定值电阻进行实验,每次更换电阻后,他在移动滑动变阻器的滑片的同时,眼睛应观察 ,并使其示数与第一次相同。第二次实验时,电流表示数如图乙所示,示数为 A。
(4)请你根据表格中的数据在指定位置的方格纸(如图丙)中描点,并用平滑曲线画出电流与电阻的关系图像。
(5)分析表格中的数据或画出的图像,可得实验结论: 。
四.计算题(共1小题)
15.(2024秋•双辽市期中)如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为3Ω,电阻R2的阻值为9Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源电压U。
2024-2025学年上学期初中物理北师大版九年级期末必刷常考题之欧姆定律
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•松原期中)两只定值电阻,甲标有“10Ω、0.8A”字样,乙标有“15Ω、0.4A”字样,把它们串联起来,两端允许加的最大电压是( )
A.14V B.10V C.8V D.6V
【考点】欧姆定律的简单计算;串联电路中的电流规律.版权所有
【专题】欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】已知两电阻允许通过的最大电流,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,然后根据电阻的串联和欧姆定律求出两端允许加的最大电压。
【解答】解:甲标有“10Ω、0.8A”字样,乙标有“15Ω、0.4A”字样,根据串联电流相等,而甲电阻允许通过的最大电流为0.8A,乙电阻允许通过的最大电流为0.4A,当把它们串联起来,电路中电流不能超过0.4A,否则会将乙电阻烧坏;把它们串联起来,当电流为最大值0.4A时,两端的电压是:U=IR总=0.4A×(10Ω+15Ω)=10V,两端允许加的最大电压是10V,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查电压、电流的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流里面最小的一个。
2.(2024秋•南岗区校级期中)将R1=10Ω的电阻接在一个电压不变的电源上,此时电流表示数为0.3A,若在电路中再串联一个阻值为20Ω的电阻R2,则通过R2的电流为( )
A.0.3A B.0.6A C.0.1A D.无法判断
【考点】欧姆定律的应用.版权所有
【专题】欧姆定律;应用能力.
【答案】C
【分析】当电路中只有电阻R1时,知道通过电路中的电流,可利用公式U=IR计算电源电压,而电源电压不变,电阻R1和R2串联,已知电阻R1和R2的阻值,可利用串联电路电阻的特点计算出电路中的总电阻,再利用欧姆定律计算出电流。
【解答】解:
当电路中只有电阻R1时,I1=0.3A,
电源电压U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,
当电阻R1和R2串联时,
电路中的总电阻为:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
此时电路中的电流为:I2=I===0.1A。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电流规律,电阻规律,并可以利用欧姆定律计算出电流,及其公式变形U=IR计算电压。
3.(2024秋•临夏州期中)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.接线柱“1”应与“2”连接
B.货车质量增大时,滑动变阻器接入电路的电阻减小
C.显示器由电压表改装而成
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
【考点】欧姆定律的应用.版权所有
【专题】欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】(1)电流表应串联在电路中,电压表应并联在被测电路两端。
(2)滑动变阻器的工作原理:通过改变接入电路中的电阻线长度来改变电阻。
(3)串联电路中各电阻两端电压与对应的电阻成正比。
(4)当电源的正负极直接相连,会产生电源短路现象。
【解答】解:C、图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故C错误;
AB、当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,则说明电阻变小,所以接线柱“1”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,电流表示数变大,故A错误,B正确;
D、电阻R0不可以去掉,因为若去掉R0,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
故选:B。
【点评】理解串联电路的电压规律、变阻器的工作原理,知道电流表的使用规则、短路概念,熟练运用欧姆定律知识,可解答此题。
4.(2024•济南)某学习小组连接了如图所示的实物电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,关于电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2以及灯泡的亮度,可能出现的现象是( )
A.I1变大,I2变小,灯泡亮度不变
B.I1变小,I2变大,灯泡亮度变暗
C.I1变小,I2变小,灯泡亮度不变
D.I1变大,I2变大,灯泡亮度变亮
【考点】动态电路的分析.版权所有
【专题】应用题;电流和电路;欧姆定律;应用能力.
【答案】C
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A1测变阻器滑动变阻器支路的电流,电流表A2测干路电流;根据滑片的移动可知该支路接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知该支路电流的变化,根据并联电路各支路独立工作可知通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A1测变阻器支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源的电压;
当滑动变阻器R的滑片P移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻改变,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流改变,即I1示数会变大或变小;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片向右移动时,通过灯泡的电流不变,灯泡的实际功率不变,亮度不变;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,若I1示数变大,则电流表A2示数I2变大,若I1示数变小,则电流表A2示数I2变小;
综上所述,C可能出现。
故选:C。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
5.(2024•广水市模拟)如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,电源电压保持不变;只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。若再闭合开关S2,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,灯变亮
B.电路总电阻变大
C.电流表的示数变化0.5A
D.若将L和R串联在5V的电源上,电流表的示数是0.2A
【考点】动态电路的分析;串联电路中的电流规律;串联电路中的电压规律.版权所有
【专题】定量思想;电路变化分析综合题;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)由电路图可知,只闭合开关S1,只有灯泡L连入电路;再闭合开关S2,则电阻和灯泡并联,电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和判断出电流表示数的变化;
根据并联电路各支路互不影响的特点判断出通过灯泡电流的变化,由P=UI判断出小灯泡实际功率的变化,进而判断出小灯泡亮度的变化;
根据总电流的变化,由R=判断出电路总电阻的变化;
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知电流表示数的变化量等于通过R的电流,由图判断出电流表示数的变化量;
(3)串联电路各处电流相等、串联电路总电压等于各部分电压之和。
【解答】解:ABC、由电路图可知,只闭合S1时,电流表测量灯泡的电流,电流表的示数为0.5A,由图甲可知,此时灯泡两端的电压:UL=4V,即电源电压为:U=4V;
再闭合S2,灯泡L与R并联,电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知电流表的示数变大;
根据并联电路各支路互不影响的特点可知通过灯泡的电流不变,由P=UI知小灯泡的实际功率不变,小灯泡的亮度不变,故A错误;
由于总电流变大,电源电压不变,由R=知电路的总电阻变小,故B错误;
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知电流表示数的变化量等于通过R的电流;由于并联电路各支路两端的电压相等,由图甲可知,此时通过电阻的电流为0.2A,即电流表的示数变化0.2A,故C错误;
D、若将L和R串联在5V的电源上,若通过灯泡L的电流为0.2A,由图可知此时灯泡两端的电压:UL′=1V,R两端的电压:UR=4V,则电源电压为:U=UL′+UR=1V+4V=5V,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了并联电路的特点,从图像中获取有用的信息是关键。
6.(2023秋•礼县期末)从欧姆定律可导出R=,对电阻理解正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电流、电压的改变而改变
【考点】欧姆定律的概念.版权所有
【专题】欧姆定律;理解能力.
【答案】D
【分析】电阻是导体的一种特性,大小与材料、长度、横截面积和温度有关,与电路中有没有电压和电流无关。
【解答】解:电阻是导体阻碍电流的性质,大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电路中导体两端的电压和通过导体的电流没有关系,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了我们对欧姆定律导出公式R=的理解,要注意公式R=只是表示出了三者之间的数值关系,而并非是它们间的正、反比关系。
7.(2024秋•武强县期中)如图所示的实物电路,下列分析正确的是( )
A.连接电路时发现电流表指针指在零刻度左侧,说明电流表正负接线柱接反了
B.闭合开关后,滑动变阻器和灯泡组成并联电路
C.闭合开关后,电压表测量的是电源和滑动变阻器两端的总电压
D.闭合开关后,滑片向A端滑动时,电压表示数变大,灯泡变亮
【考点】动态电路的分析;串联和并联的概念与辨析;电流表正进负出;判断电压表测量的对象.版权所有
【专题】定性思想;电流和电路;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)实验前,需要调节电流表的指针指在0刻度线上;
(2)从电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路总电流,当滑片P由中点向a端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电路电流的变化,进一步求出灯泡两端电压的变化和功率变化。
【解答】解:A、实验前,电流表的指针指在0刻度线的左侧,说明开始时电流表的指针没有在零刻度线处,需要调零,若使用时指针指在0刻度线的左侧,才说明电流表的正负接线柱接反了,故A错误;
BC、闭合开关后,滑动变阻器和灯泡组成串联电路,电压表测量的是小灯泡和电流表两端的总电压,故BC错误;
D、闭合开关后,滑片向A端滑动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据I=知,电路的电流变大,电流表示数变大,根据U=IR知灯泡两端电压变大,所以电压表示数变大,由P=UI可知灯泡的实际功率变大,小灯泡变亮,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查欧姆定律及其变形的灵活运用,关键明白滑片移动时电路的变化情况,以及电流表和电压表分别测量电路哪一部分的电流和电压,知道判断灯泡亮度的依据是灯泡的实际功率。
8.(2024•广州)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
【考点】动态电路的分析.版权所有
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】A
【分析】分析电路连接,根据串联分压原理结合欧姆定律分析回答。
【解答】解:由图可知,R0和滑动变阻器R的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器R上半部分电压;闭合开关S,车辆总质量越大时,滑动变阻器滑片向下移动,电压表所测部分电阻长度增大,电阻变大,根据串联分压原理可知,电压表示数变大;因滑片向下移动过程中,电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路的电流大小不变,即电流表示数不变,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用,分析电路连接是解题的关键。
二.填空题(共5小题)
9.(2024秋•沙河口区期中)两个电阻分别标有“3V,0.3A”和“6V,0.2A”字样,若将它们串联后接入电路中使用,电源电压最大为 8 V;若将它们并联后接入电路中使用,允许通过干路的最大电流是 0.4 A。
【考点】欧姆定律的应用;串联电路中的电流规律;并联电路中的电压规律.版权所有
【专题】欧姆定律;应用能力.
【答案】8;0.4。
【分析】(1)知道两灯泡的额定电压和额定电流,根据欧姆定律求出两电阻的阻值;根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的最大电压;
(2)根据并联电路的电压特点可知电路两端的最大电压为两者允许所加最大电压中较小的,根据欧姆定律分别求出通过它们的电流,利用并联电路的电流特点求出干路的最大电流。
【解答】解:(1)两电阻的阻值分别为:
R1===10Ω,R2===30Ω,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I2=0.2A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
电源的最大电压:
U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+30Ω)=8V;
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两只电阻并联时,电路中的最大电压U′=U1=3V,
此时通过R1的电流为0.6A,通过R2的电流I′2===0.1A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路的最大电流:
I=I1+I′2=0.3A+0.1A=0.4A。
故答案为:8;0.4。
【点评】本题考查电压、电流的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流里面最小的一个,两只电阻并联时电压也选最小。
10.(2024•阜阳三模)如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。闭合开关S1,当单刀双掷开关S2接a时,电流表的示数为0.45A;当单刀双掷开关S2接b时,电流表的示数为 0.36 A。
【考点】欧姆定律的应用.版权所有
【专题】欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】闭合开关S1,当单刀双掷开关S2接a时,电路中定值电阻R1与R3串联,根据欧姆定律计算电源电压,当单刀双掷开关S2接b时,电路中定值电阻R2与R3串联,根据串联电路的特点和欧姆定律计算电流。
【解答】解:根据电路图知,闭合开关S1,当单刀双掷开关S2接a时,电路中定值电阻R1与R3串联,
R1=5Ω,R3=15Ω。根据串联电路的特点知,电路总电阻R=R1+R3=5Ω+15Ω=20Ω;
根据欧姆定律知,电源电压U=IR=0.45A×20Ω=9V
当单刀双掷开关S2接b时,电路中定值电阻R2与R3串联,电路总电阻R'=R2+R3=10Ω+15Ω=25Ω;
此时电路电流
。
故答案为:0.36。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,属于基础题。
11.(2024秋•宁江区校级月考)如图所示是测量空气湿度的电路图,电源电压恒定,R0为定值电阻,湿敏电阻R的阻值随空气湿度的增大而减小。则闭合开关S,当空气湿度增大时,电流表的示数 变大 ,电压表的示数 变大 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【考点】动态电路的分析.版权所有
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】变大;变大
【分析】由电路图可知,定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压;
根据题意可知湿度增大时湿敏电阻阻值的变化,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知电路中电流的变化,根据U=IR可知电压表示数的变化。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压;因湿敏电阻的阻值随湿度的增大而减小,当空气湿度增大时,湿敏电阻的阻值减小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路中的总电阻减小,由I=可知,电路中的电流增大,即电流表的示数变大;由U=IR可知,R0两端的电压增大,即电压表的示数变大。
故答案为:变大;变大。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到欧姆定律的应用,难度不大。
12.(2024秋•双辽市期中)如图为灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为 0.6 A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为 1:3 。
【考点】欧姆定律的简单计算;并联电路中的电流规律.版权所有
【专题】定量思想;欧姆定律;应用能力.
【答案】0.6;1:3。
【分析】(1)由并联电路的电压特点,结合图象可知此时通过L和R的电流大小,再由并联电路的电流特点得出干路的电流;
(2)将L和R串联在电源电压为4V的电路中,根据串联电路规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流相同,且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压,由图可知此时灯泡的电压和电阻的电压,根据欧姆定律得到电阻之比。
【解答】解:并联电路各个支路两端的电压相等,由图可知,当电源电压为3V时,通过R的电流为0.2A,通过L的电流为0.4A,则干路的电流为:I'=IR+IL=0.2A+0.4A=0.6A;
将L和R串联在电源电压为4V的电路中,串联电路各处电流相等,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流相同,且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压,由图可知当I=0.2A时,UL=1V,UR=3V,
则L与R的阻值之比为。
故答案为:0.6;1:3。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
13.(2024秋•榆树市校级期中)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接,电源电压为U,滑动变阻器的最大阻值为R,定值电阻的阻值为R0。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。
(1)闭合开关S,车辆总质量越大时,电流表的示数 不变 ,电压表的示数 变大 。
(2)在称量时,当滑片P在最下端时,电压表的示数为0.8U,则R0:R= 1:4 。
【考点】欧姆定律的应用.版权所有
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】(1)不变;变大;(2)1:4。
【分析】(1)R和R0串联,R相当于一个定值电阻,电压表测量滑片以上部分电阻两端的电压,当车辆重质量越大时,滑片下移,电压表测量部分的电阻变大,由串联分压原理可知电压表示数变化;由于滑动变阻器阻值未发生变化,根据欧姆定律可知电流表示数变化;
(2)当滑片P在最下端时,电压表测量整个滑动变阻器的两端的电压,电压表的示数为0.8U,根据串联电路电压规律计算R0两端的电压,根据串联分压原理计算R0和R的比值。
【解答】解:(1)R和R0串联,且R接入了两个下接线柱,相当于一个定值电阻,电压表测量滑片以上部分电阻两端的电压,当车辆重质量越大时,滑片下移,电压表测量部分的电阻变大,由串联分压原理可知电压表示数变大;由于滑动变阻器阻值未发生变化,根据欧姆定律可知电流表示数不变;
(2)当滑片P在最下端时,电压表测量整个滑动变阻器的两端的电压,电压表的示数为0.8U,
串联电路总等于等于各部分等于之和,则R0两端的电压为U0=U﹣0.8U=0.2U,
由串联分压原理知R0和R的比值为。
故答案为:(1)不变;变大;(2)1:4。
【点评】本题考查串联电路特点、串联分压原理、欧姆定律的灵活运用。
三.实验探究题(共1小题)
14.(2024秋•槐荫区期中)如图所示,小华在研究电流与电阻的关系。
(1)请用笔画线代替导线,在指定位置,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉)。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.40
2
10
3
15
0.14
4
20
0.11
(2)连接好导线后闭合开关,小华发现电流表和电压表的示数都为零,若电路中只有一处故障,则原因可能是下列情况中的 A、B、C (选填序号)。
A.开关有故障,不能接通电路
B.滑动变阻器的电阻丝与滑片接触不良
C.电流表和电阻R之间的导线接线松动
D.定值电阻R中的电阻丝发生开路
(3)连接完电路后,小华先后用四个不同的定值电阻进行实验,每次更换电阻后,他在移动滑动变阻器的滑片的同时,眼睛应观察 电压表 ,并使其示数与第一次相同。第二次实验时,电流表示数如图乙所示,示数为 0.2 A。
(4)请你根据表格中的数据在指定位置的方格纸(如图丙)中描点,并用平滑曲线画出电流与电阻的关系图像。
(5)分析表格中的数据或画出的图像,可得实验结论: 在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比 。
【考点】探究电流与电阻的关系.版权所有
【专题】实验题;电压和电阻;应用能力.
【答案】(1)
;
(2)A、B、C;
(3)电压表;0.2;
(4)
;
(5)在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
【分析】(1)滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小,说明滑动变阻器阻值变大,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)连接好导线后闭合开关,小华发现电流表和电压表的示数都为零,说明电路可能断路,且电压表与电源没有连通,据此分析;
(3)根据研究电流与电阻的关系时控制电压表示数不变分析回答;根据电流表选用量程确定分度值读数;
(4)根据表中数据利用描点法作图;
(5)根据表中数据分析得出结论。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联在电路中,如下图所示:
;
(2)连接好导线后闭合开关,小华发现电流表和电压表的示数都为零,说明电路可能断路,且电压表与电源没有连通,若电路中只有一处故障,则原因可能是开关有故障,不能接通电路,或滑动变阻器的电阻丝与滑片接触不良,或电流表和电阻R之间的导线接线松动,故选:ABC;
(3)探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,故每次更换电阻后,在移动滑动变阻器的滑片的同时,眼睛应观察电压表;
第二次实验时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A;
(4)根据表格中数据描点连线可得电流随电阻变化的图象如下图所示:
;
(5)根据表中数据可知,0.4A×5Ω=0.2A×10Ω≈0.14A×15Ω≈0.11A×20Ω≈2V,即:在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
故答案为:
(1)
;
(2)A、B、C;
(3)电压表;0.2;
(4)
;
(5)在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
【点评】本题研究电流与电阻的关系实验,考查了电路连接、故障分析、实验操作、描点法的应用和数据分析等知识。
四.计算题(共1小题)
15.(2024秋•双辽市期中)如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为3Ω,电阻R2的阻值为9Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源电压U。
【考点】欧姆定律的应用;电阻的串联.版权所有
【专题】欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】(1)电流表的示数I为1A;
(2)电源电压U为12V。
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电流表的示数;
(2)根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表的示数:I=I1===1A,
(2)根据欧姆定律和串联电路的特点知,电源的电压:
U=IR=I(R1+R2)=1A×(3Ω+9Ω)=12V。
答:(1)电流表的示数I为1A;
(2)电源电压U为12V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道常见题目。
考点卡片
1.串联和并联的概念与辨析
【知识点的认识】
(1)串联:电路元件逐个首尾顺次连接的电路连接方式,只有一条电流路径,无分叉;
(2)并联:电路元件并列连结在电路中的电路连接方式,至少有两条电流路径,有分叉。
【命题方向】
中考经常考查的知识点,多以选择题和实验题的形式出现,辨别电路是串联还是并联。
例:若用一个开关同时控制两盏电灯,下列说法正确的是( )
A.两灯一定是并联
B.两灯一定是串联
C.两灯既是并联也是串联
D.两灯可能并联也可能串联
分析:在串联电路中,开关控制整个电路;在并联电路中,接在干路上的开关可以控制整个电路,接在支路上的开关只控制这个支路。
解析:解:用一个开关同时控制两盏电灯,情况有可能是:
①灯泡串联,开关可以同时控制两盏灯泡;
②灯泡并联,但开关放在干路上,所以开关仍然可以控制两盏灯泡;
所以A、B、C不符合题意,只有D符合题意;
故选:D。
点评:开关在串联电路中可以控制整个电路,开关在并联电路中的作用主要看开关放在干路上还是支路上,作用不一样。
【解题方法点拨】
串并联电路的判断方法:
(1)根据电路图判断:
电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
(2)根据电流关系判断:
如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的;
如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联;
若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(3)根据电压关系判断:
如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的;
如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联;
若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(4)根据用电器的工作情况判断:
用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
2.电流表正进负出
【知识点的认识】
使用规则:电流必须从电流表+接线柱流入,﹣接线柱流出
造成后果:如果正负接线柱接反,电流表指针会反偏,也容易损坏电流表
【命题方向】
考查电流表正进负出,主要以电流表操作题,电路故障等方式进行考查。
例:一只完好的电流表接入电路后,指针始终停在“0”刻度处,造成这一现象的原因不可能是( )
A.电流表正、负接线柱接反了
B.电路中某处断开了
C.两接线柱相碰,电流表被短路
D.电流表的量程远远大于被测电流,电流表指针几乎不动
分析:正常情况下,电流表串联在电路中,而电流表的示数为零时,只能说明电流表虽然接入了,但并没有发挥它的作用。
解析:解:A、如果电流表的正、负接线柱接反了,会出现指针倒转的情况,而不应为零,故A错误;
B、如果电路中某处断开了,则整个电路不通,电路中没有电流,则电流表的示数为零,故B正确;
C、如果两接线柱相碰,电流表被导线短路,造成电流走了导线,而没有通过电流表,则电流表的示数为零,故C正确;
D、如果电流表的量程远远大于被测电流,电流表指针几乎不动,则电流表的示数为零,故D正确。
故选:A。
点评:电流表是电学中最常用的测量仪器这一,我们应该熟练掌握它的使用方法。如果实验中电流表连接正确的情况下仍发现不能正常测量,则可能是电路的其他连接出了问题,从而影响到了电流表。
【解题方法点拨】
电流表的正确使用规则:“三要,一不,两看清”(1)三要:指一要将电流表串联在电路中;二要使电流从正极流进负极流出;三要使被测电流不超过电流表的量程 (2)一不:指决不允许不经过用电器而直接接到电源两极 (3)二看清:指一要看清电流表所选的量程;二要看清每一小格所表示的电流值
3.串联电路中的电流规律
【知识点的认识】
从理论上分析,经过电路中各个部分的电荷,不会消失,也不会凭空增加,所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多,也就是说串联电路中电流处处相等.表达式为I1=I2=…In
【命题方向】
判断串联电流中各电路中的电流大小是中考的热点,常以选择题,填空题出题,考查定性关系
例:如图AO和OB是两段由同种材料制成的粗细不同的电阻线,这两段电阻线的长度相等。当把它们串联接入某一电路中时,电阻线AO和OB两端电流之间的关系是( )
A.IAO<lOB
B.IAO>IOB
C.IAO=IOB
D.无法确定
分析:在串联电路中,电流处处相等,据此分析判断。
解析:解:由题意知,导体AO与OB串联接入电路,由串联电路的电流特点知,流过串联电路的电流处处相等,所以IAO=IOB,故ABD错误;C正确。
故选:C。
点评:本题主要考查了串联电路的特点,难度不大,属于基础知识。
【解题方法点拨】
无论串联电路中的用电器规格是否相同,只要串联,通过电路的电流处处相等.串联电路中电流相等不要理解为电流是不变的,一个用电器的电流改变,流过其他用电器的电流也改变,但两者相等.
4.并联电路中的电流规律
【知识点的认识】
电流和水流相似,我们以水流为例,从干渠里流出来的水分支后,由于每一条支路上的水流都是从干渠里流出来的,所以每一条支路上的水流都比干渠中的水流少,同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点.也就是说在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和.表达式为:I=I1+I2+…In
【命题方向】
通常以判断并联电路中各部位的电流大小情况,难点是电路的分析,中考常以选择题、填空题和实验探究题等形式出题,考查定性关系.
例:如图所示电路,闭合开关后,其中L1、L2规格相同,比较a、b、c、d四处电流的大小,其中正确的是( )
A.Ia=Id
B.Ia>Id
C.Ia<Ib
D.Ib=Ic
分析:由电路图可知,a、d是干路中的两点,b、c是两支路中的两点,根据串并联电路特点分析答题。
解析:解:由电路图可知,a、d是干路中的两点,b、c是两支路中的两点;
AB、串联电路电流处处相等,则a、d两点电流相等,故A正确,B错误;
C、干路电流大于支路电流,故a点电流大于b点电流,故C错误;
D、两灯泡并联,如果两灯泡规格相同,则两支路电流相等,b、c电流相等,故D正确。
故选:AD。
点评:本题考查了串并联电路的电流特点,熟练掌握串并联电路特点、分析清楚电路结构即可正确解题。
【解题方法点拨】
解决此类题目时,分析电路连接情况以及电流表是测量哪一部分电路的电流是关键,必要时可画出其等效电路图,然后再根据串、并联电路的电流规律得出正确结论.
5.判断电压表测量的对象
【知识点的认识】
先沿着电压表两端的连线,找到两个与其他用电器连接地点;再顺着电流的流向,看电流从哪个连接点开始分流(这个点可称为“分流点”),分别通过电压表和用电器,然后汇合到另一个点(这个点可称为“汇合点”),那么分流后与汇合前的电流流过的这二部份(电压表与相应的用电器)就是并联关系,这个电压表测量的就是这二个点之间的所有用电器的电压。
【命题方向】
命题方向:①判断测量某灯泡两端的电压的电路图是否正确;②根据开关的闭合,判断电压表测量的对象。
例:小明喜欢动手连接电路,对他连接的如图所示电路,理解正确的是( )
A.灯L1与L2串联,电压表测L1两端的电压
B.灯L1与L2并联,电压表测L2两端的电压
C.灯L1与L2串联,电压表测L2两端的电压
D.灯L1与L2并联,电压表测电源两端的电压
分析:串联电路中各用电器顺次连接,并联电路中各用电器并列连接。电压表与被测用电器并联在一起。
解析:解:读图可知,两只灯泡顺次连接,电流只有一条路径,故为串联。电压表并联在灯泡L2的两端,故测的是灯L2两端的电压,故C正确,ABD错误。
故选:C。
点评:本题考查了简单的串并联电路的辨别,以及对电压表测量对象的辨别,属基础题。
【解题方法点拨】
去源法判断电压表测量对象:
选取电压表接在电路中的两个接电为分点,将电路分成两部分,将两点间还有电源的那部分电路去掉,分析电压表与哪个用电器组合成闭合电路,电压表测量的就是哪个用电器两端的电压。
6.串联电路中的电压规律
【知识点的认识】
串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。
数学表达式:U=U1+U2
【命题方向】
串并联电路的电压特点在中考中常出现,常常贯穿在欧姆定律、电功率等综合知识中,结合对电路的分析进行考查,所以电压规律是解决电学综合题的一项重要基础,电压表所测范围的判断也是隐藏在这一知识点中的考查问题。
例:某一部件外壳上三个电压表的示数分别为U1、U2、U3,三个电流表的示数分别为I1、I2、I3,它的内部结构如图所示。以下对各数据的分析正确的是( )
A.U1=U2=U3
B.U3=U1+U2
C.I1>I2>I3
D.I1=I2+I3
分析:电流表的电阻很小,在电路中相当于一导线;电压表的电阻很大,在电路中相当于开路;据此简化电路图可知,电阻R1、R2串联,并分析各电流表和电压表的测量对象,根据串联电路的电流、电压特点进行解答。
解析:解:由电路图可知,两电阻串联,三个电流表均测串联电路中的电流,所以三个电流表的示数相同,即I1=I2=I3;
由图可知,电压表V1测R1两端的电压U1,电压表V2测R2两端的电压U2,电压表V3测R1和R2两端的总电压U3,因为串联电路两端的电压等于各用电器两端的电压之和,所以U3=U1+U2。
故选:B。
点评:本题考查了串联电路的电流和电压特点,分析电路图得出两电阻的连接方式以及各电表的测量对象是解题的关键。
【解题方法点拨】
(1)首先明确电路的串、并联关系,必要时对电路进行等效处理,并画出电路图
(2)弄清楚电压表测量哪一部分电路的电压、根据题中的条件判断出电压表的量程
(3)根据串、并联电路的电压规律进行分析计算。
7.并联电路中的电压规律
【知识点的认识】
并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压。
数学表达式:U=U1=U2
【命题方向】
通常以判断并联电路中各部位的电压大小情况,难点是电路的分析,中考常以选择题、填空题和实验探究题等形式出题,考查定性关系.
例:如图所示的电路中,将开关S闭合,灯L1和灯L2均发光。灯L1的电阻为R1,灯L2的电阻为R2,且R1>R2。下列说法中正确的是( )
A.L1和L2串联关系
B.L1两端的电压等于L2两端的电压
C.L1两端的电压大于L2两端的电压
D.通过灯L1的电流等于通过开关的电流
分析:并联电路中,各支路两端的电压相等。由图可知,两灯泡并联,根据并联电路中电压和电流的规律进行判断。
解析:解:A、由图可知,电路中电流有两条路径,两灯是并联关系,故A错误;
BC、并联电路中各支路两端电压相等,所以L1两端的电压等于L2两端的电压,故B正确、C错误;
D、由图可知,开关在干路中,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,通过灯L1的电流小于通过开关的电流,故D错误。
故选:B。
点评:本题考查了并联电路的识别、并联电路中的电流、电压特点,属于基础题。
【解题方法点拨】
(1)首先明确电路的串、并联关系,必要时对电路进行等效处理,并画出电路图
(2)弄清楚电压表测量哪一部分电路的电压、根据题中的条件判断出电压表的量程
(3)根据串、并联电路的电压规律进行分析计算。
8.探究电流与电阻的关系
【知识点的认识】
①控制不变的量:电压.
怎样控制:串联滑动变阻器,调节滑片.
②改变的量:电阻.
怎样改变:更换定值电阻.(不能用滑变阻器来代替定值电阻)
③滑动变阻在实验中的作用:保护电路;使定值电阻两端的电压保持不变.
④结论:当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
【命题方向】
这是电学三个重点实验之一,所涉及的知识点较多,综合性强,是中考电学实验中较为重要的实验.
例:某小组用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压保持4.5V不变,选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)先用30Ω的定值电阻进行实验,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大的一端,然后闭合开关,发现电压表指针不偏转,电流表示数约为0.14A,则电路中的故障是 定值电阻短路 。
(2)排除故障后继续进行实验,依次更换阻值不同的定值电阻,调节 滑动变阻器的滑片 ,使定值电阻两端的电压保持不变,分别记录每次实验中定值电阻R的阻值和电流表示数I,数据如表。
(3)第4次实验中的电流表示数如图乙所示,请将表格中的数据补充完整。
(4)分析数据可以得到的实验结论是:电压一定时, 通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
分析:(1)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路;
(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;
(3)根据电表的分度值读数并计算;
(4)由表格数据得出结论。
解析:解:(1)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表断路,流表的示数约为0.14A,说明电路中的总电阻R总=≈≈32Ω,与滑动变阻器的最大阻值接近,因此电路中的故障是定值电阻短路;
(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;依次更换阻值不同的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,可以使定值电阻两端的电压保持不变;
(3)电流表选用的量程为0~0.6A,根据指针位置可知电流表读数为0.24A,则第4次实验得到的IR=0.24A×10Ω=2.4A•Ω;
(4)由表格数据可知,五次实验的IR都是2.4A•Ω,即在电压不变的条件下,电流与电阻的乘积不变,故I和R成反比。
故答案为:(1)定值电阻短路;(2)滑动变阻器的滑片;(3)0.24;2.4;(4)通过导体的电流与导体的电阻成反比。
点评:本题为探究“电流与电压、电阻的关系”的实验,考查故障分析、操作过程、数据分析、实验结论等知识。
【解题方法点拨】
(1)理解实验方法:在探究电流与电压、电阻关系的实验中,由于两个因素都会对电流产生影响,所以我们采用控制变量法来进行研究,即研究电流与电压关系时要控制电阻一定,研究电流与电阻关系时要控制电压一定.
(2)理解探究过程:研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压;研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定.
(3)理解结论描述:
①两个实验的结论前面都要加上条件:“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”.
②注意用词先后顺序:“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”.
③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的:“导体中的电流”,“导体两端的电压”,“导体的电阻”.
9.欧姆定律的概念
【知识点的认识】
(1)内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.
(2)公式:
①R=:电阻等于电压与电流的比值;电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关.
②U=IR:电压等于电流与电阻的乘积;电压与电流、电阻无关.
(3)单位:电流I的单位是安培A;电压U的单位是伏特V;电阻R的单位是欧姆Ω.
(4)理解:①当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
②在使用公式及其导出式时,要注意同一段导体、同一时刻.
③初中阶段所描述的欧姆定律仅适用于纯电阻电路中,即电能完全转化成内能或光能.
【命题方向】
考查对欧姆定律内容的概念理解,以及对公式的理解。
例:关于欧姆定律,下列说法错误的是( )
A.对同一导体,导体中的电流与这段导体两端的电压成正比
B.在电压不变时,导体的电阻越大,通过的电流越小
C.电流越大,电压越大
D.导体中的电流是由加在它两端的电压和电阻共同决定的
分析:根据欧姆定律的内容和表达式分析。
解析:解:
AB、欧姆定律的内容是:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;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。故AB正确;
CD、根据欧姆定律I=,导体中的电流是由加在它两端的电压和电阻共同决定,不同电阻,电流越大,不一定电压越大,故C错误,D正确。
故选:C。
点评:本题考查欧姆定律,属于基础题。
【解题方法点拨】
(1)解决实际问题时:
①一定不能忘记电阻是导体本身的一种性质与I、U无关;
②一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同一性;
③一定不能忽视电压、电流、电阻三者的同时性.
(2)利用欧姆定律解决的比例问题常用到的理论:
①串联电路中电压与电阻成正比;
②并联电路中电流与电阻成反比.
(3)在不同时段时,电源电压和同一段导体的电阻一般不变.
10.欧姆定律的简单计算
【知识点的认识】
有关欧姆定律的分析计算:①求电流,公式:I=;
②求电压,公式:U=IR;
③求电阻,公式:R=
只要知道I、U、R中的任意两个量就可以利用欧姆定律计算出第三个量
【命题方向】
欧姆定律是电学部分的核心内容,初中物理电学的一个难点,其综合性强,包含了电流、电压、电阻的知识及其联系,是中考的命题重点和热点,所占分值也较大.运用欧姆定律分析、计算、串并联电路问题,特别是动态电路的分析、几乎是中考必考.
例:如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω。当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为0.5A。当只闭合开关S1闭合时,电流表的示数为0.1A。
求:(1)电源电压;
(2)定值电阻R2的阻值。
分析:(1)由图可知,当开关S1、S2均闭合时,R2被短接,电路等效为R1接在电源两极的简单电路,电流表测量电路中的电流;由欧姆定律计算电源电压;
(2)当只闭合开关S1闭合时,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流,根据串联电路规律和欧姆定律计算定值电阻R2的阻值。
解析:解:(1)由图可知,当开关S1、S2均闭合时,R2被短接,电路等效为R1接在电源两极的简单电路,电流表测量电路中的电流I=0.5A,
由欧姆定律可得,U=U1=IR1=0.5A×10Ω=5V;
(2)当只闭合开关S1闭合时,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流I′=0.1A,
根据欧姆定律可得,R1两端的电压:U′1=I′1R1=I′R1=0.1A×10Ω=1V,
根据串联电路电压规律可得,R2两端的电压:U′2=U﹣U′1=5V﹣1V=4V,
由欧姆定律可得,定值电阻R2的阻值:R2====40Ω。
答:(1)电源电压是5V;
(2)定值电阻R2的阻值是40Ω。
点评:本题考查串联电路规律和欧姆定律公式的应用,是基础题。
【解题方法点拨】
利用欧姆定律解答计算题的“四步骤”:
审题:画电路图,标已知量,待求量,明确各用电器之间的连接方式,各个电表测量的对象
思考:明确解题思路,寻找解题依据,如欧姆定律以及串、并联电路中的电流、电压的特点
求解:利用公式分布计算,列方程,用数学方法求解,要有必要的文字说明及依据的物理公式
评价:讨论结果的合理性,得出答案
11.动态电路的分析
【知识点的认识】
(1)明确引起电路动态变化的原因,即是由热敏电阻、光敏电阻、滑动变阻器等引起的
(2)明确元件变化时,接入电路的各部分电阻如何变化
(3)明确电源的电压是否保持不变
(4)从串联电路或并联电路中电流、电压的规律及欧姆定律中选择一条判断电路中电流或某一元件两端的电压的变化情况。
【命题方向】
电路的动态分析问题,是中考必出的问题,应加强训练,此类习题规律性较强,一旦掌握很容易得分。
例:闭合如图所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中( )
A.灯泡的亮度变小
B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变大
D.电路的总功率变小
分析:滑动变阻器R与灯泡L并联,电压表测电源电压,电流表测量灯泡L的电流,滑动变阻器R向左移动,R阻值变小。
解析:解:将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中:
A、对灯泡L没有影响,灯泡的亮度不变,故A错误;
B、电流表示数不变,I=,U、RL大小不变,所以电流表示数不变,故B正确;
C、电压表测电源电压,电压表示数不变,故C错误;
D、P=UI,U不变,将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离,R阻值变小,所以R支路电流变大,灯泡L支路电流不变,总电流I总变大,P变大,故D错误;
故选:B。
点评:本题考查了电路的动态分析,难度不大。
【解题方法点拨】
解题方法有两种:
方法①:按这样的顺序分析:局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变,导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总﹣U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。
方法②:串联电路中=,即电压与电阻成正比,由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压,电阻所占比例分数越大,分得的电压比例就越大。
12.欧姆定律的应用
【知识点的认识】
(1)相关基础知识链接:
①电流规律:
串联:I=I1=I2.串联电路电流处处相等。
并联:I=I1+I2.并联电路干路电流等于各支路电流之和。
②电压规律:
串联:U=U1+U2.串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联:U=U1=U2.并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。
③电阻规律:
串联:R=R1+R2.串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:=+.并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
④比例规律:
串联:=.串联电路中电压与电阻成正比。
并联:I1R1=I2R2.并联电路中电流与电阻成反比。
⑤欧姆定律:
I=.导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
【命题方向】
欧姆定律的综合应用是电学部分的核心,也是最基础的内容,这一节知识是难点也是中考必考点。常结合日常生活生产中遇到的电路问题考查欧姆定律的应用,计算题多与后面的电功率计算结合在一起,作为中考的压轴题出现。训练时应足够重视。
例:如图甲所示是电阻R和灯泡L的U﹣I图象。由图甲可知,电阻R的阻值为 20 Ω。若电源电压不变,将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.6A,则电源电压为 18 V。
分析:电阻R的U﹣I图象是正比例函数,则R为定值电阻,根据图象读出任意一组电流和电压值,根据欧姆定律求出R的阻值;
将电阻R和小灯泡L串联在图乙所示的电路中时,通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出R两端的电压,根据图象读出灯泡两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压。
解析:解:由图象可知,电阻R的I﹣U图象是正比例函数,则R为定值电阻,当R两端的电压UR=2V时,通过的电流IR=0.1A,
由欧姆定律可得R的阻值:R===20Ω;
由图乙可知,灯泡L与电阻R串联,电流表测电路中的电流,
当电流表示数为0.6A时,R两端的电压:UR′=IR=0.6A×20Ω=12V,
由图象可知,灯泡两端的电压UL=6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=UR′+UL=12V+6V=18V。
故答案为:20;18。
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
【解题方法点拨】
(一)比例问题
解决这类问题一要掌握规则,二要弄清是哪两部分相比。
①串联电路电流处处相等,即电流之比为:I1:I2=1:1;
根据I=可知电压与电阻成正比,=。
②并联电路各支路电压相等,即电压之比为U1:U2=1:1;
根据U=IR可知电流与电阻成反比,I1R1=I2R2。
(二)电表示数变化问题
(1)解决这类问题最重要的是弄清电路是串联还是并联,不同的连接方式有不同的判断规则。
①串联电路:
电流与电阻的变化相反,即电阻变大时电流变小,电阻变小时电流变大;按电阻的正比例来分配电压。
②并联电路:
各支路的电压都与电源电压相等,所以电压是不变的;阻值变化的支路电流随之变化,阻值不变的支路电流也不变。
③电压表与电流表示数的比值:
根据导出式R=可知,电压表与电流表示数的比值代表了某个电阻的大小,只要电阻不变化,两表比值是不变的。
(2)解决这类电表示数变化的问题时,注意不要在第一步判断串并联时出错。
(3)滑动变阻器连入电路的是哪一部分,没有判断清楚,也是解决电表示数变化问题常出现的错误。
13.电阻的串联
【知识点的认识】
(1)电阻串联的实质是增加了导体的长度,因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大.
(2)串联电路的总电阻等于各分电阻之和.
公式:R=R1+R2+R3+…Rn.
(3)串联电路的任何一个分电阻增大,总电阻就随着增大.
(4)n个阻值相同的电阻串联,总电阻等于nR.
【命题方向】
电阻的串联这一知识点,常结合电流、电压规律和欧姆定律考查综合性习题,计算问题.
例:将4Ω、8Ω两个电阻串联后总电阻为 12 Ω,它们串联接到电压为6V的电源上,电路中的电流为 0.5 A,若将它们并联接到6V的电源上,流过4Ω电阻的电流为 1.5 A。
分析:(1)将4Ω、8Ω两个电阻串联,根据电阻的串联规律求出总电阻;
(2)它们串联接到电压为6V的电源上,由欧姆定律求出电路中的电流;
(3)若将它们并联接到6V的电源上,根据并联电路电压的规律和欧姆定律求出流过4Ω电阻的电流。
解析:解:(1)将4Ω、8Ω两个电阻串联,根据电阻的串联规律,总电阻为:
R=R1+R2=4Ω+8Ω=12Ω;
(2)它们串联接到电压为6V的电源上,由欧姆定律,电路中的电流为:
I===0.5A;
(3)若将它们并联接到6V的电源上,根据并联电路电压的规律,4Ω电阻的电压为6V,由欧姆定律,流过4Ω电阻的电流为:
I′===1.5A。
故答案为:12;0.5;1.5。
点评:本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,为基础题。
【解题方法点拨】
(1)在串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之和.
(2)串联电路中,电压与电阻成正比.
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