2024-2025学年上学期初中物理(人教版)九年级上册期末必刷常考题:欧姆定律
2024-11-20
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内容正文:
2024-2025学年上学期初中物理人教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•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
3.(2023秋•费县期末)关于欧姆定律的公式I=及其变形公式U=IR的理解,下列说法正确的是( )
A.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
B.导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
4.(2024秋•潍坊期中)如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合开关S后,再将滑片向右移动,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数变小
B.电流表A示数不变
C.灯泡变亮
D.滑动变阻器两端的电压变大
5.(2024秋•北京期中)如图所示的甲、乙两电路中,电源两端电压相同且恒定不变,R1>R2。闭合开关S,在甲电路中,通过R1和R2的电流分别为I1、I2,R1和R2两端电压分别为U1、U2在乙电路中,通过R1和R2的电流分别为I3、I4,R1和R2两端电压分别为U3,U4,则下列判断中正确的是( )
A.I1<I2 B.U3>U4 C.U1+U2=U3 D.I3+I4<I1
6.(2024秋•北京期中)小东利用热敏电阻制作高温报警器,要求环境温度t达到或超过某一温度t0时,报警器报警,其工作原理图如图所示,图中电源电压U=21V,定值电阻R0=1.4kΩ,热敏电阻R的阻值随环境温度t变化的情况如表所示。当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警。下列说法正确的是( )
环境温度t/℃
5
10
20
30
40
50
60
热敏电阻R/kΩ
6.0
4.4
2.8
1.8
1.1
0.8
0.7
A.报警器的报警温度为50℃
B.定值电阻R0两端电压随环境温度的升高而减小
C.若想将t0降低,只将R0换为阻值更小的定值电阻即可
D.若将t0的设置升高,只需将电源电压降低即可实现
7.(2024秋•北京期中)张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理做出了如图所示的图像,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流与导体两端的电压成反比
B.将A、B两导体并联在3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.导体A的电阻大于导体B的电阻
D.将A、B两导体串联后,导体A两端的电压大于导体B两端的电压
8.(2024秋•青羊区校级期中)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω
C.当电阻甲和乙串联,电流为0.2A时,电路总电阻是15Ω
D.当电阻甲和乙并联,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
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秋•金州区期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关,两灯都发光,电流表的示数为0.2A,电压表V1和V2的指针都指在表盘的同一位置,V1的示数为6V。此时L1两端电压为 V,L2灯丝电阻为 Ω。
11.(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= 。
12.(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”)
13.(2024秋•绿园区校级期中)两种电学元件L与R的I﹣U关系图象如图所示,分析该图象,R的阻值为 Ω;将L与R并联在电源两端的电压恒定为4V的电路中,干路中的电流为 A;若将L与R串联在电源两端的电压恒定为5V的电路中,L两端的电压为 V;若灯泡L正常发光时的电压是6V,正常发光时通过它的电流是0.3A,现将该灯泡接在9V的电源上,为使其正常发光,还应 联一个 Ω的电阻。
三.实验探究题(共1小题)
14.(2024秋•南昌期中)小红同学要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,电压恒为6V的电源。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
电流I/A
0.30
0.26
0.22
0.20
电阻R/Ω
7.7
6.8
5.0
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,并请在图乙的虚线框内画出与图甲相对应的电路图(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉);
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现这一故障的原因可能是 ;
(3)小红同学将测得的数据及计算结果填在表中,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数);
(4)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的,这说明 。
(5)完成实验后,小红将小灯泡依次换成5Ω、10Ω、25Ω三个定值电阻继续探究电流与电阻的关系。她将5Ω的电阻接入电路中,此时电压表示数为2.5V,接着保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片;要完成该实验的所有数据,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
四.计算题(共1小题)
15.(2024秋•北京期中)在课外活动中,同学们设计了一种物品自动筛选器,可将质量小于一定标准的物品自动剔除,其原理如图所示;放在水平轻质传送带上的物品,经过装有压敏电阻R的检测区时,其阻值随压力F变化的关系如表格数据所示。已知电源电压恒为14V,R0为定值电阻,当电路中电压表示数小于4V时,机械装置启动,实现自动筛选功能。求:
压力F/N
0
10
20
30
35
40
50
电阻R/Ω
600
500
400
300
250
200
100
(1)当检测区上没有物品时,电压表的示数为2V,此时电路中的电流是多少?
(2)定值电阻R0的阻值大小?
(3)重力超过多少牛的物品是达标的?
2024-2025学年上学期初中物理人教新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•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。
3.(2023秋•费县期末)关于欧姆定律的公式I=及其变形公式U=IR的理解,下列说法正确的是( )
A.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
B.导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
【考点】欧姆定律的概念.版权所有
【专题】应用题;欧姆定律;理解能力.
【答案】A
【分析】(1)欧姆定律的内容:一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
(2)电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解:
A、根据欧姆定律的内容可知: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A正确;
B、电压是形成电流的原因,不能说成电阻一定,电压与电流成正比;
而应说成:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故B错误;
CD、电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;导体两端的电压为零时,导体的电阻并不为零,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查对欧姆定律的理解,注意电阻是由导体本身的性质决定的,与通过它的电流及两端的电压是无关的,在学习中要注意体会和理解。
4.(2024秋•潍坊期中)如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合开关S后,再将滑片向右移动,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数变小
B.电流表A示数不变
C.灯泡变亮
D.滑动变阻器两端的电压变大
【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】A
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测干路中的电流,电流表A1测量通过滑动变阻器的电流;
将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律分析通过滑动变阻器电流的变化;根据并联电路的特点分析通过灯泡电流的变化和灯泡亮度的变化;根据并联电路的电压规律分析滑动变阻器两端电压的变化;根据并联电路的电流规律分析干路电流的变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测干路中的电流,电流表A1测量通过滑动变阻器的电流;
将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据并联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端电压不变;根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,电流表A1示数变小;
根据并联电路各支路互不影响可知,通过灯泡的电流不变,灯泡的亮度不变;
根据并联电路的电流规律可知,干路电流变小,电流表A示数变小;
综上所述,A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用和并联电路特点的应用,难度不大。
5.(2024秋•北京期中)如图所示的甲、乙两电路中,电源两端电压相同且恒定不变,R1>R2。闭合开关S,在甲电路中,通过R1和R2的电流分别为I1、I2,R1和R2两端电压分别为U1、U2在乙电路中,通过R1和R2的电流分别为I3、I4,R1和R2两端电压分别为U3,U4,则下列判断中正确的是( )
A.I1<I2 B.U3>U4 C.U1+U2=U3 D.I3+I4<I1
【考点】欧姆定律的应用;电阻的串联;电阻的并联;串联电路中的电流规律;并联电路中的电流规律;串联电路中的电压规律;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】C
【分析】由电路图可知,甲图R1与R2串联,乙图中R1与R2并联,且R1>R2,电源的电压U相等。
(1)根据串联电路的电压特点得出两电阻两端的电压与电源电压的关系,根据并联电路的电压特点得出两电阻与电源两端的电压关系,然后得出两种情况下各电阻两端的电压关系;
(2)根据电阻的串联和串联电路的电流特点以及欧姆定律求出甲图中通过R1和R2的电流,图乙中两电阻两端的电压相等,根据欧姆定律得出通过两电阻的电流关系,然后比较得出答案。
【解答】解:ABC、由电路图可知,甲图R1与R2串联,乙图中R1与R2并联,且R1>R2,电源的电压U相等。
串联电路中电流处处相等,故I1=I2,故A错误;
联电路中各支路两端的电压相等,故U3=U4,故B错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,U1+U2=U,U3=U4=U,则U1+U2=U3=U4,故C正确;
D、因串联电路中总电阻等于各串联电阻之和,且各处的电流相等,
所以,甲图中通过R1和R2的电流I1=I2=I=,
图乙中两电阻两端的电压相等,则通过两电阻的电流I4=>I3=>=I1,
所以,I3+I4>I1,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,弄清各物理量之间的关系是关键。
6.(2024秋•北京期中)小东利用热敏电阻制作高温报警器,要求环境温度t达到或超过某一温度t0时,报警器报警,其工作原理图如图所示,图中电源电压U=21V,定值电阻R0=1.4kΩ,热敏电阻R的阻值随环境温度t变化的情况如表所示。当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警。下列说法正确的是( )
环境温度t/℃
5
10
20
30
40
50
60
热敏电阻R/kΩ
6.0
4.4
2.8
1.8
1.1
0.8
0.7
A.报警器的报警温度为50℃
B.定值电阻R0两端电压随环境温度的升高而减小
C.若想将t0降低,只将R0换为阻值更小的定值电阻即可
D.若将t0的设置升高,只需将电源电压降低即可实现
【考点】欧姆定律的应用;光敏、热敏、压敏等半导体电路分析.版权所有
【专题】定性思想;欧姆定律;应用能力.
【答案】D
【分析】A、闭合开关,两电阻串联接入电路,报警器与定值电阻并联接入电路,当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警,根据欧姆定律计算此时通过电路的电流,根据串联电路电压规律计算此时热敏电阻两端的电压,根据欧姆定律计算热敏电阻接入电路的阻值,由表格可知T0的值;
B、由表格可知热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小,根据串联电路的分压作用和电压的规律判断出定值电阻R0两端电压的变化;
C、将R0换为阻值更小的定值电阻,报警器报警时通过电路的电流变大,根据欧姆定律可知热敏电阻接入电路的阻值阻值变小,由表格可知报警器报警温度升高;
D、若将t0的设置增大,由表格可知热敏电阻的阻值变小,根据欧姆定律可知热敏电阻两端的电压的变化,根据串联电路电压规律计算电源电压。
【解答】解:A、闭合开关,两电阻串联接入电路,报警器与定值电阻并联接入电路,当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警,
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流:I===0.01A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,此时热敏电阻两端的电压:UR=U﹣U0=21V﹣14V=7V,
根据欧姆定律可得热敏电阻接入电路的阻值:R===700Ω=0.7kΩ,则T0=60℃,故A错误;
B、由表格可知热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小,由串联电路的分压作用知随环境温度的升高热敏电阻两端的电压变小,由串联电路电压的规律知定值电阻R0两端的电压变大,故B错误;
C、将R0换为阻值更小的定值电阻,报警器报警时通过电路的电流变大,根据欧姆定律可知热敏电阻接入电路的阻值变小,由表格可知报警器报警温度升高,故C错误;
D、高温报警的电压不变(温度升高到t0时电压表示数为14V不变),定值电阻R0阻值不变,由欧姆定律可知报警时电路中的电流不变,因将t0的设置增大时热敏电阻R的阻值变小,则由U=IR可知热敏电阻R的分压变少,所以,根据串联电路的电压特点可知降低电源电压即可实现,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用。
7.(2024秋•北京期中)张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理做出了如图所示的图像,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流与导体两端的电压成反比
B.将A、B两导体并联在3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.导体A的电阻大于导体B的电阻
D.将A、B两导体串联后,导体A两端的电压大于导体B两端的电压
【考点】欧姆定律的图像表示;串联电路中的电流规律;并联电路中的电流规律;并联电路中的电压规律;欧姆定律的概念.版权所有
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)图中a电流随电压的变化图象为过原点的直线,据此分析;
(2)将A和B并联在3V的电源上,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可求得通过干路的电流;
(3)由图知,电压相同为2V时,通过a的电流为0.4A,通过b的电流为0.2A,由欧姆定律求出Ra和Rb大小;
(4)串联电路的电流相等,根据U=IR判断电阻两端的电压大小关系。
【解答】解:A、图中a电流随电压的变化图象为原点的直线,故通过导体a的电流与其两端的电压成正比,故A错误;
B、将A和B并联在3V的电源上,由图像可知,通过导体A的电流:IA=0.6A,
通过导体B的电流:IB=0.3A,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则干路电流:
I=IA+IB=0.6A+0.3A=0.9A,故B正确。
C、由图知,电压为3.0V时,通过a的电流为0.6A,通过b的电流为0.3A,
由欧姆定律I=得A的电阻为:
RA===5Ω,同理RB===10Ω,故导体A的电阻小于导体B的电阻,故C错误;
D、将A、B两导体串联后,通过导体b的电流为:通过两导体的电流相等,根据U=IR,由于B的电阻较大,所以B两端的电压较大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了串、并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象得出相关的信息。
8.(2024秋•青羊区校级期中)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω
C.当电阻甲和乙串联,电流为0.2A时,电路总电阻是15Ω
D.当电阻甲和乙并联,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
【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】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析图象甲、乙电阻的变化;
(2)由图象可知,当甲两端电压为2V时对应的电流,根据欧姆定律求出R甲的阻值;
(3)根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律得出总电阻;
(4)根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流。
【解答】解:
A.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲电阻为定值电阻,乙电阻的阻值是变化的,故A错误;
B.由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,则R甲===5Ω,故B错误;
C.由图乙可知,甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,通过甲、乙的电流均为0.2A,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,电源电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V,
根据欧姆定律可知总电阻R===15Ω,故C正确;
D.由图丙可知,甲、乙并联在2V电源时,根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压为2V,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
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秋•金州区期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关,两灯都发光,电流表的示数为0.2A,电压表V1和V2的指针都指在表盘的同一位置,V1的示数为6V。此时L1两端电压为 4.8 V,L2灯丝电阻为 6 Ω。
【考点】欧姆定律的应用;运用串联电路中的电压规律计算.版权所有
【专题】欧姆定律.
【答案】4.8;6。
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压,根据V1的示数即可得出电源电压;
由于电压表V1和V2的指针都指在表盘的同一位置,根据V1和V2的分度值关系即可判断电压表V2的示数,然后根据串联电路的电压特点求出L1两端的电压;根据欧姆定律即可求出灯的电阻。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,电流依次经过两灯泡,则灯泡L1和L2串联;
由电路图可知,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压,则电源的电压U=6V;
根据串联电路的电压特点可知电压表V1的示数大于V2的示数,则电压表V1使用的量程是0~15V,分度值为0.5V,电压表V2使用的量程是0~3V,分度值为0.1V,
所以,当电压表V1和V2的指针都指在表盘的同一位置时,V1的示数为V2的示数的5倍,
则V2的示数为6V×=1.2V,即:L2两端的电压U2=1.2V;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以L1两端电压为:
U1=U﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V;
根据欧姆定律可知R2===6Ω。
故答案为:4.8;6。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,难易程度适中。
11.(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。
12.(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。
13.(2024秋•绿园区校级期中)两种电学元件L与R的I﹣U关系图象如图所示,分析该图象,R的阻值为 10 Ω;将L与R并联在电源两端的电压恒定为4V的电路中,干路中的电流为 1.2 A;若将L与R串联在电源两端的电压恒定为5V的电路中,L两端的电压为 1 V;若灯泡L正常发光时的电压是6V,正常发光时通过它的电流是0.3A,现将该灯泡接在9V的电源上,为使其正常发光,还应 串 联一个 10 Ω的电阻。
【考点】欧姆定律的应用;运用并联电路中的电流规律计算;串联电路中的电压规律;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】10;1.2;1;串;10。
【分析】由图象知,当定值电阻两端电压UR=4V时通过它的电流,根据欧姆定律计算定值电阻的阻值;
将它们并联在电源电压为4V的电路中,根据并联电路的电压特点结合图像可知通过灯泡和电阻的电流,根据并联电路的电流规律计算干路电流;
若将它们串联在电源电压为5V的电路中,根据串联电路的电流特点可知灯泡L和定值电阻R的电流为0.4A,由图象知,此时灯泡两端电压和定值电阻两端电压符合条件。
若灯泡L正常发光时的电压是6V,正常发光时通过它的电流是0.3A,现将该灯泡接在9V的电源上,为使其正常发光,根据串联分压特点可知还应串联一个电阻,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电阻的阻值。
【解答】解:由I﹣U图象可知,R的阻值为:
R===10Ω;
若将它们并联在电源电压为4V的电路中,由并联电路电压特点可知,L和R两端的电压都为4V,由图象可知,此时:
IR=0.4A,IL=0.8A;
由并联电路电流特点可知,干路电流:
I=IR+IL=0.4A﹣0.8A=1.2A;
若将它们串联在电源电压为5V的电路中,则串联电路中电流处处相等,由图象可知,当电路中电流为0.4A时,
UL=1V,UR=4V,
电源两端的电压为:
U电源=UR+UL=4V+1V=5V;
符合题意,故若将它们串联在电源电压为5V的电路中,L两端的电压为1V。
若灯泡L正常发光时的电压是6V,正常发光时通过它的电流是0.3A,现将该灯泡接在9V的电源上,为使其正常发光,根据串联分压特点可知还应串联一个电阻,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电阻的阻值R′===10Ω。
故答案为:10;1.2;1;串;10。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的灵活运用,正确读取图象中的信息是解题的关键。
三.实验探究题(共1小题)
14.(2024秋•南昌期中)小红同学要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,电压恒为6V的电源。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
电流I/A
0.30
0.26
0.22
0.20
电阻R/Ω
7.7
6.8
5.0
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,并请在图乙的虚线框内画出与图甲相对应的电路图(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉);
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现这一故障的原因可能是 小灯泡短路(或电压表短路) ;
(3)小红同学将测得的数据及计算结果填在表中,小灯泡正常发光时的电阻为 8.3 Ω(保留一位小数);
(4)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的,这说明 灯丝电阻随温度的升高而变大 。
(5)完成实验后,小红将小灯泡依次换成5Ω、10Ω、25Ω三个定值电阻继续探究电流与电阻的关系。她将5Ω的电阻接入电路中,此时电压表示数为2.5V,接着保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向 A (选填“A”或“B”)端移动滑片;要完成该实验的所有数据,滑动变阻器的最大阻值至少是 35 Ω。
【考点】伏安法测小灯泡的电阻.版权所有
【专题】实验题;欧姆定律;实验基本能力.
【答案】(1)见解答图;(2)小灯泡短路(或电压表短路);(3)8.3;(4)灯丝电阻随温度的升高而变大;(5)A;35。
【分析】(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;根据实物图画出电路图;
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路;
(3)根据R=求出小灯泡正常发光时的电阻;
(4)灯丝电阻随温度的升高而变大;
(5)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向;
探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,进而确定滑动变阻器的规格。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
;
对应的电路图如下图所示:
;
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,故出现这一故障的原因可能是小灯泡短路或电压表短路;
(3)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
R==≈8.3Ω;
(4)分析表中的数据知,通过灯的电流随电压的变大而增大,根据P=UI,灯的实际功率变大,灯丝的温度升高,而灯丝的电阻逐渐变大,这说明灯丝电阻随温度的升高而变大;
(5)实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向左滑动,即A端;
实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的=1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.4×25Ω=35Ω,即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)小灯泡短路(或电压表短路);(3)8.3;(4)灯丝电阻随温度的升高而变大;(5)A;35。
【点评】本题测小灯泡的电阻实验,考查了电路连接、电路故障、电阻的计算、影响电阻大小因素、实验操作、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
四.计算题(共1小题)
15.(2024秋•北京期中)在课外活动中,同学们设计了一种物品自动筛选器,可将质量小于一定标准的物品自动剔除,其原理如图所示;放在水平轻质传送带上的物品,经过装有压敏电阻R的检测区时,其阻值随压力F变化的关系如表格数据所示。已知电源电压恒为14V,R0为定值电阻,当电路中电压表示数小于4V时,机械装置启动,实现自动筛选功能。求:
压力F/N
0
10
20
30
35
40
50
电阻R/Ω
600
500
400
300
250
200
100
(1)当检测区上没有物品时,电压表的示数为2V,此时电路中的电流是多少?
(2)定值电阻R0的阻值大小?
(3)重力超过多少牛的物品是达标的?
【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】(1)此时电路中的电流是0.02A;
(2)定值电阻R0的阻值大小为100Ω;
(3)重力超过35N的物品是达标的。
【分析】(1)电路中定值电阻与压敏电阻R串联,电压测量定值电阻的电压;根据串联电路特点计算R的电压,当检测区没有物品时,由表格数据可知压敏电阻R的阻值,根据欧姆定律计算电流;
(2)由欧姆定律可得R0的阻值;
(3)当电压表示数U''0=4V时,机械装置启动筛选功能,由欧姆定律可得电路中的电流,根据串联电路的电压特点知压敏电阻R两端的电压,根据欧姆定律可得压敏电阻的阻值,根据表格数据可知此时压敏电阻受到的压力F=35N,由G=mg可知该装置能够剔除物品的最小质量。
【解答】解:电路中定值电阻与压敏电阻R串联,电压测量定值电阻的电压,
(1)检测区上没有物品时,U0=2V;
根据串联电路的特点知,R两端的电压:UR=U﹣U0=14V﹣2V=12V;
从表格可知此时R=600Ω,根据欧姆定律知,电路中的电流:
I===0.02A;
(2)由(1)可知定值电阻
R0===100Ω;
(3)当电压表示数U''0=4V时,机械装置启动筛选功能,电路中的电流:
I″R=I″0===0.04A;
根据串联电压规律知,压敏电阻R两端的电压:
U″R=U﹣U″0=14V﹣4V=10V;
压敏电阻的阻值R″===250Ω;
根据表格数据可知压敏电阻的阻值为250Ω,此时压敏电阻受到的压力
F=35N;
即重力超过35N的物品是达标的。
答:(1)此时电路中的电流是0.02A;
(2)定值电阻R0的阻值大小为100Ω;
(3)重力超过35N的物品是达标的。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是能够从图象中得出相关的信息。
考点卡片
1.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.
2.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.
3.运用并联电路中的电流规律计算
【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,考查定量关系.
例:如图所示的电路中,当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5A,乙电流表的示数为0.1A,则下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.4A
B.通过灯L1的电流为0.5A
C.通过电路的总电流为0.6A
D.通过灯L2的电流为0.4A
分析:并联电路中,干路中的电流等于各支路的电流之和。
解析:解:由电路图可知,甲电流表测干路电流,乙电流表测L2所在支路的电流,根据在并联电路中,干路中的电流等于各支路的电流之和可知,通过通过灯L1的电流为0.4A,通过灯L2的电流为0.1A,故A正确,BCD错误。
故选:A。
点评:本题主要考查了并联电路中电流规律,属于基础题。
【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.
4.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。
5.运用串联电路中的电压规律计算
【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:如图所示的电路,闭合开关,若电源电压为10V,电压表V1示数为7V,电压表V2示数为5V。
(1)灯L1与灯L2的连接方式是串联还是并联?
(2)L1,L2,L3两端的电压分别为多少?
分析:由电路图可知,三个灯泡串联,V2测灯泡L2、L3两端的电压,V1测L1、L2两端的电压,根据串联电路电压特点进行解答。
解析:解:(1)三个灯泡串联,V2测灯泡L2、L3两端的电压,V1测L1、L2两端的电压
(2)电源的电压为U=10V,
灯泡L2、L3两端的电压为=5V,即U2+U3=5V﹣﹣﹣﹣①,
L1、L2两端的电压为=7V;即U1+U2=7V﹣﹣﹣﹣②,
因为串联电路的总电压等于各分电压之和,即U1+U2+U3=10V﹣﹣﹣﹣③,
由①②③解得U1=5V,U2=2V,U3=3V。
答:(1)灯L1与灯L2的连接方式是串联;
(2)L1、L2、L3两端的电压分别为5V、2V、3V。
点评:本题考查了电压表的使用和串联电路电压特点,关键是分清电压表测的那个用电器的电压。
【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。
6.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。
7.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.
8.欧姆定律的图像表示
【知识点的认识】
(1)R一定时,电流与电压的关系
(2)U一定,电流与电阻的关系
【命题方向】
考查欧姆定律的图像表示。
例:下列图像分别是电阻一定时电流与电压的关系和电压一定时电流与电阻之间的关系,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
分析:根据欧姆定律的内容解答,电阻一定时,电流与电压成正比,电压一定时,电流与电阻成反比。
解析:解:AB、电阻一定时,电流与电压成正比,图像是过原点的直线,故A正确,B错误;
CD、电压一定时,电流与电阻成反比,图像是反比例函数图像,故C正确,D错误。
故选:AC。
点评:本题考查欧姆定律的应用,关键理解图像坐标的意义。
【解题方法点拨】
R一定时,U﹣I图像是一条过原点的直线
U一定时,I﹣R图像是反比例函数
9.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
10.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。
11.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。
12.光敏、热敏、压敏等半导体电路分析
【知识点的认识】
光敏、热敏、压敏等半导体的电路分析方法主要依赖于这些元件的特性及其在电路中的应用。通过测量和观察这些元件在不同条件下的电阻值变化,可以分析它们在电路中的作用和性能表现
【命题方向】
命题方向主要涉及电路的动态分析、电路故障及动态电路分析,以及半导体材料敏感电阻(如光敏、气敏、压敏、热敏电阻等)受外界因素(如光照、气体浓度、压力、温度)影响时电阻的变化对电路中电表示数的影响
例:某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与可变电阻R相连。R的阻值与压力F的关系如图乙所示,闭合开关S后,试问:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(2)该装置所能测量的最大压力为多少?
分析:(1)由图甲可知,R、R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;由图乙可知,当检测板所受压力增大时,压敏电阻R的阻值减小,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中电流的变化,根据U=IR可知R0两端的电压变化(即电压表示数的变化);
由图乙可知,当检测板不受压力时压敏电阻R的阻值,根据串联电路的电阻特点求出电路中的总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流和R0两端的电压;
(2)由电压表的量程可知R0两端的最大电压,根据欧姆定律求出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电路的最小总电阻,进一步求出此时压敏电阻R的阻值,由图乙可知该装置所能测量的最大压力。
解析:解:(1)由图甲可知,R、R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,
由图乙可知,当检测板所受压力增大时,压敏电阻R的阻值减小,由串联电路的电阻特点可知电路中总电阻减小,
电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,
R0是定值电阻,根据U=IR0可知,R0两端的电压增大,即电压表示数增大;
由图乙可知,当检测板不受压力时,压敏电阻R的阻值:R=80Ω,
由串联电路的电阻特点可知,电路的总电阻:R总=R+R0=80Ω+20Ω=100Ω,
此时电路中的电流:I===0.06A,
由I=可知,电压表的示数(R0两端的电压):U0=IR0=0.06A×20Ω=1.2V;
(2)根据电压表量程可知,R0两端的最大电压:U0大=3V,
则电路中的最大电流:I大===0.15A,
由I=可知,电路的最小总电阻:R总小===40Ω,
由串联电路的电阻特点可知,压敏电阻的最小阻值:R小=R总小﹣R0=40Ω﹣20Ω=20Ω,
由图乙可知,当R小=20Ω时,该装置所能测量的最大压力为6×103N。
答:(1)检测板不受压力时,电压表的示数为1.2V;
(2)该装置所能测量的最大压力为6×103N。
点评:本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律的应用,能从图象中获取相关信息是解题的关键。
【解题方法点拨】
光敏、热敏、压敏等半导体的电路分析命题方向不仅涵盖了电路基本理论和应用,还包括了对半导体材料敏感电阻特性的理解和应用,以及通过这些特性来解决实际问题的能力
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.
14.电阻的并联
【知识点的认识】
(1)电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。
(2)并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。
公式:=+++…。
(3)并联电路中任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
(4)n个阻值相同的电阻并联,总电阻等于。
【命题方向】
电阻的并联这一知识点常结合电流、电压规律和欧姆定律,考查综合性问题,计算问题。
例:两个电阻R1=6Ω,R2=4Ω,串联使用总电阻是 10 Ω,并联使用总电阻是 2.4 Ω。
分析:根据串并联电路电阻规律求出两电阻串联或并联后的总电阻。
解析:解:
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以两电阻串联后的总电阻:R=R1+R2=6Ω+4Ω=10Ω;
因并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和(=+),所以两电阻并联后的总电阻:R===2.4Ω。
故答案为:10;2.4。
点评:本题考查串并联电路电阻规律,属于基础题。
【解题方法点拨】
(1)反比实质是倒数之比,并不是前后位置的调换,例如 1:2:3的反比不是3:2:1,而是6:3:2。
(2)在并联电路中各支路电压相等,总电流等于各支路电流之和。
(3)并联电路中,电流与电阻成反比。
15.伏安法测小灯泡的电阻
【知识点的认识】
(1)实验原理:根据欧姆定律的导出式R=。
(2)实验器材:电源、开关、导线、滑动变阻器、被测小灯泡、电压表、电流表。
(3)电路图:
(4)滑动变阻器在实验中的作用:保护电路;改变灯泡两端的电压;改变通过灯泡的电流。
(5)实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器调到阻值最大处;
②闭合开关,移动滑片,使电压表的示数等于小灯泡的正常工作电压,记下此时电流表、电压表示数;
③调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压逐次降低,记下每次读出的电流表、电压表示数;
④计算每次的电阻值,整理器材。
(6)记录数据:
(7)分析与归纳:灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【命题方向】
考查伏安法测小灯泡的电阻的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:图甲是“伏安法测小灯泡电阻”的实物电路图,其中小灯泡的额定电压为2.5V,电源由三节干电池串联而成。
(1)图甲中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线。
(2)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 B 端。
(3)闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,画出小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω。
(4)利用测小灯泡电阻的器材不能探究电流与电压的关系,理由是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
分析:(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
(3)根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用R=求出小灯泡正常发光时的电阻;
(4)在探究电流与电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的升高而增大。
解析:解:(1)原电路图中,电压表选用大量程,而小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表应选小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端;
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
R===10Ω;
(4)在探究电流与电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的升高而增大,不是一定值,故利用测小灯泡电阻的器材不能探究电流与电压的关系。
故答案为:(1)见解答图;(2)B;(3)10;(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大。
点评:本题伏安法测小灯泡电阻实验,考查了电路连接、注意事项、电阻的计算和影响电阻大小因素等知识。
【解题方法点拨】
测灯泡电阻时不能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义。
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