内容正文:
2025年中考物理高频考点专题训练:欧姆定律计算题、实验题
一、实验题
1.某学习小组用如图甲所示的实验仪器探究“电流与电阻的关系”,请你回答下列问题
(1)请你用笔画线,将甲电路连接完整;( )
(2)实验时,先在AB间接入阻值为25Ω的定值电阻。将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大,然后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,使电压表示数为3.0V,读出此时电流表的示数并记录。然后依次将阻值为20Ω、15Ω、10Ω和5Ω的定值电阻接在AB间,重复上述实验。实验记录的数据如表:
电阻R/Ω
25
20
15
10
5
电流I/A
0.12
0.14
0.16
0.20
★
(3)AB间接5Ω的定值电阻时,电流表示数如图乙所示,则表中“★”处的数值为 ;
(4)在数据分析时,同学们根据如表中的实验数据得不出书上给出的电流与电阻的定量关系。请你指出他们在实验时存在的错误 ;
(5)实验时,若将AB间的电阻由25Ω改为较小阻值的电阻再次实验时,最终滑动变阻器连入电路的阻值比25Ω时要 (填“小”、“大”或“一样大”)。
2.在“探究电流与电阻的关系”的实验中:
(1)小新将实物连接成如图甲所示电路,其中有一处连线错误,请你在连错的导线上画“×”并改正。( )
(2)电路连接正确后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最 端(选填“左”或“右”)。然后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使定值电阻R两端的电压为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,则R的阻值为 Ω。
(3)断开开关,将前面实验的那个电阻换成10Ω的电阻后,再闭合开关 (填“A”或“B”)端移动,使电阻两端的电压为 V。
(4)小芳同学正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,其原因可能是 。
(5)根据多次测量的实验数据,作出的I﹣R图象是图中的 。
3.某同学利用如图甲所示的装置测量未知电阻R的阻值。
(1)闭合开关,电流表的指针向左偏,原因是 ;
(2)排除故障后,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,则未知电阻R的阻值为 Ω;
(3)接下来,他移动滑动变阻器的滑片得到多组电流、电压值,目的是 ;
(4)利用这些器材,还可以完成的实验有 (写出一个即可)。
4.小科用如图所示的电路图,研究通过导体的电流和导体电阻的关系,电源电压恒为6伏,改变电阻R的阻值。调节滑动变阻器,记下相应的4次实验的电流和电阻,把对应的点描绘在乙图中。
(1)改变接入的电阻,移动滑动变阻器的滑片时,眼睛应注视 ;
(2)在图丙中,用笔画线代替导线,将电压表正确连入电路 ;
(3)实验中,他所选择的滑动变阻器是 ;(填字母)
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.30Ω 2A D.50Ω 2A
(4)图乙中的阴影部分的面积表示的科学量是 。
5.同学们在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡正常发光时的电压为3V,
(1)要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数会变A.变大 B.变小 ;
(2)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器滑片P,同时观察电压表示数的变化,当电压表的示数如图乙所示时,其读数为 V;
(3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制了如图丙所示的I-U图像。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
6.小明了解到,给物体“称重”可以利用压阻应变片元件,当改变对压阻应变片压力时,其阻值发生变化,这种效应称为“压阻效应”。于是,小明用伏安法研究某压阻应变片的压阻效应。已知的阻值在几欧至几十欧之间,电源电压为3V,电流表量程为0.6A。
(1)图甲为小明用伏安法研究的电路图,请在虚线框内画出相应的电路,使电路图完整。(接入电压表、电流表,完成连线) ;
(2)闭合开关前,R的滑片应置于最 端,在电阻上加压力F,闭合开关S,适当移动滑片,使电压表示数如图乙,则电压值为 V,若此时电流表示数为0.2A,可得= Ω;
(3)改变压力F,得到不同的值,绘成图像如图丙所示,可得与所受压力F的关系式为= ;
(4)小明用现有的器材设计了如图丁所示电路,想把电流表改成简单压力表,即直接在电流表盘上对应电流位置处标上压力大小。在0.15A处标0,则调零电阻R= Ω,此压力表最大能测压力F= N。
7.如图是测量小灯泡电阻的实验电路。
(1)用笔画线代替导线,将电路补充完整 ;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在 端(选填“A”或“B”);
(3)小阳同学正确连接电路后,实验时电压表、电流表的示数如甲、乙两图所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过小灯泡的电流是 A,此时小灯泡的电阻是 Ω;
(4)小阳同学又进行了三次测量,数据记录如下表所示,分析实验数据,小阳发现小灯泡的电阻值存在明显差异,原因可能是 。
电压U/V
1.0
2.0
3.0
电流I/A
0.16
0.22
0.28
电阻R/Ω
6.2
9.1
10.7
8.小安同学在学习电路的串、并联特点后,设计了如图(甲)所示的实验原理图,来测量某一定值电阻Rx的阻值。实验操作如下:
(1)为了保证电路安全,在闭合开关K前,滑动变阻器滑片应滑到最 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关K,将单刀双掷开关拨到1,调节滑动变阻器,使电流表指针指到某一值,如图(乙),电流表读数为 A;
(3)保持(2)中滑动变阻器滑片位置不变,将单刀双掷开关拨到2,调节电阻箱R,当阻值为10Ω时,电流表示数与(2)中显示数值相同,则被测电阻Rx的阻值为 Ω。
二、计算题
9.如图所示的电路中,C为滑动变阻器R上的滑动触头.已知电阻R1=3Ω,R2=6Ω,灯上标有“3V 1.5W”的字样,电源电压不变,当C滑到最右端A时,电流表的读数为1A,灯L恰好正常发光.求:
(1)电源的电压值;
(2)当C滑到最左端B时,电流表的读数;
(3)当滑动变阻器CB段的电阻多大时,变阻器R上消耗的功率为1.92W?
10.如图甲所示,电源电压保持不变,电阻R2=10Ω,闭合开关S,电压表V1、V2的指针偏转情况完全相。求:
(1)电流表A的示数;
(2)电阻R1的阻值和其两端的电压。
11.如图所示的电路中,电压表的量程,电阻为。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至b处时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)将滑动变阻器移至a处时,此时电压表示数为,则滑动变阻器最大阻值是多少?
12.如图甲是一个检测空气质量指数的电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知:电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0为4Ω。当闭合开关S后,电压表示数为2V时,求:
(1)通过R0的电流。
(2)电阻R的阻值。
(3)若电压表的量程为0-3V,为保证电路安全工作,当电压表示数为最大值3V时电阻R的阻值变为多少?空气质量指数最大为多少?
13.在图(a)所示电路中,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20欧 1安”字样。
①若电源电压为6伏,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S,通过R1的电流为0.4安,求:电阻R1两端的电压U1和滑动变阻器R2的阻值;
②若再分别按图(b)和(c)连接电路,则发现图(b)中电流的最小值恰好等于图(a)中电流的最大值,图(c)中电流表示数的最小值恰好等于图(b)中电流的最大值。若电源电压保持不变,求:电源电压U和电阻R1的阻值。
14.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.45A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.75A。求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时电流表示数为0.18A,加在电阻R1两端的电压为多少?
15.如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω,R2=40Ω。
(1)若开关S1、S2都断开,电流表示数为0.2A,则电源电压是多少伏?
(2)若开关S1、S2都闭合,电流表示数为1.2A,则通过R3的电流是多少安?
(3)R3的电阻是多少欧姆?
16.有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲所示。电源电压为24V,灯泡L正常发光时的电压为24V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。问:
(1)灯泡正常发光时,灯丝的电阻为多少?
(2)调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡两端的电压为12V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻是多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 0.26 没有控制电阻两端的电压不变 小
【详解】(1)[1]电压表要并联到定值电阻两端,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,使电压表示数为3.0V,可知电压表选用小量程,如图所示:
(3)[2] 由图乙可知,电流表选用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A。
(4)[3]探究电流与电阻的关系时,需控制电阻两端的电压不变。根据表中的数据和U=IR可知,电阻两端的电压随阻值的减小而减小,因此不能得出正确的结论是因为没有控制电阻两端的电压不变。
(5)[4]根据串联分压原理可知,若将阻由25Ω改为较小阻值的电阻时,其分得的电压变小;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻。
2. 左 0.4 5 A 2 电阻R断路 D
【详解】(1)[1]原电路图中,滑动变阻器被短路是错误的,电流从滑动变阻器的B接线柱流入,从上端C接线柱流出,再流入定值电阻,而电压表应该并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应该将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,即最左端。
[3][4]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使定值电阻R两端的电压为2V,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选择小量程,分度值0.02A,示数为0.4A,则R的阻值为
(3)[5][6]“探究电流与电阻的关系”的实验,应该控制电阻两端的电压不变。当把2Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,由分压原理可知,应该让变阻器接入电路的阻值变大,让两电阻的比值不变,才能让电压表示数保持2V不变,故应把滑动变阻器滑片向A端移动。
(4)[7]小芳同学正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,则电路可能发生了断路故障,电压表有示数且接近电源电压,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,即其原因可能是电阻R断路。
(5)[8]在“探究电流与电阻的关系”时,要控制电压的大小不变,可得出:电压不变时,通过电阻的电流与电阻成反比,由数学知识可知,图像为反比例函数图像,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3. 电流表正负接线柱接反 5 求平均值,减小误差 探究通过导体电流与导体两端电压的关系
【详解】(1)[1]闭合开关时发现电流表的指针向零刻度线的左边偏转,说明电路是通路,电流表正负接线柱接反。
(2)[2]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A, 由图乙知:电流表的示数为0.40A,未知电阻阻值为
(3)[3]为减小误差,接下来应移动滑动变阻器的滑片得出多组电压和电流数值,求出各组电阻的平均值。
(4)[4]利用该实验提供的器材,还可以探究通过导体电流与导体两端电压的关系;因为这个实验需要控制电阻不变,通过调节滑动变阻器的滑片改变导体两端的电压和通过的电流,得出通过导体的电流与导体两端电压的关系。
4. 电压表 见解析 D 电压
【详解】(1)[1]研究通过导体的电流与导体电阻的关系时,要控制电压表示数不变,实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视电压表示数。
(2)[2]由图乙所给出的点可知,电压表的示数为2V不变,所以电压表的量程为0~3V,把电压表并联在图中定值电阻的两端,如下图所示:
(3)[3]由图乙,根据欧姆定律得,电压表示数
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分的电压是电压表示数的
当选用最大的20Ω定值电阻时,根据分压原理,变阻器连入电路中阻值为
故选用50Ω 2A的变阻器,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)[4]乙图中阴影部分面积,等于电流与电阻之积,因
故表示的科学量是电压。
5. A 1.8 6
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电流表的示数变大,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(2)[2]由图示电压表可知,其量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为1.8V。
(3)[3]由图像可知,灯泡额定电压3V对应的电流为0.5A,由
得灯泡正常发光时的电阻是
6. 右 1.6 8 2 7.5
【详解】(1)[1]根据伏安法测电阻的思想,应将电流表与串联,电压表与并联,作图如下:
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,R的滑片应置于阻值最大处,即最右端。
[3]如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V。
[4]若此时电流表示数为0.2A,则阻值为
(3)[5]如图丙所示,与所受压力F的关系为一次函数,设解析式为
将点(0,18)、(4,10)代入,运用数学知识解得解析式为
(4)[6]由图丙可知,压力为0时,,总电阻为
则调零电阻阻值为
[7]电流表量程为0.6A,电流最大为0.6A,此时阻值最小,压力最大。此时总电阻为
此时阻值为
当时,根据,解得压力,则此压力表最大能测压力F=7.5N。
7. B 2.5 0.5 5 灯丝阻值随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]测量“小灯泡电阻的实验”中,电压表测小灯泡两端的电压,并联在小灯泡两端,“3”接线柱接小灯泡的右端,负接线柱接小灯泡的左端;电流表与滑动变阻器串联,滑动变阻器按照“一上一下”原则连接在电路中,所以电流表负接线柱与滑动变阻器上面接线柱相连,如下图所示:
(2)[2]为保护电路安全,开关闭合前,滑动变阻器接入电路中的阻值要最大,需远离下面的接线柱,故滑片移到B端。
(3)[3]由甲图可知,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,读数为2.5V。
[4]由乙图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数为0.5A。
[5]待测电阻的阻值为
(5)[6]小灯泡发光情况不同,灯丝的温度也不同,其阻值随温度的变化而变化,所以小灯泡的电阻值存在明显差异。
8. 右 0.3 10
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑片应滑至阻值最大处的右端,以此达到保护电路的目的。
(2)[2]电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A。
(3)[3]将S拨至1,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,电流表示数为某值,再将S拨至2,调节电阻箱,使电流表示数仍为相同的某值,此时两条电路对电流的阻碍作用相同,此时电阻箱的示数为10Ω,即为待测电阻的阻值。
9. 6V 2A 当滑动变阻器CB段的电阻为1.33Ω或3Ω时,变阻器R上消耗的功率为1.92W.
【详解】(1)当C滑到最右端A时,灯泡与滑动变阻器R的最大阻值并联后再与R1串联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
所以,并联部分的电压
可得,R1两端的电压:
,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
(2)当C滑到最左端B时,灯泡、滑动变阻器R、R2均被短路,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
则电流表的示数;
;
(3)由可得,灯泡的电阻:,
设当滑动变阻器CB段的电阻为Rx时,变阻器R上消耗的功率,此时Rx与RL并联后与R1串联,则
并联部分的电压:
,
通过灯泡和Rx的电流分别为:
,,
电路中的总电流:
,
此时R1两端的电压,
,即
因
所以上式变为:
设,则上式变为,
整理可得:,
解得:,,
代入可得,
,或.
点睛:综合考查了欧姆定律的应用和电功率的计算,难度较大,注意灵活运用,根据已知的电功率表示出电压的表达式,再根据电路的基本特点列出电压和电流的关系式进行解答.
10.(1)0.6A;(2)2.5Ω,1.5V
【详解】解:(1)由图可知,两电阻串联,电压表V1测电阻R1两端的电压,电压表V2测电源电压,电流表测电路电流。因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同,所以电压表V1的量程为0~3V, 电压表V2的量程为0~15V,分度值为0.5A,则电源的电压
R1两端的电压
则R2两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,电流表A的示数
(2)由可得电阻R1的阻值
由(1)已知电阻R1两端的电压为1.5V。
答:(1)电流表A的示数是0.6A;
(2)电阻R1的阻值是2.5Ω,两端的电压是1.5V。
11.(1)3V
(2)
【详解】(1)如图,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测滑动变阻器两端电压,将滑动变阻器的滑片P移至b处时,电路为定值电阻R1的简单电路,电源电压为
(2)将滑动变阻器移至a处时,滑动变阻器最大阻值连入电路,此时,定值电阻R1两端电压为
电路中电流为
滑动变阻器最大阻值是
12.(1)0.5A;(2)8Ω;(3)4Ω,50
【详解】解:(1)由图知道,R与R0串联,电压表测R0两端的电压,通过R0的电流为
(2)由串联电路电压的特点知道,R两端的电压
UR=U-U0=6V-2V=4V
由知道,R的阻值为
(3) R的阻值越小时,其倒数越大,从图乙知道空气质量指数越大。电压表的量程为0-3V,故当R0两端的最大电压为3V时,空气质量指数最大,由串联电路的电压特点知道,R两端的最小电压为
U小=U-U0′=6V-3V=3V=U0′
根据串联分压规律知道,R的阻值
R=R0=4Ω
则
由图乙知道,空气质量指数最大为50。
答:(1)通过R0的电流为0.5A;
(2)电阻R的阻值为8Ω;
(3)当电压表示数为最大值3V时电阻R的阻值变为4Ω,空气质量指数最大为50。
13.①4伏,5欧;②10伏,20欧
【详解】解:①闭合开关S,R1和R2串联。R1的阻值为10欧,通过R1的电流为0.4安,根据欧姆定律可知,R1两端的电压为
U1=I1R1=0.4安×10欧=4伏
根据串联电路电压规律,R2两端的电压为
U2=U´-U1=6伏-4伏=2伏
由于串联电路中电流处处相等,所以通过R2的电流为
I2=I1=0.4安
所以电阻R2的阻值为
②(a)图中电流最大时,滑动变阻器接入的阻值为0,电路时关于R1的简单电路,所以最大电流为
(b)图中,当滑动变阻器全部接入电路时,阻值最大,电流最小,最小电流为
由于(b)图中电流的最小值恰好等于(a)图中电流的最大值,所以
解得
由于滑动变阻器R2标有“20欧 1安”字样,所以(b)图中电流的最大值为Ib最大=1A;(c)图中,R1与R2并联,当滑动变阻器全部接入电路时,阻值最大,电流最小,干路的最小电流为
由于(c)图中电流表示数的最小值恰好等于图(b)中电流的最大值,所以
解得, U=10伏,所以电源电压为10伏。
答:①若电源电压为6伏,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S,通过R1的电流为0.4安,电阻R1两端的电压U1为4伏,滑动变阻器R2的阻值为5欧;
②若再分别按图(b)和(c)连接电路,则发现图(b)中电流的最小值恰好等于图(a)中电流的最大值,图(c)中电流表示数的最小值恰好等于图(b)中电流的最大值。若电源电压保持不变,则电源电压U为10伏,电阻R1的阻值为20欧。
14.(1)9V;(2)30Ω;(3)3.6V
【详解】解:(1)当S1、S2断开,S3闭合时,R2断路,电路中只有R1,电路中电流I3=0.45A,由欧姆定律可得到电源电压
U=I1R1=0.45A×20Ω=9V
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,R1、R2并联,电路中电流I2=0.75A,电流增加量为通过R2电流,即
则R2的阻值为
(3)当S2、S3断开,S1闭合时,R1、R2串联,串联电路电流处处相等,所以R1的两端的电压
答:(1)电源电压为9V;
(2)R2的阻值为30Ω;
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为3.6V。
15.(1)10伏
(2)0.2安
(3)50欧姆
【详解】(1)若开关S1、S2都断开,电阻R1和R2串联,根据串联电路电流处处相等,电路中的电流
I=I1=I2=0.2A
根据公式U=IR可得,电阻R1两端的电压
U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V
电阻R2两端的电压
U2=I2R2=0.2A×40Ω=8V
根据串联电路电压规律可得,电源电压
U=U1+U2=2V+8V=10V
(2)若开关S1、S2都闭合,电阻R1和R3并联,电流表测干路电流,根据公式可得,此时通过R1的电流
电流表示数为1.2A,根据并联电路电流规律可得,通过R3的电流
I3=I'-I1'=1.2A-1A=0.2A
(3)根据欧姆定律可得,R3的电阻
16.(1)60Ω;(2)40Ω
【详解】解:(1)灯泡正常发光时的电压为24V,由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.4A,由可得,此时灯丝的电阻
(2)由电路图可知,R与L串联,由图像可知灯泡两端的电压是12V时,通过灯泡的电流IL′=0.3A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL′=24V-12V=12V
因串联电路中各处的电流相等,所以滑动变阻器R连入电路的阻值
答:(1)灯泡正常发光时,灯丝的电阻为60Ω;
(2)调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡两端的电压为12V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻是40Ω。
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