内容正文:
欧姆定律
考情透析
考情透析
中考考点
考查频率
考点难度
实验:探究电流与电压、电阻的关系
★★★
★★
欧姆定律
★★
★
电路故障分析
★★★
★★
运用欧姆定律进行简单分析计算
★★
★★
电路变化分析
★★★
★★
运用欧姆定律进行复杂分析计算
★★★
★★★
【考情分析】属于常考热点,主要考电路问题、欧姆定律及其相关计算。题型选择题、填空题、实验题、压轴题(综合计算题)和综合应用题等。主要命题点有:对欧姆定律的理解、欧姆定律的简单计算、电路分析与计算、电路故障分析、动态电路分析、I-U图像的应用、应用欧姆定律进行综合计算、欧姆定律在生活中的应用、电路安全与极值、探究电流与电压和电阻关系等。
考点突破
关键知识
1、 理解欧姆定律
1.决定导体电阻大小的因素有材料、 长度 、横截面积、温度。
2.德国物理学家欧姆通过大量实验归纳得出了欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式为。公式中各字母的含义及单位分别是:I:电流,单位是安培(A);U:电压,单位是伏特(V);R:电阻,单位是欧姆(Ω)。
3.说明:①同一性:I、U、R是对同一导体或同一电路而言的,三者要一一对应;
②同时性:在同一部分电路上,开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动,都会导致电路中电流、电压、电阻的变化,公式中的三个量必须是同一时间的值。
2、 应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题
1.已知电压、电阻,求电流
利用欧姆定律求电流:应用公式: I=。
2.已知电阻、电流,求电压
利用欧姆定律求电路的电压:由公式I=变形得U=IR
3.已知电流、电压,求电阻 。
利用欧姆定律求导体的电阻:根据公式I=变形得 R=。
4.利用欧姆定律,解电学问题一般步骤:
(1)读题、审题,明确已知的物理量;根据题意画出电路图;
(2)在电路图上标明已知量的符号、数值,未知量的符号;
(3)根据已知的物理量选取正确的欧姆定律的公式或变形式;
(4)利用相应公式进行求解:注意写出原始公式;有必要的文字说明;物理量要带单位。
考点01
欧姆定律及其公式
典例题
01
(2024•广东省·单元测试)由欧姆定律的公式,下列说法中正确的是( )
A. 导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B. 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
C. 导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成反比
D. 通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
(2024•广东省)由欧姆定律公式可知( )典例题
02
A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
考点02
欧姆定律的应用
典例题
03
(2024•江苏省·盐城市·月考试卷)如图所示,实验得到定值电阻和小灯泡的电流和电压的关系图象,在图线上取三个点,这三个点的电阻大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
典例题
04
(2018•四川省·乐山市·历年真题)甲、乙两地相距,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知所用的输电线每千米的电阻为。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻和电源接成如图所示电路进行检测。当电压表的示数为时,电流表的示数为,则短路位置离甲地的距离为 ( )
A. B. C. D.
考点03
实验:探究电流与电压、电阻的关系
典例题
05
(2024·安徽省·单元测试)如图是小王同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压恒为,滑动变阻器的规格为“ ”,电压表的示数控制在不变。下列说法正确的是( )
A. 实验中将的定值电阻换成后,应将滑片向左移
B. 实验中换用某一定值电阻后,无论怎样移动滑片,电压表的示数都达不到,原因可能是滑动变阻器的最大阻值太大了
C. 要完成该实验,小王同学选用的定值电阻的阻值不能超过
D. 实验结论:电压一定时,电阻与电流成反比
典例题
06
(2024·山东省·单元测试)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,部分器材选用如下:电压为的电源,标有“,”的滑动变阻器,电阻有个阻值、、、、供选用。实验电路如图甲所示,回答下列问题。
正确连接好电路后,将滑片移到端,闭合开关发现电流表有示数,电压表示数为零,则故障可能是电阻 ______造成的。
在“探究电流与电压的关系”时,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻的图像如图乙所示,由图像可得实验结论:______。
某同学在探究“电流与电阻的关系”时,完成了两组数据,并记录在下表中。老师看到记录的数据后,告诉他第次实验更换电阻后缺少了一个重要操作,该操作是______。
实验序号
电阻
电流
在探究“电流与电阻的关系”时,为了保证本实验中,使用所有定值电阻均能完成实验,实验过程中应该保证电压表的示数至少为______,且保持不变。
考点04
动态电路分析
典例题
07
(2024·安徽省·亳州市·其他类型)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表即电流表指针所指的刻度知道油面高度,则它的工作过程是 ( )
A. 油面升高,变大,油量表指针示数变小
B. 油面降低,变大,油量表指针示数变大
C. 油面升高,变小,油量表指针示数变大
D. 油面降低,变小,油量表指针示数变大
典例题
08
(2018·湖北省·孝感市·历年真题)为了练习使用滑动变阻器,同时探究串联电路中电压、电流的规律,某实验小组设计了如图所示的电路.此电路中灯泡的电阻始终保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左滑动时电表均在安全范围内,则 ( )
A. 电压表的示数变大
B. 电压表与的示数之和变小
C. 电流表的示数变小
D. 若电压表突然短路,则小灯泡变亮
考点05
运用欧姆定律解决有关问题
典例题
09
(2017·北京市·历年真题)如图所示,电源两端电压保持不变,电阻的阻值为,电阻的阻值为当开关闭合时,电压表示数为求:
电流表的示数;
电源两端的电压。
典例题
10
(2024·山西省·朔州市·月考试卷)如图所示是小洁设计的汽车油量表模拟电路。其中是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴转动,另一端固定着一个浮子。把电流表的刻度盘改为相应的油量体积数,可以直接读出油箱中的油量。已知:电源两端电压为且保持不变,电流表的量程为。闭合开关,当油箱内为满油量时,滑动变阻器的滑片滑动到电阻片的一端,电流表指针指在“”处;当油箱内空箱时,滑动变阻器的滑片滑动到电阻片的另一端,电流表指针指在“”处。
求:电路中的保护电阻;
滑动变阻器的电阻片的最大阻值;
当油箱内为一半油量时,滑片恰好滑动到电阻片中点,此时对应的电流表的示数。
跟踪训练
1.甲、乙电阻分别接入电压比是的电路中,已知它们的电阻比是,则通过它们的电流比是( )
A. B. C. D.
2.如图所示的电路,电源电压不变,为小灯泡假设灯丝电阻不变,是滑动变阻器。闭合开关,滑动变阻器滑片由端移到端的过程中( )
A. 电压表示数减小,小灯泡电功率变小
B. 电压表示数增大,小灯泡电功率变大
C. 电压表示数与电流表示数的比值减小
D. 电压表示数与电流表示数的比值不变
3.如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关,当滑动变阻器的滑片由端移动到端时,定值电阻消耗的电功率与电流的关系图像如图乙所示。若电源电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为
B. 定值电阻的阻值为
C. 滑动变阻器的最大阻值为
D. 电路总功率的变化范围为
4.在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了、、、、五个电阻进行实验,电路图如图甲所示.
请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大.导线不能交叉
连接电路时,开关应处于_______填“断开”或“闭合”状态.
连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是_______填字母.
A.电阻断路 电流表坏了 滑动变阻器短路 电阻短路
排除电路故障进行实验.为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到_____________________的作用.实验中,当把的电阻换成的电阻后,应把变阻器滑片向_______填“左”或“右”滑动,同时眼睛盯住_______才可能达到这个目的.
根据实验数据,作出图象如图丙所示.根据实验目的分析图象可得出结论:_________________________________________________________.
5.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路.其电路原理图如图甲所示.其中,电源两端电压恒定不变是电压表,量程为.是定值电阻,,是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示.闭合开关.
当环境温度为时,热敏电阻的阻值是多少?
当环境温度为时,电压表的示数是多少?
电压表两端电压不能超过其最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是多少?
6.是一个随推力变化而变化的电阻,与的关系如图甲所示。现有如图乙,丙的两个电路,为定值电阻,阻值为,电源电压恒为,电流表量程为。
当小白同学推力为时,求电阻的阻值;
用的力推电阻,求的电功率图乙;
图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力的最大值。
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欧姆定律
考情透析
考情透析
中考考点
考查频率
考点难度
实验:探究电流与电压、电阻的关系
★★★
★★
欧姆定律
★★
★
电路故障分析
★★★
★★
运用欧姆定律进行简单分析计算
★★
★★
电路变化分析
★★★
★★
运用欧姆定律进行复杂分析计算
★★★
★★★
【考情分析】属于常考热点,主要考电路问题、欧姆定律及其相关计算。题型选择题、填空题、实验题、压轴题(综合计算题)和综合应用题等。主要命题点有:对欧姆定律的理解、欧姆定律的简单计算、电路分析与计算、电路故障分析、动态电路分析、I-U图像的应用、应用欧姆定律进行综合计算、欧姆定律在生活中的应用、电路安全与极值、探究电流与电压和电阻关系等。
考点突破
关键知识
1、 理解欧姆定律
1.决定导体电阻大小的因素有材料、 长度 、横截面积、温度。
2.德国物理学家欧姆通过大量实验归纳得出了欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式为。公式中各字母的含义及单位分别是:I:电流,单位是安培(A);U:电压,单位是伏特(V);R:电阻,单位是欧姆(Ω)。
3.说明:①同一性:I、U、R是对同一导体或同一电路而言的,三者要一一对应;
②同时性:在同一部分电路上,开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动,都会导致电路中电流、电压、电阻的变化,公式中的三个量必须是同一时间的值。
2、 应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题
1.已知电压、电阻,求电流
利用欧姆定律求电流:应用公式: I=。
2.已知电阻、电流,求电压
利用欧姆定律求电路的电压:由公式I=变形得U=IR
3.已知电流、电压,求电阻 。
利用欧姆定律求导体的电阻:根据公式I=变形得 R=。
4.利用欧姆定律,解电学问题一般步骤:
(1)读题、审题,明确已知的物理量;根据题意画出电路图;
(2)在电路图上标明已知量的符号、数值,未知量的符号;
(3)根据已知的物理量选取正确的欧姆定律的公式或变形式;
(4)利用相应公式进行求解:注意写出原始公式;有必要的文字说明;物理量要带单位。
考点01
欧姆定律及其公式
典例题
01
(2024•广东省·单元测试)由欧姆定律的公式,下列说法中正确的是( )
A. 导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B. 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
C. 导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成反比
D. 通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
【答案】B
【解析】解:
、导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过电流无关,电流为零时,电阻是同样存在的,故AC错误;
B、根据欧姆定律可知,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,故B正确;
D、通过导体的电流是由导体两端的电压和导体的电阻决定的,故D错误。
故选:。
【分析】
导体的阻值是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关。但可以用导体两端的电压与通过导体的电流的比值求出其大小。
本题考查欧姆定律及其变形公式的理解,关键是知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过的电流没有关系。
(2024•广东省)由欧姆定律公式可知( )典例题
02
A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D. 导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
【答案】D
【解析】电压是形成电流的原因,电压不是由电流决定的,所以不能说同一导体两端的电压跟通过导体的电流成正比,选项错误;
导体两端的电压为零时,电流为零,但导体电阻不为零,选项错误;
导体中的电流越大,说明其两端电压越大,但电阻不变,选项错误;
在物理学中,导体电阻的大小等于其两端的电压与通过的电流的比值,选项正确.
考点02
欧姆定律的应用
典例题
03
(2024•江苏省·盐城市·月考试卷)如图所示,实验得到定值电阻和小灯泡的电流和电压的关系图象,在图线上取三个点,这三个点的电阻大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:根据可知图线中,三个点的电阻值就是该点与坐标原点连线的斜率值的倒数,由图像可知:,故A正确。
故选A。
根据可知图线中,三个点的电阻值就是该点与坐标原点连线的斜率值的倒数,分析图像可知三个电阻阻值的大小关系。
本题考查欧姆定律的简单运用以及学生分析图像的能力。
典例题
04
(2018•四川省·乐山市·历年真题)甲、乙两地相距,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知所用的输电线每千米的电阻为。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻和电源接成如图所示电路进行检测。当电压表的示数为时,电流表的示数为,则短路位置离甲地的距离为 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】
根据欧姆定律可计算电路中的电阻,进一步计算短路位置离甲地的距离。
本题考查学生运用欧姆定律解决实际问题的能力,能根据题意求从检修点到短路处的总电阻是关键的一步,再进一步根据总电阻得出导线的总长度,值得注意的是:短路处距甲处的距离则是导线总长度的一半。
【解答】
接入电路的导线的电阻为:,
已知输电线每千米的电阻为欧,所以输电线总长度为千米,短路位置离甲地的距离为导线总长度的一半,则为千米,所以ACD错误,B正确。
故选B。
考点03
实验:探究电流与电压、电阻的关系
典例题
05
(2024·安徽省·单元测试)如图是小王同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压恒为,滑动变阻器的规格为“ ”,电压表的示数控制在不变。下列说法正确的是( )
A. 实验中将的定值电阻换成后,应将滑片向左移
B. 实验中换用某一定值电阻后,无论怎样移动滑片,电压表的示数都达不到,原因可能是滑动变阻器的最大阻值太大了
C. 要完成该实验,小王同学选用的定值电阻的阻值不能超过
D. 实验结论:电压一定时,电阻与电流成反比
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查探究电流与电阻的关系实验中操作过程、对器材的要求、控制变量法的运用及易出现的错误,为中考的热点问题。
A、研究电流与电阻的关系时,要保持电压表示数不变,实验中将的定值电阻换成后,先根据分压原理,判断电压表示数变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片的移动方向;
、根据串联电路电压的规律,求出滑动变阻器分得的电压,由分压原理,得到变阻器连入电路中的电阻,即变阻器的最大阻值至少为多少,分析回答;
D、电压一定时,电流与电阻成反比。
【解答】
A、研究电流与电阻的关系时,要保持电压表示数不变,实验中将的定值电阻换成后,根据分压原理,电压表示数变大,由串联电路电压的规律,要增大变阻器分得的电压,根据分压原理,应将滑片向右移,故A错误;
B、电源电压为,电压表的示数控制在不变,故滑动变阻器分得的电压为,变阻器的电压为电压表示数的倍,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻为,即换上某一定值电阻后,要保持电压表的示数为,变阻器的电阻至少为,故无论怎样移动滑片,电压表的示数都达不到,原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小了,故B错误;
C、由知,,故,要完成该实验,小王同学选用的定值电阻的阻值不能超过,故C正确;
D、电压一定时,电流与电阻成反比,原选项中因果关系搞颠倒了,故D错误。
典例题
06
(2024·山东省·单元测试)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,部分器材选用如下:电压为的电源,标有“,”的滑动变阻器,电阻有个阻值、、、、供选用。实验电路如图甲所示,回答下列问题。
正确连接好电路后,将滑片移到端,闭合开关发现电流表有示数,电压表示数为零,则故障可能是电阻 ______造成的。
在“探究电流与电压的关系”时,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻的图像如图乙所示,由图像可得实验结论:______。
某同学在探究“电流与电阻的关系”时,完成了两组数据,并记录在下表中。老师看到记录的数据后,告诉他第次实验更换电阻后缺少了一个重要操作,该操作是______。
实验序号
电阻
电流
在探究“电流与电阻的关系”时,为了保证本实验中,使用所有定值电阻均能完成实验,实验过程中应该保证电压表的示数至少为______,且保持不变。
【答案】短路;当导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比 ;移动滑动变阻器,使得电压表示数为; 。
【解析】解:闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表有示数,电压表示数为零,说明电路是通路,电压表被短路了,故原因可能是短路;
由图乙可知,绘制出的电阻的一图像为一条过原点的直线,据此可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比;
根据表格数据可得:;;
而在探究“电流与电阻的关系”时,要保证定值电阻两端电压不变,实验过程中更换定值电阻时,应通过调节滑动变阻器滑片,是电压表示数保持不变,
由此可知第次实验更换电阻后缺少了一个重要操作,该操作是移动滑动变阻器,使得电压表示数为;
研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:
,
根据分压原理有:
,即-----,
因电压表示数为定值,由式知,方程左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,由式得:
,
解得:,即为完成实验,电压表的示数至少为,且保持不变。
故答案为:短路;当导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比;移动滑动变阻器,使得电压表示数为;。
闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表有示数,电压表示数为零,说明电路是通路,电压表被短路了,由此确定故障;
根据绘制出的电阻的一图象为过原点的直线得出结论;
根据表格数据,同时结合串联分压原理分析作答;
将定值电阻换上较大的电阻时,如果控制电压表示数较小,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器就要分去更多的电压,由分压原理,滑动变阻器连入电路中的阻值将要求更大,而题中滑动变阻器的最大电阻为,根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理表达式讨论,当用最大电阻电阻进行实验时,滑动变阻器连入电路中的电阻应最大,由此得出控制电压表的最小电压。
本题探究电流与电压、电阻的关系,考查电路故障分析、图像分析、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用,难度一般。
考点04
动态电路分析
典例题
07
(2024·安徽省·亳州市·其他类型)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表即电流表指针所指的刻度知道油面高度,则它的工作过程是 ( )
A. 油面升高,变大,油量表指针示数变小
B. 油面降低,变大,油量表指针示数变大
C. 油面升高,变小,油量表指针示数变大
D. 油面降低,变小,油量表指针示数变大
【答案】C
【解析】解:、油面升高,浮标上升,浮标推动指针下移,滑动变阻器连入电路的电阻变小,油量表指针示数变大,所以不符合题意,符合题意。
、油面降低,浮标下降,浮标推动指针上移,滑动变阻器连入电路的电阻变大,油量表指针示数变小,所以不符合题意。
故选:。
油面升高,浮标上升,浮标推动指针下移,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,电流表的示数变大,说明油量增多。
当油面升降时,看准滑动变阻器的阻值如何变化是本题的关键所在。
典例题
08
(2018·湖北省·孝感市·历年真题)为了练习使用滑动变阻器,同时探究串联电路中电压、电流的规律,某实验小组设计了如图所示的电路.此电路中灯泡的电阻始终保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左滑动时电表均在安全范围内,则 ( )
A. 电压表的示数变大
B. 电压表与的示数之和变小
C. 电流表的示数变小
D. 若电压表突然短路,则小灯泡变亮
【答案】C
【解析】解:由电路图可知,滑动变阻器和灯泡串联,电压表测量灯泡两端电压,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
将滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小;即电流表示数变小,故C正确;
由于灯泡的电阻始终保持不变,根据可知灯泡两端的电压变小,即电压表的示数变小;故A错误,
由串联电路的电压特点可知,、示数之和为电源电压,因电源电压不变,所以、示数之和不变,故B错误;
由于电压表与灯泡并联,若电压表突然短路,则灯泡也被短路,所以灯泡不发光;故D错误。
故选:。
由图可知:滑动变阻器和灯泡串联,电压表测量灯泡两端电压,电压表测量滑动变阻器两端的电压,将滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律和串联电路的电压特点即可判断。
本题考查串联电路的电压的特点,关键知道各个电压表的测量对象和滑动变阻器滑片移动过程中阻值的变化。
考点05
运用欧姆定律解决有关问题
典例题
09
(2017·北京市·历年真题)如图所示,电源两端电压保持不变,电阻的阻值为,电阻的阻值为当开关闭合时,电压表示数为求:
电流表的示数;
电源两端的电压。
【答案】解:开关闭合时,两电阻串联,电压表测量的是电阻两端的电压,
电路中的电流,即电流表示数为;
根据欧姆定律可得,
两端的电压,
则电源电压。
答:电流表的示数;
电源两端的电压。
【解析】此题主要考查的是学生对欧姆定律和串联电路电流、电压特点的理解和掌握,难度不大。
开关闭合时,两电阻串联,电压表测量的是电阻两端的电压;电源电压等于各部分电压之和。
典例题
10
(2024·山西省·朔州市·月考试卷)如图所示是小洁设计的汽车油量表模拟电路。其中是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴转动,另一端固定着一个浮子。把电流表的刻度盘改为相应的油量体积数,可以直接读出油箱中的油量。已知:电源两端电压为且保持不变,电流表的量程为。闭合开关,当油箱内为满油量时,滑动变阻器的滑片滑动到电阻片的一端,电流表指针指在“”处;当油箱内空箱时,滑动变阻器的滑片滑动到电阻片的另一端,电流表指针指在“”处。
求:电路中的保护电阻;
滑动变阻器的电阻片的最大阻值;
当油箱内为一半油量时,滑片恰好滑动到电阻片中点,此时对应的电流表的示数。
【答案】解:油箱满油量时,滑动变阻器的滑片至于最下端,此时滑动变阻器的电阻为零,电路为的简单电路,则的电阻为
油箱空箱时,等效电路如图所示
此时两端电压为
此时两端电压为
则的电阻为
油箱内一半油量时,等效电路如图所示
由串联电路的分压规律可得
则此时电路电流为
答:电路中的保护电阻为;
滑动变阻器的电阻片的最大阻值为;
当油箱内为一半油量时,滑片恰好滑动到电阻片中点,此时对应的电流表的示数为。
跟踪训练
1.甲、乙电阻分别接入电压比是的电路中,已知它们的电阻比是,则通过它们的电流比是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】通过甲、乙两电阻的电流之比为,故选D。
2.如图所示的电路,电源电压不变,为小灯泡假设灯丝电阻不变,是滑动变阻器。闭合开关,滑动变阻器滑片由端移到端的过程中( )
A. 电压表示数减小,小灯泡电功率变小
B. 电压表示数增大,小灯泡电功率变大
C. 电压表示数与电流表示数的比值减小
D. 电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】C
【解析】由图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测滑动变阻器两端电压,滑动变阻器的滑片从端向端滑动的过程中,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,电源电压不变,由知,电路中电流变大,所以电流表示数变大;
灯泡电阻不变,根据知,灯泡两端电压变大,由知,灯泡的实际功率变大;
电源电压不变,灯泡两端电压变大,根据串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,电压表示数变小,故AB错误;
由可知,电压表与电流表比值等于滑动变阻器连入电路的阻值,滑动变阻器连入电路的阻值变小,所以两表比值变小,故C正确,D错误。
故选:。
3.如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关,当滑动变阻器的滑片由端移动到端时,定值电阻消耗的电功率与电流的关系图像如图乙所示。若电源电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为
B. 定值电阻的阻值为
C. 滑动变阻器的最大阻值为
D. 电路总功率的变化范围为
【答案】D
【解析】A.从图像可知看出,当滑片位于端时,滑动变阻器全部接入,电阻最大,通过电流最小,此时的最小电流为,当滑片位于端时,滑动变阻器接入的阻值为零,只有定值电阻接入,电流最大,最大电流为,定值电阻最大的电功率为,则电源电压为,故A错误;
B.定值电阻 的阻值为,故B错误;
C.当滑片位于端时,滑动变阻器全部接入,电流最小,此时的最小电流为,总电阻为
滑动变阻器的最大阻值为,故C错误;
D.电路总功率最小功率为
电路总功率最大功率为,故D正确。
故选D。
4.在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了、、、、五个电阻进行实验,电路图如图甲所示.
请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大.导线不能交叉
连接电路时,开关应处于_______填“断开”或“闭合”状态.
连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是_______填字母.
A.电阻断路 电流表坏了 滑动变阻器短路 电阻短路
排除电路故障进行实验.为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到_____________________的作用.实验中,当把的电阻换成的电阻后,应把变阻器滑片向_______填“左”或“右”滑动,同时眼睛盯住_______才可能达到这个目的.
根据实验数据,作出图象如图丙所示.根据实验目的分析图象可得出结论:_________________________________________________________.
【答案】如图所示
断开
调节电阻两端电压保持不变;左;电压表
电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比
【解析】该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,其主要作用是控制电阻两端电压保持不变;根据串联电路的分压原理,把换成,电阻分压变大,滑动变阻器分压变小,为保持电阻两端电压不变,应减小电阻分压,增大滑动变阻器分压,应使滑动变阻器接入电路的阻值变大,由图示电路图可知,闭合开关后应向左移动滑片,同时眼睛盯住电压表.判断电路故障时,要根据故障的表现,逐一分析可能的原因或现象,最后做出判断.
5.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路.其电路原理图如图甲所示.其中,电源两端电压恒定不变是电压表,量程为.是定值电阻,,是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示.闭合开关.
当环境温度为时,热敏电阻的阻值是多少?
当环境温度为时,电压表的示数是多少?
电压表两端电压不能超过其最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是多少?
【答案】解:根据图乙可读出环境温度为时对应的的阻值为.
环境温度为时,根据电阻的串联特点可知: ,
则,
由欧姆定律得:两端的电压.
由题意可知电压表示数允许最大值为,且此时电路能够测量的温度最高;
此时电路中的电流,
串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和, 所以,
由欧姆定律得:此时热敏电阻的阻值 ,
根据图乙可得热敏电阻的阻值为时对应温度为,即最高环境温度为.
【解析】【分析】
本题综合考查欧姆定律的计算,熟练分析掌握各种不同的坐标图是本题解题的关键,读取坐标图时要特别注意纵横坐标的含义,以及它们斜率表示的含义。
根据图乙可读出环境温度为时对应的的阻值;
与是串联,根据电阻的串联求出总阻值,利用欧姆定律即可求出电流和电压;
电压表两端电压达到最大测量值时,利用欧姆定律即可求出此时的电流,根据串联电路的电压特点求出热敏电阻两端的电压,最后再根据欧姆定律求出的阻值;然后对照变化曲线去找对应温度。
6.是一个随推力变化而变化的电阻,与的关系如图甲所示。现有如图乙,丙的两个电路,为定值电阻,阻值为,电源电压恒为,电流表量程为。
当小白同学推力为时,求电阻的阻值;
用的力推电阻,求的电功率图乙;
图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力的最大值。
【答案】解:由题图甲可知,当推力为时,电阻的阻值为。
用的力推电阻时,电阻的阻值为,电路中的电流
的电功率
图丙电路中,通过 的电流
电流表允许通过的最大电流为,因为与 并联,则通过的最大电流
根据欧姆定律可得,的阻值最小
由题图甲可知,此时的推力为,随着推力的增大,的阻值减小,故最大推力为。
【解析】解:由题图甲可知,当推力为时,电阻的阻值为。
用的力推电阻时,电阻的阻值为,电路中的电流
的电功率
图丙电路中,通过 的电流
电流表允许通过的最大电流为,因为与 并联,则通过的最大电流
根据欧姆定律可得,的阻值最小
由题图甲可知,此时的推力为,随着推力的增大,的阻值减小,故最大推力为。
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