内容正文:
专题17欧姆定律
考点1:欧姆定律
方法技巧
1.欧姆定律: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:,其中:U为电源电压,单位为伏(V);I为通过导体的电流,单位为安(A);R为导体的电阻,单位为欧(Ω)。
注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。
3.公式变形: 。
4.运用欧姆定律公式解题技巧:解题时,为了便于分析问题,应先根据题意,画出电路图,并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号,公式中的三个物理量的单位均使用国际(制)单位。
典型例题:
例题1:如图所示为电阻和的图象,由图象可知
A.与两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.与的电阻之比为
C.将与串联接入电路,通电后与两端的电压之比为
D.将与并联接入电路,通电后通过与的电流之比为
例题2:小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为,定值电阻的阻值为,湿敏电阻的阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是
A.空气湿度越大,湿敏电阻的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为时,电压表的示数为
D.当电路中电流为时,空气湿度为
例题3:小明家的屋顶上有一个水池,如图是他设计的一种自动测量水池内水位高低的装置,是定值电阻,是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。从水位表(用电流表改装)指针的刻度,就可知道水池内水位的高低。下列对装置的设计方案提出的建议,可行的是
A.用电压表改装水位表,并与并联 B.用塑料材料制作杠杆
C.用软绳连接杠杆端与浮标 D.用导线代替电阻接通电路
考点2:电路动态分析
方法技巧
动态电路是根据欧姆定律及串并联电路的性质,来分析电路中由于某一部分的变化而引起的整个电路中各部分物理量及其比值关系等的变化情况。动态电路分析是中考重点考查的内容之一。
当遇到比较简单的动态电路问题时,可直接利用串、并联电路的电压、电流规律进行分析;当遇到比较复杂的动态电路问题时,可依照“局部→整体→局部”的顺序,先从阻值变化入手,以电流关系为纽带,逐一判知各部分电压、电流的变化情况。
典型例题:
例题1:如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是
A.电压表示数变小 B.电压表示数变大
C.电流表示数变小 D.电流表示数变小
例题2:如图所示,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器滑片从中点向右端移动时,下列说法正确的是
A.电压表的示数变大,电流表示数变小
B.电压表的示数不变,电流表示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数之比不变
D.电流表的示数与电流表的示数之差不变
例题3:如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器滑片由图示位置向右滑动时,下列说法正确的是
A.小灯泡与滑动变阻器串联 B.电压表示数变大
C.电流表和示数都变小 D.小灯泡亮度变暗
考点3:电路故障分析
方法技巧
电路故障判断是中考常考题型,也是我们应该掌握的一项基本实验技能。首先要弄明白断路、短路故障的本质及其可能出现的现象。实际判断时可根据现象去推断故障原因,也可根据故障去推断应该发生的现象,最后综合题中已有信息,从而得出正确结论。
故障
结果
现象
断路
电路不同
(1)串联电路中发生断路,所以用电器不工作;并联电路中,发生断路的支路,用电器不工作,其他支路用电器依然工作;
(2)串联电路中发生断路,电流表无示数;并联电路中,发生断路的支路中电流表无示数,其他支路及干路中的电流表均有示数;
(3)电压表与电源相连的部分断路,电压表示数为零;若仅与电压表并联的部分断路,则电压表示数接近于电源电压
短路
电路仍通
(1)被短路的用电器不能工作,除此之外,未被短路的其他用电器可以工作;
(2)电流表有示数(本身未被短路);
(3)电压表未被短路时有示数,被短路时无示数;
(4)开关被短路仅是开关的断开功能失灵,起不到控制电路通断的作用,电路本身没有变化
典型例题:
例题1:如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,只有两个电表的指针发生偏转。已知灯泡、中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是
A.可能是灯泡短路 B.可能是灯泡短路
C.可能是灯泡断路 D.一定是灯泡断路
例题2:如图所示的电路,闭合开关,电压表无示数,说明电路中存在故障。此时,可以通过观察电流表来做进一步判断。已知故障发生在或上,下列判断正确的是
A.若电流表有示数,则被短接 B.若电流表有示数,则断路
C.若电流表无示数,则被短接 D.若电流表无示数,则断路
例题2图 例题3图
例题3:如图所示,在探究串联电路电压特点的实验中,闭合开关,发现两只小灯泡都不发光,两只电压表示数均为,则可能发生的故障是
A. 短路 B.断路 C.断路 D. 断路
课堂练习:
1、如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电路正常工作,过了一会儿,两电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是
A.灯短路 B.灯断路 C.电阻断路 D.电阻短路
2、如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动下列说法正确的是
A.小灯泡变亮
B.电压表的示数变大
C.电压表与电流表示数的乘积变小
D.电压表与电流表示数之比不变
3、如图所示是小明设计的模拟调光台灯电路。闭合开关后,灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,小明检查后发现有一处故障。该电路的故障可能是
A.电流表断路 B.电压表短路 C.铅笔芯短路 D.灯泡断路
4、如图所示,是某同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,所用的电源电压恒为,电流表选用量程,滑动变阻器规格为“,”,下表是该同学进行实验时记录的数据。下列说法错误的是
实验次数
1
2
3
4
5
10
15
20
0.40
0.20
0.13
0.10
A.图中是电压表,是电流表
B.如果闭合开关后两表都没有示数,故障可能是电流表断路
C.为使所有电阻都能完成实验,定值电阻两端电压的控制范围为
D.分析表中数据,可初步得出结论:电压一定时,电阻与电流成反比
5、如图1所示是电阻甲和乙的图象,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时,
C.如图2所示,当开关闭合,电路电流为时,电路总电阻是
D.如图3所示,当开关闭合,电源电压为时,电路总电流为
6、如图所示的电路,将滑动变阻器的滑片移到最右端,在保证电路元件安全的前提下。下列说法正确的是
A.先闭合,再闭合,灯泡亮度变暗
B.先闭合,再闭合,电流表示数变大,电压表示数不变
C.、闭合,滑片向左移动,电流表示数不变,电流表示数变大
D.、闭合,滑片向右移动,电压表与电流表示数之比变大
第6题图 第7题图 第8题图
7、如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电路正常工作。一段时间后,发现电路中只有一个电表的示数变大,故障发生在电阻、上,其他元件仍保持完好。若电路中只有一处故障,对于此电路故障的判断,下列说法中正确的是
A.可能电阻断路 B.可能电阻短路
C.可能定值电阻短路 D.一定是定值电阻断路
8、如图所示电路,先闭合开关、再闭合,下列分析正确的是
A.只闭合时,两灯都亮,且两个电流表均有示数
B.先闭合再闭合时,示数会变大
C.两个开关都闭合时,若短路,依然能够发光
D.两个开关都闭合时,若断路,则两电流表均有示数且示数相等
9、在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,灯、都发光.一段时间后,其中的一盏灯突然熄灭,而电压表的示数为零,电流表的示数变大,则产生这一现象的原因是
A. 断路 B.断路 C.短路 D.短路
10、如图所示的电路,电源电压恒定,下列操作一定可行的是
A.只闭合时,把滑动变阻器的滑片向右移,电流表、电压表增大
B.只闭合时,把滑动变阻器的滑片向左移,电流表、电压表增大
C.滑动变阻器的滑片不动,断开、由闭合到断开,电流表、电压表均减小
D.滑动变阻器的滑片不动,闭合、由闭合到断开,电流表、电压表均减小
第10题图 第11题图 第12题图
11、小明利用气敏电阻自制了一个烟雾浓度检测仪,如图是小明设计的电路图,其中为气敏电阻,为定值电阻。他通过翻阅资料了解到气敏电阻的阻值随气体浓度的增大而减小。闭合开关,当烟雾浓度增大时,会出现
A.电流表示数变大,电压表示数变小 B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大 D.电流表、电压表示数均不变
12、如图所示,、、为同一种材料做成的电阻,与的长度相等但横截面积是的两倍;与的横截面积相等但长度是的两倍。当开关闭合后,三个电压表的示数关系是
A.的示数是的2倍 B.的示数是的2倍
C.的示数是的2倍 D.的示数是的2倍
13、探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、三个定值电阻、、及导线若干,以下说法错误的是
A.要获得3组实验数据,电压的预设值最小为
B.要获得3组实验数据,电压的预设值最大为
C.若实验电压的预设值为,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为的滑动变阻器
D.若实验电压的预设值为,要获得3组实验数据,要将电源电压至少下调至
课后练习:
一.选择题
1.如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关后,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是
A.电压表读数与电流表读数的比值变小
B.电压表读数与电流表读数的比值变大
C.电流表读数变小;电压表读数变大
D.电流表读数与电流表读数的差变大
2.如图,电源电压恒定不变,开关闭合后,当滑动变阻器的滑片由中点向右滑动时,下列说法正确的是
A.电流表示数变大,灯泡的亮度不变
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电流表示数变大,电压表示数不变
D.电压表的示数与电流表的示数之比变大
3.家庭厨房安装的油烟机都有照明灯和换气扇(电动机,使用时,有时需要它们各自独立工作,有时又需要它们同时工作。下列电路图中,符合上述要求的是
A. B. C. D.
4.如图所示电路,闭合开关后,两灯均正常发光。一段时间后,灯被短路,则
A.灯正常发光 B.电流表示数不变
C.电压表示数不变 D.电源被烧坏
5.关于电学知识,下列说法正确的是
A.欧姆定律变形为说明导体的电阻与其两端电压成正比
B.导体的横截面积越大,其电阻值越大
C.串联电路中,电流处处相等
D.两个电阻并联,并联总阻值比任何一个阻值都大
6.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.
第6题图 第7题图 第8题图
7.小容受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,用合适的电表(电流表或电压表)示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻起保护电路的作用。下列分析正确的是
A.该电路中的电表是电流表 B.温度升高时两端电压变大
C.温度升高时电路中电流变大 D.温度升高时电表示数变大
8.如图甲所示,电源电压不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从端移到端,两电表示数变化关系如图乙中线段所示。则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为
A.、 B.、 C.、 D.、
9.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向左移动过程中,下列说法正确的是
A.电灯变暗 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数变小 D.电压表与电流表示数的比值变小
第9题图 第10题图
10.厨房燃气报警装置,其简化电路图如图所示。为可燃性气体浓度感应器。当可燃性气体浓度升高时,的电阻会变小。当电路中的电流增大到一定值时,会使外部的警报器发出警报声,以提醒人员采取疏散、强制排风、切断天然气供给等安全措施。下列说法正确的是
A.当可燃性气体浓度升高时,电压表示数变大,灯泡亮度变暗
B.当可燃性气体浓度升高时,电流表示数变大,电压表示数变小
C.当可燃性气体浓度升高时,电流表示数变小,电压表示数变大
D.当可燃性气体浓度升高时,电压表示数与电流表示数比值不变
11.如图所示是体重自动测试仪的工作原理图。下列说法正确的是
A.体重示数计是用电压表改装而成的
B.体重越大,体重示数计的示数越大
C.电阻在电路中没有作用,可以去掉
D.该体重测试仪电路由于缺少开关,始终处于通路状态
12.如图所示,电源电压保持不变。先闭合开关,电流表和电压表均有示数,若再闭合开关,则下列说法正确的是
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数的比值不变
D.电压表示数与电流表示数的比值变小
13.利用如图电路研究串联电路电压规律时,闭合开关后,发现灯泡、都不亮。小组同学用电压表判断电路故障:电压表并联在之间时,电压表有示数;电压表并联在之间时,电压表无示数;电压表并联在之间时,电压表有示数。则电路故障可能是
A.灯泡短路,正常 B.灯泡短路,正常
C.灯泡断路,正常 D.灯泡断路,正常
14.某款拖扫机器人,当接通机器人主电源(相当于闭合开关,电源指示灯亮,然后通过手机选择自动清洁(相当于闭合开关机器人才开始工作。以下电路设计符合要求的是
A. B.
C. D.
15.如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片在最右端。闭合开关,断开开关,滑片移至中点附近时,电流表的示数是,保持滑片不动,闭合开关,断开开关时,电流表的示数是,则电阻的阻值是
A. B. C. D.
第15题图 第16题图 第17题图
16.如图,,。当电键、闭合,断开时,安培表的读数为;当电键、闭合,断开时,安培表的读数为;当电键、断开,闭合时,安培表的读数为,则关于、和的比较中正确的是
A. B. C. D.
17.如图所示,电源电压保持不变,,当闭合开关,滑动变阻器滑片从端移到端,两电表示数变化关系用图乙中线段表示,则电源电压的大小和滑动变阻器的最大值分别为
A. B. C. D.
18.某品牌的微型电脑吸尘器有两个开关,开关控制照明灯和吸尘电动机,开关只控制吸尘电动机.下列电路图符合要求的是
A. B. C. D.
19.如图所示为一握力计的电路示意图,、、、为四个接线柱,电表及一定值电阻未画出,金属板固定不动,金属板可带动金属片滑动,从而与构成滑动变阻器,若弹簧的电阻不计,电源电压保持不变,要求握力增大时,电表的示数也增大,则
A.、之间应接入电流表,、之间应接入定值电阻
B.、之间应接入定值电阻,、之间应接入电流表
C.、之间应接入电压表,、之间应接入定值电阻
D.、之间应接入定值电阻,、之间应接入电压表
20.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动的过程中
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变大
C.电压表的示数不变 D.电压表与电流表示数的比值变大
第20题图 第21题图 第22题图
21.在“测量串联电路的电压”实验中,小聪同学连接如图所示电路时,闭合开关后两个灯泡都不发光,电压表有示数,关于电路故障,下列判断正确的是
A.灯泡短路 B.灯泡短路 C.灯泡开路 D.灯泡开路
22.如图所示是机械式汽车油箱油量显示装置示意图,其中是滑动变阻器的滑片。当给汽车加油时,滑动变阻器的滑片向下移动,此时电路中
A.总电阻增大,电流减小 B.总电阻增大,电流增大
C.总电阻减小,电流增大 D.总电阻减小,电流减小
二.填空题
23.如图所示的电路中,甲、乙两个导体材料和长度相同、横截面积不同。已知,闭合开关后,通过甲、乙的电流 ,电压 (两空均填“大于”、“小于”或“等于” 。
24.如图所示,若甲、乙两表为电压表,当开关闭合时,两个电压表的示数之比为,则电阻 。将甲、乙两表改为电流表,且把断开,则两个电流表的示数之比 。
第24题图 第25题图
25.如图所示的电路,电阻,,电源电压保持不变。当开关断开,、闭合时,电流表的示数为。当开关、闭合,断开时,电流表的示数为 ,为了保障电路安全, 两个开关不能同时闭合。
三.实验探究题
26.实验小组在“探究电流与电压关系”实验中,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数增大)。
(2)按要求连接好电路后,闭合开关,移动滑片,依次进行实验,记录的数据如下表所示。其中第二次实验时,电流表指针如图乙所示,则电流表的示数为 。
实验序号
1
2
3
4
电压
0.8
1.6
2.4
3.0
电流
0.16
0.48
0.58
(3)分析表中数据,得出的结论是 。
(4)另一实验小组在实验中按规范操作,但在移动滑动变阻器滑片时,观察到电流表示数增大,电压表的示数减小。请你帮助分析一下,他们在实验中出现这一现象的可能原因: 。
27.小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,所用电源是两节新的干电池,定值电阻的阻值分别为、、、、。
(1)小明将的定值电阻接入如图甲所示的电路中。经检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)改正电路后,实验过程中小明发现电压表示数接近,电流表几乎无示数,造成此故障的原因可能是 。
(3)改正电路,查明故障后,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片,电压表示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”
(4)将定值电阻接入电路,当电压表的示数为 时,电流表示数如图乙。接着小明用电阻替换电阻,并移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器接入电路中的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变” ,才能保持定值电阻两端的电压不变。
(5)换接电阻多次实验,是为了 。通过实验探究,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻 。
28.某小组同学在探究电流与电压、电阻的关系。
实验器材:电源(电压恒为,电流表、电压表各一只,开关一个,六个定值电阻、、、、、,一个滑动变阻器,导线若干。
实验过程:
(1)在按电路图连接实物时,开关必须处于 状态;滑动变阻器的滑片要移到 端。
(2)连好电路闭合开关后,他发现电流表没有示数,电压表示数很大,则电路出现的故障是 。
(3)小明实验时通过改变定值电阻两端的电压,测得电流、电压的值如表格所示,可以得出:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成 ,实验中他选择的电阻是 。
电压
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.0
电流
0.12
0.16
0.20
0.24
0.28
0.3
(4)小红想探究“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”的实验。小红先将的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为,并记下电流值;再分别改接、、、、的电阻,重复上述的实验。
①实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是 。
②当把的电阻换为后,为了保持定值电阻两端的电压不变,应使变阻器连入的阻值 (保持不变变大变小)。
③若电压控制在不变,用已有器材进行实验,小红最多可以得到 组有效数据。
29.小海同学在做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验。
(1)根据图甲把实物电路连接好。
(2)小海同学按照电路图连接好后,闭合开关,移动滑片,发现电压表无示数,电流表却有示数。你认为发生故障的原因可能是 (电表本身没问题)。
(3)排除故障后,首先探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”,调节滑动变阻器,测出通过电阻的电流和对应的电压值如表,请在如图坐标上描点画出图像,由此得出的实验结论是: 。通过计算可知,此次实验所用的电阻为 。
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
(4)在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”实验过程中:
①移动变阻器滑片时,眼睛应注视 (选填序号);
、变阻器滑片 、电压表示数 、电流表示数
②小海选择了电压恒为的电源,、、、的定值电阻各一个,滑动变阻器的规格为“”的,他在完成本实验时,控制定值电阻两端的电压为不变,当接入的定值电阻为时,他发现电压表示数始终无法达到,请你帮他想出一种解决方法: 。
30.某物理学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示电路(电源电压保持不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向左移动,电路中电流变小,导线不得交叉);
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻 (选填“短路”或“断路” ;
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流随电阻变化的图像,由图像可知两端的电压为
;当的阻值由更换为时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右” 端滑动,使电压表示数保持原来不变,若实验中的阻值分别为、、,则滑动变阻器的阻值至少是
。
1
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