2025年江苏省盐城中考物理终极冲刺提分特训16-《欧姆定律》(押题猜想)
2025-05-15
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 欧姆定律 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 盐城市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.46 MB |
| 发布时间 | 2025-05-15 |
| 更新时间 | 2025-05-18 |
| 作者 | 明珠数理化驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52136095.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025年盐城中考物理终极冲刺提分特训16-《欧姆定律》(押题猜想)
【押题解读】
《欧姆定律》在盐城中考物理中重要考点,以下是具体考情分析:
1. 欧姆定律的理解与简单计算:考查对欧姆定律表达式I = U/R及其变形式的理解,以及利用公式计算电流、电压、电阻。
2.欧姆定律在串、并联电路中的应用:结合串并联电路的电流、电压、电阻规律,运用欧姆定律进行相关计算,如串联电路中电压的分配与电阻成正比,并联电路中电流的分配与电阻成反比。
3. 电路的动态分析与计算:通过滑动变阻器的滑片移动、开关的通断或敏感电阻阻值的变化等,分析电路中电流、电压的变化情况,以及相关电表读数和灯泡亮度的变化等。
4. 探究电流与电压、电阻的关系:考查实验中控制变量法的运用、实验步骤的设计与改进、实验数据的分析与处理、实验结论的归纳与总结,以及对实验中出现的故障进行判断和排除。
在盐城中考物理中常将欧姆定律与生活中的实际问题相结合,如电子秤、水位监测器、油量表等,考查学生运用物理知识解决实际问题的能力。:可能会与数学、化学等学科知识进行综合,例如在分析电路问题时涉及到函数图像、数据处理等数学知识,或者与化学中的电解、电镀等知识相结合。加强对实验探究能力的考查,要求学生不仅要掌握实验的基本操作和结论,还要能够对实验进行深入分析和拓展,培养学生的科学思维和创新能力。
【2025年中考考点梳理】
考点1 电阻
1. 电阻:
导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号是R,单位是欧姆,简称为欧,符号是Ω,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。1MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω
常见导体的电阻率从小到大排列,分别是:银、铜、铝、钨、铁、锰铜合金、镍铬合金等。
在电子技术中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做定值电阻,简称电阻,在电路图中用表示。
2. 电阻大小的影响因素:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料(电阻率ρ)、长度(L)和横截面积(S),还与温度有关。与导体是否连入电路、是否通电,及它的电流、电压等因素无关。
而且:①导体材料不同,在长度和横截面积相同时,电阻也一般不同;
②在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;
③在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大;
④导体的电阻与导体的温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。只有极少数导体电阻随温度的升高而减小。(例如玻璃)
3. 由电阻公式R=ρ可知:
①将粗细均匀的导体均匀拉长n倍,则电阻变为原来的n2倍;
②将粗细均匀的导体折成等长的n段并在一起使用,则电阻变为原来的倍。
考点2 变阻器
1. 滑动变阻器:
电路符号:变阻器应与被控制的用电器串联。
原理:通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻,从而改变电路中的电流和电压,有时还起到保护电路的作用。
铭牌:例如某滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样,表明该滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为1A。
使用滑动变阻器的注意事项:
①接线时必须遵循“一上一下”的原则。
②如果选择“全上”( 如图中的A、B两个接线柱),则滑动变阻器的阻值接近于0,相当于接入一段导线;
③如果选择“全下”(如图中的C、D两个接线柱),则滑动变阻器的阻值将是最大值且不能改变,相当于接入一段定值电阻。
上述②③两种错误的接法都会使滑动变阻器失去作用。
④当所选择的下方接线柱(电阻丝两端的接线柱)在哪一边,滑动变阻器接入电路的有效电阻就在哪一边。(例如:A和B相当于同一个接线柱。即选用AC、BC或AD、BD是等效的。选用C接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将减小;选用D接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将增大。)
(滑片距离下侧已经接线的接线柱越远,连入电路中的电阻越大)
2. 电阻箱:
电阻箱是一种能够表示连入电路的阻值的变阻器。
电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(Δ)的示数乘面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。
3. 滑动变阻器与电阻箱的比较:
(1)相同点:滑动变阻器和电阻箱都能起到改变电阻,从而改变电路中的电流和电压的作用。
(2)不同点:
①滑动变阻器有4种接法,电阻箱只有1种接法;
②电阻箱能直接读出连入电路的阻值,而滑动变阻器不能读数;
③滑动变阻器能够逐渐改变连入电路的电阻,而电阻箱不能连续改变连入电路的电阻。
【拓展】判断滑动变阻器连入电路的阻值变化情况的步骤
1.明确滑动变阻器哪两个接线柱连入电路;
2.判断滑动变阻器哪段电阻丝连入电路;
3.根据滑片的移动方向,判断滑动变阻器连入电路中的电阻丝长度的变化情况;
4.根据电阻丝接入电路长度变化,判断滑动变阻器连入电路中的电阻的变化情况.
考点1 电阻上的电流跟两端电压的关系
1. 当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
2. 当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
考点2 欧姆定律及其应用
1. 欧姆定律
(1)内容: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。(德国物理学家欧姆)
(2)公式: I = R= U=IR
U—电压—伏特(V);R—电阻—欧姆(Ω);I—电流—安培(A)
(3)使用欧姆定律时需注意:R=不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,其大小跟导体的电流和电压无关。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
拓展:对欧姆定律的理解
1.U=IR电压与电流成正比,电压是形成电流的原因(电阻不确定).
2.R=
此变形式只是提供一种测量、计算电阻的方法,电阻的大小与电压和电流无关.
2. 电阻的串联和并联电路规律的比较
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点
串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和;
若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为;
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;
若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;
若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为;
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比=
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
=
电路作用
分压
分流
*电路(串联、并联)中某个电阻阻值增大,则总电阻随着增大;某个电阻阻值减小,则总电阻随着减小。
拓展:欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.串联电路电阻和电压的定性关系
(1)串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和,即R=R1+R2+…+Rn.
(2)串联电路的电压:=,=.
即U=U1+U2.
2.并联电路电阻和电流的定性关系
(1)并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的 倒数之和 . 即=++…+.
(2)并联电路的电流:=,=.
即I=I1+I2.
考点3 电阻的测量
1. 伏安法测量小灯泡的电阻
(1)实验原理:R=
(2)实验器材:电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
(3)实验电路:
(4)实验步骤】
①按电路图连接实物。
②检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R=算出小灯泡的电阻。
③移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R=,计算出每次的电阻值,并求出电阻的平均值。
(5)实验表格:
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
3
(6)注意事项
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
【押题猜想】
一.选择题(24分)
1.盐城被誉为“中国东方湿地之都”,某科研团队为监测湿地土壤湿度变化,设计了一种传感器,其核心元件是可变电阻,该电阻大小随土壤湿度改变而变化。在以下影响可变电阻阻值大小的因素中,与实际情况无关的是( )
A. 土壤湿度导致电阻材料的横截面积变化 B. 电阻材料本身的长度变化
C. 电阻两端所加电压的大小 D. 电阻材料的种类
2. 如图所示是滑动变阻器示意图,为了使滑片P向B端滑动时连入电路的电阻变大,那么它串联入电路时应连接的接线柱为( )
A. B和C B. B和D C. A和D D. A和B
第2题图 第3题图 第4题图
3. 如图所示电路,电源两端电压保持不变.当开关S闭合时,灯L正常发光,若将滑动变阻器的滑片P向右滑动,(灯泡电阻不随温度变化)下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大,灯L变亮 B. 电压表的示数变小,灯L变暗
C. 电压表的示数变大,灯L变暗 D. 电压表的示数变小,灯L变亮
4. 图是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图.电源电压不变,为定值电阻,R是用半导体材料制成的气敏电阻,其电阻值会随天然气浓度的升高而变小,闭合开关S,若厨房天然气浓度升高,则下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数变大 B. 气敏电阻R的阻值变大
C. 通过电阻的电流变小 D. 气敏电阻R两端电压变大
5. 在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮。接下来应进行的操作是( )
A. 更换一个同样规格的小灯泡 B. 更换电压表所使用的量程
C. 检查电路中是否存在断路故障 D. 减小变阻器接入电路的阻值
第5题图 第6题图 第7题图
6. 用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A. 由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B. 由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C. 由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D. 为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
7. 光敏电阻特点是有光照射它时阻值变小.如下图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻,R2为滑动变阻器,A、B间接监控装置.则
A. 当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压升高
B. 当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压降低
C. 当仅增大R2连入电路中的阻值时,通过R1的电流变大
D. 当仅增大R2连入电路中的阻值时,可降低A、B间的电压
8. 某小组根据实验绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示,根据此图给出的信息,以下有关小灯泡功率P的图像正确的是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2∶3,此时灯L1、L2的电阻之比是
A. 2∶l B. l∶2 C. 3∶2 D. 2∶3
第9题图 第10题图 第11题图
10. 如图是一个环境温度监控电路原理图.电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻值会随温度的升高而变小.闭合开关S,则下列说法正确的是( )
A. 若环境温度升高,R的阻值变大 B. 若环境温度升高,电压表示数变大
C. 若环境温度降低,通过R电流变大 D. 若环境温度降低,通过R0电流变大
11. 如图所示电路中,电源电压,且保持不变,定值电阻,变阻器最大阻值为,电流表量程为,电压表量程为.为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是( )
A. B. C. D.
12. 实验室中所使用的电流是由小量程电流表改装而成,在图甲中G表是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=3mA的电流表,其电阻Rg=10Ω,现借助一个定值电阻R0把它改装为一量程为3A的电流表,如图乙所示,下列判断正确的是( )
A. 达到满偏时G两端电压0.03V,R0约≤10000Ω
B. 达到满偏时G两端电压0.03V,R0约0.01Ω
C. 达到满偏时G两端电压30V,R0约10000Ω
D. 达到满偏时G两端电压30V,R0约0.01Ω
二.填空题(24分)
13.如图所示,小明用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化,此时使铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是 。如果断开电路,小灯泡不亮,此时铅笔芯的电阻阻值 (选填“等于”或“不等于”)零。实验时小明发现小灯泡不太亮,在不更换小灯泡的条件下,请你写出一种使小灯泡变亮的方法: 。
第13题图 第14题图 第15题图
14.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示。由图可知,元件 中的电流与它两端的电压之间的关系遵循欧姆定律。将A和B串联后接在电压为2.5V的电源两端,则通过B的电流为 A。 将A和B并联后接在电压为1.2V的电源两端,则通过A的电流为 A。
15.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关、都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V,则定值电阻 。将电压表、电流表的位置互换,当开关断开、闭合,电流表的示数为0.3A,则定值电阻 ,如果此时将开关、同时闭合,则电流表的示数为 A。
16. 图甲是小强“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路(电源电压保持不变),图乙是他依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为 _____ V;当R的电阻由10Ω更换为15Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 _____ (选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 _____ (选填“a”或“b”)端滑动
第16题图 第17题图
17. 在图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样.电源电压保持16V不变,定值电阻R1选择合适的阻值,并选择合适的电表量程.要求:在不更换电表量程的情况下,仅移动变阻器的滑片P,使所有电表的示数都能达到各自的最大值,且电路能正常工作.则电流表的量程为______A,定值电阻R1可能的阻值为_______Ω或_____Ω.
18.小英按如图所示的电路图连接实验电路,测量电阻Rx的阻值。闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图甲所示,电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为______V,电流表的示数为______A,电阻Rx的阻值为______。
19.如图甲是某身高体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示其身高及体重。已知电源电压恒为6V,R1为力敏电阻,其阻值随压力变化如图乙所示,R2为粗细均匀的电阻丝,其阻值为30Ω,滑片P与电阻丝良好接触。当一个质量为50kg的同学站在力敏电阻上时,g取10N/kg。他受到的重力为______N;电流表示数为______A;若身高体重测量仪测量身高的范围是1m~2m,那么当电压表示数为3.6V时,该同学的身高为______m。
第19题图 第20题图
20.如图甲电路,电源电压U保持不变,R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。开关S闭合、S1断开、S2置于a时,调节滑动变阻器,电压表V1的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的Ⅰ所示:开关S和S1闭合、S2置于b时,调节滑动变阻器,电压表V2的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的Ⅱ所示。则:电阻R1的阻值为 Ω,电源电压 V,电阻R2的阻值 Ω。
三.解答题(52分)
21.(4分)作图题
(1)请按要求连接图中的实物图:当只闭合开关S1时,只有灯L1亮;当只闭合开关S2时,灯L1、L2都不亮;当开关S1、S2都闭合时,灯L1、L2都亮;无论开关通断情况如何变化,电压表都有示数且保持不变。
(2)在图所示的电路中,将电阻和滑动变阻器两个元件符号,分别填进电路图的空缺处,填进后要求:闭合电键S,滑片P向左移动时,电流表示数变大,电压表示数变小.
22.(6分) 小华同学想用“伏安法”来测量定值电阻RX的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变。
(1)连接电路时,开关应处于________状态。闭合开关,向________(选填“A”或“B”)端移动变阻器的滑片能使电流表的示数变大,滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要作用是________。操作中,小华发现两个电表只有一个示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,刚发生故障的元件应是_____;
A.电源 B.电阻RX C.滑动变阻器
(2)排出故障后,闭合开关,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,计算RX的阻值为________Ω;
(3)按照上面的操作步骤,小华又测量了一个额定电压为3V的小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图像(即I﹣U图像),小华发现他所描绘的定值电阻的图像是一条直线,而小灯泡的I﹣U图像如图丙所示,原因可能是小灯泡的电阻与________有关,由图像可知小灯泡的额定功率为________W。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
23.(6分)在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
(1)实验中通过观察______来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是______;
(2)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是______;
(3)分别将______(填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
24.(8分)如图所示,在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时,电源电压为3V保持不变,滑动变阻器规格“20Ω 1A”。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.2
1.8
2.4
2.8
电流I/A
0.08
0.12
0.18
0.24
0.28
(1)根据图甲连接电路时,开关应 ;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组电流、电压的数据,记录在表二中;
(3)通过计算,第 次数据一定是拼凑的;
(4)排除错误数据后,根据表格数据,可以得到结论;当导体电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成 比;
(5)增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”。
①先将5Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为2V时,记录电流表的示数;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,移动过程中眼睛注视 (选填“电压表”或“电流表”)的示数;
③换接不同的定值电阻,重复上述的实验步骤,绘出电流I与电阻倒数变化的图像如图乙,由图乙可知:电压一定时,电流与电阻成 比;
④对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证,绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”之间的图像,如图丙,其中反应电流与总电阻关系的是 (选填“a”、“b”或“c”),图中阴影部分面积表示的物理含义是 。
25. (10分)某同学要用伏安法测定一只未知电阻的阻值,现有器材:电池组(6V)、电流表、电压表、待测电阻、开关各一只及导线若干,按要求完成下面各题:
(1)为使测量结果更准确,还需要一只 ________ ,用于改变待测电阻两端的 ________ ,读取几组电压值和电流值.
(2)本实验的原理是 _________
(3)在如图圆圈中填上两表符号,并标出正负接线柱.
(4)根据实验电路图(如图)连接实物图(如图).
(5)实验中记录的部分数据如下表:
试验次数
电压U/V
电流I/A
1
4.0
0.42
2
4.5
0.46
3
5.5
0.52
根据表格中数据可知:实验中电压表选用了 ________ 量程;待测电阻的阻值为 ________
(6)若某同学连完电路后,用开关试触时发现电流表、电压表分别出现如图所示情况,则电流表产生此现象的原因是 ________ ,电压表产生此现象的原因是 ________ .
(7)若将待测电阻换成小灯泡,实验中测量电流、电压值后,通过计算得出三次小灯泡的电阻不相等,你认为可能的原因是: ________ .
26. (8分)我校物理课外兴趣小组同学为发展可再生绿色能源,小明等几位同学对风力的研究产生了浓厚的兴趣,共同设计了“风力测试仪”,其原理如图所示,已知电源电压12V恒定,OB长为10cm,AB长为20cm、阻值为60Ω的均匀电阻丝,OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重为4N的圆球P,金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦,闭合开关S,无风时,OP下垂并与电阻丝的B端接触,此时电流表的示数为0.15A;有风时,圆球P受风力作用,使金属细杆OP绕悬挂点O偏转,请你解答下列问题:
(1)定值电阻R0为多少Ω?
(2)若金属细杆OP绕悬挂点O偏转到距离电阻丝的B端16cm处,此时电路消耗的总功率是多少?
(3)当金属细杆OP滑到A点时圆球P受的风力是多大?
27(10分)阅读短文,回答问题。
人工智能温控芯片中的物理智慧
在人工智能飞速发展的时代,温控芯片是保障芯片稳定运行的关键部件。某新型人工智能温控芯片中,采用了特殊的电阻材料来实现温度调控。这种电阻材料的阻值会随温度变化而改变,其原理基于电阻的影响因素。研究人员发现,当温度在0oC - 50oC 范围内,该电阻材料的阻值R与温度t存在线性关系。在芯片内部的电路中,通过控制电阻两端的电压来调节电流大小,从而实现对芯片温度的精准控制,这其中就蕴含着欧姆定律的应用。
在一次实验测试中,当给该电阻施加3V的电压时,通过的电流为0.3A 。为了探究电阻与温度的关系,研究人员改变环境温度,测量不同温度下电阻的阻值。在20oC 时,电阻的阻值为12Ω;在30oC 时,电阻的阻值变为14Ω。随着人工智能技术对温控精度要求的不断提高,深入理解电阻及其相关物理规律,对优化芯片性能至关重要。
(1)电阻的大小与材料、长度、横截面积和______有关,文中提到的电阻材料在不同温度下阻值不同,说明______会影响电阻大小。
(2)在上述实验测试中,根据欧姆定律I =U/R,此时电阻的阻值为______Ω;当电压增大到6V时,通过电阻的电流变为______A。
(3)若该芯片电路中电源电压恒定,当电阻阻值增大时,通过电阻的电流会______(选填“增大”“减小”或“不变”),依据是______。
(4)关于文中提到的人工智能温控芯片中的电阻,下列说法正确的是( )
A. 电阻的大小只与温度有关 B. 改变电阻两端电压,电阻阻值会改变
C. 利用电阻随温度变化的特性实现温控 D. 电流越大,电阻越大
(5)已知该电阻材料的阻值R与温度t的关系为R = 0.2t + 8(R单位:Ω,t单位:)oC ,当电阻阻值为16Ω时,此时的温度为( )
A. 20oC B. 40oC C. 60oC D. 80oC
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2025年盐城中考物理终极冲刺提分特训16-《欧姆定律》(押题猜想)
【押题解读】
《欧姆定律》在盐城中考物理中重要考点,以下是具体考情分析:
1. 欧姆定律的理解与简单计算:考查对欧姆定律表达式I = U/R及其变形式的理解,以及利用公式计算电流、电压、电阻。
2.欧姆定律在串、并联电路中的应用:结合串并联电路的电流、电压、电阻规律,运用欧姆定律进行相关计算,如串联电路中电压的分配与电阻成正比,并联电路中电流的分配与电阻成反比。
3. 电路的动态分析与计算:通过滑动变阻器的滑片移动、开关的通断或敏感电阻阻值的变化等,分析电路中电流、电压的变化情况,以及相关电表读数和灯泡亮度的变化等。
4. 探究电流与电压、电阻的关系:考查实验中控制变量法的运用、实验步骤的设计与改进、实验数据的分析与处理、实验结论的归纳与总结,以及对实验中出现的故障进行判断和排除。
在盐城中考物理中常将欧姆定律与生活中的实际问题相结合,如电子秤、水位监测器、油量表等,考查学生运用物理知识解决实际问题的能力。:可能会与数学、化学等学科知识进行综合,例如在分析电路问题时涉及到函数图像、数据处理等数学知识,或者与化学中的电解、电镀等知识相结合。加强对实验探究能力的考查,要求学生不仅要掌握实验的基本操作和结论,还要能够对实验进行深入分析和拓展,培养学生的科学思维和创新能力。
【2025年中考考点梳理】
考点1 电阻
1. 电阻:
导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号是R,单位是欧姆,简称为欧,符号是Ω,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。1MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω
常见导体的电阻率从小到大排列,分别是:银、铜、铝、钨、铁、锰铜合金、镍铬合金等。
在电子技术中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做定值电阻,简称电阻,在电路图中用表示。
2. 电阻大小的影响因素:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料(电阻率ρ)、长度(L)和横截面积(S),还与温度有关。与导体是否连入电路、是否通电,及它的电流、电压等因素无关。
而且:①导体材料不同,在长度和横截面积相同时,电阻也一般不同;
②在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;
③在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大;
④导体的电阻与导体的温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。只有极少数导体电阻随温度的升高而减小。(例如玻璃)
3. 由电阻公式R=ρ可知:
①将粗细均匀的导体均匀拉长n倍,则电阻变为原来的n2倍;
②将粗细均匀的导体折成等长的n段并在一起使用,则电阻变为原来的倍。
考点2 变阻器
1. 滑动变阻器:
电路符号:变阻器应与被控制的用电器串联。
原理:通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻,从而改变电路中的电流和电压,有时还起到保护电路的作用。
铭牌:例如某滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样,表明该滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为1A。
使用滑动变阻器的注意事项:
①接线时必须遵循“一上一下”的原则。
②如果选择“全上”( 如图中的A、B两个接线柱),则滑动变阻器的阻值接近于0,相当于接入一段导线;
③如果选择“全下”(如图中的C、D两个接线柱),则滑动变阻器的阻值将是最大值且不能改变,相当于接入一段定值电阻。
上述②③两种错误的接法都会使滑动变阻器失去作用。
④当所选择的下方接线柱(电阻丝两端的接线柱)在哪一边,滑动变阻器接入电路的有效电阻就在哪一边。(例如:A和B相当于同一个接线柱。即选用AC、BC或AD、BD是等效的。选用C接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将减小;选用D接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将增大。)
(滑片距离下侧已经接线的接线柱越远,连入电路中的电阻越大)
2. 电阻箱:
电阻箱是一种能够表示连入电路的阻值的变阻器。
电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(Δ)的示数乘面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。
3. 滑动变阻器与电阻箱的比较:
(1)相同点:滑动变阻器和电阻箱都能起到改变电阻,从而改变电路中的电流和电压的作用。
(2)不同点:
①滑动变阻器有4种接法,电阻箱只有1种接法;
②电阻箱能直接读出连入电路的阻值,而滑动变阻器不能读数;
③滑动变阻器能够逐渐改变连入电路的电阻,而电阻箱不能连续改变连入电路的电阻。
【拓展】判断滑动变阻器连入电路的阻值变化情况的步骤
1.明确滑动变阻器哪两个接线柱连入电路;
2.判断滑动变阻器哪段电阻丝连入电路;
3.根据滑片的移动方向,判断滑动变阻器连入电路中的电阻丝长度的变化情况;
4.根据电阻丝接入电路长度变化,判断滑动变阻器连入电路中的电阻的变化情况.
考点1 电阻上的电流跟两端电压的关系
1. 当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
2. 当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
考点2 欧姆定律及其应用
1. 欧姆定律
(1)内容: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。(德国物理学家欧姆)
(2)公式: I = R= U=IR
U—电压—伏特(V);R—电阻—欧姆(Ω);I—电流—安培(A)
(3)使用欧姆定律时需注意:R=不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,其大小跟导体的电流和电压无关。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
拓展:对欧姆定律的理解
1.U=IR电压与电流成正比,电压是形成电流的原因(电阻不确定).
2.R=
此变形式只是提供一种测量、计算电阻的方法,电阻的大小与电压和电流无关.
2. 电阻的串联和并联电路规律的比较
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点
串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和;
若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为;
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;
若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;
若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为;
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比=
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
=
电路作用
分压
分流
*电路(串联、并联)中某个电阻阻值增大,则总电阻随着增大;某个电阻阻值减小,则总电阻随着减小。
拓展:欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.串联电路电阻和电压的定性关系
(1)串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和,即R=R1+R2+…+Rn.
(2)串联电路的电压:=,=.
即U=U1+U2.
2.并联电路电阻和电流的定性关系
(1)并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的 倒数之和 . 即=++…+.
(2)并联电路的电流:=,=.
即I=I1+I2.
考点3 电阻的测量
1. 伏安法测量小灯泡的电阻
(1)实验原理:R=
(2)实验器材:电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
(3)实验电路:
(4)实验步骤】
①按电路图连接实物。
②检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R=算出小灯泡的电阻。
③移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R=,计算出每次的电阻值,并求出电阻的平均值。
(5)实验表格:
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
3
(6)注意事项
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
【押题猜想】
一.选择题(24分)
1.盐城被誉为“中国东方湿地之都”,某科研团队为监测湿地土壤湿度变化,设计了一种传感器,其核心元件是可变电阻,该电阻大小随土壤湿度改变而变化。在以下影响可变电阻阻值大小的因素中,与实际情况无关的是( )
A. 土壤湿度导致电阻材料的横截面积变化 B. 电阻材料本身的长度变化
C. 电阻两端所加电压的大小 D. 电阻材料的种类
【答案】C
【解析】电阻是导体本身的一种性质,其大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压和通过的电流无关。 A选项:土壤湿度变化可能导致电阻材料吸水或失水,引起材料膨胀或收缩,从而使横截面积改变,影响电阻大小,该选项与实际情况有关。
B选项:在湿度影响下,材料的物理形态改变(如伸缩),可能导致电阻丝长度变化,进而影响电阻大小,该选项与实际情况有关。C选项:根据电阻的基本性质,电阻大小不受其两端电压大小的影响,电压变化不会改变电阻的固有属性,该选项与实际情况无关,符合题意。 D选项:不同材料的导电性能不同,电阻材料的种类是决定电阻大小的关键因素之一,该选项与实际情况有关。综上,答案选C。
2. 如图所示是滑动变阻器示意图,为了使滑片P向B端滑动时连入电路的电阻变大,那么它串联入电路时应连接的接线柱为( )
A. B和C B. B和D C. A和D D. A和B
【答案】C
【解析】滑动变阻器是利用改变电阻丝接入电路的长度的原理制成的。要使滑动变阻器接入的电阻增大,就要使其接入电路的电阻丝的长度变长,由此入手考虑此题,滑片向B端滑动时,AP之间的电阻丝的长度变长,因此要使滑动变阻器接入电路的电阻值变大,就要使AP之间的电阻丝接入电路,即A接线柱接入电路。由此排除了选择项AB。当将AB接入电路中时,滑动变阻器的滑片无论怎样移动,都是整个电阻丝接入电路,所以此时滑动变阻器接入电路的阻值不变,故排除了D。综上分析故选C。
第2题图 第3题图 第4题图
3. 如图所示电路,电源两端电压保持不变.当开关S闭合时,灯L正常发光,若将滑动变阻器的滑片P向右滑动,(灯泡电阻不随温度变化)下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大,灯L变亮 B. 电压表的示数变小,灯L变暗
C. 电压表的示数变大,灯L变暗 D. 电压表的示数变小,灯L变亮
【答案】C
【解析】滑动变阻器、灯泡、定值电阻串联在电路中,将滑动变阻器的滑片P向右滑动,接入电路的电阻变大,电源电压不变,通过电路的电流变小,灯泡变暗,电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的电压,通过灯泡的电流变小,灯泡的电阻不变,根据欧姆定律灯泡两端的电压变小,所以电压表的示数变大。故选C。
4. 图是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图.电源电压不变,为定值电阻,R是用半导体材料制成的气敏电阻,其电阻值会随天然气浓度的升高而变小,闭合开关S,若厨房天然气浓度升高,则下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数变大 B. 气敏电阻R的阻值变大
C. 通过电阻的电流变小 D. 气敏电阻R两端电压变大
【答案】A
【解析】由图示可知,两个电阻是串联的,电压表测定值电阻两端的电压,当闭合开关S,厨房天然气浓度升高时,气敏电阻的阻值将会变小,总电阻变小,电流变大,定值电阻两端的电压增大,电压表示数会变大,气敏电阻两端的电压会变小,故应选A.
5. 在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮。接下来应进行的操作是( )
A. 更换一个同样规格的小灯泡 B. 更换电压表所使用的量程
C. 检查电路中是否存在断路故障 D. 减小变阻器接入电路的阻值
【答案】D
【解析】闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光造成的,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,减小变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,灯泡实际功率变大,看灯泡能否发光。故选D。
第5题图 第6题图 第7题图
6. 用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A. 由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B. 由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C. 由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D. 为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
【答案】D
【解析】AB.根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由可得,定值的电阻为故AB正确,不符合题意;C.由乙图可知,电压与电流不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,且电压增大量相同时,电流的变化量越来越小,即电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确,不符合题意;D.测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误,符合题意。故选D。
7. 光敏电阻特点是有光照射它时阻值变小.如下图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻,R2为滑动变阻器,A、B间接监控装置.则
A. 当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压升高
B. 当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压降低
C. 当仅增大R2连入电路中的阻值时,通过R1的电流变大
D. 当仅增大R2连入电路中的阻值时,可降低A、B间的电压
【答案】B
【解析】由电路图可知,两电阻串联,监控装置与R2并联.当有人通过通道而遮蔽光线时,R1阻值变大,电路中的总电阻变大;根据I=U/R可知,电路中的电流变小,根据U=IR可知,R2阻值不变时,其两端的电压变小,即A、B间电压降低,故A错误,B正确;当仅增大R2连入电路中的阻值时,电路中的电阻变大;根据I=U/R可知,电路中的电流变小,故C不正确;根据U=IR可知,R1阻值不变时,其两端的电压变小;根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,R2两端的电压变大,即A、B间电压升高,故D不正确.
8. 某小组根据实验绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示,根据此图给出的信息,以下有关小灯泡功率P的图像正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图所示图像可知,灯泡电阻随电压与电流的增大而增大。AB.由可知,由于电压增大的过程中,电阻也在变大,所以比值会比正比关系的图像有变小的趋势,故AB错误;CD.由P=I2R可知,由于随着电压的增大,电阻也在变大,所以与I2的图像有向上的趋势,故C错误, D正确。故选D。
9. 如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2∶3,此时灯L1、L2的电阻之比是
A. 2∶l B. l∶2 C. 3∶2 D. 2∶3
【答案】B
【解析】开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,说明电路没有故障,从图中可以看出,甲表与L2并联,乙表与电源并联,所以甲乙为电压表,甲、乙两个电表的示数之比是2∶3,说明L2两端电压与电源电压之比为2∶3,又L1、L2串联,所以L1、L2电压值比为l∶2,由串联分压可得L1、L2的电阻之比是l∶2.
第9题图 第10题图 第11题图
10. 如图是一个环境温度监控电路原理图.电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻值会随温度的升高而变小.闭合开关S,则下列说法正确的是( )
A. 若环境温度升高,R的阻值变大 B. 若环境温度升高,电压表示数变大
C. 若环境温度降低,通过R电流变大 D. 若环境温度降低,通过R0电流变大
【答案】B
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。A.当环境温度升高时,热敏电阻R的阻值变小,故A错误,不符合题意;B.当环境温度升高时,热敏电阻R的阻值变小,则电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大;由U0=IR0可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B正确,符合题意;CD.当环境温度降低时,热敏电阻的阻值变大,电路中的总电阻变大,电路电流变小,通过R、R0的电流变小,故CD错误,不符合题意。故选B。
11. 如图所示电路中,电源电压,且保持不变,定值电阻,变阻器最大阻值为,电流表量程为,电压表量程为.为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图电路,当电流表示数为最大,即电流为0.6A时,电路总电阻为:
,则变阻器接入电路阻值最小为:R2=R总-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω,
此时电压表示数;U2=IR2=0.6A×2.5Ω=1.5V,没有超过其量程,符合要求;当电压表示数最大,即U2=3V时,则电路中电流为:,此电流不超过电流表量程,此时变阻器接入电路电阻最大为:,所以变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~10Ω,故D正确.
12. 实验室中所使用的电流是由小量程电流表改装而成,在图甲中G表是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=3mA的电流表,其电阻Rg=10Ω,现借助一个定值电阻R0把它改装为一量程为3A的电流表,如图乙所示,下列判断正确的是( )
A. 达到满偏时G两端电压0.03V,R0约≤10000Ω
B. 达到满偏时G两端电压0.03V,R0约0.01Ω
C. 达到满偏时G两端电压30V,R0约10000Ω
D. 达到满偏时G两端电压30V,R0约0.01Ω
【答案】B
【解析】CD.根据题意,小量程电流表满偏电流为Ig=3mA=0.003A其电阻Rg=10Ω,根据得达到满偏时两端电压为故CD错误;AB.如图乙,借助一个定值电阻R0与原电流表并联,使其量程增大到3A时,由于并联电路的干路电流等于支路电流之和,所以通过R0的电流为则R0电阻为故A错误,B正确。故选B。
二.填空题(24分)
13.如图所示,小明用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化,此时使铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是 。如果断开电路,小灯泡不亮,此时铅笔芯的电阻阻值 (选填“等于”或“不等于”)零。实验时小明发现小灯泡不太亮,在不更换小灯泡的条件下,请你写出一种使小灯泡变亮的方法: 。
【答案】 导体的长度 不等于 夹子A、B向中间移动(或再增加一节干电池)
【解析】小明用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,铅笔芯接入电路中的长度变化,接入电路的电阻变化,总电阻变化,由于电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变化,则灯泡的亮度会发生变化。如果断开电路,小灯泡不亮,电路中无电流,由于电阻的大小与电流大小无关,所以此时铅笔芯的电阻阻值不等于0。实验时小明发现小灯泡不太亮,在不更换小灯泡的条件下,需要增大电路中的电流,减小铅笔芯接入电路电阻的大小,即减小铅笔芯接入电路中的长度,可以采取的方法是夹子A、B向中间移动;为了增大电流,在电阻不变的情况下,根据欧姆定律可知,可以增大电源电压,故还可以再增加一节干电池。
第13题图 第14题图 第15题图
14.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示。由图可知,元件 中的电流与它两端的电压之间的关系遵循欧姆定律。将A和B串联后接在电压为2.5V的电源两端,则通过B的电流为 A。 将A和B并联后接在电压为1.2V的电源两端,则通过A的电流为 A。
【答案】 A 0.2 0.24
【详解】元件A,因为元件A满足电流与电压的比值是一个定值,遵循欧姆定律。将A和B串联后接在电压为2.5V的电源两端,即电流相等,由电流相等时,根据图像可知,当I=0.2A时,则元件A的电压为1V,元件B的电压为1.5V,满足两原件的电压之和为2.5V,故I=0.2A时满足题意。由图像可知,I=0.2A时,则元件A的电压为1V,则元件A的电阻为
当A和B并联后接在电压为1.2V的电源两端,则元件A两端的电压为1.2V,则通过元件A的电流为则通过元件A的电流为0.24A。
15.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关、都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V,则定值电阻 。将电压表、电流表的位置互换,当开关断开、闭合,电流表的示数为0.3A,则定值电阻 ,如果此时将开关、同时闭合,则电流表的示数为 A。
【答案】 12 8 0
【解析】开关、都闭合,R1、R2并联,电流表测量R1电流。定值电阻R1为
将电压表、电流表的位置互换,当开关断开、闭合,R1、R2串联,电路电流 电路总电阻定值电阻R2为
将电压表、电流表的位置互换,开关、同时闭合,电流表与R1被短路,所以电流表示数为0。
16. 图甲是小强“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路(电源电压保持不变),图乙是他依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为 _____ V;当R的电阻由10Ω更换为15Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 _____ (选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 _____ (选填“a”或“b”)端滑动
【答案】 3 不变 b
【解析】由图知当电路电流I=0.3A时,对应的电阻值R=10Ω,电阻两端的电压UR=IR=0.3A×10Ω=3V“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验,根据控制变量法可知:控制电压不变。所以当把10Ω的电阻更换为15Ω的电阻时,定值电阻阻值变大,电压变大,要保持电压不变,滑动变阻器接入电路的电阻要增大,滑片要向b端移动。
第16题图 第17题图
17. 在图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样.电源电压保持16V不变,定值电阻R1选择合适的阻值,并选择合适的电表量程.要求:在不更换电表量程的情况下,仅移动变阻器的滑片P,使所有电表的示数都能达到各自的最大值,且电路能正常工作.则电流表的量程为______A,定值电阻R1可能的阻值为_______Ω或_____Ω.
【答案】 0-0.6 5 25
【解析】∵滑动变阻器最大允许通过电流为1A,∴电流表量程只能选0~0.6A,当电压表Vl量程取0~3V时,由欧姆定律得:定值电阻为,当电压表V1量程取0~15V时,定值电阻为,(1)定值电阻为5欧时,电流表、电压表V1、V2的量程分别为0.6A、3V、15V.当电压表V2示数最大时,电流表的示数最小,此时有:;(2)定值电阻为25欧时,电流表、电压表V1的量程分别为0.6A、15V.电压表V2示数的最大值:
,所以,电压表V2只能选0~3V.当电压表V2的示数最大时,电流表的示数最小,此时有:.
18.小英按如图所示的电路图连接实验电路,测量电阻Rx的阻值。闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图甲所示,电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为______V,电流表的示数为______A,电阻Rx的阻值为______。
【答案】2 0.5 4
【解析】电压表接小量程,分度值0.1V,电压表读数为2V。 电流表接小量程,分度值0.02A,电流表读数为0.5A。电阻RX的阻值为
19.如图甲是某身高体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示其身高及体重。已知电源电压恒为6V,R1为力敏电阻,其阻值随压力变化如图乙所示,R2为粗细均匀的电阻丝,其阻值为30Ω,滑片P与电阻丝良好接触。当一个质量为50kg的同学站在力敏电阻上时,g取10N/kg。他受到的重力为______N;电流表示数为______A;若身高体重测量仪测量身高的范围是1m~2m,那么当电压表示数为3.6V时,该同学的身高为______m。
【答案】.500 0.3 1.6
【解析】由图知两电阻并联,电流表测量R1的电阻,电压表测量R2下半部分的电压。学生的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N由图乙知当压力为500N时,R1的电阻为20Ω,通过R1的电流为I1==0.3A通过R2的电流为I2==0.2A当电压表的示数为3.6V时,与电压表并联的R2的阻值为R2′==18Ω因为R2为粗细均匀的电阻丝,其阻值为30Ω,体重测量仪测量身高的范围是1m~2m,所以1m长的电阻为30Ω,即30Ω/m,当R2′=18Ω时的长度为L==0.6m因身高为1米的时候滑片刚好在最下端,所以当电压表示数为3.6V时,该同学的身高为h=1m+0.6m=1.6m
第19题图 第20题图
20.如图甲电路,电源电压U保持不变,R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。开关S闭合、S1断开、S2置于a时,调节滑动变阻器,电压表V1的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的Ⅰ所示:开关S和S1闭合、S2置于b时,调节滑动变阻器,电压表V2的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的Ⅱ所示。则:电阻R1的阻值为 Ω,电源电压 V,电阻R2的阻值 Ω。
【答案】 10 9 20
【解析】开关S闭合、S1断开、S2置于a时,等效电路如图1所示;开关S和S闭合、S2置于b时,等效电路如图2所示由图1知,开关S闭合、S1断开、S2置于a时,定值电阻R1与变阻器R3串联,电压表V1测R1两端电压,电流表测电路中电流,已知电压表V1的示数与电流表A的示数关系图线如图乙Ⅰ所示,由图象Ⅰ知,电流与电压成正比,所以这是定值电阻R1的电流与电压关系图象,当电压为1.0V时,通过它的电流为0.1A,由欧姆定律可得R1的阻值 在图象Ⅰ中,当电流为0.3A时,对应的电压值
由图2知,开关S和S闭合、S2置于b时,定值电阻R2与变阻器R3串联,电压表V2测R2两端电压,电流表测电路中电流,已知电压表V2的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的Ⅱ所示,由图像Ⅱ可知,当时,电路中电流为0.1A,有串联电路特点和欧姆定律可得电源电压图像Ⅰ和图像Ⅱ交点电压和电流相等,所以当时,电路中电流为0.3A,同理可得,电源电压
联立以上两式可得:;。
三.解答题(52分)
21.(4分)作图题
(1)请按要求连接图中的实物图:当只闭合开关S1时,只有灯L1亮;当只闭合开关S2时,灯L1、L2都不亮;当开关S1、S2都闭合时,灯L1、L2都亮;无论开关通断情况如何变化,电压表都有示数且保持不变。
(2)在图所示的电路中,将电阻和滑动变阻器两个元件符号,分别填进电路图的空缺处,填进后要求:闭合电键S,滑片P向左移动时,电流表示数变大,电压表示数变小.
【答案】
【解析】(1)由题意知,当只闭合开关S1时,只有灯L1亮;当只闭合开关S2时,灯L1、L2都不亮;当开关S1、S2都闭合时,灯L1、L2都亮;无论开关通断情况如何变化,电压表都有示数且保持不变,可判断,两灯泡并联,S1在干路,S2在支路,控制灯泡L2,电压表测电源电压。故连接实物图如(2)闭合电键S,滑片P向左移动时,滑动变阻器的接入电路中的电阻减小,电路总电阻变小,根据欧姆定律得到电流变大,电流表示数变大,电阻两端的电压变大,滑动变阻器两端的电压变小,电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,如图所示:
22.(6分) 小华同学想用“伏安法”来测量定值电阻RX的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变。
(1)连接电路时,开关应处于________状态。闭合开关,向________(选填“A”或“B”)端移动变阻器的滑片能使电流表的示数变大,滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要作用是________。操作中,小华发现两个电表只有一个示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,刚发生故障的元件应是_____;
A.电源 B.电阻RX C.滑动变阻器
(2)排出故障后,闭合开关,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,计算RX的阻值为________Ω;
(3)按照上面的操作步骤,小华又测量了一个额定电压为3V的小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图像(即I﹣U图像),小华发现他所描绘的定值电阻的图像是一条直线,而小灯泡的I﹣U图像如图丙所示,原因可能是小灯泡的电阻与________有关,由图像可知小灯泡的额定功率为________W。
【答案】 (1)断开 A 多次测量求平均值减小误差 B (2) 10 (3)温度 1.5
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应该断开。闭合开关,向A端移动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路中电阻变小,根据知,电流变大,电流表的示数变大。滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要作用是改变定值电阻的电压、电流,进行多次测量求定值电阻的平均值减小误差。A.若电源有故障,电流表和电压表都无示数,故A不符合题意;B.若电阻R有故障,若断路,电压表有示数,电流表无示数,若短路,电压表无示数,电流表有示数,故B符合题意;C.若滑动变阻器短路,两表同时有示数,滑动变阻器断路,两电表同时无示数,故C不符合题意。故选B。
(2)电流表的量程为0~0.6A,示数为0.26A,由欧姆定律得,灯泡的电阻
(3)由于灯泡电阻受温度影响,不是定值,随温度变化而变化,因此灯泡的I﹣U变化图像不是一条直线。由图丙所示图像可知,灯泡额定电压3V所对应的电流为0.5A,灯泡额定功率
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
23.(6分)在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
(1)实验中通过观察______来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是______;
(2)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是______;
(3)分别将______(填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
【答案】(1)电流表示数的大小 转换法 (2)导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大 (3)B、C
【解析】(1)在该实验中,电阻的大小是通过电流的大小来体现的,电流越小说明电阻越大,这种方法是转换法。(2)由表中数据可知,将C、D两根合金丝接入电路,C、D合金线的材料、横截面积相同,而长度不同,并且D合金丝的长度大于C的长度,发现接入D合金丝时,电流表的示数比接入C合金丝时更小,说明D合金丝的电阻比C合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大。(3)由表中数据可知,将B、C两根合金丝接入电路,B、C合金线的材料、长度相同,而横截面积不同,并且C合金丝的横截面积小于B的横截面积,发现接入C合金丝时,电流表的示数比接入B合金丝时更小,说明C合金丝的电阻比B合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
24.(8分)如图所示,在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时,电源电压为3V保持不变,滑动变阻器规格“20Ω 1A”。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.2
1.8
2.4
2.8
电流I/A
0.08
0.12
0.18
0.24
0.28
(1)根据图甲连接电路时,开关应 ;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组电流、电压的数据,记录在表二中;
(3)通过计算,第 次数据一定是拼凑的;
(4)排除错误数据后,根据表格数据,可以得到结论;当导体电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成 比;
(5)增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”。
①先将5Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为2V时,记录电流表的示数;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,移动过程中眼睛注视 (选填“电压表”或“电流表”)的示数;
③换接不同的定值电阻,重复上述的实验步骤,绘出电流I与电阻倒数变化的图像如图乙,由图乙可知:电压一定时,电流与电阻成 比;
④对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证,绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”之间的图像,如图丙,其中反应电流与总电阻关系的是 (选填“a”、“b”或“c”),图中阴影部分面积表示的物理含义是 。
【答案】 (1)断开 (3)1 (4) 正 (5)②右 电压表 ③反 ④ c 滑动变阻器两端的电压
【解析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开。(3)由表格中的数据结合欧姆定律可知,接入电路的电阻的阻值为滑动变阻器的最大电阻为20Ω,由电阻的串联特点和欧姆定律可得,电路的最小电流为
故第1次的数据一定是拼凑的。(4)横向比较表中数据可知,电压为原来的几倍,电流也为原来的几倍,即导体电阻一定时,通过导体的电流和导体的两端电压成正比。 (5)②根据控制变量法可知,探究“电流与电阻的关系”应控制电阻两端电压不变,不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,根据串联电路分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻需变大,所以需向右移动滑片,移动过程中眼睛注视电压表的示数
直到电压表的示数为2V,然后读出电流表的示数。③换接不同的定值电阻,重复上述的实验步骤。绘制出电流I与电阻倒数变化的图像如图乙,由图乙可知,是一条过原点的直线,说明I与成正比,故可得:电压一定时,电流与电阻成反比。④根据欧姆定律可知,电流与总电阻的乘积为电源电压,所以是三线中IR乘积最大的,故选c;三线中IR乘积最小的是滑动变阻器两端的电压,所以a表示滑动变阻器的电流与电阻的关系,则b表示电阻的电流与其阻值的关系。阴影部分的面积等于c线IR的乘积与b线IR的乘积之差,根据串联电路电压规律可知,阴影部分的面积表示滑动变阻器两端的电压。
25. (10分)某同学要用伏安法测定一只未知电阻的阻值,现有器材:电池组(6V)、电流表、电压表、待测电阻、开关各一只及导线若干,按要求完成下面各题:
(1)为使测量结果更准确,还需要一只 ________ ,用于改变待测电阻两端的 ________ ,读取几组电压值和电流值.
(2)本实验的原理是 _________
(3)在如图圆圈中填上两表符号,并标出正负接线柱.
(4)根据实验电路图(如图)连接实物图(如图).
(5)实验中记录的部分数据如下表:
试验次数
电压U/V
电流I/A
1
4.0
0.42
2
4.5
0.46
3
5.5
0.52
根据表格中数据可知:实验中电压表选用了 ________ 量程;待测电阻的阻值为 ________
(6)若某同学连完电路后,用开关试触时发现电流表、电压表分别出现如图所示情况,则电流表产生此现象的原因是 ________ ,电压表产生此现象的原因是 ________ .
(7)若将待测电阻换成小灯泡,实验中测量电流、电压值后,通过计算得出三次小灯泡的电阻不相等,你认为可能的原因是: ________ .
【答案】 (1) 滑动变阻器 电压 (2) R= (3) (4). (5). 0~15V 10.0 (6)电流表量程太小 电压表正负接线柱接反了 (7) 灯泡电阻随温度升高而增大
【解析】((1)为使测量结果更准确,还需要一只滑动变阻器,用于改变待测电阻两端的电压,读取几组电压值和电流值.(2)伏安法测电阻的原理是:欧姆定律,由I=可知,R=.
(3)电流表应串联接入电路,电压表应与待测电路并联,电流由电表正接线柱流入,负接线柱流出,电路图如图甲所示.(4)根据电路图连接实物电路图,如图乙所示.(5)由表中实验数据可知,电压表最大示数为5.5V,因此电压表可选0~15V量程;∵I=,∴电阻阻值R1=≈9.5Ω,R2=≈9.8Ω,R3=≈10.6Ω,R=≈10.0Ω.(6)由图乙所示电流表可知,电流表指针超出了最大刻度线,原因电流表所选量程太小;由图乙所示电压表可知,电压表指针反向偏转,电压表正负接线柱接反了.(7)由于灯泡电阻阻值随温度变化而变化,灯泡电阻随温度升高而变大,因此三次实验中,灯泡电阻阻值不同.故答案为(1)滑动变阻器;电压;(2)R=;(3)如图甲所示;(4)如图乙所示;(5)0~15V;10.0;(6)电流表量程太小;电压表正负接线柱接反了;(7)灯泡电阻随温度升高而增大.
26. (8分)我校物理课外兴趣小组同学为发展可再生绿色能源,小明等几位同学对风力的研究产生了浓厚的兴趣,共同设计了“风力测试仪”,其原理如图所示,已知电源电压12V恒定,OB长为10cm,AB长为20cm、阻值为60Ω的均匀电阻丝,OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重为4N的圆球P,金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦,闭合开关S,无风时,OP下垂并与电阻丝的B端接触,此时电流表的示数为0.15A;有风时,圆球P受风力作用,使金属细杆OP绕悬挂点O偏转,请你解答下列问题:
(1)定值电阻R0为多少Ω?
(2)若金属细杆OP绕悬挂点O偏转到距离电阻丝的B端16cm处,此时电路消耗的总功率是多少?
(3)当金属细杆OP滑到A点时圆球P受的风力是多大?
【答案】(1)20Ω;(2)4.5W;(3)8N
【解析】(1)无风时,定值电阻R0与电阻丝的最大阻值串联,电路中的总电阻
串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,定值电阻的阻值
(2)电阻丝均匀,金属细杆OP绕悬挂点O偏转到距离电阻丝的B端16cm处,接入电路中的电阻此时电路消耗的总功率(3)球P所受风力F风的力臂,如下图所示:
因为△ABO∽△PEO所以金属细杆OP平衡,以O为支点,则根据杠杆平衡条件得
答:(1)定值电阻R0为20Ω;(2)若金属细杆OP绕悬挂点O偏转到距离电阻丝的B端16cm处,此时电路消耗的总功率是4.2W;(3)当金属细杆OP滑到A点时圆球P受的风力是8N。
27(10分)阅读短文,回答问题。
人工智能温控芯片中的物理智慧
在人工智能飞速发展的时代,温控芯片是保障芯片稳定运行的关键部件。某新型人工智能温控芯片中,采用了特殊的电阻材料来实现温度调控。这种电阻材料的阻值会随温度变化而改变,其原理基于电阻的影响因素。研究人员发现,当温度在0oC - 50oC 范围内,该电阻材料的阻值R与温度t存在线性关系。在芯片内部的电路中,通过控制电阻两端的电压来调节电流大小,从而实现对芯片温度的精准控制,这其中就蕴含着欧姆定律的应用。
在一次实验测试中,当给该电阻施加3V的电压时,通过的电流为0.3A 。为了探究电阻与温度的关系,研究人员改变环境温度,测量不同温度下电阻的阻值。在20oC 时,电阻的阻值为12Ω;在30oC 时,电阻的阻值变为14Ω。随着人工智能技术对温控精度要求的不断提高,深入理解电阻及其相关物理规律,对优化芯片性能至关重要。
(1)电阻的大小与材料、长度、横截面积和______有关,文中提到的电阻材料在不同温度下阻值不同,说明______会影响电阻大小。
(2)在上述实验测试中,根据欧姆定律I =U/R,此时电阻的阻值为______Ω;当电压增大到6V时,通过电阻的电流变为______A。
(3)若该芯片电路中电源电压恒定,当电阻阻值增大时,通过电阻的电流会______(选填“增大”“减小”或“不变”),依据是______。
(4)关于文中提到的人工智能温控芯片中的电阻,下列说法正确的是( )
A. 电阻的大小只与温度有关 B. 改变电阻两端电压,电阻阻值会改变
C. 利用电阻随温度变化的特性实现温控 D. 电流越大,电阻越大
(5)已知该电阻材料的阻值R与温度t的关系为R = 0.2t + 8(R单位:Ω,t单位:)oC ,当电阻阻值为16Ω时,此时的温度为( )
A. 20oC B. 40oC C. 60oC D. 80oC
【答案】(1)温度;温度; (2) 10;0.6; (3)减小;在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比(欧姆定律);(4)C; (5)B。
【解析】(1)电阻的大小由材料、长度、横截面积和温度共同决定。文中明确指出电阻材料在不同温度下阻值不同,体现了温度对电阻大小的影响 。(2)根据欧姆定律R=U/I,当U = 3V,I = 0.3A时,R=3V/0.3A=10Ω;电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关,当电压增大到6V时,R不变,此时I'=U'/R=6V/10Ω=0.6A。(3)由欧姆定律I =U/R可知,当电源电压U恒定,电阻R增大时,电流I会减小。(4)电阻大小与材料、长度、横截面积和温度有关,A错误;电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关,改变电压,电阻阻值不变,B、D错误;文中利用电阻随温度变化的特性,通过控制电流实现温控,C正确。(5)将R = 16Ω代入R = 0.2t + 8,可得16 = 0.2t + 8,0.2t = 8,解得t = 40oC,所以选B。
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