内容正文:
大单元·情境化作业设计
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中考衔接点8 欧姆定律的理解及计算
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中考早知道:①通过滑动变阻器调节、开关状态改变等场景,分析电路中电流、电压变化,考查 欧姆定律在动态情境中的灵活运用能力。②结合串、并联电路特点,运用计算I=电流、电 压、电阻,常见于计算题或填空题,如求解电路中某元件的阻值、电压。
动态电路分析 开关类 (2024菏泽) 如图所示,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A. 只闭合S1, 电阻R 与灯泡L并联 B. 只闭合S1, 电压表测量电阻R 两端电压
C.先闭合S1, 再闭合S2,灯泡 L 亮度变大 D. 先闭合S1, 再闭合S2,电流表示数变大
C
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子题1.1 变阻器类 (2024滨州) 如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表V的示数变小 B.电流表A1与电流表A2的示数相等
C.电流表A1的示数变大 D.电压表V 与电流表A1示数的比值变大
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【解析】由题图得,闭合开关,R、R0并联,电流表A2测量R0电流,电流表A1测量干路电流,所以电流表A1的示数大于电流表A2的示数,电压表测量电源电压,则R0、R两端的电压等于电源电压。滑动变阻器滑片P从最上端向中点移动过程 中,R接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电压表示数不变,由欧姆定律得,通过R的电流变大,电路总电流变大,则电流表 A1示数 变大,A2示数不变,故AB 错误,C正确;由于电压表V的示数不变,电流表A1 示数变大,则电压表V的示数与电流表A1示数的比值变小,故D错误。
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子题1.2 图像类 (2024济宁改编) 如图是一个灯泡L 和一个定值电阻R 的 I-U 图像。下列分析正确的是( )
A. 甲为灯泡L 的图线
B. 当电压为0时,L 与 R 的阻值均为0
C.将L 和 R 并联在6V 的电源两端,电路总电阻为36 Ω
D.将 L 和 R 串联在6V 的电源两端,R 两端的电压为4.8V
D
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【解析】灯泡L的电阻随温度升高而变大,其I-U 图像为曲线乙;定值电阻阻值不变,其I-U图像为直线甲,故A错误;电阻是导体本身属性,与电压、电流无关,电压为0时,L与R阻值不为0,故B 错误;当L与R并联时,U=6V,IR=0.25A,
IL=0.5A,总电流I=0.25A+0.5A=0.75A,总电阻R总=8Ω,故C错误;当L与 R串联时,电流相等且UR+UL=6V。观察图像,当I=0.2A时,UR=4.8V,UL=1.2V,满足条件,故D正确。
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子题1.3 敏感电阻类 (2024东营) 图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R 为酒精气体传感器,其阻值随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,闭合开关 S, 当 R 周围酒精浓度增加时,下列判断正确的是( )
D
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大
C. 电压表与电流表示数的比值不变 D. 电路总电阻变小
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(2024济南节选) 学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,报 警器由电压表改装,R0是定值电阻,Rp是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值Rp 随水深h 变化的图像。报警器未浸入水中时,Rp的阻值为40 Ω,电流表示数是0.12 A; 报警器浸入水下深度h 大于等于1m 时,报警器报警,当h 为 1m 时,R0两端的电压为1.5 V。通过计算回答:
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(1)报警器未浸入水中时,Rp两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度h 为 1 m 时,通过Rp的电流是多少?
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3.新情境 ·气象观测 (2024北京)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图 乙,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R 变化时,通过 R的电流大小保持不变。电阻 R 的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的 示数可反映环境的温度。某次环境温度从20℃上升到30℃,电压表的示数变化了8 mV。 当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A. 每升高1℃,R 的阻值增大1.65Ω
B.通 过R 的电流为20 mA
C. 环境温度为20 ℃时,电压表的示数
为216 mV
D. 若要增大该测温装置的灵敏度,可
换一个电流值更小的恒流源
C
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【解析】由图丙可知,温度每升高20℃,电阻增大8Ω,则每升高1℃,R的阻值增大=0.4Ω/℃,故A错误;由图丙可知,当t=20℃时,R1=108Ω,由欧姆定律可知,通过R的电流I1==,当t=30℃时R2=R1+0.4Ω/℃×(30℃-20℃)= 112Ω,则此时通过R的电流I2==;由题意可知,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变,环境温度从20℃上升到30℃,电阻变大,由U2=IR可知,电压表的示数会增大,因电压表的示数变化了8mV, 即U2=U1+0.008V,因电流不变,则 I1=I2, 即
=,解得U1=0.216V=216mV,I=I2=2mA,故B错误,C正确;由△U=I△R可知,阻值变化量相同时,电流越大,电压表示数变化值越大,因此若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更大的恒流源;故D错误。
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