中考物理总复习学案专题132 欧姆定律解析版.docx
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中考物理总复习学案专题132欧姆定律解析版
考向1电流与电压电阻的关系
当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
解读:
(1)电流与电压之间的关系:
这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体来说的;不能反过来说,电阻一定时,电压与电流成正比;这里存在一定的因果关系,这里电压是原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压。
电流与电阻的关系:
当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
不能说成电阻跟电流成反比,导体的电阻是导体本身的一种性质,不随导体中的电流的变化而变化。
典型例题【2016•重庆B卷】小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器
的规格是“20Ω2A”。
(1)如图15甲所示是小薇画出的电路图,小亮进行实物连线如图15乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应)。
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左端,如图15丙所示,其原因是(选填“A”或“B”)
A.电流表没调零B.电流表正负接线柱接反了
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图15丁所示,记为V;他们记录的数据如下表所示,老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第组(填写实验序号),理由是。
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.34
0.5
(4)排除有拼凑嫌疑的数据后,分析数据可以得到的结论是:
在不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成比;
(5)小薇利用实验数据还计算出定值R的阻为Ω(结果保留一位小数);
(6)以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的不相同的是。
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素B.探究杠杆的平衡条件
C.刻度尺测物体的长度
【答案】
(1)如图所示
(2)A(3)2.5①滑动变阻器的最大阻值偏小,无法使电流小到0.10A。
(4)电阻正(5)5.1(6)C
【解析】
针对练习1【山东省临沂市2016届九年级上学期阶段性抽测物理试题】探究“一段电路中电流跟电阻的关系”实验电路图如图所示.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω为后,为了探究上述问题,他应该采取的正确操作是()
A.保持变阻器滑片不动
B.适当增加电池的节数
C.将变阻器滑片适当向右移动
D.将变阻器滑片适当向左移动
针对练习2小刚同学用图所示的电路研究电流跟电阻的关系。
在实验过程中,当A.B两点间的电阻由5Ω更换为l0Ω后,他下一步的操作是()
A.记录电流表和电压表的示数
B.将变阻器滑片向左移动
C.将变阻器滑片向右移动
D.增加电池的数
针对练习3【重庆市江津区三校2016届九年级上学期期中联考物理试题】在探究“电流与电阻的关系”的过程中。
(1)连接电路时,开关应处于____________(“断开”或“闭合”)状态。
滑动变阻器应调至阻值最大,是为了____________。
(2)根据电路图,完成图10丙所示的实物图连线,要求滑片右移,电流表示数变小。
(3)波波按图10甲连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是____________(只填序号)。
A.电流表断路B.定值电阻断路C.定值电阻短路
(4)排除故障后,波波将5
的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为
,电流表示数(如图10乙所示)为____________
。
(5)波波再分别换接10
、15
的电阻,重复实验,得到表一中另两组数据。
分析表一数据,可得出结论:
保持电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成____________比。
(6)登登在做此实验时,每次只是更换电阻,测得相应的电流值。
如表二所示,根据表中数据,他无法得到与波波相同的结论,其原因是______________________________________。
(7)况老师看到他们的实验结果,对波波大加表扬,因为他把5
换成10
后,将滑片往____________(填“左”或者“右”),使电压表示数变成____________V,再读取电流值。
(8)若电源电压为4.5V,根据波波所完成的表一中的数据,可以知道,他所使用的滑动变阻器是____________。
甲:
10
0.2A乙:
丙:
【参考答案:
1.C解析探究电流跟电阻的关系时,应保持导体两端的电压不变,当把A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω为后,电阻两端的电压会变大,为了保持电压不变,他应将变阻器滑片适当向右移动,来使电压表的示数保持不变,故应选C。
3.
(1)断开保护电路
(2)如下图
(3)B(4)0.3(5)反比(6)没有控制电阻两端的电压不变(7)右1.5(8)丙
解析:
(1)连接电路时,为了保护电路元件,开关应处于断开状态,滑动变阻器应调至阻值最大。
(2)要求滑片右移,电流表示数变小,则变阻器的电阻变大,应选择下方接线柱的“左”接线柱。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数,说明电路中有电流,但很小,其原因可能是定值电阻断路。
(4)电流表的量程为0~0.6A,示数为0.3
。
(5)分析表一数据,电压不变时,电流与电阻的乘积不变。
即可得出结论:
保持电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
考向2欧姆定律
1.欧姆定律的内容:
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。
2.欧姆定律的表达式:
其中I与R、U属于同一段纯电阻电路中的三个物理量,反应了某时刻三个物理量在同一部分电路中的电流规律,公式中I、R、U三个物理量的单位分别为:
安培、欧姆、伏特。
3。
欧姆定律的理解:
①在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
②在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
解读:
使用欧姆定律时应注意
①适用条件:
纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能)
②I、U、R对应同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。
③使用欧姆定律解题时,电压的单位用伏,电阻的单位用欧,电流的单位用安。
④导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。
R=
是电阻的量度式,它表示导体的电阻可由
给出,即R与U、I的比值有关,但R与外加电压U和通过电流I等因素无关。
典型例题【2016•四川内江卷】在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω。
现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为1.5V时,电流表示数为30mA。
则短路处距甲地一条输电线的电阻为Ω,短路位置距甲地的距离为km。
【答案】252.5
【解析】
试题分析:
连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值:
R总=U/I=1.5V/0.03A=50Ω;则短路处距甲地一条输电线的电阻为R=R总/2=25Ω;导线总长度:
L=50Ω/0.01Ω×1m=5000m,短路的地点离甲地的距离:
s=1/2×L=1/2×5000m=2500m=2.5km。
针对练习1【山东省临沂市2016届九年级上学期阶段性抽测物理试题】根据欧姆定律公式I=U/R,下列说法正确的是()
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C.导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大
D.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
针对练习2【广东省肇庆市端州区西区2016届九年级上学期期末考试物理试题】某定值电阻两端的电压是2V时,通过它的电流是0.5A,定值电阻为Ω;如果它两端的电压是6V,通过这个电阻的电流为A;如果它两端的电压是0,这电阻的阻值为Ω。
针对练习3【江苏省扬州市江都区邵樊片2016届九年级上学期12月月考物理试题】如图是关于电阻A、B的I-U图像。
由图可知,电阻值较大的电阻是______Ω。
若将A、B两电阻并联后接在电压为2V的电源两端,则并联电路干路中的电流是_____A
2.41.54解析:
定值电阻的阻值为R=U/I=2V/0.5A=4Ω;当电压为6V时,通过它的电流为I=U/R=6V/4Ω=1.5A;由于电阻是导体本身的属性,与电压和电流无关,所以电压为0时,电阻仍为4Ω。
3.10,0.6解析:
由图可知,当电压一定时,通过电阻A的电流比通过电阻B的电流大,由R=U/I可知,电阻值较大的电阻是B,阻值为R=U/I=3.0V/0.3A=10Ω。
将A、B两电阻并联后接在电压为2V的电源两端,此时通过A、B两电阻的电流分别为0.4A和0.2A,则并联电路干路中的电流是0.4A+0.2A=0.6A.】
考向3电阻的串联和并联电路规律的比较
串联电路电阻的特点
∵R1和R2串联
∴U=U1+U2I=I1=I2
又∵U=IR、U1=I1R1、U2=I2R2
∴IR=I1R1+I2R2
∴R=R1+R2
结论:
①串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。
②若有n个阻值都为R的电阻串联,则总电阻R串=nR。
③串联电阻相当于增加了导体的长度,串联的电阻越多,总电阻越大。
5、并联电路电阻的特点
推导∵R1和R2并联
∴U=U1=U2,I=I1+I2
又∵
、
、
∴I=I1+I2
即
=
+
,得到:
结论:
①并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
②若有n个阻值都为R的电阻并联,则总电阻R串=R/n
③并联电阻相当于增加了导体的横截面积,并联的电阻越多,总电阻越小。
而且,并联总电阻比其中最小的电阻还要小。
解读:
电路图
电流
电压
电阻
电压分配或电流分流
串
联
电
路
公式:
I=I1=I2
表述:
串联电路中各处的电流都相等
公式:
U=U1+U2
表述:
串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和.
公式:
R=R1+R2
表述:
串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和
电压分配公式:
表述:
串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比
并
联
电
路
公式:
I=I1+I2
表述:
并联电路中总电流等于各支路中电流之和
公式:
U=U1=U2
表述:
并联电路中各支路两端的电压都相等
公式:
表述:
并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和
电流分流公式:
表述:
并联电路中,流过各支路的电流与其电阻成反比
典型例题【2016·聊城卷】(多选)如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图象如图乙所示。
则下列判断正确的是
A.图线A是电阻R1的I-U关系图象
B.电源电压为18V
C.R1的阻值是20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】BC
针对练习1【重庆市江津区三校2016届九年级上学期期中联考物理试题】如图6所示的电路中,电源电压保持不变。
当开关S由断开到闭合时,电流表的示数将,电压表的示数将(选填“变大”、“变小”或“不变”)
针对练习2【湖南省郴州市2016届九年级上学期期末考试物理试题】如图所示,当开关S断开和闭合时,电流表示数之比是1:
4,则电阻R1和R2之比是
A.1:
4B.4:
1C.3:
1D.1:
3
针对练习3【湖南省湘潭县2016届九年级上学期期末联考物理试题】如图所示电路,R1=4Ω,R2=2Ω.闭合开关后,电源电压为3V,求:
(1)电流表的示数;
(2)电压表的示数
考向4动态电路的分析
动态电路的分析主要分以下几种类型
1.在观察电路的基础上,明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式,电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流,电压表测哪个电阻或哪几个元件两端的电压。
2.当开关断开与闭合时,电路中的电阻怎样变化,运用电路关系、欧姆定律,推导出电路中的电流如何变化,电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。
解读:
(1)含滑动变阻器的串联电路:
由于电源电压不变,按以下思路分析:
→
→
→
→
(2)含滑动变阻器的并联电路,由于电源电压不变,且并联电路中各个支路互相独立、互不影响,所以含定值电阻的支路各量都不变化,含滑动变阻器的支路,按以下思路分析:
→
→
→
典型例题【2016·六盘水卷】如图所示电路,电源电压恒定不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,关于电流表A1和电压表V1的示数变化叙述正确的是( )
A.电流表A1示数变大,电压表V1示数变大
B.电流表A1示数变大,电压表V1示数变小
C.电流表A1示数变小,电压表示数V1变大
D.电流表A1示数变小,电压表V1示数变小
【答案】C
【解析】
针对练习1【重庆市江津区三校2016届九年级上学期期中联考物理试题】如图4所示,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电路中电流表、电压表的示数和灯泡 L 亮度变化情况正确的是
A.两块电表的示数都变小,灯泡L亮度变暗
B.两块电表的示数和灯泡L亮度都不变
C.两快电表的示数都变大,灯泡L亮度变亮
D.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡 L 亮度变暗
针对练习2【上海市上南地区六校2016届九年级(五四学制)12月月考物理试题】如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是()
A电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
B电压表V2与电流表A的示数之比保持不变
C电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
D电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量的比值一定变大
针对练习3【山东省临沂市2016届九年级上学期阶段性抽测物理试题】右如图所示是小丽设计的压力传感器的原理图,其中R1是滑动变阻器,R2是定值电阻.当压力增大时()
A.电流表示数增大,电压表示数减小
B.电流表示数减小,电压表示数减小
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数增大,电压表示数增大
和R2的电压。
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,R2的阻值增大,由欧姆定律I=U/R可知,电流表A的示数变小;由串联分压U1/U2=R1/R2可知,电压表V1的示数变小,电压表V2示数变大;电压表V1与电压表V2的示数之和保持是电源电压不变;电压表V2示数变化量等于电压表V1示数变化量,电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值是R1不变。
故选C3.C解析:
由图示可知,当压力增大时,滑片向下移动,电阻变大,总电阻变大,电流会变小,电流表示数变小,定值电阻两端的电压减小,由于串联电路中总电压等于各串联部分电压之和,所以变阻器两端的电压变大,电压表示数变大,故应选C。
】
考向5电路故障
一、电路的三种状态
(1)通路:
接通的电路叫通路;
(2)断路:
断开的电路叫开路;(3)短路:
直接把导线接在电源两极上的电路叫短路。
甲图为电源短路,灯泡不亮,电源被烧毁,乙图为局部短路现象灯泡L2被短路,灯泡L2不亮
二、用电压表和电流表检查电路故障:
如上图所示的电路中,若灯L1发生断路,则电路变为下图所示的电路,则灯L1和L2都不亮,电流表无示数,电压表有示数(指示电源电压);
若灯L1发生短路,将变成下图所示电路,则灯L1不亮,灯L2亮,电流表有示数,电压表无示数.
若灯L2发生断路,则电路变为下图所示的电路,则灯L1和L2都不亮,电流表无示数,电压表无示数;
若灯L2发生短路,将变成下图所示电路,则灯L1变亮,灯L2不亮亮,电流表,电压表示数都变大。
三、用导线查找电路故障
如图所示,灯L1和L2均不亮.(肯定是断路了,因为若是短路,将有一个灯泡能发光)
方法:
将导线或电流表依次并联在ab、bc、cd两点间,若电路中灯泡亮了,则与导线并联处发生了断路.
四、用电压表查找电路故障
如图所示,灯L1和L2均不亮.(肯定是断路了,因为若是短路,将有一个灯泡能发光)
将电压表依次并联在ab、bc、cd两点间,若电压表有示数,则与电压表并联处发生了断路.
典型例题【2016•山东临沂卷】在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是()
A、电流表短路B、灯泡L1开路C、灯泡L2短路D、灯泡L2开路
【答案】B
【解析】
针对练习1【上海市上南地区六校2016届九年级(五四学制)12月月考物理试题】在如图所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键后,电路正常工作,过了一会儿,有一只电表的示数突然变小,有一盏灯熄灭了,其余电表的示数不变,对发生这一现象的原因,下列判断正确的是 ()
A一定只有L1熄灭
B可能L2短路
C可能是L2熄灭
D可能L1短路
针对练习2【湖北省孝感市八校联谊2016届九年级12月联考物理试题】在如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L1或L2中有一个发生了短路故障,当开关S闭合时,下列现象中不可能出现的是( )
A.电压表无示数,灯泡L1不发光B.电压表有示数,灯泡L2不发光
C.电压表和电流表都没有示数D.电压表和电流表都有示数
针对练习3【山东省东营市各县区2016届九年级上学期联考物理试题】下图是某家庭电路,闭合开关,灯不亮。
用试电笔接触c点氖管不发光,接触d点氖管发光。
已知该电路有两处故障,则下列判断正确的是( )
A、ac间断路、bd间断路
B、ac间断路、eb间断路
C、ac间断路、cd间短路
D、eb间断路、cd间短路
考向6伏安法测电阻
【实验原理】
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】
【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。
【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
解读:
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。
典型例题【2016·资阳卷】小明欲测量一个阻值标识模糊的定值电阻,图甲所示是他设计的测量电路,图乙是未完成连接的实验电路。
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,帮助小明把滑动变阻器和电压表正确连入图乙所示的实验电路;
(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,按照正确的操作测得数据如下表所示:
实验序号
电压U(V)
电流I(A)
电阻R(Ω)
1
1.0
0.10
10.0
2
1.5
0.12
12.5
3
2.0
0.20
10.0
4
2.5
0.24
10.4
5
2.8
0.28
根据表中数据,第5次测量的电阻值R5=____________Ω。
(3)图丙中已经把前4次测得的电压U和电流I的值对应点描出,请你在图丙中补描出第5次测量的电压U和电流I值对应的点A,并依据所描的点在图丙中作出该定值电阻的U-I图像。
【答案】
(1)如下图左所示;
(2)10(3)如下图右所示
【解析】
(1)由图示可知,滑动变阻器与电阻应是串联的,电压表应并联在被测电阻两端,实物图连线如上图左所示;
(2)第5次测量的电阻值R5=2.8V/0.28A=10Ω;(3)由表格中的数据可对应在图中描点并连线如上图右所示。
测量电阻的其它方法
方法一:
如图1,闭合S,用电压表分别测出Rx及R0两端电压Ux、U。
,则Rx=R0Ux/U0
方法二:
如图2,闭合S1,当S2,闭合时,电压表读数为U,S2断开时,电压表读数为Ux,则Rx=R0Ux/(U-Ux)
方法三:
如图3,闭合Sl,当S2闭合时.电压表读数为U,S2,断开时,电压表读数为U0,则Rx=R0(U-U0)/U0
方法四:
如图4,滑动变阻器最大阻值为R0闭合S,当滑片P滑至最左端,电压表读数为U.滑片滑至最右端,读数为Ux则Rx=R0Ux/(U-Ux)
二、只有电流表和己知电阻,测未知电阻
方法一:
如图5,闭合S,用电流表分别测出通过Rx及R0的电流Ix、I0,则Rx=R0I0/Ix,
方法二:
如图6,闭合S1,当S2闭合时.电流表读数为I1,S2断开时,电流表读
数为I2,则,Rx=R0(I1-I2)/I2
方法三:
如图7,闭合S1,当S2闭合时,电流表读数为I1,S2断开时,电流表读数
为I2则,Rx=R0I2/(I1-I2)
方法四:
如图8,当S闭合时,电流表读数为I1,S断开时,电流表读数为I2,
则Rx=R0(I1-I2)/I2
方法五:
如图9,当S闭合时,电流表读数为I1,S断开时,电流表读数为I2,
则Rx=R0I2/(I1-I2)
方法六:
如图10,滑动变阻器最大阻值为R0.闭合S,滑片置于最右端,电流表
读数为I1;滑片置于最左端,电流表读数为I2,则Rx=R0I2/(I1-I2)
针对练习1【上海市上南地区六校2016届九年级(五四学制)12月月考物理试题】小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压为6伏,实验器材如图17中所示,请完成下列要求。
①小明连接的电路如图18所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中按规范的实验操作要求连线。
②小明正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键,移动滑动变阻器滑片过程中,发现电压表示数为6伏,电流表有示数但示数不变,产生这种现象的原因是。
③小明排除故障后按正确的步骤继续实验。
闭合电键,观察到电压表、电流表示数如图
17所示。
将滑片移到中点时,电流表示数为0.58安,在移动滑片过程中,观察到电流表示数的最大值为1.2安。
请将实验数据记录表填写完整(计算电阻时,精确到0.1欧)
针对练习2【江苏省扬州市江都区邵樊片2016届九年级上学期12月月考物理试题】要测量一个阻值约为几欧的电阻Rx,实验室提供的器材有:
电源(电压为3V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻
器R1一个,开关、导线若干.
(1)小明用伏安法测量该电阻,如图是小明连接的电路.连接电路时,小明注意到了开关应;接通电路后,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为3V.则故障原因可能是.
(2)请把第二