四、欧姆定律的应用

1 第十三讲 欧姆定律 玩转陕西 10 年中考真题 副题 命题点一 动态电路分析 类型一 开关通断引起的 1 2015 陕西 8 题 2 分 如图所示电路 闭合开关 S1 S2 下列对电路的分析 正确的是 A L1与 L2串联 B 电流表测 L1的电流 C 当开关 S2断开时 通过 L1的电流变小 D 当开关 S2断开时 电流表的示数变小 第 1 题图 类型二 滑动变阻器滑片移动引起的 2 2015 副题 8 题 2 分 如图所示电路 电源电压保持不变 闭合开关 S 后 当滑动变阻器的滑片向右移动时 A 电压表的示数变小 B 电流表的示数变大 C 小灯泡 L 变亮 D 电压表示数与电流表示数的比值变大 第 2 题图 2 类型三 敏感电阻引起的 3 2017 陕西 8 题 2 分 如图甲所示 电源电压恒为 6 V R 为热敏电阻 其 阻值随温度变化如图乙所示 R0是阻值为 10 的定值电阻 闭合开关 S 通过分 析 下列说法错误的是 甲 乙 第 3 题图 A 图甲中的 R0有保护电路的作用 B 温度升高时 电压表的示数会变小 C 温度为 40 时 电流表的示数为 0 2 A D 温度降低时 电压表与电流表示数的比值变小 命题点二 欧姆定律相关计算 4 2017 副题 8 题 2 分 如图所示电路 电源电压恒为 3 V 只闭合开关 S1 电流表 A1的示数为 0 1 A 再闭合开关 S2 电流表 A1的示数变化了 0 2 A 下 列说法错误的是 第 4 题图 A S1 S2都闭合时 灯泡与定值电阻并联 B S1 S2都闭合时 灯泡两端的电压为 3 V C 当 S1闭合 S2由闭合到断开时 电流表 A2的示数变大 D 定值电阻的阻值为 15 5 2009 陕西 7 题 2 分 小荣同学连接了如图所示的电路 闭合开关后 无论 怎样移动滑动变阻器的滑片 电压表的示数保持 3 V 不变 电流表的指针几乎不 动 排除故障后 将滑动变阻器的滑片移至最左端 电流表的示数为 0 3 A 以 3 下说法正确的是 第 5 题图 A 故障原因可能是滑动变阻器短路 B 电阻 R 与滑动变阻器是并联的 C 想使电流表示数变大 应将滑动变阻器的滑片向右移动 D 电阻 R 的阻值为 10 6 2016 副题 28 题 4 分 如图甲是一种能自动测定油箱内油量的装置原理 图 电源电压恒为 24 V 定值电阻 R0 10 A 为油量表 由电流表改装而成 Rx为压敏电阻 其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示 当油箱中油量逐渐 减少时 Rx上受到的压强逐渐 Rx的阻值逐渐 若 当油箱中装满油时 电路中的电流是 0 6 A 则此时 Rx上受到的压力是 N 当油箱中油量为零时 电路中的电流是 A 第 6 题图 7 2015 陕西 27 题 3 分 如图甲所示是小强 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 如图所示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 10 更换为 15 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 P 应向 选填 a 或 b 端滑动 4 第 7 题图 8 2012 陕西 28 题 3 分 图甲所示的电路中 电源电压恒为 12 V 滑动变阻 器的铭牌上标有 100 0 5 A 字样 图乙为 R1的 I U 图像 R1的阻值为 当电路中电流为 0 2 A 时 滑动变阻器 R2接入电路的阻值为 为了不损坏滑动变阻器 R2接入电路的阻值应不小于 第 8 题图 拓展提升 如图甲是某电子秤的原理示意图 R1为定值电阻 托盘下方的电阻 R2为压 敏电阻 其电阻大小与托盘内所放物体质量 m 大小的关系图如图乙所示 已知 电源电压为 6 V 保持不变 当托盘为空时 R2电阻 若托盘为空时 电流表示数为 I1 0 01 A 则定值电阻 R1的阻值为 若放入某物体 后 电流表示数为 I2 0 02 A 则该物体的质量为 g 拓展提升题图 命题点三 连接电路图 9 2014 陕西 29 2 题 2 分 如图所示是探究电流与电压关系的电路 请你以 笔画线代替导线 完成实物连接 要求 滑动变阻器接入电路中的阻值最大 5 第 9 题图 命题点四 探究电流与电压的关系 10 2017 副题 7 题 2 分 下列图像与描述的物理量间的关系不正确的是 11 2017 副题 31 题 8 分 在探究电流与电阻的关系时 电源电压恒为 3 V 四个定值电阻阻值分别为 5 10 15 30 滑动变阻器上标有 20 2 A 的字样 第 11 题图 1 用笔画线代替导线将图甲所示实物电路连接完整 2 闭合开关后发现电流表指针反向偏转 其原因是 3 正确连接后 闭合开关移动滑片 使电压表示数如图乙所示 读数为 V 断开开关 用 10 的电阻替换 5 的电阻 闭合开关 电压表 的示数将变 为使定值电阻两端电压保持不变 应将滑动变阻器的 6 滑片向 选填 左 或 右 移动 再用 15 的电阻进行第 3 次 实验 实验数据如下表 实验序号123 电阻 R 51015 电流 I A0 30 150 1 4 分析数据可得 在导体两端电压一定时 5 此实验中能否换用 30 的定值电阻继续进行实验 理由是 12 2010 陕西 31 题 8 分 学校实验室里有一种小灯泡 上面标有 3 8 V 0 3 A 字样 小秦同学知道 3 8 V 为小灯泡的额定电压 猜想小灯泡上 0 3 A 的物理含义是 当小灯泡两端电压是 3 8 V 时 通过它的电流为 0 3 A 针对这 个猜想 他设计了实验方案 并进行验证 第 12 题图 1 实验电路如图甲 闭合开关前 应将滑动变阻器的滑片移到 选 填 A 或 B 端 2 闭合开关后 电压表的示数如图乙为 V 电流表的示数如图丙为 A 3 将滑动变阻器的滑片向 选填 A 或 B 端移动 使电压表的示 数为 3 8 V 时 观察电流表的示数是否为 A 4 若实验结果验证了小秦的猜想是正确的 要使结论具有普遍性 接下来 的做法是 13 2008 陕西 30 题 8 分 在探究 通过电阻的电流与电压的关系 时 同学 们进行了下列实验 1 请你根据图甲所示的实验电路图 用笔画线代替导线将图乙的实物电路 连接完整 7 第 13 题图 2 闭合开关前 滑动变阻器的滑片 P 应处于 闭合开关 移动滑片 P 电压表的示数变 电流表的示数变 3 当滑片 P 移到某一位置时 电压表和电流表的示数分别如图丙 图丁所 示 则电压表的读数为 V 电流表的读数为 A 4 移动滑片 P 读取了多组电压值和电流值 分析实验数据得出 通过定 值电阻的电流与其两端电压成正比 实验中滑动变阻器的作用是 写出一条即可 命题点五 伏安法测电阻 14 2013 陕西 31 题 8 分 有三个阻值不同的完好电阻 R1 R2和 R3 小华想 利用图甲电路测量 R1的阻值 第 14 题图 1 测量电阻的实验原理是 2 根据图甲 用笔画线代替导线 将图乙实物电路连接完整 3 正确连接实物电路后 开关 S 闭合前应将滑片 P 置于 闭合开 关 S 后 小华发现 无论怎样移动滑片 P 电压表和电流表都有示数且不变 经 过检查各元件连接正确 故障应是滑动变阻器 选填 断路 或 短路 8 实验序号电压 U V电流 I A电阻 R1 10 750 126 25 21 100 186 11 30 550 096 11 41 300 216 19 4 为使 R1的测量结果准确 需要获得多组 R1两端电压值及通过 R1的电流 值 在不改变电源的情况下 小华利用 R2 R3替代滑动变阻器获得了四组数据 如上表 她的具体做法是 5 被测电阻 R1的阻值为 15 2013 副题 31 题 8 分 小明用图甲所示的电路 测量弹簧测力计中弹簧的 电阻 Rx 1 根据图甲 用笔画线代替导线 将图乙实物电路连接完整 第 15 题图 2 正确连接电路后闭合开关 发现电压表和电流表均无示数 只将导线 ed 的 d 端分别改接 a b c 点后 电压表均有示数 若电路中只有一处故障 那么 故障可能是 3 排除故障后 小明测得在不同电压下通过 Rx的电流值 记录在表格 中 当电压表示数为 1 10 V 时 电流表的指针如图丙 将电流表示数及计算出 的电阻值填入表格中 实验序号电压 U V电流 I A电阻 Rx 0 500 202 50 0 800 312 58 9 1 10 4 小明多次测量弹簧的电阻后取平均值 其目的是 5 小明分析表中数据后认为 这根弹簧的电阻变大是因为弹簧发热升温造 成的 为了验证这个观点 小明保持 Rx两端电压一定 通过测量该弹簧在不同 温度下的电流值 从而找出电阻与温度的关系 请你写出一种改变该弹簧温度的 具体做法 16 2011 陕西 31 题 8 分 同学们在用伏安法测量标有 220 V 60 W 白炽 灯泡的电阻时 发现电流表示数很小 调节滑动变阻器的滑片 电流表示数变化 非常小 于是 他们设计了如图甲所示的电路 通过在 AB 间接入阻值不同的定 值电阻 分别测出了不同电压时白炽灯泡的电阻 第 16 题图 1 根据串联电路中电流的特点和欧姆定律 可以推出 选填 UR R UL RL 或 2 根据图甲所示电路图 将图乙的实物电路连接完整 3 正确连接电路后 闭合开关 S 发现电压表无示数 电压表示数较大 则该故障的原因可能是 排除故障后 在某次实 验中 电压表的示数如图丙 其示数为 V 4 当 AB 间接入的定值电阻为 125 时 的示数为 4 0 V 的示数为 2 0 V 则 RL 若将定值电阻换为 200 则的示数将 选填 变大 变小 或 不变 5 220 V 60 W 白炽灯泡正常发光时的电阻约为 806 7 比同学们测 得的阻值大很多 请分析造成这种差异的主要原因是 10 17 2011 副题 31 题 8 分 某同学想测量一个未知电阻 Rx的阻值 实验室所 提供的器材有 电源 电压恒定 一个电流表 若干个定值电阻 R0 两个开关 S1 S2及导线 他设计并连接了如图甲所示的实验电路 1 根据图甲所示的实物电路 在方框中画出电路图 第 17 题图 2 为了正确选择电流表的量程 闭合开关前应进行 3 闭合开关 S1 S2后 电流表示数 I1 0 5 A 请在图乙中正确画出电流 表指针所在位置 此时电源电压 U I1Rx 4 断开开关 S2 电流表示数为 I2 则电源电压 U 用物理量符 号表示 该同学在 AB 间分别接入不同阻值的定值电阻 进行了多次实验 实 验数据如下表 通过计算将结果填入表格中的空白处 实验次数 定值电 阻 R0 电流 I2 A 待测电阻 Rx Rx的平 均值 150 3410 63 2100 2510 00 3150 21 4300 1310 54 命题点六 电学创新探究题 18 2015 陕西 32 题 7 分 雨天乘车时 小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器 随着雨的大小 刮动的速度相应的发生变化 停雨后 刮水器自动停止工作 小 华查阅相关资料后 发现它的工作电路中安装有 雨水检测金属网 装置 小华 想 该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用 于是他自制了如图甲所示的雨 11 水检测金属网 以下简称检测网 并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究 第 18 题图 1 小华按照所设计的电路图连接电路 实验时 检测网未放入雨水中 电 路处于断开状态 再将检测网放入雨水中 电路接通 表示雨水是 选 填 导体 或 绝缘体 小华通过观察电路中 的变化 来判 断电动机转速的变化 从而反映刮水器刮水速度的变化 2 将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验 记录数据如表所示 检测网浸入 雨水中的部分 未浸入 浸入 1 3 浸入 2 3 全部浸入 电流表的示数 A 0 160 200 32 结合上述实验将表格中的数据补充完整 分析数据可知 检测网浸入雨水后深度越深 电流表示数越大 这说明 a b 间接入电路的电阻在 选填 变大 或 变小 根据影响导体电 阻大小的因素可知 a b 间接入电路的电阻变化是由导体的 变 化引起的 3 小华设计的电路在无雨水时 电动机不能转动 无法实验车窗的清 洗 请你在不拆卸原电路的基础上 在该电路中加装一个电路元件 以解决此问 题 加装的元件是 简述你的做法 19 2009 陕西 31 题 8 分 某校研究性学习小组的同学 在网上浏览到一条信 息 微生物燃料电池 能利用土壤中的电解质获得电能 供给某种灯发光 如 图甲所示 受此启发 他们用潮湿的土壤 铜片 锌片等制成了一个 土壤电池 并测出有一定的电压 如图乙所示 那么 土壤电池电压的大小与哪些因素有 关 12 他们提出了以下猜想 猜想 1 可能与铜片 锌片插入土壤的深度有关 猜想 2 可能与插入土壤的铜片和锌片之间的距离有关 为了验证猜想 1 他们先在金属片上每隔 2 cm 作好标记 再将铜片 锌片 插入土壤中 保持它们之间的距离不变 改变两金属片插入土壤的深度 并记录 相应的电压值 实验数据如下表 第 19 题图 铜片 锌片插入 土壤的深度 h cm 24681012 电压表的示数 U V0 600 610 630 660 69 1 图丙是同学们最后一次测量时电压表的示数 请读出电压值 并填入上 表空格中 2 请根据实验数据在图丁中作出图像 3 分析以上数据和图像 可以得出的初步结论是 写出一条即可 4 他们利用以上装置验证猜想 2 时 实验中应控制 不 变 改变 并依次记录电压表的示数 13 答案答案 1 D 解析 由实物连接图可知 L1与 L2是并联的 故 A 错误 电流表 测量通过 L2的电流 故 B 错误 由于并联电路互不影响 故当 S2断开后 L1 的电压不变 L1的电阻不变 通过 L1的电流也不会变化 故 C 错误 由图可知 当 S2断开时 通过 L2的电流为 0 即的示数减小 故 D 项正确 故选 D 2 D 解析 由实物连接图可知 L 与 R 并联 测通过 L 的电流 测 通过 R 的电流 测电源电压 当滑动变阻器的滑片向右移动时 滑动变阻器 R 接入电路的电阻增大 测电源电压 示数不变 A 错误 灯 L 两端电压不变 通过 L 的电流不变 的示数不变 B 错误 小灯泡 L 两端电压和电阻不变 由 P 知实际功率不变 则亮度不变 C 错误 电压表示数与电流表示数的 U2 R 比值为 R 值 R 值变大 所以 D 正确 故选 D 3 D 解析 因为如果电路中只接热敏电阻时 温度较高时 热敏电阻的 阻值很小 可能导致电路中电流过大 损坏电路元件 所以 R0有保护电路的作 用 A 正确 温度升高时 热敏电阻的阻值减小 电路中的总电阻减小 根据欧 姆定律可知 电路中的电流增大 根据 U IR 可得 定值电阻两端电压增大 电源电压保持不变 则热敏电阻两端电压减小 即电压表示数减小 B 正确 温 度为 40 时 电路中的总电阻是 R总 R0 R热敏 10 20 30 则电流 表的示数是 I 0 2 A C 正确 电压表测量热敏电阻两端电压 电 U R总 6 V 30 流表测量电路中的电流 根据 R 可得 电压表与电流表示数的比值是热敏电 U I 阻的阻值 而温度降低时热敏电阻的阻值增大 所以两表示数的比值增大 D 错 误 故选 D 4 C 5 D 解析 本题考查了简单电路知识和故障排除 电压表示数为 3 V 不 变 电流表指针几乎不动 说明滑动变阻器断路 A 错误 电源电压为 3 V 电 阻与滑动变阻器串联 且当滑片右移时电路中总电阻增大 电路电流减小 14 B C 错误 排除故障后 滑片在最左端 滑动变阻器接入电路的阻值为 0 整个电路只有电阻 R 电流表示数为 0 3 A 所以 R 10 D 正 U I 3 V 0 3 A 确 故选 D 6 每空 1 分 共 4 分 减小 增大 2 5 0 1 或 0 11 7 每空 1 分 共 3 分 3 不变 b 解析 取图像中的任意一点 如 5 0 6 点 可知电阻 R 两端的电压为 U IR 0 6 A 5 3 V 在探究通过导 体的电流与电阻关系的实验中 要控制电阻两端的电压不变 所以当将 10 的 电阻换成 15 时 R 两端的电压应保持 3 V 不变 根据串联分压原理知 将 10 的电阻换成 15 时 R 两端电压变大 要使其两端电压不变 则滑动变阻器两 端的电压应变大 即滑动变阻器连入电路的电阻应变大 故滑片应向 b 端移动 8 每空 1 分 共 3 分 20 40 4 解析 从题中图乙可以看出当 R1两端 的电压为 6 V 时 电流为 0 3 A 此时 R1 20 当电路中的电流为 U1 I1 6 V 0 3 A 0 2 A 时 U1 4 V 此时 U2 U总 U1 12 V 4 V 8 V 此时 R2 40 为保证不损坏滑动变阻器 电路中的电流最大不得超过 U2 I2 8 V 0 2 A 0 5 A 此时 R总 24 R1为固定值 20 因此 R2接入电路的 U总 I总 12 V 0 5 A 阻值应不小于 4 拓展提升 500 100 600 9 如答图所示 2 分 第 9 题答图 解析 题图是探究电流与电压关系的电路 滑动变阻器要采用 一上一下 的连接方式接入电路 电压表应并联接入定值电阻两端 依照电流法顺次连接即 可 10 B 15 11 1 如答图所示 1 分 第 11 题答图 2 电流表的正 负接线柱接反了 1 分 3 1 5 1 分 大 1 分 左 1 分 4 通过导体的电流与导体的电阻成反比 1 分 5 不能 1 分 滑动变阻器的最 大阻值偏小 不能使电压表示数为 1 5 V 1 分 12 1 B 2 分 2 2 5 1 分 0 2 1 分 3 A 1 分 0 3 1 分 4 用不同规 格的灯泡代替灯泡 L 再做几组实验 2 分 解析 1 本题考查滑动变阻器在电路中的应用 连接电路时 滑动变阻 器应滑到最大阻值处即 B 端 2 本题考查电压表和电流表的读数 电流表和电 压表读数时都要先根据量程确定出其分度值 图乙中电压表量程为 0 15 V 分 度值为 0 5 V 指针偏转 5 小格 所以读数为 2 5 V 图丙中电流表量程为 0 0 6 A 分度值为 0 02 A 指针偏转 10 小格 所以读数为 0 2 A 3 本题考查 滑动变阻器的作用 串联电路的特点 电压表测小灯泡电压 小灯泡的电压为 2 5 V 欲使小灯泡两端的电压为 3 8 V 即增大小灯泡两端电压 需减小滑动变 阻器两端的电压 即滑片向 A 端移动 4 本题考查验证实验的基本要求 在验 证某一规律时应至少选几组不同的值来探究普遍的规律 13 画图 2 分 其余每空 1 分 共 8 分 1 如答图所示 2 阻值最大处 或最 右端 大 大 3 2 6 0 26 4 改变接入电路中的电阻两端的电压 或改变电路 中的电流或改变定值电阻两端的电压或保护电路 第 13 题答图 解析 1 本题考查电阻一定时 电流和电压的关系 所以应将电流表 滑动变阻器和定值电阻串联 电压表与定值电阻并联 2 连接电路时 应将滑 动变阻器的滑片移到阻值最大处 此时 闭合开关 移动滑片 电路中电阻减小 16 电流增大 定值电阻两端电压增大 3 由图丙所示电压表可知 其量程为 0 3 V 分度值为 0 1 V 示数为 2 6 V 由图丁所示电流表可知 其量程为 0 0 6 A 分度值为 0 02 A 示数为 0 26 A 4 本题探究电流与电压的关系 滑动变阻 器起到改变电阻两端电压或改变电路中的电流或改变定值电阻两端的电压或保护 电路的作用 14 1 欧姆定律 或 I 或 R 1 分 2 如答图所示 2 分 3 最右端 U R U I 或 B 端或阻值最大处 1 分 短路 1 分 4 分别测出将 R2 R3 R2与 R3串联 或 R2与 R3并联后接入电路时 R1的相应电压值和电流值 或分别将 R2 R3 R2 与 R3串联或 R2与 R3并联后接入电路 2 分 5 6 17 1 分 第 14 题答图 解析 1 测电阻时所应用的实验原理就是欧姆定律 也可表示为 R 或 I 2 连接电路时可先将电源 开关 电流表 定值电阻 滑动变阻器 U I U R 串联起来 然后再将电压表与定值电阻并联 连接时要注意滑动变阻器要按 一 上一下 的原则连入电路 电流表和电压表要让电流从正接线柱流入 负接线柱 流出 并选择合适的量程 3 在连接电路时开关要处于断开状态 闭合开关前 要将滑动变阻器的阻值调到最大 即将滑片 P 调到 B 端 最右端 移动滑片时电 压表和电流表有示数说明没有发生断路 定值电阻没有断路 移动滑片时电表示 数没有变化 一定是滑动变阻器短路 4 用 R2和 R3代替滑动变阻器 为了实现 多次测量 需要改变电路中电阻的阻值 可将 R2 R3单独 R2与 R3串联或 R2 与 R3并联后接入电路 需要写出三种以上接法 才可以求平均值 5 R1 6 17 6 25 6 11 6 11 6 19 4 15 1 如答图所示 2 分 2 c d 之间断路 或 c 点 或 d 点接触不良 2 分 3 0 42 1 分 2 62 1 分 4 为了使测量结果更准确 或减小实验误差 1 分 5 保持其他条件不变 将该弹簧放在不同温度的环境中进行实验 答案合理即可得 17 分 1 分 第 15 题答图 解析 1 采用伏安法测电阻时用电压表测出被测电阻两端的电压 为了 多次测量求平均值来减小实验误差 电路中要串联一个滑动变阻器 电压表与被 测电阻并联 滑动变阻器采用 一上一下 接法串联在电路中 2 电流表无示数 说明电路中无电流 电路的故障是断路 将导线 ed 的 d 端分别改接 a b c 点 后电压表均有示数 说明断路位置在 c 与 d 之间 可能是 c d 间断路或 c 点或 d 点处接触不良 3 由图丙可知电流为 0 42 A 由 R 2 62 可得电 U I 1 10 V 0 42 A 阻约为 2 62 4 为了减小实验误差 需要进行多次测量求平均值 5 小明的 猜想是弹簧的电阻大小与温度有关 为了验证这个猜想 在保持被测弹簧两端的 电压不变的情况下 将弹簧放在不同温度的环境中进行实验 找出电阻与温度的 关系 即可得出两者是否有关的结论 16 1 1 分 2 如答图所示 2 分 3 灯泡 L 处发生断路 或电阻 R 处发 生短路 1 分 3 5 1 分 4 62 5 1 分 变小 1 分 5 正常发光时灯丝温度高 电阻大 该实验中灯丝温度低电阻小 或灯丝的电阻随温度的升高而增大 其他答 案合理均可得分 1 分 第 16 题答图 解析 1 由电路图可知 R 和 L 串联 可得通过它们的电