2020年中考物理重难点专练15 欧姆定律（专项四 电学）（含解析）

专项四 电学重难点15 欧姆定律【知识梳理】1.欧姆定律：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。数学表达式：i=ur.2.电阻的测量的基本方法：伏安法。原理：欧姆定律（i=ur）。3.两个用电器串并联时，在电路中的电流、电阻、电压的关系物理量（关系）串联并联电流i=i1=i2i=i1+i2电压u=u1+u2u=u1=u2电阻r=r1+r21/r=1/r1+1/r2(r=r1r2r1+r2)电压与电阻的关系u1r1=u2r2电流与电阻的关系i1i2=r2r1【解题思路】1.根据i=ur的计算时要注意：单位必须统一成国际单位，三者必须是同一个用电器的同一状态。该公式只适用于除电源以外的部分电路的计算。2.在探究电流与电压的关系实验中，要使用定值电阻，不能用灯泡，因为灯泡的电阻随温度的改变而改变。结论是：当导体的电阻的一定时，导体中的电流与电压成正比。不可以说成“当导体的电阻的一定时，导体中的电压与电流成正比。”因为这里的电流的变化是因为电压的改变引起的，不是电流的改变使得电压发生改变。滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压。3.在探究电流与电阻的关系实验中，同样需要使用定值电阻。结论是：当导体两端的电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。不可以说成“当导体两端的电压一定时，导体中的电阻与电流成正比。”因为这里的电流的变化是因为电阻的改变引起的，不是电流的改变使得电阻发生改变。滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。当定值电阻由小电阻换成大电阻时，滑动变阻器的阻值也要向阻值大的方向滑动。4.在测量电阻大小的实验中，若果是测量灯泡的电阻，伏安曲线是一条曲线。这是因为灯泡的电阻随温度的改变而改变。因为是在不同温度的电阻，所以也不可以对它们求平均值。5.利用电表分析电路故障的一般方法：根据电流表确定故障的类型，若电流表有示数，是短路故障；若电流表无示数是断路故障。根据电压表确定故障的位置，若果电压表有示数，则电压表所测的部分断路；若电压表无示数，则电压表所测的部分短路或者意外的部分断路。6.电路中的电表示数的变化分析：（1）一般来说，分析串联的情形占大多数。先按照分析电路的一般程序，分析电路的连接方式，各表所测的用电器的量，然后根据欧姆定律解决问题：若果某个操作引起电阻变大，则电路中电流减小，电流表示数变小，对应的用电器两端的电压增大。若果某个操作引起电阻减小，结论相反。（2）若果是并联，电压表的示数保持不变，不用考虑。各支路相互独立，一个支路的变化，不会引起另一个支路的变化。干路中的电流随支路的电流的增加而增加，减少而减少。对于单独一个支路中的情形与串联电路的分析相同。7.关于运用欧姆定律解题的要点：学好基本的串并联计算，变动为定，画好等效电路图。（1）基本的串并联计算：运用欧姆定律的数学表达式及其变形公式计算。注意：要先判断是什么连接方式，正确运用串并联电路中电流、电压、电阻的关系分析解决问题。要电流、电压、电压“三合一”：是同一用电器的同一状态。（2）开关引起的动态电路计算一般思路：先根据开关的断开与闭合情况，画出符合要求的等效电路图，然后按照（1）中的方法解题。（3）滑动变阻器引起的动态电路计算的一般思路：先根据滑动变阻器滑片所处的位置，将电路状态“固定”。然后画出这种状态的等效电路图，然后按照（1）中的方法解题。（4）电路安全问题（最值问题）：情况1：伏特表测用电器电压电路中的电流最大值i最大=u伏特表量程/r用电器；滑动变阻器的最小值r滑最小=u电源/i最大- r用电器；滑动变阻器的最大值r滑最大=r滑最大值。情况2：伏特表测滑动变阻器电压电路中的电流最小值i最小=（u电源- u伏特表量程）/ r用电器;滑动变阻器的最大值r滑最大= u电源/i最小- r用电器；滑动变阻器的最小值r滑最小= u电源/i最大- r用电器。【真题再现】1.（2019吉林）有甲、乙两根镍铬合金丝，甲和乙等长，乙粗些，把它们并联在同一电路中，它们两端的电压分别为u甲和u乙 ， 下列判断中正确的是（ ）a.u甲=u 乙 b.u甲u乙 d.无法判断【答案】 a 【简析】因为并联电路中各支路两端电压相等，所以当甲、乙两根镍铬合金丝并联时，它们两端的电压之比u甲：u乙=1：1，a正确。2.（2019天津市）如图所示的电路中，两个小灯泡的规格相同。闭合开关后，只有一个小灯泡发光，电压表指针偏转明显。则故障原因可能是（）a.l1短路b.l1断路c.l2短路d.l2断路【答案】a【简析】由电路图可知，灯l1、l2串联，电压表测灯l2两端电压。当开关闭合时，其中一个灯亮，说明电路是短路故障。电压表有示数，说明l2没有短路，故障原因可能是l1短路，a正确。 3.（2019山东枣庄）如图，r1为定值电阻，r2为滑动变阻器，电源电压保持不变闭合s，当r2的滑片p向右滑动的过程中，下列说法正确的是（）a电压表v的示数变大b电流表a2的示数变小c电压表v的示数与电流表a1的示数的乘积变大d电压表v的示数与电流表a1的示数的比值变大【答案】d【简析】由电路图可知：r1、r2两电阻并联，电流表a2测通过r1的电流，电流表a1测干路电流，电压表测电源电压，所以电压表示数保持不变，a错。根据并联电路各支路互不影响，当r2的阻值发生变化时，不影响通过r1的电流大小，所以电流表a2的示数不变，b错。当r2的滑片p向右滑动的过程中，变阻器连入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，通过变阻器的电流变小，干路中的电流减小，即a1示数变小，电压表v的示数与电流表a1的示数的乘积变小，c错。因a1示数变小，而电压表示数不变，故电压表v的示数与电流表a1的示数的比值变大，d正确。4.（2019山东泰安）某同学设计了以下四种电路，其中电源电压不变且未知，r0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下，能够测量出未知电阻rx阻值的电路是（）a只有b只有c只有d都可以【答案】d【简析】由图可知：只闭合s1时，电路中只有r0连通，电流表测量的是通过r0的电流i0；再闭合s2，两只电阻并联，电流表测量的是干路电流i，根据电源电压不变，列式i0r0（ii0）rx可求出rx的阻值，能测出rx阻值。由图可知：只闭合s2时，两电阻串联，电流表测电路中电流i1；两开关都闭合时只有r0接入电路中，电流表测此时电路中电流i0，根据电源电压不变，列式i1（r0+rx）i 0r 0可求出rx的阻值，能测出rx阻值。由图可知：闭合开关s、s2，两只电阻串联，电压表测量电源电压为u；闭合s，断开s2，闭合s1，电压表测量电阻r0两端电压u0，根据电路电流相等列式可求出rx的阻值，能测出rx阻值。由图可知：闭合开关s，s1接1，两只电阻串联，电压表测量r0两端电压为u0；s1接2，电压表测量rx两端电压为ux，根据电路电流相等列式可求出rx的阻值，能测出rx阻值。所以d正确。5.（2019山东聊城）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关s，当滑动变阻器的滑片p向左滑动时，下列判断正确的是（）a电压表v1示数变小b电压表v2示数不变c灯泡l的亮度不变d电压表v1与电流表a示数比值变小【答案】d【简析】由电路图可知：灯泡l与滑动变阻器r串联，电压表v1测电源两端的电压，电压表v2测r两端的电压，电流表测电路中的电流，因电源电压保持不变，所以滑片向左滑动时，电压表v1示数不变，a错。当滑动变阻器的片p向左滑动时，r接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表a的示数变大，则电压表v1与电流表a示数比值变小，d正确。变阻器接入电路中的电阻变小，r两端的电压变小，即电压表v2示数变小，b错。电源电压不变，r两端分得的电压变小，则灯泡l两端的电压变大，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由pui可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，c错。6.（2019吉林）如图所示。开关闭合后，发现电压表的示数接近电源电压，电流表几乎无示数。如果电路中只有一处故障，则故障是（ ） a.变阻器断路 b.小灯泡短路c.电流表短路 d.小灯泡断路【答案】 a 【简析】如图所示：灯泡l与变阻器r串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的总电流。电流表几乎无示数，可以判断出故障类型为断路。电压表的示数接近电源电压，可以判断出电压表所测部分以外的电路是正常的，原因是电压表所测的部分断路，所以是变阻器断路，选a 。7.（2019湖南邵阳）如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知r13r2，当s和s1闭合、s2断开时，电压表和电流表的示数分别为u1和i1；当s1断开、s和s2闭合时，电压表和电流表的示数分别为u2和i2，则u1：u2、i1：i2分别是（）a1：1、4：3b1：2、1：3c1：1、1：4d1：4、1：1【答案】a【简析】当s1闭合、s2断开时，等效电路图如图1所示；当s1断开、s2闭合时，等效电路图如图2所示。电源的电压不变，且两种情况下电压表测电源的电压，所以两次电压表的示数不变，即u1：u21：1。图1中电流i1=u/r并=（r1+r2）u/(r1r2)=4u/3r2;图2中电流i2=u/r2,i1:i2=4:3。8.（2019浙江嘉兴）通过定值电阻r甲、r乙（r甲r乙）的电流与其两端电压关系图象如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为3v的电源两端。下列分析正确的是（）ar甲：r乙2：1bu甲：u乙2：1ci甲：i乙1：2dp甲：p乙2：1【答案】d【简析】由题意r甲r乙和图像分析可知：r甲=u甲/i甲=2.0v/0.4a=5; r乙=u乙/i乙=2.0v/0.2a=10。所以r甲：r乙5：10=1:2，a错。并联电路中各支路两端的电压相等，所以u甲：u乙1：1，b错。因为在并联电路中，电流之比与电阻之比成反比，所以i甲：i乙=r,乙：r甲=2:1，c错。由pui可知：p甲：p乙ui甲/ui乙i甲：i乙2：1，d正确。9.（2019昆明）如图甲所示的电路中，电源电压为9v保持不变，g为灵敏电流计，其内电阻为rg保持不变：r为热敏电阻，其电阻与温度的关系如图乙所示。闭合开关，当热敏电阻所在的环境温度等于20时，电流计的示数是2ma。则当电流计的示数是9ma时，热敏电阻的阻值是 ，它所在的环境温度是 。【答案】500 140【简析】由图乙可知：闭合开关，当热敏电阻所在的环境温度等于20时，r=4000.u=i1（r1+rg）,即9v=210-3a(4000+ rg), 解得rg=500. 则当电流计的示数是9ma时, u=i2（r2+rg）,即9v=910-3a(r2+500 )，解得r2=500，查乙表可知，此时温度为140.10.（2019天津市）现有一个电压约为36v的电源（电压保持不变），一个量程为0-1a的电流表，三个阻值已知的电阻r1（20）、r2（30）、r3（10k），开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10的未知电阻rx的阻值。要求：（1）画出实验电路图；（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；（3）写出待测电阻rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。【答案】（1）（2）只闭合s、s2，记下电流表示数i1 只闭合s、s1，记下电流表示数i2 （3）rx=（i150）/ i2-30。【简析】（1）由题意可知：电压约为36v的电源（电压保持不变），一个量程为0-1a的电流表，三个阻值已知的电阻r1（20）、r2（30）、r3（10k），为提高测量的准确程度，电流表示数要尽可能接近1a，可将r1（20）、r2（30）和待测电阻串联起来（r3电阻太大，不能串联在电路中），两个开关分别与r1和待测电阻并联，用电流表测量出r1（20）、r2（30）串联时电路中的电流，电路图如上。（2）只闭合s、s2，记下电流表示数i1，只闭合s、s1，记下电流表示数i2；（3）在中，r1、r2串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：u=i1（r1+r2）=i150；在中r2与待测电阻串联，u=i2（rx+r2）,即i150= i2（rx+30），解得rx=（i150）/ i2-30。11.（2019山西）在“探究电流与电阻的关系”实验中：（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），要求：当滑动变阻器的滑片p向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须_。（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因能_。（3）实验过程中，将5的电阻接入电路中，闭合开关调节滑动变阻器滑片p至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为_a。将5的电阻更换为10的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片p向_（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为_v。【答案】（1）如图：（2）电阻r处断路 （3）0.3 右 1.5【简析】（1）根据要求：当滑动变阻器的滑片p向左移动时，电路中的电流变大，所以滑动变阻器的下端接线柱必须连左端，如上图。（2）闭合开关后，电流表无示数，可知故障类型是断路，电压表有示数且接近电源电压，说明电压表所测部分断路，所以是电阻r处断路。（3）由图可知：电流表选的是小量程，所以示数为0.3a. 将5的电阻更换为10的电阻时，定值电阻变大，滑动变阻器的阻值也要变大，所以应该将滑片向右移动。探究电流与电阻的关系，需要保持定值电阻两端的电压不变，所以u2=u1=i1r1=0.3a5=1.5v.12.（2019徐州）定值电阻r1两端加4.5 v电压时，通过的电流为0.45 a如图所示电路，电源电压不变，r1和定值电阻r0并联，电流表示数为0.50 a；用阻值为30的电阻r2替换r1，电流表示数变为0.30 a求：（1）r1的阻值；（2）电源电压【答案】（1）r1的阻值为10 （2）电源电压为3v【简析】（1） （2） 代入得 代入得 用、式，解得:u=3v 。 13.（2019四川德阳）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有“8 v”字样，电流表的量程为01.2 a，如图乙是小灯泡的电