【精品】2021年中考物理【重点·难点】专练:15 欧姆定律(解析版和原卷版)
【内容简介】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=U/R.2.电阻的测量的基本方法:伏安法。原理:欧姆定律(I=U/R)。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=R1R2/(R1+R2))电压与电阻的关系U1/R1=U2/R2或U1/U2=R1/R2电流与电阻的关系I1/I2=R2/R1或I1/I2=R2/R1【易混淆点】1.滑动变阻器在三个实验中的作用:在“探究电流与电压的关系实验”中,主要是“改变定值电阻两端的电压”;在“探究电流与电阻的关系实验”中,主要是“保持定值电阻两端的电压不变”;在“伏安法测电阻的实验”中,主要是“改变定值电阻两端的电压,多次测量求平均值减小测量误差”。2.在叙述实验结论时,错误地说成“电压与电流成正比”;“电阻与电流成反比”。【典例分析】【例1】(2020甘孜14)小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( ) A. 保持变阻器滑片不动B. 将变阻器滑片适当向左移动C. 将变阻器滑片适当向右移动D. 适当增加电池的节数【答案】C【分析】当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,根据串联分压的知识可知:电压表的示数变大,此时应该增大滑动变阻器的阻值,将滑片适当向右端滑动,使电压表的示数与原来相同。选C。【思路小结】在“探究电流与电阻的关系实验中”,当定值电阻变大时,滑动变阻器连入电路中的阻值也要变大。【例2】(2020达州22)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω)、R5(25Ω),标有“50Ω1A”的滑动变阻器R、电压表(可用量程:0~3V、0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。 (1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路,电路连接完毕,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R1和R上,则电路故障是 ;(2)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移到最 端,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数为2.5V时,电流表的示数应为 A;(3)分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1,重复(2)的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I-R图象,如图乙所示,由图象可得出的结论是: ;(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,闭合开关,发现电压表示数 2.5V(选填“大于”或“小于”),应向 (选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;(5)为完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 Ω;(6)在使用电阻R1、R5完成实验的过程中,当电压表示数为2.5V时,滑动变阻器R消耗的电功率分别为P1、P5,则 。【答案】 (1)R1短路 (2)右 0.5 (3)当导体两端的电压保持不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比 (4)大于 右 (5) 4 (6)5:1【分析】(1)由图可知:电阻R1和滑动变阻器R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。闭合开关时,电流表有示数,则电路中出现短路故障,而电压表无示数,那么是电阻R1短路了。(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处,即最右端。由图乙知:电压表示数为2.5V,R1=5Ω时,电路中的电流为I=U1/R1=2.5V/5Ω=0.5A。(3)由图乙知:当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。(4)用R2=10Ω代替R1后,若滑动变阻器接入电路的阻值不变,据串联电路的分压特点知:R2分去的电压变大,即电压表的示数大于2.5V,要使R2两端的电压保持为2.5V,应让变阻器接入电路的阻值变大,以分去更多电压,所以应向右移动滑片。(5)实验中,定值电阻两端的电压保持不变,那么变阻器两端的电压也保持不变,当定值电阻更换的阻值越小,据串联电路的特点,变阻器接入电路的阻值也越小。所以,当R1=5Ω时,变阻器接入电路的电阻最小,此时电路中的电流I=0.5A,滑动变阻器接入电路的最小阻值为: Rmin= U_滑/I = (U-U_1)/I = (4.5V-2.5V)/0.5A = 4Ώ。(6)由P= U^2/R 得,定值电阻接R1和R5时,滑动变阻器消耗的电功率之比: P1:P2= (U_滑 2^ )/R_1 :(U_滑 2^ )/R_5 = 1/5Ώ:1/25Ώ=5:1。【思路小结】解课内实验探究题,要结合平时的实验操作和相关知识进行思考。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。【例3】(20江西)14.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向上移动,下列说法正确的是( ) A. A示数变小,V示数变大B. A示数变小,V示数不变C. A示数变大,V示数变小D. A示数变大,V示数不变【答案】B【分析】由图可知:电阻R2和变阻器R1并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压,滑片P向上移动,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的并联可知电路的总电阻变大,由I=U/R可知电路中的总电流变小,即电流表的示数变小,电压表仍然测量电源电压,电压表的示数不变。
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