备战2021 浙教版科学中考专题训练 第24讲 欧 姆 定 律

备战2021 浙教版科学中考专题训练 第24讲 欧 姆 定 律

第24讲　欧姆定律重点突破欧姆定律的应用【例1】(2019·湖州)科学兴趣小组的同学利用学过的知识,测量定值电阻Rx的阻值。(1)同学们利用电路甲测量Rx的阻值,测量数据和结果如表一:表一实验次数电压U/伏电流I/毫安电阻R/欧12.02.3087022.52.9086234.04.70851根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是　861欧　。 (2)同学们发现该电阻的标定阻值为1000欧,为什么测量值与标定值之间有较大偏差?他们查资料寻找原因,发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻,只是电压表的内阻比较大,电流表的内阻比较小,但都会对测量结果产生影响。然后,同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书,说明书显示:电压表:量程0～6伏,内阻600欧电流表:量程0～10毫安,内阻40欧第-18-页共18页-18- 根据这些信息,可判断甲电路中由于　电压表　(选填“电流表”或“电压表”)内阻的影响,使测量结果产生较大偏差。 (3)小组同学经过思考,改成电路乙进行实验,测量数据和结果如表二:表二实验次数电压U/伏电流I/毫安电阻R/欧12.01.92104222.52.45102034.03.751067比较两次测量结果,同学们做出了以下分析,你认为正确的是　A、B、C　。 A.测量该定值电阻选择电路乙更合适B.用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小C.选择合适的电路,测得的电阻值偏差会减小,更接近真实值(4)拓展应用:根据以上的探究,如果需要测量阻值约20欧的小阻值电阻时,选用了合适量程的电压表和电流表后,为了使测量结果更精确应选择甲和乙中的哪一电路?并说明理由　甲,因为20欧是小电阻,电压表内阻大,直接并联后电压表分流作用小,电流表测量偏差小,电阻测量值偏差小　。 1.(2019·衢州)小科按照实验要求,设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400～600Ω)的实验。器材:干电池两节(总电压为2～3V),电压表(量程0～3V、0～15V)、电流表(量程0～0.6A、0～3A)、滑动变阻器(500Ω　0.5A)各一个,开关、导线若干。第-18-页共18页-18- (1)要求一:测算出Rx,且实验过程中不能拆接电路。小科设计实验电路如图甲。请分析:①小科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是　被测电阻阻值范围为400～600欧姆,2节干电池的总电压最大为3伏特,根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A,比电流表最小刻度值0.02安培小得多,因此电流表无法测量电路中电流　。 ②实验时,先将变阻器滑片P移到某一位置a处,读出电压表示数为U1,U1即为电源电压;再将变阻器滑片P移到另一位置b处,读出电压表示数为U2,则U1-U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是:　a点在最右端,b点在最左端　。 (2)要求二:增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取,且电路只能连接一次。小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了图乙电路。实验步骤如下:①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;②再断开开关S1,闭合开关S2,　调节Y的阻值,使电压表示数为2V,读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值　。 探究电流与电压、电阻的关系【例2】(2020·湖州)方方做了“研究通过定值电阻的电流与它两端电压的关系”的实验后,欲探究通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。现有电压为9第-18-页共18页-18- V的电源、规格为“6V　3.6W”的小灯泡、规格为“2A　100Ω”的滑动变阻器、导线、开关、电流表和电压表等器材。方方根据图甲所示电路实验时发现无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数始终较大,无法探究电压更小时小灯泡的电流与电压的关系。方方在老师的指导下,设计了如图乙所示的电路图,继续实验。(1)当使用图甲电路进行实验,滑动变阻器阻值调到最大时,电压表示数为4伏,此时电流表示数为　0.05A　。 (2)方方根据电路图乙,连接实物电路如图丙所示。老师说少连了一根导线,请你帮她在图中添上这根导线。答:(3)方方按图乙正确连接后进行实验,采集数据,绘制了小灯泡电流与电压关系的曲线图,如图丁所示。①AB段是直线,可得出的探究结论是:在电压较小时,　通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比　。 ②BC段明显发生弯曲,是因为　电阻变大　。 第-18-页共18页-18- 2.(2020·温州)在研究“电流与电压的关系”时,小明连接了如图甲的电路,电源电压U为3伏。(1)闭合开关后,小明发现电流表指针如图乙,出现这种现象的原因是　正负接线柱接反　。 (2)改正错误操作后,小明分别将电阻为5欧、10欧和20欧的定值电阻接入电路,测得电阻R0的电压U0和电流I0数据,如表一所示。小明想进一步研究“电阻R0的电流变化量大小ΔI0与电压变化量大小ΔU0的关系”,根据数据计算出部分电压变化量大小ΔU0和相应的电流变化量大小ΔI0,如表二所示,则表二中的a为　0.3　。 表一组别第1组第2组第3组R0/欧51020U0/伏1.02.22.51.21.82.41.62.42.8I0/安0.200.440.500.120.180.240.080.120.14表二组别ΔU0/伏ΔI0/安第1组1.5a第-18-页共18页-18- 第2组0.60.06第3组0.80.04(3)小明发现,滑动变阻器电压变化量大小ΔUR与电流变化量大小ΔIR的比值,总是等于定值电阻R0的阻值,请结合表格数据和所学电学知识解释此规律。　根据串联电路电压特点U=U0+UR,得ΔUR=ΔU0;根据串联电路电流特点IR=I0,得ΔIR=ΔI0。所以ΔUR与ΔIR的比值等于ΔU0与ΔI0的比值。据表二数据可知,ΔU0与ΔI0的比值等于R0,则ΔUR与ΔIR的比值等于R0　。 串、并联电路的特点【例3】(2020·深圳)学习电学知识后,小明做了一系列相关实验来巩固学习成果。“探究并联电路的电流规律”的实验。(1)连接如图甲所示电路时,还剩一根导线没连接,请你用笔画线代替导线,将电路实物图补充完整,要求电流表测L1的电流;答:或(2)小明分别测量图乙中A、B、C三点的电流,数据如下:A点电流IA/AB点电流IB/AC点电流IC/A第-18-页共18页-18- 灯泡L1、L2并联0.20.3图丙是电流表在C点时的示数,则IC为　0.48　A; (3)接下来他选用规格　不同　(避免偶然性,寻找普遍规律　。选填“相同”或“不同”)的小灯泡,再次测量各点电流,这样操作的目的是　 3.(2020·安顺)我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢?小明利用以下实验器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题:实验次数AB间电阻/ΩCD间电阻/Ω11052201033015(1)连接电路时,应使开关处于　断开　状态(选填“断开”或“闭合”); 第-18-页共18页-18- (2)如图甲所示,小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中的AB和CD两位置,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,则AB间电压为　2　V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压　越大　; (3)为了进一步探究电压的分配规律,小明更换电阻完成了表中2、3两次实验,观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等,于是得出:“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信?　不可信　(选填“可信”或“不可信”),你的理由是:　每次都使用电阻比值相同的定值电阻,具有偶然性　。 第-18-页共18页-18- 诊断自测1.(2020·金丽)在如图甲所示的电路中,电阻R的阻值为8Ω,灯泡L标有“6V　3W”的字样(最大允许电压为6V),通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在a、b间接入电源,为保证通过电阻R的最大电流不超过0.5A且灯泡L不损坏,则允许接入的电源最大电压为　4　V,闭合开关S,此时通过电流表A1的电流为　0.9　A。 2.(2020·成都)如图是R1、R2两电阻的U-I图像。将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知(D)A.R1的阻值比R2的阻值小B.通过R1、R2的电流相等C.R1的电压比R2的电压小D.R1的功率比R2的功率小3.(2020·宁波)在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“20Ω　1.0A”,还有多个阻值不小于5Ω的定值电阻可供选择。第-18-页共18页-18- (1)实验电路如图所示,小科检查电路时发现有一个元件连接错误(其他元件连接正确),该元件和错误分别是　电流表,正负接线柱接反　。 (2)改正错误后,正确操作下测得实验数据如表所示。实验次数第一次第二次第三次定值电阻/Ω510★电流表示数/A0.400.200.10表中“★”处所选用定值电阻的阻值是　20　Ω。 (3)小科用更多不同阻值的定值电阻重复上述实验,并将滑动变阻器的功率P变与其电阻值R变的关系绘制图像。该图像最接近于下列图像中的　C　。 4.(2020·台州)图甲为“伏安法”测电阻的实验电路。(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整。答:第-18-页共18页-18- (2)闭合开关,当滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表和电流表的指针位置如图乙,则被测电阻的阻值为　6　欧。 (3)为减小实验误差,需进行多次测量。完成第一次测量后,接下来的操作是　移动滑动变阻器的滑片,观察电压表和电流表的示数　。 第-18-页共18页-18- 高效提分作业1.(2020·乐山)小华设计了如图所示的输液提示器,在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时(B)A.电压表示数减小,灯泡亮度变暗B.电压表示数减小,灯泡亮度变亮C.电压表示数增大,灯泡亮度变暗D.电压表示数增大,灯泡亮度变亮2.(2020·天津)如图所示是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时,滑动变阻器的滑片P向上移动,则电路中(A)A.总电阻增大,电流减小　B.总电阻增大,电流增大C.总电阻减小,电流增大D.总电阻减小,电流减小3.(2019·齐齐哈尔)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=10Ω,闭合开关S,滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表的示数为0.25A;把滑片P移到中点时,电流表的示数为0.4A,则下列选项正确的是(D)第-18-页共18页-18- A.滑片P在最右端时,通过R1、R2的电流之比为5∶8B.滑片P在最右端时,R1、R2两端电压之比为3∶1C.滑动变阻器的最大阻值为40ΩD.电源电压为10V4.(2019·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(D)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5.(2019·丽水)小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品,它能在电压表表盘上读出所放物体重力的大小,如图所示。(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将　变大　(选填“变大”“变小”或“不变”); (2)一段时间后,在秤盘放2N重的钩码时,表盘读数比2N大,换不同重力的钩码反复实验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于　A　引起的(填字母)。 A.R1短路B.R1断路第-18-页共18页-18- C.R2短路D.R2断路6.(2019·金丽)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0～0.6A”,电压表量程为“0～3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω　1A”。依次将阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入A、B之间完成实验,获得数据如表。实验组别123电阻R(欧)51020电流I(安)0.40.20.1请回答:(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5Ω的电阻,改接10Ω的电阻。继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是　②①④③　。 (2)上述操作④中,判断滑片已处于适当位置的依据是　电压表示数为2V　。 (3)依据表中数据作出了下列图像,其中正确的是　A、C　。 (4)要完成本次实验,电源最多只能将　4　节干电池串联。 第-18-页共18页-18- 7.(2019·杭州)小金尝试将电流表改装成可以直接测量电阻的表,并设计了如图所示电路,在M、N中间可接待测电阻。已知电流表量程为0～0.6A,电源电压为12V,请回答:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于　B端　。(选填“A端”或“B端”) (2)先将M、N直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表0.6A的刻度上标定的电阻值为　0　Ω,此时滑动变阻器的阻值为　20　Ω。若在M、N间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,电流表示数为　0.3　A。 (3)电流表0.2A刻度处,标定的电阻为　40Ω　。 (4)改装后直接测量电阻的表,其表盘刻度　不均匀　(选填“均匀”或“不均匀”),理由是　Rx=-20Ω　 8.(2019·温州)小明利用图甲电路研究电流与电压的关系,其中滑动变阻器最大阻值为500Ω,定值电阻R0阻值为10Ω。闭合开关,当滑片从最右端慢慢向左移动时,发现最初电压表指针几乎不动,直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转,继续左移,指针偏转角度迅速变大,即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中,要使滑片每移动一段距离,都能引起电压表示数较为明显的变化,应选择怎样的滑动变阻器?小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器,利用图乙进行如下实验:第-18-页共18页-18- ①取3条长度都为100cm的粗细均匀的电阻丝A、B、C,阻值分别为1Ω、20Ω、400Ω。②将电阻丝A接入图乙电路,闭合开关,滑片P从最右端移到最左端,记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的相关数据,多次测量。③分别用电阻丝B、C代替A,重复步骤②。④处理相关数据,获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙。(1)甲实验中,闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,此时示数为零的电表是　电压表　。 (2)分析图丙,实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是　电阻丝的阻值越大电压表示数变化范围也越大　。 (3)利用图乙研究通过R0的电流与其两端电压的关系,在A、B、C三条电阻丝中,你认为选择哪一条电阻丝最合适并说明理由。答:由图丙可知:在A、B、C三条电阻丝中,电阻丝的滑片移动过程中,使用B电阻丝时,电压表示数始终能发生较明显的变化;且示数变化范围较大,故选择B电阻丝。第-18-页共18页-18- 9.(2019·温州)温州地区常受台风侵袭。为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2,均匀电阻丝AB长为20cm,阻值为10Ω,电源电压U0恒为6V,保护电阻R0为14Ω,电压表量程0～3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处。有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅表中数据可知风速及风级。风级一级二级三级风速v(m/s)0.3～1.51.6～3.33.4～5.4风压p(帕)0.055～1.41.6～6.87.2～18风级四级五级六级风速v(m/s)5.5～7.98.0～10.710.8～13.8风压p(帕)18.9～3940～7272.9～119表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力)。测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力。(1)滑片P左移的过程中,电路的总电阻　不变　(选填“变大”“不变”或“变小”)。 (2)当电压表示数U为2V时,风速仪所测的风为几级?(写出计算过程)答:I===0.25A,第-18-页共18页-18- RAP===8Ω,=,得:x=16cm,查图乙得:F=14N,p===70Pa,据表可知,风级为五级。(3)小明想在风速仪的电压表上直接标出风速,查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算,他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线,如图丙所示。后因保护电阻R0损坏,他将其换成了阻值为5Ω的电阻,请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速”与电压表示数U的关系曲线,并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。答:第-18-页共18页-18-