专题22 欧姆定律及应用（原卷版）

专题22 欧姆定律及应用（原卷版） 【内容播报】 特别说明：典例是2023 年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关是 2022 年的期末考试题和2023 年的模拟考试题和2023 年的中考真题中经过多次筛选。知识点 以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记 忆，好题冲关分层设计，针对于不同的学生。 知识点 考点 好题冲关 欧姆定律 欧姆定律的内容技巧理解（1 典例+2 即时检测） 基础过关（23） 欧姆定律在串并联电路 中的应用 欧姆定律在串并联电路中的应用（3 典例+6 即时 检测） 能力提升（25） 电路的动态分析（2 典例+4 即时检测） 真题感悟（14 题） 电路的故障分析（1 典例+3 即时检测） 电流表和电压表的改装（高中拓展）（1 典例+2 即时检测） 1. 掌握利用实验探究电流、电压与电阻间的关系； 2. 掌握欧姆定律的表达式及其变形公式； 3 . 掌握欧姆定律在串并联电路中的应用； 4 . 掌握电路的动态分析方法； 5. 掌握电路的故障分析方法； 6. 了解电流表和电压表的改装问题。 知识点1：欧姆定律 （1）内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成_____，跟导体的电阻成______ （2）公式：=____________ （3）适用：纯电阻电路 （4）理解： 1）对应关系：定律中电流、电压和电阻是针对同一导体或同一段电路在同一时刻而言的 2）因果关系：电流随电压和电阻的变化而变化，即电压、电阻是因，电流是果 3）变形关系： 、 只表示数量关系，只适用于数学计算，不反映物理规律 【提示】“导体的电阻与导体中的电流成反比”这个说法是错误的 原因一：漏掉了“导体两端电压一定”这个前提条件； 原因二：弄错了“物理量之间的因果关系” 知识点2：欧姆定律在串并联电路中的应用 串联电路 并联电路 电路图 电流关系 电压关系 电阻关系 （并的越多，总电 阻反而越小，并且总电阻小于任意支路电 阻） 只有R1和R2并联时， 若 比例关系 （即电压与电阻成正比） （电流与电阻成反比） 考点一 欧姆定律的内容及理解 1 . 欧姆定律公式： 2 . 适用条件：纯电阻电路（中学阶段除了电动机以外，都属于纯电阻） 3 . 理解： （1）、U、R 必须针对于同一时刻的同一导体； （2）变形公式 ，不能认为电阻与电压成正比，电阻与电流成反比（影响电阻大小的因素：材料、 长度、横截面积和温度） 【典例1】（2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题）如图所示为电阻R1和R2的-U 图像，由图像可知（ ） ． R1与R2两端的电压为0 时，它们的电阻也为0 B． R1与R2的电阻之比为2 1 ∶ ．将R1与R2串联接入电路，通电后R1与R2两端的电压之比为1 2 ∶ D．将R1与R2并联接入电路，通电后通过R1与R2的电流之比为1 2 ∶ 【即时检测1】（2023·广西贺州·统考一模）如图所示是电阻甲和乙的-U 图像，下列选项对图像信息判断 正确的是（ ） ．当乙两端的电压为25V 时，其阻值为10Ω B．甲是一个定值电阻，阻值为10Ω ．将甲和乙串联，若电路中电流为03，则电源电压为25V D．将甲和乙并联，若电源电压为1V，则干路中的电流为06 【即时检测2】（多选）（2023·湖南衡阳·衡阳市第十五中学校考模拟预测）某兴趣小组用“伏安法”对小 灯泡和定值电阻的阻值进行了测量，根据实验数据作出它们的 图像，如图所示。以下是小组成员的 交流内容，其中正确的是（ ） ．图甲是定值电阻的图像 B．将 和 并联在4V 的电源两端时， 、 的电功率相等 ．对 、 的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确 D．将 和 串联接在3V 的电源两端， 、 的电阻之比为3：2 考点二 欧姆定律在串并联电路中的应用 欧姆定律（ ）把电流、电压和电阻三者联系起来，可用来解决串、并联电路中比较复杂的电学 问题。欧姆定律的应用是历年中考的重点，考查的形式几乎包含所有题型。 利用欧姆定律分析电路的一般步骤： （1）画出等效电路，分析各元件的连接方式； （2）分析电压表、电流表的测量对象，并注明已知量的符号、数值； （3）找出各物理量的关系，根据欧姆定律及串并联电路中的电流、电压规律，列出方程式，求出待测量。 角度 1 ：串联电路电压和电阻的关系 【典例2】（2023·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，电源电压恒为3V。闭合开关S，电压表的示数为 05V，则灯泡L2两端的电压为 V，灯泡L1与L2的电阻之比为 。 【即时检测1】（2023·贵州贵阳·校考二模）如图 所示电路，电源电压恒为 45V，R0的阻值为 5Ω，电流 表接入电路中的量程为“0-06”，电压表接入电路中的量程为“0-3V”。 闭合开关 S，若在移动滑动变阻器 滑片的过程中要保证整个电路安全，则滑动变阻器接入电路中的阻值范围是 Ω。 【即时检测2】（2023·山东济宁·统考三模）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L1标有“3V 3”的字样， 开关S 闭合后，灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是2 3 ∶，则下列说法正确的是（ ） ．电源电压为3V B．灯泡L1的电阻是20Ω ．灯泡L2的电阻是30Ω D．灯泡L2的功率为6 角度 2 ：并联电路电流与电阻的关系 【典例3】（2023·四川甘孜·统考中考真题）如图所示的电路中，电阻阻值 。开关S 闭合后， 、 两端的电压分别为 、 ，通过 、 的电流分别为 、 。则（ ） ． B． ． D． 【即时检测1】（2023·安徽合肥·合肥38 中校考三模）R1、R2、R3是三个阻值不同的定值电阻。将它们串 联起来接入电路，如图甲所示，闭合开关后，测得各电阻两端的电压关系为 ；若将它们 并联起来接入电路，如图乙所示，则闭合开关后，通过每个电阻的电流 = 。 【即时检测2】（2023·湖南常德·统考模拟预测）如图甲电路，闭合开关S 后，两个灯泡都能发光，乙图为 电流表1指针的位置，如果电流表2读数是06，则通过灯L1的电流为 ，两灯泡L1和L2的电阻之比为 。 角度 3 ：灯泡亮度问题 【典例4】（2023·山东德州·统考中考真题）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片 P 由图示位置向右滑动时，下列说法正确的是（ ） ．小灯泡 与滑动变阻器 串联 B．电压表 示数变大 ．电流表 和 示数都变小 D．小灯泡 亮度变暗 【即时检测1】（2023·安徽合肥·合肥市第四十五中学校考三模）如图电源电压不变，闭合开关S，滑片P 从中间向左移动的过程中，则（ ） ． 表示数变小，表示数不变 B．V 表示数变小，小灯泡变暗 ．V 表示数与 表示数的乘积变大 D．V 表示数与表示数的比值变大 【即时检测2】（多选）（2023·云南保山·统考二模）如图所示，电源电压恒定不变，当S 闭合，滑动变阻 器滑片P 向左移动时，下列说法正确的是（ ） ．电压表的示数逐渐变大 B．小灯泡亮度越来越亮 ．电路消耗的总功率变大 D．电压表示数与电流表示数的比值变大 考点三 电路的动态分析 动态电路是根据欧姆定律及串并联电路的性质，来分析电路中由于某一部分的变化而引起的整个电路 中各部分物理量及其比值关系等的变化情况。动态电路分析是中考重点考查的内容之一。 当遇到比较简单的动态电路问题时，可直接利用串、并联电路的电压、电流规律进行分析；当遇到比 较复杂的动态电路问题时，可依照“局部→整体→局部”的顺序，先从阻值变化入手，以电流关系为纽带， 逐一判知各部分电压、电流的变化情况。 角度 1 ：含滑动变阻器的动态电路分析 【典例5】（2023·陕西·统考中考真题）在如图-1 的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑 动变阻器，L 是标有“6V36”字样的小灯泡。电流表量程为“0~3”，电压表量程为“0~15V”。当开关S 和 S1闭合，S2断开时，将滑动变阻器的滑片P 从最右端移到最左端，记录电压表和电流表示数并描绘图像； 保持开关S 闭合，断开开关S1，将滑动变阻器的滑片P 移到最右端，再闭合开关S2，移动滑动变阻器的滑 片P，直到小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数并描绘图像。图-2 是两次电路中电压表和电流表示 数变化关系的图像。在保证电路安全的情况下，下列分析不正确的是（ ） ．当开关S 和S1闭合，S2断开时，电压表和电流表示数变化关系为图像① B．定值电阻R1的阻值为10Ω ．电源电压为9V D．当开关S 和S2闭合，S1断开时，滑动变阻器R2的阻值变化范围为25~20Ω 【即时检测1】（2023·河南郑州·郑州外国语中学校考一模）在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的 模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L 标有“6V，3”字样，将滑动变阻器R 的滑片P 置于最右 端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为5V 和 ；移动滑片P 至某一位置，电压表和电流表的示数 分别为2V 和 ，灯泡L 正常发光。则电源电压为 V；灯泡L 正常发光时的电阻是 ；滑动变阻 器R 的滑片P 在最右端时，灯泡L 的电阻为 。 【即时检测2】（2023·山东济宁·统考一模）图甲所示电路，电源电压为45V，小灯泡的额定电压为25V。 闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中，两电表的示数关系如图乙所示。 则小灯泡的额定功率为 ，滑动变阻器的阻值变化范围为 。 角度 2 ：含有半导体电阻的动态电路分析 【典例6】（多选）（2023·辽宁大连·统考中考真题）如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不 变， 是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下 衔铁，电铃响。根据不同的路面，可以改变滑动变阻器滑片P 的位置，来设定不同的限载质量。下列说法 正确的是（ ） ．电磁铁能吸下衔铁，是由于通电导体在磁场中受力 B．检测时，车的质量越大电磁铁的磁性越强 ．力敏电阻 的阻值随压力的增大而减小 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P 向左移动 【即时检测1】（2023·重庆·重庆一中校考二模）如图甲所示，小贾设计了一个穿戴式“智能体温计”，其 电路图如图乙所示。电路图中电表（电流表或电压表）示数大小可反映温度高低，热敏电阻 的阻值随温 度的升高而增大，定值电阻 起保护电路的作用。下列分析正确的是（ ） ．温度升高时电表示数变大 B．该电路中的电表是电流表 ．温度降低时电路中电流变小 D．温度降低时 两端电压变小 【即时检测2】（2023·山东枣庄·统考三模）某兴趣小组为了研究电子温控装置，将热敏电阻R1、定值电 阻R2以及电压表和电流表连入如图所示电路中，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关，当温度 升高时，电压表和电流表的示数变化情况是（ ） ．电流表和电压表示数均变小 B．电流表和电压表示数均变大 ．电流表示数变小，电压表示数变大 D．电压表与电流表的比值减小 考点四 电路的故障分析 电路故障判断是中考常考题型，也是我们应该掌握的一项基本实验技能。首先要弄明白断路、短路故 障的本质及其可能出现的现象。实际判断时可根据现象去推断故障原因，也可根据故障去推断应该发生的 现象，最后综合题中已有信息，从而得出正确结论。 故障 结果 现象 断路 电路 不同 （1）串联电路中发生断路，所以用电器不工作；并联电路中，发生断路的支路，用电 器不工作，其他支路用电器依然工作； （2）串联电路中发生断路，电流表无示数；并联电路中，发生断路的支路中电流表无 示数，其他支路及干路中的电流表均有示数； （3）电压表与电源相连的部分断路，电压表示数为零；若仅与电压表并联的部分断 路，则电压表示数接近于电源电压 短路 电路 仍通 （1）被短路的用电器不能工作，除此之外，未被短路的其他用电器可以工作； （2）电流表有示数（本身未被短路）； （3）电压表未被短路时有示数，被短路时无示数； （4）开关被短路仅是开关的断开功能失灵，起不到控制电路通断的作用，电路本身没 有变化 【典例7】（2023·四川巴中·统考中考真题）在探究“小灯泡电功率”的实验中，设计了如图所示的电路图。 正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终无示数，电压表有示数且 接近电源电压，则电路中可能存在的故障是（ ） ．灯泡L 短路 B．灯泡L 断路 ．电阻 短路 D．电阻 断路 【即时检测1】（2023·陕西西安·校考二模）某同学用如图所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻值，他 们连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P 向左移动，进行实验，下列说法中正确的是（ ） ．电流表和电压表的示数都变小 B．电流表的示数变大，电压表的示数不变 ．若考虑电压表和电流表电阻的影响，则所测量的电阻值偏小 D．若灯L 不亮，电流表无示数，电压表示数较大，可能是灯L 短路 【即时检测2】（2023·天津河西·统考二模）如图所示，闭合开关S 后，灯泡 和 都发光，两电表均有 示数。过一会由于某个灯泡发生故障，两灯泡均熄灭，电流表示数变为零，电压表示数比原来增大。以下 对电路和电路故障的分析正确的是（ ） ．灯泡 和 发光时，两灯串联 B．灯泡 和 发光时，电压表测的是灯泡 的电压 ．灯泡熄灭是由于灯泡 断路 D．灯泡熄灭是由于灯泡 断路 考点五 电流表和电压表的改装（高中拓展） 项目 改装为大量程的电压表 改装为大量程的电流表 原理 串联电阻分压 并联电阻分流 改装原理图 分压电阻或 分流电阻 U＝g(Rg＋R) ，故R＝－Rg gRg＝(－g)R，故R＝ 改装后电 表内阻 RV＝Rg＋R>Rg R＝<Rg 【典例8】（2020·安徽·统考中考真题）有一个量程为0~ 1m 的小量程电流表G，内阻Rg=30Ω，选择一定 值电阻 R0与它并联起来，如图所示。将、B 两端接入电路（图中表示电流表G 与电阻R0并联后的总电 流）。 (1)调节电路，使电流表的指针指在最大刻度处（即1m） ，这时电流为06，求电阻R0的值（计算结果保 留两位小数） ； (2)继续调节电路，使电流表的指针指在刻度盘中央（即05m），此时电流变为多少？ 【即时检测1】（2022 上·安徽合肥·九年级统考期末）实际测量中所使用的电压表是由小量程电流计改装 而成的。图甲中G 是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流）g=3m 的电流计，其电阻Rg=10Ω， 要把它改装为一个量程为3V 的电压表（如图乙）。 （1）求电阻R0的阻值； （2）用改装后的电压表测量定值电阻Rx的阻值，设计的电路图如图丙所示。闭合开关，移动滑片，当电 压表示数为24V 时，电流表示数为02，求电阻Rx的阻值是多少欧姆？（计算结果保留一位小数） （3）请解释为什么电压表内阻越大越好。 【即时检测2】（2020·安徽亳州·统考一模）电子兴趣小组同学制作了一个简单的多用电表（可以测电压、 电流、电阻）。如图所示为电表的电路图，M、为电表两接线柱。已知选用的电流表内阻Rg＝50Ω、满偏 电流g＝2m，当接线柱接时为量程10m 的电流表；当接线柱接时为量程20V 的电压表；当接线柱接B 时， 将待测电阻接在M 两接线柱间，可以测出其电阻值，称为欧姆表。内接电池E 的电压为15V，电阻忽略不 计。 (1)R1、R2的阻值为多少？ (2)R3为调零电阻，即当接线柱接B 时，再M 两接线柱用导线直接连接，调节R3使电流表指针达到最大值， 则此时R3的阻值为多少？ (3)若将某一待测电阻Rr接在M 间，指针指正中央位置，则待测电阻Rr的阻值为多少？ 一、选择题 1．高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤 原理图（电源两端电压一定），以下说法正确的是（ ） ．称重表相当于一个电压表 B．电路中的R1是没有作用的 ．车辆越重，称重表的示数越大 D．车辆越重，称重表的示数越小 2．如图所示电路中，两电流表的规格相同（两个量程为0 到06 和0 到3），闭合开关S，两个电阻均有电 流通过， 和 的示数之比是 ， 和 的电阻之比是（ ） ． B． ． D． 3．图甲是小灯泡L 和电阻R 的﹣U 图像。将小灯泡L 和电阻R 接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。 下列说法正确的是（ ） ．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小 B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为05 ．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1 D．开关S1、S2都闭合时，在 1m 内电阻R 产生的热量为24 4．小彬在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，他发现每次实验电流和电阻的乘积始终保持不变。根据 收集到的数据画出了如图所示的图像。下列结论与图像相符的是（ ） ．电压一定时，电阻和电流成正比 B．电压一定时，电流和电阻成反比 ．电阻一定时，电压和电流成正比 D．电阻一定时，电流和电压成反比 5．小灯泡 上标有“ ”字样，它的电阻随它两端电压变化时图像如图中所示，把小灯泡 和 接入 图乙所示的电路中，电源电压为 ，且保持不变。当开关 闭合时，小灯泡 恰好能正常发光。下列说法 不正确的是（ ） ．电阻 的阻值为 B．开关 断开时，小灯泡 的电阻为 ．小灯泡 的额定功率为 D．开关 闭合时，小灯泡 的电阻为 6．根据欧姆定律表达式 ，也可变形得到 。对此，下列说法中正确的是（ ） ．流过导体的电流越大，则电阻越小 B．由公式可知，导体的电阻和电压也有关系。某段导体两端电压为0 时，其电阻也为0 ．当导体两端的电压一定时，导体电阻的大小跟通过导体的电流成反比 D．导体的电阻和导体两端的电压与通过的电流的大小都没有关系 7．关于导体的电阻，下列说法正确的是（ ） ．导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用 B．由公式 可知，导体的电阻只与电压和电流有关 ．导体的电阻与导体两端的电压成正比，与电流成反比 D．高效节能的LED 灯，其核心元件发光二极管的主要材料是半导体 8．如图所示，灯L1、L2完全相同，闭合开关S，只有一盏灯亮，且只有一个电表有示数，其故障可能是（ ） ．灯L1开路 B．灯L1短路 ．灯L2开路 D．灯L2短路 9．如图所示，闭合开关S，发现灯泡L1不亮，L2亮，调节变阻器滑片P，L1始终不亮，L2变亮，出现这现 象的原因可能是（ ） ．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路．灯泡L1断路 D．灯泡L1短路 10．如图甲所示为身高体重测量仪，当体检者站在台面上时，测量仪能自动显示身高和体重，电路原理如