专题14 欧姆定律及其应用（原卷版）

主题三 电学 专题14 欧姆定律及其应用 考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。 真题透视：精选真题，归类设置，完整展现中考试题的考查形式。 中考新考法：从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。 新题特训：选用最新优质题、创新题，巩固考点复习效果。 考点内容 课标要求 命题预测 欧姆定律的理 解与简单计算 理解欧姆定律 欧姆定律是电学部分的核心内容，初中物理电学的一个难 点，其综合性强，包含了电流、电压、电阻的知识及其联系， 是中考的命题重点和热点，所占分值也较大。题型主要是选择 题和填空题和计算题。主要命题点有：欧姆定律的表达式及变 形式的理解、利用欧姆定律计算电流、电压、电阻等。 欧姆定律在 串、并联电路 中的应用 欧姆定律的综合应用是电学部分的核心，也是最基础的内 容，是难点也是中考必考点。主要考查欧姆定律在串、并联电 路中应用的计算。常见考题类型是选择题、填空题和计算题。 命题点有：欧姆定律在串联电路中的应用、欧姆定律在并联电 路中的应用、利用比值关系计算等。 电路的动态分 析与计算 电路的动态分析问题，是中考常考热点问题。常见考题类 型是选择题、填空题。命题点有：滑动变阻器类动态电路分析 和开关控制类动态电路分析等 探究电流与电 压、电阻的关 系 探究电流与电 压、电阻的关系 这是电学三个重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合 性强，是中考电学实验中较为重要的实验。考查题型基本上是 选择题或实验探究题。命题点有：探究电流与电压、电阻的关 系实验的设计、步骤、数据处理、故障判断、分析论证和结论 等。 测电阻 理解欧姆定律 伏安法测电阻综合性较强，涉及欧姆定律的应用和电流 表、电压表、滑动变阻器的使用。其考题题型多是选择题和实 验探究题。命题点有：伏安法测电阻实验的设计、步骤、数据 处理、故障判断、分析论证和特殊方法测电阻等。 ►考向一 欧姆定律的理解与简单计算 1．（2023·自贡）由欧姆定律 变形可得 ，下列说法正确的是（ ） ．导体电阻大小跟它两端的电压成正比 B．导体电阻大小跟通过它的电流成反比 ．导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定 D．导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值 2．（2023·天津）定值电阻R 的U-关系图像如图所示，当该电阻两端电压为3V 时，通过它的电流 为（ ） ．1 B．2 ．3 D．4 解题技巧 （1） 是由欧姆定律公式变形得到的，它表示某段导体的电阻在数值上等于这段导体两端的 电压与通过它的电流的比值。由于导体电阻是导体本身的一种性质，不随其两端的电压和通过它的电流 的变化而变化，所以，“R 与U 成正比，R 与成反比”是不成立的 （2）公式中的U、、R 必须是同一导体或同一段电路对应的物理量，不同导体间的电流、电压、 电阻不存在公式中的关系 ►考向二 欧姆定律在串、并联电路中的应用 3．（2023·兴安盟）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 ∶ 4（2023·内江）有一只小灯泡上标有“36V 03”字样，灯泡正常发光时的电流是 。如果我们 只有电压为6V 的电源，要使小灯泡正常发光，需要串联一个 Ω 的电阻。 5（2023·宜宾）已知小灯泡L 的额定电压为25V，通过灯丝的电流与其两端的电压关系如图所示， 则灯泡正常发光时的电阻为 Ω。把此灯泡与15Ω 的定值电阻并联在电源电压为15V 的电路中，则并 联电路的总电流是 。 6（2023·泰州）如图甲所示电路，开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置，示数如图乙 所示，则通过R1的电流为 ，两电阻之比R1∶R2= ；只断开开关S2，电流表1的示数将 （变大 ／变小／不变）。 7（2023·常德）如图是两灯电流随电压变化的图像，两灯额定电压均为6V。若将两灯并联后接入电 路，则干路电流最大为 ；若将两灯串联后接入电路，在保证电路安全的情况下，电源电压最大为 V。 8（2023·齐齐哈尔）如图所示，已知 。当开关S 闭合，甲、乙两表均为电压表时，两表 示数之比为 ；当开关S 断开，甲、乙两表均为电流表时，两表示数之比为 。（电路中各元件均未损坏） 9（2023·青岛）如图所示电路，电阻R1、R2并联接到电压为U 的电源两端。闭合开关S 后，通过 电阻R1、R2的电流分别为1、2，电路的总电流为。 （1）R1、R2并联后相当于一个电阻R，请推导证明： ； （2）若电路中R1=20Ω，R2=30Ω，电源电压为3V。求：电路的总电流。 10（2023·雅安）随着我国经济的发展，人民生活水平日益提高，我国出现了越来越多的潜水爱好 者。为了保障安全，潜水员潜水时会佩戴图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电 路图，电源电压 且恒定不变，定值电阻 ，电压表量程为0~3V， 是阻值随水深度变化的 电阻，其变化关系图象如图丙所示， 允许通过的最大电流为 。求： （1）深度表在水面上时，电路中的电流（计算结果保留1 位小数）； （2）电压表示数为2V 时，潜水员下潜的深度； （3）在保证电路安全的情况下，该深度表能浸入水中的最大深度。 解题技巧 （1）串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。即 ；并联电路总电阻的倒数等 于各并联电阻的倒数之和。即 。 （2）根据欧姆定律和串联电路的特点，可以推导出 ，这说明：串联电路中，电压的分配 与电阻成正比；根据欧姆定律和并联电路的电压特点，可推导出 ，这说明：并联电路中电流的 分配与电阻成反比。 ►考向三 电路的动态分析与计算 11（2023·聊城）如图所示，是列车上烟雾报警器的简化原理图。内装有一个激光发生器及带有一 光敏电阻R 的电路，其中电源电压恒定， 为定值电阻。有烟雾产生时，激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的 阻值发生变化，从而改变电路中的电流。当电路中的电流增大至某一数值时报警器开始报警。下列说法中 正确的是（ ） ．光敏电阻R 的阻值随光照强度的减弱而增大 B．烟雾越浓，电流表示数越小 ．烟雾越浓，电压表示数越小 D．若要提高警报灵敏度，可以适当增大 的阻值 12（2023·抚顺）如图所示的电路，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从中点向左滑动。下列说法正 确的是（ ） ．电流表1的示数变大 B．电压表V 的示数变大 ．电流表 1与电流表2示数的差不变 D．电压表V 与电流表2示数的比值变小 13（2023·齐齐哈尔）如图所示，电源电压恒定，先只闭合开关 ，两电表均有示数；再断开 ， 同时闭合 和 ，此过程中（ ） ．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数不变 ．电压表示数与电流表示数乘积变大 D．电压表示数与电流表示数比值不变 14（2023·郴州）如图所示，电阻 、 为定值电阻，电源电压保持不变。当开关 闭合， 接端 时，电流表示数为；当开关 闭合， 接b 端时，电流表示数为2，则未知电阻 的阻值是（ ） ． B． ． D． 15（2023·鄂州）如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至 灯正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） ．曲线是电流表示数与电压表V2示数的关系图像 B．电源电压为11V ．灯的额定电流为02 D．滑动变阻器的最大阻值是15 Ω 解题技巧 此类问题解题之前要弄清的问题是： ①看懂电路图，弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量； ②弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻； 解题方法有两种： 方法①：按这样的顺序分析：局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路 中电流如何变化→依据U＝R，分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U 变化的电阻＝U 总﹣U 不 变的电阻，分析变化的电阻两端的电压如何变化。 方法②：串联电路中U1R1＝U2R2，即电压与电阻成正比，由此可知串联电路中按电阻的比例分 配电压，电阻所占比例分数越大，分得的电压比例就越大。 ►考向四 探究电流与电压、电阻的关系 16（2023·宁夏）在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组用电压表测得电源电压为28V， 并连接了如图甲所示的部分电路： （1）观察图甲，请指出电路连接过程中的不妥之处： 。 （2）改正后，请用笔画线代替导线，在图甲上完成剩余电路的连接（要求：向右移动滑动变阻器的 滑片P，其阻值增大） （3）闭合开关后，观察电压表示数接近电源，电流表无示数出现该故障的原因是 。 （4）排除故障后开始测量，并将实验数据记录表中，当电压表示数为20V 时，电流表示数如图所示： 电 压U/V 1 0 1 5 2 0 2 5 电 流/ 0 10 0 15 0 25 （5）根据表中的实验数据，得出的实验结论是 ； （6）若要继续完成探究电流与电阻的关系实验，除了现有的实验器材之外，还需要增加 。 17（2023·威海）在探究“电流与电阻的关系”实验中，电源电压恒为 ，滑动变阻器规格为“ ”。 （1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整 （导线不允许 交叉）； （2）连接好电路，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表 示数始终接近电源电压。导致这一现象的原因可能是 ； ．电流表损坏 B．滑动变阻器短路 ．定值电阻R 接触不良 D．定值电阻R 短路 （3）排除故障继续实验，更换不同的定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，其目的是 ，实验数据 如表所示，其中第6 次实验中电流表示数如图丙所示，其读数为 ； 表 实验 次数 1 2 3 4 5 6 … … 电阻 5 7 5 1 2 1 5 2 0 2 5 … … 电流 1 2 0 8 0 48 0 4 0 32 … … （4）在如图所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点，请绘出图象 ，分析并得出结论： ； （5）实验完成后，在评估“将 电阻更换成 电阻继续实验”这一环节中，甲小组认为，更换 成 电阻后需要将滑动变阻器阻值调到最大，才能闭合开关进行实验；而乙小组认为，更换成 电 阻后不需要将滑动变阻器阻值调到最大，可直接闭合开关进行实验。你认为哪个小组的观点正确并写出理 由： 。 解题技巧 （1）研究方法：控制变量法。即在研究电流与电压的关系时，应控制电阻一定；在研究电流与电阻 的关系时，应控制电压一定。 （2）滑动变阻器的作用 ①在探究电流与电雁的关系时，通过调节滑动变阻器的滑片来改变电阻两端的电压；保护电路 ②在探究电流与电阻的关系时，通过调节滑动变阻器的滑片来保证电阻两端的电压不变；保护电路。 ►考向五 测电阻 18（2023·呼和浩特）小含同学在“伏安法测电阻”的实验中，器材如下：待测电阻 ，阻值已知 的定值电阻 ，电流表、电压表各一只，开关、导线若干，电源一个（电压恒定，大小未知）。 （1）该实验的实验原理是 （选填“ ”或“ ”或“ ”）； （2）如果实验中只有一只电压表或只有一只电流表，其他器材不变，则下列四种电路设计，能测出 的是 。 19（2023·东营）某兴趣小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，选用器材连接了如图所 示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为25V，所用器材均能满足实验需要。 （1）请用笔画线代替导线，完成实物电路的连接，注意导线不能交叉； （2）该实验中，滑动变阻器除了保护电路，其主要作用是 ； （3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电压表指针偏转明显，电流表无示数， 则发生的故障可能是小灯泡 ；（选填“断路”或“被短接”） （4）排除电路故障后进行实验，测得小灯泡正常发光时的电流为03，则小灯泡此时的电阻为 Ω；（结果保留一位小数） （5）实验中发现，当电压表示数为09V 时，小灯泡刚好微微发光，你认为此时小灯泡的电阻比它正 常发光时的电阻要 （选填“大”或“小”）。 20（2023·河南）在“测量小灯泡电阻”实验中，选用的器材有：两节新干电池，额定电压为 的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表，开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整 ； （2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“”或“B”）端； （3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 （选填字母代号）； ．电流表短路 B．小灯泡短路 ．滑动变阻器断路 （4）排除故障后，移动滑片P，某次实验时，电压表的示数为 ，电流表的示数如图乙所示，则 通过小灯泡的电流为 ，小灯泡正常发光时的电阻约为 （结果保留一位小数）； （5）经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的 图像如图丙所示，通过分 析图像，写出一条你发现的结论： 。 解题技巧 （1）根据欧姆定律公 的变形式 ，测得待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以求出 它的电阻值 （2）测灯泡电阻时不能求平均值，因为在不同电压下灯泡的温度不同，其电阻是不同的，求平均值 没有意义；测定值电阻的阻值时应该求平均值，因为定值电阻的阻值不变，求平均值可以减小误差 （3）电路故障分析方法 ①电流表无示数，故障原因可能是电流表被短路，或从电流表两接线柱到电源两极间的电路中某处断 路。 ②电压表无示数，故障原因可能是电压表被短路，或电压表两接线柱到电源两极间的电路中某处断 路。 ③电流表无示数但电压表有示数且接近电源电压，可以肯定电压表两接线柱到电源两极间的电路为通 路，故障原因是与电压表并联部分的电路断路，或电压表串联在电路中了。 （4）单表测电阻R 的方法 伏安法测电阻的原理是欧姆定律。在实验中，如果电流表或电压表损坏，可以利用电流表和已知定值 电阻串联（相当于电压表）或电压表和已知定值电阻并联（相当于电流表）进行间接测量，即无论用哪种 特殊方法测未知电阻，都要测出或算出未知电阻两端的电压Ux，测出或算出通过未知电阻的电流x，利用 ，求出 的值。 1．（新情境）（2023·潍坊）某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻 阻值，其中内径均匀 的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上阀门K 可以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞 （活塞电阻可忽略）。电源电压约为3V，滑动变阻器铭牌标有“ ”字样。 （1）连接完成图甲所示电路，闭合开关前发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并 用笔画线代替导线将电路连接正确； （2）正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P 移至 （选填“”或“B”）端； （3）实验中发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，电压表示数接近3V，检查发现各电路 元件完好。出现该现象的原因可能是 ； （4）为能正确测出玻璃管内自来水的电阻，某同学利用定值电阻 （阻值 ）、定值电阻 （阻 值 ）、电阻箱R（最大阻值 ）、单刀双掷开关S、两个相同的电压表（量程为0~3V）等器材， 连接了如图乙所示电路，进行了如下实验操作。 ①把S 拨到1 位置，记录电压表 示数； ②把S 拨到2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表 示数与电压表 示数相同，记录此时电阻箱的阻 值 ； ③计算玻璃管内自来水的电阻值 ，则 。 2．（跨学科）（2023·常德）在今天的生活中传感器的应用越来越广泛。小明想可不可以利用压力 传感器和初中所学的物理知识来设计一个可以直接测量压力大小的“压力计”呢？他找到一个压力传感器， 知道它的阻值R 与受压力大小F 的对应关系图像如图甲所示，当0≤F≤200 时图像为直线。下面他设计 了“压力计”电路图如图乙所示。已知电源电压为12V，电流表的量程为50m。 （1）请根据电路图完善图丙的实物连接，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路 的阻值变大； （2）闭合开关S，不施加压力，调节滑动变阻器接入电路部分的阻值，从最大值逐渐减小，当电流 表读数为40m 时电压表读数为4V，可知R0= Ω； （3）闭合开关S，不施加压力，继续调节滑动变阻器R1，电流表指针指表盘正中间位置，将此位置 标记刻度为F=0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值为 Ω。 （4）此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下，逐渐对传感器施加压力，并将对应的压力值标 记到电流表上，制成了一个简易的“压力计”。若此“压力计”测得的F=160 时，电流表对应的示数为 m。 3．（新考法）（2023·天津）如图所示的“电阻测量盒”，内有电源（电压不变且未知）、阻值已 知的定值电阻 、开关和电流表，并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻 的两端 相连，根据开关闭合、断开时电流表的示数，可以算出 的阻值。设计的盒内电路图，其中符合要求的是 （ ） ． B． ． D． 1．（2023·江西）如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器 的滑片P 向右移动， 下列说法正确的是（ ） ．的示数变大，V1的示数不变 B． 的示数变大，V2的示数变大 ．V1的示数与V2的示数之和不变 D．V2的示数与的示数之比变小 2．（2023·济宁）小明家的屋顶上有一个水池，图是他设计的一种自动测量水池内水位高低的装置， R'是定值电阻，R 是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端。从水位表（用电流表改装）指针的刻度， 就可知道水池内水位的高低。下列对装置的设计方提出的建议，可行的是（ ） ．用电压表改装水位表，并与R'并联 B．用塑料材料制作杠杆B ．用软绳连接杠杆端与浮标 D．用导线代替电阻R'接通电路 3．（2023·淄博）如图所示电路中，电源电压6V 恒定不变，电流表的量程是0~06，电压表的量 程是0~3V，小灯泡上标有“2V；1”（灯丝电阻不变），滑动变阻器标有“20Ω；1”。闭合开关S，移 动滑动变阻器的滑片P，在不损坏电路元件的前提下，电流表、电压表示数的范围分别是（