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中考复习 第十七章 欧姆定律  

2015-04-01 12:34:10|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【转载】  

2014-02-21 08:02:13|  分类: 教育教学 |  标签: |举报 字号大中小


本文转载自物理《中考复习 第十七章 欧姆定律》

 中考复习 第十七章 欧姆定律

课标解读

中考考点清单

            考点一 电流与电压和电阻的关系

            考点二 欧姆定律

            考点三 电阻的测量

常考类型剖析

            类型一 动态电路分析

            类型二 电路故障分析

            类型三 欧姆定律的计算

实验突破

        实验一   探究电流与电压和电阻的关系

        实验二 伏安法测电阻

 课标解读

           通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。

 中考考点清单

考点一 电流与电压和电阻的关系

1. 电流与电压的关系:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成①正比 .

2. 电流与电阻的关系:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成②反比 .

考点二 欧姆定律

1. 内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成①正比 ,跟导体的电阻成②反比 .

2. 公式:I=③  . 其中U表示导体两端的电压,单位是伏特(V),R表示导体的电阻,单位是欧姆(Ω), I 表示导体中的电流,单位是安培(A).

3. 变形公式:U=④  、R=⑤.

4. 在电源电压不变的情况下,可以通过改变电路中的电阻来改变电流.

 考点三 电阻的测量

1. 通过对电流和电压的测量来间接地测出导体的电阻的方法,有时又简称为“①伏安法”测电阻.

2. 实验原理:R=②  .

3. 需要测量的物理量:导体两端的③电压和通过导体的④电流.

4. 实验器材:电压表、⑤电流表、滑动变阻器、定值电阻、导线、电源.

5. 原理图(如图1、图2):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. 为了减小误差,实际测量中要改变⑥ 待测电阻两端的电压  。  多次测量电压及电流的值,根据每次电压及电流的值算出电阻,最后求出电阻的⑦ 平均值 .

 常考类型剖析

类型一 动态电路分析(备选例题)

例1 (’12娄底)高速公路收费站,现在对过往的超货货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图1 所示的计重秤原理图,以下说法正确的是   ( D  )

A.称重表其实是一个电压表           B.电路中的R1是没有作用的

C.当车辆越重时,称重表的示数越小    D.当车辆越重时,称重表的示数越大

【解析】由图可知称重表串联在电路中,所以称重表是电流表,电阻R1起到保护电路的作用,当车辆越重时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电 流变大,称重表的示数变大。

【名师点拨】电路的变化通常有两种情况引起,一是滑动变阻器的滑动引起的,二是多开关的闭合与断开引起的变化。解答此类题时要分析电路前后的变化,注意对比,或是利用等效电路图来分析。

例题1   电路如图所示,设电源电压不变,闭合开关后,在将滑动变阻器的滑片由b端移向a端的过程中,电流表的示数变大,电压表的读数变小 .(填“变大”、“变小”、“不变”)

【解析】将滑动变阻器的滑片由b端移向a端的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小;根据          可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据U=IR可知,电阻R两端的电压变大,根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小.                   例1题图

 变式题1 (’13宁夏)如图2,闭合开关S向右移动滑片P的过程中,电流表、电压表的示数变化是(  C  )

A.电流表的示数变大,电压表的示数变小

B.电流表的示数变小,电压表的示数变大

C.电流表、电压表的示数都变小    

D.电流表、电压表的示数都变大

【解析】本题考查的是电路的动态分析。分析电路结构,明确各电路元件的连接方式,然后采用局部-整体-局部的方法,由图可知,滑动变阻器与灯泡串联,故向右移动滑片P时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以整个电路电流变小,所以电流表示数变小,而灯泡的电阻不变,所以灯泡两端的电压变小,所以选C。

 类型二 电路故障分析(备选例题)

例2 (’13兰州)如图3 所示的电路,闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮。调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,但灯泡L2始终不亮。出现这一现象的原因可能是    (  C )

A.灯泡L1灯丝断了  B. 滑动变阻器短路了  C.灯泡L2短路了   D.滑动变阻器接触不良

【解析】直接法:如图所示,闭合开关后,灯泡L1亮,调节变阻器的滑片P,灯L1的亮度发生变化,这些现象说明电路中有电流,变阻器接法正确,一定不可能 发生断路故障,应该是发生了短路故障。结合题目中灯L2不亮这一点最终判断是灯泡L2短路了。故答案选C。

 例题1   如图所示的电路中,闭合开关,灯泡L不发光,电流表无示数,电压表有示数,若电路中只有一处故障,则可能是( B )

A.灯泡L短路    B.灯泡L断路   C.电阻R短路    D.电阻R断路

【解析】如果灯泡短路,电路电阻较小,电流较大,电流表示数较大.A不符合题意;如果灯泡断路,电流表断路无示数,电压表串联在电路中,示数为电源电压.B符合题意;如果滑动变阻器短路,灯泡是通路会发光,电流表示数较大.C不符合题意;如果滑动变阻器断路,整个电路断路,灯泡不亮,电流表、电压表都无示数.D不符合题意.故选B.                                                          例1题图

 例题2    在如图所示电路中,电源电压为6V,电压表示数是6V,而电路出现故障的是只有一盏灯不发光,则电路故障是( D )

A.灯L2 断路     B.灯L2短路    C.灯L1断路      D.灯L1短路

【解析】开关闭合时,发现只有一只灯泡发光,说明电路有短路.电压表有示数为6V,则说明电压表的正负接线柱与电源正负极之间的电路是连通的,并且没有电灯分压,据此判断,两灯串联,若 、  其中任一个断路,另一个都不会发光,故A、C都错,不符合题意.灯 短路, 不发光、 发光,电压表无示数,故B错,不符合题意.灯 短路,  不亮、  亮,电压表有示数,测量 两端电压,并且等于电源电压为6V,故D正确,符合题意.

 变式题2    如图4 所示,电源电压保持不变,闭合S后两灯泡正常发光,两表示数都正常,一段时间后两灯突然熄灭,且电压表示数变大,电流表示数变为零,则故障原因可能是灯泡L1断路.

 【解析】电流表示数为零.说明与电流表串联的元件至少一处发生断路;电压表原来测量灯泡L1两端电压,突然,示数变大,说明与电压表串联的元件是通路,电压表测量电源电压,所以故障为灯泡L1断路。

 类型三 欧姆定律的计算(备选例题)

例3 (’13宜昌)把5Ω的电阻R1跟15Ω的电阻R2串联起来,接在电压是6V的电源上,通过R1的电是 0.3 A,两端的电压是 4.5 V。

【解析】因为串联电路中各处的电流相等,且总电阻等于各分电阻之和。所以根据欧姆定律可得,通过R1的电流即电路中的电流:R2两端的电压:U2=IR2=0.3A × 15Ω=4.5V.

 

【名师点拨】解决此类问题时,首先看题干中所给已知量有哪些,看清所求物理量带入公式计算。

 例题1    灯泡L1、L2并联后接在电源两端,电源电压为6V.L1的电阻为12Ω,通过L2的电流为0.3A,则L2的阻值为20Ω,通过干路的电流为0.8A.

 

【解析】灯L2的阻值   流过灯L1的电流     

        =0.5A。干路电流I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A。

例题2   (’11红河州)如图所示,R1=10Ω,闭合开关后,电流表A1示数为0.3A,电流表A2示数为0.5A。则电源电压U=1.5 V,R2=15Ω。

【解析】当开关断开时,两个电阻是串联的,电压表测R2的电压,电流表测电路中的电流,当开关闭合时,电流表和电阻R1被短路,电阻R2两端的电压为电源电压,故电流表的示数变为零,电压表的示数变大.                        例2题图

  变式题3 (’13恩施州)某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,利用图5 甲所示电路,在a、b两点间分别接入定值电阻R1、R2,通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U-I关系图像,如图5乙所示,若将R1、R2组成并联电路,当通过R1的电流为1A时,通过R2 的电流为      ( A   )

     A.0.5A        B.1A         C.2A        D.3A

 【解析】当两电阻并联时,电源电压与电阻R1、R2两端的电压相等,由于通过R1的电流为1A,故U=1A × 3Ω=3V,所以通过R2的电流 选项A正确。

 实验突破

实验一   探究电流与电压和电阻的关系

命题点:

1.实物电路图的补充连接

2.电路连接时开关要断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处

3.电流表和电压表的读数

4.实验中接入阻值不同的电阻,并移动滑动变阻器的滑片使电压示数保持不变

5.电路故障判断(电路连接正确时,如果电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,则可能是电压表所测的电路断路)

6.更换电阻多次测量的目的(避免偶然性,寻找普遍规律)7.数据分析与处理8.控制变量法(研究电流与电压的关系时,控制电阻不变,通过移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端电压,研究电流与电阻的关系时,利用滑动变阻器控制电阻两端电压不变)实验结论:电阻R一定时,通过电阻R的电流I跟电阻R两端的电压U成正比,电阻两端电压U一定时,通过电阻R的电流I跟电阻R的大小成反比.

例1(’13郴州)在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计的电路图如图1甲所示。

(1)连接电路前,开关必须断开。

(2)请根据甲图,用笔画线代替导线,将乙图所示实物连接成完整的电路(导线不允许交叉)

(3)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表没有示数,电压表示数不变且接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 C。

A.电流表坏了      B.滑动变阻器短路

C.电阻断路        D.电阻短路

(4)排除故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,实验数据记录如下表。其中第5次实验电流表示数如丙图所示,,其读数为 0.12 A。

 

实验次数

1

2

3

4

5

电阻R/Ω

5

10

15

20

25

电流I/A

0.6

0.3

0.2

0.15

      

(5)分析实验数据得出结论是:电压一时电流跟电阻成反比关系。(用文字表述)

【解析】 (1)在根据电路图连接实物电路时,开关必须是断开的,以防止损坏仪表。(2)连接滑动变阻器时要采用一上一下的接法,电压表应该与待测电路并联。(3)电流表无示数,可能是电路中没有电流,也可能是电路中的电流很小无法显示,而电压表有示数,则可以肯定是电压表串联在电路中了,使得电路中的总电阻很大很大,即根本原因是电阻处接触不良。(4)从丙图中可以看出,电流表使用的是0-0.6A量程,每小格表示0.02A,故可读出此时的电流为0.12A。(5)从表格中各组实验数据可以看出, 出结论:在电压一定时,电流与电阻成反当电阻增大为原来的几分之一,电流将减小为原来的几倍,即可得出结论:在电压一定时,电流与电阻成反比。

 针对训练1 小乔和小丽在研究导体中电流与导体两端电压的关系时,除了电源(3V)、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外,还有可供选择的:A.定值电阻    B.小灯泡。

(1)为了完成研究需要选择器材 A(选填序号“A”或“B”);理由是小灯泡的电阻随温度而改变,不能控制电不变 。

(2)用笔画线完成图甲中的实物电路连接( 你所选的器材在图中用接线板代替,导线连线不能交叉),并使滑动变阻器接入电路的阻值最大。

(3)小乔通过实验得出了下表( 一) 中的数据,请读出图中两表的示数,记在表中最后一列的空格处。

 

 

 

表(一)

电压U/V

0.5

1.0

1.5

2.0

2.4

电流I/A

0.05

0.1

0.15

0.2

0.24

表(二)

电压U/V

0.5

1.0

1.5

2.0

电流I/A

0.25

0.2

0.15

0.1

 (4)小丽通过实验得出了上表(二) 中的数据,并且通过分析实验数据得出了:“在电阻一定时,导体中的电流随电压的增大而减少”的结论。小乔观察并检查了小丽所连接的电路后,告诉小丽…..你认为原因可能是电压表并联在滑动变阻器两端了.

【解析】在探究电流与电压的关系的实验中,需要控制电阻不变,若选用灯泡做电阻时,由于灯泡的电阻随着温度的变化而变化,所以探究时产生的误差较大,故在该实验中应该选用定值电阻进行实验;(2)变阻器应该串联在电路中!且具体的解法是“一上一下”,题目要求连好电路后,滑片处于最大阻值处,即电阻丝的有效长度最大,故应连接左下方的接线柱;(3)此时电压表选择的是小量程,所以分度值是0.1V,故电压表的示数是2.4V,电流表也是选的小量程!所以分度值是0.02V,故电流表的示数是0.24A;(4)据上面的电路图可知,定值电阻和变阻器串联,即当变阻器的电阻变小时,电路中的电流会变大,且由于变阻器电阻的变小,而导致变阻器的电压变小,据串联电路电压是和的关系可知,定值电阻的电压会变大,即电压表示数变大而该题中得出的结论是:当电压变大时电流变小,故可能是由于电压表没有测定定值电阻的电压,而是可能连在变阻器两端造成的。

 实验二 伏安法测电阻

命题点:

1. 实验原理

2.实验电路实物图补充连接

3.电路连接时开关要断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处

4.电流表、电压表的读数

5.电路故障判断( 电路连接正确时,如果电流表

示数为0,电压表示数接近电源电压,则可能是电压表所测的电路断路)

6.数据分析处理(结合电流表或电压表读数并利用公式, 求出电阻值;多次测量后求平均值得出电阻值,小灯泡电阻变化原因分析)

7.滑动变阻器的作用( 保护电路,测定值电阻阻值时,调节定值电阻两端的电压,便于多次测量,求平均值减小误差;测小灯泡的电阻时,便于改变灯泡两端的电压)

 例2(’11郴州)某小组做“ 伏安法测小灯泡的电阻”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω。如图3 所示.

 

 

(1)在甲图中,请用笔画线代替导线将实物图连,接完整;

(2)在闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片应调到 最左 端(选填“最左”或“最右”);

(3)实验时,电路连接无误,闭合开关后,无论怎样调节变阻器,灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转,该故障可能是灯泡断路。(写出一种即可);

(4)排除故障时,某一次测量时,电流表和电压表示数如图乙所示,则此时该灯泡电阻为11Ω。

(5)这个电路除可以测小灯泡电阻外,还可以测小灯泡的功率。由图乙两电表示数可求出小灯泡此时的功率为0.44 W。

 【解析】利用伏安法测小灯泡的电阻时,应该将电压表并联在灯泡两端,电流表与小灯泡串联,根据I= 则小灯泡选择的量程为0-0.6A。在开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应调到阻值最大处,即最左端。灯泡不亮,而电流表没有示数,可以判断电路出现断路,从电压表有明显偏转可以得知,该故障为小灯泡断路。从电压表读数可以看出,此时灯泡两端电压为2.2V,通过的电流为0.2A,所以灯泡的电阻为从电路中的情况可以看出电功率P=UI=2.2V×0.2A=0.44W.

 针对训练2   (’13武汉)图4 甲是测量小灯泡(U额=2.5V)电阻的电路,电源电压恒为4V。

(1)请将图4 甲中的电路连接完整.(要求滑片P向右滑动时电灯变亮,导线不允许交叉)

(2)实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还可以改变流过电路的电流,多测几组数 。

(3)下表是记录的部分实验数据,图4 乙是第1次实验中电流表的示数,该示数为0.24 A。这5 次实验中,灯泡电阻的最大值为10.42Ω(结果保留两位小数)。为了完成这5 次实验,应该选取最大阻值不小于35 Ω的滑动变阻器。

实验次数

1

2

3

4

5

电压U/V

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

电流/A

 

0.22

0.19

0.16

0.10

【解析】(1)在连接电路时,开关应处于断开状态,防止出现短路,电压表与小灯泡并联,电流表和滑动变阻器串联在电路中,滑动变阻器采用“一上一下”的接线方式接入电路。滑片P向右滑动时电灯变亮,电路中的电流变大,即滑动变阻器接入电路中的电阻变小,下面的一个接线柱应选择右下接线柱。(2)实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还可以改变流过电路的电流,多测几组数据,计算出不同电压下小灯泡的电阻。(3)根据题图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,图乙中电流表的示数为0.24A,电路中的电流越大,灯泡的功率越大,温度越高,电阻越大,即当灯泡两端的电压为2.5V,电流为0.24A,是灯泡的电阻最大,当灯泡两端的电压最小,滑动变阻器两端的电压达到最大V-0.5V=3.5V。此时滑动变阻器接入电路中的电阻

 针对训练3    (’11长沙)小华同学用下列器材做“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,已知小灯泡的额定电压为2V。

 

 

(1)请你用笔画线代替导线在图甲中完成该实验的电路连接。

(2)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P置于左/A 端。

(3)开关闭合后,小华发现,无论怎样移动滑片P灯泡总是不亮且电压表、电流表均无示数。如果电路中只有一处故障,则不可能是灯泡断路造成的。(答一种情况即可)

(4)故障排除后,小华将实验数据在坐标上描点连线如图乙所示,则小灯泡正常发光时,灯丝的电阻为 4 Ω。

【解析】连接电路时,滑动变阻器要将一上一下两接线柱连入电路,本题中下接线柱已经接好,只需要将上面任意一个接线柱接入电路即可,闭合开关前,要将滑动变阻器调到阻值最大,即将滑片P置于左端,灯不亮;电压表无示数,说明电路中某处断路,不可能是灯泡短路或断路,这样可答的不可能原因有很多,只要答出一种合理情况即可,求灯丝电阻时要根据乙图中的图像找到在额定电压时对应的电流值,根据  即可求出电阻。

 

 

 

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