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中考复习 第十七章 欧姆定律  

2014-02-12 20:47:49|  分类: 学案新9下 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 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正比 ,跟导体的电阻成反比 .

2. 公式:I③  . 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=  、R=

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=  

3. 需要测量的物理量:导体两端的电压和通过导体的电流

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.                   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.                                                          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 VR2=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.                        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,图乙是第1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/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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