中考物理考点一遍过考点31 欧姆定律的应用

一、动态电路的分析 动态电路的分析主要分以下几种类型 1．在观察电路的基础上，明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式，电流表测通过哪个电阻或哪 几个元件中的电流，电压表测哪个电阻或哪几个元件两端的电压。 2．当开关断开与闭合时，电路中的电阻怎样变化，运用电路关系、欧姆定律，推导出电路中的电流如 何变化，电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。 解读：（1）含滑动变阻器的串联电路：由于电源电压不变，按以下思路分析： 滑动变阻器电阻变化 → 总电阻变化 → 电流变化 → 定值电阻两端电压变化 → 滑动变阻器两端电压变化 （2）含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所 以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析： 滑动变阻器电阻变化 → 本支路电阻变化 → 本支路电流变化 → 干路总电流变化 二、电路故障 对电路故障进行分析，同学们往往感到无从下手，究其原因主要有三个方面：一是没有搞清楚电路故 障都有哪些情况；二是没有掌握对此类问题的分析方法；三是不知道电路出现断路和短路后会产生哪些现 象。一般来讲电路故障主要表现为： 1．电路断路 当电路中出现断路时，电路不通，用电器不能工作。主要表现在以下几个方面：（1）灯泡不亮；（2） 电流表无示数；（3）电压表示数为零；（4）电压表示数接近电源电压；（5）断开处一端能使试电笔氖管 发光，另一端不能使其发光。 2．电路短路 电路中出现短路时，电路仍然接通。其主要表现为：（1）灯泡可能仍亮；（2）灯泡可能不亮（说明 灯泡短路）；（3）电流表有示数；（4）电压表可能有示数（与电压表并联部分无短路）；（5）电压表示 数可能为零（与电压表并联部分短路）；（6）短路处任意点均能使试电笔氖管发光。 （2018·门头沟一模）某化工厂为了检测车间中的某种有害气体浓度，设计了一种测试仪的电路，如图 所示。图中 R 为定值电阻，Q 为气敏元件，它在电路中的作用相当于一个可变电阻，其阻值随被测的有害 气体浓度的增大而增大。电源两端的电压不变，闭合开关 S，当气敏元件所测有害气体的浓度减小时，则下 列判断中正确的是 A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变大，电流表示数变大 C．电压表示数变小，电流表示数变小 D．电压表和电流表示数的比值变大 【参考答案】B 【详细解析】由电路图可知，定值电阻 R 与气敏元件 Q 串联，电压表测 R 两端的电压，电流表测电路 电流，因气敏元件 Q 的阻值随被测的有害气体浓度的增大而增大，所以，当气敏元件所测有害气体的浓度 减小时，气敏元件电阻减小，电路总电阻减小，由 UI R  可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大， 故 AC 错误；电流变大，而定值电阻不变，由U IR 可知，电阻 R 两端电压变大，即电压表的示数变大， 故 B 正确；由 UR I  可知，电压表和电流表示数的比值等于 R 的阻值，其比值不变，故 D 错误。故选 B。 1．（2018·苏州模拟）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关 S1、S2，两灯都发光，当把开关 S2 断开时，灯泡 L1 的亮度及电流表示数变化的情况是 A．L1 亮度不变，电流表示数变小 B．L1 亮度不变，电流表示数不变 C．L1 变亮，电流表示数不变 D．L1 变亮，电流表示数变小 【答案】A 【解析】由电路图知，开关 S1、S2 都闭合时与开关 S2 断开后，灯泡 L1 两端电压都等于电源电压，电源 电压不变，灯两端的电压不变，灯的实际功率不变，灯泡亮度不变；开关 S1、S2 都闭合时，电流表测干 路电流，即流过灯 L1 与 L2 的电流之和，开关 S2 断开后，电流表测流过灯 L1 的电流，开关 S2 断开时电 流表示数变小；故选 A。 2．如图所示，电源电压不变，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 向左移动，总电阻__________，电压表示 数__________。（两空都选择“变大”“变小”或“不变”） 【答案】变小 变小 【解析】由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的 电流，当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据 UI R  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，灯泡两端的电压变大，根据串联电 路的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。 （2019·江苏省宜兴市二模）如图所示的电路中，闭合开关，灯泡 L1 发光、L2 不发光，电压表和电流表 均能正常工作。则下列说法正确的是 A．灯泡 L1 和 L2 处于并联状态 B．电压表测量灯泡 L1 两端的电压 C．因为 L2 不发光，所以电流表示数可能为零 D．因为 L2 不发光，所以电压表示数一定为零 【参考答案】B 【详细解析】A．根据电路可知，电流只有一条路径，两灯泡串联，故错误；B．读图可知，电压表并 联在灯 L1 两端，故测的是灯 L1 两端电压，故正确；C．两灯泡串联，灯泡 L1 发光，电流表能正常工作，电 流表示数不可能为零，故错误；D．两灯泡串联，灯泡 L1 发光，电压表测量灯泡 L1 两端的电压，电压表能 正常工作，电压表示数不是零，故错误。 1．闭合开关 S，发现灯泡 L1 亮，L2 不亮。调节变阻器滑片 P，L1 变亮，L2 始终不亮，出现这一现象的原因 可能是 A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路 C．灯泡 L2 短路 D．灯泡 L2 断路 【答案】C 【解析】A．若滑动变阻器断路，则整个电路断路，两灯都不亮，所以 A 错误；B．若滑动变阻器短路 了，则滑动变阻器不会引起 L1 亮度的变化，所以 B 错误；C．若灯泡 L2 短路了，则 L2 不亮，L1 照常发 光，所以 C 正确；D．若灯泡 L2 断路，则 L1 也不能发光，所以 D 错误。故选 C。 2．（2019·山东省临沂市蒙阴县模拟）在如图所示的电路中，闭合开关 S，两灯均正常发光；一会儿后，一 灯突然熄灭，另一灯仍正常发光，且电压表示数不变，电流表示数为零。下列判断正确的是 A．L1 短路 B．L1 开路 C．L2 短路 D．L2 开路 【答案】D 【解析】A．L1 短路，则造成电源两极相连，电源短路，电压表、电流表示数均为零。故 A 不合题意； B．L1 开路，L2 支路不受影响，电流表示数不变，电压表示数仍等于电源电压，故 B 不符合题意；C．L2 短路，则电直接接在了电源两极，被烧坏，无示数，故 C 不合题意；D．L2 开路，则电压表直接测电源 电压，示数不变，电流表示数为零，故 D 符合题意。 1．小明用如图电路研究电流跟电阻的关系，那么在实验过程中，当 A、B 两点间的电阻由 5 Ω更换为 10 Ω 后，他下一步的操作应是 A．记录电流表和电压表的示数 B．将变阻器滑片向右滑动 C．将变阻器滑片向左移动 D．增加电池的个数 2．如图所示，电源电压保持不变。电键 S 闭合，将变阻器滑片 P 由中点位置向右移动的过程中，下列说法 正确的是 A．电流表 A1 的示数变大 B．电压表 V 的示数变小 C．电流表 A 示数与电流表 A1 示数之差变大 D．电压表 V 示数与电流表 A1 示数的乘积不变 3．（2018·乌鲁木齐校级月考）甲、乙两地相距 40 km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知 所用的输电线每千米的电阻为 0.2 Ω。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利 用电压表、电流表、定值电阻 R0 和电源接成如图所示电路进行测量．当电压表的示数为 3.0 V，电流表 的示数为 0.5 A，则短路位置离甲地的距离为 A．7.5 km B．15 km C．25 km D．30 km 4．检查是否饮酒设备的电路如图甲，R 为酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，R0 为定值电阻，电源电压不变。当检测酒精气体浓度增大时 A．电流表示数减小 B．电压表示数减小 C．电路总电阻增大 D．电压表示数增大 5．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键 S，三个电表指针偏转正常，当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电表指针偏转方向相同的电表是____________，电表指针偏转方向不同的电表是 ____________。 6．（2018·静安区一模）图为“用滑动变阻器改变电路中的电流”实验电路，该电路中○处，应为________表 （选填“电流”或“电压”）。按图连接电路时，电键应处于________状态，并应使电流从电表的________ 接线柱流出，且滑片 P 应置于变阻器的________端（选填“左”或“右”）。 7．图甲是“研究电流与电压的关系”的实验电路图。 （1）为了达到实验目的，实验过程中必须保持定值电阻 R 的______________不变； （2）当某同学按电路图连接好实物开始实验后，发现电压表和电流表出现如图乙所示情况，这是因为： ①_________________________________，②_______________________________。 （3）下面是排除故障后进行实验时的数据记录： 实验次序 1 2 3 电压 U/V 3.2 4.8 6.4 电流 I/A 0.5 0.75 1.00 根据以上数据，可以得出的结论是________________________________ 。 8．（2017·广州）关于图甲、乙中各物理量的关系有以下的描述：（1）I1=I2=I3=I4；（2）U1=U2=U3=U4； （3）U3=U1，U2≠U4；（4）I1=I2，I2≠I3。正确的是 A.（2）、（4） B.（1）、（2） C.（3）、（4） D.（1）、（3） 9．（2017·河北）（多选）如图，电源电压不变，P 置于中点，a 为电流表或电压表。闭合任意开关，电路 都是安全的，下列说法正确的是 A．a 是电压表 B．只闭合 S1，P 向右滑动，a 的示数的变化量与 A2 示数的变化量的比值变小 C．闭合 S1、S3，断开 S2，A1 的示数大于 A2 的示数 D．闭合 S1、S2、S3，P 向左滑动，A1 的示数减小 10．（2018·攀枝花）如图所示，电源电压保持不变，开关 S 闭合后，灯 L1 和 L2 都正常发光，甲、乙两个 电表示数之比为 4:3。此时灯 L1 和 L2 的电阻之比为 A．1:3 B．3:1 C．3:4 D．4:3 11．（2017·襄阳）如图，电源电压为 5 V，R1=5 Ω，R2=10 Ω，当闭合开关后，两电表有示数且保持稳定， 则甲电表的示数为___________，乙电表的示数为_____________。 12．（2017·河南）小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示。ABO 为一水平杠杆，O 为 支点，OA:OB=5:1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到 6 V 时，报警器 R0 开始发出报警信号。 已知电路中电源电压为 8 V，R0 的阻值恒为 15 Ω，压力传感器 R 固定放置，其阻值随所受压力 F 变化 的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问： （1）由图乙可知，压力传感器 R 的阻值随压力 F 的增大而___________； （2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？ （3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？ （4）若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，则踏板触点 B 应向 ________（选填“左”或“右”）移动，并简要说明理由。 1．B【解析】在滑动变阻器的电阻值不变的情况下，电路中由于将 5 Ω的定值电阻换成 10 Ω的定值电阻， 根据串分压的知识，R 两端的电压将会变大，要探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变， 所以应该增大滑动变阻器的阻值，使电压表的示数不变；由图知，要增大滑动变阻器的阻值，需将滑片 向右端滑动；A、由于电压表的示数发生了变化，所以不应记录示数，A 错误；B、由以上分析知，需将 滑片向右滑动，B 正确；C、若将滑片向左滑动，则电压表的示数会更大，C 错误；D、增加电池的个数， 会使电压表的示数变大，D 错误。故选 B。 2．D【解析】由电路图可知，电键 S 闭合时，电阻 R1 与滑动变阻器 R2 并联，电流表 A1 测 R1 支路的电流， 电流表 A 测干路电流，电压表测电源两端的电压。因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表 V 的示数不变，故 B 错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过 R1 的电 流不变，即电流表 A1 的示数不变，故 A 错误；则电压表 V 示数与电流表 A1 示数的乘积不变，故 D 正 确；将变阻器滑片 P 由中点位置向右移动的过程中，R2 接入电路中的电阻变大，由 I= U R 可知，通过 R2 的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表 A 示数与电流表 A1 示数之差 等于通过 R2 的电流，则电流表 A 示数与电流表 A1 示数之差变小，故 C 错误。故选 D。 3．B【解析】当电压表的示数为 3.0 V，电流表的示数为 0.5 A，电阻 R 为 3 V 60.5 A    UR I 。输电线 每千米的电阻为 0.2 Ω。所以输电线的长为 6 30 km0.2 / km   ，又因为是两条输电线，故短路点距甲 地为 30 km 15 km2  ，选 B。 4．D【解析】由电路图可知，R0 与 R 串联，电压表测 R0 两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知， 当检测酒精气体浓度增大时传感器的电阻减小，电路中的总电阻减小，故 C 不正确；由 I= U R 可知，电 路中的电流增大，即电流表的示数增大，故 A 不正确；由 U=IR 可知，R0 两端的电压增大，即电压表的 示数增大，故 B 不正确，D 正确。故选 D。 5．A 和 V1 A 和 V2、V1 和 V2 【解析】由电路图可知，电阻 R1 与滑动变阻器 R2 串联，电压表 V1 测 R1 的电压，电压表 V2 测滑动变阻 器两端的电压，电流表测电路中的电流；闭合电键 S，若滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，接入电路的 电阻变大，电路的总电阻变大，因为 I=U/R，所以电路中的电流变小，即电流表示数变小，会向左边偏 转；又因为 U=IR，所以 R1 两端的电压变小，即电压表 V1 的示数变小，会向左边偏转；因为串联电路的 总电压等于各分电压之和。所以滑动变阻器两端的电压变大，即电压表 V2 的示数变大，会向右边偏； 因此电表指针偏转方向相同的电表是 A 和 V1；电表指针偏转方向不同的电表是 A 和 V2、V1 和 V2。 6．电流 断开 负 右 【解析】此电表串联在电路中，所以是电流表；按图连接电路时，电键应处于断开状态；让电流从电表 的正接线柱流入，负接线柱流出；为保护电路，滑动变阻器的滑片应滑到电阻最大位置，即滑到右端。 7．（1）阻值大小 （2）①电流表“+”、“–”接线柱接反了 ②电压表选用了小量程 （3）当电阻一定时， 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 【解析】（1）实验中要运用控制变量法，必须保持定值电阻 R 的阻值大小不变； （2）电流表指针反偏，说明正负接线柱接反了，电压表指针超出了最大刻度，说明所选量程太小； （3）由表中数据可知，通过导体的电流随导体两端的电压的增大而增大，并且成倍数的增大，即成正 比；所以可得结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 8．A【解析】在题图甲串联电路中，I1=I2= 4 V 2 Ω =2 A，根据串联分压规律，U1=U2=2 V；在题图乙中，根据 欧姆定律计算，I3= 3 U R = 2 V 2 Ω =1 A，根据并联电压规律：U3=U4=2 V，从而（2）正确，U1=U2=U3=U4； （4）正确，I1=I2，I2≠I3。故选 A。 9．AC【解析】A.由电路图可知，当 S1 与 S2 闭合时，电表 a 与电源串联，若 a 为电流表，会造成电源短路， 故 a 不是电流表，此时电路是安全的，说明 a 是电压表，故 A 正确；B.只闭合 S1，R1 和滑动变阻器串联， 电压表 a 测滑动变阻器两端的电压，两电流表测电路中的电流，设 P 向右滑动前、后电路中的电流分别 为 I1、I2，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由 UI R  可得，电压表 a 示数的变化量：ΔU2=U 滑–U 滑′=（U–I1R1）–（U–I2R1）=（I2–I1）R1=ΔIR1，则 =R1，即 a 的示数的变化量与 A2 示数的变化量 的比值不变，故 B 错误；C.闭合 S1、S3，断开 S2，R2 与滑动变阻器并联后再与 R1 串联，电流表 A1 测干 路电流，电流表 A2 测变阻器支路的电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电 流表 A1 的示数大于支路电流表 A2 的示数，故 C 正确；D.闭合 S1、S2、S3 时，R2 与滑动变阻器并联，R1 和 A1 被短路，A1 示数始终为 0，故 D 错误。故选 AC。 10．A【解析】由图知，如果甲、乙两个电表中任何一个为电流表，将会形成短路，因此甲、乙都为电压表， 此时灯 L1、L2 串联连接，电压表乙测量 L2 两端电压，电压表甲测量电源电压；因为串联电路两端电压 等于各部分电压之和，且甲、乙两个电表的示数之比是 4:3，所以灯 L1、L2 两端电压之比：U1:U2=（4 ﹣3）:3=1:3；又因为串联电路电流相等，即 I1=I2；所以，由 I=U/R 可得，R1：R2= 1 1 U I : 2 2 U I =U1:U2=1:3。 故选 A。 11．1 A 5 V 【解析】若两电阻串联，根据电流的流向可知，乙应为电流表，甲应为电压表，则闭合开关后，R1 被 短路，电流表无示数，不符合题意；则两电阻只能是并联，乙只能为电压表，乙测电源电压，示数为 5 V；甲只能为电流表，甲测通过 R1 的电流，根据并联电路电压的规律和欧姆定律，甲电流表的示数 I= 1 U R = 5 V 5 Ω =1 A。 12．（1）减小 （2）3 V （3）40 N （4）左 【解析】（2）闭合开关时，压力传感器和报警器串联，由题图乙可知当踏板空载时，压力传感器的电 阻为 R=25 Ω，此时电路中的电流 ， 由 I= U R 得，报警器两端的电压 U0=IR0=0.2 A×15 Ω=3 V，即电压表示数； （3）报警器 R0 开始发出报警信号时，U0′=6 V，此时电路中的电流 ， 传感器两端的电压 U 传=U–U0′=8 V–6 V=2 V， 传感器的阻值 ，由图象可知当传感器的阻值为 5 Ω时，对应的压力为 8 N， 根据杠杆平衡条件可得：F 压×OA=F 踏×OB，即 8 N×5=F 踏×1，解得 F 踏=40 N； （4）若电源电压略有降低，R0 两端分得的电压降低，根据串联电路的分压特点可知，应减小压力传感 器 R 分担的电压，保证 R0 两端分得的电压不变，此时就应该减小 R 的阻值，因 R 电阻值随所受压力 的增大而减小，所以应该增大压杆对传感器的压力，由杠杆平衡条件 F 压×OA=F 踏×OB 可知，OA 不 变，F 踏不变，所以 F 压和 OB 成正比，要增大压杆对传感器的压力，应增大 OB，即把踏板触点 B 向左 移动。