專題17 ?歐姆定律考點(diǎn)、考題與提升訓(xùn)練
對本章考點(diǎn)提煉總結(jié),對考題進(jìn)行解析
【考點(diǎn)提煉】
歐姆定律是本書重點(diǎn)內(nèi)容,并且每節(jié)都是重點(diǎn),在中考中涉及到本章內(nèi)容的考題所占比例高、考題形式多樣、難度高,是每年中考中必考的內(nèi)容,所以應(yīng)該引起教師和考生注意,并下功夫做好本章復(fù)習(xí)。
1.電流與電壓和電阻的關(guān)系
本節(jié)研究的是電路中電流與電壓和電阻關(guān)系,是下一節(jié)歐姆定律的前奏,也是接觸電學(xué)最重要的規(guī)律—歐姆定律的開始;本節(jié)涉及到的主要內(nèi)容就是實(shí)驗(yàn)探究問題,通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),初步了解電路中電流大小受哪些因素影響,也就是電路中電流與電壓和電阻之間的關(guān)系。同時(shí)也是掌握實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和手段的必考內(nèi)容。
★本考點(diǎn)??挤较蛴校?/span>一、電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究;二、電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究。
(1)電流與電壓的關(guān)系:為了研究通過導(dǎo)體的電流跟電壓的關(guān)系,我們應(yīng)控制電阻一定,通過在電路中串聯(lián)一個(gè)變阻器來調(diào)節(jié)導(dǎo)體兩端的電壓,通過實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。縱觀各地中考考綱和近三年考卷,對本考點(diǎn)內(nèi)容的考查在中考試卷中仍會(huì)出現(xiàn),主要考查題型有選擇題和實(shí)驗(yàn)探究題兩種類型??疾榉绞匠R姷挠袑τ绊戨娐分须娏鞔笮〉囊蛩氐目疾椋瑢﹄妷河绊戨娐冯娏鞯目疾?,對電阻影響電路電流的考查,電壓、電阻對電路中電流影響的實(shí)驗(yàn)探究;有的也經(jīng)常和其他相關(guān)知識(shí)點(diǎn)結(jié)合。
(2)電流與電阻的關(guān)系:為了研究通過導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系,我們應(yīng)控制電阻兩端的電壓一定,通過換用不同的電阻來改變電阻,通過實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。縱觀各地中考考綱和近三年考卷,對本節(jié)內(nèi)容的考查在中考試卷中仍會(huì)出現(xiàn),主要考查題型有選擇題和實(shí)驗(yàn)探究題兩種類型??疾榉绞匠R姷挠袑τ绊戨娐分须娏鞔笮〉囊蛩氐目疾?,對電壓影響電路電流的考查,對電阻影響電路電流的考查,電壓、電阻對電路中電流影響的實(shí)驗(yàn)探究;有的也經(jīng)常和其他相關(guān)知識(shí)點(diǎn)結(jié)合,但本節(jié)作為電磁學(xué)重點(diǎn),需要很好地掌握和對待。
★本考點(diǎn)考題形式有選擇題和實(shí)驗(yàn)探究題兩種形式。
選擇題:選擇題是本考點(diǎn)的主要題型,主要考查內(nèi)容就是電路中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。雖然考查內(nèi)容不變,但問題形式多樣,希望能引起注意。此問題還會(huì)和其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合在一起共同組成一個(gè)考題。
實(shí)驗(yàn)探究題:此考點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)探究題分為探究電路電流與電壓關(guān)系和電路電流與和電阻的關(guān)系兩種形式。但無論是哪種,所探究的問題和出題方式基本上相同。主要問題有:電路電流與電壓和電阻之間存在什么關(guān)系、變阻器劃片移動(dòng)會(huì)引起哪些物理量變化(如何變化)、把實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整、實(shí)驗(yàn)電路改錯(cuò)、給出電路圖連接實(shí)物圖、電流表或電壓表的讀數(shù)、控制變量法、分析實(shí)驗(yàn)中存在的問題等。只要考生能很好的理解電流與電壓和電阻的關(guān)系,并對常見的實(shí)驗(yàn)電路加以認(rèn)識(shí),再加上加強(qiáng)這方面的真題練習(xí),定會(huì)收到很好的效果。
2.歐姆定律
歐姆定律的地位和其重要性不言而喻,在電學(xué)內(nèi)容中,涉及到歐姆定律的考題無論從分值上,還是考題上,都會(huì)占有很大比例。從考題難易看,易、中、難都有出現(xiàn),考查學(xué)生對歐姆定律的理解試題較易;考查歐姆定律的應(yīng)用和有關(guān)計(jì)算一般為中等難度;考查利用歐姆定律解決實(shí)際問題的壓軸題,一般較難。從考題形式上看,主要分為選擇題、填空題和應(yīng)用題三個(gè)大類,無論那種題型,都涉及到利用歐姆定律的計(jì)算問題;所以,本節(jié)知識(shí)點(diǎn)主要是歐姆定律的應(yīng)用和利用歐姆定律計(jì)算。
★本考點(diǎn)??挤较蛴校?/span>一、對歐姆定律的理解及應(yīng)用;二、利用歐姆定律進(jìn)行綜合計(jì)算。
(1)對歐姆定律的理解及應(yīng)用:對歐姆定律的理解就是考查導(dǎo)體電流與導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體電阻之間的關(guān)系。此類考題主要考查考生對此規(guī)律的理解程度,一般屬于簡單計(jì)算類試題,考生只要能正確理解和使用歐姆定律,從題干給出的條件直接能夠得到答案。此類考查方向常見有選擇題和填空題。選擇題中,主要計(jì)算電路中電流、電壓甚至是電阻大小,也可以分析物理量的變化或變化規(guī)律、取值范圍等;填空題中,一般情況下讓考生通過計(jì)算直接填入正確答案,或通過分析直接判斷物理量的大小、變化規(guī)律等。
(2)利用歐姆定律進(jìn)行綜合計(jì)算:此類試題在中考試卷中肯定會(huì)出現(xiàn),而且具有分值高、形式多樣、變化莫測的特點(diǎn),屬于大小計(jì)算題(壓軸題)。常見的有:利用歐姆定律對電壓的計(jì)算、對電功率的計(jì)算、對電功的計(jì)算。對生活中電器進(jìn)行計(jì)算:給出電器銘牌,并利用銘牌提取所用條件,通過對電器的工作狀態(tài)、工作環(huán)境等分析,然后才能利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算;此類考題屬于綜合計(jì)算題,常與熱量的計(jì)算相結(jié)合。為此,建議廣大考生在此問題上應(yīng)下大力氣,在深刻理解規(guī)律并利用規(guī)律基礎(chǔ)上,多做、多練,做到舉一反三。
★本考點(diǎn)考題形式有選擇題、填空題和實(shí)驗(yàn)探究題三種類型。
縱觀各地中考考綱和近三年考卷,對本節(jié)內(nèi)容的考查在中考試卷中肯定會(huì)出現(xiàn),并且所占分值較高。主要考查題型有選擇題、填空題和綜合計(jì)算題三個(gè)類型??疾榉绞匠R姷挠袣W姆定律的理解、歐姆定律的綜合應(yīng)用等。在壓軸題中,歐姆定律與其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合(如電功率、電熱等)屬于??紵狳c(diǎn),更應(yīng)引起注意。
選擇題:選擇題屬于此考點(diǎn)的??碱}型,屬于基礎(chǔ)型或概念型試題,一般難度為中等。選擇題的四個(gè)選項(xiàng)中,可以是一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)是利用歐姆定律的,也可以是電學(xué)其他考點(diǎn)的。對此類考題的解答,上面已經(jīng)作了分析。
填空題:填空題同樣屬于此考點(diǎn)的??碱}型,至于備考策略與選擇題相同,這里不再贅述。
大型計(jì)算題:大型計(jì)算題屬于綜合計(jì)算題,考查考生利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合計(jì)算和分析判斷能力的題型。此類考題所占分值高,綜合應(yīng)用強(qiáng),希望大家切實(shí)下大力氣做好備考復(fù)習(xí)。我建議以歷年真題為參考,從考查內(nèi)容、問題方式和解答技巧上下功夫,多做、多練。
3.電阻測量
電阻測量屬于實(shí)驗(yàn)探究類內(nèi)容,主要是利用伏安法對電阻進(jìn)行測量。電阻測量是電學(xué)實(shí)驗(yàn)類試題中的重點(diǎn),也是考題出現(xiàn)概率極高的實(shí)驗(yàn)探究題,所以,讓學(xué)生理解電阻測量的基本知識(shí)、測量方法和手段、電阻測量中應(yīng)注意的問題(如:伏安法測電阻的電路連接、電路連接常見問題與注意事項(xiàng)、如何完善測電阻的電路等)。電阻測量在中考試卷中,一般分值比例較高;從考題難易看,只要學(xué)生掌握了電阻測量的電路、方法、技巧和常見問題,一般都會(huì)很好的解答。
縱觀各地中考考綱和近三年考卷,對本節(jié)內(nèi)容的考查在中考試卷中出現(xiàn)概率很高,并且所占分值較高。查考方式主要是通過對伏安法測電阻的電路連接、電路連接常見問題與注意事項(xiàng)、如何完善測電阻的電路問題進(jìn)行分析和判斷等。
4.歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應(yīng)用
其實(shí)上面的分析也包括此考點(diǎn),考查歐姆定律的應(yīng)用,不會(huì)是單一簡單的一種形式,所以這里不再贅述。
以近三年中考真題為例,呈現(xiàn)考點(diǎn)??碱}型
【考點(diǎn)一】電路中電流與電壓和電阻的關(guān)系
★典例一:(2019·益陽)如圖所示,電源電壓不變,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)變化情況是( ?)。
A.電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)減??;
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B.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)增大;
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C.電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)增大;
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D.電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)減小
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【答案】A。
【解析】由電路圖可知,定值電阻R0與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變大,電路的總電阻變大,
由
可知,電路中的電流減小,即電流表的示數(shù)減小,故BD錯(cuò)誤;
由U=IR可知,R0兩端的電壓減小,即電壓表的示數(shù)減小,故A正確、C錯(cuò)誤。故選A。
★典例二:(2019·溫州)小明利用圖甲電路研究電流與電壓的關(guān)系,其中滑動(dòng)變阻器最大阻值為500歐,定值電阻R0阻值為10歐,閉合開關(guān),當(dāng)滑片從最右端慢慢向左移動(dòng),發(fā)現(xiàn)最初電壓表指針幾乎不動(dòng),直到接近左端時(shí)電壓表指針才開始有所偏轉(zhuǎn),繼續(xù)左移,指針偏轉(zhuǎn)角度迅速變大,即該滑動(dòng)變阻器引起電壓表示數(shù)發(fā)生明顯變化的調(diào)節(jié)區(qū)域很小。本實(shí)驗(yàn)中,要使滑片每移動(dòng)一段距離,都能引起電壓表示數(shù)較為明顯的變化,應(yīng)選擇怎樣的滑動(dòng)變阻器?小明用不同的電阻絲代替滑動(dòng)變阻器,利用圖乙進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①取3條長度都為100厘米的粗細(xì)均勻電阻絲A、B、C,阻值分別為1歐、20歐、400歐。
②將電阻絲A接入圖乙電路,閉合開關(guān),滑片P從最右端移到最左端,記錄電壓表示數(shù)U隨滑片移動(dòng)長度x變化的相關(guān)數(shù)據(jù),多次測量。
③分別用電阻絲B、C代替A,重復(fù)步驟②。
④處理相關(guān)數(shù)據(jù),獲得“電壓表示數(shù)U隨移動(dòng)長度x變化的關(guān)系”如圖丙。
(1)圖甲實(shí)驗(yàn)中,閉合開關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片處于最左端時(shí),導(dǎo)線a與接線柱M處的連接意外斷開,此時(shí)示數(shù)為零的電表是______。
(2)分析圖丙,實(shí)驗(yàn)過程中電壓表示數(shù)變化范圍與電阻絲阻值的關(guān)系是______。
(3)若利用圖乙研究通過R0的電流與其兩端電壓的關(guān)系,在A、B、C三條電阻絲中,你認(rèn)為選擇哪一條電阻絲最合適并說明理由。______
【答案】電壓表;電阻絲阻值越大時(shí)電壓表示數(shù)變化范圍越大;選擇B電阻絲最合適;原因是電阻絲的滑片移動(dòng)過程中,使用B電阻絲時(shí),電壓表示數(shù)始終能發(fā)生較明顯的變化;且示數(shù)變化范圍較大。
【解析】(1)圖甲中:電阻R0與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測量R0的兩端的電壓,電流表測量電路中電流;閉合開關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片處于最左端時(shí),導(dǎo)線a與接線柱M處的連接意外斷開,電路中只有R0與電流表串聯(lián)在電源兩端,則電流表由示數(shù);電壓表由于一個(gè)接線柱沒有接通電路,所以沒有示數(shù);
(2)圖丙中,電阻R0與電阻絲A串聯(lián),電壓表測量的兩端的電壓,由于串聯(lián)電路中電阻的阻值越大,分得的電壓越大;所以,當(dāng)電阻絲阻值變大時(shí),電阻絲兩端的電壓變大,電阻兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變大;所以,電阻絲阻值越大時(shí)電壓表示數(shù)變化范圍越大。
(3)由圖丙可知:在A、B、C三條電阻絲中,電阻絲的滑片移動(dòng)過程中,使用B電阻絲時(shí),電壓表示數(shù)始終能發(fā)生較明顯的變化;且示數(shù)變化范圍較大,故選擇B電阻絲。
故答案為:(1)電壓表;(2)電阻絲阻值越大時(shí)電壓表示數(shù)變化范圍越大;(3)選擇B電阻絲最合適;原因是電阻絲的滑片移動(dòng)過程中,使用B電阻絲時(shí),電壓表示數(shù)始終能發(fā)生較明顯的變化;且示數(shù)變化范圍較大。
★典例三:(2018·黔南)在探究“電壓一定時(shí),電流跟電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示。
(1)請根據(jù)圖甲電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示實(shí)物連接成完整電路(導(dǎo)線不允許交叉)。
(2)連接好電路,發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,造成這一現(xiàn)象的原因可能是 ?????? 。
(3)排除電路故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),多次改變R的阻值,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓示數(shù)保持不變。若電壓表示數(shù)偏小,則應(yīng)將滑動(dòng)變阻器向 ? (選填“左”或“右”)滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表,其中第5次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為 ?? A。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
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1
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2
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3
|
4
|
5
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電阻R/Ω
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5
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10
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15
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20
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25
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電流I/A
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0.6
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0.3
|
0.2
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0.15
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(4)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論是: ????????????????????????????????? 。
【答案】(1)如圖;(2)電阻斷路;(3)右;0.12;(4)電阻的電壓一定時(shí),通過定值電阻的電流與電阻值成反比。
【解析】(1)根據(jù)圖甲,將電壓表與電阻并聯(lián),如下所示:
(2)經(jīng)分析,連接好電路,發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,造成這一現(xiàn)象的原因可能是電阻斷路;
(3)若電壓表示數(shù)偏小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,即變阻器分得的電壓過大,由分壓原理,變阻器連入電路中的電阻過大,故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器向右滑動(dòng),以減小變阻器連入電路中的電阻大小,從而增大電壓表示數(shù);
其中第5次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)如圖丙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,其讀數(shù)為0.12A;
(4)橫向分析表中數(shù)據(jù),電阻為原來的幾倍,通過的電流為原來的幾分之一,故得出的結(jié)論是:電阻的電壓一定時(shí),通過定值電阻的電流與電阻值成反比。
故答案為:(1)如上;(2)電阻斷路;(3)右;0.12;(4)電阻的電壓一定時(shí),通過定值電阻的電流與電阻值成反比。
【考點(diǎn)二】歐姆定律
★典例一:(2019·邵陽)如圖所示的電路中,電源電壓恒定不變,已知R1=3R2,當(dāng)S和S1閉合、S2斷開時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1和I1;當(dāng)S1斷開、S和S2閉合時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2和I2,則U1:U2、I1:I2分別是( ?)。
A.1:1、4:3 ?????B.1:2、1:3 ?????C.1:1、1:4 ????D.1:4、1:1
【答案】A。
【解析】當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí),等效電路圖如圖1所示;當(dāng)S1斷開、S2閉合時(shí),等效電路圖如圖2所示。
電源的電壓不變,且兩種情況下電壓表測電源的電壓,
所以兩次電壓表的示數(shù)不變,即U1:U2=1:1;
兩電阻并聯(lián),I1,I2
則I1:I2═4:3。故選A。
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