专题13 欧姆定律及其应用-天津市2017-2021年5年中考1年模拟物理试题分项汇编(含答案解析)

专题13 欧姆定律及其应用
1．（2020·天津）图所示是某导体中的电流I 跟它两端电压U 的关系图象，该导体的阻值为（ ）
A ．40Ω
B ．30Ω
C ．20Ω
D ．10Ω
【答案】D
【解析】 由图像知，通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，说明导体的电阻不随温度变化而变化；由欧姆定律U I R
=可得，导体的电阻 111V 10Ω0.1A
U R I === 故选D 。

2．（2019·天津）如左图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S ，滑动变阻器滑片P 从a 端移动到b 端的整个过程中，电流表示数I 与电压表示数U 的关系图象如右图所示．则电阻1R 的阻值为______Ω；当变阻器滑片P 处于a 端时，电阻1R 消耗的电功率为_____W ．
【答案】10 0.1
【解析】
根据欧姆定律可知，电阻1R 的阻值等于其两端电压与流经电流之比，R 1=1V 0.1A
=10Ω；根据电功率P =UI ，可得当变阻器滑片P 处于a 端时，电阻1R 消耗的电功率为P 1=1×0.1W=0.1W ． 3．（2018·天津）当某导体两端电压是3V 时，通过它的电流是0.2A ，则该导体的电阻是__Ω；当它两端电压为0V 时，该导体的电阻为__Ω．
【答案】15 15
【解析】
[1]导体的电阻为
R = 3V 0.2A
U I =15Ω， [2]电阻是导体本身的一种属性，与导体两端的电压无关，当电压为0时，电阻不变，仍为15Ω．
4．（2018·天津）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中：
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画出导线完成图乙的电路连接___________：
（2）实验过程中得到的部分数据如下表所示．第3次测时，电流表的示数如图丙所示，请将该数据填入表格中_____________
（3）在图丁中的坐标轴上标出适当的标度，把上表中的数据在坐标系中描点并连线
【答案】0.48
【解析】
解：（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，由图丙知，电流表选用小量程与R串联，将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联，如下图所示：
（2）第3次测时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.48A；
（3）横坐标小格表0.4V，纵坐标每小格表示0.08A，根据表中数据在图中找出对应的点，连线，如下图所示：
5．（2021·天津）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。

【答案】（1）6V；（2）0.5A
【解析】
解：（1）电源电压为
110.3A20Ω6V
U I R
==⨯=（2）此时两电阻并联，流过R2电流为
2
26V
0.2A 30Ω
U
I
R
===电流表的示数
120.3A0.2A0.5A
I I I
=+=+=
答：（1）电源电压6V；
（2）S1、S2均闭合时，电流表的示数0.5A。

6．（2018·天津）甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω．现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，枪修员进行了如下操作：在甲地利用电源（电压恒为6v）、定值电阻Ro（阻值为20Ω）、电压表（量程为0～3V）以及开关等与输电线组成了一个检测电路（如图所示，电压表未画出）：闭合开关后，电压表示数为2V；解答如下问题：
（1）根据题意判定电压表的连接位置，将它接入检测电路；
（2）计算出短路位置离甲地的距离．
【答案】甲地；25
【解析】
（1）由题知，输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，在甲地利用图中的检测电路进行检测；甲地是电源所在位置，电阻R0与导线电阻R线串联；要确定短路位置，需要测出甲地到短路位置两输电线串联的总电阻，电压表应测导线的总电压，所以电压表应接在甲地两点之间，如下图：
；
（2）由题知，闭合开关后，电压表示数为2V，即U线=2V，
由串联电路的电压特点可得，电阻R0两端的电压：U0=U﹣U线=6V﹣2V=4V，
因串联电路的电流处处相等，
则电路中的电流：
I===0.2A，
由I=可得，甲地到短路位置两输电线的总电阻：
R线===10Ω，
根据题意可得，甲地到短路位置两输电线的总长度：L==50km，
因两条输电线是并排架设的，
所以短路位置离甲地的距离：s=L=×50km=25km．
点睛：本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用，知道发生短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键．
7．（2017·天津）如图所示的电路中，定值电阻R1为10Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变．闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图所示。

求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器的最大阻值。

【答案】（1）6V ；（2）20Ω
【解析】
解：(1)当变阻器滑片 P 移动到 a 端时，仅电阻R 1接入电路，电流为I 1= 0.6 A ，电源电压为
U =I 1 R 1 =0.6A×10Ω =6V
(2)当变阻器滑片 P 移动到 b 端时，变阻器接入电路中的电阻 R 2 最大，R 1与R 2串联，通过电路中的电流I =0.2A ，滑动变阻器两端的电压U R =4V ，滑动变阻器的最大阻值
R =R U I =4V 0.2A
=20Ω
1．（2021·天津九年级二模）一定值电阻，两端加6 V 电压时，通过的电流是1 A ，则当在其两端加3 V 电压时，通过的电流和导体的电阻是（ ）
A ．0.5 A 6 Ω
B ．1 A 6 Ω
C．0.5 A 3 ΩD．1 A 3 Ω【答案】A 【解析】
根据
U
R
I
=可得定值电阻大小为1
1
6V
6Ω
1A
U
R
I
===
电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关。

当在其两端的电压为3V时，通过的电流为
2 23V
0.5A 6Ω
U
I
R
===
故选A。

（多选）2．（2021·天津市第五十五中学九年级三模）如图甲所示的电路中，电源电压为16V 恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断正确的是（）
A．R0的阻值是8Ω
B．电路的最大总功率是25.6W
C．R0的最小功率是3.2W
D．滑动变阻器的最大阻值是70Ω
【答案】AD
【解析】
由电路图可知，R 0与R 串联，电压表测变阻器R 两端的电压，电流表测电路中的电流。

A ．当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为R 0的简单电路，此时电路中电流最大，电路的总功率最大，由乙图可知，电路中的最大电流I 大=1.6A ，R 0的阻值
016V =10Ω1.6A
U R I ==大 故A 错误；
B ．电路的最大总功率
P 大=UI 大=16V×1.6A=25.6W
故B 正确；
C ．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，由串联分压原理可知，变阻器两端的电压最大（即电压表的示数最大），此时电路中的电流最小，R 0的功率最小，由乙图可知，电路中的最小电流I 小=0.2A ，变阻器R 两端的电压U R =14V ，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时R 0两端的电压
U 0=U -U R =16V -14V=2V
R 0的最小功率
P 0=U 0I 小=2V×0.2A=0.4W
故C 错误；
D ．滑动变阻器的最大阻值R 14V =70Ω0.2A
U R I ==大小 故D 正确。

故选AD 。

（多选）3．（2021·天津九年级一模）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“U-I”关系图像如图乙所示。

则下列判断正确的是（）
A．电源电压为10V
B．定值电阻R1的阻值为10Ω
C．变阻器滑片在中点时，电流表示数为0.3A
D．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
【答案】BCD
【解析】
由电路图知，电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中，电流表测电路中的电流。

变阻器的滑片向右滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，电路中的总阻值变大，据欧姆定律知，电路中的电流变小，那么R1两端的电压变小，而电源电压保持不变，所以变阻器两端的电压变大，由图乙中，乙为R1的U-I图像，甲为变阻器的U-I图像。

AB．由图乙知，当电路中的电流最大时，变阻器接入电路的阻值为0，此时R1两端的电压为电源电压是6V，定值电阻的阻值
1
6V
10Ω
0.6A
U
R
I
===故A错误，B正确；
CD ．由图乙知，电路中的最小电流为0.2A ，此时变阻器接入电路的阻值最大为
2224V 20Ω0.2A
U R I === 所以变阻器的变化范围是0~20Ω。

当滑片在中点时，变阻器接入电路的阻值为212
R ，则电路中的总电阻 R 总=R 1+212R =10Ω+120Ω2
⨯=20Ω 此时电路中的电流即电流表的示数
36V 0.3A 20Ω
U I R ===总 故CD 正确。

故选BCD 。

4．（2021·天津九年级二模）如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻？小红设计了如图所示的电路。

电源电压不变，已知R 1阻值为R 0，在闭合S 的情况下，断开S 1时电压表的读数是U 1，闭合S 1时电压表的示数是U 2，则电源电压为______，被测电阻R 2=______。

【答案】U 2 2101
U U R U - 【解析】
[1][2]由电路图知，两电阻串联在电路中，S 一直闭合，断开S 1时，电压表测R 1
两端的电压，
则电路中的电流10
U I R = 闭合S 1时，电压表测源电压，所以电源电压为U 2。

此时，R 2两端的电压
U R =U 2-U 1 那么，被测电阻2121201
10
R U U U U U R R U I U R --=== 5．（2021·天津九年级二模）一个小灯泡的两端加2.5V 电压时电流是0.3A ，小灯泡的电阻是_______Ω，它在这种情况下通电2min ，电流做功是________J ．
【答案】8.33 90
【解析】 根据欧姆定律U I R
=可得， 小灯泡的电阻是 2.5V 8.33Ω0.3A?U R I =
=≈； 它在这种情况下通电2min ，电流做功是
W =UIt =2.5V×0.3A×2×60s=90J ；
6．（2021·天津九年级二模）如图所示，甲图为某小灯泡L 和某电阻R 的电流随电压变化的图象，则R 的阻值为______Ω；将L 和R 连成图乙电路，闭合开关S 、S 1，当电流表的示数为0.35A 时，灯L 的电阻值为______Ω。

【答案】20 8
【解析】
[1]根据图甲可知，当电压为2V 时，电流为0.1A ，则定值电阻R 的阻值为
2V ==20Ω0.1A
U R I = 则定值电阻的阻值为20Ω。

[2] 闭合开关S 、S 1，此时灯泡与电阻并联，当电流表的示数为0.35A 时，则总电流为0.35A ，从图像可知，当电压为2V 时，通过电阻的电流为0.1A ，通过灯泡的电流为0.25A ，满足总电流为0.35A ，此时灯L 的电阻值为
L L L 2V ==8Ω0.25A
U R I = 则灯泡的电阻阻值为8Ω。

7．（2021·天津九年级二模）如图是甲、乙两导体的电流与电压的关系图象，由图可知，甲的电阻是_________Ω．若将甲和乙并联接在电路中，通过它们的电流之比I 甲:I 乙=________．
【答案】10 2:1
【解析】
由图像可知，两个电阻的阻值都是一定的，当电压都为2V 时，甲的电流为0.2A ，乙的电流为0.1A ，所以由欧姆定律可得，甲的电阻为10Ω，乙的电阻为20Ω；当把它们并联接到电路中时，电压相等，电流与电阻成反比，所以电流之比为20：10=2：1．
8．（2021·天津九年级一模）如图为电阻A 和B 的I U -图象。

若将A 、B 串联接入某电源两端，则闭合开关后，它们两端的电压之比是_____；若将A 、B 并联接入电源两端，闭合开关后，测得干路电流为0.6A ，则电源电压是______V 。

【答案】1:2 2
【解析】
[1][2]根据电阻A 和B 的I U -图象可知二者均为定值电阻，其阻值分别为
111 3.0V 5Ω0.6A
U R I === 111 3.0V 10Ω0.3A
U R I === 若将A 、B 串联接入某电源两端，根据串联分压可知它们两端的电压之比是
11225Ω110Ω2
U R U R === 若将A 、B 并联接入电源两端，其两端电压相同，干路电流为两支路电流之和即0.6A
，根
据并联分流可知此时电源电压是2V。

9．（2021·天津九年级一模）如图所示，电源两端电压U 保持不变，电阻1R 的阻值为6Ω，电阻2R 的阻值为18Ω，当开关S 闭合时，电压表示数为3V ，则：电流表的示数为______A ，电源两端的电压为______V 。

【答案】0.5 12
【解析】
[1]如图，两电阻串联，电压表测R 1两端的电压，电流表测电路中电流。

电流表示数为
113V =0.5A 6Ω
U I R == [2]R 2两端电压为
220.5A?18Ω=9V U IR ==
电源电压为
12+3V+9V=12V U U U ==
10．（2021·天津九年级一模）如图所示的电路中电源电压为6V ，S 闭合后电压表1V 的示数为_______V ，小灯泡2L 两端的电压是___________V 。

【答案】2.4 3.6
【解析】
[1]由图可知，电压表V1选择的量程为0～3V，分度值为0.1V，则示数为2.4V。

[2]根据串联电路电压规律可知，总电压为6V，灯泡L1的电压为2.4V，则灯泡L2的电压为
216V-2.4V=3.6V
U U U
=-=
11．（2021·天津九年级一模）如图甲所示电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端移动到b端，电压表和电流表示数变化情况如图乙所示。

则电源电压为___________V，滑动变阻器接入电路的最大阻值为___________Ω。

【答案】9 12
12．（2021·天津九年级二模）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小强选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻，电源电压恒为3V。

（1）请按图所示的电路图，将实物图连接完整；（____）
（2）实验过程中得到的部分数据如下表所示。

第1次测量时，电流表的示数如图所示，请将该数据填入表格中：
（3）在图中的坐标轴上标出适当的标度，把上表中的数据在坐标系中描点并连线（____）
（4）分析表中的数据或图象可以得出的实验结论是：______。

【答案】0.5
当电压一定时，电流与电阻成反比
【解析】
（1）[1]由于电源电压为3V，故滑动变阻器的电压不超过3V，直接连接小量程即可，电压表并联在电阻两端，故用一根导线将电阻的右端接线柱和电压表的正3相连，根据滑动变阻器的接法是一上一下，且与实物图对应，滑片往右滑动时，电阻变大，故用一根导线一端与定值电阻的左端相连，另外一端与滑动变阻器的左端下面接线柱相连，故如下图所示：
（2）[2]如电流表所示，选择的是小量程，分度值是0.02A，故读数为0.5A。

（3）[3]描点连线，如下图所示：
（4）[4]由表中数据或图像可知，当电压一定时，电流与电阻成反比。

13．（2021·天津模拟）小华在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了以下器材：电源（电
压恒为3V），电流表、电压表各一个，开关一个，五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），两个滑动变阻器（规格分别为“10Ω 1A”的R1和“15Ω 1A”的R2），导线若干，设计了如图甲所示的电路图。

(1)连接电路时，开关应______，电压表应选用的量程是______（选填“0~3V”或“0~15V”），连接好电路后，他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了，若此时闭合开关，电流表______（选填“会”或“不会”）被烧坏；
(2)正确连好电路后，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移到阻值最______处，闭合开关发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，移动滑动变阻器的滑片P，电流表、电压表示数均无变化，则故障可能是定值电阻R______（选填“短路”或“断路”）；
(3)排除故障后，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，画出如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：_______；
(4)上述实验所选用的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）。

【答案】断开0~3V 不会大断路电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比R2
【解析】
(1)[1]连接电路时，开关应断开。

[2]由电源电压为3V可知电压表应选用的量程是0~3V。

[3]电压表、电流表位置互换了，若此时闭合开关，电流表无示数但不会烧坏。

(2)[4]正确连好电路后，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，目的是保护
电路。

[5]闭合开关发现电流表无示数说明电路中某处断路，电压表示数接近电源电压，则故障可能是定值电阻断路。

(3)[6]排除故障后，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，画出如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

(4)[7]由图像可知上述实验中保持的定值电阻两端电压是
==⨯
U IR
0.4A5Ω=2V
因电源电源是3V，故滑动变阻器需要分走1V电压，根据串联分压之比等于电阻之比可知用25Ω电阻进行实验时，滑动变阻器最小为12.5Ω，故所选用的滑动变阻器是R2。

14．（2021·天津九年级二模）如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，2R为滑动变R为定值电阻。

闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与
阻器，
1
电流表示数I的关系图象如图所示。

求：
R的阻值；
（1）定值电阻
1
R中点时，电流表的示数。

（2）当滑片P在
2
【答案】（1）10Ω；（2）0.3A
【解析】
解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

当滑片位于b 端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图可知，此时电路中的电流I b =0.2A ，R 2两端的电压U 2=4V ，因串联电路中总电压等于各分电压之和，R 1两端的电压
U 1=U -U 2=6V -4V=2V
定值电阻R 1的阻值R 1=12V 0.2A
b U I ==10Ω （2）滑动变阻器的最大阻值R 2= 24V =20Ω0.2A
b U I = 当滑片P 在2R 中点时，电流表的示数
126V 1110+2022U I R R ==+Ω⨯Ω=0.3A 答：（1）定值电阻1R 的阻值是10Ω；
（2）当滑片P 在2R 中点时，电流表的示数是0.3A 。

15（2021·天津九年级二模）某物理兴趣小组的同学在查阅资料时了解到，实际的电流表电阻虽然很小，但并不为零，实际的电压表电阻虽然很大，但并不是无穷大。

通过请教老师，他们进一步了解到，电流表既可以用于测量电流，也可以在一定条件下测量电压，通过给小量程电流表串联或并联一个适当阻值的定值电阻，还可以将它改装成电压表或大量程电流表。

老师还特别强调，观察电流表，要注意指针满偏时的电流值，满偏电流的值在数值上等于该表的量程。

在老师指导下，该小组完成了将电流表改装成电压表的实验方案。

该方案的要点有：
①设计电路：按图的方式给刻度均匀的电流表串联一个电阻R ，虚线框内即为改装后的电压表；
②计算R 的值：若电流表的满偏电流为A I ，电阻为A R ，改装成的电压表的量程为V U ，则由V A A U I R R
=+，可得到R 的值； ③给表盘重新标注示数。

若通过电流表的电流为I ，改装成的电压表两端的电压为U ，则由A U I R R
=+的变形式()A U I R R =+可对表盘上每根刻度线重新进行标注。

由于A R R +是一个定值，因此U 与I 是正比关系，所以改装成的电压表的刻度仍是均匀的。

现准备只接入一个电阻R ，将1个满偏电流为A I ，电阻为A R ，刻度均匀的电流表改装成一个量程为A 6I 的电流表。

请你参考上述信息，完成下列任务：
（1）画出改装后电流表的电路图；
（2）计算出接入电阻R 的阻值；
（3）简述理由，说明改装后的电流表的刻度是否均匀。

【答案】（1）；（2）5
A R ；（3）是均匀的。

【解析】
（1）因为要把电流表的量程扩大，因此需要并联一个定值电阻分流，故改装后的电路图如图所示：
（2）若电流表的满偏电流为A I ，电阻为A R ，改装成的电流表的量程为A 6I ，利用并联电路的电流规律可得A A A A R A 6I R I I I I R
=+=+
解得R 的阻值为A 5
R 。

（3）设通过电流表的电流为I 时，改装成的电流表通过的电流为I '，则根据并联电路的电流规律
A A R 1IR R I I I I I R R ⎛⎫=+=+=+' ⎝
'⎪⎭ 可对表盘上每根刻度线重新进行标注，由于A 1R R +
是一个定值，因此I '与I 是正比关系，所以改装成的电流表的刻度仍是均匀的。