专题10-欧姆定律-电学图像问题-2021年中考物理34个典型专题突破(电学部分)(解析版)

专题10欧姆定律电学图像问题考点一有关、图像1．两个定值电阻的I﹣U图像如图所示，下列说法正确的是（）A．电阻甲的阻值为6Ω B．电阻乙的阻值为0.1Ω C．将这两个电阻串联接入电路中，甲电阻两端的电压比乙小 D．将这两个电阻并联接入电路中，通过甲电阻的电流比乙小【解析】A、由图可知，当甲两端的电压为1.5V时，通过甲的电流为0.3A，则甲的电阻R甲＝＝＝5Ω，故A错误；B、由图可知，当乙两端的电压为2V时，通过乙的电流为0.2A，则甲的电R乙＝＝＝10Ω，故B错误；C、这两个电阻串联接入电路中，则通过甲乙两电阻的电流相等。根据U＝IR可得，因为R甲＜R乙，所以U甲＜U乙，故C正确；D、这两个电阻并联接入电路中，则甲乙两电阻的电压相同，根据I＝可得，因为R甲＜R乙，所以I甲＞I乙，故D错误。故选：C。2．如图是电路元件甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（）A．乙为定值电阻 B．当甲两端电压为2V时，R甲＝0.2Ω C．甲和乙两个元件串联接入电路中，电路电流为0.2A时，电路的电源电压为3V D．甲和乙两个元件并联接入电路中，当电源电压为2V时，电路总电流为0.4A【解析】A.由I﹣U图像可知，元件乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知乙不是定值电阻，故A错误；B.由图像可知，当甲两端电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，由I＝可得，R甲＝＝＝5Ω，故B错误；C.甲和乙两个元件串联接入电路中，电路电流为0.2A时，由图像可知，两元件两端的电压分别为U甲＝1V、U乙＝2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压U＝U甲+U乙＝1V+2V＝3V，故C正确；D.甲和乙两个元件并联接入电路中，当电源电压为2V时，它们两端的电压均为2V，由图像可知，此时通过的电流分别为I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，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I′＝I甲+I乙＝0.4A+0.2A＝0.6A，故D错误。故选：C。3．如图所示的是电阻RA和电阻RB的I﹣U图像。下列说法中正确的是（）A．电阻RA和电阻RB的阻值大小关系是RA＞RB B．若将电阻RA和电阻RB串联后接入电路，闭合开关S后，它们两端的电压UA：UB＝1：2 C．若将电阻RA和电阻RB并联后接入电路，闭合开关S后，它们两端的电压UA：UB＝2：1 D．若将电阻RA和电阻RB并联后接入电路，闭合开关S后，当电源电压是6V时，干路电流为0.9A【解析】A．根据图中数据可知当电阻两端的电压都为2V时，通过A的电流为0.4A，通过B的电流为0.2A，由I＝可得：RA＝＝＝5Ω，RB＝＝＝10Ω，所以RA＜RB，故A错误；B．两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，由I＝可得它们两端的电压之比：＝＝＝＝，故B正确；C．两电阻并联，并联电路各并联支路两端电压相等，故UA：UB＝1：1，故C错误；D．两电阻并联，干路电流等于各支路电流之和，电源电压为6V时，由可得干路电流为：I＝IA+IB＝+1.8A，故D错误．故选：B。4．如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像，下列说法中正确的是（）A．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，干路中电流为0.6A B．电阻甲和乙都是阻值不变的电阻 C．当乙两端电压为2V时，R乙＝5Ω D．甲、乙串联在电路中，电路电流为0.2A时，电源电压为2V【解析】A、并联电路各支路电压相等，等于电源电压，当电源电压为2V时，从图中找出，甲的电流为0.4A，乙的电流为0.2A，故干路电流为：I＝0.4A+0.2A＝0.6A，故A正确；B、甲的图像为一条直线，说明电流电压成正比，甲的阻值不变，乙的图像为曲线，阻值变化，故B错误；C、当乙两端电压为2V时，从图中找出，乙的电流为0.2A，此时R乙＝＝＝10Ω，故C错误；D、甲、乙串联在电路中，电路电流为0.2A时，从图中找出，甲的电压为1V，乙的电压为2V，故电源电压为：U＝1V+2V＝3V，故D错误。故选：A。5．如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压为6V，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。R2的最大值为Ω。【解析】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，滑动变阻器接入电路中电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.4A，电压表的示数U2＝4V，则滑动变阻器的最大阻值R2＝＝＝10Ω。故答案为：10。6．两个电阻A和B，它们的电流与其两端电压的关系如图所示，则由图可知RA＝Ω；若把它们并联在3V的电路中，干路电流是A。【解析】（1）由图表知：A电阻两端电压为UA＝2V时，通过的电流为IA＝0.4A，则根据I＝可得，A的电阻为：RA═＝＝5Ω；（2）若把它们并联在3V的电路中，根据并联电路各支路两端的电压相等可知：电阻A、B两端的电压都为3V，由图表知：通过A元件的电流为IA′＝0.6A，通过B元件的电流为IB′＝0.3A，所以干路总电流为：I＝IA′+IB′＝0.6A+0.3A＝0.9A。故答案为：5；0.9。7．有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示。电源电压恒为15V，灯泡L的正常工作电压为12V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。小灯泡正常工作时，通过小灯泡的电流为，小灯泡的电阻是。若移动滑片，使通过灯的电流为0.6A，此时滑动变阻器R两端的电压是，滑动变阻器R的电阻是。【解析】当灯泡L正常发光时，其两端的电压UL＝12V，由图乙可知通过的电流IL＝0.8A；由欧姆定律可得灯泡正常工作时的电阻：RL＝＝＝15Ω，移动滑片，使通过灯的电流为0.6A，由图乙知，此时灯两端的电压为6V，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以变阻器两端的电压：UR＝U﹣UL＝15V﹣6V＝9V，串联电路各处电流都相等，故此时变阻器连入电路的阻值：R＝＝＝15Ω。故答案为：0.8A；15Ω；9V；15Ω。8．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的关系图像如图所示。求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器R2的最大阻值；（3）如果电流表和电压表分别接“0～0.6A”和“0～3V”接线柱，试求滑动变阻器R2的阻值范围。【解析】（1）由图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图2可知I1＝0.6A，由I＝可得，电源的电压：U＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V；（2）由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝20Ω；（3）电流表和电压表分别接“﹣0.6A”和“﹣3V”接线柱，则电流表的最大测量值为0.6A，电压表的最大测量值为3V；当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻是最大的，此时电路中的电流为：I＝＝＝＝0.3A；则滑动变阻器接入电路的阻值为：R''＝＝＝10Ω；电路中的最大电流为I大＝0.6A，此时电路的总电阻为R＝＝＝10Ω，则此时滑动变阻器接入电路的电阻为0Ω，故滑动变阻器R2的阻值范围为：0﹣10Ω。答：（1）电源电压为6V；（2）滑动变阻器的最大阻值为20Ω。（3）滑动变阻器R2的阻值范围为：0﹣10Ω。考点二有关、图像9．现利用图甲所示电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流，描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是（）A．实验中电压表示数保持2V不变 B．当R的阻值是10Ω时，通过R的电流为0.2A C．滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围为0～25Ω D．将R从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向右移【解析】A、探究电流和电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变；根据图乙可知，当电阻为5Ω时，电路中的电流为0.5A；由I＝可得，电压表的示数：U＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V，故A错误；B、根据图乙可知，当R＝10Ω时，通过的电流为0.25A，故B错误；C、当R＝5Ω时，电路电流为0.5A；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：U滑＝U﹣UV＝3V﹣2.5V＝0.5V，根据图乙可知，当R＝25Ω时，电路电流为0.1A，滑动变阻器两端电压仍为0.5V，由I＝可得，R滑min＝＝＝1Ω；R滑max＝＝＝5Ω；所以滑动变阻器连入电路的阻值范围1Ω～5Ω；故C错误；D、由于串联电路起分压作用，电阻越大，分得的电压越大，所以将R从5Ω换成10Ω后，电阻分得的电压会变大，为了保证定值电阻R两端电压不变，需减小定值电阻两端电压，增大滑动变阻器两端电压，即增大滑动变阻器接入电路的电阻，故将滑片向右移动，故D正确。故选：D。10．小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”根据实验的数据绘出了I～图像，如图乙所示。分析图像可知（）A．通过导体的电流与电阻成正比 B．实验过程中，小明控制导体两端的电压为2V C．当导体的电阻为1Ω时，通过它的电流为0.2A D．当电流分别为0.25A和0.5A时，接入电路的导体的电阻之比为1：2【解析】A、由下图可知，因I～图像为过原点的直线，故得出电流I与成正比，即电流与电阻成反比，A错误；BC、由图像可知，＝0.25Ω﹣1即R＝4Ω时，通过导体的电流I＝0.5A，由I＝可得，小明控制导体两端的电压（保持不变）：U＝IR＝0.5A×4Ω＝2V，B正确；当导体的电阻为1Ω时，由欧姆定律，通过它的电流为：I′＝＝＝2A；C错误；D、探究“通过导体的电流与电阻的关系”时，应保持电阻两端的电压不变，当电压不变时，电流与电阻成反比，故当电流分别为0.25A和0.5A时，接入电路的导体的电阻之比为0.5A：0.25A＝2：1，D错误。故选：B。11．在如图甲所示的电路中，滑动变阻器的滑片从最左端移至最右端的过程中，电压表示数U与滑动变阻器R2接入电路中电阻的变化关系如图乙所示，当滑动变阻器接入电路中的阻值为15Ω时，电流表的示数为A。【解析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路中的电流，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，由图知，电源电压为6V；滑片移至最右端时，R1与变阻器的最大电阻串联，由图知，变阻器最大电阻为20Ω，电压表示数为2V，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以变阻器两端的电压为：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，串联电路各处电流相等，所以＝，即R1＝＝＝10Ω；当滑动变阻器接入电路中的阻值为15Ω时，由电阻的串联和欧姆定律，电流表的示数为：I＝＝＝0.24A。故答案为：0.24。考点三其他类型图像12．如图甲所示为汽车油量表的电路原理图，其中电源电压为12V且保持不变，定值电阻R0阻值为10Ω，A为油量指示表（量程为0﹣0.6A的电流表）。R为压敏电阻，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示（忽略油箱的质量）。以下说法正确的是（）A．当向油箱里加油时，油量指示表的示数变小 B．油箱内汽油用完时，油量指示表的示数最大 C．油箱内汽油用完时，油量指示表指针对应的电流值为0.02A D．油量指示表显示加满油时，油箱对压敏电阻R的压力为280N【解析】A．当向油箱里加油时，压敏电阻受到的压力变大，由图乙可知压敏电阻R的阻值变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即油量表的示数变大，故A错误；B．当油箱内汽油用完时，忽略油箱的质量，则压敏电阻受到的压力为零，由图乙可知，此时压敏电阻的阻值最大，此时电路的总电阻最大，电路中的电流最小，即油量指示表的示数最小，故B错误；C．由图乙可知，油箱内汽油用完时，压敏电阻的阻值R＝90Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以此时油量指示表指针对应的电流值是I＝＝＝＝0.12A，故C错误；D．当油量指示表显示加满油时，电路中的电流I′＝0.6A，此时电路的总电阻R总′＝＝＝20Ω，此时压敏电阻的阻值R′＝R总′﹣R0＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，由图乙可知，此时油箱对压敏电阻R的压力为280N，故D正确。故选：D。13．在新冠肺炎期间，常用到非接触式红外线测温枪（如图甲），图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图像如图丙。对该电路分析正确的是（）A．图乙中的显示仪是由电流表改装而成的 B．体温越高，R的阻值越大 C．体温越高，显示仪的示数越小 D．体温越高，显示仪的示数越大【解析】A、由乙图可知，显示仪与R0并联，所以显示仪是电压表改装而成的，故A错误；BCD、由丙图可知，温度越高热敏电阻R阻值越小，根据串联电路分压规律可知，R两端的电压减小，因为电源电压不变，所以R0两端电压增大，因为电压表测量的是R0两端的电压，所以显示仪的示数变大，故BC错误，D正确。故选：D。14．如图甲所示，电源电压恒为6V，R为热敏电阻，其阻值随温度变化如图乙所示，R0阻值为10Ω不变。闭合开关S，下列说法错误的是（）A．图甲中的R0有保护电路的作用 B．温度升高时，电压表的示数会变小 C．温度为40℃时，电流表的示数为0.2A D．温度降升高，电压表与电流表示数的比值变大【解析】由电路图可知，热敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。A、由图2可知，温度升高时R的阻值变小，如果电路中没有R0，当温度过高时，R的阻值过小，会造成电路中的电流过大，烧坏电流表和电源，所以R0有保护电路的作用，故A正确；B、由图2可知，温度升高时R的阻值变小，由串联电路的分压特点可知，R0两端的电压变大，R两端的电压变小，即电压表的示数变小，故B正确；C、由图2可知，温度为40℃时，R＝20Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中电流表的示数：I＝＝＝0.2A，故C正确；D、由图2可知，温度升高时，R的阻值变小，根据R＝可知，电压表与电流表示数的比值等于R的阻值，其比值变小，故D错误。故选：D。15．如图甲所示的电路，电源电压不变，R2为定值电阻，R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化如乙图，闭合开关S，当监控区的温度升高时，电压表示数U与电流表示数Ⅰ的关系图像是（）A．B．C．D．【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，所以，当温度升高时，热敏电阻R1的阻值变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；热敏电阻R1的阻值变小，由串联分压原理可知，R1两端的电压减小，即电压表的示数减小；由上述分析可知，当电流表示数I变大时，电压表的示数U减小，故A图像错误；（2）根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电压表示数U1＝U总﹣U2＝U总﹣IR2，因U总、R2是定值，所以，电压表示数U1与I为一次函数，其图像是一条倾斜的直线，且电流增大时，电压变小，故B图像正确，CD图像错误。故选：B。16．真真同学设计了一款弹力秤，用来测量某段时间的降雨量。其原理如图甲所示，它主要由轻质弹簧、杠杆OAB，压力传感器R（电阻值随所受压力的大小发生变化的变阻器）和显示压力大小的仪器A（实质是电流表）等关键元件构成，其中OA：OB＝1：2，已知压力传感器的电阻R与它所受的压杆压力F的关系如图乙所示。电源电压为6V且保持不变。真真将一个质量为600g，棱长为10cm的实心正方体木块悬挂在弹簧下端，静止时木块下表面距离空烧杯底正上方4cm处。若烧杯底面积为300cm2，轻质弹簧自然状态时长度为10cm，且弹簧每受到1N的力时长度变化0.5cm。杠杆始终水平。当水槽内收集一些水时。弹簧恰好处于自然状态，此时通过仪器A的电流I＝A；若仪器A示数为0.2A时，水槽中水的总质量m＝g。【解析】（1）弹簧恰好处于自然状态，此时弹簧不受力，所以压杆没有压力，压力传感器为40Ω，由欧姆定律可得此时通过仪器A的电流I＝＝＝0.15A；（2）仪器A示数为0.2A时，压力传感器的电阻为：R1＝＝＝30Ω，由图可知此时压杆压力为1N，根据杠杆平衡条件可知：F•OA＝F拉•OB，即F拉＝＝F＝1N×＝0.5N，弹簧每受到1N的力时长度变化0.5cm，所以此时弹簧的伸长量：△l1＝0.5N×0.5cm/N＝0.25cm，弹簧恰好处于自然状态时长度为10cm，弹簧每受到1N的力时长度变化0.5cm，物体的重力为6N，挂上物体后的伸长量为：△l2＝6N×0.5cm/N＝3cm，所以加水后物体底面上升的高度为：△l＝△l2﹣△l1＝3cm﹣0.25cm＝2.75cm，物体的重力为：G＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N，所以物体所受浮力为：F浮＝G﹣F拉＝6N﹣0.5N＝5.5N，物体排开水的体积为：V排＝＝＝5.5×10﹣4m3＝550cm3，所以物体浸入水的高度为：h1＝＝＝5.5cm，水槽内水的体积为：V＝S（h+△l）+（S﹣S正方体）h1＝300cm2×（4cm+2.75cm）+（300cm2﹣100cm2）×5.5cm＝3125cm3，水槽中水的总质量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×3125×10﹣6m3＝3125×10﹣3kg＝3125g。故答案为：0.15；3125。17．如图甲所示的电路中，电源电压为9V保持不变，G为灵敏电流计，其内电阻为Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻与温度的关系如图乙所示。闭合开关，当热敏电阻所在的环境温度等于20℃时，电流计的示数是2mA。则当电流计的示数是9mA时，热敏电阻的阻值是Ω，它所在的环境温度是℃。【解析】闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA＝0.002A，由图像知，20℃时热敏电阻的阻值R＝4000Ω，串联电路各处电流都相等，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，由I＝可得电源电压：U＝I1（R+Rg），即：9V＝0.002A×（4000Ω+Rg），解得：Rg＝500Ω。当电流I2＝9mA＝0.009A时，由串联电路特点及欧姆定律得：U＝I2（R′+Rg）即：9V＝0.009A×（R′+500Ω），解得：R′＝500Ω；由图像知，此时热敏电阻的温度t＝140℃。故答案为：500；140。18．学校食堂为了减少食物浪费，在自助餐厅开展了“吃多少，拿多少”的活动。在台上放了一个电子秤，其电路原理如图甲所示，电源电压为6V，经过多次实验，电阻R2与盘中食物质量的关系如图乙所示。则：当盘中无食物时，R2＝Ω，此时，I1＝0.01A，则R1＝Ω；当盘中有食物时，I2＝0.02A，那么食物的质量是g。【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。（1）由图乙可知，当盘中无食物时，R2＝500Ω，此时电路中的电流I1＝0.01A，由I＝可得，电路的总电阻R总＝＝＝600Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，定值电阻R1＝R总﹣R2＝600Ω﹣500Ω＝100Ω；（2）当盘中有食物时，I2＝0.02A，此时电路中的总电阻R总′＝＝＝300Ω，此时电阻R2的阻值R2′＝R总′﹣R1＝300Ω﹣100Ω＝200Ω，由图乙可知，食物质量m＝600g。故答案为：500；100；600。19．如图甲所示，重3N、底面积为150cm2的圆柱形容器置于水平升降台中央，容器中原来装有16cm深的水。一圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止。已知圆柱体A与容器高度相同。质量为1.6kg。轻杆与圆柱体衔接处为力传感器，电源电压为18V，原理如图甲所示，可通过电流表示数测得轻杆对物体的弹力大小，如表格所示。在向上调节升降台直至圆柱体A与容器底部刚好接触的过程中，记录下电流表示数I与升降台移动的距离h的关系，如图乙所示。求：电流表示数I与力传感器所受弹力F关系I/A96321F/N1610430（1）未调节升降台时，甲图中力传感器R的阻值大小；（2）圆柱体A的密度；（3）当电流表示数为2A时，缓慢撤走细杆和力传感器后，待物体A静止，容器对升降台的压强为多大？【解析】（1）未调节升降台时h0＝0，I1＝9A，U＝18V，甲图中力传感器R的阻值：R＝＝＝2Ω；（2）由图乙可知，当h01＝12cm时，通过电路电流为1A，由表格可知此时力传感器所受弹力为0N，也就是说此时圆柱体A所受浮力等于自身重力，圆柱体A的重力：G＝mg＝1.6kg×10N/kg＝16N，随着h的增大，物体所受浮力会变大，当A完全浸没时，h02＝16cm，通过电路电流I2＝3A，由表格可知力传感器所受弹力为4N，此时杆对物体有竖直向下的压力：F杆＝4N，圆柱体A所受浮力：F浮＝G+F杆＝16N+4N＝20N，此时排开水的体积为：V＝＝＝2×10﹣3m3，因物体完全浸没，所以物体排开水的体积即物体体积，则圆柱体A的密度：ρ＝＝＝0.8×103kg/m3；（3）由图可知，当h03＝2cm，I′＝6A时，水刚好溢出，此时F杆′＝10N，G＝16N，所以A受到的浮力F浮′＝G﹣F杆′＝16N﹣10N＝6N，V排′＝＝＝6×10﹣4m3＝600cm3，水面升高的距离：△h水＝＝＝4cm，所以此时容器内水面的高度：h容＝h1+△h水＝16cm+4cm＝20cm，由表格可知当通过电路的电流I3＝2A时，力传感器所受弹力为F＝3N，方向可能向下也可能向上，杆对物体的作用力方向向上时，A受到的浮力：F浮1＝G﹣F杆1′＝16N﹣3N＝13N，当拿走轻杆后，A向下沉，水向外溢出，A触底，水深始终为容器高度20cm，所以容器对升降台的压强：P＝