专题04 电路与欧姆定律

专题04电路与欧姆定律模块解读三角形中的三角形中的动点问题电路与欧姆定律模块12.94欧姆定律及其应用欧姆定律的应用电路分析与计算添加文字电路连接与设计开关型电路设计仪表型电路设计模块1电路故障典型电路故障电路故障的分析与判断模块一欧姆定律及其应用1.欧姆定律（1）内容：导体中的电流和导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比（2）公式：（3）变形公式：和（4）说明=1\*GB3①欧姆定律只适用于纯电阻电路=2\*GB3②电流、电压和电阻三个量应对应于同一部分电路中同一时刻的电流、电压和电阻2.串并联电路的特点电路类型串联电路并联电路电流规律I总=I1=I2I总=I1+I2电压规律U总=U1+U2U总=U1=U2电阻规律R总=R1+R2eq\f(1,R总)=eq\f(1,R1)+eq\f(1,R2)比例关系eq\f(U1,U2)=eq\f(R1,R2)eq\f(I1,I2)=eq\f(R2,R1)3.定值电阻的U-I与I-U图像根据图像可知各电阻的大小关系为：，例1欧姆定律的应用如图所示，电路的电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.3A，仅断开S2，电压表的示数为2V，由此可知（）A．电源的电压为4.5V B．电阻R1的阻值是10Ω C．电源的电压为1.5V D．电阻R2的阻值是15Ω练1.1如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1=3R2，当S和S1闭合、S2断开时，电压表和电流表的示数分别为U1和I1；当S1断开、S和S2闭合时，电压表和电流表的示数分别为U2和I2。则U1:U2和I1:I2分别是（）A．1:1，4:3 B．1:2，1:3 C．1:1，1:4 D．1:4，1:1练1.2如图所示的电路，电源电压保持不变，R1=10Ω，闭合开关S，滑动变阻器滑片P在最右端时，电流表的示数为0.25A，把滑片P移到中点时，电流表的示数为0.4A。下列选项正确的是（）A．滑片P在最右端时，通过R1、R2的电流之比为5:8B．滑片P在最右端时，R1、R2两端电压之比为3:1C．滑动变阻器的最大阻值为40ΩD．电源电压为10V例2情景型电路分析与计算如图甲所示为某超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0～200mA，电压表的量程为0～9V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图乙所示。则在电路安全工作的前提下，下列判断中正确的个数是（）=1\*GB3①当电流表的示数为200mA时，R接入电路中的阻值为30Ω=2\*GB3②R接入电路中的阻值为70Ω时，电压表示数8.4V=3\*GB3③当电压表示数为6V时，通过R0的电流0.2A=4\*GB3④装置能监测湿度RH的最大值是80%A．1个 B．2个 C．3个 D．4个练2.1如图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计）。电压表量程为0～3V，a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R1＝30Ω，电源电压U＝6V。（1）要保证电压表能正常工作（即滑片P可移动到b端），电路中R0至少应为Ω。（3）已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0＝45Ω，开关S闭合后，当电压表指针指在0.8V处，作用在拉环上水平向右的拉力为N。模块二电路连接与设计1.开关型电路设计（1）问题说明：开关不仅能控制用电器是否工作，还能改变电路的连接方式，通过在电路中合理设置开关的位置，可以完成不同情境下的电路设计要求（2）基本类型=1\*GB3①开关S1或者S2闭合灯L均可工作=2\*GB3②开关S1和S2都闭合灯L方可工作=3\*GB3③开关S1和S2分别控制灯L1和灯L2的工作=4\*GB3④开关S1和S2都闭合灯L方可工作，此时R接入电路，灯L不可单独工作=5\*GB3⑤开关S1和S2均闭合灯L不工作，开关S1闭合S2断开灯L方可工作2.仪表型电路设计（1）问题说明：通过选择或设计合适的电路，使得在敏感电阻或滑动变阻器接入电路阻值变化的条件下电流表或电压表的示数按要求发生相应改变（2）常见类型（用滑动变阻器表示一些情景中的敏感电阻）=1\*GB3①滑片向右移动，电压表示数减小，电流表示数减小=2\*GB3②滑片向右移动，电压表示数减小，电流表示数不变=3\*GB3③滑片向右移动，电压表示数不变，电流表A1示数减小，电流表A2示数不变例3开关型电路设计常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能。若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是（）A．B．C．D．练3.1公交车后门左右扶杆上各装有一个按钮开关（用S1、S2表示）当乘客按下任意一个开关时，电铃响起，提醒司机有乘客要下车；待车停稳后，同时按下控制电动机的开关S，后门打开，乘客才能下车、下列四个电路设计符合要求的是（） A B C D例4仪表型电路设计小峻参加青少年科学素养大赛，设计了《自动火灾报警器》。报警器中有热敏电阻R和保护电阻R0，其中R的阻值随温度升高而减小，当火灾发生时，温度升高，导致电表示数变大而触发报警装置。如图中能实现上述功能的电路图是（） A B C D练4.1如图是科学兴趣小组设计的四个测量身高的电路图，身高仪都由电压表改装而成。能实现身高越高身高仪示数越大且刻度均匀的电路是（）A． B．C． D．模块三电路故障1.电路故障类型（1）断路（开路）：电路中某处没有接通，断路处相当于电阻无限大，电路中无电流，断路处用导线接通后电路即恢复正常（2）短路=1\*GB3①电源短路：不经过用电器而直接用导线把电源两极连接起来，会造成电路中电流过大而损坏电源，严重时造成火灾=2\*GB3②用电器短路：用电器两端直接用导线连接，被短路的用电器无电流通过，但会导致总电阻减小、总电流增大而造成一定的危险2.典型电路故障（1）串联电路故障——图1故障原因灯L亮度A的示数V的示数R断路不亮减小到0增大到（接近）电源电压R短路亮度增加增大减小到0L断路不亮减小到0减小到0L短路不亮增大增大到电源电压（2）并联电路故障——图2故障原因A1的示数A2的示数A的示数V的示数L1断路减小为0不变减小到与A2示数相同不变L2断路不变减小为0减小到与A1示数相同不变3.电路故障判断的常用方法（1）断路的判断=1\*GB3①把电压表分别和各处并联，当电压表有示数且比较大时（常表述为等于电源电压），电压表两接线柱之间的电路断路（电源除外）=2\*GB3②把电流表分别与各部分并联，当其他部分能恢复工作且电流表有示数时，与电流表并联的部分断路（适用于多用电器串联电路）（2）短路的判断：把电压表分别和各部分并联，导线部分的电压为零表示导线正常，如某一用电器两端的电压为零，则此用电器短路例5电路故障分析在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，灯L熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变大，则下列判断中正确的是（）A．可能是灯L断路，电流表的示数变小B．可能是电阻R短路，电压表的示数变大C．可能是灯L短路，电压表的示数变大D．可能是电阻R断路，电流表的示数变小练5.1如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，灯L1、L2都发光，一段时间后，有一盏灯突然熄灭，电流表无示数，电压表有示数，电路故障可能是（）A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路练5.2如图所示，小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表的表盘上读出所放物体重力的大小。使用一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。则产生这一现象的原因是（）A．R1短路 B．R1断路 C．R2短路 D．R2断路例6使用电表等电路元件检测电路故障小敏同学做研究串联电路的实验，按如图所示连接，闭合开关后，发现两灯泡均不亮。为了查找故障，小明进行了如下操作和判断，其中不正确的是（）A．将一根导线并联在灯L1的两端，若灯L2发光，则说明灯L1开路B．将电流表并联在灯L1的两端，若电流表有示数，则说明灯L1开路C．将电压表并联在灯L1的两端，若电压表有示数，则说明灯L1开路D．将电压表并联在灯L1的两端，若电压表有示数，则说明灯L2开路练6.1图示电路中，R1、R2是定值电阻，开关闭合一段时间后，电流表示数突然减小。用电压表检测电路，当电压表接a、b两点时，电压表有示数；接b、c两点时，电压表无示数。则故障原因可能是（）A．仅R1断路 B．仅R2断路 C．电流表断路 D．ac导线断路

专题04电路与欧姆定律答案全解全析例1.B解：（1）当开关S1、S2时，R2被短路，电路为R1的基本电路，则电源电压U＝3V，故AC错误；（2）由I＝可得，电阻R1＝＝＝10Ω，当两开关都闭合时，两个电阻串联，R1两端电压U1＝2V，R2两端电压U2＝3V﹣2V＝1V，此时电路中的电流I′＝＝＝0.2A，串联电路中电流处处相等，由I＝可得，电阻R2＝＝＝5Ω，故B正确，D错误。故选：B。练1.1.A解：当S1闭合、S2断开时，等效电路图如图1所示；当S1断开、S2闭合时，等效电路图如图2所示。电源的电压不变，且两种情况下电压表测电源的电压，所以两次电压表的示数不变，即U1：U2=1：1；两电阻并联，I1=+=+=，I2=则I1：I2═4：3。故选：A。练1.2.D解：由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器滑片P在最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流I=0.25A，因串联电路中各处的电流相等，所以，通过R1、R2的电流之比为1：1，故A错误；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=可得，电源的电压：U=I（R1+R2）=0.25A×（10Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①把滑片P移到中点时，电路中的电流I′=0.4A，则电源的电压：U=I′（R1+R2）=0.4A×（10Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②解得：U=10V，R2=30Ω，故C错误、D正确；滑片P在最右端时，R1、R2两端电压之比为：U1：U2=IR1：IR2=R1：R2=10Ω：30Ω=1：3，故B错误。故选：D。例2.D练2.1.(1)30；(2)200例3.C解：由题意可知，指纹开关S1或密码开关S2均可以解锁，锁定开关S3断开时暂停手机解锁功能，则指纹开关S1和密码开关S2可以独立工作、互不影响即为并联，且锁定开关S3位于干路，然后与灯泡、电源组成电路，结合选项电路图可知，选项C符合，故选：C。练3.1.C解：A、由图知，只有闭合开关S，且乘客按下任意一个开关时，电铃才能响起，不符合题意；B、由图知，只有乘客同时按下前后门的开关时，电铃才能响起，不符合题意；C、由图知，当乘客按下任意一个开关时，电铃响起；同时按下控制电动机的开关S，后门打开，符合题意；D、由图知，只有闭合开关S，电铃才能响起；乘客按下任意一个开关时，电动机工作，车门打开，不符合题意。故选：C。例4.C解：由题知，温度升高，R的阻值减小，电表示数变大，报警装置报警，A、图中两电阻串联，电压表测R两端电压，温度升高时R电阻减小，根据串联电路的分压原理知，电压表示数变小，不能触发报警装置，不合题意；B、图中两电阻串联，电压表测电源电压，温度升高时R电阻减小，电压表示数保持不变，不能触发报警装置，不合题意；C、图中两电阻串联，电流表测电路中电流，温度升高时R电阻减小，电路总电阻减小，所以电流表示数变大，能触发报警装置，符合题意；D、图中电流表将R短路，电路为R0的简单电路，温度升高时不能引起电路中电阻的变化，电流表示数不变，不能触发报警装置，不合题意；故选：C。练4.1.A解：A、两电阻串联，电压表测滑片下方电阻丝两端的电压，身高越高（滑片上移），与电压表并联部分的电阻越大，由串联分压的规律可知，电压表的示数越大；因电压表与滑片串联，且电压表可看做断路，所以变阻器始终以最大阻值接入电路，滑片移动时，电路总电阻不变，电源电压不变，所以电路中电流不变，由UV＝IR滑下可知，电压表的示数与滑片下方电阻丝的阻值成正比，所以刻度是均匀的，故A符合题意；B、两电阻串联，电压表测滑片上方电阻丝两端的电压，身高越高，电压表并联部分电阻越小，但电路总电阻不变，电源电压不变，所以电路电流不变；由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，所以身高越高，电压表示数越小并且刻度是均匀的。故B不符合题意；C、两电阻串联，电压表测变阻器两端的电压，身高越高，电压表并联部分电阻越大，滑动变阻器接入电路电阻变大，电路总电阻变大；电源电压不变，所以电路电流变小，由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，由U＝IR知，身高越高，电压表示数越大，但刻度是不均匀的。故C不符合题意；D、两电阻串联，电压表测R0两端的电压，身高越高，电压表并联部分电阻越大，滑动变阻器接入电路电阻变大，电路总电阻变大；电源电压不变，所以电路电流变小，由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，所以身高越高，由U＝IR知，滑动变阻器两端电压越