时间：2022-08-10 03:18:01
一、命题趋势
每年的中考物理试题中，有关欧姆定律和焦耳定律这两个知识点的题目都占有较大的比重，而且近两年的中考物理试题在这两个知识点上的难度有增加的趋势，欧姆定律反映了导体中电流、电压和电阻之间的关系，焦耳定律则说明了电流流过导体所产生的效果。
新课程下的中考的另一个特点，就是重视对实验探究能力的考查，促使同学们用新视角重新思考实验的过程，得到新的发现或收获，设计有关“过程与方法”的试题，考查同学们提出问题、做出猜想和假设、设计研究计划、分析处理数据、得出结论、学会评价的能力。
二、试题讲析
例1 如图l所示，电阻R1为12Ω，将它与R2串联后接到8V的电源上，已知R2两端的电压是2V，请求出电路的总电阻。
讲析 这是一道应用欧姆定律的基础题，解题的方法有两种：一种是从欧姆定律出发的分析法；一种是从电路的基本性质出发的综合法。即：求总电阻可以将R2的值求出来再求R1和R2的和；也可以用总电压除以总电流得总电阻；或根据电路的性质建立相应的关系式求解。
解法一：因为R1、R2串联，U1=U-U2=8V-2V=6V，I1=U1/R1=6V/12Ω=0．5A，I2=I1=0．5A，R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω，R总=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω．
解法二：因为R1、R2串联，I=I1=I2，则U/R1+R2=U-U2/R1，8V/R=8V-2V/12Ω，R总=16Ω.
解法三：因为R1、R2串联I1=I2，则U1/R1=U2/R2变形得R1/R2=U1/U2，R/R1+R2=U-U2/U1+U2，U/R1+R2=U-U2/R1，R总=16Ω．
例2 如图2所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电表示数的变化情况是( )．
A．电流表、电压表示数均变大
B．电流表、电压表示数均变小
C．电压表示数变大，电流表示数变小
D．电压表示数变小，电流表示数变大
讲析 这是一道欧姆定律应用题，要判断电表的示数如何变化，关键是要知道电路中的电表示数变化的实质，当开关s闭合后，电路的状态由两个电阻的串联变为只有一个电阻R2的电路；原来电流表测的是R1和R2串联时的电流，现在R1和电流表被短路，电流表的示数为0，示数变小；电压表原来测的是R2上的电压，它是电源的一部分电压，而现在的电路中只有R2，则U2=U源，示数变大，本题选C．
本题的问题是有些同学看不懂电路状态变化的实质，死抠欧姆定律，电流或电压的变化是与电路的变化有关，但知道了现在的电路的变化特征就简单多了，识别电路是我们解电学题的前提，如果电路的状态不清，则应用的电路性质也就会出错，这种能力要加强。
例3 在如图3所示的电路中，电源电压U=4．5V，且保持不变，电阻R1=4Ω，变阻器R2的最大阻值为15Ω，电流袁的量程为0～0．6A，电压表的量程为0～3V，为了保护电表，变阻器接入电路的阻值范围不能超出( )．
A．3．5Ω～8Ω
B．2Ω～3．5Ω
C．0～8Ω D．0～3．5Ω
讲析 本题是欧姆定律的又一种应用形式，是状态电路中的变阻器的取值范围问题，解这类题目的关键是从电路的状态出发，找出符合电路要求的电学关系式，题目中的两个电表同时要满足不超过量程的要求，即：串联电路中的电流不大于0．6A，电阻R2两端的电压不少于3V，所以我们可以用欧姆定律，写出符合电路要求的数学不等式组然后求解。
依题意，由欧姆定律可得
由①②两式解得3．5Ω≤R2≤8Ω，所以应选A．
本题与物理上其他题目一样，关键是理清电路的特征，能写出符合电路特点和要求的数学关系式，然后通过数学的手段解出结果，所以仅有基本知识是不够的，更要练就解相关问题的技能。
例4 小明利用如图4所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关?在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高，该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关( )。
A．电荷量 B．电流 C．电阻 D．通电时间
讲析 题目的表象是：甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高，这与哪些因素有关?煤油是因为受热膨胀，液面上升的；相同条件下，甲中的液面升得高，说明甲瓶中的电阻产生的热量多R甲和R乙是串联在电路中的，则电流、通电时间以及电荷量(电流和通电时间的乘积)相等，A、B、D选项都不是影响因素；根据焦耳定律甲的电阻大，甲放出的热量多，则电流产生的热量与电阻的大小有关，应选C．
本题实际上探究的是焦耳定律的影响因素，使同学们能进一步了解其内容、理解它的应用同时本题中也渗透了“控制变量法”的探究思想。
例5 一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220V，额定功率模糊不清，热效率为90％，正常工作情况下烧开满壶水需要5min，水吸收的热量为118800J，此时热水壶消耗的电能为_______J，其额定功率为_______W，电阻是_________Ω．若实际电压为198V，通过电热水壶的电流是_________A,1min内
电热水壶产生的热量是________J．(假设电阻不随温度改变)
讲析水所吸收的热量已知，电热的利用率知道，则消耗电能可以由热量的利用率求出；用电时间已知，消耗的电能已求，则由电功率的定义求电功率,电水壶的电阻由R2=U2额/P额求出，在实际电压下的电流I=U/R，实际电压下的电热水壶所产生的热量Q=IRt.
答案：132000 440 110 1.8 21384
本题是欧姆定律和焦耳定律应用的基础题，也是通过练习使同学们掌握基本知识的重要途径，简单的是这样的填空题，复杂的可以演变成综合应用题；这些题目也是中考中同学们易失分的地方。
例6 CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图5所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝，当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W。
(1)电饭煲在高温烧煮档时，开关S应与哪个触点连接?
(2)电热丝R0的阻值多大?
(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?焖饭、保温10rain，电热丝R0产生的热量为多少?
讲析 电饭煲在高温烧煮挡时，电路中的功率是最大，在电压一定时，要得到最大功率电路中的电阻应最小，由图5可知，当R被短路时，电路中的电阻最小，电路中只有R0工作，则S应合到2位置，高温挡时的功率已知，电压为额定电压，R0由R＝U2/P等求得，当电饭煲在正常焖饭、保温时，电饭煲的热功率最小，电路中的电阻最大，则R0和R串联，可求出此时的电流，再由Q=I2Rt求出R0产生的热量，
答：(1)与触点2连接。
(2)P=U2/R0，R0=U2/P=(220V)2/1100W=44Ω．
(3)P=IU，I=P/U=22W/22V=O．1A，Q0=I2R0t=(0.1A)2×44Ω×600s=264J．
本题是欧姆定律和焦耳定律应用的综合题，同学们要能综合考虑影响电路发热的因素，也就是理解焦耳定律定义公式(Q=I2Rt)和各种变形公式(Q=U2/R(t)、Q=UIt)的应用，其中也涉及到欧姆定律的灵活应用。
三、巩固练习
1．如图6所示电路中，R1=10Ω．当开关S闭合时，电流表示数为0．2A，电压表示数为4V．求：(1)电源电压；(2)R2的阻值。
2．如图7所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中(
)。
A．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大
c．电压表V1的示数不变，电路消耗的总功率变大
D．电压表V2的示数变小，电路消耗的总功率变小
3．一只电炉的电阻为48．4Ω，接在电压为220V的电路中工作，它的功率是w，电炉丝工作时热得发红，而连接电炉丝的导线却不怎么发热，其原因是
4．在一次科技小组的活动中，同学们按照如图8所示的电路在AB之间接入一根细铜丝，闭合开关S后，调节滑动变阻器，使电流表的读数保持3A不变，过了一会儿，细铜丝熔断，在AB之间换接一根同长度的较粗的铜丝，再调节滑动变阻器到某一固定值，经较长时间粗铜丝没有熔断，在此过程中，电流表的读数保持3A不变小明同学针对所观察到的现象提出了一个问题：造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?(设电源电压保持不变)
(1)你认为造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?(请简述理由)
(2)若粗铜丝电阻为0．01Ω，求：在5s内粗铜丝共产生的热量。
(3)如果你家准备安装一台“220V 1500W”的电热水器，你应用选用(较粗／较细)的铜导线用作连接线比较安全。
5．如图9所示电路，电源两端电压保持不变，当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，灯L的电功率为PL，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，灯L的电功率为R1＇，电流表的示数为，I2，已知PL：P＇L=9：25．
(1)求电流表的示数I1与I2的比值；
(2)当开关S1、S2又都断开，滑动变阻器的滑片P在c点时，变阻器接入电路的电阻为Rc电压表V1的示数为u1，电压表V2的示数为U2，已知U1：U2=3：2，Rc的电功率为10W，这时灯L正常发光，通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P，会形成不同的电路，在这些不同的电路中，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1．求灯L的额定功率。
6．小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图10所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0=50Ω)、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；
“工作电路”由工作电源U2(U2=10V)、发热电阻R2(R2=50Ω)、导线等组成，问：
(1)工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大?
(2)若发热电阻R2需提供1．2×104J的热量，则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?
(3)若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大?
参考答案
1．6V 20Ω 2．A 3．1000W 电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多 4．(1)细铜丝的电阻大，根据焦耳定律，在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多，所以细铜丝熔断 (2)0.45J (3)较粗5．3：520W 6(1)2V 20W (2)600s (3)6V