专题22 多档位电路分析和探究电流与电压、电阻的关系【好题汇编】5年（2020-2024）中考1年模拟物理真题分类汇编（安徽专用）

专题22 多档位电路分析和探究电流与电压、电阻的关系 1．（2024·安徽·统考中考真题）如图所示的电路中，电源两端电压为U=9V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2=45Ω，R3=30Ω。 （1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，求R1消耗的电功率P。 2．（2024·安徽·统考中考真题）图甲为小英同学设计的“探究电流与电压的关系”电路图，电源两端电压为3V，滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。 （1）请按照图甲，将图乙中的实物电路连接完整；_____ （2）正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处，闭合开关，移动滑片P，小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障，她断开开关，然后按图丙所示的电路图，只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下，并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作，发现电压表有示数且保持不变，电流表始终无示数。若电路中只有一处故障，则故障可能是______。 （3）排除故障后进行实验，得到的实验数据如下表所示。 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 1.80 电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45 分析表中的数据，可以初步得出结论，在电阻一定的情况下，______。 （4）本实验中，定值电阻R的阻值为______Ω（保留一位小数）。 3．（2022·安徽·统考中考真题）图甲为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同档位工作。 （1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？ （2）求的值； （3）若家庭电路的电压是，某插座的额定电流是，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个档位？说明理由。 ××牌电火锅 额定电压 220V 额定功率 低温挡 500W 中温挡 1000W 高温挡 1500W                     甲 4．（2021·安徽·统考中考真题）用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω  1.5A”； （1）实验时，依次更换不同的电阻，调节______，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻R和电流示数I，数据如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 30 20 15 10 5 电流I/A 0.08 0.12 0.16 0.48 电阻的测数 0.033 0.050 0.067 0.100 0.200 （2）第4次实验的电流表示数如图乙所示，该数为______A； （3）为了更精确地描述I与R的关系，在表中增加了的数据，并根据I，的值在图丙的坐标纸中描出相应的点。请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出I-的图像______； （4）根据图像可以得到的实验结论是：______。 一、计算题 1．（2024·安徽滁州·一模）如图甲所示为小强同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中为挡位开关，、为发热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为1100W，的阻值为176Ω。 （1）判断A灯是“红灯”还是“绿灯”，简要说明判断依据是什么； （2）求电中药壶“文火”挡的额定功率； （3）某天用电高峰时，小强用如图丙所示的电力监测仪，测出该电中药壶在“猛火”挡工作时的实际电压为210V，实际功率为900W。小明认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。请你通过计算，判断小明的观点是否正确。 2．（2024·安徽蚌埠·三模）某型号电饭锅具有“加热 ”和“保温 ”功能，其内部简化电路如图所示。其中 R1 和 R2 是电热丝（不计  温度对电热丝电阻的影响） ，该电饭锅铭牌上的相关参数如下表所示。求 : （1）该电饭锅保温状态下正常工 作 10min 所消耗的电能； （2）电热丝 R1 的阻值（计算结果保留一位小数）； （3）将质量为 2kg 、初温为 25℃的水加入该电饭锅内，让电饭锅在加热状态下正常工作一段时间，能使水温升高到75℃ ， 已知在此过 程中，该电饭锅烧水的效率为 80%，则电饭锅在加热状态下需正常工作多长时间？ [c 水=4.2×103J/（kg •℃）] 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 加热 1000W 保温 44W 3．（2024·安徽宿州·二模）安安家新买了某款电热毯，图为该电热毯的电路原理图，有高、中、低三个挡位并可手动调节。已知该电热毯的额定电压为U，低温挡、中温挡的额定功率分别为、。加热电阻、、的阻值未知（阻值均不变）。 （1）求电热毯低温挡正常工作时电路中的电流。 （2）分析说明：当开关S接什么位置时，电热毯处于高温挡？ （3）求的阻值。 4．（2024·安徽合肥·二模）如图甲所示是小明爸爸办公桌上使用的插排，上面标有“220V  10A”的字样，这个插排上插有办公电脑、打印机和多功能热水壶各一台。通过查阅资料和电气说明书知道，办公电脑使用时的功率大约300W，打印机工作时功率大约500W，多功能热水壶等效电路如图乙所示。可以通过控制开关、的断开或闭合状态，让热水壶在快烧、慢烧两个不同档位工作。、为发热电阻，且阻值不变。电热水壶部分参数如表丙所示。则： 表丙 额定电压 220V 额定功率 快烧档 2000W 慢烧档 500W （1）闭合开关断开开关时，电热水壶是处于快烧档还是慢烧档？ （2）求、的比值： （3）请你分析如果电热水壶快烧、电脑和打印机同时工作时使用该插排是否存在安全隐患。 5．（2024·山东威海·二模）小明想知道电热桌垫的工作原理，如图A所示，他查看说明书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由、两根电热丝组成，、的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制不同的模式，某次使用时，将其调至高温模式工作2min后，桌垫的温度升高了20℃（不考虑温度的变化对电阻的影响）。 （1）如图B所示，是小明利用所学知识设计的甲、乙两种电热桌垫的电路，为了使其在不同模式工作时电功率均在30~60W范围内，请通过计算说明哪个电路能满足要求； （2）该电热桌垫处于高温模式时，通过电路的电流是多少？ （3）已知电热桌垫的质量为150g，电热桌垫处于高温模式时的加热效率是多少？（硅胶板的比热容为，百分号前保留一位小数） 二、实验题 6．（2024·安徽合肥·一模）现有下列器材：学生电源（6V）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电流与电阻的关系”。 （1）请根据图甲所示的电路图，用笔画代替导线将图乙的实物图连接成完整电路并要求滑动变阻器的滑片向右移动时两电表示数均变大（注意导线不能交叉）；( ) （2）电路连接完整后，按照正确的实验操作步骤，依次将三个定值电阻接入电路，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持2.0V不变，记下对应的电流表示数，根据实验测得数据描绘出如图丙所示的I-R图象。分析图象可得出的实验结论为： ； （3）为完成整个实验，应选取下列规格为 （选填字母序号）的滑动变阻器进行实验。 A．10Ω、2.0A    B．20Ω、1.0A    C．30Ω、1.0A    D．50Ω、1.0A 7．（2024·安徽滁州·一模）如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路，电源电压，小灯泡L额定电压为2.5V。 序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 电流I/A 0.16 0.19 0.21 0.24 0.26 （1）请用笔画线代替导线，将该电路补充完整，要求导线不交叉； （2）实验测量数据如上表，他选用的滑动变阻器规格是 （选填“0~20Ω”或“0~50Ω”）； （3）在测量第6组数据时，发现电流表损坏，小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻，已知定值电阻阻值为5Ω。实验步骤如下： ①闭合开关，单刀双掷开关S接1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数 V； ②保持滑片P的位置不变，将单刀双掷开关S接2，电压表示数如图丙所示，则小灯泡L正常发光时电阻 （结果保留一位小数）。 8．（2024·安徽合肥·二模）在“探究电流与电阻的关系”实验中，电源电压保持4.5V不变，所用电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω等几种规格。 （1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。 （2）连接并检查电路无误后进行实验，实验操作和现象如下： ①将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，记录两电表示数，其中电流表的示数为0.5A； ②将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，记录电流表的示数； ③将10Ω的电阻换成15Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的最小示数如图丙所示，若要继续进行该实验，下列方案中可行的是 。（填字母序号） A．换用电压更高的电源 B．换用量程更大的电压表 C．将一个10Ω的电阻串联在电源和滑动变阻器之间 （3）该实验中使用的滑动变阻器的最大阻值为 Ω。 9．（2024·安徽·一模）物理兴趣小组使用废旧的针筒设计电路来探究“电流与电阻的关系”，电源电压为15V，滑动变阻器最大阻值为。设计电路如图甲所示，导线连接在固定于针筒内部的两个电极上，将针筒内部的某浓度氯化钠溶液接入电路中。已知针筒内横截面积为S，可通过针筒上的刻度读出针管内溶液的长度L，电压表V的量程为0~15V。 （1）若测得针筒内溶液的阻值为，为了保证数据记录的准确和电路的安全，电流表的量程应当选择 （选填“①”“②”或“③”）来完成实验。 ①0~5mA    ②0~10mA    ③0~0.6A （2）实验时，依次拉动针筒的活塞进而改变针筒内溶液的阻值R，调节滑动变阻器的滑片以保证针筒内部的两个电极上电压不变，分别记录数据并绘制的图像，如图乙所示。根据图像可以得到的实验结论为： 。 （3）试验结束后，该小组想要去测量电源内阻r，重新设计了如图丙所示电路，改变针筒内溶液的长度L，此时记录电流表的示数I。已知针筒内溶液的阻值R为，可根据欧姆定律写出关于的函数关系式 ，进而求出r的值。忽略操作中的偶然误差，用该电路测出的电源内阻r与其真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 10．（2024·安徽蚌埠·三模）某物理兴趣小组利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系 ”，其中电源电压恒为 6V ，滑动变阻 器的规格为“50Ω 1A ”，四个定值电阻的阻值分别为 5Ω 、10Ω 、15Ω 、20Ω 。请你解答下列问题： （1）在检查电路连接时，发现图甲所示的电路中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“ × ”， 并在图中用笔画线代替导线正确连接电路（导线不能交叉） ； （2）正确连接电路后，在实验过程中，将定值电阻由 15Ω更换为 20Ω ， 闭合开关，应将滑动变阻器的滑 片 P 向 D 端移至适当位置，这样做的目的是 ； （3）该物理兴趣小组的同学们分成 A、B 两小组，每小组在正确完成实验后，根据各自测得的实验数据在 同一坐标系中描绘出 I-R 图像如图乙中的 A、B 两曲线所示。两个小组在同一个坐标系中所描绘的 I-R 图像 却不重合，其原因是 ； （4）该物理兴趣小组的同学们为顺利完成本实验探究，实验中加在定值电阻两端的电压 （选 填“可以 ”或“不可以 ”）保持 2V 不变。 11．（2024·安徽阜阳·二模）某小组用图甲所示的电路探究“电流与电压的关系”，电源由两节新干电池串联而成。 实验序号 电压 电流 1 1.0 0.2 2 1.5 0.3 3 2.5 0.5 （1）正确连接好电路后，闭合开关前，发现电流表的指针在0刻度线的左边，小明接下来应进行的操作是 。 （2）正确操作后，所测得的几组电流、电压值如上表，分析表中数据可知，接入电路的定值电阻的阻值为 ；将滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电流表示数如图乙所示，此时电压表示数为 。 （3）实验完成后，小明认为实验中可以用小灯泡代替定值电阻进行探究，请你判断他的想法是否正确，并说明理由： 。 12．（2024·安徽安庆·三模）在“探究电流与电阻关系”实验中，电源电压为4.5V且保持不变： 数据序号 1 2 3 4 5 电阻 5 10 15 20 30 电流I/A 0.6 0.2 0.15 0.1 （1）为了避免接不同定值电阻时的麻烦，该实验中选用电阻箱（如图所示）；某实验小组首先将5Ω电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.6A； （2）然后他将电阻箱阻值调整为10Ω，为了使第一次的数据有效，他接下来应该进行的操作是 ； （3）该同学依次又将电阻箱阻值调整为15Ω、20Ω、30Ω，正确操作后记录数据，分析表格中的数据，可以得到的结论是： ； （4）某小组的同学根据数据在同一个坐标系中分别画出了电流I随电阻箱的阻值变化的两个状态坐标点和，请你再画出电流I随变阻器阻值变化的、与和两个状态相对应的坐标点和。 13．（2024·安徽淮北·三模）某同学在做“探究电流与电压的关系”实验，他连接的实物电路（不完整）如图甲所示。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整 ； （2）他闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，进行多次实验，记录电流表和电压表的示数，并根据实验数据绘制出定值电阻的I-U图像，如图乙中图线a所示。实验完成后，他将定值电阻换成小灯泡，重复上述实验过程，绘制出小灯泡的I—U图像，如图乙中图线b所示。若要正确得出电流与电压的关系，则应选择图线a还是图线b ？请给出你的判断并写出实验结论； ； （3）若图乙中A、B、C、D四点对应的导体的电阻分别为RA、RB、RC和RD，则它们中电阻最小的是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题22 多档位电路分析和探究电流与电压、电阻的关系 1．（2024·安徽·统考中考真题）如图所示的电路中，电源两端电压为U=9V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2=45Ω，R3=30Ω。 （1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，求R1消耗的电功率P。 【答案】1）9V；（2）0.5A；（3）0.6W 【解析】解：（1）由电路可知，当闭合开关S和S1，断开开关S2时，电路中只有R3，所以此时R3两端的电压U3等于电源电压，即 U3=U=9V （2）由电路可知，当开关S、S1和S2均闭合时，R1被短路，R2和R3并联，电流表测干路电流，根据并联电路电压的特点可知，R2和R3两端的电压等于电源电压，根据欧姆定律，则通过R2支路的电流为 通过R3支路的电流为 根据并联电路电流的特点，此时干路电流为 I=I2+I3=0.2A+0.3A=0.5A 因此电流表的示数为0.5A。 （3）由电路可知，当闭合开关S，断开开关S1和S2时，R1和R3串联，电压表测R3两端电压，电流表测电路电流，此时电压表示数为6V，则电路电流为 根据串联电路电压的特点可知，R1两端的电压为 U1=U-U3'=9V-6V=3V 则R1消耗电功率为 P=U1I'=3V×0.2A=0.6W 答：（1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时， R3两端的电压U3为9V； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，电流表的示数I为0.5A； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，则R1消耗的电功率P为0.6W。 2．（2024·安徽·统考中考真题）图甲为小英同学设计的“探究电流与电压的关系”电路图，电源两端电压为3V，滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。 （1）请按照图甲，将图乙中的实物电路连接完整；_____ （2）正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处，闭合开关，移动滑片P，小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障，她断开开关，然后按图丙所示的电路图，只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下，并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作，发现电压表有示数且保持不变，电流表始终无示数。若电路中只有一处故障，则故障可能是______。 （3）排除故障后进行实验，得到的实验数据如下表所示。 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 1.80 电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45 分析表中的数据，可以初步得出结论，在电阻一定的情况下，______。 （4）本实验中，定值电阻R的阻值为______Ω（保留一位小数）。 【答案】 ①. 见详解 ②. 电流表断路（或与电流表相连的某根导线断了） ③. 电流与电压成正比 ④. 3.9 【解析】（1）[1]由电路图可知，滑动变阻器的右下接线柱与电流表串联，由于电源电压较低，电流表选择小量程，实物电路连接如下： （2）[2]由电路图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端电压，电流表测量电路中的电流。由于电流表无示数，说明电路中某处断开，电压表无示数说明电压表不能与电路两极连通；由电路图丙可知，电压表测量定值电阻和电流表两端的电压，此时电压表有示数，说明电压表能与电源两极连通，则故障可能是电流表断路或与电流表相连的某根导线断了。 （3）[3]由表中数据可知，在误差允许的范围内，电流与电压的比值不变，即：在电阻一定的情况下，电流与电压成正比。 （4）[4]根据可得，六次测量时，定值电阻的阻值分别为：R1=3.75Ω、R2=4Ω、R3≈3.91Ω、R4=4Ω、R5≈3.95Ω、R6=4Ω，则定值电阻R的阻值为 3．（2022·安徽·统考中考真题）图甲为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同档位工作。 （1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？ （2）求的值； （3）若家庭电路的电压是，某插座的额定电流是，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个档位？说明理由。 ××牌电火锅 额定电压 220V 额定功率 低温挡 500W 中温挡 1000W 高温挡 1500W                     甲 【答案】（1）S1断开，S2闭合；（2）；（3）中温挡 【解析】解：（1）根据可知，电火锅在低温挡工作时，电路中电阻应该最大，由题意可知，故当R2单独接入电路后，电路中的功率最小，为低温挡，此时开关S1断开，S2闭合。 （2）根据并联电路电阻规律可知，若R1、R2并联，电路中电阻最小，根据可知，功率最大，为高温挡，由（1）可知当R2单独接入电路后，为低温挡，所以R1单独接入电路后，为中温挡，根据可知，R1、R2的阻值之比为 （3）该插座最大允许接入的最大功率为 所以功率之间关系为 从安全用电和加热快这两个角度综合考虑选用中温挡。 答：（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1断开，S2闭合； （2）的值为； （3）从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中温挡。 4．（2021·安徽·统考中考真题）用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω  1.5A”； （1）实验时，依次更换不同的电阻，调节______，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻R和电流示数I，数据如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 30 20 15 10 5 电流I/A 0.08 0.12 0.16 0.48 电阻的测数 0.033 0.050 0.067 0.100 0.200 （2）第4次实验的电流表示数如图乙所示，该数为______A； （3）为了更精确地描述I与R的关系，在表中增加了的数据，并根据I，的值在图丙的坐标纸中描出相应的点。请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出I-的图像______； （4）根据图像可以得到的实验结论是：______。 【答案】 滑动变阻器的滑片 0.24 见解析 【解析】（1）[1]实验时，更换不同的电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电阻两端的电压不变，记录电阻值和电流值。 （2）[2]由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A。 （3）[3]由表中数据，利用描点法画出I-的图像，如图所示： （4）[4]由图像可知，电流与电阻的倒数成正比，可以得到电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 一、计算题 1．（2024·安徽滁州·一模）如图甲所示为小强同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中为挡位开关，、为发热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为1100W，的阻值为176Ω。 （1）判断A灯是“红灯”还是“绿灯”，简要说明判断依据是什么； （2）求电中药壶“文火”挡的额定功率； （3）某天用电高峰时，小强用如图丙所示的电力监测仪，测出该电中药壶在“猛火”挡工作时的实际电压为210V，实际功率为900W。小明认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。请你通过计算，判断小明的观点是否正确。 【答案】（1）见解析；（2）220W；（3）见解析 【解析】解：（1）红灯，当开关S闭合，与触点N连接，电路为和指示灯A串联，此时电路中电阻最小，由可知，电源电压一定时，电路中的总功率最大，电中药壶处于“猛火”挡，红灯亮。 （2）由题意可得，猛火挡的额定功率为1100W，则 当开关S闭合，与触点M连接，电路为两个电阻和指示灯B串联，电中药壶处于“文火”挡，文火挡的额定功率 （3）小明的观点不正确。因为用电高峰期，电中药壶在猛火挡工作时，实际电压为210V，实际功率为900W，根据可得，此时的阻值为 由此可知，当电热丝接入家庭电路工作时，消耗的电功率较大，一定时间内产生的热量多，温度升高显著，电热丝的电阻变大，也是造成实际功率小于额定功率的一个原因。 答：（1）A灯是红灯； （2）额定功率为220W； （3）小明的观点不正确。 2．（2024·安徽蚌埠·三模）某型号电饭锅具有“加热 ”和“保温 ”功能，其内部简化电路如图所示。其中 R1 和 R2 是电热丝（不计  温度对电热丝电阻的影响） ，该电饭锅铭牌上的相关参数如下表所示。求 : （1）该电饭锅保温状态下正常工 作 10min 所消耗的电能； （2）电热丝 R1 的阻值（计算结果保留一位小数）； （3）将质量为 2kg 、初温为 25℃的水加入该电饭锅内，让电饭锅在加热状态下正常工作一段时间，能使水温升高到75℃ ， 已知在此过 程中，该电饭锅烧水的效率为 80%，则电饭锅在加热状态下需正常工作多长时间？ [c 水=4.2×103J/（kg •℃）] 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 加热 1000W 保温 44W 【答案】（1）2.64×104J；（2）50.6Ω；（3）525s 【解析】解：（1） 由题意可知，该电饭锅的保温功率为 P 保温=44W ，则其在保温状态下正常工作10min 所消耗的电能为 （2） 由图可知，当开关 S 和 S0 都闭合后， 电热丝 R1 和 R2 并联，电饭锅处于加热状态，此 时电饭锅的加热功率 当只闭合开关 S ，电路中只有电热丝 R2 工作，电饭锅处 于保温状态，此时功率为 该电饭锅的加热功率 P 加热= 1000W ，故有 1000W=PR1+44W 可得 PR1= 1000W-44W=956W   再根据公式可得 （3）根据公式 Q 吸=cmΔt可计算出质量为 2kg 、初温为 25℃的水温度升高到 75℃所吸收的热量 Q 吸 ，代入数据可得 Q 吸=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃） ×2kg×50℃=4.2×105J 在电饭锅处于加热状态烧水过程中，所消耗的电能 W 电=Pt= 1000W×t 由于该过程中电饭锅的工作效率为 80%，可得 解得t=525s 答：（1）该电饭锅保温状态下正常工 作 10min 所消耗的电能； （2）电热丝 R1 的阻值为； （3）电饭锅在加热状态下需正常工作525s。 3．（2024·安徽宿州·二模）安安家新买了某款电热毯，图为该电热毯的电路原理图，有高、中、低三个挡位并可手动调节。已知该电热毯的额定电压为U，低温挡、中温挡的额定功率分别为、。加热电阻、、的阻值未知（阻值均不变）。 （1）求电热毯低温挡正常工作时电路中的电流。 （2）分析说明：当开关S接什么位置时，电热毯处于高温挡？ （3）求的阻值。 【答案】（1）；（2）1，分析见解析；（3） 【解析】解：（1）低温挡正常工作时电路中的电流 （2）根据可知，电压一定时，电路中的电阻越小，功率越大，挡位越高；由图可知，当开关S接1时，电路只接入电阻，电阻最小，电热毯处于高温挡。 （3）当开关S接3时，电阻、和串联，电热毯处于低温挡，总电阻 当开关S接2时，电阻和串联，电热毯处于中温挡，总电阻 的阻值 答：（1）电热毯低温挡正常工作时电路中的电流是； （2）见解析； （3）R3的阻值是。 4．（2024·安徽合肥·二模）如图甲所示是小明爸爸办公桌上使用的插排，上面标有“220V  10A”的字样，这个插排上插有办公电脑、打印机和多功能热水壶各一台。通过查阅资料和电气说明书知道，办公电脑使用时的功率大约300W，打印机工作时功率大约500W，多功能热水壶等效电路如图乙所示。可以通过控制开关、的断开或闭合状态，让热水壶在快烧、慢烧两个不同档位工作。、为发热电阻，且阻值不变。电热水壶部分参数如表丙所示。则： 表丙 额定电压 220V 额定功率 快烧档 2000W 慢烧档 500W （1）闭合开关断开开关时，电热水壶是处于快烧档还是慢烧档？ （2）求、的比值： （3）请你分析如果电热水壶快烧、电脑和打印机同时工作时使用该插排是否存在安全隐患。 【答案】（1）慢烧档；（2）；（3）存在安全隐患 【解析】解：（1）由电路图可知，当​​闭合开关断开开关时，和串联​接入电路，电路中的电阻最大，电功率推导式 ​ 此时电热水壶的电功率最小，处于慢烧档。 （2）当​​闭合开关和时，只有接入电路，由​可得，​的阻值 当​闭合、​断开时，​与​串联，此时电热水壶的电功率最小，处于慢烧档，则 所以的阻值 则R1、R2的比值 ​ （3）电热水壶快烧、电脑和打印机同时工作时的总功率 插排允许的最大功率 因为​，所以，如果电热水壶快烧、电脑和打印机同时工作时使用该插排存在安全隐患。 答：（1）当​​闭合开关断开开关时，电热水壶是处于慢烧档； （2）​和的比值为； （3）如果电热水壶快烧、电脑和打印机同时工作时使用该插排存在安全隐患。 5．（2024·山东威海·二模）小明想知道电热桌垫的工作原理，如图A所示，他查看说明书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由、两根电热丝组成，、的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制不同的模式，某次使用时，将其调至高温模式工作2min后，桌垫的温度升高了20℃（不考虑温度的变化对电阻的影响）。 （1）如图B所示，是小明利用所学知识设计的甲、乙两种电热桌垫的电路，为了使其在不同模式工作时电功率均在30~60W范围内，请通过计算说明哪个电路能满足要求； （2）该电热桌垫处于高温模式时，通过电路的电流是多少？ （3）已知电热桌垫的质量为150g，电热桌垫处于高温模式时的加热效率是多少？（硅胶板的比热容为，百分号前保留一位小数） 【答案】（1）甲；（2）5A；（3）83.3％ 【解析】解：（1）B图中的甲图：当开关连接bc时，电路R2接入电路中，功率为 当开关连接cd时，R1、R2并联，功率为 B图中的乙图：只闭合开关S1，R1、R2串联，电路电阻最大，电路电功率最小，为低温挡，功率为 闭合开关S1、S2，电路化为R2的简单电路，电路电阻最小，电路电功率最大，为高温挡，功率为 为了使其在不同模式工作时电功率均在30~60W范围内，则甲电路能满足要求。 （2）该电热桌垫处于高温模式时，R1、R2并联，电路电阻最小，由得，通过电路的电流是 （3）已知电热桌垫的质量为150g，桌垫吸收的热量为 由得，电热桌垫消耗的电能为 电热桌垫处于高温模式时的加热效率是 答：（1）甲电路能满足要求； （2）该电热桌垫处于高温模式时，通过电路的电流是5A； （3）已知电热桌垫的质量为150g，电热桌垫处于高温模式时的加热效率是83.3%。 二、实验题 6．（2024·安徽合肥·一模）现有下列器材：学生电源（6V）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电流与电阻的关系”。 （1）请根据图甲所示的电路图，用笔画代替导线将图乙的实物图连接成完整电路并要求滑动变阻器的滑片向右移动时两电表示数均变大（注意导线不能交叉）；( ) （2）电路连接完整后，按照正确的实验操作步骤，依次将三个定值电阻接入电路，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持2.0V不变，记下对应的电流表示数，根据实验测得数据描绘出如图丙所示的I-R图象。分析图象可得出的实验结论为： ； （3）为完成整个实验，应选取下列规格为 （选填字母序号）的滑动变阻器进行实验。 A．10Ω、2.0A    B．20Ω、1.0A    C．30Ω、1.0A    D．50Ω、1.0A 【答案】 在电压一定时，电流和电阻成反比 D 【解析】（1）[1]根据甲图知，电压表测电阻的电压，电流表测电阻的电流，滑动变阻器的滑片向右移动时两电表示数均变大，可知电路的电流变大（根据U=IR可知电阻的电压变大），故变阻器右下接线柱连入电路中，电压表与电阻并联，如下所示： （2）[2]由图丙知，电阻的电流与电阻之积为 UV=IR=0.4A×5Ω=2V 电流与电阻之积为一定值，得出的结论是：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 （3）[3]根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压 U滑=U-UV=6V-2V=4V 变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为 R滑=2×20Ω=40Ω 为了完成本实验，滑动变阻器的最大阻值不得小于40Ω，故选D。 7．（2024·安徽滁州·一模）如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路，电源电压，小灯泡L额定电压为2.5V。 序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 电流I/A 0.16 0.19 0.21 0.24 0.26 （1）请用笔画线代替导线，将该电路补充完整，要求导线不交叉； （2）实验测量数据如上表，他选用的滑动变阻器规格是 （选填“0~20Ω”或“0~50Ω”）； （3）在测量第6组数据时，发现电流表损坏，小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻，已知定值电阻阻值为5Ω。实验步骤如下： ①闭合开关，单刀双掷开关S接1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数 V； ②保持滑片P的位置不变，将单刀双掷开关S接2，电压表示数如图丙所示，则小灯泡L正常发光时电阻 （结果保留一位小数）。 【答案】 0~50Ω 2.5 8.3 【解析】（1）[1]电压表要与小灯并联，电流表要与小灯串联，电路如图： （2）[2]当小灯两端电压为0.5V时，变阻器分担的电压为 变阻器连入电路的阻值为 故变阻器规格应为0~50Ω。 （3）[3]此时电压表测量小灯两端电压，为测量小灯正常发光时电阻，应使小灯两端电压等于其额定电压2.5V。 [4]当切换单刀双掷开关时，电路连接方式不变，此时电压表测量小灯与定值电阻两端总电压，其示数应大于小灯两端电压2.5V。故电压表所用量程为0~15V，此时读数为4V。则定值电阻两端电压为 电路 中电流为 小灯正常发光时电阻为 8．（2024·安徽合肥·二模）在“探究电流与电阻的关系”实验中，电源电压保持4.5V不变，所用电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω等几种规格。 （1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。 （2）连接并检查电路无误后进行实验，实验操作和现象如下： ①将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，记录两电表示数，其中电流表的示数为0.5A； ②将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，记录电流表的示数； ③将10Ω的电阻换成15Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的最小示数如图丙所示，若要继续进行该实验，下列方案中可行的是 。（填字母序号） A．换用电压更高的电源 B．换用量程更大的电压表 C．将一个10Ω的电阻串联在电源和滑动变阻器之间 （3）该实验中使用的滑动变阻器的最大阻值为 Ω。 【答案】 2.5 C 10 【解析】（1）[1]将滑动变阻器串联接入电路中，电压表并联接在定值电阻两端，如下图所示： （2）[2]本实验探究电流与电阻的关系，应控制定值电阻两端的电压不变，当5Ω的电阻接入电路中时，通过电阻的电流为0.5A，所以由欧姆定律公式变形可得，定值电阻两端的电压 U=IR=5Ω×0.5A=2.5V [3]将10Ω的电阻换成15Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的最小示数为2.7V，高于2.5V，说明滑动变阻器分得电压较小，由串联电路的分压规律可知，滑动变阻器的阻值偏小，所以可以将一个10Ω的电阻串联在电源和滑动变阻器之间，故选C。 （3）[4]由题可知，当接入的定值电阻阻值为15Ω时，滑动变阻器处于最大阻值处时，定值电阻两端的电压为2.7V，由串联电路的分压原理可得 即 解得 RP=10Ω 9．（2024·安徽·一模）物理兴趣小组使用废旧的针筒设计电路来探究“电流与电阻的关系”，电源电压为15V，滑动变阻器最大阻值为。设计电路如图甲所示，导线连接在固定于针筒内部的两个电极上，将针筒内部的某浓度氯化钠溶液接入电路中。已知针筒内横截面积为S，可通过针筒上的刻度读出针管内溶液的长度L，电压表V的量程为0~15V。 （1）若测得针筒内溶液的阻值为，为了保证数据记录的准确和电路的安全，电流表的量程应当选择 （选填“①”“②”或“③”）来完成实验。 ①0~5mA    ②0~10mA    ③0~0.6A （2）实验时，依次拉动针筒的活塞进而改变针筒内溶液的阻值R，调节滑动变阻器的滑片以保证针筒内部的两个电极上电压不变，分别记录数据并绘制的图像，如图乙所示。根据图像可以得到的实验结论为： 。 （3）试验结束后，该小组想要去测量电源内阻r，重新设计了如图丙所示电路，改变针筒内溶液的长度L，此时记录电流表的示数I。已知针筒内溶液的阻值R为，可根据欧姆定律写出关于的函数关系式 ，进而求出r的值。忽略操作中的偶然误差，用该电路测出的电源内阻r与其真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】 ② 当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 偏大 【解析】（1）[1]由题意知，电源电压为15V，若测得针筒内溶液的阻值为1.5kΩ，根据可知，当滑动变阻器连入电阻为零时，此时电路中有最大电流，即 故电流表的量程应当选择 ②来完成实验。 （2）[2]由图像知，电压一定时，I与成正比，所以当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （3）[3]已知针筒内溶液的阻值R为，则有 解得 [4]由于电流表不是理想电流表，所以计算得到的电源内阻其实是电源内阻和电流表内阻之和，所以用该电路测出的电源内阻r与其真实值相比偏大。 10．（2024·安徽蚌埠·三模）某物理兴趣小组利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系 ”，其中电源电压恒为 6V ，滑动变阻 器的规格为“50Ω 1A ”，四个定值电阻的阻值分别为 5Ω 、10Ω 、15Ω 、20Ω 。请你解答下列问题： （1）在检查电路连接时，发现图甲所示的电路中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“ × ”， 并在图中用笔画线代替导线正确连接电路（导线不能交叉） ； （2）正确连接电路后，在实验过程中，将定值电阻由 15Ω更换为 20Ω ， 闭合开关，应将滑动变阻器的滑 片 P 向 D 端移至适当位置，这样做的目的是 ； （3）该物理兴趣小组的同学们分成 A、B 两小组，每小组在正确完成实验后，根据各自测得的实验数据在 同一坐标系中描绘出 I-R 图像如图乙中的 A、B 两曲线所示。两个小组在同一个坐标系中所描绘的 I-R 图像 却不重合，其原因是 ； （4）该物理兴趣小组的同学们为顺利完成本实验探究，实验中加在定值电阻两端的电压 （选 填“可以 ”或“不可以 ”）保持 2V 不变。 【答案】 保持定值电阻两端的电压不变 两个小组在实验中所保持的定值电阻两端的电压（电压值）不同 可以 【解析】（1）[1]实验中，变阻器应与电阻串联，电路改正如下： （2）[2]在探究电流与电阻关系时，应控制电阻两端电压不变。串联电路中，当将其中一个元件的电阻改变后，各个元件中两端电压要发生变化，此时就要通过变阻器控制电阻两端电压不变。 （3）[3]通过图像乙可知，当电阻相同时，通过它们的电流不同，根据欧姆定律可知，这是因为它们两端电压不同。 （4）[4]可以。如果控制电压为2V保持不变，当最大电阻连入电路中时，此时电流中电流为 此时变阻器连入电路的电阻应为 变阻器的规格为“50Ω 1A ”，所以是可以的。 11．（2024·安徽阜阳·二模）某小组用图甲所示的电路探究“电流与电压的关系”，电源由两节新干电池串联而成。 实验序号 电压 电流 1 1.0 0.2 2 1.5 0.3 3 2.5 0.5 （1）正确连接好电路后，闭合开关前，发现电流表的指针在0刻度线的左边，小明接下来应进行的操作是 。 （2）正确操作后，所测得的几组电流、电压值如上表，分析表中数据可知，接入电路的定值电阻的阻值为 ；将滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电流表示数如图乙所示，此时电压表示数为 。 （3）实验完成后，小明认为实验中可以用小灯泡代替定值电阻进行探究，请你判断他的想法是否正确，并说明理由： 。 【答案】 将电流表指针调零 5 2 见解析 【解析】（1）[1]正确连接好电路后，闭合开关前，发现电流表的指针在0刻度线的左边，说明电流表未调零，小明接下来应进行的操作是将电流表的指针调零。 （2）[2]由表中数据可知，当电阻两端电压为1V时，通过电阻的电流为0.2A，则接入电路的定值电阻的阻值为 [3]电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.4A，则此时电压表示数为 （3）[4]小明的想法不正确，在探究“电流与电压的关系”的实验中采用了控制变量法，即控制电阻阻值不变，改变电阻两端的电压，而小灯泡的阻值随温度的升高而变大，不能保证阻值不变，因此不能用小灯泡来进行探究。 12．（2024·安徽安庆·三模）在“探究电流与电阻关系”实验中，电源电压为4.5V且保持不变： 数据序号 1 2 3 4 5 电阻 5 10 15 20 30 电流I/A 0.6 0.2 0.15 0.1 （1）为了避免接不同定值电阻时的麻烦，该实验中选用电阻箱（如图所示）；某实验小组首先将5Ω电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.6A； （2）然后他将电阻箱阻值调整为10Ω，为了使第一次的数据有效，他接下来应该进行的操作是 ； （3）该同学依次又将电阻箱阻值调整为15Ω、20Ω、30Ω，正确操作后记录数据，分析表格中的数据，可以得到的结论是： ； （4）某小组的同学根据数据在同一个坐标系中分别画出了电流I随电阻箱的阻值变化的两个状态坐标点和，请你再画出电流I随变阻器阻值变化的、与和两个状态相对应的坐标点和。 【答案】 见解析 见解析 【解析】（2）[1]将5Ω电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.6A，此时电压表的示数 UV=I1R1=0.6A×5Ω=3V 他将电阻箱阻值调整为10Ω，为了使第一次的数据有效，需要保持电压表的示数不变，闭合开关，调节变阻器滑片，使电压表示数为3V，记下电流表示数。 （3）[2]由表中数据可知，电流和电阻乘积不变，即电压表的示数不变，可以得到保持电压不变时，电流与电阻成反比。 （4）[3]由图可知，电阻R1是10Ω时，对应电流是0.3A，电压表的示数 U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V 变阻器R2两端的电压 U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V 由串联电路电流的规律可知R2中的电流 I2=I1=0.3AR2的阻值 坐标点A2的横坐标是5Ω，纵坐标是0.3A；R1是30Ω时，对应电流是0.1A，电压表的示数 U′1=I′1R′1=0.1A×30Ω=3V 变阻器R2两端的电压 U′2=U′-U′1=4.5V-3V=1.5V 由串联电路电流的规律可知R2中的电流 I′2=I′1=0.1AR2的阻值 坐标点B2的横坐标是15Ω，纵坐标是0.1A，如图所示： 13．（2024·安徽淮北·三模）某同学在做“探究电流与电压的关系”实验，他连接的实物电路（不完整）如图甲所示。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整 ； （2）他闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，进行多次实验，记录电流表和电压表的示数，并根据实验数据绘制出定值电阻的I-U图像，如图乙中图线a所示。实验完成后，他将定值电阻换成小灯泡，重复上述实验过程，绘制出小灯泡的I—U图像，如图乙中图线b所示。若要正确得出电流与电压的关系，则应选择图线a还是图线b ？请给出你的判断并写出实验结论； ； （3）若图乙中A、B、C、D四点对应的导体的电阻分别为RA、RB、RC和RD，则它们中电阻最小的是 。 【答案】 图线a 在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 【解析】（1）[1]在“探究电流与电压的关系”实验中，滑动变阻器要改变定值电阻两端电压，应与定值电阻串联，并且要一上一下接，电压表并联在定值电阻两端，如图所示： （2）[2][3]由图乙可知，图线a是一条过原点的直线，电阻的阻值一定，在探究电流与电压的关系时应控制电阻的阻值不变，则应选择图线a，可得出结论：在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （3）[4] a图线是正比例图线，所以B点对应的导体的电阻与D点对应的导体的电阻相同，由图线b可知，灯泡电阻随电压增大而增大，所以A点对应的导体的电阻最小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$