内容正文:
主题一 电磁学
专题02 欧姆定律及其运用
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
考点内容
课标要求
命题预测
欧姆定律在串、并联电路中的应用及计算
理解欧姆定律,掌握在串并联中的运用
欧姆定律是电学部分的核心内容,初中物理电学的一个难点,其综合性强,包含了电流、电压、电阻的知识及其联系,是中考的命题重点和热点,所占分值也较大。题型主要有选择题、填空题和计算题。主要考查欧姆定律在串、并联电路中应用的计算。
命题点有:欧姆定律在串联电路中的应用、欧姆定律在并联电路中的应用、利用比值关系计算等。
电路的动态分析与计算
熟悉欧姆定理及运用
电路的动态分析问题,是中考常考热点问题。常见考题类型是选择题、填空题和计算题。
命题点有:滑动变阻器类动态电路分析和开关控制类动态电路分析等。
探究电流与电压、电阻的关系
探究电流与电在电阻的关系
这个是中考电学实验中较为重要的实验。考查题型基本上是选择题或实验探究题。
命题点有:探究电流与电压、电阻的关系实验的设计、步骤、数据处理、故障判断、分析论证和结论等。
电阻的测量
欧姆定律的理解
伏安法测电阻综合性较强,涉及欧姆定律的应用和电流表电压表、滑动变阻器的使用。其考题题型多是实验探究题。
命题点有:伏安法测电阻实验的设计、步骤、数据处理故墮判断。分析论证和特殊方法测电阳等
1.(新情境)(2024·广东广州·二模)质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上,压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值),压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路如图甲所示。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。整个过程中,不计能量损失,电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示,则( )
A.时刻,小球的动能最大
B.时刻,弹簧的弹性势能最小
C.这段时间内,弹簧的弹性势能逐步减少
D.这段时间内,小球的动能先减少后增大
【答案】C
【详解】A.t1时刻,小球刚刚接触弹簧,小球在重力作用下会继续向下加速运动,此刻小球动能不是最大,故A不符合题意;
B.时刻,弹簧被压缩至最短,弹性形变程度最大,弹性势能最大,故B不符合题意;
C.这段时间内,弹簧把小球向上弹起,弹簧的弹性形变程度减小,弹性势能逐步减小,故C符合题意;
D.这段时间内,弹力先是大于重力,小球向上加速;然后弹力小于重力,小球向上减速运动,所以小球的动能先增大后减小,故D不符合题意。
故选C。
2.(跨学科)(2024·广东佛山·二模)题图甲是小明设计的体重测量仪的电路图,电源电压为6V,电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,体重计是由量程为0~0.6A的电流表改装而成。
(1)如图甲所示,压敏电阻R与R0连接方式是 (选填“串”或“并”)联。
(2)人静止站在水平站板时,人对站板的压力大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)人的重力。
(3)测量时,要使体重越重,体重计的指针偏转越大,则压敏电阻应选择图乙中的 (选填“A”或“B”)电阻。
(4)改装体重计刻度时,应把电流为 A的刻度标为“0”kg,能显示的最大体重为 kg。(g取10N/kg)
(5)体重测量仪使用时间长,使测量结果偏小,导致这一现象的原因可能是 。
【答案】 串 等于 B 0.2 80 电源电压降低
【详解】(1)[1]由图甲可知,压敏电阻R与R0是串联接入电路的。
(2)[2]人对站板的压力与站板对人的支持力是一对相互作用力,大小相等,而站板对人的支持力和人的重力是一对平衡力,大小也相等;所以人静止站在水平站板时人对站板的压力与人的重力大小相等。
(3)[3]由图甲可知,体重计串联在电路中,体重计的示数越大,根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小,根据串联电阻规律可知压敏电阻的阻值减小;因此要使测量时,要使体重越重(人对站板的压力越大),则压敏电阻R应该选择其阻值随压力增大而减小的电阻,由图乙可知选B电阻。
(4)[4]当站板上的质量为0,站板受到的压力为0,由图乙可知压敏电阻的阻值为R=25Ω,根据串联电路电阻规律可得,电路的总电阻
R总=R0+R=5Ω+25Ω=30Ω
由欧姆定律可得,电路中的电流
即改装体重计刻度时,应把电流为 0.2A的刻度标为“0”kg。
[5]因电流表的量程是0~0.6A,据此可知电路中的最大电流为I大=0.6A,根据欧姆定律可得,电路中的最小电阻
根据串联电路电阻规律可得,压敏电阻的阻值
R′=R小﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω
由乙图可知站板所受压力的大小为F=800N,则最大体重为
即体重计能显示的最大体重为80kg。
(5)[6]体重测量仪使用时间长,当电源电压降低时,其他条件不变,根据欧姆定律,电路中电流会减小,会使体重计测量结果偏小。
3.(新考法)(2024·广东广州·一模)如图,电源电压恒定,小昕将金属夹子a与夹在铅笔芯左端固定,夹子b分别接在甲、乙、丙、丁,记录电流表示数如表,其中记录错误的一组是( )
b夹子的位置
甲
乙
丙
丁
电流表读数I/A
3.0
2.4
3.1
1.7
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】C
【详解】导体的电阻与导体的长度有关,导体的长度越长,电阻越大,夹子b分别接在甲、乙、丙、丁时,铅笔芯接入电路的长度边长,电阻逐渐变大,根据欧姆定律可知通过电流的电流逐渐变小,比较表格数据可知记录错误的一组是丙。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
►考向一 欧姆定律在串、并联电路中的应用及计算
1.(2024·广东·中考真题)(节选)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻,紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和,消毒柜正常工作,求:通过R的电流;
【答案】2A;
【详解】解:由题意可得,灯泡L和电阻R并联在电路中,消毒柜正常工作,所以电路中的电源电压为220V,通过R的电流
答:通过R的电流为2A;
2.(2023·广东·中考真题)(节选)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求:低温档工作时,通过R1的电流;
【答案】1.5A
【详解】解:由题意可知,电源电压恒为6V,只闭合S1时,电路中只有R1一个用电器,则R1两端电压为6V,R1=4Ω,根据欧姆定律可得
答:低温挡工作时,通过R1的电流为1.5A;
解题技巧:
要解决欧姆定律的相关问题,必须先掌握好串、并联电路的电流、电压、电阻规律以及欧姆定律和欧姆定律的变形公式.
连接方式
电路图
电流
电压
电阻
电压分配或电流分配
串联
I=I1=I2
总电流等于各导体上的电流
U=U1+U2
总电压等于各部分电压之和
R=R1+R2
总电阻等于各部分电阻之和
=
电压的分配与电阻成正比
并联
I=I1+I2
总电流等于各支路电流之和
U=U1
=U2
总电压等于各支路两端电压
=+
总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和
=
各支路上电流的分配与电阻成反比
►考向二 电路的动态分析与计算
3.(2024·广东广州·中考真题)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
【答案】A
【详解】由题图可知,两电阻串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是变阻器滑片P上部分的两端电压。闭合开关S,车辆总质量越大时,滑片P向下滑动,变阻器连入电路的电阻不变,电路的总电阻不变,根据欧姆定律,电路电流不变,因此电流表示数不变;跟电压表并联的那部分电阻变大,根据欧姆定律,跟电压表并联的那部分电阻的两端电压变大,电压表示数变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(2022·广东深圳·中考真题)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是( )
A.R不断减小 B.R总不断减小
C.I总不断减小 D.R两端电压不断减小
【答案】C
【详解】由电路图可知,R0与R串联,电流表测量电路中的电流。当油量减少时,浮子下降,滑杆右端向上滑动,R接入电阻增大,串联电路中,电路的总电阻等于各个电阻之和,所以电路中总电阻R总增大,根据可知,电压不变时,电流I总减小;R接入电阻增大,根据串联正比分压可知,R两端电压不断增大,故C正确,ABD错误。
故选C。
5.(双选)(2021·广东深圳·中考真题)某创客小组自制肺活量比较装置,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.总电阻变大 B.V示数变大
C.A示数变大 D.电路总功率变大
【答案】CD
【详解】由图可知,R1、R0串联,电压表测R0两端电压,电流表测电流;
A.隔板向上运动时,R0阻值减小,总电阻增大,故A错误;
B.隔板向上运动时,R0阻值减小,根据串联分压,R0两端电压减小,即V示数变小,故B错误;
C.隔板向上运动时,R0阻值减小,电流增大,即A示数变大,故C正确;
D.电路中电流增大,电路总功率为
可知电路总功率变大,故D正确。
故选CD。
解题技巧:
动态电路的分析是中考的高频考点,一般出现在选择题的最后一题作为较难的选择题出现.这类题目的分析思路是:
1.把电路中的电流表换成导线,电压表直接拆除,判断电路的连接情况;
2.分别把电表加入电路,分析各个电表的测量对象;
3.根据欧姆定律及串、并联电路的电流、电压、电阻规律结合电路的变化情况进行分析,得出结论.
►考向三 探究电流与电压、电阻的关系
6.(2021·广东·中考真题)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和开关各一个,定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)将图甲实验电路连接完整; ;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;
(3)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图象,其中阴影面积的物理意义是 ,其数值为 。
【答案】 左 定值电阻两端电压 2.5V
【详解】(1)[1]探究电流与电阻的关系,电流表测定值电阻的电流,电压表测定值电阻两端电压,滑动变阻器起调节电压作用,因此电流表、定值电阻与滑动变阻器应串联,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为了保护电路,滑片应滑动到阻值最大一端,最左端。
(3)[3][4]如图在I-R图中,曲线是定值电阻两端电压一定时,电流随电阻的变化而变化,其阴影面积可表示为长与宽的乘积,长为定值电阻的电流,宽为定值电阻的阻值,因此
根据欧姆定律变形可知
因此阴影面积的物理意义是定值电阻两端电压,其数值为
7.(2021·广东深圳·中考真题)某小组进行电学实验探究。
(一)某同学探究“电流与电压”的关系,他用了3个干电池,一个定值电阻、一个滑动变阻器(20Ω,1A),一个电压表,一个电流表,导线若干。
(1)请补充实物图;
(2)若电压表无示数,电流表有示数,此时原因可能是 (选填“R断路”或“R短路”);
(3)他用此电路做了若干组实验,以下第 组实验数据有误;
①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
(4)根据此表格可知:电阻一定时,电流与电压成 (选填“正比”或“反比”)。
(二)某同学探究“电流与电阻”的关系,他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,一个电压表,一个电流表和导线若干,多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。
(1)电阻两端的电压为 V;
(2)滑动变阻器的最大功率为 W。
【答案】 R短路 ① 正比 2.5 1
【详解】(一)(1)[1] 探究“电流与电压”的关系时,控制定值电阻不变,电压表并联在定值电阻两端,电路如下
(2)[2]电流表有示数,说明不是断路,电压表无示数,说明与电压表并联的电阻短路。
(3)[3]根据欧姆定律,在第1次实验中,电阻为
由电阻的串联的规律和欧姆定律知道,此时电路中的最小电流为
故第1组数据是有误的。
(4)[4]由表中数据,电压表电流之比为10Ω,为一定值,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
(二)(1)[5]根据题意知道,探究“电流与电阻”的关系时,电压表测量的是电阻两端的电压,由电流I随电阻R变化的图象知道,电流I与电阻R之积
U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V
为一定值,即说明电阻两端的电压是2.5V。
(2)[6]由于探究“电流与电阻”的关系时,需要保持电阻两端的电压不变,所以,由[5]知道,实验过程中滑动变阻器两端的电压是
根据题意知道,他使用5Ω的电阻是电路的电流最大,
由知道,滑动变阻器的最大功率为
【考点方向】
1.该实验采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;
2.电路在连接过程中,开关要断开
3.实验结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比;
4.电路连接注意事项:开关断开,滑动变阻器滑片移至阻值最大处。
5.在移动滑片时,发现电压表和电流表的示数始终没有任何变化,其原因是:在连接滑动变阻器时没有按照一上一下的原则连接。
6.检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,电流表几乎无示数,电压表接近电源电压。
7.电表异常偏转原因:①指针反向偏转,原因是正负接线柱接反;②正向偏转幅度过小,原因是量程选择过大;③正向偏转幅度过大超过最大刻度,原因是量程选择过小。
8.滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻两端电压。
9.调节滑动变阻器不能使电压达到指定示数的原因是:滑动变阻器的最大阻值过小。
10.换不同规格的电阻多次测量的目的是:得出普遍规律,避免实验的偶然性。
11.此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因:灯丝的电阻随温度的升高而增大。
12.若使用灯泡代替电阻,那么在画出的I-U图像中,其图像是一条曲线。
13.考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过待测电阻的实际电流偏大
►考向四 电阻的测量
8.(2023·广东深圳·中考真题)已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端 (选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: ,接下来亮亮同学的操作方法是: ;
(4)实验数据如下图:
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
【答案】 N 灯泡的实际功率很小 移动滑动变阻器滑片 8.3 增大
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片在最右端时阻值最大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
(2)[2]在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。
(3)[3]闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。
[4]闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。
(4)[5]由题意可知小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为
(5)[6]由表中数据得电压为1V,电流为0.14A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为1.5V,电流为0.21A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2V,电流为0.27A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2.8V,电流为0.31A,小灯泡电阻为
所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(6)[7]闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如图所示:
9.(2022·广东·中考真题)图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
测量次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.8
1.5
1.0
___________
0.3
电流I/A
0.32
0.30
0.26
___________
0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 A。
②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】 连接电路时,开关没有断开 0.6 0.22 5 错误 见解析
【详解】(1)[1]由题意可知,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转,说明电路是一个通路,所以造成这种异常现象的原因是连接电路时,开关没有断开。
(2)[2]由图乙中的电压表图可知,电压表选择的量程为0~3V,根据指针所在的位置可得,该电压表的示数为0.6V。
[3]由图乙中的电流表图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,根据指针所在的位置可得,该电流表的示数为0.22A。
[4]由题意可知,小灯泡额定电压为1.5V,再由表格可知,当小灯泡两端电压为额定电压时,通过小灯泡的电流为0.3A,根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻是
[5][6]小灯泡不发光,小明断定是灯丝断了,这个判断是错误的,因为若是小灯泡灯丝断了,那么电压表将串联在电路之中,此时电压表的示数将接近于电源电压,电流表的示数接近于0,根据表格中的数据可知,与实际情况不符,所以不是小灯泡灯丝断了,故小明的判断是错误的。
考点技巧归纳
1. 伏阻法(缺电流表)
条件
实验电路图
测量的物理量及Rx的表达式
利用一只电压表和一个已知电阻测未知导体的电阻
(1)闭合S,分别测出R0和Rx两端的电压U0、Ux (2)Rx=
(1)只闭合S0,测出R0两端电压U0
(2)闭合S0和S,测出电源电压U
(3)Rx=
利用一只电压表和一个滑动变阻器(最大电阻为Rmax)测未知导体的电阻
(1)读出滑动变阻器接入阻值最大时电压表的示数U1
(2)读出滑动变阻器接入阻值最小时电压表的示数U2
(3)Rx=
2. 安阻法(缺电压表)
条件
实验电路图
测量的物理量及Rx的表达式
利用一只电流表和一个已知电阻测未知导体的电阻
(1)只闭合S1,测出通过Rx的电流Ix
(2)只闭合S2,测出通过R0的电流I0
(3)Rx=
(1)闭合S,分别测出通过R0和Rx的电流I0、Ix
(2)Rx=
(1)只闭合S0,测出R0中的电流I0
(2)闭合S和S0,测出总电流I
(3)Rx=
利用一只电流表和一个已知电阻测未知导体的电阻
(1)只闭合S0,测出电路中的电流I
(2)闭合S和S0,测出Rx中的电流Ix
(3)Rx=
利用一只电流表和一个滑动变阻器(最大电阻为Rmax)测未知导体的电阻
(1)读出滑动变阻器接入阻值最大时电流表的示数I1
(2)读出滑动变阻器接入阻值最小时电流表的示数I2
(3)Rx=
利用一只电流表、单刀双掷开关和一个已知电阻测未知导体的电阻
(1)分别将S拨到1和2位置,读出电流表示数Ix、I0
(2)Rx=
一、单选题
1.(2024·广东云浮·一模)定值电阻、的图像如下题图所示,定值电阻、的阻值之比是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当电路中的电流为0.1A时,R1两端的电压为4V,R2两端的电压为2V,定值电阻、的阻值之比是
故B符合题意;ACD不符合题意。
故选B。
2.(2024·广东深圳·二模)如图是李明同学实验课上测得的两个未知电阻R1、R2的I-U图像。若保持6V的电源电压不变,利用R1、R2做下面相关实验,其中正确的是( )
A.R1与R2串联,R1两端电压为4V B.R1与R2并联,电路总阻值大于5Ω
C.R1与R2串联,电流为0.4A D.R1与R2并联,总电流为1.2A
【答案】C
【详解】AC.根据图像结合欧姆定律可得两电阻的阻值
R1与R2串联串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得通过电路的电流
R1两端电压为
故A错误,C正确;
BD.R1与R2并联,根据并联电路电阻规律可得电路总阻值
此时通过电路的电流
故BD错误。
故选C。
3.(2024·广东广州·三模)某电路如图所示,电源两端的电压恒定不变,定值电阻器R1<R2,闭合开关,电路正常工作,下列说法符合题意的是( )
A.R1和R2的连接方式为串联 B.通过R1的电流比R2小
C.若R1断路,电流表示数变大 D.若R1断路,电流表示数不变
【答案】D
【详解】A.由图可知,电流从电源正极出发经过开关分流后,有两条路径回到电源负极,所以R1和R2并联,故A不符合题意;
B.并联电路各支路两端电压相等,且R1<R2,根据可知,通过R1的电流比R2大,故B不符合题意;
CD.由图可知,电流测定值电阻R2所在支路电流,因为并联电路各支路可以独立工作、互不影响,所以R1损坏,通过R2的电流不变,即电流表示数不变,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(2024·广东中山·三模)如题图所示,电源电压不变,闭合开关后,滑片向左滑时,下列说法正确的是( )
A.灯的亮度变大,电流表的示数变大,电压表示数变大
B.灯的亮度不变,电流表的示数不变,电压表示数变大
C.电压表与电流表的比值不变,灯的亮度变亮
D.电压表与电流表的比值变大,灯的亮度变暗
【答案】B
【详解】AB.由图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器右边部分电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。闭合开关后,滑片向左滑时,不改变接入电路的阻值,电源电压不变,由欧姆定律可知电路中的电流不变,即电流表示数不变,所以灯泡亮度不变;滑片向左滑时,右边部分电阻增大,根据分压原理,则电压表示数变大,故A错误,B正确;
CD.电流表示数不变,则灯泡亮度不变;电压表示数变大,则电压表与电流表的比值变大,故CD错误。
故选B。
5.(2024·广东江门·三模)如图所示电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的中间某处,此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数、已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻,不计温度对灯泡L电阻的影响。以下判断正确的是( )
A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L变亮甚至可能被烧毁
B.若保持P不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数均变小
C.若保持P不动,同时闭合S1和S2后,A表和V表示数将变大
D.若保持S1和S2断开,P移至最右端,V表示数变化量和A表示数变化量的比值不变
【答案】D
【详解】A.若当保持S1和S2断开,小灯泡和滑动变阻器串联,让P缓慢向右滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,灯泡中的电流减小,所以灯泡变暗,不可能被烧毁,故 A错误;
B.保持P不动,S1仍断开,闭合S2后,电阻R与R0并联,然后再与灯泡串联,电路总电阻减小,电流表测干路电流,由欧姆定律可知电流表A示数增大,电阻R与R0并联后总电阻减小,则根据串联分压规律可知灯泡两端的电压增大,即电压表V示数变大,故B错误.;
C,保持P不动,同时闭合S1和S2后,灯泡被短路,电压表示数减小为0;电阻R与R0并联,并联后的电阻小于R接入电路的电阻,电路中电阻变小,电流表测干路电流,由欧姆定律可知电流变大,即电流表A示数变大,故 C错误;
D.若保持S1和S2断开,L和滑动变阻器串联,让P移至最右端,假设电流的变化量为,A表示数变化量和V表示数变化量的比值为
不计温度对电阻的影响,灯丝的电阻不变,则A表示数变化量和V表示数变化量的比值不变,故D正确。
故选D。
6.(2024·广东清远·一模)小明同学在物理实验活动中,设计了如图所示的用压力表示数反映弹簧所受压力大小的电路,其中是滑动变阻器,是定值电阻,电源电压恒定,观察分析图示可知,下列说法正确的是( )
A.在电路中没有作用可以去掉
B.电流表可以改装成压力表
C.压力增加,接入电路的阻值减小压力表示数变大
D.压力减小,接入电路的阻值减小压力表示数变小
【答案】D
【详解】A.由图可知,压力为零时,滑片位于最上端,接入电路中电阻为零,若没有串联定值电阻R,会造成电源短路烧坏电源,所以电阻R的作用是保护电路,故A错误;
B.由电路图可知,图中压力表与并联,则压力表是由电压表改装而成的,若把电流表改装成压力表,会造成被短路,电路为R的简单电路,压力变化时压力表的示数不变,故B错误;
CD.压力增加时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,R两端的电压变小,根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知,两端的电压变大,即压力表的示数变大,同理可知,压力减小,接入电路的阻值减小,压力表示数变小,故C错误,D正确。
故选D。
【点睛】本题考查了定值电阻的作用和电表的正确使用以及串联电路特点、欧姆定律的应用,分清压力变化时变阻器接入电路中电阻的变化。
7.(2024·广东清远·二模)如图所示,电源电压保持不变,开关闭合后,若P向右移动,则电压表、电流表示数的变化分别为( )
A.电压表示数变大、电流表示数变小 B.电压表示数变大、电流表示数变大
C.电压表示数变小、电流表示数变大 D.电压表示数变小、电流表示数变小
【答案】D
【详解】由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器分压即U滑变大,可得灯泡两端电压
U灯=U-U滑
即电压表示数会变小;滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变小,电流表示数变小。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.(2024·广东广州·一模)“地磅”可检测货车是否超载,其工作原理如下图所示:电路接通后,货车质量越大,与电阻丝R接触的滑片P下滑距离越大,由电表改装的显示器的示数也越大。已知:串联电路中的电流,等于电源两端电压除以各电阻之和;电源电压恒定不变。下列判断正确的是( )
A.“显示器”由电压表改装而成 B.车质量越大,R连入电路的电阻越大
C.单刀开关“3”应与“1”连接 D.车质量越大,两端电压就越大
【答案】D
【详解】A.图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故A错误;
BC.当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,则说明电阻变小,所以接线柱“2”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,电流表示数变大,故BC错误;
D.若货车质量增大,变阻器电阻减小,根据串联电路的电压与电阻的正比关系,变阻器R分得的电压减小,则电阻两端电压增大,故D正确。
故选D。
9.(2024·广东·二模)某商场为了统计出入的人流量,在大门前安装自动计数装置。简化电路图如图甲所示。为红外线感应电阻(有人员通过时,阻值较小;无人员通过时,阻值较大),为定值保护电阻。某时段电压表示数随时间变化的图象如图乙所示。已知计数器电路的电源电压恒为3V,保护电阻的阻值为20Ω。则( )
A.电压表示数为1V时,计数器会计数一次
B.有人通过购物中心大门时,感应电阻的阻值为10Ω
C.有人通过购物中心大门时,两端的电压与通过的电流的比值变大
D.有人通过商购物中心大门和没有人通过购物中心大门电路的电流之比为1︰2
【答案】B
【详解】AB.由图甲可知R1、R0串联,电压表测R0两端的电压,当电压表示数为2V时,电路中的电流为
根据串联电路的电压特点可知,此时R1两端的电压
U1=U-U0=3V-2V=1V
由欧姆定律可知,此时R1的阻值
当电压表示数为1V时,电路中的电流
根据串联电路的电压特点可知,此时R1两端的电压
U1ʹ=U-U0 ʹ =3V-1V=2V
由可知,此时R1的阻值
根据题意可知,有红外线照射时,阻值较小;无红外线照射时,阻值较大,所以当有人通过商场大门时,光敏电阻R1阻值较小,此时电压表示数为2V,计数器会计数,故A不符合题意,B符合题意;
C.R0两端的电压与通过R0的电流的比值为定值,R0的阻值不变,故C不符合题意;
D.没有人通过商场大门时,电路中的电流为Iʹ=0.05A,有人通过商场大门电路的电流为I=0.1A,则有人通过商场大门和没有人通过商场大门电路的电流之比
I:I′=0.1A: 0.05A=2:1
故D不符合题意。
故选B。
10.(2024·广东湛江·二模)小明利用一个电流表和已知阻值的定值电阻测量未知电阻的阻值,连接的实验电路如图所示。闭合开关、,读出电流表的示数;闭合开关,断开开关,读出电流表的示数。则未知电阻的阻值为( )
A.5Ω B.10Ω C.15Ω D.20Ω
【答案】C
【详解】由电路图可知,闭合开关、,R0、Rx并联,电流表测电流,由并联电路电流特点可知
闭合开关,断开开关,则只有R0接入电路,电流表测通过R0的电流,则通过Rx的电流为
由欧姆定律可知,R0两端的电压
由并联电路电压特点可知
则未知电阻的阻值为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.(2024·广东深圳·一模)如图所示电路,电源电压是6V,定值电阻是,滑动变阻器的最大阻值是。闭合开关,以下分析正确的是( )
A.电压表测量的是定值电阻两端电压
B.电路中的最大电流是0.6A
C.不改变电表量程,滑片P可以移到最右端
D.滑片P向右移动过程中,电压表示数变小
【答案】B
【详解】A.电路中定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表并联在滑动变阻器的两端,测量滑动变阻器的电压;故A错误;
B.当滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,电流最大为
故B正确;
C.不改变电表量程,当电压表满偏时,滑动变阻器的电压最大,根据图中电压表的量程为3V,则定值电阻的电压为
此时电路中的电流为
此时滑动变阻器接入电路的电阻为
故不能移动到最右端,故C错误;
D.滑片P向右移动过程中,滑动变阻器的电阻变大,根据串联分压规律知,滑动变阻器分得的电压变大,故D错误。
故选B。
12.(2024·广东惠州·一模)如题图所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S,移动滑片P,多次记录电流表示数I和对应的电压表示数U,则绘出的关系图像正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】分析电路可知,、串联,电压表测电压,电流表测电路电流,设电源电压为,电压为,电路电流为,则电压为
电源电压不变,则电压表示数U和电流表示数I成一次函数关系,图像为下降的直线,故C正确,ABD错误。
故选C。
13.(2024·广东佛山·一模)如图甲表示灯泡L和定值电阻R的I-U关系图象。将L和R先后以图乙和图丙两种方式接在同一恒压电源U上,流过它们的电流和它们两端电压如图所示;则下列判断正确的是( )
A.I1=I2=I4=I3 B.I1=I2<I4<I3
C.U2<U1<U4=U3 D.U1=U2=U4=U3
【答案】C
【详解】由图乙可知,灯泡和定值电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,通过灯泡的电流等于通过定值电阻的电流,即
由图甲可知,当电流相等时,灯泡的两端电压大于定值电阻的两端电压,即
根据串联电路的电压特点可知
由图丙可知,灯泡和定值电阻并联,根据并联电路的电压特点可知,灯泡的两端电压等于定值电阻的两端电压,等于电源电压,即
因此可得
由图甲可知,当灯泡的两端电压等于定值电阻的两端电压时,通过定值电阻的电流大于通过灯泡的电流,即
根据乙丙两图,对于同一灯泡,其在并联时的两端电压大于其在串联时的两端电压,根据欧姆定律可得
所以有
故C正确,ABD错误。
故选C。
14.(2024·广东茂名·一模)张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法正确的是( )
A.当在导体B的两端加上2V的电压时,通过导体B的电流为0.2A
B.将A、B两导体并联后接到电压为6V的电源上时,干路中的电流为1.5A
C.当通过导体A的电流为0.4A时,加在导体A的两端电压为2V
D.导体A的电阻大于导体B的电阻
【答案】A
【详解】A.由图得,当在导体B的两端加上2V的电压时,通过导体B的电流为0.2A,故A正确;
B.将A、B两导体并联后接到电压为6V的电源上时,AB的电压均为6V,此时A、B的电流分别为1.0A、0.6A,干路中的电流为
故B错误;
C.当通过导体A的电流为0.4A时,加在导体A的两端电压大于2V,故C错误;
D.由图得,AB的U-I斜率均不变,说明AB均是定值电阻,当AB导体的电压相同时,A的电流较大,由欧姆定律得,导体A的电阻小于导体B的电阻,故D错误。
故选A。
15.(2024·广东惠州·一模)抗击新冠疫情期间,嘉荣同学为方舱医院设计了一种输液提示器,可以在护士站观察到药液量的变化,能够减轻护士的工作量。当袋中药液量减少时,为使电表示数随之减小,图中符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;当袋中药液量减少时,滑片的上移不会改变变阻器连入电路的电阻,则电路中的电流不变,变阻器两端的电压不变,即电压表的示数也不变,故A不符合题意;
B.由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变大,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B不符合题意;
C.由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故C符合题意;
D.由图可知,变阻器与灯泡并联,电压表测量电源电压,由于电源电压不变,所以,当袋中药液量减少时,电压表的示数不变,故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
16.(2024·广东汕头·一模)如图是一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置。R0为定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装)指针所指的刻度就可知道油箱内油面高低,当油面下降时,滑动变阻器连入电路的阻值将 ,电流表的示数将 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”),若换用电压表改装成油量表,要求油面升高时电压表示数变大,电压表应并联在 两端(选填“电阻R0”或“滑动变阻器R”)。
【答案】 变大 变小 电阻R0
【详解】[1][2]由图知,R0和滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,当油箱中油面下降时,滑片向上滑动,变阻器连入电路的长度变大,阻值变大,电路中总电阻变大,电源电压一定,由欧姆定律可知电路中电流变小。
[3]用电压表改装成油量表,根据电压表的使用方法可知,需要并联在电路中,油面升高时,滑片向下滑动,滑动变阻器连入电路的阻值变小,由串联电路的分压原理知,滑动变阻器分得电压减小,R0分得电压变大,根据题目要求电压表示数变大,所以电压表应并联在R0两端。
17.(2024·广东汕头·一模)如图甲,粗细均匀的电阻丝AB长为L,当电阻丝AB两端的电压为3V时,通过它的电流为0.2A,则其电阻为 Ω;当电阻丝AB两端的电压为0V时,其电阻为 Ω;将电阻丝AB对折,如图乙所示,则电阻丝CD的电阻 (选填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝AB的电阻。
【答案】 15 15 小于
【详解】[1]根据欧姆定律可得电阻丝AB的电阻
[2]电阻是导体本身的一种性质,电阻大小与导体两端的电压和通过的电流无关,所以电阻丝AB两端的电压为0V时,其电阻为15Ω不变。
[3]将电阻丝AB对折时,导体的长度变短,横截面积变大,由影响电阻大小的因素可知,电阻丝CD的电阻小于电阻丝AB的电阻。
18.(2024·广东清远·一模)在一个定值电阻两端加6V电压时,通过电阻的电流为0.3A,则该电阻的阻值大小为 Ω;当定值电阻的两端电压为4V时,通过电阻的电流为 A;当电阻两端电压为0V时,电阻阻值为 Ω。
【答案】 20 0.2 20
【详解】[1]根据欧姆定律可得,在一个定值电阻两端加6V电压时,通过电阻的电流为0.3A,则该电阻的阻值大小为
[2]当定值电阻的两端电压为4V时,根据欧姆定律可得,通过电阻的电流为
[3]因电阻是导体本身的一种性质,与其两端的电压和通过的电流无关,所以,当电阻两端电压为0V时,该定值电阻的阻值仍为20Ω不变。
19.(2024·广东茂名·二模)如图1,是某款电子秤的外观图;如图2是它的原理图,表盘是由电压表改装而成的。当被测物体的质量越大,电路中电流 ,电子秤示数 (均填“不变/变大/变小”);定值电阻R0的作用是 。
【答案】 不变 变大 保护电路
【详解】[1][2][3]图2中电阻R和R0串联,电压表测电阻R上部分电压,当被测物体的质量变大,滑片P往下移,但接入电路的总电阻不变,由欧姆定律可知电路中电流不变,因电阻R上部分电阻变大,所以电压表示数变大,即电子秤示数变大,若电路中没有定值电阻R0,当所称物体足够重,滑片P滑到电阻R的最下面,电阻R全部接入电路,电压表测整个R的电压,即电源电压,可能会烧坏电压表,所以定值电阻R0的作用在于保护电路。
20.(2024·广东惠州·一模)如图所示,。当开关S闭合、断开时,电流表的读数是0.15A;当开关S、都闭合时,电流表的读数是0.21A。则电源电压是 V,通过的电流是 A,电阻的阻值是 Ω。
【答案】 3 0.06 50
【详解】[1]当开关S闭合、断开时,电路为只有的简单电路,电源电压为
[2]当开关S、都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电流特点可知,通过的电流是
[3]根据可得,电阻的阻值是
21.(2024·广东清远·一模)如图为电阻A和B的I-U图像。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;A、B的电阻之比是 ;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 。
【答案】 2 1∶2 1∶2
【详解】[1][2]因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻并联时,它们两端的电压相等,由图象可知,当电源电压
U=UA=UB=2V时,IA=0.4A,IB=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=IA+IB=0.4A+0.2A=0.6A由可得,两电阻的阻值之比
[3]两电阻串联时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由U=IR可得,两电阻两端的电压之比
22.(2024·广东肇庆·一模)在研究串并联电路电流的规律时,小明设计了如图所示的电路图,闭合开关后,电流表A1的示数为0.5A, 电流表A2的示数为0.3A, 则通过小灯泡L2的电流为 ,灯L1与灯L2的电阻之比为 。
【答案】 0.2A 2∶3
【详解】[1]由电路图知道,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L1支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过小灯泡L2的电流
[2]因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由知道,两灯泡的电阻之比
三、计算题
23.(2024·广东广州·三模)R是一个随推力F变化而变化的电阻器,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙,丙的两个电路,为定值电阻器,阻值为20Ω,电源两端的电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)图乙中小白同学用300N的力推电阻器R,①求R与的电压之比;②求R0的电功率;
(2)图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力F的最大值。
【答案】(1)①1∶2; ②0.8W;(2)200N
【详解】解:(1)由题图甲可知,当推力为0时,电阻R的阻值为40Ω。
用300N的力推电阻器时,电阻器R的阻值为10Ω,电路中的电流
电阻器R两端的电压为
UR=IR=0.2A×10Ω=2V
由于电路是个串联电路,电源两端的电压为6V,定值电阻器R0两端的电压为
U0=U- UR =6V-2V=4V
即R与R0的电压之比UR∶U0=1∶2,R0的电功率
(2)图丙电路中,通过R0的电流
电流表允许通过的最大电流为0.6A,因为R与R0并联,则通过R的最大电流
根据欧姆定律可得,R的阻值最小
由题图甲可知,此时的推力为200N,随着推力的增大,R的阻值减小,故最大推力为200N。
答:(1)①R与R0的电压之比UR∶U0=1∶2;②R0的电功率为0.8W;
(2)当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力F的最大值为200N。
24.(2024·广东广州·二模)如图1所示的电路,电源可提供不同的电压。R为定值电阻,其图像如图2所示;小灯泡L的额定电压为2.5V。当S和均闭合时,电压表的示数为3.3V;当S闭合,断开时,电流表的示数如图3所示,小灯泡工作30s所消耗的电能为9.6J。
(1)求R的阻值;
(2)求当S和均闭合时,电流表的示数;
(3)当S闭合,断开时,求此时电源两端的电压。
【答案】(1)15Ω;(2)0.22A;(3)4.4V
【详解】解:(1)由图2可得,当U=6V 时,I=0.4A,则R的阻值为
(2)当S和 S1 均闭合时,电路为只有R的简单电路,电压表测R两端电压为3.3V,电流表测电路中的电流,则电流表的示数为
(3)当S闭合,S1 断开时,R与L串联,电压表测电阻R两端电压,电流表测电路中电流;此时电流表的示数如图3所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.16A,即
IR''=IL=0.16A
电阻R两端电压为
UR''=IR''R=0.16A×15Ω=2.4V
因小灯泡工作30s所消耗的电能为9.6.J,则小灯泡两端电压为
故电源电压为
U=UR''+UL=2.4V+2V=4.4V
答:(1)R的阻值为15Ω;
(2)当S和S1均闭合时,电流表的示数为0.22A;
(3)当S闭合,S1断开时,此时电源两端的电压为4.4V。
25.(2024·广东东莞·一模)有一种亮度可以调节的小台灯,其电路图如图甲所示。电源电压为16V不变,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。求:
(1)正常工作时,小灯泡的电阻RL;
(2)此时滑动变阻器连入电路的阻值R是多少?
【答案】(1)15Ω;(2)5Ω
【详解】解:(1)由图甲可知,灯泡L与变阻器R串联。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,则小灯泡的电阻
(2)由串联电路的电压特点可得,变阻器两端的电压
UR=U﹣UL=16V﹣12V=4V
变阻器两端的电流
此时滑动变阻器连入电路的阻值
答:(1)正常工作时,小灯泡的电阻RL=15Ω;
(2)此时滑动变阻器连入电路的阻值R为5Ω。
26.(2024·广东珠海·一模)如图甲所示将定值电阻R1与R2接入电路,其中通过电阻R2的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。电源电压保持不变,当开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.4A;当开关S、S1均闭合时,电流表示数变为0.9A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)通过电阻R1的电流;
(3)电阻R1的阻值。
【答案】(1)20Ω;(2)0.5A;(3)16Ω
【详解】解:(1)由图乙可知,当电阻R2的两端电压为6V,通过它的电流为0.3A,则
(2)由并联电路的电流特点可知,通过电阻R1的电流
(3)由可得,电阻R2两端电压
并联电路个支路两端电压相等,则
答:(1)电阻R2的阻值为20Ω;
(2)通过电阻R1的电流为0.5A;
(3)电阻R1的阻值16Ω。
四、综合能力题
27.(2024·广东汕头·一模)经过课堂学习,某物理实践小组设计了一种质量测量装置(电子秤),其原理如图甲所示,电源电压恒为6V,电阻为,电压表量程为0~3V(可显示质量大小),是力敏电阻,其阻值随压力变化图像如图乙所示。O点是杠杆ABO的支点,托盘固定在A点,。托盘及杠杆组件的质量忽略不计。请回答下列问题:(g取10N/kg)
(1)托盘中加入物体时产生的力作为动力,该杠杆OBA属于 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”);
(2)当托盘所受压力增大时,从乙图可知,力敏电阻的阻值 ,观察甲图,此时电压表的示数 (以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)当电压表的示数为3V时,的阻值为 。在保证电路安全的前提下,电子秤能称量的最大质量是 kg;
(4)为了提高质量测量精确度,再次设计测量装置时,以下方法不可行的是 。
A.增大OA同时减小OB B.适当增大电源电压 C.电压表量程更换为0~15V
【答案】(1)省力
(2) 减小 增大
(3) 120 6
(4)C
【详解】(1)O点是杠杆ABO的支点,托盘中加入物体时产生的力作为动力,B点为阻力作用点,动力臂大于阻力臂,所以为省力杠杆。
(2)[1]从乙图可知,力敏电阻的阻值随压力的增大而减小。
[2]分析电路图可知,、串联,电压表测电压。当托盘所受压力增大时,力敏电阻的阻值减小,则总电阻减小,根据可知电路中电流变大,根据可知电压表的示数增大。
(3)[1]当电压表的示数为3V时,电路中电流为
则的阻值为
[2]电压表量程为0~3V,则电压表示数最大为3V时,托盘所受压力最大,此时力敏电阻的阻值为,由乙图可知,最大压力,根据力的相互作用,此时阻力为
,根据杠杆平衡条件则有
则动力为
则在保证电路安全的前提下,电子秤能称量的最大质量为
(4)为了提高质量测量精确度,可以增加A点力臂,即托盘远离支点;或减小B点力臂,即触点(B点)靠近支点;或增大A点力臂与B点力臂比值等;或适当增大电源电压;或适当增大的阻值。电压表量程更换为0~15V,其分度值变大,不能提高测量精度。故选C。
28.(2024·广东·一模)题图甲为呼气式酒精测试仪的工作电路图,电源电压U=9V,定值电阻,是气敏电阻,其阻值与呼出气体中酒精浓度(每100mL呼出气体中酒精的含量)的关系如图乙所示。
呼出气体酒精浓度n
酒驾认定标准
n<20mg/100mL
正常驾车
20mg/100mL≤n<80mg/100mL
饮酒驾车
n≥80mg/100mL
醉酒驾车
(1)闭合开关,当呼出气体酒精浓度为0时,气敏电阻的阻值为 Ω,电路中的电流为 A,电压表的示数为 V。
(2)呼出气体酒精浓度越高,电压表示数越 ;若电压表示数为5V,则根据如表所示的酒驾认定标准,驾驶员属于 驾车。
【答案】(1) 70 0.1 2
(2) 大 醉酒
【详解】(1)[1]由图乙可知,当呼出气体酒精浓度为0时,气敏电阻R2的阻值为。
[2]电路中总电阻为
电路中的电流为
[3]由图甲可知,电压表测定值电阻R1两端的电压,电压表的示数为
(2)[1]由图乙可知,呼出气体酒精浓度越高,R2的阻值越小,电路总电阻越小,电路电流越大,定值电阻两端电压越大,电压表示数越大。
[2]电压表示数为5V,R2两端电压为
电路中的电流为
此时,R2的阻值为
由图乙可知,呼出气体酒精浓度大于80mg/100mL,属于醉酒驾车。
29.(2024·广东江门·一模)阅读材料,回答问题。
光敏电阻
“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,国际单位为坎德拉(cd)。某光敏电阻的阻值随光强变化的关系如图甲所示。科技小组的同学利用光敏电阻R设计了一个烟雾报警器,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为12Ω。当有烟雾时,射入光敏电阻的光线减少,电流表的示数小于或等于0.25A时,装置报警。
(1)光敏电阻是用 (选填“半导体”“超导体”或“绝缘体”)材料制成的;当光强增大时,光敏电阻的阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)当光强为6cd时,电流表的示数为 A。
(3)当报警器刚好报警时,光强为 cd。
(4)若在如图乙所示的电路中加入一电压表,且烟雾越大,电压表的示数越大,则电压表应 。当电压表的示数为 V,报警器刚好报警。
【答案】(1) 半导体 变小
(2)0.4
(3)1.5
(4) 并联在光敏电阻两端 3
【详解】(1)[1]半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响,因此利用半导体可制成二极管、三极管、光敏电阻、声敏电阻等,所以光敏电阻是用半导体材料制成的。
[2]由图甲可知,光敏电阻的阻值随着光照强度增加而变小。
(2)由图乙可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流。 由图甲可知,当光强为6cd时,光敏电阻为3Ω, 根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得,电路中的电流
(3)当电流表的示数小于或等于0.25A时,报警器报警, 此时电路的总电阻
根据串联的电阻特点可得,此时光敏电阻
R′=R总′﹣R0=24Ω﹣12Ω=12Ω
由图甲可知,当报警器刚好报警时,光强为1.5cd。
(4)[1]由图甲可知,烟雾越大,即光强越弱时,光敏电阻阻值越大,根据串联电路的分压原理可知,并联在光敏电阻两端的电越大,即电压表的示数越大。
[2]由(3)可知,报警器刚好报警时光敏电阻两端的电压
30.(2024·广东惠州·二模)如图所示是一款家用烟雾报警器及其简化原理图,烟雾报警器有一个外部光线无法进入的烟室,其中有激光发射器和带有光敏电阻R的电路,电路中电源电压不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值与光照强度的关系如表所示。当电路中电流小于或等于300mA时,烟雾报警器报警。
光照强度E/cd
1
2
3
4
5
6
光敏电阻R/Ω
80
50
30
24
20
18
(1)当进入烟室的烟雾浓度增大时,射向光敏电阻的光照强度 ,光敏电阻阻值 (均选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)在一次测试中,当把光照强度调为5cd时,测试电压表示数为8V;当把光照强度降为3cd时,测试电压表示数为9V,则电阻R0的阻值是 Ω,电源电压是 V;
(3)由于长时间工作,导致电源电压降低了1.5V,烟雾报警器在烟雾浓度较小时误报警。在不更换此电源的情况下,要使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警,可以通过 (选填“增大”或“减小”)R0的阻值来实现,调整后R0的阻值为 Ω。
【答案】 变小 变大 10 12 减小 5
【详解】(1)[1][2]当烟雾浓度增大时,光敏电阻R受到的光照变小,由表可知,光敏电阻阻值变大。
(2)[3][4]由表格读出光照强度为5cd和3cd时的光敏电阻R的阻值分别为20Ω、30Ω,图示电路是R与R0的串联电路,电压表测量光敏电阻R两端的电压;则根据串联电路的特点和欧姆定律可得,电源电压分别为
解①②可得
,
(3)[5]图示电路是R与R0的串联电路,电源电压降低,而报警时,电路中的电流I不变,根据
可知,可以采取的方法是减小R0阻值。
[6]电路中电流小于或等于
300mA=0.3A
时,烟雾报警器报警,所以,报警时定值电阻两端的电压
此时R两端的电压
光敏电阻R的阻值为
通过上面计算可知,正常报警时光敏电阻的阻值
当电源电压降了为1.5V时,电源电压为
正常报警时电路需满足
即
解得
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主题一 电磁学
专题02 欧姆定律及其运用
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
考点内容
课标要求
命题预测
欧姆定律在串、并联电路中的应用及计算
理解欧姆定律,掌握在串并联中的运用
欧姆定律是电学部分的核心内容,初中物理电学的一个难点,其综合性强,包含了电流、电压、电阻的知识及其联系,是中考的命题重点和热点,所占分值也较大。题型主要有选择题、填空题和计算题。主要考查欧姆定律在串、并联电路中应用的计算。
命题点有:欧姆定律在串联电路中的应用、欧姆定律在并联电路中的应用、利用比值关系计算等。
电路的动态分析与计算
熟悉欧姆定理及运用
电路的动态分析问题,是中考常考热点问题。常见考题类型是选择题、填空题和计算题。
命题点有:滑动变阻器类动态电路分析和开关控制类动态电路分析等。
探究电流与电压、电阻的关系
探究电流与电在电阻的关系
这个是中考电学实验中较为重要的实验。考查题型基本上是选择题或实验探究题。
命题点有:探究电流与电压、电阻的关系实验的设计、步骤、数据处理、故障判断、分析论证和结论等。
电阻的测量
欧姆定律的理解
伏安法测电阻综合性较强,涉及欧姆定律的应用和电流表电压表、滑动变阻器的使用。其考题题型多是实验探究题。
命题点有:伏安法测电阻实验的设计、步骤、数据处理故墮判断。分析论证和特殊方法测电阳等
1.(新情境)(2024·广东广州·二模)质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上,压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值),压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路如图甲所示。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。整个过程中,不计能量损失,电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示,则( )
A.时刻,小球的动能最大
B.时刻,弹簧的弹性势能最小
C.这段时间内,弹簧的弹性势能逐步减少
D.这段时间内,小球的动能先减少后增大
2.(跨学科)(2024·广东佛山·二模)题图甲是小明设计的体重测量仪的电路图,电源电压为6V,电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,体重计是由量程为0~0.6A的电流表改装而成。
(1)如图甲所示,压敏电阻R与R0连接方式是 (选填“串”或“并”)联。
(2)人静止站在水平站板时,人对站板的压力大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)人的重力。
(3)测量时,要使体重越重,体重计的指针偏转越大,则压敏电阻应选择图乙中的 (选填“A”或“B”)电阻。
(4)改装体重计刻度时,应把电流为 A的刻度标为“0”kg,能显示的最大体重为 kg。(g取10N/kg)
(5)体重测量仪使用时间长,使测量结果偏小,导致这一现象的原因可能是 。
3.(新考法)(2024·广东广州·一模)如图,电源电压恒定,小昕将金属夹子a与夹在铅笔芯左端固定,夹子b分别接在甲、乙、丙、丁,记录电流表示数如表,其中记录错误的一组是( )
b夹子的位置
甲
乙
丙
丁
电流表读数I/A
3.0
2.4
3.1
1.7
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
►考向一 欧姆定律在串、并联电路中的应用及计算
1.(2024·广东·中考真题)(节选)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻,紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和,消毒柜正常工作,求:通过R的电流;
2.(2023·广东·中考真题)(节选)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求:低温档工作时,通过R1的电流;
解题技巧:
要解决欧姆定律的相关问题,必须先掌握好串、并联电路的电流、电压、电阻规律以及欧姆定律和欧姆定律的变形公式.
连接方式
电路图
电流
电压
电阻
电压分配或电流分配
串联
I=I1=I2
总电流等于各导体上的电流
U=U1+U2
总电压等于各部分电压之和
R=R1+R2
总电阻等于各部分电阻之和
=
电压的分配与电阻成正比
并联
I=I1+I2
总电流等于各支路电流之和
U=U1
=U2
总电压等于各支路两端电压
=+
总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和
=
各支路上电流的分配与电阻成反比
►考向二 电路的动态分析与计算
3.(2024·广东广州·中考真题)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
4.(2022·广东深圳·中考真题)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是( )
A.R不断减小 B.R总不断减小
C.I总不断减小 D.R两端电压不断减小
5.(双选)(2021·广东深圳·中考真题)某创客小组自制肺活量比较装置,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.总电阻变大 B.V示数变大
C.A示数变大 D.电路总功率变大
解题技巧:
动态电路的分析是中考的高频考点,一般出现在选择题的最后一题作为较难的选择题出现.这类题目的分析思路是:
1.把电路中的电流表换成导线,电压表直接拆除,判断电路的连接情况;
2.分别把电表加入电路,分析各个电表的测量对象;
3.根据欧姆定律及串、并联电路的电流、电压、电阻规律结合电路的变化情况进行分析,得出结论.
►考向三 探究电流与电压、电阻的关系
6.(2021·广东·中考真题)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和开关各一个,定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)将图甲实验电路连接完整; ;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;
(3)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图象,其中阴影面积的物理意义是 ,其数值为 。
7.(2021·广东深圳·中考真题)某小组进行电学实验探究。
(一)某同学探究“电流与电压”的关系,他用了3个干电池,一个定值电阻、一个滑动变阻器(20Ω,1A),一个电压表,一个电流表,导线若干。
(1)请补充实物图;
(2)若电压表无示数,电流表有示数,此时原因可能是 (选填“R断路”或“R短路”);
(3)他用此电路做了若干组实验,以下第 组实验数据有误;
①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
(4)根据此表格可知:电阻一定时,电流与电压成 (选填“正比”或“反比”)。
(二)某同学探究“电流与电阻”的关系,他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,一个电压表,一个电流表和导线若干,多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。
(1)电阻两端的电压为 V;
(2)滑动变阻器的最大功率为 W。
【考点方向】
1.该实验采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;
2.电路在连接过程中,开关要断开
3.实验结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比;
4.电路连接注意事项:开关断开,滑动变阻器滑片移至阻值最大处。
5.在移动滑片时,发现电压表和电流表的示数始终没有任何变化,其原因是:在连接滑动变阻器时没有按照一上一下的原则连接。
6.检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,电流表几乎无示数,电压表接近电源电压。
7.电表异常偏转原因:①指针反向偏转,原因是正负接线柱接反;②正向偏转幅度过小,原因是量程选择过大;③正向偏转幅度过大超过最大刻度,原因是量程选择过小。
8.滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻两端电压。
9.调节滑动变阻器不能使电压达到指定示数的原因是:滑动变阻器的最大阻值过小。
10.换不同规格的电阻多次测量的目的是:得出普遍规律,避免实验的偶然性。
11.此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因:灯丝的电阻随温度的升高而增大。
12.若使用灯泡代替电阻,那么在画出的I-U图像中,其图像是一条曲线。
13.考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过待测电阻的实际电流偏大
►考向四 电阻的测量
8.(2023·广东深圳·中考真题)已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端 (选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: ,接下来亮亮同学的操作方法是: ;
(4)实验数据如下图:
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
9.(2022·广东·中考真题)图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
测量次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.8
1.5
1.0
___________
0.3
电流I/A
0.32
0.30
0.26
___________
0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 A。
②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
考点技巧归纳
1. 伏阻法(缺电流表)
条件
实验电路图
测量的物理量及Rx的表达式
利用一只电压表和一个已知电阻测未知导体的电阻
(1)闭合S,分别测出R0和Rx两端的电压U0、Ux (2)Rx=
(1)只闭合S0,测出R0两端电压U0
(2)闭合S0和S,测出电源电压U
(3)Rx=
利用一只电压表和一个滑动变阻器(最大电阻为Rmax)测未知导体的电阻
(1)读出滑动变阻器接入阻值最大时电压表的示数U1
(2)读出滑动变阻器接入阻值最小时电压表的示数U2
(3)Rx=
2. 安阻法(缺电压表)
条件
实验电路图
测量的物理量及Rx的表达式
利用一只电流表和一个已知电阻测未知导体的电阻
(1)只闭合S1,测出通过Rx的电流Ix
(2)只闭合S2,测出通过R0的电流I0
(3)Rx=
(1)闭合S,分别测出通过R0和Rx的电流I0、Ix
(2)Rx=
(1)只闭合S0,测出R0中的电流I0
(2)闭合S和S0,测出总电流I
(3)Rx=
利用一只电流表和一个已知电阻测未知导体的电阻
(1)只闭合S0,测出电路中的电流I
(2)闭合S和S0,测出Rx中的电流Ix
(3)Rx=
利用一只电流表和一个滑动变阻器(最大电阻为Rmax)测未知导体的电阻
(1)读出滑动变阻器接入阻值最大时电流表的示数I1
(2)读出滑动变阻器接入阻值最小时电流表的示数I2
(3)Rx=
利用一只电流表、单刀双掷开关和一个已知电阻测未知导体的电阻
(1)分别将S拨到1和2位置,读出电流表示数Ix、I0
(2)Rx=
一、单选题
1.(2024·广东云浮·一模)定值电阻、的图像如下题图所示,定值电阻、的阻值之比是( )
A. B. C. D.
2.(2024·广东深圳·二模)如图是李明同学实验课上测得的两个未知电阻R1、R2的I-U图像。若保持6V的电源电压不变,利用R1、R2做下面相关实验,其中正确的是( )
A.R1与R2串联,R1两端电压为4V B.R1与R2并联,电路总阻值大于5Ω
C.R1与R2串联,电流为0.4A D.R1与R2并联,总电流为1.2A
3.(2024·广东广州·三模)某电路如图所示,电源两端的电压恒定不变,定值电阻器R1<R2,闭合开关,电路正常工作,下列说法符合题意的是( )
A.R1和R2的连接方式为串联 B.通过R1的电流比R2小
C.若R1断路,电流表示数变大 D.若R1断路,电流表示数不变
4.(2024·广东中山·三模)如题图所示,电源电压不变,闭合开关后,滑片向左滑时,下列说法正确的是( )
A.灯的亮度变大,电流表的示数变大,电压表示数变大
B.灯的亮度不变,电流表的示数不变,电压表示数变大
C.电压表与电流表的比值不变,灯的亮度变亮
D.电压表与电流表的比值变大,灯的亮度变暗
5.(2024·广东江门·三模)如图所示电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的中间某处,此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数、已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻,不计温度对灯泡L电阻的影响。以下判断正确的是( )
A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L变亮甚至可能被烧毁
B.若保持P不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数均变小
C.若保持P不动,同时闭合S1和S2后,A表和V表示数将变大
D.若保持S1和S2断开,P移至最右端,V表示数变化量和A表示数变化量的比值不变
6.(2024·广东清远·一模)小明同学在物理实验活动中,设计了如图所示的用压力表示数反映弹簧所受压力大小的电路,其中是滑动变阻器,是定值电阻,电源电压恒定,观察分析图示可知,下列说法正确的是( )
A.在电路中没有作用可以去掉
B.电流表可以改装成压力表
C.压力增加,接入电路的阻值减小压力表示数变大
D.压力减小,接入电路的阻值减小压力表示数变小
7.(2024·广东清远·二模)如图所示,电源电压保持不变,开关闭合后,若P向右移动,则电压表、电流表示数的变化分别为( )
A.电压表示数变大、电流表示数变小 B.电压表示数变大、电流表示数变大
C.电压表示数变小、电流表示数变大 D.电压表示数变小、电流表示数变小
8.(2024·广东广州·一模)“地磅”可检测货车是否超载,其工作原理如下图所示:电路接通后,货车质量越大,与电阻丝R接触的滑片P下滑距离越大,由电表改装的显示器的示数也越大。已知:串联电路中的电流,等于电源两端电压除以各电阻之和;电源电压恒定不变。下列判断正确的是( )
A.“显示器”由电压表改装而成 B.车质量越大,R连入电路的电阻越大
C.单刀开关“3”应与“1”连接 D.车质量越大,两端电压就越大
9.(2024·广东·二模)某商场为了统计出入的人流量,在大门前安装自动计数装置。简化电路图如图甲所示。为红外线感应电阻(有人员通过时,阻值较小;无人员通过时,阻值较大),为定值保护电阻。某时段电压表示数随时间变化的图象如图乙所示。已知计数器电路的电源电压恒为3V,保护电阻的阻值为20Ω。则( )
A.电压表示数为1V时,计数器会计数一次
B.有人通过购物中心大门时,感应电阻的阻值为10Ω
C.有人通过购物中心大门时,两端的电压与通过的电流的比值变大
D.有人通过商购物中心大门和没有人通过购物中心大门电路的电流之比为1︰2
10.(2024·广东湛江·二模)小明利用一个电流表和已知阻值的定值电阻测量未知电阻的阻值,连接的实验电路如图所示。闭合开关、,读出电流表的示数;闭合开关,断开开关,读出电流表的示数。则未知电阻的阻值为( )
A.5Ω B.10Ω C.15Ω D.20Ω
11.(2024·广东深圳·一模)如图所示电路,电源电压是6V,定值电阻是,滑动变阻器的最大阻值是。闭合开关,以下分析正确的是( )
A.电压表测量的是定值电阻两端电压
B.电路中的最大电流是0.6A
C.不改变电表量程,滑片P可以移到最右端
D.滑片P向右移动过程中,电压表示数变小
12.(2024·广东惠州·一模)如题图所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S,移动滑片P,多次记录电流表示数I和对应的电压表示数U,则绘出的关系图像正确的是( )
A. B. C. D.
13.(2024·广东佛山·一模)如图甲表示灯泡L和定值电阻R的I-U关系图象。将L和R先后以图乙和图丙两种方式接在同一恒压电源U上,流过它们的电流和它们两端电压如图所示;则下列判断正确的是( )
A.I1=I2=I4=I3 B.I1=I2<I4<I3
C.U2<U1<U4=U3 D.U1=U2=U4=U3
14.(2024·广东茂名·一模)张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法正确的是( )
A.当在导体B的两端加上2V的电压时,通过导体B的电流为0.2A
B.将A、B两导体并联后接到电压为6V的电源上时,干路中的电流为1.5A
C.当通过导体A的电流为0.4A时,加在导体A的两端电压为2V
D.导体A的电阻大于导体B的电阻
15.(2024·广东惠州·一模)抗击新冠疫情期间,嘉荣同学为方舱医院设计了一种输液提示器,可以在护士站观察到药液量的变化,能够减轻护士的工作量。当袋中药液量减少时,为使电表示数随之减小,图中符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
16.(2024·广东汕头·一模)如图是一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置。R0为定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装)指针所指的刻度就可知道油箱内油面高低,当油面下降时,滑动变阻器连入电路的阻值将 ,电流表的示数将 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”),若换用电压表改装成油量表,要求油面升高时电压表示数变大,电压表应并联在 两端(选填“电阻R0”或“滑动变阻器R”)。
17.(2024·广东汕头·一模)如图甲,粗细均匀的电阻丝AB长为L,当电阻丝AB两端的电压为3V时,通过它的电流为0.2A,则其电阻为 Ω;当电阻丝AB两端的电压为0V时,其电阻为 Ω;将电阻丝AB对折,如图乙所示,则电阻丝CD的电阻 (选填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝AB的电阻。
18.(2024·广东清远·一模)在一个定值电阻两端加6V电压时,通过电阻的电流为0.3A,则该电阻的阻值大小为 Ω;当定值电阻的两端电压为4V时,通过电阻的电流为 A;当电阻两端电压为0V时,电阻阻值为 Ω。
19.(2024·广东茂名·二模)如图1,是某款电子秤的外观图;如图2是它的原理图,表盘是由电压表改装而成的。当被测物体的质量越大,电路中电流 ,电子秤示数 (均填“不变/变大/变小”);定值电阻R0的作用是 。
20.(2024·广东惠州·一模)如图所示,。当开关S闭合、断开时,电流表的读数是0.15A;当开关S、都闭合时,电流表的读数是0.21A。则电源电压是 V,通过的电流是 A,电阻的阻值是 Ω。
21.(2024·广东清远·一模)如图为电阻A和B的I-U图像。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;A、B的电阻之比是 ;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 。
22.(2024·广东肇庆·一模)在研究串并联电路电流的规律时,小明设计了如图所示的电路图,闭合开关后,电流表A1的示数为0.5A, 电流表A2的示数为0.3A, 则通过小灯泡L2的电流为 ,灯L1与灯L2的电阻之比为 。
三、计算题
23.(2024·广东广州·三模)R是一个随推力F变化而变化的电阻器,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙,丙的两个电路,为定值电阻器,阻值为20Ω,电源两端的电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)图乙中小白同学用300N的力推电阻器R,①求R与的电压之比;②求R0的电功率;
(2)图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力F的最大值。
24.(2024·广东广州·二模)如图1所示的电路,电源可提供不同的电压。R为定值电阻,其图像如图2所示;小灯泡L的额定电压为2.5V。当S和均闭合时,电压表的示数为3.3V;当S闭合,断开时,电流表的示数如图3所示,小灯泡工作30s所消耗的电能为9.6J。
(1)求R的阻值;
(2)求当S和均闭合时,电流表的示数;
(3)当S闭合,断开时,求此时电源两端的电压。
25.(2024·广东东莞·一模)有一种亮度可以调节的小台灯,其电路图如图甲所示。电源电压为16V不变,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。求:
(1)正常工作时,小灯泡的电阻RL;
(2)此时滑动变阻器连入电路的阻值R是多少?
26.(2024·广东珠海·一模)如图甲所示将定值电阻R1与R2接入电路,其中通过电阻R2的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。电源电压保持不变,当开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.4A;当开关S、S1均闭合时,电流表示数变为0.9A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)通过电阻R1的电流;
(3)电阻R1的阻值。
四、综合能力题
27.(2024·广东汕头·一模)经过课堂学习,某物理实践小组设计了一种质量测量装置(电子秤),其原理如图甲所示,电源电压恒为6V,电阻为,电压表量程为0~3V(可显示质量大小),是力敏电阻,其阻值随压力变化图像如图乙所示。O点是杠杆ABO的支点,托盘固定在A点,。托盘及杠杆组件的质量忽略不计。请回答下列问题:(g取10N/kg)
(1)托盘中加入物体时产生的力作为动力,该杠杆OBA属于 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”);
(2)当托盘所受压力增大时,从乙图可知,力敏电阻的阻值 ,观察甲图,此时电压表的示数 (以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)当电压表的示数为3V时,的阻值为 。在保证电路安全的前提下,电子秤能称量的最大质量是 kg;
(4)为了提高质量测量精确度,再次设计测量装置时,以下方法不可行的是 。
A.增大OA同时减小OB B.适当增大电源电压 C.电压表量程更换为0~15V
28.(2024·广东·一模)题图甲为呼气式酒精测试仪的工作电路图,电源电压U=9V,定值电阻,是气敏电阻,其阻值与呼出气体中酒精浓度(每100mL呼出气体中酒精的含量)的关系如图乙所示。
呼出气体酒精浓度n
酒驾认定标准
n<20mg/100mL
正常驾车
20mg/100mL≤n<80mg/100mL
饮酒驾车
n≥80mg/100mL
醉酒驾车
(1)闭合开关,当呼出气体酒精浓度为0时,气敏电阻的阻值为 Ω,电路中的电流为 A,电压表的示数为 V。
(2)呼出气体酒精浓度越高,电压表示数越 ;若电压表示数为5V,则根据如表所示的酒驾认定标准,驾驶员属于 驾车。
29.(2024·广东江门·一模)阅读材料,回答问题。
光敏电阻
“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,国际单位为坎德拉(cd)。某光敏电阻的阻值随光强变化的关系如图甲所示。科技小组的同学利用光敏电阻R设计了一个烟雾报警器,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为12Ω。当有烟雾时,射入光敏电阻的光线减少,电流表的示数小于或等于0.25A时,装置报警。
(1)光敏电阻是用 (选填“半导体”“超导体”或“绝缘体”)材料制成的;当光强增大时,光敏电阻的阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)当光强为6cd时,电流表的示数为 A。
(3)当报警器刚好报警时,光强为 cd。
(4)若在如图乙所示的电路中加入一电压表,且烟雾越大,电压表的示数越大,则电压表应 。当电压表的示数为 V,报警器刚好报警。
30.(2024·广东惠州·二模)如图所示是一款家用烟雾报警器及其简化原理图,烟雾报警器有一个外部光线无法进入的烟室,其中有激光发射器和带有光敏电阻R的电路,电路中电源电压不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值与光照强度的关系如表所示。当电路中电流小于或等于300mA时,烟雾报警器报警。
光照强度E/cd
1
2
3
4
5
6
光敏电阻R/Ω
80
50
30
24
20
18
(1)当进入烟室的烟雾浓度增大时,射向光敏电阻的光照强度 ,光敏电阻阻值 (均选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)在一次测试中,当把光照强度调为5cd时,测试电压表示数为8V;当把光照强度降为3cd时,测试电压表示数为9V,则电阻R0的阻值是 Ω,电源电压是 V;
(3)由于长时间工作,导致电源电压降低了1.5V,烟雾报警器在烟雾浓度较小时误报警。在不更换此电源的情况下,要使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警,可以通过 (选填“增大”或“减小”)R0的阻值来实现,调整后R0的阻值为 Ω。
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