专题04 第14章 探究欧姆定律【考点清单】-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（沪粤版）

专题04 第14章 探究欧姆定律 清单01 电阻 一、导体的电阻 1．________________________叫电阻；其国际主单位是________，符号是________。 2．单位换算：1MΩ＝________kΩ，1kΩ＝________Ω或1MΩ＝________Ω。 3．电阻器是电子技术中的重要元件，简称电阻，电路符号________，它的作用是用来控制电流和电压的大小，使电路正常工作。 二、电阻与哪些因素有关 实验探究导体电阻的大小与哪些因素有关： 提出问题：________________________________________________？ 猜想与假设：________________________________________________。 研究方法：①在探究电阻与哪些因素有关的实验中应用了________________法。 ②实验中并没有直接测量电阻的大小，而是通过________________________来反映电阻大小，这种方法叫________。 设计实验： 实验电路图： 实验步骤： ①选用不同的导体，将它们分别接入如图所示电路中，观察电流表的示数。 探究的问题[来源:学+科+网Z+X+X+K] 材料 长度 横截面积 电阻与材料的关系 不同 相同 相同 电阻与长度的关系 相同 不同 相同 电阻与横截面积的关系[来源:Z§xx§k.Com] 相同 相同 不同 ②电流较大的，说明电阻较小。 结论：影响电阻大小的因素有________________________________。 具体关系是：________________________________________________________________________。 清单02 欧姆定律 一、探究电流、电压与电阻的关系 1．要探究电流与电压的关系，须控制________不变，改变________，其方法是________________；滑动变阻器在本实验中的作用是________________________________。设计出实验电路图(画在方框内)。[来源:学|科|网Z|X|X|K] 3．要探究电流与电阻的关系，须控制________不变，改变________，其方法是_______________________；滑动变阻器在本实验中的作用是________________________________________。 4．小明同学利用如图所示的电路，探究电流跟电阻的关系，得到的数据如下表： 电阻R/Ω 5 6 10 15 20 30 电流I/A 0.6 0.5 0.3 0.2 0.15 0.1 分析表中的数据，可以得出的结论是________________________________________________。[来 二、欧姆定律 1．欧姆定律的计算公式________。Z.xx.k.Com] 2．如图所示，根据欧姆定律和串联电路的特点推导R与R1、R2之间的关系。 结论：________________________ 3．如图所示，根据欧姆定律和并联电路特点推导R与R1、R2的关系。 结论：________________________________[ 实验一　探究导体的电阻跟哪些因素有关 在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。小明提出以下猜想：①电阻可能与导体的材料有关；②电阻可能与导体的长度有关；选用实验装置如图甲。 (1)此装置通过观察并比较电流表的示数来判断导体电阻的大小的； (2)为了完成猜想②应该选用合金丝a、c进行对比实验； (3)由于a和b粗细相近，老师将a和b分别连入电路，闭合开关，通过调节滑片P，使两次电流表示数相同，记录两次滑片P的位置如图乙，据此老师判断b横截面积更大； (4)小明查阅资料，发现在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫做电阻定律，用公式表示为，其中R、L、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积，其对应的单位分别是Ω、m、。而ρ是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫做材料的电阻率； ①根据材料信息，分析出电阻率ρ在国际单位制中的单位是Ω⋅m； ②由于图甲中c和d电阻未知，但要想比较c和d的电阻率，请写出你需要进行的操作及获取的证据c和d两合金丝的长度和横截面积相同，分别将c和d电阻接入电路中，通过比较电流表的示数得出电阻的大小，再根据，即可得出两导体电阻率的大小。 实验二　探究电流与电压、电阻的关系 小明同学在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，选用了以下器材：电源电压保持3V不变， 滑动变阻器的规格为“20Ω， 0.5A”， 三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。 (1)在探究电流与电压关系的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中定值电阻R=5Ω。 ①用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向左滑动时电流表示数变大）； ②连接电路时，开关应处于断开状态。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最右端（填“左”“右”）； ③将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，电路出现的故障是定值电阻断路； ④该同学完成了预先设计好的表格中的3次实验，将得到的实验数据填入表格； 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.20 0.30 0.40 分析表中已测出的数据，可以初步得到实验结论：在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。为了进一步验证这个结论，该同学利用现有器材，在不改变电路连接且在电路安全范围内，表格里余下的3次实验中，他还能完成1次； ⑤请在图乙中画出上表已测各组数据对应的点，并作出I-U图像。 (2)完成以上实验后，小明继续探究电流与电阻的关系： ①他分别将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变； ②根据实验数据描绘电流与电阻的倒数关系图象，如图丙所示。由图像可知，电阻R两端的电压为2V。得出的结论是：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 实验三　伏安法测电阻 小致同学做“测量小灯泡电阻”的实验，电路连接如图甲所示。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡亮度 1 1.3 0.16 暗 2 2.5 0.25 正常发光 3 4.5 0 熄灭 (1)伏安法测电阻的实验原理是； (2)小致同学正确连接电路并规范操作，闭合开关时记录第1组数据。移动滑片直到小灯泡正常发光，记录第2组数据，则小灯泡正常发光时的电阻为10Ω； (3)继续移动滑片，到某一位置时发现小灯泡突然熄灭，记录第3组数据，则电源电压为4.5V； (4)完成实验分析可知，灯丝的电阻随温度的升高而增大； (5)小致同学将电路中的小灯泡换成未知阻值的定值电阻，重新进行实验测其电阻。某次实验中，电压表、电流表示数如图乙、丙所示，则电流表的示数为0.3 A，该定值电阻的阻值为8Ω。此实验进行多次的目的是减小误差；滑片移动过程中，滑动变阻器和定值电阻两端的电压变化量分别记为∆U滑、∆U，则∆U滑等于∆U定。 【练习1】（23-24九年级上·陕西西安·期末）如图是改变气体内能大小的实验装置，电子温度计的探头插入用橡胶塞封住的玻璃瓶内，能够显示瓶内气体的温度。打气筒向瓶内打气时，电子温度计示数升高，说明瓶内气体内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；按压打气筒的活塞几次后，橡胶塞会被弹开，同时看到温度计的示数快速下降，在橡胶塞弹开的过程中，气体的 能转化为橡胶塞的 能，这与热机做功冲程的能量转化相同。电子温度计的探头所使用的热敏电阻是 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料。 【练习2】（23-24九年级上·江苏泰州·期末）科技活动中，某同学设计了一种酒精测试仪，吸入酒精后与电池内的化学物质发生反应产生电压，其工作电路如图，已知的阻值为。酒精测试仪相当于电路器件中的 ；某次测试中，闭合开关，当电流表指针指向时，酒精测试仪两端的电压为 V。从完整性看，该同学设计的电路中值得改进之处是 。 【练习3】（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）（1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的电阻会突然变为零的导体。超导体 （选填“能”或“不能”）用来制作滑动变阻器； （2）如图所示的情景粗略而形象地反映了电流与电压、电阻的关系，图中模拟电阻的是 （选填“甲”“乙”或“丙”）； （3）将一串共有20个相同小灯泡的彩灯接入家庭电路，正常发光时每盏灯两端的电压为 V。 【练习4】（23-24九年级上·辽宁大连·期末）请你运用所学的物理知识回答下列问题： （1）王阳同学用电流表测量电流时，把电流表串联接入电路后闭合开关，发 现指针偏转如图所示现象，产生这种现象的原因是 ；另一小组同学也做同样的实验，发现他们使用的电流表还没接入电路中，指针就发生图所示现象，产生这个现象的原因是 ； （2）下图是小红同学用电压表测量电路中发光的 LED灯两端电压情景，此时 LED灯两端电压是 V，同组的小刚认为：小红测量 LED灯的电压值不精确，接下来小刚的正确操作是： ； （3）下图是滑动变阻器的结构和连接电路中的示意图。当滑片P向左移动时，连入电路中的电阻值 。（选填“变大”  “变小”或“不变”） 【练习5】（23-24九年级上·江苏镇江·期末）探究串联电路特点时，小明连接的电路如图1所示，其中电源电压恒定，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，表和表随A表示数变化关系分别是图2中的①和②，由图可知灯L的电阻随电流增大而 ，电源电压为 V，当滑动变阻器和灯泡阻值相等时，电路的总电阻为 ，当滑片移至某位置时，灯泡电阻为，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 。 【练习6】（23-24九年级上·湖南株洲·期末）小白用图甲所示的电路来测量一个定值电阻R的阻值，电源电压不变，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，多次测量得到了如图乙所示的I-U变化关系图像，由图可知： (1)当滑片P滑到最左端时，电压表示数为 V。 (2)滑动变阻器的最大阻值是多少？（要求写出计算过程） (3)若用更大阻值的滑动变阻器代替滑动变阻器Rp，再重复以上实验步骤，则描绘的图线与原来相比增加的部分应该在乙图中的 段（选填“OA”、“AC”或“CD”）。 【练习7】（23-24九年级上·吉林长春·期末）酒后驾车害己害人，酒精测试仪可以检测驾驶员是否酒后驾车，如图是小明设计的酒精测试仪原理图，图中R0定值电阻，酒精气体传感器Rm的电阻随着酒精气体浓度的增大而减小。 （1）R0与Rm的连接方式是 联； （2）驾驶员吹出的酒精气体浓度越大，电压表的示数越 ； （3）小红认为小明的设计有待改进，因为此测试仪长久使用电池电压降低时，会使测出的酒精浓度偏 ，而且测量前电压表指针不指在酒精浓度的0刻度处，若把R0换成滑动变阻器，当电池电压降低时，测量前闭合开关，调节滑动变阻器就可以使指针指在酒精浓度的0刻度处，这时滑动变阻器接入电路的阻值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）R0的阻值。 一、单选题 1．对于电流电压和电阻的知识以下说法中错误的是（　　） A．单位时间内通过导体某一截面的电荷越多，电流就越大 B．有电流就一定有电压 C．石墨，食盐水和湿木棍都是导体 D．将一根铜导线对折后，电阻变成原来的一半 2．如图所示，小明用该电路测量液体密度ρ。电源电压U恒定，筒和薄板质量忽略不计，置于筒下的压敏电阻R1，其阻值与其所受压力成反比；R2为与筒等高的均匀电阻丝，其电阻与对应的长度成正比。测量时，在筒内倒入待测液体ρ，漂浮在液面上的薄板带动与其等高的滑片P同步上移，读取电流表和电压表示数分别为I和U，进行处理后可得液体密度ρ。下列关于液态密度ρ与关系图像中可能正确的是（    ） A． B． C． D． 3．如图所示，为某品牌风扇调速器和用于调速的电位器结构图，1、2、3是它的三个接线柱，如果要使滑片P顺时针转动时风扇转速加快，下列连接方法正确的是（    ） A．1与2 B．2与3 C．1与3 D．以上连接方法都正确 4．科技小组设计一种测量湿度的传感器装置，测量电路如图①，电源电压不变，其中半导体R的阻值与湿度的关系如图②，图中①②③处只一处可加装电表来显示湿度，要使湿度表的示数随湿度增大而增大，则（　　） A．湿度表选电流表，安在3处 B．湿度表选电压表，安在3处 C．湿度表选电流表，安在2处 D．湿度表选电压表，安在1处 5．在探究“电流与电压、电阻关系”的实验中，实验小组的同学们设计如图所示的电路图，正确连接电路后，闭合开关，发现电流表与电压表均没有示数，则可能原因是（　　） A．实验电路图设计错误 B．导线与干电池接触不良 C．滑动变阻器滑片与电阻丝未接触 D．电阻R₁断路 6．小明对实验室中定值电阻R1和R2进行了研究，发现内部主要是材料相同、缠绕成螺旋状的电阻丝，但电阻丝的粗细、缠绕圈数不同。其中构成R1的电阻丝较粗、缠绕圈数为42圈，而R2的缠绕圈数为47圈。关于小明的下列分析正确的是（　　） A．电阻R1的阻值小于电阻R2的阻值 B．如果两电阻丝用铜制成，其电阻将变得大 C．如果两电阻的电阻丝缠绕圈相同，R1的电阻大 D．如果两个电阻并联使用，总电阻大于任何一个 7．如图所示电路。电源电压恒定，MN为粗细均匀的电阻丝，电流表的刻度均匀但示数模糊不清，电流表完好。当滑片P分别位于A、B、C处时，闭合开关后，电流表的指针偏转角度之比为4∶3∶2；滑片P分别位于A和B处时，电流表的示数分别为和。已知电流表的指针偏转的角度与电流大小成正比，电阻丝的电阻值与长度成正比。则滑片P位于C处时，电流表的示数为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．利用如下器材：电流表、定值电阻R0、额定电压为U的小灯泡、未知电阻R1、滑动变阻器、干电池、开关、导线，下列电路设计（电流表可拆除后接在标有a、b、c字母的位置，R1与R0阻值不同）能够完成的实验是（   ） A．利用图甲电路，可以探究串联电路电流关系 B．利用图乙电路，可以探究电流与电压的关系 C．利用图丙电路，可以测量未知电阻的阻值 D．利用图丁电路，可以测量灯泡正常工作时的电阻 9．如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变，红灯工作时的电阻为R1，黄灯工作时的电阻为R2，闭合开关S后，当水位超过防洪预警线时，浮筒上升带动铜片将CD接通，电压表示数为U1；当水位低于干旱预警线时，浮筒下降带动铜片将EF接通，电压表示数为U2，U1＞U2。则下列说法正确的是（    ） A．R1＞R2 B．水位超过防洪预警线时，红灯亮 C．R1＜R2 D．水位低于干旱预警线时，红灯亮 10．如图甲同学们用“伏安法”研究小灯泡的电阻，小灯泡额定电压2.5V，实验中测得若干组电压、电流值。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，若小灯泡不发光一定是灯丝断了 B．小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻约为9.6Ω C．实验中记录多组电压、电流值的目的是为了减小误差 D．结合实验中小灯泡亮度的变化可得出灯丝电阻与温度的关系 三、填空题 11．两个滑动变阻器铭牌上分别标有“，”和“，”字样，若仅将它们以某种连接方式接入电源电压为的电路中，并移动变阻器滑片的位置，总电阻的最大值为 ；若仅将它们以某种连接方式接入电源电压为的电路中，并移动变阻器滑片的位置，总电流的最大值为 。 12．在如图所示的电路，开关S、为闭合状态。根据所学知识可知：串联电路各用电器之间相互影响，而并联电路中，各用电器之间相互不影响。由此可知，当开关断开时，电流将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．如图甲所示，为某物理兴趣小组利用热敏电阻等元件设计的简易电子温度计电路图，热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示，结合图像分析，当被测物体温度越高时，电压表示数将 （选填“越大”或“越小”）。若某次测量电压表为3V时，则被测物体的温度约为 ℃。 14．如图甲，将白炽灯灯丝接入电路，闭合开关后小灯泡发光，加热灯丝，小灯泡变暗，说明温度越高灯丝电阻越 。如图乙所示，在探究“并联电路电流规律”实验中，应该选用 （选填“相同”或“不同”）规格的灯泡多次实验。 15．在课外实践制作活动中，小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤，电路如图甲所示。电源电压恒为6V，电阻R0为60Ω，压敏电阻R1的阻值随压力变化如图乙所示。O点是杠杆OAB的支点，托盘固定在B点，AO∶BO=1∶4，托盘及杠杆组件的质量忽略不计，g取10N/kg。 (1)该电子秤最大测量值是 kg，由推理可知电子秤的刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。 (2)要增大电子秤的量程，有以下改进方法：①只将托盘固定的B点移至C点，②只将R0换成阻值为120Ω的电阻，③只将电源电压调为4.5V，能实现的方法是 （选填①、②或③序号）。 16．小吴同学利用图2甲中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系，其中电源电压可调，多次改变导体A两端的电压，并记录对应的电流，换用导体B重复上述实验，根据实验数据绘制图像如图2乙所示，根据电阻定义可知导体B的阻值为 Ω，在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记，阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值，色环含义及导体A、B的色环如图2丙所示，若还需用到一个15Ω的电阻，应选用图2丁中电阻 （选填“d”“e”或“f”）。 四、实验题 17．亲爱的同学，请你应用所学物理知识解答下列问题： (1)如图甲所示，将连在电压表上的铜片和锌片插入烧杯的盐水中制成一个简易电池，发现电压表指针向右偏转至图中所示位置，则电池两端的电压为 V，由接线可知 片是电池的正极； (2)如图乙所示滑动变阻器，其原理是通过改变接入电路中的电阻丝的 来改变电阻；若将C和 （选填“A”或“B”）接线柱接入电路中，滑片右移时，电路中的电流将变小； (3)物理课上，邱老师用如图丙所示的“多功能演示教学电表”进行实验，从图中接线情况可知，此时电表应 联在电路中，它的分度值是 ，其示数为 。 18．小明用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值。 (1)闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，则待测电阻的阻值为 Ω； (2)接下来多次调节滑片位置，得到多组实验数据，多次实验的目的与______实验相同（填字母）； A．探究液体内部压强与哪些因素有关 B．用天平测量金属块质量 C．探究电流与电压的关系 (3)小明将待测电阻换成小灯泡，测量不同电压下小灯泡的电流，并绘制了如图丙所示的图像，粗心的他忘记了标注横纵坐标，在这个图像中，横轴应该表示的物理量是 （选填“电压”或“电流”）。根据图像可知电流与电压并不成正比。原因是灯丝的电阻随温度升高而 ； (4)同组的小聪，设计了下面四种测量的电路图，电源电压未知，已知定值电阻和滑动变阻器最大阻值，其中可以测出的有______。 A． B． C． D． 19．阳阳和佳佳用如图甲所示的电路，探究“电流与电压和电阻的关系”，实验器材如下：2节旧干电池，滑动变阻器（20Ω 1A），电流表、电压表各1个，阻值为5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个，开关1个，导线若干。               (1)阳阳检查电路发现有一条导线连接错误，请在图甲错误导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。 (2)重新正确连接电路后，闭合开关S，发现电流表和电压表的指针都迅速向右偏向了接近满刻度的位置，则阳阳在操作上存在的问题是 。 (3)纠正问题后，阳阳先探究“电流与电压的关系”，她将阻值为15Ω的定值电阻作为R0接入电路，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，测出多组电压及对应电流。 ①某次实验时，电流表的读数如图乙所示，则此时通过电阻的电流为 A； ②多次实验后阳阳得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成 。 (4)阳阳再利用图甲探究“电流与电阻的关系”： ①她将5Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P，记录此时电压表和电流表示数。 ②断开开关S，保持滑片位置不变，用15Ω的电阻代替5Ω的电阻，闭合开关S，此时电压表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），应向 （选填“左”或“右”）移动滑片。 ③当阳阳将20Ω的电阻接入电路后，发现无论怎么移动滑片，都无法将电压表调到目标示数，为完成实验，阳阳可以将电源电压适当调 （选填“大”或“小”）。 ④同组的佳佳认为，为保持定值电阻两端电压不变，图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。于是佳佳先后将5Ω和15Ω的电阻直接接入电路，闭合开关后读出电流表示数分别为0.28A和0.14A，发现定值电阻两端电压发生了变化。佳佳找到了张老师，张老师告诉他：实际的电池内部存在一个等效的定值电阻R0（如图丙），所以会出现这样的结果。佳佳听后恍然大悟，于是他仍然按图甲进行探究，分析已有的数据后。为了顺利完成这三个电阻的实验，加在定值电阻两端电压UR的范围是 。（填选项的字母符号） A．1.5V<UR≤3V        B．1.24V<UR<1.4V        C．1.24V<UR≤2.8V 五、综合题 20．摄影棚常用遮光材料避免外界光线干扰拍摄。为比较两种材料的遮光性，小明设计如图所示电路图进行探究，电源电源为12V，将不同遮光材质的面料1、2分别在光敏电阻上相同位置遮挡光线，探究过程中记录电流表示数如图乙。其中使用面料1遮光，光敏电阻R的阻值随光照强度E[单位是坎德拉（cd）]的变化如图丙。 图乙 光照强度/cd 1 2 3 面料1：电流表示数/A 0.06 ______ 0.11 面料2：电流表示数/A 0.08 0.12 0.15 (1)图中光敏电阻R随光照强度的增强而 ，电路中电流表的示数 （前两空均选填“增大或“减小”）； (2)当用面料1遮光且光照强度为1cd时，求电路中 ； (3)当光照强度为2cd时，图乙中电流表的示数为 A；比较可以得出， （选填“面料1”或“面料2”）的遮光性较好； (4)请举出一个生活中选用遮光性好的材料遮挡光线的例子： 。 21．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的能效等级：2级（国家规定能效等级为2级的热水器，其热效率值不低于88%），小华尝试估测该热水器的热效率，注水前天然气表的示数是2365.890m3（如图甲），然后把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机（质量为40kg）时洗衣机便会自动停止注水。注水后天然气表示数变为2366.050m3。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃。（天然气的热值为3.2×107J/m3，水的密度ρ=1.0×103kg/m3） 请解答以下问题： (1)40kg水由15℃升高到40℃，吸收多少焦耳的热量？ (2)通过计算说明该热水器是否达到铭牌上所标能效等级？ (3)他家厨房还安装了家用燃气报警器（图乙是模拟燃气泄漏检测原理的电路图），电源电压U恒定，R是已调定的定值电阻。燃气报警器的核心是气体传感器R1，其阻值与天然气浓度间的关系如图丙所示。当燃气浓度达到5~15%范围内时，遇到火源会发生爆炸，经测试在爆炸极限范围内，报警器两端的电压变化范围是4~6V。燃气报警器的报警值设定在天然气爆炸下限的25％，即天然气浓度达到5%的时，燃气报警器会通过“声光报警”提醒。（当燃气达到一定浓度，与A、B、C中某两点相接的声光报警装置的电压就会升高，当电压升高到一定值时，就会发出报警信号）。 ①声光报警装置应接在 （选填“AB”或“BC”）之间； ②当燃气报警器开始报警时，其两端电压是多少？（结果保留1位小数） 六、计算题 22．查阅相关资料，了解到电压表的一些信息，电压表电阻很大，一般有几千欧。电压表的示数是显示其自身两端的电压，从而测量与其并联的电路两端电压，根据以上信息，再结合本学期学过的电学原理去解决以下与电压表有关的问题。 (1)在“探究电流与电阻的关系”实验中，按照图甲电路图连接好电路后，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，经检查发现是定值电阻R断路了，此时设电源电压为U，滑动变阻器最大阻值为（几十欧），电压表的示数为，电压表电阻为，请用以上字母运算，推导出近似等于U； (2)将电压表和电阻按图乙所示电路连接，已知电压表的电阻，闭合开关、S时，电压表示数为，断开开关S时，电压表示数却变为，那么阻值为多少？ 23．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电路都采用学生用电压表和电流表。只闭合S、 滑片移到最左端时，电压表 的示数为12V； 只闭合S、S1、S3，滑片移到最左端时，电流表的示数为1.6A，电流表的示数为0.6A。 (1)电源电压为多少？ (2)只闭合S、 滑片移到最左端时，通过的电流是多少？ (3)闭合所有开关， 滑片移到最右端， 滑片移到最左端，电流表 和 的偏转角度相同； 断开所有开关，将电压表 和电流表互换，再闭合所有开关，将。和 滑片都移到最右端，电流表的偏转角度是电流表的，此时通过的电流是多少？ 七、科普阅读题 24．请根据下述材料，回答下列问题。 可延展的“柔性电路” 柔性电路因其在可穿戴表皮电子与可植入生物医疗器件中的巨大潜在应用而受到广泛关注。柔性电路一般有两种实现方式：一是开发新材料，材料本身具有可弯曲、可延展的性能，使用其半导体性质作为器件核心材料，或者使用其导电性用作芯片互连。二是力学结构设计，可以将刚性的传统半导体材料，与具有延展性的导电材料互连，然后使用弹性体封装，实现系统级的可延展性。近年来，受人们广泛研究的柔性材料有：水凝胶、液态金属、高分子聚合物以及纳米材料。 某研究团队利用可延展的材料制作了柔性曲面电路结构。其中它的基本单元结构由钢材料制成，如图甲所示（“S”形）。经过一次自相似迭代后的平面电路结构如图乙所示，它由9个甲图中的结构和8个连接部分（带有黑色边框的白色矩形）组成。再经过一次自相似迭代后的平面电路结构如图丙所示，它由9个图乙中的结构和连接部分组成，以此类推。各级迭代中，“S”形基本单元的形状和大小不变，每段连接部分的形状和大小也不变，其横截面积与“S”形基本单元相同。 (1)“S”形基本单元各段导线的长度如图丁所示，其捋直后等效于一段横截面积为S的矩形、且材质均匀的长直导线，其长度为，写出其表达式 。若铜的密度为，则一个基本单元质量为，写出其表达式 ；（两空均用已知字母表达） (2)可设计柔性电路的材料有 ； (3)写出可延展的“柔性电路”的应用 。 25．阅读短文，回答问题。 热阻 物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递，且热量在物体中的传导过程和电流相似。传导是热传递的一种方式，同时物体对热量的传导有阻碍作用，称为“热阻”用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。 房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的不良导体材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比，即。 （1）热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中的 ，热阻相当于电路中的 （以上两空均选填“电压”“电流”或“电阻”）； （2）在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越 （选填“大”或“小”）。铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 （选填“大”或“小”）的材料制成的； （3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，t1、t2分别为40℃、20℃，则墙壁正中间（虚线处）的温度为 ℃； （4）如图乙所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L，当热量从上向下流动时，铝块的热阻为R1，热量从左向右流动时，铝块的热阻为R2。则R1 R2（选填“>”“<”或“=”）； （5）如图丙所示，热量在墙壁中传导，高温环境温度为t1，低温环境温度为t2，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为λ1；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为λ2，已知传热物体的总热阻等于各部分热阻之和，则单位时间从高温环境传导到低温环境的热量Q= 。（用题给字母表示） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 第14章 探究欧姆定律 清单01 电阻 一、导体的电阻 1．导体对电流的阻碍作用叫电阻；其国际主单位是欧姆，符号是Ω。 2．单位换算：1MΩ＝103kΩ，1kΩ＝103Ω或1MΩ＝106Ω。 3．电阻器是电子技术中的重要元件，简称电阻，电路符号，它的作用是用来控制电流和电压的大小，使电路正常工作。 二、电阻与哪些因素有关 实验探究导体电阻的大小与哪些因素有关： 提出问题：不同的导体电阻一般不同，导体的电阻与哪些因素有关呢？ 猜想与假设：导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。 研究方法：①在探究电阻与哪些因素有关的实验中应用了控制变量法。 ②实验中并没有直接测量电阻的大小，而是通过电流表示数的大小(或灯泡亮度)来反映电阻大小，这种方法叫转换法。 设计实验： 实验电路图： 实验步骤： ①选用不同的导体，将它们分别接入如图所示电路中，观察电流表的示数。 探究的问题[来源:学+科+网Z+X+X+K] 材料 长度 横截面积 电阻与材料的关系 不同 相同 相同 电阻与长度的关系 相同 不同 相同 电阻与横截面积的关系[来源:Z§xx§k.Com] 相同 相同 不同 ②电流较大的，说明电阻较小。 结论：影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积。 具体关系是：电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关，长度越长，横截面积越小，导体的电阻越大。电阻是导体本身的一种性质。 清单02 欧姆定律 一、探究电流、电压与电阻的关系 1．要探究电流与电压的关系，须控制电阻不变，改变电压，其方法是移动滑动变阻器的滑片；滑动变阻器在本实验中的作用是改变定值电阻两端的电压。设计出实验电路图(画在方框内)。[来源:学|科|网Z|X|X|K] 2．要探究电流与电阻的关系，须控制电压不变，改变电阻，其方法是换用不同阻值的定值电阻；滑动变阻器在本实验中的作用是保持电阻两端的电压不变。 3．小明同学利用如图所示的电路，探究电流跟电阻的关系，得到的数据如下表： 电阻R/Ω 5 6 10 15 20 30 电流I/A 0.6 0.5 0.3 0.2 0.15 0.1 分析表中的数据，可以得出的结论是在电压一定时，导体中的电流与它的电阻成反比。[来 二、欧姆定律 1．欧姆定律的计算公式I＝。Z.xx.k.Comm] 2．如图所示，根据欧姆定律和串联电路的特点推导R与R1、R2之间的关系。 结论：R＝R1＋R2 3．如图所示，根据欧姆定律和并联电路特点推导R与R1、R2的关系。 结论：＝＋[ 实验一　探究导体的电阻跟哪些因素有关 在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。小明提出以下猜想：①电阻可能与导体的材料有关；②电阻可能与导体的长度有关；选用实验装置如图甲。 (1)此装置通过观察并比较电流表的示数来判断导体电阻的大小的； (2)为了完成猜想②应该选用合金丝a、c进行对比实验； (3)由于a和b粗细相近，老师将a和b分别连入电路，闭合开关，通过调节滑片P，使两次电流表示数相同，记录两次滑片P的位置如图乙，据此老师判断b横截面积更大； (4)小明查阅资料，发现在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫做电阻定律，用公式表示为，其中R、L、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积，其对应的单位分别是Ω、m、。而ρ是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫做材料的电阻率； ①根据材料信息，分析出电阻率ρ在国际单位制中的单位是Ω⋅m； ②由于图甲中c和d电阻未知，但要想比较c和d的电阻率，请写出你需要进行的操作及获取的证据c和d两合金丝的长度和横截面积相同，分别将c和d电阻接入电路中，通过比较电流表的示数得出电阻的大小，再根据，即可得出两导体电阻率的大小。 实验二　探究电流与电压、电阻的关系 小明同学在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，选用了以下器材：电源电压保持3V不变， 滑动变阻器的规格为“20Ω， 0.5A”， 三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。 (1)在探究电流与电压关系的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中定值电阻R=5Ω。 ①用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向左滑动时电流表示数变大）； ②连接电路时，开关应处于断开状态。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最右端（填“左”“右”）； ③将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，电路出现的故障是定值电阻断路； ④该同学完成了预先设计好的表格中的3次实验，将得到的实验数据填入表格； 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.20 0.30 0.40 分析表中已测出的数据，可以初步得到实验结论：在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。为了进一步验证这个结论，该同学利用现有器材，在不改变电路连接且在电路安全范围内，表格里余下的3次实验中，他还能完成1次； ⑤请在图乙中画出上表已测各组数据对应的点，并作出I-U图像。 (2)完成以上实验后，小明继续探究电流与电阻的关系： ①他分别将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变； ②根据实验数据描绘电流与电阻的倒数关系图象，如图丙所示。由图像可知，电阻R两端的电压为2V。得出的结论是：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 实验三　伏安法测电阻 小致同学做“测量小灯泡电阻”的实验，电路连接如图甲所示。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡亮度 1 1.3 0.16 暗 2 2.5 0.25 正常发光 3 4.5 0 熄灭 (1)伏安法测电阻的实验原理是； (2)小致同学正确连接电路并规范操作，闭合开关时记录第1组数据。移动滑片直到小灯泡正常发光，记录第2组数据，则小灯泡正常发光时的电阻为10Ω； (3)继续移动滑片，到某一位置时发现小灯泡突然熄灭，记录第3组数据，则电源电压为4.5V； (4)完成实验分析可知，灯丝的电阻随温度的升高而增大； (5)小致同学将电路中的小灯泡换成未知阻值的定值电阻，重新进行实验测其电阻。某次实验中，电压表、电流表示数如图乙、丙所示，则电流表的示数为0.3 A，该定值电阻的阻值为8Ω。此实验进行多次的目的是减小误差；滑片移动过程中，滑动变阻器和定值电阻两端的电压变化量分别记为∆U滑、∆U，则∆U滑等于∆U定。 【练习1】（23-24九年级上·陕西西安·期末）如图是改变气体内能大小的实验装置，电子温度计的探头插入用橡胶塞封住的玻璃瓶内，能够显示瓶内气体的温度。打气筒向瓶内打气时，电子温度计示数升高，说明瓶内气体内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；按压打气筒的活塞几次后，橡胶塞会被弹开，同时看到温度计的示数快速下降，在橡胶塞弹开的过程中，气体的 能转化为橡胶塞的 能，这与热机做功冲程的能量转化相同。电子温度计的探头所使用的热敏电阻是 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料。 【答案】 增大 内 机械 半导体 【解析】[1]物体温度越高，内能越大；瓶内气体温度升高，说明内能增大。 [2][3]瓶内气体将塞子推出，对塞子做功，将内能转化为塞子的机械能。 [4]热敏电阻一般是用半导体材料制成。 【练习2】（23-24九年级上·江苏泰州·期末）科技活动中，某同学设计了一种酒精测试仪，吸入酒精后与电池内的化学物质发生反应产生电压，其工作电路如图，已知的阻值为。酒精测试仪相当于电路器件中的 ；某次测试中，闭合开关，当电流表指针指向时，酒精测试仪两端的电压为 V。从完整性看，该同学设计的电路中值得改进之处是 。 【答案】 电源 0.6 在电路中加接开关 【解析】[1]酒精测试仪中的酒精与化学物质反应，产生电压，可以电路中形成电流，故酒精测试仪相当于电路中的电源。 [2]电路中只有一个电阻，其两端电压等于电源电压，为 [3]电路中没有开关，不是一个完整的电路，无法控制电路的通断。故应在电路中添加开关。 【练习3】（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）（1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的电阻会突然变为零的导体。超导体 （选填“能”或“不能”）用来制作滑动变阻器； （2）如图所示的情景粗略而形象地反映了电流与电压、电阻的关系，图中模拟电阻的是 （选填“甲”“乙”或“丙”）； （3）将一串共有20个相同小灯泡的彩灯接入家庭电路，正常发光时每盏灯两端的电压为 V。 【答案】 不能 乙 11 【解析】[1]超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的电阻会突然变为零的导体，滑动变阻器在电路中起到的作用是保护电路和改变电路中总电阻大小，移动滑片，滑动变阻器连入电路的阻值发生变化，所以超导体不能用来制作滑动变阻器。 [2]图中乙在阻碍导体中的丙通过导体，所以乙模拟的是电阻。 [3]串联电路中各用电器电压之和等于电源电压，家庭电路电压为220V，所以将一串共有20个相同小灯泡的彩灯接入家庭电路，正常发光时每盏灯两端的电压为 【练习4】（23-24九年级上·辽宁大连·期末）请你运用所学的物理知识回答下列问题： （1）王阳同学用电流表测量电流时，把电流表串联接入电路后闭合开关，发 现指针偏转如图所示现象，产生这种现象的原因是 ；另一小组同学也做同样的实验，发现他们使用的电流表还没接入电路中，指针就发生图所示现象，产生这个现象的原因是 ； （2）下图是小红同学用电压表测量电路中发光的 LED灯两端电压情景，此时 LED灯两端电压是 V，同组的小刚认为：小红测量 LED灯的电压值不精确，接下来小刚的正确操作是： ； （3）下图是滑动变阻器的结构和连接电路中的示意图。当滑片P向左移动时，连入电路中的电阻值 。（选填“变大”  “变小”或“不变”） 【答案】 电流表“+”、“-”接线柱接反 实验前电流表指针没有调零 1.5 见解析 变小 【解析】（1）[1]由图甲所示电流表选择小量程，电流表指针反向偏转，这是由于电流表正负接线柱接反了造成的。 [2]使用的电流表还没接入电路中，发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，说明电流表指针没有处于零刻度线，产生这个现象的原因是电流表没有调零。 （2）[3]由图知道，电压表所选量程为0～15V，分度值为0.5V，则由指针位置知道，此时电压表示数为1.5V。 [4]由图知道，电压表的指针偏角较小，电压的测量值不精确，实验，接下来小刚的正确操作是断开开关，把接“15”接线柱改接“3”接线柱，合上开关。 （3）[5]由图知道，滑动变阻器的左半部分电阻丝接入电路，若将滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路电阻变小。 【练习5】（23-24九年级上·江苏镇江·期末）探究串联电路特点时，小明连接的电路如图1所示，其中电源电压恒定，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，表和表随A表示数变化关系分别是图2中的①和②，由图可知灯L的电阻随电流增大而 ，电源电压为 V，当滑动变阻器和灯泡阻值相等时，电路的总电阻为 ，当滑片移至某位置时，灯泡电阻为，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 。 【答案】 增大 3 15 18 【解析】[1]由图知道，滑动变阻器和灯泡串联，电压表V1和V2分别测量滑动变阻器和灯泡串联两端的电压，所以，②是灯L的电流随电压的变化规律，即电流随着电压的增大而增大，斜率的倒数表示电阻，由图知道，图线②的斜率随电压的增大而减小，所以，灯L的电阻随电流增大而增大。 [2]由图像知道，滑动变阻器和灯泡串联，电路电流处处相等，当电路电流是0.20A时，滑动变阻器和灯泡串联两端的电压都是1.5V，由串联电路电压的特点知道， 电源电压 [3]由图像知道，当电路电流是0.20A时，滑动变阻器和灯泡串联两端的电压都是1.5V，由欧姆定律知道，此时滑动变阻器和灯泡阻值相等，此时电路的总电阻为 [4]由图像知道，灯泡电阻为，灯泡两端的电压是0.75V，电路电流是0.125A，由串联电路电压的特点知道，滑动变阻器两端的电压是 由欧姆定律知道，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 【练习6】（23-24九年级上·湖南株洲·期末）小白用图甲所示的电路来测量一个定值电阻R的阻值，电源电压不变，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，多次测量得到了如图乙所示的I-U变化关系图像，由图可知： (1)当滑片P滑到最左端时，电压表示数为 V。 (2)滑动变阻器的最大阻值是多少？（要求写出计算过程） (3)若用更大阻值的滑动变阻器代替滑动变阻器Rp，再重复以上实验步骤，则描绘的图线与原来相比增加的部分应该在乙图中的 段（选填“OA”、“AC”或“CD”）。 【答案】(1)3 (2)20Ω (3)OA 【解析】（1）分析甲图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压。当滑片P滑到最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，此时定值电阻两端电压最大等于电源电压，由乙图可知定值电阻两端的最大电压为3V，即电压表的示数为3V。 （2）由前面分析可知，电源电压为3V，当滑动变阻器滑片P在最右端时，滑动变阻器接入电路中的阻值达到最大，电路中的电流最小，由图乙可知最小电流为0.1A，此时电路中的总电阻为 则滑动变阻器的最大阻值为 （3）若用更大阻值的滑动变阻器代替滑动变阻器Rp，再重复以上实验步骤，根据串联分压规律可知，在电源电压一定时，滑动变阻器接入电路的电阻越大，则电路中的电流越小，定值电阻两端的电压越小，当滑动变阻器接入电路的电阻在0Ω~20Ω时，电压表示数在3V~1V范围内得到的数据与原来相同，当滑动变阻器接入电路中的电阻大于20Ω时，电压表、电流表示数将会更小，所以描绘出的图像与原来图像的相比增加的部分在乙图中的OA段。 【练习7】（23-24九年级上·吉林长春·期末）酒后驾车害己害人，酒精测试仪可以检测驾驶员是否酒后驾车，如图是小明设计的酒精测试仪原理图，图中R0定值电阻，酒精气体传感器Rm的电阻随着酒精气体浓度的增大而减小。 （1）R0与Rm的连接方式是 联； （2）驾驶员吹出的酒精气体浓度越大，电压表的示数越 ； （3）小红认为小明的设计有待改进，因为此测试仪长久使用电池电压降低时，会使测出的酒精浓度偏 ，而且测量前电压表指针不指在酒精浓度的0刻度处，若把R0换成滑动变阻器，当电池电压降低时，测量前闭合开关，调节滑动变阻器就可以使指针指在酒精浓度的0刻度处，这时滑动变阻器接入电路的阻值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）R0的阻值。 【答案】 串 大 低 大于 【解析】（1）[1]由图知，将电压表视为断路去除后，R0与Rm串联在电路中，故R0与Rm连接方式是串联。 （2）[2]由串联电路分压特点可知，在串联电路中，电阻越大，电阻两端电压越大，电阻越小，电阻两端电压越小，酒精气体传感器Rm的电阻随着酒精气体浓度的增大而减小，则酒精气体传感器Rm的电压Um减小，电压表测定值电阻两端的电压，示数为 故电压表示数增大。 （3）[3]当电源电压较低时，并且R0不变，由可知，电路中的电流变小，电压表示数变小，因此会使驾驶员吹出气体的酒精浓度读数降低。 [4] 当电源电压较低时，电压表示数变小，故需要将滑动变阻器电阻增大，才能是酒精浓度回到0刻度，故滑动变阻器器电阻大于R0。 1．对于电流电压和电阻的知识以下说法中错误的是（　　） A．单位时间内通过导体某一截面的电荷越多，电流就越大 B．有电流就一定有电压 C．石墨，食盐水和湿木棍都是导体 D．将一根铜导线对折后，电阻变成原来的一半 【答案】D 【解析】A．电流是单位时间内通过导体某一截面的电荷，单位时间内通过导体某一截面的电荷越多，电流就越大，故A正确，不符合题意； B．电压是产生电流的原因，有电流就一定有电压，故B正确，不符合题意； C．容易导电的物体叫做导体，石墨，食盐水和湿木棍都容易导电，是导体，故C正确，不符合题意； D．将一根铜导线对折后，长度变为原来的一半，但是横截面积变为原来的2倍，其它条件相同时，导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，因此电阻变为原来的四分之一，故D错误，符合题意。 故选D。 2．如图所示，小明用该电路测量液体密度ρ。电源电压U恒定，筒和薄板质量忽略不计，置于筒下的压敏电阻R1，其阻值与其所受压力成反比；R2为与筒等高的均匀电阻丝，其电阻与对应的长度成正比。测量时，在筒内倒入待测液体ρ，漂浮在液面上的薄板带动与其等高的滑片P同步上移，读取电流表和电压表示数分别为I和U，进行处理后可得液体密度ρ。下列关于液态密度ρ与关系图像中可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由图可知，开关闭合时，R1、R2并联，电压表测变阻器滑片P下方两端的电压，电流表测通过R1的电流；因为电压表的内阻很大，接在电路中相当于断路，所以无论滑片P如何移动，R2接入电路的电阻始终保持不变，由欧姆定律可知，通过R2的电流不变；由于电阻与长度成正比，电阻与长度的关系为 R=kh 电压表示数 压敏电阻R1的阻值与其所受压力成反比，压力等于液体重力，压力 F=G=ρVg=ρShg 电阻与压力关系 电流表示数 电压表与电流表的示数之比 R2接入电路的电阻始终保持不变，密度与电压表与电流表的示数之比成反比关系，故图像是反比例函数的图像。 故选D。 3．如图所示，为某品牌风扇调速器和用于调速的电位器结构图，1、2、3是它的三个接线柱，如果要使滑片P顺时针转动时风扇转速加快，下列连接方法正确的是（    ） A．1与2 B．2与3 C．1与3 D．以上连接方法都正确 【答案】A 【解析】要使滑片P顺时针转动时风扇转速加快，则电路中电流要变大，可知电位器接入电路的电阻要变小，故应接1、2两个接线柱。 故选A。 4．科技小组设计一种测量湿度的传感器装置，测量电路如图①，电源电压不变，其中半导体R的阻值与湿度的关系如图②，图中①②③处只一处可加装电表来显示湿度，要使湿度表的示数随湿度增大而增大，则（　　） A．湿度表选电流表，安在3处 B．湿度表选电压表，安在3处 C．湿度表选电流表，安在2处 D．湿度表选电压表，安在1处 【答案】D 【解析】由图①可知，①③表分别与电阻R、R1并联，为保护电路并使电路正常工作，所以①③为电压表，表②与电阻串联，所以表②为电流表，此时R与R1串联，电压表①测R两端的电压，电压表③测R1两端的电压，电流表②测电路中的电流，根据图②可知：湿度传感器的阻值随湿度的增大而增大；则当湿度增大时，R的阻值增大，电路的总电阻增大，由可知，电路中的电流减小，即电流表②示数减小；由串联电路的分压原理可知，湿度增大时，R两端的电压增大，即电压表①的示数增大；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R1两端的电压会减小，即电压表③的示数减小；所以综上可知，要使湿度表示数随湿度的增大而增大，则湿度表应该选用电压表安装在①的位置。 故选D。 5．在探究“电流与电压、电阻关系”的实验中，实验小组的同学们设计如图所示的电路图，正确连接电路后，闭合开关，发现电流表与电压表均没有示数，则可能原因是（　　） A．实验电路图设计错误 B．导线与干电池接触不良 C．滑动变阻器滑片与电阻丝未接触 D．电阻R₁断路 【答案】C 【解析】A．探究“电流与电压、电阻关系”的实验中，定值电阻应和滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻电压，电流表测量电路中的电流，故A不符合题意； BCD．在串联电路中电流表和电压表均没有示数，说明电路中电压表并联的位置之外的某处发生了断路，而导线与干电池接触不良将会导致电压表电流表示数不稳定，故C符合题意，BD不符合题意。 故选C。 6．小明对实验室中定值电阻R1和R2进行了研究，发现内部主要是材料相同、缠绕成螺旋状的电阻丝，但电阻丝的粗细、缠绕圈数不同。其中构成R1的电阻丝较粗、缠绕圈数为42圈，而R2的缠绕圈数为47圈。关于小明的下列分析正确的是（　　） A．电阻R1的阻值小于电阻R2的阻值 B．如果两电阻丝用铜制成，其电阻将变得大 C．如果两电阻的电阻丝缠绕圈相同，R1的电阻大 D．如果两个电阻并联使用，总电阻大于任何一个 【答案】A 【解析】A．电阻丝R1与R2的材料相同，R2比R1更长，更细，所以R2的电阻比R1的电阻更大，故A正确； B．铜的导电能力较强，如果的电阻丝用铜制成其电阻将变小，故B错误； C．因为材料相同，构成R1的电阻丝较粗，所以如果两电阻的电阻丝缠绕圈相同，R1的电阻小，故C错误； D．两个电阻并联相当于增大了导体的横截面积，总电阻小于其中任何一个电阻，故D错误。 故选A。 7．如图所示电路。电源电压恒定，MN为粗细均匀的电阻丝，电流表的刻度均匀但示数模糊不清，电流表完好。当滑片P分别位于A、B、C处时，闭合开关后，电流表的指针偏转角度之比为4∶3∶2；滑片P分别位于A和B处时，电流表的示数分别为和。已知电流表的指针偏转的角度与电流大小成正比，电阻丝的电阻值与长度成正比。则滑片P位于C处时，电流表的示数为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】开关闭合后滑动变阻器左侧电阻与滑片右侧电阻并联，电流表测左侧支路电流，电流表测右侧支路电流；已知电流表的指针偏转的角度与电流大小成正比，电流表的指针偏转角度之比为4∶3∶2，所以当滑片P分别位于A、B、C处时，则电流表的示数之比为 电源电压不变，由欧姆定律可得，左侧接入电路的电阻之比为 所以，，；滑片P分别位于A和B处时，电流表的示数分别为和，则 根据欧姆定律，滑片P分别位于A和B处时，右侧接入电路电阻之比为 设滑动变阻器的总电阻为R，则 解得；由欧姆定律，滑片P分别位于A和C处时，电流表的示数之比为 所以，滑片P分别位于C处时，电流表的示数为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 二、多选题 8．利用如下器材：电流表、定值电阻R0、额定电压为U的小灯泡、未知电阻R1、滑动变阻器、干电池、开关、导线，下列电路设计（电流表可拆除后接在标有a、b、c字母的位置，R1与R0阻值不同）能够完成的实验是（   ） A．利用图甲电路，可以探究串联电路电流关系 B．利用图乙电路，可以探究电流与电压的关系 C．利用图丙电路，可以测量未知电阻的阻值 D．利用图丁电路，可以测量灯泡正常工作时的电阻 【答案】ACD 【解析】A．图甲电路中两电阻串联，有电流表，改变电流表的位置，可以探究串联电路电流关系，故A符合题意； B．图乙电路中没有电压表，而探究电流与电压的关系必须改变定值电阻两端的电压大小，所以无法完成实验，故B不符合题意； C．要测量未知电阻R1的阻值，需要测量电阻两端的电压和流过它的电流；当电流表与R0串联时，读出此时的电流，利用欧姆定律可计算R0的电压，R1与R0并联，电压相等；再将电流表与电阻R1串联，测出此时的电流，利用欧姆定律可计算电阻R1的阻值，故C符合题意； D．要测量小灯泡正常工作时的电阻，需要使小灯泡两端的电压为额定电压，并测出此时小灯泡的电流；当电流表与R0串联时，调节滑动变阻器，并依据欧姆定律，使R0的电阻与电流表示数的乘积即R0的电压等于小灯泡的额定电压；保持滑动变阻器的滑片不动，再将电流表与灯泡串联，测出此时的电流，利用可计算小灯泡正常工作时的电阻，故D符合题意。 故选ACD。 9．如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变，红灯工作时的电阻为R1，黄灯工作时的电阻为R2，闭合开关S后，当水位超过防洪预警线时，浮筒上升带动铜片将CD接通，电压表示数为U1；当水位低于干旱预警线时，浮筒下降带动铜片将EF接通，电压表示数为U2，U1＞U2。则下列说法正确的是（    ） A．R1＞R2 B．水位超过防洪预警线时，红灯亮 C．R1＜R2 D．水位低于干旱预警线时，红灯亮 【答案】BC 【解析】BD．如图，闭合开关S后，当水位超过防洪预警线时，浮筒上升带动铜片将CD接通，此时红灯与R1串联，红灯亮；当水位低于干旱预警线时，浮筒下降带动铜片将EF接通，此时黄灯与R1串联，黄灯亮；故B正确，D错误； AC．如图，电压表测量R0两端的电压，电源电压不变，由串联电路中电压的规律知 U＝U红＋U1＝U黄＋U2 又因为U1＞U2，所以U红＜U黄，由串联分压原理可知，R1＜R2。故A错误，C正确。 故选BC。 10．如图甲同学们用“伏安法”研究小灯泡的电阻，小灯泡额定电压2.5V，实验中测得若干组电压、电流值。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，若小灯泡不发光一定是灯丝断了 B．小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻约为9.6Ω C．实验中记录多组电压、电流值的目的是为了减小误差 D．结合实验中小灯泡亮度的变化可得出灯丝电阻与温度的关系 【答案】BD 【解析】A．闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，如小灯泡短路、灯座接触不良、小灯泡实际功率太小等，即不一定是小灯泡灯丝断了，故A错误； B．小灯泡正常发光时，额定电压2.5V，由图乙可知电流表选用的是小量程，示数为0.26A，故此时小灯泡的电阻为 故B正确； CD．灯丝电阻随着灯丝温度变化而变化，不同电压时灯丝电阻不同不是由于误差造成的，因此实验过程中多次测量不是为了减小误差，而是为了探究灯泡的亮度与灯泡电阻的关系，因此可结合实验中小灯泡亮度的变化可得出灯丝电阻与温度的关系，故C错误，D正确。 故选BD。 三、填空题 11．两个滑动变阻器铭牌上分别标有“，”和“，”字样，若仅将它们以某种连接方式接入电源电压为的电路中，并移动变阻器滑片的位置，总电阻的最大值为 ；若仅将它们以某种连接方式接入电源电压为的电路中，并移动变阻器滑片的位置，总电流的最大值为 。 【答案】 【解析】[1]因串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和，相当于增加导体的长度电阻变大；并联电路的总电阻的倒数等于用电器的电阻倒数之和，相当于增加导体的横截面积电阻变小，所以，两个滑动变阻器串联并且连入电路的电阻最大时电路的总电阻最大，则最大总电阻 [2]要使电路的总电流最大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻应是最小，则两个滑动变阻器应并联接入电源电压为的电路中，根据滑动变阻器的铭牌可知通过滑动变阻器的最大电流分别为、，则 12．在如图所示的电路，开关S、为闭合状态。根据所学知识可知：串联电路各用电器之间相互影响，而并联电路中，各用电器之间相互不影响。由此可知，当开关断开时，电流将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】不变 【解析】闭合开关S、S1，灯泡L1、L2并联，根据并联电路的电压规律可知，灯泡L1的两端电压等于电源电压；断开S1时，电路为灯泡L1的简单电路，L1两端电压不变，等于电源电压，根据欧姆定律可知，通过灯泡L1的电流不变，则电流不变。 13．如图甲所示，为某物理兴趣小组利用热敏电阻等元件设计的简易电子温度计电路图，热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示，结合图像分析，当被测物体温度越高时，电压表示数将 （选填“越大”或“越小”）。若某次测量电压表为3V时，则被测物体的温度约为 ℃。 【答案】 越大 20 【解析】[1]由图甲可知，两电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压，由图乙可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小，热敏电阻分压越小，则定值电阻的分压越大，故电压表的示数越大。 [2]若电压表为3V，则电路中电流为 热敏电阻两端电压为 此时热敏电阻的阻值为 由图乙可知，此时温度为20℃。 14．如图甲，将白炽灯灯丝接入电路，闭合开关后小灯泡发光，加热灯丝，小灯泡变暗，说明温度越高灯丝电阻越 。如图乙所示，在探究“并联电路电流规律”实验中，应该选用 （选填“相同”或“不同”）规格的灯泡多次实验。 【答案】 大 不同 【解析】[1]如图甲，电源电压一定，将白炽灯灯丝接入电路，闭合开关后小灯泡发光，加热灯丝，小灯泡变暗，说明温度越高灯丝电阻越大。 [2]如图乙所示，在探究“并联电路电流规律”实验中，为得出普遍性的规律，应该选用不同规格的灯泡多次实验。 15．在课外实践制作活动中，小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤，电路如图甲所示。电源电压恒为6V，电阻R0为60Ω，压敏电阻R1的阻值随压力变化如图乙所示。O点是杠杆OAB的支点，托盘固定在B点，AO∶BO=1∶4，托盘及杠杆组件的质量忽略不计，g取10N/kg。 (1)该电子秤最大测量值是 kg，由推理可知电子秤的刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。 (2)要增大电子秤的量程，有以下改进方法：①只将托盘固定的B点移至C点，②只将R0换成阻值为120Ω的电阻，③只将电源电压调为4.5V，能实现的方法是 （选填①、②或③序号）。 【答案】(1)10 不均匀 (2)①③ 【解析】（1）[1]由题图乙可知，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，托盘内的物体越重，对杠杆A点处的压力越大，即动力越大，由于动力臂和阻力臂不变，则B点处对压敏电阻的压力越大，因此压敏电阻的阻值越小。由题图甲可知，R1和R0串联，电压表测R0两端的电压，压敏电阻的阻值越小，由欧姆定律可知，电路中的电流越大，由U=IR可知，电压表的示数越大，因此当电压表示数为3V时，对应电子秤的最大量程值，当电压表的示数为最大值3V时，由欧姆定律，可得此时压敏电阻两端的电压 根据串联电路的分压规律可知，此时压敏电阻的阻值 R1=R0=60Ω 由题图乙可知，此时压敏电阻受到的压力为400N，则杠杆B处受到的支持力为400N，由杠杆平衡条件可得此时物体的重力 该电子秤最大测量值是 [2]根据串联电路分压特点可知，电压表示数可表示为 而R1与质量（重力）成一次函数关系，所以U0与质量不成正比，也不是一次函数关系，因此电子秤的刻度不均匀。 （2）将托盘固定点从B点移动到C点，称量相同物体时，对压敏电阻的压力减小，压敏电阻阻值增大，根据串联分压原理，定值电阻两端电压减小，电压表示数减小，可以实现增大量程的目的；故①正确； 只将R换成120Ω的电阻，当电压表示数为3V时，根据串联分压原理，压敏电阻阻值也增大为120Ω，根据乙图可知，压力减小，电子称量程减小；故②错误； 只将电源电压调为4.5V，当电压表示数为3V时，根据串联分压原理，压敏电阻阻值为30Ω，压力增大，电子秤量程增大，也可以达到增大量程的目的，故③正确。 故选①③。 16．小吴同学利用图2甲中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系，其中电源电压可调，多次改变导体A两端的电压，并记录对应的电流，换用导体B重复上述实验，根据实验数据绘制图像如图2乙所示，根据电阻定义可知导体B的阻值为 Ω，在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记，阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值，色环含义及导体A、B的色环如图2丙所示，若还需用到一个15Ω的电阻，应选用图2丁中电阻 （选填“d”“e”或“f”）。 【答案】 10 e 【解析】[1]由图乙知，B电阻的电压，对应电流，则电阻 [2]同理A电阻的电压，对应电流，则电阻为5Ω；图丙中A的阻值为5Ω，则十位为0，个位为5，因此黑色代表0，绿色代表5，同理B电阻，棕色代表1，因此15Ω的电阻十位是棕色环，个位是绿色环，即e为15Ω电阻。 四、实验题 17．亲爱的同学，请你应用所学物理知识解答下列问题： (1)如图甲所示，将连在电压表上的铜片和锌片插入烧杯的盐水中制成一个简易电池，发现电压表指针向右偏转至图中所示位置，则电池两端的电压为 V，由接线可知 片是电池的正极； (2)如图乙所示滑动变阻器，其原理是通过改变接入电路中的电阻丝的 来改变电阻；若将C和 （选填“A”或“B”）接线柱接入电路中，滑片右移时，电路中的电流将变小； (3)物理课上，邱老师用如图丙所示的“多功能演示教学电表”进行实验，从图中接线情况可知，此时电表应 联在电路中，它的分度值是 ，其示数为 。 【答案】(1)0.6 铜 (2)长度 A (3)串 0.02A 0.20A 【解析】（1）[1]由图甲可知，电压表使用的是小量程，分度值为0.1V，示数为0.6V。 [2]由图甲可知，与电压表正接线柱相连的是铜片，所以，铜片是电池的正极。 （2）[1]根据滑动变阻器的结构特点可知，滑动变阻器的原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变连入电路的电阻，从而改变电路中的电流；接入电路的电阻丝越长，接入电路的电阻越大；接入电路的电阻丝越短，接入电路的电阻越小。 [2]要使得滑片右移时，电路中的电流将变小，即变阻器连入电路的电阻变大，说明变阻器连入电路的电阻丝长度变长，所以，可将C和A接线柱接入电路中。 （3）[1][2][3]由图丙可知，电表的“-”和“0.5A”接线柱接在电路中，可知测量的是电路电流，其用途与电流表的用途相同，因电流表需串联在被测电路中，所以该电表应串联在电路中，该电表使用的量程为0~0.5A，一大格是0.1A，中间有5小格，分度值为0.02A，其示数为0.20A。 18．小明用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值。 (1)闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，则待测电阻的阻值为 Ω； (2)接下来多次调节滑片位置，得到多组实验数据，多次实验的目的与______实验相同（填字母）； A．探究液体内部压强与哪些因素有关 B．用天平测量金属块质量 C．探究电流与电压的关系 (3)小明将待测电阻换成小灯泡，测量不同电压下小灯泡的电流，并绘制了如图丙所示的图像，粗心的他忘记了标注横纵坐标，在这个图像中，横轴应该表示的物理量是 （选填“电压”或“电流”）。根据图像可知电流与电压并不成正比。原因是灯丝的电阻随温度升高而 ； (4)同组的小聪，设计了下面四种测量的电路图，电源电压未知，已知定值电阻和滑动变阻器最大阻值，其中可以测出的有______。 A． B． C． D． 【答案】(1)10 (2)B (3)电压 增大 (4)BD 【解析】（1）由图乙可知，电流表接小量程，分度值为0.02A，其读数为0.24A；已知此时电压表示数为2.4V，则待测电阻的阻值为 （2）该实验多次改变滑动变阻器滑片的位置，得到多组数据，取平均值减小误差，实验应该为测量实验，选项中只有用天平测量金属块质量为测量类实验。故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （3）[1]电流随电压的增加，增长的越来越慢。曲线斜率越来越小，说明在这个图像中，横轴应该表示的物理量是电压。 [2]灯丝的电阻随温度升高而增大，当灯泡电压变大时，灯丝亮度变大，灯丝温度变高，灯丝电阻变大，灯泡的电流与电压并不成正比。 （4）A．开关S闭合时，Rx短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电路是串联电路，电压表测量电源电压，无法得出电路中的电流，则无法计算Rx的电阻，故A不符合题意。 B．S闭合时，R0短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量Rx的电压；根据串联电路中电源电压等于各用电器电压之和，可以得到R0两端的电压，根据I=求出R0的电流；又因为串联电路中，电流处处相等，通过R0的电流也就等于通过Rx的电流，由Rx=可以算出Rx的电阻，故B符合题意。 C．电压表只能测出其中一个电阻的电压，通过开关更换测量对象时会导致电压表正负接线柱反接，故C不符合题意； D．闭合开关，滑动变阻器滑片滑至最右端，电压表示数为0，电流表示数为I1，则有电源电压 闭合开关，滑动变阻器滑片滑至最左端，电流表示数为I2，则有电源电压 联立以上两个等式，可以解得 故D符合题意。 故选BD。 19．阳阳和佳佳用如图甲所示的电路，探究“电流与电压和电阻的关系”，实验器材如下：2节旧干电池，滑动变阻器（20Ω 1A），电流表、电压表各1个，阻值为5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个，开关1个，导线若干。               (1)阳阳检查电路发现有一条导线连接错误，请在图甲错误导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。 (2)重新正确连接电路后，闭合开关S，发现电流表和电压表的指针都迅速向右偏向了接近满刻度的位置，则阳阳在操作上存在的问题是 。 (3)纠正问题后，阳阳先探究“电流与电压的关系”，她将阻值为15Ω的定值电阻作为R0接入电路，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，测出多组电压及对应电流。 ①某次实验时，电流表的读数如图乙所示，则此时通过电阻的电流为 A； ②多次实验后阳阳得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成 。 (4)阳阳再利用图甲探究“电流与电阻的关系”： ①她将5Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P，记录此时电压表和电流表示数。 ②断开开关S，保持滑片位置不变，用15Ω的电阻代替5Ω的电阻，闭合开关S，此时电压表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），应向 （选填“左”或“右”）移动滑片。 ③当阳阳将20Ω的电阻接入电路后，发现无论怎么移动滑片，都无法将电压表调到目标示数，为完成实验，阳阳可以将电源电压适当调 （选填“大”或“小”）。 ④同组的佳佳认为，为保持定值电阻两端电压不变，图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。于是佳佳先后将5Ω和15Ω的电阻直接接入电路，闭合开关后读出电流表示数分别为0.28A和0.14A，发现定值电阻两端电压发生了变化。佳佳找到了张老师，张老师告诉他：实际的电池内部存在一个等效的定值电阻R0（如图丙），所以会出现这样的结果。佳佳听后恍然大悟，于是他仍然按图甲进行探究，分析已有的数据后。为了顺利完成这三个电阻的实验，加在定值电阻两端电压UR的范围是 。（填选项的字母符号） A．1.5V<UR≤3V        B．1.24V<UR<1.4V        C．1.24V<UR≤2.8V 【答案】(1) (2)见解析 (3)0.1 正比 (4)变大 左 小 B 【解析】（1）原电路中，电阻被短路，没有接入电路，改正电路如图所示 （2）正确连接电路后，闭合开关S，发现电流表和电压表的指针都迅速向右偏向了接近满刻度的位置，说明闭合开关前，阳阳没有将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大的一端。 （3）①[1]由乙图可知，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.1A。 ②[2]探究“电流与电压的关系”的实验中，要控制电阻的大小不变，多次改变电压电流值，得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。 （4）②[1][2]断开开关S，保持滑片位置不变，用15Ω的电阻代替5Ω的电阻，闭合开关S，根据串联电路的分压原理可知，电压表的示数变大，而探究“电流与电阻的关系”实验中，要控制电阻两端的电压不变，根据串联电路的分压原理应移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，由图甲可知，应向左移动滑片。 ③[3]当阳阳将20Ω的电阻接入电路后，发现无论怎么移动滑片，都无法将电压表调到目标示数，说明滑动变阻器的最大阻值太小，为完成实验，阳阳可以将电源电压适当调小。 ④[4]根据欧姆定律有U=IR，2次实验中电阻的电压 R 分别为1.4V和2.1V，都小于电源电压3V，是因为电源有内阻，设电源本身的电压为E，对外(R与R' 串联)提供的电压为U，根据串联电路的规律及欧姆 定律可得电路的电流 R与R'两端的电压为 则 对外提供的电压U的倒数与串联电阻的倒数为一次函数的关系，即 根据选择了5Ω和15Ω的定值电阻时，电源内阻之外的电阻获得的电压分别为1.4V和2.1V， 将已知量代入上式有 解方程组得 故这个一次函数为 按图甲实验，因要控制当电阻的电压值U为一定值，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压也为一定值，由分压原理可知定值电阻和变阻器的电压之比为一定值，故当电阻20Ω时，变阻器连入电路的电阻最 大为20Ω，这时的总电阻为40Ω，代入上式得 解得U=1.24V。当电阻最小为5Ω时，电路的电流最大，变阻器连入电 路的电阻最小，此时电压表有最大值， 当变阻器电阻连入电路中的电阻为0时，将5Ω代入这个关系式有 解得U=1.4V，故为确保完成验证，则这个电压值U的范围为1.24V< U < 1.4V。 故选B。 五、综合题 20．摄影棚常用遮光材料避免外界光线干扰拍摄。为比较两种材料的遮光性，小明设计如图所示电路图进行探究，电源电源为12V，将不同遮光材质的面料1、2分别在光敏电阻上相同位置遮挡光线，探究过程中记录电流表示数如图乙。其中使用面料1遮光，光敏电阻R的阻值随光照强度E[单位是坎德拉（cd）]的变化如图丙。 图乙 光照强度/cd 1 2 3 面料1：电流表示数/A 0.06 ______ 0.11 面料2：电流表示数/A 0.08 0.12 0.15 (1)图中光敏电阻R随光照强度的增强而 ，电路中电流表的示数 （前两空均选填“增大或“减小”）； (2)当用面料1遮光且光照强度为1cd时，求电路中 ； (3)当光照强度为2cd时，图乙中电流表的示数为 A；比较可以得出， （选填“面料1”或“面料2”）的遮光性较好； (4)请举出一个生活中选用遮光性好的材料遮挡光线的例子： 。 【答案】(1)减小 增大 (2)80 (3)0.08 面料1 (4)见解析 【解析】（1）[1]由图丙可知，随着光照强度的增强，光敏电阻R的阻值逐渐减小。 [2]由图甲可知，光敏电阻R与R0串联，随着光照强度的增强，光敏电阻R的阻值逐渐减小，则电路中总电阻减小，由可知，电路中电流变大，因此电流表示数增大。 （2）由图丙可知，当光照强度为1cd时，光敏电阻阻值R=120Ω，由表格数据可知，当使用面料1时，光照强度为1cd时，电路中电流表示数为0.06A，则 解得。 （3）[1]由图丙可知，当光照强度为2cd时，光敏电阻阻值，电路中电流为 [2]由图丙可知，当光照强度为2cd时，当使用面料1时，电路中电流为0.08A，光敏电阻阻值，使用面料2时，电路中电流为0.12A，由可知，此时电路中总电阻为 光敏电阻阻值为 则，由图丙可知随着光照强度的增强，光敏电阻R的阻值逐渐减小，因此面料2的遮光性差，面料1的遮光性能好。 （4）生活中为了避免烈日的灼晒，通常使用阳光板来制作车棚。 21．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的能效等级：2级（国家规定能效等级为2级的热水器，其热效率值不低于88%），小华尝试估测该热水器的热效率，注水前天然气表的示数是2365.890m3（如图甲），然后把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机（质量为40kg）时洗衣机便会自动停止注水。注水后天然气表示数变为2366.050m3。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃。（天然气的热值为3.2×107J/m3，水的密度ρ=1.0×103kg/m3） 请解答以下问题： (1)40kg水由15℃升高到40℃，吸收多少焦耳的热量？ (2)通过计算说明该热水器是否达到铭牌上所标能效等级？ (3)他家厨房还安装了家用燃气报警器（图乙是模拟燃气泄漏检测原理的电路图），电源电压U恒定，R是已调定的定值电阻。燃气报警器的核心是气体传感器R1，其阻值与天然气浓度间的关系如图丙所示。当燃气浓度达到5~15%范围内时，遇到火源会发生爆炸，经测试在爆炸极限范围内，报警器两端的电压变化范围是4~6V。燃气报警器的报警值设定在天然气爆炸下限的25％，即天然气浓度达到5%的时，燃气报警器会通过“声光报警”提醒。（当燃气达到一定浓度，与A、B、C中某两点相接的声光报警装置的电压就会升高，当电压升高到一定值时，就会发出报警信号）。 ①声光报警装置应接在 （选填“AB”或“BC”）之间； ②当燃气报警器开始报警时，其两端电压是多少？（结果保留1位小数） 【答案】(1)4.2×106J (2)没有 (3)BC 3.4V 【解析】（1）根据得40kg水由15℃升高到40℃吸收的热量 （2）消耗的天然气的体积 由得，天然气放出的热量 该热水器的热机效率为 则该热水器没有达到铭牌上所标能效等级。 （3）[1]由图乙得，传感器R1与R串联。由图丙可知，传感器R1其阻值随天然气浓度增大而减小，由串联电路电阻越小，分到的电压越小得，当天然气浓度增大时，此时传感器R1分到的电压变小，由串联电路电压特点得，此时电阻R两端电压升高，声光报警器装置应接在BC之间。 [2]由图丙可知，当燃气浓度达到5%时，；当燃气浓度达到15%时。遇到火源会发生爆炸，经测试在爆炸极限范围内，报警器两端的电压变化范围是4~6V，根据串联电路电压特点与欧姆定律得 ① ② 由①②解得 ， 燃气报警器的报警值设定在天然气爆炸下限的25%，即天然气浓度达到5%的时，天然气的浓度为1.25%，由图丙可知，此时，燃气报警器会通过“声光报警”提醒，此时电路中电流 由欧姆定律得，R两端电压 六、计算题 22．查阅相关资料，了解到电压表的一些信息，电压表电阻很大，一般有几千欧。电压表的示数是显示其自身两端的电压，从而测量与其并联的电路两端电压，根据以上信息，再结合本学期学过的电学原理去解决以下与电压表有关的问题。 (1)在“探究电流与电阻的关系”实验中，按照图甲电路图连接好电路后，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，经检查发现是定值电阻R断路了，此时设电源电压为U，滑动变阻器最大阻值为（几十欧），电压表的示数为，电压表电阻为，请用以上字母运算，推导出近似等于U； (2)将电压表和电阻按图乙所示电路连接，已知电压表的电阻，闭合开关、S时，电压表示数为，断开开关S时，电压表示数却变为，那么阻值为多少？ 【答案】(1)见解析 (2) 【解析】（1）定值电阻R断路，电路中与电压表串联，电路中的微小电流 电压表示数 因为远大于，所以约等于，即约等于1，所以 （2）S闭合时，电压表测总电压，即；S断开时，电压表与串联，电压表示数为其自身两端电压，即，由串联电路电压特点可知 所以由串联分压原理可知 则 23．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电路都采用学生用电压表和电流表。只闭合S、 滑片移到最左端时，电压表 的示数为12V； 只闭合S、S1、S3，滑片移到最左端时，电流表的示数为1.6A，电流表的示数为0.6A。 (1)电源电压为多少？ (2)只闭合S、 滑片移到最左端时，通过的电流是多少？ (3)闭合所有开关， 滑片移到最右端， 滑片移到最左端，电流表 和 的偏转角度相同； 断开所有开关，将电压表 和电流表互换，再闭合所有开关，将。和 滑片都移到最右端，电流表的偏转角度是电流表的，此时通过的电流是多少？ 【答案】(1)12V (2)1A (3)0.1A 【解析】（1）只闭合S、S3 ，R4滑片移到最左端时，R4接入阻值为0，电路是R1的简单电路，电压表V1 测的是电源电压，故电源电压为12V。 （2）只闭合S、S1、 S3，R4滑片移到最左端时，R4接入阻值为0，电路是R1与R2的并联电路，电流表A1测干路电流为1.6A，电流表A2测通过R2的电流为0.6A，故通过的电流是 （3）闭合所有开关，R3滑片移到最右端，R4滑片移到最左端，R4接入阻值为0，电路是R1、R2和R3的并联电路，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过R2的电流，电流表A3测通过R3的电流，电流表A1和A3的偏转角度相同，则A1选用的是0~3A量程，A3选用的是0~0.6A量程，且A1的示数是A3的5倍，即 因为当电路是R1与R2的并联电路，电流表A1测干路电流为1.6A，电源电压保持不变，由并联电路电流规律可知 综上得 断开所有开关，将电压表V3和电流表A2互换，再闭合所有开关，将R3 和R4滑片都移到最右端，R3 和R4都接入最大阻值，此时R1被短接，电路是R3与R3的并联电路，A1测干路电流，A2测通过R4的电流，A3测通过R3的电流，此时电流表A1的偏转角度是电流表A3的，则此时A1示数是A3的倍，即 电源电压保持不变，故 由并联电路电流规律可知，此时通过的电流为 七、科普阅读题 24．请根据下述材料，回答下列问题。 可延展的“柔性电路” 柔性电路因其在可穿戴表皮电子与可植入生物医疗器件中的巨大潜在应用而受到广泛关注。柔性电路一般有两种实现方式：一是开发新材料，材料本身具有可弯曲、可延展的性能，使用其半导体性质作为器件核心材料，或者使用其导电性用作芯片互连。二是力学结构设计，可以将刚性的传统半导体材料，与具有延展性的导电材料互连，然后使用弹性体封装，实现系统级的可延展性。近年来，受人们广泛研究的柔性材料有：水凝胶、液态金属、高分子聚合物以及纳米材料。 某研究团队利用可延展的材料制作了柔性曲面电路结构。其中它的基本单元结构由钢材料制成，如图甲所示（“S”形）。经过一次自相似迭代后的平面电路结构如图乙所示，它由9个甲图中的结构和8个连接部分（带有黑色边框的白色矩形）组成。再经过一次自相似迭代后的平面电路结构如图丙所示，它由9个图乙中的结构和连接部分组成，以此类推。各级迭代中，“S”形基本单元的形状和大小不变，每段连接部分的形状和大小也不变，其横截面积与“S”形基本单元相同。 (1)“S”形基本单元各段导线的长度如图丁所示，其捋直后等效于一段横截面积为S的矩形、且材质均匀的长直导线，其长度为，写出其表达式 。若铜的密度为，则一个基本单元质量为，写出其表达式 ；（两空均用已知字母表达） (2)可设计柔性电路的材料有 ； (3)写出可延展的“柔性电路”的应用 。 【答案】(1) (2)水凝胶、液态金属、高分子聚合物以及纳米材料 (3)可穿戴表皮电子与可植入生物医疗器件 【解析】（1）[1][2]由图丁可知，一个基本单元长度为 一个基本单元质量为 （2）受人们广泛研究的柔性材料有：水凝胶、液态金属、高分子聚合物以及纳米材料。 （3）柔性电路因其在可穿戴表皮电子与可植入生物医疗器件中的巨大潜在应用、而受到广泛关注。所以可延展的“柔性电路”的应用是可穿戴表皮电子与可植入生物医疗器件。 25．阅读短文，回答问题。 热阻 物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递，且热量在物体中的传导过程和电流相似。传导是热传递的一种方式，同时物体对热量的传导有阻碍作用，称为“热阻”用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。 房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的不良导体材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比，即。 （1）热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中的 ，热阻相当于电路中的 （以上两空均选填“电压”“电流”或“电阻”）； （2）在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越 （选填“大”或“小”）。铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 （选填“大”或“小”）的材料制成的； （3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，t1、t2分别为40℃、20℃，则墙壁正中间（虚线处）的温度为 ℃； （4）如图乙所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L，当热量从上向下流动时，铝块的热阻为R1，热量从左向右流动时，铝块的热阻为R2。则R1 R2（选填“>”“<”或“=”）； （5）如图丙所示，热量在墙壁中传导，高温环境温度为t1，低温环境温度为t2，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为λ1；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为λ2，已知传热物体的总热阻等于各部分热阻之和，则单位时间从高温环境传导到低温环境的热量Q= 。（用题给字母表示） 【答案】 电压 电阻 大 小 30 > 【解析】（1）[1][2]当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递，传导是热传递的一种方式，同时物体对热量的传导有阻碍作用，称为“热阻”。热传递的条件是有温度差，电压是形成电流的原因；电阻对导体对电流的阻碍作用，热量传导过程和电流相似，因此温度差相当于电路中电压，热阻相当于电路中的电阻。 （2）[3][4]物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比，与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为，式中λ称为材料的导热系数。分析函数关系可知在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越大，导热能力越差；导热系数越大，热阻越小，导热能力越强。所以铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较小的材料制成的。 （3）[5]墙壁中形成稳定的热量流动，相同时间内，温度的减少相同，所以墙壁正中间处的温度为 （4）[6]由知，当热量从上向下流动时，铝块的热阻为 热量从左向右流动时，铝块的热阻为 比较可知R1>R2。 （5）[7]根据“物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比，与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同”知，乙图中热量传导过程中的总热阻R为 则单位时间从高温环境传导到低温环境的热量 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$