2025年中考物理专题特训实验题、计算题（二）电学

2025年中考物理专题特训实验题、计算题(二)电学 一、实验题 1.如图甲所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。 (1)连接电路,开关S应处于 状态。闭合开关S前,滑片P应置于 (选填“左”或“右”)端。这个实验中,滑动变阻器的最主要作用是 ; (2)同学们又设计了两种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0。 ①方案一:闭合开关S,如果电压表和的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx= ; ②方案二:电路中滑动变阻器接入电路的电阻不为零,Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1,再将S接到b,读出电流表的示数I2,由I1R0=I2Rx可得,你认为正确吗?答: (选填“正确”或“错误”)请简要说明理由。 。 2.如图所示,是测量小灯泡额定功率的实物元件图,其中电源是由三只蓄电池组成,小灯泡额定电压是3.8V,其灯丝电阻约为10 ,滑动变阻器标有“10 、1A”字样,电流表(0~0.6A、0~3A),电压表(0~3V、0~15V)。 (1)本实验的原理是: ; (2)请用笔画线代替导线,把下图中的电路元件连接实验电路(要求:滑片P向左移时灯变亮,且连线不得交叉); (3)实际测量过程中小刚才发现电压表0~15V量程已损坏(另一量程完好),但他仍想利用现有器材测出小灯泡的额定功率,请你帮小刚重新设计新的电路图并画在下面的方框内; (4)小刚按重新设计的电路图继续实验,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是 W。 3.小明利用图甲装置来测量小灯泡电阻,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)实验的原理是 ; (2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路的电阻变大;连线不得交叉; (3)小明闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若他想测量小灯泡正常发光时的电阻,应将甲中滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V; (4)小明继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U关系图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的正常发光的电阻是 ; (5)小明在实验过程中,小灯泡突然熄灭,发现电流表无示数,电压表有示数,请你分析电路的故障是 ; (6)小明进一步分析图丙发现,图像呈曲线分布,可知小灯泡的电阻是变化的,你认为出现这种现象的原因是 。 4.如下图甲所示,艾力做“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验。 (1)连接电路时,开关应 ,并将滑动变阻器的滑片滑到 端; (2)闭合开关后,他发现电流表和电压表的指针偏转情况如上图乙所示,出现这种情况的原因可能是 ; (3)通过实验,他记录了电压与电流相对应的有关数据,如下表,根据表格中的数据,你能得到的结论是 ; R=10 电压U/V 1 2 3 电流I/A 0.1 0.2 0.3 (4)利用上图甲的电路图还可以完成的实验有 。 5.小皓利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系.已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 、10 、15 、20 、25 . (1)小皓连接的电路如图乙,有一处错误,请只改动一根导线,使电路连接正确(在应改动的导线上打“ ”,用笔画线代替导线画出正确的接法). (2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象. ①由图象可以得出结论:电压一定时, . ②上述实验中,小皓用5 的电阻做完实验后,接下来的操作是 ,然后将10 的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数. (3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 的滑动变阻器. 6.在探究“电流与电阻的关系”实验中: (1)连接电路时,开关应当 ; (2)小新将实物连接成如图甲所示电路,其中有一处连线错误,请你在连接错误的导线上画“ ”并改正; ( ) (3)将电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使定值电阻R两端电压为2V,电流表示数如图乙所示,为 A,则R的阻值为 。 7.在探究“电流与电阻的关系”实验中,小伟设计了如图甲所示的电路。 (1)请你帮助小伟用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接完整(导线不得交叉);( ) (2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,原因可能是电阻R (选填“断路”或“短路”); (3)请你帮小伟设计一个实验记录表格;( ) (4)实验中多次改变定值电阻的阻值,调节滑动变阻器的滑片得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,分析图像可得到结论: ; (5)上述实验中,小伟用5 的定值电阻做完实验后,欲更换10 的定值电阻继续探究,接下来的正确操作应是 ,将滑动变阻器的滑片移到 (填“A”或“B”)端,闭合开关,调节滑片使电压表示数为 V时,记录电流表示数。 8.小明设计如图甲所示电路测定小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10 左右。实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器。 (1)请在图甲中补上两根导线,将电路连接完整 ; (2)连接好实验电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有较大的示数,则电路的故障可能是 (选填序号); A.电压表开路 B.小灯泡开路 C.电流表开路 D.小灯泡短路 (3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为了继续完成实验,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,满足实验要求后,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。 二、计算题 9.某兴趣小组为了检测空气污染的指数,设计了如图所示的电路。R为气敏电阻,已知电源电压12V保持不变,R0=5 ,当电压表示数为4V时,求: (1)通过R0的电流; (2)此时气敏电阻的阻值; (3)当电路中电流为1.2A时,求电路中的总电阻。 10.某家庭用一个标有“220V,1000W”的电热水器烧水,该电热水器正常工作10min,可将5kg的水从40 加热到60 ,水的比热容为,试求: (1)水吸收的热量是多少? (2)电热水器消耗的电能是多少? 11.如图所示,已知通过L2的电流为0.3A,电流表Al的示数为400mA,问: (1)电流表A2的示数是多大? (2)若在工作过程中一条支路突然烧断,试说明电流表A2的示数将发生什么变化? 12.如图所示,,闭合开关S后,电压表的示数为12V,电流表的示数为0.5A,求: (1)电阻的阻值; (2)电源电压。 13.如图所示电路中,小灯泡L标有“6V3W”字样,,当、都闭合时,电流表示数为,这时小灯泡L正常发光,求: (1)电源电压U; (2)电阻R1的阻值; (3)当、都断开时,小灯泡L消耗的功率。 14.如图甲电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R1标有“ ,0.5A”(阻值未知,允许通过电阻的最大电流为 0.5A),电阻 R2为滑动变阻器,电流表的量程为 0~0.6A。闭合开关 S,改变 R2的阻值,两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙,当滑片在 b 端时电流表示数为 0.3A。 (1)求 R2的最大阻值。 (2)若滑片置于变阻器的中点位置,电流表示数为 0.4A,求电源电压 U 和R0的阻值。 (3)为了电路中各元件的安全,求滑动变阻器R2的最小值。 15.在测量小灯泡电功率的实验中,电路如图甲所示,小灯泡标有“2.5V”字样,滑动变阻器规格为“50 ;1A”,实验得到小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为5 时,小灯泡正常发光。求: (1)电源电压; (2)当电路中电流是0.2A时,滑动变阻器接入电路的电阻。 16.如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图。S为单刀双掷开关,电源电压为12V,且保持不变,小灯泡的额定功率是6W,电阻R的阻值为6 ,当开关S接“2”时,小灯泡恰好正常发光,若灯丝电阻不变,试求: (1)小灯泡的额定电流和灯丝的电阻各是多少? (2)开关S接“1”时,电阻R的功率是多少?1min内R产生多少热量? 试卷第6页,共8页 试卷第5页,共8页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案: 1. 断开 右 改变被测电阻两端电压(或改变电路电流) 错误 由于Rx≠R0,I1R0≠I2Rx,所以Rx=是错误的 【详解】(1)[1]连接电路时,开关S应处于断开状态,才能避免电路出现短路对电源造成损坏。 [2]闭合开关前,滑片P应置于最右端,这样才能让变阻器接入电路的阻值最大,可起到保护电路作用。 [3]实验过程中,变阻器的作用是调节被测电阻两端的电压,通过调节滑片,从而改变接入电路阻值的大小,那么被测电阻两端的电压会随着变化,于是得到多组电压与电流数据,从而达到实验目的。 (2)①[4]由方案一的电路图知,定值电阻R0与电阻Rx串联在电路中,电压表V1测R0的电压,V2测Rx两端的电压。则通过电路的电流 那么 ②[5]由方案二的实验过程可知,得出的结论 是错误的。因为Rx≠R0,那么S接a和b点时,通过电路的电流不等,那么变阻器两次分支的电压不等,于是 I1R0≠I2Rx 所以 Rx= 是错误的。 2. P=UI 2.2V 1.52W 【详解】(1)[1]实验中,利用电压表和电流表分别测出灯泡的电压和电流,利用P=UI计算出灯泡的电功率。 (2)[2]根据实验过程可知,电路为串联电路,电压表测灯泡电压,电流表测电路中的电流,连线如下图: (3)[3]电压表0~15V量程已损坏,只有小量程可以使用,根据串联分压规律可知,滑动变阻器两端电压处于小量程范围,所以可知使电压表测量滑动变阻器电压完成实验,如下图: (4)[4]根据题意,电源电压为 灯泡额定电压为3.8V,则滑动变阻器的电压为 [5]由图可知,电流表的示数为0.4A,则灯泡的额定功率为 3. 2.2 B 12.5 小灯泡断路 见解析 【详解】(1)[1]实验中,电压表测灯泡两端电压,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,根据测出灯泡的电阻。因此实验原理是。 (2)[2]要求当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路的电阻变大,则应将滑动变阻器的B接线柱接入电路,如图所示: (3)[3][4]由图乙可知,电压表使用的是0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.2V。小灯泡的额定电压为2.5V,为了使小灯泡正常发光,则应该增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,由串联电路分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,因此应该向B端移动。 (4)[5]由图丙可知,小灯泡电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.2A,则小灯泡的正常发光的电阻是 (5)[6]在实验过程中,小灯泡突然熄灭,发现电流表无示数,则电路中可能存在断路,电压表有示数,则说明电压表与电源之间是通路,因此故障是小灯泡断路。 (6)[7]由图丙可知,小灯泡的U-I图像呈曲线分布,是因为灯泡的电阻随温度的升高而增大。 4. 断开 b 电流表选择的量程太大了 见解析 测电阻R的阻值 【详解】(1)[1][2]在做电学实验时,为了用电安全,连接电路过程中,开关都应是断开的,并且要让滑动变阻器的阻值处于最大值状态,所以滑片应滑到b端。 (2)[3]由图示可知,电流表的示数过小,小于较小的量程,所以是因为所用的量程过大造成的。 (3)[4]由表中的数据可知,在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 (4)[5]此电路图还可以用来测电阻和电功率的实验、测电阻R的阻值。 5. 电流与电阻成反比 断开开关,将滑片移至最大阻值处 2.5 35 【详解】试题分析:(1)如图 (2)①由图象知,电压一定时,电流和电阻成反比;②在换接电阻时,应将开关断开,并将滑片移至最大阻值处;由图象知,当R=5 时,电流表的示数为0.5A,所以电阻两端的电压U=IR=0.5A 5 =2.5V,在整个过程中,R两端的电压保持2.5V不变;将5 的电阻换为10 后,应改变电阻其的阻值,保持电压表的示数为2.5V,并读出电流表的示数; (3)根据串联分压的知识,当电阻R=25 时,滑动变阻器的阻值最大,由图象知,此时电路中的电流为0.1A;由I=U/R得,R总=U总/I=6V/0.1A=60 ;所以R滑=R总-R=60 -25 =35 考点:探究电流与电压、电阻的关系实验 6. 断开 0.4 5 【详解】(1)[1]在连接电路时,开关要断开,才能避免接线过程中出现短路而损坏电路。 (2)[2]实验中,电源的电压为3V,从实物图中可知,电压表所选的量程正确,接线柱连接正确,但接线时并在定值电阻和变阻器的两端,即测的是两者的总电压,可在实验中电压表应测定值电阻的电压,所以就将接到变阻器的导线接到定值电阻的另一接线柱上,实物图的连接如图 (3)[3]由图乙可知,电流表的示数为0.4A。 [4]R的电阻 7. 短路 1 2 3 4 电阻R/ 电流I/A 见解析 断开开关 B 2 【详解】(1)[1]探究电流与电压的关系的实验中,电压表应与电阻并联,由电路图知滑动变阻器的滑片向左滑动时,接入电路的阻值变小,所以变阻器接左下接线柱,如下所示: (2)[2]闭合开关,电压表无示数,可能是与电压表并联部分的电路短路或与电压表并联电路以外的部分断路,电流表有示数,说明电路不可能断路,因此故障可能的原因是电阻R短路或者电压表断路,故选填短路。 (3)[3]探究“电流与电阻关系”时,要控制电阻的电压不变,记录电流随电阻的变化关系,为得出普遍性的规律,要多次测量,如下所示: 1 2 3 4 电阻R/ 电流I/A (4)[4]由图丙知,定值电阻的阻值为20 时,电压表两端的电压 UV=IR=0.1A 20 =2V 且每组电流与电阻之积为一定值,由图像可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。 (5)[5][6][7]在换接电阻时,应断开开关,由题意知,变阻器的下面接了左边的接线柱,所以闭合开关前,应将滑片移至B端,使其阻值最大,闭合开关,调节滑片使电压表示数为2V时,记录电流表示数。 8. B 右 0.75 【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10 左右,由欧姆定律 可知灯的额定电流为 故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一下一上连入电路中与灯串联,如下所示: (2)[2]A.若电压表开路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,灯发光,故A不符合题意; B.若小灯泡开路,灯光不发光,电流表示数为0,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有较大示数,故B符合题意; C.若电流表开路,整个电路断路,两电表示数都为0,故C不符合题意; D.若小灯泡短路,小灯泡不发光,电压表同时被短路,电压表没有示数,电路是通路,电流表有示数,故D不符合题意。 故选B。 (3)[3]灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压。 [4]调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为 9.(1)0.8A;(2)10 ;(3)10 【详解】解:(1)此时通过的电流为 (2)气敏电阻两端电压为 气敏电阻的阻值为 (3)当电路中电流为1.2A时,电路的总电阻为 答:(1)定值电阻中的电流为0.8A; (2)气敏电阻此时的阻值为10 ; (3)电路总电阻为10 。 10.(1)4.2 105J;(2)6 105J 【详解】解:(1)由可知,将5kg的水从40 加热到60 ,水吸收的热量 (2)由可得,电热水器消耗的电能 答:(1)水吸收的热量是4.2 105J; (2)电热水器消耗的电能是6 105J。 11.(1)0.7A;(2)变小 【详解】解:(1)由图可知,两灯泡并联,电流表A1测量L1的电流,电流表A2测量干路电流。已知 I1=400mA=0.4A I2=0.3A 并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表A2的示数 I=I1+I2=0.3A+0.4A=0.7A (2)并联电路干路电流等于各支路电流之和,若在工作过程中一条支路突然烧断,将减少一条支路,因此干路电流减小,即电流表A2的示数变小。 答:(1)电流表A2的示数是0.7A; (2)电流表A2的示数变小。 12.(1)24 ;(2)17V 【详解】解:(1)由电路图可知,两个电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流。闭合开关S后,电压表的示数为12V,电流表的示数为0.5A,由欧姆定律可知 (2)电源电压 答:(1)电阻的阻值为24 ; (2)电源电压为17V。 13.(1)6V;(2)20 ;(3)1.33W 【详解】解:(1)由图可知,当两个开关都闭合时,R2被短路,L与R1并联,电流表测干路电流,即I总=0.8A,因为此时灯正常发光且并联,所以 (2)通过灯的电流 通过R1的电流 R1的阻值 (3)灯的电阻 当、都断开时,L与R2串联,串联总电阻 此时电路中的电流 灯的实际功率 答:(1)电源电压U为6V; (2)电阻R1的阻值为20 ; (3)当、都断开时,小灯泡L消耗的功率为1.33W。 14.(1);(2)6V;;(3) 【详解】解:(1)由图像可知R0、R1、R2串联,电压表V1测R1、R2的总电压,电压表V2测R2的电压,电流表测电路电流。当滑片在b端时V1的示数是5.4V,V2的示数是3.0V,电流表示数是0.3A,故R2的最大电阻 (2)电阻R1的阻值 若滑片置于变阻器的中点位置,电流表示数为0.4A,由串联分压和总电压不变列方程得 解方程得 ,U=6V (3)由电阻R1允许通过电阻的最大电流为0.5A可知电路最大电流为0.5A,此时R2接入得阻值最小,即 答:(1) R2的最大阻值; (2)电源电压是6V,R0的阻值是; (3)滑动变阻器R2的最小值是。 15.(1)4V;(2)15 【详解】解:(1)图甲电路中,小灯泡与滑动变阻器串联连接,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙知,小灯泡正常发光,两端电压为2.5V时,通过的电流0.30A,变阻器两端的电压 UR=IR=0.30A 5 =1.5V 电源电压 U=UR+U灯=1.5V+2.5V=4V (2)由图乙知,电路中的电流为0.2A时,小灯泡两端的电压为1.0V,变阻器两端的电压 UR1=U-U灯1=4V-1.0V=3.0V 变阻器接入电路的阻值 答:(1)电源电压为4V; (2)滑动变阻器接入电路的阻值为15 。 16. 0.5A 24 0.96W 57.6J 【详解】解:(1)由题知,电源电压U=12V,由图知,当开关S接“2”时,小灯泡直接接在电源上,小灯泡恰好正常发光,此时U额=U=12V,P额=6W,由P=UI可得小灯泡的额定电流 由 (2)由图知,开关S接“1”时,灯泡和电阻R串联,由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流 所以电阻R的功率 P=I′2R=(0.4A)2 6 =0.96W 1min内R产生热量 Q=W=Pt=0.96W 60s=57.6J 答:(1)小灯泡的额定电流是0.5A,灯丝的电阻是24 ; (2)开关S接“1”时,电阻R的功率是0.96W,1min内R产生的热量是57.6J。 答案第2页,共11页 答案第1页,共11页 学科网(北京)股份有限公司 $$