内容正文:
专题12 欧姆定律
目录
01题型综述 1
02 解题攻略 2
攻略一:怎样解探究电流与电压、电阻的关系的实验问题 2
攻略二:怎样解有关欧姆定律的计算问题 8
攻略三:怎样应用欧姆定律分析动态电路问题 11
攻略四:怎样解电学图像问题 13
攻略五:怎样解有关欧姆定律的实际应用问题 16
攻略六:怎样解伏安法测电阻的实验问题 19
攻略七:怎样解电阻的特殊测量问题 25
03 中考练场 32
姆定律在中考中的题型主要包括选择题、填空题和计算题。其分支分布广泛,涵盖欧姆定律的基础理解、串并联电路中的关系及规律、动态电路分析、范围问题、图像问题以及测电阻的实验方法等多个方面。
考试特点方面,欧姆定律是中考物理的重点考查内容,分值通常在8至12分。题型可能单独考查欧姆定律的理解和公式的运用,也可能结合电流表、电压表考查电表的示数变化范围,涉及数学处理方法,难度中等。还有可能以实际用电器为背景考查相关的计算,通常与电功率的计算结合在一起作为压轴题出现。预计在新一年的中考中,会以生活中的实际电路为支点,突出表现欧姆定律的实际应用,可能考查欧姆定律与数学图象知识的结合。
复习时,需要掌握欧姆定律的基本公式和变形公式,理解电流、电压、电阻三者之间的关系,以及串并联电路中的电流、电压、电阻规律。同时,要注重动态电路的分析,掌握电路中电阻变化对电流、电压的影响。此外,还需熟悉测电阻的实验方法,如伏安法、伏伏法、安安法、等效替代法等。通过强化练习与总结,提升解题能力和应试技巧。
攻略一:怎样解探究电流与电压、电阻的关系的实验问题
【提分秘籍】
(1)在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验时,要采用控制变量法。研究电流与电压的关系时,可控制电阻不变,研究电流与电阻的关系时,可控制电压不变,这样便使问题变得简单了。
(2)滑动变阻器在两个探究实验中的作用既有相同点,又有不同点。相同点:限制电流,保护电路。不同点:在探究电流与电压的关系实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;而在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。
(3)在“探究电流与电压关系”的实验中,更换定值电阻重复实验的目的是使实验结论更具有普遍性;而在“探究电流与电阻关系”的实验中,更换定值电阻重复实验的目的是得到在相同电压下多组电流与电阻的数据,便于发现规律。
(4)本实验中主要用到了控制变量法和图像法。
【特别提示】实验数据的处理方法
初中物理中常用的物理数据处理方法包括列表分析法和图像法。列表分析法的优点是方便,但不直观;图像法的优点是直观明显,但较麻烦。
【典例剖析】
【典例1】(2024·内蒙古通辽·中考真题)某物理学习小组在“探究导体中电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
表乙
实验次数
1
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.60
0.26
0.20
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动,电路中的电流变大);
(2)连接好电路,闭合开关发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)实验时改变 的阻值,通过移动滑动变阻器的滑片P来控制 保持不变,测出多组数据进行分析,得出结论;
(4)表乙是实验数据记录表格,分析可知实验操作存在的问题是 ;
(5)完成实验后该组同学又想到了用“等效替代法”测量一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,设计了图丙所示的电路,其中为电阻箱;请把下面步骤②中未完成的操作补充完整;
①将开关S与a连接,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额;
② ,使电压表示数仍为U额,读出电阻箱阻值即为小灯泡正常发光时的电阻。
【答案】(1)
(2)断路
(3) 定值电阻R 定值电阻R两端电压
(4)第3次实验中,没有控制定值电阻R两端电压保持不变
(5)将开关S与b连接,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节变阻箱的电阻
【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向右移动,电路中电流变大,即滑动变阻器的电阻变小,所以变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,如下图示数:
(2)连接好电路,闭合开关,电流表几乎无示数,说明电路可能断路,发现电压表示数接近于电源电压,则电压表、滑动变阻器、电流表、开关与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻R断路了。
(3)[1][2]在“探究导体中电流与电阻的关系”实验中,由控制变量法可知,应控制定值电阻两端电压不变,改变定值电阻的阻值,所以实验时改变定值电阻R的阻值,通过移动滑动变阻器的滑片P来控制定值电阻R两端电压保持不变。
(4)分析表中的数据发现,第1、4次实验中,定值电阻R两端电压
即控制定值电阻R两端电压保持3V不变,第3次实验中,定值电阻R两端电压
则第3次实验中,没有控制定值电阻R两端电压保持3V不变。
(5)②分析电路图可知,将开关S与a连接,滑动变阻器与灯泡串联,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额,则灯泡正常发光;将开关S与b连接,滑动变阻器与变阻箱串联,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节变阻箱的电阻,直至电压表示数仍为U额,则变阻箱的电阻等于小灯泡正常发光时的电阻。
【变式1-1】(2025·江苏宿迁·一模)在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,某实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻,电压恒为6V的电源,“40Ω1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)请你根据甲图,将乙图中的部分电路连接完整(要求:滑片向右移动时,电流表示数变大,导线不交叉);
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路存在的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)首先,接入10Ω的电阻,探究“电流与电压的关系”,实验过程中,通过多次改变滑片的位置来改变电阻两端电压;当电压表示数为2.8V时,电流表示数如图丙所示,为 A;实验小组记录的数据表格如下,小红分析了数据后,指出有一组数据不符合实际,这组数据对应的实验序号是 。
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
电流/A
0.1
0.14
0.20
0.24
分析正确的数据,可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
(4)接着小红继续按照图乙所示电路,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻随机单独接入电路,探究电流与电阻的关系。
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。她用10Ω的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,由此可知换上的电阻为 Ω,为了使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调 (选填“大”或“小”);
②她发现当接入 Ω的电阻时,无论怎样调节滑片,电压表的示数都大于2V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
【答案】(1)
(2)短路
(3) 0.28 1 正
(4) 20 大 25 50
【详解】(1)在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,滑片向右移动时,电流表示数变大,故变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,与电流表串联,电压表与电阻并联,如图
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,电压表可能被短路也可能断路,若故障只在定值电阻,电路存在的故障可能是定值电短路。
(3)[1]当电压表示数为2.8V时,电流表如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A。
[2]根据串联电阻的规律,电路的最大电阻为
根据欧姆定律,电路的最小电流为
由分析可知,表格中第1组数据不符合实际。
[3]根据表中数据可知,电压与电流的比值大小不变,可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)①[1][2]实验中控制电阻两端的电压为2V不变,用10Ω的电阻完成实验,根据串联电路的分压规律,滑动变阻器接入电路的电阻为
更换电阻后,滑动变阻器两端的电压为
定值电阻两端的电压为
定值电阻两端的电压与滑动变阻器两端的电压相等,根据串联电路分压规律可知,此时定值电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相等为20Ω;根据串联电路分压规律,要使定值电阻两端的电压减少恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调大,使其两端的电压增大。
②[3][4]实验中控制电阻两端的电压为2V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
电阻的电压为变阻器电压的0.5倍,根据分压原理,当接入变阻器连入电路中的电阻最大为40Ω时,对应的定值电阻最大为
故实验中她发现当接入25Ω的电阻进行实验时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于2V;若想完成实验,由分压原理,应更换的滑动变阻器的最大阻值不小于
【变式1-2】(2025·辽宁抚顺·一模)电学实验课上,老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、已知阻值的定值电阻若干、两节新干电池等器材。利用所学的知识,小杰同学完成了“探究电流与电阻关系”的实验。
(1)小杰连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误,请在错误导线上画“×”并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后,电路中先接入5Ω定值电阻进行实验,移动滑片,当电压表示数达到设定的电压时,电流表的示数如图乙所示,电流表读数为 A,则在接下来的几次实验中,电压表的示数要控制为 V不变。
(3)断开开关,保持上一次滑片的位置不动,用10Ω电阻替换5Ω电阻后再闭合开关,电压表的示数将 (选填“大于”或“小于”)控制的电压,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)调节。
(4)为使得到的结论更趋近于实际关系,小杰还想在本次实验的基础上继续更换更大的定值电阻进行多次实验,你认为所更换的定值电阻不能超过 Ω。
(5)经过多次实验,分析下表实验数据,能得出的结论是: 。
数据序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
25
电流I/A
0.4
0.2
0.1
0.08
【答案】(1)
(2) 0.4 2
(3) 大于 左
(4)40
(5)电压一定,电流和电阻成反比
【详解】(1)在“探究电流与电阻关系”的实验中,除电压表外,其余元件串联,电压表并联在定值电阻两端。由甲图可知,电压表串联在电路中,电流表和定值电阻串联,是错误的。故改正如下:
(2)[1]由图乙可知,电流表接的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,所以电流表示数为0.4A。
[2]将5Ω定值电阻接入电路中,电流表示数为0.4A,则定值电阻两端的电压即电压表示数为U=IR=0.4A×5Ω=2V
在“探究电流与电阻关系”的实验中,应控制定值电阻两端的电压一定,所以在接下来的几次实验中,电压表的示数要控制为2V不变。
(3)[1]保持上一次滑片的位置不动,用10Ω电阻替换5Ω电阻后,再闭合开关,电路中的电阻变大,根据可知,电流变小;根据U=IR可知,滑动变阻器两端的电压变小;由串联电路电压特点可知,定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数大于控制的电压2V。
[2]在“探究电流与电阻关系”的实验中,应控制定值电阻两端的电压一定,所以应减小定值电阻两端的电压,增大滑动变阻器两端的电压,根据串联正比分压可知,应增大滑动变阻器接入的电阻,故此时应将滑动变阻器的滑片向左调节。
(4)电源为2节新干电池,电压为3V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UR=3V-2V=1V
由于滑动变阻器的最大阻值为20Ω,所以定值电阻的最大值为
(5)由表中数据可得U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=0.08×25=2V
即电流与电阻的乘积为一定值,因此可以得出的结论是:电压一定,电流和电阻成反比。
攻略二:怎样解有关欧姆定律的计算问题
【提分秘籍】
利用欧姆定律解答计算题的一般步骤:
【特别提示】使用欧姆定律公式解题时要注意下面四个方面
(1)同体性:公式中电流、电压、电阻必须是同一段电路的物理量。
(2)同时性:公式中电流、电压、电阻必须是同一时刻的物理量。
(3)统一性:公式中电流、电压、电阻都必须采用国际单位制中的单位,电流单位为安,电压单位为伏,电阻单位为欧。
(4)使用范围:欧姆定律只适用于纯电阻电路。(在初中阶段没有特殊说明的情况下只研究纯电阻电路)
【典例剖析】
【典例2】(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)两个电阻串联在电路中,,两端的电压为1V,通过的电流为 A,两端的电压为 V,通电5min,上产生的热量为 J。
【答案】 0.1 2 30
【详解】[1]通过的电流为
[2]两个电阻串联,通过两个电阻的电流相等,即
所以两端的电压为
[3]通电5min,上产生的热量为
【变式2-1】(2025·辽宁抚顺·一模)如图所示,电源电压保持6V不变,电阻,要形成、串联的电路,应只闭合开关 ,此时电流表的示数为;改变开关通断,再使形成并联的电路,此时电流表的示数为;则 。
【答案】 S1 1∶4
【详解】[1]要形成、串联的电路,即电流从电源的正极流出,依次经过、回到电源的负极,此时应只闭合开关S1。
[2]当、串联时,电路的电流为
当S1、S2、S3都闭合时,并联,此时电流表测干路电流,则电流表的示数为
则
【变式2-2】(2025·贵州·模拟预测)在如图所示的电路中,电源两端的电压恒为7.5V,灯L上标有“6.3V 0.3A”字样,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。若灯L的电阻保持不变,闭合开关S。
(1)求灯L的阻值;
(2)灯L正常工作时,求滑动变阻器接入电路中的阻值。
【答案】(1)21
(2)4
【详解】(1)由题意可知,灯L的额定电压为6.3V,额定电流为0.3A,所以由欧姆定律可得其电阻为
(2)由题意可知,灯L正常工作时的电流为0.3A,则电路中的总电阻为
而灯L与滑动变阻器串联,则根据串联电路的电阻特点可知滑动变阻器接入电路中的阻值为R滑=R总-RL=25Ω-21Ω=4Ω
攻略三:怎样应用欧姆定律分析动态电路问题
【提分秘籍】
动态电路中电表示数的变化一般是由于电路中开关的断开或闭合、滑动变阻器滑片位置的变化引起电路的电阻或连接方式发生改变,从而引起的变化。
(1)由开关的断开或闭合所引起电路中电表示数的变化。
①分析开关在断开或闭合时,电路的连接方式发生了怎样的变化,并画出等效电路图;
②分析电路发生变化后,电路中电阻发生了怎样的变化;
③在电源电压不变时,随着电阻的变化,电路中的电流或部分电路两端的电压怎样变化。
(2)由于滑动变阻器滑片的移动,引起电路中各物理量的变化;
①当滑动变阻器与定值电阻串联时,滑片的移动会引起电流和电压的变化,定性分析变化的一般思路是(电源电压不变):
滑动变阻器滑片移动时的电阻变化总电阻变化电流的变化定值电阻两端的电压变化滑动变阻器两端电压的变化。
②对一条支路上有滑动变阻器的并联电路(电源电压不变),按以下思路分析:
滑片移动时的电阻变化(以支路上只含有滑动变阻器或支路上滑动变阻器与定值电阻串联两种情况为例)本支路总电阻的变化滑动变阻器所在支路电流的变化电路中干路上电流的变化。
【典例剖析】
【典例3】(2024·山东淄博·中考真题)如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数不变,电压表的示数不变 B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大 D.电流表的示数变小,电压表的示数不变
【答案】A
【详解】BC.由图可知,与并联,电流表测通过的电流,电压表测电源电压,移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数不变,故BC错误;
AD.由图可知,与并联,电流表测通过的电流,电压表测电源电压,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的阻值变大,因并联电路各支路互不影响,所以电流表示数不变;电源电压不变,则电压表示数不变,故A正确,D错误。
故选A。
【变式3-1】(2025·天津·一模)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片向右移动时,下列判断不正确的是( )
A.电压表V的示数变大 B.电流表A1的示数不变
C.电流表A2的示数变小 D.电压表V的示数不变
【答案】A
【详解】AD.由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路的电流,电压表测电源的电压;由于电源电压不变,滑片移动时,电压表V示数不变,故A错误,符合题意;D正确,不符合题意;
BC.移动滑片时,定值电阻R1的电压和电阻都未发生变化,根据可知,通过定值电阻的电流不变,即电流表A1的示数不变;滑动变阻器R2的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据可知,通过滑动变阻器的电流变小,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流减小,所以电流表A2的示数变小,故BC正确,不符合题意。
故选A。
【变式3-2】(2025·上海青浦·一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器的滑片P位于中点附近。用阻值小于的电阻替换后,向右移动变阻器的滑片P,与原电路相比,一定变大的是( )
A.电流表A的示数 B.电压表的示数
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值 D.电压表的示数与电流表A的示数的比值
【答案】D
【详解】ABC.分析电路图可知,R1与R2串联,电流表测量串联电路中电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端电压,用阻值小于的电阻替换后,定值电阻的阻值变小,向右移动变阻器的滑片P,R2的阻值变大,电路中的总电阻可能变大,也可能变小,则电路中的电流大小不能判断,即电流表A示数大小不能判断;电压表V1测量电源电压,保持不变,则电压表的示数与电流表A的示数的比值大小不能判断,故ABC不符合题意;
D.由欧姆定律可知,电压表的示数与电流表A的示数的比值等于R2的阻值,由于右移动变阻器的滑片P,R2的阻值变大,所以电压表的示数与电流表A的示数的比值一定变大,故D符合题意。
故选D。
攻略四:怎样解电学图像问题
【提分秘籍】
图像题就是利用数学图像的方法,把物理量之间的关系表达出来的题目.解决这类问题的一般步骤:
(1)看清图像中横、纵轴所表示的物理量,弄清坐标轴上的分度值;
(2)明确图像所表达的物理意义,用图像的交点坐标、倾斜程度等进行分析、推理、判断和计算;
(3)根据图像把题目中的问题计算出结果或作出判断性结论。
【特别提示】
①明确坐标系中横轴与纵轴表示的物理量;
②根据题意找到图像上的特殊点对应的数据,结合串、并联电路的特点及欧姆定律进行分析及计算。
【典例剖析】
【典例4】(2024·青海西宁·中考真题)如图所示是和两个定值电阻的U-I图像,由图像可知 ;若将和串联接在6V的电源两端,电路中的电流为 A;若将和并联接在6V的电源两端,通电10s电路产生的热量为 J。
【答案】 2∶1 0.2 54
【详解】[1]由图可知,和阻值分别为
则和电阻之比为
[2]若将和串联接在6V的电源两端,电路中的电流为
[3]若将和并联接在6V的电源两端,根据并联规律可知,此时和电压均为6V,由图可知,此时和的电流分别为0.3A、0.6A,则干路电流为
则若将和并联接在6V的电源两端,通电10s电路产生的热量为
【变式4-1】如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关后,滑片从端移动到端,电流表示数与电压表示数的变化关系如图乙所示,则滑片位于中点时,电流表的示数为 A。
【答案】0.3
【详解】据甲图可知,电路是定值电阻和变阻器串联,电压表测变阻器两端电压,滑片在端时,电路为的简单电路,电路中电阻最小,电流最大;当滑片P在端时,变阻器以最大阻值接入电路,此时电路中电阻最大,电流最小,结合乙图分可知,电路中最大电流为0.6A,则电源电压表示为
----------①
电路中最小电流为0.2A,则电源电压表示为
--------②
联立①②解得,U=3V;乙图中滑动变阻器接入电路中阻值最大时,其两端电压为2V,电流为0.2A,变阻器的最大阻值为
则滑片位于中点时,变阻器接入电路中的阻值为,电流表测电路中的电流,则电流表的示数为
【变式4-2】(2024·湖南邵阳·二模)如图甲所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,将R的滑片从一端移至另一端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化关系如图乙所示,则 (选填“a”或“b”)段是电压表V1示数变化的图象,R2的阻值为 Ω,电源电压为 V。
【答案】 b 10 15
【详解】[1]由图甲知,两个定值电阻及滑动变阻器串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表V1测定值电阻R2两端的电压,V2测变阻器R及R2两端的总电压。当滑片向右移动时,变阻器接入电路的阻值变小,电路的总阻值变小,电源电压不变,据欧姆定律知,电路的电流变大,电流表示数变大,R2两端电压变大,V1示数变大,R1两端电压变大,据串联电路的电压特点知,V2的示数变小,则b是V1示数变化图象,a是V2示数变化图象。
[2]由图乙知,当电路的电流为0.6A时,V1的示数为6V,R2的阻值
[3]由图乙知,当电路的电流为0.6A,两个电压表示数相同,说明变阻器接入电路的阻值为0,此时有
6V+0.6A×R1=U
当电路的电流为0.2A时,V2两端的电压为12V,则有
12V+0.2A×R1=U
解以上两式得,电源电压U=15V。
攻略五:怎样解有关欧姆定律的实际应用问题
【提分秘籍】
串并联电路中,电流、电压和电阻的关系:
串联电路
并联电路
电路图
电流关系
电压关系
电阻关系
若电阻均为R,则
若电阻均为R,则
比例关系
()
()
【特别提示】
①由于初中电学考点较为简单,只会考2个电阻的并联关系,故由可得,(该公式只适用于两个电阻的并联关系)
②在串联和并联电路中,若局部电阻变大,则总电阻变大。
【典例剖析】
【典例5】(2024·江苏淮安·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为。电压表量程为,电流表量程为。在保证电路各元件安全的前提下,电压表的示数随滑动变阻器阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为 B.定值电阻阻值为
C.电路的最小功率为 D.电流表示数变化范围为
【答案】D
【详解】AB.分析电路可知,、串联,电压表测电压,电流表测电路电流。由乙图可知,当时,电压表示数为3V,根据串联分压原理则有
①
当时,电压表示数为2V,根据串联分压原理则有
②
联立①②解得,电源电压。故AB错误;
CD.电路中电流最小为
则电路的最小功率为
电压表量程为,则当电压表示数最大为3V时,电流最大为
所以电流表示数变化范围为,故C错误,D正确。
故选D。
【变式5-1】(2024·黑龙江绥化·一模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,是定值电阻,是滑动变阻器。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,的关系图像如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.图线A是滑动变阻器的关系图像 B.电源电压为18V
C.的阻值是10Ω D.滑动变阻器的最大限值为50Ω
【答案】CD
【详解】A.图中R1与R2串联,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R2电阻变小,电路中电流变大,根据串联分压规律可知,R2两端电压变小,图线A是电阻R2的关系图像,故A正确,不符合题意;
B.由以上分析可知,图线B是电阻R1的关系图像,当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,V1测电源电压,由图乙可知,电源电压为18V,故B正确,不符合题意;
C.由图乙可知,当电路中电流为0.2A时,R1两端电压为4V,电阻为
故C错误,符合题意;
D.由图乙可知,当滑片处于最右端时,滑动变阻器阻值最大,电路中电流最小为0.2A,滑动变阻器两端电压为14V,滑动变阻器最大阻值为
故D错误,符合题意。
故选CD。
【变式5-2】(2024·四川乐山·模拟预测)如图甲所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,小林将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示,则滑动变阻器R2的最大阻值是 Ω;电源电压为 V。
【答案】 20 6
【详解】[1][2]分析电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端电压。当滑片在a端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,其两端电压最大,由图象可知,此时电路中的电流Ia=0.2A,R2两端的电压U2=4V,由可得
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=IaR1+U2=0.2A×R1+4V……①
当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,由图象可知这时电路中电流为Ib=0.6A,电源电压加在R1上,则
U=IbR1=0.6A×R1……②
由①②得R1=10Ω,U=6V。
攻略六:怎样解伏安法测电阻的实验问题
【提分秘籍】
(1)根据公式,要测量一个未知电阻的阻值,需要测出这个电阻两端的电压和通过它的电流,所以需要用到电压表和电流表。用电压表和电流表测电阻的方法叫“伏安法”。
(2)在测定值电阻的阻值时,多次测量求平均值可以减小测量误差。
(3)一个灯泡的电阻大小由灯丝的长度、横截面积和材料决定,同时还与温度有关,所以灯泡在不同工作状态下(温度不同),电阻是不同的,如果要测量一个灯泡的电阻,则不能用多次测量求平均值的方法。
【特别提示】实验注意事项
①连接电路时,开关要处于断开状态。
②若定值电阻的阻值已知,可采用估算法选择电流表、电压表的量程;若定值电阻的阻值未知,则需采用试触法选择电流表、电压表的量程。
③电压表、电流表的正、负接线柱接法要正确,让电流“正进负出”。
④滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式接入电路。闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大。
【典例剖析】
【典例6】(2024·山东淄博·中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时的电阻约为9Ω)。
(1)图甲是小明连接的电路,请指出不妥之处: ;
(2)重新连好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,将数据及现象记录在表格中。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.16
不亮
2
1.3
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
明亮
5
3.0
0.36
耀眼强光
①实验多次测量的目的是 ;
②第4次实验时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;接下来要完成第5次实验,滑片应向 移动;
③通过实验发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率 ,小灯泡越亮;
④小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是 ;
(3)完成实验后,小明取一个阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为 V;
②断开开关S,保持滑片P位置不变, ,再闭合开关,记录电压表示数;
小灯泡正常发光时的电阻 (用所测的量和已知量表示)。
【答案】(1)电流表选用的量程太大
(2) 得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律 0.7 右 越大 0.36
(3) 2.5 将电压表改接在定值电阻两端
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为9Ω,则小灯泡正常发光时通过的电流约为
由图甲可知,电流表选用0~3A量程,分度值为0.1A,则小灯泡正常发光时,电流表指针偏转角度过小,误差太大,故电流表选用量程太大了,应换用0~0.6A量程。
(2)①[1]实验中多次改变小灯泡两端的电压,多次测量小灯泡的实际功率并比较其亮度,目的是得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律。
②[2]根据表格数据可知,第4次实验中,电压表示数即小灯泡两端电压等于其额定电压,则此时小灯泡的功率为其额定功率,由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,故电流表的示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为
[3]接下来要完成第5次实验,由表中数据可知,调节滑片使电压表示数由2.5V变为3.0V,电源电压不变,根据串联分压的规律可知,应减小滑动变阻器的阻值,滑片应向右移动。
③[4]分析表格数据可知,从第1次实验到第5次实验中,小灯泡的实际功率依次为、、、、,故小灯泡两端电压越来越大,实际功率越来越大,小灯泡的亮度越亮。
④[5]分析表格数据,根据可得,5次实验中小灯泡的电阻依次为、、、、,因为小灯泡越亮,灯丝温度越高,灯丝电阻随温度的升高而变大,所以第5次实验中电流数据0.36A有误。
(3)[1]由图丙可知,定值电阻、小灯泡、滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,实验目的是测量小灯泡正常发光时的电阻,因此应调节滑片,使小灯泡两端电压即电压表示数等于其额定电压2.5V。
[2][3]小灯泡两端电压已知,根据可知,还需要测出通过小灯泡的电流,根据串联电路中电流处处相等可知,只需测出通过定值电阻的电流,因此将电压表改接在定值电阻两端,测出两端电压,则电路中的电流,小灯泡正常发光时的电阻为
【变式6-1】(2025·吉林长春·一模)小飞要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,选取电压是6V的电源。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整;(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 端;(填“左”或“右”)
(3)图乙中,小灯泡的I-U图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随 的变化而变化,小灯泡的额定功率是 W;
(4)小飞又取来阻值是600Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5Ω的未知电阻R1,用如图所示的电路来测量R1的阻值,小飞的实验方案如下:
a.闭合S1,断开S2,读出电压表的示数是U1,
b.闭合S1和S2,读出电压表的示数是U2,
则电阻R1= (用U1、U2和R0表示),小飞的实验方案 (填“能”或“不能”)准确测得电阻R1的阻值,理由是 。
【答案】(1)
(2)左
(3) 温度 1
(4) 不能 见解析
【详解】(1)由图乙可知,电流表的示数没有超过0.6A,电流表的量程选择0~0.6A,滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明电路中的电流变大,由可知电路中的总电阻变小,由电阻的串联可知变阻器连入电路的电阻变小,将电流表的0.6A的接线柱和变阻器右下角的接线柱连接,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移阻值最大处,即最左端。
(3)[1][2]小灯泡的I-U图象不是一条直线,说明灯的电阻不是定值,是由于小灯泡的电阻受温度影响,随着温度的升高而增大。由图乙可知,灯泡两端的电压是2.5V时,通过它的电流是0.4A,灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.4A=1W
(4)[1]闭合S1,断开S2,两个电阻串联,电压表测量R1两端的电压,R1两端的电压是U1,闭合S1和S2,只有R1的简单电路,电压表测量电源电压,电源电压为U2,由串联电路的电压特点可知,a中R0两端电压U0=U2-U1,由串联电路电流的规律和欧姆定律得到a中通过电路的电流
电阻
[2][3]定值电阻R0是600Ω,未知电阻R1的阻值约5Ω,通过电路的电流约为
电阻R1两端的电压
小于电压表的分度值,两次测得的电压示数几乎相等,所以,小飞的实验方案不能准确测得电阻R1的阻值。
【变式6-2】(2025·新疆·一模)利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,己知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉 ,闭合开关前,需将滑片移至左端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为 A;
(4)继续移动滑片,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为 Ω。
【答案】(1)
(2)小灯泡断路
(3)0.15
(4)10
【详解】(1)滑动变阻器要串联在被测电路中,接线柱要“一上一下连接”,闭合开关前,需将滑动变阻器置于阻值最大端,此时滑动变阻器滑片移至最左端,说明连接的是变阻器的右下接线柱,连接的电路如下图所示:
(2)由实物图可知,定值电阻R0、灯泡、滑动变阻器三者串联,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数,说明电路出现了断路故障,若R0断路,则电压表Vl与电压表V2示数都接近电源电压,不符合题意;若灯泡断路,则电压表Vl串联在电路中测电源电压,电压表V2测导线,导线电压为0,满足题意;若滑动变阻器断路,则电压表Vl与电压表V2示数都为0,不满足题意。综上所述,电路故障是灯泡断路。
(3)由乙图可知,电压表接的是0~3V的量程,分度值为0.1V,指针所指位置的示数为1.5V,所以电压表V2示数为1.5V;由欧姆定律可知,此时通过小灯泡的电流为
(4)由实物图可知,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,依题意可知,小灯泡正常发光时额定电压为2.5V,则R0两端的电压为
由串联分压原理可知,灯泡正常发光时的阻值为
攻略七:怎样解电阻的特殊测量问题
【提分秘籍】
在伏安法测电阻的实验中,若缺少一只电流表或一只电压表。可用定值电阻(或电阻箱)来代替。
(1)当没有电流表时,用定值电阻与电压表替代电流表.即采用“伏阻法”。将定值电阻(或滑动变阻器)与未知电阻事联,利用串联电路电流处处相等的特点,计算出通过定值电阻的电流,此电流即为通过待测电阻的电流,然后再测出待测电阻两端的电压,利用即可求出待测电阻的阻值。
(2)当没有电压表时,用定值电阻与电流表替代电压表,即采用“安阻法”。将定值电阻与待测电阻并联,利用并联电路各支路两端电压相等的特点,计算出定值电阻两端的电压,即可知道待测电阻两端的电压,然后用电流表测出待测电阻的电流,根据求得待测电阻的阻值。
(3)用电阻箱代替待测电阻,使电压表(或电流表)示数相同,则电阻箱与待测电阻效果一样,即电阻大小相等,这里应用了等效替代法。
【典例剖析】
【典例7】(2024·山东泰安·中考真题)某同学利用有关器材测量定值电阻的阻值。可选用的器材有电源(电压恒为)、三个滑动变阻器(规格分别为a:“”、b:“”和c:“”)、电流表(有,两个量程)、电压表(有,两个量程)、开关、导线等。该同学根据甲电路图,进行了正确的实验操作,当滑动变阻器滑片P处于中间位置附近时,电表示数如乙图所示。请你根据以上信息回答问题:
(1)实验中选择的滑动变阻器是 (选填“a”“b”或“c”);
(2)乙图中电压表的示数为 ,电流表的示数为 A,本次测量的阻值为 (精确到);
(3)请根据甲电路图,正确选择电表量程,用笔画线代替导线,完成图丙所示实物图的连接 ;
(4)该同学进行了实验创新,利用阻值为的定值电阻和电压表等器材,测量的阻值。设计了如丁图所示的电路,经检查无误后进行实验。请将实验过程补充完整:
①闭合开关、,断开开关,读出电压表的示数,记为;
②保持处于闭合状态,断开开关,闭合开关,使电压表测 (选填“”或“”)两端电压,记为;
③用已知物理量和测量量的符号表示出的电阻, 。
【答案】(1)c
(2) 1.9 0.16 11.9
(3)
(4)
【详解】(1)电源电压为6V,所以电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.9V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则此时变阻器阻值为
则变阻器最大阻值约为
所以实验中选择的滑动变阻器是c。
(2)[1][2][3]电源电压为6V,所以电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.9V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则本次测量的阻值为
(3)分析甲电路图可知,和变阻器串联,电流表测电路电流,选用小量程,电压表测电压,选用小量程,据此连接实物图如下:
(4)[1][2]①闭合开关、,断开开关,和串联,电压表测电源电压,读出电压表的示数,记为;
②保持处于闭合状态,断开开关,闭合开关,连接方式不变,电压表测电压,记为;
③根据串联分压原理则有
解得。
【变式7-1】(2024·河南洛阳·一模)如图甲为探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中连接的部分实物图。
(1)用笔画线代替导线将图甲连接完整,要求滑片向右滑动时电流表示数变大 ;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,则电路故障可能是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路;
(3)排除故障后,将实验测得的数据记录在下表中,第5次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A。请在图丙的坐标纸中描点画出I-U图像 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
0.48
(4)分析图象可得: 时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)实验结束后,同学们利用原有器材,增加了一个开关,设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值,请将下列实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器R的滑片滑到最右端,断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表的示数分别为U和I1;
②保持滑动变阻器R的滑片位置不变,闭合开关S2,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),调节R使电压表的示数仍为U,此时电流表的示数为I2;
③则电阻Rx= (用I1、I2和U表示)。
【答案】(1);(2)滑动变阻器;(3) 0.4
(4) 当电阻一定 正比;(5) 变小
【详解】(1)滑片向右滑动时电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)若定值电阻断路,电流表无示数,电压表与变阻器串联在电路中,电压表测电源电压,电压表有示数,不符合题意;若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,符合题意,即电路故障可能是滑动变阻器断路。
(3)[1]第5次实验中电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A。
[2]根据表中数据,利用描点法画出图像,如下图所示
(4)[1][2]由表中数据可知,当电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)②[1]在①中,R0与滑动变阻器的最大电阻串联,电压表测R0的电压,电流表测电路的电流。保持滑动变阻器R的滑片位置不变,闭合开关S2,待测电阻与R0并联后再与变阻器串联,电压表测并联电阻的电压,电流表测干路的电流,根据并联电阻的规律可知,R0和Rx并联后总电阻变小,根据串联分压原理可知,并联电路两端电压变小,即电压表示数变小。
③[2]调节R使电压表的示数仍为U,因R0两端电压不变,通过R0的电流不变仍为I1,根据并联电路电流规律,通过Rx的电流为Ix=I2﹣I1
则电阻Rx的电阻为
【变式7-2】(2024·贵州黔东南·模拟预测)小明和小华在进行“测量定值电阻的阻值”实验,器材有:干电池两节,开关、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω 1.5 A)、电阻箱(0 ~9999Ω )各一个,待测电阻 R1 、R2 ,导线若干。
(1)连接电路前,他们发现电流表指针如图甲所示,于是他们将电流表指针调至 ;
(2)①图乙是他们连接的测量R1阻值的部分电路。请用笔画线代替导线,将电路补充完整 (要求滑动变阻器的滑片向左滑动电流表的示数变大);
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于最 (选填“左”、“右”)端;
③闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其故障是 ;
④测量R1阻值的过程中,老师提醒他们要尽量缩短通电时间,并用较小的电流来测量,这样做的理由是: ;
(3)为测量电阻R2的阻值,他们在已连接好的图乙的电路中,用R2替换R1接入电路。测量过程中,发现电流表示数始终小于分度值。于是,他们按照如图丙所示的电路图,重新连接了电路,闭合开关后,改变电阻箱接入的阻值进行多次测量。记录下电阻箱的阻值R及对应的电压表示数U,并根据记录的数据绘制出图像丁图,则所测电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】(1)零刻度线处
(2) 右 定值电阻短路 见解析;(3)160
【详解】(1)连接电路前,小明发现电流表指针如图甲所示,电流表的指针未指到零刻度线。于是他将电流表指针调至零刻度线处。
(2)[1]电源电压为3V,电压表选用小量程与灯并联,定值电阻与滑动变阻器串联。滑动变阻器的滑片向左滑动电流表的示数变大,则变阻器的左下接线柱接入电路中。如图所示:
[2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即最右端。
[3]闭合开关,发现电流表有示数,则电路为通路。电压表无示数,则可能是与电压表并联的定值电阻短路。
[4]测量R1阻值的过程中,根据Q=I2Rt可知,在电阻一定时,电流越小,通电时间越短,电流产生的热量越小,对实验的影响越小,所以老师提醒他们要尽量缩短通电时间,并用较小的电流来测量。
(3)图丙中,电阻箱R与R2串联,电压表测电阻箱的电压; 由图丁知,当 ; ; 即R=40Ω时,, 由串联电路的电流特点和欧姆定律可得,此时电路中的电流为
由图丁知,当电阻箱的阻值无穷大时(即),由串联分压的规律可知,此时电阻箱两端的电压(电压表的示数)等于电源电压,则 最小; 由图丁可知最小等于0.36V-1,则电源电压
当电阻箱R的电压为时,由串联电路电压的规律,R2的电压为
由欧姆定律得,所测电阻R2的阻值
一、单选题
1.(2024·陕西·中考真题)小明在课外实践活动中设计了一款台秤,其显示端由电压表表盘改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,关于该台秤的分析正确的是( )
A.保持阻值不变,被测物体质量变小时,电路中电流变大
B.保持阻值不变,被测物体质量变大时,电压表示数变小
C.若需要使台秤的分度值变小,可以将滑片向左滑动
D.若台秤测量值偏小,可以将滑片向右滑动进行校准
【答案】D
【详解】分析电路可知,闭合开关S后,、串联,电压表测上半段电阻丝分得的电压。
A.闭合开关S,由题图可知,保持阻值不变,被测物体质量变小时,滑片向上移动,由于电压表与滑片串联,电压表的内阻很大,此时移动滑片也不会改变连入电路的阻值,由于电源电压不变,与连入电路的阻值不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,故A错误;
B.保持阻值不变,被测物体质量变大时,滑片向下移动,电压表所测上半段电阻丝的电阻变大,由串联电路的分压规律可知,此时电压表的示数变大,故B错误;
C.滑片向左滑,接入电路电阻变大,由串联电路分压规律可知,分到的电压变小,测量相同质量物体时,电压表示数变小,分度值变大,故C错误;
D.若台秤测量值偏小,根据串联电路分压规律可知,可以将滑片向右滑动进行校准,这时连入电路的电阻变小,两端的电压变大,台秤的测量值会变大,故D正确。
故选D。
2.(2024·四川巴中·中考真题)如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W D.闭合S时,电路的总功率为6W
【答案】C
【详解】AB.闭合S时,R与L串联,电压表测L电压,此时电压表示数为2V,根据乙图可知此时电流为0.6A;图中R电压4V时,电流为0.4A,电阻为
根据串联电路的特点知,R的电流也是0.6A,R的电压为
U=I'R=0.6A×10Ω=6V
根据串联电路电压规律知,电源电压为
U电=UL+U=2V+6V=8V
故AB错误;
C.闭合S时,R消耗的电功率为
P=UI=6V×0.6A=3.6W
故C正确;
D.闭合S时,电路的总功率为
P=U电I=8V×0.6A=4.8W
故D错误。
故选C。
3.(2024·四川巴中·中考真题)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片逐渐向左移动。下列说法正确的是( )
A.电压表示数增大 B.电流表示数减小
C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电压表与电流表示数的比值变小
【答案】D
【详解】AB.由图可知灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测电路中的电流;闭合开关S,滑动变阻器滑片逐渐向左移动,滑动变阻器连入的电阻变小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律知,电流变大;根据串联分压规律知,滑动变阻器分得的电压减小,故电压表示数减小,故AB错误;
CD.根据欧姆定律知,电压表与电流表示数的比值表示滑动变阻器的电阻,而滑动变阻器连入的电阻变小,故比值变小,故D正确,C错误。
故选D。
4.(2024·江苏常州·中考真题)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】AB.由题意可知,金属片A、B之间海水与定值电阻R0串联,海水盐浓度越大,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小,根据串联电电路电压分配关系可知得,R0两端的电压越大,金属片A、B两端的电压越小,故A符合题意,B不符合题意;
C.由图可知,电压表测电源电压,由于电源电压恒定,电压表不变,故C不符合题意;
D.由图可知,金属片A、B之间海水与R0并联,电流表测R0的电流,由于电源电压恒定,由可知,定值电阻R0的电流不变,故D不符合题意。
故选A。
5.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A.浓度增大,电流表示数变小
B.浓度增大,电压表示数变小
C.浓度减小,电流表示数变大
D.浓度减小,电压表示数变小
【答案】D
【详解】由图可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.天然气浓度增大时,R阻值减小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流增大,即电流表示数变大,由可知,两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB不符合题意;
CD.天然气浓度减小时,R阻值增大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,由可知,两端的电压变小,即电压表示数变小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.(2024·黑龙江绥化·中考真题)如图所示电路中,是定值电阻,是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中,正确的是( )
A.电压表和电流表的示数都增大
B.电压表和电流表示数的比值增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数增大,电压表示数减小
【答案】D
【详解】ACD.分析电路可知,、串联,电压表测电压,电流表测电路电流。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,则阻值变小,则总电阻变小,根据可知电流表示数增大,根据可知电压增大,根据串联分压规律,则电压表示数减小,故AC错误,D正确;
B.根据,电压表和电流表示数的比值即为阻值,所以电压表和电流表示数的比值减小,故B错误。
故选D。
7.(2024·新疆·中考真题)如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V;移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为( )
A.5Ω B.6Ω C.7Ω D.8Ω
【答案】C
【详解】滑动变阻器和小灯泡两个元件串联,通过两用电器的电流相等都等于0.2A,电源电压
移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,可知滑动变阻器阻值变小,滑动变阻器两端电压变小,由此可知滑动变阻器接在AB,灯泡拉在CD且电路中电流一定大于0.2A,此时滑动变阻器的电压为1.5V,由此可知滑动变阻器阻值一定小于
没调节滑片时灯的电压为1.2V,灯的电阻为
又由题意可知滑动变阻器调节后,灯两端也为1.5V,且灯的电阻随温度升高而增大,所以电路中的电流一定小于
滑动变阻器接入电路的电阻一定大于
即滑动变阻器接入电路中的电阻范围应是。综上,ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.(2024·江苏扬州·中考真题)如图所示,电源电压恒为6V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减小。电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,当电压表示数为2.4V时,电流表示数可能是( )
A.小于0.18A B.等于0.18A
C.大于0.18A,小于0.2A D.大于0.2A,小于0.24A
【答案】A
【详解】由电路图可知,敏感元件T与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流。电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,由欧姆定律可知
当电压表示数为2.4V时,由串联电路电压特点可知,敏感元件T两端的电压
若敏感元件T的电阻不随电流的变化而变化,则
由于当电压表示数为2.4V时,电路中电流减小了,因此T的阻值增大,由可知,此时的电流小于0.18A。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.(2024·山东临沂·中考真题)如图所示电路的电源电压为9V,电流表使用0~0.6A量程,电压表使用0~3V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A。为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于( )
A.20Ω B.10Ω C.8Ω D.5Ω
【答案】A
【详解】如图所示,电路中定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压;阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A,此时定值电阻两端的电压为
超过电压表的量程,可能会损坏电压表;为保证电路中各元件安全工作,所以当电压表示数为3V时,电路中的电流最大,滑动变阻器的阻值最小,此时电路的电流为
滑动变阻器的两端电压为
滑动变阻器阻值为
滑动变阻器的最大阻值应大于20Ω。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.(2024·四川遂宁·中考真题)噪声污染是当代社会四大污染之一,若青少年长期处于噪声环境中会影响身心健康。为了监测噪声的强弱,同学们找来定值电阻、声敏电阻R(阻值会随声音强弱发生变化)、电流表、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置,其中R的阻值随声音强弱变化的关系如甲图所示,该装置电路如乙图所示。在某次测试中,当噪声80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声50dB时,电流表示数为0.2A。下列选项正确的是( )
A.电路中的电流随声音强度增大而减小 B.阻值是15Ω
C.电源电压10V D.当电流表示数0.3A,噪声强度为60dB
【答案】D
【详解】A.分析电路可知,和串联,电流表测电路电流。声音强度增大时,阻值变小,则总电阻变小,根据可知电路中的电流变大,故A错误;
BC.当噪声80dB时,电流表示数为0.4A,此时阻值为,则电源电压为
①
当噪声50dB时,电流表示数为0.2A,此时阻值为,则电源电压为
②
联立①②,解得,电源电压,故BC错误;
D.当电流表示数0.3A,总电阻为
则此时阻值为
由甲图可知,此时噪声强度为60dB,故D正确。
故选D。
二、填空题
11.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)小明想探究“电流与电阻的关系”,某次测量时电流表的示数如图甲所示,此时电流为 A;经过测量多组数据后绘制出I-R图像如图乙所示,由图像得到的结论是 。
【答案】 0.3 见解析
【详解】[1]由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A。
[2]由图乙可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,可以得到电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
12.(2024·天津·中考真题)在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合开关,当滑片P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω。
【答案】 左 6
【详解】[1]由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,要让小灯泡变亮,电路中的电流就要变大,即滑动变阻器接入电路中的电阻要变小,所以滑片P应向左移动。
[2]当小灯泡正常发光时,电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器连入电路的电阻为
13.(2024·安徽·中考真题)在“测小灯泡的电阻”实验中,小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U图像如图所示。则由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】增大
【详解】当小灯泡两端的电压为U时,通过灯丝的电流为I,则此时灯丝的电阻为;由于坐标原点与图象上某点连线的斜率倒数等于电阻,由图象可知,图象中连线的斜率越来越小,则斜率倒数越来越大,即电阻越来越大,因此小灯泡电阻随着电压的增大而增大。
14.(2024·福建·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻的温度降低时,电压表的示数 ,电压表的示数与电流表A的示数之比 。(均填变化情况)
【答案】 变大 不变
【详解】[1][2]分析电路可知,和串联,电压表测电压,电压表测的电压,电流表测电路电流。当热敏电阻的温度降低时,阻值变大,根据串联分压原理,电压表的示数变大;根据,电压表的示数与电流表A的示数之比即为的阻值,所以电压表的示数与电流表A的示数之比不变。
15.(2024·山东临沂·中考真题)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻的阻值为 Ω,电源电压为 V.
【答案】 3 1.5
【详解】[1][2]由图知,两电阻串联,电压表 测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路的电流;滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,滑动变阻器连入电路的阻值从最大变为0,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据串联分压可知,R两端的电压变小直至0。由图像可知:当电路中的电流为0.1A时,电压表的示数为1.2V,电源电压为
…….①
当电路中的电流为0.5A时,电压表的示数为0,电源电压为
…….②
联结①②,解得
16.(2024·重庆·中考真题)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻大于5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω;1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S、接1,在电路安全的情况下,变阻器允许接入电路的最大阻值为15Ω,则电源电压为 V;若闭合开关S、接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻的阻值为 Ω。
【答案】 4.5 40
【详解】[1]当闭合开关S、接1,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端电压,根据串联分压知识可知,变阻器阻值越大,分压越多,电压表量程为0~3V,则变阻器最大分压为3V,故变阻器两端电压为3V,通过变阻器的电流大小为
由图乙可知,当通过灯泡的电流为0.2A时,其两端的电压为1.5V。则电源电压为
[2]若闭合开关S、接2,定值电阻和变阻器串联,电压表测量变阻器两端电压,电流表测量串联电路的电流。当变阻器阻值最大时,电源电压可表示为
①
当变阻器阻值最小,即阻值为0时,电路中电流最大,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电源电压可表示为
②
联立①②式可得,,,故R1的阻值为40Ω。
三、实验题
17.(2024·山东青岛·中考真题)小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系.电源电压为,三个定值电阻阻值分别为和,两个滑动变阻器规格分别为“”和“”。
(1)图甲电路连接不完整,请用笔画线代替导线将电路连接完整 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填“左”或“右”)端。
(3)正确连接电路后,小明依次使用三个定值电阻进行实验.每次更换定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数与前二次实验相同,记录相应电流表示数,绘制出图像如图乙所示,实验中电压表的示数为 V。
(4)小明找来一个未知阻值的电阻,重复上述实验,电流表表盘如图丙所示,其示数为 A,该电阻的阻值为 。
(5)根据以上实验数据,实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 。
【答案】(1)
(2)右
(3)2.4
(4) 0.12 20
(5)
【详解】(1)实验时,电流表、电阻、滑动变阻器串联接在电路中,由乙图可知,电流表的量程选用0~0.6A,电压表并联在电阻两端测量电阻两端电压,因此将开关的右接线柱与电流表“0.6”接线柱连接,滑动变阻器的右上接线柱和电阻的左接线柱连接,实物图如下图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大端,即最右端。
(3)探究电流和电阻的关系时,电阻两端的电压保持不变,由乙图可知,当电阻的阻值为10Ω时,通过电阻的电流为0.24A,则电阻两端的电压为
即实验中电压表的示数为2.4V。
(4)[1][2]由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.12A,则该电阻的阻值为
(5)根据串联电路的电压规律可知,定值电阻和滑动变阻器的阻值与分压之比可表示为
由于定值电阻两端的电压一定,则滑动变阻器两端的电压也一定,所以滑动变阻器的阻值需要随定值电阻的阻值增大而增大,在(4)中,当定值电阻的阻值为20Ω时
解得,滑动变阻器接入电路的阻值大于10Ω,因此实验中小明选择的滑动变阻器的规格为“”。
18.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“”,用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)连接电路时,开关应 ,试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电压表发生了 故障;
(3)纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,示数为 A,小灯泡额定功率为 W;
(4)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻(、、、,各一个)探究电流和电阻关系,为了能完成实验,控制电压表示数可能是 。
A.1.7V B.2.2V C. 2.7V
【答案】 见解析 断开 断路 0.24 0.6 C
【详解】(1)[1]实验中,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流。
(2)[2]连接电路时,为了保护电路,开关应断开。
[3]试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则与灯泡并联的电压表发生了断路故障。
(3)[4]由图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.24A。
[5]小灯泡额定功率为
(4)[6]探究电流和电阻关系,要控制定值电阻的电阻应不变,由欧姆定律得
当接入25Ω定值电阻时,变阻器接入电路中电阻最大,为20Ω时,定值电阻的电压最小,此时
由图得,电源电压由3节干电池组成,为4.5V,由串联电路电流特点得
则定值电阻的电压最小电压为
当电压表示数最大为3V时,定值电阻的电压最大,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
19.(2024·甘肃兰州·中考真题)小林用如图甲所示的电路“探究电流与电阻之间的关系”。实验器材如下:电压恒为4.5V的电源一个,电流表、电压表各一个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器两个:(10Ω,2A)、(20Ω,1A),开关一个,导线若干。
(1)若小林选择器材、连接电路均正确,闭合开关后发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,两电表均无示数,取下电压表,使其分别接触电路中的a、b两点,c、d两点和d、e两点时,电压表均无示数,由此可判断电路中发生的故障可能是 ;
(2)排除故障后,小林在c、d两点间依次接入5Ω、10Ω、15Ω、25Ω和30Ω的定值电阻,得到表中的五组数据,完成实验并得出实验结论,则他选用的滑动变阻器是 (选填“”或“”);
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
25
30
I/A
0.60
0.30
0.20
0.12
0.10
(3)实验中,小林将25Ω的定值电阻换成30Ω接入c,d两点间后,直接闭合开关,电压表的示数会 (选填“变大”或“变小”),接下来他应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表的示数为 V;
(4)小林又设计了如图乙所示的电路测量未知电阻的阻值,已知电流表的量程为0~0.6A,电源电压恒为4.5V,他先将A、B两点直接用导线连接,调节滑片P,当电流表的示数为0.6A时,保持滑片P的位置不动,再将未知电阻接入A、B之间,此时发现电流表的指针恰好指在刻到度盘的正中央位置,则的阻值为 Ω。
【答案】 电流表断路 变大 左 3 7.5
【详解】(1)[1]闭合开关后,两电表都没有示数,说明电路中存在断路,取下电压表,使其分别接触电路中的a、b两点,c、d两点和d、e两点时,电压表均无示数,说明a、b两点,c、d两点和d、e两点之间都没有断路,则故障可能为b、c之间的电流表断路。
(2)[2]探究电流与电阻之间的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,定值电阻两端的电压为
则滑动变阻器两端的电压为
当电路中的电流为0.1A时,滑动变阻器连入电路的电阻为
则他选用的滑动变阻器是。
(3)[3][4][5]根据串联分压原理可知,将定值电阻由25Ω改接成30Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,直至电压表的示数为。
(4)[6]将A、B两点直接用导线连接,调节滑片P,当电流表的示数为0.6A时,滑动变阻器的电阻为
保持滑片P的位置不动,再将未知电阻接入A、B之间,此时发现电流表的指针恰好指在刻到度盘的正中央位置,则此时的电流为0.3A,电路中的总电阻为
则的阻值为
四、计算题
20.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)如图甲所示,是L1、L2两个灯泡的图像,请根据图像所给信息进行计算:
(1)若两灯泡串联在电路中(如图乙所示),此时电流表的示数为0.3A。求此时两灯泡的电阻;
(2)保持电源电压不变,将两灯泡的连接方式改为并联(如图丙所示),求此时电流表的示数。
【答案】(1)6,14
(2)0.85A
【详解】(1)若两灯泡串联在电路中,电路中电流为0.3A,由图甲可知,此时L1两端的电压为1.8V,则L1的阻值为
L2两端的电压为4.2V,则L2的阻值为
(2)串联电路电源电压等于各用电器电压之和,所以电源电压为
并联电路支路电压等于电源电压,由图可知,当电压为6V时,L1的电流为0.5A,经过L2的电流为0.35A,电流表测量干路电路,故电流表的示数为
21.(2024·江苏宿迁·中考真题)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为,为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为,为电阻箱。将滑片旋转至处,调节的阻值,使电路中电流为0.6A。
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电流表示数为0.3A,求此时电压表示数;
(3)为能满足测量的要求,重新调节电阻箱,求满足要求的的最小阻值。
【答案】(1)10Ω
(2)3V
(3)20Ω
【详解】(1)将滑片旋转至处,调节的阻值,电路为的简单电路,电路中电流为0.6A,由欧姆定律可知电阻箱接入电路的阻值为
(2)调节为时,圆弧电阻的二分之一电阻值R中连入电路中与电阻箱串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,电流表示数为0.3A,由欧姆定律可知电阻箱的电压为
U2=I2R0=0.3A×10Ω=3V
由串联电路电压的规律,此时电压表示数
UV =U-U2=6V -3V=3V
(3)由欧姆定律可知
调节为时圆弧电阻的最大电阻为
R滑max=2R中=2×10Ω=20Ω
根据已知条件可知,电压表的量程为,即变阻器的最大电压为3V,此时电阻箱的电压最小,电阻箱的阻值最小(此时电路中的电流为
根据串联电阻电压的规律电阻箱的电压为
U箱=6V-3V=3V
根据分压原理有
即
满足要求的的最小阻值
22.(2024·广西·中考真题)公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为5Ω。求:
(1)当R的阻值为35Ω时,电路的电流;
(2)当通过电路的电流为0.4A时,地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。
【答案】(1)0.3A;(2)1000kg;(3)需要增大R0的阻值
【详解】解:(1)由图可知:压力传感器R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,当R的阻值为35Ω时,电路的电流
(2)当通过电路的电流为0.4A时,电路的总电阻
R的阻值
R′=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω
由图乙可知压力是1×104N,地磅的测量值
(3)电流表的示数最大为0.6A,电源电压不变,电路的总电阻为
为了增加地磅的最大测量值,即压力增大,R的阻值减小,而R的阻值为
R=20Ω-R0
所以需要增大R0的阻值。
答:(1)当R的阻值为35Ω时,电路的电流是0.3A;
(2)当通过电路的电流为0.4A时,地磅的测量值是1000kg;
(3)为了增加地磅的最大测量值,需要增大R0的阻值。
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专题12 欧姆定律
目录
01题型综述 1
02 解题攻略 2
攻略一:怎样解探究电流与电压、电阻的关系的实验问题 2
攻略二:怎样解有关欧姆定律的计算问题 5
攻略三:怎样应用欧姆定律分析动态电路问题 6
攻略四:怎样解电学图像问题 8
攻略五:怎样解有关欧姆定律的实际应用问题 9
攻略六:怎样解伏安法测电阻的实验问题 11
攻略七:怎样解电阻的特殊测量问题 14
03 中考练场 17
姆定律在中考中的题型主要包括选择题、填空题和计算题。其分支分布广泛,涵盖欧姆定律的基础理解、串并联电路中的关系及规律、动态电路分析、范围问题、图像问题以及测电阻的实验方法等多个方面。
考试特点方面,欧姆定律是中考物理的重点考查内容,分值通常在8至12分。题型可能单独考查欧姆定律的理解和公式的运用,也可能结合电流表、电压表考查电表的示数变化范围,涉及数学处理方法,难度中等。还有可能以实际用电器为背景考查相关的计算,通常与电功率的计算结合在一起作为压轴题出现。预计在新一年的中考中,会以生活中的实际电路为支点,突出表现欧姆定律的实际应用,可能考查欧姆定律与数学图象知识的结合。
复习时,需要掌握欧姆定律的基本公式和变形公式,理解电流、电压、电阻三者之间的关系,以及串并联电路中的电流、电压、电阻规律。同时,要注重动态电路的分析,掌握电路中电阻变化对电流、电压的影响。此外,还需熟悉测电阻的实验方法,如伏安法、伏伏法、安安法、等效替代法等。通过强化练习与总结,提升解题能力和应试技巧。
攻略一:怎样解探究电流与电压、电阻的关系的实验问题
【提分秘籍】
(1)在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验时,要采用控制变量法。研究电流与电压的关系时,可控制电阻不变,研究电流与电阻的关系时,可控制电压不变,这样便使问题变得简单了。
(2)滑动变阻器在两个探究实验中的作用既有相同点,又有不同点。相同点:限制电流,保护电路。不同点:在探究电流与电压的关系实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;而在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。
(3)在“探究电流与电压关系”的实验中,更换定值电阻重复实验的目的是使实验结论更具有普遍性;而在“探究电流与电阻关系”的实验中,更换定值电阻重复实验的目的是得到在相同电压下多组电流与电阻的数据,便于发现规律。
(4)本实验中主要用到了控制变量法和图像法。
【特别提示】实验数据的处理方法
初中物理中常用的物理数据处理方法包括列表分析法和图像法。列表分析法的优点是方便,但不直观;图像法的优点是直观明显,但较麻烦。
【典例剖析】
【典例1】(2024·内蒙古通辽·中考真题)某物理学习小组在“探究导体中电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
表乙
实验次数
1
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.60
0.26
0.20
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动,电路中的电流变大);
(2)连接好电路,闭合开关发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)实验时改变 的阻值,通过移动滑动变阻器的滑片P来控制 保持不变,测出多组数据进行分析,得出结论;
(4)表乙是实验数据记录表格,分析可知实验操作存在的问题是 ;
(5)完成实验后该组同学又想到了用“等效替代法”测量一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,设计了图丙所示的电路,其中为电阻箱;请把下面步骤②中未完成的操作补充完整;
①将开关S与a连接,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额;
② ,使电压表示数仍为U额,读出电阻箱阻值即为小灯泡正常发光时的电阻。
【变式1-1】(2025·江苏宿迁·一模)在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,某实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻,电压恒为6V的电源,“40Ω1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)请你根据甲图,将乙图中的部分电路连接完整(要求:滑片向右移动时,电流表示数变大,导线不交叉);
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路存在的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)首先,接入10Ω的电阻,探究“电流与电压的关系”,实验过程中,通过多次改变滑片的位置来改变电阻两端电压;当电压表示数为2.8V时,电流表示数如图丙所示,为 A;实验小组记录的数据表格如下,小红分析了数据后,指出有一组数据不符合实际,这组数据对应的实验序号是 。
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
电流/A
0.1
0.14
0.20
0.24
分析正确的数据,可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
(4)接着小红继续按照图乙所示电路,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻随机单独接入电路,探究电流与电阻的关系。
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。她用10Ω的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,由此可知换上的电阻为 Ω,为了使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调 (选填“大”或“小”);
②她发现当接入 Ω的电阻时,无论怎样调节滑片,电压表的示数都大于2V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
【变式1-2】(2025·辽宁抚顺·一模)电学实验课上,老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、已知阻值的定值电阻若干、两节新干电池等器材。利用所学的知识,小杰同学完成了“探究电流与电阻关系”的实验。
(1)小杰连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误,请在错误导线上画“×”并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后,电路中先接入5Ω定值电阻进行实验,移动滑片,当电压表示数达到设定的电压时,电流表的示数如图乙所示,电流表读数为 A,则在接下来的几次实验中,电压表的示数要控制为 V不变。
(3)断开开关,保持上一次滑片的位置不动,用10Ω电阻替换5Ω电阻后再闭合开关,电压表的示数将 (选填“大于”或“小于”)控制的电压,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)调节。
(4)为使得到的结论更趋近于实际关系,小杰还想在本次实验的基础上继续更换更大的定值电阻进行多次实验,你认为所更换的定值电阻不能超过 Ω。
(5)经过多次实验,分析下表实验数据,能得出的结论是: 。
数据序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
25
电流I/A
0.4
0.2
0.1
0.08
攻略二:怎样解有关欧姆定律的计算问题
【提分秘籍】
利用欧姆定律解答计算题的一般步骤:
【特别提示】使用欧姆定律公式解题时要注意下面四个方面
(1)同体性:公式中电流、电压、电阻必须是同一段电路的物理量。
(2)同时性:公式中电流、电压、电阻必须是同一时刻的物理量。
(3)统一性:公式中电流、电压、电阻都必须采用国际单位制中的单位,电流单位为安,电压单位为伏,电阻单位为欧。
(4)使用范围:欧姆定律只适用于纯电阻电路。(在初中阶段没有特殊说明的情况下只研究纯电阻电路)
【典例剖析】
【典例2】(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)两个电阻串联在电路中,,两端的电压为1V,通过的电流为 A,两端的电压为 V,通电5min,上产生的热量为 J。
【变式2-1】(2025·辽宁抚顺·一模)如图所示,电源电压保持6V不变,电阻,要形成、串联的电路,应只闭合开关 ,此时电流表的示数为;改变开关通断,再使形成并联的电路,此时电流表的示数为;则 。
【变式2-2】(2025·贵州·模拟预测)在如图所示的电路中,电源两端的电压恒为7.5V,灯L上标有“6.3V 0.3A”字样,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。若灯L的电阻保持不变,闭合开关S。
(1)求灯L的阻值;
(2)灯L正常工作时,求滑动变阻器接入电路中的阻值。
攻略三:怎样应用欧姆定律分析动态电路问题
【提分秘籍】
动态电路中电表示数的变化一般是由于电路中开关的断开或闭合、滑动变阻器滑片位置的变化引起电路的电阻或连接方式发生改变,从而引起的变化。
(1)由开关的断开或闭合所引起电路中电表示数的变化。
①分析开关在断开或闭合时,电路的连接方式发生了怎样的变化,并画出等效电路图;
②分析电路发生变化后,电路中电阻发生了怎样的变化;
③在电源电压不变时,随着电阻的变化,电路中的电流或部分电路两端的电压怎样变化。
(2)由于滑动变阻器滑片的移动,引起电路中各物理量的变化;
①当滑动变阻器与定值电阻串联时,滑片的移动会引起电流和电压的变化,定性分析变化的一般思路是(电源电压不变):
滑动变阻器滑片移动时的电阻变化总电阻变化电流的变化定值电阻两端的电压变化滑动变阻器两端电压的变化。
②对一条支路上有滑动变阻器的并联电路(电源电压不变),按以下思路分析:
滑片移动时的电阻变化(以支路上只含有滑动变阻器或支路上滑动变阻器与定值电阻串联两种情况为例)本支路总电阻的变化滑动变阻器所在支路电流的变化电路中干路上电流的变化。
【典例剖析】
【典例3】(2024·山东淄博·中考真题)如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数不变,电压表的示数不变 B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大 D.电流表的示数变小,电压表的示数不变
【变式3-1】(2025·天津·一模)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片向右移动时,下列判断不正确的是( )
A.电压表V的示数变大 B.电流表A1的示数不变
C.电流表A2的示数变小 D.电压表V的示数不变
【变式3-2】(2025·上海青浦·一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器的滑片P位于中点附近。用阻值小于的电阻替换后,向右移动变阻器的滑片P,与原电路相比,一定变大的是( )
A.电流表A的示数 B.电压表的示数
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值 D.电压表的示数与电流表A的示数的比值
攻略四:怎样解电学图像问题
【提分秘籍】
图像题就是利用数学图像的方法,把物理量之间的关系表达出来的题目.解决这类问题的一般步骤:
(1)看清图像中横、纵轴所表示的物理量,弄清坐标轴上的分度值;
(2)明确图像所表达的物理意义,用图像的交点坐标、倾斜程度等进行分析、推理、判断和计算;
(3)根据图像把题目中的问题计算出结果或作出判断性结论。
【特别提示】
①明确坐标系中横轴与纵轴表示的物理量;
②根据题意找到图像上的特殊点对应的数据,结合串、并联电路的特点及欧姆定律进行分析及计算。
【典例剖析】
【典例4】(2024·青海西宁·中考真题)如图所示是和两个定值电阻的U-I图像,由图像可知 ;若将和串联接在6V的电源两端,电路中的电流为 A;若将和并联接在6V的电源两端,通电10s电路产生的热量为 J。
【变式4-1】如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关后,滑片从端移动到端,电流表示数与电压表示数的变化关系如图乙所示,则滑片位于中点时,电流表的示数为 A。
【变式4-2】(2024·湖南邵阳·二模)如图甲所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,将R的滑片从一端移至另一端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化关系如图乙所示,则 (选填“a”或“b”)段是电压表V1示数变化的图象,R2的阻值为 Ω,电源电压为 V。
攻略五:怎样解有关欧姆定律的实际应用问题
【提分秘籍】
串并联电路中,电流、电压和电阻的关系:
串联电路
并联电路
电路图
电流关系
电压关系
电阻关系
若电阻均为R,则
若电阻均为R,则
比例关系
()
()
【特别提示】
①由于初中电学考点较为简单,只会考2个电阻的并联关系,故由可得,(该公式只适用于两个电阻的并联关系)
②在串联和并联电路中,若局部电阻变大,则总电阻变大。
【典例剖析】
【典例5】(2024·江苏淮安·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为。电压表量程为,电流表量程为。在保证电路各元件安全的前提下,电压表的示数随滑动变阻器阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为 B.定值电阻阻值为
C.电路的最小功率为 D.电流表示数变化范围为
【变式5-1】(2024·黑龙江绥化·一模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,是定值电阻,是滑动变阻器。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,的关系图像如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.图线A是滑动变阻器的关系图像 B.电源电压为18V
C.的阻值是10Ω D.滑动变阻器的最大限值为50Ω
【变式5-2】(2024·四川乐山·模拟预测)如图甲所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,小林将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示,则滑动变阻器R2的最大阻值是 Ω;电源电压为 V。
攻略六:怎样解伏安法测电阻的实验问题
【提分秘籍】
(1)根据公式,要测量一个未知电阻的阻值,需要测出这个电阻两端的电压和通过它的电流,所以需要用到电压表和电流表。用电压表和电流表测电阻的方法叫“伏安法”。
(2)在测定值电阻的阻值时,多次测量求平均值可以减小测量误差。
(3)一个灯泡的电阻大小由灯丝的长度、横截面积和材料决定,同时还与温度有关,所以灯泡在不同工作状态下(温度不同),电阻是不同的,如果要测量一个灯泡的电阻,则不能用多次测量求平均值的方法。
【特别提示】实验注意事项
①连接电路时,开关要处于断开状态。
②若定值电阻的阻值已知,可采用估算法选择电流表、电压表的量程;若定值电阻的阻值未知,则需采用试触法选择电流表、电压表的量程。
③电压表、电流表的正、负接线柱接法要正确,让电流“正进负出”。
④滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式接入电路。闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大。
【典例剖析】
【典例6】(2024·山东淄博·中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时的电阻约为9Ω)。
(1)图甲是小明连接的电路,请指出不妥之处: ;
(2)重新连好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,将数据及现象记录在表格中。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.16
不亮
2
1.3
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
明亮
5
3.0
0.36
耀眼强光
①实验多次测量的目的是 ;
②第4次实验时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;接下来要完成第5次实验,滑片应向 移动;
③通过实验发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率 ,小灯泡越亮;
④小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是 ;
(3)完成实验后,小明取一个阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为 V;
②断开开关S,保持滑片P位置不变, ,再闭合开关,记录电压表示数;
小灯泡正常发光时的电阻 (用所测的量和已知量表示)。
【变式6-1】(2025·吉林长春·一模)小飞要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,选取电压是6V的电源。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整;(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 端;(填“左”或“右”)
(3)图乙中,小灯泡的I-U图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随 的变化而变化,小灯泡的额定功率是 W;
(4)小飞又取来阻值是600Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5Ω的未知电阻R1,用如图所示的电路来测量R1的阻值,小飞的实验方案如下:
a.闭合S1,断开S2,读出电压表的示数是U1,
b.闭合S1和S2,读出电压表的示数是U2,
则电阻R1= (用U1、U2和R0表示),小飞的实验方案 (填“能”或“不能”)准确测得电阻R1的阻值,理由是 。
【变式6-2】(2025·新疆·一模)利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,己知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉 ,闭合开关前,需将滑片移至左端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为 A;
(4)继续移动滑片,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为 Ω。
攻略七:怎样解电阻的特殊测量问题
【提分秘籍】
在伏安法测电阻的实验中,若缺少一只电流表或一只电压表。可用定值电阻(或电阻箱)来代替。
(1)当没有电流表时,用定值电阻与电压表替代电流表.即采用“伏阻法”。将定值电阻(或滑动变阻器)与未知电阻事联,利用串联电路电流处处相等的特点,计算出通过定值电阻的电流,此电流即为通过待测电阻的电流,然后再测出待测电阻两端的电压,利用即可求出待测电阻的阻值。
(2)当没有电压表时,用定值电阻与电流表替代电压表,即采用“安阻法”。将定值电阻与待测电阻并联,利用并联电路各支路两端电压相等的特点,计算出定值电阻两端的电压,即可知道待测电阻两端的电压,然后用电流表测出待测电阻的电流,根据求得待测电阻的阻值。
(3)用电阻箱代替待测电阻,使电压表(或电流表)示数相同,则电阻箱与待测电阻效果一样,即电阻大小相等,这里应用了等效替代法。
【典例剖析】
【典例7】(2024·山东泰安·中考真题)某同学利用有关器材测量定值电阻的阻值。可选用的器材有电源(电压恒为)、三个滑动变阻器(规格分别为a:“”、b:“”和c:“”)、电流表(有,两个量程)、电压表(有,两个量程)、开关、导线等。该同学根据甲电路图,进行了正确的实验操作,当滑动变阻器滑片P处于中间位置附近时,电表示数如乙图所示。请你根据以上信息回答问题:
(1)实验中选择的滑动变阻器是 (选填“a”“b”或“c”);
(2)乙图中电压表的示数为 ,电流表的示数为 A,本次测量的阻值为 (精确到);
(3)请根据甲电路图,正确选择电表量程,用笔画线代替导线,完成图丙所示实物图的连接 ;
(4)该同学进行了实验创新,利用阻值为的定值电阻和电压表等器材,测量的阻值。设计了如丁图所示的电路,经检查无误后进行实验。请将实验过程补充完整:
①闭合开关、,断开开关,读出电压表的示数,记为;
②保持处于闭合状态,断开开关,闭合开关,使电压表测 (选填“”或“”)两端电压,记为;
③用已知物理量和测量量的符号表示出的电阻, 。
【变式7-1】(2024·河南洛阳·一模)如图甲为探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中连接的部分实物图。
(1)用笔画线代替导线将图甲连接完整,要求滑片向右滑动时电流表示数变大 ;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,则电路故障可能是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路;
(3)排除故障后,将实验测得的数据记录在下表中,第5次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A。请在图丙的坐标纸中描点画出I-U图像 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
0.48
(4)分析图象可得: 时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)实验结束后,同学们利用原有器材,增加了一个开关,设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值,请将下列实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器R的滑片滑到最右端,断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表的示数分别为U和I1;
②保持滑动变阻器R的滑片位置不变,闭合开关S2,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),调节R使电压表的示数仍为U,此时电流表的示数为I2;
③则电阻Rx= (用I1、I2和U表示)。
【变式7-2】(2024·贵州黔东南·模拟预测)小明和小华在进行“测量定值电阻的阻值”实验,器材有:干电池两节,开关、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω 1.5 A)、电阻箱(0 ~9999Ω )各一个,待测电阻 R1 、R2 ,导线若干。
(1)连接电路前,他们发现电流表指针如图甲所示,于是他们将电流表指针调至 ;
(2)①图乙是他们连接的测量R1阻值的部分电路。请用笔画线代替导线,将电路补充完整 (要求滑动变阻器的滑片向左滑动电流表的示数变大);
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于最 (选填“左”、“右”)端;
③闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其故障是 ;
④测量R1阻值的过程中,老师提醒他们要尽量缩短通电时间,并用较小的电流来测量,这样做的理由是: ;
(3)为测量电阻R2的阻值,他们在已连接好的图乙的电路中,用R2替换R1接入电路。测量过程中,发现电流表示数始终小于分度值。于是,他们按照如图丙所示的电路图,重新连接了电路,闭合开关后,改变电阻箱接入的阻值进行多次测量。记录下电阻箱的阻值R及对应的电压表示数U,并根据记录的数据绘制出图像丁图,则所测电阻R2的阻值为 Ω。
一、单选题
1.(2024·陕西·中考真题)小明在课外实践活动中设计了一款台秤,其显示端由电压表表盘改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,关于该台秤的分析正确的是( )
A.保持阻值不变,被测物体质量变小时,电路中电流变大
B.保持阻值不变,被测物体质量变大时,电压表示数变小
C.若需要使台秤的分度值变小,可以将滑片向左滑动
D.若台秤测量值偏小,可以将滑片向右滑动进行校准
2.(2024·四川巴中·中考真题)如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W D.闭合S时,电路的总功率为6W
3.(2024·四川巴中·中考真题)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片逐渐向左移动。下列说法正确的是( )
A.电压表示数增大 B.电流表示数减小
C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电压表与电流表示数的比值变小
4.(2024·江苏常州·中考真题)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A.B.C.D.
5.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A.浓度增大,电流表示数变小 B.浓度增大,电压表示数变小
C.浓度减小,电流表示数变大 D.浓度减小,电压表示数变小
6.(2024·黑龙江绥化·中考真题)如图所示电路中,是定值电阻,是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中,正确的是( )
A.电压表和电流表的示数都增大
B.电压表和电流表示数的比值增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数增大,电压表示数减小
7.(2024·新疆·中考真题)如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V;移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为( )
A.5Ω B.6Ω C.7Ω D.8Ω
8.(2024·江苏扬州·中考真题)如图所示,电源电压恒为6V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减小。电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,当电压表示数为2.4V时,电流表示数可能是( )
A.小于0.18A B.等于0.18A
C.大于0.18A,小于0.2A D.大于0.2A,小于0.24A
9.(2024·山东临沂·中考真题)如图所示电路的电源电压为9V,电流表使用0~0.6A量程,电压表使用0~3V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A。为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于( )
A.20Ω B.10Ω C.8Ω D.5Ω
10.(2024·四川遂宁·中考真题)噪声污染是当代社会四大污染之一,若青少年长期处于噪声环境中会影响身心健康。为了监测噪声的强弱,同学们找来定值电阻、声敏电阻R(阻值会随声音强弱发生变化)、电流表、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置,其中R的阻值随声音强弱变化的关系如甲图所示,该装置电路如乙图所示。在某次测试中,当噪声80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声50dB时,电流表示数为0.2A。下列选项正确的是( )
A.电路中的电流随声音强度增大而减小 B.阻值是15Ω
C.电源电压10V D.当电流表示数0.3A,噪声强度为60dB
二、填空题
11.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)小明想探究“电流与电阻的关系”,某次测量时电流表的示数如图甲所示,此时电流为 A;经过测量多组数据后绘制出I-R图像如图乙所示,由图像得到的结论是 。
12.(2024·天津·中考真题)在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合开关,当滑片P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω。
13.(2024·安徽·中考真题)在“测小灯泡的电阻”实验中,小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U图像如图所示。则由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
14.(2024·福建·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻的温度降低时,电压表的示数 ,电压表的示数与电流表A的示数之比 。(均填变化情况)
15.(2024·山东临沂·中考真题)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻的阻值为 Ω,电源电压为 V.
16.(2024·重庆·中考真题)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻大于5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω;1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S、接1,在电路安全的情况下,变阻器允许接入电路的最大阻值为15Ω,则电源电压为 V;若闭合开关S、接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻的阻值为 Ω。
三、实验题
17.(2024·山东青岛·中考真题)小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系.电源电压为,三个定值电阻阻值分别为和,两个滑动变阻器规格分别为“”和“”。
(1)图甲电路连接不完整,请用笔画线代替导线将电路连接完整 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填“左”或“右”)端。
(3)正确连接电路后,小明依次使用三个定值电阻进行实验.每次更换定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数与前二次实验相同,记录相应电流表示数,绘制出图像如图乙所示,实验中电压表的示数为 V。
(4)小明找来一个未知阻值的电阻,重复上述实验,电流表表盘如图丙所示,其示数为 A,该电阻的阻值为 。
(5)根据以上实验数据,实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 。
18.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“”,用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)连接电路时,开关应 ,试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电压表发生了 故障;
(3)纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,示数为 A,小灯泡额定功率为 W;
(4)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻(、、、,各一个)探究电流和电阻关系,为了能完成实验,控制电压表示数可能是 。
A.1.7V B.2.2V C. 2.7V
19.(2024·甘肃兰州·中考真题)小林用如图甲所示的电路“探究电流与电阻之间的关系”。实验器材如下:电压恒为4.5V的电源一个,电流表、电压表各一个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器两个:(10Ω,2A)、(20Ω,1A),开关一个,导线若干。
(1)若小林选择器材、连接电路均正确,闭合开关后发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,两电表均无示数,取下电压表,使其分别接触电路中的a、b两点,c、d两点和d、e两点时,电压表均无示数,由此可判断电路中发生的故障可能是 ;
(2)排除故障后,小林在c、d两点间依次接入5Ω、10Ω、15Ω、25Ω和30Ω的定值电阻,得到表中的五组数据,完成实验并得出实验结论,则他选用的滑动变阻器是 (选填“”或“”);
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
25
30
I/A
0.60
0.30
0.20
0.12
0.10
(3)实验中,小林将25Ω的定值电阻换成30Ω接入c,d两点间后,直接闭合开关,电压表的示数会 (选填“变大”或“变小”),接下来他应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表的示数为 V;
(4)小林又设计了如图乙所示的电路测量未知电阻的阻值,已知电流表的量程为0~0.6A,电源电压恒为4.5V,他先将A、B两点直接用导线连接,调节滑片P,当电流表的示数为0.6A时,保持滑片P的位置不动,再将未知电阻接入A、B之间,此时发现电流表的指针恰好指在刻到度盘的正中央位置,则的阻值为 Ω。
四、计算题
20.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)如图甲所示,是L1、L2两个灯泡的图像,请根据图像所给信息进行计算:
(1)若两灯泡串联在电路中(如图乙所示),此时电流表的示数为0.3A。求此时两灯泡的电阻;
(2)保持电源电压不变,将两灯泡的连接方式改为并联(如图丙所示),求此时电流表的示数。
21.(2024·江苏宿迁·中考真题)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为,为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为,为电阻箱。将滑片旋转至处,调节的阻值,使电路中电流为0.6A。
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电流表示数为0.3A,求此时电压表示数;
(3)为能满足测量的要求,重新调节电阻箱,求满足要求的的最小阻值。
22.(2024·广西·中考真题)公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为5Ω。求:
(1)当R的阻值为35Ω时,电路的电流;
(2)当通过电路的电流为0.4A时,地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。
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