2025年中考物理复习必考知识点专题突破--电功率、家庭电路

2025年中考物理复习必考知识点专题突破—— 电功率、家庭电路 一、知识点复习 知识点一：电能 1. 电功： （1）定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W （2）单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J 电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 （3）公式： ①W=UIt U= I= t = ②W=I2Rt I2= I = R= t = ③W=t U2= U = R = t = ④W=UQ U= Q = ⑤ W=Pt P= t= （4）公式中的物理量： W—电能—焦耳（J） U—电压—伏特（V） I—电流—安培（A） t—时间—秒（s） R—电阻—欧姆（Ω） Q—电荷量—库伦（C） P—功率—瓦特（W） 2. 电能表： 测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。 表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。 “220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。 “10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。 “50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用； “600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。 拓展：用电能表测量电路消耗电能的方法 a．消耗电能较多时，电能表的计数器在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内所消耗电能的总量．（最后一位表示小数点后第一位） b．消耗电能较少时，可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能．如参数为Nr/（kW·h）的电能表，转盘转n转消耗的电能为W＝ kW·h或W＝×3.6×106 J. 3. 串并联电路电功特点： （1）在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和； （2）串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即=; （3）并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即=（各支路通电时间相同）。 【拓展】1.应用电功的计算公式W＝UIt时的注意事项 （1）W、U、I、t四个物理量应该是同一个用电器或同一段电路在同一段时间内对应的值． （2）W、U、I、t四个物理量的国际单位分别是焦（J）、伏（V）、安（A）、秒（s）． 2．串、并联电路中电功的分配关系 串联 电路 电流通过各电阻所做的功与其电阻值成正比 ＝＝ 并联 电路 电流通过各电阻所做的功与其电阻值成反比 ＝＝ 知识点二：电功率 1. 电功率： （1）定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。 （2）物理意义：表示消耗电能的快慢。 （3）符号：P （4）单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W （5）电功率的定义式：P= W=Pt t= 第一种单位：P—电功率—瓦特（W）；W—电功—焦耳（J）； t—通电时间—秒（s）。 第二种单位：P—电功率—千瓦（kW）；W—电功—千瓦时（kW·h）；t—通电时间—小时（h）。 2. 串并联电路电功率特点： （1）在串联电路和并联电路中，总功率等于各用电器电功率之和； （2）串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成正比，即=; （3）并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成反比，即=。 3. 用电器的额定功率和实际功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。 （2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 （3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 （4）用电器实际工作时的三种情况： ①U实<U额 P实<P额—用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）； ②U实>U额 P实>P额—用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）； ③U实=U额 P实=P额—用电器正常工作。 电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。 灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。 额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。 将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。 拓展：额定功率P额与实际功率P实的区别和联系 功率 额定功率P额 实际功率P实 区别 是唯一的，不随实际电压的改变而改变 不是唯一的，不同的电压值，对应的实际功率不相同 联系 对于特定的用电器， 当U实＝U额时，I实＝I额，则P实＝P额，用电器正常工作； 当U实>U额时，I实>I额，则P实>P额，用电器易损坏； 当U实<U额时，I实<I额，则P实<P额，用电器不能正常工作 （5）串并联电路P实与R大小的关系 项目 串联电路 并联电路 P实与R的关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大 并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大 灯泡发光亮度 实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮 通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮 电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮 串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗 并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变 知识点三：测量小灯炮的电功率 1. 伏安法测小灯泡的功率 （1）实验原理： （2）实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。 （3）实验电路图 （4）实验步骤： ①按电路图连接实物。 ②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。 ③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 ④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 （5）实验表格： 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 发光情况 1 2 3 （6）注意事项： ①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大； ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程； ③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路； ④不需要计算电功率的平均值。 知识点四：焦耳定律 1. 电流通过导体时电能转化成热（电能转化为内能），这个现象叫做电流的热效应。 2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。（英国物理学家焦耳） 3. 定义式：Q=I2Rt I2= R= t = 4. 导出式：①Q=UIt U= I= t = ② Q=t U2= U = R = t = ③Q=Pt P= t= Q—热量—焦耳（J）； I—电流—安培（A）； R—电阻—欧姆（Ω）； t—通电时间—秒（s）； P—电功率—瓦特（W）； U—电压—伏特（V）。 5. 有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=Uit Q=t Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 6. 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 7. 防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 8. 串并联电路电功特点： （1）在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和； （2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即=; （3）并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=（各支路通电时间都相同）。 9 电热的利用和防止 （1）利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器． （2）防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇． 知识点五：家庭电路 1. 家庭电路的组成：家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、电灯、插座、导线等组成。 2. 家庭电路中各部分电路及作用： （1）进户线：进户线有两条，一条是端线，也叫火线，一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。火线与地面间的电压为220V。正常情况下，零线之间和地线之间的电压为0V。 （2）电能表：电能表安装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。 （3）闸刀开关：闸刀开关安装在家庭电路的干路上，控制整个电路的通断。 （4）保险丝： 电路符号： 材料：保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。（原因：保险丝电阻较大，使得电能转化为热的功率比较大，保险丝温度易升高，达到熔点后就自动熔断。） 保险丝规格：保险丝越粗，额定电流越大。 选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。 连接：保险丝应串联在家庭电路的干路上，且一般只接在火线上。 注意事项：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。 电能表、闸刀开关和保险丝是按照顺序依次连接在家庭电路干路上的。 （5）插座 种类：常见的插座有二孔插座（下图左）和三孔插座（下图右）。 安装：把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。（万一用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏，使外壳带电，电流就会流入大地，不致对人造成伤害。） E N L 接地线 接火线 接零线 （6）用电器（电灯）和开关： 家庭电路中各用电器是并联的；开关和用电器串联，开关必须串联在火线中；与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。 （7）测电笔：用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线，手必须接触笔尾的金属体。用试电笔测火线时氖管会发光；测零线时不会发光。 3. 家庭电路中触电的原因：一是站在地上的人触到火线（单线触电），二是站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线（双线触电）。 4. 触电急救常识：发现有人触电，不能直接去拉触电人，应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时，要首先切断电源，决不能带电泼水救火。为了安全用电，要做到不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 二、专题练习 一、单选题 1．关于安全用电，下列说法不正确的是（　　） A．在高压线附近可以放风筝 B．家用电器金属外壳要接地 C．电线接头接触不良，可能引发火灾 D．家庭电路着火，首先要切断电源 2．如图，某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S，LED灯发光、电风扇正常工作，用试电笔检测插座，只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障，电风扇停止工作，LED灯仍发光，用试电笔检测插座两孔，氖管均发光。下列说法中正确的是（    ） A．电风扇短路 B．甲输电线为火线 C．电风扇与LED灯是串联关系 D．甲输电线上的b、c两点之间断路 3．如图所示的电路中，灯泡L的电阻随功率的增大而增大。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移动到滑动变阻器的某个位置，发现灯泡恰好正常发光，则把滑片P向滑动变阻器的a端缓慢移动时，下列判断正确的是（    ） A．灯泡变暗，电压表示数变小 B．灯泡变亮，电流表示数变大 C．灯泡变暗，电压表示数和电流表示数的比值不变 D．灯泡变亮，电压表示数和电流表示数的比值不变 4．某物理小组在实验室发现了一个有趣的电子元件，从说明书知道，元件的电阻值与其两端的电压值有关。在老师的指导下，同学们得到了元件的I-U关系如图甲“b”所示，小明利用图乙，画出图甲中的“a”图像。则下列说法不正确的是（　　） A．当元件两端电压为90V时，消耗的电功率为108W B．定值电阻的阻值是 C．小明把与串联后接到电源电压为220V的电路中，则电路中的电流为1.1A D．与串联后整个电路的实际功率为121W 5．“珍爱生命，注意安全”，下列做法中符合安全用电原则的是（　　） A．发生触电事故时，应尽快用手将触电人拉开 B．用电器失火时，先用水灭火，再切断电源 C．在山区遇雷雨时，不可以靠在大树下避雨 D．发现高压输电线掉落在地面时，可以走近用木棍挑开 6．如图所示是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（　　） A．保险丝的额定电流越大越安全 B．闭合开关S灯泡不亮，可能是开关短路了 C．地线和零线之间的电压是220V D．电冰箱连入三孔插座后，电灯与电冰箱是并联 7．如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列选项对图像信息判断错误的是( ) A．甲是一个定值电阻，阻值为5Ω B．当乙两端的电压为2.5V时，其阻值为5Ω C．将甲和乙串联，若电路中电流为0.3A。则电路的总功率为0.6W D．将甲和乙并联，若电源电压为1V，则干路中的电流为0.3A 选择理由： 8．安全用电是每一位公民的必备素养，下列做法正确的是（　　） A．使用测电笔检查电路时，手不能触碰到笔尾金属体 B．电动自行车可以在相对密闭的楼道中充电 C．了解家庭电路中总开关位置，学会在紧急情况下断开总开关 D．手机充电结束后，充电器可一直插在通电的插座上 9．将灯L和变阻箱R串联接到电压恒为U的电源两端，灯的电功率为16W；变阻箱R的阻值变成2R，灯L消耗的电功率为9W；若变阻箱的阻值变为4R，则灯L消耗的电功率为（灯丝电阻不变）（　　） A．6.4W B．4W C．3.6W D．1W 10．关于家庭用电，下列符合安全用电原则的是（　　） A．使用试电笔时手应接触笔尾的金属体 B．用湿手拨动开关 C．人站在干燥的木凳上，双手同时触摸火线和零线 D．多个大功率的用电器同时使用 11．如图甲所示，电源电压保持不变，灯泡L的额定电流为0.3A，闭合开关S，调节滑片P从一端滑至另一端的过程中，电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示，在此过程中灯泡不会烧坏，下列说法中正确的是（   ） A．电源电压为12V B．滑动变阻器的最大阻值是20Ω C．灯的额定电压是2.5V D．灯的额定功率是0.6W 12．小源买了一盏LED台灯，这种台灯亮度大、耗电少且保护眼睛。这种台灯正常工作时的电流约为40mA，正常工作时的功率约为（　　） A．10W B．20W C．40W D．60W 13．下列四幅图中符合安全用电原则的是（　　） A．将冰箱外壳接地 B．用湿布擦带电的插座 C．多个大功率用电器同时使用 D．雷雨天在大树下躲雨 14．小明发现教室里的空调的额定功率比护眼灯更大，这是因为空调具有（　　） A．更大的电阻 B．更大的电流 C．更长的使用时间 D．更高的电压 15．如图是小红家中电路的一部分，图中和位置接入的是开关和灯泡。小红闭合开关后（其他用电器均断电），灯泡亮了一段时间后熄灭，她用试电笔分别测试了图中插座的两个孔，发现试电笔氖管都能发光。若故障只有一处，下列说法中正确的是（　　） A．应该在处接开关，处接灯泡 B．该故障是灯泡的灯丝烧断了 C．该故障是零线、两点间发生断路 D．若此时站在地上的人接触点，会有触电危险 二、填空题 16．为了抵御极寒，小胡同学购买了某种品牌的暖手宝，如图所示。暖手宝正常工作时，将电能转化为内能，发热后再通过 方式给人手供暖。该型号暖手宝额定功率为4W，电池容量为，充放电时的电压均为5V，若不考虑能量的损失，则正常工作一小时，该暖手宝消耗的电能为 J。 17．如图所示是小颖家的电能表，当只有空调工作时，她观察到电能表的转盘1min转30转，该空调1小时消耗的电能为 kW•h，可供“220V 40W”的电灯工作 h。空调遥控器是通过 （选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）来控制空调的。 18．如图所示，为某品牌空气炸锅加热部分的简化电路图。定值电阻R1和R2为发热体，通过开关S1的通断和单刀双掷开关S2在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个挡位的调节。当空气炸锅为低温挡时，开关S1是 （选填“断开”或“闭合”）状态。 19．根据《“十四五”可再生能源发展规划》，预计到2025年我国可再生能源年发电量达3.3×l012千瓦时左右，为了实现上述目标，需要大力发展风能发电和太阳能发电。其中3.3×l012千瓦时= 焦耳。 20．电工用如图方法检验家庭电路有无故障情况。先在进户线的干路上串联一个标有“220V,40W”的检验灯L1， 然后闭合总开关，若发现L1正常发光，则说明家庭电路L2 （“有”、“没有”）短路情况。 三、实验题 21．实验小组在“测量小灯泡额定功率”的实验中，用到的实验器材有：电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时灯丝的电阻约为12Ω）、滑动变阻器、开关和若干导线。 (1)请根据实验要求将图甲所示的电路连接完整（导线不能交叉）； (2)电路连接完整，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“A”或“B”）端； (3)小组同学将电路连接无误后闭合开关，观察到小灯泡不亮且电流表有示数、电压表示无数，电路中只有一处故障，则故障可能是灯泡 ； (4)排除故障后，闭合开关，电压表示数为1.8V，此时应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W； (5)小组同学测量另一个灯泡正常发光时的电功率，电压表意外损坏，经讨论后，选用阻值为R0的定值电阻进行实验，设计如图丙所示的电路，已知灯泡额定电压为U额。请将实验步骤补充完整： ①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ； ②保持滑动变阻器的滑片P不动，只闭合开关S、S2，读出电流表的示数为I； ③小灯泡正常发光时的电功率PL＝ 。（用U额、I、R0表示） 22．某实验小组在做“测量小灯泡电功率”的实验中，所用电源电压为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。 (1)请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接 （要求：连线不得交叉，电流表量程要正确）； (2)实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)纠正失误后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动； (4)闭合开关，调节滑动变阻器换片P，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示，则待测灯泡的额定功率为 W。 23．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压U额为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）： (1)同组的小红发现电路连接有错误，如果此时闭合开关，小灯泡不发光。请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确 。为能顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用 （填字母）； A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器           B．“20Ω 0.5A”的滑动变阻器 (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是 ； (3)排除故障，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动； (4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示。分析图像可知： ①该小灯泡正常发光时的额定功率为 W； ②小灯泡灯丝的电阻是变化的，主要是受 变化的影响； (5)完成上述实验后，小明在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图像，设计出了一个测未知定值电阻的电路，如图丁所示。请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤： ①开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片至电流表的示数I为0.2A； ② 。 ③表达式：Rx= （用已知量和所测量的字母符号表示）。 四、计算题 24．图甲是某型号煮茶器内部电路原理图，具有加热和保温两个功能，其正常工作时电功率与时间的关系图像如图乙所示。    (1)求煮茶器正常工作烧热水10min消耗的电能； (2)求煮茶器正常工作时保温电阻的阻值； (3)假设煮茶器的加热效率是70%，则10min内可以把1kg初温为多少摄氏度的水刚好烧开？[水的比热容，当地大气压为1个标准大气压] 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年中考物理复习必考知识点专题突破—— 电功率、家庭电路 一、知识点复习 知识点一：电流与电压、电阻的关系 1. 欧姆定律 （1）内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。（德国物理学家欧姆） （2）公式： I = R= U=IR U—电压—伏特（V）；R—电阻—欧姆（Ω）；I—电流—安培（A） （3）使用欧姆定律时需注意：R=不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度，其大小跟导体的电流和电压无关。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。 拓展：对欧姆定律的理解 1．U＝IR电压与电流成正比，电压是形成电流的原因（电阻不确定）． 2．R＝ 此变形式只是提供一种测量、计算电阻的方法，电阻的大小与电压和电流无关． 2. 电阻的串联和并联电路规律的比较 串联电路 并联电路 电流特点 串联电路中各处电流相等 并联电路的干路总电流等于各支路电流之和 电压特点 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和 并联电路中，各支路两端的电压相等，且都等于电源电压 电阻特点 串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和； 若有n个相同的电阻R0串联，则总电阻为； 把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。 并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和； 若只有两个电阻R1和R2并联，则总电阻R总=； 若有n个相同的电阻R0并联，则总电阻为； 把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积，所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。 分配特点 串联电路中，电压的分配与电阻成正比= 并联电路中，电流的分配与电阻成反比 = 电路作用 分压 分流 *电路（串联、并联）中某个电阻阻值增大，则总电阻随着增大；某个电阻阻值减小，则总电阻随着减小。 拓展：欧姆定律在串、并联电路中的应用 1．串联电路电阻和电压的定性关系 （1）串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn. （2）串联电路的电压：＝，＝. 即U＝U1＋U2. 2．并联电路电阻和电流的定性关系 （1）并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的 倒数之和 . 即＝＋＋…＋. （2）并联电路的电流：＝，＝. 即I＝I1＋I2. 知识点二：测量小灯泡的电阻 1. 伏安法测量小灯泡的电阻 （1）实验原理：R= （2）实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。 （3）实验电路： （4）实验步骤】 ①按电路图连接实物。 ②检查无误后闭合开关，使小灯泡发光，记录电压表和电流表的示数，代入公式R=算出小灯泡的电阻。 ③移动滑动变阻器滑片P的位置，多测几组电压和电流值，根据R=，计算出每次的电阻值，并求出电阻的平均值。 （5）实验表格： 次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 平均值R/Ω 1 2 3 （6）注意事项 ①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大； ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程； 1 滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路。 二、专题练习 一、单选题 1．将额定电压为6V的灯泡L与规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器接入如图甲所示的电路，电源电压恒定不变。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动，直到小灯泡正常发光为止，图乙是电流表与电压表示数的I-U图像，则下列判断正确的是（　　） A．电源电压为6V B．当滑片P移到b端时，小灯泡正常发光 C．当电压表示数为1V时，小灯泡的功率为1.2W D．当滑动变阻器的电阻为6时，小灯泡的功率为2W 【答案】D 【详解】由图得，灯泡、变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路的电流。 A．当滑片P在a端时，变阻器接入电路中电阻最大为30Ω，此时电路电阻最大，电路电流最小，为0.2A，电压表示数为1V，由串联电路电压特点与欧姆定律得，电源电压为 故A错误； B．灯泡的额定电压小于电源电压，则当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻不为0，滑片P不在阻值为0Ω的b端时，故B错误； C．当电压表示数为1V时，灯泡的电流为0.2A，小灯泡的功率为 故C错误； D．由图得，当灯泡的电压为4V时，电路电流为0.5A，此时变阻器的电压为 由欧姆定律得，此时滑动变阻器接入电路中的电阻为 符合题意，此时小灯泡的功率为 故D正确。 故选D。 2．如图甲所示的电路中， 为定值电阻，为滑动变阻器，电源两端电压保持恒定不变。闭合开关S，改变滑片P的位置，两电压表的示数与电流表的示数对应关系的图象分别表示在图乙所示的坐标系中。下列说法中正确的是（    ） A．当滑片移至a端时，对应的是图乙中的C点 B．当滑片移至b端时，电路中的电流为2A C．的阻值为1Ω，电源的电压为12V D．滑动变阻器接入电路的范围是0-9Ω 【答案】C 【详解】分析电路可知，、、串联，电压表测、总电压，电压表测电压，电流表测电路电流。根据串联电压规律，电压表示数大于示数，所以图线BC是电压表示数与电流表的示数对应关系的图像，图线AB是电压表示数与电流表的示数对应关系的图像。 A．滑片移至a端时，，此时总电阻最小，根据，电路中电流最大，所以对应的是图乙中的B点，故A错误； B．当滑片移至b端时，最大阻值接入电路，此时总电阻最大，根据，电路中电流最小，由图像可知，操作过程中最小电流为1A，故B错误； C．由乙图可知，电流最大为3A时，电压表示数为3V，电压表示数为3V，则的阻值为 则电源电压为   ① 电流最小为1A时，电压表示数为9V，则电源电压为   ② 联立①②，解得电源电压，。故C正确； D．电路最大总电阻为 则滑动变阻器接入电路的阻值最大为 电路最小总电阻为 则滑动变阻器接入电路的阻值最小为 所以滑动变阻器接入电路的范围是0-8Ω，故D错误。 故选C。 3．如图所示是小明为某仓库设计的温度报警电路。为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化，为可调电阻，温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列说法正确的是（    ） A．的阻值随温度的升高而增大 B．温度升高过程中，电磁铁磁性增强 C．电磁继电器是利用电流的热效应工作 D．若控制电路电源电压降低，报警温度将降低 【答案】B 【详解】AB．根据题意，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，说明衔铁被吸下来，说明电磁铁的磁性增强，控制电路中的电流变大，电阻变小，即的阻值随温度的升高而减小，故A错误，B正确； C．电磁继电器是利用电流的磁效应工作，故C错误； D．若控制电路电源电压降低，控制电路工作时的电流不变，根据可知，的阻值会变小，报警温度将升高，故D错误。 故选B。 4．如图所示的电路中，灯泡L的电阻随功率的增大而增大。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移动到滑动变阻器的某个位置，发现灯泡恰好正常发光，则把滑片P向滑动变阻器的a端缓慢移动时，下列判断正确的是（    ） A．灯泡变暗，电压表示数变小 B．灯泡变亮，电流表示数变大 C．灯泡变暗，电压表示数和电流表示数的比值不变 D．灯泡变亮，电压表示数和电流表示数的比值不变 【答案】A 【详解】由图可知，变阻器和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移动到滑动变阻器的某个位置，发现灯泡恰好正常发光，则把滑片P向滑动变阻器的a端缓慢移动时，变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由可知电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由U=IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表的示数变小，由P=UI可知灯泡的电功率变小，灯泡变暗，灯泡的温度降低，灯泡的电阻变小，由可知电压表示数和电流表示数的比值等于灯泡的电阻，此时电压表示数和电流表示数的比值变小，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．某物理小组在实验室发现了一个有趣的电子元件，从说明书知道，元件的电阻值与其两端的电压值有关。在老师的指导下，同学们得到了元件的I-U关系如图甲“b”所示，小明利用图乙，画出图甲中的“a”图像。则下列说法不正确的是（　　） A．当元件两端电压为90V时，消耗的电功率为108W B．定值电阻的阻值是 C．小明把与串联后接到电源电压为220V的电路中，则电路中的电流为1.1A D．与串联后整个电路的实际功率为121W 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，元件两端电压为90V时，通过的电流为1.2A，则消耗的电功率为 故A正确，不符合题意； B．由图乙可知，当滑片位于最上端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路为的简单电路，此时电路中的电流最大，由图像可知，电路中的电流为2.2A，则定值电阻的阻值 故B正确，不符合题意； CD．把与串联，当电路中的电流为1.1A时，由图像可知两端电压为110V，此时定值电阻的电压为 根据串联电压规律，此时电源电压恰好为 符合题意，所以小明把与串联后接到电源电压为220V的电路中，则电路中的电流为1.1A，此时整个电路的实际功率为 故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 6．如图甲是“探究电流与电阻关系”的实验电路图，电源电压为4V恒定不变，定值电阻有、、、、，通过实验绘制出了如图乙所示的图象，则下列说法中正确的是（    ） A．该实验过程中，R两端电压不断减小 B．R从换成后，应将滑片P向右移 C．本实验滑动变阻器的规格可以是“，” D．实验结论：在电压一定时，导体的电阻与电流成反比 【答案】B 【详解】A．探究电流与电阻关系时，要控制电阻两端电压不变。若电压变化，则无法得出电流与电阻的定量关系。因此R两端电压应保持恒定，故A错误； B．由图甲可知，定值电阻和滑动变阻器串联，R从5Ω换成10Ω后，电路总电阻增大，电流减小。若滑片位置不变，滑动变阻器分压减小，导致R两端电压变大。 为控制R两端电压不变，需增大滑动变阻器接入电阻，即滑片P向右移动。故B正确； C．由图乙可知，实验中控制R两端电压为UR=0.5A×5Ω=2.5V，则滑动变阻器分压U滑=4V−2.5V=1.5V。当R=25Ω时，电路电流 ， 滑动变阻器接入电阻。 规格“10Ω，1A”的滑动变阻器最大阻值仅为10Ω，无法满足R=25Ω时的分压需求。故C错误； D．实验探究的是电流与电阻的关系，实验结论应为“电压一定时，电流与电阻成反比”，而非“电阻与电流成反比”。 电流是因变量，电阻是自变量，表述需符合科学逻辑。 故D错误。 故选B。 7．用如图所示的电路来探究电流与电阻的关系，已知电源电压不变，正确操作，得出多组实验数据，实验时，R1两端电压、功率分别为U1和P1，电路的总功率为P。根据实验数据描绘的相关图像如下，其中符合实际的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．探究电流与电阻的关系，要接制R1两端电压U1不变，U1为定值而不是随R1增大而增大，故A不符合题意； B．电路是R1与R2串联，U1不变时，R1增大，根据串联电路分压原理，R2也应按比例增大，即 而，故，因是定值，故R2与R1成正比，图像为过原点直线，故B符合题意； C．由于，U1不变，P1与R1成反比，图像不是直线，故C不符合题意； D．总功率为，P与R1成反比，图像也不是直线，故D不符合题意。 故选B。 8．小明利用如图所示的电路“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”，已知电源电压为且保持不变。实验时，小明将电阻箱的阻值调为后，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为，记下电流表示数；分别将电阻箱阻值调为和继续完成该探究实验。下列说法中正确的是（　　） A．该探究实验的自变量是通过导体的电流 B．该探究实验中滑动变阻器作用是改变导体两端的电压 C．该探究实验可选用最大阻值为的滑动变阻器 D．的阻值由调为后，需要将滑片向A端移动 【答案】C 【详解】A．根据控制变量法原则，在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”的实验中，应控制导体两端电压不变，通过改变接入的导体的阻值大小来改变通过导体的电流，由此可知自变量是导体电阻，故A错误； B．在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，根据控制变量法，要控制导体的电压不变，滑动变阻器的作用是通过移动滑片，保持接入的定值电阻两端的电压不变，故B错误； C．当电阻的阻值为30Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，根据串联分压的知识知道，即，解得R滑=30Ω 即滑动变阻器的最大阻值不小于30Ω，由此该探究实验可选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器，故C正确； D．将10Ω的电阻改装成20Ω的电阻，由分压原理，电阻两端电压增大，为保持电阻两端电压不变，应使电阻两端电压变小，根据串联电路的电压规律知道，应增大滑动变阻器分压，故增大滑动变阻器接入电路的阻值，应向B端移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数不变，故D错误。 故选C。 9．探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。实验过程中，移动滑片，使电压表示数为一固定值，记录电流表示数，多次更换定值电阻重复实验，得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图甲中图线A所示，从而得出结论。在整理器材时，发现电压表指针位置如图乙所示。其他同学通过正确实验操作也进行了上述实验，他们的实验结论一致。下述评估中错误的是（    ） A．该实验遗漏的实验操作是电压表调零（校零） B．实验结束后，应先断开开关，再拆除电源两端的导线 C．遗漏的实验操作并未影响结论，是因为实验时定值电阻两端电压仍保持为定值 D．电压表调零（校零）后重新进行实验，得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图甲中的图线C 【答案】D 【详解】A．整理器材时，发现电压表指针位置如图乙所示，乙图电压表指针没有指在0刻度线处，说明实验前没有对电压表调零（校零），故A正确，不符合题意； B．为避免电源短路，实验结束后，应先断开开关，拆除电源两端的导线后，再拆除其他导线并整理器材，故B正确，不符合题意； C．探究电流与电阻关系，需控制定值电阻两端电压一定，改变定值电阻阻值，所以没有对电压表调零，虽然控制的电压比实际电压小，但在移动滑片过程中始终保持电压表示数不变，即电阻两端电压保持为定值，所以并未影响结论，故C正确，不符合题意； D．之前的实验中电压表指针在零刻度线的右侧，当电压表示数为控制不变的电压时，其实际电压较小，通过的电流较小，得到电流与定值电阻R的倒数关系为图乙中图线A；正确操作重新进行实验，电压表示数(电阻R两端的电压)比之前偏大，在接入相同电阻时测得的电流将偏大，所以此时的关系图像应为图甲中的图线B，故D错误，符合题意。 故选D。 10．如图所示是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　） A．探究电流与电压的关系——保证定值电阻阻值不变 B．探究电流与电阻的关系——调节定值电阻两端电压成倍数变化 C．测量定值电阻的阻值——改变定值电阻电压，多次测量求平均值，减小误差 D．测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压，多次测量求平均电功率 【答案】C 【详解】A．探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变被测电阻两端电压来分析比较电阻一定时，电流和电压之间的关系，故A错误； B．探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变，得出电压一定时，电流与电阻之间的关系，故B错误； C．测量定值电阻的阻值时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差，故C正确； D．在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器的作用是：通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流，可比较不同电压时的电功率不同，小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系，不可以求平均电功率，故D错误。 故选C。 11．灯泡L上标有“6V　6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电源电压为10V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，则下列说法正确的是（　　） A．灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V B．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为1V C．灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而减小 D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为10W 【答案】C 【详解】分析电路可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器电压。 A．灯泡L正常发光时，根据串联电压规律，电压表的示数为 故A错误； B．由图甲可知，当电流表示数为0.4A时，灯泡电压为1V，根据串联电压规律，电压表的示数为 故B错误； C．根据串联电压规律，电压表的示数增大时，灯泡电压减小，由图甲可知，灯泡电流随电压减小而减小，但电流减小的速度增大，根据可知灯泡电阻变小，故C正确； D．由图甲可知，灯泡额定电流为1A，但电流表的量程为“0～0.6A”，所以电路中电流最大为0.6A，则整个电路消耗的最大功率为 故D错误。 故选C。 12．图甲中电源电压为12V，电流表（0~0.6A）、电压表（0~15V）、滑动变阻器标有“？Ω；1A”字样，虚线框内一元件是一个阻值未知的定值电阻或是一个规格为“6V　0.5A”的小灯泡。闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I—U图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．虚线框内元件的电流与电压成反比 B．虚线框内的元件是小灯泡 C．当虚线框内元件的功率为滑动变阻器功率的2倍时，滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω D．调节滑动变阻器，使电路的总功率处于最小状态时，工作10s消耗的电能为32J 【答案】C 【详解】由图甲可知，虚线框内元件和变阻器串联，电压表测变阻器两端电压，电流表测电路电流； AB．由图乙可知，变阻器的电流和电压成一次函数线性关系，根据串联分压规律可知，虚线框内元件的电流和电压也成一次函数线性关系，而灯泡的电阻是变化的，所以虚线框内是定值电阻。由欧姆定律可知，定值电阻通过的电流与两端的电压成正比，故AB错误； C．定值电阻的电阻为 由可知，在串联电路中，电流相等，电功率与电阻成正比。当定值电阻的功率为滑动变阻器功率的2倍时，定值电阻的阻值为滑动变阻器阻值的2倍。此时滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的一半为5Ω。故C正确； D．由于电压表最大量程大于电源电压，则滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处。由图乙可知，滑动变阻器两端的电压最大为Umax=8V，通过电路的最小电流为Imin=0.4A， 此时电路的总功率处于最小状态，工作10s电路消耗的最小电能W=UIt=12V×0.4A×10s=48J 故D错误。 故选C。 13．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡的灯丝电阻不变，是定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由端移到端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压 B．定值电阻 C．小灯泡L的最大功率为2.88W D．滑动变阻器的最大阻值为 【答案】C 【详解】由电路图可知，灯与变阻器R、R0串联接入电路，电压表V1测灯泡两端的电压，V2测灯与变阻器的电压，电流表测电路的电流；如图所示： 将滑动变阻器的滑片P由A端移到B端，变阻器连入电路的电阻变小，串联电路总电阻等于各分电阻之和，由串联电阻的规律可知电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，根据U=IR可知，V1示数变大，故乙中图线b表示电压表V1的示数随电流表示数的变化情况，则乙中图线a表示电压表V2的示数随电流表示数的变化情况，当变阻器连入电路的电阻最大时，电路中电流最小，由图像可知，此时小灯泡两端电压为UL=2.4V，小灯泡和变阻器的电压为8.4V，通过电路的电流为0.3A，灯泡的电阻 因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以此处滑动变阻器两端电压U滑=U2-UL=8.4V-2.4V=6V 因串联电路处处电流相等，所以滑动变阻器接入电路的最大阻值 电源电压U=8.4V+IR0=8.4V+0.3A×R0① 当变阻器连入电路的电阻最小时，由图像可知，小灯泡两端电压U′L=4.8V，电路电流I′=0.6A，电源电压U=4.8V+I′R0=4.8V+0.6A×R0② 联立①②可得，R0=12Ω，U=12V，当变阻器连入电路的电阻最小时，由图像可知，电路中的最大电流是0.6A，小灯泡L的最大功率为PL大=I′2RL=(0.6A)2×8Ω=2.88W 故C正确，ABD错误。 故选C。 14．如图甲所示，电源电压保持不变，灯泡L的额定电流为0.3A，闭合开关S，调节滑片P从一端滑至另一端的过程中，电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示，在此过程中灯泡不会烧坏，下列说法中正确的是（   ） A．电源电压为12V B．滑动变阻器的最大阻值是20Ω C．灯的额定电压是2.5V D．灯的额定功率是0.6W 【答案】D 【详解】闭合开关S，滑动变阻器、灯泡、定值电阻串联接入电路，电压表V1测量L的电压，电压表V2测量R0和L的总电压，电流表测通过电路的电流。 A．滑动变阻器的滑片P在B端时，滑动变阻器接入电路阻值为0，此时R0和灯泡L串联接入电路。根据欧姆定律可知此时电路中电流最大，根据乙图可知此时通过电路的电流为0.4A，电压表V1测量L的电压，示数为4V，电压表V2测量R0和L的总电压，示数为8V，所以电源电压为8V，故A错误； B．由图乙可知，当滑片P在B端时，滑动变阻器接入电路阻值为0时，定值电阻的阻值为 当滑片P在A端时，滑动变阻器接入电阻最大，电路中电流最小，由图乙知，最小电流I小=0.2A，此时V2​示数U2​=3V。根据串联电路电压特点，滑动变阻器两端电压 由可知，滑动变阻器最大阻值，故B错误； C．当电路中的电流为0.3A时，由乙图可知，V2的示数为5V，R0两端的电压为 则灯L的额定电压，故C错误； D．灯L的额定功率，故D正确。 故选D。 二、填空题 15．如图﹣1所示电路，闭合开关，将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中，滑动变阻器两端电压随电路中电流的变化关系如图-2所示，则滑动变阻器的最大阻值为 Ω，电源电压为 V。当电流表示数为0.2A时，R0消耗的电功率为 W。 【答案】 12 1.5 0.12 【详解】[1][2]由图1可知，电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路中电流。滑动变阻器滑片在最右端时，接入电阻最大，电压表示数最大，由图2可知电压表示数为1.2V，电路中电流为0.1A，则滑动变阻器的最大阻值为 电源电压为① 滑动变阻器滑片在最左端时，接入电阻为0，电压表示数为0，由图2可知电路中电流为0.5A，则电源电压为② 解①②得，。 [3]当电流表示数为0.2A时，R0消耗的电功率为 16．社会的进步和发展离不开物理学家们的杰出贡献。首先用实验测出大气压强值的物理家是 ；最早揭示了“通过导体的电流与导体两端的电压之间关系”的物理家是 。 【答案】 托里拆利 欧姆 【详解】[1]科学家托里拆利使用密度很大的水银和长约一米的玻璃管及水银槽，首先用实验测出了大气压值，一标准大气压相当于760mm高水银柱产生的压强。 [2]最早揭示了“通过导体的电流与导体两端的电压之间关系”的科学家是欧姆，通过实验得出的结论是：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。 17．通过灯泡L的电流与其两端电压的关系图像如图甲所示。把该灯泡接入如图乙所示的电路中，闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W；再闭合开关S1，电流表示数变化了0.2A，则该电路中电源电压是 V，电阻R的阻值是 Ω。 【答案】 2 10 【详解】[1]由电路图可知，闭合开关S后，只有L工作，电流表测电路中的电流，由图甲可知，当UL=2V、IL=0.5A时，灯泡的电功率PL=ULIL=2V×0.5A=1W，符合题意，则电源的电压U=UL=2V [2]再闭合开关S1后，L与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，开关S1闭合前后，通过L的电流不变；根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，电流表示数的变化量即为通过R的电流，所以IR=0.2A，R的阻值为 18．某工厂车间一款智能机器人常用于红外测温及消毒工作，如图甲机器人配备多台高清摄像头和红外热成像测温仪，可精准监测车间内工作人员体温度，一旦发现异常即发出警报。如图乙是其内部简化测温报警电路，其中报警器的电阻可忽略，且报警电流大小恒定，电源电压恒定。热敏电阻R随温度变化的规律如图丙所示。 (1)智能机器人的高清摄像头的镜头为 透镜（选填“凹”“凸”）； (2)红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度，而人体皮肤表面温度比腋下温度略低，所以要将图乙电路的报警温度调低一点，故滑动变阻器滑片应向 （选填“左”“右”）移动。 【答案】(1)凸 (2)右 【详解】（1）摄像机利用凸透镜成像规律制作而成，故高清摄像头的镜头为凸透镜。 （2）由丙图可知，报警温度调低时，热敏电阻的阻值对应阻值增大，而最小报警电流的大小不变，由串联电路电阻为各电阻之和可知，故滑动变阻器滑片应向右移动。 19．甲、乙两个电阻分别标有“，”、“，1A”，若将两只电阻串联起来接在电源上，为了保证安全，则电路中的最大电流 A；电源电压最大为 V。 【答案】 8 【详解】[1][2]两电阻串联时，因电路中各处的电流相等，为了保证安全，根据两电阻的规格可知，电路中的最大电流为，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源电压最大为 三、实验题 20．旭用如图甲所示的电路测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器的规格为“10Ω　1A”。 (1)在连接电路时，开关应当处于 状态。 (2)如图甲所示的电路中有一根导线接错了，请你在图甲中错误的那根导线上打一个“×”，然后用笔画线代替导线使电路正确 。 (3)纠正错误后闭合开关，电压表有示数，电流表无示数。原因可能是（　　） A．电流表断路 B．灯座内部出现了短路 C．灯泡的灯丝断了 (4)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电压表的示数为2V，则应该向 （选填“左”或“右”）端调节滑片，直至小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，为 A，小灯泡的额定功率为 W。 (5)在实验过程中，调节滑动变阻器的滑片使其接入电路中的阻值减小，同时小灯泡的阻值变化了，则 （选填“＞”“＝”或“＜”）。 (6)接着小蜀找来四个定值电阻替换小灯泡探究“电流与电阻关系”。 ①接入5Ω的电阻，移动滑片使电压表的示数为2.5V，记录电流表的示数； ②接入10Ω的电阻，移动滑片使电压表的示数为2.5V，记录电流表的示数； ③接入20Ω的电阻，移动滑片时发现电压表的示数始终不能调到2.5V； ④接入25Ω的电阻，移动滑片时同样发现电压表的示数始终不能调到2.5V。 小旭稍加思考后，想到了③④中问题的解决方法：在修改正确后如图甲的电路中，在AB间接入20Ω或25Ω的定值电阻之后，在电路中（不在AB间）再串联一个定值电阻，即可完成实验。则小蜀串联入电路的定值电阻的阻值范围为 Ω。 【答案】(1)断开 (2) (3)C (4) 左 0.3 0.75 (5)＞ (6)10～16 【解析】【小题1】在连接电路时，将开关断开，可避免连接过程中出现短路等异常情况导致电路元件损坏。 【小题2】原电路图中，灯泡和滑动变阻器串联后与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，在测小灯泡的额定功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示 【小题3】纠正错误后，闭合开关，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的。则与电压表并联的电路断路了，即原因可能是灯泡的灯丝断了，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 【小题4】[1]排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某处时，当电压表示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，要想使小灯泡正常发光，应增大灯泡的两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压。根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应该向左端调节滑片，直至灯泡正常发光。 [2]]电流表的示数如图乙所示，由图甲可知，电流表选用小量程，由图乙可知，电流表分度值0.02A，其示数为0.3A。 [3]小灯泡额定功率为。 【小题5】在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，电路中的电流增大，电路中的总电阻减小。灯泡的电阻受温度增大而增大，电路的总电阻 只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小，故ΔR1>ΔR2。 【小题6】实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压为 根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为 解得 即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于20Ω，而滑动变阻器的最大电阻为10Ω，故串联接入电路的定值电阻R0的最小值为 根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为 解得 根据串联电路分压规律，定值电阻R0的电阻不能大于16Ω，否则当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时，20Ω电阻的两端也不能调整到2.5V，即串联接入电路的定值电阻R0的取值范围为10~16Ω。 21．小明用图﹣1所示的实验装置探究电流与电压、电流与电阻的关系。电源电压为4.5V，定值电阻3个（5Ω、10Ω、15Ω），2个滑动变阻器的规格分别为A“10Ω 1A”和B“20Ω 1A”。 (1)连接电路时，开关应该处于 状态。请用笔画线代替导线将图﹣1中的实物图连接完整，要求：滑片P向右移动时，电压表示数变大。 (2)连接好电路，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关S，发现电流表无示数，电压表示数始终接近电源电压，电路故障为 （选填“断路”或“短路”）。 (3)小明先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系，得到的实验数据如下表所示。 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 1.6 2.0 2.2 2.4 2.8 电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.24                 ①第5次实验电流表的示数如图﹣2所示，请将示数填入表中。 ②分析表中数据可得出：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。得出此结论的理由是 。 (4)接下来，小明用原电路探究电流与电阻的关系，并根据实验数据绘制了如图﹣3所示的图像。 ①他用5Ω的电阻完成实验后，断开开关，将定值电阻由5Ω换成10Ω，调节变阻器，使电压表示数为 V，记录电流表示数。 ②根据实验数据分析可知，实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 （选填“A”或“B”）。 【答案】(1) 断开 (2)断路 (3) 0.28 压与电流之比为定值 (4) 2.4 B 【详解】（1）[1]为了保护电路，连接电路时应断开开关。 [2]根据串联分压原理，电压表示数变大，定值电阻阻值不变，滑动变阻器阻值需要减小，故滑片P向右移动时，阻值减小，接右下接线柱，如图所示： （2）电流表无示数，说明电路中某处断路，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路，则可能的原因是定值电阻R断路。 （3）[1]电流表接的小量程，分度值为0.02A，读数为0.28A。 [2]由表格数据，电压与电流之比为定值，可以得出结论，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]探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻不变，由如图﹣3中已有数据选取一组，当电阻为10Ω时，电流大小为0.24A，故电压保持为 [2] 电压表示数为2.4V，顺利完成第三次实验，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为 根据串联电路电流的规律，通过变阻器的电流为 此时变阻器的最大阻值为 所以应选取最大阻值不小于13.125Ω的滑动变阻器，B滑动变阻器。 四、计算题 22．如图所示电路，电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V　1.25W”字样（电阻不变）。求小灯泡正常发光时： (1)电路中的电流； (2)滑动变阻器接入电路的阻值。 【答案】(1)0.5A (2)1 【详解】（1）开关S闭合，L与R串联，电流表测电路中电流。 根据P=UI可得，灯正常发光时的电流为 根据串联电路电流规律可知，电路中电流为0.5A。 （2）根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑=U-UL=3V-2.5V=0.5V 滑动变阻器接入电路的阻值 23．某兴趣小组设计了一个监测湖水水位的报警装置，其原理如图1。电源电压恒定，电阻R0的阻值为30Ω；R是竖直放置的长条形电阻片。浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动、AP与R组成滑动变阻器。当电流表的示数达到设定数值时，表示水位达到警戒水位，电压表示数与电流表示数的U﹣I图像如图2所示。 (1)求滑动变阻器的最大阻值； (2)求电源电压和电路的最小功率； (3)滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，记录下几组水位和对应的电流表示数。当电流表的示数为0.25A时，水位达到警戒值，求警戒水位。 水位h/cm 10 15 20 30 电流I/A 0.1 0.12 0.15 0.3 【答案】(1)60Ω (2)9V，0.9W (3)28cm 【详解】（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，则电压表示数为6V，此时滑动变阻器的最大值为 （2）根据串联电路的总电压等于各部分电压之和，通过电路的电流为0.1A时，总电压 电路的最小功率 （3）当电路中的电流为时，电路的总电阻 滑动变阻器接入电路的电阻为 根据滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，则从0.1A到0.3A，电阻减小了60Ω，电水位上升了30cm-10cm=20cm 故滑动变阻器的电阻每减小3Ω，水位升高1cm；当电路中的电流为0.25A时，电路的总电阻 滑动变阻器接入电路的电阻为 根据电阻每减小3Ω，水位升高1cm得；此时电阻比0.3A时的电阻大6Ω，说明水位比30cm小2cm，即警戒水位是28cm 24．如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关后，电流表的示数为0.6A。 (1)求电源电压。 (2)求电阻的电功率。 (3)若在电路中再接入一个定值电阻，使得闭合开关后，电流表的示数增加0.4A。画出电路图，并求出定值电阻的阻值。 【答案】(1)6V (2)3.6W (3)，15Ω 【详解】（1）电源电压 （2）电阻R1的电功率 （3）若在电路中再接入一个定值电阻，使得闭合开关后，电流表的示数增加0.4A，R2与R1必须并联，电路如图所示。 闭合开关后，通过定值电阻的电流，定值电阻的阻值 学科网（北京）股份有限公司 $$