专题09 欧姆定律(天津专用)-【好题汇编】2025年中考物理一模试题分类汇编
2025-06-19
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内容正文:
专题09 欧姆定律
考点01 欧姆定律的应用
考点02 电路的动态分析
考点03 电阻的测量
考点04 电流与电阻、电压的关系
欧姆定律的应用考点01
1.(2025·天津西青·一模)如图,当条形磁体和通电螺线管靠近时,产生相互排斥的力,说明通电螺线管左端为 极,为增大排斥力,滑动变阻器的滑片应向 端滑动。
【答案】 N A
【详解】[1]由图可知,条形磁体的左端是S极,右端是N极,当条形磁体和通电螺线管靠近时,产生相互排斥的力,由同名磁极相互排斥可知,通电螺线管左端为N极。
[2]为增大排斥力,应增强通过螺线管的磁性,则应增大通过它的电流,根据欧姆定律可知,应减小电路中的电阻,故滑动变阻器的滑片应向A端移动。
2.(2025·天津南开·一模)某同学从物理实验室找到两个定值电阻,阻值之比R1∶R2=3∶2,把它们串联在电路中,它们两端的电压之比U1∶U2= ,把它们并联在电路中,它们的实际电功率之比P1∶P2= 。
【答案】 3∶2 2∶3
【详解】[1]串联电路各处电流都相等,根据欧姆定律可知,把它们串联在电路中,它们两端的电压之比
[2]并联电路中,各支路两端电压相等,把它们并联在电路中,根据欧姆定律可知,通过它们的电流之比为
它们的实际电功率之比
3.(2025·天津西青·一模)将额定电压为8V灯泡L和定值电阻R以图甲的方式连在12V的电源上,图乙是L和R的U-I图像,则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L正常发光时的电阻为15Ω
B.定值电阻R的阻值为10Ω
C.灯泡L的实际功率为0.35W
D.通过定值电阻R的电流10s产生的热量为4.9J
【答案】BC
【详解】图乙是L和R的U-I图像,R为定值电阻,通过定值电阻的电流和电阻两端的电压成正比,图线为直线;灯丝的电阻随温度升高而增大,图线为曲线;
A.由图像可知,灯泡正常发光时的电压为8V,通过灯泡的电流为0.8A,灯泡L的电阻
故A错误;
B.由图线可知,电阻两端的电压为3V时,通过电阻的电流为0.3A,定值电阻 R 的阻值为
故B正确;
C.如图甲所示,灯泡 L 和定值电阻 R串联在12V 的电源上,通过它们的电流相等,它们两端电压之和为12V,由图乙可知,电流为0.7A,灯泡L两端电压为5V,定值电阻R两端电压为7V,灯泡 L 的实际功率为
故C正确;
D.通过定值电阻 R 的电流 10s 产生的热量为
故D错误。
故选BC。
4.(2025·天津河西·一模)甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V 2W”和“6V 6W”字样,若两灯都正常发光,则 (选填“甲”或“乙”)灯会更亮一些;若把两灯串联在10V的电压下,则 (选填“甲”或“乙”)灯更易被烧坏。(不计温度对灯丝电阻的影响)
【答案】 乙 甲
【详解】[1]灯泡的亮度由实际功率决定,正常发光时实际功率等于额定功率。 甲灯额定功率P甲额=2W,乙灯额定功率P乙额=6W。 因为6W>2W,所以两灯都正常发光时,乙灯更亮。
[2]根据电功率公式可知,
若把两灯串联在10 V 的电压下,根据串联电路的特点及欧姆定律可知,
甲灯泡两端的电压
乙灯泡两端的电压
故甲灯泡会被烧坏。
5.(2025·天津南开·一模)【项目提出】天津四季鲜明,搭建的玻璃阳光房冬冷夏热,给日常生活造成困扰。校本研修课上,同学们开展“智能环保房”设计活动,解决阳光房的温度问题。
【项目分析】
(一)设计冬季节能控温系统。
(二)设计夏季遮光控温系统。
【项目实施】
(一)设计冬季节能控温系统
该小组设计太阳能辅助加热电路,用以节省能源,如图甲所示,其中R为加热电阻,阳光房屋顶安装的太阳能电池板用来获得电能。
(1)白天,太阳能电池板给蓄电池充电,此时的“蓄电池”相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”);
(2)晚上,屋内温度较低时,控制开关S1自动接 (选填“a”或“b”),R对室内进行辅助加热。
(二)设计夏季遮光控温系统
由于阳光房的屋顶是用玻璃做的,夏季光照太强使屋内温度过高。该小组利用热敏电阻R1和光敏电阻R2设计了如图乙所示电路。蓄电池的电压恒为24V,变阻器R0的最大阻值为1500Ω,R1和R2的阻值变化情况如图丙所示,虚线框内R和R2按一定方式接入电路。
(3)将开关S2接c,当户外光照强度达到图丙的A点,且屋内温度升高至28℃时,电流表示数为10mA,开关S2会自动接d,卷帘装置启动,拉动遮阳帘遮光。通过计算说明乙电路中虚线框内的电阻R1和R2应该串联还是并联,并求出变阻器R0接入的阻值。
【项目优化】
(4)若设定屋内温度为26℃时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,应将变阻器R0的滑片向 (选填“左”或“右”)端适当移动一些。
【答案】(1)用电器
(2)a
(3)串联,800Ω
(4)左
【详解】(1)由图甲可知,白天,控制开关S1接b时,太阳能电池板给蓄电池充电,电能转化为化学能储存起来,此时的蓄电池相当于电路中的用电器。
(2)晚上,屋内温度较低时,控制开关S1自动接a,R连入电路中,对室内进行辅助加热。
(3)将开关S2接c,当户外光照强度达到图丙的A点时,R1=600Ω;屋内温度升高至28℃,此时R2=1000Ω。电流表示数为10mA=0.01A,电路总电阻为
若电阻R1和R2并联,虚线框内电阻为
即使滑动变阻器阻值调至最大,总电阻也小于2400Ω,所以虚线框内的电阻R1和R2应该串联;变阻器R0接入的阻值为
(4)若设定屋内温度为26℃时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,根据图丙可知,R1的阻值增大,电路电流不变,根据欧姆定律可知,电路总电阻不变,则应减小滑动变阻器连入电路的阻值,应将变阻器R0的滑片向左端适当移动一些。
6.(2025·天津河西·一模)如图所示,电源电压保持不变,的阻值分别为10Ω、5Ω。当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.6A,两端的电压为;当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.15A,两端的电压为。下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.
C.的阻值为30Ω
D.当开关闭合,断开时,电流表的示数为1.8A
【答案】ACD
【详解】A.电路图可知,当开关S1、S3闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由可得,电源的电压U=I1R1=0.6A×10Ω=6V
故A正确;
B.当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1与R3串联,电流表测电路中的电流,由可得,R1两端的电压U2=I2R1=0.15A×10Ω=1.5V
则U1∶U2=6V∶1.5V=4∶1
故B错误;
C.当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1与R3串联,此时电路的总电阻
根据串联电路的电阻规律可得,R3的阻值R3=R-R1=40Ω-10Ω=30Ω
故C正确;
D.当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1与R2并联,电流表测干路中的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等,且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数
故D正确。
故选ACD。
7.(2025·天津滨海新·一模)某学习小组把装满盐水的气球连接在如图所示的电路中,电路接通灯泡发光。向相反的方向拉扯连接气球的导线,使气球变长。则下面说法正确的是( )
A.小灯泡变得更亮 B.小灯泡亮度不变
C.电压表的示数不变 D.电压表的示数变大
【答案】D
【详解】由图可知,灯泡和盐水气球串联,电流表测电路中的电流,电压表测量的是盐水气球两端的电压;
AB.气球相当于当一段导体,用手向相反的方向拉扯连接气球的导线,即气球长度增加、横截面积减小,故盐水气球的电阻变大,根据欧姆定律可知,电流中的电流减小,通过灯泡的电流变小,灯泡变暗,故AB错误;
CD.盐水气球的电阻变大,由串联分压规律可知,其两端的电压变大;电压表的示数变大,故C错误,D正确。
故选D。
8.(2025·天津滨海新·一模)如图所示电路,电源电压恒定,将滑动变阻器的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表的示数由I0变为6I0,电压表V2的示数变化量为U0,则( )
A.定值电阻R2的阻值为 B.电压表V2示数的最小值为
C.滑动变阻器的最大阻值为 D.电路消耗的总功率最大值
【答案】CD
【详解】A.由图可知,当滑片在最左端时,R1、R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表V2的示数为U2=I0R2,电源电压为U=I0(R1+R2);当滑片在最右端时,只有R2的简单电路,电压表V2的示数为U'2=6I0R2,电源电压为U=6I0R2。则电压表V2的示数变化量为U'2-U2=6I0R2-I0R2=5I0R2=U0
所以定值电阻R2的阻值为,故A不符合题意;
B.当滑片在最左端时,R1、R2串联,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路的分压规律可知,此时滑动变阻器分得的电压最大,此时R2两端的电压最小,则电压表V2示数的最小值为
故B不符合题意;
C.因为电源电压恒定,所以I0(R1+R2)= 6I0R2,则滑动变阻器的最大阻值为
故C符合题意;
D.电源电压为
当滑片在最右端时,只有R2简单电路,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知此时电路中电流最大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率最大,则电路消耗的总功率最大值为
故D符合题意。
故选CD。
9.(2025·天津河北·一模)如图所示电路,电源电压不变,灯泡标有“”字样,、为定值电阻,。当S闭合,和断开时,灯泡正常发光,的功率为;求:(请画出等效电路图,只画出电路中工作电阻的连接方式)
(1)电源电压;
(2)开关都闭合时的功率。
【答案】(1)8V
(2)8W
【详解】(1)分析电路可知,当S闭合,和断开时,灯泡和串联,画等效电路图如下:
此时灯泡正常发光,则灯泡电压为6V,功率为3W,则电路中电流为
则的电压为
根据串联电压规律,电源电压
(2)开关都闭合时,灯泡被短路,、并联,画等效电路图如下:
则的功率
10.(2025·天津和平·一模)在如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变,电阻R2为100,灯L标有“6V ;1.8 W”,电流表量程为0~3 A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R1上标有“80; 0.2 A”。只闭合开关S、S3、S4,电流表的示数为0.18A。求:
(1)电源电压;
(2)只闭合开关S、S1、S2,移动滑片,在安全前提下,灯泡L的最小功率。
【答案】(1)18V
(2)0.648W
【详解】(1)只闭合S、S3、S4,只有R2接入电路,电流表的示数为0.18A,则根据可得电源电压为
(2)只闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压。根据可得小灯泡的电阻
当滑动变阻器接入的阻值最大时,总电阻最大,电路中的电流最小,则电路中的最小电流
此时电压表示数为
则灯泡L的最小功率为
11.(2025·天津河东·一模)如图甲所示电路,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器标有“20Ω 0.4A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片,电流表随电压表的示数变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.电流表示数最大值为0.5A
C.电压表示数最小值为1V
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~15Ω
【答案】ACD
【详解】A.由图知道,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,电压表测R两端电压,由图像知道,当电路中电流I=0.2A时,电压表示数3V,根据串联电路电压规律结合欧姆定律知道,电源电压
故A正确;
B.为保证电路各元件安全,当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,电路中电流最小,根据欧姆定律知道,滑动变阻器连入电路的最大阻值
串联电路各处电流相等,由滑动变阻器的规格知道,电路中的最大电流为0.4A,此时电路的总电阻最小,滑动变阻器连入电路的阻值最小,故B错误;
C.根据欧姆定律知道,滑动变阻器连入电路的最小阻值
此时电压表示数最小,最小值为
故C正确;
D.由以上分析知道,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~15Ω,故D正确。
故选ACD。
12.(2025·天津河东·一模)同学们学习电学知识后,开展了“争当电路设计小能手”活动,图是几位同学设计的电路,可以实现其描述的功能的是( )
A.甲图:实验电路探究电流与电压的关系
B.乙图:坐位体前屈力F越大电流表示数越大
C.丙图:智能锁电路密码人脸同时识别开锁
D.丁图:卫生间电路灯和换气扇独立工作
【答案】C
【详解】A.探究电流与电压的关系,需要保持电阻的阻值不变,图中灯泡的电阻随着温度的变化而变化,电阻是变化的,不能探究电流与电压关系,故A不符合题意;
B.根据电路图可知,电阻R0和变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器滑片左侧部分两端的电压,电流表测量电路中的电流;由于电压表所在电路相当于断路,移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻不变,总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,电流表示数不变,故B不符合题意;
C.由题意可知,智能锁电路密码人脸同时识别开锁,说明两个开关都闭合时,电动机才会工作,两个开关相互影响,因此两开关和电动机串联,故C符合题意;
D.由图可知,闭合开关S1,灯泡发光,只闭合开关S2,电动机不工作,灯可以独立工作,但是换气扇不能单独工作,故D不符合题意。
故选C。
电流与电阻、电压的关系考点04
1.(2025·天津南开·一模)物理小组通过查阅资料了解到天然气主要成分是甲烷,密度比空气小,无色无味,爆炸极限(V%)为5%~15%。为防止泄漏,建议家中安装燃气泄漏报警器。
(1)燃气报警器应安装在燃气灶附近的 (选填“上”或“下”)方区域;
(2)用如图甲所示的装置测量气敏电阻R阻值与天然气浓度的关系。请以笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑片P向B端移动时,电压表、电流表示数都变大;
(3)电路按实验要求正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数有变化,电压表示数始终为零。出现这种情况的可能原因是 ;
(4)排除故障后,移动滑片P,当天然气浓度为4%时,电压表、电流表示数如图乙所示,则R的阻值为 Ω。
【答案】(1)上
(2)
(3)气敏电阻R短路
(4)30
【详解】(1)天然气主要成分是甲烷,密度比空气小,天然气在上方,燃气报警器应安装在燃气灶附近的上方区域。
(2)滑片P向B端移动时,电压表、电流表示数都变大,此时变阻器连入电路的电阻变小,变阻器的电压变小,R的电压变大,故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻R串联,电压表与R并联,如图所示:
(3)电路按实验要求正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数有变化,电路为通路,电压表示数始终为零。出现这种情况的可能原因是R短路。
(4)排除故障后,移动滑片P,当天然气浓度为4%时,电压表、电流表示数由图乙知道,电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压为9V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则R的阻值为
2.(2025·天津西青·一模)为了测量一个额定电压为6V小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为8Ω),实验室提供的器材有:一个电源(电压约为30V),一个阻值为10Ω的定值电阻R0,一个滑动变阻器R1(50Ω 2A),一块电压表(量程为0~15V),开关和导线若干。请你合理选择器材设计实验方案,测量小灯泡正常发光时的电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出小灯泡正常发光时电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)该电路中没有电流表,电压表和定值电阻应起到测量电流的作用,故将灯与定值电阻串联后再与变阻器串联;通过开关的转换,电压表可测灯泡的电压,也可测灯泡和电阻R0的总电压,电路图如下所示:
(2)实验步骤和需要测量的物理量:
①断开所有开关,将变阻器滑片移动到最右端;
②只闭合S1、S3,移动变阻器的滑片使电压表示数为6V;
③保持滑片的位置不变,断开S3、闭合S2,记下电压表的示数为UV。
(3)在步骤③中,保持滑片位置不动,电压表测灯与定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为
由欧姆定律可得,灯的额定电流(通过定值电阻的电流)
由欧姆定律,Rx的数学表达式
3.(2025·天津滨海新·一模)有一个正常工作电流为I0的小灯泡,小明想测出它正常工作时的电阻。现有器材如下:一个电压未知的电源、一块电压表、阻值为R0的定值电阻、滑动变阻器、开关和导线若干。请你利用上述器材帮助小明设计电路测出小灯泡正常工作时的电阻。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出小灯泡正常工作时电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)利用定值电阻、电压表根据串联电压规律和欧姆定律可以测出小灯泡正常工作时的电阻,设计电路图如下:
(2)实验步骤及如下:
①闭合S、,断开,调节变阻器的滑片,直到电压表示数为;
②保持滑片位置不变,闭合S、,断开,读出电压表示数为。
(3)①闭合S、,断开,变阻器、和灯泡串联,电压表测电压,调节变阻器的滑片,使得电路中电流为,则灯泡正常发光,根据,此时电压表示数为;
②保持滑片位置不变,闭合S、,断开,连接方式不变,电压表改测和灯泡总电压,读出电压表示数为,根据串联电压规律,灯泡额定电压为,所以灯泡正常工作时电阻
4.(2025·天津河西·一模)物理拓展课上,老师拿来一个标有“”的电阻(x为模糊不清的某一个位数字),让同学们测出这个电阻的阻值,老师又给他们如下器材:两节旧干电池、一只内阻为的电压表(量程:0~3V),一个单刀双掷开关及若干导线。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出未知电阻的阻值。要求:
单刀双掷开关简介
实物图: 符号:使用方法:单刀双掷开关由动端“刀”和不动端“1”“2”两个触点组成,使用时可将“刀”掷向“1”或“2”触点,起到双控的作用。
电压表的内阻电压表的内阻非常大,大约10kΩ,连入电路中也会有很小的电流通过,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。
(1)在虚线框内画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式。(用已知量和测量量表示)
【答案】(1)
(2)见解析,见解析
(3)
【详解】(1)根据欧姆定律可知,要求出电阻的大小,必须需要知道其两端的电压和通过它的电流,所以要能测量出未知电阻的阻值,必须要解决以下两个问题:
解决问题一:通过未知电阻电流的大小
由于没有电流表,所以电流不能够直接得出,要通过电流的规律得出,所以可以将电压表与未知电阻串联,根据串联电路电流的规律可得出通过未知电阻电流的大小等于通过电压表电流的大小;
解决问题二:未知电阻两端电压的大小
根据“问题一”中讲到的连接方式,根据串联电路电压的规律可得未知电阻两端电压等于电源电压减去电压表两端电压,由于电压表两端的电压可以直接读出,所以就要能够测量出电源的电压,根据电压表的使用方法,只要将电压表能够直接连接在电源两端就能够测量电源电压。
综上所述,电路要满足以下条件:电压表要能够直接单独接在电源两端测量电源电压,电压表还要能够与待测电阻串联,根据规律得到待测电阻两端的电压与通过它的电流。所以设计的电路图如下:
(2)步骤1:按照电路图连接电路;
步骤2:将开关的“刀”掷于触点“1”,记下电压表的示数U1;
步骤3:将开关的“刀”掷于触点“2”,记下电压表的示数U2。
(3)将开关的“刀”掷于触点“1”时,电压表的示数U1就是电源电压
将开关的“刀”掷于触点“2”时,未知电阻两端的电压
通过未知电阻的电流
未知电阻的阻值
5.(2025·天津和平·一模)小明同学利用有关器材测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接的电路如图甲所示,用开关试触时,发现电压表指针偏转角度很大,电流表无示数,经检查发现有一根导线连接错误,请在错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路 ;
(2)改正导线连接,再次用开关试触后选用合适量程,调节滑动变阻器滑片到适当位置,两表示数如图乙所示,电流表的示数为 ,本次测量的Rx阻值为 。
(3)小明进行了实验创新,利用阻值为R0的定值电阻和电压表等器材,测量Rx的阻值。设计了如图所示的电路,经检查无误后进行实验。
①闭合开关S1、S3,断开开关S2,读出电压表的示数,记为U1;
②保持开关S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,使电压表测 (选填“R0”或“Rx”)两端电压,记为U2;
③用已知物理量和测量量的符号表示出Rx的电阻,Rx= 。
【答案】(1)
(2) 0.3A 8Ω
(3) R0
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,电路更改如下:
(2)[1]由图乙得,电压表的分度值为0.1V,示数为2.4V;电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A。
[2]由欧姆定律得,本次测量的Rx阻值为
(3)[1][2]①由图得,闭合开关S1、S3,断开开关S2,R0与Rx串联,电压表测量电源电压,记为U1;
②保持开关S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,电路连接方式不变,电压表并联在R0两端,测R0两端电压,记为U2。
③由串联电路电压特点得,Rx的电压为
串联电路电流处处相等,此时Rx的电流为
由欧姆定律得
6.(2025·天津滨海新·一模)小明设计了一种测量电阻的方案,电路图如图所示,电路中定值电阻的阻值已知,电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出电阻的表达式;
①断开 ,闭合S、S2,用电压表测 两端电压,读出电压表示数为 ;
② (填各开关的状态),用电压表测 两端电压,读出电压表示数为 ;
③电阻 Rx的阻值表达式为 (用 表示)。
【答案】 电源 断开 ,闭合S、S1
【详解】[1]据图可知,断开 ,闭合S、S2,电路为两电阻串联,电压表测电源电压,读出电压表示数为 ,即电源电压为。
[2][3]接下来应保持电路连接方式不变,断开S2,闭合开关S、S1,使电压表测 两端电压,电压表示数为 ,即未知电阻两端电压为U2,可得定值电阻R0两端电压为
电路中的电流为
则未知电阻的阻值为
7.(2025·天津河东·一模)小明要测量一个电阻Rx(约为200Ω)的阻值,现有一个电压约为2V的电源,一个定值电阻R0=300Ω,一块电流表(量程0~0.6A,分度值0.02A),一块电压表(量程0~3V,分度值0.1V),开关和导线若干。请你帮小明选择合适的器材,测出电阻R的阻值:
(1)画出实验电路图;
(2)写出测量中的主要实验步骤及所需测量的量;
(3)写出电阻Rx阻值的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)电源电压约为2V,电路中最小电阻在200Ω左右,由欧姆定律可知,当单独接入一个电阻时,电路中的最大电流约为0.01A,小于电流表的分度值,电流表不可用;可以将定值电阻和待测电阻串联,电压表选用小量程与定值电阻并联,一个开关S2与待测电阻并联,另一个开关S1控制整个电路,如图所示:
(2)主要实验步骤及所需测量的量①按电路图连接实物图;②两开关都闭合,记下电压表的示数U1;③再断开S2,记下电压表的示数U2。
(3)在步骤①中,为定值电阻的简单电路,电源电压等于电压表的示数,即U=U1; 在步骤②中,两电阻串联,由串联电路的规律有 ,
解得待测电阻
8.(2025·天津西青·一模)小亮在“探究电流与电压的关系”实验中,电源电压为3V,定值电阻的阻值为5Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(1)他在实验桌上连接了如图甲所示的实验电路,请你检查小亮连接的实验电路,先在错接的那根导线上打上“×”,之后只修改这根错接的导线,用笔画线代替导线连接出正确的实验电路;
(2)纠正错误后开始实验,小亮通过实验得到了3组数据如表所示。在获得第2组数据后,要得到第3组数据,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;由数据分析可得,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 比;
(3)实验中滑动变阻器的作用除了可以保护电路,还有 ;
(4)实验中,多次测量的目的是 ;
A.求平均值减小实验误差 B.归纳得出普遍规律
(5)如图乙所示是小亮和另一位同学根据各自所测的数据绘制出I—U的图像,对比发现两图线的倾斜程度不同,请根据所学知识分析原因: 。
【答案】(1)
(2) B 正
(3)改变定值电阻两端的电压
(4)B
(5)两次实验所选的定值电阻阻值不同
【详解】(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,电流表应串联在电路中,电压表应与定值电阻并联,正确电路图如图所示:
(2)[1]获得第2组实验数据后,要想得到第3组数据,由表格数据可知,电流表的示数由0.3A增大为0.4A,电流变大,电路中电阻变小,故滑片P应向B端调节。
[2]由表中数据可知,电压增大为原来的几倍,通过的电阻的电流也增大为原来的几倍,即:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(3)滑动变阻器的基本作用是保护电路,在研究电流与电压关系时,要控制定值电阻两端的电压一定,滑动变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度,调整总电阻值,从而控制电路中的电流大小,并调节与其串联的定值电阻两端的电压滑,因此滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压。
(4)探究电流与电压、电阻的关系时,为了得出普遍性的规律,需要多次测量,故A错误,B正确。
故选B。
(5)直线的倾斜程度反映电阻的大小,因为两次实验所选的定值电阻阻值不同,所以两条直线的倾斜程度不同。
9.(2025·天津滨海新·一模)小明用如图所示的电路探究电流与电压的关系;
(1)根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端;
(3)闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第4次实验的电压表和电流表的示数如图所示,请将示数填入表中;
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
2.0
2.2
2.4
电流I/A
0.20
0.22
0.24
(4)分析表中数据,可得出的结论是:
【答案】(1)
(2)右
(3) 2.8 0.28
(4)电阻一定时,电流与电压成正比
【详解】(1)如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表回到负极,电压表需要并联在定值电阻两端,故如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P需要位于阻值最大处,应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
(3)[1]如图所示,电压表选择小量程,分度值为0.1V,读数为2.8V。
[2]如图所示,电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.28A。
(4)分析表格中的数据,可以发生电压与电流的比值是一个定值,故结论为当电阻一定时,电流与电压成正比。
10.(2023·天津南开·一模)同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6V 进行实验)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉) ;
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端:
(3)开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整:
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
(5)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,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,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
(6)由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(7)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 (填序号)。
A.20Ω 0.6A B.50Ω 0.5A C.60Ω 0.3A
【答案】 左 短路 0.3 右 反比 B
【详解】(1)[1]由电路图分析可知,电源、开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器串联,电压表与定值电阻串联,连接实物图,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到最大阻值处,由图可知,应将滑动变阻器的滑片移到最左端。
(3)[3]电流表有示数证明电路中没有断路,电压表无示数,证明与电压表并联的定值电阻短路。
(4)[4]由表中数据分析可知,当电压为1.0V时,电流为0.2A;当电压为2.0V时,电流为0.4A;由欧姆定律可知,电阻为5Ω,因此当电压为1.5V时,电流为
(5)[5]由串联分压可知,当定值电阻阻值由20Ω换成10Ω时,所分电压会减小,要想电压保持不变,应当减小滑动变阻器的阻值,即向右移动滑片。
(6)[6]由图像可知,当电压一定时,电流随电阻的增大而减小,因此可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(7)[7]根据串联分压的特点,定值电阻两端电压保持2V不变,定值电阻选用阻值为20Ω时,可得
解得滑动变阻器的阻值R滑=40Ω。且由图丙可知,整个实验,当电阻为5Ω时,电流最大为0.4A。
故选B。
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专题09 欧姆定律
考点01 欧姆定律的应用
考点02 电路的动态分析
考点03 电阻的测量
考点04 电流与电阻、电压的关系
欧姆定律的应用考点01
1.(2025·天津西青·一模)如图,当条形磁体和通电螺线管靠近时,产生相互排斥的力,说明通电螺线管左端为 极,为增大排斥力,滑动变阻器的滑片应向 端滑动。
2.(2025·天津南开·一模)某同学从物理实验室找到两个定值电阻,阻值之比R1∶R2=3∶2,把它们串联在电路中,它们两端的电压之比U1∶U2= ,把它们并联在电路中,它们的实际电功率之比P1∶P2= 。
3.(2025·天津西青·一模)将额定电压为8V灯泡L和定值电阻R以图甲的方式连在12V的电源上,图乙是L和R的U-I图像,则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L正常发光时的电阻为15Ω
B.定值电阻R的阻值为10Ω
C.灯泡L的实际功率为0.35W
D.通过定值电阻R的电流10s产生的热量为4.9J
4.(2025·天津河西·一模)甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V 2W”和“6V 6W”字样,若两灯都正常发光,则 (选填“甲”或“乙”)灯会更亮一些;若把两灯串联在10V的电压下,则 (选填“甲”或“乙”)灯更易被烧坏。(不计温度对灯丝电阻的影响)
5.(2025·天津南开·一模)【项目提出】天津四季鲜明,搭建的玻璃阳光房冬冷夏热,给日常生活造成困扰。校本研修课上,同学们开展“智能环保房”设计活动,解决阳光房的温度问题。
【项目分析】
(一)设计冬季节能控温系统。
(二)设计夏季遮光控温系统。
【项目实施】
(一)设计冬季节能控温系统
该小组设计太阳能辅助加热电路,用以节省能源,如图甲所示,其中R为加热电阻,阳光房屋顶安装的太阳能电池板用来获得电能。
(1)白天,太阳能电池板给蓄电池充电,此时的“蓄电池”相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”);
(2)晚上,屋内温度较低时,控制开关S1自动接 (选填“a”或“b”),R对室内进行辅助加热。
(二)设计夏季遮光控温系统
由于阳光房的屋顶是用玻璃做的,夏季光照太强使屋内温度过高。该小组利用热敏电阻R1和光敏电阻R2设计了如图乙所示电路。蓄电池的电压恒为24V,变阻器R0的最大阻值为1500Ω,R1和R2的阻值变化情况如图丙所示,虚线框内R和R2按一定方式接入电路。
(3)将开关S2接c,当户外光照强度达到图丙的A点,且屋内温度升高至28℃时,电流表示数为10mA,开关S2会自动接d,卷帘装置启动,拉动遮阳帘遮光。通过计算说明乙电路中虚线框内的电阻R1和R2应该串联还是并联,并求出变阻器R0接入的阻值。
【项目优化】
(4)若设定屋内温度为26℃时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,应将变阻器R0的滑片向 (选填“左”或“右”)端适当移动一些。
6.(2025·天津河西·一模)如图所示,电源电压保持不变,的阻值分别为10Ω、5Ω。当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.6A,两端的电压为;当开关闭合,断开时,电流表的示数为0.15A,两端的电压为。下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.
C.的阻值为30Ω
D.当开关闭合,断开时,电流表的示数为1.8A
7.(2025·天津滨海新·一模)某学习小组把装满盐水的气球连接在如图所示的电路中,电路接通灯泡发光。向相反的方向拉扯连接气球的导线,使气球变长。则下面说法正确的是( )
A.小灯泡变得更亮 B.小灯泡亮度不变
C.电压表的示数不变 D.电压表的示数变大
8.(2025·天津滨海新·一模)如图所示电路,电源电压恒定,将滑动变阻器的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表的示数由I0变为6I0,电压表V2的示数变化量为U0,则( )
A.定值电阻R2的阻值为 B.电压表V2示数的最小值为
C.滑动变阻器的最大阻值为 D.电路消耗的总功率最大值
9.(2025·天津河北·一模)如图所示电路,电源电压不变,灯泡标有“”字样,、为定值电阻,。当S闭合,和断开时,灯泡正常发光,的功率为;求:(请画出等效电路图,只画出电路中工作电阻的连接方式)
(1)电源电压;
(2)开关都闭合时的功率。
10.(2025·天津和平·一模)在如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变,电阻R2为100,灯L标有“6V ;1.8 W”,电流表量程为0~3 A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R1上标有“80; 0.2 A”。只闭合开关S、S3、S4,电流表的示数为0.18A。求:
(1)电源电压;
(2)只闭合开关S、S1、S2,移动滑片,在安全前提下,灯泡L的最小功率。
11.(2025·天津河东·一模)如图甲所示电路,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器标有“20Ω 0.4A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片,电流表随电压表的示数变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.电流表示数最大值为0.5A
C.电压表示数最小值为1V
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~15Ω
12.(2025·天津河东·一模)同学们学习电学知识后,开展了“争当电路设计小能手”活动,图是几位同学设计的电路,可以实现其描述的功能的是( )
A.甲图:实验电路探究电流与电压的关系
B.乙图:坐位体前屈力F越大电流表示数越大
C.丙图:智能锁电路密码人脸同时识别开锁
D.丁图:卫生间电路灯和换气扇独立工作
电流与电阻、电压的关系考点04
1.(2025·天津南开·一模)物理小组通过查阅资料了解到天然气主要成分是甲烷,密度比空气小,无色无味,爆炸极限(V%)为5%~15%。为防止泄漏,建议家中安装燃气泄漏报警器。
(1)燃气报警器应安装在燃气灶附近的 (选填“上”或“下”)方区域;
(2)用如图甲所示的装置测量气敏电阻R阻值与天然气浓度的关系。请以笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑片P向B端移动时,电压表、电流表示数都变大;
(3)电路按实验要求正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数有变化,电压表示数始终为零。出现这种情况的可能原因是 ;
(4)排除故障后,移动滑片P,当天然气浓度为4%时,电压表、电流表示数如图乙所示,则R的阻值为 Ω。
2.(2025·天津西青·一模)为了测量一个额定电压为6V小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为8Ω),实验室提供的器材有:一个电源(电压约为30V),一个阻值为10Ω的定值电阻R0,一个滑动变阻器R1(50Ω 2A),一块电压表(量程为0~15V),开关和导线若干。请你合理选择器材设计实验方案,测量小灯泡正常发光时的电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出小灯泡正常发光时电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
3.(2025·天津滨海新·一模)有一个正常工作电流为I0的小灯泡,小明想测出它正常工作时的电阻。现有器材如下:一个电压未知的电源、一块电压表、阻值为R0的定值电阻、滑动变阻器、开关和导线若干。请你利用上述器材帮助小明设计电路测出小灯泡正常工作时的电阻。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出小灯泡正常工作时电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
4.(2025·天津河西·一模)物理拓展课上,老师拿来一个标有“”的电阻(x为模糊不清的某一个位数字),让同学们测出这个电阻的阻值,老师又给他们如下器材:两节旧干电池、一只内阻为的电压表(量程:0~3V),一个单刀双掷开关及若干导线。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出未知电阻的阻值。要求:
单刀双掷开关简介
实物图: 符号:使用方法:单刀双掷开关由动端“刀”和不动端“1”“2”两个触点组成,使用时可将“刀”掷向“1”或“2”触点,起到双控的作用。
电压表的内阻电压表的内阻非常大,大约10kΩ,连入电路中也会有很小的电流通过,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。
(1)在虚线框内画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式。(用已知量和测量量表示)
5.(2025·天津和平·一模)小明同学利用有关器材测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接的电路如图甲所示,用开关试触时,发现电压表指针偏转角度很大,电流表无示数,经检查发现有一根导线连接错误,请在错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路 ;
(2)改正导线连接,再次用开关试触后选用合适量程,调节滑动变阻器滑片到适当位置,两表示数如图乙所示,电流表的示数为 ,本次测量的Rx阻值为 。
(3)小明进行了实验创新,利用阻值为R0的定值电阻和电压表等器材,测量Rx的阻值。设计了如图所示的电路,经检查无误后进行实验。
①闭合开关S1、S3,断开开关S2,读出电压表的示数,记为U1;
②保持开关S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,使电压表测 (选填“R0”或“Rx”)两端电压,记为U2;
③用已知物理量和测量量的符号表示出Rx的电阻,Rx= 。
6.(2025·天津滨海新·一模)小明设计了一种测量电阻的方案,电路图如图所示,电路中定值电阻的阻值已知,电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出电阻的表达式;
①断开 ,闭合S、S2,用电压表测 两端电压,读出电压表示数为 ;
② (填各开关的状态),用电压表测 两端电压,读出电压表示数为 ;
③电阻 Rx的阻值表达式为 (用 表示)。
7.(2025·天津河东·一模)小明要测量一个电阻Rx(约为200Ω)的阻值,现有一个电压约为2V的电源,一个定值电阻R0=300Ω,一块电流表(量程0~0.6A,分度值0.02A),一块电压表(量程0~3V,分度值0.1V),开关和导线若干。请你帮小明选择合适的器材,测出电阻R的阻值:
(1)画出实验电路图;
(2)写出测量中的主要实验步骤及所需测量的量;
(3)写出电阻Rx阻值的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
8.(2025·天津西青·一模)小亮在“探究电流与电压的关系”实验中,电源电压为3V,定值电阻的阻值为5Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(1)他在实验桌上连接了如图甲所示的实验电路,请你检查小亮连接的实验电路,先在错接的那根导线上打上“×”,之后只修改这根错接的导线,用笔画线代替导线连接出正确的实验电路;
(2)纠正错误后开始实验,小亮通过实验得到了3组数据如表所示。在获得第2组数据后,要得到第3组数据,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;由数据分析可得,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 比;
(3)实验中滑动变阻器的作用除了可以保护电路,还有 ;
(4)实验中,多次测量的目的是 ;
A.求平均值减小实验误差 B.归纳得出普遍规律
(5)如图乙所示是小亮和另一位同学根据各自所测的数据绘制出I—U的图像,对比发现两图线的倾斜程度不同,请根据所学知识分析原因: 。
9.(2025·天津滨海新·一模)小明用如图所示的电路探究电流与电压的关系;
(1)根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端;
(3)闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第4次实验的电压表和电流表的示数如图所示,请将示数填入表中;
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
2.0
2.2
2.4
电流I/A
0.20
0.22
0.24
(4)分析表中数据,可得出的结论是:
10.(2023·天津南开·一模)同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6V 进行实验)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉) ;
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端:
(3)开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整:
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
(5)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,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,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
(6)由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(7)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 (填序号)。
A.20Ω 0.6A B.50Ω 0.5A C.60Ω 0.3A
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