专题06 电流、电压及欧姆定律(4大考点)(河北专用)-【好题汇编】2025年中考物理二模试题分类汇编
2025-06-23
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内容正文:
专题06 电流、电压及欧姆定律
探究串并联电路电流、电压的关系
1.(2025·河北省唐山市·二模)根据如图所示的实验回答下列问题。
(1)如图甲所示,把铜片、铁片插入一个苹果,就制成了一个水果电池,从图中可以看出_____片是水果电池的正极;该水果电池的电压是_____V;
【答案】(1)铜 0.6
【来源】2025年河北省唐山市玉田县中考二模物理试题
【解析】(1)[1]甲图中铜片与电压表的正接线柱相连,且电压表正常发生偏转,说明铜片是水果电池的正极。
[2]图中电压表接入量程为0~3V,分度值是0.1V,则水果电池的电压是0.6V。
2.(2025·河北省秦皇岛市·二模)小明设计了如图1甲所示的电路探究并联电路中电流的规律,电源电压为3V。
(1)图乙为小明连接的实物图,则电流表测量的是图甲中______点的电流。小明试触开关,发现两只灯泡不发光,电流表指针大角度偏转,小明把灯泡L1取下,发现灯泡L2正常工作,则故障可能是______。
(2)排除故障后,闭合开关,电流表指针偏转如图丙所示,其读数为______A。
(3)在图乙中只需移动一根导线就能测量通过L1的电流,请你在这根导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路正确连接________。
(4)小明收集到的实验数据如表一所示(灯泡有a、b、c、d四种规格)。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
IB/A
IC/A
1
a
a
0.52
0.26
0.26
2
b
b
0.44
0.22
0.22
3
a
b
0.48
0.26
0.22
表一
分析表中数据,小明得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。小明在完成第1、2组实验后,又进行了第3组实验,这样操作的目的是______。
(5)得出结论后,小明用b、c和d规格的灯泡继续进行实验,得到A点电流如表二所示,则d种规格灯泡在实验中消耗的实际功率为______W。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
4
b
c
0.5
5
c
d
0.48
表二
(6)【拓展】完成实验后,小红用两个定值电阻R0、R1分别替换图1甲中的L1和L2,用一可调电压电源替换原来的电池组(未画出),如图2所示。在保证电路安全的情况下,小红用电流表分别测量A、B、C三点的电流,发现电流表的指针有一次满偏,还有一次偏转的角度为满偏的三分之二,已知通过C点的电流大于通过B点的电流,则所有符合上述要求的情况中,通过C点的电流的最大值与最小值之比为__________。
【答案】(1)A 短路
(2)0.52
(3)
(4)多次实验,寻找普遍规律(答案合理即可)
(5)0.6
(6)13:2
【来源】 2025年河北省秦皇岛市抚宁区中考二模物理试题
【解析】(1)[1]如图乙,电流从正极流出后经电流表后分两支,一支过灯泡L1,另一支过灯泡L2,汇合后经开关回电源负极,因此电流表测干路电流,即电流表在A点测干路电流。
[2]两只灯泡不发光,电流表指针大角度偏转,说明灯泡短路,电流表直接和电源接通;小明把灯泡L1取下,发现灯泡L2正常工作,则故障可能是说明短路了。
(2)如图丙,电流表选用量程,分度值为0.02A,读数为0.52A。
(3)L1和电流表串联,电流表测量通过L1的电流,断开L2接在电流表负接线柱的导线,改接在正接线柱即可,如图
(4)第1、2组实验中用的两个灯泡的规格相同,通过两个灯泡的电流相同,可以得到并联电路中干路电流等于各支路电流之和,同时还可以得到通过两个支路的电流相等;又进行了第3组实验,换用不同规格的灯泡,此组实验中通过两个灯泡的电流不相等,可以避免得到通过两个支路的电流相等的错误结论;这样操作的目的是:多次实验,寻找普遍规律,避免结论的偶然性。
(5)由表一可知在3V电压下(两节干电池),通过a种规格灯泡的电流为0.26A,通过b种规格灯泡的电流为0.22A,结合表二,b种规格灯泡与c种规格灯泡并联时干路电流为0.5A,则通过c种规格灯泡的电流为
同理可知通过d种规格灯泡的电流为
电源电压为3V,所以d种规格灯泡在实验中消耗的实际功率为
(6)①电流表在A点满偏且电流表量程为,则,若B点电流表偏转的角度为满偏的三分之二时,则或,对应或,又因为,所以只有符合要求;
若C点电流表偏转的角度为满偏的三分之二时,则或,对应或,又因为,所以只有符合要求;
②电流表在A点满偏且电流表量程为,则,若B点电流表偏转的角度为满偏的三分之二时,因为支路电流小于干路电流,则B点电流表量程为,则,则,此时,舍去;
若C点电流表偏转的角度为满偏的三分之二时,,则,所以,此时符合要求;
③电流表在B点满偏,此时电流表量程只能是,,若C点时电流表偏转的角度为满偏的三分之二,则或,对应或,又因为,故只有符合要求;
若A点时电流表偏转的角度为满偏的三分之二,则,,所以符合要求。
④电流表在C点满偏,此时电流表量程只能是,,若B点时电流表偏转的角度为满偏的三分之二,则或,对应或,又因为,所以只有,符合要求;
若A点时电流表偏转的角度为满偏的三分之二,则,,不符合的要求,舍去。
综上所述,通过C点的电流的最大值为2.6A,最小值为0.4A,最大值与最小值之比为
探究电流与电压、电阻的关系
1.(2025·河北省唐山市·二模)小度在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系 ”时,实验电路如图甲所示,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)在使用电压表测量电路两端电压时,将电压表接入电路中,在开关断开时,电压表的指针如图a所示,则应采取的操作是_______ 。如图乙,连接电路时,开关应该处于断开状态;滑动变阻器滑片调到_______ 端(选填A或B ),滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了______________ 的作用。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表无示数,但电流表有示数,此时出现的故障可能是____(选填字母)。
A.滑动变阻器短路 B.电流表断路
C.电阻R短路 D.电阻R断路
(3)排除故障后,小度又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“ 电压不变时,电流 与电阻的关系 ”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V ,分别接入 三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。由图像可以得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______ 关系。
(4)上述实验中,小度用5Ω 的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R 换为10Ω 的电阻接入电路,闭合开关,应向_______(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为_______ V时,读出电流表的示数。
【答案】(1)校零 A 改变定值电阻R两端电压
(2)C
(3)反比
(4)A 2
【来源】2025年河北省唐山市丰南区中考第二次模拟质量检测物理试题
【解析】(1)[1]由题意知,开关断开时,电压表指针未指在零刻度线时,需要进行机械调零。
[2]为保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应置于阻值最大端,即A端。
[3]滑动变阻器在本实验中的主要作用是:①保护电路;②通过改变接入电路的阻值来调节定值电阻R两端的电压。
(2)电路故障分析:电压表无示数但电流表有示数,说明电路是通路(排除B、D),电压表测量对象短路(即电阻R短路)。
故选C。
(3)由图丙可知:当电阻R=5Ω时,I=0.4A ;当R=10Ω时,I=0.2A;当R=20Ω时,I=0.1A,则定值电阻两端电压为U=IR=0.4A×5Ω=2V
结论:电压恒定时,电流与电阻成反比关系。
(4)[1][2]将5Ω换成10Ω后,根据分压原理,R两端电压会增大(需保持2V不变);应向A端移动滑片增大滑动变阻器阻值,使电压表示数恢复到2V。
2.(2025·河北省唐山市·二模)某学习小组计划探究电流与电阻的关系,设计的电路如图甲所示。
(1)请把甲图中的电路连接完整(要求滑片向右移动时,电路中电流变大)。_____
(2)在闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑片应位于_____(选填“A”或“B”)端。
(3)为得到多组实验数据,进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。每次更换定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,这样做的目的是______。
(4)某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障是_____。
(5)某次实验中,电流表示数如图乙所示,该电流表的示数为______A。
(6)某同学分析实验数据发现在电压一定的情况下,电流与电阻成反比,于是他作出了如图丙所示的 图线,则实验中该同学加在电阻两端的电压为______V。
【拓展】如图丁所示,电源电压保持不变,灯泡灯丝阻值为10Ω,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片 P移到a点时,电压表的示数为滑动变阻器的功率为Pₐ;再移动滑片 P到b点时,电压表的示数为 滑动变阻器的功率为 Pb,若 ,则滑动变阻器的滑片 P在a、b两点时连入电路的电阻变化了_____Ω(不计灯丝电阻随温度的变化)。
【答案】见详解 A 见详解 见详解 0.24 3 10
【来源】2025年河北省唐山市玉田县中考二模物理试题
【解析】(1)[1]滑动变阻连入电路的电阻丝是指滑动触头到接入电路的下接线柱这一范围内的电阻丝。要求滑动触头向右移动时,电路中电流变大,则说明向右移动滑动触头时,滑动变阻器连入电路的阻值变小,即要求连入电路的电阻丝的长度减小,所以接入电路的是B接线柱,如下图所示:
(2)[2]为保护电路,在闭合开关前,我们应保证滑动变阻器连入电路的阻值最大。由上图可知,当滑动触头处于A端时,滑动变阻器连入电路的电阻丝的长度最长,阻值最大。
(3)[3]本题探究的是“电流与电阻的关系”,而电阻两端的电压也会影响电流的大小,所以为排除电压变化对实验的影响,我们要保证定值电阻两端的电压为一定值。
(4)[4]电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表示数为电源电压,说明电压表与电源的两极连通,则与电压表并联的电阻R之外的电路是连通的,因此是与电压表并联的这部分电路出现了断路,即电阻R断路。
(5)[5]如图乙所示,电流表接小量程,分度值为0.02A,该电流表的示数为0.24A。
(6)[6]在本实验中,定值电阻两端的电压是一定的,所以我们可以取坐标系中任何一点进行计算。如取坐标系中(0.2,0.60)进行分析,坐标系中横轴表示的电阻的倒数,所以此点对应的电阻为
纵轴表示的电流,此点对应的电流为0.60A。由欧姆定律可得,定值电阻两端的电压为
[7]因为
Ua︰Ub=2︰3所以
因为P=I2R,且
Pa︰Pb=8︰9所以
解得:Ra=2Rb,因为电源的电压不变,所以
解得:Rb=10Ω
Ra=2Rb=2×10Ω=20Ω所以滑动变阻器的滑片P在a、b两点时连入电路的电阻变化了
Ra-Rb=20Ω-10Ω=10Ω
3.(2025·河北省唐山市·二模)小明做“探究电流与电阻的关系”的实验,连接的电路如图甲所示,电源电压恒为6V,可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、和25Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大__________;(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表没有示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表始终没有示数。造成这一现象的原因可能是______(填字母);
A.电阻断路 B.电流表坏了 C.滑动变阻器短路 D.电阻短路
(3)排除电路故障进行实验。为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到保持电阻两端电压不变的作用。实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向______(填“左”或“右”)滑动,才可能达到这个目的;
(4)为保证上述实验顺利进行,5个电阻都能进行实验,滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω;
(5)根据实验数据,作出I-R图像如图乙所示。根据实验目的分析图像可得出结论:______;
【拓展】完成上述实验后,小明又设计了如图丙所示的电路,来测量一个小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡的额定电压为U额,电源电压为U,滑动变阻器A的最大阻值为R0,请完成实验步骤并写出表达式:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表的示数为U额,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S2,断开S1,______,使电压表的示数为U额;
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器B的滑片位置不变,将滑动变阻器A的滑片移动到右端,读出电压表的示数为U';
④小灯泡正常发光时的电阻为RL=______。
【答案】 D 左 35 电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比 保持滑动变阻器A的滑片位置不变,调节滑动变阻器B的滑片
【来源】2025年河北省唐山市丰润区中考二模物理试题
【解析】(1)[1]探究电流与电阻的关系的实验中,电源、开关、电流表、滑动变阻器、定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,滑动变阻器在连接时要“一上一下”,如图所示:
(2)[2]连接好电路,闭合开关,电流表有示数,说明电路不可能断路,电压表没有示数,且移动滑动变阻器的滑片,电压表始终没有示数,说明与电压表并联的定值电阻短路。
故选D。
(3)[3]根据串联电路的分压原理,把5Ω换成10Ω,电阻分压变大,滑动变阻器分压变小,为保持电阻两端电压不变,应减小电阻分压,增大滑动变阻器分压,应使滑动变阻器接入电路的阻值变大,由图示电路图可知,闭合开关后应向左移动滑片。
(4)[4]探究电流和电阻的关系,需保持导体两端的电压不变,根据串分压的知识,当导体电阻为25Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大;由图象知,当R=25Ω时,I=0.1A,则电路的总电阻为
滑动变阻器的阻值
R滑=60Ω-25Ω=35Ω
所以滑动变阻器的最大阻值最小为35Ω。
(5)[5]由图象知,通过定值电阻的电流随电阻的增大而减小,故可得:电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(6)[6][7]①由图可知,闭合开关S、S1,断开S2,此时滑动变阻器A与灯泡串联,电压表测灯泡两端电压,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表的示数为U额,此时小灯泡正常发光;②闭合开关S、S2,断开S1,此时滑动变阻器A与滑动变阻器B串联,此时电压表测滑动变阻器B两端的电压,根据等效替代法,为了是滑动变阻器B的阻值等于灯泡的阻值,应保持滑动变阻器A的滑片位置不变,调节滑动变阻器B的滑片,使电压表的示数为U额;③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器B的滑片位置不变,将滑动变阻器A的滑片移动到右端,此时电路中滑动变阻器B与滑动变阻器A的全部电阻串联,电压表测滑动变阻器B两端的电压,读出电压表的示数为U';此时滑动变阻器A两端的电压为
U滑A=U-U'
此时电路中的电流为
则滑动变阻器B的阻值
灯泡的阻值为
4.(2025·河北省唐山市·二模)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,电压为6V的电源等器材进行探究。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整(要求:滑片P向右移动时电路中电流变大);
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小明将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是___________(选填“A”、”B”或“C”);
A.开关断路 B.滑动变阻器断路 C.定值电阻断路
(3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为___________V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向___________端(选填“左”或“右”)滑动;要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少是___________Ω;由图像得到实验结论为:当___________一定时,导体中的电流与导体的电阻成___________。
【答案】(1)
(2)A
(3)2 左 50 电压 反比
【来源】2025年河北省唐山市第十中学中考二模物理试题
【解析】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流,要求滑片P向右移动时电路中电流变大,变阻器接入电路中的电阻变小,变阻器的右下接线柱接入电路,连接实物图如下图所示
(2)串联电路中,闭合开关,电流表无示数,说明电路发生断路,电压表接在定值电阻和变阻器两端均无示数,则可能是开关发生断路,此时电压表无法和电源构成通路,因此无示数,故A符合题意。故选A。
(3)[1]据乙图可知,当定值电阻阻值是5Ω时,电路中的电流为0.4A,则定值电阻两端电压为
[2]当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,由串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,而探究电流与电阻的关系实验中需要保持定值电阻两端电压不变,则需要增大变阻器两端电压,增大变阻器的阻值,滑片向左移动至电压表的示数仍是2V。
[3]定值电阻的最大阻值是25Ω,定值电阻两端电压为2V,电源电压为6V,由串联分压原理可得
解得,即要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少是50Ω。
[4][5]实验中保持电压不变,电流与电阻的乘积是定值,当电阻变大时,电流会变小,因此可得结论为:当电压一定时,电流与电阻成反比。
伏安法测电阻
1.(2025·河北省保定市·二模)小亮在用伏安法测量电阻R的阻值时,连接了如图1所示的部分电路。
(1)请用笔画线代替导线完成图1的电路连接,要求滑片P向右端移动时电流变大_______;
(2)在连接实物电路过程中,开关应处于________状态;
(3)闭合开关,发现两电表均无示数。为了查找故障他将电压表拆下,保持其它部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测电阻R、滑动变阻器两端,发现只有接在待测电阻R两端时,电压表无示数,则故障可能是________;
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4V时,电流表示数如图2所示,则电阻R为______,小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你作出评价或建议:________;
(5)利用图1所示电路还可以探究的电学实验是__________;
(6)【拓展】小明所在的小组采用同样的方法测量另一个待测电阻,并且记录了三组数据,如下表所示。然而,在准备分析数据时,他们发现连接电路时出现失误,电压表并联在了滑动变阻器两端。同组的小华提出,无需重新进行实验,并且利用现有的这些数据计算出待测电阻的阻值为______。
序号
电压表示数(V)
电流表示数(A)
1
2.8
0.16
2
2.0
0.20
3
1.2
0.24
【答案】(1)
(2)断开
(3)滑动变阻器断路
(4)8 见解析
(5)探究电流与电压的关系
(6)20
【来源】2025年河北省保定市阜平县中考二模物理试题
【解析】(1)要使滑片P向右端移动时电流变大,根据欧姆定律,电路中的总电阻应变小,滑动变阻器接入电路的电阻应变小,所以应将滑动变阻器的右下接线柱与电流表的“-”接线柱相连,如图所示
(2)在连接实物电路过程中,为了防止电路连接过程中出现短路等故障损坏电路元件,开关应处于断开状态。
(3)闭合开关,两电表均无示数,可能是电路发生了断路。将电压表分别接在电源、待测电阻R、滑动变阻器两端,发现只有接在待测电阻R两端时电压表无示数,接在电源两端有示数说明电源正常,接在滑动变阻器两端有示数,说明从电源正极到滑动变阻器和电源负极到滑动变阻器是通路,所以故障可能是滑动变阻器断路。
(4)[1]由图1可知,电流表量程为0~0.6A,由图 2 可知,分度值为0.02A,电流表示数为0.3A。故。
[2]小亮把该数据作为本实验的最终结果不合理,因为一次测量存在较大误差,应该多次测量求平均值来减小误差。
(5)利用图1所示电路,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压和通过电阻的电流,还可以探究电流与电压的关系(控制电阻不变,探究电流与电压的关系)。
(6)电压表并联在了滑动变阻器两端,电源电压不变,根据第1和第2两次实验数据有
即
解得。
2.(2025·河北省唐山市·二模)在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中,如图甲所示是小明同学连接好的电路。
(1)小红同学发现图甲电路连接错误,只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的最________(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是________。(写出一种可能即可)
(4)排除故障后,小明同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表:
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻
11.4
10.0
7.0
4.7
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图乙所示为________A,则此时小灯泡的电阻为________。(小数点后保留一位)
(5)最后小明同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻,小红同学认为这样处理不正确。请你说明理由:________。
【拓展】
(6)如图甲所示的电路,电源电压保持不变。
小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样,滑动变阻器的最大值为30,定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。只闭合S、和,将滑动变阻器的滑片P移到中点时,电流表示数为0.45A;只闭合开关S、,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的图像如图乙所示。在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器允许的取值范围是________。
【答案】(1)
(2)左
(3)小灯泡断路
(4)0.18
(5)灯丝的电阻随温度的变化而变化
(6)8~15Ω
【来源】2025年河北省唐山市古冶区中考二模物理试题
【解析】(1)原电路中,电压表串联在电路中,电流表与灯泡并联是错误的,电压表应并联在灯泡两端,电流表与灯泡串联在电路中。如图所示∶
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的阻值最大处,即最左端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路可能断路∶电压表示数很大,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,即电路故障可能是小灯泡断路。
(4)[1][2]当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.18A,小灯泡电阻为
(5)灯泡在不同电压下,通过的电流不同,根据P=UI可知,功率不同,温度不同,灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一定值,故这样处理不正确。
(6)只闭合S、和,将变阻器的滑片P调到中点时,L短路,电阻与并联,电流表测量干路电流,并联的总电阻
由可得电源电压
由于电流表的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A,闭合开关S、,灯泡L与串联, 不接入电路,移动变阻器的滑片P,向左移动时, 变大,电压表的示数也变大,当电压表示数为3 V时, 最大,则的电压
此时小灯泡两端的电压为
由图乙可知电路中最小电流
所以由可得连入电路的电阻
当滑片向右移动时,变小,电流表的示数变大, 也变大,由图像可知电路中的最大电流(电流表安全)
由图像可知,此时
两端的电压为
连入电路的电阻
所以在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器允许的取值范围是8~15Ω。
3.(2025·河北省唐山市·二模)某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整;
(2)若连接电路后,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数都不变且较小,出现这种现象的原因是___________;
(3)若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路,正确连接电路后,闭合开关S,滑片P向___________(选填“左”或“右”)滑动时,小灯泡L变亮;
(4)在移动滑片P的过程中,应该观察___________表的示数,使小灯泡L正常发光;
(5)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω;
(6)完成实验后,小组又设计了如图乙所示的电路图,测量该小灯泡L正常发光时的电阻,R0为定值电阻,S2为单刀双掷开关,实验步骤如下:
①闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片P,使电压表的示数U1=___________V;
②保持滑片P的位置不变,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数并记为U2.;
③该小灯泡正常发光时的电阻RL =___________。(用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
(3)右
(4)电压
(5)10
(6) 2.5
【来源】2025年河北省唐山市龙华中学中考二模物理试题
【解析】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,已知灯泡的额定电压是2.5V,将电压表的小量程并联在灯泡两端,如图所示:
(2)串联电路中,闭合开关S,电流表有示数,说明电路是通路,发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数都不变且较小,则可能是滑动变阻器下面两个接线柱接入电路,滑动变阻器相当于定值电阻。
(3)若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路,为使灯泡变亮,电路中的电流变大,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,因此滑片P向右端移动。
(4)已知灯泡正常发光时的电压,因此实验中应该观察电压表的示数,使小灯泡L正常发光。
(5)小灯泡正常发光时的电阻是
(6)[1]闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,电路为变阻器、灯泡、定值电阻串联,电压表测灯泡两端电压,为了测量灯泡正常发光时的电阻,因此移动滑片P,使电压表的示数U1为2.5V。
[2]保持滑片P的位置不变,再将开关S2拨到触点1,电路连接方式不变,电压表测灯泡和定值电阻两端电压,可得定值电阻两端电压为
电路中的电流为
该小灯泡正常发光时的电阻为
4.(2025·河北省唐山市·二模)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路。电源电压恒定,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路图,将图乙中的实物图补充完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表和电压表V2均有示数,电压表V1无示数,出现这种现象的原因可能是___________。
(3)排除故障后继续实验,实验数据记录在下面表格中。
实验次数
1
2
3
4
5
6
U₁/V
0.6
1.2
1.6
1.9
2.2
2.5
UR/V
0.8
1.0
1.2
1.3
7.0
1.5
I/A
0.16
0.20
0.26
0.28
0.30
第3次实验时,小明调节滑动变阻器的滑片,电压表示数稳定后,电流表示数如图所示,电流表读数为___________A。
(4)小组交流时,有同学提出小明某次实验中UR电压值读数错误,正确的读数为___________V。
(5)定值电阻R的阻值为___________Ω,小明发现小灯泡灯丝电阻不是定值,原因是小灯泡灯丝电阻___________。
【拓展】小明想测出定值电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,电源电压为18V,电压表量程0~15V,电流表量程为0~0.6A,R为电阻箱。在保证电路安全的情况下,电阻箱连入电路的最小阻值为RA,连入电路的最大阻值为RB,且。则Rx的阻值为___________Ω。
【答案】(1)
(2)小灯泡短路
(3)0.24
(4)1.4
(5)5 与温度有关 10
【来源】2025年河北省唐山市路北区中考二模物理试题
【解析】(1)由电路图可知,电压表V1测量小灯泡两端的电压,且小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表V1要接0~3V的量程。如图所示:
(2)电路接通后,电流表有示数,说明电路是短路或者通路,电压表V1无示数,V2有示数,说明只是电压表V1没有电流流过,即电压表V1被短接,所以可能是小灯泡L短路或者电压表V1本身短路,比较常见的情况是小灯泡短路。
(3)电流表接的量程是0~0.6A,对应的分度值为0.02A,故此次电流表读数为
(4)从第1次到第6次实验,U1示数不断变大,根据串联分压可知,UR也要不断增大,所以在第5次实验中,UR需满足1.3V<UR<1.7V,故第5次实验中UR读数错误,因为UR=7V>3V,所以读数时是看错了量程,故正确的电压是
(5)[1]根据欧姆定律可知,第1次实验时,R的阻值
同理可得,在第2~6次实验时,R的阻值分别为
求平均值得到R=5Ω。
[2]随着小灯泡两端电压变高,则通过小灯泡的电流变大,小灯泡灯丝实际功率变大,相同时间内产生的热量增多,灯丝温度升高,灯丝电阻变大。
[3] 在保证电路安全的情况下,当变阻器电阻最小时,电路中的电流最大,最大电流I1=0.6A,根据欧姆定律与串联电路电压规律可知Rx、RA、电源电压的关系为,得到……①;
在保证电路安全的情况下,当变阻器电阻最大时,电路中的电流最小,根据欧姆定律可知Rx两端电压最小,由串联电路电压规律可知,此时RB两端电压最大,为,Rx两端电压,根据串联分压原理可知,得到……②
由题意可知……③
由①②③解得Rx=10Ω。
5.(2025·河北省唐山市·二模)某小组想测量标有“”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整;
(2)移动滑动变阻器的滑片至最______端,闭合开关,闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是______;
(3)排除故障后,向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为______A。该小组根据实验数据发现灯丝电阻是变化的,小灯泡未发光时电阻可能为______;
A. B. C. D.
(4)【拓展】另一小组设计了如图丙所示电路,利用另一只小灯泡的实验数据测出了未知电阻阻值,这只小灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图丁所示,电源电压不变但未知,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻大于,滑动变阻器的规格为“;”,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,则他们选用的电源电压为______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______。
【答案】(1)
(2)左 小灯泡断路
(3)0.12 B
(4)4.5 40
【来源】2025年河北省唐山市路南区中考二模物理试题
【解析】(1)变阻器一上一下串联接入电路中,将开关右边接线柱和变阻器的上面接线柱连接,如图所示:
(2)[1]为了电路安全,保护电路,连接电路时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,则移动滑动变阻器的滑片至最左端。
[2]闭合开关,电流表无示数,可能电路断路,电压表示数接近电源电压,电压表两个接线柱到电源通路,由此可知电路故障可能是小灯泡断路。
(3)[1]由图乙可知,该电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故读数为0.12A。
[2]此时灯泡的电阻
小灯泡的电阻随着电压的升高而变大,所以小灯泡未发光时电阻小于3.5Ω,故选B。
(4)[1]由图丙可知,闭合开关S、S1接1时,灯泡与滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;由于电压表量程为0~3V,所以,在电路安全的情况下,变阻器R2允许接入电路的最大阻值时电压表的示数最大为3V,则根据串联电路的电流处处相等的特点可知通过灯泡的电流为
由图丁可知此时灯泡两端的电压为UL=1.5V,根据串联电路电压的规律可知,电源电压U=UL+U2=1.5V+3V=4.5V
[2]若闭合开关S、S1接2,R1与滑动变阻器R2串联,电流表接0~0.6A量程,根据串联电路电流特点结合滑动变阻器的规格可知通过电路的最大电流为0.6A,或最大电流为
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路最大电阻时,通过电路的电流最小,通过电路的最小电流为,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的1.5倍,分以下几种情况讨论:
①若最大电流为0.6A,则最小电流为,此时变阻器接入电路的电阻为允许的最大值,由电压表的量程和串联分压的规律可知此时电压表示数最大为3V,则R1分得的电压U1=U-UV大=4.5V-3V=1.5V
电阻R1的阻值
已知定值电阻R1大于5Ω,则这种情况不可能;
②若最大电流为(变阻器接入电路的阻值为0),最小电流为,则
解得R1=40Ω。
6.(2025·河北省邢台市·二模)小明、品品、亮亮三个同学测量标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻。器材有:电源(电压未知)、两个分别标有“5Ω,3A”、“20Ω,2A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)图甲是小明同学的实验原理图,请你将实物图补充完整,要求滑片向右移灯变暗;
(2)测量小灯泡电阻的原理是______(用公式表示);
(3)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为______V;
(4)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,发现图像不是过原点的直线,原因是______。【拓展】晶晶同学选取其中一个变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压表并联在待测小灯泡两端,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;闭合开关S后,此时电压表如图所示,她发现无法继续实验。请来亮亮帮忙,亮亮换了另一个变阻器进行实验,并将电压表并联在电路中某处;移动滑片,进行实验,记录数据如下表,并用其中一组数据成功计算出小灯泡正常发光时的电阻。
物理量
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
3.0
0.22
2
2.0
0.28
3
1.5
0.30
请通过以上信息判断,亮亮同学所选滑动变阻器规格为______,小灯泡正常发光时的电阻是______Ω(保留一位小数)。
【答案】(1)
(2)
(3)左 2.5
(4)灯丝电阻受温度的影响 20Ω,2A 8.9
【来源】2025年河北省邢台市襄都区中考二模物理试题
【解析】(1)要求滑片向右移灯变暗,则电路中电流变小,变阻器接入电路的阻值变大,所以变阻器选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)根据可求得导体的电阻,所以用伏安法测量小灯泡电阻的原理是。
(3)[1][2]小灯泡额定电压为2.5V,实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应增大灯泡的电压,根据串联电压规律,应减小变阻器的电压,根据串联分压原理,应减小变阻器的阻值,所以应将滑动变阻器的滑片P向左端移动,直到电压表示数为2.5V。
(4)[1]小灯泡的电流与电压的关系图像不是过原点的直线,原因是灯丝电阻受温度的影响,是变化的,所以小灯泡的电流与电压不成正比。
[2][3]由表中数据可知,变阻器阻值变小,电流增大时,电压表示数减小,根据串联分压原理,可知亮亮把电压表并联在了变阻器两端。由图乙可知,灯泡的额定电流大于0.25A且小于0.3A,亮亮用其中一组数据成功计算出小灯泡正常发光时的电阻,所以第2次实验时灯泡正常发光,此时滑动变阻器阻值为
所以亮亮同学所选滑动变阻器规格为“20Ω,2A”,则小灯泡正常发光时的电阻为
动态电路分析
1.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)初三实验小组的同学决定设计一个如图所示的简易身高测量仪。他们的设想:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器,将电压表改装成身高测量仪,且当电压表的示数最大时,测量仪测量身高的值恰好达到最大。已知电路中电源电压恒为12V、电压表量程为0~3V、均匀电阻丝R2(0.5Ω/cm)长为80cm、电阻丝R1阻值不变。对身高为170cm的小欣进行测量时,电压表的示数为1.5V。则下列说法正确的是( )
A.所测身高越高,电路中的电流越小
B.电阻丝R1的阻值为100Ω
C.若想要增大测量仪的测量范围,可以换用更大量程的电压表
D.测量小明身高时,电压表的示数为1.8V,则小明身高为178cm
【答案】D
【来源】2025年河北省唐山市迁安市中考二模物理试题
【解析】A. 由电路图可知, R1与R2串联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以,身高变化(即滑片移动)时,R2接入电路中的电阻不变,由可知,电路中的电流不变,故A错误;
B. 电阻线的最大阻值
当滑片位于电阻线的上端电压表的示数为3V时,测量仪测量身高的范围最大,测量精确度最高,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流为
此时电路中的总电阻始终为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,定值电阻R1阻值
故B错误;
C.电路中总电阻不变,总电流不变,滑动变阻器电阻最大时分得电压不变,换用大量程的电压表对测量范围没有影响,故C错误;
D. 电路中的电流始终为0.075A不变,对身高为170cm的小欣进行测量时,则电压表所测电阻丝的阻值
同理,对小明进行测量时电压表所测电阻丝的阻值
两次电阻的差值为
由电阻丝的阻值为0.5Ω/cm可得,电阻丝相差的长度,即两个同学身高的差值
小明进行测量时电压表的示数较大,说明小明的身高要高一些,即小明的身高为170cm+8cm=178cm
故D正确。故选D。
2.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示电路中电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关后,将滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。则下列判断中正确的是( )
A.电源电压为10V B.电阻R1的阻值为10Ω
C.滑动变阻器R2的阻值最大为30Ω D.若滑动变阻器断路,则电压表示数为零
【答案】B
【来源】2025年河北省唐山市龙华中学中考二模物理试题
【解析】AB.据图甲可知,电路是定值电阻和变阻器串联,当变阻器在b端时,电路为定值电阻单独串联,此时电路中的电流最大,据乙图可知,电流为1.5A,可得电源电压为-------①
当变阻器在a端时,电路为定值电阻和变阻器串联,且变阻器接入电路中的阻值最大,电压表测变阻器两端电压,此时电路中的电流最小,据乙图可知,电流为0.5A,此时变阻器两端电压为10V,可得电源电压为------②
联立①②解得U=15V,R1=10Ω,故A错误,B正确;
C.根据上述分析可知,当变阻器两端电压为10V时,变阻器接入电路中的阻值最大,此时电路中的电流为0.5A,滑动变阻器R2的阻值最大为,故C错误;
D.若滑动变阻器断路,电压表串联接入电路,测电源电压,示数接近于15V,故D错误。
故选B。
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示,是一电子秤的原理示意图,电源电压为6V,保护电阻,电压表量程为0~3V,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示。托盘放在传感器上,电路就接通,电源电压恒定不变,不计托盘的质量,(g取10)下列说法正确的是( )
A.托盘不装物品时,电压表的示数为0.5V
B.当托盘上被测物品的质量增大时,则电压表示数减小
C.若将电压表改装成电子秤的表盘,表盘刻度是均匀的
D.当电压表的示数为1.5V时,托盘上被测物品的质量为20
【答案】D
【来源】2025年河北省唐山市古冶区中考二模物理试题
【解析】A.托盘不装物品时,压力传感器阻值等于300Ω,此时电路中的电流
则电压表示数,故A错误;
B.当托盘上物品的质量增大时,压力增大,压力传感器阻值减小,电流增大,根据可知保护电阻两端电压变大,故B错误;
C.由图乙可知,R与F关系为一次函数图像,即R随F的变化是均匀的,电压表示数
电压表示数与R0不成正比,变化不均匀,即电压表示数与压力不成正比,故表盘刻度不均匀,故C错误;
D.当电压表示数为1.5V时,电路中电流
电路总电阻
则由图乙可知此时托盘所受压力为200N,即被测物体质量为,故D正确。
故选D。
4.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)创新小组设计了一款家用燃气泄露报警装置,电路工作原理如图甲所示。控制电路中,电源电压为3V,定值电阻R0=60Ω,R为气敏电阻,其阻值与燃气浓度的关系如图乙所示,电磁铁线圈电阻不计。当空气中检测到的燃气浓度小于4%时,工作电路中灯泡发光;当空气中检测到的燃气浓度大于等于4%时,工作电路报警。下列有关说法正确的是( )
A.检测到的燃气浓度增大时,气敏电阻的阻值变大
B.检测到的燃气浓度增大时,控制电路消耗的总功率变小
C.检测到的燃气浓度为4%时,控制电路中电流为0.03A
D.若用另一定值电阻R1替换R0(R1>R0),则报警时燃气浓度小于4%
【答案】C
【来源】2025年河北省唐山市遵化市中考二模物理试题
【解析】A.由图乙可知,气敏电阻R的阻值随燃气浓度升高而减小,与图像的描述相反,故A错误;
B.燃气浓度增大时R阻值减小,控制电路总电阻减小,根据可知,总功率增大,故B错误;
C.如图,当燃气浓度4%时,R=40Ω,电路总电阻R总=60Ω+40Ω=100Ω
电流,故C正确;
D.若用更大阻值的R1替换R0,要保持相同触发电流(0.03A),总电阻不变,那么需要R阻值需要更小,即需要更高燃气浓度才会报警,故D错误。故选C。
5.(2025·河北省邢台市·二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,定值电阻的阻值为10欧。闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表A的示数为1.8安。
(1)求此时两端的电压。
(2)将一个表盘如图(b)所示的电压表接入电路。当电压表并联在某个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为8伏;当电压表并联在另一个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为4伏。求滑动变阻器的规格。
【答案】(1)6V
(2)20Ω 2A
【来源】2025年河北省邢台市襄都区中考二模物理试题
【解析】(1)定值电阻与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中测量电路中的电流,当滑片移到某一位置时,电流表A的示数为1.8A,此时两端的电压
此时两端的电压
(2)将一个表盘如图(b)所示的电压表接入电路。当电压表并联在某个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为8V,则电压表应该并联在定值电阻两端,且滑动变阻器接入了最大阻值,由串联电阻的分压原理可知
即
所以。
当电压表并联在另一个元件两端即滑动变阻器两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为4V,故此时允许通过的最大电流为
所以滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
6.(2025·河北省保定市·二模)在如图的电路中,电源电压保持不变,电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“100Ω;1A”字样,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程,电压表有0~3V和0~15V两个量程。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至中点时,电压表V的示数为3V。(可根据需要调整电表量程)
(1)求此时电流表的示数;
(2)求电源电压;
(3)现在将另一个规格相同的电压表V0接在R0两端,其它部分电路连接不变。闭合开关,移动滑片过程中两个电压表指针变化的角度始终相同。请通过分析说明,移动滑片可以使该电路中哪些电表的指针达到满偏,并求出满偏时,滑动变阻器可能的阻值。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
【答案】(1)0.3A
(2)18V
(3)见详解
【来源】2025年河北省保定市阜平县中考二模物理试题
【解析】(1)通过R的电流
在串联电路中电流处处相等,所以电流表示数
(2)移动滑动变阻器的滑片P至中点时,接入电路的阻值R0=50Ω,通过滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器两端的电压
根据串联电路中电压的规律可知,电源的电压
(3)电源电压18V且保持不变,移动滑片过程中两个电压表指针变化的角度始终相同,则两个电压表均选用0~15V的量程。当电压表V满偏时,即电压表V的示数为15V时,根据串联分压原理则:
解得此时
此时电流为
即电路电流大于滑动变阻器安全电流, 应舍去。
当电压表V0满偏时,即电压表V0的示数为15V时,根据串联分压原理则有
解得此时
当电流表选用0~0.6A量程且满偏时,即电路电流为0.6A时,总电阻为
则此时
当电流表选用0~3A量程且满偏时,即电路电流为3A时,总电阻为
不符合题意,舍去。
综上,当电流表所选量程为0~0.6A时,移动滑片可以使电流表达到满偏,此时滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω;当电流表所选量程为0~3A时,移动滑片可以使电压表V0达到满偏,此时滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω。
7.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示,电源电压保持不变,电压表量程为0~15V,电流表量程0~3A,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“60Ω 2A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P到某位置时,电压表示数为9V,电流表示数为1.5A。
(1)求电源电压;
(2)在保证电路安全的情况下,求滑动变阻器连入电路的最小阻值;
(3)在电路中再串联接入一个定值电阻R0和一个电压表,如图乙所示。两电压表量程均为0~15V,电流表改用0~0.6A量程,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电流表能达到满偏。在保证电路安全的情况下,电压表V1示数的最大值与最小值之比为2:1,求定值电阻R0的可能的值。
【答案】(1)24V
(2)2Ω
(3)20Ω
【来源】2025年河北省唐山市路北区中考二模物理试题
【解析】(1)据图可知,电路是定值电阻和变阻器串联,电压表测变阻器两端电压,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P到某位置时,电压表示数为9V,电流表示数为1.5A,可得定值电阻两端电压为
根据串联电压规律可得,电源电压为
(2)由电流表量程可知,电流表所测最大电流为3A,滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,故电路的最大电流为2A,电路中的总电阻为
根据串联电阻规律可得,滑动变阻器连入电路的最小阻值为
(3)滑动变阻器的允许通过的最大电流为2A,电流表能达到满偏0.6A,电路的最大电流为0.6A,R0的最大电压为
滑动变阻器电压为15V时,R0电压最小为
电压表V1示数的最大值与最小值之比为2:1,即
解得,当时电路中的最小电流为
变阻器阻值为
R0两端电压最大为,故符合题意
若滑动变阻器阻值最大时,电压表不能达到5V,R0的最小电压为
电压表V1示数的最大值与最小值之比为2:1,即
解得,当时,电路中的最小电流为
R2两端最大电压为
故不符合题意,舍故R0的可能值为20Ω。
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专题06 电流、电压及欧姆定律
探究串并联电路电流、电压的关系
1.(2025·河北省唐山市·二模)根据如图所示的实验回答下列问题。
(1)如图甲所示,把铜片、铁片插入一个苹果,就制成了一个水果电池,从图中可以看出_____片是水果电池的正极;该水果电池的电压是_____V;
2.(2025·河北省秦皇岛市·二模)小明设计了如图1甲所示的电路探究并联电路中电流的规律,电源电压为3V。
(1)图乙为小明连接的实物图,则电流表测量的是图甲中______点的电流。小明试触开关,发现两只灯泡不发光,电流表指针大角度偏转,小明把灯泡L1取下,发现灯泡L2正常工作,则故障可能是______。
(2)排除故障后,闭合开关,电流表指针偏转如图丙所示,其读数为______A。
(3)在图乙中只需移动一根导线就能测量通过L1的电流,请你在这根导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路正确连接________。
(4)小明收集到的实验数据如表一所示(灯泡有a、b、c、d四种规格)。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
IB/A
IC/A
1
a
a
0.52
0.26
0.26
2
b
b
0.44
0.22
0.22
3
a
b
0.48
0.26
0.22
表一
分析表中数据,小明得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。小明在完成第1、2组实验后,又进行了第3组实验,这样操作的目的是______。
(5)得出结论后,小明用b、c和d规格的灯泡继续进行实验,得到A点电流如表二所示,则d种规格灯泡在实验中消耗的实际功率为______W。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
4
b
c
0.5
5
c
d
0.48
表二
(6)【拓展】完成实验后,小红用两个定值电阻R0、R1分别替换图1甲中的L1和L2,用一可调电压电源替换原来的电池组(未画出),如图2所示。在保证电路安全的情况下,小红用电流表分别测量A、B、C三点的电流,发现电流表的指针有一次满偏,还有一次偏转的角度为满偏的三分之二,已知通过C点的电流大于通过B点的电流,则所有符合上述要求的情况中,通过C点的电流的最大值与最小值之比为__________。
探究电流与电压、电阻的关系
1.(2025·河北省唐山市·二模)小度在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系 ”时,实验电路如图甲所示,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)在使用电压表测量电路两端电压时,将电压表接入电路中,在开关断开时,电压表的指针如图a所示,则应采取的操作是_______ 。如图乙,连接电路时,开关应该处于断开状态;滑动变阻器滑片调到_______ 端(选填A或B ),滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了______________ 的作用。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表无示数,但电流表有示数,此时出现的故障可能是____(选填字母)。
A.滑动变阻器短路 B.电流表断路
C.电阻R短路 D.电阻R断路
(3)排除故障后,小度又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“ 电压不变时,电流 与电阻的关系 ”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V ,分别接入 三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。由图像可以得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______ 关系。
(4)上述实验中,小度用5Ω 的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R 换为10Ω 的电阻接入电路,闭合开关,应向_______(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为_______ V时,读出电流表的示数。
2.(2025·河北省唐山市·二模)某学习小组计划探究电流与电阻的关系,设计的电路如图甲所示。
(1)请把甲图中的电路连接完整(要求滑片向右移动时,电路中电流变大)。_____
(2)在闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑片应位于_____(选填“A”或“B”)端。
(3)为得到多组实验数据,进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。每次更换定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,这样做的目的是______。
(4)某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障是_____。
(5)某次实验中,电流表示数如图乙所示,该电流表的示数为______A。
(6)某同学分析实验数据发现在电压一定的情况下,电流与电阻成反比,于是他作出了如图丙所示的 图线,则实验中该同学加在电阻两端的电压为______V。
【拓展】如图丁所示,电源电压保持不变,灯泡灯丝阻值为10Ω,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片 P移到a点时,电压表的示数为滑动变阻器的功率为Pₐ;再移动滑片 P到b点时,电压表的示数为 滑动变阻器的功率为 Pb,若 ,则滑动变阻器的滑片 P在a、b两点时连入电路的电阻变化了_____Ω(不计灯丝电阻随温度的变化)。
[7]因为
Ua︰Ub=2︰3所以
Pa︰Pb=8︰9所以
3.(2025·河北省唐山市·二模)小明做“探究电流与电阻的关系”的实验,连接的电路如图甲所示,电源电压恒为6V,可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、和25Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大__________;(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表没有示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表始终没有示数。造成这一现象的原因可能是______(填字母);
A.电阻断路 B.电流表坏了 C.滑动变阻器短路 D.电阻短路
(3)排除电路故障进行实验。为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到保持电阻两端电压不变的作用。实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向______(填“左”或“右”)滑动,才可能达到这个目的;
(4)为保证上述实验顺利进行,5个电阻都能进行实验,滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω;
(5)根据实验数据,作出I-R图像如图乙所示。根据实验目的分析图像可得出结论:______;
【拓展】完成上述实验后,小明又设计了如图丙所示的电路,来测量一个小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡的额定电压为U额,电源电压为U,滑动变阻器A的最大阻值为R0,请完成实验步骤并写出表达式:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表的示数为U额,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S2,断开S1,______,使电压表的示数为U额;
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器B的滑片位置不变,将滑动变阻器A的滑片移动到右端,读出电压表的示数为U';
④小灯泡正常发光时的电阻为RL=______。
4.(2025·河北省唐山市·二模)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,电压为6V的电源等器材进行探究。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整(要求:滑片P向右移动时电路中电流变大);
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小明将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是___________(选填“A”、”B”或“C”);
A.开关断路 B.滑动变阻器断路 C.定值电阻断路
(3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为___________V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向___________端(选填“左”或“右”)滑动;要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少是___________Ω;由图像得到实验结论为:当___________一定时,导体中的电流与导体的电阻成___________。
伏安法测电阻
1.(2025·河北省保定市·二模)小亮在用伏安法测量电阻R的阻值时,连接了如图1所示的部分电路。
(1)请用笔画线代替导线完成图1的电路连接,要求滑片P向右端移动时电流变大_______;
(2)在连接实物电路过程中,开关应处于________状态;
(3)闭合开关,发现两电表均无示数。为了查找故障他将电压表拆下,保持其它部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测电阻R、滑动变阻器两端,发现只有接在待测电阻R两端时,电压表无示数,则故障可能是________;
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4V时,电流表示数如图2所示,则电阻R为______,小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你作出评价或建议:________;
(5)利用图1所示电路还可以探究的电学实验是__________;
(6)【拓展】小明所在的小组采用同样的方法测量另一个待测电阻,并且记录了三组数据,如下表所示。然而,在准备分析数据时,他们发现连接电路时出现失误,电压表并联在了滑动变阻器两端。同组的小华提出,无需重新进行实验,并且利用现有的这些数据计算出待测电阻的阻值为______。
序号
电压表示数(V)
电流表示数(A)
1
2.8
0.16
2
2.0
0.20
3
1.2
0.24
2.(2025·河北省唐山市·二模)在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中,如图甲所示是小明同学连接好的电路。
(1)小红同学发现图甲电路连接错误,只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的最________(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是________。(写出一种可能即可)
(4)排除故障后,小明同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表:
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻
11.4
10.0
7.0
4.7
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图乙所示为________A,则此时小灯泡的电阻为________。(小数点后保留一位)
(5)最后小明同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻,小红同学认为这样处理不正确。请你说明理由:________。
【拓展】
(6)如图甲所示的电路,电源电压保持不变。
小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样,滑动变阻器的最大值为30,定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。只闭合S、和,将滑动变阻器的滑片P移到中点时,电流表示数为0.45A;只闭合开关S、,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的图像如图乙所示。在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器允许的取值范围是________。
3.(2025·河北省唐山市·二模)某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整;
(2)若连接电路后,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数都不变且较小,出现这种现象的原因是___________;
(3)若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路,正确连接电路后,闭合开关S,滑片P向___________(选填“左”或“右”)滑动时,小灯泡L变亮;
(4)在移动滑片P的过程中,应该观察___________表的示数,使小灯泡L正常发光;
(5)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω;
(6)完成实验后,小组又设计了如图乙所示的电路图,测量该小灯泡L正常发光时的电阻,R0为定值电阻,S2为单刀双掷开关,实验步骤如下:
①闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片P,使电压表的示数U1=___________V;
②保持滑片P的位置不变,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数并记为U2.;
③该小灯泡正常发光时的电阻RL =___________。(用U1、U2、R0表示)。
4.(2025·河北省唐山市·二模)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路。电源电压恒定,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路图,将图乙中的实物图补充完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表和电压表V2均有示数,电压表V1无示数,出现这种现象的原因可能是___________。
(3)排除故障后继续实验,实验数据记录在下面表格中。
实验次数
1
2
3
4
5
6
U₁/V
0.6
1.2
1.6
1.9
2.2
2.5
UR/V
0.8
1.0
1.2
1.3
7.0
1.5
I/A
0.16
0.20
0.26
0.28
0.30
第3次实验时,小明调节滑动变阻器的滑片,电压表示数稳定后,电流表示数如图所示,电流表读数为___________A。
(4)小组交流时,有同学提出小明某次实验中UR电压值读数错误,正确的读数为___________V。
(5)定值电阻R的阻值为___________Ω,小明发现小灯泡灯丝电阻不是定值,原因是小灯泡灯丝电阻___________。
【拓展】小明想测出定值电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,电源电压为18V,电压表量程0~15V,电流表量程为0~0.6A,R为电阻箱。在保证电路安全的情况下,电阻箱连入电路的最小阻值为RA,连入电路的最大阻值为RB,且。则Rx的阻值为___________Ω。
5.(2025·河北省唐山市·二模)某小组想测量标有“”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整;
(2)移动滑动变阻器的滑片至最______端,闭合开关,闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是______;
(3)排除故障后,向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为______A。该小组根据实验数据发现灯丝电阻是变化的,小灯泡未发光时电阻可能为______;
A. B. C. D.
(4)【拓展】另一小组设计了如图丙所示电路,利用另一只小灯泡的实验数据测出了未知电阻阻值,这只小灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图丁所示,电源电压不变但未知,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻大于,滑动变阻器的规格为“;”,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,则他们选用的电源电压为______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______。
6.(2025·河北省邢台市·二模)小明、品品、亮亮三个同学测量标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻。器材有:电源(电压未知)、两个分别标有“5Ω,3A”、“20Ω,2A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)图甲是小明同学的实验原理图,请你将实物图补充完整,要求滑片向右移灯变暗;
(2)测量小灯泡电阻的原理是______(用公式表示);
(3)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为______V;
(4)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,发现图像不是过原点的直线,原因是______。【拓展】晶晶同学选取其中一个变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压表并联在待测小灯泡两端,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;闭合开关S后,此时电压表如图所示,她发现无法继续实验。请来亮亮帮忙,亮亮换了另一个变阻器进行实验,并将电压表并联在电路中某处;移动滑片,进行实验,记录数据如下表,并用其中一组数据成功计算出小灯泡正常发光时的电阻。
物理量
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
3.0
0.22
2
2.0
0.28
3
1.5
0.30
请通过以上信息判断,亮亮同学所选滑动变阻器规格为______,小灯泡正常发光时的电阻是______Ω(保留一位小数)。
动态电路分析
1.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)初三实验小组的同学决定设计一个如图所示的简易身高测量仪。他们的设想:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器,将电压表改装成身高测量仪,且当电压表的示数最大时,测量仪测量身高的值恰好达到最大。已知电路中电源电压恒为12V、电压表量程为0~3V、均匀电阻丝R2(0.5Ω/cm)长为80cm、电阻丝R1阻值不变。对身高为170cm的小欣进行测量时,电压表的示数为1.5V。则下列说法正确的是( )
A.所测身高越高,电路中的电流越小
B.电阻丝R1的阻值为100Ω
C.若想要增大测量仪的测量范围,可以换用更大量程的电压表
D.测量小明身高时,电压表的示数为1.8V,则小明身高为178cm
2.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示电路中电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关后,将滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。则下列判断中正确的是( )
A.电源电压为10V B.电阻R1的阻值为10Ω
C.滑动变阻器R2的阻值最大为30Ω D.若滑动变阻器断路,则电压表示数为零
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示,是一电子秤的原理示意图,电源电压为6V,保护电阻,电压表量程为0~3V,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示。托盘放在传感器上,电路就接通,电源电压恒定不变,不计托盘的质量,(g取10)下列说法正确的是( )
A.托盘不装物品时,电压表的示数为0.5V
B.当托盘上被测物品的质量增大时,则电压表示数减小
C.若将电压表改装成电子秤的表盘,表盘刻度是均匀的
D.当电压表的示数为1.5V时,托盘上被测物品的质量为20
4.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)创新小组设计了一款家用燃气泄露报警装置,电路工作原理如图甲所示。控制电路中,电源电压为3V,定值电阻R0=60Ω,R为气敏电阻,其阻值与燃气浓度的关系如图乙所示,电磁铁线圈电阻不计。当空气中检测到的燃气浓度小于4%时,工作电路中灯泡发光;当空气中检测到的燃气浓度大于等于4%时,工作电路报警。下列有关说法正确的是( )
A.检测到的燃气浓度增大时,气敏电阻的阻值变大
B.检测到的燃气浓度增大时,控制电路消耗的总功率变小
C.检测到的燃气浓度为4%时,控制电路中电流为0.03A
D.若用另一定值电阻R1替换R0(R1>R0),则报警时燃气浓度小于4%
5.(2025·河北省邢台市·二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,定值电阻的阻值为10欧。闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表A的示数为1.8安。
(1)求此时两端的电压。
(2)将一个表盘如图(b)所示的电压表接入电路。当电压表并联在某个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为8伏;当电压表并联在另一个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为4伏。求滑动变阻器的规格。
6.(2025·河北省保定市·二模)在如图的电路中,电源电压保持不变,电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“100Ω;1A”字样,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程,电压表有0~3V和0~15V两个量程。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至中点时,电压表V的示数为3V。(可根据需要调整电表量程)
(1)求此时电流表的示数;
(2)求电源电压;
(3)现在将另一个规格相同的电压表V0接在R0两端,其它部分电路连接不变。闭合开关,移动滑片过程中两个电压表指针变化的角度始终相同。请通过分析说明,移动滑片可以使该电路中哪些电表的指针达到满偏,并求出满偏时,滑动变阻器可能的阻值。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
7.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示,电源电压保持不变,电压表量程为0~15V,电流表量程0~3A,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“60Ω 2A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P到某位置时,电压表示数为9V,电流表示数为1.5A。
(1)求电源电压;
(2)在保证电路安全的情况下,求滑动变阻器连入电路的最小阻值;
(3)在电路中再串联接入一个定值电阻R0和一个电压表,如图乙所示。两电压表量程均为0~15V,电流表改用0~0.6A量程,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电流表能达到满偏。在保证电路安全的情况下,电压表V1示数的最大值与最小值之比为2:1,求定值电阻R0的可能的值。
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