内容正文:
专题八 欧姆定律电功电功率(原卷版)
考点01 电流电压电阻关系
考点02 欧姆定律
考点03 测电阻
考点04 电能电功率
考点05 焦耳定律
考点06 家庭电路
考点07 电路动态分析
考点08 故障分析
电流电压电阻关系考点01
1.(2025·广西来宾·一模)小明在“探究电流与电阻的关系”实验中,使用的器材有:电源(电压)、定值电阻(、、、、)、滑动变阻器()、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)连接电路时,开关应 ;小明连接的电路如图甲所示,请你指出该电路存在的问题是: ;
(2)排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 处;当接入定值电阻时,调节滑动变阻器的滑片到某位置,电压表的示数如图乙所示,并记录此时电压表和电流表的示数。依次更换定值电阻进行实验,当接入电阻时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变;
(3)若实验过程中,电源电压保持不变,当接入电阻时,调节滑动变阻器的滑片, (选填“能”或“不能”)保持电压表示数不变;
(4)多次实验后,小明得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻 ;
(5)小秋用一个的定值电阻换走了小明的电阻,若小明仍想保持电压表示数与之前实验时相同,可以采取的措施是: 。
2.(2025·广西贵港·一模)在探究电流与电压、电阻的关系的实验中,选用的器材有:电源(恒为)、电压表()、电流表()、电阻R(、、)、滑动变阻器()、开关、导线若干。
序号
电压
电流
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整;
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,在探究电流与电压的关系时,记录的实验数据如上表,其中第次实验的电压表示数如图乙所示,为 。实验中所选电阻的阻值为 ;
(4)探究电流与电阻的关系时,将电阻接入电路,记录电流表示数为;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为 ,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 。
3.(2025·广西南宁·一模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,电路图如图甲所示,电源电压保持不变,选用的实验器材有电流表,电压表,四个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,最大阻值为50Ω的滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关,移动滑动变阻器滑片的过程中,电压表一直有示数但电流表始终无示数,造成这一故障的原因可能是电路a、b两点间发生 ;
(3)排除故障后,用原器材继续实验,先确定a、b两点间一个保持不变的电压值U,移动滑片使电压表示数为U,此时电流表的示数如图乙所示,为 A;
(4)用10Ω、15Ω的定值电阻分别接入a、b两点间,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,每次都要使电压表的示数为U= V时,再记录电流表的示数。分析数据得出结论:当a、b两点间的电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 比;
(5)以上三次实验中,用 Ω的定值电阻做实验时,a、b两点间的电功率最大;
(6)在a、b两点间接入20Ω的定值电阻时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能完成该实验(元件没有损坏),分析可知,该电源至少用了 节新干电池串联。
欧姆定律考点02
4.(2025·广西南宁·一模)如图所示的电路,电源电压可以调节。灯泡L1的规格是“2.5V,0.3A”,灯泡L2的规格是“6V,0.15A”,闭合开关使电源电压从零逐渐增加,先正常发光的灯泡是 ,此时通过另一灯泡的电流是 A。
5.(2025·广西来宾·一模)学校开展了防溺水安全教育后,科技小组的同学设计了一种防溺水装置,其简化电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为20Ω,RP是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值RP随水深h变化的图像。该装置未浸入水中时,电流表示数是0.1A;当浸入水下深度h大于等于2.5m时,装置中由电压表改装而成的报警器开始报警。求:
(1)该电路的电源电压;
(2)报警器刚开始报警时,RP两端的电压;
(3)为了防溺水的需要,如果把报警水位调整到1m,请你写出一种可行的方案,并结合计算进行说明。
6.(2025·广西贵港·一模)如图是科技小组设计的具有防干烧功能的饮水机装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热电路电源电压恒为,。控制电路电源电压恒为,,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬杆,水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小。浮体的底面积为、高。科技小组对饮水机模型进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至距浮体底部处时,电磁铁线圈中的电流为,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当电磁铁线圈中的电流为时,防干烧功能启动。(形硬杆的质量和电磁铁线圈的电阻忽略不计,,取
(1)求加热电路工作时的电流;
(2)求饮水机防干烧功能启动时底部受到水的压强;
(3)为了防止防干烧功能太早启动,请提出一种可行的方法(如更换电源、电阻、电磁继电器弹簧等)并说明理由。
7.(2025·广西·一模)如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电源电压恒为5V,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样,Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示。求:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关,调节滑片P至某一位置,此时电流表的读数为0.01A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)若滑片位置不动,求该电路能测量的最高环境温度;
(3)为了提高电路测量的最高环境温度,请写出一种可行方案,并进行说明。
8.(2025·广西南宁·一模)物理兴趣小组设计了如图甲所示的湖水水位监测报警装置。电源电压恒定不变,定值电阻R0=30Ω;厚度均匀的长条形电阻片R竖直放置,浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动。当电流表的示数达到设定数值时,表示水位达到警戒水位,装置发出报警信号。闭合开关,滑杆AP位于电阻片底端B点时,电压表示数为6V,电流表示数为0.1A。
水位高度h/cm
10
15
20
30
电流I/A
0.1
0.12
0.15
0.3
(1)求滑动变阻器的最大阻值。
(2)求电源电压。
(3)浮子带动滑杆AP从底端B点上移到顶端C点的过程中,记录下几组水位和对应的电流表示数如表所示,当电流表的示数为0.25A时,水位达到警戒值,求警戒水位高度。
测电阻考点03
9.(2025·广西崇左·一模)如图甲所示为“测量小灯泡电阻”的实验装置,已知小灯泡标有2.5V字样。
(1)按甲图连接的电路,开关闭合前,需要将滑片移动 (选填:“C”或“D”)端;
(2)在检查电路无误后进行实验,当移动滑片时电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡在2.5V电压下的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至电压表的示数为2.5V;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡在电压为2.5V时的电阻是 Ω;
(4)根据图丙可知小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”),你认为原因是 ;
(5)通过本实验可知,不能通过求灯泡的平均值来作为灯泡的电阻值,其原因是: 。
10.(2025·广西南宁·一模)小明同学用伏安法测量定值电阻的阻值,实验电路如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 端(选填“a”或“b”);小明按图甲方式连接好电路,闭合开关后,发现电流表的指针向左偏转,其原因是: ;
(3)闭合开关,发现电流表无示数,但电压表有示数且接近电源电压,则可能的电路故障是Rx (选填“短路”或“断路”);
(4)调整后,小明同学重新按图甲所示的实验电路进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则被测电阻Rx= Ω;
(5)利用图甲电路,小明又探究了电流与电阻的关系,在上述器材的基础上小明增加了定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω各一个),其中电源电压为4.5V,图丁是实验中电流随电阻变化关系的图像,分析图像可知,实验中定值电阻两端电压保持 V不变;为了完成实验,所选滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
11.(2025·广西·一模)在测量未知电阻Rx阻值的实验中,小明设计并连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小明在连接电路的过程中,开关必须处于 状态。闭合开关之前将滑动变阻器的滑片调到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整 ;
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,则电路故障可能是Rx (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则其示数为 V,未知电阻Rx= Ω;
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S,断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻Rx阻值的表达式:Rx= (用U、U1和R0表示)。
电能电功率考点04
12.(2025·广西来宾·一模)家用壁挂式空调的额定功率大约是( )
A.1W B.10W C.100W D.1000W
13.(2025·广西崇左·一模)(1)读出如图测量工具的示数:电压表的示数是 ;电流表的示数是 ;电能表的示数是 ;
(2)如图,在探究“产生感应电流的条件”实验中:
①实验中观察 来判断电路中是否有感应电流;
②闭合开关,若导体AB 不动,左右移动磁体,电路中 (选填“有”或“无”)感应电流;
③该实验的结论是:闭合回路的一部分导体,在磁场中做 运动时,导体中就会产生感应电流;
④如果将小量程电流表换成 ,可以探究磁场对通电导体的作用。
14.(2025·广西崇左·一模)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻约为10Ω),电源电压由三节新干电池串联组成。
(1)本实验的原理是 ,连接电路时开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求:连线不得交叉);
(3)若有规格分别为A:“5Ω 1A”,B:“50Ω 0.2A”,C:“20Ω 0.5A”的三个滑动变阻器供选择,为了使实验能顺利进行,他应选 (选填A,B,C序号)滑动变阻器连入电路;
(4)连接好电路后,闭合开关,移动滑片P到某一位置,电压表的示数是1.8V,若要测量小灯泡的额定功率,应将实物电路中滑动变阻器滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V;
(5)当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示为 A,则小灯泡的额定功率是 W。
15.(2025·广西南宁·一模)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 (填“左”或“右”)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 ;
(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 (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;
【拓展】实验中电压表意外损坏,小组同学讨论后,选用阻值为的定值电阻进行实验,设计如图丙所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。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;
③小灯泡的额定功率表达式: 。(用表示)
16.(2025·广西南宁·一模)如图是一款手持式两挡电煮锅及其简化电路图,R1、R2为均为定值电阻。高温挡功率为1000W,低温挡时R1、R2的总功率为220W。请计算:
(1)R1的阻值;
(2)在标准大气压下,将2kg水从20℃烧开,水吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若电煮锅的热效率为80%,在标准大气压下,用高温挡将2kg水从20℃烧开,需要多长时间。
焦耳定律考点05
17.(2025·广西南宁·一模)下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电风扇 B.电饭锅 C.电视机 D.电脑
18.(2025·广西崇左·一模)如图所示是探究“电流产生的热量跟哪些因素有关”的实验。实验中是通过 来比较导体产生热量的多少;相同时间内,电流通过产生的热量与通过产生的热量之比为 。
19.(2025·广西贵港·一模)如图所示是一款有“低温”挡和“高温”挡的挂烫机的工作电路图,正常工作电压为220V,加热电阻,只闭合开关时,挂烫机处于 挡。当开关、都闭合时,挂烫机正常工作1min产生的热量为 J。
20.(2025·广西贵港·一模)按要求完成下列小题。
(1)在“探究平面镜成像的特点”实验时,小明把光屏放在图甲中蜡烛所成像的位置上,直接观察光屏,发现光屏上没有蜡烛的像,说明平面镜所成的像是 像;实验结束后,他从平面镜中看到墙上的电子钟的像如图乙所示,这时是白天,则实际时间是 。
(2)在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”时,往图丙中的形管内注入适量红墨水,形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;接入电路后,可探究电流产生的热量跟 (选填“电流”或“电阻”)的关系。
(3)小明用图丁所示的实验装置做“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验,当烧杯中出现如图戊所示的气泡变化时,水 (选填“未沸腾”或“正在沸腾”);若实验所用时间太长,请你帮小明提出一条缩短实验时间的建议: 。
21.(2025·广西·一模)如图所示,给此装置接通电源后,可用其来研究 的热效应;若通过R1的电流为1A,其通电时间为60s,则R1产生的热量为 J。
家庭电路考点06
22.(2025·广西·一模)在正常工作的家庭电路中,为了安全且快速地分辨出火线和零线,应选用的工具是( )
A.电压表 B.电能表 C.试电笔 D.螺丝刀
23.(2025·广西崇左·一模)如图所示,下列有关安全用电的知识,说法正确的是( )
A.漏电保护器可以对人身触电、导线漏电、插座接错线、用电器短路等故障起保护作用
B.人站在大地上,一只手触摸到了火线,也会触电。当有人触电时应先用手直接拉开触电者,避免触电时间过长危及生命
C.人站在绝缘的物体上,双手同时触摸火线和零线,人会触电
D.三脚插头的三个脚中接地线的脚比其它两个脚要长一些,其目的是插插头时使家用电器的金属外壳先接地线,拔插头时能使金属外壳后离开地线,避免触电
24.(2025·广西南宁·一模)如图所示,家中常用延长线插座上插满了各种电器,各用电器同时工作。下列有关分析正确的是( )
A.各用电器串联 B.干路电流过大容易发生火灾
C.插座延长线中可以没有地线 D.可以用湿手拔使用中的插头
25.(2025·广西贵港·一模)如图是标有“”的浴室使用的带防护罩插座。下列说法正确的是( )
A.插座与照明灯是并联连接的
B.防护罩的作用是使用电器金属外壳接地
C.三孔插座的右孔应该与家庭电路的零线相连
D.该插座允许接入两个任意大功率用电器同时使用
26.(2025·广西南宁·一模)教室里,当发现有人触电或电器设备着火时,正确的做法是( )
A.立即用手将触电的人拉开 B.立即切断电源
C.立即用小刀将电线割断 D.立即泼水灭火
27.(2025·广西南宁·一模)下列做法符合安全用电原则的是( )
A.使用试电笔时手要接触笔尖金属体 B.家庭电路着火迅速用水浇灭
C.更换灯泡时不需要断开电源开关 D.有金属外壳的电器也需要用三孔插座
28.(2025·广西来宾·一模)请在图中虚线框内画出开关S和电灯L的符号,并用笔画线代替导线将三线插座接入电路。
29.(2025·广西桂林·一模)图甲为一个带开关的插座,开关闭合时,插孔可以提供工作电压,请在图乙中将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
30.(2025·广西南宁·一模)在图中,用笔画线代替导线将电灯和开关接到电路中。
31.(2025·广西崇左·一模)请按照安全用电原则将下图所示的三孔插座和带开关的节能灯正确连入电路。
电路动态分析考点07
32.(2025·广西崇左·一模)如图,电源电压保持不变。开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由中点向右滑动的过程中( )
A.电压表V的示数不变,灯泡的亮度不变
B.电流表A1的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电流表A2的示数变小,灯泡的亮度变暗
D.电压表V的示数变大,电流表A1的示数变小
33.(2025·广西·一模)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器的滑片在最上端,称量时,滑片向下滑动。闭合开关,当秤台上小车的质量增大时,则( )
A.电压表的示数减小 B.电压表的示数增大
C.电流表的示数不变 D.电流表的示数增大
34.(2025·广西崇左·一模)如图所示,电源电压恒为18V,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻R0的阻值为20Ω,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。闭合开关S,电压表的示数为10V。
(1)求此时通过R0的电流;
(2)求此时R消耗的电功率;
(3)在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数的最小值和最大值之比为1:2,且有一个电表的指针可以达到满偏,求R接入电路的阻值范围。
35.(2025·广西南宁·一模)图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪,其简化原理如图乙。测试者向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P),电压表的示数U1可反映测试者的成绩L(如表)。电源的电压U恒为6V,滑动变阻器R1标有“30Ω,1A”的字样,定值电阻R2=20Ω,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,闭合开关S;
成绩L/cm
10
20
30
电压表示数U1/V
1
2
3
(1)当测试者的成绩L为10cm时,定值电阻R2的电压U2;
(2)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=10Ω时,测试者的成绩L;
(3)在保证电路元件安全的情况下,电路的最小电流。
36.(2025·广西南宁·一模)如图所示是某水果店使用的电子秤工作原理简化图,1、2、3为接线柱,R0为定值电阻,电源电压保持不变。滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,不放水果时,由电表(电流表或电压表)改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是( )
A.此时接线柱“1”应与“3”连接 B.显示器由电压表改装而成
C.为了节约电能,可去掉电阻R0 D.当水果质量增大时,电阻R0两端的电压增大
37.(2025·广西来宾·一模)图甲是身高、体重测量仪,电路原理如图乙所示,其中压敏电阻R的阻值随压力增大而减小。当体检者站在测量仪上时,滑片P随所测量对象身高增高而上滑,下列分析正确的是( )
A.体重越大,电流表示数越大 B.体重越大,R两端的电压越大
C.身高越高,通过的电流越小 D.身高越高,电压表示数越大
38.(2025·广西南宁·一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大 B.电压表示数变大
C.小灯泡变暗 D.滑动变阻器阻值变小
故障分析考点08
39.(2025·广西崇左·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关时,电流表A有示数。一段时间后电流表A的示数变大,则以下情况可能的是( )
A.可能是R1发生了断路 B.可能是滑片P向左移
C.可能R2的PC部分发生了短路 D.可能是bd间发生了断路
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专题八 欧姆定律电功电功率(解析版)
考点01 电流电压电阻关系
考点02 欧姆定律
考点03 测电阻
考点04 电能电功率
考点05 焦耳定律
考点06 家庭电路
考点07 电路动态分析
考点08 故障分析
电流电压电阻关系考点01
1.(2025·广西来宾·一模)小明在“探究电流与电阻的关系”实验中,使用的器材有:电源(电压)、定值电阻(、、、、)、滑动变阻器()、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)连接电路时,开关应 ;小明连接的电路如图甲所示,请你指出该电路存在的问题是: ;
(2)排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 处;当接入定值电阻时,调节滑动变阻器的滑片到某位置,电压表的示数如图乙所示,并记录此时电压表和电流表的示数。依次更换定值电阻进行实验,当接入电阻时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变;
(3)若实验过程中,电源电压保持不变,当接入电阻时,调节滑动变阻器的滑片, (选填“能”或“不能”)保持电压表示数不变;
(4)多次实验后,小明得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻 ;
(5)小秋用一个的定值电阻换走了小明的电阻,若小明仍想保持电压表示数与之前实验时相同,可以采取的措施是: 。
【答案】(1) 断开 将变阻器的上面两个接线柱连入了电路中
(2) 阻值最大 6
(3)不能
(4)成反比
(5)将滑动变阻器改换成最大电阻不小于30Ω的变阻器
【难度】0.65
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关应断开。
[2]该电路存在的问题是:将变阻器的上面两个接线柱连入了电路中,这样滑动变阻器连入电路中的阻值将不会发生改变。
(2)[1]排除故障后,为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处。
[2]电压表的示数如图乙所示,电压表选用大量程,分度值为,电压为6V;探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,依次更换定值电阻进行实验,当接入电阻时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持6V不变。
(3)若实验过程中,电源电压保持不变,当接入电阻时,由串联电路电压的规律可知,变阻器的电压为
即变阻器的电压等于电阻的电压,由分压关系
当接入定值电阻时,变阻器连入电路的电阻也为,大于变阻器的最大电阻,故调节滑动变阻器的滑片,不能保持电压表示数不变。
(4)当电压不变时,定值电阻的阻值变为原来的n倍,通过的电流变为原来的,即导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)小秋用一个的定值电阻换走了小明的电阻,结合的分析可知,变阻器连入电路的电阻至少为,若小明仍想保持电压表示数与之前实验时相同,可以采取的措施是:将滑动变阻器改换成最大电阻不小于30Ω的变阻器。
2.(2025·广西贵港·一模)在探究电流与电压、电阻的关系的实验中,选用的器材有:电源(恒为)、电压表()、电流表()、电阻R(、、)、滑动变阻器()、开关、导线若干。
序号
电压
电流
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整;
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,在探究电流与电压的关系时,记录的实验数据如上表,其中第次实验的电压表示数如图乙所示,为 。实验中所选电阻的阻值为 ;
(4)探究电流与电阻的关系时,将电阻接入电路,记录电流表示数为;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为 ,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 。
【答案】(1)
(2)电阻R断路
(3)
(4)
【难度】0.65
【详解】(1)滑动变阻器需要串联在电路中,且要求一上一下,故如图所示:
(2)闭合开关,电流表示数为零,说明电路中存在断路,电压表示数接近电源电压,电压表所在的电路是通路,故电路故障可能是电压表所测量的电阻断路。
(3)[1]第次实验的电压表示数如图乙所示,选择小量程,分度值为0.1V,读数为2V。
[2]实验中所选电阻的阻值为
(4)[1]探究电流与电阻的关系时,需要改变电阻,保证定值电阻的两端的电压不变,将电阻接入电路,记录电流表示数为,此时电压表的示数为
将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为1.5V。
[2]再将电阻更换为,因为滑动变阻器的最大值太小,发现无法完成实验,当滑动变阻器全部接入时,滑动变阻器的最大值为20Ω,此时定值电阻的阻值为20Ω,电源电压为4V,此时电路中的电流为
定值电阻两端的电压为
3.(2025·广西南宁·一模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,电路图如图甲所示,电源电压保持不变,选用的实验器材有电流表,电压表,四个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,最大阻值为50Ω的滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关,移动滑动变阻器滑片的过程中,电压表一直有示数但电流表始终无示数,造成这一故障的原因可能是电路a、b两点间发生 ;
(3)排除故障后,用原器材继续实验,先确定a、b两点间一个保持不变的电压值U,移动滑片使电压表示数为U,此时电流表的示数如图乙所示,为 A;
(4)用10Ω、15Ω的定值电阻分别接入a、b两点间,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,每次都要使电压表的示数为U= V时,再记录电流表的示数。分析数据得出结论:当a、b两点间的电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 比;
(5)以上三次实验中,用 Ω的定值电阻做实验时,a、b两点间的电功率最大;
(6)在a、b两点间接入20Ω的定值电阻时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能完成该实验(元件没有损坏),分析可知,该电源至少用了 节新干电池串联。
【答案】(1)B
(2)断路
(3)0.4
(4) 2 反
(5)5
(6)5
【难度】0.65
【详解】(1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。由图可知,滑片置于B端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)电压表有示数但电流表无示数,说明电压表与电源连通,而且电路中存在断路。所以造成这一故障的原因可能是电路a、b两点间发生断路。
(3)如图乙所示,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,则相应的电流值为0.4A。
(4)[1]在探究电流与电阻的关系实验中,要控制定值电阻两端的电压不变。由(2)(3)可知所控的电压值为
[2]通过实验数据分析可得,当电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(5)根据电功率公式可知,当电压U一定时,电阻R越小,电功率P越大。所以在5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻中,用 5Ω 的定值电阻做实验时,a、b两点间的电功率最大。
(6)当接入20Ω电阻时,设电源电压为U要使定值电阻两端电压达到2V,根据串联电路分压原理可得
解得U=7V,因为一节新干电池电压为1.5V,5节是7.5V,所以该电源至少用了5节新干电池串联。
欧姆定律考点02
4.(2025·广西南宁·一模)如图所示的电路,电源电压可以调节。灯泡L1的规格是“2.5V,0.3A”,灯泡L2的规格是“6V,0.15A”,闭合开关使电源电压从零逐渐增加,先正常发光的灯泡是 ,此时通过另一灯泡的电流是 A。
【答案】 L2 0.15
【难度】0.65
【详解】[1][2]闭合开关S,两个灯串联在电路中,使电源电压从0V逐渐增加,电路中电阻一定,由可知电路中的电流变大,由于灯L2的额定电流0.15A小于L1的额定电流0.3A,电路中的电流先达到L2的额定电流,灯泡L2先正常发光,此时另一灯泡的电流也是0.15A。
5.(2025·广西来宾·一模)学校开展了防溺水安全教育后,科技小组的同学设计了一种防溺水装置,其简化电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为20Ω,RP是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值RP随水深h变化的图像。该装置未浸入水中时,电流表示数是0.1A;当浸入水下深度h大于等于2.5m时,装置中由电压表改装而成的报警器开始报警。求:
(1)该电路的电源电压;
(2)报警器刚开始报警时,RP两端的电压;
(3)为了防溺水的需要,如果把报警水位调整到1m,请你写出一种可行的方案,并结合计算进行说明。
【答案】(1)6V
(2)3V
(3)一种可行的方案:将定值电阻R0换成阻值为30Ω的定值电阻;计算见解析。
【难度】0.65
【详解】(1)由图甲可知,定值电阻R0与压敏电阻RP串联,装置未浸入水中时,压敏电阻RP的阻值RP=40Ω
此时电路中总电阻
电路中电流
则电源电压
(2)当水深h=2.5m时,报警器开始报警,由图乙可知此时压敏电阻的阻RP’=20Ω
此时电路中总电阻
电路中的电流
压敏电阻RP两端的电压
(3)触发报警器开始报警时R0两端电压
由图乙可知报警器水位h=1m时,压敏电阻的阻值R1P=30Ω
若此时报警器报警,压敏电阻两端的电压
通过压敏电阻的电流
此时定值电阻R0的阻值
故如果把报警水位调整到1m,可将定值电阻R0换成阻值为30Ω的定值电阻。
6.(2025·广西贵港·一模)如图是科技小组设计的具有防干烧功能的饮水机装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热电路电源电压恒为,。控制电路电源电压恒为,,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬杆,水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小。浮体的底面积为、高。科技小组对饮水机模型进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至距浮体底部处时,电磁铁线圈中的电流为,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当电磁铁线圈中的电流为时,防干烧功能启动。(形硬杆的质量和电磁铁线圈的电阻忽略不计,,取
(1)求加热电路工作时的电流;
(2)求饮水机防干烧功能启动时底部受到水的压强;
(3)为了防止防干烧功能太早启动,请提出一种可行的方法(如更换电源、电阻、电磁继电器弹簧等)并说明理由。
【答案】(1)
(2)
(3)适当减小阻值
【难度】0.4
【详解】(1)加热电路中,单独工作,则加热电路工作时的电流
(2)控制电路中,和串联。加热器开始工作时,控制电路总电阻为
则此时阻值为
防干烧功能启动时,控制电路总电阻为
则此时阻值为
压敏电阻的压力每增加,电阻减小,所以从加热器开始工作到防干烧启动,阻值增大了,则压力减小了5N。形硬杆的质量忽略不计,则压敏电阻受到的压力,所以浮力变化量为
则形硬杆排开水的体积减小量为
则水箱内液面下降的高度为
则防干烧功能启动时,底部深度
则底部受到水的压强
(3)若防干烧功能启动时的电流不变,则控制电路总电阻不变。为让防干烧功能延迟启动,则防干烧功能启动时压敏电阻的压力变小,则阻值变大,所以应适当减小阻值。
7.(2025·广西·一模)如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电源电压恒为5V,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样,Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示。求:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关,调节滑片P至某一位置,此时电流表的读数为0.01A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)若滑片位置不动,求该电路能测量的最高环境温度;
(3)为了提高电路测量的最高环境温度,请写出一种可行方案,并进行说明。
【答案】(1)100Ω
(2)45℃
(3)见解析
【难度】0.4
【详解】(1)根据图像可知,当环境温度为20℃时,热敏电阻Rt=400Ω。当电流表的读数为0.01A,电路中的总电阻为
滑动变阻器接入电路中的电阻为
(2)若滑片位置不动,滑动变阻器接入电路中的电阻为100Ω。电路中的最大电流为0.02A,总电阻为
热敏电阻的阻值为
根据图乙可知,Rt为热敏电阻随环境温度变化关系成一次函数变化,设Rt为热敏电阻随环境温度变化关系为。
当Rt=400Ω时,t=20℃,代入关系式可得:①
当Rt=300Ω时,t=30℃,代入关系式可得:②
联立①②可得,k=10,b=600。则Rt随温度t变化的函数关系为
把Rt=150Ω代入上面的关系式,可得,
解得t=45℃,即最高环境温度为45℃。
(3)方案1:适当提高电路中电流表的量程:由可知,当电源电压不变时,电路最大电流增大,总电阻减小,热敏电阻的阻值减小,根据Rt-t图像关系可知,对应的温度增大。
方案2:将滑动变阻器的滑片向右移动:由可知,电源电压不变时,最大电流不变,则总电阻不变,滑动变阻器的阻值变大,热敏电阻的阻值减小,根据Rt-t图像关系可知,对应的温度增大。
8.(2025·广西南宁·一模)物理兴趣小组设计了如图甲所示的湖水水位监测报警装置。电源电压恒定不变,定值电阻R0=30Ω;厚度均匀的长条形电阻片R竖直放置,浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动。当电流表的示数达到设定数值时,表示水位达到警戒水位,装置发出报警信号。闭合开关,滑杆AP位于电阻片底端B点时,电压表示数为6V,电流表示数为0.1A。
水位高度h/cm
10
15
20
30
电流I/A
0.1
0.12
0.15
0.3
(1)求滑动变阻器的最大阻值。
(2)求电源电压。
(3)浮子带动滑杆AP从底端B点上移到顶端C点的过程中,记录下几组水位和对应的电流表示数如表所示,当电流表的示数为0.25A时,水位达到警戒值,求警戒水位高度。
【答案】(1)60Ω
(2)9V
(3)28cm
【难度】0.65
【详解】(1)当滑杆AP在点时,滑动变阻器接入最大阻值,根据,可得滑动变阻器最大阻值为
(2)定值电阻,电流,根据,两端电压为
电源电压为
(3)当电流时,电路总电阻为
滑动变阻器接入电阻为
由表格数据,分析电流与水位关系(或看电阻变化规律 ),滑杆从到,电阻从变到,对应水位变化,根据电阻变化比例(或结合数据找规律 ),可算出当电阻为时,水位高度为28cm。
测电阻考点03
9.(2025·广西崇左·一模)如图甲所示为“测量小灯泡电阻”的实验装置,已知小灯泡标有2.5V字样。
(1)按甲图连接的电路,开关闭合前,需要将滑片移动 (选填:“C”或“D”)端;
(2)在检查电路无误后进行实验,当移动滑片时电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡在2.5V电压下的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至电压表的示数为2.5V;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡在电压为2.5V时的电阻是 Ω;
(4)根据图丙可知小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”),你认为原因是 ;
(5)通过本实验可知,不能通过求灯泡的平均值来作为灯泡的电阻值,其原因是: 。
【答案】(1)C
(2)B
(3)10
(4) 变化 见解析
(5)见解析
【难度】0.65
【详解】(1)开关闭合前,为了保护电路,变阻器应移至阻值最大处,即C端。
(2)图乙中电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,读数为1.8V,为了测量小灯泡在2.5V电压下的电阻,应使变阻器两端电压变小,根据串联分压原理可知,需将变阻器的阻值变小,应将滑动变阻器的滑片P向B端移动,直至电压表的示数为2.5V。
(3)丙图中,当灯泡两端电压为2.5V时,电流为0.25A,则灯泡的电阻为
(4)[1][2]由于灯泡的电阻受温度的影响会发生改变,因此小灯泡的电阻是变化的。
(5)灯泡的电阻随温度的变化而变化,平匀值不能代表它的实际阻值。
10.(2025·广西南宁·一模)小明同学用伏安法测量定值电阻的阻值,实验电路如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 端(选填“a”或“b”);小明按图甲方式连接好电路,闭合开关后,发现电流表的指针向左偏转,其原因是: ;
(3)闭合开关,发现电流表无示数,但电压表有示数且接近电源电压,则可能的电路故障是Rx (选填“短路”或“断路”);
(4)调整后,小明同学重新按图甲所示的实验电路进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则被测电阻Rx= Ω;
(5)利用图甲电路,小明又探究了电流与电阻的关系,在上述器材的基础上小明增加了定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω各一个),其中电源电压为4.5V,图丁是实验中电流随电阻变化关系的图像,分析图像可知,实验中定值电阻两端电压保持 V不变;为了完成实验,所选滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
【答案】(1)
(2) b 电流表正负接线柱接反了
(3)断路
(4)8
(5) 3 10
【难度】0.65
【详解】(1)在伏安法测量定值电阻的阻值实验中,用电压表测定值电阻两端电压,用电流表测通过定值电阻的电流,利用求电阻,故该实验的原理是。
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,即b端。
[2]小明按图甲方式连接好电路,闭合开关后,发现电流表的指针向左偏转,即电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路发生了断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源相连,电压表被串联在电路中,则与电压表并联以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即可能的电路故障是Rx断路。
(4)调整后,小明同学重新按图甲所示的实验电路进行实验,电压表示数如图乙所示,选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,电流表示数如图丙所示,选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则被测电阻Rx的阻值为
(5)[1][2]由图丁可知,定值电阻两端电压为UV=IR=0.3A×10Ω=……=0.15A×20Ω=3V
实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=3V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的
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R滑=0.5×20Ω=10Ω
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于10Ω。
11.(2025·广西·一模)在测量未知电阻Rx阻值的实验中,小明设计并连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小明在连接电路的过程中,开关必须处于 状态。闭合开关之前将滑动变阻器的滑片调到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整 ;
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,则电路故障可能是Rx (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则其示数为 V,未知电阻Rx= Ω;
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S,断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻Rx阻值的表达式:Rx= (用U、U1和R0表示)。
【答案】(1) 断开 右
(2)
(3)断路
(4) 2.4 8
(5)
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,在连接电路时,开关必须处于断开状态,在闭合开关前,滑片应置于变阻器的最大阻值处,即图甲中的最右端。
(2)用伏安法测量未知电阻的阻值,电流表测电路中的电流,电压表测未知电阻两端的电压,电源为2节干电池,电压为3V,电压表选用小量程。作图如下:
(3)实验所用电路,滑动变阻器、未知电阻及电流表串联接入,闭合开关,电流表无示数,电路可能出现断路,电压表的示数接近电源电压,则电压表与电源是接通的,可能是电压表并联部分电路断路了,所以电路故障可能未知电阻Rx断路了。
(4)[1]由图乙知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V。
[2]未知电阻的阻值
(5)由图丙知,开关S闭合,S1断开,两个电阻串联在电路中,电压表测Rx两端的电压为U1;两个开关都闭合,则电路中只有Rx工作,此时电压表的示数为电源电压。则两个电阻串联时,R0两端的电压
此时电路中的电流
未知电阻的阻值
电能电功率考点04
12.(2025·广西来宾·一模)家用壁挂式空调的额定功率大约是( )
A.1W B.10W C.100W D.1000W
【答案】D
【难度】0.94
【详解】由生活经验和电功率的知识可知,家用壁挂式空调属于大功率用电器,其功率在1000W左右。
故选D。
13.(2025·广西崇左·一模)(1)读出如图测量工具的示数:电压表的示数是 ;电流表的示数是 ;电能表的示数是 ;
(2)如图,在探究“产生感应电流的条件”实验中:
①实验中观察 来判断电路中是否有感应电流;
②闭合开关,若导体AB 不动,左右移动磁体,电路中 (选填“有”或“无”)感应电流;
③该实验的结论是:闭合回路的一部分导体,在磁场中做 运动时,导体中就会产生感应电流;
④如果将小量程电流表换成 ,可以探究磁场对通电导体的作用。
【答案】(1) 2.8V 0.28A 31.6kW·h
(2) 电流计的指针是否偏转 有 切割磁感线 电源
【难度】0.65
【详解】(1)[1]图中电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,读数为2.8V。
[2]图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.28A。
[3]电能表计数窗的最后一位为小数位,读数为31.6kW·h。
(2)[1]实验中通过观察电流计的指针是否偏转,来判断电路中是否有感应电流。
[2]导体AB不动,左右移动磁体,根据相对运动的知识可知,此时导体做切割磁感线运动,因此有感应电流产生。
[3]根据实验可知,闭合电路中一部分导体做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流。
[4]探究磁场对通电导体的作用,电路中需要有电源,因此将小量程电流表换成电源。
14.(2025·广西崇左·一模)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻约为10Ω),电源电压由三节新干电池串联组成。
(1)本实验的原理是 ,连接电路时开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求:连线不得交叉);
(3)若有规格分别为A:“5Ω 1A”,B:“50Ω 0.2A”,C:“20Ω 0.5A”的三个滑动变阻器供选择,为了使实验能顺利进行,他应选 (选填A,B,C序号)滑动变阻器连入电路;
(4)连接好电路后,闭合开关,移动滑片P到某一位置,电压表的示数是1.8V,若要测量小灯泡的额定功率,应将实物电路中滑动变阻器滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V;
(5)当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示为 A,则小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1) P=UI 断开
(2)
(3)C
(4)B
(5) 0.24 0.6
【难度】0.65
【详解】(1)[1]测小灯泡额定电功率的实验原理为P=UI。
[2]为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如图所示:
(3)小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
电源由三节新干电池串联,电压为4.5V,由串联电路电压的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻为
综合考虑电流和电阻因素,只能选用“20Ω 0.5A”的C滑动变阻器连入电路。
(4)灯在额定电压下正常发光,示数为1.8V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压。根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由串联分压规律,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到使电压表的示数为2.5V。
(5)[1][2]当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光。由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.24A=0.6W
15.(2025·广西南宁·一模)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 (填“左”或“右”)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 ;
(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 (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;
【拓展】实验中电压表意外损坏,小组同学讨论后,选用阻值为的定值电阻进行实验,设计如图丙所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。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;
③小灯泡的额定功率表达式: 。(用表示)
【答案】(1)
(2)左
(3)灯泡短路
(4) 右 0.5
【难度】0.65
【详解】(1)根据实验,电路是串联电路,电压表测灯泡两端电压,已知灯泡的额定电压是2.5V,因此电压表使用小量程并联在灯泡两端;已知灯泡正常发光时灯丝的电阻约为12Ω,电路中的电流为
电流表选用小量程串联在电路中测电路中的电流,如图所示:
(2)闭合开关S前,为了保护电路,变阻器应移至阻值最大处,即左端。
(3)串联电路中有电流,说明电路是通路,灯泡不亮,电压表示无数,则可能是灯泡发生短路,电压表相当于测导线电压,因此无示数。
(4)[1]闭合开关,电压表示数为1.8V,为了使灯泡正常发光,灯泡两端电压需要变大,根据串联电压规律,变阻器两端电压要变小,由串联分压原理可知,变阻器的阻值需要变小,即滑片向右移动。
[2]已知电流表选择小量程,分度值是0.02A,乙图中电流表的读数为0.2A,则小灯泡的额定功率为
[3][4]丙图中,闭合开关S、S1,断开开关S2,电路为灯泡和定值电阻并联,再与变阻器串联,电流表测定值电阻支路电流,根据并联电路中电压特点可知,若灯泡正常发光,灯泡和定值电阻两端电压均为U额,则电流表的示数为
持滑动变阻器的滑片P不动,电路连接方式不变,只闭合开关S、S2,此时电流表测灯泡和定值电阻的总电流,此时电流表的示数为,则灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率表达式为
16.(2025·广西南宁·一模)如图是一款手持式两挡电煮锅及其简化电路图,R1、R2为均为定值电阻。高温挡功率为1000W,低温挡时R1、R2的总功率为220W。请计算:
(1)R1的阻值;
(2)在标准大气压下,将2kg水从20℃烧开,水吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若电煮锅的热效率为80%,在标准大气压下,用高温挡将2kg水从20℃烧开,需要多长时间。
【答案】(1)48.4Ω
(2)6.72×105J
(3)840s
【难度】0.85
【详解】(1)由电路图可知,当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P可知,电路的总功率最小,电煮锅处于低温挡;当开关S1、S2都闭合时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电煮锅处于高温挡;由可知,R1的阻值为
(2)一个标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J
(3)由可知,电煮锅消耗的电能
由可知,加热需要的时间为
焦耳定律考点05
17.(2025·广西南宁·一模)下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电风扇 B.电饭锅 C.电视机 D.电脑
【答案】B
【难度】0.65
【详解】A.电风扇工作时把电能转化为机械能,没有利用电流的热效应,故A不符合题意;
B.电饭锅利用了电流的热效应,将电能转化为内能,故B符合题意;
C.电视机是利用电能转化为声能、光能工作的,故C不符合题意;
D.电脑是利用电能转化为声能、光能、内能、机械能工作的,不是电流的热效应,故D不符合题意。
故选B。
18.(2025·广西崇左·一模)如图所示是探究“电流产生的热量跟哪些因素有关”的实验。实验中是通过 来比较导体产生热量的多少;相同时间内,电流通过产生的热量与通过产生的热量之比为 。
【答案】 U形管中液面的高度差 4:1
【难度】0.65
【详解】[1]实验中是通过U形管中液面的高度差来比较导体产生热量的多少,因为电流产生热量越多,容器内空气受热膨胀越明显,U形管中液面高度差就越大。
[2] 装置中一个的电阻与两个的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即
两个的电阻并联,根据并联电路的电流特点可知
烧瓶内外的电阻值都是,阻值相等,并联电压相等,则
与电流之比为2:1。根据焦耳定律得到相同时间内,电流通过产生的热量与通过产生的热量之比为
19.(2025·广西贵港·一模)如图所示是一款有“低温”挡和“高温”挡的挂烫机的工作电路图,正常工作电压为220V,加热电阻,只闭合开关时,挂烫机处于 挡。当开关、都闭合时,挂烫机正常工作1min产生的热量为 J。
【答案】 低温 66000
【难度】0.4
【详解】[1]只闭合开关S1时,电路中只有工作;两个开关都闭合时,两个电阻并联工作,比只有一个电阻工作的功率大。故只闭合S1时,是低温挡。
[2]两个开关都闭合时,工作1min产生的热量为
20.(2025·广西贵港·一模)按要求完成下列小题。
(1)在“探究平面镜成像的特点”实验时,小明把光屏放在图甲中蜡烛所成像的位置上,直接观察光屏,发现光屏上没有蜡烛的像,说明平面镜所成的像是 像;实验结束后,他从平面镜中看到墙上的电子钟的像如图乙所示,这时是白天,则实际时间是 。
(2)在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”时,往图丙中的形管内注入适量红墨水,形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;接入电路后,可探究电流产生的热量跟 (选填“电流”或“电阻”)的关系。
(3)小明用图丁所示的实验装置做“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验,当烧杯中出现如图戊所示的气泡变化时,水 (选填“未沸腾”或“正在沸腾”);若实验所用时间太长,请你帮小明提出一条缩短实验时间的建议: 。
【答案】(1) 虚
(2) 不属于 电流
(3) 正在沸腾 适当减少水量
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2]虚像不能成在光屏上,为确定像的虚实,需在蜡烛位置放个不透光屏,直接观察光屏,发现光屏上没有蜡烛的像,从现象可知平面镜成的是虚像;根据镜面对称的性质,在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右颠倒,且关于镜面对称,分析可得:图中显示的时间:。
(2)[1][2]形管内注入适量红墨水,下端相连通,有一端没开口,所以不属于连通器。丙装置中,左侧两电阻并联后再与右侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流小于通过左侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故丙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系。
(3)[1]水沸腾前产生的气泡在上升过程中会因为温度降低,气泡里面的水蒸气液化进入水中,使气泡逐渐变小。水沸腾时不断有水汽化为水蒸气进入气泡,气泡在上升过程中逐渐变大,到水面破裂开来。所以图戊所示表示水正在沸腾时水中气泡上升的情形。
[2]为了减少加热所用时间,可以适当减少水量,还可以给烧杯加盖,减少热量的损失或适当提高水温。
21.(2025·广西·一模)如图所示,给此装置接通电源后,可用其来研究 的热效应;若通过R1的电流为1A,其通电时间为60s,则R1产生的热量为 J。
【答案】 电流 300
【难度】0.85
【详解】[1]如图所示,给此装置接通电源后,电流通过电阻把电能转化为内能,这种现象叫电流的热效应。密封的空气内能增大,温度升高,体积膨胀,使U形管两侧液面出现高度差,高度差越大,说明电阻丝产生的热量越多。
[2]R1产生的热量为
家庭电路考点06
22.(2025·广西·一模)在正常工作的家庭电路中,为了安全且快速地分辨出火线和零线,应选用的工具是( )
A.电压表 B.电能表 C.试电笔 D.螺丝刀
【答案】C
【难度】0.85
【详解】A.电压表是用于测量用电器两端电压的,故A不符合题意;
B.电能表是用于测量消耗电能的仪表,故B不符合题意;
C.试电笔是用于辨别火线和零线的,故C符合题意;
D.螺丝刀是拧螺丝用的工具,故D不符合题意。
故选C。
23.(2025·广西崇左·一模)如图所示,下列有关安全用电的知识,说法正确的是( )
A.漏电保护器可以对人身触电、导线漏电、插座接错线、用电器短路等故障起保护作用
B.人站在大地上,一只手触摸到了火线,也会触电。当有人触电时应先用手直接拉开触电者,避免触电时间过长危及生命
C.人站在绝缘的物体上,双手同时触摸火线和零线,人会触电
D.三脚插头的三个脚中接地线的脚比其它两个脚要长一些,其目的是插插头时使家用电器的金属外壳先接地线,拔插头时能使金属外壳后离开地线,避免触电
【答案】CD
【难度】0.65
【详解】A.由漏电保护器在电路中的作用可知,漏电保护器可以对人身触电、导线漏电等故障起保护作用,对插座接错线、用电器短路等故障不起保护作用,故A错误;
B.人站在大地上,一只手触摸到了火线,此时人体构成了通路,故会触电;当有人触电时若用手直接拉开触电者,施救者也会触电,因此应该先切断电源,再对触电者施救,故B错误;
C.人站在绝缘的物体上,双手同时触摸火线和零线,此时人体构成了通路,故会触电,故C正确;
D.三脚插头的地线插脚更长是为了保证在插电源插头时最先接触地线,拔插头时最后离开地线,从而更好的起到地线保护作用,故D正确。
故选CD。
24.(2025·广西南宁·一模)如图所示,家中常用延长线插座上插满了各种电器,各用电器同时工作。下列有关分析正确的是( )
A.各用电器串联 B.干路电流过大容易发生火灾
C.插座延长线中可以没有地线 D.可以用湿手拔使用中的插头
【答案】B
【难度】0.65
【详解】A.插座上的各用电器独立工作,互不影响,是并联连接,故A错误;
B.插座上插满了各种电器,同时工作时,造成电路总功率过大,而家庭电路电压保持为220V,据P=UI,会造成电路电流过大,引发火灾事故,故B正确;
C.插座上的用电器有金属外壳的,它的延长线中必须有地线,才能避免金属外壳带电而引发触电事故,故C错误;
D.用湿手拔使用中的插头,而水是导体,手接触到火线,会出现触电事故,故D错误。
故选B。
25.(2025·广西贵港·一模)如图是标有“”的浴室使用的带防护罩插座。下列说法正确的是( )
A.插座与照明灯是并联连接的
B.防护罩的作用是使用电器金属外壳接地
C.三孔插座的右孔应该与家庭电路的零线相连
D.该插座允许接入两个任意大功率用电器同时使用
【答案】A
【难度】0.85
【详解】A.插座与照明灯是并联连接的,故A正确;
B.防护罩的作用是防止水进入插座,造成短路,故B错误;
C.三孔插座的右孔应该与家庭电路的火线相连,故C错误;
D.该插座不能同时使用两个大功率用电器。它允许接入的最大功率,故D错误。
故选A 。
26.(2025·广西南宁·一模)教室里,当发现有人触电或电器设备着火时,正确的做法是( )
A.立即用手将触电的人拉开 B.立即切断电源
C.立即用小刀将电线割断 D.立即泼水灭火
【答案】B
【难度】0.94
【详解】A.用手将触电的人拉开会使施救者也发生触电,故A错误;
B.发现有人触电,使触电者尽快脱离电源,进行相应的救治,故B正确;
C.用小刀割断电线,可能会造成施救人员的触电。故C错误;
D.电器设备着火时,因水是导体,泼水灭火容易发生触电事故,故D错误;
故选B。
27.(2025·广西南宁·一模)下列做法符合安全用电原则的是( )
A.使用试电笔时手要接触笔尖金属体 B.家庭电路着火迅速用水浇灭
C.更换灯泡时不需要断开电源开关 D.有金属外壳的电器也需要用三孔插座
【答案】D
【难度】0.94
【详解】A.使用试电笔时手应接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故A不符合题意;
B.生活用水是导体,家庭电路着火不能用水浇灭,故B不符合题意;
C.更换灯泡时需要断开电源开关,故C不符合题意;
D.有金属外壳的电器需要用三孔插座,避免发生触电事故,故D符合题意。
故选D。
28.(2025·广西来宾·一模)请在图中虚线框内画出开关S和电灯L的符号,并用笔画线代替导线将三线插座接入电路。
【答案】
【难度】0.65
【详解】如图,家庭电路中,为了用电安全,开关应接在火线和灯泡之间,灯泡一端接开关,一端接在零线上;连接三孔插座时,上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,连接方式如图:
29.(2025·广西桂林·一模)图甲为一个带开关的插座,开关闭合时,插孔可以提供工作电压,请在图乙中将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
【答案】
【难度】0.85
【详解】三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,为了用电的安全,开关接在右孔与火线之间,如图所示:
30.(2025·广西南宁·一模)在图中,用笔画线代替导线将电灯和开关接到电路中。
【答案】
【难度】0.85
【详解】开关与电灯串联,开关接在电灯与火线之间,电灯与零线相连,这样在开关断开时,电灯与火线断开,可以更安全。如图所示:
31.(2025·广西崇左·一模)请按照安全用电原则将下图所示的三孔插座和带开关的节能灯正确连入电路。
【答案】
【难度】0.85
【详解】灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡,零线直接接入灯泡,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故,既能控制灯泡,又能更安全。
三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线,如图所示:
电路动态分析考点07
32.(2025·广西崇左·一模)如图,电源电压保持不变。开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由中点向右滑动的过程中( )
A.电压表V的示数不变,灯泡的亮度不变
B.电流表A1的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电流表A2的示数变小,灯泡的亮度变暗
D.电压表V的示数变大,电流表A1的示数变小
【答案】A
【难度】0.65
【详解】由电路图可知,滑动变阻器和灯泡并联,电压表测量并联电路两端的电压(电源电压),电流表A1测干路的电流,电流表A2测通过滑动变阻器支路的电流。
AD.由于电源电压不变,所以滑片移动时电压表V的示数不变,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过灯泡的电流不变,灯泡亮度不变,故A符合题意,D不符合题意;
BC.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过变阻器支路的电流变小,电流表A2的示数变小;根据并联电路的电流特点可知,干路电流变小,即电流表A1示数变小,故BC不符合题意。
故选A。
33.(2025·广西·一模)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器的滑片在最上端,称量时,滑片向下滑动。闭合开关,当秤台上小车的质量增大时,则( )
A.电压表的示数减小 B.电压表的示数增大
C.电流表的示数不变 D.电流表的示数增大
【答案】BC
【难度】0.65
【详解】由图可知,两电阻串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是滑动变阻器滑片P上部分的两端电压。闭合开关S,车辆总质量越大时,滑片P向下滑动,变阻器连入电路的电阻不变,电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路电流不变,因此电流表示数不变;跟电压表并联的那部分电阻变大,根据欧姆定律可知,跟电压表并联的那部分电阻的两端电压变大,所以电压表示数变大。
故选BC。
34.(2025·广西崇左·一模)如图所示,电源电压恒为18V,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻R0的阻值为20Ω,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。闭合开关S,电压表的示数为10V。
(1)求此时通过R0的电流;
(2)求此时R消耗的电功率;
(3)在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数的最小值和最大值之比为1:2,且有一个电表的指针可以达到满偏,求R接入电路的阻值范围。
【答案】(1)0.5A
(2)4W
(3)
【难度】0.65
【详解】(1)由电路图可知,电压表的示数为两端的电压,为。通过的电流:
(2)由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,两端的电压为
通过的电流,此时消耗的电功率为
(3)当电路中电压表的指针达到满偏时,为,此时电流表的示数
此时电路中的电流超过了电流表的量程,电路不安全,所以电压表的指针不能达到满偏。当电路中电流表的指针达到满偏时,为电路中最大安全电流,此时电压表的示数
此时电压表的示数未超过最大量程,所以在保证电路安全的情况下,电流表的指针可以达到满偏,电压表的最大示数为。此时接入电路的阻值
电压表示数的最小值和最大值之比为,则电压表最小示数为,此时电流中的电流
接入电路的阻值:
接入电路的阻值范围是。
35.(2025·广西南宁·一模)图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪,其简化原理如图乙。测试者向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P),电压表的示数U1可反映测试者的成绩L(如表)。电源的电压U恒为6V,滑动变阻器R1标有“30Ω,1A”的字样,定值电阻R2=20Ω,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,闭合开关S;
成绩L/cm
10
20
30
电压表示数U1/V
1
2
3
(1)当测试者的成绩L为10cm时,定值电阻R2的电压U2;
(2)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=10Ω时,测试者的成绩L;
(3)在保证电路元件安全的情况下,电路的最小电流。
【答案】(1)5V
(2)20cm
(3)0.15A
【难度】0.65
【详解】(1)由图乙可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。当测试者的成绩L为10cm时,由表中数据知道,R1两端的电压
根据串联电路的电压规律知道,定值电阻R2的电压
(2)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=10Ω时,根据串联的电阻规律和欧姆定律知道,电路中的电流
此时R1两端的电压,即电压表的示数
由表中数据知道,测试者的成绩L为20cm。
(3)根据欧姆定律知道,电路的总电阻越大,电路中的电流越小,此时R1接入电路的阻值越大,当R1的阻值为30Ω时,根据串联的电阻规律和欧姆定律知道,电路中的电流
此时R1两端的电压,即电压表的示数
由于此时电压表的示数大于3V,即超过了电压表的量程,所以当电压表示数为3V时,电路允许的电流最小,根据串联电路的电压规律知道,定值电阻R2最小电压
电路中的最小电流
36.(2025·广西南宁·一模)如图所示是某水果店使用的电子秤工作原理简化图,1、2、3为接线柱,R0为定值电阻,电源电压保持不变。滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,不放水果时,由电表(电流表或电压表)改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是( )
A.此时接线柱“1”应与“3”连接 B.显示器由电压表改装而成
C.为了节约电能,可去掉电阻R0 D.当水果质量增大时,电阻R0两端的电压增大
【答案】AD
【难度】0.65
【详解】B.闭合开关,两电阻串联接入电路,所以该显示器由电流表改装而成,故B错误;
AD.当接线柱“1”与“3”连接时,当所称水果的质量增大时,变阻器接入电路中的阻值变小,则电路中电流变大,则电流表示数变大,由可知,电阻R0两端的电压增大,故AD正确;
C.电阻R0保护电路,没有定值电阻R0,电路中电流过大,会损坏电流表,故C错误。
故选AD。
37.(2025·广西来宾·一模)图甲是身高、体重测量仪,电路原理如图乙所示,其中压敏电阻R的阻值随压力增大而减小。当体检者站在测量仪上时,滑片P随所测量对象身高增高而上滑,下列分析正确的是( )
A.体重越大,电流表示数越大 B.体重越大,R两端的电压越大
C.身高越高,通过的电流越小 D.身高越高,电压表示数越大
【答案】AD
【难度】0.65
【详解】由电路图可知,R与并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流。
AB.当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而减小可知,R的阻值越小,由可知,通过R的电流越大,即电流表的示数越大;R两端电压等于电源电压,所以R两端电压不变,故A正确,B错误;
CD.因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路独立工作、互不影响,所以,由可知,通过的电流不变;当身高越高时,滑片上移,滑片P下方电阻丝的阻值变大,由可知,滑片P下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C错误,D正确。
故选AD。
38.(2025·广西南宁·一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大 B.电压表示数变大
C.小灯泡变暗 D.滑动变阻器阻值变小
【答案】BC
【难度】0.85
【详解】闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路的有效长度变大,所以连入电路的阻值变大,由串联分压的特点可知,滑动变阻器两端的电压变大,电压表测量滑动变阻器两端电压,所以电压表示数变大。串联电路电源电压等于用电器电压之和,所以灯泡两端的电压变小。由可知,电路中电流变小,所以电流表示数变小,由可知,灯泡的实际功率变小,所以灯泡变暗。
故选BC。
故障分析考点08
39.(2025·广西崇左·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关时,电流表A有示数。一段时间后电流表A的示数变大,则以下情况可能的是( )
A.可能是R1发生了断路 B.可能是滑片P向左移
C.可能R2的PC部分发生了短路 D.可能是bd间发生了断路
【答案】C
【难度】0.65
【详解】由电路图可知,两电阻并联,R2全部接入电路,电流表测干路电流,电压表测滑动变阻器滑片右端的电阻两端的电压;
A.R1发生断路,通过R1的电流变为零,R2两端的电压和电阻不变,通过R2的电流不变。根据并联电路电流特点可知,干路电流变小,则电流表示数减小,故A不符合题意;
B.滑片P向左移,因滑片上端连接的是电压表,相当于开路,R2仍全部接入电路,其接入电路的电阻不变,通过R2电流不变;由于并联电路互不影响,通过R1的电流不变,则干路电流不变,故B不符合题意;
C.若R2的PC部分发生了短路,R2接入的电阻变小,电压不变,根据可得,通过R2的电流变大;由于并联电路互不影响,通过R1的电流不变,则干路电流变大,故C符合题意;
D.若bd间发生了断路,通过R2的电流为0,R2支路电流变小;R1两端的电压和电阻不变,通过R1的电流不变。根据并联电路电流特点可知,测量干路电流的电流表示数减小,故D不符合题意。
故选C。
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