内容正文:
专题13 欧姆定律
考点01 电流与电压和电阻的关系
考点02 电阻的测量
考点03 欧姆定律在串并联电路中的应用
电流与电压和电阻的关系
1.(2025·河北保定·一模)小明设计了如图1甲所示的电路图“探究电流与电压的关系”。电源电压为6V且保持不变,灯泡L标有“2.5V 0.3A”,的阻值为,为滑动变阻器。
(1)根据图1甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图1乙所示的实物电路图补充完整;
(2)连接好电路,将滑片调到阻值最大处。闭合开关,电压表和电流表的指针都不偏转,电压表的指针偏转超过了最大刻度。若电路中只存在一处故障,其可能是__________(选填序号)。
A.灯泡L处短路 B.灯泡L处断路 C.处断路
(3)排除故障后,继续实验。闭合开关,调节滑片,记录的实验数据如下表所示。第5次实验时,电压表的示数如图2所示,示数为 V。
序号
1
2
3
4
5
A的示数/A
0.1
0.2
0.24
0.28
0.3
的示数/V
0.5
1
1.2
1.4
的示数/V
0.3
1
1.5
2.1
2.5
(4)小明利用表中的数据画出了甲、乙两条图线,如图3所示,其中 是由电流表的示数和电压表的示数画出的。
(5)根据图线甲可初步得出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比。而根据图线乙则不能得到这样的结论,这是因为 。
(6)小明在实验中选用的滑动变阻器的规格应为__________。
A. 1.5A B. 1A C. 0.2A
【拓展】
(7)小明选用实验中的部分器材以及两个开关、,连成如图4所示的电路,用来测量的阻值。闭合S、调节滑片至电压表的示数为1V;断开,闭合,保持滑片的位置不动,此时电压表的示数为3.5V。则的阻值为 。
2.(2025·河北石家庄·一模)实验室里有阻值为5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻,但上面的标识模糊不清,小华设计了以下实验进行区分。器材有:学生电源(电压可调节)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、滑动变阻器(20Ω 1.5A)、开关,导线若干。
(1)小华连接的部分电路如图甲所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整 (导线不能交叉);
(2)连接电路过程中,开关要处于 状态;
(3)电源调节到适当电压,小华将其中一个电阻接入电路后,试触时发现电压表和电流表指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表和电流表的示数如图乙所示;继续改变滑片位置多次测量,并记录实验数据;
(5)小华将另一个电阻接入图甲电路中进行测量,根据实验数据,画出了、的I—U关系图像,如图丙所示。由图像可知 Ω;
(6)小华想不使用电压表来测量未知电阻的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示,定值电阻阻值已知,电源电压未知且不变。测量步骤如下:
①闭合开关,断开开关S2,记下电流表的示数为;
② ,记下电流表示数为;
③未知电阻 。(用已知量和测出的物理量、表示)
(7)【拓展】小宁要用本实验器材来探究电流与电阻的关系,实验中电源电压保持不变,打算控制定值电阻两端电压为2V,电源电压有1V、3V、5V、7V可调,则他选用的电源电压可能是 V。
3.(2025·河北石家庄·一模)小明在“探究电流的大小与哪些因素有关”的实验中,选用了如下器材:恒为4.5V的电源,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(15Ω 1A),四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关和若干导线。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑到最右端时阻值最大;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是 (答出一种情况即可);
(3)在探究电流与电压的关系时,小明调节滑动变阻器滑片P,将测出的三组电流和电压值填入下表。小红猜测了一组数据,也填入下表中。小红猜测的是第 次实验的数据,根据小明测得的数据可得出结论:在导体电阻一定时, ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.2
0.32
0.4
0.48
(4)在探究电流跟电阻的关系时,小明根据测量数据画出了电流随电阻变化的图像,如图丙所示。实验过程中,每次更换电阻后,小明均根据 (选填“电压表”或“电流表”)的示数变化来调节滑动变阻器的滑片P,符合要求后再记录数据。为了完成所有四次实验,还需提供一个阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
【拓展】探究结束,小明去掉定值电阻后,用剩余的器材测量了小灯泡(标有“2.5V”字样)的定值电阻。他将电流表串联在电路中,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,请观察数据,计算出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留整数)。
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
4.(2025·河北邯郸·一模)小红在“探究电流与电压关系”的实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器“”、电流表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验过程如下:
(1)请将实物图甲连接完整 (要求:滑动变阻器滑片向右滑动,电流表示数减小)。
(2)移动滑片P,发现电压表示数无变化,电流表示数有变化,其原因可能是定值电阻 。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数为时,电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为 A;该实验 (选填“可以”或“不可以”)用灯泡来代替定值电阻进行实验。
电压
电流
(4)继续实验,将实验数据记录在上表中,分析数据可得出结论:在电阻一定时, 。
(5)【拓展】完成实验后小红还想利用图丙所示器材测某未知电阻的阻值,其中定值电阻的阻值已知。请帮她补全步骤,并写出的表达式。
①闭合、,记录电流表示数为;
②只闭合 ,记录电流表示数为;
待测电阻的表达式: 。
5.(2025·河北廊坊·一模)小明用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,电源电压恒为6V,阻值为、、、的定值电阻各有一个,滑动变阻器标有“,”字样。
(1)请按照图甲中电路图将图乙中的实物电路连接完整;
(2)将的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是( )(填字母);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,进行实验,实验中依次更换定值电阻,调节滑动变阻器的滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表的示数,绘出电流I与电阻倒数的关系图像如图丙所示。
①由图像可以得出结论:导体两端的电压一定时, ;
②上述实验中,小明用的电阻做完实验后,不改变滑动变阻器滑片的位置,将的电阻换成的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(4)实验结束后,小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗? (选填“可行”或“不可行”),你的理由是 ;
(5)【拓展】上述实验结束后,小明又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为的小灯泡的额定功率,已知电源电压为4V,滑动变阻器的最大阻值为,其测量过程如下:
①闭合,断开,移动滑动变阻器使小灯泡正常发光;
②闭合,断开,保持滑动变阻器的滑片位置不变,此时电压表示数为2V;
③根据上述测量,可知小灯泡的额定功率 W。
6.(2025·河北石家庄·一模)图甲是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和几节电池串联的电池组(电源电压是1.5V的整数倍、且不超过4.5V)进行探究。
(1)请用笔画线代替缺少的2根导线,将图甲的电路连接完整 (要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电路中的电流变大)。
(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);排除故障,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图乙所示,为 V。
(3)将不同小组的数据汇总后,得到表的数据,汇总多组数据的目的是 (选填“避免偶然性得到普遍规律”或“减小误差”)。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
U/V
0.8
1.0
1.5
1.8
1.2
1.8
2.2
2.6
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.36
0.12
0.18
0.22
0.26
0.10
0.12
0.14
0.16
(4)分析数据可得电流与电压的关系是 ;根据表格中 三组数据还可以分析出电流与电阻的关系。
(5)在上述实验过程中,有两次记录数据时滑动变阻器的滑片恰好是在某一侧的端点,则经计算可知,变阻器的最大电阻是 Ω。
7.(2025·河北秦皇岛·一模)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明使用限值为、、、、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,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,按在开关两端时有示数,则电路的故障是___________(选填“A”、“B”或“C”);
A.开关新路 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的电阻由更换为时,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 ;由图像得到实验结论为: 。
电阻的测量
1.(2025·河北石家庄·一模)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路。小灯泡标有“2.5 V”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;(连线不要交叉)
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数有变化。经检测电表均完好,电路连接正常,则故障可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后,闭合开关,电压表示数为2 V,为了能顺利完成实验,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直到小灯泡正常发光。小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(4)小明将实验过程中的数据记录在表格中,并根据实验数据描绘出小灯泡的I—U图像,如图丙所示,I-U图像不是直线的原因是 。
(5)小灯泡某次工作时的实际电压则你认为小灯泡的实际功率 P实 与额定功率P额 最可能的关系是 (填选项);
A.P额=P实 B.P额=3P实 C.P额=4P实 D.P额=5P实
【拓展】
(6)实验结束后,小明想测量某未知电阻Rₓ的阻值,他设计了如图所示的电路,电路中的电源电压未知且不变,滑动变阻器的最大阻值已知。其中能够达到实验目的的是 (填选项)。
A. B. C.
2.(2025·河北保定·一模)小明同学做测量小灯泡电阻和功率的实验,小灯泡标有“”字样。他连接的电路图如图甲:
(1)其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
(2)电路改正后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于左端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表的指针恰好满偏,电路存在一处故障是 。
A.小灯泡短路 B.电流表断路 C.变阻器断路 D.小灯泡断路
(4)排除故障,移动滑片,分别记录多组电压表与电流表示数并绘出图乙所示图像。根据图像的信息,计算小灯泡正常发光时的功率为。
(5)实验完毕,他还想验证一下另一只标有“0.25A”但使用时间比较长的小灯泡正常发光时的阻值是否如图丙提供的信息一样(丙图为与同型号新的小灯泡的图像)。他对甲图所示的电路图做了调整,一是电源电压调整到以上;二是 ;你估计一下这只小灯泡两端电压为时的阻值可能是 。(选填“20Ω”“24Ω”“26Ω”)
(6)【拓展】小明又设计了如图丙所示的电路,只用电压表来测量额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关、,断开,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为;
② (填三个开关闭合与断开情况),移动变阻器的滑片,使电压表示数为 ,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关、,断开,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为;
④小灯泡正常发光时的电阻为 。
3.(2025·河北秦皇岛·一模)如图是小红用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图,电源电压为3V。
(1)在图甲中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向左端滑动时,电路中的电流变小;连接时开关应该 ;
(2)闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则产生故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示,则通过的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
拓展:
(4)小红又对实验进行了拓展,想再测某电阻的阻值,于是设计了如图丁的实验电路,图中R为电阻箱;
①将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值,使电压表和电流表示数为合适的值;
②断开开关,将电压表右端由C点改接到D点;
③闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的阻值为;
④待测电阻的阻值 ;
⑤若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同,原因可能有: 。
4.(2025·河北石家庄·一模)小明用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的阻值。所用器材:两节新干电池、电压表、电流表、小灯泡、滑动变阻器(20Ω;2A),开关和导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整 。
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是 。
(3)解决上述问题后,小明闭合开关,移动滑动变阻器滑片,多次测量并记录数据,如下表所示。第3次实验时电流表的示数如图乙所示,示数为 A。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1
2
2.5
电流I/A
0.16
0.2
0.28
电阻R/Ω
3.1
5.0
(4)小灯泡正常发光时电阻为 Ω(结果保留一位小数)。小明发现每次测量的灯泡阻值差距很大,原因是 。
(5)【拓展】老师让小明再测一个未知电阻Rx的阻值。小明发现电流表无法使用,于是用该灯泡和电压表,设计了如图丙所示电路,步骤如下:
①只闭合S、S1,移动滑片,使电压表示数为1V;
②保持滑片位置不变,只闭合S、S₂,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为 V;
③Rx的阻值为 Ω。
5.(2025·河北石家庄·一模)小明要测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,他选择了一些器材,其中电源电压为4.5V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)小明连接了图甲所示的电路,经检查,发现有一条导线连接错误,请你在错误的导线上画上“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;
(2)电路正确连接后,闭合开关并调节滑片,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数始终为4.5V不变,则电路存在的故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”) ;
(3)某次实验时,电流表的示数如图乙所示,则通过灯的电流为 A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图丙所示的图像,根据图像的信息,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)接下来小明拿走电流表,增加两个开关和一个定值电阻R0,利用如图丁所示的电路,测出了另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。实验步骤如下:
①只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动,只闭合开关S和S2,记录此时电压表示数为U0。该小灯泡正常发光时的电阻为 (用U额、U0、R0及已知量表示)。
【拓展】小明继续实验,探究电流跟电阻的关系。他用5个不同的定值电阻分别替换图甲中的灯泡,并用图甲中的器材正确连接电路。小明选用的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,控制定值电阻两端电压为2V不变,则以上电阻中不能完成该实验的电阻有 个;通过只改变“电源电压”,完成上述5个电阻的实验,在所有能完成实验的情况中,电路总功率的最小值与最大值之比为 。
6.(2025·河北石家庄·一模)图所示为测量电阻Rx的实验电路。电源电压为6V保持不变,三种滑动变阻器的规格分别为R1“20Ω1A”、R2“30Ω2A”、R3“50Ω1A”。
(1)请在答题卡图中用笔画线代替导线将实验电路连接完整(要求滑片向左移动电流表示数变小);
(2)连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,而电压表示数为零,两电表均完好,产生这一现象的原因可能是 ;
(3)除故障后继续实验,记录的实验数据见下表。分析数据可知,滑动变阻器的滑片不断向 (选填“A”或“B”)移动,得出电阻Rx= Ω;
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
(4)该实验所选滑动变阻器的规格及选择理由是 。
【拓展】为测出小灯泡正常发光时的电阻RL,小明设计如图所示的电路继续实验。小灯泡的额定电压为2.5V、定值电阻R0已知。操作如下:
①闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②保持滑片位置不变, (填写开关通断情况),记录电压表示数为U1;
③小灯泡正常发光时的电阻RL= (用R0、U1和已知量表示)。
7.(2025·河北保定·一模)小明测量未知电阻的阻值,连接的电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整;
(2)连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表满偏,其原因是 ;
(3)小明解决问题后闭合开关,移动滑片P至某一位置时,两表的示数如图乙、丙所示,则此时电阻两端的电压为 V,阻值为 Ω;
(4)改变滑片位置,重复步骤(3),这样做的目的是 。
【拓展】
(5)小明完成上述实验后,测量一额定电流为0.25A的小灯泡L正常工作时的电阻。他设计了如图所示的电路,电源电压为9V,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,为阻值未知的定值电阻。请完成下列实验步骤:
①开关均闭合,滑片P在右端时,电压表的示数为3V;
②只断开开关,调节滑片P,使电压表示数为 V;
③保持滑片P位置不变,断开,闭合开关S、,电压表示数为8V。灯泡L正常工作的电阻为 Ω。
欧姆定律在串并联电路中的应用
1.(2025·河北邯郸·一模)已知,,某同学分别按照图甲和乙两种方式将电阻连接在一起,则( )
A.图甲中R1与R2的电流比
B.图乙中R1与R2的电压比
C.图甲与图乙的总电阻比
D.图甲与图乙的总功率比
2.(2025·河北张家口·一模)如图甲所示为冬奥会使用的创可贴体温计,图乙为该装置感温区的电路图,其中电源电压恒为 6 V,定值电阻。 的阻值为10Ω,R 为热敏电阻,其阻值会随体温的升高而增大。当电压表的示数达到 2 V 时便会报警。下列说法正确的是( )
A.体温越高,电压表示数越小
B.恰好报警时,电流表的示数为0.2A
C.恰好报警时,热敏电阻的阻值为20 Ω
D.增大 R₀的阻值,会使装置在体温更高时报警
3.(2025·河北石家庄·一模)噪声污染是当代社会四大污染之一。图是噪声监测仪的电路图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=10Ω,R为声敏电阻,其阻值随声音强弱发生变化,电流表使用0~0.6A 量程。在某次测试中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为40dB时,电流表示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.声敏电阻R的阻值随声音强度的增大而增大
B.当噪声为40dB时,声敏电阻R的阻值为30Ω
C.当噪声为80dB时,定值电阻R0两端可以接测量范围为0~3V的电压表
D.仅电源电压变大,则此噪声监测仪的噪声监测范围变小
4.(2025·河北沧州·一模)如图所示,电源电压不变,R1、R3为定值电阻,滑片置于滑动变阻器R2的中点,a、b为电流表或电压表。开关都闭合时,三个电阻并联,下列说法正确的是( )
A.a是电流表
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,滑片向左滑动,电路消耗的功率变大
C.当开关S闭合,S1、S2断开时,滑片向右端滑动,电表a示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于R1+R3
D.当开关S、S2闭合,S1断开,将b换成另一种表,滑片向左滑动时,电表a的示数与电表b的示数之和不变
5.(2025·河北秦皇岛·一模)如图所示,图甲是某导体材料的电阻R随温度变化的关系图像。根据这种导体材料电阻的特性,小明同学设计了如图乙所示的电路,用来测量某环境的温度。已知电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~15V,定值电阻,已知环境温度为32℃时,电流表的示数为0.5A,电源电压未知且保持不变。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.环境温度越高,电路中电流越大
C.电路可以测量环境的最低温度是0℃
D.电路可以测量环境的最高温度是80℃
6.(2025·河北石家庄·一模)一种跳绳自动计数器的简化电路如图甲所示。电源电压恒为10V,R1是光敏电阻,R2是定值电阻,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间的电压。某次测试时AB间电压随时间变化的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2的阻值是R1的3倍
C.R1受到红外线照射时和不受红外线照射时,电路中电流之比为3∶1
D.R1受到红外线照射时的电阻和不受红外线照射时的电阻之比为1∶4
7.(2025·河北石家庄·一模)国家卫健委主任在2025年3月两会上宣布延续“体重管理年”行动,国家出手帮你减肥。为响应国家号召,某科技创新小组设计了用电压表的示数来反映体重的装置,该装置电路如图所示,其中R为压敏电阻其阻值随压力的增大而减小,电源电压不变,是定值电阻。闭合开关S,当人站到体重计后,下面说法正确的是( )
A.通过R的电流减小
B.电压表的示数变大
C.电路消耗的总功率变小
D.若增大阻值,可以增加该体重计的最大测量值
8.(2025·河北石家庄·一模)如图所示电路,滑动变阻器规格为“”,小灯泡的额定电压为,①为电流表或电压表。只要有开关闭合,移动滑片,①和电流表的示数都发生变化。只闭合开关将变阻器的滑片滑至中点时,小灯泡正常发光,且电流表A的示数为。只闭合开关,将变阻器的滑片滑至最左端,电流表的示数为。保证电路安全情况下,下列说法错误的是( )
A.电源电压为
B.小灯泡的额定功率为
C.当两个开关都闭合,滑动变阻器滑片滑至最左端时,电路总电阻最小并且电路安全
D.R的阻值为
9.(2025·河北石家庄·一模)图甲是一种呼气式酒精测试仪,其简化电路如图乙所示,气敏电阻(用符号“”表示)是酒精气体传感器,其阻值R随酒精气体浓度K变化的图像如图丙所示。已知电源电压为12V,R1是阻值为20Ω的定值电阻。设血液酒精浓度M=呼出酒精气体浓度 K×2500, 当血液酒精浓度时,属于饮酒驾驶。下列说法正确的是( )
A.酒精气体浓度越大,电路中电流表的示数越小
B.酒精气体浓度恰好达到饮酒驾驶标准时,R的阻值为32Ω
C.电流表示数为0.2A时,驾驶员属于饮酒驾驶
D.达到饮酒驾驶的情况下,电路消耗的最小功率为1.44W
10.(2025·河北保定·一模)如图为小明在跨学科实践活动中设计的简易水的流速监测装置。电源电压为4.5V,定值电阻的阻值为10Ω,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,机翼状探头通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。已知探头浸没在静水中时,滑片P在最下端。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.水的流速增大,电压表示数变大
B.水的流速增大,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比变大
C.随着水流变化,电路中的最大电流可达0.6A
D.若将电压表改装成监测装置的流速表,的最大阻值不大于20Ω
11.(2025·河北廊坊·一模)某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,是定值电阻,电压表量程,电源电压恒定不变。闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.当平板受到的压力增大时,通过R的电流减小
B.的阻值增大,体重计的量程增大
C.增大电源电压,体重计的量程变小
D.体重计的示数越小,体重计消耗的功率就越大
12.(2025·河北石家庄·一模)如图所示,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器,灯泡的电阻不随温度的变化而变化;只闭合,随着滑片的移动,a、b两电表(一个电流表和一个电压表)的示数均有变化。则以下说法正确的是( )
A.电表a是电压表,电表b是电流表
B.只闭合,滑片向右移,灯泡变暗,两表示数的变化量之比变小
C.将滑片置于的最右端,依次闭合、、,电流表示数逐次变大
D.三个开关都闭合,将滑片向左移,电路中的总功率变大
13.(2025·河北唐山·一模)据统计,大约50%~60%的交通事故与酒驾有关,因此,我国加大了对酒驾的检查力度。图为物理兴趣小组设计的呼气式酒精测试仪的电路图。其中电源电压不变,电阻是气敏电阻,其阻值随着酒精浓度的增加而减小,是定值电阻。当被检测人呼出的酒精气体浓度达到一定数值时,电压表的示数将达到某一数值,就会触发报警。下列说法正确的是( )
A.若酒精浓度增加,则通过的电流减小
B.酒精测试仪报警时电压表的示数比未报警时小
C.仅减小的阻值,则测试仪会在酒精浓度更低时报警
D.若电源电压变小,则触发报警的酒精浓度值将变大
14.(2025·河北邯郸·一模)在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
(3)如果把R1和R2串联起来仍然接在原来的电源下,则此时整个电路的电功率是多大。
15.(2025·河北廊坊·一模)如图所示,灯L上标有“12V,3.6W”,定值电阻R1的阻值为,滑动变阻器R2上标有“50Ω,1A”。闭合、,灯L正常发光。
(1)求电源电压;
(2)求灯L正常发光时的电阻;
(3)断开、,用一个新的电源去替代原来的电源,电流表、电压表的量程分别为、。移动滑动变阻器滑片的过程中,要求两个电表先后均能达到满刻度,且电路正常工作。求允许替换电源的范围。
16.(2025·河北石家庄·一模)如图所示,电源电压可调,灯泡L规格为“6V 18W”,且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“0∼0.6A”和“0∼3A”,电压表量程为“0∼3V”和“0∼15V”。滑动变阻器的规格分别为“50Ω 2A”和“8Ω 3A”。
(1)求灯泡的电阻;
(2)将电源电压调到18V,只闭合开关S1,移动P,使灯泡能正常发光且保证电路中各元件安全,求滑动变阻器允许接入电路的阻值范围;
(3)只闭合S2,P置于中点,电流表和电压表的偏转角度相同(可能重新选择了电表量程和变阻器R)。通过计算判断所用变阻器的规格。
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专题13 欧姆定律
考点01 电流与电压和电阻的关系
考点02 电阻的测量
考点03 欧姆定律在串并联电路中的应用
电流与电压和电阻的关系
1.(2025·河北保定·一模)小明设计了如图1甲所示的电路图“探究电流与电压的关系”。电源电压为6V且保持不变,灯泡L标有“2.5V 0.3A”,的阻值为,为滑动变阻器。
(1)根据图1甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图1乙所示的实物电路图补充完整;
(2)连接好电路,将滑片调到阻值最大处。闭合开关,电压表和电流表的指针都不偏转,电压表的指针偏转超过了最大刻度。若电路中只存在一处故障,其可能是__________(选填序号)。
A.灯泡L处短路 B.灯泡L处断路 C.处断路
(3)排除故障后,继续实验。闭合开关,调节滑片,记录的实验数据如下表所示。第5次实验时,电压表的示数如图2所示,示数为 V。
序号
1
2
3
4
5
A的示数/A
0.1
0.2
0.24
0.28
0.3
的示数/V
0.5
1
1.2
1.4
的示数/V
0.3
1
1.5
2.1
2.5
(4)小明利用表中的数据画出了甲、乙两条图线,如图3所示,其中 是由电流表的示数和电压表的示数画出的。
(5)根据图线甲可初步得出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比。而根据图线乙则不能得到这样的结论,这是因为 。
(6)小明在实验中选用的滑动变阻器的规格应为__________。
A. 1.5A B. 1A C. 0.2A
【拓展】
(7)小明选用实验中的部分器材以及两个开关、,连成如图4所示的电路,用来测量的阻值。闭合S、调节滑片至电压表的示数为1V;断开,闭合,保持滑片的位置不动,此时电压表的示数为3.5V。则的阻值为 。
【答案】(1)
(2)B (3)1.5 (4)乙 (5)灯泡的电阻随温度的升高而增大 (6)B (7)35
【来源】2025年河北省保定市竞秀区中考一模物理试题
【详解】
(1)由图甲可知,该电路是定值电阻和灯泡L组成的串联电路,电流表串联在电路中,由于灯泡L标有“2.5V 0.3A”,所以电流表选用0~0.6A量程,如图所示:
(2)电流表的指针不发生偏转则电路中电流为0,说明电路断路,电压表不偏转但电压表的指针偏转超过了最大刻度,则电路中的故障可能是与电压表并联的灯泡L断路,故B符合题意。
(3)在第5次实验中,电压表V1的示数如图2所示,由图乙知电压表V1选用小量程,分度值为0.1V,则电压表V1的示数为1.5V。
(4)电流表测串联电流,V2测灯泡L两端电压。观察表格中电流与 V2示数可知,电流增大时,V2示数从 0.3V 增至 2.5V,呈正相关,且图线乙不是直线,符合灯泡电阻随温度变化的特性。图线甲为直线,对应 R1(定值电阻)的电流与电压关系(V1示数),所以图线乙由 V2示数和电流画出。
(5)从图线乙可以看出两端的电压变大时通过的电流也变大,但电压变化的更快,由知小灯泡的电阻变大,则原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大
(6)当电路中电流最小时(I=0.1A),总电阻
此时滑动变阻器接入电阻
灯泡最小电阻
故 R0=60Ω-5Ω-3Ω=52Ω
需选最大阻值≥52Ω 的变阻器。
电路最大电流为 0.3A,变阻器允许电流需≥0.3A。
故选B。
(7)闭合 S、S1时,电压表测灯L两端电压 U1=1V,由(3)表格知,此时电路的电流为0.2A,电路为灯L、R0串联,此时滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入的电阻为
断开 S1、闭合 S2时,电压表测 Rx两端电压U=3.5V,此时滑动变阻器两端电压
又因为保持滑片的位置不动,所以滑动变阻器接入的电阻也为25Ω,此时电路电流为
则的阻值为
2.(2025·河北石家庄·一模)实验室里有阻值为5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻,但上面的标识模糊不清,小华设计了以下实验进行区分。器材有:学生电源(电压可调节)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、滑动变阻器(20Ω 1.5A)、开关,导线若干。
(1)小华连接的部分电路如图甲所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整 (导线不能交叉);
(2)连接电路过程中,开关要处于 状态;
(3)电源调节到适当电压,小华将其中一个电阻接入电路后,试触时发现电压表和电流表指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表和电流表的示数如图乙所示;继续改变滑片位置多次测量,并记录实验数据;
(5)小华将另一个电阻接入图甲电路中进行测量,根据实验数据,画出了、的I—U关系图像,如图丙所示。由图像可知 Ω;
(6)小华想不使用电压表来测量未知电阻的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示,定值电阻阻值已知,电源电压未知且不变。测量步骤如下:
①闭合开关,断开开关S2,记下电流表的示数为;
② ,记下电流表示数为;
③未知电阻 。(用已知量和测出的物理量、表示)
(7)【拓展】小宁要用本实验器材来探究电流与电阻的关系,实验中电源电压保持不变,打算控制定值电阻两端电压为2V,电源电压有1V、3V、5V、7V可调,则他选用的电源电压可能是 V。
【答案】 断开 滑动变阻器断路 20 闭合开关、 3
【来源】2025年河北省石家庄晋州市中考一模物理试题
【详解】
(1)[1]电流表与待测电阻R、滑动变阻器串联;电压表与R并联;滑动变阻器按一上一下接入电路中,且导线不得交叉,电路图如图
(2)[2]在连接电路的过程中,为了保护电路,开关必须处于断开状态。
(3)[3]将导线b端接A时电压表直接接在电源两端,电压表都有示数,说明电源和电阻R之间,电源和开关之间的导线连接正常;将导线b端接B时,电压表都有示数,说明开关与电流表之间连接正常;将导线b端接C接线柱时,电压表与电流表串联在电路中,电压表都有示数,说面电压表与电源接通,由于电压表的电阻很大,电流表无示数,由此可判断,若电路中只有一处故障,则发生的故障是滑动变阻器断路。
(5)[4]如图乙,电压表接入,分度值为0.1V,读数为2.6V;电流表接入,分度值为0.02A,读数为0.26A,电阻
由图像可知, R1、R2两端的电压相同时,通过R1的电流大于通过R2的电流,由可知,因此R2的电阻为20Ω。
(6)在图丁所示电路中:
①闭合开关,断开开关S2,电阻R2、R3串联,记下电流表的示数为,电源电压 ①
②[5]闭合开关、,电阻R2被短路,电路为R3的简单电路,记下电流表示数为,电源电压 ②
③[6]联立①②解得,未知电阻
(7)[7]若要在实验中保持定值电阻两端电压为 2 V,而可调电源有 1 V、3 V、5 V、7 V 四档,当接入电路的电阻变大时,滑动变阻器的值也变大;当接入20Ω的电阻时,通过电路的电流
若此时滑动变阻器滑到最大值,滑动变阻器分得的电压最大,电源的电压最大,滑动变阻器分得的最大电压
由分析可知,探究电流与电阻的关系时,电源电压最小不能小于2V,最大不能超过4V,则他选用的电源电压可能是应当选择 3 V。
3.(2025·河北石家庄·一模)小明在“探究电流的大小与哪些因素有关”的实验中,选用了如下器材:恒为4.5V的电源,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(15Ω 1A),四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关和若干导线。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑到最右端时阻值最大;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是 (答出一种情况即可);
(3)在探究电流与电压的关系时,小明调节滑动变阻器滑片P,将测出的三组电流和电压值填入下表。小红猜测了一组数据,也填入下表中。小红猜测的是第 次实验的数据,根据小明测得的数据可得出结论:在导体电阻一定时, ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.2
0.32
0.4
0.48
(4)在探究电流跟电阻的关系时,小明根据测量数据画出了电流随电阻变化的图像,如图丙所示。实验过程中,每次更换电阻后,小明均根据 (选填“电压表”或“电流表”)的示数变化来调节滑动变阻器的滑片P,符合要求后再记录数据。为了完成所有四次实验,还需提供一个阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
【拓展】探究结束,小明去掉定值电阻后,用剩余的器材测量了小灯泡(标有“2.5V”字样)的定值电阻。他将电流表串联在电路中,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,请观察数据,计算出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留整数)。
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
【答案】(1)
(2)定值电阻短路 (3) 1 通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4) 电压表 25 9
【来源】2025年河北省石家庄市第四十八中学中考一模物理试题
【详解】
(1)由电路图可知,滑动变阻器滑片向左移时,其接入电路中的电阻减小,所以实物图中滑动变阻器另一接线柱应是下端左侧接线柱接入电路,又因为电压表正接线柱应靠近电源正极,则电阻R的左接线柱应与滑动变阻器左下接线柱相连,如下图所示:
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,说明电路中不存在断路,而无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,说明故障原因可能是定值电阻短路,此时与定值电阻并联的电压表也被短路,所以无论怎样移动滑片P,电压表都无示数。
(3)[1]分析表中数据可得定值电阻的阻值为
当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,为
所以可知第1组数据是猜测的。
[2]分析表中的数据可知,当电阻阻值不变时,其两端电压越大,通过它的电流就越大,两者成正比关系,所以可初步得出结论:在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[1]在探究电流跟电阻的关系时,应保证电阻两端的电压不变,所以应根据电压表的示数变化来调节滑动变阻器的滑片P。
[2]由图像可知,本实验中定值电阻两端电压为U定=IR=0.4A×5Ω=2V
由串联电路的电压规律可知,调节完成后滑动变阻器两端电压为U滑=U-U定=4.5V-2V=2.5V
当换用阻值较大的定值电阻时,根据串联电路的分压原理可得滑动变阻器接入的电阻也要变大才能使定值电阻两端电压保持不变,那么当定值电阻的阻值为25Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,滑动变阻器的最大阻值应大于这个值才能完成实验,根据图像可知,此时电路中的电流为0.1A,则滑动变阻器接入电路中的阻值为
即还需提供一个最大阻值不小于25Ω的滑动变阻器。
[3]根据表中数据可知,当电流表示数变大时,电压表示数减小,说明电压表测量的是滑动变阻器两端电压,则根据串联电路的电压规律可知,当电压表示数为2.0V时,小灯泡两端电压为额定电压2.5V,则此时小灯泡的电阻为
4.(2025·河北邯郸·一模)小红在“探究电流与电压关系”的实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器“”、电流表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验过程如下:
(1)请将实物图甲连接完整 (要求:滑动变阻器滑片向右滑动,电流表示数减小)。
(2)移动滑片P,发现电压表示数无变化,电流表示数有变化,其原因可能是定值电阻 。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数为时,电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为 A;该实验 (选填“可以”或“不可以”)用灯泡来代替定值电阻进行实验。
电压
电流
(4)继续实验,将实验数据记录在上表中,分析数据可得出结论:在电阻一定时, 。
(5)【拓展】完成实验后小红还想利用图丙所示器材测某未知电阻的阻值,其中定值电阻的阻值已知。请帮她补全步骤,并写出的表达式。
①闭合、,记录电流表示数为;
②只闭合 ,记录电流表示数为;
待测电阻的表达式: 。
【答案】(1)见解析 (2)短路 (3) 0.1 不可以 (4)电流与电压成正比
(5)
【来源】2025年河北省石家庄市长安区中考一模物理试题
【详解】
(1)题意要求滑动变阻器滑片向右滑动,电流表示数减小,即滑动变阻器的阻值变大,则滑动变阻器的左下接线柱接入电路。如图所示:
(2)移动滑片P,电流表示数有变化,电路为通路,发现电压表示数无变化,其原因可能是定值电阻电阻短路。
(3)[1][2]排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数为时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为;在探究电流与电压关系实验中,应保持电阻一定,而灯的电阻是变化的,该实验不可以用灯泡来代替定值电阻进行实验。
(4)分析实验数据记录在上表中,分析数据
可得出结论是在电阻一定时,电流与电压成正比。
(5)[1][2]①闭合、,电路为定值电阻的简单电路,记录电流表示数为;电源电压为
②只闭合,两电阻串联,记录电流表示数为;电源电压为
待测电阻的表达式
5.(2025·河北廊坊·一模)小明用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,电源电压恒为6V,阻值为、、、的定值电阻各有一个,滑动变阻器标有“,”字样。
(1)请按照图甲中电路图将图乙中的实物电路连接完整;
(2)将的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是( )(填字母);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,进行实验,实验中依次更换定值电阻,调节滑动变阻器的滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表的示数,绘出电流I与电阻倒数的关系图像如图丙所示。
①由图像可以得出结论:导体两端的电压一定时, ;
②上述实验中,小明用的电阻做完实验后,不改变滑动变阻器滑片的位置,将的电阻换成的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(4)实验结束后,小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗? (选填“可行”或“不可行”),你的理由是 ;
(5)【拓展】上述实验结束后,小明又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为的小灯泡的额定功率,已知电源电压为4V,滑动变阻器的最大阻值为,其测量过程如下:
①闭合,断开,移动滑动变阻器使小灯泡正常发光;
②闭合,断开,保持滑动变阻器的滑片位置不变,此时电压表示数为2V;
③根据上述测量,可知小灯泡的额定功率 W。
【答案】(1) (2)B (3) 通过导体的电流与导体的电阻成反比 左
(4) 不可行 灯丝的电阻随温度的升高而增大 (5)0.75
【来源】2025年河北省廊坊市部分学校中考一模物理试题
【详解】(1)由图甲可知,当滑动变阻器滑片向右移动时阻值变小,故图乙滑动变阻器应选用右下接线柱与电阻R串联在电路中,如图所示:
(2)将的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数始终为零,说明电路可能断路,电压表示数不为零,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路断路了,故其原因可能是定值电阻R断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[1]由图丙可知,图线为一条过原点的斜线,说明通过导体的电流与导体的电阻的倒数成正比,故可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[2]实验中,当把的电阻换成的电阻后,根据分压原理可知,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变,故应减小定值电阻两端的电压,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应增大滑动变阻器的阻值,故应把滑动变阻器的滑片向左端滑动。
(4)[1][2]在探究电流与电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的升高而增大,故不可行。
(5)闭合,断开,滑动变阻器的滑片以下部分电阻与灯泡串联在电路中,电压表测的是滑动变阻器的滑片以下部分电阻的两端电压。移动滑片使得灯泡正常发光,此时灯泡的两端电压等于其额定电压,根据串联电路的电压特点可知,此时滑动变阻器的滑片以下部分电阻的两端电压即电压表示数为
闭合,断开,此时只有滑动变阻器接入电路,滑动变阻器两端电压等于电源电压,则此时的电路电流为
闭合,断开时,保持滑动变阻器的滑片位置不变,电压表测的是滑动变阻器的滑片以下部分电阻的两端电压,此时的电压表示数为2V,则滑动变阻器的滑片以下部分电阻的阻值为
则在闭合,断开,灯泡正常发光时电路中的电流为
故小灯泡的额定功率为
6.(2025·河北石家庄·一模)图甲是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和几节电池串联的电池组(电源电压是1.5V的整数倍、且不超过4.5V)进行探究。
(1)请用笔画线代替缺少的2根导线,将图甲的电路连接完整 (要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电路中的电流变大)。
(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);排除故障,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图乙所示,为 V。
(3)将不同小组的数据汇总后,得到表的数据,汇总多组数据的目的是 (选填“避免偶然性得到普遍规律”或“减小误差”)。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
U/V
0.8
1.0
1.5
1.8
1.2
1.8
2.2
2.6
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.36
0.12
0.18
0.22
0.26
0.10
0.12
0.14
0.16
(4)分析数据可得电流与电压的关系是 ;根据表格中 三组数据还可以分析出电流与电阻的关系。
(5)在上述实验过程中,有两次记录数据时滑动变阻器的滑片恰好是在某一侧的端点,则经计算可知,变阻器的最大电阻是 Ω。
【答案】(1) (2) 断路 1.8 (3)避免偶然性得到普遍规律
(4) 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 4、6、10 (5)15
【来源】2025年河北省石家庄市新华区中考一模物理试题
【详解】
(1)实验中电流表应串联在电路中,要求滑片P向B端移动时,电路中的电流变大,则滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,因此应将B接线柱接入电路。如图所示:
(2)[1]串联电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,则电路存在断路,电压表有示数,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路,因此电路故障可能是定值电阻断路。
[2]由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为1.8V。
(3)一次实验得出的结论具有偶然性,为了避免偶然性得到普遍规律,实验中将三个小组的数据汇总后,得到数据。
(4)[1]由表格数据可知,电压增大倍数与电流增大倍数相同,即在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[2]研究电流与电阻的关系,要控制电压不变,4、6、10三组数据的电压相同,电阻增加几倍,通过导体的电流就减小几倍,因此可知,电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)由题可知,电源电压是1.5V的整数倍且不超过4.5V。则电源电压可能为1.5V、3V、4.5V,由(3)中实验数据可知,定值电阻两端电压值会大于1.5V,所以电源电压不可能为1.5V,三次实验中,电流最小时,电路中电阻最大。根据欧姆定律,有
-------①
------②
-------③
有两次数据是滑动变阻器的滑片恰好在某一侧的端点,则由②③式联立可求出,且电源电压为3V,符合题意。
7.(2025·河北秦皇岛·一模)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明使用限值为、、、、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,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,按在开关两端时有示数,则电路的故障是___________(选填“A”、“B”或“C”);
A.开关新路 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的电阻由更换为时,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 ;由图像得到实验结论为: 。
【答案】(1) (2)A (3) 2 左 50 电压一定时,电流与电阻成反比
【来源】2025年河北省秦皇岛市中考一模物理试题
【详解】
(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阻值变小,说明变阻器的右下接线柱接入电路,如下图所示:
(2)串联电路中电流表无示数,说明电路发生断路,将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,说明滑动变阻器之外断路,接在开关两端时有示数,说明电压表与电源之间是通路,故电路故障开关断路,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)[1]由图象可知,当R=5Ω时,电路中的电流I=0.4A,定值电阻两端的电压为
[2]当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,电阻变大,分压增多,电压表示数增大,在探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V。
[3]根据串联分压原理---------①
由于定值电阻两端电压不变为2V,电源电压不变为6V,变阻器两端电压不变为
因此等式左侧为定值,当定值电阻的阻值为25Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,将数据带入①可得
解得,即滑动变阻器的最大阻值至少是50Ω。
[4]如图乙的图像所示,导体两端电压一定时,此时导体中的电流与导体的电阻的乘积是一个定值,故当导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
电阻的测量
1.(2025·河北石家庄·一模)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路。小灯泡标有“2.5 V”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;(连线不要交叉)
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数有变化。经检测电表均完好,电路连接正常,则故障可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后,闭合开关,电压表示数为2 V,为了能顺利完成实验,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直到小灯泡正常发光。小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(4)小明将实验过程中的数据记录在表格中,并根据实验数据描绘出小灯泡的I—U图像,如图丙所示,I-U图像不是直线的原因是 。
(5)小灯泡某次工作时的实际电压则你认为小灯泡的实际功率 P实 与额定功率P额 最可能的关系是 (填选项);
A.P额=P实 B.P额=3P实 C.P额=4P实 D.P额=5P实
【拓展】
(6)实验结束后,小明想测量某未知电阻Rₓ的阻值,他设计了如图所示的电路,电路中的电源电压未知且不变,滑动变阻器的最大阻值已知。其中能够达到实验目的的是 (填选项)。
A. B. C.
【答案】(1) (2)短路 (3) 左 10.4
(4)小灯泡的电阻随温度的变化而变化 (5)B (6)A
【来源】2025年河北省石家庄市18县中考一模物理试题
【详解】
(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电路是通路,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数有变化电压表无示数,经检测电表均完好,电路连接正常,则故障可能是与电压表并联的小灯泡短路。
(3)[1][2]闭合开关,电压表示数为2V,小于灯的额定电压,为了能顺利完成实验,需要增大灯泡两端的电压,由串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压,由串联分压可知减小变阻器连入电路的电阻,应将滑动变阻器的滑片向左移动,增大灯的电压,直到小灯泡正常发光。小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,电流表选择0~0.6A的量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A,则此时小灯泡的电阻为
(4)根据实验数据描绘出小灯泡的I-U图像,如图丙所示,I-U图像不是直线,因为灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流增大,由P=UI可知,灯的实际功率增大,灯丝的温度升高,灯的电阻变化。
(5)若灯的电阻不变,根据可知,灯泡两端电压为额定电压的一半,实际功率为额定功率四分之一。而实际中,当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时,通过灯的电流也减小了,根据P=UI可知,灯的实际功率减小,灯丝的温度降低,因灯的电阻随温度的降低而减小,即灯的实际电阻R实小于灯正常发光时的电阻RL,根据可知,测得的功率大于额定功率的四分之一,即,P额<4P实,可能是P额=3P实,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(6)A.滑动变阻器的最大阻值已知,将变阻器的滑片分别移动到最左、右端时,电压表测电源电压和两电阻串联时待测电阻的电压,根据串联电路电压的规律可得出变阻器的电压,由分压原理得出待测电阻的大小,故A符合题意;
B.变阻器与待测电阻并联,电流表测变阻器的电流,因无法测量出通过待测电阻的电流,故不能测量出待测电阻大小,故B不符合题意;
C.电压表测电源电压,保持不变,因不能测量出也不能算出通过待测电阻的电流,故不能测量出待测电阻大小,故C不符合题意。
故选A。
2.(2025·河北保定·一模)小明同学做测量小灯泡电阻和功率的实验,小灯泡标有“”字样。他连接的电路图如图甲:
(1)其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
(2)电路改正后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于左端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表的指针恰好满偏,电路存在一处故障是 。
A.小灯泡短路 B.电流表断路 C.变阻器断路 D.小灯泡断路
(4)排除故障,移动滑片,分别记录多组电压表与电流表示数并绘出图乙所示图像。根据图像的信息,计算小灯泡正常发光时的功率为。
(5)实验完毕,他还想验证一下另一只标有“0.25A”但使用时间比较长的小灯泡正常发光时的阻值是否如图丙提供的信息一样(丙图为与同型号新的小灯泡的图像)。他对甲图所示的电路图做了调整,一是电源电压调整到以上;二是 ;你估计一下这只小灯泡两端电压为时的阻值可能是 。(选填“20Ω”“24Ω”“26Ω”)
(6)【拓展】小明又设计了如图丙所示的电路,只用电压表来测量额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关、,断开,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为;
② (填三个开关闭合与断开情况),移动变阻器的滑片,使电压表示数为 ,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关、,断开,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为;
④小灯泡正常发光时的电阻为 。
【答案】 D 电压表量程改为0~15V 闭合开关、,断开
【来源】 2025年河北省保定市莲池区中考一模物理试题
【详解】
[1]观察所示的电路图,发现电压表测的是电源电压,这是错误的,应该让电压表与小灯泡并联。正确的连接方式是将滑动变阻器D接线柱与电压表“3”接线柱的导线去掉,然后将电压表“3”接线柱连接到小灯泡右接线柱。如图所示
[2]A.若小灯泡短路,电压表测的是导线两端电压,示数为 0,不符合电压表指针恰好满偏的情况,故A不符合题意;
B.若电流表断路,整个电路断路,电压表无示数,不符合题意,故B不符合题意;
C.若变阻器断路,电路断路,电压表无示数,不符合题意,故C不符合题意;
D.若小灯泡断路,电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,此时电压表测电源电压,指针恰好满偏,符合题意,故D符合题意;
故选D。
[3]由图丙数据可知:灯泡L2的额定电压为6V,电压表需要量程灯泡两端的电压,所以电压表的量程应是0~15V,所以电压表量程要改为0~15V。
[4]灯泡L2正常发光时的电阻为
由于小灯泡L2使用时间比较长,温度升高,则正常发光时的阻值变大,即可能大于24Ω,所以小灯泡两端电压为6V时的阻值可能是26Ω。
[5][6][7]①闭合开关 S 、S2,断开S1,灯泡被短路,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V,此时测量了电源电压,则源电压为4.5V。
②要使得灯泡正常工作,必须闭合开关 S 、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使得灯泡的电压为2.5V,而电压表并联在滑动变阻器两端,则电压示数应为
移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,这时小灯泡正常发光,此时滑片以下部分接入电路,滑片以上部分被短路。
③闭合开关 S 、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,灯泡被短路,滑动变阻器电阻电阻全部连入电路,电压表测量滑片下部电阻两端的电压,已知电压表示数为3V,说明滑片下部的电压为3V,根据串联电路电压之比等于电阻之比,则有
即
解得, 即小灯泡正常发光时与灯泡串联的滑动变阻器上的电阻为10Ω,则电路中的电流 。
④根据 可得小灯泡正常发光时的电阻为
3.(2025·河北秦皇岛·一模)如图是小红用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图,电源电压为3V。
(1)在图甲中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向左端滑动时,电路中的电流变小;连接时开关应该 ;
(2)闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则产生故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示,则通过的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
拓展:
(4)小红又对实验进行了拓展,想再测某电阻的阻值,于是设计了如图丁的实验电路,图中R为电阻箱;
①将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值,使电压表和电流表示数为合适的值;
②断开开关,将电压表右端由C点改接到D点;
③闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的阻值为;
④待测电阻的阻值 ;
⑤若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同,原因可能有: 。
【答案】(1) 断开 (2)定值电阻断路 (3) 0.3 8
(4) R1太小
【来源】2025年河北省秦皇岛海港区中考一模物理试题
【详解】
(1)[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。滑动变阻器的滑片向左端滑动时,电路中的电流变小,说明此时变阻器接入电路中的电阻变大,则变阻器的右下端应流入电路中,如图所示:
[2]为了保护电路,电路连接时开关应该断开。
(2)闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则产生故障的原因可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[1]由图丙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A。
[2]由欧姆定律得,Rx的阻值是
(4)[1]①将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值,定值电阻Rx与电阻箱R串联,电压表测量电阻箱R的阻值,电流表测量电路电流,使电压表和电流表示数为合适的值;
②断开开关,将电压表右端由C点改接到D点,电压表测量定值电阻Rx与电阻箱R的总电压;
③闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的阻值为;
④由欧姆定律得
待则测电阻的阻值
[2]根据上面分析可知,当电流表和电压表示数才与(1)中相同,若实验时(或R1的阻值太小),则,所以此时会造成反复调节始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同;若实验器材中R滑大<Rx(或滑动变阻器的最大阻值不够大),则会造成调节变阻器时变阻器分得的电压较小,而电阻箱、待测电阻分得的总电压较大,使得电压表的示数也不能与步骤(1)中相同。
4.(2025·河北石家庄·一模)小明用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的阻值。所用器材:两节新干电池、电压表、电流表、小灯泡、滑动变阻器(20Ω;2A),开关和导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整 。
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是 。
(3)解决上述问题后,小明闭合开关,移动滑动变阻器滑片,多次测量并记录数据,如下表所示。第3次实验时电流表的示数如图乙所示,示数为 A。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1
2
2.5
电流I/A
0.16
0.2
0.28
电阻R/Ω
3.1
5.0
(4)小灯泡正常发光时电阻为 Ω(结果保留一位小数)。小明发现每次测量的灯泡阻值差距很大,原因是 。
(5)【拓展】老师让小明再测一个未知电阻Rx的阻值。小明发现电流表无法使用,于是用该灯泡和电压表,设计了如图丙所示电路,步骤如下:
①只闭合S、S1,移动滑片,使电压表示数为1V;
②保持滑片位置不变,只闭合S、S₂,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为 V;
③Rx的阻值为 Ω。
【答案】(1) (2)滑动变阻器的两个下接线柱接入电路中
(3)0.26 (4) 8.9 小灯泡的电阻会随着温度的变化而变化 (5) 1.6 8
【来源】2025年河北省石家庄市裕华区中考一模物理试题
【详解】
(1)如图甲所示,滑动变阻器与小灯泡串联,滑动变阻器接线柱应一上一下接入电路,如下图所示:
(2)连接电路后,闭合开关,电流表和电压表都有较小的示数,说明电路是通路,而灯泡不亮,说明电路的总电阻较大,电流较小,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,且两表示数均无变化,说明滑动变阻器没有起到调节作用,则故障原因可能是滑动变阻器两个下接线柱接入电路中,接入电路的是最大阻值。
(3)由图甲可知,电流表接入电路中的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,根据指针位置可知电流表示数为0.26A。
(4)[1]由表中数据可知,小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过它的电流为0.28A,则小灯泡正常发光时电阻为。
[2]小灯泡的灯丝电阻会随着温度的变化而变化,所以每次测量得到的灯泡阻值差距很大。
(5)[1]只闭合S、S1,小灯泡与Rx串联,移动滑片,使电压表示数为1V,此时电压表测量小灯泡两端电压,然后保持滑片位置不变,只闭合S、S2,此时小灯泡依旧与Rx串联,因为滑片位置不变,所以电路中的电流、电压情况都不变,此时电压表测量小灯泡与Rx的总电压,示数为2.6V,则由串联电路的电压规律可知Rx两端电压为Ux=U2-U1=2.6V-1V=1.6V。
[2]由表中数据可知,当小灯泡两端电压为1V时,通过它的电流为0.2A,即电路中的电流为0.2A,所以可得Rx的阻值为。
5.(2025·河北石家庄·一模)小明要测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,他选择了一些器材,其中电源电压为4.5V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)小明连接了图甲所示的电路,经检查,发现有一条导线连接错误,请你在错误的导线上画上“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;
(2)电路正确连接后,闭合开关并调节滑片,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数始终为4.5V不变,则电路存在的故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”) ;
(3)某次实验时,电流表的示数如图乙所示,则通过灯的电流为 A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图丙所示的图像,根据图像的信息,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)接下来小明拿走电流表,增加两个开关和一个定值电阻R0,利用如图丁所示的电路,测出了另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。实验步骤如下:
①只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动,只闭合开关S和S2,记录此时电压表示数为U0。该小灯泡正常发光时的电阻为 (用U额、U0、R0及已知量表示)。
【拓展】小明继续实验,探究电流跟电阻的关系。他用5个不同的定值电阻分别替换图甲中的灯泡,并用图甲中的器材正确连接电路。小明选用的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,控制定值电阻两端电压为2V不变,则以上电阻中不能完成该实验的电阻有 个;通过只改变“电源电压”,完成上述5个电阻的实验,在所有能完成实验的情况中,电路总功率的最小值与最大值之比为 。
【答案】(1) (2)断路 (3) 0.22 10 (4) 两 1∶5
【来源】2025年河北省石家庄桥西区中考一模物理试题
【详解】
(1)小明连成了图甲所示的电路,电流表与灯并联,电压表串联在电路中;在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中,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
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数始终为4.5V不变,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,即电路存在的故障可能是小灯泡断路。
(3)[1]电流表的连接小量程,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.22A。
[2]由图丙可知,当电压为2.5V时,电流为0.25A,小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[1]只闭合开关S和S2,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表示数为U0,电压表测量滑动变阻器两端电压,根据串联分压可知,定值电阻两端电压为
电路中电流
滑动变阻器的阻值为
只闭合开关S和S1,小灯泡与滑动变阻器串联,小灯泡正常发光,此时滑动变阻器两端电压为
此时电路中电流
小 灯泡正常发光时的电阻 为
[2]由串联分压可知,控制定值电阻两 端电压为2V不变,滑动变阻器接入电路中阻值为20Ω,代入数值可知
解得,所以有20Ω、25Ω两个电阻不能完成实验。
[3]若通过只改变“电源电压”,来完成上述5个电阻的实验,此时定值电阻两端设定的电压值仍然为2V,滑动变阻器的最大阻值仍然为20Ω,,当把25Ω的定值电阻接入电路时,变阻器接入电路的阻值最大为20Ω,由串联分压的规律可得
则
解得U=3.6V,电源电压为3.6V;当25Ω定值电阻接入电路时,电路中电流最小
电路中总功率最小,最小电功率
当5Ω定值电阻接入电路时,电路中电流最大
电路中总功率最大,最大电功率
电路总功率的最小值与最大值之比
6.(2025·河北石家庄·一模)图所示为测量电阻Rx的实验电路。电源电压为6V保持不变,三种滑动变阻器的规格分别为R1“20Ω1A”、R2“30Ω2A”、R3“50Ω1A”。
(1)请在答题卡图中用笔画线代替导线将实验电路连接完整(要求滑片向左移动电流表示数变小);
(2)连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,而电压表示数为零,两电表均完好,产生这一现象的原因可能是 ;
(3)除故障后继续实验,记录的实验数据见下表。分析数据可知,滑动变阻器的滑片不断向 (选填“A”或“B”)移动,得出电阻Rx= Ω;
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
(4)该实验所选滑动变阻器的规格及选择理由是 。
【拓展】为测出小灯泡正常发光时的电阻RL,小明设计如图所示的电路继续实验。小灯泡的额定电压为2.5V、定值电阻R0已知。操作如下:
①闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②保持滑片位置不变, (填写开关通断情况),记录电压表示数为U1;
③小灯泡正常发光时的电阻RL= (用R0、U1和已知量表示)。
【答案】(1) (2)待测电阻Rx短路 (3) B 10
(4) 见详解 闭合S、S2断开S1
【来源】2025年河北省石家庄市中考一模物理试题
【详解】
(1)滑片向左移动电流表示数变小,表明接入电阻变大,滑动变阻器下端应接入右端接线柱,如图所示
(2)闭合开关,发现电流表有示数,表明电路中不存在断路,可能存在短路,而电压表示数为零,表明电压表测量范围内存在短路,故产生这一现象的原因可能是待测电阻Rx短路。
(3)[1][2]分析数据可知,电路中电流不断变大,表明接入电阻不断减小,故滑动变阻器的滑片不断向B移动,得出电阻为
(4)[1]选R3“50Ω1A”,由第一组数据,则滑动变阻器至少为50Ω,故选R3。
[2]①闭合S、S1,断开S2,电压表测灯泡两端电压,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②保持滑片位置不变,闭合S、S2断开S1,电压表测灯泡和定值电阻R0的总电压,记录电压表示数为U1;则电路中电流为
[3]③小灯泡正常发光时的电阻为
7.(2025·河北保定·一模)小明测量未知电阻的阻值,连接的电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整;
(2)连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表满偏,其原因是 ;
(3)小明解决问题后闭合开关,移动滑片P至某一位置时,两表的示数如图乙、丙所示,则此时电阻两端的电压为 V,阻值为 Ω;
(4)改变滑片位置,重复步骤(3),这样做的目的是 。
【拓展】
(5)小明完成上述实验后,测量一额定电流为0.25A的小灯泡L正常工作时的电阻。他设计了如图所示的电路,电源电压为9V,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,为阻值未知的定值电阻。请完成下列实验步骤:
①开关均闭合,滑片P在右端时,电压表的示数为3V;
②只断开开关,调节滑片P,使电压表示数为 V;
③保持滑片P位置不变,断开,闭合开关S、,电压表示数为8V。灯泡L正常工作的电阻为 Ω。
【答案】(1) (2)滑动变阻器被短路 (3) 2.4 10
(4)多次测量求平均值,减小误差 (5) 5 12
【来源】2025年河北省保定市徐水区中考一模物理试题
【详解】
(1)滑动变阻器与电阻Rx串联,电压表测量定值电阻两端电压,所以应将电压表与Rx并联,所以将滑动变阻器左上接线柱与Rx右接线柱相连,如下图所示:
(2)电路正确连接,电流表有示数,说明电路是通路;电压表的示数为3V,与电源电压相等,说明定值电阻两端电压等于电源电压,滑动变阻器两端电压为0,则滑动变阻器短路或滑动变阻器的滑片在左端。
(3)[1]如图乙,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,由指针位置可知电压表示数为2.4V,则电阻两端的电压为2.4V。
[2]电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,由指针位置可知电流表示数为0.24A,则电阻阻值为
(4)本实验需要多次测量定值电阻两端电压及对应的电流值,计算多组电阻值,再求平均值,以减小误差,所以改变滑片位置是为了多次测量取平均值减小误差。
(5)[1]开关均闭合,灯泡被短路,R0与滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压,滑片P在右端时,滑动变阻器的阻值为40Ω,电压表的示数为3V,由串联电路中电压的规律知,滑动变阻器两端的电压为U0=U-UP=9V-3V=6V
由串联分压原理知,定值电阻R0的阻值为
只断开S2,灯泡与滑动变阻器、R0串联,电压表测R0两端的电压,调节滑片P,使小灯泡正常发光,也就是电路电流为0.25A,则电压表示数为
[2]保持滑片P位置不变,断开S1,闭合开关S、S2,电压表测灯泡与R0两端的总电压,电压表示数为8V,则小灯泡正常工作时的电压为
灯泡电阻为
欧姆定律在串并联电路中的应用
1.(2025·河北邯郸·一模)已知,,某同学分别按照图甲和乙两种方式将电阻连接在一起,则( )
A.图甲中R1与R2的电流比
B.图乙中R1与R2的电压比
C.图甲与图乙的总电阻比
D.图甲与图乙的总功率比
【答案】D
【来源】2025年河北省邯郸市第二十五中学中考一模物理试题
【详解】A.图甲中两个电阻串联,电流处处相等,故,故A错误;
B.图乙中两个电阻并联,各支路电压相等,故,故B错误;
CD.图甲中两个电阻串联,总电阻为,图乙中两个电阻并联,总电阻为,则;根据,可知图甲与图乙的总功率比为故C错误,D正确。
故选D。
2.(2025·河北张家口·一模)如图甲所示为冬奥会使用的创可贴体温计,图乙为该装置感温区的电路图,其中电源电压恒为 6 V,定值电阻。 的阻值为10Ω,R 为热敏电阻,其阻值会随体温的升高而增大。当电压表的示数达到 2 V 时便会报警。下列说法正确的是( )
A.体温越高,电压表示数越小
B.恰好报警时,电流表的示数为0.2A
C.恰好报警时,热敏电阻的阻值为20 Ω
D.增大 R₀的阻值,会使装置在体温更高时报警
【答案】D
【来源】2025年河北省张家口市中考一模物理试题
【详解】
A.根据串联电路中的电流处处相等 ,得出串联分压关系,电阻越大,分压越多,热敏电阻R的阻值随体温升高而增大时,R两端电压(电压表示数)也增大,故A错误;
B.报警时电压表示数为2V,R0两端电压为U0=U总-UR=6V-2V=4V
电流
故B错误;
C.报警时热敏电阻阻值
故C错误;
D.增大R0阻值会使总电流减小,需要更高的R阻值才能达到2V报警电压,即需要在体温更高时才会报警,故D正确。
故选D。
3.(2025·河北石家庄·一模)噪声污染是当代社会四大污染之一。图是噪声监测仪的电路图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=10Ω,R为声敏电阻,其阻值随声音强弱发生变化,电流表使用0~0.6A 量程。在某次测试中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为40dB时,电流表示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.声敏电阻R的阻值随声音强度的增大而增大
B.当噪声为40dB时,声敏电阻R的阻值为30Ω
C.当噪声为80dB时,定值电阻R0两端可以接测量范围为0~3V的电压表
D.仅电源电压变大,则此噪声监测仪的噪声监测范围变小
【答案】D
【来源】2025年河北省石家庄市18县中考一模物理试题
【详解】
A.由电路图可知,定值电阻R0与声敏电阻R串联,电流表测电路中的电流。由题可知,声音强度的增大时,电流中的电流也增大,根据可知电路中的总电阻变小,根据串联电路的电阻规律可知声敏电阻的阻值变小,即声敏电阻R的阻值随声音强度的增大而减小,故A错误;
B.当噪声为40dB时,电流表示数为0.2A,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得声敏电阻R的阻值
故B错误;
C.当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得R0两端的电压U0=IR0=0.4A×10Ω=4V
比较可知,R0两端的电压大于3V,故定值电阻R0两端不可以接测量范围为0~3V的电压表,故C错误;
D.若电源电压变大,根据可知,当电流表的最大示数一定时,R的阻值变大,所监测的声音强度减小,即噪声监测仪的噪声监测范围变小,故D正确。
故选D。
4.(2025·河北沧州·一模)如图所示,电源电压不变,R1、R3为定值电阻,滑片置于滑动变阻器R2的中点,a、b为电流表或电压表。开关都闭合时,三个电阻并联,下列说法正确的是( )
A.a是电流表
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,滑片向左滑动,电路消耗的功率变大
C.当开关S闭合,S1、S2断开时,滑片向右端滑动,电表a示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于R1+R3
D.当开关S、S2闭合,S1断开,将b换成另一种表,滑片向左滑动时,电表a的示数与电表b的示数之和不变
【答案】D
【来源】2025年河北省沧州市盐山县第二中学中考一模物理试题
【详解】
A.由题意可知,开关都闭合时,R1、R2、R3三个电阻并联,若a是电流表,则R1被短路,所以a必定是电压表,故A错误;
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,由电路图可知,只有定值电阻R3接入电路,滑动变阻器没有接入电路,所以滑片的滑动,不会造成电路消耗的功率变大,故B错误;
C.由题意可知,a为电压表,b为电流表,当只闭合开关S时,电阻R1、R2、R3串联,电压表测R1两端电压,当滑动变阻器的滑片右移时,R2连入电路的阻值变大,所以R总变大,电路电流I变小,因R1为定值电阻,所以电表a示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于R1,故C错误;
D.由题意可知,a为电压表,b为电流表,当开关S、S₂闭合,S1断开,将b换成电压表时,电阻R1、R2、R3串联,电压表a测R1两端电压,电压表b测R2与R3两端的总电压,电压表a与电压表b两表的示数之和为电源电压。所以,滑片向左滑动时,两表示数之和为电源电压,是不变的,故D正确。
故选D。
5.(2025·河北秦皇岛·一模)如图所示,图甲是某导体材料的电阻R随温度变化的关系图像。根据这种导体材料电阻的特性,小明同学设计了如图乙所示的电路,用来测量某环境的温度。已知电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~15V,定值电阻,已知环境温度为32℃时,电流表的示数为0.5A,电源电压未知且保持不变。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.环境温度越高,电路中电流越大
C.电路可以测量环境的最低温度是0℃
D.电路可以测量环境的最高温度是80℃
【答案】D
【来源】2025年河北省秦皇岛海港区中考一模物理试题
【详解】
A.由图甲可知,电阻和温度的关系为R=kt+b
当温度是0℃,电阻是10Ω,得到b =10Ω,当温度是20℃,电阻是20Ω,得到20Ω=k×20℃+10Ω
得到,环境温度为32℃,电阻为
由图乙可知,R和R0串联,电压表测R两端电压,电流表测量电路中的电流,电源电压U=I(R+R0)=0.5A×(26Ω+10Ω)=18V
故A错误;
B.由图甲可知,温度升高,电阻R的阻值越大,电路的总电阻越大,由可知,电路中电流越小,故B错误;
CD.因为电流表量程0~0.6A,当电路中的电流最大时,电阻R最小,电路的最小阻值
电阻R的最小阻值R小=R总小-R0=30Ω-10Ω=20Ω
代入得到最低温度t小=20℃,电压表所选量程为0~15V,当电压表的示数最大时,电阻R最大,R0两端的电压U0==U-UR=18V-15V=3V
由串联分压可知
即
解得R大=50Ω,电阻取值20Ω~50Ω,代入得到最高温度t大=80℃,故C错误,D正确。
故选D。
6.(2025·河北石家庄·一模)一种跳绳自动计数器的简化电路如图甲所示。电源电压恒为10V,R1是光敏电阻,R2是定值电阻,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间的电压。某次测试时AB间电压随时间变化的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2的阻值是R1的3倍
C.R1受到红外线照射时和不受红外线照射时,电路中电流之比为3∶1
D.R1受到红外线照射时的电阻和不受红外线照射时的电阻之比为1∶4
【答案】C
【来源】2025年河北省石家庄市裕华区中考一模物理试题
【详解】
A.由甲图可知,R1和R2串联,AB间的电压为R2两端的电压,当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,根据串联电路分压规律知,R1两端的电压会变大,电源电压不变,R2两端的电压U2=U-U1会变小,自动计数器会计数一次,由乙图知,此时R2两端的电压即AB间的电压为U2=2V,故A错误;
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为6V,此时R1两端的电压为U1′=U-U2′=10V-6V=4V
R1和R2的电阻之比
则
即没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值R1′是R2的,故B错误;
C.R1受到红外线照射时,R2两端的电压为6V,此时电路中电流
R1不受红外线照射时,R2两端的电压为2V,此时电路中电流
R1受到红外线照射时和不受红外线照射时,电路中电流之比为
故C正确;
D.R1不受红外线照射时,R2两端的电压为2V,此时R1两端的电压为U1=U-U2=10V-2V=8V
R1和R2的电阻之比
则R1=4R2,则R1受红外线照射时和R1不受红外线照射时R1的阻值之比为
故D错误。
故选C。
7.(2025·河北石家庄·一模)国家卫健委主任在2025年3月两会上宣布延续“体重管理年”行动,国家出手帮你减肥。为响应国家号召,某科技创新小组设计了用电压表的示数来反映体重的装置,该装置电路如图所示,其中R为压敏电阻其阻值随压力的增大而减小,电源电压不变,是定值电阻。闭合开关S,当人站到体重计后,下面说法正确的是( )
A.通过R的电流减小
B.电压表的示数变大
C.电路消耗的总功率变小
D.若增大阻值,可以增加该体重计的最大测量值
【答案】B
【来源】2025年河北省石家庄晋州市中考一模物理试题
【详解】
AB.如图,定值电阻R0与R串联,电压表测R0两端的电压;人站上体重计后,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小,串联电路的总电阻减小,电路中电流增大,由可知,定值电阻R₀两端的电压(电压表示数)增大,故B正确,A错误;
C.闭合开关S,当人站到体重计后,电路总电阻减小后,电源输出功率增大,C错误;
D.对于同样体重的人,压敏电阻R的值一定,若增大R0阻值,此时电路中的电流变小,由可知,压敏电阻分得的电压变小,由于串联电路的总电压等于各部分电路电压之和,两端的电压变大;当压力变大时,电压表更容易达到最大值,从而减小该体重计的最大测量值,故D错误。
故选B。
8.(2025·河北石家庄·一模)如图所示电路,滑动变阻器规格为“”,小灯泡的额定电压为,①为电流表或电压表。只要有开关闭合,移动滑片,①和电流表的示数都发生变化。只闭合开关将变阻器的滑片滑至中点时,小灯泡正常发光,且电流表A的示数为。只闭合开关,将变阻器的滑片滑至最左端,电流表的示数为。保证电路安全情况下,下列说法错误的是( )
A.电源电压为
B.小灯泡的额定功率为
C.当两个开关都闭合,滑动变阻器滑片滑至最左端时,电路总电阻最小并且电路安全
D.R的阻值为
【答案】C
【来源】2025年河北省石家庄市长安区中考一模物理试题
【详解】
如果①为电流表,则滑动变阻器被短路,当开关闭合,移动滑片时,电流表A的示数不会发生变化,与题意不符,所以①为电压表;
只闭合开关,将变阻器的滑片滑至中点时,变阻器连入电路,滑动变阻器接入的阻值为
小灯泡正常发光,则小灯泡两端的电压为,电流表A的示数为,则变阻器两端的电压
电源电压,故A正确,A不符合题意;
B.小灯泡的额定功率为,故B正确,B不符合题意;
D.只闭合开关,将变阻器的滑片滑至最左端,变阻器连入电路的电阻为0,此时电路中的电流,则R的阻值为,故D正确,D不符合题意;
C.当两个开关都闭合,灯泡和R并联,电源电压为4.5V,大于小灯泡的额定电压,小灯泡不能正常发光,故C错误。
故选C。
9.(2025·河北石家庄·一模)图甲是一种呼气式酒精测试仪,其简化电路如图乙所示,气敏电阻(用符号“”表示)是酒精气体传感器,其阻值R随酒精气体浓度K变化的图像如图丙所示。已知电源电压为12V,R1是阻值为20Ω的定值电阻。设血液酒精浓度M=呼出酒精气体浓度 K×2500, 当血液酒精浓度时,属于饮酒驾驶。下列说法正确的是( )
A.酒精气体浓度越大,电路中电流表的示数越小
B.酒精气体浓度恰好达到饮酒驾驶标准时,R的阻值为32Ω
C.电流表示数为0.2A时,驾驶员属于饮酒驾驶
D.达到饮酒驾驶的情况下,电路消耗的最小功率为1.44W
【答案】C
【来源】2025年河北省石家庄桥西区中考一模物理试题
【详解】
由图乙得,R与R1串联,电流表测量电路电流。
A.由图丙可知,酒精气体浓度越大,R电阻越小,此时电路总电阻越小,由欧姆定律得,电路电流越大,即电流表示数越大,故A错误;
B.刚达到饮酒驾驶时,呼出酒精气体浓度
由图得,此时R的阻值为64Ω,故B错误;
C.电流表示数为0.2A时,由欧姆定律得,此时电路电阻为
R的阻值为
由图丙可知,此时呼出酒精气体浓度为K′=16×10-5mg/mL,则血液酒精浓度M′=16×10-5mg/mL×2500=0.4mg/mL>0.2mg/mL
则此时属于饮酒驾驶,故C正确;
D.达到饮酒驾驶,电路消耗的最小功率为
故D错误。
故选C。
10.(2025·河北保定·一模)如图为小明在跨学科实践活动中设计的简易水的流速监测装置。电源电压为4.5V,定值电阻的阻值为10Ω,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,机翼状探头通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。已知探头浸没在静水中时,滑片P在最下端。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.水的流速增大,电压表示数变大
B.水的流速增大,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比变大
C.随着水流变化,电路中的最大电流可达0.6A
D.若将电压表改装成监测装置的流速表,的最大阻值不大于20Ω
【答案】D
【来源】2025年河北省保定市徐水区中考一模物理试题
【详解】
A.水的流速增大,根据流体压强与流速的关系,会产生向上的压力差(类似飞机的升力),滑片P向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据分压关系,滑动变阻器分得电压减小,则电压表示数减小,故A错误;
B.设一开始电流表的示数,电源电压为
当滑片移动后,电流表的示数为,电源电压为
电源电压不变,即
整理得
即
为定值电阻,故电压表示数变化量与电流表示数变化量之比为定值,比值不变,故B错误;
C.当滑动变阻器阻值为零时,电路电流达到最大值,最大电流为滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路中的最大电流
故C错误;
D.在静水中时,滑片P在最下端,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电压表示数也最大,而电压表量程为0~3V,所以电压表最大示数为3V,此时R1分压为1.5V,根据串联电路的分压关系
即
解得此时R2=20Ω
故D正确。
故选D。
11.(2025·河北廊坊·一模)某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,是定值电阻,电压表量程,电源电压恒定不变。闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.当平板受到的压力增大时,通过R的电流减小
B.的阻值增大,体重计的量程增大
C.增大电源电压,体重计的量程变小
D.体重计的示数越小,体重计消耗的功率就越大
【答案】C
【来源】2025年河北省廊坊市部分学校中考一模物理试题
【详解】
由图可知压敏电阻R和定值电阻R0串联接入电路,电压表与定值电阻R0并联,测量定值电阻两端的电压。
A.根据压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,压力增大,压敏电阻的阻值减小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,通过R的电流增大,故A错误;
B.若将R0的阻值增大,电压表测量的最大电压值不变,则电路中的电流变小,根据串联电压规律,压敏电阻两端电压不变,则压敏电阻的阻值变大,由表可知,体重计能称量的最大值将变小,故B错误;
C.增大电源电压,根据欧姆定律可知体重不变时通过电路的电流变大,所以体重计的量程会减小,故C正确;
D.体重计的示数越小,压力越小,压敏电阻越大,电路的电阻越大,根据串联电阻的规律,电路的电阻变大,由可知体重计消耗的功率就越小,故D错误。
故选C。
12.(2025·河北石家庄·一模)如图所示,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器,灯泡的电阻不随温度的变化而变化;只闭合,随着滑片的移动,a、b两电表(一个电流表和一个电压表)的示数均有变化。则以下说法正确的是( )
A.电表a是电压表,电表b是电流表
B.只闭合,滑片向右移,灯泡变暗,两表示数的变化量之比变小
C.将滑片置于的最右端,依次闭合、、,电流表示数逐次变大
D.三个开关都闭合,将滑片向左移,电路中的总功率变大
【答案】C
【来源】2025年河北省石家庄市新华区中考一模物理试题
【详解】
A.只闭合时,电路中的电阻元件只有、,随着滑片的移动,若b为电流表时,则电流表将滑动变阻器和a表短路,滑片移动时a、b表的示数都不变,与题意不符,所以,b电表应该是电压表,a电表只能是电流表,才符合题意,故A错误;
B.只闭合,与灯泡L串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路的电流,滑片向右移时,滑动变阻器的电阻增大,总电阻增大,根据知,电路的电流的减小,由知,小灯泡的实际功率减小,灯泡变暗;根据知,电压表与电流表示数之比为滑动变阻器的电阻,滑片右移,滑动变阻器的电阻增大,则电压表与电流表示数之比变大,故B错误;
C.滑片置于的最右端,只闭合时,灯泡L与滑动变阻器串联,再闭合时,将滑动变阻器短路,电路只有灯泡L工作,再闭合时,电阻与灯泡并联,根据串联电路的总电阻大于任何一个分电阻以及并联电路总电阻小于任何一个分电阻可知,依次逐个闭合、、,电路的总电阻逐渐减小,根据知,电流表示数逐次变大,故C正确;
D.三个开关都闭合时,定值电阻与小灯泡并联,滑动变阻器被短路,滑片移动电路中的电流不变,故D错误。
故选C。
13.(2025·河北唐山·一模)据统计,大约50%~60%的交通事故与酒驾有关,因此,我国加大了对酒驾的检查力度。图为物理兴趣小组设计的呼气式酒精测试仪的电路图。其中电源电压不变,电阻是气敏电阻,其阻值随着酒精浓度的增加而减小,是定值电阻。当被检测人呼出的酒精气体浓度达到一定数值时,电压表的示数将达到某一数值,就会触发报警。下列说法正确的是( )
A.若酒精浓度增加,则通过的电流减小
B.酒精测试仪报警时电压表的示数比未报警时小
C.仅减小的阻值,则测试仪会在酒精浓度更低时报警
D.若电源电压变小,则触发报警的酒精浓度值将变大
【答案】D
【来源】2025年河北省唐山市路南区中考一模物理试题
【详解】
A.电阻是气敏电阻,其阻值随着酒精浓度的增加而减小,是定值电阻。当酒精浓度增加气敏电阻减小,电路中的总电阻减小,由欧姆定律可知通过的电流增大,故A错误;
B.当酒精浓度增加,气敏电阻减小,由串联电路电压规律可知,定值电阻两端的电压增大,电压表的示数增大到U时,酒精测试仪报警,故B错误;
C.仅减小的阻值,由串联电路分压原理可知,测试仪报警时气敏电阻的阻值也会降低,故测试仪会在酒精浓度更高时报警,故C错误;
D.若电源电压变小,电压表的报警电压不变,由串联电路的分压规律知,报警时,气敏电阻两端电压减小,则的阻值也减小,触发报警的酒精浓度值将变大,故D正确。
故选D。
14.(2025·河北邯郸·一模)在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
(3)如果把R1和R2串联起来仍然接在原来的电源下,则此时整个电路的电功率是多大。
【答案】(1)6V (2)20Ω (3)0.72W
【来源】2025年河北省邯郸市第二十五中学中考一模物理试题
【详解】
(1)由图可知,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量流过R1的电流,由并联电路电源电压等于各用电器两端的电压可知。电源电压为
(2)通过电阻的电流为
电阻的阻值
(3)把R1和R2串联起来仍然接在原来的电源下,则电路中的电流是
此时整个电路的电功率是
15.(2025·河北廊坊·一模)如图所示,灯L上标有“12V,3.6W”,定值电阻R1的阻值为,滑动变阻器R2上标有“50Ω,1A”。闭合、,灯L正常发光。
(1)求电源电压;
(2)求灯L正常发光时的电阻;
(3)断开、,用一个新的电源去替代原来的电源,电流表、电压表的量程分别为、。移动滑动变阻器滑片的过程中,要求两个电表先后均能达到满刻度,且电路正常工作。求允许替换电源的范围。
【答案】(1)12V (2) (3)
【来源】2025年河北省廊坊市部分学校中考一模物理试题
【详解】
(1)闭合S1、S2,灯L与滑动变阻器并联,电流表测量干路中的电流;由于灯L正常发光,则电源电压
(2)由可得,灯泡电阻
(3)断开S1、S2,、串联;当电流表示数最大时,,电源电压
当滑动变阻器滑到最大值,电压表示数最大时,,电源电压
此时电路中的最大电流
电流表不可能达到最大值0.6A,所以3.6V舍去。
当且时,电源电压
因题中要求两个电表先后均能达到满刻度,所以最大电压应小于9V;则允许替换电源的范围为。
16.(2025·河北石家庄·一模)如图所示,电源电压可调,灯泡L规格为“6V 18W”,且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“0∼0.6A”和“0∼3A”,电压表量程为“0∼3V”和“0∼15V”。滑动变阻器的规格分别为“50Ω 2A”和“8Ω 3A”。
(1)求灯泡的电阻;
(2)将电源电压调到18V,只闭合开关S1,移动P,使灯泡能正常发光且保证电路中各元件安全,求滑动变阻器允许接入电路的阻值范围;
(3)只闭合S2,P置于中点,电流表和电压表的偏转角度相同(可能重新选择了电表量程和变阻器R)。通过计算判断所用变阻器的规格。
【答案】(1)2Ω (2)4Ω∼8Ω (3)“50Ω 2A”
【来源】2025年河北省石家庄市第八十一中学中考一模物理试题
【详解】
(1)灯泡的电阻为
(2)只闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,灯泡正常发光时,通过的电流为
因为3A大于2A,所以滑动变阻器R的规格为“”,电流表选的是,灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
则电压表选的是,当灯正常发光时,根据串联电路的电流规律可知,此时电路中的最大电流为3A,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时电路中的总电阻为
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,流过电流表的电流最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,流过电流表的最小电流
此时滑动变阻器两端的电压为
小于电压表的最大测量值15V,则滑动变阻器接入电路的最大阻值为,所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为。
(3)只闭合,P置于中点,则滑动变阻器接入电路阻值为最大阻值的一半,即滑动变阻器接入电路的阻值为或,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表与电流表示数之比即为滑动变阻器接入电路的阻值,可分为四种情况考虑:
设两电表指针偏转的格数为n:
①电流表量程选,分度值为,指针指示的数值为,电压表量程选,分度值为,指针指示的数值为,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
不符合题意;
②电流表量程选,分度值为,指针指示的数值为,电压表量程选,分度值为,指针指示的数值为,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
符合题意;
③电流表量程选,分度值为,此时指针指示的数值为,电压表量程选,分度值为,此时指针指示的数值为,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
不符合题意;
④电流表量程选,分度值为,此时指针指示的数值为,电压表量程选,分度值为,指针指示的数值为,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
不符合题意。
综上所述,滑动变阻器所选的规格为“”。
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