专题05 电荷、电路、欧姆定律电功电功率焦耳定律(3大考点)(辽宁专用)-【好题汇编】2025年中考物理一模试题分类汇编
2025-07-03
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内容正文:
专题03 电荷、电路、欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律
电荷、电荷间相互作用规律、摩擦起电、导体绝缘体
1.(2025•西丰县一模)兴趣小组用塑料瓶、锡箔纸、金属线等物品制作了简易验电器。如图所示,将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线,发现锡箔纸张开,下列说法中正确的是( )
A.塑料瓶是导体
B.笔杆由于与头发摩擦创造电荷而带电
C.笔杆带上负电是由于失去电子
D.锡箔纸张开是由于同种电荷相互排斥
2.(2025•清原县一模)薛悟理同学整理了部分电学笔记,其中正确的是( )
A.通过两盏灯的电流相等,它们一定是串联的
B.导体的电阻由两端的电压和电流共同决定
C.丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电
D.直接用手拿着金属棒与毛皮摩擦后,金属棒也可以吸引轻小物体
(多选)3.(2025•铁岭县一模)如图,加油站工作人员提取油枪加油前,手必须触摸静电释放器,以清除身体上的静电,确保安全。下列说法正确的是( )
A.静电释放器可由金属制成
B.身体上的静电是人体与衣服摩擦过程创造的
C.清除静电后,人体上的正、负电荷全部消失
D.清除静电时,人体的静电经静电释放器释放到大地
电路识别、电路设计、电路故障
1.(2025•抚顺一模)我国铁路已实行电子客票,乘客检票时刷身份证,并通过人脸识别系统,确保“人”“证”一致后,闸门便会打开。用代表闸门,如图所示,可实现上述要求的电路是( )
A. B.
C. D.
2.(2025•辽宁一模)“以人为本,创建平安和谐校园”是构建和谐社会的重要组成部分,同学们在校园中必须注意安全,珍视生命。关于家庭电路与安全用电,下列说法正确的是( )
A.教室里的灯和广播是串联关系
B.空气开关跳闸,一定是因为电路中发生了短路
C.不要用湿抹布,清洁电视屏幕
D.使用试电笔时,手若接触笔尾金属体就会发生触电事故
3.(2025•西岗区一模)某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路,要求:开关S断开时,电灯和电铃均不工作;开关S闭合时,电灯和电铃均能工作,即使电灯发生了断路,也不会影响电铃工作。则在下列电路中,符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025•铁岭县一模)如图所示电路中,已知电源电压为6V,L1、L2为两个不同规格的小灯泡,当开关S闭合后两灯都不亮。用电压表进行测量时,测得AB两点之间的电压为零,BC两点之间的电压为6V则下列判断中正确的是( )
A.灯泡L1的灯丝断了 B.开关S接触不良
C.灯泡L2的灯丝断了 D.灯泡L2被短接
5.(2025•西丰县一模)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律
1.(2025•抚顺一模)如图所示的电路,电源电压一定,闭合开关,滑动变阻器的滑片P从最左端向右移动的过程中(保证各元件均安全),下列分析正确的是( )
A.电压表V示数变小,灯光亮度变亮
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数不变
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
D.电流表A1示数与电流表A2示数的差值变大
(多选)2.(2025•抚顺一模)利用如图所示的甲、乙、丙三个装置探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验。容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是( )
A.U形管中液面高度的变化是因为U形管中液体热胀冷缩形成的
B.要探究电热与电阻的关系,应选用甲、乙并联接到电源两端
C.乙、丙串联接到电源两端,通电一段时间,乙装置U形管中液面高度变化大
D.通过实验可以看出电流对电热的影响比电阻对电热的影响大
(多选)3.(2025•辽宁一模)如图所示电路中,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻阻值为4Ω,滑动变阻器上标有“15Ω,0.5A”的字样,电源电压恒为3V。开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P滑动过程中,保证各元器件安全的情况下,下列叙述正确的是( )
A.滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大
B.电压表示数最大可以达到3V
C.电路的最大功率为1.5W
D.电路电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是2Ω
4.(2025•中山区一模)小灯泡的额定电压为6V,如图所示是某物理实验小组根据实验数据绘制的小灯泡的U﹣I的图像,下列有关说法中正确的是( )
A.小灯泡正常发光的电流为0.2A
B.小灯泡的额定功率为1.8W
C.通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
D.当小灯泡两端的电压为0时,其电阻为0
(多选)5.(2025•中山区一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a向b端移动,则( )
A.电压表和电流表示数的比值不变
B.R1的电流变化量一定和变阻器R2的电流变化量相等
C.R1的电压变化量一定和变阻器R2的电压变化量相等
D.电压表示数的变化量和电流表示数的变化量的比值不变
(多选)6.(2025•清原县一模)如图A所示,电源电压保持不变。R1为定值电阻,当闭合开关S,调节滑动变阻器R1的滑片,使其阻值从最大变化到最小,两个电阻的U﹣I关系图像如图B所示,下列判断正确的是( )
A.甲为滑动变阻器R2的图像
B.电源电压为6V
C.滑片P向左移动一段距离,电压表V2示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变
D.整个过程中,电路消耗的总电功率范围为0.6W﹣3.6W
(多选)7.(2025•抚顺一模)有甲、乙两只小灯泡,额定电压分别为12V和6V,如图所示是两灯的U﹣I关系图像。在确保电路安全的前提下,下列分析正确的是( )
A.若两灯均正常发光,则甲灯比乙灯亮
B.甲的灯丝一定比乙的灯丝细
C.若两灯并联,则电路的最大功率为9.6W
D.若两灯串联,则电路两端的最大电压为16V
(多选)8.(2025•抚顺一模)小丽所在的物理实践小组设计了一种压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与压敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.当检测板不受压力时,电压表示数为1.2V
B.该装置所能检测的最大压力为7000N
C.当压力F为2000N时,通过压敏电阻R的电流为0.075A
D.其他条件不变,可以适当减小R0阻值来提高所能测量的最大压力值
9.(2025•抚顺一模)如图所示,电源电压保持6V不变,电阻R1=R2=R3=10Ω,要形成R2、R3串联的电路,应只闭合开关 ,此时电流表的示数为I1;改变开关通断,再使R1、R2形成并联的电路,此时电流表的示数为I2;则I1:I2= 。
10.(2025•抚顺一模)顺顺家11月底电能表读数如图所示,12月底电能表的读数为212.5kW•h,若当地电价为0.6元/(kW•h),则12月份他家应交电费 元;顺顺将某家用电器单独接入电路正常工作6min,电能表转盘转了64转,则这个家用电器的功率为 W。
11.(2025•清原县一模)小明利用电能表测量电热水器实际消耗的电能。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW•h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为 J。
12.(2025•中山区一模)将额定电压均为6V的白炽灯泡L1和L2串联,发现L1更亮,原因是 (选填“L1”或“L2”)的电阻更大;若灯泡L1的规格为“6V,9W”,将它与“12Ω,1A”的滑动变阻器并联,则电路允许的最大功率为 W。(忽略温度对灯泡电阻的影向)
13.(2025•振兴区校级一模)为保障安全,潜水员在潜水时需要装备深度表。如图是一款深度表的简化电路,其中压敏电阻RP的阻值随所受压强的增大而减小,深度表的示数随着下潜深度的增大而增大。下列说法正确的是( )
A.下潜的深度越深,R0两端的电压越大
B.下潜的深度越深,RP的阻值越大
C.下潜的深度越深,R0的电功率越小
D.深度表是由电压表改装而成的
(多选)14.(2025•振兴区校级一模)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,R1的电阻为10Ω,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V。当开关都闭合时,灯泡L恰好正常发光,下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时灯丝电阻为12Ω
B.只闭合开关S1,在电路安全的情况下R1电功率的变化范围为0.4~3.6W
C.只闭合开关S1,滑动变阻器连入电路的最小阻值为2Ω
D.开关都闭合时,电路20s内消耗的电能为132J
(多选)15.(2025•西岗区一模)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω
B.R2的电阻为7.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V
D.后一种情况中b表的示数为1.2A
16.(2025•西岗区一模)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻Rt的温度降低时,电压表V1的示数 ,电压表V2的示数与电流表A的示数之比 。(均填变化情况)
(多选)17.(2025•辽宁一模)有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲。电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.当滑片右移时,电路的总功率将变小
B.当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为80Ω
C.调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2W时,滑动变阻器R连入电路的阻值是90Ω
D.小灯泡的额定功率为3.6W
18.(2025•辽宁一模)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R1=R2=88Ω,只闭合开关S1时,挂烫机处于 档。当开关S1、S2都闭合时,挂烫机正常工作1min产生的热量为 J。
电荷、电荷间相互作用规律、摩擦起电、导体绝缘体
1.(2025•沈阳一模)如图,用一个摩擦过的气球靠近水平桌面上静止的空易拉罐,发现空易拉罐向气球方向滚动,这是因为带电物体能够 ,此现象说明力可以改变物体的 。
2.(2025•西岗区一模)《本草纲目》记载:“琥珀如血色(如图),以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“以布拭热”是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦而带 ,从而具有了 轻小物体的性质。
3.(2025•振兴区校级一模)世界上最小的发电机——摩擦纳米发电机,可以利用材料之间的摩擦来实现微小机械能到电能的转换。如图,让两种不同材质的摩擦层相互摩擦带上 种电荷并形成电压,从而在外部电路中形成电流,使电流表正常偏转,摩擦层a相当于电源的 极。
4.(2025•辽宁一模)如图甲所示,某同学用刻度尺测橡胶棒的长度,测出这根橡胶棒的长度为 cm,如图乙所示,用毛皮摩擦这根橡胶棒后靠近一个带电气球,发现气球被排斥,说明气球带 电。
电路识别、电路设计、电路故障
1.(2025•抚顺一模)电动汽车以电能为动力源,属于新能源汽车。如图所示,公共充电桩正在给电动汽车的蓄电池充电,这些充电桩之间是 联的;在给蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的 。
2.(2025•辽宁一模)光伏发电简易原理如图,电池板上具有大量的不稳定电子,当太阳光照射到电池板上,这些电子获得能量会定向移动形成电流。光伏发电的主要能量转化是 能转化为 能。电池板中有两层纯硅掺杂形成的材料,其中电极1相当于电源的负极,在电源内部负电荷移动的方向如图,则电流的方向是从电源的 (选填“正极流向负极”或“负极流向正极”)。
3.(2025•振兴区校级一模)图甲是某款智能门锁,有密码与指纹两种开门方式。密码正确时开关S1闭合,指纹正确时开关S2闭合。要求任何一种方式都能使电动机转动,打开房门。请把图乙中的各元件符号连接成符合要求的电路图。
欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律
1.(2025•辽宁一模)如图甲所示灯泡L和电阻R并联在电路中,当闭合S1时,灯泡L的实际功率为1W。灯泡L和电阻R的I﹣U的图像如图乙所示。由此可知电源电压为 V;当开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为 A。
(多选)2.(2025•沈阳一模)如图(a)、图(b)是电子天平的两种简化电路图,主要组成部分是:电源(电压保持不变)、定值电阻R0、力敏电阻R(阻值随所受压力的增大而减小),质量显示仪表(实质是一只合适的电表)。闭合开关后电路正常工作,下列说法正确的是( )
A.图(a)中,托盘中物体质量越大,电路消耗的电能越多
B.图(a)中,托盘中物体质量越大,仪表的指针偏转角度越大
C.图(b)中,质量显示仪表为电压表
D.图(b)中,电子天平的“0(kg)”刻度线与电表的“0”刻度线重合
3.(2025•沈阳一模)如图,电源电压6V保持不变,定值电阻R1=5Ω,R2=10Ω。闭合开关S1、S2后,电流表的示数为 A,R2两端电压为U2;再断开开关S2,R2两端电压为U2',则U2:U2'= 。
(多选)4.(2025•金州区一模)如图所示是课外学习小组设计的电子寒暑表工作电路图,已知电源电压为6V恒定不变,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示。R0是阻值为5Ω定值电阻,闭合开关后,下列说法正确的是( )
温度t/℃
﹣20
﹣10
0
10
20
30
电阻R/Ω
55
25
15
10
7
5
A.电压表示数与电流表示数的比值保持不变
B.温度为0℃时,热敏电阻消耗的电功率为0.45W
C.若将电流表表盘的电流刻度改成温度计刻度,应在0.1A刻度处标﹣20℃
D.若将电压表表盘的电压刻度改成温度计刻度,应在3V刻度处标30℃
5.(2025•金州区一模)如图所示是“焦耳定律”的实验装置,通电一段时间后,盒内电阻丝R1、R2产生的热量之比是 ;通电后,两个盒子里空气内能是通过 的方式增加的。
6.(2025•绥中县一模)如图所示电路,电源电压恒定,R为滑动变阻器,忽略灯泡的阻值受温度的影响,当向右移动滑动变阻器滑片时( )
A.V的示数变大
B.A1的示数不变
C.V与A2示数的比值变大
D.电路消耗的总功率增大
(多选)7.(2025•绥中县一模)如图甲所示电路,电源电压恒定。闭合开关S,滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中,分别记录了灯泡两端的电压、滑动变阻器两端的电压和电流表的示数。依据实验数据,绘出灯泡和滑动变阻器的I﹣U图像,如图乙所示。请结合图像信息,判断下列说法正确的是( )
A.图线b描述的是通过滑动变阻器的电流随其两端电压的变化
B.电源电压是3V
C.滑片P在图甲位置未开始滑动时,灯泡L消耗的电功率为0.25W
D.滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω,1A”
8.(2025•绥中县一模)如图所示,汽车用USB便携充电设备,有A、B两个充电接口,额定输出电压均为5V,输出电流分别为1.0A和2.1A,要快速给标配的手机充电,应选用 (选填“A”或“B”)接口,此接口的额定输出功率为 W。
(多选)9.(2025•铁岭县一模)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从中点向a端移动过程中( )
A.电压表V的示数变大,电流表A1的示数变小
B.电压表V的示数与电流表A1的示数乘积变小
C.电压表V的示数不变,灯泡L的亮度不变
D.电压表V的示数与电流A2的示数比值变大
10.(2025•铁岭县一模)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开,电水壶处于 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡,通电0.1h可使标有1200imp/kW•h的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为 kW•h。
11.(2025•大东区一模)如图所示电路,闭合开关后将滑片移至图示位置时,灯泡恰能正常发光,若将滑动变阻器的滑片向B端移动时,则( )
A.电流表和电压表的示数都变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表的示数都变小
12.(2025•大东区一模)如图所示电路,电源电压为9V且保持不变,R1=60Ω,滑动变阻器R2的规格为“60Ω 2A”,电流表的量程为“0∼0.6A”,小灯泡上标有“6V 0.5A”字样,若不考虑灯丝电阻变化,并保证电路各元件安全。下列说法正确的是( )
A.当S1、S2都断开,滑动变阻器的阻值变化范围为3Ω∼60Ω
B.当S1、S2都断开,小灯泡两端电压变化范围为3V∼6V
C.当S1、S2都闭合,电流表的示数变化范围为0.15A∼0.6A
D.当S1、S2都闭合,电路的总功率变化范围为2.7W∼5.4W
13.(2025•大东区一模)如图所示,汽车用USB便携充电设备,有 A、B两个充电接口,额定输出电压均为5V,输出电流分别为2.1A和1.0A,要快速给标配的手机充电,应选用 (选填“A”或“B”)接口,此接口的额定输出功率为 W。
(多选)14.(2025•金州区校级一模)使用共享单车需用手机扫码解锁,若强行开锁会引发报警装置报警。控制电路的原理如图甲所示,电源电压为6V,R0为定值电阻,R为压敏电阻,在0N≤F≤18N的范围内,R﹣F图象可看作直线如图乙所示。当F=0N时,控制电路中的电流为0.3A;当控制电路中的电流大于或等于0.4A时,报警装置会报警。下列说法正确的是( )
A.在控制电路中,定值电阻R0的阻值为10Ω
B.电路报警时,压敏电阻受到的压力最小为10N
C.电路报警时,控制电路消耗的电功率最小为1.8W
D.电源电压减小,报警时压敏电阻受到的最小压力增大
(多选)15.(2025•普兰店区一模)如图,电源电压和灯丝电阻RL不变,变阻器的最大阻值为RAB。闭合开关S,变阻器的滑片P在最右端时,灯泡功率为4W,电流表示数为IA,电压表示数为UA,变阻器功率为PA。变阻器的滑片P在中点C时,灯泡功率为9W,电流表示数为IC,电压表示数为UC,变阻器功率为PC。则( )
A.IA:IC=1:2 B.RL:RAB=1:2
C.UA:UC=4:3 D.PA:PC=8:9
16.(2025•普兰店区一模)“葫芦烙画”进入课堂,传承了非物质文化遗产。如图是用电烙铁在葫芦上烙画的情景。电烙铁通电后温度升高,利用了电流的 效应。一般选用经过风干、日晒的葫芦,这样葫芦里的水分由于 (填物态变化的名称)而减少,适合烙画上色。
17.(2025•普兰店区一模)图甲是简易测温电路,图乙是热敏电阻RT的阻值随温度变化图像。闭合开关,当RT的温度为10℃时,电压表示数为1V;当RT的温度为30℃时,电压表示数为2V。则定值电阻R的阻值为 Ω;当RT的温度为0℃时,电压表示数为 V。
18.(2025•西丰县一模)如图所示为球形透镜太阳能充电器,这款充电器能够自动追太阳的运动轨迹进行光电转换发电并将其储存到蓄电池中,而在晚上它又能变成一盏LED灯具。该蓄电池的供电电压为5V,容量为4000mAh,则该蓄电池充满电储存的电能为 J;LED灯是一种发光二极管,它是由 (填“半导体”或“超导”)材料制成的。
19.(2025•西丰县一模)如图所示,实验小组用“伏安法”测量定值电阻的阻值,已知电源电压为5V恒定不变,滑动变阻器规格为“25Ω,1A”。
(1)请用笔画线代替导线将如图甲电路连接完整(要求滑片向左移时电流表示数变大)。
(2)连接电路时,滑片移到滑动变阻器的端 (选填“A”或“B”)。
(3)小依闭合开关后发现电流表无示数,电压表指针偏转超过量程但没有损坏,则电路中故障可能是电阻R (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片至电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则电阻R= Ω;
(5)同组的小钟用额定电压为2.5V的小灯泡替换电阻接入电路,继续测量小灯泡电阻,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.6
2.0
电流I/A
0.16
0.17
0.18
(6)小钟在实验中多次测量的目的是 (选填序号);
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(7)上述实验结束后,小钟发现电流表已损坏,他在实验室找到一个阻值为10Ω的定值电阻,利用原有部分器材设计了如图丙所示电路。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片 (选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”),断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表示数为4.5V;
③小灯泡正常发光时电阻为 Ω。
20.(2025•和平区一模)某物理小组利用图甲中所示器材测量定值电阻R的阻值,电源电压保持不变。
(1)连接电路时,开关处于 状态。
(2)闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片移至最 端。
(3)闭合开关后,小组同学发现电流表和电压表的指针均未发生偏转,可能是电流表发生了 (填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后小组同学继续实验,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻的阻值为 Ω;接下来移动滑片,再测出两组对应的电压和电流值,多次实验后应 (填字母)。
A.求电阻的平均值
B.求电压的平均值与电流的平均值之比
(5)另一小组同学测出了一个小灯泡的三组电压和电流值,如表格所示。结合小灯泡的电阻随温度升高而增大的特点,请分析当电压为1V时,这个小灯泡的阻值可能是 (填字母)。
数据序号
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.20
0.25
0.28
A.5Ω
B.6Ω
C.8Ω
D.9Ω
21.(2025•普兰店区一模)两名同学用不同方法测量灯泡的电阻。
(1)其中一名同学按如图甲所示的方案,测量标有“2.5V”的灯泡的电阻,所用的电源电压为3V且保持不变。
先使灯泡正常发光,然后调节变阻器,让灯泡两端的电压逐次下调,使灯丝温度逐渐降低,灯泡变暗直至不发光,记录的数据如下表所示。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.3
0.26
0.24
0.22
0.18
0.16
0.04
电阻R/Ω
8.08
7.08
5.91
5.00
3.13
2.50
①正常发光时,灯丝电阻是 Ω。(保留两位小数)
②分析数据会发现:温度越低,灯丝的电阻越 。
③根据表中数据判断,变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
④测量过程中,灯泡电阻的变化量 变阻器连入电路中电阻的变化量。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)另一名同学设计了图乙所示的电路,经过以下步骤,测出了灯泡正常发光时的电阻。已知灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R0。
a.闭合开关S、S1,断开S2。
b.闭合开关S、S2,断开S1。
c.保持变阻器的滑片P不动,读取电压表的示数为U。
d.移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额。
①实验步骤的正确顺序 。(填字母序号)
②灯泡正常发光时的电阻RL= 。(用U额、U、R0表示)
22.(2025•金州区校级一模)小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω
(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I﹣U图象,如图丙所示。由图象可得Rx= Ω。
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当开关 时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
23.(2025•大东区一模)如图甲是小明所在的实验小组做“探究电压一定时,电流跟电阻关系”的实验电路图。器材如下:电源(电压为4V且保持不变)、滑动变阻器(30Ω 1A)、定值电阻(5Ω、15Ω、25Ω)、电流表、电压表、开关和导线若干。
(1)小明选用25Ω的定值电阻,连接好电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从最左端向右移动到某一位置的过程中,发现电流表有示数,电压表无示数,则该故障可能是由R (填“短路”或“断路”)造成的;
(2)排除故障后,进行实验。实验中,小明多次改变R的阻值,记录对应电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论: ;
(3)由图乙可知,小明实验时,控制定值电阻两端电压为 V不变;
(4)上述实验结束后,小明利用原有器材,并增加两个开关和若干导线,设计了如图丙所示的电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开开关S1,将滑动变阻器的滑片P移动到最上端,此时电压表示数为 V;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P使电压表示数为 V时,小灯泡正常发光;
③闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器的滑片P与步骤②的位置相同,此时电压表示数为2V;
④根据上述测量,可知小灯泡的额定功率P额= W。
24.(2025•铁岭县一模)小明和小华一起做“探究并联电路中电流规律”的实验。
(1)图甲是他们设计的电路图,小明按电路图连好电路后,先将电流表接在B处,闭合开关前,发现电流表指针指在图乙所示的位置,其原因是 。
(2)图丙是他们解决上述问题后,实验过程中的一次实物连接图,使用时应将电流表与被测用电器 联在电路中,此时电流表测量的是 (选填“A”、“B”或“C”)处的电流。
(3)小明用电流表分别测得A、B、C三点电流并记录在表格中。
实验次数
1
2
3
A点电流表示数/A
0.16
0.2
0.24
B点电流表示数/A
0.16
0.2
1.2
C点电流表示数/A
0.32
0.4
0.48
小华同学分析数据认为,第三次实验时B点电流读数是错误的,原因是 ;修正数据后,小华得出:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等的结论。这个结论 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
25.(2025•绥中县一模)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,补充一条导线,把图甲的电路连接完整,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,小明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 。
(3)排除电路故障后进行实验。实验中,小明要保持电阻两端电压2.5V不变,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)滑动,才可能达到这个目的。
(4)实验时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: 。
(6)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= 。
26.(2025•金州区一模)物理课上婷婷同学利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,电源电压恒为3V,Rx阻值约为10Ω。
(1)伏安法测电阻实验的原理是 ;
(2)婷婷设计电路的时候增加了滑动变阻器,通过移动滑动变阻器的滑片P,获得3组电压表和电流表示数值,处理数据时将得到的3个电阻值 ,来减小测电阻的实验误差。
(3)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接;(要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变小,连线不得交叉)
(4)闭合开关,发现两电表均无示数,将电压表改接在变阻器两端时仍无示数,接在开关两端时有示数,则电路故障是 ;(导线及连接处均完好)
(5)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙,求出未知电阻Rx= ;
(6)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,婷婷发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是 。
27.(2025•沈阳一模)为测量定值电阻Rx的阻值,小组使用的实验器材有:学生电源(电压6V保持不变)、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、导线。
(1)连接电路时,开关应该 。将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,目的是: 。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表的示数如图(b)所示,为 V,读出此时电流表的示数为0.24A,则Rx= Ω。
(3)组内某同学利用该电阻Rx测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的阻值(约为10Ω),设计如图(c)所示电路,实验步骤如下:
①只闭合开关 ,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V;
②保持滑片位置不动,断开所有开关。先 ,再只闭合开关S1、S3,读出电压表示数为U,则Rx两端电压为U﹣2.5V;
③计算出小灯泡正常发光时的电阻为10.5Ω。
④组内另一同学提出:仅将图(c)中的Rx更换成另一个定值电阻R0,也能测出该灯泡正常发光时的电阻,则R0的阻值应不大于 Ω。
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专题03 电荷、电路、欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律
电荷、电荷间相互作用规律、摩擦起电、导体绝缘体
1.(2025•西丰县一模)兴趣小组用塑料瓶、锡箔纸、金属线等物品制作了简易验电器。如图所示,将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线,发现锡箔纸张开,下列说法中正确的是( )
A.塑料瓶是导体
B.笔杆由于与头发摩擦创造电荷而带电
C.笔杆带上负电是由于失去电子
D.锡箔纸张开是由于同种电荷相互排斥
【答案】D
【解答】解:A、塑料瓶不容易导电,是绝缘体,故A错误;
B、笔杆由于与头发摩擦没有创造电荷,是发生了电荷的转移,故B错误;
C、笔杆带上负电是由于得到了电子,故C错误;
D、锡箔纸张开是由于同种电荷相互排斥,故D正确。
故选:D。
2.(2025•清原县一模)薛悟理同学整理了部分电学笔记,其中正确的是( )
A.通过两盏灯的电流相等,它们一定是串联的
B.导体的电阻由两端的电压和电流共同决定
C.丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电
D.直接用手拿着金属棒与毛皮摩擦后,金属棒也可以吸引轻小物体
【答案】C
【解答】解:A.若两盏规格相同的灯并联时,通过它们的电流也会相等,因此通过两盏灯的电流相等,它们可能是串联的,也可能是并联的,故A错误;
B.导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电流、电压的大小无关,故B错误;
C.丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒失去电子带正电,故C正确;
D.人体、金属是导体,直接用手拿着金属棒与毛皮摩擦时,电荷会从人体导走,金属棒不会带电,所以不能吸引轻小物体,故D错误。
故选:C。
(多选)3.(2025•铁岭县一模)如图,加油站工作人员提取油枪加油前,手必须触摸静电释放器,以清除身体上的静电,确保安全。下列说法正确的是( )
A.静电释放器可由金属制成
B.身体上的静电是人体与衣服摩擦过程创造的
C.清除静电后,人体上的正、负电荷全部消失
D.清除静电时,人体的静电经静电释放器释放到大地
【答案】AD
【解答】解:A、为了将人体的静电释放掉,则静电释放器应该是导体,而玻璃或陶瓷是绝缘体,故A正确;
B、人身体与衣物摩擦带电,是由于电荷发生了转移,而不是创造了电荷,故B错误;
C、“静电”消除后,人体内正负电荷数量相等,对外不显电性,但人体内的正负电荷不会消失,故C错误;
D、清除静电时,可将人体由于摩擦携带的电荷释放到大地,故D正确。
故选:AD。
电路识别、电路设计、电路故障
1.(2025•抚顺一模)我国铁路已实行电子客票,乘客检票时刷身份证,并通过人脸识别系统,确保“人”“证”一致后,闸门便会打开。用代表闸门,如图所示,可实现上述要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:根据题意可知,只有“人”“证”一致的情况下,闸机自动打开,这说明“人脸识别”开关和“身份证识
2.(2025•辽宁一模)“以人为本,创建平安和谐校园”是构建和谐社会的重要组成部分,同学们在校园中必须注意安全,珍视生命。关于家庭电路与安全用电,下列说法正确的是( )
A.教室里的灯和广播是串联关系
B.空气开关跳闸,一定是因为电路中发生了短路
C.不要用湿抹布,清洁电视屏幕
D.使用试电笔时,手若接触笔尾金属体就会发生触电事故
【答案】C
【解答】解:
A、教室里的灯和广播工作时互不影响,是并联的,故A错误;
B、家庭电路中,空气开关跳闸可能是因为电路发生了短路,也可能是电路的总功率过大,故B错误;
C、生活用水是导体,用湿抹布清洁电视屏幕时容易发生触电事故,故C正确;
D、使用试电笔时,手指不能接触笔尖金属体,但要接触笔尾金属体,故D错误。
故选:C。
3.(2025•西岗区一模)某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路,要求:开关S断开时,电灯和电铃均不工作;开关S闭合时,电灯和电铃均能工作,即使电灯发生了断路,也不会影响电铃工作。则在下列电路中,符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:由题意可知:开关断开时,电灯和电铃均不工作;开关闭合时,灯亮铃响,说明开关是总开关;即使电灯因断路不亮,电铃仍可工作。说明电灯和电铃能够独立工作,是并联,故C符合题意。
故选:C。
4.(2025•铁岭县一模)如图所示电路中,已知电源电压为6V,L1、L2为两个不同规格的小灯泡,当开关S闭合后两灯都不亮。用电压表进行测量时,测得AB两点之间的电压为零,BC两点之间的电压为6V则下列判断中正确的是( )
A.灯泡L1的灯丝断了 B.开关S接触不良
C.灯泡L2的灯丝断了 D.灯泡L2被短接
【答案】C
【解答】解:
已知两灯串联,闭合开关后,两灯都不亮,若一盏灯短路,则另一盏灯还能发光,所以不可能是一灯短路,只能是断路;
将电压表并联在L1两端时(AB两点间),测得的电压为0,说明AB之外的其他地方存在断路;将电压表并联到BC两点时(BC两点间),测得的电压为6V,且等于电源电压,说明电压表与电源正负极之间是接通的,所以故障是与电压表并联的灯泡L2的灯丝断了,故C正确。
故选:C。
5.(2025•西丰县一模)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:A、A图中AB和R0串联,电压表测R0两端电压;海水浓度越大,AB间电阻越小,根据串联分压原理,其分担的电压越小,R0两端的电压越大,即电压表的示数越大,故A正确;
B、B图中AB和R0串联,电压表测AB两端电压;海水浓度越大,AB间电阻越小,根据串联分压原理,其分担的电压越小,即电压表的示数越小,故B错误;
C、C图中电压表测量电源电压,因电源电压恒定,因此电压表示数不变,故C错误;
D、D图中AB和R0并联,电流表测量定值电阻R0的电流,电源电压恒定,电阻R0不变,根据I0 得I0不变,即电流表示数不变,故D错误。
故选:A。
欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律
1.(2025•抚顺一模)如图所示的电路,电源电压一定,闭合开关,滑动变阻器的滑片P从最左端向右移动的过程中(保证各元件均安全),下列分析正确的是( )
A.电压表V示数变小,灯光亮度变亮
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数不变
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
D.电流表A1示数与电流表A2示数的差值变大
【答案】C
【解答】解:
(1)由电路图可知,灯泡和滑动变阻器并联,电流表A2测通过变阻器的电流,电流表A1测干路电流,电压表测电源两端电压;
因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故A错误;
(2)由于电阻L两端的电压与其阻值都不变,则通过L的电流不变,
当滑片P从最左端向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流增大,即A2的示数变大,
根据并联电路的电流规律可知,干路电流增大,即电流表A1示数变大,故B错误;
(3)由电压表V的示数不变和电流表A2的示数变大可知,电压表的示数和电流表A2的示数的比值变小,故C正确;
(4)根据并联电路电流的规律,电流表A1示数与电流表A2示数的差值等于通过灯泡L的电流,则该差值不变,故D错误。
故选:C。
(多选)2.(2025•抚顺一模)利用如图所示的甲、乙、丙三个装置探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验。容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是( )
A.U形管中液面高度的变化是因为U形管中液体热胀冷缩形成的
B.要探究电热与电阻的关系,应选用甲、乙并联接到电源两端
C.乙、丙串联接到电源两端,通电一段时间,乙装置U形管中液面高度变化大
D.通过实验可以看出电流对电热的影响比电阻对电热的影响大
【答案】CD
【解答】解:A.U形管液面高度的变化是因为容器中气体热胀冷缩形成的,反映了空气吸收热量的多少,即电流产生热量的多少,故A错误;
B.要探究电热与电阻的关系,应该控制电流不变,改变电阻;甲、乙应该串联才能探究电热与电阻的关系,故B错误;
C.乙、丙两个装置串联接到电源两端进行实验,容器内两电阻大小相等,通过乙容器中电阻的电流大于通过丙容器中电阻的电流,通电一段时间,乙装置U形管中液面高度变化大,故C正确;
D.观察甲、乙两实验装置可知,乙中的电阻是甲中的电阻一半,乙中的电流是甲中电流的2倍,乙中U形管液面的高度差要大于甲中U形管的液面的高度差,乙电阻丝产生的热量更多,这表明电流对电热的影响越大,故D正确。
故选:CD。
(多选)3.(2025•辽宁一模)如图所示电路中,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻阻值为4Ω,滑动变阻器上标有“15Ω,0.5A”的字样,电源电压恒为3V。开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P滑动过程中,保证各元器件安全的情况下,下列叙述正确的是( )
A.滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大
B.电压表示数最大可以达到3V
C.电路的最大功率为1.5W
D.电路电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是2Ω
【答案】ACD
【解答】解:A、由图可知,当开关闭合后,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测量电路的电流,滑片向左移动电阻减小,根据欧姆定律知,电路中的电流变大,故A正确;
B、电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器上标有“15Ω,0.5A”的字样,电路允许的最大电流为0.5A;
电压表的最大示数为U=IR=0.5A×4Ω=2V,不可能达到3V,故B错误;
C、电路的最大功率P=UI=3V×0.5A=1.5W;故C正确;
D、当电流最大时,定值电阻的电压为2V,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣2V=1V;
滑动变阻器接入电路的阻值R'2Ω,故D正确。
故选:ACD。
4.(2025•中山区一模)小灯泡的额定电压为6V,如图所示是某物理实验小组根据实验数据绘制的小灯泡的U﹣I的图像,下列有关说法中正确的是( )
A.小灯泡正常发光的电流为0.2A
B.小灯泡的额定功率为1.8W
C.通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
D.当小灯泡两端的电压为0时,其电阻为0
【答案】B
【解答】解:AB、小灯泡的额定电压为6V,由图知小灯泡正常发光的电流为0.3A,小灯泡的额额定功率为:P=UI=6V×0.2A=1.2W,故A错误,B正确;
C、由图可知,小灯泡的U﹣I图象为曲线,通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,故C正确;
D、电阻是导体的属性,电压为0时,它的电阻不为0,故D错误。
故选:B。
(多选)5.(2025•中山区一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a向b端移动,则( )
A.电压表和电流表示数的比值不变
B.R1的电流变化量一定和变阻器R2的电流变化量相等
C.R1的电压变化量一定和变阻器R2的电压变化量相等
D.电压表示数的变化量和电流表示数的变化量的比值不变
【答案】BCD
【解答】解:滑动变阻器与定值电阻R1串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;
A、将滑动变阻器R2的滑片P从a向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电压表和电流表示数的比值为滑动变阻器的电阻,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故A错误;
B、因为串联电路处处电流相等,因此R1的电流变化量一定和变阻器R2的电流变化量相等,故B正确;
C、因为电源电压不变,定值电阻两端电压和滑动变阻器两端电压之和等于电源电压,故定值电阻两端电压变化量一定等于变阻器两端的电压变化量,故C正确;
D、滑片移动过程中电路中电流减小,电流的变化量ΔI=(I﹣I'),电压表示数的变化量ΔU=(I﹣I')R1,电压表示数的变化量和电流表示数的变化量的比值为:
R1,所以电压表示数的变化量和电流表示数的变化量的比值不变,故D正确。
故选:BCD。
(多选)6.(2025•清原县一模)如图A所示,电源电压保持不变。R1为定值电阻,当闭合开关S,调节滑动变阻器R1的滑片,使其阻值从最大变化到最小,两个电阻的U﹣I关系图像如图B所示,下列判断正确的是( )
A.甲为滑动变阻器R2的图像
B.电源电压为6V
C.滑片P向左移动一段距离,电压表V2示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变
D.整个过程中,电路消耗的总电功率范围为0.6W﹣3.6W
【答案】ABC
【解答】解:
AB、由图知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路的电流,
调节滑动变阻器R2,使其阻值从最大变化到最小,当变阻器连入电路的电阻为0时,V2的示数为0,故甲为滑动变阻器R2的图象,则乙为R1的图象,故A正确;
当变阻器连入电路的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电压表V1的示数(最大)即为电源电压,由图B知,电源电压为6V,故B正确;
C、设滑片移动前后电路中的电流为I1、I2,
则电压表V2的示数变化量:ΔU2=U1′﹣U1=I1R0﹣I2R0=(I1﹣I2)R1=ΔIR1,
由R0可知,电压表V2的示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故C正确。
D、电路中电流的最小值和最大值分别为0.2A、0.6A,根据P=UI可知电路消耗的总电功率的最小值和最大值分别为:P=UI1=6V×0.2A=1.2W,P′=UI′=6V×0.6A=3.6W,电路消耗的总电功率范围为1.2W﹣3.6W,故D错误。
故选:ABC。
(多选)7.(2025•抚顺一模)有甲、乙两只小灯泡,额定电压分别为12V和6V,如图所示是两灯的U﹣I关系图像。在确保电路安全的前提下,下列分析正确的是( )
A.若两灯均正常发光,则甲灯比乙灯亮
B.甲的灯丝一定比乙的灯丝细
C.若两灯并联,则电路的最大功率为9.6W
D.若两灯串联,则电路两端的最大电压为16V
【答案】AD
【解答】解:A、由图可知,当甲灯泡正常发光时,其额定电流为0.5A,电功率为:P甲=U甲I甲=12V×0.5A=6W,
乙灯泡正常发光时,其额定电流为0.6A,电功率为:P乙=U乙I乙=6V×0.6A=3.6W,
灯的明亮程度取决于灯的实际功率,由于此时甲灯泡的实际电功率大于乙灯泡的实际电功率,因此甲灯比乙灯亮,故A正确;
B、电阻的影响因素有材料、长度、横截面积,由于两灯丝的材料、长度不确定是否相同,因此不能确定甲、乙两灯泡灯丝的粗细,故B错误;
C、若两灯并联,根据并联电路中电压规律可知,电源电压最大为6V,此时乙灯泡正常发光,由图像可知,此时通过甲灯的电流为0.3A,则干路电流为:I=0.3A+0.6A=0.9A,则电路的最大功率为P=UI=6V×0.9A=5.4W,故C错误;
D、若两灯串联,根据串联电流规律可知,电路中允许通过的最大电流为0.5A,此时甲灯泡正常发光,据图像可知乙灯泡两端的电压为4V,则电源电压为U=12V+4V=16V,故D正确。
故选:AD。
(多选)8.(2025•抚顺一模)小丽所在的物理实践小组设计了一种压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与压敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.当检测板不受压力时,电压表示数为1.2V
B.该装置所能检测的最大压力为7000N
C.当压力F为2000N时,通过压敏电阻R的电流为0.075A
D.其他条件不变,可以适当减小R0阻值来提高所能测量的最大压力值
【答案】ACD
【解答】解:A.由图甲可知,R、R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;
当检测板不受压力时,由图乙可知压敏电阻R的阻值R=80Ω,
由串联电路的电阻特点可知电路的总电阻:R总=R+R0=80Ω+20Ω=100Ω,
电路中电源电压恒为6V,此时电路中的电流:,
定值电阻R0两端的电压,即电压表示数为:U0=IR0=0.06A×20Ω=1.2V,故A正确;
B.由电压表量程可知,R0两端的最大电压U0大=3V,
则电路中的最大电流:,
电路的最小总电阻:,
由串联电路的电阻特点可知,压敏电阻的最小阻值:R小=R总小﹣R0=40Ω﹣20Ω=20Ω,
由图乙可知,当R小=20Ω时该装置所能测量的最大压力为6000N,故B错误;
C.当压力F为2000N时,由图乙可知,压敏电阻的阻值为R'=60Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时电路的总电阻:R总'=R'+R0=60Ω+20Ω=80Ω,
通过电路中的电流:,
由串联电路电流规律可得,通过压敏电阻的电流为0.075A,故C正确;
D.由于电压表示数最大为3V,其他条件不变,适当减小R0的阻值,根据欧姆定律可知,通过电流的最大电流变大,
而压敏电阻两端的电压为6V﹣3V=3V,根据串联分压原理可知压敏电阻接入电路的阻值变小,由图乙可知可提高该装置所能测量的最大压力值,故D正确。
故选:ACD。
9.(2025•抚顺一模)如图所示,电源电压保持6V不变,电阻R1=R2=R3=10Ω,要形成R2、R3串联的电路,应只闭合开关 ,此时电流表的示数为I1;改变开关通断,再使R1、R2形成并联的电路,此时电流表的示数为I2;则I1:I2= 。
【答案】S1;1:4
【解答】解:串联电路只有一条电流的路径,由图可知,要形成R2、R3串联的电路,应只闭合开关S1;
当R2、R3串联时,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,
电路中的电流为,
当开关S1、S2和S3均闭合时,R1、R2并联,R3短路,电流表测干路电流,
根据并联电路的电流、电压规律和欧姆定律可得,
电流表的示数为,
则I1:I2=0.3A:1.2A=1:4。
故答案为:S1;1:4。
10.(2025•抚顺一模)顺顺家11月底电能表读数如图所示,12月底电能表的读数为212.5kW•h,若当地电价为0.6元/(kW•h),则12月份他家应交电费 元;顺顺将某家用电器单独接入电路正常工作6min,电能表转盘转了64转,则这个家用电器的功率为 W。
【答案】120;200。
【解答】解:电能表本月与上月的读数差即为该月所消耗的电能,电能表的末尾是小数位。
据图可知,11月底电能表读数为12.5kW•h,12月份他家消耗的电能为W=212.5kW•h﹣12.5kW•h=200kW•h;
则12月份他家应交电费为200kW•h×0.6元/kW•h=120元;
电能表转盘转了64转,这个家用电器消耗的电能为,
则这个家用电器的功率为。
故答案为:120;200。
11. (2025•清原县一模)小明利用电能表测量电热水器实际消耗的电能。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW•h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为 J。
【答案】3023.6;9×104。
【解答】解:
[1]电能表读数时,最后一位数是小数,单位是kW•h,所以图中电能表示数为3023.6kW•h。
[2]该电热水器1min消耗的电能:
故答案为:3023.6;9×104。
12. (2025•中山区一模)将额定电压均为6V的白炽灯泡L1和L2串联,发现L1更亮,原因是 (选填“L1”或“L2”)的电阻更大;若灯泡L1的规格为“6V,9W”,将它与“12Ω,1A”的滑动变阻器并联,则电路允许的最大功率为 W。(忽略温度对灯泡电阻的影响)
【答案】L1;15。
【解答】解:(1)因为L1和L2串联,所以可知通过两者的电流相同,由电功率的推导式P=UI=I2R可知,因为L1更亮,所以它的实际功率更大,而通过L1和L2的电流相同,所以可知L1的电阻更大。
(2)因为灯泡L1与滑动变阻器并联,根据并联电路的电压规律可知,两者的电压相同,而灯泡L1的额定电压为6V,所以电路允许的最大电压为6V,而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以可知滑动变阻器允许的最大功率为P滑=I滑U滑=1A×6V=6W,而灯泡L1允许的最大功率为额定功率9W,所以可得电路允许的最大功率为Pm=P滑+P1=6W+9W=15W。
故答案为:L1;15。
13.(2025•振兴区校级一模)为保障安全,潜水员在潜水时需要装备深度表。如图是一款深度表的简化电路,其中压敏电阻RP的阻值随所受压强的增大而减小,深度表的示数随着下潜深度的增大而增大。下列说法正确的是( )
A.下潜的深度越深,R0两端的电压越大
B.下潜的深度越深,RP的阻值越大
C.下潜的深度越深,R0的电功率越小
D.深度表是由电压表改装而成的
【答案】A
【解答】解:根据电路图可知压敏电阻RP与定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量压敏电阻两端的电压;
ABD、闭合开关后,当潜水器下潜深度增大时,由p=ρgh可知,压敏电阻RP受到的压强增大,而压敏电阻的阻值随压强的增大而减小,所以压敏电阻的阻值RP将变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流变大,即电流表示数变大,由U=IR知定值电阻R0两端的电压变大,由串联电路电压的规律知压敏电阻两端的电压变小,电压表的示数变小;由于深度表的示数随着下潜深度的增大而增大,所以深度表是由电流表改装而成的,故A正确,BD错误;
C、由于定值电阻R0两端的电压变大,电路中的电流变大,由P=UI知R0的电功率越大,故C错误。
故选:A。
(多选)14.(2025•振兴区校级一模)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,R1的电阻为10Ω,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V。当开关都闭合时,灯泡L恰好正常发光,下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时灯丝电阻为12Ω
B.只闭合开关S1,在电路安全的情况下R1电功率的变化范围为0.4~3.6W
C.只闭合开关S1,滑动变阻器连入电路的最小阻值为2Ω
D.开关都闭合时,电路20s内消耗的电能为132J
【答案】ACD
【解答】解:A、由P=UI可得,灯泡L正常工作时的电流
IL0.5A
由欧姆定律可得,灯泡的电阻
RL12Ω
故A正确;
B、当开关都闭合时,灯泡L恰好正常发光,R1与灯并联,灯泡L恰好正常发光,故可知电源电压为6V;当S1闭合,S2、S3断开时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表的量程为0~3V,所以当电压表的示数U2=3V时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小,R1功率最小,此时R1两端的最小电压:
U1最小=U﹣U2最大=6V﹣3V=3V
则R1的最小总功率:
P1最小0.9W
由于变阻器标有“20Ω 0.5A”的字样,则变阻器接入电路的阻值不能为0,所以电路中最大电流为0.5A,此时R1功率最大,则R1最大功率为:
P1最大=I最大2R1=(0.5A)2×10Ω=2.5W,
所以,电阻R1消耗的电功率范围为0.9W~2.5W。
故B错误;
C、只闭合开关S1,当电路的电流为0.5A时,滑动变阻器连入电路的阻值最小,根据串联电阻的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的最小阻值
R滑小R110Ω=2Ω
故C正确;
D、当S1、S2、S3均闭合时,R1与L并联,电流表测干路电流,R2被短路,灯泡正常发光,通过灯泡的电流IL=0.5A,
通过R1的电流:
I10.6A
由并联电路电流特点可得干路电流
I=I1+IL=0.6A+0.5A=1.1A
则电路20秒消耗的电能:
W=UIt=6V×1.1A×20s=132J
故D正确。
故选:ACD。
(多选)15.(2025•西岗区一模)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω
B.R2的电阻为7.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V
D.后一种情况中b表的示数为1.2A
【答案】BC
【解答】解:由题知,a、b为同种电表(电流表或电压表);
ABC、由图知,闭合S1和S2,若a、b都为电流表,则会造成电源短路,所以a、b都为电压表,此时两个电阻串联,a表测电源电压,b表测R2两端的电压;
由题意可知此时a、b两表示数分别为3V和1V,即电源电压为3V,R2两端的电压为1V,故C正确;
根据串联电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=U﹣U2=3V﹣1V=2V,
根据串联分压的规律可得,即,所以R1=2R2;
将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,若a、b都为电压表,则会造成电路断路,所以a、b都为电流表,此时两个电阻并联,a表测通过R2的电流,b表测干路电流,
根据并联电路的电压特点可知,此时两个电阻的电压都是3V,由题意可知此时a表示数为0.4A,即I2=0.4A,
则R2的阻值为:R27.5Ω,
由前面分析可知,R1的阻值:R1=2R2=2×7.5Ω=15Ω,故A错误,B正确;
D、并联电路中各支路两端的电压相等,且R1:R2=2:1,
则根据并联分流的规律可得通过R1、R2的电流之比为,
则通过R1的电流为I1I20.4A=0.2A,
由并联电路的电流特点可知,干路电流(此时b表的示数):I=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A,故D错误。
故选:BC。
16.(2025•西岗区一模)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻Rt的温度降低时,电压表V1的示数 ,电压表V2的示数与电流表A的示数之比 。(均填变化情况)
【答案】变大,不变。
【解答】解:电源电压保持不变,R为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻Rt的温度降低时,Rt阻值变大,R总变大,I变小,则UR=IR变小,URt变大;
电压表V2的示数与电流表A的示数之比等于R的阻值,大小不变。
故答案为:变大,不变。
(多选)17.(2025•辽宁一模)有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲。电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.当滑片右移时,电路的总功率将变小
B.当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为80Ω
C.调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2W时,滑动变阻器R连入电路的阻值是90Ω
D.小灯泡的额定功率为3.6W
【答案】AC
【解答】解:A、由图甲可知:变阻器与L串联,当滑片右移时,变阻器接入电路中电阻变大,电路电阻变大,电流变小,由P=UI得,电路的总功率将变小,故A正确;
B、由图乙得,当灯泡正常发光时,电流为0.4A,由欧姆定律得,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为:RL60Ω,故B错误;
C、由图乙得,当灯泡电压为6V,电流为0.2A,此时灯泡的电功率为:PL′=ULI=6V×0.2A=1.2W,
此时变阻器的电压为:UR=U﹣UL=24V﹣6V=18V,
由欧姆定律得,滑动变阻器R连入电路的阻值是:R90Ω,故C正确;
D、灯泡的额定功率为:P额=ULIL=24V×0.4A=9.6W,故D错误。
故选:AC。
18.(2025•辽宁一模)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R1=R2=88Ω,只闭合开关S1时,挂烫机处于 档。当开关S1、S2都闭合时,挂烫机正常工作1min产生的热量为 J。
【答案】低温;6.6×104。
【解答】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的基本电路;同时闭合S1、S2时,两电阻并联;
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,只闭合开关S1时,电路的总电阻较大,由P可知,电源的电压一定时,电路的总功率最小,挂烫机处于低温挡;同时闭合S1、S2时,两电阻并联,挂烫机处于高温挡。
(2)高温挡时,电路的总电阻:R44Ω,
挂烫机处于高温挡工作1min产生的热量:Q=Wt60s=6.6×104J。
故答案为:低温;6.6×104。
电荷、电荷间相互作用规律、摩擦起电、导体绝缘体
1.(2025•沈阳一模)如图,用一个摩擦过的气球靠近水平桌面上静止的空易拉罐,发现空易拉罐向气球方向滚动,这是因为带电物体能够 ,此现象说明力可以改变物体的 。
【答案】吸引轻小物体;运动状态。
【解答】解:用一个摩擦过的气球靠近水平桌面上静止的空易拉罐,发现空易拉罐向气球方向滚动,这是因为带电物体吸引轻小物体;空易拉罐向气球方向滚动,说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:吸引轻小物体;运动状态。
2.(2025•西岗区一模)《本草纲目》记载:“琥珀如血色(如图),以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“以布拭热”是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦而带 ,从而具有了 轻小物体的性质。
【答案】做功;电;吸引。
【解答】解:改变内能的方法是做功和热传递,“以布拭热”是通过做功的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦得到电子而带电,从而而吸引轻小的芥子。
故答案为:做功;电;吸引。
3.(2025•振兴区校级一模)世界上最小的发电机——摩擦纳米发电机,可以利用材料之间的摩擦来实现微小机械能到电能的转换。如图,让两种不同材质的摩擦层相互摩擦带上 种电荷并形成电压,从而在外部电路中形成电流,使电流表正常偏转,摩擦层a相当于电源的 极。
【答案】异;正。
【解答】解:两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子。所以,让两种不同材质的摩擦层相互摩擦带上异种电荷并形成电压。
根据电流表的使用规则可知,正接线柱连接电源正极,所以,由图知道,摩擦层a相当于电源的正极。
故答案为:异;正。
4.(2025•辽宁一模)如图甲所示,某同学用刻度尺测橡胶棒的长度,测出这根橡胶棒的长度为 cm,如图乙所示,用毛皮摩擦这根橡胶棒后靠近一个带电气球,发现气球被排斥,说明气球带 电。
【答案】17.58;负
【解答】解:(1)图甲中,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与0.00cm对齐,右侧与17.58cm对齐,故物体的长度为17.58cm;
(2)毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,带负电的橡胶棒靠近带电气球,发现气球被排斥,说明气球带负电。
故答案为:17.58;负。
电路识别、电路设计、电路故障
1.(2025•抚顺一模)电动汽车以电能为动力源,属于新能源汽车。如图所示,公共充电桩正在给电动汽车的蓄电池充电,这些充电桩之间是 联的;在给蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的 。
【答案】并;用电器。
【解答】解:充电桩给电动汽车蓄电池充电过程中,各充电桩可以独立工作,互不影响,因此它们是并联的。
在给汽车蓄电池充电过程中,蓄电池消耗电能,电能转化为蓄电池的化学能,此时蓄电池相当于电路中的用电器。
故答案为:并;用电器。
2. (2025•辽宁一模)光伏发电简易原理如图,电池板上具有大量的不稳定电子,当太阳光照射到电池板上,这些电子获得能量会定向移动形成电流。光伏发电的主要能量转化是 能转化为 能。电池板中有两层纯硅掺杂形成的材料,其中电极1相当于电源的负极,在电源内部负电荷移动的方向如图,则电流的方向是从电源的 (选填“正极流向负极”或“负极流向正极”)。
【答案】太阳;电;负极流向正极。
【解答】解:光伏发电的主要能量转化是太阳能转化为电能。电池板中有两层纯硅掺杂形成的材料,其中电极1相当于电源的负极,在电源内部负电荷移动的方向如图,则电流的方向是从电源的负极流向正极。
故答案为:太阳;电;负极流向正极。
3.(2025•振兴区校级一模)图甲是某款智能门锁,有密码与指纹两种开门方式。密码正确时开关S1闭合,指纹正确时开关S2闭合。要求任何一种方式都能使电动机转动,打开房门。请把图乙中的各元件符号连接成符合要求的电路图。
【答案】
【解答】解:智能锁支持密码与指纹两种开门认证方式,任何一种方式都能将门开启,所以密码开关和指纹开关并联,电动机在干路中,如下所示:
欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律
1.(2025•辽宁一模)如图甲所示灯泡L和电阻R并联在电路中,当闭合S1时,灯泡L的实际功率为1W。灯泡L和电阻R的I﹣U的图像如图乙所示。由此可知电源电压为 V;当开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为 A。
【答案】2;0.7。
【解答】解:只闭合开关S1时,电路为小灯泡L的简单电路,此时小灯泡L的实际功率为1W,由图像可知,当UL=2V时,IL=0.5A,
其实际功率为:PL=ULIL=2V×0.5A=1W,则电源的电压U=UL=2V;
同时闭合开关S1、S2后,R与L并联,电流表测干路电流,它们两端的电压相等,所以,R两端的电压也为2V,由图像可知,此时通过R的电流为0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流为:I=IR+IL=0.2A+0.5A=0.7A。
故答案为:2;0.7。
(多选)2.(2025•沈阳一模)如图(a)、图(b)是电子天平的两种简化电路图,主要组成部分是:电源(电压保持不变)、定值电阻R0、力敏电阻R(阻值随所受压力的增大而减小),质量显示仪表(实质是一只合适的电表)。闭合开关后电路正常工作,下列说法正确的是( )
A.图(a)中,托盘中物体质量越大,电路消耗的电能越多
B.图(a)中,托盘中物体质量越大,仪表的指针偏转角度越大
C.图(b)中,质量显示仪表为电压表
D.图(b)中,电子天平的“0(kg)”刻度线与电表的“0”刻度线重合
【答案】BC
【解答】解:AB、由图(a)电路图可知,压力电阻与定值电阻串联,电流表串联在电路中测量电路中的电流,闭合开关,当托盘上所放物体的质量越大,压力电阻R所受的压力越大,仪表M的示数变大,即电流表的示数变大,仪表的指针偏转角度越大,故B正确;
根据W=UIt知,时间不知道,不能确定电能多少,故A错误;
CD、图(b)中,显示仪表与定值电阻并联,为电压表,故C正确;
当托盘上所放物体的质量越大,压力电阻R所受的压力越大,其阻值越小。电源电压保持不变,总电阻变小,电路中的电流变大,定值电阻R0两端的电压变大,电压表的指针偏转角度变大,但没有放物体时电路中也有电流,故电压表示数不为0,电子天平的“0(kg)”刻度线与电表的“0”刻度线不重合,故D错误。
故选:BC。
3.(2025•沈阳一模)如图,电源电压6V保持不变,定值电阻R1=5Ω,R2=10Ω。闭合开关S1、S2后,电流表的示数为 A,R2两端电压为U2;再断开开关S2,R2两端电压为U2',则U2:U2'= 。
【答案】0.6;3:2。
【解答】解:(1)闭合开关S1、S2后,R1被短接,电路等效为R2接在电源两极的简单电路,电流表测量电路中的电流,
R2两端的电压为电源电压U2=U=6V;
根据欧姆定律计算电路中的电流,I20.6A,
(2)闭合开关S1、断开S2后,R1、R2串联,
根据串联电路电阻规律可得,电路的总电阻:R总=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω,
由欧姆定律可得,电路中的电流:I0.4A,
R2两端的电压:U2'=IR2=0.4A×10Ω=4V,
。
故答案为:0.6;3:2。
(多选)4.(2025•金州区一模)如图所示是课外学习小组设计的电子寒暑表工作电路图,已知电源电压为6V恒定不变,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示。R0是阻值为5Ω定值电阻,闭合开关后,下列说法正确的是( )
温度t/℃
﹣20
﹣10
0
10
20
30
电阻R/Ω
55
25
15
10
7
5
A.电压表示数与电流表示数的比值保持不变
B.温度为0℃时,热敏电阻消耗的电功率为0.45W
C.若将电流表表盘的电流刻度改成温度计刻度,应在0.1A刻度处标﹣20℃
D.若将电压表表盘的电压刻度改成温度计刻度,应在3V刻度处标30℃
【答案】ACD
【解答】解:A、由图可知,R0和热敏电阻串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表与电流表的比值即为定值电阻R0的阻值,所以 电压表示数与电流表示数的比值保持不变,故A正确;
B、由表中数据可知,温度为0℃时,热敏电阻的阻值为15Ω,此时电路中的电流为:
I0.3A,
热敏电阻消耗的电功率为:PR=I2R=(0.3A)2×15Ω=1.35W,故B错误;
C、当电流表示数为0.1A时,电路中的总电阻为:
R总60Ω,
则此时热敏电阻的阻值为:R'=R总﹣R1=60Ω﹣5Ω=55Ω,
由表中数据可知,当热敏电阻的阻值为55Ω时,温度为﹣20℃时,所以将电流表表盘的电流刻度改成温度计刻度,应在0.1A刻度处标﹣20℃,故C正确;
D、当电压表的示数为3V时,此时电路中的电流为:
I''0.6A,
热敏电阻两端的电压为:
UR'=U﹣U0'=6V﹣3V=3V,
则热敏电阻的阻值为:R''5Ω,
由表中数据可知,当热敏电阻的阻值为5Ω时,温度为30℃时,所以将电压表表盘的电压刻度改成温度计刻度,应在3V刻度处标30℃,故D正确。
故选:ACD。
5.(2025•金州区一模)如图所示是“焦耳定律”的实验装置,通电一段时间后,盒内电阻丝R1、R2产生的热量之比是 ;通电后,两个盒子里空气内能是通过 的方式增加的。
【答案】4:1;热传递。
【解答】解:由图可知,两电阻的阻值相等,通过电阻R1的电流是通过R2电流的2倍,则通电一段时间后,盒内电阻丝R1、R2产生的热量之比是4:1;通电后,两个盒子里空气内能是通过热传递的方式增加的。
故答案为:4:1;热传递。
6.(2025•绥中县一模)如图所示电路,电源电压恒定,R为滑动变阻器,忽略灯泡的阻值受温度的影响,当向右移动滑动变阻器滑片时( )
A.V的示数变大
B.A1的示数不变
C.V与A2示数的比值变大
D.电路消耗的总功率增大
【答案】C
【解答】解:分析电路连接方式:由图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表V测电源电压,电流表A1测通过滑动变阻器的电流,电流表A2测总电流,
当向右移动滑动变阻器滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,而灯泡电阻不变,所以电路的总电阻增大。电源电压U恒定,总电阻R增大,根据I,所以电路中的总电流减小,即电流表A1的示数变小。由于灯泡和滑动变阻器并联,所以电流表A2的示数也变小。
分析电压表示数变化:因为电压表V测电源电压,电源电压恒定,所以电压表V的示数不变。
分析V与A2示数的比值变化:V的示数不变,A2的示数变小,根据R可知,V与A2示数的比值变大。
分析电路消耗总功率变化:根据P=UI,电源电压U不变,总电流I减小,所以电路消耗的总功率减小。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
(多选)7.(2025•绥中县一模)如图甲所示电路,电源电压恒定。闭合开关S,滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中,分别记录了灯泡两端的电压、滑动变阻器两端的电压和电流表的示数。依据实验数据,绘出灯泡和滑动变阻器的I﹣U图像,如图乙所示。请结合图像信息,判断下列说法正确的是( )
A.图线b描述的是通过滑动变阻器的电流随其两端电压的变化
B.电源电压是3V
C.滑片P在图甲位置未开始滑动时,灯泡L消耗的电功率为0.25W
D.滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω,1A”
【答案】AB
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压的规律可知滑动变阻器两端的电压变小,由串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变大,
此过程中变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,所以,通过灯泡的电流随灯泡两端电压的增大而增大,而通过变阻器的电流随变阻器两端电压的增大而减小,由此可知,图线a描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化,图线b描述的是通过滑动变阻器的电流随其两端电压的变化,故A正确;
B、根据串联电路的电流特点可知,通过灯泡和滑动变阻器的电流相等,ab两图线的交点表示通过灯泡和滑动变阻器的电流相等,它们两端的电压也相等,由图像可知此时灯泡和滑动变阻器两端的电压都为1.5V,因串联电路的总电压等于各部分电压之和,则电源电压为U=1.5V+1.5V=3V,故B正确;
C、由题意可知,滑动变阻器滑片P由图甲位置由右向左滑动,此过程中滑动变阻器接入电路的电阻变小,即滑动变阻器滑片P由图甲位置时,滑动变阻器接入电路的电阻比后来要大,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,根据图像可知此时电路中的最小电流为0.1A,灯泡两端的电压为0.5V,则此时灯泡L消耗的电功率为PL=ULI=0.1A×0.5V=0.05W,故C错误;
D、由图像可知电路中的最小电流为0.1A,由欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据图像可知此时滑动变阻器两端的电压为2.5V,
由欧姆定律可知此时变阻器接入电路的阻值:R25Ω,因图甲中滑片不是在最大阻值处,所以变阻器的最大电阻一定大于25Ω,即滑动变阻器的铭牌不可能是“20Ω,1A”,故D错误。
故选:AB。
8.(2025•绥中县一模)如图所示,汽车用USB便携充电设备,有A、B两个充电接口,额定输出电压均为5V,输出电流分别为1.0A和2.1A,要快速给标配的手机充电,应选用 (选填“A”或“B”)接口,此接口的额定输出功率为 W。
【答案】B;10.5。
【解答】解:汽车用USB便携充电设备,有A、B两个充电接口,要快速给标配的手机充电,应选用电流较大的B接口;
此接口的额定输出功率为:
P=UI=5V×2.1A=10.5W。
故答案为:B;10.5。
(多选)9.(2025•铁岭县一模)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从中点向a端移动过程中( )
A.电压表V的示数变大,电流表A1的示数变小
B.电压表V的示数与电流表A1的示数乘积变小
C.电压表V的示数不变,灯泡L的亮度不变
D.电压表V的示数与电流A2的示数比值变大
【答案】BCD
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测R支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表V测电源两端的电压,
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故A错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,灯泡L的实际功率不变,则灯泡L的亮暗不变,故C正确;
将滑动变阻器的滑片从中点向a端移动过程中,R接入电路中的电阻变大,
由I可知,通过R的电流变小,即电流表A1的示数变小,
则电压表V的示数与电流表A1的示数乘积变小,故B正确;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表A2的示数变小,
则电压表V的示数与电流表A2的示数比值变大,故D正确。
故选:BCD。
10.(2025•铁岭县一模)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开,电水壶处于 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡,通电0.1h可使标有1200imp/kW•h的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为 kW•h。
【答案】保温;0.1。
【解答】解:开关S断开时,两个电阻串联,电路的总电阻最大,由P可知总功率最小,处于保温挡;S闭合时,只有R1的简单电路,电路的总电阻最小,由P可知此时总功率最大,处于高温挡;
消耗的电能:WkW•h=0.1kW•h。
故答案为:保温;0.1。
11.(2025•大东区一模)如图所示电路,闭合开关后将滑片移至图示位置时,灯泡恰能正常发光,若将滑动变阻器的滑片向B端移动时,则( )
A.电流表和电压表的示数都变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表的示数都变小
【答案】D
【解答】解:如图可知,该电路为串联电路,电压表测量的是灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流;
当滑片P向B端移动时,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,
根据I可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;根据UL=IRL可知灯两端的电压变小,即电压表的示数变小。
故选:D。
12.(2025•大东区一模)如图所示电路,电源电压为9V且保持不变,R1=60Ω,滑动变阻器R2的规格为“60Ω 2A”,电流表的量程为“0∼0.6A”,小灯泡上标有“6V 0.5A”字样,若不考虑灯丝电阻变化,并保证电路各元件安全。下列说法正确的是( )
A.当S1、S2都断开,滑动变阻器的阻值变化范围为3Ω∼60Ω
B.当S1、S2都断开,小灯泡两端电压变化范围为3V∼6V
C.当S1、S2都闭合,电流表的示数变化范围为0.15A∼0.6A
D.当S1、S2都闭合,电路的总功率变化范围为2.7W∼5.4W
【答案】D
【解答】解:AB、S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联。由欧姆定律可知灯的电阻为
RL12Ω,
小灯泡正常发光时的电流为0.5A,小于0.6A,当电路中电流最大为0.5A,电阻最小,则滑动变阻器接入电路的最小阻值:
R小6Ω;
滑动变阻器的规格为“60Ω 2A”,则最大阻值R大=60Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω~60Ω;
滑动变阻器的最大阻值R大=60Ω连入电路中时,根据分压原理可知,变阻器的电阻与灯的电阻的10倍,电压与灯电压的10倍,故灯的最小电压为:
U灯小9V≈0.81V
小灯泡两端电压变化范围为0.81V∼6V,故AB错误;
CD、当S1、S2都闭合,两电阻并联,电流测干路的电流,最大电流为0.6A,通过定值电阻的电流为
I10.15A
因并联电路各支路可独立工作、互不影响,当变阻器的电阻电阻连入电路中时,因两电阻相同,故通过的电流最小也为
I滑小1=0.15A
干路的最小电流为
I小=0.15A+0.15A=0.30A
电流表的示数变化范围为0.30A∼0.6A
故电路的最小和最大功率分别为
P小=UI小=9V×0.30A=2.7W
P大=UI大=9V×0.6A=5.4W
电路的总功率变化范围为2.7∼5.4W
故C错误,D正确。
故选:D。
13.(2025•大东区一模)如图所示,汽车用USB便携充电设备,有 A、B两个充电接口,额定输出电压均为5V,输出电流分别为2.1A和1.0A,要快速给标配的手机充电,应选用 (选填“A”或“B”)接口,此接口的额定输出功率为 W。
【答案】A;10.5。
【解答】解:汽车用USB便携充电设备,有A、B两个充电接口,A口的电流大,输出电压相同,根据P=UI可知,A口的输出功率大,要快速给标配的手机充电,应选用电流较大的A接口;
此接口的额定输出功率P=UI=5V×2.1A=10.5W。
故答案为:A;10.5。
(多选)14.(2025•金州区校级一模)使用共享单车需用手机扫码解锁,若强行开锁会引发报警装置报警。控制电路的原理如图甲所示,电源电压为6V,R0为定值电阻,R为压敏电阻,在0N≤F≤18N的范围内,R﹣F图象可看作直线如图乙所示。当F=0N时,控制电路中的电流为0.3A;当控制电路中的电流大于或等于0.4A时,报警装置会报警。下列说法正确的是( )
A.在控制电路中,定值电阻R0的阻值为10Ω
B.电路报警时,压敏电阻受到的压力最小为10N
C.电路报警时,控制电路消耗的电功率最小为1.8W
D.电源电压减小,报警时压敏电阻受到的最小压力增大
【答案】ABD
【解答】解:A、由图乙可知,当F=0N时,压敏电阻的阻值R=10Ω,
由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻:R总20Ω
由串联电路的电阻特点可知,定值电阻R0的阻值:R0=R总﹣R=20Ω﹣10Ω=10Ω,故A正确;
B、由欧姆定律可知,报警时电路中的总电阻:R总'15Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时压敏电阻的阻值:R'=R总'﹣R0=15Ω﹣10Ω=5Ω,
由图乙可知,压敏电阻的阻值R与压力F之间的关系为一次函数,因此可设:R=kF+b,
当F=0N时,R=10Ω,此时10Ω=k×0N+b……①
当F=20N时,R'=0Ω,此时0Ω=k×20N+b……②
由①②解得:k,b=10Ω,
则压敏电阻的阻值R与压力F之间的关系为:RΩ/N×F+10Ω,
当压敏电阻的阻值为5Ω时,
则压敏电阻受到的最小压力为:F最小=10N,故B正确;
C、由题意可知,电路报警时,控制电路的电流最小为0.4A,电源电压为6V,
所以,电路报警时,控制电路消耗的电功率最小为:P总小=UI小=6V×0.4A=2.4W,故C错误;
D、电池用久后电压减小,通过电路的报警电流不变,根据欧姆定律可知电路总电阻变小,根据串联电路电阻规律可知压敏电阻接入电路的阻值变小,由图可知报警时压敏电阻受到的最小压力将增大,故D正确。
故选:ABD。
(多选)15.(2025•普兰店区一模)如图,电源电压和灯丝电阻RL不变,变阻器的最大阻值为RAB。闭合开关S,变阻器的滑片P在最右端时,灯泡功率为4W,电流表示数为IA,电压表示数为UA,变阻器功率为PA。变阻器的滑片P在中点C时,灯泡功率为9W,电流表示数为IC,电压表示数为UC,变阻器功率为PC。则( )
A.IA:IC=1:2 B.RL:RAB=1:2
C.UA:UC=4:3 D.PA:PC=8:9
【答案】BCD
【解答】解:闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
变阻器的滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据P=I2R可知灯泡功率为PLRL=4W......①,
变阻器的滑片P在中点C时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值的一半,根据P=I2R可知灯泡功率为PL′RL=9W.....②,
联立①②结合欧姆定律可知:,故RL:RAB=1:2,
根据欧姆定律可知UA:UC,
根据P=UI可知PA:PC,
故A错误、BCD正确。
故选:BCD。
16.(2025•普兰店区一模)“葫芦烙画”进入课堂,传承了非物质文化遗产。如图是用电烙铁在葫芦上烙画的情景。电烙铁通电后温度升高,利用了电流的 效应。一般选用经过风干、日晒的葫芦,这样葫芦里的水分由于 (填物态变化的名称)而减少,适合烙画上色。
【答案】热;汽化。
【解答】解:(1)电烙铁通电后温度升高,即将电能转化为内能,利用电流的热效应工作的。
(2)经过风干、日晒的葫芦,葫芦里的水由液态变为气态,物态变化为汽化。
故答案为:热;汽化。
17.(2025•普兰店区一模)图甲是简易测温电路,图乙是热敏电阻RT的阻值随温度变化图像。闭合开关,当RT的温度为10℃时,电压表示数为1V;当RT的温度为30℃时,电压表示数为2V。则定值电阻R的阻值为 Ω;当RT的温度为0℃时,电压表示数为 V。
【答案】5;0.8。
【解答】解:(1)由图甲知两电阻串联,电压表并联在定值电阻R的两端,
由图乙知,当环境温度为10℃时,Rt=15Ω,则电路中电流:I1,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压:
U=U1+I1RT=1V15Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当环境温度为30℃时,R′t=5Ω,则电路中电流:I2,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压:
U=U2+I2R′T=2V5Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得:R=5Ω,U=4V;
(2)由图乙可知:设RT与t之间的关系式应为:RT=﹣kt+b,
则:15Ω=﹣k×10℃+b﹣﹣﹣﹣﹣③
5Ω=﹣k×30℃+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
解③④可得:k=0.5Ω/℃,b=20Ω,
所以,RT与t之间的关系式应为:RT=﹣0.5Ω/℃×t+20Ω,
则当RT的温度为0℃时RT的阻值为:RT0=﹣0.5Ω/℃×0℃+20Ω=20Ω,
根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得电路中的电流:
I0.16A,
根据欧姆定律可得电压表示数为:U0=IR=0.16A×5Ω=0.8V。
故答案为:5;0.8。
18.(2025•西丰县一模)如图所示为球形透镜太阳能充电器,这款充电器能够自动追太阳的运动轨迹进行光电转换发电并将其储存到蓄电池中,而在晚上它又能变成一盏LED灯具。该蓄电池的供电电压为5V,容量为4000mAh,则该蓄电池充满电储存的电能为 J;LED灯是一种发光二极管,它是由 (填“半导体”或“超导”)材料制成的。
【答案】7.2×104;半导体。
【解答】解:该蓄电池充满电储存的电能:W=UIt=5V×4000×10﹣3A×3600s=7.2×104J;
半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,LED灯是一种发光二极管,它是由半导体材料制成的。
故答案为:7.2×104;半导体。
19.(2025•西丰县一模)如图所示,实验小组用“伏安法”测量定值电阻的阻值,已知电源电压为5V恒定不变,滑动变阻器规格为“25Ω,1A”。
(1)请用笔画线代替导线将如图甲电路连接完整(要求滑片向左移时电流表示数变大)。
(2)连接电路时,滑片移到滑动变阻器的端 (选填“A”或“B”)。
(3)小依闭合开关后发现电流表无示数,电压表指针偏转超过量程但没有损坏,则电路中故障可能是电阻R (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片至电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则电阻R= Ω;
(5)同组的小钟用额定电压为2.5V的小灯泡替换电阻接入电路,继续测量小灯泡电阻,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.6
2.0
电流I/A
0.16
0.17
0.18
(6)小钟在实验中多次测量的目的是 (选填序号);
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(7)上述实验结束后,小钟发现电流表已损坏,他在实验室找到一个阻值为10Ω的定值电阻,利用原有部分器材设计了如图丙所示电路。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片 (选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”),断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表示数为4.5V;
③小灯泡正常发光时电阻为 Ω。
【答案】(1);
(2)B;
(3)断路;
(4)5;
(6)A;
(7)②保持不动;③12.5。
【解答】解:(1)滑片向左移时电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联。如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,即B端;
(3)闭合开关后发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针偏转超过量程但没有损坏,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,即电路中故障可能是电阻R断路;
(4)闭合开关,移动滑片至电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,则电阻R的阻值为;
(6)小钟在实验中多次改变灯泡两端的电压,是为了探究灯泡的电阻随温度变化的规律,即寻找普遍规律,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(7)①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片保持不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表示数为4.5V;
③在步骤①中,灯与定值电阻串联后再与变阻器串联,电压表测灯的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,灯正常发光;
在步骤②中,滑动变阻器滑片保持不动,电压表测灯与R0两端的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻两端的电压:
U0=4.5V﹣2.5V=2V,由串联电路电流特点和欧姆定律可知,电路中的电流为;
③小灯泡正常发光时电阻为。
故答案为:(1);
(2)B;
(3)断路;
(4)5;
(6)A;
(7)②保持不动;③12.5。
20.(2025•和平区一模)某物理小组利用图甲中所示器材测量定值电阻R的阻值,电源电压保持不变。
(1)连接电路时,开关处于 状态。
(2)闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片移至最 端。
(3)闭合开关后,小组同学发现电流表和电压表的指针均未发生偏转,可能是电流表发生了 (填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后小组同学继续实验,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻的阻值为 Ω;接下来移动滑片,再测出两组对应的电压和电流值,多次实验后应 (填字母)。
A.求电阻的平均值
B.求电压的平均值与电流的平均值之比
(5)另一小组同学测出了一个小灯泡的三组电压和电流值,如表格所示。结合小灯泡的电阻随温度升高而增大的特点,请分析当电压为1V时,这个小灯泡的阻值可能是 (填字母)。
数据序号
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.20
0.25
0.28
A.5Ω
B.6Ω
C.8Ω
D.9Ω
【答案】(1)断开;(2)右;(3)断路;(4)10;A;(5)B。
【解答】解:(1)连接电路时,为保护电路,开关应该处于断开状态;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处,即最右端;
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路存在断路故障;电压表无示数,说明电压表并联电路以外电流断路,可能是电流表发生断路;
(4)由图可知电流表接入电路的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A;电压表的示数为2.6V时,由欧姆定律可得所测电阻的电阻:R10Ω;
为了使结果更准确,接下来应该进行的操作是:调节滑动变阻器,多次测量求平均值,故选:A;
(5)由图像可知,
小灯泡的电阻为:
R8.9Ω;R8Ω;R7.5Ω;由表格数据可知,当电压为1V时,此时通过小灯泡的电流小于0.2A,R5Ω,所以电阻大于5Ω,小于7.5Ω,故选:B。
故答案为:(1)断开;(2)右;(3)断路;(4)10;A;(5)B。
21.(2025•普兰店区一模)两名同学用不同方法测量灯泡的电阻。
(1)其中一名同学按如图甲所示的方案,测量标有“2.5V”的灯泡的电阻,所用的电源电压为3V且保持不变。
先使灯泡正常发光,然后调节变阻器,让灯泡两端的电压逐次下调,使灯丝温度逐渐降低,灯泡变暗直至不发光,记录的数据如下表所示。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.3
0.26
0.24
0.22
0.18
0.16
0.04
电阻R/Ω
8.08
7.08
5.91
5.00
3.13
2.50
①正常发光时,灯丝电阻是 Ω。(保留两位小数)
②分析数据会发现:温度越低,灯丝的电阻越 。
③根据表中数据判断,变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
④测量过程中,灯泡电阻的变化量 变阻器连入电路中电阻的变化量。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)另一名同学设计了图乙所示的电路,经过以下步骤,测出了灯泡正常发光时的电阻。已知灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R0。
a.闭合开关S、S1,断开S2。
b.闭合开关S、S2,断开S1。
c.保持变阻器的滑片P不动,读取电压表的示数为U。
d.移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额。
①实验步骤的正确顺序 。(填字母序号)
②灯泡正常发光时的电阻RL= 。(用U额、U、R0表示)
【答案】(1)①8.33;②小;③72.5;④小于;(2)①adbc;②。
【解答】解:(1)①正常发光时,灯丝电阻是;
②分析数据会发现:温度越低,灯丝的电阻越小;
③当电路中的电流为0.04A,滑动变阻器两端的电压为3V﹣0.1V=2.9V,此时滑动变阻器接入电路的电阻为;
④测量过程中,灯泡电阻的变化量为8.33Ω﹣2.50Ω=5.83Ω;
变阻器连入电路中电阻的变化量为:。
灯泡电阻的变化量小于变阻器连入电路中电阻的变化量
(2)①a.闭合开关S、S1,断开S2。此时灯泡和定值电阻串联,电压表测量的是灯泡两端的电压;
d、移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额;
b.闭合开关S、S2,断开S1。此时电压表测量的是灯泡和定值电阻串联后两端的总电压U;
c.保持变阻器的滑片P不动,读取电压表的示数为U。根据串联电路的特点可以计算出灯泡的电阻。
所以实验步骤的正确顺序adbc。
②根据欧姆定律和串联电路的特点有:灯泡正常发光时的电阻RL。
故答案为:(1)①8.33;②小;③72.5;④小于;(2)①adbc;②。
22.(2025•金州区校级一模)小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω
(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I﹣U图象,如图丙所示。由图象可得Rx= Ω。
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当开关 时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
【答案】(1)如上图;(2)B;(3)滑动变阻器断路;(4)4;(5)①S1闭合、S2断开;③。
【解答】解:(1)电流表选用小量程与电阻串联在电路中,电压表并联在待测电阻RX两端,如下图所示:
;
(2)连接电路时开关应断开,闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处即B端。
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,说明与a、b之间和b、c之间并联部分是通路;接在a、c之间,电压表无示数,说明b、c之间断路。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是滑动变阻器断路;
(4)由图象知,当Rx的电压是1.0V时,对应的电流值为0.25A,由I可得Rx4Ω;
(5)电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当开关S1闭合、S2断开时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx。
故答案为:(1)如上图;(2)B;(3)滑动变阻器断路;(4)4;(5)①S1闭合、S2断开;③。
23.(2025•大东区一模)如图甲是小明所在的实验小组做“探究电压一定时,电流跟电阻关系”的实验电路图。器材如下:电源(电压为4V且保持不变)、滑动变阻器(30Ω 1A)、定值电阻(5Ω、15Ω、25Ω)、电流表、电压表、开关和导线若干。
(1)小明选用25Ω的定值电阻,连接好电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从最左端向右移动到某一位置的过程中,发现电流表有示数,电压表无示数,则该故障可能是由R (填“短路”或“断路”)造成的;
(2)排除故障后,进行实验。实验中,小明多次改变R的阻值,记录对应电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论: ;
(3)由图乙可知,小明实验时,控制定值电阻两端电压为 V不变;
(4)上述实验结束后,小明利用原有器材,并增加两个开关和若干导线,设计了如图丙所示的电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开开关S1,将滑动变阻器的滑片P移动到最上端,此时电压表示数为 V;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P使电压表示数为 V时,小灯泡正常发光;
③闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器的滑片P与步骤②的位置相同,此时电压表示数为2V;
④根据上述测量,可知小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】(1)短路;(2)在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;(3)2.5;(4)①4;②1.5;④0.25
【解答】解:(1)小明选用25Ω的定值电阻,连接好电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从最左端向右移动到某一位置的过程中,发现电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,则该故障可能是由R短路造成的;
(2)根据如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,电阻的电流与电阻之积为
UV=IR=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣=0.1A×25Ω=2.5V电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(3)由图乙可知,小明实验时,控制定值电阻两端电压为2.5V不变;
(4)根据上面的分析,具体步骤:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电路为变阻器的简单电路,电压表测电源电压,电压表示数为4V;
②闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为1.5V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为2V。
在①中,电源电压为U=4V,在②中,灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联,电压表测其电压,当电压表示数为1.5V,根据串联电路电压的规律,灯的电压:
UL=U﹣U滑下=4V﹣1.5V=2.5V,
此时灯正常发光;
在③中,电路中只有变阻器,根据串联电路电压的规律,滑片以上电阻丝的电压为:U﹣2V=4V﹣2V=2V,
根据分压原理,R滑上:R滑下=1:1,因变阻器的总电阻为30Ω,故R滑下=15Ω,
由欧姆定律和串联电路电流的规律,通过变阻器的电流即灯的额定电流:IL0.1A;
④小灯泡的额定功率:
P额=ULIL=2.5V×0.1A=0.25W。
故答案为:(1)短路;(2)在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;(3)2.5;(4)①4;②1.5;④0.25。
24.(2025•铁岭县一模)小明和小华一起做“探究并联电路中电流规律”的实验。
(1)图甲是他们设计的电路图,小明按电路图连好电路后,先将电流表接在B处,闭合开关前,发现电流表指针指在图乙所示的位置,其原因是 。
(2)图丙是他们解决上述问题后,实验过程中的一次实物连接图,使用时应将电流表与被测用电器 联在电路中,此时电流表测量的是 (选填“A”、“B”或“C”)处的电流。
(3)小明用电流表分别测得A、B、C三点电流并记录在表格中。
实验次数
1
2
3
A点电流表示数/A
0.16
0.2
0.24
B点电流表示数/A
0.16
0.2
1.2
C点电流表示数/A
0.32
0.4
0.48
小华同学分析数据认为,第三次实验时B点电流读数是错误的,原因是 ;修正数据后,小华得出:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等的结论。这个结论 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
【答案】(1)使用前没有进行调零;
(2)串;C;
(3)读数时看错了电流表的量程,按大量程读数的;错误;各支路电流相等,两端电压相等,灯泡电阻相同,规格相同,所以不具有普遍性。
【解答】解:(1)闭合开关前,发现电流表指针偏右,说明未调零,可能是在使用前没有进行机械调零;
(2)使用时应将电流表与被测用电器串联在电路中,由丙图可知,两灯并联,电流表在干路上测干路电流,此时电流表测量的是C处的电流;
(3)由表格中数据可知,1.2A超过了电流表的量程0~0.6A,应该是读数时看错了电流表的量程,按大量程读数的,且A点与B点电流之和与C点电流相差过大。各支路电流相等,两端电压相等,灯泡电阻相同,规格相同,所以不具有普遍性,故结论是不可靠的。
故答案为:(1)使用前没有进行调零;
(2)串;C;
(3)读数时看错了电流表的量程,按大量程读数的;错误;各支路电流相等,两端电压相等,灯泡电阻相同,规格相同,所以不具有普遍性。
25.(2025•绥中县一模)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,补充一条导线,把图甲的电路连接完整,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,小明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 。
(3)排除电路故障后进行实验。实验中,小明要保持电阻两端电压2.5V不变,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)滑动,才可能达到这个目的。
(4)实验时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: 。
(6)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】(1)见解答;(2)定值电阻短路;(3)左;(4)35;(5)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;。
【解答】解:(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”,要求变阻器滑片向右移动时电流表示数变大,说明变阻器接入电路的阻值变小,则变阻器应使用右下接线柱,如图所示:
(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。
(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)探究电流和电阻的关系,需保持导体两端的电压不变,根据串联分压的知识,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)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)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:。
故答案为:(1)见解答;(2)定值电阻短路;(3)左;(4)35;(5)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;。
26.(2025•金州区一模)物理课上婷婷同学利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,电源电压恒为3V,Rx阻值约为10Ω。
(1)伏安法测电阻实验的原理是 ;
(2)婷婷设计电路的时候增加了滑动变阻器,通过移动滑动变阻器的滑片P,获得3组电压表和电流表示数值,处理数据时将得到的3个电阻值 ,来减小测电阻的实验误差。
(3)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接;(要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变小,连线不得交叉)
(4)闭合开关,发现两电表均无示数,将电压表改接在变阻器两端时仍无示数,接在开关两端时有示数,则电路故障是 ;(导线及连接处均完好)
(5)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙,求出未知电阻Rx= ;
(6)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,婷婷发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是 。
【答案】(1)R;(2)取平均值作为测量值;(3)见解析中的图;(4)开关断路;(5)8Ω;(6)灯的电阻随温度的变化而变化。
【解答】解:(1)伏安法测电阻实验的原理是R;
(2)婷婷设计电路的时候增加了滑动变阻器,通过移动滑动变阻器的滑片P,获得3组电压表和电流表示数值,处理数据时将得到的3个电阻值取平均值作为测量值,来减小测电阻的实验误差。
(3)滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变小,电路的电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(4)闭合开关,发现两电表均无示数,电路可能断路,将电压表改接在变阻器两端时仍无示数,电压表之外的电路断路,接在开关两端时有示数,电压表之外的电路为通路,则电路故障是开关断路;
(5)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙,电流为0.3A,求出未知电阻
Rx8Ω;
(6)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,婷婷发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是灯的电阻随温度的变化而变化。
故答案为:(1)R;(2)取平均值作为测量值;(3)见解析中的图;(4)开关断路;(5)8Ω;(6)灯的电阻随温度的变化而变化。
27.(2025•沈阳一模)为测量定值电阻Rx的阻值,小组使用的实验器材有:学生电源(电压6V保持不变)、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、导线。
(1)连接电路时,开关应该 。将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,目的是: 。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表的示数如图(b)所示,为 V,读出此时电流表的示数为0.24A,则Rx= Ω。
(3)组内某同学利用该电阻Rx测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的阻值(约为10Ω),设计如图(c)所示电路,实验步骤如下:
①只闭合开关 ,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V;
②保持滑片位置不动,断开所有开关。先 ,再只闭合开关S1、S3,读出电压表示数为U,则Rx两端电压为U﹣2.5V;
③计算出小灯泡正常发光时的电阻为10.5Ω。
④组内另一同学提出:仅将图(c)中的Rx更换成另一个定值电阻R0,也能测出该灯泡正常发光时的电阻,则R0的阻值应不大于 Ω。
【答案】(1)断开;保护电路;(2)2.4;10;(3)S1、S2;将电压表改接大量程;2.1。
【解答】解:(1)开关应该 断开。将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,目的是:保护电路。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表的示数如图(b)所示,分度值为0.1V,为 2.4V,读出此时电流表的示数为0.24A,则
Rx10Ω。
(3)①只闭合开关 S1、S2,电压表测灯的电压,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V;灯正常发光;
②保持滑片位置不动,断开所有开关。先将电压表改接大量程(灯的电阻和Rx的电阻接近,由分压原理可知,灯正常发光时,Rx的电压也约为2.5V,故Rx和灯的电压大于3V),再只闭合开关S1、S3,电压表测待测Rx的和灯的电压,读出电压表示数为U,则Rx两端电压为U﹣2.5V;
③计算出小灯泡正常发光时的电阻为10.5Ω。
④灯正常发光时的电流为
IL
因电压表选用小量程,故R0的电压最大为:
U0=3V﹣2.5V=0.5V
根据欧姆定律电路的电阻不大于
R02.1Ω
故答案为:(1)断开;保护电路;(2)2.4;10;(3)S1、S2;将电压表改接大量程;2.1。
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