专题09 欧姆定律、电功率(湖南专用)-【好题汇编】三年(2023-2025)中考物理真题分类汇编
2025-07-15
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内容正文:
专题09 欧姆定律、电功率
1.(2025·湖南长沙·中考真题)(多选)(物理与生活)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变小
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
【答案】BD
【详解】A.当水箱内水位上升时,由p=ρgh可知水对箱底的压强变大,故A不符合题意;
BCD.由图可知,变阻器和电阻R0串联,电压表测量电阻R0两端的电压,当水箱内水位上升时,滑动变阻器的滑片下移,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由U=IR可知电阻R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故BD符合题意,C不符合题意。
故选BD。
考点一、欧姆定律及其应用
1.(2024·湖南长沙·中考真题)(多选)如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变,红灯工作时的电阻为R1,黄灯工作时的电阻为R2,闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,电压表示数为U1;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,电压表示数为U2,U1>U2。则下列说法正确的是( )
A.R1>R2 B.水位超过防洪预警线时,红灯亮
C.R1<R2 D.水位低于干旱预警线时,红灯亮
【答案】BC
【详解】BD.如图,闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,此时红灯与R1串联,红灯亮;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,此时黄灯与R1串联,黄灯亮;故B正确,D错误;
AC.如图,电压表测量R0两端的电压,电源电压不变,由串联电路中电压的规律知
U=U红+U1=U黄+U2
又因为U1>U2,所以U红<U黄,由串联分压原理可知,R1<R2。故A错误,C正确。故选BC。
2.(2023·湖南长沙·中考真题)(多选)小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻、热敏电阻、电流表和电压表,小明在其中选择部分器材设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻的阻值随温度变化关系如图乙所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于这个电路的说法正确的是( )
A.图中电表是电压表
B.图中电表是电流表
C.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越大
D.热敏电阻温度越高,两端的电压越小
【答案】BC
【详解】AB.根据电路图甲可知,电表串联在电路中,由于电压表在电路中只能并联,电流表只能串联,可知图中电表为电流表,故A错误,B正确;
C.根据图乙可知,当热敏电阻温度越高,其电阻越小,由于定值电阻、热敏电阻串联在电路中,当热敏电阻的阻值越小时,整个电路的电阻越小,电源电压恒定,则电路的电流越大,故C正确;
D.热敏电阻温度越高,其电阻越小,由于定值电阻、热敏电阻串联在电路中,当热敏电阻的阻值越小时,整个电路的电阻越小,电源电压恒定,则电路的电流越大,根据可知,定值电阻两端的电压越大,故D错误。故选BC。
3.(2023·湖南株洲·中考真题)(多选)图为某款电加热器的简化电路图,R1、R2、R3为定值电阻,a、b、c、d为金属触点,S为旋钮开关,转动旋钮可以将相邻两个触点连通。则开关( )
A.连接a、b时,R1和R2串联
B.连接c、d时,R1和R3串联
C.从连接a、b旋转至c、d时,通过R1的电流变小
D.从连接a、b旋转至c、d时,通过R1的电流变大
【答案】AD
【详解】A.如图所示,当连接a、b时,电路中只有R1和R2串联,故A符合题意;
B.如图所示,当连接c、d时,电路由R1和R3并联,故B不符合题意;
C D.如图所示,当连接a、b时,电路总电阻是R1和R2电阻之和,当连接c、d时,R1支路上电阻只有自己的电阻,根据欧姆定律可知,电压不变时,电阻越小,电流越大,故从连接a、b旋转至c、d时,通过R1的电流变大。故C不符合题意,D符合题意。
故选AD。
4.(2023·湖南常德·中考真题)图中甲、乙两个滑动变阻器的外形、尺寸完全相同,滑片均位于中点,已知甲的最大阻值比乙的最大阻值大,闭合S后将两个滑动变阻器的滑片同时向左或向右移动。且移动时始终保持两滑片之间的距离不变。下列说法中正确的是( )
A.向左移动时,电流表示数变小
B.无论向左还是向右移动,电流表示数都变小
C.滑片位于滑动变阻器中点时,电流表的示数最小
D.滑片移动到滑动变阻器最右端时,电流表的示数最小
【答案】D
【详解】由图可知,甲滑动变阻器滑片左边的电阻线接入电路,乙滑动变阻器滑片右边的电阻线接入电路,电流表测量电路中的电流;
AB.当P向左移动时,甲滑动变阻器接入电路中的电阻变小,乙滑动变阻器接入电路中的电阻变大,因甲的最大阻值比乙的最大阻值大,所以,滑片移动相同距离时,甲减小的电阻大于乙增大的电阻,即此时电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;同理可知,滑片向右滑动时,电流表示数变小,故AB错误;
CD.滑片位于滑动变阻器中点时,总电阻为
滑片移动到滑动变阻器最右端时,总电阻为
因R甲>R乙,所以比较可知滑片移动到滑动变阻器最右端时,总电阻最大,由欧姆定律可知总电流最小,即电流表的示数最小,故C错误,D正确。
故选D。
5.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据电路图可知,当开关闭合,接a端时,电流表示数为I,由欧姆定律可知,电源电压为
当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,由欧姆定律可知,电源电压为
由于电源电压保持不变,则有
解得,故选D。
6.(2025·湖南长沙·中考真题)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为 Ω。
【答案】并 0.9 30
【详解】[1][2]由图可知,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,通过R1的电流为
[3]根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A
根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知R2的阻值
7.(2024·湖南长沙·中考真题)小明制作了一款可调亮度的小台灯,电路如图所示。电源电压保持不变,灯泡的电阻为10Ω,不考虑温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)闭合开关后,移动滑片使R的阻值变 时,通过灯泡的电流变大,灯泡变亮;
(2)当滑动变阻器R接入电路的阻值最大时,通过灯泡的电流为0.15A,此时灯泡两端的电压为 V。若灯泡两端允许的最大电压为2.5V,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ω。
【答案】小 1.5 8
【详解】(1)[1]电源电压不变,当R的阻值变小时,由欧姆定律知,通过灯泡的电流变大,灯泡变亮。
(2)[2]通过灯泡的电流为0.15A,灯泡的电阻为10Ω,由知,此时灯泡两端的电压为
UL=IRL=0.15A×10Ω=1.5V
[3]滑动变阻器R接入电路的最大阻值为R=20Ω,此时滑动变阻器R两端的电压为
UR=IRL=0.15A×20Ω=3V
由串联电路中电压的规律知,电源电压为
U=UL+UR=1.5V+3V=4.5V
当灯泡两端电压为U'L=2.5V时,电路中的电流为
故当灯泡两端电压为U'L=2.5V时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,最小值为
8.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,电源电压恒为3V。闭合开关S,电压表的示数为0.5V,则灯泡L2两端的电压为 V,灯泡L1与L2的电阻之比为 。
【答案】2.5 1∶5
【详解】[1]分析电路可知,闭合开关S,灯泡L1与L2串联,电压表测L1两端的电压,根据串联电路电压规律可知,灯泡L2两端的电压
[2]在串联电路中,电流处处相等,假设该电路电流为I,则灯泡L1的电阻
灯泡L2的电阻
灯泡L1与L2的电阻之比
9.(2023·湖南常德·中考真题)如图是两灯电流随电压变化的图像,两灯额定电压均为6V。若将两灯并联后接入电路,则干路电流最大为 A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为 V。
【答案】1.5 8
【详解】[1]两灯并联后,电源电压最大等于灯的额定电压即为6V,由图像可知甲灯和乙灯正常工作时的电流值分别为1.0A、0.5A,根据并联电路电流的特点得:干路电流最大值为
I=I甲+I乙=1.0A+0.5A=1.5A
[2]两灯串联后,由图像可知,甲灯和乙灯正常工作时的电流值分别为1.0A、0.5A,所以在保证电路安全的情况下,电路中的最大电流为I乙=0.5A,根据串联电路电流的特点得I甲=0.5A,再由图像可知,U甲=2V,U乙=6V,由串联电路电压的特点得=U甲+U乙=2V+6V=8V
考点二、欧姆定律的实验探究
1.(2024·湖南·中考真题)在“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
(1)连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行 ;
(2)连接电路时,开关S应处于 状态;
(3)连接完电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移至 端;
(4)某次实验中,电流表指针偏转如图乙所示,示数为 A;
(5)实验测出五组数据记录在表格中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处理数据? (列举一种方法即可)。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.6
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.20
0.24
【答案】调零 断开 B 0.1 做出U-I图像
【详解】(1)[1]连接电路前,电流表有示数,因此应该对电流表进行调零,使指针对准零刻度线。
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)[3]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,由图可知,滑片应处于B端。
(4)[4]由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,因此电流表的示数为0.1A。
(5)[5]实验中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,可以根据测出的五组数据做出U-I图像,从而得出电流与电压的关系。
2.(2024·湖南长沙·中考真题)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小明连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=5Ω。
(1)请你用笔画线表示导线将电路连接完整 ;
(2)小明测量并记录了几组电压和电流值如下表。最后一次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为
A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
(3)请在图丙中画出上表各组数据对应的点,并作出I-U图象 ;
(4)分析可得实验结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
【答案】 0.50 正
【详解】(1)[1]如图甲,滑动变阻器上接线柱已接好,故应将开关左接线柱与滑动变阻器其中一个下接线柱相连,如图所示:
(2)[2]如图乙,电流表选择了0~0.6A的量程,分度值为0.2A,由指针位置可知读数为0.5A。
(3)[3]根据表中数据在图丙中描好点,然后用一条直线将这些点连起来,如图所示:
(4)[4]由上图可知,电阻一定时,电流与电压的I-U图象是一条过原点的直线,为正比例函数图像,故可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
3.(2023·湖南怀化·中考真题)图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。
(1)检查发现连接的电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片Р应该移至最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,电压表示数接近于电源电压,则故障可能是:待测电阻发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录实验数据见下表。表中空白处电压如图乙所示,该示数是 V。请根据表中数据得结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 (选填“正比”或“反比”)。
电流
0.6
1.2
1.8
3.0
电流
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
【答案】 左 断路 2.4 正比
【详解】(1)[1]由图可知,电源为两节干电池,电压为3V,所以电压表量程应选用0~3V,如图所示:
(2)[2]为保护电路,电路接通前,滑动变阻器的滑片Р应该移至阻值最大处,即最左端。
(3)[3]电流表示数几乎为零,可能是电路断路;电压表示数接近于电源电压,说明电压表到电源两极没有断路,则故障可能是待测电阻发生了断路。
(4)[4]由图乙可知,电压表选用量程的分度值为0.1V,示数为2.4V。
[5]分析表中数据可知,电阻两端的电压与通过导体的电流的比值是定值,说明在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
4.(2023·湖南岳阳·中考真题)小聪用图甲所示电路图探究电流跟电压、电阻的关系。
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)若定值电阻R开路,闭合开关后 (选填“电流表”或“电压表”)无示数;
(3)实验完成后记录数据的纸被同学无意撕断,只剩图乙表格。根据表格数据我们能判断小聪探究的是电流跟 (选填“电压”或“电阻”)的关系;
(4)用“2.5V,0.3A”的小灯泡替换R来完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关移动滑片,电压表示数如图丙,此时电压为 V,电流表示数可能是下列数据中的 (选填序号)。
A.0.18A B.0.22A C.0.26A
【答案】 断开 电流表 电压 2 C
【详解】(1)[1]实验中为保护电路,连接电路中,开关需要断开。
(2)[2]图中电路为串联电路,若定值电阻R开路,电路为断开状态,所以电流表无示数。
(3)[3]由乙图可知,实验中,电压是变化,而电压与电流的比值为定值,所以可断定该实验是来探究电流与电压关系的。
(4)[4]丙图中,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,则读数为2V。
[5]当用灯泡正常发光时的电阻计算当电压为2V时的电流为
因为灯泡电阻受温度的影响会随温度的升高而增加,所以电压为2V时,灯泡的电阻小于正常发光时的电阻,导致电流会比计算出来的结果偏大,故C符合题意,AB不符合题意。故选C。
5.(2023·湖南益阳·中考真题)小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”,设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,在图乙中将实物电路连接完整(要求连线不得交叉;滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡变亮);
(2)小明同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是 ;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)排除电路故障后,下表是按正确的操作测得的数据,其中第一次测得的电流如图丙所示,则电流表示数为 A。从表中数据可看出,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,其原因是 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
3.0
3.8
电流I/A
0.38
0.40
【答案】 C 0.32 灯泡的电阻随温度发生变化,其电阻不是定值
【详解】(1)[1]电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路;滑动变阻器“一上一下”接线柱接入电路;如下图所示:
(2)[2]闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大,可能与电压表并联的小灯泡断路,接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[3]由图丙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值是0.02A,根据指针位置可知,其示数是0.32A。
[4]由表中数据可知,灯泡的电压增大,对应的电流也增大,灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,灯泡电阻变大,灯泡的电流跟灯泡两端电压的不成正比,其原因是灯丝的电阻随着温度的升高而增大。
考点三、欧姆定律测电阻
1.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察_______(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误。
实验次数
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
0.28
0.26
0.24
0.21
0.9
0.16
0.05
小灯泡的电阻R/Ω
8.9
8.1
7.1
6.2
1
3.1
2
【答案】(1)断开
(2) (3)B (4)5
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
(2)测量小灯泡电阻的实验中,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表和灯泡并联,如图所示:
(3)测量小灯泡正常工作时的电阻,在调节滑动变阻器时,观察电压表的示数,当电压表的示数是2.5V时,灯泡正常发光,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)由表中数据可知,灯泡两端的电压减小,通过灯泡的电流减小,第5次实验中电压比第4次实验中电压小,第5次实验中电流比第4次实验中的电流小,而表中第5次的电流比第4次的电流大,该数据是错误的。
2.(2023·湖南娄底·中考真题)小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值,用到的器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻Rx、开关各1个,导线若干;
(1)连接电路过程中,为保护电路,开关要 ;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数,原因可能是 ;
(3)若在实验时电流表短接,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,也能测出Rx的阻值。具体操作是:将滑动变阻器调到最大阻值,闭合开关,读出电压表的示数为U1,再将滑动变阻器调到最小阻值,读出电压表的示数为U2,待测电阻Rx= 。(用U1、U2、R0表示)。
【答案】断开 B Rx短路/电压表短路/电压表断路
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路过程中,开关要断开;
[2]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即B端。
(2)[3]闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即原因可能是Rx短路(或电压表短路或电压表断路)。
(3)[4]将滑动变阻器调到最小阻值,此时电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压,为U2;
将滑动变阻器调到最大阻值,此时Rx与滑动变阻器最大电阻串联,电压表测Rx两端电压,为U1,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
根据分压原理可知
即
解得
3.(2023·湖南长沙·中考真题)小明用图甲所示的电路来测未知电阻R的阻值,图乙是他连接的实验线路。
(1) 图乙中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置;
(2)图丙是正确连接电路后某一次实验时电表的示数,则被测电阻此次的测量值为 Ω。
(3)小霞用图甲所示的电路测未知电阻时,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,老师告诉她故障只有一处,发生在开关或滑动变阻器上,小明帮她提出两种检测故障的方案。
方案一:互换电流表和电压表的位置,闭合开关后观察电表的示数。
方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,闭合开关后观察电压表的示数。
你支持方案 ,根据所选方案写出电表示数的情况和对应的故障 。
【答案】 6 二 当电压表示数不为0时故障是开关断路,当电压表示数为0时故障是滑动变阻器断路
【详解】(1)[1]由电路图可知,滑动变阻器接的是上面两个接线柱,正确的应该是“一上一下”两个接线柱,正确电路如下:
(2)[2]由图丙可知,电压表的示数为2.4V,电流表的示数为0.4A,则被测电阻的阻值
(3)[3][4]闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,说明电路有断路。方案一,互换电流表和电压表的位置后,无论是开关或滑动变阻器上断路,电流表和电压表还是无示数,故此方案不可行。
方案二,把电压表拆下来并联在开关的两端,若开关断路,则电压表串联在电路中,电压表示数不为0,若滑动变阻器断路,则电压表示数为0。
4.(2023·湖南株洲·中考真题)某同学利用实验室提供的器材,测量标有电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻。他所连接的实验电路如图甲所示。
(1)在闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至 (填“A”或“B”)端;
(2)实验中,第一次测量时的电压等于2.5V,小灯泡正常发光。之后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
暗
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
根据表格中的实验数据,图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是 ;(填“①”或“②”)
(3)第6次测量时,电流表指针的偏转如图丙所示。则电流表的读数为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)对比不同电压下小灯泡的电阻值可知,小灯泡的电阻随电压的增大而 (填“增大”“减小”或“不变”),主要原因是小灯泡的电阻受 的影响。
【答案】B ① 0.16 3.125 增大 温度
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处B端。
(2)[2]由表中数据可知,第1次实验测得电阻为
第2次实验测得电阻为
第3次实验测得电阻为
同理可知,第四次、第五次、第七次测得的电阻分别为6.19Ω、4.74Ω、2Ω。即电阻随电压的降低而降低,并不是不变的。因此图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是①。
(3)[3]有图甲可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A。电流表的示数为0.16A。
[4]此时小灯泡的电阻为
(4)[5][6]由(2)的计算结果可得,小灯泡的电阻并不是固定不变的,它受温度的影响,随着电压的增大而增大。
5.(2023·湖南衡阳·中考真题)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω 1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整 ;
(2)连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”);
(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处: ;
(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是 (选填字母);
A.检查电路是否断路 B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 的影响。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻R/Ω
5.6
6.8
8.3
【答案】 断开 滑动变阻器的滑片并没有置于阻值最大处 B 9.6 温度
【详解】(1)[1]由于滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”,即允许通过变阻器的最大电流为1A,因此为了电路安全,电路电流不超过1A,因此电流表应选择小量程与小灯泡串联在电路中,如图所示
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)[3]闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明电路的电流太大,电路的电阻太小,滑动变阻器的滑片并没有置于阻值最大处。
(4)[4]闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。由于电流表是串联在电路中的,说明电路是通路,因此可能是因为变阻器连入电路的电阻过大,电路中电流过小导致的,因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(5)[5]由表格数据可知,当小灯泡的两端电压等于额定电压,即2.5V时,通过其的电流为0.26A,根据欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻为
[6]由表中数据可知,通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,根据P= UI可知,灯泡的实际功率增大,灯丝的温度升高,由此说明灯丝的电阻随温度的变化而变化。
6.(2023·湖南邵阳·中考真题)欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小;
(2)将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的Rx的I-U图像,如图丙所示,由图像可得Rx= Ω;
(4)乐乐觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1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R0、I1、I2表示)。
【答案】 Rx断路 5
【详解】(1)[1]如图甲所示的电路图,滑动变阻器串联接入电路,要求滑片P向右移动时,电流表示数小,滑动变阻器接入电路的阻值变大,应该将滑动变阻器左下端的接线柱接入电路,如图所示:
(2)[2]将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,说明电路发生了断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱之间的电路元件发生了断路,电压表测量的是电阻Rx两端的电压,则电路中存在的故障可能是Rx断路。
(3)[3]由图丙可知,电阻Rx两端的电压为2.5V时,对应的电流值为0.5A,根据欧姆定律公式可知,电阻Rx的阻值为
(4)[4]只闭合开关S1时,电流表读数为I1,电源电压为
U=(R0+Rx) I1……①
当开关S1、S2都闭合时,Rx被短路,由于电流表读数为I2,此时电源电压可以表示为
U= R0 I2……②
由①②两式联立可得
(R0+Rx) I1=R0 I2
则待测电阻为
7.(2023·湖南永州·中考真题)小明在物理实验室用图甲所示的电路测最小灯泡的电阻。已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线把图乙中的实物图连接完整 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,为了保护电路,应把滑动变阻器的滑片Р移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片Р到不同位置,并记下不同位置时电压表和电流表的示数,某次电流表的指针位置如图丙所示,读数为 A:
(4)通过实验数据作出小灯泡的图象如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;通过图象发现在不同电压下,小灯泡的电阻阻值不同,因此我们大胆推测灯丝的电阻随温度的降低而 (选填“变大”或“变小”)。
【答案】 B 0.3 5 变小
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,电压表的量程选择0~3V,电压表和灯泡并联,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为了保护电路,把滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,即B端。
(3)[3]由图丙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A。
(4)[4]由图丁可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.5A,小灯泡正常发光时的电阻为
[5]由I-U的关系图像可知,当灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也变大,根据P=UI可知,灯泡的功率变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而变大,灯丝的电阻随温度的降低而变小。
8.(2023·湖南郴州·中考真题)如图,是小明为测量小灯泡的电阻所连的部分电路。电源电压恒为6V,待测小灯泡的额定电压为3.8V。
(1)用笔画线代替导线,将实物电路图连接完整 (要求:导线不能交叉,滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变暗);
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,移动滑动变阻器滑片时,电流表示数有明显变化,电压表示数始终为零。其原因可能是 ;
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡被短路 D.小灯泡的灯丝断了
(3)排除故障后,进行了多次测量。其中小灯泡正常发光时的电流表示数如图所示,其读数为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)该实验多次测量的目的是 ;
A.求平均值,减小实验的误差
B.寻找普遍规律,避免实验的偶然性
(5)分析下表中的数据,你认为小灯泡的电阻变化规律最接近下面I-U图像中的哪一条 。
A.甲曲线 B.乙曲线 C.丙曲线
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.0
2.5
3.0
3.8
4.0
电流I/A
0.33
0.34
0.35
0.41
电阻R/Ω
6.1
7.4
8.6
9.8
【答案】 C 0.4 9.5 B C
【详解】(1)[1]用伏安法测小灯泡的电阻,用电压表与小灯泡并联测小灯泡两端的电压,用电流表与之串联测流过小灯泡的电流,滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变暗,即滑动变阻器的滑片向左移动时接入电路的电阻变大,所以滑动变阻器选接右下接线柱,如图所示:
(2)[2]A.滑动变阻器接触不良,电压表、电流表均无示数,移动滑片,两表示数不变且一直无示数,故A不符合题意;
B.开关接触不良,电压表、电流表均无示数,移动滑片,两表示数不变且一直无示数,故B不符合题意;
C.小灯泡被短路,则与小灯泡并联的电压表也被短路,则电压表无示数,电流表和滑动变阻器仍能形成闭合回路,电流表有示数,且移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数会发生改变,故C符合题意;
D.小灯泡的灯丝断了,则电压表与电流表串联接入电路,此时电压表示数接近电源电压,电流表无示数,移动滑片,两表示数都不变,故D不符合题意。故选C。
(3)[3][4]由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.4A。此时小灯泡正常发光,其两端电压为额定电压3.8V,则小灯泡的电阻
(4)[5]小灯泡的电阻随温度的升高而增大,所以测量其电阻时取平均值毫无意义,这里多次测量的目的主要是寻找温度对小灯泡电阻的影响的普遍规律,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)[6]由表中数据可知,小灯泡的电阻先变化较快,后变化较慢,图中丙曲线为小灯泡的电阻变化规律,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
考点四、电功率
1.(2023·湖南湘潭·中考真题)如图是电能表表盘示意图,下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测电功率的仪器
B.此时电能表的读数为61985kW·h
C.这个电能表通过的电流一定为 10A
D.这个电能表应该在 220V的电路中使用
【答案】D
【详解】A.电能表是用来测量电路消耗电能(电流做功)的仪器,故A错误;
B.电能表最后一位是小数,故电能表的读数为,故B错误;
C.10A表示电能表可以通过的最大电流为10A,故C错误;
D.“220V”表示此电能表应该在220V的电路中使用,故D正确。
故选D。
2.(2023·湖南株洲·中考真题)如图,将一段柱状彩色橡皮泥接入电路,研究其导电性,闭合开关后,LED灯发光。若将橡皮泥揉搓成细条状后再接入电路,其他条件不变,则LED灯的亮度( )
A.增强 B.不变 C.减弱 D.条件不足,无法确定
【答案】C
【详解】由题意可知,将一段柱状彩色橡皮泥接入电路,研究其导电性,闭合开关后,LED灯发光。导体的电阻大小跟长度和横截面积有关,长度越长电阻越大,横截面积越小,电阻越大;若将柱状的橡皮泥揉搓成细条状后再接入电路,说明这段彩色橡皮泥变长变细了,所以其电阻要变大,根据欧姆定律可知,在电压不变时,电阻变大,则电流变小,由P=UI可知,LED灯的实际功率变小,则LED灯的亮度减弱。故ABD不符合题意;C符合题意。故选C。
3.(2023·湖南娄底·中考真题)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量减少时( )
A.R接入电路中的电阻减小 B.电流表示数减小
C.电路的总功率增大 D.R0两端电压增大
【答案】B
【详解】分析电路可知,和变阻器串联,电流表测电路电流。当油箱中的油量减少时,浮子下沉,则滑片上移,变阻器R连入电路的阻值变大,则总电阻变大,根据可知电流表示数减小,根据可知电路的总功率减小,根据可知R0两端电压减小。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.(2023·湖南怀化·中考真题)(多选)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向左滑动时,以下说法正确的是( )
A.电压表读数变小,总功率变大 B.电路的总电阻变小,总功率变大
C.电压表读数变大,电流表读数变大 D.电压表读数变大,电流表读数变小
【答案】BC
【详解】由电路图知,两电阻串联连接,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路中的总电阻变小,据欧姆定律知,电路中的电流变大,电流表计数变大,据串联电路的分压特点知,变阻器分得的电压变小,电源电压不变,R0分得的电压变大,电压表示数变大,据P=UI知,电路的总功率变大,故AD错误,BC正确。
故选BC。
5.(2023·湖南邵阳·中考真题)如图所示,电源电压4.5V保持不变,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。将滑片P置于中点位置,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列判断正确的是( )
A.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率一直变大
B.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率先变大后变小
C.滑片P向右移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率一直变大
D.滑片P向右移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率先变大后变小
【答案】B
【详解】灯泡L标有“3V 1.5W”字样,则灯泡的电阻
滑动变阻器的电功率等于电流总功率与灯泡的电功率之差,即
根据抛物线的性质知道,当
时,滑动变阻器的功率最大,根据串联电路电阻规律知道,此时滑动变阻器接入电路的阻值
滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样,将滑片P置于中点位置,滑动变阻器接入电路的电阻为
10Ω>6Ω
滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据抛物线的性质知道,滑动变阻器的功率先变大后变小,滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据抛物线的性质可知滑动变阻器的功率一直变小,故B正确,ACD错误。故选B。
6.(2023·湖南常德·中考真题)如图是电吹风工作原理的电路图及铭牌信息,当电吹风正常工作且吹热风时,两条支路电流之比为( )
额定电压
220V
工作频率
50Hz
热风挡电功率
900W
冷风挡电功率
100W
A.IR∶IM=9∶1 B.IR∶IM=1∶9 C.IR∶IM=8∶1 D.IR∶IM=1∶8
【答案】C
【详解】由电路图可知,两开关都闭合时,电动机和电阻并联,电吹风吹热风,由并联电路的特点可知,吹热风时电动机的电功率和吹冷风时电动机的电功率相等,则吹热风时,加热电阻的电功率
PR=P加热﹣PM=900W﹣100W=800W
两条支路电流之比
故选C。
7.(2023·湖南岳阳·中考真题)如图,电源电压为18V,小灯泡规格为“10V,10W”且不考虑灯丝电阻随温度变化,R1为定值电阻。R2为滑动变阻器,最大阻值为60Ω。甲乙是同种电表,可供选择的电表为双量程电压表(量程分别为0~3V,0~15V)和电流表(量程分别为0~0.6A;0~3A)。闭合开关,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器R₂,两表示数均有变化且小灯泡亮度发生改变。当小灯泡正常发光时,甲、乙两表示数之比为8:13。下列表述均正确且无遗漏的一组是:( )
①甲、乙同为电流表 ;②R₁阻值为5Ω;③调节R₂,通过R₂最小的电流为0.24A;④调节R₂,小灯泡的最小功率为3.6W
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【详解】为确保电路安全,若甲乙同为电流表时,电路为R1、R2、L并联,根据并联电路中电压的特点可知灯泡电压此时超过额定电压,灯泡会被烧毁,因此,甲乙两表不能为电流表,应同为电压表;
当甲乙同为电压表时,电路为串联,电源电压为18V,甲电表测R1、R2两端电压,乙电表测R2、L两端电压,此时灯泡正常发光,电压为10V,且两电表的示数之比为8:13,则电路中的电流为
灯泡电阻为
电路中的总电阻为
则可得----------①
根据两电压表的示数之比可得-------------②
联立①②可解的,;为确保电路安全,当乙电压表的示数为15V时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,则电路中电流最小,此时R1的电压为
最小电流为
根据可知,灯泡的最小电功率为
所以②④符合题意,故B正确,ACD错误。故选B。
8.(2023·湖南衡阳·中考真题)(多选)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片Р从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.小灯泡的额定功率为6W
C.滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D.滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
【答案】BD
【详解】A.由电路图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为灯泡的简单电路,由图像乙可知,此时小灯泡正常发光,则电源电压,故A错误;
B.由图像乙可知,当灯泡两端的电压为6V时,电流为1.0A,则小灯泡的额定功率
故B正确;
C.由电路图可知,灯泡L与R串联,当R接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像乙可知,电路中电流最小为Imin=0.5A,此时灯泡的电压为,此时华变阻器的电压
滑动变阻器的最大电阻,故C错误;
D.滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量
故D正确。故选BD。
9.(2023·湖南益阳·中考真题)有三个用电器,一个是“220V 60W”的电风扇,一个是“220V 40W”的电热毯,另一个是“220V 45W”的LED节能灯,都正常工作相同的时间,产生热量最多的用电器是 ,若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%,则它在100s内产生的热量为 J(不考虑温度对其电阻的影响)。
【答案】电热毯 2560
【详解】[1]三个用电器额定电压相等,额定功率差不多,根据W=Pt可知相同时间消耗的电能差不多,电风扇主要将电能转化为机械能和内能,节能灯工作时将电能大部分转化为光能,而电热毯属于纯电阻用电器,主要将电能转化为内能,电热毯产生的热量最多。
[2]电热毯的电阻
若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%,实际电压
U实=80%U=80%×220V=176V
它在100s内产生的热量为
10.(2023·湖南株洲·中考真题)图甲为家用储水式电热水器,容积为60L,功率为2kW,主要由箱体、制热、控制和进出水系统组成,其内部结构如图乙所示。解答下列问题。
(1)电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料,从节能方面看,应具有 (填“绝热”或“导热”)性能。储水腔内出水管的位置比进水管高,因热水密度比冷水小,故储水腔内 (填“热”或“冷”)水在上。在水压作用下,热水通过位置较高的出水管口不断流出;
(2)储水腔储满水时,水的质量为 kg。要将这些水由20℃加热到预设温度70℃,需要吸收的热量为 J;已知水=1.0103kg/m3,c水=4.2103J/(kg·℃),1L=1.010-3m3
(3)制热系统工作0.5h消耗 kW·h的电能。
【答案】绝热 热 60 1
【详解】(1)[1]为了减少热量散失,电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料,应该具有绝热性能,以减少能量损耗。
[2] 因热水密度比冷水小,出水管的位置比进水管高,所以储水腔内应该是热水在上边。
(2)[3] 储水腔储满水时,水的质量为
[4]这些水需要吸收的热量为
(3)[5] 制热系统工作0.5h消耗的电能为
考点五、测量小灯泡电功率
1.(2025·湖南·中考真题)小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变。小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求导线不得交叉;
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,此时观察到 表的指针有明显偏转。
【答案】(1) (2)左 (3)0.75 (4)电压
【详解】(1)测量小灯泡的额定功率实验中,小灯泡、电流表、滑动变阻器、开关串联在电路中,电压表与灯泡并联,图中把电流表负接线柱与电源负极连接起来即可,如图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器阻值调至最大,即滑片P移到最左端。
(3)由图乙可知,电流表选择的量程为0~0.6A,示数为0.3A,灯泡额定功率为
(4)灯座上没有安装灯泡,因此电路处于断路状态,电流表指针不会偏转,电压表此时相当于直接接在电源两端,因此电压表指针会有明显偏转。
2.(2023·湖南湘潭·中考真题)利用图所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为 2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图中所示的器材连接成完整电路;( )
(2)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向 端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮;
(3)某次实验时,电流表的示数如图所示,则通过灯L的电流为 A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为 W;
(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在没有电流表的情况下,用如图所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为 R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S₁,调节滑片,使电压表示数为 U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关 S、S2,此时电压表的示数为 U;
可知小灯泡的额定功率 P额 = (用U额、U和 R表示); 若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx= (用U0、U额、U和R表示)。
【答案】见解析 断开 A 0.2 0.625 变大
【详解】(1)[1]根据题意可知,电路为串联电路,电压表测小灯泡电压,电源为两节干电池,电压表选择小量程,图中电压表和小灯泡之间缺一条导线,如下图:
(2)[2][3]为确保电路安全,连接电路时,开关需要断开,且滑动变阻器需要向阻值小的一端调节,即向A端移动使灯逐渐变亮。
(3)[4]据图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,读数为0.2A。
[5]根据I-U图像可知,当灯泡处于额定电压即2.5V时,电流为0.25A,则灯泡的额定电功率为
(4)[6]直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,此时电路为断路,电压表串联接入电路,测电源电压,所以示数会变大。
(5)[7][8]根据题意可知,电路为L、R、滑动变阻器串联,灯泡的电压为U额,定制电阻和灯泡的总电压为U,可求定制电阻的电压为
电路中的电流为
灯泡的额定功率为
此时滑动变阻器的电压为
滑动变阻器接入电路中的阻值为
考点六、欧姆定律与电功率的综合题
1.(2024·湖南·中考真题)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10N/kg)
(1)若货车模型总质量为1.5kg,则其所受重力为 N;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越 ;
(3)小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg,则R0阻值应为 Ω。
【答案】15 小 1000
【详解】(1)[1]货车模型总质量为1.5kg,则其所受重力为G=mg=1.5kg×10N/kg=15N
(2)[2]由图甲可知,R0与R串联,电压表与力敏电阻R并联,货车模型总质量越大,重力越大,则对绝缘平板的压力越大,由图乙可知,力敏电阻R的阻值越小,则电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路的电流越大,则R0两端的电压越大,根据串联分压可知,力敏电阻R两端的电压越小,所以电压表的示数越小。
(3)[3]由图丙可知,R0与R串联,电压表与R0并联,当货车模型总质量为2kg时,则其所受重力为
G1=m1g=2kg×10N/kg=20N
由图乙可知,此时力敏电阻R的电阻为500Ω,由题意知,将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,根据串联分压可得
则。
2.(2024·湖南·中考真题)小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型,如图所示。电源电压恒为6V,地灯L1标有“6V 3W”字样,床灯L2标有“6V 6W”字样。
(1)闭合开关S1,断开开关S2,灯 发光;
(2)求L2正常工作时的电阻R2;
(3)闭合开关S1、S2,求整个电路工作1min消耗的电能。
【答案】L1 6Ω 540J
【详解】解:(1)[1]由图可知,闭合开关S1,断开开关S2,灯L1接通电路,所以L1发光。
(2)[2]由题意知,床灯L2标有“6V 6W”字样,根据可知,R2的阻值为
(3)[3]闭合开关S1、S2,两个灯泡并联,根据并联电路电压的特点可知,两个灯泡两端的电压均为6V,因此均正常发光,因此整个电路工作1min消耗的电能
W=P总t=(P1+P2)t=(3W+6W)×60s=540J
3.(2023·湖南湘潭·中考真题)如图为小明家的电压力锅,图是它的铭牌,在锅内装入2.5kg初温为15℃的食材,加热至 95℃,已知,问:
(1)电压力锅加热时,电流为 A,电阻为 Ω;
(2)此过程中,食材吸热 J;这些热量相当于完全燃烧 m3天然气放出的热量;
(3)若该压力锅的加热效率为 80%,此加热过程需要多长时间?( )
【答案】5 44 6.6×105 0.015 750s
【详解】解:(1)[1][2]由图可知,电压力锅加热功率为1100W,额定电压为220V,由可得电压力锅加热时的电流
由可得电阻
(2)[3][4]食材吸收热量
根据题意,由可得这些热量相当于天然气完全燃烧所需的体积,即
(3)[5]若该压力锅的加热效率为 80%,根据可得加热这些食材所需要的电能
由可得加热过程所需时间
4.(2023·湖南株洲·中考真题)图甲为一种汽车前大灯的外形,下端三个金属片为灯的三脚插头,可连接电源;图乙为灯管内部结构,三根导电支架分别与三个金属片相连,支架间接有两组灯丝,夜间行车时,可根据需要进行切换。已知两组灯丝L1和L2的额定电压均为12V,额定功率分别为100W和80W。
甲 乙 丙
(1)两灯正常工作时,通过L2的电流为 A(结果保留两位小数),比通过L1的电流 (选填“大”或“小”)。
(2)图丙中的A、B、C分别代表与图乙中左、中、右三个支架相连的三个金属片。根据图乙,在图丙中画出灯管内的电路图;
(3)灯丝L1的阻值是 Ω。若将电源的两端分别连接金属片B、C,为保证电路安全,电源电压不能超过多少伏?(不考虑灯丝以外的电阻,忽略温度对电阻的影响。)
【答案】6.67 小 1.44 21.6
【详解】(1)[1][2]灯正常工作时,通过L2的电流
通过L1的电流
通过L2的电流小于通过L1的电流。
(2)[3]由图乙可知,两灯并联,如图所示:
(3)[4][5]灯丝L1的阻值
将电源的两端分别连接金属片B、C,分析电路可知,两灯串联,则电路中的电流相等,此时电路中的电流为L2正常发光时的电流,电路中的电阻
此时电源电压
5.(2023·湖南常德·中考真题)在今天的生活中传感器的应用越来越广泛。小明想可不可以利用压力传感器和初中所学的物理知识来设计一个可以直接测量压力大小的“压力计”呢?他找到一个压力传感器,知道它的阻值R与受压力大小F的对应关系图像如图甲所示,当0≤F≤200N时图像为直线。下面他设计了“压力计”电路图如图乙所示。已知电源电压为12V,电流表的量程为50mA。
(1)请根据电路图完善图丙的实物连接,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大;
(2)闭合开关S,不施加压力,调节滑动变阻器接入电路部分的阻值,从最大值逐渐减小,当电流表读数为40mA时电压表读数为4V,可知R0= Ω;
(3)闭合开关S,不施加压力,继续调节滑动变阻器R1,电流表指针指表盘正中间位置,将此位置标记刻度为F=0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值为 Ω。
(4)此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下,逐渐对传感器施加压力,并将对应的压力值标记到电流表上,制成了一个简易的“压力计”。若此“压力计”测得的F=160N时,电流表对应的示数为 mA。
【答案】 100 380 30
【详解】(1)[1]由于闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大,所以滑动变阻器选择左侧下接线柱接入电路,实物连接如图所示:
;
(2)[2]由题意知,电流表读数为I0=40mA时,电压表读数为U0=4V,R0的阻值
(3)[3]由题意知,当F=0时,电流表示数
+
由欧姆定律公式得R0的电压
U0=I0R0=25×10-3A×100Ω=2.5V
滑动变阻器两端的电压
U滑=U﹣U0=12V﹣2.5V=9.5V
滑动变阻器接入电路部分的电阻
(4)[4]由图甲可知R与F的关系式为
R=kF+b
再将F=0时,R0=100Ω和F′=200N时,R′=0Ω分别代入得
,b=100
即R与F的关系式为
将F=160N代入上式得,R″=20Ω;此时电路中总电阻
R总=R″+R滑=20Ω+380Ω=400Ω
由欧姆定律得电路中电流表的示数
考点七、欧姆定律与电功率的综合计算
1.(2025·湖南长沙·中考真题)冬天,为了给鱼缸内的水加热,小星购买了标有“220V 440W”的电热丝和标有“220V 275W”的电热丝各一根,电热丝的电阻不随温度变化。
(1)求电热丝正常工作时的电流;
(2)将和串联接入电路中,求与两端的电压之比;
(3)为了给鱼缸提供适宜的水温,小星想设计的加热电路需要满足以下要求:
(a)当水温低于20℃时,启动高挡快速加热,功率为440W;
(b)当水温在20℃至30℃之间时,启动低挡保温;
(c)当水温高于30℃时,断开整个电路。
为此,他找到了4个温控开关(功能见下表),从中选择两个开关设计了如图所示的电路。
元件类型
符号
功能
温控开关
温度低于20℃时闭合,高于20℃时断开
温度低于20℃时断开,高于20℃时闭合
温度低于30℃时闭合,高于30℃时断开
温度低于30℃时断开,高于30℃时闭合
①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号;
②按设计连好电路后,为调整功率,小星取下某一根电热丝,剪掉一截后接回原电路。再启动低挡,测得其中一根电热丝两端的电压为99V,请计算此时电路的总功率。
【答案】(1)2A (2)5∶8
(3)①;②见解析
【详解】(1)电热丝正常工作时的电流
(2)电阻丝的电阻
电阻丝的电阻
串联时,电阻丝两端的电压为,电阻丝两端的电压为,通过它们的电流相等,与两端的电压之比
(3)①由图可知,两个开关闭合,只有一个电阻接入电路,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,处于高温挡,当水温低于20℃时,启动高挡快速加热,功率为440W,所以这个电阻是R2,当水温低于20℃时,两个开关都闭合,当水温在20℃至30℃之间时,启动低挡保温,与R2并联的开关断开,另一个开关闭合,两个电阻串联,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,处于低温挡,另一个电阻是R1,S1的功能是温度低于20℃时闭合,高于20℃时断开,与R2并联的开关是S1;当水温高于30℃时,断开整个电路,另一个开关断开,S3的功能是温度低于30℃时闭合,高于30℃时断开,所以另一个开关是S3,如图所示:
②未剪前,低挡和串联,两端的电压
两端的电压
情况一:若剪短的是,将减小,将增大,都不可能变为99V;
情况二:若剪短的是,将减小,将增大,都有可能变为99V;
(i)若接回原电路后,若两端的电压
低挡时电路的实际电流
低挡总功率
(ii)若接回原电路后,两端的电压为,低挡时电路的实际电流
低挡总功率
2.(2024·湖南长沙·中考真题)小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V,电热丝R1、R2的阻值恒定,R1=4Ω。
(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率是多少?
(3)电源两端电压为6V时,“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源,则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少?
【答案】(1)1.5A;(2)9W;(3)250J
【详解】解:(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流为
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率为
(3)电源两端电压为6V时,干路电流为
通过R2的电流为
R2的阻值为
电源两端电压为5V时,干路电流为
使用“速热”挡通电10s产生的热量为
3.(2023·湖南邵阳·中考真题)贝贝在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服,她首先阅读说明书,知道电熨斗有“低温”“高温”两个档位,其简化电路如图所示。是电热丝,,S为旋转式开关。
(1)当旋转触片接触点1和2时,求电路中的电流;
(2)当旋转触片接触点2和3时,求电路消耗的总功率。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)如图所示,当旋转触片接触点1和2时,这是仅有的基础电路,此时电路中的电流为
(2)如图,当旋转触片接触点2和3时,并联,根据并联电路中电压特点,每条支路电压相等,此时通过的电流不变,通过的电流为
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过干路的总电流为
电路消耗的总功率为
4.(2023·湖南益阳·中考真题)如图所示,电源电压U=24V,定值电阻R0=4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”,电压表量程为0~15V。
(1)求当电压表示数U0=6V时,通过定值电阻R0的电流;
(2)求电路消耗的最小电功率;
(3)请分析说明,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值。
【答案】(1)1.5A;(2)24W;(3)8Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表测量R0两端的电压。通过定值电阻的电流为
(2)根据可知,当电压一定时,电阻越大,电功率越小。当滑动变阻器全部接入电路时,电路中的电阻最大,为
R总=R0+R大=4Ω+20Ω=24Ω
电路消耗的最小电功率为
(3)要保证滑动变阻器安全,电路中允许通过的最大电流为I大=2A,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小阻值为
要保证电压表安全,R0两端最大电压为U1=15V,则滑动变阻器两端电压为
U2=U-U1=24V-15V=9V
电路中最大电流为
超过了滑动变阻器允许通过的最大电流,所以要使电路安全,滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为8Ω。
5.(2023·湖南衡阳·中考真题)如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.2A;当开关S、S1都闭合时,电流表示数为0.5A。求:
(1)当开关S、S1都闭合时,通过R2的电流;
(2)R2的阻值;
(3)当开关S、S1都闭合时,通电1min电流通过R1做的功。
【答案】(1)0.3A;(2)20Ω;(3)72J
【详解】解:(1)当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,R1的两端电压等于电源电压,此时电路电流为I1=0.2A;当开关S、S1都闭合时,两电阻并联,电流表测的是干路电流,根据并联电路的电压特点可知,两电阻的两端电压都等于电源电压,此时通过R1的电流等于I1,根据并联电路的电流特点可得,通过R2的电流为
(2)根据欧姆定律可得,R2的阻值为
(3)当开关S、S1都闭合时,通过R1的电流等于I1,则通电1min电流通过R1做的功为
6.(2023·湖南常德·中考真题)在图甲所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S,两电流表的指针均指在表盘正中位置如图乙所示。
(1)求电源电压U;
(2)求电阻R2的功率;
(3)现用电阻R替换原来的两个电阻中的一个,发现替换前后只有一个电流表的示数发生了变化,且电路的总功率变化了1.2W。求电阻R的阻值(结果保留1位小数)。
【答案】(1)9V;(2)10.8W;(3)6.8Ω或8.4Ω
【详解】解:由图甲可知,两电阻并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流;
(1)由并联电路的电流特点可知,干路电流大于支路电流,A2的示数应大于A1的示数,因此A2选用大量程,A1选用小量程,由图乙可知,A1的分度值为0.02A,示数为0.3A,A2的分度值为0.1A,示数为1.5A,由并联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压U=U2=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V
(2)由并联的电流特点可知,通过R2的电流I2=I﹣I1=1.5A﹣0.3A=1.2A
则电阻R2的功率P2=U2I2=9V×1.2A=10.8W
(3)由于替换前后只有一个电流表的示数发生了变化,由并联电路的特点可知,此时无论更换哪个电阻,干路电流一定会发生变化,则A1的示数不能发生变化,因此被替换的电阻为R2,通过R1的电流不变;原来电路的总功率P=UI=9V×1.5A=13.5W
则更换后电路的总功率P'=P+ΔP=13.5W+1.2W=14.7W
或P″=P﹣ΔP=13.5W﹣1.2W=12.3W
当P'=14.7W时,由P=UI可知,干路电流
由并联电路的电流特点可知,此时通过R的电流
由欧姆定律可知,电阻R的阻值
当P″=12.3W时,干路电流
此时通过R的电流
电阻R的阻值
因此电阻R的阻值为6.8Ω或8.4Ω。
7.(2023·湖南永州·中考真题)如图所示,电源电压恒为3V,小灯泡标有“2.5V 1.2W”(设小灯泡电阻不变),滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)求小灯泡正常发光时的电流;
(2)求小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)求小灯泡正常发光时电路的总功率;
(4)在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器的滑片Р至某一位置,此时滑动变阻器的功率最大,求滑动变阻器的最大功率。
【答案】(1)0.48A;(2)1.04Ω;(3)1.44W;(4)0.432W
【详解】解:(1)根据灯泡规格,可求灯泡正常发光时的电流为
(2)当灯泡发光时,滑动变阻器的电压为
滑动变阻器的电阻为
(3)电路中的总功率为
(4)根据灯泡规格,可求灯泡的电阻为
设当电路中的电流为时,滑动变阻器的电功率可表示为
解得当,滑动变阻器的电功率最大,且此时电路安全,带入上式,可求滑动变阻器的最大电功率为
8.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,电源电压恒为18V,滑动变阻器R上标有“30Ω 1A”的字样,定值电阻R1=18Ω,小灯泡L上标有“6V 3W”字样(设小灯泡的电阻不随温度变化),电流表的量程为0~3A,求:
(1)闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P移到最上端a时,电流表的示数;
(2)闭合开关S、S2,断开S1时,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)闭合开关S、S1、S2,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P从最上端a向b端移动到某个位置时,电路的最小功率。
【答案】(1)1A;(2)24Ω;(3)22.5W
【详解】解:(1)闭合开关S、S1,断开S2,滑片移到最上端a时,电路中只有R1接入电路,电流表测流过R1的电流,此时电流表的示数
(2)闭合开关S、S2,断开S1,变阻器R变与小灯泡L串联,当小灯泡正常发光时,电路中的电流
小灯泡的电阻
电路中的总电阻
滑动变阻器接入的阻值
(3)闭合开关S、S1、S2,滑片P移动时,将变阻器分成R上和R下两部分,R上与R1串联组成一条支路、R下与L串联组成另一条支路,两条支路并联。由可知,当R总取最大值时,电路中的功率最小。要使R总取得最大值,需满足
即 ①, ②
由①②解得:,;
此时流过小灯泡的电流
灯泡会被烧坏。
此时流过R1的电流
干路电流
综合以上分析,电路的总功率最小时的安全条件是
此时,
故电路中的最小功率
9.(2023·湖南娄底·中考真题)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220V,R1、R2是电热丝,R1=55Ω,R2=110Ω。开关S接2、3时处于慢热挡;开关S接3、4时处于速热挡。求:
(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流;
(2)挂烫机慢热工作1min,电热丝产生的热量;
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
【答案】(1)4A;(2)5.28×104J;(3)1320W
【详解】解:(1)由电路图可知,开关S接2、3时处于慢热挡,只有电热丝R1接入电路中,则电路中的电流为
(2)慢热工作时间为t=1min=60s
电热丝产生的热量为
(3)开关S接3、4时处于速热挡,两电电热丝并联,R1的电功率为
R2的电功率为
挂烫机速热过程中的总电功率为
10.(2023·湖南长沙·中考真题)课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
【答案】(1)4A;(2);(3)方法一,825Ω
【详解】解:(1)S闭合后。电路中的电流
(2)通电100s电热丝产生的热量
(3)方法一更节能。两种方法的电路简图如下:
在方法一中的电热箱的功率为
在方法二中的电热箱的功率为
因为两次电热箱内的电功率相等,即,得
由W=UIt可得,方法一更节能。R0两次电压
因为电源电压保持不变,则RA和RB两端的电压,则UB=U2=165V R0两端的电压
电热箱内的电功率
在方法一中R0两端的电压
电热丝RA的阻值
11.(2023·湖南怀化·中考真题)甲图是一款恒温箱的内部原理电路图,工作电压220V,电热丝的阻值为44Ω;控制电路电源电压为8V,继电器线圈的电阻,滑动变阻器(调温电阻)的最大阻值为130Ω;热敏电阻的阻值随温度t变化的关系如乙图所示。和均置于恒温箱中,当继电器线圈中电流达到50mA,继电器的衔铁会把弹簧片吸到左边,右边工作电路断电停止加热。求:
(1)加热时,经过的电流?
(2)当最高控温设置在时,滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少?
(3)利用恒温箱把1kg的牛奶从加热到,牛奶吸收多少热量?(牛奶的比热容())
(4)把1kg的牛奶从加热到需要2min,则该恒温箱的加热效率为多少?(结果精确到0.1%)
【答案】(1);(2);(3);(4)
【详解】解:(1)如图,恒温箱加热时,经过的电流为
(2)如图乙所示,当最高控温设置在时,热敏电阻,继电器线圈中电流达到50mA,则图甲中三个电阻串联的总电阻为
则滑动变阻器接入电路中的阻值应为
(3)利用恒温箱把1kg的牛奶从加热到,牛奶吸收多少热量为
(4)如图甲,恒温箱将牛奶加热这2min需要消耗的电能为
则该恒温箱的加热效率为
答:(1)加热时,经过的电流为;
(2)当最高控温设置在时,滑动变阻器接入电路中的阻值应为;
(3)恒温箱把1kg的牛奶从加热到,牛奶吸收热量为;
(4)该恒温箱的加热效率为。
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专题09 欧姆定律、电功率(原卷版)
1.(2025·湖南长沙·中考真题)(多选)(物理与生活)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变小
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
考点一、欧姆定律及其应用
1.(2024·湖南长沙·中考真题)(多选)如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变,红灯工作时的电阻为R1,黄灯工作时的电阻为R2,闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,电压表示数为U1;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,电压表示数为U2,U1>U2。则下列说法正确的是( )
A.R1>R2 B.水位超过防洪预警线时,红灯亮
C.R1<R2 D.水位低于干旱预警线时,红灯亮
2.(2023·湖南长沙·中考真题)(多选)小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻、热敏电阻、电流表和电压表,小明在其中选择部分器材设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻的阻值随温度变化关系如图乙所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于这个电路的说法正确的是( )
A.图中电表是电压表
B.图中电表是电流表
C.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越大
D.热敏电阻温度越高,两端的电压越小
3.(2023·湖南株洲·中考真题)(多选)图为某款电加热器的简化电路图,R1、R2、R3为定值电阻,a、b、c、d为金属触点,S为旋钮开关,转动旋钮可以将相邻两个触点连通。则开关( )
A.连接a、b时,R1和R2串联
B.连接c、d时,R1和R3串联
C.从连接a、b旋转至c、d时,通过R1的电流变小
D.从连接a、b旋转至c、d时,通过R1的电流变大
4.(2023·湖南常德·中考真题)图中甲、乙两个滑动变阻器的外形、尺寸完全相同,滑片均位于中点,已知甲的最大阻值比乙的最大阻值大,闭合S后将两个滑动变阻器的滑片同时向左或向右移动。且移动时始终保持两滑片之间的距离不变。下列说法中正确的是( )
A.向左移动时,电流表示数变小
B.无论向左还是向右移动,电流表示数都变小
C.滑片位于滑动变阻器中点时,电流表的示数最小
D.滑片移动到滑动变阻器最右端时,电流表的示数最小
5.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是( )
A. B. C. D.
6.(2025·湖南长沙·中考真题)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为 Ω。
7.(2024·湖南长沙·中考真题)小明制作了一款可调亮度的小台灯,电路如图所示。电源电压保持不变,灯泡的电阻为10Ω,不考虑温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)闭合开关后,移动滑片使R的阻值变 时,通过灯泡的电流变大,灯泡变亮;
(2)当滑动变阻器R接入电路的阻值最大时,通过灯泡的电流为0.15A,此时灯泡两端的电压为 V。若灯泡两端允许的最大电压为2.5V,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ω。
8.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,电源电压恒为3V。闭合开关S,电压表的示数为0.5V,则灯泡L2两端的电压为 V,灯泡L1与L2的电阻之比为 。
9.(2023·湖南常德·中考真题)如图是两灯电流随电压变化的图像,两灯额定电压均为6V。若将两灯并联后接入电路,则干路电流最大为 A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为 V。
考点二、欧姆定律的实验探究
1.(2024·湖南·中考真题)在“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
(1)连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行 ;
(2)连接电路时,开关S应处于 状态;
(3)连接完电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移至 端;
(4)某次实验中,电流表指针偏转如图乙所示,示数为 A;
(5)实验测出五组数据记录在表格中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处理数据? (列举一种方法即可)。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.6
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.20
0.24
2.(2024·湖南长沙·中考真题)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小明连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=5Ω。
(1)请你用笔画线表示导线将电路连接完整 ;
(2)小明测量并记录了几组电压和电流值如下表。最后一次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为
A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
(3)请在图丙中画出上表各组数据对应的点,并作出I-U图象 ;
(4)分析可得实验结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
3.(2023·湖南怀化·中考真题)图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。
(1)检查发现连接的电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片Р应该移至最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,电压表示数接近于电源电压,则故障可能是:待测电阻发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录实验数据见下表。表中空白处电压如图乙所示,该示数是 V。请根据表中数据得结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 (选填“正比”或“反比”)。
电流
0.6
1.2
1.8
3.0
电流
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
4.(2023·湖南岳阳·中考真题)小聪用图甲所示电路图探究电流跟电压、电阻的关系。
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)若定值电阻R开路,闭合开关后 (选填“电流表”或“电压表”)无示数;
(3)实验完成后记录数据的纸被同学无意撕断,只剩图乙表格。根据表格数据我们能判断小聪探究的是电流跟 (选填“电压”或“电阻”)的关系;
(4)用“2.5V,0.3A”的小灯泡替换R来完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关移动滑片,电压表示数如图丙,此时电压为 V,电流表示数可能是下列数据中的 (选填序号)。
A.0.18A B.0.22A C.0.26A
5.(2023·湖南益阳·中考真题)小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”,设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,在图乙中将实物电路连接完整(要求连线不得交叉;滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡变亮);
(2)小明同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是 ;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)排除电路故障后,下表是按正确的操作测得的数据,其中第一次测得的电流如图丙所示,则电流表示数为 A。从表中数据可看出,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,其原因是 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
3.0
3.8
电流I/A
0.38
0.40
考点三、欧姆定律测电阻
1.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察_______(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误。
实验次数
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
0.28
0.26
0.24
0.21
0.9
0.16
0.05
小灯泡的电阻R/Ω
8.9
8.1
7.1
6.2
1
3.1
2
2.(2023·湖南娄底·中考真题)小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值,用到的器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻Rx、开关各1个,导线若干;
(1)连接电路过程中,为保护电路,开关要 ;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数,原因可能是 ;
(3)若在实验时电流表短接,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,也能测出Rx的阻值。具体操作是:将滑动变阻器调到最大阻值,闭合开关,读出电压表的示数为U1,再将滑动变阻器调到最小阻值,读出电压表的示数为U2,待测电阻Rx= 。(用U1、U2、R0表示)。
3.(2023·湖南长沙·中考真题)小明用图甲所示的电路来测未知电阻R的阻值,图乙是他连接的实验线路。
(1) 图乙中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置;
(2)图丙是正确连接电路后某一次实验时电表的示数,则被测电阻此次的测量值为 Ω。
(3)小霞用图甲所示的电路测未知电阻时,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,老师告诉她故障只有一处,发生在开关或滑动变阻器上,小明帮她提出两种检测故障的方案。
方案一:互换电流表和电压表的位置,闭合开关后观察电表的示数。
方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,闭合开关后观察电压表的示数。
你支持方案 ,根据所选方案写出电表示数的情况和对应的故障 。
4.(2023·湖南株洲·中考真题)某同学利用实验室提供的器材,测量标有电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻。他所连接的实验电路如图甲所示。
(1)在闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至 (填“A”或“B”)端;
(2)实验中,第一次测量时的电压等于2.5V,小灯泡正常发光。之后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
暗
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
根据表格中的实验数据,图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是 ;(填“①”或“②”)
(3)第6次测量时,电流表指针的偏转如图丙所示。则电流表的读数为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)对比不同电压下小灯泡的电阻值可知,小灯泡的电阻随电压的增大而 (填“增大”“减小”或“不变”),主要原因是小灯泡的电阻受 的影响。
5.(2023·湖南衡阳·中考真题)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω 1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整 ;
(2)连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”);
(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处: ;
(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是 (选填字母);
A.检查电路是否断路 B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 的影响。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻R/Ω
5.6
6.8
8.3
6.(2023·湖南邵阳·中考真题)欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小;
(2)将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的Rx的I-U图像,如图丙所示,由图像可得Rx= Ω;
(4)乐乐觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1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R0、I1、I2表示)。
7.(2023·湖南永州·中考真题)小明在物理实验室用图甲所示的电路测最小灯泡的电阻。已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线把图乙中的实物图连接完整 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,为了保护电路,应把滑动变阻器的滑片Р移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片Р到不同位置,并记下不同位置时电压表和电流表的示数,某次电流表的指针位置如图丙所示,读数为 A:
(4)通过实验数据作出小灯泡的图象如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;通过图象发现在不同电压下,小灯泡的电阻阻值不同,因此我们大胆推测灯丝的电阻随温度的降低而 (选填“变大”或“变小”)。
8.(2023·湖南郴州·中考真题)如图,是小明为测量小灯泡的电阻所连的部分电路。电源电压恒为6V,待测小灯泡的额定电压为3.8V。
(1)用笔画线代替导线,将实物电路图连接完整 (要求:导线不能交叉,滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变暗);
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,移动滑动变阻器滑片时,电流表示数有明显变化,电压表示数始终为零。其原因可能是 ;
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡被短路 D.小灯泡的灯丝断了
(3)排除故障后,进行了多次测量。其中小灯泡正常发光时的电流表示数如图所示,其读数为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)该实验多次测量的目的是 ;
A.求平均值,减小实验的误差
B.寻找普遍规律,避免实验的偶然性
(5)分析下表中的数据,你认为小灯泡的电阻变化规律最接近下面I-U图像中的哪一条 。
A.甲曲线 B.乙曲线 C.丙曲线
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.0
2.5
3.0
3.8
4.0
电流I/A
0.33
0.34
0.35
0.41
电阻R/Ω
6.1
7.4
8.6
9.8
考点四、电功率
1.(2023·湖南湘潭·中考真题)如图是电能表表盘示意图,下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测电功率的仪器
B.此时电能表的读数为61985kW·h
C.这个电能表通过的电流一定为 10A
D.这个电能表应该在 220V的电路中使用
2.(2023·湖南株洲·中考真题)如图,将一段柱状彩色橡皮泥接入电路,研究其导电性,闭合开关后,LED灯发光。若将橡皮泥揉搓成细条状后再接入电路,其他条件不变,则LED灯的亮度( )
A.增强 B.不变 C.减弱 D.条件不足,无法确定
3.(2023·湖南娄底·中考真题)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量减少时( )
A.R接入电路中的电阻减小 B.电流表示数减小
C.电路的总功率增大 D.R0两端电压增大
4.(2023·湖南怀化·中考真题)(多选)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向左滑动时,以下说法正确的是( )
A.电压表读数变小,总功率变大 B.电路的总电阻变小,总功率变大
C.电压表读数变大,电流表读数变大 D.电压表读数变大,电流表读数变小
5.(2023·湖南邵阳·中考真题)如图所示,电源电压4.5V保持不变,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。将滑片P置于中点位置,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列判断正确的是( )
A.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率一直变大
B.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率先变大后变小
C.滑片P向右移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率一直变大
D.滑片P向右移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率先变大后变小
6.(2023·湖南常德·中考真题)如图是电吹风工作原理的电路图及铭牌信息,当电吹风正常工作且吹热风时,两条支路电流之比为( )
额定电压
220V
工作频率
50Hz
热风挡电功率
900W
冷风挡电功率
100W
A.IR∶IM=9∶1 B.IR∶IM=1∶9 C.IR∶IM=8∶1 D.IR∶IM=1∶8
7.(2023·湖南岳阳·中考真题)如图,电源电压为18V,小灯泡规格为“10V,10W”且不考虑灯丝电阻随温度变化,R1为定值电阻。R2为滑动变阻器,最大阻值为60Ω。甲乙是同种电表,可供选择的电表为双量程电压表(量程分别为0~3V,0~15V)和电流表(量程分别为0~0.6A;0~3A)。闭合开关,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器R₂,两表示数均有变化且小灯泡亮度发生改变。当小灯泡正常发光时,甲、乙两表示数之比为8:13。下列表述均正确且无遗漏的一组是:( )
①甲、乙同为电流表 ;②R₁阻值为5Ω;③调节R₂,通过R₂最小的电流为0.24A;④调节R₂,小灯泡的最小功率为3.6W
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
8.(2023·湖南衡阳·中考真题)(多选)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片Р从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.小灯泡的额定功率为6W
C.滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D.滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
9.(2023·湖南益阳·中考真题)有三个用电器,一个是“220V 60W”的电风扇,一个是“220V 40W”的电热毯,另一个是“220V 45W”的LED节能灯,都正常工作相同的时间,产生热量最多的用电器是 ,若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%,则它在100s内产生的热量为 J(不考虑温度对其电阻的影响)。
10.(2023·湖南株洲·中考真题)图甲为家用储水式电热水器,容积为60L,功率为2kW,主要由箱体、制热、控制和进出水系统组成,其内部结构如图乙所示。解答下列问题。
(1)电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料,从节能方面看,应具有 (填“绝热”或“导热”)性能。储水腔内出水管的位置比进水管高,因热水密度比冷水小,故储水腔内 (填“热”或“冷”)水在上。在水压作用下,热水通过位置较高的出水管口不断流出;
(2)储水腔储满水时,水的质量为 kg。要将这些水由20℃加热到预设温度70℃,需要吸收的热量为 J;已知水=1.0103kg/m3,c水=4.2103J/(kg·℃),1L=1.010-3m3
(3)制热系统工作0.5h消耗 kW·h的电能。
考点五、测量小灯泡电功率
1.(2025·湖南·中考真题)小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变。小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求导线不得交叉;
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,此时观察到 表的指针有明显偏转。
2.(2023·湖南湘潭·中考真题)利用图所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为 2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图中所示的器材连接成完整电路;( )
(2)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向 端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮;
(3)某次实验时,电流表的示数如图所示,则通过灯L的电流为 A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为 W;
(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在没有电流表的情况下,用如图所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为 R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S₁,调节滑片,使电压表示数为 U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关 S、S2,此时电压表的示数为 U;
可知小灯泡的额定功率 P额 = (用U额、U和 R表示); 若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx= (用U0、U额、U和R表示)。
考点六、欧姆定律与电功率的综合题
1.(2024·湖南·中考真题)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10N/kg)
(1)若货车模型总质量为1.5kg,则其所受重力为 N;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越 ;
(3)小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg,则R0阻值应为 Ω。
2.(2024·湖南·中考真题)小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型,如图所示。电源电压恒为6V,地灯L1标有“6V 3W”字样,床灯L2标有“6V 6W”字样。
(1)闭合开关S1,断开开关S2,灯 发光;
(2)求L2正常工作时的电阻R2;
(3)闭合开关S1、S2,求整个电路工作1min消耗的电能。
3.(2023·湖南湘潭·中考真题)如图为小明家的电压力锅,图是它的铭牌,在锅内装入2.5kg初温为15℃的食材,加热至 95℃,已知,问:
(1)电压力锅加热时,电流为 A,电阻为 Ω;
(2)此过程中,食材吸热 J;这些热量相当于完全燃烧 m3天然气放出的热量;
(3)若该压力锅的加热效率为 80%,此加热过程需要多长时间?( )
4.(2023·湖南株洲·中考真题)图甲为一种汽车前大灯的外形,下端三个金属片为灯的三脚插头,可连接电源;图乙为灯管内部结构,三根导电支架分别与三个金属片相连,支架间接有两组灯丝,夜间行车时,可根据需要进行切换。已知两组灯丝L1和L2的额定电压均为12V,额定功率分别为100W和80W。
甲 乙 丙
(1)两灯正常工作时,通过L2的电流为 A(结果保留两位小数),比通过L1的电流 (选填“大”或“小”)。
(2)图丙中的A、B、C分别代表与图乙中左、中、右三个支架相连的三个金属片。根据图乙,在图丙中画出灯管内的电路图;
(3)灯丝L1的阻值是 Ω。若将电源的两端分别连接金属片B、C,为保证电路安全,电源电压不能超过多少伏?(不考虑灯丝以外的电阻,忽略温度对电阻的影响。)
5.(2023·湖南常德·中考真题)在今天的生活中传感器的应用越来越广泛。小明想可不可以利用压力传感器和初中所学的物理知识来设计一个可以直接测量压力大小的“压力计”呢?他找到一个压力传感器,知道它的阻值R与受压力大小F的对应关系图像如图甲所示,当0≤F≤200N时图像为直线。下面他设计了“压力计”电路图如图乙所示。已知电源电压为12V,电流表的量程为50mA。
(1)请根据电路图完善图丙的实物连接,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大;
(2)闭合开关S,不施加压力,调节滑动变阻器接入电路部分的阻值,从最大值逐渐减小,当电流表读数为40mA时电压表读数为4V,可知R0= Ω;
(3)闭合开关S,不施加压力,继续调节滑动变阻器R1,电流表指针指表盘正中间位置,将此位置标记刻度为F=0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值为 Ω。
(4)此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下,逐渐对传感器施加压力,并将对应的压力值标记到电流表上,制成了一个简易的“压力计”。若此“压力计”测得的F=160N时,电流表对应的示数为 mA。
考点七、欧姆定律与电功率的综合计算
1.(2025·湖南长沙·中考真题)冬天,为了给鱼缸内的水加热,小星购买了标有“220V 440W”的电热丝和标有“220V 275W”的电热丝各一根,电热丝的电阻不随温度变化。
(1)求电热丝正常工作时的电流;
(2)将和串联接入电路中,求与两端的电压之比;
(3)为了给鱼缸提供适宜的水温,小星想设计的加热电路需要满足以下要求:
(a)当水温低于20℃时,启动高挡快速加热,功率为440W;
(b)当水温在20℃至30℃之间时,启动低挡保温;
(c)当水温高于30℃时,断开整个电路。
为此,他找到了4个温控开关(功能见下表),从中选择两个开关设计了如图所示的电路。
元件类型
符号
功能
温控开关
温度低于20℃时闭合,高于20℃时断开
温度低于20℃时断开,高于20℃时闭合
温度低于30℃时闭合,高于30℃时断开
温度低于30℃时断开,高于30℃时闭合
①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号;
②按设计连好电路后,为调整功率,小星取下某一根电热丝,剪掉一截后接回原电路。再启动低挡,测得其中一根电热丝两端的电压为99V,请计算此时电路的总功率。
2.(2024·湖南长沙·中考真题)小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V,电热丝R1、R2的阻值恒定,R1=4Ω。
(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率是多少?
(3)电源两端电压为6V时,“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源,则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少?
3.(2023·湖南邵阳·中考真题)贝贝在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服,她首先阅读说明书,知道电熨斗有“低温”“高温”两个档位,其简化电路如图所示。是电热丝,,S为旋转式开关。
(1)当旋转触片接触点1和2时,求电路中的电流;
(2)当旋转触片接触点2和3时,求电路消耗的总功率。
4.(2023·湖南益阳·中考真题)如图所示,电源电压U=24V,定值电阻R0=4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”,电压表量程为0~15V。
(1)求当电压表示数U0=6V时,通过定值电阻R0的电流;
(2)求电路消耗的最小电功率;
(3)请分析说明,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值。
5.(2023·湖南衡阳·中考真题)如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.2A;当开关S、S1都闭合时,电流表示数为0.5A。求:
(1)当开关S、S1都闭合时,通过R2的电流;
(2)R2的阻值;
(3)当开关S、S1都闭合时,通电1min电流通过R1做的功。
6.(2023·湖南常德·中考真题)在图甲所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S,两电流表的指针均指在表盘正中位置如图乙所示。
(1)求电源电压U;
(2)求电阻R2的功率;
(3)现用电阻R替换原来的两个电阻中的一个,发现替换前后只有一个电流表的示数发生了变化,且电路的总功率变化了1.2W。求电阻R的阻值(结果保留1位小数)。
7.(2023·湖南永州·中考真题)如图所示,电源电压恒为3V,小灯泡标有“2.5V 1.2W”(设小灯泡电阻不变),滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)求小灯泡正常发光时的电流;
(2)求小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)求小灯泡正常发光时电路的总功率;
(4)在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器的滑片Р至某一位置,此时滑动变阻器的功率最大,求滑动变阻器的最大功率。
8.(2023·湖南郴州·中考真题)如图所示,电源电压恒为18V,滑动变阻器R上标有“30Ω 1A”的字样,定值电阻R1=18Ω,小灯泡L上标有“6V 3W”字样(设小灯泡的电阻不随温度变化),电流表的量程为0~3A,求:
(1)闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P移到最上端a时,电流表的示数;
(2)闭合开关S、S2,断开S1时,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)闭合开关S、S1、S2,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P从最上端a向b端移动到某个位置时,电路的最小功率。
9.(2023·湖南娄底·中考真题)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220V,R1、R2是电热丝,R1=55Ω,R2=110Ω。开关S接2、3时处于慢热挡;开关S接3、4时处于速热挡。求:
(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流;
(2)挂烫机慢热工作1min,电热丝产生的热量;
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
10.(2023·湖南长沙·中考真题)课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
11.(2023·湖南怀化·中考真题)甲图是一款恒温箱的内部原理电路图,工作电压220V,电热丝的阻值为44Ω;控制电路电源电压为8V,继电器线圈的电阻,滑动变阻器(调温电阻)的最大阻值为130Ω;热敏电阻的阻值随温度t变化的关系如乙图所示。和均置于恒温箱中,当继电器线圈中电流达到50mA,继电器的衔铁会把弹簧片吸到左边,右边工作电路断电停止加热。求:
(1)加热时,经过的电流?
(2)当最高控温设置在时,滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少?
(3)利用恒温箱把1kg的牛奶从加热到,牛奶吸收多少热量?(牛奶的比热容())
(4)把1kg的牛奶从加热到需要2min,则该恒温箱的加热效率为多少?(结果精确到0.1%)
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