第十四章 欧姆定律(复习讲义)物理苏科版2024九年级上册
2025-11-19
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2份
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59页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十四章 欧姆定律 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.60 MB |
| 发布时间 | 2025-11-19 |
| 更新时间 | 2025-11-19 |
| 作者 | 飞哥初高物数研究员 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-09-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54052047.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中物理欧姆定律复习讲义通过知识图谱梳理电阻、变阻器、欧姆定律核心知识点,构建“概念-规律-应用”递进体系,以框架图呈现电阻影响因素、串并联电阻规律等重难点,用思维导图串联知识点内在联系。
讲义亮点在于分层阶梯训练设计,基础题聚焦概念认知与基本计算,提升题侧重动态电路分析(如风速仪工作原理题)、故障排查及伏安法测电阻实验误差分析,融入科学思维与科学探究素养,助力不同层次学生精准提升,为教师实施分层教学提供系统支持。
内容正文:
第十四章 欧姆定律(复习讲义)
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【单元目标聚焦·名核心】
【知识图谱梳理·固基础】
【教材要点精析·夯重点】
知识点1:电阻
知识点2:变阻器
知识点3:欧姆定律
【考点题型突破·拓思维】
题型一 电阻和变阻器
题型二 比值计算
题型三 欧姆定律求范围问题
题型四 电路的动态分析
题型五 电路的故障分析
题型六 电阻的测量
【分层阶梯训练·提能力】
基础巩固通关测
能力提升进阶
【基础目标】
1.概念认知
明确电阻的定义,知道电阻的单位及常见单位换算;认识电阻的符号和常见定值电阻的外形,知道影响导体电阻大小的因素;了解滑动变阻器的构造和作用,认识其符号和接线柱接法。
2.规律理解
理解欧姆定律的内容,记住公式 及变形 、 。
3.基础操作与计算
能正确使用电压表和电流表测量导体的电阻;运用欧姆定律进行简单计算。
【进阶目标】
1.规律深化应用
结合串、并联电路的电流、电压规律,分析电路中各电表的示数变化。
2.综合计算
运用欧姆定律和串、并联电路规律进行综合计算;计算滑动变阻器接入不同阻值时,电路中的电流和用电器两端的电压变化。
3.实验分析与操作
分析“探究电流与电压、电阻的关系”实验:明确探究电流与电压关系时控制电阻不变,探究电流与电阻关系时控制电压不变,理解控制变量法的应用;会用滑动变阻器调节电路中的电压和电流,完成欧姆定律相关实验,能处理实验数据并得出结论。
【拓展目标】
1.跨章节综合应用
结合电路结构、欧姆定律和机械能/内能知识,分析复杂电路的能量转化;分析动态电路故障。
2.实际问题与创新
利用欧姆定律设计简单的控制电路;理解伏安法测电阻的原理,分析实验中可能出现的误差,提出改进方案。
3.科学思维
通过分析欧姆定律实验中的数据异常,培养分析问题、排查误差的能力;结合生活中的电器,理解欧姆定律在电路设计中的应用,认识电阻、电压、电流对用电器工作状态的影响,培养安全用电意识。
知识点1:电阻
1. 电阻的概念
(1) 定义:表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,符号为R
(2) 单位:基本单位欧姆,常用单位千欧、兆欧,换算关系:,
(3) 性质:导体本身的固有属性,与导体两端电压、通过的电流无关
2. 电阻的影响因素
(1) 材料:相同条件下,不同材料的导体电阻不同
(2) 长度:材料、横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大
(3) 横截面积:材料、长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小
(4) 温度:大多数导体(如金属)温度越高,电阻越大;少数导体(如石墨)温度越高,电阻越小。
3. 串、并联电路的电阻规律
(1) 串联电路电阻:总电阻等于各分电阻之和,公式,总电阻比任意一个分电阻都大
(2) 并联电路电阻:总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,公式,总电阻比任意一个分电阻都小
知识点2:变阻器
1.滑动变阻器
(1) 工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度,改变接入电路的电阻,进而改变电路电流
(2) 接线规则:必须“一上一下”接入电路(接“两下”为最大定值电阻,接“两上”为导线)
(3) 铭牌含义:如“20Ω 1A”,表示最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为1A
(4) 主要作用:改变电路电流和部分电路两端电压;闭合开关前,滑片移至最大阻值处保护电路
2.电阻箱
(1) 特点:能精确读出接入的电阻值,但无法连续改变电阻
(2) 读数方法:旋钮式电阻箱,用三角标志对应数字乘倍数后相加;插块式电阻箱,将拔掉塞子对应的电阻值相加
知识点3:欧姆定律
1.欧姆定律的内容与公式
(1) 内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
(2) 公式:,变形公式:
2. 欧姆定律的公式理解
(1) 单位统一性:电流单位为安培A,电压单位为伏特V,电阻单位为欧姆
(2) 物理同一性:I、U、R对应同一个导体或同一段电路
(3) 时间同时性:I、U、R是同一时刻的物理量
(4) 适用条件:仅适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能的电路)
3. 欧姆定律的应用
(1) 定量计算:已知任意两个物理量,可通过公式变形求出第三个量
(2) 电路分析:结合串、并联电路的电流、电压规律,分析电路中电表的示数变化(如串联电路中,某电阻阻值变大,其两端电压变大)
(3) 实验探究:为“伏安法测电阻”实验提供原理,通过测量导体两端电压和通过的电流,计算导体电阻
题型一 电阻和变阻器
1.如图所示,要使滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表的示数增大,M、N与滑动变阻器的接线柱的连接方法是( )
A.M接C,N接A B.N接B,M接A
C.N接D,M接B或C D.M接B,N接C或D
2.如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会变小,小灯泡变 (选填“亮”或“暗”),这是因为该导线的电阻与 有关,酒精灯对导线加热时,导线的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
3.如图所示是小文同学设计的一种自动测定油箱内油面高度的装置。
(1)图中是 (填元件名称)。
(2)油量表是用 表改装的,定值电阻的作用是 。
(3)当油箱中的油面上升时,滑片将向 (选填“上”或“下”)移动,接入电路的电阻 (选填“变大”或“变小”),此时油量表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
题型二 比值计算
4.(2025·安徽芜湖·三模)如图所示电路,电源电压保持不变,R1=10Ω。开关S断开和闭合时,两次电压表的示数之比为,则电阻R2的阻值为 Ω。
5.(2025·黑龙江佳木斯·二模)如图所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比为5:3,则通过R1、R2的电流之比为 ;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比为 。
6.(2025·重庆·模拟预测)如图所示的电路中电源电压恒定,定值电阻R1=10Ω,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比为3∶1,则R2= Ω;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表的读数之比为 。
题型三 欧姆定律求范围问题
7.(2025·安徽合肥·三模)如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变。电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“30Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两块电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,滑动变阻器R2阻值变化范围是 Ω。
8.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,电源电压6V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω,0.5A”,电压表接在了A B C D四个接线点中的某两点之间,保证电路安全前提下,在移动滑片P的过程中电压表示数的变化量最大,则最大是 ,电压表接在 两点之间,滑动变阻器的阻值范围是 。
9.(24-25九年级上·山东烟台·期末)如图所示,灯泡标有“6V,3W”字样,R1标有“5Ω,1.5A”,R2为标有“10Ω,1A”的滑动变阻器,电源电压恒定。闭合所有开关时,灯泡恰好正常发光,则10s内R1产生的热量为 J;断开S1、S2,R2允许调节的阻值范围为 Ω,移动R2滑片的过程中,R2的电功率与电路总功率的最大比值为 。
题型四 电路的动态分析
10.如图所示为风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,为定值电阻,为电阻丝,滑片与电阻丝接触良好。无风时,滑片在A处;有风时,滑块与滑片一起向左移动。闭合开关S,当风速增大时下列分析正确的是( )
A.风速越大,电流表示数越小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
11.(2025·山东日照·中考真题)某同学利用如图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,Rt为某种热敏电阻,R为定值电阻。闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.热敏电阻Rt的阻值变大
B.电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小
12.(重庆市沙坪坝区2023-2024学年九年级上学期学业质量监测(中学)物理试题)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,由某电表改装成的显示器的示数也增大。下列理解正确的是( )
A.接线柱“1”应与“2”连接
B.该显示器是由电压表改装的
C.若货车质量增大,电阻R两端电压增大
D.若货车质量增大,电阻的电功率增大
题型五 电路的故障分析
13.(2025·北京·三模)如图所示,电源两端电压保持不变,定值电阻。闭合开关,关于该电路,下列说法正确的是( )
A.通过的电流小于通过的电流 B.的电功率小于的电功率
C.若发生断路,仍可工作 D.若发生短路,仍可工作
14.(2025·安徽合肥·三模)如图所示,电源为两节新干电池串联使用,开关闭合后灯泡发光,两个电表均有示数。调节滑动变阻器滑片到某处时,灯泡突然熄灭,两个电表一个示数变大,一个示数变小。则电路可能出现的故障为( )
A.电源电压突然降低
B.若是电压表示数变大,则是灯泡发生了短路
C.滑动变阻器短路
D.若是电流表示数变大,则是灯泡发生了短路
15.(2025·山东泰安·二模)如图电路正常工作一段时间后,两表中一表示数变大,另一表示数变小。电路中除了灯泡L和电阻R外,其他元件及连接均无问题,则下列分析中正确的是( )
A.R短路或断路都有可能 B.一定是R断路
C.可能是灯丝短路 D.可能是灯丝断了
题型六 电阻的测量
16.如图所示的电路中,电源两端的电压未知但保持不变,R0是阻值已知的定值电阻。只闭合开关S1时,电流表的示数为I1,开关S1和S2均闭合时,电流表的示数为I2,则电阻Rx的阻值可以表示为( )
A. B.
C. D.
17.(2025·江苏南通·中考真题)灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,在测量其电阻大小的实验中,小军设计了如图甲所示的电路,电源电压3V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑片应位于最 端。闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,灯泡不发光,这是因为 ;
(3)移动滑片,灯泡发出微弱的光,此时电压表示数为0.6V,电流表示数如图乙,灯泡电阻为 Ω。继续移动滑片使灯泡正常发光,此时灯泡电阻约为 Ω;(均保留一位小数)
(4)小军分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻R1;
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2;
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出R1、R2的平均值。
你认为最合理的是方案 理由是 。
18.(24-25九年级下·湖北黄冈·开学考试)学校科技创新小组的同学们在做以下实验:
(一)利用如图甲,测量“小灯泡正常发光时的电阻”,电源电压为4.5V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整 。
(2)闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;在该图象中发现电流与电压不成正比,这是因为 。
(二)他们将灯泡换成定值电阻R,继续探究“电流跟电阻”的关系,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(4)在实验中依次从小到大更换R的阻值,并逐渐向 (选填“A”或“B”)调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论: ;
(5)为完成整个实验,他们应该选取的滑动变阻器最大阻值不小于 Ω。
基础巩固通关测
1.下列关于电阻的说法正确的是( )
A.当导体两端不加电压,没有电流通过时,其电阻为零
B.导体中的电流越大,其电阻越大
C.导体两端的电压越大,其电阻越小
D.导体电阻的大小取决于导体本身
2.如图所示,当滑片P向左滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大的接法是( )
A.B.C.D.
3.(2025·广东深圳·三模)比赛结束后,小明前往科技馆,了解光电技术的奥秘。小明在前往科技馆的路上想起了之前学习过的电路图,下列说法错误的是( )
A.研究“电流与电压的关系”可以用小灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要保持电阻两端电压不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在以上选项的三个实验中,滑动变阻器都有保护电路的作用
4.如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。当将一个“2.5V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰好正常发光;若换一个“3.8V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡( )
A.比正常发光亮些 B.比正常发光暗些
C.能正常发光 D.灯丝将会被烧断
5.(2025·安徽马鞍山·三模)在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
6.(2025·陕西榆林·一模)如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动时,电表示数变化情况是( )
A.电流表A2示数增大,电压表示数不变 B.电流表A1示数不变,电压表示数不变
C.电流表A2示数减小,电压表示数增大 D.电流表A1示数增大,电压表示数增大
7.(24-25九年级上·内蒙古呼和浩特·期中)小林按如图所示的电路图正确连接好电路后,闭合开关,两灯都能发光,但过了一会儿,两灯均熄灭,两电压表均有示数且相等,则可能原因是( )
A.灯短路 B.灯断路 C.灯短路 D.灯断路
8.(2025·安徽·中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中,得到导体A和导体B的图像如图所示。则当导体A两端的电压为时,它的阻值 (选填“小于”“等于”或“大于”)导体B的阻值。
9.(2025·四川广安·中考真题)两个定值电阻串联在电路中,已知,则通过的电流之比为 ,两端的电压之比为 。
10.(2025·安徽池州·三模)如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻,只闭合开关S,电流表示数为0.15A,再闭合开关,电流表示数为0.2A,则定值电阻的阻值为 Ω。
11.(2025·山东德州·二模)小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及规格为“10Ω,0.5A”的滑动变阻器等器材,来“探究电流与电阻的关系”。
(1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中,检查时发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)电路正确连接后,闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数为 V;
(3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,使 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变。
(4)小明按上述方法,更换不同阻值的电阻进行了多次实验后,得出结论: 。
(5)完成上面实验后,小明又利用两个已知阻值分别为的定值电阻,设计了图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。(电源电压保持不变)
①当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;
②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 (用已知和测量出的物理量符号表示)
12.(2024·上海青浦·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 1A”字样)、开关以及导线若干。他连接电路,先将变阻器滑片移至一端。闭合开关时,测得电流表示数为0.5安;然后他移动变阻器滑片,电流表、电压表示数逐渐增大,当滑片移至某一位置时,两电表示数如图(a)(b)所示。他在实验过程中发现电压表的示数变化范围为5伏~10伏。
根据上述信息,完成下列计算(均需写出计算过程)
① 电源电压U。
② 待测电阻Rx的阻值(精确到0.1欧)。
13.小巴设计了一个简易体重计,电路如图甲所示。电源电压6V,定值电阻R0=6Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示。电流表量程为0~0.6A,改装后用于显示被测人体重,踏板重力不计。求:
(1)当没有人测量时,电流表示数为多少A?
(2)当被测人体重为300N时,R0两端的电压为多少V?
(3)在电路安全的情况下,能测量的最大质量为多少kg?(g=10N/kg)
能力提升进阶练
1.如图所示,有关滑动变阻器的使用,下列说法错误的是( )
A.铭牌上的“10Ω 2A”表示滑动变阻器的变阻范围是0~10Ω
B.滑动变阻器要“一上一下”接线才能发挥变阻的作用
C.接线柱C、D端接进电路为定值电阻
D.滑片P和线圈之间是导电的
2.(2025·四川成都·三模)小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中不正确的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑动到最右端
B.实验过程中应控制电压表示数为不变
C.当电阻R由更换为后,要控制R的电压一定,应将滑片P适当向右移动
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
3.(2025·安徽·三模)如图所示是两电阻、的图像。将、并联后接入电路,根据图中信息分析可知,下列说法正确的是( )
A.通过的电流大于通过的电流 B.电路的总电阻分别小于、的阻值
C.电阻两端的电压大于两端的电压 D.当电源电压为4V时,干路电流为0.8A
4.(2025九年级·新疆·专题练习)如图所示,电路中电源两端的电压保持不变。当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表示数之比为2:5;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数U甲:U乙为( )
A.5:3 B.5:2 C.3:2 D.2:3
5.(25-26九年级上·山东青岛·开学考试)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小
B.电流表A的示数变大,电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小,电压表V2的示数不变
D.电流表A的示数变大,电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小
6.(24-25九年级上·四川成都·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,两个电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是( )
A.L短路 B.L断路 C.R断路 D.R短路
7.(2020·山东德州·二模)如图所示,电源电压为9V保持不变,闭合开关S,为保证电流表的示数为0.75A,现有5Ω、20Ω、30Ω电阻各一个,若在其中选择两个电阻在图中虚线框内连成电路,则下列做法可行的是( )
A.5Ω和20Ω串联 B.20Ω和30Ω串联
C.5Ω和30Ω并联 D.20Ω和30Ω并联
8.如图所示的电路中,小明制作了一个可显示拉力大小的拉力器,为一个定值电阻。闭合开关S,对拉环施加水平向右的拉力的过程中,滑动变阻器R接入电路中的阻值 ,电流表的示数 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
9.(2025·四川泸州·三模)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P分别位于最右端a和其上某处b(图中未标出),记录两电表数据并标于图乙中M、N两点处。则滑动变阻器的最大阻值为 Ω,电源电压是 V,电阻R1的阻值为 Ω。
10.(2012·湖北襄阳·中考真题)用均匀的电阻丝围成一个正方形ABCD,如图所示,其中E为CD的中点.当B、D两点接入电路中时,阻值为8Ω;那么将B、E两点接入电路时,阻值为 Ω.
11.有如图所示的电阻分布,ab两点间的电阻Rab= .
12.(2025·广东韶关·一模)实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置进行“测量定值电阻阻值”的实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(导线不得交叉)。要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数逐渐变小;
(2)连接好电路的最后一根导线后,电流表、电压表指针均发生偏转,出现这种现象的原因是 ;
(3)实验时,将滑动变阻器的滑片移到某一位置处,电压表示数为,电流表指针位置如图乙所示为 A,此时,定值电阻的阻值为 ;
(4)实验结束后,实验小组的同学想利用滑动变阻器和电压表测出的阻值,便设计了电路图丙,请你帮助实验小组完成实验步骤。(滑动变阻器最大阻值为)
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,读出电压表示数为;
② ,读出电压表示数为;
③待测电阻表达式: 。
13.(24-25九年级下·江西赣州·期中)如图所示,电源电压为3V,,。求:
(1)只闭合开关时,电流表的示数;
(2)只闭合开关时,与两端电压之比;
(3)闭合开关、,断开时,电流表与的示数之比。
14.(24-25九年级上·河北廊坊·期末)如图1所示,电源电压可调,为标有“0.5A”字样的滑动变阻器,电流表量程为0~0.6A,、是额定电压均为3V的小灯泡,其电流与电压的关系如图2所示。若只闭合,电源电压调节为5V,滑片滑至中点时灯正常发光。求:
(1)正常发光时的电阻。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)只闭合,在滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω的条件下移动滑片,使得电路中有一只小灯泡始终能正常发光。在保证电路安全的前提下,求电源电压的调节范围。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
$第十四章 欧姆定律(复习讲义)
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【单元目标聚焦·名核心】
【知识图谱梳理·固基础】
【教材要点精析·夯重点】
知识点1:电阻
知识点2:变阻器
知识点3:欧姆定律
【考点题型突破·拓思维】
题型一 电阻和变阻器
题型二 比值计算
题型三 欧姆定律求范围问题
题型四 电路的动态分析
题型五 电路的故障分析
题型六 电阻的测量
【分层阶梯训练·提能力】
基础巩固通关测
能力提升进阶
【基础目标】
1.概念认知
明确电阻的定义,知道电阻的单位及常见单位换算;认识电阻的符号和常见定值电阻的外形,知道影响导体电阻大小的因素;了解滑动变阻器的构造和作用,认识其符号和接线柱接法。
2.规律理解
理解欧姆定律的内容,记住公式 及变形 、 。
3.基础操作与计算
能正确使用电压表和电流表测量导体的电阻;运用欧姆定律进行简单计算。
【进阶目标】
1.规律深化应用
结合串、并联电路的电流、电压规律,分析电路中各电表的示数变化。
2.综合计算
运用欧姆定律和串、并联电路规律进行综合计算;计算滑动变阻器接入不同阻值时,电路中的电流和用电器两端的电压变化。
3.实验分析与操作
分析“探究电流与电压、电阻的关系”实验:明确探究电流与电压关系时控制电阻不变,探究电流与电阻关系时控制电压不变,理解控制变量法的应用;会用滑动变阻器调节电路中的电压和电流,完成欧姆定律相关实验,能处理实验数据并得出结论。
【拓展目标】
1.跨章节综合应用
结合电路结构、欧姆定律和机械能/内能知识,分析复杂电路的能量转化;分析动态电路故障。
2.实际问题与创新
利用欧姆定律设计简单的控制电路;理解伏安法测电阻的原理,分析实验中可能出现的误差,提出改进方案。
3.科学思维
通过分析欧姆定律实验中的数据异常,培养分析问题、排查误差的能力;结合生活中的电器,理解欧姆定律在电路设计中的应用,认识电阻、电压、电流对用电器工作状态的影响,培养安全用电意识。
知识点1:电阻
1. 电阻的概念
(1) 定义:表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,符号为R
(2) 单位:基本单位欧姆,常用单位千欧、兆欧,换算关系:,
(3) 性质:导体本身的固有属性,与导体两端电压、通过的电流无关
2. 电阻的影响因素
(1) 材料:相同条件下,不同材料的导体电阻不同
(2) 长度:材料、横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大
(3) 横截面积:材料、长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小
(4) 温度:大多数导体(如金属)温度越高,电阻越大;少数导体(如石墨)温度越高,电阻越小。
3. 串、并联电路的电阻规律
(1) 串联电路电阻:总电阻等于各分电阻之和,公式,总电阻比任意一个分电阻都大
(2) 并联电路电阻:总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,公式,总电阻比任意一个分电阻都小
知识点2:变阻器
1.滑动变阻器
(1) 工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度,改变接入电路的电阻,进而改变电路电流
(2) 接线规则:必须“一上一下”接入电路(接“两下”为最大定值电阻,接“两上”为导线)
(3) 铭牌含义:如“20Ω 1A”,表示最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为1A
(4) 主要作用:改变电路电流和部分电路两端电压;闭合开关前,滑片移至最大阻值处保护电路
2.电阻箱
(1) 特点:能精确读出接入的电阻值,但无法连续改变电阻
(2) 读数方法:旋钮式电阻箱,用三角标志对应数字乘倍数后相加;插块式电阻箱,将拔掉塞子对应的电阻值相加
知识点3:欧姆定律
1.欧姆定律的内容与公式
(1) 内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
(2) 公式:,变形公式:
2. 欧姆定律的公式理解
(1) 单位统一性:电流单位为安培A,电压单位为伏特V,电阻单位为欧姆
(2) 物理同一性:I、U、R对应同一个导体或同一段电路
(3) 时间同时性:I、U、R是同一时刻的物理量
(4) 适用条件:仅适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能的电路)
3. 欧姆定律的应用
(1) 定量计算:已知任意两个物理量,可通过公式变形求出第三个量
(2) 电路分析:结合串、并联电路的电流、电压规律,分析电路中电表的示数变化(如串联电路中,某电阻阻值变大,其两端电压变大)
(3) 实验探究:为“伏安法测电阻”实验提供原理,通过测量导体两端电压和通过的电流,计算导体电阻
题型一 电阻和变阻器
1.如图所示,要使滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表的示数增大,M、N与滑动变阻器的接线柱的连接方法是( )
A.M接C,N接A B.N接B,M接A
C.N接D,M接B或C D.M接B,N接C或D
【答案】A
【详解】A.M接C,N接A时,有效部分是左半段,滑片P向左滑动时,接入电阻变小,电流表示数增大,故A符合题意;
B.N接B,M接A,相当于定值电阻,不能改变电流的大小,故B不符合题意;
C.N接D,M接B时,有效部分是右半段,滑片P向左滑动时,接入电阻变大,电流表示数减小;若M接C,则相当于导线,不能改变电流的大小,故C不符合题意;
D.M接B,N接C或D时,有效部分是右半段,滑片P向左滑动时,接入电阻变大,电流表示数减小,故D不符合题意。
故选A。
2.如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会变小,小灯泡变 (选填“亮”或“暗”),这是因为该导线的电阻与 有关,酒精灯对导线加热时,导线的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 暗 温度 变大
【详解】[1][2][3]如图所示,当开关闭合后,用酒精灯对导线加热,电流表的读数会减小,则小灯泡亮度变暗,说明此时灯泡的电阻变大,因为酒精灯对导线加热时,导线温度升高,则说明导线的电阻跟温度有关。
3.如图所示是小文同学设计的一种自动测定油箱内油面高度的装置。
(1)图中是 (填元件名称)。
(2)油量表是用 表改装的,定值电阻的作用是 。
(3)当油箱中的油面上升时,滑片将向 (选填“上”或“下”)移动,接入电路的电阻 (选填“变大”或“变小”),此时油量表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)滑动变阻器
(2) 电流 保护电路
(3) 下 变大 变小
【详解】(1)由图可知,接入电路阻值可变的相当于电学元件中的滑动变阻器。
(2)[1]由图可知,油量表是串联在电路中的,所以油量表是由电流表改装而成的。
[2]为防止变阻器接入阻值为零时电路中的电流过大,则串联一个电阻保护电路,防止电路中电流过大。
(3)[1][2][3]当油箱内油量上升时,浮标向上动,滑动变阻器的滑片下移,使滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中总电阻变大,电路中电流变小,电流表示数变小,即油量表示数变小。
题型二 比值计算
4.(2025·安徽芜湖·三模)如图所示电路,电源电压保持不变,R1=10Ω。开关S断开和闭合时,两次电压表的示数之比为,则电阻R2的阻值为 Ω。
【答案】15
【详解】由图可知,开关断开时,电阻与串联,电压表测两端的电压;开关闭合时,电路为的简单电路,电压表测电源电压。电源电压不变,已知两次电压表的示数之比为,根据串联电路的电压规律可得,、串联时,与两端的电压之比为
串联电路中各处的电流相等,根据可得,电阻与的阻值之比为
即
解得。
5.(2025·黑龙江佳木斯·二模)如图所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比为5:3,则通过R1、R2的电流之比为 ;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比为 。
【答案】 1:1 2:5
【详解】[1]由图可知,当甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,电流相等,所以通过R1、R2的电流之比为1:1。
[2]甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,甲测电源的电压,用U表示,乙测R2两端的电压,用U2表示,因为U甲:U乙=5:3,所以U:U2=5:3
根据串联电路的分压作用知U1:U2=(5﹣3):3=2:3
又因为串联电路各部分电压之比等于电阻之比,所以两电阻之比为R1:R2=2:3
当甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,甲电流表测量R2的电流,乙电流表测量R1和R2总电流;因为并联电路中各支路电流之比等于各电阻的反比,所以通过R1与R2的电流之比为I1:I2=R2:R1=3:2
两表示数之比为I2:I=2:(2+3)=2:5
6.(2025·重庆·模拟预测)如图所示的电路中电源电压恒定,定值电阻R1=10Ω,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比为3∶1,则R2= Ω;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表的读数之比为 。
【答案】 5 2∶3
【详解】[1]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2电压,甲、乙两表读数之比为3∶1,根据串联电路分压电压特点可知,R1与R2的电阻之比为
由于定值电阻R1=10Ω,则
[2]当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,乙电流表测干路电流,甲电流表测R2电流,由并联分流可知,此时通过R1与R2的电流之比为
由于并联电路中,干路中电流等于各支路电流之和,则两表的读数之比
题型三 欧姆定律求范围问题
7.(2025·安徽合肥·三模)如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变。电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“30Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两块电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,滑动变阻器R2阻值变化范围是 Ω。
【答案】5~20Ω
【详解】由图得,R1、R2串联,电压表V1、V2分别测量R1、R2的电压,电流表测量电路电流。两块电压表的量程均为0~3V,当电压表V2的示数为3V时,R2的电压最大,R2接入电路中的电阻最大,此时R1的电压为
此时电路电流为
R2接入电路中的最大电阻为
当电压表V1的示数为3V时,R1的电压最大,R2接入电路中的电阻最小,此时电路电流为
R2接入电路中的最大电阻为
滑动变阻器R2阻值变化范围是5~20Ω。
8.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,电源电压6V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω,0.5A”,电压表接在了A B C D四个接线点中的某两点之间,保证电路安全前提下,在移动滑片P的过程中电压表示数的变化量最大,则最大是 ,电压表接在 两点之间,滑动变阻器的阻值范围是 。
【答案】 2V CD 2Ω~10Ω
【详解】[1][2][3]因为两个电阻串联,所以通过两个电阻的电流相同,通过滑动变阻器的最大电流为0.5A,则电路中的最大电流为0.5A,由欧姆定律公式变形可得电路的最小电阻
因为R1阻值为10Ω,所以此时滑动变阻器的阻值(最小阻值)R2=12Ω-10Ω=2Ω
此时若把电压表接在AB间,电压表的示数UAB=I大R1=0.5A×10Ω=5V
超过电压表的量程,所以 AB间的电压最大只能为3V,由串联电路的电压规律可得电阻R2两端的电压为6V-3V=3V,因为两个电阻两端的电压相等,所以由串联电路的电压规律可知此时滑动变阻器的阻值为10Ω,当滑动变阻器阻值最大时,电路中的最小电流
定值电阻R1两端的电压U1=IR1=0.2A×10Ω=2V
则电压表的示数变化为3V-2V=1V
当电压表接在CD间,电阻R2两端的最大电压也为3V,由串联电路的分压规律可知当电阻R1的电阻最小时,电压表的示数最小,电阻R2的最小阻值为2Ω,此时电路中的电流为0.5A,此时电压表的示数U2=IR2=0.5A×2Ω=1V
则电压表的示数变化为3V-1V=2V
所以应该将电压表接在CD间,且∆U的最大值为2V,且滑动变阻器的阻值范围是2~10Ω。
9.(24-25九年级上·山东烟台·期末)如图所示,灯泡标有“6V,3W”字样,R1标有“5Ω,1.5A”,R2为标有“10Ω,1A”的滑动变阻器,电源电压恒定。闭合所有开关时,灯泡恰好正常发光,则10s内R1产生的热量为 J;断开S1、S2,R2允许调节的阻值范围为 Ω,移动R2滑片的过程中,R2的电功率与电路总功率的最大比值为 。
【答案】 72 1~10 2∶3
【详解】[1]闭合所有开关,R2被短路,R1和灯泡并联在电路中,此时灯泡恰好正常发光,根据并联电路的电压特点可知,此时R1两端的电压等于电源电压等于灯泡的额定电压为6V。则10s内R1产生的热量为
[2]闭合S、断开S1、S2,R1和R2串联在电路中,由于R1标有“5Ω 1.5A”,所以通过R1的最大电流为1.5A;又因为R2为标有“10Ω 1A”的滑动变阻器,所以通过R2的最大电流为1A。故此时电路的最大电流为I大=1A,根据欧姆定律可知,变阻器连入电路的阻值最小,总电阻最小,即
根据串联电路的电阻特点可得,R2接入电路的最小电阻为
而滑动变阻器连入电路的阻值最大时,电路是安全的。故R2允许调节的阻值范围为1~10Ω。
[3]移动R2滑片的过程中,由于串联电路电流处处相等,因此通过R1的电流等于电路电流。根据可得,R2的电功率与电路总功率的比值为
因为R2允许调节的阻值范围为1~10Ω,当R2等于10Ω时,R2的电功率与电路总功率的比值最大,即其最大比值为
题型四 电路的动态分析
10.如图所示为风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,为定值电阻,为电阻丝,滑片与电阻丝接触良好。无风时,滑片在A处;有风时,滑块与滑片一起向左移动。闭合开关S,当风速增大时下列分析正确的是( )
A.风速越大,电流表示数越小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
【答案】B
【详解】AB.由图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路电流。风速越大,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律得,电流表示数变大,变阻器接入电路中电阻变小,由串联电路电阻越小分得的电压越小可知,电压表示数变小,故A错误,故B正确;
C.电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器接入电路的电阻,变阻器接入电路的电阻变小,则比值变小,故C错误;
D.由串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端的电压变化量等于定值电阻R0两端的电压变化量,串联电路电流处处相等,则电流表示数变化量等于定值电阻R0的电流变化量,由欧姆定律得,滑动变阻器的滑片移动前R0的电压为
当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,电路中电流变大,此时R0的电压为
则有
即,解得,即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故D错误。
故选B。
11.(2025·山东日照·中考真题)某同学利用如图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,Rt为某种热敏电阻,R为定值电阻。闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.热敏电阻Rt的阻值变大
B.电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小
【答案】D
【详解】由图可知,热敏电阻Rt与定值电阻R并联,电流表A1在热敏电阻所在的支路,测通过热敏电阻的电流,电流表A2在定值电阻所在的支路,测通过定值电阻的电流,电流表A3在干路上测干路电流,电压表测电源电压。由题意知,闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,说明热敏电阻的阻值变小;根据并联电路电压的特点可知,定值电阻所在支路两端的电压不变,定值电阻的阻值不变,根据欧姆定律可知,该支路电流不变,即电流表A2的示数不变;电压表V的示数与电流表A2的示数的比值等于定值电阻的阻值,因此不变;由于电流表A1的示数变大,电流表A2的示数不变,根据并联电路电流的特点可知,电流表A3的示数变大,因此电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小。故D正确,ABC错误。
故选D。
12.(重庆市沙坪坝区2023-2024学年九年级上学期学业质量监测(中学)物理试题)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,由某电表改装成的显示器的示数也增大。下列理解正确的是( )
A.接线柱“1”应与“2”连接
B.该显示器是由电压表改装的
C.若货车质量增大,电阻R两端电压增大
D.若货车质量增大,电阻的电功率增大
【答案】D
【详解】B.根据电表的使用方法可知,电流表串联在被测电路中,电压表并联在被测电路中。由题图可知,显示器串联在电路中,所以显示器应是电流表,而不是电压表,故B错误;
A.当货车质量增大时,电流表示数随之增大,由于电源电压不变,由可知,电路中的电阻变小,所以接线柱“1”应与“3”连接,故A错误;
CD.分析可知,两电阻串联,电流表测通过电路的电流。当货车质量增大时,电阻R接入电路中的阻值变小,从而电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变大,根据串联电路的电压规律可知,R的两端电压变小;根据可知,电阻的电功率增大,故C错误,D正确。
故选D。
题型五 电路的故障分析
13.(2025·北京·三模)如图所示,电源两端电压保持不变,定值电阻。闭合开关,关于该电路,下列说法正确的是( )
A.通过的电流小于通过的电流 B.的电功率小于的电功率
C.若发生断路,仍可工作 D.若发生短路,仍可工作
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,与并联,电压相等,由于,由可知,即通过的电流大于通过的电流,故A错误;
B.由于,由可知,即的电功率大于的电功率,故B错误;
C.由电路图可知,与并联,若发生断路,支路仍有电流通过,仍可工作,故C正确;
D.若发生短路,则电源发生短路,没有电流流过,不工作,故D错误。
故选C。
14.(2025·安徽合肥·三模)如图所示,电源为两节新干电池串联使用,开关闭合后灯泡发光,两个电表均有示数。调节滑动变阻器滑片到某处时,灯泡突然熄灭,两个电表一个示数变大,一个示数变小。则电路可能出现的故障为( )
A.电源电压突然降低
B.若是电压表示数变大,则是灯泡发生了短路
C.滑动变阻器短路
D.若是电流表示数变大,则是灯泡发生了短路
【答案】D
【详解】如图所示,灯泡与滑动变阻器串联,电压表与灯泡并联,电压表测量灯泡两端电压。
A.根据欧姆定律可知,在总电阻不变的情况下,若电源电压突然降低,则电路中电流变小,小灯泡两端的电压变小,故电压表与电流表的示数均变小,故A不符合题意;
B.根据欧姆定律可知,若电压表示数变大,则经过灯泡的电流也会变大,故电流表与电压表示数均变大,故B不符合题意;
C.当滑动变阻器短路,电路中总电阻变小,根据欧姆定律可知,在电源电压不变的情况下,电流会变大,灯泡两端的电压会变大,故电流表与电压表示数均变大,故C不符合题意;
D.电流表示数变大,即电路中电流变大,说明电路中可能出现了短路,灯泡不亮,说明灯泡出现了故障,故电路中灯泡发生了短路,此时电压表被短接,电压表示数为零,即电压表示数变小,故D符合题意。
故选D。
15.(2025·山东泰安·二模)如图电路正常工作一段时间后,两表中一表示数变大,另一表示数变小。电路中除了灯泡L和电阻R外,其他元件及连接均无问题,则下列分析中正确的是( )
A.R短路或断路都有可能 B.一定是R断路
C.可能是灯丝短路 D.可能是灯丝断了
【答案】A
【详解】由图可知,电阻R、电灯L和电流表串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路电流;
AB.若R短路,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电压测量一段导线两端的电压,示数减小为0;若电阻R断路,电压表串联接入电路,电路中电流表示数为0,电压表测量电源电压,示数变大,故A正确,B错误。
C.若灯丝短路,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电压表测量的是电源电压,示数变大,故C错误;
D.若灯丝断了,电路断路,电路中无电流,电流表和电压表均无示数,故D错误;
故选A。
题型六 电阻的测量
16.如图所示的电路中,电源两端的电压未知但保持不变,R0是阻值已知的定值电阻。只闭合开关S1时,电流表的示数为I1,开关S1和S2均闭合时,电流表的示数为I2,则电阻Rx的阻值可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意,当开关S1、S2均闭合时,电路为R0的简单电路,由欧姆定律可得电源电压U=I2R0。只闭合开关S1时,两电阻串联,由欧姆定律可得R0两端电压U0=I1R0,此时Rx两端电压为Ux=U−U1,根据串联电路电流处处相等的特点可知,此时通过电阻Rx的电流为I1,则
故ABC不符合题意,D符合题意;
故选D。
17.(2025·江苏南通·中考真题)灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,在测量其电阻大小的实验中,小军设计了如图甲所示的电路,电源电压3V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑片应位于最 端。闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,灯泡不发光,这是因为 ;
(3)移动滑片,灯泡发出微弱的光,此时电压表示数为0.6V,电流表示数如图乙,灯泡电阻为 Ω。继续移动滑片使灯泡正常发光,此时灯泡电阻约为 Ω;(均保留一位小数)
(4)小军分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻R1;
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2;
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出R1、R2的平均值。
你认为最合理的是方案 理由是 。
【答案】(1)
(2) 右 滑动变阻器接入电路阻值过大
(3) 3.3 8.3
(4) 二 见详解
【详解】(1)电流表应串联接入电路,由于灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,电路最大电流小于0.6A,则电流表选择0~0.6A量程,如图所示:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处,即最右端。
[2]闭合开关,由于滑动变阻器最大阻值接入电路,电路电阻很大,则电路电流很小,灯泡两端电压很小,灯泡不能发光。
(3)[1]如图乙,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.18A,灯泡电阻
[2]灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,灯泡正常发光时电阻
(4)[1][2]由于灯丝电阻随温度的升高而变大,想较准确估测灯泡未通电时的电阻,应使通过灯泡的电流尽量小一些,闭合开关,移动滑片至阻值最大端时通过灯泡的电流最小,故应选择方案二。
18.(24-25九年级下·湖北黄冈·开学考试)学校科技创新小组的同学们在做以下实验:
(一)利用如图甲,测量“小灯泡正常发光时的电阻”,电源电压为4.5V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整 。
(2)闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;在该图象中发现电流与电压不成正比,这是因为 。
(二)他们将灯泡换成定值电阻R,继续探究“电流跟电阻”的关系,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(4)在实验中依次从小到大更换R的阻值,并逐渐向 (选填“A”或“B”)调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论: ;
(5)为完成整个实验,他们应该选取的滑动变阻器最大阻值不小于 Ω。
【答案】 A 12.5 灯丝的电阻随温度的变化而变化 A 电压一定时,电流与电阻成反比 20
【详解】(1)[1]由图乙可知,电流表连接小量程,电流表串联在电路中,故电路图甲如图所示:
(2)[2]闭合开关前, 图甲中滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处的A端。
(3)[3]由图乙可知,小灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.2A,根据欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻为
[4]在图乙中发现电流与电压不成正比,即小灯泡的电阻不是一个定值,其可能的原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化。
(4)[5]依次从小到大更换定值电阻R的阻值时,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,滑动变阻器两端分得的电压变小,定值电阻两端的电压变大,为保持定值电阻两端的电压不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片向A端移动。
[6]由图丙知,定值电阻两端的电压始终保持为2.5V,定值电阻两端的电压为2.5V是一定值,由图象可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)[7]定值电阻两端的电压始终保持为2.5V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为U滑=U-U'=4.5V-2.5V=2V
当接入25Ω的定值电阻时,由欧姆定律可得,电路中的电流为
则滑动变阻器接入电路中的电阻为
故为完成整个实验,他们应该选取最大阻值不小于20Ω的滑动变阻器。
基础巩固通关测
1.下列关于电阻的说法正确的是( )
A.当导体两端不加电压,没有电流通过时,其电阻为零
B.导体中的电流越大,其电阻越大
C.导体两端的电压越大,其电阻越小
D.导体电阻的大小取决于导体本身
【答案】D
【详解】电阻是导体本身的一种性质,导体电阻的大小取决于导体本身的材料、长度、横截面积和温度,与它两端的电压、通过的电流以及是否有电流通过无关,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.如图所示,当滑片P向左滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大的接法是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】A.由图知,滑动变阻器接左上与左下两个接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝长度变短,接入电路的阻值变小,故A不符合题意;
B.由图知,滑动变阻器接右上与左下两个接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝长度变短,接入电路的阻值变小,故B不符合题意;
C.由图知,滑动变阻器接左上与右下两个接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝长度变长,接入电路的阻值变大,故C符合题意;
D.由图知,滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器整根电阻丝接入电路,当滑片向左滑动时,接入电路的电阻丝长度不变,接入电路的阻值不变,故D不符合题意。
故选C。
3.(2025·广东深圳·三模)比赛结束后,小明前往科技馆,了解光电技术的奥秘。小明在前往科技馆的路上想起了之前学习过的电路图,下列说法错误的是( )
A.研究“电流与电压的关系”可以用小灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要保持电阻两端电压不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在以上选项的三个实验中,滑动变阻器都有保护电路的作用
【答案】A
【详解】A.在研究电流与电压关系时,应当控制电阻是定值,因此本实验选用的是定值电阻,而小灯泡的电阻会受温度的变化而变化,所以本实验不能用小灯泡,故A错误,符合题意;
B.研究“电流与电阻的关系”,应当保证定值电阻两端的电压不变,因此每次更换电阻后,都要使电压表示数不变,故B正确,不符合题意;
C.伏安法测电阻的目的是多次实验求电阻的平均值,以减小误差避免实验的偶然性,故C正确,不符合题意;
D.在以上实验中,滑动变阻器除了控制或改变电阻两端的电压外,还起到保护电路的作用,故D正确,不符合题意。
故选A。
4.如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。当将一个“2.5V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰好正常发光;若换一个“3.8V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡( )
A.比正常发光亮些 B.比正常发光暗些
C.能正常发光 D.灯丝将会被烧断
【答案】B
【详解】由题可知,当将一个“2.5V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰好正常发光,由可知,小灯泡的电阻为
若换一个“3.8V 0.5A”的小灯泡接在a、b两点间,则小灯泡的电阻为
故,电源电压不变,R是定值电阻,当接入“3.8V 0.5A”的小灯泡时,电路中的电阻变大,不能达到正常工作电流,故比正常发光暗些。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.(2025·安徽马鞍山·三模)在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
【答案】B
【详解】A.由图像可知,当两个电阻两端的电压变化时,通过电阻的电流也随之变化,但电压与电流的比值不变,即两导体的阻值不变,故两个电阻的阻值不随电压的变化而变化,故A错误;
B.由图像可知,R1的阻值为
R2的阻值为
故
故B正确;
C.串联电路中电流处处相等,故若两个电阻串联,则通过R1的电流等于通过R2的电流,故C错误;
D.根据并联电路的电压规律可知,若两个电阻并联,则两个电阻两端的电压相同,由于R1的阻值小于R2的阻值,根据可知,通过R1的电流大于通过R2的电流,故D错误。
故选B。
6.(2025·陕西榆林·一模)如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动时,电表示数变化情况是( )
A.电流表A2示数增大,电压表示数不变 B.电流表A1示数不变,电压表示数不变
C.电流表A2示数减小,电压表示数增大 D.电流表A1示数增大,电压表示数增大
【答案】A
【详解】由图知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,滑片P向左移动时,R2接入电路的电阻减小,根据欧姆定律,通过R2支路的电流(A1示数)增大,在并联电路中,各支路互不影响,所以通过R1支路的电流不变,故干路电流(A2示数)增大;在并联电路中各支路电压相等且等于总电压,故电压表测电源电压,电压表示数不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(24-25九年级上·内蒙古呼和浩特·期中)小林按如图所示的电路图正确连接好电路后,闭合开关,两灯都能发光,但过了一会儿,两灯均熄灭,两电压表均有示数且相等,则可能原因是( )
A.灯短路 B.灯断路 C.灯短路 D.灯断路
【答案】D
【详解】闭合开关,电路为串联电路,电压表V1测量L1两端电压,电压表V2测量电源电压,两灯均熄灭,两电压表均有示数且相等,即L1两端电压等于电源电压,此时L2两端电压为0。
AC.灯短路或灯短路,电路仍为通路,灯不会都熄灭,故AC不符合题意;
B.灯断路,V1处于断路状态,只有V2有示数,故B不符合题意;
D.灯断路,电压表V1与灯L2串联,电压表电阻很大,由串联分压的特点可知,相当于测量电源电压,因此两电压表示数相同,故D符合题意。
故选D。
8.(2025·安徽·中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中,得到导体A和导体B的图像如图所示。则当导体A两端的电压为时,它的阻值 (选填“小于”“等于”或“大于”)导体B的阻值。
【答案】小于
【详解】由图可知,导体B的电流与电压成正比,所以导体B是定值电阻。当导体A、B两端的电压均为时,A的电流大于B的电流,根据,A的阻值小于导体B的阻值。
9.(2025·四川广安·中考真题)两个定值电阻串联在电路中,已知,则通过的电流之比为 ,两端的电压之比为 。
【答案】
【详解】[1]两个定值电阻串联在电路中,因为串联电路中各处的电流相等,所以通过的电流之比I1∶I2=1∶1
[2]两端的电压之比U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2=7∶8
10.(2025·安徽池州·三模)如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻,只闭合开关S,电流表示数为0.15A,再闭合开关,电流表示数为0.2A,则定值电阻的阻值为 Ω。
【答案】10
【详解】由图得,只闭合开关S,两电阻串联,电流表测量电路电流;再闭合开关,电路变化为的简单电路。由欧姆定律得,电源电压为
由欧姆定律得,两电阻串联时电路的总电阻为
定值电阻的阻值为
11.(2025·山东德州·二模)小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及规格为“10Ω,0.5A”的滑动变阻器等器材,来“探究电流与电阻的关系”。
(1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中,检查时发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)电路正确连接后,闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数为 V;
(3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,使 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变。
(4)小明按上述方法,更换不同阻值的电阻进行了多次实验后,得出结论: 。
(5)完成上面实验后,小明又利用两个已知阻值分别为的定值电阻,设计了图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。(电源电压保持不变)
①当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;
②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 (用已知和测量出的物理量符号表示)
【答案】(1)
(2) 滑动变阻器 2
(3) 右 电压表
(4)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)
【详解】(1)在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器与未知电阻应串联,电压表测未知电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。而图甲中,电流表并联在未知电阻两端,电压表与电阻串联,所以连接错误的是电流表负极与电阻左端的导线,作图如下:
(2)[1]闭合开关时,电压表和电流表均无示数,说明电路中存在断路故障。若定值电阻断路,电压表会与电源两极相连,电压表有示数,所以产生此现象的原因是滑动变阻器断路。
[2]由图乙可知,电流表的量程为0−0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。根据欧姆定律,可得此时电压表示数U=IR=0.4A×5Ω=2V
(3)[1][2]当定值电阻由5Ω换为10Ω时,根据串联分压原理,定值电阻两端的电压会变大。为控制定值电阻两端电压不变,需要增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器接入电路的电阻,所以需向右调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数不变。
(4)在探究电流与电阻的关系实验中,控制定值电阻两端电压不变,更换不同阻值的电阻进行多次实验后,得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)由步骤①②可知,电源电压不变,②的电流是①电流的两倍,则①的总电阻就是②总电阻的两倍,即,解得
12.(2024·上海青浦·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 1A”字样)、开关以及导线若干。他连接电路,先将变阻器滑片移至一端。闭合开关时,测得电流表示数为0.5安;然后他移动变阻器滑片,电流表、电压表示数逐渐增大,当滑片移至某一位置时,两电表示数如图(a)(b)所示。他在实验过程中发现电压表的示数变化范围为5伏~10伏。
根据上述信息,完成下列计算(均需写出计算过程)
① 电源电压U。
② 待测电阻Rx的阻值(精确到0.1欧)。
【答案】①15伏;②10.2欧
【详解】解:①由题可知,电压表并联在电阻两端,当变阻器接入电阻最大为20欧时,电流最小为0.5安,待测电阻两端电压最小为5伏,则电源电压U
U=U1+U2=U1+IR2=5V+0.5A×20Ω=15V
②根据题意分析可知,将变阻器滑片移至一端时,电压表和电流表示数分别是5V和0.5A,此时待测电阻Rx的阻值是
将变阻器滑片移至某一位置时,两电表示数如图(a)(b)所示,根据电压表的示数变化范围为5伏~10伏可知,电压表和电流表示数分别是8.5V和0.8A,此时待测电阻Rx的阻值是
最后变阻器连入电路中的电阻最小,电路中的电流最大,即当电压表示数是10V时,电流表示数为允许滑动变阻器通过的最大电流1A,则此时待测电阻Rx的阻值是
为了减小误差,则待测电阻Rx的阻值是
答:① 电源电压U是15V;
② 待测电阻Rx的阻值10.2Ω。
13.小巴设计了一个简易体重计,电路如图甲所示。电源电压6V,定值电阻R0=6Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示。电流表量程为0~0.6A,改装后用于显示被测人体重,踏板重力不计。求:
(1)当没有人测量时,电流表示数为多少A?
(2)当被测人体重为300N时,R0两端的电压为多少V?
(3)在电路安全的情况下,能测量的最大质量为多少kg?(g=10N/kg)
【答案】(1)0.2A;(2)2V;(3)80kg
【详解】解:(1)由题知R与R0串联,由图乙知:当当没有人测量时,R=24Ω。根据得没有人测量时,电流表示数I0为
(2)当被测人体重为300N时,由图乙知。根据得,电路中电流为
因为串联电路处处电流相等,所以此时R0中电流为,根据得,R0两端电压U0为
(3)因为电流表量程为0~0.6A,所以电路中电流最大为0.6A,根据得,当电流最大为0.6A时,为
由图乙知,当时,最大压力为800N。根据得
答:(1)当没有人测量时,电流表示数为0.2A。
(2)当被测人体重为300N时,R0两端的电压为多少2V。
(3)在电路安全的情况下,能测量的最大质量为80kg。
能力提升进阶练
1.如图所示,有关滑动变阻器的使用,下列说法错误的是( )
A.铭牌上的“10Ω 2A”表示滑动变阻器的变阻范围是0~10Ω
B.滑动变阻器要“一上一下”接线才能发挥变阻的作用
C.接线柱C、D端接进电路为定值电阻
D.滑片P和线圈之间是导电的
【答案】C
【详解】A.铭牌说明变阻器连入电路的最大阻值为10Ω,即该变阻器的变阻范围为0~10Ω。故A正确,不符合题意;
B.只有一上一下的接线,才能改变变阻器连入电路的电阻丝的长度,从而改变变阻器连入电路的电阻。故B正确,不符合题意;
C.接线柱C、D端接进电路时,变阻器中只有金属杆部分有电流通过,相当于电阻为0的导线。故C错误,符合题意;
D.滑片P和线圈之间是导电的,这样才能通过滑片移动改变接入电路的电阻,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(2025·四川成都·三模)小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中不正确的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑动到最右端
B.实验过程中应控制电压表示数为不变
C.当电阻R由更换为后,要控制R的电压一定,应将滑片P适当向右移动
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
【答案】D
【详解】A.连接好电路闭合开关前,为防止电流过大而损坏元件,滑动变阻器应接入最大阻值,即滑片P应置于最右端,故A正确,不符合题意;
B.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,由图乙可知UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
使电压表的示数为2V,故B正确,不符合题意;
C.探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,当电阻R由更换为后,由串联分压可知电阻两端的电压变大,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,所以滑片应向右端移动,故C正确,不符合题意;
D.由图像可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,可以得到电压一定,电流和电阻成反比,电阻是导体的一种性质,电阻大小与电流和电压无关,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(2025·安徽·三模)如图所示是两电阻、的图像。将、并联后接入电路,根据图中信息分析可知,下列说法正确的是( )
A.通过的电流大于通过的电流 B.电路的总电阻分别小于、的阻值
C.电阻两端的电压大于两端的电压 D.当电源电压为4V时,干路电流为0.8A
【答案】B
【详解】AC.将、并联后接入电路,根据并联电压规律,、此时电压相等,由图像可知,、电压相等时,通过的电流小于通过的电流,故AC错误;
BD.由图像可知,电源电压为4V时,通过的电流为0.2A,通过的电流为0.4A,则阻值为
阻值为
根据并联电流规律,干路电流为
则电路的总电阻为
则将、并联接入电路后电路的总电阻分别小于、的阻值,故B正确,D错误。
故选B。
4.(2025九年级·新疆·专题练习)如图所示,电路中电源两端的电压保持不变。当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表示数之比为2:5;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数U甲:U乙为( )
A.5:3 B.5:2 C.3:2 D.2:3
【答案】A
【详解】由图可知,当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,已知甲、乙两表示数之比为I甲:I乙=I2:I=2:5
根据并联电路的电流规律可得,通过R1与R2的电流之比为I1:I2=(I-I2):I2=(5-2):2=3:2
根据并联电路的分流关系可得,R1与R2的阻值之比为R1:R2=I2:I1=2:3
当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,电压表甲测R1与R2两端的总电压,电压表乙测R2两端的电压。根据串联电路的分压关系可得,R1与R2两端的电压之比为U1:U2=R1:R2=2:3
根据串联电路的电压规律可得,两表的示数之比为U甲:U乙=U:U2=(U1+U2):U2=(2+3):3=5:3
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(25-26九年级上·山东青岛·开学考试)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小
B.电流表A的示数变大,电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小,电压表V2的示数不变
D.电流表A的示数变大,电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小
【答案】C
【详解】由图得,闭合开关后,电阻R1、R2串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量电阻R1的电压,电压表V2测量电源电压。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变小,则电流表A的示数变小,电压表V2的示数不变;串联电路电流处处相等,则此时通过电阻R1的电流变小,由欧姆定律得,电阻R1的电压变小,则电压表V1的示数变小,故ABD错误,C正确。
故选C。
6.(24-25九年级上·四川成都·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,两个电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是( )
A.L短路 B.L断路 C.R断路 D.R短路
【答案】A
【详解】由图可知R与灯泡L串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路电流;
A.如果灯泡L短路,电路电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律知,电路电流增大,电流表示数增大;电压表测量电源电压,示数增大,故A符合题意;
B.如果灯泡L断路,整个电路断路,电流表、电压表均无示数,故B不符合题意;
C.如果电阻R断路,电流表无示数;电压表测量电源电压示数增大,故C不符合题意;
D.如果电阻R短路,电路电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律知,电路电流增大,电流表示数增大;电压表同时被短路,示数减小为0,故D不符合题意。
故选 A。
7.(2020·山东德州·二模)如图所示,电源电压为9V保持不变,闭合开关S,为保证电流表的示数为0.75A,现有5Ω、20Ω、30Ω电阻各一个,若在其中选择两个电阻在图中虚线框内连成电路,则下列做法可行的是( )
A.5Ω和20Ω串联 B.20Ω和30Ω串联
C.5Ω和30Ω并联 D.20Ω和30Ω并联
【答案】D
【详解】由可知虚线框中的总电阻为
A.5Ω和20Ω串联后的总电阻为25Ω,故A不符合题意;
B.20Ω和30Ω串联后的总电阻为50Ω,故B不符合题意;
C.5Ω和30Ω并联后的总电阻为
故C不符合题意;
D.20Ω和30Ω并联后的总电阻为
故D符合题意。
故选D。
8.如图所示的电路中,小明制作了一个可显示拉力大小的拉力器,为一个定值电阻。闭合开关S,对拉环施加水平向右的拉力的过程中,滑动变阻器R接入电路中的阻值 ,电流表的示数 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 减小 增大
【详解】[1][2]分析电路可知,闭合开关S后,和滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流。对拉环施加水平向右的拉力的过程中,滑动变阻器R接入电路的电阻丝的长度变短,则滑动变阻器R接入电路中的阻值减小,则总电阻变小,根据,电路中电流增大,则电流表的示数增大。
9.(2025·四川泸州·三模)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P分别位于最右端a和其上某处b(图中未标出),记录两电表数据并标于图乙中M、N两点处。则滑动变阻器的最大阻值为 Ω,电源电压是 V,电阻R1的阻值为 Ω。
【答案】 20 6 10
【详解】如图所示,R1与R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电流;
[1][2][3]滑片在a端时,R2接入阻值最大,电流最小,对应M点,电源电压可表示为
滑片在b处时,对应N点,电源电压可表示为
联立两式,可解得,
滑片在a端时,R2接入阻值最大,R2的最大阻值为
10.(2012·湖北襄阳·中考真题)用均匀的电阻丝围成一个正方形ABCD,如图所示,其中E为CD的中点.当B、D两点接入电路中时,阻值为8Ω;那么将B、E两点接入电路时,阻值为 Ω.
【答案】7.5
【分析】当B、D两点接入电路中时,RBAD与RBCD并联,根据电阻的并联特点求出正方形每边电阻的阻值,再根据电阻的并联求出将B、E两点接入电路时的阻值.
【详解】设每一个边的电阻为R,当B、D两点接入电路中时,边长BAD和边长BCD相等,则RBAD=RBCD=2R,因=,所以=,解得:R=8Ω;
当B、E两点接入电路时,RBADE与RBCE并联,且RBADE=×8Ω=20Ω,RBCE=×8Ω=12Ω,
则===,
解得RBE=7.5Ω.
11.有如图所示的电阻分布,ab两点间的电阻Rab= .
【答案】8Ω
【详解】如图,由右向左,依次将各结点标出并求等效电阻;则CD右侧为6Ω电阻与12Ω(2+2+4+2+2)电阻并联,总电阻
R1==4Ω
EF间为6Ω电阻与12Ω(2+2+4+2+2)电阻并联,则总电阻同为:R2=4Ω;ab间电阻为
Rab=2+2+4=8Ω
【点睛】由右端向左端先串后并,依次用等效电阻来代替,则可求得总电阻。
12.(2025·广东韶关·一模)实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置进行“测量定值电阻阻值”的实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(导线不得交叉)。要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数逐渐变小;
(2)连接好电路的最后一根导线后,电流表、电压表指针均发生偏转,出现这种现象的原因是 ;
(3)实验时,将滑动变阻器的滑片移到某一位置处,电压表示数为,电流表指针位置如图乙所示为 A,此时,定值电阻的阻值为 ;
(4)实验结束后,实验小组的同学想利用滑动变阻器和电压表测出的阻值,便设计了电路图丙,请你帮助实验小组完成实验步骤。(滑动变阻器最大阻值为)
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,读出电压表示数为;
② ,读出电压表示数为;
③待测电阻表达式: 。
【答案】(1)
(2)连接电路时开关未断开
(3) 0.18 10
(4) 将滑动变阻器的滑片P移至最右端时
【详解】(1)要使滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数逐渐变小,即两端的电压减小,根据得,电路中电流应减小,则滑动变阻器接入电路的电阻应增大,所以应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路(与定值电阻串联)。连接方式:将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱相连(导线不得交叉)。如图所示:
(2)连接好电路的最后一根导线后,电流表、电压表指针均发生偏转,说明电路是通路,出现这种现象的原因是连接电路时开关没有断开。
(3)[1]由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.18A。
[2]由得定值电阻的阻值为
(4)[1]接下来应该将滑动变阻器的滑片P移至最右端,此时滑动变阻器接入电路的电阻为,电压表测定值电阻两端的电压,示数为。
[2]分析图丙,将滑动变阻器的滑片P移至最左端时,此时滑动变阻器接入到电路中的阻值为零,电压表测的电源电压,示数为;然后滑动变阻器的滑片P移至最右端,滑动变阻器最大阻值接入电路,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量的是两端的电压,示数为。根据串联电路中电压特点得此时滑动变阻器两端的电压,所以电路中的电流
根据欧姆定律,待测电阻
13.(24-25九年级下·江西赣州·期中)如图所示,电源电压为3V,,。求:
(1)只闭合开关时,电流表的示数;
(2)只闭合开关时,与两端电压之比;
(3)闭合开关、,断开时,电流表与的示数之比。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)只闭合开关时, 电路为的简单电路。由欧姆定律 ,代入电源电压 ,得
(2)
只闭合开关时,与串联。串联电路中,电压分配与电阻成正比即,代入 ,得
(3)闭合,断开时,与并联。电流表测干路电流,测支路电流。
支路电流:由 ,得
干路电流:并联电路干路电流等于各支路电流之和,即
电流表示数比
14.(24-25九年级上·河北廊坊·期末)如图1所示,电源电压可调,为标有“0.5A”字样的滑动变阻器,电流表量程为0~0.6A,、是额定电压均为3V的小灯泡,其电流与电压的关系如图2所示。若只闭合,电源电压调节为5V,滑片滑至中点时灯正常发光。求:
(1)正常发光时的电阻。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)只闭合,在滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω的条件下移动滑片,使得电路中有一只小灯泡始终能正常发光。在保证电路安全的前提下,求电源电压的调节范围。(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)当灯泡L1正常发光时,其两端电压,由图象可知此时通过L1的电流。根据欧姆定律可得L1正常发光时的电阻为
(2)只闭合时,灯泡L2与滑动变阻器串联。因L2正常发光,其两端电压、电流。已知电源电压,根据串联电路电压规律知,滑动变阻器两端电压
根据欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻
由题意知滑动变阻器最大阻值为接入电阻的2倍,因此滑动变阻器最大阻值为
(3)首先,根据欧姆定律计算L2正常发光时的电阻为
只闭合时,L1、L2与滑动变阻器串联。因L2的额定电流,电路最大电流由L2决定,即。
由图象可知,当电流时,L1两端电压,此时L1的实际电阻为
已知滑动变阻器接入电阻不小于,根据串联电路电阻规律,电路最小总电阻
滑动变阻器最大阻值为,电路最大总电阻
根据欧姆定律,电源最小电压为
电源最大电压为
因此,电源电压范围为。
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