专题14 欧姆定律及其应用(第03期)-【好题汇编】2025年中考物理真题分类汇编(全国通用)
2025-10-06
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2份
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44页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 欧姆定律 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 25.93 MB |
| 发布时间 | 2025-10-06 |
| 更新时间 | 2025-10-06 |
| 作者 | xhxxhxzxxk |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-10-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54232274.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题14 欧姆定律及其应用
中考新趋势
中考真题速递
考点1 电流与电压和电阻的关系
考点2 欧姆定律
考点3 欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.(2025·吉林长春)【新素材】科创小组为学校科技周展会设计了一款提示器,可以提示展台上有无展品。图甲是该提示器的原理图,展台的结构由木板、弹簧、阻值不计的金属片(A、B、C)以及提示电路组成,A可将B、C接通或断开。工作时,闭合开关S,通过提示灯L是否发光可判断展台上有无展品。提示灯L和电阻的图像如图乙所示,电源电压恒定,提示灯L的额定电压为6V,实际电压不低于3V即可达到亮度要求。
(1)金属片A和弹簧的共同作用相当于电路中的 。
(2)闭合开关S,当展台上无展品时,提示灯L正常发光,提示灯L和电阻的连接方式是 ,此时电路中的电流为 A。
(3)若电阻损坏,为达到提示灯L的亮度要求,需更换阻值不超过 的电阻。
(4)科创小组发现:闭合开关S,展台上有展品时,提示灯L不发光,无法判断该装置是否正在工作。针对此现象,请对图甲虚线框内的电路提出一条改进建议: 。
2.(2025·江苏盐城)【跨学科实践】图甲为科技小组设计的模拟电路,用手测量仰卧起坐次数。电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的减小而增大。当射向R2的红外线被遮挡时,R2两端的电压达到设定值,触发计数系统计数。测试过程中,R2两端电压与时间的关系图像如图乙所示,电流表示数与时间的关系图像如图丙所示,且完成每次仰卧起坐的时间相同。
(1)求1min内完成仰卧起坐的个数。
(2)求触发计数时,光敏电阻R2的阻值。
(3)求电路中的电源电压。
3.(2025·山东泰安)【跨学科实践】2025年3月6日,我国首批自主研发的某型号120吨级纯电动矿用卡车(图甲)在国内露天矿山领域开始规模化应用,实现了环保效益和经济效益双赢。g取10N/kg,请解答下列问题:
(1)该型卡车某次运输时以18km/h的速度,在平直路面上匀速行驶0.25h,车载电池的输出电能有转化为机械能。求该卡车在此条件下行驶的距离和牵引力的大小;
(2)物理兴趣小组自制卡车模型,并设计了防超载系统,其工作原理如图乙所示。为定值电阻,货物对压敏电阻。产生压力,阻值与压力F大小的关系如图丙所示。调试过程如下:闭合开关S,当载重(承载货物的质量)为2.5kg时,电压表示数为;当载重为10kg时,控制电路中电流达到临界值,磁性开关动触片被电磁铁吸引断开,电动机停止工作,电压表示数为,且;控制电路中电流小于临界值时,磁性开关动触片回弹闭合,电动机正常工作。控制电路电源电压,水平放置的货架重力和电磁铁线圈的阻值均忽略不计,求的阻值和的大小;
(3)若图乙中电压表量程为0~3V,不变、触发电动机停止工作的条件不变,在保证电路安全的情况下,通过更换定值电阻,能否使触发电动机停止工作时的载重达到12kg?请结合(2)中有关数据计算说明。
4.(2025·江苏无锡)【新考法】小红和小华设计一种能自动测定油箱内油面高度的装置。器材有:电源(电压可调)、电流表、电压表、阻值约为100Ω的电阻片、定值电阻R、细金属杆OABC、浮子(体积为20cm3)、开关、导线、油箱、汽油、汽油为绝缘体。(,g取10N/kg)
(1)她们首先要从电阻片上截取一段阻值为40Ω的电阻,为此连接了如图甲所示的电路。将鳄鱼夹置于电阻片的B端,闭合开关S,电压表示数如图乙所示为 V。向A端缓慢移动鳄鱼夹,观察电流表示数,当示数为 A时,标记鳄鱼夹的位置,则该位置到A端的阻值即为40Ω。
(2)她们重新调节了电源电压,连接了如图丙所示的装置,电阻R′=40Ω;它与金属杆OA接触良好(摩擦不计)、金属杆OABC可以绕固定点O自由转动,其重心在OC连线上。浮子可以绕CD轴自由转动。
①在油箱内倒入汽油,当浮子处于图丙所示的位置时,浮子浮在汽油中静止,恰好一半体积浸入汽油,此时浮子所受浮力大小为 N,继续倒油,油面上升,浮子再次静止时,浸在汽油中的体积 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
②为了在电流表的刻度盘上标出油箱内油面高度,闭合开关S,当OA处于M端的位置,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A。继续向油箱内倒入汽油,记录油面高度h和对应的电流表示数I,当OA处于N端的位置时,电流表示数为0.6A,数据记录在下表中,则该装置中电源电压为 V,电阻R阻值为 Ω;当电流表示数为0.5A时,油面高度为 cm。
油面高度h/cm
0
2.5
5
7.5
10
电流表示数I/A
0.12
0.15
0.2
0.3
0.6
考点1 电流与电压和电阻的关系
1.(2025·江苏无锡)按照图甲连接电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压值为3V,三个定值电阻Ra、Rb、Rc。探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将电阻Ra接入电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,读出电压表、电流表的示数。移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,在坐标系中描点画出Ra的I-U图像a、再分别将Rb、Rc接入电路,采用同样的方式探究,得到图像b、c,如图乙所示。则Ra的阻值为 Ω;单独分析图乙中每条I-U图像,可知,当导体电阻一定时, ,实验中滑动变阻器的最大阻值为 Ω,为了探究电流与电阻的关系,分别将三个电阻接入电路,需要保持电阻两端电压不变,则该电压的最小值为 V。
2.(2025·西藏)如图所示,某实验小组“探究电压一定时电流与电阻的关系”。
(1)实验时须注意安全用电,因此,连接电路时开关应处于 状态。
(2)请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于A端。
(3)闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是: 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录此时电流表的示数。更换不同阻值的定值电阻,调节滑片的位置使电压表的示数保持不变,记录电流表的示数并填入表格。图丙是第2次实验时电流表指针的位置,其示数为 A。
次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
50
电流I/A
0.40
0.10
0.04
(5)分析表中的数据可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
3.(2025·江苏盐城)小明选用电源(电压恒为4.5V)、定值电阻(若干)、滑动变阻器(20Ω2A)、电流表、电压表、开关及导线,探究电流与电压的关系。
(1)如图甲所示,小明选取阻值为10Ω的电阻进行实验。用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)将滑动变阻器的滑片移至最右端。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,为 A;
(3)小明测得多组数据,分析得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。为验证结论是否具有普遍性,小明应更换 重复上述实验;
(4)第(2)问中,若预先未将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关时, 可能损坏;
(5)另一组的小华记录的数据比较杂乱,如图丙所示。请指出小华操作中存在的问题: 。
4.(2025·山东青岛)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小 ;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为 A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
5.(2025·辽宁)在探究电流与电阻的关系实验中,实验器材如下:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40;1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5、10、15、20、25),导线若干。
(1)图(a)为使用5定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图(a)中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 (导线不能交叉)。
(2)改正错误后,将滑动变阻器的滑片P移到最 端。闭合开关,移动滑片P使电压表的示数达到所要控制的电压U0时,电流表的示数如图(b)所示,为 A。
(3)将不同阻值的定值电阻分别接入电路中,重复实验,记录的数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/
5
10
15
20
25
电流I/A
0.24
0.16
0.12
0.10
分析表中数据,在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似 (填“相等”或“不相等”),从而得出结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(4)利用本实验提供的器材 (填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
6.(2025·内蒙古)物理探究合作小组已经知道“加在导体两端的电压越大,电流就越大。”他们为了进一步探究电流与电压之间的定量关系,进行了如下实验。(电源电压保持不变,定值电阻的阻值为)
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)连接的电路如图甲所示,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表示数有变化,电压表示数无变化。经检查有一根导线连接错误,请你在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);
(3)正确连接后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录实验数据如下表,其中第5次测量时的电压表示数如图乙所示,示数为 ;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.1
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.22
0.30
0.40
0.50
0.56
(4)①请你根据表中数据在图丙中描点作出图像; ;②分析图像可初步得出结论:在电阻一定的情况下, ;
(5)进一步分析,发现上述探究方案有不足的地方。请你提出科学合理的建议: 。(写出一条即可)
7.(2025·青海)在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
考点2 欧姆定律
8.(2025·黑龙江大庆)物理学中经常看到形如的公式,一种情况是x的大小与y、z都有关,另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情况的是( )
A.物质的密度 B.导体中的电流
C.物质的比热容 D.燃料的热值
9.(2025·山东青岛)图像可以直观地反映物理量间的关系,通过图像对物理过程进行分析是研究物理问题的常用方法。下列图像分析不正确的是( )
A.如图是物体做匀速直线运动时路程与时间的关系图像
B.如图是同种物质的质量与体积的关系图像
C.如图是晶体熔化时温度随时间变化的图像
D.图是小灯泡的电压与电流的关系图像
10.(2025·四川甘孜)如图所示,电阻,闭合、断开时,电流表的示数为0.4A;闭合和时,电流表的示数为0.5A。则电源两端的电压为 V,电阻的阻值为 。
考点3 欧姆定律在串、并联电路中的应用
11.(2025·四川巴中)如图所示,是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是( )
A.电流表示数变小 电压表示数变大 B.电流表示数变大 电压表示数变小
C.电流表示数变大 电压表示数变大 D.电流表示数变小 电压表示数变小
12.(2025·江苏宿迁)噪声是污染环境的公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A.阻值为20Ω
B.电源电压为24V
C.电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D.当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
13.(2025·四川广元)如图甲所示电路,闭合开关,电流表和电压表的示数如图乙和丙所示,下列分析正确的是( )
A.灯与电阻R串联 B.电路的总电阻大于电阻R的阻值
C.通过电阻R的电流是0.40A D.电源两端的电压为3.0V
14.(2025·山东日照)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
15.(2025·江苏南通)冬天,为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3V,R1是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当R1两端电压U≥2V时,开启加热系统;当U≤1.8V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.R1的阻值与温度成反比
B.选用3kΩ的定值电阻能够满足设计的要求
C.R1和R0的功率可能相等
D.增大电源电压使开启加热系统的温度变低
16.(2025·甘肃兰州)在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
17.(2025·山东济宁)如图所示,闭合开关,将滑片P向b端滑动,电压表示数 ,电压表与电流表示数之比 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
18.(2025·四川巴中)如图甲是一台放置在水平地面的智能体重秤,图乙是它的电路结构图,为阻值100Ω的定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随人对秤盘压力的变化关系如图丙所示,已知电源电压为3V且保持不变(g取10N/kg)。求:
(1)当秤盘为空时,R的阻值;
(2)某同学站在体重秤上时,电压表示数为2V,该同学的质量。
19.(2025·江苏镇江)如图1所示为某水位自动控制的模拟装置。柱形物体Q的横截面积,高),密度,用一硬杆将Q连接在力敏电阻的下方,硬杆的质量和体积均不计,Q的下端到水池底部的距离。通过调节电阻箱的阻值,可使水位控制在某一范围内。已知电源电压,的阻值与硬杆对的作用力F的关系图像如图2所示;当电磁铁线圈中的电流时,衔铁K被吸住,位于位置a,此时水池停止排水,开始注水;当时,衔铁K才会被释放,位于位置b,此时水池停止注水,开始排水。不计线圈电阻,,g取。
(1)Q的质量为 kg。若硬杆对的作用力F不断增大,则的阻值将 。
(2)开始时水池中无水,要确保闭合开关后,即开始注水。
①求接入电路的电阻的最大值。
②若接入电路的电阻取①中的最大值,求最高水位到池底的距离。
(3)为了能将水位控制在一定范围内,接入电路的电阻的最小值是 Ω;此时最高水位和最低水位的高度差是 m。
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专题14 欧姆定律及其应用
中考新趋势
中考真题速递
考点1 电流与电压和电阻的关系
考点2 欧姆定律
考点3 欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.(2025·吉林长春)【新素材】科创小组为学校科技周展会设计了一款提示器,可以提示展台上有无展品。图甲是该提示器的原理图,展台的结构由木板、弹簧、阻值不计的金属片(A、B、C)以及提示电路组成,A可将B、C接通或断开。工作时,闭合开关S,通过提示灯L是否发光可判断展台上有无展品。提示灯L和电阻的图像如图乙所示,电源电压恒定,提示灯L的额定电压为6V,实际电压不低于3V即可达到亮度要求。
(1)金属片A和弹簧的共同作用相当于电路中的 。
(2)闭合开关S,当展台上无展品时,提示灯L正常发光,提示灯L和电阻的连接方式是 ,此时电路中的电流为 A。
(3)若电阻损坏,为达到提示灯L的亮度要求,需更换阻值不超过 的电阻。
(4)科创小组发现:闭合开关S,展台上有展品时,提示灯L不发光,无法判断该装置是否正在工作。针对此现象,请对图甲虚线框内的电路提出一条改进建议: 。
【答案】(1)开关 (2)串联 0.5 (3)20 (4)串联一个电流表
【解析】(1)由图甲可知弹簧上的金属片A和弹簧的共同作用相当于开关,闭合时将电灯短接,此时灯不亮。当有人把物品搬离展台时,金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开,灯泡和电阻串联,此时灯亮。
(2)[1]闭合开关S,展台上无展品时,此时金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开,提示灯L正常发光,由图甲可知提示灯L和电阻是串联接入电路。
[2]提示灯L正常发光,则灯泡两端电压为6V,由图乙可知通过灯泡的电流为0.5A,即此时电路中的电流为0.5A。此时定值电阻两端电压为3V,根据串联电压规律可知电源电压为
(3)为达到提示灯L的亮度要求,即灯泡两端电压最小为3V,由图乙可知此时电路中电流为0.3A,则定值电阻两端最大电压为
则更换电阻最大阻值为
(4)闭合开关S,展台上有展品时,提示灯L不发光,有可能是灯泡被短路,也可能是灯泡断路,无法判断该装置是否正在工作,所以可以在电路中串联一个电流表,观察电流表是否有示数即可判断装置是否正在工作。
2.(2025·江苏盐城)【跨学科实践】图甲为科技小组设计的模拟电路,用手测量仰卧起坐次数。电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的减小而增大。当射向R2的红外线被遮挡时,R2两端的电压达到设定值,触发计数系统计数。测试过程中,R2两端电压与时间的关系图像如图乙所示,电流表示数与时间的关系图像如图丙所示,且完成每次仰卧起坐的时间相同。
(1)求1min内完成仰卧起坐的个数。
(2)求触发计数时,光敏电阻R2的阻值。
(3)求电路中的电源电压。
【答案】(1)50个 (2)50Ω (3)6V
【解析】(1)由图乙可知,在0 ~ 2.4s 时间内电压出现两次达5V 的触发过程,说明2.4 s 内完成了2 次仰卧起坐,因此每次所用时间为1.2 s;则1 min 内可完成的个数为
(2)触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 5.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.1A,此时光敏电阻R2的阻值为
(3)触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 5.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.1 A,由图甲可知两个电阻串联,则电源电压为①
未触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 3.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.3 A,则电源电压为②
解①②得,
3.(2025·山东泰安)【跨学科实践】2025年3月6日,我国首批自主研发的某型号120吨级纯电动矿用卡车(图甲)在国内露天矿山领域开始规模化应用,实现了环保效益和经济效益双赢。g取10N/kg,请解答下列问题:
(1)该型卡车某次运输时以18km/h的速度,在平直路面上匀速行驶0.25h,车载电池的输出电能有转化为机械能。求该卡车在此条件下行驶的距离和牵引力的大小;
(2)物理兴趣小组自制卡车模型,并设计了防超载系统,其工作原理如图乙所示。为定值电阻,货物对压敏电阻。产生压力,阻值与压力F大小的关系如图丙所示。调试过程如下:闭合开关S,当载重(承载货物的质量)为2.5kg时,电压表示数为;当载重为10kg时,控制电路中电流达到临界值,磁性开关动触片被电磁铁吸引断开,电动机停止工作,电压表示数为,且;控制电路中电流小于临界值时,磁性开关动触片回弹闭合,电动机正常工作。控制电路电源电压,水平放置的货架重力和电磁铁线圈的阻值均忽略不计,求的阻值和的大小;
(3)若图乙中电压表量程为0~3V,不变、触发电动机停止工作的条件不变,在保证电路安全的情况下,通过更换定值电阻,能否使触发电动机停止工作时的载重达到12kg?请结合(2)中有关数据计算说明。
【答案】(1), (2), (3)能,见解析
【解析】(1)该卡车在此条件下行驶的距离s=vt=18km/h×0.25h=4.5km
车载电池的输出电能有转化为机械能,牵引力做的功W=2.7×108J,牵引力的大小
(2)由图乙可知,定值电阻R0与压敏电阻RF串联,电压表测量R0两端的电压,当载重为2.5 kg时,RF受到的压力F1=G1=m1g=2.5kg×10N/kg=25N
由图丙可知,RF的阻值RF1=300Ω,则控制电路的电压
即①
当载重为10 kg时,RF受到的压力F2=G2=m2g=10kg×10N/kg=100N
由图丙可知,RF的阻值RF2=150Ω,则控制电路的电压
即②
已知③
由①②③得到U2=1.5V,R0=50Ω,控制电路中电流达到临界值
(3)由图丙可知,设RF和压力F的关系式为RF=kF+b
当RF1=300Ω,F1=25N,带入上面关系式300Ω=25N×k+b④
当RF2=150Ω,F2=100N,带入上面关系式150Ω=100N×k+b⑤
由④和⑤得到k=-2Ω/N,b=350Ω,RF和压力F的关系式为RF=-2FΩ/N+350Ω
当载重达到12kg,压敏电阻受到的压力F3=G3=m3g=12kg×10N/kg=120N
则压敏电阻的阻值RF3=-2×120Ω+350Ω=110Ω
控制电路中电流达到临界值I2=0.03A,控制电路的总电阻
更换后的定值电阻的阻值R′0=R总-RF3=200Ω-110Ω=90Ω
此时电源电压U0=I2R′0=0.03A×90Ω=2.7V<3V
所以使触发电动机停止工作时的载重达到12kg。
4.(2025·江苏无锡)【新考法】小红和小华设计一种能自动测定油箱内油面高度的装置。器材有:电源(电压可调)、电流表、电压表、阻值约为100Ω的电阻片、定值电阻R、细金属杆OABC、浮子(体积为20cm3)、开关、导线、油箱、汽油、汽油为绝缘体。(,g取10N/kg)
(1)她们首先要从电阻片上截取一段阻值为40Ω的电阻,为此连接了如图甲所示的电路。将鳄鱼夹置于电阻片的B端,闭合开关S,电压表示数如图乙所示为 V。向A端缓慢移动鳄鱼夹,观察电流表示数,当示数为 A时,标记鳄鱼夹的位置,则该位置到A端的阻值即为40Ω。
(2)她们重新调节了电源电压,连接了如图丙所示的装置,电阻R′=40Ω;它与金属杆OA接触良好(摩擦不计)、金属杆OABC可以绕固定点O自由转动,其重心在OC连线上。浮子可以绕CD轴自由转动。
①在油箱内倒入汽油,当浮子处于图丙所示的位置时,浮子浮在汽油中静止,恰好一半体积浸入汽油,此时浮子所受浮力大小为 N,继续倒油,油面上升,浮子再次静止时,浸在汽油中的体积 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
②为了在电流表的刻度盘上标出油箱内油面高度,闭合开关S,当OA处于M端的位置,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A。继续向油箱内倒入汽油,记录油面高度h和对应的电流表示数I,当OA处于N端的位置时,电流表示数为0.6A,数据记录在下表中,则该装置中电源电压为 V,电阻R阻值为 Ω;当电流表示数为0.5A时,油面高度为 cm。
油面高度h/cm
0
2.5
5
7.5
10
电流表示数I/A
0.12
0.15
0.2
0.3
0.6
【答案】(1)12 0.3 (2)0.075 不变 6 10 9.5
【解析】(1)[1]由图可知,电压表量程为0~15V,分度值为0.5V,电压表示数为12V。
[2]电阻两端的电压为12V,当连入电路中的电阻为时,电路中的电流为
(2)[1]浮子体积为20cm3,浮子浮在汽油中静止,恰好一半体积浸入汽油,排开液体的体积为10cm3,此时浮子所受浮力大小为
[2]继续倒油,油面上升,浮子再次静止时,仍是漂浮,浮力等于重力,因重力不变,所以浮力不变,则浸入汽油中的体积不变。
[3][4]闭合开关S,当OA处于M端的位置,R与串联,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A,根据串联电路的特点和欧姆定律知,电源电压为
当OA处于N端的位置时,只有R连入电路,电流表示数为0.6A,电源电压为
解得,
[5]当电流表示数为0.5A时,根据串联电路的特点和欧姆定律知
解得
根据表中数据,当h=2.5cm时,电流为0.15A,根据串联电路的特点和欧姆定律知
解得
当h=5cm时,电流为0.2 A,根据串联电路的特点和欧姆定律知
解得
当h=7.5cm时,电流为0.3A,根据串联电路的特点和欧姆定律知
解得
根据电阻和高度变化规律可知,高度增大2.5cm,电阻减小,故高度增大0.5cm,电阻减小,电阻的表达式
因此当电阻时,有
解得
考点1 电流与电压和电阻的关系
1.(2025·江苏无锡)按照图甲连接电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压值为3V,三个定值电阻Ra、Rb、Rc。探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将电阻Ra接入电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,读出电压表、电流表的示数。移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,在坐标系中描点画出Ra的I-U图像a、再分别将Rb、Rc接入电路,采用同样的方式探究,得到图像b、c,如图乙所示。则Ra的阻值为 Ω;单独分析图乙中每条I-U图像,可知,当导体电阻一定时, ,实验中滑动变阻器的最大阻值为 Ω,为了探究电流与电阻的关系,分别将三个电阻接入电路,需要保持电阻两端电压不变,则该电压的最小值为 V。
【答案】5 电流与电压成正比 25 1.3
【解析】[1]由图乙得,当Ra的电压为3.0V,电流为0.6A,由欧姆定律得,Ra的阻值为
[2]单独分析图乙中每条I-U图像,可知,当导体电阻一定时,其电流与电压的图像为一条倾斜向上的直线,说明当导体电阻一定时,电流与电压成正比。
[3]将电阻Ra接入电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,变阻器与Ra串联,此时变阻器接入电路中的电阻最大,电路电阻最大,电路电流最小为0.1A,由串联电路电阻特点与欧姆定律得,变阻器接入电路中的电阻最大为
[4]当Rb的电压为1.0V,电流为0.1A,由欧姆定律得,Rb的阻值为
三个电阻分别与滑动变阻器串联,实验中需要保持电阻两端电压不变,由串联电路电压特点得,变阻器的电压也保持不变;串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
则定值电阻接入电路中的电阻越大,变阻器接入电路中电阻越大,当定值电阻接入电路中的电阻最大为20Ω,变阻器接入电路中电阻最大为25Ω时,定值电阻两端控制的电压最小,与定值电阻的比值最大,定值电阻的电压最小,即
解得定值电阻两端电压控制的最小值为
2.(2025·西藏)如图所示,某实验小组“探究电压一定时电流与电阻的关系”。
(1)实验时须注意安全用电,因此,连接电路时开关应处于 状态。
(2)请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于A端。
(3)闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是: 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录此时电流表的示数。更换不同阻值的定值电阻,调节滑片的位置使电压表的示数保持不变,记录电流表的示数并填入表格。图丙是第2次实验时电流表指针的位置,其示数为 A。
次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
50
电流I/A
0.40
0.10
0.04
(5)分析表中的数据可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】(1)断开 (2) (3)定值电阻R断路 (4)0.2 (5)反比
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于A端,为了保护电路,此时滑动变阻器接入电路的电阻应最大,所以应将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻相连,如图所示:
(3)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源两极是连通的,所以故障原因可能是定值电阻R断路。
(4)由图丙可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数是0.2A。
(5)分析表中的数据可知,每一次实验中电流与电阻的乘积为一个定值,则得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
3.(2025·江苏盐城)小明选用电源(电压恒为4.5V)、定值电阻(若干)、滑动变阻器(20Ω2A)、电流表、电压表、开关及导线,探究电流与电压的关系。
(1)如图甲所示,小明选取阻值为10Ω的电阻进行实验。用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)将滑动变阻器的滑片移至最右端。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,为 A;
(3)小明测得多组数据,分析得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。为验证结论是否具有普遍性,小明应更换 重复上述实验;
(4)第(2)问中,若预先未将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关时, 可能损坏;
(5)另一组的小华记录的数据比较杂乱,如图丙所示。请指出小华操作中存在的问题: 。
【答案】(1) (2)0.2 (3)阻值不同的定值电阻 (4)电压表 (5)没有记录数据单位
【解析】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,如图所示:
(2)图乙中电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A。
(3)为验证结论是否具有普遍性,小明应更换阻值不同的定值电阻重复上述实验,避免实验结论的偶然性。
(4)电源电压由3节干电池串联组成,电源电压为4.5V,定值电阻的阻值为10Ω,电路最大电流为
小于电流表的最大测量值,则电流表不会损坏;电压表的最大示数为电源电压的电压值,为4.5V,超过电压表的最大测量值3V,则第(2)问中,若预先未将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关时,电压表可能会损坏。
(5)物理量的大小由数值与单位组成,由图丙得,小华没有记录数据单位。
4.(2025·山东青岛)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小 ;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为 A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
【答案】(1) (2)0.2 正比 (3)2 反比 (4)10
【解析】(1)探究“电流与电压和电阻的关系”,定值电阻要与滑动变阻器串联,滑动变阻器要一上一下接入,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,且电流表与电压表接线柱需正进负出,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小,即接入电阻增大,因此应接滑动变阻器左下,如图所示:
(2)[1]电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[2]根据表格丙中数据,电压与电流数据之比为定值,得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1]如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为
[2]如图丁中数据,电阻与电流数据乘积为定值,得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)要完成(3)中的实验,即定值电阻两端电压为2V,根据串联分压,当用20Ω的定值电阻实验时,滑动变阻器有最大阻值,电路中电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的阻值
5.(2025·辽宁)在探究电流与电阻的关系实验中,实验器材如下:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40;1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5、10、15、20、25),导线若干。
(1)图(a)为使用5定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图(a)中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 (导线不能交叉)。
(2)改正错误后,将滑动变阻器的滑片P移到最 端。闭合开关,移动滑片P使电压表的示数达到所要控制的电压U0时,电流表的示数如图(b)所示,为 A。
(3)将不同阻值的定值电阻分别接入电路中,重复实验,记录的数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/
5
10
15
20
25
电流I/A
0.24
0.16
0.12
0.10
分析表中数据,在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似 (填“相等”或“不相等”),从而得出结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(4)利用本实验提供的器材 (填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】(1)见解析 (2)右 0.48 (3)相等 反 (4)能
【解析】(1)探究“电流与电阻的关系”时,定值电阻与滑动变阻器、电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路连接,如图所示:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,所以将滑动变阻器的滑片置于最右端。
[2]图中电流表的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,则读数为0.48A。
(3)[1]分析表中数据
在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似相等。
[2]当导体两端电压一定时,电阻增大,电流减小,且两者乘积恒定,故通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)阻值已知的定值电阻,可利用滑动变阻器改变电路中的电流,记录多组电压、电流值,所以可以探究电阻一定时,电流与电压的关系。
6.(2025·内蒙古)物理探究合作小组已经知道“加在导体两端的电压越大,电流就越大。”他们为了进一步探究电流与电压之间的定量关系,进行了如下实验。(电源电压保持不变,定值电阻的阻值为)
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)连接的电路如图甲所示,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表示数有变化,电压表示数无变化。经检查有一根导线连接错误,请你在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);
(3)正确连接后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录实验数据如下表,其中第5次测量时的电压表示数如图乙所示,示数为 ;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.1
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.22
0.30
0.40
0.50
0.56
(4)①请你根据表中数据在图丙中描点作出图像; ;②分析图像可初步得出结论:在电阻一定的情况下, ;
(5)进一步分析,发现上述探究方案有不足的地方。请你提出科学合理的建议: 。(写出一条即可)
【答案】(1)断开 (2) (3)2.8 (4) 电流和电压成正比 (5)见解析
【解析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关处于断开状态。
(2)由图甲可知,电压表测量定值电阻和变阻器的总电压,即电压表测量电源电压,电压表应该测量定值电阻的电压,电压表和定值电阻并联,如图所示:
(3)由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.8V。
(4)①[1]根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
②[2]由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到在电阻一定的情况下,电流和电压成正比。
(5)当前实验仅使用5Ω电阻,结论可能具有局限性,为了使实验结论具有普遍性,需验证不同电阻下的电流和电压的关系。
7.(2025·青海)在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
【答案】(1) (2)短路 0.22 (3) (4)正 (5)0.6 10
【解析】(1)电压表和电阻并联,将电压表的负接线和电阻左端连接,如图所示:
(2)[1]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,故障可能是与电压表并联的电阻短路。
[2]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.22A。
(3)根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
(4)由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1]由图可知,两个电阻并联,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过R的电流,由并联电路电流的规律可知电流表A2的示数是0.9A,电流表A1的示数是0.3A,通过的电流为Ix=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A
[2]由并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压Ux=U=I1R=0.3A×20Ω=6V
Rx的阻值
考点2 欧姆定律
8.(2025·黑龙江大庆)物理学中经常看到形如的公式,一种情况是x的大小与y、z都有关,另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情况的是( )
A.物质的密度 B.导体中的电流
C.物质的比热容 D.燃料的热值
【答案】B
【解析】A.密度虽然可用m和V计算,但密度是物质的一种特性,与m和V无关,属于后一种情况,故A不符合题意;
B.导体中的电流大小由导体两端的电压和导体的电阻决定,即与U和R都有关,属于前一种情况,故B符合题意;
C.比热容虽然可用Q、m、t1、t2进行计算,但比热容是物质的一种特性,与Q、m、t1、t2无关,属于后一种情况,故C不符合题意;
D.热值虽然可用Q、m进行计算,但热值是燃料的一种特性,与Q、m无关,属于后一种情况,故D不符合题意。
故选B。
9.(2025·山东青岛)图像可以直观地反映物理量间的关系,通过图像对物理过程进行分析是研究物理问题的常用方法。下列图像分析不正确的是( )
A.如图是物体做匀速直线运动时路程与时间的关系图像
B.如图是同种物质的质量与体积的关系图像
C.如图是晶体熔化时温度随时间变化的图像
D.图是小灯泡的电压与电流的关系图像
【答案】C
【解析】A.物体做匀速直线运动时路程与时间成正比,如图是过原点直线,为正比,故A正确,不符合题意;
B.同种物质的质量与体积成正比,如图是过原点直线,为正比,故B正确,不符合题意;
C.晶体熔化时有固定不变的温度,如图是一直升温,故C错误,符合题意;
D.小灯泡电阻随温度升高而增大,U-I图像向U轴偏,如图小灯泡的电压与电流的关系图像,故D正确,不符合题意。
故选C。
10.(2025·四川甘孜)如图所示,电阻,闭合、断开时,电流表的示数为0.4A;闭合和时,电流表的示数为0.5A。则电源两端的电压为 V,电阻的阻值为 。
【答案】12 120
【解析】[1]闭合、断开时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为0.4A,则通过R1的电流为0.4A,则电源电压
[2]闭合和时,两电阻并联,电流表测干路中的电流,由于R1两端的电压不变,流过R1的电流不变,仍为0.4A;电流表的示数为0.5A,则通过R2的电流
由并联电路中电压关系可知,电阻R2两端的电压为电源电压12V,则电阻的阻值
考点3 欧姆定律在串、并联电路中的应用
11.(2025·四川巴中)如图所示,是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是( )
A.电流表示数变小 电压表示数变大 B.电流表示数变大 电压表示数变小
C.电流表示数变大 电压表示数变大 D.电流表示数变小 电压表示数变小
【答案】A
【解析】分析电路可知,定值电阻R0与滑动变阻器R,串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压。人身高越高时,滑片上移,滑动变阻器阻值变大,根据串联分压,滑动变阻器两端的电压变大,故电压表示数变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,电路中的电流变小,故电流表示数变小。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
12.(2025·江苏宿迁)噪声是污染环境的公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A.阻值为20Ω
B.电源电压为24V
C.电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D.当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
【答案】D
【解析】AB.由图甲可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,噪声为70dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R=20Ω,噪声为40dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R'=50Ω,根据串联电路的电压之比等于电阻之比,故有R0∶R=U0∶(U-U0)
则得R0∶20Ω=6V∶(U-6V)①
则得R0∶50Ω=3V∶(U-3V)②
解得U=18V,R0=10Ω,故AB错误;
C.由图乙可知,当声音强度增大时,声敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流增大,根据U=IR可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故C错误;
D.当电压表示数为4.5V时,根据R0∶R″=U0∶(U-U0)
得到10Ω∶R″=4.5V∶(18V-4.5V)
解得R″=30Ω,根据乙图可知,噪声强度为50dB,故D正确。
故选D。
13.(2025·四川广元)如图甲所示电路,闭合开关,电流表和电压表的示数如图乙和丙所示,下列分析正确的是( )
A.灯与电阻R串联 B.电路的总电阻大于电阻R的阻值
C.通过电阻R的电流是0.40A D.电源两端的电压为3.0V
【答案】C
【解析】A.由图甲可知,电流从电源正极流出后,分别经过灯和“电流表、电阻R”支路,然后汇合回到电源负极,所以灯与电阻R是并联,故A错误;
B.根据并联电路电阻特点,并联电路总电阻小于其中任何一个分电阻;电阻R是其中一个分电阻,所以电路的总电阻小于电阻R的阻值,故B错误;
C.电流表使用的是量程,分度值为0.02A,其示数为0.40A,因为电流表测电阻R支路的电流,所以通过电阻R的电流是0.40A,故C正确;
D.电压表使用的是量程,分度值为0.1V,其示数为1.5V。在并联电路中,各支路两端电压相等且等于电源电压,所以电源电压为1.5V,故D错误。
故选C。
14.(2025·山东日照)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
【解析】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。
15.(2025·江苏南通)冬天,为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3V,R1是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当R1两端电压U≥2V时,开启加热系统;当U≤1.8V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.R1的阻值与温度成反比
B.选用3kΩ的定值电阻能够满足设计的要求
C.R1和R0的功率可能相等
D.增大电源电压使开启加热系统的温度变低
【答案】B
【解析】A.由表中数据可知,热敏电阻阻值虽随温度升高而减小,但并非与温度成严格的“反比”关系,故A错误;
B.R1与R0串联,若R0=3kΩ,当R1两端电压U1=2V时,则U0=U-U1=3V-2V=1V
串联电路电流相等,则
即
对应温度20℃,开启加热系统; 当R1两端电压U1=1.8V时,则
串联电路电流相等,则
即
对应温度28℃,关闭加热系统;符合要求,故B正确;
C.R1与R0串联,功率相等时,I02R0=I12R1,R1=R0,若R0=3kΩ,R1=3kΩ,对应的温度是38.2℃,超过了温度在20~28℃范围,故C错误;
D.增大电源电压,若R0=3kΩ,R1两端电压U1=2V时,U0=U-U1=6V-2V=4V
串联电路电流相等
即
由表中数据可知,温度高于45.5℃,使开启加热系统的温度变高,故D错误。
故选B。
16.(2025·甘肃兰州)在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
【答案】C
【解析】A.增大托盘里被测物体的质量,F2变大,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l 2可知,力臂不变的情况下,F1变大,即C端对压敏电阻的压力变大,由图乙可知,压敏电阻阻值R变小,由串联电路的分压规律可知,电压表示数U0变大,故A错误;
B.当电子秤的示数为0kg时,C点对压敏电阻的压力为0,此时压敏电阻的阻值为300Ω,由串联电路的电压分配规律可得
解得U0=1V
故B错误;
C.电子秤测量最大质量时,电压表示数最大,由串联电路的分压规律可得
解得R′=120Ω,由图乙可知此时电子秤受到的压力F1=300N,由杠杆的平衡条件可得物体的重力
所以此时称量的最大质量
故C正确;
D.由杠杆的平衡条件可知,在动力和动力臂的乘积不变时,将托盘的固定点从A移至B,将增大阻力臂l2,则阻力F2将变小,即称量的物体的重力变小,由公式可知质量变小,所以电子秤的量程将变小。
故D错误。
故选C。
17.(2025·山东济宁)如图所示,闭合开关,将滑片P向b端滑动,电压表示数 ,电压表与电流表示数之比 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小 不变
【解析】[1][2]由图可知,电阻和变阻器串联,电压表测量电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑片P向b端移动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,根据U=IR可知,电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小,由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R的阻值,R的阻值不变,则电压表与电流表示数之比不变。
18.(2025·四川巴中)如图甲是一台放置在水平地面的智能体重秤,图乙是它的电路结构图,为阻值100Ω的定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随人对秤盘压力的变化关系如图丙所示,已知电源电压为3V且保持不变(g取10N/kg)。求:
(1)当秤盘为空时,R的阻值;
(2)某同学站在体重秤上时,电压表示数为2V,该同学的质量。
【答案】(1)400 Ω (2)60kg
【解析】(1)当秤盘为空时,秤盘受到的压力为0N,如图丙所示,此时压敏电阻R=400 Ω
(2)由图乙可知,两个电阻串联,电压表测压敏电阻两端电压。
电压表示数为2 V,则定值电阻两端电压
电路中电流为
压敏电阻的阻值为
由图丙可知,此时对应的压力F=600 N
该同学质量
19.(2025·江苏镇江)如图1所示为某水位自动控制的模拟装置。柱形物体Q的横截面积,高),密度,用一硬杆将Q连接在力敏电阻的下方,硬杆的质量和体积均不计,Q的下端到水池底部的距离。通过调节电阻箱的阻值,可使水位控制在某一范围内。已知电源电压,的阻值与硬杆对的作用力F的关系图像如图2所示;当电磁铁线圈中的电流时,衔铁K被吸住,位于位置a,此时水池停止排水,开始注水;当时,衔铁K才会被释放,位于位置b,此时水池停止注水,开始排水。不计线圈电阻,,g取。
(1)Q的质量为 kg。若硬杆对的作用力F不断增大,则的阻值将 。
(2)开始时水池中无水,要确保闭合开关后,即开始注水。
①求接入电路的电阻的最大值。
②若接入电路的电阻取①中的最大值,求最高水位到池底的距离。
(3)为了能将水位控制在一定范围内,接入电路的电阻的最小值是 Ω;此时最高水位和最低水位的高度差是 m。
【答案】(1)0.8 不断减小 (2) (3)
【解析】(1)[1] Q 为柱形物体,其体积为
已知,根据密度公式可得,其质量为
[2]由图2可知,硬杆对的作用力不断增大时, 的阻值将不断减小。
(2)[1]开始时水池无水,此时硬杆对的作用力
由图2可知,当时,。 当时,衔铁K被释放,开始注水,根据,可得
那么
[2]若接入电路的电阻取①中的最大值,求最高水位到池底的距离: 当时,衔铁K被吸住,停止注水,此时
对Q进行受力分析,,,当时,所以
根据,可得
则Q浸入水中的深度
最高水位到池底的距离
(3)[1]当时,
当时,
由图2可知,当时,假设对应的,当时,对应的。当时,
[2]当时,对Q受力分析,,当时,。由图2可知和对应的情况,
,,则。由图2可知,,则
此时最高水位和最低水位的高度差是
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