第2节 欧姆定律(大单元分层作业)物理新教材人教版九年级全一册
2025-10-10
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第2节 欧姆定律 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 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 | 5.33 MB |
| 发布时间 | 2025-10-10 |
| 更新时间 | 2026-01-09 |
| 作者 | 云往烟水 |
| 品牌系列 | 上好课·大单元教学 |
| 审核时间 | 2025-10-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54258938.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第2节 欧姆定律
目 录
1
一、欧姆定律的表达式及图像 1
二、欧姆定律的计算 6
11
19
一、欧姆定律的表达式及图像
1.关于公式,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B.通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成正比
D.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
【答案】D
【详解】A.导体的电阻是导体的固有属性,与它两端的电压和通过它的电流无关,故A错误;
B.由可知,通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,故B错误;
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,通过它的电流越小,即通过导体的电流与电阻成反比,故C错误;
D.当电阻一定时,电阻两端的电压越大,通过它的电流越大,即通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故D正确。
故选D。
2.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.在电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
B.在电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
C.在电流一定时,导体的电阻跟导体的两端的电压成正比
D.通过导体的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比
【答案】D
【详解】AC.电阻是导体本身的一种性质,决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,与两端电压和通过的电流无关,故AC错误;
B.电压是产生电流的原因,所以不能说导体两端的电压跟通过导体的电流成正比,正确的表述应为“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”,故B错误;
D.根据欧姆定律可知,对于某一段导体来说,通过导体的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比,D正确。
故选D。
3.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
【详解】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。
4.将一导体接到电路中,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,则下列说法中正确的是( )
A.它的电阻是原来的三倍 B.它的电阻是原来的三分之一
C.通过它的电流是原来的三倍 D.通过它的电流是原来的三分之一
【答案】C
【详解】AB.电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关。所以将一导体接到电路中,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,它的电阻不变,故AB错误;
CD.根据,电阻不变时,电流与电压成正比,所以将一导体接到电路中,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,它的电阻不变,则通过它的电流是原来的三倍,故C正确,D错误。
故选C。
5.(1)欧姆定律适用条件: (即用电器工作时,消耗的电能全部转化为内能).
(2)I、U、R对应 或 ,不同时刻,不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别.三者单位依次是 .
(3)同一导体(即R不变),I与U成 ;同一电源(即U不变),I与R成 .
【答案】 纯电阻电路 同一段电路 同一时刻 安(A)、伏(V)、欧( Ω) 正比 反比
【详解】(1)欧姆定律适用条件:纯电阻电路,即用电器工作时,消耗的电能全部转化为内能;
(2)在欧姆定律中,I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一时刻,不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别;
三个物理的单位分别是:安(A)、伏(V)、欧( Ω);
(3)根据欧姆定律的内容知:在电阻一定时,电流与电压成正比;
在电压一定时,电流与电阻成反比.
用欧姆定律进行计算;
6.欧姆定律的公式变形可得 和 。
(1)已知电压和电阻,求 。
(2)已知电压和电流,求 。
(3)已知电流和电阻,求 。
7.使用欧姆定律时应该注意的问题
适用范围
欧姆定律适用于 (整个电路或部分电路)
同一性
I、U、R是对同一导体或同一电路而言,三者要一一对应
同时性
公式中的三个物理量必须是同一时间的值
统一性
公式中的三个物理量,必须使用国际单位制中的单位
【答案】6. 电流 电阻 电压 7.纯电阻电路
【解析】6.[1][2]欧姆定律的公式为,则欧姆定律的公式变形可得和。
[3]由可知,已知电压和电阻,可以求电流。
[4]由可知,已知电压和电流,可以求电阻。
[5]由可知,已知电流和电阻,可以求电压。
7.欧姆定律适用于纯电阻电路。
8.有两个电路元器件A和B,流过元器件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。由图甲可知,元器件A的电阻是 Ω。若把它们串联在电路中,如图乙所示,闭合开关S,这时电流表的示数为0.1A,则电源电压为 V。
【答案】 5 1.5
【详解】[1]由元件A的图像可知,当时,,根据欧姆定律可得
[2]当元件A和B串联时,串联电路中各处的电流相等,电流表的示数为0.1A即通过AB元件的电流均为0.1A,由图像可知,当时,,又由串联电路的总电压等于各串联电阻两端的电压之和,所以电源电压为
9.如图是电阻A和B的I﹣U图象,若把二者串联后接入某电路,当通过电阻A的电流为0.3A,电阻B两端的电压是 V。
【答案】3
【详解】因串联电路中各处的电流相等,所以电阻A、B串联时,通过A的电流为0.3A时,通过B的电流也为0.3A,由图象可知,此时B两端的电压为UB=3V。
二、欧姆定律的计算
10.如图所示的电路中,电源电压为8V且保持不变,电阻,,闭合开关后,电压表的示数为( )
A.2V B.3V
C.5V D.8V
【答案】B
【详解】由电路图可知,串联,此时串联电路中的电流为,电压表测量两端的电压,由可知,,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
11.图甲所示电路,电源电压不变,RMN为定值电阻,R1为电阻箱,在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线.下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.S、S1都闭合时,图乙中是曲线a
C.电流为I0时,RMN的功率可能是0.16W
D.当S闭合,R1为10Ω,S1断开或闭合时,电路电流之比是1∶3
【答案】D
【详解】由图甲电路可知:当开关S、S1都闭合时,电路中只有R1接入电路,当开关S闭合、S1断开时,RMN和R1串联接入电路,结合图乙,当R1接入电路的电阻为0时,电路中电流为0.4A可得:a曲线是S、S1都闭合时的图像,b曲线是开关S、S1都闭合时的图像;
由图乙的图像可知,当两种情况下电流都为I0时,a曲线R1接入的电阻为20Ω,b曲线R1接入的电阻为40Ω,则可得RMN=40Ω-20Ω=20Ω;
电源电压为U=0.4A×RMN=0.4A×20Ω=8V;;电流为I0时,RMN的功率为PMN=I02RMN=(0.2A)2×20Ω=0.8W;当S闭合,R1为10Ω,S1断开时,电路电流为,当S闭合,R1为10Ω,S1闭合时,电路电流为,所以。故D正确,ABC错误。
故选D。
12.某同学从学校实验室找到两个电阻和。为了比较这两个电阻阻值的大小,该同学利用电压恒为3V的电源设计了以下四种方案,其中可行的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.由图示电路图可知,两电阻并联,闭合开关,电流表A可以测出通过的电流,由于不能测出通过的电流,无法比较两电阻阻值大小关系,故A不符合题意;
B.由图知,两电阻串联在电路中,通过两电阻的电流相等,所以电流表的示数不能反映和的阻值大小,故B不符合题意;
C.两电阻串联,电压表测两端的电压。根据串联电路电压规律,可求出两端的电压。串联电路中电流处处相等,由可知,电压大的电阻大,能比较两电阻阻值大小,故C符合题意;
D.两电阻并联,电压表测电源电压。并联电路中各支路电压都等于电源电压,无法根据电压判断两电阻的阻值大小,故D不符合题意。
故选 C。
13.当一段导体两端接4V电压时,通过它的电流是0.5A,则导体的电阻是 ;当通过这段导体的电流为0.3A时,它两端的电压为 V。
【答案】 8 2.4
【详解】[1]导体两端加4V的电压时,通过它的电流是0.5A,根据欧姆定律可得导体的阻值
[2]当通过导体的电流为0.3A时,导体两端的电压
14.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S从a转到b时,电流表和电压表对应的示数如图乙所示,则定值电阻 。
【答案】20
【详解】开关位于b时,电路中只有R1,其两端的电压等于电源电压,据图可知,此时电源电压为6V。开关位于a时,两个电阻串联,结合串联电路电压规律UR2=U-UR1=6V-2V=4V
此时电路的电流为0.2A,
15.如图所示为广泛使用的旋转式变阻器的结构图,A、B、C为它的三个接线柱,P为旋钮触片。若将该变阻器与灯泡 (选填“串联”或“并联”)接入电路中,并顺时针旋转旋钮触片以调节灯泡的灯光变亮,则应将接线柱 (选填“A、B”、“B、C”或“A、C”)接入电路。
【答案】 串联 A、B
【详解】[1]变阻器与灯泡应串联接入电路,调节变阻器接入阻值,可以改变电流,即调节灯泡亮度。若并联,则互不影响,不能调节灯泡亮度。
[2]若顺时针旋转旋片时,灯泡变亮,说明是电流变大,在电源电压不变时,根据欧姆定律知道,此时电路中电阻变小,所以,由图知道,应连接接线柱A、B与灯泡串联后接入电路。
16.如图所示的电路图,电源电压恒为6V,只闭合开关S,电压表示数为2V,定值电阻R的阻值为10Ω。求:
(1)只闭合开关S时,电流表的示数;
(2)电阻的阻值;
(3)开关S和S0都闭合后,电流表和电压表的示数。
【答案】(1)
(2)
(3)0.6A,0V
【详解】(1)只闭合开关S,电阻R和串联,电流表测量电路中电流,电压表测量电阻两端电压,定值电阻R两端电压为
电流表示数
(2)电阻的阻值
(3)开关S和S0都闭合后,电压表和电阻被短路,电压表示数为,电流表示数
17.汽车的车灯接在12V电源两端,通过灯丝的电流为0.4A。通过计算回答:灯丝的电阻是多少?
【答案】30欧姆
【详解】解:由可得,灯丝的电阻是
答:灯丝的电阻是30欧姆。
18.如图所示,电阻欧。开关SA断开时,通过电路的电流为0.3安;电键SA闭合时:电流表的示数为0.5安。问:
(1)电源电压为多大?
(2)SA断开时,电路总电阻电阻R的阻值为多大?
【答案】(1)6V
(2)
【详解】(1)开关SA闭合时R2短路,只有R1接入电路,电流表的示数为0.5安,电源电压为
(2)开关SA断开时,R1、R2串联,通过的电流为0.3安,总电阻为
19.如图所示的电路中,电源电压保持不变,,开关S闭合后,电压表的示数是5V,电压表的示数为15V。
(1)电流表A的示数是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)电路的总电阻是多少?
【答案】(1)0.5A
(2)20V
(3)40Ω
【详解】(1)由题意,开关闭合,两电阻串联,电压表测R1电压,电压表测R2电压,已知U1 = 5V,R1 = 10Ω
所以由欧姆定律有
即电流表A的示数是0.5A。
(2)因两电阻串联,电源电压
由题意已知U1 = 5V,U2 = 15V
所以
(3)由(1)、(2)已知U = 20V,I = 0.5A
由可得串联电路总电阻
20.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法错误的是( )
A.当电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
B.当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
C.当电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.导体两端的电压与通过导体的电流成正比、与导体的电阻成正比
【答案】ACD
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。当电压一定时,通过导体的电流会随电阻变化,但电阻不会随电流改变,故A错误,符合题意;
B.根据欧姆定律,当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,这是欧姆定律的核心结论之一,故B正确,不符合题意;
C.电阻由导体自身因素决定,与导体两端的电压无关。即使电路中电流保持一定,导体的电阻也不会随电压的变化而改变,故C错误,符合题意;
D.导体两端的电压由电源提供,其大小取决于电源本身,与导体的电阻和通过的电流没有“正比”关系,不能说电压与电流、电阻成正比,故D错误,符合题意。
故选ACD。
21.如图所示是电阻甲和乙的图象,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值保持20Ω不变
B.乙的电阻值保持10Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路总电压4V
【答案】AC
【详解】AB.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知,甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化。由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.1A,则,故A正确,B错误;
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两电阻两端的电压为2V,由图象可知此时,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流,故C正确;
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过甲、乙的电流均为0.2A,由图象可知此时,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电路总电压,故D错误。
故选AC。
22.如图所示,电源电压恒为3V,定值电阻的阻值为20Ω。闭合开关后,电流表示数为0.1A,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为0.5V。下列说法正确的是( )
A.调节滑片前,两端电压为2.5V
B.调节滑片前,流经的电流为0.125A
C.调节滑片后,接入电路的阻值为4Ω
D.调节滑片后,两端电压为2.5V
【答案】CD
【详解】A.由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表测R2两端电压。调节滑片前,电路中电流为0.1A,R1两端电压为
故A错误;
B.该电路为串联电路,电流处处相等,调节滑片前,电流表示数为0.1A,则流经R1的电流为0.1A,故B错误;
CD.调节滑片后,电压表示数为0.5V,即R2两端电压为0.5V,由串联电路电压规律可知R1两端电压
电路中电流为
R2接入电路的阻值
故CD正确。
故选CD。
23.如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数将 ,电压表V的示数与电流表的示数的比值 。(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变小 变大
【详解】[1]R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路的电流,电流表A2测R2支路的电流。当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,R2电阻变大,电压不变,根据欧姆定律,R2支路电流变小,R1支路电流不变,则干路的电流变小,因此电流表的示数将变小。
[2]根据欧姆定律,电压表V的示数与电流表的示数的比值即为R2的电阻,R2电阻变大,则比值变大。
24.根据欧姆定律,可得:,, 。由于,因此 + 。又因为并联电路中各支路两端的电压相等,即:,可得: 。
【答案】
【详解】[1]设R1和R2并联后的总电阻为R,根据欧姆定律,可得干路电流为
则通过R1的电流
同理,通过R2的电流
[2][3]根据并联电路电流的特点,干路中的电流等于各支路中电流之和,即
因此
[4]又因为并联电路各支路两端的电压相等,即
约掉电压后可得
25.小明同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路。他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源、电流表、电压表各一只,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则可能存在的故障是 。
(3)故障排除后,小明同学先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V。读出电流表示数后,断开开关,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示。要完成这次实验,接下来他应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2 V;
(4)小明同学再用某定值电阻换接入电路中,探究“电流与电压的关系”。她通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,根据表格中的数据,小明同学完成实验所用定值电阻的电阻是 Ω。得出的实验结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(5)实验结束后,小明同学向老师提出为什么不可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究,原因是 。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)右
(4) 5 当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
(5)小灯泡的电阻随温度变化而变化,无法控制电阻不变
【详解】(1)滑动变阻器采用一上一下的连接方式,串联在电路中,图中滑动变阻器的上接线柱未接入电路,选择任一上接线柱,再连接下方任一接线柱,使电路形成完整串联(导线不交叉即可)。图中电压表也没有接入电路,只需要将电压表并联在定值电阻两端,电源电压为3V,故电压表选择小量程。如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有明显偏转,说明电压表两端与电源两极连通,即与电压表并联的定值电阻部分断路,导致电流无法通过,电压表测电源电压。
(3)更换为20Ω电阻后,根据串联分压原理,电阻变大,其两端电压会大于2V;要使电压表示数回到2V,需增大滑动变阻器接入电阻以分担更多电压;由图乙(默认滑动变阻器滑片右移时接入电阻变大),故应将滑片向右移动。
(4)[1]根据欧姆定律,取表格中任意一组数据计算,如第1次:
其他组数据计算结果均为5Ω,故定值电阻为5Ω。
[2]实验中控制电阻不变,数据显示电压增大时电流成比例增大,故结论为:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(5)探究“电流与电压关系” 需控制电阻不变,而小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大,无法保持电阻恒定,不符合实验控制变量的要求,故不能用小灯泡代替定值电阻。
26.在探究电流与电阻关系的实验中,小凯把阻值为5Ω的定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源(电压为3V)连接成了如图甲所示的电路。另外可供选择的有阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)只改接图中的一根导线,就能改正电路中的连接错误。简述你的改正方法: 。电路改接正确后,将滑动变阻器的滑片移至A端,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为2V,记下此时电流表的示数;
(2)断开开关,将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,然后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V,记下此时电流表的示数;
(3)换用不同阻值的电阻,经多次实验,得到如图乙所示的I-R图像,由图像可得出: 。
【答案】(1)将导线④的N端改接到接线柱E(或C端)
(2)2
(3)电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】(1)原电路错误是定值电阻与电流表并联、电压表与定值电阻串联,需让定值电阻与电压表并联。改正方法为:将导线④的N端改接到接线柱E(或C端),使电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中。
(2)探究“电流与电阻的关系”需控制定值电阻两端电压不变。第一次实验中已控制电压表的示数为2V,更换电阻后,为保证实验变量唯一,需移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数仍为2V,再记录电流表示数。
(3)由图乙的I-R图像可知,不同阻值的电阻对应的电流与电阻的乘积(即电压)始终为2V,即电压保持不变。因此可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
27.根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小的特性,人们研制了一种电子温度计,图甲是电子温度计的原理图。为定值电阻,为热敏电阻,其阻值随温度变化的规律如图乙所示,已知电源电压为12V且保持不变。
(1)当环境温度是20℃时,电流表示数为0.4A,求此时热敏电阻两端的电压。
(2)求的电阻值。
(3)若电流表量程为0~0.6A,求该温度计能测量的最高温度。
【答案】(1)8V
(2)10Ω
(3)60℃
【详解】(1)闭合开关,定值电阻和热敏电阻串联,电流表测量电路电流。当环境温度是20℃时,热敏电阻约为20Ω,此时热敏电阻两端的电压
(2)根据欧姆定律可知总电阻
根据电阻串联的特点可知定值电阻
(3)若电流表量程为0~0.6A,则电路最大电流为0.6A,此时总电阻
根据电阻串联的特点可知热敏电阻的阻值
由图乙可读出,该温度计所能测量的最高温度约为60℃。
28.如图甲所示,已知小灯泡L上标有“6V 0.5A”字样,,滑动变阻器R的最大阻值为100Ω。
(1)小灯泡的阻值是多少?(设灯丝电阻不随温度变化)
(2)只闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,滑动变阻器两端的电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示。当滑片置于某点a时,电压表的示数,此时电流表的示数及电源电压是多少?
【答案】(1)12Ω
(2)0.5A,18V
【详解】(1)由欧姆定律得,小灯泡的阻值是
(2)只闭合开关S1时,小灯泡没有接入电路,电路中仅有R0与滑动变阻器R串联,电压表测量R的电压。由图乙可知,当滑动变阻器两端的电压时,滑动变阻器连入电路的阻值为,则电路中的电流
由欧姆定律得,电源电压
29.(2025·四川广元·中考真题)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
【详解】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。
30.(2025·黑龙江大庆·中考真题)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
【详解】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。
31.(2025·江苏宿迁·中考真题)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
【详解】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。
32.(2025·河南·中考真题)图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R₀为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为40cm³的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)
(1)闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数 (填“增大”或“减小”)。
(2)电路中定值电阻R₀的阻值为多少?
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度为多少?(g取10N/kg)
(4)电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)增大
(2)
(3)
(4)偏小
【详解】(1)分析电路可知,和变阻器串联,电流表测电路中电流。闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中滑片下移,变阻器接入电路的阻值变小,则总电阻变小,根据,电流表的示数增大。
(2)桶内未装液体时,弹簧所受拉力为零,由图乙可知,此时变阻器接入电路的阻值为,总电阻为
则电路中定值电阻R₀的阻值为
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,此时总电阻为
则此时变阻器接入电路的阻值
由图乙可知,此时弹簧所受拉力为0.4N,则液体重力为,则液体的密度为多少
(4)电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,根据算出的总电阻偏大,则得到的变阻器接入电路的阻值偏大,则得到的弹簧所受拉力偏小,则测得的液体重力偏小,根据
可知,会导致所测液体的密度偏小。
33.(2025·吉林长春·中考真题)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
【详解】(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。
34.(2025·江苏苏州·中考真题)某科技小组要设计冬季植物大棚控温系统。
【任务与要求】当环境温度,加热设备开启工作;温度,停止工作,大棚内的温度维持在一定范围。
【设计与实施】①器材有:电压为的电源、定值电阻、可控加热设备、热敏电阻(阻值随温度变化的关系如图甲)等;②设计的电路如图乙,加热设备是否工作由其两端的电压来控制,当时,加热设备开启工作,当时,加热设备不工作。(不考虑加热设备对电路的影响)
【分析与思考】
(1)电路中的 是热敏电阻;
(2)定值电阻的阻值为 ;
(3) V;
(4)长时间使用后,电源电压降低,系统控制的最高温度将 。
【答案】(1)
(2)80
(3)3
(4)降低
【详解】(1)由图甲可知,热敏电阻阻值随温度升高而减小。图乙中,与串联。若是热敏电阻,温度升高时,阻值变小,根据串联分压原理,电压减小,则电压变大,即加热设备两端的电压变大,不符合题意,所以不是热敏电阻;若是热敏电阻,温度升高时,阻值变小,根据串联分压原理,电压减小,则加热设备两端的电压减小,符合题意。所以是热敏电阻。
(2)开启工作时,加热设备两端的电压,即电压为4V,温度为,对应热敏电阻,根据串联分压原理则有
解得定值电阻。
(3)停止工作时,温度为,对应热敏电阻,根据串联分压原理则有
解得。
(4)停止加热时,温度最高,根据串联分压原理则有
则有
长时间使用后,电源电压降低,则对应阻值变大,因为热敏电阻阻值随温度升高而减小,所以系统控制的最高温度降低。
35.(2025·湖南长沙·中考真题)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。
36.(2025·吉林·中考真题)某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω1A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一个,导线若干。
(1)按照图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 端。
(2)经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。由图像可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(3)实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是 。
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行“探究电流与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将15Ω的定值电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数为 A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻阻值应不超过 Ω。
【答案】(1)右
(2)正
(3) 灯丝电阻随温度的变化而变化 0.2 40
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大的位置,由图甲可知为最右端。
(2)由图乙可知电流与电压的图像为一条过原点的直线,它们的比值不变,则可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1]探究电流与电压的关系,要控制电阻不变,而灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故该实验方案不可行。
[2]由图丙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[3]将15Ω的定值电阻接入a、b间,电流表的示数为0.2A,则定值电阻两端电压为
由于保持定值电阻两端电压不变,则滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器接入电阻最大时,根据串联分压原理可知定值电阻阻值最大,滑动变阻器最大电阻为,此时电路中电流为
定值电阻最大阻值为
37.(2025·四川德阳·中考真题)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,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.由图得,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,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得,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后,R0的电压分别为、
则
即
则为定值,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。
38.(2025·广东深圳·中考真题)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入 (填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 (填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值 ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是 。
【答案】(1)定值电阻
(2)右
(3)定值电阻断路
(4)不变
(5)选用的定值电阻不同
【详解】(1)探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,通过改变电压来测量电流,所以电路中需要接入定值电阻。
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。由图可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
(3)电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表指针有较大偏转,说明电压表与电源连通,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)根据表格数据,分别计算电压与电流的比值为:
可知电压与电流的比值不变。
(5)导致甲组数据与乙和丙不同的原因是选用的定值电阻阻值不同。根据欧姆定律可知,当定值电阻阻值不同时,在相同电压下,通过导体的电流不同,所以会导致I﹣U图象不同。
39.(2025·山西·中考真题)如图是探究电流与电阻关系的实验装置,电源电压为,实验用到定值电阻的阻值分别为、、、、。
次数
1
2
3
4
5
电阻
5
10
15
20
25
电流
0.4
0.2
0.14
0.1
0.08
(1)请你用笔画线代替导线,把图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应 。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“A”或“B”)端。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有 的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是 。
(4)排除故障后,通过实验获得数据如上表,分析数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻应为 。
【答案】(1)
(2) 断开 更换电阻后控制电阻两端电压不变的作用
(3)电阻短路
(4) 反比
【详解】(1)探究电流与电阻关系的实验中,电压表应测量定值电阻两端电压,且因为电源电压为3V,故电压表选择小量程即可,如图所示:
(2)[1][2]为了安全,连接电路前,开关应保持断开,且实验前滑动变阻器应移到最大阻值,由图可知滑动变阻器移至B端时接入电路中的电阻最大。
[3]在探究电流与电阻关系实验中,应通过调节滑动变阻器滑片时电阻两端电压保持不变。
(3)电路中有电流则电路可能是短路,因为电压表无示数,说明电压表并联的位置可能短路,即电阻R可能短路。
(4)[1]由表中数据可知,电流随电阻增大而减小,电流与电阻的乘积不变,所以可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[2]由表中数据可知该实验中,定值电阻两端保持不变的电压为
故滑动变阻器两端电压为
根据分压关系可知滑动变阻器电阻
即滑动变阻器接入电路的电阻
40.(2025·四川巴中·中考真题)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
【详解】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。
41.(2025·福建·中考真题)降水量是指一段时间内,雨水(或融化后的固体降水)未经蒸发、渗透和流失所积聚起来的水层深度。为了监测降水量,科创小组制作了“翻斗式雨量计”,装置外观是上端开口的圆柱体,如图1甲。内部结构示意图如图1乙。装置核心部件如图1丙,它是用中间隔板分开的两个完全对称的三角形容器,可绕O点处的水平轴转动,从而使两侧容器轮流接水,当一侧容器接满10mL雨水时会发生翻转,将水倒出,随着降雨持续,翻斗左右翻转,过程如图1丁。磁铁与配重通过连杆安装在翻斗上并随翻斗左右摆动,当磁铁经过磁感应开关(两者相互作用力忽略不计)时,磁感应开关通过电流传感器将翻斗翻转信息变成电信号,从而推算降水量。
(1)翻斗在水平位置时是等臂杠杆,实验器材中属于等臂杠杆的有 。
(2)连杆上装有可调高度的配重。校准过程,若倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转,可通过 (填“降低”或“升高”)配重在连杆上的位置进行调整。
(3)图2甲是翻斗翻转信息变为电信号的工作电路,电源电压不变,、为定值电阻,。某次降雨,电流传感器(电阻不计)测得电流随时间变化关系如图2乙。
①当磁铁每次经过磁感应开关时,开关状态是 。
②“翻斗式雨量计”顶端开口面积为0.1m²,由图2乙可知该地区30min内降水量约为 mm,降水量变化趋势是 。(测量前翻斗内无水)
③由图2可知, 。
(4)若该装置在我国北方地区使用,可改进的措施是 。
【答案】(1)托盘天平/天平/定滑轮
(2)降低
(3) 闭合 1.2 减弱/减缓/变小 200
(4)低温天气,增加加热装置;若降水量偏小,可以降低配重的高度并重新校准参数
【详解】(1)初中所学的实验器材中属于等臂杠杆的有托盘天平。
(2)翻斗可以看成杠杆,此时动力为雨水对翻斗的压力,大小等于雨水的重力。阻力为配重对翻斗的压力,大小等于配重的重力。校准过程中水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转,此时可以通过减小阻力的力臂的方法来进行校准,故可以降低配重的高度来减小阻力的力臂进行校准。
(3)[1]由乙图知,当磁铁每次经过磁感应开关时电路中的电流增加,此时电路中的总电阻是减小的,故磁铁经过磁感应开关时,开关的状态是闭合的。
[2]由乙图知,30min内翻斗共翻转了12次,故总的收集到的雨水体积
顶端开口的面积是
故降水量为
[3]由乙图知,翻转所用的时间越来越长,故降水量变化趋势在减弱。
[4] 当开关断开时,电路中的电流为5mA,此时电阻R1与R2串联,电源电压…①
当开关闭合时,电路中的电流为25mA,此时电路中只有电阻R2,电源电压…②
①②联立,解得
(4)北方地区温度低,降水量少,故在低温天气可以增加加热装置;降水量偏小,可以降低配重的高度重新校准参数。
42.(2025·河北·中考真题)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程,电压表量程。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
【答案】(1)12Ω
(2)8V
(3)6~11V
【详解】(1)小灯泡L正常发光时的电阻
(2)由电路图可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,由图像可知,当灯泡两端的电压是6V时,通过灯泡的电流是0.5A,灯泡的额定电流是0.5A,此时灯泡正常发光,所以灯泡的电压是6V,电源电压U=UL+UR=6V+2V=8V
(3)当电路中的电流最大是0.5A,变阻器连入电路的电阻为零,电源电压最小,最小电源电压Umin=UL=6V
当电路中的最小电流是0.2A,变阻器连入电路的电阻为最大值50Ω,变阻器两端的电压UR1=IminR大=0.2A×50Ω=10V<15V
此时电源电压最大,最大电源电压Umax=UL1+UR1=1V+10V=11V
电源电压的取值范围是6~11V。
43.(2025·山东泰安·中考真题)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
【详解】(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。
44.(2025·江苏南京·中考真题)在跨学科实践中,科技小组设计了如图所示的无土栽培营养液自动添加装置简图。控制电路电源电压U=10V,电磁铁线圈电阻R0=50Ω;当线圈中的电流I1≥25mA时,衔铁被吸合,当线圈中的电流I2≤20mA时,衔铁被释放。R2是阻值为600Ω的半圆形(O为圆心)电阻丝,其阻值与长度成正比;QP为电阻不计可绕O点转动的金属细杆,P端可在R2上滑动且接触良好,QO长50cm。当液面到达最高位置A处时,添加营养液的电动水泵停止工作,杆QP水平且P位于R2中点。
(1)电磁铁通电时上端为 极。电动水泵应接在 (选填“C、D”或“E、F”)之间;
(2)最高液面在A处时,电阻箱R1的阻值为多大 ?
(3)当液面从最高位置A处下降 cm时开始添加营养液。(设浮球随液面升降时,浸入液体中的体积不变,且细杆NQ始终处于竖直方向)
(4)该装置长期使用后,U会变小,营养液最高液面会如何变化?为保持最高液面位置不变,除更换电源外,再提出一个解决措施 。
【答案】(1) N E、F
(2)50Ω
(3)25
(4)U变小,控制电路的电流变小,水泵继续供水,使水位升高;若增大电流,由欧姆定律可得,减小电路的电阻,即将电阻箱R1调小。
【详解】(1)[1]根据电流的流向和安培定则可知:电磁铁通电时,上端为N极。
[2]据图可知,水位越高,R2的阻值越小,控制电路中电流越大,当I1达到最小值时电磁铁吸附,应断开水泵,所以水泵应接在E、F之间。
(2)最高液面在A处时,R2=300Ω;电流I1达到最小值,I1=25mA=0.025A,依据欧姆定律得
当液面到达最高位置A处时,添加营养液的电动水泵停止工作,杆QP水平且P位于R2中点,则
则
(3)在R1=50Ω,I2=20mA,依据欧姆定律可得
所以
则可计算出
R2是阻值为600Ω的半圆形(O为圆心)电阻丝,其阻值与长度成正比,则每100Ω的阻值对应的圆心角为30°;由几何关系可知:QP绕O顺时针旋转30°角,又QO=50cm,所以浮子下降的高度h25cm。
(4)U变小,控制电路的电流变小,水泵继续供水,使水位升高;若增大电流,由欧姆定律可得,减小电路的电阻,即将电阻箱R1调小。
45.(2025·贵州·中考真题)小明设计了一款可调温电热垫,其调温开关的结构及工作原理如图甲所示,绝缘滑动键上固定有长、短两块铜片,两铜片分别与电源两极相连;拨动滑动键,改变两铜片与a、b、c三个触点的接触方式来切换挡位。图乙是电热垫内部未完成的电路图, 若电源两端电压U=4.8V,两电阻丝阻值分别为、 。 不添加器材, 请在虚线框内完成电路图,使其满足以下要求:
挡位一:长铜片与a接触,短铜片与b接触,此时R2两端的电压为1.2V;
挡位二:长铜片同时与a、b接触,短铜片与c接触,此时通过R2的电流为1.2A。
【答案】
【详解】挡位一,长铜片与a接触,短铜片与b接触,此时R2两端的电压为1.2V未达到电源电压,合理假设此时两电阻串联。
若串联,则流经R2的电流为
流经R1的电流为
所以此时电路中两电阻应是串联状态。
挡位二,长铜片同时与a、b接触,短铜片与c接触,通过R2的电流为1.2A,根据欧姆定律可得此时R2两端的电压为
刚好等于电源电压,并联电路各支路电压相等且等于电源电压,故此时两电阻并联,则满足条件的电路图如图所示
46.(2025·四川乐山·中考真题)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向上凸起,机翼上方的水流速度较快,机翼上方受到的竖直向下的压强小于机翼下方受到的竖直向上的压强,机翼获得竖直向上的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,电路电阻越小,电路电流越大,则电流表的示数越大,故A符合题意;
B.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压。水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,由串联电路中电阻越小分到的电压越小得,电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,则电流表的示数越小,故C不符合题意;
D.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量定值电阻R0的电压。机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,由欧姆定律得,定值电阻R0的电压变小,故电压表的示数变小,故D不符合题意。
故选A。
试卷第1页,共3页
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第2节 欧姆定律
目 录
1
一、欧姆定律的表达式及图像 1
二、欧姆定律的计算 4
6
10
一、欧姆定律的表达式及图像
1.关于公式,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B.通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成正比
D.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
2.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.在电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
B.在电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
C.在电流一定时,导体的电阻跟导体的两端的电压成正比
D.通过导体的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比
3.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
4.将一导体接到电路中,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,则下列说法中正确的是( )
A.它的电阻是原来的三倍 B.它的电阻是原来的三分之一
C.通过它的电流是原来的三倍 D.通过它的电流是原来的三分之一
5.(1)欧姆定律适用条件: (即用电器工作时,消耗的电能全部转化为内能).
(2)I、U、R对应 或 ,不同时刻,不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别.三者单位依次是 .
(3)同一导体(即R不变),I与U成 ;同一电源(即U不变),I与R成 .
用欧姆定律进行计算;
6.欧姆定律的公式变形可得 和 。
(1)已知电压和电阻,求 。
(2)已知电压和电流,求 。
(3)已知电流和电阻,求 。
7.使用欧姆定律时应该注意的问题
适用范围
欧姆定律适用于 (整个电路或部分电路)
同一性
I、U、R是对同一导体或同一电路而言,三者要一一对应
同时性
公式中的三个物理量必须是同一时间的值
统一性
公式中的三个物理量,必须使用国际单位制中的单位
8.有两个电路元器件A和B,流过元器件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。由图甲可知,元器件A的电阻是 Ω。若把它们串联在电路中,如图乙所示,闭合开关S,这时电流表的示数为0.1A,则电源电压为 V。
9.如图是电阻A和B的I﹣U图象,若把二者串联后接入某电路,当通过电阻A的电流为0.3A,电阻B两端的电压是 V。
二、欧姆定律的计算
10.如图所示的电路中,电源电压为8V且保持不变,电阻,,闭合开关后,电压表的示数为( )
A.2V B.3V
C.5V D.8V
11.图甲所示电路,电源电压不变,RMN为定值电阻,R1为电阻箱,在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线.下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.S、S1都闭合时,图乙中是曲线a
C.电流为I0时,RMN的功率可能是0.16W
D.当S闭合,R1为10Ω,S1断开或闭合时,电路电流之比是1∶3
12.某同学从学校实验室找到两个电阻和。为了比较这两个电阻阻值的大小,该同学利用电压恒为3V的电源设计了以下四种方案,其中可行的是( )
A. B.
C. D.
13.当一段导体两端接4V电压时,通过它的电流是0.5A,则导体的电阻是 ;当通过这段导体的电流为0.3A时,它两端的电压为 V。
14.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S从a转到b时,电流表和电压表对应的示数如图乙所示,则定值电阻 。
15.如图所示为广泛使用的旋转式变阻器的结构图,A、B、C为它的三个接线柱,P为旋钮触片。若将该变阻器与灯泡 (选填“串联”或“并联”)接入电路中,并顺时针旋转旋钮触片以调节灯泡的灯光变亮,则应将接线柱 (选填“A、B”、“B、C”或“A、C”)接入电路。
16.如图所示的电路图,电源电压恒为6V,只闭合开关S,电压表示数为2V,定值电阻R的阻值为10Ω。求:
(1)只闭合开关S时,电流表的示数;
(2)电阻的阻值;
(3)开关S和S0都闭合后,电流表和电压表的示数。
17.汽车的车灯接在12V电源两端,通过灯丝的电流为0.4A。通过计算回答:灯丝的电阻是多少?
18.如图所示,电阻欧。开关SA断开时,通过电路的电流为0.3安;电键SA闭合时:电流表的示数为0.5安。问:
(1)电源电压为多大?
(2)SA断开时,电路总电阻电阻R的阻值为多大?
19.如图所示的电路中,电源电压保持不变,,开关S闭合后,电压表的示数是5V,电压表的示数为15V。
(1)电流表A的示数是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)电路的总电阻是多少?
20.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法错误的是( )
A.当电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
B.当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
C.当电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D.导体两端的电压与通过导体的电流成正比、与导体的电阻成正比
21.如图所示是电阻甲和乙的图象,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值保持20Ω不变
B.乙的电阻值保持10Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路总电压4V
22.如图所示,电源电压恒为3V,定值电阻的阻值为20Ω。闭合开关后,电流表示数为0.1A,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为0.5V。下列说法正确的是( )
A.调节滑片前,两端电压为2.5V
B.调节滑片前,流经的电流为0.125A
C.调节滑片后,接入电路的阻值为4Ω
D.调节滑片后,两端电压为2.5V
23.如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数将 ,电压表V的示数与电流表的示数的比值 。(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
24.根据欧姆定律,可得:,, 。由于,因此 + 。又因为并联电路中各支路两端的电压相等,即:,可得: 。
25.小明同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路。他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源、电流表、电压表各一只,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则可能存在的故障是 。
(3)故障排除后,小明同学先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V。读出电流表示数后,断开开关,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示。要完成这次实验,接下来他应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2 V;
(4)小明同学再用某定值电阻换接入电路中,探究“电流与电压的关系”。她通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,根据表格中的数据,小明同学完成实验所用定值电阻的电阻是 Ω。得出的实验结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(5)实验结束后,小明同学向老师提出为什么不可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究,原因是 。
26.在探究电流与电阻关系的实验中,小凯把阻值为5Ω的定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源(电压为3V)连接成了如图甲所示的电路。另外可供选择的有阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)只改接图中的一根导线,就能改正电路中的连接错误。简述你的改正方法: 。电路改接正确后,将滑动变阻器的滑片移至A端,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为2V,记下此时电流表的示数;
(2)断开开关,将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,然后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V,记下此时电流表的示数;
(3)换用不同阻值的电阻,经多次实验,得到如图乙所示的I-R图像,由图像可得出: 。
27.根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小的特性,人们研制了一种电子温度计,图甲是电子温度计的原理图。为定值电阻,为热敏电阻,其阻值随温度变化的规律如图乙所示,已知电源电压为12V且保持不变。
(1)当环境温度是20℃时,电流表示数为0.4A,求此时热敏电阻两端的电压。
(2)求的电阻值。
(3)若电流表量程为0~0.6A,求该温度计能测量的最高温度。
28.如图甲所示,已知小灯泡L上标有“6V 0.5A”字样,,滑动变阻器R的最大阻值为100Ω。
(1)小灯泡的阻值是多少?(设灯丝电阻不随温度变化)
(2)只闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,滑动变阻器两端的电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示。当滑片置于某点a时,电压表的示数,此时电流表的示数及电源电压是多少?
29.(2025·四川广元·中考真题)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
30.(2025·黑龙江大庆·中考真题)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
31.(2025·江苏宿迁·中考真题)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
32.(2025·河南·中考真题)图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R₀为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为40cm³的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)
(1)闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数 (填“增大”或“减小”)。
(2)电路中定值电阻R₀的阻值为多少?
(3)当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度为多少?(g取10N/kg)
(4)电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
33.(2025·吉林长春·中考真题)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: 。
34.(2025·江苏苏州·中考真题)某科技小组要设计冬季植物大棚控温系统。
【任务与要求】当环境温度,加热设备开启工作;温度,停止工作,大棚内的温度维持在一定范围。
【设计与实施】①器材有:电压为的电源、定值电阻、可控加热设备、热敏电阻(阻值随温度变化的关系如图甲)等;②设计的电路如图乙,加热设备是否工作由其两端的电压来控制,当时,加热设备开启工作,当时,加热设备不工作。(不考虑加热设备对电路的影响)
【分析与思考】
(1)电路中的 是热敏电阻;
(2)定值电阻的阻值为 ;
(3) V;
(4)长时间使用后,电源电压降低,系统控制的最高温度将 。
35.(2025·湖南长沙·中考真题)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
36.(2025·吉林·中考真题)某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω1A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一个,导线若干。
(1)按照图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 端。
(2)经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。由图像可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(3)实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是 。
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行“探究电流与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将15Ω的定值电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数为 A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻阻值应不超过 Ω。
37.(2025·四川德阳·中考真题)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,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
38.(2025·广东深圳·中考真题)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入 (填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 (填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值 ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是 。
39.(2025·山西·中考真题)如图是探究电流与电阻关系的实验装置,电源电压为,实验用到定值电阻的阻值分别为、、、、。
次数
1
2
3
4
5
电阻
5
10
15
20
25
电流
0.4
0.2
0.14
0.1
0.08
(1)请你用笔画线代替导线,把图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应 。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“A”或“B”)端。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有 的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是 。
(4)排除故障后,通过实验获得数据如上表,分析数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻应为 。
40.(2025·四川巴中·中考真题)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
41.(2025·福建·中考真题)降水量是指一段时间内,雨水(或融化后的固体降水)未经蒸发、渗透和流失所积聚起来的水层深度。为了监测降水量,科创小组制作了“翻斗式雨量计”,装置外观是上端开口的圆柱体,如图1甲。内部结构示意图如图1乙。装置核心部件如图1丙,它是用中间隔板分开的两个完全对称的三角形容器,可绕O点处的水平轴转动,从而使两侧容器轮流接水,当一侧容器接满10mL雨水时会发生翻转,将水倒出,随着降雨持续,翻斗左右翻转,过程如图1丁。磁铁与配重通过连杆安装在翻斗上并随翻斗左右摆动,当磁铁经过磁感应开关(两者相互作用力忽略不计)时,磁感应开关通过电流传感器将翻斗翻转信息变成电信号,从而推算降水量。
(1)翻斗在水平位置时是等臂杠杆,实验器材中属于等臂杠杆的有 。
(2)连杆上装有可调高度的配重。校准过程,若倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转,可通过 (填“降低”或“升高”)配重在连杆上的位置进行调整。
(3)图2甲是翻斗翻转信息变为电信号的工作电路,电源电压不变,、为定值电阻,。某次降雨,电流传感器(电阻不计)测得电流随时间变化关系如图2乙。
①当磁铁每次经过磁感应开关时,开关状态是 。
②“翻斗式雨量计”顶端开口面积为0.1m²,由图2乙可知该地区30min内降水量约为 mm,降水量变化趋势是 。(测量前翻斗内无水)
③由图2可知, 。
(4)若该装置在我国北方地区使用,可改进的措施是 。
42.(2025·河北·中考真题)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程,电压表量程。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
43.(2025·山东泰安·中考真题)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。
44.(2025·江苏南京·中考真题)在跨学科实践中,科技小组设计了如图所示的无土栽培营养液自动添加装置简图。控制电路电源电压U=10V,电磁铁线圈电阻R0=50Ω;当线圈中的电流I1≥25mA时,衔铁被吸合,当线圈中的电流I2≤20mA时,衔铁被释放。R2是阻值为600Ω的半圆形(O为圆心)电阻丝,其阻值与长度成正比;QP为电阻不计可绕O点转动的金属细杆,P端可在R2上滑动且接触良好,QO长50cm。当液面到达最高位置A处时,添加营养液的电动水泵停止工作,杆QP水平且P位于R2中点。
(1)电磁铁通电时上端为 极。电动水泵应接在 (选填“C、D”或“E、F”)之间;
(2)最高液面在A处时,电阻箱R1的阻值为多大 ?
(3)当液面从最高位置A处下降 cm时开始添加营养液。(设浮球随液面升降时,浸入液体中的体积不变,且细杆NQ始终处于竖直方向)
(4)该装置长期使用后,U会变小,营养液最高液面会如何变化?为保持最高液面位置不变,除更换电源外,再提出一个解决措施 。
45.(2025·贵州·中考真题)小明设计了一款可调温电热垫,其调温开关的结构及工作原理如图甲所示,绝缘滑动键上固定有长、短两块铜片,两铜片分别与电源两极相连;拨动滑动键,改变两铜片与a、b、c三个触点的接触方式来切换挡位。图乙是电热垫内部未完成的电路图, 若电源两端电压U=4.8V,两电阻丝阻值分别为、 。 不添加器材, 请在虚线框内完成电路图,使其满足以下要求:
挡位一:长铜片与a接触,短铜片与b接触,此时R2两端的电压为1.2V;
挡位二:长铜片同时与a、b接触,短铜片与c接触,此时通过R2的电流为1.2A。
46.(2025·四川乐山·中考真题)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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