第十六章 探究电路(复习讲义)物理新教材沪科版九年级全一册
2026-01-23
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2份
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84页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 本章总结 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 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 | 2026-01-23 |
| 更新时间 | 2026-01-23 |
| 作者 | 学物知理 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-10-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54608852.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第十六章 探究电路(复习讲义)
考点要求
新课标要求
命题考点
电阻和变阻器
1. 知道电阻是导体本身的一种性质。
2. 能画出电阻的符号,知道电阻单位及其换算。
3. 理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。
4. 能说出滑动变阻器的构造,画出它在电路中的符号,理解变阻器的工作原理。
5. 会把滑动变阻器正确连入电路来改变电路中的电流及用电器两端的电压。
6.体会用控制变量法探究电阻与哪些因素有关,积极动手进行实验。
常考点是影响电阻大小的因素以及滑动变阻器的原理及使用方法
探究:电流与电压、电阻的关系
1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系,让学生经历科学探究的全过程;能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
2. 进一步熟悉探究实验中常用的一种方法—控制变量法。
3. 会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图象法分析实验数据。
4. 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系,分析归纳得到欧姆定律。
5. 理解欧姆定律,能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。
基础必考点,常围绕电流与电压、电阻的关系实验和欧姆定律的应用出题
测量:用电流表和电压表测量电阻
1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。
2. 进一步掌握使用滑动变阻器的方法。
3. 学会用伏安法测电阻。
4. 知道用伏安法测量定值电阻和小灯泡电阻的异同。
5. 加深对欧姆定律及其应用的理解。
基础常考点,常出实验题
家庭电路
1. 了解家庭电路的组成部分及各部分的作用。
2. 了解试电笔判定火线和零线的方法。
3. 知道家庭电路中电流过大的原因是家用电器的总功率过大和短路。
4. 知道空气开关和保险丝的作用。
5. 了解常见的触电事故和正确的处理方法。
6.有初步的安全用电常识和节约用电意识。
基础常考点,常出填空题、选择题、作图题
1、 电阻和变阻器
1.电阻
电阻
导体对电流的 阻碍 作用的大小叫做电阻。
符号
通常用字母R表示
单位及换算关系
国际单位是“欧姆”,简称“欧”,符号是“Ω”。常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
换算关系:1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω。
对电阻的理解
导体的电阻越大,表示导体对电流阻碍作用越强,在电压相同时,通过导体的电流越 小 。
电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 材料 、 长度 和 横截面积 有关,与导体中是否有电流流过,以及导体两端是否有电压均 无关 。导体的电阻还与 温度 有关,对于大多数导体(如金属导体)来说,电阻随温度的升高而 增大 ;有些导体的电阻,如铅笔芯的电阻会随温度的升高而 减小 。
2.影响导体电阻大小的因素
实验目的
探究影响电阻大小的因素
电路图
实验器材
电源、导线、开关、电流表、小灯泡、电阻丝
实验设计与分析
(1)转换法:通过比较 电流表示数(或灯泡亮度) 判断电阻丝电阻的大小。电流表示数越 小 (灯泡越 暗 ),表明电阻越大。
(2)控制变量法:(影响电阻大小的因素:长度、横截面积、材料、温度)①探究电阻大小和长度的关系时,选择 材料、粗细 相同,长度 不同 的电阻丝;②探究电阻大小和横截面积的关系时,选择 材料、长度 相同,粗细 不同 的电阻丝;③探究电阻大小和材料的关系时,选择 长度、粗细 相同,材料 不同 的电阻丝。
(3)灯泡的作用:①反映电阻丝的电阻大小;②保护电路 。
(4)电流表的作用:更方便判断电阻丝的 电阻大小 关系。
(5)只用灯泡反映电阻大小的缺点:当电流变化不大时, 无法 比较出电阻的大小。
(6)只用电流表反映电阻大小的缺点:当电阻较小时容易 烧坏 电流表。
(8)金属导体的电阻还受温度的影响:温度越高,电阻越 大 。
实验结论
(1)材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
(2)材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(3)长度和横截面积相同时,材料不同,电阻不同。
3.滑动变阻器
原理
通过改变接入电路中电阻丝的 长度 来改变电阻的大小。
作用
改变 电流 、 电压 和 保护 电路。
符号
铭牌
标注了它的 最大 阻值和允许通过的是最大 电流 ,如“50Ω 2A”表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过滑动变阻器的最大电流为2A。
使用
(1)通过滑动变阻器的电流 不能 超过它允许通过的最大电流;
(2)滑动变阻器要 串 联在被控制的电路中;
(3)连接时要遵循“ 一上一下 ”的原则;
(4)闭合开关前,滑片应移到 阻值最大 处
规律
下接线柱接右,滑片右移电阻变 小 ;下接线柱接左,左移电阻变 小 。也可以理解为滑片 离下接线柱越近,电阻越小;离下接线柱越远,电阻越大 。
记忆口诀“下接右,右移小”或“离下近时小,离下远时大”。
应用
电位器:如图是电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。将a和b接线柱接入电路中时,顺时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 大 ,逆时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 小 。将b和c接线柱接入电路中时,顺时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 小 ,逆时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 大 。
4.电阻箱
原理
旋钮式电阻箱
插入式电阻箱
作用
示意图
量程
最大阻值为 9999 Ω
最大阻值为 15 Ω
使用方法
将电阻箱的两个接线柱接入电路中,调节4个旋钮,就能得到0~9999Ω之间的电阻值。
拔出铜塞时,对应那段电阻丝就接入了电路;插入铜塞时,对应的那段电阻丝就会被 短路 ,相当于没有接入电路。
读数方法
各旋钮所对应的示数乘以相应的倍数再相加,如图所示读数为 2035 Ω。
插片放下时把对应的电阻丝短路,读数为其他未放下插片对应的电阻值之和,如图所示读数为 7 Ω。
优缺点
优点: 方便读数 ;缺点: 不能连续改变电阻值 。
考点二:探究:电流与电压、电阻的关系
知识点
重点归纳
注意问题
电流与电压的关系
①实验方法:控制变量法。保持电阻一定(定值电阻),改变电阻两端电压(滑动变阻器)。
②电路图:
③实验过程:根据电路图连接电路,测量几组电压和电流值,填入表中R=_____Ω
序号
1
2
3
4
5
…
电压U/V
电流I/A
④数据处理:分析表格数据或采用图像的方法分析数据(I-U图像或U-I图像)
⑤实验结论: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。
①研究对象为定值电阻。
②可以通过更换不同规格的电源来改变定值电阻两端电压。
③根据“阻大压大(即电阻越大,该电阻两端电压越大)”调节滑动变阻器的阻值来改变电压。
④注意结论中的前提条件。
⑤结论中电流与电压成正比不能说成电压与电流成正比。
电流与电阻的关系
①实验方法:控制变量法。保持电压一定(定值电阻两端电压),改变电阻(换用不同阻值的定值电阻)。
②电路图:
③实验过程:根据电路图连接电路,测量并记录定值电阻两端的电压及几组电阻和电流值,填入表中U=_____V
序号
1
2
3
4
5
…
电阻R/Ω
电流I/A
④数据处理:分析表格数据或采用图像的方法分析数据(I-R图像)
⑤实验结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
①滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变。调节方法是“阻大调大(定值电阻增大,则滑动变阻器的阻值也调大)”
②滑动变阻器与定值电阻两端电压之比保持不变,则两者的电阻值之比不变,当R定最大时,R滑最大。
欧姆定律
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U=IR,
③单位:I—A;U—V;R—Ω
④适用范围:纯电阻电路。
①同体性:这三个量必须对应同一导体或同一段电路。
②同时性:这三个量必须是同一时刻的。
考点三:测量:用电流表和电压表测量电阻
测定值电阻的阻值
测小灯泡的电阻
实验原理
实验
电路图
实验过程
多次测量
多次测量
数据处理
分别计算出每次测量的电阻,求出平均值
分别计算出每次测量的灯泡电阻,寻求普遍规律,不能求平均值
实验结论
平均值为所求的电阻值
灯丝的电阻随温度的升高而增大
考点四:家庭电路
知识点
重点归纳
家庭电路的组成
1.家庭电路的组成
进户线、电能表、总开关 、保险装置、用电器与插座等。
2.进户线(两条):分别叫端线(俗称火线)和零线,两线间电压为220伏。
进户线的辨别:测电笔
(1)结构:由笔尖金属体、电阻(阻值大)、氖管、弹簧和笔尾金属体。
(2)使用方法:手拿试电笔,手指按住笔卡(或金属笔尾),使笔尖接触被测导线。如果氖管发光,则接触的是火线;如果氖管不发光,则接触的是零线。
4.电能表:(1)作用:测量用电器一段时间消耗的电能。
(2)安装位置:安装在进户线之后,在总开关之前。
5.空气开关(熔丝):
(1)作用:电路中电流过大时,自动切断电路,起到保护作用。
(2)安装位置:保险丝安装在干路火线上,总开关后方。
6.三线插头和三孔插座:
(1)三脚插头:洗衣机、电冰箱等电器的电源插头有三根线,其中一条接火线(L),一条接零线(N),第三条标着“E”。原来,三脚插头上标着“E”的导线和用电器的金属外壳相连。
(2)三孔插座的接法:左边的插孔接零线,右边的插孔接火线,中间的插孔接地线,即“左零右火中间地”。
家庭电路电流过大的原因
1.短路会使家庭电路中电流过大:
发生短路时,由于导线的电阻很小,电源电压为220V不变,根据I=U/R可知,短路时电路中的电流非常大。使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
2.连入用电器的总功率过大会使家庭电路中电流过大:
发家庭电路的总功率等于各用电器的功率之和。
P = P1+ P2 + …+ Pn
可见,在家庭电路中,同时工作的用电器越多,尤其是同时工作的大功率用电器越多,电路消耗的总功率就越大。
根据P =UI,可得I=P/U。因为家庭电路中的电压220V是一定的,所以用电器总电功率P越大,电路中的电流I就越大。
所以,用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
安全用电
1.触电事故:一定强度的电流通过人体所引起的伤害。安全电压:不高于36V的电压。
2.低压触电:
(1)触电原因:都是由于人体直接或间接跟相线接触并与中性线线或大地构成通路造成的。
(2)触电形式: A.单线触电B.双线触电。
3.高压触电:高压触电包括高压电弧触电和跨步电压触电。
4.安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
(1)更换灯泡、搬运电器前应断开电源开关。
(2)不弄湿用电器,不损坏绝缘层。
(3)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命要及时更换。
(4)不能在电线附近放风筝。。
家庭电路连接
(1)各种用电器是并联接入电路的。
(2)插座与灯座是并联的。
(3)开关和保险丝要接在火线上。
(4)三孔插座:左零右火上接地。
(5)螺丝口灯泡:螺旋套只能接零线。
(6)控制各用电器工作的开关与电器是串联的
(
题型一
电阻和变阻器
)
【例1】(24-25九年级上·广西南宁·期末)如图所示,将a和b两段导体连入电路中,这两段导体的材料、长度相同,横截面积不同。下列关于这两段导体说法正确的是( )
A.a的电阻较大 B.a、b的电阻相等
C.通过a的电流较小 D.通过a、b的电流相等
【变式1-1】(2024·天津·中考真题)如图所示的铝芯电缆是一种输电导线。在某村输电线路改造工程中,更换的铝芯电缆比旧铝芯电缆电阻更小,主要是因为新电缆的( )
A.铝芯更细 B.铝芯更粗 C.绝缘皮更薄 D.绝缘皮更厚
【变式1-2】(24-25九年级上·河北唐山·期中)某兴趣小组要探究导体电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图所示的实验电路,电源电压不变。实验中使用的合金丝规格、材料、及实验数据如下表所示。
编号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
电流I/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.4
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)该实验是通过____________________来间接比较导体电阻的大小;
(2)分别将导体A、B接入电路,这是为了探究导体电阻大小与导体__________的关系;
(3)为了探究导体电阻大小与导体横截面积的关系,应选择导体_________(填导体编号)进行实验,得出的结论是:导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越________;
(4)分别将编号为C、D的合金丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了________的工作原理中;
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(5)为了探究电阻大小与温度的关系,实验小组取下小灯泡中的灯丝设计了如图所示的电路,用酒精灯加热灯丝,发现随着小灯泡灯丝温度升高,电流表示数逐渐变小,由此可推断:小灯泡正常发光时灯丝的电阻________(选填“大于”“等于”“小于”)常温下灯丝电阻。
【变式1-3】(24-25九年级上·四川乐山·期中)如图所示,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗,则M、N分别应接( )
A.A、D B.B、C C.A、B D.C、D
【变式1-4】(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)(1)如图,若要使图中阻值变大,滑片P应该_________旋转(顺时针/逆时针);
(2)如图乙电阻箱的示数是________Ω,如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图,则A、B两个接线柱之间的电阻值是_________Ω,最大可以调到_________Ω。
(
题型二
探究:电流与电压、电阻的关系
)
【例2】(2025年广东省深圳市中考题)12.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____________________。
【变式2-1】(2025年苏州市学业考试卷)27.小明用电压为6V的电源、定值电阻R1、电压表、电流表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R2、开关等器材,探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
(1)根据图甲所示电路图,将图乙的实物图连接完整;
(2)电路连接正确,规范操作后,闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表示数为6V,电路中仅有一处故障,则故障可能是______;
(3)排除故障后继续实验,小明的实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.5
2.5
3.5
4.5
5.5
电流/A
0.15
0.25
0.35
0.45
0.54
老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的,请你判断这组数据的实验序号是________;
(4)通过实验得出初步结论:____________时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【变式2-2】(2025年河北省初中学业考题)18.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了___________;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6V,电路的故障(仅有一处)是___________;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为________A;
接线位置
A
B
E
C
F
D
电压U/V
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,___________;
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:___________(写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6A量程,把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R0替换R,使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2∶3。则满足上述条件的R0的取值范围是_________Ω。
【变式2-3】(2025年山东省学业考题)23.某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线在答题卡上将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为__________。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为___________。
(4)新开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:__________________,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
R/Ω
4
5
8
10
20
0.25
0.2
0.125
0.1
0.05
1/A
0.40
0.32
0.21
0.16
0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想,请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与_______成正比,即电流与_______成反比。
【变式2-4】(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)30.
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是________(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 __________ 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为_______V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:____________ (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向________(填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个________Ω的电阻才能完成实验。
【变式2-5】(2025年广东省初中学业考题)18.探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:①________,②________。
U=2V
实验序号
①______/Ω
②______/A
1
5
2
10
3
15
4
20
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,________,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为________A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________。
(
题型三 欧姆定律
)
【例3】(多选)(24-25九年级上·河南许昌·期末)关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.当电压一定时,通过该导体的电流跟导体的电阻成反比
B.当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C.当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
D.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
【变式3-1】(24-25九年级上·湖北黄石·期末)根据欧姆定律可导出公式,依此可测量导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料、长度和横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关
C.导体的电阻既与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比
【变式3-2】(24-25九年级上·湖南衡阳·期末)根据欧姆定律可以得到公式,关于这个公式,下列说法中正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比 B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零 D.同一导体两端的电压和电流的比值不变
【变式3-3】】(2025年吉林省中考题)16.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
【变式3-4】(2025年湖南省长沙市初中学业考题)15.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。
【变式3-5】(24-25九年级上·江苏扬州·期末)如图是小明探究“电流一定时,电压与电阻的关系”的实验电路图,已知电源电压U=15V,滑动变阻器上标有“20Ω 3A”(实际最大阻值略小于20Ω),实验中所用的四个定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,为完成四次实验,电路中电流表选择的量程和应控制的电流最合理的是( )
A.0~0.6A,0.5A B.0~3 A,0.8A C.0~3A,0.7A D.0~3A,0.75A
(
题型
四
测量:用电流表和电压表测量电阻
)
【例4】如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A.实验原理是P=UI
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
【变式4-1】(2022·山东日照·统考中考真题)小明学习了欧姆定律后,用图示器材测量电阻Rx的阻值。图中已完成部分电路连接,请用笔画线表示导线,将该电路补充完整。要求:原有导线不能改变也不能与之交叉;电压表的量程要恰当;滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小。
【变式4-2】(2025·重庆)用图甲所示的电路测量标有“”字样铅笔芯的电阻。
(1)请在答图甲中用笔划线代替2根导线将电路连接完整;
(2)连接电路时应 开关,然后将滑动变阻器的滑片P移至 端;
(3)闭合开关,无论如何移动滑片P,两表始终无示数,经检查,电路连接和电表均完好,则可能是滑动变阻器发生 故障;
(4)排除故障进行实验,第1次测量时,电流表示数如图乙所示为 A,将滑片P向A端移动,电压表示数将变 。将全部数据记录在下表中,计算出对应的电阻。
实验次数
电压
电流
电阻
1
0.3
-
-
2
0.5
0.18
2.78
3
0.7
0.26
2.69
4
0.9
0.35
2.57
5
1.1
0.43
2.56
6
1.3
0.52
2.50
(5)实验数据表明,铅笔芯的电阻是变化的,经分析,影响该变化的因素是 。
【变式4-3】(2025·江苏连云港)小明想测量标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)小明连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,产生这一现象的原因可能是___________;
A.小灯泡断路 B.滑动变阻器断路 C.小灯泡短路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示。此时小灯泡的电阻是 (结果保留一位小数);
(4)利用现有器材,能否“探究通过导体的电流与电压的关系”? ,理由是 。
(
题型
五
家庭电路
)
【例5】(2025·江苏淮安·一模)如图甲所示,插头中较长的插脚应该插入三孔插座的 (选填“L”、“N”或“E”)孔。小明家有一个规格为“220V 1000W”的用电器,该用电器可能是 (选填“台灯”、“电饭锅”或“电风扇”)。小明想在家里安装一盏照明灯,如图乙所示是他设计的电路图。请在图中虚线框内补上开关和电灯的电路元件符号 。
【变式5-1】(2025·安徽蚌埠·三模)小红将手提电脑的电源线插头插入如图所示的三孔插座时,听到一声巨响,同时正常发光的灯泡熄灭了。小红拿来试电笔,根据所学的知识判断故障发生的原因,她在开关未断开的情况下,用试电笔分别插入插座的左、右两插孔时,氖管均发光,则电路发生的故障可能是 (选填“火线保险丝熔断”“灯泡灯丝熔断”或“a点零线熔断”)。
【变式5-2】(2025·山东青岛·二模)测电笔是家庭必备工具之一,如图所示,测电笔正确的使用方法是图 ,丙图是小明家的部分电路,断开开关,用测电笔检测点时发现氖管 ,这段电路在设计中存在的问题是 。
【变式5-3】(2025·湖南益阳·二模)安全用电关乎人民的生命和财产安全。下列关于家庭电路和安全用电说法正确的是( )
A.图甲中,电能表是测量电功率的仪表
B.图乙中,试电笔可以用来区分零线和火线,使用时可以用手握住笔尖的金属
C.图丙中,洗衣机的金属外壳接地,是为了防止洗衣机短路
D.图丁中,当站在地上的人接触火线时,漏电保护器会切断电路
【变式5-4】(24-25九年级上·甘肃庆阳·阶段练习)在遵守安全用电原则的前提下,请用笔画线代替导线,将如图所示电路补全,其中开关只控制灯泡。
(
基础巩固通关测
)
一、单项选择题:
1.一导体接到电路中,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,下列说法中正确的是( )
A.它的电阻是原来的三倍 B.它的电流保持不变
C.它的电流是原来的三分之一 D它的电流是原来的三倍
2.用图示的电路研究电流与电阻的关系时,将电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关,接下来的正确操作是( )
A.直接读出电压表和电流表的示数
B.保持R′的滑片P位置不变,调高电源电压
C.调节R′的滑片P向左移动,使电流表的示数保持不变
D.调节R′的滑片P向右移动,使电压表的示数保持不变
3.小芳同学采用如图所示的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,实验中她进行了多次测量,我们以她分别用5Ω和10Ω的电阻做的两次实验为例,请你回答,完成第一次实验后,断开开关,小芳将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,应该如何操作才能继续完成实验( )
A.保持滑动变阻器滑片不动 B.将滑动变阻器滑片向右移动
C.将滑动变阻器滑片向左移动 D.调高电源的输出电压值
4.如图所示是研究电流与电压、电阻关系的电路图,实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行,在“保持电阻不变”这一步实验时应该( )
A.保持R2滑片的位置不变 B.保持R2两端的电压不变
C.保持R1不变,调节R2滑片到不同的适当位置 D.保持电路中电流不变
5.(2025年北京市初中学业考试)某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如下表所示。该实验所用的电路是( )
I/A
0.08
0.09
0.10
0.14
0.16
0.19
U/V
0.82
0.90
1.05
1.44
1.65
1.94
A. B.
C. D.
6.(2025年湖南省长沙市初中学业考题)12.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
7.(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)15.如图所示,电源电压恒定为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,2A”的字样,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,当开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变化范围是1~3V B.电流表示数变化范围是0.18~0.6A
C.滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V D.滑动变阻器的阻值变化范围是20~10Ω
8.如图所示电路是家庭电路的一部分,图中A和B位置分别接入一盏电灯和开关,在符合安全用电原则的情况下,下列相关说法正确的是( )
A.应在A处接开关,B处接灯泡
B.用试电笔接触插座的左孔,氖管会发光
C.两孔插座上接入电视机后,电视机是与灯泡并联的
D.若控制灯泡的开关短路,则保险丝会熔断
9.某家庭电路的构成如图所示,闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作。下列说法正确的是( )
A.若开关S短路,不会引起空气开关跳闸
B.图中电风扇和LED灯串联
C.甲线为火线、乙线为零线
D.若入户零线出现断路,断开开关,试电笔插入插座左孔氖管会发光
二、填空题
10.(2025年四川广安市学业水平考题)17.两个定值电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=7∶8,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2为________,R1、R2两端的电压之比U1∶U2为________。
11.(2025年湖南省长沙市初中学业考题)15.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。
12.(2025年黑龙江省绥化市初中学业考题)16.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电源电压恒为4.5V,在电路中分别接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验。先将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V;再将电阻由10Ω更换为5Ω,调节滑动变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为2V为止:要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为________Ω。
13.(2025年四川自贡市中考题)25.如图,闭合开关S,无论怎样移动滑片P,发现电压表示数始终接近电源电压,经查灯泡L完好,导致这一现象的原因是滑动变阻器________。排除故障后,闭合开关S,灯泡L正常发光,将滑片P向左滑动,电压表示数________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
14.(2025年山东烟台学业水平考试题)19.实践小组为某水箱设计了一个监测水位的装置,图甲是其原理图,电流表的示数可显示水位高低,当示数为0.6A时表示水位达到预定值。电源电压恒定不变,R0为定值电阻,条状变阻器R的最大阻值为70Ω,浮子可带动连接导线的水平金属杆AP上下移动。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6A,变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为______Ω,水位预定值为______m。若水箱内部的底面积为0.5m2,当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压力为________N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
三、实验探究题
15.(2025年四川省遂宁市初中学业考题)18.某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω;2A”的滑动变阻器;电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在RP或R,则故障是_________________;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向________(选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为________Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超________V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻Rx的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1,S2,读出电流表示数为I1;
②断开开关S2,读出电流表示数为I2;
③未知电阻Rx=____________(用R0、I1和I2表示)。
16.(2025年成都市中考物理试卷)23.教室灯光改造需要检测室内光照强度(简称照度,单位为Lux)。小成利用身边器材设计了一个测量照度的电路,如图甲所示。电源电压取值范围0~12V;电压表量程0~3V;R1为阻值范围10kΩ~30kΩ的电阻箱;R2为光敏电阻,其阻值随光照度变化的规律如图乙所示。
(1)若电源电压为3V,R1为15kΩ,电压表读数为0.75V,求此时的照度大小。
(2)调节R1阻值,使电路能测量7Lux的照度,求电源电压的最大值。
17.(2025·海南海口·一模)请用笔画线表示导线,将乙图中的三孔插座和电灯与开关接入家庭电路中。
18.(24-25九年级下·湖北黄冈·开学考试)如图为带指示灯和开关的三孔插座的内部接线图。在符合安全用电原则下,请在图中用笔画线代替导线将该插座接入家庭电路中。
(
能力提升进阶练
)
一、填空题
1.(2025年福建省中考题)19.下图为电学知识部分结构图,请补充完整。①________;②________。
2.(2025年四川自贡市中考题)26.如图为初中体育均衡检测中握力计的工作原理简图,电源电压恒为3V,R的阻值大小与其连入电路的长度成正比,R0为保护电阻,弹簧电阻不计。握力F为零时,P在A端;握力F最大时,P在B端。P从A端滑至B端过程中,弹簧的弹性势能将________(选填“减小”“增大”或“不变”)。电路中电流表的变化范围是0.1~0.6A,R连入电路的阻值变化范围是________Ω。
3.(2025年凉山州中考试题)18.在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为_______V,定值电阻R2的阻值为_______Ω。
4.(2025年四川省眉山市初中学业考题)17.超速是引发交通安全事故的因素之一、物理兴趣小组设计了一种超速自动报警装置,当车速过快时,提醒驾驶员需要减速。如图甲所示为该装置的简化电路图,电源电压为12V,定值电阻R为10Ω,RV为速度传感器,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。由图乙可知,当汽车的行驶速度逐渐增大时,电压表的示数________(选填“增大”“减小”或“保持不变”)。若车速达到80km/h时,提醒语音响起,观察到电压表示数为10V;当电压表的示数为8V时,汽车速度为________km/h。
二、选择题
5.(2025年四川省乐山市中考题)9.如图所示为R1、R2两电阻的U-I图像,则R1、R2的电阻之比为( )
A.3∶2 B.2∶3 C.3∶1 D.1∶3
6.(2025年江苏连云港中考题)10.某兴趣小组想设计一种能自动测定光照强度的装置,当光照强度增强时,光敏电阻Rx阻值变小,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小。若电源电压不变,R0是定值电阻,则下列设计的电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
7.(2025年成都市中考物理试卷)9.小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端 B.电流表的量程应该选择0~3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
8.(2025年四川自贡市中考题)26.如图为初中体育均衡检测中握力计的工作原理简图,电源电压恒为3V,R的阻值大小与其连入电路的长度成正比,R0为保护电阻,弹簧电阻不计。握力F为零时,P在A端;握力F最大时,P在B端。P从A端滑至B端过程中,弹簧的弹性势能将________(选填“减小”“增大”或“不变”)。电路中电流表的变化范围是0.1~0.6A,R连入电路的阻值变化范围是________Ω。
9.电是把双刃剑,它为我们的生活带来许多便利和美好,同时有时也可能会带来危害。因此我们要熟悉家庭电路和安全用电知识。针对下列几幅图的说法正确的是( )
A.此时电能表示数为31.6kW·h
B.国家规定家庭电路中所有用电器都要用乙图中的三孔插座
C.因为玻璃常温下是绝缘体,因此如图丙所示换灯泡时可以不用断开开关
D.丁图中测电笔发光表明接触的是火线,而此时因为手接触测电笔笔尾容易触电
10.小明在使用如图所示插线板的过程中发现:在开关断开时,插线板上的指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;在开关闭合时,指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象,下列电路连接方式合理的是( )
A. B.
C. D.
三、实验探究题
11.(2025年山东烟台学业水平考试题)24.在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的U-I图像;
②由图像可得该电阻的阻值为________Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的U-I图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为_______Ω。
12.(2025年福建省中考题)26.用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,实验装置如图甲。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接正确;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于最______端;
(3)闭合开关,定向移动滑片P,发现电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大。经检查,故障只发生在滑动变阻器,故障的原因可能是____________;
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良
(4)排除故障,继续实验。实验小组设计如下表格并记录部分实验数据:
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
25
电流I/A
0.20
0.22
0.28
0.30
电阻R/Ω
4.5
5.9
7.5
电阻平均值/Ω
①电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,读数为________A;
②小灯泡正常发光时电阻为_________Ω;(保留一位小数)
③表格中设计不合理的一项是__________,原因是_____________________________________。
13.(2025年北京市初中学业考试)21.某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1,__________________________,记录电压表的示数U。
③闭合S1,__________________________,使电压表的示数仍为U。
④记录电阻箱的阻值R0。
(2)待测电阻的阻值Rx=_____________。(用测量量表示)
14.(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是________(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 __________ 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为_______V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:____________ (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向________(填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个________Ω的电阻才能完成实验。
15.(2025·贵州遵义·三模)在图中虚线框内分别画出开关和电灯的元件符号,并画出三孔插座a孔的正确接线,使电路符合安全用电的要求。
16.(22-23九年级上·辽宁铁岭·期末)把电路补充完整,使光控开关、声控开关同时闭合,灯泡才能发光。
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第十六章 探究电路(复习讲义)
考点要求
新课标要求
命题考点
电阻和变阻器
1. 知道电阻是导体本身的一种性质。
2. 能画出电阻的符号,知道电阻单位及其换算。
3. 理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。
4. 能说出滑动变阻器的构造,画出它在电路中的符号,理解变阻器的工作原理。
5. 会把滑动变阻器正确连入电路来改变电路中的电流及用电器两端的电压。
6.体会用控制变量法探究电阻与哪些因素有关,积极动手进行实验。
常考点是影响电阻大小的因素以及滑动变阻器的原理及使用方法
探究:电流与电压、电阻的关系
1. 通过实验探究电流跟电压、电阻的关系,让学生经历科学探究的全过程;能说出电流与电压、电阻间的正比、反比关系。
2. 进一步熟悉探究实验中常用的一种方法—控制变量法。
3. 会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用图象法分析实验数据。
4. 通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系,分析归纳得到欧姆定律。
5. 理解欧姆定律,能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。
基础必考点,常围绕电流与电压、电阻的关系实验和欧姆定律的应用出题
测量:用电流表和电压表测量电阻
1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。
2. 进一步掌握使用滑动变阻器的方法。
3. 学会用伏安法测电阻。
4. 知道用伏安法测量定值电阻和小灯泡电阻的异同。
5. 加深对欧姆定律及其应用的理解。
基础常考点,常出实验题
家庭电路
1. 了解家庭电路的组成部分及各部分的作用。
2. 了解试电笔判定火线和零线的方法。
3. 知道家庭电路中电流过大的原因是家用电器的总功率过大和短路。
4. 知道空气开关和保险丝的作用。
5. 了解常见的触电事故和正确的处理方法。
6.有初步的安全用电常识和节约用电意识。
基础常考点,常出填空题、选择题、作图题
1、 电阻和变阻器
1.电阻
电阻
导体对电流的 阻碍 作用的大小叫做电阻。
符号
通常用字母R表示
单位及换算关系
国际单位是“欧姆”,简称“欧”,符号是“Ω”。常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
换算关系:1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω。
对电阻的理解
导体的电阻越大,表示导体对电流阻碍作用越强,在电压相同时,通过导体的电流越 小 。
电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 材料 、 长度 和 横截面积 有关,与导体中是否有电流流过,以及导体两端是否有电压均 无关 。导体的电阻还与 温度 有关,对于大多数导体(如金属导体)来说,电阻随温度的升高而 增大 ;有些导体的电阻,如铅笔芯的电阻会随温度的升高而 减小 。
2.影响导体电阻大小的因素
实验目的
探究影响电阻大小的因素
电路图
实验器材
电源、导线、开关、电流表、小灯泡、电阻丝
实验设计与分析
(1)转换法:通过比较 电流表示数(或灯泡亮度) 判断电阻丝电阻的大小。电流表示数越 小 (灯泡越 暗 ),表明电阻越大。
(2)控制变量法:(影响电阻大小的因素:长度、横截面积、材料、温度)①探究电阻大小和长度的关系时,选择 材料、粗细 相同,长度 不同 的电阻丝;②探究电阻大小和横截面积的关系时,选择 材料、长度 相同,粗细 不同 的电阻丝;③探究电阻大小和材料的关系时,选择 长度、粗细 相同,材料 不同 的电阻丝。
(3)灯泡的作用:①反映电阻丝的电阻大小;②保护电路 。
(4)电流表的作用:更方便判断电阻丝的 电阻大小 关系。
(5)只用灯泡反映电阻大小的缺点:当电流变化不大时, 无法 比较出电阻的大小。
(6)只用电流表反映电阻大小的缺点:当电阻较小时容易 烧坏 电流表。
(8)金属导体的电阻还受温度的影响:温度越高,电阻越 大 。
实验结论
(1)材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
(2)材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(3)长度和横截面积相同时,材料不同,电阻不同。
3.滑动变阻器
原理
通过改变接入电路中电阻丝的 长度 来改变电阻的大小。
作用
改变 电流 、 电压 和 保护 电路。
符号
铭牌
标注了它的 最大 阻值和允许通过的是最大 电流 ,如“50Ω 2A”表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过滑动变阻器的最大电流为2A。
使用
(1)通过滑动变阻器的电流 不能 超过它允许通过的最大电流;
(2)滑动变阻器要 串 联在被控制的电路中;
(3)连接时要遵循“ 一上一下 ”的原则;
(4)闭合开关前,滑片应移到 阻值最大 处
规律
下接线柱接右,滑片右移电阻变 小 ;下接线柱接左,左移电阻变 小 。也可以理解为滑片 离下接线柱越近,电阻越小;离下接线柱越远,电阻越大 。
记忆口诀“下接右,右移小”或“离下近时小,离下远时大”。
应用
电位器:如图是电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。将a和b接线柱接入电路中时,顺时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 大 ,逆时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 小 。将b和c接线柱接入电路中时,顺时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 小 ,逆时针旋转旋钮时,电阻丝阻值变 大 。
4.电阻箱
原理
旋钮式电阻箱
插入式电阻箱
作用
示意图
量程
最大阻值为 9999 Ω
最大阻值为 15 Ω
使用方法
将电阻箱的两个接线柱接入电路中,调节4个旋钮,就能得到0~9999Ω之间的电阻值。
拔出铜塞时,对应那段电阻丝就接入了电路;插入铜塞时,对应的那段电阻丝就会被 短路 ,相当于没有接入电路。
读数方法
各旋钮所对应的示数乘以相应的倍数再相加,如图所示读数为 2035 Ω。
插片放下时把对应的电阻丝短路,读数为其他未放下插片对应的电阻值之和,如图所示读数为 7 Ω。
优缺点
优点: 方便读数 ;缺点: 不能连续改变电阻值 。
考点二:探究:电流与电压、电阻的关系
知识点
重点归纳
注意问题
电流与电压的关系
①实验方法:控制变量法。保持电阻一定(定值电阻),改变电阻两端电压(滑动变阻器)。
②电路图:
③实验过程:根据电路图连接电路,测量几组电压和电流值,填入表中R=_____Ω
序号
1
2
3
4
5
…
电压U/V
电流I/A
④数据处理:分析表格数据或采用图像的方法分析数据(I-U图像或U-I图像)
⑤实验结论: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。
①研究对象为定值电阻。
②可以通过更换不同规格的电源来改变定值电阻两端电压。
③根据“阻大压大(即电阻越大,该电阻两端电压越大)”调节滑动变阻器的阻值来改变电压。
④注意结论中的前提条件。
⑤结论中电流与电压成正比不能说成电压与电流成正比。
电流与电阻的关系
①实验方法:控制变量法。保持电压一定(定值电阻两端电压),改变电阻(换用不同阻值的定值电阻)。
②电路图:
③实验过程:根据电路图连接电路,测量并记录定值电阻两端的电压及几组电阻和电流值,填入表中U=_____V
序号
1
2
3
4
5
…
电阻R/Ω
电流I/A
④数据处理:分析表格数据或采用图像的方法分析数据(I-R图像)
⑤实验结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
①滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变。调节方法是“阻大调大(定值电阻增大,则滑动变阻器的阻值也调大)”
②滑动变阻器与定值电阻两端电压之比保持不变,则两者的电阻值之比不变,当R定最大时,R滑最大。
欧姆定律
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U=IR,
③单位:I—A;U—V;R—Ω
④适用范围:纯电阻电路。
①同体性:这三个量必须对应同一导体或同一段电路。
②同时性:这三个量必须是同一时刻的。
考点三:测量:用电流表和电压表测量电阻
测定值电阻的阻值
测小灯泡的电阻
实验原理
实验
电路图
实验过程
多次测量
多次测量
数据处理
分别计算出每次测量的电阻,求出平均值
分别计算出每次测量的灯泡电阻,寻求普遍规律,不能求平均值
实验结论
平均值为所求的电阻值
灯丝的电阻随温度的升高而增大
考点四:家庭电路
知识点
重点归纳
家庭电路的组成
1.家庭电路的组成
进户线、电能表、总开关 、保险装置、用电器与插座等。
2.进户线(两条):分别叫端线(俗称火线)和零线,两线间电压为220伏。
进户线的辨别:测电笔
(1)结构:由笔尖金属体、电阻(阻值大)、氖管、弹簧和笔尾金属体。
(2)使用方法:手拿试电笔,手指按住笔卡(或金属笔尾),使笔尖接触被测导线。如果氖管发光,则接触的是火线;如果氖管不发光,则接触的是零线。
4.电能表:(1)作用:测量用电器一段时间消耗的电能。
(2)安装位置:安装在进户线之后,在总开关之前。
5.空气开关(熔丝):
(1)作用:电路中电流过大时,自动切断电路,起到保护作用。
(2)安装位置:保险丝安装在干路火线上,总开关后方。
6.三线插头和三孔插座:
(1)三脚插头:洗衣机、电冰箱等电器的电源插头有三根线,其中一条接火线(L),一条接零线(N),第三条标着“E”。原来,三脚插头上标着“E”的导线和用电器的金属外壳相连。
(2)三孔插座的接法:左边的插孔接零线,右边的插孔接火线,中间的插孔接地线,即“左零右火中间地”。
家庭电路电流过大的原因
1.短路会使家庭电路中电流过大:
发生短路时,由于导线的电阻很小,电源电压为220V不变,根据I=U/R可知,短路时电路中的电流非常大。使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾。
2.连入用电器的总功率过大会使家庭电路中电流过大:
发家庭电路的总功率等于各用电器的功率之和。
P = P1+ P2 + …+ Pn
可见,在家庭电路中,同时工作的用电器越多,尤其是同时工作的大功率用电器越多,电路消耗的总功率就越大。
根据P =UI,可得I=P/U。因为家庭电路中的电压220V是一定的,所以用电器总电功率P越大,电路中的电流I就越大。
所以,用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
安全用电
1.触电事故:一定强度的电流通过人体所引起的伤害。安全电压:不高于36V的电压。
2.低压触电:
(1)触电原因:都是由于人体直接或间接跟相线接触并与中性线线或大地构成通路造成的。
(2)触电形式: A.单线触电B.双线触电。
3.高压触电:高压触电包括高压电弧触电和跨步电压触电。
4.安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
(1)更换灯泡、搬运电器前应断开电源开关。
(2)不弄湿用电器,不损坏绝缘层。
(3)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命要及时更换。
(4)不能在电线附近放风筝。。
家庭电路连接
(1)各种用电器是并联接入电路的。
(2)插座与灯座是并联的。
(3)开关和保险丝要接在火线上。
(4)三孔插座:左零右火上接地。
(5)螺丝口灯泡:螺旋套只能接零线。
(6)控制各用电器工作的开关与电器是串联的
(
题型一
电阻和变阻器
)
【例1】(24-25九年级上·广西南宁·期末)如图所示,将a和b两段导体连入电路中,这两段导体的材料、长度相同,横截面积不同。下列关于这两段导体说法正确的是( )
A.a的电阻较大 B.a、b的电阻相等
C.通过a的电流较小 D.通过a、b的电流相等
【答案】AD
【解析】a和b两段导体的材料、长度相同,a比b的横截面积小,在材料、长度、温度等相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小,所以导体a的电阻较大,根据串联电路电流的规律,在串联电路中电流强度处处相等,所以两段电阻的电流是相同的,故BC错误,AD正确。
故选AD。
【变式1-1】(2024·天津·中考真题)如图所示的铝芯电缆是一种输电导线。在某村输电线路改造工程中,更换的铝芯电缆比旧铝芯电缆电阻更小,主要是因为新电缆的( )
A.铝芯更细 B.铝芯更粗 C.绝缘皮更薄 D.绝缘皮更厚
【答案】B
【解析】本题考查影响导体电阻的因素。影响导体电阻的因素为材料、长度、横截面积和温度,更换的铝芯电缆与旧铝芯电缆相比,材料和长度不变,新电缆电阻更小,主要是因为新电缆的横截面积大,即铝芯更粗。
故选B。
【变式1-2】(24-25九年级上·河北唐山·期中)某兴趣小组要探究导体电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图所示的实验电路,电源电压不变。实验中使用的合金丝规格、材料、及实验数据如下表所示。
编号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
电流I/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.4
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)该实验是通过____________________来间接比较导体电阻的大小;
(2)分别将导体A、B接入电路,这是为了探究导体电阻大小与导体__________的关系;
(3)为了探究导体电阻大小与导体横截面积的关系,应选择导体_________(填导体编号)进行实验,得出的结论是:导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越________;
(4)分别将编号为C、D的合金丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了________的工作原理中;
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(5)为了探究电阻大小与温度的关系,实验小组取下小灯泡中的灯丝设计了如图所示的电路,用酒精灯加热灯丝,发现随着小灯泡灯丝温度升高,电流表示数逐渐变小,由此可推断:小灯泡正常发光时灯丝的电阻________(选填“大于”“等于”“小于”)常温下灯丝电阻。
【答案】(1)电流表示数;(2)材料;(3)B、C;小;(4)C;(5)大于
【解析】(1)实验中利用了转换法,通过观察电流表的示数大小间接比较导体电阻的大小。电流表的示数越大,说明导体电阻越小。
(2)导体A、B只有材料不同,分别将导体A、B接入电路,这是为了探究导体电阻大小与导体材料的关系。
(3)为了探究导体电阻大小与导体横截面积的关系,应选择只有横截面积不同的B、C导体进行实验,B导体横截面积较大,对应的电流较大,说明电阻较小,可得:导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
(4)分别将只有长度不同的编号为C、D的合金丝接入电路进行实验,比较电流大小可知,导体的材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。此结论被应用到滑动变阻器。
故选C。
(5)用酒精灯加热灯丝,发现随着小灯泡灯丝温度升高,电流表示数逐渐变小,说明灯丝电阻变大。所以小灯泡正常发光时灯丝的电阻大于常温下灯丝电阻。
【变式1-3】(24-25九年级上·四川乐山·期中)如图所示,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗,则M、N分别应接( )
A.A、D B.B、C C.A、B D.C、D
【答案】B
【解析】滑动变阻器的滑片右移,灯泡变暗,则电路中电流变小;电源电压不变,根据欧姆定律,电流变小,电阻变大,则滑动变阻器接入电路的电阻丝变长。所以M、N分别应接B、C。
故答案为B。
【变式1-4】(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)(1)如图,若要使图中阻值变大,滑片P应该_________旋转(顺时针/逆时针);
(2)如图乙电阻箱的示数是________Ω,如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图,则A、B两个接线柱之间的电阻值是_________Ω,最大可以调到_________Ω。
【答案】(1)顺时针;(2)3608;10;22
【解析】(1)由图可知,当滑片P顺时针旋转时,接入电路中电阻丝变长,电阻变大,故若要使图中阻值变大,滑片P应该顺时针旋转。
(2)如图乙电阻箱的示数是:
3× 1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω
如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图,则A、B两个接线柱之间的电阻值是:
6Ω+4Ω=10Ω
最大可以调到:
6Ω+6Ω+4Ω+4Ω+2Ω=22Ω
4×1000Ω+7×100Ω+0×10Ω+5×1Ω=4705Ω
(
题型二
探究:电流与电压、电阻的关系
)
【例2】(2025年广东省深圳市中考题)12.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
【解析】(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。
【变式2-1】(2025年苏州市学业考试卷)27.小明用电压为6V的电源、定值电阻R1、电压表、电流表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R2、开关等器材,探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
(1)根据图甲所示电路图,将图乙的实物图连接完整;
(2)电路连接正确,规范操作后,闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表示数为6V,电路中仅有一处故障,则故障可能是______;
(3)排除故障后继续实验,小明的实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.5
2.5
3.5
4.5
5.5
电流/A
0.15
0.25
0.35
0.45
0.54
老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的,请你判断这组数据的实验序号是________;
(4)通过实验得出初步结论:____________时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【答案】(1)见解析;(2)定值电阻断路;(3)1;(4)电阻一定
【解析】(1)由图甲可知,电压表应与定值电阻并联,作图如下:
(2)闭合开关,小明发现电流表无示数,说明发生断路,电压表示数为6V,则电压表两端与电源相通,电路中仅有一处故障,则故障可能是定值电阻断路。
(3)第1组数据中,电流为0.15A,电压表示数为1.5V,滑动变阻器阻值为:
而滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,所以第1组数据是无法从实验中测得的。
(4)由表可知,电压与电流的比值为:
电压与电流的比值为定值,可得:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【变式2-2】(2025年河北省初中学业考题)18.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了___________;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6V,电路的故障(仅有一处)是___________;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为________A;
接线位置
A
B
E
C
F
D
电压U/V
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,___________;
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:___________(写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6A量程,把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R0替换R,使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2∶3。则满足上述条件的R0的取值范围是_________Ω。
【答案】(1)见解析;(2)保护电路;(3)定值电阻R断路;(4)0.4;(5)电流和电压成正比;(6)见解析;(7)6~22.5
【解析】(1)将电流表串联接入电路中,开关右端的接线柱和电流表的负接线柱连接,如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,防止电路中的电流过大,烧坏用电器,将变阻器的全部电阻接入电路。
(3)闭合开关,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源的两极连接,与电压表并联的电阻断路。
(4)由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(5)由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到电阻一定,电流和电压成正比。
(6)为使小蜡块熔化得更快,电阻丝产生的热量较多,可以更换电压更大的电源,使电路中的电流变大。
(7)把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上,变阻器和定值电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,电压表V2测量定值电阻两端的电压;由表中数据可知,接线A位置电路中的电流最小,变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最大阻值:
电压表V1和图中的电压表示数之比是2∶3,由串联分压可知,即
可以得到R0大=22.5Ω;电流表接0~0.6A量程,电路中的最大电流是0.6A,此时电路的总电阻最小,变阻器连入定律的电阻最小,R0的阻值最小,电压表V1和图中的电压表示数之比是2∶3,即①
电源电压是6V,由串联电路电压的规律可知U1+U2=6V②
由①②得到U1=2.4V,U2=3.6V,R0的阻值:
R0的阻值取值范围是6~22.5Ω。
【变式2-3】(2025年山东省学业考题)23.某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线在答题卡上将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为__________。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为___________。
(4)新开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:__________________,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
R/Ω
4
5
8
10
20
0.25
0.2
0.125
0.1
0.05
1/A
0.40
0.32
0.21
0.16
0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想,请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与_______成正比,即电流与_______成反比。
【答案】(1)见解析;(2)导线PM断路;(3)0.52A;(4)向左调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0V;(5)见解析;(6)①;②电阻
【解析】(1)根据电路图甲,滑动变阻器应与定值电阻串联,且采用 “一上一下” 的接法(电路图中滑动变阻器右下接线柱接入电路,故选右下接线柱)。电压表并联在定值电阻两端(电源为2节电池,故电压表选用0~3V量程),如图所示:
(2)电流表、电压表均无示数,说明电路存在断路。将电压表两端依次连接图乙中的M与N、N与O显示0V,说明MN、NO之间没有断路;而连接O与P时显示3.0V,等于电源电压,说明OP之间存在断路,即导线PM断路。
(3)由图可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.52A。
(4)用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会变大。要探究电压一定时电流与电阻的关系,需保持定值电阻两端电压不变,所以接下来应向左调节滑动变阻器的滑片,调大滑动变阻器电阻,使电压表的示数为2.0V。
(5)据表格中的数据,在坐标纸上描出对应的点,然后将这些点连接起来,作出图像,如图所示:
(6)从作出的图像可以看出,在实验误差允许范围内,图像是一条过原点的直线,说明在电压一定的情况下,通过导体的电流与成正比,即电流与电阻成反比。
【变式2-4】(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)30.
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是________(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 __________ 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为_______V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:____________ (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向________(填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个________Ω的电阻才能完成实验。
【答案】(1)①B、C;②灯泡亮度;③在原电路中再串联一个电流表;(2)①见解析;②2;③滑动变阻器断路;④左;⑤10
【解析】(1)探究导体的电阻与其横截面积的关系,应改变横截面积,保证其它条件相同,接入的两段导体应是B、C。
实验中可以通过观察灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小,灯泡越亮,电阻越小,灯泡越暗,电阻越大。
若接入MN之间的导体的阻值比较接近,灯泡亮度接近而无法判断它们的阻值大小,则在原电路中再串联一个电流表。
(2)应该将滑动变阻器一上一下串联在电路中,如图所示:
由图2丙可知,定值电阻两端的电压为:U1=IR=0.4A×5Ω=2V
应控制电压保持2V不变。
电流表和电压表均无示数,说明电路断路,若电阻断路,电压表会测量电源电压,有示数,不合题意,当滑动变阻器断路或者开关断路,电路无电流,电压表和电流表均无示数。
用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若滑片不动,则电路中的电流变小,定值电阻两端的电压减小,滑动变阻器两端的电压增大,为了控制定值电阻两端的电压不变,应该将滑动变阻器的阻值调大,滑片向左移动。
当接入25Ω的定值电阻时,根据串联电路的特点有:
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
而原来滑动变阻器的规格为“40Ω,1A”,所以需要串联一个电阻的阻值为:
R2=50Ω-40Ω=10Ω
【变式2-5】(2025年广东省初中学业考题)18.探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:①________,②________。
U=2V
实验序号
①______/Ω
②______/A
1
5
2
10
3
15
4
20
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,________,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为________A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________。
【答案】(1)断开;见解析;(2)电阻R;电流I;(3)见解析;0.4;(5)见解析
【解析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
滑动变阻器一上一下串联接入电路中,如图所示:
(2)探究电流和电阻的关系,保持电压不变,改变电阻的阻值,记录对应的电流,①处是电阻R,②处是电流I。
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,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0.4A。
(5)若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V
由串联分压可知:
电阻为20Ω时,
变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω
所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验。
(
题型三 欧姆定律
)
【例3】(多选)(24-25九年级上·河南许昌·期末)关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.当电压一定时,通过该导体的电流跟导体的电阻成反比
B.当电压一定时,导体的电阻跟通过该导体的电流成反比
C.当通过导体的电流一定时,导体的电阻跟该导体两端的电压成正比
D.当电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比
【答案】AD
【详解】AD.欧姆定律的内容是当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,通过导体的电流跟它两端的电压成正比,故AD正确;
BC.电阻是导体本身的一种性质,其大小决定于导体的长度、材料和横截面积,与通过它的电流、两端的电压无关,故BC错误。
故选AD。
【变式3-1】(24-25九年级上·湖北黄石·期末)根据欧姆定律可导出公式,依此可测量导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料、长度和横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关
C.导体的电阻既与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比
【答案】B
【详解】电阻是导体的本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,与导体两端的电压和通过它的电流均无关,公式说明,导体电阻的大小等于导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值,故ACD错误,B正确。
故选B。
【变式3-2】(24-25九年级上·湖南衡阳·期末)根据欧姆定律可以得到公式,关于这个公式,下列说法中正确的是( )
A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比 B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零 D.同一导体两端的电压和电流的比值不变
【答案】D
【详解】ABC.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大小无关。 所以,同一导体的电阻与加在它两端的电压、通过它的电流大小无关,且导体两端电压为零时其阻值不为零,故ABC错误;
D.同一导体的电阻不变,由可知,同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故D正确。
故选D。
【变式3-3】】(2025年吉林省中考题)16.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
【答案】(1)0.8A;(2)12V
【解析】(1)由电路图可知R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可得,电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.4A=0.8A
(2)根据并联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V
【变式3-4】(2025年湖南省长沙市初中学业考题)15.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
【解析】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:
【变式3-5】(24-25九年级上·江苏扬州·期末)如图是小明探究“电流一定时,电压与电阻的关系”的实验电路图,已知电源电压U=15V,滑动变阻器上标有“20Ω 3A”(实际最大阻值略小于20Ω),实验中所用的四个定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,为完成四次实验,电路中电流表选择的量程和应控制的电流最合理的是( )
A.0~0.6A,0.5A B.0~3 A,0.8A C.0~3A,0.7A D.0~3A,0.75A
【答案】C
【详解】定值电阻与变阻器串联,当定值电阻为5Ω,且滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时,电路中的电流最大,根据欧姆定律可得,最大电流为:
电路中的最大电流为3A,所以电流表的量程为0~3A,当定值电阻为20Ω时,电路中的最大电流为:
滑动变阻器上标有“20Ω 3A”表示变阻器的最大电阻为20Ω,当定值电阻为20Ω时,由电阻的串联和欧姆定律知,电路中的最小电流为:
因滑动变阻器的实际最大阻值略小于20Ω,故电路中的最小电流稍大于0.6A,为了使这四个电阻都能为实验所用,电路中电流应控制在0.7A最合理,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(
题型
四
测量:用电流表和电压表测量电阻
)
【例4】如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A.实验原理是P=UI
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
【答案】C
【详解】A.测电阻的实验原理是R=U/I,故A错误;
BC.滑动变阻器的作用是改变定值电阻的电压和通过的电流,从多次测量取平均值减小误差,故B错误,C正确;
D.实验结束,断开开关,整理好实验器材后才可离开实验室,故D错误。
故选C。
【变式4-1】(2022·山东日照·统考中考真题)小明学习了欧姆定律后,用图示器材测量电阻Rx的阻值。图中已完成部分电路连接,请用笔画线表示导线,将该电路补充完整。要求:原有导线不能改变也不能与之交叉;电压表的量程要恰当;滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小。
【答案】右图。
【详解】利用伏安法测电阻,电压表并联在待测电阻两端,由于电源为2节干电池,电源电压为3V,电压表选择小量程即可,正接线柱接入,负接线柱接出,而滑动变阻器一上一下串联接入电路,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小,说明滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入的阻值变大,总电阻变大,电流表的示数变小,故接入的是左下方接线柱,如图所示。
【变式4-2】(2025·重庆)用图甲所示的电路测量标有“”字样铅笔芯的电阻。
(1)请在答图甲中用笔划线代替2根导线将电路连接完整;
(2)连接电路时应 开关,然后将滑动变阻器的滑片P移至 端;
(3)闭合开关,无论如何移动滑片P,两表始终无示数,经检查,电路连接和电表均完好,则可能是滑动变阻器发生 故障;
(4)排除故障进行实验,第1次测量时,电流表示数如图乙所示为 A,将滑片P向A端移动,电压表示数将变 。将全部数据记录在下表中,计算出对应的电阻。
实验次数
电压
电流
电阻
1
0.3
-
-
2
0.5
0.18
2.78
3
0.7
0.26
2.69
4
0.9
0.35
2.57
5
1.1
0.43
2.56
6
1.3
0.52
2.50
(5)实验数据表明,铅笔芯的电阻是变化的,经分析,影响该变化的因素是 。
【答案】(1) (2)断开 B (3)断路
(4)0.1 大 (5)温度
【解析】(1)滑动变阻器一上一下串联接入电路中,将变阻器的B接线柱和电阻R1左边接线柱连接,电流表串联接入电路中,电阻R1右边接线柱和电流表的负接线柱连接
(2)[1][2]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即B端。
(3)闭合开关,无论如何移动滑片P,电流表和电压表都没有示数,可能电路中出现断路,经检查,电路连接和电表均完好,可能滑动变阻器断路。
(4)[1]第1次测量时,电流表示数如图乙所示,电流表选择0~0.6A的量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.1A。
[2]将滑片P向A端移动,变阻器连入电路的电阻变小,由串联分压可知变阻器两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知电阻R1两端的电压变大,即电压表的示数变大。
(5)由表中数据可知,电阻两端的电压增大,对应的电流也增大,由P=UI可知电阻的电功率增大,电阻的温度升高,电阻的阻值减小,影响电阻变化的因素是温度。
【变式4-3】(2025·江苏连云港)小明想测量标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)小明连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,产生这一现象的原因可能是___________;
A.小灯泡断路 B.滑动变阻器断路 C.小灯泡短路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示。此时小灯泡的电阻是 (结果保留一位小数);
(4)利用现有器材,能否“探究通过导体的电流与电压的关系”? ,理由是 。
【答案】(1) (2)B (3)8.3 (4)不能 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【解析】(1)滑动变阻器应“一上一下”选择接线柱与灯泡串联
(2)连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,说明发生断路且电压表的两端无法与电源相通,则产生这一现象的原因可能是滑动变阻器断路,故选B。
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,由图甲可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时小灯泡的电阻
(4)[1][2]探究通过导体的电流与电压的关系时,要控制电阻不变。灯丝的电阻随温度的升高而增大,是变化的,所以不能利用现有器材探究通过导体的电流与电压的关系。
(
题型
五
家庭电路
)
【例5】(2025·江苏淮安·一模)如图甲所示,插头中较长的插脚应该插入三孔插座的 (选填“L”、“N”或“E”)孔。小明家有一个规格为“220V 1000W”的用电器,该用电器可能是 (选填“台灯”、“电饭锅”或“电风扇”)。小明想在家里安装一盏照明灯,如图乙所示是他设计的电路图。请在图中虚线框内补上开关和电灯的电路元件符号 。
【答案】 E 电饭锅
【详解】[1]三孔插座的接法是 “左零右火上接地”,即左边接零线(N 孔),右边接火线(L 孔),上面接地线(E 孔),插头中较长的插脚是与用电器的金属外壳相连的,为了保证用电安全,金属外壳要接地,所以较长的插脚应该插入三孔插座的 E 孔。
[2]台灯的功率一般在几十瓦左右,电风扇的功率一般在一百瓦到几百瓦,小明家有一个规格为“220V 1000W”的用电器,该用电器可能是电饭锅。
[3]在家庭电路中,开关要接在火线和电灯之间,这样当开关断开时,电灯与火线断开,人接触电灯不会触电。所以上面的虚线框接开关,下面的虚线框接电灯,如图所示:
【变式5-1】(2025·安徽蚌埠·三模)小红将手提电脑的电源线插头插入如图所示的三孔插座时,听到一声巨响,同时正常发光的灯泡熄灭了。小红拿来试电笔,根据所学的知识判断故障发生的原因,她在开关未断开的情况下,用试电笔分别插入插座的左、右两插孔时,氖管均发光,则电路发生的故障可能是 (选填“火线保险丝熔断”“灯泡灯丝熔断”或“a点零线熔断”)。
【答案】a点零线熔断
【详解】如果火线保险丝熔断,用试电笔分别接触插座的左右两孔,氖管不会发光;如果灯泡灯丝熔断,火线和零线没有断,用试电笔分别插入插座的左插孔时,氖管不发光,用试电笔分别插入插座的右插孔时,氖管发光;如果a点零线熔断,火线正常,插座的右孔与火线连接,试电笔插入右孔会发光,电流通过灯泡和开关形成回路,使零线插孔带电,用试电笔插入插座的左插孔时,氖管发光。
【变式5-2】(2025·山东青岛·二模)测电笔是家庭必备工具之一,如图所示,测电笔正确的使用方法是图 ,丙图是小明家的部分电路,断开开关,用测电笔检测点时发现氖管 ,这段电路在设计中存在的问题是 。
【答案】 乙 发光 开关没有接在火线上
【详解】[1]使用测电笔时,手不要接触测电笔前端的金属体,手必须接触测电笔末端的金属体,使电源和大地之间形成通路,故乙是正确的测量方法。
[2]断开开关,用测电笔检测点时,点与火线相连,与零线是断开的,所以氖管会发光。
[3]在家庭电路中,开关应接在火线上,所以这段电路在设计中存在的问题是开关接在零线与灯之间,没接在火线上。
【变式5-3】(2025·湖南益阳·二模)安全用电关乎人民的生命和财产安全。下列关于家庭电路和安全用电说法正确的是( )
A.图甲中,电能表是测量电功率的仪表
B.图乙中,试电笔可以用来区分零线和火线,使用时可以用手握住笔尖的金属
C.图丙中,洗衣机的金属外壳接地,是为了防止洗衣机短路
D.图丁中,当站在地上的人接触火线时,漏电保护器会切断电路
【答案】D
【详解】A.图甲中,电能表是测量电能的仪表,故A错误;
B.图乙中试电笔可以用来区分零线和火线,使用时手必须接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故B错误;
C.图丙中,如果洗衣机内部的电线发生故障,比如绝缘层损坏导致漏电,洗衣机的金属外壳接地,是为了防止漏电时,电流通过金属外壳与人体构成通路,发生触电事故,故C错误;
D.图丁中,当站在地上的人接触火线时,火线和零线中的电流不相等,漏电保护器会切断电路,故D正确。
故选D。
【变式5-4】(24-25九年级上·甘肃庆阳·阶段练习)在遵守安全用电原则的前提下,请用笔画线代替导线,将如图所示电路补全,其中开关只控制灯泡。
【答案】
【详解】连接家庭电路时,三孔插座的左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线;连接灯泡时,开关接在火线与灯泡之间,且灯头的中心接火线,螺旋套接零线,电路连接如图所示:
(
基础巩固通关测
)
一、单项选择题:
1.一导体接到电路中,如果把它两端的电压增大到原来的三倍,下列说法中正确的是( )
A.它的电阻是原来的三倍 B.它的电流保持不变
C.它的电流是原来的三分之一 D它的电流是原来的三倍
【答案】D
【解析】A.因电阻是导体本身的一种性质,与导体的两端电压无关,故电压增大到原来的三倍,导体中的电阻不变;故A说法错误;
BCD.因电阻不变,电压变为原来的三倍,故由得,电流变为,即电流是原来的三倍。即BC错误,D正确。
故选:D。
2.用图示的电路研究电流与电阻的关系时,将电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关,接下来的正确操作是( )
A.直接读出电压表和电流表的示数
B.保持R′的滑片P位置不变,调高电源电压
C.调节R′的滑片P向左移动,使电流表的示数保持不变
D.调节R′的滑片P向右移动,使电压表的示数保持不变
【答案】D
【解析】将5Ω电阻换成10Ω的电阻后,定值电阻两端分压变大,滑动变阻器分压减小,为保持电阻两端电压不变,应向右移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,减小定值电阻两端的电压,保持定值电阻两端电压不变,即电压表示数不变,故ABC错误,D正确。
3.小芳同学采用如图所示的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,实验中她进行了多次测量,我们以她分别用5Ω和10Ω的电阻做的两次实验为例,请你回答,完成第一次实验后,断开开关,小芳将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,应该如何操作才能继续完成实验( )
A.保持滑动变阻器滑片不动 B.将滑动变阻器滑片向右移动
C.将滑动变阻器滑片向左移动 D.调高电源的输出电压值
【答案】B
【解析】在“研究电流跟电阻关系”的实验中应控制电阻两端的电压不变,通过多次改变电阻的阻值,记下电流的大小进行分析。
方法一:当把电阻R由5Ω更换为10Ω时,根据串联电路分压的特点(电阻越大分压越大),电阻两端的电压会变大,而要保证电阻两端电压不变,就一定要移动滑动变阻器的滑片,使电阻的两端的电压减小,即滑动变阻器两端的电压变大,故要把滑动变阻器的电阻调大(串联电路中电阻越大分压越大),将滑片向右移动。
方法二:将AB两点间5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,电源电压不变,电路总电阻变大,电流变小(电流表示数减小),滑动变阻器的滑片没有移动,接入电路中的电阻是不变,根据欧姆定律可知,滑动变阻器两端电压会减小,因为串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,故AB间的电压增大(电压表的示数增大);为保持AB间的电压不变,要移动滑片使AB间的电压减小:当滑动变阻器连入电路的电阻增大时,即将变阻器滑片向右移动,电路中电流变小,由欧姆定律可知,AB间的电压减小。
4.如图所示是研究电流与电压、电阻关系的电路图,实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行,在“保持电阻不变”这一步实验时应该( )
A.保持R2滑片的位置不变 B.保持R2两端的电压不变
C.保持R1不变,调节R2滑片到不同的适当位置 D.保持电路中电流不变
【答案】C
【解析】研究电流跟电阻的关系时,保持电压不变,更换R1,并调节滑动变阻器滑片到适当位置;研究电流跟电压的关系,保持电阻R1不变,调节滑动变阻器滑片到适当位置。
故选C。
5.(2025年北京市初中学业考试)11.某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如下表所示。该实验所用的电路是( )
I/A
0.08
0.09
0.10
0.14
0.16
0.19
U/V
0.82
0.90
1.05
1.44
1.65
1.94
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.如图,R1、R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端电压,当电流增大时,R1是定值电阻,R1两端电压增大,R2两端电压应减小(U2=U总-IR1),不符合表格数据特点,故A不符合题意;
B.如图,R1、R2串联,电压表测R1两端电压,当电流增大时,R1是定值电阻,R1两端电压增大,符合表格数据特点,故B符合题意;
CD.电压表测电源电压,电压表示数应不变,不符合表格数据特点,故CD不符合题意。
故选B。
6.(2025年湖南省长沙市初中学业考题)12.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
【解析】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。
7.(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)15.如图所示,电源电压恒定为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,2A”的字样,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,当开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变化范围是1~3V B.电流表示数变化范围是0.18~0.6A
C.滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V D.滑动变阻器的阻值变化范围是20~10Ω
【答案】BC
【解析】AB.如图,开关S闭合,P在b端时,滑动变阻器R2与R1串联,电流表测电路电流,电压表测R1两端电压。因为此时滑动变阻器R2阻值最大,则此时电路总电阻最大,
R总max=R1+R2max=5Ω+20Ω=25Ω
此时电路电流最小:
则电流表示数最小为0.18A,由欧姆定律,则此时R1两端电压最小:
U1min=IminR1=0.18A×5Ω=0.9V
则电压表示数最小为0.9V,因为电流表量程0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流2A,电压表量程为0~3V,滑片由b端移到a端的过程中,当R1两端电压为3V时,通过R1的电流最大,则:
综合考虑各元件允许通过的最大电流,所以确定电路最大电流:Imax=0.6A
则电流表最大示数为0.6A,电压表最大示数为3V。所以电压表示数变化范围是0.9~3V,电流表示数变化范围是0.18~0.6A,故B正确,A错误;
C.电源电压恒定为4.5V,根据串联电路电压规律,当R1两端电压最大为3V时,R2两端电压最小,则最小电压:
U2min=U-U1max=4.5V-3V=1.5V
当R1两端电压最小为0.9V时,R2两端电压最大,则最大电压:
U2max=U-U1min=4.5V-0.9V=3.6V
所以滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V,故C正确;
D.当电路最大电流Imax=0.6A时,电源电压恒定,由欧姆定律,则此时电路总电阻最小,最小总电阻:
则此时R2阻值最小,最小阻值:
R2min=R总min-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω
R2阻值取最大20Ω时,电路安全,所以滑动变阻器的阻值变化范围是20~2.5Ω,故D错误。
故选BC。
8.如图所示电路是家庭电路的一部分,图中A和B位置分别接入一盏电灯和开关,在符合安全用电原则的情况下,下列相关说法正确的是( )
A.应在A处接开关,B处接灯泡
B.用试电笔接触插座的左孔,氖管会发光
C.两孔插座上接入电视机后,电视机是与灯泡并联的
D.若控制灯泡的开关短路,则保险丝会熔断
【答案】C
【详解】A.为了安全用电,开关要接在火线上,应在B处接开关,A处接灯泡,故A错误;
B.插座左零右火,用试电笔接触插座的左孔,氖管不会发光,故B错误;
C.两孔插座上接入电视机后,电视机与灯泡是并联的,各用电器各不干扰,故C正确;
D.若控制灯泡的开关短路,则灯泡接入电路,发光,保险丝不会熔断,故D错误。
故选C 。
9.某家庭电路的构成如图所示,闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作。下列说法正确的是( )
A.若开关S短路,不会引起空气开关跳闸
B.图中电风扇和LED灯串联
C.甲线为火线、乙线为零线
D.若入户零线出现断路,断开开关,试电笔插入插座左孔氖管会发光
【答案】A
【详解】A.若开关 S 短路,只是开关失去控制作用,电路中的 LED 灯和电风扇仍正常工作,不会造成电路中电流过大,所以不会引起空气开关跳闸,故A正确;
B.图中电风扇和 LED 灯是并联的,它们各自独立工作,互不影响,而不是串联,故B错误;
C.开关要接在火线上,所以乙线为火线、甲线为零线,故C错误;
D.插座左孔接的是零线,若入户零线出现断路,断开开关,试电笔插入插座左孔,因为左孔此时不能与火线相连,所以氖管不发光,故D错误。
故选A。
二、填空题
10.(2025年四川广安市学业水平考题)17.两个定值电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=7∶8,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2为________,R1、R2两端的电压之比U1∶U2为________。
【答案】1∶1;7∶8
【解析】两个定值电阻R1、R2串联在电路中,因为串联电路中各处的电流相等,所以通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶1
R1、R2两端的电压之比U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2=7∶8
11.(2025年湖南省长沙市初中学业考题)15.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
【解析】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:
12.(2025年黑龙江省绥化市初中学业考题)16.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电源电压恒为4.5V,在电路中分别接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验。先将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V;再将电阻由10Ω更换为5Ω,调节滑动变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为2V为止:要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为________Ω。
【答案】左;25
【解析】电阻由10Ω换为5Ω,根据串联分压,电阻变小,其两端电压变小(小于2V)。要使电压表示数回到2V,需减小滑动变阻器两端电压,根据串联电路分压特点,应减小滑动变阻器接入电阻,所以滑片向左移动。
实验中电阻最大为20Ω,此时电压表示数UR=2V,电源电压U=4.5V,则滑动变阻器两端电压:
U滑=U-UR=4.5V-2V=2.5V
电路中电流:
根据欧姆定律,则滑动变阻器最大阻值至少为:
13.(2025年四川自贡市中考题)25.如图,闭合开关S,无论怎样移动滑片P,发现电压表示数始终接近电源电压,经查灯泡L完好,导致这一现象的原因是滑动变阻器________。排除故障后,闭合开关S,灯泡L正常发光,将滑片P向左滑动,电压表示数________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
【答案】断路;变大
【解析】分析电路可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压。闭合开关S,无论怎样移动滑片P,发现电压表示数始终接近电源电压,经查灯泡L完好,导致这一现象的原因是滑动变阻器断路,电压表串联到电路中,测电源电压;排除故障后,闭合开关S,灯泡L正常发光,将滑片P向左滑动,变阻器阻值变大,根据串联分压原理可知电压表示数变大。
14.(2025年山东烟台学业水平考试题)19.实践小组为某水箱设计了一个监测水位的装置,图甲是其原理图,电流表的示数可显示水位高低,当示数为0.6A时表示水位达到预定值。电源电压恒定不变,R0为定值电阻,条状变阻器R的最大阻值为70Ω,浮子可带动连接导线的水平金属杆AP上下移动。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6A,变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为______Ω,水位预定值为______m。若水箱内部的底面积为0.5m2,当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压力为________N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】20;0.8;4000
【解析】分析电路可知,条状变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测R0电压,电流表测电路电流。水位上升时,条状变阻器R阻值减小,则总电阻减小,根据,电流表示数变大,根据U=IR,电压表示数变大。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6A,所以水位到达预定水位时,电压表示数为12V,电流表示数为0.6A,则定值电阻R0的阻值为:
水位最低时,由乙图可知,条状变阻器R阻值最大为70Ω,此时电路中电流最小为0.2A,则电源电压为:U=I小(R+R0)=0.2A×(70Ω+20Ω)=18V
则水位到达预定水位时,条状变阻器R阻值:
根据数学知识可得图乙中变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系图像解析式为R=-h+90Ω,将R=10Ω代入解得h=80cm=0.8m,则水位预定值为0.8m。
[3]若水箱内部的底面积为0.5m2,当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压强为:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.8m=8000Pa
则水箱底部受到水的压力为:F=pS=8000Pa×0.5m2=4000N
三、实验探究题
15.(2025年四川省遂宁市初中学业考题)18.某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω;2A”的滑动变阻器;电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在RP或R,则故障是_________________;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向________(选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为________Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超________V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻Rx的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1,S2,读出电流表示数为I1;
②断开开关S2,读出电流表示数为I2;
③未知电阻Rx=____________(用R0、I1和I2表示)。
【答案】(1)见解析;(2)滑动变阻器断路;(4)右;(5)40;5;(7)
【解析】(1)根据图甲电路图,电压表应与定值电阻并联,实验中控制定值电阻R两端电压为2V,故电压表选择0~3V量程,如图所示:
(2)闭合开关后,电流表、电压表均无示数,电路可能出现断路。若故障只出现在RP或R,则可能是滑动变阻器RP断路,因为如果R断路,电压表会有示数(测电源电压),而现在两表均无示数,所以是滑动变阻器断路导致整个电路不通。
(4)将定值电阻由5Ω更换为10Ω,根据串联分压原理,定值电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即向右端调节滑片(因为滑动变阻器左下接线柱接入电路,向右滑电阻变大)。
(5)根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,
解得R滑=40Ω,所以需要更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。
根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为30Ω,故:
解得U大=5V,所以调节电源电压,使其最大不超5V。
(7)①闭合开关S1、S2,此时R0被短路,只有Rx接入电路,读出电流表示数为I1,则电源电压:U=I1Rx。
②断开开关S2,R0与Rx串联,读出电流表示数为I2,则电源电压:U=I2Rx+I2R0
即:I1Rx= I2Rx+I2R0
解得:。
16.(2025年成都市中考物理试卷)23.教室灯光改造需要检测室内光照强度(简称照度,单位为Lux)。小成利用身边器材设计了一个测量照度的电路,如图甲所示。电源电压取值范围0~12V;电压表量程0~3V;R1为阻值范围10kΩ~30kΩ的电阻箱;R2为光敏电阻,其阻值随光照度变化的规律如图乙所示。
(1)若电源电压为3V,R1为15kΩ,电压表读数为0.75V,求此时的照度大小。
(2)调节R1阻值,使电路能测量7Lux的照度,求电源电压的最大值。
【答案】(1)3Lux;(2)7.5V
【解析】(1)由图甲可知两个电阻串联,电压表测量R1两端电压,电路中电流为:
根据串联电路电压特点和欧姆定律可得R2的阻值为:
由图乙可知此时光照强度为3Lux。
(2)电路能测量7Lux的照度,由图乙可知R2的阻值为15kΩ,电压表量程0~3V,电压表示数最大为3V,R1为阻值范围10kΩ~30kΩ的电阻箱,根据串联分压原理有:
即:
由于U3为3V、R2′为15kΩ且都为定值,则当R1阻值最小时,电源电压最大,即R1的阻值为10kΩ,则电路中电流为:
最大电源电压为:
U大=I1(R1′ + R2′)=3×10-4A×(10×103Ω+15×103Ω)=7.5V
17.(2025·海南海口·一模)请用笔画线表示导线,将乙图中的三孔插座和电灯与开关接入家庭电路中。
【答案】
【详解】三孔插座与电灯互不影响,两者并联;三孔插座的左孔连接零线、右孔连接火线、上孔连接地线;带开关的灯泡,火线连接开关后再连接灯泡,再回到零线;由图得,最上面的电线为火线,中间的电线为零线,电路的正确连线如图所示:
18.(24-25九年级下·湖北黄冈·开学考试)如图为带指示灯和开关的三孔插座的内部接线图。在符合安全用电原则下,请在图中用笔画线代替导线将该插座接入家庭电路中。
【答案】
【详解】由题意知,如图为带指示灯和开关的三孔插座的内部接线图,因此指示灯与三孔插座使用时互不影响,为并联,开关应在干路上控制整个电路的通断,因此火线先进入开关,再从开关分别接入插座火线端和指示灯,三孔插座的正确接法是左零右火上接地,如图所示:
(
能力提升进阶练
)
一、填空题
1.(2025年福建省中考题)19.下图为电学知识部分结构图,请补充完整。①________;②________。
【答案】电能;电流I
【解析】电源是提供电能的装置,用电器是消耗电能的装置,所以该空填电能。
电压是形成电流的原因,电阻对电流有阻碍作用,导线输送电流,则该空填电流I。
2.(2025年四川自贡市中考题)26.如图为初中体育均衡检测中握力计的工作原理简图,电源电压恒为3V,R的阻值大小与其连入电路的长度成正比,R0为保护电阻,弹簧电阻不计。握力F为零时,P在A端;握力F最大时,P在B端。P从A端滑至B端过程中,弹簧的弹性势能将________(选填“减小”“增大”或“不变”)。电路中电流表的变化范围是0.1~0.6A,R连入电路的阻值变化范围是________Ω。
【答案】增大;0~25
【解析】由图可知,P从A端滑至B端过程中,弹簧逐渐被压缩,形变程度变大,所以弹簧的弹性势能将增大。
分析电路可知,滑动变阻器R和保护电阻R0串联,电流表测电路电流;握力F为零时,P在A端,此时滑动变阻器R接入电路的阻值为零,此时电流最大为0.6A,则R0阻值为:
握力F最大时,P在B端,此时滑动变阻器R接入电路的阻值最大,此时电流最小为0.1A,此时总电阻为:
则滑动变阻器R接入电路的阻值最大为:R大=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω
所以R连入电路的阻值变化范围为0~25Ω。
3.(2025年凉山州中考试题)18.在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为_______V,定值电阻R2的阻值为_______Ω。
【答案】16;80
【解析】据图可知,电路是两电阻并联,电流表A1测R2支路电流,电流表A2测干路电流,闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置,说明电流表A1选用小量程,分度值是0.02A,读数为0.2A;电流表A2选择的是大量程,分度值是0.1A,读数为1A,根据并联电路电流规律可得R1支路电流为:
I1=I-I2=1A-0.2A=0.8A
电源电压为:
U=U1=I1R1=0.8A×20Ω=16V
定值电阻R2的阻值为:
4.(2025年四川省眉山市初中学业考题)17.超速是引发交通安全事故的因素之一、物理兴趣小组设计了一种超速自动报警装置,当车速过快时,提醒驾驶员需要减速。如图甲所示为该装置的简化电路图,电源电压为12V,定值电阻R为10Ω,RV为速度传感器,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。由图乙可知,当汽车的行驶速度逐渐增大时,电压表的示数________(选填“增大”“减小”或“保持不变”)。若车速达到80km/h时,提醒语音响起,观察到电压表示数为10V;当电压表的示数为8V时,汽车速度为________km/h。
【答案】增大;20
【解析】由图乙可知,速度传感器RV的阻值随车速的增大而增大。由图甲可知,该电路为串联电路,电压表测速度传感器RV两端的电压。电源电压U=12V保持不变,定值电阻R=10Ω。根据串联电路电阻的特点R总=R+RV,当RV增大时,R总变大。电源电压U不变,则电路中的电流I变小。定值电阻R的阻值不变,电路中的电流I变小,所以UR变小,由串联电路的电压规律可知,RV两端的电压变大,即电压表的示数增大。
当电压表示数UV=10V时,根据串联电路电压的特点可得R两端的电压:UR=U−UV=12V−10V=2V
此时电路中的电流:
车速达到80km/h时,速度传感器的阻值:
根据图乙中图像是一条倾斜直线,由数学知识可得:①。当电压表示数UV′=8V时,电路中的电流:
根据欧姆定律可得:
将RV'=20Ω代入①式可得v'=20km/h。
二、选择题
5.(2025年四川省乐山市中考题)9.如图所示为R1、R2两电阻的U-I图像,则R1、R2的电阻之比为( )
A.3∶2 B.2∶3 C.3∶1 D.1∶3
【答案】C
【解析】由图可知,R1的阻值为:
R2的电阻为:
则R1、R2的电阻之比为:
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6.(2025年江苏连云港中考题)10.某兴趣小组想设计一种能自动测定光照强度的装置,当光照强度增强时,光敏电阻Rx阻值变小,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小。若电源电压不变,R0是定值电阻,则下列设计的电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.此图中显示器、电阻Rx、R0三者并联时,显示器(电压表)测量的始终是电源电压,不会随光照强度变化而变化,故A不符合题意;
B.此图中Rx、R0串联,显示器与Rx并联时,光照增强导致Rx阻值减小时,Rx分压减小,显示器(电压表)示数反而减小,与题目要求相反,故B不符合题意;
C.此图中Rx、R0串联,显示器与R0并联时,光照增强导致Rx阻值减小时,R0分压增大,显示器(电压表)示数随之增大,完全符合题目要求,故C符合题意;
D.此图中显示器(电压表)与整个串联电路并联,测量的始终是电源电压,不会随光照变化而变化,故D不符合题意。
故选C。
7.(2025年成都市中考物理试卷)9.小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端 B.电流表的量程应该选择0~3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【答案】C
【解析】A.闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大端,由图甲可知,滑动变阻器的滑片应移至b端,故A错误;
B.电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,则滑动变阻器阻值为0时,电路中的增大电流:
由于电路中的最大电流小于0.6A,所以电流表的量程应该选择0~0.6A,故B错误;
C.由于电源电压为3V,所以R两端电压不会超过3V,故图乙中电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.3V,故C正确;
D.测量R的阻值实验中,多次测量求平均值是为了减小测量误差,故D错误。
故选C。
8.(2025年四川自贡市中考题)26.如图为初中体育均衡检测中握力计的工作原理简图,电源电压恒为3V,R的阻值大小与其连入电路的长度成正比,R0为保护电阻,弹簧电阻不计。握力F为零时,P在A端;握力F最大时,P在B端。P从A端滑至B端过程中,弹簧的弹性势能将________(选填“减小”“增大”或“不变”)。电路中电流表的变化范围是0.1~0.6A,R连入电路的阻值变化范围是________Ω。
【答案】增大;0~25
【解析】由图可知,P从A端滑至B端过程中,弹簧逐渐被压缩,形变程度变大,所以弹簧的弹性势能将增大。
分析电路可知,滑动变阻器R和保护电阻R0串联,电流表测电路电流;握力F为零时,P在A端,此时滑动变阻器R接入电路的阻值为零,此时电流最大为0.6A,则R0阻值为:
握力F最大时,P在B端,此时滑动变阻器R接入电路的阻值最大,此时电流最小为0.1A,此时总电阻为:
则滑动变阻器R接入电路的阻值最大为:R大=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω
所以R连入电路的阻值变化范围为0~25Ω。
9.电是把双刃剑,它为我们的生活带来许多便利和美好,同时有时也可能会带来危害。因此我们要熟悉家庭电路和安全用电知识。针对下列几幅图的说法正确的是( )
A.此时电能表示数为31.6kW·h
B.国家规定家庭电路中所有用电器都要用乙图中的三孔插座
C.因为玻璃常温下是绝缘体,因此如图丙所示换灯泡时可以不用断开开关
D.丁图中测电笔发光表明接触的是火线,而此时因为手接触测电笔笔尾容易触电
【答案】A
【详解】A.电能表示数最后一位为小数位,此时电能表示数为31.6kW·h,故A正确;
B.国家规定,家庭电路中金属外壳的用电器和大功率用电器要用乙图中的三孔插座,故B错误;
C.玻璃常温下是绝缘体,但是灯泡的尾部其它部分是导体,因此如图丙所示换灯泡时必须断开开关,防止发生触电事故,故C错误;
D.丁图中测电笔发光表明接触的是火线,此时手必须接触测电笔笔尾,由于测电笔内有高电阻,不会发生触电事故,故D错误。
故选A。
10.小明在使用如图所示插线板的过程中发现:在开关断开时,插线板上的指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;在开关闭合时,指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象,下列电路连接方式合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】依题意得,指示灯与插孔互不影响,说明两者并联,开关控制指示灯与插孔,在干路上;为了用电安全,用电器通过开关与火线相连接,则开关的一端连接火线,指示灯的正接线柱与插座的右孔相连后,再与开关的另一端连接,插座的左孔与指示灯的负极相连后再与连线相连,插座的上孔连接零线,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
三、实验探究题
11.(2025年山东烟台学业水平考试题)24.在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的U-I图像;
②由图像可得该电阻的阻值为________Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的U-I图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为_______Ω。
【答案】(1)见解析;(2)B;(3)①见解析;②10;(4)4
【解析】(1)在该实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路图如图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,则电路不存在断路,电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻短路了。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)根据表格数据在图乙中描点并连线,如图所示:
由图像可知,该电阻的阻值为:
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,根据串联分压原理可知,其两端的电压增大,此时电路中的总电阻增大,电流减小,由图丙可知,电压表并联在了滑动变阻器两端。当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为U0=U-U滑=3V-1V=2V
定值电阻的阻值为
12.(2025年福建省中考题)26.用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,实验装置如图甲。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接正确;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于最______端;
(3)闭合开关,定向移动滑片P,发现电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大。经检查,故障只发生在滑动变阻器,故障的原因可能是____________;
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良
(4)排除故障,继续实验。实验小组设计如下表格并记录部分实验数据:
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
25
电流I/A
0.20
0.22
0.28
0.30
电阻R/Ω
4.5
5.9
7.5
电阻平均值/Ω
①电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,读数为________A;
②小灯泡正常发光时电阻为_________Ω;(保留一位小数)
③表格中设计不合理的一项是__________,原因是_____________________________________。
【答案】(1)见解析;(2)右;(3)B;(4)0.26;8.3;电阻平均值/Ω;小灯泡的电阻会随温度变化而变化
【解析】(1)由图可知,电压表未接入到电路中,应该将电压表并联在小灯泡两端,如下图所示:
(2)为了保证电路安全,应该将滑动变阻器调至阻值最大处,即将滑动变阻器的滑片P置于最右端。
(3)因为电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大,说明电路某处接触不良,故B符合题意。
(4)由乙图可知,电压表所接量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,所以读数为0.26A。
因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以由第5次实验数据可知,小灯泡正常发光时电阻:
因为小灯泡发光时会发热,所以小灯泡的电阻会随温度变化而变化,故表格中设计不合理的一项是电阻平均值/Ω。
13.(2025年北京市初中学业考试)21.某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1,__________________________,记录电压表的示数U。
③闭合S1,__________________________,使电压表的示数仍为U。
④记录电阻箱的阻值R0。
(2)待测电阻的阻值Rx=_____________。(用测量量表示)
【答案】(1)②开关S2与触点2闭合;③开关S2与触点1闭合,调节电阻箱;(2)R0
【解析】(1)由电路图可知,将滑动变阻器的阻值调到最大端,闭合S1,开关S2与触点2闭合,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,记录电压表的示数U;闭合S1,开关S2与触点1闭合,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测滑动变阻器两端电压,此时根据串联分压,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,则待测电阻的值与电阻箱的阻值相同。
(2)由实验步骤可知,当待测电阻与滑动变阻器串联时,电压表测滑动变阻器两端电压,当电阻箱与滑动变阻器串联时,电压表仍测滑动变阻器两端电压,且示数不变,根据串联分压可知,待测电阻的阻值等于电阻箱的阻值,即Rx=R0。
14.(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)30.
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是________(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 __________ 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为_______V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:____________ (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向________(填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个________Ω的电阻才能完成实验。
【答案】(1)①B、C;②灯泡亮度;③在原电路中再串联一个电流表;(2)①见解析;②2;③滑动变阻器断路;④左;⑤10
【解析】(1)探究导体的电阻与其横截面积的关系,应改变横截面积,保证其它条件相同,接入的两段导体应是B、C。
实验中可以通过观察灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小,灯泡越亮,电阻越小,灯泡越暗,电阻越大。
若接入MN之间的导体的阻值比较接近,灯泡亮度接近而无法判断它们的阻值大小,则在原电路中再串联一个电流表。
(2)应该将滑动变阻器一上一下串联在电路中,如图所示:
由图2丙可知,定值电阻两端的电压为:U1=IR=0.4A×5Ω=2V
应控制电压保持2V不变。
电流表和电压表均无示数,说明电路断路,若电阻断路,电压表会测量电源电压,有示数,不合题意,当滑动变阻器断路或者开关断路,电路无电流,电压表和电流表均无示数。
用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若滑片不动,则电路中的电流变小,定值电阻两端的电压减小,滑动变阻器两端的电压增大,为了控制定值电阻两端的电压不变,应该将滑动变阻器的阻值调大,滑片向左移动。
当接入25Ω的定值电阻时,根据串联电路的特点有:
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
而原来滑动变阻器的规格为“40Ω,1A”,所以需要串联一个电阻的阻值为:
R2=50Ω-40Ω=10Ω
15.(2025·贵州遵义·三模)在图中虚线框内分别画出开关和电灯的元件符号,并画出三孔插座a孔的正确接线,使电路符合安全用电的要求。
【答案】
【详解】带开关的灯泡,火线先过开关再入灯泡,由灯泡连到零线。因此右边的方框内应为开关,左边的方框内应为灯泡;三孔插座的上面的孔接地线,左孔接入零线,右孔接火线,如图所示:
16.(22-23九年级上·辽宁铁岭·期末)把电路补充完整,使光控开关、声控开关同时闭合,灯泡才能发光。
【答案】
【详解】要使光控开关、声控开关同时闭合灯泡才能发光,需将两个开关串联在电路中,且控制火线。具体连接:火线先接入光控开关,光控开关再接入声控开关,声控开关连接灯泡的顶端金属点,灯泡的螺旋套连接零线。这样,只有当光控开关(光线暗时闭合)和声控开关(有声音时闭合)都闭合,电路才导通,灯泡发光。三孔插座的连接方法:左零右火上接地。如图所示:
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