专题17 欧姆定律—备战2026年中考物理真题探密(全国通用)
2025-11-26
|
2份
|
104页
|
244人阅读
|
15人下载
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-专项训练 |
| 知识点 | 欧姆定律 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 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 | 8.52 MB |
| 发布时间 | 2025-11-26 |
| 更新时间 | 2025-11-29 |
| 作者 | 周 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55133372.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题17 欧姆定律
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
热点题型精析:近年热点题型真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
知识点易错点速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘高考命题之源。
命题解读
考向
近三年考查统计
1. 欧姆定律核心考点分布
(1)基础计算:直接应用欧姆定律公式I=U/R)求电流、电压或电阻,占比约30%。
(2)动态电路分析:结合滑动变阻器或开关状态变化,分析电流/电压变化,占比25%。
(3)实验探究:重点考查“电流与电压/电阻关系”实验设计及数据处理,占比20%。
(4)实际应用:如地磅、水位测量等跨学科情境题,占比15%。
( (5)故障分析:电路异常现象判断(如电表无示数),占比10%。
2. 2026年欧姆定律命题趋势
( (1)情境化:2024年广西中考以“地磅检测汽车载重”为背景,要求计算电流与压力关系。
(2)跨学科融合:2025年真题结合水文站设计,考查串联电路分压原理。
(3)实验创新:2023年多地新增“特殊方法测电阻”题型(如伏安法变式)。
3. 备考建议
(1)强化动态分析:掌握滑动变阻器对电路的影响规律。
( (2)实验细节:注意控制变量法的应用及故障排查步骤。
考向一 探究电流与电压和电阻的关系
2025·山东淄博第23题
2025·江苏盐城第22题
2025·辽宁第20题
2025·广东第20题
2025·广东深圳第12题
2025·河北第18题
2025·山西第12题
考向二 欧姆定律
2025·广东深圳第7题
2025·四川第21题
2025·吉林第16题
考向三 欧姆定律的应用
2025·四川成都第9题
2025·江苏南京第28题
2025·河南第19题
2025·山东德州第24题
2025·江苏镇江第26题
2025·山东济南第27题
2025·江苏南通第22题
考向四 电阻的测量
2025·北京第11题
2025·山东淄博第13题
2025·四川乐山第9题
考向五 欧姆定律在串、并联电路中的应用
2025·福建第14题
2025·江苏苏州第10题
2025·甘肃兰州第11题
2025·四川广安第19题
热点01 探究电流与电压和电阻的关系
【典题1】(2025·江苏盐城·中考)小明选用电源(电压恒为4.5V)、定值电阻(若干)、滑动变阻器(20Ω 2A)、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: 。
【仿照题1】(2025·广东深圳模拟)某实验小组利用如图所示的器材探究电流与电压的关系,电源电压恒为6V、定值电阻的阻值为5Ω、滑动变阻器标有“50Ω 0.5A”字样。
(1)请将图中实物电路连接完整,要求滑片向右滑时,电压表示数变小,导线不允许交叉。
(2)实验小组通过调节滑动变阻器的滑片,测出通过定值电阻的电流和对应的电压值,并记录在表格中。老师看了表格中的数据后,发现有一次实验的数据是编造的,其中编造的是第 次。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.21
0.3
0.39
0.5
剔除编造数据后,分析剩余数据可得出结论: 。
(3)在不改变实验器材与电路连接的情况下,若再选用10Ω的定值电阻来探究电流与电压的关系,为了不损坏电路元件,滑动变阻器接入电路中的阻值至少为 Ω。
【典题2】(2025·广东·中考)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。
U=2V
实验序号
①/Ω
②/A
1
5
2
10
3
15
4
20
(1)连接电路时,开关应处于 状态。请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:① ,② 。
(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: 。
【仿照题2】(2025•陕西西安模拟)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,小明利用电压恒为3.0V的电源、定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(规格为“10Ω 1A”)、电压表和电流表做了如下实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图所示的电路连接完整。
(2)连接好电路,进行实验并将数据记录如表格:
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
20
30
I/A
0.4
0.2
0.1
0.07
(3)分析实验数据可知:①第4次实验数据不是实验测量得出的,其理由是 ;②排除第4次实验数据可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
热点02 欧姆定律的理解
【典题1】(2024·黑龙江绥化·中考)由I变形可得R,以下理解正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【仿照题1】(2025•北京丰台区模拟)下列说法中正确的是( )
A.由可知,在导体电阻一定的条件下,通过导体的电流与其两端的电压成正比
B.由可知,通过导体的电流与导体的电阻成反比
C.由可得,表明对某一导体来说,它的电阻与它两端的电压成正比
D.由可得,表明对某一导体来说,它的电阻与通过它的电流成反比
热点03 欧姆定律的动态问题
【典题1】(2025·江苏苏州·中考)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小 B.电压表V1示数不变
C.电压表V1示数与电流表A示数之比变大 D.电压表V2示数与电流表A示数之比变小
【仿照题1】(2025•黑龙江哈尔滨模拟)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V读数与电流表A1读数的比值变大
B.电流表A2读数与电流表A1读数的差值变大
C.电流表A2读数变小,电压表V读数变大
D.电压表V读数与电流表A2读数的比值变小
【典题2】(2025·山东日照·中考)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S,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
【仿照题2】(2025•湖北黄冈一模)小明看到市场上使用的电子秤后,设计了一种电子秤。原理如图所示,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,闭合开关S,当物体放在秤盘上时,滑片下移。下列说法错误的是( )
A.电子秤的表盘一定是电压表改装而成 B.R0的作用是保护电路
C.当在秤盘上增加重物后,电路消耗的总功率变大 D.电压表改装的电子秤表盘刻度是均匀的
热点04 欧姆定律的图像问题
【典题1】(2025·湖北武汉·元调真题)如图是电阻甲和电阻乙的I﹣U关系图象,下列说法正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.甲的阻值随电压增大而增大
C.将甲和乙串联在同一电路中,若电流为0.3A,则甲、乙两端的电压之和为2V
D.将甲和乙并联在同一电路中,若电压为1V,则干路电流为0.4A
【仿照题1】(2025•湖南模拟)如图所示,直线A、B分别为电阻RA和电阻RB的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.由图像可知,当电阻RA两端的电压为0时,电流为0,RA此时阻值也为0
B.电阻RA的阻值小于电阻RB的阻值
C.将RA和RB串联后接入电路,通过它们的电流之比为1:2
D.将RA和RB并联后接入电路,干路电流不可能为0.9A
【典题2】(2025·四川广安·中考真题)图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的U﹣I关系图象如乙图所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
【仿照题2】(2025•四川资阳模拟)如图甲所示电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,电压表和电流表的示数变化图像如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是20Ω
B.电源电压为6V
C.滑动变阻器的最大阻值10Ω
D.当电流表的示数是0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω
热点05 欧姆定律的多开关问题
【典题1】(2025·四川成都·中考真题)(2025·四川成都·中考真题)2.(2025•安徽)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2和R3为定值电阻。闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表V1、电压表V2、电流表A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表V2的示数变大
C.ΔU1与ΔI的比值等于R2的阻值 D.ΔU2与ΔI的比值等于R3的阻值
【仿照题1】(2025•四川广元一模)如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V,0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为210Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,滑动变阻器两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,电流表示数变化了0.15A,忽略灯泡电阻随温度的变化,则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L的电阻为40Ω
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变化范围为0.072A~0.45A
D.只闭合S和S2,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器R的调节范围为16Ω~100Ω
热点06 欧姆定律的简单计算
【典题1】(2024·黑龙江·中考真题)如图为灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为 A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为 。
【仿照题1】(2025•甘肃武威一模)小灯泡L和电阻R的电流随电压变化规律如图甲所示,小灯泡L两端的电压为2V时才能正常发光。将小灯泡L和电阻R分别连入图乙、丙所示的电路中,闭合开关,小灯泡均能正常发光,下列说法正确的是( )
A.图乙中电源电压为4V,图丙中干路电流为0.2A
B.图乙中电源电压为4V,图丙中干路电流为0.3A
C.图乙中电源电压为6V,图丙中干路电流为0.2A
D.图乙中电源电压为6V,图丙中干路电流为0.3A
【仿照题2】(2025•河南模拟)有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系图像如图所示。由图像可知元件B的电阻为 Ω,若将它们并联在电压为2V的电源两端,干路电流为 A;若将它们串联接入某电源两端,电路中的电流刚好为0.6A,则电源电压为 V。
热点07 电阻的测量
【典题1】(2025江苏扬州·中考真题)用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值。
(1)如图1,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数始终为零、电流表示数有变化,则故障是 。(写出一种可能的情况)
(3)排除故障,闭合开关前,小明观察到电流表示数为0.04A,由于没有螺丝刀,无法调零。继续实验,电流表示数为0.28A时,电压表示数如图2,读数为 V,电阻R的阻值为 Ω。多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意什么? 。
(4)小明画出了如图3的图像,发现图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,此数值恰与电流表未调零时的示数相同,他认为这是一种巧合。他的观点是否正确? ,
请说明理由: 。
【仿照题1】(2025•北京西城区一模)如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻R0=20Ω。
(1)请你不拆改电路,只添加一根导线,并用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)实验步骤:
①只闭合开关S1,读出并记录电流表示数I1=0.2A。
②闭合开关S1、S2,读出并记录电流表示数I2= A(如图乙所示)。
③计算出Rx的阻值为 Ω。
【典题2】(2025·江苏南通·中考真题)灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,在测量其电阻大小的实验中,小军设计了如图甲所示的电路,电源电压3V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑片应位于最 端。
闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,灯泡不发光,这是因为 。
(3)移动滑片,灯泡发出微弱的光,此时电压表示数为0.6V,电流表示数如图乙,灯泡电阻为 Ω。继续移动滑片,使灯泡正常发光,此时灯泡电阻约为 Ω。(均保留一位小数)
(4)小军分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想铰准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻R1。
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2。
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出R1、R2的平均值。
你认为最合理的是方案 ,理由是 。
【仿照题2】(2025•湖北三模)小明利用图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为6V,两个滑动变阻器规格分别为A“50Ω;2A”和B“60Ω;1A”。
(1)在图乙中将实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变大;
(2)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是小灯泡L (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到的实验数据如下表:其中第4次电流表的示数如图丙所示,则该电流为 A;当小灯泡正常发光时,小灯泡的阻值为 (保留一位小数);为了完成实验,应选用 (选填“A”或“B”)滑动变阻器;
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
I/A
0.10
0.14
0.16
0.28
(4)同组的小华指出小明采集的数据中有一组数据是错误的,你觉得是第 次实验数据;
(5)第1、2两次实验,滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1 (选填“>”“=”或“<”)小灯泡的电阻改变量ΔR2。
考向一 探究电流与电压和电阻的关系
1.(2024•江苏无锡中考真题)用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( B )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①② B.只有①④ C.只有③④ D.只有①③④
2.(2025•黑龙江绥化中考真题)如图,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,直到电压表示数为2V为止;要完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
3.(2025•北京中考真题)某同学利用干电池、数字电流表A、数字电压表V、多个阻值不同且已知的定值电阻、滑动变阻器、开关及导线,探究通过导体的电流与导体的电阻的关系。
(1)请画出实验电路图。
(2)该同学分析如表实验数据,发现 ,由此可得实验结论: 。
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
40
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
0.05
4.(2025•江苏苏州中考真题)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。
5.(2025•广东深圳中考真题)小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”.
(1)在如图1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2坐标图,小虞同学发现导致乙组数据与甲和丙不同的原因是 。
6.(2025•河北中考真题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图1所示的实验电路。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1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。
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
表格中①处的数据如图2所示,为 A。
(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)。
【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。
7.(2025•广西中考真题)用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为9V,滑动变阻器最大阻值为20Ω,四个定值电阻的阻值分别为16Ω、20Ω、40Ω和80Ω。
(1)在连接电路前,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)连好电路后,闭合开关,发现电压表有示数、电流表无示数,则电路故障的原因可能是电流表 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,进行实验。每当更换定值电阻,就调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压保持不变,并记下电流表的示数。下表完整记录了前3组数据,第4组的电流如图乙,则电流大小为 A。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
16
20
40
80
I/A
0.50
0.40
0.20
分析表格数据可知:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 。
(4)为了得到第5组数据,进一步验证实验结论,现用一个8Ω的定值电阻和上述器材进行实验,你认为是否可行?请作出判断并说明理由。
答: (选填“可行”或“不可行”),理由: 。
8.(2025•辽宁中考真题)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“40Ω 1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)图(a)为使用5Ω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,记录的数据如表。
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
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。
9.(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3V,实验用到定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
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 Ω。
10.(2025•山东青岛中考真题)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,记录数据填入表一中。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 。
表一
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
表二
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
(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,实验数据如表二所示,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。
考向二 欧姆定律
11.(2025•四川自贡中考)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”)。
12.(2025•山东济宁中考真题)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”)
考向三 欧姆定律的应用
13.(2025•福建中考真题)光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.增大R0阻值可增大警戒光照强度
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越小
14.(2024•黑龙江牡丹江中考真题)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,电表示数的变化情况是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大 B.电流表示数不变,电压表示数不变
C.电流表示数变大,电压表示数不变 D.电流表示数变小,电压表示数变大
15.(2024•四川乐山中考真题)小嘉同学设计了一款身高测量仪,其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I,电压表、电流表示数变化量分别为ΔU、ΔI,则下列说法正确的是( )
A.被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越小
B.被测人员身高越高,整个电路中的电功率越大
C.无论被测人员身高如何,的值不变
D.无论被测人员身高如何,的值不变
16.(2024•四川德阳中考真题)2024年3月,德阳市青少年科技创新代表队在第38届四川省青少年科技创新大赛中取得优异成绩。如图所示是本次大赛我市青少年科技创新小组自制的肺活量比较装置,通过观察电流表示数的变化即可比较肺活量的大小;R0为滑动变阻器,R1为定值电阻,电压表、电流表为理想电表,电源电压保持不变。现闭合开关S,科技创新小组成员向装置吹气,隔板向上平移,滑动变阻器R0接入电路的阻值变小,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表A1的示数变小
B.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电压表的示数变小,电流表A1的示数变大
D.电流表A1的示数变大,电流表A2的示数变大
17.(2024•湖北武汉中考真题)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R0和滑动变阻器是串联的
B.油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C.油量增加时,电流表示数变大
D.油箱中没有油时,电流表示数为零
18.(2025•安徽中考真题)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2和R3为定值电阻。闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表V1、电压表V2、电流表A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表V2的示数变大
C.ΔU1与ΔI的比值等于R2的阻值 D.ΔU2与ΔI的比值等于R3的阻值
19.(2025•江苏南通中考真题)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,Rt是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当Rt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Rt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.Rt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.Rt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
20.(2025•甘肃兰州中考真题)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
考向四 电阻的测量
21.(2024•重庆中考真题)小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S,将滑片P移至某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.4A。下列说法正确的是( )
A.图中的甲是电压表、乙是电流表 B.将滑片P向左移时R的功率增大
C.一次实验就能精确测出R的阻值 D.电流0.4A时,R一分钟发热0.8J
22.(2025•四川宿迁中考真题)在“测量定值电阻的阻值”实验中,某学习小组用如图甲的器材进行实验。
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线将电路补充完整,要求滑动变阻器接入电路阻值最大。
(2)该实验的原理是 。
(3)闭合开关,电流表无示数、电压表有示数,则发生的故障是 。
(4)某小组实验数据如表所示,则该电阻值是 Ω(结果保留1位小数);接着,换用不同阻值的电阻继续实验,画出a、b电阻的I﹣U图像如图乙,则其中 (选填“a”或“b”)阻值更大。
实验
U/V
I/A
1
1.0
0.10
2
2.0
0.20
3
2.5
0.24
23.(2025•山东潍坊中考真题)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻R、干电池两节(每节电压为1.5V)、滑动变阻器R1(10Ω 1A)、滑动变阻器,R2(20Ω 0.5A)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大;
(2)正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如表所示。
次数
电压(U/V)
电流(I/A)
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
根据实验数据,回答下列问题:
①待测电阻R的阻值为 Ω(结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“R1”或“R2”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω(结果保留1位小数)。
24.(2025•湖北武汉中考真题)某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.0A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电压表示数始终为零,原因可能是 (填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表量程选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为 Ω,选用的电源电压约为 V。
25.(2025•山东泰安中考真题)科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,Rx的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得Rx的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量Rx的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为I1;
②闭合开关S1、S2,电流表的示数记为I2;
③用已知量R0和测量量I1、I2写出Rx的阻值表达式:Rx= 。
26.(2025•江苏镇江中考真题)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1,电源电压为4.5V。
(1)闭合开关前,图1中的滑动变阻器滑片应置于最 端。
(2)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整。
(3)将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出U﹣I图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为 Ω,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
(4)小华想用实验室一只刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表A1,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图4所示,电路中电源电压U1恒定且未知,操作如下。
①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为 Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
27.(2025•湖南长沙中考真题)如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)请你用笔划线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察 (选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.9
0.16
0.05
小灯泡的电阻R/Ω
8.9
8.1
7.1
6.2
1
3.1
2
28.(2025•陕西中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图﹣1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
(1)该实验的原理是 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图﹣1中所示的 (选填“a”或“b”)端,电压表应选择 (选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图﹣1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是 (填选项字母)。
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器M点右侧附近有断路 C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图﹣2所示,其读数为 A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由 。
29.(2025•福建中考真题)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
2.5
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R/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 。
30.(2025•河南中考真题)某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线表示导线,将图1甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图1乙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I﹣U图像如图2所示,该图像不是一条直线,其原因是 。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图2大致画出了滑动变阻器的I﹣U图像。图3为三位同学画出的图像,其中正确的是 (填“A”“B”或“C”),你判断的理由是 。
知识点、易错点速记
一、电流与电压和电阻的关系
1. 实验方法:控制变量法
①研究电流与电压关系:控制电阻不变,改变电阻两端电压进行实验;
②研究电流与电阻关系:控制电阻两端电压不变,改变电阻进行实验。
2. 当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
3. 滑动变阻器的作用:
①保护电路;
②在研究电流与电阻关系时,控制电阻两端电压不变,在研究电流与电压关系时,改变电阻两端电压。
二、欧姆定律概念及应用
1. 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:I=U/R
(3)说明:
①I、U、R要对应同一导体或同一段电路中同一时刻的三个物理量,三者单位应依次是安(A)、伏(V)、欧(Ω);②同一导体(即R不变),则I与U成正比;若同一电源(即U不变),则I与R成反比。
2. 根据欧姆定律的应用:
①已知导体两端电压和导体的电阻可求通过导体的电流,即I=U/R;②已知导体两端电压和通过导体的电流可求导体的电阻,即R=U/I;③已知通过导体的电流和导体的电阻可求导体两端电压,即U=IR。
三、电阻的测量
1. 伏安法测量电阻的阻值
(1)伏安法:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表和电流表测电阻的方法叫伏安法。
(2)实验原理:R=U/I
(3)实验器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器.
(4)实验电路:
(5)实验步骤:
①按电路图连接实物;
②检查无误后闭合开关,记录电压表和电流表的示数,代入公式R=U/I 算出电阻的阻值;
③移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R=U/I,计算出每次的电阻值,并求出电阻的平均值;
(6)注意事项:
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
四、欧姆定律在串、并联电路中的应用
1. 欧姆定律在串联电路中的应用:电源电压为U,电阻R1和电阻R2串联在电路中,利用欧姆定律和串联电路中电流和电压的特点可得电路中的电流I=U/(R1+R2)。
2. 欧姆定律在并联电路中的应用:
电源电压为U,电阻R1和电阻R2并联在电路中,利用欧姆定律和并联电路中电流和电压的特点可得电路中的总电流I=U/ R1+U/R2 .
3. 电阻的串联和并联电路规律的比较:
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等,即I=I1=I2
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和,即
I=I1+I2
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2
并联电路中各支路两端的电压相等,且都等于电源电压,即U=U1=U2
电阻特点
①串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,即
R=R1+R2;
②若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为
R=nR0;
③把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大.
①并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和,即1/R=1/R1+1/R2;
②若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R=R1R2/(R1+R2);
③若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为
R= R0/n;
④把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小.
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比
U1/U2=R1/R2
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
I1/I2=R2/R1
电路作用
分压
分流
中考模拟探源
1. (2025·湖北武汉模拟)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,某同学连接的电路如图所示,电源电压保持3V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表;下列说法正确的是( )
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.22
0.30
0.43
0.46
①多次实验的目的是为了寻找规律
②第2次实验数据是错误的
③选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω1A”
④该实验得出的结论是:通过导体的电流跟导体两端的电压与成正比
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
2.(2025•湖北襄阳模拟)如图所示,电源电压保持不变,将滑片P置于滑动变阻器上的任一点(非端点)。当开关S1、S2都闭合时,电压表和电流表的示数分别为U1、I1;当开关S1闭合,S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U2、I2,则( )
A.U1<U2 I1>I2 B.U1=U2 I1>I2
C.U1>U2 I1>I2 D.U1<U2 I1<I2
3.(2025•北京通州区模拟)晓彤同学在“探究电流与电压关系”实验中,分别测量了定值电阻R和小灯泡L。在不同电压下的电流值,并根据数据绘制了I﹣U图像,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.①是小灯泡的I﹣U图像,②是定值电阻的I﹣U图像
B.当通过小灯泡的电流为0.2A时,它的电阻为10Ω
C.把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中,电路中的电流是0.5A
D.当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中,电路中总电流为1A
4.(2025•广东广州一模)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
9.(2025•重庆北碚区三模)小明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路(如图所示),R是定值电阻,R'是滑动变阻器,电池两端电压不变。其中能够实现身高越低,电压表示数越小的电路是(滑片随身高增加而升高)( )
A. B.
C. D.
10.(2025•四川广元模拟)小文设计并连接了如图的电路,电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S,保证电路安全的前提下,滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中( )
A.滑动变阻器接入电路的电阻变大,灯泡变暗 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数的比值变小 D.可以将滑动变阻器滑片滑到最左端
11.(2025•湖南模拟)如图所示是R1、R2的I﹣U图象,根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.R1的阻值与其两端电压成正比
B.R2在不同电压下阻值不同
C.若将R1、R2并联在6V的电源电压下,通过R1、R2的电流之比为3:2
D.若将R1、R2串联到9V的电源电压下,R1、R2两端的电压之比为1:2
12.(2025•北京东城区模拟)小明利用如图所示的电路“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”,已知电源电压为6V且保持不变,实验时,小明将电阻箱的阻值调为10Ω后,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3V,记下电流表示数;分别将电阻箱R阻值调为20Ω和30Ω继续完成该探究实验。下列说法中正确的是( )
A.该探究实验的自变量是通过导体的电流
B.该探究实验中滑动变阻器作用是改变导体两端的电压
C.该探究实验可选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器
D.R的阻值由10Ω调为20Ω后,需要将滑片P向A端移动
13.(2025•陕西西安高新区模拟)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,R2为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的4倍
C.绳子挡住射向R1的红外线时流过R2的电流变大
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为1:6
14.(2024•江苏盐城二模)如图所示的电路,电源电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.闭合S1、S3,断开S2时,滑片P向左移动时电压表示数不变,电阻R1消耗的功率不变
B.闭合S1,断开S2、S3时,滑片P向右移动时电压表示数变小
C.闭合所有开关时,滑片P向左移动时电流表示数变大,灯泡L变亮
D.闭合所有开关时,电阻R1与灯泡L并联,电流表测通过灯泡L的电流
15.(2024•贵州遵义三模)如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则电源电压为 V;当滑动变阻器滑片P处于中点时,通过R1的电流为 A。
16.(2025•四川成都模拟)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是 。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是 。
17.(2025•湖北襄阳一模)如图甲所示电路是小明设计的一款电子湿度计,其中电源电压恒为6V,R0为1000Ω的定值电阻,R为湿敏电阻,其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。从湿度计(由小量程电流表改装而成)指针所指刻度可知湿度大小。由此可知,当空气中的湿度增大时,指针所指湿度对应电流表示数将 ;当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时,空气中的湿度为 %。
18.(2024•贵州贵阳花溪区二模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~20Ω,R2为定值电阻。闭合开关S,滑片P在某两点间移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的情况下,电压表的最小示数与最大示数之比为 。
19.(2025•广东珠海一模)如图甲的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象,图 (选填a、b)是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像,电源电压 V。
20.(2025•山东菏泽模拟)某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中,所用电源电压为3V,定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,各仪器均完好。请完成下列问题:
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
电压/V
0.5
1
1.2
2
电流/A
0.1
0.2
0.24
0.4
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是 ;
(3)闭合开关进行实验,移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图丙所示,示数为 V;
(4)一小组展示实验数据如表格所示,其他小组发现有一次实验数据是拼凑的,请你指出是第 次实验数据,依据是: ;
(5)分析表格中有效实验数据,初步得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
21.(2025•广东东莞市二模)如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是 ;
(2)小明先把5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为 V,并记下电流表示数,接着小明将“5Ω”的定值电阻换为“10Ω”,滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关,电压表示数 (选填变大,变小或不变),滑动变阻器应该向 (选填“右”或“左”)调节,以保持电压表示数不变;
(3)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图丙,由此可得出实验结论:当 相同时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
22.(2025•四川乐山模拟)某物理兴趣小组为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,小组成员在实验室找到如下器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)连接电路前,开关应 ;
(2)电路连接如图乙所示,小聪发现一根导线连接错误,请找出接错的导线并打上“×”。再用笔重新画一根正确连接的导线;
(3)纠正错误后、闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“C”或“D”)端;
(4)现电路中接入的是5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V,读电流表示数时发现电流表小量程标值模糊不清,如图丙所示,但可推断出电流表示数为 A;
(5)断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω,不改变滑动变阻器滑片的位置,闭合开关后,电压表示数将 2V(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(6)多次实验后,分析数据得出结论: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 。
23.(2025•福建福州模拟)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最 端,起到 的作用。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是 。排除故障,继续实验。
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为 V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成 。实验中所选的电阻阻值为 Ω。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.2
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)探究电流与电阻的关系,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,移动滑片直至电压表示数为 V,记录电流表示数;再将电阻更换为20Ω,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 。
24.(2025•山东烟台中考真题)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。
25.(2025•安徽)为了测量一额定电压为2.0V的小灯泡正常发光时的电阻,小华同学根据现有的一只待测小灯泡、两节新干电池(总电压为3V)、一个电压表、一个滑动变阻器、三只开关、若干阻值不同的定值电阻(阻值已知)和导线,设计出如图甲所示的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物图电路连接完整;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处,闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑片P,使电压表的示数为2.00V;
(3)保持滑片P的位置不变,断开开关S1,闭合开关S2,电压表的示数如图丙所示,该示数为 V;
(4)已知定值电阻R0=4Ω,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(5)若在以上(2)中,无论怎样调节滑片P,电压表的示数始终小于2.00V,为了顺利进行实验,请你根据现有的器材提出一条解决措施: 。
26.(2024•安徽合肥三模)某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压为6V,定值电阻R0的阻值为40Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(2)该装置所能测量的最大压力为多少?
(3)在不改变力敏电阻R和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。
/
学科网(北京)股份有限公司
$
专题17 欧姆定律
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
热点题型精析:近年热点题型真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
知识点易错点速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘高考命题之源。
命题解读
考向
近三年考查统计
1. 欧姆定律核心考点分布
(1)基础计算:直接应用欧姆定律公式I=U/R)求电流、电压或电阻,占比约30%。
(2)动态电路分析:结合滑动变阻器或开关状态变化,分析电流/电压变化,占比25%。
(3)实验探究:重点考查“电流与电压/电阻关系”实验设计及数据处理,占比20%。
(4)实际应用:如地磅、水位测量等跨学科情境题,占比15%。
( (5)故障分析:电路异常现象判断(如电表无示数),占比10%。
2. 2026年欧姆定律命题趋势
( (1)情境化:2024年广西中考以“地磅检测汽车载重”为背景,要求计算电流与压力关系。
(2)跨学科融合:2025年真题结合水文站设计,考查串联电路分压原理。
(3)实验创新:2023年多地新增“特殊方法测电阻”题型(如伏安法变式)。
3. 备考建议
(1)强化动态分析:掌握滑动变阻器对电路的影响规律。
( (2)实验细节:注意控制变量法的应用及故障排查步骤。
考向一 探究电流与电压和电阻的关系
2025·山东淄博第23题
2025·江苏盐城第22题
2025·辽宁第20题
2025·广东第20题
2025·广东深圳第12题
2025·河北第18题
2025·山西第12题
考向二 欧姆定律
2025·广东深圳第7题
2025·四川第21题
2025·吉林第16题
考向三 欧姆定律的应用
2025·四川成都第9题
2025·江苏南京第28题
2025·河南第19题
2025·山东德州第24题
2025·江苏镇江第26题
2025·山东济南第27题
2025·江苏南通第22题
考向四 电阻的测量
2025·北京第11题
2025·山东淄博第13题
2025·四川乐山第9题
考向五 欧姆定律在串、并联电路中的应用
2025·福建第14题
2025·江苏苏州第10题
2025·甘肃兰州第11题
2025·四川广安第19题
热点01 探究电流与电压和电阻的关系
【典题1】(2025·江苏盐城·中考)小明选用电源(电压恒为4.5V)、定值电阻(若干)、滑动变阻器(20Ω 2A)、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】故答案为:(1);(2)0.2;
(3)不同阻值的定值电阻;(4)电流表;(5)没有更换不同阻值的定值电阻进行多次实验。
【解析】(1)在探究电流与电压关系的实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与定值电阻并联,所以只需要将定值电阻的左接线柱与电源负极相连,如图:
(2)由图乙可知,电流表使用的是0~0.6A量程,分度值是0.02A,所以电流表示数为0.2A;
(3)在探究电流与电压关系的实验中,为验证结论是否具有普遍性,小明应更换不同阻值的定值电阻重复上述实验;
(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,滑动变阻器接入电路的阻值较小,则电路中的电流较大,可能损坏电流表;
(5)由图丙小华记录的数据可以看出,0.3、0.4、0.5这三个数据是电流值,单位是A,它们对应的电压值分别为1.5V、2.0V、2.5V,则实验中所用定值电阻的阻值为R5Ω;在探究电流与电压关系的实验中,为验证结论是否具有普遍性,应更换不同阻值的定值电阻进行多次实验,所以小华操作中存在的问题是:没有更换不同阻值的定值电阻进行多次实验。
◆一句话点评:本题结合探究电流与电压的关系实验,考查了电路的连接与规范操作、电表的读数、多次实验使结论具有普遍性等知识点。
【仿照题1】(2025·广东深圳模拟)某实验小组利用如图所示的器材探究电流与电压的关系,电源电压恒为6V、定值电阻的阻值为5Ω、滑动变阻器标有“50Ω 0.5A”字样。
(1)请将图中实物电路连接完整,要求滑片向右滑时,电压表示数变小,导线不允许交叉。
(2)实验小组通过调节滑动变阻器的滑片,测出通过定值电阻的电流和对应的电压值,并记录在表格中。老师看了表格中的数据后,发现有一次实验的数据是编造的,其中编造的是第 次。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.21
0.3
0.39
0.5
剔除编造数据后,分析剩余数据可得出结论: 。
(3)在不改变实验器材与电路连接的情况下,若再选用10Ω的定值电阻来探究电流与电压的关系,为了不损坏电路元件,滑动变阻器接入电路中的阻值至少为 Ω。
【答案】(1);(2)1;导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(3)10。
【解析】(1)电压表需并联在定值电阻两端;滑片向右滑时,电压表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联在电路中,如上图所示:
(2)由表中第1组数据可知,当电阻两端电压为0.5V时,通过电阻的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U1=6V﹣0.5V=5.5V,
则滑动变阻器接入电路的阻值为:R滑55Ω>50Ω,故编造的是第1次;
剔除编造数据后,忽略误差不计,由表中剩余数据可知,电压与电流的比为一定值,故可得出结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;
(3)若再选用10Ω的定值电阻来探究电流与电压的关系,因电压表量程为0~3V,故定值电阻两端电压最大为3V,此时滑动变阻器两端电压为U'滑=U﹣U'=6V﹣3V=3V,根据串联分压原理可知,滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω,即滑动变阻器接入电路中的阻值至少为10Ω。
【典题2】(2025·广东·中考)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。
U=2V
实验序号
①/Ω
②/A
1
5
2
10
3
15
4
20
(1)连接电路时,开关应处于 状态。请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:① ,② 。
(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;(2)电阻R;电流I;(3)向右移动变阻器的滑片;0.4;;(5)不能;变阻器的最大电阻小于60Ω
【解析】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于 断开状态。变阻器按一上一下连入电路中,如上图所示:
(2)探究电流与电阻的关系实验,要记录电阻和电电流的大小,①、②处为:①电阻R,②电流I;
(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,即最左端,闭合开关,向右移动变阻器的滑片,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为0.4A,记录数据;
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U′﹣UV=6V﹣1.5V=4.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的3倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=3×20Ω=60Ω>50Ω。
不能依次用上述4个定值电阻完成实验,因变阻器的最大电阻小于60Ω。
【仿照题2】(2025•陕西西安模拟)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,小明利用电压恒为3.0V的电源、定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(规格为“10Ω 1A”)、电压表和电流表做了如下实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图所示的电路连接完整。
(2)连接好电路,进行实验并将数据记录如表格:
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
20
30
I/A
0.4
0.2
0.1
0.07
(3)分析实验数据可知:①第4次实验数据不是实验测量得出的,其理由是 ;②排除第4次实验数据可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】(1)见解答;(2)滑动变阻器的电阻太小,不能调到30Ω电阻的电压与其他电压相同;反比。
【解析】(1)图中滑动变阻器没有接入电路,已经接了下方接线柱,故选择上方接线柱与电阻左侧相连,如图所示:
(3)由表中数据可知,
第2次所用定值电阻的阻值为10Ω,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.2A×10Ω=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,电压表示数为变阻器分得的电压的2倍,根据分压原理,当变阻器连入电路中的电阻最大为10Ω时,定值电阻的阻值为:R=2×10Ω=20Ω,因此定值电阻的阻值不能超过20Ω,故30Ω的定值电阻无法满足实验条件;不是实验测量得出的。每次电流与电阻的乘积为:0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V不变,
故可以得出的结论是当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
热点02 欧姆定律的理解
【典题1】(2024·黑龙江绥化·中考)由I变形可得R,以下理解正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】D
【解析】因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,当导体两端的电压为0时,导体的电阻不为0,故D正确。故选:D。
◆一句话点评:本题考查欧姆定律公式变形的理解,应明确影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,这类选择题常有两种说法是正确的:一是电阻与电压、电流无关;二是电阻等于电压、电流的比值。
【仿照题1】(2025•北京丰台区模拟)下列说法中正确的是( )
A.由可知,在导体电阻一定的条件下,通过导体的电流与其两端的电压成正比
B.由可知,通过导体的电流与导体的电阻成反比
C.由可得,表明对某一导体来说,它的电阻与它两端的电压成正比
D.由可得,表明对某一导体来说,它的电阻与通过它的电流成反比
【答案】A
【解析】A.由欧姆定律计算公式可知,在导体电阻一定的条件下,电压与电流的比值是一个定值,则结论为在导体电阻一定的条件下,通过导体的电流与其两端的电压成正比,故A正确;
B.由可知,在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故B错误;
CD.电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关,故CD错误。
故选:A。
热点03 欧姆定律的动态问题
【典题1】(2025·江苏苏州·中考)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小 B.电压表V1示数不变
C.电压表V1示数与电流表A示数之比变大 D.电压表V2示数与电流表A示数之比变小
【答案】D
【解析】由图可知,闭合开关S后,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
A、当滑片P向右移动时,变阻器R2接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律I可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故A错误;
B、电压表V1测R1两端的电压,滑片P向右移动时,电路中的电流变大,由U=IR可知定值电阻R1两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,故B错误;
C、由欧姆定律可知,电压表V1示数与电流表A示数之比等于R1的阻值,且R1是定值电阻,所以该比值不变,故C错误;
D、电压表V2测R2两端的电压,由欧姆定律可知,电压表V2示数与电流表A示数之比等于变阻器R2接入电路的电阻,因为滑片P向右移动时,变阻器R2接入电路的电阻变小,所以电压表V2示数与电流表A示数之比变小,故D正确。故选:D。
【仿照题1】(2025•黑龙江哈尔滨模拟)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V读数与电流表A1读数的比值变大
B.电流表A2读数与电流表A1读数的差值变大
C.电流表A2读数变小,电压表V读数变大
D.电压表V读数与电流表A2读数的比值变小
【答案】A
【解析】A、由图可知,闭合开关S时,定值电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表A1测量通过R2的电流,电流表A2测量干路中的电流,电压表测量电源电压,故滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V读数不变;滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2接入电路的阻值变大,因为并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以由I=可知,通过通过R2的电流变小,即电流表A1的读数变小,则电压表V读数与电流表A1读数的比值变大,故A正确;
B、因为并联电路各支路互不影响,所以滑动变阻器的滑片P向右移动时,通过R1的电流不变,
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A2读数与电流表A1读数的差即为通过R1的电流,则该差值不变,故B错误;
CD、因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流变小,即电流表A2读数变小,电压表V读数不变,则电压表V读数与电流表A2读数的比值变大,故CD错误。故选:A。
【典题2】(2025·山东日照·中考)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S,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】A、由图可知,闭合开关S后,定值电阻R与热敏电阻Rt并联,电流表A1测通过Rt的电流,电流表A2测通过R的电流,电流表A3测干路电流,电压表测电源电压。
根据并联电路的电压规律可知两电阻两端的电压均等于电源电压,保持不变,已知电流表A1的示数变大,即通过热敏电阻的电流变大,根据R可知热敏电阻Rt的阻值变小,故A错误;
B、并联电路各支路互不影响,所以通过R的电流不变,即电流表A2的示数不变,故B错误;
C、电源电压恒定,即电压表的示数不变,则电压表V的示数与电流表A2的示数的比值不变,故C错误;
D、并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流,即电流表A3的示数变大,则电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小,故D正确。
故选:D。
【仿照题2】(2025•湖北黄冈一模)小明看到市场上使用的电子秤后,设计了一种电子秤。原理如图所示,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,闭合开关S,当物体放在秤盘上时,滑片下移。下列说法错误的是( )
A.电子秤的表盘一定是电压表改装而成
B.R0的作用是保护电路
C.当在秤盘上增加重物后,电路消耗的总功率变大
D.电压表改装的电子秤表盘刻度是均匀的
【答案】C
【解析】AB、由电路图可知,R与R0串联,R0的作用是分压并保护电路(防止电压表的示数超过所选的量程),电压表测滑片上方电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器接入电路的电阻不变,根据串联电路在规律结合欧姆定律可知通过电路的电流不变,如果选用电流表作为测量仪表 则电流表的示数不会随着物体质量的改变而改变 所以只能选用电压表作仪表,故AB正确;
C、在秤盘上增加重物后,电源电压不变,通过电路的电流不变,由P=UI可得电路消耗的总功率不变,故C错误;
D、因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,R接入电路中的电阻不变,电路中的总电阻不变,由欧姆定律可知通过电路的电流不变,电压表测滑片上方电阻丝两端的电压,则UR上=IR上,即电压表示数与R上为正比关系,所以电压表改装的电子秤表盘刻度是均匀的,故D正确。
故选:C。
热点04 欧姆定律的图像问题
【典题1】(2025·湖北武汉·元调真题)如图是电阻甲和电阻乙的I﹣U关系图象,下列说法正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.甲的阻值随电压增大而增大
C.将甲和乙串联在同一电路中,若电流为0.3A,则甲、乙两端的电压之和为2V
D.将甲和乙并联在同一电路中,若电压为1V,则干路电流为0.4A
【答案】C
【解析】A、由图象可知,甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B、由图象可知,通过甲的电流与它两端的电压成正比,根据欧姆定律可知甲为定值电阻,其阻值与它两端的电压无关,故B错误;
C、将甲和乙串联在同一电路中,若电流为0.3A,由于串联电路中各处的电流相等,所以通过它们的电流均为0.3A,由图象可知甲、乙两端的电压分别为1.5V、0.5V,则电压之和为2V,故C正确;
D、将甲和乙并联在同一电路中,若电压为1V,由于并联电路各支路两端的电压相等,所以甲、乙两端的电压均为1V,由图象可知通过甲、乙的电流分别为0.2A、0.4A,根据并联电路的电流规律可知,干路电流为I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A,故D错误。故选:C。
【仿照题1】(2025•湖南模拟)如图所示,直线A、B分别为电阻RA和电阻RB的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.由图像可知,当电阻RA两端的电压为0时,电流为0,RA此时阻值也为0
B.电阻RA的阻值小于电阻RB的阻值
C.将RA和RB串联后接入电路,通过它们的电流之比为1:2
D.将RA和RB并联后接入电路,干路电流不可能为0.9A
【答案】B
【解析】A、因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,当RA两端电压为0V时,RA的阻值不变,但电阻不为零,故A错误。
B、A、B的I﹣U图像为过原点的直线,故两电阻均为定值,由图像可知,当UA=UB=2V时,IA=0.4A、IB=0.2A;
根据I,当电压不变时,电流与电阻成反比,故RB=2RA,即电阻RA的阻值小于电阻RB的阻值,故B正确;
C、串联电路电流处处相等,所以将RA和RB串联后接入电路,通过它们的电流之比为1:1,故C错误;
D、将RA和RB并联后接入3V的电路中,即当UA′=UB′=3V时,IA′=0.6A、IB′=0.3A;
干路电流为:I=IA′+IB′=0.6A+0.3A=0.9A,故D错误。故选:B。
【典题2】(2025·四川广安·中考真题)图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的U﹣I关系图象如乙图所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
【答案】6;20。
【解析】(1)小灯泡的额定电压为6V;由图甲知灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压。当滑片滑到最左端时,变阻器接入电路的阻值为零,电路为灯泡的简单电路,电源的电压等于此时灯两端的电压,即电源的电压U=UL=6V;
(2)当滑片滑到最右端时,变阻器接入电路的阻值最大,电路总电阻最大,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中电流最小,由图象可知,此时灯泡两端的最小电压为:UL′=2V,通过电路的最小电流Imin=IL′=0.2A,滑动变阻器两端的电压:UR=U﹣UL′=6V﹣2V=4V,
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值:R20Ω。
【仿照题2】(2025•四川资阳模拟)如图甲所示电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,电压表和电流表的示数变化图像如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是20Ω
B.电源电压为6V
C.滑动变阻器的最大阻值10Ω
D.当电流表的示数是0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω
【答案】D
【解析】ABC、闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
滑动变阻器滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,滑动变阻器两端的电压为0V,电路为定值电阻的简单电路,从图中可知电路电流为0.9A,根据欧姆定律可知电源电压U=0.9A×R0....①;
滑动变阻器滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,从图中可知电路电流为0.3A,滑动变阻器两端的电压为6V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压U=6V+0.3A×R0....②;
联立以上两式可知:U=9V,R0=10Ω;滑动变阻器滑片P在b端时,根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值R滑20Ω;故ABC错误;
D、当电流表的示数是0.6A时,根据欧姆定律可知总电阻R15Ω,
根据电阻串联的特点可知滑动变阻器接入电路的电阻为R滑′=R﹣R0=15Ω﹣10Ω=5Ω,故D正确。
故选:D。
热点05 欧姆定律的多开关问题
【典题1】(2025·四川成都·中考真题)(2025·四川成都·中考真题)2.(2025•安徽)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2和R3为定值电阻。闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表V1、电压表V2、电流表A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表V2的示数变大
C.ΔU1与ΔI的比值等于R2的阻值 D.ΔU2与ΔI的比值等于R3的阻值
【答案】D
【解析】由电路图可知,定值电阻R2和R3与滑动变阻器R1串联,电压表V1测滑动变阻器R1两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R1和定值电阻R2两端的总电压,电流表A测电路中的电流。
AB、闭合开关S,将滑片P由b端向a端滑动一段距离后,变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律I知,总电流变大,即电流表示数变大,故A错误;
根据U=IR可知,R3两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知滑动变阻器R1和定值电阻R2两端的总电压变小,即电压表V2示数变小,故B错误;
CD、设滑动变阻器滑片移动前后,电路中的电流分别为I1、I2,
则电压表V1的示数分别为:U1=U﹣I1(R2+R3),U1′=U﹣I2(R2+R3),
所以电压表V1的示数的变化量ΔU1=U1﹣U1′=U﹣I1(R2+R3)﹣[U﹣I2(R2+R3)]=(I2﹣I1)(R2+R3)=ΔI(R2+R3);即电压表V1示数的变化量与电流表示数的变化量的比值为:R2+R3,故C错误;
电压表V2的示数分别为:U2=U﹣I1R3,U2′=U﹣I2R3,电压表V2的示数的变化量ΔU2=U2﹣U2′=U﹣I1R3﹣(U﹣I2R3]=(I2﹣I1)R3=ΔIR3;即电压表V2示数的变化量与电流表示数的变化量的比值为:R3,故D正确。故选:D。
【仿照题1】(2025•四川广元一模)如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V,0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为210Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,滑动变阻器两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,电流表示数变化了0.15A,忽略灯泡电阻随温度的变化,则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L的电阻为40Ω
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变化范围为0.072A~0.45A
D.只闭合S和S2,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器R的调节范围为16Ω~100Ω
【答案】D
【解析】A.根据P=UI可知灯泡L的电阻为,故A错误;
B.只闭合S和S1,R0和变阻器R串联,电压表测变阻器R的电压,电流表测电路电流。由图乙可知,当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,变阻器R的电压为U1,根据欧姆定律可知此时电路中电流为,根据欧姆定律可知电源电压为U=I(R0+R1)①
当滑动变阻器接入电路的阻值为4R1时,变阻器R的电压为2U1,根据欧姆定律可知此时电路中电流,根据欧姆定律可知电源电压为②
联立①②解得。根据欧姆定律,当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,电流表示数减小了0.15A,则有
解得R0=40Ω,故B错误;
C.只闭合S和S1,R0和变阻器R串联,电压表测变阻器R的电压,电流表测电路电流。当变阻器阻值为0时,电路中电流最大为,电压表量程为0~15V,当电压表示数最大为15V时,电路中电流最小为
根据欧姆定律可知此时变阻器阻值为
滑动变阻器R的最大阻值为210Ω,所以电流表的示数变化范围为0.075A~0.45A,故C错误;
D.只闭合S和S2,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡L上标有“10V,0.5A”字样,电路中的最大电流是0.5A,变阻器连入电路阻值最小,根据欧姆定律可知变阻器连入电路最小阻值
电压表量程为0~15V,当电压表示数最大为15V时,根据串联分压原理可知
解得R滑大=100Ω,则变阻器R的调节范围为16Ω~100Ω,故D正确。故选D。
热点06 欧姆定律的简单计算
【典题1】(2024·黑龙江·中考真题)如图为灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为 A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为 。
【答案】0.6;1:3
【解析】并联电路各个支路两端的电压相等,由图可知,当电源电压为3V时,通过R的电流为0.2A,通过L的电流为0.4A,则干路的电流为:I'=IR+IL=0.2A+0.4A=0.6A;
将L和R串联在电源电压为4V的电路中,串联电路各处电流相等,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流相同,且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压,由图可知当I=0.2A时,UL=1V,UR=3V,L和R的阻值之比为:RL:R==UL:UR=1V:3V=1:3。
【仿照题1】(2025•甘肃武威一模)小灯泡L和电阻R的电流随电压变化规律如图甲所示,小灯泡L两端的电压为2V时才能正常发光。将小灯泡L和电阻R分别连入图乙、丙所示的电路中,闭合开关,小灯泡均能正常发光,下列说法正确的是( )
A.图乙中电源电压为4V,图丙中干路电流为0.2A
B.图乙中电源电压为4V,图丙中干路电流为0.3A
C.图乙中电源电压为6V,图丙中干路电流为0.2A
D.图乙中电源电压为6V,图丙中干路电流为0.3A
【答案】D
【解析】:由图乙可知,灯L与R串联,闭合开关,小灯泡正常发光,说明灯L两端电压为2V,由图甲可知,通过灯L的电流为0.2A,此时电阻R两端电压为4V,根据串联电路电压规律可知,电源电压为U=2V+4V=6V;
由图丙可知,灯L与R并联;闭合开关,小灯泡正常发光,说明电源电压为2V,即灯L和R两端电压为2V,由图甲可知,通过灯L和R的电流分别为0.2A和0.1A,故干路电流为I=0.2A+0.1A=0.3A,故D正确。故选:D。
【仿照题2】(2025•河南模拟)有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系图像如图所示。由图像可知元件B的电阻为 Ω,若将它们并联在电压为2V的电源两端,干路电流为 A;若将它们串联接入某电源两端,电路中的电流刚好为0.6A,则电源电压为 V。
【答案】10;0.8;8
【解析】元件B的电压为2V时,电流为0.2A,根据欧姆定律可知元件B的电阻为
两元件并联在电压为2V的电源两端时,两元件两端电压都为2V,由图像可知,通过元件A的电流为0.6A,通过元件B的电流为0.2A,由并联电路中电流规律可知,干路电流I=I1+I2=0.8A
两元件串联,电流为0.6A,由串联电路中电流规律可知,两元件的电流都为0.6A,由图得元件A两端电压为2V,元件B两端电压UB=I′R=0.6A×10Ω=6V
根据串联电路的电压特点可知电源电压为U电源=UA+UB=2V+6V=8V。
热点07 电阻的测量
【典题1】(2025江苏扬州·中考真题)用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值。
(1)如图1,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数始终为零、电流表示数有变化,则故障是 。(写出一种可能的情况)
(3)排除故障,闭合开关前,小明观察到电流表示数为0.04A,由于没有螺丝刀,无法调零。继续实验,电流表示数为0.28A时,电压表示数如图2,读数为 V,电阻R的阻值为 Ω。多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意什么? 。
(4)小明画出了如图3的图像,发现图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,此数值恰与电流表未调零时的示数相同,他认为这是一种巧合。他的观点是否正确? ,
请说明理由: 。
【答案】(1)见解答。
(2)电阻R短路。
(3)2.4;10;记录电流表示数时要减掉0.04A,并去掉误差较大的点,尽可能让更多的点落在直线上。
(4)不正确;设没有调零时电流表示数为I0,电流表在电路中的读数为I读,则电阻R的阻值,解得,由公式可知I0始终等于电流表的示数减去通过R的电流,所以并不是巧合。
【解析】(1)由图1电源电压知电压表选用小量程并联在定值电阻R的两端,如图所示:
(2)电流表有示数,说明电路中有电流,但电压表没有示数,有可能电压表断路或电阻R短路。
(3)电源为两节干电池,所以电压表示数不会超过3V,所对读数进用小量程,读出电压表示数为2.4V,电流表由于没有调零,读数要减去0.04A,所以电流为0.24A,再利用欧姆定律求出电阻为10Ω。
画I﹣U图像时,注意记录电流表示数时要减掉0.04A,并去掉误差较大的点,尽可能让更多的点落在直线上。
(4)设没有调零时电流表示数为I0,电流表在电路中的读数为I读,则电阻R的阻值,解得,由公式可知I0始终等于电流表的示数减去通过R的电流,所以并不是巧合。
【仿照题1】(2025•北京西城区一模)如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻R0=20Ω。
(1)请你不拆改电路,只添加一根导线,并用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)实验步骤:
①只闭合开关S1,读出并记录电流表示数I1=0.2A。
②闭合开关S1、S2,读出并记录电流表示数I2= A(如图乙所示)。
③计算出Rx的阻值为 Ω。
【答案】(1)见解答;(2)0.5;30。
【解析】(1)图中缺少电压表,采用并联使得电压相等,故将已知电阻与待测电阻并联,如图所示:
(2)①只闭合开关S1,读出并记录电流表示数I1=0.2A。测量的是Rx的电流;
②闭合开关S1、S2,读出并记录电流表示数如图乙所示,使用小量程,分度值0.02A,测量的是干路中的电流,示数I2=0.5A。
③通过R0的电流I'=I2﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A;
根据并联电路的特点和欧姆定律有:I'R0=I1Rx;即:0.3A×20Ω=0.2A×Rx;解得Rx的阻值为Rx=30Ω。
【典题2】(2025·江苏南通·中考真题)灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,在测量其电阻大小的实验中,小军设计了如图甲所示的电路,电源电压3V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑片应位于最 端。
闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,灯泡不发光,这是因为 。
(3)移动滑片,灯泡发出微弱的光,此时电压表示数为0.6V,电流表示数如图乙,灯泡电阻为 Ω。继续移动滑片,使灯泡正常发光,此时灯泡电阻约为 Ω。(均保留一位小数)
(4)小军分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想铰准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻R1。
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2。
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出R1、R2的平均值。
你认为最合理的是方案 ,理由是 。
【答案】(1);
(2)右;小灯泡的实际功率太小;(3)3.3;8.3;
(4)二;滑片移动至阻值最大端时,灯泡两端的电压、通过的电流最小,灯泡的实际功率最小,温度最低,测量的灯泡的电阻更接近未通电时灯泡的电阻。
【解析】(1)滑动变阻器要“一上一下”地连入电路,灯泡的额定电流为0.3A,电流表选用0﹣0.6A量程接入电路,补充实物图连接,如上图所示:
(2)为了安全,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于连入阻值最大处,即最右端。闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,只是灯泡两端的电压太小、实际功率太小,灯泡不能发光。
(3)由图乙可知,电流表选用的0﹣0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.18A,灯泡电阻为R3.3Ω。继续移动滑片,使灯泡正常发光,此时灯两端的电压U′=U额=2.5V,通过的电流I′=I额=0.3V,此时灯泡电阻R′8.3Ω。
(4)由实验数据可知,灯泡电阻随温度的升高而变大,灯泡未通电时电阻较小,通电后,随着两端的电压变大、通过的电流变大、电功率变大、灯丝温度升高、电阻变大,为了较准确地测量灯泡未通电时的电阻,应该选用灯泡两端电压、通过电流最小的方案,即方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2。不需要测量平均值。
所以最合理的是方案二,理由是滑片移动至阻值最大端时,灯泡两端的电压、通过的电流最小,灯泡的实际功率最小,温度最低,测量的灯泡的电阻更接近未通电时灯泡的电阻。
【仿照题2】(2025•湖北三模)小明利用图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为6V,两个滑动变阻器规格分别为A“50Ω;2A”和B“60Ω;1A”。
(1)在图乙中将实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变大;
(2)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是小灯泡L (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到的实验数据如下表:其中第4次电流表的示数如图丙所示,则该电流为 A;当小灯泡正常发光时,小灯泡的阻值为 (保留一位小数);为了完成实验,应选用 (选填“A”或“B”)滑动变阻器;
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
I/A
0.10
0.14
0.16
0.28
(4)同组的小华指出小明采集的数据中有一组数据是错误的,你觉得是第 次实验数据;
(5)第1、2两次实验,滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1 (选填“>”“=”或“<”)小灯泡的电阻改变量ΔR2。
【答案】(1);(2)短路;(3)0.24;8.9;B;(4)3;(5)>。
【解析】(1)将电压表并联在灯泡两端;滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中,如上图所示:
(2)闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即产生故障的原因可能是小灯泡L短路;
(3)由图乙可知,电流表选择小量程,由图丙可知,电压表分度值为0.02A,其示数为0.24A;
小灯泡的额定电压为2.5V,当小灯泡正常发光时,由表中数据可知,此时通过小灯泡的电流为0.28A,则小灯泡的阻值为:;根据表中数据第1组数据可知,此时的电路电流为0.10A,根据串联电路电压规律可知,此时变阻器的两端电压为U滑=U﹣U1=6V﹣0.5V=5.5V,
则此时变阻器连入电路的电阻为:,为完成实验,应选用B滑动变阻器;
(4)根据表中数据,由欧姆定律可得,1、2、3、4、5次实验对应的小灯泡的灯丝电阻分别为
,,,
,RL5=R灯≈8.9Ω,
由于小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,分析可知,第3次实验数据中电压不是最高,工作温度也不是最高,其阻值不应该是最大的,所以第3次实验数据错误;
(5)根据表中第1次实验数据,滑动变阻器连入电路的电阻为55Ω,此时灯泡的灯丝电阻为5Ω;当灯泡两端的电压为1V时,通过电路的电流约为0.14A,滑动变阻器两端的电压为U滑2=U﹣U2=6V﹣1V=5V,此时滑动变阻器接入电路的电阻为:,此时灯泡的电阻为7.1Ω;
由此可知,第1、2两次实验中,通过电路的电流由0.1A变为0.14A,滑动变阻器的电阻由55Ω变为35.7Ω,电阻变化量为ΔR1=55Ω﹣35.7Ω=19.3Ω,灯泡的电阻由5Ω变为7.1Ω,小灯泡的电阻变化量为ΔR2=7.1Ω﹣5Ω=2.1Ω,故滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1大于小灯泡的电阻改变量ΔR2。
考向一 探究电流与电压和电阻的关系
1.(2024•江苏无锡中考真题)用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( B )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①② B.只有①④ C.只有③④ D.只有①③④
【答案】B
【解析】①用1节干电池作为电源,定值电阻的电压为U=1.2V,滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=1.5V﹣1.2V=0.3V;根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:0.3V=20Ω:R滑;解得R滑=5Ω,小于最大阻值20Ω,故可行;
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V;滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣2V=1V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,2V:1V=20Ω:R滑;
解得R滑=10Ω,小于最大阻值20Ω,但这时前面的数据不可以用,故不可行;
③保持设定电压1.2V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣1.2V=1.8V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:1.8V=20Ω:R滑;
解得R滑=30Ω,将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间代替原来的滑动变阻器的作用,则小于30Ω,不可行,
④保持设定电压1.2V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣1.2V=1.8V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:1.8V=20Ω:R滑;
解得R滑=30Ω,将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间,则可行。
综上所述,①④可行。故选:B。
2.(2025•黑龙江绥化中考真题)如图,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,直到电压表示数为2V为止;要完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
【答案】左;25
【解析】把10Ω的电阻换成5Ω的电阻,根据串联电路分压原理可知,要保持定值电阻两端电压不变,需减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V;
当接入20Ω的电阻时,移动滑动变阻器滑片,直到电压表的示数为2V,此时电路中的电流:I0.1A,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣UR=4.5V﹣2V=2.5V,根据欧姆定律可知,滑动变阻器此时接入电路的阻值:R滑25Ω,即要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少25Ω。
3.(2025•北京中考真题)某同学利用干电池、数字电流表A、数字电压表V、多个阻值不同且已知的定值电阻、滑动变阻器、开关及导线,探究通过导体的电流与导体的电阻的关系。
(1)请画出实验电路图。
(2)该同学分析如表实验数据,发现 ,由此可得实验结论: 。
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
40
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
0.05
【答案】(1)见解答图;(2)电流与电阻乘积为一定值;导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
【解析】(1)用导线把电源、开关、用电器、电阻、电流表串联在一起,电压表与电阻并联,电路图如下:
(2)由表格数据可知,电流与电阻的乘积为U=IR=0.4A×5Ω=...=0.05A×40Ω=2V,电流与电阻的乘积为一定值,故由表格数据可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
4.(2025•江苏苏州中考真题)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);(2)定值电阻断路了;(3)1;(4)当电阻一定
【解析】:(1)由甲图可知电压表与定值电阻并联,故实物图如上图所示:
(2)探究电流与电压关系的电路图为串联电路,电压表测定值电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流。闭合开关,移动滑片,电流表无示数,说明电路中有断路,电压表的示数接近电源电压,说明电压表与电源接通,所以是电压表并联部分电路断开了,是定值电阻断路了;
(3)要探究电流和电压的关系,电阻不变,而灯泡的电阻随温度的升高而升高,由表格中的数据可知定值电阻阻值为10欧,故滑动变阻器阻值最大时,电路的最小电流为I0.2A,故第一组数据是拼凑的;
(4)分析表格中的实验数据知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
5.(2025•广东深圳中考真题)小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”.
(1)在如图1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2坐标图,小虞同学发现导致乙组数据与甲和丙不同的原因是 。
【答案】(1)定值电阻;(2)右;(3)定值电阻断路;(4)不变;(5)实验前电流表没有调零。
【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:5Ω,可知电压与电流的比值不变。
(5)在图2的坐标图中,乙组数据对应的I﹣U图像不过坐标原点,而甲和丙对应的I﹣U图像过坐标原点,也就是在乙组数据中电阻两端的电压为零时,电流表的示数不为零,所以导致乙组数据与甲和丙不同的原因是实验前电流表没有调零。
6.(2025•河北中考真题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图1所示的实验电路。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1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。
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
表格中①处的数据如图2所示,为 A。
(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)。
【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)图见解答;(2)保护电路;(3)定值电阻R断路;(4)0.4;(5)电流与电压成正比;(6)增大电源电压;【拓展】6~22.5
【解析】(1)在探究电流与电压的实验中,电流表应串联在电路中,电路连接如图所示:
;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路,这样可以防止电路中的电流过大,从而保护电路;
(3)串联电路只有一条电流的路径,且电流表无示数,说明电路中某处断路,而电压表有示数,且等于电源电压,说明电压表与电源能连通,故电路的故障是定值电阻R断路;
(4)根据图2可知电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,示数为0.4A;
(5)由表中数据可知,电压与电流的比值一定,故可得结论:在电阻一定的情况下,电流与电压成正比;
(6)为使小蜡块熔化得更快,应使C处电阻丝产生的热量更多,根据Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间一定时,应增大电路中的电流,根据欧姆定律可知,可通过增大电源电压的方法来达到目的;
【拓展】根据表中第1次实验的数据,结合串联电路的电压规律和欧姆定律可得,变阻器的最大值:
R变大15Ω;
当电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上时,变阻器与定值电阻串联,电压表V1测变阻器两端的电压,原电压表V测定值电阻两端的电压。
根据串联电路的分压原理可得R0的最大值:R0大R变大15Ω=22.5Ω;
根据电流表的量程可知电路中的最大电流为I大=0.6A,
根据串联电路的电压规律可得R0两端的电压:U′0U6V=3.6V,
根据欧姆定律可得R0的最小值:R0小6Ω,故R0的取值范围是6~22.5Ω。
7.(2025•广西中考真题)用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为9V,滑动变阻器最大阻值为20Ω,四个定值电阻的阻值分别为16Ω、20Ω、40Ω和80Ω。
(1)在连接电路前,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)连好电路后,闭合开关,发现电压表有示数、电流表无示数,则电路故障的原因可能是电流表 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,进行实验。每当更换定值电阻,就调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压保持不变,并记下电流表的示数。下表完整记录了前3组数据,第4组的电流如图乙,则电流大小为 A。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
16
20
40
80
I/A
0.50
0.40
0.20
分析表格数据可知:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 。
(4)为了得到第5组数据,进一步验证实验结论,现用一个8Ω的定值电阻和上述器材进行实验,你认为是否可行?请作出判断并说明理由。
答: (选填“可行”或“不可行”),理由: 。
【答案】(1)断开;B;(2)短路;(3)0.1;反比;(4)可行,电流没有超过大量程,但必须换用大量程。
【解析】(1)为了保护电路,连接电路前,开关处于断开状态;滑动变阻器移动到电阻最大位置,图中用A,则滑片应该放在左侧B端;
(2)正确连接电路后,实验时发现电压表有示数,说明电压表两个接线柱到电源两端通路,电流表无示数,说明电路可能是电压表并联的部分断路,也可能是电流表短路;
(3)电流表用的是0﹣0.6A的量程,分度值0.02A,读数为0.1A;
根据表格数据,电阻扩大几倍,电流变为几分之一,说明是反比关系,故结论是:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;
(4)根据上述规律,电阻8Ω是第一次的一半,故电流为第一次的2倍,即1.0A,故可以探究,但必须更改电流表的量程。
8.(2025•辽宁中考真题)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“40Ω 1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)图(a)为使用5Ω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,记录的数据如表。
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
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)见解答图;(2)右;0.48;(3)相等;反;(4)能。
【解析】(1)原电路中,电压表并联在电流表两端且正负接线柱连接错误,应让电压表与定值电阻并联。在电流表0.6A接线柱和电压表负接线柱之间的导线上画“×”,然后将电压表负接线柱与定值电阻左接线柱相连,据此连接电路,电路如下图所示:
。
(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端(因为滑动变阻器的左下接线柱接入电路);
电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指在0.48A刻度处,示数为0.48A。
(3)计算电流值与电阻值的乘积:
第1组:0.48A×5Ω=2.4V;第2组:0.24A×10Ω=2.4V;第3组:0.16A×15Ω=2.4V;
第4组:0.12A×20Ω=2.4V;第5组:0.10A×25Ω=2.5V。
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。
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反比。
(4)本实验装置能够探究电流与电压的关系。探究电流与电压的关系时,需控制电阻不变,改变电阻两端的电压。本实验器材中,可通过调节滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压,同时用电流表测量电流,电压表测量电压,所以能探究电流与电压的关系。
9.(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3V,实验用到定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
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 Ω。
【答案】(1)见解析中的图;(2)断开;A;控制电阻的电压不变;(3)R短路;(4)反比;12.5。
【解析】(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如上所示:
(2)连接电路时,为保护电路,开关应断开。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即A端。探究电流与电阻关系的实验,要控制电阻的电压不变,实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有控制电阻的电压不变的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,其原因可能是R短路。
(4)分析数据可知,考虑到误差因素可知,电流与电阻之积为一定值,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。由表第5次实验数据,结合欧姆定律和串联电阻的规律,滑动变阻器接入电路的电阻应为R滑12.5Ω。
10.(2025•山东青岛中考真题)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,记录数据填入表一中。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 。
表一
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
表二
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
(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,实验数据如表二所示,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)原电路中,滑动变阻器被短路了,电滑片P向右移动时电流表的示数变小,滑动变阻器接左下接线柱,改正后如上图所示:
(2)电流表连接小量程,分度值为0.02,电流表的示数为0.2A;
由表格一的数据知,每组数据的电压及电流的比值是一个定值,所以在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(3)有表格数据可知,定值电阻两端电压UV=IR=0.4A×5Ω=...=0.1A×10Ω=2V,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,应控制定值电阻两端电压不变,移动滑片,使电压表始终为2V;由表二数据知,每组对应的电流与电阻的乘积是一定值,所以当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)定值电阻两端电压保持2V不变,根据串联电路电压规律,变阻器两端电压为U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,根据串联分压原理,2,当20Ω电阻接入电路时,R滑R20Ω=10Ω,滑动变阻器的最大阻值最小为10Ω。
考向二 欧姆定律
11.(2025•四川自贡中考)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】由电路图知小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
闭合开关S,无论怎样移动滑动变阻器,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即滑动变阻器断路;
滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的分压作用知滑动变阻器两端的电压变大,电压表的示数变大。
12.(2025•山东济宁中考真题)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】滑片P向右移动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,电流变小,根据U=IR可知,电阻R两端的电压变小;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,则该比值不变。
考向三 欧姆定律的应用
13.(2025•福建中考真题)光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.增大R0阻值可增大警戒光照强度
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越小
【答案】B
【解析】A、由图乙知R的阻值随光照强度增大而减小,故A错误;
B、由图甲知光敏电阻和电阻箱并联,电流表测量干路的电流,由题意知当电流表示数大于某一值I0时触发报警,若增大R0阻值,由I通过R0这一支路的电流变小,则通过光敏电阻的电流变大,由欧姆定律知光敏电阻的阻值变小,可增大警戒光照强度,故B正确;
C、R0一定时,电源电压不变,由I通过R0的电流不变,故C错误;
D、R0一定时,光照强度越大,光敏电阻的阻值越小,由I通过光敏电阻的电流越大,电流表的示数变大,故D错误。故选:B。
14.(2024•黑龙江牡丹江中考真题)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,电表示数的变化情况是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大 B.电流表示数不变,电压表示数不变
C.电流表示数变大,电压表示数不变 D.电流表示数变小,电压表示数变大
【答案】C
【解析】变阻器与定值电阻并联,电压表测定值电阻的电压(电源电压),电流表测干路的电流,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数不变,因变阻器连入电路的电阻变小,由并联电阻的规律,总电阻变小,由欧姆定律可知,总电流变大,即电流表示数变大。故选:C。
15.(2024•四川乐山中考真题)小嘉同学设计了一款身高测量仪,其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I,电压表、电流表示数变化量分别为ΔU、ΔI,则下列说法正确的是( )
A.被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越小
B.被测人员身高越高,整个电路中的电功率越大
C.无论被测人员身高如何,的值不变
D.无论被测人员身高如何,的值不变
【答案】D
【解析】由图可知,闭合开关S,R与弹簧串联,电压表测弹簧两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB、由电路图可知,身高越高时,变阻器接入电路中的电阻越大,根据欧姆定律可知电路中的电流的越小,由P=UI可知整个电路消耗的电功率越小,故AB错误;
C、身高越高,滑动变阻器的滑片向上移动的距离越大,变阻器接入电路中的电阻越大,由R=可知电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器的阻值,所以电压表示数与电流表示数的比值越大,故C错误;
D、由于电源电压不变,所以变阻器两端电压的变化量等于定值电阻R两端电压的变化量,所以的值等于R的阻值,不变,故D正确。故选:D。
16.(2024•四川德阳中考真题)2024年3月,德阳市青少年科技创新代表队在第38届四川省青少年科技创新大赛中取得优异成绩。如图所示是本次大赛我市青少年科技创新小组自制的肺活量比较装置,通过观察电流表示数的变化即可比较肺活量的大小;R0为滑动变阻器,R1为定值电阻,电压表、电流表为理想电表,电源电压保持不变。现闭合开关S,科技创新小组成员向装置吹气,隔板向上平移,滑动变阻器R0接入电路的阻值变小,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表A1的示数变小
B.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电压表的示数变小,电流表A1的示数变大
D.电流表A1的示数变大,电流表A2的示数变大
【答案】D
【解析】由图知,闭合开关S,滑动变阻器R0与定值电阻R1并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量R0支路中的电流。
科技创新小组成员向装置吹气,隔板向上平移,滑动变阻器R0接入电路的阻值变小,由于电源电压保持不变,所以电压表的示数不变;并联电路各支路两端的电压相等,且等于电源电压,由欧姆定律可知R0支路中的电流变大,即电流表A2的示数变大;
根据欧姆定律可知R1支路中的电流不变,因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流变大,即电流表A1的示数变大。综上可知,D正确,ABC错误。故选:D。
17.(2024•湖北武汉中考真题)如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R0和滑动变阻器是串联的
B.油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C.油量增加时,电流表示数变大
D.油箱中没有油时,电流表示数为零
【答案】D
【解析】A、由图可知,定值电阻R0和滑动变阻器首尾顺次连接在电路中,是串联的,电流表测量电路中的电流,故A正确;
B、油量减少时,浮子下降,在杠杆作用下,滑片上移,滑动变阻器接入电路电阻丝变长,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故B正确;
C、油量增加时,浮子上浮,在杠杆作用下,滑片下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故C正确;
D、油箱中没有油时,浮子在最低位置,在杠杆作用下,滑片移动到最上端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由欧姆定律可知,电路中的电流最小,但不为零,即电流表示数不为零,故D错误。
故选:D。
18.(2025•安徽中考真题)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2和R3为定值电阻。闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表V1、电压表V2、电流表A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表V2的示数变大
C.ΔU1与ΔI的比值等于R2的阻值 D.ΔU2与ΔI的比值等于R3的阻值
【答案】D
【解析】由电路图可知,定值电阻R2和R3与滑动变阻器R1串联,电压表V1测滑动变阻器R1两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R1和定值电阻R2两端的总电压,电流表A测电路中的电流。
AB、闭合开关S,将滑片P由b端向a端滑动一段距离后,变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律I知,总电流变大,即电流表示数变大,故A错误;
根据U=IR可知,R3两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知滑动变阻器R1和定值电阻R2两端的总电压变小,即电压表V2示数变小,故B错误;
CD、设滑动变阻器滑片移动前后,电路中的电流分别为I1、I2,则电压表V1的示数分别为:U1=U﹣I1(R2+R3),U1′=U﹣I2(R2+R3),所以电压表V1的示数的变化量ΔU1=U1﹣U1′=U﹣I1(R2+R3)﹣[U﹣I2(R2+R3)]=(I2﹣I1)(R2+R3)=ΔI(R2+R3);
即电压表V1示数的变化量与电流表示数的变化量的比值为:R2+R3,故C错误;
电压表V2的示数分别为:U2=U﹣I1R3,U2′=U﹣I2R3,
所以电压表V2的示数的变化量ΔU2=U2﹣U2′=U﹣I1R3﹣(U﹣I2R3]=(I2﹣I1)R3=ΔIR3;
即电压表V2示数的变化量与电流表示数的变化量的比值为:R3,故D正确。故选:D。
19.(2025•江苏南通中考真题)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,Rt是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当Rt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Rt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.Rt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.Rt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.从表中数据看,温度升高时Rt阻值减小,但并非严格反比,所以不是反比关系。故A错误;
B.Rt与R0串联,若R0=3kΩ,当Rt两端电压Ut=2V时,U0=U﹣Ut=3V﹣2V=1V;串联电路电流相等:,,对应温度20℃,开启加热系统;
当Rt两端电压Ut=1.8V时,U0=U﹣Ut=3V﹣1.8V=1.2V;串联电路电流相等:,,对应温度28℃,关闭加热系统;符合要求,故B正确;
C.Rt与R0串联,功率相等时,Rt,Rt=R0,若R0=3kΩ,Rt=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,Rt两端电压Ut=2V时,U0=U﹣Ut=6V﹣2V=4V;串联电路电流相等:,,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。
20.(2025•甘肃兰州中考真题)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=F2L2可知,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,由串联电路中电压的分配规律:可知,电压表示数U0变大,故A错误;
B.当电阻秤的示数为0kg时,C点对压敏电阻的压力为零,对应的压敏电阻的阻值R=300Ω,
由串联电路中电压的分配规律得:律:,,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,由串联电路中电压的分配规律:,
,解得:R′=120Ω,由图乙R与F的函数关系式为:R可知:所以当压敏电阻的最值为120Ω时,C端对压敏电阻的压力F=300N,所以F1=300N,由杠杆的平衡条件得:F1L1=F2L2,F21200N,G=F2=1200N,
所以此时称量的最大质量m大120kg;故C正确;
D.因为R0的阻值一定,电子秤的最大量程即电压表的为最大值3V时,因为电源电压为6V,由串联电路的分压特点可知,此时压敏电阻R=R0=60Ω,所以此时C对压敏电阻的压力一定,由杠杆的平衡条件得:F1L1=F2L2,将托盘的固定点从A移至B只增大阻力臂L2,阻力F2变小,即称量的物体的重力变小,由m可知质量变小,所以电子秤的量程变小。故D错误。故选:C。
考向四 电阻的测量
21.(2024•重庆中考真题)小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S,将滑片P移至某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.4A。下列说法正确的是( )
A.图中的甲是电压表、乙是电流表 B.将滑片P向左移时R的功率增大
C.一次实验就能精确测出R的阻值 D.电流0.4A时,R一分钟发热0.8J
【答案】B
【解析】A、电流表使用时,应于被测电路串联,使用电压表时,应与被测电路并联,所以甲表为电流表,乙表为电压表,故A错误;
B、分析电路图可知,滑动变阻器与电阻R串联,将滑片P向左移时,滑动变阻器接入电路中阻值减小,由可知,电路中电流增大,由P=I2R可知,R的功率增大,故B正确;
C、为了减小测量误差,应多次测量R的电阻,求平均值,故C错误;
D、当电流为0.4A时,电压表示数为2V,R一分钟发热为:Q=W=UIt=2V×0.4A×60s=48J,故D错误。故选:B。
22.(2025•四川宿迁中考真题)在“测量定值电阻的阻值”实验中,某学习小组用如图甲的器材进行实验。
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线将电路补充完整,要求滑动变阻器接入电路阻值最大。
(2)该实验的原理是 。
(3)闭合开关,电流表无示数、电压表有示数,则发生的故障是 。
(4)某小组实验数据如表所示,则该电阻值是 Ω(结果保留1位小数);接着,换用不同阻值的电阻继续实验,画出a、b电阻的I﹣U图像如图乙,则其中 (选填“a”或“b”)阻值更大。
实验
U/V
I/A
1
1.0
0.10
2
2.0
0.20
3
2.5
0.24
【答案】(1);(2)R;(3)定值电阻Rx断路;(4)10.1;b。
【解析】(1)据题意可知,滑动变阻器滑片P置于左端时,变阻器接入电路的阻值要最大,故滑动变阻器下面应接右边的接线柱,如上图所示;
(2)物理实验室中无直接测量电阻的工具,需要利用电压表测量电压,电流表测量电流,结合R得出未知电阻的阻值,因此测量电阻的实验原理是R;
(2)为了电路安全,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至最左端;电流表示数为零,说明电路可能断路,但电压表指针明显偏转,且示数接近电源电压,电压表两端到电压通路,若电路连接完好,可知定值电阻Rx断路;
(3)图乙中,电流表的量程0﹣0.6A、分度值是0.02A,电流表示数是0.5A;实验次数1待测电阻阻值Rx110Ω;实验次数2待测电阻阻值Rx210Ω;
实验次数3待测电阻阻值Rx310.4Ω,为减小误差,待测电阻的阻值取三次电阻的平均值Rx=10.1Ω;欧姆定律知在电流相同时,电压大的电阻大,所以b的电阻大于a的电阻,故b的阻值更大。
23.(2025•山东潍坊中考真题)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻R、干电池两节(每节电压为1.5V)、滑动变阻器R1(10Ω 1A)、滑动变阻器,R2(20Ω 0.5A)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大;
(2)正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如表所示。
次数
电压(U/V)
电流(I/A)
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
根据实验数据,回答下列问题:
①待测电阻R的阻值为 Ω(结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“R1”或“R2”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω(结果保留1位小数)。
【答案】(1);
(2)①10.1;②R2;③4.1。
【解析】计算出滑动变阻器的最大阻值,从而进行判断。
【解答】解:(1)在“伏安法测电阻”的实验中,待测电阻R应与滑动变阻器串联,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大,即滑片右移滑动变阻器接入电路的电阻变小,所以应将滑动变阻器的右下接线柱与待测电阻R的右接线柱相连,如上图所示;
(2)①根据欧姆定律R,为了减小实验误差,我们采用多次测量求平均值的方法,三次测量的电阻值分别为:第一次:R110.1Ω;第二次:R210.1Ω;第三次:R310.2Ω;则待测电阻R的阻值为:R10.1Ω;
②由表格数据可知,根据第一次实验,当电路中的电路I=0.12A时,待测电阻的电压UR=1.21V;
电源由两节干电池组成,则电源电压为:U=1.5V×2=3V;
则滑动变阻器接入电路的阻值为:R滑14.9Ω>10Ω,所以不能选择滑动变阻器R1;R滑=14.9Ω<20Ω,所以实验中选择的滑动变阻器应为R2;
③第3次测量时,待测电阻的电压UR=2.14V,电路中的电流I=0.21A,
则滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UR=3V﹣2.14V=0.86V;
滑动变阻器连入电路的阻值为R滑 4.1Ω。
24.(2025•湖北武汉中考真题)某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.0A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电压表示数始终为零,原因可能是 (填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表量程选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为 Ω,选用的电源电压约为 V。
【答案】(1)见解析中的图;(2)0.16;③;(3)20;8。
【解析】(1)原电路中,电流表短路了,电压表测电源电压是错误的,电流表串联在电路中,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,分度值为0.02A,此时电路中的电流为 0.16A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电流为0.40A,电压表示数始终为零:
①若定值电阻被短接,则将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处时,电源短路,电路中电流过大,则该原因不可能;②电压表量程选大了,但电压表的读数不可能为0,则该原因不可能;
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路,电压表没有连入电路中,其示数始终为0,移动变阻器的滑片时电流表示数会发生变化,则该原因可能。故选:③。
(3)将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即连入电路的电阻为30Ω,由串联电路的规律及欧姆定律有
U=I1R+I1R滑大,即U=0.16A×R+0.16A×30Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处(变阻器连入的电阻为0)时,电路为定值电阻的简单电路,由欧姆定律有U=I2R,即U=0.40A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②两式解得R=20Ω,U=8V。
25.(2025•山东泰安中考真题)科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,Rx的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得Rx的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量Rx的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为I1;
②闭合开关S1、S2,电流表的示数记为I2;
③用已知量R0和测量量I1、I2写出Rx的阻值表达式:Rx= 。
【答案】(1)a;(2)
;
(3)0.32;8.1;B;(4)①S1;③。
【解析】(1)当选择b滑动变阻器时,电路中的最大总电阻大约R=20Ω+8Ω=28Ω;
电路中的最小电流I0.22A超过允许的最大电流0.2A,故b不可行,小于a的允许电流,故a可行;
(2)图中电压表接在开关两端,且正负接线柱反了,故应该改接到电阻两端,如上图所示:
(3)电流表示数如图乙,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.32A,则测得未知电阻R8.1Ω;通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,可以减小误差。
(4)图中缺少电压表,通过电阻串联和局部短路测量电流,故只闭合开关S1,两个电阻串联,电流表的示数记为I1;电源电压U=I1(Rx+R0);闭合开关S1、S2,Rx被短路,电流表的示数记为I2;电源电压U=I2R0;解得Rx的阻值表达式:Rx。
26.(2025•江苏镇江中考真题)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1,电源电压为4.5V。
(1)闭合开关前,图1中的滑动变阻器滑片应置于最 端。
(2)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整。
(3)将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出U﹣I图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为 Ω,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
(4)小华想用实验室一只刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表A1,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图4所示,电路中电源电压U1恒定且未知,操作如下。
①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为 Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
【答案】(1)右;(2)(3)5;10;(4)15;不均匀。
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的电阻必须最大,图1中的滑动变阻器滑片左下接入电路,故应置于最右端;
(2)据电路图连接电路,如上图所示:
(3)图像是直线,说明电阻不变,当U=4V,I=0.8A,则电阻R5Ω;
当电流最小时为0.3A,电阻的电压为1.5V,滑动变阻器的电压为U''=U﹣U'=4.5V﹣1.5V=3V;
滑动变阻器的最大阻值为R'10Ω;
(4)①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度,假设为I,则电源电压U=IR;
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的处,则电源电压UI(R+10Ω);③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,则电源电压UI(R+Rx);解得Rx=15Ω,R=5Ω;④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,根据电源电压U=I'(R+Rx)=I'(5Ω+Rx);Rx5Ω,是反比例函数关系,不是一次函数,故刻度不均匀。
27.(2025•湖南长沙中考真题)如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)请你用笔划线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察 (选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.9
0.16
0.05
小灯泡的电阻R/Ω
8.9
8.1
7.1
6.2
1
3.1
2
【答案】(1)断开;(2);(3)B;(4)5
【解析】(1)为了防止短路,从而保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)测量小灯泡的电阻时,电压表应并联在小灯泡的两端,完整的电路的连接如上图所示:
(3)已知灯泡的额定电压,当灯泡两端的电压等于额定电压时,灯泡正常发光,故小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察电压表示数来判断小灯泡是否正常工作,故选B;
(4)灯泡逐渐变暗时,它的实际功率变小,即它两端的电压变小,通过它的电流也变小,故表中第5次的电流应小于0.21A、大于0.16A,不可能为0.9A,所以第5次实验的数据存在明显错误。
28.(2025•陕西中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图﹣1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
(1)该实验的原理是 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图﹣1中所示的 (选填“a”或“b”)端,电压表应选择 (选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图﹣1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是 (填选项字母)。
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器M点右侧附近有断路 C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图﹣2所示,其读数为 A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由 。
【答案】(1)R;(2)断开;b;0~3V;(3)B;(4)0.28;(5)不能,灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值。
【解析】(1)该实验的原理是R。
(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于 断开状态,且将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即图﹣1中所示的 b端,因电源电压为3V,故电压表应选择0~3V的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电路可能断路,电流表、电压表均无示数,电压表与电源没有连通,直至移动滑片P到图﹣1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,可知此时电路为通路,小明立即断开开关,查找原因,出现以上现象的原因可能是滑动变阻器M点右侧附近有断路,故选:B;
(4)当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图﹣2所示,电流表分度值为0.02A,其读数为 0.28A。
(5)探究电流与电压的关系要控制电阻大小相等,由表中数据可知,灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,不能探究电流与电压的关系。
29.(2025•福建中考真题)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
2.5
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R/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 。
【答案】(1)见解答图;(2)右;(3)B;(4)①0.26;②8.3;③求平均电阻;小灯泡的电阻随温度的升高而变大,不是定值。
【解析】(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用小量程与小灯泡并联,如下图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即最右端;
(3)闭合开关,定向移动滑片P,若滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良,电压表与电源连接不稳定,电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大,故B符合题意;
(4)电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数为0.26A;
②小灯泡正常发光时电阻为:
R8.3Ω;
③由于小灯泡的电阻随温度的升高而变大,不是定值,所以不能求平均电阻,所以表格中设计不合理的一项是求平均电阻。
30.(2025•河南中考真题)某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线表示导线,将图1甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图1乙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I﹣U图像如图2所示,该图像不是一条直线,其原因是 。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图2大致画出了滑动变阻器的I﹣U图像。图3为三位同学画出的图像,其中正确的是 (填“A”“B”或“C”),你判断的理由是 。
【答案】(1)见解析;(2)B;灯泡断路;(3)0.26;8.1;(4)灯的电阻随温度的变化而变化;C;灯的电压与变阻器的电压和等于电源电压,保持不变,通过灯与变阻器的电流相等。
【解析】(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即B端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电路可断路,电压表有示数,电压表与电源连通,已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是灯泡断路。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图1乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,此时小灯泡的电阻为
R8.1Ω。
(4)A、经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I﹣U图像如图2所示,该图像不是一条直线,可知灯的电阻是变化的,其原因是灯的电阻随温度的变化而变化。滑动变阻器连入电路的电阻是变化的,滑动变阻器I﹣U图像不是一条直线,故A错误;
BC、因灯的电压与变阻器的电压等于电源电压,保持不变,通过灯与变阻器的电流相等,故C正确。
故选:C
知识点、易错点速记
一、电流与电压和电阻的关系
1. 实验方法:控制变量法
①研究电流与电压关系:控制电阻不变,改变电阻两端电压进行实验;
②研究电流与电阻关系:控制电阻两端电压不变,改变电阻进行实验。
2. 当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
3. 滑动变阻器的作用:
①保护电路;
②在研究电流与电阻关系时,控制电阻两端电压不变,在研究电流与电压关系时,改变电阻两端电压。
二、欧姆定律概念及应用
1. 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:I=U/R
(3)说明:
①I、U、R要对应同一导体或同一段电路中同一时刻的三个物理量,三者单位应依次是安(A)、伏(V)、欧(Ω);②同一导体(即R不变),则I与U成正比;若同一电源(即U不变),则I与R成反比。
2. 根据欧姆定律的应用:
①已知导体两端电压和导体的电阻可求通过导体的电流,即I=U/R;②已知导体两端电压和通过导体的电流可求导体的电阻,即R=U/I;③已知通过导体的电流和导体的电阻可求导体两端电压,即U=IR。
三、电阻的测量
1. 伏安法测量电阻的阻值
(1)伏安法:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表和电流表测电阻的方法叫伏安法。
(2)实验原理:R=U/I
(3)实验器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器.
(4)实验电路:
(5)实验步骤:
①按电路图连接实物;
②检查无误后闭合开关,记录电压表和电流表的示数,代入公式R=U/I 算出电阻的阻值;
③移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R=U/I,计算出每次的电阻值,并求出电阻的平均值;
(6)注意事项:
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
四、欧姆定律在串、并联电路中的应用
1. 欧姆定律在串联电路中的应用:电源电压为U,电阻R1和电阻R2串联在电路中,利用欧姆定律和串联电路中电流和电压的特点可得电路中的电流I=U/(R1+R2)。
2. 欧姆定律在并联电路中的应用:
电源电压为U,电阻R1和电阻R2并联在电路中,利用欧姆定律和并联电路中电流和电压的特点可得电路中的总电流I=U/ R1+U/R2 .
3. 电阻的串联和并联电路规律的比较:
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等,即I=I1=I2
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和,即
I=I1+I2
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2
并联电路中各支路两端的电压相等,且都等于电源电压,即U=U1=U2
电阻特点
①串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,即
R=R1+R2;
②若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为
R=nR0;
③把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大.
①并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和,即1/R=1/R1+1/R2;
②若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R=R1R2/(R1+R2);
③若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为
R= R0/n;
④把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小.
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比
U1/U2=R1/R2
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
I1/I2=R2/R1
电路作用
分压
分流
中考模拟探源
1. (2025·湖北武汉模拟)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,某同学连接的电路如图所示,电源电压保持3V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表;下列说法正确的是( )
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.22
0.30
0.43
0.46
①多次实验的目的是为了寻找规律
②第2次实验数据是错误的
③选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω1A”
④该实验得出的结论是:通过导体的电流跟导体两端的电压与成正比
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】 B
【解析】 ①在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,为了得出普遍性的规律,要进行多次实验多次测量,故①正确;②在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,需要控制电阻阻值不变,根据表格中1、2组的数据利用欧姆定律可知,当U1=0.6V,I1=0.15A时,定值电阻为:R1==4Ω,当U2=0.9V,I2=0.22A时,定值电阻为:R2=≈4.1Ω,在误差允许的范围内,第2次实验数据是正确的,故②错误;
③由表中第1组数据,根据串联电路电压规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻:R滑==16Ω<20Ω.因此选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”,故③正确;
④分析表中数据,考虑到误差因素,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍,故得出的结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故④错误;综上所述,①③符合题意,故B正确。故选B。
2.(2025•湖北襄阳模拟)如图所示,电源电压保持不变,将滑片P置于滑动变阻器上的任一点(非端点)。当开关S1、S2都闭合时,电压表和电流表的示数分别为U1、I1;当开关S1闭合,S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U2、I2,则( )
A.U1<U2 I1>I2 B.U1=U2 I1>I2
C.U1>U2 I1>I2 D.U1<U2 I1<I2
【答案】C
【解析】假设滑动变阻器的滑片在中点;当开关S1闭合,S2断开时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑片右侧电阻两端的电压,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I2=,电压表的示数:U2=I2×R;当开关S1、S2都闭合时,定值电阻R与滑动变阻器阻值的一半串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流:I1=>,I2<I1;电压表的示数:U1=I1×R',由I2<I1可得,I2×R<I1×R',即:U2<U1。故选C。
3.(2025•北京通州区模拟)晓彤同学在“探究电流与电压关系”实验中,分别测量了定值电阻R和小灯泡L。在不同电压下的电流值,并根据数据绘制了I﹣U图像,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.①是小灯泡的I﹣U图像,②是定值电阻的I﹣U图像
B.当通过小灯泡的电流为0.2A时,它的电阻为10Ω
C.把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中,电路中的电流是0.5A
D.当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中,电路中总电流为1A
【答案】C
【解析】A、R为定值电阻,由I,故电流与电压成正比,电流随电压的变化关系为过原点的直线;而灯的电阻随温度的变化而变化,故电流随电压的变化关系为曲线,①是定值电阻的I﹣U图像,②是小灯泡的I﹣U图像,故A错误;
B、由图②知,当通过灯泡的电流为0.2A时对应的电压为1V,则它的电阻为:
R5Ω,故B错误;
C、两电阻串联,电路各处的电流相等,由图知,当电路的电流为0.5A时,灯的电压为4V,R的电压为5V,由串联电路电压的规律,电路的电压为4V+5V=9V,即把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中,电路中的电流是0.5A,故C正确;
D、当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中,由并联电路电压的规律,R和灯的电压都为4V,由图知,R和灯的电流分别为0.4A和0.5A,由并联电路电流的规律,电路中总电流为:
I=I1+I2=0.4A+0.5A=0.9A,故D错误。故选:C。
4.(2025•广东广州一模)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
【答案】A
【解析】由图可知,R0和滑动变阻器R的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器R上半部分电压;闭合开关S,车辆总质量越大时,滑动变阻器滑片向下移动,电压表所测部分电阻长度增大,电阻变大,根据串联分压原理可知,电压表示数变大;因滑片向下移动过程中,电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路的电流大小不变,即电流表示数不变,故A正确,BCD错误。故选:A。
9.(2025•重庆北碚区三模)小明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路(如图所示),R是定值电阻,R'是滑动变阻器,电池两端电压不变。其中能够实现身高越低,电压表示数越小的电路是(滑片随身高增加而升高)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测电源电压,示数不变,故A错误;
B、由电路图可知:电压表串联在电路中,电路无电流通过,电压表示数为电源电压,不变化,B错误;
C、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测滑动变阻器的电压,身高越低,滑动变阻器阻值越小,电压表示数越小,故C正确。
D、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测定值电阻电压,身高越低,滑动变阻器阻值越小,电压表示数越大,故D错误。故选:C。
10.(2025•四川广元模拟)小文设计并连接了如图的电路,电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S,保证电路安全的前提下,滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中( )
A.滑动变阻器接入电路的电阻变大,灯泡变暗 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数的比值变小 D.可以将滑动变阻器滑片滑到最左端
【答案】C
【解析】根据电路图知,灯泡和滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路电流;滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中;
ABC.根据并联互不影响,则灯泡的电流不变,灯泡亮度不变,而滑动变阻器的电阻减小,根据电源电压不变,则滑动变阻器的电流变大,干路中的电流变大,电流表示数变大,而电压表示数不变;
电流表与电压表的示数之比变小,故AB错误,C正确;
D、将滑动变阻器滑片滑到最左端相当于导线,电源被短路,会烧坏电流表或电源,因而不能滑动到最左端,故D错误。故选:C。
11.(2025•湖南模拟)如图所示是R1、R2的I﹣U图象,根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.R1的阻值与其两端电压成正比
B.R2在不同电压下阻值不同
C.若将R1、R2并联在6V的电源电压下,通过R1、R2的电流之比为3:2
D.若将R1、R2串联到9V的电源电压下,R1、R2两端的电压之比为1:2
【答案】B
【解析】A、导体的电阻由导体本身决定,与两端电压和通过的电流无关,故A错误;
B、由图象数据可知:R2在不同电压下与电流的比值不同,则阻值不同,故B正确;
C、若将R1、R2并联在6V的电源电压下,根据并联电路各支路两端的电压相等可知R1、R2两端的电压都是6V,由图象可知通过R1、R2的电流分别为0.4A、0.6A,则通过R1、R2的电流之比为:0.4A:0.6A=2:3,故C错误;
D、若将R1、R2串联到9V的电源电压下,根据串联电路电流处处相等的特点可知通过R1、R2的电流相等,由图象可知通过R1、R2的电流为0.4A时,R1、R2两端的电压分别为6V、3V,则总电压为9V,符合电源电压为9V,则R1、R2两端的电压之比为:6V:3V=2:1,故D错误。故选:B。
12.(2025•北京东城区模拟)小明利用如图所示的电路“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”,已知电源电压为6V且保持不变,实验时,小明将电阻箱的阻值调为10Ω后,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3V,记下电流表示数;分别将电阻箱R阻值调为20Ω和30Ω继续完成该探究实验。下列说法中正确的是( )
A.该探究实验的自变量是通过导体的电流
B.该探究实验中滑动变阻器作用是改变导体两端的电压
C.该探究实验可选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器
D.R的阻值由10Ω调为20Ω后,需要将滑片P向A端移动
【答案】C
【解析】AB、根据控制变量法原则,在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”的实验中,应利用滑动变阻器控制导体两端电压不变,通过改变接入的导体的阻值大小来改变通过导体的电流,由此可知自变量是导体电阻,故A错误,B错误;
C、当电阻的阻值为30Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大,根据串联分压的知识:,即,解得:R滑=30Ω,即滑动变阻器的最大阻值不小于30Ω,由此该探究实验可选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器,故C正确;
D、将10Ω的电阻改装成20Ω的电阻,由分压原理,电阻两端电压增大,为保持电阻两端电压不变,应使电阻两端电压变小,根据串联电路的电压规律可知,应增大滑动变阻器分压,故增大滑动变阻器接入电路的阻值,应向B节滑动变阻器滑片,直到电压表示数不变,故D错误。
故选:C。
13.(2025•陕西西安高新区模拟)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,R2为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的4倍
C.绳子挡住射向R1的红外线时流过R2的电流变大
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为1:6
【答案】D
【解析】A、由甲图知R1和R2串联,AB间的电压为R2两端的电压,当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,根据串联电路分压规律知,R1两端的电压会变大,电源电压不变,R2两端的电压U2=U﹣U1会变小,自动计数器会计数一次,由乙图知,此时R2两端的电压即AB间的电压为U2=2V,故A错误;
B、绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为6V,此时R1两端的电压为U1′=U﹣U2′=10V﹣6V=4V,R1和R2的电阻之比:====,则R1′=R2,即:没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值R1′是R2的,故B错误;
C、绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为6V,此时电路中电流:I′=,
挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为2V,此时电路中电流:I=,
则绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时电路中电流之比为:
I′:I=::=U2′:U2=6V:2V=3:1,故电流变小,故C错误;
D、挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为2V,此时R1两端的电压为U1=U﹣U2=10V﹣2V=8V,
R1和R2的电阻之比:====4:1,则R1=4R2,则绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为:R1′:R1=R2:4R2=1:6,故D正确。
故选:D。
14.(2024•江苏盐城二模)如图所示的电路,电源电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.闭合S1、S3,断开S2时,滑片P向左移动时电压表示数不变,电阻R1消耗的功率不变
B.闭合S1,断开S2、S3时,滑片P向右移动时电压表示数变小
C.闭合所有开关时,滑片P向左移动时电流表示数变大,灯泡L变亮
D.闭合所有开关时,电阻R1与灯泡L并联,电流表测通过灯泡L的电流
【答案】A
【解析】A、闭合S1、S3,断开S2时,滑动变阻器和电压表都被短路,电路为电阻R1的简单电路,则滑片P向左移动时,电压表示数不变(始终为0),对电路无任何影响,所以电阻R1消耗的功率不变,故A正确;
B、闭合S1,断开S2、S3时,R1和R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,电压表示数变大,故B错误;
CD、闭合所有开关时,滑动变阻器被短路,R1和灯泡并联,电流表接在干路中,测量的是总电流;滑动变阻器滑片移动时对电路无影响,所以灯泡亮度不变,故CD错误。
故选:A。
15.(2024•贵州遵义三模)如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则电源电压为 V;当滑动变阻器滑片P处于中点时,通过R1的电流为 A。
【答案】3;0.15
【解析】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,电压表测电源电压,由图像可知,电源电压U=3V,此时R1两端的电压U1=U=3V;
电路中的电流I=0.3A,由欧姆定律可得,
当滑片位于a端时,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,由图像可知,此时电路中的电流I′=0.1A时,R1两端的电压U1′=1V,滑动变阻器两端的电压为U滑=U﹣U′=3V﹣1V=2V,
滑动变阻器的最大电阻为,
当滑动变阻器滑片P处于中点时,电路的总电阻为,
通过R1的电流为。
16.(2025•四川成都模拟)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是 。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是 。
【答案】保护电路;移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡是否能发光,两电表是否有示数。
【解析】滑片移到最右边的目的是保护电路。闭合开关后,灯不亮,根据电流表有示数,判断不是断路;根据电流表示数小,判断出不是短路,因此电路可能没有故障,应当先尝试移动滑片,观察灯泡是否能发光,两电表是否会有示数。
17.(2025•湖北襄阳一模)如图甲所示电路是小明设计的一款电子湿度计,其中电源电压恒为6V,R0为1000Ω的定值电阻,R为湿敏电阻,其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。从湿度计(由小量程电流表改装而成)指针所指刻度可知湿度大小。由此可知,当空气中的湿度增大时,指针所指湿度对应电流表示数将 ;当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时,空气中的湿度为 %。
【答案】增大;50%。
【解析】(1)由图甲可知,R0、R串联,电流表测量电路中的电流;
由乙图可知,当空气中的湿度增大时,湿敏电阻R的阻值减小,
根据串联电路的电阻规律,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中电流增大;
(2)当指针所指湿度对应电流表示数为I=2mA=2×10﹣3A时,由I=可知,电路中的总电阻:R总===3000Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电阻R的阻值:R=R总﹣R0=3000Ω﹣1000Ω=2000Ω=2kΩ;由图乙可知,当湿敏定值的阻值为2kΩ时,空气的湿度为50%。
18.(2024•贵州贵阳花溪区二模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~20Ω,R2为定值电阻。闭合开关S,滑片P在某两点间移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的情况下,电压表的最小示数与最大示数之比为 。
【答案】5:6
【解析】(1)由图甲可知闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律结合图乙中的数据可得电源电压:
U=U1+U2=U1+I2R2,7V+0.4A×R2=6.5V+0.5A×R2,解方程可得:R2=5Ω,U=9V;
(2)电流表的量程为0~0.6A,故电路电流最大为0.6A,根据欧姆定律可知R2两端的电压U2=IR2=0.6A×5Ω=3V,根据串联电路的电压特点可知电压表的示数U1小=U﹣U2=9V﹣3V=6V;
滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据欧姆定律可知电路电流I小===0.36A,
根据欧姆定律可知电压表示数U2大=I小R1=0.36A×20Ω=7.2V,
电压表的最小示数与最大示数之比为:==。
19.(2025•广东珠海一模)如图甲的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象,图 (选填a、b)是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像,电源电压 V。
【答案】a;6
【解析】由图甲可知R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和,由图乙可知,当电流为0.1A时,两个电压表的示数分别为1V和5V,因此电源电压为:U=1V+5V=6V;
由于R2是定值电阻,由欧姆定律可知,通过R2的电流与其两端电压成正比,由图乙可知,图线b代表电流表A的示数随V2的示数变化关系图;则图线a代表电流表A的示数随V1的示数变化关系图。
20.(2025•山东菏泽模拟)某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中,所用电源电压为3V,定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,各仪器均完好。请完成下列问题:
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
电压/V
0.5
1
1.2
2
电流/A
0.1
0.2
0.24
0.4
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是 ;
(3)闭合开关进行实验,移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图丙所示,示数为 V;
(4)一小组展示实验数据如表格所示,其他小组发现有一次实验数据是拼凑的,请你指出是第 次实验数据,依据是: ;
(5)分析表格中有效实验数据,初步得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
【答案】(1)见解答图;(2)调零;
(3)1.6;
(4)1;滑动变阻器最大阻值太小;(5)正比。
【解析】(1)滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
;
(2)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,即电流表指针没有与零刻度线对齐,故接下来正确的操作是调零;
(3)闭合开关进行实验,移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.6V;
(4)由表中第1组数据可知,当电阻R两端电压为0.5V时,电路中的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U1=3V﹣0.5V=2.5V,滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑25Ω>20Ω,故第1次实验数据是拼凑的;
(5)由表中数据可知,当电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论: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。
21.(2025•广东东莞市二模)如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是 ;
(2)小明先把5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为 V,并记下电流表示数,接着小明将“5Ω”的定值电阻换为“10Ω”,滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关,电压表示数 (选填变大,变小或不变),滑动变阻器应该向 (选填“右”或“左”)调节,以保持电压表示数不变;
(3)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图丙,由此可得出实验结论:当 相同时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
【答案】(1)电流表正负接线柱接反了;(2)2;变大;右;(3)导体两端的电压;反比;(4)50。
【解析】(1)闭合开关后,电流表的指针偏到零刻度线左边,原因是 电流表正负接线柱接反了;
(2)小明先将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为2V;再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,电压表示数变大,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
(3)小明将据记录在表格中,分析实验数据知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,可得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(4)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为U滑=6V﹣2V=4V,则变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=2×25Ω=50Ω,故滑动变阻器的最大阻值应不小于50Ω。
22.(2025•四川乐山模拟)某物理兴趣小组为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,小组成员在实验室找到如下器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)连接电路前,开关应 ;
(2)电路连接如图乙所示,小聪发现一根导线连接错误,请找出接错的导线并打上“×”。再用笔重新画一根正确连接的导线;
(3)纠正错误后、闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“C”或“D”)端;
(4)现电路中接入的是5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V,读电流表示数时发现电流表小量程标值模糊不清,如图丙所示,但可推断出电流表示数为 A;
(5)断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω,不改变滑动变阻器滑片的位置,闭合开关后,电压表示数将 2V(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(6)多次实验后,分析数据得出结论: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 。
【答案】(1)断开;(2)如图所示;(3)D;(4)0.4;(5)大于;(6)反比。
【解析】(1)在连接电路时,如果开关处于闭合状态,电路中的电流会直接流过,如果电路连接不当或存在短路点,就可能引发短路,导致电流过大,可能损坏电源及电路元件,所以为了保护电路,开关应断开;
(2)由图可知,开关没有接入电路,应将电源正极接线柱与开关左端接线柱相连,如图所示:
(3)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应移至最大值处,即D端;
(4)已知定值电阻R=5Ω,电压表测量定值电阻两端电压,则电压表示数:I0.4A,
(5)先接入5Ω的电阻,调节滑动变阻器,使电压表示数为2V,读取电流表示数。然后断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,变阻器滑片仍在原位置,闭合开关,由分压原理,电压表示数将大于2V
(6)多次实验后,分析数据得出结论:当导体电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
23.(2025•福建福州模拟)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最 端,起到 的作用。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是 。排除故障,继续实验。
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为 V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成 。实验中所选的电阻阻值为 Ω。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.2
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)探究电流与电阻的关系,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,移动滑片直至电压表示数为 V,记录电流表示数;再将电阻更换为20Ω,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 。
【答案】(1);左;保护电路;
(2)电阻R断路(R接触不良、R开路);
(3)2;正比;5;
(4)1.5;2V≤U≤3V(或2V~3V)。
【解析】(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P移至左端,如上图:
(2)由题干告知的电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,说明电压表和电源之间构成闭合回路,其余部分是断路,所以电阻断路;
(3)根据电压表的量程和分度值读数,示数为2V,电阻不变时,电流跟电压成正比,R5Ω;
(4)由U=IR=0.3A×5Ω=1.5V,定值电阻和滑动变阻器组成串联电路,根据串联分压的原理,电阻越大,滑动变阻器的阻值越大,分的电压越大,由此计算控制的最低电压,UR:UP=R:RP=20Ω:20Ω=1:1,UR=2V,电压表的量程是0﹣3V,所以最大值是3V.。
24.(2025•山东烟台中考真题)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)见解答;(2)BC;(3)见解答;10;(4)4。
【解析】(1)伏安法测电阻时,电压表必须测量电阻的电压,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路不是断路,只能是短路故障,而电压表无示数,说明电压表并联部分被短路,或电压表没有接入电路而断路,故是电阻短路,故选:BC。
(3)根据表格数据描点画图,如上图所示;因为实验数据存在误差,图像是直线,不一定经过所有的点,根据图像中正好经过的点知,电阻R10Ω;
(4)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,因电压表示数随电流的增大而减小,则说明电压表测滑动变阻器两端的电压,
由图丙可知,当电路中电流为0A时(相当于变阻器断路或变阻器的阻值无穷大),电压表示数为3.0V,此时电压表测电源电压,所以电源电压为3.0V;
由图丙可知,当电路中电流为0.5A时,电压表示数为1.0V(注意纵轴的起点不是0V),
由串联电路的特点可知,此时待测电阻的电压为:Ux=U﹣UV=3.0V﹣1.0V=2.0V,
由欧姆定律可得待测电阻的阻值:Rx4Ω。
25.(2025•安徽)为了测量一额定电压为2.0V的小灯泡正常发光时的电阻,小华同学根据现有的一只待测小灯泡、两节新干电池(总电压为3V)、一个电压表、一个滑动变阻器、三只开关、若干阻值不同的定值电阻(阻值已知)和导线,设计出如图甲所示的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物图电路连接完整;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处,闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑片P,使电压表的示数为2.00V;
(3)保持滑片P的位置不变,断开开关S1,闭合开关S2,电压表的示数如图丙所示,该示数为 V;
(4)已知定值电阻R0=4Ω,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(5)若在以上(2)中,无论怎样调节滑片P,电压表的示数始终小于2.00V,为了顺利进行实验,请你根据现有的器材提出一条解决措施: 。
【答案】(1)见解析;(3)2.80;(4)10;(5)将R0更换为阻值较小的定值电阻(或选一个定值电阻与R0并联)。
【解析】(1)根据图甲连接实物图,将电压表的负接线柱接在灯泡L的左接线柱,正接线柱接在S1的右接线柱。
(3)由图丙可知,电压表使用的是0−3V量程,其最小分度值为0.1V,指针所指位置为2.80V。
(4)闭合S和S1,断开S2 时,电压表测灯泡两端电压,调节滑片P使电压表示数为2.00V,此时灯泡正常发光。保持滑片P位置不变,断开S1,闭合S2后,灯泡与R0串联,电压表测两者总电压,示数为2.80V。则R0两端电压UR0 =2.80V−2.00V=0.80V。根据串联电路电流处处相等,此时电路中的电流I0.2A,那么小灯泡正常发光时的电阻RL10Ω。
(5)已知电源电压为3V,若在以上(2)中,无论怎样调节滑片P,电压表的示数始终小于2.00V,即变阻器接入电路的电阻为0时,电压表示数仍小于2.00V,说明定值电阻分得的电压始终大于1V,由串联分压的规律可知所用定值电阻R0的阻值较大;为了顺利进行实验,根据现有的器材提出的解决措施为:将R0更换为阻值较小的定值电阻(使定值电阻分得的电压减小为1V),或者选一个定值电阻与R0并联(二者并联后相当于一个阻值较小的定值电阻,也能使定值电阻分得的电压减小为1V)。
26.(2024•安徽合肥三模)某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压为6V,定值电阻R0的阻值为40Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(2)该装置所能测量的最大压力为多少?
(3)在不改变力敏电阻R和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。
【解析】由图甲可知,R、R0串联,电压表测量R0两端的电压;
(1)由图乙可知,当检测板不受压力时,R的阻值:R=80Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻:R总=R+R0=80Ω+40Ω=120Ω,
此时电路中的电流:I===0.05A,
由I=可知,R0两端的电压:U0=IR0=0.05A×40Ω=2V;
(2)根据电压表量程可知,R0两端的最大电压:U0大=3V,
电路中的最大电流:I大===0.075A,
由I=可知,电路中的最小总电阻:R总小===80Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R的最小阻值:R小=R总小﹣R0=80Ω﹣40Ω=40Ω,
由图乙可知,当R小=40Ω时,该装置所能测量的最大压力为400N;
(3)由图乙可知,当检测板所受压力增大时,R的阻值减小,由于R0两端的最大电压一定,电源电压不变时,R两端的最小电压也不变,由串联电路的分压规律可知,要提高该装置所能测量的最大压力值的改进方法为:可将定值电阻R0换为阻值较小的电阻或在定值电阻R0两端并联一个阻值适当的电阻等。
/
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。