第9讲 电路基础与欧姆定律-2026年浙江省中考科学一轮复习讲练
2025-12-03
|
2份
|
114页
|
430人阅读
|
27人下载
精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版(2013)九年级下 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 综合内内容与测试 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.36 MB |
| 发布时间 | 2025-12-03 |
| 更新时间 | 2025-12-03 |
| 作者 | 摘星理科学习加油站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55244786.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中科学讲义聚焦中考电学核心板块,覆盖电荷电路、电流电压、电阻、欧姆定律及伏安法测电阻等必考考点,构建“基础概念-规律推导-实验探究-综合应用”的逻辑知识链。通过考点剖析梳理核心概念,名师指点破解易混点,真题训练强化解题能力,形成“梳理-点拨-实战”三阶复习流程,助力学生系统突破电路分析与计算难点。
亮点在于“实验探究情境化”和“题型解题建模”设计,如伏安法测电阻实验中融入误差分析,引导学生用科学思维优化方案,培养探究实践能力。针对串并联电路动态分析,归纳“局部电阻变化-整体电流变化-局部电压变化”解题模型,配合分层练习与中考真题限时训练,确保学生高效掌握考点,教师可据此精准把控复习节奏,提升学生综合应考能力。
内容正文:
第9讲 电路基础与欧姆定律
电路基础与欧姆定律是浙江科学中考电学板块的核心内容,占电学板块比重较大。其命题既涵盖基础概念辨析,又注重知识综合应用,题型全面且常结合生活与实验场景
【考点1 电荷 电路】
【考点剖析】
一、摩擦起电与电荷
1、摩擦起电
(1)概念:物体之间的摩擦会使一个物体上的电子转移到另一个物体上,得到电子的物体 ,另一个失去电子的物体就 。物体所带的电荷叫做 。
(2)物体不带电的原因
物质由原子构成,原子由原子核和电子构成,原子核带正电,电子带 ,所带电荷量 ,两者相互抵消,对外不显电性。
(3)摩擦起电的实质
不是创造了电,而是 。不同物质的原子核束缚电子本领不同,当两个物体相互摩擦时,束缚电子能力弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电子而带 电。束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的 电。
(4)“带电”:一些物体被摩擦后,能够吸引轻小物体,我们就说它带了电。
2、静电:物体通过摩擦所带的电荷(摩擦起电的电不流动)称为 ;静电可以应用在静电复印、静电喷漆、静电除尘,以及激光打印等设备上。
3、两种电荷
自然界中只存在两种电荷—— 电荷和 电荷。
(1)被丝绸摩擦过的玻璃棒带 ;
(2)被毛皮摩擦过的橡胶棒带 。
4、生活中的放电现象:雷电是伴有闪电和雷鸣的放电现象。
二、电荷间的相互作用
1、同种电荷互相 ,异种电荷互相 。一个带电,另一个不带电的两个小球会 。
<名师指点>:“排斥”的两物体一定带同种电荷,“吸引”的两物体可能带异种电荷,也可能一个物体带电,另一个物体 。两物体所带电荷越多,“排斥”或“吸引”时的力越 。
2、验电器原理: (正负电荷均可移动)。
三、电路与电路图
1、电源:能提供 的装置叫做电源。
2、电流
(1)电流:电荷的 形成电流。
(2)电流方向:科学上规定, 定向运动的方向为电流方向。
(3)电路中电流的方向
电源外部,电路闭合时,电流总是从电源的 流出,流入电源的 ;电源内部,由电源的 流向电源的 。
(4)金属导体中的电流是由带负电的电子的定向移动形成的,电子从电源的 流出,流向电源的 ;因此,电子运动的方向与我们规定的电流方向恰好相反。
(5)电流存在的条件:
①需要有提供电能的装置: ;
②电路必须是 。
3、电路:把 、 、 用 连接起来的电流路径叫做电路。
4、各部分元件在电路中的作用
(1)电源:提供电能,将其他形式的能转化为电能;
(2)用电器:消耗电能,如电灯、电视、电风扇、空调等;
(3)开关:控制电路的断开与接通;
(4)导线:连接电路,输送电能。
5、电路三种状态:
(1) :当开关闭合时,电路中会产生电流,也叫闭合电路。
(2) :当开关断开,或电路中某一处断开时,电路中就不再有电流,也叫断路。
(3) (电源短路和用电器短路)
① 短路:不经过用电器,而直接用导线将电源两极连接起来;
特点:电源短路时,电路中有很大的 ,可能会损坏电源或导线,甚至引发火灾。
② 短路:电路是接通的,但用电器两端被导线直接连通;
特点:被短路的用电器 。
6、电路图
(1)电路图:用元件符号代替实物表示电路的图称为 。
(2)电路元件及符号
电池
电池组
灯泡
开关
导线
导线交叉不相连
导线交叉相连
(3)画电路图的方法
①从电源 出发,最后回到 ;
②碰到支点时候选择任意一条支路先回到负极,做好支点的标记,之后从该支点的另一条路回到负极。
(4)画电路图需注意的问题
①要画得横平竖直; ②规定的符号;
③元件分布要均匀; ④元件不要画在拐角处;
⑤连接处注意打“点”。
四、串、并联电路
1、串联和并联
(1)串联:用电器 连接起来的电路叫串联电路。
(2)并联:电路元件 在连接点的电路叫并联电路。
2、干路和支路
在并联电路里,并联用电器的连接点叫做电路的 。从电源的两极到两个分支点的那部分电路叫 ,两个分支点之间的两条电路叫 。
3、串联和并联区分
串 联
并 联
电
路
图
连 接
特 点
元件逐个顺次相连,无分支
各用电器两端分别连在一起,然后接到电路中
工 作
特 点
任意一个用电器不工作,其他用电器均
某一条电路断开时,其他支路上的用电器
开关的
控 制
特 点
一只开关可控制各用电器工作,且与开关的位置
干路上的开关可以控制 用电器,而支路上的开关只能控制 的用电器
实 例
装饰小彩灯、开关和用电器
家庭中各用电器、各路灯
例1、(2025•浙江模拟)马路上的扫码电瓶车都配备了安全头盔,使用前要先扫码(开关S1闭合),并戴好安全头盔(开关S2闭合),此时车才能正常启动。骑行时需要旋转车把手(变阻器顺时针转动),车子就能加速前进。下列哪个电路能满足此设计要求( )
A. B.
C. D.
例2、(2025•丽水二模)某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路,要求:开关断开时,电灯和电铃均不工作;开关闭合时,灯亮铃响,即使电灯因断路不亮,电铃仍可工作。如图所示的电路中,符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【考点2 电流与电压】
【考点剖析】
一、电流
1、电流强度
导体中电流的大小称为 ,简称 ;电流是指 内通过导线某一截面的电荷的多少,用字母 表示。
2、电流的单位: ,简称 ,符号为 ;更小的位有 ( )、 ( )。
3、单位的换算: 1安= 毫安,1毫安= 微安。
二、电流表与电流的测量
1、电流的测量工具: 。
2、电流表的符号: 。
3、电流表的量程和分度值
(1)电流表有 个接线柱,“-”表示负接线柱,两个“+”接线柱(注意不是“+”极和“-”极);
(2)使用“0.6”和“-”两个接线柱时,它的量程是 ,最大可测 的电流,每个大格为 ,每个小格为 ,即分度值为 ;
(3)用“3”和“-”两个接线柱时,量程是 ,最大可测 的电流,每个大格为 ,每个小格为0 ,即分度值为 ;
(4)同一刻度线,大量程数值是小量程数值的 倍。(重要)
4、电流表的使用规范
(1)正确选择量程;使用前应先检查指针是否指在零刻线处;用 确定量程。
【操作:应先拿电路的另一个线头迅速试触电流表 的接线柱,如果指针偏转太 ,再使用较小的量程。】
(2)必须把电流表 在电路中。
(3)使电流从电流表“+”接线柱流 ,从“-”接线柱流 。
(4)绝对不允许不经过用电器把电流表直接接到 ;否则,电流表会因通过的电流太大而烧毁。
三、串并联电路电流特点
(1)在串联电路中,电流处处 。表达式: 。
(2)在并联电路中,干路电流等于各支路电流 。表达式: 。
四、电压
1、电压的作用:电压是使电路中自由电荷发生定向移动形成 的原因。
2、电源的作用:使电路存在一个稳定的电压而使电流得以持续。
3、导体中形成电流的条件: 、 。
4、电源、电压、电流三者关系
电源是提供电压的装置。电源产生 ,电压产生 。
5、电压的表示:电压用字母 表示。
6、电压的单位: ,简称 , 。
7、单位的换算:1千伏(KV)=103伏(V)= 毫伏 = 微伏 。
8、常见的电压值
(1)一节干电池U= V; (2)家庭电路U= V; (3)对人体的安全≤ 。 五、电压表与电压的测量
1、电压的测量工具: 。
2、电压表的电路符号: 。 3、电压表的量程和分度值
(1)电流表有三个接线柱,“-”表示负接线柱,两个“+”接线柱(注意不是“+”极和“-”极);
(2)使用“3”和“-”两个接线柱时,它的量程是 伏,最大可测 伏的电压,每个大格为 伏,每个小格为 伏,即分度值为 伏;
(3)用“15”和“-”两个接线柱时,量程是 伏,最大可测 伏的电压,每个大格为 伏,每个小格为 伏,即分度值为 伏。
(4)同一刻度线,大量程数值是小量程数值的 倍。(重要)
4、电压表的使用规范
(1)测量电压时,必须正确选择电压表的 。
(2)测量某一部分电路的电压时,必须把电压表与这部分电路 。
(3)把电压表的“+”接线柱接在与电源正极相连的那端,“-”接线柱接在与电源负极相连的那端(“+”进、“-”出)。
六、串并联电路电压特点
串联电路 (两个电阻)
并联电路 (两个电阻)
电压规律
串联电路中电路两端总电压,
等于各部分电压
并联电路中各支路两端的电压相等,
都 总电压。
表达式
U=U1+U2+……
U=U1=U2=……
例3、(2025•东阳市三模)在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片,即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连,如图所示。下列说法正确的是( )
A.铜片是番茄电池的负极
B.图中所示的电压值为4V
C.为提倡节约,制作电池后的番茄仍作蔬菜食用
D.番茄电池形成通路后,电子将从锌片流向铜片
【考点3 电阻】
【考点剖析】
一、物质的导电能力
1、导体与绝缘体
(1)导体: 的物质叫做导体,主要是物体中电荷可以 。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体: 的物质叫做绝缘体。电荷不能 ,摩擦起电的材料多数使用绝缘体,常见的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
<名师指点>:
①纯净的水是 的,但由于普通的水中溶有大量其他的物质,因此普通的水是能导电的。
②家庭电路中的所有导线都是用塑料、橡胶等绝缘材料包裹着的,主要是为了 。
(3)导体与绝缘体不是绝对的
有些绝缘体在条件改变时会变成导体,如: 的玻璃会导电;导体的 后,会使它的导电能力下降,甚至不容易导电。
2、半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做 。常见的半导体材料是 ,半导体主要应用于电子工业。
3、导体易导电、绝缘体不易导电的原因
(1)金属导体导电的原因是:内部存在大量 。
(2)绝缘体不导电的原因是:内部 。
二、电阻
1、概念
电阻是用来表示导体对电流的 作用能力强弱。绝缘体的电阻 ,电流不容易通过;导体的电阻 ,电流容易通过。
2、电阻符号:用R表示导体的电阻,在电路图中的符号是“ ”。
3、电阻单位:在国际单位制中,电阻的单位是 ,简称欧,符号是 ;比欧姆大的单位还有 、 。
4、单位换算:1兆欧(MΩ)= ,1千欧(KΩ)= 。 三、影响导体电阻大小的因素
(1)内部因素
导体的电阻大小与导体的 、 、 有关;用同种材料的导线,导线越长,电阻越 ;导线越细,电阻也越 。(即在导体的材料相同时,导体的电阻跟导体的长度成 ,跟导体的横截面积成 ,R=ρ·) (2)外部因素
温度的变化金属导体的电阻会随温度的升高而 ,玻璃的电阻随着温度升高而 。
<名师指点>:电阻是导体本身的一种 ,它反映了导体对电流的 。这种阻碍作用是由导体本身的材料、长度、横截面积以及温度等因素决定的,而与导体两端的电压大小和通过导体的电流大小无关。换句话说,无论我们如何改变导体两端的电压或通过导体的电流,只要导体本身的材料、长度、横截面积和温度保持不变,那么导体的电阻就不会改变。
5、 现象:某些材料温度降低到一定程度时,电阻突然消失的现象。
6、生活中的导线
在相同条件下,银、铜、铝的电阻很小,而镍铬合金的电阻较大。因此,人们常用电阻小而价格实惠的铜或铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大,可用作绝缘材料。
7、人体的电阻大小
(1)人体电阻的平均值是1 000~ 2 000Ω。不同的人或一个人在不同情况下的电阻值是不同的。
(2)气温高或人体出汗时,人体的电阻值较 ;气温低空气干燥时,人体的电阻值较 。
四、滑动变阻器
1、滑动变阻器的构造
滑动变阻器是由 、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成,它的两头分别与两个下接线柱相连,套在金属棒上的滑片可在金属棒上滑动,并与线圈紧密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆已被刮去。
2、原理:通过改变 来改变电阻大小。
3、名牌数值的物理意义
“电阻值”表示该变阻器的 ,“电流值”表示该变阻器允许通过的 。
例如:变阻器的铭牌上标有“200Ω5A”,200Ω表示该滑动变阻器的 ,5A表示 。
4、滑动变阻器的接线方式与使用方法
(1)先确定滑动变阻器的 和 ;
(2)用滑动变阻器改变哪个用电器的电流,就跟哪个用电器 联在电路中,连接时要接“ ”两个接线柱;
(3)接通电路前,应将滑动触头滑到 处,以 。
<名师指点>:接“同上”两个接线柱时,作导线用,电阻为 (如下左图);接“同下”两个接线柱时,作定值电阻用, (如下右图),这两种接法都不能改变电阻。一上一下的时候注意滑片离下端越远是阻值越 。
例4、(2024•温州三模)如图虚线框内是光敏变阻器的结构图,AB为阻值均匀的薄膜电阻,EF为一条导电电极(相当于导线),在AB、EF之间是光导电层(无激光照射时为绝缘体;有激光照射时被照射处的光导电层导电,在该点处将薄膜电阻和导电电极接通),①、②、③为接线柱。
(1)光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是 。
(2)请将光敏变阻器正确串联到如图的电路中,要求开关闭合后,当激光束水平左移时灯泡变暗。
【考点4 欧姆定律】
【考点剖析】
一、探究电流与电压、电阻的关系
实验一:电流与电压的关系
1、实验电路图
2、实验方法
本实验采用 ,控制 不变,使电阻两端的电压成整数倍地变化,观察并记录电路中电流大小的变化。
3、自变量与因变量
(1)实验自变量: ;
(2)实验因变量: ;控制 不变。
4、滑动变阻器的作用
(1) ;
(2) ,从而改变电流得到多组数据。
5、结论:在电阻一定的情况下, 。
实验二:电流与电阻的关系
1、实验方法
本实验采用 ;控制定制电阻两端 ,更换不同阻值的定制电阻,探究电流与电阻的关系。
2、自变量与因变量
(1)实验自变量: ;
(2)实验因变量:电流;控制电压不变。
3、滑动变阻器的作用
(1)保护电路;
(2)控制定制电阻两端 。
4、结论: 。
<名师指点1>:探究电流与电阻的关系的注意事项
①电流和电阻也是针对 而言的。
②同样地不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为,电阻是导体本身的一种 ,它的大小由导体本身来决定,与导体中通过的电流 。
<名师指点2>:两个实验的注意点
(1)开关断开连接电路;电表的正确使用;滑片的位置。
(2)控制变量法的运用:a. 在研究电流与电压关系时,控制了电阻不变;
b. 在研究电流与电阻关系时,控制了电阻两端电压不变。
(3)进行多次测量,避免实验的 ,使实验结论更具 。
(4)滑动变阻器的作用:a. 保护电路;
b. 调节电路电流,改变定值电阻两端的电压。
二、欧姆定律
1、欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 。
2、数学表达式: 。变形公式: , 。
3、欧姆定律的理解
(1)统一性:单位统一,U-伏,R-欧,I-安;
(2)同一性:I、U、R对应 或 ,可用角标标注,如R1、I1、U1;
(3)同时性:I、U、R针对同一时间而言,如移动滑动变阻器导致电路变化;
(4)欧姆定律适用于 ,且适用整个电路或其中某一部分电路。
例5、(2025•路桥区二模)小柯利用图甲所示的电路验证欧姆定律。
次数
电压/V
电流/A
1
1.0
0.11
2
2.
0.21
3
2.5
0.26
(1)根据图甲电路图连接实物,请用笔画线代替导线完成图乙电路连接 。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,(若故障只有一处)以下对于电路故障的分析正确的是: 。
A.不可能是R断路
B.可能是R短路
C.把电压表和电流表互换位置,电压表有示数,电流表无示数
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端进行检测
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示。则可以得到的实验结论是 。
(4)小柯在研究电流与电压关系的实验中,定值电阻R的阻值为10欧,通过滑动变阻器多次实验得到相关数据如表所示。结束实验整理器材时发现,测量过程某个电表没有调零。则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是 。
A.B.
C.D.
【考点5 伏安法测电阻】
【考点剖析】
1、实验原理:R= 。
2、实验电路图
3、实验表格
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
1
2
3
4、注意事项
(1)在选取器材时,电流表的量程要 电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略 或接近于小灯泡的电阻,以使调节效果明显。
(2)在连接电路时,要 ,将电流表、电压表、滑动变阻器正确接入电路,并注意防止短路的发生。
(3)在闭合开关前,应把变阻器的滑片移到 处,使电路中电流最小,目的是保证电路中各元件的安全。
(4)注意把每次测量的结果和灯泡的发光情况记录下来。
(5)分析处理数据,对于测得的各组电压值和电流值,计算出相应的电阻,然后比较几次实验测得的电阻,会发现灯泡变暗时,电阻变小。这不是测量误差,而是因为随着灯泡两端的电压减小,灯泡的温度 ,从而使灯丝的电阻 。
例6、(2025•洞头区模拟)某兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得电阻的阻值也越大。针对上述现象,同学们提出猜想:
猜想①:灯丝两端的电压增大导致电阻增大。
猜想②:灯丝的温度升高导致电阻增大。
为研究猜想①,同学们进行了如下研究。
【实验器材】干电池2节,额定电压为2.5V的小灯泡1只,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
次数
1
2
3
4
5
电压/V
电流/A
电阻/Ω
【实验方案】
①按图1连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中。
②闭合开关S,读出电压表和电流表示数,记录在表格中。
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②。
(1)某次闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为 安。
(2)实验中将灯丝浸入水中的目的是 。
(3)若观察到 现象,则假设①被否定。
(4)实验结果表明灯丝电阻变化与施加电压无直接因果关系后,某同学直接得出”灯丝电阻增大是由温度增大引起”的结论。请评价他结论得出过程是否合理,并说明理由。 。
题型一.电荷间的相互作用规律
1. (2025•温州二模)将橡胶棒或玻璃棒靠近不同的塑料吸管,发生偏转如箭头,能证明吸管一定带负电的是( )
A. B.
C. D.
2. (2024•西湖区校级二模)随着人们越来越追求高品质的生活,空气净化器逐渐走入家庭。如图为某空气净化器工作原理示意图。当脏空气进入净化器后,灰尘颗粒先经过高压钨丝而带上正电荷,再通过带负电荷的滤网时,被滤网捕获,从而获得洁净空气。
(1)雾霾天气时光照严重不足,接近大气底层的紫外线明显减弱,使得大气中的细菌很难被杀死,从而使通过空气、飞沫传播的 (填传染病的类型)的发病率大大增加。
(2)脏空气能进入净化器,是因为风机工作使得净化器内气压 。(选填“增大”、“不变”、“减小”)。
(3)灰尘能被滤网捕获的原因是 。
(4)洁净空气量(CADR)是反映其净化能力的性能指标,CADR值越大,其净化效率越高。利用CADR值,可以评估其在运行一定时间后,去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算,CADR(V—房间容积;t—空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间)。此空气净化器CADR为 120米3/时,某房间容积V为50米3,则使房间污染物浓度下降90%所用时间t为 小时。
题型二.串、并联电路的设计
3. (2025•浙江模拟)如图是一款热销的会唱歌、走路的遥控电动玩具,先将玩具上的开关S1闭合,指示灯亮,然后才能使用遥控器控制其走路和唱歌,走路和唱歌可以单独进行,也可以同时进行。下列电路设计符合电动玩具要求的是( )
A. B.
C. D.
4. (2025•宁波二模)我市已逐渐开始实行电动自行车新政策:只允许新国标电动自行车上路,要求车速不超过25km/h。下面是同学们设计的某品牌电动自行车的电路,其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时,电动机转速变快,当转速超过一定值,电铃会自动报警”的电路是( )
A. B.
C. D.
题型三.串并联电路的电压特点
5. (2025•南湖区校级模拟)如图所示为多挡位加热器的电路图,电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时,对电路的分析正确的是( )
A.R1和R2串联
B.R1两端的电压小于R2两端的电压
C.流过R1的电流大于流过R2的电流
D.如果R1断了,R2也不能工作
6. (2022•杭州模拟)小金用图甲所示的电路探究串联电路电压的规律,实验时意外发现:“当变阻器滑片P向左移时,两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑,在老师的引导下,知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻,可将它看作一个理想电源(电压U恒定,电阻为0)与一个电阻r的串联(图乙所示),为了测量干电池电阻r,他选择了适当器材,设计出如下的实验方案。
(1)选用的器材:一个电压表,符合实验要求的已知阻值的定值电阻R1,导线和开关若干,一节旧干电池。
(2)设计出了如图丙的实验电路图。
(3)请你根据他所设计的电路图,帮他写出主要的实验步骤和需测量的物理量。 。
(4)请你帮他写出干电池电阻r的数学表达式(用已知量和测量量表示): 。
题型四.电压表的使用
7. (2024•吴兴区模拟)如图甲所示,小科制作了一个利用电压表测物体质量的装置,它能在电压表上直接读出秤盘上所放物体的质量大小。闭合开关,当秤盘上不放任何待测物体时,应调整弹簧悬挂高度,使电压表示数为零,相当于完成了装置称量前的调零。
(1)当秤盘上放140克物体时,电压表指针位置如图乙,读数为 伏;
(2)小科想将电压表刻度盘上的电压值直接改装成质量值,则图丙中C的数值应为 。
题型五.影响电阻大小的因素
8. (2025•庆元县一模)王老师以电池和口香糖锡纸为材料制作取火工具:取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图甲所示)。将锡纸条两端分别接在电的正负极,很快发现锡纸条ab段先冒烟着火(如图乙所示)。已知ab和bc长度相等,则通电时,与bc段相比,ab段的( )
A.电压较大 B.电流较大
C.产热较少 D.电功率较小
9. (2025•东阳市模拟)把装满盐水的气球连接在如图所示的电路中,接通电路灯泡发光。若两手向相反的方向拉扯连接气球的导线,使气球变长,下列推测合理的是( )
A.盐水气球电阻变小 B.电流表的示数变大
C.灯泡亮度保持不变 D.电压表的示数变小
10. (2025•钱塘区模拟)某同学利用如图所示装置探究影响铅笔芯电阻大小的因素,闭合开关,保持A夹不动,移动B夹,发现电流表示数发生改变。此现象反映了影响铅笔芯电阻大小的因素是( )
A.长度 B.温度 C.材料 D.横截面积
11. (2025•乐清市校级模拟)小明在探究“导体的电阻与导体长度”的关系时,选择图甲所示的器材,并连接了部分电路。将固定在木板上长为15厘米的铅笔芯作为研究对象,标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时,电流表示数减小,需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的 (选填“A”“B”或“C”)接线柱连接。
(2)小明将电路连接完整,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用根导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是 。
(3)小明排除故障后,某次实验的电流表示数如图乙,结合甲图电路连接,读数为 安。
(4)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/厘米
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/欧姆
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
请在丙图的坐标纸画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像。
12. (2025•西湖区校级三模)小科利用如图甲所示的实验装置探究电阻的大小与哪些因素有关。图乙中A为锰铜合金线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积。请回答:
(1)图甲中,小乐是通过 判断电阻大小的。
(2)在探究电阻大小与导体横截面积的关系时,小乐应选择其中 两根合金线分别进行实验。
(3)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,触摸屏相当于一根电阻丝,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。如图丙,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图丙所示的电路,电源电压不变,当触摸点在竖直方向移动时,电路中的电流 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(触摸时会改变电阻的长度)
(4)目前市场上折叠屏手机的使用材料包括柔性屏幕和铰链结构材料,这种屏幕需要具备高柔韧性、可折叠性、导电性等。请你推测这种屏幕还可能具有什么性质: 。
13. (2025•东阳市三模)小科通过查阅资料发现,欧姆在探究欧姆定律时曾做过一个实验:如图所示,电流扭秤内有小磁针,其作用与电流表相同,将金属棒的一端浸入沸水中,另一端浸入碎冰中,从而形成温差电池,以提供电源电压。当用待测导线连接两个水银杯,就能形成闭合回路,产生电流,并利用电流扭秤来测量电流强度。欧姆利用8根直径相等但长度不同的铜导线进行实验,探究当待测导线两端电压相同时,电流和待测导线之间的关系。请回答:
(1)实验时将待测导线放入两个水银杯中,这是利用了水银的 性。
(2)实验时是通过观察电流扭秤中 来比较电流强度大小的。
(3)实验时需保持相同的电源电压,在此实验中,是通过保持 相同来实现保持电源电压相同的。
(4)欧姆通过实验推导出(X表示电流强度,k为常数,S为导线的横截面积,a为导线两端的电压差,L为导线长度),在此基础上又引入了电阻的概念,由此可知电阻R= (用题中字母表示)。
14. (2025•萧山区二模)为了探究导体导电能力是否与材料等因素有关,科学兴趣小组利用电压恒定的学生电源、不同规格的金属丝(如表所示)、电流表、开关等器材进行了如下实验。
步骤一:将①号金属丝的A、B端接入电路,使导线的P端与B相连(如图甲)。
步骤二:闭合开关,记录电流表示数I1,立刻断开开关。
步骤三:将P分别移至金属丝的C、D点,闭合开关,记录电流表示数分别为I2、I3,并立即断开开关。
步骤四:分别用②、③、④号金属丝替换①号金属丝重复上述步骤。
编号
材料
长度
横截面积
①
镍铬合金
1米
1毫米2
②
镍铬合金
1米
2毫米2
③
镍铁合金
1米
1毫米2
④
锰铜合金
1米
1毫米2
(1)步骤二中,记录图乙所示电流表的示数为0.34A,请用箭头标出此时电流表指针的位置。
(2)编号①②实验对比,探究的问题是 。
(3)实验中,每次都要等材料完全冷却后,再测量电流。这种做法主要是因为 。
(4)查阅资料得知:长度、粗细均相同的锰铜合金电阻非常小。试分析用④号金属丝实验时可能存在的安全隐患: 。
题型六.变阻器
15. (2025•浙江一模)在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器。电位器的外形及其内部构造如图所示,A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时,下列说法中不正确的是( )
A.电位器是通过改变接入导体的长度来改变电阻大小
B.只把A和C接入电路,无法改变通过电位器的电流
C.把A和B接入电路,逆时针旋动滑片可使电流变小
D.把B和C接入电路,顺时针旋动滑片可使接入电阻变小
16. (2024•义乌市校级三模)电动汽车利用旋钮变阻器实现对转速的控制,车速仪由电路中的电流表改装,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,车速仪示数变大。则与M、N相连接的是( )
A.E和F B.O和E
C.O和F D.以上接法均可
17. (2023•金华二模)如图所示的闭合回路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处在 (填“最左端”,“中间”或“最右端”),当某同学实验时,刚一试触就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能有哪些? 。
题型七.探究电流与电压的关系
18. (2025•嘉兴二模)为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,小嘉设计了图甲所示的电路。电源电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
(1)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图乙所示,原因可能是 。
(2)改正错误后,小嘉继续实验,将有关实验数据标记在图丙上。分析图丙可知,他所选择的滑动变阻器的规格可能是( )(选填字母)。
A.10Ω;2A
B.25Ω;2A
C.25Ω;0.5A
D.50Ω;0.5A
(3)图丙中,阴影部分的面积大小表示 。
(4)分析数据可以得出的结论是 。
19. (2025•浙江模拟)小科设计了如图1所示的电路探究电流与电压的关系,电源电压为4V,通过实验测得数据如表:
实验次数
电压U(V)
电流I(A)
()
1
1.4
0.14
2
2.2
0.22
3
3.6
0.36
(1)分析表格数据,可得出的结论是通过电阻的电流与其两端的电压成正比关系,请你写出得出该结论的理由: 。为了使实验结论更准确,应该 。
(2)在上个实验的某础上,小科想研究小灯泡的电流与电压的关系,选择额定电压为2.5V的小灯泡进行实验。在实验过程中,小科将滑动变阻器的滑片从A端开始移动,直到灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡的电流和电压的几组数据,并绘制了小灯泡的电流与电压关系图像,如图2所示。
①小灯泡的电流与电压关系是如图2所示的曲线,是因为 。
②该实验中小科选择的滑动变阻器可能是 。
A.滑动变阻器R1(20Ω,3A)
B.滑动变阻器R1(50Ω,2A)
C.滑动变阻器R1(2000Ω,0.25A)
20. (2025•浙江二模)小科用图甲电路验证“电流与电压的关系”。器材有:两节新干电池,开关,滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω的定值电阻各一个,电压表和电流表各一个,导线若干。
(1)图甲中,电表1应为 表(选填“电压”或“电流”)。
(2)小科将5Ω的电阻接入电路,检查电路无误后,依次得到五组数据,并绘制I—U图像如图乙,发现电流与电压并不成正比,则可能得原因是 。
(3)得知原因后小科重新进行实验,并绘制I—U图像如图丙,从而验证了电流与电压的关系,则滑动变阻器最大阻值不少于 Ω。
(4)为了使实验更具有普遍性,小科换用10Ω的电阻重复前面操作,得到多组数据,请在图丙中画出本次实验中I—U的大致图像。
21. (2025•舟山三模)如图所示时通过灯L、定值电阻R的电流与其两端电压的关系。若将灯L、定值R并联后接入4V的电源,通过干路的电流为 A;若将灯L、定值电阻R串联后接入6V的电源,则灯L的电功率为 W。
题型八.探究电流与电阻的关系
22. (2025•嵊州市一模)在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
23. (2025•浙江一模)图甲是研究“电流与电阻的关系”的实验装置。一节干电池的电压是1.5V,滑动变阻器的规格是“50欧,1安”,请据此分析:
(1)请你用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整。(要求滑片P向右滑动时,接入电路的电阻增大)
(2)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是 。
(3)排除故障后,小组同学用5欧的定值电阻进行实验,测得的电流如图乙所示,其示数为 安,并记录在a处。然后,更换定值电阻R为10欧、15欧,调节滑动变阻器,使R两端的电压始终保持不变,并记录每次电阻值和电流值,填写在表中。
实验次数
电阻R(欧)
电流I(安)
b
1
5
a
2
10
0.18
3
15
0.12
(4)分析实验数据,可以得出电流与电阻的关系。为了描述这种关系,b处应填入的内容是 。
24. (2025•上虞区二模)为了研究通过导体的电流与电阻的关系,某同学根据图甲所示的电路图,将实验器材连接成如图乙所示的实物图。
(1)若按图乙进行实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将会出现的现象是 。
(2)经检查,图乙中一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”并补画出正确的连线。
(3)改正错误后,该同学继续实验。先接入5Ω的定值电阻,闭合开关,读出电流表的示数为0.8A,记录数据后断开开关;再将定值电阻R换成10Ω的,闭合开关, (填操作),记录数据后断开开关;换用15Ω等电阻继续实验。
(4)若换用20Ω电阻实验时,电压表的0~15V量程损坏,身边没有其他器材可用,要完成该实验,该同学应该 (填操作)。
25. (2025•定海区三模)为了探究“通过导体的电流与电阻关系”,小明利用6伏的电源、“40欧,1安”的滑动变阻器、阻值分别为5欧、10欧、20欧的R1、R2、R3等器材进行如下实验。
①按如图甲连接电路。
②闭合开关S1,将S2与a接通,调节滑动变阻器滑片P至电压表的示数达到设定值,记录电流表的示数为I1。
③分别将S2与b、c接通,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数与步骤②的设定值相同,分别记录电流表的示数为I2、I3。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)步骤②中R1两端电压达到设定值时,电压表示数如图乙,则该电压值为 。
(3)步骤③中调节滑动变阻器滑片时,其移动方向为 。
(4)为了使结论更具普遍性,需要在不同电压设定值下进行重复实验。若设定电压值为1伏,利用上述仪器能否完成实验并说明理由 。
题型九.探究电流与电压、电阻的关系
26. (2025•金华二模)某兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得灯丝的阻值也越大。针对上述现象,同学们提出猜想:
猜想①:灯丝两端的电压增大导致电阻增大。
猜想②:灯丝的温度升高导致电阻增大。
为研究猜想①,同学们进行了如下研究:
【实验器材】干电池2节,小灯泡灯丝1根,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
【实验方案】
①按图1连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中。
②闭合开关S,读出电压表和电流表示数并记录。
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②。
(1)某次闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为 A。
(2)实验中将灯丝浸入水中的目的是 。
(3)若观察到 现象,则假设①被否定。
【实验反思】
(4)在测量小灯泡额定电阻中,某同学运用欧姆定律,从三次实验中的电压和电流平均值求出电阻平均值。请评价这种是否可行,并说明理由: 。
27. (2025•杭州模拟)据史料记载,欧姆曾用图甲电路来研究电流与电压、电阻的关系,该电路中温差电源的电压与温差成正比。当电路中有电流通过时,小磁针偏转,转动手柄,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。改变电源温差,利用同一铁丝多次实验得出表1数据;控制电源温差不变,用粗细相同、长度不同的铁丝多次实验得出表2;(已知:手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比)
表1
实验组别
1
2
3
4
电源温差(摄氏度)
20
40
60
80
手柄转过角度(度)
50
100
150
200
表2
实验组别
1
2
3
4
铁丝长度(英寸)
2
4
6
10
手柄转过角度(度)
305
281.5
259
224
(1)分析表1中数据,可以得到的初步结论是 ;
(2)对表2中数据分析发现,无法得出通过铁丝的电流与铁丝电阻成反比的结论;于是在铁丝两端连接一个电压表,重复实验,发现当铁丝长度改变时,电压表示数也发生改变,据此分析电流与铁丝电阻不成反比的原因 ;为了解决上述原因,请提出改进的方法 。
28. (2025•上城区一模)项目小组基于新能源汽车电池智能温度监测系统原理,研发了一款温度监测模拟装置,其核心测温电路如图甲所示。电源电压U=6V恒定,定值电阻R0=30Ω,热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。当温度变化时,R1的阻值改变,导致电压表示数变化。小组同学将温度示数标记在电压表上,可以完成电压和温度的转化。
(1)当温度为0℃时,电压表的示数为 。
(2)当R1为60Ω时,系统启动散热,请计算此时电路电流大小。
(3)小组改装的温度检测刻度盘是否均匀,请分析说明理由。
题型十.欧姆定律
29. (2025•浙江模拟)国家卫生健康委发布的《体重管理指导原则(2024年版)》指出,如果得不到有效遏制,2030年,我国成人超重肥胖率将达70.5%,儿童超重肥胖率将达31.8%。如图是一个自动体重测试仪的工作原理图,有关它的说法不正确的是( )
A.体重显示表是用电流表改装成的
B.体重越大,R2接入电路的阻值越小
C.体重越大,体重显示表的示数越小
D.R1的作用是保护电路
30. (2025•浙江模拟)科学小组利用定值电阻R0、声敏电阻R(阻值会随声音强弱发生变化,如图甲所示)、电流表(0~0.6A)、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置。该装置电路如图乙所示。在某次测试中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为50dB时,电流表示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.该电路中的电流随声音强度增大而减小
B.R0阻值是5Ω,电源电压为10V
C.当电流表示数0.3A,噪声强度为60dB
D.若要增大噪声的测量范围,可以减小R0的阻值
31. (2025•拱墅区一模)如图甲所示为自动气象站中的测温装置,学校科技小组模拟制作了一个测温器。测温器电路如图乙所示,其中电阻R为铂质电阻,其阻值随温度的变化如图丙所示;“恒流源”是一个特殊电源,R的阻值变化时,电源输出的电流能保持恒定不变。小组同学想将灵敏电压表改装成气温表,以反映环境的温度。实验发现:环境温度从20℃上升到40℃时,灵敏电压表的示数变化了16mV。则:
(1)通过电阻R的电流恒定为 mA。
(2)若将灵敏电压表改成气温表,则0℃应标在电压表的 mV处。
(3)由灵敏电压表改成的气温表,其刻度 (选填“均匀”或“不均匀”)。
(4)当温度的变化值相同时,灵敏电压表示数的变化值越大,表示气温表的灵敏度越高。则要提高其灵敏度,可采取的做法是 (写出1点)。
32. (2025•余姚市模拟)图1是某电压力锅的实物图,图2是它的电路图。其中,S1为定时开关。S2为压力开关,锅内压强低于160千帕时,S2闭合,当锅内压强达到180千帕时,S2断开;R1、R2均为发热电阻。R1=48.4欧,R2=193.6欧。闭合开关S1,电压力锅开始加热升压,当锅内气压到达180千帕时,电压力锅进入保压状态,直至断开,电压力锅加热结束。已知电压力锅盖横截面积为300厘米2。
(1)当升压刚结束时,电压力锅内气体对锅盖的压力为 。
(2)某同学从铭牌上得知该电饭锅能效等级为三级,国家标准中规定三级能效的热效率值范围为81%≤η<86%(热效率是指以最大功率加热时,水吸收的内能与高压锅消耗电能的比值)。为测试该高压锅能效等级是否符合,该同学在高压锅内加入0.8千克26℃的水,用220伏的电源电压进行加热。锅内气压与加热时间如图3所示,水的沸点与气压关系如表所示。请根据以上信息,通过计算判断该电高压锅的能效等级是否符合三级要求。
气压/千帕
100
120
140
100
180
200
沸点/℃
100
104
109
113
116
120
题型十一.电路的动态分析
33. (2025•浙江二模)如图所示是一种测定风速的装置,风速表是由电压表改装而成的,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,探头和轻质金属杆与滑动变阻器的滑片P相连,可上、下移动。当探头上方风速变大时,下列说法正确的是( )
A.通过R2的电流将变小 B.电压表的示数将变小
C.电路的总电阻不变 D.电路的总功率将变大
34. (2025•龙湾区校级三模)如图为小阳设计的遮光感应烟雾探测器部分原理图,在不透光烟室内装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R0(光照越强,R0阻值越小,反之则越大)的电路,R为定值电阻,电源电压恒定。当有烟雾进入烟室时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数减小
C.电流表示数增大,电压表示数增大
D.电路总电阻增大,电压表示数减小
35. (2025•瓯海区校级模拟)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数都变小
D.电压表示数变大,电流表示数变小
36. (2025•庆元县一模)如图甲所示是健身蹦床,原理图如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在运动者从与蹦床接触至下落到最低点过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数逐渐变小,电压表V的示数逐渐变大
B.R1消耗的功率逐渐变大,整个电路消耗的功率逐渐变大
C.电压表V与电流表A示数的比值逐渐变小
D.电压表V示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值逐渐变大
37. (2025•诸暨市三模)为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴水压表(图1)和深度表。图2是深度表的工作原理简化电路图,R0是定值电阻,RP是压敏电阻,其阻值随潜水深度的增加而减小。潜水员下潜时,利用示数增大的电表反映深度的变化。则( )
A.潜水深度越大,电压表示数越大
B.电流表反映深度的变化
C.潜水深度增加时,电压表和电流表的比值变大
D.电源电压降低后,潜水时深度表显示的深度比实际深度偏大
38. (2025•舟山模拟)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
1. (2025•嘉兴二模)电动独轮车是新一代的节能、环保、便携的代步工具。其工作原理是当电源开关S闭合时指示灯L亮起,车处于待机状态;当人再站到车上时开关S1自动闭合,电动机M才能工作,以下电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2. (2025•鹿城区校级二模)智能温室大棚在温度过高时需要降温保护植物。闭合开关S2,当大棚内温度升高到一定数值,温控开关S1自动闭合,水帘装置M启动,通过水分蒸发吸热来降低棚内温度。断开开关S2,水帘装置和工作系统同时停止工作。下列符合大棚温控特点的原理图是( )
A. B.
C. D.
3. (2025•玉环市二模)智能门锁开门的方式有指纹识别、密码识别和人脸识别,分别用S1、S2、S3表示。只要其中任意一种方式识别成功(即开关闭合),电机M启动工作,实现自动开门。下列四种电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4. (2025•衢州一模)某电动汽车的车门有三种识别解锁方式:①手机蓝牙(开关S1);②NFC钥匙卡(开关S2);③传统遥控钥匙(开关S3)。任意一种方式识别成功,相应开关闭合,电动机M通电启动,车门解锁。为实现上述功能,下列电路设计图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5. (2025•玉环市二模)如图甲所示,把铜片、铁片插入菠萝中,发现电压表的指针发生偏转,用电压表测量它的电压。则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为0.5V
B.电压表能提供电压
C.通过铜片的电流比锌片的电流大
D.铜片是水果电池的正极
6. (2025•浙江模拟)小明自制“伏打电堆”并连接了如图所示电路。闭合开关S,小灯泡发光,电压表指针右偏,则下列说法正确的是( )
A.金属A是电堆的正极
B.“伏打电堆”将电能转化为化学能
C.若小灯泡断路,电压表仍有示数
D.若断开开关,A、B两金属间无电压
7. (2025•浙江三模)为了探究导体导电能力是否与材料等因素有关,科学兴趣小组利用电压恒定的学生电源、不同规格的金属丝(如表所示)、电流表、开关等器材进行了如下实验。
编号
材料
长度
横截面积
①
镍铬合金
1米
1毫米2
②
镍铬合金
1米
2毫米2
③
镍铁合金
1米
1毫米2
④
锰铜合金
1米
1毫米2
步骤一:将①号金属丝的A、B端接入电路,使导线的P端与B相连(如图甲);
步骤二:闭合开关,记录电流表示数I1,立刻断开开关;
步骤三:将P分别移至金属丝的C、D点,闭合开关,记录电流表示数分别为I2、I3,并立即断开开关;
步骤四:分别用②、③、④号金属丝替换①号金属丝重复上述步骤。
(1)步骤二中,记录图乙所示电流表的示数为0.34A,请用箭头标出此时电流表指针的位置;
(2)编号①②实验对比,探究的问题是 ;
(3)实验中,每次都要等材料完全冷却后,再测量电流。这种做法主要是因为 ;
(4)查阅资料得知:长度、粗细均相同的锰铜合金电阻非常小。试分析用④号金属丝实验时可能存在的安全隐患: 。
8. (2025•绍兴模拟)如图是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置,已知电源恒为3伏。实验中用四根电阻丝作被测导体,A、B、C三根电阻丝等长,D最长。将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压2伏不变,进行测量并记录,数据如表。
实验组
电阻丝
材料
横截面积(厘米
电流(安培)
1
A
锰铜合金
0.4
0.56
2
B
镍铬合金
0.4
0.44
3
C
镍铬合金
0.2
0.22
4
D
镍铬合金
0.2
0.10
(1)将电阻丝A的两端接入电路,闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至线圈最 (填“左”或“右”)侧。
(2)分析上表中实验组3和4,得到的结论是: 。
(3)为完成上述实验,所选用的滑动变阻器可能是 (填字母)。
A.“5Ω 0.6A”
B.“10Ω 0.5A”
C.“15Ω 0.6A”
(4)工业上将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后雕刻成螺旋状,生产出不同阻值的定值电阻。下列是用相同的金属膜雕刻成的三个阻值不同的定值电阻R1、R2、R3(虚线表示背面剩余金属膜)。你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由: 。
9. (2025•浙江模拟)小李同学利用如图甲所示的电路来探究电流与电压的关系:
(1)在研究电流与电压的关系时,要求保持电阻R的阻值不变,通过 来改变电阻R两端的电压,观察电流大小的变化。
(2)如图乙所示为实验中第三次测量的结果,请把实验数据填入表中。
实验序号
电压U/伏
电流I/安
1
1.2
0.2
2
1.8
0.3
3
(3)分析实验数据,可以得出的结论是 。
10. (2025•龙湾区校级三模)小阳用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系。选用的器材有:稳压学生电源(调至4.5V不变),电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.4
0.2
0.13
(1)请在电路图的圆圈中画上相应的电表符号完成电路图;
(2)连接电路,闭合开关后,移动滑片,发现两电表均无示数。为判断原因,将电压表与滑动变阻器并联,闭合开关后电压表有示数,电流表无示数。若电路中只有一处故障,故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路,记录电流表示数为0.4A。若要将电阻更换为10欧重复实验,则图中滑动变阻器的滑片应向 (填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为2V;
(4)进行第4次实验时,将接入电阻R的阻值换为20Ω,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。为达实验目的,若重新选择器材进行实验,使以上四个定值电阻都能为实验所用,下列调整可行的是( )(填序号,可多选)。
A.换用最大阻值更大的滑动变阻器
B.增大电源电压
C.适当增大定值电阻R两端的电压
11. (2025•鹿城区校级三模)项目学习小组同学设计了如甲图所示的质量仪,其中弹簧A(原长为1米)的上端与滑动变阻器的滑片P相连(此时P处于R的最上端),弹簧A、B的下端与金属板相连。电源电压恒为9伏,定值电阻R0=30欧,R=15欧,R的长度为0.3米,电压表的量程为0﹣3伏。其工作原理为:盛放物体的托盘对弹簧产生的压力,使弹簧压缩带动滑片P下移,从而使电压表的示数发生变化来指示物体的质量,弹簧压缩长度ΔL与压力的关系如图乙所示。当被测物体质量较小时,质量仪比较精确,当物体质量较大时,则质量仪的量程变大。(托盘质量忽略不计)
(1)弹簧B的长度为 。
(2)电压表的示数为2伏时,计算被测物体的质量。(写出计算过程)
(3)若将甲装置中的弹簧A去掉,保持其他条件不变,通过计算在丙图中标出质量仪的零刻度线和量程(标出位置和具体数值)。 。
学科网(北京)股份有限公司
$
第9讲 电路基础与欧姆定律
电路基础与欧姆定律是浙江科学中考电学板块的核心内容,占电学板块比重较大。其命题既涵盖基础概念辨析,又注重知识综合应用,题型全面且常结合生活与实验场景
【考点1 电荷 电路】
【考点剖析】
一、摩擦起电与电荷
1、摩擦起电
(1)概念:物体之间的摩擦会使一个物体上的电子转移到另一个物体上,得到电子的物体带负电,另一个失去电子的物体就带等量的正电。物体所带的电荷叫做静电。
(2)物体不带电的原因
物质由原子构成,原子由原子核和电子构成,原子核带正电,电子带负电,所带电荷量相等,两者相互抵消,对外不显电性。
(3)摩擦起电的实质
不是创造了电,而是电子发生了转移。不同物质的原子核束缚电子本领不同,当两个物体相互摩擦时,束缚电子能力弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电子而带正电。束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
(4)“带电”:一些物体被摩擦后,能够吸引轻小物体,我们就说它带了电。
2、静电:物体通过摩擦所带的电荷(摩擦起电的电不流动)称为静电;静电可以应用在静电复印、静电喷漆、静电除尘,以及激光打印等设备上。
3、两种电荷
自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。
(1)被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷+;
(2)被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷-。
4、生活中的放电现象:雷电是伴有闪电和雷鸣的放电现象。
二、电荷间的相互作用
1、同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。一个带电,另一个不带电的两个小球会吸引。
<名师指点>:“排斥”的两物体一定带同种电荷,“吸引”的两物体可能带异种电荷,也可能一个物体带电,另一个物体不带电(吸引轻小物体)。两物体所带电荷越多,“排斥”或“吸引”时的力越大。
2、验电器原理:同种电荷相互排斥(正负电荷均可移动)。
三、电路与电路图
1、电源:能提供电能的装置叫做电源。
2、电流
(1)电流:电荷的定向移动形成电流。
(2)电流方向:科学上规定,正电荷定向运动的方向为电流方向。
(3)电路中电流的方向
电源外部,电路闭合时,电流总是从电源的正极流出,流入电源的负极;电源内部,由电源的负极流向电源的正极。
(4)金属导体中的电流是由带负电的电子的定向移动形成的,电子从电源的负极流出,流向电源的正极;因此,电子运动的方向与我们规定的电流方向恰好相反。
(5)电流存在的条件:
①需要有提供电能的装置:电源;
②电路必须是通路。
3、电路:把电源、用电器、开关用导线连接起来的电流路径叫做电路。
4、各部分元件在电路中的作用
(1)电源:提供电能,将其他形式的能转化为电能;
(2)用电器:消耗电能,如电灯、电视、电风扇、空调等;
(3)开关:控制电路的断开与接通;
(4)导线:连接电路,输送电能。
5、电路三种状态:
(1)通路:当开关闭合时,电路中会产生电流,也叫闭合电路。
(2)开路:当开关断开,或电路中某一处断开时,电路中就不再有电流,也叫断路。
(3)短路(电源短路和用电器短路)
①电源短路:不经过用电器,而直接用导线将电源两极连接起来;
特点:电源短路时,电路中有很大的电流,可能会损坏电源或导线,甚至引发火灾。
②用电器短路:电路是接通的,但用电器两端被导线直接连通;
特点:被短路的用电器不工作。
6、电路图
(1)电路图:用元件符号代替实物表示电路的图称为电路图。
(2)电路元件及符号
电池
电池组
灯泡
开关
导线
导线交叉不相连
导线交叉相连
(3)画电路图的方法
①从电源正极出发,最后回到负极;
②碰到支点时候选择任意一条支路先回到负极,做好支点的标记,之后从该支点的另一条路回到负极。
(4)画电路图需注意的问题
①要画得横平竖直; ②规定的符号;
③元件分布要均匀; ④元件不要画在拐角处;
⑤连接处注意打“点”。
四、串、并联电路
1、串联和并联
(1)串联:用电器逐个顺次连接起来的电路叫串联电路。
(2)并联:电路元件并列连接在连接点的电路叫并联电路。
2、干路和支路
在并联电路里,并联用电器的连接点叫做电路的分支点。从电源的两极到两个分支点的那部分电路叫干路,两个分支点之间的两条电路叫支路。
3、串联和并联区分
串 联
并 联
电
路
图
连 接
特 点
元件逐个顺次相连,无分支
各用电器两端分别连在一起,然后接到电路中
工 作
特 点
任意一个用电器不工作,其他用电器均停止工作
某一条电路断开时,其他支路上的用电器照常工作
开关的
控 制
特 点
一只开关可控制各用电器工作,且与开关的位置无关
干路上的开关可以控制所有用电器,而支路上的开关只能控制所在支路上的用电器
实 例
装饰小彩灯、开关和用电器
家庭中各用电器、各路灯
例1、(2025•浙江模拟)马路上的扫码电瓶车都配备了安全头盔,使用前要先扫码(开关S1闭合),并戴好安全头盔(开关S2闭合),此时车才能正常启动。骑行时需要旋转车把手(变阻器顺时针转动),车子就能加速前进。下列哪个电路能满足此设计要求( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由于开关S1、S2均闭合,电动车才能正常启动,所以开关S1、S2是串联在电路中的,故CD错误;
车子就能加速前进时,电动机的输出功率大,由P=UI知,电路中电流增大,根据欧姆定律可知,变阻器顺时针转动电阻应减小,故A错误,B正确。
故选:B。
例2、(2025•丽水二模)某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路,要求:开关断开时,电灯和电铃均不工作;开关闭合时,灯亮铃响,即使电灯因断路不亮,电铃仍可工作。如图所示的电路中,符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意可知:开关断开时,电灯和电铃均不工作;开关闭合时,灯亮铃响,说明开关是总开关;即使电灯因断路不亮,电铃仍可工作。说明电灯和电铃能够独立工作,是并联,故C符合题意。
故选:C。
【考点2 电流与电压】
【考点剖析】
一、电流
1、电流强度
导体中电流的大小称为电流强度,简称电流;电流是指单位时间内通过导线某一截面的电荷的多少,用字母I表示。
2、电流的单位:安培,简称安,符号为A;更小的位有毫安(mA)、微安(μA)。
3、单位的换算: 1安= 1000毫安,1毫安= 1000微安。
二、电流表与电流的测量
1、电流的测量工具:电流表。
2、电流表的符号:。
3、电流表的量程和分度值
(1)电流表有三个接线柱,“-”表示负接线柱,两个“+”接线柱(注意不是“+”极和“-”极);
(2)使用“0.6”和“-”两个接线柱时,它的量程是0~0.6A,最大可测0.6A的电流,每个大格为0.2A,每个小格为0.02A,即分度值为0.02A;
(3)用“3”和“-”两个接线柱时,量程是0~3A,最大可测3A的电流,每个大格为1A,每个小格为0.1A,即分度值为0.1A;
(4)同一刻度线,大量程数值是小量程数值的5倍。(重要)
4、电流表的使用规范
(1)正确选择量程;使用前应先检查指针是否指在零刻线处;用大量程试触法确定量程。
【操作:应先拿电路的另一个线头迅速试触电流表最大量程的接线柱,如果指针偏转太小,再使用较小的量程。】
(2)必须把电流表串联在电路中。
(3)使电流从电流表“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出。
(4)绝对不允许不经过用电器把电流表直接接到电源两极;否则,电流表会因通过的电流太大而烧毁。
三、串并联电路电流特点
(1)在串联电路中,电流处处相等。表达式:I=I1=I2。
(2)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。表达式:I=I1+I2。
四、电压
1、电压的作用:电压是使电路中自由电荷发生定向移动形成电流的原因。
2、电源的作用:使电路存在一个稳定的电压而使电流得以持续。
3、导体中形成电流的条件:闭合电路、有电压。
4、电源、电压、电流三者关系
电源是提供电压的装置。电源产生电压,电压产生电流。
5、电压的表示:电压用字母U表示。
6、电压的单位:伏特,简称伏,V。
7、单位的换算:1千伏(KV)=103伏(V)=106毫伏(mV)=109微伏(μV)。
8、常见的电压值
(1)一节干电池U=1.5V; (2)家庭电路U=220V; (3)对人体的安全≤36V。
五、电压表与电压的测量
1、电压的测量工具:电压表。
2、电压表的电路符号: 。
3、电压表的量程和分度值
(1)电流表有三个接线柱,“-”表示负接线柱,两个“+”接线柱(注意不是“+”极和“-”极);
(2)使用“3”和“-”两个接线柱时,它的量程是0~3伏,最大可测3伏的电压,每个大格为1伏,每个小格为0.1伏,即分度值为0.1伏;
(3)用“15”和“-”两个接线柱时,量程是0~15伏,最大可测15伏的电压,每个大格为5伏,每个小格为0.5伏,即分度值为0.5伏。
(4)同一刻度线,大量程数值是小量程数值的5倍。(重要)
4、电压表的使用规范
(1)测量电压时,必须正确选择电压表的量程。
(2)测量某一部分电路的电压时,必须把电压表与这部分电路并联。
(3)把电压表的“+”接线柱接在与电源正极相连的那端,“-”接线柱接在与电源负极相连的那端(“+”进、“-”出)。
六、串并联电路电压特点
串联电路 (两个电阻)
并联电路 (两个电阻)
电压规律
串联电路中电路两端总电压,
等于各部分电压之和
并联电路中各支路两端的电压相等,
都等于总电压。
表达式
U=U1+U2+……
U=U1=U2=……
例3、(2025•东阳市三模)在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片,即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连,如图所示。下列说法正确的是( )
A.铜片是番茄电池的负极
B.图中所示的电压值为4V
C.为提倡节约,制作电池后的番茄仍作蔬菜食用
D.番茄电池形成通路后,电子将从锌片流向铜片
【解答】解:A、在番茄电池中,锌片与电压表的负接线柱相连,锌片是负极,铜片与正接线柱相连,铜片是正极,故A错误。
B、番茄电池的电压非常低(通常只有零点几伏到 1 伏左右),而图中接3V的量程,分度值为0.1V,示数为0.8V,故B错误。
C、制作电池时,铜片和锌片与番茄内部物质发生化学反应,可能产生有害物质,且金属离子可能进入番茄,因此制作电池后的番茄不宜再作为蔬菜食用,故C错误。
D、番茄电池形成通路后,在电池外部,电子从负极(锌片)流向正极(铜片),故D正确。
故选:D。
【考点3 电阻】
【考点剖析】
一、物质的导电能力
1、导体与绝缘体
(1)导体:容易导电的物质叫做导体,主要是物体中电荷可以自由移动。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体:不容易导电的物质叫做绝缘体。电荷不能定向移动,摩擦起电的材料多数使用绝缘体,常见的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
<名师指点>:
①纯净的水是不导电的,但由于普通的水中溶有大量其他的物质,因此普通的水是能导电的。
②家庭电路中的所有导线都是用塑料、橡胶等绝缘材料包裹着的,主要是为了防止导电而使人触电。
(3)导体与绝缘体不是绝对的
有些绝缘体在条件改变时会变成导体,如:被烧红的玻璃会导电;导体的表面若被氧化或腐蚀后,会使它的导电能力下降,甚至不容易导电。
2、半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料是硅和锗,半导体主要应用于电子工业。
3、导体易导电、绝缘体不易导电的原因
(1)金属导体导电的原因是:内部存在大量自由移动的电子。
(2)绝缘体不导电的原因是:内部几乎没有自由电荷。
二、电阻
1、概念
电阻是用来表示导体对电流的阻碍作用能力强弱。绝缘体的电阻非常大,电流不容易通过;导体的电阻小,电流容易通过。
2、电阻符号:用R表示导体的电阻,在电路图中的符号是“”。
3、电阻单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω;比欧姆大的单位还有千欧、兆欧。
4、单位换算:1兆欧(MΩ)= 1000千欧(KΩ),1千欧(KΩ)= 1000欧(Ω)。
三、影响导体电阻大小的因素
(1)内部因素
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积(粗细)、材料有关;用同种材料的导线,导线越长,电阻越大;导线越细,电阻也越大。(即在导体的材料相同时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,R=ρ·)
(2)外部因素
温度的变化金属导体的电阻会随温度的升高而增大,玻璃的电阻随着温度升高而减小。
<名师指点>:电阻是导体本身的一种固有属性,它反映了导体对电流的阻碍作用。这种阻碍作用是由导体本身的材料、长度、横截面积以及温度等因素决定的,而与导体两端的电压大小和通过导体的电流大小无关。换句话说,无论我们如何改变导体两端的电压或通过导体的电流,只要导体本身的材料、长度、横截面积和温度保持不变,那么导体的电阻就不会改变。
5、超导现象:某些材料温度降低到一定程度时,电阻突然消失的现象。
6、生活中的导线
在相同条件下,银、铜、铝的电阻很小,而镍铬合金的电阻较大。因此,人们常用电阻小而价格实惠的铜或铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大,可用作绝缘材料。
7、人体的电阻大小
(1)人体电阻的平均值是1 000~ 2 000Ω。不同的人或一个人在不同情况下的电阻值是不同的。
(2)气温高或人体出汗时,人体的电阻值较小;气温低空气干燥时,人体的电阻值较大。
四、滑动变阻器
1、滑动变阻器的构造
滑动变阻器是由绝缘体瓷筒、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成,它的两头分别与两个下接线柱相连,套在金属棒上的滑片可在金属棒上滑动,并与线圈紧密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆已被刮去。
2、原理:通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。
3、名牌数值的物理意义
“电阻值”表示该变阻器的最大电阻,“电流值”表示该变阻器允许通过的最大电流。
例如:变阻器的铭牌上标有“200Ω5A”,200Ω表示该滑动变阻器的最大电阻是200Ω,5A表示允许通过的最大电流是5A。
4、滑动变阻器的接线方式与使用方法
(1)先确定滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流;
(2)用滑动变阻器改变哪个用电器的电流,就跟哪个用电器串联在电路中,连接时要接“一上一下”两个接线柱;
(3)接通电路前,应将滑动触头滑到最大阻值处,以保护电路安全。
<名师指点>:接“同上”两个接线柱时,作导线用,电阻为0Ω(如下左图);接“同下”两个接线柱时,作定值电阻用,接入是的最大电阻(如下右图),这两种接法都不能改变电阻。一上一下的时候注意滑片离下端越远是阻值越大。
例4、(2024•温州三模)如图虚线框内是光敏变阻器的结构图,AB为阻值均匀的薄膜电阻,EF为一条导电电极(相当于导线),在AB、EF之间是光导电层(无激光照射时为绝缘体;有激光照射时被照射处的光导电层导电,在该点处将薄膜电阻和导电电极接通),①、②、③为接线柱。
(1)光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是 。
(2)请将光敏变阻器正确串联到如图的电路中,要求开关闭合后,当激光束水平左移时灯泡变暗。
【解答】解:(1)由题意可知,光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是光导电层;
(2)光敏变阻器接入电路时应选择一上一下两个接线柱接入电路,开关闭合后,当激光束水平向左移动时灯泡变暗,由欧姆定律可知光束水平向左移动移动,光敏电阻接入电路的电阻变大,所以应选择②③接入电路,如图:
。
故答案为:(1)光导电层;(2)见解答。
【考点4 欧姆定律】
【考点剖析】
一、探究电流与电压、电阻的关系
实验一:电流与电压的关系
1、实验电路图
2、实验方法
本实验采用控制变量法,控制电阻的阻值不变,使电阻两端的电压成整数倍地变化,观察并记录电路中电流大小的变化。
3、自变量与因变量
(1)实验自变量:电压;
(2)实验因变量:电流;控制电阻不变。
4、滑动变阻器的作用
(1)保护电路;
(2)改变定值电阻两端电压,从而改变电流得到多组数据。
5、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。
实验二:电流与电阻的关系
1、实验方法
本实验采用控制变量法;控制定制电阻两端电压不变,更换不同阻值的定制电阻,探究电流与电阻的关系。
2、自变量与因变量
(1)实验自变量:电阻;
(2)实验因变量:电流;控制电压不变。
3、滑动变阻器的作用
(1)保护电路;
(2)控制定制电阻两端电压不变。
4、结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
<名师指点1>:探究电流与电阻的关系的注意事项
①电流和电阻也是针对同一导体而言的。
②同样地不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。因为,电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体本身来决定,与导体中通过的电流无关。
<名师指点2>:两个实验的注意点
(1)开关断开连接电路;电表的正确使用;滑片的位置。
(2)控制变量法的运用:a. 在研究电流与电压关系时,控制了电阻不变;
b. 在研究电流与电阻关系时,控制了电阻两端电压不变。
(3)进行多次测量,避免实验的偶然性,使实验结论更具普遍性。
(4)滑动变阻器的作用:a. 保护电路;
b. 调节电路电流,改变定值电阻两端的电压。
二、欧姆定律
1、欧姆定律: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、数学表达式:I=U/R。变形公式:U=IR,R=U/I。
3、欧姆定律的理解
(1)统一性:单位统一,U-伏,R-欧,I-安;
(2)同一性:I、U、R对应同一段导体或同一段电路,可用角标标注,如R1、I1、U1;
(3)同时性:I、U、R针对同一时间而言,如移动滑动变阻器导致电路变化;
(4)欧姆定律适用于纯电阻电路,且适用整个电路或其中某一部分电路。
例5、(2025•路桥区二模)小柯利用图甲所示的电路验证欧姆定律。
次数
电压/V
电流/A
1
1.0
0.11
2
2.
0.21
3
2.5
0.26
(1)根据图甲电路图连接实物,请用笔画线代替导线完成图乙电路连接 。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,(若故障只有一处)以下对于电路故障的分析正确的是: 。
A.不可能是R断路
B.可能是R短路
C.把电压表和电流表互换位置,电压表有示数,电流表无示数
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端进行检测
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示。则可以得到的实验结论是 。
(4)小柯在研究电流与电压关系的实验中,定值电阻R的阻值为10欧,通过滑动变阻器多次实验得到相关数据如表所示。结束实验整理器材时发现,测量过程某个电表没有调零。则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是 。
A.B.
C.D.
【解答】解:(1)电压表与电阻并联,变阻器滑片右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,若故障只有一处,可知电路断路,电压表没有与电源连通:
A.若R断路,电流表示数为0,电压表与电源连通测电源电压,电压表有示数,不符合题意,不可能是R断路,故A符合题意;
B.若是R短路,则电路为通路,电流表有示数,故B不符合题意;
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端,若有示数,确定是变阻器断路,故D符合题意;
C.把电压表和电流表互换位置,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中,若是变阻器断路或开关断路,两表都没有示数,故C不符合题意;
故选:AD。
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示,可知电流与电阻之积为
UV=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω=2V
为一定值,则可以得到的实验结论是 在电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻阻值成反比。
(4)定值电阻R的阻值为10欧,电压表与电流表示数比应为10欧姆,测量过程某个电表没有调零,可能是电流表示数多读了0.01A,即选项B;也可能是电压表示数少读了0.1V,即选项C,则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是B、C。
【考点5 伏安法测电阻】
【考点剖析】
1、实验原理:R=。
2、实验电路图
3、实验表格
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
1
2
3
4、注意事项
(1)在选取器材时,电流表的量程要大于电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近于小灯泡的电阻,以使调节效果明显。
(2)在连接电路时,要断开开关,将电流表、电压表、滑动变阻器正确接入电路,并注意防止短路的发生。
(3)在闭合开关前,应把变阻器的滑片移到最大阻值处,使电路中电流最小,目的是保证电路中各元件的安全。
(4)注意把每次测量的结果和灯泡的发光情况记录下来。
(5)分析处理数据,对于测得的各组电压值和电流值,计算出相应的电阻,然后比较几次实验测得的电阻,会发现灯泡变暗时,电阻变小。这不是测量误差,而是因为随着灯泡两端的电压减小,灯泡的温度降低,从而使灯丝的电阻减小。
例6、(2025•洞头区模拟)某兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得电阻的阻值也越大。针对上述现象,同学们提出猜想:
猜想①:灯丝两端的电压增大导致电阻增大。
猜想②:灯丝的温度升高导致电阻增大。
为研究猜想①,同学们进行了如下研究。
【实验器材】干电池2节,额定电压为2.5V的小灯泡1只,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
次数
1
2
3
4
5
电压/V
电流/A
电阻/Ω
【实验方案】
①按图1连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中。
②闭合开关S,读出电压表和电流表示数,记录在表格中。
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②。
(1)某次闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为 安。
(2)实验中将灯丝浸入水中的目的是 。
(3)若观察到 现象,则假设①被否定。
(4)实验结果表明灯丝电阻变化与施加电压无直接因果关系后,某同学直接得出”灯丝电阻增大是由温度增大引起”的结论。请评价他结论得出过程是否合理,并说明理由。 。
【解答】解:(1)电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A;
(2)实验时将灯丝浸入纯净冷水中的目的是:防止电阻大小随温度变化而改变;
(3)将灯丝插入瓶口浸入水中,使灯丝的温度保持不变,若实验中得到的结果是:所测的灯丝电阻阻值基本相等,则假设①被否定;
(4)要得出”灯丝电阻增大是由温度增大引起”的结论,应多次改变灯丝的温度,并测出对应的灯丝电阻,但该同学没有做灯丝温度改变时测灯丝电阻的实验,故直接得出“灯丝电阻增大是由温度增大引起”的结论不合理。
故答案为:(1)0.3;(2)防止电阻大小随温度变化而改变;(3)其他条件一定时,灯丝两端电压增大,电阻不变;(4)不合理,理由是没有做灯丝温度改变时测灯丝电阻的实验。
题型一.电荷间的相互作用规律
1. (2025•温州二模)将橡胶棒或玻璃棒靠近不同的塑料吸管,发生偏转如箭头,能证明吸管一定带负电的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、用带负电的橡胶棒与塑料吸管相互排斥,说明塑料吸管一定带负电,故A正确;
B、带正电的玻璃棒与塑料吸管相互排斥,说明塑料吸管一定带正电,故B错误;
C、用带负电的橡胶棒与塑料吸管相吸引,因异种电荷相互吸引,塑料吸管可能带正电,因带电体吸引轻小不带电体,塑料吸管可能不带电,故C错误;
D、带正电的玻璃棒与塑料吸管相吸引,因异种电荷相互吸引,塑料吸管可能带负电,因带电体吸引轻小不带电体,塑料吸管可能不带电,故D错误。
故选:A。
2. (2024•西湖区校级二模)随着人们越来越追求高品质的生活,空气净化器逐渐走入家庭。如图为某空气净化器工作原理示意图。当脏空气进入净化器后,灰尘颗粒先经过高压钨丝而带上正电荷,再通过带负电荷的滤网时,被滤网捕获,从而获得洁净空气。
(1)雾霾天气时光照严重不足,接近大气底层的紫外线明显减弱,使得大气中的细菌很难被杀死,从而使通过空气、飞沫传播的 (填传染病的类型)的发病率大大增加。
(2)脏空气能进入净化器,是因为风机工作使得净化器内气压 。(选填“增大”、“不变”、“减小”)。
(3)灰尘能被滤网捕获的原因是 。
(4)洁净空气量(CADR)是反映其净化能力的性能指标,CADR值越大,其净化效率越高。利用CADR值,可以评估其在运行一定时间后,去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算,CADR(V—房间容积;t—空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间)。此空气净化器CADR为 120米3/时,某房间容积V为50米3,则使房间污染物浓度下降90%所用时间t为 小时。
【解答】解:(1)雾霾天气时光照严重不足,接近大气底层的紫外线明显减弱,使得大气中的细菌很难被杀死,从而使通过空气、飞沫传播的呼吸道传染病发病率增加。
(2)风机吸出内部气体,内部气压减小,脏空气能进入净化器,是因为风机工作使得净化器内气压减小。
(3)灰尘能被滤网捕获的原因是异种电荷相互吸引;
(4)洁净空气量(CADR)是反映其净化能力的性能指标,CADR值越大,其净化效率越高。由CADR知,120m3/h;解得:t=1h。
故答案为:(1)呼吸道传染病;(2)减小;(3)异种电荷相互吸引;(4)1。
题型二.串、并联电路的设计
3. (2025•浙江模拟)如图是一款热销的会唱歌、走路的遥控电动玩具,先将玩具上的开关S1闭合,指示灯亮,然后才能使用遥控器控制其走路和唱歌,走路和唱歌可以单独进行,也可以同时进行。下列电路设计符合电动玩具要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:先将玩具上的开关S1闭合,指示灯亮,然后才能使用遥控器控制其走路和唱歌,走路和唱歌可以单独进行,也可以同时进行,这表明该灯泡与电铃、电动机能各自独立工作,并联在电路中,开关S1接在干路中,控制整个电路;开关S2、S3分别控制电动机和电铃,A符合题意。
故选:A。
4. (2025•宁波二模)我市已逐渐开始实行电动自行车新政策:只允许新国标电动自行车上路,要求车速不超过25km/h。下面是同学们设计的某品牌电动自行车的电路,其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时,电动机转速变快,当转速超过一定值,电铃会自动报警”的电路是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:电动机的转速与电流大小有关,当旋钮OP绕O点顺时针方向转动时,滑动变阻器接入电阻变小,控制电路部分电流变大,电动机转速变快;当电流达到一定程度时,电磁铁将衔铁吸过来,接通电铃所在电路而报警;故C正确,而A、B、D错误。
故选:C。
题型三.串并联电路的电压特点
5. (2025•南湖区校级模拟)如图所示为多挡位加热器的电路图,电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时,对电路的分析正确的是( )
A.R1和R2串联
B.R1两端的电压小于R2两端的电压
C.流过R1的电流大于流过R2的电流
D.如果R1断了,R2也不能工作
【解答】解:ABC、闭合S1和S2时,两电阻并联,根据并联电路电压的关系,R1两端的电压等于R2两端的电压,因电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻,由欧姆定律可知流过R1的电流大于流过R2的电流,故AB错误,C正确;
D、并联电路各支路可独立工作、互不影响,如果R1断了,R2能工作,故D错误。
故选:C。
6. (2022•杭州模拟)小金用图甲所示的电路探究串联电路电压的规律,实验时意外发现:“当变阻器滑片P向左移时,两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑,在老师的引导下,知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻,可将它看作一个理想电源(电压U恒定,电阻为0)与一个电阻r的串联(图乙所示),为了测量干电池电阻r,他选择了适当器材,设计出如下的实验方案。
(1)选用的器材:一个电压表,符合实验要求的已知阻值的定值电阻R1,导线和开关若干,一节旧干电池。
(2)设计出了如图丙的实验电路图。
(3)请你根据他所设计的电路图,帮他写出主要的实验步骤和需测量的物理量。 。
(4)请你帮他写出干电池电阻r的数学表达式(用已知量和测量量表示): 。
【解答】解:根据实验电路丙图可知,将R1与电源(r)串联起来,将电压表并联在R1两端。
当S断开时,电压表测的是电源电压;当S闭合时,电压表测的是R1两端电压,利用串联电路电流规律和电压规律即可求解。
所以实验步骤:
①按照电路图连接电路,记下开关S断开时电压表的示数U;②闭合开关S,记下电压表的示数U1。
因为串联电路电流相等:则 ,整理得r。
故答案为:(3)①按照电路图连接电路,记下开关S断开时电压表的示数U;②闭合开关S,记下电压表的示数U1;(4)。
题型四.电压表的使用
7. (2024•吴兴区模拟)如图甲所示,小科制作了一个利用电压表测物体质量的装置,它能在电压表上直接读出秤盘上所放物体的质量大小。闭合开关,当秤盘上不放任何待测物体时,应调整弹簧悬挂高度,使电压表示数为零,相当于完成了装置称量前的调零。
(1)当秤盘上放140克物体时,电压表指针位置如图乙,读数为 伏;
(2)小科想将电压表刻度盘上的电压值直接改装成质量值,则图丙中C的数值应为 。
【解答】解:(1)有图乙可知,量程为0﹣15V,分度值为0.5V,所以图乙的读数为:7V;
(2)根据题目的信息,当电压表示数为7V时,测量的物体为140g,此时电压表每个小格对应着10g,所以,当最大示数为15V时,对应的质量为300g;
故答案为:(1)7;(2)300。
题型五.影响电阻大小的因素
8. (2025•庆元县一模)王老师以电池和口香糖锡纸为材料制作取火工具:取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图甲所示)。将锡纸条两端分别接在电的正负极,很快发现锡纸条ab段先冒烟着火(如图乙所示)。已知ab和bc长度相等,则通电时,与bc段相比,ab段的( )
A.电压较大 B.电流较大
C.产热较少 D.电功率较小
【解答】解:将锡纸条两端分别接在电的正负极,很快发现锡纸条ab段先冒烟着火(如图乙所示)。已知ab和bc长度相等,则通电时串联在电路中,电流和通电时间相同,与bc段相比,ab段的截面积小,故电阻电阻大,根据焦耳定律知,产生的热量多,故先着火,根据欧姆定律U=IR知,其电压大,而根据P=UI知,ab的电功率大。
故选:A。
9. (2025•东阳市模拟)把装满盐水的气球连接在如图所示的电路中,接通电路灯泡发光。若两手向相反的方向拉扯连接气球的导线,使气球变长,下列推测合理的是( )
A.盐水气球电阻变小 B.电流表的示数变大
C.灯泡亮度保持不变 D.电压表的示数变小
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是小灯泡两端的电压;
ABD、当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线,气球变长变细,即长度增加,横截面积减小,故盐水气球的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,电流表的示数变小,由U=IR知小灯泡两端的电压变小,电压表的示数变小,故AB错误,D正确;
C、电路中的电流减小,根据P=I2R可知灯泡的功率变小,亮度变暗,故C错误。
故选:D。
10. (2025•钱塘区模拟)某同学利用如图所示装置探究影响铅笔芯电阻大小的因素,闭合开关,保持A夹不动,移动B夹,发现电流表示数发生改变。此现象反映了影响铅笔芯电阻大小的因素是( )
A.长度 B.温度 C.材料 D.横截面积
【解答】解:A、保持A夹不动,移动B夹,改变了铅笔芯接入电路的长度,电流表示数发生改变,说明电阻发生了变化,这反映了影响电阻大小的因素是长度,故A正确;
B、实验过程中没有对铅笔芯进行加热等操作来改变其温度,电流表示数的变化不是由温度引起的,故B错误;
C、整个实验使用的都是同一根铅笔芯,材料没有发生变化,故C错误;
D、在移动B夹的过程中,铅笔芯的横截面积没有改变,故D错误。
故选:A。
11. (2025•乐清市校级模拟)小明在探究“导体的电阻与导体长度”的关系时,选择图甲所示的器材,并连接了部分电路。将固定在木板上长为15厘米的铅笔芯作为研究对象,标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时,电流表示数减小,需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的 (选填“A”“B”或“C”)接线柱连接。
(2)小明将电路连接完整,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用根导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是 。
(3)小明排除故障后,某次实验的电流表示数如图乙,结合甲图电路连接,读数为 安。
(4)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/厘米
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/欧姆
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
请在丙图的坐标纸画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像。
【解答】解:(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数减小,滑动变阻器阻值变大,则A接线柱必须接入电路,故需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的A接线柱连接。
(2)闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数,表明电路出现断路;用根导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数,表明铅笔芯之外的电路出现断路;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数,电路是通路,故与导线并联的部分断路,若电路中只有一处元件故障,则故障是滑动变阻器断路。
(3)由图甲可知,电流表使用的是小量程,分度值为0.02A,由图乙可知,读数为0.26A。
(4)根据数据描点画图,如图所示:
12. (2025•西湖区校级三模)小科利用如图甲所示的实验装置探究电阻的大小与哪些因素有关。图乙中A为锰铜合金线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积。请回答:
(1)图甲中,小乐是通过 判断电阻大小的。
(2)在探究电阻大小与导体横截面积的关系时,小乐应选择其中 两根合金线分别进行实验。
(3)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,触摸屏相当于一根电阻丝,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。如图丙,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图丙所示的电路,电源电压不变,当触摸点在竖直方向移动时,电路中的电流 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(触摸时会改变电阻的长度)
(4)目前市场上折叠屏手机的使用材料包括柔性屏幕和铰链结构材料,这种屏幕需要具备高柔韧性、可折叠性、导电性等。请你推测这种屏幕还可能具有什么性质: 。
【解答】解:(1)由图可知,图甲中是通过灯泡的亮度来反映电阻大小的,运用了转换法;
(2)根据控制变量法,要研究电阻的大小与导体横截面积的关系,应保持导体的长度不变、材料相同,使导体的横截面积不同,所以应选择B、C两根导线;
(3)由图丙可知,R1、R2串联,电源电压不变,当触摸点P在竖直方向移动时,电阻R1或R2长度会变长,电路的总电阻不变,则电路中电流会不变;
(4)屏幕需要将显示的光传播出来,所以屏幕还必须具有透光性。
故答案为:(1)小灯泡亮度;(2)B、C;(3)不变;(4)透光性。
13. (2025•东阳市三模)小科通过查阅资料发现,欧姆在探究欧姆定律时曾做过一个实验:如图所示,电流扭秤内有小磁针,其作用与电流表相同,将金属棒的一端浸入沸水中,另一端浸入碎冰中,从而形成温差电池,以提供电源电压。当用待测导线连接两个水银杯,就能形成闭合回路,产生电流,并利用电流扭秤来测量电流强度。欧姆利用8根直径相等但长度不同的铜导线进行实验,探究当待测导线两端电压相同时,电流和待测导线之间的关系。请回答:
(1)实验时将待测导线放入两个水银杯中,这是利用了水银的 性。
(2)实验时是通过观察电流扭秤中 来比较电流强度大小的。
(3)实验时需保持相同的电源电压,在此实验中,是通过保持 相同来实现保持电源电压相同的。
(4)欧姆通过实验推导出(X表示电流强度,k为常数,S为导线的横截面积,a为导线两端的电压差,L为导线长度),在此基础上又引入了电阻的概念,由此可知电阻R= (用题中字母表示)。
【解答】解:(1)实验将待测导线放入两个水银杯中,就能形成闭合回路,产生电流,说明水银具有容易导电的性质。
(2)实验中利用电流扭秤来测量电流强度,通过电流扭秤中小磁针偏转角度来比较电流强度大小。
(3)实验中金属棒的一端浸入沸水中,另一端浸入碎冰中,从而形成温差电池,可控制两个水银杯的温差相同,从而控制电源电压相同。
(4)根据欧姆定律,电阻R。
故答案为:(1)导电;(2)小磁针偏转角度;(3)两个水银杯的温差;(4)。
14. (2025•萧山区二模)为了探究导体导电能力是否与材料等因素有关,科学兴趣小组利用电压恒定的学生电源、不同规格的金属丝(如表所示)、电流表、开关等器材进行了如下实验。
步骤一:将①号金属丝的A、B端接入电路,使导线的P端与B相连(如图甲)。
步骤二:闭合开关,记录电流表示数I1,立刻断开开关。
步骤三:将P分别移至金属丝的C、D点,闭合开关,记录电流表示数分别为I2、I3,并立即断开开关。
步骤四:分别用②、③、④号金属丝替换①号金属丝重复上述步骤。
编号
材料
长度
横截面积
①
镍铬合金
1米
1毫米2
②
镍铬合金
1米
2毫米2
③
镍铁合金
1米
1毫米2
④
锰铜合金
1米
1毫米2
(1)步骤二中,记录图乙所示电流表的示数为0.34A,请用箭头标出此时电流表指针的位置。
(2)编号①②实验对比,探究的问题是 。
(3)实验中,每次都要等材料完全冷却后,再测量电流。这种做法主要是因为 。
(4)查阅资料得知:长度、粗细均相同的锰铜合金电阻非常小。试分析用④号金属丝实验时可能存在的安全隐患: 。
【解答】解:(1)由图乙可知,电流表选用小量程,电流表分度值0.02A,其示数为0.34A,电流表指针的位置如下图:
(2)编号①②实验对比,①、②的材料、长度相同,横截面积不同,可以探究导体电阻的大小与横截面积的关系。
(3)实验中,需要控制材料温度相同,因此每次都要等材料完全冷却后,再测量电流。
(4)用④号金属丝实验时,接入的锰铜合金电阻丝阻值太小,可能会导致电路中电流过大而烧坏电流表。
题型六.变阻器
15. (2025•浙江一模)在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器。电位器的外形及其内部构造如图所示,A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时,下列说法中不正确的是( )
A.电位器是通过改变接入导体的长度来改变电阻大小
B.只把A和C接入电路,无法改变通过电位器的电流
C.把A和B接入电路,逆时针旋动滑片可使电流变小
D.把B和C接入电路,顺时针旋动滑片可使接入电阻变小
【解答】解:A.电位器是变阻器的一种,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小,故A正确;
B.只把A和C接入电路,电位器相当于定值电阻,移动滑片,电阻不变,无法改变通过电位器的电流,故B正确;
C.把A和B接入电路,逆时针旋动滑片,连入电路的电阻变小,会使电流变大,故C错误;
D.把B和C接入电路,顺时针旋动滑片可使接入电阻变小,电流变大,故D正确。
故选:C。
16. (2024•义乌市校级三模)电动汽车利用旋钮变阻器实现对转速的控制,车速仪由电路中的电流表改装,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,车速仪示数变大。则与M、N相连接的是( )
A.E和F B.O和E
C.O和F D.以上接法均可
【解答】解:由题意可知,驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,此时车速仪示数变大,电路中的电流变大,根据欧姆定律,电路的总电阻变小,则变阻器连入电路的电阻变小,如果接线柱M接O点,则接线柱N应该接E点。
故选:B。
17. (2023•金华二模)如图所示的闭合回路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处在 (填“最左端”,“中间”或“最右端”),当某同学实验时,刚一试触就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能有哪些? 。
【解答】解:为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,即最右端;
“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度线附近,可能是电流表量程选择太小,也可能是电源电压太大,使得电路中的电流过大,也可能是滑动变阻器的滑片未滑到阻值最大位置等。
故答案为:最右端;电流表量程选择太小或电源电压太大或滑动变阻器的滑片未滑到阻值最大位置。
题型七.探究电流与电压的关系
18. (2025•嘉兴二模)为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,小嘉设计了图甲所示的电路。电源电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
(1)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图乙所示,原因可能是 。
(2)改正错误后,小嘉继续实验,将有关实验数据标记在图丙上。分析图丙可知,他所选择的滑动变阻器的规格可能是( )(选填字母)。
A.10Ω;2A
B.25Ω;2A
C.25Ω;0.5A
D.50Ω;0.5A
(3)图丙中,阴影部分的面积大小表示 。
(4)分析数据可以得出的结论是 。
【解答】解:(1)移动滑片,电流表示数不变,说明滑动变阻器接入电路的阻值为零或为定值电阻;
根据图乙可知,电压表的量程0~15V,分度值为0.5V,示数为6V,等于电源电压,因此滑动变阻器接入电路的阻值为零,即滑动变阻器的接线柱CD接入了电路;
(2)根据图丙可知,电路中的最小电流为0.2A,定值电阻两端电压为1V;
由串联电路电压规律和欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
R25Ω;故选B;
(3)根据图丙可知,阴影部分面积等于电流与电压的乘积,即P=U1I1=1V×0.2A=0.2W,因此阴影部分的面积大小表示R1的电功率为0.2W;
(4)将图中的各点连接起来,其图像为过原点的直线,故可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)滑动变阻器接了C、D(或滑动变阻器短路);(2)B;(3)R1的电功率为0.2W;(4)在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
19. (2025•浙江模拟)小科设计了如图1所示的电路探究电流与电压的关系,电源电压为4V,通过实验测得数据如表:
实验次数
电压U(V)
电流I(A)
()
1
1.4
0.14
2
2.2
0.22
3
3.6
0.36
(1)分析表格数据,可得出的结论是通过电阻的电流与其两端的电压成正比关系,请你写出得出该结论的理由: 。为了使实验结论更准确,应该 。
(2)在上个实验的某础上,小科想研究小灯泡的电流与电压的关系,选择额定电压为2.5V的小灯泡进行实验。在实验过程中,小科将滑动变阻器的滑片从A端开始移动,直到灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡的电流和电压的几组数据,并绘制了小灯泡的电流与电压关系图像,如图2所示。
①小灯泡的电流与电压关系是如图2所示的曲线,是因为 。
②该实验中小科选择的滑动变阻器可能是 。
A.滑动变阻器R1(20Ω,3A)
B.滑动变阻器R1(50Ω,2A)
C.滑动变阻器R1(2000Ω,0.25A)
【解答】解:(1)分析表格数据,电压与电流之比是一个定值,可得出的结论是通过电阻的电流与其两端的电压成正比关系,为了使实验结论更准确,应该更换不同阻值的定值电阻多次实验。
(2)①小灯泡的电流与电压关系是如图2所示的曲线,可知灯的电阻是变化的,是因为灯丝的电阻随温度的升高而变大。
②当灯的电压为0.5V时,电流为0.1A,根据串联电路电压的规律及欧姆定律可知变阻器连入电路的电阻为
R滑35Ω
因0.25A<0.3A
该实验中小科选择的滑动变阻器可能是滑动变阻器R1,故选:B。
故答案为:(1)电压与电流之比是一个定值;更换不同阻值的定值电阻多次实验;
(2)①灯丝的电阻随温度的升高而变大;②B。
20. (2025•浙江二模)小科用图甲电路验证“电流与电压的关系”。器材有:两节新干电池,开关,滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω的定值电阻各一个,电压表和电流表各一个,导线若干。
(1)图甲中,电表1应为 表(选填“电压”或“电流”)。
(2)小科将5Ω的电阻接入电路,检查电路无误后,依次得到五组数据,并绘制I—U图像如图乙,发现电流与电压并不成正比,则可能得原因是 。
(3)得知原因后小科重新进行实验,并绘制I—U图像如图丙,从而验证了电流与电压的关系,则滑动变阻器最大阻值不少于 Ω。
(4)为了使实验更具有普遍性,小科换用10Ω的电阻重复前面操作,得到多组数据,请在图丙中画出本次实验中I—U的大致图像。
【解答】解:(1)由电表的使用可知,电流表应串联在电路中,电压表并联在用电器两端;由图甲可知,电表1并联在电阻R两端,因此电表1应为电压表;
(2)由图乙可知,图线不过原点,即电阻两端电压为0时,通过电阻的电流不为0,说明电流表使用前没有调零;
(3)由图甲可知,电源为两节干电池串联,即3V;由图丙可知,当电阻R两端电压为0.5V时,通过电路中的电流为0.1A,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑= 25Ω,即滑动变阻器最大阻值不少于25Ω;
(4)将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路,在电流相同时,电压增大为原来的两倍,10Ω电阻的I﹣U大致图像在原图像的右侧,如下图所示:
。
故答案为:(1)电压;(2)电流表使用前没有调零;(3)25;(4)见解答图。
21. (2025•舟山三模)如图所示时通过灯L、定值电阻R的电流与其两端电压的关系。若将灯L、定值R并联后接入4V的电源,通过干路的电流为 A;若将灯L、定值电阻R串联后接入6V的电源,则灯L的电功率为 W。
【解答】解:(1)由图可知,电压为4V时,通过定值电阻R和灯泡L的电流分别为:IL=0.6A,IR=0.4A,
由并联电路的电流特点可知,通过干路的电流:I干=IL+IR=0.6A+0.4A=1A;
(2)若将它们串联后接入6V的电源,因为串联电路电流处处相等,且串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,
由图象可知,当电流为0.4A时,灯泡L两端的电压为2V,定值电阻R两端的电压为4V,电源电压:U=2V+4V=6V,符合题意,
故此时电路中的电流为0.4A,
灯L的电功率是:
P=ULI=2V×0.4A=0.8W。
故答案为:1;0.8。
题型八.探究电流与电阻的关系
22. (2025•嵊州市一模)在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
【解答】解:A、电流与电阻在反比,A错误;
B、由图知,这个不变的电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V;电源至少选用两节新干电池(3V),B正确;
C、换用2Ω电阻做实验时,控制电阻的电压不变,故不需要更换电压表量程,C错误;
D、多次实验是为了得出普遍性的规律,D错误。
故选:B。
23. (2025•浙江一模)图甲是研究“电流与电阻的关系”的实验装置。一节干电池的电压是1.5V,滑动变阻器的规格是“50欧,1安”,请据此分析:
(1)请你用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整。(要求滑片P向右滑动时,接入电路的电阻增大)
(2)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是 。
(3)排除故障后,小组同学用5欧的定值电阻进行实验,测得的电流如图乙所示,其示数为 安,并记录在a处。然后,更换定值电阻R为10欧、15欧,调节滑动变阻器,使R两端的电压始终保持不变,并记录每次电阻值和电流值,填写在表中。
实验次数
电阻R(欧)
电流I(安)
b
1
5
a
2
10
0.18
3
15
0.12
(4)分析实验数据,可以得出电流与电阻的关系。为了描述这种关系,b处应填入的内容是 。
【解答】解:(1)滑片P向右滑动时,接入电路的电阻增大,故变阻器左下接线连入电路中,如下所示:
(2)闭合开关,无论怎样移动滑片P,电流表始终无示数,电路可能断路,发现电压表有示数,电压表与电源连通,原因可能是R断路。
(3)排除故障后,小组同学用5欧的定值电阻进行实验,测得的电流如图乙所示,分度值为0.02A,其示数为0.36安;
(4)分析实验数据可知,电流与电阻的乘积为一定值,可以得出电流与电阻成反比,则为了描述这种关系,b处应填入的内容是:电流与电阻的乘积IR(A•Ω)。
故答案为:(1)见解析;(2)R断路;(3)0.36;(4)电流与电阻的乘积IR(A•Ω)。
24. (2025•上虞区二模)为了研究通过导体的电流与电阻的关系,某同学根据图甲所示的电路图,将实验器材连接成如图乙所示的实物图。
(1)若按图乙进行实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将会出现的现象是 。
(2)经检查,图乙中一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”并补画出正确的连线。
(3)改正错误后,该同学继续实验。先接入5Ω的定值电阻,闭合开关,读出电流表的示数为0.8A,记录数据后断开开关;再将定值电阻R换成10Ω的,闭合开关, (填操作),记录数据后断开开关;换用15Ω等电阻继续实验。
(4)若换用20Ω电阻实验时,电压表的0~15V量程损坏,身边没有其他器材可用,要完成该实验,该同学应该 (填操作)。
【解答】解:(1)图乙中电压表接在干路上,电压表电阻很大,由欧姆定律可知,电路中电流很小,将观察到电流表没有示数,电压表示数等于电源电压。
(2)电路应为串联电路,电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,如图所示
。
(3)探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压保持不变,由第一次实验的数据可知,定值电阻两端的电压为U=IR=0.8A×5Ω=4V,可知更换电阻后,应移动滑片,直至电压表示数为4V。
(4)电源电压为6V,定值电阻两端的电压为4V,则滑动变阻器两端的电压为6V﹣4V=2V,小于电压表小量程的最大测量值,所以应将电压表并联在滑动变阻器两端,移动滑片,使电压表示数为2V。
25. (2025•定海区三模)为了探究“通过导体的电流与电阻关系”,小明利用6伏的电源、“40欧,1安”的滑动变阻器、阻值分别为5欧、10欧、20欧的R1、R2、R3等器材进行如下实验。
①按如图甲连接电路。
②闭合开关S1,将S2与a接通,调节滑动变阻器滑片P至电压表的示数达到设定值,记录电流表的示数为I1。
③分别将S2与b、c接通,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数与步骤②的设定值相同,分别记录电流表的示数为I2、I3。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)步骤②中R1两端电压达到设定值时,电压表示数如图乙,则该电压值为 。
(3)步骤③中调节滑动变阻器滑片时,其移动方向为 。
(4)为了使结论更具普遍性,需要在不同电压设定值下进行重复实验。若设定电压值为1伏,利用上述仪器能否完成实验并说明理由 。
【解答】解:(1)连接电路时,如果不断开开关,很容易烧坏用电器,故要断开;
(2)如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.5V;
(3)将10Ω的定值电阻换为20Ω的定值电阻后,定值电阻两端电压变大,为使电压表示数不变,根据串联分压原理,应增大变阻器阻值,即将滑动变阻器的滑片向右移;
(4)已知电源电压为6V,若设定电压值为1V(即定值电阻两端电压为1V不变),则滑动变阻器分得的电压始终为6V﹣1V=5V;
则当10Ω的电阻接入电路时,根据串联分压原理可得,解得需要变阻器的阻值R滑=50Ω,
同理,当20Ω的电阻接入电路时,需要变阻器的阻值R滑′=100Ω,
而滑动变阻器的规格为“40Ω 1A”,所以当接入10Ω、20Ω的电阻时,不能完成实验。
故答案为:(1)断开;(2)2.5V;(3)向右;(4)不能;当定值电阻为10Ω、20Ω时,若设定电压值为1伏,根据串联分压原理可知需要滑动变阻器的阻值分别为50Ω、100Ω,而滑动变阻器规格为“40Ω 1A”,所以10Ω、20Ω的电阻接入电路后,不能完成实验。
题型九.探究电流与电压、电阻的关系
26. (2025•金华二模)某兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得灯丝的阻值也越大。针对上述现象,同学们提出猜想:
猜想①:灯丝两端的电压增大导致电阻增大。
猜想②:灯丝的温度升高导致电阻增大。
为研究猜想①,同学们进行了如下研究:
【实验器材】干电池2节,小灯泡灯丝1根,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
【实验方案】
①按图1连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中。
②闭合开关S,读出电压表和电流表示数并记录。
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②。
(1)某次闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为 A。
(2)实验中将灯丝浸入水中的目的是 。
(3)若观察到 现象,则假设①被否定。
【实验反思】
(4)在测量小灯泡额定电阻中,某同学运用欧姆定律,从三次实验中的电压和电流平均值求出电阻平均值。请评价这种是否可行,并说明理由: 。
【解答】解:(1)电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A;
(2)实验时将灯丝浸入水中的目的是:防止电阻大小随温度变化而改变;
(3)将灯丝插入瓶口浸入水中,使灯丝的温度保持不变,若实验中得到的结果是:所测的灯丝电阻阻值基本相等,则假设①被否定;
(4)运用欧姆定律时,公式中的I、U、R必须是同一时刻、同一导体所对应的数值,故该同学的方法不可行。
故答案为:(1)0.3;(2)防止电阻大小随温度变化而改变;(3)其他条件一定时,灯丝两端电压增大,电阻不变;(4)不可行;运用欧姆定律时,公式中的I、U、R必须是同一时刻、同一导体所对应的数值。
27. (2025•杭州模拟)据史料记载,欧姆曾用图甲电路来研究电流与电压、电阻的关系,该电路中温差电源的电压与温差成正比。当电路中有电流通过时,小磁针偏转,转动手柄,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。改变电源温差,利用同一铁丝多次实验得出表1数据;控制电源温差不变,用粗细相同、长度不同的铁丝多次实验得出表2;(已知:手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比)
表1
实验组别
1
2
3
4
电源温差(摄氏度)
20
40
60
80
手柄转过角度(度)
50
100
150
200
表2
实验组别
1
2
3
4
铁丝长度(英寸)
2
4
6
10
手柄转过角度(度)
305
281.5
259
224
(1)分析表1中数据,可以得到的初步结论是 ;
(2)对表2中数据分析发现,无法得出通过铁丝的电流与铁丝电阻成反比的结论;于是在铁丝两端连接一个电压表,重复实验,发现当铁丝长度改变时,电压表示数也发生改变,据此分析电流与铁丝电阻不成反比的原因 ;为了解决上述原因,请提出改进的方法 。
【解答】解:(1)根据题表1数据分析可知,使用同一铁丝实验时,手柄转过角度随电源温差增大而增大,手柄转过角度与电源温差的比值不变,则手柄转过角度与电源温差成正比关系,所以可以得到的初步结论是当电阻一定时,电流与电压成正比。
(2)图乙电路中,当铁丝长度改变时,铁丝的阻值发生变化,根据串联电路的分压特点可知,电路中的铜丝、水银会分走部分电压,使得每次实验铁丝两端电压不同,所以电压表示数也发生改变,电流与铁丝电阻不成反比。
为了控制铁丝两端电压相同,可以在图乙电路中,添加一个滑动变阻器与铁丝串联,通过调节滑动变阻器的滑片,使铁丝两端电压保持不变。
故答案为:(1)当电阻一定时,电流与电压成正比;
(2)电路中铜丝、水银也会分走一部分电压,没有控制铁丝两端电压相同;添加一个滑动变阻器与铁丝串联。
28. (2025•上城区一模)项目小组基于新能源汽车电池智能温度监测系统原理,研发了一款温度监测模拟装置,其核心测温电路如图甲所示。电源电压U=6V恒定,定值电阻R0=30Ω,热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。当温度变化时,R1的阻值改变,导致电压表示数变化。小组同学将温度示数标记在电压表上,可以完成电压和温度的转化。
(1)当温度为0℃时,电压表的示数为 。
(2)当R1为60Ω时,系统启动散热,请计算此时电路电流大小。
(3)小组改装的温度检测刻度盘是否均匀,请分析说明理由。
【解答】解:(1)由图甲可知,R0和R1串联,电压表测R1两端的电压,由图乙可知,当温度为0℃时,R1=30Ω,
则电路中的电流为:I0.1A,
则电压表的示数为:U1=IR1=0.1A×30Ω=3V;
(2)当R1为60Ω时,电路中的电流为:
I'0.07A;
(3)当温度为0℃时,电压表为3V,
当温度为50℃时,由图乙可知,此时R1接入电路的阻值60Ω,根据第(2)问可知,此时电路中电流为,则此时电压表的示数为:
U'1=I'R'14V,
当温度为100℃时,由图乙可知,此时R1接入电路的阻值90Ω,此时电路中电流为:
I''0.5A,
则此时电压表的示数为:
U''1=I''R''1=0.5A×90Ω=4.5V,
当温度变化相同时,电压表的变化量不同,所以小组改装的温度检测刻度盘不均匀。
答:(1)3V;
(2)当R1为60Ω时,系统启动散热,此时电路电流为0.07A;
(3)小组改装的温度检测刻度盘不均匀,因为当温度变化相同时,电压表的变化量不同。
题型十.欧姆定律
29. (2025•浙江模拟)国家卫生健康委发布的《体重管理指导原则(2024年版)》指出,如果得不到有效遏制,2030年,我国成人超重肥胖率将达70.5%,儿童超重肥胖率将达31.8%。如图是一个自动体重测试仪的工作原理图,有关它的说法不正确的是( )
A.体重显示表是用电流表改装成的
B.体重越大,R2接入电路的阻值越小
C.体重越大,体重显示表的示数越小
D.R1的作用是保护电路
【解答】解:A.根据电表的使用方法可知,电压表并联在被测电路的两端,电流表串联在被测电路中;由题图可知,体重显示表串联在电路中,因此该表是用电流表改装而成,故A正确;
BC.由题图可知,两电阻串联,体重越大,R2连入电路的电阻越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路电流越大,体重显示表的示数越大,故B正确、C错误;
D.当滑片移至最上端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,R1可以防止电源短路,所以R1的作用是保护电路,故D正确。
故选:C。
30. (2025•浙江模拟)科学小组利用定值电阻R0、声敏电阻R(阻值会随声音强弱发生变化,如图甲所示)、电流表(0~0.6A)、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置。该装置电路如图乙所示。在某次测试中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为50dB时,电流表示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.该电路中的电流随声音强度增大而减小
B.R0阻值是5Ω,电源电压为10V
C.当电流表示数0.3A,噪声强度为60dB
D.若要增大噪声的测量范围,可以减小R0的阻值
【解答】解:A、从图乙可知,闭合开关,两电阻串联,电流表测量电路电流,从图甲可知,随着声音强度的增加,声敏电阻R的阻值逐渐减小,则电路总电阻减小,电源电压不变,根据I可知电路电流增大,故A错误;
B、当噪声80dB时,R=10Ω,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律及串联电路的特点可知电源电压U=0.4A×10Ω+0.4A×R0.....①;
当噪声50dB时,R′=25Ω,电流表示数为0.2A,根据欧姆定律及串联电路的特点可知电源电压U=0.2A×25Ω+0.2A×R0.....②;
联立①②得:U=6V,R0=5Ω;故B错误;
C、当电流表示数0.3A,根据欧姆定律可知总电阻R总20Ω;
根据电阻串联的特点可知R的阻值R=R总﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω,从图中可知噪声强度为60dB,故C正确;
D、若要增大噪声的测量范围,电路中的电流不变,故总电阻不变,而声敏电阻阻值减小,故需要增大R0的阻值,故D错误。
故选:C。
31. (2025•拱墅区一模)如图甲所示为自动气象站中的测温装置,学校科技小组模拟制作了一个测温器。测温器电路如图乙所示,其中电阻R为铂质电阻,其阻值随温度的变化如图丙所示;“恒流源”是一个特殊电源,R的阻值变化时,电源输出的电流能保持恒定不变。小组同学想将灵敏电压表改装成气温表,以反映环境的温度。实验发现:环境温度从20℃上升到40℃时,灵敏电压表的示数变化了16mV。则:
(1)通过电阻R的电流恒定为 mA。
(2)若将灵敏电压表改成气温表,则0℃应标在电压表的 mV处。
(3)由灵敏电压表改成的气温表,其刻度 (选填“均匀”或“不均匀”)。
(4)当温度的变化值相同时,灵敏电压表示数的变化值越大,表示气温表的灵敏度越高。则要提高其灵敏度,可采取的做法是 (写出1点)。
【解答】解:(1)根据欧姆定律I可知,在恒定电流状态下,U与R成正比,故电压变化量ΔU与电阻变化量ΔR成正比,即:I,则两者的比值即为恒定电流的值;
环境温度从20℃上升到40℃时,电阻增加量为116Ω﹣108Ω=8Ω,灵敏电压表的示数变化了16mV,故恒定电流值为I2mA;
(2)由图丙得出0℃时R的阻值为100Ω,根据I可得U0=IR0=2×10﹣3A×100Ω=0.2V=200mV;
(3)电压表的示数为UV=IR,
由图丙可知R与温度成正比,由于“恒流源”的电流不变,则UV与R成正比,所以,将电压表刻度是均匀的;
(4)为了增大该装置的灵敏度,应该在温度变化量相同时,变化更大的电压,根据欧姆定律变形公式U=IR可知,恒流状态下,电流I越大,电压U变化量越大,装置更灵敏,故应该换一个电流更大的恒流源。
故答案为:(1)2;(2)200;(3)均匀;(4)换一个电流更大的恒流源。
32. (2025•余姚市模拟)图1是某电压力锅的实物图,图2是它的电路图。其中,S1为定时开关。S2为压力开关,锅内压强低于160千帕时,S2闭合,当锅内压强达到180千帕时,S2断开;R1、R2均为发热电阻。R1=48.4欧,R2=193.6欧。闭合开关S1,电压力锅开始加热升压,当锅内气压到达180千帕时,电压力锅进入保压状态,直至断开,电压力锅加热结束。已知电压力锅盖横截面积为300厘米2。
(1)当升压刚结束时,电压力锅内气体对锅盖的压力为 。
(2)某同学从铭牌上得知该电饭锅能效等级为三级,国家标准中规定三级能效的热效率值范围为81%≤η<86%(热效率是指以最大功率加热时,水吸收的内能与高压锅消耗电能的比值)。为测试该高压锅能效等级是否符合,该同学在高压锅内加入0.8千克26℃的水,用220伏的电源电压进行加热。锅内气压与加热时间如图3所示,水的沸点与气压关系如表所示。请根据以上信息,通过计算判断该电高压锅的能效等级是否符合三级要求。
气压/千帕
100
120
140
100
180
200
沸点/℃
100
104
109
113
116
120
【解答】解:(1)当升压刚结束时,锅内压强达到180千帕,则电压力锅内气体对锅盖的压力为:
F=pS=180×103Pa×300×10﹣4m2=5400N;
(2)当电压力锅开始加热升压时,电路为只有R1的简单电路,则电压力锅的加热功率为:
P1000W;
由表中数据可知,当气压为180千帕时水的沸点为116℃,在升压过程中水吸收的热量为:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.8kg×(116℃﹣26℃)=3.024×105J;
由图3可知,在升压过程中加热时间为6min,电压力锅消耗的电能为:
W=Pt=1000W×6×60s=3.6×105J,
则该电饭锅的热效率为:
η100%=84%,
因此该电高压锅能效符合三级要求。
答:(1)5400N;
(2)该电高压锅能效符合三级要求。
题型十一.电路的动态分析
33. (2025•浙江二模)如图所示是一种测定风速的装置,风速表是由电压表改装而成的,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,探头和轻质金属杆与滑动变阻器的滑片P相连,可上、下移动。当探头上方风速变大时,下列说法正确的是( )
A.通过R2的电流将变小 B.电压表的示数将变小
C.电路的总电阻不变 D.电路的总功率将变大
【解答】解:A.电路是串联的,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端电压,当探头上方风速变大时,由于探头上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,会产生向上的压强差,向上的升力,滑片向上移动,变阻器R2接入电路中的阻值变小,电路中的电流变大,通过R2的电流将变大,故A错误;
B.电路中电流变大,根据欧姆定律U=IR可知,R1两端电压会变大,即电压表的示数变大,故B错误;
C.变阻器R2接入电路中的阻值变小,R1阻值不变,结合串联电路的电阻关系可知电路中的总电阻变小,故C错误;
D.电路中电流变大,根据P=UI可知,电源电压不变,电路的总功率将变大,故D正确。
故选:D。
34. (2025•龙湾区校级三模)如图为小阳设计的遮光感应烟雾探测器部分原理图,在不透光烟室内装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R0(光照越强,R0阻值越小,反之则越大)的电路,R为定值电阻,电源电压恒定。当有烟雾进入烟室时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数减小
C.电流表示数增大,电压表示数增大
D.电路总电阻增大,电压表示数减小
【解答】解:由图可知R与R0串联,电压表测光敏电阻R0的电压,电流表测电路中的电流;
由光敏电阻R0的性质知:当烟雾进入烟室并越来越浓时,使光照变弱,光敏电阻R0的阻值增大,则电路中的总电阻增大,电源电压不变,由欧姆定律可知电路中电流减小,即电流表示数减小;根据串联分压原理,光敏电阻的阻值变大,其两端电压变大,所以,电压表示数变大。故A正确,BCD错误。
故选:A。
35. (2025•瓯海区校级模拟)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数都变小
D.电压表示数变大,电流表示数变小
【解答】解:根据图2可知,电路为串联电路,电压表测量应变片两端的电压,电流表测量电路中的电流;
闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,电流表示数变小;
应变片的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,应变片分担的电压变大,电压表示数变大,故D正确。
故选:D。
36. (2025•庆元县一模)如图甲所示是健身蹦床,原理图如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在运动者从与蹦床接触至下落到最低点过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数逐渐变小,电压表V的示数逐渐变大
B.R1消耗的功率逐渐变大,整个电路消耗的功率逐渐变大
C.电压表V与电流表A示数的比值逐渐变小
D.电压表V示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值逐渐变大
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量R1两端的电压;
A、在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中,蹦床受到的压力增大,压敏电阻的阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;
根据U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表V示数变大,故A错误;
B、电路中的电流变大,R1的电阻不变,根据P=UI=I2R知:R1消耗的功率逐渐变大;
电源电压不变,电路中的电流变大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率P逐渐变大,故B正确。
CD、根据R可知,电压表V与电流表A示数的比值以及电压表V示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值均等于R1的阻值,保持不变,故CD错误。
故选:B。
37. (2025•诸暨市三模)为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴水压表(图1)和深度表。图2是深度表的工作原理简化电路图,R0是定值电阻,RP是压敏电阻,其阻值随潜水深度的增加而减小。潜水员下潜时,利用示数增大的电表反映深度的变化。则( )
A.潜水深度越大,电压表示数越大
B.电流表反映深度的变化
C.潜水深度增加时,电压表和电流表的比值变大
D.电源电压降低后,潜水时深度表显示的深度比实际深度偏大
【解答】解:由电路图可知,开关闭合时,RP与R0串联,电压表测RP两端的电压,电流表测电路中的电流。
ABC、RP是压敏电阻,其阻值随潜水深度的增加而减小,所以,潜水深度越大,压敏电阻RP的阻值越小,电路的总电阻越小,由I可知电路中的电流越大,即电流表示数越大,由U=IR可知R0两端的电压越大,由串联电路电压的规律可知压敏电阻两端的电压变小,即电压表的示数越小,所以电压表和电流表的比值变小;由题知,利用示数增大的电表反映深度的变化,所以应该用电流表反映深度的变化,故AC错误,B正确;
D、潜水深度相同时,压敏电阻的阻值相同,总电阻相同,当电源电压降低后,由I可知电路中的电流变小,即电流表示数变小,所以潜水时深度表显示的深度比实际深度偏小,故D错误。
故选:B。
38. (2025•舟山模拟)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、A图中AB和R0串联,电压表测R0两端电压;海水浓度越大,AB间电阻越小,根据串联分压原理,其分担的电压越小,R0两端的电压越大,即电压表的示数越大,故A正确;
B、B图中AB和R0串联,电压表测AB两端电压;海水浓度越大,AB间电阻越小,根据串联分压原理,其分担的电压越小,即电压表的示数越小,故B错误;
C、C图中电压表测量电源电压,因电源电压恒定,因此电压表示数不变,故C错误;
D、D图中AB和R0并联,电流表测量定值电阻R0的电流,电源电压恒定,电阻R0不变,根据I0 得I0不变,即电流表示数不变,故D错误。
故选:A。
1. (2025•嘉兴二模)电动独轮车是新一代的节能、环保、便携的代步工具。其工作原理是当电源开关S闭合时指示灯L亮起,车处于待机状态;当人再站到车上时开关S1自动闭合,电动机M才能工作,以下电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意可知,当电源开关S闭合时指示灯L亮起,再当人站在独轮车上时开关S1自动闭合,电动机M才能启动,说明电动机和指示灯可以独立工作、互不影响即为并联,且开关S位于干路,开关S1位于电动机支路,故C正确。
故选:C。
2. (2025•鹿城区校级二模)智能温室大棚在温度过高时需要降温保护植物。闭合开关S2,当大棚内温度升高到一定数值,温控开关S1自动闭合,水帘装置M启动,通过水分蒸发吸热来降低棚内温度。断开开关S2,水帘装置和工作系统同时停止工作。下列符合大棚温控特点的原理图是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
由题知,当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,水帘装置才启动,所以水帘装置与其它工作系统互不影响,即是并联的,且S1只控制水帘装置;开关S2是总开关,应在干路上控制水帘装置和工作系统,由各选项电路可知A正确,BCD错误。
故选:A。
3. (2025•玉环市二模)智能门锁开门的方式有指纹识别、密码识别和人脸识别,分别用S1、S2、S3表示。只要其中任意一种方式识别成功(即开关闭合),电机M启动工作,实现自动开门。下列四种电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题可知,只要其中任意一种方式识别成功(即开关闭合),电机机就能启动,实现自动开门,说明三个开关互不影响,是并联的,再与电动机串联,故B符合要求。
故选:B。
4. (2025•衢州一模)某电动汽车的车门有三种识别解锁方式:①手机蓝牙(开关S1);②NFC钥匙卡(开关S2);③传统遥控钥匙(开关S3)。任意一种方式识别成功,相应开关闭合,电动机M通电启动,车门解锁。为实现上述功能,下列电路设计图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:三种识别解锁方式:①手机蓝牙(开关S1);②NFC钥匙卡(开关S2);③传统遥控钥匙(开关S3)。任意一种方式识别成功,相应开关闭合,电动机⑩通电启动,说明三种方式不会影响,都可以独立的开动汽车,故是并联关系,故A符合题意。
故选:A。
5. (2025•玉环市二模)如图甲所示,把铜片、铁片插入菠萝中,发现电压表的指针发生偏转,用电压表测量它的电压。则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为0.5V
B.电压表能提供电压
C.通过铜片的电流比锌片的电流大
D.铜片是水果电池的正极
【解答】解:A、由图知电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.1V,故A错误;
B、电压表可以测量电压的大小,电源提供电压,故B错误;
C、电源供电时两极电流相等,通过铜片的电流等于锌片的电流,故C错误;
D、电压表指针正向偏转,说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,由图知铜片与电压表的正接线柱连接,因此铜电极为正极,故D正确。
故选:D。
6. (2025•浙江模拟)小明自制“伏打电堆”并连接了如图所示电路。闭合开关S,小灯泡发光,电压表指针右偏,则下列说法正确的是( )
A.金属A是电堆的正极
B.“伏打电堆”将电能转化为化学能
C.若小灯泡断路,电压表仍有示数
D.若断开开关,A、B两金属间无电压
【解答】解:A、由题意知,电压表指针右偏,说明与电压表正接线柱连接的是电源的正极,即金属B是电源的正极,故A错误;
B、“伏打电堆”是将化学能转化为电能的装置,故B错误;
C、闭合开关,若小灯泡断路,电压表仍可以接在电源的两极上,所以有示数,故C正确;
D、A、B两金属间的电压是始终存在的,与电路是否接通无关,故D错误。
故选:C。
7. (2025•浙江三模)为了探究导体导电能力是否与材料等因素有关,科学兴趣小组利用电压恒定的学生电源、不同规格的金属丝(如表所示)、电流表、开关等器材进行了如下实验。
编号
材料
长度
横截面积
①
镍铬合金
1米
1毫米2
②
镍铬合金
1米
2毫米2
③
镍铁合金
1米
1毫米2
④
锰铜合金
1米
1毫米2
步骤一:将①号金属丝的A、B端接入电路,使导线的P端与B相连(如图甲);
步骤二:闭合开关,记录电流表示数I1,立刻断开开关;
步骤三:将P分别移至金属丝的C、D点,闭合开关,记录电流表示数分别为I2、I3,并立即断开开关;
步骤四:分别用②、③、④号金属丝替换①号金属丝重复上述步骤。
(1)步骤二中,记录图乙所示电流表的示数为0.34A,请用箭头标出此时电流表指针的位置;
(2)编号①②实验对比,探究的问题是 ;
(3)实验中,每次都要等材料完全冷却后,再测量电流。这种做法主要是因为 ;
(4)查阅资料得知:长度、粗细均相同的锰铜合金电阻非常小。试分析用④号金属丝实验时可能存在的安全隐患: 。
【解答】解:(1)电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,可知0.34A在0.4A左侧第三格,如图所示:
;
(2)由表中数据可知,编号①②实验的变量是横截面积,可知探究的是导体电阻大小与横截面积的关系;
(3)导体的电阻还与温度有关,为了防止温度对实验造成干扰,每次都要等材料完全冷却后,再测量电流;
(4)长度、粗细均相同的锰铜合金电阻非常小,由欧姆定律可知,电路中电流较大,可能会导致电流表损坏甚至电源短路。
8. (2025•绍兴模拟)如图是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置,已知电源恒为3伏。实验中用四根电阻丝作被测导体,A、B、C三根电阻丝等长,D最长。将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压2伏不变,进行测量并记录,数据如表。
实验组
电阻丝
材料
横截面积(厘米
电流(安培)
1
A
锰铜合金
0.4
0.56
2
B
镍铬合金
0.4
0.44
3
C
镍铬合金
0.2
0.22
4
D
镍铬合金
0.2
0.10
(1)将电阻丝A的两端接入电路,闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至线圈最 (填“左”或“右”)侧。
(2)分析上表中实验组3和4,得到的结论是: 。
(3)为完成上述实验,所选用的滑动变阻器可能是 (填字母)。
A.“5Ω 0.6A”
B.“10Ω 0.5A”
C.“15Ω 0.6A”
(4)工业上将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后雕刻成螺旋状,生产出不同阻值的定值电阻。下列是用相同的金属膜雕刻成的三个阻值不同的定值电阻R1、R2、R3(虚线表示背面剩余金属膜)。你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由: 。
【解答】解:(1)由为保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,即移动到最右端;
(2)分析上表中实验组3和4,其他因素相同,第4组长度更长,电流更小,由此可知材料和横截面积等条件相同时,长度越长,电阻越大;
(3)表格中最大电流大于0.5A,所以B选项不符合;已知知电源恒为3V,电阻丝两端电压2V不变,即滑动变阻器电压保持1V不变,第4组数据中电阻丝的阻值R20Ω,根据串联电路电压之比等于电阻之比,可知电阻丝电阻比上滑动变阻器的电阻之比为2:1,滑动变阻器的接入电路中的阻值为10Ω,故C选项“15Ω 0.6A”符合;
(4)将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后雕刻成螺旋状,是改变了导体的长度,和横截面积,由图可知:材料相同时,R3的金属膜长度最长,横截面积最小,所以电阻最大。
故答案为:(1)右;(2)材料和横截面积等条件相同时,长度越长,电阻越大;(3)C;(4)R3电阻最大,因为材料相同时,R3的金属膜长度最长,横截面积最小,所以电阻最大。
9. (2025•浙江模拟)小李同学利用如图甲所示的电路来探究电流与电压的关系:
(1)在研究电流与电压的关系时,要求保持电阻R的阻值不变,通过 来改变电阻R两端的电压,观察电流大小的变化。
(2)如图乙所示为实验中第三次测量的结果,请把实验数据填入表中。
实验序号
电压U/伏
电流I/安
1
1.2
0.2
2
1.8
0.3
3
(3)分析实验数据,可以得出的结论是 。
【解答】解:(1)移动滑动变阻器的滑片,改变其连入电路的阻值,从而改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,获得多组数据;
(2)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;
(3)由表中数据可知,定值电阻阻值一定,电压增大几倍,电流也增大几倍,可以得到在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)调节滑动变阻器;(2)2.4;0.4;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
10. (2025•龙湾区校级三模)小阳用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系。选用的器材有:稳压学生电源(调至4.5V不变),电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.4
0.2
0.13
(1)请在电路图的圆圈中画上相应的电表符号完成电路图;
(2)连接电路,闭合开关后,移动滑片,发现两电表均无示数。为判断原因,将电压表与滑动变阻器并联,闭合开关后电压表有示数,电流表无示数。若电路中只有一处故障,故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路,记录电流表示数为0.4A。若要将电阻更换为10欧重复实验,则图中滑动变阻器的滑片应向 (填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为2V;
(4)进行第4次实验时,将接入电阻R的阻值换为20Ω,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。为达实验目的,若重新选择器材进行实验,使以上四个定值电阻都能为实验所用,下列调整可行的是( )(填序号,可多选)。
A.换用最大阻值更大的滑动变阻器
B.增大电源电压
C.适当增大定值电阻R两端的电压
【解答】解:(1)在探究电流与电阻关系的电路中,电压表应与定值电阻并联,测量定值电阻两端的电压;电流表应与定值电阻串联,测量通过定值电阻的电流。如图所示:
(2)连接电路,闭合开关后,移动滑片,两电表均无示数,说明电路断路,电压表两端到电源断路,到把电压表与滑动变阻器并联,闭合开关后电压表有示数,电流表无示数,说明此时电压表两个接线柱到电源通路,电路仍断路,由此可知电路的故障原因是滑动变阻器断路;
(3)探究电阻与电流的关系实验中应控制定值电阻两端的电压部变,由题意可知定值电阻两端电压为U0=I1R1=0.4A×5Ω=2V,由串联电路电压的分配规律得:,所以当把定值电阻R由5Ω 更换为10Ω 时,滑动变阻器接入的电阻也变大,故滑片向左移动;
(4)接入电阻R的阻值换为20Ω时,由串联电路电压的分配规律得:,
即,
解得R滑=25Ω>20Ω,所以无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。
A.根据以上分析可知,换用最大阻值更大的滑动变阻器,比如最大阻值为25Ω等,可使以上四个定值电阻都能为实验所用,故A符合题意;
B.若改变电源电压,同理则有
即
解得U′=4V,可知,减小电源电压,可使以上四个定值电阻都能为实验所用,故B不符合题意;
C.适当增大定值电阻R两端的电压,根据串联分压原理,滑动变阻器分得的电压相对减小,在滑动变阻器现有最大阻值下,有可能使电路满足要求,故C符合题意。
故选:AC。
11. (2025•鹿城区校级三模)项目学习小组同学设计了如甲图所示的质量仪,其中弹簧A(原长为1米)的上端与滑动变阻器的滑片P相连(此时P处于R的最上端),弹簧A、B的下端与金属板相连。电源电压恒为9伏,定值电阻R0=30欧,R=15欧,R的长度为0.3米,电压表的量程为0﹣3伏。其工作原理为:盛放物体的托盘对弹簧产生的压力,使弹簧压缩带动滑片P下移,从而使电压表的示数发生变化来指示物体的质量,弹簧压缩长度ΔL与压力的关系如图乙所示。当被测物体质量较小时,质量仪比较精确,当物体质量较大时,则质量仪的量程变大。(托盘质量忽略不计)
(1)弹簧B的长度为 。
(2)电压表的示数为2伏时,计算被测物体的质量。(写出计算过程)
(3)若将甲装置中的弹簧A去掉,保持其他条件不变,通过计算在丙图中标出质量仪的零刻度线和量程(标出位置和具体数值)。 。
【解答】解:(1)由图乙可知,弹簧A与弹簧B并联,托盘刚好接触到弹簧B时,弹簧A被压缩的长度为0.2m,因此弹簧B的长度LB=1m﹣0.2m=0.8m;
(2)由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器滑片P上部分电阻的电压,
由于电压表在电路中相当于断路,滑动变阻器始终以最大阻值接入电路中,无论如何移动滑片P,电路中的总电阻不变,电流不变,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电路中的电流:I0.2A,
由欧姆定律可知,滑片P上部分电阻的阻值:R上10Ω,
此时滑片P上部分电阻丝的长度:L0.3m=0.2m,
则此时弹簧A的压缩长度:Δl=L=0.2m,
由图乙可知,此时被测物体对弹簧A的压力F=2N,
则被测物体的重力:G=F=2N,
由G=mg可知,被测物体的质量:m0.2kg;
(3)由图乙可知,弹簧A的压缩长度Δl与压力的关系为FA=kAΔlA,
当FA=2N时,ΔlA=0.2m,即2N=kA×0.2m,
解得:kA=10N/m,
则FA=10N/m×ΔlA,
当弹簧A的压缩长度为ΔlA时,弹簧B的压缩长度为ΔlA﹣0.2m,
则弹簧A和弹簧B的压缩长度Δl与压力的关系为FA+FB=10N/m×ΔlA+kBΔlB=10N/m×ΔlA+kB×(ΔlA﹣0.2m),
当FA+FB=5N时,ΔlA=0.3m,即5N=10N/m×0.3m+kB×(0.3﹣0.2m),
解得:kB=20N/m,
则FB=20N/m×ΔlB,
由图甲可知,托盘中没有放物体时刚好接触到弹簧B时,滑片P上部分电阻丝的长度:L=1m﹣0.8m=0.2m,
由(2)可知,此时电压表的示数为2V,
即丙图中2N的位置为质量仪的零刻度线;
当滑片P移至最下端时,弹簧B受到的压力最大,
由欧姆定律可知,此时电压表的示数:U大=IR=0.3A×10Ω=3V,
由R的长度为0.3米可知,托盘中放入物体时滑片移动的最大距离:ΔlB大=0.3m﹣0.2m=0.1m,
物体对弹簧B的最大压力:FB大=20N/m×ΔlB大=20N/m×0.1m=2N,
被测物体的最大重力:G大=FB大=2N,
由G=mg可知,被测物体的最大质量:m大0.2kg,
即丙图中3N的位置为质量仪的最大测量值,为0.2kg,如图所示:
。
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。