专题14 欧姆定律(复习讲义)(山东专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-01-07
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精品
摘要:
该初中物理中考复习讲义聚焦“欧姆定律”专题,覆盖电流与电压电阻关系、欧姆定律应用、电阻测量、串并联电路应用等核心考点,通过“考情剖析-知识网络-考点通关-素养拓展-优题精选”架构,结合考点梳理、方法指导、真题训练,帮助学生突破实验探究与动态电路分析难点。
亮点在于融入跨学科实践(如“阳光环保智慧小屋”设计)和实验探究(伏安法测电阻),培养科学探究与科学思维。设“基础-提升-挑战”分层练习,配合真题限时训练,教师可依考情分析调整节奏,高效提升学生应考能力。
内容正文:
专题14 欧姆定律
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 电流与电压、电阻的关系 4
教材·知识夯基
1.电流与电压的关系
2.电流与电阻的关系
中考·考法聚焦
考法1 结合实验考查实验规律
考点2 欧姆定律 6
教材·知识夯基
1.欧姆定律
中考·考法聚焦
考法1 结合生活场景
考点3 电阻的测量 8
教材·知识夯基
1.用电流表和电压表测量电阻
中考·考法聚焦
考法1 结合实验考查物理规律
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 11
教材·知识夯基
1.欧姆定律在串联电路中的应用
2.欧姆定律在并联电路中的应用
中考·考法聚焦
考法1 跨学科融合
04·素养拓展·思维进阶 14
拓展01 跨学科实践:设计阳光环保智慧小屋
05·优题精选·百炼成钢 15
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电流与电压、电阻的关系
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电流与电压的关系、电流与电阻的关系
1.结合实验考查物理规律:在具体的实验场景中,通过探究电流跟电压、电阻的关系来探究物理规律。如2025・山东青岛卷T20
欧姆定律
☑选择题
☑填空题
☑计算题
欧姆定律
1.结合生活场景:以生活场景中的动态电路(如热敏电阻变化、体重秤、酒精测试仪等)为背景,考查欧姆定律在动态电路分析中的应用。如2025・山东德州卷T12,2025・山东日照卷T7。
电阻的测量
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电阻的测量
1.结合物理实验考查物理规律:以实际的物理实验“电阻的测量”作为背景,考查伏安法在电阻测量中的应用以及实验中的物理规律。如2025・山东潍坊卷T16,2025・山东泰安卷T24。
欧姆定律在串、并联电路中的应用
☑选择题
☑填空题☑计算题
欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.跨学科融合:通过我国自主创新的电动卡车为背景,进行跨学科融合,涉及力学、电磁学以及图像信息处理的综合知识,系统性地考查学生对欧姆定律在电路中的综合运用。如2025・山东泰安卷T27。
命题新趋势
命题已从单纯的计算和记忆,转向对定律的理解、应用条件、实验探究和跨学科综合能力的考查,试题情景化、综合化、开放化成为主流。题目的形式灵活,难度分层。重视实验过程与故障分析,强化数据处理和图像分析能力;同时也与电功、电功率、焦耳定律等结合,增加题目的综合性。
命题预测
生活应用:结合油箱油量计、测重计、气压计、光敏/热敏电阻等,分析其工作原理和计算,在动态电路的考查中,这类题目逐渐成为热点。
强化实验探究:用实验(如探究电流与电压、电阻的关系,电阻的测量等)来考查学生对物理规律的理解以及实验中故障的判断,电路分析等。
考点1 电流与电压、电阻的关系
1.电流与电压、电阻的关系
探究
电流与电压的关系
电流与电阻的关系
实验设计
控制电阻不变,改变定值电阻两端电压
控制定值电阻两端电压不变,改变电阻阻值
电路图
滑动变阻器
的作用
保护电路
改变定值电阻两端电压值
保持定值电阻两端电压不变
实验结论
电阻一定时,电流与电压成正比。
电压一定时,电流与电阻成反比。
【特别提醒】
1. 电流与电压之间的关系:当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。不能说成 电压跟电流成正比,电流和电压之间存在因果关系,电压是原因,电流是结果,因果关系不能颠倒。
2. 电流与电阻的关系:当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。不能说成电阻跟 电流成反比,导体的电阻是导体本身的一种性质,不随导体中的电流的变化而变化。
1.【通过实验探究物理规律】(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,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
考查知识
探究电流与电压、电阻的关系
命题解读
命题意图:通过探究电流与电压、电阻的关系,让学生们回归课本重点实验,深化对实验的理解,以及强化在实验探究过程中的分析能力。
解题思路:学生需要先明确电流与电压、电阻关系的实验操作及实验结论,根据具体题目要求进行实验再现,通过思考和实际操作,顺利完成对实验的探究和分析。
方法:理解并熟记实验规律。明确实验结论。
考点2 欧姆定律
1.欧姆定律
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。
公式
I = U/R导出公式:R = U/I 、 U = IR
理解
①对应关系:“同一性、同时性”即:定律中的电流、电压、电阻是对同一导体或同一段电路的同一时刻而言的。
②因果关系:电流随电压、电阻的变化而变化,即电压、电阻是因,电流是果。
③变形关系:表示电压等于电流与电阻的乘积,不反映物理规律,只适用于数学计算;R = U/I可用来测量与计算导体的电阻值。
【特别提醒】
1. 利用欧姆定律解释电源短路、电流表、电压表的连接:
(1)电源短路 导线的电阻接近0,根据欧姆定律 I=U/R可知,当电阻接近0时,电路中的电流将趋向于无限大,会烧坏电源和导线,所以绝对不能把电源两极直接用导线相连。
(2)电流表为何串联在电路中、电压表为何并联在电路中电流表电阻很小,相当于导线,若将电流表直接连在电源的两端,情形跟上述情况相同,因此不允许将电流表直接接在电源两端。 电压表电阻很大,有电压表的支路相当于开路,所以只要电源电压不超过电压表的量程,就可以将电压表直接接在电源两端。
2. 利用欧姆定律解答题的一般步骤:
第一步:可采用“去表法”判断电路的连接方式,将电压表去掉,将电流表看成一段导线,画出等效电路图,然后进行判断。判断出电路的连接方式后,再将电压表和电流表“恢复”到原来的位置,明确各测量哪部分电路两端的电压和电路中的电流。
第二步:认真审题,在电路图(或画出的电路图)上标出已知量、待求量。
第三步:找出各物理量之间的关系;利用欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式,列式时要注意公式成立的条件,要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位。
第四步:讨论结果的合理性,得出答案。
1.【结合动态电路】(2025·山东德州·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V ②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W ④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
考查知识
欧姆定律在动态电路中的分析
命题解读
命题意图:本题通过动态电路的变化为背景,精准考查学生对欧姆定律在动态电路中应用的理解。综合性比较突出,更加注重分析能力。
解题思路:首先判断电路的串并联情况,然后根据滑动变阻器移动时各个电阻两端电压变化情况作为突破口,结合欧姆定律的定量计算,便可正确做出选择。
方法:在串联电路中,滑动变阻器接入的阻值变大,其两端电压也随之变大。
考点3 电阻的测量
1.电阻的测量
原理
R = U/I
测量工具
电压表、电流表
电路图
【方法技巧】
1. 定值电阻的测量:为了减小误差,实际测量中要改变待测电阻器两端的电压,多次测量电压及电流,并分别算出相应的电阻,最后求出电阻的平均值。也可以用图像处理的方法求出电阻。在实际生活中,测量有误差,需要多次测量求平均值,来减小误差。滑动变阻器的作用是保护电路和多次改变电路中的电流。
2. 小灯泡电阻的测量:不同的电压下小灯泡的电阻相差非常大,多次测量的目的就不是求平均值,减小误差;而是验证小灯泡的电阻随电压的升高而变大的规律,因此是寻找普遍规律。 此时可以考虑温度也是影响灯泡电阻的原因之一,例如灯丝受热会升华的钨丝灯,灯灯丝升华一部分后,灯丝的横截面积变小(变细),此时灯泡的电阻长度和材料都没变,因此灯泡的电阻变大。
1.【结合实验考查物理规律】(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、干电池两节(每节电压为)、滑动变阻器、滑动变阻器、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,测量的数据如下表所示。
次数
电压()
电流
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待测电阻的阻值为 (结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“”或“”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为 (结果保留1位小数)。
考查知识
电阻的测量
命题解读
命题意图:本题以伏安法测电阻的实验为背景,考查学生对实验规律和实验结论的掌握情,同时进一步考查了欧姆定律的应用。
解题思路:抓住定值电阻测量的原理,明确实验中电压和电流的测量对象。结合欧姆定律的变小进行分析处理,很容易找到题目的突破口,从而正确作答。
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.欧姆定律在串并联电路中的应用
连接方式
电阻的串联
电阻的并联
图示(仅涉及两个电阻)
理解
相当于增加了电阻的长度,总电阻比分电阻大
相当于增加了电阻的横截面积,总电阻比分电阻小
公式
R = R1 + R2
1/R = 1/R1 + 1/R2
关系式
串联分压: U1/U2 = R1/R2
并联分流:I1/I2 = R2/R1
【特别提醒】
1. 电阻串联相当于增加了导体的长度,串联的电阻越多,总电阻越大。而且,串联电阻比其中任何一个电阻都要大。并联电阻相当于增加了导体的横截面积,并联的电阻越多,总电阻越小。而且,并联总电阻比其中最小的电阻还要小。
(1)若有n个电阻都为R₀的定值电阻串联,则总电阻为nR0
(2)若有n个电阻都为R₀的定值电阻并联,则总电阻为R0/n
2. 串联分压,电压比等于电阻比,并联分流,电流比等于电阻比的倒数。
1.【跨学科融合】(2025·山东泰安·中考真题)2025年3月6日,我国首批自主研发的某型号120吨级纯电动矿用卡车(图甲)在国内露天矿山领域开始规模化应用,实现了环保效益和经济效益双赢。g取10N/kg,请解答下列问题:
(1)该型卡车某次运输时以18km/h的速度,在平直路面上匀速行驶0.25h,车载电池的输出电能有转化为机械能。求该卡车在此条件下行驶的距离和牵引力的大小;
(2)物理兴趣小组自制卡车模型,并设计了防超载系统,其工作原理如图乙所示。为定值电阻,货物对压敏电阻。产生压力,阻值与压力F大小的关系如图丙所示。调试过程如下:闭合开关S,当载重(承载货物的质量)为2.5kg时,电压表示数为;当载重为10kg时,控制电路中电流达到临界值,磁性开关动触片被电磁铁吸引断开,电动机停止工作,电压表示数为,且;控制电路中电流小于临界值时,磁性开关动触片回弹闭合,电动机正常工作。控制电路电源电压,水平放置的货架重力和电磁铁线圈的阻值均忽略不计,求的阻值和的大小;
(3)若图乙中电压表量程为0~3V,不变、触发电动机停止工作的条件不变,在保证电路安全的情况下,通过更换定值电阻,能否使触发电动机停止工作时的载重达到12kg?请结合(2)中有关数据计算说明。
考查知识
欧姆定律在电路中的综合应用
命题解读
命题意图:本题通过我国自主创新的电动卡车为背景,进行跨学科融合,涉及力学、电磁学以及图像信息处理的综合知识,系统性地考查学生对欧姆定律在电路中的综合运用。
解题思路:明确电路的串、并联关系,结合图像信息的处理,通过综合分析,找到各个物理量间的关系,结合欧姆定律进行分析计算,从而找到突破口。
1.【跨学科融合】小明发现爷爷养花的阳光房冬冷夏热,不利于花卉生长。在综合实践课上,他与活动小组的同学开展了为爷爷设计“阳光环保智慧小屋”的活动。
【项目分解】
(1)设计冬季太阳能辅助加热系统;
(2)设计夏季遮光控温系统。
【项目实施】
(一)设计冬季太阳能辅助加热系统
如图(a),该小组设计了冬季太阳能辅助加热系统电路,其中R为加热电阻,阳光房屋顶安装的太阳能电池板用来获得电能。
(1)白天,太阳能电池板给蓄电池充电,此时的“蓄电池”相当于电路中的 。
(2)晚上,屋内温度较低时,控制开关S1自动接 (填“a”或“b”),R对室内进行辅助加热。
(二)设计夏季自动遮阳控温系统
阳光房的屋顶是用玻璃做的,夏天光照太强、屋内温度过高,不利于花卉生长。该小组利用热敏电阻R1和光敏电阻R2重新设计了简化电路如图(b)所示。蓄电池的电压恒为24V,变阻器R0的最大阻值为1500Ω,R1和R2的阻值变化情况如图(c)所示,虚线框内R1和R2按一定方式接入电路。
将开关S2接c,当户外光照强度增至图(c)的A点,且屋内温度升高至28℃时,电流表示数增至10mA,开关S2自动接d,卷帘装置启动,拉动遮阳帘遮光。图(b)电路中虚线框内的电阻R1和R2应该 联,此时变阻器R0接入的阻值为 Ω。
【项目优化】
若设定屋内温度为26℃时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,应将变阻器R0的滑片向 端适当移动一些(选填“左”、“右”)。
1.【结合动态电路】(2025·山东滨州·中考真题)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小 B.电流表与电流表的示数相等
C.电流表的示数变大 D.电压表V与电流表示数的比值变大
2.【结合热敏电阻引起的动态电路】(2025·山东日照·中考真题)某同学利用如图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,Rt为某种热敏电阻,R为定值电阻。闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.热敏电阻Rt的阻值变大 B.电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大 D.电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小
3.【跨学科融合】(2025·山东聊城·三模)如图甲是科技小组制作的体重秤的电路图,其中为压力传感器,其电阻与所受压力的关系如图乙所示,它的表面面积为。电源电压为24V,,用一只量程为的电流表的示数表示体重,g取,下列说法正确的是( )
A.人的体重越重,电流表的示数越小 B.当没有称重时,电流表的示数为
C.体重秤的最大称量质量为80kg D.体重60kg的人,站立时对体重秤的压强为
4.【新视野】(2025·山东青岛·二模)某同学设计了一个计数装置,用于模拟测试中考跳绳次数,其电路如图甲所示。电源电压恒为6V,R0为阻值40Ω的定值电阻,RT为光敏电阻,当光照强度减弱时,RT阻值会增大,信号记录仪记录到电压变化便会计数一次。该同学进行了一次模拟测试信号记录仪记录的电压随时间变化的图像如图乙所示,则( )
A.有红外线照射RT时,R0两端电压为1V B.有红外线照射RT时,R0电路中电流为25mA
C.绳子挡住红外线时,R0两端电压为4V D.绳子挡住红外线时,RT的阻值为200Ω
5.【新角度】(2025·山东德州·二模)某科技小组设计了一种自动控制传感器,其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时,可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动,通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向左移动时( )
A.电流表示数不变,电压表示数变大 B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电压表示数和电流表示数的比值变小 D.电压表示数和电流表示数的比值不变
6.【跨学科融合】(2025·山东东营·三模)小明在课外实践活动中设计了一款台秤,其显示端由电压表表盘改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,关于该台秤的分析正确的是( )
A.保持R2阻值不变,被测物体质量变小时,电路中电流变大
B.保持R2阻值不变,被测物体质量变小时,电路中电流变小
C.保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,电压表示数变大
D.保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,电压表示数变小
7.(2025·山东临沂·二模)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω B.R2的电阻为9.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V D.后一种情况中b表的示数为1.2A
8.(2025·山东德州·二模)如图所示电路,当闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为0.9A,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法错误的是( )
A.闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2
B.电源电压为6V
C.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小
D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V
9.【新角度】(2025·山东泰安·一模)小明同学在做电学实验时,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表和电流表的示数,根据数据分析他连接的电路可能是( )
U/V
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
I/A
0.12
0.18
0.25
0.30
0.36
0.42
A. B. C. D.
10.【结合图像】(2025·山东东营·一模)某同学在“探究电流与电压关系”实验中,分别测量了定值电阻和小灯泡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是小灯泡的图像
B.当通过小灯泡的电流为时,它的电阻为
C.把电阻和小灯泡串联后接在电源电压恒为的电路中,电路中电流是
D.当电阻和小灯泡并联在电压为的电路中,电路中总电流为
11.(2025·山东聊城·一模)如图所示电路中,电源电压恒定不变,灯泡电阻不随温度而变化,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,电流表和电压表的示数变化如图像所示,则( )
A.电压表测量灯泡的电压 B.滑片向右滑动时电压表示数变小
C.电源电压为6V D.滑动变阻器R的最大阻值为10Ω
12.【结合实验考查物理规律】(2025·山东淄博·一模)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为4.5V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
①该同学研究的是电流和电压的关系 ②实验中电压表的示数保持2.5V不变
③滑动变阻器最大阻值至少为20Ω ④将Rx从5Ω换成10Ω后,应向左调节滑动变阻器滑片
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
13.【跨学科实践】(2025·山东青岛·二模)(多选题)如图所示是一种测定油箱内油量的简易装置。电源电压恒为6V,定值电阻R0=10Ω,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,油量变化的过程,滑片就在电阻片R两端之间滑动,电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A。下列说法正确的是( )
A.油箱中没有油时,电流表示数为零 B.油量加满时,滑动变阻器接入电路的电阻为0
C.滑动变阻器R的最大阻值为20Ω D.当油量最少时,R0两端的电压为2V
14.【跨学科实践】(2025·山东济南·一模)(多选题)小慧设计了一个可通过电表示数反映“坐位体前屈项目”成绩的电路,要求:越往前推导轨内的滑块M,电表示数越大。假设滑动变阻器的长度足够,下列电路设计符合要求的有( )
A. B. C. D.
15.(2025·山东青岛·一模)(多选题)如图甲所示电路,闭合开关,两电压表示数均如图乙所示,已知阻值为5Ω。下列判断错误的是( )
A.通过的电流等于通过的电流 B.电压表示数为5V
C.阻值为25Ω D.增大电源电压,两表示数都会增大,两电阻阻值也都会增大
16.(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”)
17.【跨学科实践】(2025·山东烟台·中考真题)实践小组为某水箱设计了一个监测水位的装置,图甲是其原理图,电流表的示数可显示水位高低,当示数为0.6A时表示水位达到预定值。电源电压恒定不变,为定值电阻,条状变阻器R的最大阻值为70Ω,浮子可带动连接导线的水平金属杆AP上下移动。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6A,变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示,则定值电阻的阻值为 Ω,水位预定值为 m。若水箱内部的底面积为,当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压力为 N。(g取10N/kg,)
18.【新角度】(2025·山东济宁·二模)如图所示的电路,将A、B两端接入5V电源,电压表示数为2V,拆去A、B两端电源,再将C、D两端接入5V电源,电压表示数为3V,则 。
19.【跨学科实践】(2025·山东青岛·二模)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。汽车上的很多元件都涉及了很多物理知识,比如油门系统、刹车系统、转向灯等。
(1)如图乙中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,如果要使驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值应 ,电流变大而加快电动机的转速,应该要将变阻器上的 两个接线柱分别接入电路M、N处。把开关S改接到电流表和电动机之间的位置上,它的控制作用是 的(选填“改变”或“不变”)。
(2)为了提醒驾驶员汽车后备箱的开、关情况,汽车上设置了“后备箱指示灯”以提醒驾驶员。当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;后备箱未关好时,相当于断开开关,指示灯发光,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
20.(2025·山东·中考真题)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线在图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为 。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为 。
(4)断开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是: ,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
R/Ω
4
5
8
10
20
0.25
0.2
0.125
0.1
0.05
I/A
0.40
0.32
0.21
0.16
0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻成反比。为了验证他的猜想,请在坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与 成正比,即电流与 成反比。
21.(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,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,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材,测量的阻值,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;
②闭合开关,电流表的示数记为;
③用已知量和测量量写出的阻值表达式: 。
22.【跨学科实践】(2025·山东菏泽·一模)如图所示是一个电子身高测量仪的设计示意图。电源电压保持不变,定值电阻,R是一只固定竖直放置在水平地面上的硬电阻棒,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,已知R最大阻值为40Ω、总长度为40cm;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。电流表接入量程为0.6A。如图当小明测量身高时,电流表示数为0.15A时,测量仪显示测量身高为160cm,滑片恰在电阻棒ab的中点位置。当用该测量仪对小亮进行测量时,电流表示数为0.12A。求:
(1)电源电压是多少;
(2)电子身高测量仪能测量的最低身高和最高身高时的电流范围是多少;
(3)小亮的身高是多少?
1
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专题14 欧姆定律
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 电流与电压、电阻的关系 4
教材·知识夯基
1.电流与电压的关系
2.电流与电阻的关系
中考·考法聚焦
考法1 结合实验考查实验规律
考点2 欧姆定律 6
教材·知识夯基
1.欧姆定律
中考·考法聚焦
考法1 结合生活场景
考点3 电阻的测量 8
教材·知识夯基
1.用电流表和电压表测量电阻
中考·考法聚焦
考法1 结合实验考查物理规律
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 11
教材·知识夯基
1.欧姆定律在串联电路中的应用
2.欧姆定律在并联电路中的应用
中考·考法聚焦
考法1 跨学科融合
04·素养拓展·思维进阶 14
拓展01 跨学科实践:设计阳光环保智慧小屋
05·优题精选·百炼成钢 15
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电流与电压、电阻的关系
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电流与电压的关系、电流与电阻的关系
1.结合实验考查物理规律:在具体的实验场景中,通过探究电流跟电压、电阻的关系来探究物理规律。如2025・山东青岛卷T20
欧姆定律
☑选择题
☑填空题
☑计算题
欧姆定律
1.结合生活场景:以生活场景中的动态电路(如热敏电阻变化、体重秤、酒精测试仪等)为背景,考查欧姆定律在动态电路分析中的应用。如2025・山东德州卷T12,2025・山东日照卷T7。
电阻的测量
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电阻的测量
1.结合物理实验考查物理规律:以实际的物理实验“电阻的测量”作为背景,考查伏安法在电阻测量中的应用以及实验中的物理规律。如2025・山东潍坊卷T16,2025・山东泰安卷T24。
欧姆定律在串、并联电路中的应用
☑选择题
☑填空题☑计算题
欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.跨学科融合:通过我国自主创新的电动卡车为背景,进行跨学科融合,涉及力学、电磁学以及图像信息处理的综合知识,系统性地考查学生对欧姆定律在电路中的综合运用。如2025・山东泰安卷T27。
命题新趋势
命题已从单纯的计算和记忆,转向对定律的理解、应用条件、实验探究和跨学科综合能力的考查,试题情景化、综合化、开放化成为主流。题目的形式灵活,难度分层。重视实验过程与故障分析,强化数据处理和图像分析能力;同时也与电功、电功率、焦耳定律等结合,增加题目的综合性。
命题预测
生活应用:结合油箱油量计、测重计、气压计、光敏/热敏电阻等,分析其工作原理和计算,在动态电路的考查中,这类题目逐渐成为热点。
强化实验探究:用实验(如探究电流与电压、电阻的关系,电阻的测量等)来考查学生对物理规律的理解以及实验中故障的判断,电路分析等。
考点1 电流与电压、电阻的关系
1.电流与电压、电阻的关系
探究
电流与电压的关系
电流与电阻的关系
实验设计
控制电阻不变,改变定值电阻两端电压
控制定值电阻两端电压不变,改变电阻阻值
电路图
滑动变阻器
的作用
保护电路
改变定值电阻两端电压值
保持定值电阻两端电压不变
实验结论
电阻一定时,电流与电压成正比。
电压一定时,电流与电阻成反比。
【特别提醒】
1. 电流与电压之间的关系:当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。不能说成 电压跟电流成正比,电流和电压之间存在因果关系,电压是原因,电流是结果,因果关系不能颠倒。
2. 电流与电阻的关系:当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。不能说成电阻跟 电流成反比,导体的电阻是导体本身的一种性质,不随导体中的电流的变化而变化。
1.【通过实验探究物理规律】(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,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
考查知识
探究电流与电压、电阻的关系
命题解读
命题意图:通过探究电流与电压、电阻的关系,让学生们回归课本重点实验,深化对实验的理解,以及强化在实验探究过程中的分析能力。
解题思路:学生需要先明确电流与电压、电阻关系的实验操作及实验结论,根据具体题目要求进行实验再现,通过思考和实际操作,顺利完成对实验的探究和分析。
方法:理解并熟记实验规律。明确实验结论。
【答案】(1) (2) 0.2 正比 (3) 2 反比 (4) 10
【详解】(1)探究“电流与电压和电阻的关系”,定值电阻要与滑动变阻器串联,滑动变阻器要一上一下接入,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,且电流表与电压表接线柱需正进负出,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小,即接入电阻增大,因此应接滑动变阻器左下,如图所示:
(2)[1]电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[2]根据表格丙中数据,电压与电流数据之比为定值,得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1]如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为
[2]如图丁中数据,电阻与电流数据乘积为定值,得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)要完成(3)中的实验,即定值电阻两端电压为2V,根据串联分压,当用20Ω的定值电阻实验时,滑动变阻器有最大阻值,电路中电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的阻值
考点2 欧姆定律
1.欧姆定律
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。
公式
I = U/R导出公式:R = U/I 、 U = IR
理解
①对应关系:“同一性、同时性”即:定律中的电流、电压、电阻是对同一导体或同一段电路的同一时刻而言的。
②因果关系:电流随电压、电阻的变化而变化,即电压、电阻是因,电流是果。
③变形关系:表示电压等于电流与电阻的乘积,不反映物理规律,只适用于数学计算;R = U/I可用来测量与计算导体的电阻值。
【特别提醒】
1. 利用欧姆定律解释电源短路、电流表、电压表的连接:
(1)电源短路 导线的电阻接近0,根据欧姆定律 I=U/R可知,当电阻接近0时,电路中的电流将趋向于无限大,会烧坏电源和导线,所以绝对不能把电源两极直接用导线相连。
(2)电流表为何串联在电路中、电压表为何并联在电路中电流表电阻很小,相当于导线,若将电流表直接连在电源的两端,情形跟上述情况相同,因此不允许将电流表直接接在电源两端。 电压表电阻很大,有电压表的支路相当于开路,所以只要电源电压不超过电压表的量程,就可以将电压表直接接在电源两端。
2. 利用欧姆定律解答题的一般步骤:
第一步:可采用“去表法”判断电路的连接方式,将电压表去掉,将电流表看成一段导线,画出等效电路图,然后进行判断。判断出电路的连接方式后,再将电压表和电流表“恢复”到原来的位置,明确各测量哪部分电路两端的电压和电路中的电流。
第二步:认真审题,在电路图(或画出的电路图)上标出已知量、待求量。
第三步:找出各物理量之间的关系;利用欧姆定律和串、并联电路电流、电压的关系列出关系式,列式时要注意公式成立的条件,要有必要的文字说明。物理公式在代入数值或写计算结果时不要忘记单位。
第四步:讨论结果的合理性,得出答案。
1.【结合动态电路】(2025·山东德州·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V ②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W ④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
考查知识
欧姆定律在动态电路中的分析
命题解读
命题意图:本题通过动态电路的变化为背景,精准考查学生对欧姆定律在动态电路中应用的理解。综合性比较突出,更加注重分析能力。
解题思路:首先判断电路的串并联情况,然后根据滑动变阻器移动时各个电阻两端电压变化情况作为突破口,结合欧姆定律的定量计算,便可正确做出选择。
方法:在串联电路中,滑动变阻器接入的阻值变大,其两端电压也随之变大。
【答案】B
【详解】①②闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量电源电压,示数不变,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,示数变化,如图乙;滑动变阻器接入电路的阻值较小时,总电阻较小,根据欧姆定律可知,电路电流较大,从图中可知为0.6A,此时变阻器两端的电压为1.5V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
滑动变阻器接入电路的阻值较大时,总电阻较大,根据欧姆定律可知,电路电流较小,从图中可知为0.3A,此时变阻器两端的电压为3V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
联立两式解得,,故①正确,②错误;
④根据欧姆定律可知变阻器接入电路的阻值分别为
则滑动变阻器的调节范围2.5~10Ω,故④错误;
③定值电阻R1的最小电功率为,故③正确;
综上可知,①③正确,②④错误,则正确的有2个,故B正确,ACD错误。
故选B。
考点3 电阻的测量
1.电阻的测量
原理
R = U/I
测量工具
电压表、电流表
电路图
【方法技巧】
1. 定值电阻的测量:为了减小误差,实际测量中要改变待测电阻器两端的电压,多次测量电压及电流,并分别算出相应的电阻,最后求出电阻的平均值。也可以用图像处理的方法求出电阻。在实际生活中,测量有误差,需要多次测量求平均值,来减小误差。滑动变阻器的作用是保护电路和多次改变电路中的电流。
2. 小灯泡电阻的测量:不同的电压下小灯泡的电阻相差非常大,多次测量的目的就不是求平均值,减小误差;而是验证小灯泡的电阻随电压的升高而变大的规律,因此是寻找普遍规律。 此时可以考虑温度也是影响灯泡电阻的原因之一,例如灯丝受热会升华的钨丝灯,灯灯丝升华一部分后,灯丝的横截面积变小(变细),此时灯泡的电阻长度和材料都没变,因此灯泡的电阻变大。
1.【结合实验考查物理规律】(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、干电池两节(每节电压为)、滑动变阻器、滑动变阻器、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,测量的数据如下表所示。
次数
电压()
电流
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待测电阻的阻值为 (结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“”或“”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为 (结果保留1位小数)。
考查知识
电阻的测量
命题解读
命题意图:本题以伏安法测电阻的实验为背景,考查学生对实验规律和实验结论的掌握情,同时进一步考查了欧姆定律的应用。
解题思路:抓住定值电阻测量的原理,明确实验中电压和电流的测量对象。结合欧姆定律的变小进行分析处理,很容易找到题目的突破口,从而正确作答。
【答案】(1) (2) 10.1 R2 4.1
【详解】(1)滑动变阻器需采用“一上一下”的接线方式串联在电路中,题目要求闭合开关后滑片向右移动时电流表示数变大,电流变大意味着电路总电阻变小,即滑动变阻器接入电路的电阻变小。因此需将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。如图所示:
(2)[1]伏安法测电阻中,为减小误差,需根据每次实验的电压和电流数据,用欧姆定律的变形式分别计算待测电阻的阻值,再求平均值。
第一次测量,
第二次测量,
第三次测量,
待测电阻的平均值
[2]电源总电压为3V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑=U-UR。当待测电阻两端电压最小时(第1次实验UR =1.21V),滑动变阻器两端电压最大,此时滑动变阻器接入的电阻也最大。第一次实验中,电路电流 I1=0.12A,滑动变阻器两端电压U滑=3V-1.21V=1.79V
根据解得
滑动变阻器R1最大阻值为10Ω,无法满足此次实验中需要接入约14.9Ω电阻的要求;而滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,既能满足阻值需求,且此次实验电流 0.12A小于R2的最大允许电流 0.5A,因此实验中选择的滑动变阻器应为R2。
[3]第3次测量时,电源电压U=3V,待测电阻两端电压U3=2.14V,电路电流 I3=0.21A。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑3=U-U3=3V-2.14V=0.86V
滑动变阻器连入电路的阻值
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.欧姆定律在串并联电路中的应用
连接方式
电阻的串联
电阻的并联
图示(仅涉及两个电阻)
理解
相当于增加了电阻的长度,总电阻比分电阻大
相当于增加了电阻的横截面积,总电阻比分电阻小
公式
R = R1 + R2
1/R = 1/R1 + 1/R2
关系式
串联分压: U1/U2 = R1/R2
并联分流:I1/I2 = R2/R1
【特别提醒】
1. 电阻串联相当于增加了导体的长度,串联的电阻越多,总电阻越大。而且,串联电阻比其中任何一个电阻都要大。并联电阻相当于增加了导体的横截面积,并联的电阻越多,总电阻越小。而且,并联总电阻比其中最小的电阻还要小。
(1)若有n个电阻都为R₀的定值电阻串联,则总电阻为nR0
(2)若有n个电阻都为R₀的定值电阻并联,则总电阻为R0/n
2. 串联分压,电压比等于电阻比,并联分流,电流比等于电阻比的倒数。
1.【跨学科融合】(2025·山东泰安·中考真题)2025年3月6日,我国首批自主研发的某型号120吨级纯电动矿用卡车(图甲)在国内露天矿山领域开始规模化应用,实现了环保效益和经济效益双赢。g取10N/kg,请解答下列问题:
(1)该型卡车某次运输时以18km/h的速度,在平直路面上匀速行驶0.25h,车载电池的输出电能有转化为机械能。求该卡车在此条件下行驶的距离和牵引力的大小;
(2)物理兴趣小组自制卡车模型,并设计了防超载系统,其工作原理如图乙所示。为定值电阻,货物对压敏电阻。产生压力,阻值与压力F大小的关系如图丙所示。调试过程如下:闭合开关S,当载重(承载货物的质量)为2.5kg时,电压表示数为;当载重为10kg时,控制电路中电流达到临界值,磁性开关动触片被电磁铁吸引断开,电动机停止工作,电压表示数为,且;控制电路中电流小于临界值时,磁性开关动触片回弹闭合,电动机正常工作。控制电路电源电压,水平放置的货架重力和电磁铁线圈的阻值均忽略不计,求的阻值和的大小;
(3)若图乙中电压表量程为0~3V,不变、触发电动机停止工作的条件不变,在保证电路安全的情况下,通过更换定值电阻,能否使触发电动机停止工作时的载重达到12kg?请结合(2)中有关数据计算说明。
考查知识
欧姆定律在电路中的综合应用
命题解读
命题意图:本题通过我国自主创新的电动卡车为背景,进行跨学科融合,涉及力学、电磁学以及图像信息处理的综合知识,系统性地考查学生对欧姆定律在电路中的综合运用。
解题思路:明确电路的串、并联关系,结合图像信息的处理,通过综合分析,找到各个物理量间的关系,结合欧姆定律进行分析计算,从而找到突破口。
【答案】(1) , (2) , (3)能,见解析
【详解】(1)该卡车在此条件下行驶的距离s=vt=18km/h×0.25h=4.5km
车载电池的输出电能有转化为机械能,牵引力做的功W=2.7×108J,牵引力的大小
(2)由图乙可知,定值电阻R0与压敏电阻RF串联,电压表测量R0两端的电压,当载重为2.5 kg时,RF受到的压力F1=G1=m1g=2.5kg×10N/kg=25N
由图丙可知,RF的阻值RF1=300Ω,则控制电路的电压
即①
当载重为10 kg时,RF受到的压力F2=G2=m2g=10kg×10N/kg=100N
由图丙可知,RF的阻值RF2=150Ω,则控制电路的电压
即②
已知③
由①②③得到U2=1.5V,R0=50Ω,控制电路中电流达到临界值
(3)由图丙可知,设RF和压力F的关系式为RF=kF+b
当RF1=300Ω,F1=25N,带入上面关系式300Ω=25N×k+b④
当RF2=150Ω,F2=100N,带入上面关系式150Ω=100N×k+b⑤
由④和⑤得到k=-2Ω/N,b=350Ω,RF和压力F的关系式为RF=-2FΩ/N+350Ω
当载重达到12kg,压敏电阻受到的压力F3=G3=m3g=12kg×10N/kg=120N
则压敏电阻的阻值RF3=-2×120Ω+350Ω=110Ω
控制电路中电流达到临界值I2=0.03A,控制电路的总电阻
更换后的定值电阻的阻值R′0=R总-RF3=200Ω-110Ω=90Ω
此时电源电压U0=I2R′0=0.03A×90Ω=2.7V<3V
所以使触发电动机停止工作时的载重达到12kg。
1.【跨学科融合】小明发现爷爷养花的阳光房冬冷夏热,不利于花卉生长。在综合实践课上,他与活动小组的同学开展了为爷爷设计“阳光环保智慧小屋”的活动。
【项目分解】
(1)设计冬季太阳能辅助加热系统;
(2)设计夏季遮光控温系统。
【项目实施】
(一)设计冬季太阳能辅助加热系统
如图(a),该小组设计了冬季太阳能辅助加热系统电路,其中R为加热电阻,阳光房屋顶安装的太阳能电池板用来获得电能。
(1)白天,太阳能电池板给蓄电池充电,此时的“蓄电池”相当于电路中的 。
(2)晚上,屋内温度较低时,控制开关S1自动接 (填“a”或“b”),R对室内进行辅助加热。
(二)设计夏季自动遮阳控温系统
阳光房的屋顶是用玻璃做的,夏天光照太强、屋内温度过高,不利于花卉生长。该小组利用热敏电阻R1和光敏电阻R2重新设计了简化电路如图(b)所示。蓄电池的电压恒为24V,变阻器R0的最大阻值为1500Ω,R1和R2的阻值变化情况如图(c)所示,虚线框内R1和R2按一定方式接入电路。
将开关S2接c,当户外光照强度增至图(c)的A点,且屋内温度升高至28℃时,电流表示数增至10mA,开关S2自动接d,卷帘装置启动,拉动遮阳帘遮光。图(b)电路中虚线框内的电阻R1和R2应该 联,此时变阻器R0接入的阻值为 Ω。
【项目优化】
若设定屋内温度为26℃时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,应将变阻器R0的滑片向 端适当移动一些(选填“左”、“右”)。
【答案】 用电器 a 串 800 左
【详解】(1)[1]白天,太阳能电池板给蓄电池充电,此时蓄电池需要消耗电能,相当于电路中的用电器。
(2)[2]晚上,屋内温度较低时,由图a知,控制开关自动接a,R连入电路才能对室内进行辅助加热。
[3][4]开关接c,当户外光照强度达到图c的A点,屋内温度升高至时,电流表示数为10mA,由可得,此时电路的总电阻
由图b和c知,此时连入电路的阻值为,连入电路的阻值为,①若方框内两电阻并联后的总电阻
则变阻器接入的阻值
不符合题意,②若方框内两电阻串联后的总电阻
则变阻器接入的阻值
符合题意,所以和应该串联,变阻器接入的阻值为
[5]若设定屋内温度为时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,由图b知,随温度降低而增大,卷帘装置启动时电路中电流是一定的,即电路的总电阻是一定,由串联电路的电阻规律知,应减小变阻器连入电阻的阻值,即的滑片向左移动。
1.【结合动态电路】(2025·山东滨州·中考真题)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小 B.电流表与电流表的示数相等
C.电流表的示数变大 D.电压表V与电流表示数的比值变大
【答案】C
【详解】ABC.由图得,闭合开关S,并联,电流表测量电流,电流表测量干路电流,所以电流表的示数大于电流表的示数,电压表测量电源电压,则电压等于电源电压;滑动变阻器滑片P从最上端向中点移动过程中,R接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电压表示数不变,由欧姆定律得,R电流变大,电路总电流变大,则电流表示数变大,示数不变,故A、B错误,C正确;
D.由于电压表V的示数不变,电流表示数不变,则电压表V的示数与电流表示数的比值不变,故D错误。
故选C。
2.【结合热敏电阻引起的动态电路】(2025·山东日照·中考真题)某同学利用如图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,Rt为某种热敏电阻,R为定值电阻。闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.热敏电阻Rt的阻值变大
B.电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小
【答案】D
【详解】由图可知,热敏电阻Rt与定值电阻R并联,电流表A1在热敏电阻所在的支路,测通过热敏电阻的电流,电流表A2在定值电阻所在的支路,测通过定值电阻的电流,电流表A3在干路上测干路电流,电压表测电源电压。由题意知,闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,说明热敏电阻的阻值变小;根据并联电路电压的特点可知,定值电阻所在支路两端的电压不变,定值电阻的阻值不变,根据欧姆定律可知,该支路电流不变,即电流表A2的示数不变;电压表V的示数与电流表A2的示数的比值等于定值电阻的阻值,因此不变;由于电流表A1的示数变大,电流表A2的示数不变,根据并联电路电流的特点可知,电流表A3的示数变大,因此电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小。故D正确,ABC错误。
故选D。
3.【跨学科融合】(2025·山东聊城·三模)如图甲是科技小组制作的体重秤的电路图,其中为压力传感器,其电阻与所受压力的关系如图乙所示,它的表面面积为。电源电压为24V,,用一只量程为的电流表的示数表示体重,g取,下列说法正确的是( )
A.人的体重越重,电流表的示数越小 B.当没有称重时,电流表的示数为
C.体重秤的最大称量质量为80kg D.体重60kg的人,站立时对体重秤的压强为
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,压敏电阻和定值电阻串联,根据图乙可知,人的体重越大,压敏电阻所受的压力越大,压敏电阻的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律知,电路中电流越大,电流表示数越大,故A错误;
B.当体重秤不站人,即压敏电阻受到的压力为0时,由图乙可知,压敏电阻的阻值为,根据串联电路的电阻特点可知,电路的总电阻
则电路中的电流
故B错误;
C.当电流表示数为时,电路的总电阻
根据串联电路的特点知
根据图乙可知,压敏电阻所受压力800N,即重力为800N,则体重计的最大称量为
故C正确;
D.人站立时对体重秤的压力等于重力,即
双脚站立时与体重秤的接触面积约为,则站立时对体重秤的压强
故D错误。
故选C。
4.【新视野】(2025·山东青岛·二模)某同学设计了一个计数装置,用于模拟测试中考跳绳次数,其电路如图甲所示。电源电压恒为6V,R0为阻值40Ω的定值电阻,RT为光敏电阻,当光照强度减弱时,RT阻值会增大,信号记录仪记录到电压变化便会计数一次。该同学进行了一次模拟测试信号记录仪记录的电压随时间变化的图像如图乙所示,则( )
A.有红外线照射RT时,R0两端电压为1V B.有红外线照射RT时,R0电路中电流为25mA
C.绳子挡住红外线时,R0两端电压为4V D.绳子挡住红外线时,RT的阻值为200Ω
【答案】D
【详解】由甲图电路知,R0与RT串联,信号记录仪测R0两端电压。
ABC.根据当光照强度减弱时,RT阻值会增大可知,有红外线照射RT时,其阻值会减小;根据串联分压原理可知,此时光敏电阻两端的电压减小,定值电阻两端的电压增大,所以有红外线照射RT时,信号记录仪记录的电压是4V,即R0两端电压为4V;绳子挡住红外线时,信号记录仪记录的电压是1V,即R0两端电压为1V;根据串联电路各处电流相等可知,有红外线照射RT时,通过电路的电流为
则R0电路中电流为100mA,故ABC不符合题意;
D.绳子挡住红外线时,根据串联电路各处电流相等可知,通过电路的电流为
电源电压恒为6V,此时光敏电阻两端的电压为
根据欧姆定律可得此时光敏电阻的阻值为,故D符合题意。
故选D。
5.【新角度】(2025·山东德州·二模)某科技小组设计了一种自动控制传感器,其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时,可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动,通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向左移动时( )
A.电流表示数不变,电压表示数变大 B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电压表示数和电流表示数的比值变小 D.电压表示数和电流表示数的比值不变
【答案】C
【详解】由题图可知,电流表串联接入电路中,电压表测量R左边部分电阻两端的电压。
AB.当物体M向左移动时,电阻上的滑片左移,但是R接入电路的电阻不变,根据欧姆定律知道,电路中的电流不变,电流表示数不变;滑片P左侧部分变短,左侧电阻变小,根据U=IR知道,电压表示数变小,故AB不符合题意;
CD.电压表示数变小,电流表示数不变,电压表示数和电流表示数比值变小,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
6.【跨学科融合】(2025·山东东营·三模)小明在课外实践活动中设计了一款台秤,其显示端由电压表表盘改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,关于该台秤的分析正确的是( )
A.保持R2阻值不变,被测物体质量变小时,电路中电流变大
B.保持R2阻值不变,被测物体质量变小时,电路中电流变小
C.保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,电压表示数变大
D.保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,电压表示数变小
【答案】C
【分析】分析电路可知,闭合开关S后,R1、R2串联,电压表测R1上半段电阻丝分得的电压。
【详解】AB.闭合开关S,由题图可知,保持R2阻值不变,被测物体质量变小时,滑片向上移动,此时移动滑片也不会改变R1连入电路的阻值,由于电源电压不变,连入电路的阻值不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,故AB错误;
CD.保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,滑片向下移动,电压表所测上半段电阻丝的电阻变大,电路中电流不变,由U=IR,此时电压表的示数变大,故C正确,D错误。
故选C。
7.(2025·山东临沂·二模)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω B.R2的电阻为9.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V D.后一种情况中b表的示数为1.2A
【答案】C
【详解】BC.当a、b同为电流表时,闭合S1和S2,电路被短路,不符合题意;当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,电压表a测量R1和R2的总电压为3V,电路的总电压为3V,电压表b测量R2的电压为1V,R1两端的电压为U1==U-U2=3V-1V=2V
将a、b换为另一种电流表,闭合S1、断开S2,两电阻并联,电流表b测量干路的总电流,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,则电阻R2的阻值为
故B不符合题意,C符合题意;
A.当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,两电阻串联,电路中电流为
R1的电阻为
故A不符合题意;
D.后一种情况中,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,流过R1电流为
电流表b测干路电流,b表的示数为
故D不符合题意。
故选C。
8.(2025·山东德州·二模)如图所示电路,当闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为0.9A,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法错误的是( )
A.闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2
B.电源电压为6V
C.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小
D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V
【答案】A
【详解】A.闭合开关S1、S2、S3,R3被短路,R1和R2并联,电流表测量干路中的电流。通过R1和R2的电流之比,故A错误,符合题意;
B. 当闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为0.9A,则
解得,故B正确,不符合题意;
C. 只闭合开关S1,R1与R3串联,电压表测R1两端的电压,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电路总电阻变大,电路中电流变小,由分压原理可知,R1两端电压变小,故电流表和电压表的示数均变小,故C正确,不符合题意;
D.只闭合开关S1,R1与R3串联,滑片在a端,变阻器接入的阻值是0,电源电压都加载R1两端,电压表示数等于电源电压,等于6V;滑片在b端,电路总电阻
电路中电流
此时电压表示数
只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V,故D正确,不符合题意。
故选A。
9.【新角度】(2025·山东泰安·一模)小明同学在做电学实验时,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表和电流表的示数,根据数据分析他连接的电路可能是( )
U/V
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
I/A
0.12
0.18
0.25
0.30
0.36
0.42
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.当滑动变阻器阻值减小时,总电阻减小,电路中电流增大,对于定值电阻R来说,根据欧姆定律的变形式U=IR,它两端的电压U也增大。总电压不变,故滑动变阻器两端的电压应该减小(电压表并联在滑动变阻器两端),与表格中电压随电流变化的数据不符,故A不符合题意;
B.当滑动变阻器阻值减小时,总电阻减小,电路中电流增大,对于定值电阻R来说,根据欧姆定律的变形式U=IR,它两端的电压U也增大(电压表并联在定值电阻两端),与表格中电压随电流变化的数据相符,故B符合题意;
CD.电压表直接并联在电源两端测量电源电压(C图,电压表并联在两个电阻两端,相当于也是测量电源电压),那么电压表示数应不变,与表格中电压随电流变化的数据不符,故CD不符合题意;
故选B。
10.【结合图像】(2025·山东东营·一模)某同学在“探究电流与电压关系”实验中,分别测量了定值电阻和小灯泡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是小灯泡的图像
B.当通过小灯泡的电流为时,它的电阻为
C.把电阻和小灯泡串联后接在电源电压恒为的电路中,电路中电流是
D.当电阻和小灯泡并联在电压为的电路中,电路中总电流为
【答案】D
【详解】A.①是过原点的倾斜直线,说明电流与电压成正比,是定值电阻R的I-U图像,小灯泡L的电阻不是定值,其I-U图像是曲线②,故A错误;
B.由图像知,当通过小灯泡的电流为0.2A时,其两端的电压为1V,它的电阻
故B错误;
C.电阻R与小灯泡L串联接入电路,电路中的电流为0.4A时,由图像知,此时R两端的电压为4V,L两端的电压小于4V,则R及L两端的电压之和小于9V,接入的电源电压不为9V,故C错误;
D.当电阻R及小灯泡L并联在电压为4V的电路中,则通过R的电流为0.4A,通过小灯泡的电流为0.5A,电路中总电流为0.4A+0.5A=0.9A
故D正确。
故选D。
11.(2025·山东聊城·一模)如图所示电路中,电源电压恒定不变,灯泡电阻不随温度而变化,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,电流表和电压表的示数变化如图像所示,则( )
A.电压表测量灯泡的电压 B.滑片向右滑动时电压表示数变小
C.电源电压为6V D.滑动变阻器R的最大阻值为10Ω
【答案】C
【详解】AB.灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,滑片向右滑动时电阻变大,故分得的电压变大,则电压表示数变大;故AB不符合题意;
CD.当电流最小时,电压表示数为4V,此时滑动变阻器最大为
此时电源电压U=4V+0.2A×RL
当电流最大时,电压表示数为0,则电源电压U=0+0.6A×RL
解得RL=10Ω;U=6V。故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
12.【结合实验考查物理规律】(2025·山东淄博·一模)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为4.5V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
①该同学研究的是电流和电压的关系 ②实验中电压表的示数保持2.5V不变
③滑动变阻器最大阻值至少为20Ω ④将Rx从5Ω换成10Ω后,应向左调节滑动变阻器滑片
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
【答案】B
【详解】①研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故①错误;
②由题意和图像可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制Rx两端的电压不变,即电压表示数不变;由图乙知,Rx两端的电压
即电压表保持2.5伏不变,故②正确;
③由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻最大
故③正确;
④据串联分压原理可知,将Rx从5Ω换成10Ω后, 电阻增大,其分得的电压增大,大于2.5V,探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,由分压原理可知,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,故④错误;
由以上分析可知,B正确,ACD错误。
故选B。
13.【跨学科实践】(2025·山东青岛·二模)(多选题)如图所示是一种测定油箱内油量的简易装置。电源电压恒为6V,定值电阻R0=10Ω,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,油量变化的过程,滑片就在电阻片R两端之间滑动,电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A。下列说法正确的是( )
A.油箱中没有油时,电流表示数为零 B.油量加满时,滑动变阻器接入电路的电阻为0
C.滑动变阻器R的最大阻值为20Ω D.当油量最少时,R0两端的电压为2V
【答案】BCD
【详解】由图可知,定值电阻R0、滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流。
A.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A错误;
B.油量加满时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时电路中电流最大为0.6A,根据欧姆定律可知,电路中的最小总电阻为
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R小=R总小-R0=10Ω-10Ω=0Ω,故B正确;
C.当油量最少时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中电流最小为0.2A,根据欧姆定律可知,电路中最大总电阻为
则滑动变阻器的最大阻值为R大=R总大-R0=30Ω-10Ω=20Ω,故C正确;
D.当油量最少时,电路中的电流最小,根据欧姆定律可得,R0两端的电压为U0=I小R0=0.2A×10Ω=2V,故D正确。
故选BCD。
14.【跨学科实践】(2025·山东济南·一模)(多选题)小慧设计了一个可通过电表示数反映“坐位体前屈项目”成绩的电路,要求:越往前推导轨内的滑块M,电表示数越大。假设滑动变阻器的长度足够,下列电路设计符合要求的有( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】A.在所示电路中,电压表与滑动变阻器右侧部分电阻并联,当滑块M向前滑动时,与电压表并联部分的电阻变小,根据串联电路分压原理,电压表的示数变小,不符合要求,故A不符合题意;
B.在所示电路中,电压表与滑动变阻器左侧部分电阻并联,当滑块M向前滑动时,与电压表并联部分的电阻增大,根据串联电路分压原理,电压表的示数增大,符合要求,故B符合题意;
C.在所示电路中,电流表与滑动变阻器左侧部分电阻并联,电流表将滑动变阻器左侧部分电阻短路,当滑块M向前滑动时,电路中的总电阻变小,根据,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,符合要求,故C符合题意;
D.在所示电路中,电流表与滑动变阻器右侧部分电阻并联,电流表将滑动变阻器右侧部分电阻短路,当滑块M向前滑动时,电路中的总电阻变大,根据,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,不符合要求,故D不符合题意。
故选BC。
15.(2025·山东青岛·一模)(多选题)如图甲所示电路,闭合开关,两电压表示数均如图乙所示,已知阻值为5Ω。下列判断错误的是( )
A.通过的电流等于通过的电流 B.电压表示数为5V
C.阻值为25Ω D.增大电源电压,两表示数都会增大,两电阻阻值也都会增大
【答案】BCD
【详解】如图和串联,电压表测量的电压,电压表测量电源电压。
A.因为和串联,根据串联电路电流规律可知,通过的电流等于通过的电流,故A正确,不符合题意;
B.两电压表示数均如图乙所示,小量程分度值为0.1V,读数为1V,大量程分度值为0.5V,读数为5V,根据串联电路电压规律可知,电压表示数为1V,即的电压为1V,电压表示数为5V,即电源电压为5V,故B错误,符合题意;
C.根据欧姆定律可知,电路电流为
阻值为
故C错误,符合题意;
D.根据串联电路电压规律可知,增大电源电压,两电阻分得的电压都会变大;影响电阻大小的因素主要包括导体的材料、长度、横截面积,以及导体的温度。两电阻阻值大小不会随电压的增大而改变,故D错误,符合题意。
故选BCD。
16.(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
【详解】[1][2]由图可知,电阻和变阻器串联,电压表测量电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑片P向b端移动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,根据U=IR可知,电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小,由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R的阻值,R的阻值不变,则电压表与电流表示数之比不变。
17.【跨学科实践】(2025·山东烟台·中考真题)实践小组为某水箱设计了一个监测水位的装置,图甲是其原理图,电流表的示数可显示水位高低,当示数为0.6A时表示水位达到预定值。电源电压恒定不变,为定值电阻,条状变阻器R的最大阻值为70Ω,浮子可带动连接导线的水平金属杆AP上下移动。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6A,变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示,则定值电阻的阻值为 Ω,水位预定值为 m。若水箱内部的底面积为,当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压力为 N。(g取10N/kg,)
【答案】 20 0.8 4000
【详解】[1][2]分析电路可知,条状变阻器和定值电阻串联,电压表测电压,电流表测电路电流。水位上升时,条状变阻器阻值减小,则总电阻减小,根据,电流表示数变大,根据,电压表示数变大。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6A,所以水位到达预定水位时,电压表示数为12V,电流表示数为0.6A,则定值电阻的阻值为
水位最低时,由乙图可知,条状变阻器阻值最大为,此时电路中电流最小为0.2A,则电源电压为
则水位到达预定水位时,条状变阻器阻值
根据数学知识可得图乙中变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系图像解析式为,将代入解得,则水位预定值为0.8m。
[3]若水箱内部的底面积为,当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压强为
则水箱底部受到水的压力为
18.【新角度】(2025·山东济宁·二模)如图所示的电路,将A、B两端接入5V电源,电压表示数为2V,拆去A、B两端电源,再将C、D两端接入5V电源,电压表示数为3V,则 。
【答案】9∶4
【详解】由图可知,将A、B两端接入5V电源时,与串联,电压表测两端的电压,根据串联电路的电压规律可得两端的电压
根据串联电路的分压关系可得与的阻值之比
即,拆去A、B两端电源,再将C、D两端接入5V电源时,与串联,电压表测两端的电压,同理可得,两端的电压
与的阻值之比
即,则与的阻值之比。
19.【跨学科实践】(2025·山东青岛·二模)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。汽车上的很多元件都涉及了很多物理知识,比如油门系统、刹车系统、转向灯等。
(1)如图乙中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,如果要使驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值应 ,电流变大而加快电动机的转速,应该要将变阻器上的 两个接线柱分别接入电路M、N处。把开关S改接到电流表和电动机之间的位置上,它的控制作用是 的(选填“改变”或“不变”)。
(2)为了提醒驾驶员汽车后备箱的开、关情况,汽车上设置了“后备箱指示灯”以提醒驾驶员。当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;后备箱未关好时,相当于断开开关,指示灯发光,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】(1) 减小 E、O 不变 (2) D
【详解】(1)[1][2]驾驶员踩下“油门”,应加快电动机的转速,电路中的电流应增大,根据欧姆定律,此时电路中变阻器阻值减小,则应把E、O接入电路,此时接入电路中的电阻丝变短电路中变阻器阻值减小,电流变大而加快电动机的转速。
[3]开关控制电路的通断,该电路为串联电路,把开关S改接到电流表和电动机之间的位置上,它的控制作用是不变的。
(2)由题意知道,当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;后备箱未关好时,相当于断开开关,指示灯发光;这说明指示灯与开关S并联,但整个电路不会出现短路,即电路中必须串联一个电阻保护电路。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
20.(2025·山东·中考真题)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线在图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为 。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为 。
(4)断开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是: ,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
R/Ω
4
5
8
10
20
0.25
0.2
0.125
0.1
0.05
I/A
0.40
0.32
0.21
0.16
0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻成反比。为了验证他的猜想,请在坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与 成正比,即电流与 成反比。
【答案】(1) (2) 导线PM断路 (3) 0.52A
(4) 向左调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0V (5)
(6) 电阻
【详解】(1)根据电路图甲,滑动变阻器应与定值电阻串联,且采用 “一上一下” 的接法(电路图中滑动变阻器右下接线柱接入电路,故选右下接线柱)。电压表并联在定值电阻两端(电源为2节电池,故电压表选用0~3V量程),如图所示:
(2)电流表、电压表均无示数,说明电路存在断路。将电压表两端依次连接图乙中的M与N、N与O显示0V,说明MN、NO之间没有断路;而连接O与P时显示3.0V,等于电源电压,说明OP之间存在断路,即导线PM断路。
(3)由图可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.52A。
(4)用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会变大。要探究电压一定时电流与电阻的关系,需保持定值电阻两端电压不变,所以接下来应向左调节滑动变阻器的滑片,调大滑动变阻器电阻,使电压表的示数为2.0V。
(5)据表格中的数据,在坐标纸上描出对应的点,然后将这些点连接起来,作出图像,如图所示:
(6)[1][2]从作出的图像可以看出,在实验误差允许范围内,图像是一条过原点的直线,说明在电压一定的情况下,通过导体的电流与成正比,即电流与电阻成反比。
21.(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,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,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材,测量的阻值,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;
②闭合开关,电流表的示数记为;
③用已知量和测量量写出的阻值表达式: 。
【答案】(1) a (2) (3) 0.32 8.1 B
(4)
【详解】(1)由于电压表量程为0-3V,的阻值约为8Ω,当电压表示数为3V时,电流
滑动变阻器b允许通过的最大电流为0.2A,小于0.375A太多,故连接电路时,应选择的滑动变阻器是a。
(2)电压表与被测元件并联,电压表需要测定值电阻两端电压,故错误之处和改正,如图所示:
(3)[1][2]由图可知,电流表选量程,分度值为,电流表示数如图乙所示为,本次测得的阻值为
[3]利用伏安法测量定值电阻阻值,通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了减小误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)[1][2][3]由于没有电压表,需要根据电源电压和串联的定值电阻两端的电压计算出待测电阻两端的电压,则需先测出电源电压,再根据欧姆定律求出与待测电阻串联的定值电阻两端电压,根据分压原理计算出待测电阻两端电压,
步骤②闭合开关,待测电阻被短路,电路中只有定值电阻连入电路,电流表的示数记为,可计算出电源电压
步骤①只闭合开关,定值电阻与待测电阻串联,电流表测串联电路的电流为,定值电阻两端电压为
根据串联分压可知,待测电阻两端电压为
待测电阻的阻值为
22.【跨学科实践】(2025·山东菏泽·一模)如图所示是一个电子身高测量仪的设计示意图。电源电压保持不变,定值电阻,R是一只固定竖直放置在水平地面上的硬电阻棒,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,已知R最大阻值为40Ω、总长度为40cm;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。电流表接入量程为0.6A。如图当小明测量身高时,电流表示数为0.15A时,测量仪显示测量身高为160cm,滑片恰在电阻棒ab的中点位置。当用该测量仪对小亮进行测量时,电流表示数为0.12A。求:
(1)电源电压是多少;
(2)电子身高测量仪能测量的最低身高和最高身高时的电流范围是多少;
(3)小亮的身高是多少?
【答案】(1)6 V (2)0.3 A ~ 0.1 A (3)170 cm
【详解】(1)测量小明时,滑片正好在电阻棒中点,则该段电阻
电路中总电阻为
电流表读数,电源电压为
(2)测量“最低身高”时,滑片在电阻棒顶端,接入电路的 ,电路的总电阻
电路中的电流为
测量“最高身高”时,滑片在电阻棒底端,接入电路的,电路的总电阻最大值为
电路中最小的电流
电子身高测量仪能测量的最低身高和最高身高时的电流范围是0.3 A ~0.1 A。
(3)测量小亮时电流,此时电路的总电阻
则接入电阻棒的部分
因电阻棒总长 40 cm 对应 40 Ω,故1 cm对应1 Ω;测量小明时,20 Ω对应160 cm,小亮的身高是
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