专题17 欧姆定律讲义 ——2026年中考物理一轮复习一遍过
2026-01-21
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普通
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 | 教案-讲义 |
| 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 | 3.10 MB |
| 发布时间 | 2026-01-21 |
| 更新时间 | 2026-01-21 |
| 作者 | 摘星理科学习加油站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56072520.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中物理中考复习教案聚焦“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、串并联电路规律四大核心考点,按“知识点梳理-方法指导-真题训练”设计教学流程,通过实验探究和动态电路分析实例,帮助学生突破计算综合题和实验细节难点,体现复习的系统性和针对性。
亮点在于融合科学探究与科学思维,如设计“伏安法测电阻的故障分析”实验活动,培养学生问题解决能力。设置分层练习和2025年各地中考真题讲解,配合“动态电路图像分析”策略,确保高效突破考点,助力学生提升应考能力,为教师提供精准复习节奏指导。
内容正文:
专题17 欧姆定律
计算题型综合性强 欧姆定律计算常与串并联电阻规律、电功率结合,命制电学压轴题,如:计算含滑动变阻器电路的最大 / 最小电流、某元件的最大电压,或结合电能表计算实际功率。
实验题注重细节与拓展 伏安法测电阻是中考实验必考内容,常考实验步骤、滑动变阻器的作用、误差分析,还会拓展考查 “特殊方法测电阻”(如缺少电流表或电压表时,用定值电阻和电表组合测电阻)。
动态电路分析形式多样 常以电路图、实物图、图像(I−U 图像、U−R 图像)为载体,考查滑片移动或开关通断时电表示数的变化,或判断灯泡亮度变化。
结合生活实际命题 素材多源于调光台灯、温控电路、多档位用电器(如电饭锅的加热 / 保温档),考查欧姆定律在实际电路中的应用。
知识点一:电流与电压和电阻的关系
一、探究电流与电压的关系
1.实验:探究电流与电压的关系
设计实验
运用控制变量法,控制导体(电阻)的阻值不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压,观察并记录电流表的示数,分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。
实验结论
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体两端电压成正比,即电阻R不变时,
2.注意事项
(1)连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)为了使得出的结论更具有普遍性,可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤;
(3)实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压,但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的;
(4)调节滑动变阻器时,要缓慢移动滑片,防止电压表、电流表示数变化过快;
(5)移动滑动变阻器滑片过程中,眼睛要紧盯电压表,当电压表示数达到设定值时,停止移动滑片,记录电流表的示数。
二、探究电流与电阻的关系
设计实验
(1)要研究电流与电阻的关系,需要改变接入电路的电阻的大小,在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可;
(2)在该实验中,更换电阻后要控制电阻两端电压不变,我们可以在电路中串联一个滑动变阻器,通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等;
(3)实验电路图如图所示。
实验结论
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,即U不变时,I1R1=I2R2。
知识点二:欧姆定律
一、欧姆定律
德国物理学家欧姆对电流跟电压和电阻之间的关系进行了大量的实验研究,发现“通过导体的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比”这个规律对大多数导体而言都成立,并于1826年归纳出了欧姆定律。
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:。
3.公式中各符号的物理意义及单位
U-表示导体两端电压,单位为伏特(V);R-表示导体的电阻,单位为欧姆(Ω);I-表示通过导体的电流,单位为安培(A)。
4.适用范围:欧姆定律适用于纯电阻电路。在飞纯电阻电路中,如含有电动机的电路,欧姆定律将不适用。
5.欧姆定律的意义
欧姆定律反映了电流与电压的因果性,电流与电压的制约性。公式的发现,给电学计算带来了很大的方便。这在电学史上是具有里程碑意义的贡献。
6.公式的变形公式
(1)U=IR:导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。但因为电压时电源提供的,电压时形成电流的原因,所以不能说电压与电流成正比。
(2):导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度等因素决定,与导体两端电压和通过导体的电流无关,因此它既不与U成正比,也不与I成反比。这也是物理公式和数学公式的不同之处。
二、利用欧姆定律进行简单计算
1.利用欧姆定律分析或计算(知二求一)
欧姆定律反映了同一导体中电流、导体两端电压和导体的电阻三者之间的关系。对于同一导体,只要知道电流、电压和电阻中的两个量,就可以根据公式及其变形公式求出第三个量。
2.利用欧姆定律进行计算的一般步骤
第一步:若题干中无电路图,根据题意画出电路图,并在电路图上标记出已知量和待求量;
第二步:明确电路的连接方式,各电表测量的对象;
第三步:根据欧姆定律和串并联电路电流和电压的规律,列方程求解;
第四步:讨论结果的合理性,得出答案。
3.利用欧姆定律解题时应注意的问题
注意事项
分析
同体性
欧姆定律中电流、电压和电阻,是对同一导体或同一段电路而言的,三者要一一对应;在解题过程中,习惯上把对应的同一导体的各个物理量符号用相同的下标表示,如R1、I1、U1
同时性
即使是同一段电路,由于开关的闭合、断开即滑动变阻器滑片的左右移动等,都会引起电路的变化,使电路中的电流、电压和电阻变化,因此,必须保证中的三个物理量是同一时刻的值,切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系
统一性
公式中的三个物理量,必须使用国际单位中的单位。U的单位是伏特(V)、R的单位是欧姆(Ω)、I的单位是安培(A)
规范性
(1)计算时,要写出必要文字说明;(2)代入数值或写计算结果时,不要忘记单位
知识点三:电阻的测量
一、伏安法测电阻
1.伏安法测电阻
(1)实验目的:用电流表和电压表测未知电阻的阻值
(2)实验原理:。对于一个未知电阻,用电压表测其两端电压U,用电流表测出通过未知电阻的电流I,应用欧姆定律,就可以求出其电阻值。这种测量方法称为“伏安法”。
(3)实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。
(4)设计实验:实验电路图和实物图如图甲、乙所示,其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流,多次测量电压和电流,求出每次的电阻值,最后求平均值。
甲 乙
(5)实验步骤:
①按图甲所示电路图连接图乙中的实物电路;
②检查所连接的电路,确定无误后,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,以保护电路;
③利用试触法电流表和电压表的量程;
④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电流值和电压值,填入实验表格中;
⑤断开开关,整理器材。
(6)实验数据处理:将每次测量的数据代入公式,分别求出每次的电阻值,最后计算其平均值。如下表所示:
实验序号
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻的平均值/Ω
1
1.5
0.10
15.0
15.2
2
2.1
0.14
15.0
3
2.8
0.18
15.6
2.实验注意事项
(1)在连接电路的过程中,接线应有序进行,按照电路图从电源正极出发,把干路上的各元件串联起来,然后把电压表并联在待测电阻的两端;
(2)连接实物图时,要将开关断开;
(3)实验前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,以保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而损坏电源或电表;
(4)可采用试触法确定电表的路程;
(5)电表的正、负接线柱不能接反;
(6)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式;
(7)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小误差。
3.器材选择原则
(1)滑动变阻器:所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值;
(2)电流表、电压表量程:在不超过量程的前提下,选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确,这是因为小量程的分度值小,准确的高。因此测量时,能用小量程就不要大量程。
4.滑动变阻器在实验中的作用
(1)保护电路;
(2)改变待测电阻两端电压,实现多次测量。
5.常见故障分析
在实验中出现故障后要先断开开关,再分析查找故障原因,常见的故障及其现象如下表所示
实验电路图
故障(有且只有一处)
现象
电压表
电流表
电流表被短接
有示数
无示数
电流表处断路
无示数
无示数
电压表被短接
无示数
有示数
电压表处断路
定值电阻被短接
无示数
有示数,且示数偏大
定值电阻处断路
有示数且接近电源电压
无示数
电压表串联在电路中
滑动变阻器上面两个接线柱接入电路
移动滑片,电表示数不变,电压表示数接近电源电压
滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
移动滑片,电表示数不变
二、其他方法测电阻
用伏安法测电阻时,需要同时使用电压表和电流表,如果只有电流表或电压表,则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱,巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。
1.伏阻法
只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用串联电路中电流处处相同求电阻值
(1)闭合开关S,分别测出R0、RX两端第一章U0、UX;
(2)
利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值
(1) 闭合开关S,读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1;
(2) 读出变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U2;
被测电阻:
(1) 只闭合开关S,测出R0两端电压U0,闭合S、S1,测出电源电压U;
(2)
(1) 闭合S,将S1置于a,R0与Rx串联,读出电压表示数U;
(2) 闭合S,将S1置于b,R0与Rx串联,读出电压表示数U0则Ux=U-U0;
(3)
2.安阻法
只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用并联电路各支路两端电压相等求阻值
(1) 闭合S,分别测出通过R0、RX的电流I0、IX;
(2)
(1)闭合S、断开S1,此时只有R0连入电路,读出A的示数I0
(2)闭合S、S1,R0与Rx并联,读出A的示数I;
(3)
利用电源电压不变列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将滑动变阻器滑片移至a端时,此时R0=0 ,读出A的示数I1,
(2)闭合S,将滑动变阻器的滑片移至b端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R,读出此时A表示数I2,
(3)
3.等效替代法
利用电流表(或电压表)和电阻箱测量未知电阻的方法。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用等效思想测电阻
(1)闭合S,将S1置于a,调节R0,读出A的示数I1
(2)闭合S,将S1置于b,保持滑片P位置不变,调节电阻箱R′,使A的示数仍为I,读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx=R'。
知识点四:欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、欧姆定律在串联电路中的应用
1.串联电路中电流的计算
如图所示,根据串联电路中电流的规律,通过各个用电器的电流都相同,都是I。
由欧姆定律可知,U1=IR1,U2=IR2,
根据串联电路电压规律U=U1+U2,有:,可得:。
总结:串联电路中,通过各个电阻的电流或串联电路的电流,等于电源两端电压除以各个电阻之和。
2.串联电路的电阻关系
以两个电阻串联为例,如图所示,两个电阻阻值分别为R1、R2串联电路两端电压为U,电路中的电流为I,R1、R2串联后的总电阻为R。
由欧姆定律可知,U1=IR1,U2=IR2,U=IR;
因为U=U1+U2,可得:IR=IR1+IR2,即:R=R1+R2。
结论:串联电路的总电阻等于各个电阻之和。
3.串联电路中电阻的分压作用
如图所示,R1、R2串联,根据欧姆定律可知U1=IR1,U2=IR2,所以;
即,串联电路中各电阻两端电压与其阻值成正比。
二、欧姆定律在并联电路中的应用
1.并联电路电流的计算
如图所示,根据并联电路电压的规律,电阻R1、R2两端电压都等于电源电压U。
由欧姆定律可知,;
当电阻R1的阻值发生变化,而电阻R2阻值不变时,因电源电压U不变,所以I1会变化,I2不变;
根据并联电路电流规律,有:I=I1+I2,干路电流也会变化。
总结:当并联电路的一个支路的电阻改变时,这个支路的电压不变,电流会变化,干路电流也会变化,但另一个支路的电流和电压都不变。
2.并联电路的电阻关系
以两个电阻的并联为例。如图所示,两个并联的电阻分别为R1、R2,并联电路两端电压为U,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,干路中电流为I,R1、R2并联后的总电阻(等效电阻)为R。
由欧姆定律可知,,
因为I=I1+I2,所以,即。
结论:并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
3.并联电路中电阻的分流作用
如图所示,R1与R2并联,根据欧姆定律可知,所以;
即:并联电路中,通过各支路的电流与其电阻成反比。
一.选择题(共30小题)
1.(2025•绵阳)如图所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻。闭合开关S,若从左向右移动滑动变阻器R的滑片,所有电表的示数均不超量程,则此过程中( )
A.V1、V2和A表的示数均增大
B.V1表的示数增大,V2表和A表的示数减小
C.V2表的示数与V1表的示数的差值减小
D.V1表的示数变化量小于V2表的示数变化量
【解答】解:AB、R1与变阻器串联后再与R2串联,V1测变阻器的电压,V2测R1与变阻器的电压,电流表测电路的电流,若从左向右移动滑动变阻器R的滑片,变阻器连入电路的电阻变大,电路的电阻变大,由欧姆定律可知电路的电流变小,根据U=IR可知,R2的电压变小,根据串联电路电压的规律,
V2示数增大,故AB错误;
C、根据串联电路电压的规律,V2表的示数与V1表的示数的差值即R1的电压,根据I=IR可知,V2表的示数与V1表的示数的差值减小,故C正确;
D、根据串联电路电压的规律,V2表的示数变化量等于R2的示数变化量,根据串联电路电压的规律,变阻器增大的电压等于两定值电阻电压减小量之和,故V1表的示数变化量大于V2表的示数变化量,故D错误。
故选:C。
2.(2025•苏州)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
【解答】解: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。
3.(2025•泸州)“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器,用来切割塑料泡沫,如图所示。下列分析正确的是( )
A.通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B.加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C.EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D.用GH段去切割塑料泡沫,效果最好
【解答】解:A、由图可知,过EF、FG和GH三段铝片串联在电路中,根据串联电路的特点可知,通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等,故A正确;
B、EF、FG和GH三段铝片的材料、长度相同,根据导体电阻的影响因素可知,EF、FG和GH三段铝片的横截面积不同,所以EF、FG和GH三段铝片的电阻不相等,故B错误;
C、通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等,根据欧姆定律可知,由于EF、FG和GH三段铝片的电阻不相等,所以加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压不相等,故C错误;
D、FG的横截面积最小,根据导体电阻的影响因素可知,FG的阻值最大,而EF、FG和GH三段铝片通过的电流相等,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过FG产生的热量最多,切割塑料泡沫的效果最好,故D错误。
故选:A。
4.(2025•宿迁)噪声是污染环境的公害之一。某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻R0、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A.R0阻值为20Ω
B.电源电压为24V
C.电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D.当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
【解答】解:AB、由图甲可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,
噪声为70dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R=20Ω,
40dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R'=50Ω,
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,故有R0:R=U0:(U﹣U0);
则得:R0:20Ω=6V:(U﹣6V);
R0:50Ω=3V:(U﹣3V);
解得U=18V;R0=10Ω;故AB错误;
C、由图乙可知,当声音强度增大时,声敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流增大,根据U=IR知,电压表示数变大,故C错误;
D、当电压表示数为4.5V时,根据R0:R=U0:(U﹣U0);有10Ω:R=4.5V:(18V﹣4.5V);
解得R=30Ω,根据乙图知,噪声强度为50dB,故D正确。
故选:D。
5.(2025•日照)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
【解答】解: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。
6.(2025•乐山)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,R0是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联电路电流;机翼向上凸起,机翼上方的水流速度较快,机翼上方受到的竖直向下的压强小于机翼下方受到的竖直向上的压强,机翼获得竖直向上的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,电路电阻越小,电路电流越大,则电流表的示数越大,故A符合题意;
B.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压。水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,由串联电路中电阻越小分到的电压越小得,电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联电路电流;机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,则电流表的示数越小,故C不符合题意;
D.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量定值电阻R0的电压。机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,由欧姆定律得,定值电阻Ro的电压变小,故电压表的示数变小,故D不符合题意。
故选:A。
7.(2025•巴中)如图所示,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是( )
A.电流表示数变小 电压表示数变大
B.电流表示数变大 电压表示数变小
C.电流表示数变大 电压表示数变大
D.电流表示数变小 电压表示数变小
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
当身高越高时滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;
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,滑动变阻器分担电压变大,电压表示数变大;
综上所述,A正确。
故选:A。
8.(2025•成都)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0∼3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【解答】解:分析电路图,电路为串联电路,电流表测量电路中电流,电压表测量电路两端电压:
A、为了保护电路,在连接电路时,开关应该处于断开状态,滑动变阻器应放在阻值最大处,结合题目中图即远离下接线柱,移至b端;故A错误。
B、根据串联电路电阻规律和欧姆定律知:电路中最大电流为I0.3A,故电流表应选0~0.6A;故B错误。
C、电源电压为3V,故电压表所选量程为0~3V,故此时电压表示数为:2.3V;故C正确。
D、伏安法测电阻多次测量求平均值的目的是减小误差。故D错误。
故选:C。
9.(2025•南通)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
【解答】解: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。
10.(2025•兰州)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
【解答】解: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。
11.(2025•德阳)如图所示为测风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,R0为定值电阻,AB为电阻丝,滑片P与电阻丝AB接触良好。无风时,滑片P在A处;有风时,滑块与滑片P一起向左移动。闭合开关S,当风速增大时下列分析正确的是( )
A.风速越大,电流表示数越小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
【解答】解:由电路图知两电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
ABC、闭合开关S,当风速增大时滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由I知电路中的电流变大,电流表的示数变大;
由于滑动变阻器接入电路的电阻变小,由串联电路的分压作用知滑动变阻器两端的电压变小,电压表的示数变小,电压表示数与电流表示数的比值变小,故AC错误,B正确;
D、设滑片移动前后,电路中的电流分别为I1、I2,
电压表的示数分别为:U1=U﹣I1R0,U1′=U﹣I2R0,
则电压表示数变化量:ΔU=U1﹣U1′=U﹣I1R0﹣(U﹣I2R0)=(I2﹣I1)R0=ΔIR0可知,V示数的变化量与A示数的变化量的比值:R0的阻值,则其比值不变,故D错误。
故选:B。
12.(2025秋•林芝市期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,R是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(即电流表)指针所指的刻度知道油面高度,则它的工作过程是( )
A.油面升高,R变大,油量表指针示数变小
B.油面降低,R变大,油量表指针示数变大
C.油面升高,R变小,油量表指针示数变大
D.油面降低,R变小,油量表指针示数变大
【解答】解:A、油面升高,浮标上升,浮标推动指针下移,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,油量表指针示数变大,
所以不符合题意。
B、油面降低,浮标下降,浮标推动指针上移,滑动变阻器R连入电路的电阻变大,油量表指针示数变小,
所以不符合题意。
C、油面升高,浮标上升,浮标推动指针下移,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,油量表指针示数变大,
所以符合题意。
D、油面降低,浮标下降,浮标推动指针上移,滑动变阻器R连入电路的电阻变大,油量表指针示数变小,
所以不符合题意。
故选:C。
13.(2025•越秀区校级二模)如图甲所示,电源两端的电压不变,闭合开关S,当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则下列选项正确的是( )
①R1的阻值为10Ω
②变阻器R2的最大阻值为25Ω
③电源电压为3V
④电压表示数为2V时,R2的阻值为5Ω
A.只有①③④正确 B.只有①③正确
C.只有①②③正确 D.只有②③④正确
【解答】解:由甲电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端的电压,其示数最大,
由图乙可知,电压表的最大示数为3V,则电源的电压为:U=3V,
此时电路中的电流I最大=0.3A,
由I可得,R1的阻值:R110Ω,
当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最小,
由图乙可知,电压表的示数U1=1V,电路中的电流I最小=0.1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压为:U2=U﹣U1=3V﹣1V=2V,
则变阻器R2的最大阻值:R220Ω,
电压表示数为2V时,根据图象可知此时电路中的电流为0.2A,
由I可得,电路中的总电阻:R15Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的连入电路的阻值为:R2′=R﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω,
综上可知,①③④均正确,故A正确。
故选:A。
14.(2025•武汉模拟)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中,利用接入电路的旋钮变阻器,可控制汽车中电动机的转速,图中OEF为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时车速仪示数增大,车速仪可由电路中的电压表或电流表改装而成。下列说法正确的是( )
A.车速仪是由电压表改装而成
B.车速仪中定值电阻R0工作时会消耗电能,可以不用接入电路
C.踩下油门的过程中,电压表的示数与电流表的示数比值增大
D.踩下油门的过程中,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变
【解答】解:根据电路图可知,变阻器和R0串联,电压表测变阻器的电压,电流表测量电路中的电流。
AC.踩下油门的过程中,变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,变阻器分担的电压减小,所以电压表示数减小;变阻器的电阻变小,电路总电阻变小,根据可知电流变大,即电流表示数变大;当驾驶员踩下油门时车速仪示数增大,所以车速仪是由电流表改装而成;电压表示数变小,电流表示数变大,则电压表的示数与电流表的示数比值变小,故AC错误;
B.定值电阻R0可以防止电路中电流过大,烧坏仪表,起到保护电路的作用,故B错误;
D.由于串联电路的分压作用,电压表的示数变化量即为定值电阻电压的变化量。对于定值电阻R0,设某时刻下电压为U1,电流为I1,根据欧姆定律则有:U1=I1R0 ①
设另一时刻下电压为U2,电流为I2,根据欧姆定律则有:U2=I2R0 ②
②﹣①则有U2﹣U1=(I2﹣I1)R0,则有:;因为R0是定值电阻,所以踩下油门的过程中,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变,故D正确。
故选:D。
15.(2025•淮北三模)如图甲所示,电源电压恒为3V,通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端电压的关系如图乙所示。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从左向右移动一段距离,使滑动变阻器R接入电路的电阻变化20Ω,下列分析中正确的是( )
A.电压表的示数变小,电压表与电流表的示数的比值不变
B.电流表的示数变小,电压表与电流表的示数的比值变大
C.电路的总电阻变化量大于20Ω
D.电路的总电阻变化量小于20Ω
【解答】解:图中灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量小灯泡两端的电压。
AB.闭合开关S,滑动变阻器的滑片从左端向右调节一段距离,变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,由知,电路中的电流变小,电流表的示数变小,小灯泡变暗,小灯泡的温度降低,小灯泡的电阻变小,根据U=IR知小灯泡两端的电压变小,电压表的示数变小;由于电压表与电流表示数的比值等于小灯泡的电阻,小灯泡的电阻变小,所以电压表与电流表示数的比值变小,故AB错误;
CD.由于小灯泡的电阻变小,滑动变阻器的电阻增大20Ω,所以电路总电阻变化量小于20Ω,故C错误,D正确。
故选:D。
16.(2025•邯郸模拟)如图,电源电压恒定,闭合S0、S,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5;当S断开、S0闭合,甲、乙两表为电流表时,两表示数分别为I甲,I乙。则R1:R2与I甲:I乙分别为( )
A.2:5 2:7 B.7:2 2:5 C.2:7 2:5 D.5:2 2:7
【解答】解:由图可知,闭合S0、S,甲、乙两表为电压表时,
电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压。
已知两电压表的示数之比U甲:U乙=7:5,
即电源电压与R2两端的电压之比为U:U2=7:5,
根据串联电路的电压规律可得,R1与R2两端的电压之比为
U1:U2=(U﹣U2):U2=(7﹣5):5=2:5,
根据串联电路的分压关系可得,R1与R2的阻值之比为
R1:R2=U1:U2=2:5;
当S断开、S0闭合,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联,
电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流。
根据并联电路的分流关系可得,通过R1与R2的电流之比为
I1:I2=R2:R1=5:2,
根据并联电路的电流规律可得,两电流表的示数之比为
I甲:I乙=I2:I=I2:(I1+I2)=2:(5+2)=2:7,
综上可知,A正确,BCD错误。
故选:A。
17.(2025•湘潭模拟)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,其结构如图所示。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.电流表示数变大
B.电压表示数变大
C.物体无形变时,电压表示数为0
D.增大电源电压可以使电表示数在相同形变情况下变化更明显
【解答】解:AB、闭合开关,电路为细金属丝与定值电阻串联接入电路,电压表测细金属丝两端电压,电流表测电路中的电流,
根据欧姆定律可知当细金属丝的阻值变大时,电路中的电流会变小,电流表的示数会变小,
根据串联分压原理可知细金属丝两端电压会变大,电压表的示数会变大,故A错误,B正确;
C、物体无形变时,细金属丝有电阻且电路中有电流,根据U=IR可知细金属丝两端有电压,电压表示数不为0,故C错误;
D、根据串联分压原理可知两电阻分得电压之比等于电阻之比,由于相同形变情况下阻值之比不变,则电压变化情况不变,因此增大电源电压不会使电表示数在相同形变情况下变化更明显,故D错误。
故选:B。
18.(2025•船营区校级模拟)手机屏幕能随光照强度自动调节亮度,如图所示是它的电路原理图,光敏电阻R的阻值随光照的强度的变大而减小;保持电压不变,闭合开关S,当光照强度变大时,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变暗,电压表示数变大
B.灯泡L变亮,电压表示数变小
C.灯泡L变暗,电流表示数变大
D.灯泡L变亮,电流表示数变小
【解答】解:由图可知,由电路图可知,闭合开关S后,小灯泡L和光敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
由题意可知,当环境光照强度变大时,光敏电阻R的阻值变小,则电路的总电阻变小,根据可知,电路中电流变大,电流表示数变大;
由U=IR可知,灯L两端的电压变大,根据串联电路电压规律可知,光敏电阻R两端的电压变小,即电压表示数变小;
灯两端的电压变大,通过的电流变大,由P=UI可知,灯的实际功率变大,灯泡变亮,故B正确。
故选:B。
19.(2025•东莞市二模)常用的某款手持式电子测温仪如图甲,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.图乙中的显示仪是由电流表改装的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,电路的总功率就越小
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
【解答】解:
A、由图可知,R与R0串联,因显示仪与热敏电阻并联,故显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B、当被测者体温较高时,显示仪的示数(电压表的示数)也会变大,由分压原理可知,热敏电阻的电阻变大,即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故B错误;
C、被测者体温越高,热敏电阻的阻值越大,电路的总电阻越大,由I可知,电路的电流越小,根据P=UI可知,电路消耗的功率越小,故C正确;
D、温度相同时热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,根据串联电路的电压特点可知,R两端的电压越小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
故选:C。
20.(2025•南部县校级模拟)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表、电压表示数均变小
B.电流表、电压表示数均变大
C.电流表示数变大、电压表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值变大
【解答】解:由电路图可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
ABC.在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;根据U=IR可知,R1两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故ABC错误;
D.电压表与电流表的比值等于滑动变阻器的阻值,因为滑动变阻器的阻值变大,所以电压表与电流表的示数比值变大,故D正确。
故选:D。
21.(2025•达州模拟)如图,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡L电流不超过额定电流,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
①小灯泡的额定电流是0.6A
②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是10Ω~20Ω
③电压表表示数变化范围2V~3V
④电流表示数变化范围0.3A~0.5A
A.只有②、④正确 B.只有②、③正确
C.只有③、④正确 D.只有①、③正确
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压。
(1)由P=UI可得,小灯泡的额定电流为:
I额0.5A,故①错误;
(2)因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,电路中的最大电流Imax=I额=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压:
UR=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
则滑动变阻器接入电路的最小阻值:
Rmin4Ω;
当滑片向右移动时,R电阻变大,根据串联电路的特点,R两端电压即电压表示数变大,电流表示数变小,当其电压表示数达最大值U大=3V时电流路中的电流最小即电流表示数最小,
所以,电压表表示数变化范围2V~3V,故③正确;
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得,此时灯泡L两端电压为:
U'L=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V,
根据I可得:灯泡的电阻为:
RL5Ω,
Imin0.3A,
所以,电流表示数变化范围0.3A~0.5A,故④正确;
R接入电路的电阻最大:Rmax10Ω,
可得:滑动变阻器接入电路的阻值范围:4Ω~10Ω,故②错误;
由上分析可知:只有③、④正确。
故选:C。
22.(2025•安徽模拟)2024年12月26日,合肥地铁8号线一期已正式开通运营,为我省首条全自动运行线路。小安查阅资料知道:为保证地铁的安全运行,地铁上都安装有“烟雾报警器”,其简化原理图如图所示,电路中电源电压保持18V不变,R0为定值电阻,阻值为10Ω,R为光敏电阻,其阻值与光照强度的关系如表所示。当烟雾浓度大于或等于某一值,即电路中电流小于或等于300mA时,烟雾报警器报警。下列说法正确的是( )
光照强度E/cd
1
2
3
4
5
6
光敏电阻R/Ω
80
50
30
24
20
18
A.光敏电阻的阻值随烟雾浓度的增大而减小
B.用电流表表盘改造为烟雾浓度报警器表盘更科学
C.当光照强度小于或等于2cd时,烟雾报警器报警
D.要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,R0应该选用更小阻值的电阻
【解答】解:由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.由表可知,光敏电阻随光照强度的变大(小)而变小(大);当环境的烟雾浓度变大时,光照强度的变小,即光敏电阻的阻值随烟雾浓度的增大而增大,故A错误;
B、烟雾浓度变大,光敏电阻接入电路中的阻值变大(电路的电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小),根据串联分压知识可知,光敏电阻的两端电压变大,即电压表示数变大;用电压表表盘改造为烟雾浓度报警器表盘更科学,故B错误;
C、根据表中数据可知,光照强度小于或等于2cd时,光敏电阻大于等于50欧姆,根据串联电阻的规律及欧姆定律,电路的电流不大于
I0.3A=300mA
结合已知条件,故C正确;
D.要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,说明光照强度更强时,报警器就会报警,则此时的光敏电阻的阻值比原来的临界值小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大;如果要保持报警器的工作电流不变,由欧姆定律可知,应增大R0的阻值使电路中的电流减小,这样才能在一定的光照下及时报警,故D错误。
故选:C。
23.(2025•齐齐哈尔二模)如图所示为某压力传感器的原理图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连,导线位于弹簧内部,当闭合开关S,压力F增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V2的示数与电流表A的示数比值变大
D.电压表V1的示数与电流表A的示数比值变小
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流。
ABC.当压力F增大时,滑片P下移,变阻器R2接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由I可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小;
由U=IR可知,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大;
则电压表V2的示数变大,电流表A的示数比值变小,则电压表V2的示数与电流表A的示数比值变大,故AB错误、C正确;
D.由R可知,电压表V1的示数与电流表A的示数比值等于R1的阻值,其比值不变,故D错误。
故选:C。
24.(2025•龙马潭区模拟)在如图1所示的电路中,R1的阻值为10Ω,R2的阻值为30Ω,甲、乙、丙为实验室常见电流表或者电压表,其表盘如图2所示。下列各种情况正确的是( )
A.若甲、乙、丙都是电压表,当开关S、S1闭合后,U丙=U甲=U乙
B.电路中,甲表和乙表可以同时是电流表
C.若甲、乙、丙都是电压表,当开关S、S1闭合后,丙的读数是乙的4倍
D.若甲是电压表,乙、丙是电流表,当开关S闭合、S1断开时,乙、丙的指针偏转角度相同
【解答】解:AC、由图知,如果甲、乙、丙都是电压表,闭合S、S1后,两电阻串联,电压表甲测R2两端电压,电压表乙测R1两端电压,电压表丙测电源电压,根据串联电路的电压规律知,U丙=U甲+U乙,故A错误;
串联电路各处电流相等,由欧姆定律得甲电压表的示数为:U甲=IR2,
乙电压表的示数为:U乙=IR1,
丙电压表的示数为:U丙=U甲+U乙=IR2+IR1,
则,即丙的读数是乙的4倍,故C正确;
B、由图知,如果电路中甲表和乙表同时是电流表,会造成电源短路,这是不允许的,故B错误;
D、由图知,如果甲是电压表,乙、丙电流表,S闭合,S1断开,两电阻并联,乙测干路电流,丙测通过R1的电流,
并联电路各支路两端电压相等,则流过R1和R2的电流之比为:,
根据并联电路电流规律知I乙=I1+I2=3+1=4,即通过乙的电流为通过丙电流的倍,所以乙、丙的指针偏转角度不可能相同,故D错误。
故选:C。
25.(2025•东光县二模)创新小组自制了一个比较肺活量大小的装置,如图所示。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,向气球吹气,气球形变使隔板向上平移,带动变阻器的滑片上移(确保电路在安全范围工作)。下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数越大说明肺活量越大
B.电流表A1的示数不能反映肺活量大小
C.电流表A2的示数越大说明肺活量越大
D.电流表A1、A2的示数之差能反映肺活量大小
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R0并联,电流表A2测R0支路的电流,电流表A1测干路电流,电压表测电源两端的电压;
A.因为电源电压保持不变,所以无论滑片如何移动,电压表V的示数始终不变,故A错误;
BC.由图知,向气球吹气,气球形变使隔板向上平移,带动变阻器的滑片上移,R0接入电路的电阻变小,根据知通过滑动变阻器的电流变大,所以若电流表A2的示数变大,说明肺活量越大;
由于并联电路各个支路互不影响,所以R1支路电流不变,根据并联电路电流规律I总=I1+I0,I0变大,所以干路电流的A1示数变大,A1能说明肺活量越大能反映肺活量大小,故B错误、C正确;
D.电流表A1、A2的示数之差等于通过R1的电流,而R1是定值电阻,其电流不变,所以不能反映肺活量大小,故D错误。
故选:C。
26.(2025•海州区校级三模)如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R′标有“20Ω,1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光,只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到b点时,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,两次调节过程中,两电表示数关系如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为8V
B.灯泡正常发光时的电阻为12Ω
C.定值电阻R的阻值为20Ω
D.b点在a点的右侧
【解答】解:
只闭合开关S和S1,灯泡L和变阻器R′串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压,
在保障电路元件安全的情况下,将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点,因为灯泡电阻随温度变化,故可知此过程中电流表与电压表示数变化关系为图乙中的曲线,则另一次调节过程中电流表与电压表示数变化关系图像为图乙中的直线;
A、滑动变阻器的滑片在最右端时,电路中总电阻最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,
由图乙中可知最小电流是I小=0.25A,此时灯泡两端的电压为UL小=1V,
则变阻器两端的最大电压为:U滑大=I小R滑大=0.25A×20Ω=5V,
由串联电路的电压特点可知电源电压:U=UL小+U滑大=1V+5V=6V,故A错误;
B、只闭合开关S和S2,电阻R和变阻器R′串联,滑片从a点移动到b,直到电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,
由图像可知此时电流为0.3A,则此时R两端的电压:UR′=I′R=0.3A×10Ω=3V,所以小灯泡正常发光的电压为6V﹣3V=3V,
由图像可知,小灯泡正常发光时的电流大于0.25A,则此时小灯泡的电阻:RL12Ω;
故B错误;
C、只闭合开关S和S2,电阻R和变阻器R′串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压,
由图乙可知,两条图像中电压相等时(等于灯泡的额定电压)电路中的电流为I′=0.3A,且变阻器滑片在a点时,电路中的电流为I=0.375A,电阻R两端的电压为UR=3.75V,
此时变阻器接入电路中的电阻:Ra6Ω,
则定值电阻R的阻值为:R10Ω,故C错误;
D、只闭合开关S和S2,滑片移动到b点,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,都为3V,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为:U滑′=U﹣UR′=6V﹣3V=3V,
此时滑动变阻器接入电路的电阻为:Rb10Ω>Ra,所以b点在a点的右侧,故D正确。
故选:D。
27.(2025•琼海校级二模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R2的值为20Ω,闭合开关S1和S2,电压表示数为6V,将电压表和电流表互换位置,闭合S1,断开S2,电流表示数变化了0.1A,此时( )
A.电源电压为12V
B.电流表的示数为0.2A
C.电阻R1的值为20Ω
D.电压表的示数变化了3V
【解答】解:A、闭合开关S1和S2,R1和R2并联,电压表测电源电压,所以电源电压为6V,故A不正确;
B、闭合开关S1和S2,R1和R2并联,通过R2电流为:
;
将电压表和电流表互换位置,闭合S1,断开S2,此时R1和R2串联,根据串联电路电阻的规律可知,此时电路中总电阻大于R2的电阻,所以电路中电流减小;由于电流表示数变化了0.1A,所以电流表示数为I′=I﹣0.1A=0.3A﹣0.1A=0.2A,故B正确;
C、将电压表和电流表互换位置,闭合S1,断开S2,电流表示数为0.2A,根据欧姆定律可得:;
解得R1=10Ω,故C不正确;
D、将电压表和电流表互换位置,闭合S1,断开S2,电压表测量电源电压,所以示数不变,故D不正确。
故选:B。
28.(2025•相山区校级模拟)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
【解答】解:
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。
29.(2025•邢台模拟)如图电源电压恒定,闭合S0,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5,R1、R2阻值之比为___________;当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙为( )
A.2:5 2:7 B.7:2 2:5
C.2:7 2:5 D.5:2 2:7
【解答】解:(1)闭合S0,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,R1、R2串联,电压表甲测量两定值电阻的总电压,即电源电压,电压表乙测量定值电阻R2的两端电压。
串联电路中,电流处处相等,根据欧姆定律可知,U甲=IR1+IR2,U乙=IR2。
由可知,,化简得,,
所以,R1、R2的阻值之比为2:5;
(2)当S断开,甲、乙两表为电流表时,R1、R2并联,甲电流表测量定值电阻R2所在支路的电流,乙电流表测量干路电流。
并联电路中,各支路的两端电压相等,根据欧姆定律可知,甲电流表示数为,乙电流表示数为,
则两电流表的示数之比为。
故选:A。
30.(2025•涟水县模拟)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
【解答】解:
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。
二.多选题(共1小题)
(多选)31.(2025•北京)图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图,将一根细金属丝置于圆柱形通道内,设定其工作温度为t0。使用时接通电路,金属丝升温到t0,风流过通道时,会带走部分热量,风速仪通过改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度不变,此时单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等,风速仪通过测量金属丝两端的电压、风进入通道时风的温度,从而实现对风速的测量。已知风速越大、金属丝和风的温度差越大,单位时间内风带走的热量越多;当风速一定时,单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比。金属丝电阻R随温度t变化的关系如图乙所示。假设空气密度始终不变,下列说法正确的是( )
A.金属丝升温到t0的过程中阻值不变
B.流入风速仪的风的温度不变时,所测风速增大,金属丝两端的电压增大
C.若风速仪测得的电压越大,流入风速仪的风的温度越高,则风速越大
D.若t0=150℃,风速仪测得温度为0℃与30℃的风速相同,则金属丝两端的电压之比为2:
【解答】解:A、由图乙可知,金属丝升温到t0的过程中阻值变大,故A错误;
B、流入风速仪的风的温度不变时,所测风速增大,风带走的热量增多,为了维持温度不变,需要增大流过金属丝的电流,由于温度不变,金属丝电阻不变,由U=IR可知金属丝两端的电压增大,故B正确;
C、风速仪测得的电压越大,相等时间内产生的热量越多,流入风速仪的风的温度越高,金属丝和风的温度差变小,带走的热量少了,为了维持恒温,需要调大风速,故C正确;
D、风速一定时,单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比,风速仪测得温度为0℃,温度差为Δt1=150℃﹣0℃=150℃
风速仪测得温度为30℃,温度差为Δt2=150℃﹣30℃=120℃
风带走的热量
代入数据得
恒温时,单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等,所以 =
由以上分析可知
代入数据得 ,故D错误;
故选:BC。
三.实验探究题(共4小题)
32.(2025•山西)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。
【解答】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:
(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
故答案为:(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。
33.(2025•北京)某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1, ,记录电压表的示数U。
③闭合S1, ,使电压表的示数仍为U。
④记录电阻箱的阻值R0。
(2)待测电阻的阻值Rx= 。(用测量量表示)
【解答】解:(1)①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②只闭合开关S1,将s2拨到2的位置,此时RP与Rx串联,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记录电压表的示数U;
③闭合S1,将s2拨到1的位置,此时RP与R串联,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数仍为U;
④记录此时电阻箱的阻值R0。
(2)待测电阻的阻值Rx=R0。
故答案为:(1)②将s2拨到2的位置,调节滑动变阻器的滑片到适当位置;
③将s2拨到1的位置,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱R的阻值;
(2)R0。
34.(2025•遂宁)某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源;阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω 2A”的滑动变阻器:电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在Rp或R,则故障是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻Rx的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;
②断开开关S2,读出电流表示数为I2;
③未知电阻Rx= (用R0、I1和I2表示)。
【解答】解:(1)根据图甲电路图,电压表应与定值电阻并联,实验中控制定值电阻R两端电压为2V,故电压表选择0~3V量程,实物电路图如下:
;
(2)闭合开关后,电流表、电压表均无示数,电路可能出现断路。若故障只出现在Rp或R,则可能是滑动变阻器Rp断路,因为如果断路,电压表会有示数(测电源电压),而现在两表均无示数,所以是滑动变阻器断路导致整个电路不通;
(4)将定值电阻由5Ω更换为10Ω,根据串联分压原理,定值电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即向右端调节滑片(因为滑动变阻器左下接线柱接入电路,向右滑电阻变大)。
(5)根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,,解得R滑=40Ω,所以需要更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器;
根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为30Ω,故,解得U大=5V,所以调节电源电压,使其最大不超5V;
(6)①闭合开关S1,S2,此时R0被短路,只有R,接入电路,读出电流表示数为I1,则电源电压U=I1Rx;
②断开开关S2R0与Rx串联,读出电流表示数为I2,则电源电压U=I2Rx+I2R0即I1Rx=I2Rx+I2R0,解得Rx。
故答案为:(1);
(2)滑动变阻器断路;
(4)右;
(5)40;5;
(6)。
35.(2026•徐汇区一模)小华和小明做“探究电流与电阻的关系”实验,现有电源(电压为6V且保持不变)、电流表、电压表、开关和定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω和30Ω),两种规格的滑动变阻器(分别标有“10Ω,2A”、“50Ω,1A”字样),以及导线若干。电路图如(a)所示。
(1)在图(b)中,有一根导线尚未连接,用笔画线代替导线,将实物图连接完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小华选用“50Ω,1A”的变阻器进行实验,他先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω。闭合开关后,移动变阻器的滑片,保持电阻R两端电压不变,实验数据见表。当他将15Ω的电阻替换为30Ω的电阻后,变阻器接入电路的电阻相应需要 (A.变大 B.变小),使得电阻R两端电压不变,此时电流表的示数如图(c)所示,电流表的示数为 A。
实验序号
电阻(Ω)
电流表示数(A)
1
5
0.60
2
10
0.30
3
15
0.20
4
30
①请在图(d)坐标系中把未标出的点用“×”描出来,并画出I﹣R图像。
②计算表中电流与电阻的乘积,可以发现: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 比。(A.正 B.反)
(3)实验中,小明选用“10Ω,2A”的变阻器进行实验,先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、30Ω。在移动变阻器滑片的过程中,发现无法保持电阻R两端电压为4V,请通过计算说明他应保持电阻R两端的电压U的取值范围。
【解答】解:(1)连接电路时,滑动变阻器的接线柱应一上一下接入电路中,滑片在最右端,应该接左下接线柱;
(2)将15Ω的电阻替换为30Ω,根据串联电路的分压关系可知,在调节滑动变阻器前,电阻两端的电压会变大,要使其两端的电压减小为原来的固定值,应增大滑动变阻器两端的电压,则变阻器接入的阻值与前次实验相比应变大,故选:A;
电流表连接小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.1A;
①在I﹣R图像上描出(30Ω,0.1A),用线连接各点,如图
②根据图像可知,电阻的电压为:0.6A×5Ω=0.2A×15Ω=0.1A×30Ω=3V,
即电流与电阻之积为一定值,得出结论: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;
(3)根据串联分压可得,选用“10Ω,2A”的变阻器进行实验,当接入30Ω定值电阻接入电路时,,解得UV=4.5V,定值电阻两端电压应不低于4.5V,又因为电源电压为6V,所以定值电阻两端电压范围4.5V﹣6V。
故答案为:(1);
(2)A;0.1;
B;
(3)4.5V﹣6V。
四.计算题(共4小题)
36.(2025•西昌市一模)盐源苹果享誉全国,如图是小明设置的水果自动筛选装置。已知:电源电压为9V,R0=30Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图所示。传送带上的水果经过检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当R0两端电压UAB<3V时,机械装置启动,将质量不达标的小水果推出传送带,实现自动筛选功能。(g取10N/kg)
(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流;
(2)该装置能够剔除水果的质量;
(3)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的,顶级的会理石榴质量应达到350g,为了达到这一标准(不改变压敏电阻R),AB之间应该换用定值电阻R0的阻值。
【解答】解:(1)当检测点上没有水果时,压力为0N,根据图像可知,压敏电阻R的阻值为90Ω,此时电路中的总电阻为R总=R0+R压敏=30Ω+90Ω=120Ω;
电路中的电流:;
(2)当R0两端电压UAB<3V时,将质量不达标的小水果推出传送带,
若UAB=3V,则此时电路中的电流为:,
压敏电阻两端的电压为:U压敏=U﹣UAB=9V﹣3V=6V,
此时压敏电阻的阻值为:,
由图像知,此时对应的压力大小为1.5N,
此时对应水果的质量:,
则由题意可知该装置能够剔除质量小于0.15kg的水果;
(3)顶级的会理石榴质量应达到350g,石榴对压敏电阻的压力为F=G=mg=350×10﹣3kg×10N/kg=3.5N;
对应的压敏电阻的阻值为30Ω,当R0两端电压UAB<3V时,机械装置启动,说明压敏电阻对应的电压为6V,此时电路中的电流为,
用定值电阻R0的阻值。
答:(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流是0.075A;
(2)该装置能够剔除质量小于0.15kg的水果;
(3)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的,顶级的会理石榴质量应达到350g,为了达到这一标准(不改变压敏电阻R),AB之间应该换用定值电阻R0的阻值是15Ω。
37.(2025•新宾县校级模拟)如图所示,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示。求:
(1)求滑动变阻器最大阻值。
(2)电源电压和R1的阻值。
(3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2A,电压表的示数U2=4V,
由I可知,滑动变阻器的最大阻值:R220Ω;
(2)当滑动变阻器滑片P在a端时,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=I小R1+U2=0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器滑片P在b端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=0.6A,
则电源的电压U=I大R1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R1=10Ω,U=6V;
(3)当滑片P滑到ab中点时,接入电路中的电阻R2′R220Ω=10Ω,
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I0.3A,
则电压表的示数U2′=IR2′=0.3A×10Ω=3V。
答:(1)滑动变阻器最大阻值为20Ω;
(2)电源电压为6V,R1的阻值为10Ω;
(3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数为3V。
38.(2025•福田区校级模拟)图甲为超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图,图乙是传感器电阻R2的阻值随湿度变化图像。已知:电源电压保持不变,定值电阻R1=200Ω。某次测量时,只闭合开关S1,电流表示数为100mA,再闭合开关S2,电流表示数为200mA。求:
(1)电源电压。
(2)此时空气中的湿度。
(3)空气中的湿度为20%时,电流表示数为多少。
【解答】解:
(1)只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表示数为100mA=0.1A,
根据欧姆定律可知电源电压U=I1R1=0.1A×200Ω=20V;
(2)再闭合开关S2,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表示数为200mA=0.2A,
根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2=I﹣I1=0.2A﹣0.1A=0.1A,
根据欧姆定律可知传感器电阻R2的阻值R2200Ω;
从图中可知此时空气中的湿度为60%;
(3)空气中的湿度为20%时,传感器电阻R2的阻值R2′=400Ω,根据欧姆定律可知通过两电阻的电流分别为:I1′0.1A,I2′0.05A,
根据并联电路的电流特点可知电流表示数为I′=I1′I2′=0.1A+0.05A=0.15A。
答:(1)电源电压为20V;
(2)此时空气中的湿度为60%;
(3)空气中的湿度为20%时,电流表示数为0.15A。
39.(2025•长沙模拟)如图1是小英设计的一种自动喂水器原理简化图,其中饮水槽甲和容器乙的底部通过细管连通,甲、乙均为薄壁柱形容器,底面积,。乙的底部安装有一个水位感应装置,主要由力敏元件R2构成(R2刚好铺满乙的底部),通过感知水对乙底部的压力来实现控制注水系统的进水口阀门的开与关,当甲的水位h≥15cm时,进水口阀门自动关闭,停止供水,如图2。R2的阻值随压力的变化关系如图3。当水位上升到15cm时,控制电路中的电流为I1,此时将一个底面积为250cm2、高为20cm的柱形物块放入乙中,该物块静止时,甲的水位高为20cm,控制电路中的电流为I2,已知I1:I2=9:10。(R2的体积忽略不计,不计电磁铁线圈的电阻,甲、乙液面始终相平,整个过程物块保持竖直状态,且无水溢出,g取10N/kg,)求:
(1)当水位上升到15cm时,水对容器乙底部的压强。
(2)R1的阻值。
(3)物块的密度。
【解答】解:(1)当水位为h1=15cm=0.15m时,
水对容器乙底部的压强p1=p水gh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)当水位为h=0.15m时,
水对容器乙底部的压力F1=p1S乙=1500Pa×500×10﹣4m2=75N,
由图3可知,此时R2的阻值为50Ω,
I1,U1为控制电路电源电压,
当甲的水位为20cm时,甲、乙液面始终相平,乙的水位也为20cm,记为h2=20cm=0.2m,
此时水对容器乙底部的压强p2=p水gh2=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
水对容器乙底部的压力F2=p2S乙=2000Pa×500×10﹣4m2=100N,
由图3可知,此时R2的阻值为40Ω,
I2,
I1:I2=9:10,则:9:10,R1=50Ω;
(3)物块的体积V物=S物h物=250cm2×20cm=5000cm3=5×10﹣3m3,
物块放入乙中,甲、乙容器水位都上升了Δh=5cm,
甲容器中液体增加的体积ΔV甲=S甲Δh=300cm2×5cm=1500cm3=1.5×10﹣3m3,
乙容器中液体增加的体积ΔV乙=S乙Δh=500cm2×5cm=2500cm3=2.5×10﹣3m3,
物块放入乙中排开的体积等于甲、乙容器中液体增加的体积和,
即V排=ΔV甲+ΔV乙=1.5×10﹣3m3+2.5×10﹣3m3=4×10﹣3m3<5×10﹣3m3=V物,
V排<V物,故物块在乙容器中为漂浮状态,
物块所受的浮力F浮=G物,
即ρ水gV排=ρ物gV物,
ρ物p水1×103kg/m3=0.8×103kg/m3;
故答案为:(1)水对容器乙底部的压强1500Pa;
(2)R1的阻值为50Ω;
(3)物块的密度为0.8×103kg/m3。
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专题17 欧姆定律
计算题型综合性强 欧姆定律计算常与串并联电阻规律、电功率结合,命制电学压轴题,如:计算含滑动变阻器电路的最大 / 最小电流、某元件的最大电压,或结合电能表计算实际功率。
实验题注重细节与拓展 伏安法测电阻是中考实验必考内容,常考实验步骤、滑动变阻器的作用、误差分析,还会拓展考查 “特殊方法测电阻”(如缺少电流表或电压表时,用定值电阻和电表组合测电阻)。
动态电路分析形式多样 常以电路图、实物图、图像(I−U 图像、U−R 图像)为载体,考查滑片移动或开关通断时电表示数的变化,或判断灯泡亮度变化。
结合生活实际命题 素材多源于调光台灯、温控电路、多档位用电器(如电饭锅的加热 / 保温档),考查欧姆定律在实际电路中的应用。
知识点一:电流与电压和电阻的关系
一、探究电流与电压的关系
1.实验:探究电流与电压的关系
设计实验
运用控制变量法,控制导体(电阻)的阻值不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压,观察并记录电流表的示数,分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。
实验结论
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体两端电压成正比,即电阻R不变时,
2.注意事项
(1)连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)为了使得出的结论更具有普遍性,可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤;
(3)实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压,但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的;
(4)调节滑动变阻器时,要缓慢移动滑片,防止电压表、电流表示数变化过快;
(5)移动滑动变阻器滑片过程中,眼睛要紧盯电压表,当电压表示数达到设定值时,停止移动滑片,记录电流表的示数。
二、探究电流与电阻的关系
设计实验
(1)要研究电流与电阻的关系,需要改变接入电路的电阻的大小,在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可;
(2)在该实验中,更换电阻后要控制电阻两端电压不变,我们可以在电路中串联一个滑动变阻器,通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等;
(3)实验电路图如图所示。
实验结论
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,即U不变时,I1R1=I2R2。
知识点二:欧姆定律
一、欧姆定律
德国物理学家欧姆对电流跟电压和电阻之间的关系进行了大量的实验研究,发现“通过导体的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比”这个规律对大多数导体而言都成立,并于1826年归纳出了欧姆定律。
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:。
3.公式中各符号的物理意义及单位
U-表示导体两端电压,单位为伏特(V);R-表示导体的电阻,单位为欧姆(Ω);I-表示通过导体的电流,单位为安培(A)。
4.适用范围:欧姆定律适用于纯电阻电路。在飞纯电阻电路中,如含有电动机的电路,欧姆定律将不适用。
5.欧姆定律的意义
欧姆定律反映了电流与电压的因果性,电流与电压的制约性。公式的发现,给电学计算带来了很大的方便。这在电学史上是具有里程碑意义的贡献。
6.公式的变形公式
(1)U=IR:导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。但因为电压时电源提供的,电压时形成电流的原因,所以不能说电压与电流成正比。
(2):导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度等因素决定,与导体两端电压和通过导体的电流无关,因此它既不与U成正比,也不与I成反比。这也是物理公式和数学公式的不同之处。
二、利用欧姆定律进行简单计算
1.利用欧姆定律分析或计算(知二求一)
欧姆定律反映了同一导体中电流、导体两端电压和导体的电阻三者之间的关系。对于同一导体,只要知道电流、电压和电阻中的两个量,就可以根据公式及其变形公式求出第三个量。
2.利用欧姆定律进行计算的一般步骤
第一步:若题干中无电路图,根据题意画出电路图,并在电路图上标记出已知量和待求量;
第二步:明确电路的连接方式,各电表测量的对象;
第三步:根据欧姆定律和串并联电路电流和电压的规律,列方程求解;
第四步:讨论结果的合理性,得出答案。
3.利用欧姆定律解题时应注意的问题
注意事项
分析
同体性
欧姆定律中电流、电压和电阻,是对同一导体或同一段电路而言的,三者要一一对应;在解题过程中,习惯上把对应的同一导体的各个物理量符号用相同的下标表示,如R1、I1、U1
同时性
即使是同一段电路,由于开关的闭合、断开即滑动变阻器滑片的左右移动等,都会引起电路的变化,使电路中的电流、电压和电阻变化,因此,必须保证中的三个物理量是同一时刻的值,切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系
统一性
公式中的三个物理量,必须使用国际单位中的单位。U的单位是伏特(V)、R的单位是欧姆(Ω)、I的单位是安培(A)
规范性
(1)计算时,要写出必要文字说明;(2)代入数值或写计算结果时,不要忘记单位
知识点三:电阻的测量
一、伏安法测电阻
1.伏安法测电阻
(1)实验目的:用电流表和电压表测未知电阻的阻值
(2)实验原理:。对于一个未知电阻,用电压表测其两端电压U,用电流表测出通过未知电阻的电流I,应用欧姆定律,就可以求出其电阻值。这种测量方法称为“伏安法”。
(3)实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。
(4)设计实验:实验电路图和实物图如图甲、乙所示,其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流,多次测量电压和电流,求出每次的电阻值,最后求平均值。
甲 乙
(5)实验步骤:
①按图甲所示电路图连接图乙中的实物电路;
②检查所连接的电路,确定无误后,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,以保护电路;
③利用试触法电流表和电压表的量程;
④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电流值和电压值,填入实验表格中;
⑤断开开关,整理器材。
(6)实验数据处理:将每次测量的数据代入公式,分别求出每次的电阻值,最后计算其平均值。如下表所示:
实验序号
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻的平均值/Ω
1
1.5
0.10
15.0
15.2
2
2.1
0.14
15.0
3
2.8
0.18
15.6
2.实验注意事项
(1)在连接电路的过程中,接线应有序进行,按照电路图从电源正极出发,把干路上的各元件串联起来,然后把电压表并联在待测电阻的两端;
(2)连接实物图时,要将开关断开;
(3)实验前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,以保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而损坏电源或电表;
(4)可采用试触法确定电表的路程;
(5)电表的正、负接线柱不能接反;
(6)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式;
(7)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小误差。
3.器材选择原则
(1)滑动变阻器:所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值;
(2)电流表、电压表量程:在不超过量程的前提下,选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确,这是因为小量程的分度值小,准确的高。因此测量时,能用小量程就不要大量程。
4.滑动变阻器在实验中的作用
(1)保护电路;
(2)改变待测电阻两端电压,实现多次测量。
5.常见故障分析
在实验中出现故障后要先断开开关,再分析查找故障原因,常见的故障及其现象如下表所示
实验电路图
故障(有且只有一处)
现象
电压表
电流表
电流表被短接
有示数
无示数
电流表处断路
无示数
无示数
电压表被短接
无示数
有示数
电压表处断路
定值电阻被短接
无示数
有示数,且示数偏大
定值电阻处断路
有示数且接近电源电压
无示数
电压表串联在电路中
滑动变阻器上面两个接线柱接入电路
移动滑片,电表示数不变,电压表示数接近电源电压
滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
移动滑片,电表示数不变
二、其他方法测电阻
用伏安法测电阻时,需要同时使用电压表和电流表,如果只有电流表或电压表,则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱,巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。
1.伏阻法
只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用串联电路中电流处处相同求电阻值
(1)闭合开关S,分别测出R0、RX两端第一章U0、UX;
(2)
利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值
(1) 闭合开关S,读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1;
(2) 读出变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U2;
被测电阻:
(1) 只闭合开关S,测出R0两端电压U0,闭合S、S1,测出电源电压U;
(2)
(1) 闭合S,将S1置于a,R0与Rx串联,读出电压表示数U;
(2) 闭合S,将S1置于b,R0与Rx串联,读出电压表示数U0则Ux=U-U0;
(3)
2.安阻法
只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用并联电路各支路两端电压相等求阻值
(1) 闭合S,分别测出通过R0、RX的电流I0、IX;
(2)
(1)闭合S、断开S1,此时只有R0连入电路,读出A的示数I0
(2)闭合S、S1,R0与Rx并联,读出A的示数I;
(3)
利用电源电压不变列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将滑动变阻器滑片移至a端时,此时R0=0 ,读出A的示数I1,
(2)闭合S,将滑动变阻器的滑片移至b端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R,读出此时A表示数I2,
(3)
3.等效替代法
利用电流表(或电压表)和电阻箱测量未知电阻的方法。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用等效思想测电阻
(1)闭合S,将S1置于a,调节R0,读出A的示数I1
(2)闭合S,将S1置于b,保持滑片P位置不变,调节电阻箱R′,使A的示数仍为I,读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx=R'。
知识点四:欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、欧姆定律在串联电路中的应用
1.串联电路中电流的计算
如图所示,根据串联电路中电流的规律,通过各个用电器的电流都相同,都是I。
由欧姆定律可知,U1=IR1,U2=IR2,
根据串联电路电压规律U=U1+U2,有:,可得:。
总结:串联电路中,通过各个电阻的电流或串联电路的电流,等于电源两端电压除以各个电阻之和。
2.串联电路的电阻关系
以两个电阻串联为例,如图所示,两个电阻阻值分别为R1、R2串联电路两端电压为U,电路中的电流为I,R1、R2串联后的总电阻为R。
由欧姆定律可知,U1=IR1,U2=IR2,U=IR;
因为U=U1+U2,可得:IR=IR1+IR2,即:R=R1+R2。
结论:串联电路的总电阻等于各个电阻之和。
3.串联电路中电阻的分压作用
如图所示,R1、R2串联,根据欧姆定律可知U1=IR1,U2=IR2,所以;
即,串联电路中各电阻两端电压与其阻值成正比。
二、欧姆定律在并联电路中的应用
1.并联电路电流的计算
如图所示,根据并联电路电压的规律,电阻R1、R2两端电压都等于电源电压U。
由欧姆定律可知,;
当电阻R1的阻值发生变化,而电阻R2阻值不变时,因电源电压U不变,所以I1会变化,I2不变;
根据并联电路电流规律,有:I=I1+I2,干路电流也会变化。
总结:当并联电路的一个支路的电阻改变时,这个支路的电压不变,电流会变化,干路电流也会变化,但另一个支路的电流和电压都不变。
2.并联电路的电阻关系
以两个电阻的并联为例。如图所示,两个并联的电阻分别为R1、R2,并联电路两端电压为U,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,干路中电流为I,R1、R2并联后的总电阻(等效电阻)为R。
由欧姆定律可知,,
因为I=I1+I2,所以,即。
结论:并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
3.并联电路中电阻的分流作用
如图所示,R1与R2并联,根据欧姆定律可知,所以;
即:并联电路中,通过各支路的电流与其电阻成反比。
一.选择题(共30小题)
1.(2025•绵阳)如图所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻。闭合开关S,若从左向右移动滑动变阻器R的滑片,所有电表的示数均不超量程,则此过程中( )
A.V1、V2和A表的示数均增大
B.V1表的示数增大,V2表和A表的示数减小
C.V2表的示数与V1表的示数的差值减小
D.V1表的示数变化量小于V2表的示数变化量
【解答】解:AB、R1与变阻器串联后再与R2串联,V1测变阻器的电压,V2测R1与变阻器的电压,电流表测电路的电流,若从左向右移动滑动变阻器R的滑片,变阻器连入电路的电阻变大,电路的电阻变大,由欧姆定律可知电路的电流变小,根据U=IR可知,R2的电压变小,根据串联电路电压的规律,
2.(2025•苏州)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
3.(2025•泸州)“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器,用来切割塑料泡沫,如图所示。下列分析正确的是( )
A.通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B.加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C.EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D.用GH段去切割塑料泡沫,效果最好
4.(2025•宿迁)噪声是污染环境的公害之一。某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻R0、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A.R0阻值为20Ω
B.电源电压为24V
C.电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D.当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
5.(2025•日照)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
6.(2025•乐山)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,R0是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
7.(2025•巴中)如图所示,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是( )
A.电流表示数变小 电压表示数变大
B.电流表示数变大 电压表示数变小
C.电流表示数变大 电压表示数变大
D.电流表示数变小 电压表示数变小
8.(2025•成都)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0∼3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
故选:C。
9.(2025•南通)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
10.(2025•兰州)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
11.(2025•德阳)如图所示为测风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,R0为定值电阻,AB为电阻丝,滑片P与电阻丝AB接触良好。无风时,滑片P在A处;有风时,滑块与滑片P一起向左移动。闭合开关S,当风速增大时下列分析正确的是( )
A.风速越大,电流表示数越小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
12.(2025秋•林芝市期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,R是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(即电流表)指针所指的刻度知道油面高度,则它的工作过程是( )
A.油面升高,R变大,油量表指针示数变小
B.油面降低,R变大,油量表指针示数变大
C.油面升高,R变小,油量表指针示数变大
D.油面降低,R变小,油量表指针示数变大
13.(2025•越秀区校级二模)如图甲所示,电源两端的电压不变,闭合开关S,当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则下列选项正确的是( )
①R1的阻值为10Ω
②变阻器R2的最大阻值为25Ω
③电源电压为3V
④电压表示数为2V时,R2的阻值为5Ω
A.只有①③④正确 B.只有①③正确
C.只有①②③正确 D.只有②③④正确
14.(2025•武汉模拟)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中,利用接入电路的旋钮变阻器,可控制汽车中电动机的转速,图中OEF为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时车速仪示数增大,车速仪可由电路中的电压表或电流表改装而成。下列说法正确的是( )
A.车速仪是由电压表改装而成
B.车速仪中定值电阻R0工作时会消耗电能,可以不用接入电路
C.踩下油门的过程中,电压表的示数与电流表的示数比值增大
D.踩下油门的过程中,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变
15.(2025•淮北三模)如图甲所示,电源电压恒为3V,通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端电压的关系如图乙所示。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从左向右移动一段距离,使滑动变阻器R接入电路的电阻变化20Ω,下列分析中正确的是( )
A.电压表的示数变小,电压表与电流表的示数的比值不变
B.电流表的示数变小,电压表与电流表的示数的比值变大
C.电路的总电阻变化量大于20Ω
D.电路的总电阻变化量小于20Ω
16.(2025•邯郸模拟)如图,电源电压恒定,闭合S0、S,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5;当S断开、S0闭合,甲、乙两表为电流表时,两表示数分别为I甲,I乙。则R1:R2与I甲:I乙分别为( )
A.2:5 2:7 B.7:2 2:5 C.2:7 2:5 D.5:2 2:7
17.(2025•湘潭模拟)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,其结构如图所示。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.电流表示数变大
B.电压表示数变大
C.物体无形变时,电压表示数为0
D.增大电源电压可以使电表示数在相同形变情况下变化更明显
18.(2025•船营区校级模拟)手机屏幕能随光照强度自动调节亮度,如图所示是它的电路原理图,光敏电阻R的阻值随光照的强度的变大而减小;保持电压不变,闭合开关S,当光照强度变大时,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变暗,电压表示数变大
B.灯泡L变亮,电压表示数变小
C.灯泡L变暗,电流表示数变大
D.灯泡L变亮,电流表示数变小
19.(2025•东莞市二模)常用的某款手持式电子测温仪如图甲,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.图乙中的显示仪是由电流表改装的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,电路的总功率就越小
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
20.(2025•南部县校级模拟)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表、电压表示数均变小
B.电流表、电压表示数均变大
C.电流表示数变大、电压表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值变大
21.(2025•达州模拟)如图,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡L电流不超过额定电流,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
①小灯泡的额定电流是0.6A
②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是10Ω~20Ω
③电压表表示数变化范围2V~3V
④电流表示数变化范围0.3A~0.5A
A.只有②、④正确 B.只有②、③正确
C.只有③、④正确 D.只有①、③正确
22.(2025•安徽模拟)2024年12月26日,合肥地铁8号线一期已正式开通运营,为我省首条全自动运行线路。小安查阅资料知道:为保证地铁的安全运行,地铁上都安装有“烟雾报警器”,其简化原理图如图所示,电路中电源电压保持18V不变,R0为定值电阻,阻值为10Ω,R为光敏电阻,其阻值与光照强度的关系如表所示。当烟雾浓度大于或等于某一值,即电路中电流小于或等于300mA时,烟雾报警器报警。下列说法正确的是( )
光照强度E/cd
1
2
3
4
5
6
光敏电阻R/Ω
80
50
30
24
20
18
A.光敏电阻的阻值随烟雾浓度的增大而减小
B.用电流表表盘改造为烟雾浓度报警器表盘更科学
C.当光照强度小于或等于2cd时,烟雾报警器报警
D.要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,R0应该选用更小阻值的电阻
23.(2025•齐齐哈尔二模)如图所示为某压力传感器的原理图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连,导线位于弹簧内部,当闭合开关S,压力F增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V2的示数与电流表A的示数比值变大
D.电压表V1的示数与电流表A的示数比值变小
24.(2025•龙马潭区模拟)在如图1所示的电路中,R1的阻值为10Ω,R2的阻值为30Ω,甲、乙、丙为实验室常见电流表或者电压表,其表盘如图2所示。下列各种情况正确的是( )
A.若甲、乙、丙都是电压表,当开关S、S1闭合后,U丙=U甲=U乙
B.电路中,甲表和乙表可以同时是电流表
C.若甲、乙、丙都是电压表,当开关S、S1闭合后,丙的读数是乙的4倍
D.若甲是电压表,乙、丙是电流表,当开关S闭合、S1断开时,乙、丙的指针偏转角度相同
25.(2025•东光县二模)创新小组自制了一个比较肺活量大小的装置,如图所示。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,向气球吹气,气球形变使隔板向上平移,带动变阻器的滑片上移(确保电路在安全范围工作)。下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数越大说明肺活量越大
B.电流表A1的示数不能反映肺活量大小
C.电流表A2的示数越大说明肺活量越大
D.电流表A1、A2的示数之差能反映肺活量大小
26.(2025•海州区校级三模)如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R′标有“20Ω,1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光,只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到b点时,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,两次调节过程中,两电表示数关系如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为8V
B.灯泡正常发光时的电阻为12Ω
C.定值电阻R的阻值为20Ω
D.b点在a点的右侧
27.(2025•琼海校级二模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R2的值为20Ω,闭合开关S1和S2,电压表示数为6V,将电压表和电流表互换位置,闭合S1,断开S2,电流表示数变化了0.1A,此时( )
A.电源电压为12V
B.电流表的示数为0.2A
C.电阻R1的值为20Ω
D.电压表的示数变化了3V
28.(2025•相山区校级模拟)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
29.(2025•邢台模拟)如图电源电压恒定,闭合S0,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5,R1、R2阻值之比为___________;当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙为( )
A.2:5 2:7 B.7:2 2:5
C.2:7 2:5 D.5:2 2:7
30.(2025•涟水县模拟)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
二.多选题(共1小题)
(多选)31.(2025•北京)图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图,将一根细金属丝置于圆柱形通道内,设定其工作温度为t0。使用时接通电路,金属丝升温到t0,风流过通道时,会带走部分热量,风速仪通过改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度不变,此时单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等,风速仪通过测量金属丝两端的电压、风进入通道时风的温度,从而实现对风速的测量。已知风速越大、金属丝和风的温度差越大,单位时间内风带走的热量越多;当风速一定时,单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比。金属丝电阻R随温度t变化的关系如图乙所示。假设空气密度始终不变,下列说法正确的是( )
A.金属丝升温到t0的过程中阻值不变
B.流入风速仪的风的温度不变时,所测风速增大,金属丝两端的电压增大
C.若风速仪测得的电压越大,流入风速仪的风的温度越高,则风速越大
D.若t0=150℃,风速仪测得温度为0℃与30℃的风速相同,则金属丝两端的电压之比为2:
故选:BC。
三.实验探究题(共4小题)
32.(2025•山西)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。
33.(2025•北京)某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1, ,记录电压表的示数U。
③闭合S1, ,使电压表的示数仍为U。
④记录电阻箱的阻值R0。
(2)待测电阻的阻值Rx= 。(用测量量表示)
34.(2025•遂宁)某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源;阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω 2A”的滑动变阻器:电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在Rp或R,则故障是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻Rx的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;
②断开开关S2,读出电流表示数为I2;
③未知电阻Rx= (用R0、I1和I2表示)。
35.(2026•徐汇区一模)小华和小明做“探究电流与电阻的关系”实验,现有电源(电压为6V且保持不变)、电流表、电压表、开关和定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω和30Ω),两种规格的滑动变阻器(分别标有“10Ω,2A”、“50Ω,1A”字样),以及导线若干。电路图如(a)所示。
(1)在图(b)中,有一根导线尚未连接,用笔画线代替导线,将实物图连接完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小华选用“50Ω,1A”的变阻器进行实验,他先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω。闭合开关后,移动变阻器的滑片,保持电阻R两端电压不变,实验数据见表。当他将15Ω的电阻替换为30Ω的电阻后,变阻器接入电路的电阻相应需要 (A.变大 B.变小),使得电阻R两端电压不变,此时电流表的示数如图(c)所示,电流表的示数为 A。
实验序号
电阻(Ω)
电流表示数(A)
1
5
0.60
2
10
0.30
3
15
0.20
4
30
①请在图(d)坐标系中把未标出的点用“×”描出来,并画出I﹣R图像。
②计算表中电流与电阻的乘积,可以发现: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 比。(A.正 B.反)
(3)实验中,小明选用“10Ω,2A”的变阻器进行实验,先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、30Ω。在移动变阻器滑片的过程中,发现无法保持电阻R两端电压为4V,请通过计算说明他应保持电阻R两端的电压U的取值范围。
四.计算题(共4小题)
36.(2025•西昌市一模)盐源苹果享誉全国,如图是小明设置的水果自动筛选装置。已知:电源电压为9V,R0=30Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图所示。传送带上的水果经过检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当R0两端电压UAB<3V时,机械装置启动,将质量不达标的小水果推出传送带,实现自动筛选功能。(g取10N/kg)
(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流;
(2)该装置能够剔除水果的质量;
(3)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的,顶级的会理石榴质量应达到350g,为了达到这一标准(不改变压敏电阻R),AB之间应该换用定值电阻R0的阻值。
37.(2025•新宾县校级模拟)如图所示,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示。求:
(1)求滑动变阻器最大阻值。
(2)电源电压和R1的阻值。
(3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数。
38.(2025•福田区校级模拟)图甲为超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图,图乙是传感器电阻R2的阻值随湿度变化图像。已知:电源电压保持不变,定值电阻R1=200Ω。某次测量时,只闭合开关S1,电流表示数为100mA,再闭合开关S2,电流表示数为200mA。求:
(1)电源电压。
(2)此时空气中的湿度。
(3)空气中的湿度为20%时,电流表示数为多少。
39.(2025•长沙模拟)如图1是小英设计的一种自动喂水器原理简化图,其中饮水槽甲和容器乙的底部通过细管连通,甲、乙均为薄壁柱形容器,底面积,。乙的底部安装有一个水位感应装置,主要由力敏元件R2构成(R2刚好铺满乙的底部),通过感知水对乙底部的压力来实现控制注水系统的进水口阀门的开与关,当甲的水位h≥15cm时,进水口阀门自动关闭,停止供水,如图2。R2的阻值随压力的变化关系如图3。当水位上升到15cm时,控制电路中的电流为I1,此时将一个底面积为250cm2、高为20cm的柱形物块放入乙中,该物块静止时,甲的水位高为20cm,控制电路中的电流为I2,已知I1:I2=9:10。(R2的体积忽略不计,不计电磁铁线圈的电阻,甲、乙液面始终相平,整个过程物块保持竖直状态,且无水溢出,g取10N/kg,)求:
(1)当水位上升到15cm时,水对容器乙底部的压强。
(2)R1的阻值。
(3)物块的密度。
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