专题15 欧姆定律(专项训练)(天津专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-01-31
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内容正文:
专题16 欧姆定律(专项训练)(天津专用)
目 录
01·趋势领航练 1
02·考点通关练 9
基础通关 9
通关01 电流与电压、电阻的关系 9
通关02 欧姆定律 13
通关03 电阻的测量 16
通关04 欧姆定律在串、并联电路中的应用 21
能力通关 27
03·真题诊断练 38
1.【新情境·结合动态电路考查电流与电压的关系】图甲是探究电流和电压关系的实验电路,电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”“0~3V”,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”,电源电压恒为6V。根据图乙所示图像可得结论:保持导体 电阻 一定,通过导体的电流与它两端电压成 正 比,向左移动滑片, 电压 表先达到最大刻度,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 10 Ω。
解:
(1)由图象可知,横坐标表示导体两端的电压,纵坐标表示通过导体的电流,两者的关系图像是一条直线,即电压越大,电流也越大,且两者的比值为一定值,故可以得出的结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)由图可知,滑动变阻器和定值电阻串联,已知电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”、“0~3V”,
当电压表达到最大刻度时,即U1=3V,
此时电路中的电流I=I10.3A<0.6A,此时电流表还没有达到最大刻度,所以是电压表先达到最大刻度;
此时电路中的总电阻:R总20Ω,
根据电阻的串联可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值:R滑=R总﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω。
答案:电阻;正;电压;10。
2.【新考法·结合I-R图像考查电流与电阻的关系】某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时:
(1)设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池,此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 保证电阻R两端电压恒定 。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);
(3)经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障可能是 电阻R断路 ;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 B (选填:“A”或“B”)端,如图乙所示,闭合开关后移动滑片到某一位置时,电流表的示数为 0.2 A;
(4)图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 3.0 V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向 右 (选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是 10 Ω。
解:(1)电源为三节新干电池,则电源电压为U=3×1.5V=4.5V。连接好电路,闭合开关前,要求把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,这是为了保护电路,使开关闭合后,电路中的各个元件不会因电路中电流过大而损坏。实验过程中,因本实验探究的是“电流与电阻的关系”,所以要求排除电压对实验的干扰,则应保持电阻两端的电压不变,调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路的电阻发生对应的改变,可以起到这样的作用。
(2)要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,则应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路中。如下图所示。
(3)电压表有示数、电流表无示数,说明与电压表并联的这部分电路存在断路,故可能原因是:电阻R断路。闭合开关前,应使滑动变阻器连入电路的阻值最大,即应将滑动变阻器的滑片移到B端。由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A量程,所以电流表的示数为0.2A。
(4)此实验中,电阻R两端的电压是一定的,所以我们可以任取图像中的一点进行计算。如取(15,0.2),则电阻R两端的电压为UR=IR=0.2A×15Ω=3.0V。当电阻由5Ω更换为10Ω时,根据串联电路的分压特点可知,电阻R两端的电压将增大,所以我们应增大滑动变阻器连入电路的阻值来减小电阻R两端的电压,即应向右移动滑片。当将阻值为20Ω的电阻接入电路时,若调节滑动变阻器的滑片使其两端电压为3.0V,则滑动变阻器两端的电压为U滑动=U﹣UR=4.5V﹣3.0V=1.5V,根据串联电路的分压特点可得:,则R滑动10Ω。若滑动变阻器的最大阻值小于10Ω,则无论如何调节滑片,电阻R两端的电压都大于3.0V。
答案:(1)保证电阻R两端的电压恒定。(2)如上图所示。(3)电阻R断路;B;0.2。(3)3.0;右;10。
3.【新考法·结合I-U图像考查欧姆定律的计算】如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的I—U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
解:(1)由图象可知乙为定值电阻的图像,当U=4V时,I=0.4A,
由欧姆定律可得,电阻R的阻值:R10Ω,故AB错误;
(2)将R和L并联在电源电压为4V的电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且支路电压等于电源电压,所以它们两端的电压均为4V,
由图象可知对应的电流:IL=0.8A,IR=0.4A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流:
I′=IL+IR=0.8A+0.4A=1.2A,故C正确;
(3)串联电路各处电流相等,由图可知当通过电路的电流为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为4V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时的电源电压:U=UL+UR=1V+4V=5V,故D错误。
答案:C。
4.【新角度·结合电路分析考查欧姆定律的应用】将阻值不同的电阻R1、R2按甲图所示电路连接,闭合开关S后,电流表示数为0.6A;保持电源电压不变,再将电阻R1、R2按乙图所示电路进行改接,闭合开关S后,关于电流表的示数,下列说法中正确的是( )
A.一定小于0.6A
B.一定大于2.4A
C.一定大于0.6A,但小于1.2A
D.一定大于1.2A,但小于2.4A
解:由图甲可知,该电路为串联电路,此时电路中的电流为0.6A;总电阻为:R串=R1+R2;
由图乙可知,该电路为并联电路,根据并联电路的电阻关系可知,若电阻R1、R2的阻值相等时,总电阻是最大的,电路中的电流是最小的,此时的总电阻为:R并或R并;
R串:R并=(R1+R2):4,由于电源电压相同,根据I可知,并联电路的总电流是串联电路总电流的4倍,即电流表示数为2.4A;
根据题意可知,电阻R1、R2的阻值不同,根据并联电路的电阻特点可知,此时并联电路的总电阻相对于电阻R1、R2的阻值相等时的总电阻是变小的,根据欧姆定律可知,电流会变大,即电流表示数会大于2.4A。
答案:B。
5.【新情境·结合电阻特性考查欧姆定律的计算】当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 15 Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为 15 Ω。
解:根据I可得,导体的电阻:R15Ω;
∵电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
∴在这个导体两端电压为0时,导体的电阻仍为15Ω不变。
答案:15;15。
6.【新角度·结合动态电路考查欧姆定律的应用】如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字样(灯丝电阻不变),R=5Ω,电源电压恒定。若S、S1、S2均闭合,L2正常发光,电流表示数为I1,则电源电压为 3 V;若只闭合S,电流表读数为I2,则I1:I2= 2:1 。
解:(1)三个开关均闭合时,L1短路,R与L2并联,且L2正常发光,由并联电路电压规律可得:U=U2额=3V,
电流表测量通过R的电流,其示数为:;
(2)只闭合开关S时,R与L1串联,L2开路,L1的电阻:,电路的总电阻为:R总=R1+R=5Ω+5Ω=10Ω,
电流表的示数:,则I1:I2=0.6A:0.3A=2:1.
答案:3;2:1.
7.【新考法·结合实验设计考查伏安法测量电阻】现有一个电压约为36V的电源(电压保持不变),一个量程为0~1A的电流表,三个阻值已知的电阻R1(20Ω)、R2(30Ω)、R3(10kΩ),开关和导线若干。请合理选择器材设计实验,比较精确地测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)电源电压约为36V(保持不变,但具体值未知),一个量程为0﹣1A的电流表,没有电压表,要测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值,且要保证电路的安全,Rx应与其他定值电阻串联,通过不同开关的通断组合改变电路结构,测出相应的电流值,根据电源电压不变列方程组可求出未知电阻Rx的阻值;
三个阻值已知的电阻R1(20Ω)、R2(30Ω)、R3(10kΩ),为提高测量的准确程度,电流表示数要尽可能接近1A,可将R1(20Ω)、R2(30Ω)和待测电阻串联起来(R3电阻太大,不能串联在电路中);
实验中若只让R1、Rx串联接入电路时,其总电阻为30Ω,则电路中的电流约为
I1.2A>1A,故不能有这种组合;
若只让R1、R2串联或只让R2、Rx串联时,同理由欧姆定律可得电路中的电流分别约为0.72A、0.9A,能满足要求,所以R2一定要接入电路中(即R2两端不能与开关并联),应让两个开关S1、S2分别与R1和待测电阻Rx并联,电路图如下图所示:
(2)①只闭合S、S2,记下电流表示数I1,
②只闭合S、S1,记下电流表示数I2;
(3)在①中,R1、R2串联,由电阻的串联和欧姆定律,电源电压:
U=I1(R1+R2)=I1×50Ω;
在②中R2与待测电阻Rx串联,因电源电压不变,由电阻的串联和欧姆定律:
RXR230Ω。
答:(1)实验电路图如上;
(2)①只闭合S、S2,记下电流表示数I1,
②只闭合S、S1,记下电流表示数I2;
(3)RX30Ω。
8.【新考法·结合电表变化考查动态电路的分析】如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法中正确的是( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变大,灯泡亮度变亮
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值不变
解:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测滑动变阻器支路的电流;
AB、因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡支路的电流不变,灯泡的亮度不变;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,由I可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A1示数变大;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表A的示数变大,故AB错误;
C、根据R可知,电压表V示数与电流表A1示数的比值为滑动变阻器接入电路的电阻,因变阻器接入电路的电阻变小,则该比值变小,故C错误;
D、根据并联电路的电流关系可知,电流表A和A1示数之差为通过灯泡的电流;根据R可知,电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值为灯泡的电阻(忽略灯丝电阻的变化),则该比值保持不变,故D正确。
答案:D。
9.【新情境·结合现代科技考查应用欧姆定律设计电路】交通法规规定,驾驶员不系安全带属交通违法行为。某汽车上设置的“安全带指示灯”电路由电源、指示灯L、保护电阻R、开关S1、S2组成。开关S1为常开开关,即座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合,否则断开;开关S2为常闭开关,即当驾驶员系好安全带时开关S2断开,否则闭合。当驾驶员坐在座椅上未系安全带时指示灯L亮起,提醒驾驶员系好安全带,驾驶员系好安全带时指示灯L熄灭。下列最符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
解:根据题意可知,当驾驶员坐在座椅上未系安全带时,此时S1闭合,S2也闭合,指示灯L亮起;
当驾驶员坐在座椅上系好安全带时,此时S1闭合,S2断开,指示灯L熄灭;
若驾驶员不在座椅上(S1断开),也没有系好安全带(S2闭合),指示灯不能发光;
由此可知,两个开关都闭合时指示灯才能发光,断开其中任何一个开关,指示灯都不能发光,所以两个开关应与指示灯L串联;为了保护电路,需在电路中串联一个保护电阻R,故只有A图最符合上述要求。
答案:A。
10.【新角度·结合动态电路考查应用欧姆定律求范围】在如图所示的电路中,电源电压6V,R1=12Ω。电压表量程为0~15V,电流表A量程为0~3A、A1量程为0~0.6A,闭合开关S,电压表的示数为 6 V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数 变大 ,电压表示数与电流表A1示数的比值 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。为确保电表安全,R2连入电路的阻值最小为 2.4 Ω。
解:由图可知,该电路为并联电路,电压表测量电源两端的电压;电流表A测量的是干路中的电流,电流表A1测量的是通过R1的电流。
(1)电源电压U=6V保持不变,所以闭合开关S,电压表的示数为6V;
闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;
根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表A的示数变大;
R1阻值一定,所以电压表示数与电流表A1示数的比值R1保持不变;
(2)由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,则移动滑片时,通过R1的电流不变,即I10.5A,
当电流表A的示数为3A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时通过变阻器R2的电流:
I2max=Imax﹣I1=3A﹣0.5A=2.5A,
由欧姆定律得滑动变阻器接入电路电阻的最小值:R2min2.4Ω。
答案:6;变大;不变;2.4。
通关01 电流与电压、电阻的关系
11.在做“探究电流与电阻的关系”实验中,小翔连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10Ω的电阻,移动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数;记录数据后,改用15Ω电阻替换10Ω电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片,读取电流数据
B.观察电流表,向右移动滑片,读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据
D.观察电流表,向左移动滑片,读取电压数据
解:记录数据后,改用15Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关,电路的总电阻变大,由I可知路中的电流变小,
而此时滑动变阻器的滑片不动,变阻器接入电路中的电阻没变,由U=IR可知滑动变阻器两端的电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,则AB两点间的电压变大,即电压表的示数变大;
为保持AB间的电压不变,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,减小电路中的电流,减小电压表的示数,
即接下来他的实验操作应该是:观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据。
答案:C。
12.在“探究电流与电压的关系”的实验中,某同学根据实验数据分别画出了电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示,则R1与R2的阻值之比为 1:2 ,完成实验后分析数据可以得出在电阻一定时,电流与电压成 正 比。
解:由图像及电阻的计算式R可得:当I=0.2A时,U1=2V,U2=4V,故R1:R2:U1:U2=2V:4V=1:2,
由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
答案:1:2;正。
13.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整。
(2)连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于 B (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是 定值电阻断路 。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向左(选填“左”或“右”)移动。
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为 0.3 A。
(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第 1 次,原因是 电压最小应是0.6V,电流为0.12A 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
解:(1)已知电流表选择0~0.6A,因此将电流表0.6A接线柱与定值电阻左端接线柱相连,把滑动变阻器B端接线柱与定值电阻右端接线柱接入电路,实物电路图如图所示。
(2)在连接电路的各元件时,开关应处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于B端,这样可以起到 保护电路的作用。
(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的电阻断路。
(4)已知定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联分压的特点可知,实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,应减小滑动变阻器两端电压,则滑动变阻器滑片P应向左移动;
(5)图中电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值都是0.02A;则这时的电流为0.3A。
(6)已知滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、干电池(1.5V)两节,即电源电压为3V,
由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,在第一次实验时,滑动变阻器调到阻值最大处,即20Ω,因为定值电阻为5Ω,其电阻之比为4:1,根据串联分压的特点可知,定值电阻两端电压为3V=0.6V,即出错的是第1次,原因是定值电阻两端电压最小为0.6V,电流为0.12A。
答案:(1)见上图;(2)B;(3)定值电阻断路;(4)左;(5)0.3;(6)1;电压最小应是0.6V,电流为0.12A。
14.“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50Ω 1A”,乙“10Ω 2A”)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物连接成完整电路图(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应放在 A (选填“A”或“B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 B (填序号);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R开路
C.滑动变阻器开路
D.电流表开路
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 反比 (选填“正比”或“反比”);
(5)上述实验中,小强用R=5Ω电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 A (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 2 V时,读出电流表的示数;
(6)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 甲 (选填“甲”或“乙”)。
解:(1)电压表与电阻并联,变阻器按一下一上接入电路中,如图所示:
(2)连接电路时,开关应 断开,滑动变阻器的滑片P应放在最A端。
(3)A、若定值电阻R短路,则电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意;
B、若定值电阻R开路,电流表示数为0,此时电压表串联在电路中测电源电压,则电压表有示数,符合题意;
C、若滑动变阻器开路,则电路为断路,两表都没有示数,不符合题意;
D、若电流表开路,则电路为断路,两表都没有示数,不符合题意;
故选B;
(4)由图丙知,电流与电阻的乘积为U=IR=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω=2V,故由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比;
(5)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数;
(6)由图知,电阻两端的电压始终保持U=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=2×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,故选甲。
答案:(1)如图;(2)断开;A;(3)B;(4)反比;(5)A;2;(6)甲。
通关02 欧姆定律
15.由欧姆定律变形可得,下列说法正确的是( )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
解:导体的电阻是导体本身所具有的阻碍电流的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,电阻不随着电压和电流的改变而改变,导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值。
答案:D。
16.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=5:1;当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )
A.5:4 B.3:5 C.4:5 D.4:1
解:由电路图可知,当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,
由串联电路电流相等和I可得:,
则:,
所以,R1=4R2;
当S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,
由并联电路中各支路两端的电压相等和I可得,两电流表的示数之比:
。
答案:C。
17.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2.当S1闭合,S2断开时,电压表示数为3V,电流表示数为0.4A,电阻R1为 30 Ω;当S1断开,S2闭合时,电流表示数为 0.3 A。
解:
由图可知,当S1闭合、S2断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压,
根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知:I=I1+I20.4A,解得:R1=30Ω,R2=10Ω;
当S1断开、S2闭合时,两电阻仍并联,电流表测R2电流,电压表仍测电源电压,
电流表示数为:I'0.3A。
答案:30;0.3。
18.在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 100 Ω,短路位置到甲地的距离是 5000 m。
解:由I可得,连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值:R100Ω;
已知每1m输电线的电阻为0.01Ω.导线总长度:L1m=10000m;
短路的地点离甲地的距离:sL10000m=5000m。
答案:100;5000。
19.在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I可得,电源的电压:
U=I1R1=0.2A×30Ω=6V;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A,
则电阻R2的阻值:
R220Ω。
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为20Ω。
通关03 电阻的测量
20.小明用图甲所示的电路来测未知电阻R的阻值,图乙是他连接的实验线路。
(1)图乙中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置;
(2)图丙是正确连接电路后某一次实验时电表的示数,则被测电阻此次的测量值为 6 Ω;
(3)小霞用图甲所示的电路测未知电阻时,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,老师告诉她故障只有一处,发生在开关或滑动变阻器上,小明帮她提出两种检测故障的方案。
方案一:互换电流表和电压表的位置,闭合开关后观察电表的示数;
方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,闭合开关后观察电压表的示数。
你支持方案 二 ,根据所选方案写出电表示数的情况和对应的故障 当电压表示数不为0时故障是开关断路,当电压表示数为0时故障是滑动变阻器断路 。
解:(1)原电路图中,滑动变阻器将两个上端接线柱接入电路是错误的,滑动变阻器应上下各选一个接线柱串联在电路中;
由图甲可知,当滑动变阻器滑片向右移动阻值变小,故图乙中滑动变阻器应选右下接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
(2)由图丙可知,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A;电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.4V,则被测电阻此次的测量值为:R6Ω;
(3)方案一:互换电流表和电压表的位置,此时电流表并联在定值电阻两端,电压表串联在电路中,由于故障发生在开关或滑动变阻器上,若闭合开关,电路仍处于断路状态,电流表和电压表均无示数,故方案一错误;
方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,当电压表示数不为0时故障是开关断路,当电压表示数为0时故障是滑动变阻器断路,故方案二正确;
故支持方案二。
答案:(1)见解答图;(2)6;(3)二;当电压表示数不为0时故障是开关断路,当电压表示数为0时故障是滑动变阻器断路。
21.在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 A (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 B (选填字母代号)。
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 0.28 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 8.9 Ω(结果保留一位小数)。
(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的I﹣U图象如图丙所示;通过分析图象,写出一条你发现的结论: 小灯泡的电阻不是定值(或小灯泡的电阻是变化的) 。
解:(1)电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的A端;
(3)电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的灯泡短路了,故选B;
(4)此时灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A,此时灯泡的电阻:R8.9Ω;
(5)由小灯泡的I﹣U图象可知,通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,即灯泡两端电压与通过电流的比值不是定值,所以可得出结论:小灯泡的电阻不是定值(或小灯泡的电阻是变化的)。
答案:(1)见解答图;(2)A;(3)B;(4)0.28;8.9;(5)小灯泡的电阻不是定值(或小灯泡的电阻是变化的)。
22.用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值约为10Ω),电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小。(导线不允许交叉)
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是 电阻Rx短路(或电压表短路或电压表断路) 。(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙是 0.3 A,则测得未知电阻Rx= 9 Ω。实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是为了 减小误差 。
(4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S, 移动滑动变阻器滑片P至b端 ,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式Rx= •R0。(用R0、U1、U2表示)
解:(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与Rx串联在电路中,如下图所示:
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即出现此现象的原因可能是电阻Rx短路(或电压表短路或电压表断路);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则测得未知电阻Rx9Ω;
为了减小误差,应多次测量取平均值;
(4)实验步骤:
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至b端,读出电压表示数U2;
在步骤①中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U1;
在步骤②中,Rx与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测Rx两端电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U1﹣U2,根据串联分压原理有,
,即,
解得:Rx•R0。
答案:(1)见解答图;(2)电阻Rx短路(或电压表短路或电压表断路);(3)0.3;9;减小误差;(4)②移动滑动变阻器滑片P至b端;•R0。
23.欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小。
(2)将滑片P置于阻值最大位置,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 Rx断路 (选填“Rx短路”或“Rx断路”)
(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的R的I﹣U图象,如图丙所示,由图象可得Rx= 5 Ω。
(4)乐乐觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= R0 (用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
解:(1)滑片P向右移动时,电流表示数小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑片右移,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故选择左下接线柱串联接入电路,如图:
(2)闭合开关S,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表串联接入电路,所以电路故障为待测电阻断路,即Rx断路;
(3)由丙图可知电阻两端的电压为1.0V时,通过电阻的电流为0.2A,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值:Rx5Ω;
(4)①只闭合开关S1时,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电流表读数为I1,
②当开关S1、S2都闭合时,电路为定值电阻R0的简单电路,电流表测通过电路的电流,电流表读数为I2;,则电源电压U=I2R0;
③两电阻串联的总电阻:R,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则待测电阻Rx=R﹣R0R0。
答案:(1)见上图;(2)Rx断路;(3)5;(4)R0。
通关04 欧姆定律在串、并联电路中的应用
24.某款售水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
解:
由题知,售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”,也可以通过投币闭合“投币开关”,来接通供水电机取水,这说明刷卡和投币互不影响,故感应开关和投币开关应是并联的,然后与电动机串联;
光线较暗时“光控开关”自动闭合,接通灯泡提供照明,这说明灯泡能独立工作,故灯泡与电动机是并联的;结合图示可知,只有B符合题意,ACD不符合题意。
答案:B。
25.计算机鼠标内装有自动控制传感器,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向右移动时( )
A.电流表示数不变,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电压表示数和电流表示数的比值变大
D.电压表示数和电流表示数的比值不变
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向右移动时,电阻上的滑片右移,R接入电路的电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,电流表示数不变;P点左侧部分变长,左侧电阻变大,根据U=IR可知,左侧两端的电压变大,电压表示数变大,故AB不正确;
CD.电压表示数变大,电流表示数不变,电压表示数和电流表示数比值变大,故C正确,D不正确。
答案:C。
26.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
解:A、由图乙知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误;
B、定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压原理知,湿敏电阻R两端的电压减小,定值电阻R0两端的电压增大,即电压表示数增大,故B错误;
C、由图乙知,当空气湿度为40%时,湿敏电阻R的阻值为30Ω,根据串联分压原理得,
......①
U湿+U0=6V......②
由①②解得,U湿=3.6V,U0=2.4V,电压表的示数为2.4V,故C错误;
D、根据欧姆定律得,R总40Ω,根据串联电路电阻的特点,R湿'=R总﹣R0=40Ω﹣20Ω=20Ω,由图乙知,对应的湿度为50%,故D正确。
答案:D。
27.如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将 不变 ,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将 变大 。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
解:(1)两电阻并联,A1测R1的电流,A2测R2的电流,电压表测电源电压,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响,故电流表A1的示数不变;
(2)当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,变阻器连入电路的电阻变大,根据欧姆定律I,电压表V的示数与电流表A2的示数之比即变阻器连入电路的电阻,故这个比值变大。
答案:不变;变大。
28.如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S、S1时,电压表示数与电源电压之比为2:3;若只闭合开关S、S2时,电压表示数与电源电压之比为3:5,则R1与R2的阻值之比为 4:3 。
解:由图可知,当只闭合开关S、S1时,R0、R1串联,电压表测量R1两端的电压,根据题意可知,U1:U=2:3,
根据串联电路的电压特点可知,R1、R0两端的电压之比:U1:U0=2:1,
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知,,即R1=2R0,
若只闭合开关S、S2时,R0、R2串联,电压表测量R2两端的电压,根据题意可知,U2:U=3:5,
根据串联电路的电压特点可知,R2与R0两端的电压之比:U2:U0=3:2,
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知,,即R2R0,
则R1与R2的阻值之比:。
答案:4:3。
29.如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为 8 Ω。电源电压为 12 V。
解:如图甲所示,闭合开关,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;
当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联分压特点可知电压表的示数最大,由图乙可知,UR=6V,
根据欧姆定律可得,电路中的电流I,定值电阻两端的电压U0=IR0R08Ω,
根据串联电路的电压特点可知,电源电压U=UR+U0=6V8Ω........①,
当滑片位于中点时,滑动变阻器接入电路的阻值为总电阻的一半,由图乙可知,UR′=4V,
根据欧姆定律可得,此时电路中的电流I′,此时定值电阻两端的电压U0′=I′R0R08Ω,
根据串联电路的电压特点可知,电源电压U=UR′+U0′=4V8Ω........②,
联立①②可得:R=8Ω,U=12V。
答案:(1)8;(2)12。
30.如图所示的电路,其中R1的阻值为15Ω,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,求:
(1)开关S闭合、S1断开时,电流表的示数。
(2)开关S、S1都闭合时,保证电流表安全,电阻R2的最小阻值。
解:(1)由图可知,开关S闭合、S1断开时,只有R1工作,电流表测量的是通过R1的电流,
通过R1的电流:I10.4A,即电流表示数为0.4A;
(2)开关S、S1都闭合时,R1、R2并联,
根据电流表量程可知,干路的总电流最大为0.6A,
根据并联电路的电流特点可知,通过电阻R2的最大电流I2=I﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A;
根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压U2=U=6V,
由欧姆定律可知,R2的最小阻值:R230Ω。
答:(1)开关S闭合、S1断开时,电流表的示数为0.4A;
(2)开关S、S1都闭合时,保证电流表安全,电阻R2的最小阻值为30Ω。
31.“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,定值电阻R0=10Ω,滑动变阻器R1由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为1Ω/cm,允许通过的最大电流为0.3A。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处。测试时,通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动,并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。
初三女生测试等级标准
不合格
合格
良好
优秀
滑片移动距离L/cm
<3.7
3.7≤L<16.7
16.7≤L<20.1
≥20.1
(1)滑片P在起始位置A点时,闭合开关S,通过R0的电流为0.3A,请计算此时R0两端电压大小。
(2)请推导出电压表示数U测与滑片移动距离L之间的关系式;为保护电路安全,说明滑片移动的范围。
(3)该测试仪不能测出表中所有的等级,在保证电路各元件安全的情况下,通过替换R0来实现最大程度增加测试范围,请计算替换电阻R2的最小值。
解:(1)开关闭合时,R0与R1串联,P在起始位置A时,IA=I1=I0=0.3A,
由I得,定值电阻R0两端电压:U0=I0R0=0.3A×10Ω=3V;
(2)滑片移动L时,电阻棒的电阻为:
R1'=(5+L)cm×1Ω/cm=(5+L)Ω,
若此时电压表示数U测,根据串联电路电压规律,R0两端电压为U0=U﹣U测=4.5V﹣U测,
由串联分压原理可知,
,即,
解得:U测①;
因电压表量程为0~3V,为保护电路安全,U测最大为3V,
则3V,解得滑片移动距离L最大为:Lmax=15cm,
所以滑片移动的范围为0~15cm;
(3)由表格和电路可知,滑片越往右移动,测试等级越高,但同时电压表示数也会逐渐增大甚至超出量程造成电路不安全。
所以在最大程度增加测试等级范围且保证电路各元件安全的情况下,即滑片P移到最右端时取最大值,电压表示数不能超过U1'=3V,
此时滑动变阻器的最大阻值:R1max=30cm×1Ω/cm=30Ω,
此时通过R1的电流为:I1'0.1A,
替换电阻的最小值:R215Ω。
答:(1)滑片P在起始位置时,R0两端电压大小为3V;
(2)电压表示数U测与滑片移动距离L之间的关系式为U测;为保护电路安全,滑片移动的范围为0~15cm;
(3)替换电阻R2的最小值为15Ω。
32.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越大,导体的电阻就越大
C.通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
D.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
解:
AB、影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度、横截面积和温度;与导体两端电压、通过的电流无关,故AB错误;
C、由欧姆定律可知,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,故C正确;
D、电阻是导体本身的一种属性,与所加电压无关,故D错误。
答案:C。
33.如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω
C.如图2所示,当开关闭合,电路电流为0.2A时,电路总电阻是15Ω
D.如图3所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
解:A、由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,故A不正确;
B、由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,则R甲5Ω;故B不正确;
C、甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,通过甲、乙的电流均为0.2A,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,
据串联电路中总电压等于各分电压之和,故此时电源的电压:U=U甲+U乙=1V+2V=3V,故总电阻是:R总15Ω,故C正确;
D、甲、乙并联在2V电源时,根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压为2V,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D错误;
答案:C。
34.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
解:由图知,滑动变阻器R2与电阻R1并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A2测量电路总电流,电压表测电源的电压;
A、并联电路各支路两端的电压等于电源电压,当滑动变阻器滑片P向右移动时,其电阻变大,但电压表的示数不变;由于定值电阻的阻值和两端电压不变,所以A1的示数不变,A错误;
B、滑片向右滑动,变阻器的阻值变大,这条支路的电流变小,通过定值电阻的电流不变,则通过干路中的电流变小,B错误;
C、电压表与电流表A1的比值是定值电阻的阻值,其阻值不变,所以电压表与A1的示数比值不变,C正确;
D、电压表的示数不变,由B分析知,A2的示数变小,所以电压表与A2的比值变大,D错误。
答案:C。
35.如图所示的电器中,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:3;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙是( )
A.2:5 B.3:5 C.2:3 D.5:2
解:
(1)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,
已知U甲:U乙=5:3,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1、R2两端的电压之比:
,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I可得,两电阻的阻值之比:
;
(2)当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2支路的电流,电流表乙测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1、R2两支路的电流之比:
,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两表示数之比:
。
答案:A。
36.小红测电阻Rx的阻值,设计的电路如图所示,电源电压保持不变,其中R0是0~200Ω的滑动变阻器,R是未知固定电阻。她把开关S掷于a时,电压表读数为2.5 V,电流表读数为0.5 A;再把开关S掷于b,并调节R0,得到电压表读数减小0.7V,电流表读数增加0.4A.最后小红得到Rx的阻值为( )
A.5Ω B.3Ω C.2Ω D.1.75Ω
解:由电路图可知,Rx、R、R0串联,电流表测电路中的电流;
开关S掷于a时,电压表测Rx与R两端的电压之和,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I可得:
Rx+R5Ω,
开关S掷于b时,电压表测R两端的电压,
因电压表读数减小0.7V,电流表读数增加0.4A,
所以,Ub=Ua﹣0.7V=2.5V﹣0.7V=1.8V,电路中的电流I′=I+0.4A=0.5A+0.4A=0.9A,
则R的阻值:
R2Ω,
则Rx的阻值:
Rx=5Ω﹣R=5Ω﹣2Ω=3Ω。
答案:B。
37.小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图,指纹识别成功相当于开关闭合,录入两人的指纹,其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
解:由题知,其中任意一人的指纹识别成功就能开锁,即开关S1、S2只要其中一个开关闭合,保险箱就能打开,所以两个开关应并联后再与工作元件串联在电源上,故D符合题意。
答案:D。
38.如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V;移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为( )
A.5Ω B.6Ω C.7Ω D.8Ω
解:先算出电源电压为U总=UAB+UCD=1.8V+1.2V=3V。
当滑片使得电流表示数变大时,滑动变阻器接入阻值变小,分压减小,故滑动变阻器接入的是A、B两点间,灯泡接入的是C、D两点间。
滑片移动前,根据C、D两点间电压和电流可以算出小灯泡此时电阻为;
滑片移动后,根据串联电路的分压原理,可得C、D间的电压为U'CD=U总﹣U'AB=3V﹣1.5V=1.5V,此时灯泡和滑动变阻器分得的电压相同,故此时两者实际阻值相等。
因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,故灯泡此时电阻应大于6Ω;
因为滑动变阻器接入阻值变小,电路中电流变大,故实际电流大于0.2A,则实际电阻应小于。
故电阻的取值范围应为:6Ω<R<7.5Ω,符合选项的是C。
答案:C。
39.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列正确的是( )
A.图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象
B.当R2=R1时,电流的大小为0.2A
C.电源电压为8V
D.R1的阻值为30Ω
解:A、两电阻串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,滑片在最左端时,R2接入电路的阻值为零,因此此时电压表V2示数为零,由图象可得,图线I反映电压表V2示数(即R2的电压)随电流的变化,则图Ⅱ为R1的“U﹣I”图象,故A错误;
B、串联电路各处的电流相等,当R2=R1时,由U=IR,则两电阻的电压相同,由图乙知,即为两图线的交点,可知电流为0.4A,B错误;
C、由图知,当电流为0.4A时,两电压表示数均为4V,因电路的电压等于两电压表示数之和,即电源电压;U=4V+4V=8V,C正确;
D、当滑片移动到最左端时,电路中只有R1,电压表V2示数为0,电路的电流为0.8A,由欧姆定律,
R110Ω,D错误。
答案:C。
40.在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U﹣I坐标系中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是 6V ,电阻R1的阻值是 10Ω ,电阻R2的阻值是 20Ω 。
解:
(1)由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流;
由图乙可知,电源的电压U=6V,电路中的电流I=0.6A,则R10Ω;
(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;
由图乙可知,电阻R2的两端电压为U′=6V﹣2V=4V,电路中的电流I′=0.2A,
R2的阻值:R220Ω。
答案:6V;10Ω;20Ω。
41.图甲的电路中,电源电压恒为12V,滑动变阻器铭牌上标有“100Ω 0.5A”字样,图乙为R1的I﹣U图象,R1的阻值为 20 Ω,当电路中的电流为0.2A时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为 40 Ω,为了不损坏滑动变阻器R2,接入电路的阻值应不小于 4 Ω。
解:(1)由图象可知,当U1=6V时,I1=0.3A,则
R120Ω;
(2)由电路图可知,两电阻串联,由图象可知当电路中的电流I=0.2A时,U1′=4V,则
U2=U﹣U1′=12V﹣4V=8V,
R240Ω;
(3)由滑动变阻器的铭牌可知,电路中的最大电流Imax=0.5A,则
电路中的最小总电阻R总min24Ω,
滑动变阻器接入电路的最小值R2min=R总min﹣R1=24Ω﹣20Ω=4Ω。
答案:20;40;4。
42.用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有“5Ωㅤ3A”“20Ωㅤ2A”“50Ωㅤ1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 B (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转。将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 导线BC断路 。
(3)排除故障后,重新开始实验,探究电流与电压的关系。闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A。移动滑片P,逐步增大R两端电压,记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I。以电流I为纵坐标、电压U为横坐标,采用描点的方式,画出I﹣U图像,如图乙所示。依据图像,得到的结论是 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ,实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有 “50Ωㅤ1.5A” 字样,电源电压为 4.2 V。
(4)在探究电流与电阻的关系时,为了能使用上一次的某一组实验数据,断开开关,将R换成5Ω,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 0.4 A;断开开关,换接未使用过的一个电阻,正确操作后,电流表示数应为 0.1 A。
解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即B端;
(2)闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,说明此时电压表与电源连通,电压表并联的电路断路,若电路中只有一处故障,则可能是导线BC断路;
(3)由图乙可知,图线为一条过原点的斜线,故得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
由图甲可知,电源为三节干电池串联,每节电压略小于1.5V,则电源电压应该大于3V,小于4.5V;
闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律和欧姆定律可知,电源电压为:
U=0.7V+0.07A×R滑大……①;
若选用“5Ωㅤ3A”的滑动变阻器,代入①式,则U=1.05V,不符合题意;
若选用“20Ωㅤ2A”的滑动变阻器,代入①式,则U=2.1V,不符合题意;
若选用“50Ωㅤ1.5A”的滑动变阻器,代入①式,则U=4.2V,符合题意;
故实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有“50Ωㅤ1.5A”字样,电源电压为4.2V;
(4)将R换成5Ω,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,则定值电阻两端电压为:
UV=I2R2=0.4A×5Ω=2V;
由图乙可知,在探究电流与电压的关系实验中,定值电阻的阻值为:
R110Ω,故未使用过电阻的阻值为20Ω;
在探究电流与电阻的关系实验中,应控制定值电阻两端电压不变,故换接20Ω的电阻,正确操作后,电流表示数应为:
I30.1A。
答案:(1)B;(2)导线BC断路;(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;“50Ωㅤ1.5A”;4.2;(4)0.4;0.1。
43.小伟在“测量定值电阻的阻值”的实验中(电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0)。
(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线。
(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则被测电阻的阻值是 5 Ω。
(3)完成测电阻实验后,小伟想,假如没有电流表,应该也能测出电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。
① 将滑片置于阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表示数Ux ;
②未知电阻阻值的表达式Rx= •R0 (用已知量和所测物理量的符号表示)。
(4)利用图甲中的器材还可以探究“电流与电压的关系”,请你帮小伟为此探究实验设计一个记录实验数据的表格。
解:(1)原电路图中,定值电阻与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,在“测量定值电阻的阻值”的实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,则被测电阻的阻值为:
Rx5Ω;
(3)实验步骤:
①将滑片置于阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表示数Ux;
②在步骤①中,Rx与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测Rx两端电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U0=U﹣Ux,由串联分压原理可知,
,即,
解得:Rx•R0;
(4)在探究“电流与电压的关系”的实验中,需测量电阻两端的电压和通过的电流,实验数据记录表格如下所示:
电阻阻值一定
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
2
3
答案:(1)见解答图;(2)5;(3)①将滑片置于阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表示数Ux;②•R0;(4)见解答内容。
44.如图所示,电源两端电压为24V,电阻R为20Ω。
(1)只闭合开关S,求通过电阻R的电流;
(2)同时闭合开关S、S1,若通过干路的电流为1.6A,求通过电阻R1的电流和电阻R1的阻值。
解:(1)当只闭合开关S,只有电阻R串联在电路中,UR=U=24V,R=20Ω,由欧姆定律求得通过电阻R的电流IR1.2A;
(2)同时闭合开关S、S1,R和R1并联,若通过干路的电流为I=1.6A,根据并联电路电压和电流规律可得R1两端的电压,U1=U=24V,通过R1的电流I1=I﹣IR=1.6A﹣1.2A=0.4A;由欧姆定律得R1的阻值为R160Ω。
答案:(1)1.2A;(2)0.4A;60Ω。
45.小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,定值电阻R0为30Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器标有“50Ω 1A”。
(1)闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,求物体的重力G。
(2)在保证电路各元件安全的情况下,求RP的变化范围。
解:(1)由图可知,RP与R0串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路中电流,
闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,电路中总电阻为:,
此时RP大小为:RP=R﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω,
根据图乙可知,此时物体重力为4N;
(2)因电压表的量程为0﹣15V,故R0能通过的最大电流为:,
结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流,可知电路的最大电流为:Imax=I0=0.5A,
此时RP的最小阻值为:,
当物体重力为0N时,Rp取最大阻值50Ω,电路中电流最小,此时电路安全,故RPmax=50Ω
综上,RP 的变化范围为:18Ω~50Ω。
答:(1)此时物体重力为4N;
(2)RP 的变化范围为18Ω~50Ω。
命题点01 电流与电压、电阻的关系
46.(2024•江苏无锡•中考真题)用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①② B.只有①④ C.只有③④ D.只有①②④
解:①用1节干电池作为电源,定值电阻的电压为U=1.2V,滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=1.5V﹣1.2V=0.3V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:0.3V=20Ω:R滑;
解得R滑=5Ω,小于最大阻值20Ω,故可行;
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V;滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣2V=1V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,2V:1V=20Ω:R滑;
解得R滑=10Ω,小于最大阻值20Ω,但这时前面的数据不可以用,故不可行;
③保持设定电压1.2V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣1.2V=1.8V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:1.8V=20Ω:R滑;
解得R滑=30Ω,将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间代替原来的滑动变阻器的作用,则小于30Ω,不可行,
④保持设定电压1.2V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣1.2V=1.8V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:1.8V=20Ω:R滑;
解得R滑=30Ω,将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间,则可行。
综上所述,①④可行。
答案:B。
47.(2025•黑龙江绥化•中考真题)如图所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电源电压恒为4.5V,在电路中分别接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验。先将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V;再将电阻由10Ω更换为5Ω,调节滑动变阻器的滑片向 左 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为2V为止;要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 25 Ω。
解:把10Ω的电阻换成5Ω的电阻,根据串联电路分压原理可知,要保持定值电阻两端电压不变,需减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V;
当接入20Ω的电阻时,移动滑动变阻器滑片,直到电压表的示数为2V,此时电路中的电流:I0.1A,
根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣UR=4.5V﹣2V=2.5V,
根据欧姆定律可知,滑动变阻器此时接入电路的阻值:R滑25Ω,即要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少25Ω。
答案:左;25。
48.(2025•海南•中考真题)某实验小组用以下电路探究电流与电压的关系,电源电压保持不变,R为定值电阻。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.10
2
1.4
0.14
3
2.0
0.20
4
2.6
0.26
(1)连接电路时,开关应处于 断开 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表无示数,电流表示数不断变小,则电路故障可能是定值电阻R发生了 短路 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,进行实验得到实验数据如上表所示。分析数据可得出结论: 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
(4)物理实验常常需要多次测量,以下实验多次测量的目的与本实验相同的是 ① (选填“①”“②”或“③”)。
①探究电流与电阻的关系
②测量定值电阻的阻值
③测量物体的长度
解:(1)连接电路时,为防止发生短路现象烧坏电源,开关应处于断开状态。
(2)若定值电阻R断路,电压表会与电源两极相连,测量电源电压,有示数,不符合题意;若定值电阻R短路,电压表测量导线电压,示数为0,向左移动滑动变阻器的滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律I,电源电压不变,总电阻变大,电流表示数变小,符合题意,所以电路故障可能是定值电阻R发生了短路。
(3)分析表格数据可知,电压与电流的比值始终为定值,如10Ω,所以可得出电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)本实验多次测量是为了寻找电流与电压之间的规律。①探究电流与电阻的关系,多次测量也是为了寻找电流与电阻之间的规律,目的相同;②测量定值电阻的阻值,多次测量是为了取平均值减小误差;③测量物体的长度,多次测量同样是为了取平均值减小误差。故答案为①。
答案:(1)断开;(2)短路;(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(4)①。
49.(2025•山东日照•中考真题)小明在“探究电流与电压的关系”实验时,选用了如下实验器材:电源(电压恒为3V),电流表(量程0~0.6A),电压表(量程0~3V),滑动变阻器,开关,定值电阻,小灯泡(额定电压2.5V),导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整(要求滑片P向左移动时电流表示数变大)。
(2)实验前将滑片P调至最 右 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表、电流表均无示数。小明将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为3V;接在a、c两点时,电压表无示数;接在b、c两点时,电压表示数为3V。由此可判断出电路中 开关 断路。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据如下表。当电压表示数为1.20V时,电流表示数如图丙所示,其读数为 0.24 A。请利用表中数据在图丁中作出电流与电压关系图像。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.50
0.80
1.20
1.50
2.00
2.50
电流I/A
0.10
0.16
0.31
0.48
0.49
(4)通过作图发现第 5 组数据明显错误应舍去。根据作出的图线可得出的实验结论是: 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
(5)根据作出的图线可知定值电阻R= 4.98 Ω。当电压表示数为0.50V时,定值电阻1分钟内产生的热量是 3 J。
(6)小明用小灯泡代替定值电阻,调节滑动变阻器,测出小灯泡在不同电压下的电流,作出小灯泡电流与电压变化的图像如图戊所示,由图可知小灯泡的实际功率随着电压的增大而 增大 (选填“减小”或“不变”或“增大”),小灯泡的额定功率为 1.5 W。
解:(1)滑动变阻器串联接入电路,且滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,此时滑动变阻器接入电路的电阻减小,由此判断左下部分电阻接入电路,据此完成电路连接如下图:
(2)为了保护电路,在连接电路时,应就将开关断开且将滑动变阻器滑片置于阻值最大端,最右端;
闭合开关,发现电压表和电流表均无示数;小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,说明与a、b之间和b、c到电源之间是通路;接在a、c之间,电压表无示数,说明b、c之间断路;如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是开关断路;
(3)图丙电流表选用的是0~0.6A的小量程,分度值为0.02A,读数为0.24A;
根据表中数据利用描点法画出电流与电压关系图像,如下图所示:
(4)由图丁中数据可知,第5组数据不在图线上,因此第5组数据是错误的;
舍去错误数据,由图丁可知,图线是一条过原点的斜线,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(5)由表中数据可知,定值电阻为:
R15Ω,
R25Ω,
R35Ω,
R44.8Ω,
R65.1Ω,
则定值电阻R4.98Ω;
由表中数据可知,当电压表示数为0.50V时,通过定值电阻的电流为0.1A,则定值电阻1分钟内产生的热量为:
Q=U1I1t=0.5V×0.1A×60s=3J;
(6)由图戊可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡实际功率变大,即小灯泡的实际功率随着电压的增大而增大;
由图戊可知,灯泡额定电压对应的额定电流为0.6A,则小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.6A=1.5W。
答案:(1)见上图;(2)右;开关;(3)0.24;见上图;(4)5;当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(5)4.98;3;(6)增大;1.5。
50.(2025•广东•中考真题)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω 1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
U=2V
实验序号
①/Ω
②/A
1
5
2
10
3
15
4
20
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态。请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:① 电阻R ,② 电流I 。
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关, 向右移动变阻器的滑片 ,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为 0.4 A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由: 不能;变阻器的最大电阻小于60Ω 。
解:(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于 断开状态。变阻器按一上一下连入电路中,如下所示:
(2)探究电流与电阻的关系实验,要记录电阻和电电流的大小,①、②处为:①电阻R,②电流I;
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,即最左端,闭合开关,向右移动变阻器的滑片,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为0.4A,记录数据;
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U′﹣UV=6V﹣1.5V=4.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的3倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=3×20Ω=60Ω>50Ω
不能依次用上述4个定值电阻完成实验,因变阻器的最大电阻小于60Ω。
答案:(1)断开;(2)电阻R;电流I;(3)向右移动变阻器的滑片;0.4;;(5)不能;变阻器的最大电阻小于60Ω。
51.(2025•广西•中考真题)用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为9V,滑动变阻器最大阻值为20Ω,四个定值电阻的阻值分别为16Ω、20Ω、40Ω和80Ω。
(1)在连接电路前,开关应处于 断开 状态,滑动变阻器的滑片置于 B (选填“A”或“B”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数、电流表无示数,则电路故障的原因可能是电流表短路(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,进行实验。每当更换定值电阻,就调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压保持不变,并记下电流表的示数。下表完整记录了前3组数据,第4组的电流如图乙所示,则电流大小为0.1 A。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
16
20
40
80
I/A
0.50
0.40
0.20
分析表格数据可知:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 反比 。
(4)为了得到第5组数据,进一步验证实验结论,现用一个8Ω的定值电阻和上述器材进行实验,你认为是否可行?请作出判断并说明理由。
答: 可行 (选填“可行”或“不可行”),理由: 电流没有超过大量程,但必须换用大量程 。
解:(1)为了保护电路,连接电路前,开关处于断开状态;滑动变阻器移动到电阻最大位置,图中用A,则滑片应该放在左侧B端;
(2)正确连接电路后,实验时发现电压表有示数,说明电压表两个接线柱到电源两端通路,电流表无示数,说明电路可能是电压表并联的部分断路,也可能是电流表短路;
(3)电流表用的是0﹣0.6A的量程,分度值0.02A,读数为0.1A;
根据表格数据,电阻扩大几倍,电流变为几分之一,说明是反比关系,故结论是:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;
(4)根据上述规律,电阻8Ω是第一次的一半,故电流为第一次的2倍,即1.0A,故可以探究,但必须更改电流表的量程;
答案:(1)断开;B;(2)短路;(3)0.1;反比;(4)可行,电流没有超过大量程,但必须换用大量程。
52.(2025•天津•中考真题)在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;
(2)表一是探究电流与 电压 关系的实验数据,为分析它们的定量关系,需要对表一中的数据进行处理,请简要说明如何处理数据: 绘制I﹣U图像 (写出一种方法即可);
(3)分析表二中的数据,可得结论:当电压一定时, 通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
表一
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
…
…
…
表二
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.48
2
10
0.24
3
15
0.16
…
…
…
解:(1)电源电压是3V,电压表选择0﹣3V量程,滑动变阻器一上一下连接,实物图如下:
(2)在探究电流与电压的定量关系时,根据记录的数据可以绘制I﹣U图像找出规律。
(3)分析表二中的数据,可得结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
答案:(1)见上图;(2)电压;绘制I﹣U图像;(3)通过导体的电流与导体的电阻成反比。
53.(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 0.2 A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表一中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 。
表一
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
表二
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如表二所示,实验中控制定值电阻两端电压为 2 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 反比 。
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 10 Ω。
解:(1)原电路中,滑动变阻器被短路了,电滑片P向右移动时电流表的示数变小,滑动变阻器接左下接线柱,改正后如下图所示:
(2)电流表连接小量程,分度值为0.02,电流表的示数为0.2A;
由表格一的数据知,每组数据的电压及电流的比值是一个定值,所以在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(3)有表格数据可知,定值电阻两端电压UV=IR=0.4A×5Ω=...=0.1A×10Ω=2V,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,应控制定值电阻两端电压不变,移动滑片,使电压表始终为2V;由表二数据知,每组对应的电流与电阻的乘积是一定值,所以当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)定值电阻两端电压保持2V不变,根据串联电路电压规律,变阻器两端电压为U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,根据串联分压原理,2,当20Ω电阻接入电路时,R滑R20Ω=10Ω,滑动变阻器的最大阻值最小为10Ω。
答案:(1)见上图;(2)0.2;正比;(3)2;反比;(4)10。
命题点02 欧姆定律
54.(2025•四川泸州•中考真题)“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: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。
答案:A。
55.(2025•四川•中考真题)如图所示,电阻R1=30Ω,闭合S1、断开S2时,电流表的示数为0.4A;闭合S1和S2时,电流表的示数为0.5A。则电源两端的电压为 12 V,电阻R2的阻值为 120 Ω。
解:(1)当闭合S1、断开S2时,电路为R1的简单电路,电流表的示数是0.4A,
根据欧姆定律可得电源电压:U=U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V;
(2)当S1、S2均闭合时,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,电流表的示数是0.5A,
根据并联电路电流规律可得通过R2的电流:I2=I﹣I1=0.5A﹣0.4A=0.1A,
根据欧姆定律可得电阻R2的阻值:R2120Ω。
答案:12;120。
56.(2025•四川凉山州•中考真题)在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 4 V,定值电阻R2的阻值为 5 Ω。
解:由电路图可知,闭合开关,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表的指针都指在同一位置,所以,电流表A的量程为0~3A,分度值为0.1A,则干路电流I=1A,电流表A1的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R1的电流I1=0.2A,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源电压U=U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V;
通过定值电阻R2的电流I2=I﹣I1=1A﹣0.2A=0.8A,定值电阻R2的阻值R25Ω。
答案:4;5。
57.(2025•吉林•中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流;
(2)电源电压。
解:由电路图可知R1与R2并联,电流表A的测干路电流,电流表A1的测R1支路电流:
(1)通过R2的电流为:I2=I﹣I1=1.2A﹣0.4A=0.8A;
(2)电源电压U=U1=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V。
答:(1)电阻R2的电流0.8A;(2)电源电压12V。
命题点03 电阻的测量
58.(2025•四川成都•中考真题)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: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。
答案:C。
59.(2024•四川成都•中考真题)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是 保护电路 。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是 移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡是否能发光,两电表是否有示数 。
解:滑片移到最右边的目的是保护电路。闭合开关后,灯不亮,根据电流表有示数,判断不是断路;根据电流表示数小,判断出不是短路,因此电路可能没有故障,应当先尝试移动滑片,观察灯泡是否能发光,两电表是否会有示数。
答案:保护电路;移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡是否能发光,两电表是否有示数。
60.(2025•湖北武汉•中考真题)某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.0A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电路中的电流为 0.16 A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电压表示数始终为零,原因可能是 ③ (填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表量程选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为 20 Ω,选用的电源电压约为 8 V。
解:(1)原电路中,电流表短路了,电压表测电源电压是错误的,电流表串联在电路中,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,分度值为0.02A,此时电路中的电流为 0.16A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电流为0.40A,电压表示数始终为零:
①若定值电阻被短接,则将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处时,电源短路,电路中电流过大,则该原因不可能;
②电压表量程选大了,但电压表的读数不可能为0,则该原因不可能;
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路,电压表没有连入电路中,其示数始终为0,移动变阻器的滑片时电流表示数会发生变化,则该原因可能。
答案:③。
(3)将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即连入电路的电阻为30Ω,由串联电路的规律及欧姆定律有
U=I1R+I1R滑大,
即U=0.16A×R+0.16A×30Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处(变阻器连入的电阻为0)时,电路为定值电阻的简单电路,由欧姆定律有U=I2R
即U=0.40A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②两式解得R=20Ω,U=8V。
答案:(1)见解析中的图;(2)0.16;③;(3)20;8。
61.(2025•山东烟台•中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是 BC (选填序号)。
A.待测电阻断路
B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良
D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的U﹣I图像;
②由图像可得该电阻的阻值为 10 Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的U﹣I图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 4 Ω。
解:(1)伏安法测电阻时,电压表必须测量电阻的电压,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路不是断路,只能是短路故障,而电压表无示数,说明电压表并联部分被短路,或电压表没有接入电路而断路,故是电阻短路,答案:BC。
(3)根据表格数据描点画图,如图所示;
因为实验数据存在误差,图像是直线,不一定经过所有的点,根据图像中正好经过的点知,电阻
R10Ω;
(4)利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的U﹣I图像如图丙所示,因电压表示数随电流的增大而减小,则说明电压表测滑动变阻器两端的电压,
由图丙可知,当电路中电流为0A时(相当于变阻器断路或变阻器的阻值无穷大),电压表示数为3.0V,此时电压表测电源电压,所以电源电压为3.0V;
由图丙可知,当电路中电流为0.5A时,电压表示数为1.0V(注意纵轴的起点不是0V),
由串联电路的特点可知,此时待测电阻的电压为:Ux=U﹣UV=3.0V﹣1.0V=2.0V,
由欧姆定律可得待测电阻的阻值:Rx4Ω。
答案:(1)见解答;(2)BC;(3)见解答;10;(4)4。
62.(2025•陕西西安•中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图﹣1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
(1)该实验的原理是 R 。
(2)连接电路时,开关应处于 断开 状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图﹣1中所示的 b (选填“a”或“b”)端,电压表应选择 0~3V (选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图﹣1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是 B (填选项字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器M点右侧附近有断路
C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图﹣2所示,其读数为 0.28 A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由 不能,灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值 。
解:(1)该实验的原理是R。
(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于 断开状态,且将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即图﹣1中所示的 b端,因电源电压为3V,故电压表应选择0~3V的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电路可能断路,电流表、电压表均无示数,电压表与电源没有连通,直至移动滑片P到图﹣1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,可知此时电路为通路,小明立即断开开关,查找原因,出现以上现象的原因可能是滑动变阻器M点右侧附近有断路,答案:B;
(4)当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图﹣2所示,电流表分度值为0.02A,其读数为 0.28A。
(5)探究电流与电压的关系要控制电阻大小相等,由表中数据可知,灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,不能探究电流与电压的关系。
答案:(1)R;(2)断开;b;0~3V;(3)B;(4)0.28;(5)不能,灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值。
63.(2025•江苏南京•中考真题)现想测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉);
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡 断路 (选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 8.3 Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为 U﹣I0R0时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价 C (填字母)。
A.只有小明的方案可行
B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行
D.两人的方案都不可行
解:(1)①伏安法测小灯泡正常发光时的电阻,电压表并联在小灯泡两端测电压,电流表串联在电路中测电流,且两表都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,如图所示;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电路中出现断路,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡断路;
③电流表的量程0~0.6A,分度值为0.02A,电流为I=0.3A,电阻为:R;
(2)闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联;小灯泡正常发光时,电路中的电流为I0,因此调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为:U1=U﹣I0R0;
①小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,电压表测滑动变阻器两端的电压U2。
小灯泡正常发光时的电压为:UL=U1﹣U2=U﹣I0R0﹣U2,
小灯泡正常发光时的电阻为:,小明的方案可行;
②小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数U3。此时小灯泡被短路,电路由滑动变阻器和定值电阻R0串联;
定值电阻R0两端的电压为:U0=U﹣U3;
通过定值电阻R0电流为:;
串联电路各处电流相等:I;
滑动变阻器现在的阻值为:RP;
当闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联时,电压表的示数为U1=U﹣I0R0;电路中的电流为I0;
滑动变阻器两端的电压为:UP
小灯泡正常发光时的电阻为:,小华的方案可行;
答案:C。
答案:(1)如图所示;断路;8.3;(2)U﹣I0R0;C。
64.(2025•四川达州•中考真题)“动手知真”小组在“用电流表和电压表测电阻”实验时,选取如下器材:干电池两节、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个(最大阻值为R0)、待测定值电阻Rx和导线若干。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物图连接。
(2)闭合开关前,应将滑片P移至 B 端(选填“A”或“B”);闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,电路故障可能是 滑动变阻器 开路(选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1V时,电流表示数如丙图所示为 0.2 A。多次测量数据记录如表所示,Rx阻值为 5.1 Ω(结果保留一位小数)。
次数
U/V
I/A
1
1
2
2
0.4
3
2.7
0.5
(4)实验中电流表损坏,组员们利用现有器材设计了如丁图所示电路,测量步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1
②再将滑片P移至B端,电压表示数为U2
待测定值电阻的阻值Rx= (用U1、U2、R0表示)。
解:(1)电压表并联在定值电阻的两端,使用0~3V量程,如图所示:
(2)闭合开关前,应将滑片P移至B端,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,电路故障可能是滑动变阻器断路。
(3)电流表示数如丙图所示为0.2A,根据表格中的数据,有:;;;
电阻的平均值为:。
(4)①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1,此时Rx和R0串联,电压表测量的是待测电阻两端的电压,
②再将滑片P移至B端,电压表示数为U2,此时电压表测量的是电源电压,根据串联电路的电压和电流规律有:;所以有:。
答案:(1)见上图;(2)B;滑动变阻器;(3)0.2;5.1;(4)。
65.(2025•山东泰安•中考真题)科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,Rx的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 a (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 0.32 A,本次测得Rx的阻值为 8.1 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,这样做是为了 B (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量Rx的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 S1 ,电流表的示数记为I1;
②闭合开关S1、S2,电流表的示数记为I2;
③用已知量R0和测量量I1、I2写出Rx的阻值表达式:Rx= 。
解:(1)当选择b滑动变阻器时,电路中的最大总电阻大约R=20Ω+8Ω=28Ω;
电路中的最小电流I0.22A超过允许的最大电流0.2A,故b不可行,小于a的允许电流,
故a可行;
(2)图中电压表接在开关两端,且正负接线柱反了,故应该改接到电阻两端,如图所示:
(3)电流表示数如图乙,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.32A,则测得未知电阻R8.1Ω;通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,可以减小误差。
(4)图中缺少电压表,通过电阻串联和局部短路测量电流,故只闭合开关S1,两个电阻串联,电流表的示数记为I1;电源电压U=I1(Rx+R0);闭合开关S1、S2,Rx被短路,电流表的示数记为I2;电源电压U=I2R0;
解得Rx的阻值表达式:Rx;
答案:(1)a;(2)见上图;(3)0.32;8.1;B;(4)①S1;③。
66.(2025•北京•中考真题)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, 将s2拨到2的位置,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,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记录电阻箱的阻值R0。
(2)待测电阻的阻值Rx= R0 。(用测量量表示)
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。
答案:(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。
67.(2025•天津•中考真题)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压U0为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器R1(最大阻值约为50Ω)和R2(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:加热盘电阻的阻值在28~32Ω之间,为测量其阻值,他找来了一个电源(电压U0为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),没有电压表,如果只有加热盘电阻接入电路,此时电流约为I1A,超过了电流表的量程,所以不能单独将加热盘电阻接入电路,需要在电路中串联一个滑动变阻器;
若选用变阻器R1,且R1max>Rx,当只有变阻器R1接入电路时,电路中的电流至少为
I′0.7A>0.6A,所以为了保证电路安全,应选用最大阻值更大的变阻器R2,且实验中采用“局部短路”的接法,即其中一个开关与加热盘电阻Rx并联,电路图如下:
(2)步骤:①按电路图连接电路;②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表的示数I1;③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2;
(3)在步骤②中,只有变阻器R2接入电路,则变阻器R2接入电路的阻值为:R2;
在步骤③中,R2与Rx串联,且变阻器R2接入电路的阻值不变,此时电路的总电阻:R总;
根据电阻的串联规律可知,加热盘的电阻值:Rx=R总﹣R2。
答案:(1)电路图见解答;
(2)①按电路图连接电路;②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表的示数I1;③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2;
(3)Rx。
命题点04 欧姆定律在串、并联电路中的应用
68.(2025•江苏苏州•中考真题)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: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。
答案:D。
69.(2025•四川绵阳•中考真题)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:
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。
答案:C。
70.(2025•江苏连云港•中考真题)某兴趣小组想设计一种能自动测定光照强度的装置,当光照强度增强时,光敏电阻Rx阻值变小,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小。若电源电压不变,R0是定值电阻,则下列设计的电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
解:AD、这两幅图中的电压表测量的是电源电压,所以电压表的示数保持不变,故AD不符合要求;
BC、由图可知,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接;由题知,光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,根据串联电路的分压原理可知,阻值变小,其分得的电压也变小,所以光敏电阻Rx两端的电压减小,根据串联电路的电压特点可知,定值电阻R0两端的电压增大;结合要求,所以应将电压表并联在定值电阻的两端,故B错误,C正确。
答案:C。
71.(2025•北京•中考真题)某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如表所示。该实验所用的电路是( )
I/A
0.08
0.09
0.10
0.14
0.16
0.19
U/V
0.82
0.90
1.05
1.44
1.65
1.94
A. B.
C. D.
解:根据表格数据知,在误差范围内,电压增大几倍,电流也增大几倍,即电流与电压成正比,表示所测部分的电阻保持不变,因而电压表必须接在定值电阻的两端,故B正确,A测的是滑动变阻器的电压,而CD电压表测量的是电源电压,都不符合题意。
答案:B。
72.(2025•江苏宿迁•中考真题)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: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。
答案:D。
73.(2025•甘肃兰州•中考真题)在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA:OC=1:4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
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。
答案:C。
74.(2025•四川广安•中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的U﹣I关系图象如乙图所示,则电源电压为 6 V,滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω。
解:(1)小灯泡的额定电压为6V;
由图甲知灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压。当滑片滑到最左端时,变阻器接入电路的阻值为零,电路为灯泡的简单电路,电源的电压等于此时灯两端的电压,即电源的电压U=UL=6V;
(2)当滑片滑到最右端时,变阻器接入电路的阻值最大,电路总电阻最大,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中电流最小,
由图象可知,此时灯泡两端的最小电压为:UL′=2V,通过电路的最小电流Imin=IL′=0.2A,
滑动变阻器两端的电压:UR=U﹣UL′=6V﹣2V=4V,
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值:R20Ω。
答案:6;20。
75.(2025•四川眉山•中考真题)超速是引发交通安全事故的因素之一。物理兴趣小组设计了一种超速自动报警装置,当车速过快时,提醒驾驶员需要减速。如图甲所示为该装置的简化电路图,电源电压为12V,定值电阻R为10Ω,Rv为速度传感器,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。由图乙可知,当汽车的行驶速度逐渐增大时,电压表的示数 变大 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。若车速达到80km/h时,提醒语音响起,观察到电压表示数为10V;当电压表的示数为8V时,汽车速度为 20 km/h。
解:(1)由图甲可知,R与RV串联,电压表测量RV两端的电压,随着车速增大,RV变大,根据串联分压规律知,分得的电压变大,电压表的示数变大;
(2)当车速为80km/h时,电压表示数为10V,则定值电阻R的电压为U=U电﹣UV=12V﹣10V=2V,
电路中电流为I'0.2A;
此时RV的阻值:RV50Ω,当电压表示数为8V时,定值电阻R的电压为UR=U电﹣UV=12V﹣8V=4V,
电路中电流:I''0.4A;
此时RV的阻值:R'V20Ω,
由图乙可知:
,v=20km/h。
答案:变大;20。
76.(2025•河北•中考真题)如图1所示,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,小灯泡L的I﹣U图象如图2所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻。
(2)求电源电压。
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2~0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
解:
(1)由欧姆定律可知,灯泡正常发光时的电阻:RL12Ω;
(2)由图1可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中的电流,
此时电路中的电流为0.5A,则小灯泡刚好正常发光,根据小灯泡规格可知,小灯泡两端的电压为6V,
根据串联电路的特点可知,电源电压:U=UL+UR=6V+2V=8V;
(3)当电路中的电流为0.5A,滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电源电压最小,此时的最小电源电压:Umin=UL=6V;
当电路中的电流为0.2A,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,由欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压:UR=IminR=0.2A50=10V<15V,
由图2可知,此时灯泡两端的电压UL′=1V,
此时电源电压最大,根据串联电路的特点可知,最大电源电压:Umax=UL′+UR=1V+10V=11V,
所以电源电压的取值范围为:6V~11V。
答:(1)小灯泡L正常发光时的电阻为12Ω。
(2)电源电压为8V;
(3)电源电压的取值范围为:6V~11V。
77.(2025•四川成都•中考真题)教室灯光改造需要检测室内光照强度(简称照度,单位为Lux)。小成利用身边器材设计了一个测量照度的电路,如图甲所示。电源电压取值范围0∼12V;电压表量程0∼3V;R1为阻值范围10kΩ∼30kΩ的电阻箱;R2为光敏电阻,其阻值随照度变化的规律如图乙所示。
(1)若电源电压为3V,R1为15kΩ,电压表读数为0.75V,求此时的照度大小。
(2)调节R1阻值,使电路能测量7Lux的照度,求电源电压的最大值。
解:(1)图中两个用电器串联,电压表测量R1的电压;R1为15kΩ,电压表读数U1=0.75V,
根据串联电路的特点知,R2的电压U2=U﹣U1=3V﹣0.75V=2.25V;
串联电路的电流处处相等,根据U=IR知,电压之比等于电阻之比,
U2:U1=R2:R1;代入数据有:2.25V:0.75V=R2:15kΩ;
解得:R2=45kΩ;根据图像知,此时的照度大小是3Lux;
(2)电源电压最大时,每个电阻的电压最大,故电压表满量程,当R1最小时,分得的电压最小,即R1=10kΩ;
当7Lux的照度时,R'2=15kΩ,U'1=3V;
U'2=U'﹣U'1=U'﹣3V;
串联电路的电流处处相等,根据U=IR知,电压之比等于电阻之比,
U2:U1=R2:R1;代入数据有:(U'﹣3V):3V=15kΩ:10kΩ;
解得U'=7.5V;
答:(1)若电源电压为3V,R1为15kΩ,电压表读数为0.75V,此时的照度大小是3Lux;
(2)调节R1阻值,使电路能测量7Lux的照度,电源电压的最大值是7.5V。
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专题16 欧姆定律(专项训练)(天津专用)
目 录
01·趋势领航练 1
02·考点通关练 4
基础通关 4
通关01 电流与电压、电阻的关系 5
通关02 欧姆定律 7
通关03 电阻的测量 8
通关04 欧姆定律在串、并联电路中的应用 10
能力通关 13
03·真题诊断练 18
1.【新情境·结合动态电路考查电流与电压的关系】图甲是探究电流和电压关系的实验电路,电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”“0~3V”,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”,电源电压恒为6V。根据图乙所示图像可得结论:保持导体 一定,通过导体的电流与它两端电压成 比,向左移动滑片, 表先达到最大刻度,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
2.【新考法·结合I-R图像考查电流与电阻的关系】某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时:
(1)设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池,此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);
(3)经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障可能是 ;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 (选填:“A”或“B”)端,如图乙所示,闭合开关后移动滑片到某一位置时,电流表的示数为 A;
(4)图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是
Ω。
3.【新考法·结合I-U图像考查欧姆定律的计算】如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的I—U图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
4.【新角度·结合电路分析考查欧姆定律的应用】将阻值不同的电阻R1、R2按甲图所示电路连接,闭合开关S后,电流表示数为0.6A;保持电源电压不变,再将电阻R1、R2按乙图所示电路进行改接,闭合开关S后,关于电流表的示数,下列说法中正确的是( )
A.一定小于0.6A
B.一定大于2.4A
C.一定大于0.6A,但小于1.2A
D.一定大于1.2A,但小于2.4A
5.【新情境·结合电阻特性考查欧姆定律的计算】当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为 Ω。
6.【新角度·结合动态电路考查欧姆定律的应用】如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字样(灯丝电阻不变),R=5Ω,电源电压恒定。若S、S1、S2均闭合,L2正常发光,电流表示数为I1,则电源电压为 V;若只闭合S,电流表读数为I2,则I1:I2= 。
7.【新考法·结合实验设计考查伏安法测量电阻】现有一个电压约为36V的电源(电压保持不变),一个量程为0~1A的电流表,三个阻值已知的电阻R1(20Ω)、R2(30Ω)、R3(10kΩ),开关和导线若干。请合理选择器材设计实验,比较精确地测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
8.【新考法·结合电表变化考查动态电路的分析】如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法中正确的是( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变大,灯泡亮度变亮
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值不变
9.【新情境·结合现代科技考查应用欧姆定律设计电路】交通法规规定,驾驶员不系安全带属交通违法行为。某汽车上设置的“安全带指示灯”电路由电源、指示灯L、保护电阻R、开关S1、S2组成。开关S1为常开开关,即座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合,否则断开;开关S2为常闭开关,即当驾驶员系好安全带时开关S2断开,否则闭合。当驾驶员坐在座椅上未系安全带时指示灯L亮起,提醒驾驶员系好安全带,驾驶员系好安全带时指示灯L熄灭。下列最符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
10.【新角度·结合动态电路考查应用欧姆定律求范围】在如图所示的电路中,电源电压6V,R1=12Ω。电压表量程为0~15V,电流表A量程为0~3A、A1量程为0~0.6A,闭合开关S,电压表的示数为 V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数 ,电压表示数与电流表A1示数的比值
(选填“变大”、“不变”或“变小”)。为确保电表安全,R2连入电路的阻值最小为 Ω。
通关01 电流与电压、电阻的关系
11.在做“探究电流与电阻的关系”实验中,小翔连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10Ω的电阻,移动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数;记录数据后,改用15Ω电阻替换10Ω电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片,读取电流数据
B.观察电流表,向右移动滑片,读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据
D.观察电流表,向左移动滑片,读取电压数据
12.在“探究电流与电压的关系”的实验中,某同学根据实验数据分别画出了电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示,则R1与R2的阻值之比为 ,完成实验后分析数据可以得出在电阻一定时,电流与电压成 比。
13.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整。
(2)连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是 。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动。
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为 A。
(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第 次,原因是 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
14.“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50Ω 1A”,乙“10Ω 2A”)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物连接成完整电路图(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应放在
(选填“A”或“B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 (填序号);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R开路
C.滑动变阻器开路
D.电流表开路
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(5)上述实验中,小强用R=5Ω电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(6)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 (选填“甲”或“乙”)。
通关02 欧姆定律
15.由欧姆定律变形可得,下列说法正确的是( )
A.导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B.导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D.导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
16.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=5:1;当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )
A.5:4 B.3:5 C.4:5 D.4:1
17.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2.当S1闭合,S2断开时,电压表示数为3V,电流表示数为0.4A,电阻R1为 Ω;当S1断开,S2闭合时,电流表示数为 A。
18.在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 Ω,短路位置到甲地的距离是 m。
19.在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
通关03 电阻的测量
20.小明用图甲所示的电路来测未知电阻R的阻值,图乙是他连接的实验线路。
(1)图乙中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置;
(2)图丙是正确连接电路后某一次实验时电表的示数,则被测电阻此次的测量值为 Ω;
(3)小霞用图甲所示的电路测未知电阻时,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,老师告诉她故障只有一处,发生在开关或滑动变阻器上,小明帮她提出两种检测故障的方案。
方案一:互换电流表和电压表的位置,闭合开关后观察电表的示数;
方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,闭合开关后观察电压表的示数。
你支持方案 ,根据所选方案写出电表示数的情况和对应的故障 。
21.在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是
(选填字母代号)。
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留一位小数)。
(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的I﹣U图象如图丙所示;通过分析图象,写出一条你发现的结论: 。
22.用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值约为10Ω),电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小。(导线不允许交叉)
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是 。(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙是 A,则测得未知电阻Rx= Ω。实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是为了 。
(4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S, ,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式Rx= 。(用R0、U1、U2表示)
23.欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小。
(2)将滑片P置于阻值最大位置,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”)
(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的R的I﹣U图象,如图丙所示,由图象可得Rx= Ω。
(4)乐乐觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= (用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
通关04 欧姆定律在串、并联电路中的应用
24.某款售水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
25.计算机鼠标内装有自动控制传感器,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向右移动时( )
A.电流表示数不变,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电压表示数和电流表示数的比值变大
D.电压表示数和电流表示数的比值不变
26.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
27.如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将 ,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将 。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
28.如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S、S1时,电压表示数与电源电压之比为2:3;若只闭合开关S、S2时,电压表示数与电源电压之比为3:5,则R1与R2的阻值之比为 。
29.如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为 Ω。电源电压为 V。
30.如图所示的电路,其中R1的阻值为15Ω,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,求:
(1)开关S闭合、S1断开时,电流表的示数。
(2)开关S、S1都闭合时,保证电流表安全,电阻R2的最小阻值。
31.“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,定值电阻R0=10Ω,滑动变阻器R1由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为1Ω/cm,允许通过的最大电流为0.3A。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处。测试时,通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动,并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。
初三女生测试等级标准
不合格
合格
良好
优秀
滑片移动距离L/cm
<3.7
3.7≤L<16.7
16.7≤L<20.1
≥20.1
(1)滑片P在起始位置A点时,闭合开关S,通过R0的电流为0.3A,请计算此时R0两端电压大小。
(2)请推导出电压表示数U测与滑片移动距离L之间的关系式;为保护电路安全,说明滑片移动的范围。
(3)该测试仪不能测出表中所有的等级,在保证电路各元件安全的情况下,通过替换R0来实现最大程度增加测试范围,请计算替换电阻R2的最小值。
32.根据欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越大,导体的电阻就越大
C.通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比
D.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
33.如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω
C.如图2所示,当开关闭合,电路电流为0.2A时,电路总电阻是15Ω
D.如图3所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
34.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
35.如图所示的电器中,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:3;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙是( )
A.2:5 B.3:5 C.2:3 D.5:2
36.小红测电阻Rx的阻值,设计的电路如图所示,电源电压保持不变,其中R0是0~200Ω的滑动变阻器,R是未知固定电阻。她把开关S掷于a时,电压表读数为2.5 V,电流表读数为0.5 A;再把开关S掷于b,并调节R0,得到电压表读数减小0.7V,电流表读数增加0.4A.最后小红得到Rx的阻值为( )
A.5Ω B.3Ω C.2Ω D.1.75Ω
37.小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图,指纹识别成功相当于开关闭合,录入两人的指纹,其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
38.如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V;移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为( )
A.5Ω B.6Ω C.7Ω D.8Ω
39.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列正确的是( )
A.图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象
B.当R2=R1时,电流的大小为0.2A
C.电源电压为8V
D.R1的阻值为30Ω
40.在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U﹣I坐标系中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是 ,电阻R1的阻值是 ,电阻R2的阻值是 。
41.图甲的电路中,电源电压恒为12V,滑动变阻器铭牌上标有“100Ω 0.5A”字样,图乙为R1的I﹣U图象,R1的阻值为 Ω,当电路中的电流为0.2A时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为 Ω,为了不损坏滑动变阻器R2,接入电路的阻值应不小于 Ω。
42.用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有“5Ωㅤ3A”“20Ωㅤ2A”“50Ωㅤ1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转。将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
(3)排除故障后,重新开始实验,探究电流与电压的关系。闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A。移动滑片P,逐步增大R两端电压,记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I。以电流I为纵坐标、电压U为横坐标,采用描点的方式,画出I﹣U图像,如图乙所示。依据图像,得到的结论是 ,实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有 字样,电源电压为 V。
(4)在探究电流与电阻的关系时,为了能使用上一次的某一组实验数据,断开开关,将R换成5Ω,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 A;断开开关,换接未使用过的一个电阻,正确操作后,电流表示数应为 A。
43.小伟在“测量定值电阻的阻值”的实验中(电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0)。
(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线。
(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则被测电阻的阻值是 Ω。
(3)完成测电阻实验后,小伟想,假如没有电流表,应该也能测出电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。
① ;
②未知电阻阻值的表达式Rx= (用已知量和所测物理量的符号表示)。
(4)利用图甲中的器材还可以探究“电流与电压的关系”,请你帮小伟为此探究实验设计一个记录实验数据的表格。
44.如图所示,电源两端电压为24V,电阻R为20Ω。
(1)只闭合开关S,求通过电阻R的电流;
(2)同时闭合开关S、S1,若通过干路的电流为1.6A,求通过电阻R1的电流和电阻R1的阻值。
45.小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,定值电阻R0为30Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器标有“50Ω 1A”。
(1)闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,求物体的重力G。
(2)在保证电路各元件安全的情况下,求RP的变化范围。
命题点01 电流与电压、电阻的关系
46.(2024•江苏无锡•中考真题)用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①② B.只有①④ C.只有③④ D.只有①②④
47.(2025•黑龙江绥化•中考真题)如图所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电源电压恒为4.5V,在电路中分别接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验。先将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V;再将电阻由10Ω更换为5Ω,调节滑动变阻器的滑片向
(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为2V为止;要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
48.(2025•海南•中考真题)某实验小组用以下电路探究电流与电压的关系,电源电压保持不变,R为定值电阻。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.10
2
1.4
0.14
3
2.0
0.20
4
2.6
0.26
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表无示数,电流表示数不断变小,则电路故障可能是定值电阻R发生了 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,进行实验得到实验数据如上表所示。分析数据可得出结论: 。
(4)物理实验常常需要多次测量,以下实验多次测量的目的与本实验相同的是 (选填“①”“②”或“③”)。
①探究电流与电阻的关系
②测量定值电阻的阻值
③测量物体的长度
49.(2025•山东日照•中考真题)小明在“探究电流与电压的关系”实验时,选用了如下实验器材:电源(电压恒为3V),电流表(量程0~0.6A),电压表(量程0~3V),滑动变阻器,开关,定值电阻,小灯泡(额定电压2.5V),导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整(要求滑片P向左移动时电流表示数变大)。
(2)实验前将滑片P调至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表、电流表均无示数。小明将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为3V;接在a、c两点时,电压表无示数;接在b、c两点时,电压表示数为3V。由此可判断出电路中 断路。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据如下表。当电压表示数为1.20V时,电流表示数如图丙所示,其读数为 A。请利用表中数据在图丁中作出电流与电压关系图像。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.50
0.80
1.20
1.50
2.00
2.50
电流I/A
0.10
0.16
0.31
0.48
0.49
(4)通过作图发现第 组数据明显错误应舍去。根据作出的图线可得出的实验结论是: 。
(5)根据作出的图线可知定值电阻R= Ω。当电压表示数为0.50V时,定值电阻1分钟内产生的热量是 J。
(6)小明用小灯泡代替定值电阻,调节滑动变阻器,测出小灯泡在不同电压下的电流,作出小灯泡电流与电压变化的图像如图戊所示,由图可知小灯泡的实际功率随着电压的增大而 (选填“减小”或“不变”或“增大”),小灯泡的额定功率为 W。
50.(2025•广东•中考真题)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω 1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
U=2V
实验序号
①/Ω
②/A
1
5
2
10
3
15
4
20
(1)连接电路时,开关应处于 状态。请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:① ,② 。
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关, ,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由: 。
51.(2025•广西•中考真题)用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为9V,滑动变阻器最大阻值为20Ω,四个定值电阻的阻值分别为16Ω、20Ω、40Ω和80Ω。
(1)在连接电路前,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数、电流表无示数,则电路故障的原因可能是电流表
(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,进行实验。每当更换定值电阻,就调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压保持不变,并记下电流表的示数。下表完整记录了前3组数据,第4组的电流如图乙所示,则电流大小为
A。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
16
20
40
80
I/A
0.50
0.40
0.20
分析表格数据可知:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 。
(4)为了得到第5组数据,进一步验证实验结论,现用一个8Ω的定值电阻和上述器材进行实验,你认为是否可行?请作出判断并说明理由。
答: (选填“可行”或“不可行”),理由: 。
52.(2025•天津•中考真题)在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;
(2)表一是探究电流与 关系的实验数据,为分析它们的定量关系,需要对表一中的数据进行处理,请简要说明如何处理数据: (写出一种方法即可);
(3)分析表二中的数据,可得结论:当电压一定时, 。
表一
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
…
…
…
表二
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.48
2
10
0.24
3
15
0.16
…
…
…
53.(2025•山东青岛•中考真题)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小。
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为 A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表一中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
表一
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
表二
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如表二所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
命题点02 欧姆定律
54.(2025•四川泸州•中考真题)“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
55.(2025•四川•中考真题)如图所示,电阻R1=30Ω,闭合S1、断开S2时,电流表的示数为0.4A;闭合S1和S2时,电流表的示数为0.5A。则电源两端的电压为 V,电阻R2的阻值为 Ω。
56.(2025•四川凉山州•中考真题)在如图甲所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则电源电压为 V,定值电阻R2的阻值为
Ω。
57.(2025•吉林•中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流;
(2)电源电压。
命题点03 电阻的测量
58.(2025•四川成都•中考真题)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
59.(2024•四川成都•中考真题)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是 。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是 。
60.(2025•湖北武汉•中考真题)某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.0A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电压表示数始终为零,原因可能是 (填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表量程选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为 Ω,选用的电源电压约为 V。
61.(2025•山东烟台•中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是
(选填序号)。
A.待测电阻断路
B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良
D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的U﹣I图像;
②由图像可得该电阻的阻值为 Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的U﹣I图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 Ω。
62.(2025•陕西西安•中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图﹣1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
(1)该实验的原理是 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图﹣1中所示的 (选填“a”或“b”)端,电压表应选择 (选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图﹣1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是 (填选项字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器M点右侧附近有断路
C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图﹣2所示,其读数为 A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由 。
63.(2025•江苏南京•中考真题)现想测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉);
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡
(选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为 时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价 (填字母)。
A.只有小明的方案可行
B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行
D.两人的方案都不可行
64.(2025•四川达州•中考真题)“动手知真”小组在“用电流表和电压表测电阻”实验时,选取如下器材:干电池两节、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个(最大阻值为R0)、待测定值电阻Rx和导线若干。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物图连接。
(2)闭合开关前,应将滑片P移至 端(选填“A”或“B”);闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,电路故障可能是 开路(选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1V时,电流表示数如丙图所示为 A。多次测量数据记录如表所示,Rx阻值为 Ω(结果保留一位小数)。
次数
U/V
I/A
1
1
2
2
0.4
3
2.7
0.5
(4)实验中电流表损坏,组员们利用现有器材设计了如丁图所示电路,测量步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1
②再将滑片P移至B端,电压表示数为U2
待测定值电阻的阻值Rx= (用U1、U2、R0表示)。
65.(2025•山东泰安•中考真题)科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,Rx的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得Rx的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量Rx的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为I1;
②闭合开关S1、S2,电流表的示数记为I2;
③用已知量R0和测量量I1、I2写出Rx的阻值表达式:Rx= 。
66.(2025•北京•中考真题)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)
67.(2025•天津•中考真题)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压U0为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器R1(最大阻值约为50Ω)和R2(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
命题点04 欧姆定律在串、并联电路中的应用
68.(2025•江苏苏州•中考真题)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
69.(2025•四川绵阳•中考真题)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
70.(2025•江苏连云港•中考真题)某兴趣小组想设计一种能自动测定光照强度的装置,当光照强度增强时,光敏电阻Rx阻值变小,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小。若电源电压不变,R0是定值电阻,则下列设计的电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
71.(2025•北京•中考真题)某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如表所示。该实验所用的电路是( )
I/A
0.08
0.09
0.10
0.14
0.16
0.19
U/V
0.82
0.90
1.05
1.44
1.65
1.94
A. B.
C. D.
72.(2025•江苏宿迁•中考真题)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
73.(2025•甘肃兰州•中考真题)在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA:OC=1:4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
74.(2025•四川广安•中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的U﹣I关系图象如乙图所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
75.(2025•四川眉山•中考真题)超速是引发交通安全事故的因素之一。物理兴趣小组设计了一种超速自动报警装置,当车速过快时,提醒驾驶员需要减速。如图甲所示为该装置的简化电路图,电源电压为12V,定值电阻R为10Ω,Rv为速度传感器,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。由图乙可知,当汽车的行驶速度逐渐增大时,电压表的示数 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。若车速达到80km/h时,提醒语音响起,观察到电压表示数为10V;当电压表的示数为8V时,汽车速度为
km/h。
76.(2025•河北•中考真题)如图1所示,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,小灯泡L的I﹣U图象如图2所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻。
(2)求电源电压。
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2~0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
77.(2025•四川成都•中考真题)教室灯光改造需要检测室内光照强度(简称照度,单位为Lux)。小成利用身边器材设计了一个测量照度的电路,如图甲所示。电源电压取值范围0∼12V;电压表量程0∼3V;R1为阻值范围10kΩ∼30kΩ的电阻箱;R2为光敏电阻,其阻值随照度变化的规律如图乙所示。
(1)若电源电压为3V,R1为15kΩ,电压表读数为0.75V,求此时的照度大小。
(2)调节R1阻值,使电路能测量7Lux的照度,求电源电压的最大值。
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