专题15 欧姆定律(复习讲义)(天津专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-01-31
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摘要:
该初中物理中考复习讲义聚焦“欧姆定律”专题,覆盖电流与电压电阻关系、欧姆定律理解与计算、电阻测量、串并联电路应用四大核心考点。通过“考情剖析-思维导图-考点通关-优题精选”系统架构,将教材知识夯基与中考新考法聚焦结合,每个考点设置“实验探究”“图像分析”等模块,形成“考点梳理-方法指导-真题训练”闭环教学流程,帮助学生突破动态电路分析等难点。
亮点在于以科学探究和科学思维为核心,创新设计“实验情境化”教学活动。例如结合“伏安法测电阻”实验,引导学生分析温度对灯丝电阻的影响,培养科学探究能力。通过I-U图像分析串并联电路规律,训练科学推理能力。设置分层练习配合天津模考题即时反馈,教师可依托考情分析把控节奏,助力学生高效掌握欧姆定律应用,提升中考应试能力。
内容正文:
专题16 欧姆定律
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·思维导图·网络构建 4
03·考点通关·靶向突破 5
考点1 电流与电压、电阻的关系 5
教材·知识夯基
一、探究电流与电压的关系
二、探究电流与电阻的关系
中考·新考法聚焦
考法1 结合实验探究考查电流与电压的关系
考法2 结合实验图像考查电流与电阻的关系
考点2 欧姆定律 8
教材·知识夯基
一、对欧姆定律的理解
二、I-U图像的分析与计算
三、欧姆定律的简单计算
中考·新考法聚焦
考法1 结合教材素材考查对欧姆定律的理解
考法2 结合实验图像考查欧姆定律的简单计算
考法3 结合电阻特性考查欧姆定律的简单计算
考点3 电阻的测量 9
教材·知识夯基
一、用电流表和电压表测量电阻
二、特殊方法测量电阻
中考·新考法聚焦
考法1 结合实验探究考查伏安法测电阻
考法2 结合实验设计考查缺少电流表测量电阻
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 11
教材·知识夯基
一、动态电路的分析与计算
二、应用欧姆定律设计电路
三、应用欧姆定律求范围值
中考·新考法聚焦
考法1 结合生活情境考查应用欧姆定律设计电路
考法2 结合电表数据变化考查动态电路的分析
考法3 结合电路分析考查应用欧姆定律求范围值
04·优题精选·练能提分 12
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电流与电压、电阻的关系
☑选择题
☑实验探究题
探究电阻一定时电流与电压的关系、探究电压一定时电流与电阻的关系等
1.结合实验探究:介绍电流与电压关系的探究实验,判断改变电压的方法。
2.结合I-R图像:介绍电流与电阻关系的探究实验,判断实验操作过程和数据分析。
欧姆定律
☑选择题
☑填空题
对欧姆定律的理解、I-U图像的分析与计算、欧姆定律的简单计算等
1.结合教材素材:介绍欧姆定律内容,判断影响电阻大小的因素。
2.结合U-I图像:介绍电阻的U-I图像,判断串、并联电路中电流、电压的规律。
3.结合电阻特性:介绍通过导体的电流以及导体两端的电压,判断欧姆定律的简单计算。
电阻的测量
☑实验探究题
用电流表和电压表测量电阻、缺少电流表测量电阻、缺少电压表测量电阻等
1.结合实验探究:介绍伏安法测量小灯泡电阻,判断I-U图像的绘制以及温度对小灯泡电阻的影响。
2.结合实验设计:介绍实验器材及其数据,判断缺少电流表的情况下测量电阻。
欧姆定律在串、并联电路中的应用
☑选择题
☑填空题
☑计算题
动态电路的定性分析、动态电路的定量计算、应用欧姆定律设计电路、应用欧姆定律求范围值等
1.结合生活情境:介绍电热水杯的使用特点,判断应用欧姆定律设计电路。
2.结合电表变化:介绍动态电路的定性分析,判断电流表和电压表示数的变化。
3.结合电路分析:介绍电流表和电压表的量程,判断滑动变阻器接入电路中的阻值范围。
命题新趋势
1、图像数据分析:重点考查I-U、I-R图像的读取、转换与应用,例如,结合图像分析动态电路(滑动变阻器、热敏电阻、光敏电阻)的变化规律。
2、生活情境化:家用电器(电热水器)、智能设备(燃气报警器)等生活中熟悉且常见的情境,生动展现了生活处处有物理的理念。
命题预测
注重情境创设:试题越来越多地融入现代科技和日常生活等真实情境,考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。
强化实验探究:用实验来考查学生对物理研究方法的理解,而不仅是结论的记忆。
考点1 电流与电压、电阻的关系
【课标要求】探究电流与电压、电阻的关系。
一、探究电阻一定时电流与电压的关系
1.实验方法:__________________。
2.改变的量:定值电阻两端的______。改变方法:(1)改变电池节数;(2)调节滑动变阻器滑片。
3.滑动变阻器在实验中的作用:(1)____________;(2)改变定值电阻两端的电压。
4.实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
二、探究电压一定时电流与电阻的关系
1.实验方法:控制变量法。
2.改变的量:电阻。改变方法:__________________。
3.滑动变阻器在实验中的作用:(1)保护电路;(2)使定值电阻两端的电压____________。
4.实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______。
1.【结合电路设计考查电流与电压的关系】(2025•天津河北区•一模)用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。
甲:多节干电池串联接入MN;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
2.【结合实验探究考查电流与电压的关系】(2025•天津滨海新区•一模)小明用如图1所示的电路探究电流与电压的关系。
(1)如图1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端。
(3)闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第4次实验的电压表和电流表的示数如图2所示,请将示数填入表中。
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
2.0
2.2
2.4
电流I/A
0.20
0.22
0.24
(4)分析表中数据,可得出的结论是: 。
3.【结合I-R图像考查电流与电阻的关系】(2025•天津南开区•一模)小李同学用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并作出I﹣R图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.多次实验的目的是为了减小误差
B.根据图乙知,实验过程中应控制电压表示数为3V不变
C.当R由10Ω更换为20Ω后,要控制R的电压一定,应将滑片P适当向右移动
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
4.【结合实验探究考查电流与电压、电阻的关系】(2025•天津和平区•一模)同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6V进行实验)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(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(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整:
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
(5)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,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。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
(6)由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(7)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 (填序号)。
A.20Ω 0.6A B.50Ω 0.5A C.60Ω 0.3A
考点2 欧姆定律
【课标要求】理解欧姆定律。
一、欧姆定律
1.内容:导体中的电流,跟__________________成正比,跟__________________成反比。
2.公式:,变形式:。
3.欧姆定律仅适用于____________电路,即电能完全转化为______。
二、欧姆定律的简单计算
1.同一性:欧姆定律中的电流、电压、电阻是指同一个______或同一段______中的三个量。
2.同时性:在同一电路中,开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动都会导致电路中电流、电压、电阻的变化,欧姆定律中的三个量必须是____________的三个量。
3.统一性:欧姆定律中的电流、电压、电阻必须使用____________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)。
5.【结合教材素材考查对欧姆定律的理解】(2025•天津和平区•一模)从欧姆定律可导出R,对电阻理解正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电流、电压的改变而改变
6.【结合U-I图像考查欧姆定律的简单计算】(2025•天津西青区•一模)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A.甲、乙电阻均为定值电阻
B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为5Ω
C.若甲和乙并联,电源电压为1V,则干路电流为0.5A
D.将甲和乙串联,电流为0.4A,则电源电压为4V
7.【结合电阻特性考查欧姆定律的简单计算】(2024•天津南开区•二模)一段导体两端电压是10V时,导体中的电流是0.5A,此导体的电阻是 Ω.如果导体两端的电压降到1V,导体的电阻是 Ω。
考点3 电阻的测量
【课标要求】用电流表和电压表测量电阻。
一、用电流表和电压表测量电阻
【实验原理】
【实验电路】
【实验步骤】
1.如图所示,将待测电阻、电压表、电流表及滑动变阻器等接入电路。注意选择_________和_________的适当测量范围。
2.闭合开关之前应该先移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时______。改变____________的位置,多测几组电压、电流数据。
3.将测量的数据记录在表格中。根据每组数据算出相应的电阻,然后求出电阻的____________,得到电阻器的电阻。
二、用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
1.将上述实验中的____________换成小灯泡,用同样的方法测量小灯泡的电阻。
2.多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的______,比较计算出的几个数值。
3.灯丝的电阻随温度的升高而______。
8.【结合实验探究考查伏安法测量电阻】(2025•天津蓟州区•一模)同学们在做伏安法测小灯泡电阻的实验中,用的是额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)按照图甲的电路图,连接图乙的实物;
(2)闭合开关后,移动滑片,先后测量几组电压表和电流表示数,如表格所示:
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.25
0.23
0.2
0.15
0.1
请根据表格中的数据,在图丙中做出灯泡的I﹣U关系图像。
(3)由表格数据及所做图像均可看出,灯丝电阻是变化的,其根本原因是,灯丝电阻随温度升高而 (选填“增大”或“减小”)。
9.【结合实验设计考查缺少电流表测量电阻】(2025•天津河东区•一模)小明要测量一个电阻Rx(约为200Ω)的阻值,现有一个电压约为2V的电源,一个定值电阻R0=300Ω,一块电流表(量程0~0.6A,分度值0.02A),一块电压表(量程0~3V,分度值0.1V),开关和导线若干。请你帮小明选择合适的器材,测出电阻Rx的阻值;
(1)画出实验电路图;
(2)写出测量中的主要实验步骤及所需测量的量;
(3)写出电阻Rx阻值的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
【课标要求】知道欧姆定律在串、并联电路中的应用。
一、串、并联电路中的电流特点
1.串联电路中各处电流______。
2.并联电路的干路总电流______各支路电流之和。
二、串、并联电路中的电压特点
1.串联电路两端的总电压______各部分电路两端电压之和。
2.并联电路中,各支路两端的电压______,且都等于____________。
三、串、并联电路中的电压特点
1.串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和,,把几个导体串联起来相当于增大导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻______。
2.并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和,,把几个电阻并联起来相当于增大导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻______。
四、串、并联电路中电流、电压的分配特点
1.串联电路是______电路,电压的分配与电阻成______。
2.并联电路是______电路,电流的分配与电阻成______。
10.【结合生活情境考查应用欧姆定律设计电路】(2025•天津河东区•二模)如图是某科技小组设计的电热水杯的电路,电阻R1、R2是两个相同的电阻。要求当两个开关都闭合时,电热水杯处于加热挡;当一个开关闭合、另一个开关断开时,电热水杯处于保温挡。下列电路不符合要求的是( )
A. B. C. D.
11.【结合电表数据变化考查动态电路的分析】(2024•天津滨海新区•一模)在如图所示的电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电流表A的示数将 ,电压表V1的示数将 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
12.【结合电路分析考查应用欧姆定律求范围值】(2025•天津滨海新区•二模)如图所示的电路中,定值电阻R1=5Ω,R2为滑动变阻器,最大阻值为20Ω,电源电压U=4.5V且保持不变,若电流表的量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,为了保护电表,变阻器接入电路的阻值范围应是多少?
13.(2025•天津河北区•一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,分别用电阻R1、R2进行实验,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I﹣U关系图像,由图可知( )
A.R1<R2
B.当R1两端电压为0时,其电阻为0
C.通过导体的电流与导体两端的电压成反比
D.将它们串联接到同一电路中,通过R1的电流较大
14.(2024•天津河北区•一模)小张同学在探究“电流与电阻的关系”时,设计了如图所示的电路,电源电压恒定不变.他找来了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个,下表是实验数据.若第四次实验时,他将定值电阻的阻值由15Ω调为20Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数可能是( )
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.6
0.3
0.2
A.0.10 B.0.15 C.0.18 D.0.2
15.(2024•天津南开区•一模)如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积(AB和CD的横截面积S满足SAB<SCD)不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小,则下列说法中正确的是( )
A.UAB=UCD,IAB=ICD B.UAB=UCD,IAB>ICD
C.UAB>UCD,IAB<ICD D.UAB>UCD,IAB=ICD
16.(2025•天津和平区•三模)如图所示为电阻R1和R2的I﹣U图像,由图可知( )
A.电阻R1的阻值是5Ω
B.电阻R1的阻值大于电阻R2的阻值
C.串联时电阻R1和R2两端电压之比为1:1
D.并联时通过电阻R1和R2的电流之比为1:1
17.(2025•天津红桥区•三模)如图所示电路,电源电压不变,只闭合开关S,灯泡L正常发光;再闭合开关S1,下列判断正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.灯泡L亮度不变
C.电流表示数不变 D.电压表示数变小
18.(2024•天津河东区•二模)如图是电阻甲和乙的U﹣I关系图像,下列判断正确的是( )
A.电阻甲的电流与两端电压成反比
B.当电阻乙两端电压为1V时,其电阻值为0.4Ω
C.将甲和乙并联,若电路两端电压为2.5V,则干路电流为0.5A
D.将甲和乙串联,若电路中电流为0.4A,则电路两端电压为3V
19.(2025•天津滨海新区•一模)如图,电路中电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从b端向中点移动的过程中(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.灯泡的亮度变亮,电流表的示数变大
D.灯泡的亮度不变,电流表的示数不变
20.(2025•天津滨海新区•一模)某学习小组把装满盐水的气球连接在如图所示的电路中,电路接通灯泡发光。向相反的方向拉扯连接气球的导线,使气球变长。则下面说法正确的是( )
A.小灯泡变得更亮 B.小灯泡亮度不变
C.电压表的示数不变 D.电压表的示数变大
21.(2025•天津和平区•二模)有一个铭牌模糊不清的定值电阻Rx,估计阻值约为500Ω左右,小明想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0﹣3V;0﹣15V)、学生电流表(量程为0﹣0.6A;0﹣3A)、电阻箱R0(0﹣9999Ω、5A)和滑动变阻器(10Ω、1A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
(多选)22.(2025•天津河东区•一模)如图甲所示电路,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器标有“20Ω,0.4A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片,电流表随电压表的示数变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.电流表示数最大值为0.5A
C.电压表示数最小值为1V
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω~15Ω
23.(2025•天津武清区•二模)如图所示,电源电压不变,R1=10Ω,R2=20Ω。当S1闭合、S2断开,a、b都是电流表时,R1、R2是 (选填“串联”或“并联”);当S1、S2都闭合,a、b都是电压表时,a、b两表的示数之比为 。
24.(2025•天津西青区•二模)如图甲所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P分别位于最右端a处和其上某处b(图中未标出),记录两次电表数据并标于图乙中M、N两点处。则滑动变阻器的最大阻值为 Ω,电源电压是 V。
25.(2025•天津河东区•二模)在探究电流与电压关系的实验中:
(1)请你用笔画线代替导线将图1的电路连接完整。
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第2次测量时,电表的示数如图2所示,请将该数据填入表格中;
实验序号
1
2
3
…
电压U/V
0.8
2.4
…
电流I/A
0.16
0.48
…
(3)在图3中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线绘出该电阻的I﹣U图象。
26.(2025•天津南开区•一模)物理小组通过查阅资料了解到天然气主要成分是甲烷,密度比空气小,无色无味,爆炸极限(V%)为5%~15%。为防止泄漏,建议家中安装燃气泄漏报警器。
(1)燃气报警器应安装在燃气灶附近的 (选填“上”或“下”)方区域;
(2)用如图甲所示的装置测量气敏电阻R阻值与天然气浓度的关系。请以笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑片P向B端移动时,电压表、电流表示数都变大;
(3)电路按实验要求正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数有变化,电压表示数始终为零。出现这种情况的可能原因是 ;
(4)排除故障后,移动滑片P,当天然气浓度为4%时,电压表、电流表示数如图乙所示,则R的阻值为 Ω。
27.(2025•天津河西区•二模)物理兴趣活动课上,李老师让同学们测量一个阻值约为30Ω的未知电阻Rx的阻值。除了未知电阻Rx,老师还提供的器材有:一个电压约为9V的电源、一块电流表(量程0~0.6A,分度值0.02A)、一块电压表(量程0~3V,分度值0.1V)、一个阻值为20Ω的定值电阻R0,两个开关及导线若干。请你合理选择上述器材,帮助同学们设计一个实验方案,比较精确地测出未知电阻Rx的阻值。要求:(电路不能重组)
(1)请在虚线框内画出实验电路图;(需标明电阻符号)
(2)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式。(用已知量和测量量表示)
28.(2025•天津和平区•二模)实验室中现有一个电压约为9V的电源(电压保持不变),一个量程为0∼3V的电压表,一个量程为0∼0.6A的电流表,四个阻值已知的定值电阻R1(3Ω)、R2(500Ω)、R3(900Ω)、R4(18kΩ),两个滑动变阻器RA(0∼1kΩ)和RB(0~3kΩ),开关和导线若干。请你帮助小明合理选择器材设计实验(四个定值电阻只能选用其中一个),精确测量(见小资料)约为300Ω的未知电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;(电路不可重新组合)
(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(用已知量和测量量的字母表示)。
小资料
为了减小测量误差,要求电表读数在量程的三分之二以上。
29.(2025•天津河西区•二模)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电流表的示数为0.3A。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压及电阻R2的阻值;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表的示数。
30.(2025•天津河东区•一模)如图所示电路,电阻R1=10Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合,滑片P移到最左端时,电流表示数为1.5A。求:
(1)电源电压与滑动变阻器的最大阻值;
(2)定值电阻R2的阻值。
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专题16 欧姆定律
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·思维导图·网络构建 4
03·考点通关·靶向突破 5
考点1 电流与电压、电阻的关系 5
教材·知识夯基
一、探究电流与电压的关系
二、探究电流与电阻的关系
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考法1 结合实验探究考查电流与电压的关系
考法2 结合实验图像考查电流与电阻的关系
考点2 欧姆定律 10
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一、对欧姆定律的理解
二、I-U图像的分析与计算
三、欧姆定律的简单计算
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考法2 结合实验图像考查欧姆定律的简单计算
考法3 结合电阻特性考查欧姆定律的简单计算
考点3 电阻的测量 12
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一、用电流表和电压表测量电阻
二、特殊方法测量电阻
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考法1 结合实验探究考查伏安法测电阻
考法2 结合实验设计考查缺少电流表测量电阻
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 15
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二、应用欧姆定律设计电路
三、应用欧姆定律求范围值
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考法2 结合电表数据变化考查动态电路的分析
考法3 结合电路分析考查应用欧姆定律求范围值
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考点
考查形式
考查内容
考法分析
电流与电压、电阻的关系
☑选择题
☑实验探究题
探究电阻一定时电流与电压的关系、探究电压一定时电流与电阻的关系等
1.结合实验探究:介绍电流与电压关系的探究实验,判断改变电压的方法。
2.结合I-R图像:介绍电流与电阻关系的探究实验,判断实验操作过程和数据分析。
欧姆定律
☑选择题
☑填空题
对欧姆定律的理解、I-U图像的分析与计算、欧姆定律的简单计算等
1.结合教材素材:介绍欧姆定律内容,判断影响电阻大小的因素。
2.结合U-I图像:介绍电阻的U-I图像,判断串、并联电路中电流、电压的规律。
3.结合电阻特性:介绍通过导体的电流以及导体两端的电压,判断欧姆定律的简单计算。
电阻的测量
☑实验探究题
用电流表和电压表测量电阻、缺少电流表测量电阻、缺少电压表测量电阻等
1.结合实验探究:介绍伏安法测量小灯泡电阻,判断I-U图像的绘制以及温度对小灯泡电阻的影响。
2.结合实验设计:介绍实验器材及其数据,判断缺少电流表的情况下测量电阻。
欧姆定律在串、并联电路中的应用
☑选择题
☑填空题
☑计算题
动态电路的定性分析、动态电路的定量计算、应用欧姆定律设计电路、应用欧姆定律求范围值等
1.结合生活情境:介绍电热水杯的使用特点,判断应用欧姆定律设计电路。
2.结合电表变化:介绍动态电路的定性分析,判断电流表和电压表示数的变化。
3.结合电路分析:介绍电流表和电压表的量程,判断滑动变阻器接入电路中的阻值范围。
命题新趋势
1、图像数据分析:重点考查I-U、I-R图像的读取、转换与应用,例如,结合图像分析动态电路(滑动变阻器、热敏电阻、光敏电阻)的变化规律。
2、生活情境化:家用电器(电热水器)、智能设备(燃气报警器)等生活中熟悉且常见的情境,生动展现了生活处处有物理的理念。
命题预测
注重情境创设:试题越来越多地融入现代科技和日常生活等真实情境,考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。
强化实验探究:用实验来考查学生对物理研究方法的理解,而不仅是结论的记忆。
考点1 电流与电压、电阻的关系
【课标要求】探究电流与电压、电阻的关系。
一、探究电阻一定时电流与电压的关系
1.实验方法:控制变量法。
2.改变的量:定值电阻两端的电压。改变方法:(1)改变电池节数;(2)调节滑动变阻器滑片。
3.滑动变阻器在实验中的作用:(1)保护电路;(2)改变定值电阻两端的电压。
4.实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
二、探究电压一定时电流与电阻的关系
1.实验方法:控制变量法。
2.改变的量:电阻。改变方法:更换定值电阻。
3.滑动变阻器在实验中的作用:(1)保护电路;(2)使定值电阻两端的电压保持不变。
4.实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
1.【结合电路设计考查电流与电压的关系】(2025•天津河北区•一模)用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案。
甲:多节干电池串联接入MN;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
解:研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
答案:D。
2.【结合实验探究考查电流与电压的关系】(2025•天津滨海新区•一模)小明用如图1所示的电路探究电流与电压的关系。
(1)如图1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 右 端。
(3)闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第4次实验的电压表和电流表的示数如图2所示,请将示数填入表中。
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.20
0.22
0.24
0.28
(4)分析表中数据,可得出的结论是: 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
解:(1)由图1可知,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,且滑动变阻器滑片向右移动阻值增大,其实物电路连接的电路图如下图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端;
(3)由图2可知,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.8V;电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.28A;
(4)由表中数据可知,电压与电流的比为:10Ω,为一定值,
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。
答案:(1)见解答图;(2)右;(3)2.8;0.28;(4)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
3.【结合I-R图像考查电流与电阻的关系】(2025•天津南开区•一模)小李同学用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并作出I﹣R图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.多次实验的目的是为了减小误差
B.根据图乙知,实验过程中应控制电压表示数为3V不变
C.当R由10Ω更换为20Ω后,要控制R的电压一定,应将滑片P适当向右移动
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
解:A.本实验是探究性实验,多次改变电阻R的阻值进行实验,是为了寻找电流与电阻之间的普遍规律,从而得出结论,故A错误;
B.本实验探究“电流跟电阻的关系”,应控制电阻R两端的电压不变。根据图乙知,当电阻R=10Ω时,对应的电流I=0.2A,根据欧姆定律,电阻R两端的电压
U=IR=0.2A×10Ω=2V
实验过程中应控制电压表示数为2V不变,故B错误;
C.当定值电阻R由10Ω更换为20Ω后,根据串联电路的分压特点,则电阻的电压会变大。为了保持R两端的电压不变,由串联电路电压的规律,需要减小R两端的电压,因此应增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器接入电路的电阻。由图甲电路图可知,滑动变阻器的滑片P应向右移动,可以增大接入电路的电阻,故C正确;
D.本实验的结论是:在电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。电阻是导体本身的一种性质,它的大小与通过的电流和两端的电压无关,不能说“电阻跟电流成反比”,该说法颠倒了因果关系,故D错误。
答案:C。
4.【结合实验探究考查电流与电压、电阻的关系】(2025•天津和平区•一模)同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6V进行实验)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(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(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最 左 (选填“左”或“右”)端;
(3)开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R 短路 (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整:
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
(5)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,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。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 右 (选填“左”或“右”)移动;
(6)由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 反比 (选填“正比”或“反比”);
(7)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 B (填序号)。
A.20Ω 0.6A B.50Ω 0.5A C.60Ω 0.3A
解:(1)变阻器按一下一上连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)连接电路时,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最左端;
(3)开关闭合后,电流表有示数,电路为通路,电压表没有示数,故障可能是定值电阻R短路;
(4)根据第1组和第3组数据可知,电阻均为:
R,
故第2组实验电流为:
I2;
(5)根据串联分压原理可知,实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,电阻变小,其分得的电压变小;
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减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动;
(6)由图丙知,电阻的电流与电阻之积为:
UV=I′R′=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V;
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比;
(7)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=U′﹣UV=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;
且0.4A>0.3A,
故为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器B。
答案:(1)见解析中的图;(2)左;(3)短路;(4)0.3;(5)右;(6)反比;(7)B。
考点2 欧姆定律
【课标要求】理解欧姆定律。
一、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:,变形式:。
3.欧姆定律仅适用于纯电阻电路,即电能完全转化为内能。
二、欧姆定律的简单计算
1.同一性:欧姆定律中的电流、电压、电阻是指同一个导体或同一段电路中的三个量。
2.同时性:在同一电路中,开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动都会导致电路中电流、电压、电阻的变化,欧姆定律中的三个量必须是同一时刻的三个量。
3.统一性:欧姆定律中的电流、电压、电阻必须使用国际单位制中的单位。U的单位是伏特(V)、R的单位是欧姆(Ω)、I的单位是安培(A)。
5.【结合教材素材考查对欧姆定律的理解】(2025•天津和平区•一模)从欧姆定律可导出R,对电阻理解正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
B.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电流、电压的改变而改变
解:电阻是导体阻碍电流的性质,大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电路中导体两端的电压和通过导体的电流没有关系,故ABC错误,D正确。
答案:D。
6.【结合U-I图像考查欧姆定律的简单计算】(2025•天津西青区•一模)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A.甲、乙电阻均为定值电阻
B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为5Ω
C.若甲和乙并联,电源电压为1V,则干路电流为0.5A
D.将甲和乙串联,电流为0.4A,则电源电压为4V
解:A、由图像可知,甲的I﹣U图像是一条过原点的直线,即通过甲的电流与它两端的电压成正比,所以甲是定值电阻,乙的I﹣U图像是一条过原点的曲线,即通过乙的电流与它两端的电压不成正比,所以乙不是定值电阻,故A错误;
B、由图像可知,当乙两端的电压为2.5V时,通过它的电流为0.5A,
则乙的电阻值:R乙5Ω,故B正确;
C、甲、乙并联在电路中,当电源电压为1V时,由于并联电路各支路两端的电压相等,
所以甲、乙两端的电压均为1V,由图像可知,通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.4A,
根据并联电路的电流规律可得,电路的总电流为I=I甲+I′乙=0.2A+0.4A=0.6A,故C错误;
D、甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.4A时,由于串联电路中各处的电流相等,
所以通过甲、乙的电流均为0.4A,由图像可知,甲两端的电压为2V,乙两端的电压1V,
根据串联电路的电压规律可得,电路的总电压为U=U甲+U′乙=2V+1V=3V,故D错误。
答案:B。
7.【结合电阻特性考查欧姆定律的简单计算】(2024•天津南开区•二模)一段导体两端电压是10V时,导体中的电流是0.5A,此导体的电阻是 20 Ω.如果导体两端的电压降到1V,导体的电阻是 20 Ω。
解:由公式I得,
导体的电阻:R20Ω。
因为电阻是导体本身的一种性质,其大小与电压和电流无关,
所以当导体两端的电压降到1V时,导体电阻的大小不变,仍为20Ω。
答案:20;20。
考点3 电阻的测量
【课标要求】用电流表和电压表测量电阻。
一、用电流表和电压表测量电阻
【实验原理】
【实验电路】
【实验步骤】
1.如图所示,将待测电阻、电压表、电流表及滑动变阻器等接入电路。注意选择电压表和电流表的适当测量范围。
2.闭合开关之前应该先移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小。改变滑动变阻器滑片的位置,多测几组电压、电流数据。
3.将测量的数据记录在表格中。根据每组数据算出相应的电阻,然后求出电阻的平均值,得到电阻器的电阻。
二、用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
1.将上述实验中的电阻器换成小灯泡,用同样的方法测量小灯泡的电阻。
2.多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻,比较计算出的几个数值。
3.灯丝的电阻随温度的升高而增大。
8.【结合实验探究考查伏安法测量电阻】(2025•天津蓟州区•一模)同学们在做伏安法测小灯泡电阻的实验中,用的是额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)按照图甲的电路图,连接图乙的实物;
(2)闭合开关后,移动滑片,先后测量几组电压表和电流表示数,如表格所示:
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.25
0.23
0.2
0.15
0.1
请根据表格中的数据,在图丙中做出灯泡的I﹣U关系图像。
(3)由表格数据及所做图像均可看出,灯丝电阻是变化的,其根本原因是,灯丝电阻随温度升高而 增大 (选填“增大”或“减小”)。
解:(1)根据电路图,变阻器左下接线柱连入电路中,根据题中电压表和电流表示数大小,电流表选用小量程与灯泡串联,电压表选用小量程与灯泡并联,如下所示:
(2)根据表格数据,用描点法在图丙中做出灯泡的I﹣U关系图像;如下图:
(3)由图乙可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大,由P=UI可知,电压和电流都增大时,电功率增大,温度升高,说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
答案:(1)见解答;(2)见解答图;(3)增大。
9.【结合实验设计考查缺少电流表测量电阻】(2025•天津河东区•一模)小明要测量一个电阻Rx(约为200Ω)的阻值,现有一个电压约为2V的电源,一个定值电阻R0=300Ω,一块电流表(量程0~0.6A,分度值0.02A),一块电压表(量程0~3V,分度值0.1V),开关和导线若干。请你帮小明选择合适的器材,测出电阻Rx的阻值;
(1)画出实验电路图;
(2)写出测量中的主要实验步骤及所需测量的量;
(3)写出电阻Rx阻值的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)电源电压约为2V,电路中最小电阻在200Ω左右,由欧姆定律可知,当单独接入一个电阻时,电路中的最大电流约为0.01A,小于电流表的分度值,电流表不可用;
可以将定值电阻和待测电阻串联,电压表选用小量程与定值电阻并联,一个开关S2与待测电阻并联,另一个开关S1控制整个电路,如图所示:
(2)主要实验步骤及所需测量的量:
①按电路图连接实物图;
②两开关都闭合,记下电压表的示数U1;
③再断开S2,记下电压表的示数U2;
(3)在步骤①中,为定值电阻的简单电路,电源电压等于电压表的示数,U=U1;
在步骤②中,两电阻串联,由串联电路的规律有:
,
,
解得待测电阻:
RX。
答案:(1)见解答图;(2)①按电路图连接实物图;②两开关都闭合,记下电压表的示数U1;③再断开S2,记下电压表的示数U2;(3)RX。
考点4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
【课标要求】知道欧姆定律在串、并联电路中的应用。
一、串、并联电路中的电流特点
1.串联电路中各处电流相等。
2.并联电路的干路总电流等于各支路电流之和。
二、串、并联电路中的电压特点
1.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
2.并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压。
三、串、并联电路中的电压特点
1.串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和,,把几个导体串联起来相当于增大导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
2.并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和,,把几个电阻并联起来相当于增大导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
四、串、并联电路中电流、电压的分配特点
1.串联电路是分压电路,电压的分配与电阻成正比。
2.并联电路是分流电路,电流的分配与电阻成反比。
10.【结合生活情境考查应用欧姆定律设计电路】(2025•天津河东区•二模)如图是某科技小组设计的电热水杯的电路,电阻R1、R2是两个相同的电阻。要求当两个开关都闭合时,电热水杯处于加热挡;当一个开关闭合、另一个开关断开时,电热水杯处于保温挡。下列电路不符合要求的是( )
A. B. C. D.
解:A、由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,电路为R1的简单电路,电路的总功率为:,电烤箱处于“高温挡”状态;
只闭合开关S1时,R1、R2是串联在电路中,电路的总功率为;,电烤箱处于“低温挡”状态,故A符合要求;
B、由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,R1、R2是并联在电路中,电路的总功率为;,电烤箱处于“高温挡”状态;
只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电路的总功率为:,电烤箱处于“低温挡”状态,故B符合要求;
C、由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,电源短路,故C不符合要求;
D、由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,R1、R2是并联在电路中,电路的总功率为;,电烤箱处于“高温挡”状态;
只闭合开关S1或S2时,电路为R1或S2的简单电路,电路的总功率为:或:,电烤箱处于“低温挡”状态,故D符合要求。
答案:C。
11.【结合电路图考查动态电路的分析】(2024•天津滨海新区•一模)在如图所示的电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电流表A的示数将 变大 ,电压表V1的示数将 变小 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测电阻R′两端电压,电压表V2测电阻R两端电压;
由电路图可知,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电阻R阻值不变,电路总电阻变小;
电源电压不变,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表示数变大;
由于电阻R阻值不变,根据I可得U2=IR可知,电阻R两端电压变大,电压表V2示数变大,
由于电源电压U不变,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:U2=U﹣U1,U2变小,即电压表V1示数变小。
答案:变大;变小。
12.【结合电路分析考查应用欧姆定律求范围值】(2025•天津滨海新区•二模)如图所示的电路中,定值电阻R1=5Ω,R2为滑动变阻器,最大阻值为20Ω,电源电压U=4.5V且保持不变,若电流表的量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,为了保护电表,变阻器接入电路的阻值范围应是多少?
解:由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,
当电流表示数为I1=0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小;
由I可得,电阻R1两端电压:U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U2=U﹣U1=4.5V﹣3V=1.5V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器连入电路的电阻最小:Rmin2.5Ω;
当电压表示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
此时R1两端电压:U1′=U﹣U2max=4.5V﹣3V=1.5V,
电路电流为:I20.3A,
滑动变阻器接入电路的最大电阻:Rmax10Ω,
故变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω~10Ω。
13.(2025•天津河北区•一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,分别用电阻R1、R2进行实验,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的I﹣U关系图像,由图可知( )
A.R1<R2
B.当R1两端电压为0时,其电阻为0
C.通过导体的电流与导体两端的电压成反比
D.将它们串联接到同一电路中,通过R1的电流较大
解:AB、由图象可知,两电阻两端的电压相等时,通过R1的电流大于通过R2的电流,即I1>I2,由I可知,电压一定时,电流与电阻成反比,则R1<R2,故B错误,A正确;
C、由I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,故C错误;
D、将它们串联接到同一电路中,根据串联电路中电流相等可知,通过R1、R2的电流一样大,故D错误。
答案:A。
14.(2024•天津河北区•一模)小张同学在探究“电流与电阻的关系”时,设计了如图所示的电路,电源电压恒定不变.他找来了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个,下表是实验数据.若第四次实验时,他将定值电阻的阻值由15Ω调为20Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数可能是( )
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.6
0.3
0.2
A.0.10 B.0.15 C.0.18 D.0.2
解:研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,
电阻两端的电压U=I1R1=0.6A×5Ω=3V,
当电阻R的阻值为20Ω时,电路中的电流应该为:I′0.15A,
小华将电阻R的阻值从15Ω调为20Ω后,要保持电阻两端电压不变,应向右移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,从而使电阻两端电压保持不变,因此,当未移动滑动变阻器时,电路的总电阻会大于更换前的总电阻,小于更换后正确操作时的总电阻,根据欧姆定律可知电路中的电流应该大于0.15A而小于0.2A。
答案:C。
15.(2024•天津南开区•一模)如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积(AB和CD的横截面积S满足SAB<SCD)不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小,则下列说法中正确的是( )
A.UAB=UCD,IAB=ICD B.UAB=UCD,IAB>ICD
C.UAB>UCD,IAB<ICD D.UAB>UCD,IAB=ICD
解:因两电阻串联,故通过两部分导体的电流相等;
由题意可知,SAB<SCD,而长度相同,故说明AB段的导体电阻大于CD段的电阻;则由欧姆定律可得AB段的电压要大于CD段的电压;
答案:D。
16.(2025•天津和平区•三模)如图所示为电阻R1和R2的I﹣U图像,由图可知( )
A.电阻R1的阻值是5Ω
B.电阻R1的阻值大于电阻R2的阻值
C.串联时电阻R1和R2两端电压之比为1:1
D.并联时通过电阻R1和R2的电流之比为1:1
解:A、由图像可知,R1两端的电压为U1=2.0V时,通过R1的电流为:I1=0.20A,
根据I得,R1的阻值为:R110Ω,故A错误;
B、由图像可知,R2两端的电压为U2=1.0V时,通过R2的电流为:I2=0.20A,
R2的阻值为:R25Ω,
R1>R2,故B正确;
C、两电阻串联时通过它们的电流相等,若串联电路的电流:I=I1=I2=0.20A,
由图可知,它们两端的电压之比为:,故C错误;
D、两电阻并联接入电路中时它们两端的电压相等,若电源电压为:U=1.0V,
由图可知,通过R1的电流为:I′1=0.10A,
通过R2的电流为:I2=0.20A,
并联时通过电阻R1和R2的电流之比:,故D错误。
答案:B。
17.(2025•天津红桥区•三模)如图所示电路,电源电压不变,只闭合开关S,灯泡L正常发光;再闭合开关S1,下列判断正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.灯泡L亮度不变
C.电流表示数不变 D.电压表示数变小
解:AB.根据电路图可知,只闭合开关S时,电路为灯泡L的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流;再闭合开关S1时,灯泡L与电阻R并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流;由于电源电压不变,所以电压表示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,则通过灯泡的电流不变,灯泡实际功率不变,灯泡的亮暗不变,故A错误、B正确;
C.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,即电流表的示数变大,故C错误;
D.因电源电压不变,所以,电压表的示数不变,故D错误。
答案:B。
18.(2024•天津河东区•二模)如图是电阻甲和乙的U﹣I关系图像,下列判断正确的是( )
A.电阻甲的电流与两端电压成反比
B.当电阻乙两端电压为1V时,其电阻值为0.4Ω
C.将甲和乙并联,若电路两端电压为2.5V,则干路电流为0.5A
D.将甲和乙串联,若电路中电流为0.4A,则电路两端电压为3V
解:A、由图象可知电阻甲的电流与两端电压成正比,故A错误;
B、由图象可知,当U乙=1V时,I乙=0.4A,由欧姆定律可得此时乙的阻值:R乙2.5Ω,故B错误;
C、将甲和乙并联,若电路两端电压为2.5V时,根据并联电路的电压特点可知甲、乙两端的电压均为2.5V,
由图象可知,此时I甲=I乙=0.5A,则干路电流I=I甲+I乙=0.5A+0.5A=1A,故C错误;
D、将甲和乙串联,若电路中的电流为0.4A时,根据串联电路的电流特点可知甲、乙的电流均为0.4A,由图象可知,此时U甲=2V,U乙=1V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,电路两端电压为U=U甲+U乙=2V+1V=3V,故D正确。
答案:D。
19.(2025•天津滨海新区•一模)如图,电路中电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从b端向中点移动的过程中(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.灯泡的亮度变亮,电流表的示数变大
D.灯泡的亮度不变,电流表的示数不变
解:由图可知,滑动变阻器R与灯泡L并联,电流表测量通过灯泡的电流,电压表测量电源电压;
因电源电压不变,则滑动变阻器的滑片移动时,电压表示数不变;
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从b端滑到中点过程中,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;
因为并联电路各支路互不影响,所以通过灯泡的电流不变,即电流表示数不变,灯泡的亮度也不变;
综上所述,D正确。
答案:D。
20.(2025•天津滨海新区•一模)某学习小组把装满盐水的气球连接在如图所示的电路中,电路接通灯泡发光。向相反的方向拉扯连接气球的导线,使气球变长。则下面说法正确的是( )
A.小灯泡变得更亮 B.小灯泡亮度不变
C.电压表的示数不变 D.电压表的示数变大
解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是盐水气球两端的电压;
当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线,气球变长变细,即长度增加,横截面积减小,故盐水气球的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小;
盐水气球的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压变大,即电压表示数变大,故C错误,D正确;
电路中的电流减小,根据P=I2R可知灯泡的功率变小,亮度变暗,故AB错误。
答案:D。
21.(2025•天津和平区•二模)有一个铭牌模糊不清的定值电阻Rx,估计阻值约为500Ω左右,小明想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0﹣3V;0﹣15V)、学生电流表(量程为0﹣0.6A;0﹣3A)、电阻箱R0(0﹣9999Ω、5A)和滑动变阻器(10Ω、1A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
解:A、由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,电流表测量干路电流,由于电路中的最大电流为I0.006A,小于电流表的分度值0.02A,无法读出电流表示数,故A不能测出Rx阻值;
B、由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量电阻Rx两端电压,电流表测量通过电路的电流,但由于Rx=500Ω,电路中的最大电流为I0.006A,小于电流表的分度值0.02A,无法读出电流表示数,故B不不能测出Rx阻值;
C、由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合开关S,再闭合开关S1电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数,即电源电压;断开S1再闭合S2,无论怎样调节电阻箱R0的阻值(不能为零),电压表示数不变,仍为电源电压,故C不能测出R0的阻值;
D、由电路图可知,闭合开关S,开关S1可以使电压表分别测量Rx两端电压和电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用R即可求出被测电阻,由于电阻箱的阻值变化范围比较大,可以改变电阻箱的位置起到多次测量减小求平均值,减小误差,故D能测出R0的阻值。
答案:D。
(多选)22.(2025•天津河东区•一模)如图甲所示电路,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器标有“20Ω,0.4A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片,电流表随电压表的示数变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.电流表示数最大值为0.5A
C.电压表示数最小值为1V
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω~15Ω
解:(1)由图知,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,电压表测R两端电压,
由图象知,当电路中电流I=0.2A时,电压表示数3V,
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压:U=U1+UR=IR1+UR=0.2A×10Ω+3V=5V,故A正确;
(2)为保证电路各元件安全,当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,电路中电流最小,
根据欧姆定律可得滑动变阻器连入电路的最大阻值:R15Ω,
串联电路各处电流相等,由滑动变阻器的规格知电路中的最大电流为0.4A,此时电路的总电阻最小,滑动变阻器连入电路的阻值最小,故B错误;
根据欧姆定律可得滑动变阻器连入电路的最小阻值:R′=R总最小﹣R1R110Ω=2.5Ω,
此时电压表示数最小,最小值为:UR最小=I大×R′=0.4A×2.5Ω=1V,故C正确;
滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω~15Ω,故D正确。
答案:ACD。
23.(2025•天津武清区•二模)如图所示,电源电压不变,R1=10Ω,R2=20Ω。当S1闭合、S2断开,a、b都是电流表时,R1、R2是 并联 (选填“串联”或“并联”);当S1、S2都闭合,a、b都是电压表时,a、b两表的示数之比为 2:3 。
解:由图可知,当S1闭合、S2断开,a、b都是电流表时,电路中有两条电流的路径,即R1与R2是并联的;
当S1、S2都闭合,a、b都是电压表时,R1与R2串联,
电压表a测R2两端的电压,电压表b测R1与R2两端的总电压,
根据串联电路的分压关系可得,R1与R2两端的电压之比为
U1:U2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2,
根据串联电路的电压规律可得,两表的示数之比为
Ua:Ub=U2:U=U2:(U1+U2)=2:(1+2)=2:3。
答案:并联;2:3。
24.(2025•天津西青区•二模)如图甲所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P分别位于最右端a处和其上某处b(图中未标出),记录两次电表数据并标于图乙中M、N两点处。则滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω,电源电压是 9 V。
解:由图甲可知,闭合开关S时,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由串联分压的规律可知R2两端的电压最大,即电压表的示数最大;
由图乙可知,电路中的最小电流I最小=0.3A,此时R2两端的电压U2大=6V,
根据I可得滑动变阻器的最大阻值:;
(2)当滑片位于a端时,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和和I可得,电源的电压:
U=I最小R1+U2大=0.3A×R1+6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当滑片位于b点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,由图乙可知,此时电路中的电流Ib=0.6A,此时R2两端的电压U2=3V,则电源的电压U=U2+IbR1=3V+0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②得R1=10Ω,U=9V。
答案:20;9。
25.(2025•天津河东区•二模)在探究电流与电压关系的实验中:
(1)请你用笔画线代替导线将图1的电路连接完整。
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第2次测量时,电表的示数如图2所示,请将该数据填入表格中;
实验序号
1
2
3
…
电压U/V
0.8
2.4
…
电流I/A
0.16
0.48
…
(3)在图3中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线绘出该电阻的I﹣U图象。
解:(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱与电阻R串联在电路中,如下图所示:
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第2次测量时,电表的示数如图2所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.6V;电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.32A;
(3)根据表中数据确定标度,再描点,作出图像,如下图所示;
答案:(1)见解答图;(2)1.6;0.32;(3)见解答图。
26.(2025•天津南开区•一模)物理小组通过查阅资料了解到天然气主要成分是甲烷,密度比空气小,无色无味,爆炸极限(V%)为5%~15%。为防止泄漏,建议家中安装燃气泄漏报警器。
(1)燃气报警器应安装在燃气灶附近的 上 (选填“上”或“下”)方区域;
(2)用如图甲所示的装置测量气敏电阻R阻值与天然气浓度的关系。请以笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑片P向B端移动时,电压表、电流表示数都变大;
(3)电路按实验要求正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数有变化,电压表示数始终为零。出现这种情况的可能原因是 R短路 ;
(4)排除故障后,移动滑片P,当天然气浓度为4%时,电压表、电流表示数如图乙所示,则R的阻值为 30 Ω。
解:(1)天然气主要成分是甲烷,密度比空气小,天然气在上方,燃气报警器应安装在燃气灶附近的上方区域;
(2)滑片P向B端移动时,电压表、电流表示数都变大,可知变阻器连入电路的电阻变小,变阻器的电压变小,R的电压变大,故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻R串联,电压表与R并联,如下所示:
(3)电路按实验要求正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数有变化,电路为通路,电压表示数始终为零。出现这种情况的可能原因是R短路;
(4)排除故障后,移动滑片P,当天然气浓度为4%时,电压表、电流表示数如图乙所示,电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压为9V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则R的阻值为R
答案:(1)上; (2)见解析; (3)R短路; (4)30。
27.(2025•天津河西区•二模)物理兴趣活动课上,李老师让同学们测量一个阻值约为30Ω的未知电阻Rx的阻值。除了未知电阻Rx,老师还提供的器材有:一个电压约为9V的电源、一块电流表(量程0~0.6A,分度值0.02A)、一块电压表(量程0~3V,分度值0.1V)、一个阻值为20Ω的定值电阻R0,两个开关及导线若干。请你合理选择上述器材,帮助同学们设计一个实验方案,比较精确地测出未知电阻Rx的阻值。要求:(电路不能重组)
(1)请在虚线框内画出实验电路图;(需标明电阻符号)
(2)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(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)根据前面分析可知,定值电阻和待测电阻串联,电流表串联在电路中,开关S2与定值电阻R0并联,S1控制整个电路,如下图所示:
(2)主要实验步骤:①按电路图连接电路;
②只闭合S1,记下电流表示数为I1;
③再闭合S2,记下电流表示数为I2;
(3)在步骤②中,两电阻串联,
由串联电路的规律和欧姆定律可得电源电压:U=I1(R0+Rx);
在步骤③中,为待测电阻的简单电路,由欧姆定律可得电源电压:U=I2Rx;
故有I1(R0+Rx)=I2Rx,
则待测电阻的数学表达式:RxR0。
答案:(1)如上图所示;(2)①按电路图连接电路;②只闭合S1,记下电流表示数为I1;③再闭合S2,记下电流表示数为I2;(3)RxR0。
28.(2025•天津和平区•二模)实验室中现有一个电压约为9V的电源(电压保持不变),一个量程为0∼3V的电压表,一个量程为0∼0.6A的电流表,四个阻值已知的定值电阻R1(3Ω)、R2(500Ω)、R3(900Ω)、R4(18kΩ),两个滑动变阻器RA(0∼1kΩ)和RB(0~3kΩ),开关和导线若干。请你帮助小明合理选择器材设计实验(四个定值电阻只能选用其中一个),精确测量(见小资料)约为300Ω的未知电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;(电路不可重新组合)
(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(用已知量和测量量的字母表示)。
小资料
为了减小测量误差,要求电表读数在量程的三分之二以上。
解:(1)因电流表和电压表的量程均很小,而待测电阻较大,
根据欧姆定律可知:若只有待测电阻时,电路中的最大电流I0.03A,而电流表的分度值只有0.02A,故不能选择电流表;只能选择电压表。利用串联电路的分压规律,将各电阻串联后连入电路。电源电压约为9V,为防止电压过大,选用了较大阻值的滑动变阻器RB进行分压,而题中要求电表读数在量程的三分之二以上,选用了R3作为定值电阻。设计的电路图如图所示:
(2)闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器RB的滑片,使电压表的示数为3V;此时电压表测量的是R3与待测电阻Rx的总电压;
闭合开关S、S2,断开开关S1,此时电压表测量的R3两端的电压;保持滑动变阻器的滑片的位置不动,此时电路中的电流不变,R3与待测电阻Rx的两端的电压均不变,观察电压表的示数为U,则待测电阻两端的电压为3V﹣U。根据串联电路的分压规律得:得,可以求出待测电阻Rx的阻值。
(3)待测电阻Rx的数学表达式为•R3。
29.(2025•天津河西区•二模)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电流表的示数为0.3A。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压及电阻R2的阻值;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表的示数。
解:(1)由图可知,当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电路为电阻R1的简单电路,电流表测电路中的电流,已知I=0.3A,R1=20Ω,根据欧姆定律可得,
电源电压:U=IR1=0.3A×20Ω=6V;
当只闭合开关S2时,电阻R1与R2串联,电流表测电路中的电流,已知I′=0.2A,
根据欧姆定律可得,电路的总电阻:R30Ω,
根据串联电路的电阻规律可得,电阻R2的阻值:R2=R﹣R1=30Ω﹣20Ω=10Ω;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电阻R1与R2并联,电流表测干路中的电流,
并联电路各支路两端的电压相等,即:U1=U2=U=6V,
根据欧姆定律和并联电路的电流规律可得干路电流,即电流表的示数:
I″=I1+I20.9A。
答:(1)电源电压为6V;电阻R2的阻值为10Ω;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表的示数为0.9A。
30.(2025•天津河东区•一模)如图所示电路,电阻R1=10Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合,滑片P移到最左端时,电流表示数为1.5A。求:
(1)电源电压与滑动变阻器的最大阻值;
(2)定值电阻R2的阻值。
解:(1)当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑至最右端时,R1与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器R3两端的电压。因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,结合I可得,
电源电压:U=U3+U1=U3+IR1=6V+0.3A×10Ω=9V。
滑动变阻器的最大阻值:
R滑20Ω。
(2)当开关S1、S2均闭合,滑片P滑至最左端时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,
由于并联各支路两端的电压相等,所以通过电阻R1的电流:I10.9A,
根据并联电路电流的规律可得,通过定值电阻R2的电流为:I2=I﹣I1=1.5A﹣0.9A=0.6A,
根据欧姆定律可得,定值电阻R2的阻值:R215Ω。
答:(1)电源电压为9V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω;
(2)定值电阻R2的阻值为15Ω。
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