第14讲 电压 电阻(举一反三·讲义)(全国通用)2026年中考物理一轮复习
2026-03-02
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精品
内容正文:
第14讲 电压 电阻
本讲要点
01 考点精讲(4大核心考点)
考点01 电压(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点02 串、并联电路中电压的规律(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点03 电阻(必备知识+1例+2变式)
考点04 变阻器(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
02 拓展学习(跨学科实践:制作简易调光台灯)
03 巩固提升(精选15道题)
考点01 电压
1、形成持续电流的条件
(1)条件:一是电路中有电源(或电路两端有电压);二是电路为通路(或电路是闭合的)。
(2)电路中有电流时一定有电压;有电压时却不一定有电流,关键是看电路是不是通路。
2、电压的单位
(1)国际单位:伏特;简称:伏;符号:V。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
(3)换算关系:1kV=103V;1V=103mV;1mV=103μV。
3、电压表是测量电压的仪表,表盘中央标有字母V,电路元件符号:。
4、电压表:是电压的测量工具,实验室常用的电压表有三个接线柱,两个量程。
(1)当用“-”“3”两个接线柱时,量程为0~3V,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V。
(2)当用“-”“15”两个接线柱时,量程为0~15V,每一大格表示5V,每一小格表示0.5V。
5、电压表的连接规则
(1)与被测电路并联。
(2)电流从正接线柱流入,负接线柱流出。
(3)被测电压不能超过电压表使用的量程.为读数精确,能使用小量程时不使用大量程。
(4)电压表直接接在电源两极时,所测电压为电源电压。
6、电压表的使用规则
(1)使用电压表前首先要校零,明确电压表的量程和分度值,被测电压不要超过电压表的量程。
(2)电压表应与被测电路并联。
(3)通过电压表的电流方向为红接线柱(+)入,黑接线柱(-)出。
(4)电压表可以直接接到电源两极上,所测电压为电源电压。
(5)试触:如果不知道被测电压的大约值,采取试触的方法。
【例1】(2025·江苏镇江·中考真题)小明用如图所示的电路探究串联电路的电压特点,电源电压恒为3V。闭合开关后,发现电压表的示数为3V,电压表的示数为0V,则电路的故障可能是( )
A.电阻短路 B.电阻断路 C.导线①断路 D.导线②断路
【答案】B
【详解】闭合开关后,发现电压表的示数为3V,说明有电流经过电压表,所以电路故障不是导线①、②断路;电压表的示数为3V,说明电压表测量电源电压;电压表的示数为0V,说明电路出现断路故障,说明故障在与电压表并联的位置,则电路的故障可能是电阻断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式1-1】(2025·山东泰安·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A.可能是电阻R断路 B.可能是灯泡L短路
C.一定是电阻R短路 D.一定是灯泡L断路
【答案】A
【详解】A.若电阻R断路,整个电路处于断路状态,电流表指针不会发生偏转。此时电压表直接连接在电源两端,能够测量电源电压,因此电压表指针会发生偏转,符合只有一个电表指针偏转的条件,故A正确;
B.若灯泡L短路,电路中只剩下电阻R工作,电流表会显示电路电流,指针发生偏转。同时电压表测量的是电源电压,指针也会偏转,导致两个电表都偏转,不符合题目要求,故B错误;
C.若电阻R短路,电流表会显示电路电流,指针发生偏转。但此时电压表被短路,无法显示读数,指针不偏转。虽然这种情况符合只有一个电表偏转,但故障不一定只是电阻R短路,还有其他可能性,比如电阻R断路也会造成类似现象,因此说一定是电阻R短路并不准确,故C错误;
D.若灯泡L断路,整个电路处于断路状态,电流表没有电流通过,指针不偏转。同时电压表也无法形成闭合回路,指针同样不会偏转,这样两个电表都不偏转,不符合题目条件,故D错误。
故选A。
【变式1-2】(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S,L1、L2两灯正常发光,电流表和电压表均有示数。过了一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表的示数均不变,则造成此现象的原因可能是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
【答案】B
【详解】由图可知两灯并联,电流表测量灯L1所在支路的电流,电压表测量电源电压,电路中一只灯泡突然熄灭,两个电表的示数均不变,说明电路发生断路,而电流表示数不变,说明灯L1完好,所以是灯L2出现断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式1-3】(2025·湖南长沙·中考真题)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个自制电池。它可以将化学能转化为 能。如图所示,用电压表测量它两端的电压为 V。
【答案】 电 0.5
【详解】[1]将铜片和锌片放在盐水中,电池内部发生化学反应,可以实现将化学能转化为电能。
[2]由图可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.5V。
【易错易混辨析】
1、电压是形成电流的原因,某段电路中有电流,则该电路两端就一定有电压。但电路两端有电压,电路中却不一定有电流,还取决于电路是不是通路。
2、电压表与用电器串联时,尽管连接方法是错误的,但电压表有示数,示数约等于电源电压。
3、当电压表示数为电源电压时有两种推测:(1)是电压表所测范围电路断路;(2)是电压表所测范围之外的所有用电器都短路。
4、当电压表示数为零时有两种推测:(1)是电压表所测范围电路短路;(2)电压表所测范围之外有断路的地方。
考点02 串、并联电路中电压的规律
1、串、并联电路的电压规律
(1)串联电路中总电压等于各部分电路电压之和;数学表达式:U=U1+U2。
(2)并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压。数学表达式:U=U1=U2。
(3)对比记忆串联电路的电压规律和电流规律
串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和。
串联电路电流规律:处处相等。
并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压。
并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和。
2、探究串联电路中的电压特点实验
(1)实验目的:探究串联电路中电压有什么规律。
(2)实验猜想:a、串联电路中各部分电路两端的电压相等;b、串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
(3)实验步骤
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
步骤③换上另外不同规格灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
(4)实验分析:从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时,U1=U2;当两灯泡的规格不相同时,U1≠U2,但都满足U1+U2=U。
(5)实验结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。
3、探究并联电路中的电压特点实验
(1)实验目的:探究并联电路中电压有什么规律。
(2)实验猜想:a、并联电路各条支路两端的电压都相等;b、并联电路的总电压等于各条电路两端的电压之和。
(3)实验步骤步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,C、D两点,E、F两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
步骤③换上另外不同的灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
(4)实验分析:并联电路中各支路两端电压相等,等于总电压(电源电压)与灯泡的规格没有关系。
(5)实验结论:并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等即:U= U1=U2。
【例2】(2025·江苏徐州·中考真题)小明用两个小灯泡探究串联电路电压的特点。
(1)实验电路如图a所示,请用笔画线表示导线,将电路连接完整;
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表有示数,两个小灯泡都不亮。故障原因可能是( )
A.短路 B.短路 C.开关断路 D.或断路
(3)故障排除后进行实验,电压表的示数如图b所示,电压为 V;
(4)用电压表测出小灯泡两端电压为2.5V,两端电压也为2.5V。小明由此得出结论:串联电路中,各用电器两端电压相等。请你指出小明实验中存在的问题: 。
【答案】(1)
(2)D
(3)5
(4)实验使用两个相同的灯泡且实验次数太少,结论具有偶然性,不具有普遍性
【详解】(1)将L1的右侧接线柱与L2的左侧接线柱连接起来,使L1、L2串联,电压表与两个灯泡并联,测量两个灯泡的电压,如图所示:
(2)AB.连接好电路,开关闭合,若两个灯泡中有一个短路,另一个灯泡会亮,现在两个灯泡都不亮,说明不是某个灯泡短路,故AB不符合题意;
C.若开关断路,电压表与电源断开,电压表将无示数,故C不符合题意;
D.若或断路,串联电路断路,两个灯泡都不亮,此时电压表测量电源电压,有示数,故D符合题意。
故选D。
(3)如图b,电压表使用的大量程,分度值为0.5V,示数为5V。
(4)用电压表测出小灯泡两端电压为2.5V,两端电压也为2.5V,是因为使用了两个相同规格的灯泡;同时只测量一组实验数据,实验次数太少,结论具有偶然性,不具有普遍性。
【变式2-1】(2025·陕西·中考真题)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S、S1、S2,小灯泡L1和L2均发光,且L1比L2亮,两电流表均有示数。下列分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联
B.电流表A1只测量通过小灯泡L1的电流
C.只断开开关S1,小灯泡L2的亮度不发生改变
D.小灯泡L1比L2亮,是因为L1两端的电压大于L2两端的电压
【答案】C
【详解】AB.由实物图可知,电流由电源正极流出,过开关S和电流表A1后,一路经开关S1、灯泡L1,一路经电流表A2、开关S2、灯泡L2,汇合后流回电源负极,因此小灯泡L1和L2并联;电流表A1测量通过干路的电流,电流表A2只测量通过小灯泡L2的电流,故AB错误;
C.只断开开关S1,因并联电路各支路互不影响,因此小灯泡L2的亮度不发生改变,故C正确;
D.因小灯泡L1和L2并联,根据并联电路电压的特点可知,L1两端的电压等于L2两端的电压,故D错误。
故选C。
【变式2-2】(2025·山东青岛·中考真题)小明利用如图所示的电路探究“串联电路的电压规律”,下列说法正确的是( )
A.连接电路时,开关要闭合,是为了防止短路
B.测量L2的电压时,电压表接b点的导线不动,将接a点的导线接在c点
C.实验中更换不同规格的小灯泡,重复实验,是为了减小实验误差
D.结论:串联电路中,电源两端的电压等于各用电器两端电压之和
【答案】D
【详解】A.连接电路时,开关应断开,目的是防止电路连接过程中出现短路等故障,损坏电路元件,而不是闭合。故A错误;
B.测量的电压时,若电压表接b点的导线不动,将接a点的导线接在c点,会导致电压表的正、负接线柱接反,无法正确测量电压。故B错误;
C.实验中更换不同规格的小灯泡,重复实验,是为了避免实验的偶然性,得出具有普遍性的结论,而不是减小实验误差,故C错误;
D.通过实验探究可以得出:串联电路中,电源两端的电压等于各用电器两端电压之和,这是串联电路的电压规律,故D正确。
故选D。
【变式2-3】(2025·四川资阳·中考真题)为了“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,某实验小组准备了如下实验器材:
A.蓄电池组一个(电压为6V)
B.小灯泡两类规格(额定电压分别为3.8V,3V)各若干个
C.电压表三个(量程0-3V,0-15V)
D.开关一个,导线若干
(1)通过讨论,实验小组设计了如图甲所示的电路图,均选用额定电压为3V的小灯泡,由于实验前未明确两端的电压大小,故电压表的量程应选 (选填“0-3V”或“0-15V”),待完成电压值的初步测量后,最终选定的量程;
(2)之后接入电压表V,完成实物连线如图乙所示,经检查有一根导线连接错误,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现不亮,几乎不偏转,过亮,超量程,造成这一现象的原因可能是发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)故障排除后,测量结果如下表所示,的读数如图丙所示,请将相应的读数填入下表
电压表
V
电压U/V
2.6
5.5
(5)结合上述测量结果,实验小组提出如下猜想:在实验误差允许的范围内,电源两端电压等于串联电路中用电器两端的电压之和,且用电器两端电压均分电源两端电压。你认为该猜想 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
【答案】(1)0-15V (2) (3)短路 (4)2.7 (5)不可靠 见解析
【详解】(1)实验前未明确两端的电压大小,故确定电压表的量程,应采用大量程试触法决定量程,故选用0-15V。
(2)如图乙所示,电压表并联在小灯泡两端,电压表V测量两个灯泡两端的总电压,故电压表V需要并联在两个小灯泡的两端,故如图所示:
(3)两个灯泡串联,闭合开关S,发现L1不亮,V1几乎不偏转,L2过亮,V2超量程,若灯泡L1断路,则两个灯泡都不亮,与题意不符,若灯泡L1短路,L2过亮,V2超量程,L1不亮,V1几乎不偏转,与题意相符。
(4)的读数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.1V,读数为2.7V。
(5)[1][2]结合上述测量结果,结论是不可靠的,仅仅做了一次实验,实验次数太少。而且实验中使用了规格相同的灯泡进行实验,结论具有偶然性,不具有普遍性。
【易错易混辨析】
从评估方面常考查的两件事:
①只测一组数据得出结论具有偶然性,要想得到普遍规律应多次实验,多次实验时可以更换灯泡规格也可以改变电池节数。
②选用相同规格的灯泡具有特殊性,要想得到一般规律应选用不同规格的灯泡再进行多次实验。
考点03 电阻
1、根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类。
(1)容易导电的物体叫导体,如:人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等。
(2)不容易导电的物体叫绝缘体,如:玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等。
(3)导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,如:硅、锗等。常见半导体有:锗、硅、砷化镓等,即硅属于半导体材料。
2、半导体是微电子产业的基础。控制是它的核心。在半导体中掺入少量的其他元素,它的导电性能会得到很大改善,从而可以把它们制成:
(1)光敏电阻:有无光照电阻值差异很大。
(2)热敏电阻:温度略有变化,电阻值变化很明显。
(3)压敏电阻:电压变化,电阻值明显变化。
3、二极管:具有单向导电性。三极管:具有将电信号放大的作用。半导体元件的应用十分广泛,已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。
4、超导体:在足够低的温度和足够弱的磁场下,其电阻率为零。一般材料在温度接近绝对零度的时候,物体分子热运动几乎消失,材料的电阻趋近于0,此时称为超导体,达到超导的温度称为临界温度。
5、超导材料的特性
(1)零电阻性:超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。
(2)完全抗磁性:超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。
(3)约瑟夫森效应:两超导材料之间有一薄绝缘层(厚度约1nm)而形成低电阻连接时,会有电子对穿过绝缘层形成电流,而绝缘层两侧没有电压,即绝缘层也成了超导体。
(4)同位素效应:超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。
6、超导现象:人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流,从而产生超强磁场。超导现象出现的基本标志是零电阻效应和迈斯纳效应。
7、电阻的概念
(1)电阻符号:R。
(2)电阻在电路图中的元件符号:。
(3)电阻定义:电阻是导体对电流的阻碍作用的大小。
(4)电阻单位:欧姆.简称:欧.符号:Ω.其他单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
(5)电阻换算:1MΩ=103kΩ;1kΩ=103Ω。
(6)电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关,与材料、长度、横截面积、温度等四个因素有关。
(7)电阻器的定义:在电子技术中,经常用到具有一定电阻值的元件,叫电阻器,又叫定值电阻。
8、探究“影响导体电阻大小因素”实验
(1)实验目的:探究影响导体电阻大小与什么因素有关。
(2)实验猜想:影响导体电阻大小的因素可能是,导体的材料、长度、横截面积等。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。(控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法)
(4)实验步骤
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②探究电阻大小跟导体长度的关系,选择长度不同,横截面积和材料都相同的两根电阻丝。
步骤③探究电阻的大小跟导体横截面积的关系,选择横截面积不同,长度和材料都相同的两根电阻丝。
步骤④探究电阻的大小跟导体材料的关系,选择材料不同,长度和横截面积都相同的两根电阻丝。
步骤⑤整理实验器材。
(5)实验结论及应用:影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积、温度。
①导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
②导体的长度、材料一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
③导体的电阻与材料有关。
特别提醒
(1)本实验应用的两种科学研究方法是控制变量法和转换法。
(2)作出猜想时,要注意猜想全面,考虑到影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。
【例3】(2025·湖北武汉·中考真题)某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
【答案】B
【详解】A.灯泡越亮,说明电路中的电流越大,则表明接入电路中的金属丝的电阻越小,故A错误;
B.选择金属丝①和③,导线的长度和横截面积均相同,而材料不同,可以探究导体的电阻大小是否跟导体的材料有关,故B正确;
C.探究电阻的大小是否跟导体的长度有关,保持导体的材料和横截面积相同,长度不同。选择金属丝②和④,导线的长度和横截面积都不同,不能探究电阻的大小与导体的长度的关系,故C错误;
D.探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,保持导体的材料和长度相同,横截面积不同。选择金属丝①和④,导体的材料和横截面积不同,长度相同,不能探究电阻的大小跟导体的横截面积的关系,故D错误。
故选B。
【变式3-1】(2025·海南·中考真题)将下列物品分别接入如图电路中的、两点,能使小灯泡发光的是( )
A.塑料尺 B.金属勺
C.橡皮擦 D.玻璃杯
【答案】B
【详解】ACD.塑料尺、橡皮擦、玻璃杯均为绝缘体,不能导电,接入电路中不能使电路接通,所以不能使小灯泡发光。故ACD不符合题意;
B.金属勺是导体,可以导电,所以将金属勺接入电路中,电路可形成通路,可以使小灯泡发光。故B符合题意。
故选B。
【变式3-2】(2025·山东济宁·中考真题)如图所示,将玻璃管接入电路,探究盐水的导电性能与哪些因素有关,收集的实验数据如下表所示。下列说法错误的是( )
实验次序
盐水浓度
盐水液柱长度/
盐水温度/
灯泡亮度
逐渐变亮
逐渐变暗
A.实验中,通过小灯泡的亮度显示盐水的导电性能
B.通过3、4、5三次实验,可探究盐水的导电性能与盐水温度的关系
C.分析表中数据可知∶第6次实验时,盐水的导电性能最强
D.为更精确显示盐水导电性能,可在原电路中串联一个电流表
【答案】C
【详解】A.实验中,通过小灯泡的亮度显示盐水的导电性能,灯泡越亮,盐水的导电性越强,故A正确,不符合题意;
B.通过3、4、5三次实验,盐水浓度、盐水液柱长度相同,只改变盐水温度,可探究盐水的导电性能与盐水温度的关系,故B正确,不符合题意;
C.通过6、7、8三次实验可知,灯泡亮度逐渐变暗,盐水浓度、盐水温度相同时,盐水液柱长度越短,导电性能越强;由表可知,第5次实验与第6次实验,盐水浓度、盐水温度相同,则第5次实验时,盐水液柱长度更短,盐水的导电性能更强,故C错误,符合题意;
D.为更精确显示盐水导电性能,可在原电路中串联一个电流表,电流表的示数比灯泡的亮暗更精确,电流表的示数越大,说明盐水导电性能越强,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式3-3】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)如图甲所示,是一个导电性检测器。在M、N间接入 (选填序号:①铜丝②陶瓷③塑料尺)可以使电路接通,电流表有示数。若猜想导体电阻大小与导体长度有关,可以选取乙图中 (填字母)两根金属丝分别连入M、N间进行实验探究。
【答案】 ① b、c
【详解】[1]铜丝容易导电,为导体,陶瓷、塑料尺为绝缘体,是一个导电性检测器。因此在M、N间接入铜丝可以使电路接通,电流表有示数,故选①。
[2]为研究导体电阻与导体长度关系,要控制导体的材料和横截面积一定,改变导体的长度,所以要选择编号b、c两根金属丝分别连入M、N间进行实验探究。
考点04 变阻器
1、认识变阻器
(1)定义:阻值可以变化的电阻器叫变阻器。
(2)分类:滑动变阻器、电阻箱(旋钮式和插块式)。
2、滑动变阻器
(1)原理:通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻(注意“连入电路中的”)。
(2)构造:瓷筒、电阻线、支架、接线柱、金属杆、滑片。
(3)元件符号:。
(4)结构示意图:。
(5)接线规则:一上一下。
(6)铭牌的理解:例20Ω1A,表示此滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是1A。
(7)优缺点:能连续改变接入电路的电阻大小,不能读出具体电阻值。
3、电阻箱
(1)分类:旋盘式电阻箱、插塞式电阻箱。
(2)优缺点:能够读出具体电阻值,不能连续改变电阻。
(3)电阻箱的元件符号:。
4、电阻箱的读数:
(1)旋钮式:用三角标志所对的数字乘以下面的倍数,然后把他们相加。
(2)插块式:把拔掉的塞子对应的电阻线阻值相加。
5、滑动变阻器的工作原理
(1)滑动变阻器原理:通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻(注意“连入电路中的”)。
(2)滑动变阻器的作用:可以改变电路中的电流,可以改变与之串联用电器两端的电压,还可以保护电路。
(3)当滑片远离下端使用的接线柱时,电阻变大;靠近下端使用的接线柱时,电阻变小。
6、滑动变阻器的使用
(1)滑动变阻器的接线规则:一上一下;“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路中;“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。
(2)滑动变阻器串联在电路中。
(3)滑动变阻器阻值变小,会引起电路中电流变大,与之串联的用电器两端电压变大。
(4)电路中的电流不许超过铭牌上标记的电流值。
(5)滑动变阻器要与被控制电路串联。
(6)闭合开关前应把滑片移至阻值最大处,即远离下端使用的接线柱。
【例4】(2025·四川成都·中考真题)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题目信息,接入的滑动变阻器与小灯泡构成串联,要求滑片向左滑动灯泡变暗,即总电流变小,总电阻变大,根据串联电阻规律,滑动变阻器阻值要增大,说明向左滑动远离下接线柱,下接线柱接右边,且要“一上一下”连接,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式4-1】(2025·西藏·中考真题)为了保护视力,需设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.当开关闭合后,灯与定值电阻串联,电路不变化,电流也不变化,所以灯的亮度也不会变化,故A不符合题意;
B.滑动变阻器能改变与之串联的用电器两端的电压和电路中的电流,当开关闭合后,灯与滑动变阻器串联,灯的亮度能逐渐变化,所以能连续调节亮度,故B符合题意;
C.当开关闭合后,灯与定值电阻并联,电路不变化,灯的电流也不变化,所以灯的亮度也不会变化,故C不符合题意;
D.当开关闭合后,台灯与滑动变阻器并联,并联电路互相不影响,所以滑片滑动时,灯的亮度不变 ,故D不符合题意。
故选B。
【变式4-2】(2025·四川达州·中考真题)一节新干电池电压约为 V,如图所示电阻箱阻值读数为 Ω。
【答案】 1.5 2096
【详解】[1]不同电源的电压不同,一节新干电池电压约为1.5V。
[2]由图可知,此变阻箱接入电路的电阻为2×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+6×1Ω=2096Ω。
【易错易混辨析】
使用滑动变阻器时,电路的一端接在金属杆接线柱上,另一端接在电阻线圈的任意接线柱上,俗称“一上一下”的接法。如果接线柱选择不当,如选择“全上”或“全下”,则滑动变阻器将失去调节作用,分别相当于接入一段导线或定值电阻。
【跨学科实践:制作简易调光台灯】
1、项目跨学科分析
(1)光源的选择:实验室用的小灯泡或市面上的发光二极管。
(2)改变光源的亮度:通过调节变阻器接入电路的阻值,来实现改变灯泡的亮度。
(3)加强台灯的实用性:利用电位器与灯泡 串联,改变接入电路的阻值,可连续控制灯泡的 亮度;选择内表面较光滑的灯罩,增强反光效 果;选择大小合适的底座,增强台灯的稳定性。
2、项目实施关键
(1)设计台灯:①电源电压、小灯泡和变阻 器的规格要匹配,在不损坏器材的前提下,灯泡的亮度变化要明显;②金属(或塑料)管的粗 细长短、灯座的大小及灯罩的反光效果要合适,既实用又美观。
(2)制作台灯:①各个器件要安排紧凑,将电池盒、开关、电位器等固定在底座上;②连接电路时开关要断开,将变阻器调到最大阻值处,检查电路无误后,再闭合开关;③逐渐减小变阻器接入电路的阻值,观察小灯泡的亮度变化。
3、特别提醒
(1)为了调节台灯亮度,变阻器与灯泡应该串联。
(2)变阻器通过改变接入电 路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度。
(3)如果找不到某些器材和工具,想一想能否用其他器材代替。
1.(2025·福建泉州·一模)如图所示的滑动变阻器,使用时移动滑片P,改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的( )
A.长度 B.温度 C.材料 D.横截面积
【答案】A
【详解】由滑动变阻器的结构可知,移动滑动变阻器的滑片时,不能改变接入电阻丝的横截面积和材料,只能改变接入电路电阻丝的长度,以此来改变接入电路的电阻和电流,故A符合题意,BDC不符合题意。
故选A。
2.(2025·河南南阳·二模)自然光照不足与青少年近视率激增息息相关,健康的光环境已成为当下青少年群体迫切的需求。高品质的LED光源引领家用照明迈入了一个全新的自然光照明纪元。LED灯的材料主要是( )
A.超导材料 B.半导体材料 C.磁性材料 D.纳米材料
【答案】B
【详解】LED灯(发光二极管)的工作原理是利用半导体材料的单向导电性,通电后直接将电能转化为光能;超导材料、磁性材料、纳米材料都不是LED灯的主要材料,故B符合题意,ACD不符合题意,
故选B。
3.(2025·陕西西安·模拟预测)2025年3月,中国科学院物理研究所张广宇团队利用范德华挤压技术,成功将铋、锡、铅等金属熔化后挤压成原子级厚度的二维金属材料如图所示。这些金属薄膜的厚度约0.3~0.9nm,相当于单原子层,它却能像保鲜膜般透明柔韧,能承受超过10万次弯折仍保持性能稳定,还具有高导电性、高强度、柔韧性等特性。下列关于其应用不正确的是( )
A.可折叠手机屏幕 B.汽车挡风玻璃秒变AR导航屏 C.飞机机翼 D.电线绝缘层
【答案】D
【详解】A.该二维金属材料能像保鲜膜般透明柔韧,能承受超过10万次弯折仍保持性能稳定,所以可用于可折叠手机屏幕,故A正确,不符合题意;
B.该二维金属材料具有透明等特性,适合用于汽车挡风玻璃秒变AR导航屏,故B正确,不符合题意;
C.该二维金属材料具有高强度、柔韧性等特性,可满足飞机机翼对材料强度和柔韧性等方面的要求,故C正确,不符合题意;
D.该二维金属材料具有高导电性,而电线绝缘层需要的是绝缘材料,不能导电,所以不能用于电线绝缘层,故D错误,符合题意。
故选D。
4.(2025·安徽黄山·三模)下列说法中正确的是( )
A.物体运动的速度越大,它的惯性就越大
B.质量相同的不同物体,体积越大,密度越小
C.比热容越大的物体,吸收的热量越多
D.导体的电阻与其两端电压成正比,与其通过的电流成反比
【答案】B
【详解】A.惯性是物体的固有属性,仅由质量决定,与速度无关,故A错误;
B.密度是物质的属性,但对于不同的物体来说,根据密度公式可知,质量相同时,体积越大,密度越小,故B正确;
C.物体吸收热量的多少,不仅跟物体的比热容有关,还跟物体的质量、温度变化量有关,故C错误;
D.导体的电阻是其本身的属性,电阻大小由材料、长度、横截面积、温度决定,与电流、电压的大小无关,故D错误。
故选B。
5.(2025·广东·模拟预测)小明利用两个规格不同的小灯泡,设计了如图所示的电路,同时探究串联电路中的电流和电压规律,在某组实验中,测出了a、b、c三点的电流,以及ab、bc、ac间的电压,则下列选项中,符合实际的是( )
A.Uac=Uab=Ubc B.Uac=Uab+Ubc
C.Ia>Ib>Ic D.Ia=Ib+Ic
【答案】B
【详解】AB.串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,即,故A不符合题意,B符合题意;
CD.因为电路中两灯泡串联,而a、b、c三点是串联电路中的三处,由于串联电路中电流处处相等,因此,故CD不符合题意。
故选B。
6.(2025·陕西西安·模拟预测)如图甲,是一款家用空气净化器。如图乙,其工作过程是:脏空气进入净化器时,正电钨丝放电使灰尘带上正电,气流到达负电格栅板时,带电灰尘被吸附;此后经过活性炭层时,有毒气体被吸附,使排出空气的污染物浓度大幅降低。如此多次循环后变成流出的洁净空气。下列说法正确的是( )
A.制造二氧化碳传感器的材料属于超导体
B.负电格栅板吸附灰尘的原理是同种电荷相互吸引
C.过滤网孔很小能过滤昆虫,但不能过滤空气中的灰尘,灰尘颗粒属于分子的范畴
D.取出使用一段时间后的活性炭,闻到刺激性的气味,说明分子处在永不停息的无规则运动中
【答案】D
【详解】A.半导体具有特殊的电学性能可用于电子元件制造,制造二氧化碳传感器的材料属于半导体,故A错误;
B.同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,负电格栅板吸附带正电荷的灰尘,原理是异种电荷相互吸引,故B错误;
C.分子的大小尺度为数量级,灰尘颗粒的大小约为,所以不属于分子的范畴,故C错误;
D.取出活性炭,闻到刺激性的气味,这是活性炭吸附的气味分子扩散到了空气中,扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动,故D正确。
故选D。
7.(2025·北京·模拟预测)在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
B.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
D.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,和串联,测电源电压,测两端电压,电流表A测干路电流。
A.根据串联电路电压规律可知,电阻越大分压越大,当滑片P向右移动时,电阻增大,则示数变大,由于电源电压不变,则两表示数之和变大。故A错误;
B.当滑片P向右移动时,电路总电阻增大,电源电压不变,电流变小,则电流表A示数变小,变大,则与电流表A的示数之比变大。故B错误;
C.电源电压不变,则电压表示数不变,电流表示数随着滑片P向右移动而变小,故C错误;
D.根据串联电路电压规律可知,电阻越大分压越大,当滑片P向右移动时,电阻增大,则示数变大,电流表A的示数变小。故D正确;
故选D。
8.(2025·安徽淮南·模拟预测)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片从中点向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变大
B.电流表的示数不变
C.电流表的示数变小
D.电压表V的示数与电流表的示数的比值变小
【答案】C
【详解】由电路图可知,R1和R2并联,电压表V测电源电压,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过R2的电流。
A.因为电源电压保持不变,所以电压表V的示数不变,故A错误;
BC.滑片从中点向右移动的过程中,变阻器R2连入阻值变大,由欧姆定律可知,通过R2的电流变小,电流表A2的示数变小,R1支路电压和电阻不变,电流不变,根据并联电路的电流规律可知,干路电流变小,即A1的示数也变小,故B错误,C正确;
D.因为电压表V示数不变,电流表A1示数变小,所以电压表示数与电流表A1示数的比值变大,故D错误。
故选C。
9.(2025·安徽·二模)如图所示是某公司最新推出的一款仿生四足机器狗。该机器狗的机身上拥有多个电动机,该机器狗身上还搭载了多个对光线、温度、声音等高度敏感的传感器,传感器是用 (选填“半导体”或“绝缘体”)材料制成的。
【答案】半导体
【解析】【小题1】传感器的电阻会受到温度、光线和声音的变化而变化,所以它是由半导体做成的。
10.(2025·甘肃白银·一模)电动自行车具有轻便、节能、环保等特点,使用时旋转右手把,车子就能前进,并且旋转的角度越大,车速就越大。右手把相当于一个 (填电路元件名称);冬天骑电动自行车会感到很冷,骑车的人常在停车后搓手取暖,这是通过 的方式改变手的内能。
【答案】 滑动变阻器 做功
【详解】[1]电动自行车靠电动机转动带动自行车前进,改变通过电动机的电流就能改变电动机的转速,从而改变成自行车的速度。在电路中接入滑动变阻器,移动滑片就可以改变通过电动机的电流,右手把就相当于一个滑动变阻器。
[2]改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。搓手取暖,克服摩擦力做功消耗机械能,产生内能,是通过做功的方式改变手的内能的。
11.(2026·上海奉贤·一模)某调光台灯用到的电位器的结构图如图所示。
(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中的电阻,从而改变灯泡亮度;
(2)若只将b、c接线柱接入电路,顺时针转动旋钮时,调光台灯的灯泡会______。
A.变亮 B.变暗
【答案】(1)长度
(2)A
【详解】(1)电位器的本质是滑动变阻器,它通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流,实现灯泡亮度的调节。
(2)当只接b、c接线柱时,接入电路的是b到c之间的电阻丝。顺时针转动旋钮时,b、c之间的电阻丝长度变短,接入电路的电阻变小。根据欧姆定律,电路中的电流会变大,因此调光台灯的灯泡会变亮。故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
12.(2025·陕西西安·模拟预测)如图所示,取两个柠檬各切成两半,把铜片、铁片插入其中就制成了水果电池。将发光二极管通过导线接在铜片和铁片上,二极管就开始发光,发光二极管主要是由 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的,柠檬在电路中相当于 (填写电路元件名称);如果少串联一个水果电池,电路中电压会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 半导体 电源 变小
【详解】[1]制成发光二极管的材料主要是半导体。
[2]柠檬在电路中可以为发光二极管提供电能,所以在电路中相当于电源。
[3]如果少串联一个水果电池,水果电池的电压会变小,进而导致电路中电压变小。
13.(2025·广东东莞·二模)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路图,将乙图中的实物图连接完整(其中)。
【答案】
【详解】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,电源是由两节干电池串联组成,则电源电压为,当变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,则最大电流
所以,电流表的量程为,由电路图可知,滑片左移时接入电路中的电阻变小,所以实物图中变阻器的左下方接线柱接入电路中,如下图所示:
14.(2026·上海崇明·一模)如图所示,电源电压为且保持不变,小灯和滑动变阻器的最大阻值均为,是变阻器上的三个接线柱。现将端分别与变阻器的两个接线柱相连。
(1)闭合开关,向左滑动滑片时,若小灯变暗,则:
① 滑动变阻器接入的接线柱为 ;(选填:A. B.)
② 此过程中电压表的示数是 (选填:A.减小 B.不变 C.增大)。
(2)闭合开关,将变阻器滑片移至中点时,若观察到小灯熄灭,电流表有示数,已知电路中只有一处故障,且只发生在小灯或变阻器上,则:
①该电路的故障类型为 (选填:A.开路 B.短路);
② 请写出此时的电压表、电流表示数及其对应的故障 。
【答案】(1) B A
(2) B 见解析
【详解】(1)[1]闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端的电压。向左滑动滑片时,若小灯变暗,则电路电流变小,根据欧姆定律可知,总电阻变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变大,可将滑动变阻器的接线柱接入电路,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
[2]滑动变阻器接入的电阻变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变大,根据串联电路的电压特点可知,小灯泡两端的电压变小,即电压表的示数减小,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)[1]由图可知,该电路为串联电路,闭合开关,将变阻器滑片移至中点时,观察到小灯熄灭,而电流表有示数,说明电路接通,则不可能是开路,所以该电路的故障类型为短路,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
[2]由上述分析可知,故障为短路,现已知电路中只有一处故障,且只发生在小灯或变阻器上,现小灯泡熄灭,说明电路故障为小灯泡短路,此时电压表相当于测量一段导线两端的电压,故电压表的示数为0V,根据欧姆定律可知,电流表示数
即此时的电压表、电流表示数分别为0V、,对应的故障为小灯泡短路。
15.(2025·陕西西安·模拟预测)小明设计了如图—1所示的电路来探究“并联电路中电压和电流的特点”,电源电压恒定。
(1)小明连接电路探究并联电路的电压关系时,刚接入最后一根导线时,电压表指针就发生了偏转。请指出小明在连接电路时存在的不妥之处: ;
(2)探究电压的特点时,应用电压表分别测出电源电压、AB和 (选填“AC”“CD”或“BD”)两点间的电压;
(3)测量电源两端电压时,电压表的示数如图—2所示,为 V。进行后面两次电压的测量时,电压表的示数与图—2相同,初步得出结论:并联电路中,电源电压与各支路电压的关系是 (写出关系式);
(4)小明用同样的实验器材再加一个电流表连接了如图—3所示的电路,继续探究并联电路的电流关系。在测量了E处的电流之后,小明想只移动一根导线,使电流表测量图-1中C处的电流。请在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路 ;
(5)正确进行实验,得到的实验数据如表所示,分析数据初步得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
电流/A
电流/A
电流/A
0.42
0.30
0.12
(6)小明邀请小华对他的实验进行评估,小华建议他更换阻值不同的电阻再进行几次实验,目的是 。在不更改其他电路元件的情况下,小明可将R2更换为 (选填“①”“②”或“③”)的电阻进行实验。
①5Ω ②8Ω ③12Ω
【答案】 连接电路时开关闭合了 3 得到普遍规律 ③
【详解】(1)[1]刚接入最后一根导线,电压表指针偏转,说明电路已接通,所以不妥之处是连接电路时开关闭合了。
(2)[2]并联电路中, AB 是R1的两端电压, CD 是 R2 的两端电压,因此应测CD两点间的电压。
(3)[3]电压表选 “ − ”“ 3 ” 接线柱,分度值 0.1V ,示数为3V。
[4] 进行后面两次电压的测量时,电压表的示数与图—2相同,说明并联电路中,电源电压与各支路电压相等,关系式为: 。
(4)[5]图-3中,电流表原测干路电流(E 处),要测 R2支路(C 处)的电流,需将电流表与R2 串联,如图所示:
(6) [6]更换不同阻值的电阻,目的是避免实验偶然性,得出普遍规律。
[7]电源电压3V ,A点的电流为0.3A,则通过R2的电流最大为
R2的最小阻值为
故更换为③。
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第14讲 电压 电阻
本讲要点
01 考点精讲(4大核心考点)
考点01 电压(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点02 串、并联电路中电压的规律(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
考点03 电阻(必备知识+1例+2变式)
考点04 变阻器(必备知识+1例+2变式+易错易混辨析)
02 拓展学习(跨学科实践:制作简易调光台灯)
03 巩固提升(精选15道题)
考点01 电压
1、形成持续电流的条件
(1)条件:一是电路中有电源(或电路两端有电压);二是电路为通路(或电路是闭合的)。
(2)电路中有电流时一定有电压;有电压时却不一定有电流,关键是看电路是不是通路。
2、电压的单位
(1)国际单位:伏特;简称:伏;符号:V。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
(3)换算关系:1kV=103V;1V=103mV;1mV=103μV。
3、电压表是测量电压的仪表,表盘中央标有字母V,电路元件符号:。
4、电压表:是电压的测量工具,实验室常用的电压表有三个接线柱,两个量程。
(1)当用“-”“3”两个接线柱时,量程为0~3V,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V。
(2)当用“-”“15”两个接线柱时,量程为0~15V,每一大格表示5V,每一小格表示0.5V。
5、电压表的连接规则
(1)与被测电路并联。
(2)电流从正接线柱流入,负接线柱流出。
(3)被测电压不能超过电压表使用的量程.为读数精确,能使用小量程时不使用大量程。
(4)电压表直接接在电源两极时,所测电压为电源电压。
6、电压表的使用规则
(1)使用电压表前首先要校零,明确电压表的量程和分度值,被测电压不要超过电压表的量程。
(2)电压表应与被测电路并联。
(3)通过电压表的电流方向为红接线柱(+)入,黑接线柱(-)出。
(4)电压表可以直接接到电源两极上,所测电压为电源电压。
(5)试触:如果不知道被测电压的大约值,采取试触的方法。
【例1】(2025·江苏镇江·中考真题)小明用如图所示的电路探究串联电路的电压特点,电源电压恒为3V。闭合开关后,发现电压表的示数为3V,电压表的示数为0V,则电路的故障可能是( )
A.电阻短路 B.电阻断路 C.导线①断路 D.导线②断路
【变式1-1】(2025·山东泰安·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A.可能是电阻R断路 B.可能是灯泡L短路
C.一定是电阻R短路 D.一定是灯泡L断路
【变式1-2】(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S,L1、L2两灯正常发光,电流表和电压表均有示数。过了一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表的示数均不变,则造成此现象的原因可能是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
【变式1-3】(2025·湖南长沙·中考真题)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个自制电池。它可以将化学能转化为 能。如图所示,用电压表测量它两端的电压为 V。
【易错易混辨析】
1、电压是形成电流的原因,某段电路中有电流,则该电路两端就一定有电压。但电路两端有电压,电路中却不一定有电流,还取决于电路是不是通路。
2、电压表与用电器串联时,尽管连接方法是错误的,但电压表有示数,示数约等于电源电压。
3、当电压表示数为电源电压时有两种推测:(1)是电压表所测范围电路断路;(2)是电压表所测范围之外的所有用电器都短路。
4、当电压表示数为零时有两种推测:(1)是电压表所测范围电路短路;(2)电压表所测范围之外有断路的地方。
考点02 串、并联电路中电压的规律
1、串、并联电路的电压规律
(1)串联电路中总电压等于各部分电路电压之和;数学表达式:U=U1+U2。
(2)并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压。数学表达式:U=U1=U2。
(3)对比记忆串联电路的电压规律和电流规律
串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和。
串联电路电流规律:处处相等。
并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压。
并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和。
2、探究串联电路中的电压特点实验
(1)实验目的:探究串联电路中电压有什么规律。
(2)实验猜想:a、串联电路中各部分电路两端的电压相等;b、串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
(3)实验步骤
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
步骤③换上另外不同规格灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
(4)实验分析:从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时,U1=U2;当两灯泡的规格不相同时,U1≠U2,但都满足U1+U2=U。
(5)实验结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。
3、探究并联电路中的电压特点实验
(1)实验目的:探究并联电路中电压有什么规律。
(2)实验猜想:a、并联电路各条支路两端的电压都相等;b、并联电路的总电压等于各条电路两端的电压之和。
(3)实验步骤步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,C、D两点,E、F两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
步骤③换上另外不同的灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
步骤④整理实验器材。
(4)实验分析:并联电路中各支路两端电压相等,等于总电压(电源电压)与灯泡的规格没有关系。
(5)实验结论:并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等即:U= U1=U2。
【例2】(2025·江苏徐州·中考真题)小明用两个小灯泡探究串联电路电压的特点。
(1)实验电路如图a所示,请用笔画线表示导线,将电路连接完整;
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表有示数,两个小灯泡都不亮。故障原因可能是( )
A.短路 B.短路 C.开关断路 D.或断路
(3)故障排除后进行实验,电压表的示数如图b所示,电压为 V;
(4)用电压表测出小灯泡两端电压为2.5V,两端电压也为2.5V。小明由此得出结论:串联电路中,各用电器两端电压相等。请你指出小明实验中存在的问题: 。
【变式2-1】(2025·陕西·中考真题)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S、S1、S2,小灯泡L1和L2均发光,且L1比L2亮,两电流表均有示数。下列分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联
B.电流表A1只测量通过小灯泡L1的电流
C.只断开开关S1,小灯泡L2的亮度不发生改变
D.小灯泡L1比L2亮,是因为L1两端的电压大于L2两端的电压
【变式2-2】(2025·山东青岛·中考真题)小明利用如图所示的电路探究“串联电路的电压规律”,下列说法正确的是( )
A.连接电路时,开关要闭合,是为了防止短路
B.测量L2的电压时,电压表接b点的导线不动,将接a点的导线接在c点
C.实验中更换不同规格的小灯泡,重复实验,是为了减小实验误差
D.结论:串联电路中,电源两端的电压等于各用电器两端电压之和
【变式2-3】(2025·四川资阳·中考真题)为了“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,某实验小组准备了如下实验器材:
A.蓄电池组一个(电压为6V)
B.小灯泡两类规格(额定电压分别为3.8V,3V)各若干个
C.电压表三个(量程0-3V,0-15V)
D.开关一个,导线若干
(1)通过讨论,实验小组设计了如图甲所示的电路图,均选用额定电压为3V的小灯泡,由于实验前未明确两端的电压大小,故电压表的量程应选 (选填“0-3V”或“0-15V”),待完成电压值的初步测量后,最终选定的量程;
(2)之后接入电压表V,完成实物连线如图乙所示,经检查有一根导线连接错误,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现不亮,几乎不偏转,过亮,超量程,造成这一现象的原因可能是发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)故障排除后,测量结果如下表所示,的读数如图丙所示,请将相应的读数填入下表
电压表
V
电压U/V
2.6
5.5
(5)结合上述测量结果,实验小组提出如下猜想:在实验误差允许的范围内,电源两端电压等于串联电路中用电器两端的电压之和,且用电器两端电压均分电源两端电压。你认为该猜想 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
【易错易混辨析】
从评估方面常考查的两件事:
①只测一组数据得出结论具有偶然性,要想得到普遍规律应多次实验,多次实验时可以更换灯泡规格也可以改变电池节数。
②选用相同规格的灯泡具有特殊性,要想得到一般规律应选用不同规格的灯泡再进行多次实验。
考点03 电阻
1、根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类。
(1)容易导电的物体叫导体,如:人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等。
(2)不容易导电的物体叫绝缘体,如:玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等。
(3)导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,如:硅、锗等。常见半导体有:锗、硅、砷化镓等,即硅属于半导体材料。
2、半导体是微电子产业的基础。控制是它的核心。在半导体中掺入少量的其他元素,它的导电性能会得到很大改善,从而可以把它们制成:
(1)光敏电阻:有无光照电阻值差异很大。
(2)热敏电阻:温度略有变化,电阻值变化很明显。
(3)压敏电阻:电压变化,电阻值明显变化。
3、二极管:具有单向导电性。三极管:具有将电信号放大的作用。半导体元件的应用十分广泛,已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。
4、超导体:在足够低的温度和足够弱的磁场下,其电阻率为零。一般材料在温度接近绝对零度的时候,物体分子热运动几乎消失,材料的电阻趋近于0,此时称为超导体,达到超导的温度称为临界温度。
5、超导材料的特性
(1)零电阻性:超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。
(2)完全抗磁性:超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。
(3)约瑟夫森效应:两超导材料之间有一薄绝缘层(厚度约1nm)而形成低电阻连接时,会有电子对穿过绝缘层形成电流,而绝缘层两侧没有电压,即绝缘层也成了超导体。
(4)同位素效应:超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。
6、超导现象:人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流,从而产生超强磁场。超导现象出现的基本标志是零电阻效应和迈斯纳效应。
7、电阻的概念
(1)电阻符号:R。
(2)电阻在电路图中的元件符号:。
(3)电阻定义:电阻是导体对电流的阻碍作用的大小。
(4)电阻单位:欧姆.简称:欧.符号:Ω.其他单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
(5)电阻换算:1MΩ=103kΩ;1kΩ=103Ω。
(6)电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关,与材料、长度、横截面积、温度等四个因素有关。
(7)电阻器的定义:在电子技术中,经常用到具有一定电阻值的元件,叫电阻器,又叫定值电阻。
8、探究“影响导体电阻大小因素”实验
(1)实验目的:探究影响导体电阻大小与什么因素有关。
(2)实验猜想:影响导体电阻大小的因素可能是,导体的材料、长度、横截面积等。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。(控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法)
(4)实验步骤
步骤①根据电路图连接电路,并进行测量。
步骤②探究电阻大小跟导体长度的关系,选择长度不同,横截面积和材料都相同的两根电阻丝。
步骤③探究电阻的大小跟导体横截面积的关系,选择横截面积不同,长度和材料都相同的两根电阻丝。
步骤④探究电阻的大小跟导体材料的关系,选择材料不同,长度和横截面积都相同的两根电阻丝。
步骤⑤整理实验器材。
(5)实验结论及应用:影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积、温度。
①导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻越大。
②导体的长度、材料一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。
③导体的电阻与材料有关。
特别提醒
(1)本实验应用的两种科学研究方法是控制变量法和转换法。
(2)作出猜想时,要注意猜想全面,考虑到影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。
【例3】(2025·湖北武汉·中考真题)某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
编号
材料
长度/m
横截面积/
①
锰铜丝
1.0
0.2
②
镍铬合金丝
0.5
0.2
③
镍铬合金丝
1.0
0.2
④
镍铬合金丝
1.0
0.6
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
【变式3-1】(2025·海南·中考真题)将下列物品分别接入如图电路中的、两点,能使小灯泡发光的是( )
A.塑料尺 B.金属勺 C.橡皮擦 D.玻璃杯
【变式3-2】(2025·山东济宁·中考真题)如图所示,将玻璃管接入电路,探究盐水的导电性能与哪些因素有关,收集的实验数据如下表所示。下列说法错误的是( )
实验次序
盐水浓度
盐水液柱长度/
盐水温度/
灯泡亮度
逐渐变亮
逐渐变暗
A.实验中,通过小灯泡的亮度显示盐水的导电性能
B.通过3、4、5三次实验,可探究盐水的导电性能与盐水温度的关系
C.分析表中数据可知∶第6次实验时,盐水的导电性能最强
D.为更精确显示盐水导电性能,可在原电路中串联一个电流表
【变式3-3】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)如图甲所示,是一个导电性检测器。在M、N间接入 (选填序号:①铜丝②陶瓷③塑料尺)可以使电路接通,电流表有示数。若猜想导体电阻大小与导体长度有关,可以选取乙图中 (填字母)两根金属丝分别连入M、N间进行实验探究。
考点04 变阻器
1、认识变阻器
(1)定义:阻值可以变化的电阻器叫变阻器。
(2)分类:滑动变阻器、电阻箱(旋钮式和插块式)。
2、滑动变阻器
(1)原理:通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻(注意“连入电路中的”)。
(2)构造:瓷筒、电阻线、支架、接线柱、金属杆、滑片。
(3)元件符号:。
(4)结构示意图:。
(5)接线规则:一上一下。
(6)铭牌的理解:例20Ω1A,表示此滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是1A。
(7)优缺点:能连续改变接入电路的电阻大小,不能读出具体电阻值。
3、电阻箱
(1)分类:旋盘式电阻箱、插塞式电阻箱。
(2)优缺点:能够读出具体电阻值,不能连续改变电阻。
(3)电阻箱的元件符号:。
4、电阻箱的读数:
(1)旋钮式:用三角标志所对的数字乘以下面的倍数,然后把他们相加。
(2)插块式:把拔掉的塞子对应的电阻线阻值相加。
5、滑动变阻器的工作原理
(1)滑动变阻器原理:通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻(注意“连入电路中的”)。
(2)滑动变阻器的作用:可以改变电路中的电流,可以改变与之串联用电器两端的电压,还可以保护电路。
(3)当滑片远离下端使用的接线柱时,电阻变大;靠近下端使用的接线柱时,电阻变小。
6、滑动变阻器的使用
(1)滑动变阻器的接线规则:一上一下;“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路中;“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。
(2)滑动变阻器串联在电路中。
(3)滑动变阻器阻值变小,会引起电路中电流变大,与之串联的用电器两端电压变大。
(4)电路中的电流不许超过铭牌上标记的电流值。
(5)滑动变阻器要与被控制电路串联。
(6)闭合开关前应把滑片移至阻值最大处,即远离下端使用的接线柱。
【例4】(2025·四川成都·中考真题)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【变式4-1】(2025·西藏·中考真题)为了保护视力,需设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(2025·四川达州·中考真题)一节新干电池电压约为 V,如图所示电阻箱阻值读数为 Ω。
【易错易混辨析】
使用滑动变阻器时,电路的一端接在金属杆接线柱上,另一端接在电阻线圈的任意接线柱上,俗称“一上一下”的接法。如果接线柱选择不当,如选择“全上”或“全下”,则滑动变阻器将失去调节作用,分别相当于接入一段导线或定值电阻。
【跨学科实践:制作简易调光台灯】
1、项目跨学科分析
(1)光源的选择:实验室用的小灯泡或市面上的发光二极管。
(2)改变光源的亮度:通过调节变阻器接入电路的阻值,来实现改变灯泡的亮度。
(3)加强台灯的实用性:利用电位器与灯泡 串联,改变接入电路的阻值,可连续控制灯泡的 亮度;选择内表面较光滑的灯罩,增强反光效 果;选择大小合适的底座,增强台灯的稳定性。
2、项目实施关键
(1)设计台灯:①电源电压、小灯泡和变阻 器的规格要匹配,在不损坏器材的前提下,灯泡的亮度变化要明显;②金属(或塑料)管的粗 细长短、灯座的大小及灯罩的反光效果要合适,既实用又美观。
(2)制作台灯:①各个器件要安排紧凑,将电池盒、开关、电位器等固定在底座上;②连接电路时开关要断开,将变阻器调到最大阻值处,检查电路无误后,再闭合开关;③逐渐减小变阻器接入电路的阻值,观察小灯泡的亮度变化。
3、特别提醒
(1)为了调节台灯亮度,变阻器与灯泡应该串联。
(2)变阻器通过改变接入电 路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度。
(3)如果找不到某些器材和工具,想一想能否用其他器材代替。
1.(2025·福建泉州·一模)如图所示的滑动变阻器,使用时移动滑片P,改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的( )
A.长度 B.温度 C.材料 D.横截面积
2.(2025·河南南阳·二模)自然光照不足与青少年近视率激增息息相关,健康的光环境已成为当下青少年群体迫切的需求。高品质的LED光源引领家用照明迈入了一个全新的自然光照明纪元。LED灯的材料主要是( )
A.超导材料 B.半导体材料 C.磁性材料 D.纳米材料
3.(2025·陕西西安·模拟预测)2025年3月,中国科学院物理研究所张广宇团队利用范德华挤压技术,成功将铋、锡、铅等金属熔化后挤压成原子级厚度的二维金属材料如图所示。这些金属薄膜的厚度约0.3~0.9nm,相当于单原子层,它却能像保鲜膜般透明柔韧,能承受超过10万次弯折仍保持性能稳定,还具有高导电性、高强度、柔韧性等特性。下列关于其应用不正确的是( )
A.可折叠手机屏幕 B.汽车挡风玻璃秒变AR导航屏 C.飞机机翼 D.电线绝缘层
4.(2025·安徽黄山·三模)下列说法中正确的是( )
A.物体运动的速度越大,它的惯性就越大
B.质量相同的不同物体,体积越大,密度越小
C.比热容越大的物体,吸收的热量越多
D.导体的电阻与其两端电压成正比,与其通过的电流成反比
5.(2025·广东·模拟预测)小明利用两个规格不同的小灯泡,设计了如图所示的电路,同时探究串联电路中的电流和电压规律,在某组实验中,测出了a、b、c三点的电流,以及ab、bc、ac间的电压,则下列选项中,符合实际的是( )
A.Uac=Uab=Ubc B.Uac=Uab+Ubc C.Ia>Ib>Ic D.Ia=Ib+Ic
6.(2025·陕西西安·模拟预测)如图甲,是一款家用空气净化器。如图乙,其工作过程是:脏空气进入净化器时,正电钨丝放电使灰尘带上正电,气流到达负电格栅板时,带电灰尘被吸附;此后经过活性炭层时,有毒气体被吸附,使排出空气的污染物浓度大幅降低。如此多次循环后变成流出的洁净空气。下列说法正确的是( )
A.制造二氧化碳传感器的材料属于超导体
B.负电格栅板吸附灰尘的原理是同种电荷相互吸引
C.过滤网孔很小能过滤昆虫,但不能过滤空气中的灰尘,灰尘颗粒属于分子的范畴
D.取出使用一段时间后的活性炭,闻到刺激性的气味,说明分子处在永不停息的无规则运动中
7.(2025·北京·模拟预测)在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变 B.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大 D.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大
8.(2025·安徽淮南·模拟预测)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片从中点向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变大 B.电流表的示数不变
C.电流表的示数变小 D.电压表V的示数与电流表的示数的比值变小
9.(2025·安徽·二模)如图所示是某公司最新推出的一款仿生四足机器狗。该机器狗的机身上拥有多个电动机,该机器狗身上还搭载了多个对光线、温度、声音等高度敏感的传感器,传感器是用 (选填“半导体”或“绝缘体”)材料制成的。
10.(2025·甘肃白银·一模)电动自行车具有轻便、节能、环保等特点,使用时旋转右手把,车子就能前进,并且旋转的角度越大,车速就越大。右手把相当于一个 (填电路元件名称);冬天骑电动自行车会感到很冷,骑车的人常在停车后搓手取暖,这是通过 的方式改变手的内能。
11.(2026·上海奉贤·一模)某调光台灯用到的电位器的结构图如图所示。
(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中的电阻,从而改变灯泡亮度;
(2)若只将b、c接线柱接入电路,顺时针转动旋钮时,调光台灯的灯泡会______。
A.变亮 B.变暗
12.(2025·陕西西安·模拟预测)如图所示,取两个柠檬各切成两半,把铜片、铁片插入其中就制成了水果电池。将发光二极管通过导线接在铜片和铁片上,二极管就开始发光,发光二极管主要是由 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的,柠檬在电路中相当于 (填写电路元件名称);如果少串联一个水果电池,电路中电压会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
13.(2025·广东东莞·二模)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路图,将乙图中的实物图连接完整(其中)。
14.(2026·上海崇明·一模)如图所示,电源电压为且保持不变,小灯和滑动变阻器的最大阻值均为,是变阻器上的三个接线柱。现将端分别与变阻器的两个接线柱相连。
(1)闭合开关,向左滑动滑片时,若小灯变暗,则:
① 滑动变阻器接入的接线柱为 ;(选填:A. B.)
② 此过程中电压表的示数是 (选填:A.减小 B.不变 C.增大)。
(2)闭合开关,将变阻器滑片移至中点时,若观察到小灯熄灭,电流表有示数,已知电路中只有一处故障,且只发生在小灯或变阻器上,则:
①该电路的故障类型为 (选填:A.开路 B.短路);
② 请写出此时的电压表、电流表示数及其对应的故障 。
15.(2025·陕西西安·模拟预测)小明设计了如图—1所示的电路来探究“并联电路中电压和电流的特点”,电源电压恒定。
(1)小明连接电路探究并联电路的电压关系时,刚接入最后一根导线时,电压表指针就发生了偏转。请指出小明在连接电路时存在的不妥之处: ;
(2)探究电压的特点时,应用电压表分别测出电源电压、AB和 (选填“AC”“CD”或“BD”)两点间的电压;
(3)测量电源两端电压时,电压表的示数如图—2所示,为 V。进行后面两次电压的测量时,电压表的示数与图—2相同,初步得出结论:并联电路中,电源电压与各支路电压的关系是 (写出关系式);
(4)小明用同样的实验器材再加一个电流表连接了如图—3所示的电路,继续探究并联电路的电流关系。在测量了E处的电流之后,小明想只移动一根导线,使电流表测量图-1中C处的电流。请在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路 ;
(5)正确进行实验,得到的实验数据如表所示,分析数据初步得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
电流/A
电流/A
电流/A
0.42
0.30
0.12
(6)小明邀请小华对他的实验进行评估,小华建议他更换阻值不同的电阻再进行几次实验,目的是 。在不更改其他电路元件的情况下,小明可将R2更换为 (选填“①”“②”或“③”)的电阻进行实验。
①5Ω ②8Ω ③12Ω
1 / 2
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