内容正文:
专题19 电压 电阻
(
模型破解
拆解步骤,突破思维壁垒
……………………………………………………
……
…………
01
~
32
模型
0
1.
用类比法理解电压
……………………
01
模型0
8
.
实验探究串、并联电路
的电压规律
…
14
模型02.
生活中一些常见的电压值
……………
03
模型
09
.
串、并联电路中的电压规律
…………
18
模型03.
电压表的正确使用
……………………
0
4
模型1
0
.
用串、并联电路电压规律
进行
计算
…
19
模型04.
电压表量程的选择和读数
……………
0
6
模型1
1
.
实验探究影响电阻大小的因素
………
2
2
模型05.
判定电压表测量对象
…………………
08
模型1
2
.
半导体和超导现象
……………………
26
模型0
6
.
电表在电路中的识别
…………………
10
模型1
3
.
滑动变阻器
的结构
及其使用
………
…
28
模型0
7
.
用电流表、电压表判断电路故障
……
12
模型1
4
.
变阻器与电位器
………………………
3
0
模型演练
实战强化,提升应用能力
……………………………………………………
……
…………
32
~
45
)
模型01.用类比法理解电压
(
标志:
将电压与生活中更直观的现象
——
水压
进行类比,从而让
“
看不见
”
的电变得更容易想象。
技巧:
水路系统
对应电路系统
说明
水泵
电源(如电池)
水泵把水从低处抽到高处,维持水压;电源通过化学能或机械能分离正负电荷,维持电压。
水压
电压
水压是水流的动力,电压是电流的动力。没有水压就没有水流,没有电压就没有电流。
水流
电流
水流是水分子的定向移动,电流是电荷(如电子)的定向移动。
水管
导线
水在水管中流动,电荷在导线中移动。
涡轮
/
水轮机
用电器(如灯泡)
水流推动涡轮做功,电流驱动灯泡发光发热。
阀门
开关
控制通断,决定系统是否工作。
水管中的障碍物(如沙石)
电阻
阻碍水流或电流的通过。
)
【例1】电路与水路有许多相似之处,关于电路和水路,下列说法中( )
①电源提供电压与水泵维持水压相似 ②电路中的开关与水路中的水轮机相似
③电路中的电流与水路中的水流相似 ④灯泡反映电流与水泵反映水流相似
A.只有①③正确 B.只有①③④正确 C.只有②③正确 D.只有①②④正确
【答案】A
【解析】①电源相当于水泵的作用,水泵提供了水压,电源提供了电压,①符合题意;
②电路中的开关与水路中阀门相似,起到了控制作用,②不符合题意;
③电流在电路中流动,相当于水路中的水流,③符合题意;
④灯泡反映电流与水轮机反映水流相似,④不符合题意,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-1】关于电流与电压之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.电路两端有电压时,导体中必定有电流
B.导体中先有电荷的定向移动,然后在导体两端就产生了电压
C.导体中没有了电流,电路中一定就没有电压
D.电路中有电流时,电路两端就一定有电压
【答案】D
【解析】A.电路两端有电压时,且必须是通路,导体中才会有电流,故A错误;
B.导体两端先有电压,再有电荷的移动,电压是形成电流的原因,故B错误;
C.导体中没有了电流,电路中可能有电压,比如电池两端的存在电压,故C错误;
D.电压是形成电流的原因,电路中有电流时,说明有电荷的定向移动,说明两端就一定有电压,故D正确。
故选D。
【变式1-2】意大利物理学家____________最先测得了大气压强的值,最初的电池是19世纪初意大利物理学家________发明的,为了纪念他在电学方面做出的伟大贡献而将他的名字命名为电压的单位,现在手机使用的锂电池电压是3.7V=_______mV。
【答案】托里拆利;伏特;3.7×103
【解析】1643年,意大利物理学家托里拆利最先测得了大气压强的数值,这个实验也叫托里拆利实验。
最初的电池是19世纪初意大利物理学家伏特发明的,因此这个电池叫伏特电池,为了纪念他在电学方面做出的伟大贡献而将他的名字命名为电压的单位。
现在手机使用的锂电池电压是3.7V=3.7×1000mV=3.7×103mV
【变式1-3】导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是________。
【答案】电压
【解析】电池提供了电压,电压使自由电荷定向移动形成了电流,是自由电荷定向移动的“动力”,所以高度差表示的量是电压。
模型02.生活中一些常见的电压值
(
标志:
日常生活中必须掌握的基础电压值。
技巧:
牢记核心数值:
一节干电池
:
1.5V
手机锂电池
:
3.7V
(充电时可达
4.2V
)
一节蓄电池
:
2V
家庭电路电压
:
220V
(单相交流电,频率
50Hz
)
工业动力电
:
380V
(三相电,用于电动机等大功率设备)
对人体安全电压
:不高于
36V
(在潮湿环境中应更低,如
24V
或
12V
)
闪电云层间电压
:可达
1000kV
(即
100
万伏)
)
【例2】下列估算合理的是( )
A.两个鸡蛋的重力约为1N B.人的正常体温约为39℃
C.光的传播速度约为340m/s D.人体的安全电压约为220V
【答案】A
【解析】A.两个鸡蛋的质量约100g,重力约为1N,故A合理,符合题意;
B.人的正常体温约为37℃,故B不合理,不符合题意;
C.光的传播速度约为3×108m/s,故C不合理,不符合题意;
D.人体的安全电压不高于36V,故C不合理,不符合题意。
故选A。
【变式2-1】干电池是物理实验中常用的电源。如图所示,正常情况下,关于一节5号干电池的物理量估测,最符合实际的是( )
A.高度约6×103μm B.电压约为2V
C.质量约为25g D.密度约为2kg/m3
【答案】C
【解析】A.一节5号干电池的高度约6cm,即6×104μm,故A不符合题意;
B.一节5号干电池的电压约为1.5V,不是2V,故B不符合题意;
C.实际5号干电池(如常见碱性电池)的质量通常在20~30g之间,25g是一个合理的估计,故C符合题意;
D.一般来说,普通干电池的密度大约2g/cm3远大于2kg/m3,故D不符合题意。
故选C。
【变式2-2】下列数据最接近实际的是( )
A.一节新干电池电压约为1.5V B.学生书桌的高度约为2m
C.一张物理试卷的质量约为200g D.中学生正常步行的速度约为9m/s
【答案】A
【解析】A.一节新干电池的电压约为1.5V,故A符合题意;
B.学生书桌的高度约为0.8m,故B不符合题意;
C.一张物理试卷的质量约为10g,故C不符合题意;
D.中学生正常步行的速度约为1.1m/s,故D不符合题意。
故选A。
【变式2-3】随着生活水平的提高,人们外出旅游住宿宾馆司空见惯,如图,为某宾馆房间取电装置。房卡插入槽中后,房间内用电器才能工作,房卡的作用相当于房间电路中的________;房间中的照明灯和电视是_______(选填“串联”或“并联”)的;人体的安全电压应不高于_______V。
【答案】开关;并联;36
【解格】房卡插入槽中后,房间内用电器才能工作,房卡可以控制电路的通断,房卡的作用相当于房间电路中的开关。
房间中的照明灯和电视可以单独工作,互不影响,是并联的。
人体的安全电压应不高于36V,高于此电压值的电压有可能使人发生触电事故。
模型03.电压表的正确使用
(
标志:
电压表
的正确使用方法包括使用前调零、并联接入被测电路、确保电流从
正接线柱
流入
负接线柱
流出、选择合适的
量程
以及正确读数。
技巧:
并联连接
:
电压表必须与被测电路并联。若串联接入,会阻断电路电流,导致用电器无法正常工作。
正负极正确接入
:
电流应从电压表的
“
+”
接线柱流入,
“
-”
接线柱流出。若接反,指针将反向偏转,可能损坏表头。
选择合适量程
:
测量前应先估计被测电压大小;若无法估计,应先用大量程试触,再根据示数调整至合适量程;读数时应使指针偏转超过满刻度的1/3,理想在2/3以上,以减小误差。
可直接测量电源电压
:
电压表可以直接并联在电源两极上测量电源电压,但必须确保量程不小于电
)
(
源电压。
使用前调零
:
使用前需检查指针是否对准零刻度线,若有偏差,应通过调零螺丝进行机械调零。
正确读数
:
先确认所选量程(如0~3V或0~15V);明确分度值(0~3V量程每小格0.1V,0~15V量程每小格0.5V);视线垂直于表盘,避免视差。
)
【例3】某同学用有3V和15V两个量程的电压表来测量电压时,电压表“-”接线柱已经接入电路,在用15V量程进行试触时,发现指针的位置如图所示,则他下一步的操作应该是( )
A.直接接入c接线柱,然后读数 B.直接接入b接线柱,然后读数
C.断开开关,接入c接线柱,闭合开关后读数 D.断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数
【变式3-1】在如图所示的电路图中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.如图所示,电压表测量的是L1与L2的总电压,即电源电压,故A不符合题意;
B.如图所示,电压表与灯L1并联,且正负接线柱连接正确,能够正确测出灯L1两端电压,故B符合题意;
C.如图所示,电压表与灯L2并联,且正负接线柱连接正确,所以测量的是灯L2两端电压,故C不符合题意;
D.如图所示,电压表与灯L1并联,但是其正负接线柱接反了,所以无法正确测量出灯L1两端电压,故D不符合题意。
故选B。
故选:A。
【变式3-2】如图所示的电路中,开关S闭合后,在圆圈里填上合适的电表符号,使小灯泡L1、L2均正常发光。
【解析】由图得,若两个电表都是电流表,则开关S闭合后,两灯泡都被短路;
若两个电表都是电压表,则开关S闭合后,两灯泡都被开路;
若甲电表是电流表,乙电表是电压表,则两灯泡并联,电压表测量电源电压,开关S闭合后,两灯正常发光;
若甲电表是电压表,乙电表是电流表,则开关S闭合后,灯泡L1正常发光,灯泡L2被短路。
故开关S闭合后,当甲电表是电流表,乙电表是电压表时,小灯泡L1、L2均正常发光,如图所示:
【变式3-3】用电压表测量电压时,试触过程中电压表指针偏转如图所示,请指出电压表在使用时出现的错误。
甲:_______________________;乙:_______________________;丙:_______________________。
【答案】电压表的正、负接线柱接反了;电压表所选的量程过大;电压表所选的量程过小
【解析】甲图出现的现象是:电压表的指针反偏,则甲图中的问题:电压表的正、负接线柱接反了。
乙图出现的现象是:电压表的指针偏转角度太小,乙图中的问题:电压表所用的量程太大。
丙图出现的现象是:电压表的指针偏转角度太大,超出了其量程,丙图中的问题:电压表所用的量程太小。
模型04.电压表量程的选择和读数
(
标志:
电压表量程的选择应略大于被测电压,以确保安全并提高测量精度;读数时需先确认量程和分度值,再根据指针位置准确读取数值。
技巧:
明确所选量程
:
查看接线柱连接的是
“
3V
”
还是
“
15V
”
,对应不同的刻度线。常见双量程电压表:
0~3V量程:每小格代表0.1V(10分度)
0~15V量程:每小格代表0.5V(2分度)
确定分度值并读数
:
10
分度仪表(
0~3V
)
:最小刻度为
0.1V
,需估读到下一位(即
0.01V
)。例如指针指在第
25
格,读数为
2.50V
。
2
分度仪表(
0~15V
)
:最小刻度为
0.5V
,只能估读到
0.1V
。例如指针指在
12.5V
附近,可读作
12.4V
或
12.5V
,但不能读成
12.45V
。
正确读数步骤
:
①
看清量程
→②
确定分度值
→③
正视表盘,视线与刻度垂直
→④
读取整格数+估读半格
)
【例4】如图甲所示电路,电源电压5V,闭合开关,电压表示数如图乙所示,则灯L1两端电压为( )
A.5V B.2V C.3V D.10V
【答案】B
【解析】如图,闭合开关,两灯串联,电压表测L1两端电压;电源电压为5V,则L1两端电压小于5V,所以,电压表选择的是0~3V量程,示数为2Y即两端电压为2V,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式4-1】如图所示,是电压表的表盘,其示数是( )
A.2.3V B.11.5V C.2.6V D.2.3V或11.5V
【答案】D
【解析】由图可知,没有画出连接的接线柱,不能确定电压表使用的量程。有两种可能:一是连接“-、3”接线柱,量程为0~3V,分度值是0.1V,指针所指的位置是2.3V,电压表的示数为2.3V;二是连接“-、15”接线柱,量程为0~15V,分度值是0.5V,指针所指的位置是11.5V,电压表的示数为11.5V。可见,图示电压表的示数为2.3V或11.5V。
故选D。
【变式4-2】如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中制成一个水果电池。用电压表测量该水果电池两端的电压为_______V,插在橙子中的_______片一端是正极。
【答案】0.6;铜
【解析】用电压表直接测量水果电池两端电压,示数为0.6V,这是典型的橙子电池输出电压范围。
在水果电池中,由于铜的活泼性低于铁,铜片作为正极,铁片作为负极,因此铜片一端是电池的正极。
【变式4-3】(2025年湖南省长沙市初中学业考题)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
【解析】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。
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。
【答案】D
【解析】从图可知,试触时指针摆幅较小,在1V附近,这是选用了电压表较大量程的结果,为了使测量数据准确,应换用较小量程,所以用0~3V的量程,并且换接线柱时应断开开关,所以他下一步的操作应该是:断开开关,接入6接线柱,闭合开关后读数,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
模型05.判定电压表测量对象
(
标志:
要求判定电压表测量的对象。
技巧:
“
去源抱圈法
”
:这个方法非常系统,不管电路多复杂都能用,是考试的
“
压舱石
”
。
第一步,去掉电源:
在心里或草稿纸上把电源(电池符号)从电路中拿掉,把它所在的位置看作断路。
第二步,圈导线找回路:
从电压表的两个接线柱出发,沿着导线走,看能和哪些用电器(比如灯泡、电阻)连成一个闭合的
“
圈
”
。
第三步,圈里有什么就测什么:
这个圈里包含的所有用电器,就是电压表的测量对象。
如果这个圈恰好包含了所有用电器,那它测的就是电源电压。
)
【例5】如图所示的电路中,当闭合开关S后,电压表测的是( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压 C.电源电压 D.L2和电源电压
【答案】B
【解析】电压表的使用方法:电压表与被测用电器并联.据此可判断电压表的测量对象。由图可知,当开关闭合时,L1与L2串联,电压表与L2并联,所以电压表测的是L2两端的电压。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选:B。
【变式5-1】如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联 B.电流表和电压表测量的是L1的电流和电压
C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光 D.若电压表突然发生断路,则灯L1会熄灭
【答案】C
【解析】如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。
AB.电流从电源正极出发,分成两条支路,一条经开关S1、L1,另一条经L2、电流表,会合后经S2回到电源负极,故小灯泡L1和L2并联,电流表测L2电流,电压表既测L1两端电压,也测L2和电源电压,故AB错误;
C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光,因为是并联,互不影响,故C正确;
D.电压表与灯L1并联,若电压表突然发生断路,则灯L1不会熄灭,故D错误。
故选:C。
【变式5-2】如图所示的电路,电源电压为3V,闭合开关,两灯都发光,但L1的亮度比L2大,电压表示数为1V,则灯泡L2两端的电压为________V,通过L1的电流________L2的电流(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】1;=
【解析】根据电路图和电压表的示数,利用串联电路的电压分配规律和电流相等的特性来求解灯泡两端的电压和电流关系。
确定电压表测量的是哪个灯泡的电压:电压表与灯泡L2并联,因此电压表灯泡L2两端的电压。
计算灯泡L两端的电压:电压表示数为1V,因此灯泡L2两端电压为1V,UL2=1V
分析通过L1和L2的电流关系:由电路图可知,两个灯泡串联,根据串联电路电流规律,电流处处相等,因此通过L1的电流等于通过L2的电流。
故答案为:1V;=。
【变式5-3】如图所示电路中电源电压保持不变,开关S1和S2都闭合时,两灯均正常发光。下列判断正确的是( )
A.小灯泡L1和L2是串联连接的 B.电压表无法测量灯L2的电压
C.断开S2后电压表的示数不变 D.断开S2后电流表的示数不变
【答案】C
【解析】AB.分析电路图可知,同时闭合开关S1和S2时,两灯泡并联,开关S1控制整个电路,开关S2控制灯泡L2;电流表测量干路电流,电压表测量电源电压,因为是并联电路,所以电压表也能测量灯L2的电压,故AB错误。
CD.断开S2后,电压表测量电源电压,而电源电压不变,电压表示数不变,灯L2支路断开,电流表的示数变小,故C正确,D错误。
故选:C。
模型06.电表在电路中的识别
(
标志:
这里的
“电表”
是
指
电流表或电压表
。
技巧:
连接方式不同
:
电流表
:
串联
在被测支路中;
电压表
:
并联
在被测元件(如电阻、电源等)两端。
等效处理法(适用于复杂电路)
:
将
电流表视为导线
(内阻极小,可忽略);
将
电压表视为断路
(内阻极大,几乎无电流通过);
简化电路后判断连接关系,再还原电表位置即可确定其测量对象
。
删除
/
断开测试法
:
若
断开某电表
导致电路
断路
(用电器不工作),则为
电流表
;
若
断开某电表
后电路
仍正常工作
,则为
电压表
。
假设判断法
:
假设某电表为电流表或电压表,分析电路是否合理(如是否造成短路或断路);若假设导致短路(如两表均为电流表并联),则假设错误
。
)
【例6】如图所示的实物电路图,有电源、开关、两个灯泡、甲、乙、丙三个电表(电流表或电压表)组成。要使L1、L2都能发光。下列关于开关S、甲、乙、丙三个电表的判断正确的是( )
A.开关S闭合,甲、乙是电流表,丙是电压表 B.开关S闭合,甲是电压表,乙、丙是电流表
C.开关S断开,甲是电流表,乙、丙是电压表 D.开关S断开,甲、乙、丙都是电流表
【答案】D
【解析】AB.闭合开关S后,两个小灯泡L1、L2均能发光:甲串联在电路中,为电流表;丙若为电流表,则电源被短路,所以丙为电压表,此时两个灯泡串联,乙与灯泡L2并联,所以为电压表,故AB错误。
CD.断开开关S后,两个小灯泡L1、L2均能发光:甲、乙串联接入电路中,为电流表;丙与灯泡L2串联,为电流表,故D正确、C错误。
故选:D。
【变式6-1】如图所示的电路,当开关S闭合后,若电阻R1、R2并联且能正常工作,则甲表是________表(填“电流”或“电压”),乙表测的是________的________(填“电流”或“电压”)。
【答案】电压;R2;电流
【解析】要使电阻R1、R2并联,由图可知电流必须从开关S分别流入支路R1、支路R2和仪表乙,然后流回负极,所以甲为电压表,乙为电流表,测R2的电流。
故答案为:电压;R2;电流。
【变式6-2】如图所示的电路中,①、②、③是三块电表。若闭合开关后灯L1与L2串联,则是_______电流表;若闭合开关后灯L1与L2并联,则_______是电压表。(选填“①”、“②”或“③”)
【答案】②;②
【解析】闭合开关,要让灯泡L1和L2串联,电流的路径只有一条,电流从电源正极流出,经过灯泡L1、L2、电表②回到负极,因此②为电流表、①③为电压表。
要使灯泡L1、L2组成并联电路。则电路中的电流有两条路径。则电流分别流入灯泡L1、L2;所以①③电表应是相当于导线的电表,即电流表;②电表应是相当于开路的电表,即②是电压表。
故答案为:②:②。
【变式6-3】在图电路图中填上电压表或电流表的元件符号,使两个小灯泡并联,闭合开关各元件都能正常工作。
【答案】由图可知,电流从正极出来要分别到达两只灯泡,因此,丙应该是电流表,可以测干路电流;乙必须是电压表,测并联部分的电压;而甲只有是电流表时,右侧的灯泡才能形成回路,故甲是电流表。如图所示:
模型07.用电流表、电压表判断电路故障
(
标志:
用电流表和电压表判断电路故障
。
技巧:
现象与原因:
电流表有示数,电压表无示数
:
电路为通路(有电流),故障可能为:电压表损坏或接触不良,与电压表并联的用电器
短路
(电压表被短路,示数为
0
)。
电压表有示数,电流表无示数
:
电压表内阻极大,说明其与电源两极连通。故障可能为:与电压表并联的用电器
断路
(此时电压表串联在电路中,因内阻大,电流极小,电流表无示数);
电流表本身短路(较少见)。
两表均无示数
:
整个电路无电流。故障可能为:
干路断路
(如开关、导线、电源故障);
电流表或电压表同时损坏(概率较低)。
电流表示数过大,电压表无示数
:
可能发生
电源短路
或被测部分
严重短路
。
电路电阻极小,电流极大,电压表被短路。
步骤建议
:
先看电流表
:
判断是否为通路(有示数)或断路(无示数)。
再看电压表
:
结合其示数判断故障位置(短路或断路)。
结合连接方式
:
确认电表是否正确接入(电流表串联、电压表并联)。
注意
:
操作前务必断开电源,避免短路损坏电表或电源
。
)
【例7】如图所示电路中,电源电压恒定不变,闭合开关S发现灯泡L不亮,若电路中只有一处故障,且只发生在灯泡L或电阻R上。为检测故障,现提供完好的电压表、电流表、另一检测灯泡作为检测工具,要求在不拆除原电路的条件下,选择其中一个连接在A、B之间,下列说法正确的是( )
A.如果电压表有示数,则一定是灯泡L短路 B.如果检测灯泡不亮,则一定是灯泡L断路
C.如果选择电流表,一定不会造成电源短路 D.如果电流表无示数,则一定是电阻R短路
【答案】B
【解析】A.将电压表连接在A、B之间,电压表有示数,说明与电压表串联的电路中有电流通过;若灯泡不发光,则说明灯泡L短路或定值电阻R断路,这两种情况都会造成原电路中灯泡不发光,此时不知道灯泡是否发光,所以无法判断,故A错误。
B.将检测灯泡接在A、B之间,若检测灯泡不亮,可能是灯泡L断路,也可能是定值电阻R短路;若定值电阻R短路,则原电路中灯泡L发光,所以此时电路故障一定时灯泡L断路,故B正确。
C.将电流表连接在A、B之间,若故障是灯泡短路,闭合开关后,会造成电源短路,故C错误。
D.由图可知,灯泡和电阻R串联,灯泡不亮,将电流表连接在A、B之间,定值电阻被短路;若电流表无示数,则电路中没有电流通过,所以故障是灯泡断路,故D错误。
故选B。
【变式7-1】在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,两个电表中有一个电表的示数变大。已知电路中各处均接触良好,除灯L和电阻R外,其它元件均完好,则下列判断中正确的是( )
A.若电流表的示数变大,则电灯L短路 B.若电压表的示数变大,则电灯L短路
C.若电压表的示数变大,则电阻R断路 D.若电流表的示数变大,则电阻R断路
【答案】C
【解析】A.如果L短路,电压表测量电源电压示数增大;电路电阻减小,电流表示数增大。此选项不符合题意。
B.如果L短路,电路电阻减小,电流表示数增大;电压表测量电源电压示数增大。此选项不符合题意。
C.如果电阻R断路,电流表断路示数减小为零;电压表测量电源电压示数增大。此选项符合题意。
D.如果电阻R断路,电流表断路示数减小为零。此选项不符合题意。
故选:C。
【变式7-2】如图所示电路,闭合开关,甲、乙两灯均发光,两电表均有示数。过一会儿,两灯突然都熄灭,一只电表示数增大,另一只电表示数为零。造成此现象的原因可能是( )
A.甲灯短路 B.乙灯短路 C.甲灯断路 D.乙灯断路
【答案】D
【解析】A.由图可知,甲、乙两灯串联,电流表测电路中电流,电压表测乙灯两端的电压。若甲灯短路,乙灯发光,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,电流表和电压表的示数均变大,故A不符合题意。
B.若乙灯短路,甲灯发光,电压表被短路,电流表测电路中的电流,电流表示数变大,电压表示数变小,故B不符合题意。
C.若甲灯断路,电路断路,两灯泡均不发光,电流表和电压表均无示数,故C不符合题意。
D.若乙灯断路,电路断路,两灯泡均不发光,电流表无示数,电压表串联在电路中测电源两端的电压,其示数变大,故D符合题意。
故选D。
【变式7-3】如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,只有一盏灯亮,且只有一个电表有示数,其故障可能是________(选填“L1”或“L2”)出现________(选填“短路”或“断路”)。
【答案】L2;断路
【解析】根据电路图可知,两灯泡并联,电流表A测量L2电流,电压表测量L2(或电源)的电压。
若L1断路,只有L2发光,电流表、电压表都有示数,不符合题意;
若灯L1短路,L2也同时被短路,两灯都不发光,两电表也都无示数,不符合题意;
若L2短路,灯L1也同时被短路,两灯都不发光,电压表也无示数,电流表示数过大,不符合题意;
若L2断路,灯L1发光,电流表无示数,电压表有示数,符合题意。
故答案为:L2;断路。
模型08.实验探究串、并联电路的电压规律
(
标志:
实验探究串、并联电路的电压规律
。
技巧:
。
一、实验结论
串联电路
:
电源两端的总电压等于各用电器两端电压之和
。
公式表示为:
U
=
U
1
+
U
2
+
…
+
Uₙ
。
并联电路
:
各支路两端的电压相等,且等于电源电压
。
公式表示为:
U
=
U
1
=
U
2
=
…
=
Uₙ
。
二、实验关键步骤与注意事项
实验器材
:
电源(如电池组)、小灯泡(建议使用
不同规格
的多个)、
电压表、开关、导线。
电压表使用规范
:
使用前需
调零
;
电流从
正
接线柱
流入
、
负
接线柱
流出
;
被测电路
并联
。
量程选择:
先用
大量程试触
,若示数小于3V再换小量程。
操作要点
:
连接电路时
开关应
断开
;
为
避免偶然性
,应
换用
不同规格
灯泡或改变电源电压,进行
多次测量
。
串联电路中,需分别测量各用电器两端电压及总电压;并联电路中,需测量各支路和电源电压。
常见错误分析
:
指针
左偏
:正负接线柱
接反
;
指针
右偏超
量程
:所选量程
过小
;
指针
偏转
过小
:所选量程
过大
。
三、拓展说明
电池组连接规律
:
串联电池组:总电压=各节电池电压之和;并联电池组:总电压=单节电池电压(前提是各节电池电压相同)。
结论普适性保障
:
仅凭一组数据得出的结论具有
偶然性
,必须通过
多次实验
、更换元
件
来验证普遍规律。
)
【例8】如图所示,小灯泡L1、L2与滑动变阻器组成串联电路,其中,小灯泡L1、L2两端的电压分别用U1、U2表示,小灯泡L1、L2串联后两端的总电压用U表示。小华想用此电路证明:“小灯泡L1、L2串联后,L1、L2两端的总电压等于每个小灯泡两端电压之和,即U=U1+U2。”请你根据实验目的完成下列问题:
(1)实验中的因变量是_______________。
(2)实验中滑动变阻器可以起到保护电路的作用,还可以________________。
(3)画出实验数据记录表格。
【答案】(1)L1、L2两端的总电压;(2)改变U1、U2的大小;(3)见解析
【解析】(1)实验中L1、L2两端的总电压会随L1两端电压、L2两端电压的变化而变化,故L1、L2两端电压为自变量,L1、L2两端的总电压为因变量。
(2)实验中滑动变阻器可以起到保护电路的作用,还可以改变U1、U2的大小,进行多次实验。
(3)实验需要记录每个灯泡的电压并计算之和,以及测量的总电压,记录表格如下:
U1/V
U2/V
(U1+U2)/V
U/V
故答案为:(1)L1、L2两端的总电压;(2)改变U1、U2的大小;(3)实验中需要记录L1、L2两端的电压U1、U2,L1、L2串联后两端的总电压U,L1、L2两端的电压之和U1+U2。实验数据记录表见解析。
【变式8-1】(2025年成都市中考物理试卷)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图。
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量________两端的电压。
(2)他们没有将电压表与小灯泡串联的原因是__________________。(写出一条即可)
(3)某次操作中他们将电压表并联在L1两端,闭合开关,发现灯泡L1不亮,灯泡L2发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是( )
A.L1断路 B.L1短路
C.L1电阻比L2电阻小 D.L1电阻比L2电阻大
【答案】(1)L1和L2;(2)电压表应与所测用电器并联;(3)C
【解析】(1)由图乙可知电压表并联在L1和L2两端,则电压表测量的是L1和L2两端的总电压。
(2)根据电压表的使用方法,电压表应并联在用电器两端,如果电压表串联在电路中,整个电路相当于断路,电压表测量电源电压。
(3)根据题意可知灯泡L2发光,所以电路不可能断路;电压表有较小示数,说明L1不可能短路;灯泡L1不亮,说明L1的实际功率太小,串联电路电流处处相等,根据P=I2R可知,L1电阻比L2电阻小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式8-2】在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:
(1)连接电路时开关应处于________状态;
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是______________。
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示,为_______V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压_________。
【答案】(1)断开;(2)见解析;(3)L2断路;(4)3.0;相等
【解析】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,将电压表并联在该灯泡的两端,使用0~3V接线柱,开关控制整个电路,从电源正极接一根导线到开关,如图所示:
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,因电路并联,各支路工作互不影响,则故障可能是L2断路。
(4)电压表示数均如图乙所示,电压表选择小量程接入电路中,分度值为0.1V,示数为3.0V。
更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示,即电压表的示数是3V。由此得出结论:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
【变式8-3】小明组同学在探究“串联电路电压的规律”实验中,设计了如题图甲所示的电路。
(1)检查实验器材,小明发现电压表指针如图乙所示,原因是__________________。
(2)按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压,每次拆接电压表时,开关应该是________的(选填“断开”或“闭合”)。
(3)接下来小明要用电压表测L2两端的电压,连接实物图如图丙所示,图中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(4)正确连接好电路后,小明进行实验并把数据记录在如表中。分析实验数据得出两个实验结论:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.0
2.0
4.0
①串联电路电源两端的电压________各部分电路两端电压之和;
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(5)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因可能是实验时所选小灯泡的规格________(选填“相同”或“不同”),另外小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是:______________________________________。
(6)小华观察了小明的实验后,觉得拆装电压表操作过于麻烦,于是他设计了如图丁所示的电路图,认为不用拆接电压表就能测出L1和L2两端的电压,他的设计不合理的理由是______________________。
【答案】(1)电压表未进行调零;(2)断开;(3)见解析;(4)等于;(5)相同;实验中只测量一组数据,具有偶然性,没有普遍性;(6)电压表的正负接线柱接反
【解析】(1)连接电路前,由图乙可知,电压表的指针向左偏转,说明电压表未进行调零。
(2)为了保护电路,每次拆接电压表时,开关应该断开。
(3)两个灯泡串联,用电压表测L2两端的电压,电压表和灯泡L2并联,如图所示:
(4)分析表格数据可得UAC=UAB+UBC,即串联电路电源两端的电压等于各部分电路两端电压之和。
(5)由表中数据可知,串联电路中,各用电器两端电压相等,可能是实验时所选小灯泡的规格相同造成的,实验中只测量一组数据,具有偶然性,没有普遍性。
(6)开关接1时,测量L1两端的电压,开关接2时,电压表的正负接线柱接反,所以设计不合理。
故答案为:(1)电压表未进行调零;(2)断开;(3)见解析;(4)等于;(5)相同;实验中只测量一组数据,具有偶然性,没有普遍性;(6)电压表的正负接线柱接反。
模型09.串、并联电路中的电压规律
(
标志:
串、并联电路中的电压规律。
技巧:
串联电路电压规律
:
在串联电路中,电流只有一条路径,各元件首尾相连。其电压规律为:电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
。公式表示为:
U
总
=
U
1
+
U
2
+
…
+
U
n
并联电路电压规律:在并联电路中,各支路独立连接在电源两极之间,形成多条电流路径。其电压规律为:
各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
。公式表示为:
U
总
=
U
1
=
U
2
=
…
=
U
n
)
【例9】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,符合现实的是( )
A.Uac=Uab=Ubc B.Uac>Uab=Ubc C.Ia>Ib>Ic D.Ia=Ib=Ic
【答案】D
【解析】串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,即Uac=Uab+Ubc,两个小灯泡的规格不同,因此Uab≠Ubc,选项A、B错误;
串联电路中,电流处处相等,可得Ia=Ib=Ic,选项C错误,D正确。
故选D。
【变式9-1】如图所示,电源电压保持不变,将规格相同的两个小灯泡L1、L2连接在电路中。闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为2V,则电源电压为_______V。过了一会儿,灯泡L2被烧坏,则电压表示数_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】4;变大
【解析】由图可知,两灯串联,电压表测量灯L2两端的电压,小灯泡L1、L2完全相同,闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为2V,即U1=U2=2V,则电源电压为:
U=U1+U2=2V+2V=4V
电压表原来测量灯L2两端的电压,其示数小于电源电压,灯泡L2被烧坏后,电压表通过灯L1与电源两极串联,测量的是电源电压,因此电压表示数变大。
故答案为:4;变大。
【变式9-2】如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,则下列描述正确的是( )
A.R1两端电压为 4V B.R2两端电压为2V
C.开关断开后,电压表无示数 D.开关断开后,电压表示数为6V
【答案】AB.由图可知,闭合开关后,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压;已知电压表的示数为4V,则R2两端的电压为4V;
电源电压为6V,由串联电路的电压特点可知,R1和R2两端电压之和为6V;则R1的电压:
U1=U-U2=6V-4V=2V
故AB错误;
CD.开关断开后,电压表与R1组成串联电路,此时 电压表测量的是电源电压,则电压表的示数为6V, 故C错误,D正确。
故选:D。
【变式9-3】如图所示的电路中,电阻阻值R1>R2。开关S闭合后,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2。则( )
A.U1>U2 B.U1<U2 C.I1<I2 D.I1=I2
【解析】AB.由图知,开关S闭合后,R1、R2并联;由并联电路的电压特点可知,R1、R2两端的电压相等,即U1=U2,故A、B错误;
CD.由欧姆定律可知,电压相同时,电阻越大,电流越小,因为电阻阻值R1>R2,所以通过R1的电流I1小于通过R2的电流I2,即I1<I2,故C正确、D错误。
故选:C。
模型10.用串、并联电路电压规律进行计算
(
标志:
技巧:
识别结构:
确认电路中元件是
首尾相连,形成唯一电流路径
——
串联;还是
各支路是否独立连接在电源两端
——
并联
。
应用公式
:
串联
U
总
=
U
1
+
U
2
+
…
+
U
n
;并联
U
总
=
U
1
=
U
2
=
…
=
U
n
,配合
“
干路电流等于各支路电流之和
”
进行综合计算。
排除干扰
:即使支路中电阻不同,电压仍相等,避免误认为电压分配不均
。
)
【例10】如图所示,电源电压保持不变,当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为9V;
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为5V,则R1两端的电压为多少伏?
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.8A和0.3A,则通过R2的电流为多少安?
【答案】(1)4V;(2)0.5A
【解析】当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R1短路,电路中只有R2,如下图甲所示,电压表示数为9V,即电源电压为9V。
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,两电阻R1和R2串联,电压表测R2的电压,如图乙所示,此时电压表示数为5V,根据串联电路电压的规律,则R1两端的电压为:
U1=U-U2=9V-5V=4V
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻R1和R2并联,如图丙所示,电流表A测总电流,电流表A1测通过R1的电流;根据并联电路电流的规律可得,通过R2的电流:
I2=I-I1=0.8A-0.3A=0.5A
答:(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为5V,则R1两端的电压为4V;(2)当S1、S3闭合,S2断开时,通过R2的电流为0.5A。
【变式10-1】小灯泡L1和L2按照如图甲所示连接,已知电源电压为6V,闭合开关S后,电流表和电压表示数如图乙所示,求:
(1)通过小灯泡L1和L2的电流各为多少?
(2)小灯泡L1和L2两端的电压各为多少?
【答案】(1)0.5A;0.5A;(2)3.5V;2.5V
【解析】确定电路连接方式和电表测量对象:由图甲可知,小灯泡L1和L2串联,电压表测量L2两端的电压,电流表测量电路中的电流。
读取电流表的示数,确定通过小灯泡的电流:如图乙所示,电流表的示数为0.5A,根据串联电路电流规律,通过L1和L2的电流相等,即:
IL1=IL2=0.5A
读取电压表的示数,确定小灯泡L2两端的电压:如图乙所示,电压表的示数为2.5V,因此L2两端的电压:
UL2=2.5V
利用串联电路电压规律计算小灯泡L1两端的电压:根据串联电路电压规律,电源电压等于各用电器两端电压之和,因此L1两端的电压:
UL1=U-UL2=6V-2.5V=3.5V
答:(1)通过小灯泡L1和L2的电流均为0.5A;(2)小灯泡L1和L2两端的电压分别为3.5V、2.5V。
【变式10-2】如图所示的电路,当开关S闭合后,电压表V1的示数为7伏,电压表V2的示数为10伏,若电源电压为15伏,则三只灯泡两端的电压分别是多少?
【答案】三只灯泡L1、L2、L3两端的电压分别为5V、2V、8V
【解析】确定电压表V1和V2所测的电压:电压表V1测的是L1和L2两端的总电压,示数为7 伏;电压表V2测的是L2和L3两端的总电压,示数为10伏。
利用串联电路电压规律计算L1两端的电压:根据串联电路电压规律,电源电压等于各部分电压之和,即:
U=U1+UV2
因此,L1两端的电压:
U1=U-UV2=15V-10V=5V
利用串联电路电压规律计算L3两端的电压:根据串联电路电压规律,电源电压等于各部分电压之和,即:
U=U3+UV1
因此,L3两端的压:
U3=U-UV1=15V-7V=8V
利用串联电路电压规律计算L2两端的电压:根据串联电路电压规律,电源电压等于各部分电压之和,即:
U=U1+U2+U3
因此,L2两端的电压:
U2=U-U1-U3=15V-5V-8V=2V
答:三只灯泡L1、L2、L3两端的电压分别为5V、2V、8V。
【变式10-3】如图a所示电路,V1、V2是两只相同的电路表,当闭合开关后,灯光L1和灯光L2都发光,这时两只电压表的指针偏转角度均如图b所示,指针刚好对准刻度线位置。求:
(1)灯泡L2端电压是多少?
(2)若将L1和L2改接为如图c所示电路,电源电压不变,闭合开关后灯泡L1和L2都发光,此时电流表A1的示数为1.2A,电流表A2的示数为1.5A,求此时通过L2的电流和L2两端的电压。
【答案】(1)4.8V;(2)6V
【解析】(1)确定电路连接方式:由图(a)可知,L1和L2首尾相接,属于串联电路,电压表V1测电源电压,V2测L1两端电压。
分析电压表示数:两电压表指针位置相同,但V1测电源电压,大于V2测L1两端电压,故V1量程为0~15V,V2量程为0~3V,而大量程V1示数是小量程V2的5倍。
图(b)中指针位置对应V2示数为1.2V,则V1示数为:
5×1.2V=6V
计算灯泡电压:L1两端电压U1=1.2V(由V2直接读出),L2两端电压:
U2=U-U1=6V-1.2V =4.8V
(2)确定电路连接方式:由图(c)可知,L1和L2并联,电流表A测L1支路电流,A2测干路电流。
计算L2的电流:干路电流I=1.5A,L1支路电流I1=1.2A,L2支路电流:
I2=I-I1=1.5A-1.2A =0.3A
确定L2两端电压:并联电路中各支路两端电压相等,因此L2两端电压:
U2=U电源=6V
模型11.实验探究影响电阻大小的因素
(
标志:
影响电阻大小的因素主要与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关。
技巧:
实验中常用
控制变量法
和
转换法
:
控制变量法
用于单独研究某一因素对电阻的影响;
转换法
通过电流表示数或灯泡亮度来间接反映电阻大小。
1
.
材料
:
不同材料的导体,其电阻率不同,直接影响电阻大小。
2.
长度
:
当导体的材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
3.
横截面积
:
在材料和长度相同的条件下,导体的横截面积越大,电阻越小。
4.
温度
:
大多数导体的电阻随温度升高而增大,如金属材料;但少数材料如石墨(铅笔芯),其电阻随温度升高而减小。实验中可用酒精灯加热灯丝,观察电流表示数变小,说明电阻增大。
)
【例11】小明在课堂上进了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将1、2、3三段导体接入电路。
导体代号
材料
长度/m
横截面积/mm
1
镍铬合金
1.0
0.5
2
锰铜合金
1.0
0.5
3
镍铬合金
1.0
1.0
①本实验通过观察______________来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为________法。
②为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝_______(填序号)先后接入图中电路M、N两点间进行实验。
③根据所给器材,小明_______(选填“能”或“不能”)探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
①实验时需要测量A、B、C三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是_______(填“A”“B”或“C”)处的电流。
②小明同学测出一组A、B、C三处的电流,IA=0.2A、IB=0.2A、IC=0.4A由此得出结论:干路电流_______各支路电流之和。
③小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格_______(选填“相同”或“不同”)的灯泡进行实验。
【答案】(1)①电流表的示数;转换;②1、3;③能;(2)①C;②等于;③不同
【解析】(1)①实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,电路中的电流会发生变化,所以可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这种方法属于转换法。
②由表中数据知道,1、3两电阻丝的长度、材料相同,3的横截面积更大,将1和3两电阻丝接入电路中M、N两点间,可探究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关。
③探究电阻大小跟导体长度的关系,需要控制导体材料、横截面积不变,可以选用其中一根电阻丝,通过一定M或N夹的位置来改变电阻丝接入的长度。故小明可以探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)①电流表串联在干路上,测得是C点的电流。
②分析小明同学的数据,可得到结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
③小明只测了一组数据,得到的结论具有偶然性,应该换用不同规格的灯泡进行多次实验,使结论具有普遍性。
故答案为:(1)①电流表的示数;转换;②1、3;③能;(2)①C;②等于;③不同。
【变式11-1】要探究“影响导体电阻大小的因素”,小明同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体材料有关。根据猜想设计了如图所示的实验装置。(其中“S”表示导体的横截面积)下列说法正确的是( )
A.实验中灯泡越亮,说明接入电路的导体电阻越大
B.为了使现象更明显,可以在电路中串联一个电压表
C.分别把C、D两根电阻线接入电路,可以探究猜想①
D.要探究猜想②,应分别把B、C两根电阻线接入电路
【答案】D
【解析】A.实验中灯泡越亮,说明电路电流越大,接入电路的导体电阻越小,故A错误。
B.为使现象更明显,应在电路中串联电流表,若串联电压表,电路相当于开路,故B错误。
C.探究导体电阻与长度的关系,需控制材料和横截面积相同、长度不同。C、D两根电阻线材料相同,但长度和横截面积都不同,不能探究猜想①,故C错误。
D.探究导体电阻与横截面积的关系,需控制材料和长度相同、改变横截面积。B、C两根电阻线符合条件,分别接入电路可验证猜想②,故D正确。
故正确答案应选D。
【变式11-2】(2025年武汉初中毕业考题)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
02
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
【解析】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11-3】在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
1.0
(1)为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这里运用了__________(填物理研究方法);
(2)为了验证上述猜想②,应该选用编号为________的两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现B接入电路时电流表示数_______(选填“较大”或“较小”),由此可推测:当材料和横截面积相同时,导体长度越_______,电阻越大;
(4)为了顺利完成实验,导体D的长度应为________m。
【答案】(1)电流表示数或灯泡亮度;转化;(2)A、C;(3)较小;长;(4)0.5
【解析】本题主要考查影响导体电阻大小因素的探究实验,涉及控制变量法和转换法的应用,以及对实验数据的分析能力。
解题核心思路:
1.转换法:通过电流表的示数或灯泡亮度间接反映电阻大小。
2.控制变量法:验证不同猜想时需保持其他变量不变,仅改变目标变量。
3.数据匹配:根据实验目的选择对应规格的电阻丝,确保变量唯一。
破题关键点:猜想①(长度):需保持材料、横截面积相同,改变长度。
猜想②(横截面积):需保持材料、长度相同,改变横截面积。
猜想③(材料):需保持长度、横截面积相同,改变材料。
(1)实验现象与方法:通过观察电流表的示数或灯泡亮度比较电阻大小(电阻越大,电流越小,灯越暗)。这里运用了转换法,将电阻大小转化为可观察的电流或亮度变化。
(2)验证猜想②(横截面积):需保持材料和长度相同,仅改变横截面积。A(镍铬合金,0.5m,0.5mm2)与C(镍铬合金,0.5m,1.0mm2)满足条件。
(3)结论推导:A和B材料、横截面积相同,但长度不同:B(1.0m)接入时电流更小,说明电阻更大。
结论:材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大。
模型12.半导体和超导现象
(
标志:
半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料;超导现象则是指某些物质在极低温下电阻突降至零,并表现出完全抗磁性的物理状态
技巧:
半导体的核心特性与应用
:
导电性可调控
:
通过掺杂不同元素(如磷形成
N
型,硼形成
P
型),可精确控制其导电类型和强度。
温度敏感性
:
与金属相反,温度升高时半导体导电能力增强,这一特性被用于热敏电阻等传感器。
光敏性
:
光照能激发电子
-
空穴对,提升导电性,是太阳能电池和光敏元件的基础。
整流效应
:
PN
结具有单向导电性,构成二极管、晶体管等核心电子器件,支撑现代集成电路发展。
超导现象的两大基本特征
:
零电阻特性
:
当温度降至临界温度以下,电阻完全消失,电流可在其中无损耗流动。
完全抗磁性(迈斯纳效应)
:
超导体内部磁感应强度为零,能完全排斥外部磁场,实现磁悬
浮。
)
【例12】2024年12月9日,西安新地标“生命之树”景观正式亮相,吸引许多市民围观打卡。如图所示,“生命之树”的装饰灯采用的是发光二极管,其主要制作材料是( )
A.半导体 B.导体 C.绝缘体 D.超导体
【答案】A
【解析】发光二极管(LED)通过电流通过特定的半导体材料时,能够将电能转化为光能,这一过程基于半导体的特性。
识别选项中与发光二极管材料相关的正确选项。
选项A半导体是发光二极管的主要制作材料,因为半导体材料在特定条件下可以实现电能到光能的转换。
选项B导体、C绝缘体、D超导体均不符合发光二极管的材料特性。
故答案选A。
【变式12-1】(2025年福建省中考题)空间站中,发光二极管为金鱼藻提供光照,其主要材料属于( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
【答案】B
【解析】发光二极管,也就是LED,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电能转化为光能,LED的核心是一个半导体晶片,其主要材料为半导体材料。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式12-2】科研人员借助短波激光脉冲的帮助,成功制成了室温下的超导体,这一研究成果成熟后可应用于( )
A.电饭锅 B.输电导线 C.电炉电热丝 D.白炽灯灯丝
【答案】B
【解析】根据超导体电阻为零的特性,判断各选项是否利用电流热效应工作。
超导体的特性:超导体在特定条件下电阻为零,电流通过时不会产生热量,因此不能用于需要利用电流热效应工作的电器。
A.电饭锅:电饭锅是利用电流热效应工作的,电饭锅的电热丝通过电流发热将电能转化为内能。超导体电阻为零,无法产生热量,不能用于电饭锅煮饭。
B.输电导线:输电导线的作用是传输电能,若使用超导体,由于电阻为零,电流通过时不会因发热而损失电能,可显著减少输电损耗,符合超导体的应用场景。
C.电炉电热丝:电炉是利用电流热效应工作的,电热丝通过电流发热将电能转化为内能。超导体电阻为零,无法产生热量,不能用于电炉电热丝。
D.白炽灯灯丝:白炽灯灯丝通过电流发热至高温而发光,依赖电流热效应。超导体电阻为零,无法产生热量,不能用于白炽灯灯丝。
故答案应选B。
【变式12-3】如图所示,自制的水果电池使发光二极管发光。下列说法正确的是( )
A.发光二极管采用半导体材料制成
B.发光二极管可以用超导材料制成
C.对调水果电池的正负极,发光二极管的亮度变亮
D.对调水果电池的正负极,发光二极管依然能发光
【答案】A
【详解】AB.二极管是用导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体材料制成,故A正确,B错误;
CD.二极管具有单向导电性,电流从二极管的正极流入,负极流出时,发光二极管发光,对调水果电池的正负极,发光二极管两端电压不为0,电流为0,发光二极管不发光,亮度变暗,故CD错误。
故选A。
模型13.滑动变阻器的结构及其使用
(
标志:
滑动变阻器的结构及其使用。
技巧:
接线原则:
“
一上一下
”
,
必须选择一个上端接线柱和一个下端接线柱接入电路,才能通过滑动滑片改变电阻。若接两个上端,电阻几乎为
0
;若接两个下端,电阻固定为最大值,无法调节。
安全操作:
闭合开关前,滑片应置于阻值最大位置,
这样可以限制初始电流,保护电源和用电器免受过大电流冲击
。
连接方式:
滑动变阻器通常串联使用,以调节整个支路的电流;也可用于分压电路(需特定接法)
。
注意额定参数
:
铭牌上标注的
“
最大阻值
”
和
“
允许电流
”
(如
“
50Ω
1.5A
”
)不得超限,否则可能因过热损坏。
避免短路
:
若错误地将导线接在两个上端(金属杆)或
CD
端,相当于导线直接接电源,易造成短路
。
)
【例13】如图所示是我们实验室经常用到的滑动变阻器。该滑动变阻器实现变阻是通过改变连入电路中电阻丝的( )
A.粗细 B.温度 C.长度 D.材料
【答案】C
【解析】移动滑动变阻器滑片时,不能改变接入电阻丝的材料、横截面积以及温度,只能改变接入电路电阻丝的长度,来改变接入电路的电阻,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式13-1】如图所示,该滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 2A”的字样,关于这个滑动变阻器的说法,正确的是( )
①使用前应将阻值调到最大
②“2A”表示允许通过的最小电流是2A
③滑动变阻器靠改变导体的长度来改变导体的电阻
④把该变阻器C、D两个接线柱接入电路不能改变电路中电流
A.①②④ B.①③④ C.②④ D.①②③
【答案】B
【解析】①为保护电路,使用前应将滑动变阻器调到最大阻值处,故①正确;
②“2A”表示滑动变阻器允许通过的最大电流,故②错误;
③滑动变阻器的原理是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻大小,故③正确;
④把该变阻器C、D两个接柱接入电路时,相当于接入了一根导线,移动滑片不能改变电阻大小,从而不能改变电流,故④正确;
综上所述,①③④正确,②错误,故B正确,ACD错误。
故选B。
【变式13-2】(2025年成都市中考物理试卷)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
【解析】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13-3】兴趣小组设计以下“模拟的调光灯”电路,小灯泡规格为“3V 0.5A”,R阻值是12Ω。要求:闭合开关调节滑片,灯泡不会被烧坏,亮度能连续调节且能正常发光,符合要求的电路是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.该电路电灯泡的电压一直为3V,无法调节亮度,故A不符合题意;
B.该电路由于串联一个定值电阻后,因电源电压又只有3V,当滑动变阻器不接入时,电路中所通过的电流比较小,不能正常发光,故B不符合题意;
C.移动滑片能改变灯泡亮度,但当滑片在左端时,变阻器连入阻值为0,灯泡电压等于电源电压9V,超过额定电压,会被烧坏,故C不符合题意;
D.根据电源电压9V,电路中的最大电流为0.5A,则电路中最小的电阻为180,已知小灯泡的电阻也为60,串联一个120电阻,则滑动变阻器阻值为零时,此时小灯泡正常发光,再将滑片往右滑动,阻值变大,灯泡变暗,故D符合题意。
故选D。
模型14.变阻器与电位器
(
标志:
变阻器与电位器本质上都属于可变电阻器。
技巧:
电位器通常有三个引脚(两个固定端和一个滑动端),可作为三端元件使用;变阻器一般为两端器件,用于调节电路中的电流。
两者均基于
改变接入电路中电阻体的有效长度
来调节电阻值。
当滑动触点移动时,其与固定端之间的电阻长度发生变化,从而改变阻值。
)
【例14】小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇,当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,下列方案符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,即顺时针转动时,电阻变小,电流变大。
A.将a、c接入电路,相当于定值电阻,不能改变小风扇风速,故A不符合题意;
B.将b、c接入电路,电位器与风扇并联,两者之间互不影响,不论怎么移动电位器滑片,都无法改变风扇风速,故B不符合题意;
C.将a、b接入电路,顺时针旋转时,接入电路的电阻变大,电流变小,风扇风速变小,故C不符合题意;
D.将b、c接入电路,顺时针旋转时,接入电路的电阻变小,电流变大,风扇风速变大,故D符合题意。
故选D。
【变式14-1】实验室中常用的滑动变阻器是把____________(选填“镍铬合金丝”或“铜丝”)紧密地缠绕在瓷筒上制成的。如图所示的电阻箱读数为_________Ω。
【答案】镍铬合金丝;2230
【解析】相同情况下合金材料的电阻大于单种金属的电阻,因此实验室中常用的滑动变阻器是把镍铬合金丝紧密地缠绕在瓷筒上制成的。
图中电阻箱的阻值为:
2×1000Ω+2×100Ω+3×10Ω+0×1Ω=2230Ω
【变式14-2】如图所示是插入式电阻箱的结构示意图,它的最大阻值是________Ω,图中A、B两个接线柱之间的电阻是________Ω。
【答案】15;7
【解析】如图所示,当插销插入,对应下方的电阻丝被短路;拔出时,电阻丝接入电路。
当所有插销全部拔出,电阻最大,最大值为:
5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω
如图所示,A、B两个接线柱之间的电阻是:
5Ω+2Ω=7Ω
【变式14-3】下列关于如图所示的说法中,正确的是( )
A.如图甲所示的定值电阻,它是由半导体材料制成的
B.如图甲所示的定值电阻,没有电流通过它时,它的阻值为零
C.如图乙所示的电位器作为音量控制器时,是通过旋动滑动片,改变电阻片接入电路的横截面积来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流的
D.如图乙所示的电位器作为音量控制器时,是通过旋动滑动片,改变电阻片接入电路的长度来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流的
【答案】D
【解析】A.定值电阻通常是由导体材料制成的,而非半导体材料。半导体材料的电阻会随温度、光照等因素大幅变化,不适合制作定值电阻,故A 错误;
B.电阻是导体本身的一种固有属性,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度,与是否有电流通过无关,即使没有电流通过定值电阻,它的阻值也不会为零,故B错误;
CD.如图乙所示的电位器作为音量控制器时,实质是一个滑动变阻器,是通过旋动滑动片,改变电阻体接入电路的长度来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流,故C错误,D正确。
故选D。
一、填空题:
1.生活中常用干电池作为________,它是提供电压的装置,电压是电路中形成_______的原因。
【答案】电源;电流
【解析】电源是提供电能的装置,将其他形式的能转化为电能,包括发电机、电池等,它的作用是给电路两端提供电压。
电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置。
2.在某节目中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,中间剪掉一些,将锡纸条一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快锡纸条开始冒烟、着火,如图所示。锡纸条上电阻最大的是________(选填“ab”“bc”或“cd”)段,此时通过ab段和cd段的电流大小关系为Iab_______(选填“=”“>”或“<”)Icd。(已知ab、bc、cd各段长度相等)
【答案】ab;=
【解析】导体的电阻与横截面积有关,当导体的材料、长度、温度等相同时,导体横截面积越小,电阻越大,如图所示,ab段的横截面积最小,故ab段的电阻最大。
由图知,ab、bc、cd三段导体在电路中串联,根据串联电路电流的关系,在串联电路中电流处处相等,故Iab=Icd。
3.如图所示,物块处于静止状态,则物块重力为_______N,电流表读数为_______A,电压表读数为_______V。
【答案】1.6;0.52;2.3
【解析】物块处于静止状态,则所受重力等于弹簧测力计的拉力,即测力计示数;由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N,则测力计示数为1.6N,即为物体重力。
如图电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,故此时电流表示数为0.52A。
如图电压表选用的是0~3V量程,分度值为0.1V,故此时电压表示数为2.3V。
4.生活中经常使用的小彩灯是_______(填“串”或“并”)联的,有一种节日彩灯上有50只相同的小灯泡,接到照明电路中,50只小灯泡都发光,如果电源插头处的电流为200mA,那么,通过每只小灯泡的电流是_______A,每只小灯泡两端的电压为_______V。
【答案】串;0.2A;4.4
【解析】判断连接方式:小彩灯若采用串联连接,当其中一只损坏时,整个电路断开,其余灯泡熄灭,这与实际生活现象一致。因此小彩灯为串联的。
计算电流:串联电路中电流处处相等,电源插头处电流为200mA=0.2A,故每只小灯泡电流为0.2A。
计算电压:照明电路总电压为220V,串联电路中总电压等于各灯泡电压之和,因此单只灯泡电压为:
5.如图所示,开关闭合时,电压表V测的是________两端电压,V1测的是________两端电压(均选填“L1”、“L2”或“电源”);若L1比L2亮,则通过两灯的电流__________(选填“L1的大”、“L2的大”或“一样大”)。
【答案】电源;L2;一样大
【解析】由图知,开关闭合时,灯泡L1和L2串联,电压表V测量的是两个灯泡的总电压,也就是电源电压;电压表V1并联在L2的两端,测量的是L2两端的电压。因串联电路中电流是处处相等,则通过两灯的电流一样大。
故答案为:电源;L2;一样大。
6.电位器是电器设备中常用的电路元件,在音响设备中电位器必须与扬声器 联,若要实现沿顺时针旋转调节旋钮时,提高音量,必须将 两端接入电路。(填A,B,C符号)
【答案】串;BC
【解析】音响上用以调节音量的一种电位器,实质就是一个滑动变阻器,转动旋钮改变了接入电路的电阻,从而改变了电路中的电流,达到调节音量的目的,所以电位器应与扬声器串联。
当顺时针方向旋转调节旋纽时,提高音量,即扬声器电流变大,电路电阻变小,电位器接入电路中的电阻变小,也就是电阻丝接入电路的长度变短,由图知,应将B和C接入电路。
7.如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要_________(选填“半导体”或“超导体”)材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的_________(选填“电源”或“用电器”)。
【答案】半导体;用电器
【解析】我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要半导体材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的用电器。
故答案为:半导体;用电器。
8.在如图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,电流表A1与A2的指针位置都如图乙所示,则灯泡L1两端的电压为________V,通过灯泡L2的电流为________A,通过灯泡L1的电流为_______A。
【答案】6;0.3;1.2
【解析】根据电路图可知,灯泡L1、L2并联,根据并联电路中电压的规律可知,电源电压等于各支路两端的电压,所以灯泡L1两端的电压为U1=U=6V
根据电路图可知,灯泡L1、L2并联,根据并联电路中电流的规律可知,干路电流等于各支路电流之和,A1测的是干路电流,A2测的是L2支路电流,则A1示数应大于A2示数,故A1选用的是大量程,分度值为0.1A,读数为1.5A,A2选用的是小量程,分度值为0.02A,读数为0.3A,即L2的电流为0.3A,则L1的电流为:
I1=I-I2=1.5A-0.3A=1.2A
9.(2025年四川达州中考题)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
【解析】不同电源的电压不同,一节新干电池电压约为1.5V。
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。
10.如图是一个长方体的金属电阻,材料分布均匀,长、宽、高分别为a、b、c,且a>b>c。当电流沿(选填“AB”或“CD”或“EF”)方向通过该电阻时,它的电阻最小;当该电阻没有电流流过时,它的电阻________(选填“为零”或“不为零”);如果将该电阻沿CD方向均匀拉长,它的电阻与原来相比将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】AB;不为零;变大
【解析】金属电阻的材料分布均匀,分析题图可知,当沿AB方向通电流时,横截面积最大,长度最小,此时电阻的阻值是最小的;而当沿CD方向通电流时,电阻的横截面积最小,长度最长,此时的电阻阻值是最大的。
电阻是导体的一种特性,它与导体的材料、长度和横截面积大小有关,和导体两端的电压、导体中的电流大小无关,当该电阻没有电流流过时,它的电阻不为零。
如果将该电阻沿CD方向均匀拉长,它的长度变长的同时,横截面积也会变小,所以该电阻丝的电阻值将增大。
二、选择题:
11.(2025年甘孜初中学业考题)在日常生活中,下列估测符合实际情况的是( )
A.人的正常体温约为20℃ B.教室内课桌的高度约为1.5m
C.一名中学生的质量约为500kg D.一节新干电池电压约为1.5V
【答案】D
【解析】A.人的正常体温大约为37℃,故A不符合题意;
B.中学生的身高约1.6m,教室内课桌的高度约为中学生的身高的一半,教室内课桌的高度约为0.8m,故B不符合题意;
C.一名中学生的质量约为50kg,故C不符合题意;
D.不同的电源提供的电压不同,一节新干电池电压约为1.5V,故D符合题意。
故选D。
12.(2025年吉林省中考题)如图所示,电工用钳的手柄把套通常是塑料材质的,塑料属于( )
A.导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
【答案】B
【解析】如图所示,电工用钳的手柄把套通常是塑料材质的,塑料不容易导电,可以防止触电,因此塑料是绝缘体。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.将铜片和铁片插入菠萝中,制成一个水果电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图所示。下列说法正确的是( )
A.菠萝是用电器 B.水果电池的电压是0.5V
C.铜片是水果电池的正极 D.电压表能提供电压
【答案】C
【解析】A.菠萝能提供电压,是电源,故A错误;
B.由图知电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.1V,故B错误;
C.电压表指针正向偏转,说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与 电源的正极相连接,由图知铜片与电压表的正接线柱连接,因此铜电极为正极,故C正确;
D.电压表可以测量电压的大小,电源提供电压,故D错误。
故选:C。
14.(2025年山东烟台学业水平考试题)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联 B.若乙为电流表,则乙测L1的电流
C.若丙为电流表,则丙测L1的电流 D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
【答案】A
【解析】电流表在电路中相当于导线,应串联在被测电路中,电压表在电路中相当于断路,应并联在被测电路两端。
AD.若甲为电流表,则开关闭合后,电流从电源的正极出发,分别流经L1和电流表甲,流经电流表甲后,由于灯泡L2能发光,因此电流经过L2后与流经L1的电流汇合,然后流经乙,回到电源的负极,因此乙一定是电流表,丙与L2并联连接,因此丙一定是电压表。故A正确,D错误;
B.若乙为电流表,则由于丙与乙并联连接,因此丙一定是电压表,此时灯泡L1和L2并联,甲为电流表,测量通过L2的电流,电流表乙测量通过L1和L2的总电流,故B错误;
C.若丙为电流表,则由于丙和乙并联,因此乙为电压表,因此甲一定为电压表,否则会导致电源短路。此时两灯串联。故C错误。
故选A。
15.在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
【答案】B
【解析】A.由图知,两灯串联,电压表测量的是L2两端电压,闭合开关,灯泡都不发光,说明电路发生了断路故障;电压表无示数,说明电压表不能连接电源两极,说明是L1发生了断路故障,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
16.(2025年甘肃省兰州市中考题)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
【解析】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。
17.如图所示为常用的铝芯导线,它由多条铝线外包绝缘皮制成,下列方法能增大其电阻的是( )
A.减小铝芯导线的长度 B.增大铝芯导线两端的电压
C.减小铝芯导线中的电流 D.抽去几条铝线
【答案】D
【解析】导体电阻大小的影响因素有:导体材料、长度、横截面积、温度等,与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
A.导体的电阻与长度有关,且长度越短,导体的电阻越小,所以减小铝线的长度可以减小导体的电阻,故A不符合题意;
BC.电阻是导体本身的一种性质,其大小由其本身的材料、长度、横截面积来决定,与导体两端的电压大小无关,与导体中的电流大小无关,故BC不符合题意;
D.导体的电阻与横截面积有关,且横截面积越小,导体的电阻越大,把铝线中的铝线抽去几条,增大了导体的电阻,故D符合题意。
故选:D。
18.如图所示,在“探究串联电路电压的特点时,小明同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=4V,Uac=6V,在记录数据后,下一步应该做的是( )
A.分析数据,得出结论 B.整理器材,结束实验
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值 D.换用电压表的另一个量程,再测出一组电压值
【答案】C
【解析】仅仅一次无法得出普遍结论,故需要更换不同规格的小灯泡重复实验,故接下来的操作是换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
19.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明发现实验器材中的金属丝只有一根,实验电路图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.该实验的探究方法只用到控制变量法
B.灯泡在电路中可以起到保护电路的作用
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的电阻变大
D.将金属丝对折后接入电路,是探究导体电阻大小与长度的关系
【答案】B
【解析】A.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,在研究与其中的一个因素的关系时,应控制其他因素不变,该实验运用了控制变量的方法;此外,实验中用灯泡的亮度和电流的示数判断电阻的大小,应用了转化法,故A错误;
B.灯泡与电流表串联,增大了电路中的电阻,防止因导体电阻过小而烧坏电流表,对电路起保护作用,故B正确;
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的长度变小,横截面积变大,则金属丝的电阻变小,故C错误;
D.在探究电阻与长度的关系时,需使导体的材料、横截面积、温度相同,长度不同,而将金属丝对折后,横截面积也发生了变化,故D错误。
故选B。
20.滑动变阻器在生活中的应用十分广泛,如图甲为可调风速的电风扇,其简化工作电路示意图如图乙。a、b间接有如图丙所示自动断电安全装置,c、d间接有如图丁所示用于调节风速的机械电位器。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.自动断电安全装置相当于电路中的用电器
B.当电风扇倾斜时,铜球将电路接通
C.若c、d分别接①②,则顺时针调节旋钮,风速变小
D.若c、d分别接②③,则逆时针调节旋钮,风速变大
【答案】C
【解析】A.自动断电安全装置(图丙)串联在电路中,作用是控制电路的通断,属于开关,故A错误;
B.电风扇倾斜时,铜球会因重力偏离原来的位置,导致电路断开,这是安全装置的保护作用。故B错误;
C.c、d接①②时,顺时针调节旋钮,滑片会使接入电路的电阻丝长度变长,电阻变大;根据欧姆定律,电源电压不变时,电路电流变小,电风扇的风速变小。故C正确;
D.c、d接②③时,逆时针调节旋钮,滑片会使接入电路的电阻丝长度变长,电阻变大,电路电流变小,风速变小。故D错误。
故选C。
三、作图题:
21.如图所示是未完成连接的实物电路,请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯串联,电压表测量小灯泡L2两端电压,导线不能交叉。
【答案】见解析
【解析】用导线将两灯串联,电压表测量小灯泡L2两端电压,则电压表应与小灯泡L2并联,用导线将电压表负接线柱和小灯泡L2左接线柱相连。
22.如图所示,是一个人体身高测量仪的电路图,部分元件未画出,要求被测人身高变高时,电表的示数增 大。请在“定值电阻”、“电流表”或“电压表”中选两个。
【解析】由图可知,下边框的电路元件串联在电路中,故为定值电阻或电流表,被测人身高变高时,R连入电路中的电阻变大,电路中的总电流变小,而要求电表的示数增大,故下边框的电路元件为定值电阻。
左侧框的电路元件与滑动变阻器并联,为电压表,若被测人身高变高,滑动变阻器阻值变大,根据串联电路分压原理可知,电阻越大分压越多,故电压表示数变大,符合题意,如图所示:
23.请用笔画线代替导线将如图所示的实物电路连接完整。要求:闭合开关S,电压表测量电源电压;向右移动滑动变阻器的滑片P的过程中,小灯泡变暗;导线不能交叉。
【答案】见解析
【解析】闭合开关S,电压表测量电源的电压,电源电压为3V,故电压表选用小量程并联在电源两端(故用导线将电压表3V接线柱与开关右接线柱相连),向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变暗,说明电路中电流变小,滑动变阻器连入电路的阻值增大,故用导线将滑动变阻器左下边的接线柱与开关右接线柱相连,据此连接实物图:
四、实验探究题:
24.一实验小组用如图所示的器材探究“串联电路的电压关系”。用三节干电池串联供电,他们选择了两只规格不同的小灯泡L1、L2,其中L1的阻值已知,L2的阻值未知。
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。
(2)为了保证电路的安全,连接器材时,开关应________。
(3)小明用电压表测量L1两端电压时,直接选用0~3V的量程,小悦说这样不行,规范的操作方法应该是______________________________________________________。
(4)在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,用电压表检测L1两端电压,电压表示数为电源电压,出现此故障的原因可能是___________。
(5)他们排除故障后继续实验,得出一组实验数据如表。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应____________________________________。
L1两端电压/V
L2两端电压/V
电路总电压/V
1.5
2.8
4.3
【答案】(1)见上图;(2)断开;(3)先用大量程试触,如果电压小于3 V,则改用小量程;(4)L1断路;(5)换用不同规格的灯泡多测几组数据
【解析】(1)用三节干电池串联供电,则电源电压为4.5V;两灯泡、开关、电源组成串联电路,电压表测两灯串联后的总电压,则电压表选用大量程并联在两灯泡两端,连线时注意电压表正负接线柱不要接反,如图所示:
(2)为保证安全,连接电路时,开关应断开。
(3)因为电源电压大于3V,在测量电压前,应先用15V量程,测一下L1两端电压,若电压小于3V,再用3V量程。
(4)两灯突然熄灭说明电路可能发生断路;用电压表测L2两端电压时,电压表示数为零,可能是L2短路或L2之外的电路存在断路。
用电压表测L1电压时,电压表有示数且等于电源电压,说明此时电压表与电源两极相连接,则L1之外电路不存在断路;综合分析可知:电路故障是灯泡L1断路。
(5)分析表中实验数据,可知只做了一次实验;为了得出普遍规律,应换用不同规格的灯泡,进行多次测量。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;(3)先用大量程试触,如果电压小于3 V,则改用小量程;(4)L1断路;(5)换用不同规格的灯泡多测几组数据。
25.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:
导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照图1所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察________________来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号________两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和D两电阻丝接入图1电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟________有关。
【答案】(1)电流表示数;(2)A、B;(3)材料
【解析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小。
(2)要验证猜想①:导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体材料与横截面积相同而长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入如图电路中M、N两点间,电流表示数不相同,对比发现电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,因此可得出的结论为:导体的电阻与导体的材料有关。
五、计算题:
26.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当只闭合开关S1时,电压表示数为4.5V;当只闭合开关S2时,电压表的示数为2V,求:
(1)电源电压为多少?
(2)灯泡L1和L2两端的电压分别为多少?
(3)若同时闭合S1和S2,则电压表的示数为多少?
【答案】(1)4.5V;(2)2.5V,2V;(3)4.5V
【解析】本题考查串联电路中电压的特点,解题的关键在于明确不同开关闭合时电路的连接方式以及电压表所测量的电压。
(1)求电源电压:当只闭合开关S1时,灯泡L1、L2串联,电压表测电源电压。因为此时电压表示数为4.5V,所以电源电压U=4.5V。
(2)求灯泡L1和L2两端的电压:当只闭合开关S2时,灯泡L1、L2仍然串联,电压表测L2两端的电压。已知此时电压表的示数为2V,所以L2两端的电压U2=2V。
根据串联电路电压的特点:串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2,可得L1两端的电压:
U1=U-U2=4.5V-2V=2.5V
(3)求同时闭合S1和S2时电压表的示数:若同时闭合S1和S2,此时L2被短路,电路中只有L1接入电路,电压表测L1两端的电压,也就是电源电压。
因为电源电压U=4.5V,所以此时电压表的示数为4.5V。
答:(1)电源电压为4.5V;(2)灯泡L1两端的电压为2.5V,灯泡L2两端的电压为2V;(3)若同时闭合S1和S2,电压表的示数为4.5V。
27.如图所示的电路中,电流表为理想电流表,当S1断开,S2接a时,电流表的示数是0.4A。
(1)此时通过灯L1、L2的电流分别是多少?
(2)当S1断开、S2接b时,电流表的示数为0.2A,通过灯L1、L2的电流分别是多少?
(3)当S1闭合、S2接a时,电流表的示数为0.9A,此时通过灯L1的电流是多少?
【答案】(1)通过灯L1的电流为0A;L2的电流为0.4A;
(2)当S1断开、S2接b时,通过灯L1、L2的电流分别是0.2A、0.2A;
(3)当S1闭合、S2接a时,通过灯L1的电流是0.5A。
【分析】(1)当开关S1断开,S2接a 时,电路为L2的简单电路,电流表测量电路电流,据此求出通过灯L1、L2的电流;
(2)当S1断开、S2接b时,两灯泡串联,电流表测量电路电流,根据串联电路电流规律可知通过灯L1、L2的电流;
(3)当S1闭合、S2接a时,两灯泡并联,电流表测量干路电流,根据并联电路中各支路互不影响的特点和并联电路电流规律求出通过灯L1的电流。
【解答】(1)当开关S1断开,S2接a时,电路为L2的简单电路,电流表测量电路电流,灯泡L1为断路,因此通过L1的电流为0A,通过L2的电流为0.4A
(2)当S1断开、S2接b时,两灯泡串联,电流表测量电路电流;
因串联电路处处电流相等,所以通过灯L1、L2的电流分别为0.2A,0.2A
(3)当S1闭合、S2接a时,两灯泡并联,电流表测量干路电流;
因并联电路中各支路互不影响,所以通过L2的电流仍为0.4A,
又因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯L1的电流:
I1=I-I2=0.9A-0.4A=0.5A
答:(1)通过灯L1的电流为0A;L2的电流为0.4A;
(2)当S1断开、S2接b时,通过灯L1、L2的电流分别是0.2A、0.2A;
(3)当S1闭合、S2接a时,通过灯L1的电流是0.5A。
第 1 页 共 45 页
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$
专题19 电压 电阻
(
模型破解
拆解步骤,突破思维壁垒
……………………………………………………
……
…………
01
~
20
模型
0
1.
用类比法理解电压
……………………
01
模型0
8
.
实验探究串、并联电路
的电压规律
…
09
模型02.
生活中一些常见的电压值
……………
0
2
模型
09
.
串、并联电路中的电压规律
…………
1
2
模型03.
电压表的正确使用
……………………
0
3
模型1
0
.
用串、并联电路电压规律
进行
计算
…
1
3
模型04.
电压表量程的选择和读数
……………
0
4
模型1
1
.
实验探究影响电阻大小的因素
………
14
模型05.
判定电压表测量对象
…………………
0
6
模型1
2
.
半导体和超导现象
……………………
16
模型0
6
.
电表在电路中的识别
…………………
07
模型1
3
.
滑动变阻器
的结构
及其使用
………
…
17
模型0
7
.
用电流表、电压表判断电路故障
……
08
模型1
4
.
变阻器与电位器
………………………
19
模型演练
实战强化,提升应用能力
……………………………………………………
……
…………
20
~
27
)
模型01.用类比法理解电压
(
标志:
将电压与生活中更直观的现象
——
水压
进行类比,从而让
“
看不见
”
的电变得更容易想象。
技巧:
水路系统
对应电路系统
说明
水泵
电源(如电池)
水泵把水从低处抽到高处,维持水压;电源通过化学能或机械能分离正负电荷,维持电压。
水压
电压
水压是水流的动力,电压是电流的动力。没有水压就没有水流,没有电压就没有电流。
水流
电流
水流是水分子的定向移动,电流是电荷(如电子)的定向移动。
水管
导线
水在水管中流动,电荷在导线中移动。
涡轮
/
水轮机
用电器(如灯泡)
水流推动涡轮做功,电流驱动灯泡发光发热。
阀门
开关
控制通断,决定系统是否工作。
水管中的障碍物(如沙石)
电阻
阻碍水流或电流的通过。
)
【例1】电路与水路有许多相似之处,关于电路和水路,下列说法中( )
①电源提供电压与水泵维持水压相似 ②电路中的开关与水路中的水轮机相似
③电路中的电流与水路中的水流相似 ④灯泡反映电流与水泵反映水流相似
A.只有①③正确 B.只有①③④正确 C.只有②③正确 D.只有①②④正确
【变式1-1】关于电流与电压之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.电路两端有电压时,导体中必定有电流
B.导体中先有电荷的定向移动,然后在导体两端就产生了电压
C.导体中没有了电流,电路中一定就没有电压
D.电路中有电流时,电路两端就一定有电压
【变式1-2】意大利物理学家____________最先测得了大气压强的值,最初的电池是19世纪初意大利物理学家________发明的,为了纪念他在电学方面做出的伟大贡献而将他的名字命名为电压的单位,现在手机使用的锂电池电压是3.7V=_______mV。
【变式1-3】导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是________。
模型02.生活中一些常见的电压值
(
标志:
日常生活中必须掌握的基础电压值。
技巧:
牢记核心数值:
一节干电池
:
1.5V
手机锂电池
:
3.7V
(充电时可达
4.2V
)
一节蓄电池
:
2V
家庭电路电压
:
220V
(单相交流电,频率
50Hz
)
工业动力电
:
380V
(三相电,用于电动机等大功率设备)
对人体安全电压
:不高于
36V
(在潮湿环境中应更低,如
24V
或
12V
)
闪电云层间电压
:可达
1000kV
(即
100
万伏)
)
【例2】下列估算合理的是( )
A.两个鸡蛋的重力约为1N B.人的正常体温约为39℃
C.光的传播速度约为340m/s D.人体的安全电压约为220V
【变式2-1】干电池是物理实验中常用的电源。如图所示,正常情况下,关于一节5号干电池的物理量估测,最符合实际的是( )
A.高度约6×103μm B.电压约为2V
C.质量约为25g D.密度约为2kg/m3
【变式2-2】下列数据最接近实际的是( )
A.一节新干电池电压约为1.5V B.学生书桌的高度约为2m
C.一张物理试卷的质量约为200g D.中学生正常步行的速度约为9m/s
【变式2-3】随着生活水平的提高,人们外出旅游住宿宾馆司空见惯,如图,为某宾馆房间取电装置。房卡插入槽中后,房间内用电器才能工作,房卡的作用相当于房间电路中的________;房间中的照明灯和电视是_______(选填“串联”或“并联”)的;人体的安全电压应不高于_______V。
模型03.电压表的正确使用
(
标志:
电压表
的正确使用方法包括使用前调零、并联接入被测电路、确保电流从
正接线柱
流入
负接线柱
流出、选择合适的
量程
以及正确读数。
技巧:
并联连接
:
电压表必须与被测电路并联。若串联接入,会阻断电路电流,导致用电器无法正常工作。
正负极正确接入
:
电流应从电压表的
“
+”
接线柱流入,
“
-”
接线柱流出。若接反,指针将反向偏转,可能损坏表头。
选择合适量程
:
测量前应先估计被测电压大小;若无法估计,应先用大量程试触,再根据示数调整至合适量程;读数时应使指针偏转超过满刻度的1/3,理想在2/3以上,以减小误差。
可直接测量电源电压
:
电压表可以直接并联在电源两极上测量电源电压,但必须确保量程不小于电
源电压。
使用前调零
:
使用前需检查指针是否对准零刻度线,若有偏差,应通过调零螺丝进行机械调零。
正确读数
:
先确认所选量程(如0~3V或0~15V);明确分度值(0~3V量程每小格0.1V,0~15V量程每小格0.5V);视线垂直于表盘,避免视差。
)
【例3】某同学用有3V和15V两个量程的电压表来测量电压时,电压表“-”接线柱已经接入电路,在用15V量程进行试触时,发现指针的位置如图所示,则他下一步的操作应该是( )
A.直接接入c接线柱,然后读数 B.直接接入b接线柱,然后读数
C.断开开关,接入c接线柱,闭合开关后读数 D.断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数
【变式3-1】在如图所示的电路图中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】如图所示的电路中,开关S闭合后,在圆圈里填上合适的电表符号,使小灯泡L1、L2均正常发光。
【变式3-3】用电压表测量电压时,试触过程中电压表指针偏转如图所示,请指出电压表在使用时出现的错误。
甲:_______________________;乙:_______________________;丙:_______________________。
模型04.电压表量程的选择和读数
(
标志:
电压表量程的选择应略大于被测电压,以确保安全并提高测量精度;读数时需先确认量程和分度值,再根据指针位置准确读取数值。
技巧:
明确所选量程
:
查看接线柱连接的是
“
3V
”
还是
“
15V
”
,对应不同的刻度线。常见双量程电压表:
0~3V量程:每小格代表0.1V(10分度)
0~15V量程:每小格代表0.5V(2分度)
)
(
确定分度值并读数
:
10
分度仪表(
0~3V
)
:最小刻度为
0.1V
,需估读到下一位(即
0.01V
)。例如指针指在第
25
格,读数为
2.50V
。
2
分度仪表(
0~15V
)
:最小刻度为
0.5V
,只能估读到
0.1V
。例如指针指在
12.5V
附近,可读作
12.4V
或
12.5V
,但不能读成
12.45V
。
正确读数步骤
:
①
看清量程
→②
确定分度值
→③
正视表盘,视线与刻度垂直
→④
读取整格数+估读半格
)
【例4】如图甲所示电路,电源电压5V,闭合开关,电压表示数如图乙所示,则灯L1两端电压为( )
A.5V B.2V C.3V D.10V
【变式4-1】如图所示,是电压表的表盘,其示数是( )
A.2.3V B.11.5V C.2.6V D.2.3V或11.5V
【变式4-2】如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中制成一个水果电池。用电压表测量该水果电池两端的电压为_______V,插在橙子中的_______片一端是正极。
【变式4-3】(2025年湖南省长沙市初中学业考题)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。
模型05.判定电压表测量对象
(
标志:
要求判定电压表测量的对象。
技巧:
“
去源抱圈法
”
:这个方法非常系统,不管电路多复杂都能用,是考试的
“
压舱石
”
。
第一步,去掉电源:
在心里或草稿纸上把电源(电池符号)从电路中拿掉,把它所在的位置看作断路。
第二步,圈导线找回路:
从电压表的两个接线柱出发,沿着导线走,看能和哪些用电器(比如灯泡、电阻)连成一个闭合的
“
圈
”
。
第三步,圈里有什么就测什么:
这个圈里包含的所有用电器,就是电压表的测量对象。
如果这个圈恰好包含了所有用电器,那它测的就是电源电压。
)
【例5】如图所示的电路中,当闭合开关S后,电压表测的是( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压 C.电源电压 D.L2和电源电压
【变式5-1】如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联 B.电流表和电压表测量的是L1的电流和电压
C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光 D.若电压表突然发生断路,则灯L1会熄灭
【变式5-2】如图所示的电路,电源电压为3V,闭合开关,两灯都发光,但L1的亮度比L2大,电压表示数为1V,则灯泡L2两端的电压为________V,通过L1的电流________L2的电流(选填“>”“<”或“=”)。
【变式5-3】如图所示电路中电源电压保持不变,开关S1和S2都闭合时,两灯均正常发光。下列判断正确的是( )
A.小灯泡L1和L2是串联连接的 B.电压表无法测量灯L2的电压
C.断开S2后电压表的示数不变 D.断开S2后电流表的示数不变
模型06.电表在电路中的识别
(
标志:
这里的
“电表”
是
指
电流表或电压表
。
技巧:
连接方式不同
:
电流表
:
串联
在被测支路中;
电压表
:
并联
在被测元件(如电阻、电源等)两端。
等效处理法(适用于复杂电路)
:
将
电流表视为导线
(内阻极小,可忽略);
将
电压表视为断路
(内阻极大,几乎无电流通过);
简化电路后判断连接关系,再还原电表位置即可确定其测量对象
。
删除
/
断开测试法
:
若
断开某电表
导致电路
断路
(用电器不工作),则为
电流表
;
若
断开某电表
后电路
仍正常工作
,则为
电压表
。
假设判断法
:
假设某电表为电流表或电压表,分析电路是否合理(如是否造成短路或断路);若假设导致短路(如两表均为电流表并联),则假设错误
。
)
【例6】如图所示的实物电路图,有电源、开关、两个灯泡、甲、乙、丙三个电表(电流表或电压表)组成。要使L1、L2都能发光。下列关于开关S、甲、乙、丙三个电表的判断正确的是( )
A.开关S闭合,甲、乙是电流表,丙是电压表 B.开关S闭合,甲是电压表,乙、丙是电流表
C.开关S断开,甲是电流表,乙、丙是电压表 D.开关S断开,甲、乙、丙都是电流表
【变式6-1】如图所示的电路,当开关S闭合后,若电阻R1、R2并联且能正常工作,则甲表是________表(填“电流”或“电压”),乙表测的是________的________(填“电流”或“电压”)。
【变式6-2】如图所示的电路中,①、②、③是三块电表。若闭合开关后灯L1与L2串联,则是_______电流表;若闭合开关后灯L1与L2并联,则_______是电压表。(选填“①”、“②”或“③”)
【变式6-3】在图电路图中填上电压表或电流表的元件符号,使两个小灯泡并联,闭合开关各元件都能正常工作。
模型07.用电流表、电压表判断电路故障
(
标志:
用电流表和电压表判断电路故障
。
技巧:
现象与原因:
电流表有示数,电压表无示数
:
电路为通路(有电流),故障可能为:电压表损坏或接触不良,与电压表并联的用电器
短路
(电压表被短路,示数为
0
)。
电压表有示数,电流表无示数
:
电压表内阻极大,说明其与电源两极连通。故障可能为:与电压表并联的用电器
断路
(此时电压表串联在电路中,因内阻大,电流极小,电流表无示数);
电流表本身短路(较少见)。
两表均无示数
:
整个电路无电流。故障可能为:
干路断路
(如开关、导线、电源故障);
电流表或电压表同时损坏(概率较低)。
电流表示数过大,电压表无示数
:
可能发生
电源短路
或被测部分
严重短路
。
电路电阻极小,电流极大,电压表被短路。
步骤建议
:
先看电流表
:
判断是否为通路(有示数)或断路(无示数)。
再看电压表
:
结合其示数判断故障位置(短路或断路)。
结合连接方式
:
确认电表是否正确接入(电流表串联、电压表并联)。
注意
:
操作前务必断开电源,避免短路损坏电表或电源
。
)
【例7】如图所示电路中,电源电压恒定不变,闭合开关S发现灯泡L不亮,若电路中只有一处故障,且只发生在灯泡L或电阻R上。为检测故障,现提供完好的电压表、电流表、另一检测灯泡作为检测工具,要求在不拆除原电路的条件下,选择其中一个连接在A、B之间,下列说法正确的是( )
A.如果电压表有示数,则一定是灯泡L短路 B.如果检测灯泡不亮,则一定是灯泡L断路
C.如果选择电流表,一定不会造成电源短路 D.如果电流表无示数,则一定是电阻R短路
【变式7-1】在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,两个电表中有一个电表的示数变大。已知电路中各处均接触良好,除灯L和电阻R外,其它元件均完好,则下列判断中正确的是( )
A.若电流表的示数变大,则电灯L短路 B.若电压表的示数变大,则电灯L短路
C.若电压表的示数变大,则电阻R断路 D.若电流表的示数变大,则电阻R断路
【变式7-2】如图所示电路,闭合开关,甲、乙两灯均发光,两电表均有示数。过一会儿,两灯突然都熄灭,一只电表示数增大,另一只电表示数为零。造成此现象的原因可能是( )
A.甲灯短路 B.乙灯短路 C.甲灯断路 D.乙灯断路
【变式7-3】如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,只有一盏灯亮,且只有一个电表有示数,其故障可能是________(选填“L1”或“L2”)出现________(选填“短路”或“断路”)。
模型08.实验探究串、并联电路的电压规律
(
标志:
实验探究串、并联电路的电压规律
。
技巧:
。
一、实验结论
串联电路
:
电源两端的总电压等于各用电器两端电压之和
。
公式表示为:
U
=
U
1
+
U
2
+
…
+
Uₙ
。
并联电路
:
各支路两端的电压相等,且等于电源电压
。
公式表示为:
U
=
U
1
=
U
2
=
…
=
Uₙ
。
二、实验关键步骤与注意事项
实验器材
:
电源(如电池组)、小灯泡(建议使用
不同规格
的多个)、
电压表、开关、导线。
电压表使用规范
:
使用前需
调零
;
电流从
正
接线柱
流入
、
负
接线柱
流出
;
被测电路
并联
。
量程选择:
先用
大量程试触
,若示数小于3V再换小量程。
)
(
操作要点
:
连接电路时
开关应
断开
;
为
避免偶然性
,应
换用
不同规格
灯泡或改变电源电压,进行
多次测量
。
串联电路中,需分别测量各用电器两端电压及总电压;并联电路中,需测量各支路和电源电压。
常见错误分析
:
指针
左偏
:正负接线柱
接反
;
指针
右偏超
量程
:所选量程
过小
;
指针
偏转
过小
:所选量程
过大
。
三、拓展说明
电池组连接规律
:
串联电池组:总电压=各节电池电压之和;并联电池组:总电压=单节电池电压(前提是各节电池电压相同)。
结论普适性保障
:
仅凭一组数据得出的结论具有
偶然性
,必须通过
多次实验
、更换元
件
来验证普遍规律。
)
【例8】如图所示,小灯泡L1、L2与滑动变阻器组成串联电路,其中,小灯泡L1、L2两端的电压分别用U1、U2表示,小灯泡L1、L2串联后两端的总电压用U表示。小华想用此电路证明:“小灯泡L1、L2串联后,L1、L2两端的总电压等于每个小灯泡两端电压之和,即U=U1+U2。”请你根据实验目的完成下列问题:
(1)实验中的因变量是_______________。
(2)实验中滑动变阻器可以起到保护电路的作用,还可以________________。
(3)画出实验数据记录表格。
【变式8-1】(2025年成都市中考物理试卷)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图。
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量________两端的电压。
(2)他们没有将电压表与小灯泡串联的原因是__________________。(写出一条即可)
(3)某次操作中他们将电压表并联在L1两端,闭合开关,发现灯泡L1不亮,灯泡L2发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是( )
A.L1断路 B.L1短路
C.L1电阻比L2电阻小 D.L1电阻比L2电阻大
【变式8-2】在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:
(1)连接电路时开关应处于________状态;
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是______________。
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示,为_______V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压_________。
【变式8-3】小明组同学在探究“串联电路电压的规律”实验中,设计了如题图甲所示的电路。
(1)检查实验器材,小明发现电压表指针如图乙所示,原因是__________________。
(2)按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压,每次拆接电压表时,开关应该是________的(选填“断开”或“闭合”)。
(3)接下来小明要用电压表测L2两端的电压,连接实物图如图丙所示,图中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(4)正确连接好电路后,小明进行实验并把数据记录在如表中。分析实验数据得出两个实验结论:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.0
2.0
4.0
①串联电路电源两端的电压________各部分电路两端电压之和;
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(5)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因可能是实验时所选小灯泡的规格________(选填“相同”或“不同”),另外小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是:______________________________________。
(6)小华观察了小明的实验后,觉得拆装电压表操作过于麻烦,于是他设计了如图丁所示的电路图,认为不用拆接电压表就能测出L1和L2两端的电压,他的设计不合理的理由是______________________。
模型09.串、并联电路中的电压规律
(
标志:
串、并联电路中的电压规律。
技巧:
串联电路电压规律
:
在串联电路中,电流只有一条路径,各元件首尾相连。其电压规律为:电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
。公式表示为:
U
总
=
U
1
+
U
2
+
…
+
U
n
并联电路电压规律:在并联电路中,各支路独立连接在电源两极之间,形成多条电流路径。其电压规律为:
各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
。公式表示为:
U
总
=
U
1
=
U
2
=
…
=
U
n
)
【例9】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,符合现实的是( )
A.Uac=Uab=Ubc B.Uac>Uab=Ubc C.Ia>Ib>Ic D.Ia=Ib=Ic
【变式9-1】如图所示,电源电压保持不变,将规格相同的两个小灯泡L1、L2连接在电路中。闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为2V,则电源电压为_______V。过了一会儿,灯泡L2被烧坏,则电压表示数_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式9-2】如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,则下列描述正确的是( )
A.R1两端电压为 4V B.R2两端电压为2V
C.开关断开后,电压表无示数 D.开关断开后,电压表示数为6V
【变式9-3】如图所示的电路中,电阻阻值R1>R2。开关S闭合后,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2。则( )
A.U1>U2 B.U1<U2 C.I1<I2 D.I1=I2
模型10.用串、并联电路电压规律进行计算
(
标志:
技巧:
识别结构:
确认电路中元件是
首尾相连,形成唯一电流路径
——
串联;还是
各支路是否独立连接在电源两端
——
并联
。
应用公式
:
串联
U
总
=
U
1
+
U
2
+
…
+
U
n
;并联
U
总
=
U
1
=
U
2
=
…
=
U
n
,配合
“
干路电流等于各支路电流之和
”
进行综合计算。
排除干扰
:即使支路中电阻不同,电压仍相等,避免误认为电压分配不均
。
)
【例10】如图所示,电源电压保持不变,当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为9V;
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为5V,则R1两端的电压为多少伏?
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.8A和0.3A,则通过R2的电流为多少安?
【变式10-1】小灯泡L1和L2按照如图甲所示连接,已知电源电压为6V,闭合开关S后,电流表和电压表示数如图乙所示,求:
(1)通过小灯泡L1和L2的电流各为多少?
(2)小灯泡L1和L2两端的电压各为多少?
【变式10-2】如图所示的电路,当开关S闭合后,电压表V1的示数为7伏,电压表V2的示数为10伏,若电源电压为15伏,则三只灯泡两端的电压分别是多少?
【变式10-3】如图a所示电路,V1、V2是两只相同的电路表,当闭合开关后,灯光L1和灯光L2都发光,这时两只电压表的指针偏转角度均如图b所示,指针刚好对准刻度线位置。求:
(1)灯泡L2端电压是多少?
(2)若将L1和L2改接为如图c所示电路,电源电压不变,闭合开关后灯泡L1和L2都发光,此时电流表A1的示数为1.2A,电流表A2的示数为1.5A,求此时通过L2的电流和L2两端的电压。
模型11.实验探究影响电阻大小的因素
(
标志:
影响电阻大小的因素主要与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关。
技巧:
实验中常用
控制变量法
和
转换法
:
控制变量法
用于单独研究某一因素对电阻的影响;
转换法
通过电流表示数或灯泡亮度来间接反映电阻大小。
1
.
材料
:
不同材料的导体,其电阻率不同,直接影响电阻大小。
2.
长度
:
当导体的材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
3.
横截面积
:
在材料和长度相同的条件下,导体的横截面积越大,电阻越小。
4.
温度
:
大多数导体的电阻随温度升高而增大,如金属材料;但少数材料如石墨(铅笔芯),其电阻随温度升高而减小。实验中可用酒精灯加热灯丝,观察电流表示数变小,说明电阻增大。
)
【例11】小明在课堂上进了以下电学实验探究。
(1)小明先用如图甲所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将1、2、3三段导体接入电路。
导体代号
材料
长度/m
横截面积/mm
1
镍铬合金
1.0
0.5
2
锰铜合金
1.0
0.5
3
镍铬合金
1.0
1.0
①本实验通过观察______________来比较导体电阻的大小,这种研究方法在物理中称为________法。
②为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝_______(填序号)先后接入图中电路M、N两点间进行实验。
③根据所给器材,小明_______(选填“能”或“不能”)探究电阻大小跟导体长度的关系。
(2)小明接着利用如图乙所示电路“探究并联电路中电流规律”。
①实验时需要测量A、B、C三处的电流。图丙是某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是_______(填“A”“B”或“C”)处的电流。
②小明同学测出一组A、B、C三处的电流,IA=0.2A、IB=0.2A、IC=0.4A由此得出结论:干路电流_______各支路电流之和。
③小组内交流讨论后,一致认为小明同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格_______(选填“相同”或“不同”)的灯泡进行实验。
【变式11-1】要探究“影响导体电阻大小的因素”,小明同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体材料有关。根据猜想设计了如图所示的实验装置。(其中“S”表示导体的横截面积)下列说法正确的是( )
A.实验中灯泡越亮,说明接入电路的导体电阻越大
B.为了使现象更明显,可以在电路中串联一个电压表
C.分别把C、D两根电阻线接入电路,可以探究猜想①
D.要探究猜想②,应分别把B、C两根电阻线接入电路
【变式11-2】(2025年武汉初中毕业考题)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
02
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11-3】在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
1.0
(1)为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这里运用了__________(填物理研究方法);
(2)为了验证上述猜想②,应该选用编号为________的两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,发现B接入电路时电流表示数_______(选填“较大”或“较小”),由此可推测:当材料和横截面积相同时,导体长度越_______,电阻越大;
(4)为了顺利完成实验,导体D的长度应为________m。
模型12.半导体和超导现象
(
标志:
半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料;超导现象则是指某些物质在极低温下电阻突降至零,并表现出完全抗磁性的物理状态
技巧:
半导体的核心特性与应用
:
导电性可调控
:
通过掺杂不同元素(如磷形成
N
型,硼形成
P
型),可精确控制其导电类型和强度。
温度敏感性
:
与金属相反,温度升高时半导体导电能力增强,这一特性被用于热敏电阻等传感器。
光敏性
:
光照能激发电子
-
空穴对,提升导电性,是太阳能电池和光敏元件的基础。
整流效应
:
PN
结具有单向导电性,构成二极管、晶体管等核心电子器件,支撑现代集成电路发展。
超导现象的两大基本特征
:
零电阻特性
:
当温度降至临界温度以下,电阻完全消失,电流可在其中无损耗流动。
完全抗磁性(迈斯纳效应)
:
超导体内部磁感应强度为零,能完全排斥外部磁场,实现磁悬
浮。
)
【例12】2024年12月9日,西安新地标“生命之树”景观正式亮相,吸引许多市民围观打卡。如图所示,“生命之树”的装饰灯采用的是发光二极管,其主要制作材料是( )
A.半导体 B.导体 C.绝缘体 D.超导体
【变式12-1】(2025年福建省中考题)空间站中,发光二极管为金鱼藻提供光照,其主要材料属于( )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
【变式12-2】科研人员借助短波激光脉冲的帮助,成功制成了室温下的超导体,这一研究成果成熟后可应用于( )
A.电饭锅 B.输电导线 C.电炉电热丝 D.白炽灯灯丝
【变式12-3】如图所示,自制的水果电池使发光二极管发光。下列说法正确的是( )
A.发光二极管采用半导体材料制成
B.发光二极管可以用超导材料制成
C.对调水果电池的正负极,发光二极管的亮度变亮
D.对调水果电池的正负极,发光二极管依然能发光
模型13.滑动变阻器的结构及其使用
(
标志:
滑动变阻器的结构及其使用。
技巧:
接线原则:
“
一上一下
”
,
必须选择一个上端接线柱和一个下端接线柱接入电路,才能通过滑动滑片改变电阻。若接两个上端,电阻几乎为
0
;若接两个下端,电阻固定为最大值,无法调节。
安全操作:
闭合开关前,滑片应置于阻值最大位置,
这样可以限制初始电流,保护电源和用电器免受过大电流冲击
。
连接方式:
滑动变阻器通常串联使用,以调节整个支路的电流;也可用于分压电路(需特定接法)
。
注意额定参数
:
铭牌上标注的
“
最大阻值
”
和
“
允许电流
”
(如
“
50Ω
1.5A
”
)不得超限,否则可能因过热损坏。
避免短路
:
若错误地将导线接在两个上端(金属杆)或
CD
端,相当于导线直接接电源,易造成短路
。
)
【例13】如图所示是我们实验室经常用到的滑动变阻器。该滑动变阻器实现变阻是通过改变连入电路中电阻丝的( )
A.粗细 B.温度 C.长度 D.材料
【变式13-1】如图所示,该滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 2A”的字样,关于这个滑动变阻器的说法,正确的是( )
①使用前应将阻值调到最大
②“2A”表示允许通过的最小电流是2A
③滑动变阻器靠改变导体的长度来改变导体的电阻
④把该变阻器C、D两个接线柱接入电路不能改变电路中电流
A.①②④ B.①③④ C.②④ D.①②③
【变式13-2】(2025年成都市中考物理试卷)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13-3】兴趣小组设计以下“模拟的调光灯”电路,小灯泡规格为“3V 0.5A”,R阻值是12Ω。要求:闭合开关调节滑片,灯泡不会被烧坏,亮度能连续调节且能正常发光,符合要求的电路是( )
A. B. C. D.
模型14.变阻器与电位器
(
标志:
变阻器与电位器本质上都属于可变电阻器。
技巧:
电位器通常有三个引脚(两个固定端和一个滑动端),可作为三端元件使用;变阻器一般为两端器件,用于调节电路中的电流。
两者均基于
改变接入电路中电阻体的有效长度
来调节电阻值。
当滑动触点移动时,其与固定端之间的电阻长度发生变化,从而改变阻值。
)
【例14】小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇,当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,下列方案符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【变式14-1】实验室中常用的滑动变阻器是把____________(选填“镍铬合金丝”或“铜丝”)紧密地缠绕在瓷筒上制成的。如图所示的电阻箱读数为_________Ω。
【变式14-2】如图所示是插入式电阻箱的结构示意图,它的最大阻值是________Ω,图中A、B两个接线柱之间的电阻是________Ω。
【变式14-3】下列关于如图所示的说法中,正确的是( )
A.如图甲所示的定值电阻,它是由半导体材料制成的
B.如图甲所示的定值电阻,没有电流通过它时,它的阻值为零
C.如图乙所示的电位器作为音量控制器时,是通过旋动滑动片,改变电阻片接入电路的横截面积来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流的
D.如图乙所示的电位器作为音量控制器时,是通过旋动滑动片,改变电阻片接入电路的长度来改变接入电路的电阻,继而改变电路中的电流的
一、填空题:
1.生活中常用干电池作为________,它是提供电压的装置,电压是电路中形成_______的原因。
2.在某节目中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,中间剪掉一些,将锡纸条一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快锡纸条开始冒烟、着火,如图所示。锡纸条上电阻最大的是________(选填“ab”“bc”或“cd”)段,此时通过ab段和cd段的电流大小关系为Iab_______(选填“=”“>”或“<”)Icd。(已知ab、bc、cd各段长度相等)
3.如图所示,物块处于静止状态,则物块重力为_______N,电流表读数为_______A,电压表读数为_______V。
4.生活中经常使用的小彩灯是_______(填“串”或“并”)联的,有一种节日彩灯上有50只相同的小灯泡,接到照明电路中,50只小灯泡都发光,如果电源插头处的电流为200mA,那么,通过每只小灯泡的电流是_______A,每只小灯泡两端的电压为_______V。
5.如图所示,开关闭合时,电压表V测的是________两端电压,V1测的是________两端电压(均选填“L1”、“L2”或“电源”);若L1比L2亮,则通过两灯的电流__________(选填“L1的大”、“L2的大”或“一样大”)。
6.电位器是电器设备中常用的电路元件,在音响设备中电位器必须与扬声器 联,若要实现沿顺时针旋转调节旋钮时,提高音量,必须将 两端接入电路。(填A,B,C符号)
7.如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要_________(选填“半导体”或“超导体”)材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的_________(选填“电源”或“用电器”)。
8.在如图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,电流表A1与A2的指针位置都如图乙所示,则灯泡L1两端的电压为________V,通过灯泡L2的电流为________A,通过灯泡L1的电流为_______A。
9.(2025年四川达州中考题)一节新干电池电压约为______V,如图所示电阻箱阻值读数为______Ω。
10.如图是一个长方体的金属电阻,材料分布均匀,长、宽、高分别为a、b、c,且a>b>c。当电流沿(选填“AB”或“CD”或“EF”)方向通过该电阻时,它的电阻最小;当该电阻没有电流流过时,它的电阻________(选填“为零”或“不为零”);如果将该电阻沿CD方向均匀拉长,它的电阻与原来相比将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
二、选择题:
11.(2025年甘孜初中学业考题)在日常生活中,下列估测符合实际情况的是( )
A.人的正常体温约为20℃ B.教室内课桌的高度约为1.5m
C.一名中学生的质量约为500kg D.一节新干电池电压约为1.5V
12.(2025年吉林省中考题)如图所示,电工用钳的手柄把套通常是塑料材质的,塑料属于( )
A.导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
13.将铜片和铁片插入菠萝中,制成一个水果电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图所示。下列说法正确的是( )
A.菠萝是用电器 B.水果电池的电压是0.5V
C.铜片是水果电池的正极 D.电压表能提供电压
14.(2025年山东烟台学业水平考试题)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联 B.若乙为电流表,则乙测L1的电流
C.若丙为电流表,则丙测L1的电流 D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
15.在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
16.(2025年甘肃省兰州市中考题)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
17.如图所示为常用的铝芯导线,它由多条铝线外包绝缘皮制成,下列方法能增大其电阻的是( )
A.减小铝芯导线的长度 B.增大铝芯导线两端的电压
C.减小铝芯导线中的电流 D.抽去几条铝线
18.如图所示,在“探究串联电路电压的特点时,小明同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=4V,Uac=6V,在记录数据后,下一步应该做的是( )
A.分析数据,得出结论 B.整理器材,结束实验
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值 D.换用电压表的另一个量程,再测出一组电压值
19.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明发现实验器材中的金属丝只有一根,实验电路图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.该实验的探究方法只用到控制变量法
B.灯泡在电路中可以起到保护电路的作用
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的电阻变大
D.将金属丝对折后接入电路,是探究导体电阻大小与长度的关系
20.滑动变阻器在生活中的应用十分广泛,如图甲为可调风速的电风扇,其简化工作电路示意图如图乙。a、b间接有如图丙所示自动断电安全装置,c、d间接有如图丁所示用于调节风速的机械电位器。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.自动断电安全装置相当于电路中的用电器
B.当电风扇倾斜时,铜球将电路接通
C.若c、d分别接①②,则顺时针调节旋钮,风速变小
D.若c、d分别接②③,则逆时针调节旋钮,风速变大
三、作图题:
21.如图所示是未完成连接的实物电路,请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯串联,电压表测量小灯泡L2两端电压,导线不能交叉。
22.如图所示,是一个人体身高测量仪的电路图,部分元件未画出,要求被测人身高变高时,电表的示数增 大。请在“定值电阻”、“电流表”或“电压表”中选两个。
23.请用笔画线代替导线将如图所示的实物电路连接完整。要求:闭合开关S,电压表测量电源电压;向右移动滑动变阻器的滑片P的过程中,小灯泡变暗;导线不能交叉。
四、实验探究题:
24.一实验小组用如图所示的器材探究“串联电路的电压关系”。用三节干电池串联供电,他们选择了两只规格不同的小灯泡L1、L2,其中L1的阻值已知,L2的阻值未知。
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。
(2)为了保证电路的安全,连接器材时,开关应________。
(3)小明用电压表测量L1两端电压时,直接选用0~3V的量程,小悦说这样不行,规范的操作方法应该是______________________________________________________。
(4)在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,用电压表检测L1两端电压,电压表示数为电源电压,出现此故障的原因可能是___________。
(5)他们排除故障后继续实验,得出一组实验数据如表。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应____________________________________。
L1两端电压/V
L2两端电压/V
电路总电压/V
1.5
2.8
4.3
25.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:
导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照图1所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察________________来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号________两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和D两电阻丝接入图1电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟________有关。
五、计算题:
26.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当只闭合开关S1时,电压表示数为4.5V;当只闭合开关S2时,电压表的示数为2V,求:
(1)电源电压为多少?
(2)灯泡L1和L2两端的电压分别为多少?
(3)若同时闭合S1和S2,则电压表的示数为多少?
27.如图所示的电路中,电流表为理想电流表,当S1断开,S2接a时,电流表的示数是0.4A。
(1)此时通过灯L1、L2的电流分别是多少?
(2)当S1断开、S2接b时,电流表的示数为0.2A,通过灯L1、L2的电流分别是多少?
(3)当S1闭合、S2接a时,电流表的示数为0.9A,此时通过灯L1的电流是多少?
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