专题07 欧姆定律、电功率(专题练习)(山东专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-03-20
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3份
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80页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电功率,欧姆定律 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 18.34 MB |
| 发布时间 | 2026-03-20 |
| 更新时间 | 2026-03-20 |
| 作者 | 一米书香 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56928562.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题07 欧姆定律、电功率
参考答案
风●向●速●递
【答案】1.A
【详解】由电路图可知,传感器和定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.从图甲中直接可以看出,当酒精浓度为0.2mg/mL时传感器电阻的阻值为,由串联电路电阻的规律和欧姆定律得电路中的电流为
定值电阻R两端的电压为
故A正确;
BCD.由图甲可知,当酒精浓度增大时,传感器的阻值会减小,由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大;由可知,定值电阻R两端的电压会增大,即电压表的示数会变大,故BCD错误。
故选A。
【答案】2.C
【详解】A.当有风吹过探头时,由于探头上方空气流速小于下方,流速大的地方压强小,所以探头上方的压强大于下方,探头带动滑片向下移动,故A正确,不符合题意;
B.当有风吹过探头时,探头带动滑片向下移动,电路中总电阻变大,电流变小,定值电阻两端电压变小,滑动变阻器两端电压变大,即电压表示数变大,故B正确,不符合题意;
C.当风速增大时,电路中总电阻变大,电流变小,电路消耗的总功率根据P=UI,电源电压不变,所以总功率变小,故C错误,符合题意;
D.滑动变阻器R2消耗的电功率
当时,R2消耗的电功率最大,故D正确,不符合题意。
故选C。
【答案】3.D
【详解】由电路图可知,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器R2两端电压。由题知,电流表的量程为0-0.6A、滑动变阻器的规格为“24Ω 0.3A”,则电路允许通过的最大电流,则电流表的最大示数为0.3A; R1两端的电压最大
滑动变阻器两端的电压最小
即电压表的最小示数为2.7V,由可知,此时电路总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小为
由题知,电压表选用的量程为0-3V,即电压表的最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,此时电阻R1两端的电压
电路电流
由可知,此时电路总电阻
滑动变阻器接入电路的阻值
即滑动变阻器接入电路的阻值范围是9Ω~12Ω,电流表的示数变化范围为0.25A~0.3A,电压表的示数变化范围为2.7V~3V,故①错误,②③正确;
电路的最大总功率
故④正确,故D正确,ABC错误。
故选D。
【答案】4.A
【详解】A.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向上凸起,机翼上方的水流速度较快,机翼上方受到的竖直向下的压强小于机翼下方受到的竖直向上的压强,机翼获得竖直向上的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,电路电阻越小,电路电流越大,则电流表的示数越大,故A符合题意;
B.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压。水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,由串联电路中电阻越小分到的电压越小得,电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,则电流表的示数越小,故C不符合题意;
D.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量定值电阻R0的电压。机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,由欧姆定律得,定值电阻R0的电压变小,故电压表的示数变小,故D不符合题意。
故选A。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 探究电流与电压、电阻的关系
【答案】1.B
【详解】①研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故①错误;
②由题意和图像可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制Rx两端的电压不变,即电压表示数不变;由图乙知,Rx两端的电压
即电压表保持2.5伏不变,故②正确;
③由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻最大
故③正确;
④据串联分压原理可知,将Rx从5Ω换成10Ω后, 电阻增大,其分得的电压增大,大于2.5V,探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,由分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故④错误;
由以上分析可知,B正确,ACD错误。
故选B。
【答案】2.(1) (2)C (3)0.4 (4)5
(5) 不能 实验中应控制电阻的阻值不变,灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值
(6) D 2.5 控制定值电阻两端电压不变 (7)40
【详解】(1)滑动变阻器与定值电阻串联,要求滑片P向A端滑动时,电流表示数变大,可知电路的电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,据此作图。
(2)A.定值电阻R短路,电路为通路,电流表有示数,故A不符合题意;
B.定值电阻R断路,电压表与电源连通,电压表有示数,故B不符合题意;
C.滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,故C符合题意;
D.滑动变阻器短路,两表都有示数,故D不符合题意。
故选C。
(3)电流表连接的是的量程,分度值为0.02A,此时电流表读数为0.4A。
(4)在图像上取一组数据可得,
(5)[1][2]研究电流与电压的关系,要保持电阻大小不变,若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值。
(6)根据绘制出I-R的图像可知,通过电阻的电流与电阻之积为
[1][2]当把电路中5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,由分压原理,定值电阻分得的电压变大,本实验要控制电阻的电压不变,应该将滑动变阻器的滑片向D移动,直至电压表的示数为2.5V。
[3]此实验中滑动变阻器除了可以保护电路外,还有控制电阻的电压不变的作用。
(7)探究电流与电压关系时,由图丁可知,定值电阻两端电压最小值时,电流,此时滑动变阻器两端电压为
此时变阻器连入的阻值
所以在探究电流与电压关系的实验中,变阻器需要的最大阻值为。
在探究电流与电阻关系的实验中,控制定值电阻两端电压为2.5V,变阻器两端电压为
根据串联电路分压原理,当定值电阻阻值最大时,变阻器需要的阻值最大。由分压原理得,
所以要探究电流与电阻的关系,变阻器需要的最大阻值为。
综上,完成这两个实验的滑动变阻器的最大阻值不小于。
考点02 欧姆定律
【答案】3.C
【详解】BC.当a、b同为电流表时,闭合S1和S2,电路被短路,不符合题意;当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,电压表a测量R1和R2的总电压为3V,电路的总电压为3V,电压表b测量R2的电压为1V,R1两端的电压为U1==U-U2=3V-1V=2V
将a、b换为另一种电流表,闭合S1、断开S2,两电阻并联,电流表b测量干路的总电流,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,则电阻R2的阻值为
故B不符合题意,C符合题意;
A.当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,两电阻串联,电路中电流为
R1的电阻为
故A不符合题意;
D.后一种情况中,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,流过R1电流为
电流表b测干路电流,b表的示数为
故D不符合题意。
故选C。
【答案】4.A
【详解】A.闭合开关S1、S2、S3,R3被短路,R1和R2并联,电流表测量干路中的电流。通过R1和R2的电流之比,故A错误,符合题意;
B. 当闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为0.9A,则
解得,故B正确,不符合题意;
C. 只闭合开关S1,R1与R3串联,电压表测R1两端的电压,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电路总电阻变大,电路中电流变小,由分压原理可知,R1两端电压变小,故电流表和电压表的示数均变小,故C正确,不符合题意;
D.只闭合开关S1,R1与R3串联,滑片在a端,变阻器接入的阻值是0,电源电压都加载R1两端,电压表示数等于电源电压,等于6V;滑片在b端,电路总电阻
电路中电流
此时电压表示数
只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V,故D正确,不符合题意。
故选A。
考点03 电阻的测量
【答案】5.B
【详解】①S闭合时,被短路,电流表测量中的电流,S断开时,两电阻串联,电流表测量串联电路中的电流;电源电压不变,所以有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故①符合题意;
②S往左接通时,被短路,电流表测量通过中的电流,S往右接通时,被短路,电流表测量通过的电流,此时电流表的正负极接反,不可以测量出未知电阻的阻值,故②不符合题意;
③S往左接通时,被短路,电流表测量通过中的电流,S往右接通时,被短路,电流表测量通过的电流,电源电压不变,根据欧姆定律有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故③符合题意;
④只闭合S1时,只有R0接入电路,电流表测量R0电流,只闭合S2时,只有Rx接入电路,电流表测量Rx电流,电源电压不变,根据欧姆定律有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故④符合题意;
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【答案】6.(1) (2)短路 (3) 0.3 9
(4)A (5) 移动滑动变阻器滑片P至b端
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。要使滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小,电路中的电阻应变大,应将滑动变阻器的左下接线柱与定值电阻串联。电路图见答案。
(2)电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表被短路或所测部分短路,因此原因可能是电阻短路。
(3)[1]图中电流表的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,因此读数为0.3A。
[2]
(4)本实验多次测量是为了求平均值减小误差。
A.刻度尺多次测量长度,是为了求平均值减小误差,故A符合题意;
BC.多次测量是为了寻找普遍规律,故BC不符合题意;
故选A。
(5)[1][2]闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0,电压表测电源电压,读出电压表示数U1;
闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至b端,此时定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表测定值电阻两端的电压,读出电压表示数U2;
由串联电路中的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为
电路中的电流为
则未知电阻的阻值为
考点04 电能、电功
【答案】7. 3.3 吸收
【详解】[1]电池充满电可以储存的电能
[2]机器人行走的速度
[3]白色可以反射所有颜色光,黑色可以吸收所有颜色的光。机器人骨架颜色黑色是吸收所有色光。
【答案】8.D
【详解】分析电路可知,和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压,电流表测电路电流。
AB.由图乙可知,滑动变阻器电阻为时,电流为0.3A,则电源电压为 ①
滑动变阻器电阻为时,电流为0.1A,则电源电压为 ②
联立①②,解得电源电压,,故AB错误;
C.由图乙可知,滑动变阻器电阻为时,电流最大为0.3A,此时电压表示数最小为
滑动变阻器电阻为时,电流最小为0.1A,此时电压表示数最大为
则电压表的变化范围为,故C错误;
D.根据,电路中电流最小为0.1A时,整个电路电功率最小,此时滑动变阻器电阻为,20s内滑动变阻器消耗的电能为
故D正确。
故选D。
考点05 电功率
【答案】9.D
【详解】AB.如图,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测量的是小灯泡两端电压,电压表V2测量的是滑动变阻器两端电压,电流表测量电路是电流。将滑动变阻器的滑片由右端向左端移动的过程中,变阻器连入的阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电路中电流变大,电流表示数变大;根据串联电压规律可知,滑动变阻器两端电压变小,则小灯泡两端电压变大,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,图像a是滑动变阻器的U-I图像,b是灯泡的U-I图像,故AB不符合题意;
C.由图像可以看出,变阻器的滑片在最右端时,变阻器阻值最大,电压表V2示数最大,,此时电流,变阻器的最大阻值为,故C不符合题意;
D.由图像可知,当电压表示数最大时,灯泡两端电压为,电源电压为
由图像可知,电路中最大电流,电路的最大功率,故D符合题意。
故选D。
【答案】10.D
【详解】由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
AB.由图乙可知,当滑动变阻器两端的电压为0时,电路中的电流最大为I大=0.6A,根据欧姆定律可知,电源电压为U=R0I大=R0×0.6A……①
当滑动变阻器两端的电压为3V时,电路中的电流I=0.2A,根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压U=U滑+IR0 = U滑+0.2A× R0……②
联立①②解得∶定值电阻R0 =7.5Ω,电源电压U=4.5V,故AB错误;
C.当电压表示数为0时,滑动变阻器连入电路的阻值为0。当电压表示数为3V时,通过电路中的电流为0.2A,由欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的最大阻值为
所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0~15Ω,故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片P移至最大阻值时,通过电路中的最小电流为0.2A,电路消耗的最小电功率为P=UI=4.5V×0.2A=0.9W,故D正确。
故选D。
考点06 焦耳定律
【答案】11.B
【详解】AB.由题意可知,甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油,烧瓶中两电阻丝的阻值相同,相同时间内,两电阻丝产生的热量相同,烧瓶内的物质不同,升温快的烧瓶内的液体的比热容更小,故A错误,B正确;
C.因为两烧瓶中的电阻相同,故不能探究电流产生热量与电阻的关系,故C错误;
D.水和煤油均未沸腾,因为水的比热容比较大,吸收相同的热量,上升的温度比较少,即,故D错误。
故选B。
【答案】12.B
【详解】AD.将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中,冰水混合物的温度为,由图乙可知,此时热敏电阻的阻值为,根据串联电路的电压规律可知,此时热敏电阻两端的电压为
此时电路中的电流为,则的阻值为
通电5分钟,产生的热量为,故AD错误;
B.当电压表示数最大为3V时,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,则电路中的最大电流为
根据串联电路的分压规律可知,此时热敏电阻分得的电压最小,则热敏电阻分得的电压为
则热敏电阻的最小值为
由图乙可知,此电子温度计能测量的最高温度为,故B正确;
C.在不改变电表的条件下,即电压表的最大测量为3V不变,根据欧姆定律可知电路中的最大电流不变,增大电源电压,则热敏电阻分得的最小电压变大,根据欧姆定律可知热敏电阻变大,电子温度计的测温范围变小,故C错误。
故选B。
考点07 电学综合计算
【答案】13.(1)1A (2)120J (3)18V
【详解】(1)小灯泡L标有“12V 12W”字样,根据可得,灯泡L正常发光时的电流为
(2)小灯泡正常发光时,其电功率为12W,根据可得,灯泡L正常发光10s消耗的电能为
(3)由图甲可知,小灯泡L和滑动变阻器R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压,电压表测量小灯泡L两端的电压;由图乙可知,电路中的电流最小为0.3A时,小灯泡和滑动变阻器两端的电压分别为3V和15V,由于串联电路中电源电压等于各部分两端电压之和,所以,电源电压为
【答案】14.(1) 0.22A,1000Ω (2) 200V (3) 1000Ω
【详解】(1)根据题意,发热体的额定电压,额定功率。发热体正常工作时的电流为
发热体的电阻值为
(2)已知发热体工作时间t=100s,消耗的电能W=4000J。发热体的实际功率为
根据功率公式,可得两端的实际电压为
(3)如图丙所示,与滑动变阻器串联。当滑动变阻器滑片P移至额定功率的四分之一,则这个最低电功率的大小为
根据可得此时电路中的电流
电路的总电阻为
根据串联电路电阻特点,滑动变阻器的最大阻值为
二阶·素养进阶练
【答案】1.D
【详解】A.连接好电路闭合开关前,为防止电流过大而损坏元件,滑动变阻器应接入最大阻值,即滑片P应置于最右端,故A正确,不符合题意;
B.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,由图乙可知UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
使电压表的示数为2V,故B正确,不符合题意;
C.探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,当电阻R由更换为后,由串联分压可知电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故C正确,不符合题意;
D.由图像可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,可以得到电压一定,电流和电阻成反比,电阻是导体的一种性质,电阻大小与电流和电压无关,故D错误,符合题意。
故选D。
【答案】2.B
【详解】AB.由图得,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路电流。风速越大,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律得,电流表示数变大,变阻器接入电路中电阻变小,由串联电路电阻越小分得的电压越小,电压表示数变小,故A错误,故B正确;
C.电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器接入电路的电阻,变阻器接入电路的电阻变小,则比值变小,故C错误;
D.由串联电路电压特点得,滑动变阻器两端的电压变化量等于定值电阻R0两端的电压变化量,串联电路电流处处相等,则电流表示数变化量等于定值电阻R0的电流变化量,由欧姆定律得,滑动变阻器的滑片移动前后,R0的电压分别为、
则
即
则为定值,即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故D错误。
故选B。
【答案】3.C
【详解】A.在移动滑片过程中,由图乙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,因此L的电阻不会始终为20Ω,故A错误;
B.滑片向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中电流变小,由图乙可知,L两端电压减小,根据P=UI可知,L的实际功率减小,故B错误;
C.灯泡的实际功率为0.75W时,根据和图乙可知,此时,,则滑动变阻器接入电路中的电阻值,故C正确;
D.灯泡正常发光时的电压为6V,由图象可知此时通过灯泡的电流为0.3A, R接入的最小阻值为,故D错误;
故选C。
【答案】4.A
【详解】①由图甲可知电路为串联电路,滑片向左移动,接入电路阻值变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,由图乙可知灯泡两端的电压也变小,由可知灯L的实际功率减小,①正确;
②灯泡L的额定电压为6V,由图乙可知灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为0.3A,则电路最大电流为0.3A,电路消耗的最大功率为
②错误;
③电路最大电流为0.3A,此时灯泡正常发光,灯泡两端电压为6V,则滑动变阻器两端电压为
R接入的最小阻值为
③错误;
④L的实际功率为0.75W时,由图乙可知此时灯泡两端电压为3V,通过的电流为0.25A,则滑动变阻器两端电压为
通电电阻R的产生的热量为
④正确;综上可知①④正确,②③错误,故A正确,BCD错误。
故选A。
【答案】5.D
【详解】A.分析电路可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡电压,电压表测滑动变阻器的电压。将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,滑动变阻器的阻值变小,电路中的电流逐渐变大,根据串联分压原理,滑动变阻器的电压变小,则灯泡的电压变大,所以图线a是滑动变阻器的U-I图线,图线b是灯泡的U-I图线,故A不符合题意;
B.根据,图乙中U-I图线表示电阻,电流变大时,图线b倾斜程度变大,说明灯泡电阻变大,则灯泡电阻的最小值为
故B不符合题意;
C.滑动变阻器接入电路的阻值在滑片处于最右端时最大,此时其两端的电压是5V,电流是0.2 A,则R的最大阻值为,故C不符合题意;
D.电源电压为
由图乙可知,最大电流为0.6A,则电路的最大功率为,故D符合题意。
故选D。
【答案】6.AC
【详解】A.由电路图可知,两电阻串联,显示仪与定值电阻R0并联,为电压表,故A正确;
B.当二氧化碳的浓度减小时,R接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,故B错误;
C.当二氧化碳的浓度增大时,R接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,R分担的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端电压变大,电压表示数变大,故C正确;
D.若调高报警浓度,由于浓度变大,则气敏电阻的阻值变小,根据串联分压可知气敏电阻分压变小,由串联电路电压的规律可知定值电阻分压变大,电压表的示数变大,要使电压表的示数不变,由串联分压可知需要定值电阻R0的阻值调小一些,故D错误。
故选AC。
【答案】7. 160
【详解】[1]只将电茶炉接入220V电路中正常工作10min消耗的电能
[2]由电能表的参数1200imp/kW•h知道,每消耗1kW•h电能,指示灯闪烁1200次,电茶炉工作10min,电能表指示灯闪烁的次数
[3]茶水吸收的热量
[4]电茶炉烧水的效率
【答案】8. (1) (2) 定值电阻R断路
(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 (4) B 2 A
(5)控制定值电阻两端电压不变
【详解】(1)要使滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,根据,在电压不变时,电流变大则电阻变小,对于滑动变阻器,应将其左下接线柱连入电路。如图所示:
(2)闭合开关后,电流表无示数,表明电路可能存在断路;电压表有示数,此时可能是电压表与电源串联,即电压表测电源两端的电压,所以此时出现的故障可能是与电压表并联的定值电阻R断路。
(3)从图乙图像能看到,随着导体电阻增大,通过导体的电流减小,并且通过导体的电流与导体电阻的乘积始终不变,即
由此可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[1][2]在探究电流与电阻关系实验中,要控制定值电阻两端电压2V不变。当把5Ω电阻换成10Ω电阻后,根据串联电路分压原理,电阻增大,其分得电压增大。为保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,即增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动。直至电压表示数为2V时,读出电流表的示数。
[3]探究导体的电流与电阻的关系,要求定值电阻两端电压始终为,电源电压,根据串联电路电压规律,则变阻器分得的电压
可知变阻器分得的电压是电压表示数的2倍,根据串联分压原理,当接入20Ω电阻时,则变阻器连入电路中的电阻
即变阻器最大阻值不能小于40Ω,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)在研究电流与电阻的关系实验中,需要控制定值电阻两端的电压相同,滑动变阻器起到了控制定值电阻两端电压不变的作用。
【答案】9.(1) (2) 电流表没有调零
(3) 右 0.1 (4) 变小 变大 变小
【详解】(1)如图甲所示,电流表与小灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联,则连接图如下图所示:
(2)如图乙所示,若开关闭合前,指针左偏,原因可能是电流表没有调零。
(3)[1]为保护电路,移动滑动变阻器的滑片至阻值最大处,即最右端后,闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。
[2]如图丙中的电流表,电流表量程是,分度值为,则电流表示数为0.1A。
(4)[1][2][3]根据电流表和电压表的示数画出的图像丁可知,随着电路中电流的增大,小灯泡两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压变小,因为小灯泡的温度升高,则小灯泡的电阻变大,由欧姆定律可知,整个电路中的总电阻变小。
【答案】10.(1) 6V (2) 0.27A (3) 0.2W
【详解】(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,为R3的简单电路,电压表测量R3的电压,R3两端的电压为电源电压,即
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,R2、R3并联,则流过R2的电流
流过R3的电流
则干路电流
故电流表的示数为0.27A
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,R1与R3串联,电压表测量R3的电压,,根据串联电路电压规律
R1消耗的电功率
【答案】11.(1) ; ; (2) (3)
【详解】(1)分析电路可知,一挡电路为R1、R2、R3 三个电阻串联;二挡电路只有电阻R1;三挡电路只有电阻R3,四挡电路为R1、R2、R3 三个电阻并联。
由一挡电路可得
由公式可得
所以,又因为,所以 ; ;
(2)由题意得
保温指示灯正常工作,定值电阻R两端的电压
由串联分压规律可得
所以
(3)因为四挡为三电阻并联,所以
选择四挡加热时,放出的热量为
水的质量
水吸收的热量为
四挡加热时加热效率为
真●题●验●证
【答案】1.B
【详解】客服回复中提到的“3kW·h”是电能(即电量)的单位,而“3kW的用电器”中的“kW”是电功率的单位。客服错误地将电能与电功率混淆,认为3kW·h的移动电源可以直接支持3kW的用电器,忽略了电功率的实际限制。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【答案】2.B
【详解】A.开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,据图可知,应移至最右端,故A错误;
B.根据灯泡的规格可得,灯泡正常发光时的电流为
该电流值小于电流表的小量程,因此电流表选择小量程,即“0~0.6A”的量程,故B正确;
C.据图可知,开关闭合后,电路中电源外部的电流是从电源的正极流出依次经过开关、滑动变阻器、灯泡、电流表,回到电源的负极,因此电流经过灯泡流向电流表,故C错误;
D.据图可知,电路是串联的,电源是由两节干电池组装而成,则电源电压为3V,灯泡正常发光时的电压为2.5V,由串联电压规律可得,滑动变阻器两端电压为
据B选项可知,灯泡正常发光时的电流为0.3A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为
故D错误。
故选B。
【答案】3.B
【详解】①②闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量电源电压,示数不变,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,示数变化,如图乙;滑动变阻器接入电路的阻值较小时,总电阻较小,根据欧姆定律可知,电路电流较大,从图中可知为0.6A,此时变阻器两端的电压为1.5V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
滑动变阻器接入电路的阻值较大时,总电阻较大,根据欧姆定律可知,电路电流较小,从图中可知为0.3A,此时变阻器两端的电压为3V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
联立两式解得,,故①正确,②错误;
④根据欧姆定律可知变阻器接入电路的阻值分别为
则滑动变阻器的调节范围2.5~10Ω,故④错误;
③定值电阻R1的最小电功率为,故③正确;
综上可知,①③正确,②④错误,则正确的有2个,故B正确,ACD错误。
故选B。
【答案】4.D
【详解】如图甲所示,R和R0串联,电压表测量R0两端电压。
A.由图乙可知,压力F增大时,R的阻值减小,电路中的总电阻变小,根据可知,电源电压不变时,电路中电流变大,根据可知,R0两端电压即电压表的示数增大,故A错误;
B.电压表测量R0两端电压,电流表可以测量通过R0的电流,则电压表与电流表示数之比等于定值电阻R0的阻值,故电压表与电流表示数之比保持不变,故B错误;
C.因为电压表的量程为0~3V,所以R0两端最大电压为3V,所以通过电路中最大的电流
此时R两端电压
R的最小阻值
如图乙所示,此时压力传感器上受到的压力
装置所能测量的最大质量,故C错误;
D.因为电压表的量程为0~3V,所以R0两端最大电压为3V,当将换成的电阻时,电路中的电流
此时电路中的总电阻
此时R的阻值
如图乙所示,此时压力传感器上受到的压力
装置所能测量的最大质量
此时能测量的最大质量小于时能测量的最大质量。即若将换成20的电阻,该装置所能测量的最大质量将变小,故D正确。
故选D。
【答案】5.C
【详解】①由图可知,当开关、都闭合时,并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电热壶处于加热挡,故①错误;
②开关闭合,断开时为保温挡,此时为的简单电路,消耗的电功率为
“保温”与“加热”的功率之比为,则加热挡的功率为
则电热壶处于加热挡时,消耗的电功率为
由可知,的阻值为
故②正确;
③加热时,电热水壶正常工作10min,电流做的功为
故③正确;
④根据可知,1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为
故④正确;
综上所述,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【答案】6.C
【详解】A.电能表计数器最后一位是小数,所以电能表此时示数为2025.6kW·h,故A错误;
B.电能表是记录电路消耗电能的仪表,1600imp/(kW·h)的含义是电路消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,并不是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,故B错误;
C.根据题意可知,热水器在高温挡工作1min消耗的电能为
热水器在高温挡的功率为,故C正确;
D.由乙图可知,当两开关全部闭合时,两电阻并联,电阻最小,根据可知,电路处于高温挡。此时功率为2400W,又R1=R2,每个电阻消耗的功率为1200W,所以电阻,故D错误。
故选C。
【答案】7. 0.5 30 180/
【详解】[1]如图所示,电阻R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测所在R2支路的电流,通过R1所在支路的电流为
则干路的电流即电流表A1的示数为
[2]电阻R2的阻值为
[3]整个电路1min消耗的电能为
【答案】8.(1) (2) 0.2 正比 (3) 2 反比 (4) 10
【详解】(1)探究“电流与电压和电阻的关系”,定值电阻要与滑动变阻器串联,滑动变阻器要一上一下接入,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,且电流表与电压表接线柱需正进负出,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小,即接入电阻增大,因此应接滑动变阻器左下,如图所示:
(2)[1]电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[2]根据表格丙中数据,电压与电流数据之比为定值,得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1]如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为
[2]如图丁中数据,电阻与电流数据乘积为定值,得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)要完成(3)中的实验,即定值电阻两端电压为2V,根据串联分压,当用20Ω的定值电阻实验时,滑动变阻器有最大阻值,电路中电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的阻值
【答案】9.(1) (2) (3)
【详解】(1)已知 ,,汽车行驶的路程
(2)匀速行驶时牵引力 ,汽车牵引力做的功
(3)电动机效率,电能转化为机械能的效率为,则电动机消耗的电能
【答案】10.(1) 0.5A (2) 12V (3) 4~40Ω (4) 0.5W
【详解】(1)由可得,小灯泡L正常工作时的电流为
(2)只闭合开关S和S1,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,当滑片P移动到a点,由图乙曲线知,此时电路中最大电流为Ia=0.5 A,小灯泡L正常发光。此时电压表示数U1a=2V,则电源电压为
(3)只闭合开关S和S1,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,滑片P移动到a点,L正常发光时,电压表的示数最小U1a=2V,电流表示数最大,为Ia=0.5A,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
滑片P移动到b点,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表的示数最大,由图乙曲线知,电压表的示数为U1b=10V,电流表示数最小,为Ib=0.25A,则滑动变阻器接入电路的最大阻值为,故滑动变阻器R1的阻值变化范围为4~40Ω。
(4)只闭合开关S和S2,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,此时滑动变阻器R1的两个下端接线柱均接入电路,相当于一个定值电阻,其接入电路的阻值为R1b=40Ω,电压表测量R1滑片P左侧部分两端的电压,由图乙直线知,滑片P从a点滑动到最右端b点的过程中,电流表示数不变,为I=0.25A,定值电阻R2两端的电压不变,其电功率不变。滑片P在最右端b点时,滑动变阻器的阻值R1=40Ω,其两端电压为Ub=10V,由串联电压规律可知,定值电阻R2两端的电压为
定值电阻R2的电功率为
因定值电阻R2两端的电压不变,其电功率不变,故滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率也为0.5W。
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专题07 欧姆定律、电功率
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新情境 新载体 跨学科 新考向
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 探究电流与电压、电阻的关系
考点02 欧姆定律
考点03 电阻的测量
考点04 电能、电功
考点05 电功率
考点06 焦耳定律
考点07 电学综合计算
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【新情境】1.(2025·山东聊城·二模)“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。图乙为测试仪的电路图,电源电压恒为4V,电压表量程为0-3V,定值电阻R=10Ω用于保护电路。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”,下列说法正确的是( )
A.当酒精浓度为0.2mg/mL时,电压表示数为1V
B.Rx的阻值随酒精气体浓度的升高而增大
C.当酒精浓度升高时,电压表示数会减小
D.若用电流表显示酒精浓度,当酒精浓度升高时,电流表示数会减小
【新载体】2.(2025·山东泰安·三模)为测定风速的大小,小明设计了一种测定风速的装置,其简化电路如图所示。图中为定值电阻,探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动,且,下列分析错误的是( )
A.当有风,吹过探头时,探头带动滑片P向下移动 B.风速越大,电压表示数越大
C.当风速增大时,电路消耗的总功率变大 D.当时,消耗的电功率最大
【跨学科】3.(2025·山东泰安·二模)某物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图如图所示,其中电源电压恒为4.5V,定值电阻R1=6Ω,滑动变阻器R2的规格为“24Ω,0.3A”,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。为了保证电路中各元件安全工作,下列说法正确的是( )
①电路中电流的变化范围是0.15A~0.3A ②电压表的变化范围是2.7V~3V
③滑动变阻器接入电路的阻值范围是9Ω~12Ω ④电路的最大总功率是1.35W
A.只有①②③正确 B.只有①②④正确 C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
【新考向】4.爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 探究电流与电压、电阻的关系
1.(2025·山东淄博·一模)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为4.5V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
①该同学研究的是电流和电压的关系 ②实验中电压表的示数保持2.5V不变
③滑动变阻器最大阻值至少为20Ω ④将Rx从5Ω换成10Ω后,应向左调节滑动变阻器滑片
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
2.(2025·山东临沂·模拟预测)在“探究电流跟电压、电阻的关系”实验中,用到的实验器材有:电源(恒为4.5V),定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线等。
(1)请用笔画线代替导线,按甲图将乙图中电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,电流表示数变大(连线时导线不允许交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数为零,电流表的示数也为零,则电路的故障可能是 (假设故障只存在定值电阻或者滑动变阻器这两个元件上)。
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)电路连接改正错误后,闭合开关后,某时刻电流表的读数如丙图所示为________A;
(4)实验中测得5组数据,绘制出电阻R的I-U图像如图丁所示,由图像可得R=______Ω;
(5)若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则________(“能”或者“不能”)完成本实验,理由是________;
(6)探究通过导体的电流跟电阻的关系,实验中测得多组数据,绘制出I-R的图像如图戊所示,则:
①当把电路中5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,应该将滑动变阻器的滑片向________(选填“C/D”)移动,直至电压表的示数为_________V。
②此实验中滑动变阻器除了可以保护电路外,还有的__________作用。
(7)完成这两个实验的滑动变阻器的最大阻值不小于_________Ω。
考点02 欧姆定律
3.(2025·山东临沂·二模)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω B.R2的电阻为9.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V D.后一种情况中b表的示数为1.2A
4.(2025·山东德州·二模)如图所示电路,当闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为0.9A,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法错误的是( )
A.闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2
B.电源电压为6V
C.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小
D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V
考点03 电阻的测量
5.小华在测电阻时发现电压表损坏,她利用电流表和一个阻值已知的定值电阻,设计了四个电路,其中能测出未知电阻阻值的是( )
A.③④ B.①③④ C.①②③④ D.②③④
6.(2025·山东东营·模拟预测)某小组同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:闭合开关,滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接电路时,开关应断开;电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是电阻Rx______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,为______A,则测得未知电阻Rx=______Ω;
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(选填字母)。
A.用刻度尺测量铅笔的长度 B.探究串、并联电路中电流的特点 C.探究杠杆平衡的条件
(5)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验,电源电压未知且恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,实验步骤如下:
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S,______,读出电压表示数U2;
③则待测电阻的表达式Rx=______。(用R0、U1、U2表示)
考点04 电能、电功
7.(2025·山东淄博·一模)2025年春节联欢晚会上,穿着花棉袄的人形机器人登台亮相。该机器人内部安置了一块电压为67.2V,容量为15Ah容量的电池,可确保机器人在复杂地形和环境中自主行走,充满电后,大约存储______J电能。机器人15s移动了49.5m,则机器人的行走速度是______m/s。机器人骨架颜色黑色是______(选填“吸收”或“反射”)所有色光。
8.(2025·山东菏泽·二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器的规格是“100Ω 0.6A”闭合开关,在电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为 B.电阻阻值为
C.电压表的变化范围10~15V D.整个电路电功率最小时,20s内滑动变阻器消耗的电能为20J
考点05 电功率
9.(2025·山东临沂·模拟预测)如图甲电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片由右端向左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是灯泡的U-I图像 B.变阻器的滑片向左移时,三电表示数均变大
C.R的最大阻值为10Ω D.电路的最大功率为3.6W
10.(2025·山东德州·二模)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录电表示数;图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图像,下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值是15Ω B.电源电压为5V
C.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是5-15Ω D.电路消耗的最小电功率为0.9W
考点06 焦耳定律
11.(2025·山东淄博·二模)如图所示,甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油,烧瓶中两电阻丝的阻值相同,烧瓶内插入相同的温度计。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中电阻丝放出热量多
B.比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中所装液体比热容小
C.该实验装置可用来探究电流产生热量与电阻的关系
D.通电一段时间,水和煤油均未沸腾,温度计示数大小关系为
12.(2025·山东济宁·二模)如图甲所示为某同学设计的一电子温度计的电路原理图。电源电压恒为6V,电压表量程为,是定值电阻,是热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示。将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时,电压表示数为2V。下列选项正确的是( )
A.电阻的阻值为
B.在电路正常工作时,此电子温度计能测量的最高温度为
C.在不改变电表的条件下,通过增大电源电压可以增大电子温度计的测温范围
D.将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时,通电5分钟,产生的热量为20J
考点07 电学综合计算
13.(2025·山东德州·二模)为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样,电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图像,求:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)灯泡L正常发光10s消耗的电能;
(3)电源电压。
14.(2025·山东济宁·一模)如图甲是某款工夫茶保温碟,电路原理图如图乙所示,定值电阻为发热体,它的额定电压为220V,额定功率为48.4W。电流通过发热体加热底板使茶汤保温,L为电功率忽略不计的电源指示灯。
(1)计算发热体正常工作的电流和电阻值。
(2)若发热体工作100s消耗的电能为4000J,求两端的实际电压。
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求,小明对原电路进行了改造(如图丙),移动滑片P可以连续调节发热体的电功率,最低可调至额定功率的,求滑动变阻器的最大阻值。
二阶·素养进阶练
1.小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中不正确的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑动到最右端
B.实验过程中应控制电压表示数为不变
C.当电阻R由更换为后,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
2.如图所示为风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,为定值电阻,为电阻丝,滑片与电阻丝接触良好。无风时,滑片在A处;有风时,滑块与滑片一起向左移动。闭合开关,当风速增大时下列分析正确的是( )
A.风速越大,电流表示数越小 B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变大 D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
3.(2025·山东淄博·二模)如图甲所示电路,电源电压恒为9V,灯泡L额定电压为6V,通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S,下列分析正确的是( )
A.无论如何移动滑片,L的电阻始终为20Ω B.滑片向左移动过程中,L的实际功率变大
C.L实际功率为0.75W时,R的阻值为24Ω D.为保证电路安全,R接入的最小阻值为20Ω
4.(2025·山东淄博·二模)如图甲所示电路,电源电压恒为9V,灯泡L的额定电压为6V,电流表量程为,通过L的电流I随其两端电压U变化关系图象如图乙所示。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,分析正确的是( )
①滑片向左移动,L的实际功率减小 ②电路消耗的最大功率为5.4W
③R接入的最小阻值为5Ω ④L的实际功率为0.75W时,通电电阻R的产生的热量为90J
A.只有①④正确 B.只有②④正确 C.只有①③正确 D.只有②③正确
5.(2024·山东枣庄·一模)如图甲所示电路的电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是灯泡的U-I图线 B.灯泡电阻的最小值为25Ω
C.R的最大阻值为10Ω D.电路的最大功率为3.6W
6.(2025·山东济南·一模)(多选题)教室长时间密闭会导致室内二氧化碳浓度上升,从而影响学生的听课效率。图甲为学校科技小组设计的检查二氧化碳浓度的电路原理图,其中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R是检测二氧化碳浓度的气敏电阻,其阻值随二氧化碳浓度的变化关系如图乙所示,当显示仪达到某一值时,电铃发出报警声(电铃未画出),提示需要开窗通风。闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.显示仪是由电压表改装而成的
B.当二氧化碳的浓度减小时,电路中的电流变大
C.当二氧化碳的浓度增大时,电阻R0两端的电压变大
D.若要调高报警浓度,可将R0换成阻值大一点的电阻
7.(2025·山东淄博·一模)小李家电茶炉的加热电阻为60.5,家用电能表的信息如图所示,只将电茶炉接入家庭电路中,电茶炉正常工作10min,可以将1.3kg的茶水加热50℃。电茶炉消耗的电能是______J,电能表指示灯闪烁______次。茶水吸收的热量是______J,该电茶炉的效率是______(结果保留到1%)。
8.(2025·山东泰安·一模)物理课外兴趣小组利用图甲所示的电路图进行“探究导体的电流与电阻的关系”,电源电压为6V且保持不变,为定值电阻。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数,但电流表无示数,此时出现的故障可能是___________(写出一种即可);
(3)排除故障后,分别将、、三个定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图乙所示的图像。由图像可以得出结论:___________;
(4)上述实验中,用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把换为的电阻接入电路,闭合开关,应向___________(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为___________V时,读出电流表的示数;为完成整个实验,应选取的滑动变阻器的规格为___________(选填字母);
A.50Ω,0.5A B.30Ω,1.0A C.20Ω,2.0A
(5)实验中,滑动变阻器的主要作用是保护电路和___________。
9.(2025·山东青岛·二模)小明想测量标有“”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)如图甲所示是小明实验时连接的电路,其中有一根导线连接错误,请你在这根导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)连接好电路,若开关闭合前,电流表如图乙所示,原因可能是___________;
(3)移动滑动变阻器的滑片至最___________端后,闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到时开始发光,此时电流表示数如图丙,读数为______;
(4)继续移动滑片,小明根据相应的电流表和电压表的示数画出图像,如图丁所示。此过程中,随着电路中电流的增大,滑动变阻器两端的电压______,小灯泡的电阻______,整个电路中的总电阻_______。
10.(2025·山东济宁·一模)如图电路中,电源两端电压U=6V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=50Ω,R3=40Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为4V,求R1消耗的电功率P1。
11.(2025·山东泰安·二模)某款家用储水式电热水器额定电压为220V,额定容量为60L,下图其电路原理图。插上插头,电热水器储满水后,闭合开关S,温控器开关K接触点1,对水进行加热,当加热温度达到设定温度时,K跳转接触点2,保温指示灯L亮起,停止加热;当水温下降,低于设定温度时,K再次接触点1进行加热。R1、R2、R3为加热电阻,其中R2=2 R3。该电热水器的加热模式有四个挡位,选择“一挡”,S1、S2均断开,此时功率为P1=400W;选择“二挡”, S1闭合、S2断开,此时功率为P2;选择“三挡”, S1断开、S2闭合,此时功率为P3;选择“四挡”, S1、S2均闭合,此时功率为P4。若;[,]。求:
(1)定值电阻R1、R2和R3的阻值;
(2)保温指示灯的铭牌上标有“20V;0.5W”字样,为使保温指示灯正常工作,定值电阻R的阻值;
(3)选择四挡加热时,用时33分20秒刚好把装满的水从升高到,则四挡加热时加热效率。(最终结果保留一位小数)
真●题●验●证
1.(2025·山东·中考真题)某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示。顾客咨询:“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是3kW·h的,3kW的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:3kW·h
输出电压:220V
最大输出电流:10A
A.说法正确 B.混淆了电功率和电能 C.混淆了电功率和电流 D.混淆了电功率和电压
2.(2025·山东济宁·中考真题)将标有“2.5V 0.75W”的小灯泡接入如图所示的电路中。下列说法正确的是( )
A.开关闭合前,滑片应调到滑动变阻器的最左端
B.电流表应选“0~0.6A”的量程
C.开关闭合后,电流经过电流表流向灯泡
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为8.3Ω
3.(2025·山东德州·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V ②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W ④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.(2025·山东东营·中考真题)如图甲所示是某款体重秤的简易电路,电路中电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为10,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,R为压力传感器,它的阻值与压力F的关系如图乙所示(g取10N/kg)。闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.当压力F增大时,电压表的示数减小
B.当压力F减小时,电压表与电流表示数之比变小
C.该装置所能测量的最大质量为150kg
D.若将换成20的电阻,则该装置所能测量的最大质量将变小
5.(2025·山东泰安·中考真题)某款电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位。如图所示是它电路原理图的一部分,是电阻丝,的阻值为,“保温”与“加热”的功率之比为。加热时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,电流做的功为。已知水的比热容是。下列说法中( )
①加热时,开关闭合,断开 ② ③ ④
A.只有④正确 B.只有②③正确 C.只有②③④正确 D.只有①②④正确
6.(2025·山东滨州·中考真题)在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp。电能表如图甲所示,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则下列说法正确的是( )
A.该电能表此时示数为20256kW·h
B.1600imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C.该电热水器的实际功率为2400W
D.电阻R1的阻值等于20.2Ω
7.(2025·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压为6V且恒定不变,R1是定值电阻,其阻值为20Ω。闭合开关S后,电流表A2的示数为0.2A,则电流表A1的示数为________A,电阻R2的阻值为________Ω,整个电路1min消耗的电能为__________J。
8.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小_____;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为________A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成________。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为________V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成________;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为________Ω。
9.(2025·山东潍坊·中考真题)某款纯电新能源汽车进行道路测试,以的速度匀速直线行驶,共持续行驶,行驶时汽车所受阻力为,其电动机工作的效率为。求:
(1)汽车行驶的路程;
(2)汽车牵引力做的功;
(3)电动机消耗的电能。
10.(2025·山东滨州·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10V 5W”字样,滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。先只闭合开关S和S1,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图象。求:
(1)小灯泡L正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围;
(4)只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率。
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专题07 欧姆定律、电功率
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新情境 新载体 跨学科 新考向
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 探究电流与电压、电阻的关系
考点02 欧姆定律
考点03 电阻的测量
考点04 电能、电功
考点05 电功率
考点06 焦耳定律
考点07 电学综合计算
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【新情境】1.(2025·山东聊城·二模)“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。图乙为测试仪的电路图,电源电压恒为4V,电压表量程为0-3V,定值电阻R=10Ω用于保护电路。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”,下列说法正确的是( )
A.当酒精浓度为0.2mg/mL时,电压表示数为1V
B.Rx的阻值随酒精气体浓度的升高而增大
C.当酒精浓度升高时,电压表示数会减小
D.若用电流表显示酒精浓度,当酒精浓度升高时,电流表示数会减小
【答案】A
【详解】由电路图可知,传感器和定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.从图甲中直接可以看出,当酒精浓度为0.2mg/mL时传感器电阻的阻值为,由串联电路电阻的规律和欧姆定律得电路中的电流为
定值电阻R两端的电压为
故A正确;
BCD.由图甲可知,当酒精浓度增大时,传感器的阻值会减小,由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大;由可知,定值电阻R两端的电压会增大,即电压表的示数会变大,故BCD错误。
故选A。
【新载体】2.(2025·山东泰安·三模)为测定风速的大小,小明设计了一种测定风速的装置,其简化电路如图所示。图中为定值电阻,探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动,且,下列分析错误的是( )
A.当有风,吹过探头时,探头带动滑片P向下移动 B.风速越大,电压表示数越大
C.当风速增大时,电路消耗的总功率变大 D.当时,消耗的电功率最大
【答案】C
【详解】A.当有风吹过探头时,由于探头上方空气流速小于下方,流速大的地方压强小,所以探头上方的压强大于下方,探头带动滑片向下移动,故A正确,不符合题意;
B.当有风吹过探头时,探头带动滑片向下移动,电路中总电阻变大,电流变小,定值电阻两端电压变小,滑动变阻器两端电压变大,即电压表示数变大,故B正确,不符合题意;
C.当风速增大时,电路中总电阻变大,电流变小,电路消耗的总功率根据P=UI,电源电压不变,所以总功率变小,故C错误,符合题意;
D.滑动变阻器R2消耗的电功率
当时,R2消耗的电功率最大,故D正确,不符合题意。
故选C。
【跨学科】3.(2025·山东泰安·二模)某物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图如图所示,其中电源电压恒为4.5V,定值电阻R1=6Ω,滑动变阻器R2的规格为“24Ω,0.3A”,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。为了保证电路中各元件安全工作,下列说法正确的是( )
①电路中电流的变化范围是0.15A~0.3A ②电压表的变化范围是2.7V~3V
③滑动变阻器接入电路的阻值范围是9Ω~12Ω ④电路的最大总功率是1.35W
A.只有①②③正确 B.只有①②④正确 C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
【答案】D
【详解】由电路图可知,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器R2两端电压。由题知,电流表的量程为0-0.6A、滑动变阻器的规格为“24Ω 0.3A”,则电路允许通过的最大电流,则电流表的最大示数为0.3A; R1两端的电压最大
滑动变阻器两端的电压最小
即电压表的最小示数为2.7V,由可知,此时电路总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小为
由题知,电压表选用的量程为0-3V,即电压表的最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,此时电阻R1两端的电压
电路电流
由可知,此时电路总电阻
滑动变阻器接入电路的阻值
即滑动变阻器接入电路的阻值范围是9Ω~12Ω,电流表的示数变化范围为0.25A~0.3A,电压表的示数变化范围为2.7V~3V,故①错误,②③正确;
电路的最大总功率
故④正确,故D正确,ABC错误。
故选D。
【新考向】4.爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向上凸起,机翼上方的水流速度较快,机翼上方受到的竖直向下的压强小于机翼下方受到的竖直向上的压强,机翼获得竖直向上的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,电路电阻越小,电路电流越大,则电流表的示数越大,故A符合题意;
B.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压。水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,由串联电路中电阻越小分到的电压越小得,电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,则电流表的示数越小,故C不符合题意;
D.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量定值电阻R0的电压。机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,由欧姆定律得,定值电阻R0的电压变小,故电压表的示数变小,故D不符合题意。
故选A。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 探究电流与电压、电阻的关系
1.(2025·山东淄博·一模)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为4.5V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
①该同学研究的是电流和电压的关系 ②实验中电压表的示数保持2.5V不变
③滑动变阻器最大阻值至少为20Ω ④将Rx从5Ω换成10Ω后,应向左调节滑动变阻器滑片
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
【答案】B
【详解】①研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故①错误;
②由题意和图像可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制Rx两端的电压不变,即电压表示数不变;由图乙知,Rx两端的电压
即电压表保持2.5伏不变,故②正确;
③由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻最大
故③正确;
④据串联分压原理可知,将Rx从5Ω换成10Ω后, 电阻增大,其分得的电压增大,大于2.5V,探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,由分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故④错误;
由以上分析可知,B正确,ACD错误。
故选B。
2.(2025·山东临沂·模拟预测)在“探究电流跟电压、电阻的关系”实验中,用到的实验器材有:电源(恒为4.5V),定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线等。
(1)请用笔画线代替导线,按甲图将乙图中电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,电流表示数变大(连线时导线不允许交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数为零,电流表的示数也为零,则电路的故障可能是 (假设故障只存在定值电阻或者滑动变阻器这两个元件上)。
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)电路连接改正错误后,闭合开关后,某时刻电流表的读数如丙图所示为________A;
(4)实验中测得5组数据,绘制出电阻R的I-U图像如图丁所示,由图像可得R=______Ω;
(5)若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则________(“能”或者“不能”)完成本实验,理由是________;
(6)探究通过导体的电流跟电阻的关系,实验中测得多组数据,绘制出I-R的图像如图戊所示,则:
①当把电路中5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,应该将滑动变阻器的滑片向________(选填“C/D”)移动,直至电压表的示数为_________V。
②此实验中滑动变阻器除了可以保护电路外,还有的__________作用。
(7)完成这两个实验的滑动变阻器的最大阻值不小于_________Ω。
【答案】(1) (2)C (3)0.4 (4)5
(5) 不能 实验中应控制电阻的阻值不变,灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值
(6) D 2.5 控制定值电阻两端电压不变 (7)40
【详解】(1)滑动变阻器与定值电阻串联,要求滑片P向A端滑动时,电流表示数变大,可知电路的电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,据此作图。
(2)A.定值电阻R短路,电路为通路,电流表有示数,故A不符合题意;
B.定值电阻R断路,电压表与电源连通,电压表有示数,故B不符合题意;
C.滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,故C符合题意;
D.滑动变阻器短路,两表都有示数,故D不符合题意。
故选C。
(3)电流表连接的是的量程,分度值为0.02A,此时电流表读数为0.4A。
(4)在图像上取一组数据可得,
(5)[1][2]研究电流与电压的关系,要保持电阻大小不变,若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值。
(6)根据绘制出I-R的图像可知,通过电阻的电流与电阻之积为
[1][2]当把电路中5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,由分压原理,定值电阻分得的电压变大,本实验要控制电阻的电压不变,应该将滑动变阻器的滑片向D移动,直至电压表的示数为2.5V。
[3]此实验中滑动变阻器除了可以保护电路外,还有控制电阻的电压不变的作用。
(7)探究电流与电压关系时,由图丁可知,定值电阻两端电压最小值时,电流,此时滑动变阻器两端电压为
此时变阻器连入的阻值
所以在探究电流与电压关系的实验中,变阻器需要的最大阻值为。
在探究电流与电阻关系的实验中,控制定值电阻两端电压为2.5V,变阻器两端电压为
根据串联电路分压原理,当定值电阻阻值最大时,变阻器需要的阻值最大。由分压原理得,
所以要探究电流与电阻的关系,变阻器需要的最大阻值为。
综上,完成这两个实验的滑动变阻器的最大阻值不小于。
考点02 欧姆定律
3.(2025·山东临沂·二模)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω B.R2的电阻为9.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V D.后一种情况中b表的示数为1.2A
【答案】C
【详解】BC.当a、b同为电流表时,闭合S1和S2,电路被短路,不符合题意;当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,电压表a测量R1和R2的总电压为3V,电路的总电压为3V,电压表b测量R2的电压为1V,R1两端的电压为U1==U-U2=3V-1V=2V
将a、b换为另一种电流表,闭合S1、断开S2,两电阻并联,电流表b测量干路的总电流,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,则电阻R2的阻值为
故B不符合题意,C符合题意;
A.当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,两电阻串联,电路中电流为
R1的电阻为
故A不符合题意;
D.后一种情况中,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,流过R1电流为
电流表b测干路电流,b表的示数为
故D不符合题意。
故选C。
4.(2025·山东德州·二模)如图所示电路,当闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为0.9A,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法错误的是( )
A.闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2
B.电源电压为6V
C.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小
D.只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V
【答案】A
【详解】A.闭合开关S1、S2、S3,R3被短路,R1和R2并联,电流表测量干路中的电流。通过R1和R2的电流之比,故A错误,符合题意;
B. 当闭合开关S1、S2、S3时,电流表的示数为0.9A,则
解得,故B正确,不符合题意;
C. 只闭合开关S1,R1与R3串联,电压表测R1两端的电压,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电路总电阻变大,电路中电流变小,由分压原理可知,R1两端电压变小,故电流表和电压表的示数均变小,故C正确,不符合题意;
D.只闭合开关S1,R1与R3串联,滑片在a端,变阻器接入的阻值是0,电源电压都加载R1两端,电压表示数等于电源电压,等于6V;滑片在b端,电路总电阻
电路中电流
此时电压表示数
只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V,故D正确,不符合题意。
故选A。
考点03 电阻的测量
5.小华在测电阻时发现电压表损坏,她利用电流表和一个阻值已知的定值电阻,设计了四个电路,其中能测出未知电阻阻值的是( )
A.③④ B.①③④ C.①②③④ D.②③④
【答案】B
【详解】①S闭合时,被短路,电流表测量中的电流,S断开时,两电阻串联,电流表测量串联电路中的电流;电源电压不变,所以有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故①符合题意;
②S往左接通时,被短路,电流表测量通过中的电流,S往右接通时,被短路,电流表测量通过的电流,此时电流表的正负极接反,不可以测量出未知电阻的阻值,故②不符合题意;
③S往左接通时,被短路,电流表测量通过中的电流,S往右接通时,被短路,电流表测量通过的电流,电源电压不变,根据欧姆定律有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故③符合题意;
④只闭合S1时,只有R0接入电路,电流表测量R0电流,只闭合S2时,只有Rx接入电路,电流表测量Rx电流,电源电压不变,根据欧姆定律有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故④符合题意;
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.(2025·山东东营·模拟预测)某小组同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:闭合开关,滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接电路时,开关应断开;电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是电阻Rx______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,为______A,则测得未知电阻Rx=______Ω;
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(选填字母)。
A.用刻度尺测量铅笔的长度 B.探究串、并联电路中电流的特点 C.探究杠杆平衡的条件
(5)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验,电源电压未知且恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,实验步骤如下:
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S,______,读出电压表示数U2;
③则待测电阻的表达式Rx=______。(用R0、U1、U2表示)
【答案】(1) (2)短路 (3) 0.3 9
(4)A (5) 移动滑动变阻器滑片P至b端
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。要使滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小,电路中的电阻应变大,应将滑动变阻器的左下接线柱与定值电阻串联。电路图见答案。
(2)电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表被短路或所测部分短路,因此原因可能是电阻短路。
(3)[1]图中电流表的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,因此读数为0.3A。
[2]
(4)本实验多次测量是为了求平均值减小误差。
A.刻度尺多次测量长度,是为了求平均值减小误差,故A符合题意;
BC.多次测量是为了寻找普遍规律,故BC不符合题意;
故选A。
(5)[1][2]闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0,电压表测电源电压,读出电压表示数U1;
闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至b端,此时定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表测定值电阻两端的电压,读出电压表示数U2;
由串联电路中的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为
电路中的电流为
则未知电阻的阻值为
考点04 电能、电功
7.(2025·山东淄博·一模)2025年春节联欢晚会上,穿着花棉袄的人形机器人登台亮相。该机器人内部安置了一块电压为67.2V,容量为15Ah容量的电池,可确保机器人在复杂地形和环境中自主行走,充满电后,大约存储______J电能。机器人15s移动了49.5m,则机器人的行走速度是______m/s。机器人骨架颜色黑色是______(选填“吸收”或“反射”)所有色光。
【答案】 3.3 吸收
【详解】[1]电池充满电可以储存的电能
[2]机器人行走的速度
[3]白色可以反射所有颜色光,黑色可以吸收所有颜色的光。机器人骨架颜色黑色是吸收所有色光。
8.(2025·山东菏泽·二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器的规格是“100Ω 0.6A”闭合开关,在电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为 B.电阻阻值为
C.电压表的变化范围10~15V D.整个电路电功率最小时,20s内滑动变阻器消耗的电能为20J
【答案】D
【详解】分析电路可知,和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压,电流表测电路电流。
AB.由图乙可知,滑动变阻器电阻为时,电流为0.3A,则电源电压为 ①
滑动变阻器电阻为时,电流为0.1A,则电源电压为 ②
联立①②,解得电源电压,,故AB错误;
C.由图乙可知,滑动变阻器电阻为时,电流最大为0.3A,此时电压表示数最小为
滑动变阻器电阻为时,电流最小为0.1A,此时电压表示数最大为
则电压表的变化范围为,故C错误;
D.根据,电路中电流最小为0.1A时,整个电路电功率最小,此时滑动变阻器电阻为,20s内滑动变阻器消耗的电能为
故D正确。
故选D。
考点05 电功率
9.(2025·山东临沂·模拟预测)如图甲电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片由右端向左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是灯泡的U-I图像 B.变阻器的滑片向左移时,三电表示数均变大
C.R的最大阻值为10Ω D.电路的最大功率为3.6W
【答案】D
【详解】AB.如图,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测量的是小灯泡两端电压,电压表V2测量的是滑动变阻器两端电压,电流表测量电路是电流。将滑动变阻器的滑片由右端向左端移动的过程中,变阻器连入的阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电路中电流变大,电流表示数变大;根据串联电压规律可知,滑动变阻器两端电压变小,则小灯泡两端电压变大,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,图像a是滑动变阻器的U-I图像,b是灯泡的U-I图像,故AB不符合题意;
C.由图像可以看出,变阻器的滑片在最右端时,变阻器阻值最大,电压表V2示数最大,,此时电流,变阻器的最大阻值为,故C不符合题意;
D.由图像可知,当电压表示数最大时,灯泡两端电压为,电源电压为
由图像可知,电路中最大电流,电路的最大功率,故D符合题意。
故选D。
10.(2025·山东德州·二模)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录电表示数;图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图像,下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值是15Ω B.电源电压为5V
C.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是5-15Ω D.电路消耗的最小电功率为0.9W
【答案】D
【详解】由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
AB.由图乙可知,当滑动变阻器两端的电压为0时,电路中的电流最大为I大=0.6A,根据欧姆定律可知,电源电压为U=R0I大=R0×0.6A……①
当滑动变阻器两端的电压为3V时,电路中的电流I=0.2A,根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压U=U滑+IR0 = U滑+0.2A× R0……②
联立①②解得∶定值电阻R0 =7.5Ω,电源电压U=4.5V,故AB错误;
C.当电压表示数为0时,滑动变阻器连入电路的阻值为0。当电压表示数为3V时,通过电路中的电流为0.2A,由欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的最大阻值为
所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0~15Ω,故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片P移至最大阻值时,通过电路中的最小电流为0.2A,电路消耗的最小电功率为P=UI=4.5V×0.2A=0.9W,故D正确。
故选D。
考点06 焦耳定律
11.(2025·山东淄博·二模)如图所示,甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油,烧瓶中两电阻丝的阻值相同,烧瓶内插入相同的温度计。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中电阻丝放出热量多
B.比较甲、乙温度计的示数,可得出升温快的烧瓶中所装液体比热容小
C.该实验装置可用来探究电流产生热量与电阻的关系
D.通电一段时间,水和煤油均未沸腾,温度计示数大小关系为
【答案】B
【详解】AB.由题意可知,甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油,烧瓶中两电阻丝的阻值相同,相同时间内,两电阻丝产生的热量相同,烧瓶内的物质不同,升温快的烧瓶内的液体的比热容更小,故A错误,B正确;
C.因为两烧瓶中的电阻相同,故不能探究电流产生热量与电阻的关系,故C错误;
D.水和煤油均未沸腾,因为水的比热容比较大,吸收相同的热量,上升的温度比较少,即,故D错误。
故选B。
12.(2025·山东济宁·二模)如图甲所示为某同学设计的一电子温度计的电路原理图。电源电压恒为6V,电压表量程为,是定值电阻,是热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示。将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时,电压表示数为2V。下列选项正确的是( )
A.电阻的阻值为
B.在电路正常工作时,此电子温度计能测量的最高温度为
C.在不改变电表的条件下,通过增大电源电压可以增大电子温度计的测温范围
D.将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时,通电5分钟,产生的热量为20J
【答案】B
【详解】AD.将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中,冰水混合物的温度为,由图乙可知,此时热敏电阻的阻值为,根据串联电路的电压规律可知,此时热敏电阻两端的电压为
此时电路中的电流为,则的阻值为
通电5分钟,产生的热量为,故AD错误;
B.当电压表示数最大为3V时,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,则电路中的最大电流为
根据串联电路的分压规律可知,此时热敏电阻分得的电压最小,则热敏电阻分得的电压为
则热敏电阻的最小值为
由图乙可知,此电子温度计能测量的最高温度为,故B正确;
C.在不改变电表的条件下,即电压表的最大测量为3V不变,根据欧姆定律可知电路中的最大电流不变,增大电源电压,则热敏电阻分得的最小电压变大,根据欧姆定律可知热敏电阻变大,电子温度计的测温范围变小,故C错误。
故选B。
考点07 电学综合计算
13.(2025·山东德州·二模)为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样,电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图像,求:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)灯泡L正常发光10s消耗的电能;
(3)电源电压。
【答案】(1)1A (2)120J (3)18V
【详解】(1)小灯泡L标有“12V 12W”字样,根据可得,灯泡L正常发光时的电流为
(2)小灯泡正常发光时,其电功率为12W,根据可得,灯泡L正常发光10s消耗的电能为
(3)由图甲可知,小灯泡L和滑动变阻器R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压,电压表测量小灯泡L两端的电压;由图乙可知,电路中的电流最小为0.3A时,小灯泡和滑动变阻器两端的电压分别为3V和15V,由于串联电路中电源电压等于各部分两端电压之和,所以,电源电压为
14.(2025·山东济宁·一模)如图甲是某款工夫茶保温碟,电路原理图如图乙所示,定值电阻为发热体,它的额定电压为220V,额定功率为48.4W。电流通过发热体加热底板使茶汤保温,L为电功率忽略不计的电源指示灯。
(1)计算发热体正常工作的电流和电阻值。
(2)若发热体工作100s消耗的电能为4000J,求两端的实际电压。
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求,小明对原电路进行了改造(如图丙),移动滑片P可以连续调节发热体的电功率,最低可调至额定功率的,求滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1) 0.22A,1000Ω (2) 200V (3) 1000Ω
【详解】(1)根据题意,发热体的额定电压,额定功率。发热体正常工作时的电流为
发热体的电阻值为
(2)已知发热体工作时间t=100s,消耗的电能W=4000J。发热体的实际功率为
根据功率公式,可得两端的实际电压为
(3)如图丙所示,与滑动变阻器串联。当滑动变阻器滑片P移至额定功率的四分之一,则这个最低电功率的大小为
根据可得此时电路中的电流
电路的总电阻为
根据串联电路电阻特点,滑动变阻器的最大阻值为
二阶·素养进阶练
1.小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中不正确的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑动到最右端
B.实验过程中应控制电压表示数为不变
C.当电阻R由更换为后,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
【答案】D
【详解】A.连接好电路闭合开关前,为防止电流过大而损坏元件,滑动变阻器应接入最大阻值,即滑片P应置于最右端,故A正确,不符合题意;
B.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,由图乙可知UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
使电压表的示数为2V,故B正确,不符合题意;
C.探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,当电阻R由更换为后,由串联分压可知电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故C正确,不符合题意;
D.由图像可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,可以得到电压一定,电流和电阻成反比,电阻是导体的一种性质,电阻大小与电流和电压无关,故D错误,符合题意。
故选D。
2.如图所示为风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,为定值电阻,为电阻丝,滑片与电阻丝接触良好。无风时,滑片在A处;有风时,滑块与滑片一起向左移动。闭合开关,当风速增大时下列分析正确的是( )
A.风速越大,电流表示数越小 B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变大 D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
【答案】B
【详解】AB.由图得,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路电流。风速越大,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律得,电流表示数变大,变阻器接入电路中电阻变小,由串联电路电阻越小分得的电压越小,电压表示数变小,故A错误,故B正确;
C.电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器接入电路的电阻,变阻器接入电路的电阻变小,则比值变小,故C错误;
D.由串联电路电压特点得,滑动变阻器两端的电压变化量等于定值电阻R0两端的电压变化量,串联电路电流处处相等,则电流表示数变化量等于定值电阻R0的电流变化量,由欧姆定律得,滑动变阻器的滑片移动前后,R0的电压分别为、
则
即
则为定值,即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故D错误。
故选B。
3.(2025·山东淄博·二模)如图甲所示电路,电源电压恒为9V,灯泡L额定电压为6V,通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S,下列分析正确的是( )
A.无论如何移动滑片,L的电阻始终为20Ω B.滑片向左移动过程中,L的实际功率变大
C.L实际功率为0.75W时,R的阻值为24Ω D.为保证电路安全,R接入的最小阻值为20Ω
【答案】C
【详解】A.在移动滑片过程中,由图乙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,因此L的电阻不会始终为20Ω,故A错误;
B.滑片向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中电流变小,由图乙可知,L两端电压减小,根据P=UI可知,L的实际功率减小,故B错误;
C.灯泡的实际功率为0.75W时,根据和图乙可知,此时,,则滑动变阻器接入电路中的电阻值,故C正确;
D.灯泡正常发光时的电压为6V,由图象可知此时通过灯泡的电流为0.3A, R接入的最小阻值为,故D错误;
故选C。
4.(2025·山东淄博·二模)如图甲所示电路,电源电压恒为9V,灯泡L的额定电压为6V,电流表量程为,通过L的电流I随其两端电压U变化关系图象如图乙所示。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,分析正确的是( )
①滑片向左移动,L的实际功率减小 ②电路消耗的最大功率为5.4W
③R接入的最小阻值为5Ω ④L的实际功率为0.75W时,通电电阻R的产生的热量为90J
A.只有①④正确 B.只有②④正确 C.只有①③正确 D.只有②③正确
【答案】A
【详解】①由图甲可知电路为串联电路,滑片向左移动,接入电路阻值变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,由图乙可知灯泡两端的电压也变小,由可知灯L的实际功率减小,①正确;
②灯泡L的额定电压为6V,由图乙可知灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为0.3A,则电路最大电流为0.3A,电路消耗的最大功率为
②错误;
③电路最大电流为0.3A,此时灯泡正常发光,灯泡两端电压为6V,则滑动变阻器两端电压为
R接入的最小阻值为
③错误;
④L的实际功率为0.75W时,由图乙可知此时灯泡两端电压为3V,通过的电流为0.25A,则滑动变阻器两端电压为
通电电阻R的产生的热量为
④正确;综上可知①④正确,②③错误,故A正确,BCD错误。
故选A。
5.(2024·山东枣庄·一模)如图甲所示电路的电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是灯泡的U-I图线 B.灯泡电阻的最小值为25Ω
C.R的最大阻值为10Ω D.电路的最大功率为3.6W
【答案】D
【详解】A.分析电路可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡电压,电压表测滑动变阻器的电压。将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,滑动变阻器的阻值变小,电路中的电流逐渐变大,根据串联分压原理,滑动变阻器的电压变小,则灯泡的电压变大,所以图线a是滑动变阻器的U-I图线,图线b是灯泡的U-I图线,故A不符合题意;
B.根据,图乙中U-I图线表示电阻,电流变大时,图线b倾斜程度变大,说明灯泡电阻变大,则灯泡电阻的最小值为
故B不符合题意;
C.滑动变阻器接入电路的阻值在滑片处于最右端时最大,此时其两端的电压是5V,电流是0.2 A,则R的最大阻值为,故C不符合题意;
D.电源电压为
由图乙可知,最大电流为0.6A,则电路的最大功率为,故D符合题意。
故选D。
6.(2025·山东济南·一模)(多选题)教室长时间密闭会导致室内二氧化碳浓度上升,从而影响学生的听课效率。图甲为学校科技小组设计的检查二氧化碳浓度的电路原理图,其中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R是检测二氧化碳浓度的气敏电阻,其阻值随二氧化碳浓度的变化关系如图乙所示,当显示仪达到某一值时,电铃发出报警声(电铃未画出),提示需要开窗通风。闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.显示仪是由电压表改装而成的
B.当二氧化碳的浓度减小时,电路中的电流变大
C.当二氧化碳的浓度增大时,电阻R0两端的电压变大
D.若要调高报警浓度,可将R0换成阻值大一点的电阻
【答案】AC
【详解】A.由电路图可知,两电阻串联,显示仪与定值电阻R0并联,为电压表,故A正确;
B.当二氧化碳的浓度减小时,R接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,故B错误;
C.当二氧化碳的浓度增大时,R接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,R分担的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端电压变大,电压表示数变大,故C正确;
D.若调高报警浓度,由于浓度变大,则气敏电阻的阻值变小,根据串联分压可知气敏电阻分压变小,由串联电路电压的规律可知定值电阻分压变大,电压表的示数变大,要使电压表的示数不变,由串联分压可知需要定值电阻R0的阻值调小一些,故D错误。
故选AC。
7.(2025·山东淄博·一模)小李家电茶炉的加热电阻为60.5,家用电能表的信息如图所示,只将电茶炉接入家庭电路中,电茶炉正常工作10min,可以将1.3kg的茶水加热50℃。电茶炉消耗的电能是______J,电能表指示灯闪烁______次。茶水吸收的热量是______J,该电茶炉的效率是______(结果保留到1%)。
【答案】 160
【详解】[1]只将电茶炉接入220V电路中正常工作10min消耗的电能
[2]由电能表的参数1200imp/kW•h知道,每消耗1kW•h电能,指示灯闪烁1200次,电茶炉工作10min,电能表指示灯闪烁的次数
[3]茶水吸收的热量
[4]电茶炉烧水的效率
8.(2025·山东泰安·一模)物理课外兴趣小组利用图甲所示的电路图进行“探究导体的电流与电阻的关系”,电源电压为6V且保持不变,为定值电阻。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数,但电流表无示数,此时出现的故障可能是___________(写出一种即可);
(3)排除故障后,分别将、、三个定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图乙所示的图像。由图像可以得出结论:___________;
(4)上述实验中,用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把换为的电阻接入电路,闭合开关,应向___________(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为___________V时,读出电流表的示数;为完成整个实验,应选取的滑动变阻器的规格为___________(选填字母);
A.50Ω,0.5A B.30Ω,1.0A C.20Ω,2.0A
(5)实验中,滑动变阻器的主要作用是保护电路和___________。
【答案】(1) (2)定值电阻R断路
(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 (4) B 2 A
(5)控制定值电阻两端电压不变
【详解】(1)要使滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,根据,在电压不变时,电流变大则电阻变小,对于滑动变阻器,应将其左下接线柱连入电路。如图所示:
(2)闭合开关后,电流表无示数,表明电路可能存在断路;电压表有示数,此时可能是电压表与电源串联,即电压表测电源两端的电压,所以此时出现的故障可能是与电压表并联的定值电阻R断路。
(3)从图乙图像能看到,随着导体电阻增大,通过导体的电流减小,并且通过导体的电流与导体电阻的乘积始终不变,即
由此可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[1][2]在探究电流与电阻关系实验中,要控制定值电阻两端电压2V不变。当把5Ω电阻换成10Ω电阻后,根据串联电路分压原理,电阻增大,其分得电压增大。为保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,即增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动。直至电压表示数为2V时,读出电流表的示数。
[3]探究导体的电流与电阻的关系,要求定值电阻两端电压始终为,电源电压,根据串联电路电压规律,则变阻器分得的电压
可知变阻器分得的电压是电压表示数的2倍,根据串联分压原理,当接入20Ω电阻时,则变阻器连入电路中的电阻
即变阻器最大阻值不能小于40Ω,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)在研究电流与电阻的关系实验中,需要控制定值电阻两端的电压相同,滑动变阻器起到了控制定值电阻两端电压不变的作用。
9.(2025·山东青岛·二模)小明想测量标有“”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)如图甲所示是小明实验时连接的电路,其中有一根导线连接错误,请你在这根导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)连接好电路,若开关闭合前,电流表如图乙所示,原因可能是___________;
(3)移动滑动变阻器的滑片至最___________端后,闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到时开始发光,此时电流表示数如图丙,读数为______;
(4)继续移动滑片,小明根据相应的电流表和电压表的示数画出图像,如图丁所示。此过程中,随着电路中电流的增大,滑动变阻器两端的电压______,小灯泡的电阻______,整个电路中的总电阻_______。
【答案】(1) (2) 电流表没有调零
(3) 右 0.1 (4) 变小 变大 变小
【详解】(1)如图甲所示,电流表与小灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联,则连接图如下图所示:
(2)如图乙所示,若开关闭合前,指针左偏,原因可能是电流表没有调零。
(3)[1]为保护电路,移动滑动变阻器的滑片至阻值最大处,即最右端后,闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。
[2]如图丙中的电流表,电流表量程是,分度值为,则电流表示数为0.1A。
(4)[1][2][3]根据电流表和电压表的示数画出的图像丁可知,随着电路中电流的增大,小灯泡两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压变小,因为小灯泡的温度升高,则小灯泡的电阻变大,由欧姆定律可知,整个电路中的总电阻变小。
10.(2025·山东济宁·一模)如图电路中,电源两端电压U=6V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=50Ω,R3=40Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为4V,求R1消耗的电功率P1。
【答案】(1) 6V (2) 0.27A (3) 0.2W
【详解】(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,为R3的简单电路,电压表测量R3的电压,R3两端的电压为电源电压,即
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,R2、R3并联,则流过R2的电流
流过R3的电流
则干路电流
故电流表的示数为0.27A
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,R1与R3串联,电压表测量R3的电压,,根据串联电路电压规律
R1消耗的电功率
11.(2025·山东泰安·二模)某款家用储水式电热水器额定电压为220V,额定容量为60L,下图其电路原理图。插上插头,电热水器储满水后,闭合开关S,温控器开关K接触点1,对水进行加热,当加热温度达到设定温度时,K跳转接触点2,保温指示灯L亮起,停止加热;当水温下降,低于设定温度时,K再次接触点1进行加热。R1、R2、R3为加热电阻,其中R2=2 R3。该电热水器的加热模式有四个挡位,选择“一挡”,S1、S2均断开,此时功率为P1=400W;选择“二挡”, S1闭合、S2断开,此时功率为P2;选择“三挡”, S1断开、S2闭合,此时功率为P3;选择“四挡”, S1、S2均闭合,此时功率为P4。若;[,]。求:
(1)定值电阻R1、R2和R3的阻值;
(2)保温指示灯的铭牌上标有“20V;0.5W”字样,为使保温指示灯正常工作,定值电阻R的阻值;
(3)选择四挡加热时,用时33分20秒刚好把装满的水从升高到,则四挡加热时加热效率。(最终结果保留一位小数)
【答案】(1) ; ; (2) (3)
【详解】(1)分析电路可知,一挡电路为R1、R2、R3 三个电阻串联;二挡电路只有电阻R1;三挡电路只有电阻R3,四挡电路为R1、R2、R3 三个电阻并联。
由一挡电路可得
由公式可得
所以,又因为,所以 ; ;
(2)由题意得
保温指示灯正常工作,定值电阻R两端的电压
由串联分压规律可得
所以
(3)因为四挡为三电阻并联,所以
选择四挡加热时,放出的热量为
水的质量
水吸收的热量为
四挡加热时加热效率为
真●题●验●证
1.(2025·山东·中考真题)某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示。顾客咨询:“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是3kW·h的,3kW的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:3kW·h
输出电压:220V
最大输出电流:10A
A.说法正确 B.混淆了电功率和电能 C.混淆了电功率和电流 D.混淆了电功率和电压
【答案】B
【详解】客服回复中提到的“3kW·h”是电能(即电量)的单位,而“3kW的用电器”中的“kW”是电功率的单位。客服错误地将电能与电功率混淆,认为3kW·h的移动电源可以直接支持3kW的用电器,忽略了电功率的实际限制。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(2025·山东济宁·中考真题)将标有“2.5V 0.75W”的小灯泡接入如图所示的电路中。下列说法正确的是( )
A.开关闭合前,滑片应调到滑动变阻器的最左端
B.电流表应选“0~0.6A”的量程
C.开关闭合后,电流经过电流表流向灯泡
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为8.3Ω
【答案】B
【详解】A.开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,据图可知,应移至最右端,故A错误;
B.根据灯泡的规格可得,灯泡正常发光时的电流为
该电流值小于电流表的小量程,因此电流表选择小量程,即“0~0.6A”的量程,故B正确;
C.据图可知,开关闭合后,电路中电源外部的电流是从电源的正极流出依次经过开关、滑动变阻器、灯泡、电流表,回到电源的负极,因此电流经过灯泡流向电流表,故C错误;
D.据图可知,电路是串联的,电源是由两节干电池组装而成,则电源电压为3V,灯泡正常发光时的电压为2.5V,由串联电压规律可得,滑动变阻器两端电压为
据B选项可知,灯泡正常发光时的电流为0.3A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为
故D错误。
故选B。
3.(2025·山东德州·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V ②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W ④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】①②闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量电源电压,示数不变,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,示数变化,如图乙;滑动变阻器接入电路的阻值较小时,总电阻较小,根据欧姆定律可知,电路电流较大,从图中可知为0.6A,此时变阻器两端的电压为1.5V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
滑动变阻器接入电路的阻值较大时,总电阻较大,根据欧姆定律可知,电路电流较小,从图中可知为0.3A,此时变阻器两端的电压为3V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
联立两式解得,,故①正确,②错误;
④根据欧姆定律可知变阻器接入电路的阻值分别为
则滑动变阻器的调节范围2.5~10Ω,故④错误;
③定值电阻R1的最小电功率为,故③正确;
综上可知,①③正确,②④错误,则正确的有2个,故B正确,ACD错误。
故选B。
4.(2025·山东东营·中考真题)如图甲所示是某款体重秤的简易电路,电路中电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为10,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,R为压力传感器,它的阻值与压力F的关系如图乙所示(g取10N/kg)。闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.当压力F增大时,电压表的示数减小
B.当压力F减小时,电压表与电流表示数之比变小
C.该装置所能测量的最大质量为150kg
D.若将换成20的电阻,则该装置所能测量的最大质量将变小
【答案】D
【详解】如图甲所示,R和R0串联,电压表测量R0两端电压。
A.由图乙可知,压力F增大时,R的阻值减小,电路中的总电阻变小,根据可知,电源电压不变时,电路中电流变大,根据可知,R0两端电压即电压表的示数增大,故A错误;
B.电压表测量R0两端电压,电流表可以测量通过R0的电流,则电压表与电流表示数之比等于定值电阻R0的阻值,故电压表与电流表示数之比保持不变,故B错误;
C.因为电压表的量程为0~3V,所以R0两端最大电压为3V,所以通过电路中最大的电流
此时R两端电压
R的最小阻值
如图乙所示,此时压力传感器上受到的压力
装置所能测量的最大质量
故C错误;
D.因为电压表的量程为0~3V,所以R0两端最大电压为3V,当将换成的电阻时,电路中的电流
此时电路中的总电阻
此时R的阻值
如图乙所示,此时压力传感器上受到的压力
装置所能测量的最大质量
此时能测量的最大质量小于时能测量的最大质量。即若将换成20的电阻,该装置所能测量的最大质量将变小,故D正确。
故选D。
5.(2025·山东泰安·中考真题)某款电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位。如图所示是它电路原理图的一部分,是电阻丝,的阻值为,“保温”与“加热”的功率之比为。加热时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,电流做的功为。已知水的比热容是。下列说法中( )
①加热时,开关闭合,断开 ② ③ ④
A.只有④正确 B.只有②③正确 C.只有②③④正确 D.只有①②④正确
【答案】C
【详解】①由图可知,当开关、都闭合时,并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电热壶处于加热挡,故①错误;
②开关闭合,断开时为保温挡,此时为的简单电路,消耗的电功率为
“保温”与“加热”的功率之比为,则加热挡的功率为
则电热壶处于加热挡时,消耗的电功率为
由可知,的阻值为
故②正确;
③加热时,电热水壶正常工作10min,电流做的功为
故③正确;
④根据可知,1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为
故④正确;
综上所述,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6.(2025·山东滨州·中考真题)在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp。电能表如图甲所示,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则下列说法正确的是( )
A.该电能表此时示数为20256kW·h
B.1600imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C.该电热水器的实际功率为2400W
D.电阻R1的阻值等于20.2Ω
【答案】C
【详解】A.电能表计数器最后一位是小数,所以电能表此时示数为2025.6kW·h,故A错误;
B.电能表是记录电路消耗电能的仪表,1600imp/(kW·h)的含义是电路消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,并不是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,故B错误;
C.根据题意可知,热水器在高温挡工作1min消耗的电能为
热水器在高温挡的功率为,故C正确;
D.由乙图可知,当两开关全部闭合时,两电阻并联,电阻最小,根据可知,电路处于高温挡。此时功率为2400W,又R1=R2,每个电阻消耗的功率为1200W,所以电阻,故D错误。
故选C。
7.(2025·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压为6V且恒定不变,R1是定值电阻,其阻值为20Ω。闭合开关S后,电流表A2的示数为0.2A,则电流表A1的示数为________A,电阻R2的阻值为________Ω,整个电路1min消耗的电能为__________J。
【答案】 0.5 30 180/
【详解】[1]如图所示,电阻R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测所在R2支路的电流,通过R1所在支路的电流为
则干路的电流即电流表A1的示数为
[2]电阻R2的阻值为
[3]整个电路1min消耗的电能为
8.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小_____;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为________A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成________。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为________V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成________;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为________Ω。
【答案】(1) (2) 0.2 正比 (3) 2 反比 (4) 10
【详解】(1)探究“电流与电压和电阻的关系”,定值电阻要与滑动变阻器串联,滑动变阻器要一上一下接入,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,且电流表与电压表接线柱需正进负出,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小,即接入电阻增大,因此应接滑动变阻器左下,如图所示:
(2)[1]电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[2]根据表格丙中数据,电压与电流数据之比为定值,得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1]如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为
[2]如图丁中数据,电阻与电流数据乘积为定值,得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)要完成(3)中的实验,即定值电阻两端电压为2V,根据串联分压,当用20Ω的定值电阻实验时,滑动变阻器有最大阻值,电路中电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的阻值
9.(2025·山东潍坊·中考真题)某款纯电新能源汽车进行道路测试,以的速度匀速直线行驶,共持续行驶,行驶时汽车所受阻力为,其电动机工作的效率为。求:
(1)汽车行驶的路程;
(2)汽车牵引力做的功;
(3)电动机消耗的电能。
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)已知 ,,汽车行驶的路程
(2)匀速行驶时牵引力 ,汽车牵引力做的功
(3)电动机效率,电能转化为机械能的效率为,则电动机消耗的电能
10.(2025·山东滨州·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10V 5W”字样,滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。先只闭合开关S和S1,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图象。求:
(1)小灯泡L正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围;
(4)只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率。
【答案】(1) 0.5A (2) 12V (3) 4~40Ω (4) 0.5W
【详解】(1)由可得,小灯泡L正常工作时的电流为
(2)只闭合开关S和S1,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,当滑片P移动到a点,由图乙曲线知,此时电路中最大电流为Ia=0.5 A,小灯泡L正常发光。此时电压表示数U1a=2V,则电源电压为
(3)只闭合开关S和S1,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,滑片P移动到a点,L正常发光时,电压表的示数最小U1a=2V,电流表示数最大,为Ia=0.5A,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
滑片P移动到b点,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表的示数最大,由图乙曲线知,电压表的示数为U1b=10V,电流表示数最小,为Ib=0.25A,则滑动变阻器接入电路的最大阻值为,故滑动变阻器R1的阻值变化范围为4~40Ω。
(4)只闭合开关S和S2,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,此时滑动变阻器R1的两个下端接线柱均接入电路,相当于一个定值电阻,其接入电路的阻值为R1b=40Ω,电压表测量R1滑片P左侧部分两端的电压,由图乙直线知,滑片P从a点滑动到最右端b点的过程中,电流表示数不变,为I=0.25A,定值电阻R2两端的电压不变,其电功率不变。滑片P在最右端b点时,滑动变阻器的阻值R1=40Ω,其两端电压为Ub=10V,由串联电压规律可知,定值电阻R2两端的电压为
定值电阻R2的电功率为
因定值电阻R2两端的电压不变,其电功率不变,故滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率也为0.5W。
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