专项07 电学基础与欧姆定律(专项训练,江苏专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-04-02
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3份
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71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 | 欧姆定律 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.95 MB |
| 发布时间 | 2026-04-02 |
| 更新时间 | 2026-04-02 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57151574.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专项07 电学基础与欧姆定律
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
生活科技 汽车科技 生活安全 学科综合 气象科技
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1:电路识别与电表测量对象判断
考点2:电路故障分析
考点3:串并联电路基本规律计算
考点4:欧姆定律直接计算
考点5:动态电路分析(滑片/开关变化)
考点6:U-I 图像问题
考点7:多开关多状态电路计算
考点8:探究电流与电压、电阻的关系(实验)
考点9:电学极值与范围计算
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
1.【生活科技】(2026·江苏徐州·一模)如图甲,静电喷涂时,喷枪喷出带负电的涂料粒子,快速向带______电的被涂物移动,是因为异种电荷相互______;如图乙,加热后的瓷勺勺头能将火柴点燃,但勺柄不烫手,是因为瓷的______性较差。
【答案】 正 吸引 导热
【详解】[1][2]静电喷涂时,根据异种电荷相互吸引的原理,喷枪喷出带负电的涂料粒子会快速向带正电的被涂物移动,从而使涂料均匀地吸附在被涂物表面。
[3]略
2.【汽车科技】(2025·江苏常州·模拟预测)图甲是一种汽车尾气排放检测电路,当尾气浓度高于某一设定值时,电铃报警;气敏电阻R1的阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示,下列分析正确的是( )
A.电磁铁通电后,线圈上端为N极
B.R1的阻值随尾气浓度的增大而增大
C.检测时保持R2滑片位置不变,当尾气浓度变大时,R1两端电压变大
D.为使尾气浓度更低时报警,应将R2滑片适当上移
【答案】D
【详解】A.根据安培定则,用右手握住电磁铁的线圈,让四指指向电流的流动方向,大拇指所指的一端就是电磁铁的N极。观察图甲中电路的电流方向,可判断电磁铁通电后,线圈下端为N极,上端为S极,故A错误;
B.分析图乙中气敏电阻R1的阻值与尾气浓度的关系曲线可知,R1的阻值随尾气浓度的增大而减小,故B错误;
C.检测时保持R2滑片位置不变,当尾气浓度变大时, R1的阻值减小。由于R1与R2串联在电路中,根据串联电路的分压规律(电阻越大,分得的电压越大;电阻越小,分得的电压越小),R1两端的电压会变小,故C错误;
D.若要使尾气浓度更低时报警,意味着当R1的阻值更大时,电磁铁能产生足够的磁性吸下衔铁,使电铃报警。根据欧姆定律,在电源电压不变的情况下,要增大电路中的电流,需减小电路的总电阻。因此,应将R2的滑片适当上移,减小R2的阻值,从而增大电路电流,使电磁铁在R1较大时能吸下衔铁,故D正确。
故选D。
3.【生活安全】(2025·江苏常州·模拟预测)生活中,电梯超载时,自动报警系统的电铃响起,电梯无法升降,报警系统的工作原理如图甲所示,控制电路电源电压,电磁铁线圈电阻。电阻箱的电阻设定为为压敏电阻,其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时,衔铁被吸合,受控制电路中电动机断电,报警电铃响,实现超载停机并发出提醒。
(1)电梯的自动报警电铃应接在___________之间,电磁铁通电时,上端为___________极;
(2)空载时电梯底座对的压力等于电梯厢的重力为4000N,闭合开关,空载时控制电路中的电流大小为___________mA;
(3)若要提升载客质量的上限,可将控制电路电源电压U适当___________(提高/降低)。
【答案】(1) EF N
(2)5
(3)提高
【详解】(1)[1]当线圈中的电流大于或等于10mA时,受控制电路中电动机断电,报警电铃响,实现超载停机并发出提醒,此时电磁继电器的衔铁被吸合,动触点和下面的静触点接触,电铃接在E、F位置时就会被接通发出报警声。
[2]如图所示,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极。
(2)由图乙知,空载时电梯底座对的压力为4000N时,压敏电阻对应的电阻为,由图甲知控制电路中电磁铁线圈电阻、电阻箱和压敏电阻串联接入电路,电路的总电阻
空载时控制电路中的电流
(3)若要减小核载人数、产生压力变小,的阻值变大,保持起始报警电流不变。由于吸合电流不变,根据可知,可以增大电源电压;吸合电流不变,在电源电压一定时,电路的总电阻不变,可以减小的阻值。
4.【学科综合】(2025·江苏连云港·二模)在如图甲所示电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2滑片P从最左端滑到某位置,两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V B.电压表V1对应的图线为②
C.R2消耗的功率先变大后变小 D.当滑片位于中点时电流表示数为0.25A
【答案】C
【详解】由图可知,闭合开关S,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量的是定值电阻两端的电压,电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压。
A.根据串联电路电压特点及图乙可知,电源电压为两个电阻电压之和,故电源电压为8V,故A错误;
B.滑片在最右端时, R2接入电路的阻值为零,因此此时电压表V2示数为零,此时电路中电阻最小,根据欧姆定律可知电流最大,由图像可得,图线②反映的是电压表V2示数随电流的变化,图线①反映电压表V1示数随电流的变化,故B错误;
C.由图根据可得出,R2消耗的功率分别为
则R2消耗的功率先变大后变小,故C正确;
D. 滑片从最左端开始,此时R2最大,由图乙可知,
当滑片位于中点时滑动变阻器接入电路的电阻为
则根据欧姆定律可知电流为
则电流表的示数为0.16A。
故D错误。
故选C。
5.【气象技术】(2025·江苏无锡·模拟预测)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙所示,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。
某次环境温度从20℃上升到30℃,电压表的示数变化了8mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。每升高20℃,R的阻值增大______Ω,则每升高1℃,R的阻值增大______Ω,通过R的电流为______mA,环境温度为30℃时,电压表的示数为______mV,若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更______(选填“大”或“小”)的恒流源。
【答案】 8 0.4 2 224 大
【详解】[1][2]由图丙可知,图线为一条倾斜直线,则电阻R的阻值与温度t成正比。温度从20℃上升到40℃,热敏电阻的电阻由108Ω增大到116Ω,即温度每升高20℃,电阻增大8Ω,则温度每升高1℃,热敏电阻增大的阻值为。
[3][4]温度从20℃上升到30℃时,压敏电阻增加的阻值为
由图可知,20℃时R的阻值为108Ω,则30℃时压敏电阻的阻值为R'=20Ω+ΔR=108Ω+4Ω=112Ω
由题意可知,电路中的电流不变,则有
代入数据得
解得U2=224mV,IR=2mA。
[5]为了增大该装置的灵敏度,应该在温度变化量相同时,电压的变化量更大,根据欧姆定律变形公式U=IR可知,电流I越大,电压U变化量越大,装置更灵敏。故应该换一个电流值更大的恒流源。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点1:电路识别与电表测量对象判断
1.(2025·江苏南京·一模)如图所示的电路中,电源电压不变。只闭合开关,滑片P移动到最左端,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,电流表示数为,且,则甲是________表,乙是________表;只闭合开关,滑片P向右移动时,电表甲的示数________。
【答案】 电压 电流 变小
【详解】[1][2]只闭合S1,滑片P移动到最左端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,该电路为R1、R2串联的电路,电表甲并联在R1、R2两端测量,为电压表,电压表测R1、R2两端的电压,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,若乙为电压表,测R2两端的电压,电路中的电流不变,不符合题意;再闭合开关S2,电流表示数为,且;说明乙为电流表,电阻R1被短路,闭合S1、S2时,电路为R1的简单电路,电流变大。
[3]只闭合开关,该电路为R1、R2、滑动变阻器串联的电路,电压表测R1、R2两端的电压,滑片P向右移动时,电路中的电阻变大,电流减小,由可知,电表甲的示数变小。
2.(2024·江苏南通·模拟预测)如图所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡L1和L2都正常发光,两个电表均有示数;断开开关,将电压表与电流表互换位置后再闭合开关,那么将出现的情况是( )
A.电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡L1、L2不亮
B.电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡L1、L2变亮
C.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡L1、L2变亮
D.电流表烧坏,电压表示数变小,灯泡L1、L2不亮
【答案】A
【详解】初始状态:闭合开关 S , L 1、 L2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,两灯正常发光。
互换电表后:电压表与电流表互换位置,此时电压表串联在电路中,电流表与L1、L2并联。
因为电压表内阻很大,串联在电路中时,电路中电流极小,电流表几乎无示数(电流表示数变小);电压表此时测的还是电源电压(电压表示数不变);由于电路中电流极小,灯泡 L 1、 L2不亮。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
考点2:电路故障分析
3.(2025·江苏常州·模拟预测)小彭同学在研究串、并联电路电压规律的实验中连接了如图(a)所示的电路,当闭合开关后,V1和V2的指针位置完全一样,如图(b)所示,则下列说法正确的是( )
A.若电路有故障,可能是R2短路 B.若电路完好,电压表V1的读数是1.2V
C.若电路有故障,可能是R1断路 D.若电路有故障,可能是R2断路
【答案】D
【详解】A.若R2短路,电压表V2会被短路,无示数,电压表V1测电源电压,有示数,因此闭合开关后,V1和V2的指针不可能指在同一位置,故A错误;
B.若电路完好,由(a)图可知,当开关S闭合时,R1与R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端电压,由串联电路电压特点可知
而两电压表指针位置一样,所以V1使用大量程,电压表V2使用小量程,两个电压表的示数不同;由于电压表V1使用的是大量程,分度值为0.5V,所以电压表V1的示数为6V,故B错误;
C.闭合开关后,若R1断路,电路中没有电流,电压表V2的示数为0;电压表V1测电源电压,不为0,V1和V2的指针位置不会完全一样,故C错误;
D.闭合开关后,若R2断路,电压表V1和电压表V2均测电源电压,V1和V2的指针位置会完全一样,故D正确。
故选D。
4.(2025·江苏南京·二模)如图所示,闭合开关,只有一盏灯发光,电流表有示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
【答案】A
【详解】由图可知,两灯串联,电流表测电路电流,下面的电压表测电源电压,上面的电压表测L2两端电压。
若L1短路,电路为L2的简单电路,L2发光,电流表有示数;此时两个电压表都测电源电压,示数相等且等于电源电压。
若L2短路,L1发光,测L2两端电压的电压表无示数,不符合“两个电压表示数相等且等于电源电压”。
若L1断路或L2断路,电路断路,电流表无示数,灯都不发光,不符合“只有一盏灯发光,电流表有示数”。
综上,电路故障可能是L1短路。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
考点3:串并联电路基本规律计算
5.(2025·江苏徐州·二模)如图所示为灯泡L和定值电阻R的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为______A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为______;灯泡的电阻变化是因为灯丝的______发生了变化。
【答案】 0.6 1∶3 温度
【详解】[1]将L和R并联在电源电压为3V的电路中,由并联电路中电压规律可知,L和R两端电压都为3V,由图可知,通过L的电流为0.4A,通过R的电流为0.2A,则干路电流
[2]将L和R串联在电源电压为4V的电路中,由串联电路中电流规律可知,通过L和R的电流相同;由串联电路中电压规律可知,L和R两端电压之和为4V,由图可知,通过L和R的电流为0.2A,L两端电压为1V,R两端电压为3V,则L和R的阻值之比
[3]由于导体的电阻与温度有关,所以灯泡的电阻变化是因为灯丝的温度发生了变化。
6.(2025·江苏常州·模拟预测)如图甲所示的电路图,电源电压6V保持不变,闭合开关S1和S2,断开开关S3,电流表A和电流表A1指针偏转角度相同,如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.通过R1的电流是0.3A B.R2的阻值是5Ω
C.断开S1和S2,闭合S3,通过R1和R2的电流之比为1:4 D.断开S1和S2,闭合S3,R1和R2两端的电压之比为4:1
【答案】C
【详解】闭合 S1 和 S2,断开 S3 时的电路,此时 R1 与 R2并联,电流表 A 测干路电流,电流表 A1测 R1支路的电流 。 并联电路中干路电流大于支路电流,且两电流表指针偏转角度相同,因此电流表 A1量程为 0∼0.6A ,分度值 0.02A ,读数为 0.3A (即通过 R1的电流 I1=0.3A ); 电流表 A 量程为 0∼3A ,分度值 0.1A ,读数为 1.5A (即干路电流 I=1.5A )。 通过R2的电流
由欧姆定律 ,电源电压 ,则
A.通过 R1的电流是 0.3A ,故A正确,不符合题意;
B.R2的阻值为5Ω,故B正确,不符合题意;
C.断开S1和S2,闭合S3时,R1与R2串联。串联电路中电流处处相等,因此通过R1和R2的电流之比为1:1,而非1:4,故C不正确,符合题意;
D.串联电路中电压与电阻成正比,
因此 R1和 R2两端的电压之比为 4:1 ,故D正确,不符合题意。
故选 C。
考点4:欧姆定律直接计算
7.(22-23九年级上·河南周口·期末)通过灯泡L、定值电阻R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为______Ω,当把L、R并联接在4V的电路中,干路电流为______A,如果把L、R串联接在某电源两端,此时电路中的电流为0.4A,则该电源电压为______V。
【答案】 10 1.2 5
【详解】[1]由图可知,当定值电阻R两端的电压U=4V时,通过它的电流I=0.4A,定值电阻R的阻值
[2]把灯泡L和定值电阻R并联接在电压为4V的电路中,根据并联电路电压规律可知,灯泡L和定值电阻R两端的电压都为4V,由图可知,通过灯泡L的电流为0.8A,通过定值电阻R的电流为0.4A,则干路电流I干=IL+IR=0.8A+0.4A=1.2A
[3]把L、R串联接在某电源两端,此时电路中的电流为0.4A,根据串联电路电流处处相等可知,通过灯泡L的电流为0.4A,则灯泡L两端的电压1V,通过定值电阻R的电流也为0.4A,此时定值电阻R两端的电压为4V,该电源电压U=UL+UR=1V+4V=5V
8.(2022·贵州铜仁·一模)如图甲所示,不考虑温度对电阻的影响。当开关S断开或者闭合时,电压表指针的位置均如图乙所示。当闭合开关S时,下列判断不正确的是( )
A.灯L1两端的电压是2.4V B.电源电压是12V
C.灯L1与灯L2的电阻之比是4︰1 D.通过灯L1和L2的电流之比是1︰1
【答案】A
【详解】AB.闭合开关S,两灯泡串联接入电路,电压表测灯泡L2两端的电压,断开开关S,电压表与灯泡串联,电压表测电源电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压为12V,串联时灯泡L2两端的电压为2.4V,灯泡L1两端的电压
故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
CD.串联电路各处电流相等,则通过灯L1和L2的电流之比是1︰1,根据欧姆定律可得
故CD正确,不符合题意。
故选A。
考点5:动态电路分析(滑片/开关变化)
9.(2024·江苏宿迁·模拟预测)如图甲所示,电源电压不变,闭合开关S,当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则R1的阻值为______Ω,电源电压为______V,电压表示数为2V时,R2的阻值为______Ω。
【答案】 10 3 5
【详解】[1]由图甲可知,R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路的电流,则R1的阻值为
[2]电源电压等于滑片在a端时R1两端的电压,为3V。
[3]电压表示数为2V时,电路电流为0.2A,R2两端的电压为
U2=U-U1'=3V-2V=1VR2的阻值为
10.(2025·江苏盐城·一模)如图所示,某兴趣小组设计了肺活量检测装置的原理图。其中电源电压不变,是定值电阻,是滑动变阻器。检测时,被检人员向气球中吹气,气球膨胀带动隔板和滑片P向上运动,肺活量检测装置的显示仪的示数变大。下列说法正确的是( )
A.肺活量检测装置的显示仪是电压表改装而成的
B.吹气时,与两端电压的比值变大
C.吹气时,电压表示数与电流表示数的比值变小
D.吹气时,消耗的功率变小
【答案】C
【详解】ABD.由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,变阻器R2接入电路中的电阻变小,根据串联电路的电阻规律可知总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流的变大,根据P=I2R,可知吹气时,R1电路消耗的功率变大;根据U=IR可知定值电阻R1两端的电压变大,根据串联电路的电压特点可知变阻器R2两端的电压变小,则R2与R1两端电压的比值变小;检测时,被检人员向气球中吹气,气球膨胀带动隔板和滑片P向上运动,肺活量检测装置的显示仪的示数变大,所以肺活量检测装置的显示仪是电流表改装而成的。故ABD错误;
C.根据欧姆定律可知电压表示数与电流表示数的比值表示滑动变阻器接入电路的阻值,变阻器R2接入电路中的电阻变小,即电压表与电流表的示数比值变小,故C正确。
故选C。
考点6:U-I 图像问题
11.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,R1、R2的U-I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R1的“U-I”关系图像
B.电源电压为24V
C.电阻R1的最小电功率为2.7W
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中电流,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由可知电阻R1两端的电压变大,所以图线乙是电阻R1的U-I关系图像,甲为滑动变阻器的U-I关系图像,故A错误;
BCD.由图乙可知,电路中的最小电流0.3A,R1两端的电压,R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压
电阻R1的最小电功率为
滑动变阻器的最大阻值
故BC错误,D正确。
故选D。
12.(2025·江苏苏州·二模)在综合实践活动课上,小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光,此过程中,电流表A的示数随两电压表、电压表未画出示数变化关系图像如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为
B.滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,定值电阻与灯泡L的电功率之比为1:1
C.小灯泡正常发光时,定值电阻两端电压为
D.实验过程中,滑动变阻器接入电路的阻值范围为
【答案】C
【详解】由电路图可知,闭合开关S后,灯泡、、串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大,所以图乙中图线①是小灯泡的图像,由图线②可知,电压表的示数随电流表示数的增大而减小,所以电压表测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知,电压表测滑动变阻器两端的电压,即并联在滑动变阻器两端;当滑动变阻器的滑片处于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,灯泡两端的电压,变阻器两端的电压,电路中的电流,则电源的电压为-------①
当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知,灯泡两端的电压,变阻器两端的电压,电路中的电流,则电源的电压为---------②
由①②可得,故A正确,不符合题意;
B.滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,两端的电压为:,
则定值电阻与灯泡L的电功率之比为:,故B正确,不符合题意;
C.小灯泡正常发光时,定值电阻两端电压,故C不正确,符合题意;
D.当滑动变阻器的滑片处于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,则变阻器最大阻值为:;
当灯泡正常发光时,变阻器接入电路中的电阻最小,则滑动变阻器的最小电阻为:,所以,为使灯泡能正常发光且安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为,故D正确,不符合题意。
故选C。
考点7:多开关多状态电路计算
13.(24-25九年级上·重庆·期末)如图甲,规格为“5Ω 0.5A”,,灯L标有“6V 3.6W”字样,电压表V2量程为0~15V,电压表V3量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,电源电压保持不变。闭合开关S、S1,滑动变阻器的滑片从某一位置开始向某端最大限度移动,电路消耗的总功率改变了。如图乙所示,其中有AB、BC和CD三段图像,有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。在保证电路安全的情况下,以下说法正确的是( )
①AB是灯泡L的图像
②为1.2W
③闭合开关S、S2,电压表V3示数变化范围为1~3V
④闭合开关S、S2,滑动变阻器接入电路阻值范围为2~5Ω
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
【答案】B
【详解】①②.根据题意及图甲、乙可知,当闭合开关S、S1时,灯L与滑动变阻器 R1最大阻值串联,当滑动变阻器R1的滑片向某端最限度移动(阻值逐渐接入电路变小)。根据电源电压一定及欧姆定律可知,电路中电流(电流表的示数)逐渐变大,根据此时串联电路的分压规律知,BC 段为电压表V2随电流表示数变化的图像(电源电压由V2测量)。CD段为灯L(电压表V1 )随电流表示数变化的图像。为了保证电路安全及灯L的铭牌数据知,电源电压等于灯L的额定电压
则电路消耗的总动率变化量为
故①错误,②正确
③④.当闭合开关S、S2,R2与R3串联,为了保护电路,当电流表示数最大为I大=0.5A时,R2接入阻值最小,其两端分压(电压表V3)示数最小,根据欧姆宝律,此时电路总电阻
此时R2接入阻值最小
R2两端的最小电压(V3示数)
当R2接入阻值最大R2'= 5Ω时,电路中的电流为
根据欧姆定律V3的示数(R2' 两端电压最大)为
综上所述,闭合开关S、S2,电压表V3示数变化范围为1~2V,闭合开关S、S2,滑动变阻器接入电路阻值范围为2~5Ω,故③错误,④正确。
故选B。
14.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示,电源电压恒定,闭合S1、S2,断开S3,将滑动变阻器R2的滑片P2调到最下端,滑动变阻器R1的滑片P1从最左端滑到最右端,最终总电流为I。闭合S3,断开S1、S2,把滑动变阻器R2的滑片P2从下往上滑,滑到中点时电压表V2的读数为3V,P2移动到最上端时,最大总电流为I'。两次实验中电流表随两电压表变化的关系图像如图所示。以安全为前提,电源电压为_____V。R1的最大电阻为______。前后两次实验的电流比I'∶I=_____。闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大电流与最小电流之差为_________A。
【答案】 6 20 2∶1 0.4
【详解】[1]第一次实验,闭合S1、S2,断开S3时,R1、R2串联,电流表测电路中电流。R1相当于定值电阻接入电路中,R2的滑片P2调到最下端接入电路的阻值最大, R1的滑片P1滑动过程中,电路总电阻不变,电源电压恒定,由欧姆定律知,电路中电流不变,即电流表示数不变。 由图乙知,与U轴平行的图象为电流表A与电压表V1的示数变化图象。P1在左端时,V1测电源电压,此时V1示数最大,由图象知,电源电压U=6V。
[2]第一实验中,P1在最右端时,V1测R2两端电压,此时V1示数最小,由图象知,UR2=4V, 由串联电路的分压原理有
即。第二次实验,闭合S3,断开S1、S2,灯泡与R2串联,电压表V2测灯泡两端电压, 乙图中上方的图线是滑片P2在不同位置电流表A与电压表V2的示数变化图象, R2的滑片P2在最上端时,只有灯泡连入电路中,此时灯泡两端电压最大为6V,电路中电流最大,所以I′=IL=0.2A
P2滑到中点时电压表V2的读数为3V,即灯泡电压UL=3V,由图象知,此时电路中电流I=IL′=IR2=0.15A
由串联电路电压特点和欧姆定律可得
解得R2=40Ω, 所以R1的最大值
[3]由串联电路特点和欧姆定律可得,第一次实验时电路中电流
前后两次实验的电流比
[4]当闭合S2、S3,将变阻器R2的滑片P2调到最上端时,灯泡和变阻器R1的最大电阻并联,此时总电阻最小,则总电流最大,此时灯泡两端电压为6V,由图象可知此时通过灯泡的电流为0.2A, 由并联电路的电流特点和欧姆定律可得最大总电流
当仅闭合S2,将变阻器R2的滑片P2调到最下端时,两个滑动变阻器的最大电阻串联,且由图象可知,此时电路中电流最小, 第一次实验时电路中电流即电路中的最小电流Imin=I=0.1A
所以,闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大电流与最小电流之差为Imax-Imin=0.5A-0.1A=0.4A
考点8:探究电流与电压、电阻的关系(实验)
15.(2025·江苏徐州·一模)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压3V,电阻有4个阻值5Ω、10Ω、15Ω、25Ω供选用,滑动变阻器规格为“10Ω 2A”。
实验序号
①
5
0.40
②
10
0.20
③
15
0.13
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到最______端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,小明发现电流表、电压表示数均为0,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,电流表示数仍为0,经进一步检查。电流表及各接线处均完好,则电路中所有可确定的故障是______;
(3)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时的阻值为5Ω,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,接着将阻值换成10Ω,此时将滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器滑片,以保持电压表的示数不变;
(4)将阻值换成15Ω重复上述操作。三组数据如表乙所示,由此可得出结论。为提高结论的可靠性,换用阻值为25Ω的电阻做第4次实验时,为保持电阻两端电压不变,小明在进行了______操作,顺利的完成了实验。
【答案】(1)右
(2)电阻断路/滑动变阻器的间断路
(3)右
(4)见解析
【详解】(1)为了保护电路,开关闭合前,应将滑动变阻器阻值调到最大,由图可知应将滑动变阻器滑片P移到最右端。
(2)将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c,电流表、电压表示数均为0,说明电源正极和c之外的电路存在断路。当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,电流表示数仍为0,电流表及各接线处均完好,说明电路中所有可确定的故障是电阻断路、滑动变阻器(间)断路。
(3)此时的阻值为5Ω,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,接着将阻值换成10Ω,由串联分压原理可知,定值电阻两端电压增加,为保持电压表的示数不变,应增加滑动变阻器电阻,将滑片P向右端移动滑动变阻器滑片。
(4)实验中,定值电阻电压为
换用阻值为25Ω的电阻,若继续只串联规格为“10Ω 2A”的滑动变阻器,滑动变阻器的电阻调到最大,此时电流为
定值电阻电压为
无法使定值电阻电压保持不变,故可以进行降低电源电压或串联一个定值电阻或更换阻值更大的滑动变阻器的操作。
16.(2025·江苏常州·模拟预测)两个小组利用图甲电路图做实验,提供的器材有:学生电源、电流表、电压表、定值电阻R0(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、规格为“45Ω、1A”的滑动变阻器R、开关、导线若干:
(1)小组一探究“电流与电压的关系”,电源电压调为5V且不变:
①连接电路时,应将开关___________;将5Ω的电阻接入电路,正确操作后,发现电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是R0___________;
②调整电路后闭合开关,移动滑片P,使R0两端电压由1V逐渐增大到1.5V、2V、2.5V、___________,读出对应的电流值,做出U-I图线如乙图所示,由此得到的结论是___________。实验中改变R0两端电压多次实验的目的是___________。
(2)小组二探究“电流与电阻的关系”,电源电压调为15V且不变:
①将15Ω的定值电阻接入电路,检查无误后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为5V,记下相应的电流值。将R0阻值用10Ω替换15Ω,闭合开关,此时电压表示数___________5V;
②正确操作实验中,当接入10Ω电阻时,滑动变阻器的功率和该电阻的功率之比为k1,若接入15Ω电阻时,该比值为k2,则k1___________k2(选填“>”“=”或“<”);
③为了更好地得出结论,小组同学将上述5个定值电阻分别接入电路,要求保持电压表示数为5V,则最多可以完成___________次不同阻值下的实验;
④若定值电阻两端的预设电压为2V,利用R分压,将5Ω、10Ω、15Ω三个电阻分别接入电路完成三次实验,电源电压可调的范围值是___________。
【答案】(1) 断开 短路 3V 在电阻一定时,电流与电压成正比 得到不同的电流值,以便于绘制出U-I图线,使实验结论更具有普遍性
(2) 小于 = 4 2V~8V
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,应将开关断开。
[2]电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,可能是短路
[3]由图乙可知,电流最大为,此时两端电压为,所以应增大到3V。
[4]由图乙的图线是过原点的直线,可得结论:在电阻一定时,电流与电压成正比。
[5]目的是避免实验偶然性,使实验结论更具普遍性。
(2)[1]将由换为,根据串联分压,阻值减小,其两端电压会小于。
[2]探究“电流与电阻的关系”时,两端电压保持不变,滑动变阻器两端电压也不变。根据,滑动变阻器的功率,的功率,则(比值为定值),所以。
[3]两端电压,则滑动变阻器两端的电压为U=10V,滑动变阻器最大阻值,根据串联分压,当时,
解得
但当时,
解得
但滑动变阻器允许的最大电阻为45,故无法完成实验,则实际能完成的是,共4次。
[4]当,滑动变阻器阻值最大时,电源电压最大
当滑动变阻器阻值为时,电源电压最小为,又因为滑动变阻器允许电流,当时,(小于)
所以电源电压可调的范围是2V~8V。
考点9:电学极值与范围计算
17.(2025·江苏扬州·一模)如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V,0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为210Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,滑动变阻器两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,电流表示数变化了0.15A,忽略灯泡电阻随温度的变化,则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L的电阻为40Ω
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变化范围为0.072A~0.45A
D.只闭合S和S2,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器R的调节范围为16Ω~100Ω
【答案】D
【详解】A.灯泡L的电阻为
故A错误;
B.只闭合S和,和变阻器R串联,电压表测变阻器R的电压,电流表测电路电流。由图乙可知,当滑动变阻器接入电路的阻值为时,变阻器R的电压为,此时电路中电流为
电源电压为①
当滑动变阻器接入电路的阻值为4R1时,变阻器的电压为2U1,此时电路中电流
电源电压为②
联立①②解得。根据欧姆定律,当滑动变阻器接入电路的阻值由增大到时,电流表示数减小了0.15A,则有
解得,故B错误;
C.只闭合S和,和变阻器串联,电压表测变阻器R的电压,电流表测电路电流。当变阻器阻值为0时,电路中电流最大为
电压表量程为0~15V,当电压表示数最大为15V时,电路中电流最小为
此时变阻器阻值为
滑动变阻器R的最大阻值为210Ω,所以符合题意。所以电流表的示数变化范围为0.075A~0.45A,故C错误;
D.只闭合S和S2,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡L上标有“10V,0.5A”字样,电路中的最大电流是0.5A,变阻器连入电路阻值最小,变阻器连入电路最小阻值
电压表量程为0~15V,当电压表示数最大为15V时,根据串联分压原理则有
解得,滑动变阻器R的调节范围为16Ω~100Ω,故D正确。
故选D。
18.(2025·江苏无锡·二模)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表V1、V2的量程均为0~15V,闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大逐渐变小,得到两电压表示数倒数与R2接入电路的阻值倒数的关系图像,如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.U0的大小为12V
B.R1的阻值为40Ω
C.图②是V2示数倒数与R2阻值倒数的关系图
D.为保证电路安全,R2接入电路的阻值范围为20Ω~8Ω
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,两图相交的点即为两电压相等时,都为9V,根据串联电路电压的特点可知,电源电压为,故A错误;
C.由图甲可知,该电路中定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测的是R1两端电压,电压表V2测的是R2两端电压,当滑动变阻器由最大逐渐减小时,电路中电流逐渐增大,由欧姆定律可知,定值电阻两端电压增大,即V1示数增大,则其倒数减小,即当增大时,减小,则图中①为V1示数倒数与R2阻值倒数的关系图,图中②为V2示数倒数与R2阻值倒数的关系图,故C正确;
B.由图乙可知,的最小值为,则滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,R1两端电压为6V,此时滑动变阻器R2两端的电压为
根据欧姆定律可知,R2两端通过的电流为
根据串联电路电流的特点和欧姆定律可知,R1的电阻为,故B错误;
D.为保证电路安全,两电压表示数均不能超过15V,则当电压表V1示数为15V时,根据公式可知,通过电路的电流最大,此时滑动变阻器的有效电阻最小,R2两端电压为
根据欧姆定律可知,此时电路电流
此时对应滑动变阻器R2的阻值为
因此滑动变阻器最小为2Ω,则为保证电路安全,R2接入电路的阻值范围为20Ω~2Ω,故D错误。
故选C。
二阶·素养进阶练
1.(2025·江苏常州·一模)如图所示,纸盒内有电源和导线,纸盒外露出两只小灯泡L1、L2和两个开关S1、S2。只闭合S1,两灯都亮;再闭合S2,L1熄灭、L2亮;再断开S1,L2的亮暗无变化。已知电路元件及连接均完好,现取下L1,以下说法不正确的是( )
A.仅闭合S2,L2亮 B.仅闭合S1,L2亮
C.S1、S2都闭合,L2亮 D.S1、S2都不闭合,L2不亮
【答案】B
【分析】因为只闭合S1两灯都亮,再闭合S2,L1熄灭、L2亮,所以可判断S2与L1是并联关系,闭合S2时L1被短路。因为断开S1,L2亮暗无变化,所以可判断L2的电路与S1控制的L1支路是独立的,L2直接接在电源两端,S1只控制L1所在支路。基于上述电路结构的推导,分别分析取下L1后各个选项中开关状态下L2的通路情况。
【详解】因为只闭合S1两灯都亮,此时L1、L2均接入电路中;闭合S2后L1熄灭、L2亮,此时L1被短路,S2与L1并联;断开S1,L2亮暗无变化,说明S1断开后,L2依然处于通路状态,则S1与L1串联后再与S2并联,如图所示:
A.仅闭合S2,电路为L2的简单电路,L2亮,故A正确,不符合题意;
B.仅闭合S1,L1、L2串联,故B错误,符合题意;
C.S1、S2都闭合,电路为L2的简单电路,L2亮,故C正确,不符合题意;
D.S1、S2都不闭合,L2断路,不亮,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.(2024·四川凉山·模拟预测)电动自行车是同学们的常用交通工具之一,关于电动自行车中涉及的物理知识你是否知晓呢?一个较为简单的常识是,当我们在行驶过程中,只要左右刹车中其中一个被捏下,电机将停止供电,同时刹车尾灯亮起提醒后车注意安全,当不捏刹车是电机通电转动,刹车灯处于熄灭状态。下列电路设计中:灯泡代表电动自行车的刹车尾灯;电动机代表电动自行车的电机;S1,S2代表左右刹车。捏刹车用断开开关表示;a、b为两个接线触点,其中触点a的位置固定不动,触点b始终与电源正极相连,可根据元件特点上下活动;依据你所学的物理知识,下列电路设计能够实现该常识的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,只要左右刹车中其中一个被捏下,电机将停止供电,同时刹车尾灯亮起提醒后车注意安全,这说明两个开关S 1、S2相互影响,是串联在电路中的,然后与电动机串联;当不捏刹车时电机通电转动,通过电动机有电流,电磁铁具有磁性,吸下衔铁,刹车处于熄灭状态,这说明刹车灯所在的电路为断路,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(2025·江苏南京·二模)如图甲,为定值电阻,灯L标有“8V 4W”,电源电压恒定。闭合开关S,滑片P从某一位置移到某一端的过程中,电流表A的示数随电压表、(未画出)示数的变化情况如图乙。下列说法正确的是( )
A.的阻值为10Ω
B.电压表与并联
C.上述操作过程中电路总功率的变化量为1.3W
D.为保证电路安全,滑动变阻器接入电路阻值最大变化量为13Ω
【答案】D
【详解】AB.根据乙图可知,测灯泡两端的电压,第一段为曲线,电流表A的示数随电压表的变化;第二段为直线,但电压表的示数与电流表A的示数比值不为定值,则电压表不是与并联,而是与滑动变阻器和灯泡一起并联。由直线段可知,两端电压增加量时,电流的减小量为
则,故AB错误;
C.当,,则可知电源电压
当电流最大时,电路总功率最大
当电流最小时,电路总功率最小
即路总功率变化量为9.5W-7.6W=1.9W,故C错误;
D.为保证电路安全,电路中最大电流为灯泡的额定电流
当电流为时,可得滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器接入电路的电阻为
当电流为时,滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器接入电路的电阻为
滑动变阻器接入电路阻值最大变化量为20Ω-7Ω=13Ω,故D正确。
故选D。
4.(2025·江苏常州·模拟预测)图甲是一种汽车尾气排放检测电路,当尾气浓度高于某一设定值时,电铃报警;气敏电阻R1的阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示,下列分析正确的是( )
A.电磁铁通电后,线圈上端为N极
B.R1的阻值随尾气浓度的增大而增大
C.检测时保持R2滑片位置不变,当尾气浓度变大时,R1两端电压变大
D.为使尾气浓度更低时报警,应将R2滑片适当上移
【答案】D
【详解】A.根据安培定则,用右手握住电磁铁的线圈,让四指指向电流的流动方向,大拇指所指的一端就是电磁铁的N极。观察图甲中电路的电流方向,可判断电磁铁通电后,线圈下端为N极,上端为S极,故A错误;
B.分析图乙中气敏电阻R1的阻值与尾气浓度的关系曲线可知,R1的阻值随尾气浓度的增大而减小,故B错误;
C.检测时保持R2滑片位置不变,当尾气浓度变大时, R1的阻值减小。由于R1与R2串联在电路中,根据串联电路的分压规律(电阻越大,分得的电压越大;电阻越小,分得的电压越小),R1两端的电压会变小,故C错误;
D.若要使尾气浓度更低时报警,意味着当R1的阻值更大时,电磁铁能产生足够的磁性吸下衔铁,使电铃报警。根据欧姆定律,在电源电压不变的情况下,要增大电路中的电流,需减小电路的总电阻。因此,应将R2的滑片适当上移,减小R2的阻值,从而增大电路电流,使电磁铁在R1较大时能吸下衔铁,故D正确。
故选D。
5.(2025·江苏无锡·模拟预测)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,小灯泡铭牌上参数模糊不清。第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端移到b端;第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全、灯泡两端的电压不超过额定电压的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是( )
①R0的阻值为20Ω
②小灯泡的参数为“4.5V,2.25W”
③只闭合S、S2,为保证电路安全滑动变阻器的阻值范围为3Ω∼20Ω
④若将电压表量程换为0~3V,只闭合S、S2,小灯泡的功率一定大于0.9W
A.②③④ B.②④ C.②③ D.①③
【答案】A
【详解】①只闭合开关S、S1,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压U,滑片P从a端移到b端,电流表示数变大,电压表示数变小,电源电压记为U总,则有,此式子中,U与I为线性关系,故对应乙图中的直线。
当电流为0.2A时,U为4V,此时滑片P在a端,则
当电流为0.6A时,U为0V,此时滑片P在b端,则
联立以上两式,解得,,故①错误;
②闭合开关S、S2,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压U,灯泡电阻记为RL,则,灯泡电阻RL会随温度变化而变化,故U与I为非线性关系,对应乙图中上方的曲线,当电流为0.5A时,U为1.5V,此时电路中电流最大,达到灯泡的额定电流,灯泡的额定电压为
根据公式可知,灯泡的额定功率为
故②正确;
③只闭合S、S2为了保证电路安全,当电流为0.5A,U为1.5V,根据欧姆定律可知,滑动变阻器电阻为
当电流为0.25A,U为5V,滑动变阻器电阻为为
滑动变阻器的阻值范围3Ω~20Ω,故③正确;
④若将电压表量程换为0~3V,只闭合S、S2,此时若U为3V,灯泡两端电压达到最小值为
图乙中3V对应的直线中的电流I满足关系为,解得I=0.3A
根据公式可知,此时对应直线的电功率为
从图乙中可知,3V对应的曲线中的电流大于0.3A,那么此时灯泡的最小功率PL大于0.9W,故④正确;
故A正确,BCD错误。
故选A。
6.(2022·广东佛山·模拟预测)如图所示为一身高测量仪的电路图,请在“”“”或“”中选两个填入框,要求:在保证电路安全的前提下,被测人身高越高时电表的示数增大(要求电路不能有短路的隐患)。
【答案】
【详解】被测人身高变高时电表的示数增大,随着身高的变高,接入电路中的电阻丝长度变大,当身高为0时,接入电路电阻为0,为了保护电路需要串联一个定值电阻,下方方框内是定值电阻,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表使用时和用电器并联,电流表使用时和用电器串联,根据串联分压原理,当被测人身高变高时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,滑动变阻器两端的电压增大,则上面方框为电压表,即电压表的示数增大,符合题意。如图所示:
7.(2025·江苏连云港·二模)如图甲是小明测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物电路图(不完整),请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;____
(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“A”或“B”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(3)小灯泡正常发光时,电压表示数与电流表示数如图丁,则小灯泡的额定功率为___ W。
(4)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知)。
①电路如图丙所示,开关S拔到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
②开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I2,先算出灯泡的电阻RL=________(请你用所测的物理量表示),再根据,计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是 ______________。仔细分析后,他们认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤2改为:
①开关S拔到位置1,移动滑片P某一位置,让电流表示数__________(用U额、R 表示);
②开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I;
③则小灯泡额定功率的表达式 ___________________(用U额、R、I表示)
【答案】 B A 0.75 灯丝电阻随温度升高而增大
【详解】[1]电压表要并联在小灯泡两端,小灯泡要与电源负极连接在一起才能串联进电路,实物电路图连接如图所示:
(1)[2]为了保护电路安全,滑动变阻器应接入最大阻值,滑片P应移至B端。
(2)[3]由图乙可知,电压表选择的是小量程,分度值是0.1V,示数为2.2V,小灯泡的额定电压为2.5V,由串联分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,减小滑动变阻器分得的电压,因此应将滑片P向A端移动。
(3)[4]由图丁可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为
(4)[5]开关S拔到位置1,小灯泡与定值电路并联,小灯泡两端的电压等于定值电阻两端的电压,电流表测量通过定值电阻的电流,由欧姆定律知,定值电阻两端的电压为
开关S拔到位置2,电路连接不变,电流表测通过小灯泡和定值电路的总电流,所以通过小灯泡的电流为
小灯泡的电阻为
[6]因不同电压下灯泡的电阻不同,小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大。
[7]小灯泡正常发光时,两端电压为U额,小灯泡与定值电阻并联,所以定值电阻两端电压为U额,通过定值电阻的电流为
[8]开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I,通过小灯泡的电流为
小灯泡额定功率的表达式为
8.(2025·江苏镇江·一模)某物理实验小组进行测量小灯泡电阻的实验。
(1)小华用图1所示的电路来测量小灯泡的电阻。
①闭合开关前,滑片应位于图中_______(选填“左”或“右”)端。
②连接实物图如图2所示,闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,电流表示数始终为零,小灯泡一直不亮,已知器材和连接均完好,则电压表示数始终为_______V。
③图2中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。____
④正确改正连线后进行实验,记录数据并绘制小灯泡两端的电压U与电流I的关系图像如图3所示,则小灯泡两端电压为4V时的阻值为_______Ω。
(2)小明用如图4所示的电路测量小灯泡两端电压为2.5V时的电阻,其中电源电压恒定。
①闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_______V。
②保持滑片位置不变,调节电阻箱R,使它接入电路的阻值为4Ω,断开,闭合S、,此时电压表示数为1.5V。
③断开开关S、,调节电阻箱R,使它接入电路的阻值为32Ω,闭合开关S、,此时电压表示数为5V。
④由上述操作可知:电源电压为_______V,滑动变阻器接入电路的阻值为_______Ω,小灯泡两端电压为2.5V时其电阻为_______Ω。
【答案】(1) 右 10 3.2
(2) 2.5 7.5 16 8
【详解】(1)[1]在闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处。观察可知,滑片应位于图中的右端。
[2]分析观察电路图,电压表串联在电路中,电压表测电源电压,由图可知电源电压为10V,所以电压表示数始终为10V。
[3]因电压表串联在电路中,需要将其并联在小灯泡两端,如图所示:
[4]观察图3,可得出小灯泡两端电压为4V时,电流为1.25A,故此时小灯泡的电阻
(2)[1]闭合开关、,此时灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡电压,要测量小灯泡两端电压为2.5V时的电阻,故应让电压表示数为2.5V。
[2][3]断开,闭合S、,电阻箱与滑动变阻器串联,电阻箱阻值为4Ω时,电压表示数为1.5V,故可以得出
电阻箱32Ω时与滑动变阻器串联,电压表示数为5V,故可以得出
可解得,。
[4]根据步骤①可以得出此时小灯泡与滑动变阻器串联,故有
根据串联电压关系可得
代入数据得
解得。
9.(2025·江苏常州·模拟预测)神舟飞船发射前,通常要检验舱体的气密性。某科技小组设计的检测电路如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻,压力传感器R的阻值随环境气压的变化规律如图乙所示。进行气密性监测时,将压力传感器R置于舱体内,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为,此时电压表示数为10V。求:
(1)舱体不漏气时通过的电流。
(2)电源电压。
(3)电压表示数为时舱体内的气压。
【答案】(1) (2)12V (3)
【详解】(1)由电路图可知,定值电阻R0与压力传感器R串联,电压表测量R0两端的电压。
舱体不漏气时,根据欧姆定律可知通过R0的电流为
(2)舱体不漏气时,舱体内气压p1=1.0×105Pa。
由图乙可知,此时压力传感器R的阻值R1=10Ω,电路的总电阻为R总1=R0+R1=50Ω+10Ω=60Ω
电源电压恒定不变,其大小为
(3)当电压表示数为7.5V时,电路中的电流为
此时电路的总电阻为
压力传感器R的阻值为R2=R总2-R0=80Ω-50Ω=30Ω
由图乙可知,当压力传感器阻值为30Ω时,对应的舱体内气压为p2=0.4×105Pa=4×104Pa
。
10.(2025·江苏无锡·二模)学校物理科技小组设计的电热水箱模型.该装置可在水位到达最低线时自动补水,补水至最高线后停止补水并立刻加热,到达设定温度后进入保温状态,装置由控制电路和工作电路组成,电路图如图所示,工作电路由电动机电路和加热电路构成,工作电路中的加热电路分为加热和保温两档,R3和R4为加热电阻,R3阻值为12.1Ω,控制电路电源电压恒定6V不变,R2是阻值为10Ω的定值电阻,压敏电阻R1的下方固定了一个轻质绝缘硬质杆,长方形水箱注水后,圆柱形浮体竖直上浮,通过硬质杆对压敏电阻产生压力,所受压力与电阻的关系如下表所示,水箱底面积为200cm2,圆柱形浮体体积为500cm3,底面积为50cm2,质量为100g,向水箱内注水时,液面上升,当电磁铁线圈中电流为300mA时衔铁恰好被吸下,加热电路开始工作;用水后液面下降,当电磁铁线圈中电流为200mA时衔铁被弹簧拉起,电动机工作,硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计,g=10N/kg。
(1)当温控开关S2断开时,电热水器处于_________状态(选填“保温”或“加热”),若电热水箱储满40L水后,将水从30℃加热到45℃至少需要的时间为多少? _________
(2)当电动机刚好开始补水时,压敏电阻所受压力为多大?
(3)电动机匀速从外部抽水,从上面的水平管道向水箱内补水,从最低水位补水至最高水位用时10s,若补水管道横截面积为1.5cm2,则此过程中补水管道中的水流速度是多少?(不考虑水管流到水箱的时间)
压敏电阻的阻值R1/Ω
30
25
20
15
压力F/N
1
1.2
1.5
2
【答案】(1) 保温 630s (2)1.5N (3)0.3m/s
【详解】(1)[1]当温控开关S2断开时,电路为两电阻串联,电路中阻值最大,由可知,电功率最小,为保温状态。
[2]水的质量m=ρV=1×103kg/m3×40×10-3m3=40kg
水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(45℃-30℃)=2.52×106J
当温控开关S2闭合时,只有R3的简单电路,电路中阻值最小,由可知,电功率最大,为加热状态,加热功率
将水从30℃加热到45℃至少需要的时间
(2)当电磁铁线圈中电流为200mA时衔铁被弹簧拉起,电动机工作,电路中的电阻为
压敏电阻的阻值为R1=R-R2=30Ω-10Ω=20Ω
由表可知此时的压力为1.5N,此时浮体受到的浮力F浮1=G体+F=m体g+F1=0.1kg×10N/kg+1.5N=2.5N
(3)当电磁铁线圈中电流为300mA时衔铁恰好被吸下,加热电路开始工作,电路中的电阻为
压敏电阻的阻值为R′1=R总-R2=20Ω-10Ω=10Ω
由表中数据推理可知,此时的压力为3N,此时浮体受到的浮力F浮2=G体+F=m体g+F=0.1kg×10N/kg+3N=4N
浮力变化量ΔF浮=F浮2-F浮1=4N-2.5N=1.5N
由阿基米德原理可知排开水的体积
上升的高度
补充水的体积V补=(S水箱-S浮体)Δh=(200×10-4m2-50×10-4m2)×0.03m=4.5×10-4m3
水的流量
此过程中补水管道中的水流速度
真●题●验●证
一、单选题
1.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,将一根针插在绝缘底座上,把折成V字形的不带电铝箔条水平架在针的顶端。现用塑料棒靠近铝箔条的一端时,发现铝箔条偏转,则塑料棒( )
A.一定带电 B.一定不带电 C.一定带正电 D.一定带负电
【答案】A
【详解】带电体具有吸引轻小物体的性质。铝箔条不带电,用塑料棒靠近铝箔条的一端时,发现铝箔条偏转,铝箔条被塑料棒吸引,说明塑料棒一定带电,但电性无法确定。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2025·江苏常州·中考真题)如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B.电流表示数的变化范围是
C.电压表示数的变化范围是
D.电路总功率的变化范围是
【答案】D
【详解】AB.由图知道,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由于灯泡标有“”字样,由知道,灯泡的额定电流
灯泡的电阻
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最小电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,滑动变阻器允许的调节范围是4Ω~10Ω,电流表的变化范围是,故AB错误;
C.滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电压表的示数
则电压表示数的变化范围是,故C错误;
D.由知道,电路最小总功率
电路最大总功率
即电路总功率的变化范围是,故D正确。
故选D。
3.(2025·江苏南通·中考真题)冬天,为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3V,R1是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当R1两端电压U≥2V时,开启加热系统;当U≤1.8V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.R1的阻值与温度成反比 B.选用3kΩ的定值电阻能够满足设计的要求
C.R1和R0的功率可能相等 D.增大电源电压使开启加热系统的温度变低
【答案】B
【详解】A.由表中数据可知,热敏电阻阻值虽随温度升高而减小,但并非与温度成严格的“反比”关系,故A错误;
B.R1与R0串联,若R0=3kΩ,当R1两端电压U1=2V时,则U0=U-U1=3V-2V=1V
串联电路电流相等,则,即
对应温度20℃,开启加热系统; 当R1两端电压U1=1.8V时,则
串联电路电流相等,则 ,即
对应温度28℃,关闭加热系统;符合要求,故B正确;
C.R1与R0串联,功率相等时,I02R0=I12R1,R1=R0,若R0=3kΩ,R1=3kΩ,对应的温度是38.2℃,超过了温度在20~28℃范围,故C错误;
D.增大电源电压,若R0=3kΩ,R1两端电压U1=2V时,U0=U-U1=6V-2V=4V
串联电路电流相等,即
由表中数据可知,温度高于45.5℃,使开启加热系统的温度变高,故D错误。
故选B。
4.(2025·江苏苏州·中考真题)小明要设计自动防盗报警电路。要求:开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,细导线MN被扯断,灯亮且电铃响。下列电路符合设计要求的是( )
A.B. C. D.
【答案】C
【详解】A.S闭合时,铃响,灯被短路,灯不亮,MN被扯断后灯亮铃也响,故A不符合题意;
B.S闭合时,灯和铃并联,此时灯亮铃响,MN扯断后,灯所在支路断路,此时铃响灯不亮,故B不符合题意;
C.S闭合时,铃被短路,此时灯亮铃不响,MN扯断后灯和铃串联,灯亮且铃响,故C符合题意;
D.S闭合时,灯和铃并联,此时灯亮且铃响,MN扯断后,铃所在之路断路,此时灯亮铃不响,故D不符合题意。
故选C。
5.(2025·江苏镇江·中考真题)安全带可有效保护驾乘人员的安全。某模拟安全带未系提示系统中,当乘客坐在座椅上时,开关闭合;若系好安全带,则开关闭合。设计要求如下:乘客未系安全带时,仪表盘上的指示灯L亮起;系上安全带时,指示灯L熄灭。下列电路图中符合设计要求的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】A.当乘客坐下时,S1闭合使电路接通;若安全带未系,S2断开,电流只能通过指示灯L,L发光;若安全带系好,S2闭合,指示灯L被短接,无电流通过L,L熄灭,符合设计要求,故A符合题意;
B.当乘客坐下时,S1闭合,S2处于断开状态,无电流通过L,L不发光,故B不符合题意;
C.当乘客坐下时,S1闭合;若安全带未系,S2断开导致电路不通,灯L不发光,故C不符合题意;
D.乘客坐下(S1闭合),灯L亮,系好安全带(S2闭合),灯L不熄灭,故D不符合题意。
故选A。
6.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,电源电压U可调,是阻值为5Ω的定值电阻,为敏感元件,其阻值随电流增大而减小。电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大。当电流为0.3A时,两端电压为1.5V。的功率为,的功率为。则( )
A.时,可能等于 B.时,一定小于
C.时,一定等于 D.时,一定小于
【答案】B
【详解】当电流为0.3A时,分析电路,此时两端电压为1.5V。由欧姆定律可得
是阻值为5Ω的定值电阻,因此总电阻
此时电源电压为
此时两电阻阻值相等,串联电路电流相等,根据功率计算公式 可得
当时
A.时,电源电压小于3V,电路中总电流减小,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小;反之,其阻值随电流减小而增大。则此时的阻值大于5Ω,故,两电阻阻值不相等,电流相等,则,P1不可能等于P2,故A不符合题意;
B.时,电源电压小于3V,电路中总电流减小,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小;反之,其阻值随电流减小而增大。则此时的阻值大于5Ω,故,则两电阻阻值不相等,电流相等,则,P1一定小于P2,故B符合题意;
C.时,电源电压大于3V,电路中总电流增大,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小,则此时的阻值小于5Ω,故,电流相等,则,P1一定大于P2,不可能相等,故C不符合题意;
D.时,电源电压大于3V,电路中总电流增大,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小,则此时的阻值小于5Ω,故,电流相等,则,P1一定大于P2,故D不符合题意。
故选B。
7.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,电源电压U恒定,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”,灯L标有“6V 6W”。滑片P在阻值最大端时,闭合开关S,电压表V1示数为2V,电压表V2(未画出)示数为4V;P移到某一位置时,V2示数为10V,电流表示数为1A。上述滑片移动过程中,R2阻值的变化量为ΔR,电路总功率的变化量为ΔP。下列说法正确的是( )
A.U=16V B.R1=5Ω C.ΔR=12Ω D.ΔP=7W
【答案】D
【详解】AB.灯L标有“6V 6W”,灯正常工作时的电流
滑片P由最大值移到某一位置时,变阻器的电阻变小,根据串联分压可知滑动变阻器两端的电压变小,电压表V2示数由4V增大为10V,确定电压表V2测灯L和定值电阻R1的电压;电流表示数为1A,此时灯正常发光,定值电阻R1的电压
定值电阻R1的电阻
当滑片P在阻值最大端时:电压表V1示数为2V,定值电阻R1的电压为U1′=2V,通过定值电阻R1的电流
串联电路各处电流相等,滑动变阻器R2两端的电压
电源电压U=10V+4V=14V
故AB错误;
C.当滑片P在阻值最大端时,R2阻值为20Ω;当P移到某一位置时
R2阻值的变化量
故C错误;
D.当滑片P在阻值最大端时,电路总功率
当P移到某一位置时,电路总功率
电路总功率的变化量为
故D正确。
故选D。
二、填空题
8.(2025·江苏淮安·中考真题)如图所示是兴趣小组设计的监测汽车超载报警装置原理简图,压力传感器输出电压与所受压力的关系如下表所示 。
压力F/(×105N)
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
输出电压U/V
0
1
2
3
4
5
压力传感器输出电压U是控制电路的工作电压。电磁继电器线圈的电阻是50Ω。当线圈中的电流I≥20mA时,衔铁被吸合,受控电路开始报警。
(1)该装置以电铃声为报警信号,则图中的电铃应接在___________(选填“A、B”或“C、D”)间。
(2)若希望在压力达到3×105 N时报警,则电阻箱R的电阻应调节为___________Ω,此时电阻箱两端的电压为___________V。
(3)若想让临界报警压力减小,则电阻箱R接入电路的阻值应调___________。
【答案】(1)C、D
(2) 100 2
(3)小
【详解】(1)当线圈中的电流I≥20mA时,衔铁被吸合,受控电路开始报警。此时衔铁与下方触点接触,所以电铃应接在C、D间,这样当衔铁吸合时,电铃所在电路接通,发出报警声。
(2)[1]由表格可知,当压力F=3×105N时,输出电压U=3V。线圈电阻R线=50Ω,报警时电流
根据欧姆定律,可得控制电路总电阻
所以电阻箱R的阻值
[2]电阻箱两端的电压
(3)临界报警压力减小,意味着压力传感器输出电压减小(由表格可知压力越小,输出电压越小)。根据,要使电流I≥20mA,当U减小时,应减小R的阻值,所以电阻箱R接入电路的阻值应调小。
9.(2025·江苏无锡·中考真题)按照图甲连接电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压值为3V,三个定值电阻Ra、Rb、Rc。探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将电阻Ra接入电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,读出电压表、电流表的示数。移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,在坐标系中描点画出Ra的I-U图像a、再分别将Rb、Rc接入电路,采用同样的方式探究,得到图像b、c,如图乙所示。则Ra的阻值为___________Ω;单独分析图乙中每条I-U图像,可知,当导体电阻一定时,___________,实验中滑动变阻器的最大阻值为___________Ω,为了探究电流与电阻的关系,分别将三个电阻接入电路,需要保持电阻两端电压不变,则该电压的最小值为___________V。
【答案】 5 电流与电压成正比 20 1.5
【详解】[1]由图乙得,当Ra的电压为3.0V,电流为0.6A,由欧姆定律得,Ra的阻值为
[2]单独分析图乙中每条I-U图像,可知,当导体电阻一定时,其电流与电压的图像为一条倾斜向上的直线,说明当导体电阻一定时,电流与电压成正比。
[3]由题知,每次实验时,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,电路电流最小,由图中b图线可知,电流最小为0.1A,此时电压表的示数为1.0V。由串联电路电阻特点与欧姆定律得,变阻器接入电路中的电阻最大为
[4]由图乙中c图线可知,当Rc的电压为3.0V,电流为0.15A,由欧姆定律得,Rc的阻值为
三个电阻分别与滑动变阻器串联,实验中需要保持电阻两端电压不变,由串联电路电压特点得,变阻器的电压也保持不变;串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
且为定值,则定值电阻接入电路中的电阻越大,变阻器接入电路中电阻越大,当定值电阻接入电路中的电阻最大为20Ω,变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时,定值电阻两端控制的电压最小,与定值电阻的比值最大,定值电阻的电压最小,即
解得定值电阻两端电压控制的最小值为
三、实验题
10.(2025·江苏无锡·中考真题)小红和小华设计一种能自动测定油箱内油面高度的装置。器材有:电源(电压可调)、电流表、电压表、阻值约为100Ω的电阻片、定值电阻R、细金属杆OABC、浮子(体积为20cm3)、开关、导线、油箱、汽油、汽油为绝缘体。(,g取10N/kg)
(1)她们首先要从电阻片上截取一段阻值为40Ω的电阻,为此连接了如图甲所示的电路。将鳄鱼夹置于电阻片的B端,闭合开关S,电压表示数如图乙所示为___________V。向A端缓慢移动鳄鱼夹,观察电流表示数,当示数为___________A时,标记鳄鱼夹的位置,则该位置到A端的阻值即为40Ω。
(2)她们重新调节了电源电压,连接了如图丙所示的装置,电阻R′=40Ω;它与金属杆OA接触良好(摩擦不计)、金属杆OABC可以绕固定点O自由转动,其重心在OC连线上。浮子可以绕CD轴自由转动。
①在油箱内倒入汽油,当浮子处于图丙所示的位置时,浮子浮在汽油中静止,恰好一半体积浸入汽油,此时浮子所受浮力大小为___________N,继续倒油,油面上升,浮子再次静止时,浸在汽油中的体积___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
②为了在电流表的刻度盘上标出油箱内油面高度,闭合开关S,当OA处于M端的位置,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A。继续向油箱内倒入汽油,记录油面高度h和对应的电流表示数I,当OA处于N端的位置时,电流表示数为0.6A,数据记录在下表中,则该装置中电源电压为___________V,电阻R阻值为___________Ω;当电流表示数为0.5A时,油面高度为___________cm。
油面高度h/cm
0
2.5
5
7.5
10
电流表示数I/A
0.12
0.15
0.2
0.3
0.6
【答案】(1) 12 0.3
(2) 0.075 不变 6 10 9.5
【详解】(1)[1]由图可知,电压表量程为0~15V,分度值为0.5V,电压表示数为12V。
[2]电阻两端的电压为12V,当连入电路中的电阻为时,电路中的电流为
(2)[1]浮子体积为20cm3,浮子浮在汽油中静止,恰好一半体积浸入汽油,排开液体的体积为10cm3,此时浮子所受浮力大小为
[2]继续倒油,油面上升,浮子再次静止时,仍是漂浮,浮力等于重力,因重力不变,所以浮力不变,则浸入汽油中的体积不变。
[3][4]闭合开关S,当OA处于M端的位置,R与串联,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A,根据串联电路的特点和欧姆定律知,电源电压为
当OA处于N端的位置时,只有R连入电路,电流表示数为0.6A,电源电压为
解得,
[5]当电流表示数为0.5A时,根据串联电路的特点和欧姆定律知
解得
根据表中数据,当h=2.5cm时,电流为0.15A,根据串联电路的特点和欧姆定律知
解得
当h=5cm时,电流为0.2 A,根据串联电路的特点和欧姆定律知
解得
当h=7.5cm时,电流为0.3A,根据串联电路的特点和欧姆定律知
解得
根据电阻和高度变化规律可知,高度增大2.5cm,电阻减小,故高度增大0.5cm,电阻减小,电阻的表达式
因此当电阻时,有
解得
四、计算题
11.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图甲所示,是某跨学科学习小组设计的装置结构图,它可以根据水量多少自动控制受控电路,控制电路由电源、电磁铁、保护开关S、敏感电阻、T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻等组成;受控电路由电源、加热电阻等组成。当通过电磁铁的电流达到0.15A,衔铁恰好被吸下,动、静触点接触,受控电路接通;当电流达到0.3A,保护开关S自动断开,衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离,动、静触点脱开,受控电路断开。由特殊材料制成,其阻值与所受压力关系如图乙所示;浮体A的密度比水小,在容器中注水至一定深度后浮体A就会竖直上浮,通过T形杆对产生向上压力。已知浮体A质量为50g、T形杆质量不计,,,,,其余部分电阻忽略不计,g取10N/kg,。求:
(1)受控电路工作时,的电功率。
(2)当电流等于0.15A,衔铁恰好被吸下时,受到T形杆的压力。
(3)要让受控电路工作,浮体A浸入水中体积的范围。
【答案】(1)
2200 W
(2)
1 N
(3)
浸入水中体积应在范围内
【详解】(1)受控电路接通后,加热电阻R2 单独接在电压为 的电源上, 的电功率
(2)当衔铁恰好被吸下时,控制电路中电流为0.15 A,由欧姆定律可得 ,即
解得 ,由图乙知,此时所对应的压力为1 N。
(3)当受控电路接通时,控制电路电流,由第(2)问可知此时受到的压力。浮体A的重力
根据力的平衡,浮体A受到的浮力
浮体A浸入水中的最小体积
当受控电路断开时,控制电路电流,此时电路总电阻
所以
由图乙可知,此时受到T形杆的压力。浮体A受到的浮力
浮体A浸入水中的最大体积
因此要让受控电路工作,浸入水中体积应在范围内。
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专项07 电学基础与欧姆定律·参考答案
风●向●速●递
1. 正 吸引 导热
2.D
3.(1) EF N
(2)5
(3)提高
4.C
5. 8 0.4 2 224 大
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点1:电路识别与电表测量对象判断
1. 电压 电流 变小
2.A
考点2:电路故障分析
3.D
4.A
考点3:串并联电路基本规律计算
5. 0.6 1∶3 温度
6.C
考点4:欧姆定律直接计算
7. 10 1.2 5
8.A
考点5:动态电路分析(滑片/开关变化)
9. 10 3 5 10.C
考点6:U-I 图像问题
11.D 12.C
考点7:多开关多状态电路计算
13.B 14.
考点8:探究电流与电压、电阻的关系(实验)
15.(1)右
(2)电阻断路/滑动变阻器的间断路
(3)右
(4)实验中,定值电阻电压为
换用阻值为25Ω的电阻,若继续只串联规格为“10Ω 2A”的滑动变阻器,滑动变阻器的电阻调到最大,此时电流为
定值电阻电压为
无法使定值电阻电压保持不变,故可以进行降低电源电压或串联一个定值电阻或更换阻值更大的滑动变阻器的操作。
16.(1) 断开 短路 3V 在电阻一定时,电流与电压成正比 得到不同的电流值,以便于绘制出U-I图线,使实验结论更具有普遍性
(2) 小于 = 4 2V~8V
考点9:电学极值与范围计算
17.D
18.C
二阶·素养进阶练
1.B
2.D
3.D
4.D
5.A
6.
7. B A 0.75 灯丝电阻随温度升高而增大
8.(1) 右 10 3.2
(2) 2.5 7.5 16 8
9.(1) (2)12V (3)
【详解】(1)由电路图可知,定值电阻R0与压力传感器R串联,电压表测量R0两端的电压。
舱体不漏气时,根据欧姆定律可知通过R0的电流为
(2)舱体不漏气时,舱体内气压p1=1.0×105Pa。
由图乙可知,此时压力传感器R的阻值R1=10Ω,电路的总电阻为R总1=R0+R1=50Ω+10Ω=60Ω
电源电压恒定不变,其大小为
(3)当电压表示数为7.5V时,电路中的电流为
此时电路的总电阻为
压力传感器R的阻值为R2=R总2-R0=80Ω-50Ω=30Ω
由图乙可知,当压力传感器阻值为30Ω时,对应的舱体内气压为p2=0.4×105Pa=4×104Pa。
10.(1) 保温 630s (2)1.5N (3)0.3m/s
【详解】(1)[1]当温控开关S2断开时,电路为两电阻串联,电路中阻值最大,由可知,电功率最小,为保温状态。
[2]水的质量m=ρV=1×103kg/m3×40×10-3m3=40kg
水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(45℃-30℃)=2.52×106J
当温控开关S2闭合时,只有R3的简单电路,电路中阻值最小,由可知,电功率最大,为加热状态,加热功率
将水从30℃加热到45℃至少需要的时间
(2)当电磁铁线圈中电流为200mA时衔铁被弹簧拉起,电动机工作,电路中的电阻为
压敏电阻的阻值为R1=R-R2=30Ω-10Ω=20Ω
由表可知此时的压力为1.5N,此时浮体受到的浮力F浮1=G体+F=m体g+F1=0.1kg×10N/kg+1.5N=2.5N
(3)当电磁铁线圈中电流为300mA时衔铁恰好被吸下,加热电路开始工作,电路中的电阻为
压敏电阻的阻值为R′1=R总-R2=20Ω-10Ω=10Ω
由表中数据推理可知,此时的压力为3N,此时浮体受到的浮力F浮2=G体+F=m体g+F=0.1kg×10N/kg+3N=4N
浮力变化量ΔF浮=F浮2-F浮1=4N-2.5N=1.5N
由阿基米德原理可知排开水的体积
上升的高度
补充水的体积V补=(S水箱-S浮体)Δh=(200×10-4m2-50×10-4m2)×0.03m=4.5×10-4m3
水的流量
此过程中补水管道中的水流速度
真●题●验●证
一、单选题
1.A
2.D
3.B
4.C
5.A
6.B
7.D
二、填空题
8.(1)C、D
(2) 100 2
(3)小
9. 5 电流与电压成正比 20 1.5
三、实验题
10.(1) 12 0.3
(2) 0.075 不变 6 10 9.5
四、计算题
11.(1)2200 W (2)1 N (3)浸入水中体积应在范围内
【详解】(1)受控电路接通后,加热电阻R2 单独接在电压为 的电源上, 的电功率
(2)当衔铁恰好被吸下时,控制电路中电流为0.15 A,由欧姆定律可得 ,即
解得 ,由图乙知,此时所对应的压力为1 N。
(3)当受控电路接通时,控制电路电流,由第(2)问可知此时受到的压力。浮体A的重力
根据力的平衡,浮体A受到的浮力
浮体A浸入水中的最小体积
当受控电路断开时,控制电路电流,此时电路总电阻
所以
由图乙可知,此时受到T形杆的压力。浮体A受到的浮力
浮体A浸入水中的最大体积
因此要让受控电路工作,浸入水中体积应在范围内。
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专项07 电学基础与欧姆定律
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
生活科技 汽车科技 生活安全 学科综合 气象科技
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1:电路识别与电表测量对象判断
考点2:电路故障分析
考点3:串并联电路基本规律计算
考点4:欧姆定律直接计算
考点5:动态电路分析(滑片/开关变化)
考点6:U-I 图像问题
考点7:多开关多状态电路计算
考点8:探究电流与电压、电阻的关系(实验)
考点9:电学极值与范围计算
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
1.【生活科技】(2026·江苏徐州·一模)如图甲,静电喷涂时,喷枪喷出带负电的涂料粒子,快速向带______电的被涂物移动,是因为异种电荷相互______;如图乙,加热后的瓷勺勺头能将火柴点燃,但勺柄不烫手,是因为瓷的______性较差。
2.【汽车科技】(2025·江苏常州·模拟预测)图甲是一种汽车尾气排放检测电路,当尾气浓度高于某一设定值时,电铃报警;气敏电阻R1的阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示,下列分析正确的是( )
A.电磁铁通电后,线圈上端为N极
B.R1的阻值随尾气浓度的增大而增大
C.检测时保持R2滑片位置不变,当尾气浓度变大时,R1两端电压变大
D.为使尾气浓度更低时报警,应将R2滑片适当上移
3.【生活安全】(2025·江苏常州·模拟预测)生活中,电梯超载时,自动报警系统的电铃响起,电梯无法升降,报警系统的工作原理如图甲所示,控制电路电源电压,电磁铁线圈电阻。电阻箱的电阻设定为为压敏电阻,其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时,衔铁被吸合,受控制电路中电动机断电,报警电铃响,实现超载停机并发出提醒。
(1)电梯的自动报警电铃应接在___________之间,电磁铁通电时,上端为___________极;
(2)空载时电梯底座对的压力等于电梯厢的重力为4000N,闭合开关,空载时控制电路中的电流大小为___________mA;
(3)若要提升载客质量的上限,可将控制电路电源电压U适当___________(提高/降低)。
4.【学科综合】(2025·江苏连云港·二模)在如图甲所示电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2滑片P从最左端滑到某位置,两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V B.电压表V1对应的图线为②
C.R2消耗的功率先变大后变小 D.当滑片位于中点时电流表示数为0.25A
5.【气象技术】(2025·江苏无锡·模拟预测)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙所示,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。
某次环境温度从20℃上升到30℃,电压表的示数变化了8mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。每升高20℃,R的阻值增大______Ω,则每升高1℃,R的阻值增大______Ω,通过R的电流为______mA,环境温度为30℃时,电压表的示数为______mV,若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更______(选填“大”或“小”)的恒流源。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点1:电路识别与电表测量对象判断
1.(2025·江苏南京·一模)如图所示的电路中,电源电压不变。只闭合开关,滑片P移动到最左端,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,电流表示数为,且,则甲是________表,乙是________表;只闭合开关,滑片P向右移动时,电表甲的示数________。
2.(2024·江苏南通·模拟预测)如图所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡L1和L2都正常发光,两个电表均有示数;断开开关,将电压表与电流表互换位置后再闭合开关,那么将出现的情况是( )
A.电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡L1、L2不亮
B.电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡L1、L2变亮
C.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡L1、L2变亮
D.电流表烧坏,电压表示数变小,灯泡L1、L2不亮
考点2:电路故障分析
3.(2025·江苏常州·模拟预测)小彭同学在研究串、并联电路电压规律的实验中连接了如图(a)所示的电路,当闭合开关后,V1和V2的指针位置完全一样,如图(b)所示,则下列说法正确的是( )
A.若电路有故障,可能是R2短路 B.若电路完好,电压表V1的读数是1.2V
C.若电路有故障,可能是R1断路 D.若电路有故障,可能是R2断路
4.(2025·江苏南京·二模)如图所示,闭合开关,只有一盏灯发光,电流表有示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
考点3:串并联电路基本规律计算
5.(2025·江苏徐州·二模)如图所示为灯泡L和定值电阻R的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为______A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为______;灯泡的电阻变化是因为灯丝的______发生了变化。
6.(2025·江苏常州·模拟预测)如图甲所示的电路图,电源电压6V保持不变,闭合开关S1和S2,断开开关S3,电流表A和电流表A1指针偏转角度相同,如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.通过R1的电流是0.3A B.R2的阻值是5Ω
C.断开S1和S2,闭合S3,通过R1和R2的电流之比为1:4 D.断开S1和S2,闭合S3,R1和R2两端的电压之比为4:1
考点4:欧姆定律直接计算
7.(22-23九年级上·河南周口·期末)通过灯泡L、定值电阻R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为______Ω,当把L、R并联接在4V的电路中,干路电流为______A,如果把L、R串联接在某电源两端,此时电路中的电流为0.4A,则该电源电压为______V。
8.(2022·贵州铜仁·一模)如图甲所示,不考虑温度对电阻的影响。当开关S断开或者闭合时,电压表指针的位置均如图乙所示。当闭合开关S时,下列判断不正确的是( )
A.灯L1两端的电压是2.4V B.电源电压是12V
C.灯L1与灯L2的电阻之比是4︰1 D.通过灯L1和L2的电流之比是1︰1
考点5:动态电路分析(滑片/开关变化)
9.(2024·江苏宿迁·模拟预测)如图甲所示,电源电压不变,闭合开关S,当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则R1的阻值为______Ω,电源电压为______V,电压表示数为2V时,R2的阻值为______Ω。
10.(2025·江苏盐城·一模)如图所示,某兴趣小组设计了肺活量检测装置的原理图。其中电源电压不变,是定值电阻,是滑动变阻器。检测时,被检人员向气球中吹气,气球膨胀带动隔板和滑片P向上运动,肺活量检测装置的显示仪的示数变大。下列说法正确的是( )
A.肺活量检测装置的显示仪是电压表改装而成的
B.吹气时,与两端电压的比值变大
C.吹气时,电压表示数与电流表示数的比值变小
D.吹气时,消耗的功率变小
考点6:U-I 图像问题
11.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,R1、R2的U-I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R1的“U-I”关系图像
B.电源电压为24V
C.电阻R1的最小电功率为2.7W
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30
12.(2025·江苏苏州·二模)在综合实践活动课上,小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光,此过程中,电流表A的示数随两电压表、电压表未画出示数变化关系图像如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为
B.滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,定值电阻与灯泡L的电功率之比为1:1
C.小灯泡正常发光时,定值电阻两端电压为
D.实验过程中,滑动变阻器接入电路的阻值范围为
考点7:多开关多状态电路计算
13.(24-25九年级上·重庆·期末)如图甲,规格为“5Ω 0.5A”,,灯L标有“6V 3.6W”字样,电压表V2量程为0~15V,电压表V3量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,电源电压保持不变。闭合开关S、S1,滑动变阻器的滑片从某一位置开始向某端最大限度移动,电路消耗的总功率改变了。如图乙所示,其中有AB、BC和CD三段图像,有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。在保证电路安全的情况下,以下说法正确的是( )
①AB是灯泡L的图像
②为1.2W
③闭合开关S、S2,电压表V3示数变化范围为1~3V
④闭合开关S、S2,滑动变阻器接入电路阻值范围为2~5Ω
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
14.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示,电源电压恒定,闭合S1、S2,断开S3,将滑动变阻器R2的滑片P2调到最下端,滑动变阻器R1的滑片P1从最左端滑到最右端,最终总电流为I。闭合S3,断开S1、S2,把滑动变阻器R2的滑片P2从下往上滑,滑到中点时电压表V2的读数为3V,P2移动到最上端时,最大总电流为I'。两次实验中电流表随两电压表变化的关系图像如图所示。以安全为前提,电源电压为_____V。R1的最大电阻为______。前后两次实验的电流比I'∶I=_____。闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大电流与最小电流之差为_________A。
考点8:探究电流与电压、电阻的关系(实验)
15.(2025·江苏徐州·一模)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压3V,电阻有4个阻值5Ω、10Ω、15Ω、25Ω供选用,滑动变阻器规格为“10Ω 2A”。
实验序号
①
5
0.40
②
10
0.20
③
15
0.13
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到最______端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,小明发现电流表、电压表示数均为0,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,电流表示数仍为0,经进一步检查。电流表及各接线处均完好,则电路中所有可确定的故障是______;
(3)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时的阻值为5Ω,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,接着将阻值换成10Ω,此时将滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器滑片,以保持电压表的示数不变;
(4)将阻值换成15Ω重复上述操作。三组数据如表乙所示,由此可得出结论。为提高结论的可靠性,换用阻值为25Ω的电阻做第4次实验时,为保持电阻两端电压不变,小明在进行了______操作,顺利的完成了实验。
16.(2025·江苏常州·模拟预测)两个小组利用图甲电路图做实验,提供的器材有:学生电源、电流表、电压表、定值电阻R0(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、规格为“45Ω、1A”的滑动变阻器R、开关、导线若干:
(1)小组一探究“电流与电压的关系”,电源电压调为5V且不变:
①连接电路时,应将开关___________;将5Ω的电阻接入电路,正确操作后,发现电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是R0___________;
②调整电路后闭合开关,移动滑片P,使R0两端电压由1V逐渐增大到1.5V、2V、2.5V、___________,读出对应的电流值,做出U-I图线如乙图所示,由此得到的结论是___________。实验中改变R0两端电压多次实验的目的是___________。
(2)小组二探究“电流与电阻的关系”,电源电压调为15V且不变:
①将15Ω的定值电阻接入电路,检查无误后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为5V,记下相应的电流值。将R0阻值用10Ω替换15Ω,闭合开关,此时电压表示数___________5V;
②正确操作实验中,当接入10Ω电阻时,滑动变阻器的功率和该电阻的功率之比为k1,若接入15Ω电阻时,该比值为k2,则k1___________k2(选填“>”“=”或“<”);
③为了更好地得出结论,小组同学将上述5个定值电阻分别接入电路,要求保持电压表示数为5V,则最多可以完成___________次不同阻值下的实验;
④若定值电阻两端的预设电压为2V,利用R分压,将5Ω、10Ω、15Ω三个电阻分别接入电路完成三次实验,电源电压可调的范围值是___________。
考点9:电学极值与范围计算
17.(2025·江苏扬州·一模)如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V,0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为210Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,滑动变阻器两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,电流表示数变化了0.15A,忽略灯泡电阻随温度的变化,则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L的电阻为40Ω
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变化范围为0.072A~0.45A
D.只闭合S和S2,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器R的调节范围为16Ω~100Ω
18.(2025·江苏无锡·二模)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表V1、V2的量程均为0~15V,闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大逐渐变小,得到两电压表示数倒数与R2接入电路的阻值倒数的关系图像,如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.U0的大小为12V
B.R1的阻值为40Ω
C.图②是V2示数倒数与R2阻值倒数的关系图
D.为保证电路安全,R2接入电路的阻值范围为20Ω~8Ω
二阶·素养进阶练
1.(2025·江苏常州·一模)如图所示,纸盒内有电源和导线,纸盒外露出两只小灯泡L1、L2和两个开关S1、S2。只闭合S1,两灯都亮;再闭合S2,L1熄灭、L2亮;再断开S1,L2的亮暗无变化。已知电路元件及连接均完好,现取下L1,以下说法不正确的是( )
A.仅闭合S2,L2亮 B.仅闭合S1,L2亮
C.S1、S2都闭合,L2亮 D.S1、S2都不闭合,L2不亮
2.(2024·四川凉山·模拟预测)电动自行车是同学们的常用交通工具之一,关于电动自行车中涉及的物理知识你是否知晓呢?一个较为简单的常识是,当我们在行驶过程中,只要左右刹车中其中一个被捏下,电机将停止供电,同时刹车尾灯亮起提醒后车注意安全,当不捏刹车是电机通电转动,刹车灯处于熄灭状态。下列电路设计中:灯泡代表电动自行车的刹车尾灯;电动机代表电动自行车的电机;S1,S2代表左右刹车。捏刹车用断开开关表示;a、b为两个接线触点,其中触点a的位置固定不动,触点b始终与电源正极相连,可根据元件特点上下活动;依据你所学的物理知识,下列电路设计能够实现该常识的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·江苏南京·二模)如图甲,为定值电阻,灯L标有“8V 4W”,电源电压恒定。闭合开关S,滑片P从某一位置移到某一端的过程中,电流表A的示数随电压表、(未画出)示数的变化情况如图乙。下列说法正确的是( )
A.的阻值为10Ω
B.电压表与并联
C.上述操作过程中电路总功率的变化量为1.3W
D.为保证电路安全,滑动变阻器接入电路阻值最大变化量为13Ω
4.(2025·江苏常州·模拟预测)图甲是一种汽车尾气排放检测电路,当尾气浓度高于某一设定值时,电铃报警;气敏电阻R1的阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示,下列分析正确的是( )
A.电磁铁通电后,线圈上端为N极
B.R1的阻值随尾气浓度的增大而增大
C.检测时保持R2滑片位置不变,当尾气浓度变大时,R1两端电压变大
D.为使尾气浓度更低时报警,应将R2滑片适当上移
5.(2025·江苏无锡·模拟预测)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,小灯泡铭牌上参数模糊不清。第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端移到b端;第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全、灯泡两端的电压不超过额定电压的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是( )
①R0的阻值为20Ω
②小灯泡的参数为“4.5V,2.25W”
③只闭合S、S2,为保证电路安全滑动变阻器的阻值范围为3Ω∼20Ω
④若将电压表量程换为0~3V,只闭合S、S2,小灯泡的功率一定大于0.9W
A.②③④ B.②④ C.②③ D.①③
6.(2022·广东佛山·模拟预测)如图所示为一身高测量仪的电路图,请在“”“”或“”中选两个填入框,要求:在保证电路安全的前提下,被测人身高越高时电表的示数增大(要求电路不能有短路的隐患)。
7.(2025·江苏连云港·二模)如图甲是小明测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物电路图(不完整),请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;____
(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“A”或“B”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(3)小灯泡正常发光时,电压表示数与电流表示数如图丁,则小灯泡的额定功率为___ W。
(4)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知)。
①电路如图丙所示,开关S拔到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
②开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I2,先算出灯泡的电阻RL=________(请你用所测的物理量表示),再根据,计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是 ______________。仔细分析后,他们认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤2改为:
①开关S拔到位置1,移动滑片P某一位置,让电流表示数__________(用U额、R 表示);
②开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I;
③则小灯泡额定功率的表达式 ___________________(用U额、R、I表示)
8.(2025·江苏镇江·一模)某物理实验小组进行测量小灯泡电阻的实验。
(1)小华用图1所示的电路来测量小灯泡的电阻。
①闭合开关前,滑片应位于图中_______(选填“左”或“右”)端。
②连接实物图如图2所示,闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,电流表示数始终为零,小灯泡一直不亮,已知器材和连接均完好,则电压表示数始终为_______V。
③图2中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。____
④正确改正连线后进行实验,记录数据并绘制小灯泡两端的电压U与电流I的关系图像如图3所示,则小灯泡两端电压为4V时的阻值为_______Ω。
(2)小明用如图4所示的电路测量小灯泡两端电压为2.5V时的电阻,其中电源电压恒定。
①闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_______V。
②保持滑片位置不变,调节电阻箱R,使它接入电路的阻值为4Ω,断开,闭合S、,此时电压表示数为1.5V。
③断开开关S、,调节电阻箱R,使它接入电路的阻值为32Ω,闭合开关S、,此时电压表示数为5V。
④由上述操作可知:电源电压为_______V,滑动变阻器接入电路的阻值为_______Ω,小灯泡两端电压为2.5V时其电阻为_______Ω。
9.(2025·江苏常州·模拟预测)神舟飞船发射前,通常要检验舱体的气密性。某科技小组设计的检测电路如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻,压力传感器R的阻值随环境气压的变化规律如图乙所示。进行气密性监测时,将压力传感器R置于舱体内,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为,此时电压表示数为10V。求:
(1)舱体不漏气时通过的电流。
(2)电源电压。
(3)电压表示数为时舱体内的气压。
10.(2025·江苏无锡·二模)学校物理科技小组设计的电热水箱模型.该装置可在水位到达最低线时自动补水,补水至最高线后停止补水并立刻加热,到达设定温度后进入保温状态,装置由控制电路和工作电路组成,电路图如图所示,工作电路由电动机电路和加热电路构成,工作电路中的加热电路分为加热和保温两档,R3和R4为加热电阻,R3阻值为12.1Ω,控制电路电源电压恒定6V不变,R2是阻值为10Ω的定值电阻,压敏电阻R1的下方固定了一个轻质绝缘硬质杆,长方形水箱注水后,圆柱形浮体竖直上浮,通过硬质杆对压敏电阻产生压力,所受压力与电阻的关系如下表所示,水箱底面积为200cm2,圆柱形浮体体积为500cm3,底面积为50cm2,质量为100g,向水箱内注水时,液面上升,当电磁铁线圈中电流为300mA时衔铁恰好被吸下,加热电路开始工作;用水后液面下降,当电磁铁线圈中电流为200mA时衔铁被弹簧拉起,电动机工作,硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计,g=10N/kg。
(1)当温控开关S2断开时,电热水器处于_________状态(选填“保温”或“加热”),若电热水箱储满40L水后,将水从30℃加热到45℃至少需要的时间为多少? _________
(2)当电动机刚好开始补水时,压敏电阻所受压力为多大?
(3)电动机匀速从外部抽水,从上面的水平管道向水箱内补水,从最低水位补水至最高水位用时10s,若补水管道横截面积为1.5cm2,则此过程中补水管道中的水流速度是多少?(不考虑水管流到水箱的时间)
压敏电阻的阻值R1/Ω
30
25
20
15
压力F/N
1
1.2
1.5
2
真●题●验●证
一、单选题
1.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,将一根针插在绝缘底座上,把折成V字形的不带电铝箔条水平架在针的顶端。现用塑料棒靠近铝箔条的一端时,发现铝箔条偏转,则塑料棒( )
A.一定带电 B.一定不带电 C.一定带正电 D.一定带负电
2.(2025·江苏常州·中考真题)如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B.电流表示数的变化范围是
C.电压表示数的变化范围是
D.电路总功率的变化范围是
3.(2025·江苏南通·中考真题)冬天,为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3V,R1是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当R1两端电压U≥2V时,开启加热系统;当U≤1.8V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.R1的阻值与温度成反比 B.选用3kΩ的定值电阻能够满足设计的要求
C.R1和R0的功率可能相等 D.增大电源电压使开启加热系统的温度变低
4.(2025·江苏苏州·中考真题)小明要设计自动防盗报警电路。要求:开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,细导线MN被扯断,灯亮且电铃响。下列电路符合设计要求的是( )
A.B. C. D.
5.(2025·江苏镇江·中考真题)安全带可有效保护驾乘人员的安全。某模拟安全带未系提示系统中,当乘客坐在座椅上时,开关闭合;若系好安全带,则开关闭合。设计要求如下:乘客未系安全带时,仪表盘上的指示灯L亮起;系上安全带时,指示灯L熄灭。下列电路图中符合设计要求的是( )
A.B.C.D.
6.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,电源电压U可调,是阻值为5Ω的定值电阻,为敏感元件,其阻值随电流增大而减小。电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大。当电流为0.3A时,两端电压为1.5V。的功率为,的功率为。则( )
A.时,可能等于 B.时,一定小于
C.时,一定等于 D.时,一定小于
7.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,电源电压U恒定,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”,灯L标有“6V 6W”。滑片P在阻值最大端时,闭合开关S,电压表V1示数为2V,电压表V2(未画出)示数为4V;P移到某一位置时,V2示数为10V,电流表示数为1A。上述滑片移动过程中,R2阻值的变化量为ΔR,电路总功率的变化量为ΔP。下列说法正确的是( )
A.U=16V B.R1=5Ω C.ΔR=12Ω D.ΔP=7W
二、填空题
8.(2025·江苏淮安·中考真题)如图所示是兴趣小组设计的监测汽车超载报警装置原理简图,压力传感器输出电压与所受压力的关系如下表所示 。
压力F/(×105N)
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
输出电压U/V
0
1
2
3
4
5
压力传感器输出电压U是控制电路的工作电压。电磁继电器线圈的电阻是50Ω。当线圈中的电流I≥20mA时,衔铁被吸合,受控电路开始报警。
(1)该装置以电铃声为报警信号,则图中的电铃应接在___________(选填“A、B”或“C、D”)间。
(2)若希望在压力达到3×105 N时报警,则电阻箱R的电阻应调节为___________Ω,此时电阻箱两端的电压为___________V。
(3)若想让临界报警压力减小,则电阻箱R接入电路的阻值应调___________。
9.(2025·江苏无锡·中考真题)按照图甲连接电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压值为3V,三个定值电阻Ra、Rb、Rc。探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将电阻Ra接入电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,读出电压表、电流表的示数。移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,在坐标系中描点画出Ra的I-U图像a、再分别将Rb、Rc接入电路,采用同样的方式探究,得到图像b、c,如图乙所示。则Ra的阻值为___________Ω;单独分析图乙中每条I-U图像,可知,当导体电阻一定时,___________,实验中滑动变阻器的最大阻值为___________Ω,为了探究电流与电阻的关系,分别将三个电阻接入电路,需要保持电阻两端电压不变,则该电压的最小值为___________V。
三、实验题
10.(2025·江苏无锡·中考真题)小红和小华设计一种能自动测定油箱内油面高度的装置。器材有:电源(电压可调)、电流表、电压表、阻值约为100Ω的电阻片、定值电阻R、细金属杆OABC、浮子(体积为20cm3)、开关、导线、油箱、汽油、汽油为绝缘体。(,g取10N/kg)
(1)她们首先要从电阻片上截取一段阻值为40Ω的电阻,为此连接了如图甲所示的电路。将鳄鱼夹置于电阻片的B端,闭合开关S,电压表示数如图乙所示为___________V。向A端缓慢移动鳄鱼夹,观察电流表示数,当示数为___________A时,标记鳄鱼夹的位置,则该位置到A端的阻值即为40Ω。
(2)她们重新调节了电源电压,连接了如图丙所示的装置,电阻R′=40Ω;它与金属杆OA接触良好(摩擦不计)、金属杆OABC可以绕固定点O自由转动,其重心在OC连线上。浮子可以绕CD轴自由转动。
①在油箱内倒入汽油,当浮子处于图丙所示的位置时,浮子浮在汽油中静止,恰好一半体积浸入汽油,此时浮子所受浮力大小为___________N,继续倒油,油面上升,浮子再次静止时,浸在汽油中的体积___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
②为了在电流表的刻度盘上标出油箱内油面高度,闭合开关S,当OA处于M端的位置,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A。继续向油箱内倒入汽油,记录油面高度h和对应的电流表示数I,当OA处于N端的位置时,电流表示数为0.6A,数据记录在下表中,则该装置中电源电压为___________V,电阻R阻值为___________Ω;当电流表示数为0.5A时,油面高度为___________cm。
油面高度h/cm
0
2.5
5
7.5
10
电流表示数I/A
0.12
0.15
0.2
0.3
0.6
四、计算题
11.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图甲所示,是某跨学科学习小组设计的装置结构图,它可以根据水量多少自动控制受控电路,控制电路由电源、电磁铁、保护开关S、敏感电阻、T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻等组成;受控电路由电源、加热电阻等组成。当通过电磁铁的电流达到0.15A,衔铁恰好被吸下,动、静触点接触,受控电路接通;当电流达到0.3A,保护开关S自动断开,衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离,动、静触点脱开,受控电路断开。由特殊材料制成,其阻值与所受压力关系如图乙所示;浮体A的密度比水小,在容器中注水至一定深度后浮体A就会竖直上浮,通过T形杆对产生向上压力。已知浮体A质量为50g、T形杆质量不计,,,,,其余部分电阻忽略不计,g取10N/kg,。求:
(1)受控电路工作时,的电功率。
(2)当电流等于0.15A,衔铁恰好被吸下时,受到T形杆的压力。
(3)要让受控电路工作,浮体A浸入水中体积的范围。
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