抢分08 电磁学二（欧姆定律、焦耳定律、动态电路、电路故障）（抢分专练）（全国通用）2026年中考物理终极冲刺讲练测

抢分08 电磁学二（欧姆定律、焦耳定律、动态电路、电路故障）（全国通用） 抢分预测 抢分特训 必考考点 抢分依据 命题预测 欧姆定律 约6-8分，覆盖选择题、填空题、计算题、实验题，综合性中等，是电学核心考点，公式应用为重点。 欧姆定律的内容、公式（I=U/R）及单位统一（I用A、U用V、R用Ω）；欧姆定律的理解与应用（串联、并联电路中电流、电压、电阻的关系计算）；探究欧姆定律的实验（控制变量法应用、实验操作、数据处理及误差分析）；欧姆定律与串并联电路规律的综合应用。 焦耳定律 约4-6分，覆盖选择题、填空题、计算题，偶尔结合简答题，侧重热量计算与实际应用，难度中等。 焦耳定律的内容、公式（Q=I²Rt）及应用（优先适用所有电路）；推导公式（Q=UIt、Q=U²t/R）的适用条件（纯电阻电路）；电流的热效应（生活中的利用与防止，如电暖器、电脑散热）；焦耳定律与欧姆定律的综合计算（结合串并联电路特点）。 动态电路 约5-7分，覆盖选择题、填空题、计算题，综合性较强，是高频失分点，侧重电路变化分析。 滑动变阻器引起的动态电路分析（判断电阻变化，结合欧姆定律推导电流、电压变化）；开关通断引起的动态电路分析（串联、并联电路切换，计算总电阻、电流、电压变化）；电路中电表（电流表、电压表）的示数变化判断与计算，结合串并联电路规律解题。 电路故障 约4-6分，覆盖选择题、填空题、实验题，侧重故障判断与分析，难度中等，贴近实验场景。 串联电路中短路和断路故障的判断（结合电表示数变化、灯泡亮灭情况）；并联电路中故障分析（支路断路、短路的影响）；故障分析的方法（排除法、假设法）；电路故障的简单维修思路及实验操作注意事项（如排查短路的安全规范）。 题型一 欧姆定律及其应用 1．如图是“测量小灯泡电阻”的实验电路图，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列选项正确的是( )                                      A．电压表示数变小，电流表示数变大，灯丝的电阻变小 B．电压表示数变大，电流表示数变小，灯丝的电阻不变 C． 电压表示数变大，电流表示数变大，灯丝的电阻变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小，灯丝的电阻变大 选择理由：___________ 2．如图所示电路中，电源电压恒为6V，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~3V，滑动变阻器R1的规格为“10Ω  2A”，定值电阻R2阻值未知（R2>10Ω），M、N两点为开放式接点。将阻值为9Ω的小灯泡L1和阻值为18Ω的小灯泡L2同时接入M、N（两个小灯泡的阻值不随温度变化），滑动变阻器的滑片位于最右端，闭合开关S1、S3，发现L1比L2更亮，则L1和L2的连接方式是___________（选填“串联”或“并联”）。取出两个小灯泡，滑动变阻器的滑片不动，在M、N之间接入定值电阻R3，闭合开关S1、S3，发现电流表示数不变，在保证电路安全的前提下，任意调节开关的通断和滑动变阻器的滑片，电路的最大电功率与最小电功率之比为11：2，则定值电阻R2=___________Ω。 3．如图，甲、乙为两只相同的电压表或电流表。断开开关，甲、乙两表示数之比为2：1，则R1与R2电阻之比为______；更换两表种类，闭合开关，两表均有示数，则甲乙两表示数之比为______。 4．在小组讨论“特殊方法测电阻”实验方案时，小明收集到如图所示的四个电路，电源电压未知，已知定值电阻的阻值为R0，图中的电路能测出未知电阻Rx的是（     ） A． B． C． D． 5．如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程“0~3V”，滑动变阻器、小灯泡L（灯丝电阻不变）分别标有“20Ω  1A”、“2.5V  0.5A”字样。在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项中正确的是（　　） A．电流表的示数变化范围是0.3A~0.5A B．电压表的示数变化范围是1.2V~3V C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是5Ω~20Ω D．灯泡的电功率范围是0.288W~1.25W 6．如图为某气体报警电路原理简化图。是气敏电阻，其阻值随可疑气体浓度的增大而减小，是定值电阻，电源电压保持不变。如果要用电表的示数增大来表示气体浓度增大，图中可以满足条件的电表有几只（    ） A．一只 B．两只 C．三只 D．四只 7．小文和小原为航天员设计了一款航天服，既能保温又能照明。其简化电路如图所示，若电源电压恒为24V，发热电阻R的阻值为6Ω，小灯泡标有“24V  12W”。小灯泡的电阻随温度的变化可忽略不计，闭合开关S1、S2。 (1)通过发热电阻R的电流是多少？ (2)小灯泡的电阻是多少？ (3)发热电阻R消耗的电功率是多少？ (4)为了节约用电，兴趣小组的同学将开关S2更换为光敏开关，当光照强度大于50Lux时，开关会自动断开（光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量）。假设某时段航天服表面的光照强度随时间的变化如图所示，则从0-100s内航天服消耗的电能是多少？ 8．为了测量一额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻，某同学设计了如图甲所示电路，电源电压为3V恒定不变，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样。 (1)图乙是未连接完整的实物电路，请用笔画线代替导线，将电路补充完整。要求：滑动变阻器滑片向右移动时，接入电路的电阻变大。 (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现：小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压。则电路故障可能是：___________。 (3)排除故障后，调节滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示。小灯泡正常发光时的电阻___________Ω。 (4)交流与评估：有同学认为，本实验可以通过滑动变阻器改变小灯泡的电压，多次测量电压与电流，计算出多个电阻后求平均值作为小灯泡的电阻，以减小实验误差。你认为这种做法正确吗？并说明理由___________。 9．某校实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪，来测量同学的身高。 器材：电压恒定6V的电源、电压表、阻值为18Ω的定值电阻、长150cm阻值为30Ω的电阻丝、开关、导线。 方案：用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器，将电压表改装成身高显示仪，所测身高越高，显示仪示数越大。 (1)用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器，其原理是：导体的长度越长，导体的电阻______。 【设计电路】 (2)电阻丝最下端距离地面竖直方向的距离为1m，被测者站在水平地面上测量。电压表所用测量范围为0~3V。 同学们设计了如图三个电路，老师要求同学们在三个电路中选择出身高测量范围最大，且显示仪刻度盘刻度分布均匀的。同学们应选择图______。 【标注刻度】 (3)正确选择所用电路后，把电压表的示数标注为对应的身高值。电压表示数3V处对应的身高为______m，每一小格代表高度______cm。 【反思】 1．该测量仪的分度值太大，测量误差大。 2．由于初中生大多的身高都低于180cm，所用电阻丝长度太长。 【改进】 (4)为了提高测量的精度和减小测量的最大值，同学们讨论后认为：可以适当的_____定值电阻的阻值，或适当的_____电阻丝，的长度（两空均填“增大”或“减小”）。 10．如图所示是保温板的简化电路图，R1、R2为加热电阻，R1=220Ω，开关S位于“2”时，电路的功率为440W。求： (1)加热电阻R2的阻值； (2)开关S位于“1”时，通过R1的电流； (3)产生6.6×105J热量至少需要多少时间。 题型二 焦耳定律及其应用 11．如图所示的电路中，电阻，只闭合开关，电流表示数为0.3A，再闭合开关，电流表示数变为0.5A，求工作一分钟产生的热量为___________J。 12．周末，小东跟妈妈一起到超市购物，发现称量物品的电子秤（如图甲所示）与所学的物理知识有关，回家自己设计了一个简易的电子秤，电路如图乙所示。已知电源电压恒为6 V，电流表的测量范围为0~0.6 A，R0为定值电阻，Rt为压敏电阻，其阻值随所受压力大小变化的关系如图丙所示。将质量为0.2 kg的托盘放在压敏电阻上（此时未放物品），闭合开关S，电流表的示数为0.1 A。（g取10 N/kg） (1)求未放物品时，电路消耗的总功率； (2)将1.0 kg的物品放在托盘中10 s，电流通过R0产生的热量为多少？ (3)求这个电子秤所能称量物品的最大质量。 13．如图所示，电源电压恒为18V，，滑动变阻器的规格为“150Ω，2A”，电流表的测量范围为“0~0.6A”，小灯泡上标有“6V，3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡L正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为________J。当开关S闭合，S1和S2自行组合及滑动变阻器的滑片自由移动的情况下，整个电路工作时能达到的最小功率是________W。 14．（多选）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气，，当开关S闭合后，下列说法不正确的是（　　） A．该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系 B．通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小 C．若电阻坏掉，可以用与、阻值不同的电阻代替 D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的 15．如图所示为一款电热小火锅的内部简化电路图，调节开关、可以实现低温、中温和高温三挡位，和均为阻值不变的电热丝，，，电源电压为220V且保持不变，则用中温挡工作5min，电路产生的热量是_________J。 16．小明家买了一辆汽车，车上座椅具有电加热功能，如图甲所示。该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关，R1和R2为电热丝，R1阻值为16Ω，“低温”挡功率为24W，求： (1)高温挡时通过座椅垫的电流是多少； (2)电热丝R2的阻值是多少； (3)高温挡座椅垫工作100s产生的热量是多少。 17．远距离输电采取高压输电的方式可减少电能在线路上的损失，如图所示。假设核电站发电机输出电功率恒为，若输电电压为200kV，每一根输电线的电阻为，则输电线路上每秒产生的热量为________J。 18．如图所示，电源两端电压为9V保持不变，定值电阻R0阻值为10Ω。闭合开关后，调节滑动变阻器R的滑片至某一位置时，电流表的示数为0.3A。请计算： (1)电压表的示数； (2)定值电阻R0工作10s产生的热量； (3)此时滑动变阻器R的电功率。 题型三 电路的动态分析 19．为保护视力，创新科技小组给电子产品设计了一种“屏幕提醒”装置：当眼睛距离屏幕太近时，会进行提醒。其工作原理电路图如甲所示，R0为定值电阻，R为红外距离传感器，眼睛与电子屏幕的距离与阻值变化关系如图乙所示，当电表示数小于设定值时，会进行提示。下列分析正确的是（    ） A．图甲中的电表是用电流表改装的 B．眼睛距离屏幕越近，电表示数越大 C．眼睛距离屏幕越远，电路电流越小 D．更换更小阻值R0，可以增大提醒距离 20．（多选）如图甲所示的电路，所用的电源电压恒定，电流表选用0~0.6A量程，电压表选用0~15V量程、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（　　） A．R0的阻值为20Ω B．小灯泡的参数为“3V、0.4A” C．只闭合S、S2，电路的电流最大时，灯与滑动变阻器的电阻之比为5：3 D．只闭合S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器连入电路的最小电阻为7.5Ω 21．（多选）如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0-3V，电流表量程为0-0.6A。在保证电路各元件安全的前提下，电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为6V B．定值电阻R1阻值为10Ω C．电路的最大功率为1.8W D．电流表示数变化范围为0.2-0.6A 22．闭合如图甲所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中，电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示。则定值电阻的阻值为______，电源电压为______，滑动变阻器的最大阻值为______。 23．如图所示是某实验小组设计的监测河水流速变化的装置原理图。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P上下移动，电源电压保持4.5V不变，电流表测量范围为0~0.6A，电压表测量范围为0~3V，定值电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的规格为“15Ω0.5A”。闭合开关S，当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比______（填“变大”“变小”或“不变”）；随着水流速度的改变，在保证电路安全的情况下，电路消耗的总功率的变化范围是______W。 24．（多选）如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。下列选项正确的是（　　） A．电源电压为12V B．电路的最小功率为1.4W C．电压表与电流表对应的示数之比变小 D．电路中，电流的最大值与最小值之比为5∶1 25．如图所示电路，电源电压，定值电阻。 (1)当开关闭合、断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A。求此时电路的总电阻。 (2)当开关、都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电流表示数的变化范围。 26．科创小组制作一款光照强度指示计用于监测教室采光情况，其简化电路如图所示，电源电压不变，各电表均能正常读数。光敏电阻R和定值电阻R0的参数未知，用手电筒照射R时，V1的示数减小。下列分析正确的是（     ） A．该电路无法测出R0的阻值 B．R的阻值随光照强度的增加而增大 C．光照增强时，V与V1示数差值减小 D．光照增强时，电路的总功率会增大 题型四 电路故障分析 27．在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，某实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻，电压恒为6V的电源，“40Ω，1A”的滑动变阻器等器材，设计了如图甲所示的实验电路。 (1)闭合开关后，发现两电表指针偏转情况如图乙所示，则电路存在的故障可能是定值电阻_________ （短路/断路）。 (2)排除故障后，接入10Ω的电阻探究“电流与电压的关系”。 ①当电压表的示数为2.8V时，电流表示数如图丙所示，为_______ A：实验小组记录的数据见表格，小红分析了数据后，指出有一组数据不符合实际，这组数据对应的实验次序是_________ 。 实验次序 1 2 3 4 5 6 电压U/V 1 1.4 2 2.4 2.8 3 电流I/A 0.1 0.14 0.2 0.24 0.3 ②分析正确的数据，可得出结论：当导体的电阻一定时，___________ 。 (3)接着小红继续按照图甲所示的电路，将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻单独接入电路，探究“电流与电阻的关系”。 ①实验中控制电阻两端的电压为2V不变，她用5Ω的电阻完成实验后，断开开关，换上10Ω的电阻，再调节滑动变阻器使电阻两端的电压为2V。本次实验滑动变阻器的电阻与上次相比___________ （变大/变小/不变）。 ②小红发现当接入25Ω的电阻时，无论怎样调节滑片，电压表的示数都无法达到2V，为了完成实验，她可以适当的___________ （增大/减小）电源电压。 28．电动汽车充电的“连接准备确认阶段”分为如图1所示的三个核心步骤，并由“检测模块”检测这三个步骤是否正确完成。如图2所示，是模拟“检测模块”的电路。电源电压为12V，定值电阻和的阻值均为。按钮为开关，按下断开，松开闭合。初始状态如图2（a）所示，按钮处于闭合。执行充电操作时； 步骤一：按住按钮，摘枪。 步骤二：按住按钮，将充电枪插入汽车充电口。此时，充电口内的电阻接入电路b、c两点间，如图2（b）所示。 步骤三：松开按钮，通过电路中电压表的示数，判断充电枪连接是否正确。 (1)在表3中填写步骤一和步骤二对应的电压表示数。 表3 电压表的示数（V） 初始状态 6 步骤一 ___________ 步骤二 ___________ 步骤三 8 (2)在一次充电“连接准备确认阶段”，由于电阻或的某一处发生了断路，初始状态、步骤一、步骤二和步骤三对应电压表的示数与正常情况不完全相同。请写出初始状态和各步骤中电压表的示数及对应的故障。例：若电压表的示数依次为6V、0V、0V和6V，则断路。___________ (3)在确认充电枪正确连接后，如图所示控制电路中的开关闭合，电磁铁吸合衔铁，接通工作电路给汽车电池充电。控制电路的电源电压为12V，电磁铁线圈的电阻为，电磁铁吸合衔铁需要电路中的电流至少为0.05A。由于充电过程会产生大量的热，为防止电池温度过高，需在控制电路中串联一个热敏电阻（符号：）监测电池的温度。当温度过高时，电磁继电器断开工作电路，从而保护电池。现有PTC型和NTC型两种热敏电阻可供选择，其阻值随温度变化的关系如表4所示。 表4 温度（℃） 25 30 35 40 45 50 55 60 PTC型热敏电阻（） 100 105 110 130 150 190 400 2000 NTC型热敏电阻（） 300 240 190 150 120 100 82 68 ①为有效防止电池过热，控制电路应选用___________（选填“PTC”或“NTC”）型热敏电阻。 ②根据上述所选热敏电阻，通过计算说明电磁继电器断开工作电路时对应的电池温度的可能范围___________。 29．实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡L（，额定功率约为0.8W）、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整。（导线不允许交叉） (2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：___________。 ②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器___________（选填“断路”或“被短接”）。 (3)排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为2.5V时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为___________W。 (4)完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1接a，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为___________V； ②保持滑片不动，再将开关S1接b，读出电压表示数为U0； ③小灯泡L的额定功率___________（用、U0、R0表示）。 30．小明用阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系，电源电压为3V且保持不变。 (1)用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表示数变大）； (2)将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，电路出现的故障是定值电阻_______； (3)根据实验数据描绘电流与定值电阻的倒数关系图像，如图乙所示。由图像可知，电阻R两端的电压为_______V。得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成_______比； (4)分析实验数据可知，本实验所选用的滑动变阻器的最大阻值应不小于_______Ω。若将电流和滑动变阻器电阻的倒数关系图像在图乙坐标系中绘出，则该图像可能出现在_______（选填“A”或“B”）区域。 31．如图电路正常工作一段时间后，两表中一表示数变大，另一表示数变小。电路中除了灯泡L和电阻R外，其他元件及连接均无问题，则下列分析中正确的是（    ） A．R短路或断路都有可能 B．一定是R断路 C．可能是灯丝短路 D．可能是灯丝断了 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分08 电磁学二（欧姆定律、焦耳定律、动态电路、电路故障）（全国通用） 抢分预测 抢分特训 必考考点 抢分依据 命题预测 欧姆定律 约6-8分，覆盖选择题、填空题、计算题、实验题，综合性中等，是电学核心考点，公式应用为重点。 欧姆定律的内容、公式（I=U/R）及单位统一（I用A、U用V、R用Ω）；欧姆定律的理解与应用（串联、并联电路中电流、电压、电阻的关系计算）；探究欧姆定律的实验（控制变量法应用、实验操作、数据处理及误差分析）；欧姆定律与串并联电路规律的综合应用。 焦耳定律 约4-6分，覆盖选择题、填空题、计算题，偶尔结合简答题，侧重热量计算与实际应用，难度中等。 焦耳定律的内容、公式（Q=I²Rt）及应用（优先适用所有电路）；推导公式（Q=UIt、Q=U²t/R）的适用条件（纯电阻电路）；电流的热效应（生活中的利用与防止，如电暖器、电脑散热）；焦耳定律与欧姆定律的综合计算（结合串并联电路特点）。 动态电路 约5-7分，覆盖选择题、填空题、计算题，综合性较强，是高频失分点，侧重电路变化分析。 滑动变阻器引起的动态电路分析（判断电阻变化，结合欧姆定律推导电流、电压变化）；开关通断引起的动态电路分析（串联、并联电路切换，计算总电阻、电流、电压变化）；电路中电表（电流表、电压表）的示数变化判断与计算，结合串并联电路规律解题。 电路故障 约4-6分，覆盖选择题、填空题、实验题，侧重故障判断与分析，难度中等，贴近实验场景。 串联电路中短路和断路故障的判断（结合电表示数变化、灯泡亮灭情况）；并联电路中故障分析（支路断路、短路的影响）；故障分析的方法（排除法、假设法）；电路故障的简单维修思路及实验操作注意事项（如排查短路的安全规范）。 题型一 欧姆定律及其应用 1．如图是“测量小灯泡电阻”的实验电路图，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列选项正确的是( )                                      A．电压表示数变小，电流表示数变大，灯丝的电阻变小 B．电压表示数变大，电流表示数变小，灯丝的电阻不变 C． 电压表示数变大，电流表示数变大，灯丝的电阻变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小，灯丝的电阻变大 选择理由：___________ 【答案】 C 由电路图知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测小灯泡两端电压；滑动变阻器的滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻R总变小，电源电压U不变，根据可得，电路中的电流变大，则电流表示数变大，灯泡变亮，灯泡两端的电压变大，灯丝的温度升高，电阻变大，故选C。 【详解】略。 2．如图所示电路中，电源电压恒为6V，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~3V，滑动变阻器R1的规格为“10Ω  2A”，定值电阻R2阻值未知（R2>10Ω），M、N两点为开放式接点。将阻值为9Ω的小灯泡L1和阻值为18Ω的小灯泡L2同时接入M、N（两个小灯泡的阻值不随温度变化），滑动变阻器的滑片位于最右端，闭合开关S1、S3，发现L1比L2更亮，则L1和L2的连接方式是___________（选填“串联”或“并联”）。取出两个小灯泡，滑动变阻器的滑片不动，在M、N之间接入定值电阻R3，闭合开关S1、S3，发现电流表示数不变，在保证电路安全的前提下，任意调节开关的通断和滑动变阻器的滑片，电路的最大电功率与最小电功率之比为11：2，则定值电阻R2=___________Ω。 【答案】 并联 12 【详解】[1]由图可知，将两个小灯泡同时接入M、N，滑动变阻器的滑片位于最右端，闭合开关S1、S3，此时电路中只有两个灯泡工作。根据可知，当两个灯泡并联时，它们两端的电压相等，电阻小的功率大，，，小灯泡L1的电阻小，实际功率大，则L1比L2更亮；若两灯泡串联，通过的电流相等，根据可知，电阻大的功率大，灯泡L2的电阻大，实际功率大，则L2比L1更亮；综上可知，只有L1和L2并联时，L1比L2更亮。 [2]取出两个小灯泡，滑动变阻器的滑片不动，在M、N之间接入定值电阻R3，闭合开关S1、S3，发现电流表示数不变，说明定值电阻R3的阻值与L1和L2并联的总电阻相等，则 根据可知，电路中电阻最大时功率最小，电阻最小时功率最大，因此当只闭合开关S1、S2，滑动变阻器滑片在最左端时，R1和R2串联，电路中的电阻最大，因为滑动变阻器的最大阻值是10Ω，R2>10Ω，根据串联分压可知，滑动变阻器两端的电压小于3V，因此电路是安全的，则电路的最小电功率为 当闭合开关S1、S2、S3，滑动变阻器滑片在最右端时，R2和R3并联，电路中的电阻最小，则电路的最大电功率为 则 解得或（舍去），因此定值电阻R2的阻值为12Ω。 3．如图，甲、乙为两只相同的电压表或电流表。断开开关，甲、乙两表示数之比为2：1，则R1与R2电阻之比为______；更换两表种类，闭合开关，两表均有示数，则甲乙两表示数之比为______。 【答案】 1:2 2:1 【详解】[1]断开开关时，当甲乙两表为电流表时，电路是通路，此时两电阻并联，甲电流表测R1的电流，乙电流表测R2的电流，由于并联电路两端电压相等，可得R1与R2电阻之比为 [2]更换两表种类，闭合开关，两表均有示数，此时两电表是电压表，电路是两电阻串联，甲电压表测R2两端电压，乙电压表测R1两端电压，由于串联电路中电流处处相等，则甲乙两表示数之比为 4．在小组讨论“特殊方法测电阻”实验方案时，小明收集到如图所示的四个电路，电源电压未知，已知定值电阻的阻值为R0，图中的电路能测出未知电阻Rx的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．当开关闭合、断开时，与串联，电压表测两端电压，记为​；闭合后，其中被短路，电压表测电源总电压。根据串联规律，​两端电压​ 电路电流 可得，可以求出​，故A符合题意； B．开关闭合后，电流表并联在​两端，电流表相当于导线，被短路，电路只有工作，电流表仅能得到电源电压，无法得到的电压、电流，不能计算​，故B不符合题意； C．开关、闭合时，短路，电压表测量电源电压；开关断开时，电压表测量电源电压；所以无法得到电路中电流，不能计算出的值，故C不符合题意； D．与并联，电流表仅测​支路的电流，无法得到电源电压（没有测量​的电流，不能得到并联电压），因此无法计算，故D不符合题意。 故选A。 5．如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程“0~3V”，滑动变阻器、小灯泡L（灯丝电阻不变）分别标有“20Ω  1A”、“2.5V  0.5A”字样。在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项中正确的是（　　） A．电流表的示数变化范围是0.3A~0.5A B．电压表的示数变化范围是1.2V~3V C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是5Ω~20Ω D．灯泡的电功率范围是0.288W~1.25W 【答案】D 【分析】首先判断电路连接方式，根据灯泡和电表的参数确定电路的最大电流；再根据串联电路电压规律以及欧姆定律求出滑动变阻器的最小阻值；当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小，此时根据欧姆定律可求出最小电流，再结合串联电路电压规律求出灯泡两端的最小电压；根据电功率公式，求出灯泡的最小和最大电功率，进而分析各选项。 【详解】由图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路电流，电压表测灯泡两端电压，灯泡灯丝电阻不变， 灯泡额定电流，电流表量程，滑动变阻器允许，电压表量程，但灯泡额定电压只有，因此灯泡两端最大电压为，因此电路最大电流 此时灯泡最大功率 滑动变阻器两端电压 滑动变阻器接入最小阻值 当滑动变阻器接入最大阻值时，电路总电阻最大，电流最小。总电阻为 电路最小电流 此时，灯泡两端最小电压 灯泡最小功率 A．电流变化范围是，故A错误； B．电压表示数，即灯泡电压变化范围是，故B错误； C．滑动变阻器连入阻值范围是，故C错误； D．灯泡电功率范围是，故D正确。 故选D。 6．如图为某气体报警电路原理简化图。是气敏电阻，其阻值随可疑气体浓度的增大而减小，是定值电阻，电源电压保持不变。如果要用电表的示数增大来表示气体浓度增大，图中可以满足条件的电表有几只（    ） A．一只 B．两只 C．三只 D．四只 【答案】B 【详解】由电路图可知，与串联，电流表测电路中的电流，三只电压表分别测两端电压、两端电压和电源电压。 因为气敏电阻的阻值随气体浓度增大而减小，当气体浓度增大时，阻值减小，电路总电阻减小，所以根据欧姆定律可知，电源电压U不变，总电阻减小，则电路中电流I增大，因此电流表示数增大，符合要求； 因为定值电阻的阻值不变，所以由可知，电流I增大时，两端电压增大，因此测电压的电压表示数增大，符合要求； 根据串联电路电压规律可知两端电压，而电源电压U不变、增大，则减小，因此测电压的电压表示数减小，不符合要求； 测电源电压的电压表，其示数始终等于电源电压，保持不变，不符合要求，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．小文和小原为航天员设计了一款航天服，既能保温又能照明。其简化电路如图所示，若电源电压恒为24V，发热电阻R的阻值为6Ω，小灯泡标有“24V  12W”。小灯泡的电阻随温度的变化可忽略不计，闭合开关S1、S2。 (1)通过发热电阻R的电流是多少？ (2)小灯泡的电阻是多少？ (3)发热电阻R消耗的电功率是多少？ (4)为了节约用电，兴趣小组的同学将开关S2更换为光敏开关，当光照强度大于50Lux时，开关会自动断开（光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量）。假设某时段航天服表面的光照强度随时间的变化如图所示，则从0-100s内航天服消耗的电能是多少？ 【答案】(1)4A (2)48Ω (3)96W (4)10080J 【详解】（1）并联电路中各支路电压等于电源电压，因此两端电压，通过发热电阻的电流为 （2）小灯泡额定电压，额定功率，电阻不变，由得，小灯泡的电阻 （3）发热电阻消耗的电功率 （4）由题意：光照强度时，光敏开关断开，只有工作；光照强度时，闭合，和同时工作。 从光照强度图像可得：光照强度小于，闭合；光照强度大于，断开。 总电能为两段消耗电能之和，总功率为 这段时间消耗电能为 只有工作，时间 消耗电能 总电能为 8．为了测量一额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻，某同学设计了如图甲所示电路，电源电压为3V恒定不变，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样。 (1)图乙是未连接完整的实物电路，请用笔画线代替导线，将电路补充完整。要求：滑动变阻器滑片向右移动时，接入电路的电阻变大。 (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现：小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压。则电路故障可能是：___________。 (3)排除故障后，调节滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示。小灯泡正常发光时的电阻___________Ω。 (4)交流与评估：有同学认为，本实验可以通过滑动变阻器改变小灯泡的电压，多次测量电压与电流，计算出多个电阻后求平均值作为小灯泡的电阻，以减小实验误差。你认为这种做法正确吗？并说明理由___________。 【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3)12.5 (4)不正确；小灯泡的电阻随温度的变化而变化，求平均值无物理意义 【详解】（1）滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的电阻变大，说明滑片在远离下方的接入端，因此将滑动变阻器的左下方接线柱与小灯泡的右接线柱相连即可。 （2）小灯泡不发光且电流表无示数，表明电路中出现了断路现象。电压表有示数且接近电源电压，说明电压表与电源两极连通，故故障只能是与电压表并联的小灯泡发生了断路。 （3）根据小灯泡额定电压判断电流表应选用0~0.6A量程，并根据图丙的指针位置正确读出对应电流值，此外小灯泡的额定电压，正常发光时的电阻 （4）不同电压下小灯泡的实际功率不同，导致灯丝的温度不同，而灯丝的电阻会随着温度的升高而显著增大。各次测量的电阻值代表了小灯泡在不同温度状态下的真实电阻，因此不能通过求平均值的方法来减小测量误差。 9．某校实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪，来测量同学的身高。 器材：电压恒定6V的电源、电压表、阻值为18Ω的定值电阻、长150cm阻值为30Ω的电阻丝、开关、导线。 方案：用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器，将电压表改装成身高显示仪，所测身高越高，显示仪示数越大。 (1)用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器，其原理是：导体的长度越长，导体的电阻______。 【设计电路】 (2)电阻丝最下端距离地面竖直方向的距离为1m，被测者站在水平地面上测量。电压表所用测量范围为0~3V。 同学们设计了如图三个电路，老师要求同学们在三个电路中选择出身高测量范围最大，且显示仪刻度盘刻度分布均匀的。同学们应选择图______。 【标注刻度】 (3)正确选择所用电路后，把电压表的示数标注为对应的身高值。电压表示数3V处对应的身高为______m，每一小格代表高度______cm。 【反思】 1．该测量仪的分度值太大，测量误差大。 2．由于初中生大多的身高都低于180cm，所用电阻丝长度太长。 【改进】 (4)为了提高测量的精度和减小测量的最大值，同学们讨论后认为：可以适当的_____定值电阻的阻值，或适当的_____电阻丝，的长度（两空均填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)越大 (2)b (3) 2.2 4 (4) 减小 减小 【详解】（1）滑动变阻器的原理是：在导体横截面积、材料不变时，导体的电阻随长度增大而增大，因此答案为越大。 （2）由图(a)可知，电阻R1和R2下半部分串联，电压表测两端的电压，身高越高，R2越大，电路中的总电阻越大，电路中的电流越小，电压表示数为，而和均会变化，所以与不成正比，示数不均匀，故图(a)不符合题意； 由图(b)可知，整个与串联，总电阻不变，电路中的电流恒定；电压表测滑片下方电阻丝的电压，身高越高，滑片上移，下方电阻越大，电压表示数越大，而且电流恒定，电压与电阻（身高）成正比，所以示数随身高增大而增大，且刻度均匀，故图(b)符合题意； 由图(c)可知，电阻R1和R2上半部分串联，电压表测两端的电压，身高越高，接入电阻越小，电路中的电流越大，电压越大，即电压表示数越大，而电压表示数 所以电压表示数U与不成正比，示数不均匀，故图(c)不符合题意； 因此选图b。 （3）由图b可知，电路中的总电阻为 电路中的电流为 当电压表示数为3V时，下方电阻为 总长150cm对应总电阻30Ω，因此24Ω对应的长度为 电阻丝最下端离地面1m，因此对应身高为 电压表0~3V量程共分30个小格，电压从0到3V对应身高从1m到2.2m，总高度差120cm，因此每小格对应高度为 （4）身高变化量为Δh，根据推导：电压表示数 要提高精度（减小分度值，让每格代表的高度更小）、减小最大测量值，需要减小的阻值，或减小的长度。 10．如图所示是保温板的简化电路图，R1、R2为加热电阻，R1=220Ω，开关S位于“2”时，电路的功率为440W。求： (1)加热电阻R2的阻值； (2)开关S位于“1”时，通过R1的电流； (3)产生6.6×105J热量至少需要多少时间。 【答案】(1) 110Ω (2) 0.67A (3) 1500s 【详解】（1）当开关S位于“2”时，只有R2接入电路，根据电功率公式可得加热电阻R2的阻值 （2）当开关S位于“1”时，R1与R2串联，串联总电阻 根据欧姆定律，串联电路电流处处相等，通过R1的电流 （3）根据，产生热量一定时，电路功率越大，所需时间越短。电源电压不变，由可知，电阻越小功率越大，因此开关接“2”时功率最大，时间最短。将变形得 题型二 焦耳定律及其应用 11．如图所示的电路中，电阻，只闭合开关，电流表示数为0.3A，再闭合开关，电流表示数变为0.5A，求工作一分钟产生的热量为___________J。 【答案】36 【详解】当只闭合开关，只有电阻接入电路，可得电源电压 再闭合开关后两电阻并联，通过的电流 故工作一分钟产生的热量 12．周末，小东跟妈妈一起到超市购物，发现称量物品的电子秤（如图甲所示）与所学的物理知识有关，回家自己设计了一个简易的电子秤，电路如图乙所示。已知电源电压恒为6 V，电流表的测量范围为0~0.6 A，R0为定值电阻，Rt为压敏电阻，其阻值随所受压力大小变化的关系如图丙所示。将质量为0.2 kg的托盘放在压敏电阻上（此时未放物品），闭合开关S，电流表的示数为0.1 A。（g取10 N/kg） (1)求未放物品时，电路消耗的总功率； (2)将1.0 kg的物品放在托盘中10 s，电流通过R0产生的热量为多少？ (3)求这个电子秤所能称量物品的最大质量。 【答案】(1)0.6W (2)2J (3)5kg 【详解】（1）未放物品时，电流表的示数，由可得，此时电路消耗的总功率 （2）由图丙可知，当放上0.2kg的托盘时，压敏电阻受到的压力 压敏电阻的阻值，此时电路中的总电阻 则定值电阻 将1.0kg的物品放入托盘中，此时压敏电阻受到的压力 此时压敏电阻的阻值，此时电路中的电流 工作10s，电流通过产生的热量 （3）不更换电源，当电子秤测量的物品质量最大时，电路中的最小总电阻 此时压敏电阻的阻值 由图丙可知，此时压敏电阻上受到的压力，托盘和物品的总质量 所以该电子秤能称量的物品最大质量 13．如图所示，电源电压恒为18V，，滑动变阻器的规格为“150Ω，2A”，电流表的测量范围为“0~0.6A”，小灯泡上标有“6V，3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡L正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为________J。当开关S闭合，S1和S2自行组合及滑动变阻器的滑片自由移动的情况下，整个电路工作时能达到的最小功率是________W。 【答案】 360/ 2 【详解】当开关S闭合，S1、S2断开，灯泡L与变阻器R串联，因为此时小灯泡正常发光，所以，，由可得，串联电路中的电流 由串联电路的电压特点可得变阻器两端的电压为 则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为 因为不考虑温度对灯丝电阻的影响，所以小灯泡的电阻为 结合可知电源电压一定时，电路中总电阻最大，电功率最小，则当S闭合时，灯泡L与变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小，此时总电阻为 电路消耗的总功率最小值 14．（多选）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气，，当开关S闭合后，下列说法不正确的是（　　） A．该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系 B．通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小 C．若电阻坏掉，可以用与、阻值不同的电阻代替 D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的 【答案】AD 【详解】A．实验中 ，但 ，变量是电流而非电阻，实际探究的是热量与电流大小的关系，故A错误； B．根据焦耳定律，，，通电时间t相同，所以，右边容器（R2）产生的热量少，U形管液面高度差比左边小，故B正确； C．只要保持，且并联支路使，即可维持实验探究电流对产热的影响的目的，无需 R3与 R2阻值相等，故C正确； D．实验中是利用密闭空气受热膨胀推动液体移动，使U形管中液面产生高度差，从而反映电阻放出热量的多少，并非液体自身热胀冷缩，故D错误。 本题选择描述错误的，故选AD 。 15．如图所示为一款电热小火锅的内部简化电路图，调节开关、可以实现低温、中温和高温三挡位，和均为阻值不变的电热丝，，，电源电压为220V且保持不变，则用中温挡工作5min，电路产生的热量是_________J。 【答案】 【详解】电源电压不变，根据公式，电阻越大功率越小，挡位温度越低，结合电路可得：​断开、接a：​与​串联，总电阻最大，功率最小，为低温挡；断开、​接：​被断路，只有接入电路，电阻、功率均为中等，为中温挡；​闭合、接b：与并联，总电阻最小，功率最大，为高温挡。用中温挡工作5min，电路产生的热量 16．小明家买了一辆汽车，车上座椅具有电加热功能，如图甲所示。该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关，R1和R2为电热丝，R1阻值为16Ω，“低温”挡功率为24W，求： (1)高温挡时通过座椅垫的电流是多少； (2)电热丝R2的阻值是多少； (3)高温挡座椅垫工作100s产生的热量是多少。 【答案】(1) (2) (3)3600J 【详解】（1）高温挡时，电路中只有组成的简单电路，此时通过座椅垫的电流为 （2）低温挡时，电路由和组成的串联电路，此时电路中电流为 电路的总电阻为 电热丝的阻值为 （3）高温挡座椅垫工作100s产生的热量是 17．远距离输电采取高压输电的方式可减少电能在线路上的损失，如图所示。假设核电站发电机输出电功率恒为，若输电电压为200kV，每一根输电线的电阻为，则输电线路上每秒产生的热量为________J。 【答案】 【详解】输电线路上的电流 输电线路上每秒产生的热量 18．如图所示，电源两端电压为9V保持不变，定值电阻R0阻值为10Ω。闭合开关后，调节滑动变阻器R的滑片至某一位置时，电流表的示数为0.3A。请计算： (1)电压表的示数； (2)定值电阻R0工作10s产生的热量； (3)此时滑动变阻器R的电功率。 【答案】(1)3V (2)9J (3)1.8W 【详解】（1）由图可知，R和R0串联，电压表测R0两端的电压，即电压表的示数为 （2）定值电阻产生的热量为 （3）滑动变阻器R两端的电压为 此时滑动变阻器R的电功率为 题型三 电路的动态分析 19．为保护视力，创新科技小组给电子产品设计了一种“屏幕提醒”装置：当眼睛距离屏幕太近时，会进行提醒。其工作原理电路图如甲所示，R0为定值电阻，R为红外距离传感器，眼睛与电子屏幕的距离与阻值变化关系如图乙所示，当电表示数小于设定值时，会进行提示。下列分析正确的是（    ） A．图甲中的电表是用电流表改装的 B．眼睛距离屏幕越近，电表示数越大 C．眼睛距离屏幕越远，电路电流越小 D．更换更小阻值R0，可以增大提醒距离 【答案】D 【详解】A．电流表需串联在电路中，而图中电表与R0并联，因此这个电表是电压表改装的，不是电流表，故A错误； B．眼睛距离屏幕越近，R阻值越大，串联电路中，电阻分压与阻值成正比，R阻值增大，R0两端的电压（电表示数）就越小，故B错误； C．眼睛距离屏幕越远，R阻值越小，电路总电阻越小，电源电压U不变，电路中电流越大，故C错误； D．提醒的触发条件是R0两端电压小于设定值。更换更小阻值的R0，在相同R下，R0分压减小，R分压会增大；若要让R0两端电压回到设定值，需要R阻值更小。对应眼睛与屏幕的距离更远，即提醒距离会增大，故D正确。 故选D。 20．（多选）如图甲所示的电路，所用的电源电压恒定，电流表选用0~0.6A量程，电压表选用0~15V量程、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（　　） A．R0的阻值为20Ω B．小灯泡的参数为“3V、0.4A” C．只闭合S、S2，电路的电流最大时，灯与滑动变阻器的电阻之比为5：3 D．只闭合S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器连入电路的最小电阻为7.5Ω 【答案】ACD 【详解】A．只闭合、时，与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器电压。滑片从（滑动变阻器最大电阻）移到（滑动变阻器电阻为0），滑动变阻器电阻减小，电流增大，滑动变阻器电压减小，且是定值电阻，因此电压电流关系为直线，对应乙图中的直线段。 由图得：当时，；当时，。 根据电源电压不变：，代入数据： 解得，电源电压，故A正确。 B．第二次只闭合、，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡电阻随温度变化，因此电压电流关系为曲线，对应乙图的曲线段。 电路最大电流为，此时滑动变阻器电压，灯泡电压 因此小灯泡参数为“”，不是“”，故B错误。 C．只闭合、时，与滑动变阻器串联，电流表量程，灯泡允许的最大电流为，因此电路最大电流为。 此时，，串联电流相等，电阻比等于电压比： 故C正确。 D．电流最大时，滑动变阻器接入电阻最小，根据： 故D正确。 故选ACD。 21．（多选）如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0-3V，电流表量程为0-0.6A。在保证电路各元件安全的前提下，电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为6V B．定值电阻R1阻值为10Ω C．电路的最大功率为1.8W D．电流表示数变化范围为0.2-0.6A 【答案】ABC 【详解】AB．由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当时，R1两端电压，此时电路中的电流为，电源电压为......① 当时，R1两端电压，此时电路中的电流为，电源电压为......② 解①②两式可得，电源的电压，故AB正确； C．当电压表的示数时，电路中的电流最大，则 此时电路的功率最大：，故C正确； D．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小 电流表示数变化范围为，故D错误。 故选ABC。 22．闭合如图甲所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中，电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示。则定值电阻的阻值为______，电源电压为______，滑动变阻器的最大阻值为______。 【答案】 15 7.5 60 【详解】由图可得，当滑片移到最左端时，接入电阻为，电压表示数为，此时电流最大，由图乙得，根据欧姆定律，电源电压 …… ① 当滑片在最右端时，接入最大阻值，电流最小，由图乙得，此时两端电压，根据串联电路电压规律，电源电压 ……② 联立①②解得，电源电压 当接入最大阻值时，根据欧姆定律 23．如图所示是某实验小组设计的监测河水流速变化的装置原理图。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P上下移动，电源电压保持4.5V不变，电流表测量范围为0~0.6A，电压表测量范围为0~3V，定值电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的规格为“15Ω0.5A”。闭合开关S，当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比______（填“变大”“变小”或“不变”）；随着水流速度的改变，在保证电路安全的情况下，电路消耗的总功率的变化范围是______W。 【答案】 变小 【详解】[1]流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小，当水流速度增大时，机翼状的探头上下表面受到的压强不同，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，的滑片上移，接入电路的阻值减小，电路中的总电阻变小，电流变大，则的电压变大，利用串联电路的电压关系可知电压表示数变小,电压表与电流表的示数之比变小。 [2]当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的测量范围为，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，电路的最大功率为 当电压表的示数最大为时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时的电压 则电路中最小的电流 电路的最小功率为 因此电路消耗总电功率的变化范围为。 24．（多选）如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。下列选项正确的是（　　） A．电源电压为12V B．电路的最小功率为1.4W C．电压表与电流表对应的示数之比变小 D．电路中，电流的最大值与最小值之比为5∶1 【答案】BC 【详解】A．闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知此时电路中电流最小。根据串联电路电压特点可得，电源电压为……① 当电路中电流为0.5A时，滑动变阻器两端的电压为4V，根据串联电路电压特点可得，电源电压为……② 联立①②，解得，，故A错误； B．电源电压不变，根据可知，电路中电流最小时，总功率最小，电路消耗的最小功率为，故B正确； C．由欧姆定律的变形式可知，电压表与电流表对应的示数之比等于滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此电压表与电流表对应的示数之比变小，故C正确； D．若电流表选择的小量程为0~0.6A，因此电路中的最大电流值为0.6A，若电流表选择大量程，电路中的最大电流值为 均不是图像中的0.5A。电流的最小值为0.1A，故电路中，电流的最大值与最小值之比不可能为5∶1。故D错误。 故选BC。 25．如图所示电路，电源电压，定值电阻。 (1)当开关闭合、断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A。求此时电路的总电阻。 (2)当开关、都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电流表示数的变化范围。 【答案】(1)30 (2)0.2~0.6A 【详解】（1）S1闭合，S2断开，滑片位于a端时，R1和R3串联，电路的总电阻 （2）当开关、都闭合，滑片位于中点时，滑动变阻器接入电路的阻值为总阻值的一半，R1和R2串联，此时电路中的总电阻为 则滑动变阻器的总阻值为 开关、都闭合，滑片在a端时，仅R1接入电路，此时电路中的电流为 开关、都闭合，滑片在b端时，R1和R2串联，此时电路中的电流为 故滑片从a端移至b端的过程中，电流表示数的变化范围是0.2~0.6A。 26．科创小组制作一款光照强度指示计用于监测教室采光情况，其简化电路如图所示，电源电压不变，各电表均能正常读数。光敏电阻R和定值电阻R0的参数未知，用手电筒照射R时，V1的示数减小。下列分析正确的是（     ） A．该电路无法测出R0的阻值 B．R的阻值随光照强度的增加而增大 C．光照增强时，V与V1示数差值减小 D．光照增强时，电路的总功率会增大 【答案】D 【详解】A．光敏电阻与定值电阻串联，电流表测电路总电流，电压表测电源电压，电压表测两端电压，两端电压，电路电流可由电流表读出，根据即可测出的阻值，故A错误； B．光照增强时示数减小，即两端电压减小；电源电压不变，因此两端电压增大，电路电流增大，总电阻减小，说明的阻值随光照强度增加而减小，故B错误； C．V与的示数差等于两端电压；光照增强时电流变大，不变，由得增大，即差值增大，故C错误； D．电路总功率，电源电压不变，光照增强时电流增大，因此总功率增大，故D正确。 故选D。 题型四 电路故障分析 27．在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，某实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻，电压恒为6V的电源，“40Ω，1A”的滑动变阻器等器材，设计了如图甲所示的实验电路。 (1)闭合开关后，发现两电表指针偏转情况如图乙所示，则电路存在的故障可能是定值电阻_________ （短路/断路）。 (2)排除故障后，接入10Ω的电阻探究“电流与电压的关系”。 ①当电压表的示数为2.8V时，电流表示数如图丙所示，为_______ A：实验小组记录的数据见表格，小红分析了数据后，指出有一组数据不符合实际，这组数据对应的实验次序是_________ 。 实验次序 1 2 3 4 5 6 电压U/V 1 1.4 2 2.4 2.8 3 电流I/A 0.1 0.14 0.2 0.24 0.3 ②分析正确的数据，可得出结论：当导体的电阻一定时，___________ 。 (3)接着小红继续按照图甲所示的电路，将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻单独接入电路，探究“电流与电阻的关系”。 ①实验中控制电阻两端的电压为2V不变，她用5Ω的电阻完成实验后，断开开关，换上10Ω的电阻，再调节滑动变阻器使电阻两端的电压为2V。本次实验滑动变阻器的电阻与上次相比___________ （变大/变小/不变）。 ②小红发现当接入25Ω的电阻时，无论怎样调节滑片，电压表的示数都无法达到2V，为了完成实验，她可以适当的___________ （增大/减小）电源电压。 【答案】(1)断路 (2) 0.28 1 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (3) 变大 减小 【详解】（1）由图乙现象可知：电流表无偏转，说明电路断路；电压表偏转超过量程，说明电压表串联接在电源两端，测电源电压，因此故障为定值电阻断路。 （2）①电流表选用量程，分度值为，读数为； 电源电压恒为，当定值电阻两端电压为时，滑动变阻器需要分压 根据串联分压规律，计算得需要滑动变阻器接入，而题目中滑动变阻器最大阻值仅为，无法实现，因此第1组数据不符合实际。 ②分析正确数据可得结论：当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （3）换上更大的电阻后，定值电阻分压变大，为了保持定值电阻两端电压不变，需要增大滑动变阻器的分压，因此滑动变阻器接入电路的阻值比上次变大。 接入电阻，要保持定值电阻电压不变，计算可得需要滑动变阻器接入，现有滑动变阻器最大阻值不足，无法达到要求；减小电源电压后，滑动变阻器需要分得的总电压减小，所需的滑动变阻器最大阻值也减小，因此可以减小电源电压完成实验。 28．电动汽车充电的“连接准备确认阶段”分为如图1所示的三个核心步骤，并由“检测模块”检测这三个步骤是否正确完成。如图2所示，是模拟“检测模块”的电路。电源电压为12V，定值电阻和的阻值均为。按钮为开关，按下断开，松开闭合。初始状态如图2（a）所示，按钮处于闭合。执行充电操作时； 步骤一：按住按钮，摘枪。 步骤二：按住按钮，将充电枪插入汽车充电口。此时，充电口内的电阻接入电路b、c两点间，如图2（b）所示。 步骤三：松开按钮，通过电路中电压表的示数，判断充电枪连接是否正确。 (1)在表3中填写步骤一和步骤二对应的电压表示数。 表3 电压表的示数（V） 初始状态 6 步骤一 ___________ 步骤二 ___________ 步骤三 8 (2)在一次充电“连接准备确认阶段”，由于电阻或的某一处发生了断路，初始状态、步骤一、步骤二和步骤三对应电压表的示数与正常情况不完全相同。请写出初始状态和各步骤中电压表的示数及对应的故障。例：若电压表的示数依次为6V、0V、0V和6V，则断路。___________ (3)在确认充电枪正确连接后，如图所示控制电路中的开关闭合，电磁铁吸合衔铁，接通工作电路给汽车电池充电。控制电路的电源电压为12V，电磁铁线圈的电阻为，电磁铁吸合衔铁需要电路中的电流至少为0.05A。由于充电过程会产生大量的热，为防止电池温度过高，需在控制电路中串联一个热敏电阻（符号：）监测电池的温度。当温度过高时，电磁继电器断开工作电路，从而保护电池。现有PTC型和NTC型两种热敏电阻可供选择，其阻值随温度变化的关系如表4所示。 表4 温度（℃） 25 30 35 40 45 50 55 60 PTC型热敏电阻（） 100 105 110 130 150 190 400 2000 NTC型热敏电阻（） 300 240 190 150 120 100 82 68 ①为有效防止电池过热，控制电路应选用___________（选填“PTC”或“NTC”）型热敏电阻。 ②根据上述所选热敏电阻，通过计算说明电磁继电器断开工作电路时对应的电池温度的可能范围___________。 【答案】(1) 0 6 (2)若电压表示数依次为，则断路； 若电压表示数依次为则断路。 (3) PTC 【详解】（1） 步骤一对应（a）图中电路开关S断开状态，电源电压，此时电路断路，电压表无示数； 步骤二对应（b）图中电路开关S断开状态，电源电压，此时电阻、串联，由于、阻值相等，故各分压6V，电压表测电阻两端，示数为6V。 （2）断路时：初始状态闭合，电压表串联在电路中，测电源电压，示数为；步骤一断开，电路断路，电压表示数为；步骤二、三，电压表始终能接到电源两极，示数恒为。 断路时：分析初始、步骤一可知，电压表测两端电压，电路断路，故电压表示数为；分析步骤二、步骤三可知：接入后，与串联，电压表测两端电压，分压故电压表示数为。 （3）温度过高时需要断开工作电路，要求温度升高时控制电路电流减小（小于，电磁铁吸力不足断开），因此需要温度升高时电阻增大，PTC型热敏电阻随温度升高电阻增大，符合要求。 电磁铁吸合需要最小电流，由欧姆定律得控制电路总电阻： 热敏电阻的阻值： 根据表中数据可知，当温度高时，电阻阻值大于，电路电流小于0.05A，电路断路。 29．实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡L（，额定功率约为0.8W）、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整。（导线不允许交叉） (2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：___________。 ②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器___________（选填“断路”或“被短接”）。 (3)排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为2.5V时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为___________W。 (4)完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1接a，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为___________V； ②保持滑片不动，再将开关S1接b，读出电压表示数为U0； ③小灯泡L的额定功率___________（用、U0、R0表示）。 【答案】(1) (2) 先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关。 断路 (3)0.75 (4) 0.5 【详解】（1）电压表测量灯泡两端的电压，应该并联接在灯泡两端，接线如图所示。 （2）[1]为保护电路，应在闭合开关前，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。 [2]如图乙，电压表无示数，只有滑动变阻器出问题，则故障可能是滑动变阻器断路，使得电压表的两端无法与电源相通。 （3）当电压表示数为2.5V时，电流表表盘如图丙所示，由图甲可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则示数为0.3A，则小灯泡L的额定功率为 （4）[1]检查电路无误后，闭合开关S，将开关接a，灯泡、和变阻器串联，电压表测和变阻器总电压，调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光（2.5V），根据串联电压规律，电压表示数为 [2]保持滑片不动，再将开关接b，连接方式不变，电压表改测电压，读出电压表示数为，则电路中电流为；小灯泡L的额定功率 30．小明用阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系，电源电压为3V且保持不变。 (1)用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表示数变大）； (2)将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，电路出现的故障是定值电阻_______； (3)根据实验数据描绘电流与定值电阻的倒数关系图像，如图乙所示。由图像可知，电阻R两端的电压为_______V。得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成_______比； (4)分析实验数据可知，本实验所选用的滑动变阻器的最大阻值应不小于_______Ω。若将电流和滑动变阻器电阻的倒数关系图像在图乙坐标系中绘出，则该图像可能出现在_______（选填“A”或“B”）区域。 【答案】(1) (2)断路 (3) 2 反 (4) 10 B 【详解】（1）要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流变大，说明接入电阻变小，因此滑动变阻器接右下接线柱即可，即将滑动变阻器右下接线柱与电源负极连接起来。 （2）电流表无示数，说明电路发生断路；电压表有示数，说明电压表两端可连通到电源，因此故障是定值电阻断路。 （3）[1]根据图乙，当时， 即，则定值电阻两端电压 [2]由图像可知，电流与电阻的倒数的关系图像是一条过原点的直线，说明在电压一定时，电流与电阻的倒数成正比，故可得实验结论：电压一定时，电流与电阻成反比。 （4）[1]当接入最大的定值电阻时，滑动变阻器需要接入最大阻值。定值电阻两端的电压为2V，根据串联电路的电压关系，滑动变阻器两端的电压 根据串联电路的分压规律可知， 则滑动变阻器接入电路的阻值 因此滑动变阻器最大阻值不小于10Ω。 [2]电流和滑动变阻器电阻倒数的关系 小于定值电阻的控制电压2V，因此相同横坐标下，该关系的电流比原图像更小，斜率更小，图像在原直线下方，即B区域。 31．如图电路正常工作一段时间后，两表中一表示数变大，另一表示数变小。电路中除了灯泡L和电阻R外，其他元件及连接均无问题，则下列分析中正确的是（    ） A．R短路或断路都有可能 B．一定是R断路 C．可能是灯丝短路 D．可能是灯丝断了 【答案】A 【详解】由图可知，电阻R、电灯L和电流表串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路电流； AB．若R短路，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电压测量一段导线两端的电压，示数减小为0；若电阻R断路，电压表串联接入电路，电路中电流表示数为0，电压表测量电源电压，示数变大，故A正确，B错误。 C．若灯丝短路，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电压表测量的是电源电压，示数变大，故C错误； D．若灯丝断了，电路断路，电路中无电流，电流表和电压表均无示数，故D错误； 故选A。 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $