内容正文:
抢分07 欧姆定律 电功与电功率(河北专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
必考考点
抢分依据
命题预测
动态电路分析、电学知识点的综合应用
约15分,选择题、实验题、计算题
串、并联电路中电流、电压的规律
欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律的公式运用
动态电路分析
探究电流与电压、电阻的关系
测量未知电阻的电阻大小
测量小灯泡的电功率
【考向一】电路基础知识点
电路基础知识点
考点
核心知识点
电路组成
电源、用电器、开关、导线,四者缺一不可
能量转化
电源:其他能→电能;用电器:电能→其他能
电路三种状态
通路:连通,正常工作。
断路:某处断开,无电流电源短路:导线直连正负极,电流过大,禁止局部。
短路:导线并在用电器两端,该用电器不工作。
串联特点
依次连接、1 条路径;互相影响;开关控制整个电路;电流处处相等、分压
并联特点
并列连接、多条路径;互不影响;干路控全局、支路控支路;电压处处相等、分流
识别方法
去掉一个用电器,另一个不工作→串联;仍工作→并联
【考向二】电流
电流
考点
核心知识点
形成
电荷定向移动形成电流
方向
规定正电荷定向移动方向为电流方向;
外部:正极→用电器→负极
金属中自由电子移动方向与电流方向相反
单位
A、mA、μA;1A=103mA,1mA=103μA
电流表使用
串联、正进负出、不超量程、不能直接接电源两极
量程分度值
0~0.6A:0.02A;
0~3A:0.1A。
串并联规律
串联:I=I1=I2并联:I=I1+I2
【考向三】电压
电压
考点
核心知识点
作用
电压是形成电流的原因;电源提供电压
常见电压
干电池 1.5V;蓄电池 2V;家庭电路 220V;人体安全电压不高于 36V
单位
V、kV、mV;1kV=103V,1V=103mV
电压表使用
并联、正进负出、不超量程、可直接测电源电压
量程分度值
0~3V:0.1V;
0~15V:0.5V。
串并联规律
串联:U=U1+U2(分压)并联:U=U1=U2
【考向四】电阻
电阻
考点
核心知识点
定义
导体对电流的阻碍作用
单位
Ω、kΩ、MΩ;1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω
决定因素
材料、长度、横截面积、温度;与电压、电流无关
变化规律
越长电阻越大;越细电阻越大;多数金属温度越高电阻越大
导体 / 绝缘体
导体:金属、人体、大地、酸碱盐溶液
绝缘体:塑料、橡胶、玻璃、陶瓷
滑动变阻器
原理:改变接入电阻丝长度接法:一上一下;闭合开关前滑片调到最大阻值作用:保护电路、改变电流、改变部分电路电压
【考向五】欧姆定律
欧姆定律
考点
核心知识点
内容
导体中的电流,跟导体两端电压成正比,跟导体电阻成反比
公式
变形:U=IR、
适用条件
纯电阻电路;同一导体、同一时刻
易错点
只是计算式,电阻不随 U、I 改变
串并联总电阻
串联总电阻:越串越大
总并联总电阻:越并越小,总电阻小于任一支路电阻
【考向六】电功与电能
电功与电能
考点
核心知识点
电功
电流所做的功,消耗电能多少;符号 W
公式
通用:W=UIt=Pt 纯电阻:
单位
焦耳 (J)、千瓦时 (kW・h);1kW⋅h=3.6×106J
电能表
测消耗电能;参数:220V、标定电流、转速 r/(kW・h)
【考向七】电功与电能表
电功与电能表
考点
核心知识点
定义
电流做功快慢;符号 P
公式
通用: 纯电阻:
额定功率与实际功率
实际功率等于额定功率 正常发光
实际功率小于额定功率 发光暗
实际功率大于额定功率 易烧坏
串并联功率
串联电阻越大功率越大;并联电阻越小功率越大
【考向八】电功与电能表
电功与电能表
考点
核心知识点
内容
电流通过导体产生的热量,与电流平方、电阻、通电时间成正比
公式
Q=I2Rt
应用
电热器:电饭锅、电暖气;导线发热、保险丝利用电热
区别
纯电阻:W=Q;非纯电阻:W>Q(电动机)
【考向九】探究电流与电压、电阻的关系
探究电流与电压、电阻的关系
考查分类
详细考点内容
实验目的
1. 电阻一定时,探究电流与电压的关系
2. 电压一定时,探究电流与电阻的关系
实验方法
控制变量法
实验器材
电源、开关、导线、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表
电路连接要求
1.电流表串联;电压表并联定值电阻两端;
2.滑动变阻器一上一下;
3.连接电路开关断开;
4.闭合开关前滑片调到最大阻值处。
探究电流与电压关系
控制:电阻不变操作:调滑动变阻器,改变定值电阻两端电压,测多组 U、I。
结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
探究电流与电阻关系
控制:电压不变操作:更换不同定值电阻,调滑片保持定值电阻两端电压不变,测电流结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
滑动变阻器作用
共同作用:保护电路。
探究 I 与 U:改变定值电阻两端电压,获取多组数据。
探究 I 与 R:更换电阻后,控制定值电阻两端电压不变。
多次实验目的
避免偶然性,寻找普遍规律,不是减小误差。
能否用灯泡代替定值电阻
不能;灯丝电阻随温度变化,无法保持电阻恒定,实验结论不准确。
换大电阻后操作
定值电阻两端电压变大;向滑动变阻器阻值变大方向调滑片,使电压表示数保持不变。
结论易错表述
正确:电流随电压、电阻变化错误:电压与电流成正比、电阻与电流成反比(因果不能颠倒)
图像规律
I-U 图:过原点倾斜直线(正比)
I-R 图:双曲线(反比)
I-1/R 图:过原点直线
常见电路故障
电流表无示数、电压表示数接近电源电压→定值电阻断路
电流表有示数、电压表无示数→定值电阻短路
移动滑片电表示数不变→滑动变阻器接同上或同下
【考向十】测量未知电阻的阻值
对比项目
伏安法测定值电阻
伏安法测小灯泡电阻
实验原理
实验器材
电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器
电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器
电路接法
电流表串联,电压表并联待测电阻;滑动变阻器一上一下
连接电路要求
开关断开;闭合开关前滑片置于最大阻值处
滑动变阻器作用
①保护电路②改变电压、电流③多次测量求平均值减小误差
①保护电路②改变小灯泡两端电压,观察不同电压下亮度和电阻变化不能求平均值
多次测量目的
求平均值,减小实验误差
探究灯丝电阻随温度的变化规律,不求平均值
电阻特点
定值电阻阻值几乎不变,与电压、电流、温度无关
灯丝电阻随温度升高而增大;电压越高,灯越亮,温度越高,电阻越大
数据处理方式
测 3 组 U、I,分别算 R,再求平均值
测 3 组 U、I,分别算 R,不平均,直接比较阻值大小
能否求平均电阻
可以
不可以(无意义)
图像特征
I−U 图像为过原点直线
I−U 图像为曲线,斜率逐渐变小
常见电路故障
1. 电流表无示数、电压表示数接近电源电压→待测电阻断路2. 电流表有示数、电压表无示数→待测电阻短路
故障现象、判断方法和定值电阻完全一样
实验易错点
电阻是本身性质,不由电压、电流决定
不能说电阻与电压、电流成正比反比;只能说随温度升高电阻变大
【考向十一】测量小灯泡的电功率
测量小灯泡的电功率
考查类别
核心知识点
实验名称
伏安法测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理
P=UI
实验器材
电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器
电路图接法
电流表串联;电压表并联在小灯泡两端;滑动变阻器一上一下
电路连接规范
连接电路时开关断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片调到最大阻值处
滑动变阻器作用
①保护电路②调节小灯泡两端电压,使其分别等于、低于、高于额定电压,测量不同实际功率
实验操作步骤
1. 调滑片,使电压表示数等于额定电压,记录电流,算额定功率
2. 调滑片,使电压略低于额定电压,观察亮度、测功率
3. 调滑片,使电压略高于额定电压(不超过 1.2 倍),观察亮度、测功率
多次测量目的
探究小灯泡亮度与实际功率的关系,不能求功率平均值
亮度决定因素
小灯泡亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮
额定与实际关系
U实=U额→ P实=P额,正常发光
U实<U额→ P实<P额,发光较暗
U实>U额→ P实>P额,发光过亮,易烧坏
灯丝电阻特点
电压越高,灯越亮、温度越高,灯丝电阻随温度升高而增大
数据处理要求
分别算出三种情况下电功率,不允许求平均值
常见电路故障
1. 电流表无示数、电压表示数接近电源电压→小灯泡断路
2. 电流表有示数、电压表无示数→小灯泡短路
3. 滑片移动示数不变→滑动变阻器接同上或同下
中考易错点
1. 不能把三次功率求平均当作额定功率
2. 亮度看实际功率,不是看电流或电压
3. 不能让灯泡电压超过额定电压太多,防止烧坏
题型一 动态电路分析以及相关计算
1.(2026·河北省保定市·一模)如图甲所示是常用的电子测温仪测量体温,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻为保护电阻,显示仪是由电表改装而成的。在测量人体的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大。则下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,电路消耗的电功率越大
D.测量相同温度时,若只将更换为阻值更大的电阻,显示仪示数变小
2.(2026·河北邯郸·初中学业水平抽样评估)酒驾是危害公共安全的危险行为之一,图甲是检查司机是否酒驾的呼气式酒精测试仪的电路原理图,电源电压不变,R2为定值电阻,R1为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙所示。当电流表示数大于或等于某一值I0时,发出酒驾警报。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值随酒精气体浓度的增大而增大
B.酒精气体浓度增大时,电压表示数变小
C.酒精气体浓度减小时,电压表与电流表示数的比值不变
D.增大R2的阻值,可让酒精气体浓度在更小值时发出酒驾警报
3.(2026·河北张家口·一模)小明设计了一个监控装置,示意图如图所示,电源电压不变,是定值电阻,为光敏电阻,其阻值随光照强度增大而减小。当有人从通道经过时会挡住光源射向的光,AB间的监控装置会自动拍摄。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.有人经过通道时,阻值变小 B.有人经过通道时,功率变大
C.电流表示数变大时,监控装置会自动拍摄 D.两端电压变小时,监控装置会自动拍摄
4.(2026·河北石家庄桥西·一模)无人机航拍时为了保持实时拍摄的画面清晰,其自带的电子镜头在外界光线较强时会减小透光能力,在光线较弱时会增大透光能力。如图所示为无人机电子镜头自动控制电路示意图(电子镜头相当于电压表,图中未画出),电源电压恒定,为定值电阻,为光敏电阻,其阻值随外界光照强度的增加而减小。已知当光敏电阻在变化时,电子镜头两端的电压在3V~4V内变化,电子镜头的透光能力随电压的增大而增加。下列说法正确的是( )
A.外界光线越强,电路中的电流越小
B.电子镜头应接在间,与并联
C.电源电压为6V
D.光敏电阻均匀变化时,电子镜头两端电压也均匀变化
5.(2026·河北沧州·模拟)东光县的错季大棚蔬菜丰富了群众的“菜篮子”。农民经常会采用补光的方式来增加光照时间和光照强度。如图是小明设计的监测光照强度的电路,电源电压不变,为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小,电流表示数达到时触发补光系统。当蔬菜大棚内光照变弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大
B.电路消耗的电功率变小
C.电压表示数与电流表示数的比值会变小
D.换用阻值更小的,会在光照强度较强时触发补光系统
6.(2026·石家庄五十三中·模拟)近年来,河北省加快发展智慧农业,蔬菜大棚实现智能化管理,一部手机就能远程操控浇水、施肥、调温。温度过高会影响蔬菜生长,图甲为温度过高时触发报警的电路,电源电压不变,为阻值可调的电阻箱,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示。当电流表示数大于某一值时触发报警,时的温度为警戒温度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随温度的升高而增大 B.增大阻值可升高警戒温度
C.一定时,温度越高,通过的电流越大 D.一定时,温度越高,电流表示数越小
7.(2026·河北沧州·模拟)科技节上小明和同学合作设计了一个烟雾报警器,可用于动车、厨房等场所。其原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,烟敏电阻的阻值随烟雾浓度的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.烟雾浓度越大,电路中的电流越小 B.烟雾浓度越大,电压表示数越小
C.当烟雾浓度为40%时,电压表的示数为2.4V D.当电路中电流为0.2A时,烟雾浓度为40%
8.(2026·南皮第四中学&王寺中学·中考模拟预测)为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图所示,为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电流表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A.眼睛与电子屏幕的距离变近时,电压表的示数变大
B.眼睛与电子屏幕的距离变近时,电压表的示数与电流表的示数的比值不变
C.眼睛与电子屏幕的距离变近时,电路的总功率变大
D.要增大提醒距离,应更换阻值更大的
9.(2026·河北·初中学业水平结业测评)图1是某款空气净化器的简化电路图,已知电源电压不变,为定值电阻,是粉尘浓度传感器,它的阻值与粉尘浓度的变化关系如图2所示。下列说法正确的是( )
A.当粉尘浓度增大时,的阻值变大
B.当粉尘浓度增大时,电流表的示数变小
C.当粉尘浓度减小时,消耗的功率不变
D.当粉尘浓度减小时,电压表的示数与电流表的示数之比变大
10.(2026·河北石家庄裕华·模拟)如图所示,甲图为科技兴趣小组为汽车设计的车载测距报警装置原理图,电路中电源电压恒定,为测距传感器电阻,和为定值电阻(),为单刀双掷开关。传感器电阻与车辆距前车距离的关系如图乙所示,当车辆距前车小于等于某个距离时,电路中的某一个电表会在大于等于设定值时发出警报(设定值不变),及时提醒驾驶者减速以防发生碰撞。下列分析正确的是( )
A.当闭合,接时,若车距增大,电压表示数减小
B.电路中负责报警的是电压表
C.当车辆从城区驶入高速公路时,为了提高安全性,应将由接拨到接
D.接恰好触发报警时电阻的功率大于接恰好触发报警时电阻的功率
题型二 探究电流与电阻、电压的关系
11.(2026·石家庄四十一中·二模)实验小组在“探究电流与电压关系”的实验中,设计了如图1所示的电路,其中为定值电阻, R′为滑动变阻器,电源电压为4.5V。
(1)根据如图1所示的电路图用笔画线代替导线,将如图2所示的实物电路补充完整,要求:滑片P向右滑动时,电流变小,导线不能交叉。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于______(选填“最左”或“最右”)端。
(3)连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是定值电阻R______(选填“短路”或“断路”)。
(4)电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,并将多组电流、电压值记录在表格中。其中第5次实验的电压表示数如图3所示,为______V;分析表格中的数据可得到的实验结论为:______。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(5)处理数据时发现,电压与电流的比值为R的阻值,是普遍规律吗?同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案。
方案一:收集电阻值均为的几个小组的数据;
方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。
你认为方案______更合理。
【拓展】
(6)实验结束后,小组成员进一步思考:如果将原电路中的滑动变阻器换成标有“”的另一个滑动变阻器,电源电压不变,继续探究电流与电阻的关系,且实验中始终保持电压表示数为2V不变,则可选用的定值电阻的阻值范围为______。
12.(2026·河北邯郸·初中学业水平抽样评估)物理兴趣小组的同学想探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5V,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~3V。实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。连接的实验电路如图甲所示。
(1)请在图甲中添加一根导线完成电路连接,使滑片左移时,两电表示数均变大。
(2)将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,电压表仍无示数,则电路故障可能是______断路。
(3)探究过程中需要更换不同阻值的定值电阻进行多次实验,目的是_____。
(4)A、B两个实验小组的同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能不同),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,其中_____(选填“A”或“B”)小组的图像是错误的,原因是______。
(5)根据正确的I-R图像,可以得出结论:_____。
(6)小欣受到实验的启发,设计了拓展电路如图丙所示,电源电压恒为9V,R0为滑动变阻器。R1、R2为定值电阻。闭合开关S,当开关S1分别接a、b点时,调节滑片至不同位置,使电压表示数均为4V,若,则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差为______ Ω。
13.(2026·河北石家庄·一模)物理小组的同学用图甲所示电路探究“电压一定时电流与电阻的关系”,电源电压为4.5 V且保持不变,滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”,实验中所用的定值电阻分别是5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω。
(1)图甲所示的电路中存在连线错误,只要改接一根导线就可以纠正,请你把接错的那根导线打上“×”,并用笔画线代替导线把它接到正确位置上。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P调至最___(选填“左”或“右”)端;闭合开关S后,发现电流表有示数,电压表无示数,造成该现象的原因可能是____。
(3)排除故障后,先将5 Ω定值电阻接入电路,闭合开关,使电压表的示数达到某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为____A;接下来断开开关,取下5 Ω的定值电阻,分别换成10 Ω、15 Ω和20 Ω的定值电阻,按照正确的实验步骤,完成了本实验的探究。实验后小组同学绘制了如图丙所示的I-R图像,两条曲线中正确的是___(选填“A”或“B”);本实验中,可选择的定值电阻的最大阻值是___Ω。
(4)【拓展】实验结束后,小明利用一个额定电流已知的小灯泡、一个阻值为的定值电阻和一个电压未知的电源,设计了如图丁所示的电路,并进行了以下操作:
①闭合开关S、,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为。
②保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,电流表的示数为;小明将滑动变阻器的滑片移到最左端时,发现电流表的示数恰好为。
由此可知小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用、和表示)
14.(2026·河北·初中学业水平结业测评)物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行“探究电流与电压的关系”实验。电源电压为,滑动变阻器的规格为“ ”。
(1)按照甲图,请用笔画线代替导线将图乙所示的电路连接完整。
(2)连接完成后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是_______。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第3次实验的电流表示数如图丙所示,为_______。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.4
0.9
1.2
1.8
2.4
3
电流
0.08
0.18
0.36
0.48
0.6
(4)老师说这些数据中有一组存在拼凑的嫌疑,这组数据是第_______(填序号)组。老师这样说的依据是_______。
(5)整理数据后分析得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_______。
(6)接下来兴趣小组的同学更换其他阻值的定值电阻进行实验,这样做的目的是_______。
15.(2026·河北邯郸·一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3 V,电阻为,滑动变阻器标有“ ”字样。
(1)请你帮他用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整,要求当滑片P左移时电流表的示数变大。
(2)在“探究电流与电压的关系”实验中,可以通过改变串联电池节数来改变定值电阻两端的电压,也可以串联滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压。与改变电池数量相比,使用滑动变阻器的优点是_________(至少写出一条)。
(3)实验前开关断开时,如果发现电流表指针如图乙所示,则接下来的正确操作是__________;正确操作后,闭合开关S开始实验,图丙是某次实验中电流表的示数,应该记为____________A。
(4)下表是小明记录的实验数据,通过分析可得出结论:_____________;实验完成后,同组的同学提出,应更换多个不同阻值的定值电阻继续实验,你认为该想法合理吗?并说明原因:___________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
2.6
2.8
电流I/A
0.1
0.16
0.20
0.24
0.26
0.28
【拓展】
(5)小明继续思考,若用该电路探究“电流与电阻的关系”,还需增加的器材是____________。
16.(2026·河北石家庄正定·摸底练习)在“探究电流与电压和电阻的关系”分组实验中,提供的实验器材如下:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、标有“25Ω,1A”的滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压的关系:
①某同学按图甲所示电路连接实物,为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器滑片P应移至______(选填“A”或“B”)端;闭合开关后,发现电压表指针如图乙所示,则电路连接出现的错误是______;
②纠正错误后开始实验,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图丙所示,记为______A,进行多次测量,记录数据如下表:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1
2
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
③利用表中实验数据在图丁中画出了电流与电压的关系图像;
④分析表中数据或图像,得出结论:______;
⑤实验中小明所用的定值电阻阻值为______Ω;
(2)探究电流与电阻的关系:(保持定值电阻两端的电压为2V不变)
①将原电路中10Ω的电阻换成15Ω的电阻,不改变滑片P的位置,闭合开关后,发现电压表的示数______(选填“变小”、“不变”或“变大”);
②又将25Ω的电阻接入电路,发现无论怎样移动滑片P都无法使其两端电压为2V,为了完成实验,可以采取的措施是______。(填写字母)
A.换最大阻值更小的滑动变阻器
B.换阻值为30Ω的定值电阻
C.换电源电压为4V的学生电源
D.改接电压表的更大测量范围
题型三 测量未知电阻的阻值
17.(2026·海南·模拟)小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)根据图(a)的电路图,用笔画线代替导线将图(b)的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大。
(2)连接电路后,闭合开关,电流表和电压表都有较小示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是______。
A.电阻R短路 B.电阻R开路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器连接错误
(3)排除故障后,小明移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流值,并记入表格。当他将滑片移到滑动变阻器一端时,电压表指针刚好指向15V刻度线,电流表的示数______,如图所示,据此可算出电阻R=______Ω。
(4)小明根据表中记录的电压和电流值,算出对应的电阻值,并求出电阻的平均值,他求电阻平均值的目的是______。
18.(2026·合肥七十六中·二模)小明在“伏安法测电阻阻值”的实验中,连接了如图甲所示的电路。
(1)将滑动变阻器滑片P向左移动时,其接入电路中的电阻变小,请将图甲中的实物图连接完整;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压,则电路存在的故障可能是________;
(3)排除故障后,小明调节滑片P进行多次测量,某次测量时电压表示数如图乙所示,此时电流表示数为,则本次测得的待测电阻________Ω;
(4)完成实验后,小明还想用一个电流表和一个定值电阻,测未知电阻的阻值。于是他设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和,此时电流表的示数为;
②闭合S、断开此时电流表的示数为;
③则未知电阻_______(用已知量和测量量、表示)。
19.(2026·西安高新一中·三模)某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12 V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_________(填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生_________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,此时压敏电阻的阻值为_________。
(4)闭合开关,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而_________(填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更_________(填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组同学向物理老师请教如何减小温度对压敏电阻阻值的影响,物理老师告诉他们可以将压敏电阻平放在一个大的长方体铜块上,可减小温度变化带来的影响,这是利用铜的_________性能好。
20.(2026·黑龙江牡丹江·一模)小霖为了用“伏安法”测量未知电阻阻值,利用滑动变阻器(50 Ω 1 A)、定值电阻约15 Ω。电压表、电源(电压保持不变)等器材,设计了如图甲所示的电路图。
(1)根据电路图,请你在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)按电路图连接电路后闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近电源电压,则电路故障可能是定值电阻________。
(3)排除故障后,小霖多次测量并记录数据,描绘出如图丙所示的图像。老师检查后确定小霖在电流表的使用中存在疏漏,这个疏漏可能是__________。
(4)解决疏漏后,小霖继续实验,当电压表示数为时,电流表示数如图丁所示,为_____A,则此次测得的阻值是_____Ω。
(5)利用图甲中的器材,还可以完成的实验是___________(写出一个即可)。
21.(2026·河北·模拟)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图甲所示,电源电压为4.5V。
(1)闭合开关前,图甲中的滑动变阻器滑片应置于最_______端。
(2)请按照图甲的电路图将图乙的实物图连接完整。
(3)闭合开关后,小华发现电流表有示数,电压表没有示数,原因可能是_______。
(4)排除故障后,将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出U-I图像,如图丙所示,由图可知,铅笔芯的阻值为_______Ω,滑动变阻器的最大阻值为_______Ω。
【拓展】
(5)小华想用实验室一只刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表A₁,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图丁所示,电路中电源电压恒定且未知,操作如下。
①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的 处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的 处,可知待测电阻的大小为_______Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是_______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
22.(2026·湖南怀化黄金坳中学·二调)用图甲所示电路测未知电阻Rx的电阻值,电源为两节干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲未完成的电路补充完整。
(2)连接好电路后根据图甲中滑片的位置判断,此时是否可以直接闭合开关进行实验?________。
(3)闭合开关,滑动变阻器滑片处于某一位置时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx的阻值为________Ω。
(4)接着,移动滑片测出多组电压和电流值,分别算出相应的电阻值,实验中测量多组电压和电流值的目的是__________。
(5)某实验小组在完成电阻测量后,想制作一个快速测量电阻的装置。于是他们利用图甲装置进行制作(电源电压未知),不改变电表接入电路的测量范围,小组成员将滑动变阻器滑片调到合适位置后便不再移动,通过更换不同的待测电阻,在电压表表盘标记对应的阻值如图丙,则图丙指针所处位置应标记为________Ω。
23.(2026·河南鲁山第五教研区·一调)某实验小组在“测量定值电阻的阻值”实验中,选择的实验器材如图甲所示,电源电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为R0。
(1)该实验的实验原理是________。
(2)实验连接的电路如图甲所示,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线。
(3)电路连接正确后,在闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片调到最________(填“左”或“右”)端;闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,电压表、电流表都没有示数,于是断开开关,将电压表正接线柱上导线的另一端改接到滑动变阻器的上接线柱上,闭合开关,发现电压表指针明显偏转,电流表仍无示数,则电路故障是________。
(4)故障排除后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,为________A,则被测电阻的阻值是________Ω(结果保留一位小数)。
(5)在测量过程中,电压表突然损坏,小刚找老师又借了2个开关和阻值已知的定值电阻R0,也测量出了待测电阻R2的阻值,他设计的电路如图丙所示,请将实验步骤补充完整:
①________,读出电流表示数为I1;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S₂,读出电流表示数为I2;
③待测电阻 __________(用已知量和测量量表示,电源电压用表示)。
题型四 测量小灯泡的电阻
24.(2026·湖北·二模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压恒为,小灯泡的额定电压是,正常发光时灯丝电阻为左右。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右移动时,灯泡变亮);
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数为,则电路故障可能是___________;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示为___________A,此时小灯泡的电阻为___________;
(4)实验中,小明测量了多组数据,并绘制出了图像,如图丙所示。由图可知,小灯泡灯丝的电阻随着电压的升高___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)在完成这个实验后,小明回忆起在实验过程中,当改变滑片P时,灯泡的亮度、电压表读数、电流表的读数也都相应发生了变化,他想这是否说明灯泡的亮度与电压与电流有关系呢?你认为灯泡的亮度与其两端的电压和通过的电流是否有关?___________(选填“有关”或“无关”);当小明把实验中所测的电压值与电流值相乘时,他发现这个积的值越大时灯泡越___________(选填“暗”或“亮”)。
25.(2026·内蒙古通辽·一模)小明用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻。电源电压恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 2 A”,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。(连线不要交叉)
(2)小明正确连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大,经检查电流表无问题,接下来正确的操作是________。(选填字母序号)
A.检查电路是否短路
B.检查小灯泡是否接触良好或损坏
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)排除故障后,闭合开关前,滑片应移至最________端,小明根据相应的电流表和电压表的示数画出图像,如图乙所示。此过程中,随着电路中电流的增大,滑动变阻器两端的电压________(选填“变大”或“变小”),小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
(4)分析乙图图像可知小灯泡的电阻非定值,这是因为灯丝电阻受________的影响。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻较________,灯泡实际电功率较大,灯丝容易熔断。
【拓展】
(5)另外一个小组的同学在进行实验时发现电流表损坏,小明帮他找来了一个单刀双掷开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路;其实验步骤如下:
①将开关拨到“2”,移动滑片P,直至电压表示数为U额;
②保持滑片位置不动,将开关S拨到“1”,此时电压表的示数为U,则小灯泡正常工作时的电阻的表达式为________(用U额、U、R0的关系式表示)。
26.兴趣学习小组的同学们在用“伏安法”测量小灯泡灯丝电阻的实验中,所用小灯泡额定电压为2.5V。
(1)为了保证电路的安全,在连接电路的过程中,开关应处于______状态,滑动变阻器的滑片应滑到______处。
(2)小组同学连接了如图甲所示的电路,其中有一根导线连接是错误的,请在图中这根导线上画“×”,并画出正确的连线。
(3)该小组纠正错误后,闭合开关并移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是______。
(4)排除故障后,同学们多次实验并将数据记录在下表中,计算出电阻并取平均值作为小灯泡的电阻,你认为这种做法对吗?______说出你的理由:______。
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.24
0.28
电阻/Ω
5.0
6.25
7.5
8.3
8.9
(5)同学小丽也做了这个实验,当滑片处于某一位置时,电流表的示数如图乙所示,电路中的电流是______A,但由于连线错误,根据测量的数据绘出了图丙中的图像,你认为出现错误可能的原因是______。
(6)同组的小红想测量小灯泡灯丝在常温时的电阻大小,于是设计方案:移动滑动变阻器的滑片,直至灯丝不发光,读出电流表和电压表的示数,计算出电阻的大小。小红的方案是否正确,请说出判断的依据是______。
27.(2026·江苏连云港&宿迁·一模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)如图甲所示是小明同学连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。要求:电压表测量小灯泡两端的电压,当滑动变阻器滑片向右移动时,电流表示数增大;
(2)小明同学多次移动滑动变阻器的滑片,并根据多次测量记录的数据,绘制成如图丙所示的I﹣U图像,由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为____Ω;
(3)同组的小华认为,可在图丙中分别取三组对应的电压和电流值算出电阻,然后取平均值作为小灯泡的电阻,你认为小华的这种数据处理方式是____(选填“合理”或“不合理”)的,支持你的观点的证据是__________;
(4)分析图像可知,在家庭电路中,灯泡刚接通瞬间,灯泡的实际功率与额定功率相比_____(选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。
28.(2026·河北沧州·模拟)小华同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电阻。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)如图甲是小华连接的实验电路,经检查发现其中有一根导线连接有误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法(导线不得交叉);
(3)电路问题排除后,闭合开关并移动滑片,眼睛应观察______(选填“电流表”或“电压表”),直到灯泡正常发光,读出电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻______Ω;
(4)小华根据实验数据绘制出小灯泡的关系图像并分出6块区域,面积分别为,他有了新的发现与收获:
①小灯泡的电阻随着两端电压的增大而______(选填“增大”“不变”或“减小”);
②当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积______表示(用图中字母、、、、或表示);
(5)【拓展】做完实验后,小华看到实验台上有一个定值电阻,上边的数字模糊不清,小华想测出它的阻值,可是发现电压表已损坏,经过小组讨论设计了如图丁中的①和②所示的电路图,小华认为利用前面的数据和这两个电路图,都能测出的阻值。你认为能测出阻值的电路图是______。
29.小明同学在实验室测量小灯泡电阻,器材有三节新干电池、一个额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
0.5
0.1
2
1.5
0.2
3
2
0.23
4
2.5
0.25
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整;
(2)连接好电路进行某次实验时,灯亮了一下,但很快就突然熄灭了,他马上观察_______表,发现指针已经归零,已知电表未损坏,由此判断小灯泡断路;
(3)排除故障后继续实验,移动滑片到某位置后,电压表的示数如图乙所示此时灯泡两端电压为_______V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向_______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)多次移动滑片,将电流表与电压表示数记录在下表中,则他所选滑动变阻器的最大阻值至少为_____;
(5)分析实验数据后,小明发现灯丝电阻是变化的,为了进一步找到引起灯丝电阻变化的原因,他发现实验过程中少收集了一项证据为:__________;
(6)完成上述实验的探究后,小明获得了灵感,设计了四种调光台灯的模拟电路图,其中能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是(各元件规格完全相同)( )
A. B. C. D.
(7)小明采用了上述最佳电路,利用原有器材连接了电路,在使用过程中发现移动滑片时小灯泡易被烧坏。既要实现灯泡可以正常发光,又要解决上述问题,请写出你的具体措施(可增减器材):__________。
题型五 测量小灯泡的电功率
30.(2026·河北邯郸·模拟)小安要测量额定电压为小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行________;
(2)小安连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到________两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最________(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表________(选填“有”或“无”)示数。更换相同规格的灯泡后,调节滑片使小灯泡正常发光,并记录电流表的示数;接着继续调节滑片,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压,观察小灯泡亮度情况。当电压表的示数为时,电流表的示数如图所示。实验数据如下表,则表中a处的数据为_______,b处的数据为_________;
实验次数
小灯泡两端的电压
通过小灯泡的电流
小灯泡的亮度
1
a
0.30
正常发光
2
2.0
b
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为________W。
31.(2026·海南儋州·一模)小海想测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,造成这一故障的原因可能是小灯泡___________;
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图像,如图丙所示;
(4)小海还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于且未知,滑动变阻器最大阻值未知,定值电阻阻值为),请将实验步骤补充完整:
①闭合S、,断开,移动滑片P使电压表示数为;
②闭合S、,断开,保持滑片P位置不变,读出电压表的示数为;
③闭合S、,断开,滑片滑动到最左端,读出电压表的示数为;
④小灯泡正常发光时的电阻___________(用、、、表示)。
32.(2026·淮南二十五中·一模)小庆同学用如图甲所示的电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的电功率。
(1)小庆同学按图甲方式连接好线路,同组的小慧发现电路中有一根导线连接错误。请你帮助他找出连接错误的导线(在错误的导线上打“×”),并补画出正确的连线;
(2)线路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电流表指针指在如图乙所示的位置,则小灯泡L1的额定功率是P1=___________W;
(3)另一组的同学在用同样规格的小灯泡做此实验时,按正确的方法连接好电路,闭合开关,灯泡发光,电压表的指针指在如图丙所示的位置,其原因可能是___________;
(4)小庆还想测量另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2。当灯L1正常发光时,他断开开关S,保持滑动变阻器滑片位置不变,用L2替换L1,再闭合开关S,需要向左移动滑片P才能使灯L2正常发光。依据上述现象,可推断出P2___________ P1(填“=”、“>”或“<”)。
33.(2026·马鞍山第八初级中学·二模)如图甲所示,在“测定小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时小灯泡变暗。
(2)小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;
(3)继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,这段时间内,若小灯泡电阻变化量的绝对值是,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是,则和大小关系正确的是___________(填字母标号)。
A. B. C. D.无法比较
(4)接着测量在不同电压下通过小灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I-U图像,如图丙所示,实验中发现小灯泡的电阻随温度升高而增大,则正确的图线为___________。
34.(2026·江苏南京二十九中·零模)有一个阻值未知的定值电阻(阻值)和一个标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),要求测出的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正(所画的导线不能交叉)。_______
②改正电路后,正确操作,当电压表示数为1.8V时,电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为 ________ Ω。
(2)小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R0的规格是“”,电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。
①断开S2,闭合S1,调节电阻箱的阻值和滑动变阻器的滑片,直到 _________ ,记下此时电阻箱的阻值。
②断开S1,在M、N间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务。以下四个元件符合要求的有 _________ (填字母)。
A.一根导线 B.5Ω电阻 C.30Ω电阻 D.电阻箱
题型六 电学知识的综合运用(计算题)
35.(2026·河北石家庄·一模)如图所示,电源电压为9V且保持不变,小灯泡L的规格为“6V 6W”,R为标有“2A”字样的滑动变阻器,电流表的测量范围是。求:
序号
1
2
电流表示数(A)
0.3
1.5
电路总电功率(W)
11.7
22.5
(1)小灯泡正常发光时电流表的示数;
(2)为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值;
(3)用定值电阻R0替换灯泡L,其他器材不换但重新连接电路。闭合开关S后移动变阻器R的滑片,当滑片在最大阻值处与另一位置时,电流表示数与电路总功率的值如上表所示。求定值电阻R0的阻值与滑动变阻器R的最大阻值之比。
36.(2026·河北·模拟)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡 L的额定电压为3V,滑动变阻器R1的规格为“60Ω 1.2A”,闭合开关S,当滑片P置于中点时,灯泡正常发光,电流表的指针恰好在满偏的中间位置。
(1)求灯泡的额定功率;
(2)求电源电压;
(3)用定值电阻R2替代小灯泡,再将另一电压表V2并联接在R2两端,电表可能重新选择了测量范围。闭合开关,当滑片P置于某一位置时,三个电表指针偏转的角度相同(如图乙为电表表盘),且表V1示数大于表V2的示数,求R2的阻值。
37.(2026·河北·模拟)某用电器可以实现照明和加热功能,电路图如图甲所示,小灯泡标有“”字样,电流表有和两个量程,电压表接量程,为阻值未知的定值电阻,滑动变阻器上标有字样,电源电压恒为,小灯泡电阻随温度的改变而改变,求:
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少安?
(2)开关断开,S、闭合,移动滑片,当接入电路的阻值为时,的功率为,这种状态下小灯泡消耗的电能是多少焦耳?
(3)若保持电压表量程不变,电流表可以改变量程,开关断开,S、闭合,移动滑片,发现在电路安全的前提下电流表示数能够达到的最小值如图乙所示,请通过计算判断可能的阻值。
38.(2026·河北衡水·模拟)在如图所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,滑动变阻器上标有“30Ω 1A”字样,小灯泡标有“6V 6W”字样,电流表选择0~3A量程,电压表选择0~3V量程。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻;
(2)小灯泡正常发光时,求10s内滑动变阻器消耗的电能;
(3)用定值电阻R0替换小灯泡接入电路,在电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最大阻值与最小阻值之比为4∶1时,求定值电阻R0的阻值。
39.(2026·邯郸育华中学·一模)如图所示电路,小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样,变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样。闭合开关S、,移动滑片使小灯泡正常发光,此时电压表示数为2V,求:
(1)小灯泡L的额定电流;
(2)此时整个电路消耗的电功率;
(3)若更换电源,只闭合开关S、,移动滑片到某一个位置,电流表和电压表指针位置如图所示(量程未知),当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时,其中一个表指针达到满偏,另一个表指针在刻度盘处。求定值电阻的可能值。
40.(2026·河北邯郸邯山·阶段性学情调研)如图甲所示电路,电源电压为且保持不变,小灯泡正常发光的电压为,其I-U图像如图乙所示,为定值电阻,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”字样,电压表有“”和“”两个量程。闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片至某位置,小灯泡恰好正常发光。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻;
(2)求此时滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)若电压表量程不变,电流表量程可以改变,断开开关,闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数的最小值如图丙所示,请通过计算判断可能的阻值。
41.(2026·河北石家庄裕华·模拟)如图甲所示,电路中电源电压为18V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“ 1A”,电流表接量程,两个电压表均接量程,图乙是小灯泡L的图像。闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为6V时,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)电路消耗的最小功率;
(3)用定值电阻替换小灯泡,闭合开关,调节变阻器的滑片,在电路安全的情况下,可使其中一个电压表的最大值是另一个电压表最小值的2倍,求满足条件的电阻的阻值。
42.(2026·河北张家口·一模)如图所示,将可调压电源调至9V,滑动变阻器标有“30Ω 1A”,的阻值为,小灯泡L标有“6V 3W”字样,电流表的测量范围为。闭合开关S,断开、,调节滑片P,使小灯泡正常发光。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻;
(2)求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)将可调压电源调至某电压值,闭合开关S、、,在保证电路安全的条件下调节滑片P,电流表示数最大值与最小值之比为,求电源电压的可能值。
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抢分07 欧姆定律 电功与电功率(河北专用)
参考答案
题型一 动态电路分析以及相关计算
1.D
2.C
3.D
4.C
5.B
6.B
7.C
8.C
9.D
10.D
题型二 探究电流与电阻、电压的关系
11.(1)
(2)最右
(3)短路
(4) 2.5 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
(5)二
(6)
12.(1)
(2)电压表
(3)避免偶然性,寻找普遍规律
(4) B 没有控制定值电阻两端的电压不变
(5)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)5
13.(1)
(2) 右 定值电阻短路
(3) 0.6 B 40
(4)
14.(1)
(2)定值电阻断路
(3)0.24
(4) 1 计算可得定值电阻的阻值为,滑动变阻器全部接入时的电流最小为/按照第1组的数据可以得出滑动变阻器接入的阻值为
(5)正比
(6)使结论具有普遍性
15.(1)
(2)操作简便
(3) 对电流表调零 0.26
(4) 电阻不变时,电流和电压成正比 合理,多次实验避免偶然性
(5)多个不同阻值的定值电阻
16.(1) A 电压表正负接线柱接反 0.2 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 10
(2) 变大 C
题型三 测量未知电阻的阻值
17.(1)
(2)D
(3) 0.3A 10
(4)减小误差
18.(1)
(2)断路
(3)10
(4)
19.(1)b
(2)断路
(3)35
(4) 减小 高
(5)导热
20.(1)/
(2)断路
(3)电流表在使用前未调零
(4) 0.20/0.2 15
(5)探究电阻一定时电流与电压关系
21.(1)右
(2)
(3)铅笔芯短路
(4) 5 10
(5) 15 不均匀
22.(1)
(2)可以
(3)8
(4)求取电阻的平均值,减小误差
(5)10
23.(1)
(2)
(3) 右 电流表断路
(4) 0.26 9.6
(5) 只闭合开关S、,将滑动变阻器滑片移到适当位置
题型四 测量小灯泡的电阻
24.(1)
(2)小灯泡L断路
(3) 0.2 12.5
(4)变大
(5) 有关 亮
25.(1)
(2)B
(3) 左 变小 10
(4) 温度 小
(5)
26.(1) 断开 最大阻值
(2)
(3)小灯泡短路
(4) 不对 小灯泡电阻随温度的升高而增大
(5) 0.2 电压表并联在滑动变阻器两端
(6)不正确,由于电流的热效应,灯丝的温度会升高,测出的不是常温下灯丝的电阻
27.(1)
(2)5
(3) 不合理 灯泡的电阻随温度的升高而增大
(4)偏大
28.(1)断开
(2)
(3) 电压表 5
(4) 增大
(5)①
29.(1)
(2)电流
(3) 1.9 B
(4)40
(5)小灯泡的亮度
(6)C
(7)在干路串联一个合适阻值的定值电阻
题型五 测量小灯泡的电功率
30.(1)调零
(2) B、E 右
(3) 有 2.5 0.26
(4)0.75
31.(1)
(2)断路
(3)0.75
(4)
32.(1)
(2)0.7
(3)电压表选择了0~15V的量程
(4)>
33.(1)
(2)0.6
(3)B
(4)C
34.(1) 7.5
(2) 电流表示数为0.3A ABCD
题型六 电学知识的综合运用(计算题)
35.
【答案】(1)1A
(2)3Ω
(3)3:10
【详解】(1)小灯泡正常发光时,两端电压等于额定电压,功率等于额定功率,小灯泡正常发光的电流
(2)根据器材参数,滑动变阻器允许最大电流为,电流表量程为,小灯泡额定电流为,因此电路允许的最大电流,根据欧姆定律,电路总电阻
小灯泡电阻
串联电路总电阻等于各电阻之和,因此滑动变阻器接入的最小阻值
(3)根据表格数据分析,替换灯泡后,与滑动变阻器并联,电流表测量滑动变阻器支路的电流。并联电路中各支路电压等于电源电压,因此的功率恒定不变,电路总功率满足,为电流表示数(滑动变阻器的电流)。滑片在最大阻值处时,滑动变阻器电阻最大,电流最小,因此对应表格第一组数据,,代入得
解得,根据得,
对滑动变阻器最大阻值,根据欧姆定律可得,
因此阻值之比
36.
【答案】(1)0.9W
(2)12V
(3)5Ω
【详解】(1)开关闭合灯泡正常发光,电流表的指针恰好在满偏的中间位置,由于量程不确定,则电流可能是0.3A或1.5A,滑动变阻器允许通过的最大电流是1.2A,故电路电流为0.3A,灯泡的额定功率为
(2)闭合开关,当滑片P置于中点时,灯泡正常发光,则,R1两端的电压为
灯泡和滑动变阻器串联,电源电压为
(3)闭合开关,当滑片置于某一位置时,三个电表指针偏转的角度相同,且表V1示数大于表V2的示数,则表V1使用的是大量程,表V2使用的是小量程,故R1的电压是R2的5倍,即……①
由于电源电压12V,则……②
联立①②,解得,
由于三个电表指针偏转的角度相同,所以三个电表指针都偏转了两个大格,故电流为0.4A,则R2的阻值为
37.
【答案】(1)0.625A
(2)
(3)50Ω或6Ω
【详解】(1)由题意可得,小灯泡正常发光时的电流为
(2)由图甲可知,当开关S1断开,S、S2闭合时,小灯泡L与滑动变阻器R2串联。当接入电路的阻值为时,的功率为,可求得此时电路中的电流为
根据欧姆定律,滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路电压特点,小灯泡两端的实际电压为
小灯泡消耗的电能为
(3)由图甲可知,当开关S2断开,S、S1闭合时,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联。电压表测量R2两端的电压,电流表测量干路电流。滑动变阻器连入电路中的电阻越大,电路的总电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流越小,因电流表量程可以改变,则有2种可能:
①若电流表量程为“0~0.6A”时,分度值为0.02A,则最小电流为0.3A,当滑动变阻器连入电路的阻值最大为30Ω时,根据欧姆定律可得,电压表示数
电压表安全,电路的总电阻为
当滑动变阻器连入电路的阻值最大为30Ω时,电流最小,则的阻值为
②若电流表量程为“0~3A”时,分度值为0.1A,此时的最小电流为1.5A,当滑动变阻器连入电路的阻值最大为30Ω时,根据欧姆定律可得电压表示数为
故滑动变阻器接入电路的最大电阻不能达到30Ω,因电压表量程为0~15V,所以当电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电流最小,此时两端的电压为
的阻值为
综上所述,可能的阻值为50Ω或6Ω。
38.
【答案】(1)
6Ω
(2)
30J
(3)
8Ω
【详解】(1)小灯泡正常发光时,其两端电压等于额定电压,其电功率等于额定功率,根据电功率公式可得,小灯泡的电阻为
(2)小灯泡正常发光时,电路中的电流等于小灯泡的额定电流。
根据电功率公式可得,电路中的电流
由于小灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路电压特点,滑动变阻器两端的电压为
在时间内,滑动变阻器消耗的电能为
(3)为保证电路安全,需满足以下条件:
①电路中的最大电流不能超过滑动变阻器允许的最大电流,即
②滑动变阻器两端的电压不能超过电压表的量程,即
当滑动变阻器接入电路的阻值最小为时,电路中的电流最大为
根据欧姆定律和串联电路特点,电源电压,可得(式1)
当滑动变阻器接入电路的阻值最大为时,其两端的电压也达到最大值,为
此时,定值电阻两端的电压为
电路中的电流为
根据欧姆定律,滑动变阻器的最大阻值为(式2)
根据题意,滑动变阻器接入电路的最大阻值与最小阻值之比为4∶1,即(式3)
联立式1、式2、式3可解得。
39.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)小灯泡L的额定电流为
(2)分析电路可知,闭合开关S、,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测的电压。根据串联电压规律,电源电压为
此时整个电路消耗的电功率
(3)若更换电源,只闭合开关S、,和滑动变阻器串联,电压表测的电压。因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以由图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,则此时电路中的电流为0.5A。若电压表的量程为0~15V,则其示数为12V,滑动变阻器的阻值为
变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样,所以这种情况不符合题意;若电压表的量程为0~3V,则其示数为2.4V,滑动变阻器接入电路的阻值为
符合题意。故电压表的量程为0~3V,示数为2.4V。当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时,其中一个表指针达到满偏,另一个表指针在刻度盘处。若电流表达到满偏0.6A,则电流表示数增大的值为
电压表示数减小的值为
根据串联电压规律,两端电压变化量和电压表示数变化量相等,则阻值为
若电压表示数达到满偏3V,则电压表示数增大的值为
根据串联电路电压规律可知,两端电压变化量和电压表示数变化量相等,也为0.6V,电流表示数减小的值为
则阻值为
所以定值电阻的阻值可能为或。
40.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)由题意可知,小灯泡正常发光时的额定电压为12V,分析图乙中小灯泡的I-U图像可知,当小灯泡两端电压为12V时,通过它的电流为0.75A,根据欧姆定律,可得小灯泡正常发光时的电阻
(2)当闭合开关S、时,电路中灯泡L与滑动变阻器串联,因为小灯泡恰好正常发光,所以电路中的电流为0.75A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为
根据欧姆定律,此时滑动变阻器连入电路的阻值为
(3)由第(2)问可知,电压表测量两端的电压为6V,因此电压表的量程选择的是0~15V,断开开关,闭合开关S、,电路中定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量两端的电压。由图丙可知,电流表的指针指向0.3的位置,根据量程不同,读数可能为0.3A或1.5A,此为电路中的最小电流,电路中电流最小时,总电阻最大,这可能是滑动变阻器接入电路的电阻达到最大值(20Ω),也可能是电压表示数达到最大值(15V)所限制。
情况一:若电流表选择0~0.6A量程,则电路中的最小电流为0.3A,假设此时滑动变阻器接入电路的电阻为最大值20Ω,则其两端电压为
因为 6V < 15V,未超过电压表量程,所以此情况成立,此时电路中的最小电流确实是由于滑动变阻器达到最大阻值所致,电路的总电阻为
根据串联电路电阻规律,的阻值为
情况二:若电流表选择0~3A量程,则电路中的最小电流1.5A ,假设此时滑动变阻器接入电路的电阻为最大值20Ω,则其两端电压为
因为 30V > 15V,超过了电压表量程,所以这种情况不成立。
因此,电路中的最小电流1.5A是由于电压表示数达到量程最大值15V时,为保护电表而限制的,此时,两端的电压
根据串联电路电压规律,两端的电压为
的阻值为
此时滑动变阻器接入电路的电阻为(小于其最大值20Ω,此情况可以实现)
综上所述,可能的阻值为40Ω或2Ω。
41.
【答案】(1)
(2)7.2W
(3)或
【详解】(1)由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器串联,测两端电压,测L两端电压,电源电压。
由题意,小灯泡正常发光时,示数即灯泡电压,从图乙的图像可得,时,电路电流,根据,代入得
(2)电源电压U不变,根据,电路电流最小时总功率最小。滑动变阻器接入电阻越大,电流越小,由于量程为0∼15V,因此两端最大允许电压,此时灯泡两端电压
从图乙可得,对应电路电流,因此电路最小功率
(3)替换L后,与串联,分两种情况讨论:
情况1:的最大值是最小值的2倍。当接入最大电阻50Ω时,电压最大,电压最小,满足
由题意,联立得,
串联电路电压与电阻成正比,因此,代入数据,解得
此时,符合安全要求。
情况2:的最大值是最小值的2倍。当电路电流最大时,接入电阻最小,电压最大,电压最小,电路最大电流由滑动变阻器规格得。由题意,联立得,
根据欧姆定律
此时,符合安全要求。
因此满足条件的阻值为12Ω或25Ω。
42.
【答案】(1)12Ω
(2)6Ω
(3)15V
【详解】(1)小灯泡正常发光时的电流
小灯泡正常发光时的电阻
(2)闭合开关S,断开、,灯L与串联,小灯泡正常发光,故。滑动变阻器两端的电压
通过滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器接入电路的阻值
(3)闭合开关S、、,灯泡被短路,R1与R2并联
①若电流表示数能达到3A,即,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电流表示数最小
解得,此时
超过滑动变阻器允许通过的最大电流,故不符合题意,舍去。
②若电流表示数不能达到3A,电流表的最大示数为
解得,此时,干路最大电流小于电流表的测量范围,则电源电压为15V合理。
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抢分07 欧姆定律 电功与电功率(河北专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
必考考点
抢分依据
命题预测
动态电路分析、电学知识点的综合应用
约15分,选择题、实验题、计算题
串、并联电路中电流、电压的规律
欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律的公式运用
动态电路分析
探究电流与电压、电阻的关系
测量未知电阻的电阻大小
测量小灯泡的电功率
【考向一】电路基础知识点
电路基础知识点
考点
核心知识点
电路组成
电源、用电器、开关、导线,四者缺一不可
能量转化
电源:其他能→电能;用电器:电能→其他能
电路三种状态
通路:连通,正常工作。
断路:某处断开,无电流电源短路:导线直连正负极,电流过大,禁止局部。
短路:导线并在用电器两端,该用电器不工作。
串联特点
依次连接、1 条路径;互相影响;开关控制整个电路;电流处处相等、分压
并联特点
并列连接、多条路径;互不影响;干路控全局、支路控支路;电压处处相等、分流
识别方法
去掉一个用电器,另一个不工作→串联;仍工作→并联
【考向二】电流
电流
考点
核心知识点
形成
电荷定向移动形成电流
方向
规定正电荷定向移动方向为电流方向;
外部:正极→用电器→负极
金属中自由电子移动方向与电流方向相反
单位
A、mA、μA;1A=103mA,1mA=103μA
电流表使用
串联、正进负出、不超量程、不能直接接电源两极
量程分度值
0~0.6A:0.02A;
0~3A:0.1A。
串并联规律
串联:I=I1=I2并联:I=I1+I2
【考向三】电压
电压
考点
核心知识点
作用
电压是形成电流的原因;电源提供电压
常见电压
干电池 1.5V;蓄电池 2V;家庭电路 220V;人体安全电压不高于 36V
单位
V、kV、mV;1kV=103V,1V=103mV
电压表使用
并联、正进负出、不超量程、可直接测电源电压
量程分度值
0~3V:0.1V;
0~15V:0.5V。
串并联规律
串联:U=U1+U2(分压)并联:U=U1=U2
【考向四】电阻
电阻
考点
核心知识点
定义
导体对电流的阻碍作用
单位
Ω、kΩ、MΩ;1MΩ=103kΩ,1kΩ=103Ω
决定因素
材料、长度、横截面积、温度;与电压、电流无关
变化规律
越长电阻越大;越细电阻越大;多数金属温度越高电阻越大
导体 / 绝缘体
导体:金属、人体、大地、酸碱盐溶液
绝缘体:塑料、橡胶、玻璃、陶瓷
滑动变阻器
原理:改变接入电阻丝长度接法:一上一下;闭合开关前滑片调到最大阻值作用:保护电路、改变电流、改变部分电路电压
【考向五】欧姆定律
欧姆定律
考点
核心知识点
内容
导体中的电流,跟导体两端电压成正比,跟导体电阻成反比
公式
变形:U=IR、
适用条件
纯电阻电路;同一导体、同一时刻
易错点
只是计算式,电阻不随 U、I 改变
串并联总电阻
串联总电阻:越串越大
总并联总电阻:越并越小,总电阻小于任一支路电阻
【考向六】电功与电能
电功与电能
考点
核心知识点
电功
电流所做的功,消耗电能多少;符号 W
公式
通用:W=UIt=Pt 纯电阻:
单位
焦耳 (J)、千瓦时 (kW・h);1kW⋅h=3.6×106J
电能表
测消耗电能;参数:220V、标定电流、转速 r/(kW・h)
【考向七】电功与电能表
电功与电能表
考点
核心知识点
定义
电流做功快慢;符号 P
公式
通用: 纯电阻:
额定功率与实际功率
实际功率等于额定功率 正常发光
实际功率小于额定功率 发光暗
实际功率大于额定功率 易烧坏
串并联功率
串联电阻越大功率越大;并联电阻越小功率越大
【考向八】电功与电能表
电功与电能表
考点
核心知识点
内容
电流通过导体产生的热量,与电流平方、电阻、通电时间成正比
公式
Q=I2Rt
应用
电热器:电饭锅、电暖气;导线发热、保险丝利用电热
区别
纯电阻:W=Q;非纯电阻:W>Q(电动机)
【考向九】探究电流与电压、电阻的关系
探究电流与电压、电阻的关系
考查分类
详细考点内容
实验目的
1. 电阻一定时,探究电流与电压的关系
2. 电压一定时,探究电流与电阻的关系
实验方法
控制变量法
实验器材
电源、开关、导线、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表
电路连接要求
1.电流表串联;电压表并联定值电阻两端;
2.滑动变阻器一上一下;
3.连接电路开关断开;
4.闭合开关前滑片调到最大阻值处。
探究电流与电压关系
控制:电阻不变操作:调滑动变阻器,改变定值电阻两端电压,测多组 U、I。
结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
探究电流与电阻关系
控制:电压不变操作:更换不同定值电阻,调滑片保持定值电阻两端电压不变,测电流结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
滑动变阻器作用
共同作用:保护电路。
探究 I 与 U:改变定值电阻两端电压,获取多组数据。
探究 I 与 R:更换电阻后,控制定值电阻两端电压不变。
多次实验目的
避免偶然性,寻找普遍规律,不是减小误差。
能否用灯泡代替定值电阻
不能;灯丝电阻随温度变化,无法保持电阻恒定,实验结论不准确。
换大电阻后操作
定值电阻两端电压变大;向滑动变阻器阻值变大方向调滑片,使电压表示数保持不变。
结论易错表述
正确:电流随电压、电阻变化错误:电压与电流成正比、电阻与电流成反比(因果不能颠倒)
图像规律
I-U 图:过原点倾斜直线(正比)
I-R 图:双曲线(反比)
I-1/R 图:过原点直线
常见电路故障
电流表无示数、电压表示数接近电源电压→定值电阻断路
电流表有示数、电压表无示数→定值电阻短路
移动滑片电表示数不变→滑动变阻器接同上或同下
【考向十】测量未知电阻的阻值
对比项目
伏安法测定值电阻
伏安法测小灯泡电阻
实验原理
实验器材
电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器
电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器
电路接法
电流表串联,电压表并联待测电阻;滑动变阻器一上一下
连接电路要求
开关断开;闭合开关前滑片置于最大阻值处
滑动变阻器作用
①保护电路②改变电压、电流③多次测量求平均值减小误差
①保护电路②改变小灯泡两端电压,观察不同电压下亮度和电阻变化不能求平均值
多次测量目的
求平均值,减小实验误差
探究灯丝电阻随温度的变化规律,不求平均值
电阻特点
定值电阻阻值几乎不变,与电压、电流、温度无关
灯丝电阻随温度升高而增大;电压越高,灯越亮,温度越高,电阻越大
数据处理方式
测 3 组 U、I,分别算 R,再求平均值
测 3 组 U、I,分别算 R,不平均,直接比较阻值大小
能否求平均电阻
可以
不可以(无意义)
图像特征
I−U 图像为过原点直线
I−U 图像为曲线,斜率逐渐变小
常见电路故障
1. 电流表无示数、电压表示数接近电源电压→待测电阻断路2. 电流表有示数、电压表无示数→待测电阻短路
故障现象、判断方法和定值电阻完全一样
实验易错点
电阻是本身性质,不由电压、电流决定
不能说电阻与电压、电流成正比反比;只能说随温度升高电阻变大
【考向十一】测量小灯泡的电功率
测量小灯泡的电功率
考查类别
核心知识点
实验名称
伏安法测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理
P=UI
实验器材
电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器
电路图接法
电流表串联;电压表并联在小灯泡两端;滑动变阻器一上一下
电路连接规范
连接电路时开关断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片调到最大阻值处
滑动变阻器作用
①保护电路②调节小灯泡两端电压,使其分别等于、低于、高于额定电压,测量不同实际功率
实验操作步骤
1. 调滑片,使电压表示数等于额定电压,记录电流,算额定功率
2. 调滑片,使电压略低于额定电压,观察亮度、测功率
3. 调滑片,使电压略高于额定电压(不超过 1.2 倍),观察亮度、测功率
多次测量目的
探究小灯泡亮度与实际功率的关系,不能求功率平均值
亮度决定因素
小灯泡亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮
额定与实际关系
U实=U额→ P实=P额,正常发光
U实<U额→ P实<P额,发光较暗
U实>U额→ P实>P额,发光过亮,易烧坏
灯丝电阻特点
电压越高,灯越亮、温度越高,灯丝电阻随温度升高而增大
数据处理要求
分别算出三种情况下电功率,不允许求平均值
常见电路故障
1. 电流表无示数、电压表示数接近电源电压→小灯泡断路
2. 电流表有示数、电压表无示数→小灯泡短路
3. 滑片移动示数不变→滑动变阻器接同上或同下
中考易错点
1. 不能把三次功率求平均当作额定功率
2. 亮度看实际功率,不是看电流或电压
3. 不能让灯泡电压超过额定电压太多,防止烧坏
题型一 动态电路分析以及相关计算
1.(2026·河北省保定市·一模)如图甲所示是常用的电子测温仪测量体温,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻为保护电阻,显示仪是由电表改装而成的。在测量人体的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大。则下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,电路消耗的电功率越大
D.测量相同温度时,若只将更换为阻值更大的电阻,显示仪示数变小
【答案】D
【详解】A.由图可知,显示仪与热敏电阻R并联,故显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B.由图可知,热敏电阻R与定值电阻R0串联,由题意可知,人体的温度越高,显示仪(即电压表)示数越大,由串联电路分压原理可知,R的阻值变大,所以可知:热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故B错误;
C.由选项B分析可知,人体的温度越高时,R的电阻越大,电路的总电阻越大,由可知,电路消耗的电功率越小,故C错误;
D.测相同温度时,R的阻值不变,将R0更换阻值更大的电阻后,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,由可知,R两端的电压变小,即显示仪的示数变小,故D正确。
故选D。
2.(2026·河北邯郸·初中学业水平抽样评估)酒驾是危害公共安全的危险行为之一,图甲是检查司机是否酒驾的呼气式酒精测试仪的电路原理图,电源电压不变,R2为定值电阻,R1为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙所示。当电流表示数大于或等于某一值I0时,发出酒驾警报。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值随酒精气体浓度的增大而增大
B.酒精气体浓度增大时,电压表示数变小
C.酒精气体浓度减小时,电压表与电流表示数的比值不变
D.增大R2的阻值,可让酒精气体浓度在更小值时发出酒驾警报
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,酒精气体浓度增大时,R1的阻值减小,则R1的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,故A错误;
B.分析电路可知,、串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。酒精气体浓度增大时,阻值减小,则总电阻减小,根据,电路中电流增大,根据,电压增大,则电压表示数变大,故B错误;
C.根据,电压表与电流表示数的比值等于阻值,是定值电阻,所以酒精气体浓度减小时,电压表与电流表示数的比值不变,故C正确;
D.电路发出酒驾警报时的电流不变,根据可知总电阻不变。总电阻,增大R2的阻值,则报警时的阻值变小,由图乙可知,对应的酒精气体浓度增大,所以增大R2的阻值,可让酒精气体浓度在更大值时发出酒驾警报,故D错误。
故选C。
3.(2026·河北张家口·一模)小明设计了一个监控装置,示意图如图所示,电源电压不变,是定值电阻,为光敏电阻,其阻值随光照强度增大而减小。当有人从通道经过时会挡住光源射向的光,AB间的监控装置会自动拍摄。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.有人经过通道时,阻值变小 B.有人经过通道时,功率变大
C.电流表示数变大时,监控装置会自动拍摄 D.两端电压变小时,监控装置会自动拍摄
【答案】D
【详解】分析电路,和串联,有人经过通道时会挡住光源照向的光,光照强度减小,此时的阻值增大,电路中的总电阻变大,根据,电路的电流减小,两端电压减小,此时监控装置会自动拍摄,由可知,当电路电流I减小时,功率减小,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.(2026·河北石家庄桥西·一模)无人机航拍时为了保持实时拍摄的画面清晰,其自带的电子镜头在外界光线较强时会减小透光能力,在光线较弱时会增大透光能力。如图所示为无人机电子镜头自动控制电路示意图(电子镜头相当于电压表,图中未画出),电源电压恒定,为定值电阻,为光敏电阻,其阻值随外界光照强度的增加而减小。已知当光敏电阻在变化时,电子镜头两端的电压在3V~4V内变化,电子镜头的透光能力随电压的增大而增加。下列说法正确的是( )
A.外界光线越强,电路中的电流越小
B.电子镜头应接在间,与并联
C.电源电压为6V
D.光敏电阻均匀变化时,电子镜头两端电压也均匀变化
【答案】C
【详解】A.已知光敏电阻的阻值随外界光照强度的增加而减小,当外界光线越强时,光敏电阻的阻值越小。在串联电路中,总电阻
根据欧姆定律可知,电路中的电流会越大,故A错误;
B.因为电子镜头的透光能力随电压的增大而增加,外界光线较强时,电子镜头应减小透光能力,即减小受控电压,此时所并联的电阻应减小;又因为光敏电阻的阻值随受光强度的增加而减少,所以电子镜头应与光敏电阻并联,即接在间,而不是与并联,故B错误;
C.设电源电压为,当光敏电阻时,电子镜头两端电压,此时电路中的电流
则两端电压
根据欧姆定律可得①
当光敏电阻时,电子镜头两端电压,此时电路中的电流
则两端电压
根据欧姆定律可得②
由于的阻值不变,结合①②可得
解得电源电压,故C正确;
D.设电子镜头两端电压为,电路中的电流为,根据串联电路特点和欧姆定律可得
与不是线性关系,所以当光敏电阻均匀变化时,电子镜头两端电压不会均匀变化,故D错误。
故选C。
5.(2026·河北沧州·模拟)东光县的错季大棚蔬菜丰富了群众的“菜篮子”。农民经常会采用补光的方式来增加光照时间和光照强度。如图是小明设计的监测光照强度的电路,电源电压不变,为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小,电流表示数达到时触发补光系统。当蔬菜大棚内光照变弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大
B.电路消耗的电功率变小
C.电压表示数与电流表示数的比值会变小
D.换用阻值更小的,会在光照强度较强时触发补光系统
【答案】B
【详解】光敏电阻与定值电阻并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。已知的阻值随光照强度增强而减小,当光照变弱时,的阻值变大。
A.并联电路各支路电压等于电源电压,是定值电阻,因此通过的电流不变;R阻值变大,由得,通过的电流减小。干路电流等于两支路电流之和,因此干路电流减小,电流表示数变小,故A错误;
B.电路总功率,电源电压不变,干路电流变小,因此总功率变小,故B正确;
C. 电压表示数等于电源电压,始终不变;电流表示数变小,因此(即电路总电阻)的比值变大,故C错误;
D. 触发条件是干路电流,整理得,即。换用更小的后,变大,触发时更小,即更大;越大对应光照越弱,因此换更小的会在光照更弱时触发补光,而非光照较强时,故D错误。
故选B。
6.(2026·石家庄五十三中·模拟)近年来,河北省加快发展智慧农业,蔬菜大棚实现智能化管理,一部手机就能远程操控浇水、施肥、调温。温度过高会影响蔬菜生长,图甲为温度过高时触发报警的电路,电源电压不变,为阻值可调的电阻箱,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示。当电流表示数大于某一值时触发报警,时的温度为警戒温度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随温度的升高而增大 B.增大阻值可升高警戒温度
C.一定时,温度越高,通过的电流越大 D.一定时,温度越高,电流表示数越小
【答案】B
【详解】甲图中与热敏电阻并联,电流表测干路总电流;由乙图可知,热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
A.由乙图可知,温度升高时的阻值减小,故A错误;
B.警戒温度是电流表示数刚好等于时的温度,根据:增大后,减小,要让总电流仍等于,需要增大,因此要减小;越小对应温度越高,因此警戒温度升高,故B正确;
C.一定时,并联电路各支路电压等于电源电压,根据,电源电压和都不变,因此通过的电流始终不变,故C错误;
D.一定时,温度越高,阻值越小,的电流越大;干路电流,不变,增大,因此干路电流(电流表示数)越大,故D错误。
故选B。
7.(2026·河北沧州·模拟)科技节上小明和同学合作设计了一个烟雾报警器,可用于动车、厨房等场所。其原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,烟敏电阻的阻值随烟雾浓度的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.烟雾浓度越大,电路中的电流越小 B.烟雾浓度越大,电压表示数越小
C.当烟雾浓度为40%时,电压表的示数为2.4V D.当电路中电流为0.2A时,烟雾浓度为40%
【答案】C
【详解】AB.由图甲可知,烟敏电阻与定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压。由图乙可知:烟雾浓度越大,烟敏电阻的阻值越小,电路总电阻,因此总电阻越小。根据欧姆定律,电源电压恒定,总电阻越小,电路中电流越大。定值电阻两端电压,电流越大,越大,即电压表示数越大。故AB错误。
C.由图乙可知,当烟雾浓度为 时,烟敏电阻的阻值,电路总电阻
电路中的电流
电压表测两端电压
故C正确;
D.当电路电流时,电路总电阻
烟敏电阻阻值
由图乙可知,对应的烟雾浓度为80%,故D错误。
故选C。
8.(2026·南皮第四中学&王寺中学·中考模拟预测)为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图所示,为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电流表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A.眼睛与电子屏幕的距离变近时,电压表的示数变大
B.眼睛与电子屏幕的距离变近时,电压表的示数与电流表的示数的比值不变
C.眼睛与电子屏幕的距离变近时,电路的总功率变大
D.要增大提醒距离,应更换阻值更大的
【答案】C
【详解】A.为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,根据串联电路分压原理,传感器的分得的电压也越小,故电压表示数变小,故A错误;
B.电压表示数与电流表示数的比值,即为的阻值,距离减小时,R阻值减小,因此比值减小,故B错误。
C.眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,R与串联,故总阻值也变小,电源电压U不变,电流I增大,电路总功率,因此总功率P变大,故C正确。
D.增大提醒距离,意味着眼睛离屏幕更远(R阻值更大)时,电流就要达到触发提醒的设定值。由
I为设定值不变,R增大时,需要减小才能满足等式,因此应更换阻值更小的,故D错误。
故选C。
9.(2026·河北·初中学业水平结业测评)图1是某款空气净化器的简化电路图,已知电源电压不变,为定值电阻,是粉尘浓度传感器,它的阻值与粉尘浓度的变化关系如图2所示。下列说法正确的是( )
A.当粉尘浓度增大时,的阻值变大
B.当粉尘浓度增大时,电流表的示数变小
C.当粉尘浓度减小时,消耗的功率不变
D.当粉尘浓度减小时,电压表的示数与电流表的示数之比变大
【答案】D
【详解】A.由图2可知随着粉尘浓度β的增大,R0的阻值逐渐变小,故A错误;
BC.图1为串联电路,当粉尘浓度增大时,R0的阻值变小,电路的总阻值变小,因为电源电压不变,由可知电流增大,即电流表示数变大,反之当粉尘浓度减小时,电流变小,由可知,R消耗的功率变小,故BC错误;
D.设电路中的电流为I,电压表测量R0两端电压,示数,则电压表的示数与电流表的示数之比,因为当粉尘浓度减小时,R0的阻值逐渐变大,即电压表的示数与电流表的示数之比变大,故D正确。
故选D。
10.(2026·河北石家庄裕华·模拟)如图所示,甲图为科技兴趣小组为汽车设计的车载测距报警装置原理图,电路中电源电压恒定,为测距传感器电阻,和为定值电阻(),为单刀双掷开关。传感器电阻与车辆距前车距离的关系如图乙所示,当车辆距前车小于等于某个距离时,电路中的某一个电表会在大于等于设定值时发出警报(设定值不变),及时提醒驾驶者减速以防发生碰撞。下列分析正确的是( )
A.当闭合,接时,若车距增大,电压表示数减小
B.电路中负责报警的是电压表
C.当车辆从城区驶入高速公路时,为了提高安全性,应将由接拨到接
D.接恰好触发报警时电阻的功率大于接恰好触发报警时电阻的功率
【答案】D
【详解】A.当闭合、接a时,若车距s增大,由图乙可知,阻值增大,电路总电阻增大,电源电压U恒定,根据欧姆定律,电路电流I减小;定值电阻的两端电压减小,根据串联电路电压规律,两端电压增大。故A错误;
B.当车距减小,阻值减小,电路总电阻减小,电流I增大,根据“串联分压”的电压减小。题目要求“危险时电表大于等于设定值时报警”,因此危险时增大到设定值的是电流表,负责报警的是电流表。故B错误;
C.车辆从城区驶入高速公路,为提高安全性,需要更大的安全车距,对应触发报警的阻值更大。报警时电流为设定值不变,总电阻为定值,由
可知,要得到更大的,需要接入更小的定值电阻。故C错误;
D.触发报警时,电路电流均为设定值,的功率。接a时,
接b时,①
已知,因此,结合①可得
即接a恰好触发报警时功率更大。故D正确。
故选D。
题型二 探究电流与电阻、电压的关系
11.(2026·石家庄四十一中·二模)实验小组在“探究电流与电压关系”的实验中,设计了如图1所示的电路,其中为定值电阻, R′为滑动变阻器,电源电压为4.5V。
(1)根据如图1所示的电路图用笔画线代替导线,将如图2所示的实物电路补充完整,要求:滑片P向右滑动时,电流变小,导线不能交叉。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于______(选填“最左”或“最右”)端。
(3)连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是定值电阻R______(选填“短路”或“断路”)。
(4)电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,并将多组电流、电压值记录在表格中。其中第5次实验的电压表示数如图3所示,为______V;分析表格中的数据可得到的实验结论为:______。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(5)处理数据时发现,电压与电流的比值为R的阻值,是普遍规律吗?同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案。
方案一:收集电阻值均为的几个小组的数据;
方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。
你认为方案______更合理。
【拓展】
(6)实验结束后,小组成员进一步思考:如果将原电路中的滑动变阻器换成标有“”的另一个滑动变阻器,电源电压不变,继续探究电流与电阻的关系,且实验中始终保持电压表示数为2V不变,则可选用的定值电阻的阻值范围为______。
【答案】(1)
(2)最右
(3)短路
(4) 2.5 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
(5)二
(6)
【详解】(1)滑片P向右滑动时电流变小,说明滑动变阻器接入电阻变大,因此需要将左下接线柱接入电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值处,因此滑片置于最右端。
(3)电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数,说明可能是和电压表并联的定值电阻短路。
(4)电压表选用0~3V量程,分度值0.1V,读数为2.5V;分析表格数据:电阻不变时,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,因此结论为:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(5)要得到普遍规律,需要用不同阻值的电阻多次实验,避免结论的偶然性,因此方案二更合理。
(6)探究电流与电阻关系时,保持R两端电压为2V不变,电源电压4.5V,因此滑动变阻器两端电压为
根据串联分压,得定值电阻阻值
滑动变阻器允许最大电流为0.4A,电路最大电流不超过0.4A,因此定值电阻最小阻值
滑动变阻器最大阻值为30Ω,因此定值电阻最大阻值
因此定值电阻阻值范围为5Ω~24Ω。
12.(2026·河北邯郸·初中学业水平抽样评估)物理兴趣小组的同学想探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5V,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~3V。实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。连接的实验电路如图甲所示。
(1)请在图甲中添加一根导线完成电路连接,使滑片左移时,两电表示数均变大。
(2)将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,电压表仍无示数,则电路故障可能是______断路。
(3)探究过程中需要更换不同阻值的定值电阻进行多次实验,目的是_____。
(4)A、B两个实验小组的同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能不同),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,其中_____(选填“A”或“B”)小组的图像是错误的,原因是______。
(5)根据正确的I-R图像,可以得出结论:_____。
(6)小欣受到实验的启发,设计了拓展电路如图丙所示,电源电压恒为9V,R0为滑动变阻器。R1、R2为定值电阻。闭合开关S,当开关S1分别接a、b点时,调节滑片至不同位置,使电压表示数均为4V,若,则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差为______ Ω。
【答案】(1)
(2)电压表
(3)避免偶然性,寻找普遍规律
(4) B 没有控制定值电阻两端的电压不变
(5)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)5
【详解】(1)根据题目要求,滑片左移时,两电表示数均变大,所以滑动变阻器连入的阻值是变小,故应将滑动变阻器左下接线柱与电阻左侧接线柱用导线连接补全,形成符合题意的串联电路,据此作图。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路;而电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表仍无示数,故障可能是电压表断路。
(3)实验过程中更换不同阻值的定值电阻重复操作,是寻找电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系的普遍规律,避免偶然性。
(4)[1][2]在探究电流与电阻的关系的实验中,应控制不同定值电阻两端的电压相同,将图像数据用进行计算,可得出A组同学在使用5Ω、10Ω、15Ω、30Ω电阻进行实验时,两端电压都控制在3V,符合实验要求;而B组同学在使用5Ω、10Ω、15Ω、30Ω电阻进行实验时,它们两端的电压分别为3V、4V、4.5V、6V,他们没有控制电阻两端电压相同,而且电源电压仅5V,不存在定值电阻两端电压为6V的情况,故B组同学的图像一定是错误的。
(5)A组同学图像数据用进行计算得到为定值,故I与R成反比,能够得出结论导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)当S1接a点时,R1与滑动变阻器串联,R1两端电压为4V,所以滑动变阻器两端电压为
由串联分压可得,R1与滑动变阻器此时阻值R0的关系为
所以
当S1接b点时,R2与R0串联,R2两端电压为4V,所以R0两端电压为
由串联分压可得,R2与滑动变阻器此时阻值R′0的关系为
所以
因此滑动变阻器两次阻值之差
13.(2026·河北石家庄·一模)物理小组的同学用图甲所示电路探究“电压一定时电流与电阻的关系”,电源电压为4.5 V且保持不变,滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”,实验中所用的定值电阻分别是5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω。
(1)图甲所示的电路中存在连线错误,只要改接一根导线就可以纠正,请你把接错的那根导线打上“×”,并用笔画线代替导线把它接到正确位置上。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P调至最___(选填“左”或“右”)端;闭合开关S后,发现电流表有示数,电压表无示数,造成该现象的原因可能是____。
(3)排除故障后,先将5 Ω定值电阻接入电路,闭合开关,使电压表的示数达到某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为____A;接下来断开开关,取下5 Ω的定值电阻,分别换成10 Ω、15 Ω和20 Ω的定值电阻,按照正确的实验步骤,完成了本实验的探究。实验后小组同学绘制了如图丙所示的I-R图像,两条曲线中正确的是___(选填“A”或“B”);本实验中,可选择的定值电阻的最大阻值是___Ω。
(4)【拓展】实验结束后,小明利用一个额定电流已知的小灯泡、一个阻值为的定值电阻和一个电压未知的电源,设计了如图丁所示的电路,并进行了以下操作:
①闭合开关S、,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为。
②保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,电流表的示数为;小明将滑动变阻器的滑片移到最左端时,发现电流表的示数恰好为。
由此可知小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用、和表示)
【答案】(1)
(2) 右 定值电阻短路
(3) 0.6 B 40
(4)
【详解】(1)探究电压一定时电流与电阻的关系的实验中,需定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中,所以正确电路图如下图所示:
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大处。由图甲,滑片P应调至最右端。
电流表有示数,说明电路是通路。电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻R两端的电压为零,这表明很可能是定值电阻R发生了短路。
(3)图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.6A。
探究电流与电阻的关系,需控制定值电阻两端电压一定,由(2)可知,本实验控制电压
由图丙,当接入分别10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻时,曲线B对应的电压均为3V,曲线A的电压分别为4V、4.5V等,因此正确的是曲线B。
电源电压 ,由(3)可知,可知电压,则滑动变阻器两端的电压
在串联电路中,电压分配与电阻成正比,即
由于滑动变阻器的最大阻值为 ,因此本实验中可选择的定值电阻的最大阻值为
(4)由图丁可知,灯泡,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,开关并联在灯泡两端,并联在定值电阻两端,S在干路上;
当闭合S、,定值电阻被短路。此时小灯泡与滑动变阻器串联,小灯泡正常发光,此时电流表示数为,根据欧姆定律及串联电路电压规律可得,电源电压为①②③
保持滑片位置不变,断开,闭合。此时灯泡被短路,定值电阻 与滑动变阻器串联。电流为。同理电源电压为②③
保持S1闭合,将滑片移至最左端,此时滑动变阻器接入电路阻值为零,电路中只有 ,电流为。电源电压 ③
联立①②③可得
14.(2026·河北·初中学业水平结业测评)物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行“探究电流与电压的关系”实验。电源电压为,滑动变阻器的规格为“ ”。
(1)按照甲图,请用笔画线代替导线将图乙所示的电路连接完整。
(2)连接完成后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是_______。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第3次实验的电流表示数如图丙所示,为_______。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.4
0.9
1.2
1.8
2.4
3
电流
0.08
0.18
0.36
0.48
0.6
(4)老师说这些数据中有一组存在拼凑的嫌疑,这组数据是第_______(填序号)组。老师这样说的依据是_______。
(5)整理数据后分析得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_______。
(6)接下来兴趣小组的同学更换其他阻值的定值电阻进行实验,这样做的目的是_______。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)0.24
(4) 1 计算可得定值电阻的阻值为,滑动变阻器全部接入时的电流最小为/按照第1组的数据可以得出滑动变阻器接入的阻值为
(5)正比
(6)使结论具有普遍性
【详解】(1)根据电路图,电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中,滑动变阻器滑片向右滑阻值变大,连接如下:
(2)电流表无示数,则电路中有元件断路;电压表有示数,说明电压表并联的用电器断路,所以可判断定值电阻断路。
(3)电流表接0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,读数为0.24A。
(4)定值电阻的阻值为
电路中最小电流为
所以第1组数据是拼凑的。
(5)分析表格数据可知,电压与电流的比值一定,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流就增大为原来的几倍,由此可得出实验结论为:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)更换其他阻值的定值电阻可进行多次实验,使结论具有普遍性。
15.(2026·河北邯郸·一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3 V,电阻为,滑动变阻器标有“ ”字样。
(1)请你帮他用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整,要求当滑片P左移时电流表的示数变大。
(2)在“探究电流与电压的关系”实验中,可以通过改变串联电池节数来改变定值电阻两端的电压,也可以串联滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压。与改变电池数量相比,使用滑动变阻器的优点是_________(至少写出一条)。
(3)实验前开关断开时,如果发现电流表指针如图乙所示,则接下来的正确操作是__________;正确操作后,闭合开关S开始实验,图丙是某次实验中电流表的示数,应该记为____________A。
(4)下表是小明记录的实验数据,通过分析可得出结论:_____________;实验完成后,同组的同学提出,应更换多个不同阻值的定值电阻继续实验,你认为该想法合理吗?并说明原因:___________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
2.6
2.8
电流I/A
0.1
0.16
0.20
0.24
0.26
0.28
【拓展】
(5)小明继续思考,若用该电路探究“电流与电阻的关系”,还需增加的器材是____________。
【答案】(1)
(2)操作简便
(3) 对电流表调零 0.26
(4) 电阻不变时,电流和电压成正比 合理,多次实验避免偶然性
(5)多个不同阻值的定值电阻
【详解】(1)探究“电流与电压的关系”的实验中,电路为定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,电流表串联在电路中,当滑片P左移时电流表的示数变大,说明滑动变阻器接入电路的阻值减小,如图甲,应接滑动变阻器的A接线柱,据此作图。
(2)改变电池节数需要反复拆装电路,滑动变阻器仅移动滑片即可改变电压,操作更简便。
(3)实验前开关断开,电路中没有电流,电流表指针如图乙所示,指针不在零刻度,接下来应对电流表调零。如图丙所示,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.26A。
(4)由表格数据可得,电阻不变时,电流和电压成正比;探究普遍规律时,需要多次实验避免偶然性,所以应更换多个不同阻值的定值电阻继续实验,因此该想法合理。
(5)探究电流与电阻的关系,需要改变定值电阻的阻值,控制电压不变,因此需要补充多个不同阻值的定值电阻。
16.(2026·河北石家庄正定·摸底练习)在“探究电流与电压和电阻的关系”分组实验中,提供的实验器材如下:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、标有“25Ω,1A”的滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压的关系:
①某同学按图甲所示电路连接实物,为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器滑片P应移至______(选填“A”或“B”)端;闭合开关后,发现电压表指针如图乙所示,则电路连接出现的错误是______;
②纠正错误后开始实验,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图丙所示,记为______A,进行多次测量,记录数据如下表:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1
2
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
③利用表中实验数据在图丁中画出了电流与电压的关系图像;
④分析表中数据或图像,得出结论:______;
⑤实验中小明所用的定值电阻阻值为______Ω;
(2)探究电流与电阻的关系:(保持定值电阻两端的电压为2V不变)
①将原电路中10Ω的电阻换成15Ω的电阻,不改变滑片P的位置,闭合开关后,发现电压表的示数______(选填“变小”、“不变”或“变大”);
②又将25Ω的电阻接入电路,发现无论怎样移动滑片P都无法使其两端电压为2V,为了完成实验,可以采取的措施是______。(填写字母)
A.换最大阻值更小的滑动变阻器
B.换阻值为30Ω的定值电阻
C.换电源电压为4V的学生电源
D.改接电压表的更大测量范围
【答案】(1) A 电压表正负接线柱接反 0.2 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 10
(2) 变大 C
【详解】(1)[1]实验前为保护电路,应该将滑片移动到阻值最大处,根据实物图可知,将滑片移动到A端。
[2]根据图乙所示,闭合开关后,指针反偏,说明电压表的正负接线柱接反了。
[3]如图丙所示,电流表的量程为,所以此时电流表的示数为。
[4]根据图像可得,每一组的电压与电流之比都相等,所以可以得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[5]为探究电流与电压的关系,需要控制定值电阻的阻值一定,通过图像可以计算出定值电阻的阻值为
(2)[1]若将原电路中10Ω的电阻换成15Ω的电阻,不改变滑片P的位置,由于串联,定值电阻必然会分得更多的电压,所以电压表的示数增大。
[2]A.将25Ω的电阻接入电路,根据串联电路分压规律可得
滑动变阻器的阻值至少为,故更换更大阻值的滑动变阻器,故A错误;
B.换阻值为30Ω的定值电阻,则滑动变阻器需要分走更多的电压,目前的滑动变阻器最大阻值无法实现此目标,故B错误;
C.换电源电压为4V的学生电源,根据串联电路分压规律可得
滑动变阻器的阻值至少为,故C正确;
D.改接电压表的更大测量范围,仍然无法解决滑动变阻器分压不足的问题,故D错误。
故选C。
题型三 测量未知电阻的阻值
17.(2026·海南·模拟)小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)根据图(a)的电路图,用笔画线代替导线将图(b)的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大。
(2)连接电路后,闭合开关,电流表和电压表都有较小示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是______。
A.电阻R短路 B.电阻R开路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器连接错误
(3)排除故障后,小明移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流值,并记入表格。当他将滑片移到滑动变阻器一端时,电压表指针刚好指向15V刻度线,电流表的示数______,如图所示,据此可算出电阻R=______Ω。
(4)小明根据表中记录的电压和电流值,算出对应的电阻值,并求出电阻的平均值,他求电阻平均值的目的是______。
【答案】(1)
(2)D
(3) 0.3A 10
(4)减小误差
【详解】(1)电源为两节干电池,电源电压是3V,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端;滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大,所以滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中。
(2)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表和电压表都有较小示数,说明电路为通路,可能电路的电阻较大,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,可能将变阻器下面两个接线柱连入了电路中,故选D。
(3)当他将滑片移到滑动变阻器一端时,电压表指针刚好指向15V刻度线,电压表选用小量程,则其示数为3V;由图可知,电流表量程为小量程,分度值0.02A,电流表的示数为0.3A,电阻
(4)该实验为了减小误差,需要多次测量求平均值。
18.(2026·合肥七十六中·二模)小明在“伏安法测电阻阻值”的实验中,连接了如图甲所示的电路。
(1)将滑动变阻器滑片P向左移动时,其接入电路中的电阻变小,请将图甲中的实物图连接完整;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压,则电路存在的故障可能是________;
(3)排除故障后,小明调节滑片P进行多次测量,某次测量时电压表示数如图乙所示,此时电流表示数为,则本次测得的待测电阻________Ω;
(4)完成实验后,小明还想用一个电流表和一个定值电阻,测未知电阻的阻值。于是他设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和,此时电流表的示数为;
②闭合S、断开此时电流表的示数为;
③则未知电阻_______(用已知量和测量量、表示)。
【答案】(1)
(2)断路
(3)10
(4)
【详解】(1)滑动变阻器接入电阻由下接线柱决定,接左下接线柱时,滑片左移,接入的电阻丝长度变短,电阻变小。
(2)电流表无示数说明电路断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表连通电源两极,因此故障为断路。
(3)电压表选用量程,分度值,由图乙得电压 ,已知电流,根据欧姆定律得
(4)图丙中与并联, 闭合、时,电流表测干路总电流,闭合断开时,电流表测的电流, 并联电路中,的电流
电源电压
未知电阻的阻值为
19.(2026·西安高新一中·三模)某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12 V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_________(填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生_________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,此时压敏电阻的阻值为_________。
(4)闭合开关,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而_________(填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更_________(填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组同学向物理老师请教如何减小温度对压敏电阻阻值的影响,物理老师告诉他们可以将压敏电阻平放在一个大的长方体铜块上,可减小温度变化带来的影响,这是利用铜的_________性能好。
【答案】(1)b
(2)断路
(3)35
(4) 减小 高
(5)导热
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器应置于最大阻值处。由图甲可知,滑片移至b端时,滑动变阻器接入电阻最大。
(2)若压敏电阻短路,则电压表也被短路,没有示数,电路是通路,电流表有示数,这与题目中电流表无示数不符;若压敏电阻断路,此时电路断开,电流无法通过,电流表无示数,而电压表与滑动变阻器串联在电路中,电压表测量电源电压,电压表示数接近电源电压。所以故障可能是压敏电阻处发生断路。
(3)由图乙可知,电流表量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;电压表量程0~15V,分度值为0.5V,示数为10.5V。根据欧姆定律,可知压敏电阻阻值
(4)由图丙可知,压力增大时,电压表示数减小,即压敏电阻两端电压减小;因电流不变,根据欧姆定律可知,压敏电阻阻值随压力增大而减小。
压力较小时,根据图像可知压敏电阻两端电压变化更明显,说明阻值变化更显著,敏感程度更高。
(5)将压敏电阻放在铜块上,利用了铜的导热性能好的特点,能快速散热,减小温度变化对压敏电阻阻值的影响。
20.(2026·黑龙江牡丹江·一模)小霖为了用“伏安法”测量未知电阻阻值,利用滑动变阻器(50 Ω 1 A)、定值电阻约15 Ω。电压表、电源(电压保持不变)等器材,设计了如图甲所示的电路图。
(1)根据电路图,请你在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)按电路图连接电路后闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近电源电压,则电路故障可能是定值电阻________。
(3)排除故障后,小霖多次测量并记录数据,描绘出如图丙所示的图像。老师检查后确定小霖在电流表的使用中存在疏漏,这个疏漏可能是__________。
(4)解决疏漏后,小霖继续实验,当电压表示数为时,电流表示数如图丁所示,为_____A,则此次测得的阻值是_____Ω。
(5)利用图甲中的器材,还可以完成的实验是___________(写出一个即可)。
【答案】(1)/
(2)断路
(3)电流表在使用前未调零
(4) 0.20/0.2 15
(5)探究电阻一定时电流与电压关系
【详解】(1)电流表:串联在电路中,电流从正接线柱进、负接线柱出,选择量程(因为,不超过0.6A)。 电压表:并联在定值电阻R两端,电流从正接线柱进、负接线柱出,选择(根据电源电压选择)。 如图所示
(2)电流表无示数说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压说明电压表两端到电源两极是通的,因此故障为定值电阻R断路(此时电压表串联在电路中,测电源电压)。
(3)图丙的图像起点不在原点,而是在的位置,说明电流表使用前没有调零(指针初始有示数,导致测量的电流值偏大,电压为 0 时电流不为 0)。
(4)图丁中电流表接量程,分度值0.02A,指针指向0.2A,故电流为0.2A。 电阻。
(5)利用图甲的器材,还可以完成:探究电流与电压的关系(控制电阻不变,改变电压,观察电流变化)。
21.(2026·河北·模拟)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图甲所示,电源电压为4.5V。
(1)闭合开关前,图甲中的滑动变阻器滑片应置于最_______端。
(2)请按照图甲的电路图将图乙的实物图连接完整。
(3)闭合开关后,小华发现电流表有示数,电压表没有示数,原因可能是_______。
(4)排除故障后,将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出U-I图像,如图丙所示,由图可知,铅笔芯的阻值为_______Ω,滑动变阻器的最大阻值为_______Ω。
【拓展】
(5)小华想用实验室一只刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表A₁,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图丁所示,电路中电源电压恒定且未知,操作如下。
①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的 处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的 处,可知待测电阻的大小为_______Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是_______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
【答案】(1)右
(2)
(3)铅笔芯短路
(4) 5 10
(5) 15 不均匀
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器需要调节到最大阻值处保护电路,由电路图可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电阻最大,因此滑片置于最右端。
(2)由电路图可知滑动变阻器串联在电路中,滑片向右滑动时阻值变大,按照“一上一下”的接线规则,将滑动变阻器左下接线柱接入电路,连接到电源正极即可。
(3)电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表所测的铅笔芯可能短路。
(4)由U-I图像可得,铅笔芯的电阻是定值
电源电压为4.5V,初始时滑动变阻器接入最大阻值,此时电流最小,由图得最小电流,总电阻
由串联电路的电阻规律得,滑动变阻器最大阻值
(5)电流表满偏电流为Ig,滑动变阻器接入电阻为R,电源电压为U
ab接导线时①
接入10Ω定值电阻时②
①②联立解得滑动变阻器接入电路电阻③
接入待测电阻后④
①③④联立解得待测电阻
由变形得,和电流I不是线性关系,因此表盘上电阻值的分布不均匀。
22.(2026·湖南怀化黄金坳中学·二调)用图甲所示电路测未知电阻Rx的电阻值,电源为两节干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲未完成的电路补充完整。
(2)连接好电路后根据图甲中滑片的位置判断,此时是否可以直接闭合开关进行实验?________。
(3)闭合开关,滑动变阻器滑片处于某一位置时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx的阻值为________Ω。
(4)接着,移动滑片测出多组电压和电流值,分别算出相应的电阻值,实验中测量多组电压和电流值的目的是__________。
(5)某实验小组在完成电阻测量后,想制作一个快速测量电阻的装置。于是他们利用图甲装置进行制作(电源电压未知),不改变电表接入电路的测量范围,小组成员将滑动变阻器滑片调到合适位置后便不再移动,通过更换不同的待测电阻,在电压表表盘标记对应的阻值如图丙,则图丙指针所处位置应标记为________Ω。
【答案】(1)
(2)可以
(3)8
(4)求取电阻的平均值,减小误差
(5)10
【详解】(1)伏安法测电阻,电压表需要并联在待测电阻两端,两节干电池总电压为3V,因此电压表选量程,按正进负出连接即可。
(2)图中滑动变阻器的滑片位置在最大阻值处,因此可以直接闭合开关。
(3)电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.3A,根据欧姆定律得,未知电阻
(4)本次实验测量定值电阻的阻值,定值电阻阻值不变,测量多组数据是为了通过求平均值减小实验误差。
(5)电压表的量程为,图丙中4Ω对应的示数为2V,8Ω对应的示数为2.4V,指针对应的示数为2.5V,根据串并联电路的特点得
则有,
联立两式解得,
在图丙指针所处位置时
解得
23.(2026·河南鲁山第五教研区·一调)某实验小组在“测量定值电阻的阻值”实验中,选择的实验器材如图甲所示,电源电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为R0。
(1)该实验的实验原理是________。
(2)实验连接的电路如图甲所示,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线。
(3)电路连接正确后,在闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片调到最________(填“左”或“右”)端;闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,电压表、电流表都没有示数,于是断开开关,将电压表正接线柱上导线的另一端改接到滑动变阻器的上接线柱上,闭合开关,发现电压表指针明显偏转,电流表仍无示数,则电路故障是________。
(4)故障排除后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,为________A,则被测电阻的阻值是________Ω(结果保留一位小数)。
(5)在测量过程中,电压表突然损坏,小刚找老师又借了2个开关和阻值已知的定值电阻R0,也测量出了待测电阻R2的阻值,他设计的电路如图丙所示,请将实验步骤补充完整:
①________,读出电流表示数为I1;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S₂,读出电流表示数为I2;
③待测电阻 __________(用已知量和测量量表示,电源电压用表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) 右 电流表断路
(4) 0.26 9.6
(5) 只闭合开关S、,将滑动变阻器滑片移到适当位置
【详解】(1)用电压表测量电阻两端的电压U,用电流表测量通过电阻的电流I,代入即可计算出电阻的阻值,故本实验的原理是
(2)由图甲可知,错误之处是:电流表并联在待测电阻Rx两端、电压表与Rx串联.改正方法:用导线将Rx的右接线柱和电压表“-”接线柱连接起来,从而使电流表串联入电路,电压表并联在Rx的两端。
(3)闭合开关前,为了安全,要让电路中电流最小,需将滑动变阻器的滑片调到接入电路最大阻值处,即最右端。
闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,电压表、电流表都没有示数,说明电路中电压表两接线柱之外有断路,断开开关,将电压表正接线柱上导线的另一端改接到滑动变阻器的上接线柱上,闭合开关,发现电压表指针明显偏转,电流表仍无示数,说明电压表两接线柱之外是通路,断路位置在两接线柱之内,综合分析可知故障是电流表断路。
(4)由图可知,电流表的量程是“0~0.6A”,分度值为0.02A,示数为0.26A,则。
(5)实验步骤:只闭合开关S、,将滑动变阻器滑片移到适当位置,读出电流表的示数为,此时滑动变阻器与串联,滑动变阻器两端的电压为,滑动器的电阻为
保持滑片位置不变,只闭合开关S、,电流表的示数为,此时滑动变阻器与串联,滑动变阻器两端的电压为,则滑动变阻器的电阻为
;由滑动变阻器接入电路的阻值不变,可得
,解得待测电阻Rx的阻值为。
题型四 测量小灯泡的电阻
24.(2026·湖北·二模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压恒为,小灯泡的额定电压是,正常发光时灯丝电阻为左右。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右移动时,灯泡变亮);
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数为,则电路故障可能是___________;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示为___________A,此时小灯泡的电阻为___________;
(4)实验中,小明测量了多组数据,并绘制出了图像,如图丙所示。由图可知,小灯泡灯丝的电阻随着电压的升高___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)在完成这个实验后,小明回忆起在实验过程中,当改变滑片P时,灯泡的亮度、电压表读数、电流表的读数也都相应发生了变化,他想这是否说明灯泡的亮度与电压与电流有关系呢?你认为灯泡的亮度与其两端的电压和通过的电流是否有关?___________(选填“有关”或“无关”);当小明把实验中所测的电压值与电流值相乘时,他发现这个积的值越大时灯泡越___________(选填“暗”或“亮”)。
【答案】(1)
(2)小灯泡L断路
(3) 0.2 12.5
(4)变大
(5) 有关 亮
【详解】(1)小灯泡正常工作时电流约
滑动变阻器采用“一上一下”接法,为满足“滑片P向右移动时灯泡变亮”,必须接入B接线柱(右下)。电压表并联在小灯泡两端,电流表串联在电路中,选用0~0.6A量程(因正常工作电流约0.25A)。据此作图。
(2)小灯泡不亮、电流表示数为0、电压表示数为6V(电源电压),说明电压表到电源两端通路,而无电流通过灯泡 ,故电路故障可能是小灯泡L断路。
(3)电流表量程0~0.6A,由图乙可知分度值为0.02A,示数为0.2A ;故小灯泡正常工作电阻
(4)由图丙可知,小灯泡的 I-U 图像是一条曲线,且电压升高时,电流的增长速率变慢。因此小灯泡灯丝的电阻随着电压的升高变大。
(5)灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率,因此灯泡的亮度与其两端的电压和通过的电流有关。 电压与电流的乘积就是实际功率,乘积越大,实际功率越大,灯泡越亮。
25.(2026·内蒙古通辽·一模)小明用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻。电源电压恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 2 A”,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。(连线不要交叉)
(2)小明正确连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大,经检查电流表无问题,接下来正确的操作是________。(选填字母序号)
A.检查电路是否短路
B.检查小灯泡是否接触良好或损坏
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)排除故障后,闭合开关前,滑片应移至最________端,小明根据相应的电流表和电压表的示数画出图像,如图乙所示。此过程中,随着电路中电流的增大,滑动变阻器两端的电压________(选填“变大”或“变小”),小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
(4)分析乙图图像可知小灯泡的电阻非定值,这是因为灯丝电阻受________的影响。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻较________,灯泡实际电功率较大,灯丝容易熔断。
【拓展】
(5)另外一个小组的同学在进行实验时发现电流表损坏,小明帮他找来了一个单刀双掷开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路;其实验步骤如下:
①将开关拨到“2”,移动滑片P,直至电压表示数为U额;
②保持滑片位置不动,将开关S拨到“1”,此时电压表的示数为U,则小灯泡正常工作时的电阻的表达式为________(用U额、U、R0的关系式表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 左 变小 10
(4) 温度 小
(5)
【详解】(1)电压表并联在小灯泡两端,小灯泡额定电压为2.5V,因此电压表选0~3V量程,保证电流正进负出,将小灯泡的右端接线柱与电流表负接线柱连接,小灯泡的左端接线柱与电压表负接线柱连接,连线不交叉即可。
(2)电流表无示数说明电路断路,电压表示数较大,说明电压表连通电源,故障应该为小灯泡处发生断路,可能为接触不良或损坏,因此接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[1]闭合开关前,滑片需要移到滑动变阻器最大阻值处,滑动变阻器接右下接线柱,滑片在最左端时接入电阻最大,故闭合开关前,滑片应移至最左端。
[2]电源总电压不变,电流增大说明滑动变阻器接入电阻减小,灯泡两端电压增大,由可知,滑动变阻器两端电压变小。
[3]小灯泡额定电压为2.5V,由乙图得时,电流,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[1]灯丝电阻随温度升高而增大,因此小灯泡电阻不是定值,受温度影响。
[2]闭合开关瞬间,灯丝温度低,电阻较小,电源电压一定时,由可知,灯泡实际功率很大,因此灯丝容易熔断。
(5)开关接2时,灯泡电压为额定电压,正常发光;开关接1时,电压表测灯泡和的总电压,因此两端电压为;串联电路电流相等,电路电流,因此小灯泡正常发光电阻
26.兴趣学习小组的同学们在用“伏安法”测量小灯泡灯丝电阻的实验中,所用小灯泡额定电压为2.5V。
(1)为了保证电路的安全,在连接电路的过程中,开关应处于______状态,滑动变阻器的滑片应滑到______处。
(2)小组同学连接了如图甲所示的电路,其中有一根导线连接是错误的,请在图中这根导线上画“×”,并画出正确的连线。
(3)该小组纠正错误后,闭合开关并移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是______。
(4)排除故障后,同学们多次实验并将数据记录在下表中,计算出电阻并取平均值作为小灯泡的电阻,你认为这种做法对吗?______说出你的理由:______。
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.24
0.28
电阻/Ω
5.0
6.25
7.5
8.3
8.9
(5)同学小丽也做了这个实验,当滑片处于某一位置时,电流表的示数如图乙所示,电路中的电流是______A,但由于连线错误,根据测量的数据绘出了图丙中的图像,你认为出现错误可能的原因是______。
(6)同组的小红想测量小灯泡灯丝在常温时的电阻大小,于是设计方案:移动滑动变阻器的滑片,直至灯丝不发光,读出电流表和电压表的示数,计算出电阻的大小。小红的方案是否正确,请说出判断的依据是______。
【答案】(1) 断开 最大阻值
(2)
(3)小灯泡短路
(4) 不对 小灯泡电阻随温度的升高而增大
(5) 0.2 电压表并联在滑动变阻器两端
(6)不正确,由于电流的热效应,灯丝的温度会升高,测出的不是常温下灯丝的电阻
【详解】(1)为保证电路安全,连接电路时,开关应处于断开状态; 滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处(甲图在最右端)。
(2)电压表应并联在小灯泡两端,将电流表负接线柱与小灯泡的右接线柱导线画“×”,把电压表负接线柱与小灯泡右端连接,如下图:
(3)小灯泡不亮、电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,故障可能的原因是小灯泡短路。
(4)这种做法不对,理由:小灯泡的电阻随温度升高而增大,不同电压下,小灯泡的温度不同,电阻也不同,因此不能取平均值作为小灯泡的电阻。
(5)电流表的测量范围0~0.6A,分度值0.02A,指针在第10小格,读数为0.2A;
丙图中电流随电压增大而减小,原因是:电压表并联在滑动变阻器两端。
(6)实验过程中,由于电流的热效应,灯丝的温度会升高,测出的不是常温下灯丝的电阻,所以小红的方案不正确。
27.(2026·江苏连云港&宿迁·一模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)如图甲所示是小明同学连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。要求:电压表测量小灯泡两端的电压,当滑动变阻器滑片向右移动时,电流表示数增大;
(2)小明同学多次移动滑动变阻器的滑片,并根据多次测量记录的数据,绘制成如图丙所示的I﹣U图像,由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为____Ω;
(3)同组的小华认为,可在图丙中分别取三组对应的电压和电流值算出电阻,然后取平均值作为小灯泡的电阻,你认为小华的这种数据处理方式是____(选填“合理”或“不合理”)的,支持你的观点的证据是__________;
(4)分析图像可知,在家庭电路中,灯泡刚接通瞬间,灯泡的实际功率与额定功率相比_____(选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。
【答案】(1)
(2)5
(3) 不合理 灯泡的电阻随温度的升高而增大
(4)偏大
【详解】(1)要求滑片右移时电流增大,说明滑动变阻器接入电阻需减小,因此接右下接线柱(滑片右移时接入电阻长度变短,电阻变小);小灯泡额定电压为2.5V,因此电压表选择0~3V量程并联在灯泡两端即可。
(2)小灯泡正常发光时电压为额定电压,从丙图图像可知,对应电流,根据
(3)小灯泡灯丝电阻随温度变化,电压越大,灯丝功率越大、温度越高,电阻越大,不同电压下测得的电阻是不同温度下的真实电阻,求平均值没有实际意义,因此方法不合理。
(4)刚接通灯泡时,灯丝温度低,电阻比正常发光时小;家庭电路电压等于灯泡额定电压,根据,不变,越小,实际功率越大,因此实际功率比额定功率偏大。
28.(2026·河北沧州·模拟)小华同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电阻。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)如图甲是小华连接的实验电路,经检查发现其中有一根导线连接有误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法(导线不得交叉);
(3)电路问题排除后,闭合开关并移动滑片,眼睛应观察______(选填“电流表”或“电压表”),直到灯泡正常发光,读出电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻______Ω;
(4)小华根据实验数据绘制出小灯泡的关系图像并分出6块区域,面积分别为,他有了新的发现与收获:
①小灯泡的电阻随着两端电压的增大而______(选填“增大”“不变”或“减小”);
②当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积______表示(用图中字母、、、、或表示);
(5)【拓展】做完实验后,小华看到实验台上有一个定值电阻,上边的数字模糊不清,小华想测出它的阻值,可是发现电压表已损坏,经过小组讨论设计了如图丁中的①和②所示的电路图,小华认为利用前面的数据和这两个电路图,都能测出的阻值。你认为能测出阻值的电路图是______。
【答案】(1)断开
(2)
(3) 电压表 5
(4) 增大
(5)①
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)实验中电流表应与灯泡串联,电压表与灯泡并联,作图如下:
(3)[1][2]灯泡两端电压为额定电压时正常发光。所以要测量灯泡正常发光时的电阻,移动滑片时,眼睛应观察电压表直到灯泡正常发光。如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则此时电流表示数为0.5A,则此时小灯泡的电阻
(4)[1]由图丙可知,灯泡电压增大时,电流也增大,但是电流的增速减慢,根据可知,灯泡电阻变大。
[2]由图丙可知,当电流为时,小灯泡的电压为,则小灯泡的功率,,所以当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积表示。
(5)图①中,只闭合上方开关时,灯泡和定值电阻R并联后与滑动变阻器串联,电流表测灯泡的电流,移动滑片使电流表示数等于灯泡正常发光的电流0.5A,此时R两端电压等于灯泡的额定电压2.5V;然后只闭合下方开关,连接方式不变,电流表改测灯泡和定值电阻R的总电流,根据并联电流规律可得到R的电流,再由欧姆定律计算R的电阻,所以①可行;图②中,无论开关处于何种状态,都难以确定灯泡是否正常发光,这样就不能得到R的电压和电流,故②图不可行。
29.小明同学在实验室测量小灯泡电阻,器材有三节新干电池、一个额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
0.5
0.1
2
1.5
0.2
3
2
0.23
4
2.5
0.25
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整;
(2)连接好电路进行某次实验时,灯亮了一下,但很快就突然熄灭了,他马上观察_______表,发现指针已经归零,已知电表未损坏,由此判断小灯泡断路;
(3)排除故障后继续实验,移动滑片到某位置后,电压表的示数如图乙所示此时灯泡两端电压为_______V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向_______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)多次移动滑片,将电流表与电压表示数记录在下表中,则他所选滑动变阻器的最大阻值至少为_____;
(5)分析实验数据后,小明发现灯丝电阻是变化的,为了进一步找到引起灯丝电阻变化的原因,他发现实验过程中少收集了一项证据为:__________;
(6)完成上述实验的探究后,小明获得了灵感,设计了四种调光台灯的模拟电路图,其中能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是(各元件规格完全相同)( )
A. B. C. D.
(7)小明采用了上述最佳电路,利用原有器材连接了电路,在使用过程中发现移动滑片时小灯泡易被烧坏。既要实现灯泡可以正常发光,又要解决上述问题,请写出你的具体措施(可增减器材):__________。
【答案】(1)
(2)电流
(3) 1.9 B
(4)40
(5)小灯泡的亮度
(6)C
(7)在干路串联一个合适阻值的定值电阻
【详解】(1)如图甲,电流表与灯泡之间未用导线连接,所以用导线将电压表“3”接线柱与灯泡左端接线柱连接即可。
(2)若小灯泡断路,整个电路断开,电流表中没有电流,因此电流表指针归零,电压表串联在电路中测电源电压,指针偏转,因此应马上观察电流表。
(3)电压表选0~3V的测量范围,分度值0.1V,图乙示数为1.9V,小于小灯泡额定电压2.5V;根据串联分压规律,电源电压不变,要升高灯泡两端电压,需要减小滑动变阻器两端的电压,减小其接入的阻值。滑动变阻器接入的是B端下方接线柱,滑片向B移动时接入电阻减小。
(4)由题意可知,电源由三节新干电池串联组成,电源电压为
灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,电流表测电路中的电流。根据串联分压可知,当灯泡电压最小时,滑动变阻器两端电压最大,接入阻值最大,由表格可知,灯泡最小电压为,此时电路中的电流为,则滑动变阻器两端电压为
则此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为
因此滑动变阻器最大阻值至少为40Ω。
(5)通过小灯泡的电流越大,发光的亮度越亮,灯丝的温度越高,而灯丝电阻随温度升高而变化,小明只记录了电压电流,没有记录小灯泡的亮度,因此缺少小灯泡的亮度这一影响电阻的证据。
(6)A.如图,灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器阻值最大时灯泡仍有电流通过,无法熄灭,故A不符合题意;
B.如图,灯泡被短路,滑片移动时灯不亮,滑片移到最右端时会造成电源短路,损坏电源,故B不符合题意;
C.如图,滑片移到最左端时,灯泡被短路,其两端电压为0,滑片向右端移动时,灯与滑动变阻器滑片左侧部分电阻并联,再与其右侧电阻串联,根据串联分压可知,灯两端电压会变大,能实现灯泡由亮到灭,故C符合题意;
D.如图,灯泡与滑动变阻器并联,灯泡电压始终等于电源电压,亮度不变,故D不符合题意。
故选C。
(7)该电路中灯泡两端最大电压等于电源电压4.5V,远大于灯泡额定电压2.5V,因此容易烧坏;在干路串联定值电阻可以分压,或去掉一节干电池将电源电压降为3V,都可以限制灯泡最高电压,避免烧坏小灯泡。
题型五 测量小灯泡的电功率
30.(2026·河北邯郸·模拟)小安要测量额定电压为小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行________;
(2)小安连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到________两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最________(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表________(选填“有”或“无”)示数。更换相同规格的灯泡后,调节滑片使小灯泡正常发光,并记录电流表的示数;接着继续调节滑片,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压,观察小灯泡亮度情况。当电压表的示数为时,电流表的示数如图所示。实验数据如下表,则表中a处的数据为_______,b处的数据为_________;
实验次数
小灯泡两端的电压
通过小灯泡的电流
小灯泡的亮度
1
a
0.30
正常发光
2
2.0
b
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为________W。
【答案】(1)调零
(2) B、E 右
(3) 有 2.5 0.26
(4)0.75
【详解】(1)实验前电流表指针未对准零刻度线,需要先对电流表进行调零。
(2)[1]原电路中A、E连接错误,会导致灯泡和电压表没有接入电路中,灯泡中没有电流通过,正确连接需要让灯泡串联入电路,因此将导线改接在B、E之间,使电流经过灯泡后再流入电流表。
[2]闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值处,本题滑动变阻器接左下接线柱,滑片在最右端时接入电阻最大。
(3)[1]小灯泡灯丝断了后,电压表串联在电路中,电压表两端通过滑动变阻器、开关连通电源两极,因此电压表有示数,接近电源电压。
[2][3]小灯泡正常发光时,两端电压等于额定电压,题目给出小灯泡额定电压为2.5V,因此;电压为2V时,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,指针读数为,因此。
(4)小灯泡额定电压,额定电流,额定功率
31.(2026·海南儋州·一模)小海想测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,造成这一故障的原因可能是小灯泡___________;
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图像,如图丙所示;
(4)小海还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于且未知,滑动变阻器最大阻值未知,定值电阻阻值为),请将实验步骤补充完整:
①闭合S、,断开,移动滑片P使电压表示数为;
②闭合S、,断开,保持滑片P位置不变,读出电压表的示数为;
③闭合S、,断开,滑片滑动到最左端,读出电压表的示数为;
④小灯泡正常发光时的电阻___________(用、、、表示)。
【答案】(1)
(2)断路
(3)0.75
(4)
【详解】(1)测量标有“”字样小灯泡的电功率时,由知,需测量小灯泡两端电压和流过小灯泡的电流,计算得出小灯泡的电功率,电压表与小灯泡并联接入电路中,据此作图。
(2)电流表无示数,灯泡不亮,说明电路是断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联部分以外的电路是通路,与电压表并联的部分断路,故造成这一现象的原因可能是小灯泡断路。
(3)电流表接量程,分度值,读数为;小灯泡额定电压为,小灯泡的额定功率
(4)步骤③滑片在最左端,滑动变阻器接入电阻为0,电压表测电源电压,得电源电压; 步骤②中与滑动变阻器(接入电阻)串联,电压表示数为,电路电流,由串联分压得; ③步骤①中灯泡正常发光,灯泡与串联,滑动变阻器两端电压为,电路电流,因此灯泡正常发光电阻
32.(2026·淮南二十五中·一模)小庆同学用如图甲所示的电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的电功率。
(1)小庆同学按图甲方式连接好线路,同组的小慧发现电路中有一根导线连接错误。请你帮助他找出连接错误的导线(在错误的导线上打“×”),并补画出正确的连线;
(2)线路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电流表指针指在如图乙所示的位置,则小灯泡L1的额定功率是P1=___________W;
(3)另一组的同学在用同样规格的小灯泡做此实验时,按正确的方法连接好电路,闭合开关,灯泡发光,电压表的指针指在如图丙所示的位置,其原因可能是___________;
(4)小庆还想测量另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2。当灯L1正常发光时,他断开开关S,保持滑动变阻器滑片位置不变,用L2替换L1,再闭合开关S,需要向左移动滑片P才能使灯L2正常发光。依据上述现象,可推断出P2___________ P1(填“=”、“>”或“<”)。
【答案】(1)
(2)0.7
(3)电压表选择了0~15V的量程
(4)>
【详解】(1)原电路中电压表错误串联在电路,灯泡与滑动变阻器错误并联了;故在连接灯泡右接线柱到电流表的导线上打×,将小灯泡的右接线柱改接到与电压表的负接线柱相连,使电压表并联在小灯泡两端即可。
(2)灯泡正常发光时电压为2.5V,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.28A,则小灯泡的额定功率
(3)闭合开关,灯泡发光,电压表的指针指在如图丙所示的位置,电压表有示数,指针偏转的角度较小,可能是电压表选择了0~15V的量程。
(4)保持滑动变阻器滑片位置不变,换用L2后,需要向左移动滑片,即减小滑动变阻器接入电阻才能让L2正常发光,说明更换后L2两端电压低于额定电压2.5V,由串联分压规律可知,L2的电阻小于L1的电阻;两灯额定电压相同,根据可知,电阻越小额定功率越大,所以。
33.(2026·马鞍山第八初级中学·二模)如图甲所示,在“测定小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时小灯泡变暗。
(2)小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;
(3)继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,这段时间内,若小灯泡电阻变化量的绝对值是,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是,则和大小关系正确的是___________(填字母标号)。
A. B. C. D.无法比较
(4)接着测量在不同电压下通过小灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I-U图像,如图丙所示,实验中发现小灯泡的电阻随温度升高而增大,则正确的图线为___________。
【答案】(1)
(2)0.6
(3)B
(4)C
【详解】(1)由图甲可知,滑动变阻器与小灯泡串联,当滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变暗,说明电路电流变小,总电阻增大,即此时滑动变阻器接入电路的阻值变大,因此应将滑动变阻器的左下接线柱与开关相连。
(2)由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为,小灯泡正常发光时的电流为,故小灯泡的额定功率为
(3)记原来的电流为,继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端电压减小,通过灯泡的电流也减小,即,所以
根据欧姆定律可得,;移动滑片后电路的总电阻大于原来的电路总电阻,根据公式知小灯泡功率减小,灯丝的温度降低,小灯泡的阻值随温度的减小而变小,由电阻的串联规律可知,小灯泡阻值减小的值小于变阻器连入电路增大的值。故选B。
(4)小灯泡电阻随温度的升高而增大,即电压越大,电流越大,灯丝温度越高,电阻越大,因此图像的斜率为
则斜率随电压的增大而减小,图形逐渐向U轴弯曲,对应图线C。
34.(2026·江苏南京二十九中·零模)有一个阻值未知的定值电阻(阻值)和一个标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),要求测出的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正(所画的导线不能交叉)。_______
②改正电路后,正确操作,当电压表示数为1.8V时,电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为 ________ Ω。
(2)小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R0的规格是“”,电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。
①断开S2,闭合S1,调节电阻箱的阻值和滑动变阻器的滑片,直到 _________ ,记下此时电阻箱的阻值。
②断开S1,在M、N间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务。以下四个元件符合要求的有 _________ (填字母)。
A.一根导线 B.5Ω电阻 C.30Ω电阻 D.电阻箱
【答案】(1) 7.5
(2) 电流表示数为0.3A ABCD
【详解】(1)①电流表应和待测电阻串联,电压表应和待测电阻并联,待测电阻和变阻器串联。
②由图乙读出电流为0.24A,待测电阻
(2)①利用等效替代法,调节电阻箱的阻值和滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.3A,即小灯泡额定电流。
②A.闭合S2,电阻箱R0阻值调大,使电流表示数等于0.3A,此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0等于灯泡正常工作时的电阻,可通过计算灯泡电功率,故A符合题意;
B.不调节变阻器,闭合S2,变阻箱R0阻值调大,使电流表示数等于0.3A,此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与5Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻,可通过计算灯泡电功率,故B符合题意;
C.闭合S2,此时电阻箱、滑动变阻器和定值电阻串联,保持电阻箱、滑动变阻器接入电路的阻值不变,读出此时电流表的示数I1,则电源电压
断开两个开关,调节电阻箱接入电路的阻值为0,保持滑动变阻器的滑片位置不动,再闭合S2,此时滑动变阻器和定值电阻串联,读出此时电流表的示数I2,则电源电压
联立两式可得滑动变阻器的阻值和电源电压,在步骤①中灯泡正常发光,电源电压
代入、、、电源电压,可求得灯泡的额定电压,根据公式求得灯泡的额定电功率,故C符合题意;
D.闭合S2,使电流表示数等于0.3A,此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻,可通过计算灯泡电功率,故D符合题意;
故选ABCD。
题型六 电学知识的综合运用(计算题)
35.(2026·河北石家庄·一模)如图所示,电源电压为9V且保持不变,小灯泡L的规格为“6V 6W”,R为标有“2A”字样的滑动变阻器,电流表的测量范围是。求:
序号
1
2
电流表示数(A)
0.3
1.5
电路总电功率(W)
11.7
22.5
(1)小灯泡正常发光时电流表的示数;
(2)为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值;
(3)用定值电阻R0替换灯泡L,其他器材不换但重新连接电路。闭合开关S后移动变阻器R的滑片,当滑片在最大阻值处与另一位置时,电流表示数与电路总功率的值如上表所示。求定值电阻R0的阻值与滑动变阻器R的最大阻值之比。
【答案】(1)1A
(2)3Ω
(3)3:10
【详解】(1)小灯泡正常发光时,两端电压等于额定电压,功率等于额定功率,小灯泡正常发光的电流
(2)根据器材参数,滑动变阻器允许最大电流为,电流表量程为,小灯泡额定电流为,因此电路允许的最大电流,根据欧姆定律,电路总电阻
小灯泡电阻
串联电路总电阻等于各电阻之和,因此滑动变阻器接入的最小阻值
(3)根据表格数据分析,替换灯泡后,与滑动变阻器并联,电流表测量滑动变阻器支路的电流。并联电路中各支路电压等于电源电压,因此的功率恒定不变,电路总功率满足,为电流表示数(滑动变阻器的电流)。滑片在最大阻值处时,滑动变阻器电阻最大,电流最小,因此对应表格第一组数据,,代入得
解得,根据得,
对滑动变阻器最大阻值,根据欧姆定律可得,
因此阻值之比
36.(2026·河北·模拟)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡 L的额定电压为3V,滑动变阻器R1的规格为“60Ω 1.2A”,闭合开关S,当滑片P置于中点时,灯泡正常发光,电流表的指针恰好在满偏的中间位置。
(1)求灯泡的额定功率;
(2)求电源电压;
(3)用定值电阻R2替代小灯泡,再将另一电压表V2并联接在R2两端,电表可能重新选择了测量范围。闭合开关,当滑片P置于某一位置时,三个电表指针偏转的角度相同(如图乙为电表表盘),且表V1示数大于表V2的示数,求R2的阻值。
【答案】(1)0.9W
(2)12V
(3)5Ω
【详解】(1)开关闭合灯泡正常发光,电流表的指针恰好在满偏的中间位置,由于量程不确定,则电流可能是0.3A或1.5A,滑动变阻器允许通过的最大电流是1.2A,故电路电流为0.3A,灯泡的额定功率为
(2)闭合开关,当滑片P置于中点时,灯泡正常发光,则,R1两端的电压为
灯泡和滑动变阻器串联,电源电压为
(3)闭合开关,当滑片置于某一位置时,三个电表指针偏转的角度相同,且表V1示数大于表V2的示数,则表V1使用的是大量程,表V2使用的是小量程,故R1的电压是R2的5倍,即……①
由于电源电压12V,则……②
联立①②,解得,
由于三个电表指针偏转的角度相同,所以三个电表指针都偏转了两个大格,故电流为0.4A,则R2的阻值为
37.(2026·河北·模拟)某用电器可以实现照明和加热功能,电路图如图甲所示,小灯泡标有“”字样,电流表有和两个量程,电压表接量程,为阻值未知的定值电阻,滑动变阻器上标有字样,电源电压恒为,小灯泡电阻随温度的改变而改变,求:
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少安?
(2)开关断开,S、闭合,移动滑片,当接入电路的阻值为时,的功率为,这种状态下小灯泡消耗的电能是多少焦耳?
(3)若保持电压表量程不变,电流表可以改变量程,开关断开,S、闭合,移动滑片,发现在电路安全的前提下电流表示数能够达到的最小值如图乙所示,请通过计算判断可能的阻值。
【答案】(1)0.625A
(2)
(3)50Ω或6Ω
【详解】(1)由题意可得,小灯泡正常发光时的电流为
(2)由图甲可知,当开关S1断开,S、S2闭合时,小灯泡L与滑动变阻器R2串联。当接入电路的阻值为时,的功率为,可求得此时电路中的电流为
根据欧姆定律,滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路电压特点,小灯泡两端的实际电压为
小灯泡消耗的电能为
(3)由图甲可知,当开关S2断开,S、S1闭合时,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联。电压表测量R2两端的电压,电流表测量干路电流。滑动变阻器连入电路中的电阻越大,电路的总电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流越小,因电流表量程可以改变,则有2种可能:
①若电流表量程为“0~0.6A”时,分度值为0.02A,则最小电流为0.3A,当滑动变阻器连入电路的阻值最大为30Ω时,根据欧姆定律可得,电压表示数
电压表安全,电路的总电阻为
当滑动变阻器连入电路的阻值最大为30Ω时,电流最小,则的阻值为
②若电流表量程为“0~3A”时,分度值为0.1A,此时的最小电流为1.5A,当滑动变阻器连入电路的阻值最大为30Ω时,根据欧姆定律可得电压表示数为
故滑动变阻器接入电路的最大电阻不能达到30Ω,因电压表量程为0~15V,所以当电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电流最小,此时两端的电压为
的阻值为
综上所述,可能的阻值为50Ω或6Ω。
38.(2026·河北衡水·模拟)在如图所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,滑动变阻器上标有“30Ω 1A”字样,小灯泡标有“6V 6W”字样,电流表选择0~3A量程,电压表选择0~3V量程。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻;
(2)小灯泡正常发光时,求10s内滑动变阻器消耗的电能;
(3)用定值电阻R0替换小灯泡接入电路,在电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最大阻值与最小阻值之比为4∶1时,求定值电阻R0的阻值。
【答案】(1)
6Ω
(2)
30J
(3)
8Ω
【详解】(1)小灯泡正常发光时,其两端电压等于额定电压,其电功率等于额定功率,根据电功率公式可得,小灯泡的电阻为
(2)小灯泡正常发光时,电路中的电流等于小灯泡的额定电流。
根据电功率公式可得,电路中的电流
由于小灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路电压特点,滑动变阻器两端的电压为
在时间内,滑动变阻器消耗的电能为
(3)为保证电路安全,需满足以下条件:
①电路中的最大电流不能超过滑动变阻器允许的最大电流,即
②滑动变阻器两端的电压不能超过电压表的量程,即
当滑动变阻器接入电路的阻值最小为时,电路中的电流最大为
根据欧姆定律和串联电路特点,电源电压,可得(式1)
当滑动变阻器接入电路的阻值最大为时,其两端的电压也达到最大值,为
此时,定值电阻两端的电压为
电路中的电流为
根据欧姆定律,滑动变阻器的最大阻值为(式2)
根据题意,滑动变阻器接入电路的最大阻值与最小阻值之比为4∶1,即(式3)
联立式1、式2、式3可解得。
39.(2026·邯郸育华中学·一模)如图所示电路,小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样,变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样。闭合开关S、,移动滑片使小灯泡正常发光,此时电压表示数为2V,求:
(1)小灯泡L的额定电流;
(2)此时整个电路消耗的电功率;
(3)若更换电源,只闭合开关S、,移动滑片到某一个位置,电流表和电压表指针位置如图所示(量程未知),当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时,其中一个表指针达到满偏,另一个表指针在刻度盘处。求定值电阻的可能值。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)小灯泡L的额定电流为
(2)分析电路可知,闭合开关S、,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测的电压。根据串联电压规律,电源电压为
此时整个电路消耗的电功率
(3)若更换电源,只闭合开关S、,和滑动变阻器串联,电压表测的电压。因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以由图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,则此时电路中的电流为0.5A。若电压表的量程为0~15V,则其示数为12V,滑动变阻器的阻值为
变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样,所以这种情况不符合题意;若电压表的量程为0~3V,则其示数为2.4V,滑动变阻器接入电路的阻值为
符合题意。故电压表的量程为0~3V,示数为2.4V。当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时,其中一个表指针达到满偏,另一个表指针在刻度盘处。若电流表达到满偏0.6A,则电流表示数增大的值为
电压表示数减小的值为
根据串联电压规律,两端电压变化量和电压表示数变化量相等,则阻值为
若电压表示数达到满偏3V,则电压表示数增大的值为
根据串联电路电压规律可知,两端电压变化量和电压表示数变化量相等,也为0.6V,电流表示数减小的值为
则阻值为
所以定值电阻的阻值可能为或。
40.(2026·河北邯郸邯山·阶段性学情调研)如图甲所示电路,电源电压为且保持不变,小灯泡正常发光的电压为,其I-U图像如图乙所示,为定值电阻,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”字样,电压表有“”和“”两个量程。闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片至某位置,小灯泡恰好正常发光。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻;
(2)求此时滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)若电压表量程不变,电流表量程可以改变,断开开关,闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数的最小值如图丙所示,请通过计算判断可能的阻值。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)由题意可知,小灯泡正常发光时的额定电压为12V,分析图乙中小灯泡的I-U图像可知,当小灯泡两端电压为12V时,通过它的电流为0.75A,根据欧姆定律,可得小灯泡正常发光时的电阻
(2)当闭合开关S、时,电路中灯泡L与滑动变阻器串联,因为小灯泡恰好正常发光,所以电路中的电流为0.75A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为
根据欧姆定律,此时滑动变阻器连入电路的阻值为
(3)由第(2)问可知,电压表测量两端的电压为6V,因此电压表的量程选择的是0~15V,断开开关,闭合开关S、,电路中定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量两端的电压。由图丙可知,电流表的指针指向0.3的位置,根据量程不同,读数可能为0.3A或1.5A,此为电路中的最小电流,电路中电流最小时,总电阻最大,这可能是滑动变阻器接入电路的电阻达到最大值(20Ω),也可能是电压表示数达到最大值(15V)所限制。
情况一:若电流表选择0~0.6A量程,则电路中的最小电流为0.3A,假设此时滑动变阻器接入电路的电阻为最大值20Ω,则其两端电压为
因为 6V < 15V,未超过电压表量程,所以此情况成立,此时电路中的最小电流确实是由于滑动变阻器达到最大阻值所致,电路的总电阻为
根据串联电路电阻规律,的阻值为
情况二:若电流表选择0~3A量程,则电路中的最小电流1.5A ,假设此时滑动变阻器接入电路的电阻为最大值20Ω,则其两端电压为
因为 30V > 15V,超过了电压表量程,所以这种情况不成立。
因此,电路中的最小电流1.5A是由于电压表示数达到量程最大值15V时,为保护电表而限制的,此时,两端的电压
根据串联电路电压规律,两端的电压为
的阻值为
此时滑动变阻器接入电路的电阻为(小于其最大值20Ω,此情况可以实现)
综上所述,可能的阻值为40Ω或2Ω。
41.(2026·河北石家庄裕华·模拟)如图甲所示,电路中电源电压为18V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“ 1A”,电流表接量程,两个电压表均接量程,图乙是小灯泡L的图像。闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为6V时,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)电路消耗的最小功率;
(3)用定值电阻替换小灯泡,闭合开关,调节变阻器的滑片,在电路安全的情况下,可使其中一个电压表的最大值是另一个电压表最小值的2倍,求满足条件的电阻的阻值。
【答案】(1)
(2)7.2W
(3)或
【详解】(1)由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器串联,测两端电压,测L两端电压,电源电压。
由题意,小灯泡正常发光时,示数即灯泡电压,从图乙的图像可得,时,电路电流,根据,代入得
(2)电源电压U不变,根据,电路电流最小时总功率最小。滑动变阻器接入电阻越大,电流越小,由于量程为0∼15V,因此两端最大允许电压,此时灯泡两端电压
从图乙可得,对应电路电流,因此电路最小功率
(3)替换L后,与串联,分两种情况讨论:
情况1:的最大值是最小值的2倍。当接入最大电阻50Ω时,电压最大,电压最小,满足
由题意,联立得,
串联电路电压与电阻成正比,因此,代入数据,解得
此时,符合安全要求。
情况2:的最大值是最小值的2倍。当电路电流最大时,接入电阻最小,电压最大,电压最小,电路最大电流由滑动变阻器规格得。由题意,联立得,
根据欧姆定律
此时,符合安全要求。
因此满足条件的阻值为12Ω或25Ω。
42.(2026·河北张家口·一模)如图所示,将可调压电源调至9V,滑动变阻器标有“30Ω 1A”,的阻值为,小灯泡L标有“6V 3W”字样,电流表的测量范围为。闭合开关S,断开、,调节滑片P,使小灯泡正常发光。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻;
(2)求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)将可调压电源调至某电压值,闭合开关S、、,在保证电路安全的条件下调节滑片P,电流表示数最大值与最小值之比为,求电源电压的可能值。
【答案】(1)12Ω
(2)6Ω
(3)15V
【详解】(1)小灯泡正常发光时的电流
小灯泡正常发光时的电阻
(2)闭合开关S,断开、,灯L与串联,小灯泡正常发光,故。滑动变阻器两端的电压
通过滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器接入电路的阻值
(3)闭合开关S、、,灯泡被短路,R1与R2并联
①若电流表示数能达到3A,即,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电流表示数最小
解得,此时
超过滑动变阻器允许通过的最大电流,故不符合题意,舍去。
②若电流表示数不能达到3A,电流表的最大示数为
解得,此时,干路最大电流小于电流表的测量范围,则电源电压为15V合理。
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