内容正文:
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让教与学更高效
专题13欧姆定律
考点1
欧姆定律的简单计算
1.B
2.29
3.1
10
4.6
必
变小
5.10
0.4
6.6
30
7.5000
8.串
10
9.25
1.67A
10.(1)0.35
(2)60
增大
↑UV
2.5
2
11.
1.5
52
是;P实0.8W
电阻R
0.5
00.10.20.30.40.51/A
12.5J
小于
12.(1)2.8
0.4
(②)镍铬合金丝断路
0.4
(3)3.6
30
考点2
动态电路分析与计算
1.B
2.D
3.C
4.A
5.C
1/8
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6.D
7.C
8.A
9.C
10.A
11.120
3:2
13
12.提高
160
报警器报警
5.2
180
13.变大
6R断路
14.不变
变小
15.70
18
16.9
6
17.电
偏小B
18.(1)托盘无重物时,电压表示数不为零
(2)500
1000
(3)换用阻值更大的定值电阻(合理即可)
19.(1)大
不均匀
(2)不合格
(3)0≤L≤15
(4)15
20.(1)102
(2)30N
(3)402
考点3
探究电流与电压、电阻的关系
生地
1.(1)电压
(2)正
2/8
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(3)0.4
5.2
(4)②③
(5)12.5
学生电源
y
2.(1)
(2)定值电阻断路
(3)3
0.15
B
(4)A
(5)20
3.(1)
电源
滑动变阻器
(2)③
(3)在电路中串联一个52或102或152的电阻
当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的
电阻成反比
HA
4
若电压表和电流表无示数,则被检部分断路
Mo
4.(1)B
3/8
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2)
电源
(3)B
12.5
电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
(4)闭合开关S和S3,断开S2
12.5
(1
(2)2.4
(3)电压
(④)同一电流下,当定值电阻两端电压大于滑动变阻器两端电压时,滑动变阻器阻值始终小于定值电阻
阻值,因此无交点。
6.(1)断开
右
(2)右
电压表
(3)反比
(④)测量电阻的阻值/探究电流与电压的关系
7.(1)BC
(2)0.4
2
0.4
(3R2
(4)C
8
0.22
闭合开关前,没有将滑片移到滑动变阻器最左端
成正
比
4/8
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B
9.(1)
(2)B
B
(3)B
没有保持电阻两端电压不变
(4)<
(5)BCD
(65
考点4
常规法测量定值电阻的阻值
9
R
1.(1)
(2)电压表
温度计
(3)100
4×10-3
(4)70
2.(1)断开
右
9
9
(2)
铅笔芯
(3)5
10
(4)5
不均匀
5/8
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3
(1)
B
0.12
100
(2)5
6
(3)调小
4.
(1)
(2)R断路
(3)5
(4)0.625
(⑤)灯丝电阻随温度升高而增大
考点5
特殊法测量定值电阻的阻值
1.(1)
(2)B
(3)9
探究I与U的关系
(4)灯泡
IoRo
U1-1R
Io
偏大
考点6
测量小灯泡的阻值
6/8
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1.灯泡短路/电压表短路
6.672AB
灯丝的电阻会随温度的升高而增大
3.IR=
1
(2)左
2.5
(3)10
(④)不能
U,R。
(5U,U,
4.左D
0.2
12.5
不可以
断开开关S1,闭合开关S、S2
U一.Ro
U,-U
5.(1)
(2)B
(3)短路
(4)右
(5)C
U(U-U2 R
(6(U-U0,
6.(1)
(2)10.4
(3)大于
(4)R
6
10
7/8
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7.(1)
(2)B
(3)短路
(4)右
(⑤)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
U(U-U2)Ro
(6(U-U)U
8.(1)
小灯泡断路
(2)滑动变阻器
13.6
变小
电源电压不变,电路中电流变大,根据欧姆定律,总电阻变小
8/8
专题13欧姆定律
6大考点概览
考点01 欧姆定律的简单计算
考点02 动态电路分析与计算
考点03 探究电流与电压、电阻的关系
考点04 常规法测量定值电阻的阻值
考点05 特殊法测量定值电阻的阻值
考点06 测量小灯泡的阻值
欧姆定律的简单计算
考点1
1.(2026·江苏南京·一模)已知小灯泡正常发光的电压和电流为U1和I1,根据如图所示的图像,下列说法中正确的是 ( )
A.电压为 0 时灯丝电阻也为 0 B.电压为 U1时的电阻大于U1时的电阻
C.电压为 U1时的电阻小于U1时的电阻 D.通过灯泡的电流跟它两端电压成正比
【答案】B
【解析】A.由图象知,小灯泡的电压增大,则灯丝的温度会升高,则电阻会增大,但电阻是导体的一种属性,即使电压为0,其电阻也不为0,故A错误;
BC.由图象知,小灯泡两端的电压为U1时,通过的电流为I1,设此时小灯泡的电阻为R1,当电压为U1时,电流
I>I1
设此时小灯泡的电阻为R2,据知
R1>R2
故B正确,C错误;
D.由图象知,通过灯泡的电流跟它两端电压的图象不是一条倾斜的直线,所以两者不成正比,故D错误。故选B。
2.(2026·江苏南京·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻和。闭合开关,断开和,电流表示数为;断开,闭合和,电流表示数为,则______。
【答案】2:9
【解析】电源电压保持不变,定值电阻和,闭合开关,断开和,和串联,电流表测电路电流,电流表示数为,根据欧姆定律,可得
断开,闭合和,和并联,电流表测干路电流,电流表示数为,根据欧姆定律和并联电路的特点,干路电流
则
3.(2026·江苏南通·一模)如图(甲)所示电路中,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电源两端的电压不变,改变R的滑片位置,电压表示数随电流变化的图线画在图(乙)的坐标系中,则根据以上条件可知R0的阻值为________,电源电压________V。
【答案】1 10
【解析】由图甲可知,R0与R串联,电流表测电源电压,电压表测R两端的电压。由图乙可知,当R两端的电压,电路中的电流时,根据串联电路的电压关系,电源电压①
当R两端的电压,电路中的电流时,根据串联电路的电压关系,电源电压②
由①②解得,电源电压,R0阻值。
4.(2026·江苏南京·一模)在如图所示电路中,电源电压不变,阻值为,闭合开关,电流表示数,则电压表示数为___________V。再将另一个电阻接入电路中,两电表示数都改变,则电阻与___________(选填“串”或“并”)联,电流表示数将___________(选填“变大”或“变小”)。
【答案】6 串 变小
【解析】[1]根据公式得,电压表示数
[2]将另一个电阻接入电路中,如两电阻并联,根据并联电压规律可知,电压表示数不会改变,不符合题意,故两电阻串联。
[3]另一个电阻接入电路中,两电阻串联,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流将变小,所以电流表示数变小。
5.(2026·江苏无锡·一模)一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R串联而成,通过L、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;当把这个工具接在电压为5V的电源两端,则电路中的电流是________A。
【答案】10 0.4
【解析】[1]由图可知,当定值电阻的电流是0.4A时,电压为4V,故定值电阻的阻值为
[2]将小灯泡L和定值电阻R串联接在电压为5V的电源两端,此时小灯泡L和一个定值电阻R电流相等且电压相加是5V,由图可知,此时电流为0.4A。
6.(2026·江苏南京·一模)如图所示,电源电压恒定,,开关S、S1都闭合时,电流表示数为0.5A;若只断开S1,发现电流表示数变化了0.2A,则电源电压为___V,R2的阻值为___Ω。
【答案】6 30
【解析】[1][2]开关S、S1都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流;若只断开S1时,电路为R1的简单电路所以,电流表示数的变化量即为R2支路的电流,则;根据并联电路电流的规律可知通过R1的电流
电源电压
电阻R2的阻值
7.(2026·江苏南京·一模)在甲、乙两地之间架设有两根输电线,在一次狂风暴雨之后,这两根输电线在某处发生了短路,为了确定短路的具体位置,电力工人这样操作:他在甲地把这两根输电线的线头分别接到电压为3V的电池正、负极上,并且测出了这时输电线中的电流为30mA,已知输电线每米长的电阻是0.01Ω,那么发生短路处离甲地________m。
【答案】5000
【解析】由欧姆定律得:输电线的总电阻
则导线总长度
因导线是两根的,故短路处离甲地为
8.(2026·江苏南京·一模)一小灯泡的规格为“”,要把它接在3节新干电池串联而成的电源上,为使小灯泡正常工作,需要给它____联一个阻值为______的电阻。
【答案】串 10
【解析】[1][2]每节新干电池电压为1.5V,电源电压
大于灯泡的额定电压,而串联电路起分压作用,因此需要串联一个电阻,为使小灯泡正常工作,由公式得串联电阻的阻值
9.(2026·江苏南京·一模)两只定值电阻,甲标有“10Ω1A”,乙标有“15Ω1.5A”,把它们串联起来,电路两端允许加的最大电压为______V;把它们并联起来,干路中允许通过的最大电流为______A。
【答案】25 1.67A
【解析】[1]串联电路中电流处处相等,允许通过的最大电流为1A,总电阻为
R串=R1+R2=10Ω+15Ω=25Ω
电路两端允许加的最大电压为
U串=I大R串=1A×25Ω=25V
[2]甲两端最大电压为
U1=I1R1=1A×10Ω=10V
乙两端最大电压为
U2=I2R2=1.5A×15Ω=22.5V
甲乙两电阻并联,电压相等,故电源电压最大只能取10V,此时乙电阻中电流为
干路中允许通过的最大电流为
I′=I1+I′2=1A+0.67A=1.67A
10.(2026·江苏南京·一模)项目学习小组同学设计了如甲图所示的质量仪,其中弹簧A(原长为1m)的上端与滑动变阻器的滑片P相连(此时P处于R的最上端),弹簧A、B的下端与金属板相连。电源电压恒为9V,定值电阻,滑动变阻器R的长度为0.3m,全长总电阻为,电压表的量程为。弹簧压缩长度与压力的关系如图乙所示。(托盘质量忽略不计)
(1)该质量仪能称量最大质量为__________kg的物体;
(2)同学们经过讨论,提出了改进措施:①若使滑片P位于某一端,电压表正好满刻度,测量仪的测量范围达到最大,则其他条件不变时,可以将换为__________或者将电源电压调为__________V;②若适当__________(选填“增大”或“减小”)弹簧B的长度,也可增大此质量仪的量程。
【答案】(1)0.35
(2)60 8 增大
【解析】(1)由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器滑片P上部分电阻的电压。当滑动变阻器全部接入电路时,电路中的电流为
此时滑动变阻器两端的电压即电压表示数为
超过电压表量程,故电压表示数最大为3V时,弹簧压缩最短,所能称量的物体质量最大。根据串联正比分压可得,当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻R滑′满足
解得。
由于滑动变阻器R的长度为0.3m,全长总电阻为30Ω,即每0.1m的电阻为10Ω;当滑动变阻器接入电阻为25Ω时,滑片P需向下移动0.25m。由图乙可知,当A弹簧被压缩0.2m后,B弹簧也开始被压缩,由乙图可知,A、B两弹簧被压缩0.05m时,需要的压力F满足
解得,故电压表示数为3V时,重物施加的最大压力为
故该质量仪能称量最大质量为
(2)[1]若更换电阻R0,更换后的阻值为R0′,当使滑片P位于最下端时,电压表正好满刻度,测量仪的测量范围达到最大,则R0′满足
解得R0′=60Ω。
[2]若调节电源电压,调节后的电压为U′,当使滑片P位于最下端时,电压表正好满刻度,测量仪的测量范围达到最大,则U′满足
解得。
[3]由乙图可知,A弹簧每压缩0.1m,需要施加1N的力,当A、B两弹簧同时被压缩0.1m时,需要施加3N的压力,所以增大弹簧B的长度,也可增大此质量仪的量程。
11.(2026·江苏南京·一模)小明同学为了比较定值电阻R和额定电压为2.0V小灯泡L的电流与电压的关系,设计了电路图如图1。
数据序号
1
2
3
4
电压表示数/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表A示数/A
0.20
0.30
0.40
0.50
(1)根据图1将图2所示的实物图连接起来。( )
进行实验时,他改变滑动变阻器阻值,记录定值电阻数据如表,灯泡L的图像如图3。
(2)把表中的数据在图4中描点,然后将各点用平滑曲线连接起来。( )
(3)已知电压表和的示数均为2V,此时电流表的示数为0.4A。
①求的阻值;( )
②此时该灯泡是否处于正常工作状态?求灯泡的实际功率。( )
(4)调节滑动变阻器使时,工作10s产生多少热量?( )
(5)调节滑动变阻器使定值电阻两端电压大于灯泡两端电压时,电流表的示数应___________0.4A(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 5Ω 是;P实=0.8W 12.5J 小于
【解析】(1)[1]根据电路图知,电路为串联电路,电流表测串联电路电流,电压表并联在各自用电器两端,电表均接小量程,故实物图为
(2)[2]把表中点在直角坐标系中描点连线即可
(3) [3]阻值为
[4]灯泡额定电压为2V,现在实际电压也是2V,故该灯泡处于正常工作状态,实际功率为
P=UI=2V×0.4A=0.8W
(4)[5]R工作10s产生多少热量
(5)[6] 由图丙知,定值电阻不随通过它的电流与其两端电压变化;由图象知,灯泡两端电压越大,通过灯泡的电流也越大,由P=UI知,灯泡的实际功率变大,温度升高,所以灯泡电阻随之增大; 由(2)知,当电流为0.4A时,灯泡与R两端电压相等,若定值电阻两端电压大于灯泡两端电压,说明灯泡电阻变小了,故灯泡两端电压低于2V,电流小于0.4A。
12.(2026·江苏无锡·一模)学习了欧姆定律后,小明选用4.5V的电源、“3.8V 0.25A”的灯泡以及一卷标有7Ω/m的漆包镍铬合金丝开展以下探究活动。
(1)为了使灯泡正常发光,需要在电路中串联一个______Ω的保护电阻。小明查询资料发现:材料和横截面积相同的电阻丝,其电阻与长度成正比,则需要截取______m的镍铬合金丝。
(2)如图甲所示,小明小组设计了电路测量所截取的镍铬合金丝的电阻。
①闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能为______。排除故障后,调节滑动变阻器到某一位置,电流表的示数如图乙,其读数为______A。
②小明测量了多组数据并绘制了如图丙所示的图像,由图像可得该镍铬合金丝的电阻为______Ω。
(3)小华小组找到一卷铭牌磨损的合金丝,为了测量其电阻与长度的具体关系,设计了如图丁所示的电路,通过接入长度不同的合金丝测量出对应定值电阻两端的电压值,测量结果如下表所示。随后把合金丝换成第(2)问中截取的镍铬合金丝,闭合开关后,电压表示数为2.4V。则小华小组所用的电源电压为______V,该合金丝的电阻与长度的关系为______Ω/m。
电阻丝的长度l/cm
10
20
25
40
60
电压表示数U/V
2.4
1.8
1.6
1.2
0.9
【答案】(1)2.8 0.4
(2)镍铬合金丝断路 0.4 3
(3)3.6 30
【解析】(1)[1]灯泡正常发光时,灯泡两端电压为,通过灯的电流,电源电压为,为使灯泡正常发光,需要串联电阻分压,则串联电阻两端电压为
根据欧姆定律可得,串联电阻的阻值为
[2]已知镍铬合金丝参数为7Ω/m,材料和横截面积相同的电阻丝,其电阻与长度成正比,因此需要截取的长度:
(2)[1]电流表无示数说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两端到电源通路,因此可能故障为镍铬合金丝断路。
[2]电流表量程为0∼0.6 A,分度值0.02 A,指针指向0.4 A刻度线,读数为0.4 A。
[3]由图像可得,该镍铬合金丝的电阻为
(3)设电源电压为,合金丝单位长度电阻为,定值电阻为,电路中合金丝与电阻串联,电压表测两端电压
数据1:,
数据2:,
根据串联分压可得:
,即……①
,即……②
由①②联立可得
将代入②可得:……③
把合金丝换成第(2)问中截取的镍铬合金丝,闭合开关后,电压表示数为2.4V,则换取的镍铬合金丝的电压为
换成第(2)问中截取的镍铬合金丝,其阻值为,根据串联分压得:
,即,解得……④
由③④可得:,即该合金丝的电阻与长度的关系为。
动态电路分析与计算
考点2
1.(2026·江苏南通·一模)小华自制电子温度计,其原理如图甲所示,Rt是热敏电阻,R₀是定值电阻,电流表的量程是0~0.6A,电源电压U保持不变。在0~100℃范围内, Rt的阻值与温度t成一次函数关系,其图像如图乙所示。将电流表表盘改装成温度计表盘如图丙,下列说法正确的是( )
A.
B.“100℃”应标在0.1A刻度处
C.表盘相邻刻度线间的温度差相同
D.用量程0~3V的电压表并联在Rt两端比并联在R₀两端的测温范围大
【答案】B
【解析】根据图甲,热敏电阻和定值电阻的串联,电流表测量总电流。
根据图乙,的阻值与温度t成一次函数关系。设 。当时, ,代入得
当时,,代入得,解得
因此,与的关系式为
根据图丙,当温度为时,电流表读数为满偏,温度为40℃时,电流表读数为0.2A。
A.由分析可知,当时, ,电流 ,根据欧姆定律,
当时,热敏电阻,同理有
联立两式解得,,,故A错误;
B.由分析可知,当时,热敏电阻,同理有,此时电路中的电流
,即“100℃”应标在0.1A刻度处,故B正确;
C.由AB分析可知,温度计表盘示数从左到右逐渐增大,且增大的越来越慢,即表盘相邻刻度线间的温度差不相同,故C错误;
D.当电压表并联在两端,时, ,,电压表示数
随着温度升高,增大,也增大。当达到时,测温达到上限。此时两端电压
电流
此时
对应的温度为 ,解得 。所以测温范围是
并联在两端,当 时, ,电压表示数
此电压已超过电压表的量程,会损坏电压表。因此,这种接法无法从开始测量,故D错误。故选 B。
2.(2026·江苏苏州·一模)如图所示的电路中,灯泡电阻随温度升高而变大,电压表的示数为,电压表的示数为,电流表示数为I,在移动滑动变阻器过程中,以下关于与I、与I函数关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】灯泡L、滑动变阻器R、定值电阻串联,电流表测电路电流I;电压表测和R的总电压,电压表测灯泡L和R的电压,电源总电压U保持不变。
根据串联电路电压规律,定值电阻的电压满足,整理得,U和都是定值,因此与I是一次函数(线性)关系:电流I增大时,均匀减小,对应图像是倾斜下降的直线。
是和R的电压,即,题目给出:灯泡电阻随温度升高而变大。当电流I增大时,温度升高,逐渐变大。 因此:I增大时随I增大而减小,因此每增加一定值,的减小量越来越大,应该减小得越来越快,图像应该越来越陡。故选D。
3.(2026·江苏南通·一模)小梦将定值电阻与滑动变阻器接入电源电压不变的电路中,如图所示.闭合开关S,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向左滑动到某一位置过程中,电流表、电压表和示数变化量分别为、、。下列说法正确的是( )
A.示数不变,示数变小
B.示数变大,示数和电流表示数之比变大
C.电流表示数变大,与之比不变
D.示数变小,
【答案】C
【解析】AD.由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压,电压表测两端电压。滑片向左滑动时,接入阻值变小,根据串联电路分压的规律,示数变大,示数变小,由于两电压表的示数之和等于电源电压为一定值,故两电压表变化量相等。故AD错误;
B.示数变大,由可知,示数与电流表示数之比等于定值电阻的阻值,该比值保持不变。故B错误;
C.滑片向左滑动时,接入阻值变小,电流表示数变大,由可得,该比值等于定值电阻,保持不变。故C正确。故选C。
4.(2026·江苏南通·一模)标有“2V 0.5A”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器,连接在如图所示的电路中。已知电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。闭合开关,假设小灯泡的电阻保持不变,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变化范围0.25A~0.5A,电压表示数变化范围1~2V
B.滑动变阻器的取值范围是0~20Ω
C.电流表示数变化范围0.25A~0.6A,电压表示数变化范围1~2V
D.电路中小灯泡和滑动变阻器是并联
【答案】A
【解析】ACD.由图可知,电流只有一条路径,小灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路总电流,电压表测小灯泡两端电压。小灯泡电阻
当滑动变阻器接入最大阻值时,电路总电阻
电路最小电流
此时电压表示数最小
电路最大电流为0.5A,对应电压表示数最大为小灯泡额定电压2V,因此电流表示数变化范围0.25A~0.5A,电压表示数变化范围1V~2V。故A正确,CD错误。
B.电路最大安全电流由最严格的元件限制决定,由题意可知,电路最大电流。滑动变阻器两端最小电压
滑动变阻器接入的最小电阻
故滑动变阻器取值范围为8Ω~20Ω。故B错误。故选A。
5.(2026·江苏南京·一模)将物理知识运用于生活中是学习物理的重要意义。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。下列关于该电路正确的是:( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
B.电压表两端的变化量与电压表两端的变化量相同
C.定值电阻为2.5Ω
D.电源电压是5V
【答案】C
【解析】A.由图甲可知,闭合开关S后,灯泡、R1、R2串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。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I-U图像,由图线②可知,电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小,所以电压表V2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V2测滑动变阻器R2两端的电压,即并联在滑动变阻器R2两端,因此图像②表示通过R2的电流随电压变化关系。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,此时变阻器连入电路的电阻最小,电路的总电阻最小,由可知电路中的电流最大,由图乙可知最大电流为0.5A,此时灯泡两端的电压,小灯泡正常发光时的电阻
故A错误;
B.由图乙可知,电流从0.2A变化到0.4A,电压表V1示数的变化量
电压表V2示数的变化量
电压表两端的变化量与电压表两端的变化量不相同,故B错误;
CD.由图乙可知电路中的最小电流是0.2A,灯泡两端的电压为0.5V,变阻器R2两端的电压为3.5V,则电源的电压为①
由图乙可知当电路中的电流是0.4A时,灯泡两端的电压为1.5V,变阻器R2两端的电压为2V,则电源的电压为②
由①②可得,,故C正确,D错误。故选C。
6.(2026·江苏淮安·一模)科技小组设计了一个地磅,地磅内部简化电路如图。车辆开上地磅会压缩弹簧(弹簧处于弹性限度内)引起滑片P移动,当电路的电流(为某一定值)时,电路中电铃会发出警示声(电铃可视为一个小电阻),表明车辆超重了。为保护电阻,电源电压不变。下列说法正确的是( )
A.车辆越重,滑动变阻器接入电路的电阻越大
B.车辆越重,电路中的电流越小
C.当地磅上无车辆时,电压表的示数最大
D.要提升地磅超重标准,可增大阻值
【答案】D
【解析】AB.车辆越重,滑片向下移动的幅度越大,滑动变阻器接入电路的电阻越小,根据 可知,电路中电流越大,故AB错误;
C.电压表测量定值电阻两端的电压,当地磅上无车辆时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,由串联分压的特点可知,电压表示数最小,故C错误;
D.报警时电路中的电流不变,电源电压不变,所以电路中的总电阻不变,要提升地磅超重标准,则滑动变阻器的阻值会减小,所以可增大阻值,使总电阻保持不变,故D正确。故选D。
7.(2026·江苏南京·一模)图甲为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,为定值电阻,气敏传感器两端的电压随天然气浓度变化的关系如图乙,下列描述两端的电压和电路中的电流随天然气浓度变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由图乙可知,气敏传感器两端的电压随天然气浓度增大而增大,由串联分压可知,两端的电压随天然气浓度增大,而逐渐减小;为定值电阻,两端的电压逐渐减小,由可知,通过的电流逐渐减小,电路中的电流随天然气浓度增大而减小,故ABD错误,C正确。故选C。
8.(2026·江苏南通·一模)如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变,R1是力敏电阻,其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面,可以改变滑动变阻器滑片P的位置,来设定不同的限载质量。下列说法错误的是( )
A.电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体在磁场中受力
B.检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越强
C.力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小
D.若要提高设定的限载质量,应将滑片P向左移动
【答案】A
【解析】A.电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,因此电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体的周围存在磁场,故A错误,符合题意;
BC.闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,说明压力增大,电路中的电流增大,由欧姆定律可知电路中的总电阻减小,R1和R2串联,设定限载质量后,R2不变,力敏电阻R1的阻值减小,可以得到力敏电阻的阻值随压力的增大而减小;检测时,车的质量越大,车的重力越大,对力敏电阻的压力越大,力敏电阻的阻值越小,电路中的电流越大,电磁铁的磁性越强,故BC正确,不符合题意;
D.若要提高设定的限载质量,此时力敏电阻的阻值减小,电磁铁吸下衔铁时的电流不变,根据欧姆定律可知,电路的总电阻不变,应该增大滑动变阻器的电阻,应将滑片P向左移动,故D正确,不符合题意。故选A。
9.(2026·江苏无锡·一模)利用气压传感器设计一款电子天平,结构简图如下。将物体放于秤盘,秤盘通过细绳拉动活塞右移,改变密闭气缸内气压,影响传感器电阻。通过观察电流表示数读出物体质量。已知传感器电阻与气缸内气压的关系。不计秤盘、细绳与活塞的重力和摩擦。电源电压,定值电阻。活塞横截面积为,此时大气压强为取。则说法错误的是( )
A.秤盘中物体质量的增加,电流表示数减小
B.当电子电流表示数为时,秤盘中物体的质量为
C.电表示数I与物体质量的关系式
D.长时间使用后电源电压降低,引起所测物体质量偏大
【答案】C
【解析】A.由图可知定值电阻R0与气压传感器R串电阻联,电流表测量电路中的电流,随着秤盘中物体质量的增加,气缸内的气压p减小,根据传感器电阻R与气缸内气压p的关系可知传感器电阻R的阻值增大,由串联电路电阻规律可知电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电流表示数减小,故A正确,不符合题意;
B.电流表示数I=1mA=0.001A,由欧姆定律可得,电路的总电阻为,根据串联电路电阻规律可得传感器电阻的阻值为,由传感器电阻R与气缸内气压p的关系可得,气缸内的气压有解得;此时大气压强为,压强差为,则,解得,故B正确,不符合题意;
C.当物体的质量为m,有,即压强差为p''=1000m;此时盒内压强为1.0×105Pa-1000m;;总电阻;电路中的电流,故C错误,符合题意;
D.电源电压降低,在相条件下,根据欧姆定律可得电路中的电流变小,而物体的质量越大,电流表示数越小,故会偏大,故D正确,不符合题意。故选C。
10.(2026·江苏南京·一模)图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R0为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)下列选项说法正确的是( )
①闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数增大
②电路中定值电阻R0的阻值为10Ω
③当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度
④电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度偏大
A.①②③ B.③④ C.①②④ D.②③④
【答案】A
【解析】①分析电路可知,R0和变阻器R串联,电流表测电路中电流。闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中滑片下移,变阻器R接入电路的阻值变小,则总电阻变小,根据,电流表的示数增大。故①正确;
②桶内未装液体时,弹簧所受拉力为零,由图乙可知,此时变阻器R接入电路的阻值为50Ω,总电阻为
则电路中定值电阻R0的阻值为
故②正确;
③当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,此时总电阻为
此时变阻器接入电路的阻值
由图乙可知,此时弹簧所受拉力为0.4N,则液体重力为0.4N,则液体的密度为
故③正确;
④电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,根据算出的总电阻偏大,则得到的变阻器R接入电路的阻值偏大,则得到的弹簧所受拉力偏小,则测得的液体重力偏小,根据可知,会导致所测液体的密度偏小。故④错误。
综上可得,故A正确,BCD错误。故选A。
11.(2026·江苏宿迁·一模)体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。R1是光敏电阻,R2是定值电阻,信号处理系统记录ab间的电压,每当绳子挡住射向R1的红外线时,R1的阻值会变大,自动计数器会计数一次。电源电压为6V,ab间电压随时间变化的图像如图乙所示,该同学匀速连续跳绳1min的跳绳次数为___________次,有红外线照射和无红外线照射时,电路中的电流之比为___________,光敏电阻的阻值之比为___________。
【答案】120 3∶2 1∶3
【解析】[1]如图乙所示,一个循环的时间为0.5s,则跳绳一次所需时间为0.5s,则一分钟可以跳的次数为
[2][3]如图甲所示,R1、R2串联,ab间电压即为R1两端电压,因为当绳子挡住射向R1的红外线时,R1的阻值会变大,则电路中总电阻变大,根据可知,此时电路中电流变小,根据可知,R2两端电压变小,因为电源电压不变,根据串联电路电压规律可知,R1两端电压变大,即ab间电压变大,即绳子挡住射向R1的红外线时,ab间电压较大,故由图乙可知,此时ab间电压为3V,则绳子没有挡住射向R1的红外线时,ab间电压为1.5V。当绳子挡住射向R1的红外线时,即无红外线照射时,ab间电压
根据串联分压可知,此时R1、R2之间的关系为
即
此时电路中的电流可以表示为
(2)当绳子没有挡住射向R1的红外线时,即有红外线照射时。
ab间其两端电压
根据串联分压可知,此时R1、R2之间的关系为
即
此时电路中的电流可以表示为
所以有红外线照射和无红外线照射时,电路中的电流之比
光敏电阻的阻值之比为
12.(2026·江苏南京·一模)某实践小组设计了如图甲所示的温度报警电路,电源电压恒为4V,R1为滑动变阻器,热敏电阻Rt的阻值随温度的变化如图乙所示,阻值不计的报警器在电流达到20mA时开始报警,超过50mA时损坏。
(1)将滑片P向右移动可_______(选填“提高”或“降低”)报警温度;
(2)为设定报警温度为100℃,小组同学利用电阻箱成功进行了调试:用电阻箱替代热敏电阻Rt,将其值调为_________Ω,再调节滑片P,直至_________,再用热敏电阻Rt替换电阻箱,保持滑片位置不变,即可实现温度100℃时报警;
(3)要想实现报警温度可以在50℃~200℃之间调节,则该电路应该选用电压至少为________V的电源,滑动变阻器R1的最大阻值至少为_________Ω。
【答案】提高 160 报警器报警 5.2 180
【解析】(1)[1]由电路图可知,热敏电阻Rt与滑动变阻R1串联,滑动变阻器滑片P向右移动时,R1接入电路中的电阻变大,与滑片移动前相比,相同温度下,热敏电阻Rt的阻值相同,但电路中电流会变小,随着温度上升,向右移动滑片后的电路较移动滑片之前的电路,电路中电流会延迟达到报警值20mA,因此将滑动变阻器滑片P向右移动可提高报警温度。
(2)[2][3]由图乙可得,温度达到100℃时,热敏电阻Rt的阻值为160Ω,所以要想让报警器在100℃时报警,应用电阻箱替代热敏电阻Rt,将其值调为160Ω,再调节滑动变阻器,直至报警器报警,再用热敏电阻Rt替换电阻箱,即可完成设定。
(3)[4]由图乙可知,热敏电阻Rt的阻值随温度的增加而减小,由欧姆定律可得,电源电压为
U=IR总=I(Rt+R1)
由以上公式可得,想要电源电压最小,需要电路中的电流和总电阻都取最小值,但是按设计要求,电路中电流必须达到报警时的最小值20mA,因此电流最小值
Imin=20mA=0.02A
电路总电阻想要取最小值,先将滑动变阻器接入电路中的电阻调为0,而为了使电路能够在50℃时报警,Rt的阻值不能低于其在50℃时的阻值260Ω,则满足电路在50℃时能够报警的总电阻的最小值为R总min=260Ω,则电源电压最小值为
Umin=IminR总min=0.02A×260Ω=5.2V
[5]滑动变阻在电路中起到调节报警温度值的作用,由第(1)题的分析可知,当电源电压一定时,接入电路中滑动变阻器的阻值越小,报警温度值越低,反之,接入电路中滑动变阻器的阻值越大,报警温度值越高。根据电路设计要求,报警温度可以在50℃~200℃之间调节,则报警温度为200℃时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,因此要求滑动变阻器的最大阻值应该大于或等于该值。由图乙可知,温度为200℃时,对应热敏电阻Rt的阻值为80Ω,则滑动变阻器的最大阻值为
报警器发生报警的电流I报警=0.02A,由以上公式可知,电路中电源电压U最小时,需要滑动变阻器的最大阻值最小,将I报警=0.02A和Rt=80Ω代入以上推导公式可得,要想实现报警温度可以在50℃~200℃之间调节,滑动变阻器R1的最大阻值至少为
13.(2026·江苏南京·一模)如图是人体身高测量仪的电路简化图,,R是滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片会随身高上下移动。当开关闭合,被测身高增加时,电流表的示数____________(选填“变大”“变小”或“不变”);当电压表的示数为时,滑动变阻器接入电路的阻值为____________。一段时间后,发现电流表无示数,电压表示数接近,则故障为____________(选填“断路”、“R断路”、“短路”)。
【答案】变大 6 R断路
【解析】[1]由图可知,滑动变阻器和串联,电压表测量滑动变阻器电压,电流表测量电路中的电流。当开关闭合,被测身高增加时,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路中总电阻减小,电流表示数变大。
[2]当电压表的示数为时,两端电压为
电路中的电流为
滑动变阻器接入电路的阻值为
[3]一段时间后,发现电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表示数接近,即电源电压,说明电压表与电源连通,说明电压表与并联部分断路,即滑动变阻器R断路。
14.(2026·江苏南京·一模)如图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时:电压表示数________,电流表示数__________________。
【答案】不变 变小
【解析】[1][2]如图所示,L与滑动变阻器串联,电压表测量电源电压,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时,接入电阻中电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压保持不变,电压表示数不变,根据欧姆定律,电流变小,电流表示数变小。
15.(2026·江苏南京·一模)如图甲所示的电路,电源电压不变.在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。滑动变阻器的最大阻值为______Ω,电源电压为______V。
【答案】70 18
【解析】[1]由图甲可知,R1、R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流。由图乙,当滑片在B端时可得,滑动变阻器的最大阻值
[2]设电源电压为U,根据图乙可得,当滑片在B端时有
当滑片在A端时有
将以上两式联立方程组,可解得
,
16.(2026·江苏南通·一模)如图甲的电路中,电源电压保持不变.闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是________V,定值电阻R0的阻值是________Ω.
【答案】9 6
【解析】当变阻器的滑片接在a端时,电路中只有定值电阻,此时电流最大,电压表的示数就是电源电压,所以电源电压:U=9V;根据I=可得,定值电阻的阻值:R0===6Ω.
17.(2026·江苏南通·一模)一天,小伟乘坐爸爸开的车遇到警察检查“酒驾”,一人向一个仪器的气管吹气便可检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。这是什么原理呢?小伟对这个问题进行了探究:他上网查询,找到了一款“半导体呼气式酒精测试仪”,如图甲所示,其简化电路如图乙,图中R1为定值电阻,R2为酒精传感器。传感器采用氧化锡半导体材料制成,当传感器中的氧化物暴露在空气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果空气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。测试仪工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/()
0.06
0.09
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
0.40
0.45
R/Ω
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,人体呼气酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当时属于饮酒驾车,当时属于醉酒驾车。请根据以上信息,回答下列问题:
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 _____信号输出;
(2)若长时间使用后电池电压下降,会导致所测酒精浓度读数比实际的 _______(“偏大”或“偏小”);
(3)如果图乙中电源电压U=3V,R1=100Ω,某次检测时,警察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 _____;
A.1V B.1.5V C.2V D.2.5V
(4)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像如图,合理的是 _____。
A. B. C. D.
【答案】电 偏小 B D
【解析】解:(1)[1]酒精检测仪将气体浓度对电阻的影响转换为电压表示数显示,故是把气体浓度信号转换为电信号输出。
(2)[2]根据表格数据可知,当R2减小时,酒精浓度在增加,又R2减小时,其两端分得的电压减小,根据串联电路分压原理可知,R1两端分得的电压增大,则R1两端电压增加,即电压表示数增大时,表明酒精浓度在增加;故当电池电压下降时,并且R1不变,由可知,电路中的电流变小,R1两端的电压减小,电压表示数显示减小,因此所测量的酒精浓度偏小。
(3)[3]根据题意,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车;当时,因为,人体呼气酒精浓度
根据表格数据可知,当时,,又,则此时电压表示数为
当时,因为,人体呼气酒精浓度
根据表格数据可知,当时,,又,,则此时电压表示数为
所以电压表的示数范围为之间,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4]ABD.根据题意C1增大时,R2减小的幅度变慢,总电阻增加得变慢,则电路中的电流增加得变慢,R1不变,根据欧姆定律可知,电压表示数增加得也变慢,故AB不符合题意,D符合题意。
C.当C1为0时,电压表测R1两端的电压不会为0,故C不符合题意。故选D。
18.(2026·江苏南京·一模)在“设计制作简易电子体重计”实践活动中,实验室提供了以下器材:电源(12V恒定)、电阻丝(5Ω/cm)、电压表(0~3V)、一个定值电阻Ω、开关、导线,以及一个带弹簧的托盘。设计要求:a.体重越大,电压表示数越大;b.体重计的零刻度(托盘中无重物时)正好在电压表的零刻度处;c.体重计的刻度是均匀的。
(1)如图甲是小明同学设计的电路,请指出此电路不符合设计要求之处:_________。(写出一点即可)
(2)小明同学对电路进行改进后如图乙所示,他选用的电阻丝长度为30cm,弹簧压缩量与所受压力大小变化如图丙所示(托盘受压力为零时滑片刚好指在的最上端),当一位同学站上托盘,发现电压表的示数为1.5V,该同学的体重为______N。在保证电路安全的前提下,该体重计能测量的最大值为______N。
(3)在不改变电源电压的情况下,要增大图乙这款体重计的量程,请你提出一种改进方法______。
【答案】(1)托盘无重物时,电压表示数不为零
(2)500 1000
(3)换用阻值更大的定值电阻(合理即可)
【解析】(1)甲图中电压表并联在定值电阻两端,体重越大,滑片下移,接入电路的电阻变小,电路总电阻减小,电流变大,根据,两端电压变大,电压表示数变大,满足体重越大示数越大的要求;但托盘无重物时,接入电阻最大,电路仍有电流,两端电压不为零,不满足零刻度要求,且电压与压力不成正比,刻度不均匀,因此甲图不符合设计要求。
(2)[1]由图乙可知,两电阻串联、电压表测两端电压,因为选用的电阻丝长度为30cm,所以此时的电阻为
由串联电路特点和欧姆定律可得,电路中的电流为
因为人站上去时,电压表的示数为1.5V,所以由可得此时电阻丝上半部分的阻值为
因此滑片滑到了电阻丝的三分之一处,即滑片移动了10cm。又因为由图丙可以看出当弹簧压缩量为10cm时,弹簧受到的压力为500N,所以该同学的体重为500N。
[2]因为电压表的量程为,所以电路中能测的最大电压为,此时对应的电阻为,所对应的弹簧压缩量为,因此从图丙可知,所对应的该体重计能测量的最大值为1000N。
(3)要让体重计能测更重的人,就要让弹簧压得更厉害时,电压表还不超量程。可以换一个阻值更大的定值电阻,让电路中的电流变小,这样相同压缩量下电压表的读数就会变小,就能允许更大的体重。(也可以换一根更长、每厘米阻值更小的电阻丝,让相同体重对应的电阻丝长度变化更小,电压表更难达到量程上限,从而增大量程)
19.(2026·江苏南京·一模)“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0-3V,定值电阻,滑动变阻器由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为1Ω/cm,允许通过的最大电流为0.3A。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处。测试时,通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动,并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。
初三女生测试等级标准
不合格
合格
良好
优秀
滑片移动距离L/cm
(1)闭合开关S后,成绩越好,电压表示数越_______(选填“大”或“小”),分析由电压表改装成的测量仪刻度是_______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
(2)当某同学测试时,电压表示数为2V,对应的成绩等级为_______。(选填“合格”或“不合格”)
(3)为保护电路安全,滑片移动距离L的范围是_______cm。
(4)该测试仪不能测出表中所有的等级,在保证电路各元件安全的情况下,通过替换来实现最大程度增加测试范围,则替换电阻的最小值为 Ω。
【答案】(1)大 不均匀
(2)不合格
(3)
(4)15
【解析】(1)[1]由图乙可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量两端的电压。成绩越好,滑片向右移动的距离越大,接入电路的阻值越大。根据,电源电压不变,总电阻变大,电路中的电流越小。的阻值不变,由可知电流变小则两端的电压变小。又因为串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,即,所以两端的电压变大,即电压表示数越大。
[2] 设滑片移动距离为,接入电路的电阻,,电源电压
根据串联分压原理,为电压表示数,,则,整理得
与不是一次函数关系,所以由电压表改装成的测量仪刻度是不均匀的。
(2)当电压表示数时,两端的电压
电路中的电流
此时接入电路的电阻
因为滑动变阻器规格为,所以滑动变阻器接入电路的长度为
滑片移动的距离
,对应的成绩等级为不合格。
(3)因为电压表量程为,当时,两端的电压
电路中的电流
此时接入电路的电阻
滑动变阻器接入电路的长度为,滑片移动的距离
又因为滑片的起始位置点设定在离电阻棒最左端点处,所以滑片移动距离的范围是cm
(4)由表格和电路可知,要最大程度增加测试范围且保证电路各元件安全,即滑片移到最右端(移动距离为)时,电压表示数刚好为。此时滑动变阻器的最大阻值
通过的电流
电源电压,则替换电阻两端的电压
根据,替换电阻的最小值
20.(2026·江苏南京·一模)技术研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试,他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁(如图甲所示),并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪,测试仪由压力传感器R与外部电路组成(如图乙所示)。已测得跨度为L时,在一定范围内,其压力F与下垂量h满足关系,。已知电源电压不变,当电压表的示数为4V时,电流表示数为0.4A。当压力F1=32N时,电路中的电流为I1,此时R的功率为P1;当压力F2=40N时,电路中的电流为I2,此时R的功率为P2;且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线(如图丙所示),忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求:
(1)R0的阻值;
(2)当桥梁的下垂量为3cm时,压力传感器受到的压力;
(3)当压力为零时,电路中的总电阻。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)由图乙可知,和串联,电压表测两端的电压,电压表的示数为,即两端的电压为,电流表的示数为,即通过的电流为,根据欧姆定律得
(2)压力与下垂量满足关系,已知 ,,代入数据得
(3)由图丙可知,压力为零时,,结合(1)得为,根据串联电阻的规律,电路中的总电阻
探究电流与电压、电阻的关系
考点3
1.(2026·江苏泰州·一模)在调光灯的电路中,若电源电压大于灯泡的额定电压,就需要串联一只电阻,如何选择电阻?要解决这一问题,需先了解电流与电压、电阻之间的关系。于是小华提出以下猜想:
【问题】
①导体中的电流与导体两端电压成反比
②导体中的电流与导体两端电压成正比
③导体中的电流与导体电阻成反比
④导体中的电流与导体电阻成正比
【证据】
为验证猜想,小华找来可调节电压的学生电源,电流表(量程),电压表(量程),阻值为、、、、的定值电阻各一个,滑动变阻器(“;”),开关及导线若干。
(1)小华连接如图甲所示电路,闭合开关S后,只有__________表有示数,经排查有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_________。
(2)排除故障后,小华用阻值为的定值电阻进行实验,测得数据如表一所示。分析数据可知:在导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成_____________比。
表一
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.56
(3)小华将电源电压调整为,分别将、、、、五个定值电阻依次接入电路,调节滑片使每次电压表示数保持不变,并将对应电流表的示数填在表二中。
表二
次数
1
2
3
4
5
5
10
15
20
25
I/A
E
0.20
0.14
0.10
0.08
①第1次实验时,电流表的示数如图乙所示,表格中E处的数据应为_______。
②完成实验1后断开开关,改接的定值电阻,将进行下列操作:
a.闭合开关
b.将滑动变阻器的滑片移到最右端
c.记录电流表示数
d.移动滑动变阻器的滑片使电压表示数保持不变
从安全和规范角度考虑,以上操作顺序正确的是_________。
A.
B.
C.
D.
③实验完成后,老师指出表二中第5次数据是拼凑的,在不更换滑动变阻器和改变预设电压的前提下,为完成第五次实验,可调节电源电压的最大值为_______________V。
【解释】
(4)正确收集所有数据后,根据表一和表二数据分析可知:猜想__________(填序号)是正确的。
【交流】
(5)实验结束后,小华设计了图丙所示的电路来测量额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为,定值电阻的阻值为,实验操作步骤如下。
①闭合开关、,断开,调节的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合开关、,断开,此时电压表的示数为。
则小灯泡正常发光时的电阻__________。
【答案】(1)电压 /
(2)正
(3)0.4 C 5.2
(4)②③
(5)12.5
【解析】(1)原电路电压表串联在电路中,因电压表内阻极大,电路电流几乎为零,电流表无示数,电压表相当于测量电源电压,因此只有电压表有示数;原电路中定值电阻左接线柱与滑动变阻器上右接线柱的导线连接错误,在该导线上打×,将导线改接至电流表的正接线柱或电压表的负接线柱,使电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中,据此作图。
(2)由表一数据可知,电阻一定时,电流与电压的比值为定值,因此在导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(3)由图乙可知,电流表用的小量程,分度值是0.02A,电流为0.4A;
更换定值电阻后,正确操作顺序为:先将滑动变阻器滑片移到最大阻值处(保护电路),再闭合开关,接着移动滑片使电压表示数保持不变,最后记录电流表示数,即顺序为b→a→d→c,选C。
预设定值电阻两端电压为2V不变,滑动变阻器最大阻值为40Ω,当接入时,根据串联分压规律,滑动变阻器最大分压,因此电源最大电压
(4)实验结论为:电阻一定时,导体中电流与导体两端电压成正比(猜想②正确);电压一定时,导体中电流与导体电阻成反比(猜想③正确)。
(5)闭合、,断开,电压表测小灯泡两端电压,调节滑片使小灯泡正常发光,此时;滑片位置不变,闭合、,断开,电压表测小灯泡和的总电压,示数为,因此两端电压
电路电流
该电流等于小灯泡额定电流,因此小灯泡正常发光电阻
2.(2026·江苏南通·一模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,器材有电源电压为4.5V、定值电阻6只、滑动变阻器A(0~10Ω)、滑动变阻器B(0~20Ω)、电流表、电压表、开关及导线。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,再用笔画线代替导线将其正确连接;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数,但电流表无示数,则故障可能是______;
(3)排除故障后,将定值电阻从大到小依次接入电路进行实验,并画出如图乙所示的图像。用20Ω的电阻实验时,需使其两端的电压为______V,电路中的电流为______A。为顺利完成实验,应选用滑动变阻器______(选填“A”或“B”);
(4)实验中,再接入50Ω的定值电阻后,小雨发现无论怎么移动滑片,都不能使电压表示数达到,为了完成本次实验,下列措施不可行的是( )
A.调高电源电压
B.串一个10Ω的电阻
C.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
(5)同组的小华选用了、两个定值电阻进行实验,将接入电路调节滑片使电压表示数为,然后断开开关,用替换接入电路,直接闭合开关,发现电流表的示数变为原来的两倍,则的阻值是______Ω。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)3 0.15 B
(4)A
(5)20
【解析】(1)由图可知,电压表正负接线柱接反,定值电阻和电压表被短路,改成电压表与定值电阻并联,如图所示
(2)电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端可连通电源,因此故障可能为与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[1][2]探究电流与电阻关系时控制定值电阻电压不变,由乙图取点得
当R2=20Ω时,此时电流为
[3]电源电压4.5V,滑动变阻器需分压
当接入最大定值电阻30Ω时,由串联分压得
滑动变阻器需要的最大阻值
因此选最大阻值20Ω的滑动变阻器B。
(4)接入50Ω定值电阻时,要保持电压为,需要滑动变阻器最大阻值
现有滑动变阻器最大只有20Ω,分压不足,定值电阻两端电压始终高于3V,
A. 调高电源电压会让定值电阻两端电压更高,更无法达到3V,故A不可行,符合题意;
B. 额外串联10Ω电阻,总分压最大电阻
可完成实验,故B可行,不符合题意;
C. 更换最大30Ω的滑动变阻器,,可完成实验,故C可行,不符合题意。
故选A。
(5)设滑动变阻器接入阻值为,电源电压不变,由得
化简得
又原电路调节后两端电压为3V,串联分压得,即; 联立上式得
结合实验所用电阻规格(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω),只有、符合关系,因此。
3.(2026·江苏苏州·一模)小华同学在探究电流与电阻的实验中,连接电路如图所示。
(1)小华检查电路时,发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)纠正错误后,保持学生电源电压为3V,定值电阻两端电压为2V不变,得到实验数据如表中所示。其中有一组数据是错误的,错误数据的序号是______。
数据序号
①
②
③
④
⑤
⑥
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
35
电流I/A
0.40
0.20
0.70
0.10
0.08
(3)小华完成前五次实验后,换用35Ω的电阻进行实验,定值电阻两端电压无法调至2V。经查看:滑动变阻器标有“15Ω 1A字样”,小华利用现有器材解决的方法是:_______。完成实验后得到结论:_______。
(4)小华发现:在电学实验中,经常存在某处断路、电阻阻值模糊不清、电池电压过低等现象,他利用两节新干电池和其他现有器材,设计了一款便捷多功能测试装置,能迅速找到断点或测出阻值;
①如图所示,M、N为该检测装置的两个测试接头,检测时,只要断开待检电路总开关,将M、N并联在被检部分两端,就能判断出该部分是否断路或测出其具体阻值,请在虚线框内画出该装置的内部电路图____;
②简述你判断该被检部分是否断路的方法:_______。
【答案】(1)
(2)③
(3)在电路中串联一个或或的电阻 当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
(4) 若电压表和电流表无示数,则被检部分断路
【解析】(1)在探究电流与电阻的实验中,电流表应串联在电路中,电压表应并联在定值电阻R两端,据此改图。
(2)该实验中,应保持定值电阻两端的电压为2V,根据计算第③组数据中电阻与电流的乘积是10.5V,是错误数据。
(3)根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器分得的电压为
根据串联分压有
带入数据
解的,则滑动变阻器连入电路的阻值应为,大于滑动变阻器的最大值,所以可以在电路中串联一个的定值电阻。由实验数据可知,当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)要求能判断出电路是否存在断路或能测出具体阻值,利用已有实验器材,可根据“伏安法”测电路的实验来设计电路。若电压表和电流表有示数,可根据欧姆定律求出该部分电路的具体阻值;若电压表和电流表没有示数,说明该段电路存在断路。
4.(2026·江苏苏州·一模)小华用如图所示的电路,探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验时,除了电源(4.5V)、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外,还有可供选择的器材:
A.额定电压2.5V的小灯泡;
B.定值电阻。
(1)在探究“电流与电压的关系”时需要选择器材___________(A/B)。
(2)用笔画线完成图中的实物电路连接,要求滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大。
(3)在探究“电流与电阻的关系”实验时,小华找实验室老师借了个电阻箱接入电路:
①每次改变电阻箱R的阻值后,调节滑动变阻器的滑片,使电阻箱R两端的电压保持不变,并记下对应的电流表示数如下表。
实验次数
1
2
3
4
5
R/
5
10
15
20
25
I/A
0.6
0.3
0.15
0.12
②在做完第2次实验后,做第3次实验时,若仅将电阻箱R的阻值从10调为15后,就闭合开关直接记录电流表示数,这个示数可能是___________(选填A、B、C、D选项)。
A.0.2A B.0.22A C.0.15A D.0.3A
③小华同学及时更正错误,完成实验后,通过分析实验数据,可知实验中的滑动变阻器阻值至少为___________,初步得出的结论是:___________。
(4)小华想测量一只额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的阻值,电路如图乙所示,电源电压为4.5V,滑动变阻器最大阻值为30。实验步骤如下:
①___________,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为1.5V;
③小灯泡正常发光时的阻值=___________。
【答案】(1)B
(2)
(3)B 12.5 电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
(4)闭合开关和,断开 12.5
【解析】(1)探究电流与电压的关系时,需要控制导体电阻不变。小灯泡电阻随温度变化,无法保持阻值恒定,定值电阻阻值不变,因此选B。
(2)滑动变阻器按“一上一下”接线,要求滑片左移接入电阻变大,说明接入电阻丝长度随滑片左移变长,因此开关右接线柱接滑动变阻器右下端。据此作图。
(3)[1]由实验数据可知,本实验控制电阻箱两端的电压为
第二次实验时,滑动变阻器电压
此时滑动变阻器接入阻值
将R换为15Ω后滑片不动,总电阻
电流
该示数大于正确操作的电流(正确电流为),因此选B。
[2][3]当电阻箱阻值最大为25Ω时,滑动变阻器需要接入最大阻值:电流
滑动变阻器最小阻值
实验结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)[1]闭合开关和,断开,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,要让小灯泡正常发光,需要移动滑片使电压表示数为2.0V,此时小灯泡正常发光。
[2]闭合、,断开后,小灯泡被短路,整个滑动变阻器(最大30Ω)接入电路,电压表测接入电路的滑动变阻器电压为1.5V,由串联分压得
得。
第一步中,小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入阻值为10Ω,其两端电压为
电路电流
因此小灯泡电阻
5.(2026·江苏徐州·一模)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;
(2)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为___________V,记下电流表的示数。
(3)断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,移动变阻器的滑片P使___________表的示数与前一次相同,记录相关数据,得到实验结论;
(4)依次改变定值电阻的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出I-R图像为曲线A;根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A无交点,其原因是___________。
【答案】(1)
(2)2.4
(3)电压
(4)同一电流下,当定值电阻两端电压大于滑动变阻器两端电压时,滑动变阻器阻值始终小于定值电阻阻值,因此无交点。
【解析】(1)滑动变阻器变阻规律:接入电阻由下接线柱决定,要求滑片左滑电阻变大,说明接入电阻丝变长,因此选右下接线柱接入电路。 据此作图。
(2)由图甲可知,电压表选用0~3V量程,分度值0.1V,指针对应读数为2.4V。
(3)探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端电压不变,更换电阻后需要移动滑片,使电压表示数保持不变。
(4)由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联在电路中,电源电压4.5V,定值电阻两端控制电压为2.4V,根据串联电路中电压的规律可知,滑动变阻器两端电压恒为
根据串联电路电流规律及得,电压越大,电阻越大,所以,所以同一电流下,当定值电阻两端电压大于滑动变阻器两端电压时,滑动变阻器阻值始终小于定值电阻阻值,因此无交点。
6.(2026·江苏南京·一模)在探究“电流与电阻的关系”实验中,电路图如图所示。
(1)连接电路时,开关应处于_______ (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片要调到最_____ (选填“左”或“右”)端;
(2)正确连接电路后,先用5Ω的电阻R完成实验,再用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,应将滑片向_____ (选填“左”或“右”)端移动,同时眼睛观察________ (选填“电流表”或“电压表”),直至其示数与原来相同;
(3)实验中测得3组数据如下表:
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.20
0.10
分析表中数据,可得:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______ ;
(4)实验结束后,利用现有器材还可进行的实验有:______ (写出一个即可)。
【答案】(1)断开 右
(2)右 电压表
(3)反比
(4)测量电阻的阻值/探究电流与电压的关系
【解析】(1)[1][2]连接电路时,为保护电路,开关S应处于断开状态,且滑动变阻器接入最大阻值,即滑片要滑到最右端。
(2)[1][2]实验中,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,定值电阻两端的电压增大,探究电流与电阻的关系,要使定值电阻两端电压为定值,根据串联分压原理可知,需增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值,应将滑片向右端移动,同时眼睛观察电压表,直至其示数与原来相同。
(3)由表中的数据可得
电阻两端的电压为定值时,电阻增大为原来的几倍,通过电阻的电流减小为原来的几分之一,可得结论: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。
(4)利用现有器材,使用其中的一个定值电阻,改变电阻两端的电压和通过电阻的电流,还可以探究电流与电压的关系或测量电阻的阻值。
7.(2026·江苏南京·一模)在“探究电流与电阻关系”的实验中,实验器材如下:电压恒为6V的电源,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各1个,电流表,电压表,滑动变阻器R1(50Ω 2A)、R2(100Ω 2A),开关以及导线若干,电路如图甲所示。
(1)闭合开关,发现电压表与电流表的示数均超测量范围,电路连接无误,接下来应进行的操作是______(按操作步骤先后顺序填写字母代号);
A.检查电源是否短路 B.断开开关
C.将滑动变阻器的滑片滑至左端 D.将滑动变阻器的滑片滑至右端
(2)先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,此时电流表示数如图乙所示为_______A;然后将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为_______V。依次更换定值电阻进行实验,记录数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
______
0.2
0.14
0.1
0.08
0.06
(3)实验中使用的滑动变阻器是______(选填“R1”或“R2”);
(4)根据表中数据作出I与R关系的大致图像是丙图中的_______。
【答案】(1)BC
(2)0.4 2 0.4
(3)R2
(4)C
【解析】(1)闭合开关,发现电压表与电流表的示数均超量程,说明电路电阻太小,可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小,可先断开开关,移动滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大位置处,因此,接下来正确的实验操作是B、C。
(2)[1][2][3]图乙中电流表选择的是0~0.6A量程,分度值是0.02A,读出电流表示数为0.4A,则定值电阻R两端电压为
即实验中控制电压表的示数2V保持不变。
当定值电阻选取5Ω时,通过其的电流为
(3)当定值电阻选取30Ω时,滑动变阻器两端电压为
根据分压原理可知,滑动变阻器接入电路的阻值为
故选择使用的滑动变阻器为R2。
(4)由表中数据可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积基本保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比,故C符合题意,AB不符合题意。故选C。
8.(2026·江苏淮安·一模)某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持3V不变,定值电阻的阻值为4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线;( )
(2)正确改接电路后,该同学立即进行实验,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是______A。这位同学实验操作的不足之处是______;
(3)该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验,将得到的实验数据填入表格。
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
电流I/A
0.15
0.23
0.30
0.38
分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压______。为了进一步验证这个结论,该同学利用现有器材在不改变电路连接的情况下,表格里余下的4次实验中,他还能完成______次。
【答案】 0.22 闭合开关前,没有将滑片移到滑动变阻器最左端 成正比 1
【解析】(1)[1]图中电流表没有串联在电路中,电流表不能测量电路电流,应将电流表接在串联电路中。如图所示:
(2)[2]由图可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.22A。
[3]为了保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
(3)[4]根据表中数据可知,在误差允许的范围内,电压和电流的比值为定值,说明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。
(4)[5]因为滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”,则电流最大电流为0.5A,则定值电阻两端最大电压
则电压为1.8V的实验可以完成,电压为2.1V、2.4V的两组实验无法完成。当定值电阻两端电压为0.3V时,滑动变阻器两端电压为3V-0.3V=2.7V,根据串联电路,电压之比等于电阻之比有
则滑动变阻器阻值
则电压表示数为0.3V的实验也无法进行,则表格里余下的4次实验中,他还能完成1次。
9.(2026·江苏南京·一模)八中物理实验社的同学探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为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 电路如图所示。
(1)请在图甲中连接一根导线完成电路,使滑片左移时,两电表示数均变大________;
(2)闭合开关前,应将滑片置于________端(选填“A”或“B”);实验过程中需要更换不同阻值的定 值电阻重复操作,目的是_______________;(填序号,A:“减小误差”或B:“寻找普遍规律”)
(3)同组的A 、B两同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能进行了更换),根据各自的实验数据 作出了如图乙所示的I-R图像,其中__________同学的图像是错误的。分析图像,你认为错误同学在操作中的问题是:__________;
(4)实验中若将5Ω的电阻接入电路时,电压表示数为U1,更换为25Ω的电阻后,立即闭合开关,电压表示数为U2,则 U2________5U1(选填“>”、“<”或“=”);
(5)根据图乙中正确同学的图像,保持电路连接不变,关于此实验的分析,下列说法正确的是________;
A.实验中滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压
B.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6:1
C.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“20Ω 0.8A”
D.若接入滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,则定值电阻两端电压可调范围为2.5V~3V
(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R1-R2=4Ω,则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差为________Ω。
【答案】(1)
(2)B B
(3)B 没有保持电阻两端电压不变
(4)<
(5)BCD
(6)5
【解析】(1)要使滑片左移时,两电表示数均变大,即只需电路中电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻应变小,所以应将滑动变阻器左下接线柱与定值电阻左接线柱相连。如下图所示:
(2)[1]连接电路时,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,故滑片应处于B端。
[2]实验过程中更换不同阻值的定值电阻重复操作,是为了得出不同电阻时,通过电阻的电流大小,从而归纳总结出电流与电阻的关系的普遍规律,故选B。
(3)[1][2]如图所示,根据可得,当电阻5Ω、10Ω、15Ω、30Ω时:A同学实验时,各电阻两端的电压分别为
同理可得
同理可得B同学实验时,各电阻两端的电压分别为、、、
B同学实验时,没有保持电阻两端电压不变,不符合控制变量法的使用方法,故B同学的图像错误。
(4)当电阻为5Ω时,有
当换为25Ω的电阻后,有
因为将5Ω的电阻更换为25Ω的电阻后,不移动滑片时,电路中总电阻变大,电流变小,即,则
故。
(5)A.实验中滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端电压不变,故A错误;
B.由图乙可知,当定值电阻最大为30Ω时,电流最小为0.1A,此时滑动变阻器阻值最大,最大电阻
当定值电阻最小为5Ω时,电流最大为0.6A,此时滑动变阻器阻值最小,最小电阻
则最大和最小阻值之比,故B正确;
C.当定值电阻为30Ω时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,即接入电路中的最大电阻为20Ω,“20Ω 0.8A”规格的滑动变阻器符合要求,故C正确;
D.若接入滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,当滑动变阻器阻值最大时,定值电阻两端电压最小,根据串联分压可知,有
即
则当R的阻值最大时,定值电阻两端电压最小,即时,定值电阻两端电压最小,代入解得
因为保持电路连接不变,则电压表的量程也为0~3V也不变,故定值电阻两端电压可以调节的范围为2.5~3V,故D正确。
故选BCD。
(6)当S1接a时,R1与R0串联,假设此时滑动变阻器接入电路的电阻为R0a,此时R1两端电压
则R0a两端电压
根据串联分压可知
则
当S1接b时,R2与R0串联,假设此时滑动变阻器接入电路的电阻为R0b,此时R2两端电压
则R0b两端电压
根据串联分压可知
则
则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差
常规法测量定值电阻的阻值
考点4
1.(2026·江苏南通·一模)金属的电阻R随温度t(单位:℃)变化的关系为,式中为电阻温度系数。要测量某金属的电阻温度系数,实验器材有:恒流电源(能输出恒定电流,且电流可调可读)、量程100mV的电压表、待测金属电阻R、保温容器(带温度计)、开关和导线等。
(1)请在图甲中画一根导线,使电路完整;注:待测电阻R已放入保温容器(未画出);
(2)请将实验主要步骤补充完整。
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;
②在保温容器中添加适量热水,待温度稳定后,闭合开关,记录______和______的示数,断开开关;
③重复第②步操作若干次,测得多组数据;
(3)算出该金属电阻在不同温度下的阻值R,再绘出R-t关系图线如图乙所示。据图可知R0=______,该金属的电阻温度系数=______℃-1;
(4)若电源输出的电流恒为0.5mA,某次操作中电压表的示数如图丙所示,此时保温容器内的水温是______℃。
【答案】(1)
(2)电压表 温度计
(3)100
(4)70
【解析】(1)电流恒定,根据,要测金属电阻R的阻值,需要将电压表并联在金属电阻R的两端,测金属电阻R的电压,作图如下:
(2)[1][2]实验中要测量电压和温度,因此要记录电压表和温度计的示数。
(3)[1]由图乙可知,温度时,,代入
解得。
[2]由图乙可知,温度时,,代入
解得。
(4)如图丙所示,电压表分度值为1mV,其示数为64mV,此时金属电阻R的阻值为
代入公式
解得此时保温容器内的水温。
2.(2026·江苏无锡·一模)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1所示,电源电压为4.5V。
(1)连接电路时,开关应______;图1中的滑动变阻器滑片应置于最______端;
(2)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整;______
(3)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和电流表示数,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为______,滑动变阻器的最大阻值为______Ω;
(4)小华想用实验室一个刻度线清晰,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4所示,电路中电源电压U1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间改为接入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)断开 右
(2)
(3)5 10
(4)5 不均匀
【解析】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时,开关应断开,图1中的滑动变阻器滑片应置于阻值最大处,即最右端。
(2)由图1可知,滑动变阻器应选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(3)[1]由图3可知,铅笔芯的电压为4V时,电流为0.8A,则铅笔芯的阻值为
[2]由图3可知,电路中电流最小为0.3A,此时电压表示数为1.5V,则总电阻最大为
则滑动变阻器的最大阻值为
(4)[1]①如图4所示,待测电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路中电流。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,设滑动变阻器接入电路的阻值为,设电流表此时示数为,则电源电压 ①
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,则电流表此时示数为,则电源电压 ②
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,则电流表此时示数为,则电源电压 ③
联立①②③,解得,待测电阻。
[2]电流表示数为,电流表示数与待测电阻的阻值不成一次函数关系,所以在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是不均匀的。
3.(2026·江苏无锡·一模)学习欧姆定律后,小明利用跨学科实践设计制作一个环境温度测量仪,利用AI获得PTC热敏电阻在实验温度范围内,其电阻Rt与温度t的关系为Rt=R0+kt,其中R0为0 ℃时PTC热敏电阻的阻值,k为温度系数,为测量R0和k的大小,步骤如下:
(1)控制PTC热敏电阻所处环境温度为0 ℃,设计如图甲所示电路测量电阻R0。
①请用笔画线代替导线,将实物图连接完整______。要求:滑片向右移,电流表示数变小。
②连好电路,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,电路中可能存在的故障为________。
A.R0断路 B.RP断路 C.电压表断路
③排除故障后,闭合开关,电压表示数为12 V,电流表示数如图乙所示,为________A,由此计算出0 ℃时PTC热敏电阻的阻值R0为________Ω。
(2)测量温度系数k。
提高热敏电阻Rt所处环境温度,发现电流表示数急剧下降,小于分度值,于是小明设计了丙图电路进行测量.电源电压未知,Rt为热敏电阻,调节电阻箱R1阻值为200 Ω并保持不变,改变Rt的温度t,读出电压表示数U,将数据记录在图示表格中,分析表格数据,温度系数k=________Ω/℃,电源电压U0为________V。
温度t/℃
20
40
60
电压表示数U/V
3.0
2.4
2.0
(3)制作环境温度测量仪。结合上述探究结果,将量程为0~3 V电压表改装成温度显示仪,要降低该测量仪能测量的最低温度,可适当________电阻箱R1阻值。
【答案】(1) B 0.12 100
(2)5 6
(3)调小
【解析】(1)[1]滑动变阻器满足“滑片右移电流变小”,即接入电阻变大,因此将开关接线端连接到滑动变阻器的左下接线柱(一上一下接入,滑片右移时接入电阻丝变长,电阻变大),据此作图。
[2] A.断路时,电压表串联接入电路,会接近电源电压有示数,故A不符合题意;
B.滑动变阻器断路时,整个电路断开,电流表、电压表均无电流,都无示数,故B符合题意;
C.电压表断路时,电流表仍为通路,有示数,故C不符合题意。
故选B。
[3][4] 电流表选用量程,分度值,读数为;根据欧姆定律
(2)[1][2]丙图中与串联,电压表测电压,已知,根据串联分压;表格数据(20 ,3.0)代入得,,,整理得:······①表格数据(40 ,2.4)代入得,,,整理得:······②,①②联立解得:温度系数,电源电压(验证第三组数据符合,结果正确)。
(3)温度越低,越小,电压表(测电压)示数越大,最大示数为电压表量程(对应最低可测温度)。要降低最低温度,即允许更小的(更低温度)且电压不超量程,根据,减小阻值可以使相同下电压表示数降低,因此可适当调小(减小)电阻箱阻值。
4.(2026·江苏连云港·一模)小明用如图甲所示的装置测量未知电阻的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中实物电路连接完整(导线不得交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器,发现电流表始终无示数,电压表有示数且等于电源电压,原因可能是______;
(3)某次测量时电压表、电流表示数如图乙所示,本次测量的电阻的阻值是______Ω;
(4)小明将电路中的电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,测量小灯泡在不同电压下的电阻,测量的数据描绘成如图丙所示图像,小灯泡正常工作时的功率为______W;
(5)经过对图像进行分析,小明发现通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是______。
【答案】(1)
(2)断路
(3)5
(4)0.625
(5)灯丝电阻随温度升高而增大
【解析】(1)由图甲可知,有电流表、电压表,说明使用的是伏安法测量电阻,因此需使待测电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在待测电阻两端,电流表串联在电路中,且电源为两节干电池,所以电压表选择0~3V量程,电流表选择0~0.6A量程,如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路中存在断路。电压表有示数,说明电压表与电源两极是连通的。电压表示数等于电源电压,说明电压表被串联在了电路中,并且它所并联的元件发生了断路。由于电压表内阻极大,导致电路中电流极小,电流表无法测出,而电压表测量的是电源两端的电压。
(3)由图乙可知,电压表量程为0~3V量程,读数为2.5V,电流表量程为0~0.6A,读数为0.5A,所以
(4)由图丙,当小灯泡两端的电压为其额定电压 时,通过的电流 ,所以灯泡正常工作时的功率
(5)小灯泡的灯丝是金属导体,其电阻会随着温度的变化而变化。当灯泡两端的电压升高时,通过的电流增大,灯丝的发热功率增大,导致灯丝的温度升高。而金属导体的电阻率会随温度的升高而增大,因此灯丝的电阻也随之增大。
特殊法测量定值电阻的阻值
考点5
1.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示为测量定值电阻阻值的实物电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到__________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,计算出定值电阻的阻值为__________Ω。不增加器材,利用该电路还可以进行的实验是__________。
(4)小华要测额定电流为I0的小灯泡正常工作时的电阻,在没有电流表的情况下,用阻值为R0的定值电阻和电压表,并设计了图丙电路,虚线框1内应该补上__________,使电路完整。
①闭合S,并将S1先接a;移动滑片P,使电压表示数为__________,此时小灯泡正常发光。
②将S1再接入b位置时,读出此时电压表示数为U1,小灯泡正常发光时的电阻RL=__________(用符号I0、R0、U1表示)。
③在设计操作步骤①时,电压表示数比预设值要大一些,这样测出的RL将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)B
(3)9 探究与的关系
(4)灯泡 偏大
【解析】(1)伏安法测电阻中,滑动变阻器按“一上一下”串联接入电路,因此上端接线柱接开关即可。据此作图。
(2)闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值处。滑动变阻器接下端A接线柱,因此滑片移到B端时,接入电阻丝长度最长,电阻最大。
(3)图乙电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为,定值电阻的阻值为
保持电阻不变,通过滑动变阻器来改变定值电阻两端电压,可以探究电流和电压的规律。
(4)本题没有电流表,需要小灯泡和定值电阻串联,保证电流相等,因此虚线框1需要接入待测小灯泡。
①小灯泡额定电流为,串联电路电流相等,当接时电压表测电压,当电压表示数为时,电路电流等于,小灯泡正常发光。
②接时,电压表测小灯泡和总电压,因此小灯泡正常发光时电压
则小灯泡正常发光时的电阻
③若步骤①电压表示数比预设值大,说明实际电路电流;计算时仍按计算,根据数学知识可知,计算结果会大于小灯泡真实电阻,因此测出的偏大。
测量小灯泡的阻值
考点6
1.(2026·江苏南通·一模)小明同学用如图所示的实验装置测量标有“3.0 V”字样的小灯泡的电阻.实验数据如下表所示:
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
不亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.2
电流I/A
0.45
0.43
0.40
0.35
0.28
0.15
0.10
算出的电阻R/Ω
(1)该同学正确连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表的指针不偏转,电流表指针偏转,你认为原因可能是 ______________ ;
(2)该同学排除故障后,第一次测量时的电压等于3.0 V,小灯泡正常发光,此时它的电阻为 ________ ,然后调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐次下降,灯泡逐渐变暗直到完全不发光,在实验中让电压逐次下降的主要目的是 ( ) .本次实验多次测量的目的是 ( )
A.减小误差 B.得出准确结论
(3)完成实验并将实验数据绘制成图像,如图所示,图像是曲线的原因可能是 ____________________ 。
【答案】灯泡短路/电压表短路 6.67Ω A B 灯丝的电阻会随温度的升高而增大
【解析】【小题1】闭合开关,电流表指针偏转,说明电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表的指针不偏转,原因可能是灯泡(或电压表)短路。
【小题2】第一次测量时的电压等于3.0V,小灯泡正常发光,由表中数据中灯的电流为0.45A,由欧姆定律得它的电阻为
由于电流的热效应,测量灯泡电阻过程中,灯丝发热产生的热量与功率和通电时间有关,让小灯泡电压逐渐下降,功率在减小,通电时间在增大,可减小不同电压下灯丝的温度的差异,从而减小温度的影响带来的误差,故选A。
实验次数太少,得出的结论可能有偶然性,本实验多次 测量的日的是得出准确的结论,避免偶然性的结论,故选B。
【小题3】绘制的图象是曲线,说明灯丝电阻不是定值,原因是灯丝亮度大时,其温度也高,灯丝的电阻会随温度的升高而增大。
3.(2026·江苏淮安·一模)实验小组测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻的实验电路如图甲所示,电源电压恒为4.5V。
(1)该实验的原理是______(用公式表示);
(2)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为______V;
(3)实验中还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为______;
(4)分析如乙所示的图像,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材______(选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系;
(5)实验小组还设计了一个测量未知电阻阻值的实验电路,如图丙所示,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片P移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式:________(用、、表示)。
【答案】(1)
(2)左 2.5
(3)10
(4)不能
(5)
【解析】(1)在测量小灯泡电阻的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据求出灯泡的电阻,故测量小灯泡电阻的原理是。
(2)[1][2]实验中某时刻电压表示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向左端移动,直到电压表示数为2.5V。
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光的电阻为
(4)在探究电流跟电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝电阻随温度的变化而变化,故仅利用本实验的器材不能探究电流跟电压的关系。
(5)由图丙可知,Rx与滑动变阻器串联;实验时,闭合开关S,移动滑片P至a端,滑动变阻器以最大阻值R0接入电路,Rx两端电压为U1;移动滑片P至b端,电压表测电源电压为U2;根据串联电路电压规律,R0两端电压为
U0=U2-U1
则通过R0的电流为
根据串联电路电流特点,则待测电阻为
4.(2026·江苏南通·一模)如图1为“测量小灯泡的电阻”的实验(小灯泡正常发光时电压为2.5V)。
(1)闭合电路前滑动变阻器的滑片应移至最______ (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后灯泡不亮,电压表和电流表均偏转,则下一步操作应该是______ ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.更换电池
D.移动滑片
(3)小明改变灯泡两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表;
数据序号
1
2
3
电压U/V
1.2
1.8
2.5
电流I/A
0.10
0.15
①第三次测量时电流表的示数如图2所示为______ A;
②小灯泡正常发光时的电阻为______ Ω。
(4)利用本实验器材______ (选填“可以”或“不可以”)完成探究电流与电压的关系;
(5)小红设计了另一种测量定值电阻Rx的方案,如图3所示,已知方案中定值电阻的阻值为R0,电源电压未知。将以下实验步骤补充完整:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,电压表的示数为U1;
②______ ,电压表的示数为U2;
③写出待测电阻Rₓ的表达式,Rₓ=______ 。(用U1、U2、R0表示)。
【答案】左 D 0.2 12.5 不可以 断开开关S1,闭合开关S、S2
【解析】(1)[1]为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最左端。
(2)[2]电压表和电流表均偏转,说明电路为通路,灯泡不亮,说明通过灯泡的电流太小,导致灯泡实际功率太小,不足以使灯泡发光,因此接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)①[3]图2中电流表选用小量程,分度值为,示数为。
②[4]灯泡在额定电压下正常发光,由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻
(4)[5]探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不可以用小灯泡做此实验。
(5)①断开开关,闭合开关S、,两电阻串联,电压表测量两端的电压,记录电压表的示数,即两端的电压。
②[6]断开开关,闭合开关S、,两电阻串联,电压表测量电源的电压,记录电压表的示数,即电源电压。由串联电路的电压特点可知,两端的电压
欧姆定律和串联电路的电流特点可知,通过Rₓ的电流
③[7]待测电阻阻值的表达式
5.(2026·江苏常州·一模)小辉用如下器材测量小灯泡的电阻:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、稳压电源3V、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。实验电路如图甲所示,根据实验数据描点连线绘制的小灯泡的I-U图像如图乙所示。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成实验电路的连接(要求滑片向左滑动时,电压表示数变小,导线不交叉)。
(2)为保证实验顺利进行,应选用规格为______(填选项字母)的滑动变阻器。
A.“10Ω 0.5A” B.“50Ω 0.5A” C.“10Ω 0.2A”
(3)若电路连接完整后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电压表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向______(选填“左”或“右”)移动。
(5)本实验进行多次测量的目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(填选项字母)。
A.测量定值电阻的阻值
B.用刻度尺测量铅笔的长度
C.探究电流与电压和电阻之间关系
(6)完成上述实验后,老师取走了电流表,让同学们用一个电压表和已知阻值的定值电阻设计电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。某小组设计的实验电路图如图丁所示,操作过程如下:
①只闭合开关S,电压表示数为U。
②闭合开关S、、,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为,此时小灯泡正常发光;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、、,此时电压表示数为,则小灯泡正常发光的电阻为______。
【答案】(1)
(2)B
(3)短路
(4)右
(5)C
(6)
【解析】(1)变阻器的滑片向左滑动时,电压表示数变小,说明电路中的电流变小,由欧姆定律可知电路的总电阻变大,由电阻的串联可知变阻器连入电路的电阻变大,故滑动变阻器接右下端接线柱。如图所示:
(2)灯泡的额定电压为2.5V,由图乙可知灯在2.5V的电压下,通过的电流为0.25A,所以滑动变阻器允许通过的最大电流要大于0.25A,才能保证安全;根据实验数据描点连线绘制的小灯泡的I-U图像,由图像可知灯泡两端的最小电压为0.5V,电路中的最小电流为0.1A,则滑动变阻器的最大电阻为
所以为保证实验顺利进行,滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω,则应选用规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器,故选B。
(3)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路,故电路故障原因可能是小灯泡短路。
(4)排除故障,闭合开关,移动滑片P至某位置时。由图甲可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,由图丙可知电压表的示数为2.4V,小于灯泡额定电压2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向右端移动。
(5)本实验进行多次测量的目的是寻找普遍规律。
A.测量定值电阻的阻值行多次测量的目的是求平均值,减小误差,故A不符合题意;
B.用刻度尺测量铅笔的长度行多次测量的目的是求平均值,减小误差,故B不符合题意;
C.探究电流与电压和电阻之间关系多次测量的目的是找出普遍规律,故C符合题意。
故选C。
(6)①只闭合开关S,电压表与变阻器串联,电压表示数为U,此时电压表的示数等于电源电压;
②闭合开关S、S1、S3,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为U1,此时小灯泡正常发光,则灯泡正常发光时,变阻器的电压为;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,变阻器接入电路中的电阻不变,断开开关S1,闭合开关S、S2、S3,变阻器与定值电阻R0串联,电压表测量定值电阻R0的电压,此时电压表示数为U2,此时电路电流为,此时变阻器的电压为;由欧姆定律得,变阻器接入电路中的电阻为
串联电路中电流处处相等,灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为
小灯泡正常发光的电阻为
6.(2026·江苏南京·一模)小明利用图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格分别为“;1A”。
(1)在图乙中将实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变大;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到的实验数据如下表:其中第5次电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为________(保留一位小数);
序号
1
2
3
4
5
0.5
1
1.5
2.0
2.5
0.10
0.14
0.16
0.2
(3)第1、2两次实验,滑动变阻器接入电路电阻的改变量________(选填“大于”“小于”或“等于”)小灯泡的电阻改变量。
(4)现有一铭牌显示“**V,0.3A”的小灯泡,现利用图丁电路来测量该灯泡正常发光时的电阻,电源电压未知,、均为最大阻值为的滑动变阻器。
①将两个滑动变阻器滑片均置于最右端,闭合、,读出电压表示数为6V。
②断开,保持滑动变阻器________(选填“”或“”)滑片的位置不动,调节另一变阻器的滑片,使电压表示数为________V。
③保持、滑片的位置不动,再闭合,读出电压表示数为4V。
④小灯泡正常发光时的电阻为________。
【答案】(1)
(2)10.4
(3)大于
(4) 6 10
【解析】(1)据甲图可知,将电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
(2)图丙中电流表量程为,分度值,示数为,小灯泡额定电压,则灯泡正常发光时电阻
(3)第1次实验
滑动变阻器电压
滑动变阻器电阻
第2次实验
滑动变阻器电压
滑动变阻器电阻
滑动变阻器电阻改变量
小灯泡电阻改变量
故。
(4)[1][2][3]闭合、,被短路,将两个滑动变阻器滑片均置于最右端,、均以最大阻值串联,电压表测两端电压,电压表示数为6V,由于两电阻值相同,则两电阻两端电压相等,可得电源电压是;断开,此时电路是、、灯泡L串联,保持滑片不动,此时电压表测和灯泡两端的总电压,调节滑片,当电压表的示数为6V时,则定值电阻两端电压为6V,此时电路中的电流为
此时灯泡恰好正常发光。保持、滑片不动,闭合,电路为、左部分电阻串联,电压表测左部分两端电压,电压表示数,可得两端电压为
电路中的电流为
可得左部分电阻为
已知、左部分电阻、串联,电路中的电流,灯泡L和左部分电阻两端电压是6V,可得灯泡L和左部分总电阻为
则灯泡正常发光时的电阻为
7.(2026·江苏宿迁·一模)小辉用如下器材测量小灯泡的电阻:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、稳压电源3V、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。实验电路如图甲所示,根据实验数据描点连线绘制的小灯泡的图像如图乙所示。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成实验电路的连接(要求滑片向左滑动时,电压表示数变小,导线不交叉)。
(2)为保证实验顺利进行,应选用规格为__________(填选项字母)的滑动变阻器。
A.“10Ω 0.5A” B.“50Ω 0.5A” C.“10Ω 0.2A”
(3)若电路连接完整后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡__________(选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电压表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向__________(选填“左”或“右”)移动。
(5)小辉认为还可以利用这些器材探究电流与电压的关系,讨论后认为不可行,原因是____________________。
(6)完成上述实验后,老师取走了电流表,让同学们用一个电压表和已知阻值的定值电阻R0设计电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。某小组设计的实验电路图如图丁所示,操作过程如下:
①只闭合开关S电压表示数为U;
②闭合开关S、、,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为,此时小灯泡正常发光;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、、,此时电压表示数为,则小灯泡正常发光的电阻为__________。
【答案】(1)
(2)B
(3)短路
(4)右
(5)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
(6)
【解析】(1)滑片向左滑动时电压表示数变小,说明灯泡两端电压变小,滑动变阻器分压变大、接入电阻变大,因此滑动变阻器右下接线柱与电源负极相连,据此作图。
(2)电源电压3V,当灯泡电压为0.5V时,由图乙可知电流为0.1A,此时滑动变阻器分压为
滑动变阻器需要的电阻
由图乙知,灯泡正常发光时电流为0.25A>0.2A,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数、灯泡不亮,说明可能是小灯泡短路,电压表被短路无示数。
(4)如图丙,电压表量程0~3V,分度值0.1V,读数为2.4V,小于灯泡额定电压2.5V;要测量小灯泡正常发光时的电阻,需要增大灯泡两端电压到2.5V,由串联分压原理知,应减小滑动变阻器接入电阻,因此滑片向右移动。
(5)探究电流与电压的关系时需要控制电阻不变,小灯泡的电阻随温度变化而改变,无法保持电阻一定。
(6) ① 只闭合S时,电压表测电源电压,电源电压为;
② 闭合S、S、S时,R0被短路,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,灯泡正常发光时电压为,此时滑动变阻器两端电压为,电路中的电流为,滑动变阻器阻值为①
③ 滑片不动,断开S1,闭合S、S2、S3时,灯泡被短路,R0与滑动变阻器串联,电压表测R电压为,此时电路中的电流为,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的阻值为②
由①②可得。
8.(2026·江苏南通·一模)小通和小如在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备的器材有:电源(电压为6V保持不变)、小灯泡(标有“3.8V”字样)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
3.0
0.24
2
2.2
0.28
3
1.7
0.30
(1)小通连接的电路如图所示。
①请用笔画线代替导线,将小通的电路连接完整___________。
②闭合开关后,小通移动变阻器滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表示数始终不变,电流表示数始终为零。此时电路中的故障可能是___________。
(2)小如将电压表并联在某元件两端。闭合开关,移动变阻器的滑片,实验数据如上表。
①根据表中数据,可以判断电压表并联在___________两端,并求出小灯泡正常发光时的电阻约___________Ω。(计算结果保留一位小数)
②结合表中序号1~3的数据,滑动变阻器连入电路的阻值变小过程中,小灯泡与滑动变阻器串联的等效电阻的阻值___________(选填“变大”“不变”“变小”或“无法确定”),理由是___________。
【答案】(1) 小灯泡断路
(2)滑动变阻器 13.6 变小 电源电压不变,电路中电流变大,根据欧姆定律,总电阻变小
【解析】(1)滑动变阻器按“一上一下”接入电路,已接下端接线柱,将开关的右接线柱连接到滑动变阻器的上端A接线柱,灯泡左接线柱连接到电压表负接线柱。
闭合开关后,电流表示数为零,说明电路断路,小灯泡不亮,电压表示数始终不变,则故障可能为小灯泡断路。
(2)表格中电压表示数逐渐减小,电流表示数逐渐增大,电源总电压不变,灯泡电压随滑动变阻器阻值减小而增大,滑动变阻器电压随自身阻值减小而减小,因此电压表并联在滑动变阻器两端;小灯泡额定电压为3.8V,正常发光时滑动变阻器电压
对应表格中电流
因此灯泡正常发光电阻
滑动变阻器连入阻值变小的过程中,电路电流逐渐变大,根据,电压不变,电流增大,因此等效电阻的阻值变小。
试卷第1页,共3页
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专题13欧姆定律
6大考点概览
考点01 欧姆定律的简单计算
考点02 动态电路分析与计算
考点03 探究电流与电压、电阻的关系
考点04 常规法测量定值电阻的阻值
考点05 特殊法测量定值电阻的阻值
考点06 测量小灯泡的阻值
欧姆定律的简单计算
考点1
1.(2026·江苏南京·一模)已知小灯泡正常发光的电压和电流为U1和I1,根据如图所示的图像,下列说法中正确的是 ( )
A.电压为 0 时灯丝电阻也为 0 B.电压为 U1时的电阻大于U1时的电阻
C.电压为 U1时的电阻小于U1时的电阻 D.通过灯泡的电流跟它两端电压成正比
2.(2026·江苏南京·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻和。闭合开关,断开和,电流表示数为;断开,闭合和,电流表示数为,则______。
3.(2026·江苏南通·一模)如图(甲)所示电路中,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电源两端的电压不变,改变R的滑片位置,电压表示数随电流变化的图线画在图(乙)的坐标系中,则根据以上条件可知R0的阻值为________,电源电压________V。
4.(2026·江苏南京·一模)在如图所示电路中,电源电压不变,阻值为,闭合开关,电流表示数,则电压表示数为___________V。再将另一个电阻接入电路中,两电表示数都改变,则电阻与___________(选填“串”或“并”)联,电流表示数将___________(选填“变大”或“变小”)。
5.(2026·江苏无锡·一模)一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R串联而成,通过L、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;当把这个工具接在电压为5V的电源两端,则电路中的电流是________A。
6.(2026·江苏南京·一模)如图所示,电源电压恒定,,开关S、S1都闭合时,电流表示数为0.5A;若只断开S1,发现电流表示数变化了0.2A,则电源电压为___V,R2的阻值为___Ω。
7.(2026·江苏南京·一模)在甲、乙两地之间架设有两根输电线,在一次狂风暴雨之后,这两根输电线在某处发生了短路,为了确定短路的具体位置,电力工人这样操作:他在甲地把这两根输电线的线头分别接到电压为3V的电池正、负极上,并且测出了这时输电线中的电流为30mA,已知输电线每米长的电阻是0.01Ω,那么发生短路处离甲地________m。
8.(2026·江苏南京·一模)一小灯泡的规格为“”,要把它接在3节新干电池串联而成的电源上,为使小灯泡正常工作,需要给它____联一个阻值为______的电阻。
9.(2026·江苏南京·一模)两只定值电阻,甲标有“10Ω1A”,乙标有“15Ω1.5A”,把它们串联起来,电路两端允许加的最大电压为______V;把它们并联起来,干路中允许通过的最大电流为______A。
10.(2026·江苏南京·一模)项目学习小组同学设计了如甲图所示的质量仪,其中弹簧A(原长为1m)的上端与滑动变阻器的滑片P相连(此时P处于R的最上端),弹簧A、B的下端与金属板相连。电源电压恒为9V,定值电阻,滑动变阻器R的长度为0.3m,全长总电阻为,电压表的量程为。弹簧压缩长度与压力的关系如图乙所示。(托盘质量忽略不计)
(1)该质量仪能称量最大质量为__________kg的物体;
(2)同学们经过讨论,提出了改进措施:①若使滑片P位于某一端,电压表正好满刻度,测量仪的测量范围达到最大,则其他条件不变时,可以将换为__________或者将电源电压调为__________V;②若适当__________(选填“增大”或“减小”)弹簧B的长度,也可增大此质量仪的量程。
11.(2026·江苏南京·一模)小明同学为了比较定值电阻R和额定电压为2.0V小灯泡L的电流与电压的关系,设计了电路图如图1。
数据序号
1
2
3
4
电压表示数/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表A示数/A
0.20
0.30
0.40
0.50
(1)根据图1将图2所示的实物图连接起来。( )
进行实验时,他改变滑动变阻器阻值,记录定值电阻数据如表,灯泡L的图像如图3。
(2)把表中的数据在图4中描点,然后将各点用平滑曲线连接起来。( )
(3)已知电压表和的示数均为2V,此时电流表的示数为0.4A。
①求的阻值;( )
②此时该灯泡是否处于正常工作状态?求灯泡的实际功率。( )
(4)调节滑动变阻器使时,工作10s产生多少热量?( )
(5)调节滑动变阻器使定值电阻两端电压大于灯泡两端电压时,电流表的示数应___________0.4A(选填“大于”“等于”或“小于”)。
12.(2026·江苏无锡·一模)学习了欧姆定律后,小明选用4.5V的电源、“3.8V 0.25A”的灯泡以及一卷标有7Ω/m的漆包镍铬合金丝开展以下探究活动。
(1)为了使灯泡正常发光,需要在电路中串联一个______Ω的保护电阻。小明查询资料发现:材料和横截面积相同的电阻丝,其电阻与长度成正比,则需要截取______m的镍铬合金丝。
(2)如图甲所示,小明小组设计了电路测量所截取的镍铬合金丝的电阻。
①闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能为______。排除故障后,调节滑动变阻器到某一位置,电流表的示数如图乙,其读数为______A。
②小明测量了多组数据并绘制了如图丙所示的图像,由图像可得该镍铬合金丝的电阻为______Ω。
(3)小华小组找到一卷铭牌磨损的合金丝,为了测量其电阻与长度的具体关系,设计了如图丁所示的电路,通过接入长度不同的合金丝测量出对应定值电阻两端的电压值,测量结果如下表所示。随后把合金丝换成第(2)问中截取的镍铬合金丝,闭合开关后,电压表示数为2.4V。则小华小组所用的电源电压为______V,该合金丝的电阻与长度的关系为______Ω/m。
电阻丝的长度l/cm
10
20
25
40
60
电压表示数U/V
2.4
1.8
1.6
1.2
0.9
动态电路分析与计算
考点2
1.(2026·江苏南通·一模)小华自制电子温度计,其原理如图甲所示,Rt是热敏电阻,R₀是定值电阻,电流表的量程是0~0.6A,电源电压U保持不变。在0~100℃范围内, Rt的阻值与温度t成一次函数关系,其图像如图乙所示。将电流表表盘改装成温度计表盘如图丙,下列说法正确的是( )
A.
B.“100℃”应标在0.1A刻度处
C.表盘相邻刻度线间的温度差相同
D.用量程0~3V的电压表并联在Rt两端比并联在R₀两端的测温范围大
2.(2026·江苏苏州·一模)如图所示的电路中,灯泡电阻随温度升高而变大,电压表的示数为,电压表的示数为,电流表示数为I,在移动滑动变阻器过程中,以下关于与I、与I函数关系正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2026·江苏南通·一模)小梦将定值电阻与滑动变阻器接入电源电压不变的电路中,如图所示.闭合开关S,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向左滑动到某一位置过程中,电流表、电压表和示数变化量分别为、、。下列说法正确的是( )
A.示数不变,示数变小
B.示数变大,示数和电流表示数之比变大
C.电流表示数变大,与之比不变
D.示数变小,
4.(2026·江苏南通·一模)标有“2V 0.5A”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器,连接在如图所示的电路中。已知电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。闭合开关,假设小灯泡的电阻保持不变,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变化范围0.25A~0.5A,电压表示数变化范围1~2V
B.滑动变阻器的取值范围是0~20Ω
C.电流表示数变化范围0.25A~0.6A,电压表示数变化范围1~2V
D.电路中小灯泡和滑动变阻器是并联
5.(2026·江苏南京·一模)将物理知识运用于生活中是学习物理的重要意义。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。下列关于该电路正确的是:( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
B.电压表两端的变化量与电压表两端的变化量相同
C.定值电阻为2.5Ω
D.电源电压是5V
6.(2026·江苏淮安·一模)科技小组设计了一个地磅,地磅内部简化电路如图。车辆开上地磅会压缩弹簧(弹簧处于弹性限度内)引起滑片P移动,当电路的电流(为某一定值)时,电路中电铃会发出警示声(电铃可视为一个小电阻),表明车辆超重了。为保护电阻,电源电压不变。下列说法正确的是( )
A.车辆越重,滑动变阻器接入电路的电阻越大
B.车辆越重,电路中的电流越小
C.当地磅上无车辆时,电压表的示数最大
D.要提升地磅超重标准,可增大阻值
7.(2026·江苏南京·一模)图甲为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,为定值电阻,气敏传感器两端的电压随天然气浓度变化的关系如图乙,下列描述两端的电压和电路中的电流随天然气浓度变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8.(2026·江苏南通·一模)如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变,R1是力敏电阻,其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面,可以改变滑动变阻器滑片P的位置,来设定不同的限载质量。下列说法错误的是( )
A.电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体在磁场中受力
B.检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越强
C.力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小
D.若要提高设定的限载质量,应将滑片P向左移动
9.(2026·江苏无锡·一模)利用气压传感器设计一款电子天平,结构简图如下。将物体放于秤盘,秤盘通过细绳拉动活塞右移,改变密闭气缸内气压,影响传感器电阻。通过观察电流表示数读出物体质量。已知传感器电阻与气缸内气压的关系。不计秤盘、细绳与活塞的重力和摩擦。电源电压,定值电阻。活塞横截面积为,此时大气压强为取。则说法错误的是( )
A.秤盘中物体质量的增加,电流表示数减小
B.当电子电流表示数为时,秤盘中物体的质量为
C.电表示数I与物体质量的关系式
D.长时间使用后电源电压降低,引起所测物体质量偏大
10.(2026·江苏南京·一模)图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R0为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)下列选项说法正确的是( )
①闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数增大
②电路中定值电阻R0的阻值为10Ω
③当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度
④电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度偏大
A.①②③ B.③④ C.①②④ D.②③④
11.(2026·江苏宿迁·一模)体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。R1是光敏电阻,R2是定值电阻,信号处理系统记录ab间的电压,每当绳子挡住射向R1的红外线时,R1的阻值会变大,自动计数器会计数一次。电源电压为6V,ab间电压随时间变化的图像如图乙所示,该同学匀速连续跳绳1min的跳绳次数为___________次,有红外线照射和无红外线照射时,电路中的电流之比为___________,光敏电阻的阻值之比为___________。
12.(2026·江苏南京·一模)某实践小组设计了如图甲所示的温度报警电路,电源电压恒为4V,R1为滑动变阻器,热敏电阻Rt的阻值随温度的变化如图乙所示,阻值不计的报警器在电流达到20mA时开始报警,超过50mA时损坏。
(1)将滑片P向右移动可_______(选填“提高”或“降低”)报警温度;
(2)为设定报警温度为100℃,小组同学利用电阻箱成功进行了调试:用电阻箱替代热敏电阻Rt,将其值调为_________Ω,再调节滑片P,直至_________,再用热敏电阻Rt替换电阻箱,保持滑片位置不变,即可实现温度100℃时报警;
(3)要想实现报警温度可以在50℃~200℃之间调节,则该电路应该选用电压至少为________V的电源,滑动变阻器R1的最大阻值至少为_________Ω。
13.(2026·江苏南京·一模)如图是人体身高测量仪的电路简化图,,R是滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片会随身高上下移动。当开关闭合,被测身高增加时,电流表的示数____________(选填“变大”“变小”或“不变”);当电压表的示数为时,滑动变阻器接入电路的阻值为____________。一段时间后,发现电流表无示数,电压表示数接近,则故障为____________(选填“断路”、“R断路”、“短路”)。
14.(2026·江苏南京·一模)如图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时:电压表示数________,电流表示数__________________。
15.(2026·江苏南京·一模)如图甲所示的电路,电源电压不变.在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。滑动变阻器的最大阻值为______Ω,电源电压为______V。
16.(2026·江苏南通·一模)如图甲的电路中,电源电压保持不变.闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是________V,定值电阻R0的阻值是________Ω.
17.(2026·江苏南通·一模)一天,小伟乘坐爸爸开的车遇到警察检查“酒驾”,一人向一个仪器的气管吹气便可检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。这是什么原理呢?小伟对这个问题进行了探究:他上网查询,找到了一款“半导体呼气式酒精测试仪”,如图甲所示,其简化电路如图乙,图中R1为定值电阻,R2为酒精传感器。传感器采用氧化锡半导体材料制成,当传感器中的氧化物暴露在空气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果空气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。测试仪工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/()
0.06
0.09
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
0.40
0.45
R/Ω
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,人体呼气酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当时属于饮酒驾车,当时属于醉酒驾车。请根据以上信息,回答下列问题:
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 _____信号输出;
(2)若长时间使用后电池电压下降,会导致所测酒精浓度读数比实际的 _______(“偏大”或“偏小”);
(3)如果图乙中电源电压U=3V,R1=100Ω,某次检测时,警察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 _____;
A.1V B.1.5V C.2V D.2.5V
(4)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像如图,合理的是 _____。
A. B. C. D.
18.(2026·江苏南京·一模)在“设计制作简易电子体重计”实践活动中,实验室提供了以下器材:电源(12V恒定)、电阻丝(5Ω/cm)、电压表(0~3V)、一个定值电阻Ω、开关、导线,以及一个带弹簧的托盘。设计要求:a.体重越大,电压表示数越大;b.体重计的零刻度(托盘中无重物时)正好在电压表的零刻度处;c.体重计的刻度是均匀的。
(1)如图甲是小明同学设计的电路,请指出此电路不符合设计要求之处:_________。(写出一点即可)
(2)小明同学对电路进行改进后如图乙所示,他选用的电阻丝长度为30cm,弹簧压缩量与所受压力大小变化如图丙所示(托盘受压力为零时滑片刚好指在的最上端),当一位同学站上托盘,发现电压表的示数为1.5V,该同学的体重为______N。在保证电路安全的前提下,该体重计能测量的最大值为______N。
(3)在不改变电源电压的情况下,要增大图乙这款体重计的量程,请你提出一种改进方法______。
19.(2026·江苏南京·一模)“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0-3V,定值电阻,滑动变阻器由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为1Ω/cm,允许通过的最大电流为0.3A。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处。测试时,通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动,并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。
初三女生测试等级标准
不合格
合格
良好
优秀
滑片移动距离L/cm
(1)闭合开关S后,成绩越好,电压表示数越_______(选填“大”或“小”),分析由电压表改装成的测量仪刻度是_______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
(2)当某同学测试时,电压表示数为2V,对应的成绩等级为_______。(选填“合格”或“不合格”)
(3)为保护电路安全,滑片移动距离L的范围是_______cm。
(4)该测试仪不能测出表中所有的等级,在保证电路各元件安全的情况下,通过替换来实现最大程度增加测试范围,则替换电阻的最小值为 Ω。
20.(2026·江苏南京·一模)技术研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试,他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁(如图甲所示),并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪,测试仪由压力传感器R与外部电路组成(如图乙所示)。已测得跨度为L时,在一定范围内,其压力F与下垂量h满足关系,。已知电源电压不变,当电压表的示数为4V时,电流表示数为0.4A。当压力F1=32N时,电路中的电流为I1,此时R的功率为P1;当压力F2=40N时,电路中的电流为I2,此时R的功率为P2;且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线(如图丙所示),忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求:
(1)R0的阻值;
(2)当桥梁的下垂量为3cm时,压力传感器受到的压力;
(3)当压力为零时,电路中的总电阻。
探究电流与电压、电阻的关系
考点3
1.(2026·江苏泰州·一模)在调光灯的电路中,若电源电压大于灯泡的额定电压,就需要串联一只电阻,如何选择电阻?要解决这一问题,需先了解电流与电压、电阻之间的关系。于是小华提出以下猜想:
【问题】
①导体中的电流与导体两端电压成反比
②导体中的电流与导体两端电压成正比
③导体中的电流与导体电阻成反比
④导体中的电流与导体电阻成正比
【证据】
为验证猜想,小华找来可调节电压的学生电源,电流表(量程),电压表(量程),阻值为、、、、的定值电阻各一个,滑动变阻器(“;”),开关及导线若干。
(1)小华连接如图甲所示电路,闭合开关S后,只有__________表有示数,经排查有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_________。
(2)排除故障后,小华用阻值为的定值电阻进行实验,测得数据如表一所示。分析数据可知:在导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成_____________比。
表一
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.56
(3)小华将电源电压调整为,分别将、、、、五个定值电阻依次接入电路,调节滑片使每次电压表示数保持不变,并将对应电流表的示数填在表二中。
表二
次数
1
2
3
4
5
5
10
15
20
25
I/A
E
0.20
0.14
0.10
0.08
①第1次实验时,电流表的示数如图乙所示,表格中E处的数据应为_______。
②完成实验1后断开开关,改接的定值电阻,将进行下列操作:
a.闭合开关
b.将滑动变阻器的滑片移到最右端
c.记录电流表示数
d.移动滑动变阻器的滑片使电压表示数保持不变
从安全和规范角度考虑,以上操作顺序正确的是_________。
A.
B.
C.
D.
③实验完成后,老师指出表二中第5次数据是拼凑的,在不更换滑动变阻器和改变预设电压的前提下,为完成第五次实验,可调节电源电压的最大值为_______________V。
【解释】
(4)正确收集所有数据后,根据表一和表二数据分析可知:猜想__________(填序号)是正确的。
【交流】
(5)实验结束后,小华设计了图丙所示的电路来测量额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为,定值电阻的阻值为,实验操作步骤如下。
①闭合开关、,断开,调节的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合开关、,断开,此时电压表的示数为。
则小灯泡正常发光时的电阻__________。
2.(2026·江苏南通·一模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,器材有电源电压为4.5V、定值电阻6只、滑动变阻器A(0~10Ω)、滑动变阻器B(0~20Ω)、电流表、电压表、开关及导线。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,再用笔画线代替导线将其正确连接;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数,但电流表无示数,则故障可能是______;
(3)排除故障后,将定值电阻从大到小依次接入电路进行实验,并画出如图乙所示的图像。用20Ω的电阻实验时,需使其两端的电压为______V,电路中的电流为______A。为顺利完成实验,应选用滑动变阻器______(选填“A”或“B”);
(4)实验中,再接入50Ω的定值电阻后,小雨发现无论怎么移动滑片,都不能使电压表示数达到,为了完成本次实验,下列措施不可行的是( )
A.调高电源电压
B.串一个10Ω的电阻
C.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
(5)同组的小华选用了、两个定值电阻进行实验,将接入电路调节滑片使电压表示数为,然后断开开关,用替换接入电路,直接闭合开关,发现电流表的示数变为原来的两倍,则的阻值是______Ω。
3.(2026·江苏苏州·一模)小华同学在探究电流与电阻的实验中,连接电路如图所示。
(1)小华检查电路时,发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)纠正错误后,保持学生电源电压为3V,定值电阻两端电压为2V不变,得到实验数据如表中所示。其中有一组数据是错误的,错误数据的序号是______。
数据序号
①
②
③
④
⑤
⑥
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
35
电流I/A
0.40
0.20
0.70
0.10
0.08
(3)小华完成前五次实验后,换用35Ω的电阻进行实验,定值电阻两端电压无法调至2V。经查看:滑动变阻器标有“15Ω 1A字样”,小华利用现有器材解决的方法是:_______。完成实验后得到结论:_______。
(4)小华发现:在电学实验中,经常存在某处断路、电阻阻值模糊不清、电池电压过低等现象,他利用两节新干电池和其他现有器材,设计了一款便捷多功能测试装置,能迅速找到断点或测出阻值;
①如图所示,M、N为该检测装置的两个测试接头,检测时,只要断开待检电路总开关,将M、N并联在被检部分两端,就能判断出该部分是否断路或测出其具体阻值,请在虚线框内画出该装置的内部电路图____;
②简述你判断该被检部分是否断路的方法:_______。
4.(2026·江苏苏州·一模)小华用如图所示的电路,探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验时,除了电源(4.5V)、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外,还有可供选择的器材:
A.额定电压2.5V的小灯泡;
B.定值电阻。
(1)在探究“电流与电压的关系”时需要选择器材___________(A/B)。
(2)用笔画线完成图中的实物电路连接,要求滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大。
(3)在探究“电流与电阻的关系”实验时,小华找实验室老师借了个电阻箱接入电路:
①每次改变电阻箱R的阻值后,调节滑动变阻器的滑片,使电阻箱R两端的电压保持不变,并记下对应的电流表示数如下表。
实验次数
1
2
3
4
5
R/
5
10
15
20
25
I/A
0.6
0.3
0.15
0.12
②在做完第2次实验后,做第3次实验时,若仅将电阻箱R的阻值从10调为15后,就闭合开关直接记录电流表示数,这个示数可能是___________(选填A、B、C、D选项)。
A.0.2A B.0.22A C.0.15A D.0.3A
③小华同学及时更正错误,完成实验后,通过分析实验数据,可知实验中的滑动变阻器阻值至少为___________,初步得出的结论是:___________。
(4)小华想测量一只额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的阻值,电路如图乙所示,电源电压为4.5V,滑动变阻器最大阻值为30。实验步骤如下:
①___________,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为1.5V;
③小灯泡正常发光时的阻值=___________。
5.(2026·江苏徐州·一模)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;
(2)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为___________V,记下电流表的示数。
(3)断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,移动变阻器的滑片P使___________表的示数与前一次相同,记录相关数据,得到实验结论;
(4)依次改变定值电阻的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出I-R图像为曲线A;根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A无交点,其原因是___________。
6.(2026·江苏南京·一模)在探究“电流与电阻的关系”实验中,电路图如图所示。
(1)连接电路时,开关应处于_______ (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片要调到最_____ (选填“左”或“右”)端;
(2)正确连接电路后,先用5Ω的电阻R完成实验,再用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,应将滑片向_____ (选填“左”或“右”)端移动,同时眼睛观察________ (选填“电流表”或“电压表”),直至其示数与原来相同;
(3)实验中测得3组数据如下表:
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.20
0.10
分析表中数据,可得:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______ ;
(4)实验结束后,利用现有器材还可进行的实验有:______ (写出一个即可)。
7.(2026·江苏南京·一模)在“探究电流与电阻关系”的实验中,实验器材如下:电压恒为6V的电源,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各1个,电流表,电压表,滑动变阻器R1(50Ω 2A)、R2(100Ω 2A),开关以及导线若干,电路如图甲所示。
(1)闭合开关,发现电压表与电流表的示数均超测量范围,电路连接无误,接下来应进行的操作是______(按操作步骤先后顺序填写字母代号);
A.检查电源是否短路 B.断开开关
C.将滑动变阻器的滑片滑至左端 D.将滑动变阻器的滑片滑至右端
(2)先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,此时电流表示数如图乙所示为_______A;然后将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为_______V。依次更换定值电阻进行实验,记录数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
______
0.2
0.14
0.1
0.08
0.06
(3)实验中使用的滑动变阻器是______(选填“R1”或“R2”);
(4)根据表中数据作出I与R关系的大致图像是丙图中的_______。
8.(2026·江苏淮安·一模)某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持3V不变,定值电阻的阻值为4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线;( )
(2)正确改接电路后,该同学立即进行实验,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是______A。这位同学实验操作的不足之处是______;
(3)该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验,将得到的实验数据填入表格。
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
电流I/A
0.15
0.23
0.30
0.38
分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压______。为了进一步验证这个结论,该同学利用现有器材在不改变电路连接的情况下,表格里余下的4次实验中,他还能完成______次。
9.(2026·江苏南京·一模)八中物理实验社的同学探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为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 电路如图所示。
(1)请在图甲中连接一根导线完成电路,使滑片左移时,两电表示数均变大________;
(2)闭合开关前,应将滑片置于________端(选填“A”或“B”);实验过程中需要更换不同阻值的定 值电阻重复操作,目的是_______________;(填序号,A:“减小误差”或B:“寻找普遍规律”)
(3)同组的A 、B两同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能进行了更换),根据各自的实验数据 作出了如图乙所示的I-R图像,其中__________同学的图像是错误的。分析图像,你认为错误同学在操作中的问题是:__________;
(4)实验中若将5Ω的电阻接入电路时,电压表示数为U1,更换为25Ω的电阻后,立即闭合开关,电压表示数为U2,则 U2________5U1(选填“>”、“<”或“=”);
(5)根据图乙中正确同学的图像,保持电路连接不变,关于此实验的分析,下列说法正确的是________;
A.实验中滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压
B.在这5次实验中,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6:1
C.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“20Ω 0.8A”
D.若接入滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,则定值电阻两端电压可调范围为2.5V~3V
(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R1-R2=4Ω,则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差为________Ω。
常规法测量定值电阻的阻值
考点4
1.(2026·江苏南通·一模)金属的电阻R随温度t(单位:℃)变化的关系为,式中为电阻温度系数。要测量某金属的电阻温度系数,实验器材有:恒流电源(能输出恒定电流,且电流可调可读)、量程100mV的电压表、待测金属电阻R、保温容器(带温度计)、开关和导线等。
(1)请在图甲中画一根导线,使电路完整;注:待测电阻R已放入保温容器(未画出);
(2)请将实验主要步骤补充完整。
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;
②在保温容器中添加适量热水,待温度稳定后,闭合开关,记录______和______的示数,断开开关;
③重复第②步操作若干次,测得多组数据;
(3)算出该金属电阻在不同温度下的阻值R,再绘出R-t关系图线如图乙所示。据图可知R0=______,该金属的电阻温度系数=______℃-1;
(4)若电源输出的电流恒为0.5mA,某次操作中电压表的示数如图丙所示,此时保温容器内的水温是______℃。
2.(2026·江苏无锡·一模)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1所示,电源电压为4.5V。
(1)连接电路时,开关应______;图1中的滑动变阻器滑片应置于最______端;
(2)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整;______
(3)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和电流表示数,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为______,滑动变阻器的最大阻值为______Ω;
(4)小华想用实验室一个刻度线清晰,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4所示,电路中电源电压U1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间改为接入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。
3.(2026·江苏无锡·一模)学习欧姆定律后,小明利用跨学科实践设计制作一个环境温度测量仪,利用AI获得PTC热敏电阻在实验温度范围内,其电阻Rt与温度t的关系为Rt=R0+kt,其中R0为0 ℃时PTC热敏电阻的阻值,k为温度系数,为测量R0和k的大小,步骤如下:
(1)控制PTC热敏电阻所处环境温度为0 ℃,设计如图甲所示电路测量电阻R0。
①请用笔画线代替导线,将实物图连接完整______。要求:滑片向右移,电流表示数变小。
②连好电路,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,电路中可能存在的故障为________。
A.R0断路 B.RP断路 C.电压表断路
③排除故障后,闭合开关,电压表示数为12 V,电流表示数如图乙所示,为________A,由此计算出0 ℃时PTC热敏电阻的阻值R0为________Ω。
(2)测量温度系数k。
提高热敏电阻Rt所处环境温度,发现电流表示数急剧下降,小于分度值,于是小明设计了丙图电路进行测量.电源电压未知,Rt为热敏电阻,调节电阻箱R1阻值为200 Ω并保持不变,改变Rt的温度t,读出电压表示数U,将数据记录在图示表格中,分析表格数据,温度系数k=________Ω/℃,电源电压U0为________V。
温度t/℃
20
40
60
电压表示数U/V
3.0
2.4
2.0
(3)制作环境温度测量仪。结合上述探究结果,将量程为0~3 V电压表改装成温度显示仪,要降低该测量仪能测量的最低温度,可适当________电阻箱R1阻值。
4.(2026·江苏连云港·一模)小明用如图甲所示的装置测量未知电阻的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中实物电路连接完整(导线不得交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器,发现电流表始终无示数,电压表有示数且等于电源电压,原因可能是______;
(3)某次测量时电压表、电流表示数如图乙所示,本次测量的电阻的阻值是______Ω;
(4)小明将电路中的电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,测量小灯泡在不同电压下的电阻,测量的数据描绘成如图丙所示图像,小灯泡正常工作时的功率为______W;
(5)经过对图像进行分析,小明发现通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是______。
特殊法测量定值电阻的阻值
考点5
1.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示为测量定值电阻阻值的实物电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到__________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,计算出定值电阻的阻值为__________Ω。不增加器材,利用该电路还可以进行的实验是__________。
(4)小华要测额定电流为I0的小灯泡正常工作时的电阻,在没有电流表的情况下,用阻值为R0的定值电阻和电压表,并设计了图丙电路,虚线框1内应该补上__________,使电路完整。
①闭合S,并将S1先接a;移动滑片P,使电压表示数为__________,此时小灯泡正常发光。
②将S1再接入b位置时,读出此时电压表示数为U1,小灯泡正常发光时的电阻RL=__________(用符号I0、R0、U1表示)。
③在设计操作步骤①时,电压表示数比预设值要大一些,这样测出的RL将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
测量小灯泡的阻值
考点6
1.(2026·江苏南通·一模)小明同学用如图所示的实验装置测量标有“3.0 V”字样的小灯泡的电阻.实验数据如下表所示:
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
不亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.2
电流I/A
0.45
0.43
0.40
0.35
0.28
0.15
0.10
算出的电阻R/Ω
(1)该同学正确连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表的指针不偏转,电流表指针偏转,你认为原因可能是 ______________ ;
(2)该同学排除故障后,第一次测量时的电压等于3.0 V,小灯泡正常发光,此时它的电阻为 ________ ,然后调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐次下降,灯泡逐渐变暗直到完全不发光,在实验中让电压逐次下降的主要目的是 ( ) .本次实验多次测量的目的是 ( )
A.减小误差 B.得出准确结论
(3)完成实验并将实验数据绘制成图像,如图所示,图像是曲线的原因可能是 ____________________ 。
3.(2026·江苏淮安·一模)实验小组测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻的实验电路如图甲所示,电源电压恒为4.5V。
(1)该实验的原理是______(用公式表示);
(2)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为______V;
(3)实验中还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为______;
(4)分析如乙所示的图像,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材______(选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系;
(5)实验小组还设计了一个测量未知电阻阻值的实验电路,如图丙所示,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片P移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式:________(用、、表示)。
4.(2026·江苏南通·一模)如图1为“测量小灯泡的电阻”的实验(小灯泡正常发光时电压为2.5V)。
(1)闭合电路前滑动变阻器的滑片应移至最______ (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后灯泡不亮,电压表和电流表均偏转,则下一步操作应该是______ ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.更换电池
D.移动滑片
(3)小明改变灯泡两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表;
数据序号
1
2
3
电压U/V
1.2
1.8
2.5
电流I/A
0.10
0.15
①第三次测量时电流表的示数如图2所示为______ A;
②小灯泡正常发光时的电阻为______ Ω。
(4)利用本实验器材______ (选填“可以”或“不可以”)完成探究电流与电压的关系;
(5)小红设计了另一种测量定值电阻Rx的方案,如图3所示,已知方案中定值电阻的阻值为R0,电源电压未知。将以下实验步骤补充完整:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,电压表的示数为U1;
②______ ,电压表的示数为U2;
③写出待测电阻Rₓ的表达式,Rₓ=______ 。(用U1、U2、R0表示)。
5.(2026·江苏常州·一模)小辉用如下器材测量小灯泡的电阻:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、稳压电源3V、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。实验电路如图甲所示,根据实验数据描点连线绘制的小灯泡的I-U图像如图乙所示。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成实验电路的连接(要求滑片向左滑动时,电压表示数变小,导线不交叉)。
(2)为保证实验顺利进行,应选用规格为______(填选项字母)的滑动变阻器。
A.“10Ω 0.5A” B.“50Ω 0.5A” C.“10Ω 0.2A”
(3)若电路连接完整后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电压表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向______(选填“左”或“右”)移动。
(5)本实验进行多次测量的目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(填选项字母)。
A.测量定值电阻的阻值
B.用刻度尺测量铅笔的长度
C.探究电流与电压和电阻之间关系
(6)完成上述实验后,老师取走了电流表,让同学们用一个电压表和已知阻值的定值电阻设计电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。某小组设计的实验电路图如图丁所示,操作过程如下:
①只闭合开关S,电压表示数为U。
②闭合开关S、、,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为,此时小灯泡正常发光;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、、,此时电压表示数为,则小灯泡正常发光的电阻为______。
6.(2026·江苏南京·一模)小明利用图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格分别为“;1A”。
(1)在图乙中将实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变大;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到的实验数据如下表:其中第5次电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为________(保留一位小数);
序号
1
2
3
4
5
0.5
1
1.5
2.0
2.5
0.10
0.14
0.16
0.2
(3)第1、2两次实验,滑动变阻器接入电路电阻的改变量________(选填“大于”“小于”或“等于”)小灯泡的电阻改变量。
(4)现有一铭牌显示“**V,0.3A”的小灯泡,现利用图丁电路来测量该灯泡正常发光时的电阻,电源电压未知,、均为最大阻值为的滑动变阻器。
①将两个滑动变阻器滑片均置于最右端,闭合、,读出电压表示数为6V。
②断开,保持滑动变阻器________(选填“”或“”)滑片的位置不动,调节另一变阻器的滑片,使电压表示数为________V。
③保持、滑片的位置不动,再闭合,读出电压表示数为4V。
④小灯泡正常发光时的电阻为________。
7.(2026·江苏宿迁·一模)小辉用如下器材测量小灯泡的电阻:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、稳压电源3V、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。实验电路如图甲所示,根据实验数据描点连线绘制的小灯泡的图像如图乙所示。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成实验电路的连接(要求滑片向左滑动时,电压表示数变小,导线不交叉)。
(2)为保证实验顺利进行,应选用规格为__________(填选项字母)的滑动变阻器。
A.“10Ω 0.5A” B.“50Ω 0.5A” C.“10Ω 0.2A”
(3)若电路连接完整后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡__________(选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电压表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向__________(选填“左”或“右”)移动。
(5)小辉认为还可以利用这些器材探究电流与电压的关系,讨论后认为不可行,原因是____________________。
(6)完成上述实验后,老师取走了电流表,让同学们用一个电压表和已知阻值的定值电阻R0设计电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。某小组设计的实验电路图如图丁所示,操作过程如下:
①只闭合开关S电压表示数为U;
②闭合开关S、、,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为,此时小灯泡正常发光;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、、,此时电压表示数为,则小灯泡正常发光的电阻为__________。
8.(2026·江苏南通·一模)小通和小如在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备的器材有:电源(电压为6V保持不变)、小灯泡(标有“3.8V”字样)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
3.0
0.24
2
2.2
0.28
3
1.7
0.30
(1)小通连接的电路如图所示。
①请用笔画线代替导线,将小通的电路连接完整___________。
②闭合开关后,小通移动变阻器滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表示数始终不变,电流表示数始终为零。此时电路中的故障可能是___________。
(2)小如将电压表并联在某元件两端。闭合开关,移动变阻器的滑片,实验数据如上表。
①根据表中数据,可以判断电压表并联在___________两端,并求出小灯泡正常发光时的电阻约___________Ω。(计算结果保留一位小数)
②结合表中序号1~3的数据,滑动变阻器连入电路的阻值变小过程中,小灯泡与滑动变阻器串联的等效电阻的阻值___________(选填“变大”“不变”“变小”或“无法确定”),理由是___________。
试卷第1页,共3页
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