专题08 电学基础 欧姆定律(山东专用)(3大考点)2026年中考物理二模分类汇编
2026-05-25
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3份
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80页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 欧姆定律 |
| 使用场景 | 中考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 39.40 MB |
| 发布时间 | 2026-05-25 |
| 更新时间 | 2026-05-25 |
| 作者 | 初中物理志强工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58028956.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
该试卷聚焦初中物理电学基础与欧姆定律,汇编山东各地二模试题,通过科技热点(如柔性存算芯片)、生活情境(如空调扇电路)及实验探究(如伏安法测电阻),实现概念理解与综合应用的梯度训练。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单项选择|23道|导体材料、电路连接、欧姆定律应用|结合2026年柔性芯片科技热点,考查半导体材料识别|
|实验题|13道|电流与电压/电阻关系、伏安法测电阻|设计“探究电流与电阻关系”实验,要求分析滑动变阻器取值范围|
|计算题|3道|电路功率、浮力电子秤、含水量监测|以浮力电子秤为载体,融合电学与力学计算,体现跨模块综合|
内容正文:
专题08 电学基础 欧姆定律
3大考点概览
考点01电学基础
考点02欧姆定律
考点03综合应用
电学基础
考点1
一、单项选择题
1.(2026·山东济南·二模)【科技热点】2026年1月28日,由清华大学和北京大学联合研发的世界首款柔性存算芯片——FLEXI,在国际顶级期刊《自然》(Nature)发表。该柔性芯片采用了基于低温多晶硅的工艺,它的主要制作材料是( )
A.绝缘体材料 B.磁性材料 C.超导材料 D.半导体材料
【答案】D
【详解】多晶硅属于典型的半导体材料 ,其导电性能介于导体和绝缘体之间且高度可控,是制作各类存算芯片的核心材料,故选D。
2.(2026·山东济宁·二模)如图所示是用静电植绒布做成的小灯笼。使绒毛带上电,让它飞向先涂了胶的带电布面上,这就是“静电植绒”,则植绒布植绒的原理是( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.带电体能吸引轻小物体 D.质子在物体间相互转移
【答案】B
【详解】A.同种电荷相互排斥,无法让带电绒毛吸附在带电布面上,不符合静电植绒的过程,故A不符合题意;
B.绒毛和布面都带电,二者带异种电荷时,会相互吸引,使绒毛固定在布面上,符合静电植绒的原理,故B符合题意;
C.带电体吸引轻小物体,是一个带电、一个不带电时的现象,本题中绒毛和布面都带电,不是该原理,故C不符合题意;
D.静电现象中,只有电子能在物体间转移,质子位于原子核内,不会发生转移,故D不符合题意。
故选B。
3.(2026·山东济宁·二模)如图所示,家庭电路中往往需要根据不同的需求选择不同规格的导线,主要是考虑了导线电阻的哪个影响因素( )
A.材料 B.长度 C.横截面积 D.温度
【答案】C
【详解】导体电阻的影响因素有材料、长度、横截面积、温度。由图可知,不同场景使用的导线规格不同,核心区别是导线的横截面积:家庭电路中功率越大的用电器工作电流越大,需要选择横截面积更大的导线,其他条件相同时,横截面积越大导线电阻越小,工作时导线发热更少更安全,因此本题主要考虑的因素是导线的横截面积。
故选C。
4.(2026·山东聊城·二模)金属能导电的原因是金属原子外层的粒子能够脱离原子核的束缚而自由移动,这种粒子是( )
A.离子 B.中子 C.电子 D.质子
【答案】C
【详解】原子由原子核和核外的电子组成,金属能导电的原因是金属原子外层的粒子能够脱离原子核的束缚而自由移动,核外的电子可以自由移动,所以这种粒子是电子,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.(2026·山东济宁·二模)小明将铁片和铜片分别插入两个柠檬中,制成了“柠檬电池”,同时在电路中接入了电压表,具体电路连接如图所示。下列说法正确的是( )
A.柠檬相当于用电器 B.两节“柠檬电池”是并联
C.B端是“柠檬电池”的负极 D.两节“柠檬电池”的总电压为1.2V
【答案】D
【详解】A.柠檬电池可以提供电能,在电路中相当于电源,故A错误;
B.由图可知,两节柠檬电池依次首尾连接,连接方式是串联,故B错误;
C.图中电压表正接线柱连接B端一侧,因此B端是柠檬电池的正极,故C错误;
D.电压表选择0~3V量程,该量程的分度值为0.1V,指针读数为,因此两节柠檬电池的总电压为,故D正确。
故选D。
6.(2026·山东临沂·二模)市面上有一款“空调扇”,不仅能在常温下送风,还能吹出凉风。学习小组的同学们通过查阅资料知道该款“空调扇”内部有两个电动机,其中电机M1驱动扇叶送风,电机M2驱动机内水循环使所送的风成为“凉风”,但“空调扇”不会只有水循环而不送风。小组的同学们试着画出了该款“空调扇”的电路图,其中符合要求的是( )
A B C D
【答案】A
【详解】根据题意,要求M1驱动送风、 M2驱动水循环,不能出现只有水循环工作而不送风的情况,即 M2工作时, M1一定工作,M1可单独工作;
A.该电路中,是干路开关,直接接在支路,只要闭合,一定工作;由控制,工作时必须闭合,因此一定同时工作,不存在只有工作的情况,可实现只送风,送风加水循环两种工作模式,符合要求,故A符合题意;
B.该电路中,直接接在支路,只要干路S1闭合, S2断开时,只有 M2工作,即只有水循环不送风,不符合要求,故B不符合题意;
C.该电路中,当闭合时,被短路,只有工作,即只有水循环不送风,不符合要求,故C不符合题意;
D.该电路中,两个电机独立支路,当闭合、断开时,只有工作,即只有水循环不送风,不符合要求,故D不符合题意。
故选A。
7.(2026·山东济南·二模)如图所示是某同学在实验过程中连接的电路,同时闭合开关S1、S2,两个小灯泡均正常发光。关于甲、乙两电表的说法,正确的是( )
A.甲是电流表,乙是电压表 B.甲是电压表,乙是电流表
C.甲、乙都是电流表 D.甲、乙都是电压表
【答案】A
【详解】首先明确电表使用规则:电流表相当于导线,串联在电路中;电压表相当于开路,并联在电路中,结合题干“同时闭合、,两个小灯泡均正常发光”,逐一分析选项:
A.甲是电流表,乙是电压表,甲通路,乙开路,闭合开关后,电流从电源正极流出经过后分为两条支路,支路1:电流表甲→→电源负极; 支路2:→→电源负极; 两个灯泡并联,都有电流通过,均正常发光,乙电压表相当于开路,不影响电路,符合题意,故A正确。
B.甲是电压表,乙是电流表,甲开路,乙通路,闭合开关后,电流路径为:电源正极→→乙(电流表)→→电源负极,电流不经过任何用电器,直接短路电源,两个灯泡都不发光,故B错误。
C.甲、乙都是电流表,甲乙都相当于导线,电流会从电源正极经开关、电流表乙直接回到电源负极,造成电源短路,两个灯泡都不发光,故C错误;
D.甲、乙都是电压表,甲乙都相当于开路,只有L2接入电路,L2发光,L1不发光,故D错误;
故选A。
8.(2026·山东聊城·二模)小明同学想观察红、绿、蓝三束光照射到白屏上重叠部分的颜色,他还好奇红绿两束光、绿蓝两束光以及红蓝两束光照射到白屏上重叠部分的颜色,于是使用红、绿、蓝三种颜色的发光二极管和干电池等元件设计了一个电路图,电源电压在安全范围内,则下列电路设计能达成目的的是( )
A B C D
【答案】B
【详解】因为要观察红绿两束光、绿蓝两束光以及红蓝两束光照射到白屏上重叠部分的颜色,为了满足要求,需要红、绿、蓝三种颜色的发光二极管都能单独工作,互不影响,且可以任意两个二极管同时工作,所以应将三种颜色的发光二极管并联在电路中,且每条支路都有开关进行控制该支路的通断。
A.A图中,三种颜色的发光二极管串联在电路中,当开关闭合时,三个二极管同时工作,没法单独工作,故A不符合题意;
B.B图中,三种颜色的发光二极管并联在电路中,并且每个支路中都有开关,三个二极管可以单独工作,也可以任意两个二极管同时工作,故B符合题意;
C.C图中,红色的发光二极管接在干路上,绿色和蓝色的二极管并联在电路中,可以只有红色和绿色的二极管发光,也可以只有红色和蓝色的二极管发光,但不能只有绿色和蓝色的二极管发光,故C不符合题意;
D.D图中,绿色的发光二极管接在干路上,红色和蓝色的二极管并联在电路中,可以只有红色和绿色的二极管发光,也可以只有绿色和蓝色的二极管发光,但不能只有红色和蓝色的二极管发光,故D不符合题意。
故选B。
9.(2026·山东济南·二模)如图所示的电路中,各元件完好,关于整个电路的连接,下列判断中正确的是( )
A.若只闭合S1,L、R2串联
B.若只闭合S2,R1、R2并联
C.若只闭合S2,R1、R2串联
D.若S1、S2都断开,R1、R2、L串联
【答案】D
【详解】A.若只闭合S1,电流从电源正极流出,经过R2、开关S1回到电源的负极,电路为R2的简单电路,故A错误;
BC.若只闭合S2,电流从电源正极流出,经过开关S2、灯泡L直接回到电源的负极,电路为L的简单电路,故BC错误;
D.若S1、S2都断开,电流从电源的正极流出,依次经过R2、R1、灯泡L回到电源的负极,电路是R2、R1、灯泡L串联,故D正确。
故选D。
10.(2026·山东日照·二模)小羽同学做一个电学实验:电源电压恒定,为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器连入电路中的阻值大小,记录电压表、电流表的示数,数据如表1所示。该实验所用的电路是下列选项中的( )
表1
序号
1
2
3
4
5
6
0.6
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
0.06
0.1
0.12
0.15
0.18
0.22
A B C D
【答案】C
【详解】根据表格数据知,在误差范围内,电压增大几倍,电流也增大几倍,即电流与电压成正比,表示所测部分的电阻保持不变,因而电压表必须接在定值电阻的两端。
A.图中电压表测量的是滑动变阻器的电压,故A不符合题意
BD.两图电压表测量的都是电源电压,故BD不符合题意;
C.图中电压表必须接在定值电阻的两端,故C符合题意。
故选C。
11.(2026·山东菏泽·二模)世界万物是由什么组成的,它的最小结构是什么,宇宙有无边界,宇宙是怎么产生的,关于这些疑惑,人类从来没有停止过对宇宙万物的探索。科学家在探索过程中,让人类认识了分子,认识了原子,知晓了宇宙,明白了微观世界的运动,探索永无止境,不懈追求,必有所得。以下关于粒子和宇宙说法不正确的是( )
A.分子是保持物质化学性质的最小微粒
B.汤姆生发现电子,证明了原子是可分的
C.被丝绸摩擦过的玻璃棒因为得到正电荷带正电
D.天文学家利用哈勃望远镜发现谱线“红移”这一现象,说明了宇宙在膨胀
【答案】C
【详解】A.分子是保持物质化学性质的最小的微粒,故A正确,A 不符合题意;
B.汤姆生发现电子,证明了原子是可分为原子核和核外电子,故B正确,B不符合题意;
C.被丝绸摩擦过的玻璃棒因为失去电子而带正电,故C错误,C符合题意;
D.天文学家利用哈勃望远镜发现谱线“红移”这一现象,这是一个相对于观察者运动着的物体离得越远发出的声音越浑厚(波长比较长),相反离得越近发出的声音越尖细(波长比较短)说明了宇宙在膨胀,故D正确,D不符合题意。
故选C。
二、填空题
12.(2026·山东烟台·二模)伴随科技的日新月异,人类不断在更大宏观的尺度上探寻宇宙,在银河系、总星系、太阳系中,尺度最大的天体系统是________;人类对原子结构的认识也经历了一个漫长的过程,如图所示是不同科学家提出的原子模型,其中________(选填“甲”或“乙”)是卢瑟福提出的原子核式结构模型;图丙是玻尔的原子结构模型,模型中2表示的粒子为________。
【答案】 总星系 乙 电子
【详解】在太阳系、银河系、总星系中,总星系包含了所有已知的星系,是三者中尺度最大的天体系统;甲图是汤姆孙的 “枣糕模型”,不是卢瑟福提出的,乙图是卢瑟福提出的原子核式结构模型,认为原子中心有一个带正电的原子核,电子绕核运动,因此选乙;在玻尔的原子结构模型中,电子在特定的轨道上绕原子核运动,模型中2表示的是电子(绕核运动的带负电粒子)。
13.(2026·山东泰安·二模)图甲所示电路,电源电压恒定,闭合开关S后,两电压表指针偏转均如图乙所示,则灯泡两端的电压为___________V,通过、的电流、之比为___________。
【答案】 4.8 1:1
【详解】[1]由图甲可知,灯泡与串联,电压表测电源总电压,电压表测两端电压。总电压大于的电压;两电压表指针偏转角度相同,说明量程不同,测总电压,选量程,分度值,读数为总电压;测电压,选量程,分度值,读数为; 因此两端电压
[2]串联电路中电流处处相等,因此通过、的电流之比。
三、作图题
14.(2026·山东济南·二模)目前我国智能电动车技术发展迅速。当开关闭合时,车内照明灯亮起;再闭合,车内驱动电机启动,车辆行驶;只闭合时,电动机不工作。请在答题卡规定区域内设计符合要求的电路图。
【答案】
【详解】由题意可知,仅闭合S2时电动机不工作,S1闭合后,再闭合S2电动机才启动,说明S1是干路开关,控制整个电路;S2与电动机串联,控制电动机;S1闭合后指示灯就亮起,说明指示灯和电动机并联。据此作图。
15.(2026·山东济南·二模)某商场有一台棉花糖自助售货机,接通电源开关后,指示灯L一直发光,人们可通过投币或扫码的方式购买棉花糖。然后当投币成功(闭合开关)或扫码成功(闭合开关)时,电动机开始工作,完成自动出售服务。请在答题纸上的虚线方框内画出符合要求的电路图。
【答案】
【详解】指示灯L一直发光,说明指示灯L一直与电源相连,不受其他开关控制。投币或扫码成功时,对应开关闭合,电动机开始工作,说明两个开关并联。电动机工作时,指示灯L仍然发光,说明指示灯L和电动机应该是并联关系,电路图如下:
16.(2026·山东临沂·二模)小杰同学家里正在装修,他发现工人师傅使用如图所示的充电式电钻打孔。单独使用电钻打孔时,闭合开关,电动机启动;需要照明时,再闭合开关,照明灯亮。为了安全和节能考虑,使用该电钻可以只打孔不照明,也可以边打孔边照明,但不可以只照明不打孔。
(1)给电钻充电时,其内部电池相当于电路中的_______。
(2)用电钻在墙壁上打孔后,钻头发烫,这是通过_______的方式改变了钻头的内能。
(3)请在虚线框中设计符合要求的电路图。
【答案】(1)用电器
(2)做功
(3)
【详解】(1)给电钻充电时,其内部电池消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,内部电池相当于电路中的用电器。
(2)用电钻在墙壁上打孔,克服摩擦做功,消耗机械能转化为内能,使钻头的内能增加、温度升高,这是通过做功的方法使钻头的内能增加。
(3)电动机和照明灯在电路中应该是并联关系。开关 S1 应控制电动机,开关 S2应控制照明灯。同时,开关 S1 应该位于干路上,以确保在闭合S2之前必须先闭合 S1,灯泡才能工作。这样,当 S1 断开时,无论 S2是否闭合,照明灯都不会亮起,从而避免了只照明不打孔的情况发生。如图所示:
欧姆定律
考点2
一、单项选择题
1.(2026·山东临沂·二模)物理兴趣小组自制了一台电子秤。设计的电路如图甲所示。电源电压恒为6V。R是最大阻值为50Ω的滑动变阻器,其接入电路的阻值与托盘所受压力的关系如图乙所示。电表和定值电阻R0(阻值为10Ω)均未画出。托盘所受压力为零时,滑杆在R最上端,压力越大电表示数越大。下列说法正确的是( )
A.虚线框a应接入的是电流表
B.压力增大是,定值电阻R0两端的电压变大
C.当压力为30N时,通过滑动变阻器R的电流为0.2A
D.当R两端电压为4V时,托盘所受的压力为20N
【答案】D
【详解】A.若接入电流表,则为,电流表测电路电流。压力增大时增大,总电阻增大,由
得,电流减小,电表示数减小,不符合题目要求,因此不能接电流表,故A错误;
B.正确电路为:是,与串联,是电压表测的电压。压力增大时增大,总电阻增大,电路电流减小,定值电阻电压,减小、不变,因此减小,故B错误;
C.压力为时,由图乙得,总电阻
电路电流,故C错误;
D.当两端电压时,两端电压
串联电路电流相等,
滑动变阻器阻值
由图乙可知,对应压力,故D正确。
故选D。
2.(2026·山东临沂·二模)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,两个电流表指针均偏转且偏转刻度相同,则通过电阻R1和R2的电流I1、I2及它们的阻值关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由图可知,与并联,电流表测干路总电流,电流表测支路的电流。根据并联电路电流规律,干路电流,因此;两个电流表指针偏转刻度相同,电流表同一表盘的大量程读数是小量程的5倍,因此干路电流。由
可得
因此,并联电路各支路电压相等,即,根据欧姆定律,得,因此
即,故选C。
3.(2026·山东聊城·二模)如图为初中体育均衡检测中握力计的工作原理简图,电源电压恒为3V,的阻值大小与其连入电路的长度成正比,为保护电阻,弹簧电阻不计。握力为零时,在端,此时电流表的示数为;握力最大时,在端,此时电流表的示数为0.1A。从端滑至端过程中,下列说法正确的是( )
A.握力越大,电流表的示数越大
B.的最大阻值是
C.的阻值是
D.若减小的阻值,所测握力的范围将发生变化
【答案】B
【详解】A.分析电路可知,保护电阻和变阻器串联,电流表测电路电流。握力越大,变阻器连入电路的阻值越大,根据,电流表的示数越小,故A错误;
BC.握力为零时,在端,此时保护电阻单独接入电路,则的阻值为
握力最大时,在端,此时变阻器的最大阻值接入电路,总电阻为
则的最大阻值为,故B正确,C错误;
D.握力为零时,在端,握力最大时,在端,滑片移动范围不变,所以若减小的阻值,所测握力的范围不变,故D错误。
故选B。
4.(2026·山东青岛·二模)如图电路,电源电压恒定不变。闭合开关、,小灯泡、均正常发光,电流表和电压表均有示数。则( )
A.电流表测通过小灯泡的电流
B.小灯泡两端的电压比的大
C.若只断开,电流表示数不变
D.若只断开,小灯泡将变亮
【答案】C
【详解】A.根据实物图可知,两灯泡并联,电流表与灯泡串联,因此它测量的是通过的电流,故A不符合题意;
B.图中两灯泡为并联关系,根据并联电路中各支路两端电压相等的规律,和两端的电压是一样大的,故B不符合题意;
CD.并联电路中各支路互不影响,断开控制的支路开关后,所在支路的电压和电阻均未改变,因此电流表示数不变,所以亮度也不会改变,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
5.(2026·山东济南·二模)如图甲是身高测量仪,体检者站在绝缘平台上,能自动显示身高,电路原理如图乙,为定值电阻,下列有关分析中正确的是( )
A.身高越高,接入电路的阻值越大
B.身高越高,电路消耗的总功率越大
C.电流表示数显示身高,身高越高示数越大
D.电压表示数显示身高,身高越高示数越大
【答案】D
【详解】A.身高越高,滑片P会向上移动,但滑动变阻器R接入电路的总电阻始终等于其最大阻值,不会变大,故A错误;
B.电源电压U不变,电路总电阻不变,根据可知,电路总功率不变,故B错误;
C.电路总电阻不变,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路电流I不变,电流表示数不随身高变化,故C错误;
D.身高越高,滑片P向上移动,电压表所测的滑片下方电阻丝的阻值越大,而电路电流I不变,根据可知,电压表示数就会越大,因此电压表示数可显示身高,身高越高示数越大,故D正确。
故选D。
6.(2026·山东临沂·二模)小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为,电压表量程为,实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的图象。关于此实验的分析,下列说法错误的是( )
A.在这5次实验中,控制定值电阻两端的电压为3V
B.接入电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为
C.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
D.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“ 0.5A”
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,定值电阻两端电压
故A正确,不符合题意;
B.由图乙可知,接入15Ω电阻进行实验,此时的电流为0.2A,此时电路中的总电阻
故B正确,不符合题意;
C.由题意可知,滑动变阻器两端的电压
电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大
电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小
滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为
故C正确,不符合题意;
D.由图乙可知,当定值电阻为5Ω时,电路中的电流为0.6A,故选用滑动变阻器的规格不可以是“ 0.5A” ,故D错误,符合题意。
故选D。
7.(2026·山东牟平·二模)小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:①只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U1;②闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U2;③用U1、U2和R0表示Rx;请选出最后一根导线的连接方式和Rx的表达式( )
A.连接ac; B.连接ad;
C.连接bc; D.连接bd:
【答案】C
【详解】①连接bc,只闭合开关S1,两电阻串联接入电路,电压表测待测电阻两端的电压为U1;②闭合开关S1、S2,电路为只有待测电阻的简单电路,电压表测电源电压为U2;③串联电路总电压等于各部分电压之和,所以定值电阻两端的电压
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流
根据欧姆定律可得待测电阻的阻值
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.(2026·山东潍坊·二模)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A.A的示数变大,V1的示数不变 B.A 的示数变大,V2的示数变大
C.V1的示数与V2的示数之和不变 D.V2的示数与A的示数之比变小
【答案】D
【详解】ABC.由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻R2串联在电路中,电流表A测电路的电流,V1测量滑动变阻器的电压,V2测量电源电压,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电路中的电流增大,定值电阻R2两端的电压增大,又电源电压恒定不变,可知滑动变阻器两端的电压减小,即V1的示数变小,V2的示数不变,V1的示数与V2的示数之和变小,故ABC错误;
D.由于V2测量电源电压,示数不变,电路中的电流增大,A的示数增大,则V2的示数与A的示数之比变小,故D正确。
故选D。
二、多项选择题
9.(2026·山东济南·二模)冬天为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3 V,R1是热敏电阻,R0有3 kΩ和5 kΩ的定值电阻备选。闭合开关S,当R1两端电压U≥2 V时,开启加热系统;当U≤1.8 V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值R1/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.温度越高,R1的阻值越小
B.加热系统工作时,R1和R0的功率可能相等
C.为满足设计要求,只能选用3 kΩ的备选电阻
D.增大电源电压会使开启加热系统的温度变高
【答案】ACD
【详解】由电路图可知,与串联,加热系统并联在两端。根据串联分压知识可知
A.从表格数据可以看出,温度升高时,热敏电阻的阻值逐渐减小,故A正确;
B.串联电路电流处处相等,功率,若功率相等则需要。加热系统工作时要求,电源总电压为,因此两端电压。
根据串联分压规律可知
即,则不可能等于,功率不可能相等,故B错误;
C.温度降到时开启加热,此时,温度升到时关闭加热,此时。 由表格数据可知,时,时。 当时,两端电压为
根据串联分压规律可知,此时的阻值为
将代入关闭加热系统的情况中,此时两端电压为
符合设计要求。
若选的,时两端电压为
不满足开启要求,因此只能选用的电阻,故C正确;
D.开启加热的临界条件是,根据串联电路电压规律可知,当开启电压不变时,即不变时,增大电源电压,则两端电压将变大。根据欧姆定律可知,通过的电流将变大,则不变时,对应的阻值应变小。由表格数据可知,对应的温度变高,故D正确。
故选ACD。
三、填空题
10.(2026·山东青岛·二模)实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。如图中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)为的电流表头,其电阻,如图所示,虚线框内为某同学改装后的电流表电路图,其中,,则:
(1)使用a和b两个接线柱时,电流表满偏时Uab为_______V,则此时流过R1的电流为I1,流过R2电流的为I2,则:I1_______I2(选填“大于”、“等于”、“小于”);
(2)若先用导线将b和c两个接线柱连接起来,形成一个新接线柱d,再使用a和d两个接线柱,此种情况下电流表的最大测量值为________。
【答案】(1) 0.1 等于
(2)21mA
【详解】(1)[1][2]使用a、b接线柱时,表头G与R1、R2的串联支路并联: 满偏时表头电流为
并联电路电压相等,因此
R1和R2串联在同一条支路,根据串联电路电流特点:串联电路电流处处相等,因此I1等于I2。
(2)连接、后使用、接线柱时,表头与并联: 表头满偏时,两端电压为0.1V; 并联电路电压相等,因此两端电压为,流过的电流
电流表总电流(最大测量值)为干路电流
11.(2026·山东济宁·二模)【情景化试题】图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,工作电压为4.5V,定值电阻R的阻值为100Ω,天然气气敏电阻R0的阻值与空气中天然气浓度变化规律如表。当R端的电压达到3V时,气敏电阻R0的阻值为______Ω,若适当______(选填“增大”或“减小”)R的阻值,则可以提高报警器的灵敏度。
浓度/ppm
0
100
200
300
400
500
600
电阻R0/Ω
50
100
150
200
250
300
350
【答案】 减小
【详解】电路为串联电路,电源电压,定值电阻,当其两端电压时,气敏电阻两端电压
电路电流
因此,气敏电阻阻值
报警触发条件为,由串联分压公式,代入数据可得,报警器的灵敏度提高,意味着在天然气浓度更低(更小)时就能触发报警。若适当减小R的阻值,可使更小,从而对应更低浓度,提前触发报警,提高灵敏度。
四、实验题
12.(2026·山东泰安·二模)探究“电压一定时电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、4个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)连接电路时,开关应处于________状态(选填“闭合”或“断开”);
(2)按照图乙所示连接好电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表几乎不偏转。移动滑片位置,电流表有明显变化,电压表始终无变化,故障原因可能是_________;
(3)排除故障后,进行实验,图丙是根据实验数据画出的I-R图像。由此可知,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后,应调节滑动变阻器滑片,使电压表示数保持_____V不变。此时,滑动变阻器的滑片P在原来位置的_______(选填“左”或“右”)侧;
(4)根据图丙的I-R图像可得:当电压一定时,_________;
(5)小静同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P都不能使电压表示数达到原来的值,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是_________;(填选项字母)
A.调高电源电压
B.再串联一个10Ω的定值电阻
C.将电压表改接到滑动变阻器两端
【拓展】小刚学习了伏安法测电阻后,用刻度尺、电流表和已知最大电阻为的滑动变阻器来测量待测电阻器的电阻。他设计了如图丁所示电路,请你帮他完成下列步骤:
①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点,并标记;
②连接电路并将滑片P移到最大电阻处,检查无误后,闭合开关,读出电流表示数;
③再将滑片P移到标记处,读出电流表示数;
④则待测电阻器的电阻=_________(用、、表示)。
【答案】(1)断开
(2)定值电阻短路
(3) 3 右
(4)通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5) B
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)电流表有示数,说明电路是通路;电压表几乎不偏转,且移动滑片时示数始终不变,故障原因可能是定值电阻短路,电压表测导线电压。
(3)[1][2]根据图丙中数据可知,当电阻时,电流为,因此定值电阻两端的电压
因此要保证电阻两端电压一定,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后,根据串联电路分压原理,则定值电阻两端的电压变大,为了使电压表示数保持,由串联电路电压规律,应增大滑动变阻器两端的电压,故应增大滑动变阻器的阻值,即滑动变阻器的滑片P应在原来位置的右侧。
(4)由图丙可知,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)[1]换接50Ω定值电阻后,要保持其两端电压为3V,则滑动变阻器两端电压为
根据串联分压原理,此时滑动变阻器阻值需为
超过了现有滑动变阻器最大阻值。
A.调高电源电压,为控制定值电阻两端的电压不变,滑动变阻器两端分得的电压会更大,这会使所需滑动变阻器阻值更大,不可行,故A不符合题意;
B.再串联一个10Ω电阻,该电阻与滑动变阻器的最大总阻值变为30Ω,满足25Ω的要求,可行,故B符合题意;
C.改变电压表位置无法解决阻值不足的问题,不可行,故C不符合题意;
故选B。
[2]当滑片在最大阻值处时,电源电压……①
当滑片在中点时,电源电压……②
联立①②可得,
13.(2026·山东鱼台·二模)小吴同学利用如图甲所示的器材探究通过导体的电流与其两端电压的关系(导体B为替换电阻),其中电源电压可调。
(1)请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路后,将电源电压调为,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针偏转到最大值处,原因可能是导体发生了_____(选填“短路”或“断路”)故障。排除故障后,闭合开关进行实验。
(3)多次改变导体两端的电压,并记录对应的电流。换用导体重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图乙所示。分析图像可知,导体的电阻一定时,_____。
(4)在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值为一位数或两位数的电阻可以根据前两环的颜色来判断其阻值,色环含义及导体、的色环如图丙所示,若还需一个的电阻,应选用图丁中电阻_____。(选填字母)
(5)小欣同学用上述器材研究通过导体的电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,在电路中串联接入滑动变阻器进行实验。
①在电路中接入的定值电阻,使定值电阻两端电压为某一固定值,测出通过定值电阻的电流。
②将的定值电阻替换为导体,要使导体两端电压达到固定值,变阻器接入电路的阻值应_____。
③将导体替换为导体再次进行实验,三次实验数据如表,由表格可知,_____。
【拓展】
(6)交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入后忘记调节变阻器,此时变阻器接入电路的阻值是_____。
实验次序
①
②
③
15
0.2
0.3
0.4
【答案】(1)
(2)断路
(3)通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)e
(5) 减小 3
(6)10
【详解】(1)如图甲,电流表和开关之间未连接好,应将开关右接线柱与电流表负接线柱相连,据此作图。
(2)由图甲知,导体A与电流表串联接入电路,电压表测A两端的电压。闭合开关,电流表无示数,则电路可能出现了断路,电压表指针偏转到最大,电压表与电源接通,可能是导体A发生断路了。
(3)由图乙知,两条图线都是过原点的直线,故可得结论当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)由图乙得
对应色环为黑(十位数)、绿(个位数),得黑代表0,绿代表5;
对应色环为棕(十位数)、黑(个位数),得棕代表1,黑代表0。现需要,即十位数为1(棕)、个位数为5(绿),对应图丁的。
(5)[1]将替换为的导体B后,定值电阻阻值减小,根据串联分压规律,定值电阻两端电压会小于;要让定值电阻电压变为,需要减小滑动变阻器接入的阻值,从而减小滑动变阻器的分压,使定值电阻电压升高到固定值。
[2]定值电阻两端电压保持不变,由前两组正确数据得
,因此
(6)接入导体A后,滑动变阻器阻值等于上一次实验(导体B实验)的接入阻值。设滑动变阻器接入阻值为,电源电压保持不变,根据欧姆定律
解得。
14.(2026·山东临沂·二模)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。
五、计算题
15.(2026·山东烟台·二模)小南设计的一台浮力电子秤,其结构由浮力秤和电路两部分组成,原理如图所示,小筒底面积为20cm2,高20cm(不包括托盘高度),大筒底面积为,装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面(滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计),并随托盘一起整体竖直滑动,定值电阻,AB是一根长为20cm均匀电阻丝,其总阻值为20Ω,电源电压为6V,电压表量程0~3V。当托盘不放物体时,P位于R最上端,小筒浸入水中5cm深。求:
(1)未放物体时,开关S闭合,电路中电流大小;
(2)当电压表示数为3V时,电阻R接入电路的长度是多长;
(3)使用过程中,小南发现小筒容易倾倒,于是他在小筒中加入100g物体后,小筒稳定,在此基础上,测量过程中小筒不触底,大筒内水未溢出。在电路安全的情况下,求电子秤的最大称量值。
【答案】(1)0.6A
(2)10cm
(3)0.2kg
【详解】(1)当托盘不放物体时,P位于R最上端,故此时电路中为只有R0的简单电路。故电路中电流
(2)由图可知,电压表测电阻R两端电压,当电压表示数时,此时电路中电流为
故电阻R接入电路的阻值为
由于AB是一根长为20cm均匀电阻丝,故有,故电阻R接入电路的长度是
(3)电压表量程0~3V,所以,在电路安全的情况下,滑片下移的最大距离为10cm,此时,水面上升的高度为
小筒受到的浮力增加量为
小筒处于漂浮状态,若不先向小筒中放入物体,则电子秤的最大称量值为
由于事先在小筒中加入100g物体,所以,在此基础上,电子秤的最大称量值为
综合应用
考点3
一、单项选择题
1.(2026·山东临沂·二模)如图是创新实验小组同学设计的一款电子量角器的实物图和电路图,为均匀半圆弧形电阻,点为其圆心,为金属滑片,可绕点转动。、间连接的角度显示器是由电压表改装而成的,可用来显示角的大小。当滑片沿顺时针方向转动时,则( )
A.连入的电阻变大 B.电压表的示数变大
C.电路中的电流变大 D.电路的总功率变大
【答案】B
【详解】AC.AB是均匀半圆弧形电阻,且整个AB始终串联在电路中,滑片P顺时针转动时,只是改变了AP段的长度,故AB接入电路的总电阻不变。根据欧姆定律,电源电压U不变,总电阻R总不变,因此电路中的电流I不会随滑片转动而变化,故AC不符合题意;
B.电压表测量的是AP段电阻两端的电压,当滑片P沿顺时针方向转动时,P点向B点移动,导致A到P之间的电阻丝长度变长,因此RAP的阻值变大。根据公式,电路电流I不变,而RAP变大,所以UAP变大,即电压表的示数变大,故B符合题意;
D.电路总功率,其中电源电压U不变,电路电流I也不变,因此电路总功率P不变,故D不符合题意。
故选B。
2.(2026·山东淄博·二模)某款家用蒸汽洗地机设计为:开关S1控制电机M1和M2同时工作,实现洗地和污水回收;开关S2单独控制电阻R加热水产生蒸汽;一旦机器发生倾倒,开关S3断开整个电路。下列电路图符合设计要求的是( )
A B C D
【答案】D
【详解】开关S1控制电机M1和M2同时工作,说明开关S1、M1和M2串联,或者M1和M2并联且开关 在M1和M2的干路上;开关S2单独控制电阻R加热水产生蒸汽,则电阻R与两个电动机并联,开关在电阻支路上;一旦机器发生倾倒,开关S3断开整个电路,则开关在整个电路的干路上。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(2026·陕西宝鸡·二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯L上标有“6V 3W”字样(灯丝电阻保持不变),定值电阻R0=8Ω。当只闭合S、S2时,移动滑动变阻器的滑片P至距a端处,灯L刚好正常发光;当只闭合S、S1时,保持滑动变阻器滑片不变,电流表示数变化了0.1A。下列分析与计算正确的是( )
A.灯L的额定电流为2A
B.只闭合S、S2,滑片P向上移动可能会烧坏灯L
C.电源电压为12V
D.滑动变阻器的最大阻值为24Ω
【答案】C
【详解】A.灯L上标有“6V 3W”字样,则灯泡的额定电流为
故A错误;
B.只闭合S、S2,L与R串联,电压表测R两端的电压,滑片P向上移动,滑动变阻器阻值变大,根据电阻的串联和欧姆定律可知,电路中电流变小,灯泡不会被烧坏,故B错误;
CD.只闭合S和S2,L与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,移动滑动变阻器的滑片P至距a端处,灯L刚好正常发光;由A选项可知,灯泡L正常发光时的电流为0.5A,灯泡L正常发光时的电阻为
根据串联电路的规律及欧姆定律,电源电压为
U=UL+U滑=UL+ILR滑=6V+0.5A×R……①只闭合S、S1时,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;保持滑动变阻器滑片不变,由于RL>R0,根据电阻的串联和欧姆定律可知,电流表示数应增大0.1A,即
I'=0.5A+0.1A=0.6A根据串联电路的规律及欧姆定律,电源电压为
U=U0+U滑'=I'R0+I'R滑=0.6A×8Ω+0.6A×R……②联立①②,解得:U=12V,R=48Ω,故C正确,
D错误。
故选C。
4.(2026·山东日照·二模)如图所示,电源电压保持不变,L是灯泡(不考虑灯丝电阻随温度的变化),R为滑动变阻器,为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.三个开关都闭合,灯泡不亮,滑片P向右移动,电路的电功率将增大
B.先闭合开关,再闭合开关、,电流表示数和电压表示数都增大
C.只闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离,电压表与电流表的示数之比保持不变
D.只闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左移动,电压表的示数变大,灯泡变亮
【答案】B
【详解】A.三个开关都闭合,R与R′并联,灯泡L被短路,灯泡不亮,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片P向右移动时,通过R′的电流不变,当滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,通过R的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,由P=UI可知,电路的电功率将减小,故A错误;
B.先闭合开关S1时,R与L串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,再闭合开关S2、S3后,R与R′并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的示数增大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,R与L串联后的总电阻大于R与R′并联后的总电阻,即电路中的总电阻变小,则电路中的电流增大,故B正确;
CD.只闭合开关S1时,R与L串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器R两端的电压,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,电路中的电流将变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,因串联电路中总电压等于分电压之和,所以,灯泡两端的电压变大,则R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故D错误;由电压表的示数变小、电流表的示数变大可知,电压表与电流表的示数之比变小,故C错误;
故选B。
二、多项选择题
5.(2026·山东枣庄·二模)如图所示,电源电压恒定为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,2A”的字样,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,当开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变化范围是1~3V
B.电流表示数变化范围是0.18~0.6A
C.滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V
D.滑动变阻器的阻值变化范围是20~10Ω
【答案】BC
【详解】AB.如图,开关S闭合,P在b端时,滑动变阻器R2与串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压。因为此时滑动变阻器R2阻值最大,则此时电路总电阻最大,
此时电路电流最小
则电流表示数最小为,由欧姆定律,则此时两端电压最小
则电压表示数最小为0.9V,因为电流表量程0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流2A,电压表量程为0~3V,滑片由b端移到a端的过程中,当两端电压为3V时,通过的电流最大,则
综合考虑各元件允许通过的最大电流,所以确定电路最大电流
则电流表最大示数为0.6A,电压表最大示数为3V。所以电压表示数变化范围是0.9~3V,电流表示数变化范围是0.18~0.6A,故B正确,A错误;
C.电源电压恒定为4.5V,根据串联电路电压规律,当两端电压最大为3V时,两端电压最小,则最小电压
当两端电压最小为0.9V时,两端电压最大,则最大电压
所以滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V,故C正确;
D.当电路最大电流时,电源电压恒定,由欧姆定律,则此时电路总电阻最小,最小总电阻
则此时阻值最小,最小阻值
阻值取最大时,电路安全,所以滑动变阻器的阻值变化范围是20~2.5Ω,故D错误。
故选BC。
6.(2026·山东济南·二模)如图是小明设计的具有防盗报警功能的文物展示台,由木板、弹簧、金属片A、B、C和报警电路组成。正常状态下,文物放置在金属片B上,B被压下与A、C接触;当文物被移走时,弹簧将B顶起,B与A、C分离,电源电压保持不变,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.文物缓慢压下金属片B的过程中,弹簧弹性形变变大,弹性势能变大
B.当文物放置在展台上时,小灯泡发光,电铃不响
C.当文物被拿离展台后,小灯泡与电铃串联,同时工作
D.当文物被拿离展台后,电路总功率变大,小灯泡的发光亮度会变亮
【答案】ABC
【详解】A.弹性势能大小与弹性形变程度有关,同一弹簧弹性形变越大,弹性势能越大。压下金属片B的过程中,弹簧被压缩,弹性形变逐渐变大,弹性势能变大,故A正确;
B.文物放在展台上时,B下压与A、C接触,电铃被A-B-C短路,电路为小灯泡的简单电路,因此小灯泡发光,电铃无电流通过,不工作,故B正确;
C.文物被拿离展台后,B弹起,A、C断开,短路电铃的通路断开,此时电流依次经过小灯泡和电铃,二者串联,都有电流通过,同时工作,故C正确;
D.文物被拿离后,总电阻(文物放上时的总电阻),电源电压U不变,根据,总功率变小;根据,电路电流变小,小灯泡实际功率变小,亮度变暗,故D错误。
故选ABC。
三、实验题
7.(2026·山东东营·二模)小明在“探究电流与电压的关系”实验时,选用了如下实验器材:电源(电压恒为3 V),、电流表(量程0~0.6 A),电压表(量程0~3 V),滑动变阻器(20 1 A),开关,定值电阻,导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整(要求滑片P向左移动时电流表示数变大)。
(2)实验前将滑片P调至最__________(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表、电流表均无示数。小明将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为3 V;接在a、c两点时,电压表无示数;接在b、c两点时,电压表示数为3 V。由此可判断出电路中________________断路(填元件名称)。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据如下表。当电压表示数为1.20 V时,电流表示数如图丙所示,其读数为____________A。根据表格数据分析可知定值电阻R=________。当电压表示数为0.50 V时,定值电阻1分钟内产生的热量是____________J。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.50
0.80
1.20
1.50
2.50
电流I/A
0.10
0.16
0.31
0.50
(4)分析表格数据初步得到结论:电阻一定时,__________________________________________________________________________。
(5)做完该实验后,小雨又找来阻值分别为5 、10 、15 、20 的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证完成该实验,小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是________V~3 V。
【答案】(1)
(2) 右 开关
(3) 0.24 5 3
(4)导体中的电流与导体两端的电压成正比
(5)1.5
【详解】(1)滑片左移电流变大,说明滑动变阻器接入电阻需减小,因此滑动变阻器接左下接线柱,连接到电源端即可满足要求。
(2)实验前为保护电路,滑动变阻器需调至最大阻值处,本实验接左下接线柱,因此滑片调至最右端。
故障分析:原电路两表均无示数,说明整体断路。根据检测结果:接电源正极、接电源负极,、 间电压等于电源电压说明电源正常;、间电压为0说明到是通路;、间电压等于电源电压,说明断路位置在、之间,即开关断路。
(3)电流表选量程,分度值0.02A,读数为0.24A;根据表格数据,计算可得定值电阻阻值为
当电压为0.50V时,电流为0.10A,1min内产生热量
(4)“探究电流与电压的关系”结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(5)探究电流与电阻的关系时,接入最大定值电阻,滑动变阻器最大阻值为,根据串联分压规律:
因此能完成实验的最小电压为1.5V,即电压范围是。
8.(2026·山东烟台·二模)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;______
②由图像可得该电阻的阻值为______Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为______Ω。
【答案】(1)
(2)B
(3) 10
(4)4
【详解】(1)在该实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路图如图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,则电路不存在断路,电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻短路了。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)[1]根据表格数据在图乙中描点并连线,如图所示:
[2]由图像可知,该电阻的阻值为
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,根据串联分压原理可知,其两端的电压增大,此时电路中的总电阻增大,电流减小,由图丙可知,电压表并联在了滑动变阻器两端。当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为
定值电阻的阻值为
9.(2026·山东济宁·二模)小理为了完成电学中的实验,收集了如下实验器材:学生电源一个,开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω;0.5A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表各一个,导线若干。
实验一:探究“电流与电压的关系”
(1)用笔画线代替导线,将图1甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变小,导线不交叉;
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的全部电阻接入电路是为了______;
(3)检查无误后,小理将的电阻接入电路,闭合开关,记录为A点数据、继续移动滑动变阻器滑片,记录为B、C、D、三点数据并绘制I-U图像如图1乙中的虚线所示。根据作出的图线可得出的实验结论是:______;
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小理换用的电阻重复前面操作,得到多组数据,在相同的坐标系中画出了I-U图像,图1乙中______(选填“①”或“②”)图像是符合实验实际的。
实验二:探究“电流与电阻的关系”。
(5)小理想利用实验器材继续探究“电流与电阻关系”,将的电阻更换为的电阻接入电路,拆下电阻后,发现电压表、电流表指针偏转如图甲所示,则不规范的操作可能是:______;
(6)小理用测量数据描点作出I-R图像如图乙,同组的小悟发现定值电阻阻值为______的测量数据是错误的,并且分析出电阻两端控制电压为______V不变。
【答案】(1)
(2)保护电路
(3)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)①
(5)未断开开关时拆除电阻
(6) 10 2
【详解】(1)探究电流与电压关系时,电流表和滑动变阻器与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,由题意可知,通过滑动变阻器的最大电流为0.5A,因此电流表选择0~0.6A的测量范围,滑动变阻器滑片右移阻值变小,说明接入电路的电阻丝长度变短,因此需要将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器调至最大阻值,使电路初始电流最小,作用是保护电路,避免电流过大烧坏元件。
(3)由图像可知,导体两端的电压与通过导体的电流的比值固定不变,即导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)根据可知,在电压一定时,将10Ω的电阻换为20Ω,电阻变为原来的2倍,电流将变为原来的一半,因此图1乙中①图像是符合实验实际的。
(5)由图可知,电流表示数几乎为0,但电压表示数很大,说明拆接电路时,开关没有断开,导致有电流通过电压表使其发生偏转。
(6)由图可知,用5Ω的电阻时,其两端电压为
用10Ω的电阻时,其两端电压为
用15Ω的电阻时,其两端电压为
用20Ω的电阻时,其两端电压为
用25Ω的电阻时,其两端电压为
探究电流与电阻关系时,需要控制定值电阻两端电压不变,则在误差允许的范围内可发现,定值电阻阻值为10的测量数据是错误的,并且电阻两端控制不变的电压为2V。
10.(2026·山东济南·二模)小安所在的学习小组想探究电流与电压的关系,于是进行了以下实验。
(1)他们依次完成了如图甲所示的(a)(b)(c)三次实验电路的设计,你认为由图(a)改进为图(b)是为保证实验过程中________这一因素不变;由图(b)改进为图(c)是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能改变定值电阻两端的________,从而进行多次实验,探究电流与电压的关系。
(2)他们选用两节新的干电池、5Ω的定值电阻、规格为“25Ω 0.5A”的滑动变阻器以及电流表、电压表等,根据电路图(c)进行了电路连接。请用笔画线代替导线在答题卡上将图乙中的电路补充完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时电流变大。
(3)进行实验,将实验数据记录在下表中。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.42
0.50
请根据表格数据在答题卡的相应位置画出电流与电压的关系图像。
(4)通过分析图像,可得出的实验结论是:____________。
(5)为了保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器接入电路的最小阻值是________。
【答案】(1) 电阻 电压
(2)
(3)
(4)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(5)1Ω
【详解】(1)[1]为探究电流与电压的关系,应该控制电阻的阻值不变,小灯泡的电阻随温度升高而增大,所以应该更换为定值电阻。
[2]为获得普遍结论,应该改变定值电阻两端的电压值,滑动变阻器的功能是改变定值电阻两端的电压。
(2)电压表测量定值电阻两端的电压值,应该让电压表和定值电阻并联。滑动变阻器滑片向右移动时,电路中的电流变大,此时要求滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,具体接法如图。
(3)将表格中数据通过描点法记录在方格纸中,如图所示,用平滑曲线连接得到图像。
(4)图像是一条过原点的倾斜直线,是典型的正比例关系,所以导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)保证电路中的元件正常工作,应该保护电压表、电流表、滑动变阻器不被损坏,根据实物图可知,电压表的测量范围是,电流表的测量范围是,滑动变阻器的最大阻值是,允许通过的最大电流为。
第一种分析:若保证电压表安全工作,此时定值电阻两端最大电压为,可以计算出此时电路中最大电流为
此时电流表也能正常工作,但滑动变阻器被损坏,故不可行。
第二种分析:若保证电流表正常工作,则此时电路中最大电流为超过了滑动变阻器允许通过的最大电流,故不可行。
第三种分析:若保证滑动变阻器正常工作,此时电路中最大电流为,此时电流表可以正常工作,定值电阻两端的电压为
电压表也可以正常工作,由于电源电压为,所以可以计算出滑动变阻器此时的电压为
可以算出滑动变阻器接入电路的阻值为
11.(2026·山东济宁·二模)在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,物理实验小组选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω五个定值电阻,电压为6V的电源,“40Ω,1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)小明将10Ω的电阻接入电路探究“电流与电压的关系”,实验小组记录的数据见表格,分析数据,可得出结论:______;
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
电流I/A
0.14
0.20
0.24
0.28
0.30
(2)小红同学也在李老师的指导下完成了“电流与电压的关系”的实验探究。根据两个小组的实验数据分别绘制出的图像如图乙所示,两个图像不相同的原因是______;
(3)接着小明打算按照图甲所示的电路,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω这五个电阻随机单独接入电路,继续探究“电流与电阻的关系”:
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。他用10Ω的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,
断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,为使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调______(选填“大”或“小”);
②小明通过AI了解到,同量程下,电表的指针偏转幅度在整个表盘刻度的三分之一及以上时,测量误差会更小。于是小明本着严谨的态度,重新设计实验:若电源电压仍为6V,滑动变阻器不变,电压表的量程(0~3V)和电流表的量程(0~0.6A)也保持不变,只选用4Ω、8Ω和10Ω三个定值电阻来探究“电流与电阻的关系”。保证电路安全的前提下,两电表读数时均需满足指针偏转幅度在三分之一及以上,则定值电阻两端控制不变的电压的应不小于______V。
【答案】(1)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2)两组实验所用定值电阻的阻值不同
(3) 大 2
【详解】(1)电阻一定时,电压增大为原来几倍,电流也增大为原来几倍,故结论为:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)U−I图像的斜率表示电阻阻值,图像不同说明两组所用定值电阻的阻值不同。
(3)[1]实验中控制电阻两端的电压为2V不变。接入10Ω的电阻时,电路中电流为
换电阻后定值电阻后,电流变为0.15A,表明更换的电阻阻值变大了,两端电压变大,为控制电阻两端的电压为2V不变,需增大滑动变阻器分压,故应将滑动变阻器阻值调大。
[2]电流表量程为,指针偏转不小于刻度盘的,则最小电流,为保证最大定值电阻10Ω接入时电流不小于0.2A,则定值电阻两端控制不变的电压的应不小于
12.(2026·山东威海·二模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材如下:电压恒为3V的电源,规格为“ 1A”的滑动变阻器,四个定值电阻(、、、),导线若干。
(1)如图甲所示为小明连接的实物电路,其中一根导线连接是错误的,请在这根线上画“”,并用笔画线代替导线,将这根导线连接正确;
(2)电路连接正确后闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则存在的故障可能是___________(填字母);
A.电阻短路 B.电阻断路
C.变阻器的滑片接触不良 D.变阻器短路
(3)排除故障后,小明先把的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2V,记录电流表示数。断开开关,换成的电阻继续实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,要完成这次实验,接下来他应将滑片向___________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为___________V;
(4)再次断开开关,换成的电阻继续实验,闭合开关,不管怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数为设定值,出现这种现象的原因是___________;
(5)解决这个问题后,小明根据实验数据绘制了图丙的图像,从图像可以得出的结论是:___________。
【拓展】
(6)完成上述实验后,小明换用一个未知恒压电源,借助已有器材,并把一个定值电阻和一个额定电压为的小灯泡L连成如图丁所示的电路,利用该电路测出了小灯泡正常发光时的电阻,实验步骤如下:
①连接好实验电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②保持滑动变阻器滑片的位置不动,将电压表点的接线改接到点,读出电压表的示数为;
③则小灯泡正常发光时的电阻___________(用、和表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 右 2
(4)滑动变阻器的最大阻值太小
(5)当导体两端电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)
【详解】(1)实物电路中,电压表被错误串联,应将连接滑动变阻器与电压表的导线改接,使电压表并联在定值电阻两端,使定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻电压,据此作图。
(2)电流表无示数说明电路断路,电压表有明显偏转说明电压表两端与电源连通,因此断路位置在电压表并联的定值电阻R处,故选B。
(3)更换为20Ω电阻后,电压表示数如图乙为2.4V。大于设定值2V。根据串联分压规律,需增大滑动变阻器接入电阻以分担更多电压,使定值电阻电压降回2V,因此应将滑片向右端移动,使电压表示数为2V。
(4)电源电压3V,设定电压2V,滑动变阻器需分压1V。当接入50Ω电阻时,根据串联分压,滑动变阻器接入电阻需至少为25Ω,但实验所用滑动变阻器最大阻值仅20Ω,最大阻值太小,因此无法使电压表示数达到设定值。
(5)由图像可知,当时,,
当时,,
当时,,
各组数据中导体两端电压均为2V,即电压保持不变。因此可得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为。此时小灯泡两端电压等于额定电压,小灯泡正常发光,电路中的电流为I。根据欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻可表示为,则;保持滑动变阻器滑片位置不动,将电压表B点的接线改接到C点,读出电压表的示数为U。此时电压表测量定值电阻两端的电压,即
由于电路结构不变,电路中的电流仍为I,对应用欧姆定律可得
则,整理后得到小灯泡正常发光时的电阻
13.(2026·山东德州·二模)小明从旧电器上拆下一个标识不清的定值电阻R1,为了测出它的阻值,他选择了电压恒为3V的电源、一个滑动变阻器R2、电表、开关、导线等器材,实验电路如图乙所示。
(1)图乙中的a处接________表。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,电压表指示3V,电路故障可能是________。
(3)排除故障继续实验,4次实验时的电压表示数如图丙,此时R1两端电压为________V。
(4)通过四次实验绘制出的I-U图像如图丁所示,其中第________次实验数据有误,最终测得R1的阻值为________Ω。
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
②闭合开关________,读出电压表的示数U2;
③待测电阻阻值的表达式Rx=________。
【答案】(1)电流
(2)R1断路
(3)2.8
(4) ① 5
(5) S1、S2
【详解】(1)电流表应串联在电路中使用,而电压表并联接入电路使用,乙图中a处与电源串联,应是电流表。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,说明电路发生断路,电压表指示3V,则可能是定值电阻R1发生断路,电压表串联接在电路中测电源电压。
(3)丙图中电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,读数为2.8V。
(4)[1][2]由丁图知道,后三次用描点法测量得的定值电阻的几个I−U值和其对应的三点连线基本在一条直线上,符合定值电阻的I−U规律,而第①点偏离该直线较远,应为实验数据有误造成的。最终由后三次测得的R1阻值的平均值为
(5)[1][2]据图可知,闭合开关S1,断开S2,电压表串联接在电路,测电源电压,此时电压表的示数为U1,即电源电压是U1;闭合开关S1、S2,此时电路为两电阻串联,电压表测R0两端电压,电压表的示数U2,则Rx两端电压为Ux=U1-U2
电路中的电流为待测电阻的阻值为
14.(2026·山东烟台·二模)如图甲所示,选用三节新干电池、额定电压为2.5V的小灯泡进行“测量小灯泡电阻”的实验。
(1)正确选择器材后请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变小,连线不得交叉;
(2)连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表也有示数,请你分析出现这种现象的原因是________;
(3)实验中移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡正常发光时的电阻,应将甲中滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V;如图丙所示是小灯泡正常发光时的电流,示数为________A,则小灯泡正常发光的电阻为________Ω(保留一位小数);
(4)实验小组将部分数据记录在下面表格中。请写出设计表格有哪些问题和不足。
序号
电压U
电流I
电阻R
平均值
1
1.5
0.20
2
2.5
3
3
0.32
【答案】(1)
(2)小灯泡的实际功率太小,不足以发光
(3) A 0.26 9.6
(4)设计了小灯泡电阻的平均值一栏;表头中物理量缺少单位
【详解】(1)滑动变阻器按一上一下接线,滑片右移电流变小说明接入电阻变大,因此将开关的右接线柱连接到滑动变阻器的左下A接线柱。据此作图。
(2)电流表有示数说明电路是通路,电压表有示数说明小灯泡未短路,总电阻过大导致电流过小,灯泡实际功率远小于额定功率,所以不发光。
(3)[1]图乙电压表选0~3V量程,分度值0.1V,读数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,需要增大灯泡电压,根据串联分压规律,应减小滑动变阻器接入电阻,因此滑片向A端移动。
[2]图丙电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.26A。
[3]正常发光电阻
(4)物理量没有标注单位,电压、电流、电阻都没写单位,不符合表格设计规范;设计了电阻平均值栏目是错误的: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,求电阻的平均值没有实际意义。
四、计算题
15.(2026·山东济宁·二模)紧挨着嵩山水库的嵩山上,国网新源山东潍坊抽水蓄能电站建设工作正在稳步推进。抽水蓄能电站的原理通俗地说,就是在山里建了一个“超级充电宝”。在用电低谷、电力富余时,我们就用这些多出来的电能,将嵩山水库的水抽到山顶水库中,等到用电高峰、电力紧张时,再打开闸门,让山顶新建水库的水倾泻而下流向嵩山水库,推动地下厂房里的发电机组发电,转化为电能注入电网。作为山东新旧动能转换的重大支撑工程,国网新源山东潍坊抽水蓄能电站总装机容量120万千瓦。建成后,年抽水电量为17.52亿千瓦时,年发电量为13.14亿千瓦时,每年能为电网“削峰填谷”,减少约52万吨二氧化碳排放。
(1)电站利用上、下水库落差,在用电低谷时“蓄能”,把水从下水库抽往上水库,变成重力势能储存起来,在用电高峰时将其转化为______,再通过发电机转化为电能送入电网。
(2)从能量的转化和利用上看,该电站发电时的效率为______(电站发电效率=×100%)。
(3)如图所示,是发电站为AB两地间输电的示意图,双线为输电线,每千米输电线的电阻约为0.2Ω。输电线在B地某处发生了短路,为确定短路的位置距A处的距离,检修员在A地利用电压表、电流表、开关、导线和电源接成电路进行测量计算,便可知道短路处到A地的距离。请在虚线框内帮检修员设计并画出电路图。
(4)假设该抽水蓄能电站某次放水发电时,把体积为500立方米的水从高度为300米的上水库放出,求水的重力做的功(水的密度,g取10N/kg)
(5)知道了蓄能电站的工作原理,你认为修建蓄能电站在选址时,对自然条件有什么要求?写出两条即可。
【答案】(1)电能
(2)
(3)
(4)
(5)①上下水库之间有较大的落差,可储存更多重力势能;②选址区域水资源充足,能保证水库蓄水量。
【详解】(1)山顶水库的水下泄过程中,水的重力势能转化为水的动能,再推动水轮机带动发电机发电,最终转化为电能。
(2)电站发电时的效率
(3)将电源、开关、电流表串联接在A侧两根输电线的端点,电压表并联在两个端点之间,据此作图。
(4)水的质量
水的重力
重力做的功
(5)写出任意两条合理即可: ① 上下水库之间有较大的落差,可储存更多重力势能; ② 选址区域水资源充足,能保证水库蓄水量; (补充合理答案:地质结构稳定,适合修建水库;地形满足修建上下两个水库的条件)
16.(2026·山东聊城·二模)粮食在正常储藏过程中含水量应低于13%,小燕设计了一个监测粮食含水量的简易装置,其内部电路图如图所示。电源电压恒为6V,R0是最大阻值为25Ω的滑动变阻器,湿敏电阻R的阻值随含水量的变化关系如下表所示,报警仪由量程为0~3V的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,使得含水量达到13%时,报警仪报警,报警仪指针恰好指在表盘中央。求:
含水量X/%
0
5
8
10
13
23
30
R/Ω
210
130
90
80
60
20
10
(1)当粮食中的含水量为13%时,通过电路中的电流;
(2)当报警仪满偏时,粮食中的含水量X;
(3)若要使报警仪在含水量为10%时恰好报警,在不改变电表量程和湿敏电阻的前提下,仅通过调节滑动变阻器的滑片或仅更换电源是否能够实现?请通过计算说明调整后的元件规格。
【答案】(1)0.075A
(2)23%
(3)仅通过调节滑动变阻器的滑片不能实现;仅更换电源能够实现,应将电源更换为7.5V
【详解】(1)由题意可知,湿敏电阻R与滑动变阻器R0串联,报警仪(电压表)测量R0两端的电压。当含水量为13%时,报警仪指针指在表盘中央,电压表量程为0~3V,所以此时电压表示数,即R0两端的电压。查表可知,当含水量为13%时,湿敏电阻的阻值。根据串联电路电压特点,湿敏电阻R两端的电压为
根据欧姆定律,通过电路中的电流为
(2)根据第(1)问的计算结果,当电路中电流时,R0两端的电压,根据欧姆定律,滑动变阻器接入电路的电阻为
当报警仪满偏时,其示数为电压表的最大量程,即R0两端的电压,此时电路中的电流为
此时湿敏电阻R两端的电压为
此时湿敏电阻的阻值为
查表可知,当湿敏电阻的阻值为20Ω时,对应的含水量为23%。
(3)若要使报警仪在含水量为10%时恰好报警,即电压表示数为1.5V。查表可知,当含水量为10%时,湿敏电阻的阻值。
(一)仅调节滑动变阻器:电源电压,报警时R0两端的电压,此时湿敏电阻R两端的电压为
电路中的电流为
此时滑动变阻器需要接入电路的电阻为
因为滑动变阻器的最大阻值为25Ω,,所以仅调节滑动变阻器无法实现。
(二)仅更换电源:滑动变阻器接入电路的电阻不变,仍为。报警时R0两端的电压。此时电路中的电流为
此时电路的总电阻为
所需电源的电压为
所以,可以通过将电源更换为7.5V的电源来实现。
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专题08 电学基础 欧姆定律
3大考点概览
考点01电学基础
考点02欧姆定律
考点03综合应用
电学基础
考点1
一、单项选择题
1.(2026·山东济南·二模)【科技热点】2026年1月28日,由清华大学和北京大学联合研发的世界首款柔性存算芯片——FLEXI,在国际顶级期刊《自然》(Nature)发表。该柔性芯片采用了基于低温多晶硅的工艺,它的主要制作材料是( )
A.绝缘体材料 B.磁性材料 C.超导材料 D.半导体材料
2.(2026·山东济宁·二模)如图所示是用静电植绒布做成的小灯笼。使绒毛带上电,让它飞向先涂了胶的带电布面上,这就是“静电植绒”,则植绒布植绒的原理是( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.带电体能吸引轻小物体 D.质子在物体间相互转移
3.(2026·山东济宁·二模)如图所示,家庭电路中往往需要根据不同的需求选择不同规格的导线,主要是考虑了导线电阻的哪个影响因素( )
A.材料 B.长度 C.横截面积 D.温度
4.(2026·山东聊城·二模)金属能导电的原因是金属原子外层的粒子能够脱离原子核的束缚而自由移动,这种粒子是( )
A.离子 B.中子 C.电子 D.质子
5.(2026·山东济宁·二模)小明将铁片和铜片分别插入两个柠檬中,制成了“柠檬电池”,同时在电路中接入了电压表,具体电路连接如图所示。下列说法正确的是( )
A.柠檬相当于用电器 B.两节“柠檬电池”是并联
C.B端是“柠檬电池”的负极 D.两节“柠檬电池”的总电压为1.2V
6.(2026·山东临沂·二模)市面上有一款“空调扇”,不仅能在常温下送风,还能吹出凉风。学习小组的同学们通过查阅资料知道该款“空调扇”内部有两个电动机,其中电机M1驱动扇叶送风,电机M2驱动机内水循环使所送的风成为“凉风”,但“空调扇”不会只有水循环而不送风。小组的同学们试着画出了该款“空调扇”的电路图,其中符合要求的是( )
A B C D
7.(2026·山东济南·二模)如图所示是某同学在实验过程中连接的电路,同时闭合开关S1、S2,两个小灯泡均正常发光。关于甲、乙两电表的说法,正确的是( )
A.甲是电流表,乙是电压表 B.甲是电压表,乙是电流表
C.甲、乙都是电流表 D.甲、乙都是电压表
8.(2026·山东聊城·二模)小明同学想观察红、绿、蓝三束光照射到白屏上重叠部分的颜色,他还好奇红绿两束光、绿蓝两束光以及红蓝两束光照射到白屏上重叠部分的颜色,于是使用红、绿、蓝三种颜色的发光二极管和干电池等元件设计了一个电路图,电源电压在安全范围内,则下列电路设计能达成目的的是( )
A B C D
9.(2026·山东济南·二模)如图所示的电路中,各元件完好,关于整个电路的连接,下列判断中正确的是( )
A.若只闭合S1,L、R2串联
B.若只闭合S2,R1、R2并联
C.若只闭合S2,R1、R2串联
D.若S1、S2都断开,R1、R2、L串联
10.(2026·山东日照·二模)小羽同学做一个电学实验:电源电压恒定,为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器连入电路中的阻值大小,记录电压表、电流表的示数,数据如表1所示。该实验所用的电路是下列选项中的( )
表1
序号
1
2
3
4
5
6
0.6
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
0.06
0.1
0.12
0.15
0.18
0.22
A B C D
11.(2026·山东菏泽·二模)世界万物是由什么组成的,它的最小结构是什么,宇宙有无边界,宇宙是怎么产生的,关于这些疑惑,人类从来没有停止过对宇宙万物的探索。科学家在探索过程中,让人类认识了分子,认识了原子,知晓了宇宙,明白了微观世界的运动,探索永无止境,不懈追求,必有所得。以下关于粒子和宇宙说法不正确的是( )
A.分子是保持物质化学性质的最小微粒
B.汤姆生发现电子,证明了原子是可分的
C.被丝绸摩擦过的玻璃棒因为得到正电荷带正电
D.天文学家利用哈勃望远镜发现谱线“红移”这一现象,说明了宇宙在膨胀
二、填空题
12.(2026·山东烟台·二模)伴随科技的日新月异,人类不断在更大宏观的尺度上探寻宇宙,在银河系、总星系、太阳系中,尺度最大的天体系统是________;人类对原子结构的认识也经历了一个漫长的过程,如图所示是不同科学家提出的原子模型,其中________(选填“甲”或“乙”)是卢瑟福提出的原子核式结构模型;图丙是玻尔的原子结构模型,模型中2表示的粒子为________。
13.(2026·山东泰安·二模)图甲所示电路,电源电压恒定,闭合开关S后,两电压表指针偏转均如图乙所示,则灯泡两端的电压为___________V,通过、的电流、之比为___________。
三、作图题
14.(2026·山东济南·二模)目前我国智能电动车技术发展迅速。当开关闭合时,车内照明灯亮起;再闭合,车内驱动电机启动,车辆行驶;只闭合时,电动机不工作。请在答题卡规定区域内设计符合要求的电路图。
15.(2026·山东济南·二模)某商场有一台棉花糖自助售货机,接通电源开关后,指示灯L一直发光,人们可通过投币或扫码的方式购买棉花糖。然后当投币成功(闭合开关)或扫码成功(闭合开关)时,电动机开始工作,完成自动出售服务。请在答题纸上的虚线方框内画出符合要求的电路图。
16.(2026·山东临沂·二模)小杰同学家里正在装修,他发现工人师傅使用如图所示的充电式电钻打孔。单独使用电钻打孔时,闭合开关,电动机启动;需要照明时,再闭合开关,照明灯亮。为了安全和节能考虑,使用该电钻可以只打孔不照明,也可以边打孔边照明,但不可以只照明不打孔。
(1)给电钻充电时,其内部电池相当于电路中的_______。
(2)用电钻在墙壁上打孔后,钻头发烫,这是通过_______的方式改变了钻头的内能。
(3)请在虚线框中设计符合要求的电路图。
欧姆定律
考点2
一、单项选择题
1.(2026·山东临沂·二模)物理兴趣小组自制了一台电子秤。设计的电路如图甲所示。电源电压恒为6V。R是最大阻值为50Ω的滑动变阻器,其接入电路的阻值与托盘所受压力的关系如图乙所示。电表和定值电阻R0(阻值为10Ω)均未画出。托盘所受压力为零时,滑杆在R最上端,压力越大电表示数越大。下列说法正确的是( )
A.虚线框a应接入的是电流表
B.压力增大是,定值电阻R0两端的电压变大
C.当压力为30N时,通过滑动变阻器R的电流为0.2A
D.当R两端电压为4V时,托盘所受的压力为20N
2.(2026·山东临沂·二模)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,两个电流表指针均偏转且偏转刻度相同,则通过电阻R1和R2的电流I1、I2及它们的阻值关系正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2026·山东聊城·二模)如图为初中体育均衡检测中握力计的工作原理简图,电源电压恒为3V,的阻值大小与其连入电路的长度成正比,为保护电阻,弹簧电阻不计。握力为零时,在端,此时电流表的示数为;握力最大时,在端,此时电流表的示数为0.1A。从端滑至端过程中,下列说法正确的是( )
A.握力越大,电流表的示数越大
B.的最大阻值是
C.的阻值是
D.若减小的阻值,所测握力的范围将发生变化
4.(2026·山东青岛·二模)如图电路,电源电压恒定不变。闭合开关、,小灯泡、均正常发光,电流表和电压表均有示数。则( )
A.电流表测通过小灯泡的电流
B.小灯泡两端的电压比的大
C.若只断开,电流表示数不变
D.若只断开,小灯泡将变亮
5.(2026·山东济南·二模)如图甲是身高测量仪,体检者站在绝缘平台上,能自动显示身高,电路原理如图乙,为定值电阻,下列有关分析中正确的是( )
A.身高越高,接入电路的阻值越大
B.身高越高,电路消耗的总功率越大
C.电流表示数显示身高,身高越高示数越大
D.电压表示数显示身高,身高越高示数越大
6.(2026·山东临沂·二模)小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为,电压表量程为,实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的图象。关于此实验的分析,下列说法错误的是( )
A.在这5次实验中,控制定值电阻两端的电压为3V
B.接入电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为
C.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
D.为了完成这5次实验,选用的滑动变阻器规格可以是“ 0.5A”
7.(2026·山东牟平·二模)小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:①只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U1;②闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U2;③用U1、U2和R0表示Rx;请选出最后一根导线的连接方式和Rx的表达式( )
A.连接ac; B.连接ad;
C.连接bc; D.连接bd:
8.(2026·山东潍坊·二模)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A.A的示数变大,V1的示数不变 B.A 的示数变大,V2的示数变大
C.V1的示数与V2的示数之和不变 D.V2的示数与A的示数之比变小
二、填空题
9.(2026·山东烟台·二模)如图甲所示,科技小组设计了一个监测水位的装置,电路中电源电压保持不变,定值电阻的阻值为20Ω,为竖直放置的最大阻值为40Ω的滑动变阻器,浮子可带动变阻器滑片P上下平行移动。滑动变阻器接入电路的阻值随水位h的变化关系如图乙所示,当水位到达30cm时,电流表的示数为0.3A。则该电路消耗的最小总功率为________W;当装置内的水位达到警戒值25cm时,电流表的示数为________A,电压表示数为________V。
10.(2026·山东青岛·二模)实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。如图中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)为的电流表头,其电阻,如图所示,虚线框内为某同学改装后的电流表电路图,其中,,则:
(1)使用a和b两个接线柱时,电流表满偏时Uab为_______V,则此时流过R1的电流为I1,流过R2电流的为I2,则:I1_______I2(选填“大于”、“等于”、“小于”);
(2)若先用导线将b和c两个接线柱连接起来,形成一个新接线柱d,再使用a和d两个接线柱,此种情况下电流表的最大测量值为________。
11.(2026·山东济宁·二模)【情景化试题】图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,工作电压为4.5V,定值电阻R的阻值为100Ω,天然气气敏电阻R0的阻值与空气中天然气浓度变化规律如表。当R端的电压达到3V时,气敏电阻R0的阻值为______Ω,若适当______(选填“增大”或“减小”)R的阻值,则可以提高报警器的灵敏度。
浓度/ppm
0
100
200
300
400
500
600
电阻R0/Ω
50
100
150
200
250
300
350
三、实验题
12.(2026·山东泰安·二模)探究“电压一定时电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、4个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)连接电路时,开关应处于________状态(选填“闭合”或“断开”);
(2)按照图乙所示连接好电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表几乎不偏转。移动滑片位置,电流表有明显变化,电压表始终无变化,故障原因可能是_________;
(3)排除故障后,进行实验,图丙是根据实验数据画出的I-R图像。由此可知,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后,应调节滑动变阻器滑片,使电压表示数保持_____V不变。此时,滑动变阻器的滑片P在原来位置的_______(选填“左”或“右”)侧;
(4)根据图丙的I-R图像可得:当电压一定时,_________;
(5)小静同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P都不能使电压表示数达到原来的值,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是_________;(填选项字母)
A.调高电源电压
B.再串联一个10Ω的定值电阻
C.将电压表改接到滑动变阻器两端
【拓展】小刚学习了伏安法测电阻后,用刻度尺、电流表和已知最大电阻为的滑动变阻器来测量待测电阻器的电阻。他设计了如图丁所示电路,请你帮他完成下列步骤:
①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点,并标记;
②连接电路并将滑片P移到最大电阻处,检查无误后,闭合开关,读出电流表示数;
③再将滑片P移到标记处,读出电流表示数;
④则待测电阻器的电阻=_________(用、、表示)。
13.(2026·山东鱼台·二模)小吴同学利用如图甲所示的器材探究通过导体的电流与其两端电压的关系(导体B为替换电阻),其中电源电压可调。
(1)请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路后,将电源电压调为,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针偏转到最大值处,原因可能是导体发生了_____(选填“短路”或“断路”)故障。排除故障后,闭合开关进行实验。
(3)多次改变导体两端的电压,并记录对应的电流。换用导体重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图乙所示。分析图像可知,导体的电阻一定时,_____。
(4)在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值为一位数或两位数的电阻可以根据前两环的颜色来判断其阻值,色环含义及导体、的色环如图丙所示,若还需一个的电阻,应选用图丁中电阻_____。(选填字母)
(5)小欣同学用上述器材研究通过导体的电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,在电路中串联接入滑动变阻器进行实验。
①在电路中接入的定值电阻,使定值电阻两端电压为某一固定值,测出通过定值电阻的电流。
②将的定值电阻替换为导体,要使导体两端电压达到固定值,变阻器接入电路的阻值应_____。
③将导体替换为导体再次进行实验,三次实验数据如表,由表格可知,_____。
【拓展】
(6)交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入后忘记调节变阻器,此时变阻器接入电路的阻值是_____。
实验次序
①
②
③
15
0.2
0.3
0.4
14.(2026·山东临沂·二模)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______。
四、计算题
15.(2026·山东烟台·二模)小南设计的一台浮力电子秤,其结构由浮力秤和电路两部分组成,原理如图所示,小筒底面积为20cm2,高20cm(不包括托盘高度),大筒底面积为,装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面(滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计),并随托盘一起整体竖直滑动,定值电阻,AB是一根长为20cm均匀电阻丝,其总阻值为20Ω,电源电压为6V,电压表量程0~3V。当托盘不放物体时,P位于R最上端,小筒浸入水中5cm深。求:
(1)未放物体时,开关S闭合,电路中电流大小;
(2)当电压表示数为3V时,电阻R接入电路的长度是多长;
(3)使用过程中,小南发现小筒容易倾倒,于是他在小筒中加入100g物体后,小筒稳定,在此基础上,测量过程中小筒不触底,大筒内水未溢出。在电路安全的情况下,求电子秤的最大称量值。
综合应用
考点3
一、单项选择题
1.(2026·山东临沂·二模)如图是创新实验小组同学设计的一款电子量角器的实物图和电路图,为均匀半圆弧形电阻,点为其圆心,为金属滑片,可绕点转动。、间连接的角度显示器是由电压表改装而成的,可用来显示角的大小。当滑片沿顺时针方向转动时,则( )
A.连入的电阻变大 B.电压表的示数变大
C.电路中的电流变大 D.电路的总功率变大
2.(2026·山东淄博·二模)某款家用蒸汽洗地机设计为:开关S1控制电机M1和M2同时工作,实现洗地和污水回收;开关S2单独控制电阻R加热水产生蒸汽;一旦机器发生倾倒,开关S3断开整个电路。下列电路图符合设计要求的是( )
A B C D
3.(2026·陕西宝鸡·二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯L上标有“6V 3W”字样(灯丝电阻保持不变),定值电阻R0=8Ω。当只闭合S、S2时,移动滑动变阻器的滑片P至距a端处,灯L刚好正常发光;当只闭合S、S1时,保持滑动变阻器滑片不变,电流表示数变化了0.1A。下列分析与计算正确的是( )
A.灯L的额定电流为2A
B.只闭合S、S2,滑片P向上移动可能会烧坏灯L
C.电源电压为12V
D.滑动变阻器的最大阻值为24Ω
4.(2026·山东日照·二模)如图所示,电源电压保持不变,L是灯泡(不考虑灯丝电阻随温度的变化),R为滑动变阻器,为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.三个开关都闭合,灯泡不亮,滑片P向右移动,电路的电功率将增大
B.先闭合开关,再闭合开关、,电流表示数和电压表示数都增大
C.只闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离,电压表与电流表的示数之比保持不变
D.只闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左移动,电压表的示数变大,灯泡变亮
二、多项选择题
5.(2026·山东枣庄·二模)如图所示,电源电压恒定为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,2A”的字样,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,当开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变化范围是1~3V
B.电流表示数变化范围是0.18~0.6A
C.滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V
D.滑动变阻器的阻值变化范围是20~10Ω
6.(2026·山东济南·二模)如图是小明设计的具有防盗报警功能的文物展示台,由木板、弹簧、金属片A、B、C和报警电路组成。正常状态下,文物放置在金属片B上,B被压下与A、C接触;当文物被移走时,弹簧将B顶起,B与A、C分离,电源电压保持不变,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.文物缓慢压下金属片B的过程中,弹簧弹性形变变大,弹性势能变大
B.当文物放置在展台上时,小灯泡发光,电铃不响
C.当文物被拿离展台后,小灯泡与电铃串联,同时工作
D.当文物被拿离展台后,电路总功率变大,小灯泡的发光亮度会变亮
三、实验题
7.(2026·山东东营·二模)小明在“探究电流与电压的关系”实验时,选用了如下实验器材:电源(电压恒为3 V),、电流表(量程0~0.6 A),电压表(量程0~3 V),滑动变阻器(20 1 A),开关,定值电阻,导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整(要求滑片P向左移动时电流表示数变大)。
(2)实验前将滑片P调至最__________(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表、电流表均无示数。小明将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为3 V;接在a、c两点时,电压表无示数;接在b、c两点时,电压表示数为3 V。由此可判断出电路中________________断路(填元件名称)。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据如下表。当电压表示数为1.20 V时,电流表示数如图丙所示,其读数为____________A。根据表格数据分析可知定值电阻R=________。当电压表示数为0.50 V时,定值电阻1分钟内产生的热量是____________J。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.50
0.80
1.20
1.50
2.50
电流I/A
0.10
0.16
0.31
0.50
(4)分析表格数据初步得到结论:电阻一定时,__________________________________________________________________________。
(5)做完该实验后,小雨又找来阻值分别为5 、10 、15 、20 的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证完成该实验,小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是________V~3 V。
8.(2026·山东烟台·二模)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;______
②由图像可得该电阻的阻值为______Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为______Ω。
9.(2026·山东济宁·二模)小理为了完成电学中的实验,收集了如下实验器材:学生电源一个,开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω;0.5A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表各一个,导线若干。
实验一:探究“电流与电压的关系”
(1)用笔画线代替导线,将图1甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变小,导线不交叉;
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的全部电阻接入电路是为了______;
(3)检查无误后,小理将的电阻接入电路,闭合开关,记录为A点数据、继续移动滑动变阻器滑片,记录为B、C、D、三点数据并绘制I-U图像如图1乙中的虚线所示。根据作出的图线可得出的实验结论是:______;
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小理换用的电阻重复前面操作,得到多组数据,在相同的坐标系中画出了I-U图像,图1乙中______(选填“①”或“②”)图像是符合实验实际的。
实验二:探究“电流与电阻的关系”。
(5)小理想利用实验器材继续探究“电流与电阻关系”,将的电阻更换为的电阻接入电路,拆下电阻后,发现电压表、电流表指针偏转如图甲所示,则不规范的操作可能是:______;
(6)小理用测量数据描点作出I-R图像如图乙,同组的小悟发现定值电阻阻值为______的测量数据是错误的,并且分析出电阻两端控制电压为______V不变。
10.(2026·山东济南·二模)小安所在的学习小组想探究电流与电压的关系,于是进行了以下实验。
(1)他们依次完成了如图甲所示的(a)(b)(c)三次实验电路的设计,你认为由图(a)改进为图(b)是为保证实验过程中________这一因素不变;由图(b)改进为图(c)是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能改变定值电阻两端的________,从而进行多次实验,探究电流与电压的关系。
(2)他们选用两节新的干电池、5Ω的定值电阻、规格为“25Ω 0.5A”的滑动变阻器以及电流表、电压表等,根据电路图(c)进行了电路连接。请用笔画线代替导线在答题卡上将图乙中的电路补充完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时电流变大。
(3)进行实验,将实验数据记录在下表中。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.42
0.50
请根据表格数据在答题卡的相应位置画出电流与电压的关系图像。
(4)通过分析图像,可得出的实验结论是:____________。
(5)为了保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器接入电路的最小阻值是________。
11.(2026·山东济宁·二模)在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,物理实验小组选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω五个定值电阻,电压为6V的电源,“40Ω,1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)小明将10Ω的电阻接入电路探究“电流与电压的关系”,实验小组记录的数据见表格,分析数据,可得出结论:______;
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
电流I/A
0.14
0.20
0.24
0.28
0.30
(2)小红同学也在李老师的指导下完成了“电流与电压的关系”的实验探究。根据两个小组的实验数据分别绘制出的图像如图乙所示,两个图像不相同的原因是______;
(3)接着小明打算按照图甲所示的电路,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω这五个电阻随机单独接入电路,继续探究“电流与电阻的关系”:
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。他用10Ω的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,
断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,为使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调______(选填“大”或“小”);
②小明通过AI了解到,同量程下,电表的指针偏转幅度在整个表盘刻度的三分之一及以上时,测量误差会更小。于是小明本着严谨的态度,重新设计实验:若电源电压仍为6V,滑动变阻器不变,电压表的量程(0~3V)和电流表的量程(0~0.6A)也保持不变,只选用4Ω、8Ω和10Ω三个定值电阻来探究“电流与电阻的关系”。保证电路安全的前提下,两电表读数时均需满足指针偏转幅度在三分之一及以上,则定值电阻两端控制不变的电压的应不小于______V。
12.(2026·山东威海·二模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材如下:电压恒为3V的电源,规格为“ 1A”的滑动变阻器,四个定值电阻(、、、),导线若干。
(1)如图甲所示为小明连接的实物电路,其中一根导线连接是错误的,请在这根线上画“”,并用笔画线代替导线,将这根导线连接正确;
(2)电路连接正确后闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则存在的故障可能是___________(填字母);
A.电阻短路 B.电阻断路
C.变阻器的滑片接触不良 D.变阻器短路
(3)排除故障后,小明先把的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2V,记录电流表示数。断开开关,换成的电阻继续实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,要完成这次实验,接下来他应将滑片向___________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为___________V;
(4)再次断开开关,换成的电阻继续实验,闭合开关,不管怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数为设定值,出现这种现象的原因是___________;
(5)解决这个问题后,小明根据实验数据绘制了图丙的图像,从图像可以得出的结论是:___________。
【拓展】
(6)完成上述实验后,小明换用一个未知恒压电源,借助已有器材,并把一个定值电阻和一个额定电压为的小灯泡L连成如图丁所示的电路,利用该电路测出了小灯泡正常发光时的电阻,实验步骤如下:
①连接好实验电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②保持滑动变阻器滑片的位置不动,将电压表点的接线改接到点,读出电压表的示数为;
③则小灯泡正常发光时的电阻___________(用、和表示)。
13.(2026·山东德州·二模)小明从旧电器上拆下一个标识不清的定值电阻R1,为了测出它的阻值,他选择了电压恒为3V的电源、一个滑动变阻器R2、电表、开关、导线等器材,实验电路如图乙所示。
(1)图乙中的a处接________表。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,电压表指示3V,电路故障可能是________。
(3)排除故障继续实验,4次实验时的电压表示数如图丙,此时R1两端电压为________V。
(4)通过四次实验绘制出的I-U图像如图丁所示,其中第________次实验数据有误,最终测得R1的阻值为________Ω。
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
②闭合开关________,读出电压表的示数U2;
③待测电阻阻值的表达式Rx=________。
14.(2026·山东烟台·二模)如图甲所示,选用三节新干电池、额定电压为2.5V的小灯泡进行“测量小灯泡电阻”的实验。
(1)正确选择器材后请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变小,连线不得交叉;
(2)连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表也有示数,请你分析出现这种现象的原因是________;
(3)实验中移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡正常发光时的电阻,应将甲中滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V;如图丙所示是小灯泡正常发光时的电流,示数为________A,则小灯泡正常发光的电阻为________Ω(保留一位小数);
(4)实验小组将部分数据记录在下面表格中。请写出设计表格有哪些问题和不足。
序号
电压U
电流I
电阻R
平均值
1
1.5
0.20
2
2.5
3
3
0.32
四、计算题
15.(2026·山东济宁·二模)紧挨着嵩山水库的嵩山上,国网新源山东潍坊抽水蓄能电站建设工作正在稳步推进。抽水蓄能电站的原理通俗地说,就是在山里建了一个“超级充电宝”。在用电低谷、电力富余时,我们就用这些多出来的电能,将嵩山水库的水抽到山顶水库中,等到用电高峰、电力紧张时,再打开闸门,让山顶新建水库的水倾泻而下流向嵩山水库,推动地下厂房里的发电机组发电,转化为电能注入电网。作为山东新旧动能转换的重大支撑工程,国网新源山东潍坊抽水蓄能电站总装机容量120万千瓦。建成后,年抽水电量为17.52亿千瓦时,年发电量为13.14亿千瓦时,每年能为电网“削峰填谷”,减少约52万吨二氧化碳排放。
(1)电站利用上、下水库落差,在用电低谷时“蓄能”,把水从下水库抽往上水库,变成重力势能储存起来,在用电高峰时将其转化为______,再通过发电机转化为电能送入电网。
(2)从能量的转化和利用上看,该电站发电时的效率为______(电站发电效率=×100%)。
(3)如图所示,是发电站为AB两地间输电的示意图,双线为输电线,每千米输电线的电阻约为0.2Ω。输电线在B地某处发生了短路,为确定短路的位置距A处的距离,检修员在A地利用电压表、电流表、开关、导线和电源接成电路进行测量计算,便可知道短路处到A地的距离。请在虚线框内帮检修员设计并画出电路图。
(4)假设该抽水蓄能电站某次放水发电时,把体积为500立方米的水从高度为300米的上水库放出,求水的重力做的功(水的密度,g取10N/kg)
(5)知道了蓄能电站的工作原理,你认为修建蓄能电站在选址时,对自然条件有什么要求?写出两条即可。
16.(2026·山东聊城·二模)粮食在正常储藏过程中含水量应低于13%,小燕设计了一个监测粮食含水量的简易装置,其内部电路图如图所示。电源电压恒为6V,R0是最大阻值为25Ω的滑动变阻器,湿敏电阻R的阻值随含水量的变化关系如下表所示,报警仪由量程为0~3V的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,使得含水量达到13%时,报警仪报警,报警仪指针恰好指在表盘中央。求:
含水量X/%
0
5
8
10
13
23
30
R/Ω
210
130
90
80
60
20
10
(1)当粮食中的含水量为13%时,通过电路中的电流;
(2)当报警仪满偏时,粮食中的含水量X;
(3)若要使报警仪在含水量为10%时恰好报警,在不改变电表量程和湿敏电阻的前提下,仅通过调节滑动变阻器的滑片或仅更换电源是否能够实现?请通过计算说明调整后的元件规格。
试卷第1页,共3页
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专题08 电学基础 欧姆定律
电学基础
考点1
一、单项选择题
1.D 2.B 3.C 4.C 5.D 6.A 7.A 8.B 9.D 10.C 11.C
二、填空题
12.总星系 乙 电子
13.4.8 1:1
三、作图题
14.
15.
16. (1)用电器
(2)做功
(3)
欧姆定律
考点2
一、单项选择题
1.D 2.C 3.B 4.C 5.D 6.D 7.C 8.D
二、填空题
9.1.35 0.3 6
10. (1) 0.1 等于
(2)21mA
11. 减小
三、实验题
12. (1)断开
(2)定值电阻短路
(3) 3 右
(4)通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5) B
13.(1)
(2)断路
(3)通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)e
(5) 减小 3
(6)10
14. (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
四、计算题
15. (1)0.6A
(2)10cm
(3)0.2kg
【详解】(1)当托盘不放物体时,P位于R最上端,故此时电路中为只有R0的简单电路。故电路中电流
(2)由图可知,电压表测电阻R两端电压,当电压表示数时,此时电路中电流为
故电阻R接入电路的阻值为
由于AB是一根长为20cm均匀电阻丝,故有,故电阻R接入电路的长度是
(3)电压表量程0~3V,所以,在电路安全的情况下,滑片下移的最大距离为10cm,此时,水面上升的高度为
小筒受到的浮力增加量为
小筒处于漂浮状态,若不先向小筒中放入物体,则电子秤的最大称量值为
由于事先在小筒中加入100g物体,所以,在此基础上,电子秤的最大称量值为
综合应用
考点3
一、单项选择题
1.B 2.D 3.C 4.B
二、多项选择题
5.BC 6.ABC
三、实验题
7. (1)
(2) 右 开关
(3) 0.24 5 3
(4)导体中的电流与导体两端的电压成正比
(5)1.5
8.(1)
(2)B
(3) 10
(4)4
9.(1)
(2)保护电路
(3)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)①
(5)未断开开关时拆除电阻
(6) 10 2
10. (1) 电阻 电压
(2)
(3)
(4)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(5)1Ω
11. (1)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2)两组实验所用定值电阻的阻值不同
(3) 大 2
12. (1)
(2)B
(3) 右 2
(4)滑动变阻器的最大阻值太小
(5)当导体两端电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)
13. (1)电流
(2)R1断路
(3)2.8
(4) ① 5
(5) S1、S2
14. (1)
(2)小灯泡的实际功率太小,不足以发光
(3) A 0.26 9.6
(4)设计了小灯泡电阻的平均值一栏;表头中物理量缺少单位
四、计算题
15. (1)电能
(2)
(3)
(4)
(5)①上下水库之间有较大的落差,可储存更多重力势能;②选址区域水资源充足,能保证水库蓄水量。
【详解】(1)山顶水库的水下泄过程中,水的重力势能转化为水的动能,再推动水轮机带动发电机发电,最终转化为电能。
(2)电站发电时的效率
(3)将电源、开关、电流表串联接在A侧两根输电线的端点,电压表并联在两个端点之间,据此作图。
(4)水的质量
水的重力
重力做的功
(5)写出任意两条合理即可: ① 上下水库之间有较大的落差,可储存更多重力势能; ② 选址区域水资源充足,能保证水库蓄水量; (补充合理答案:地质结构稳定,适合修建水库;地形满足修建上下两个水库的条件)
16. (1)0.075A
(2)23%
(3)仅通过调节滑动变阻器的滑片不能实现;仅更换电源能够实现,应将电源更换为7.5V
【详解】(1)由题意可知,湿敏电阻R与滑动变阻器R0串联,报警仪(电压表)测量R0两端的电压。当含水量为13%时,报警仪指针指在表盘中央,电压表量程为0~3V,所以此时电压表示数,即R0两端的电压。查表可知,当含水量为13%时,湿敏电阻的阻值。根据串联电路电压特点,湿敏电阻R两端的电压为
根据欧姆定律,通过电路中的电流为
(2)根据第(1)问的计算结果,当电路中电流时,R0两端的电压,根据欧姆定律,滑动变阻器接入电路的电阻为
当报警仪满偏时,其示数为电压表的最大量程,即R0两端的电压,此时电路中的电流为
此时湿敏电阻R两端的电压为
此时湿敏电阻的阻值为
查表可知,当湿敏电阻的阻值为20Ω时,对应的含水量为23%。
(3)若要使报警仪在含水量为10%时恰好报警,即电压表示数为1.5V。查表可知,当含水量为10%时,湿敏电阻的阻值。
(一)仅调节滑动变阻器:电源电压,报警时R0两端的电压,此时湿敏电阻R两端的电压为
电路中的电流为
此时滑动变阻器需要接入电路的电阻为
因为滑动变阻器的最大阻值为25Ω,,所以仅调节滑动变阻器无法实现。
(二)仅更换电源:滑动变阻器接入电路的电阻不变,仍为。报警时R0两端的电压。此时电路中的电流为
此时电路的总电阻为
所需电源的电压为
所以,可以通过将电源更换为7.5V的电源来实现。
试卷第1页,共3页
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