专题05 电学(河北专用)(3大考点)2026年中考物理二模分类汇编
2026-06-09
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3份
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95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 | 电磁学 |
| 使用场景 | 中考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.93 MB |
| 发布时间 | 2026-06-09 |
| 更新时间 | 2026-06-09 |
| 作者 | 明今理化 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-06-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58269016.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
初中物理电学专题二模试题汇编,涵盖选择、实验、计算三大题型,聚焦真实情境应用与核心素养考查,精选河北省各地二模真题,适配中考复习。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选题|13题|电路分析、欧姆定律(如酒精检测仪、烟雾报警器电路)|情境时代性强,结合酒驾检测、空气质量监测等社会热点|
|实验题|10题|电流与电压/电阻关系、伏安法测电阻(如探究“电流与电压的关系”实验)|注重科学探究,含故障分析、数据处理及拓展改装(如电压表改测电阻)|
|计算题|12题|电路动态分析、功率计算(如滑动变阻器替换定值电阻的电路安全问题)|问题层次分明,从基础计算到综合电路安全分析,适配中考命题趋势|
内容正文:
专题05 电学
电学综合(单选题)
考点1
1.C
2.D
3.C
4.C
5.C
6.C
7.D
8.C
9.C
10.B
11.D
12.D
13.D
电学(实验题)
考点2
14.(1)
(2)滑动变阻器断路
(3) 在电阻一定时,电流与电压成正比 5
(4)B
(5) 10 5
15.(1)断开
(2)
(3) 电压表 5
(4) 增大
(5)①
16.(1)
(2)右
(3)定值电阻断路
(4)左
(5)导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
(6)B
(7)
17.(1)
(2)电压表
(3)避免偶然性,寻找普遍规律
(4) B 没有控制定值电阻两端的电压不变
(5)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)5
18.(1) 断开 右
(2)短路
(3)0.2
(4)正比
(5) 20 阻值为20Ω的定值电阻接入电路实验时,通过定值电阻的电流为0.2A,其两端电压为4V,而用其他定值电阻进行实验时,定值电阻两端的电压均为3V
19.(1)
(2) 断开
(3)左
(4)断路
(5)8.3
(6)C
20.(1)
(2) 右 短路
(3) 0.24 4
(4)正比
(5)正确
21.(1)
(2)L2断路
(3)0.26
(4)干路电流等于各支路电流之和
(5)不同
(6)8.3
(7)1.5~3
22.(1)
(2)定值电阻断路
(3) 2.5 A
(4)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
(5)1
(6)12.5
23.(1)
(2)电流表断路
(3)5
(4)5
(5)等于
(6)电流与电压的关系
(7)40Ω
24.(1)
(2)B
(3) A 10 40
(4)该方案未考虑小灯泡灯丝电阻随温度变化的影响,计算结果不准确,故这种方案不可行
(5)6/15
电学(计算题)
考点3
25.
【答案】(1)5V
(2)
(3)
【详解】(1)电压表的示数
(2)当滑片P滑至最右端时,电路中的电流
的功率
(3)当时,因为电流表允许通过的最大电流为0.6A,电路中的总电阻最小为
则变阻器接入电路中的最小电阻为
由于串联电路中电压和电阻成正比,当电压表V2的示数最大时,变阻器接入电路中的阻值最大,设电压表V2的示数为U2,则R0两端电压为,又因为两电压表的示数之差最大为9V,则有
解得,根据串联分压原理可得
带入数据为
解得,连入电路的阻值范围为。
26.
【答案】(1)30Ω
(2)10V
(3)10V~12V
【详解】(1)由图甲可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电压表测R两端电压,电流表测电路电流。当滑动变阻器接入阻值最大时,电路总电阻最大,电流最小,由图乙可知,最小电流,此时R两端电压。根据欧姆定律,滑动变阻器的最大阻值为
(2)滑动变阻器阻值最大时,电源电压
滑动变阻器阻值为0时,R两端电压为0,对应电流,电源电压
联立解得,。
(3)电流表满偏电流为0.6A,由题意得,电路最小允许电流为
① 当滑动变阻器接入阻值为0时,电路电流最大,不能超过电流表允许最大电流0.6A,此时对应最大电源电压
② 当滑动变阻器接入最大阻值时,电路电流最小,不能低于允许的最小电流0.2A,此时对应最小电源电压,电路总电阻
最小电源电压
因此满足要求的电源电压取值范围为10V~12V。
27.
【答案】(1)1A
(2)20Ω
(3)12W
【详解】(1)闭合开关S、后,与并联,电源电压,并联电路中各支路两端电压等于电源电压,通过电阻的电流
(2)并联电路中干路电流等于各支路电流之和,电流表测干路电流,因此通过的电流
所以电阻的阻值
(3)由可知,电路最大电功率时,干路电流为
等于电流表量程,分两种情况讨论:
①若滑动变阻器替换,保留,则电流恒为,滑动变阻器允许最大电流为2A,因此干路最大电流
此时电路最大功率
故此情况不符合题意。
② 若滑动变阻器替换,保留,则电流恒为,滑动变阻器允许最大电流为2A,因此干路最大电流
此时电路最大功率
故此情况符合题意。
当电路最小电功率时,滑动变阻器接入的阻值为最大阻值,通过滑动变阻器的电流最小,干路的总电流最小,所以此时
最小干路电流
所以替换后电路的最小电功率
28.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)根据图b,电流表可知,选择小量程,分度值为0.02A,此时的读数为0.3A,根据串联电路电流规律,电流处处相等, R2两端的电压
(2)R1的电压为
R1的阻值
(3)若变阻器R0替换电阻R1,电压表测量定值电阻R2的电压,当滑动变阻器的阻值为零时,只有定值电阻接入,此时电压表的示数为电源电压,为6V,此时的电流为
电流表是安全的,故可以只有一个定值电阻R2接入电路,根据电压表示数的最大变化量为4伏,可知,电压表的示数最小为2V,此时滑动变阻器全部接入,此时电路中的电流为
此时滑动变阻器的电阻为
若变阻器R0替换电阻R2,电压表测量定值电阻R0的电压,当滑动变阻器的阻值为零时,此时电压表的示数为零,只有R1接入电路,此时电流为
由于电流表的量程不变,故电流表超过了0.6A,则说明滑动变阻器的电阻不可能为零;根据电流表的量程可知,此电路的最大电流为0.6A,则此时电阻R1两端的电压为
则滑动变阻器两端的电压最小为3V,当滑动变阻器的阻值慢慢变大,根据串联分压,电压表的示数慢慢变大,但是不会大于电源电压,此时电压表的示数最大变化量不可能为4V,故不符合题意,故舍弃。
故滑动变阻器R0替代的是R1,R0的最大阻值为30Ω。
答:(1)R2两端的电压;
(2)R1的阻值;
(3)滑动变阻器R0替代的是R1,R0的最大阻值为30Ω。
29.
【答案】(1)50;(2)10,12V;(3)14.4W
【详解】解:(1)由图甲可知,定值电阻及与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,由乙图可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,此时电路中的电流为0.2A,滑动变阻器两端的功率为2W,滑动变阻器的最大阻
(2)由乙图可知,当滑片P在某点c处时,电路中的电流,,所以滑动变阻器接入电路的阻值
当滑片P在b端时,电源电压
①
当滑片P在某点c处时,电源电压
②
由①②解得
,
(3)当滑片P在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,电路消耗的电功率最大,最大电功率
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为50Ω;
(2)R0的阻值为10Ω,电源电压为12V;
(3)整个电路消耗的最大电功率为14.4W。
30.
【答案】(1)9V;(2)10Ω;(3)15Ω和30Ω
【详解】解:(1)当滑片P处于最右端,滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω,闭合开关S1时,小灯泡与滑动变阻器组成串联电路,由图乙可知,当I=0.3A时,灯泡的两端电压为,根据欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压为
则电源电压为
(2)断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P移至距左端处时,滑动变阻器连入电路的电阻为
滑动变阻器与定值电阻串联,此时变阻器的两端电压为
由欧姆定律可得,此时电路电流为
根据欧姆定律和串联电路电流特点可得,定值电阻的阻值为
(3)若电流表接入电路的是大量程,分度值为0.1A,示数为1.5A;若电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;将滑动变阻器的滑片移至最左端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,用另外一个定值电阻R1替换灯泡L,闭合开关S1和S2,两电阻并联接入电路,若电流表与R串联接入电路,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电流表示数为
比较可知电流表不在该支路;若电流表与定值电阻R1串联接入电路,根据欧姆定律可得:当时,R1的阻值为
当时,R1的阻值为
但此时干路电流为1.5A+0.9A=2.4A>2A,即超过了滑动变阻器允许通过的最大电流值,故舍去。
若电流表在干路上,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过定值电阻R1的电流为
根据欧姆定律可得R1的阻值为
所以定值电阻的可能值为15Ω和30Ω。
答:(1)电源电压为9V;
(2)定值电阻R的阻值为10Ω;
(3)定值电阻的可能值为15Ω和30Ω。
31.
【答案】(1)
(2)
(3)
电流表接入干路,电源电压
【详解】(1)根据电功率公式,可得正常发光时电阻
(2)闭合时小灯泡正常发光,并联电路各支路电压等于电源电压,因此电源电压
闭合、后,与并联,定值电阻的功率
电路总功率
时间
总电能
(3)滑动变阻器替换后,滑动变阻器与新定值电阻仍为并联,滑动变阻器允许的最大电流为,只有滑动变阻器的电流随滑片移动改变,对电流表位置分类分析:
若电流表接在定值电阻支路:定值电阻阻值不变、并联电压不变,电流始终不变,不符合“电流变化范围”,排除;
若电流表接在滑动变阻器支路:滑动变阻器允许最大电流仅为,无法达到,排除;
因此电流表接在干路。干路最大电流,此时滑动变阻器达到允许最大电流,干路电流等于支路电流之和,因此定值电阻的电流
干路最小电流,此时滑动变阻器接入最大电阻,滑动变阻器最小电流
因此:,代入数据:
解得
32.
【答案】(1)
(2)
(3)
或
【详解】(1)电路中R1与R2串联,电流表测电路电流。 已知,,根据欧姆定律
(2)滑片位于中间位置时,
电流表满偏,因滑动变阻器允许最大电流为1A,电流表量程为0∼0.6A,故满偏电流
电路总电阻
电源电压
(3)已知条件: V1测R1电压,V2示数大于V1,两表指针偏转角度相同; 电压表与电流表指针偏转角度之比为2:1; 电流表量程为0∼0.6A,分度值0.02A;电压表量程有0∼3V(分度值0.1V)和0∼15V(分度值0.5V)。
设电流表偏转格数为n,则电压表偏转格数为2n。 电流。 两电压表偏转格数相同,且,说明V2用的是0∼15V量程,V1用的是0∼3V量程。 则 ,
因为量程比为15:3=5:1,格数相同时示数比为5:1,故
V2只能是测电源电压U或R0两端电压U0,分两种情况:
情况一:V2测电源电压U,V1测R1电压U1 此时,且,故
串联电路中电压比等于电阻比,
电源电压,故,电流
又,,
则
故
情况二:V2测R0两端电压U0,V1测R1电压U1
此时,串联电路电压比等于电阻比,
电源电压
电流
则
故
因此R0可能的阻值为40Ω或50Ω。
33.
【答案】(1)
(2)
电源电压
(3)
【详解】(1)的阻值
(2)由图1可知,与滑动变阻器串联,电流表测电路电流。滑片移到最右端时,滑动变阻器接入最大阻值,电路电流。
串联电路总电阻
电源电压
(3)滑动变阻器允许的最大电流为,因此电路最大电流不超过。电流表指针偏角最大说明电流表达到满偏:若电流表选量程,满偏电流,超出滑动变阻器允许电流,排除;因此电流表选量程,满偏电流,符合要求。
电压表测滑动变阻器电压,偏角为满偏的,分情况讨论:
① 若电压表选量程,,则两端电压
的阻值
验证初始安全:滑片在最右端时,,电路电流
滑动变阻器电压
超出电压表量程,初始不安全,排除此情况。
② 若电压表选量程,,则两端电压
的阻值
验证初始安全:滑片在最右端时,总电阻
电流,电流表安全;
滑动变阻器电压,电压表安全,且,符合题目所有条件。
因此满足条件的阻值为。
34.
【答案】(1)6W
(2)
(3)
【分析】对于第三问,替换后与串联,新增电压表测两端电压。因为三个电表指针偏转角度相同,首先判断两电压表的量程关系,结合串联电路电压规律确定的阻值,再根据滑动变阻器的额定电流确定电路的最大电流,对应得到的最小接入阻值;再根据电表量程限制或电压关系确定的最大接入阻值,最终得到的可调节范围。
【详解】(1)两端的电压为
此时的电功率为
(2)根据欧姆定律得
解得,即滑动变阻器的最大电阻为。
(3)替换后,与串联,测电压,测电压,满足,因此电压变化量的绝对值;要求三个电表指针变化角度相同,即偏转格数相同,设三个电表指针变化的格数均为,又因为两电压表示数变化量相同,则两电压表的测量范围相同,均为,所以;电流表的测量范围为,所以。 对定值电阻,有,则
当电流最大为2A时,
此时
当电压表V示数最大为15V时,
此时
因此滑动变阻器的可调节范围是
35.
【答案】(1)
0.2A
(2)
18V
(3)
【详解】(1)由电路图可知,与串联,测量两端的电压,测量两端的电压,电流表测电路中的电流。调节滑片至最右端,电压表的示数为,电路电流即通过电阻的电流
(2)两端的电压
电源电压
(3)调节滑片使示数为15V,则滑动变阻器两端电压
电路电流
电阻;
调节滑片使示数为15V,则滑动变阻器两端电压
电路电流
电阻,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,则电阻
的取值范围
36.
【答案】(1)
5V
(2)
13V
(3)
25Ω
【详解】(1)串联电路电流处处相等,已知电路电流,根据欧姆定律得,两端的电压
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压,电压表测量两端电压,即电压表的示数
(3)用电阻 来替换 后,滑动变阻器的滑片是从右端开始向左滑动,所以电路的最小电流 (即变阻器接入阻值最大为50Ω时):由滑动变阻器的铭牌可知,电路允许通过的最大电流为1A,则电路中的最大电流可能为1A、也可能为 (即变阻器接入阻值为0时)。因电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,则有以下情况:
①电路中的最大电流为1A,最小电流为时,则有
解得
电路中的最小电流为
则电压表的最大示数
故此种情况不可能;
②电路中的最大电流为,最小电流为时,则有
解得
电路中的最大电流和最小电流分别为;
则电压表的最大示数
此种情况可能;
综上可知,的阻值为25Ω。
试卷第1页,共3页
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专题05 电学
3大考点概览
考点01 电学综合(单选题)
考点02 电学(实验题)
考点03 电学(计算题)
电学综合(单选题)
考点1
一、单选题
1.(2026九·河北省唐山市·二模)如图甲所示,电源电压恒定,灯泡上标有“”字样,灯泡的电流与两端电压的关系如图乙。滑动变阻器上标有“ ”,定值电阻为,电流表量程为。当闭合开关,断开开关、时,灯泡L正常发光。则下列说法正确的是( )
A.灯泡正常发光时的电阻为
B.电源电压为
C.当闭合开关,断开开关、时,调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为,滑动变阻器内消耗的电能为
D.当开关、、均闭合时,电路允许消耗的最大功率为
2.(2026九·河北省唐山市·二模)司机酒后驾驶存在许多安全隐患。某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图1所示。R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图2所示,R2为滑动变阻器。检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为0.1A,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,查阅到相关资料如表1所示。下列说法中正确的是( )
表1
血液酒精浓度M=呼气酒精浓度K×2200
非酒驾(M<20mg/100mL)
酒驾(20mg/100mL≤M≤80mg/100mL)
醉驾(M>80mg/100mL)
A.呼气酒精浓度增加时,电流表的示数变小
B.对检测仪“调零”时,R2接入电路的电阻为10Ω
C.检测时,当电流表示数为0.15A时,司机属于非酒驾
D.检测时,若电流表示数为0.3A,司机属于醉驾
3.(2026·河北省邯郸市·二模)酒驾是危害公共安全的危险行为之一,图甲是检查司机是否酒驾的呼气式酒精测试仪的电路原理图,电源电压不变,R2为定值电阻,R1为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙所示。当电流表示数大于或等于某一值I0时,发出酒驾警报。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值随酒精气体浓度的增大而增大
B.酒精气体浓度增大时,电压表示数变小
C.酒精气体浓度减小时,电压表与电流表示数的比值不变
D.增大R2的阻值,可让酒精气体浓度在更小值时发出酒驾警报
4.科技节上小明和同学合作设计了一个烟雾报警器,可用于动车、厨房等场所。其原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,烟敏电阻的阻值随烟雾浓度的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.烟雾浓度越大,电路中的电流越小 B.烟雾浓度越大,电压表示数越小
C.当烟雾浓度为40%时,电压表的示数为2.4V D.当电路中电流为0.2A时,烟雾浓度为40%
5.(2026·河北省沧州市·二模)图甲为家用燃气报警器,其简化电路如图乙。电源电压恒定不变,燃气报警器的核心是气敏电阻R,其阻值随燃气浓度的变化如图丙。当电表示数增大到某一定值,就会发出警报声,此时燃气浓度为警戒浓度。下列说法正确的是( )
A.R的阻值随燃气浓度的升高而增大
B.燃气报警器是由电压表改装而成
C.若只换用电压更大的电源,警戒浓度将变低
D.浓度增大时,电路的总功率变小
6.(2026·河北省邢台市·二模)物理学中用照度(用符号表示)描述光的强弱,光越强则照度越大,照度的单位为Lux。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表所示,小明利用该光敏电阻制作了光控照明系统,其电路原理如图所示,电源两端电压恒为,电阻和中的一个是阻值为的定值电阻,另一个是光敏电阻。当室内照度时,使控制开关两端电压,从而触发控制开关启动照明系统。下列判断正确的是( )
照度/Lux
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻
75
40
24
20
18
15
A.
B.照度越大,该电路控制开关两端的电压越大
C.若换用阻值更大的定值电阻,则照明系统可在更低的照度下启动
D.若换用电压更大的电源,则照明系统可在更低的照度下启动
7.(2026九·河北省张家口市·二模)物理小组设计了一空气质量监测设备,原理如图甲所示。已知电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为10Ω,气敏电阻R是可以感知二氧化硫污染指数的可变电阻,图乙为二氧化硫污染指数与气敏电阻R阻值的变化关系图像。污染指数在50以下为轻度污染,50~100为中度污染,100以上为重度污染。下列分析正确的是( )
A.污染指数越大,气敏电阻R阻值越大
B.污染指数越小,电路中电流越大
C.污染指数越大,电压表示数越小
D.电压表示数为2V时,属于重度污染
8.(2026九·河北省廊坊市霸州市·二模)小明设计了一个检测环境湿度变化的湿度计,其原理如图甲所示。电源电压恒定,为定值电阻,R为湿敏电阻,其阻值随湿度变化关系如图乙所示。湿度计表盘由电压表改装而成。下列说法正确的是( )
A.湿度增加时,电压表示数变小
B.湿度降低时,电路消耗的总功率变大
C.若将换成阻值更大的定值电阻,湿度计可测量的最大值变小
D.若只适当减小电源电压,则测得的湿度值比实际高
9.(2026·河北省唐山市·二模)小明设计了一种火灾报警器,其原理如图所示。电路中为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而增大。温度升高到一定程度使电压表的指针偏转到某区域时触发报警系统。以下做法能使报警器在温度较低时就触发报警的是( )
A.减小电源电压 B.增大的阻值
C.滑片P向右移动 D.电压表改用大的测量范围
10.(2026九·河北省保定市·二模)交警经常使用酒精检测仪检测驾驶员是否酒后驾车,其电路原理如图所示,图中电源电压不变,为定值电阻,气敏电阻的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小。当电流表的示数达到时触发报警装置,当电压表的示数达到时灯亮报警。当时,不报警灯不亮,即为没饮酒;当时,报警同时绿灯亮,即为饮酒;当时,报警同时红灯亮,即为醉酒。当司机对着检测仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.酒精浓度变化时,电压表的示数不变
B.酒精浓度变化时,电压表与电流表的示数之比不变
C.酒精浓度变大时,电压表与电流表的示数之积变小
D.若将酒驾标准下调,且电流仍为时触发报警装置,则需增加的阻值,并调低的值才能作出准确判断
11.(2026·河北省石家庄市·二模)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数1次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。若已知电源电压为12V,某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数1次
B.绳子挡住射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1消耗的功率是挡住时的1.8倍
12.(2026·河北省邯郸市·二模)如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R1阻值为10Ω,R为滑动变阻器,规格为“20Ω 1A”, 电流表量程0~3A。闭合开关S、S1,电流表示数为0.6A,R1的功率为P1;开关全部闭合时,电流表示数变化了0.4A,电压表可更换量程。则下列说法正确的是( )
A.R2阻值为5Ω
B.只闭合开关S,滑片P向右移动,电压表示数减小
C.只闭合开关S,R1的最小功率为
D.R、R1、R2任意互换,开关全部闭合,电流表示数最小值为0.7A
13.(2026·河北省张家口市·二模)小明看到路灯白天熄灭夜晚发光,于是自己根据所学的物理知识设计了如图甲所示的简易光控电路,路灯电路中的为照明灯泡,为LED指示灯。控制电路的电源电压恒为,滑动变阻器的最大电阻为,光敏电阻的阻值随光照强度的变化如图乙所示(lux为光照强度的单位)。已知滑片置于中点位置时,路灯会在光照强度不大于10 lux的情况下处于照明状态。下列说法正确的是( )
A.光照强度越强,电流表示数越小
B.光照强度越弱,两端的电压越小
C.灯泡发光时,控制电路的最小电流为
D.若将滑片P置于中点右侧一点,会使路灯早上熄灭的时间变晚
电学(实验题)
考点2
一、实验题
14.(2026·河北省邯郸市·二模)小明和小华一起进行探究“电流与电压的关系”。
(1)他们选用的器材如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大;
(2)小明正确连接电路,闭合开关,小明发现两电表均无示数。为了查找故障,他将电压表拆下,保持电路其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、定值电阻Rx、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在定值电阻Rx两端时,电压表无示数,则故障可能是 ___________,
(3)排除故障后,小明和小华配合进行实验,并根据数据画出如图乙所示的图像,由图像可知,在误差允许范围内,得出实验结论为:___________; 实验中利用的定值电阻Rx为___________Ω。
(4)如果将定值电阻Rx换成额定电压为2.5V的小灯泡,得到的U-I图像不是直线,原因是: ___________。(填写序号即可)
A.小灯泡额定电压太小
B.灯丝电阻随温度变化而变化
C.小灯泡灯丝的电阻是定值但与原电阻的阻值不同
D.操作过程中或读数有错误造成的
(5)【拓展】利用电压表可以直接测量电压的大小,能否把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表呢?小明和小华经过思考,分别设计了如图丙、丁所示的方案(电源电压恒定不变), 并进行了以下操作和分析:
①小明在电路的M、N两点之间接入三个阻值分别为5Ω、8Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,发现电压表指针分别指向1.5V、2.0V、3.0V的刻度线,于是他在表盘相应位置标出了 电阻的数值,如图戊所示。以此类推再标出其他刻度线,电压表就可以用来间接测量阻值 了,由以上数据可知:定值电阻R0的阻值为___________Ω。
②小华的设计方案,所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同,分析她的设 计方案可知:在保证器材安全的前提下,她改装后的电压表所能测的最小电阻值为 ___________Ω。
15.小华同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电阻。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)如图甲是小华连接的实验电路,经检查发现其中有一根导线连接有误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法(导线不得交叉);
(3)电路问题排除后,闭合开关并移动滑片,眼睛应观察______(选填“电流表”或“电压表”),直到灯泡正常发光,读出电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻______Ω;
(4)小华根据实验数据绘制出小灯泡的关系图像并分出6块区域,面积分别为,他有了新的发现与收获:
①小灯泡的电阻随着两端电压的增大而______(选填“增大”“不变”或“减小”);
②当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积______表示(用图中字母、、、、或表示);
(5)【拓展】做完实验后,小华看到实验台上有一个定值电阻,上边的数字模糊不清,小华想测出它的阻值,可是发现电压表已损坏,经过小组讨论设计了如图丁中的①和②所示的电路图,小华认为利用前面的数据和这两个电路图,都能测出的阻值。你认为能测出阻值的电路图是______。
16.(2026·河北省沧州市·二模)某同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”设计了如图甲的实验电路,她在实验室找到如下实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接完整,要求滑动变阻器向右移电阻变大;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最_______端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关,同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是__________;
(4)故障排除后,同学首先“探究电流与电阻的关系”,她把10Ω的电阻接入电路,要使电压表示数为2V,闭合开关后,移动滑动变阻器,发现电压表示数小于2V,接下来她应将变阻器滑片向_______端(选填“左”或“右”)移动;
(5)同学把5Ω的电阻接入电路中来探究“电流与电压的关系”,她通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,并记录在下表中;分析数据得到的结论是_________;
实验次数
1
2
3
4
5
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(6)本实验中多次测量的目的与下面的_______(选填序号)实验多次测量的目的相同。
A.测量未知电阻的阻值
B.探究平面镜成像的特点
(7)某兴趣小组在缺少电流表的情况下,设计了如图所示的电路来测量未知电阻的阻值,的阻值已知。先闭合开关S,记下电压表的示数为;再闭合开关,记下电压表的示数为。请利用、、写出未知电阻的表达式______________。
17.(2026·河北省邯郸市·二模)物理兴趣小组的同学想探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5V,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~3V。实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。连接的实验电路如图甲所示。
(1)请在图甲中添加一根导线完成电路连接,使滑片左移时,两电表示数均变大。
(2)将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,电压表仍无示数,则电路故障可能是______断路。
(3)探究过程中需要更换不同阻值的定值电阻进行多次实验,目的是_____。
(4)A、B两个实验小组的同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能不同),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,其中_____(选填“A”或“B”)小组的图像是错误的,原因是______。
(5)根据正确的I-R图像,可以得出结论:_____。
(6)小欣受到实验的启发,设计了拓展电路如图丙所示,电源电压恒为9V,R0为滑动变阻器。R1、R2为定值电阻。闭合开关S,当开关S1分别接a、b点时,调节滑片至不同位置,使电压表示数均为4V,若,则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差为______ Ω。
18.(2026九·河北省张家口市·二模)利用图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,已知电源电压恒为4.5V。实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
(1)连接电路时,开关应处于______状态,滑动变阻器的滑片应置于最______(选填“左”或“右”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表都没有示数,电流表有示数,则故障原因可能是定值电阻______。
(3)小明在探究“电流与电压关系”时,先将阻值为10Ω的电阻接入电路进行实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,为______A。
(4)完成实验后得到了下表的数据。对数据进行分析后得出初步结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.15
0.25
(5)在探究“电流与电阻关系”时,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙。根据图丙中的数据分析,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时操作有误,你判断的依据是__________。
19.(25-26九·河北沧州任丘·二模)现要测量两个小灯泡、正常发光时的电阻。图甲是用“伏安法”测量(正常发光时的电压)正常发光时电阻的实物电路。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)该实验的原理是:________________。连接电路时开关要________________;
(3)闭合开关前,图中的滑动变阻器的滑片应置于最________端(选填“左”或“右”);
(4)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡________(选填“断路”或“短路”);
(5)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________(精确到0.1);
(6)为了测量正常发光时电流为的小灯泡正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为,电源电压恒为。(、、已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端;
②闭合、,断开,调节滑片,使电压表示数为时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开,闭合、,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合、、,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价:______(填字母)。
A.只有小明的方案可行 B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行 D.两人的方案都不可行
20.(2026·河北省邢台市·二模)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图甲所示的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大。
(2)把某定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最________(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则此时通过定值电阻的电流为________A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.8
2.4
电流I/A
0.12
0.18
1.8
0.48
小明发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这组数据是第________(填序号)组。
(4)分析数据得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________。
【拓展】
(5)实验结束后,小明用上述器材测量人体的电阻,如图所示。
闭合开关后发现电压表指针偏转角度很大,但电流表指针几乎不偏转,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数几乎不变,经检查电路中没有断路和短路故障,据此小明作出猜想:导致这种现象的原因是人体的电阻很大,且远大于滑动变阻器的最大电阻。小明将滑动变阻器更换为0~9999 Ω的电阻箱,当调节电阻箱电阻在1000~9000 Ω范围内变化时,观察到电压表示数有了明显的变化,则小明的猜想是________(选填“正确”或“错误”)的。
21.(2026九·河北省保定市·二模)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中,小明设计了如图1甲所示的电路图,电源电压为。
(1)图1乙是小明同时用三块电流表测量、、三处的电流时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)闭合开关后,发现发光、不发光,电流表无示数、电流表和有示数且相等,则电路故障(仅有一处)是_______。
(3)排除故障后,闭合开关,三块电流表的示数如图2所示,通过灯泡的电流为_______A。
(4)分析图2中的数据可得:并联电路中,_______(用文字表述)。
(5)为了使结论具有普遍性,小明应换用规格_______(选填“相同”或“不同”)的灯泡再多次实验。
【拓展】
(6)以上实验结束后小明添加了一个滑动变阻器、一块电压表及一些导线,设计了如图3所示的简易调光台灯电路。闭合开关,滑片从正常发光时的位置调到另一端,把收集到的数据绘制成如图4所示的图像。正常发光时的电阻为_______。(保留一位小数)
(7)小明又选择了、、、的四个定值电阻替换灯泡“探究电流与电阻的关系”,电源改为可调压电源(可调范围是)。电流表选用的量程,电压表选用或的量程。在保证电路安全的情况下,定值电阻两端电压取某值后,闭合开关,调整电源电压和滑动变阻器的滑片,保证每个电阻都能完成此实验,则定值电阻两端电压的取值范围是_______V。
22.(2026·河北省石家庄市·二模)为了“探究电流与电阻的关系”,好学的小华同学从实验室选取以下器材:电压恒为3V的电源、电流表、电压表、开关、规格为“40Ω,1A”的滑动变阻器各一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)小华同学先将5Ω的定值电阻接入电路,如图甲所示。他在检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图甲错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不能交叉)。
(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时发现:电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是___________。(故障只出现在定值电阻处)
(3)故障排除后,再次闭合开关并调节滑动变阻器的滑片P,电压表的示数如图乙所示,为_________V。接着,滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,再闭合开关,为保证电压表的示数不变,应向__________(选填“A”或“B”)端移动滑片P。
(4)通过实验收集到的数据,小华同学绘制了电流I随电阻R变化的关系图像如图丙所示。分析图像,可以得出结论:____________。
(5)爱动脑的明明同学使用的实验器材,只有滑动变阻器的规格(50Ω1A)与小华同学的不同。他为了也能顺利完成上面的探究实验,在实验的过程中应控制R两端电压不低于_______V。
【拓展】
(6)在没有电流表的情况下,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,电路如图丁所示,电源电压为4.5V,滑动变阻器最大阻值为30Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S1和S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光;
②闭合开关S1和S2,断开S3,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__________Ω。
23.(2026·河北省唐山市·二模)某学习小组“探究串联电路电压的特点”,设计了如图1所示的电路图。电源为可调压电源,、为定值电阻,其中的阻值为10 Ω,滑动变阻器R标有1 A字样。
(1)用笔画线代替导线,将图2中的实物电路按照图1中的电路图补充完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动接入电路的电阻增大。导线不允许交叉。
(2)闭合开关S后,电压表、电流表均无示数。用导线短接a、b、c、d、e中的两点后电压表和电流表的示数情况记录在下面表格中,分析现象可知发生故障的元件及故障是________。
短接位置
ab
bc
cd
ae
电表
电流表
电压表
电流表
电压表
电流表
电压表
电流表
电压表
示数情况
无
无
无
无
无
无
无
有
(3)排除故障后继续实验,将滑动变阻器滑片移到某一位置,电压表分别接在ab、bc、cd、ac、ad两点间测出电压值,每次更换位置都重新选择合适的测量范围,实验数据记录在下面表格中。改变滑片P的位置,多次实验。
次数
电流/A
1
0.2
2.0
1.0
①
3
8.0
2
0.3
3.0
1.5
3.5
4.5
8.0
3
0.5
5.0
2.5
0.5
7.5
8.0
分析实验数据可知,的阻值为________Ω。
(4)表格中①处电压表指针位置如图3所示,表示的电压值为________V。
(5)根据实验数据可得到初步结论:串联电路两端的电压________(选填“大于”“等于”或“小于”)串联电路中各部分电路两端的电压之和。
(6)图1的实验电路还可以用来探究________。
【拓展】
(7)小明将实验器材连接成如图所示的电路,为、其中之一,滑片P滑到中间位置,电流表的测量范围为0~0.6 A和0~3 A。闭合开关S,在电路安全条件下,调节电源电压,使电流表指针指在满偏的三分之二。将滑片P滑到最右端,电流表指针指在满偏的五分之二。则滑动变阻器R的最大阻值为________。
24.(2026·河北省张家口市·二模)小明连接了如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻。所用器材:标有“2.5 V”字样的小灯泡、三节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整电路。
(2)正确连接并规范操作后闭合开关,滑片P置于最大阻值处,发现小灯泡不发光且电压表和电流表均无示数,当滑片P滑至中点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关。出现以上现象的原因可能是________(填选项前字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器中点右侧附近有断路
C.滑动变阻器中点左侧附近有断路
(3)重新更换相同规格的滑动变阻器后,滑片P置于最大阻值处,闭合开关,记录下此时电压表和电流表示数,接着将滑片P缓慢向________(选填“A”或“B”)端移动,使小灯泡逐渐变亮,并记录对应的电压表和电流表示数,绘制成如图乙所示的图像,分析图像可知:
①小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
②滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
(4)上述某次实验过程中,电流表突然出现故障,同组小红同学仅将原电路中的电流表去掉后正确连接电路,再用可调压电源替换原电源,并将电源电压调为,闭合开关,分别读出滑片在两端时电压表的示数和,然后计算出小灯泡的电阻为。请你对小红的实验方案写出一条评价意见:________。
【拓展】
(5)小明找来、、、的定值电阻各1个,并将图甲中的小灯泡换成定值电阻,电路中的其他器材不变,继续探究电流与电阻的关系。将定值电阻分别接入电路,调节滑片至不同位置,使电压表示数均为2 V,其中有两次实验中对应的滑动变阻器功率之差为,则对应的定值电阻之差为________。
电学(计算题)
考点3
一、计算题
25.(2026·河北省邯郸市·二模)如图所示,电源电压为,两个电压表量程均为,电流表量程为,定值电阻阻值为,滑动变阻器标有“”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片到某位置时,电流表的示数为。
(1)求电压表的示数;
(2)当滑片滑至最右端时,求的功率;
(3)用阻值为的定值电阻替换,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,若使两电压表示数之差最大不超过,求连入电路的阻值范围。
26.(2026·河北省沧州市·二模)如图甲所示的电路中,电源电压可调,为定值电阻,为滑动变阻器,电流表的测量范围为。将电源电压调为某一定值时,滑片P从滑动变阻器的一端移动到另一端,移动过程中电压表和电流表示数变化情况如图乙所示。
(1)求滑动变阻器的最大阻值;
(2)求电源电压;
(3)不改变电流表的测量范围,拆除电压表,若使滑动变阻器的滑片P可任意滑动且电流表示数不低于满偏刻度的三分之一,求满足上述要求的电源电压的取值范围。
27.(2026九·河北省张家口市·二模)如图所示,电源电压恒为10V,、为定值电阻,电阻的阻值为10Ω,电流表的测量范围为0∼3A。闭合开关S、,电流表的示数为1.5A。
(1)求通过电阻的电流。
(2)求电阻的阻值。
(3)现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换或,要求替换后,不改变电流表的位置和测量范围,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电路的最大电功率为30W,求替换后电路的最小电功率。
28.(2026·河北省邯郸市·二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,其中R2的阻值为15欧,闭合开关S,电流表示数如图(b)所示。
①求R2两端的电压。
②求R1的阻值。
③各电表量程不变,现用变阻器R0替换电阻R1、R2中的一个后,闭合开关S,在确保电路中各元件正常工作的前提下,移动变阻器滑片,电压表示数的最大变化量为4伏。请判断变阻器R0替换的电阻,并求出R0的最大阻值。
29.如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R0的阻值和电源电压;
(3)整个电路消耗的最大电功率。
30.(2026九·河北省唐山市·二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,灯泡L的额定电压为6V,其I-U图像如图乙所示,当滑片P处于最右端,仅闭合开关S1时,电路中的电流为0.3A。
(1)求电源电压;
(2)断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P移至距左端处时,定值电阻两端的电压为3.6V,求定值电阻R的阻值;
(3)用另外一个定值电阻替换灯泡L,闭合开关是S1和S2,将滑动变阻器的滑片移至最左端,将一电流表串联在电路中某一位置时,电流表的示数如图丙所示,求定值电阻的可能值。
31.(2026·河北省邢台市·二模)如图所示,电源电压不变,小灯泡L的规格为“6 V 6 W”,R为定值电阻,阻值为10 Ω。闭合开关S1,小灯泡L正常发光。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻。
(2)闭合S1、S2后,通电10 min,求电路消耗的总电能。
(3)用一个“50 Ω 2 A”的滑动变阻器替换小灯泡L,并更换电源和定值电阻,将一个表盘如图所示的电流表正确接在电路中。闭合开关,在确保电路安全的情况下移动变阻器的滑片P,电流表示数的变化范围为0.9 A~2.6 A,请指出电流表接入电路的位置并求出电源电压U。
32.(2026九·河北省廊坊市霸州市·二模)如图甲所示,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“ 1 A”,定值电阻,电表表盘如图乙所示。
(1)闭合开关S,移动滑片P,当电流表示数为0.5 A时,求两端的电压。
(2)当滑动变阻器的滑片位于中间位置时,电流表满偏,求电源电压。
(3)用另一个定值电阻替换,并将另一电压表接入电路,除电压表测量范围外,电路其他部分的连接均不变。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P置于某一位置时,两电压表的指针偏转角度相同,且电压表的示数大于电压表的示数,电压表与电流表指针偏转角度之比为2∶1。求可能的阻值。
33.(2026·河北省唐山市·二模)在图1所示的电路中,电源电压恒定,滑动变阻器R标有“30 Ω 1 A”,电流表的测量范围为0~0.6 A和0~3 A。图2为定值电阻的U-I图像。将滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电流表示数为0.4 A。求:
(1)的阻值。
(2)电源电压。
(3)用定值电阻替换,的阻值小于滑动变阻器的最大阻值,滑片P置于最右端,电流表电压表可以重新选择测量范围,闭合开关S,此时电路安全。在电路安全条件下,缓慢向左移动滑片P,当电流表指针偏角最大时,电压表指针偏角为满偏的三分之一。图3为电压表表盘。求满足条件的的阻值。
34.(2026·河北省张家口市·二模)小明在跨学科实践活动中,设计了一款功率可调的电热鼠标垫,电路如图所示,电源电压恒为,为加热电阻(阻值不变),滑动变阻器标有“2 A”字样。移动滑片至距左端五分之二位置时,电压表示数为,电流表示数为。
(1)求此时的电功率。
(2)求滑动变阻器的最大电阻。
(3)在设计过程中,用一个定值电阻替换,且在两端并联另一电压表,电路其他元件不变。在保证电路安全的情况下移动滑片,电路中三个电表的指针变化的角度都相同。求滑动变阻器的可调节范围。
35.(2026九·河北省保定市·二模)如图所示,电源电压不变,的阻值为,滑动变阻器标有“”,两电压表的量程均为,电流表的量程为。闭合开关,调节滑片至最右端,电压表的示数为。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电源电压;
(3)用电阻替换,电流表改接的量程,其他各处连接不变。闭合开关,在电路安全的条件下,调节滑片,使两电压表的示数均能达到最大值。求满足上述条件的的取值范围。
36.(2026·河北省石家庄市·二模)如图所示的电路中,电源电压为18V保持不变,电阻阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样,电压表的测量范围为“0~15V”。闭合开关,将滑片P移到某一位置时,电流大小为0.5A。求:
(1)两端的电压。
(2)电路中电压表的示数。
(3)若用电阻来替换,不改变电表的测量范围,确保电路所有元件均安全使用的情况下。要求:变阻器滑片从最右端向左滑动的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的的阻值。
试卷第1页,共3页
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专题05 电学
3大考点概览
考点01 电学综合(单选题)
考点02 电学(实验题)
考点03 电学(计算题)
电学综合(单选题)
考点1
一、单选题
1.(2026九·河北省唐山市·二模)如图甲所示,电源电压恒定,灯泡上标有“”字样,灯泡的电流与两端电压的关系如图乙。滑动变阻器上标有“ ”,定值电阻为,电流表量程为。当闭合开关,断开开关、时,灯泡L正常发光。则下列说法正确的是( )
A.灯泡正常发光时的电阻为
B.电源电压为
C.当闭合开关,断开开关、时,调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为,滑动变阻器内消耗的电能为
D.当开关、、均闭合时,电路允许消耗的最大功率为
【答案】C
【详解】A.如图乙,当小灯泡两端电压为6V时,电流为0.5A,所以小灯泡正常发光时的电阻为
故A错误;
B.当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,L和R2串联;小灯泡正常发光,则小灯泡两端电压为6V,电路中电流为0.5A,由欧姆定律知,R2两端电压为
U2=ILR2=0.5A×20Ω=10V
由串联电路中电压的规律知,电源电压为
U=UL+U2=6V+10V=16V
故B错误;
C.当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,L和R1串联;调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W,由图乙可知,此时小灯泡两端电压为3V,电路中的电流为0.4A,由串联电路中电压的规律知,R1两端电压为
U1=U-UL=16V-3V=13V
滑动变阻器10s内消耗的电能为
W1=U1It=13V×0.4A×10s=52J
故C正确;
D.当开关S1、S2、S3均闭合时,R1与R2并联,通过R2的电流为
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,此时
1A+0.8A<3A
不会超过电流表的量程,所以干路的最大电流为
I=I1+I2=1A+0.8A=1.8A
电路允许消耗的最大功率为
Pm=UI=16V×1.8A=28.8W
故D错误。
故选C。
2.(2026九·河北省唐山市·二模)司机酒后驾驶存在许多安全隐患。某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图1所示。R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图2所示,R2为滑动变阻器。检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为0.1A,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,查阅到相关资料如表1所示。下列说法中正确的是( )
表1
血液酒精浓度M=呼气酒精浓度K×2200
非酒驾(M<20mg/100mL)
酒驾(20mg/100mL≤M≤80mg/100mL)
醉驾(M>80mg/100mL)
A.呼气酒精浓度增加时,电流表的示数变小
B.对检测仪“调零”时,R2接入电路的电阻为10Ω
C.检测时,当电流表示数为0.15A时,司机属于非酒驾
D.检测时,若电流表示数为0.3A,司机属于醉驾
【答案】D
【详解】A.由图2知,当呼气酒精浓度增加时,气敏电阻R1的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,根据,电流表的示数变大,故A错误;
B.“调零”时电流表的示数,电源电压,此时电路总电阻
由图2可知,当酒精浓度时,,因为,所以
故B错误;
C.当电流表示数时,此时电路总电阻
则气敏电阻
由图2可知,当时,对应的呼气酒精浓度
所以血液酒精浓度
因为
所以属于酒驾,故C错误;
D.检测时,当电流表示数时,此时电路总电阻
则气敏电阻
由图2可知,当时,对应的呼气酒精浓度
所以血液酒精浓度
所以属于醉驾,故D正确。
故选D。
3.(2026·河北省邯郸市·二模)酒驾是危害公共安全的危险行为之一,图甲是检查司机是否酒驾的呼气式酒精测试仪的电路原理图,电源电压不变,R2为定值电阻,R1为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙所示。当电流表示数大于或等于某一值I0时,发出酒驾警报。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值随酒精气体浓度的增大而增大
B.酒精气体浓度增大时,电压表示数变小
C.酒精气体浓度减小时,电压表与电流表示数的比值不变
D.增大R2的阻值,可让酒精气体浓度在更小值时发出酒驾警报
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,酒精气体浓度增大时,R1的阻值减小,则R1的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,故A错误;
B.分析电路可知,、串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。酒精气体浓度增大时,阻值减小,则总电阻减小,根据,电路中电流增大,根据,电压增大,则电压表示数变大,故B错误;
C.根据,电压表与电流表示数的比值等于阻值,是定值电阻,所以酒精气体浓度减小时,电压表与电流表示数的比值不变,故C正确;
D.电路发出酒驾警报时的电流不变,根据可知总电阻不变。总电阻,增大R2的阻值,则报警时的阻值变小,由图乙可知,对应的酒精气体浓度增大,所以增大R2的阻值,可让酒精气体浓度在更大值时发出酒驾警报,故D错误。
故选C。
4.科技节上小明和同学合作设计了一个烟雾报警器,可用于动车、厨房等场所。其原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,烟敏电阻的阻值随烟雾浓度的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.烟雾浓度越大,电路中的电流越小 B.烟雾浓度越大,电压表示数越小
C.当烟雾浓度为40%时,电压表的示数为2.4V D.当电路中电流为0.2A时,烟雾浓度为40%
【答案】C
【详解】AB.由图甲可知,烟敏电阻与定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压。由图乙可知:烟雾浓度越大,烟敏电阻的阻值越小,电路总电阻,因此总电阻越小。根据欧姆定律,电源电压恒定,总电阻越小,电路中电流越大。定值电阻两端电压,电流越大,越大,即电压表示数越大。故AB错误。
C.由图乙可知,当烟雾浓度为 时,烟敏电阻的阻值,电路总电阻
电路中的电流
电压表测两端电压
故C正确;
D.当电路电流时,电路总电阻
烟敏电阻阻值
由图乙可知,对应的烟雾浓度为80%,故D错误。
故选C。
5.(2026·河北省沧州市·二模)图甲为家用燃气报警器,其简化电路如图乙。电源电压恒定不变,燃气报警器的核心是气敏电阻R,其阻值随燃气浓度的变化如图丙。当电表示数增大到某一定值,就会发出警报声,此时燃气浓度为警戒浓度。下列说法正确的是( )
A.R的阻值随燃气浓度的升高而增大
B.燃气报警器是由电压表改装而成
C.若只换用电压更大的电源,警戒浓度将变低
D.浓度增大时,电路的总功率变小
【答案】C
【详解】A.据丙图可知,R的阻值随燃气浓度的升高而减小,故A错误;
BD.据乙图可知,R与R1串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中的电流,当燃气浓度升高时,R的阻值变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中电流变大,电流表的示数变大;由串联分压原理可知,R两端电压变小,电压表的示数变小,因此燃气报警器是由电流表改装;根据可知,电源电压不变,电路中电流变大,电路中的总功率变大,故BD错误;
C.当报警电流不变时,由可知,换用电压更大的电源,电路中的总电阻变大,由于R1的阻值不变,则R的阻值会变大,结合丙图,警戒浓度将变低,故C正确。
故选C。
6.(2026·河北省邢台市·二模)物理学中用照度(用符号表示)描述光的强弱,光越强则照度越大,照度的单位为Lux。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表所示,小明利用该光敏电阻制作了光控照明系统,其电路原理如图所示,电源两端电压恒为,电阻和中的一个是阻值为的定值电阻,另一个是光敏电阻。当室内照度时,使控制开关两端电压,从而触发控制开关启动照明系统。下列判断正确的是( )
照度/Lux
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻
75
40
24
20
18
15
A.
B.照度越大,该电路控制开关两端的电压越大
C.若换用阻值更大的定值电阻,则照明系统可在更低的照度下启动
D.若换用电压更大的电源,则照明系统可在更低的照度下启动
【答案】C
【详解】A.当控制开关两端电压U≥U0时,控制开关会自动启动照明系统,可知光照强度小时,控制开关两端的电压大;根据表格的数据可知,当光照强度小时,光敏电阻的阻值大,根据串联分压规律可知,分得的电压变大,故可推断R1为光敏电阻,R2为定值电阻;当照度E=1.0Lux时,,,此时电路总电阻
电流
R1两端的电压
即,故A错误;
B.光照强度越大,光敏电阻R1的阻值就越小,电路总电阻越小,电路电流越大,则定值电阻R2两端电压越大,根据串联电路分压规律,电路控制开关两端的电压越小,故B错误;
C.若换用阻值更大的定值电阻,在相同照度下,定值电阻分得的电压更大,光敏电阻分得的电压更小。要使,需要R1的阻值更大,对应照度更低。所以照明系统可在更低的照度下启动,故C正确;
D.若换用电压更大的电源,在相同照度下,电路电流更大,光敏电阻分得的电压也更大。要使,不需要R1阻值太大,对应照度更高。故D错误。
故选C。
7.(2026九·河北省张家口市·二模)物理小组设计了一空气质量监测设备,原理如图甲所示。已知电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为10Ω,气敏电阻R是可以感知二氧化硫污染指数的可变电阻,图乙为二氧化硫污染指数与气敏电阻R阻值的变化关系图像。污染指数在50以下为轻度污染,50~100为中度污染,100以上为重度污染。下列分析正确的是( )
A.污染指数越大,气敏电阻R阻值越大
B.污染指数越小,电路中电流越大
C.污染指数越大,电压表示数越小
D.电压表示数为2V时,属于重度污染
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,气敏电阻与定值电阻串联,电压表测两端电压;由图乙可知:气敏电阻的阻值随二氧化硫污染指数增大而减小。污染指数越大,气敏电阻阻值越小,故A错误;
B.污染指数越小,阻值越大,电路总电阻越大,电源电压不变,根据,电路电流越小,故B错误;
C.污染指数越大,阻值越小,总电阻越小,电路电流越大,根据,不变,电流越大,电压表示数越大,故C错误;
D.电压表示数为时,电路电流
总电阻
因此
由图乙可知,时污染指数为,,属于重度污染,故D正确。
故选D。
8.(2026九·河北省廊坊市霸州市·二模)小明设计了一个检测环境湿度变化的湿度计,其原理如图甲所示。电源电压恒定,为定值电阻,R为湿敏电阻,其阻值随湿度变化关系如图乙所示。湿度计表盘由电压表改装而成。下列说法正确的是( )
A.湿度增加时,电压表示数变小
B.湿度降低时,电路消耗的总功率变大
C.若将换成阻值更大的定值电阻,湿度计可测量的最大值变小
D.若只适当减小电源电压,则测得的湿度值比实际高
【答案】C
【详解】A.电源电压恒定,串联电路中,电阻与电压成正比
湿度增加时,R 阻值减小,分得的电压降低,R0电阻不变,但分得的电压增大,故电压表示数变大,故A错误;
B.湿度降低时,R 阻值增大,电路总电阻增大,由,电路消耗的总功率减小,故B错误;
C.电压表有量程限制,当电压表示数达到最大值时,对应的湿度为可测量的最大值。此时电路的电流
湿度计两端的电压
湿度计的电阻
故当R0越大,达到电压表最大示数时,R越大,湿度越小,湿度计可测量的最大值变小,故C正确;
D.减小电源电压,R0分得的电压减小,电压表示数减小,电压表改装的湿度计,刻度上电压越高对应湿度越高,因此此时测得的电压偏小,对应的湿度值比实际低,故D错误。
故选C。
9.(2026·河北省唐山市·二模)小明设计了一种火灾报警器,其原理如图所示。电路中为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而增大。温度升高到一定程度使电压表的指针偏转到某区域时触发报警系统。以下做法能使报警器在温度较低时就触发报警的是( )
A.减小电源电压 B.增大的阻值
C.滑片P向右移动 D.电压表改用大的测量范围
【答案】C
【详解】首先明确电路结构:定值电阻,热敏电阻与滑动变阻器串联,电压表测量热敏电阻与滑动变阻器的总电压,电源电压记为,报警时电压表需要达到的阈值电压为。 根据串联分压规律,可得电压表的示数满足: ,由题意,随温度升高而增大,报警条件为,我们需要让更低温度(更小的)就触发报警,也就是需要让触发报警时的(记为)更小。整理公式得触发报警时: 逐个分析选项:
A.减小电源电压:分母减小,增大,即需要更高温度(更大)才触发报警,故A错误;
B.增大的阻值:第一项增大,增大,需要更高温度才触发报警,故B错误;
C.滑片向右移动,滑动变阻器接入电阻增大:公式中随增大而减小,即触发报警时更小,对应温度更低,符合要求,故C正确;
D.电压表改用大的测量范围:改变量程不改变电压表的实际电压大小,不会改变触发报警的温度,故D错误。
故选C。
10.(2026九·河北省保定市·二模)交警经常使用酒精检测仪检测驾驶员是否酒后驾车,其电路原理如图所示,图中电源电压不变,为定值电阻,气敏电阻的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小。当电流表的示数达到时触发报警装置,当电压表的示数达到时灯亮报警。当时,不报警灯不亮,即为没饮酒;当时,报警同时绿灯亮,即为饮酒;当时,报警同时红灯亮,即为醉酒。当司机对着检测仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.酒精浓度变化时,电压表的示数不变
B.酒精浓度变化时,电压表与电流表的示数之比不变
C.酒精浓度变大时,电压表与电流表的示数之积变小
D.若将酒驾标准下调,且电流仍为时触发报警装置,则需增加的阻值,并调低的值才能作出准确判断
【答案】B
【详解】AC.由电路图可知,定值电阻与气敏电阻串联,电压表测电阻两端的电压;驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,气敏电阻的阻值越小,电路中的总电阻越小,由可得,电路中的电流越大,定值电阻两端的电压越大,电压表示数越大,电压表与电流表的示数之积变大,故AC错误;
B.电压表测电阻两端的电压,电流表示数为通过的电流,电压表与电流表的示数之比为电阻的阻值,为定值电阻,故比值不变,故B正确;
D.酒驾标准下调,即气敏电阻的阻值增大,若想电流仍为时触发报警装置,需要降低的阻值,使电路电流保持不变即可触发报警,同时调低,故D错误。
故选 B。
11.(2026·河北省石家庄市·二模)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数1次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。若已知电源电压为12V,某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数1次
B.绳子挡住射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1消耗的功率是挡住时的1.8倍
【答案】D
【详解】由甲图电路知,与串联,间电压为两端电压。
A.由题知,当射向的激光被挡时,阻值变大,根据串联电路的分压原理知,分得电压增大,分得电压减小;由图像知,此时
因为的电阻变大,自动计数器会计数一次,即间电压为计数一次,故A错误;
B.由串联电路的分压原理有
即
所以
故B错误;
C.当射向的激光没有被挡时,阻值变小,分得电压减小,分得电压增大,由图像知,此时
由串联电路的分压原理有
即
所以
故C错误;
D.挡住射向的红外线时消耗的功率
没有挡住射向的红外线时消耗的功率
则
即
故D正确。
故选D。
12.(2026·河北省邯郸市·二模)如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R1阻值为10Ω,R为滑动变阻器,规格为“20Ω 1A”, 电流表量程0~3A。闭合开关S、S1,电流表示数为0.6A,R1的功率为P1;开关全部闭合时,电流表示数变化了0.4A,电压表可更换量程。则下列说法正确的是( )
A.R2阻值为5Ω
B.只闭合开关S,滑片P向右移动,电压表示数减小
C.只闭合开关S,R1的最小功率为
D.R、R1、R2任意互换,开关全部闭合,电流表示数最小值为0.7A
【答案】D
【详解】A.闭合开关S、S1,电路为定值电阻R1的简单电路,电流表示数为0.6A,由欧姆定律得,电源电压为
开关全部闭合时, R1、R2并联,电流表测量干路电流,此时电路电阻变小,由欧姆定律得,电路总电流变大,电流表示数变化了0.4A,则电流表示数最大0.4A,由并联电路电流特点得,R2的电流为0.4A,由欧姆定律得,R2阻值为
故A错误;
B.只闭合开关S,定值电阻R1与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压,电流表测量电路电流;滑片P向右移动,变阻器R接入电路中电阻变大,由串联电路电阻越大,分到的电压越大得电压表示数增大,故B错误;
C.只闭合开关S,当变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时,电路电阻最大,电路电流最小,此时R1的功率最小为
而
则R1的最小功率为
故C错误;
D.R、R1、R2任意互换,开关全部闭合,与开关并联的用电器短路,当R的最大电阻与R2并联时,电路电阻最大,电路电流最小,电流表测量干路电流,则此时电流表示数最小,为
故D正确。
故选D。
13.(2026·河北省张家口市·二模)小明看到路灯白天熄灭夜晚发光,于是自己根据所学的物理知识设计了如图甲所示的简易光控电路,路灯电路中的为照明灯泡,为LED指示灯。控制电路的电源电压恒为,滑动变阻器的最大电阻为,光敏电阻的阻值随光照强度的变化如图乙所示(lux为光照强度的单位)。已知滑片置于中点位置时,路灯会在光照强度不大于10 lux的情况下处于照明状态。下列说法正确的是( )
A.光照强度越强,电流表示数越小
B.光照强度越弱,两端的电压越小
C.灯泡发光时,控制电路的最小电流为
D.若将滑片P置于中点右侧一点,会使路灯早上熄灭的时间变晚
【答案】D
【详解】A.据图可知,控制电路中光敏电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路电流;由图乙可知:光照强度越大,光敏电阻的阻值越小;根据欧姆定律,电流表示数越大,故A错误;
B.光照强度越弱,的阻值越大,根据串联电路分压原理,两端的电压越大,故B错误;
C.发光的条件是光照强度不大于10lux,对应的阻值不小于10kΩ,故傍晚刚刚发光时,电路总电阻最小,总电流最大。此时滑动变阻器连入电路的阻值为5kΩ,电路的总电阻为
电路的电流,故C错误;
D.若将滑片P置于中点右侧一点,滑动变阻器连入电路的电阻变大,衔铁吸合的电流阈值不变,总电阻不变,则的阻值减小,对应光照强度增大,则会使路灯早上熄灭的时间变晚,故D正确。
故选D。
电学(实验题)
考点2
一、实验题
14.(2026·河北省邯郸市·二模)小明和小华一起进行探究“电流与电压的关系”。
(1)他们选用的器材如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大;
(2)小明正确连接电路,闭合开关,小明发现两电表均无示数。为了查找故障,他将电压表拆下,保持电路其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、定值电阻Rx、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在定值电阻Rx两端时,电压表无示数,则故障可能是 ___________,
(3)排除故障后,小明和小华配合进行实验,并根据数据画出如图乙所示的图像,由图像可知,在误差允许范围内,得出实验结论为:___________; 实验中利用的定值电阻Rx为___________Ω。
(4)如果将定值电阻Rx换成额定电压为2.5V的小灯泡,得到的U-I图像不是直线,原因是: ___________。(填写序号即可)
A.小灯泡额定电压太小
B.灯丝电阻随温度变化而变化
C.小灯泡灯丝的电阻是定值但与原电阻的阻值不同
D.操作过程中或读数有错误造成的
(5)【拓展】利用电压表可以直接测量电压的大小,能否把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表呢?小明和小华经过思考,分别设计了如图丙、丁所示的方案(电源电压恒定不变), 并进行了以下操作和分析:
①小明在电路的M、N两点之间接入三个阻值分别为5Ω、8Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,发现电压表指针分别指向1.5V、2.0V、3.0V的刻度线,于是他在表盘相应位置标出了 电阻的数值,如图戊所示。以此类推再标出其他刻度线,电压表就可以用来间接测量阻值 了,由以上数据可知:定值电阻R0的阻值为___________Ω。
②小华的设计方案,所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同,分析她的设 计方案可知:在保证器材安全的前提下,她改装后的电压表所能测的最小电阻值为 ___________Ω。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器断路
(3) 在电阻一定时,电流与电压成正比 5
(4)B
(5) 10 5
【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,说明滑动变阻器接入电路的阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与电阻串联在电路中,如图所示:
(2)闭合开关,两电表均无示数,则此电路可能有断路,将电压表分别接在电源、待测电阻、滑动变阻器两端,电压表接在电源两端时,电压表有示数,说明电源、电压表是完好的,电压表接在滑动变阻器两端时有示数,说明滑动变阻器以外的电路是通路,只有接在待测电阻两端时,电压表无示数,说明待测电阻以外的电路有断路,所以故障是滑动变阻器断路。
(3)[1]由图乙可知,图像为过原点的直线,则得出的结论:在电阻一定时,电流与电压成正比。
[2]由得,定值电阻为
(4)将定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,得到的U−I图像不是直线,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(5)[1]由题意可知,时,,时,,由图丙电路和串联电路的电压特点可得,当测量电阻时,电源电压为①
当测量电阻时,电源电压为②
联立①②得,电源电压。
[2]小华的设计方案,电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端电压,所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同,电源电压,电压表量程0~3V,根据串联分压的原理,当电压表示数最大为3V 时,所能测的最小电阻值最小,其两端电压最小为
此时两端的电压是能测电阻两端电压的2倍,故所能测的最小阻值为
15.小华同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电阻。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)如图甲是小华连接的实验电路,经检查发现其中有一根导线连接有误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法(导线不得交叉);
(3)电路问题排除后,闭合开关并移动滑片,眼睛应观察______(选填“电流表”或“电压表”),直到灯泡正常发光,读出电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻______Ω;
(4)小华根据实验数据绘制出小灯泡的关系图像并分出6块区域,面积分别为,他有了新的发现与收获:
①小灯泡的电阻随着两端电压的增大而______(选填“增大”“不变”或“减小”);
②当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积______表示(用图中字母、、、、或表示);
(5)【拓展】做完实验后,小华看到实验台上有一个定值电阻,上边的数字模糊不清,小华想测出它的阻值,可是发现电压表已损坏,经过小组讨论设计了如图丁中的①和②所示的电路图,小华认为利用前面的数据和这两个电路图,都能测出的阻值。你认为能测出阻值的电路图是______。
【答案】(1)断开
(2)
(3) 电压表 5
(4) 增大
(5)①
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)实验中电流表应与灯泡串联,电压表与灯泡并联,作图如下:
(3)[1][2]灯泡两端电压为额定电压时正常发光。所以要测量灯泡正常发光时的电阻,移动滑片时,眼睛应观察电压表直到灯泡正常发光。如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则此时电流表示数为0.5A,则此时小灯泡的电阻
(4)[1]由图丙可知,灯泡电压增大时,电流也增大,但是电流的增速减慢,根据可知,灯泡电阻变大。
[2]由图丙可知,当电流为时,小灯泡的电压为,则小灯泡的功率,,所以当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积表示。
(5)图①中,只闭合上方开关时,灯泡和定值电阻R并联后与滑动变阻器串联,电流表测灯泡的电流,移动滑片使电流表示数等于灯泡正常发光的电流0.5A,此时R两端电压等于灯泡的额定电压2.5V;然后只闭合下方开关,连接方式不变,电流表改测灯泡和定值电阻R的总电流,根据并联电流规律可得到R的电流,再由欧姆定律计算R的电阻,所以①可行;图②中,无论开关处于何种状态,都难以确定灯泡是否正常发光,这样就不能得到R的电压和电流,故②图不可行。
16.(2026·河北省沧州市·二模)某同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”设计了如图甲的实验电路,她在实验室找到如下实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接完整,要求滑动变阻器向右移电阻变大;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最_______端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关,同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是__________;
(4)故障排除后,同学首先“探究电流与电阻的关系”,她把10Ω的电阻接入电路,要使电压表示数为2V,闭合开关后,移动滑动变阻器,发现电压表示数小于2V,接下来她应将变阻器滑片向_______端(选填“左”或“右”)移动;
(5)同学把5Ω的电阻接入电路中来探究“电流与电压的关系”,她通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,并记录在下表中;分析数据得到的结论是_________;
实验次数
1
2
3
4
5
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(6)本实验中多次测量的目的与下面的_______(选填序号)实验多次测量的目的相同。
A.测量未知电阻的阻值
B.探究平面镜成像的特点
(7)某兴趣小组在缺少电流表的情况下,设计了如图所示的电路来测量未知电阻的阻值,的阻值已知。先闭合开关S,记下电压表的示数为;再闭合开关,记下电压表的示数为。请利用、、写出未知电阻的表达式______________。
【答案】(1)
(2)右
(3)定值电阻断路
(4)左
(5)导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
(6)B
(7)
【详解】(1)滑片向右移动时,滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器的左下接线柱应接入电路,如图所示:
(2)为保证电路安全,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处,即最右端。
(3)闭合开关,电流表无示数,说明电路中存在断路。而电压表指针有明显偏转,说明是电压表所测的定值电阻处有断路。
(4)由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,此时定值电阻两端电压小于2V,若要增大定值电阻两端的电压,根据串联电路电压规律,则需要减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器连入电路的阻值,应将滑片向左移动。
(5)该实验中电阻保持不变,分析表中数据可知,电压与电流的比值一定,且当电压增大时,电流也在变大,因此可得结论为:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(6)探究“电流与电压、电阻的关系”中,多次测量是为了寻求普遍规律并得出相应结论,而不是为了获得某个测量值,所以“探究平面镜成像的特点”实验中,多次测量的目的与该实验相同,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(7)由题可知,若先闭合开关S,此时定值电阻与未知电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,即,且电路中电流为;再闭合开关,此时未知电阻被短路,电路中只有定值电阻,此时电压表示数即为电源电压,即。则根据串联电路电压特点,可得未知电阻两端的电压为。则未知电阻的阻值
17.(2026·河北省邯郸市·二模)物理兴趣小组的同学想探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5V,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~3V。实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。连接的实验电路如图甲所示。
(1)请在图甲中添加一根导线完成电路连接,使滑片左移时,两电表示数均变大。
(2)将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,电压表仍无示数,则电路故障可能是______断路。
(3)探究过程中需要更换不同阻值的定值电阻进行多次实验,目的是_____。
(4)A、B两个实验小组的同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能不同),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,其中_____(选填“A”或“B”)小组的图像是错误的,原因是______。
(5)根据正确的I-R图像,可以得出结论:_____。
(6)小欣受到实验的启发,设计了拓展电路如图丙所示,电源电压恒为9V,R0为滑动变阻器。R1、R2为定值电阻。闭合开关S,当开关S1分别接a、b点时,调节滑片至不同位置,使电压表示数均为4V,若,则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差为______ Ω。
【答案】(1)
(2)电压表
(3)避免偶然性,寻找普遍规律
(4) B 没有控制定值电阻两端的电压不变
(5)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)5
【详解】(1)根据题目要求,滑片左移时,两电表示数均变大,所以滑动变阻器连入的阻值是变小,故应将滑动变阻器左下接线柱与电阻左侧接线柱用导线连接补全,形成符合题意的串联电路,据此作图。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路;而电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表仍无示数,故障可能是电压表断路。
(3)实验过程中更换不同阻值的定值电阻重复操作,是寻找电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系的普遍规律,避免偶然性。
(4)[1][2]在探究电流与电阻的关系的实验中,应控制不同定值电阻两端的电压相同,将图像数据用进行计算,可得出A组同学在使用5Ω、10Ω、15Ω、30Ω电阻进行实验时,两端电压都控制在3V,符合实验要求;而B组同学在使用5Ω、10Ω、15Ω、30Ω电阻进行实验时,它们两端的电压分别为3V、4V、4.5V、6V,他们没有控制电阻两端电压相同,而且电源电压仅5V,不存在定值电阻两端电压为6V的情况,故B组同学的图像一定是错误的。
(5)A组同学图像数据用进行计算得到为定值,故I与R成反比,能够得出结论导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)当S1接a点时,R1与滑动变阻器串联,R1两端电压为4V,所以滑动变阻器两端电压为
由串联分压可得,R1与滑动变阻器此时阻值R0的关系为
所以
当S1接b点时,R2与R0串联,R2两端电压为4V,所以R0两端电压为
由串联分压可得,R2与滑动变阻器此时阻值R′0的关系为
所以
因此滑动变阻器两次阻值之差
18.(2026九·河北省张家口市·二模)利用图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,已知电源电压恒为4.5V。实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
(1)连接电路时,开关应处于______状态,滑动变阻器的滑片应置于最______(选填“左”或“右”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表都没有示数,电流表有示数,则故障原因可能是定值电阻______。
(3)小明在探究“电流与电压关系”时,先将阻值为10Ω的电阻接入电路进行实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,为______A。
(4)完成实验后得到了下表的数据。对数据进行分析后得出初步结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.15
0.25
(5)在探究“电流与电阻关系”时,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙。根据图丙中的数据分析,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时操作有误,你判断的依据是__________。
【答案】(1) 断开 右
(2)短路
(3)0.2
(4)正比
(5) 20 阻值为20Ω的定值电阻接入电路实验时,通过定值电阻的电流为0.2A,其两端电压为4V,而用其他定值电阻进行实验时,定值电阻两端的电压均为3V
【详解】(1)[1]连接电路时,开关必须处于断开状态,这是为了防止电路连接过程中出现短路,烧坏电源或用电器,保护电路安全。
[2]滑动变阻器在闭合开关前,要调到最大阻值处。由电路图可知,滑片在最右端时,接入电路的电阻丝最长,阻值最大,同样是为了保护电路,避免电流过大。
(2)电流表有示数,说明整个电路是通路(没有断路);电压表无示数,说明与电压表并联的部分(定值电阻R)相当于导线,也就是定值电阻发生了短路,此时电压表被短路,没有示数,电流表有电流通过。
(3)电流表选用的是量程,这个量程的分度值是0.02A,因此读数为0.2A。
(4)由实验数据可知,定值电阻的阻值始终为定值(),也就是电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,符合欧姆定律的规律。
(5)[1][2]探究电流与电阻的关系时,核心要求是控制定值电阻两端的电压不变,此时电流和电阻成反比()。前几组的电压、、、
这几组都满足,即电压控制正确。只有对应的点,,不在这条线上,说明换用电阻时,没有调节滑动变阻器把定值电阻的电压控制为3V,操作有误。
19.(25-26九·河北沧州任丘·二模)现要测量两个小灯泡、正常发光时的电阻。图甲是用“伏安法”测量(正常发光时的电压)正常发光时电阻的实物电路。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)该实验的原理是:________________。连接电路时开关要________________;
(3)闭合开关前,图中的滑动变阻器的滑片应置于最________端(选填“左”或“右”);
(4)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡________(选填“断路”或“短路”);
(5)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________(精确到0.1);
(6)为了测量正常发光时电流为的小灯泡正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为,电源电压恒为。(、、已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端;
②闭合、,断开,调节滑片,使电压表示数为时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开,闭合、,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合、、,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价:______(填字母)。
A.只有小明的方案可行 B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行 D.两人的方案都不可行
【答案】(1)
(2) 断开
(3)左
(4)断路
(5)8.3
(6)C
【详解】(1)电压表需与定值电阻并联,电流从电表正极流入,负极流出,滑动变阻器“一上一下”连接,图中已接右下接线柱,故需将上方金属杆任一接线柱与小灯泡左端接线柱用导线连接。
(2)“伏安法”测电阻的原理是欧姆定律的变形公式 ,即通过测量电压和电流来计算电阻。
为了保护电路元件,防止连接过程中出现短路烧坏仪表,连接电路时开关必须处于断开状态。
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处以保护电路;图中变阻器接了右下接线柱,滑片向左移动电阻变大,故应置于最左端。
(4)电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表与电源连通;故障点在电压表并联的支路,即小灯泡断路。
(5)图乙中电流表选用 量程,分度值为 ,指针指在 处。小灯泡正常发光时的电阻
(6)步骤②电压表测量小灯泡正常工作时,小灯泡和滑动变阻器总电压
小明:保持滑片不动,断开 ,闭合 、 ,电压表测滑动变阻器两端的电压 。小灯泡正常发光时的电压为
小灯泡正常发光时的电阻为
故小明的方案可行;
小华:保持滑片不动,闭合 、 、 ,此时电压表测量滑动变阻器两端电压,读出电压表的示数 。此时小灯泡被短路,电路由滑动变阻器和定值电阻 串联;故定值电阻 两端的电压为
通过定值电阻 电流为
滑动变阻器的阻值为
当闭合 、 ,断开 ,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻 串联时,电压表的示数为 时,电路中的电流为 ,滑动变阻器两端的电压为
小灯泡正常发光时的电阻为
故小华方案可行。故选C。
20.(2026·河北省邢台市·二模)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图甲所示的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大。
(2)把某定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最________(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则此时通过定值电阻的电流为________A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.8
2.4
电流I/A
0.12
0.18
1.8
0.48
小明发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这组数据是第________(填序号)组。
(4)分析数据得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________。
【拓展】
(5)实验结束后,小明用上述器材测量人体的电阻,如图所示。
闭合开关后发现电压表指针偏转角度很大,但电流表指针几乎不偏转,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数几乎不变,经检查电路中没有断路和短路故障,据此小明作出猜想:导致这种现象的原因是人体的电阻很大,且远大于滑动变阻器的最大电阻。小明将滑动变阻器更换为0~9999 Ω的电阻箱,当调节电阻箱电阻在1000~9000 Ω范围内变化时,观察到电压表示数有了明显的变化,则小明的猜想是________(选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)
(2) 右 短路
(3) 0.24 4
(4)正比
(5)正确
【详解】(1)滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻减小,由此判断左下部分电阻串联接入电路,据此作图。
(2)为了保护电路,应将滑动变阻器滑片置于阻值最大端,即最右端。
闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,而电压表无示数,可能与电压表并联部分电路出现了短路,即定值电阻短路。
(3)图丙电流表选用的是0~0.6A的量程,对应的分度值为0.02A,读数为0.24A。
由表格数据得到电阻分别为
,据此分析只有根据第4次实验数据算出的电阻阻值和其它阻值不同,因此可知第4组数据有误。
(4)分析表格数据可知,随着电压的增大,电流也在增大,且电压与电流的比值是个定值,得出实验结论为:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)根据串联分压,电阻越大,分担的电压越多,人体的电阻很大,所以分担的电压特别大,滑动变阻器基本不分压,将滑动变阻器更换为电阻箱,调节电阻箱电阻在1000~9000Ω范围内变化时,电压表示数有明显的变化,说明此时变阻箱电阻与人体电阻相比,不再可以忽略,从而验证了原滑动变阻器最大电阻远小于人体电阻,故小明的猜想是正确的。
21.(2026九·河北省保定市·二模)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中,小明设计了如图1甲所示的电路图,电源电压为。
(1)图1乙是小明同时用三块电流表测量、、三处的电流时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)闭合开关后,发现发光、不发光,电流表无示数、电流表和有示数且相等,则电路故障(仅有一处)是_______。
(3)排除故障后,闭合开关,三块电流表的示数如图2所示,通过灯泡的电流为_______A。
(4)分析图2中的数据可得:并联电路中,_______(用文字表述)。
(5)为了使结论具有普遍性,小明应换用规格_______(选填“相同”或“不同”)的灯泡再多次实验。
【拓展】
(6)以上实验结束后小明添加了一个滑动变阻器、一块电压表及一些导线,设计了如图3所示的简易调光台灯电路。闭合开关,滑片从正常发光时的位置调到另一端,把收集到的数据绘制成如图4所示的图像。正常发光时的电阻为_______。(保留一位小数)
(7)小明又选择了、、、的四个定值电阻替换灯泡“探究电流与电阻的关系”,电源改为可调压电源(可调范围是)。电流表选用的量程,电压表选用或的量程。在保证电路安全的情况下,定值电阻两端电压取某值后,闭合开关,调整电源电压和滑动变阻器的滑片,保证每个电阻都能完成此实验,则定值电阻两端电压的取值范围是_______V。
【答案】(1)
(2)L2断路
(3)0.26
(4)干路电流等于各支路电流之和
(5)不同
(6)8.3
(7)1.5~3
【详解】(1)由图甲可知,、、三处分别位于两条支路和干路,故可将测支路电流的电流表的负接线柱连接到干路电流表的0.6接线柱,使串联在支路,电流表A在干路。
(2)发光说明干路、支路为通路,不发光且无示数,说明支路断路,此时只有接入电路,干路电流等于支路电流。
(3)测L1电流,选用量程,分度值为,读数为。
(4)由图乙可知,电流表量程均为0~0.6A,支路中电流表A2的示数为0.14A,干路电流表A示数为0.4A。则有
据此可得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(5)为了使结论具有普遍性,实验应换用不同规格灯泡多次实验,避免偶然性。
(6)由图可知,滑片在L1正常发光位置时,电路电流最大,为0.3A,此时L1两端电压为。则灯泡正常发光的电阻为
(7)电流表量程,根据欧姆定律可知,当不接入滑动变阻器,且接入最小电阻时,电路电流最大,最大电流为,因此定值电阻两端最大电压为
由图4可知,当通过灯泡的电流最小时,滑动变阻器的阻值最大,此时滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器的最大阻值为
根据串联分压知识可知
即,当定值电阻接入最大电阻时,滑动变阻器接入阻值最大,为40Ω。此时
即定值电阻两端电压与滑动变阻器两端电压相等。当电源电压最小,为3V时,定值电阻两端电压最小,为
22.(2026·河北省石家庄市·二模)为了“探究电流与电阻的关系”,好学的小华同学从实验室选取以下器材:电压恒为3V的电源、电流表、电压表、开关、规格为“40Ω,1A”的滑动变阻器各一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)小华同学先将5Ω的定值电阻接入电路,如图甲所示。他在检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图甲错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不能交叉)。
(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时发现:电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是___________。(故障只出现在定值电阻处)
(3)故障排除后,再次闭合开关并调节滑动变阻器的滑片P,电压表的示数如图乙所示,为_________V。接着,滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,再闭合开关,为保证电压表的示数不变,应向__________(选填“A”或“B”)端移动滑片P。
(4)通过实验收集到的数据,小华同学绘制了电流I随电阻R变化的关系图像如图丙所示。分析图像,可以得出结论:____________。
(5)爱动脑的明明同学使用的实验器材,只有滑动变阻器的规格(50Ω1A)与小华同学的不同。他为了也能顺利完成上面的探究实验,在实验的过程中应控制R两端电压不低于_______V。
【拓展】
(6)在没有电流表的情况下,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,电路如图丁所示,电源电压为4.5V,滑动变阻器最大阻值为30Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S1和S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光;
②闭合开关S1和S2,断开S3,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__________Ω。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3) 2.5 A
(4)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
(5)1
(6)12.5
【详解】(1)图中电压表测量导线电压,是错误的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,说明电路发生断路,电压表有示数,且接近电源电压,则可能是定值电阻断路,电压表串联接入电路,测电源电压。
(3)乙图中电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,读数为2.5V。
用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,闭合开关,由串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,而探究电流与电阻关系的实验中需要保持电压不变,应增大滑动变阻器两端电压,增大滑动变阻器接入电路中的阻值,因此滑片向A端移动。
(4)分析丙图可知,电流与电阻的乘积是定值,且当电阻变大时,电流会变小,因此可得结论为: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。
(5)已知电源电压是3V,定值电阻最大阻值是25Ω,滑动变阻器最大阻值是50Ω,根据串联分压原理可得
解得,即在实验的过程中应控制R两端电压不低于1V。
(6)步骤②中,灯泡被短路,滑动变阻器总电阻30Ω接入电路,电路中的电流
电压表示数1.5V为此时滑动变阻器接入①电路的电阻R滑的电压,得
步骤①中灯泡正常发光,滑动变阻器两端的电压
电路中的电流
因此灯泡正常发光电阻
23.(2026·河北省唐山市·二模)某学习小组“探究串联电路电压的特点”,设计了如图1所示的电路图。电源为可调压电源,、为定值电阻,其中的阻值为10 Ω,滑动变阻器R标有1 A字样。
(1)用笔画线代替导线,将图2中的实物电路按照图1中的电路图补充完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动接入电路的电阻增大。导线不允许交叉。
(2)闭合开关S后,电压表、电流表均无示数。用导线短接a、b、c、d、e中的两点后电压表和电流表的示数情况记录在下面表格中,分析现象可知发生故障的元件及故障是________。
短接位置
ab
bc
cd
ae
电表
电流表
电压表
电流表
电压表
电流表
电压表
电流表
电压表
示数情况
无
无
无
无
无
无
无
有
(3)排除故障后继续实验,将滑动变阻器滑片移到某一位置,电压表分别接在ab、bc、cd、ac、ad两点间测出电压值,每次更换位置都重新选择合适的测量范围,实验数据记录在下面表格中。改变滑片P的位置,多次实验。
次数
电流/A
1
0.2
2.0
1.0
①
3
8.0
2
0.3
3.0
1.5
3.5
4.5
8.0
3
0.5
5.0
2.5
0.5
7.5
8.0
分析实验数据可知,的阻值为________Ω。
(4)表格中①处电压表指针位置如图3所示,表示的电压值为________V。
(5)根据实验数据可得到初步结论:串联电路两端的电压________(选填“大于”“等于”或“小于”)串联电路中各部分电路两端的电压之和。
(6)图1的实验电路还可以用来探究________。
【拓展】
(7)小明将实验器材连接成如图所示的电路,为、其中之一,滑片P滑到中间位置,电流表的测量范围为0~0.6 A和0~3 A。闭合开关S,在电路安全条件下,调节电源电压,使电流表指针指在满偏的三分之二。将滑片P滑到最右端,电流表指针指在满偏的五分之二。则滑动变阻器R的最大阻值为________。
【答案】(1)
(2)电流表断路
(3)5
(4)5
(5)等于
(6)电流与电压的关系
(7)40Ω
【详解】(1)要求滑动变阻器滑片P向右滑动接入电路的电阻增大。即将滑动变阻器的左下接线柱与R2的右接线柱相连。
(2)闭合开关后两表均无示数,说明电路发生断路。短接ab、bc、cd都没有示数,说明故障不在这几个位置;短接ae后电压表有示数,说明电路接通,电压表可以接到电源两端,因此断路位置在ae之间,即可能是电流表断路。
(3)的阻值
(4)电压表选0~15V量程,分度值是0.5V,读数为5V。
(5)分析表格数据可得,总电压,因此串联电路两端电压等于各部分电压之和。
(6)电路中有电流表、电压表、滑动变阻器和定值电阻,可以通过移动滑片改变定值电阻两端电压,探究电流与电压的关系。
(7)由拓展电路图可知,与滑动变阻器串联,电流表测干路电流,又滑动变阻器允许最大电流为1A,因此电流表只能选0~0.6A量程,可得
化简得,为10Ω或5Ω;当时,滑动变阻器的最大阻值是
当时,滑动变阻器的最大阻值是
由(3)中表格第一组数据可知,此时电路中的电流是0.2A,滑动变阻器两端电压是5V,滑动变阻器的阻值是
因此滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。
24.(2026·河北省张家口市·二模)小明连接了如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻。所用器材:标有“2.5 V”字样的小灯泡、三节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整电路。
(2)正确连接并规范操作后闭合开关,滑片P置于最大阻值处,发现小灯泡不发光且电压表和电流表均无示数,当滑片P滑至中点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关。出现以上现象的原因可能是________(填选项前字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器中点右侧附近有断路
C.滑动变阻器中点左侧附近有断路
(3)重新更换相同规格的滑动变阻器后,滑片P置于最大阻值处,闭合开关,记录下此时电压表和电流表示数,接着将滑片P缓慢向________(选填“A”或“B”)端移动,使小灯泡逐渐变亮,并记录对应的电压表和电流表示数,绘制成如图乙所示的图像,分析图像可知:
①小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
②滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
(4)上述某次实验过程中,电流表突然出现故障,同组小红同学仅将原电路中的电流表去掉后正确连接电路,再用可调压电源替换原电源,并将电源电压调为,闭合开关,分别读出滑片在两端时电压表的示数和,然后计算出小灯泡的电阻为。请你对小红的实验方案写出一条评价意见:________。
【拓展】
(5)小明找来、、、的定值电阻各1个,并将图甲中的小灯泡换成定值电阻,电路中的其他器材不变,继续探究电流与电阻的关系。将定值电阻分别接入电路,调节滑片至不同位置,使电压表示数均为2 V,其中有两次实验中对应的滑动变阻器功率之差为,则对应的定值电阻之差为________。
【答案】(1)
(2)B
(3) A 10 40
(4)该方案未考虑小灯泡灯丝电阻随温度变化的影响,计算结果不准确,故这种方案不可行
(5)6/15
【详解】(1)电压表并联在小灯泡两端,小灯泡额定电压为2.5V,因此电压表选0~3V量程:将电压表的“3”接线柱接小灯泡右接线柱即可,据此作图。
(2)正确连接并规范操作后闭合开关,滑片P置于最大阻值处,发现小灯泡不发光且电表均无示数,说明电路存在断路;滑片移到中点时灯突然发光、电表有示数,说明滑动变阻器中点左侧电阻丝完好,因此故障可能是滑动变阻器中点右侧有断路,故选B。
(3)滑片置于最大阻值处,即位于B端,要使小灯泡变亮,需减小滑动变阻器接入电路的电阻,因此滑片向A端移动。
由图乙可知,时,电流,根据欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻
滑片在最大阻值处时,电路电流最小,由图乙可知,时,,此时滑动变阻器两端电压
滑动变阻器最大阻值
(4)小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大,不同电压下灯丝温度不同,电阻不同,因此该方案计算出的电阻不是小灯泡正常发光时的电阻,且方案假设灯泡电阻不变,不符合实际。
(5)定值电阻两端电压,滑动变阻器两端电压
滑动变阻器功率
设两次实验的定值电阻为、,且,由题意知
化简得,时,
解得,电阻之差:
时,
解得
电阻之差
当,时,,不符合题意。
故对应的定值电阻之差为6Ω或15Ω。
电学(计算题)
考点3
一、计算题
25.(2026·河北省邯郸市·二模)如图所示,电源电压为,两个电压表量程均为,电流表量程为,定值电阻阻值为,滑动变阻器标有“”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片到某位置时,电流表的示数为。
(1)求电压表的示数;
(2)当滑片滑至最右端时,求的功率;
(3)用阻值为的定值电阻替换,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,若使两电压表示数之差最大不超过,求连入电路的阻值范围。
【答案】(1)5V
(2)
(3)
【详解】(1)电压表的示数
(2)当滑片P滑至最右端时,电路中的电流
的功率
(3)当时,因为电流表允许通过的最大电流为0.6A,电路中的总电阻最小为
则变阻器接入电路中的最小电阻为
由于串联电路中电压和电阻成正比,当电压表V2的示数最大时,变阻器接入电路中的阻值最大,设电压表V2的示数为U2,则R0两端电压为,又因为两电压表的示数之差最大为9V,则有
解得,根据串联分压原理可得
带入数据为
解得,连入电路的阻值范围为。
26.(2026·河北省沧州市·二模)如图甲所示的电路中,电源电压可调,为定值电阻,为滑动变阻器,电流表的测量范围为。将电源电压调为某一定值时,滑片P从滑动变阻器的一端移动到另一端,移动过程中电压表和电流表示数变化情况如图乙所示。
(1)求滑动变阻器的最大阻值;
(2)求电源电压;
(3)不改变电流表的测量范围,拆除电压表,若使滑动变阻器的滑片P可任意滑动且电流表示数不低于满偏刻度的三分之一,求满足上述要求的电源电压的取值范围。
【答案】(1)30Ω
(2)10V
(3)10V~12V
【详解】(1)由图甲可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电压表测R两端电压,电流表测电路电流。当滑动变阻器接入阻值最大时,电路总电阻最大,电流最小,由图乙可知,最小电流,此时R两端电压。根据欧姆定律,滑动变阻器的最大阻值为
(2)滑动变阻器阻值最大时,电源电压
滑动变阻器阻值为0时,R两端电压为0,对应电流,电源电压
联立解得,。
(3)电流表满偏电流为0.6A,由题意得,电路最小允许电流为
① 当滑动变阻器接入阻值为0时,电路电流最大,不能超过电流表允许最大电流0.6A,此时对应最大电源电压
② 当滑动变阻器接入最大阻值时,电路电流最小,不能低于允许的最小电流0.2A,此时对应最小电源电压,电路总电阻
最小电源电压
因此满足要求的电源电压取值范围为10V~12V。
27.(2026九·河北省张家口市·二模)如图所示,电源电压恒为10V,、为定值电阻,电阻的阻值为10Ω,电流表的测量范围为0∼3A。闭合开关S、,电流表的示数为1.5A。
(1)求通过电阻的电流。
(2)求电阻的阻值。
(3)现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换或,要求替换后,不改变电流表的位置和测量范围,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电路的最大电功率为30W,求替换后电路的最小电功率。
【答案】(1)1A
(2)20Ω
(3)12W
【详解】(1)闭合开关S、后,与并联,电源电压,并联电路中各支路两端电压等于电源电压,通过电阻的电流
(2)并联电路中干路电流等于各支路电流之和,电流表测干路电流,因此通过的电流
所以电阻的阻值
(3)由可知,电路最大电功率时,干路电流为
等于电流表量程,分两种情况讨论:
①若滑动变阻器替换,保留,则电流恒为,滑动变阻器允许最大电流为2A,因此干路最大电流
此时电路最大功率
故此情况不符合题意。
② 若滑动变阻器替换,保留,则电流恒为,滑动变阻器允许最大电流为2A,因此干路最大电流
此时电路最大功率
故此情况符合题意。
当电路最小电功率时,滑动变阻器接入的阻值为最大阻值,通过滑动变阻器的电流最小,干路的总电流最小,所以此时
最小干路电流
所以替换后电路的最小电功率
28.(2026·河北省邯郸市·二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,其中R2的阻值为15欧,闭合开关S,电流表示数如图(b)所示。
①求R2两端的电压。
②求R1的阻值。
③各电表量程不变,现用变阻器R0替换电阻R1、R2中的一个后,闭合开关S,在确保电路中各元件正常工作的前提下,移动变阻器滑片,电压表示数的最大变化量为4伏。请判断变阻器R0替换的电阻,并求出R0的最大阻值。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)根据图b,电流表可知,选择小量程,分度值为0.02A,此时的读数为0.3A,根据串联电路电流规律,电流处处相等, R2两端的电压
(2)R1的电压为
R1的阻值
(3)若变阻器R0替换电阻R1,电压表测量定值电阻R2的电压,当滑动变阻器的阻值为零时,只有定值电阻接入,此时电压表的示数为电源电压,为6V,此时的电流为
电流表是安全的,故可以只有一个定值电阻R2接入电路,根据电压表示数的最大变化量为4伏,可知,电压表的示数最小为2V,此时滑动变阻器全部接入,此时电路中的电流为
此时滑动变阻器的电阻为
若变阻器R0替换电阻R2,电压表测量定值电阻R0的电压,当滑动变阻器的阻值为零时,此时电压表的示数为零,只有R1接入电路,此时电流为
由于电流表的量程不变,故电流表超过了0.6A,则说明滑动变阻器的电阻不可能为零;根据电流表的量程可知,此电路的最大电流为0.6A,则此时电阻R1两端的电压为
则滑动变阻器两端的电压最小为3V,当滑动变阻器的阻值慢慢变大,根据串联分压,电压表的示数慢慢变大,但是不会大于电源电压,此时电压表的示数最大变化量不可能为4V,故不符合题意,故舍弃。
故滑动变阻器R0替代的是R1,R0的最大阻值为30Ω。
答:(1)R2两端的电压;
(2)R1的阻值;
(3)滑动变阻器R0替代的是R1,R0的最大阻值为30Ω。
29.如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R0的阻值和电源电压;
(3)整个电路消耗的最大电功率。
【答案】(1)50;(2)10,12V;(3)14.4W
【详解】解:(1)由图甲可知,定值电阻及与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,由乙图可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,此时电路中的电流为0.2A,滑动变阻器两端的功率为2W,滑动变阻器的最大阻
(2)由乙图可知,当滑片P在某点c处时,电路中的电流,,所以滑动变阻器接入电路的阻值
当滑片P在b端时,电源电压
①
当滑片P在某点c处时,电源电压
②
由①②解得
,
(3)当滑片P在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,电路消耗的电功率最大,最大电功率
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为50Ω;
(2)R0的阻值为10Ω,电源电压为12V;
(3)整个电路消耗的最大电功率为14.4W。
30.(2026九·河北省唐山市·二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,灯泡L的额定电压为6V,其I-U图像如图乙所示,当滑片P处于最右端,仅闭合开关S1时,电路中的电流为0.3A。
(1)求电源电压;
(2)断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P移至距左端处时,定值电阻两端的电压为3.6V,求定值电阻R的阻值;
(3)用另外一个定值电阻替换灯泡L,闭合开关是S1和S2,将滑动变阻器的滑片移至最左端,将一电流表串联在电路中某一位置时,电流表的示数如图丙所示,求定值电阻的可能值。
【答案】(1)9V;(2)10Ω;(3)15Ω和30Ω
【详解】解:(1)当滑片P处于最右端,滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω,闭合开关S1时,小灯泡与滑动变阻器组成串联电路,由图乙可知,当I=0.3A时,灯泡的两端电压为,根据欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压为
则电源电压为
(2)断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P移至距左端处时,滑动变阻器连入电路的电阻为
滑动变阻器与定值电阻串联,此时变阻器的两端电压为
由欧姆定律可得,此时电路电流为
根据欧姆定律和串联电路电流特点可得,定值电阻的阻值为
(3)若电流表接入电路的是大量程,分度值为0.1A,示数为1.5A;若电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;将滑动变阻器的滑片移至最左端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,用另外一个定值电阻R1替换灯泡L,闭合开关S1和S2,两电阻并联接入电路,若电流表与R串联接入电路,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电流表示数为
比较可知电流表不在该支路;若电流表与定值电阻R1串联接入电路,根据欧姆定律可得:当时,R1的阻值为
当时,R1的阻值为
但此时干路电流为1.5A+0.9A=2.4A>2A,即超过了滑动变阻器允许通过的最大电流值,故舍去。
若电流表在干路上,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过定值电阻R1的电流为
根据欧姆定律可得R1的阻值为
所以定值电阻的可能值为15Ω和30Ω。
答:(1)电源电压为9V;
(2)定值电阻R的阻值为10Ω;
(3)定值电阻的可能值为15Ω和30Ω。
31.(2026·河北省邢台市·二模)如图所示,电源电压不变,小灯泡L的规格为“6 V 6 W”,R为定值电阻,阻值为10 Ω。闭合开关S1,小灯泡L正常发光。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻。
(2)闭合S1、S2后,通电10 min,求电路消耗的总电能。
(3)用一个“50 Ω 2 A”的滑动变阻器替换小灯泡L,并更换电源和定值电阻,将一个表盘如图所示的电流表正确接在电路中。闭合开关,在确保电路安全的情况下移动变阻器的滑片P,电流表示数的变化范围为0.9 A~2.6 A,请指出电流表接入电路的位置并求出电源电压U。
【答案】(1)
(2)
(3)
电流表接入干路,电源电压
【详解】(1)根据电功率公式,可得正常发光时电阻
(2)闭合时小灯泡正常发光,并联电路各支路电压等于电源电压,因此电源电压
闭合、后,与并联,定值电阻的功率
电路总功率
时间
总电能
(3)滑动变阻器替换后,滑动变阻器与新定值电阻仍为并联,滑动变阻器允许的最大电流为,只有滑动变阻器的电流随滑片移动改变,对电流表位置分类分析:
若电流表接在定值电阻支路:定值电阻阻值不变、并联电压不变,电流始终不变,不符合“电流变化范围”,排除;
若电流表接在滑动变阻器支路:滑动变阻器允许最大电流仅为,无法达到,排除;
因此电流表接在干路。干路最大电流,此时滑动变阻器达到允许最大电流,干路电流等于支路电流之和,因此定值电阻的电流
干路最小电流,此时滑动变阻器接入最大电阻,滑动变阻器最小电流
因此:,代入数据:
解得
32.(2026九·河北省廊坊市霸州市·二模)如图甲所示,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“ 1 A”,定值电阻,电表表盘如图乙所示。
(1)闭合开关S,移动滑片P,当电流表示数为0.5 A时,求两端的电压。
(2)当滑动变阻器的滑片位于中间位置时,电流表满偏,求电源电压。
(3)用另一个定值电阻替换,并将另一电压表接入电路,除电压表测量范围外,电路其他部分的连接均不变。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P置于某一位置时,两电压表的指针偏转角度相同,且电压表的示数大于电压表的示数,电压表与电流表指针偏转角度之比为2∶1。求可能的阻值。
【答案】(1)
(2)
(3)
或
【详解】(1)电路中R1与R2串联,电流表测电路电流。 已知,,根据欧姆定律
(2)滑片位于中间位置时,
电流表满偏,因滑动变阻器允许最大电流为1A,电流表量程为0∼0.6A,故满偏电流
电路总电阻
电源电压
(3)已知条件: V1测R1电压,V2示数大于V1,两表指针偏转角度相同; 电压表与电流表指针偏转角度之比为2:1; 电流表量程为0∼0.6A,分度值0.02A;电压表量程有0∼3V(分度值0.1V)和0∼15V(分度值0.5V)。
设电流表偏转格数为n,则电压表偏转格数为2n。 电流。 两电压表偏转格数相同,且,说明V2用的是0∼15V量程,V1用的是0∼3V量程。 则 ,
因为量程比为15:3=5:1,格数相同时示数比为5:1,故
V2只能是测电源电压U或R0两端电压U0,分两种情况:
情况一:V2测电源电压U,V1测R1电压U1 此时,且,故
串联电路中电压比等于电阻比,
电源电压,故,电流
又,,
则
故
情况二:V2测R0两端电压U0,V1测R1电压U1
此时,串联电路电压比等于电阻比,
电源电压
电流
则
故
因此R0可能的阻值为40Ω或50Ω。
33.(2026·河北省唐山市·二模)在图1所示的电路中,电源电压恒定,滑动变阻器R标有“30 Ω 1 A”,电流表的测量范围为0~0.6 A和0~3 A。图2为定值电阻的U-I图像。将滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电流表示数为0.4 A。求:
(1)的阻值。
(2)电源电压。
(3)用定值电阻替换,的阻值小于滑动变阻器的最大阻值,滑片P置于最右端,电流表电压表可以重新选择测量范围,闭合开关S,此时电路安全。在电路安全条件下,缓慢向左移动滑片P,当电流表指针偏角最大时,电压表指针偏角为满偏的三分之一。图3为电压表表盘。求满足条件的的阻值。
【答案】(1)
(2)
电源电压
(3)
【详解】(1)的阻值
(2)由图1可知,与滑动变阻器串联,电流表测电路电流。滑片移到最右端时,滑动变阻器接入最大阻值,电路电流。
串联电路总电阻
电源电压
(3)滑动变阻器允许的最大电流为,因此电路最大电流不超过。电流表指针偏角最大说明电流表达到满偏:若电流表选量程,满偏电流,超出滑动变阻器允许电流,排除;因此电流表选量程,满偏电流,符合要求。
电压表测滑动变阻器电压,偏角为满偏的,分情况讨论:
① 若电压表选量程,,则两端电压
的阻值
验证初始安全:滑片在最右端时,,电路电流
滑动变阻器电压
超出电压表量程,初始不安全,排除此情况。
② 若电压表选量程,,则两端电压
的阻值
验证初始安全:滑片在最右端时,总电阻
电流,电流表安全;
滑动变阻器电压,电压表安全,且,符合题目所有条件。
因此满足条件的阻值为。
34.(2026·河北省张家口市·二模)小明在跨学科实践活动中,设计了一款功率可调的电热鼠标垫,电路如图所示,电源电压恒为,为加热电阻(阻值不变),滑动变阻器标有“2 A”字样。移动滑片至距左端五分之二位置时,电压表示数为,电流表示数为。
(1)求此时的电功率。
(2)求滑动变阻器的最大电阻。
(3)在设计过程中,用一个定值电阻替换,且在两端并联另一电压表,电路其他元件不变。在保证电路安全的情况下移动滑片,电路中三个电表的指针变化的角度都相同。求滑动变阻器的可调节范围。
【答案】(1)6W
(2)
(3)
【分析】对于第三问,替换后与串联,新增电压表测两端电压。因为三个电表指针偏转角度相同,首先判断两电压表的量程关系,结合串联电路电压规律确定的阻值,再根据滑动变阻器的额定电流确定电路的最大电流,对应得到的最小接入阻值;再根据电表量程限制或电压关系确定的最大接入阻值,最终得到的可调节范围。
【详解】(1)两端的电压为
此时的电功率为
(2)根据欧姆定律得
解得,即滑动变阻器的最大电阻为。
(3)替换后,与串联,测电压,测电压,满足,因此电压变化量的绝对值;要求三个电表指针变化角度相同,即偏转格数相同,设三个电表指针变化的格数均为,又因为两电压表示数变化量相同,则两电压表的测量范围相同,均为,所以;电流表的测量范围为,所以。 对定值电阻,有,则
当电流最大为2A时,
此时
当电压表V示数最大为15V时,
此时
因此滑动变阻器的可调节范围是
35.(2026九·河北省保定市·二模)如图所示,电源电压不变,的阻值为,滑动变阻器标有“”,两电压表的量程均为,电流表的量程为。闭合开关,调节滑片至最右端,电压表的示数为。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电源电压;
(3)用电阻替换,电流表改接的量程,其他各处连接不变。闭合开关,在电路安全的条件下,调节滑片,使两电压表的示数均能达到最大值。求满足上述条件的的取值范围。
【答案】(1)
0.2A
(2)
18V
(3)
【详解】(1)由电路图可知,与串联,测量两端的电压,测量两端的电压,电流表测电路中的电流。调节滑片至最右端,电压表的示数为,电路电流即通过电阻的电流
(2)两端的电压
电源电压
(3)调节滑片使示数为15V,则滑动变阻器两端电压
电路电流
电阻;
调节滑片使示数为15V,则滑动变阻器两端电压
电路电流
电阻,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,则电阻
的取值范围
36.(2026·河北省石家庄市·二模)如图所示的电路中,电源电压为18V保持不变,电阻阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样,电压表的测量范围为“0~15V”。闭合开关,将滑片P移到某一位置时,电流大小为0.5A。求:
(1)两端的电压。
(2)电路中电压表的示数。
(3)若用电阻来替换,不改变电表的测量范围,确保电路所有元件均安全使用的情况下。要求:变阻器滑片从最右端向左滑动的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的的阻值。
【答案】(1)
5V
(2)
13V
(3)
25Ω
【详解】(1)串联电路电流处处相等,已知电路电流,根据欧姆定律得,两端的电压
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压,电压表测量两端电压,即电压表的示数
(3)用电阻 来替换 后,滑动变阻器的滑片是从右端开始向左滑动,所以电路的最小电流 (即变阻器接入阻值最大为50Ω时):由滑动变阻器的铭牌可知,电路允许通过的最大电流为1A,则电路中的最大电流可能为1A、也可能为 (即变阻器接入阻值为0时)。因电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,则有以下情况:
①电路中的最大电流为1A,最小电流为时,则有
解得
电路中的最小电流为
则电压表的最大示数
故此种情况不可能;
②电路中的最大电流为,最小电流为时,则有
解得
电路中的最大电流和最小电流分别为;
则电压表的最大示数
此种情况可能;
综上可知,的阻值为25Ω。
试卷第1页,共3页
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