四、欧姆定律的应用(培优考点练)物理新教材苏科版九年级上册
2026-08-03
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摘要:
**基本信息**
以“题型培优-拓展综合-中考真题-新题追踪”四层递进设计,覆盖欧姆定律应用全场景,通过基础题型巩固物理观念,综合情境培养科学思维与探究能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|题型培优练|串并联电路计算、伏安法测电阻等基础应用|以选择、填空、基础计算为主,强化单一知识点应用,如题型01-04聚焦电路基本规律|
|拓展综合练|动态电路分析、实验探究(如电阻关系)|结合生活情境(电子秤),通过综合计算与图像分析培养科学推理,如拓展题1-5|
|中考真题练|中考高频考点(范围计算、实际应用)|选用德阳、苏州等地中考题,匹配中考难度,如真题1-6训练应试能力|
|新题追踪练|新情境应用(自动浇水、握力计)|引入热敏、湿敏电阻等新素材,体现科技与生活联系,培养科学态度与责任|
内容正文:
四、欧姆定律的应用
————————————⏩目录⏪————————————
✍题型培优练································································································01
题型01 欧姆定律在串联电路中的应用
题型02 欧姆定律在并联电路中的应用
题型03 伏安法测电阻
题型04 特殊方法测电阻
题型05 含滑动变阻器的动态电路分析
题型06 含敏感电阻的动态电路分析
题型07 多开关的动态电路分析
题型08 多开关电路的欧姆定律计算
题型09 应用欧姆定律求范围、最值
✍拓展综合练································································································10
✍中考真题练································································································12
✍新题追踪练································································································14
✍题型培优练
✏题型01 欧姆定律在串联电路中的应用
1.甲、乙两根完全相同的电阻丝,将甲电阻丝剪去一半,电阻变为;将乙电阻丝从中间对折,电阻变为。然后将和串联到电路中,两端电压与两端电压之比为( )
A. B. C. D.
2.某一段电路上串联一个4 Ω的电阻后,电阻中的电流变为原来的一半,那么原来电路中的电阻是_____ Ω。若要使电路中的电流降为原来的,则还需要再串联一个阻值是_____ Ω的电阻。电阻为12 Ω的电铃正常工作时电压为6 V,若把它接在8 V的电路上,需要给它串联一个 _____Ω的电阻。
3.如图甲所示,为某电子秤的内部简化电路图,为定值电阻,托盘下方的电阻为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示,电源电压为8V保持不变。
(1)若托盘为空时,电流表示数为,求定值电阻的阻值。
(2)托盘为空时,求两端的电压。
(3)若在托盘中放入800g的某物体,求电流表的示数。
✏题型02 欧姆定律在并联电路中的应用
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1和R2为两个定值电阻,当只闭合开关S1时,电流表示数为0.3 A,再闭合开关S2,电流表示数增加了0.2A,则 的阻值为( )
A.2Ω B.5Ω C.10Ω D.15Ω
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当闭合开关后,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,则右边虚线框内的两个电阻器连接情况可能是( )
A.和的电阻器串联 B.和的电阻器并联
C.和的电阻器串联 D.和的电阻器并联
6.如图所示的电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,两表示数之比,则电阻______;当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表的示数之比为______。
✏题型03 伏安法测电阻
7.某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于___________(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是___________。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.8V,电流表的示数如图乙所示,为___________A,此时小灯泡的电阻为___________Ω。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是___________。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据丙图大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图为三位同学画出的图像,其中正确的是___________(选填“A”“B”或“C”),你判断的理由是___________。
A B. C.
8.图甲是测量小灯泡电阻的实验电路图,待测小灯泡额定电压为,电源电压为。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表指针明显偏转,电流表指针几乎不偏转,则故障原因可能是_______(选填“A”“B”或“C”);
A.小灯泡灯丝断了 B.小灯泡短路了 C.滑动变阻器断路了
(3)排除故障后继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。
✏题型04 特殊方法测电阻
9.实验室里有一个标识不清的定值电阻R,小明设计实验进行测量,图甲实验所用电源电压恒为3V。
(1)根据公式_________可知,可通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻。请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整____________;(导线不得交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于__________端;(填“A”或“B”)
(3)闭合开关后,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是____________;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑片P使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为_______A,则电阻R值为____________Ω;
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据多次测量求R的平均值是为了__________;
(6)小明想到仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测出待测电阻,他设计了图丙所示的电路(电源电压未知),具体操作如下:
①闭合开关,断开开关,读出电流表示数为;
②____________,读出电流表示数为;(请将实验操作补充完整)
③待测电阻的阻值_________。(用、、的代表式表示)
10.实验考试中,老师提供的电路如图所示。要求小明利用一个电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻,测量学生电源的电压(电源电压不变)和一个定值电阻Rx的阻值。
实验过程如下:
(1)测量电源电压
实验操作∶S1闭合;S2____________;
记录数据:记录电流表读数为I1
实验结果:电源电压U=___________(用题目已知条件和所测物理量的符号表示);
(2)测量电阻Rx的阻值
实验操作:_____________________________;
记录数据:记录电流表读数为I2;
实验结果:电阻Rx=____________(用题目已知条件和所测物理量的符号表示)
✏题型05 含滑动变阻器的动态电路分析
11.如图所示电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后将滑片P向左移动时,电压表示数______________,电压表示数与电流表A示数之比______________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
12.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )
A.电流表示数不变,电压表V示数不变
B.电流表示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表示数比值变大
D.电压表V示数与电流表示数比值不变
13.在如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法中正确的是( )
A.电压表V的示数不变,电流表的示数变大
B.电压表V的示数变大,电流表的示数变大
C.电压表V的示数与电流表的示数比值变大
D.电压表V的示数与电流表的示数,比值变小
✏题型06 含敏感电阻的动态电路分析
14.如图所示是某电子秤内部简化电路,是定值电阻,是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压保持不变,闭合开关,当上压力增大时,下列说法正确的是( )
A.两端的电压变小 B.两端的电压变大
C.通过的电流变小 D.通过的电流变大
15.如图是酒精浓度检测仪原理示意图,R是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,定值电阻为保护电阻。下列分析正确的是( )
A.酒精浓度检测仪是由电流表改装成的
B.增大电源电压,酒精浓度检测仪的最大测量值增大
C.增大的阻值,酒精浓度检测仪的最大测量值减小
D.驾驶员呼出的酒精气体浓度较大时,两端的电压较小
16.小明在医院看到一种输液报警器如图甲,其电路如图乙,R为阻值随压力变化的压敏电阻,当管内药液输完时,电铃声报警,以下分析正确的是( )
A.输完药液时,R两端的电压最小
B.输完药液时,电铃两端的电压为零
C.输液过程中,压敏电阻的阻值逐渐变大
D.刚开始输液时,电路中无电流
✏题型07 多开关的动态电路分析
17.在如图所示的电路中,滑动变阻器接入电路的阻值与电阻的阻值相等,开关闭合,断开。下列操作中能使电压表示数与电流表示数比值比原先小的是( )
A.电源电压不变,向右移动滑片P B.减小电源电压,向右移动滑片P
C.电源电压不变,闭合开关,向右移动滑片P D.电源电压不变,闭合开关,断开开关
18.如图所示,开关S、S1均闭合后,三表均有示数;再断开S1时,三表示数的变化情况是( )
A.电压表V示数变大,电流表A1示数不变
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数变小
C.电流表A2示数不变,电流表A1示数变小
D.电压表V与电流表A1的比值不变
19.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关和,小灯泡和均正常发光,电流表有示数。下列分析正确的是( )
A.若断开,亮度不变,电流表示数变小
B.若断开,不亮,电流表示数大小不变
C.若断开,亮度不变,电流表示数变小
D.若断开,不亮,电流表示数大小不变
✏题型08 多开关电路的欧姆定律计算
20.如图所示的电路中电源电压保持不变,,,当、都断开,电流表示数是0.2A。
(1)求电源电压;
(2)断开、闭合时,求电流表的示数;
(3)、都闭合时,电流表的示数为0.9A,求的电阻。
21.在如图所示的电路中,电源电压恒定,、和均为定值电阻。先只闭合开关,电流表的示数为0.1A,电压表的示数为2V;接着再闭合开关,电流表的示数变为0.3A;最后闭合开关,电流表的示数变为0.5A。求:
(1)电阻的阻值;
(2)电源电压和的阻值;
(3)电阻的阻值。
22.如图所示,电源电压恒定不变,,滑动变阻器R的滑片滑到中点。当开关、、都闭合时,电流表A的示数为3A;当开关闭合,、都断开时,电流表A的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R的最大阻值。
✏题型09 应用欧姆定律求范围、最值
23.如图所示,电源电压保持4.5V不变,电压表选择0~3V量程,电流表选择0~0.6A量程,电阻阻值为10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,闭合开关S,移动滑片P的过程中,电路中的最大电流为________A,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 _____ Ω。
24.如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑片P移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
C.定值电阻R1两端最大的电压为3V
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3~15Ω
25.如图所示,电源电压为18V,为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表测量范围为“0~0.6A”,电压表测量范围为“0~15V”。闭合开关S,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为0.36A,电压表的示数为3.6V。
(1)求定值电阻的阻值;
(2)求滑动变阻器的最大阻值R;
(3)在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的最小电阻值为;将电压表改接在滑动变阻器两端后,滑动变阻器的最大电阻值为,求。
✍拓展综合练
1.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)为了参加全国青少年创新大赛,小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻,电源电压恒为,的规格为“15Ω,0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为。
(1)当被测身高增加时,电压表的示数___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),电流表的示数___________;
(2)当变阻器接入电路的阻值是6.25Ω时,电流表的示数为___________A;
(3)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是___________。
2.(2025九年级下·江苏常州·学业考试)如图甲所示,电源电压恒定不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出和的U—I关系图像如图乙所示。则的图像为______(“Ⅰ”/“Ⅱ”),______,当断路时,表示数为______V,若换用最大阻值更大滑动变阻器替代,则图像Ⅰ和Ⅱ的交点将______(“向左移动”/“向右移动”/“不移动”)。
3.(2026·江苏南京·二模)如图所示,电源电压U恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V;当开关S1、S2闭合,S3断开时,电压表示数为6V。则电源电压U为____V,R1的阻值为____Ω,前后两次电流表示数之比为____。
4.(2026·江苏徐州·三模)如图甲所示, 电源电压保持不变, 灯泡L标有“3.8V”的字样,闭合开关S, 当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端时,灯泡L刚好正常发光,在滑动变阻器滑片移动过程中, 两块电压表示数与电流表示数变化关系图像如图乙所示, 求:
(1)电源电压;
(2)R0阻值和滑动变阻器的最大阻值。
5.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段检测)(1)学习了电学知识后,小明对串、并联电路中总电阻与电路中各电阻的关系进行了探究,器材有:开关、电流表、电源(电压U恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金电阻丝,导线若干,实验电路如图1所示。实验中将合金电阻丝以下表中的方式分别接入电路A、B之间,闭合开关后进行实验,记录和计算的相关数据如下表所示:
合金电阻丝接入A、B间的方式
一根合金电阻丝
两根合金电阻丝串联
三根合金电阻丝串联
两根合金电阻丝并联
三根合金电阻丝并联
电流表读数I/A
0.6
0.3
0.2
1.2
1.8
A、B间总电阻(U/I)/Ω
①
5.0
7.5
1.25
0.83
①请计算在A、B间接入一根合金电阻丝时A、B间的总电阻,并将其填入表格中相应的位置上①______。
②从上表数据我们可以推断:教室里相同的日光灯,全部工作时的总电阻比只有两盏灯工作的总电阻______。(选填“大”或“小”)
(2)老师给小明一个暗箱,其表面有两个接线柱、,它们之间电阻值恒定不变.小宁利用图2甲所示电路(电源电压不变)进行实验:在开关、都闭合和开关闭合、断开两种情况下,改变电阻箱的阻值。读取电流表示数绘制了如图乙所示的电流表示数I随变化的曲线。由上述信息可知:
①图乙中曲线______(选填“a”或“b”)是根据开关闭合、断开时测得的实验数据绘制的;
②为______Ω;
③电源电压U为______V;
④如果暗箱、之间只接有两个定值电阻,并且其中一个阻值为7Ω,那么根据(1)中结论可分析计算得出另一个阻值为______Ω。
✍中考真题练
1.(2024·四川德阳·中考真题)如图所示的是某青少年科技创新小组自制的肺活量比较装置,通过观察电流表示数的变化即可比较肺活量的大小。R0为滑动变阻器,R1为定值电阻,电源电压保持不变。现闭合开关S,科技创新小组成员向装置中吹气,隔板向上平移,滑动变阻器R0接入电路的阻值变小。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表A1的示数变小 B.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电压表的示数变小,电流表A1的示数变大 D.电流表A1的示数变大,电流表A2的示数变大
2.(2026·江苏苏州·中考真题)如图,在探究电流与电压的关系时,电源电压为6V,定值电阻阻值为5Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器铭牌为“50Ω 0.5A”。闭合开关,为了保证电路中所有器材的安全,滑动变阻器接入电路的阻值至少为( )
A.5Ω B.7Ω C.10Ω D.12Ω
3.(2026·四川·中考真题)(多选)图示电路中,电源电压恒定,为定值电阻,R为滑动变阻器,忽略温度对灯泡L阻值的影响。闭合开关S,滑片P向右移动时,下列分析正确的是( )
A.电流表A的示数增大
B.电压表的示数增大
C.电压表与电流表A的示数的比值减小
D.电压表与电流表A的示数的比值减小
4.(2026·四川凉山·中考真题)如图甲所示的电路中,灯泡L的电阻不随温度的变化而变化,R为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S,滑片P从b端移动到a端,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如乙所示,下列选项正确的是( )
A.灯泡L的阻值为20 B.滑片向左滑动过程中,电压表示数变大
C.电源电压为6 V D.滑动变阻器R的最大阻值为30
5.(2025·黑龙江·中考真题)(多选)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.(2025·江苏盐城·中考真题)图甲为科技小组设计的模拟电路,用于测量仰卧起坐次数。电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的减小而增大。当射向R2的红外线被遮挡时,R2两端的电压达到设定值,触发计数系统计数。测试过程中,R2两端电压与时间的关系图像如图乙所示,电流表示数与时间的关系图像如图丙所示,且完成每次仰卧起坐的时间相同。
(1)求1min内完成仰卧起坐的个数。
(2)求触发计数时,光敏电阻R2的阻值。
(3)求电路中的电源电压。
✍新题追踪练
1.(25-26九年级上·辽宁抚顺·阶段检测)小米找到了一个灯泡,其电流与电压的关系图像如图甲所示。小米将灯泡与铭牌标有“”的滑动变阻器连入如图乙所示的电路。滑动变阻器滑片移动至最右端后闭合开关电流表示数为0.4A,电源电压为______V。若将电流表“-”和“0.6A”接线柱接入电路,为保证电路中各元件安全滑动变阻器接入电路的最小值为______。
2.(2026·江苏镇江·二模)如图甲所示的电路,电源电压不变,为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度变化情况如图乙所示。闭合开关S,当监控区的温度升高时,电流表的示数I随热敏电阻阻值的倒数的变化关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2026·江苏盐城·二模)假期出行,自动浇水系统化身“植物管家”。其电路如图乙,电源电压恒为6V,定值电阻R0阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随土壤湿度的变化关系图丙所示。当土壤湿度低于40%电磁阀启动浇水,浇至80%停止。忽略电磁阀对电路的影响,下列分析正确的是( )
A.土壤湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大 B.土壤湿度越大,电压表示数越小
C.当土壤湿度为40%时,电流表的示数为0.12A D.当电压表示数为3V时,土壤湿度为60%
4.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段检测)图为一握力计的电路示意图,、、、四个接线柱,金属板固定不动,金属板可带动金属片P滑动,从而与构成滑动变阻器,若弹簧的电阻不计,电源电压保持不变,要求握力增大时,电表的示数也增大,请在、处填入元件符号(电表与定值电阻)。
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四、欧姆定律的应用
公题型专项练
1.【答案】B
2.【答案】
4
12
4
3.【答案】(1)3002
(2)3V
(3)0.02A
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】
3:1
3:4
7.【答案】(1)
(2)
A
小灯泡断路
(3)
0.28
10
(4)
小灯泡灯丝的电阻会随温度升高而增大,不是定值,因此U图像不是过原点的直线。C电
源电压恒定为3,滑动变阻器两端电压U=U电源V灯=3V-U灯,串联电路电流处处相等,结合小灯泡-U图
像可知,随着电流增大,小灯泡灯丝温度升高、电阻增大,小灯泡两端电压增大的速度变快,则滑动变阻器两端电
压随电流增大而减小的速度变快,故选C。
A
8.
【答案】(1)
1/4
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(2)A
(3)12.5
9.【答案】(1)
R=
(2)B
(3)定值电阻R断路
(4)
0.24
10
(5)减小实验误差
I Ro
(6)
闭合开关S、S2
12-11
10.【答案】(1)
闭合
IRo
(L-12)R
(2)
S闭合,S2断开
12
11.【答案】
变大
变小
12.【答案】A
13.【答案】C
14.【答案】D
15.【答案】C
16.【答案】A
17.【答案】C
18.【答案】D
19.【答案】A
20.【答案】(1)6V
(2)0.6A
(3)202
21.【答案】(1)202
(2)3V,102
(3)152
2/4
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22.【答案】(1)12V
(2)282
23.【答案】
0.3
5
24.【答案】D
25.【答案】(1)102
(2)802
(3)2:5
凸拓展综合练
1.【答案】(1)
变大
变小
(2)0.4
(3)42102
2.【答案】
I
10
不移动
3.【答案】
6
20
2:9
4.【答案】(1)9V
(2)202,602
5.【答案】(1)
2.5
小
(2)b12
9
5
公中考真题练
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】AD
4.【答案】D
5.【答案】BC
6.【答案】(1)50个
(2)50n
(3)6V
3/4
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么新题追踪练
1.【答案】
9
13
2.【答案】C
3.【答案】C
4.
【答案】
F
M
N
4/4
四、欧姆定律的应用
————————————⏩目录⏪————————————
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题型01 欧姆定律在串联电路中的应用
题型02 欧姆定律在并联电路中的应用
题型03 伏安法测电阻
题型04 特殊方法测电阻
题型05 含滑动变阻器的动态电路分析
题型06 含敏感电阻的动态电路分析
题型07 多开关的动态电路分析
题型08 多开关电路的欧姆定律计算
题型09 应用欧姆定律求范围、最值
✍拓展综合练································································································19
✍中考真题练································································································24
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✍题型培优练
✏题型01 欧姆定律在串联电路中的应用
1.甲、乙两根完全相同的电阻丝,将甲电阻丝剪去一半,电阻变为;将乙电阻丝从中间对折,电阻变为。然后将和串联到电路中,两端电压与两端电压之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设原电阻丝的总电阻为,甲剪去一半后,长度变为原长的,横截面积不变,因此;乙对折后,长度变为原长的,横截面积变为原来的2倍,因此
串联电路中电流处处相等,由可得,电压之比等于电阻之比
即,故选B。
2.某一段电路上串联一个4 Ω的电阻后,电阻中的电流变为原来的一半,那么原来电路中的电阻是_____ Ω。若要使电路中的电流降为原来的,则还需要再串联一个阻值是_____ Ω的电阻。电阻为12 Ω的电铃正常工作时电压为6 V,若把它接在8 V的电路上,需要给它串联一个 _____Ω的电阻。
【答案】 4 12 4
【详解】[1]设原来电路电阻为R,电源电压为U,由欧姆定律可得。串联4Ω电阻后电流为原电流一半,此时总电阻为,电源电压也可表示为。因电源电压不变,联立等式解得。
[2]当电流为原来的时,根据欧姆定律可得总电阻。代入,得。原电路串联4Ω电阻后的总电阻为
故还需串联的电阻阻值为
[3]电铃正常工作电流
接在8V电路中,串联电阻需分担的电压为
串联电路电流相等,因此该电阻阻值为
3.如图甲所示,为某电子秤的内部简化电路图,为定值电阻,托盘下方的电阻为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示,电源电压为8V保持不变。
(1)若托盘为空时,电流表示数为,求定值电阻的阻值。
(2)托盘为空时,求两端的电压。
(3)若在托盘中放入800g的某物体,求电流表的示数。
【答案】(1)300Ω
(2)3V
(3)0.02A
【详解】(1)当托盘为空时,由图乙可知,压敏电阻的阻值为500Ω,根据欧姆定律可得电路的总电阻为
因为在串联电路中,总电阻等于各分电阻之和,所以定值电阻R1的阻值为
(2)当托盘为空时,电路中的电流为,根据欧姆定律可得,R1两端的电压为
(3)当在托盘中放入800g的物体时,由图乙可知压敏电阻的阻值为100Ω,此时电路的总电阻为
因此根据欧姆定律可得电路的电流为
✏题型02 欧姆定律在并联电路中的应用
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1和R2为两个定值电阻,当只闭合开关S1时,电流表示数为0.3 A,再闭合开关S2,电流表示数增加了0.2A,则 的阻值为( )
A.2Ω B.5Ω C.10Ω D.15Ω
【答案】D
【详解】只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表测通过的电流。 根据欧姆定律,可得电源电压
再闭合后,与并联。并联电路中各支路独立工作,的电流不变,电流表增加的示数就是通过的电流,即; 并联电路各支路电压等于电源电压,因此两端电压等于电源电压。根据欧姆定律可得
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当闭合开关后,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,则右边虚线框内的两个电阻器连接情况可能是( )
A.和的电阻器串联 B.和的电阻器并联
C.和的电阻器串联 D.和的电阻器并联
【答案】D
【详解】由欧姆定律可得右边方框内的电阻
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,并联电路总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和。
A.和的电阻器串联,总电阻为,故A不符合题意;
B.和的电阻器并联,则
解得,故B不符合题意;
C.和的电阻器串联,总电阻为,故C不符合题意;
D.和的电阻器并联,则
解得,故D符合题意。
故选D。
6.如图所示的电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,两表示数之比,则电阻______;当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表的示数之比为______。
【答案】 3:1 3:4
【详解】开关S闭合,甲、乙为电压表时,与串联,甲电压表测电源总电压,乙电压表测两端电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,因此两端电压
可得
串联电路电流处处相等,由得,电阻之比等于电压之比
开关S断开,甲、乙为电流表时,与并联,甲电流表测支路的电流,乙电流表测干路总电流,并联电路各支路电压相等,等于电源电压,由得,电流与电阻成反比
并联电路干路电流等于各支路电流之和,因此两表的示数之比
✏题型03 伏安法测电阻
7.某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于___________(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是___________。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.8V,电流表的示数如图乙所示,为___________A,此时小灯泡的电阻为___________Ω。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是___________。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据丙图大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图为三位同学画出的图像,其中正确的是___________(选填“A”“B”或“C”),你判断的理由是___________。
A B. C.
【答案】(1)
(2) A(滑动变阻器接右下接线柱时,滑片应置于A端;若滑动变阻器接左下接线柱,则滑片应置于B端) 小灯泡断路
(3) 0.28 10
(4) 小灯泡灯丝的电阻会随温度升高而增大,不是定值,因此I-U图像不是过原点的直线。 C 电源电压恒定为3V,滑动变阻器两端电压
串联电路电流处处相等,结合小灯泡I-U图像可知,随着电流增大,小灯泡灯丝温度升高、电阻增大,小灯泡两端电压增大的速度变快,则滑动变阻器两端电压随电流增大而减小的速度变快,故选C。
【详解】(1)将开关的右接线柱与滑动变阻器的右下接线柱(或左下接线柱)相连,此时电路为电流表、小灯泡、滑动变阻器、开关依次串联,电压表并联在小灯泡两端,据此作图。
(2)滑动变阻器接右下接线柱时,闭合开关前,为了保护电路,滑片P应置于滑动变阻器阻值最大处,即A端;若滑动变阻器接左下接线柱,则应将滑片P置于B端。
电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端到电源通路完好,因此故障是和电压表并联的小灯泡断路。
(3)由图甲可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,因此读数为0.28A。
电压表与小灯泡并联,测小灯泡两端电压,因此根据欧姆定律,小灯泡的电阻
(4)I-U图像图线在某一点的斜率代表小灯泡电阻的倒数,而小灯泡灯丝的电阻会随温度升高而增大,不是定值,因此I-U图像不是过原点的直线。
电路为灯泡和滑动变阻器串联,二者电流始终相等,电源电压恒定为3V,滑动变阻器两端电压
串联电路电流处处相等,结合小灯泡I-U图像可知,随着电流增大,小灯泡灯丝温度升高、电阻增大,小灯泡两端电压增大的速度变快,则滑动变阻器两端电压随电流增大而减小的速度变快,故选C。
8.图甲是测量小灯泡电阻的实验电路图,待测小灯泡额定电压为,电源电压为。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表指针明显偏转,电流表指针几乎不偏转,则故障原因可能是_______(选填“A”“B”或“C”);
A.小灯泡灯丝断了 B.小灯泡短路了 C.滑动变阻器断路了
(3)排除故障后继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。
【答案】(1)
(2)A
(3)12.5
【详解】(1)滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则变阻器应选择左下接线柱与灯泡串联,据此作图。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,说明发生断路,电压表指针明显偏转,说明电压表两端与电源相通,则故障原因可能是小灯泡灯丝断了,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻为
✏题型04 特殊方法测电阻
9.实验室里有一个标识不清的定值电阻R,小明设计实验进行测量,图甲实验所用电源电压恒为3V。
(1)根据公式_________可知,可通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻。请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整____________;(导线不得交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于__________端;(填“A”或“B”)
(3)闭合开关后,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是____________;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑片P使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为_______A,则电阻R值为____________Ω;
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据多次测量求R的平均值是为了__________;
(6)小明想到仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测出待测电阻,他设计了图丙所示的电路(电源电压未知),具体操作如下:
①闭合开关,断开开关,读出电流表示数为;
②____________,读出电流表示数为;(请将实验操作补充完整)
③待测电阻的阻值_________。(用、、的代表式表示)
【答案】(1)
(2)B
(3)定值电阻R断路
(4) 0.24 10
(5)减小实验误差
(6) 闭合开关、
【详解】(1)测量电阻的原理是欧姆定律的变形公式
将滑动变阻器上方的任一接线柱与电阻R的右侧接线柱用导线连接起来,使滑动变阻器以“一上一下”的方式串联接入电路。
(2)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(3)电流表无示数说明电路断路,电压表示数接近电源电压说明电压表与电源连通,故障原因是与电压表并联的电阻R断路。
(4)由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.24A。
待测电阻R的阻值
(5)多次测量求平均值是为了减小实验误差,提高测量结果的准确性。
(6)①闭合开关S1,断开开关S2,此时电路中只有R0,读出电流表示数为I1,则电源电压 。
②闭合开关S1和S2,此时R0与Rx并联,读出电流表示数为I2。则通过Rx的电流
③待测电阻的阻值
10.实验考试中,老师提供的电路如图所示。要求小明利用一个电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻,测量学生电源的电压(电源电压不变)和一个定值电阻Rx的阻值。
实验过程如下:
(1)测量电源电压
实验操作∶S1闭合;S2____________;
记录数据:记录电流表读数为I1
实验结果:电源电压U=___________(用题目已知条件和所测物理量的符号表示);
(2)测量电阻Rx的阻值
实验操作:_____________________________;
记录数据:记录电流表读数为I2;
实验结果:电阻Rx=____________(用题目已知条件和所测物理量的符号表示)
【答案】(1) 闭合
(2) S1闭合,S2断开
【详解】(1)要直接得到电源电压,需要让只有已知定值电阻接入电路。当闭合、闭合时,被短路,电路中只有工作,电流表测的电流,根据欧姆定律,电源电压。
(2) 让和串联接入电路,操作是保持闭合,断开,此时电流表测串联电路的电流。 串联总电阻,根据串联电阻规律,整理得:
✏题型05 含滑动变阻器的动态电路分析
11.如图所示电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后将滑片P向左移动时,电压表示数______________,电压表示数与电流表A示数之比______________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 变大 变小
【详解】闭合开关后,与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测两端的电压,电压表测接入电路部分两端的电压。
滑片P向左移动时,接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大。的阻值不变,根据,电压表示数变大;根据,电压表示数与电流表A示数之比等于接入电路的阻值,故该比值变小。
12.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )
A.电流表示数不变,电压表V示数不变
B.电流表示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表示数比值变大
D.电压表V示数与电流表示数比值不变
【答案】A
【详解】闭合开关,电阻与滑动变阻器并联,电流表测量干路电流,电流表测通过的电流,电压表测量电源电压。
A.由于并联电路各支路互不影响,所以当滑动变阻器滑片向右移动时,电流表示数不变;由于电压表测量电源电压,所以电压表示数不变,故A符合题意;
B.当滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器接入的阻值变大,通过的电流变小,则干路电流,即电流表的示数变小,但电压表测电源电压,所以电压表示数不变,故B不符合题意;
C.由于电压表示数不变,电流表示数不变,所以电压表示数与电流表示数比值不变,且比值为定值电阻,故C不符合题意;
D.由于电压表示数不变,电流表的示数变小,所以电压表示数与电流表示数比值变大,故D不符合题意。
故选A。
13.在如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法中正确的是( )
A.电压表V的示数不变,电流表的示数变大
B.电压表V的示数变大,电流表的示数变大
C.电压表V的示数与电流表的示数比值变大
D.电压表V的示数与电流表的示数,比值变小
【答案】C
【详解】AB.由图可知,闭合开关S,与滑动变阻器并联,电压表测电源电压,电流表测的电流,电流表测干路总电流,电源电压保持不变,因此电压表的示数始终不变;滑动变阻器的滑片P向左移动,接入电路电阻变大,根据欧姆定律,通过的电流变小,因此的示数变小;并联电路各支路互不影响,通过的电流不变,则干路电流变小,因此的示数变小,故AB错误;
C.电压表V的示数不变,电流表的示数变小,因此它们的比值变大,故C正确;
D.电压表V的示数不变,电流表的示数变小,因此它们的比值变大,故D错误。
故选C。
✏题型06 含敏感电阻的动态电路分析
14.如图所示是某电子秤内部简化电路,是定值电阻,是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压保持不变,闭合开关,当上压力增大时,下列说法正确的是( )
A.两端的电压变小 B.两端的电压变大
C.通过的电流变小 D.通过的电流变大
【答案】D
【详解】CD.由图可知,定值电阻与压敏电阻串联,电源电压保持不变,已知当上压力增大时,阻值减小,电路总电阻也随之减小,根据欧姆定律,电源电压不变,总电阻减小,因此电路总电流变大;串联电路电流处处相等,所以通过和的电流都变大,故C错误,D正确;
A.根据欧姆定律可得两端电压,是定值,电流变大,因此两端电压变大,故A错误;
B.根据串联电压规律可得,电源电压不变,变大,因此两端电压变小,故B错误。
故选D。
15.如图是酒精浓度检测仪原理示意图,R是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,定值电阻为保护电阻。下列分析正确的是( )
A.酒精浓度检测仪是由电流表改装成的
B.增大电源电压,酒精浓度检测仪的最大测量值增大
C.增大的阻值,酒精浓度检测仪的最大测量值减小
D.驾驶员呼出的酒精气体浓度较大时,两端的电压较小
【答案】C
【详解】A. 由图可知,定值电阻与R串联,酒精浓度检测仪与并联,是由电压表改装成的,故A错误;
B. 设显示仪最大示数为,此时电路电流,两端电压
的阻值
增大电源电压,则增大,酒精浓度减小,最大测量值减小,故B错误;
C. 由可知,增大,则增大,酒精浓度减小,最大测量值减小,故C正确;
D. 酒精浓度较大时,较小,总电阻较小,电流较大,两端电压较大,故D错误。
故选C。
16.小明在医院看到一种输液报警器如图甲,其电路如图乙,R为阻值随压力变化的压敏电阻,当管内药液输完时,电铃声报警,以下分析正确的是( )
A.输完药液时,R两端的电压最小
B.输完药液时,电铃两端的电压为零
C.输液过程中,压敏电阻的阻值逐渐变大
D.刚开始输液时,电路中无电流
【答案】A
【详解】由电路图可知,压敏电阻与电铃串联,当管内药液输完时,电铃发声报警,可知此时电铃的电压变大,根据串联电路电压的规律,压敏电阻电压变小,故R的阻值随药液量减少而变小。
A.输完药液后,R的阻值最小,根据串联电路电压规律,此时R两端的电压最小,故A正确;
B.输完药液后,电铃电压变大,不为0,故B错误;
C.R的阻值随药液量减少而变小,故C错误;
D.刚开始输液,电路也是通路,有电流,故D错误;
故选A。
✏题型07 多开关的动态电路分析
17.在如图所示的电路中,滑动变阻器接入电路的阻值与电阻的阻值相等,开关闭合,断开。下列操作中能使电压表示数与电流表示数比值比原先小的是( )
A.电源电压不变,向右移动滑片P B.减小电源电压,向右移动滑片P
C.电源电压不变,闭合开关,向右移动滑片P D.电源电压不变,闭合开关,断开开关
【答案】C
【详解】A.根据欧姆定律 ,电压表示数和电流表示数的比值等于电路总电阻,题目要求该比值比原先小,即要求总电阻小于原总电阻。初始电路闭合,断开,只有接入电路,且已知,因此原总电阻;当电源电压不变,向右移动滑片P,滑动变阻器接入电路的阻值变大,即电路总电阻变大,所以比值变大,故A不符合题意;
B.断开,只有接入,向右移动滑片,接入阻值变大,虽然电源电压减小,但电压表测的是此时的电源电压 ,电流表测的是此时的电流。比值 等于滑动变阻器接入电路的阻值,即电路总电阻。因为,所以比值变大,故B不符合题意;
C.闭合后,与并联,根据并联电阻规律,并联总电阻比任何一个分电阻都要小,所以向右移动滑片虽然变大,但始终小于,因此比值始终比原先小,故C符合题意;
D.闭合、断开后,只有接入电路,总电阻,比值和原先相等,故 D不符合题意。
故选C。
18.如图所示,开关S、S1均闭合后,三表均有示数;再断开S1时,三表示数的变化情况是( )
A.电压表V示数变大,电流表A1示数不变
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数变小
C.电流表A2示数不变,电流表A1示数变小
D.电压表V与电流表A1的比值不变
【答案】D
【详解】ABC.S、S1均闭合时,与灯泡并联,电压表测电源电压(也等于两端电压);电流表测支路的电流,电流表测干路总电流。
断开S1后,支路断开,只有接入电路,电源电压保持不变:电压表仍然测电源电压,所以示数不变;是定值电阻,两端电压始终等于电源电压,根据,的电流不变,因此示数不变;干路电流等于各支路电流之和,断开S1后少了支路的电流,因此干路示数变小,故ABC不符合题意;
D.电压表与的比值,是定值电阻,阻值不变,因此比值不变,故D符合题意。
故选D。
19.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关和,小灯泡和均正常发光,电流表有示数。下列分析正确的是( )
A.若断开,亮度不变,电流表示数变小
B.若断开,不亮,电流表示数大小不变
C.若断开,亮度不变,电流表示数变小
D.若断开,不亮,电流表示数大小不变
【答案】A
【详解】AB.小灯泡和并联,开关控制干路,开关控制小灯泡,电流表测干路电流,若断开,亮度不变,电流表示数变小,故A正确,B错误;
CD.若断开,电路断路,小灯泡和都不亮,电流表没有示数,故CD错误。
故选A。
✏题型08 多开关电路的欧姆定律计算
20.如图所示的电路中电源电压保持不变,,,当、都断开,电流表示数是0.2A。
(1)求电源电压;
(2)断开、闭合时,求电流表的示数;
(3)、都闭合时,电流表的示数为0.9A,求的电阻。
【答案】(1)6V
(2)0.6A
(3)
【详解】(1)当、都断开时,与串联,由串联电流规律可得
电源电压为
(2)当断开、闭合时,被短路,只有接入电路,因此两端电压
电流表的示数
(3)当、都闭合时,与并联,被短路,电流表测干路电流,即,已知电源电压,由并联电路电流规律可得,的电流
两端电压
因此的电阻
21.在如图所示的电路中,电源电压恒定,、和均为定值电阻。先只闭合开关,电流表的示数为0.1A,电压表的示数为2V;接着再闭合开关,电流表的示数变为0.3A;最后闭合开关,电流表的示数变为0.5A。求:
(1)电阻的阻值;
(2)电源电压和的阻值;
(3)电阻的阻值。
【答案】(1)
(2)3V,10Ω
(3)
【详解】(1)当只闭合开关S时,电阻与串联,电流表测量电路中的电流I1,电压表测量两端电压为,根据题意可知,, ,由欧姆定律可得,电阻的阻值为
(2)当再闭合开关S2时,电阻和电压表被短路,电路中只有电阻。此时电流表测量通过电阻的电流为,根据题意可知,此时电源电压为……①
只闭合S的状态,电阻与串联,此时电源电压为……②
联立①和②可得,。
(3)当最后闭合开关时,电阻与并联,仍然被短路。电流表测量干路电流,根据题意可知,,由于电阻与并联,它们两端的电压均等于电源电压,则通过的电流为
由欧姆定律可得,电阻的阻值为
22.如图所示,电源电压恒定不变,,滑动变阻器R的滑片滑到中点。当开关、、都闭合时,电流表A的示数为3A;当开关闭合,、都断开时,电流表A的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R的最大阻值。
【答案】(1)12V
(2)28Ω
【详解】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,分析电路可知,电阻R1与R2并联,滑动变阻器R被开关S3短路,电流表测量干路中的总电流,根据并联电路的特点,电源电压U等于各支路两端的电压。干路电流
解得电源电压
(2)当开关S1闭合,S2、S3都断开时,分析电路可知,电阻R1与滑动变阻器R串联。此时滑片P滑到中点,设滑动变阻器的最大阻值为Rmax,则接入电路的电阻为
电流表测量电路中的电流,根据串联电路的特点和欧姆定律,电路的总电阻
根据串联电路电阻规律可知,滑动变阻器接入电路的电阻
因为滑片P在中点,所以滑动变阻器的最大阻值
✏题型09 应用欧姆定律求范围、最值
23.如图所示,电源电压保持4.5V不变,电压表选择0~3V量程,电流表选择0~0.6A量程,电阻阻值为10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,闭合开关S,移动滑片P的过程中,电路中的最大电流为________A,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 _____ Ω。
【答案】 0.3 5
【解析】【小题1】[1][2]由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,由于电流表选择0~0.6A量程,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电压表选择0~3V量程,若电压表示数,即定值电阻两端电压,根据欧姆定律可得,此时电流
所以为了保证电路安全,电路中的最大电流应为0.3A,又由于电源电压不变,所以当电路中电流最大时,总电阻最小,即滑动变阻器最小电阻为
24.如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑片P移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
C.定值电阻R1两端最大的电压为3V
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3~15Ω
【答案】D
【分析】首先分析电路连接方式,因为要保证电路安全,所以需根据通过R1的最大电流、电流表量程、电压表量程确定电路的最大、最小电流,这是解题的突破口。利用图乙的U-I图像,结合欧姆定律和串联电路电压规律可推导电源电压、各电阻的电压、阻值变化范围等物理量。
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,因串联电路中电流处处相等,所以为保证电路安全,故电路中的最大电流为0.5A,则R1两端的最大电压
由图像可知,当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器两端电压为2V,则定值电阻两端电压为
电源电压为
当电路中电流最大为0.5A时,滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值
电压表量程为0~3V,当电压表的示数最大为时,由串联分压的规律可知变阻器接入电路的阻值最大,此时R1两端的电压
电路中电流最小为
此时滑动变阻器的阻值为
所以电流表的示数变化范围为0.2A~0.5A,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3Ω~15Ω,故D正确,ABC错误。
故选D。
25.如图所示,电源电压为18V,为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表测量范围为“0~0.6A”,电压表测量范围为“0~15V”。闭合开关S,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为0.36A,电压表的示数为3.6V。
(1)求定值电阻的阻值;
(2)求滑动变阻器的最大阻值R;
(3)在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的最小电阻值为;将电压表改接在滑动变阻器两端后,滑动变阻器的最大电阻值为,求。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,原电路中电压表测量两端电压,电流表测量电路电流。 由题可知, 当滑片移至滑动变阻器中点时,两端电压,电路电流,根据欧姆定律得
(2)根据串联电路总电压等于各部分电压之和,此时滑动变阻器两端电压
串联电路电流处处相等,此时滑动变阻器接入电路的电阻
此时滑片位于中点,因此滑动变阻器的最大阻值
(3)保证电路安全,电流表允许的最大电流为,若电路电流为,两端电压
未超过电压表量程,因此电路允许的最大电流。 电路总电阻
滑动变阻器的最小阻值
电压表改接滑动变阻器两端后,电压表允许的最大示数为,即滑动变阻器两端最大电压
此时定值电阻两端电压
电路电流
符合电路安全要求。 滑动变阻器的最大阻值
所以
✍拓展综合练
1.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)为了参加全国青少年创新大赛,小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻,电源电压恒为,的规格为“15Ω,0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为。
(1)当被测身高增加时,电压表的示数___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),电流表的示数___________;
(2)当变阻器接入电路的阻值是6.25Ω时,电流表的示数为___________A;
(3)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是___________。
【答案】(1) 变大 变小
(2)0.4
(3)4Ω~10Ω
【详解】(1)当被测身高增加时,滑动变阻器接入电阻增大,由欧姆定律可知,电路中电流减小,两端的电压,阻值不变,则两端电压减小,由串联电路的电压规律可知,两端电压变大,即电压表示数变大。
(2)电路中总电阻
由欧姆定律可得,电路中电流
(3)由题意知,电流表量程为0~0.6A,而的限制电流为0.5A,故电路中电流不得超过0.5A;由欧姆定律可得:电路的总电阻
则此时滑动变阻器接入电阻为
电压表量程为0~3V,故滑动变阻器两端的电压不得超过
当滑动变阻器两端的电压为3V时,两端的电压为
由欧姆定律可得:电路中电流为
滑动变阻器的阻值
故滑动变阻器的阻值范围为4Ω~10Ω。
2.(2025九年级下·江苏常州·学业考试)如图甲所示,电源电压恒定不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出和的U—I关系图像如图乙所示。则的图像为______(“Ⅰ”/“Ⅱ”),______,当断路时,表示数为______V,若换用最大阻值更大滑动变阻器替代,则图像Ⅰ和Ⅱ的交点将______(“向左移动”/“向右移动”/“不移动”)。
【答案】 Ⅱ 10 8 不移动
【详解】甲图中与串联,测电压,测电压。滑片左移时,电阻减小,电路电流增大,定值电阻的电压随电流增大而增大,因此随增大而增大的图线Ⅱ是的图像。
取图线Ⅱ的点,当时,,由得:
串联电路总电压等于各部分电压之和,交点处,因此电源电压
当断路时,通过接在电源两端,测量电源电压,示数为。
交点处,串联电流相同,由可知此时;电源电压、都不变,因此交点处电流、电压都不变,所以交点不移动。
3.(2026·江苏南京·二模)如图所示,电源电压U恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V;当开关S1、S2闭合,S3断开时,电压表示数为6V。则电源电压U为____V,R1的阻值为____Ω,前后两次电流表示数之比为____。
【答案】 6 20 2:9
【详解】当开关、S2断开,闭合时:与串联,电流表测串联电路的电流,电压表测两端电压。当开关、S2闭合,断开时:与并联,电压表测电源电压。由题知电压表示数为,因此电源电压 。
串联时的电流等于电路电流,因此
串联时,两端电压
第一次电路电流表示数; 第二次电流表示数,即干路电流
电流之比
4.(2026·江苏徐州·三模)如图甲所示, 电源电压保持不变, 灯泡L标有“3.8V”的字样,闭合开关S, 当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端时,灯泡L刚好正常发光,在滑动变阻器滑片移动过程中, 两块电压表示数与电流表示数变化关系图像如图乙所示, 求:
(1)电源电压;
(2)R0阻值和滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1)9V
(2)20Ω,60Ω
【详解】(1)由图甲可知,灯泡、与变阻器串联,电压表V1测量L和变阻器的总电压、V2测与变阻器的总电压。当滑片P在最左端时,变阻器接入电路的电阻为0,灯泡L刚好正常发光,则此时V1的示数为3.8V,则图乙中下面的图像V1是与电流表示数的图像,上面的图像是V2与电流表示数的图像,电源电压
(2)当滑片P在最左端时,V2的示数为两端电压,由欧姆定律得,阻值
当变阻器接入电路中的电阻最大,电路中电阻最大,电流最小,由图乙得,此时电路电流为0.1A,电压表V1、V2示数分别为7V、8V,此时变阻器的电压为
由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值
5.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段检测)(1)学习了电学知识后,小明对串、并联电路中总电阻与电路中各电阻的关系进行了探究,器材有:开关、电流表、电源(电压U恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金电阻丝,导线若干,实验电路如图1所示。实验中将合金电阻丝以下表中的方式分别接入电路A、B之间,闭合开关后进行实验,记录和计算的相关数据如下表所示:
合金电阻丝接入A、B间的方式
一根合金电阻丝
两根合金电阻丝串联
三根合金电阻丝串联
两根合金电阻丝并联
三根合金电阻丝并联
电流表读数I/A
0.6
0.3
0.2
1.2
1.8
A、B间总电阻(U/I)/Ω
①
5.0
7.5
1.25
0.83
①请计算在A、B间接入一根合金电阻丝时A、B间的总电阻,并将其填入表格中相应的位置上①______。
②从上表数据我们可以推断:教室里相同的日光灯,全部工作时的总电阻比只有两盏灯工作的总电阻______。(选填“大”或“小”)
(2)老师给小明一个暗箱,其表面有两个接线柱、,它们之间电阻值恒定不变.小宁利用图2甲所示电路(电源电压不变)进行实验:在开关、都闭合和开关闭合、断开两种情况下,改变电阻箱的阻值。读取电流表示数绘制了如图乙所示的电流表示数I随变化的曲线。由上述信息可知:
①图乙中曲线______(选填“a”或“b”)是根据开关闭合、断开时测得的实验数据绘制的;
②为______Ω;
③电源电压U为______V;
④如果暗箱、之间只接有两个定值电阻,并且其中一个阻值为7Ω,那么根据(1)中结论可分析计算得出另一个阻值为______Ω。
【答案】(1) 2.5 小
(2) b 12 9 5
【详解】(1)由表格数据可知,接入一根合金丝时电流 ,由欧姆定律可知,总电阻
教室里的日光灯是并联连接,由表格数据可知:并联的电阻越多,总电阻越小。因此全部日光灯工作时,并联的用电器更多,总电阻比只有两盏灯工作时更小。
(2)当开关闭合、断开时,与串联,总电阻比都闭合时(仅接入电路)更大,电源电压不变,根据 ,相同电压下通过R1的电流更小,因此曲线b是该情况的实验曲线。
当都闭合时,对应曲线a,由图乙得时,电流,因此电源电压
当闭合,断开时,对应曲线b,由图乙得时,电流,总电阻
因此
因为暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻,串联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要大,并联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要小。因,所以这两个定值电阻应串联,根据电阻的串联可知,另一个定值电阻的阻值为。
✍中考真题练
1.(2024·四川德阳·中考真题)如图所示的是某青少年科技创新小组自制的肺活量比较装置,通过观察电流表示数的变化即可比较肺活量的大小。R0为滑动变阻器,R1为定值电阻,电源电压保持不变。现闭合开关S,科技创新小组成员向装置中吹气,隔板向上平移,滑动变阻器R0接入电路的阻值变小。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表A1的示数变小 B.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电压表的示数变小,电流表A1的示数变大 D.电流表A1的示数变大,电流表A2的示数变大
【答案】D
【详解】电路中R0和R1并联,电压表测R1两端电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R0支路电流。当R0接入电路的阻值变小时,通过R0的电流增大,即电流表A2的示数变大,同时总电阻减小,根据欧姆定律,干路电流增大,即电流表A1的示数变大,电路并联,则电压表的示数不变。故D正确,ABC错误。
故选D。
2.(2026·江苏苏州·中考真题)如图,在探究电流与电压的关系时,电源电压为6V,定值电阻阻值为5Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器铭牌为“50Ω 0.5A”。闭合开关,为了保证电路中所有器材的安全,滑动变阻器接入电路的阻值至少为( )
A.5Ω B.7Ω C.10Ω D.12Ω
【答案】B
【详解】定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路总电流,电压表测定值电阻两端电压。滑动变阻器接入阻值越小,电路总电流越大,电流表量程,允许最大电流为,滑动变阻器允许最大电流为;电压表量程,两端最大电压为,对应电流
电路最大电流不能超过所有限制中的最小值,因此, 根据欧姆定律,电路最小总电阻
因此滑动变阻器接入的最小阻值
故选B。
3.(2026·四川·中考真题)(多选)图示电路中,电源电压恒定,为定值电阻,R为滑动变阻器,忽略温度对灯泡L阻值的影响。闭合开关S,滑片P向右移动时,下列分析正确的是( )
A.电流表A的示数增大
B.电压表的示数增大
C.电压表与电流表A的示数的比值减小
D.电压表与电流表A的示数的比值减小
【答案】AD
【详解】A.由电路图可知,、L、串联,电流表A测电路电流,滑片P向右移动时,接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,由可知,电路电流增大,即电流表A示数增大,故A正确;
B.电压表测与L两端的总电压,电压表示数,因增大,不变,电源电压恒定,故减小,即电压表示数减小,故B错误;
C.电压表测L与两端的电压,电压表与电流表A示数的比值,因、均不变,故该比值不变,故C错误;
D.电压表与电流表A示数的比值,因减小,不变,故该比值减小,故D正确。
故选AD。
4.(2026·四川凉山·中考真题)如图甲所示的电路中,灯泡L的电阻不随温度的变化而变化,R为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S,滑片P从b端移动到a端,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如乙所示,下列选项正确的是( )
A.灯泡L的阻值为20 B.滑片向左滑动过程中,电压表示数变大
C.电源电压为6 V D.滑动变阻器R的最大阻值为30
【答案】D
【详解】ACD.由甲图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端电压;由乙图可以看出,当滑片在b端时,电压表示数为,电流表示数为,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,为
则电源电压为①
当滑片在a端时,滑动变阻器被短路,此时电路中只有灯泡L,由图乙可知,此时电流表示数为,则电源电压为②
联立①②可得,,,故AC错误,D正确;
B.滑动变阻器滑片向左滑动过程中,其接入电路的电阻逐渐变小,灯泡电阻和电源电压均保持不变,根据以及可知,滑动变阻器分得的电压会逐渐变小,故B错误。
故选D。
5.(2025·黑龙江·中考真题)(多选)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.(2025·江苏盐城·中考真题)图甲为科技小组设计的模拟电路,用于测量仰卧起坐次数。电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的减小而增大。当射向R2的红外线被遮挡时,R2两端的电压达到设定值,触发计数系统计数。测试过程中,R2两端电压与时间的关系图像如图乙所示,电流表示数与时间的关系图像如图丙所示,且完成每次仰卧起坐的时间相同。
(1)求1min内完成仰卧起坐的个数。
(2)求触发计数时,光敏电阻R2的阻值。
(3)求电路中的电源电压。
【答案】(1)50个
(2)50Ω
(3)6V
【详解】(1)由图乙可知,在0 ~ 2.4s 时间内电压出现两次达5V 的触发过程,说明2.4 s 内完成了2 次仰卧起坐,因此每次所用时间为1.2 s;则1 min 内可完成的个数为
(2)由图甲可知,R1与R2串联,当射向R2的红外线被遮挡时,触发计数,此时R2的阻值随光照强度的减小而增大,根据串联电路分压规律可知R2两端的电压最大;由图乙可知,触发计数时,光敏电阻R2两端电压U2 = 5.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.1A,此时光敏电阻R2的阻值为
(3)触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 5.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.1 A,由图甲可知两个电阻串联,则电源电压为 ①
未触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 3.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.3 A,则电源电压为 ②
解①②得,
✍新题追踪练
1.(25-26九年级上·辽宁抚顺·阶段检测)小米找到了一个灯泡,其电流与电压的关系图像如图甲所示。小米将灯泡与铭牌标有“”的滑动变阻器连入如图乙所示的电路。滑动变阻器滑片移动至最右端后闭合开关电流表示数为0.4A,电源电压为______V。若将电流表“-”和“0.6A”接线柱接入电路,为保证电路中各元件安全滑动变阻器接入电路的最小值为______。
【答案】 9 13
【详解】由图乙可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路总电流,当滑动变阻器滑片移动至最右端时,电路电流为,滑动变阻器接入电路的电阻最大,。由图甲知,此时灯泡两端电压为,根据欧姆定律,灯泡电阻为
根据串联电路电阻的规律,电路总电阻为
电源电压为
将电流表“-”和“0.6A”接线柱接入电路,由图甲可知,能通过灯泡的最大电流为,此时灯泡两端电压为,为了保护电路,电路能通过的最大电流为,此时电路总电阻为
灯泡的电阻为
则滑动变阻器接入电路的最小值为
2.(2026·江苏镇江·二模)如图甲所示的电路,电源电压不变,为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度变化情况如图乙所示。闭合开关S,当监控区的温度升高时,电流表的示数I随热敏电阻阻值的倒数的变化关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由图甲可知,热敏电阻R与定值电阻并联,电源电压U保持不变,电流表测量干路总电流I。根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和: 定值电阻的电流为,U和都是定值,因此为定值;热敏电阻R的电流为
因此干路总电流为
由上式可知:I与是一次函数关系,图像为倾斜直线,且当时,,即直线与纵轴正半轴相交。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(2026·江苏盐城·二模)假期出行,自动浇水系统化身“植物管家”。其电路如图乙,电源电压恒为6V,定值电阻R0阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随土壤湿度的变化关系图丙所示。当土壤湿度低于40%电磁阀启动浇水,浇至80%停止。忽略电磁阀对电路的影响,下列分析正确的是( )
A.土壤湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大 B.土壤湿度越大,电压表示数越小
C.当土壤湿度为40%时,电流表的示数为0.12A D.当电压表示数为3V时,土壤湿度为60%
【答案】C
【详解】湿敏电阻与定值电阻串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。
A.由丙图可得,土壤湿度越大,湿敏电阻的阻值越小,故A错误;
B.土壤湿度越大,越小,总电阻越小,电源电压不变,根据,电路电流越大;
定值电阻的电压,电流增大则(电压表示数)增大,故B错误;
C.当土壤湿度为时,由丙图得,总电阻
电流
则电流表示数为,故C正确;
D.当电压表示数为时,电流
总电阻
此时
由丙图可知,对应土壤湿度为,故D错误。
故选C。
4.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段检测)图为一握力计的电路示意图,、、、四个接线柱,金属板固定不动,金属板可带动金属片P滑动,从而与构成滑动变阻器,若弹簧的电阻不计,电源电压保持不变,要求握力增大时,电表的示数也增大,请在、处填入元件符号(电表与定值电阻)。
【答案】
【详解】串联电路具有分压作用,电阻越大,分到的电压越大。弹簧所受推力增大,滑动变阻器的滑片向右滑动,连入的电阻变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,定值电阻两端的电压,加在它两端的电压就变小;因为电源电压等于定值电阻两端的电压和滑动变阻器两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压就会增大。滑动变阻器和定值电阻要串联接入电路,右边虚线框之间接入定值电阻。因为电压表与被测电路并联,要测哪部分电路的电压,电压表就和哪部分电路并联,所以电压表与滑动变阻器并联,左边虚线框之间应接入电压表,据此作图。
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