3.4 欧姆定律及其应用（分层作业）科学新教材浙教版八年级上册

**基本信息** 该同步练习围绕“欧姆定律及其应用”，采用A（基础达标）、B（能力提升）、C（拓展培优）三级分层设计，题量配比合理，从单一知识点应用到综合问题解决，注重科学观念建构与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A基础达标|欧姆定律、电流与电压电阻关系、伏安法测电阻、电路动态分析|结合电煎药壶等生活情境，以选择、填空为主，强化公式直接应用| |B能力提升|实验设计、动态电路分析、功率计算|含实验改进题（如电路优化），培养推理论证能力| |C拓展培优|综合实验探究、中考真题|包含伏安法测电阻等探究实践题，对接中考，提升创新思维|

3.4 欧姆定律及其应用（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、欧姆定律 二、电流与电压电阻的关系 三、伏安法测电阻 四、电路动态分析 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、欧姆定律 1．如图甲为陶瓷电煎药壶，其简化的工作电路如图乙所示，电源电压为220V，S1为单刀双掷开关，R1和R2均为电加热丝。电煎药壶刚开始工作时先武火档快速加热，当药液的温度达到98℃时自动跳到文火档慢熬，药液熬制一段时间后自动跳到保温档防止药液烧干。已知电煎药壶在220V电压下正常工作时，武火快速加热功率为500W，文火慢熬功率为100W，某次煎药时药液的温度与电煎药壶工作时间的关系图像如图丙所示。 （1）根据题意可知，当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，同时开关S2　　　　　　　　　　　（填 “闭合”或“断开”）时，电煎药壶处于文火档。 （2）电加热丝R2的阻值是　　　　　　　　　　　Ω。 （3）求电煎药壶处于保温档时的功率。（　　　　　　　　） （4）分析图像可知，电放药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率　　　　　　　　　　　。（填 “大于”“小于”或“等于”）后半段时间的加热效率。 2．如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，下列说法正确的是（　　） A. 滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大 B. 电路中能安全通过的最大电流是0.6A C. 电路的最大电功率是1.5W D. 电路中的最小功率是0.72W 3．如图所示，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，下列判断正确的是（　　）    A. 电磁铁的磁性逐渐减弱 B. 电磁铁的上端为N极 C. 铁块对地面的压强逐渐变大 D. 弹簧测力计的示数逐渐减少 4．图甲所示的电路中， 电源电压恒定，滑动变阻器滑片P 从b端移到a端， R1两端电压随滑动变阻器R2连入电路的电阻变化的图像如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A. 电源电压为6V B. R1两端电压逐渐增大 C. 该电路的最大总功率为 1.8W D. 当时，R2的电功率最大 5．如图所示电路中，电源电压为12V，在a、b间接入灯L1“6V 2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光；断开开关，取下灯L1，保持滑片P的位置不变，若在a、b间接入灯L2“6V 3W”，闭合开关，则（　　） A. 灯L2正常发光 B. 滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω C. 通过L2的电流为0.4A D. 滑动变阻器和灯L2每秒做功5J 6．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁右端固定并保持水平，当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍保持静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（　　） A. 方向向左，逐渐增大 B. 方向向左，逐渐减小 C. 方向向右，逐渐增大 D. 方向向右，逐渐减小 7．如图所示电路中，电源电压不变，当开关S断开，甲乙两表为电流表时，两表的示数之比I甲∶I乙=2∶5，当开关S闭合时，甲、乙两表为电压表时，两表的示数之比为U甲∶U乙为（　　） A. 2∶5 B. 3∶2 C. 5∶2 D. 5∶3 二、电流与电压电阻的关系 8．如图所示，电源电压为，定值电阻，在闭合的情况下，下列说法错误的是（　　）     A. 在、两点间接入一个电压表时，电压表有明显示数 B. 可以在、两点间接入一个量程为的电流表 C. 在、两点间接入一个“”的小灯的，小灯泡能正常发光 D. 在、两点间接入一个电阻，电路消耗的电功率为 9．图示为电阻R1和R2的I—U图像，由图可知（　　） A. R1的阻值为5Ω B. R1的阻值小于R2的阻值 C. 将R1、R2串联接入电路，通电后R1两端的电压大于R2两端的电压 D. 将R1、R2并联接入电路，通电后通过R1的电流大于通过R2的电流 10．如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列结论正确的是（　　） A. 电源电压为 B. 该过程中，电路消耗的总功率最大值为 C. 滑动变阻器滑片P在a点时的阻值为 D. 滑片在a点时，内电阻消耗的电能为 11．将两个规格相同的灯泡按如图所示的方式连接，闭合开关，则（　　） A. 电路中L1、L2两灯泡是串联的 B. 电流表A2测量通过灯泡L1的电流 C. 若灯泡L2灯丝烧断，电流表A1示数变小 D. 若灯泡L2灯丝烧断，灯泡L1亮度变亮 12．如图所示电路，电源电压U保持不变，为定值电阻，初始时滑动变阻器的滑片P在a点，闭合开关S后滑片P在、、、、点（、、、、把滑动变阻器电阻四等分）电压表、电流表读数记录如下表。请根据表格数据分析计算： P位置 0 0 0.15 0.2 0.3 3 3 1.5 1 0 （1）此电路的滑动变阻器某处发生断路，若故障只发生在一个地方，则故障点位于　　　　　　之间（填“ab”“bc”“cd”或“de”）。 （2）计算滑动变阻器段的电阻值是多少?　　　　　　 （3）当P在d点时，的电功率是多少?　　　　　　     13．在某次科技活动中，刘老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。刘老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变，是阻值为3Ω的定值电阻，是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作： （Ⅰ）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将的滑片移至最左端时，电压表示数为1.8V，电流表示数为0.6A； （Ⅱ）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和，此时电流表的示数为1.8A； （Ⅲ）把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，小海发现将的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数均变化了0.45V，电路的总功率均变化了0.18W。 （1）请根据操作（Ⅰ）求出黑盒子BC间的电阻； （2）在操作（Ⅱ）中，求黑盒子工作100s消耗的电能； （3）①请画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值； ②小海接下来继续进行研究，他将BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S。左右移动的滑片，求此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比？ 14．如图所示电路，设电源电压不变，灯丝电阻不随温度变化。当只闭合开关；时，电流表的示数是．当只闭合开关时，电流表的示数是．当断开时，电流表的示数是，电压表示数之比为2∶1，若此时两端的电压为；当开关闭合时，灯L正常发光，电流表的示数为：。已知。求： （1）分别画出断开时和闭合时的等效电路图； （2）电阻与之比； （3）电流与之比。 三、伏安法测电阻 15．为助推国家“十四五”规划，早日实现“碳达峰、碳中和”。浙江开化县积极推进光伏规模化开发试点，到2025年开化县新增光伏装机将是十三五期间的2倍，不断提高可再生能源在能源消费中的占比。图甲是某家庭光伏发电示意图。 （1）电路中有一灯泡，它的图象如图乙所示，求图象中状态下灯丝的电阻，并判断灯丝的阻值随电压的升高如何变化? （2）电路中有一电动机，其参数如右表所示，求该电动机正常工作下的输出功率，若该电动机正常工作时牵引着质量的物体匀速上升，如图丙所示，求该物体的速度? 额定电压 220 额定电流 2 线圈电阻 10 转速转每分 2000 （3）太阳辐射光能的功率为，沿空间各方向以球面波的形式均匀向外传播，日地间距离为，如图丁所示。不考虑太阳光能途经大气层的能量损耗，为提高太阳能利用率，利用传感器控制光伏组件始终正对太阳光，若该光伏组件将太阳能转化为电能的效率为，光伏组件正常工作时，供给本家庭用电功率为，输送给国家电网功率为。求该光伏组件的面积?（已知球面面积公式为） 四、电路动态分析 16．如图甲所示电路，电源电压保持不变，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，电压表和电流表的示数与R的关系分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电源电压为 B. 滑动变阻器R的最大阻值是 C. R的最大电功率为 D. 的最小电功率为 17．如图甲所示，电源电压恒为3V，是阻值为的定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。当开关S闭合时，下列说法错误的是（　　）     A. 图甲中的有保护电路的作用 B. 温度越高，热敏电阻的阻值越小 C. 温度为10℃时，电流表的示数为0.1A D. 温度升高时，电压表的示数会变大 18．如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，A、B、C是它的三个接线柱，A、C分别与弧形电阻片的两端相连，B与金属滑片P相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　） A. 电位器与灯泡并联 B. 若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 C. 若只将A、B接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D. 若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 19．学习了《质量测量工具的进化》的STEAM课程，小敏认识并使用了如图台秤，发现指针偏转角度与所测物体质量成正比。根据台秤示数变化规律，小敏想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小，设计的电路最合理的是（　　） A.  B.  C.  D.  20．如图是小科自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V，当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，油量表指针满偏；当油箱内没有油时，R全部接入电路，油量表的读数最小。则R0的阻值是　　Ω，油量表的最小读数是　　A；当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，此时油量表的读数是　　　A，据此推理油量表的刻度　　　　　　（“均匀”或“不均匀”）。 21．小宁为了设计了一个电子量角器（如图甲所示），把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形，O为圆心，OP为能够绕圆心转动的金属滑片（OP的阻值忽略不计），P与AB接触良好，OA与OP的夹角为θ，电阻丝AB的阻值为25Ω。将制作好的电子量角器接入电路，如图乙所示，电源电压U=6V不变，R0=25Ω，电压表量程为0~3V，转动滑片OP，电压的示数随之改变，将角度标在电压表的刻度盘的对应刻度线上。     （1）当转动OP使角θ为180°时，电压表的示数为　　　　　　V； （2）能否去掉电路中的R0，请判断并说明理由　　　　　　； （3）求当θ为36°时R0的电功率；（　　　　　　　　　　） （4）小宁发现改造后的刻度盘不均匀，请你在图丙的基础上帮他重新设计电路，使得角度在电压表的刻度盘上能分布均匀。　　　　　　 22．电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。 图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩原理图。电源电压恒为6V，已知电热丝R1阻值为4Ω，电热丝R2阻值为6Ω，开关S3只接a或b。 （1）丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为　　　　　　　　　　　（选填“高”“中”或“低”）温挡。 （2）中温挡功率为多少瓦？（　　　　　　　　） （3）高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？（　　　　　　　） 【B 能力提升题】 23．如图所示是小明设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻，过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时，会触发蜂鸣器报警。Rt是热敏电阻，一般有两种：阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电阻和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，则下列说法正确的是（　　）    A. Rt必须是负温度系数热敏电阻 B. 当高温时Rt阻值增大，AB之间电压升高，报警器响起 C. 环境温度不变时，使可变电阻增大，AB之间电压减小 D. 为了提高灵敏度，应适当减小可变电阻R的阻值 24．有一种电子秤的原理如图所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示重力大小的仪表（实质是电流表），其中AO长，BO长，压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示： 压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻R/ 30 27 24 21 18 15 12 … 踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为。 （1）电子秤开机后，没有称量物体时压力传感器R消耗的电功率为多少瓦? 　　　　　　　　 （2）当重的学生站在踏板上时，压力杠杆A端受到的支持力是多少? 　　　　　　　　通过压力传感器R的电流为多少?（保留1位小数）　　　　　　　　 （3）电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为保证称量准确，触点B应向　　　　　　　移动。 25．小科探究通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。现有电压为9V的电源、规格为“6V 3.6W”的小灯泡、规格为“2A 10Ω”的滑动变阻器、导线、开关、电流表和电压表等器材。小科根据图甲所示电路实验时发现无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数始终较大，无法探究电压更小时小灯泡的电流与电压的关系。小科在老师的指导下，设计了如图乙所示的电路图，继续实验。 （1）按图甲电路进行实验，滑动变阻器阻值调到最大时，电压表示数为5V，此时电流表示数为　　　　　　　　　　　A； （2）按图乙电路进行实验，采集数据，绘制了小灯泡电流与电压关系的曲线图，如图丙所示； ①AB段是直线，可得出的探究结论是：在电压较小时，　　　　　　　　　　　； ②BC段明显发生弯曲，是因为　　　　　　　　　　　。 26．小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图所示。她选用的电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V　6W”、滑动变阻器上标有“20Ω　2A”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关S后，问： （1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？ （2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少？ （3）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值是多少？ 【C 拓展培优题】 27．（2026·浙江·中考真题）小科为测量小灯泡在不同发光情况下的电阻，设计了如图1所示的电路图。图2是实物图。 （1）图2中导线a端应与滑动变阻器的　　　　　（填图中字母）接线柱连接。 （2）实验过程中，要使电流表示数变大，滑片P应向　　　　　（填“B”或“C”）接线柱移动。 （3）移动滑片P，进行实验，数据记录及处理结果列于下表。 实验序号 小灯泡的发光情况 U/V I/A R/Ω 1 不发光 0.40 6.12 3.3 2 发出很微弱的光 0.90 0.16 5.6 3 发出微弱的光 1.50 0.20 7.5 4 发出较强的无 待填 0.24 此处不填 ①第4次实验中，电压表拥针位置如图3所示，其示数为　　　　　V。 ②分析数据，发现小灯泡在不同发光情况下的电阻是变化的，小灯泡的U-I图像与图4中的　　　　　（填“a”“b”或“c”）相似。 28．（2025·浙江·中考真题）雷雨天气时，若人站立在空旷地带的高压电线下，两腿间可能形成电压差。假设某人两腿间的电压为200V，人体电阻为800，雷电通过人体时电流做功0.005J。据此回答下列问题。 （1）“雷雨发庄稼”，说的是放电条件下N₂与O₂会发生反应，经过一系列反应最终转化为氮肥。其中，闪电固氮的第一步反应为。该反应属于　　　　　　　　反应（填基本反应类型）。 （2）求通过人体的电流大小　　　　　　　　　。 （3）求雷电电击的持续时间　　　　　　　　　。 29．（2025·浙江·中考真题）给如图甲所示的电热水器金属内胆出水口加接一段长管道，由于长管道中水柱具有电阻（简称“隔电电阻”），在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”保障人的安全。为了探究“隔电电阻”阻值大小的影响因素，某校兴趣小组利用注水的玻璃管模拟“隔电电阻”，设计如图乙所示电路，进行如下实验。 ①断开开关，按图乙方式连接电路，观察电压表示数（如图丙所示）。 ②采取合理措施使电压表指针对准零刻度线。 ③闭合开关，调节滑片，记录两只电表的示数并计算“隔电电阻”的阻值。 ④打开阀门，向左移动活塞，改变玻璃管内水柱的长度，重复步骤③。 ⑤换用不同横截面积的均匀玻璃管，重复步骤③④，获得数据如表。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 横截面积/cm2 1.0 2.0 ? 水柱长度/cm 5 10 20 5 10 20 5 10 20 “隔电电阻”阻值/ 2000 4000 8000 1000 2000 4000 500 1000 2000 （1）步骤②中的“合理措施”是指　　　　　　　　　　　　（写出具体操作）。 （2）分析表中数据，推测第7次至第9次实验选择的玻璃管的横截面积为　　　　　　　　cm2。 （3）某电热水器出水口加接的长管道横截面积为0.5cm2，若热水器接入电压为220V，人体电阻为2000，要使通过人体电流不超过10mA，则该管道长度不小于　　　　　　　cm。 （4）实验中发现金属活塞和金属板的内表面出现气泡，可能的原因：　　　　　　　　　　　　（写出一种）。 30．（2025·浙江·中考真题）智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图，其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示（照度表示物体被照明的程度，单位是lx）。请你回答下列问题： （1）电磁继电器是利用电流　　　　　　　效应工作的，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值将　　　　　　　，控制电路中的电流将变大。长时间使用后，控制电路中的电流将降低。 （2）当开关S闭合，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10，此时控制电路中的电流是　　　　　　　A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.4 欧姆定律及其应用（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、欧姆定律 二、电流与电压电阻的关系 三、伏安法测电阻 四、电路动态分析 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、欧姆定律 1．如图甲为陶瓷电煎药壶，其简化的工作电路如图乙所示，电源电压为220V，S1为单刀双掷开关，R1和R2均为电加热丝。电煎药壶刚开始工作时先武火档快速加热，当药液的温度达到98℃时自动跳到文火档慢熬，药液熬制一段时间后自动跳到保温档防止药液烧干。已知电煎药壶在220V电压下正常工作时，武火快速加热功率为500W，文火慢熬功率为100W，某次煎药时药液的温度与电煎药壶工作时间的关系图像如图丙所示。 （1）根据题意可知，当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，同时开关S2　　　　　　　　　　　（填 “闭合”或“断开”）时，电煎药壶处于文火档。 （2）电加热丝R2的阻值是　　　　　　　　　　　Ω。 （3）求电煎药壶处于保温档时的功率。（　　　　　　　　） （4）分析图像可知，电放药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率　　　　　　　　　　　。（填 “大于”“小于”或“等于”）后半段时间的加热效率。 【答案】① 断开    ② 484    ③ 80W    ④ 小于 【详解】解：（1）[1]由电路图可知，当单刀双掷开关S1拨到“1”位置，开关S2断开时，电阻R1、R2串联；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2断开时，电路为电阻R2的简单电路；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2闭合时，电阻R1、R2并联；由串并联电路电阻特点可知，两电阻串联时电路的总电阻最大，两电阻并联时电路的总电阻最小，且可知，当电源电压一定时，电路总电阻越小，电路总功率越大，因此当单刀双掷开关S1拨到“1”位置，开关S2断开时，电煎药壶处于保温挡；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2断开时，电煎药壶处于文火挡；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2闭合时，电煎药壶处于武火挡。 （2）[2] 当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2断开时，电路为电阻R2的简单电路，电煎药壶处于文火挡；由可知，电加热丝R2的阻值 （3）[3]当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2闭合时，电阻R1的电功率 电加热丝R1的阻值 因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电成药壶处于保温挡时的功率 （4）[4]由图丙可知，电煎药壶武火加热前半段时间药液温度变化量 后半段时间药液温度变化量 由可知，电煎药壶武火加热时药液后半段时间吸收的热量多，由的变形式可知，电煎药壶武火加热时前后半段时间内消耗的电能相等，由可知，电煎药壶武火加热前半段时间的加热效率小于后半段时间的加热效率。 2．如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，下列说法正确的是（　　） A. 滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大 B. 电路中能安全通过的最大电流是0.6A C. 电路的最大电功率是1.5W D. 电路中的最小功率是0.72W 【答案】C 【详解】A．由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路中的电流；当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，即电流表示数变小，即电压表示数变小，故A错误； B．根据P=UI可得，灯的额定电流 因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器规格“50Ω 1A”，所以电路中的最大电流 Imax=0.25A 故B错误； C．该电路的最大功率 Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W 故C正确； D．由于没有限制电路的最小电流，所以滑动变阻器的电阻可以调到最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，此时电路中的最小电流，则灯泡的电阻 则电路中的总电阻最大 Rmax=RL+R滑=10Ω+50Ω=60Ω 电路中的最小电流 该电路的最小功率 Pmin=UImin=6V×0.1A=0.6W 故D错误。 故选C。 3．如图所示，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，下列判断正确的是（　　）    A. 电磁铁的磁性逐渐减弱 B. 电磁铁的上端为N极 C. 铁块对地面的压强逐渐变大 D. 弹簧测力计的示数逐渐减少 【答案】D 【详解】A．由图知道，当滑片逐渐向a滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律知道，电路中的电流增大，其他因素不变时，电磁铁的磁性逐渐增强，故A错误； B．电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则知道，电磁铁的下端为N极，上端为S极，故B错误； CD．铁块从电磁铁右下方逐渐向电磁铁下方移动，同时滑片逐渐向上滑动，电磁铁的磁性逐渐增强，铁块受到的吸引力在逐渐变大，所以铁块对地面的压力在逐渐减小，由于接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力变小，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以拉力变小，弹簧测力计示数变小；由 知道，在受力面积一定时，铁块对地面的压强在逐渐减小，故C错误，D正确。 故选D。 4．图甲所示的电路中， 电源电压恒定，滑动变阻器滑片P 从b端移到a端， R1两端电压随滑动变阻器R2连入电路的电阻变化的图像如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A. 电源电压为6V B. R1两端电压逐渐增大 C. 该电路的最大总功率为 1.8W D. 当时，R2的电功率最大 【答案】C 【详解】由电路图知道，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端电压。 AB．当滑动变阻器的滑片P从b端移到a端时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由知道，电路中的电流变大，R1两端的电压变大，滑片在a端时，电路为R1的简单电路，此时电压表测电源两端的电压，其示数最大，由图像知道，电源电压U=6V，故AB正确，不符合题意； C．滑片P在b端时，R2的阻值最大为50Ω，由图乙可知此时电压表的示数U1=1V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流 则R1的阻值 当滑片在a端时，电路为R1的简单电路，此时电路的总功率最大，则最大电功率 故C错误，符合题意； D．因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻为R2时电路中的电流 R2的电功率 当R2=R1=10Ω时，R2的电功率最大，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．如图所示电路中，电源电压为12V，在a、b间接入灯L1“6V 2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光；断开开关，取下灯L1，保持滑片P的位置不变，若在a、b间接入灯L2“6V 3W”，闭合开关，则（　　） A. 灯L2正常发光 B. 滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω C. 通过L2的电流为0.4A D. 滑动变阻器和灯L2每秒做功5J 【答案】C 【详解】由图知，当a、b间接入灯泡时，灯泡与滑动变阻器串联；电压表测灯泡两端的电压； A．因两灯的额定电压相同，额定功率不同，根据可知，两灯的电阻不同，因灯L1，正常发光时，其两端的电压为6V，保持滑片P的位置不变，接入灯L2时，因两灯的电阻不同，由串联分压原理可知，ab间的电压会发生变化，所以灯L2不会正常发光，故A不符合题意； B．L1灯正常发光时的电流为 根据串联电路电压的规律，滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器接入电路的电阻 故B不符合题意； C．灯泡L2的电阻为 接入灯L2时，电路中的电流为 故C符合题意； D．此时电流对滑动变阻器和灯L2每秒做的功（即整个电路所做的功） 故D不符合题意。 故选C。 6．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁右端固定并保持水平，当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍保持静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（　　） A. 方向向左，逐渐增大 B. 方向向左，逐渐减小 C. 方向向右，逐渐增大 D. 方向向右，逐渐减小 【答案】C 【详解】通过安培定则可以判定出通电螺线管的左端是N极，螺线管与条形磁体相斥。条形磁体在斥力作用下有向左运动的趋势，则水平面会给条形磁体一个向右的摩擦力。当向左移动变阻器的滑片时，电路中的电流逐渐变大，通电螺线管的磁性增强，随着通电螺线管的磁性的增强，条形磁体受到的向左的斥力越来越大。因为条形磁体始终处于静止状态，所以摩擦力与磁极间的斥力是一对平衡力，磁极间的斥力越来越大，故摩擦力也会越来越大。故ABD不符合题意；C符合题意。 故选C。 7．如图所示电路中，电源电压不变，当开关S断开，甲乙两表为电流表时，两表的示数之比I甲∶I乙=2∶5，当开关S闭合时，甲、乙两表为电压表时，两表的示数之比为U甲∶U乙为（　　） A. 2∶5 B. 3∶2 C. 5∶2 D. 5∶3 【答案】D 【详解】由电路图可知，当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，电流表甲测通过R2的电流，电流表乙测干路的电流，即 I2=I甲 I1=I乙﹣I甲 并联电路干路电流等于各支路电流之和，两表的示数之比 I甲∶I乙=2∶5 则 并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得两电阻阻值之比 甲乙同时为电压表，开关闭合时，两电阻串联，电压表甲测电源电压，电压表乙测R2两端电压，即 U甲=U U乙=U2′ 串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 二、电流与电压电阻的关系 8．如图所示，电源电压为，定值电阻，在闭合的情况下，下列说法错误的是（　　）     A. 在、两点间接入一个电压表时，电压表有明显示数 B. 可以在、两点间接入一个量程为的电流表 C. 在、两点间接入一个“”的小灯的，小灯泡能正常发光 D. 在、两点间接入一个电阻，电路消耗的电功率为 【答案】C 【详解】A．在a、b两点间接入一个合适的电压表时电压表串联在电路中，此时电压表相当于测电源电压，则电压表的示数约等于电源电压，故A正确，不符合题意； B．若在ab两点间接入一个电流表，电路中电流为 所以电流表不会损坏，故B正确，不符合题意； C．在a、b两点间接入一个“3V 0.5A”的小灯泡，根据可知，灯泡电阻 串联时电路中的电流 所以灯泡不能正常发光，C错误，符合题意； D．在a、b两点间接入一个5Ω的电阻，总功率 故D正确，不符合题意。 故选C。 9．图示为电阻R1和R2的I—U图像，由图可知（　　） A. R1的阻值为5Ω B. R1的阻值小于R2的阻值 C. 将R1、R2串联接入电路，通电后R1两端的电压大于R2两端的电压 D. 将R1、R2并联接入电路，通电后通过R1的电流大于通过R2的电流 【答案】C 【详解】AB．由图知电阻R1和R2的I—U图像，都是过原点的斜线，说明电阻R1和R2两端的电压与通过它们的电流成正比，两电阻的阻值是固定不变的。当电压为1V时，通过电阻R1和R2的电流分别为0.10A、0.20A，由欧姆定律可知，电阻R1和R2的阻值分别为 由计算可知，R1的阻值大于R2的阻值，故AB不符合题意； C．将R1、R2串联接入电路，由串联电路电流处处都相等可知，通过电阻R1和R2的电流相同，因R1的阻值大于R2的阻值，由U=IR可知，通电后R1两端的电压大于R2两端的电压，故C符合题意； D．将R1、R2并联接入电路，根据并联电路的电压特点可知，电阻R1和R2两端的电压相等，因R1的阻值大于R2的阻值，由可知，通电后通过R1的电流小于通过R2的电流，故D不符合题意。 故选C。 10．如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列结论正确的是（　　） A. 电源电压为 B. 该过程中，电路消耗的总功率最大值为 C. 滑动变阻器滑片P在a点时的阻值为 D. 滑片在a点时，内电阻消耗的电能为 【答案】D 【详解】根据电路图可知滑动变阻器和定值电阻串联接入电路，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测定值电阻两端的电压，电流表测电路中电流。滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据串联分压原理可知滑动变阻器分得的电压较小，电路的总电阻较小，根据欧姆定律可知通过电路的电流较大；滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值较大，滑动变阻器分得的电压较大，电路的总电阻较大，根据欧姆定律可知通过电路的电流较小，因此滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，电压表V1的示数逐渐变小，故df图象为电压表V1与电流表示数的图象，ec为电压表V2与电流表示数的图象。 A．由图乙可知，电路中的最小电流I=1A，此时R1两端的电压U1=12V，R2两端的电压U2=2V，所以电源的电压 U=U1+U2=12V+2V=14V 故A错误； B．由乙图可知电路中的最大电流为I最大=3A，电路消耗的总功率最大值为 P最大=UI最大=14V×3A=42W 故B错误； C．滑片P在a点时，电路中的电流为I=3A，此时滑动变阻器两端的电压值为8V，滑动变阻器的阻值为 故C错误； D．滑片在a点时，电路中的电流I最大=3A，电阻R2两端电压U2=6V，10s内电阻R2消耗的电能 W=U2I最大t=6V×3A×10s=180J 故D正确。 故选D。 11．将两个规格相同的灯泡按如图所示的方式连接，闭合开关，则（　　） A. 电路中L1、L2两灯泡是串联的 B. 电流表A2测量通过灯泡L1的电流 C. 若灯泡L2灯丝烧断，电流表A1示数变小 D. 若灯泡L2灯丝烧断，灯泡L1亮度变亮 【答案】C 【详解】A．如图所示，将开关闭合，电流有两条路径，分别流过两只灯泡，所以两灯泡是并联的，故A不符合题意； B．如图所示，电流表测干路的电流，电流表测通过灯泡的电流，故B不符合题意； C．若灯泡灯丝烧断，结合并联电路的电流关系可知，干路电流减小，的示数变小，故C符合题意； D．并联电路中各支路互不影响，所以若灯泡灯丝烧断，灯泡亮度不变，故D不符合题意。 故选C。 12．如图所示电路，电源电压U保持不变，为定值电阻，初始时滑动变阻器的滑片P在a点，闭合开关S后滑片P在、、、、点（、、、、把滑动变阻器电阻四等分）电压表、电流表读数记录如下表。请根据表格数据分析计算： P位置 0 0 0.15 0.2 0.3 3 3 1.5 1 0 （1）此电路的滑动变阻器某处发生断路，若故障只发生在一个地方，则故障点位于　　　　　　之间（填“ab”“bc”“cd”或“de”）。 （2）计算滑动变阻器段的电阻值是多少?　　　　　　 （3）当P在d点时，的电功率是多少?　　　　　　     【答案】① bc    ② 5Ω    ③ 0.4W 【详解】解：（1）[1]由表中数据可知，滑片P在a、b处时，电路中的电流为0，电压表有示数，电压表的示数等于电源电压，说明此时电路断路，电压表串联在电路中；当滑片在c点时，电路中有电流，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电压表示数减小，因此故障点在c点。 （2）[2]当滑片在c点时， Rce的电阻 当滑片在d点时， Rde的电阻 、、、、把滑动变阻器电阻四等分可知，滑动变阻器段的电阻值是 （3）[3]当滑片在d点时，R0两端的电压 当P在d点时，的电功率是 答：（1）此电路的滑动变阻器某处发生断路，若故障只发生在一个地方，则故障点位于bc之间； （2）滑动变阻器段的电阻值是5Ω。 （3）当P在d点时，的电功率是0.4W。 13．在某次科技活动中，刘老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。刘老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变，是阻值为3Ω的定值电阻，是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作： （Ⅰ）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将的滑片移至最左端时，电压表示数为1.8V，电流表示数为0.6A； （Ⅱ）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和，此时电流表的示数为1.8A； （Ⅲ）把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，小海发现将的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数均变化了0.45V，电路的总功率均变化了0.18W。 （1）请根据操作（Ⅰ）求出黑盒子BC间的电阻； （2）在操作（Ⅱ）中，求黑盒子工作100s消耗的电能； （3）①请画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值； ②小海接下来继续进行研究，他将BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S。左右移动的滑片，求此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比？ 【答案】（1）；（2）；（3）①见解析，②4∶1 【详解】解：（1）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表测BC两端的电压，电流表测电路中的电流，由知道，黑盒子BC间的电阻 （2）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由知道，电源的电压 用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，电路为黑盒子的简单电路，则黑盒子工作100s消耗的电能 （3）①用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，黑匣子的电阻 把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S时，由P=UI知道，电路中电流的变化量 此时黑匣子的电阻 综上可知，黑盒子BC间的电阻为3Ω，用导线把AC连接起来后AB间电阻为2Ω，AC间的电阻为9Ω，黑盒子内的电路图如下图 ②把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流 因将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电路中电流的变化均为0.05A，所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流 此时电路的总电阻 则滑动变阻器的最大阻值 将BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S时，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，黑匣子的电功率最大，此时电路中的电流 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，黑匣子的电功率最小，此时电路中的电流 由知道，此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比 答：（1）黑盒子BC间的电阻为3Ω； （2）在操作（Ⅱ）中，黑盒子工作100s消耗的电能为648J； （3）①黑盒子内的电路图如上图所示；②此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比为4∶1。 14．如图所示电路，设电源电压不变，灯丝电阻不随温度变化。当只闭合开关；时，电流表的示数是．当只闭合开关时，电流表的示数是．当断开时，电流表的示数是，电压表示数之比为2∶1，若此时两端的电压为；当开关闭合时，灯L正常发光，电流表的示数为：。已知。求： （1）分别画出断开时和闭合时的等效电路图； （2）电阻与之比； （3）电流与之比。 【答案】（1）见解析；（2）3∶1；（3）1∶11 【详解】解：（1）当S1、S2断开时，电路为R1、R2和L1的串联电路，电压表V1测电源电压，电压表V2测R1电压，电流表测电路电流，如下图甲；当S1、S2闭合时，电路为R1、R2和L1的并联电路，电压表V1测电源电压，电压表V2测R1电压，电流表测干路电流，S1控制R1、R2，S2控制R1和L1，如下图乙 （2）当只闭合开关S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流，由欧姆定律知道，电源电压 当只闭合开关S2时，电路为灯泡L的简单电路，电流表测通过灯泡的电流，由欧姆定律可得电源电压 因电源电压不变，所以 则 即 当断开S1、S2时，灯泡、R1、R2串联接入电路，电压表V1测电源电压，电压表V2测电阻R1两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，则根据U=IR知道，V1、V2示数之比 \frac{U_{V}_{{_{1}}}}{U_{{V_{2}}}}=\frac{R_{L}+R_{1}+R_{2}}{R_{1}}=\frac{2R_{2}+R_{1}+R_{2}}{R_{1}}=\frac{2}{1} 解得 即 因串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则此时通过电路的电流 （3）当开关S1、S2闭合时，灯泡、R1、R2并联接入电路，电压表测电源电压，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，根据欧姆定律知道，电流表的示数 则 答：（1）S1、S2断开时的等效电路图，如下图甲；S1、S2闭合时的等效电路图，如下图乙 ； （2）电阻R1∶R2为3∶1； （3）电流I3∶I4为1∶11。 三、伏安法测电阻 15．为助推国家“十四五”规划，早日实现“碳达峰、碳中和”。浙江开化县积极推进光伏规模化开发试点，到2025年开化县新增光伏装机将是十三五期间的2倍，不断提高可再生能源在能源消费中的占比。图甲是某家庭光伏发电示意图。 （1）电路中有一灯泡，它的图象如图乙所示，求图象中状态下灯丝的电阻，并判断灯丝的阻值随电压的升高如何变化? （2）电路中有一电动机，其参数如右表所示，求该电动机正常工作下的输出功率，若该电动机正常工作时牵引着质量的物体匀速上升，如图丙所示，求该物体的速度? 额定电压 220 额定电流 2 线圈电阻 10 转速转每分 2000 （3）太阳辐射光能的功率为，沿空间各方向以球面波的形式均匀向外传播，日地间距离为，如图丁所示。不考虑太阳光能途经大气层的能量损耗，为提高太阳能利用率，利用传感器控制光伏组件始终正对太阳光，若该光伏组件将太阳能转化为电能的效率为，光伏组件正常工作时，供给本家庭用电功率为，输送给国家电网功率为。求该光伏组件的面积?（已知球面面积公式为） 【答案】（1）300Ω，灯丝的电阻随电压的升高而增大；（2）400W，4m/s；（3） 【详解】解：（1）如图乙，A状态下灯丝两端的电压为150V，通过灯丝的电流为0.5A，A状态下灯丝的电阻 由乙图可知，通过灯丝的电流与灯丝两端的电压不成正比，因此灯丝的电阻不是定值；如图灯丝两端电压的变化率大于通过灯丝电流的变化率，由可知，灯丝的电阻随电压的升高而增大。 （2）该电动机的总功率 电动机的发热功率 电动机的输出功率 电动机正常工作时牵引着质量的物体匀速上升，只需克服物体的重力，牵引力等于重力，由可知，物体上升的速度 （3）太阳辐射到地球单位面的功率为 该光伏组件将太阳能转化为电能的效率为，单位面积光伏组件将太阳能转化为电能的功率为 光伏组件正常工作时，供给本家庭用电功率为，输送给国家电网功率为，该光伏组件的面积 答：（1）图象中状态下灯丝的电阻为300Ω，并判断灯丝的阻值随电压的升高而增大； （2）该电动机正常工作下的输出功率为400W；该物体的速度为4m/s； （3）该光伏组件的面积为。 四、电路动态分析 16．如图甲所示电路，电源电压保持不变，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，电压表和电流表的示数与R的关系分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电源电压为 B. 滑动变阻器R的最大阻值是 C. R的最大电功率为 D. 的最小电功率为 【答案】C 【详解】由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。 A．当变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R0的简单电路，此时电压表测R0两端的电压，其示数最大，由图乙可知，电压表的示数最大为12V，则电源的电压U=12V，故A错误； B．当变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，由图乙可知电压表的最小示数U0=4V，由图丙可知电路中的最小电流I小=0.4A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压 UR=U-U0=12V-4V=8V 滑动变阻器的最大阻值 故B错误； C．定值电阻的阻值为 由题可得R的功率 化简得 当I=0.6A时，R的功率最大为3.6W，故C正确； D．当变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R0的功率最小，则R0的最小功率 P0小=U0I小=4V×0.4A=1.6W 故D错误。 故选C。 17．如图甲所示，电源电压恒为3V，是阻值为的定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。当开关S闭合时，下列说法错误的是（　　）     A. 图甲中的有保护电路的作用 B. 温度越高，热敏电阻的阻值越小 C. 温度为10℃时，电流表的示数为0.1A D. 温度升高时，电压表的示数会变大 【答案】D 【详解】由图甲可知，两电阻串联，电压表测的是热敏电阻的两端电压，从图乙可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 A．由图乙可知，当温度升高时，热敏电阻的阻值变小，电路的总电阻变小，电流变大，有可能烧坏电流表，因此电路的有保护电路的作用，故A正确，不符合题意； B．以上分析可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小，故B正确，不符合题意； C．由图乙可知，温度为10℃时，热敏电阻的阻值为20Ω，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得，此时的电路电流为 即为电流表的示数。故C正确，不符合题意； D．温度升高，热敏电阻的阻值变小，电路的总电阻变小，电流变大，根据欧姆定律可知，定值电阻的两端电压变大，根据串联电路的电压特点可知，热敏电阻的两端电压变小，电压表示数变小，故D错误，符合题意。 故选D。 18．如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，A、B、C是它的三个接线柱，A、C分别与弧形电阻片的两端相连，B与金属滑片P相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　） A. 电位器与灯泡并联 B. 若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 C. 若只将A、B接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D. 若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 【答案】C 【详解】A．由“滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度”知道，电位器的作用与滑动变阻器的作用相同，所以它的使用方法也应与滑动变阻器相同，应与灯泡串联在电路中，故A错误； B．若只将A、C接入电路，连入电路的是全部的弧形电阻片，顺时针转动旋并不会改变接入电路的电阻片长度，所以灯泡保持不变，故B错误； C．若只将A、B接入电路，连入电路的是A到滑片的部分，顺时针转动旋钮时，A到滑片部分的长度变短，则接入电路的电阻变小，灯泡变亮，故C正确； D．若只将B、C接入电路，连入电路的是B到滑片的部分，顺时针转动旋钮时，B到滑片部分的长度变长，则接入电路的电阻变大，灯泡变暗，故D错误。 故选C。 19．学习了《质量测量工具的进化》的STEAM课程，小敏认识并使用了如图台秤，发现指针偏转角度与所测物体质量成正比。根据台秤示数变化规律，小敏想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小，设计的电路最合理的是（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】B 【详解】A．图中电阻R0和变阻器R串联，电压表测量R两端的电压，由串联电路电压的规律和欧姆定律得到电压表的示数 由上式可知，电压表示数UV和R不成正比，故A不符合题意； B．图中电阻R0和变阻器R串联，电压表测量R上端的电压，因为电压表内阻很大，在电路中相当于开路，滑片移动过程中，电路的总电阻不变，由可知，电路中的电流不变，因此电压表的示数为UV=IR滑入，所以UV和R滑入成正比，故B符合题意； CD．图中电阻R0和变阻器R串联，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为 所以I与R不成正比，故CD不符合题意。 故选B。 20．如图是小科自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V，当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，油量表指针满偏；当油箱内没有油时，R全部接入电路，油量表的读数最小。则R0的阻值是　　Ω，油量表的最小读数是　　A；当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，此时油量表的读数是　　　A，据此推理油量表的刻度　　　　　　（“均匀”或“不均匀”）。 【答案】① 20    ② 0.3    ③ 0.4    ④ 不均匀 【详解】[1]当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，此时电路中只有R0接入电路，油量表指针满偏，其示数I0=0.6A，则R0的阻值 [2]当油箱内没有油时，R全部接入电路，油量表的读数最小，此时电路总电阻 R总=R+R0=20Ω+20Ω=40Ω 此时电路电流 [3] 当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，此时油量表的读数 [4]当R接入电路的电阻为0时，电路电流为0.6A；当R接入电路的电阻为R的一半时，电路电流为0.4A；当R全部接入电路时，电路电流为0.3A。由此判断理油量表的刻度是不均匀的。 21．小宁为了设计了一个电子量角器（如图甲所示），把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形，O为圆心，OP为能够绕圆心转动的金属滑片（OP的阻值忽略不计），P与AB接触良好，OA与OP的夹角为θ，电阻丝AB的阻值为25Ω。将制作好的电子量角器接入电路，如图乙所示，电源电压U=6V不变，R0=25Ω，电压表量程为0~3V，转动滑片OP，电压的示数随之改变，将角度标在电压表的刻度盘的对应刻度线上。     （1）当转动OP使角θ为180°时，电压表的示数为　　　　　　V； （2）能否去掉电路中的R0，请判断并说明理由　　　　　　； （3）求当θ为36°时R0的电功率；（　　　　　　　　　　） （4）小宁发现改造后的刻度盘不均匀，请你在图丙的基础上帮他重新设计电路，使得角度在电压表的刻度盘上能分布均匀。　　　　　　 【答案】① 3    ② R0有保护电路的作用    ③ 1W    ④     【详解】（1）[1]当转动OP使角θ为180°时，电阻丝AB的阻值25Ω全部接入电路，电源电压U=6V不变，R0=25Ω，电压表测量电阻丝AB两端的电压，则电压表示数 （2）[2]电路中的R0有保护电路的作用，防止电阻丝AB的阻值为0时，将电源短路，烧坏电源，所以电路中的R0不能去掉。 （3）[3]当θ为36°时，电阻丝AP的阻值 R0的电功率 （4）将电阻丝AB的阻值全部接入电路，则滑片滑动过程中，电路中的电流稳定不变，将电压表并联在电阻丝AP之间，则电阻丝AP两端的电压与电阻丝AP的阻值成正比，所以电压表的刻度盘上能分布均匀，如下图所示：     22．电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。 图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩原理图。电源电压恒为6V，已知电热丝R1阻值为4Ω，电热丝R2阻值为6Ω，开关S3只接a或b。 （1）丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为　　　　　　　　　　　（选填“高”“中”或“低”）温挡。 （2）中温挡功率为多少瓦？（　　　　　　　　） （3）高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？（　　　　　　　） 【答案】① 低    ② 9W    ③ 18000J 【详解】解：（1）如图丙所示电路，当开关S1闭合，S2断开，S3接a时，电热丝R1与R2串联，电路中的电阻最大；当开关S1、S2闭合，S3接a时，电热丝R2短路，电路为R1的简单电路，电路中的电阻较大；当开关S1、S2闭合，S3接b时，电热丝R1与R2并联，电路中的电阻最小。 电源电压一定，由知道，当开关S1闭合，S2断开，S3接a时，电路消耗的功率最小，即加热电路为低温挡；当开关S1、S2闭合，S3接a时，电路消耗的功率较大，即加热电路为中温挡；当开关S1、S2闭合，S3接b时，电热丝R1与R2并联，电路消耗的功率最大，即加热电路为高温挡。 （2）由（1）知道，中温挡功率 （3）由（1）知道，当开关S1、S2闭合，S3接b时，此时加热电路为高温挡，此时电热丝消耗的功率为 高温挡工作20min，眼罩消耗的电能为 W=P高t=（P1+P2）t=（9W+6W）×20×60s=18000J 答：（1）丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为低温挡； （2）中温挡功率为9W； （3）高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为18000J。 【B 能力提升题】 23．如图所示是小明设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻，过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时，会触发蜂鸣器报警。Rt是热敏电阻，一般有两种：阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电阻和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，则下列说法正确的是（　　）    A. Rt必须是负温度系数热敏电阻 B. 当高温时Rt阻值增大，AB之间电压升高，报警器响起 C. 环境温度不变时，使可变电阻增大，AB之间电压减小 D. 为了提高灵敏度，应适当减小可变电阻R的阻值 【答案】A 【详解】由图可知，热敏电阻与可变电阻串联，过压报警器检测AB间的电压；已知过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时，会触发蜂鸣器报警。 AB．当温度升高时，过压报警器开始工作，蜂鸣器响起是因为可变电阻两端的电压变大，电路中的电流变大，根据串联电路的分压特点可知此时Rt两端的电压变小，其阻值变小，根据题意可知Rt是随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻，故A正确，B错误； C．环境温度不变时Rt阻值不再发生变化相当于定值电阻，当可变电阻的电阻增大时，根据串联分压的规律可知AB之间电压将会增大，故C错误； D．根据电阻的串联和欧姆定律可得，AB之间电压为 由上式可知，在温度变化同样的情况下（即Rt的阻值变化相同），当R增大时，UAB变大，更易触发蜂鸣器报警，故为了提高灵敏度应适当增大可变电阻R的阻值，故D错误。 故选A。 24．有一种电子秤的原理如图所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示重力大小的仪表（实质是电流表），其中AO长，BO长，压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示： 压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻R/ 30 27 24 21 18 15 12 … 踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为。 （1）电子秤开机后，没有称量物体时压力传感器R消耗的电功率为多少瓦? 　　　　　　　　 （2）当重的学生站在踏板上时，压力杠杆A端受到的支持力是多少? 　　　　　　　　通过压力传感器R的电流为多少?（保留1位小数）　　　　　　　　 （3）电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为保证称量准确，触点B应向　　　　　　　移动。 【答案】① 1.2W    ②     ③ 0.2A    ④ 左或A 【详解】（1）[1]没有秤量物体时，压力传感器受到的压力为0，由表格数据可知，压力传感器的电阻 压力传感器R消耗的电功率 （2）[2][3]当重300N的学生站在踏板上时，压力杠杆A端受到的支持力等于学生的重力，即 由杠杆平衡条件得 即 由表格数据可知，当压力增大50N时，压力传感器的电阻减小3Ω，所以压力传感器上压力为75N时，压力传感器的电阻等于27Ω减去3Ω的一半，即 根据欧姆定律可得，此时通过压力传感器R的电流 （3）[4]电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，会造成电路中的电流变小，根据欧姆定律可知，压力传感器的电阻变大，要想减小压力传感器的电阻，应增大压力，根据杠杆平衡条件可知，应把踏板触点B向左或A方向移动。 25．小科探究通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。现有电压为9V的电源、规格为“6V 3.6W”的小灯泡、规格为“2A 10Ω”的滑动变阻器、导线、开关、电流表和电压表等器材。小科根据图甲所示电路实验时发现无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数始终较大，无法探究电压更小时小灯泡的电流与电压的关系。小科在老师的指导下，设计了如图乙所示的电路图，继续实验。 （1）按图甲电路进行实验，滑动变阻器阻值调到最大时，电压表示数为5V，此时电流表示数为　　　　　　　　　　　A； （2）按图乙电路进行实验，采集数据，绘制了小灯泡电流与电压关系的曲线图，如图丙所示； ①AB段是直线，可得出的探究结论是：在电压较小时，　　　　　　　　　　　； ②BC段明显发生弯曲，是因为　　　　　　　　　　　。 【答案】① 0.4    ② ①通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比    ③ ②小灯泡的电阻随温度升高而变大 【详解】（1）[1]由图甲知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，由题意知，灯泡两端的电压为5V，所以滑动变阻器两端的电压为 所以电路中的电流为 （2）①[1]由图像知，AB段是一段直的线段，为正比例函数，可得出的探究结论是：在电压较小时，通过灯泡的电流与它两端的电压成正比。 ②[3]BC段出现弯曲，是由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，电压较高时，灯丝的温度也随之升高，因此灯丝的电阻也会增大，从而造成电流与电压不成正比的现象。 26．小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图所示。她选用的电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V　6W”、滑动变阻器上标有“20Ω　2A”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关S后，问： （1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？ （2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少？ （3）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值是多少？ 【答案】（1）6Ω     （2）4.5V；9W     （3）6Ω      【详解】(1)小问详解： 由电路图知道，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，小灯泡正常发光时的电阻 (2)小问详解： 由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑动变阻器的滑片P在中点时电路中的电流是 电压表的示数（即灯泡两端的电压）是UL′=IRL=0.75A×6Ω=4.5V 电路消耗的总功率是P=UI=12V×0.75A=9W (3)小问详解： 由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，小灯泡正常发光时，变阻器R两端的电压是UR=U﹣UL=12V﹣6V=6V 又因为串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流 即 由此解得滑动变阻器的阻值是R′=6Ω。 【C 拓展培优题】 27．（2026·浙江·中考真题）小科为测量小灯泡在不同发光情况下的电阻，设计了如图1所示的电路图。图2是实物图。 （1）图2中导线a端应与滑动变阻器的　　　　　（填图中字母）接线柱连接。 （2）实验过程中，要使电流表示数变大，滑片P应向　　　　　（填“B”或“C”）接线柱移动。 （3）移动滑片P，进行实验，数据记录及处理结果列于下表。 实验序号 小灯泡的发光情况 U/V I/A R/Ω 1 不发光 0.40 6.12 3.3 2 发出很微弱的光 0.90 0.16 5.6 3 发出微弱的光 1.50 0.20 7.5 4 发出较强的无 待填 0.24 此处不填 ①第4次实验中，电压表拥针位置如图3所示，其示数为　　　　　V。 ②分析数据，发现小灯泡在不同发光情况下的电阻是变化的，小灯泡的U-I图像与图4中的　　　　　（填“a”“b”或“c”）相似。 【答案】（1）A     （2）C     （3）① 2.2    ② a      【详解】(1)小问详解： 滑动变阻器接线遵循“一上一下”原则，才能改变接入电阻，图2中已经接了下方的C接线柱，因此导线a需要接上方的A接线柱。 (2)小问详解： 滑动变阻器接入的是C到滑片P的电阻丝，要使电流变大，需要减小滑动变阻器接入电路的电阻，滑片向C移动时，接入的电阻丝长度变短，电阻减小，电流变大。 (3)小问详解： ①由图3可知，电压表选用小测量范围，分度值0.1V，其示数为2.2V。 ②根据灯泡电阻随着温度升高而变大，电流均匀增大时，电阻变大，根据知，灯泡两端电压的变化大于通过灯泡的电流变化，故是a图像。 28．（2025·浙江·中考真题）雷雨天气时，若人站立在空旷地带的高压电线下，两腿间可能形成电压差。假设某人两腿间的电压为200V，人体电阻为800，雷电通过人体时电流做功0.005J。据此回答下列问题。 （1）“雷雨发庄稼”，说的是放电条件下N₂与O₂会发生反应，经过一系列反应最终转化为氮肥。其中，闪电固氮的第一步反应为。该反应属于　　　　　　　　反应（填基本反应类型）。 （2）求通过人体的电流大小　　　　　　　　　。 （3）求雷电电击的持续时间　　　　　　　　　。 【答案】（1）化合     （2）通过人体的电流 答：通过人体的电流0.25A。     （3）已知U= 200V，I = 0.25A，W = 0.005J，则雷电电击的持续时间 答：雷电电击的持续时间0.0001s。      【详解】(1)小问详解： 对于反应，该反应是由两种物质N2和O2反应生成一种物质NO，符合 “多变一” 的特点，所以该反应属于化合反应； (2)小问详解： 根据欧姆定律（其中I是电流，U是电压，R是电阻），已知人体两腿间电压U=200V，人体电阻R = 800Ω，见答案； (3)小问详解： 已知电流做功W= 0.005J，根据电功公式W=UIt（其中W是电功，U是电压，I是电流，t是时间），可得，见答案。 29．（2025·浙江·中考真题）给如图甲所示的电热水器金属内胆出水口加接一段长管道，由于长管道中水柱具有电阻（简称“隔电电阻”），在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”保障人的安全。为了探究“隔电电阻”阻值大小的影响因素，某校兴趣小组利用注水的玻璃管模拟“隔电电阻”，设计如图乙所示电路，进行如下实验。 ①断开开关，按图乙方式连接电路，观察电压表示数（如图丙所示）。 ②采取合理措施使电压表指针对准零刻度线。 ③闭合开关，调节滑片，记录两只电表的示数并计算“隔电电阻”的阻值。 ④打开阀门，向左移动活塞，改变玻璃管内水柱的长度，重复步骤③。 ⑤换用不同横截面积的均匀玻璃管，重复步骤③④，获得数据如表。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 横截面积/cm2 1.0 2.0 ? 水柱长度/cm 5 10 20 5 10 20 5 10 20 “隔电电阻”阻值/ 2000 4000 8000 1000 2000 4000 500 1000 2000 （1）步骤②中的“合理措施”是指　　　　　　　　　　　　（写出具体操作）。 （2）分析表中数据，推测第7次至第9次实验选择的玻璃管的横截面积为　　　　　　　　cm2。 （3）某电热水器出水口加接的长管道横截面积为0.5cm2，若热水器接入电压为220V，人体电阻为2000，要使通过人体电流不超过10mA，则该管道长度不小于　　　　　　　cm。 （4）实验中发现金属活塞和金属板的内表面出现气泡，可能的原因：　　　　　　　　　　　　（写出一种）。 【答案】（1）步骤②中“合理措施”使用电压表前要检查指针是否对准“0”刻度线，如果没对准，应调节电压表的调零旋钮，使指针归零。     （2）4.0     （3）25     （4）金属活塞和金属板内表面出现气泡的原因可能是水中的某些物质在电解作用下发生化学反应产生了气体。例如，水中可能溶解有少量的电解质，在实验过程中，金属活塞和金属板相当于电极，通电时使水电解，产生氢气和氧气等气体，从而在金属表面形成气泡。      【详解】(1)小问详解： 略 (2)小问详解： 推测玻璃管的横截面积分析表中数据可知，当水柱长度相同时，横截面积越大，“隔电电阻”阻值越小，且电阻值与横截面积成反比关系。第1、4、7次实验中，水柱长度均为5厘米，第1次实验横截面积为1.0平方厘米，电阻为2000欧；第4次实验横截面积为2.0平方厘米，电阻为1000欧。由此可推出，电阻值变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍。所以第7次实验中电阻为500欧，是第1次实验电阻的，则横截面积应为第1次实验横截面积的4倍，即4.0平方厘米。 (3)小问详解： 计算管道长度根据串联电路的特点，总电阻R总=R管+R人 由欧姆定律可得 所以R管=R总-R人=22000Ω-2000Ω=20000Ω 由表中数据可知，横截面积为1.0平方厘米时，水柱长度5厘米对应的电阻为2000欧，那么横截面积为0.5平方厘米时，设电阻为20000欧对应的水柱长度为L厘米， 根据电阻与横截面积成反比、与长度成正比的关系可得 解得L=25cm。 (4)小问详解： 略 30．（2025·浙江·中考真题）智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图，其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示（照度表示物体被照明的程度，单位是lx）。请你回答下列问题： （1）电磁继电器是利用电流　　　　　　　效应工作的，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值将　　　　　　　，控制电路中的电流将变大。长时间使用后，控制电路中的电流将降低。 （2）当开关S闭合，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10，此时控制电路中的电流是　　　　　　　A。 【答案】（1）① 磁    ② 变小     （2）0.44      【详解】(1)小问详解： [1][2]电磁继电器是利用电流磁效应工作的，当光照强度增强时，由图乙知，光敏电阻将变小，根据电阻的串联，总电阻变小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流将变大。 (2)小问详解： 当照度等于0.4lx时，由图知，光敏电阻的阻值R=40Ω， 根据欧姆定律和电阻的串联可得，此时控制电路中的电流为 / 学科网（北京）股份有限公司 $