内容正文:
专题03 欧姆定律
基础·固本强基
题型1 导体、半导体、绝缘体和超导体
题型2 影响导体电阻大小的因素
题型3 变阻器
题型4 探究电流与电压的关系
题型5 探究电流与电阻的关系
题型6 欧姆定律的理解
题型7 测量定值电阻阻值
题型8 测量小灯泡电阻
题型9 欧姆定律在串并联电路中的应用
提升·进阶突破
题型10 欧姆定律计算问题
题型11 动态电路计算问题
题型12 运用欧姆定律进行电路故障分析问题
题型13 用特殊方法测量电阻
基础·固本强基
题型1 导体、半导体、绝缘体和超导体(共5小题)
【模型】根据不同物质的导电性对物体进行分类。
【知识和方法】容易导电的物体叫导体;不容易导电的物体叫做绝缘体;导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫作半导体。
要牢记导体、半导体、绝缘体和超导体在生活中的应用。
1.(25-26九年级上·四川成都·期末)完成“探究物质的导电性”实验后,同学们认识到导体和绝缘体都是重要的电工材料,下列说法正确的是( )
A.一般条件下,金属、人体、铅笔芯、大地、陶瓷都是导体
B.实验时,用手直接接触待测物体,不会影响实验结果且安全
C.金属导体容易导电,是因为导体中有大量能够移动的自由电子
D.实验中所用导线均被橡胶包裹,因为橡胶是导体,能防止短路
2.(2026·湖南长沙·二模)如图是铅笔的各组成部分,其中通常情况下属于导体的是( )
A.金属套,橡皮 B.木质笔杆,橡皮 C.金属套,石墨笔芯 D.木质笔杆,石墨笔芯
3.(2026·黑龙江·中考真题)随着科技的发展,智能产品逐渐融入我们的生活。如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态。该手表的橡胶表带是______,手表内集成电路中的二极管主要是由______材料制成的(两空均选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。
4.(25-26九年级上·陕西汉中·期末)如图为太阳能交通指示灯,其工作电压为________mV,主要结构有太阳能电池板、蓄电池、LED指示灯。若指示板上某一个LED灯珠熄灭后其余LED灯珠仍可正常工作,则指示板上的LED灯珠之间的连接方式是________。LED灯的发光部分主要由________(选填“半导体”或“超导”)材料制成。
5.(25-26九年级上·山西临汾·期末)我国超导物理学家赵忠贤院士团队的重大突破之一,是独立发现了由钇-钡-铜-氧元素组成的液氮温区超导体,该超导体在液氮温区(约-196℃)电阻可趋近于零。若以后发现了常温超导体,下列电器元件中,最适合采用常温超导体制作的是( )
A.高压输电线路的导线 B.家庭电路的保险丝
C.电熨斗的发热板 D.可调光台灯的调光电阻
题型2 影响导体电阻大小的因素(共5小题)
【模型】能运用转换法和控制变量法探究影响导体电阻大小的因素。
【知识和方法】
1.知识必备:电阻是导体本身的固有属性,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体,长度越长、横截面积越小,导体的电阻越大。另外,导体的电阻还受温度的影响,金属导体温度越高电阻越大。
2.实验方法:
(1)控制变量法:探究某因素时,每次只改变一个因素,保持其他因素不变(如探究长度影响,需材料、横截面积、温度相同);
(2)转换法:通过电流表示数(或灯泡亮度)间接反映电阻大小(电流越小→电阻越大)。
1.(25-26九年级上·湖南长沙·期末)如图所示为探究“影响导体电阻大小的因素”的电路,电阻丝的长度、材料、横截面积情况如图所示.下列说法正确的是( )
A.实验中最好添加一个小灯泡,因为通过小灯泡亮度变化来反映电阻大小更准确
B.实验过程中,通过电流表示数反映电阻大小的方法是控制变量法
C.探究导体的电阻大小与长度的关系时可以选a和c进行实验对比
D.选择电阻丝和可以探究电阻大小和横截面积的关系
2.(2026·山东威海·模拟预测)为维护消费者权益,我市技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现某品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标定的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.导线材料不当,导致电阻偏小 B.导线长度过长,导致电阻偏大
C.导线横截面积偏小,导致电阻偏大 D.导线温度偏高,导致电阻偏大
3.(2026·福建泉州·一模)如图甲为雨水报警器电路,雨量传感器由两个E字金属丝组成,如图乙所示。图丙所示的思维导图是雨量传感器的工作原理,按序号顺序补充完整,下列正确的是( )
A.通路 横截面积 B.通路 长度 C.短路 横截面积 D.短路 长度
4.(25-26九年级上·陕西汉中·期末)如图所示,电工师傅接线时,总是将导线紧密缠绕多圈,这是为了减小接线处的电阻,采用的主要方法是( )
A.增大接线处导线的横截面积 B.增大接线处导线两端的电压
C.减小接线处导线的长度 D.增大接线处导线的长度
5.(25-26九年级上·江西赣州·期中)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。为了验证上述猜想,他们设计了如图甲所示的实验电路:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)在M、N之间分别接不同的导体。通过观察______来比较导体电阻的大小更精准,此过程用到的研究方法是__________________;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号______两根电阻丝进行实验;
(3)一个同学探究猜想②时将电阻丝D接入电路。读出电流表示数。然后再将电阻丝D对折后接入电路中,发现电流表示数变大。据此,他得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小,他的这种实验方法是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是:__________________;
(4)小红所在兴趣小组想继续探究“用滑动变阻器改变电流”的实验,如图乙所示,请你帮忙连接好实物图,要求:电压表测小灯泡两端电压。滑动变阻器的滑片向A端移动时,灯泡变亮;
(5)在闭合开关前,滑片P应移到______(选填“A”或“B”)端,目的是__________________。
题型3 变阻器(共5小题)
【模型】知道变阻器的工作原理、种类及使用方法。
【知识和方法】1.原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路的电阻。
2.滑动变阻器的使用方法:
①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路中。
②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱,上端两个接线柱中任何一个连入电路,接法是等效的。
③滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻变小,滑片向远离下接线柱的方向移动,电阻变大,可简记为:“近下电阻变小,远下电阻变大”。
1.(2026·海南省直辖县级单位·一模)为了更好地手动调节灯泡亮度,在图甲电路中的E、F间,接入一个滑动变阻器(结构如图乙所示),不符合要求的接线方式是( )
A.接入AD B.接入CD C.接入CB D.接入BD
2.(25-26九年级上·辽宁阜新·期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式滑动变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,油量表是由________(选填“电流”或“电压”)表改装成的,电路中的作用是________。
3.(25-26九年级上·山东淄博·期末)在班级“制作调光台灯”的跨学科实践活动中,一同学制作了一个不仅亮度可调,且颜色可调的台灯。下面电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26九年级上·河南南阳·期中)某学习小组在练习使用滑动变阻器时,准备连接如图所示的电路,N为导线待接入的一端。下列分析正确的是( )
A.当N接D时,能通过调节滑片P改变灯泡亮度
B.当N接B时,闭合开关前,滑片P应移动到最左端
C.当N接B时,闭合开关,滑片P向右移,灯泡将变暗
D.当N接A时,闭合开关,滑片P向左移,灯泡将变亮
5.(25-26九年级上·内蒙古乌兰察布·期中)如图所示,电阻箱的示数分别为( )
A.3258Ω 12Ω B.3258Ω 10Ω
C.8523Ω 12Ω D.8523Ω 10Ω
题型4 探究:电流与电压的关系(共3小题)
【模型】能运用控制变量法探究电流与电压的关系。
【知识和方法】
1.实验方法:控制定值电阻的阻值不变,用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,观察并记录电压表和电流表示数,分析电流随电压的变化关系。
2.分析论证:
(1)分析数据发现,电流随电压的增大而增大,并且电压与电流的比值是个定值。并且发现I-U图像是一条过原点的直线。
(2)分析数据发现,电流随电阻的增大而减小,并且电流与电阻的乘积是个定值。并且发现电流与电阻成反比例关系,I-R图像为反比例函数图像。
1.(2026宁夏)用图甲电路“探究电流与电压关系”实验中,电源电压恒为。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整。要求:滑动变阻器滑片向右移动,电路中电流变小;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表和电压表均无示数,原因可能是__________;
(3)排除故障后继续实验,记录实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.06
0.10
0.16
0.20
0.24
①根据实验数据画出图像如图乙;
②分析图像可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成__________。
(4)实验中未更换元件,根据实验数据判断使用的滑动变阻器是( )
A., B., C.,
2.(2026·河南洛阳·一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,洛洛所在实验小组经过讨论,依次设计了三个实验电路,分别如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙是为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙是为了方便改变定值电阻两端电压
C.图丙中进行实验时,一定要先看电压表再看电流表
D.图丙中进行多次实验,是为了求取平均值以减小误差
3.小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”.
(1)在如图1所示的虚线框内,小虞同学应填入 _________ (填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 _____ (填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 ___________ 。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值 _______ ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图2坐标图,小虞同学发现导致乙组数据与甲和丙不同的原因是 ________ 。
题型5 探究:电流与电阻的关系(共3小题)
【模型】能运用控制变量法探究电流与电阻的关系。
【知识和方法】
1.实验方法:保持定值电阻两端电压不变,改变定值电阻大小,研究电流随电阻的变化关系,观察并记录电流表示数和定值电阻阻值。
2.分析论证:
分析数据发现,电流随电阻的增大而减小,并且电流与电阻的乘积是个定值。并且发现电流与电阻成反比例关系,I-R图像为反比例函数图像。
1.(2026吉林中考)在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中:
(1)电路连接如图甲所示,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P调节到______端。闭合开关后,发现电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数,调节滑动变阻器的滑片,两表示数均无明显变化,则电路故障可能是定值电阻______路;
(2)排除故障后,将滑片调节到某一位置时,电压表的示数如图乙所示为______V;
(3)更换不同阻值的定值电阻,进行多次实验,根据实验数据绘制出如图丙所示图像,分析图像可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______;
(4)小明用热敏电阻器替换掉图甲中的定值电阻R,想设计一个自动测温电路。他查阅到这种热敏电阻器的电阻随温度的升高而减小。电源电压恒定,保持电路中的滑动变阻器滑片的位置不变,当环境温度升高时,图甲中的______表的示数变大,则可以将此表作为温度显示仪。
2.(2026山东东营中考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组用电源(电压不变)、开关、电阻盒(定值电阻分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器连接的实验电路如图甲所示。
(1)小明在闭合开关前检查电路,发现有一根导线连接错误,且只改接这一根导线就可以使电路连接正确。请你在这根导线上打“×”,再用笔画线把它改到正确的位置上。
(2)改接电路确认无误后,闭合开关,小明将5 Ω电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片P测得一组数据;将5 Ω电阻更换为10 Ω电阻,他此时应该将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端滑动,这样操作的主要目的是________________________________________。
(3)完成上述操作后,在老师的授意下小明直接用10 Ω的电阻探究电流与电压的关系,在如图所示的图像中能正确表示通过它的电流与其两端电压关系的是________(选填字母)。
A. B.
C. D.
(4)在解释交流阶段,小英问,假设没有纠正(1)中电路连接的错误,直接闭合开关,会有什么现象?请你帮她回答:_______________________________________________________________________________。
(5)小明想用一只定值电阻R测量一下铭牌已模糊不清的滑动变阻器的最大阻值,重新设计的电路如图乙所示。请你将实验过程补充完整。
①根据图乙连接电路________,检查无误后闭合开关;
②______________
③_______________
④滑动变阻器的最大阻值Rx=________(用R和②③中测出的物理量的符号表示)。
3.(2026山东济南中考)小明在进行“探究电流与电阻关系”的实验时,所用实验器材如下:定值电阻(、、、各一个)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、学生电源(电压已调为)和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物电路正确连接。
(2)实验步骤:
将的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片直到电压表示数为,此时电流表指针位置如图乙所示,电流表的示数为__________。
断开开关,更换不同的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片直到电压表示数为,记录电流表的示数,实验数据如表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
10
15
30
0.90
0.60
0.30
(3)根据以上实验操作和数据,可以得出的实验结论是_________________________________。
题型6 欧姆定律理解(共4小题)
【模型】总结得出欧姆定律并且能解决实际问题。
【知识与方法】欧姆定律应用注意事项:
(1)同一性:是指I、U、R必须为同一用电器或同一电路中的三个量,且一一对应。
(2)同时性:由于开关开合、滑片移动,会引起电路中I、U、R的变化,所以公式中的3个量,必须是同一时间的。
(3)统一性:指I、U、R的单位必须为国际单位( A 、V 、Ω)。
1.电流、电压和电阻,是电路学习中三个重要的物理量,如图所示情境粗略却形象地反映了这三者之间的关系。
①图中丙与甲的关系反映了 的关系,丙与乙的关系反映了 的关系。
②图中信息还反映出导体的电阻与导体的 有关,它们的关系可归纳为:相同条件下, 。
2. 对于欧姆定律公式I= U/R的理解,以下说法中错误的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关
B.对某一导体来说,导体中的电流与其两端电压成正比
C.在电压相同的条件下,不同导体中的电流与导体的电阻成反比
D.由 I=U/R可推出R=U/I,说明R与U成正比,与I成反比
3.如图甲是导体a、b、c的图像,现把它们分别接入图乙中MN之间,电源电压恒为7V,则闭合开关后电流表示数最小的是( )
A.导体a B.导体b C.导体c D.一样大
4.(2026吉林中考)如图是某款加热器的电路图,电源电压恒为220 V,电热丝的电阻不随温度变化而变化,电热丝的电阻为110 Ω。只闭合开关S时,通过电阻为的电热丝的电流是1 A。求:
(1)电热丝的电阻;
(2)同时闭合开关S和时,干路中的电流。
题型7 测量定值电阻阻值(共3小题)
【模型】能用伏安法和特殊方法测量电阻。
【知识和方法】
1. 实验方法:由欧姆定律变形公式R=U/I可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把数据代入R=U/I ,即可求出定值电阻的阻值大小。
2. 数据处理要点:为了减少误差,实际测量中要改变待测电阻两端电压,多次测量电压及电流的值并分别算出相应的电阻,最后求电阻的平均值。
3. 实验故障分析:
(1)实验中如果电流表有示数,电压表无示数,则可能是 定值电阻短路。
(2)实验中如果电压表有示数,电流表无示数,则可能是 定值电阻开路。
1.(2026河南)某小组用如图甲中的器材测量定值电阻的电阻,所用电源电压为。
(1)请用笔画线表示导线,将如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置于___________(填“”或“”)端。闭合开关后,移动滑片,电流表示数发生变化,而电压表无示数,造成该故障的原因可能是___________(写出一种即可)。
(3)排除故障后进行实验,当电压表示数如图乙所示时,电流表示数如图丙所示,则通过定值电阻的电流为___________,本次测得定值电阻的电阻为___________。
(4)为减小误差,要多次测量,设计表格如下,请将表中横线处的内容填写完整。
实验序号
1
2
3
4
5
…
电压
电流
电阻
_____
2.(2026黑龙江)小明利用如下器材,对他在废旧电器内部发现的一个未知电阻R的阻值进行了测量。(已知电源电压为3 V)
(1)根据图甲中小明设计的电路,请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向左移动,电流表示数增大。
(2)闭合开关,小明发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终有示数,电压表无示数,则电路可能存在的故障是电阻R________(选填“断路”或“短路”)。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
2
3
(3)排除故障后,闭合开关,多次改变滑动变阻器滑片的位置,在表中记录数据并计算电阻R的阻值,你认为表格的设计中还缺哪一项?________________。
(4)小明利用已有部分实验器材,添加一个“2.5 V,0.5 W”的小灯泡和一个电位器,制作了一台简易调光台灯如图丁,其内部电路如图丙。为了使小灯泡两端电压不超过额定电压,电位器连入电路的最小阻值是________。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(5)对于小明设计的台灯,有同学认为它的结构稳定性很好,你认为台灯结构稳定性好的原因是________________。
3.(2026山西)如图甲所示,高铁列车通过车顶受电弓上的碳滑板与接触网滑动接触获取电能。碳滑板在使用中会磨损,影响获取电能,需定期检测更换。小明想:是不是碳滑板变薄引起电阻变化导致的呢?于是他购置碳板,测量碳板在不同磨损程度下的电阻。
实验思路:根据伏安法测量电阻的原理设计电路。将同一块碳板先后磨成不同的厚度,分别测量碳板在1.5V电压下通过的电流,利用欧姆定律算出电阻。
实验过程:
(1)用笔画线表示导线将图乙电路连接完整。
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是___________________________。
(3)排除故障后,测量厚度为10mm碳板电阻时,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为1.5V,电流表示数如图丙所示,算出电阻__________Ω。继续将长度、宽度一定的碳板磨成不同厚度,重复上述实验,得到数据如下表所示。
厚度d/mm
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
10
1.5
8
1.5
0.4
3.75
6
1.5
0.3
5
4
1.5
0.2
7.5
2
1.5
0.1
15
实验拓展:
(4)根据实验数据在图丁中作出碳板电阻与厚度的关系图像。分析图像和数据得出结论:长度、宽度和材料一定时,碳板的电阻与厚度成__________比。根据结论可以建议检修人员定期测量碳滑板的__________来判断是否需要更换。
题型8 测量小灯泡电阻(共5小题)
【模型】能用伏安法测量小灯泡电阻。
【知识和方法】
1. 实验方法:由欧姆定律变形公式R=U/I可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把数据代入R=U/I ,即可求出小灯泡的阻值大小。
2. 数据处理要点:多次测量电压及电流的值并分别算出相应的电阻,不能求电阻的平均值,因为灯丝电阻不是定值,它随温度的升高而增大。
3. 实验故障分析:
(1)实验中如果电流表有示数,电压表无示数,则可能是 定值电阻短路。
(2)实验中如果电压表有示数,电流表无示数,则可能是 定值电阻开路。
1(2026内蒙古)科创小组准备制作调光台灯,灯泡的额定电压为。为了确定滑片处于滑动变阻器哪个位置时灯泡能正常发光,并测量灯泡正常发光时的电阻,他们连接了如图甲所示的电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整。
(2)滑片P调至最大阻值处,闭合开关。移动滑片,发现灯不亮,电流表、电压表都无示数。经检查,电路中只有一处故障。故障可能是________(写出一个即可),针对你发现的故障提出解决方法________。
(3)排除故障后,移动滑片使电压表示数为,灯泡正常发光,标记滑片位置,此时电流表示数如图乙所示,电流为________,灯泡正常发光时的电阻为________(保留一位小数)。为了避免灯泡两端电压超过额定电压,滑片相对标记处不能再向________移动。
2.(2026四川广安)物理实验课上,小华所在小组准备测量额定电流为0.3 A的小灯泡正常发光时的电阻。提供的器材有:三节新干电池,电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。小组成员设计了如图甲所示的电路。
(1)根据图甲,请用笔画线代替导线,将图乙的电路补充完整。
(2)连接电路过程中,开关应处于________状态。
(3)连接好最后一根导线后,闭合开关,发现小灯泡不发光,两表均无示数。原因可能是____________(写出合理的一条即可)。
(4)排除故障后,移动滑片,使电流表示数为0.3 A,此时电压表示数如图丙所示,为______V,并通过计算得出了该小灯泡正常发光时的电阻。
(5)实验完毕,小组成员利用电流表和阻值为R0的定值电阻等器材,测量未知电阻的阻值,如图所示。请补充完成下列实验步骤:
①闭合开关S,断开开关S1,读出此时电流表示数I0;
②再闭合开关S1,读出此时电流表示数I;
③通过计算得出电阻________(用R0、I0、I表示)。
3.(2026·四川成都·模拟预测)某同学做“伏安法测灯泡电阻”的实验,实验电路如图甲所示,所用小灯泡标有“2.4 V”字样。下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.可以多次实验求平均值以减小误差
C.闭合开关前,滑动变阻器滑片应该移至最右端
D.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻为8 Ω
4.(25-26八年级下·重庆江津·阶段检测)春假期间,小勤在家中搭建了一个简易电学实验室。他利用如图所示的电路,先后开展了两个小实验:先测量一个未知定值电阻的阻值,再测量一个小灯泡的灯丝电阻。下列有关这两个实验的分析,正确的是( )
A.两个实验的原理不相同 B.两个实验均使用了控制变量法
C.两个实验中多次测量的目的相同 D.滑动变阻器在两实验中的主要作用相同
5.(2026·广东广州·中考真题)某实验小组测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电阻。
(1)实验步骤:
①按图a连接电路,要求滑片P向B端滑动时,灯泡变暗,则导线K端应与接线柱_____(选填“A”“B”)连接;
②将滑动变阻器调至阻值最大,闭合开关,调节滑片P,观察到电流表示数有变化,电压表示数始终为0,排查发现是由导线1或2断路引起的,断路的应是导线________(选填“1”“2”);
③排除电路故障后,调节小灯泡两端电压为2.5 V,小灯泡正常工作,调节滑片P,使小灯泡两端电压逐次下降。当小灯泡两端电压为0.5 V时,电流表示数如图b为________A。测得各组数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
(2)数据处理:
小灯泡正常工作时的阻值为________Ω(结果保留一位小数);小灯泡正常工作时的阻值________(选填“大于”“小于”)其在0.5 V电压下的阻值。实验小组发现,小灯泡的阻值不是定值。
(3)实验拓展:
①实验小组还发现小灯泡工作时会发热,进而提出以下猜想:
猜想一:灯丝温度一定时,灯丝两端电压越高,电阻越大;
猜想二:灯丝两端电压一定时,灯丝温度越高,电阻越大。
②将图c所示的已拆除灯罩的小灯泡接入原电路,保持其两端电压为0.5 V,用酒精灯对灯丝加热,发现电流表示数明显减小,以上实验操作是为了验证猜想________(选填“一”“二”),该猜想________(选填“被验证”“被否定”),另一猜想在上述操作中________(选填“被验证”“被否定”或“无法验证”)。
题型9 欧姆定律在串并联电路中的应用(共5小题)
【模型】考查运用欧姆定律解决串并联电路问题。
【知识和方法】
1. 串联分压原理:串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。U1/U2=R1/R2。
●特别强调:也就是,串联时谁电阻大,谁分电压多。
2. 并联分流原理:并联电路中,流过各支路的电流与其电阻成反比。I1/I2= R2/R1。
●特别强调:也就是,并联时谁电阻大,谁分电流反而小。
1.某小灯泡正常工作时的电压为6V,通过它的电流为0.5A,若把该小灯泡接在电压为9V的电路上正常工作,应( )
A.给它并联一个6Ω的电阻
B.给它串联一个12Ω的电阻
C.给它串联一个6Ω的电阻
D.给它并联一个12Ω的电阻
2.天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A. 浓度增大,电流表示数变小
B. 浓度增大,电压表示数变小
C. 浓度减小,电流表示数变大
D. 浓度减小,电压表示数变小
3.如图所示电路中,电源电压为6V,R1=80Ω,R2=40Ω,闭合开关。求:
(1)电路的总电阻;
(2)通过R1的电流;
(3)电压表的示数。
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,开关S由断开到闭合,下列说法正确的是( )
A.电流表和电压表的示数都变小 B.电流表和电压表的示数都变大
C.电路中的总电阻变小 D.电路中的总电阻变大
5.图-1是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图-2所示电源电压不变的电路中,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.5A。下列分析与计算正确的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为6Ω
B.再闭合开关S2后,通过电阻R的电流为0.3A
C.闭合开关S1、S2时,整个电路的总电阻小于6Ω
D.将小灯泡L和电阻R串联在5V的电路中,通过电路的电流为0.4A
提升·进阶突破
题型10 欧姆定律简单计算(共6小题)
1.(25-26九年级上·海南海口·期中)当一段导体两端接电压时,通过它的电流是,则导体的电阻是_____;当这段导体未接入电路时,电阻是_____。
2.某小灯泡正常发光时其两端的电压为,灯丝电阻大小为,则小灯泡正常发光时通过灯丝的电流大小为__________;将这个小灯泡按如图所示的方式接入电路,其中电源电压为且保持不变,,闭合开关后,发现电流表的示数为,此时电压表的示数为__________。
3.如图所示的电路中,电源电压恒定,的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表的示数为0.4A。电阻的电流为______A;电源电压为______V;电阻的阻值为______Ω。
4.(25-26九年级上·河北邯郸·阶段检测)如图是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像。下列说法正确的是( )
A.电阻R的阻值为5Ω
B.灯泡L的阻值为5Ω
C.将L和R串联在5V的电源上,电路中的电流为0.4A
D.将L和R并联在2V的电源上,干路中的电流为0.6A
5.(2025·江西抚州·二模)如图所示电路,电源电压不变,的阻值为,当只闭合开关S时,电流表示数为0.6A;当开关S、都闭合时,电流表示数为1A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S、都闭合时,通过的电流;
(3)当开关S、都闭合时,的阻值。
6.某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示,电源电压不变,定值电阻R=20Ω,Rt是热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,当环境温度为20℃时,闭合开关S后,电压表的示数为1V。求:
(1)当环境温度为20℃时,通过电阻R的电流;
(2)Rt两端电压;
(3)当电压表示数为1.2V时,环境温度为多少℃?
题型11 动态电路问题(共5小题)
【模型】能运用欧姆定律分析动态电路中电流、电压、电阻的变化情况。
【知识和方法】
1.电路中的电流、电压或电阻发生了变化,一般情况下,都是下列几种情况下引起的:
①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起;
②开关的断开或闭合引起;
③电路出现的故障(短路和断路)引起。
2.分析动态电路用到的知识:
①欧姆定律;
②串联、并联电路中电流、电压及电阻的关系;
③滑动变阻器的使用知识;
④电流表、电压表的使用知识;
⑤短路与断路知识。
1.如图所示电路中,电源两端电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中( )
A.电流表、电压表的示数都减小 B.电流表、电压表的示数都增大
C.电流表的示数增大、电压表的示数减小 D.电流表的示数减小、电压表的示数增大
2.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电表示数的变化情况是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数不变,电压表示数不变
C.电流表示数变大,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数不变
3.甲图是一款内置锂电池的雾霾浓度检测仪,检测原理如乙图所示。其中R0为定值电阻,R1为浓度传感器,其电阻随雾霾浓度的增大而减小,下列说法正确的是( )
A.当雾霾浓度减小时,图中电流表示数变大
B.当雾霾浓度增大时,图中电压表示数变大
C.图中的定值电阻R0可以用超导体材料制作
D.检测仪充电时,内部的锂电池相当于电源
4.(2025·安徽宿州·三模)风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量,如图甲所示的是简易风速仪的原理图。其中“恒流源”是一个特殊电源,它始终提供大小恒定的电流,为定值电阻,为压敏电阻,当风速变化时,迎风板会受到不同大小的风压,的阻值就会发生变化,随压力F变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.当压力变大时,电压表示数增大
B.当压力变大时,电流表示数增大
C.当压力变小时,电路总电阻变小
D.当压力变小时,电流增加量大于电流减小量
5.(2025·江西·模拟预测)如图所示,电源电压恒定,已知三个定值电阻中R1>R2,当开关S由a掷向b时,下列说法正确的是( )
A.的示数变小,的示数变大 B.的示数变大,的示数变小
C.的示数变小,的示数变小 D.的示数变大,的示数变大
题型12 运用欧姆定律进行电路故障分析问题(共5小题)
【模型】运用欧姆定律分析查找电路故障。
【知识和方法】
1.电流表被短接:电压表示数,电流表无示数。
2.电流表处断路:电流表无示数,电压表无示数。
3.电压表被短接:电压表无示数,电流表有示数。
4.电压表处断路:电压表无示数,电流表有示数。
5.定值电阻被短接:电压表无示数,电流表有示数,且示数偏大。
6.定值电阻处断路:电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数。
7.滑动变阻器上面两个接线柱接入电路:移动滑片,电表示数不变,电压表示数接近电源电压。
8.滑动变阻器下面两个接线柱接入电路:移动滑片,电表示数不变。
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,可是过了一会儿,电流表的示数变大,电压表示数变小。则下列对该电路故障分析正确的是( )
A.电阻R断路 B.电阻R被短路
C.灯泡L可能断路 D.灯泡L可能短路
2.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,电压表和电流表都有示数,若一段时间后,灯泡断路,则可能观察到的现象是( )
A.灯泡不亮,变亮
B.灯泡、都不亮
C.电压表和电流表示数都不变
D.电压表无示数,电流表有示数
3.(25-26八年级下·湖南长沙·期末)如图所示,闭合开关S,灯L发光,一段时间后灯L熄灭。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。现用一只规格相同且完好的灯L′替换灯L,下列说法正确的是( )
①若灯L′亮,则灯L可能断路
②若灯L′亮,则灯L可能短路
③若灯L′不亮,则电阻R一定断路
④若灯L′不亮,则电阻R可能短路
A.只有①②③正确 B.只有②③④正确 C.只有①②④正确 D.只有①③④正确
4.(25-26九年级上·湖北荆门·期中)如图所示,闭合开关,两灯都发光,电流表和电压表都有示数,一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,两电表的示数都变大,则下列说法中正确的是( )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
5.(25-26九年级上·江苏南京·阶段检测)如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合后,两表均有示数。过一会儿发现其中一个表的示数变大,而另一表示数变小,若电路中仅有一处故障且一定发生在定值电阻R或灯泡L上,则下列故障判断正确的是( )
①电路正常时,电压表测量的是灯泡的电压
②若变大的电表是电流表,可能是灯泡短路
③若变大的电表是电压表,电路故障一定是定值电阻R断路
④若变大的电表是电压表,用一根导线接在定值电阻R的两端,电压表会变小,电流表会变大
A.只有①②正确
B.只有③④正确
C.只有①④正确
D.只有②③正确
题型13 用特殊方法测电阻(共5小题)
【模型】能用特殊测量电阻。
【知识和方法】
1. 伏阻法测电阻:如果没有电流表只有电压表,可以根据串联电路电流相等的特点,找一个已知阻值的电阻与被测电阻串联,从而解决电流的问题。
2. 安阻法测电阻:如果没有电压表只有电流表,可以根据并联电路各支路电压相等的特点,找一个已知阻值的电阻与被测电阻并联,从而解决电压的问题。
1.小丽选择合适的器材,设计了如图所示的电路,R0为已知阻值的定值电阻,Rx阻值未知,电源电压未知但保持不变,S1一直处于闭合状态。以下说法中正确的是( )
A.当S2闭合时,R0和Rx是串联连接
B.当S2断开时,电压表测的是Rx两端的电压
C.该电路能测出未知电阻Rx的阻值
D.S2无论是断开还是闭合,电压表的示数都不变
2.如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2,则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
3.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小红设计了如图所示的电路。电源电压不变,已知R1阻值为R0,在闭合S的情况下,断开S1时电压表的读数是U1,闭合S1时电压表的示数是U2,则电源电压为 ,被测电阻R2= 。
4.小华在测电阻时发现电压表损坏,她利用电流表和一个阻值已知的定值电阻,设计了四个电路,其中能测出未知电阻阻值的是( )
A.③④ B.①③④ C.①②③④ D.②③④
5.小明同学在测量未知电阻的阻值时,电压表损坏,于是他利用原有器材设计如图所示电路也顺利测出未知电阻的阻值。(滑动变阻器最大阻值为,电源电压未知但不变)请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数为;
③写出待测电阻的表达式:= 。(用、、表示)
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专题03 欧姆定律
基础·固本强基
题型1 导体、半导体、绝缘体和超导体
题型2 影响导体电阻大小的因素
题型3 变阻器
题型4 探究电流与电压的关系
题型5 探究电流与电阻的关系
题型6 欧姆定律的理解
题型7 测量定值电阻阻值
题型8 测量小灯泡电阻
题型9 欧姆定律在串并联电路中的应用
提升·进阶突破
题型10 欧姆定律计算问题
题型11 动态电路计算问题
题型12 运用欧姆定律进行电路故障分析问题
题型13 用特殊方法测量电阻
基础·固本强基
题型1 导体、半导体、绝缘体和超导体(共5小题)
【模型】根据不同物质的导电性对物体进行分类。
【知识和方法】容易导电的物体叫导体;不容易导电的物体叫做绝缘体;导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫作半导体。
要牢记导体、半导体、绝缘体和超导体在生活中的应用。
1.(25-26九年级上·四川成都·期末)完成“探究物质的导电性”实验后,同学们认识到导体和绝缘体都是重要的电工材料,下列说法正确的是( )
A.一般条件下,金属、人体、铅笔芯、大地、陶瓷都是导体
B.实验时,用手直接接触待测物体,不会影响实验结果且安全
C.金属导体容易导电,是因为导体中有大量能够移动的自由电子
D.实验中所用导线均被橡胶包裹,因为橡胶是导体,能防止短路
【答案】C
【详解】A.一般情况下,金属、人体、铅笔芯、大地容易导电,属于导体;陶瓷不容易导电,属于绝缘体,故A错误;
B.人体是导体,实验时,用手直接接触待测物体,可能会引入人体的电阻,影响实验结果,而且存在安全隐患,故B错误;
C.金属导体中有大量能够移动的自由电子,这些自由电子在电源的作用下会定向移动形成电流,所以,金属导体容易导电,故C正确;
D.实验中所用导线均被橡胶包裹,橡胶不容易导电,是绝缘体,故D错误。
故选C。
2.(2026·湖南长沙·二模)如图是铅笔的各组成部分,其中通常情况下属于导体的是( )
A.金属套,橡皮 B.木质笔杆,橡皮 C.金属套,石墨笔芯 D.木质笔杆,石墨笔芯
【答案】C
【详解】根据导体的定义,容易导电的物体叫做导体,不容易导电的物体叫做绝缘体。通常情况下,金属、石墨容易导电,属于导体;橡皮、干木材不容易导电,属于绝缘体。 故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(2026·黑龙江·中考真题)随着科技的发展,智能产品逐渐融入我们的生活。如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态。该手表的橡胶表带是______,手表内集成电路中的二极管主要是由______材料制成的(两空均选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。
【答案】 绝缘体 半导体
【详解】橡胶不容易导电,属于绝缘体。
二极管是电子元件中典型的半导体制品,导电性介于导体和绝缘体之间。
4.(25-26九年级上·陕西汉中·期末)如图为太阳能交通指示灯,其工作电压为________mV,主要结构有太阳能电池板、蓄电池、LED指示灯。若指示板上某一个LED灯珠熄灭后其余LED灯珠仍可正常工作,则指示板上的LED灯珠之间的连接方式是________。LED灯的发光部分主要由________(选填“半导体”或“超导”)材料制成。
【答案】 并联 半导体
【详解】
某一个灯珠熄灭后其余仍正常工作,说明它们互不干扰,因此连接方式为并联。
发光部分主要由半导体材料制成的,具有单向导电性,而超导材料主要用于零电阻传输等领域。
5.(25-26九年级上·山西临汾·期末)我国超导物理学家赵忠贤院士团队的重大突破之一,是独立发现了由钇-钡-铜-氧元素组成的液氮温区超导体,该超导体在液氮温区(约-196℃)电阻可趋近于零。若以后发现了常温超导体,下列电器元件中,最适合采用常温超导体制作的是( )
A.高压输电线路的导线 B.家庭电路的保险丝
C.电熨斗的发热板 D.可调光台灯的调光电阻
【答案】A
【详解】超导体的核心特点:电阻趋近于零,电流通过时几乎不产生热量(焦耳热)
A.超导体电阻为零,用其制作输电线可避免电能在传输过程中因电阻发热而损耗,适合采用,故A符合题意;
B.保险丝依靠电流过大时发热熔断来保护电路,超导体不发热,无法起到保险作用,不适合,故B不符合题意;
C.电熨斗依靠电阻发热工作,超导体不发热,无法实现加热功能,不适合,故C不符合题意;
D.调光电阻依靠改变电阻来调节电流(进而调节亮度),超导体电阻为零,无法实现调光功能,不适合,故D不符合题意。
故选A。
题型2 影响导体电阻大小的因素(共5小题)
【模型】能运用转换法和控制变量法探究影响导体电阻大小的因素。
【知识和方法】
1.知识必备:电阻是导体本身的固有属性,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体,长度越长、横截面积越小,导体的电阻越大。另外,导体的电阻还受温度的影响,金属导体温度越高电阻越大。
2.实验方法:
(1)控制变量法:探究某因素时,每次只改变一个因素,保持其他因素不变(如探究长度影响,需材料、横截面积、温度相同);
(2)转换法:通过电流表示数(或灯泡亮度)间接反映电阻大小(电流越小→电阻越大)。
1.(25-26九年级上·湖南长沙·期末)如图所示为探究“影响导体电阻大小的因素”的电路,电阻丝的长度、材料、横截面积情况如图所示.下列说法正确的是( )
A.实验中最好添加一个小灯泡,因为通过小灯泡亮度变化来反映电阻大小更准确
B.实验过程中,通过电流表示数反映电阻大小的方法是控制变量法
C.探究导体的电阻大小与长度的关系时可以选a和c进行实验对比
D.选择电阻丝和可以探究电阻大小和横截面积的关系
【答案】D
【详解】A.实验中最好添加一个小灯泡,可以起到保护电路的作用,电流表可以更准确地反映电阻大小,不是因为通过小灯泡亮度变化来反映电阻大小更准确,故A错误;
B.实验过程中,通过电流表示数反映电阻大小,是将不可直接测量的电阻大小转换为可直接观察的电流表示数,这种方法是转换法。控制变量法是指在研究一个物理量与多个因素的关系时,只改变其中一个因素,而保持其他因素不变。故B错误;
C.探究导体的电阻大小与长度的关系时,应控制导体的材料和横截面积相同,而长度不同。电阻丝a是锰铜合金,电阻丝c是镍铬合金,两者材料不同,不能用来探究电阻与长度的关系。故C错误;
D.探究导体的电阻大小与横截面积的关系时,应控制导体的材料和长度相同,而横截面积不同。电阻丝b和d的材料都是镍铬合金,长度也相同,但横截面积不同(Sb < Sd),符合控制变量法的要求。因此,选择电阻丝b和d可以探究电阻大小和横截面积的关系。故D正确。
故选D。
2.(2026·山东威海·模拟预测)为维护消费者权益,我市技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现某品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标定的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.导线材料不当,导致电阻偏小 B.导线长度过长,导致电阻偏大
C.导线横截面积偏小,导致电阻偏大 D.导线温度偏高,导致电阻偏大
【答案】C
【详解】根据影响电阻大小的因素可知,在导体的材料、长度和温度不变时,横截面积越小,电阻越大。 题目中说电线直径明显比说明书上标定的直径要小,而电线可看作圆柱体,直径变小意味着横截面积变小,所以会导致电阻偏大。
故选C。
3.(2026·福建泉州·一模)如图甲为雨水报警器电路,雨量传感器由两个E字金属丝组成,如图乙所示。图丙所示的思维导图是雨量传感器的工作原理,按序号顺序补充完整,下列正确的是( )
A.通路 横截面积 B.通路 长度 C.短路 横截面积 D.短路 长度
【答案】A
【详解】当无雨水时,两个E字金属丝未接触,电路断开,此时为开路;当有雨水时,雨水作为导体连接了两个E字金属丝,使电路形成闭合回路,此时为通路。雨水增多导致更多雨水滴落在金属丝之间,相当于增加了导体的横截面积,电阻R减小。电阻减小导致电路中电流增大,灯泡变亮,故选A。
4.(25-26九年级上·陕西汉中·期末)如图所示,电工师傅接线时,总是将导线紧密缠绕多圈,这是为了减小接线处的电阻,采用的主要方法是( )
A.增大接线处导线的横截面积 B.增大接线处导线两端的电压
C.减小接线处导线的长度 D.增大接线处导线的长度
【答案】A
【详解】导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在材料和长度一定时,导体的横截面积越大,电阻越小。电工师傅将导线紧密缠绕多圈,相当于增大了接线处导线的横截面积,从而减小了接线处的电阻。故选A。
5.(25-26九年级上·江西赣州·期中)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。为了验证上述猜想,他们设计了如图甲所示的实验电路:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)在M、N之间分别接不同的导体。通过观察______来比较导体电阻的大小更精准,此过程用到的研究方法是__________________;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号______两根电阻丝进行实验;
(3)一个同学探究猜想②时将电阻丝D接入电路。读出电流表示数。然后再将电阻丝D对折后接入电路中,发现电流表示数变大。据此,他得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小,他的这种实验方法是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是:__________________;
(4)小红所在兴趣小组想继续探究“用滑动变阻器改变电流”的实验,如图乙所示,请你帮忙连接好实物图,要求:电压表测小灯泡两端电压。滑动变阻器的滑片向A端移动时,灯泡变亮;
(5)在闭合开关前,滑片P应移到______(选填“A”或“B”)端,目的是__________________。
【答案】(1) 电流表示数 转换法
(2)A、D
(3) 错误 没有控制导体的长度不变
(4)
(5) B 保护电路
【详解】(1)电压一定时,导体电阻越大,电路中电流越小,通过电流表示数反映电阻大小比观察灯泡亮度更精准,这种将不易直接观测的电阻转换为易观测的电流表示数的方法,叫做转换法。
(2)验证猜想③,需要控制长度、横截面积相同,只改变材料,A、D两根电阻丝满足要求,因此选A、D。
(3)验证猜想②,需要控制材料、长度不变,实验中将电阻丝对折后,横截面积变大的同时,长度也变小,同时改变了两个变量,没有控制长度不变,因此实验方法错误。
(4)滑片向A端移动灯泡变亮,说明电路电流变大,滑动变阻器接入电阻变小,因此滑动变阻器需要接下接线柱A;电压表要测灯泡电压,只需并联在灯泡两端,保证正进负出即可。
(5)闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值处,本实验中滑动变阻器接下接线柱A,因此最大阻值位置是B端,调至最大阻值可以使闭合开关后电路电流最小,起到保护电路的作用。
题型3 变阻器(共5小题)
【模型】知道变阻器的工作原理、种类及使用方法。
【知识和方法】1.原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路的电阻。
2.滑动变阻器的使用方法:
①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路中。
②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱,上端两个接线柱中任何一个连入电路,接法是等效的。
③滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻变小,滑片向远离下接线柱的方向移动,电阻变大,可简记为:“近下电阻变小,远下电阻变大”。
1.(2026·海南省直辖县级单位·一模)为了更好地手动调节灯泡亮度,在图甲电路中的E、F间,接入一个滑动变阻器(结构如图乙所示),不符合要求的接线方式是( )
A.接入AD B.接入CD C.接入CB D.接入BD
【答案】B
【详解】滑动变阻器的连线一上一下,上面的接线柱不会影响滑动变阻器接入电路中的电阻,则符合要求的接线方式共有AC、BC、AD、BD四种,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(25-26九年级上·辽宁阜新·期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式滑动变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,油量表是由________(选填“电流”或“电压”)表改装成的,电路中的作用是________。
【答案】 电流 保护电路
【详解】[1]油量表串联在电路中,而电压表需并联,电流表需串联,因此油量表是由电流表改装而成的。当油面变化时,滑动变阻器R的阻值改变,电路电流随之变化,电流表的示数可反映油位高低。
[2]的作用是保护电路,当油面过高时,浮子会带动滑杆使滑动变阻器R的金属滑片P移动到最下端,此时R接入电路的阻值会变为0;若电路中没有,电源会直接被短路,可能损坏电源或电路元件,而的存在能避免这种情况发生。
3.(25-26九年级上·山东淄博·期末)在班级“制作调光台灯”的跨学科实践活动中,一同学制作了一个不仅亮度可调,且颜色可调的台灯。下面电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.由电路可知,直接并联在电源两端,其两端电压始终等于电源电压,电流、亮度都不变,无法调节亮度,故A错误;
B.由电路可知,与串联后,整体与滑动变阻器并联。两个灯泡两端电压始终等于电源电压,电流、亮度都不变,且两个灯泡始终同时发光,无法调节颜色,故B错误;
C.由电路可知,和串联在电路中,只有两个开关都闭合电路才通路,两个灯泡始终同时发光,无法单独点亮其中一个,不能调节颜色,故C错误;
D.由电路可知,和并联,滑动变阻器接在干路,开关接下方绿灯发光,接上方后红灯发光,可改变发光颜色;移动滑动变阻器滑片,可以改变电路总电阻,实现亮度调节,完全符合要求,故D正确。
故选D。
4.(25-26九年级上·河南南阳·期中)某学习小组在练习使用滑动变阻器时,准备连接如图所示的电路,N为导线待接入的一端。下列分析正确的是( )
A.当N接D时,能通过调节滑片P改变灯泡亮度
B.当N接B时,闭合开关前,滑片P应移动到最左端
C.当N接B时,闭合开关,滑片P向右移,灯泡将变暗
D.当N接A时,闭合开关,滑片P向左移,灯泡将变亮
【答案】BD
【详解】A.N接D点,滑动变阻器接入电路的电阻为0,滑动变阻器相当于一根导线,只有灯泡接入电路中,不能通过调节滑片P改变灯泡亮度,故A错误;
B.连接电路时,若N接B点,闭合开关前,应使滑动变阻器接入电路的电阻最大,滑片P应移动到最左端,故B正确;
C.若N接B点,闭合开关,滑片右移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,故C错误;
D.若N接A点,闭合开关,滑片左移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,故D正确。
故选BD 。
5.(25-26九年级上·内蒙古乌兰察布·期中)如图所示,电阻箱的示数分别为( )
A.3258Ω 12Ω B.3258Ω 10Ω
C.8523Ω 12Ω D.8523Ω 10Ω
【答案】B
【详解】左图电阻箱的示数
右图电阻箱中从左向右数第2、3个电阻接入电路,示数为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型4 探究:电流与电压的关系(共3小题)
【模型】能运用控制变量法探究电流与电压的关系。
【知识和方法】
1.实验方法:控制定值电阻的阻值不变,用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,观察并记录电压表和电流表示数,分析电流随电压的变化关系。
2.分析论证:
(1)分析数据发现,电流随电压的增大而增大,并且电压与电流的比值是个定值。并且发现I-U图像是一条过原点的直线。
(2)分析数据发现,电流随电阻的增大而减小,并且电流与电阻的乘积是个定值。并且发现电流与电阻成反比例关系,I-R图像为反比例函数图像。
1.(2026宁夏)用图甲电路“探究电流与电压关系”实验中,电源电压恒为。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整。要求:滑动变阻器滑片向右移动,电路中电流变小;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表和电压表均无示数,原因可能是__________;
(3)排除故障后继续实验,记录实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.06
0.10
0.16
0.20
0.24
①根据实验数据画出图像如图乙;
②分析图像可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成__________。
(4)实验中未更换元件,根据实验数据判断使用的滑动变阻器是( )
A., B., C.,
【答案】(1) (2)滑动变阻器断路/开关、电源等某处断路 (3)正比 (4)C
【解析】(1)探究电流与电压关系实验中,需使定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,因为电源电压为3V,所以电压表应接入0~3V量程,滑动变阻器滑片向右移动,电路中电流变小,即滑动变阻器接入电路阻值增大,如图甲,滑动变阻器应连接左下端点。
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路中存在断路。电压表也无示数,说明电压表到电源之间存在断路,可能的原因是滑动变阻器断路或开关断路、电流表断路、导线断路等。
(3)由图乙,图像是一条通过原点的倾斜直线,这表明:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)由表第4组数据可得,定值电阻
当电路中电流最小时,滑动变阻器接入的电阻最大。从表格可知,最小电流为 ,此时定值电阻两端的电压为 ,电源电压 ,根据串联电路的电压特点,此时滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器接入电路的电阻为,由表,最大电流为0.24A,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2026·河南洛阳·一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,洛洛所在实验小组经过讨论,依次设计了三个实验电路,分别如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙是为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙是为了方便改变定值电阻两端电压
C.图丙中进行实验时,一定要先看电压表再看电流表
D.图丙中进行多次实验,是为了求取平均值以减小误差
【答案】B
【详解】A.研究电流与电压关系实验中,要控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,故由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变,故A错误;
B.图乙改进为图丙是为了移动滑动变阻器方便改变定值电阻两端电压,故B正确;
C.图丙中进行实验时,是探究电流跟电压的关系,需要看电压表和电流表的读数,先看谁都可以,不一定要先看电压表再看电流表,故C错误;
D.图丙中进行多次实验,是利用滑动变阻器实现多次实验得到多组实验数据,从而可以得到电流跟电压之间普遍规律,故D错误。
故选B。
3.小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”.
(1)在如图1所示的虚线框内,小虞同学应填入 _________ (填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 _____ (填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 ___________ 。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值 _______ ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图2坐标图,小虞同学发现导致乙组数据与甲和丙不同的原因是 ________ 。
【答案】(1)定值电阻
(2)右
(3)定值电阻断路
(4)不变
(5)实验前电流表没有调零
【详解】(1)探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,通过改变电压来获取多组数据,所以电路中需要接入定值电阻。
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。由图可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
(3)电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表指针有较大偏转,说明电压表与电源连通,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)根据表格数据,分别计算电压与电流的比值为
可知电压与电流的比值不变。
(5)在图2的坐标图中,乙组数据对应的I﹣U图像不过坐标原点,而甲和丙对应的I﹣U图像过坐标原点,也就是在乙组数据中电阻两端的电压为零时,电流表的示数不为零,所以导致乙组数据与甲和丙不同的原因是实验前电流表没有调零。
题型5 探究:电流与电阻的关系(共3小题)
【模型】能运用控制变量法探究电流与电阻的关系。
【知识和方法】
1.实验方法:保持定值电阻两端电压不变,改变定值电阻大小,研究电流随电阻的变化关系,观察并记录电流表示数和定值电阻阻值。
2.分析论证:
分析数据发现,电流随电阻的增大而减小,并且电流与电阻的乘积是个定值。并且发现电流与电阻成反比例关系,I-R图像为反比例函数图像。
1.(2026吉林中考)在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中:
(1)电路连接如图甲所示,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P调节到______端。闭合开关后,发现电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数,调节滑动变阻器的滑片,两表示数均无明显变化,则电路故障可能是定值电阻______路;
(2)排除故障后,将滑片调节到某一位置时,电压表的示数如图乙所示为______V;
(3)更换不同阻值的定值电阻,进行多次实验,根据实验数据绘制出如图丙所示图像,分析图像可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______;
(4)小明用热敏电阻器替换掉图甲中的定值电阻R,想设计一个自动测温电路。他查阅到这种热敏电阻器的电阻随温度的升高而减小。电源电压恒定,保持电路中的滑动变阻器滑片的位置不变,当环境温度升高时,图甲中的______表的示数变大,则可以将此表作为温度显示仪。
【答案】(1)B 断 (2)1.5 (3)反比 (4)电流
【解析】(1)为保护电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P调节到阻值最大处,即B端;
闭合开关后,发现电压表的示数接近电源电压,说明电压表的两端与电源相通,电流表几乎无示数,说明发生断路,调节滑动变阻器的滑片,两表示数均无明显变化,则电路故障可能是定值电阻断路。
(2)如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V。
(3)分析图像可知,电流与电阻的乘积为
即电流与电阻的乘积为定值,可得:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)用热敏电阻器替换掉图甲中的定值电阻R,则热敏电阻器与滑动变阻器串联,电压表测热敏电阻器的电压,电流表测电路中电流。当环境温度升高时,热敏电阻器的电阻减小,则总电阻减小,根据,电路中电流变大,则电流表示数变大,根据串联分压原理,热敏电阻器的电压变小,则电压表示数减小。所以可以将电流表作为温度显示仪。
2.(2026山东东营中考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组用电源(电压不变)、开关、电阻盒(定值电阻分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器连接的实验电路如图甲所示。
(1)小明在闭合开关前检查电路,发现有一根导线连接错误,且只改接这一根导线就可以使电路连接正确。请你在这根导线上打“×”,再用笔画线把它改到正确的位置上。
(2)改接电路确认无误后,闭合开关,小明将5 Ω电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片P测得一组数据;将5 Ω电阻更换为10 Ω电阻,他此时应该将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端滑动,这样操作的主要目的是________________________________________。
(3)完成上述操作后,在老师的授意下小明直接用10 Ω的电阻探究电流与电压的关系,在如图所示的图像中能正确表示通过它的电流与其两端电压关系的是________(选填字母)。
A. B.
C. D.
(4)在解释交流阶段,小英问,假设没有纠正(1)中电路连接的错误,直接闭合开关,会有什么现象?请你帮她回答:_______________________________________________________________________________。
(5)小明想用一只定值电阻R测量一下铭牌已模糊不清的滑动变阻器的最大阻值,重新设计的电路如图乙所示。请你将实验过程补充完整。
①根据图乙连接电路________,检查无误后闭合开关;
②______________
③_______________
④滑动变阻器的最大阻值Rx=________(用R和②③中测出的物理量的符号表示)。
【答案】(1) (2)左 保持定值电阻两端的电压不变 (3)D (4)电流表的示数几乎为0,电压表的示数接近电源电压 (5)将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处 将滑动变阻器的滑片移到最左端,记录电流表的示数,记为 将滑动变阻器的滑片移到最右端,记录电流表的示数,记为
【解析】(1)由图甲,电流表和定值电阻R并联,电压表串联在电路中。错误的导线是连接定值电阻R左接线柱和电流表负接线柱的那根导线,在这根导线上打“×”,将其改接到电压表的正接线柱上,最终实现电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻R两端,符合“探究电流与电阻关系”的电路要求。
(2)将5Ω电阻换为10Ω后,根据串联分压规律,定值电阻分得的电压会变大,为了保持定值电阻两端电压不变,需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,分担更多电压,因此滑片向左滑动,使滑动变阻器接入电阻丝变长。
(3)定值电阻的阻值不变,根据欧姆定律,通过定值电阻的电流与其两端电压成正比,I-U图像是过原点的倾斜直线,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)原错误电路中电压表串联在了电路里,由于电压表内阻极大,电路中电流极小,因此电流表几乎无示数;根据串联分压,电压表几乎分得全部电源电压,示数接近电源电压。
(5)步骤①中,为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
步骤②中,将滑动变阻器的滑片移到最左端,滑动变阻器阻值为0,电路为只有R的简单电路,记录电流表的示数为,则电源电压
步骤③中,将滑动变阻器的滑片移到最右端,接入电阻为最大值,记录电流表的示数为,此时R和串联,总电阻
则滑动变阻器的最大阻值
3.(2026山东济南中考)小明在进行“探究电流与电阻关系”的实验时,所用实验器材如下:定值电阻(、、、各一个)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、学生电源(电压已调为)和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物电路正确连接。
(2)实验步骤:
将的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片直到电压表示数为,此时电流表指针位置如图乙所示,电流表的示数为__________。
断开开关,更换不同的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片直到电压表示数为,记录电流表的示数,实验数据如表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
10
15
30
0.90
0.60
0.30
(3)根据以上实验操作和数据,可以得出的实验结论是_________________________________。
【答案】(1) (2)1.80 (3)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)“探究电流与电阻关系”的实验中,电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表需串联,电压表并联在定值电阻两端。电源电压,由题意可知,控制定值电阻两端电压,故电压表选量程。将电压表“ ”接线柱接定值电阻右端,将滑动变阻器上端任一接线柱与电流表“-”接线柱连接。
(2)由图乙可知,电流表选用量程,分度值为,读数为。
(3)分析表格数据可知,电阻增大时电流减小,且电阻与电流的乘积始终为
因此可以得出的实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
题型6 欧姆定律理解(共4小题)
【模型】总结得出欧姆定律并且能解决实际问题。
【知识与方法】欧姆定律应用注意事项:
(1)同一性:是指I、U、R必须为同一用电器或同一电路中的三个量,且一一对应。
(2)同时性:由于开关开合、滑片移动,会引起电路中I、U、R的变化,所以公式中的3个量,必须是同一时间的。
(3)统一性:指I、U、R的单位必须为国际单位( A 、V 、Ω)。
1.电流、电压和电阻,是电路学习中三个重要的物理量,如图所示情境粗略却形象地反映了这三者之间的关系。
①图中丙与甲的关系反映了 的关系,丙与乙的关系反映了 的关系。
②图中信息还反映出导体的电阻与导体的 有关,它们的关系可归纳为:相同条件下, 。
【答案】①电流与电压,电流与电阻;②横截面积,导体的电阻随导体横截面积的减小而增大。
【详解】①由图可知,乙阻碍丙的移动,所以乙表示电阻,甲推动丙运动,所以甲表示电压,丙在甲的推动下通过导体,所以丙表示电流。图中丙与甲的关系反映了电流与电压的关系,丙与乙的关系反映了电流与电阻的关系。
②由图可知,乙通过减小导体的横截面积来阻碍丙运动,所以图中信息还反映出导体的电阻与导体的横截面积有关。
2. 对于欧姆定律公式I= U/R的理解,以下说法中错误的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关
B.对某一导体来说,导体中的电流与其两端电压成正比
C.在电压相同的条件下,不同导体中的电流与导体的电阻成反比
D.由 I=U/R可推出R=U/I,说明R与U成正比,与I成反比
【答案】D
【解析】A.导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关,根据I=U/R可知,A正确;
B.对某导体来说,电阻不变,根据I=U/R可知,导体中的电流与其两端电压成正比,B正确;
C.在电压相同时,根据I=U/R可知,不同导体中的电流与导体的电阻成反比,C正确;
D.电阻是导体本身的一种性质,大小只由导体本身的因素决定,而与其两端的电压与通过导体的电流大小无关,由I=U/R可推出R=U/I,说明同一导体,U/I是一个定值,所以D错误。
所以选D。
3.如图甲是导体a、b、c的图像,现把它们分别接入图乙中MN之间,电源电压恒为7V,则闭合开关后电流表示数最小的是( )
A.导体a B.导体b C.导体c D.一样大
【答案】A
【详解】由图甲知在电压为2V时,导体a的电流最小,导体b的电流次之,导体c的电流最大,由知导体a的电阻最大,导体b的电阻次之,导体c的电阻最小;当电源电压恒为7V,仍然是导体a的电阻最大,导体b的电阻次之,导体c的电阻最小,所以电流表示数仍是导体a的电流最小,导体b的电流次之,导体c的电流最大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(2026吉林中考)如图是某款加热器的电路图,电源电压恒为220 V,电热丝的电阻不随温度变化而变化,电热丝的电阻为110 Ω。只闭合开关S时,通过电阻为的电热丝的电流是1 A。求:
(1)电热丝的电阻;
(2)同时闭合开关S和时,干路中的电流。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)电路分析:只闭合开关S时,电路为的简单电路,两端电压等于电源电压。
已知物理量:电源电压,通过的电流。
根据欧姆定律
(2)电路分析:同时闭合S和时,与并联,根据并联电路电压特点,各支路两端电压等于电源电压。
已知,则
根据并联电路电流特点,干路电流等于各支路电流之和,因此干路电流
题型7 测量定值电阻阻值(共3小题)
【模型】能用伏安法和特殊方法测量电阻。
【知识和方法】
1. 实验方法:由欧姆定律变形公式R=U/I可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把数据代入R=U/I ,即可求出定值电阻的阻值大小。
2. 数据处理要点:为了减少误差,实际测量中要改变待测电阻两端电压,多次测量电压及电流的值并分别算出相应的电阻,最后求电阻的平均值。
3. 实验故障分析:
(1)实验中如果电流表有示数,电压表无示数,则可能是 定值电阻短路。
(2)实验中如果电压表有示数,电流表无示数,则可能是 定值电阻开路。
1.(2026河南)某小组用如图甲中的器材测量定值电阻的电阻,所用电源电压为。
(1)请用笔画线表示导线,将如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置于___________(填“”或“”)端。闭合开关后,移动滑片,电流表示数发生变化,而电压表无示数,造成该故障的原因可能是___________(写出一种即可)。
(3)排除故障后进行实验,当电压表示数如图乙所示时,电流表示数如图丙所示,则通过定值电阻的电流为___________,本次测得定值电阻的电阻为___________。
(4)为减小误差,要多次测量,设计表格如下,请将表中横线处的内容填写完整。
实验序号
1
2
3
4
5
…
电压
电流
电阻
_____
【答案】(1)/ (2)B 定值电阻短路/电压表断路/电压表短路 (3)0.32 5 (4)电阻平均值
【解析】(1)测量定值电阻的电阻实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,故将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器任一上端接线柱连接;电压表测定值电阻两端电压,故将电压表的“3”接线柱与定值电阻右接线柱连接。据此作图。
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值处,应将滑动变阻器的滑片置于B端;
闭合开关后,移动滑片时电流表示数变化,说明电路是通路,电压表无示数,原因可能是定值电阻短路,或电压表本身断路或短路,无法显示读数。
(3)电源电压为3V,电压表选0~3V量程,分度值0.1V,定值电阻两端电压为1.6V;电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,通过定值电阻的电流为0.32A,定值电阻的电阻为
(4)本实验测量定值电阻,多次测量的目的是计算电阻平均值减小误差,因此表格需要补充电阻平均值。
2.(2026黑龙江)小明利用如下器材,对他在废旧电器内部发现的一个未知电阻R的阻值进行了测量。(已知电源电压为3 V)
(1)根据图甲中小明设计的电路,请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向左移动,电流表示数增大。
(2)闭合开关,小明发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终有示数,电压表无示数,则电路可能存在的故障是电阻R________(选填“断路”或“短路”)。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
2
3
(3)排除故障后,闭合开关,多次改变滑动变阻器滑片的位置,在表中记录数据并计算电阻R的阻值,你认为表格的设计中还缺哪一项?________________。
(4)小明利用已有部分实验器材,添加一个“2.5 V,0.5 W”的小灯泡和一个电位器,制作了一台简易调光台灯如图丁,其内部电路如图丙。为了使小灯泡两端电压不超过额定电压,电位器连入电路的最小阻值是________。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(5)对于小明设计的台灯,有同学认为它的结构稳定性很好,你认为台灯结构稳定性好的原因是________________。
【答案】(1) (2)短路 (3)电阻R的平均值 (4)2.5 (5)底座较大、较重,支撑面大、重心低
【解析】(1)要求滑片左移电流表示数增大,说明滑动变阻器接入电阻需减小,根据滑动变阻器“一上一下”的接线规则,将滑动变阻器的左下方接线柱与开关的左接线端连接即可。
(2)电流表始终有示数,说明电路不是断路;电压表并联在电阻R两端但无示数,说明电阻R两端没有电压,故电阻R短路。
(3)伏安法测定值电阻实验中,需要多次测量后取平均值减小误差,因此表格缺少平均电阻这一项。
(4)小灯泡正常发光时的电流
电源电压为3V,为使小灯泡两端电压不超过2.5V,电位器至少分得0.5V,所以电位器连入电路的最小阻值
(5)台灯底座较大、较重,支撑面较大且重心较低,不容易倾倒,所以结构稳定性较好。
3.(2026山西)如图甲所示,高铁列车通过车顶受电弓上的碳滑板与接触网滑动接触获取电能。碳滑板在使用中会磨损,影响获取电能,需定期检测更换。小明想:是不是碳滑板变薄引起电阻变化导致的呢?于是他购置碳板,测量碳板在不同磨损程度下的电阻。
实验思路:根据伏安法测量电阻的原理设计电路。将同一块碳板先后磨成不同的厚度,分别测量碳板在1.5V电压下通过的电流,利用欧姆定律算出电阻。
实验过程:
(1)用笔画线表示导线将图乙电路连接完整。
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是___________________________。
(3)排除故障后,测量厚度为10mm碳板电阻时,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为1.5V,电流表示数如图丙所示,算出电阻__________Ω。继续将长度、宽度一定的碳板磨成不同厚度,重复上述实验,得到数据如下表所示。
厚度d/mm
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
10
1.5
8
1.5
0.4
3.75
6
1.5
0.3
5
4
1.5
0.2
7.5
2
1.5
0.1
15
实验拓展:
(4)根据实验数据在图丁中作出碳板电阻与厚度的关系图像。分析图像和数据得出结论:长度、宽度和材料一定时,碳板的电阻与厚度成__________比。根据结论可以建议检修人员定期测量碳滑板的__________来判断是否需要更换。
【答案】(1) (2)碳板断路 (3)3 (4)反 厚度/电阻
【解析】(1)伏安法测电阻时,电压表需并联在待测电阻两端;测量碳板在1.5V电压下通过的电流,因此电压表选0~3V的测量范围,将电压表的“3”接线柱接在碳板的右端。
(2)电流表无示数说明电路可能发生断路,电压表有示数说明电压表两端能连通到电源两极,因此故障可能是与电压表并联的碳板断路。
(3)由丙图可知,电流表接0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,读数为,碳板的电阻为
(4)分析实验数据可得
即电阻与长度的乘积为定值,因此长度、宽度、材料一定时,碳板电阻与厚度成反比;根据结论,电阻随厚度减小而增大,因此定期测量碳滑板的电阻,也可直接测量厚度判断是否需要更换。
题型8 测量小灯泡电阻(共5小题)
【模型】能用伏安法测量小灯泡电阻。
【知识和方法】
1. 实验方法:由欧姆定律变形公式R=U/I可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把数据代入R=U/I ,即可求出小灯泡的阻值大小。
2. 数据处理要点:多次测量电压及电流的值并分别算出相应的电阻,不能求电阻的平均值,因为灯丝电阻不是定值,它随温度的升高而增大。
3. 实验故障分析:
(1)实验中如果电流表有示数,电压表无示数,则可能是 定值电阻短路。
(2)实验中如果电压表有示数,电流表无示数,则可能是 定值电阻开路。
1(2026内蒙古)科创小组准备制作调光台灯,灯泡的额定电压为。为了确定滑片处于滑动变阻器哪个位置时灯泡能正常发光,并测量灯泡正常发光时的电阻,他们连接了如图甲所示的电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整。
(2)滑片P调至最大阻值处,闭合开关。移动滑片,发现灯不亮,电流表、电压表都无示数。经检查,电路中只有一处故障。故障可能是________(写出一个即可),针对你发现的故障提出解决方法________。
(3)排除故障后,移动滑片使电压表示数为,灯泡正常发光,标记滑片位置,此时电流表示数如图乙所示,电流为________,灯泡正常发光时的电阻为________(保留一位小数)。为了避免灯泡两端电压超过额定电压,滑片相对标记处不能再向________移动。
【答案】(1) (2)开关断路 重新连接开关/更换开关 (3)0.3 8.3 右
【解析】(1)测量灯泡两端电压时,电压表应与灯泡并联。灯泡额定电压为2.5V,所以电压表选0~3V量程;图中电压表左接线柱已与灯泡左端相连,还需将电压表右接线柱与灯泡右端接线柱相连。
(2)闭合开关后,灯泡不亮,电流表、电压表都无示数,说明电路中没有电流,电压表也没有接到电源两端,故障可能出现在串联电路中,如开关断路。若为开关断路,应重新连接开关或更换开关。
(3)由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指在0.3A处,故电流为0.3A。灯泡正常发光时,,灯泡正常发光时的电阻
图甲中滑动变阻器接入的是滑片P与右端接线柱之间的电阻,滑片向右移动时接入电阻变小,灯泡两端电压会增大,为避免灯泡两端电压超过额定电压,滑片相对标记处不能再向右移动。
2.(2026四川广安)物理实验课上,小华所在小组准备测量额定电流为0.3 A的小灯泡正常发光时的电阻。提供的器材有:三节新干电池,电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。小组成员设计了如图甲所示的电路。
(1)根据图甲,请用笔画线代替导线,将图乙的电路补充完整。
(2)连接电路过程中,开关应处于________状态。
(3)连接好最后一根导线后,闭合开关,发现小灯泡不发光,两表均无示数。原因可能是____________(写出合理的一条即可)。
(4)排除故障后,移动滑片,使电流表示数为0.3 A,此时电压表示数如图丙所示,为______V,并通过计算得出了该小灯泡正常发光时的电阻。
(5)实验完毕,小组成员利用电流表和阻值为R0的定值电阻等器材,测量未知电阻的阻值,如图所示。请补充完成下列实验步骤:
①闭合开关S,断开开关S1,读出此时电流表示数I0;
②再闭合开关S1,读出此时电流表示数I;
③通过计算得出电阻________(用R0、I0、I表示)。
【答案】(1) (2)断开 (3)开关断路/开关接触不良/电流表断路/滑动变阻器断路 (4)2.5 (5)
【解析】(1)小灯泡的额定电流为0.3A,则电流表选择量程;滑动变阻器按“一上一下”串联接入电路。将滑动变阻器的左下A接线柱连接到电流表标有“0.6”的接线柱即可。
(2)连接电路时,为保护电路,避免接线过程中短路烧坏器材,开关必须处于断开状态。
(3)两表均无示数说明电路存在断路;若仅灯泡断路,电压表会串联接入电路,示数接近电源电压,因此故障为干路某处断路,写出任意一种合理情况即可。
(4)电压表选用量程,分度值为0.1V,读数为2.5V。
(5)R0与Rx并联,闭合S、断开S1时,只有R0接入电路,可得电源电压
再闭合S1后,干路电流为I,根据并联电路电流规律,通过Rx的电流
并联电路两端电压相等,因此
3.(2026·四川成都·模拟预测)某同学做“伏安法测灯泡电阻”的实验,实验电路如图甲所示,所用小灯泡标有“2.4 V”字样。下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.可以多次实验求平均值以减小误差
C.闭合开关前,滑动变阻器滑片应该移至最右端
D.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻为8 Ω
【答案】B
【详解】A.伏安法测量电阻的原理是欧姆定律的变形公式,通过测量灯泡两端电压和通过灯泡的电流计算电阻,故A正确;
B.小灯泡的电阻随温度升高而改变,不同电压下小灯泡温度不同,电阻不同,因此多次实验求平均值没有物理意义,无法减小误差,故B错误;
C.为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应调到阻值最大处。由图甲可知,滑片移至最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,故C正确;
D.小灯泡正常发光时,灯泡两端电压,电流表选用0∼0.6 A量程,分度值为0.02A,由图乙可知电流表示数,此时灯泡电阻
故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
4.(25-26八年级下·重庆江津·阶段检测)春假期间,小勤在家中搭建了一个简易电学实验室。他利用如图所示的电路,先后开展了两个小实验:先测量一个未知定值电阻的阻值,再测量一个小灯泡的灯丝电阻。下列有关这两个实验的分析,正确的是( )
A.两个实验的原理不相同 B.两个实验均使用了控制变量法
C.两个实验中多次测量的目的相同 D.滑动变阻器在两实验中的主要作用相同
【答案】D
【详解】A.两个实验都是伏安法测电阻,原理均为,原理相同,故A错误;
B.两个实验都没有使用控制变量法,控制变量法应用在探究影响电阻的因素等实验中,故B错误;
C.测量未知定值电阻时,多次测量的目的是求平均值减小实验误差;测量小灯泡灯丝电阻时,多次测量的目的是探究灯丝电阻随温度的变化规律,得到普遍规律,两次多次测量的目的不相同,故C错误;
D.两个实验中,滑动变阻器的主要作用都是保护电路,同时改变被测元件两端的电压,以便获取多组实验数据完成多次测量,因此滑动变阻器在两个实验中的主要作用相同,故D正确。
故选D。
5.(2026·广东广州·中考真题)某实验小组测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电阻。
(1)实验步骤:
①按图a连接电路,要求滑片P向B端滑动时,灯泡变暗,则导线K端应与接线柱_____(选填“A”“B”)连接;
②将滑动变阻器调至阻值最大,闭合开关,调节滑片P,观察到电流表示数有变化,电压表示数始终为0,排查发现是由导线1或2断路引起的,断路的应是导线________(选填“1”“2”);
③排除电路故障后,调节小灯泡两端电压为2.5 V,小灯泡正常工作,调节滑片P,使小灯泡两端电压逐次下降。当小灯泡两端电压为0.5 V时,电流表示数如图b为________A。测得各组数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
(2)数据处理:
小灯泡正常工作时的阻值为________Ω(结果保留一位小数);小灯泡正常工作时的阻值________(选填“大于”“小于”)其在0.5 V电压下的阻值。实验小组发现,小灯泡的阻值不是定值。
(3)实验拓展:
①实验小组还发现小灯泡工作时会发热,进而提出以下猜想:
猜想一:灯丝温度一定时,灯丝两端电压越高,电阻越大;
猜想二:灯丝两端电压一定时,灯丝温度越高,电阻越大。
②将图c所示的已拆除灯罩的小灯泡接入原电路,保持其两端电压为0.5 V,用酒精灯对灯丝加热,发现电流表示数明显减小,以上实验操作是为了验证猜想________(选填“一”“二”),该猜想________(选填“被验证”“被否定”),另一猜想在上述操作中________(选填“被验证”“被否定”或“无法验证”)。
【答案】(1) A 1 0.16
(2) 8.9 大于
(3) 二 被验证 无法验证
【详解】(1)滑片P向B滑动灯泡变暗,说明电路电流变小,则滑动变阻器接入电阻需变大,因此导线K接A;电流表有示数说明通路,电压表示数为0,电压表断路,故障导线为1;电流表0~0.6A量程,分度值0.02A,指针示数为0.16 A。
(2)因为小灯泡正常发光时的电压为,查表得此时电流为
所以小灯泡正常工作时的阻值为
而小灯泡的电压为0.5V时的电阻为
因此小灯泡正常工作阻值大于0.5V电压下阻值。
(3)实验控制电压不变,改变灯丝温度,验证猜想二;加热后电流减小,电阻变大,猜想二被验证;实验未控制温度不变改变电压,猜想一无法验证。
题型9 欧姆定律在串并联电路中的应用(共5小题)
【模型】考查运用欧姆定律解决串并联电路问题。
【知识和方法】
1. 串联分压原理:串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。U1/U2=R1/R2。
●特别强调:也就是,串联时谁电阻大,谁分电压多。
2. 并联分流原理:并联电路中,流过各支路的电流与其电阻成反比。I1/I2= R2/R1。
●特别强调:也就是,并联时谁电阻大,谁分电流反而小。
1.某小灯泡正常工作时的电压为6V,通过它的电流为0.5A,若把该小灯泡接在电压为9V的电路上正常工作,应( )
A.给它并联一个6Ω的电阻
B.给它串联一个12Ω的电阻
C.给它串联一个6Ω的电阻
D.给它并联一个12Ω的电阻
【答案】C
【详解】灯泡正常发光时的电压UL=6V,要使灯泡在9V的电源上正常发光应串联一个电阻分压;根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得,串联电阻两端的电压
UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V
根据串联电路中各处的电流相等可知电路中的电流
I=IL=0.5A
根据欧姆定律可得,串联电阻的阻值
R=6Ω
故C符合题意,故ABD不符合题意。
故选C。
2.天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A. 浓度增大,电流表示数变小
B. 浓度增大,电压表示数变小
C. 浓度减小,电流表示数变大
D. 浓度减小,电压表示数变小
【答案】D
【解析】由图可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.天然气浓度增大时,R阻值减小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流增大,即电流表示数变大,由可知,两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB不符合题意;
CD.天然气浓度减小时,R阻值增大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,由可知,两端的电压变小,即电压表示数变小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.如图所示电路中,电源电压为6V,R1=80Ω,R2=40Ω,闭合开关。求:
(1)电路的总电阻;
(2)通过R1的电流;
(3)电压表的示数。
【答案】(1)120Ω;(2)0.05A;(3)2V
【详解】解:(1)由电路图可知:R1、R2串联,电流表测串联电路中的电流,电压表测R2两端的电压。电路中的总电阻
R=R1+R2=80Ω+40Ω=120Ω
(2)串联电路中的电流
由于串联电路中的电流处处相等,则通过R1的电流
I1=I=0.05A
(3)由欧姆定律得,电压表的示数
U2=IR2=0.05A×40Ω=2V
答:(1)电路的总电阻为120Ω;
(2)通过R1的电流为0.05A;
(3)电压表的示数为2V。
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,开关S由断开到闭合,下列说法正确的是( )
A.电流表和电压表的示数都变小 B.电流表和电压表的示数都变大
C.电路中的总电阻变小 D.电路中的总电阻变大
【答案】C
【详解】AB.开关断开时,电路为R2的简单电路,电压表测量的是电源电压,电流表测量R2中的电流;闭合开关后,两个电阻并联,电压表测量并联电路两端的电压,电流表测量通过R2的电流;并联电路各支路两端的电压等于电源电压,R2两端的电压不变,R2支路中的电流与原来的电流相等,故电压表示数不变,电流表示数不变,故AB错误;
CD.闭合开关前,电路的电阻为R2,并联电路总电阻,总电阻小于任一支路电阻,因此总电阻减小,故C正确,D错误。
故选C。
5.图-1是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图-2所示电源电压不变的电路中,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.5A。下列分析与计算正确的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为6Ω
B.再闭合开关S2后,通过电阻R的电流为0.3A
C.闭合开关S1、S2时,整个电路的总电阻小于6Ω
D.将小灯泡L和电阻R串联在5V的电路中,通过电路的电流为0.4A
【答案】C
【详解】A.只闭合开关S1时,电路是关于小灯泡的简单电路,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.5A,即通过小灯泡的电流为0.5A,由图1可知,此时灯泡两端的电压为4V,即电源电压为4V,所以灯泡的电阻为
故A错误;
B.再闭合开关S2后,电阻R与灯泡并联,由于电源电压为4V,由图1可知,R两端的电压为4V时,通过电阻R的电流为0.2A,电阻R的阻值为
故B错误;
C.闭合开关S1、S2时,电阻R与灯泡并联,整个电路的总电阻为
解
R≈5.7Ω<6Ω
故C正确;
D.将灯泡L和电阻R串联在5V的电路中,根据欧姆定律可得,电路中的电流为
故D错误。
故选C。
提升·进阶突破
题型10 欧姆定律简单计算(共6小题)
1.(25-26九年级上·海南海口·期中)当一段导体两端接电压时,通过它的电流是,则导体的电阻是_____;当这段导体未接入电路时,电阻是_____。
【答案】 6 6
【详解】[1]根据欧姆定律,已知导体两端电压,通过的电流,则导体的电阻
[2]电阻是导体本身的一种属性,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与是否接入电路、两端是否有电压、是否有电流通过无关。因此,当导体未接入电路时,电阻仍为6Ω。
2.某小灯泡正常发光时其两端的电压为,灯丝电阻大小为,则小灯泡正常发光时通过灯丝的电流大小为__________;将这个小灯泡按如图所示的方式接入电路,其中电源电压为且保持不变,,闭合开关后,发现电流表的示数为,此时电压表的示数为__________。
【答案】 0.3 2
【详解】[1]计算小灯泡正常发光的电流根据欧姆定律,已知额定电压,灯丝电阻,。
[2]计算电压表的示数由电路图可知,灯泡与串联,电流表测电路电流。先计算两端的电压:,电源电压,根据串联电路电压规律,电压表测灯泡两端电压:。
3.如图所示的电路中,电源电压恒定,的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表的示数为0.4A。电阻的电流为______A;电源电压为______V;电阻的阻值为______Ω。
【答案】 0.8 12 30
【详解】[1]电路中与并联,电流表测的电流,电流表测干路电流。根据并联电路电流规律,的电流:。
[2]并联电路中各支路电压等于电源电压,由的电流和阻值可得:。
[3]两端电压等于电源电压(),由的电流可得:。
4.(25-26九年级上·河北邯郸·阶段检测)如图是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像。下列说法正确的是( )
A.电阻R的阻值为5Ω
B.灯泡L的阻值为5Ω
C.将L和R串联在5V的电源上,电路中的电流为0.4A
D.将L和R并联在2V的电源上,干路中的电流为0.6A
【答案】C
【详解】A.R是定值电阻,由图像可知,当时,,电阻R的阻值,故A错误;
B.灯泡的电阻随电压(温度)变化,是不定值,只有在电压为时电阻才为
不能直接说“灯泡的阻值为”,故B错误。
C.和串联,串联电路电流处处相等,总电压等于各部分电压之和。当电路电流时,由图可得:,,总电压
正好等于电源电压,符合条件,故C正确。
D.和并联在电源上,并联电路各支路电压等于电源电压,即
由图得,,干路电流
故D错误。
故选C。
5.(2025·江西抚州·二模)如图所示电路,电源电压不变,的阻值为,当只闭合开关S时,电流表示数为0.6A;当开关S、都闭合时,电流表示数为1A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S、都闭合时,通过的电流;
(3)当开关S、都闭合时,的阻值。
【答案】(1)6V
(2)0.4A
(3)
【详解】(1)当只闭合开关S时,电路为的简单电路,电流表测量通过的电流。根据欧姆定律可得,电源电压U为
(2)当开关S、都闭合时,电阻和并联,电流表测量干路总电流,即。在并联电路中,各支路互不影响,且各支路两端的电压相等,都等于电源电压。所以,通过的电流不变,仍为。根据并联电路的电流特点(干路电流等于各支路电流之和),通过的电流为
(3)当开关S、都闭合时,两端的电压等于电源电压,即。根据欧姆定律可得,的阻值为
6.某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示,电源电压不变,定值电阻R=20Ω,Rt是热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,当环境温度为20℃时,闭合开关S后,电压表的示数为1V。求:
(1)当环境温度为20℃时,通过电阻R的电流;
(2)Rt两端电压;
(3)当电压表示数为1.2V时,环境温度为多少℃?
【答案】(1)0.05A
(2)2V
(3)30℃
【详解】(1)由电路图可知,定值电阻和热敏电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压。当环境温度为20℃时,闭合开关S后,电压表的示数为1V。根据欧姆定律可知电路电流即通过电阻R的电流
(2)由图乙可知,当环境温度20℃时,热敏电阻的阻值为40Ω。根据欧姆定律可得Rt两端电压
(3)根据串联电路的电压特点可知电源电压为
当电压表示数为1.2V时,电路中的电流为
热敏电阻两端的电压为
热敏电阻的阻值为
查阅图乙可知,当热敏电阻的阻值为30Ω时,对应的环境温度为30℃。
题型11 动态电路问题(共5小题)
【模型】能运用欧姆定律分析动态电路中电流、电压、电阻的变化情况。
【知识和方法】
1.电路中的电流、电压或电阻发生了变化,一般情况下,都是下列几种情况下引起的:
①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起;
②开关的断开或闭合引起;
③电路出现的故障(短路和断路)引起。
2.分析动态电路用到的知识:
①欧姆定律;
②串联、并联电路中电流、电压及电阻的关系;
③滑动变阻器的使用知识;
④电流表、电压表的使用知识;
⑤短路与断路知识。
1.如图所示电路中,电源两端电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中( )
A.电流表、电压表的示数都减小 B.电流表、电压表的示数都增大
C.电流表的示数增大、电压表的示数减小 D.电流表的示数减小、电压表的示数增大
【答案】A
【详解】由电路图分析可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,接入电路的电阻变大,根据串联电路电阻特点可知,电路的总电阻变大,根据欧姆定律,可知电路中的电流变小,即电流表的示数变小;根据欧姆定律的变形式可知,定值电阻两端的电压变小,即电压表示数变小,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电表示数的变化情况是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数不变,电压表示数不变
C.电流表示数变大,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数不变
【答案】D
【详解】变阻器与定值电阻并联,电压表测定值电阻的电压即电源电压,电流表测干路的电流,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表示数不变,因变阻器连入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小,总电流减小,电流表示数变小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.甲图是一款内置锂电池的雾霾浓度检测仪,检测原理如乙图所示。其中R0为定值电阻,R1为浓度传感器,其电阻随雾霾浓度的增大而减小,下列说法正确的是( )
A.当雾霾浓度减小时,图中电流表示数变大
B.当雾霾浓度增大时,图中电压表示数变大
C.图中的定值电阻R0可以用超导体材料制作
D.检测仪充电时,内部的锂电池相当于电源
【答案】B
【详解】A.由图乙可知,开关闭合,定值电阻R0与传感器R1串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。因传感器R1的电阻随雾霾浓度的增大而减小,所以当雾霾浓度减小时,传感器R1的电阻变大,串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故A错误;
B.当雾霾浓度增大时,传感器R1的电阻变小,根据串联电路电压的分配可知,R1两端的电压变小,根据串联电路电压的特点可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B正确;
C.图中的定值电阻R0是为了当R1阻值过小而导致电路电流过大时保护电路,若用超导体材料制作,其电阻为0,则无法实现保护电路的目的,故C错误;
D.检测仪充电时,消耗电能,将电能转化为化学能存储起来,故内部的锂电池相当于用电器,故D错误。
故选B。
4.(2025·安徽宿州·三模)风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量,如图甲所示的是简易风速仪的原理图。其中“恒流源”是一个特殊电源,它始终提供大小恒定的电流,为定值电阻,为压敏电阻,当风速变化时,迎风板会受到不同大小的风压,的阻值就会发生变化,随压力F变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.当压力变大时,电压表示数增大
B.当压力变大时,电流表示数增大
C.当压力变小时,电路总电阻变小
D.当压力变小时,电流增加量大于电流减小量
【答案】B
【详解】AB.电路中定值电阻和压敏电阻并联,电压表测量各个支路电压。由图乙可知当压力增大时,压敏电阻的阻值变小,根据并联电路总电阻的特点,整个电路的总电阻也变小;再由恒流源的特点,总电流不变,由可得压敏电阻两端的电压变小;因并联电路各个支路电压相等,定值电阻两端的电压也减小,即电压表示数减小,根据欧姆定律得,通过的电流减小,总电流I不变,由可知,压敏电阻所在支路的电流增大,即电流表示数增大,故A错误,B正确;
CD.当压力变小时,压敏电阻的阻值变大,则整个电路总电阻变大;由可知、两端电压变大,即电压表示数变大,由得通过的电流也变大,而总电流I不变,则电流增加量与电流减小量相等,所以 CD错误。
故选B。
5.(2025·江西·模拟预测)如图所示,电源电压恒定,已知三个定值电阻中R1>R2,当开关S由a掷向b时,下列说法正确的是( )
A.的示数变小,的示数变大 B.的示数变大,的示数变小
C.的示数变小,的示数变小 D.的示数变大,的示数变大
【答案】D
【详解】当开关接a时,电阻R和R1串联在电路中,当开关接b时,电阻R和R2串联在电路中,因为R1>R2,当开关S由a掷向b时,电路总电阻变小,电流表示数变大,又因为电压表测量定值电阻R两端电压,根据可知电压表示数变大,故ABC错误,D正确。
故选D。
题型12 运用欧姆定律进行电路故障分析问题(共5小题)
【模型】运用欧姆定律分析查找电路故障。
【知识和方法】
1.电流表被短接:电压表示数,电流表无示数。
2.电流表处断路:电流表无示数,电压表无示数。
3.电压表被短接:电压表无示数,电流表有示数。
4.电压表处断路:电压表无示数,电流表有示数。
5.定值电阻被短接:电压表无示数,电流表有示数,且示数偏大。
6.定值电阻处断路:电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数。
7.滑动变阻器上面两个接线柱接入电路:移动滑片,电表示数不变,电压表示数接近电源电压。
8.滑动变阻器下面两个接线柱接入电路:移动滑片,电表示数不变。
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,可是过了一会儿,电流表的示数变大,电压表示数变小。则下列对该电路故障分析正确的是( )
A.电阻R断路 B.电阻R被短路
C.灯泡L可能断路 D.灯泡L可能短路
【答案】B
【详解】由电路图知,灯泡与电阻R串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流; 电流表的示数变大,说明电路中总电阻减小,存在短路故障,电压表的示数变小,说明与电压表并联的电阻R短路;若断路,电流表没有示数;若灯L短路了,则灯泡两端电压为0,电阻R的电压增大,电压表的示数变大,故ACD错误,B正确。
故选B。
2.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,电压表和电流表都有示数,若一段时间后,灯泡断路,则可能观察到的现象是( )
A.灯泡不亮,变亮
B.灯泡、都不亮
C.电压表和电流表示数都不变
D.电压表无示数,电流表有示数
【答案】C
【详解】A.据图可知,电路是并联的,并联电路中各支路独立工作,断路不会影响支路的电压和电流,因此亮度不变,而非变亮,故A不符合题意;
B.所在支路未受断路的影响,仍能正常工作,所以会亮,故B不符合题意;
C.电压表始终测电源电压,电源电压不变,因此电压表示数不变。电流表测支路的电流,支路不受断路影响,电流表示数也不变,故C符合题意;
D.电压表测电源电压,应始终有示数;电流表测支路电流也有示数,故D不符合题意。
故选C。
3.(25-26八年级下·湖南长沙·期末)如图所示,闭合开关S,灯L发光,一段时间后灯L熄灭。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。现用一只规格相同且完好的灯L′替换灯L,下列说法正确的是( )
①若灯L′亮,则灯L可能断路
②若灯L′亮,则灯L可能短路
③若灯L′不亮,则电阻R一定断路
④若灯L′不亮,则电阻R可能短路
A.只有①②③正确 B.只有②③④正确 C.只有①②④正确 D.只有①③④正确
【答案】A
【详解】由上图可知,灯L和R组成串联电路,电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,用一只规格相同且完好的灯L′替换灯L,若灯L′亮,说明其它电路是通的,则电阻R肯定完好,故障只能在灯L上,灯L可能是短路或断路,故①②正确;若灯L′不亮,说明电路不通,则故障在电阻R上,考虑到小灯L原先不亮,则故障只能是电阻R断路,故③正确,④错误,故A正确,BCD不正确。
故选A。
4.(25-26九年级上·湖北荆门·期中)如图所示,闭合开关,两灯都发光,电流表和电压表都有示数,一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,两电表的示数都变大,则下列说法中正确的是( )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
【答案】B
【详解】由图可知,两个灯泡串联,电压表测量的电压,电流表测串联电路的电流;若一灯灭了,则另一个灯仍亮,说明电路是通路,电流表示数变大,说明电流增大,电路电阻变小,某个灯发生短路,电压表示数变大,说明短路。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.(25-26九年级上·江苏南京·阶段检测)如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合后,两表均有示数。过一会儿发现其中一个表的示数变大,而另一表示数变小,若电路中仅有一处故障且一定发生在定值电阻R或灯泡L上,则下列故障判断正确的是( )
①电路正常时,电压表测量的是灯泡的电压
②若变大的电表是电流表,可能是灯泡短路
③若变大的电表是电压表,电路故障一定是定值电阻R断路
④若变大的电表是电压表,用一根导线接在定值电阻R的两端,电压表会变小,电流表会变大
A.只有①②正确
B.只有③④正确
C.只有①④正确
D.只有②③正确
【答案】B
【详解】由电路图可得,定值电阻与灯泡串联,电流表测电路电流,电压表并联在两端,测的电压。
①电路正常时,电压表并联在两端,测量的是的电压,并非灯泡的电压,故①错误。
②若电流表示数变大,说明电路电阻减小。若灯泡短路,电路总电阻为电阻减小,电流增大;此时电压表测的电压,即电源电压,电压表示数也会变大,与“一个表变大、另一个表变小”矛盾,故②错误。
③若电压表示数变大,说明电压表直接接在电源两端。若断路,电压表串联入电路(测电源电压),电压表示数变大;电路断路时电流表示数变为0,符合“一个表变大、另一个表变小”,故③正确。
④用导线接在两端,被短路,电路总电阻减小,电流增大,即电流表示数变大;电压表被短路,电压表示数变为,符合描述,故④正确。
综上,只有③④正确,故ACD错误,B正确。
故选B。
题型13 用特殊方法测电阻(共5小题)
【模型】能用特殊测量电阻。
【知识和方法】
1. 伏阻法测电阻:如果没有电流表只有电压表,可以根据串联电路电流相等的特点,找一个已知阻值的电阻与被测电阻串联,从而解决电流的问题。
2. 安阻法测电阻:如果没有电压表只有电流表,可以根据并联电路各支路电压相等的特点,找一个已知阻值的电阻与被测电阻并联,从而解决电压的问题。
1.小丽选择合适的器材,设计了如图所示的电路,R0为已知阻值的定值电阻,Rx阻值未知,电源电压未知但保持不变,S1一直处于闭合状态。以下说法中正确的是( )
A.当S2闭合时,R0和Rx是串联连接
B.当S2断开时,电压表测的是Rx两端的电压
C.该电路能测出未知电阻Rx的阻值
D.S2无论是断开还是闭合,电压表的示数都不变
【答案】D
【详解】由电路图可知,当S2闭合,只有Rx接入电路,电压表测定值电阻Rx两端电压,也是测量电源的电压;当S2断开时,R0和Rx串联,电压表测的是电源两端的电压;所以S2无论是断开还是闭合,电压表都是测量电源电压,则示数都不变,因此该电路不能测出未知电阻Rx的阻值,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2,则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
【答案】D
【详解】AB.由电路图可知,当S1、S2闭合时,定值电阻R0短路,电压表测量电阻Rx的电压,也是测量电源电压,因此电源两端的电压为U2,故AB错误;
C.当开关S1、S2闭合时,只有电阻Rx接入电路,通过电阻Rx的电流为
故C错误;
D.当开关S1闭合、S2断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,即Ux=U1,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压
U0=U-Ux=U2-U1
因串联电路中各处的电流相等,所以
解得
故D正确。
故选D。
3.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小红设计了如图所示的电路。电源电压不变,已知R1阻值为R0,在闭合S的情况下,断开S1时电压表的读数是U1,闭合S1时电压表的示数是U2,则电源电压为 ,被测电阻R2= 。
【答案】 U2
【详解】[1][2]由电路图知,两电阻串联在电路中,S一直闭合,断开S1时,电压表测R1两端的电压,则电路中的电流
闭合S1时,电压表测源电压,所以电源电压为U2。此时,R2两端的电压
UR=U2-U1
那么,被测电阻
4.小华在测电阻时发现电压表损坏,她利用电流表和一个阻值已知的定值电阻,设计了四个电路,其中能测出未知电阻阻值的是( )
A.③④ B.①③④ C.①②③④ D.②③④
【答案】B
【详解】①S闭合时,被短路,电流表测量中的电流,S断开时,两电阻串联,电流表测量串联电路中的电流;电源电压不变,所以有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故①符合题意;
②S往左接通时,被短路,电流表测量通过中的电流,S往右接通时,被短路,电流表测量通过的电流,此时电流表的正负极接反,不可以测量出未知电阻的阻值,故②不符合题意;
③S往左接通时,被短路,电流表测量通过中的电流,S往右接通时,被短路,电流表测量通过的电流,电源电压不变,根据欧姆定律有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故③符合题意;
④只闭合S1时,只有R0接入电路,电流表测量R0电流,只闭合S2时,只有Rx接入电路,电流表测量Rx电流,电源电压不变,根据欧姆定律有,解得
可以测量出未知电阻的阻值,故④符合题意;
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.小明同学在测量未知电阻的阻值时,电压表损坏,于是他利用原有器材设计如图所示电路也顺利测出未知电阻的阻值。(滑动变阻器最大阻值为,电源电压未知但不变)请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数为;
③写出待测电阻的表达式:= 。(用、、表示)
【答案】 b端
【详解】[1][2]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,此时滑动变阻器(连入电路的阻值为其最大值)与并联,此时干路电流为;将滑动变阻器的滑片P移到b端,此时被短路,只有滑动变阻器连入电路(阻值为),记录电流表示数为,所以电源电压为。、并联时通过的电流为,则未知电阻的阻值为。
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