内容正文:
专题14 欧姆定律
3年真题1年模拟
考点分类
山东考情
命题规律
考点1 欧姆定律及其应用
2026山东济宁(1题)、2026山东(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东济南(2题)、2025山东潍坊(1题)、2025山东泰安(1题)、2024山东德州(1题)、2024山东临沂(2题)、2024山东烟台(2题)
·情境:生活设施、科技应用与实验探究三方面情境交织。
·重点:欧姆定律的简单计算。
·趋势:情境创设日趋多元,纯文字题干减少,常与电功率、串联电路等知识板块交叉融合。
考点2 电路的动态分析
2026山东烟台(1题)、2025山东德州(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东济宁(1题)、2024山东枣庄(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:含有敏感电阻的动态分析、含有变阻器电路的动态分析、含有变阻器电路的动态计算。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与并联电路、电功率等知识板块交叉融合。
考点3 电路故障分析
2025山东泰安(1题)、2024山东烟台(1题)
·情境:常以生活设施和日常场景作为命题背景。
·重点:断路的电路连接情况及电路特点、短路的电路连接情况及短路的危害、用电压表检测电路故障。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点4 电流与电压、电阻的关系
2026山东济南(1题)、2026山东东营(1题)、2025山东青岛(1题)、2025山东日照(1题)、2024山东德州(1题)、2024山东日照(1题)、2024山东青岛(1题)、2024山东临沂(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:探究电流与电阻的关系、探究电流与电压的关系、串联电路的电阻与电压的比值关系及计算、电流表的量程及读数。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与电功率、串联电路等知识板块交叉融合,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点5 伏安法测电阻
2026山东烟台(1题)、2025山东德州(1题)、2025山东济南(1题)、2025山东潍坊(1题)、2025山东泰安(1题)、2024山东枣庄(1题)、2024山东烟台(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测小灯泡的电功率。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与电功率等知识板块交叉融合。
考点1 欧姆定律及其应用
1.(2025·山东日照·中考真题)(多选)如图是拉力传感器的电路示意图,电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样。为保证电路安全,下列说法正确的是( )
A. 当电压表示数为3V时,滑片P位于的最左端
B. 电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A
C. 变阻器接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω
D. 当滑片P位于最右端时,电路的总功率为1.8W
2.(2025·山东济南·中考真题)(多选)如图为电阻的电流随电压变化的图像,下列说法正确的是( )
A. 的阻值小于的阻值
B. 将和并联接在电源上,的电流小于的电流
C. 将和串联接在电源上,的电功率小于的电功率
D. 将和并联接在电源上,的电功率大于的电功率
3.(2025·山东潍坊·中考真题)(多选)某同学设计了如图甲所示的电路测量物体质量,电源电压不变,为定值电阻,为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化规律如图乙所示,电流表的量程为。在上放置轻质托盘,闭合开关,的物体静止放在托盘上时电流表的示数为,的功率为;再放上的物体,稳定后电流表的示数变化了的功率为。取,托盘重力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 托盘上不放物体时电流表的示数为
B. 该电路能测量的物体质量最大为
C.
D. 若电流表的示数为,则被测物体的质量为
4.(2024·山东德州·中考真题)如图所示,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V 1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15 1A”字样,定值电阻R1阻值为10,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法错误的是( )
A. 小灯泡正常工作时电流为0.5A
B. 当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,R2接入电路的最小阻值为3
C. 当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率最小值为3.375W
D. 当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,R2接入电路的最大阻值为15
5.(2024·山东临沂·中考真题)如图所示电路的电源电压为9V,电流表使用0~0.6A量程,电压表使用0~3V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A。为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于( )
A. 20Ω
B. 10Ω
C. 8Ω
D. 5Ω
6.(2026·山东·中考真题)图甲为某智能机器人的机械手,为了使它能精准地抓取易碎物品,工程师研发了一种柔性触觉传感器,核心元件是压敏电阻,图乙为压敏电阻阻值随压力F变化的图像。科技小组利用该压敏电阻制作了一个触觉测试仪,其部分简化电路图如图丙。已知电源电压恒为6V,为定值电阻。
(1)闭合开关,对压敏电阻施加压力,随着压力的增大,压敏电阻的阻值 ,电路中的电流 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)将质量为200g的砝码放在水平放置的压敏电阻上进行测试,此时电流表的示数为0.04A,g取10。求:
①压敏电阻受到的压力;
②压敏电阻两端的电压。
③的阻值。
(3)触觉测试仪显示的压力大小用电压表指针偏转角度表示,为了使压力越大,指针偏转角度越大,电压表应并联在 的两端。
7.(2026·山东济宁·中考真题)小明利用酒精气体传感器(其结构和内部电路如图),自制了一个酒精气体浓度检测仪。检测仪包含加热电路和检测电路两个模块。加热电路中的为加热电阻,可以加快酒精分子的运动,缩短检测时间;检测电路中的为敏感体电阻,可以将酒精气体浓度信号转化为电信号。检测仪的完整电路图、相关参数及随酒精气体浓度变化如图(a)(b)(c)所示。
请结合以上信息,按要求回答下列问题:
(1)适用电压范围为“”,求的调节范围;
(2)当为时,求的功率;(结果保留2位小数)
(3)酒驾标准为酒精气体浓度。当电压表的示数为4 V时,通过计算说明被检测者是否属于酒驾。
8.(2025·山东济南·中考真题)如图为某小组设计的电加热器的简化电路图,电源电压为24V,为电热丝。旋钮开关接1时,电路中的电流为2A;旋钮开关S接2时,电路的总功率为12W。请通过计算回答:
(1)的阻值为多少?
(2)旋钮开关接2时,两端的电压为多少?
(3)旋钮开关接2时,工作消耗的电能为多少?
9.(2025·山东泰安·中考真题)2025年3月6日,我国首批自主研发的某型号120吨级纯电动矿用卡车(图甲)在国内露天矿山领域开始规模化应用,实现了环保效益和经济效益双赢。g取10N/kg,请解答下列问题:
(1)该型卡车某次运输时以18km/h的速度,在平直路面上匀速行驶0.25h,车载电池的输出电能有转化为机械能。求该卡车在此条件下行驶的距离和牵引力的大小;
(2)物理兴趣小组自制卡车模型,并设计了防超载系统,其工作原理如图乙所示。为定值电阻,货物对压敏电阻。产生压力,阻值与压力F大小的关系如图丙所示。调试过程如下:闭合开关S,当载重(承载货物的质量)为2.5kg时,电压表示数为;当载重为10kg时,控制电路中电流达到临界值,磁性开关动触片被电磁铁吸引断开,电动机停止工作,电压表示数为,且;控制电路中电流小于临界值时,磁性开关动触片回弹闭合,电动机正常工作。控制电路电源电压,水平放置的货架重力和电磁铁线圈的阻值均忽略不计,求的阻值和的大小;
(3)若图乙中电压表量程为0~3V,不变、触发电动机停止工作的条件不变,在保证电路安全的情况下,通过更换定值电阻,能否使触发电动机停止工作时的载重达到12kg?请结合(2)中有关数据计算说明。
10.(2024·山东烟台·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
11.(2024·山东临沂·中考真题)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻的阻值为 Ω,电源电压为 V.
12.(2024·山东烟台·中考真题)为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求:
(1)定值电阻在电路中的作用是什么?阻值为多少?
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)?此时对应的物体质量为多少?
(4)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙方框内画出,并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
考点2 电路的动态分析
1.(2026·山东烟台·中考真题)如图甲所示是压力秤的简易电路,已知电源电压为18 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,定值电阻的阻值为,电阻R为压敏电阻,其阻值变化与所受压力大小的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 当压力F为100 N时,电流表的示数为0.25 A
B. 随着压力F的增大,电压表与电流表的示数之比变大
C. 此压力秤能测量的最大压力值为600 N
D. 若将电压表改装成压力显示器,则表盘上的刻度对应的压力值是均匀的
2.(2025·山东日照·中考真题)某同学利用如图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,Rt为某种热敏电阻,R为定值电阻。闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 热敏电阻Rt的阻值变大
B. 电流表A2的示数变大
C. 电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
D. 电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小
3.(2025·山东德州·中考真题)如图是创新小组设计的肺活量检测装置原理图。电源电压恒定,R0是滑动变阻器,R1、R2是定值电阻。检测时从吹气口向气球中吹气,气球膨胀通过可移动隔板带动滑片向上运动,此时显示仪的示数变大(显示仪由图中两电表之一改装而成)。在吹气过程中下列判断正确的是( )
A. 电路总电阻变大
B. 电压表示数变大
C. 显示仪由电流表改装而成
D. 电路中消耗的总功率变小
4.(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,R2=2R1,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,电压表的示数为3V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,电压表示数为1.2V,电路的总功率为P2。下列说法正确的是( )
A. P1:P2=4:5
B. 电源电压为12V
C. R1阻值为40Ω
D. 电路的最大功率为2.7W
5.(2025·山东济宁·中考真题)如图所示,闭合开关,将滑片P向b端滑动,电压表示数 ,电压表与电流表示数之比 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
考点3 电路故障分析
1.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A. 可能是电阻R断路
B. 可能是灯泡L短路
C. 一定是电阻R短路
D. 一定是灯泡L断路
2.(2024·山东烟台·中考真题)(多选)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A. 灯泡短路
B. 灯泡短路
C. 灯泡断路
D. 灯泡断路
考点4 电流与电压、电阻的关系
1.(2026·山东济南·中考真题)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 。
2.(2026·山东东营·中考真题)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.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小 ;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为 A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论: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 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
4.(2025·山东日照·中考真题)小明在“探究电流与电压的关系”实验时,选用了如下实验器材:电源(电压恒为3V),电流表(量程0~0.6A),电压表(量程0~3V),滑动变阻器,开关,定值电阻,小灯泡(额定电压2.5V),导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整(要求滑片P向左移动时电流表示数变大);
(2)实验前将滑片P调至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表、电流表均无示数。小明将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为3V;接在a、c两点时,电压表无示数;接在b、c两点时,电压表示数为3V。由此可判断出电路中 断路;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据如下表。当电压表示数为1.20V时,电流表示数如图丙所示,其读数为 A。请利用表中数据在图丁中作出电流与电压关系图像 ;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.50
0.80
1.20
1.50
2.00
2.50
电流I/A
0.10
0.16
0.31
0.48
0.49
(4)通过作图发现第 组数据明显错误应舍去。根据作出的图线可得出的实验结论是: ;
(5)根据作出的图线可知,定值电阻 Ω。当电压表示数为时,定值电阻1分钟内产生的热量是 J;
(6)小明用小灯泡代替定值电阻,调节滑动变阻器,测出小灯泡在不同电压下的电流,作出小灯泡电流与电压变化的图像如图戊所示,由图可知小灯泡的实际功率随着电压的增大而 (选填“减小”或“不变”或“增大”),小灯泡的额定功率为 W。
5.(2024·山东德州·中考真题)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A. 滑动变阻器断路
B. 定值电阻R断路
C. 定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A. 调高电源电压
B. 将电压表改接到滑动变阻器两端
C. 在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
6.(2024·山东日照·中考真题)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:______(填下列选项前的字母);
A. 20Ω,0.5A B. 40Ω,0.2A
C. 50Ω,1A
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”);
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是: ;
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时, ;
(6)实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。
7.(2024·山东青岛·中考真题)小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系.电源电压为,三个定值电阻阻值分别为和,两个滑动变阻器规格分别为“”和“”。
(1)图甲电路连接不完整,请用笔画线代替导线将电路连接完整 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填“左”或“右”)端。
(3)正确连接电路后,小明依次使用三个定值电阻进行实验.每次更换定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数与前二次实验相同,记录相应电流表示数,绘制出图像如图乙所示,实验中电压表的示数为 V。
(4)小明找来一个未知阻值的电阻,重复上述实验,电流表表盘如图丙所示,其示数为 A,该电阻的阻值为 。
(5)根据以上实验数据,实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 。
8.(2024·山东临沂·中考真题)用电压表和电流表等器材探究电流与电阻的关系,电源电压为4.5V,所用定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。
(1)先将30Ω的电阻接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)图甲所示电路有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画一条线代替导线,将电路连接正确;
(3)改正错误后闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,可能是定值电阻 路;
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.0V时,电流表的示数为0.1A。断开开关,将30Ω的电阻换成25Ω的后再闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为3.0V,此时,电流表的示数如图乙所示,为 A;
(5)实验数据如下表所示,请在图丙中描绘出的关系图象;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
电流I/A
0.1
0.15
0.2
0.3
0.6
(6)为顺利完成该实验,所用滑动变阻器的最大阻值应大于 Ω。
考点5 伏安法测电阻
1.(2026·山东烟台·中考真题)(多选)在测量标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻的实验中,电路连接如图所示,电源电压为3 V,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,让小灯泡逐渐变亮直至正常发光,测量的数据如表格所示。分析实验现象和表格数据,下列说法正确的是( )
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
0.7
1.5
2.2
2.5
电流I/A
0.1
0.12
0.17
0.21
0.22
A. 当滑片P向右移动时,小灯泡变亮
B. 实验所用滑动变阻器的最大阻值至少为
C. 小灯泡越亮,其电阻越大
D. 实验过程中,小灯泡的电功率变大,滑动变阻器的电功率变小
2.(2025·山东德州·中考真题)在用电流表和电压表测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,正常发光时阻值约为8Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
1.5
0.24
较暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
2.8
0.32
较亮
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整(导线不得交叉) ;
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置,电压表示数如图乙所示,为 V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(3)多次实验后,实验数据如表所示,可知小灯泡L正常发光时的阻值为 Ω(结果保留一位小数);
(4)根据表中数据可推测闭合开关前小灯泡阻值可能为______;
A. 0Ω
B. 3Ω
C. 6.3Ω
D. 10Ω
(5)根据表中数据,可得小灯泡正常发光时的电功率为 W。结合实验数据和发光情况,可知小灯泡的亮度取决于其 。
3.(2025·山东济南·中考真题)某学习小组采用“伏安法”探究某热敏电阻(阻值约为几十欧姆)的阻值随温度变化的规律,并利用其制作成一个简易的高温报警装置。主要实验器材如下:学生电源(电压为6V),热敏电阻、滑动变阻器、电阻箱、温控装置、警报器、电压表、电流表、开关、导线若干。测量热敏电阻阻值的实验电路图如图甲所示。主要实验步骤如下:
(1)按照如图甲所示的电路连接实物。请用笔画线代替导线,在相应位置将实物图正确连接;
(2)设定温控装置内的温度为20℃,闭合开关后发现电压表的示数过小;应将图乙中滑动变阻器的滑片向 移动,移动后电压表的指针位置如图丙所示,则电压表的示数为 V,根据电压表和电流表的示数计算出此温度下热敏电阻的阻值;
(3)依次升高温控装置内的温度,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,根据电流表和电压表的示数,依次计算出热敏电阻的阻值,作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图丁所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是 ;
(4)学习小组利用热敏电阻,设计的高温报警装置的电路图如图戊所示,已知图中电源电压为6V,警报器两端的电压超过4V就发出声音报警。要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中 (选填“”“”或“”)两端,并设置电阻箱接入电路的阻值为 。
4.(2025·山东潍坊·中考真题)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻、干电池两节(每节电压为)、滑动变阻器、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大;
(2)正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表所示。
次数
电压()
电流
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
根据实验数据,回答下列问题:
①待测电阻的阻值为 (结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“”或“”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为 (结果保留1位小数)。
5.(2025·山东泰安·中考真题)科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材,测量的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为;
②闭合开关,电流表的示数记为;
③用已知量和测量量写出的阻值表达式: 。
6.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示为“测量小灯泡电阻”的实验装置,已知小灯泡标有2.5V字样。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮);
(2)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压表”、“电流表”或“灯泡”),直至灯泡正常发光;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)根据图丙可知小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”),你认为原因是 ;
(5)根据小灯泡的U-I图像和观察到的亮度变化,还可以发现 。
7.(2024·山东烟台·中考真题)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,器材如下:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(50Ω 0.2A)滑动变阻器(20Ω 1A),开关和导线若干。
(1)请在答题卡的相应位置画出该实验的电路图。(各元件不必标注字母)
(2)为了完成实验,电流表应选择 量程,电压表应选择 量程,滑动变阻器应选择 (选填“”或“”)。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,闭合,电流表示数为,则小灯泡正常发光时的电阻 (用,、表示)。
模拟题精选
1.(2026·山东济南·一模)物理学中经常看到形如的公式,一种情况是x的大小与y、z都有关,另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情况的是( )
A. 物质的密度
B. 导体中的电流
C. 物质的比热容
D. 燃料的热值
2.(2026·山东烟台·学业水平)某同学设计了一个计数装置,用于模拟测试中考跳绳次数,其电路如图甲所示。电源电压恒为6V,R0为阻值40Ω的定值电阻,RT为光敏电阻,当光照强度减弱时,RT阻值会增大,信号记录仪记录到电压变化便会计数一次。该同学进行了一次模拟测试信号记录仪记录的电压随时间变化的图像如图乙所示,则( )
A. 有红外线照射RT时,R0两端电压为1V
B. 有红外线照射RT时,R0电路中电流为25mA
C. 绳子挡住红外线时,R0两端电压为4V
D. 绳子挡住红外线时,RT的阻值为200Ω
3.(2026·山东潍坊·考前预测)科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果,灯泡L标有“2.5 V”字样,滑动变阻器的最大值为,电压表量程为“0~3 V”,电流表量程为“0~0.6 A”。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡L的亮暗,绘出灯泡L的I-U图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 电源电压为5 V
B. 灯泡正常发光时电阻值为
C. 变阻器接入的阻值范围为
D. 电路消耗的最大电功率为0.625 W
4.(2026·山东淄博·一模)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A. 水对箱底的压强变小
B. R接入电路的电阻变小
C. 电路中的电流变小
D. 电压表的示数变小
5.(2026·山东济南·一模)(多选)要测量一个阻值约为的电阻。提供的器材有:新干电池两节(3V),学生用电压表(量程为)、学生用电流表(量程为)、滑动变阻器、1A)、电阻箱以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路中,可以较准确地测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
6.(2026·山东济宁·一模)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻.在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是
A. 只有①
B. 只有②③
C. 只有①②③
D. ①②③④都可以
7.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)如图所示电路中,电源电压为,滑动变阻器R最大阻值为,电流表量程为,电压表量程为,在之间接入不同的电学元件,可以进行不同的实验,在确保电路安全且实验能够顺利进行的情况下,下列说法中错误的是( )
A. 探究电流与电压关系:在间接入一个阻值为的定值电阻,电压表示数变化范围为
B. 探究电流与电阻的关系:控制间电压为时,在间接入电阻的阻值范围为
C. “伏安法”测电阻:在间接入一个大约的未知电阻,调节滑动变阻器滑片的位置,能够测量出该电阻的阻值
D. “伏安法”测电功率:在间接入小灯泡,调节滑片,使电压表示数从变到,测得电流表示数从变到,则灯泡的电功率增大了
8.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)小明同学在物理实践活动中,设计了如图所示的四种用电流表或电压表测量重物重力的电路,其中是滑动变阻器,是定值电阻,电源两极间电压恒定。四个电路中有一个电路能实现重物重力增大,电表示数增大,这个电路是( )
A. B.
C. D.
9.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件——应变片,其结构如图甲所示。将它接入如图乙所示的电路,电源电压不变,为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,则电路中( )
A. 应变片中金属丝的电阻不变
B. 电压表的示数变小
C. 电流表的示数变大
D. 电压表与电流表示数的比值变大
10.(2026·山东滨州·一模)小滨同学对“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是( )
A. 两个实验的原理是不同的
B. 滑动变阻器在两个实验中的主要作用不同
C. 两个实验进行多次测量的目的不同
D. 两个实验都采用了控制变量法
11.(2026·山东聊城·一模)如图甲为风力等级检测仪,将装有挡风板和金属滑片P的轻质绝缘滑块与弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。均匀电阻丝长为,电阻为25Ω,电源电压为,保护电阻为5Ω,电压表量程为0~3V。弹簧所受的压力F与弹簧长度改变量L的关系如图乙所示。无风时滑片P在A端,有风时滑块移动,稳定后读出电压表的示数。不同风力等级对应挡风板所受压力如下表格所示( )
风级
1级
2级
3级
4级
5级
6级
7级
8级
9级
10级
挡风板所受压力/
0.01-0.03
0.03-1.4
1.4-3.7
3.7-8
8-14
14-24
24-37
37-54
54-75
75-100
A. 无风时,通过的电流为
B. 在保证电路安全的情况下,风速仪所测的最大风力为8级
C. 若要提高风速仪所测的最大风速,应增大的电阻
D. 将甲图电路改进为丙图,且电流表的量程为,风速仪所测的最大风力将减小
12.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)“安全驾驶,严禁超速”,为确保行车安全,科技小组的同学设计了一个车速提醒装置,其简化电路如图甲所示,电源电压保持不变;为可变电阻,阻值与车速关系的图像如图乙所示。当车速从0加速到80km/h的过程中,消耗的电功率随电流变化的图像如图丙所示,若行驶速度达80km/h(此时电流表的示数为0.6A)时报警,提醒驾驶员车速过快,需要减速。下列说法正确的是( )
A. 该电路的电源电压是10V
B. 行驶速度为80km/h,电压表示数为9V
C. 当汽车行驶速度变大时,电流表的示数变小
D. 若要使该装置的报警电流为0.3A,则R应换用阻值为的电阻
13.(2026·山东滨州·一模)“体重管理年”掀起全民的健身热潮,为动态监测同学们的体重情况,某科技小组设计了一个体重测量仪,电路如图所示,压敏电阻R的阻值会随秤台上所受压力的增大而减小,G是由理想电流表改装而成的指针式测力显示器,R0是定值电阻,当显示器示数变大时( )
A. R变大
B. 电压表示数变大
C. 电路的总功率变大
D. 电压表与电流表示数的比值变大
14.(2026·山东枣庄·一模)物理小组的同学想要测量定值电阻的阻值,准备了如下实验器材:定值电阻(阻值约)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器两个()、开关、导线若干。
(1)该实验的原理是 。
(2)图甲是物理小组连接的部分电路,请你用笔画线代替导线在答题卡上把电路补充完整。要求:滑片P向右移动时,电流表示数变大。
(3)正确连接电路后,小奚准备闭合开关,同组同学及时提醒他,这样操作存在不足,他接下来的操作应该是 。
(4)正确操作后,闭合开关,观察到电流表、电压表均无示数。将另一电压表的两端依次接入图甲中的与与与,分别显示,由此判断电路故障为 。
(5)排除故障后,继续实验,移动滑片,获得实验数据如下表所示。求电阻平均值的目的是 ;实验中选用滑动变阻器的规格可能是 。(选填字母)
序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流
0.08
0.15
0.23
0.25
0.38
0.45
电阻
电阻的平均值
(6)完成上述实验后,小组同学又利用部分实验器材,测量通过盐水柱的电流和它两端的电压,下表是他记录的实验数据,根据实验数据在坐标系中描绘的点如图乙所示。
序号
1
2
3
4
5
6
电压
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.6
电流
0.10
0.12
0.16
0.18
0.20
0.25
①请你帮他完成图乙的图像。( )
②通过分析实验数据和图像,判断欧姆定律 (选填“适用”或“不适用”)于盐水。理由是: 。
15.(2026·山东济南·一模)图甲为智能快递分拣机器人,快递分拣电路的简化示意图如图乙所示,其中分别为光敏电阻和力敏电阻,当机器人扫描条形码后,机器人根据和反映的信息识别快件需要运送的区域。已知电源电压为6 V,扫码后的阻值发生变化,其阻值对应的送件区域如下表所示,力敏电阻的阻值随压力变化关系如图丙所示。当运送某快件到B区域时,求:
送件区域
A
B
C
D
光敏电阻
12
15
18
20
(1)通过的电流;
(2)此时电流表的示数为的阻值及快件的重力是多少?
(3)10 s内,该电路消耗了多少电能?
16.(2026·山东济宁·一模)学习小组的同学通过实验探究电学知识。
实验一:应用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,选用器材如下:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表,电压表,开关,滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)要完成该实验,滑动变阻器应该选用的规格是 (填下列选项前的字母);
A.20Ω 0.5A B.40Ω 0.2A C.50Ω 1A
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑至端,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大,移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”);
(3)A、B两位同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是 ;
(4)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。
实验二:探究“通电导体产生的热量跟电流、电阻的关系”时,设计如图丙所示的实验装置(电源、开关未画出)。
(5)A、B、C为三根相同的电阻丝,以A、B为研究对象,该实验探究的是电热与 的关系;若将C也置于右侧容器中,这时B、C并联后可等效为一根电阻丝,那么,该装置可探究电热与 的关系。
17.(2026·山东淄博·一模)在“探究电流与电阻关系”的实验中,小美选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω,电源由两节新的干电池组成。
(1)请用笔画线代替导线,将实物图未连接部分补充完整。要求:滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大;连线不得交叉;
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电流表无示数,电压表有示数,则该电路故障可能是 (填“电阻R断路”或“电阻R短路”);
(3)排除故障后,重新更换一个5Ω定值电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为2V。接着她断开开关,直接将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,闭合开关后,她应 (填“增大”或“减小”)滑动变阻器连入电路的阻值,直至电压表示数为 2V。再更换 20Ω 的定值电阻继续实验,为完成实验,滑动变阻器的阻值至少应为 Ω;
(4)实验结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(5)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻 Rx的阻值。他们设计的电路如图所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;
②断开开关S2,读出电流表示数为I2;
③未知电阻 Rx= (用R0、I1和I2表示)。
18.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
(1)小丽测量小灯泡电阻的实验原理是 ;
(2)连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,她发现小灯泡很暗且亮度始终不变,其原因是 ;
(3)改接正确后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 A,小灯泡正常工作时的电阻是 Ω;
(4)小丽又想测某未知电阻的阻值,设计了如图丙所示的电路(为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮她把缺少的步骤补全,并写出未知电阻的表达式。实验步骤如下:
A.按照设计的电路图连接电路;
B. ;
C. 。
未知电阻的表达式:= 。(用已知和测量的物理量的符号表示)
19.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)臭氧常用于食品车间进行无人密闭消毒,消毒30分钟后臭氧最终分解为氧气,对食品不会有残留污染,但因其有强氧化作用,消毒时浓度不宜过高。兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪(电压表示数显示臭氧浓度)检测车间消毒时空气中臭氧的浓度,其电路原理如图甲。电源电压恒为3V,定值电阻,臭氧检测传感器Rc阻值与臭氧浓度μ的关系如图乙。消毒标准如下:为不合格, 为合格,为超标。求:
(1)当臭氧浓度为2.25ppm时,电压表的示数;
(2)某次检测时,电压表示数为2.4V,该次消毒为合格、不合格还是超标;
(3)若更换后,则当臭氧浓度为0.75ppm时,R0的电功率。
20.(2026·山东烟台·学业水平)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,电源电压为10V。已有的5个定值电阻的阻值分别为20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω。
(1)如图甲所示,连接电路时开关应 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最 (填“左”或“右”)端。闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻R (填“短路”或“断路”);
(2)滑片位置不动,把20Ω的定值电阻换成30Ω的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“左”或“右”)调节滑片,使 的示数保持不变,读取电流表示数;
(3)根据实验数据作出I-关系如乙图所示,由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 比;
(4)若五个定值电阻均能完成上述实验则所选滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
21.(2026·山东邹城·学业水平)“探究电流与电阻、电压的关系”实验,小明与小丽的实验小组设计了如图1所示电路。电路中的各元件参数为:电源电压3 V,定值电阻R(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω),滑动变阻器“20 Ω,1 A”。
(1)小明与小丽的实验小组在探究“电流与电阻的关系”时:
①小明按照图1所示的电路图将电路连接好,将滑动变阻器的滑片置于 (选填“最左端”或“最右端”),闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使定值电阻5 Ω两端的电压为1.5 V,记录电流表的示数;
②若滑动变阻器的滑片位置没有改变,小明将5 Ω电阻换成10 Ω电阻,接下来应该将滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直到观察到电压表示数为1.5 V时,记录电流表示数;
(2)小明换用不同的电阻,重复实验,得到下表中的实验数据,分析表中数据,可得出: 。
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.3
0.15
0.10
(3)另一小组在探究“电流与电压的关系”时:实验的过程中,根据实验数据在图甲中画出了A、B、C三个电阻的图像,在图乙中画出了图像,根据图甲可知三个导体中阻值最大的是 (选填“A”、“B”或“C”),图乙中阴影部分的面积表示 。
22.(2026·山东潍坊·考前预测)2026年央视春晚上,机器人与演员同台共同为观众带来了科技与艺术融合的精彩表演。结合所学知识,某学习小组开展了“机器人研究”实践活动。下表是某款机器人的一些参数。
电池工作电压
60 V
电池容量
报警电流
10 mA
额定功率
360 W
单脚脚底面积
总质量
35 kg
(1)机器人感知系统。测温系统是通过接收物体表面辐射出来的 来测温的(选填“红外线”或“紫外线”);视觉感知系统应用了3D激光,激光 (选填“属于”或“不属于”)电磁波。
(2)机器人运动系统。不同关节的电动机之间是 连接(选填“串联”或“并联”);已知表演时的机器人平均功率为360 W,不计能量损失,电池充满电后,可供持续表演 min。
(3)机器人保护系统。为了避免机器人在执行搬运任务时因所受压力过大而损伤,设计了如图甲所示的负重过载保护电路,图中电源电压为4.5 V,为压敏电阻,其阻值随机器人所受压力变化的图像(直线)如图乙所示。闭合开关,当机器人的负重增大时,压敏电阻两端的电压将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。当机器人将重为100 N的货物从地面搬运至5 m高处时,机器人对货物所做的功是 J;设定机器人的负重为200 N时,报警器(电阻不计)通过的电流达到报警电流触发报警,并放弃执行搬运任务,此时电路中滑动变阻器的阻值为 。当机器人长时间工作时,需降低其最大负重,则图甲的电路可以做哪些改变? (一条即可)。
23.(2026·山东潍坊·考前预测)实验小组对小灯泡进行了如下探究,请回答相关问题。
(1)图甲是测量灯泡L()电阻的电路。请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,造成这种现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 (结果保留一位小数)。
(4)小组同学收集实验数据并填入下表,
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
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
①请在丙图中描点并画出小灯泡电流与电压的关系图像;
②利用本实验数据 (选填“能”或“不能”)总结得出电流与电压关系。
③根据表中数据,实验小组发现每次算出的小灯泡电阻是有差距的,有同学提出要对每次实验得出的电阻求平均值,以减小误差。这种做法是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 。
有的同学认为是电压直接影响了电阻,还有同学从灯泡发光原理出发认为是电压影响了灯泡温度,温度最终影响了电阻。带着问题,实验小组继续进行探究.....
24.(2026·山东济宁·二模)图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,工作电压为4.5V,定值电阻R的阻值为100Ω,天然气气敏电阻R0的阻值与空气中天然气浓度变化规律如表。当R端的电压达到3V时,气敏电阻R0的阻值为 Ω,若适当 (选填“增大”或“减小”)R的阻值,则可以提高报警器的灵敏度。
浓度/ppm
0
100
200
300
400
500
600
电阻R0/Ω
50
100
150
200
250
300
350
25.(2026·山东济宁·二模)小理为了完成电学中的实验,收集了如下实验器材:学生电源一个,开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω;0.5A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表各一个,导线若干。
实验一:探究“电流与电压的关系”
(1)用笔画线代替导线,将图1甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变小,导线不交叉;
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的全部电阻接入电路是为了 ;
(3)检查无误后,小理将的电阻接入电路,闭合开关,记录为A点数据、继续移动滑动变阻器滑片,记录为B、C、D、三点数据并绘制I-U图像如图1乙中的虚线所示。根据作出的图线可得出的实验结论是: ;
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小理换用的电阻重复前面操作,得到多组数据,在相同的坐标系中画出了I-U图像,图1乙中 (选填“①”或“②”)图像是符合实验实际的。
实验二:探究“电流与电阻的关系”。
(5)小理想利用实验器材继续探究“电流与电阻关系”,将的电阻更换为的电阻接入电路,拆下电阻后,发现电压表、电流表指针偏转如图甲所示,则不规范的操作可能是: ;
(6)小理用测量数据描点作出I-R图像如图乙,同组的小悟发现定值电阻阻值为 的测量数据是错误的,并且分析出电阻两端控制电压为 V不变。
26.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)在如图电路中有电流表()、灯泡L(标有“6V 3W”)、滑动变阻器(标有“20Ω 1A”)和一个定值电阻。当滑动变阻器滑片移至最左端,开关S闭合,、均断开时,灯泡L恰好正常发光。当滑动变阻器滑片移动至最右端处,开关S、、均闭合时,电流表示数为0.5A。不考虑灯泡电阻受温度的影响。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)此电路工作时,求该电路总功率的最小值。
27.(2026·山东聊城·一模)在“探究电压一定时电流与电阻关系”的实验中,小华使用了以下器材:电压为4.5V的电源、电压表、电流表、定值电阻(),标有“,1A”的滑动变阻器等。
实验序号
1
2
3
4
5
10
20
0.6
①
②
(1)用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整,要求滑片P向右移动时电路电流变小。
(2)在该实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还起着 的作用。
(3)闭合开关,发现电流表无示数、电压表示数为,出现此故障的原因是 。
(4)排除故障后,第一次实验选用的定值电阻,电流表的示数为,以后每次更换定值电阻时,都应调节 ,使电压表的示数为 ,并记下电流表的示数,将数据记录在如图表格中,请将①②处数据补充完整:① ;② 。
(5)为了得到第4组数据,继续使用30Ω的定值电阻和上述器材进行实验,你认为是否可行?请作出判断的理由。答: (选填“可行”或“不可行”)。理由: 。
(6)由实验得到的结论是: 。
28.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”的字样。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的电路连接完整。(要求:导线不允许交叉,滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮)
(2)实验中滑动变阻器的作用:一是保护电路,二是
(3)闭合开关,定向移动滑片,发现两电表示数忽大忽小,且变化幅度较大。经检查,故障只发生在滑动变阻器上,则故障可能是__________(选填字母)。
A. 滑动变阻器短路
B. 滑动变阻器的滑片与电阻丝接触不良
(4)排除故障后,闭合开关,小明移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为 V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。小明根据实验测得的数据,作出小灯泡的图像,如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 。
(5)兴趣小组的其中一名同学对灯泡的电阻提出了不同看法,他认为应将所测电阻取平均值,以减小误差,你同意该同学的看法吗? ,理由是 。
(6)小明对实验进一步拓展,在缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路来测量未知电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。实验步骤如下:
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式: (用、、表示)。
29.(2026·山东滨州·一模)【项目背景与问题提出】盐水是一种常见的电解质溶液,广泛应用于生产和生活中。本项目旨在通过测量自制盐水电阻,探究其基本电学特性。经过课堂学习,小滨同学猜想:盐水的导电能力与浓度有关。
【探究过程】于是,小滨自制了一个盐水电阻:选取一个长方体容器,倒入一定浓度的盐水,在容器两侧分别固定金属片直至底部。为了测量该盐水电阻的阻值,他利用电源(电压未知、内阻不计)、电流表、电压表、标有“20Ω,1A”的滑动变阻器R、开关和导线等器材,设计并连接如图甲所示电路。
(1)图甲中还有两处导线未画出,请在图中补画完整(要求:滑片向右移动时,电流表示数变大);
(2)某次测量时电压表的示数为6.4V,电流表的示数如图乙所示,其读数为 A,则该次测得盐水的电阻为 Ω;
(3)小滨利用图甲电路研究盐水电阻与盐水浓度的关系,他向容器中分多次加入一定量的水,发现盐水电阻的阻值减小,最后得出结论。请你指出小滨实验过程中存在的不足: ;
(4)实验中若电流表损坏,利用余下器材还能否测出盐水电阻的阻值?小滨经过思考设计了如图的电路图,并进行如下操作:连接电路,闭合开关,保持电压表接在盐水电阻两端不变,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,读出电压表相应的示数U1; ,读出电压表相应的示数U2.根据测得数据求出盐水电阻的阻值为: (用U1,U2,R表示)。
【拓展延伸】
(5)电阻是导体的基本属性,对于金属导体,电阻通常随温度升高而增大。但电解质溶液(如盐水)的导电机制与金属不同,其电阻随温度的变化规律可能有所差异。于是,小滨进行了如下实验:
①用如图所示的数字多用表分别测量20℃、40℃和60℃的盐水的电阻;②换用另一浓度的盐水重复步骤①。请你设计该实验的记录表格。
实验次数
盐水浓度
温度T/℃
电阻 R/Ω
1
浓度1
20
2
浓度1
40
3
浓度1
60
4
浓度2
20
5
浓度2
40
6
浓度2
60
实验次数
盐水浓度
温度T/℃
电阻 R/Ω
1
浓度1
20
2
浓度1
40
3
浓度1
60
4
浓度2
20
5
浓度2
40
6
浓度2
60
30.(2026·山东菏泽一中·一模)如图所示电路,电源电压恒为6V保持不变。小灯泡L标有“5V 2.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器R1的铭牌“20Ω 1A”,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)只闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片P置于最右端时,电压表的示数为2V,求定值电阻R2的阻值;
(3)只闭合开关S和S2、移动滑动变阻器的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围。
试卷第1页,共3页
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专题14 欧姆定律
考点1 欧姆定律及其应用
1.【答案】BC
2.【答案】ACD
3.【答案】BD
4.【答案】D
5.【答案】A
6.【答案】(1)① 减小 ② 增大 (2)① 2N,② 4V,③ 50Ω (3)R0
7.【答案】(1)
(2)
(3)
被检测者不属于酒驾
8.【答案】(1)
12Ω (2)
6V (3)
2700J
9.【答案】(1), (2), (3)能
10.【答案】① 3 ② 10 ③
11.【答案】① 3 ② 1.5
12.【答案】(1)保护电路,;(2);(3),1千克;(4) ,与图甲相比,该电路电流最小且保持不变,比图甲电路更节能。
考点2 电路的动态分析
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】① 变小 ② 不变
考点3 电路故障分析
1.【答案】A
2.【答案】AD
考点4 电流与电压、电阻的关系
1.【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
2.【答案】(1) (2)① 左 ② 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)① 将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处 ② 将滑动变阻器的滑片移到最左端,记录电流表的示数,记为 ③ 将滑动变阻器的滑片移到最右端,记录电流表的示数,记为 ④
3.【答案】(1) (2)① 0.2 ② 正比 (3)① 2 ② 反比 (4)10
(2) [1]电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。[2]根据表格丙中数据,电压与电流数据之比为定值,得出结论: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。
(3) [1]如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为[2]如图丁中数据,电阻与电流数据乘积为定值,得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4) 要完成(3)中的实验,即定值电阻两端电压为2V,根据串联分压,当用20Ω的定值电阻实验时,滑动变阻器有最大阻值,电路中电流为滑动变阻器两端的电压滑动变阻器的阻值
4.【答案】(1) (2)① 右 ② 开关 (3)① 0.24 ② (4)① 5 ② 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (5)① 5 ② 3 (6)① 增大 ② 1.5
(2) [1]为了保护电路,在连接电路时,应将开关断开且将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,即滑片P调至最右端。[2]闭合开关,发现电压表、电流表均无示数,说明电路存在断路;将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为3V;说明b导线与电源负极连接正常;接在a、c两点时,电压表无示数,接在b、c两点时,电压表示数为3V,说明开关处断路,由此可判断出电路中开关断路。
(3) [1]如图丙所示,电流表接入小量程,分度值为0.02A,电流表示数读数为0.24A。[2]根据表格中的数据在坐标中依次描出各个点,用平滑的线把各点连接起来即为电流与电压关系图像,如图
(4) [1][2]通过作图发现第5组数据偏离图线较远,明显错误应舍去。由图可知,电流与电压的关系图像为正比例函数图线,根据作出的图线可得出的实验结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5) [1] 由第1组数据可得,定值电阻的阻值为由第2组数据可得,定值电阻的阻值为由第3组数据可得,定值电阻的阻值为由第4组数据可得,定值电阻的阻值为由第6组数据可得,定值电阻的阻值为由图线可知,定值电阻的阻值为5Ω。[2]当电压表示数为时,通过电阻的电流为0.1A,定值电阻1分钟内产生的热量是
(6) [1]如图戊,通过小灯泡的电流随灯泡两端的电压增大而增大,由可知,小灯泡的实际功率随着电压的增大而增大。[2]灯泡的额定电压为2.5V,由图可知,灯泡的额定电流为0.6A,小灯泡的额定功率为
5.【答案】(1) (2)B (3)① 电压 ② ③ 通过导体的电流与导体的电阻成反比 (4)C (5)
(2) 电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路,则可能的原因是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。故选B。
(3) [1][2]由图乙可知,图中阴影部分的面积为I×R,则表示的物理量是电压,其值为I×R=0.2A×15Ω=3V[3]由图乙可知,图像上各点电流与电阻的乘积0.6A×5Ω=3V 0.3A×10Ω=3V 0.2A×15Ω=3V乘积为一定值,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4) A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得则。实验时更换为的定值电阻,即变大,则变大,下一步应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;C.在电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。故选C。
(5) 步骤② ,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数;步骤① ,根据串联电路的电压特点可知,两端电压根据欧母定律可知,电路中的电流则
6.【答案】(1) (2)C (3)① 左 ② 断路 (4)① A ② 没有控制定值电阻两端的电压一定 (5)通过电阻的电流与导体的电阻成反比 (6)① 电阻 ② 电流 ③ 控制变量法
(2) 由于电压表的小量程接入电路中,其能测量的最大的电压为3V,而电路中定值阻值的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,则电路的最大电流为由于电源电压为6V,则滑动变阻器分得的最小电压为3V,定值电阻的最大阻值为25Ω,根据串联电路的电压与电阻的规律可知,滑动变阻器最小阻值为25Ω,综上所述,为了要完成该实验,滑动变阻器应选50Ω,1A,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
(3) [1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。[2]闭合开关,发现电流表无示数,这说明电路断路,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,说明定值电阻发生断路。
(4) [1][2]探究“电流与电阻关系”的实验,实验过程中应控制定值电阻两端的电压一定,而A同学所绘制的图像可得电压为可知实验过程中,定值电阻两端的电压发生了变化,没有控制定值电阻两端的电压一定。
(5) 根据图像,据此得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6) [1]图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,导体的电阻不同,所以探究导体电阻对产生热量多少的影响。[2]图丁是控制导体电阻和通电时间相同,通过导体电阻的电流不同,所以探究电流对产生热量的影响。[3]探究电流与电阻的关系时,保证了定值电阻两端的电压是一定的,而探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关时,当探究电流与导体产生的热量的关系,保证了导体的电阻和通电时间相同,当探究电阻与导体产生的热量的关系,保证了导体的电流和通电时间相同,所以这两套装置进行实验的过程中都保证其它因素相同,所以都采用的研究方法是控制变量法。
7.【答案】(1) (2)右 (3)2.4 (4)① 0.12 ② 20 (5)
(2) 为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大端,即最右端。
(3) 探究电流和电阻的关系时,电阻两端的电压保持不变,由乙图可知,当电阻的阻值为10Ω时,通过电阻的电流为0.24A,则电阻两端的电压为即实验中电压表的示数为2.4V。
(4) [1][2]由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.12A,则该电阻的阻值为(5) 根据串联电路的电压规律可知,定值电阻和滑动变阻器的阻值与分压之比可表示为由于定值电阻两端的电压一定,则滑动变阻器两端的电压也一定,所以滑动变阻器的阻值需要随定值电阻的阻值增大而增大,在(4)中,当定值电阻的阻值为20Ω时解得,滑动变阻器接入电路的阻值大于10Ω,因此实验中小明选择的滑动变阻器的规格为“”。
8.【答案】① 左 ② 或 ③ 开(或断) ④ 右 ⑤ 0.12 ⑥ ⑦ 15
考点5 伏安法测电阻
1.【答案】BC
2.【答案】(1) (2)① 2.3 ② 右 (3)8.3 (4)B (5)① 0.75 ② 实际功率
(2) [1][2]如图乙,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.3V,小于小灯泡额定电压,要使灯泡电压增大到 2.5V,应减小滑动变阻器连入电阻,滑动变阻器接入右下接线柱 ,故应将滑动变阻器的滑片向右端移动。
(3) 由表中第 2 次实验数据:,,则小灯泡正常发光时的电阻
(4) 闭合开关前,灯丝温度低,电阻比正常发光时小。由第1次实验数据:,,对应电阻但这是通电后较暗时的电阻,比闭合开关前小灯泡阻值大。闭合开关前小灯泡温度更低,小灯泡阻值比 6.25Ω 更小,但不会为0,故闭合开关前小灯泡阻值可能为3Ω,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
(5) 由表可知,小灯泡正常发光时的电功率结合实验数据和发光情况可知小灯泡的亮度取决于实际功率。
3.【答案】(1) (2)① 右 ② 1.7 (3)热敏电阻的阻值随温度升高而减小 (4)① ② 50
(2) [1]闭合开关后发现电压表的示数过小,根据串联电压规律可知滑动变阻器的电压过大,根据串联分压原理可知变阻器阻值过大,所以应向右移动滑动变阻器的滑片,减小变阻器的阻值。[2]由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则图丙所示电压表的示数为1.7V。
(3) 由图丁可知,温度越高,热敏电阻的阻值越小,则该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是:热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(4) [1][2]图戊中,热敏电阻和电阻箱串联。温度越高,热敏电阻的阻值越小,根据串联分压原理可知热敏电阻两端电压越小,则电阻箱两端电压越大。所以要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中两端。温度30℃时,热敏电阻阻值为,两端即电阻箱两端电压为4V,根据串联分压原理则有解得此时电阻箱接入电路的阻值。
4.【答案】(1) (2)① 10.1 ② R2 ③ 4.1
(2) [1]伏安法测电阻中,为减小误差,需根据每次实验的电压和电流数据,用欧姆定律的变形式分别计算待测电阻的阻值,再求平均值。第一次测量,第二次测量,第三次测量,待测电阻的平均值[2]电源总电压为3V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑=U-UR。当待测电阻两端电压最小时(第1次实验UR =1.21V),滑动变阻器两端电压最大,此时滑动变阻器接入的电阻也最大。第一次实验中,电路电流 I1=0.12A,滑动变阻器两端电压U滑=3V-1.21V=1.79V根据解得滑动变阻器R1最大阻值为10Ω,无法满足此次实验中需要接入约14.9Ω电阻的要求;而滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,既能满足阻值需求,且此次实验电流 0.12A小于R2的最大允许电流 0.5A,因此实验中选择的滑动变阻器应为R2。[3]第3次测量时,电源电压U=3V,待测电阻两端电压U3=2.14V,电路电流 I3=0.21A。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑3=U-U3=3V-2.14V=0.86V滑动变阻器连入电路的阻值
5.【答案】(1)a (2) (3)① 0.32 ② 8.1 ③ B (4)① ②
(3) [1][2]由图可知,电流表选量程,分度值为,电流表示数如图乙所示为,本次测得的阻值为[3]利用伏安法测量定值电阻阻值,通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了减小误差,故B符合题意,A不符合题意。故选B。
(4) [1][2][3]由于没有电压表,需要根据电源电压和串联的定值电阻两端的电压计算出待测电阻两端的电压,则需先测出电源电压,再根据欧姆定律求出与待测电阻串联的定值电阻两端电压,根据分压原理计算出待测电阻两端电压,步骤② 闭合开关,待测电阻被短路,电路中只有定值电阻连入电路,电流表的示数记为,可计算出电源电压步骤① 只闭合开关,定值电阻与待测电阻串联,电流表测串联电路的电流为,定值电阻两端电压为根据串联分压可知,待测电阻两端电压为待测电阻的阻值为
6.【答案】① ② B ③ 电压表 ④ 10 ⑤ 变化 ⑥ 灯泡的电阻随温度的变化而变化 ⑦ 灯泡的亮度与实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮
7.【答案】① ② 0~0.6A ③ 0~15V ④ R2 ⑤ 9.5 ⑥
模拟题精选
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】BD
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】D
10.【答案】C
11.【答案】C
12.【答案】D
13.【答案】C
14.【答案】(1) (2) (3)将滑动变阻器的滑片P移动到最大阻值处 (4)开关断路 (5)① 减少实验误差,使实验结果更准确 ② B (6)① ② 适用 ③ 分析绘制出的U-I图像,发现其是一条过原点的直线,说明电流与电压成正比,故欧姆定律适用于盐水。
15.【答案】(1)0.4A (2)15N (3)30J
16.【答案】① C ② 断路 ③ A ④ 控制定值电阻两端电压不变 ⑤ 电流 ⑥ 电阻
17.【答案】(1) (2)电阻R断路 (3)① 增大 ② 10 (4)反比 (5)
18.【答案】① ② 滑动变阻器同时接了两个下接线柱 ③ 0.38 ④ 10 ⑤ 断开S记录电压表示数为Ux ⑥ 闭合S记录电压表示数为U ⑦
19.【答案】(1)2V (2)该次消毒是超标的 (3)0.15W
20.【答案】(1)① 断开 ② 右 ③ 断路 (2)① 右 ② 电压表 (3)反 (4)15
21.【答案】(1)① 最左端 ② 左 (2)电压一定时,导体通过的电流与导体的电阻成反比 (3)① A ② 定值电阻两端的电压。
22.【答案】(1)① 红外线 ② 属于 (2)① 并联 ② 90 (3)① 变小 ② 500 ③ 400 ④ 减小滑动变阻器接入的阻值 增大电源电压 换一个报警电流更小的报警器(合理即可)
23.【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3)8.3 (4)① ② 不能 ③ 不合理 ④ 每次数据得出的灯泡电阻差距很大,这种差值不是误差所导致的,是灯泡的电阻在变化,不是定值,求平均值无意义
24.【答案】① ② 减小
25.【答案】(1) (2)保护电路 (3)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (4)① (5)未断开开关时拆除电阻 (6)① 10 ② 2
26.【答案】(1) (2)
27.【答案】(1) (2)控制定值电阻两端的电压保持不变 (3)定值电阻R断路 (4)① 滑动变阻器的滑片 ② 3 ③ 0.3 ④ 0.15 (5)① 不可行 ② 滑动变阻器的阻值太小 (6)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(2) 在探究电压一定时电流与电阻的关系,需每次更换电阻后调节滑片,使电压表示数不变,所以滑动变阻器的作用除保护电路外,主要作用是控制定值电阻两端的电压保持不变。
(3) 闭合开关,电流表无示数,说明电路断路,但电压表示数为4.5V,等于电源电压,说明电压表串联在电路中,因此出现故障的原因是定值电阻R断路。
(4) [1][2]更换定值电阻后,需调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变,由第1次数据可知,定值电阻两端电压因此电压表示数需保持3V。[3]① 的电流为[4]② 的电流为
(5) 当使用30Ω电阻时,为保持其两端电压3V不变,电路电流此时滑动变阻器两端电压 滑动变阻器需要接入的电阻但滑动变阻器最大阻值仅为10Ω,无法满足要求,因此不可行。
(6) 由表格数据可知,电流与电阻的乘积恒定不变,因此得到的结论是在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
28.【答案】(1) (2)改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流 (3)B (4)① 2.3 ② 右 ③ 10 (5)① 不同意 ② 灯丝电阻随温度变化而变化,不是一个定值,求平均值无意义 (6)
(2) 滑动变阻器在实验中有两个主要作用,一是保护电路,防止电流过大损坏元件;二是通过改变自身电阻,从而改变电路中的小灯泡两端的电压和电流。
(3) 两电表示数忽大忽小且变化幅度较大,说明电路时通时断。A中滑动变阻器短路时,电路为灯泡的基本电路,两表示数稳定,不符合现象;B中滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良,会导致电路时通时断,符合题意。
(4) [1]由图乙可知,电压表量程为,分度值为0.1V,示数为2.3V。[2]要使小灯泡正常发光,即电压达到2.5V,需增大灯泡两端电压,根据串联分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片P向右移动。[3]由图丙可知,小灯泡正常发光时电压,电流,根据欧姆定律,可得小灯泡正常发光时的电阻为
(5) [1][2]不同意该同学看法,因为灯丝电阻受温度影响较大,温度升高时电阻增大,不是一个定值,求平均值不能真实反映灯泡电阻的实际情况,无意义。
(6) 当滑片移至端时,电压表测量定值电阻的电压为;再将滑动变阻器的滑片移至端,电压表测量总电压为,则变阻器的电压为电路中的电流为所以未知电阻阻值的表达式为
29.【答案】(1) (2)① 0.32 ② 20 (3)向容器中加水时,盐水的浓度和体积同时改变,没有控制盐水的体积不变,无法单纯探究电阻与浓度的关系。 (4)① 将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,读出电压表示数 U2 ② (5)
实验次数
盐水浓度
温度T/℃
电阻 R/Ω
1
浓度1
20
2
浓度1
40
3
浓度1
60
4
浓度2
20
5
浓度2
40
6
浓度2
60
(2) [1]电流表测量范围为 0~0.6A,分度值 0.02A,故读数为 0.32 A。[2]由欧姆定律可得,
(3) 见答案。
(4) [1]见答案。[2]滑片在最大阻值处时,电源电压 ……①滑片在最小阻值处时,电源电压……②联立① ② 可得:
(5) 实验需要记录不同浓度、不同温度下的盐水电阻,表格需包含以下核心信息:
实验次数
盐水浓度
温度T/℃
电阻 R/Ω
1
浓度1
20
2
浓度1
40
3
浓度1
60
4
浓度2
20
5
浓度2
40
6
浓度2
60
30.【答案】(1)
10Ω (2)
40Ω (3)
2Ω~10Ω
试卷第1页,共3页
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专题14 欧姆定律
3年真题1年模拟
考点分类
山东考情
命题规律
考点1 欧姆定律及其应用
2026山东济宁(1题)、2026山东(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东济南(2题)、2025山东潍坊(1题)、2025山东泰安(1题)、2024山东德州(1题)、2024山东临沂(2题)、2024山东烟台(2题)
·情境:生活设施、科技应用与实验探究三方面情境交织。
·重点:欧姆定律的简单计算。
·趋势:情境创设日趋多元,纯文字题干减少,常与电功率、串联电路等知识板块交叉融合。
考点2 电路的动态分析
2026山东烟台(1题)、2025山东德州(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东济宁(1题)、2024山东枣庄(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:含有敏感电阻的动态分析、含有变阻器电路的动态分析、含有变阻器电路的动态计算。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与并联电路、电功率等知识板块交叉融合。
考点3 电路故障分析
2025山东泰安(1题)、2024山东烟台(1题)
·情境:常以生活设施和日常场景作为命题背景。
·重点:断路的电路连接情况及电路特点、短路的电路连接情况及短路的危害、用电压表检测电路故障。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点4 电流与电压、电阻的关系
2026山东济南(1题)、2026山东东营(1题)、2025山东青岛(1题)、2025山东日照(1题)、2024山东德州(1题)、2024山东日照(1题)、2024山东青岛(1题)、2024山东临沂(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:探究电流与电阻的关系、探究电流与电压的关系、串联电路的电阻与电压的比值关系及计算、电流表的量程及读数。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与电功率、串联电路等知识板块交叉融合,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点5 伏安法测电阻
2026山东烟台(1题)、2025山东德州(1题)、2025山东济南(1题)、2025山东潍坊(1题)、2025山东泰安(1题)、2024山东枣庄(1题)、2024山东烟台(1题)
·情境:围绕生活场景展开实验探究型命题。
·重点:伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测小灯泡的电功率。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与电功率等知识板块交叉融合。
考点1 欧姆定律及其应用
1.(2025·山东日照·中考真题)(多选)如图是拉力传感器的电路示意图,电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样。为保证电路安全,下列说法正确的是( )
A. 当电压表示数为3V时,滑片P位于的最左端
B. 电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A
C. 变阻器接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω
D. 当滑片P位于最右端时,电路的总功率为1.8W
【答案】BC
【详解】A.如图,电阻R1与R2串联在电路中,电压表测电阻R1两端的电压,当电压表示数为3V时,电路中的电流滑动变阻器的电阻滑动变阻器的最大值为20Ω,因此滑片P位于的中点,故A错误;B.电压表量程为0~3V,当电压表的示数为3V时,电路中的电流最大,最大值为0.3A;当滑动变阻器滑到最大值时,电路中的电流最小,电流的最小值电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A,故B正确;C.由A可知,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电路中的电流最大,因此滑动变阻器的最小值为10Ω;最大值为20Ω;电路中的电流最小时,变阻器接入电路的阻值允许变化范围为10~20Ω,故C正确;D.当滑片P位于最右端时,变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小值为0.2A,电路的总功率为故D错误。故选BC。
2.(2025·山东济南·中考真题)(多选)如图为电阻的电流随电压变化的图像,下列说法正确的是( )
A. 的阻值小于的阻值
B. 将和并联接在电源上,的电流小于的电流
C. 将和串联接在电源上,的电功率小于的电功率
D. 将和并联接在电源上,的电功率大于的电功率
【答案】ACD
【详解】A.由图可知,电压相同时,的电流较大,根据可知的阻值小于的阻值,故A正确;BD.将和并联接在电源上,根据并联电压规律,电压相同,由于的阻值小于的阻值,根据可知的电流大于的电流,根据,的电功率大于的电功率,故B错误,D正确;C.将和串联接在电源上,根据串联电流规律,的电流等于的电流,由于的阻值小于的阻值,根据,的电功率小于的电功率,故C正确。故选ACD。
3.(2025·山东潍坊·中考真题)(多选)某同学设计了如图甲所示的电路测量物体质量,电源电压不变,为定值电阻,为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化规律如图乙所示,电流表的量程为。在上放置轻质托盘,闭合开关,的物体静止放在托盘上时电流表的示数为,的功率为;再放上的物体,稳定后电流表的示数变化了的功率为。取,托盘重力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 托盘上不放物体时电流表的示数为
B. 该电路能测量的物体质量最大为
C.
D. 若电流表的示数为,则被测物体的质量为
【答案】BD
【详解】A.首先计算物体质量与压力的关系,物体对压敏电阻的压力等于其重力,即 F=G=mg。15kg物体的压力F1=15kg×10N/kg=150N由图乙知此时压敏电阻 R1=50Ω。根据欧姆定律,此时电路总电阻且R总1=R0+R1= R0+50Ω可得U=0.2A×(R0+50Ω)再放上15kg 物体后,总质量30kg,压力F2=30kg×10N/kg=300N由图乙知此时压敏电阻 R2=30Ω。电路总电阻R总2=R0+R2=R0+30Ω此时电流表示数I2=0.2A+0.1A=0.3A且可得U=0.3A×(R0+30Ω)联立两式解得R0=10Ω,U=12V。托盘上不放物体时,压力为0,由图可知此时压敏电阻R3=100Ω,电路总电阻R总0=10Ω+100Ω=110Ω电流故A错误;B.电流表量程为0~0.6A,电路最大电流 I大=0.6A,此时电路总电阻压敏电阻最小阻值R小= R总大- R0=20Ω-10Ω=10Ω由图乙知,R=10Ω 时对应压力F大= 550N,此时物体质量故B正确;C.15kg物体时,P1=I12R1=(0.2A)2×50Ω=2W 30kg物体时,P2=I22R22=(0.3A)2×30Ω=2.7W故 C 错误;D.当电流I=0.4A 时,电路总电阻压敏电阻阻值R=R总-R0=30Ω-10Ω=20Ω由图乙规律,R=20Ω时对应压力F0=400N,物体质量 故D正确。故选BD。
4.(2024·山东德州·中考真题)如图所示,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V 1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15 1A”字样,定值电阻R1阻值为10,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法错误的是( )
A. 小灯泡正常工作时电流为0.5A
B. 当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,R2接入电路的最小阻值为3
C. 当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率最小值为3.375W
D. 当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,R2接入电路的最大阻值为15
【答案】D
【详解】A.小灯泡正常工作时电流故A正确,不符合题意;B.当开关断开,闭合时,滑动变阻器与灯泡串联,则电路中允许通过的最大电流I大=I额=0.5A此时两端电压接入电路的最小阻值故B正确,不符合题意;C.当开关闭合,断开时,滑动变阻器与定值电阻并联,通过的电流通过的最小电流干路中的最小电流电路总功率最小值故C正确,不符合题意;D.当开关闭合,断开时,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测两端电压,根据串联分压原理,当电压表示数为量程最大值时,接入电路的阻值为允许的最大值,此时灯泡L两端电压不计温度对灯丝电阻的影响,灯泡的阻值此时电路中的电流则接入电路的最大阻值故D错误,符合题意。故选D。
5.(2024·山东临沂·中考真题)如图所示电路的电源电压为9V,电流表使用0~0.6A量程,电压表使用0~3V量程,阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A。为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于( )
A. 20Ω
B. 10Ω
C. 8Ω
D. 5Ω
【答案】A
【详解】如图所示,电路中定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压;阻值为10Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5A,此时定值电阻两端的电压为超过电压表的量程,可能会损坏电压表;为保证电路中各元件安全工作,所以当电压表示数为3V时,电路中的电流最大,滑动变阻器的阻值最小,此时电路的电流为滑动变阻器的两端电压为滑动变阻器阻值为滑动变阻器的最大阻值应大于20Ω。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
6.(2026·山东·中考真题)图甲为某智能机器人的机械手,为了使它能精准地抓取易碎物品,工程师研发了一种柔性触觉传感器,核心元件是压敏电阻,图乙为压敏电阻阻值随压力F变化的图像。科技小组利用该压敏电阻制作了一个触觉测试仪,其部分简化电路图如图丙。已知电源电压恒为6V,为定值电阻。
(1)闭合开关,对压敏电阻施加压力,随着压力的增大,压敏电阻的阻值 ,电路中的电流 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)将质量为200g的砝码放在水平放置的压敏电阻上进行测试,此时电流表的示数为0.04A,g取10。求:
①压敏电阻受到的压力;
②压敏电阻两端的电压。
③的阻值。
(3)触觉测试仪显示的压力大小用电压表指针偏转角度表示,为了使压力越大,指针偏转角度越大,电压表应并联在 的两端。
【答案】(1)① 减小 ② 增大 (2)① 2N,② 4V,③ 50Ω (3)R0
【讲解】(1) 闭合开关,与串联;由图乙可知,压力增大时,阻值减小;因总电阻,压力增大,总电阻减小;由可知,电源电压不变,总电阻减小,则电路电流增大。
(2) 砝码放在水平压敏电阻上,与串联,电流。① 水平放置时压力等于砝码重力② 由图乙可知,时,,串联电路电流处处相等,压敏电阻两端电压③ 电路总电阻的阻值
(3) 压力越大,阻值越小,串联电路中电阻越小分得的电压越小,故两端电压随压力增大而增大,因此电压表应并联在两端。
7.(2026·山东济宁·中考真题)小明利用酒精气体传感器(其结构和内部电路如图),自制了一个酒精气体浓度检测仪。检测仪包含加热电路和检测电路两个模块。加热电路中的为加热电阻,可以加快酒精分子的运动,缩短检测时间;检测电路中的为敏感体电阻,可以将酒精气体浓度信号转化为电信号。检测仪的完整电路图、相关参数及随酒精气体浓度变化如图(a)(b)(c)所示。
请结合以上信息,按要求回答下列问题:
(1)适用电压范围为“”,求的调节范围;
(2)当为时,求的功率;(结果保留2位小数)
(3)酒驾标准为酒精气体浓度。当电压表的示数为4 V时,通过计算说明被检测者是否属于酒驾。
【答案】(1)
(2)
(3)
被检测者不属于酒驾
【讲解】(1) 加热电路中与串联,根据串联电路分压规律可得,当两端电压为最大适用电压时,电路电流此时两端电压由欧姆定律可得,的阻值当两端电压为最小适用电压时,电路电流此时两端电压由欧姆定律可得,此时的阻值因此的调节范围是
(2) 当时,加热电路总电阻电路电流所以的功率
(3) 检测电路中与串联,电压表测两端的电压,电路电流两端电压因此的阻值对照图(c)的随酒精浓度变化曲线,对应的酒精气体浓度为,该数值小于酒驾标准的下限,因此被检测者不属于酒驾。
8.(2025·山东济南·中考真题)如图为某小组设计的电加热器的简化电路图,电源电压为24V,为电热丝。旋钮开关接1时,电路中的电流为2A;旋钮开关S接2时,电路的总功率为12W。请通过计算回答:
(1)的阻值为多少?
(2)旋钮开关接2时,两端的电压为多少?
(3)旋钮开关接2时,工作消耗的电能为多少?
【答案】(1)
12Ω (2)
6V (3)
2700J
【讲解】(1) 当开关 S 接“1”时,只有R2接入电路中,由欧姆定律得R2阻值
(2) 当开关 S 接“2”时,R1与R2串联。则电路电流电路总电阻R2两端电压
(3) 开关S接“2”的状态下,由串联电路电阻关系可得R1阻值R1= R-R2=48Ω -12Ω=36Ω则R1消耗的功率工作消耗的电能
9.(2025·山东泰安·中考真题)2025年3月6日,我国首批自主研发的某型号120吨级纯电动矿用卡车(图甲)在国内露天矿山领域开始规模化应用,实现了环保效益和经济效益双赢。g取10N/kg,请解答下列问题:
(1)该型卡车某次运输时以18km/h的速度,在平直路面上匀速行驶0.25h,车载电池的输出电能有转化为机械能。求该卡车在此条件下行驶的距离和牵引力的大小;
(2)物理兴趣小组自制卡车模型,并设计了防超载系统,其工作原理如图乙所示。为定值电阻,货物对压敏电阻。产生压力,阻值与压力F大小的关系如图丙所示。调试过程如下:闭合开关S,当载重(承载货物的质量)为2.5kg时,电压表示数为;当载重为10kg时,控制电路中电流达到临界值,磁性开关动触片被电磁铁吸引断开,电动机停止工作,电压表示数为,且;控制电路中电流小于临界值时,磁性开关动触片回弹闭合,电动机正常工作。控制电路电源电压,水平放置的货架重力和电磁铁线圈的阻值均忽略不计,求的阻值和的大小;
(3)若图乙中电压表量程为0~3V,不变、触发电动机停止工作的条件不变,在保证电路安全的情况下,通过更换定值电阻,能否使触发电动机停止工作时的载重达到12kg?请结合(2)中有关数据计算说明。
【答案】(1), (2), (3)能
【讲解】(1) 该卡车在此条件下行驶的距离s=vt=18km/h×0.25h=4.5km车载电池的输出电能有转化为机械能,牵引力做的功W=2.7×108J,牵引力的大小
(2) 由图乙可知,定值电阻R0与压敏电阻RF串联,电压表测量R0两端的电压,当载重为2.5 kg时,RF受到的压力F1=G1=m1g=2.5kg×10N/kg=25N由图丙可知,RF的阻值RF1=300Ω,则控制电路的电压即①当载重为10 kg时,RF受到的压力F2=G2=m2g=10kg×10N/kg=100N由图丙可知,RF的阻值RF2=150Ω,则控制电路的电压即②已知③由① ② ③ 得到U2=1.5V,R0=50Ω,控制电路中电流达到临界值
(3) 由图丙可知,设RF和压力F的关系式为RF=kF+b当RF1=300Ω,F1=25N,带入上面关系式300Ω=25N×k+b④当RF2=150Ω,F2=100N,带入上面关系式150Ω=100N×k+b⑤由④ 和⑤ 得到k=-2Ω/N,b=350Ω,RF和压力F的关系式为RF=-2FΩ/N+350Ω当载重达到12kg,压敏电阻受到的压力F3=G3=m3g=12kg×10N/kg=120N则压敏电阻的阻值RF3=-2×120Ω+350Ω=110Ω控制电路中电流达到临界值I2=0.03A,控制电路的总电阻更换后的定值电阻的阻值R′0=R总-RF3=200Ω-110Ω=90Ω此时电源电压U0=I2R′0=0.03A×90Ω=2.7V<3V所以使触发电动机停止工作时的载重达到12kg。
10.(2024·山东烟台·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
【答案】① 3 ② 10 ③
【详解】[1][2][3]根据电路图可知,和R串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R两端电压;当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时,变阻器R阻值最大,电路中的电流最小,是0.2A,电压是2V,变阻器R的最大阻值是当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时,电路中只有,变阻器阻值最小,电路中的电流最大,是0.6A,电压是0V,电源电压为联立① ② 解得根据可知,电阻消耗的最大功率和最小功率取决于电路中电流的最大值和最小值,所以电阻消耗的最大功率和最小功率之比为
11.(2024·山东临沂·中考真题)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻的阻值为 Ω,电源电压为 V.
【答案】① 3 ② 1.5
【详解】[1][2]由图知,两电阻串联,电压表 测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路的电流;滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,滑动变阻器连入电路的阻值从最大变为0,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据串联分压可知,R两端的电压变小直至0。由图像可知:当电路中的电流为0.1A时,电压表的示数为1.2V,电源电压为…….①当电路中的电流为0.5A时,电压表的示数为0,电源电压为…….②联结① ② ,解得
12.(2024·山东烟台·中考真题)为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求:
(1)定值电阻在电路中的作用是什么?阻值为多少?
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)?此时对应的物体质量为多少?
(4)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙方框内画出,并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
【答案】(1)保护电路,;(2);(3),1千克;(4) ,与图甲相比,该电路电流最小且保持不变,比图甲电路更节能。
【详解】解:(1)根据甲图可知,定值电阻与滑动变阻器R串联,电压表测量R两端电压,在R接入电路中的电阻为0时,定值电阻可以保护电路;根据题意可知,电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω),滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg,此时的电压是15V,滑动变阻器R接入电路阻值最大,为100Ω,此时电路中的电流是定值电阻的阻值为(2)根据题意可知,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,所以滑片P在a端时,电路中只有定值电阻,根据可知,整个电路消耗的电功率为滑片P在b端时,定值电阻与滑动变阻器R串联,同理可知,整个电路消耗的电功率为整个电路消耗的电功率的变化范围是;
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,滑动变阻器接入电路中的电阻为50Ω,此时电路中的电流为电压表的示数为滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,最大称量质量为2kg,当滑片P位于滑动变阻器的中点时,质量为1kg。
(4)要使表盘上刻度均匀,必须保证电流不变,电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比,电路如图; 与图甲相比,该电路电流最小且保持不变,比图甲电路更节能。
考点2 电路的动态分析
1.(2026·山东烟台·中考真题)如图甲所示是压力秤的简易电路,已知电源电压为18 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,定值电阻的阻值为,电阻R为压敏电阻,其阻值变化与所受压力大小的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 当压力F为100 N时,电流表的示数为0.25 A
B. 随着压力F的增大,电压表与电流表的示数之比变大
C. 此压力秤能测量的最大压力值为600 N
D. 若将电压表改装成压力显示器,则表盘上的刻度对应的压力值是均匀的
【答案】C
【详解】A.当压力F为100 N时,压敏电阻R阻值为60Ω,电路为串联电路,电流表的示数为,故A错误;B.电压表与电流表的示数之比即,而,所以,为定值电阻,其阻值不变,故B错误;C.电流表的量程为0-0.6A,当电流最大为时,两端的电压此时压敏电阻两端电压压敏电阻阻值由图乙可知,当时,压力若电压表达到量程15V,此时电路超过电流表量程0.6A,所以电路最大电流由电流表量程决定,此时压力最大为600N,故C正确;D.电压表测两端电压由图乙可知R与F成线性关系,设(k、b为常数),则U0与F不是线性关系,所以表盘刻度不均匀,故D错误。故选C。
2.(2025·山东日照·中考真题)某同学利用如图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,Rt为某种热敏电阻,R为定值电阻。闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 热敏电阻Rt的阻值变大
B. 电流表A2的示数变大
C. 电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
D. 电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小
【答案】D
【详解】由图可知,热敏电阻Rt与定值电阻R并联,电流表A1在热敏电阻所在的支路,测通过热敏电阻的电流,电流表A2在定值电阻所在的支路,测通过定值电阻的电流,电流表A3在干路上测干路电流,电压表测电源电压。由题意知,闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,说明热敏电阻的阻值变小;根据并联电路电压的特点可知,定值电阻所在支路两端的电压不变,定值电阻的阻值不变,根据欧姆定律可知,该支路电流不变,即电流表A2的示数不变;电压表V的示数与电流表A2的示数的比值等于定值电阻的阻值,因此不变;由于电流表A1的示数变大,电流表A2的示数不变,根据并联电路电流的特点可知,电流表A3的示数变大,因此电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小。故D正确,ABC错误。故选D。
3.(2025·山东德州·中考真题)如图是创新小组设计的肺活量检测装置原理图。电源电压恒定,R0是滑动变阻器,R1、R2是定值电阻。检测时从吹气口向气球中吹气,气球膨胀通过可移动隔板带动滑片向上运动,此时显示仪的示数变大(显示仪由图中两电表之一改装而成)。在吹气过程中下列判断正确的是( )
A. 电路总电阻变大
B. 电压表示数变大
C. 显示仪由电流表改装而成
D. 电路中消耗的总功率变小
【答案】C
【详解】ABC.如图,电路为与串联,然后与并联,电压表测电源电压,示数不发生变化;电流表在滑动变阻器所在支路,当从吹气口向气球中吹气,气球膨胀通过可移动隔板带动滑片向上运动时,滑动变阻器的电阻变小,由欧姆定律可知,此时该支路电流变大,即电流表示数变大,即显示仪为电流表改装而成;由并联电路电阻规律可知,此时电路中的总电阻变小,故AB错误,C正确;D.由并联电路中电流规律可知,滑动变阻器所在支路电流增大,通过电流不变,则干路电流增大,由可知,电源电压不变时,电路总功率变大,故D错误。故选C。
4.(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,R2=2R1,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,电压表的示数为3V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,电压表示数为1.2V,电路的总功率为P2。下列说法正确的是( )
A. P1:P2=4:5
B. 电源电压为12V
C. R1阻值为40Ω
D. 电路的最大功率为2.7W
【答案】D
【详解】A.闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,R1与R串联,电压表的示数为3V,此时电路中的电流为当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,R2与R串联电压表示数为1.2V,此时电路中的电流为则故A错误;BC.由题意得解之得电源电压U=6V,R1阻值R1=20Ω,R2阻值R2=40Ω;故BC错误;D.当闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电阻R1与R2并联,电路中的电阻最小,电流最大,电路的总功率最大。此时通过R1的电流为通过R2的电流为电路中的总电流为电路的最大功率为故D正确。故选D。
5.(2025·山东济宁·中考真题)如图所示,闭合开关,将滑片P向b端滑动,电压表示数 ,电压表与电流表示数之比 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】① 变小 ② 不变
【详解】[1][2]由图可知,电阻和变阻器串联,电压表测量电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑片P向b端移动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,根据U=IR可知,电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小,由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R的阻值,R的阻值不变,则电压表与电流表示数之比不变。
考点3 电路故障分析
1.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A. 可能是电阻R断路
B. 可能是灯泡L短路
C. 一定是电阻R短路
D. 一定是灯泡L断路
【答案】A
【详解】A.若电阻R断路,整个电路处于断路状态,电流表指针不会发生偏转。此时电压表直接连接在电源两端,能够测量电源电压,因此电压表指针会发生偏转,符合只有一个电表指针偏转的条件,故A正确;B.若灯泡L短路,电路中只剩下电阻R工作,电流表会显示电路电流,指针发生偏转。同时电压表测量的是电源电压,指针也会偏转,导致两个电表都偏转,不符合题目要求,故B错误;C.若电阻R短路,电流表会显示电路电流,指针发生偏转。但此时电压表被短路,无法显示读数,指针不偏转。虽然这种情况符合只有一个电表偏转,但故障不一定只是电阻R短路,还有其他可能性,比如电阻R断路也会造成类似现象,因此说一定是电阻R短路并不准确,故C错误;D.若灯泡L断路,整个电路处于断路状态,电流表没有电流通过,指针不偏转。同时电压表也无法形成闭合回路,指针同样不会偏转,这样两个电表都不偏转,不符合题目条件,故D错误。故选A。
2.(2024·山东烟台·中考真题)(多选)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A. 灯泡短路
B. 灯泡短路
C. 灯泡断路
D. 灯泡断路
【答案】AD
【详解】根据题意可知,电压表无示数,一是电压表并联部分短路,即灯泡短路,二是电压表两接线柱到电源两极中间某处断路,即灯泡断路,故AD符合题意,BC不符合题意。故选AD。
考点4 电流与电压、电阻的关系
1.(2026·山东济南·中考真题)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
【讲解】(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。
2.(2026·山东东营·中考真题)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)① 左 ② 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)① 将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处 ② 将滑动变阻器的滑片移到最左端,记录电流表的示数,记为 ③ 将滑动变阻器的滑片移到最右端,记录电流表的示数,记为 ④
【讲解】(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.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小 ;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为 A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论: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 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
【答案】(1) (2)① 0.2 ② 正比 (3)① 2 ② 反比 (4)10
【讲解】(1) 探究“电流与电压和电阻的关系”,定值电阻要与滑动变阻器串联,滑动变阻器要一上一下接入,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,且电流表与电压表接线柱需正进负出,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小,即接入电阻增大,因此应接滑动变阻器左下,如图所示:
(2) [1]电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。[2]根据表格丙中数据,电压与电流数据之比为定值,得出结论: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。
(3) [1]如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为[2]如图丁中数据,电阻与电流数据乘积为定值,得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4) 要完成(3)中的实验,即定值电阻两端电压为2V,根据串联分压,当用20Ω的定值电阻实验时,滑动变阻器有最大阻值,电路中电流为滑动变阻器两端的电压滑动变阻器的阻值
4.(2025·山东日照·中考真题)小明在“探究电流与电压的关系”实验时,选用了如下实验器材:电源(电压恒为3V),电流表(量程0~0.6A),电压表(量程0~3V),滑动变阻器,开关,定值电阻,小灯泡(额定电压2.5V),导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整(要求滑片P向左移动时电流表示数变大);
(2)实验前将滑片P调至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表、电流表均无示数。小明将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为3V;接在a、c两点时,电压表无示数;接在b、c两点时,电压表示数为3V。由此可判断出电路中 断路;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据如下表。当电压表示数为1.20V时,电流表示数如图丙所示,其读数为 A。请利用表中数据在图丁中作出电流与电压关系图像 ;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.50
0.80
1.20
1.50
2.00
2.50
电流I/A
0.10
0.16
0.31
0.48
0.49
(4)通过作图发现第 组数据明显错误应舍去。根据作出的图线可得出的实验结论是: ;
(5)根据作出的图线可知,定值电阻 Ω。当电压表示数为时,定值电阻1分钟内产生的热量是 J;
(6)小明用小灯泡代替定值电阻,调节滑动变阻器,测出小灯泡在不同电压下的电流,作出小灯泡电流与电压变化的图像如图戊所示,由图可知小灯泡的实际功率随着电压的增大而 (选填“减小”或“不变”或“增大”),小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1) (2)① 右 ② 开关 (3)① 0.24 ② (4)① 5 ② 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (5)① 5 ② 3 (6)① 增大 ② 1.5
【讲解】(1) 实验中,应将滑动变阻器串联接入电路,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻减小,由此判断左下部分电阻接入电路,电路连接如图:
(2) [1]为了保护电路,在连接电路时,应将开关断开且将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,即滑片P调至最右端。[2]闭合开关,发现电压表、电流表均无示数,说明电路存在断路;将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为3V;说明b导线与电源负极连接正常;接在a、c两点时,电压表无示数,接在b、c两点时,电压表示数为3V,说明开关处断路,由此可判断出电路中开关断路。
(3) [1]如图丙所示,电流表接入小量程,分度值为0.02A,电流表示数读数为0.24A。[2]根据表格中的数据在坐标中依次描出各个点,用平滑的线把各点连接起来即为电流与电压关系图像,如图
(4) [1][2]通过作图发现第5组数据偏离图线较远,明显错误应舍去。由图可知,电流与电压的关系图像为正比例函数图线,根据作出的图线可得出的实验结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5) [1] 由第1组数据可得,定值电阻的阻值为由第2组数据可得,定值电阻的阻值为由第3组数据可得,定值电阻的阻值为由第4组数据可得,定值电阻的阻值为由第6组数据可得,定值电阻的阻值为由图线可知,定值电阻的阻值为5Ω。[2]当电压表示数为时,通过电阻的电流为0.1A,定值电阻1分钟内产生的热量是
(6) [1]如图戊,通过小灯泡的电流随灯泡两端的电压增大而增大,由可知,小灯泡的实际功率随着电压的增大而增大。[2]灯泡的额定电压为2.5V,由图可知,灯泡的额定电流为0.6A,小灯泡的额定功率为
5.(2024·山东德州·中考真题)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A. 滑动变阻器断路
B. 定值电阻R断路
C. 定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A. 调高电源电压
B. 将电压表改接到滑动变阻器两端
C. 在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1) (2)B (3)① 电压 ② ③ 通过导体的电流与导体的电阻成反比 (4)C (5)
【讲解】(1) 由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,滑片P向右移动时电压表示数变大,根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向右移动时其连入电路的阻值变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱连接,如图所示:
(2) 电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路,则可能的原因是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。故选B。
(3) [1][2]由图乙可知,图中阴影部分的面积为I×R,则表示的物理量是电压,其值为I×R=0.2A×15Ω=3V[3]由图乙可知,图像上各点电流与电阻的乘积0.6A×5Ω=3V 0.3A×10Ω=3V 0.2A×15Ω=3V乘积为一定值,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4) A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得则。实验时更换为的定值电阻,即变大,则变大,下一步应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;C.在电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。故选C。
(5) 步骤② ,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数;步骤① ,根据串联电路的电压特点可知,两端电压根据欧母定律可知,电路中的电流则
6.(2024·山东日照·中考真题)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:______(填下列选项前的字母);
A. 20Ω,0.5A B. 40Ω,0.2A
C. 50Ω,1A
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”);
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是: ;
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时, ;
(6)实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。
【答案】(1) (2)C (3)① 左 ② 断路 (4)① A ② 没有控制定值电阻两端的电压一定 (5)通过电阻的电流与导体的电阻成反比 (6)① 电阻 ② 电流 ③ 控制变量法
【讲解】(1) 由于电压表测定值电阻的电压,则可知电路连接正确如下图所示:
(2) 由于电压表的小量程接入电路中,其能测量的最大的电压为3V,而电路中定值阻值的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,则电路的最大电流为由于电源电压为6V,则滑动变阻器分得的最小电压为3V,定值电阻的最大阻值为25Ω,根据串联电路的电压与电阻的规律可知,滑动变阻器最小阻值为25Ω,综上所述,为了要完成该实验,滑动变阻器应选50Ω,1A,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
(3) [1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。[2]闭合开关,发现电流表无示数,这说明电路断路,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,说明定值电阻发生断路。
(4) [1][2]探究“电流与电阻关系”的实验,实验过程中应控制定值电阻两端的电压一定,而A同学所绘制的图像可得电压为可知实验过程中,定值电阻两端的电压发生了变化,没有控制定值电阻两端的电压一定。
(5) 根据图像,据此得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6) [1]图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,导体的电阻不同,所以探究导体电阻对产生热量多少的影响。[2]图丁是控制导体电阻和通电时间相同,通过导体电阻的电流不同,所以探究电流对产生热量的影响。[3]探究电流与电阻的关系时,保证了定值电阻两端的电压是一定的,而探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关时,当探究电流与导体产生的热量的关系,保证了导体的电阻和通电时间相同,当探究电阻与导体产生的热量的关系,保证了导体的电流和通电时间相同,所以这两套装置进行实验的过程中都保证其它因素相同,所以都采用的研究方法是控制变量法。
7.(2024·山东青岛·中考真题)小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系.电源电压为,三个定值电阻阻值分别为和,两个滑动变阻器规格分别为“”和“”。
(1)图甲电路连接不完整,请用笔画线代替导线将电路连接完整 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填“左”或“右”)端。
(3)正确连接电路后,小明依次使用三个定值电阻进行实验.每次更换定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数与前二次实验相同,记录相应电流表示数,绘制出图像如图乙所示,实验中电压表的示数为 V。
(4)小明找来一个未知阻值的电阻,重复上述实验,电流表表盘如图丙所示,其示数为 A,该电阻的阻值为 。
(5)根据以上实验数据,实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 。
【答案】(1) (2)右 (3)2.4 (4)① 0.12 ② 20 (5)
【讲解】(1) 实验时,电流表、电阻、滑动变阻器串联接在电路中,由乙图可知,电流表的量程选用0~0.6A,电压表并联在电阻两端测量电阻两端电压,因此将开关的右接线柱与电流表“0.6”接线柱连接,滑动变阻器的右上接线柱和电阻的左接线柱连接,实物图如下图所示:
(2) 为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大端,即最右端。
(3) 探究电流和电阻的关系时,电阻两端的电压保持不变,由乙图可知,当电阻的阻值为10Ω时,通过电阻的电流为0.24A,则电阻两端的电压为即实验中电压表的示数为2.4V。
(4) [1][2]由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.12A,则该电阻的阻值为(5) 根据串联电路的电压规律可知,定值电阻和滑动变阻器的阻值与分压之比可表示为由于定值电阻两端的电压一定,则滑动变阻器两端的电压也一定,所以滑动变阻器的阻值需要随定值电阻的阻值增大而增大,在(4)中,当定值电阻的阻值为20Ω时解得,滑动变阻器接入电路的阻值大于10Ω,因此实验中小明选择的滑动变阻器的规格为“”。
8.(2024·山东临沂·中考真题)用电压表和电流表等器材探究电流与电阻的关系,电源电压为4.5V,所用定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。
(1)先将30Ω的电阻接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)图甲所示电路有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画一条线代替导线,将电路连接正确;
(3)改正错误后闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,可能是定值电阻 路;
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.0V时,电流表的示数为0.1A。断开开关,将30Ω的电阻换成25Ω的后再闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为3.0V,此时,电流表的示数如图乙所示,为 A;
(5)实验数据如下表所示,请在图丙中描绘出的关系图象;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
电流I/A
0.1
0.15
0.2
0.3
0.6
(6)为顺利完成该实验,所用滑动变阻器的最大阻值应大于 Ω。
【答案】① 左 ② 或 ③ 开(或断) ④ 右 ⑤ 0.12 ⑥ ⑦ 15
【详解】
(1)[1]为了保护电路,在闭合开关前,变阻器的滑片应置于阻值最大的最左端。
(2)[2]探究电流与电阻的关系,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,图甲实物图中,电阻与电流表之间的导线将定值电阻及电压表短路了,定值电阻及电压表未接入电路,将开关与电阻间的导线从电阻右接线柱改接到左接线柱即可,如图所示: 或 (3)[3]在串联电路中,电流表无示数,可能电路出现断路,而电压表有示数,说明电压表与电源接通,是电压表并联部分断路,所以可能是定值电阻断路了。
(4)[4]将25欧定值电阻替代30欧电阻,据串联电路的分压特点知,定值电阻两端的电压变小,而在探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端的电压不变,所以变阻器的滑片应向右移动,让变阻器接入电路的阻值变小,分得的电压变小。[5]定值电阻接入电路的阻值为30欧时,电流表示数为0.1A,则电流表选用的是小量程。图乙中,电流表对应的分度值为0.02A,示数为0.12A。
(5)[6]将表格中对应的数据在坐标轴中描出对应的点,用线将各点相连。作图如下: (6)[7]实验中,定值电阻两端的电压保持为3.0V,则变阻器两端的电压U变=U-U定=4.5V-3.0V=1.5V据串联电路的分压特点知,定值电阻接入电路的阻值最大为30欧时,变阻器所需接入电路的阻值也最大,则有解得,变阻器的最大阻值R大=15Ω。
考点5 伏安法测电阻
1.(2026·山东烟台·中考真题)(多选)在测量标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻的实验中,电路连接如图所示,电源电压为3 V,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,让小灯泡逐渐变亮直至正常发光,测量的数据如表格所示。分析实验现象和表格数据,下列说法正确的是( )
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
0.7
1.5
2.2
2.5
电流I/A
0.1
0.12
0.17
0.21
0.22
A. 当滑片P向右移动时,小灯泡变亮
B. 实验所用滑动变阻器的最大阻值至少为
C. 小灯泡越亮,其电阻越大
D. 实验过程中,小灯泡的电功率变大,滑动变阻器的电功率变小
【答案】BC
【详解】A.由图可知,滑动变阻器接入电路的是左半段电阻丝,滑片向右移动时,接入电阻丝长度变长,总电阻变大,电路电流变小,小灯泡实际功率减小,亮度变暗,故A错误。B.滑动变阻器接入电路电阻最大时电流最小,故第一组数据对应滑动变阻器接入最大阻值的情况。 电源电压,灯泡电压,电流,滑动变阻器两端电压滑动变阻器最大阻值,故B正确;C.根据计算各组小灯泡电阻可得、、、、,由可知小灯泡越亮即实际功率越大时,灯丝电阻越大,故C正确;D. 实验过程中,小灯泡电压、电流逐渐增大,由可知小灯泡电功率逐渐变大;由串联电路电压规律可得滑动变阻器功率代入数值得,,,,,可见滑动变阻器功率先变大后变小,故D错误。故选BC。
2.(2025·山东德州·中考真题)在用电流表和电压表测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,正常发光时阻值约为8Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
1.5
0.24
较暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
2.8
0.32
较亮
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整(导线不得交叉) ;
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置,电压表示数如图乙所示,为 V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(3)多次实验后,实验数据如表所示,可知小灯泡L正常发光时的阻值为 Ω(结果保留一位小数);
(4)根据表中数据可推测闭合开关前小灯泡阻值可能为______;
A. 0Ω
B. 3Ω
C. 6.3Ω
D. 10Ω
(5)根据表中数据,可得小灯泡正常发光时的电功率为 W。结合实验数据和发光情况,可知小灯泡的亮度取决于其 。
【答案】(1) (2)① 2.3 ② 右 (3)8.3 (4)B (5)① 0.75 ② 实际功率
【讲解】(1) 由题意,电源电压为 3V,小灯泡额定电压为 2.5V,正常发光时电阻约为 8Ω,所以额定电流约为所以电流表应选 0~0.6A 量程,电压表选 0~3V 量程。滑动变阻器要串联在电路中,用来调节小灯泡两端电压。如图所示:
(2) [1][2]如图乙,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.3V,小于小灯泡额定电压,要使灯泡电压增大到 2.5V,应减小滑动变阻器连入电阻,滑动变阻器接入右下接线柱 ,故应将滑动变阻器的滑片向右端移动。
(3) 由表中第 2 次实验数据:,,则小灯泡正常发光时的电阻
(4) 闭合开关前,灯丝温度低,电阻比正常发光时小。由第1次实验数据:,,对应电阻但这是通电后较暗时的电阻,比闭合开关前小灯泡阻值大。闭合开关前小灯泡温度更低,小灯泡阻值比 6.25Ω 更小,但不会为0,故闭合开关前小灯泡阻值可能为3Ω,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
(5) 由表可知,小灯泡正常发光时的电功率结合实验数据和发光情况可知小灯泡的亮度取决于实际功率。
3.(2025·山东济南·中考真题)某学习小组采用“伏安法”探究某热敏电阻(阻值约为几十欧姆)的阻值随温度变化的规律,并利用其制作成一个简易的高温报警装置。主要实验器材如下:学生电源(电压为6V),热敏电阻、滑动变阻器、电阻箱、温控装置、警报器、电压表、电流表、开关、导线若干。测量热敏电阻阻值的实验电路图如图甲所示。主要实验步骤如下:
(1)按照如图甲所示的电路连接实物。请用笔画线代替导线,在相应位置将实物图正确连接;
(2)设定温控装置内的温度为20℃,闭合开关后发现电压表的示数过小;应将图乙中滑动变阻器的滑片向 移动,移动后电压表的指针位置如图丙所示,则电压表的示数为 V,根据电压表和电流表的示数计算出此温度下热敏电阻的阻值;
(3)依次升高温控装置内的温度,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,根据电流表和电压表的示数,依次计算出热敏电阻的阻值,作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图丁所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是 ;
(4)学习小组利用热敏电阻,设计的高温报警装置的电路图如图戊所示,已知图中电源电压为6V,警报器两端的电压超过4V就发出声音报警。要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中 (选填“”“”或“”)两端,并设置电阻箱接入电路的阻值为 。
【答案】(1) (2)① 右 ② 1.7 (3)热敏电阻的阻值随温度升高而减小 (4)① ② 50
【讲解】(1) 电流表应与热敏电阻串联,电压表与热敏电阻并联,连接实物图如下:
(2) [1]闭合开关后发现电压表的示数过小,根据串联电压规律可知滑动变阻器的电压过大,根据串联分压原理可知变阻器阻值过大,所以应向右移动滑动变阻器的滑片,减小变阻器的阻值。[2]由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则图丙所示电压表的示数为1.7V。
(3) 由图丁可知,温度越高,热敏电阻的阻值越小,则该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是:热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(4) [1][2]图戊中,热敏电阻和电阻箱串联。温度越高,热敏电阻的阻值越小,根据串联分压原理可知热敏电阻两端电压越小,则电阻箱两端电压越大。所以要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中两端。温度30℃时,热敏电阻阻值为,两端即电阻箱两端电压为4V,根据串联分压原理则有解得此时电阻箱接入电路的阻值。
4.(2025·山东潍坊·中考真题)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻、干电池两节(每节电压为)、滑动变阻器、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大;
(2)正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表所示。
次数
电压()
电流
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
根据实验数据,回答下列问题:
①待测电阻的阻值为 (结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“”或“”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为 (结果保留1位小数)。
【答案】(1) (2)① 10.1 ② R2 ③ 4.1
【讲解】(1) 滑动变阻器需采用“一上一下”的接线方式串联在电路中,题目要求闭合开关后滑片向右移动时电流表示数变大,电流变大意味着电路总电阻变小,即滑动变阻器接入电路的电阻变小。因此需将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。如图所示:
(2) [1]伏安法测电阻中,为减小误差,需根据每次实验的电压和电流数据,用欧姆定律的变形式分别计算待测电阻的阻值,再求平均值。第一次测量,第二次测量,第三次测量,待测电阻的平均值[2]电源总电压为3V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑=U-UR。当待测电阻两端电压最小时(第1次实验UR =1.21V),滑动变阻器两端电压最大,此时滑动变阻器接入的电阻也最大。第一次实验中,电路电流 I1=0.12A,滑动变阻器两端电压U滑=3V-1.21V=1.79V根据解得滑动变阻器R1最大阻值为10Ω,无法满足此次实验中需要接入约14.9Ω电阻的要求;而滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,既能满足阻值需求,且此次实验电流 0.12A小于R2的最大允许电流 0.5A,因此实验中选择的滑动变阻器应为R2。[3]第3次测量时,电源电压U=3V,待测电阻两端电压U3=2.14V,电路电流 I3=0.21A。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑3=U-U3=3V-2.14V=0.86V滑动变阻器连入电路的阻值
5.(2025·山东泰安·中考真题)科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材,测量的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为;
②闭合开关,电流表的示数记为;
③用已知量和测量量写出的阻值表达式: 。
【答案】(1)a (2) (3)① 0.32 ② 8.1 ③ B (4)① ②
【讲解】(1) 由于电压表量程为0-3V,的阻值约为8Ω,当电压表示数为3V时,电流滑动变阻器b允许通过的最大电流为0.2A,小于0.375A太多,故连接电路时,应选择的滑动变阻器是a。
(2) 电压表与被测元件并联,电压表需要测定值电阻两端电压,故错误之处和改正,如图所示:
(3) [1][2]由图可知,电流表选量程,分度值为,电流表示数如图乙所示为,本次测得的阻值为[3]利用伏安法测量定值电阻阻值,通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了减小误差,故B符合题意,A不符合题意。故选B。
(4) [1][2][3]由于没有电压表,需要根据电源电压和串联的定值电阻两端的电压计算出待测电阻两端的电压,则需先测出电源电压,再根据欧姆定律求出与待测电阻串联的定值电阻两端电压,根据分压原理计算出待测电阻两端电压,步骤② 闭合开关,待测电阻被短路,电路中只有定值电阻连入电路,电流表的示数记为,可计算出电源电压步骤① 只闭合开关,定值电阻与待测电阻串联,电流表测串联电路的电流为,定值电阻两端电压为根据串联分压可知,待测电阻两端电压为待测电阻的阻值为
6.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示为“测量小灯泡电阻”的实验装置,已知小灯泡标有2.5V字样。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮);
(2)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压表”、“电流表”或“灯泡”),直至灯泡正常发光;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)根据图丙可知小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”),你认为原因是 ;
(5)根据小灯泡的U-I图像和观察到的亮度变化,还可以发现 。
【答案】① ② B ③ 电压表 ④ 10 ⑤ 变化 ⑥ 灯泡的电阻随温度的变化而变化 ⑦ 灯泡的亮度与实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮
【详解】
(1)[1]根据题意,要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮,说明电路中电流变大,则滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中,如图所示: (2)[2][3]电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电流,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将图甲中滑动变阻器的滑片向B端移动,直至电压表示数为2.5V,所以眼睛一直观察电压表。
(3)[4]由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为(4)[5][6]由图丙可知,灯泡的U-I图像不是一条直线,因此灯泡的电阻是变化的,变化的原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化。
(5)[7]根据小灯泡的U-I图像和观察到的亮度变化可知,灯泡两端的电压越大,通过的电流越大,根据P=UI可知,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮,因此可知,灯泡的亮度与实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮。
7.(2024·山东烟台·中考真题)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,器材如下:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(50Ω 0.2A)滑动变阻器(20Ω 1A),开关和导线若干。
(1)请在答题卡的相应位置画出该实验的电路图。(各元件不必标注字母)
(2)为了完成实验,电流表应选择 量程,电压表应选择 量程,滑动变阻器应选择 (选填“”或“”)。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,闭合,电流表示数为,则小灯泡正常发光时的电阻 (用,、表示)。
【答案】① ② 0~0.6A ③ 0~15V ④ R2 ⑤ 9.5 ⑥
【详解】
(1)[1] 实验电路图如图所示: (2)[2] [3] [4] 小灯泡额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω,额定电流约为0.38A,故电流表应选择0~0.6A量程,电压表应选择0~15V量程,因额定电流约为0.38A,超过R1允许通过的最大电流,故滑动变阻器应选择R2。
(3)[5] 闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为(4)[6]开关变化前后均是R0与灯泡并联,电压相等,则有解得
模拟题精选
1.(2026·山东济南·一模)物理学中经常看到形如的公式,一种情况是x的大小与y、z都有关,另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情况的是( )
A. 物质的密度
B. 导体中的电流
C. 物质的比热容
D. 燃料的热值
【答案】B
【详解】A.密度虽然可用m和V计算,但密度是物质的一种特性,与m和V无关,属于后一种情况,故A不符合题意;B.导体中的电流大小由导体两端的电压和导体的电阻决定,即与U和R都有关,属于前一种情况,故B符合题意;C.比热容虽然可用Q、m、t1、t2进行计算,但比热容是物质的一种特性,与Q、m、t1、t2无关,属于后一种情况,故C不符合题意;D.热值虽然可用Q、m进行计算,但热值是燃料的一种特性,与Q、m无关,属于后一种情况,故D不符合题意。故选B。
2.(2026·山东烟台·学业水平)某同学设计了一个计数装置,用于模拟测试中考跳绳次数,其电路如图甲所示。电源电压恒为6V,R0为阻值40Ω的定值电阻,RT为光敏电阻,当光照强度减弱时,RT阻值会增大,信号记录仪记录到电压变化便会计数一次。该同学进行了一次模拟测试信号记录仪记录的电压随时间变化的图像如图乙所示,则( )
A. 有红外线照射RT时,R0两端电压为1V
B. 有红外线照射RT时,R0电路中电流为25mA
C. 绳子挡住红外线时,R0两端电压为4V
D. 绳子挡住红外线时,RT的阻值为200Ω
【答案】D
【详解】由甲图电路知,R0与RT串联,信号记录仪测R0两端电压。ABC.根据当光照强度减弱时,RT阻值会增大可知,有红外线照射RT时,其阻值会减小;根据串联分压原理可知,此时光敏电阻两端的电压减小,定值电阻两端的电压增大,所以有红外线照射RT时,信号记录仪记录的电压是4V,即R0两端电压为4V;绳子挡住红外线时,信号记录仪记录的电压是1V,即R0两端电压为1V;根据串联电路各处电流相等可知,有红外线照射RT时,通过电路的电流为则R0电路中电流为100mA,故ABC不符合题意; D.绳子挡住红外线时,根据串联电路各处电流相等可知,通过电路的电流为电源电压恒为6V,此时光敏电阻两端的电压为根据欧姆定律可得此时光敏电阻的阻值为,故D符合题意。故选D。
3.(2026·山东潍坊·考前预测)科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果,灯泡L标有“2.5 V”字样,滑动变阻器的最大值为,电压表量程为“0~3 V”,电流表量程为“0~0.6 A”。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡L的亮暗,绘出灯泡L的I-U图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 电源电压为5 V
B. 灯泡正常发光时电阻值为
C. 变阻器接入的阻值范围为
D. 电路消耗的最大电功率为0.625 W
【答案】C
【详解】A.当滑动变阻器接入最大阻值时,电路电流最小,由图乙得:,灯泡电压。 滑动变阻器的电压电源电压为,故A错误;B. 灯泡正常发光时,电压,由图乙得此时电流, 灯泡电阻,故B错误;C.灯泡额定电流,小于电流表量程,且灯泡最大电压小于电压表量程,因此电路最大电流。 此时总电阻,滑动变阻器最小接入阻值滑动变阻器最大可接入全部阻值(符合电路安全),因此接入范围为,故C正确;D. 电路最大功率,故D错误。故选 C。
4.(2026·山东淄博·一模)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A. 水对箱底的压强变小
B. R接入电路的电阻变小
C. 电路中的电流变小
D. 电压表的示数变小
【答案】B
【详解】A.当水箱内水位上升时,水箱中水的深度变大,根据可知水对箱底的压强变大,故A错误;BCD.由图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压。当水箱内水位上升时,在滑杆的作用下,滑片向下移动,滑动变阻器R接入电路的阻值变小;根据串联电路的电阻规律可知电路的总电阻变小,根据可知电路中的电流变大,根据可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B正确,CD错误。故选B。
5.(2026·山东济南·一模)(多选)要测量一个阻值约为的电阻。提供的器材有:新干电池两节(3V),学生用电压表(量程为)、学生用电流表(量程为)、滑动变阻器、1A)、电阻箱以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路中,可以较准确地测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】A.与滑动变阻器串联,电压表测电压。电源电压3V,,电路电流,电流表量程0~0.6A,误差极大,无法准确测量,故A不符合题意;B.与 串联,如果将R2调到左右,单刀双掷开关通过转换位置,电压表可以分别测Rx与电源电压(3V),则,可以解出阻值,故B符合题意;C.由于电阻较大,与 串联时,电路中电流极小,电流表读数误差大,无法准确测量,故C不符合题意;D.与 串联,将R2调到左右,单刀双掷开关在1和2之间转换时,选择电压表正负接线柱正确的一侧可以测出R2或Rx两端电压,假定Rx电压为Ux,则,可以解出阻值,故D符合题意。故选BD。
6.(2026·山东济宁·一模)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻.在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是
A. 只有①
B. 只有②③
C. 只有①②③
D. ①②③④都可以
【答案】C
【详解】由图知,① .只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;② .只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I 0R 0可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;③ .闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式=可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;④.闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表反接,不能测量Rx两端电压Ux,仅有一个电压值,不能测出Rx阻值.故C符合题意.
7.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)如图所示电路中,电源电压为,滑动变阻器R最大阻值为,电流表量程为,电压表量程为,在之间接入不同的电学元件,可以进行不同的实验,在确保电路安全且实验能够顺利进行的情况下,下列说法中错误的是( )
A. 探究电流与电压关系:在间接入一个阻值为的定值电阻,电压表示数变化范围为
B. 探究电流与电阻的关系:控制间电压为时,在间接入电阻的阻值范围为
C. “伏安法”测电阻:在间接入一个大约的未知电阻,调节滑动变阻器滑片的位置,能够测量出该电阻的阻值
D. “伏安法”测电功率:在间接入小灯泡,调节滑片,使电压表示数从变到,测得电流表示数从变到,则灯泡的电功率增大了
【答案】C
【详解】电路中AB间元件与滑动变阻器串联,电压表测AB间电压,电流表测电路电流。 A .AB接入的定值电阻,电压表最大电压为,此时电路中的电流电路安全;滑动变阻器调至最大时,由串联电路的分压规律,可知即解得,AB间最小电压因此电压表示数范围为,故A正确,不符合题意;B .控制AB间电压为,则滑动变阻器两端的电压根据串联分压规律,即滑动变阻器最大,此时AB间接入电阻的最大阻值电流最大不超过电流表,因此AB间接入电阻的最小阻值因此AB间接入电阻范围为,故B正确,不符合题意;C .AB接入约100Ω未知电阻,滑动变阻器调至最大时,未知电阻分压最小,根据串联分压规律,可知即则未知电阻的最小电压约为已经超过电压表量程,滑动变阻器阻值越小,未知电阻分压越大,电压始终超过电压表量程,无法安全测量,故C错误,符合题意;D. 原来功率后来功率功率增大量故D正确,不符合题意。故选C。
8.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)小明同学在物理实践活动中,设计了如图所示的四种用电流表或电压表测量重物重力的电路,其中是滑动变阻器,是定值电阻,电源两极间电压恒定。四个电路中有一个电路能实现重物重力增大,电表示数增大,这个电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.电路为并联电路,电流表测量干路中的电流,当重物重力增大,压力增大时,滑动变阻器滑片向下移动,接入电路的阻值增大,电路的总电阻增大,电流表的示数减小,故A不符合题意;B.电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当重物重力增大,压力增大时,变阻器滑片向下移动,接入电路的电阻增大,根据串联电路分压规律可知,两端的电压会变大,即电压表的示数变大,故B符合题意;C.电路为并联电路,电流表测量定值电阻支路中的电流,因并联电路的各支路互不影响,所以无论重物重力增大或减小引起滑动变阻器支路的电阻增大还是减小,定值电阻支路中的电流都不会改变,即电流表的示数不变,故C不符合题意;D.电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压,当重物重力增大,压力增大时,滑动变阻器滑片向下移动,接入电路的电阻增大,根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器两端电压增大,则两端的电压变小,即电压表的示数变小,故D不符合题意。故选B。
9.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件——应变片,其结构如图甲所示。将它接入如图乙所示的电路,电源电压不变,为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,则电路中( )
A. 应变片中金属丝的电阻不变
B. 电压表的示数变小
C. 电流表的示数变大
D. 电压表与电流表示数的比值变大
【答案】D
【详解】A.其它条件相同时,导体的长度越长、横截面积越小,导体的电阻越大。当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,则应变片中金属丝的电阻变大,故A不符合题意;BCD.分析电路可知,应变片与定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测应变片的电压。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,应变片中金属丝的电阻变大,则总电阻变大,根据,电路中电流变小,则电流表的示数变小;根据串联分压原理,电压表的示数变大,所以电压表与电流表示数的比值变大,故BC不符合题意,D符合题意。故选D。
10.(2026·山东滨州·一模)小滨同学对“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是( )
A. 两个实验的原理是不同的
B. 滑动变阻器在两个实验中的主要作用不同
C. 两个实验进行多次测量的目的不同
D. 两个实验都采用了控制变量法
【答案】C
【详解】A.“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”是通过测量电阻或灯泡两端电压与电流,利用欧姆定律公式的变形公式计算得出的,实验原理均是,故A错误;B.滑动变阻器在两个实验中的作用都是保护电路,以及起到改变电压和电流,方便测量多组数据的作用,故B错误;C.“测定值电阻的阻值”时多次测量是为了求取电阻的平均值减小误差,“测小灯泡的电阻”时多次测量是为了比较灯泡在不同电压下电阻的关系,两个实验多次测量的目的不同,故C正确;D.两个实验的目的都是为了测量而不是探究,两实验均没有用到控制变量法,故D错误。故选C。
11.(2026·山东聊城·一模)如图甲为风力等级检测仪,将装有挡风板和金属滑片P的轻质绝缘滑块与弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。均匀电阻丝长为,电阻为25Ω,电源电压为,保护电阻为5Ω,电压表量程为0~3V。弹簧所受的压力F与弹簧长度改变量L的关系如图乙所示。无风时滑片P在A端,有风时滑块移动,稳定后读出电压表的示数。不同风力等级对应挡风板所受压力如下表格所示( )
风级
1级
2级
3级
4级
5级
6级
7级
8级
9级
10级
挡风板所受压力/
0.01-0.03
0.03-1.4
1.4-3.7
3.7-8
8-14
14-24
24-37
37-54
54-75
75-100
A. 无风时,通过的电流为
B. 在保证电路安全的情况下,风速仪所测的最大风力为8级
C. 若要提高风速仪所测的最大风速,应增大的电阻
D. 将甲图电路改进为丙图,且电流表的量程为,风速仪所测的最大风力将减小
【答案】C
【详解】A.无风时,滑片在A端,总电阻 电路电流 ,故A不符合题意;B.电压表量程为0∼3V,最大电压为3V,对应PA段的电阻 因AB长25cm对应25Ω,故AP长度由图乙,弹簧长度改变量为15cm时,弹力为30N,查表可知,30N对应的风级是7级。故B不符合题意;C.若增大,总电阻变大,电路电流减小。电压表最大电压仍为,因此最大可测越小则最大越大,对应压缩量更大,可测更大的风力,因此能提高所测最大风速,故C符合题意;D.丙图中,段电阻接入电路,风力越大,接入电阻越小,电流越大。电流表最大电流,总电阻最小 接入电阻对应压缩量,得大于甲图的最大压力,因此最大风力增大,不是减小,故D不符合题意。故选 C。
12.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)“安全驾驶,严禁超速”,为确保行车安全,科技小组的同学设计了一个车速提醒装置,其简化电路如图甲所示,电源电压保持不变;为可变电阻,阻值与车速关系的图像如图乙所示。当车速从0加速到80km/h的过程中,消耗的电功率随电流变化的图像如图丙所示,若行驶速度达80km/h(此时电流表的示数为0.6A)时报警,提醒驾驶员车速过快,需要减速。下列说法正确的是( )
A. 该电路的电源电压是10V
B. 行驶速度为80km/h,电压表示数为9V
C. 当汽车行驶速度变大时,电流表的示数变小
D. 若要使该装置的报警电流为0.3A,则R应换用阻值为的电阻
【答案】D
【详解】分析电路可知,可变电阻和定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测电压。AB.行驶速度为80km/h时,电流表的示数为0.6A,由图乙可知,此时可变电阻阻值为,则电压表示数为则电源电压为……①由图丙得电流为0.3A时,消耗的电功率为2.7W,则此时两端电压则电源电压为……②联立① ② ,解得,电源电压。故AB错误;C.当汽车行驶速度变大时,由图乙可知,可变电阻阻值变小,则总电阻变小,根据,电路电流变大,所以电流表的示数变大,根据串联分压原理,电压变小,则电压表示数变小,故C错误;D.若使该装置的报警电流为0.3A,报警时总电阻为行驶速度为80km/h时,可变电阻阻值为,则定值电阻的阻值应为所以若要使该装置的报警电流为0.3A,则R应换用阻值为的电阻,故D正确。故选D。
13.(2026·山东滨州·一模)“体重管理年”掀起全民的健身热潮,为动态监测同学们的体重情况,某科技小组设计了一个体重测量仪,电路如图所示,压敏电阻R的阻值会随秤台上所受压力的增大而减小,G是由理想电流表改装而成的指针式测力显示器,R0是定值电阻,当显示器示数变大时( )
A. R变大
B. 电压表示数变大
C. 电路的总功率变大
D. 电压表与电流表示数的比值变大
【答案】C
【详解】A.由题意可知,显示器为电流表改装而成,当示数增大时,即电路中电流增大,在电压一定时,根据欧姆定律得,电路中的电阻减小,而R0为定值电阻,则R减小,故A不符合题意;B.电压表测R两端电压,是定值电阻,增大,由可知,则增大,电源电压不变,由,所以U减小,即电压表示数减小,故B不符合题意;C.根据,电源电压不变,电流增大,所以电路的总功率也增大,故C符合题意;D.电压表与电流表示数的比值是,当显示器示数变大时,电阻R值减小,故电压表与电流表示数的比值减小,故D不符合题意。故选C。
14.(2026·山东枣庄·一模)物理小组的同学想要测量定值电阻的阻值,准备了如下实验器材:定值电阻(阻值约)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器两个()、开关、导线若干。
(1)该实验的原理是 。
(2)图甲是物理小组连接的部分电路,请你用笔画线代替导线在答题卡上把电路补充完整。要求:滑片P向右移动时,电流表示数变大。
(3)正确连接电路后,小奚准备闭合开关,同组同学及时提醒他,这样操作存在不足,他接下来的操作应该是 。
(4)正确操作后,闭合开关,观察到电流表、电压表均无示数。将另一电压表的两端依次接入图甲中的与与与,分别显示,由此判断电路故障为 。
(5)排除故障后,继续实验,移动滑片,获得实验数据如下表所示。求电阻平均值的目的是 ;实验中选用滑动变阻器的规格可能是 。(选填字母)
序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流
0.08
0.15
0.23
0.25
0.38
0.45
电阻
电阻的平均值
(6)完成上述实验后,小组同学又利用部分实验器材,测量通过盐水柱的电流和它两端的电压,下表是他记录的实验数据,根据实验数据在坐标系中描绘的点如图乙所示。
序号
1
2
3
4
5
6
电压
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.6
电流
0.10
0.12
0.16
0.18
0.20
0.25
①请你帮他完成图乙的图像。( )
②通过分析实验数据和图像,判断欧姆定律 (选填“适用”或“不适用”)于盐水。理由是: 。
【答案】(1) (2) (3)将滑动变阻器的滑片P移动到最大阻值处 (4)开关断路 (5)① 减少实验误差,使实验结果更准确 ② B (6)① ② 适用 ③ 分析绘制出的U-I图像,发现其是一条过原点的直线,说明电流与电压成正比,故欧姆定律适用于盐水。
【讲解】(1) 根据欧姆定律可知,电阻为,所以测量电阻的原理为。
(2) 滑片P向右移动时,电流表示数变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器要“一上一下”串联接入电路中,将滑动变阻器的右下接线柱接入电路与电阻串联,电压表要并联在定值电阻两端,电源电压为3V,则电压表的量程为0~3V,具体实物连接如答案图。
(3) 为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移动到最大阻值处。图中滑片位于中间位置,直接闭合开关易导致电流过大损坏器材。
(4) 电路中电流表和电压表都没有示数,则应该是断路现象,将另一电压表的两端接入图甲B与C两端时电压为3V,则B与C之外的电路是连通的,则电路的故障为开关断路(或开关接触不良或B与C之间断路)。
(5) [1]一组数据太少,多次测量是为了减少实验误差,使实验结果更准确。[2]当电路中电流最小时,电路中电阻阻值最大,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,当,时,根据串联电阻分压原理和串联电路电流处处相等,此时滑动变阻器两端的电压为此时滑动变阻器的电阻为所以,滑动变阻器应该选用B:40Ω 1A。
(6) [1]将表格中的数据描点,用平滑的线连接起来,使所有点尽量多的分布在直线上或直线的两侧,图像如下: [2]略[3]见答案
15.(2026·山东济南·一模)图甲为智能快递分拣机器人,快递分拣电路的简化示意图如图乙所示,其中分别为光敏电阻和力敏电阻,当机器人扫描条形码后,机器人根据和反映的信息识别快件需要运送的区域。已知电源电压为6 V,扫码后的阻值发生变化,其阻值对应的送件区域如下表所示,力敏电阻的阻值随压力变化关系如图丙所示。当运送某快件到B区域时,求:
送件区域
A
B
C
D
光敏电阻
12
15
18
20
(1)通过的电流;
(2)此时电流表的示数为的阻值及快件的重力是多少?
(3)10 s内,该电路消耗了多少电能?
【答案】(1)0.4A (2)15N (3)30J
【讲解】(1) 由图乙可知,与并联,电流表测量干路总电流,电源电压。由题意,快件运往B区域,根据表格得光敏电阻,并联电路中各支路电压等于电源电压,因此,根据欧姆定律,得通过的电流
(2) 已知干路总电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此通过的电流并联电路中两端电压,根据欧姆定律得由图丙可知,时,力敏电阻受到的压力,快件对力敏电阻的压力等于自身重力,因此
(3) 根据电能公式,电路消耗的电能
16.(2026·山东济宁·一模)学习小组的同学通过实验探究电学知识。
实验一:应用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,选用器材如下:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表,电压表,开关,滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)要完成该实验,滑动变阻器应该选用的规格是 (填下列选项前的字母);
A.20Ω 0.5A B.40Ω 0.2A C.50Ω 1A
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑至端,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大,移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”);
(3)A、B两位同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是 ;
(4)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。
实验二:探究“通电导体产生的热量跟电流、电阻的关系”时,设计如图丙所示的实验装置(电源、开关未画出)。
(5)A、B、C为三根相同的电阻丝,以A、B为研究对象,该实验探究的是电热与 的关系;若将C也置于右侧容器中,这时B、C并联后可等效为一根电阻丝,那么,该装置可探究电热与 的关系。
【答案】① C ② 断路 ③ A ④ 控制定值电阻两端电压不变 ⑤ 电流 ⑥ 电阻
【详解】[1]该实验中,应控制定值电阻两端电压不变,由图乙,根据可知,A曲线没有控制电压不变,不符合题意;B曲线控制电压为2V不变,因为电源电压为6V,故滑动变阻器两端电压为4V,根据串联电路的分压关系,可知当定值电阻阻值最大时,滑动变阻器阻值也最大,即故选C。[2]闭合开关,电流表无示数,可判断电路发生了断路,又因为电压表示数较大,电压表并联在定值电阻两端,可判断可能是定值电阻发生了断路。[3][4]该实验中,应控制定值电阻两端电压不变,根据图乙可知,A曲线没有控制定值电阻两端电压不变,故A同学的实验操作是错误的。[5]由图丙可知,电阻丝A在干路上,电阻丝B在支路上,二者阻值相同,通电时间相同,但电流不同,根据控制变量法可知,该实验探究的是电热与电流的关系。[6]若将C也置于右侧容器中,这时B、C并联后可等效为一根电阻丝,其阻值小于10Ω,二者的电流相同,通电时间相同,根据控制变量法可知,该实验探究的是电热与电阻的关系。
17.(2026·山东淄博·一模)在“探究电流与电阻关系”的实验中,小美选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω,电源由两节新的干电池组成。
(1)请用笔画线代替导线,将实物图未连接部分补充完整。要求:滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大;连线不得交叉;
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电流表无示数,电压表有示数,则该电路故障可能是 (填“电阻R断路”或“电阻R短路”);
(3)排除故障后,重新更换一个5Ω定值电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为2V。接着她断开开关,直接将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,闭合开关后,她应 (填“增大”或“减小”)滑动变阻器连入电路的阻值,直至电压表示数为 2V。再更换 20Ω 的定值电阻继续实验,为完成实验,滑动变阻器的阻值至少应为 Ω;
(4)实验结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(5)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻 Rx的阻值。他们设计的电路如图所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;
②断开开关S2,读出电流表示数为I2;
③未知电阻 Rx= (用R0、I1和I2表示)。
【答案】(1) (2)电阻R断路 (3)① 增大 ② 10 (4)反比 (5)
【讲解】(1) 因为要满足滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,所以需连接滑动变阻器左下接线柱,即将滑动变阻器的左下接线柱与开关右接线柱连接,据此作图。
(2) 电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,所以可判断故障为电阻R断路。
(3) [1]根据串联分压原理,当定值电阻由5Ω换为10Ω时,定值电阻两端电压会变大,为保持电压表示数为2V,所以应增大滑动变阻器连入电路的阻值。[2]由题意可知,电源电压,滑动变阻器两端的电压根据串联电路的分压原理,,则滑动变阻器接入电路的阻值
(4) 电流与电阻的乘积为定值,则可以得到实验结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5) 闭合开关S1、S2,R0短路,只有RX接入电路,此时电源电压--①闭合开关S1、断开开关S2,R0、Rx串联,此时电源电压--②由① ② 解得,Rx的阻值
18.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
(1)小丽测量小灯泡电阻的实验原理是 ;
(2)连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,她发现小灯泡很暗且亮度始终不变,其原因是 ;
(3)改接正确后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 A,小灯泡正常工作时的电阻是 Ω;
(4)小丽又想测某未知电阻的阻值,设计了如图丙所示的电路(为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮她把缺少的步骤补全,并写出未知电阻的表达式。实验步骤如下:
A.按照设计的电路图连接电路;
B. ;
C. 。
未知电阻的表达式:= 。(用已知和测量的物理量的符号表示)
【答案】① ② 滑动变阻器同时接了两个下接线柱 ③ 0.38 ④ 10 ⑤ 断开S记录电压表示数为Ux ⑥ 闭合S记录电压表示数为U ⑦
【详解】
(1)[1]要测小灯泡的电阻,需要用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测通过小灯泡的电流,根据计算小灯泡的电阻,故小丽测小灯泡电阻的实验原理是。
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,灯泡始终亮度几乎不变,说明移动滑片时变阻器连入阻值没有发生变化,灯泡很暗,说明电路电阻比较大,电流比较小,所以故障的原因可能是变阻器同时接下面的接线柱。
(3)[3][4]由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.38A,由欧姆定律,小灯泡正常工作时的电阻(4)[5][6][7]断开S记录电压表示数为Ux;闭合S记录电压表示数为U;在B中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压,在C中,定值电阻R0短路,电压表测电源电压,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压为U0=U-Ux由分压原理得
19.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)臭氧常用于食品车间进行无人密闭消毒,消毒30分钟后臭氧最终分解为氧气,对食品不会有残留污染,但因其有强氧化作用,消毒时浓度不宜过高。兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪(电压表示数显示臭氧浓度)检测车间消毒时空气中臭氧的浓度,其电路原理如图甲。电源电压恒为3V,定值电阻,臭氧检测传感器Rc阻值与臭氧浓度μ的关系如图乙。消毒标准如下:为不合格, 为合格,为超标。求:
(1)当臭氧浓度为2.25ppm时,电压表的示数;
(2)某次检测时,电压表示数为2.4V,该次消毒为合格、不合格还是超标;
(3)若更换后,则当臭氧浓度为0.75ppm时,R0的电功率。
【答案】(1)2V (2)该次消毒是超标的 (3)0.15W
【讲解】(1) 由图乙可知,当臭氧浓度为2.25ppm时,臭氧检测传感器Rc的阻值为5Ω,此时电路中的总电阻此时电路中的电流电压表示数
(2) 电压表示数为2.4V时,电路中的电流此时Rc两端的电压此时RC的阻值由图乙可知,此时臭氧浓度为3ppm,此浓度大于2.5ppm,故该次消毒是超标的。
(3) 若更换后,当臭氧浓度为0.75 ppm时,从图乙中可知,臭氧检测传感器RC的阻值,此时电路中的总电阻此时电路中的电流R0的电功率
20.(2026·山东烟台·学业水平)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,电源电压为10V。已有的5个定值电阻的阻值分别为20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω。
(1)如图甲所示,连接电路时开关应 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最 (填“左”或“右”)端。闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻R (填“短路”或“断路”);
(2)滑片位置不动,把20Ω的定值电阻换成30Ω的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“左”或“右”)调节滑片,使 的示数保持不变,读取电流表示数;
(3)根据实验数据作出I-关系如乙图所示,由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 比;
(4)若五个定值电阻均能完成上述实验则所选滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
【答案】(1)① 断开 ② 右 ③ 断路 (2)① 右 ② 电压表 (3)反 (4)15
【讲解】(1) [1]如图甲所示,为了保护电路,连接电路时开关应断开。[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端。[3]闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电路中没有电流,电路处于断路状态,电压表指针有明显偏转,电压表与电源连通,原因可能是电阻R断路。
(2) [1][2]滑片位置不动,把20Ω的定值电阻换成30Ω的定值电阻,根据串联分压的规律,电阻两端的电压会变大,为了保持电阻两端的电压不变,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,即向右调节滑片,使电压表的示数保持不变,读取电流表示数。
(3) 图像是一条过原点的直线,I与成正比,由此进一步得出结论,在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(4) 由图乙可知,当时,,电阻,定值电阻两端的电压根据串联电路的电压特点,滑动变阻器两端的电压滑动变阻器分得的电压是定值电阻电压的0.25倍,根据串联分压的原理,当接入60Ω的电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻即滑动变阻器的最大阻值至少为15Ω。
21.(2026·山东邹城·学业水平)“探究电流与电阻、电压的关系”实验,小明与小丽的实验小组设计了如图1所示电路。电路中的各元件参数为:电源电压3 V,定值电阻R(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω),滑动变阻器“20 Ω,1 A”。
(1)小明与小丽的实验小组在探究“电流与电阻的关系”时:
①小明按照图1所示的电路图将电路连接好,将滑动变阻器的滑片置于 (选填“最左端”或“最右端”),闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使定值电阻5 Ω两端的电压为1.5 V,记录电流表的示数;
②若滑动变阻器的滑片位置没有改变,小明将5 Ω电阻换成10 Ω电阻,接下来应该将滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直到观察到电压表示数为1.5 V时,记录电流表示数;
(2)小明换用不同的电阻,重复实验,得到下表中的实验数据,分析表中数据,可得出: 。
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.3
0.15
0.10
(3)另一小组在探究“电流与电压的关系”时:实验的过程中,根据实验数据在图甲中画出了A、B、C三个电阻的图像,在图乙中画出了图像,根据图甲可知三个导体中阻值最大的是 (选填“A”、“B”或“C”),图乙中阴影部分的面积表示 。
【答案】(1)① 最左端 ② 左 (2)电压一定时,导体通过的电流与导体的电阻成反比 (3)① A ② 定值电阻两端的电压。
【讲解】(1) 闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于阻值最大的位置,即最左端。根据串联分压可知,将5Ω电阻换成10Ω电阻,电压表的示数变大,为保持电压表的示数不变,则应增大滑动变阻器的阻值,由图1可知,应将滑片向左滑动。
(2) 由表中数据,电流与电阻之积为即为一定值,故可得出结论:电压一定时,导体通过的电流与导体的电阻成反比。
(3) 由图甲图可知,电压都为3V时,通过导体的电流分别为,,,即由可知,导体的电阻,故A导体的阻值最大。图乙图中阴影部分面积,等于电流与电阻之积,因,故表示的物理量是定值电阻两端的电压。
22.(2026·山东潍坊·考前预测)2026年央视春晚上,机器人与演员同台共同为观众带来了科技与艺术融合的精彩表演。结合所学知识,某学习小组开展了“机器人研究”实践活动。下表是某款机器人的一些参数。
电池工作电压
60 V
电池容量
报警电流
10 mA
额定功率
360 W
单脚脚底面积
总质量
35 kg
(1)机器人感知系统。测温系统是通过接收物体表面辐射出来的 来测温的(选填“红外线”或“紫外线”);视觉感知系统应用了3D激光,激光 (选填“属于”或“不属于”)电磁波。
(2)机器人运动系统。不同关节的电动机之间是 连接(选填“串联”或“并联”);已知表演时的机器人平均功率为360 W,不计能量损失,电池充满电后,可供持续表演 min。
(3)机器人保护系统。为了避免机器人在执行搬运任务时因所受压力过大而损伤,设计了如图甲所示的负重过载保护电路,图中电源电压为4.5 V,为压敏电阻,其阻值随机器人所受压力变化的图像(直线)如图乙所示。闭合开关,当机器人的负重增大时,压敏电阻两端的电压将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。当机器人将重为100 N的货物从地面搬运至5 m高处时,机器人对货物所做的功是 J;设定机器人的负重为200 N时,报警器(电阻不计)通过的电流达到报警电流触发报警,并放弃执行搬运任务,此时电路中滑动变阻器的阻值为 。当机器人长时间工作时,需降低其最大负重,则图甲的电路可以做哪些改变? (一条即可)。
【答案】(1)① 红外线 ② 属于 (2)① 并联 ② 90 (3)① 变小 ② 500 ③ 400 ④ 减小滑动变阻器接入的阻值 增大电源电压 换一个报警电流更小的报警器(合理即可)
【讲解】(1) 一切物体都向外辐射红外线,测温系统靠接收物体红外辐射测温;激光是光波,属于电磁波。
(2) 各关节电动机互不影响,为并联;电池充满后总电能为可持续表演的时间为
(3) 据乙图可知,负重增大,压力变大,压敏电阻阻值变小,甲图中电路是串联的,由串联分压原理,压敏电阻分压变小;机器人对货物做的功为报警电流为电路中总电阻为负重为200N时,由图可知压敏电阻阻值为50Ω,所以滑动变阻器的电阻为可以换一个报警电流更小的报警器;如果不换报警器,最大负重需要变小,即触发报警的压力变小,如果报警电流不变,则RF更大,所以可以减小滑动变阻器接入的阻值或增大电源电压。
23.(2026·山东潍坊·考前预测)实验小组对小灯泡进行了如下探究,请回答相关问题。
(1)图甲是测量灯泡L()电阻的电路。请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,造成这种现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 (结果保留一位小数)。
(4)小组同学收集实验数据并填入下表,
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
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
①请在丙图中描点并画出小灯泡电流与电压的关系图像;
②利用本实验数据 (选填“能”或“不能”)总结得出电流与电压关系。
③根据表中数据,实验小组发现每次算出的小灯泡电阻是有差距的,有同学提出要对每次实验得出的电阻求平均值,以减小误差。这种做法是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 。
有的同学认为是电压直接影响了电阻,还有同学从灯泡发光原理出发认为是电压影响了灯泡温度,温度最终影响了电阻。带着问题,实验小组继续进行探究.....
【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3)8.3 (4)① ② 不能 ③ 不合理 ④ 每次数据得出的灯泡电阻差距很大,这种差值不是误差所导致的,是灯泡的电阻在变化,不是定值,求平均值无意义
【讲解】(1) 测小灯泡电阻的实验中,电压表应与灯泡并联,因为灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V量程,如答案所示。
(2) 电流表指针几乎不动,说明电路中存在断路,电压表有示数,说明故障可能为小灯泡断路。
(3) 由图1可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故电流的大小为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻
(4) 根据表格数据可得,小灯泡电流与电压的关系图像如答案图。由实验数据可知,小灯泡的电阻会随着电压变化而变化,所以不能总结得出电流与电压的关系。这种做法是不合理的,每次数据得出的灯泡电阻差值很大,这种差值不是误差所导致的,是灯泡的电阻在变化,不是定值,求平均值无意义。
24.(2026·山东济宁·二模)图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,工作电压为4.5V,定值电阻R的阻值为100Ω,天然气气敏电阻R0的阻值与空气中天然气浓度变化规律如表。当R端的电压达到3V时,气敏电阻R0的阻值为 Ω,若适当 (选填“增大”或“减小”)R的阻值,则可以提高报警器的灵敏度。
浓度/ppm
0
100
200
300
400
500
600
电阻R0/Ω
50
100
150
200
250
300
350
【答案】① ② 减小
【详解】电路为串联电路,电源电压,定值电阻,当其两端电压时,气敏电阻两端电压电路电流因此,气敏电阻阻值报警触发条件为,由串联分压公式,代入数据可得,报警器的灵敏度提高,意味着在天然气浓度更低(更小)时就能触发报警。若适当减小R的阻值,可使更小,从而对应更低浓度,提前触发报警,提高灵敏度。
25.(2026·山东济宁·二模)小理为了完成电学中的实验,收集了如下实验器材:学生电源一个,开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω;0.5A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表各一个,导线若干。
实验一:探究“电流与电压的关系”
(1)用笔画线代替导线,将图1甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变小,导线不交叉;
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的全部电阻接入电路是为了 ;
(3)检查无误后,小理将的电阻接入电路,闭合开关,记录为A点数据、继续移动滑动变阻器滑片,记录为B、C、D、三点数据并绘制I-U图像如图1乙中的虚线所示。根据作出的图线可得出的实验结论是: ;
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小理换用的电阻重复前面操作,得到多组数据,在相同的坐标系中画出了I-U图像,图1乙中 (选填“①”或“②”)图像是符合实验实际的。
实验二:探究“电流与电阻的关系”。
(5)小理想利用实验器材继续探究“电流与电阻关系”,将的电阻更换为的电阻接入电路,拆下电阻后,发现电压表、电流表指针偏转如图甲所示,则不规范的操作可能是: ;
(6)小理用测量数据描点作出I-R图像如图乙,同组的小悟发现定值电阻阻值为 的测量数据是错误的,并且分析出电阻两端控制电压为 V不变。
【答案】(1) (2)保护电路 (3)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (4)① (5)未断开开关时拆除电阻 (6)① 10 ② 2
【讲解】(1) 探究电流与电压关系时,电流表和滑动变阻器与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,由题意可知,通过滑动变阻器的最大电流为0.5A,因此电流表选择0~0.6A的测量范围,滑动变阻器滑片右移阻值变小,说明接入电路的电阻丝长度变短,因此需要将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。
(2) 闭合开关前,滑动变阻器调至最大阻值,使电路初始电流最小,作用是保护电路,避免电流过大烧坏元件。
(3) 由图像可知,导体两端的电压与通过导体的电流的比值固定不变,即导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4) 根据可知,在电压一定时,将10Ω的电阻换为20Ω,电阻变为原来的2倍,电流将变为原来的一半,因此图1乙中①图像是符合实验实际的。
(5) 由图可知,电流表示数几乎为0,但电压表示数很大,说明拆接电路时,开关没有断开,导致有电流通过电压表使其发生偏转。
(6) 由图可知,用5Ω的电阻时,其两端电压为用10Ω的电阻时,其两端电压为用15Ω的电阻时,其两端电压为用20Ω的电阻时,其两端电压为用25Ω的电阻时,其两端电压为探究电流与电阻关系时,需要控制定值电阻两端电压不变,则在误差允许的范围内可发现,定值电阻阻值为10的测量数据是错误的,并且电阻两端控制不变的电压为2V。
26.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)在如图电路中有电流表()、灯泡L(标有“6V 3W”)、滑动变阻器(标有“20Ω 1A”)和一个定值电阻。当滑动变阻器滑片移至最左端,开关S闭合,、均断开时,灯泡L恰好正常发光。当滑动变阻器滑片移动至最右端处,开关S、、均闭合时,电流表示数为0.5A。不考虑灯泡电阻受温度的影响。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)此电路工作时,求该电路总功率的最小值。
【答案】(1) (2)
【分析】
(1)由图可知,当滑动变阻器滑片移至最左端,开关S闭合,S1、S2均断开时,电路中只有灯泡L工作,灯泡正常发光,根据灯泡的规格可知电源电压;当滑动变阻器滑片移动至最右端处,开关S、S1、S2均闭合时,R1、R2并联,灯泡L被短路,电流表测量干路的总电流;根据并联电路的电压特点可知R1、R2两端的电压,根据欧姆定律求出通过R1的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,根据欧姆定律求出R2的阻值;
(2)由可知,当电路中的总电阻最大时,电路中的总功率最小,根据求出灯泡L的电阻,根据串联电路的电阻特点求出最大总电阻,根据可求出电路的最小总功率。
(1) 由图知道,当滑动变阻器滑片移至最左端,开关S闭合,、均断开时,电路中只有灯泡L工作,灯泡正常发光,则电源电压当滑动变阻器滑片移动至最右端处,开关S、、均闭合时,R1、R2并联,灯泡L被短路,R1接入电路中的电阻最大为20Ω,电流表测量干路的总电流;根据并联电路的电压特点知道,R1、R2两端的电压相等,都等于电源电压6V,此时通过R1的电流根据并联电路的电流特点知道,通过R2的电流R2的阻值
(2) 由知道,当电路中的总电阻最大时,电路中的总功率最小,由图知道,当开关S闭合、S1、S2都断开时,R1与灯泡L串联,当滑动变阻器滑片移动至最右端时,电路中的总电阻最大,此时电路总功率最小,灯泡的电阻根据串联电路的电阻特点知道,电路中的最大总电阻电路的最小总功率
27.(2026·山东聊城·一模)在“探究电压一定时电流与电阻关系”的实验中,小华使用了以下器材:电压为4.5V的电源、电压表、电流表、定值电阻(),标有“,1A”的滑动变阻器等。
实验序号
1
2
3
4
5
10
20
0.6
①
②
(1)用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整,要求滑片P向右移动时电路电流变小。
(2)在该实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还起着 的作用。
(3)闭合开关,发现电流表无示数、电压表示数为,出现此故障的原因是 。
(4)排除故障后,第一次实验选用的定值电阻,电流表的示数为,以后每次更换定值电阻时,都应调节 ,使电压表的示数为 ,并记下电流表的示数,将数据记录在如图表格中,请将①②处数据补充完整:① ;② 。
(5)为了得到第4组数据,继续使用30Ω的定值电阻和上述器材进行实验,你认为是否可行?请作出判断的理由。答: (选填“可行”或“不可行”)。理由: 。
(6)由实验得到的结论是: 。
【答案】(1) (2)控制定值电阻两端的电压保持不变 (3)定值电阻R断路 (4)① 滑动变阻器的滑片 ② 3 ③ 0.3 ④ 0.15 (5)① 不可行 ② 滑动变阻器的阻值太小 (6)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【讲解】(1) 滑片P向右移动时电流变小,说明滑动变阻器接入电阻变大,因此应将左下接线柱A接入电路,与定值电阻串联。
(2) 在探究电压一定时电流与电阻的关系,需每次更换电阻后调节滑片,使电压表示数不变,所以滑动变阻器的作用除保护电路外,主要作用是控制定值电阻两端的电压保持不变。
(3) 闭合开关,电流表无示数,说明电路断路,但电压表示数为4.5V,等于电源电压,说明电压表串联在电路中,因此出现故障的原因是定值电阻R断路。
(4) [1][2]更换定值电阻后,需调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变,由第1次数据可知,定值电阻两端电压因此电压表示数需保持3V。[3]① 的电流为[4]② 的电流为
(5) 当使用30Ω电阻时,为保持其两端电压3V不变,电路电流此时滑动变阻器两端电压 滑动变阻器需要接入的电阻但滑动变阻器最大阻值仅为10Ω,无法满足要求,因此不可行。
(6) 由表格数据可知,电流与电阻的乘积恒定不变,因此得到的结论是在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
28.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”的字样。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的电路连接完整。(要求:导线不允许交叉,滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮)
(2)实验中滑动变阻器的作用:一是保护电路,二是
(3)闭合开关,定向移动滑片,发现两电表示数忽大忽小,且变化幅度较大。经检查,故障只发生在滑动变阻器上,则故障可能是__________(选填字母)。
A. 滑动变阻器短路
B. 滑动变阻器的滑片与电阻丝接触不良
(4)排除故障后,闭合开关,小明移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为 V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。小明根据实验测得的数据,作出小灯泡的图像,如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 。
(5)兴趣小组的其中一名同学对灯泡的电阻提出了不同看法,他认为应将所测电阻取平均值,以减小误差,你同意该同学的看法吗? ,理由是 。
(6)小明对实验进一步拓展,在缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路来测量未知电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。实验步骤如下:
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式: (用、、表示)。
【答案】(1) (2)改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流 (3)B (4)① 2.3 ② 右 ③ 10 (5)① 不同意 ② 灯丝电阻随温度变化而变化,不是一个定值,求平均值无意义 (6)
【讲解】(1) 测量小灯泡电阻的实验中,电压表应与灯泡并联,且小灯泡L标有“2.5V”,所以电压表选择“”量程;滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,由题知,滑片向右移动时灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器接入阻值变小,故应将其右下接线柱接入电路中,如图所示:
(2) 滑动变阻器在实验中有两个主要作用,一是保护电路,防止电流过大损坏元件;二是通过改变自身电阻,从而改变电路中的小灯泡两端的电压和电流。
(3) 两电表示数忽大忽小且变化幅度较大,说明电路时通时断。A中滑动变阻器短路时,电路为灯泡的基本电路,两表示数稳定,不符合现象;B中滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良,会导致电路时通时断,符合题意。
(4) [1]由图乙可知,电压表量程为,分度值为0.1V,示数为2.3V。[2]要使小灯泡正常发光,即电压达到2.5V,需增大灯泡两端电压,根据串联分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片P向右移动。[3]由图丙可知,小灯泡正常发光时电压,电流,根据欧姆定律,可得小灯泡正常发光时的电阻为
(5) [1][2]不同意该同学看法,因为灯丝电阻受温度影响较大,温度升高时电阻增大,不是一个定值,求平均值不能真实反映灯泡电阻的实际情况,无意义。
(6) 当滑片移至端时,电压表测量定值电阻的电压为;再将滑动变阻器的滑片移至端,电压表测量总电压为,则变阻器的电压为电路中的电流为所以未知电阻阻值的表达式为
29.(2026·山东滨州·一模)【项目背景与问题提出】盐水是一种常见的电解质溶液,广泛应用于生产和生活中。本项目旨在通过测量自制盐水电阻,探究其基本电学特性。经过课堂学习,小滨同学猜想:盐水的导电能力与浓度有关。
【探究过程】于是,小滨自制了一个盐水电阻:选取一个长方体容器,倒入一定浓度的盐水,在容器两侧分别固定金属片直至底部。为了测量该盐水电阻的阻值,他利用电源(电压未知、内阻不计)、电流表、电压表、标有“20Ω,1A”的滑动变阻器R、开关和导线等器材,设计并连接如图甲所示电路。
(1)图甲中还有两处导线未画出,请在图中补画完整(要求:滑片向右移动时,电流表示数变大);
(2)某次测量时电压表的示数为6.4V,电流表的示数如图乙所示,其读数为 A,则该次测得盐水的电阻为 Ω;
(3)小滨利用图甲电路研究盐水电阻与盐水浓度的关系,他向容器中分多次加入一定量的水,发现盐水电阻的阻值减小,最后得出结论。请你指出小滨实验过程中存在的不足: ;
(4)实验中若电流表损坏,利用余下器材还能否测出盐水电阻的阻值?小滨经过思考设计了如图的电路图,并进行如下操作:连接电路,闭合开关,保持电压表接在盐水电阻两端不变,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,读出电压表相应的示数U1; ,读出电压表相应的示数U2.根据测得数据求出盐水电阻的阻值为: (用U1,U2,R表示)。
【拓展延伸】
(5)电阻是导体的基本属性,对于金属导体,电阻通常随温度升高而增大。但电解质溶液(如盐水)的导电机制与金属不同,其电阻随温度的变化规律可能有所差异。于是,小滨进行了如下实验:
①用如图所示的数字多用表分别测量20℃、40℃和60℃的盐水的电阻;②换用另一浓度的盐水重复步骤①。请你设计该实验的记录表格。
【答案】(1) (2)① 0.32 ② 20 (3)向容器中加水时,盐水的浓度和体积同时改变,没有控制盐水的体积不变,无法单纯探究电阻与浓度的关系。 (4)① 将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,读出电压表示数 U2 ② (5)
实验次数
盐水浓度
温度T/℃
电阻 R/Ω
1
浓度1
20
2
浓度1
40
3
浓度1
60
4
浓度2
20
5
浓度2
40
6
浓度2
60
【讲解】(1) 电压表并联在盐水电阻两端,滑动变阻器要求滑片右移时电流变大,即接入电阻变小,因此应接B 接线柱,如图所示:
(2) [1]电流表测量范围为 0~0.6A,分度值 0.02A,故读数为 0.32 A。[2]由欧姆定律可得,
(3) 见答案。
(4) [1]见答案。[2]滑片在最大阻值处时,电源电压 ……①滑片在最小阻值处时,电源电压……②联立① ② 可得:
(5) 实验需要记录不同浓度、不同温度下的盐水电阻,表格需包含以下核心信息:
实验次数
盐水浓度
温度T/℃
电阻 R/Ω
1
浓度1
20
2
浓度1
40
3
浓度1
60
4
浓度2
20
5
浓度2
40
6
浓度2
60
30.(2026·山东菏泽一中·一模)如图所示电路,电源电压恒为6V保持不变。小灯泡L标有“5V 2.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器R1的铭牌“20Ω 1A”,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)只闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片P置于最右端时,电压表的示数为2V,求定值电阻R2的阻值;
(3)只闭合开关S和S2、移动滑动变阻器的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围。
【答案】(1)
10Ω (2)
40Ω (3)
2Ω~10Ω
【讲解】(1) 由电功率公式可得,小灯泡正常发光时的电阻
(2) 当只闭合开关S和S1,滑片P置于最右端时,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,电压表测量R1两端的电压。此时R1接入电路的电阻为20Ω,其两端电压为2V。根据欧姆定律,电路中的电流为根据串联电路电压特点,电阻R2两端的电压为定值电阻R2的阻值为
(3) 当只闭合开关S和S2时,滑动变阻器R1与小灯泡L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,由题意可知,为保证各元件安全,电路中的电流最大为小灯泡的额定电流,即此时灯泡两端电压达到额定电压5V,滑动变阻器两端的电压为滑动变阻器接入电路的最小电阻为当滑动变阻器两端电压达到电压表量程最大值3V时,其接入电路的电阻最大。此时灯泡两端的电压为此时电路中的电流最小为滑动变阻器接入电路的最大电阻为综上所述,滑动变阻器R1允许的取值范围是2Ω~10Ω。
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