期中易错题复习专题 九年级上期中易错题复习 培优讲义 (知识梳理+典例+压轴+练习) 2026-2027学年 沪科版五四学制
2026-10-27
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内容正文:
期中易错题复习·强化训练
2026-2027学年沪科版物理五四学制·九年级上期中复习
参考答案与试题解析
✨ 课程目标
· 理解内能、热量、比热容三个概念的区别与联系,能正确判断热传递方向与内能改变方式
· 掌握四冲程内燃机工作过程与能量转化,会用 Q=cmΔt、Q=mq、η=W有用/Q放 进行综合计算
· 掌握摩擦起电实质、电流方向规定、串并联电路识别,能正确使用电流表和电压表
· 理解电阻是导体本身性质,掌握滑动变阻器一上一下接法及在电路中的保护/调节作用
· 熟练运用欧姆定律 I=U/R 及串并联规律进行动态电路分析、故障判断与伏安法测电阻计算
🧠 知识梳理
▸ 1.内能、热量与比热容
内能=物体内所有分子动能与分子势能的总和;一切物体任何温度都有内能,内能不可能为0。影响因素:质量、温度、状态。
热量 Q 是热传递过程中内能转移的多少,是过程量,只能说「吸收」或「放出」,不能说「含有」或「具有」热量。单位焦耳 J。
比热容 c 是物质的一种特性,只与物质种类和状态有关,与质量、温度、吸放热多少无关。水的比热容 c水=4.2×103 J/(kg·℃),是常见物质中较大的。
吸放热公式:Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t);热传递条件=温度差,方向=高温物体→低温物体,与内能大小、质量大小无关。
概念辨析例题:关于温度、热量、内能,下列说法正确的是:A.0℃的冰内能为零;B.物体温度越高,含有的热量越多;C.一个物体温度升高,内能一定增大;D.热量总是从内能大的物体传向内能小的物体。
解析:A错:一切物体任何温度都有内能,0℃冰也有内能;B错:热量是过程量,不能说「含有」;C对:温度升高分子动能增大,内能增大;D错:热传递方向是高温→低温,与内能大小无关,内能大的物体温度可能反而低。
▸ 2.内能的改变与热机效率
改变内能有两种方式:做功(能量的转化,如摩擦生热、压缩气体)和热传递(能量的转移,如加热、晒太阳)。两种方式对改变物体内能是等效的。
四冲程内燃机一个工作循环:吸气→压缩→做功→排气。压缩冲程:机械能→内能;做功冲程:内能→机械能(唯一对外做功)。一个循环活塞往复2次、曲轴转2周、对外做功1次。
热值 q 是燃料特性,只与燃料种类有关,与质量、是否完全燃烧无关。固液燃料 Q放=qm,气体燃料 Q放=qV。
热机效率 η=×100%,η总小于1。提高途径:使燃料充分燃烧、减少各种热损失、保证良好润滑减小摩擦。
概念辨析例题:汽油机飞轮转速为 1200 r/min,则每秒完成多少个冲程?对外做功多少次?
解析:飞轮转速 1200 r/min=20 r/s,即每秒转20圈。四冲程内燃机每转2圈完成一个工作循环(4个冲程、做功1次),所以每秒完成 =10 个工作循环,即40个冲程、对外做功10次。
▸ 3.静电、电流与电路基础
摩擦起电实质是电子的转移:失去电子带正电,得到电子带负电。不是创造电荷。规定:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电流方向规定为正电荷定向移动的方向。金属导体中自由电子定向移动方向与电流方向相反。持续电流条件:①有电源 ②电路是通路。
电路三状态:通路(正常接通)、开路/断路(某处断开)、短路(导线直接连电源两极,绝对不允许,会烧坏电源)。
电流表串联在电路中,正进负出,不能直接接电源两极;0~0.6A量程分度值0.02A,0~3A量程分度值0.1A。电压表并联在被测电路两端,可以直接接电源两极测电源电压;0~3V分度值0.1V,0~15V分度值0.5V。
概念辨析例题:用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质小球,小球被吸引,则小球:A.一定带正电;B.一定带负电;C.一定不带电;D.可能带负电,也可能不带电。
解析:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。带电体有吸引轻小物体的性质,所以小球被吸引有两种可能:①小球带负电(异种电荷相吸);②小球不带电(带电体吸引轻小物体)。故选D。注意:排斥才能确定带同种电荷,吸引不能确定。
▸ 4.电阻与滑动变阻器
电阻 R 是导体本身的一种性质,表示导体对电流的阻碍作用,单位欧姆 Ω。电阻大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压、通过的电流无关。
同种材料的导体:长度越长电阻越大,横截面积越小电阻越大。大多数金属温度越高电阻越大。
滑动变阻器原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。接法:「一上一下」串联接入电路;闭合开关前滑片应移到最大阻值处(保护电路)。
滑动变阻器铭牌如「20Ω 1A」表示最大阻值20Ω、允许通过的最大电流1A。作用:保护电路、改变电路中的电流和部分电路两端的电压。
概念辨析例题:关于滑动变阻器,下列接法能改变灯泡亮度的是:A.接上面两个接线柱;B.接下面两个接线柱;C.接上面一个和下面一个接线柱;D.以上都不能。
解析:A错:接上面两个接线柱相当于接入一根导线,电阻为0,不能改变亮度;B错:接下面两个接线柱相当于接入一个定值电阻(最大阻值),滑片移动不改变电阻;C对:一上一下接法,滑片移动改变接入电阻丝长度,能改变灯泡亮度。
▸ 5.欧姆定律与伏安法测电阻
欧姆定律:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式 I=;变形 R=(比值定义,不表示R与U成正比、与I成反比)、U=IR。
串联电路:电流处处相等 I=I1=I2;总电压等于各部分电压之和 U=U1+U2;总电阻 R=R1+R2;电压与电阻成正比分压。
并联电路:干路电流等于各支路电流之和 I=I1+I2;各支路两端电压相等 U=U1=U2;总电阻倒数 =+;电流与电阻成反比分流。
伏安法测电阻原理 R=:电流表串联、电压表并联、滑动变阻器串联。定值电阻多次测量求平均值减小误差;小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,不能求平均值。
概念辨析例题:一个定值电阻两端电压为3V时,通过的电流为0.3A;若两端电压变为6V,则通过的电流和电阻分别为多少?
解析:R===10Ω。电阻是导体本身性质,不随电压改变。电压变为6V时,I'===0.6A。注意:不能因为电压加倍就说电阻加倍,电阻不变。
📊 知识总结表
核心概念
定义/公式
注意事项
内能
分子动能+分子势能的总和
一切物体任何温度都有;是状态量
热量 Q
热传递中内能转移的多少
过程量,只能说吸/放,不能说含有
比热容 c
c=,J/(kg·℃)
物质特性,与质量温度无关;水 c=4.2×103
热值 q
Q放=qm(固液)/ Q放=qV(气体)
燃料特性,与质量、燃烧是否充分无关
电流 I
I=,单位A
正电荷定向移动方向;串联分压并联分流
电阻 R
R=,单位Ω
导体本身性质,与U、I无关;R=R1+R2(串)
欧姆定律
I=
三同:同一段导体、同一时刻、同一电路
🔑 核心考点
【考点1】热传递的方向与条件(第1题)
· 热传递条件=温度差,方向高温→低温,与内能大小无关
· 对流、传导、辐射是热传递三种方式;液体对流是上下层循环
· 沸点与液面气压有关,但粥不热是因为流动性差导致对流不畅
1.(2025秋•金山区校级月考)小山把盛凉粥的锅放在燃气灶上加热,不一会儿就听到“扑嘟”“扑嘟”的声音,打开锅盖一看,粥里不断冒出气泡来。他从粥的上层盛一碗来吃,却感觉粥一点也不热。小山经过查阅资料得知:a.烧开水主要靠液体的对流,锅底的水烧热了,热量通过对流传递到上部,使整壶水的温度升高;b.对流要求液体或气体有良好的流动性;c.凉粥的流动性非常差,大量的热集中在锅底,常常把这里的粥烧焦,而其他地方的粥还是凉的。请结合小山同学的信息获取,解答下面两个问题:
(1)请简述导致“开了锅”的粥不热的原因;
(2)请写出一条解决这个问题的办法。
【答案】(1)凉粥的流动性非常差,导热效果差,故经常导致开了锅的粥不热现象发生。
(2)可以加些水,让粥变稀一些,因为水的导热效果好。
【分析】(1)凉粥的流动性非常差,大量的热集中在锅底;
(2)为了改善粥的导热效果,可以增加其流动性,促进热对流。
【解答】解:(1)凉粥的流动性非常差,当锅底的粥受热后,由于流动性差,不能有效地通过热对流将热量传递到上层的粥,导致热量集中在锅底,而上层的粥依然较凉;
(2)为了改善粥的导热效果,可以通过加水使粥变稀,增加其流动性,这样可以促进热对流,使热量更均匀地分布在整个锅内的粥中。
故答案为:(1)凉粥的流动性非常差,导热效果差,故经常导致开了锅的粥不热现象发生。
(2)可以加些水,让粥变稀一些,因为水的导热效果好。
【点评】本题主要考查热传递和热对流的概念,通过分析凉粥的流动性差导致的导热效果差,以及如何通过改变粥的流动性来改善导热效果。
【考点2】热传递改变物体的内能(第2题)
· 改变内能两方式:做功=能量转化,热传递=能量转移
· 闻到香味=分子无规则运动;水温升高=热传递
· 分子动理论:物质由分子组成、不停运动、引力斥力并存
2.(2026春•闵行区校级同步)“伐竹取道,下见小潭,水尤清冽……潭中鱼可百许头,皆若空游无所依,日光下澈,影布石上”是唐代柳宗元《小石潭记》中描写的场景。根据该场景回答下列问题:
(1)游者看到潭水中的鱼是光发生折射所成的 虚 像(选填“虚”或“实”);此时,日光斜射入水中的折射角 小于 入射角(选填“大于”“等于”或“小于”);若游者俯身观鱼,可以看到自己在平静水面中所成的像,在靠近水面的过程中,游者像的大小 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)潭中鱼用鱼鳍拨水的同时水也对鱼鳍产生力的作用,这说明物体间力的作用是 相互 的;鱼受到水的作用力向前游去,这说明力可以改变物体的 运动状态 ;当鱼鳍停止拨水时,鱼不会立即静止下来,这是因为鱼具有 惯性 。
(3)伐竹取道时,游者闻到竹子的清香,这是由于分子在不停地做 无规则 运动。经过日光的照射,潭水温度会升高,这是通过 热传递 的方式改变了水的内能(选填“做功”或“热传递”)。游者看到水面上升起的水雾,是由于水的 液化 形成的。若潭水的总质量为2×106千克,水的温度升高了0.5℃,则潭水吸收的热量为 4.2×109 焦。】
(4)质量相同的铜块和水(c水>c铜),铜块的初始温度比水高,经过一定的操作后,将铜块放入水中,水将热量传递给铜块,则该操作可能是将该铜块和水 D ;
A.降低相同的温度;
B.升高相同的温度;
C.吸收相同的热量;
D.放出相同的热量。
【答案】(1)虚;小于;不变;
(2)相互;运动状态;惯性;
(3)无规则;热传递;液化;4.2×109;
(4)D。
【分析】(1)当光线从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角;光从空气斜射入水中时会发生折射,折射角小于入射角;平面镜成像时,像与物大小相等;
(2)力的作用是相互的;力可以改变物体的运动状态和改变物体的形状;一切物体都具有惯性;
(3)组成物质的分子在不停地做无规则运动;做功和热传递都可以改变物体的内能;物质由气态变成液态的过程叫液化;根据Q吸=cmΔt求出水吸收的热量;
(4)热传递的条件:存在温度差;热传递的方向是从高温物体到低温物体,或者从物体的高温部分到低温部分。
【解答】解:(1)游者看到潭水中的鱼时,鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,发生折射,折射角大于入射角,所以逆着折射光线看去,看到的是位置稍高的鱼的虚像;
日光斜射入水中时会发生折射,折射光线靠近法线,折射角小于入射角;
若游者俯身观鱼,可以看到自己在平静水面中所成的像,这是平面镜成像现象,根据平面镜成像特点可知,像和物大小相等,所以在靠近水面的过程中,游者像的大小不变;
(2)潭中鱼用鱼鳍拨水的同时水也对鱼鳍产生力的作用,这说明物体间力的作用是相互的;
鱼受到水的作用力向前游去,这说明力可以改变物体的运动状态;
当鱼鳍停止拨水时,鱼不会立即静止下来,这是因为鱼具有惯性;
(3)伐竹取道时,游者闻到竹子的清香,这是由于分子在不停地做无规则运动;
经过日光的照射,潭水吸收热量,内能增加,温度升高,这是通过热传递的方式改变水的内能;
游者看到水面上升起的水雾,是物质由气态变成液态形成的,所以水雾的形成属于液化;
水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2×106kg×0.5℃=4.2×109J;
(4)根据热量公式Q=cmΔt,质量相同的铜块和水,c水>c铜。
A、降低相同的温度,原本铜块温度就高,那么铜块的末温还是会高于水的末温,热量会从铜块传递给水,故A错误。
B、升高相同的温度,因为铜块初始温度高,所以铜块的末温还是高于水的末温,热量会从铜块传递给水,故B错误。
C、吸收相同的热量,因为c水>c铜,则水升高的温度Δt水小于铜块升高的温度Δt铜,又因为铜块的初始温度比水高,所以使得铜块的末温更高于水的末温,这样热量不会从水传递给铜块,故C错误。
D、放出相同的热量,由于c水>c铜,则水降低的温度Δt水小于铜块降低的温度Δt铜,虽然铜块初始温度高,但是铜块的末温有可能会低于水的末温,热量会从水传递给铜块,故D正确。
故选:D。
故答案为:(1)虚;小于;不变;
(2)相互;运动状态;惯性;
(3)无规则;热传递;液化;4.2×109;
(4)D。
【点评】本题考查光的折射、平面镜成像、力的相互作用、力的作用效果、改变物体内能的方式以及热量的简单计算,是一道综合题,难度不大。
【考点3】做功改变物体的内能(第3题)
· 压缩气体打气:机械能→内能,内能增大温度升高
· 瓶塞跳起:气体对外做功,内能减小温度降低,水蒸气液化成白雾
· 能量转化:机械能↔内能相互转化
3.(2025秋•宝山区校级月考)如图所示是“探究改变物体内能”的实验。
(1)烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,在瓶塞未跳起前,瓶内气体的内能 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过 做功 (选填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能。
(2)继续打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后,内能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”),温度 降低 (选填“升高”“降低”或“不变”)的缘故。
(3)我们发现,用这种方式改变物体的内能时,能量是在 内 能和 机械 能之间相互转化的。
【答案】见试题解答内容
【分析】改变物体内能的两种方法:对物体做功、热传递;对物体做功物体的内能增加,物体对外做功,物体的内能减少;物体吸收热量内能增加,物体放出热量内能减少。
【解答】解:
(1)用打气筒往瓶里打气时,外界对瓶内气体做功,使瓶内气体内能增加、温度升高;
(2)瓶内气压增大,当气压把瓶塞从瓶口推出时,瓶内气体对瓶塞做功,内能转化为瓶塞的机械能,使气体自身的内能减少,温度降低,受温度降低的影响,瓶口周围的水蒸气液化成小水滴,这些小水滴就是看到的白气;
(3)通过实验可知,通过做功的方式改变的内能时,能量在内能和机械能之间进行转化。
故答案为:(1)增大;做功;(2)减小;降低;(3)内;机械。
【点评】掌握改变物体内能的两种方法:做功和热传递,物体内能变化可能温度变化,也可能是物态变化。
【考点4】比热容的计算公式(第4题)
· Q=cmΔt,注意Δt是温度变化量不是初温或末温
· 密度公式 ρ= 先求体积再比热
· 比热容大小比较:吸收相同热量升温小的c大
4.(2025秋•闵行区校级月考)如图所示,在两个相同的圆柱形容器内装入体积相同的甲、乙不同液体,其中液体甲的质量为0.4千克。两液体分别吸收9.6×103焦的热量后,液体甲升高的温度较多。
(1)若液体甲的密度为0.8×103千克/米3,求液体甲的体积。
(2)如果将两容器中分别抽出相同质量的液体,当剩余部分再次吸收相同热量时,发现液体乙升高的温度较多。请通过推理说明两液体比热容的大小关系。
【答案】(1)液体甲的体积为5×10﹣4m3;
(2)c甲<c乙。
【分析】(1)根据ρ求出液体甲的体积;
(2)两液体分别吸收相同热量后,液体甲升高的温度较多,根据吸热公式得到c甲m甲<c乙m乙;当剩余液体再次吸收相同热量时,发现液体乙升高的温度较多,由吸热公式得到c甲m甲+c乙Δm>c乙m乙+c甲Δm甲,进而推导出甲和乙比热容之间的关系。
【解答】解:(1)液体甲的质量为m甲=0.4 kg,密度为ρ甲=0.8×103 kg/m3,则其体积为:
;
(2)由两液体分别吸收相同热量后,可知:c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,
由Δt甲>Δt乙,可知c甲m甲<c乙m乙;
将两容器中分别抽出相同质量的液体后,
当剩余液体再次吸收相同热量时,可知:c甲(m甲﹣Δm)Δt'甲=c乙(m乙﹣Δm)Δt'乙,
由Δt'甲<Δt'乙,
所以c甲(m甲﹣Δm)>c乙(m乙﹣Δm),
即c甲m甲﹣c甲Δm>c乙m乙﹣c乙Δm,
c甲m甲+c乙Δm>c乙m乙+c甲Δm,
由于c甲m甲<c乙m乙,
故c甲Δm<c乙Δm,即c甲<c乙。
答:(1)液体甲的体积为5×10﹣4m3;
(2)c甲<c乙。
【点评】本题考查了密度公式的应用和吸热公式的应用等知识。
【考点5】四冲程的能量转化(第5-8题)
· 看气门开闭+活塞方向判断冲程
· 压缩冲程:机械能→内能;做功冲程:内能→机械能
· 一个循环=4冲程=活塞2次=曲轴2周=做功1次
· 热岛效应:道路升温=热传递;汽油机做功冲程;人工湖=水比热容大调节气温
5.(2025秋•青浦区校级月考)如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是( )
A.一个工作循环的正确顺序是:甲乙丙丁
B.乙图冲程能获得动力
C.丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程
D.丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
【答案】C
【分析】四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类;其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】解:
甲图中两个气阀都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;
乙图中进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程;
丙图中排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程;
丁图中两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是机械能转化为内能;
A、四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙,故A错误;
B、乙图为吸气冲程,内燃机在做功冲程能获得动力,故B错误;
C、丁图为压缩冲程,在该冲程中将机械能转化为内能,故C正确;
D、丙图为排气冲程,而在做功冲程存在化学能转化为内能的过程,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程,要结合气门和活塞运动情况进行判断。
6.(2026•虹口区一模)城市“热岛效应”指的是中心城区的气温明显高于郊区。
(1)城市中的道路在日照下升温,这是通过 热传递 的方式改变道路的内能。
(2)汽车的汽油机在工作时, 做功 冲程将内能转化为机械能,排气冲程排放的废热是造成“热岛效应”的原因之一。
(3)市内的人工湖能有效调节周围的环境温度,主要是因为水的 比热容 较大。
【答案】(1)热传递;(2)做功;(3)比热容。
【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
(2)内燃机工作过程中能量的转化:
①压缩冲程:机械能→内能;
②做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能。
(3)水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化要小些。
【解答】解:(1)日照下道路升温,是太阳的热量通过辐射(热传递的一种形式)转移到道路,使道路内能增加,属于热传递改变内能。(2)汽油机的四个冲程中,做功冲程通过燃气膨胀推动活塞做功,将内能转化为机械能。(3)水的比热容较大,吸收或放出相同热量时,温度变化较小。人工湖通过水的吸热/放热调节周围环境温度,缓解热岛效应。
故答案为:(1)热传递;(2)做功;(3)比热容。
【点评】此题考查了内能的改变、热机冲程的内能转化及水的比热容大的应用。
7.(2026•长宁区一模)小华在学校科技节活动中展示的动力小船如图3所示,易拉罐中的水吸热汽化所产生的大量水蒸气从小孔中冲出时,小船就能向前运动。
(1)实验中使用的易拉罐是铝制成的,这是因铝 A 导热。
A.容易
B.不容易
(2)加热后,易拉罐中的水温度升高,改变水内能的方式是 B 。
A.做功
B.热传递
(3)如图4所示内燃机的各冲程,与“动力小船”装置的能量转化情况相同的是 D 冲程。
【答案】(1)A;(2)B;(3)D。
【分析】(1)性质决定用途,用途体现性质。
(2)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
(3)工作过程中能量的转化:
①压缩冲程:机械能→内能;
②做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能。
【解答】解:(1)实验中使用铝制易拉罐,是因为铝具有良好的导热性,能快速将热量传递给内部的水,使水升温沸腾,因此选A。(2)加热过程中,热量从蜡烛通过易拉罐传递给内部的水,使水的内能增加、温度升高,这是通过热传递的方式改变内能,选B。(3)“动力小船”装置的能量转化:水沸腾产生水蒸气,水蒸气喷出时将内能转化为机械能,推动小船运动,本质是内能→机械能。各冲程能量转化分析:A:进气门打开,活塞向下运动,为吸气冲程(无能量转化);B:两气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程(机械能→内能);C:排气门打开,活塞向上运动,为排气冲程(无能量转化);D:两气门关闭,活塞向下运动,火花塞点火(图中火花塞有电火花),为做功冲程(内能→机械能)。因此,与“动力小船”能量转化相同的是D冲程。
故答案为:(1)A;(2)B;(3)D。
【点评】此题考查了内能的改变、热机冲程的判断及能量转化。
8.(2026春•松江区校级月考)能量是物理学研究的永恒主题。从牛顿提出蒸汽机模型,到瓦特将之变成现实,再到后来的内燃机,热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力。
(1)如图(a)中,经酒精灯加热使水蒸气吸收热量的同时也使叶轮转动,故该过程中水蒸气的内能 不一定 增加(选填“一定”或“不一定”),水蒸气促使叶轮转动的过程相当于图(b)中四冲程内燃机的 做功 冲程。
(2)请说出一项图(b)相比图(a)的改进之处: 燃料在气缸内部燃烧,热损失少,效率相对较高 。
【答案】(1)不一定;做功;(2)燃料在气缸内部燃烧,热损失少,效率相对较高。
【分析】(1)水蒸气使叶轮转动,是内能转化为机械能。四冲程内燃机中,做功冲程是燃料燃烧产生的内能转化为活塞的机械能。
(2)(a)图燃料在外部燃烧,热损失多,效 率低,(b)图燃料在气缸内部燃烧,热损失少。
【解答】解:(1)图(a)中,加热使水产生水蒸气,水蒸气具有内能,推动叶轮转动,叶轮获得机械能。因此该过程是内能转化为机械能。水蒸气吸收热量的同时对外做功,内能不一定增加;
四冲程内燃机中,做功冲程是燃料燃烧产生的内能转化为活塞的机械能;压缩冲程是机械能转化为内能,“吸气”“排气”冲程无能量转化(主要是气体流动)。由于图(a)是内能→机械能,与做功冲程的能量转化一致,故对应做功冲程;
(2)(a)图燃料在外部燃烧,热损失多,效率低,(b)图燃料在气缸内部燃烧,热损失少,效率相对较高。
故答案为:(1)不一定;做功;(2)燃料在气缸内部燃烧,热损失少,效率相对较高。
【点评】本题考查热机能量转化与冲程判断,关键是明确各过程能量形式变化及内燃机冲程的能量转化特征。
【考点6】固体和液体的热值计算(第9题)
· Q放=mq,注意单位统一(kg、J/kg)
· 力的作用是相互的;力可以改变物体形状和运动状态
· 刹车摩擦=做功改变内能;冷却液选比热容大的
9.(2026•海沧区校级模拟)在电影《飞驰人生3》中,张驰驾驶赛车在巴音布鲁克赛道上演了一场极限对决,如图所示。请根据以下情境完成下题:
(1)赛车在急转弯时侧倾压到了路边的土坡,土坡被压出一个凹坑,这一现象说明力可以改变物体的 形状 ;随后土坡对赛车产生反作用力,将赛车弹回赛道,这说明物体间力的作用是 相互 的。
(2)在长时间高速行驶后,刹车片与刹车盘剧烈摩擦,导致刹车系统温度升高,这是通过 做功 的方式改变了刹车片的内能;为了给发动机降温,散热器中应该使用比热容 较大 (选填“较大”或“较小”)的冷却液。
(3)赛车使用的燃油热值为4.6×107J/kg,完全燃烧2kg燃油放出的热量为 9.2×107 J,在比赛过程中,赛车的发动机将内能转化为 机械 能。
【答案】(1)形状;相互;(2)做功;较大;(3)9.2×107;机械。
【分析】(1)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态;力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(2)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程;
比热容较大的冷却液,与其它物质相比,在质量和升高的温度相同时,冷却液吸收的热量最多;
(3)根据Q放=mq求出完全燃烧2kg燃油放出的热量;热机工作时将内能转化为机械能。
【解答】解:(1)土坡被压出一个凹坑,形状发生了变化,说明力可以改变物体的形状;
随后土坡对赛车产生反作用力,说明物体间力的作用是相互的;
(2)制动刹车过程中,通过做功改变刹车片的内能;
冷却液比热容越大,在质量和升高的温度相同时,吸收的热量最多,制冷效果最好;
(3)完全燃烧2kg燃油放出的热量为:
Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J;
赛车的发动机属于热机,工作时将内能转化为机械能。
故答案为:(1)形状;相互;(2)做功;较大;(3)9.2×107;机械。
【点评】本题考查了力的作用效果、相互作用力、改变内能的方式、比热容、热量的计算和热机的能量转化等知识。
【考点7】热机的效率公式与计算(第10题)
· η=×100%,从能量流向图读取有用能量占比
· 热值是燃料特性,与质量无关,剩余汽油热值不变
· 飞轮转n圈做功 次,完成2n个冲程
10.(2025秋•金山区校级期中)热机广泛应用在社会生活的各个方面,推动了社会的发展。
(1)某品牌汽车汽油机的能量流向如图1所示,可知,该汽油机的效率为 30% ;汽车行驶一段路程后,消耗了一部分汽油,剩下的汽油的热值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图2所示,是汽油机四冲程工作中的 压缩 冲程。下列场景中,能量转化情况与之相似的场景是 B 。
(3)汽油机的飞轮1s内转60圈,在1s内汽油机对外做功的次数及完成的冲程个数为 A 。
A.30次,120个
B.15次,120个
C.60次,60个
D.15次,60个
【答案】(1)30%;不变;(2)压缩;B;(3)A。
【分析】(1)热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,结合图中数据分析;
燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关;
(2)根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程;汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化;
(3)四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次。
【解答】解:(1)热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由图可知,输出有用机械能所占比例为:100%﹣32%﹣30%﹣8%=30%,即该汽油机的效率为30%;
燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,因此剩下的汽油的热值不变;
(2)由图2可知,两个气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,此冲程中机械能转化为内能;
A、水蒸气将活塞顶出,此时水蒸气的内能转化机械能,与图2所示汽油机对应冲程不同,故A错误;
B、钻木取火,是将机械能转化为内能,与图2所示汽油机对应冲程类似,故B正确;
C、晒太阳取暖,是通过热传递的方式改变人的内能,与图2所示汽油机对应冲程不同,故C错误;
D、暖手宝通电发热,是将电能转化为内能,与图2所示汽油机对应冲程不同,故D错误;
故选:B;
(3)汽油机的飞轮1s内转60圈,因一个工作循环,曲轴转两圈,对外做功一次,所以,该汽油机每秒可以做功30次,完成120个冲程,故选:A。
故答案为:(1)30%;不变;(2)压缩;B;(3)A。
【点评】本题考查了热机的工作特点、能量转化以及热值的影响因素,基础题。
【考点8】热机效率的概念(第11题)
· 外燃机效率比内燃机低(热量散失多)
· 热机效率高=做相同有用功消耗燃料少
· 尾气温度越高,说明带走热量越多,效率越低
11.(2026•长宁区一模)表1是小明在物理课上记录的部分类型的热机效率,老师指出表格中仅有序号②的数据正确。
表1
序号
热机类型
热机效率
①
外燃机
蒸汽机
30%~45%
②
内燃机
汽油机
20%~30%
③
柴油机
45%~150%
(1)仔细查阅课本后,小明知道了表1中数据记录的错误:序号①外燃机的“热机效率”比内燃机 高 了;序号③热机的“热机效率” 大于1 。
(2)对于燃烧同一型号汽油的汽油机,用来做功的能量相同时,热机效率越高,所消耗汽油的质量越 少 。
(3)汽车尾气温度是反映热机效率的一个重要的间接指标,一般情况下,汽车尾气温度越高,说明该汽车的内燃机的效率越 低 。
【答案】(1)高;大于1;(2)少;(3)低。
【分析】用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率,由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
【解答】解:(1)序号①:外燃机热量损失更大,所以外燃机的热机效率低于内燃机,故①错误。序号③:由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1,而表格中柴油机的热机效率为45%~150%,故错误。
(2)用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率,用来做功的能量相同时,热机效率越高,所需总能量越少,由 Q放=mq可知所消耗汽油的质量越少。
(3)尾气温度越高,说明废气带走的热量越多,即能量损失越大,因此内燃机的效率越低。
故答案为:(1)高;大于1;(2)少;(3)低。Q总=W有用η越小。由于汽油热值 q由 Q总=mq可知,消耗汽油的质量 m
【点评】此题考查了热机效率的认识。
【考点9】电荷间的相互作用(第12题)
· 摩擦起电=电子转移,不是创造电荷
· 同种电荷相斥,异种电荷相吸;带电体吸引轻小不带电物体
· 验电器原理=同种电荷相斥,只能验是否带电不能验正负
12.(2025秋•虹口区校级月考)静电现象在我们生活中很常见。
(1)“金陵金箔”轻薄柔软,堪称“中华一绝”。金箔的正确拿取方法是:手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,羽毛和纸垫带上了 B (选填“A.同种”或“B.异种”)电荷,如图1甲所示:再将羽毛靠近工作台上方的金箔,由于带电体能够 吸引轻小物体 ,羽毛即可将金箔吸住(如图1乙所示)。
(2)用餐巾纸摩擦一根吸管,使其带上电后放置于支架上,吸管可以绕铁支架自由转动。取一根玻璃棒,与丝绸摩擦后玻璃棒带 A 电荷(选填“A.正”或“B.负”)。将玻璃棒靠近带电吸管的一端时,吸管的运动情况如图2所示。验电器的工作原理与这一现象的原理 A (选填“A.相同”或“B.不相同”)。
(3)静电在工业和生活中具有很多重要的应用,但有时也会带来很多麻烦,下列属于防止静电危害的是 AC 【不定选】。
A.
静电释放器
B.
静电复印
C.
汽车车尾铁链
D.
静电喷漆
【答案】(1)B;吸引轻小物体;(2)A;A;(3)AC。
【分析】(1)同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;带电体可以吸引轻小物体;
(2)丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷;验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来工作的;
(3)静电对人类有利的方面就加以利用,对人类有危害的方面就避免和防止;利用还是防止主要看是有利的还是有害的。
【解答】解:(1)手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦发生摩擦起电现象,羽毛和纸垫带上了异种电荷;羽毛带了电,靠近金箔,由于带电体能够吸引轻小物体,故羽毛即可将金箔吸住;
(2)丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷,用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带同种电荷;验电器的工作原理与这一现象的原理相同。
(3)A、静电释放器放电,属于静电防护,故A正确;
B、静电复印,是利用静电达到复印的目的,属于静电的利用,故B错误;
C、汽车车尾铁链,是利用铁链将静电释放的目的,属于静电防护,故C正确;
D、静电喷漆,是利用喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,属于静电应用,故D错误。
故选:AC。
故答案为:(1)B;吸引轻小物体;
(2)A;A;
(3)AC。
【点评】本题考查的是电荷间的相互作用规律;知道带电体的性质和验电器的基本原理。
【考点10】电流的方向(第13题)
· 规定正电荷定向移动方向为电流方向
· 金属中自由电子带负电,移动方向与电流方向相反
· 光敏电阻:光照越强电阻越小(半导体特性)
13.(2025秋•上海校级月考)静电复印机具有简便、扩印、缩印原件等优点而广泛应用。“硒鼓”是其中的结构,在打印前,硒鼓先会被充电,表面均匀带上正电荷。
(1)静电在工业和生活中具有很重要的应用,但有时也会带来很多麻烦,下列属于防止静电危害的是( C )。
A.静电除尘
B.静电喷漆
C.防静电腕带
D.静电植绒
(2)如图,文件通过静电复印机,焦距为f的凸透镜在“硒鼓”上形成静电潜像,若需要进行缩印,则该凸透镜到原稿的距离( A )。
A.大于2f
B.等于2f
C.大于f且小于2f
D.小于f
(3)在进行复印时,硒鼓将会吸引带电的墨粉,这说明力可以改变物体的 B (选填“A:形状”或“B:运动状态”):物理学中定义 A (选填“A:正”或“B:负”)电荷定向移动的方向为电流方向,因此墨粉移动的方向与电流方向 B (选填“A:相同”或“B:相反”)。
(4)若重力为G的固体墨粉沿某一方向做匀速直线运动,则它所受合力大小为 0 牛,经加热 熔化 (填物态变化)后将图案固定在纸上。
(5)硒鼓表面覆有光敏导体薄膜,其阻值会随着光照强度的改变而改变。某一同种材质的光敏导体的电阻值与光照度(光照度越大表示越亮单位:lx)的关系如表所示:
照度/lx
50
150
250
350
450
电阻/×105Ω
3.30
1.44
1.28
1.20
1.15
分析表格数据可知: 光敏导体的电阻值随光照度的增大而减小 。
由此推理可知,在光照度接近0lx的黑暗环境,静电复印机中的光敏导体薄膜的导电能力较 B (选填“A:强”或“B:弱”)。解释静电潜像形成的过程,最初,在 B (选填“A:光亮”或“B:黑暗”)的环境下让硒鼓带上电荷此时电荷不易被转移;再通过光学系统将复印图像的反射光形成的像落在硒鼓的光敏电阻上;由于反射光的强弱不同,光敏电阻表面上不同区域的静电荷的 数量 不同,因此形成了有浅有深的静电潜像。
【答案】(1)C;(2)A;(3)B;A;B;(4)0;熔化;(5)光敏导体的电阻值随光照度的增大而减小;B;B;数量。
【分析】(1)静电除尘、静电喷漆、静电植绒、属于静电现象的应用,防静电腕带属于静电防止;
(2)缩印是将原稿缩小后成像在硒鼓上,因此成像为倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,由此进行分析;
(3)力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反;
(4)物体做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,则它所受合力大小为0;物质从固态变为液态的过程叫做熔化;
(5)分析表中数据可知,当光照强度增大时,光敏导体的电阻减小;在光照度接近0lx的黑暗环境,静电复印机中的光敏导体的电阻较大,薄膜的导电能力较弱;电阻阻值较大的情况下,光照度较弱,应该在黑暗的环境下让硒鼓带上电荷;电阻与光照度有关,当反射光的强弱不同,光敏电阻表面上不同区域的电阻不同,对电荷的吸附能力不同,所以静电荷的数量就会不同。
【解答】解:(1)A.静电除尘时利用带电体能够吸引轻小物体,属于静电现象的应用,故A不符合题意;
B.静电喷漆是让油漆微粒带电,在电荷间的相互作用下,均匀吸附在工件上,属于静电现象的应用,故B不符合题意;
C.防静电腕带是通过产生相反电荷来中和静电,防止静电积累带来危害,属于静电防止,故C符合题意;
D.静电植绒是静电现象的应用,故D不符合题意;
故选:C;
(2)缩印是将原稿缩小后成像在硒鼓上,因此成像为倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,因此该凸透镜到原稿的距离大于2f,故选A;
(3)在进行复印时,硒鼓吸引带电的墨粉,使墨粉由静止变为运动,墨粉的运动状态发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态,故选B;
物理学中定义正电荷定向移动的方向为电流方向,故选A;
硒鼓先会被充电,表面均匀带上正电荷,且硒鼓将会吸引带电的墨粉,根据电荷间的相互作用可知,墨粉带负电,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,因此墨粉移动的方向与电流方向相反,故选B;
(4)固体墨粉沿某一方向做匀速直线运动,处于平衡状态,则它所受合力大小为0牛;
固体墨粉经加热后会变为液态,发生的物态变化为熔化,所以经加热熔化后将图案固定在纸上;
(5)分析表中数据可知,当光照强度增大时,光敏导体的电阻减小,所以光敏导体的电阻值随光照度的增大而减小;
在光照度接近0lx的黑暗环境,静电复印机中的光敏导体的电阻较大,薄膜的导电能力较弱,故选B;
电阻阻值较大的情况下,光照度较弱,电荷不易被转移,所以应该在黑暗的环境下让硒鼓带上电荷,故选B;
由于电阻与光照度有关,所以当反射光的强弱不同,光敏电阻表面上不同区域的电阻不同,从而对电荷的吸附能力不同,所以静电荷的数量就会不同,从而形成了深浅不同的静电潜像。
故答案为:(1)C;(2)A;(3)B;A;B;(4)0;熔化;(5)光敏导体的电阻值随光照度的增大而减小;B;B;数量。
【点评】本题考查静电的利用与防止、凸透镜成像规律、力的作用效果、电流的方向、物态变化、光敏电阻的性质等知识点,有一定难度。
【考点11】电路的三种状态(第14题)
· 通路=正常接通;断路=某处断开;短路=导线直连电源两极
· 短路时电流极大,会烧坏电源,绝对不允许
· 局部短路(用导线并联某用电器)≠电源短路
14.(2025秋•静安区校级月考)如图所示的电路,开关S闭合后,电路将是 短路 (选填“通路”、“断路”或“短路”)。要使两灯串联,只要拆除导线 cd (选填“ab”或“cd”)即可;要使两灯并联,只要将导线1的c端改接在 a(或b) 端(选填“a”、“b”或“d”)。
【答案】短路;cd;a(或b)
【分析】(1)短路是指电源两极不经用电器直接连通的电路;根据短路的规定进行分析;
(2)根据串联电路是将两个灯泡顺次连接起来进行分析导线的拆除。
(3)把几个用电器并列连接在电路中的两点之间,属于并联。
【解答】解:(1)开关闭合后,电流可以通过导线直接从电源的正极回到电源的负极,因此电路将发生短路现象;
(2)去掉导线cd时,两个灯泡可以形成顺次连接的电路,故拆掉导线cd时,两灯泡形成串联电路。
(3)要使两灯并联,则电流路径有两条,即电流从电源正极分别经两个灯泡流回电源负极,因此可将导线1的c端改接在a或b端;
故答案为:短路;cd;a(或b)。
【点评】本题考查串并联电路的判断,并且会分析电路所处的状态,会根据串并联电路的特点进行设计。
【考点12】根据电路图连接实物(第15-16题)
· 先串后并:先连干路和串联部分,再并支路
· 导线不交叉,接线柱上接
· 电流表串联、电压表并联,正进负出
15.(2024•云岩区校级二模)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:
①灯与滑动变阻器串联;
②闭合电键S,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小。
【答案】见试题解答内容
【分析】由题意可知,灯泡与滑动变阻器串联,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小,说明变阻器接入电路中的电阻变大,即右下方接线柱串联在电路中,然后与电流表、开关串联组成电路。
【解答】解:经分析可知,灯泡与滑动变阻器串联,变阻器右下方接线柱与电流表、开关串联组成电路时,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小;由于是两节干电池供电,且有滑动变阻器保护电路,电流表可选用小量程。如下图所示:
【点评】本题考查了根据题意连接实物图,正确的判断滑动变阻器接入电路中的下方接线柱是关键。
16.(2025秋•浦东新区校级月考)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,连接实物电路(要求导线不能交叉)。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据电路图连接实物图时,可以根据电流流向法进行连接,先从电源的正极出发依次串联电路元件最少的支路,再把并联的部分串联到相应的位置即可。
【解答】解:根据电流流向法,先从正极出发依次串联开关S2、灯泡L2回到负极,再把灯泡L1、开关S1串联后并联在灯泡L2两端,如下图所示:
【点评】本题考查了根据电路图连接实物图的方法,要注意实物图和电路图的一一对应性。
【考点13】串并联电路的设计(第17题)
· 串联:一条路径,互相影响;并联:多条路径,独立工作
· 开关位置:干路开关控全部,支路开关控本支路
· 生活中:路灯并联、节日小彩灯串联
17.(2025秋•徐汇区校级期中)家用电器。
生活中,电视、空调、洗衣机等各类电器的广泛使用,使人们的生活更加便捷。这也说明了电与人类生活联系密切。如图所示的就是各种不同的电器。
(1)我国家用电路的电压为 220 V。家庭电路中的各用电器是 并 联连接的。
(2)图(a)中的台灯正常工作时的电流约为 B 。
A.0.02A;
B.0.2A;
C.2A;
D.20A。
(3)图(b)所示的充电宝,当接通电源给其充电时,充电宝相当于电路中的 D 。
A.电源;
B.开关;
C.导线;
D.用电器。
(4)图(c)所示的是一个带指示灯的开关,指示灯的电阻很大(约60千欧)。将这个开关接入电路用于控制一个家用照明灯。当开关断开时,指示灯发出微弱的光,便于夜间显示开关的位置。此时,由于指示灯电阻很大,照明电路中的电流很 小 (选填:“大”或“小”),照明灯不亮;开关闭合时,指示灯熄灭,照明灯亮。由此可以判断,开关与指示灯之间是 并 联连接的。
(5)如图(d)所示的是很多家庭都安装了智能门锁,按指纹或密码都可以启动电动机打开锁扣,实现开门的功能。如图所示电路图中符合要求的是 B 。
【答案】(1)220;并;(2)B;(3)D;(4)小;并;(5)B。
【分析】(1)我国家庭电路电压为220V;家庭电路中的各用电器是并联的;
(2)不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最合理的是哪一个;
(3)电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成;
(4)电路有三种状态:接通的电路叫通路,断开的电路叫断路;由于某种错误操作或故障,使导线不通过用电器直接跟电源两极连接叫短路;
(5)根据题意分析两个开关的连接方式、电动机的连接方式,然后选出正确的电路图。
【解答】解:(1)我国家庭电路电压为220V;在家庭电路中各用电器可以独立工作,互不影响,因此它们是并联的;
(2)台灯功率大约是40W,正常工作时的电流约为:
I0.2A,故ACD不符合题意,B符合题意;
故选:B;
(3)当接通电源给其充电时,充电宝消耗电能,在电路中相当于用电器,故选:D;
(4)当开关断开时,指示灯发出微弱的光,说明电路是通路,即指示灯与照明灯串联在电路中;因指示灯电阻较大,由欧姆定律可知,照明电路中的电流很小,照明灯不亮;开关闭合时,指示灯熄灭,照明灯亮,说明指示灯与开关并联,即开关闭合时将指示灯短路;
(5)根据题意可知,按指纹或密码都可以启动电动机打开锁扣,实现开门的功能,这说明两个开关互不影响,是并联的,然后与电动机串联接入电路中,故ACD错误,B正确;故选:B。
故答案为:(1)220;并;(2)B;(3)D;(4)小;并;(5)B。
【点评】本题考查的知识点较多,综合性较强,有一定的难度。
【考点14】电流表的读数(第18题)
· 先看量程,再看分度值
· 0~0.6A分度值0.02A;0~3A分度值0.1A
· 大量程读数=小量程读数×5
18.(2025秋•浦东新区校级期中)如图甲电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过 L1 的电流,a电流表的读数应为 0.3 安,b电流表的读数应为 1.2 安。
【答案】L1;0.3;1.2
【分析】(1)电流表与被测的用电器串联;
(2)电流表读数时,首先确定它使用的量程和分度值,示数为指针偏转的大格示数与小格示数的和。
【解答】解:由电路图可知此电路为并联电路,电流表a与L1串联,因此电流表a测量L1的电流;电流表b串联在干路中,电流表b测量干路中的电流;因为并联电路的干路电流要大于支路电流,所以电流表a的使用量程应是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.3A;电流表b的使用量程应是0~3A,分度值是0.1A,读数为1.2A。
故答案为:L1;0.3;1.2。
【点评】此题主要考查了电流表的读数和使用,注意读数时要先确定量程和分度值。
【考点15】电流表、电压表在判断电路故障中的应用(第19-21题)
· 两表都无示数→断路在电压表之外的位置
· 电压表有示数≈电源电压、电流表无示数→与电压表并联的用电器断路
· 电流表有示数、电压表无示数→与电压表并联的用电器短路
· 串联一亮一灭:灭的短路;并联一亮一灭:灭的断路
19.(2025•上海)如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将M、N端分别与变阻器的a、c端相连,闭合开关,向右移动滑片P时:
(1)若电路无故障,则电压表示数 变小 。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为零,故障只存R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障 电压表示数不为零,电流表示数为零,滑动变阻器R2断路;若电流表示数不为零,电压表示数等于电源电压,R1短路;电流表示数不为零,电压表示数为零,可能是R2短路 。
【答案】(1)变小;(2)电压表示数不为零,电流表示数为零,滑动变阻器R2断路;若电流表示数不为零,电压表示数等于电源电压,R1短路;电流表示数不为零,电压表示数为零,可能是R2短路。
【分析】(1)分析电路连接,根据串联分压原理确定电压表示数的变化;
(2)一般电路中出现故障有断路和短路两种现象,电路断路时,电流表示数为零,短路时,电流表有示数。
【解答】解:(1)现在将MN端分别与变阻器的ac端相连,由电路图可知,滑动变阻器和R1串联,电压表测滑动变阻器两端电压;闭合开关,向右移动滑片P时,滑动变阻器阻值变小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压变小,即电压表示数变小;
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,
(1)电压表的示数不为零,说明电路中的故障可能是电阻R1短路,此时电流表有示数;
也可能是滑动变阻器R2断路,此时电流表示数为零;
若电流表的示数不为零,说明电路中的故障可能是R2短路,电压表示数为零;
故答案为:(1)变小;(2)电压表示数不为零,电流表示数为零,滑动变阻器R2断路;若电流表示数不为零,电压表示数等于电源电压,R1短路;电流表示数不为零,电压表示数为零,可能是R2短路。
【点评】本题考查电路故障分析与串联分压规律,属于中档题。
20.(2025秋•长宁区校级月考)电阻R1和R2的阻值规格均为3R0,电阻R3的阻值规格为R0。小明将R1和R2按如图所示方式连入电路中,闭合开关S,观察到两电表指针均发生偏转;然后用R3替换R1,与替换前相比,电流表示数减小了I0。经过思考后,小明认为电路中存在故障。已知电路中的电源电压始终保持不变,电阻R1、R2、R3中只有1个电阻存在故障,请根据以上信息判断:
(1)电路中的故障可能是 R1短路或R3断路 ;
(2)请写出替换后两电表示数及对应的故障。 若两电表示数均为0,则R3断路;若电流表示数为3I0、电压表示数为9I0R0,则R1短路 。
【答案】(1)R1短路或R3断路;
(2)若两电表示数均为0,则R3断路;若电流表示数为3I0、电压表示数为9I0R0,则R1短路。
【分析】(1)根据替换前后的电阻变化结合欧姆定律分析回答;
(2)根据电路连接和电表的使用分析回答。
【解答】解:(1)由图示知,两个电阻串联在电路中,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,若两个电阻都无故障,则电路中的总电阻为R=R1+R2=3R0+3R0=6R0;
用R3替换R1,则电路的总阻值减小,电路的电流增大;而用R3替换了R1后,电流表示数减小了I0,说明替换后,电路的总阻值增大了,则可能是R1短路了,替换后,电路的总阻值由3R0变成了R′=R3+R2=R0+3R0=4R0,
或者是R3断路了,替换后,整个电路断路,通过的电流减小为0;
(2)若R3故障,则整个电路断路,电路中的电流为0,电流表示数为0,电压表与电源的连接断开,示数也为0;
若R1短路,替换前,电路中的电流I前,
替换后,电路中的电流I后,
则有I前﹣I后I0,
解得电源电压U=12I0R0,
替换后,电流表示数I后3I0,
电压表示数U2=I后R2=3I0×3R0=9I0R0。
故答案为:(1)R1短路或R3断路;
(2)若两电表示数均为0,则R3断路;若电流表示数为3I0、电压表示数为9I0R0,则R1短路。
【点评】此题是一道故障分析题,解答时让学生根据实验现象来分析出故障的原因,从中培养了学生分析问题和解决问题的能力。
21.(2025•静安区二模)在图示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,移动变阻器R2的滑片P,电压表V的示数始终为零。
(1)若电路中有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上,则电路中的故障是 电阻R1短路(或变阻器R2断路) 。
(2)为判断该处故障,现有两种器材可供选择:(a)一根完好的导线;(b)一个完好的电阻R0。请你选择一个合适的器材来替换R1或R2,进行故障判断。
请写出你所确定的替换方案以及替换后电压表的示数情况及相应的故障。(只需要写出一种可行的方法) 用R0替换R2,闭合开关S,若电压表有示数,且小于电源电压,说明R2断路 。
【答案】(1)电阻R1短路(或变阻器R2断路);(2)用R0替换R2,闭合开关S,若电压表有示数,且小于电源电压,说明R2断路。
【分析】(1)闭合开关S,移动变阻器R2的滑片P,电压表V的示数始终为零,说明电压表并联的电路短路或电压表与电源没有连通,据此分析;
(2)用导线或R0替换R2,据此分析。
【解答】解:(1)闭合开关S,移动变阻器R2的滑片P,电压表V的示数始终为零,说明并联的电路短路或电压表与电源没有连通,若电路中有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上,则电路中的故障可能是电阻R1短路或变阻器R2断路;
(2)为判断该处故障,用R0替换R2,闭合开关S,若电压表有示数,且小于电源电压,说明R2断路。
故答案为:(1)电阻R1短路(或变阻器R2断路);(2)用R0替换R2,闭合开关S,若电压表有示数,且小于电源电压,说明R2断路。
【点评】此题是一道故障分析题,解答时让学生根据实验现象来分析出故障的原因,从中培养了学生分析问题和解决问题的能力。
【考点16】电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系(第22-23题)
· 控制变量法研究:材料相同时,越长R越大,越粗R越小
· 电阻是导体本身性质,与U、I无关
· 金属温度升高电阻增大(大多数情况)
22.(2025秋•浦东新区校级月考)长度相等的铜导线甲和乙,甲的横截面积大于乙的横截面积,则甲导线的电阻 小于 乙导线的电阻。若将它们串联在电路中,通过甲导线的电流 等于 通过乙导线的电流;若将它们并联在电路中,甲导线两端的电压 等于 乙导线两端的电压。(均选填“小于”、“等于”或“大于”)
【答案】小于;等于;等于
【分析】影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度和横截面积。当材料和横截面积一定时,导体的电阻与导体的长度成正比;
串联电路中各处电流都相等;当两个电阻并联时,电阻两端的电压相等。
【解答】解:
因为甲、乙两导线材料相同、长度相同,甲的横截面积大于乙的横截面积,即甲导线比乙导线粗,所以甲的电阻小于乙的电阻;
若将它们串联后接入电路,串联电路的电流I相等,故I甲=I乙;
若将它们并联后接入电路,它们两端的电压相等,因为电阻甲和乙并联接入电路,并且并联电路两端电压相等,故U甲=U乙;
故答案为:小于;等于;等于。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素、串联电路电流的特点、并联电路电压的特点的应用。
23.(2025•宝山区校级模拟)甲和乙是由同种材料制成的导体,当L甲>L乙,则关于甲和乙的横截面积S,及电阻R的大小关系,下列说法正确的是( )
A.若S 甲>S 乙,则R甲一定大于R 乙
B.若S 甲<S 乙,则R甲可能大于R 乙
C.若S 甲=S 乙,则R甲一定小于R 乙
D.若S 甲>S 乙,则R甲可能等于R 乙
【答案】D
【分析】导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻大小取决于内因是:导体的材料、长度、横截面积;外因是:温度。
【解答】解:
同种材料的两根导体,相同横截面积、长度越长,电阻越大;相同长度,横截面积越小,电阻越大;
AD、根据题意:甲、乙是由同种材料制成的电阻丝,当L甲>L乙时,如果S甲>S乙,则R甲与R乙的大小关系无法确定,故A错误,D正确;
B、当L甲>L乙时,如果S甲<S乙,则R甲>R乙,故B错误;
C、当L甲>L乙时,如果S甲=S乙,则R甲>R乙,故C错误。
故选:D。
【点评】电阻是导体本身的属性,导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料等有关,注意控制变量法的应用。
【考点17】探究影响电阻大小的因素(第24题)
· 转换法:通过电流表示数大小反映电阻大小
· 控制变量法:每次只改变一个因素
· 多次实验找普遍规律,不是减小误差
24.(2026•松江区一模)在跨学科实践课上,某小组同学开展了“探究光敏电阻阻值大小与光照强度关系”的学习活动,实验电路如图1所示,其中RG为光敏电阻。
(1)该小组同学用黑色罩子套住光敏电阻,以模拟 B (选涂“A.强光”或“B.弱光”)照射。
(2)二极管具有单向导电性,它是 B (选涂“A.导体”“B.半导体”或“C.绝缘体”)。
(3)实验中发现:光照变弱时,二极管变暗;光照变强时,二极管变亮。由此可知:光照变强时,光敏电阻R0的阻值 C (选涂“A.变大”“B.不变”或“C.变小”)。
(4)该小组同学利用此光敏电阻设计了一个能自动测定光照强度的装置,如图2所示。R0是定值电阻,电源电压不变。要求:当光照强度增强时,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小,则光照强度显示器应接在 A (选涂“A.ab”“B.bc”或“C.ac”)两点间。
【答案】(1)B;(2)B;(3)C;(4)A。
【分析】(1)黑色物体吸收所有的色光;
(2)发光二极管是由半导体材料制成的,具有单向导电性;
(3)光照变弱时,二极管变暗,说明电路中电阻变大,光照变强时,二极管变亮,说明说明电路中电阻变小,据此分析;
(4)光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,根据光照强度的变化分析光敏电阻阻值的变化,根据串联电路电压规律和分压原理确定电压表的连接方式。
【解答】解:(1)因黑色物体吸收所有的色光,因此该小组同学用黑色罩子套住光敏电阻,可以模拟弱光照射,故选:B;
(2)发光二极管的主要材料是半导体,故选:B;
(3)光照变弱时,二极管变暗,说明电路中电阻变大,电流变小;光照变强时,二极管变亮,说明说明电路中电阻变小,电流变大,由此可知,光照变强时,光敏电阻RG的阻值变小,故选:C;
(4)由图2可知,光敏电阻RG与定值电阻R0串联连接;由(3)知,光照增强,光敏电阻RG阻值变小,根据串联电路的分压原理可知,阻值变小,其分得的电压也变小,所以光敏电阻RG两端的电压减小,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻R0两端的电压增大;结合要求,所以应将电压表并联在定值电阻的两端,即光照强度显示器应接在ab两点间,故选:A。
故答案为:(1)B;(2)B;(3)C;(4)A。
【点评】本题“探究光敏电阻阻值大小与光照强度关系”实验,考查了串联电路的电压规律、分压原理以及电路的设计能力。
【考点18】用滑动变阻器改变小灯泡的亮度(第25题)
· 一上一下串联接入;闭合开关前滑片移到最大阻值处
· 滑片远离下接线柱→接入电阻丝变长→R变大
· 铭牌:最大阻值+允许最大电流
25.(2025秋•崇明区期中)小杰想将所学的电学知识付诸实践,自制一个调光台灯。同学也帮他一起设计电路草图如图。
(1)以上电路图1中,闭合开关后,移动滑片P可能造成电源短路的是 C ;
(2)小杰和同学一起比较几个设计草图,发现图 BD 可以实现调光功能,若要实现连续调整小灯亮度,小杰应选择 B 电路图进行实验;
(3)按照小杰选取的电路图连接电路时,为确保安全,开关应处于 断开 状态,滑动变阻器的滑片应移到使接入电路阻值最 大 端(选填“大”或“小”);
(4)小杰连接好调光台灯电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,为了探究到底发生了什么故障,小杰在电路中串联了一个电流表,在灯泡两端并联了一个电压表。发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压。出现此故障的原因可能是 小灯泡开路 (选填“小灯泡开路”或“小灯泡短路”或“滑动变阻器开路”)。
(5)小杰解决了故障重新实验,他将两节新干电池串联来作为电源,其总电压为 3 V。用电压表测出小灯L两端的电压为1.2V,则此时滑动变阻器两端的电压为 1.8 V。
(6)小杰的同学也喜欢连接电路做实验,他连接了如图2所示的电路,其中电源是两节新干电池。当只闭合开关S时,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S1后,电流表的示数变为0.5A,电压表的示数为3V。
①求通过小灯泡L2的电流。
②此时,若断开开关S1,电压表的示数为多少?
【答案】(1)C;(2)BD;B;(3)断开;大;(4)小灯泡开路;(5)3;1.8;(6)①通过小灯泡L2的电流为0.3A;②此时,若断开开关S1,电压表的示数为3V。
【分析】(1)根据电路图分析回答;
(2)根据通过灯泡的电流是否发生变化分析回答;
(3)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处;
(4)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(5)一节新干电池电压为1.5V;根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的电压;
(6)①根据并联电路电流规律求出通过小灯泡L2的电流;
②根据并联电路电压特点分析回答。
【解答】解:(1)由图1C可知,当滑动变阻器滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,此时电源短路,故选:C;
(2)A、由图可知,当两个开关同时闭合,灯泡被短路,不发光,不能实现调光功能;
B、由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,调节滑动变阻器接入电路的阻值,电路中的电流会随着发生变化,灯泡的亮度随着改变,因此可以起到调光功能,且灯泡的变化是连续的;
C、由图可知,灯泡和滑动变阻器并联,根据并联电路的特点可知,滑动变阻器与灯泡互不影响,因此该电路不能实现调光功能;
D、由图可知,灯泡和定值电阻串联;当两开关闭合,此时电路为只有灯泡的简单电路,通过灯泡的电流较大,灯泡亮度较亮;当断开与定值电阻并联的开关,此时灯泡与定值电阻串联,电路的总电阻较大,电流较小,灯泡亮度较暗,说明该电路可以起到调光功能;
综上所述,图BD可以实现调光功能,若要实现连续调整小灯亮度,小杰应选择B电路图进行实验;
(3)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,即最大端;
(4)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障的原因可能是小灯泡开路;
(5)一节新干电池电压为1.5V,因此两节新干电池串联的总电压为3V;
用电压表测出小灯L两端的电压为1.2V,根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端的电压为3V﹣1.2V=1.8V;
(6)①由图2可知,两灯泡并联,电压表测并联电路两端电压,电流表测干路电流;当只闭合开关S时,此时电路为只有L1的简单电路,电流表测通过L1的电流为0.2A;再闭合开关S1后,两灯泡并联,电流表测干路电流为0.5A,根据并联电路电流规律可知,通过小灯泡L2的电流为0.5A﹣0.2A=0.3A;
②因两灯泡并联,此时,若断开开关S1,根据并联电路电压特点,电压表示数等于电源电压,即3V。
故答案为:(1)C;(2)BD;B;(3)断开;大;(4)小灯泡开路;(5)3;1.8;(6)①通过小灯泡L2的电流为0.3A;②此时,若断开开关S1,电压表的示数为3V。
【点评】本题考查的知识点较多,综合性较强,有一定的难度。
【考点19】探究电流与电压的关系(第26题)
· 控制电阻不变,改变电压,测对应电流
· 结论:电阻一定时,I与U成正比
· 滑动变阻器作用:改变定值电阻两端电压,多次实验
26.(2025秋•杨浦区校级期中)小伟在“探究电流与电压关系”的实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器(满足实验要求)、电流表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验过程如下:
(1)请根据小伟设计的电路图(图甲)将实物图(图乙)连接完整(要求:导线不交叉);
(2)小红把5Ω的定值电阻接入电路,连接电路时,开关应该 断开 ;闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于最 右 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,原因可能是 定值电阻断路 ;
(4)排除故障后闭合开关,调节滑片P,当电流表的示数0.1A,电压表的示数如图丙所示,电压表示数为 0.5 V;
(5)继续实验,将实验数据记录在表中,分析数据可得出结论: 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(6)小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图丁所示的图像,下列说法中错误的是( C )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流为0.2A
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.依据图像可知R甲>R乙
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零
【答案】(1);(2)断开;右;(3)定值电阻断路;(4)0.5;(5)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(6)C。
【分析】(1)根据电路图连接实物图;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处;
(3)闭合开关,发现电流表示数为零,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(4)根据电压表选用测量范围确定分度值读数;
(5)根据表中数据分析得出结论;
(6)根据图丁结合并联电路特点、欧姆定律和影响电阻大小因素分析回答。
【解答】解:(1)由图甲可知,滑片P向右移动时阻值变大,故图乙滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处,即最右端;
(3)闭合开关,发现电流表示数为零,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即原因可能是定值电阻断路;
(4)排除故障后闭合开关,调节滑片P,当电流表的示数0.1A,电压表的示数如图丙所示,电压表选用小测量范围,分度值0.1V,其示数为0.5V;
(5)由表中数据可知,当电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(6)A、由图丁可知,当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流为0.2A,故A正确;
B、将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,由图丁可知,通过导体甲、乙的电流分别为0.6A和0.3A,则干路中的电流为0.9A,故B正确;
C、由图丁可知,R甲5Ω,
R乙10Ω,
即R甲<R乙,故C错误;
D、电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以导体两端电压为零时,电阻不为零,故D正确。
故选:C。
故答案为:(1);(2)断开;右;(3)定值电阻断路;(4)0.5;(5)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(6)C。
【点评】本题“探究电流与电压关系”实验,考查了电路连接、注意事项、电路故障、电压表读数、数据分析、并联电路的特点和欧姆定律以及图像分析等知识。
【考点20】应用欧姆定律设计电路图(第27题)
· R=,实验原理明确
· 电流表串联、电压表并联、滑动变阻器一上一下
· 定值电阻多次测量求平均值减小误差
27.(2025•徐汇区校级模拟)某项目化小组参加体质测试后,拟制作一个简易的坐位体前屈测试装置,如图(a)所示。为将挡板推动至不同位置时所显示的成绩高低转换为电表示数显示,且成绩高,示数大,甲、乙两同学先分别设计了如图(b)、(c)所示的电路工作原理图。电路构成为:定值电阻R1、滑动变阻器R2、挡板(与滑片P相连)、显示成绩的仪表A或V(实质是电流表或电压表)、开关、电源(电压保持不变)、导线。
(1)甲、乙同学设计的工作原理图中均连入了电阻R1,其作用是 保护电路 。
(2)请应用所学的物理知识判断甲、乙两同学设计的电路是否需要改进,若需要改进,请说明理由并写出改进建议 乙同学的设计需要改进,改进建议为:将电压表并联在定值电阻两端 。
【答案】(1)保护电路;(2)乙同学的设计需要改进,改进建议为:将电压表并联在定值电阻两端。
【分析】(1)为了保护电路,在电路中应串联一个定值电阻,防止电路中电流过大,损坏电路元件;
(2)根据甲、乙两同学设计的电路分析回答。
【解答】解:(1)为了保护电路,在电路中应串联一个定值电阻,防止电路中电流过大,损坏电路元件,因此甲、乙同学设计的工作原理图中均连入了电阻R1,其作用是保护电路;
(2)甲、乙两同学先分别设计了如图(b)、(c)所示的电路工作原理图,由图(b)可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流;当挡板向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,与题意相符,故图(b)设计合理;
由图(c)可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压;当挡板向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联分压原理可知,电压表示数变小,与题意不符,因此乙同学的设计需要改进;根据串联电路电压规律可知,当滑动变阻器两端电压减小,定值电阻两端电压增大,故只需将电压表并联在定值电阻两端即可。
故答案为:(1)保护电路;(2)乙同学的设计需要改进,改进建议为:将电压表并联在定值电阻两端。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,难度适中。
【考点21】欧姆定律的应用(第28-30题)
· 画等效电路图,标明已知量
· 串联:I相等,U=U1+U2,按电阻分压
· 并联:U相等,I=I1+I2,按电阻反比分流
· 注意三同一性:同一段导体、同一时刻、同一电路
28.(2026•长宁区二模)小华测量小灯泡发光时的电阻,他将电源(电压为2V的整数倍且保持不变)、电流表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”)、开关、待测小灯泡(标有“2.5V”字样)、电压表正确连接,实验操作规范。闭合开关,多次移动变阻器的滑片P,所测数据见表。
序号
电压(V)
电流(A)
1
1.0
0.16
2
2.5
0.30
3
3.2
0.32
(1)求小灯泡正常发光时的电阻RL。(计算结果保留一位小数)
(2)小灯泡正常发光时,滑片P的位置及接线如图所示,求电源电压U。
【答案】(1)小灯泡正常发光时的电阻为8.3Ω;
(2)小灯泡正常发光时,滑片P的位置及接线如图所示,电源电压为4V。
【分析】(1)根据表中数据结合欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻;
(2)根据表中数据结合串联电路电压规律和欧姆定律分析回答。
【解答】解:(1)由表中数据可知,灯泡额定电压对应的额定电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
;
(2)由表中数据可知,第一次实验电流最小,若此时滑动变阻器全部接入电路,则电源电压不会大于1.0V+0.16A×20Ω=4.2V;
第三次实验的电流最大,若此时滑动变阻器接入电路的阻值为零,则电源电压不会小于3.2V;
由此可知,电源电压的范围在3.2V~4.2V之间,由题可知,电源电压为2V的整数倍且保持不变,故电源电压为4V。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为8.3Ω;
(2)小灯泡正常发光时,滑片P的位置及接线如图所示,电源电压为4V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,有一定的难度。
29.(2025秋•浦东新区校级期中)如图所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器Rp上标有“20Ω 2A”字样。移动滑片P,当滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)电源电压U总。
(2)电路中的最小电流I小。
(3)为了使滑动变阻器的滑片滑到任意位置,电路都能安全工作,现有一个定值电阻R0可接入电路,请设计电路图并计算R0的阻值范围。
【答案】(1)电源电压U总为6V;
(2)电路中的最小电流I小为0.3A;
(3);定值电阻R0的阻值范围应为R0≥3Ω。
【分析】(1)由电路图可知电路为滑动变阻器的简单电路,根据欧姆定律求出电源电压;
(2)先利用欧姆定律找出当滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处时电路中的电流最小,再根据欧姆定律求出电路中的最小电流;
(3)先根据串联电路分压原理结合滑动变阻器RP的铭牌参数判定应在电路中串联一个定值电阻R0来保护电路,据此画出电路图,并确定电路允许通过的最大电流,再根据可得R0的最小值,据此确定定值电阻R0的阻值范围。
【解答】解:(1)由电路图可知电路为滑动变阻器的简单电路,当滑动变阻器接入电路的电阻RP=10Ω时,电流I=0.6A,根据欧姆定律可得电源电压为:
U总=I×RP=0.6A×10Ω=6V;
(2)当滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处时,电路中的总电阻最大,根据欧姆定律可知此时电路中的电流最小;滑动变阻器的最大阻值为RP大=20Ω。根据欧姆定律可得电路中的最小电流为:;
(3)为了使滑动变阻器的滑片滑到任意位置,电路都能安全工作,需要保证当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路中的电流不超过其允许通过的最大电流。滑动变阻器RP的铭牌标有“20Ω 2A”,说明其允许通过的最大电流为Imax=2A。当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路中电流最大,容易烧坏元件。因此,应在电路中串联一个定值电阻R0来保护电路。如图所示:
设计的电路图为将定值电阻R0与滑动变阻器RP串联;当滑动变阻器接入电路的电阻RP小=0Ω时,此时电路的总电阻为R0,电路中的电流Imax=2A。根据可得R0的最小值为:;
所以,为了保证电路安全,定值电阻R0的阻值范围应为R0≥3Ω。
答:(1)电源电压U总为6V;
(2)电路中的最小电流I小为0.3A;
(3);定值电阻R0的阻值范围应为R0≥3Ω。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,根据串联电路分压原理设计电路是关键。
30.(2025秋•普陀区校级期中)电路知识是理解众多电气设备工作的基础。
(1)上海地区家庭电路的电压为 220 V,家用电热水壶与电视机是 并联 (选填“串联”或“并联”)连接的;
(2)如图所示为风扇调速器和用于调速的电位器结构图,1、2、3是它的三个接线柱,如果要使滑片P顺时针转动时风扇转速减慢,我们就要把接线柱 2、3 连接入电路中;
(3)如图所示电路,电源电压为9V,只闭合开关S1,电流表的示数为0.2A,通过L2的电流为 0 A,只闭合开关S2,若电压表的示数为3.6V,则L1两端的电压为 5.4 V;闭合开关S1、S2、S,若电流表的示数为0.6A,则通过L2的电流为 0.4 A;
(4)在如图(a)所示电路中,电源两端电压不变,电灯L1的阻值为30Ω。闭合开关S后,电流表A和电流表A1的指针均偏转到如图(b)所示位置。求:
①电源两端电压 6V ;
②灯泡L2的阻值 7.5Ω (均需要写出计算过程)。
③若一会后,有一盏灯熄灭,且两个电流表均发生改变,则电路中可能发生的故障是: 灯泡L1断路 。
【答案】(1)220;并联;(2)2、3;(3)0;5.4;0.4;(4)①6V;②7.5Ω;③灯泡L1断路。
【分析】(1)家庭电路电压为220V;并联电路中各用电器互不影响;
(2)要使滑片P顺时针转动时风扇转速减慢,说明电路中的电流变小,变阻器接入电路中的阻值变大,据此确定选用的接线柱;
(3)分析电路连接,根据串并联电路的特点分析回答;
(4)分析电路连接,根据电流表选用的测量范围确定分度值读数;根据串并联电路特点结合欧姆定律求出灯泡L2的阻值;根据电流表示数变化确定电路故障。
【解答】解:(1)我国家庭电路两端电压是220V,因此上海地区家庭电路的电压为220V;
家用电热水壶与电视机可以单独工作,互不影响,因此是并联的;
(2)要使滑片P顺时针转动时风扇转速减慢,说明电路中的电流变小,变阻器接入电路中的阻值变大,因此将2、3接线柱接入电路;
(3)只闭合开关S1,电路为灯泡L3单独接入,通过灯泡L3的电流为0.2A,灯泡L2断路,此时通过L2的电流为0A;
只闭合开关S2,电路为灯泡L1和L2串联,此时电压表测灯泡L2两端电压,由串联电压规律可得,L1两端的电压为U1=U﹣U2=9V﹣3.6V=5.4V;
闭合开关S1、S2、S,电路为灯泡L2和L3并联,L1被短路,电流表测干路电流,此时灯泡L3两端电压与其单独接入电路相同,则电流不变仍为0.2A,可得通过L2的电流为I2=I﹣I3=0.6A﹣0.2A=0.4A;
(4)①由图可知,电路为两灯泡并联,电流表A1测灯泡L1支路的电流,电流表A测干路电流,由于两电流表指针偏转情况相同,则电流表A1选用小测量范围,分度值是0.02A,读数为0.2A;
电流表A选用大测量范围,分度值是0.1A,读数为1A;
由并联电路电压规律可得电源电压等于灯L1两端电压:
;
②由并联电路电流规律可得灯泡L2的电流为:
,
灯泡L2的阻值为:
;
③有一盏灯熄灭,且两个电流表均发生改变,则可能是灯泡L1发生断路,导致该支路无电流,电流表A1的示数发生改变,电流表A的示数也会发生改变。
故答案为:(1)220;并联;(2)2、3;(3)0;5.4;0.4;(4)①6V;②7.5Ω;③灯泡L1断路。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,基础题。
【考点22】欧姆定律求范围值(第31题)
· 滑动变阻器阻值最大时电流最小、各电表有下限
· 滑动变阻器阻值最小时电流最大,注意量程和用电器额定值
· 取各条件交集确定范围
31.(2025秋•青浦区校级月考)在图(a)所示的电路中,电源电压为12V,滑动变阻器R2标有“10Ω,1A”字样,闭合开关S,移动变阻器的滑片,发现电压表的指针最大偏转到如图(b)的位置。
(1)计算说明图(b)中电压表的示数U1。
(2)求在电路元件安全的前提下R1的取值范围。
【答案】(1)图(b)中电压表的示数为9V;
(2)在电路元件安全的前提下R1的取值范围为9Ω~30Ω。
【分析】(1)由图知,两电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测量电路中的电流,由串联电路分压特点可知当变阻器连入的阻值最小时电压表的示数最大,此时通过电路的电流最大,由图b可知电压表示数可能是1.8V或9V,根据串联电路电压规律结合欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的最小阻值,据此确定电压表示数;
(2)当电路中电流最小时,R1有最大值,且电压表的最大示数为9V,根据串联电路的特点和欧姆定律求出电路中的最小电流,进一步根据欧姆定律求出R1的最大值;当电路中电流最大为1A,且电压表的最大示数为9V时,R1有最小值,根据欧姆定律求出R1的最小值,进一步确定定值电阻的取值范围。
【解答】解:(1)由电路图知,R1与R2串联,电压表测R1两端电压,电流表测量电路中的电流,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路电压规律可知电压表示数最大时滑动变阻器两端的电压最小,根据串联分压原理可知此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为1A
若电压表接入电路小量程,分度值为0.1V,由图b可知电压表示数为1.8V,
根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值:R2小10.2Ω>10Ω(舍去)
若电压表接入电路大量程,分度值为0.5V,由图b可知电压表示数为9V,
根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值:R2小3Ω<10Ω,电路安全,
所以电压表的示数为9V;
(2)当电路中电流最小时,R1有最大值,且电压表的最大示数为9V,
变阻器R2两端的最小电压:U2小=U﹣U1大=12V﹣9V=3V,
电路中的最小电流:I小=I2小0.3A;
则R1大30Ω;
当电路中电流最大为1A,且电压表的最大示数为9V时,R1有最小值,
则R1小9Ω;
所以,在电路元件安全的前提下R1的取值范围为9Ω~30Ω。
答:(1)图(b)中电压表的示数为9V;
(2)在电路元件安全的前提下R1的取值范围为9Ω~30Ω。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用,注意理解滑动变阻器的规格的含义,它是判断第1问的关键。
【考点23】串并联的比例计算(第32题)
· 串联分压比 U1:U2=R1:R2
· 并联分流比 I1:I2=R2:R1(反比)
· 总电阻:串 R=R1+R2;并 =+
32.(2025秋•兴隆台区校级期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:4,则R1:R2= 1:4 ;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲:I乙= 1:5 。
【答案】1:4;1:5。
【分析】根据题意分析电路结构,然后根据串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】解:由电路图可知,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测串联总电压,乙测R2两端电压,
两表的示数之比U甲:U乙=5:4,设R2两端电压为4U,则R1两端电压为5U﹣4U=U,两电阻串联,电阻阻值之比:
;
由电路图可知,当开关S断开,甲、乙为电流表时,两电阻并联,甲测通过R2的电流,乙测干路电流,
两表示数之比:;
故答案为:1:4;1:5。
【点评】本题考查了求电阻之比、电流表示数之比,分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键,应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
【考点24】伏安法测小灯泡的电阻(第33-34题)
· 原理 R=
· 小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,不能求平均值
· 故障分析:灯泡不亮+电流表0+电压表有示数→灯泡断路
· 多次测量目的:找灯丝电阻随温度变化规律,不是求平均
33.(2025秋•浦东新区期末)小珠做“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,她将电源(电源电压保持不变)、待测小灯泡、滑动变阻器、电流表和开关串联,并将电压表并联在小灯泡两端。小珠依次记录滑片位于不同位置时的电流表和电压表示数(下表为记录的部分数据),并根据其中一组数据计算出了小灯泡正常发光时的电阻。小灯泡正常发光时,电流表、电压表(表盘如图(a)所示)中恰有一个电表的指针位于刻度盘的中央。小珠根据记录的数据,绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的I﹣U图像,如图(b)所示。(实验过程中,电表均选择了合适的量程)
实验序号
电压(V)
电流(A)
1
0.8
0.14
2
1.0
0.16
3
0.24
4
2.5
5
2.9
0.32
(1)“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时的电阻”实验原理是 R 。
(2)请画出小珠的实验电路图。
(3)求小灯泡正常发光时的电阻RL。(需写出解答过程,计算结果精确到0.1Ω)
【答案】(1)R;(2);(3)小灯泡正常发光时的电阻8.3Ω。
【分析】(1)实验原理是R;
(2)待测小灯泡、滑动变阻器、电流表和开关串联,并将电压表并联在小灯泡两端,据此画出电路图;
(3)根据表中数据确定电表选用的测量范围,灯丝的电阻随温度的升高而增大,据此分析灯泡正常发光时额定电流,根据R求出小灯泡正常发光时的电阻。
【解答】解:(1)在“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据R求出小灯泡正常发光时的电阻,故该实验原理是R;
(2)待测小灯泡、滑动变阻器、电流表和开关串联,并将电压表并联在小灯泡两端,如下图所示:
;
(3)由表中数据可知,两表选用小测量范围;小灯泡正常发光时,电流表、电压表(表盘如图(a)所示)中恰有一个电表的指针位于刻度盘的中央,若电压表指针位于刻度盘的中央,即电压表示数为1.5V,此时通过灯泡的电流为0.24A,则此时灯泡的电阻为:
R36.25Ω;
在第2次实验中,灯泡的电阻为:
R26.25Ω;
即R2=R3=6.25Ω,
因灯丝的电阻随温度的升高而增大,说明小灯泡正常发光时,电表的指针位于刻度盘的中央是电流表,即电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
RL8.3Ω。
故答案为:(1)R;(2);(3)小灯泡正常发光时的电阻8.3Ω。
【点评】本题“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,考查了实验原理、画电路图、数据分析和电阻的计算等知识。
34.(2026•闵行区一模)小华测量小灯泡发光时的电阻,他将电源(电压保持不变)、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡(标有“3.8V”字样)串联,将电压表并联在某元件两端。闭合开关,移动变阻器的滑片,实验数据见表。一段时间后小灯泡熄灭。为了检查原因,将电压表并联在不同的位置,当他将电压表并联在小灯泡两端时,移动变阻器滑片,小灯泡始终不发光,电压表示数始终为6.0V,电流表示数始终为零。
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
3.0
0.24
2
2.2
0.28
3
1.7
0.30
...
(1)实验中小灯泡熄灭,是由于小灯泡发生 断路 故障;
(2)将小灯泡正常发光时两端电压和通过电流的值用“×”标记在图中,并求出小灯泡正常发光时电阻的阻值;(计算结果保留一位小数)
(3)结合表中序号1~3的数据,滑动变阻器连入电路的阻值变小过程中,小灯泡与滑动变阻器串联的等效电阻的阻值 变小 (选填“变大”“不变”“变小”或“无法确定”),理由是: 滑动变阻器连入电路的阻值变小过程中,电路中电流变大,因电源电压不变,根据R可知,电路中的总电阻变小,即小灯泡与滑动变阻器串联的等效电阻的阻值变小 。
【答案】(1)断路;(2);小灯泡正常发光时电阻的阻值为13.6Ω;(3)变小;滑动变阻器连入电路的阻值变小过程中,电路中电流变大,因电源电压不变,根据R可知,电路中的总电阻变小,即小灯泡与滑动变阻器串联的等效电阻的阻值变小。
【分析】(1)当他将电压表并联在小灯泡两端时,移动变阻器滑片,小灯泡始终不发光,电流表示数始终为零,说明电路可能断路,电压表示数始终为6.0V,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(2)根据表中数据确定电压表连接方式,利用串联电路电压规律和欧姆定律求出小灯泡正常发光时电阻的阻值;
(3)根据欧姆定律分析回答。
【解答】解:(1)当他将电压表并联在小灯泡两端时,移动变阻器滑片,小灯泡始终不发光,电流表示数始终为零,说明电路可能断路,电压表示数始终为6.0V,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即小灯泡发生断路故障;
(2)由表中数据可知,当电压表示数变小时,电流表示数反而变大;而串联电路中,当电路中电流增大时灯泡两端电压会变大,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器的电压会变小,说明电压表并联在滑动变阻器两端;
小灯泡始终不发光,电压表示数始终为6.0V,说明电源电压为6.0V;
由表中数据可知,当电压表示数为2.2V时,灯泡两端电压为UL=U﹣U滑=6.0V﹣2.2V=3.8V,此时灯泡正常发光,通过灯泡的额定电流为0.28A,将小灯泡正常发光时两端电压和通过电流的值用“×”标记在图中,如下图所示:
;
小灯泡正常发光时电阻为:
RL13.6Ω;
(3)结合表中序号1~3的数据,滑动变阻器连入电路的阻值变小过程中,电路中电流变大,因电源电压不变,根据R可知,电路中的总电阻变小,即小灯泡与滑动变阻器串联的等效电阻的阻值变小。
故答案为:(1)断路;(2);小灯泡正常发光时电阻的阻值为13.6Ω;(3)变小;滑动变阻器连入电路的阻值变小过程中,电路中电流变大,因电源电压不变,根据R可知,电路中的总电阻变小,即小灯泡与滑动变阻器串联的等效电阻的阻值变小。
【点评】本题测小灯泡发光时的电阻实验,考查了电路故障、电阻的计算以及数据分析等知识。
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· 先理清概念辨析:内能/热量/温度三者关系,选择题必考「过程量vs状态量」
· 四冲程记牢「2周循环4冲程做功1次」,飞轮转速题先换算成每秒转几圈
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· 伏安法实验区分:定值电阻求平均减小误差,小灯泡不求平均(灯丝电阻随温度变)
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2026-2027学年沪科版物理五四学制·九年级上期中复习
✨ 课程目标
· 理解内能、热量、比热容三个概念的区别与联系,能正确判断热传递方向与内能改变方式
· 掌握四冲程内燃机工作过程与能量转化,会用 Q=cmΔt、Q=mq、η=W有用/Q放 进行综合计算
· 掌握摩擦起电实质、电流方向规定、串并联电路识别,能正确使用电流表和电压表
· 理解电阻是导体本身性质,掌握滑动变阻器一上一下接法及在电路中的保护/调节作用
· 熟练运用欧姆定律 I=U/R 及串并联规律进行动态电路分析、故障判断与伏安法测电阻计算
🧠 知识梳理
▸ 1.内能、热量与比热容
内能=物体内所有分子动能与分子势能的总和;一切物体任何温度都有内能,内能不可能为0。影响因素:质量、温度、状态。
热量 Q 是热传递过程中内能转移的多少,是过程量,只能说「吸收」或「放出」,不能说「含有」或「具有」热量。单位焦耳 J。
比热容 c 是物质的一种特性,只与物质种类和状态有关,与质量、温度、吸放热多少无关。水的比热容 c水=4.2×103 J/(kg·℃),是常见物质中较大的。
吸放热公式:Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t);热传递条件=温度差,方向=高温物体→低温物体,与内能大小、质量大小无关。
概念辨析例题:关于温度、热量、内能,下列说法正确的是:A.0℃的冰内能为零;B.物体温度越高,含有的热量越多;C.一个物体温度升高,内能一定增大;D.热量总是从内能大的物体传向内能小的物体。
解析:A错:一切物体任何温度都有内能,0℃冰也有内能;B错:热量是过程量,不能说「含有」;C对:温度升高分子动能增大,内能增大;D错:热传递方向是高温→低温,与内能大小无关,内能大的物体温度可能反而低。
▸ 2.内能的改变与热机效率
改变内能有两种方式:做功(能量的转化,如摩擦生热、压缩气体)和热传递(能量的转移,如加热、晒太阳)。两种方式对改变物体内能是等效的。
四冲程内燃机一个工作循环:吸气→压缩→做功→排气。压缩冲程:机械能→内能;做功冲程:内能→机械能(唯一对外做功)。一个循环活塞往复2次、曲轴转2周、对外做功1次。
热值 q 是燃料特性,只与燃料种类有关,与质量、是否完全燃烧无关。固液燃料 Q放=qm,气体燃料 Q放=qV。
热机效率 η=×100%,η总小于1。提高途径:使燃料充分燃烧、减少各种热损失、保证良好润滑减小摩擦。
概念辨析例题:汽油机飞轮转速为 1200 r/min,则每秒完成多少个冲程?对外做功多少次?
解析:飞轮转速 1200 r/min=20 r/s,即每秒转20圈。四冲程内燃机每转2圈完成一个工作循环(4个冲程、做功1次),所以每秒完成 =10 个工作循环,即40个冲程、对外做功10次。
▸ 3.静电、电流与电路基础
摩擦起电实质是电子的转移:失去电子带正电,得到电子带负电。不是创造电荷。规定:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电流方向规定为正电荷定向移动的方向。金属导体中自由电子定向移动方向与电流方向相反。持续电流条件:①有电源 ②电路是通路。
电路三状态:通路(正常接通)、开路/断路(某处断开)、短路(导线直接连电源两极,绝对不允许,会烧坏电源)。
电流表串联在电路中,正进负出,不能直接接电源两极;0~0.6A量程分度值0.02A,0~3A量程分度值0.1A。电压表并联在被测电路两端,可以直接接电源两极测电源电压;0~3V分度值0.1V,0~15V分度值0.5V。
概念辨析例题:用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质小球,小球被吸引,则小球:A.一定带正电;B.一定带负电;C.一定不带电;D.可能带负电,也可能不带电。
解析:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。带电体有吸引轻小物体的性质,所以小球被吸引有两种可能:①小球带负电(异种电荷相吸);②小球不带电(带电体吸引轻小物体)。故选D。注意:排斥才能确定带同种电荷,吸引不能确定。
▸ 4.电阻与滑动变阻器
电阻 R 是导体本身的一种性质,表示导体对电流的阻碍作用,单位欧姆 Ω。电阻大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压、通过的电流无关。
同种材料的导体:长度越长电阻越大,横截面积越小电阻越大。大多数金属温度越高电阻越大。
滑动变阻器原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。接法:「一上一下」串联接入电路;闭合开关前滑片应移到最大阻值处(保护电路)。
滑动变阻器铭牌如「20Ω 1A」表示最大阻值20Ω、允许通过的最大电流1A。作用:保护电路、改变电路中的电流和部分电路两端的电压。
概念辨析例题:关于滑动变阻器,下列接法能改变灯泡亮度的是:A.接上面两个接线柱;B.接下面两个接线柱;C.接上面一个和下面一个接线柱;D.以上都不能。
解析:A错:接上面两个接线柱相当于接入一根导线,电阻为0,不能改变亮度;B错:接下面两个接线柱相当于接入一个定值电阻(最大阻值),滑片移动不改变电阻;C对:一上一下接法,滑片移动改变接入电阻丝长度,能改变灯泡亮度。
▸ 5.欧姆定律与伏安法测电阻
欧姆定律:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式 I=;变形 R=(比值定义,不表示R与U成正比、与I成反比)、U=IR。
串联电路:电流处处相等 I=I1=I2;总电压等于各部分电压之和 U=U1+U2;总电阻 R=R1+R2;电压与电阻成正比分压。
并联电路:干路电流等于各支路电流之和 I=I1+I2;各支路两端电压相等 U=U1=U2;总电阻倒数 =+;电流与电阻成反比分流。
伏安法测电阻原理 R=:电流表串联、电压表并联、滑动变阻器串联。定值电阻多次测量求平均值减小误差;小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,不能求平均值。
概念辨析例题:一个定值电阻两端电压为3V时,通过的电流为0.3A;若两端电压变为6V,则通过的电流和电阻分别为多少?
解析:R===10Ω。电阻是导体本身性质,不随电压改变。电压变为6V时,I'===0.6A。注意:不能因为电压加倍就说电阻加倍,电阻不变。
📊 知识总结表
核心概念
定义/公式
注意事项
内能
分子动能+分子势能的总和
一切物体任何温度都有;是状态量
热量 Q
热传递中内能转移的多少
过程量,只能说吸/放,不能说含有
比热容 c
c=,J/(kg·℃)
物质特性,与质量温度无关;水 c=4.2×103
热值 q
Q放=qm(固液)/ Q放=qV(气体)
燃料特性,与质量、燃烧是否充分无关
电流 I
I=,单位A
正电荷定向移动方向;串联分压并联分流
电阻 R
R=,单位Ω
导体本身性质,与U、I无关;R=R1+R2(串)
欧姆定律
I=
三同:同一段导体、同一时刻、同一电路
🔑 核心考点
【考点1】热传递的方向与条件(第1题)
· 热传递条件=温度差,方向高温→低温,与内能大小无关
· 对流、传导、辐射是热传递三种方式;液体对流是上下层循环
· 沸点与液面气压有关,但粥不热是因为流动性差导致对流不畅
1.(2025秋•金山区校级月考)小山把盛凉粥的锅放在燃气灶上加热,不一会儿就听到“扑嘟”“扑嘟”的声音,打开锅盖一看,粥里不断冒出气泡来。他从粥的上层盛一碗来吃,却感觉粥一点也不热。小山经过查阅资料得知:a.烧开水主要靠液体的对流,锅底的水烧热了,热量通过对流传递到上部,使整壶水的温度升高;b.对流要求液体或气体有良好的流动性;c.凉粥的流动性非常差,大量的热集中在锅底,常常把这里的粥烧焦,而其他地方的粥还是凉的。请结合小山同学的信息获取,解答下面两个问题:
(1)请简述导致“开了锅”的粥不热的原因;
(2)请写出一条解决这个问题的办法。
【考点2】热传递改变物体的内能(第2题)
· 改变内能两方式:做功=能量转化,热传递=能量转移
· 闻到香味=分子无规则运动;水温升高=热传递
· 分子动理论:物质由分子组成、不停运动、引力斥力并存
2.(2026春•闵行区校级同步)“伐竹取道,下见小潭,水尤清冽……潭中鱼可百许头,皆若空游无所依,日光下澈,影布石上”是唐代柳宗元《小石潭记》中描写的场景。根据该场景回答下列问题:
(1)游者看到潭水中的鱼是光发生折射所成的_____ 像(选填“虚”或“实”);此时,日光斜射入水中的折射角_______ 入射角(选填“大于”“等于”或“小于”);若游者俯身观鱼,可以看到自己在平静水面中所成的像,在靠近水面的过程中,游者像的大小_______ (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)潭中鱼用鱼鳍拨水的同时水也对鱼鳍产生力的作用,这说明物体间力的作用是_______ 的;鱼受到水的作用力向前游去,这说明力可以改变物体的_________ ;当鱼鳍停止拨水时,鱼不会立即静止下来,这是因为鱼具有_______ 。
(3)伐竹取道时,游者闻到竹子的清香,这是由于分子在不停地做________ 运动。经过日光的照射,潭水温度会升高,这是通过________ 的方式改变了水的内能(选填“做功”或“热传递”)。游者看到水面上升起的水雾,是由于水的_______ 形成的。若潭水的总质量为2×106千克,水的温度升高了0.5℃,则潭水吸收的热量为____________ 焦。】
(4)质量相同的铜块和水(c水>c铜),铜块的初始温度比水高,经过一定的操作后,将铜块放入水中,水将热量传递给铜块,则该操作可能是将该铜块和水_____ ;
A.降低相同的温度;
B.升高相同的温度;
C.吸收相同的热量;
D.放出相同的热量。
【考点3】做功改变物体的内能(第3题)
· 压缩气体打气:机械能→内能,内能增大温度升高
· 瓶塞跳起:气体对外做功,内能减小温度降低,水蒸气液化成白雾
· 能量转化:机械能↔内能相互转化
3.(2025秋•宝山区校级月考)如图所示是“探究改变物体内能”的实验。
(1)烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,在瓶塞未跳起前,瓶内气体的内能_______ (选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过_______ (选填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能。
(2)继续打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后,内能_______ (选填“增大”“减小”或“不变”),温度_______ (选填“升高”“降低”或“不变”)的缘故。
(3)我们发现,用这种方式改变物体的内能时,能量是在_____ 能和_______ 能之间相互转化的。
【考点4】比热容的计算公式(第4题)
· Q=cmΔt,注意Δt是温度变化量不是初温或末温
· 密度公式 ρ= 先求体积再比热
· 比热容大小比较:吸收相同热量升温小的c大
4.(2025秋•闵行区校级月考)如图所示,在两个相同的圆柱形容器内装入体积相同的甲、乙不同液体,其中液体甲的质量为0.4千克。两液体分别吸收9.6×103焦的热量后,液体甲升高的温度较多。
(1)若液体甲的密度为0.8×103千克/米3,求液体甲的体积。
(2)如果将两容器中分别抽出相同质量的液体,当剩余部分再次吸收相同热量时,发现液体乙升高的温度较多。请通过推理说明两液体比热容的大小关系。
【考点5】四冲程的能量转化(第5-8题)
· 看气门开闭+活塞方向判断冲程
· 压缩冲程:机械能→内能;做功冲程:内能→机械能
· 一个循环=4冲程=活塞2次=曲轴2周=做功1次
· 热岛效应:道路升温=热传递;汽油机做功冲程;人工湖=水比热容大调节气温
5.(2025秋•青浦区校级月考)如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是( )
A.一个工作循环的正确顺序是:甲乙丙丁
B.乙图冲程能获得动力
C.丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程
D.丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
6.(2026•虹口区一模)城市“热岛效应”指的是中心城区的气温明显高于郊区。
(1)城市中的道路在日照下升温,这是通过________ 的方式改变道路的内能。
(2)汽车的汽油机在工作时,_______ 冲程将内能转化为机械能,排气冲程排放的废热是造成“热岛效应”的原因之一。
(3)市内的人工湖能有效调节周围的环境温度,主要是因为水的________ 较大。
7.(2026•长宁区一模)小华在学校科技节活动中展示的动力小船如图3所示,易拉罐中的水吸热汽化所产生的大量水蒸气从小孔中冲出时,小船就能向前运动。
(1)实验中使用的易拉罐是铝制成的,这是因铝_____ 导热。
A.容易
B.不容易
(2)加热后,易拉罐中的水温度升高,改变水内能的方式是_____ 。
A.做功
B.热传递
(3)如图4所示内燃机的各冲程,与“动力小船”装置的能量转化情况相同的是_____ 冲程。
8.(2026春•松江区校级月考)能量是物理学研究的永恒主题。从牛顿提出蒸汽机模型,到瓦特将之变成现实,再到后来的内燃机,热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力。
(1)如图(a)中,经酒精灯加热使水蒸气吸收热量的同时也使叶轮转动,故该过程中水蒸气的内能 ________ 增加(选填“一定”或“不一定”),水蒸气促使叶轮转动的过程相当于图(b)中四冲程内燃机的 _______ 冲程。
(2)请说出一项图(b)相比图(a)的改进之处:____________________ 。
【考点6】固体和液体的热值计算(第9题)
· Q放=mq,注意单位统一(kg、J/kg)
· 力的作用是相互的;力可以改变物体形状和运动状态
· 刹车摩擦=做功改变内能;冷却液选比热容大的
9.(2026•海沧区校级模拟)在电影《飞驰人生3》中,张驰驾驶赛车在巴音布鲁克赛道上演了一场极限对决,如图所示。请根据以下情境完成下题:
(1)赛车在急转弯时侧倾压到了路边的土坡,土坡被压出一个凹坑,这一现象说明力可以改变物体的_______ ;随后土坡对赛车产生反作用力,将赛车弹回赛道,这说明物体间力的作用是_______ 的。
(2)在长时间高速行驶后,刹车片与刹车盘剧烈摩擦,导致刹车系统温度升高,这是通过_______ 的方式改变了刹车片的内能;为了给发动机降温,散热器中应该使用比热容_______ (选填“较大”或“较小”)的冷却液。
(3)赛车使用的燃油热值为4.6×107J/kg,完全燃烧2kg燃油放出的热量为____________ J,在比赛过程中,赛车的发动机将内能转化为_______ 能。
【考点7】热机的效率公式与计算(第10题)
· η=×100%,从能量流向图读取有用能量占比
· 热值是燃料特性,与质量无关,剩余汽油热值不变
· 飞轮转n圈做功 次,完成2n个冲程
10.(2025秋•金山区校级期中)热机广泛应用在社会生活的各个方面,推动了社会的发展。
(1)某品牌汽车汽油机的能量流向如图1所示,可知,该汽油机的效率为________ ;汽车行驶一段路程后,消耗了一部分汽油,剩下的汽油的热值_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图2所示,是汽油机四冲程工作中的_______ 冲程。下列场景中,能量转化情况与之相似的场景是_____ 。
(3)汽油机的飞轮1s内转60圈,在1s内汽油机对外做功的次数及完成的冲程个数为_____ 。
A.30次,120个
B.15次,120个
C.60次,60个
D.15次,60个
【考点8】热机效率的概念(第11题)
· 外燃机效率比内燃机低(热量散失多)
· 热机效率高=做相同有用功消耗燃料少
· 尾气温度越高,说明带走热量越多,效率越低
11.(2026•长宁区一模)表1是小明在物理课上记录的部分类型的热机效率,老师指出表格中仅有序号②的数据正确。
表1
序号
热机类型
热机效率
①
外燃机
蒸汽机
30%~45%
②
内燃机
汽油机
20%~30%
③
柴油机
45%~150%
(1)仔细查阅课本后,小明知道了表1中数据记录的错误:序号①外燃机的“热机效率”比内燃机_____ 了;序号③热机的“热机效率”________ 。
(2)对于燃烧同一型号汽油的汽油机,用来做功的能量相同时,热机效率越高,所消耗汽油的质量越_____ 。
(3)汽车尾气温度是反映热机效率的一个重要的间接指标,一般情况下,汽车尾气温度越高,说明该汽车的内燃机的效率越_____ 。
【考点9】电荷间的相互作用(第12题)
· 摩擦起电=电子转移,不是创造电荷
· 同种电荷相斥,异种电荷相吸;带电体吸引轻小不带电物体
· 验电器原理=同种电荷相斥,只能验是否带电不能验正负
12.(2025秋•虹口区校级月考)静电现象在我们生活中很常见。
(1)“金陵金箔”轻薄柔软,堪称“中华一绝”。金箔的正确拿取方法是:手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,羽毛和纸垫带上了_____ (选填“A.同种”或“B.异种”)电荷,如图1甲所示:再将羽毛靠近工作台上方的金箔,由于带电体能够___________ ,羽毛即可将金箔吸住(如图1乙所示)。
(2)用餐巾纸摩擦一根吸管,使其带上电后放置于支架上,吸管可以绕铁支架自由转动。取一根玻璃棒,与丝绸摩擦后玻璃棒带_____ 电荷(选填“A.正”或“B.负”)。将玻璃棒靠近带电吸管的一端时,吸管的运动情况如图2所示。验电器的工作原理与这一现象的原理_____ (选填“A.相同”或“B.不相同”)。
(3)静电在工业和生活中具有很多重要的应用,但有时也会带来很多麻烦,下列属于防止静电危害的是_______ 【不定选】。
A.
静电释放器
B.
静电复印
C.
汽车车尾铁链
D.
静电喷漆
【考点10】电流的方向(第13题)
· 规定正电荷定向移动方向为电流方向
· 金属中自由电子带负电,移动方向与电流方向相反
· 光敏电阻:光照越强电阻越小(半导体特性)
13.(2025秋•上海校级月考)静电复印机具有简便、扩印、缩印原件等优点而广泛应用。“硒鼓”是其中的结构,在打印前,硒鼓先会被充电,表面均匀带上正电荷。
(1)静电在工业和生活中具有很重要的应用,但有时也会带来很多麻烦,下列属于防止静电危害的是(_____ )。
A.静电除尘
B.静电喷漆
C.防静电腕带
D.静电植绒
(2)如图,文件通过静电复印机,焦距为f的凸透镜在“硒鼓”上形成静电潜像,若需要进行缩印,则该凸透镜到原稿的距离(_____ )。
A.大于2f
B.等于2f
C.大于f且小于2f
D.小于f
(3)在进行复印时,硒鼓将会吸引带电的墨粉,这说明力可以改变物体的_____ (选填“A:形状”或“B:运动状态”):物理学中定义_____ (选填“A:正”或“B:负”)电荷定向移动的方向为电流方向,因此墨粉移动的方向与电流方向_____ (选填“A:相同”或“B:相反”)。
(4)若重力为G的固体墨粉沿某一方向做匀速直线运动,则它所受合力大小为_____ 牛,经加热_______ (填物态变化)后将图案固定在纸上。
(5)硒鼓表面覆有光敏导体薄膜,其阻值会随着光照强度的改变而改变。某一同种材质的光敏导体的电阻值与光照度(光照度越大表示越亮单位:lx)的关系如表所示:
照度/lx
50
150
250
350
450
电阻/×105Ω
3.30
1.44
1.28
1.20
1.15
分析表格数据可知:____________________ 。
由此推理可知,在光照度接近0lx的黑暗环境,静电复印机中的光敏导体薄膜的导电能力较_____ (选填“A:强”或“B:弱”)。解释静电潜像形成的过程,最初,在_____ (选填“A:光亮”或“B:黑暗”)的环境下让硒鼓带上电荷此时电荷不易被转移;再通过光学系统将复印图像的反射光形成的像落在硒鼓的光敏电阻上;由于反射光的强弱不同,光敏电阻表面上不同区域的静电荷的_______ 不同,因此形成了有浅有深的静电潜像。
【考点11】电路的三种状态(第14题)
· 通路=正常接通;断路=某处断开;短路=导线直连电源两极
· 短路时电流极大,会烧坏电源,绝对不允许
· 局部短路(用导线并联某用电器)≠电源短路
14.(2025秋•静安区校级月考)如图所示的电路,开关S闭合后,电路将是 _______ (选填“通路”、“断路”或“短路”)。要使两灯串联,只要拆除导线 _______ (选填“ab”或“cd”)即可;要使两灯并联,只要将导线1的c端改接在 __________ 端(选填“a”、“b”或“d”)。
【考点12】根据电路图连接实物(第15-16题)
· 先串后并:先连干路和串联部分,再并支路
· 导线不交叉,接线柱上接
· 电流表串联、电压表并联,正进负出
15.(2024•云岩区校级二模)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:
①灯与滑动变阻器串联;
②闭合电键S,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小。
16.(2025秋•浦东新区校级月考)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,连接实物电路(要求导线不能交叉)。
【考点13】串并联电路的设计(第17题)
· 串联:一条路径,互相影响;并联:多条路径,独立工作
· 开关位置:干路开关控全部,支路开关控本支路
· 生活中:路灯并联、节日小彩灯串联
17.(2025秋•徐汇区校级期中)家用电器。
生活中,电视、空调、洗衣机等各类电器的广泛使用,使人们的生活更加便捷。这也说明了电与人类生活联系密切。如图所示的就是各种不同的电器。
(1)我国家用电路的电压为________ V。家庭电路中的各用电器是_____ 联连接的。
(2)图(a)中的台灯正常工作时的电流约为_____ 。
A.0.02A;
B.0.2A;
C.2A;
D.20A。
(3)图(b)所示的充电宝,当接通电源给其充电时,充电宝相当于电路中的_____ 。
A.电源;
B.开关;
C.导线;
D.用电器。
(4)图(c)所示的是一个带指示灯的开关,指示灯的电阻很大(约60千欧)。将这个开关接入电路用于控制一个家用照明灯。当开关断开时,指示灯发出微弱的光,便于夜间显示开关的位置。此时,由于指示灯电阻很大,照明电路中的电流很_____ (选填:“大”或“小”),照明灯不亮;开关闭合时,指示灯熄灭,照明灯亮。由此可以判断,开关与指示灯之间是_____ 联连接的。
(5)如图(d)所示的是很多家庭都安装了智能门锁,按指纹或密码都可以启动电动机打开锁扣,实现开门的功能。如图所示电路图中符合要求的是_____ 。
【考点14】电流表的读数(第18题)
· 先看量程,再看分度值
· 0~0.6A分度值0.02A;0~3A分度值0.1A
· 大量程读数=小量程读数×5
18.(2025秋•浦东新区校级期中)如图甲电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过 _______ 的电流,a电流表的读数应为 ________ 安,b电流表的读数应为 ________ 安。
【考点15】电流表、电压表在判断电路故障中的应用(第19-21题)
· 两表都无示数→断路在电压表之外的位置
· 电压表有示数≈电源电压、电流表无示数→与电压表并联的用电器断路
· 电流表有示数、电压表无示数→与电压表并联的用电器短路
· 串联一亮一灭:灭的短路;并联一亮一灭:灭的断路
19.(2025•上海)如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将M、N端分别与变阻器的a、c端相连,闭合开关,向右移动滑片P时:
(1)若电路无故障,则电压表示数 _______ 。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为零,故障只存R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障 ____________________ 。
20.(2025秋•长宁区校级月考)电阻R1和R2的阻值规格均为3R0,电阻R3的阻值规格为R0。小明将R1和R2按如图所示方式连入电路中,闭合开关S,观察到两电表指针均发生偏转;然后用R3替换R1,与替换前相比,电流表示数减小了I0。经过思考后,小明认为电路中存在故障。已知电路中的电源电压始终保持不变,电阻R1、R2、R3中只有1个电阻存在故障,请根据以上信息判断:
(1)电路中的故障可能是______________ ;
(2)请写出替换后两电表示数及对应的故障。____________________ 。
21.(2025•静安区二模)在图示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,移动变阻器R2的滑片P,电压表V的示数始终为零。
(1)若电路中有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上,则电路中的故障是 ____________________ 。
(2)为判断该处故障,现有两种器材可供选择:(a)一根完好的导线;(b)一个完好的电阻R0。请你选择一个合适的器材来替换R1或R2,进行故障判断。
请写出你所确定的替换方案以及替换后电压表的示数情况及相应的故障。(只需要写出一种可行的方法) ____________________ 。
【考点16】电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系(第22-23题)
· 控制变量法研究:材料相同时,越长R越大,越粗R越小
· 电阻是导体本身性质,与U、I无关
· 金属温度升高电阻增大(大多数情况)
22.(2025秋•浦东新区校级月考)长度相等的铜导线甲和乙,甲的横截面积大于乙的横截面积,则甲导线的电阻_______ 乙导线的电阻。若将它们串联在电路中,通过甲导线的电流_______ 通过乙导线的电流;若将它们并联在电路中,甲导线两端的电压_______ 乙导线两端的电压。(均选填“小于”、“等于”或“大于”)
23.(2025•宝山区校级模拟)甲和乙是由同种材料制成的导体,当L甲>L乙,则关于甲和乙的横截面积S,及电阻R的大小关系,下列说法正确的是( )
A.若S 甲>S 乙,则R甲一定大于R 乙
B.若S 甲<S 乙,则R甲可能大于R 乙
C.若S 甲=S 乙,则R甲一定小于R 乙
D.若S 甲>S 乙,则R甲可能等于R 乙
【考点17】探究影响电阻大小的因素(第24题)
· 转换法:通过电流表示数大小反映电阻大小
· 控制变量法:每次只改变一个因素
· 多次实验找普遍规律,不是减小误差
24.(2026•松江区一模)在跨学科实践课上,某小组同学开展了“探究光敏电阻阻值大小与光照强度关系”的学习活动,实验电路如图1所示,其中RG为光敏电阻。
(1)该小组同学用黑色罩子套住光敏电阻,以模拟_____ (选涂“A.强光”或“B.弱光”)照射。
(2)二极管具有单向导电性,它是_____ (选涂“A.导体”“B.半导体”或“C.绝缘体”)。
(3)实验中发现:光照变弱时,二极管变暗;光照变强时,二极管变亮。由此可知:光照变强时,光敏电阻R0的阻值_____ (选涂“A.变大”“B.不变”或“C.变小”)。
(4)该小组同学利用此光敏电阻设计了一个能自动测定光照强度的装置,如图2所示。R0是定值电阻,电源电压不变。要求:当光照强度增强时,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小,则光照强度显示器应接在_____ (选涂“A.ab”“B.bc”或“C.ac”)两点间。
【考点18】用滑动变阻器改变小灯泡的亮度(第25题)
· 一上一下串联接入;闭合开关前滑片移到最大阻值处
· 滑片远离下接线柱→接入电阻丝变长→R变大
· 铭牌:最大阻值+允许最大电流
25.(2025秋•崇明区期中)小杰想将所学的电学知识付诸实践,自制一个调光台灯。同学也帮他一起设计电路草图如图。
(1)以上电路图1中,闭合开关后,移动滑片P可能造成电源短路的是_____ ;
(2)小杰和同学一起比较几个设计草图,发现图_______ 可以实现调光功能,若要实现连续调整小灯亮度,小杰应选择_____ 电路图进行实验;
(3)按照小杰选取的电路图连接电路时,为确保安全,开关应处于_______ 状态,滑动变阻器的滑片应移到使接入电路阻值最_____ 端(选填“大”或“小”);
(4)小杰连接好调光台灯电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,为了探究到底发生了什么故障,小杰在电路中串联了一个电流表,在灯泡两端并联了一个电压表。发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压。出现此故障的原因可能是__________ (选填“小灯泡开路”或“小灯泡短路”或“滑动变阻器开路”)。
(5)小杰解决了故障重新实验,他将两节新干电池串联来作为电源,其总电压为_____ V。用电压表测出小灯L两端的电压为1.2V,则此时滑动变阻器两端的电压为________ V。
(6)小杰的同学也喜欢连接电路做实验,他连接了如图2所示的电路,其中电源是两节新干电池。当只闭合开关S时,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S1后,电流表的示数变为0.5A,电压表的示数为3V。
①求通过小灯泡L2的电流。
②此时,若断开开关S1,电压表的示数为多少?
【考点19】探究电流与电压的关系(第26题)
· 控制电阻不变,改变电压,测对应电流
· 结论:电阻一定时,I与U成正比
· 滑动变阻器作用:改变定值电阻两端电压,多次实验
26.(2025秋•杨浦区校级期中)小伟在“探究电流与电压关系”的实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器(满足实验要求)、电流表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验过程如下:
(1)请根据小伟设计的电路图(图甲)将实物图(图乙)连接完整(要求:导线不交叉);
(2)小红把5Ω的定值电阻接入电路,连接电路时,开关应该_______ ;闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于最_____ (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,原因可能是___________ ;
(4)排除故障后闭合开关,调节滑片P,当电流表的示数0.1A,电压表的示数如图丙所示,电压表示数为________ V;
(5)继续实验,将实验数据记录在表中,分析数据可得出结论:____________________ 。
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(6)小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图丁所示的图像,下列说法中错误的是(_____ )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流为0.2A
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.依据图像可知R甲>R乙
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零
【考点20】应用欧姆定律设计电路图(第27题)
· R=,实验原理明确
· 电流表串联、电压表并联、滑动变阻器一上一下
· 定值电阻多次测量求平均值减小误差
27.(2025•徐汇区校级模拟)某项目化小组参加体质测试后,拟制作一个简易的坐位体前屈测试装置,如图(a)所示。为将挡板推动至不同位置时所显示的成绩高低转换为电表示数显示,且成绩高,示数大,甲、乙两同学先分别设计了如图(b)、(c)所示的电路工作原理图。电路构成为:定值电阻R1、滑动变阻器R2、挡板(与滑片P相连)、显示成绩的仪表A或V(实质是电流表或电压表)、开关、电源(电压保持不变)、导线。
(1)甲、乙同学设计的工作原理图中均连入了电阻R1,其作用是 _________ 。
(2)请应用所学的物理知识判断甲、乙两同学设计的电路是否需要改进,若需要改进,请说明理由并写出改进建议 ____________________ 。
【考点21】欧姆定律的应用(第28-30题)
· 画等效电路图,标明已知量
· 串联:I相等,U=U1+U2,按电阻分压
· 并联:U相等,I=I1+I2,按电阻反比分流
· 注意三同一性:同一段导体、同一时刻、同一电路
28.(2026•长宁区二模)小华测量小灯泡发光时的电阻,他将电源(电压为2V的整数倍且保持不变)、电流表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”)、开关、待测小灯泡(标有“2.5V”字样)、电压表正确连接,实验操作规范。闭合开关,多次移动变阻器的滑片P,所测数据见表。
序号
电压(V)
电流(A)
1
1.0
0.16
2
2.5
0.30
3
3.2
0.32
(1)求小灯泡正常发光时的电阻RL。(计算结果保留一位小数)
(2)小灯泡正常发光时,滑片P的位置及接线如图所示,求电源电压U。
29.(2025秋•浦东新区校级期中)如图所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器Rp上标有“20Ω 2A”字样。移动滑片P,当滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)电源电压U总。
(2)电路中的最小电流I小。
(3)为了使滑动变阻器的滑片滑到任意位置,电路都能安全工作,现有一个定值电阻R0可接入电路,请设计电路图并计算R0的阻值范围。
30.(2025秋•普陀区校级期中)电路知识是理解众多电气设备工作的基础。
(1)上海地区家庭电路的电压为________ V,家用电热水壶与电视机是_______ (选填“串联”或“并联”)连接的;
(2)如图所示为风扇调速器和用于调速的电位器结构图,1、2、3是它的三个接线柱,如果要使滑片P顺时针转动时风扇转速减慢,我们就要把接线柱________ 连接入电路中;
(3)如图所示电路,电源电压为9V,只闭合开关S1,电流表的示数为0.2A,通过L2的电流为_____ A,只闭合开关S2,若电压表的示数为3.6V,则L1两端的电压为________ V;闭合开关S1、S2、S,若电流表的示数为0.6A,则通过L2的电流为________ A;
(4)在如图(a)所示电路中,电源两端电压不变,电灯L1的阻值为30Ω。闭合开关S后,电流表A和电流表A1的指针均偏转到如图(b)所示位置。求:
①电源两端电压_______ ;
②灯泡L2的阻值_________ (均需要写出计算过程)。
③若一会后,有一盏灯熄灭,且两个电流表均发生改变,则电路中可能发生的故障是:___________ 。
【考点22】欧姆定律求范围值(第31题)
· 滑动变阻器阻值最大时电流最小、各电表有下限
· 滑动变阻器阻值最小时电流最大,注意量程和用电器额定值
· 取各条件交集确定范围
31.(2025秋•青浦区校级月考)在图(a)所示的电路中,电源电压为12V,滑动变阻器R2标有“10Ω,1A”字样,闭合开关S,移动变阻器的滑片,发现电压表的指针最大偏转到如图(b)的位置。
(1)计算说明图(b)中电压表的示数U1。
(2)求在电路元件安全的前提下R1的取值范围。
【考点23】串并联的比例计算(第32题)
· 串联分压比 U1:U2=R1:R2
· 并联分流比 I1:I2=R2:R1(反比)
· 总电阻:串 R=R1+R2;并 =+
32.(2025秋•兴隆台区校级期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:4,则R1:R2=________ ;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲:I乙=________ 。
【考点24】伏安法测小灯泡的电阻(第33-34题)
· 原理 R=
· 小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,不能求平均值
· 故障分析:灯泡不亮+电流表0+电压表有示数→灯泡断路
· 多次测量目的:找灯丝电阻随温度变化规律,不是求平均
33.(2025秋•浦东新区期末)小珠做“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,她将电源(电源电压保持不变)、待测小灯泡、滑动变阻器、电流表和开关串联,并将电压表并联在小灯泡两端。小珠依次记录滑片位于不同位置时的电流表和电压表示数(下表为记录的部分数据),并根据其中一组数据计算出了小灯泡正常发光时的电阻。小灯泡正常发光时,电流表、电压表(表盘如图(a)所示)中恰有一个电表的指针位于刻度盘的中央。小珠根据记录的数据,绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的I﹣U图像,如图(b)所示。(实验过程中,电表均选择了合适的量程)
实验序号
电压(V)
电流(A)
1
0.8
0.14
2
1.0
0.16
3
0.24
4
2.5
5
2.9
0.32
(1)“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时的电阻”实验原理是____________________ 。
(2)请画出小珠的实验电路图。
(3)求小灯泡正常发光时的电阻RL。(需写出解答过程,计算结果精确到0.1Ω)
34.(2026•闵行区一模)小华测量小灯泡发光时的电阻,他将电源(电压保持不变)、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡(标有“3.8V”字样)串联,将电压表并联在某元件两端。闭合开关,移动变阻器的滑片,实验数据见表。一段时间后小灯泡熄灭。为了检查原因,将电压表并联在不同的位置,当他将电压表并联在小灯泡两端时,移动变阻器滑片,小灯泡始终不发光,电压表示数始终为6.0V,电流表示数始终为零。
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
3.0
0.24
2
2.2
0.28
3
1.7
0.30
...
(1)实验中小灯泡熄灭,是由于小灯泡发生_______ 故障;
(2)将小灯泡正常发光时两端电压和通过电流的值用“×”标记在图中,并求出小灯泡正常发光时电阻的阻值;(计算结果保留一位小数)
(3)结合表中序号1~3的数据,滑动变阻器连入电路的阻值变小过程中,小灯泡与滑动变阻器串联的等效电阻的阻值_______ (选填“变大”“不变”“变小”或“无法确定”),理由是:____________________ 。
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