第10讲:欧姆定律在串、并联电路中的应用【八大题型+知识梳理+高分精练】-2026-2027学年九年级物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列(人教版全一册)
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内容正文:
第10讲:欧姆定律在串、并联电路中的应用
题型一:串、并联电路的比例规律 2
题型二:欧姆定律在图像中的应用 3
题型三:电路的动态分析 4
题型四:故障分析 5
题型五:含变阻器的电路计算 6
题型六:电路范围计算问题 7
题型七:欧姆定理在生活的实际应用 8
题型八:欧姆定律综合计算问题 10
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点
串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和;
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;
若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比=
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
=
电路作用
分压
分流
题型一:串、并联电路的比例规律
【例1】.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)如图所示,电源电压为4.5V,闭合开关,电压表示数为1.5V。下列说法正确的是( )
A.电压表测L1两端电压
B.L2两端电压为3V
C.L1和L2的电阻之比为2∶1
D.取下L1,电压表示数不变
【变式1】.(25-26九年级上·福建泉州·期末)如图所示,电源电压保持不变,、均为定值电阻。当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比为,当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两电流表的示数之比为( )
A. B. C. D.
【变式2】.(25-26九年级上·河北石家庄·期中)如图所示的电路图,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,两表示数之比为;当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表示数之比为为( )
A. B. C. D.
题型二:欧姆定律在图像中的应用
【例2】.(26-27九年级上·山东济南·期中)在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,小明利用甲、乙两导体进行实验,并根据实验数据作出了如图所示的图像。根据图像,下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻小于导体乙的电阻 B.导体乙的电阻小于导体甲的电阻
C.两导体串联后甲导体中的电流大 D.两导体并联后乙导体两端电压大
【变式1】.(25-26九年级上·山东日照·期中)如图所示是、两定值电阻的图像,由图像中信息可知( )
A.从图像可知,的电阻大于的电阻
B.从图像可知,的电阻为
C.若将、电阻串联在一起,通过的电流更大
D.若将、电阻并联在电压为的电源上,则总电流为
【变式2】.(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
题型三:电路的动态分析
【例3】.(26-27九年级上·北京海淀·期中)如图所示,电源两端电压保持不变。为定值电阻、为滑动变阻器。闭合开关后,将滑片向左移动,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电压表与电流表的示数之比保持不变
D.电压表与电压表的示数之差保持不变
【变式1】.(26-27九年级上·重庆·期中)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V1示数与电流表A示数的之比变小
D.电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变
【变式2】.(26-27九年级上·全国·课后作业)如图甲为工程师正在检测小渝家燃气是否有泄漏,该燃气泄漏检测装置的内部简化电路如图乙所示,为气敏电阻,其阻值会随着燃气浓度的增大而减小,电源电压和滑动变阻器的阻值均不变,检测到燃气泄漏时下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表示数的比值不变 B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变小,电流表示数变小 D.电压表示数不变,电流表示数变大
题型四:故障分析
【例4】.(26-27九年级上·福建福州·阶段检测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电表的示数发生了变化,已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻或上,则下列判断中正确的是( )
A.若电压表V示数变小,可能是电阻断路
B.若电流表A示数变小,可能是电阻短路
C.电压表V与电流表A示数不可能同时变大
D.若电压表V示数变大,可能是电阻短路
【变式1】.(2026·山东泰安·二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会,灯L熄灭,电压表示数变大,则下列判断( )
①若电流表无示数,可能是灯L断路
②若电流表示数变大,可能是灯L短路
③若电流表无示数,可能是电阻R断路
④若电流表示数变大,可能是电阻R短路
A.只有①④正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①③正确
【变式2】.(25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,灯L熄灭,两个电表中只有一个电表的示数变大,关于电路中的故障,下列判断中正确的是( )
A.可能是灯L断路,电流表的示数变小 B.可能是电阻R短路,电压表的示数变大
C.可能是灯L短路,电流表的示数变大 D.可能是电阻R断路,电流表的示数变小
题型五:含变阻器的电路计算
【例5】.(26-27九年级上·山东烟台·期中)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.两端电压的最小值为 B.的阻值为
C.的最大阻值为 D.电源电压为
【变式1】.(26-27九年级上·山东青岛·期中)如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A,在保证电路各元件安全的前提下,电压表的示数随滑动变阻器阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为6 V
B.定值电阻阻值为20 Ω
C.时,电压表示数为2.5 V
D.电流表示数变化范围为0.2~0.6 A
【变式2】.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)如图所示电路,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.5V
B.的最大阻值为20Ω
C.电路中电流最小时,与接入电路的阻值之比为3∶1
D.电流表示数为0.5A时,与两端电压之比为5∶3
题型六:电路范围计算问题
【例6】.(2026九年级上·北京·专题练习)如图所示,电源电压恒为4.5V,电流表量程为“”,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器标有“40Ω 1A”,小灯泡(灯丝电阻不变)标有“2.5V 0.5A”,表示小灯泡两端最大电压是2.5V,通过的最大电流是0.5A。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中不正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
B.电压表的示数变化范围是0.5~2.5V
C.滑动变阻器连入电路阻值范围是4~20Ω
D.滑动变阻器两端最大电压为4V
【变式1】.(25-26九年级上·江苏扬州·期末)如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑片P移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V B.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
C.定值电阻R1两端最大的电压为3V D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3~15Ω
【变式2】.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段检测)电路中电源电压恒为,电压表的量程为,电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡标有“”字样,假设灯丝的电阻不变,闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列说法中正确的是( )
A.灯泡正常发光时的电阻是 B.电压表示数的变化范围是
C.滑动变阻器允许的调节范围是 D.电流表示数的变化范围是
题型七:欧姆定理在生活的实际应用
【例7】.(26-27九年级上·吉林长春·期中)如图甲为湿度表的简化工作原理图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为湿敏电阻,其阻值R随环境湿度RH的变化如图乙所示;电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,闭合开关S,在保证电表安全的情况下,求:
(1)当电路中电压表的示数为1.5V时,求电流表的示数;
(2)当环境湿度为40%时,求电压表的示数;
(3)在保证两表安全的情况下,湿度表可以监测的最大湿度是多少?
【变式1】.(26-27九年级上·上海浦东新·期中)随着我国经济的发展,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障潜水员潜水时的安全,潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压为4.5 V且恒定不变,定值电阻为20 Ω,是压敏电阻,图丙是的阻值随海水深度变化的图像,允许通过的最大电流为0.24 A。深度表由电压表(量程0~3 V)改装。求:
(1)电压表示数为1.8 V时,潜水员下潜的深度为多少?
(2)在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度为多少?
【变式2】.(26-27九年级上·广西南宁·期中)如图甲所示为某型号超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为10V,定值电阻的阻值为,电流表的测量范围为0~400 mA,电压表的测量范围为0~6 V。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示。则在电路安全工作的前提下,求:
(1)当电流表的示数为0.15 A时,电压表示数;
(2)当电压表示数为3 V时,加湿器内的湿度;
(3)该湿度监测装置能监测湿度的范围;
(4)为了增加装置监测湿度的范围,有同学提出只需改变的阻值来实现的方案。请通过计算说明该方案是否可行?如果可行,求改装后的阻值及该装置可监测的最大湿度。
题型八:欧姆定律综合计算问题
【例8】.(26-27九年级上·山东烟台·期中)如图所示,电源电压为,为定值电阻,为滑动变阻器,电流表的量程为,电压表量程为。闭合开关S,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)定值电阻的阻值。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的阻值变化范围。
【变式1】.(26-27九年级上·黑龙江绥化·期中)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,、、均为定值电阻,其中,。
(1)当闭合开关S和,断开开关时,电流表示数为0.3A,求电源电压;
(2)当只闭合开关S时,求电压表的示数;
(3)当开关S、和均闭合时,电流表的示数为0.5A,求的阻值。
【变式2】.(26-27九年级上·重庆沙坪坝·阶段检测)如图所示,电源电压保持不变,已知定值电阻的阻值均为,将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关、,电流表示数为;将滑动变阻器的滑片移至最左端,闭合开关、、、,电流表的示数为,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)若只闭合开关、、,将滑动变阻器的滑片移至某一位置且保持滑片位置不变,此时电流表的示数为,断开,电流表示数变化了,接着用小灯泡替换、、中的某一个电表,闭合开关、、,电流表的示数为,已知与之比为,则此时灯泡的电阻是多少?
一、单选题
1.(26-27九年级上·甘肃金昌·期中)如图是一种显示油箱报警装置,R0是定值电阻,R1是滑动变阻器。下列说法中正确的是( )
A.R1与R0在电路中是并联的
B.当油箱中的油位降低时,R1接入的阻值变小
C.油量表是由电流表改装而成的
D.此装置若去掉R0,不影响整个电路的工作
2.(26-27九年级上·辽宁大连·期中)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由中点向右滑动的过程中( )
A.电压表V的示数变大,灯泡的亮度不变 B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变大
C.电流表A1的示数变小,灯泡的亮度变暗 D.电压表V的示数与电流表A1的示数之比变大
3.(25-26九年级上·四川南充·期末)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由端滑到端,则下列分析错误的是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变小
C.当滑片滑到端时,电压表的示数为0
D.当滑片滑到端时,电流表的示数最大
4.(26-27九年级上·黑龙江七台河·期中)如图甲所示电路,电源电压不变,闭合开关,电路正常工作时,电压表和的指针位置均如图乙所示,已知定值电阻的阻值为5Ω。下列判断不正确的是( )
A.电源电压为5V
B.定值电阻的阻值为20Ω
C.用原有器材将如图甲所示电路改接成如图丙所示电路,闭合开关,定值电阻两端的电压为5V
D.用原有器材将如图甲所示电路改接成如图丙所示电路,闭合开关,通过定值电阻和的电流之比为1∶4
5.(26-27九年级上·吉林·期中)利用如图甲所示的“坐位体前屈测试仪”可以对学生进行身体柔韧性测试。某同学设计了如图乙的电路图进行模拟测试,测试者向前推动滑块相当于向右移动滑动变阻器的滑片P。电源两端电压保持不变,闭合开关,测试者向前推动滑块时,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的阻值变小 B.电流表的示数变小
C.电压表的示数变小 D.电压表与电流表示数的比不变
6.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)物理学习小组研究电路的特点,一组同学按照图甲的电路图连接好电路后,闭合开关S,电路正常工作,电压表和的指针偏转情况均如图乙所示;二组同学按照图丙电路图连接电路。已知,两小组所用的电源和定值电阻均相同,下列判断正确的是( )
A.图甲中,电流表示数为0.6A B.的阻值为20Ω
C.图丙中,两端的电压为8V D.图丙中,电流表示数为2.5A
7.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)如图所示,R₁和R₂的电阻比为3∶4,在“〇”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流和电压。闭合开关S后,电路可以正常工作。以下说法正确的是( )
A.若1、3接电压表,2接电流表,R₁和R₂并联
B.若1、3接电压表,2接电流表,1和3两表示数比为4∶7
C.若1、3接电流表,2接电压表,3表测量干路的电流
D.若1、3接电流表,2接电压表,2和3两表示数的比值小于2和1两表示数的比值
8.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)如图甲所示是光伏发电的电路图,图乙是太阳能电池的电压与光照强度的关系。闭合开关S,V₁、V₂、A的示数分别为U₁、U₂、I。下列说法正确的是( )
A.光照强度不变时,R2的滑片上移,U₁减小
B.光照强度不变时,R2的滑片上移,I增大
C.R₂滑片位置不变,光照强度增加时,U1变大,I变大
D.R₂滑片位置不变,光照强度增加时,U2与I之比变大
二、填空题
9.(26-27九年级上·天津·期中)已知,将它们接在如图所示电源电压为12 V的电路中,闭合S则通过它们的电流之比为________,它们两端的电压之比为________。
10.(26-27九年级上·山东烟台·期中)如图所示电路,电源电压为,和的阻值分别为和,闭合开关,若甲、乙均为电压表,则甲、乙两表示数之比为________,若只将甲更换为电流表,闭合开关,甲表示数为________,乙表示数为________。
11.(26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示电路中,电源电压为3V,R为10Ω的定值电阻。只闭合S2时,电压表的示数为2V,此时电流表的示数为____________A,灯泡灯丝的电阻为____________Ω;只闭合S1和S3时,电流表的示数为____________A。(灯丝的电阻不变)
12(26-27九年级上·吉林松原·期中)如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。
(1)当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电流表示数______,电压表示数______。(前两空选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)定值电阻可以在光照强度特别强时,起到______的作用。
(3)要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,应选用______(选填“更大”或“更小”)阻值的电阻。
13.(26-27九年级上·湖南长沙·期中)某学校科创社团制作了一台简易电子称重模拟装置,由带弹簧的秤盘、横杆及均匀电阻丝组成,电路如图所示,滑片与称重平台的横杆固定连接,秤盘不放物体时,滑片恰好停在电阻丝的最上端端,滑片向下移动的距离与秤盘中物体的质量成正比。小组成员对器材的参数进行选择测试:电源电压恒定为6V,定值电阻,电压表的测量范围为,电流表的测量范围为,是总长度为10cm的均匀电阻丝,电阻的阻值与长度成正比,电阻丝总阻值。
(1)所称物体质量越大,称重显示计的示数越大,此称重显示计应由______表改装;
(2)根据上述所选器材,秤盘上不放物体时,闭合开关,电路中电流表的示数为______A;
(3)调节测试时,当放入质量为的物体时,闭合开关,电压表的示数为。保证电路安全的情况下,该称重模拟装置能称量的最大质量为______kg。
三、作图题
14.(26-27九年级上·吉林·期中)如图所示为一身高测量仪的电路图,请将“”“”填入框中,将电路补充完整,用电压表示数的变化反映身高的变化。
15.(2026·贵州黔东南·一模)如图所示,请用笔画线代替导线将实物图补充完整。要求:电流表只测的电流,滑动变阻器的滑片向D端移动时,灯的亮度逐渐变亮,灯的亮度不变。
四、实验题
16.(26-27九年级上·广东深圳·期中)如图所示,这是小华同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:学生电源(可调节电源电压),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,“10Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
数据序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
(1)请用笔画线代替导线将图中电路连接完整,要求滑片P往右端移动时电流表示数变大;
(2)闭合开关后,发现电流表有示数、电压表无示数,则电路中可能出现的故障是_________;
A.定值电阻开路 B.定值电阻短路
C.滑动变阻器开路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,实验过程中调节电源电压为3V,并保持定值电阻两端电压不变,当将接入定值电阻从5Ω改接为10Ω时,此时需要移动滑动变阻器的滑片,直到电压表为________V;
(4)小华得出初步结论:导体两端电压不变时,通过导体的电流与接入导体的电阻成反比。请写出他得到这个结论的数据分析方法:__________________;(简要写出1种即可)
(5)小华想继续用25Ω的定值电阻进行实验,将25Ω电阻接入电路后发现无论如何移动滑动变阻器,都无法控制电压表示数保持不变。为了能够使25Ω定值电阻两端电压保持不变,仅用实验中已使用过的实验器材(不更换和添加新器材),写出一种可行操作方法:_________。
17.(26-27九年级上·湖南永州·期中)科学小组的同学在探究“电流与电阻关系”的实验时所选用的器材如下:电压恒为的电源,阻值为、、、、的定值电阻,电流表、电压表、开关、规格为“”的滑动变阻器1个,导线若干。
(1)经检查,图甲电路有一处连接错误,请你在错误的导线上画“”,并改正。
(2)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,小组同学认为A同学的操作是错误的,他操作中的问题是:_____________。
(3)实验中,B同学将的电阻换成10 Ω电阻,闭合开关后,需将变阻器滑片向________(选填“左”或“右”)移动使电压表示数保持不变;当用的电阻替换的电阻后,发现电压表示数始终无法达标,为继续完成此次探究,实验小组一起设计了如下方案,其中可行的是________。
A.将滑动变阻器更换为“”的滑动变阻器
B.将电压为的电源更换为电压为的电源
(4)甲醛对人体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要,小组同学还选用实验室器材设计了上图所示的电路图,小明同学设计了移动甲醛检测设备,原理如上图所示:显示器由的电压表改装而成,电源由三节新干电池(4.5 V)串联组成,是标有“”字样的滑动变阻器,为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,在不增加其它元件且不改变接入电阻的情况下,请写出一种增大污染测量范围的方法____________。
五、计算题
18.(26-27九年级上·四川成都·期中)如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20 Ω,R2的阻值为10 Ω。当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.4 A;当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.9 A。求:
(1)电源两端电压U;
(2)定值电阻R3的阻值。
19.(26-27九年级上·河北张家口·期中)科技小组制作了一种能够自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是量程为0~0.6A的电流表改装而成),从油量表指针所指的刻度,可以反映出油箱内油面的高度,如图所示。图中电源电压恒为12V,R0为定值电阻,滑动变阻器R的最大值为40Ω,金属杠杆的右端是滑动变阻器R的滑片。
(1)油箱装满燃油时,滑动变阻器的触头在某一端,油量表示数为电流表的最大值,求R0的阻值;
(2)当油箱中的燃油用完时,滑动变阻器的触头在另一端,求此时电路中的电流。
20.(26-27九年级上·黑龙江牡丹江·期中)在如图所示的电路图中,电源电压为18V保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。当开关S闭合,调节滑动变阻器至某一位置时,电流表示数为0.5A,电压表示数为13V。求:
(1)当电压表示数为13V时,R1两端电压是多少?
(2)电阻R1的阻值。
(3)此电路中的最小电流是多少安?
21.(26-27九年级上·福建福州·阶段检测)国庆假期聚会增多,安全驾驶尤为重要。酒精测试仪可帮助司机快速自查,其电路如图甲所示,电源电压恒为6 V,。酒精传感器的电阻值随酒精气体浓度增大而减小,关系如图乙所示(酒驾标准:0.2 mg/mL≤酒精浓度<0.8 mg/mL;醉驾标准:酒精浓度0.8 mg/mL)求:
(1)当电流表的示数为0.075 A时,电压表的示数;
(2)当被检测者的酒精气体的浓度为0.3 mg/mL时,电流表示数;
(3)当电压表的示数为2 V时,判断被检测者是否喝了酒?如果是,属于酒驾还是醉驾?
六、综合题
22.(26-27九年级上·广东广州·期中)电路知识是理解众多电气设备工作的基础,生活里很多电器内部都藏着简单电路
(1)某同学利用电位器设计了一个亮度可调台灯,电位器是调节其亮度的装置,电位器实际是滑动变阻器,图甲是其电路图,图乙是电位器的结构示意图。如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,接入电路的两接线柱为______________。
(2)生活中装饰彩灯、氛围灯、广告牌上常见多色LED灯。有一种LED灯发光颜色与灯两端电压的关系如表所示,用150Ω的电阻与LED灯串联,接在电压为6V的电源上,此时LED灯恰好发出蓝光。
灯两端电压(V)
2
2.4
3
发光的颜色
红
绿
蓝
求:①电阻两端的电压;②通过电阻的电流(写出计算过程)
(3)为了研究并联电路中的电流规律,设计了如图甲所示电路图,
①已知电源两端电压为8V,闭合开关S后,电流表A和电流表的指针均偏转到如图乙所示位置。求:两端电压及的电阻______________(写出计算过程)
②请按照甲图中的电路,将丙图中的实物连接补充完整,注意导线不能交叉______________。
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第10讲:欧姆定律在串、并联电路中的应用
题型一:串、并联电路的比例规律 2
题型二:欧姆定律在图像中的应用 4
题型三:电路的动态分析 6
题型四:故障分析 8
题型五:含变阻器的电路计算 10
题型六:电路范围计算问题 13
题型七:欧姆定理在生活的实际应用 16
题型八:欧姆定律综合计算问题 19
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点
串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和;
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;
若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比=
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
=
电路作用
分压
分流
题型一:串、并联电路的比例规律
【例1】.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)如图所示,电源电压为4.5V,闭合开关,电压表示数为1.5V。下列说法正确的是( )
A.电压表测L1两端电压
B.L2两端电压为3V
C.L1和L2的电阻之比为2∶1
D.取下L1,电压表示数不变
【答案】C
【详解】AB.由图可知,L1与L2串联,电压表测量的是L2两端电压,所以L2两端的电压,因此L1两端的电压,故AB错误;
C.串联电路电流处处相等,由可得,所以L1和L2的电阻之比,故C正确;
D.取下L1后,电压表与电源断开,电压表无示数,故D错误。
故选C。
【变式1】.(25-26九年级上·福建泉州·期末)如图所示,电源电压保持不变,、均为定值电阻。当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比为,当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两电流表的示数之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】开关S闭合,甲、乙两表为电压表时:与串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测两端电压,已知,即,两端电压为,则
串联电路电流相等,根据,可得
开关S断开,甲、乙两表为电流表时,与并联,甲电流表测支路的电流,乙电流表测干路电流,并联电路中各支路电压相等,由得,,干路电流,则
故ABC错误,D正确。
故选D。
【变式2】.(25-26九年级上·河北石家庄·期中)如图所示的电路图,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,两表示数之比为;当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表示数之比为为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当开关S闭合,甲、乙为电压表时,、串联,甲测电源电压,乙测两端电压,
即,则,两端电压
则
由串联电路分压原理得
当开关S断开,甲、乙为电流表时,、并联,甲测支路电流,乙测干路电流,且,由并联电路分流原理得
即
两表示数之比
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
题型二:欧姆定律在图像中的应用
【例2】.(26-27九年级上·山东济南·期中)在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,小明利用甲、乙两导体进行实验,并根据实验数据作出了如图所示的图像。根据图像,下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻小于导体乙的电阻 B.导体乙的电阻小于导体甲的电阻
C.两导体串联后甲导体中的电流大 D.两导体并联后乙导体两端电压大
【答案】A
【详解】AB.由图像可知,当时,, 由 得:
当时,,由 得:
因为,所以,故A正确,B错误;
C.两导体串联,由串联电路电流规律可知通过两导体的电流相等,故C错误;
D.两导体并联,由并联电路电压规律可知两导体两端的电压相等,故D错误。
故选A。
【变式1】.(25-26九年级上·山东日照·期中)如图所示是、两定值电阻的图像,由图像中信息可知( )
A.从图像可知,的电阻大于的电阻
B.从图像可知,的电阻为
C.若将、电阻串联在一起,通过的电流更大
D.若将、电阻并联在电压为的电源上,则总电流为
【答案】D
【详解】AB.由图可知,当电阻两端的电压为时,电流为,电阻的阻值为
当电阻两端的电压为时,电流为,电阻的阻值为
所以的电阻小于的电阻,故AB不符合题意;
C.串联电路中电流处处相等,故若将、电阻串联在一起,通过、的电流相等,故C不符合题意;
D.若将、电阻并联在电压为的电源上,由并联电路电压的规律知、电阻两端的电压均为,由图可知,通过的电流为,通过的电流为,由并联电路电流特点可知,总电流为,故D符合题意。
故选D。
【变式2】.(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。
题型三:电路的动态分析
【例3】.(26-27九年级上·北京海淀·期中)如图所示,电源两端电压保持不变。为定值电阻、为滑动变阻器。闭合开关后,将滑片向左移动,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电压表与电流表的示数之比保持不变
D.电压表与电压表的示数之差保持不变
【答案】B
【详解】由电路图可知,与串联,电压表测电源电压,电压表测两端电压,电流表测电路电流。
A.滑片P向左移动,接入电路阻值变小,电路总电阻变小
由可知,电流变大,即电流表A示数变大;电源电压不变,即示数不变,故A错误;
B.由可知,两端电压变大,由可知,变小,即示数变小,故B正确;
C.电压表与电流表A示数之比,因变小,故比值变小,故C错误;
D.电压表与示数之差为电阻两端电压,因变大、不变,则两端电压变大,即电压表与示数之差变大,故D错误。
故选B。
【变式1】.(26-27九年级上·重庆·期中)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V1示数与电流表A示数的之比变小
D.电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变
【答案】D
【详解】由电路图可知,与串联,电压表测两端电压,电压表测两端电压,电流表A测电路电流。滑片自向移动时,接入电路的阻值变大,电路总电阻变大。
AB.由可知,变大导致变小;由代入变小、不变可知变小;由代入不变、变小可知变大,故AB错误;
C.由,代入为定值电阻可知比值不变,故C错误;
D.设滑片在、处电流分别为、,
则,代入为定值电阻可知比值不变,故D正确。
故选D。
【变式2】.(26-27九年级上·全国·课后作业)如图甲为工程师正在检测小渝家燃气是否有泄漏,该燃气泄漏检测装置的内部简化电路如图乙所示,为气敏电阻,其阻值会随着燃气浓度的增大而减小,电源电压和滑动变阻器的阻值均不变,检测到燃气泄漏时下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表示数的比值不变 B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变小,电流表示数变小 D.电压表示数不变,电流表示数变大
【答案】A
【详解】BCD.由图乙可知,气敏电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端电压。根据题意,燃气泄漏时,燃气浓度增大,阻值减小,电路中的总电阻变小,电源总电压不变,根据可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;根据可知,两端的电压变大,即电压表示数变大,故BCD错误;
A.根据知,电压表和电流表示数的比值等于滑动变阻器的阻值,即电压表和电流表示数的比值不变,故A正确。
故选A。
题型四:故障分析
【例4】.(26-27九年级上·福建福州·阶段检测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电表的示数发生了变化,已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻或上,则下列判断中正确的是( )
A.若电压表V示数变小,可能是电阻断路
B.若电流表A示数变小,可能是电阻短路
C.电压表V与电流表A示数不可能同时变大
D.若电压表V示数变大,可能是电阻短路
【答案】D
【详解】由图可知,与串联,电压表V测两端电压,电流表A测电路电流。
A.若断路,即电路也断路,电流表A示数会变为0,电压表V串联入电路测电源电压,故其示数会变大,故A错误;
B.若短路,电路总电阻变小,由可知,电流表A示数会变大,故B错误;
C.若短路,电路总电阻变小,由可知电流表A示数变大,电压表V测电源电压,示数会变大,即两表示数存在同时变大的情况,故C错误;
D.若短路,电压表V测电源电压,所以其示数会变大,故D正确。
故选D。
【变式1】.(2026·山东泰安·二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会,灯L熄灭,电压表示数变大,则下列判断( )
①若电流表无示数,可能是灯L断路
②若电流表示数变大,可能是灯L短路
③若电流表无示数,可能是电阻R断路
④若电流表示数变大,可能是电阻R短路
A.只有①④正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①③正确
【答案】C
【详解】由图可知,R与L串联,电流表测量电路电流,电压表测量R两端的电压。
①若L断路,整个电路断开,电压表无法与电源形成闭合回路,其示数会变为零,这与“电压表示数变大”的现象矛盾,故①错误;
②若灯泡L短路,电路总电阻减小,由欧姆定律可知,干路电流增大,由可知,定值电阻R两端的电压增大,电压表示数变大,故②正确;
③若电阻R断路,电压表串联在电路中,电压表内阻很大,故电流表示数几乎为零;但电压表两接线柱到电源两极之间是通路,电压表测量电源电压,示数相比原来变大,故③正确;
④若电阻R短路,电压表示数为零,与“电压表示数变大”的现象矛盾,故④错误。
只有②③正确,故选C。
【变式2】.(25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,灯L熄灭,两个电表中只有一个电表的示数变大,关于电路中的故障,下列判断中正确的是( )
A.可能是灯L断路,电流表的示数变小
B.可能是电阻R短路,电压表的示数变大
C.可能是灯L短路,电流表的示数变大
D.可能是电阻R断路,电流表的示数变小
【答案】D
【详解】A.如果灯L断路,整个电路断路,所以电流表、电压表示数都减小为零,故A不符合题意;
B.如果电阻R短路,灯泡是通路,能够发光,故B不符合题意;
C.如果灯L短路,灯不亮,电路总电阻减小,所以电流表示数增大,同时电压表测量电源电压示数变大,故C不符合题意;
D.如果电阻R断路,电流表示数减小为零,电压表测量电源电压示数变大,故D符合题意。
故选D。
题型五:含变阻器的电路计算
【例5】.(26-27九年级上·山东烟台·期中)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.两端电压的最小值为 B.的阻值为
C.的最大阻值为 D.电源电压为
【答案】A
【详解】ABC.由电路图可知,与串联,电压表测两端电压。
当滑片在A端时,,电压表示数为0,由图乙可知此时电流
电源电压……①
当滑片在B端时,阻值最大,电压表示数,由图乙可知此时电流
此时电源电压……②
联立①②得
得,电源电压,故BCD错误;
D.两端电压的最小值,故A正确。
故选A。
【变式1】.(26-27九年级上·山东青岛·期中)如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A,在保证电路各元件安全的前提下,电压表的示数随滑动变阻器阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为6 V
B.定值电阻阻值为20 Ω
C.时,电压表示数为2.5 V
D.电流表示数变化范围为0.2~0.6 A
【答案】A
【详解】AB.由电路图可知,与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。
由图乙可知,当时,,当时,。
根据串联电路电压规律,电源电压不变,则 ①
②
①②式联立解得,,故A正确,B错误;
C. 当时,电路电流
电压表示数,故C错误;
D. 为保证电路安全,电压表示数最大为,此时电路电流最大
小于电流表最大量程,当阻值最大为时,电路电流最小
所以电流表示数变化范围为,故D错误。
故选A。
【变式2】.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)如图所示电路,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.5V
B.的最大阻值为20Ω
C.电路中电流最小时,与接入电路的阻值之比为3∶1
D.电流表示数为0.5A时,与两端电压之比为5∶3
【答案】D
【详解】由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流。
B.滑片在最左端点时电路电流最小,,
,故B错误;
A.移动滑片后电流增大,
分压减小,。
由电源电压不变可得:
代入得:
解得:
则电源电压为,故A错误;
C.电流最小时,与接入电路的阻值之比为,故C错误;
D.电流为时,
与两端电压之比为,故D正确。
故选D。
题型六:电路范围计算问题
【例6】.(2026九年级上·北京·专题练习)如图所示,电源电压恒为4.5V,电流表量程为“”,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器标有“40Ω 1A”,小灯泡(灯丝电阻不变)标有“2.5V 0.5A”,表示小灯泡两端最大电压是2.5V,通过的最大电流是0.5A。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中不正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
B.电压表的示数变化范围是0.5~2.5V
C.滑动变阻器连入电路阻值范围是4~20Ω
D.滑动变阻器两端最大电压为4V
【答案】C
【详解】分析电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压。由灯泡铭牌可知灯泡电阻
电路允许的最大电流,此时电压表示数,滑动变阻器接入最小阻值
当滑动变阻器接入最大阻值 时,电路电流最小
此时电压表示数
滑动变阻器两端最大电压
综上,电流表示数范围 ,电压表示数范围 ,滑动变阻器阻值范围 ,故ABD正确,C错误。
本题选择描述不正确的,故选C。
【变式1】.(25-26九年级上·江苏扬州·期末)如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,滑片P移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
C.定值电阻R1两端最大的电压为3V
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3~15Ω
【答案】D
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。R1标有“5Ω,0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,因串联电路中电流处处相等,所以为保证电路安全,故电路中的最大电流为0.5A,则R1两端的最大电压
由图像可知,当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器两端电压为2V,则定值电阻两端电压为
电源电压为
当电路中电流最大为0.5A时,滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值
电压表量程为0~3V,当电压表的示数最大为时,由串联分压的规律可知变阻器接入电路的阻值最大,此时R1两端的电压
电路中电流最小为
此时滑动变阻器的阻值为
所以电流表的示数变化范围为0.2A~0.5A,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是3Ω~15Ω,故D正确,ABC错误。
故选D。
【变式2】.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段检测)电路中电源电压恒为,电压表的量程为,电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡标有“”字样,假设灯丝的电阻不变,闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列说法中正确的是( )
A.灯泡正常发光时的电阻是
B.电压表示数的变化范围是
C.滑动变阻器允许的调节范围是
D.电流表示数的变化范围是
【答案】C
【详解】A. 灯泡电阻 ,故A错误;
BCD. 灯泡和滑动变阻器串联,电路允许的最大电流 ,此时变阻器两端最小电压
变阻器接入最小电阻
电压表最大示数 ,此时灯泡两端最小电压
电路最小电流
变阻器接入最大电阻
综上所述,电压表示数范围为 ,电流表示数范围为 ,滑动变阻器调节范围为 ,故BD错误,C正确。
故选C。
题型七:欧姆定理在生活的实际应用
【例7】.(26-27九年级上·吉林长春·期中)如图甲为湿度表的简化工作原理图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为湿敏电阻,其阻值R随环境湿度RH的变化如图乙所示;电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,闭合开关S,在保证电表安全的情况下,求:
(1)当电路中电压表的示数为1.5V时,求电流表的示数;
(2)当环境湿度为40%时,求电压表的示数;
(3)在保证两表安全的情况下,湿度表可以监测的最大湿度是多少?
【答案】(1)0.3A
(2)2V
(3)80%
【详解】(1)分析电路图可知,与串联,电压表测的是两端电压,所以当电压表的示数为1.5V时,电流表示数
(2)当环境湿度为时,由图乙得,所以电路中的总电阻
因此电路电流
由此可得电压表的示数
(3)由图乙可知,湿度越大,越小,根据串联分压可知,其分压越小,所以两端电压越大,即电压表示数会越大;而电路的总电阻也会越小,所以电路电流越大,即电流表示数越大,所以当电压表满偏时,电路电流
该电流值等于电流表满偏值,故电路允许的最大电流
所以电路的最小总电阻
所以湿敏电阻最小值
由图乙得,当,对应湿度为,即最大湿度为。
【变式1】.(26-27九年级上·上海浦东新·期中)随着我国经济的发展,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障潜水员潜水时的安全,潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压为4.5 V且恒定不变,定值电阻为20 Ω,是压敏电阻,图丙是的阻值随海水深度变化的图像,允许通过的最大电流为0.24 A。深度表由电压表(量程0~3 V)改装。求:
(1)电压表示数为1.8 V时,潜水员下潜的深度为多少?
(2)在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度为多少?
【答案】(1)10 m
(2)60 m
【详解】(1)与串联,电压表测两端电压,电路电流
总电阻
压敏电阻阻值
由图丙可知,此时下潜深度
(2)最大深度对应电路允许的最小阻值。电压表满偏时电流
因 ,故电路最大电流
最小总电阻
压敏电阻最小阻值
由图丙可知,最大测量深度
【变式2】.(26-27九年级上·广西南宁·期中)如图甲所示为某型号超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为10V,定值电阻的阻值为,电流表的测量范围为0~400 mA,电压表的测量范围为0~6 V。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示。则在电路安全工作的前提下,求:
(1)当电流表的示数为0.15 A时,电压表示数;
(2)当电压表示数为3 V时,加湿器内的湿度;
(3)该湿度监测装置能监测湿度的范围;
(4)为了增加装置监测湿度的范围,有同学提出只需改变的阻值来实现的方案。请通过计算说明该方案是否可行?如果可行,求改装后的阻值及该装置可监测的最大湿度。
【答案】(1)4.5V
(2)30%
(3)0%~80%
(4)方案可行;改装后的阻值为15Ω,可监测的最大湿度为90%
【详解】(1)由电路图可知与串联,根据欧姆定律知电压表测两端电压
(2)电压表示数为3V时,电路电流为
电路总电阻为
湿敏电阻阻值为
由图丙可知,此时湿度。
(3)电路安全需满足、。
① 最大湿度(最小,电流最大):当电压表示数最大为时,电路电流为
此时为电路允许的最大电流。
总电阻为
湿敏电阻最小阻值为
由图丙得最大湿度。
② 最小湿度(最大,电流最小):
因越大,电路电流和电压表示数越小,故取最大值(对应)时电路仍安全,最小湿度为。综上,湿度范围为。
(4)方案可行。要使最大湿度最大,需让最小。当电压表、电流表同时达到满量程时,最小。此时,,则
此时总电阻为
湿敏电阻最小阻值为
由图丙得最大湿度。
题型八:欧姆定律综合计算问题
【例8】.(26-27九年级上·山东烟台·期中)如图所示,电源电压为,为定值电阻,为滑动变阻器,电流表的量程为,电压表量程为。闭合开关S,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)定值电阻的阻值。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的阻值变化范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)的阻值为
(2)滑片位于中点时,变阻器两端的电压为
变阻器的电阻为
变阻器的最大电阻
(3)当变阻器阻值变小时,电流表和电压表示数均增大。当电流表的示数为时,两端的电压为
即电流表示数达到最大值的时候,电压表超量程。因此当电压表示数达到最大值的时候,变阻器的阻值最小,此时的电流为
此时变阻器两端的电压
变阻器最小值为
当变阻器的阻值变大时,电流表和电压表示数均变小,电路安全。
所以变阻器的阻值变化范围为
【变式1】.(26-27九年级上·黑龙江绥化·期中)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,、、均为定值电阻,其中,。
(1)当闭合开关S和,断开开关时,电流表示数为0.3A,求电源电压;
(2)当只闭合开关S时,求电压表的示数;
(3)当开关S、和均闭合时,电流表的示数为0.5A,求的阻值。
【答案】(1)6V
(2)4V
(3)30Ω
【详解】(1)由图可知,当闭合开关S和,断开开关时,只有接入电路工作,则电源电压
(2)由图可知,当只闭合开关S时,和串联,电压表测两端的电压,电路总电阻
此时电路中的电流
电压表的示数为
(3)由图可知,当开关S、、均闭合时,短路,和并联,电流表测干路电流,因此干路电流;通过的电流仍为0.3A,通过电阻的电流
电阻
【变式2】.(26-27九年级上·重庆沙坪坝·阶段检测)如图所示,电源电压保持不变,已知定值电阻的阻值均为,将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关、,电流表示数为;将滑动变阻器的滑片移至最左端,闭合开关、、、,电流表的示数为,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)若只闭合开关、、,将滑动变阻器的滑片移至某一位置且保持滑片位置不变,此时电流表的示数为,断开,电流表示数变化了,接着用小灯泡替换、、中的某一个电表,闭合开关、、,电流表的示数为,已知与之比为,则此时灯泡的电阻是多少?
【答案】(1)5V
(2)50Ω
(3)12.5Ω
【分析】(1)先分析电路,再根据欧姆定律进行相关计算;(2)用灯泡进行替换时,分析每一种情况是否符合题意,进行判断,再结合串并联电路中电流的规律及欧姆定律进行计算。
【详解】(1)闭合、时,将滑动变阻器滑片移至最右端,滑动变阻器接入阻值为0,相当于的简单电路,电流表A测电路电流。 根据欧姆定律,电源电压
(2)闭合开关、、、,被短路,与并联,电流表A测量干路电流。滑片处于最左端时,接入的阻值最大,通过的电流为
根据并联电路中电流的规律,通过的电流为
的最大阻值为
(3)只闭合、、时,与接入电路的电阻并联,测支路电流,电流表测干路电流。断开后电路只剩,干路电流的变化量等于原支路的电流,即。 此时的电流
因此的示数
由得
若替换V1,闭合开关、、,灯泡L和R1都被短路,断路,只有R3接入电路,此时电流表A的示数为0.2A,不符合题意;
若替换A1,闭合开关、、,短路,灯泡L和R3串联,电流表A的示数会变小,小于0.2A,不符合题意;
若替换V2,闭合开关、、,R1短路,灯泡L和R3并联,A测干路电流,电流表A的示数一定大于0.2A,所以灯泡L替换V2符合题意。根据并联电路中电流的规律,通过灯泡的电流为
灯泡电阻为
一、单选题
1.(26-27九年级上·甘肃金昌·期中)如图是一种显示油箱报警装置,R0是定值电阻,R1是滑动变阻器。下列说法中正确的是( )
A.R1与R0在电路中是并联的
B.当油箱中的油位降低时,R1接入的阻值变小
C.油量表是由电流表改装而成的
D.此装置若去掉R0,不影响整个电路的工作
【答案】B
【详解】AC.由图可知,电流从电源正极流出,依次经过、、回到负极,与串联,油量表并联在两端,根据电压表工作特点可知,其由电压表改装而来,故AC错误;
B.由图,当油箱中的油位降低时,浮标下降,杠杆绕左端支点顺时针转动,滑片P向下移动,接入电路的电阻丝长度变短,阻值变小,故B正确;
D.串联在电路中起保护电路作用,若去掉,当油位最低、接入阻值为0时,会造成电源短路,影响电路工作,故D错误。
故选B。
2.(26-27九年级上·辽宁大连·期中)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由中点向右滑动的过程中( )
A.电压表V的示数变大,灯泡的亮度不变
B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变大
C.电流表A1的示数变小,灯泡的亮度变暗
D.电压表V的示数与电流表A1的示数之比变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R支路电流,电压表V测电源电压。滑片P向右滑动,R接入电路阻值变大。
AB.电源电压不变,电压表V示数不变,由可知,R变大,电流表A2示数变小,故AB不符合题意;
C.由可知L支路电流不变,灯泡亮度不变;由可知干路电流变小,即A1示数变小,故C不符合题意;
D.电压表V示数不变,电流表A1示数变小,由可知比值变大,故D符合题意。
故选D。
3.(25-26九年级上·四川南充·期末)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由端滑到端,则下列分析错误的是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变小
C.当滑片滑到端时,电压表的示数为0
D.当滑片滑到端时,电流表的示数最大
【答案】B
【详解】A.由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表V1测定值电阻两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压。将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,滑动变阻器接入的阻值越来越小,则电路总电阻越来越小,根据欧姆定律可知,电路的电流变大,则定值电阻两端电压变大,即电压表V1的示数变大,根据串联分压可知,滑动变阻器两端电压变小,即电压表V2的示数变小,故A正确,B错误;
CD.当滑片滑到A端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,则滑动变阻器两端电压为0,即电压表V2的示数为0,此时电路中的总电阻最小,根据欧姆定律可知,电路的总电流最大,即电流表A的示数最大,故CD正确。
本题选择错误的,故选B。
4.(26-27九年级上·黑龙江七台河·期中)如图甲所示电路,电源电压不变,闭合开关,电路正常工作时,电压表和的指针位置均如图乙所示,已知定值电阻的阻值为5Ω。下列判断不正确的是( )
A.电源电压为5V
B.定值电阻的阻值为20Ω
C.用原有器材将如图甲所示电路改接成如图丙所示电路,闭合开关,定值电阻两端的电压为5V
D.用原有器材将如图甲所示电路改接成如图丙所示电路,闭合开关,通过定值电阻和的电流之比为1∶4
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,闭合开关,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源电压。两表指针位置相同,由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,则电压表V2的示数大于电压表V1的示数,所以电压表V2选择的是大量程,分度值为0.5V,示数为5V,即电源电压为5V,电压表V1选择的是小量程,分度值为0.1V,示数为1V,即R1两端的电压为1V,故A正确;
B.两端电压
电路中电流
定值电阻的阻值为,故B正确;
C.图丙中与并联,各支路电压等于电源电压,则两端电压为5V,故C正确;
D.图丙中通过的电流
通过的电流
通过定值电阻和的电流之比为,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
5.(26-27九年级上·吉林·期中)利用如图甲所示的“坐位体前屈测试仪”可以对学生进行身体柔韧性测试。某同学设计了如图乙的电路图进行模拟测试,测试者向前推动滑块相当于向右移动滑动变阻器的滑片P。电源两端电压保持不变,闭合开关,测试者向前推动滑块时,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的阻值变小 B.电流表的示数变小
C.电压表的示数变小 D.电压表与电流表示数的比不变
【答案】B
【详解】由图乙可知,与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。测试者向前推动滑块,滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大。
A.接入电路的阻值变大,故A错误;
B.电路总电阻,因变大,故变大。由可知,电源电压不变,变大,电路电流变小,即电流表示数变小,故B正确;
C.由可知,不变,变小,不变,故两端电压变大,即电压表示数变大,故C错误;
D.电压表与电流表示数的比,因变大,故比值变大,故D错误。
故选B。
6.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)物理学习小组研究电路的特点,一组同学按照图甲的电路图连接好电路后,闭合开关S,电路正常工作,电压表和的指针偏转情况均如图乙所示;二组同学按照图丙电路图连接电路。已知,两小组所用的电源和定值电阻均相同,下列判断正确的是( )
A.图甲中,电流表示数为0.6A
B.的阻值为20Ω
C.图丙中,两端的电压为8V
D.图丙中,电流表示数为2.5A
【答案】D
【详解】A.图甲中与串联,电流表测电路中的电流,测电压,测电源电压,示数大于,故量程为0~15V,示数,量程为0~3V,示数。电路电流
电流表示数为0.5A,故A错误;
B.两端电压
的阻值,故B错误;
C.图丙中与并联,两端电压等于电源电压,故C错误;
D.图丙中电流表测支路电流,则
电流表示数为2.5A,故D正确。
故选D。
7.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)如图所示,R₁和R₂的电阻比为3∶4,在“〇”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流和电压。闭合开关S后,电路可以正常工作。以下说法正确的是( )
A.若1、3接电压表,2接电流表,R₁和R₂并联
B.若1、3接电压表,2接电流表,1和3两表示数比为4∶7
C.若1、3接电流表,2接电压表,3表测量干路的电流
D.若1、3接电流表,2接电压表,2和3两表示数的比值小于2和1两表示数的比值
【答案】B
【详解】AB.若1、3接电压表,2接电流表,与串联,1测电压,3测电源电压,根据串联分压原理可知,,故A错误,B正确;
CD.若1、3接电流表,2接电压表,与并联,1测干路电流,3测电流,2测电源电压,所以2和3两表示数的比值
2和1两表示数的比值
由于并联电路中总电阻小于任一分电阻,即
则,故CD错误。
故选B。
8.(26-27九年级上·重庆北碚·期中)如图甲所示是光伏发电的电路图,图乙是太阳能电池的电压与光照强度的关系。闭合开关S,V₁、V₂、A的示数分别为U₁、U₂、I。下列说法正确的是( )
A.光照强度不变时,R2的滑片上移,U₁减小
B.光照强度不变时,R2的滑片上移,I增大
C.R₂滑片位置不变,光照强度增加时,U1变大,I变大
D.R₂滑片位置不变,光照强度增加时,U2与I之比变大
【答案】C
【详解】由电路图可知,与串联,电压表测电源电压,电压表测两端电压,电流表测电路电流。
AB.光照强度不变时,由图乙可知电源电压不变,即不变;滑片上移,接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,由可知电流变小,故AB错误;
C.滑片位置不变,光照强度增加时,由图乙可知电源电压变大,即变大;电路总电阻不变,由可知电流变大,故C正确;
D.由欧姆定律可知,因滑片位置不变,其阻值不变,故比值不变,D错误。
故选C。
二、填空题
9.(26-27九年级上·天津·期中)已知,将它们接在如图所示电源电压为12 V的电路中,闭合S则通过它们的电流之比为________,它们两端的电压之比为________。
【答案】
【详解】由电路图可知,与并联。因并联电路各支路两端电压相等,故两电阻两端的电压之比为。
由欧姆定律可知,电压相等时电流与电阻成反比,故,即通过两电阻的电流之比为。
10.(26-27九年级上·山东烟台·期中)如图所示电路,电源电压为,和的阻值分别为和,闭合开关,若甲、乙均为电压表,则甲、乙两表示数之比为________,若只将甲更换为电流表,闭合开关,甲表示数为________,乙表示数为________。
【答案】 2∶1
【详解】甲、乙都是电压表时,闭合开关,、串联,甲测两端电压,乙测两端电压。串联电路中电流处处相等,由可知,电压之比等于电阻之比,则甲、乙两表示数之比为
只把甲换成电流表,乙仍是电压表,闭合开关,被短路,只有接入电路,甲测通过的电流,则甲表的示数为
此时乙表测电源电压,所以乙表的示数为
11.(26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示电路中,电源电压为3V,R为10Ω的定值电阻。只闭合S2时,电压表的示数为2V,此时电流表的示数为____________A,灯泡灯丝的电阻为____________Ω;只闭合S1和S3时,电流表的示数为____________A。(灯丝的电阻不变)
【答案】 0.2 5 0.9
【详解】由图可知,只闭合S2时R与L串联,电压表测R两端电压,故电路电流为
由串联电路电压特点可知,灯泡两端电压为
灯丝电阻为
因只闭合S1和S3时R与L并联,电流表测干路电流,通过R的电流为
通过L的电流为
干路电流为
12(26-27九年级上·吉林松原·期中)如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。
(1)当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电流表示数______,电压表示数______。(前两空选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)定值电阻可以在光照强度特别强时,起到______的作用。
(3)要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,应选用______(选填“更大”或“更小”)阻值的电阻。
【答案】(1) 减小 增大 (2)保护电路 (3)更大
【详解】(1)R与串联,烟雾遮挡使光照减弱,R阻值增大,总电阻增大。由可知,电源电压不变,电流减小,电流表示数减小;由串联分压规律可知,R阻值增大,其分得的电压增大,电压表示数增大。
(2)光照特别强时,R阻值很小,电路电流过大,可限制电流,保护电路元件。
(3)浓度更低的烟雾下,光照更强,R阻值更小。报警电流为定值,由可知,电源电压不变,需增大的阻值,才能在R更小时使电路电流达到报警电流,故应选用更大阻值的电阻。
13.(26-27九年级上·湖南长沙·期中)某学校科创社团制作了一台简易电子称重模拟装置,由带弹簧的秤盘、横杆及均匀电阻丝组成,电路如图所示,滑片与称重平台的横杆固定连接,秤盘不放物体时,滑片恰好停在电阻丝的最上端端,滑片向下移动的距离与秤盘中物体的质量成正比。小组成员对器材的参数进行选择测试:电源电压恒定为6V,定值电阻,电压表的测量范围为,电流表的测量范围为,是总长度为10cm的均匀电阻丝,电阻的阻值与长度成正比,电阻丝总阻值。
(1)所称物体质量越大,称重显示计的示数越大,此称重显示计应由______表改装;
(2)根据上述所选器材,秤盘上不放物体时,闭合开关,电路中电流表的示数为______A;
(3)调节测试时,当放入质量为的物体时,闭合开关,电压表的示数为。保证电路安全的情况下,该称重模拟装置能称量的最大质量为______kg。
【答案】(1)电压 (2)0.6 (3)10
【详解】(1)物体质量越大,滑片下移越多,接入电路的阻值越大。由串联分压规律可知,两端的电压越大,电压表示数越大,而电路总电阻越大,电流越小,电流表示数越小。故称重显示计由电压表改装。
(2)秤盘不放物体时,滑片在a端,接入阻值为0,电路总电阻等于。
根据欧姆定律,电路中电流表的示数为
(3)当放入质量为的物体时,两端的电压为,根据串联电路电压的知识,两端电压为
根据串联电路分压规律,则此时接入的阻值为
由电阻与长度成正比可得,滑片下移距离
因滑片下移距离与质量成正比,故质量与下移距离的比值为
秤盘装载物体的质量越大,接入的阻值越大,电路电流越小,可知电流表不会超过量程,所以电路安全的限制因素为电压表量程,即两端的最大电压为
此时两端电压为
根据串联电路分压规律,则此时接入的阻值即最大阻值为
对应的最大下移距离为
故该称重模拟装置最大称量质量为
三、作图题
14.(26-27九年级上·吉林·期中)如图所示为一身高测量仪的电路图,请将“”“”填入框中,将电路补充完整,用电压表示数的变化反映身高的变化。
【答案】
【详解】电压表要并联在被测电路两端,不能串联在电路中,所以电压表并联在滑动变阻器R两端的上方虚线框。
下方的虚线框需要接入定值电阻,它和滑动变阻器R串联,身高变化时,滑片P随身高上移或下移,滑动变阻器接入电路的阻值改变,根据串联分压规律,并联在R两端的电压表示数会随之变化,就能通过电压表示数反映身高变化;同时这个定值电阻还能避免滑动变阻器阻值为0时电源短路,起到保护电路的作用。
15.(2026·贵州黔东南·一模)如图所示,请用笔画线代替导线将实物图补充完整。要求:电流表只测的电流,滑动变阻器的滑片向D端移动时,灯的亮度逐渐变亮,灯的亮度不变。
【答案】
【详解】由题知,滑动变阻器的滑片向D端移动时,灯的亮度逐渐变亮,灯的亮度不变,即两灯互不影响,所以两灯是并联的,且滑动变阻器需与串联,接线遵循“一上一下”的原则,滑片向D端移动时变亮说明接入电阻减小,因此应接入右下接线柱B与串联;电流表测的电流,所以电流表应与串联,据此作图。
四、实验题
16.(26-27九年级上·广东深圳·期中)如图所示,这是小华同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:学生电源(可调节电源电压),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,“10Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
数据序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
(1)请用笔画线代替导线将图中电路连接完整,要求滑片P往右端移动时电流表示数变大;
(2)闭合开关后,发现电流表有示数、电压表无示数,则电路中可能出现的故障是_________;
A.定值电阻开路 B.定值电阻短路
C.滑动变阻器开路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,实验过程中调节电源电压为3V,并保持定值电阻两端电压不变,当将接入定值电阻从5Ω改接为10Ω时,此时需要移动滑动变阻器的滑片,直到电压表为________V;
(4)小华得出初步结论:导体两端电压不变时,通过导体的电流与接入导体的电阻成反比。请写出他得到这个结论的数据分析方法:__________________;(简要写出1种即可)
(5)小华想继续用25Ω的定值电阻进行实验,将25Ω电阻接入电路后发现无论如何移动滑动变阻器,都无法控制电压表示数保持不变。为了能够使25Ω定值电阻两端电压保持不变,仅用实验中已使用过的实验器材(不更换和添加新器材),写出一种可行操作方法:_________。
【答案】(1)
(2)B
(3)2
(4)计算每次实验中电流与电阻的乘积,发现各组的数值都近似或等于2V,为一定值,由此得出电压不变时,电流与电阻成反比
(5)适当调低学生电源的输出电压
【详解】(1)如图所示,实物图缺少使电源和电流表接入电路的导线,故补全导线连接开关左侧接线柱及电源正极、连接电源负极及电流表负极、电流表“0.6”及定值电阻左侧接线柱,完成连接即可符合实验需求。
(2)电流表有示数说明电路是通路,因此不可能是元件开路;而电压表无示数,说明与电压表并联的部分出现故障,并且相当于并联在一根导线上,因此可推测故障为定值电阻短路,故选B。
(3)由表格数据可知,每一组电流与电阻乘积都等于或近似,可知实验中控制定值电阻两端的电压为,所以每次更换定值电阻后,需移动滑动变阻器的滑片调节直到电压表为。
(4)计算每次实验中电流与电阻的乘积,发现各组的数值都近似或等于2V,为一定值,由此得出电压不变时,电流与电阻成反比
(5)当接入阻值最大的25Ω定值电阻时,保持其两端电压为,根据串联分压规律可知,
当接入滑动变阻器最大阻值10Ω时,其分压
所以电源电压应为
因此适当调低学生电源的输出电压可完成实验。
17.(26-27九年级上·湖南永州·期中)科学小组的同学在探究“电流与电阻关系”的实验时所选用的器材如下:电压恒为的电源,阻值为、、、、的定值电阻,电流表、电压表、开关、规格为“”的滑动变阻器1个,导线若干。
(1)经检查,图甲电路有一处连接错误,请你在错误的导线上画“”,并改正。
(2)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,小组同学认为A同学的操作是错误的,他操作中的问题是:_____________。
(3)实验中,B同学将的电阻换成10 Ω电阻,闭合开关后,需将变阻器滑片向________(选填“左”或“右”)移动使电压表示数保持不变;当用的电阻替换的电阻后,发现电压表示数始终无法达标,为继续完成此次探究,实验小组一起设计了如下方案,其中可行的是________。
A.将滑动变阻器更换为“”的滑动变阻器
B.将电压为的电源更换为电压为的电源
(4)甲醛对人体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要,小组同学还选用实验室器材设计了上图所示的电路图,小明同学设计了移动甲醛检测设备,原理如上图所示:显示器由的电压表改装而成,电源由三节新干电池(4.5 V)串联组成,是标有“”字样的滑动变阻器,为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,在不增加其它元件且不改变接入电阻的情况下,请写出一种增大污染测量范围的方法____________。
【答案】(1)(2)没有控制定值电阻两端电压不变(3) 左 B (4)换用电压更小的电源
【详解】(1)在“探究电流与电阻关系”的实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端。可将定值电阻与滑动变阻器相连的导线画“”,将定值电阻的左侧接线柱与电压表的“-”接线柱相连。
(2)探究电流与电阻关系时要控制电阻的电压不变,由图乙A的I-R图像可知,定值电阻两端的电压
由图乙B的I-R图像可知,定值电阻两端的电压
即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变,B同学控制定值电阻两端的电压不变,因此A同学的实验操作是错误的;。
(3)实验中,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,根据分压原理,定值电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,需将变阻器滑片向左移动。
A.电源电压为6V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为4V,根据串联分压原理得
滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,当用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得
此方案不可行,故A不符合题意。
B.电源电压为4V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为
根据串联分压原理得
当用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得
此方案可行,故B符合题意。
故选B。
(4)该电路中电压表测量定值电阻两端的电压,电源为4.5V,可变电阻R的阻值随污染指数增大而减小。要增大污染测量范围,也就是要能测量更小的R阻值,同时保证电压表的示数不超过3V的量程。在不改变接入电阻的前提下,可将电源电压适当调低(比如将电源改为2节新干电池串联),以实现增大污染测量范围的效果。
五、计算题
18.(26-27九年级上·四川成都·期中)如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20 Ω,R2的阻值为10 Ω。当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.4 A;当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.9 A。求:
(1)电源两端电压U;
(2)定值电阻R3的阻值。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)S闭合,、断开时,和串联。总电阻
电源电压
(2)当、、都闭合时,闭合将短路,此时和并联,电流表测干路总电流。 并联电路各支路电压等于电源电压,因此通过的电流
根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此通过的电流:
由欧姆定律,可得的阻值
19.(26-27九年级上·河北张家口·期中)科技小组制作了一种能够自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是量程为0~0.6A的电流表改装而成),从油量表指针所指的刻度,可以反映出油箱内油面的高度,如图所示。图中电源电压恒为12V,R0为定值电阻,滑动变阻器R的最大值为40Ω,金属杠杆的右端是滑动变阻器R的滑片。
(1)油箱装满燃油时,滑动变阻器的触头在某一端,油量表示数为电流表的最大值,求R0的阻值;
(2)当油箱中的燃油用完时,滑动变阻器的触头在另一端,求此时电路中的电流。
【答案】(1)
(2)0.2A
【详解】(1)当油箱装满燃油时,浮子升至最高点,滑片移至滑动变阻器R的最下端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,根据题意,此时油量表示数为最大值,即,电源电压U=12V,根据欧姆定律,R0的阻值
(2)当油箱中的燃油用完时,浮子降至最低点,滑片移至滑动变阻器R的最上端,滑动变阻器接入电路的电阻最大,其阻值为R=40Ω,电路的总电阻为
根据欧姆定律,此时电路中的电流为
20.(26-27九年级上·黑龙江牡丹江·期中)在如图所示的电路图中,电源电压为18V保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。当开关S闭合,调节滑动变阻器至某一位置时,电流表示数为0.5A,电压表示数为13V。求:
(1)当电压表示数为13V时,R1两端电压是多少?
(2)电阻R1的阻值。
(3)此电路中的最小电流是多少安?
【答案】(1)5V (2)10Ω (3)0.3安
【详解】(1)开关S闭合,R1与R2串联,电压表测R2两端电压。由串联电路电压规律得
(2)串联电路电流处处相等,故通过R1的电流
由欧姆定律得
(3)(题目未说明两电表的量程,忽略量程的影响)开关S闭合,滑动变阻器接入最大阻值时,电路总电阻最大,电流最小。电路总电阻
由欧姆定律得最小电流
21.(26-27九年级上·福建福州·阶段检测)国庆假期聚会增多,安全驾驶尤为重要。酒精测试仪可帮助司机快速自查,其电路如图甲所示,电源电压恒为6 V,。酒精传感器的电阻值随酒精气体浓度增大而减小,关系如图乙所示(酒驾标准:0.2 mg/mL≤酒精浓度<0.8 mg/mL;醉驾标准:酒精浓度0.8 mg/mL)求:
(1)当电流表的示数为0.075 A时,电压表的示数;
(2)当被检测者的酒精气体的浓度为0.3 mg/mL时,电流表示数;
(3)当电压表的示数为2 V时,判断被检测者是否喝了酒?如果是,属于酒驾还是醉驾?
【答案】(1)(2) (3)被检测者喝了酒,属于醉驾
【详解】(1)由图甲可知,与串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端的电压。电路电流
两端电压
由串联电路电压规律,电压表示数
(2)酒精浓度为时,由图乙得
电路总电阻
电流表示数
(3)电压表示数时,两端电压
电路电流
此时的阻值
由图乙得,对应酒精浓度
因,故被检测者属于醉驾。
六、综合题
22.(26-27九年级上·广东广州·期中)电路知识是理解众多电气设备工作的基础,生活里很多电器内部都藏着简单电路
(1)某同学利用电位器设计了一个亮度可调台灯,电位器是调节其亮度的装置,电位器实际是滑动变阻器,图甲是其电路图,图乙是电位器的结构示意图。如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,接入电路的两接线柱为______________。
(2)生活中装饰彩灯、氛围灯、广告牌上常见多色LED灯。有一种LED灯发光颜色与灯两端电压的关系如表所示,用150Ω的电阻与LED灯串联,接在电压为6V的电源上,此时LED灯恰好发出蓝光。
灯两端电压(V)
2
2.4
3
发光的颜色
红
绿
蓝
求:①电阻两端的电压;②通过电阻的电流(写出计算过程)
(3)为了研究并联电路中的电流规律,设计了如图甲所示电路图,
①已知电源两端电压为8V,闭合开关S后,电流表A和电流表的指针均偏转到如图乙所示位置。求:两端电压及的电阻______________(写出计算过程)
②请按照甲图中的电路,将丙图中的实物连接补充完整,注意导线不能交叉______________。
【答案】(1)bc
(2)
3 V;0.02 A
(3)
8 V;10Ω
【详解】(1)由图乙,接b、c时,顺时针旋转旋钮,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,接入电阻变小,电路中电流变大,灯的亮度变亮。
(2)由表可知,LED发蓝光时两端电压为3V,由串联电路电压规律得
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律得
(3)并联电路各支路两端电压等于电源电压,故两端电压为8V。由图甲,电流表A测干路电流,测支路电流,干路电流大于支路电流,两表指针偏转角度相同,因此A选用量程,示数;选用量程,示数。由并联电路电流规律得通过的电流
由欧姆定律得得电阻
并联电路各支路两端分别连接,电流表需串联在被测电路中且电流正进负出,据此补充连接即可保证电路与甲图一致,且导线不交叉。
23.(26-27九年级上·上海松江·期中)电火锅可以实现不同挡位的工作。如图甲所示是某款电火锅的简化工作原理图,其内部有2个电阻和、3个开关,通过开关的断开、闭合可以实现电阻的单独工作或组合工作。其中电阻的曲线如图乙所示。
(1)通过控制开关、、,该电火锅中的电阻连入电路的情况不可能的是________(选填字母序号);
A.仅连入电路 B.仅连入电路
C.与串联连入电路 D.与并联连入电路
(2)若电路中的电流最小,则开关状态为________、________、________(均选填“断开”或“闭合”);
(3)根据图像,求出电阻的阻值;
(4)已知电源电压为,当开关断开,、闭合时,电路的总电流为。求:①通过电阻的电流;②电阻的阻值。
【答案】(1)B
(2) 断开 闭合 断开
(3)5Ω
(4)1.2A,10Ω
【详解】(1)A.当断开、断开、闭合时,仅接入电路,故A不符合题意;
B.正常通路状态下始终接入电路,无法实现仅连入,故B符合题意;
C.当断开、闭合、断开时,与串联接入电路,故C不符合题意;
D.当闭合、断开、闭合时,与并联接入电路,故D不符合题意。
故选B。
(2)电源电压不变,串联时总电阻最大,电路电流最小,对应开关状态为断开、闭合、断开。
(3)由图乙可知,时,,电阻
(4)断开、、闭合时,与并联,两端电压均等于电源电压,通过的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和,通过的电流
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