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初中物理中考复习 专题十二 欧姆定律—2021届中考物理（通用）一轮复习习题课件
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这是一份初中物理中考复习 专题十二 欧姆定律—2021届中考物理（通用）一轮复习习题课件，共60页。
中考物理
专题十二 欧姆定律
考点一 电阻和变阻器
A组 2020年全国中考题组
1.(2020北京,1,2分)如图所示的滑动变阻器上标记的各部件中,通常情况下,属于绝缘体的是 ( ) A.金属杆 B.瓷筒C.电阻丝 D.金属滑片
答案 B 通常情况下,金属容易导电,属于导体,A、C、D错误;瓷不容易导电,属于绝缘体,B正确。故选B。
2.(2020内蒙古呼和浩特,5,2分)科学方法在物理问题的研究中,起到了重要的作用。比如,两个定值电阻, 一个5 Ω,一个10 Ω,粗细均匀。以下描述正确的是 ( )A.如果这两个电阻的材料相同,则5 Ω的长度一定大于10 Ω的长度B.如果这两个电阻的材料不同,则5 Ω的长度一定小于10 Ω的长度C.如果这两个电阻的材料、横截面积相同,则5 Ω的长度一定小于10 Ω的长度D.如果这两个电阻的材料、长度相同,则5 Ω的横截面积一定小于10 Ω的横截面积
答案 C 影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积,根据题目可知两个定值电阻粗细均匀。只有 两个定值电阻的材料和横截面积相同时才能比较定值电阻的长短,电阻大的定值电阻长,故A、B错误,C 正确;如果两个定值电阻的材料和长度相同,定值电阻的电阻越小,横截面积越大,故D错误。
3.(2020湖南长沙,26,3分)如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的。闭合开关S,小灯泡L发 光,钨丝不发光;向钨丝吹气时,小灯泡L变亮;用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭。由实验 可知 ( )A.钨丝的电阻随温度升高而减小B.向钨丝吹气时,钨丝电阻变小C.给钨丝加热时,电路中的电流变大D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
答案 B 由题意可知,给钨丝加热,灯泡变暗,说明电流变小,钨丝电阻变大;向钨丝吹气,钨丝温度降低, 灯泡变亮,说明电流变大,钨丝电阻变小。由以上分析可得钨丝电阻随温度升高而增大。故A、C错误,B 正确。钨丝和灯泡构成串联电路,电流相等,选项D错误。
知识归纳 本题考查导体的电阻和温度的关系。同一导体的电阻会随导体温度的变化而变化,一般情 况下,导体温度越高,电阻越大。所以,当导体的材料、长度和横截面积均不变时,导体的温度变化会导致 导体电阻值发生变化。
4.(2020广东广州,10,3分)小明测量不同型号铅笔在纸上涂划所得线条的电阻,实验步骤如下:(1)用铅笔在纸上画出两段长为15 cm的线条,在其中一段线条上重复涂划3次,另一段6次;(2)换用不同型号铅笔重复(1)的操作,得到多组等长等宽的线条如图;(3)测出每段线条两端的电阻记录在表中。
根据实验数据,可推测电阻最小的是 ( )A.① B.② C.③ D.④
答案 D 通过实验判断电阻的大小与铅笔型号和重复涂划次数之间的关系。由表可知,含碳量越高, 重复涂划次数越多,则线条两端电阻越小,故D正确。
考点二 探究电流与电压、电阻的关系
1.(2020天津,5,3分)如图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图像,该导体的阻值为 ( ) A.40 Ω B.30 Ω C.20 Ω D.10 Ω
2.(2020重庆A,16,8分)图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5 Ω、10 Ω、 15 Ω的定值电阻进行探究。 (1)请用笔画线代替缺少的2根导线,将图甲的电路连接完整(要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电 路中的电流变大)。(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);排除故障后,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图乙所示,为 V。
表:实验数据
(3)将不同小组的数据汇总后,得到表中的数据,分析可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体 两端的电压成 比。
(4)在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中:①若保持定值电阻两端的电压为1.5 V不变,在表1的数据中有 组可用于分析;②为得到更多的实验数据,老师给每个小组再提供一个30 Ω的定值电阻R0,某小组在实验中,无论怎样移 动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5 V,其原因是滑动变阻器的最大阻值太 (选填“大”或 “小”),该小组所使用的滑动变阻器的规格可能是 (选填下列选项前的字母)。A.10 Ω 3 A B.20 Ω 2 A C.50 Ω 1 A
3.(2020广东,17,7分)做“探究电流与电阻的关系”实验时,可供选择的器材有:电压为6 V的电源,电流表 (0~0.6 A),电压表(0~3 V),开关,阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω的定值电阻各1个,最大阻值分别为1 0 Ω和50 Ω的滑动变阻器各1个,导线若干。 (1)如图所示的实验电路中,正确的是 ,应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。(2)若按图乙所示电路图连接好电路后,闭合开关,可观察到电流表的指针 (选填“向右”“反 向”或“几乎不”)偏转。(3)按正确电路图连接电路,闭合开关,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片时,两表的示 数均保持不变,经判断是接线有误,错误可能是 。
(4)纠正错误后,依次更换定值电阻,并控制定值电阻两端电压为2.5 V进行实验。请将记录实验数据的表 格补充完整。①U= V
答案 (1)甲 50 (2)几乎不 (3)滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路 (4)①2.5 ②定值电阻阻值 R/Ω ③通过定值电阻的电流I/A
1.(2020山西,32,8分)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5 V (阻值约为10 Ω),滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。 甲 乙
考点三 电阻的测量
丙(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉) 。(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有 作用。同学们把电路元件接入电路,刚接 好最后一根导线, 灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 。(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片P,观察到 ,表明小灯泡正常发 光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为 Ω。继续向左移动滑片,则可能 出现的现象有 (写出一条即可)。(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图像,分析图像可得出结论: 。
答案 (1)如图所示 (2)改变小灯泡两端电压 电路连接过程中开关未断开 (3)电压表示数为2.5 V 8.3 小灯泡亮度变 亮(4)小灯泡两端电压与通过它的电流之比不是定值(答案合理即可)
解析 (1)根据“伏安法”测电阻的原理连接电路,连接时要注意滑动变阻器和电表的正确连接方式。 (2)通过改变滑动变阻器连入电路的电阻,可以改变小灯泡两端的电压。若电路连接过程中开关未断开, 连好电路最后一根导线电路中就有电流,小灯泡发光,如果连接的电路有错误可能会烧坏电路,所以应当 在连接前先断开开关。 (3)小灯泡正常发光的条件是它两端的电压为额定电压,即2.5 V。由题干可知小 灯泡的额定电流约为 =0.25 A,从题图乙中可看出电流表示数为0.3 A,小灯泡此时的电阻R= = ≈8.3 Ω。继续向左移动滑动变阻器的滑片,其连入电路的阻值变小,小灯泡亮度变亮。(4)在I-U图像中,定值电阻的图线是通过原点的斜直线,但题图丙中的图线是曲线,说明小灯泡两端电压与通过它的 电流之比不是定值。
2.(2020天津,25,6分)为了比较方便地测量出未知电阻的阻值,物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测 量盒”:将一个电源(电压不变)、一个阻值为R0的定值电阻、一个开关和一个电流表用导线连接起来装 入一个盒内,并引出两根导线到盒外,如图甲所示。未使用时,盒内开关断开,电流表无示数。使用时,将 盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,读取开关闭合时电流表的示数I1、开关断开时电流表的 示数I2,经计算得知Rx的阻值。 甲 乙
请你解答如下问题:(1)在图乙的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图;(2)在你所设计的电路中任选一种,推导出待测电阻Rx的数学表达式。(请注明所选择的电路,Rx表达式用 已知量和测量量表示)
3.(2020北京,30,6分)如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻R0=30 Ω。 请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。 甲 乙
(1)实验步骤①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1。② ,读出并记录电流表示数I2(如图乙所示)。③计算Rx的阻值。(2)数据记录与处理(请你补充完整表中①②位置的数据)
表 实验数据记录表(定值电阻R0=30 Ω)
答案 (1)②只闭合开关S、S2 (2)①0.5 ②20
4.(2020安徽,20,8分)一小灯泡额定电压为2.5 V,图a是测量其电阻的实验电路图。 图a 图b
图c
分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越低,其灯丝的电阻越 。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整;(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.50 V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图c所示,则此时 通过小灯泡的电流为 A;(3)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程 中灯丝的温度 (选填“升高”、“不变”或“降低”);(4)测量数据如表所示。
答案 (1)如图所示 (2)0.28 (3)降低 (4)小
解析 (1)由图a可知,滑片向左移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,所以滑动变阻器的下接线柱 接B,由图c可知,电流表的量程选择0~0.6 A;(2)电流表的分度值是0.02 A,故电流表的示数是0.28 A;(3)灯 泡变暗说明灯泡的实际功率变小,即灯丝的发热功率变小,单位时间内产生的热量变小,灯丝的温度降 低;(4)根据表格中的数据可以算出,随着小灯泡两端电压的降低,灯丝的电阻变小,故小灯泡两端的电压 越低,灯丝的电阻越小。
1.(2020天津,8,3分)如图所示是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少 时,滑动变阻器的滑片P向上移动,则电路中 ( ) A.总电阻增大,电流减小B.总电阻增大,电流增大C.总电阻减小,电流增大D.总电阻减小,电流减小
考点四 电路的动态分析
2.(2020安徽,17,2分)在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右 滑动,则 ( )A.电流表A的示数减小B.电压表V2的示数减小C.电压表V1与电流表A的示数比值减小D.电压表V2与电流表A的示数比值减小
答案 C 由题图可知,电路为串联电路,电压表V1测量滑动变阻器R1两端的电压,电压表V2测量定值电 阻R2两端的电压,电流表测量串联电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P由左向右滑动时,滑动变阻器R1 接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,由公式I= 可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,定值电阻R2两端的电压变大,即V2的示数变大,故A、B错误;根据串联电路电压的特点知,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,所以电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变小,故C正确;电压表V2测量R2两端的电压,电流表A测量流过R2的电流,故电压表V2与电流表A的示数的比值为R2,R2的阻值不变,故D错误。
3.(2020重庆A,8,3分)灯泡L标有“6 V”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实 验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30 Ω 1 A”。闭合开关后,将变阻器的滑片P从a端 向右缓慢移动,直到电压表示数达到6 V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的I-U图像,下列判断正 确的是 ( )A.闭合开关,在移动滑片P的过程中,灯L的最小电阻为10 Ω
B.变阻器的滑片P移到b端时,灯L正常发光且灯的额定功率为3.6 WC.灯L与5 Ω的定值电阻R1并联接入电压为6 V的电路,电路总功率为7.2 WD.灯L与10 Ω的定值电阻R2串联接入电压为9 V的电路,R2每秒消耗电能为2.5 J
答案 D 由题图可知,移动滑片的过程中,当电流为0.2 A时,L的电阻最小,RL= = =5 Ω,故A错;当滑片在a端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,为30 Ω,结合图像信息可知,此时电路中的电流I=0.2 A,UL =1 V,则电源电压U总=UL+U变=1 V+0.2 A×30 Ω=7 V,故当滑片移到b端时,灯L两端电压等于电源电压7 V, 7 V>U额,灯L不会正常发光,有可能被烧坏,故B错;当灯泡L与5 Ω的R1并联在6 V的电路中时,由图像可知 通过灯L的电流IL=0.6 A,通过R1的电流I1= = =1.2 A,则干路中的电流I=IL+I1=0.6 A+1.2 A=1.8 A,电路总功率P=UI=6 V×1.8 A=10.8 W,故C错;灯L与10 Ω的R2串联在9 V的电路中时,结合图像可知,当电流I'= 0.5 A时,灯L两端的电压UL'=4 V,则R2两端电压U2=9 V-4 V=5 V,R2的阻值R2= = =10 Ω,符合题意,故R2每秒消耗的电能W=U2I't=5 V×0.5 A×1 s=2.5 J,D正确。
4.(2020河南,5,3分)在如图所示的电路中,电阻R0为6 Ω,电源电压不变。把“6 V 3 W”的小灯泡接在AB 间,CD间接电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电源电压为 V,电流表的示数为 A。 如果把这个小灯泡接在CD间,AB间接电压表,闭合开关S,若灯丝电阻与正常发光时相同,则电压表的示 数为 V。
答案 6 1.5 2
1.(2019北京,1,2分)通常情况下,下列物质属于导体的是( )A.橡胶 B.玻璃 C.塑料 D.金属
考点一 电阻和变阻器
B组 2016—2019年全国中考题组
答案 D 通常情况下,橡胶、塑料和玻璃都是绝缘体,A、B、C错误;金属是导体,D正确。
2.(2019福建,13,2分)在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是 ( )A.铜线的电阻一定比铝线的小B.长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等C.长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大D.粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大
答案 D 影响导体的电阻大小的因素为导体的材料、长度、横截面积以及温度,在其他三个条件相同 时,横截面积越大,导体的电阻越小,可知C选项错误;由于A选项中未确定两种材料的长度与横截面积,故 无法比较两导体电阻的大小,A错误;对于B选项,虽然温度、长度和横截面积均相等,但由于材料不同,因 此,电阻也不会相等,B错误;温度、材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大, D正确。故选D。
知识拓展 掌握决定电阻大小的因素及控制变量法是解决本题的关键。
3.(2016天津,2,3分)将一根金属导线均匀拉长后,其电阻( )A.变大 B.变小C.不变 D.无法判断
答案 A 导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,将一根金属导线均匀拉长后, 其长度变长,横截面积变小,其他因素不变,故电阻变大,本题应选A。
4.(2016宁夏,24,3分)小明对中考体育测试使用的身高测量仪感兴趣,为了了解它的测量原理,他尝试设计 了如图所示的四个电路,其中能够实现身高越高、电压表示数越大的电路是 ( )
答案 B 四个选项图中A、B、C三图是串联电路,D是并联电路。D中并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压,又电源电压保持不变,则无论滑片如何移动,电压表示数不变,故排除D项。C图中电压表测电源电压,滑片移动时电压表示数不变,所以C项错。A、B两图中滑片向上移动时,R‘接入电路中的阻值变小,根据串联电路分压规律,可知R‘两端电压会减小,定值电阻R两端的电压会增大,所以B图正确,A图错。
思路分析 身高增加,R'连入电路的阻值减小,再结合串联电路分压规律分析求解。
1.(2017北京,28,2分)(多选)如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,实验时,干电池两端电压会随电路中 电阻的变化而改变。在不拆改电路的情况下,下列选项中的探究问题,利用这个电路进行实验能完成的 是 ( )A.电路中的电流一定时,电阻两端的电压与电阻成正比吗?B.电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比吗?
C.电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比吗?D.电阻一定时,电阻消耗的电功率与电阻两端的电压的平方成正比吗?
考点二 探究电流与电压、电阻的关系
答案 BD “电路中的电流一定时,电阻两端的电压与电阻成正比吗”中自变量是电阻,实验时需要改 变多次,而在不拆改电路的情况下,不能改变R2的电阻,所以A错误;“电阻一定时,通过电阻的电流与电阻 两端的电压成正比吗”中的自变量是电阻两端的电压,可以通过移动滑动变阻器的滑片来改变,因变量 是电流,可以直接用电流表测量,所以B正确;“电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比吗” 中自变量是电阻,实验时需要改变多次,而在不拆改电路的情况下,不能改变R2的电阻,所以C错误;“电阻 一定时,电阻消耗的电功率与电阻两端的电压的平方成正比吗”中的自变量是电阻两端的电压,可以通 过移动滑动变阻器的滑片来改变,因变量是电功率,可以通过电压表和电流表的示数乘积得到,所以D正 确。故选B、D。
解题关键 根据实验电路图可知,由于R2的阻值不能改变,因此,不能探究电阻两端的电压或电流与电阻 的关系,只能探究在电阻一定时其他两个量之间的关系。
易错警示 可探究的科学问题中的自变量必须能改变,且能观察或能测量。
2.(2018陕西,31,9分)甲、乙两个实验小组先后完成了如下实验:(1)甲小组根据图1所示电路图连接成图2的实物电路,探究“通过导体的电流与电阻的关系”。 图1 图2
①连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数。他们将导线EF的E端取下,依次接在滑动 变阻器的C、A接线柱上时,观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压。则电路故 障可能为 。
A.滑动变阻器短路B.电阻R断路C.A、E间导线断路③排除故障后,开始实验。实验时始终保持 表示数不变。记录数据如下,请根据表中数据,在图 3中用描点法画出通过导体的电流I与电阻R的关系图像。
图3分析图像发现:在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增
大,电流的变化量越来越 ,可见,若连入电路的定值电阻阻值均太大,不易发现通过导体的电流随 电阻的变化规律。(2)甲小组实验后,乙小组用该实物电路测新买的电热毯(规格“220 V 40 W”)的电热丝阻值。在连接电路检查无误后,闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电流表示数始终很小,电压表的指针始终接近 最大测量值,说明:电热毯的阻值远比滑动变阻器的最大阻值 ,不能较准确测量。更换合适电源 并改变电压表所选量程后,较准确地测得电热毯的阻值约为120 Ω,这个测量值与电热毯正常工作时的阻 值相差10倍左右,这是因为导体的电阻与 有关。
答案 (1)①断开 B ②C ③电压 如图所示 小 (2)大 温度
解析 (1)①连接电路,为了安全,开关必须断开,为了保护电路,闭合开关前滑片移到阻值最大处,即B端; ②电压表和电流表均无示数,最大可能是电路中有断开的地方,且断开的位置不是与电压表并联的电阻, 又知导线EF的E端连接C、A时,电压表有示数,故为A、E间导线断路;③探究电流与电阻的关系应该控 制电阻两端的电压不变,根据给出的实验数据,描点画出图像,仔细观察图像可以发现,图线越靠近横轴, 越平缓,说明电阻越大,电流的变化量越小。(2)电流表的示数始终很小,说明电路的总电阻很大,且电压表的示数接近最大测量值,说明滑动变阻器的 最大阻值远小于电热毯的阻值,不能准确测量。利用该实验器材测量电热毯的阻值,电热毯阻值比正常 工作时的阻值小得多,是因为电阻受温度的影响。
1.(2017甘肃兰州,11,3分)如图所示的电路,电源电压均不变,R0为定值电阻,R为最大阻值已知的滑动变阻 器,利用下列电路图能够测出待测电阻Rx阻值的是 ( )
考点三 电阻的测量
答案 D 在图A中无法得到Rx中的电流,不能测出Rx的阻值,A错误;在图B中只能测出干路电流,不能测 出Rx的阻值,B错误;在图C中不能得到Rx两端的电压,不能测出Rx的阻值,C错误;在图D中,当滑片在最右端 时,滑动变阻器连入电路的电阻为零,能测得Rx中的电流,当滑片在最左端时,能测得串联电路中的电流, 利用电源电压不变列出方程,即可解得Rx的阻值,D正确。故选D。
2.(2017湖南衡阳,20,3分)(多选)某物理兴趣小组用图甲所示的电路来测量一个软性材质的电阻R的阻 值。电源电压恒定,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,把每次实验中得到 表和 表示数描点在U-I图像中,然后连接这些点得到如图乙所示的U-I图像,则由图可知( )A.电阻R的阻值为10 ΩB.当 表示数为2 V时,R消耗的电功率为0.4 W
C.若将R均匀拉长后,再重新进行实验,则描出的图线应在U-I图像中的Ⅰ区D.滑片P左移,电路总功率变小
答案 ABC 由甲图可知,开关闭合后,该电路为串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端 的电压。当滑片左移时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中电流变大,而电源电压(U电源)保持不 变,由P总=U电源I可知,电路总功率(P总)变大,D错;由乙图可知,当R两端电压为1 V时,通过它的电流为0.1 A, 由R= 可求得R=10 Ω,A正确;当电压表示数为2 V时,电流表示数为0.2 A,由P=UI可求得R消耗的电功率为0.4 W,B正确;若将R均匀拉长后,由于它的长度变大,横截面积变小,所以它的电阻会变大,那么当它两 端加一样的电压时,电流会比原来小,所以描出的图线应在Ⅰ区,C正确。故选A、B、C。
3.(2019北京,31,6分)某同学测量额定电压为2.5 V的小灯泡L在不同电压下的电阻。(1)他连接了如图甲所示的实验电路,其中有一个元件与导线连接有误,这个元件是: 。 甲(2)改正(1)中的错误后,闭合开关,调节滑动变阻器,进行多次测量,测量的数据如下表所示。
请完成下列问题:①小灯泡L正常发光时的电阻RL= Ω。(结果保留一位小数)②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图乙所示。闭合开关,调节滑动变 阻器,使电压表的示数为1.8 V,则电流表的示数应为 A。 乙
答案 (1)滑动变阻器 (2)①8.9 ②0.18
易错警示 受温度影响,不同电压下小灯泡的电阻不同,要根据所提问题具体分析,不能乱套公式。
考点四 电路的动态分析
1.(2018湖北黄冈,3,3分)如图所示是调光台灯的简化电路图,L标有“220 V 40 W”。闭合开关S,不考 虑灯泡电阻的变化,则 ( )A.当滑片P从b端向a端移动时,电路总电阻变大B.当滑片P从a端向b端移动时,灯泡变亮C.当滑片P在a端时,灯泡正常发光D.当滑片P在b端时,电路总功率最大
答案 C 当滑片P从b端移向a端时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路电阻的特点可知, 电路的总电阻变小,故A错误;当滑片P从a端移向b端时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,根据串联电路 电阻的特点可知,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路的电流变小,灯泡变暗,故B错误;当滑片P在 a端时,滑动变阻器连入电路的阻值为零,电路中只有灯泡工作,灯泡两端的电压等于电源电压220 V,即等 于其额定电压,灯泡正常工作,故C正确;当滑片P在b端时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,根据串联电 路电阻的特点可知,电路的总电阻最大,根据欧姆定律可知电路的电流最小,电压不变,电路总功率最小, 故D错误。
2.(2017陕西,8,2分)如图1所示,电源电压恒为6 V,R为热敏电阻,其阻值随温度变化如图2所示,R0是阻值为 10 Ω的定值电阻,闭合开关S。通过分析,下列说法 的是 ( ) 图1 图2
A.图1中的R0有保护电路的作用B.温度升高时,电压表的示数会变小C.温度为40 ℃时,电流表的示数为0.2 AD.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
答案 D 电阻R0的作用是当热敏电阻很小时,防止电流过大,起到保护电路的作用;温度升高,R阻值减 小,分压减小,电压表示数变小;温度为40 ℃时,R为20 Ω,总电阻为30 Ω,电流为0.2 A;电压表与电流表示数 的比值为R的阻值,温度降低时R的阻值变大,比值变大,故选D。
3.(2019湖南衡阳,22,4分)如图所示,R为定值电阻,R'为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端 逐渐滑动到b端,发现 表示数从2 V变化到6 V,而 表示数从4 V变化到0,则电流表示数从0.2 A变化到 A,R= Ω。
答案 0.6 10
考点一 电阻和变阻器
1.(2019北京,11,2分)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。如果将 滑动变阻器的滑片P向右滑动,则下列说法中正确的是 ( )A.电流表的示数变大,灯L变亮B.电流表的示数变大,灯L变暗C.电流表的示数变小,灯L变亮D.电流表的示数变小,灯L变暗
答案 D 将滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大, 总电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,灯的实际功率变小,灯变暗,D正确。
解题思路 从滑动变阻器的滑片P向右滑动切入,由电阻变化得出电流的变化,进而得出灯实际功率的 变化及灯亮暗变化。
C组 教师专用题组
2.(2017吉林长春,6,2分)材料、横截面积均相同的a、b两根电阻丝(温度相同),a的长度大于b的长度,则 ( )A.a的电阻小于b的电阻B.a的电阻等于b的电阻C.a的电阻大于b的电阻D.无法判断a与b电阻的大小关系
答案 C 导体的电阻大小与材料、长度、横截面积和温度都有关系,当电阻丝的材料、横截面积和温 度相同时,导体长度越大,则电阻越大,所以a的电阻大于b的电阻,故选C项。
3.(2020北京,31,3分)在其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电 路中,R1是甲种材料制成的电阻丝,R2是乙种材料制成的电阻丝,它们的横截面积相同,长度分别为L1、L2, 且L1>L2。闭合开关S后,观察到电流表A1的示数I1大于电流表A2的示数I2。请分析并判断甲、乙两种材 料导电性能的强弱。
答案 见解析
4.(2020四川成都,A21,4分)实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电 阻箱阻值由5 Ω调为9 Ω,电压表示数会 ,要继续探究,应该将滑片P向 移。
答案 变大 右
5.(2018辽宁沈阳,16,2分)如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙为电位器的内 部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则 需将 (选填“a和b”、“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料,应该 选用 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
答案 b和c 镍铬合金丝
解析 顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮,则电位器接入电路的电阻减小,即连入电路的电阻丝变短,故应将b 和c接线柱接入电路。电位器上电阻丝的阻值应足够大,可以对电路中电流产生明显影响,故应选用镍铬 合金丝。
6.(2018新疆乌鲁木齐,20,5分)某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系,如图所示是该 实验的电路图。 (1)闭合开关,向右移动铅笔芯上的滑片P1,电路中的电流 (选填“变大”“变小”或“不 变”)。(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,应该将滑动变阻器的滑片P2向 移动。(3)移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯A、P1之间的距离和电压表的示数,数据如下:
通过数据反映出的规律和 可以推出导体的电阻与导体的长度成 比的结论。若图 示位置时电压表示数为0.9 V,滑片P2向右移动一段距离,电压表示数变为1.2 V,滑片P2再向右移动一段相 同的距离,电压表示数为 V。
1.(2020河南,19,9分)某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为3 V,滑动变阻器 最大阻值为20 Ω。(1)他们先用5 Ω的定值电阻探究电流与电压的关系,实验电路图如图甲所示。①请根据图甲的电路图把图乙的实物电路连接完整。 甲 乙
考点二 探究电流与电压、电阻的关系
②连接完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关。请你提出其中一项需要检查的内容: 。③检查完毕后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了5组数据。测第6组数据时,电压表的示数为2.6 V,电流 表的示数如图丙所示。
丙 丁请在图丁的坐标系中描绘出第6组数据对应的点,并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I-U图像。
④分析画出的I-U图像可得出结论:在电阻一定时, 。⑤为了使结论具有普遍性,还应进行的操作是: 。(2)接着他们在原有5 Ω定值电阻的基础上,又准备了阻值为10 Ω、15 Ω、20 Ω的三个定值电阻,以探究 电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变,每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器,使定值 电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?实验小组的同学分别提出了0.5 V、1 V 和2 V三个电压值,为使实验顺利进行,大家进行了分析与讨论,你认为应选这三个电压值中的 V。
答案 (1)①(2分)如图所示 ②(1分)电流表、电压表的正、负接线柱是否接反;电流表、电压表选用的量程是否恰当;所有元件的接 线柱是否有松动;滑动变阻器是否“一上一下”接入电路;滑动变阻器的滑片是否位于最大阻值处等③(2分)如图所示
④(1分)通过导体的电流与导体两端的电压成正比⑤(1分)更换阻值不同的定值电阻,进行多次实验(2)(2分)2
解析 (1)①根据电路图连接实物图,需要注意滑动变阻器遵循“一上一下”连接原则,滑片向左移动,连 入电路中阻值变小,所以导线一端应该连接左下接线柱,另一端连接到定值电阻右侧,电压表测量定值电 阻两端的电压,电源电压是3 V,所以将3 V的接线柱与定值电阻右侧相连,如答案图所示。②从正确连接 电路、保护电路安全的角度去检查电路,写出一条即可。③由题图丙可知电流为0.52 A,在题图丁坐标 系中标出第6组数据,用光滑“曲线”连接各点,画出图像,使大多数点落在一条直线上。④根据图线是 通过原点的倾斜直线可知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。⑤为了使结论具有 普遍性,应该更换阻值不同的定值电阻,多次实验。(2)根据串联分压原理,滑动变阻器最大阻值为20 Ω, 电源电压为3 V,所以,当定值电阻选择最大阻值20 Ω时, 其两端的最小电压为1.5 V, 故只能选择2 V的电 压值。
2.(2020湖南长沙,36,6分)为了探究电流与电压的关系,小英连接了如图甲所示的电路。 甲
(1)请你用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑片向右移动时,能使电流表的示数变小;(2)小英连好电路后,经检查电路连接无误。闭合开关,发现电压表和电流表示数均为零,移动滑片,电表 的指针也都不偏转。她尝试用一根导线的两端分别触接电路中各点时,电压表和电流表指针偏转情况 的部分记录如上表所示。请你指出电路的故障: ;(3)排除故障后,小英继续进行实验,将数据记录在下表中。请你分析数据,在图乙中画出电阻R的I-U图像。
乙
答案 (1)如图所示(2)a、b间导线和b、c间电阻R同时断路(3)如图所示
解析 (1)滑动变阻器与电阻R、电流表串联,滑片右移,电流表示数变小,说明电路中电流减小,滑动变阻 器接入电路的阻值变大,因此需要将滑动变阻器下面的左端接线柱接入电路。(2)连好电路,闭合开关,电压表和电流表示数均为零,可确定电路故障为断路;用导线接触a、c,电流表有 示数说明除a、c间,其余电路都是通路;用导线接触b、c两点,两表都没示数,说明b、c间断路;用导线接 触a、b两点,电压表有示数,电流表无示数,说明b、c间也断路,综上所述,a、b间导线和b、c间电阻R同时 断路。(3)在图乙中描出各点后要舍掉第3个点,将其余各点连接起来得到一条过原点的直线。
3.(2019山东潍坊,21,10分)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组利用电阻箱等连接了如图甲所 示的实物电路(电源电压恒为6 V)。 甲 乙
(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值 变大);(2)将第一次实验得到的数据填入表格,然后将电阻箱接入电路的阻值由10 Ω调至20 Ω,滑动变阻器的滑 片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到 为止,此时电流表指针位置如图乙 所示,其示数为 A;(3)根据以上实验数据得出结论:电流与电阻成反比。请对上述探究写出一条改进性建议 。(4)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种 情况的原因可能是 。
答案 (1)如图所示 (2)B 电压表的示数为4 V 0.2 (3)进行多次实验(或结论中添加“电压一定” 的前提) (4)电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器最大阻值太小) 评分标准:(1)小题2分,每画对一条1分,(2)小题第2空2分,其余每空1分,(3)(4)小题每空2分,本题共计10 分。其他答案只要合理,即可得分。
解析 (1)根据实验要求,滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大,则必须接A接线柱。(2)在 探究电流跟电阻的关系时,必须保证电压不变,由表中数据可知,电压为4 V不变,电阻由10 Ω变为20 Ω后, 电路中的电流变小,此时滑动变阻器两端的电压变小,由U=U1+U2可知,电阻箱两端的电压变大,所以滑动 变阻器滑片应向B端移动,直到电阻箱两端的电压降为4 V;由于电流表的量程为0~0.6 A,故其读数为0.2 A。(3)由表中数据可知,只有两组数据,不具有普遍性,建议进行多次实验,得出结论:在电压一定时,导体 中电流跟导体的电阻成反比。(4)根据串联电路中分压原理,若电阻箱接入电路的阻值越大,电阻箱两端 的电压就越大,要使电阻箱分压保持4 V不变,则滑动变阻器分压必须变大,即滑动变阻器的最大电阻必 须较大,否则无法使电阻箱两端的电压保持4 V不变。
审题分析 研究“电流与电阻的关系”,要控制所研究电阻两端的电压不变,由分压原理分析滑动变阻 器接入电路的电阻的变化情况。
1.(2020湖南常德,27,6分)某实验小组想要探究某热敏电阻的阻值和温度的关系,已接入电路中的器材有: 电源、电压表 、阻值为R0的定值电阻,滑动变阻器R1、单刀开关S1,如图甲所示;置于温控室(图中虚线区域,温度可调且自动显示)中的热敏电阻RT暂未接入电路,符号如图a所示。 可供选择的器材有:电压表 电阻箱R2(阻值可以直接读出的变阻器),符号如图b所示单刀开关2只,导线若干。
考点三 电阻的测量
(1)小明同学选择电压表 与热敏电阻RT按图乙所示接入M、N之间。在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移动到 (填“A”或“B”)端;当温控室的温度为t1时,两电压表示数分别为U1、U2,则此时热敏电 阻的阻值RT= (用已知量和测量值表示)。(2)小惠同学没有选择电压表 ,而是选择了电阻箱R2,请你在图甲中帮她完善电路图。(3)在小惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT满足的关系式为 ( )
A.RT=R0 B.RT=R1 C.RT=R2(4)通过实验探究,小明和小惠都得出了热敏电阻的阻值随温度变化的规律,如图丙中的图像曲线所示,此 规律是: 。 图丙
答案 (1)B(1分) (1分)(2)如图所示(2分) (3)C(1分)(4)热敏电阻的阻值随温度的升高而减小(1分)
解析 (1)在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移动到阻值最大处的B端。R0和RT串联,当温控室的温度为t1时, 两电压表示数分别为U1、U2,根据分压原理可知 = ,则此时热敏电阻的阻值RT= 。(2)小惠同学没有选择电压表V2,而是选择了电阻箱R2,先将热敏电阻接入电路中,记录电压表V1的示数,随 后热敏电阻与电路断开,再将电阻箱接入电路中,通过改变电阻箱的电阻,控制电压表V1示数不变,根据等 效替代法可求出热敏电阻阻值。(3)小惠选择的是等效替代法,所以在小惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT满足的关系式为RT=R2,故 选C。(4)由图丙中的图像可知,随温度的升高,热敏电阻阻值变小。
2.(2020江苏南京,26,8分)有两个阻值未知的定值电阻R1、R2(R1约6 Ω,R2约500 Ω)和一个电水壶。要求测 出未知电阻的阻值和电水壶的额定功率。 甲
乙 丙
(1)图甲是测量R1阻值的部分实物图,电源为两节干电池。①用一根导线将电路连接完整(连线不得交叉)。②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端。③闭合开关,移动滑片P,发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是导线 (选填“a”“b”或 “c”)内部断路。④排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为1.2 V时,电流表示数如图乙所示,则R1= Ω。(2)小明从图甲中的器材和电阻箱(符号 ,规格“0~9 999 Ω 5 A”)、若干开关及导线中,选择器材,连成图丙所示的电路,测出了R2的阻值。请将所选元件符号填入虚线框内。(3)小华利用家里的电子式电能表和秒表估测电水壶的额定功率。她只让电水壶正常工作,记下电能表 的指示灯闪烁n1次所用时间为t1。由于电能表常数被遮挡,她借助额定功率为P0的电热水器,只让电热水 器正常工作,记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2。则电水壶的额定功率为 。
答案 (1)①见图答1 ②B ③b ④5 图答1(2)见图答2
图答2(3) P0
3.(2019湖南衡阳,27,8分)某实验小组采用了如图甲所示的电路来测量注射器内导电液体的阻值Rx,其中 表所用的量程为0~3 A, 表所用的量程为0~0.6 A,定值电阻R=20 Ω,电源是电压可调的学生电源。 (1)根据图甲的实物电路,在虚线框内画出对应的电路图。(必须标明R、Rx、 、 )(2)如果 表示数为I1、 表示数为I2,则Rx= (用I1、I2和R表示)。
(3)改变电源电压,将每次实验中 表的示数I1和 表的示数I2描在I1-I2图像上,连接这些点,得到如图乙中实线a,由图可知,Rx= Ω。(4)若该实验小组还是用同样的液体做这个实验,但只做了一项改变,导致I1-I2的关系变成如图乙中实线b 所示,则这项改变可能是 。(双选,改变后注射器中没有气泡)A.增加液体的体积B.减少液体的体积C.将注射器中的液体全部倒入横截面积更大的注射器D.将注射器中的液体全部倒入横截面积更小的注射器
答案 (1)如图所示 (2) (3)100(4)BC
解析 (1)由图甲所示的实物电路知,R与Rx并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量Rx所在支路的电 流,故电路图如答案图所示。(2)由并联电路的特点知,并联部分的电压U=(I1-I2)R,由欧姆定律知道,导电液体的阻值Rx= = 。(3)由图乙中a图线知道,当I1=3 A时,I2=0.5 A,则Rx= = =100 Ω。(4)若I1-I2的关系变成如图乙中实线b所示,说明在通过Rx的电流不变的情况下,干路的总电流减小了,由Rx = 知Rx减小了,结合影响电阻大小的因素可知,只有B、C符合题意。
方法技巧 根据实物图画电路图的步骤:先找电源正极,用铅笔尖沿电流方向前进直到回到电源负极,明 确每个元件的位置,然后作图。
1.(2020北京,10,2分)如图所示是一种温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏元件(阻值随温度升高而 减小,电路图符号 )。电源两端的电压不变,闭合开关S,当所测物体温度升高时,下列判断正确的是 ( )A.电流表示数变小B.电流表示数不变C.电压表示数变小D.电压表示数变大
考点四 电路的动态分析
2.(2020四川南充,9,3分)如图所示电路,当闭合开关,灯泡正常发光,滑动变阻器滑片向右移动时,下列说法 正确的是 ( ) A.灯L亮度变暗B.电压表V与电流表A1示数之比不变C.电路的总功率变小D.电压表示数变大
3.(2020福建,15,2分)图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻,当光照射的强度增大时其 阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时 ( ) A.通过R1的电流变大B.R1两端的电压变小C.R2两端的电压变大D.R2两端的电压变小
答案 D 由图可知R2与监控并联后与R1串联,当挡住光线时,光照强度减弱,R1的电阻增大,则电路的总 电阻增大,电路中电流减小,故A错误,由R1增大可知,R1分得的电压增大,即R1两端的电压变大,则R2两端的 电压变小,故B、C错误,D正确。
4.(2020陕西,10,2分)如图-1所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P 从一端滑到另一端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图-2所示。下列说法正确的 是 ( ) 图-1 图-2
A.滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变小B.滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变C.电源电压为6 VD.电路消耗的最大功率为3.6 W
答案 C 首先分析电路:题图-1中滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电 流表测量串联电路中的电流。在滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端的过程中,滑动变阻器连入电路 中阻值变小,电路的总电阻也变小,根据欧姆定律I= 可知总电流会变大,电流表示数变大,所以A项错误。电压表与电流表的示数之比是滑动变阻器连入电路的阻值,滑片移动时,滑动变阻器连入电路的阻 值发生改变,所以示数之比也发生改变,所以B项错误。题图-2体现了滑动变阻器连入电路的不同阻值与 对应的电压表示数变化关系,当 =5 Ω时,其两端电压为U变1=3 V,当 =10 Ω时,其两端电压为U变2=4 V,根据串联电路特点列出方程: = ,将两组数据代入得: = ①, = ②,两式联立得:U=6 V,R0=5 Ω,所以C项正确。电路中的电源电压不变,根据P=UI可知,当电路中的电流最大时,总 功率最大,所以当滑动变阻器连入电路中的阻值为0时,电路达到最大功率P= UI= = =7.2 W。所以D项错误。
5.(2019福建,16,2分)如图电路,电源电压恒定,R1=12 Ω,R2=6 Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关 S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为 ( ) A.0.3 A B.0.6 AC.0.9 A D.1.2 A
思路分析 应用欧姆定律解电学有关问题,首先要明确有几个未知量,若有两个或两个以上的未知量时, 则要考虑列方程组解题。列方程或方程组的关键在于寻找等量关系。
6.(2017江西,21,7分)如图所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6 V 0.5 A”的字样(不考虑温度对小灯泡 电阻的影响),电流表量程:0~0.6 A,电压表量程:0~3 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。 (1)电源电压调至6 V,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A, 则电压表的示数是多少?R0的阻值是多少?(2)电源电压调至8 V,断开开关S1、闭合开关S2,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围。
答案 (1)0 V 60 Ω(2)4 Ω≤R≤7.2 Ω
解析 (1)灯正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0 Ω,故电压表的示数为0 V(1分)∵电流表示数I=0.6 A∴R0= = = =60 Ω(2分)(2)为了保证电路安全,当电压表示数U1=3 V时,可求滑动变阻器连入电路的最大阻值。灯的电阻RL= = =12 Ω(1分)电路中的电流I1= = = = ARmax= = =7.2 Ω(1分)为了保证电路安全,当电路中电流I2=IL=0.5 A时,可求滑动变阻器连入电路的最小阻值,Rmin=R总-RL= -RL= -12 Ω=4 Ω(1分)
滑动变阻器的阻值变化范围为:4 Ω≤R≤7.2 Ω(1分)
考点一 电阻和变阻器
1.(2020北京东城一模,20,2分)(多选)如图甲所示,正方形线框表示一“黑盒”,盒内有两个阻值都为30 Ω 的定值电阻组成的简单电路。A、B、C表示从盒内电路引出的三个接线柱,已查明任意两个接线柱之 间都有定值电阻。某同学将一电源和量程满足要求的电流表串联组成试探电路(如图乙所示),进行了如 下实验: 甲 乙①将“黑盒”的A、B两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2 A;②将“黑盒”的B、C两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2 A;
下列说法正确的是 ( )A.电源电压为3 VB.A、B接线柱间有两个电阻C.接A、C接线柱时电路中的电流为0.1 AD.接A、C接线柱时电路消耗的总功率为0.6 W
答案 CD 将“黑盒”的A、B或者B、C两接线柱接入试探电路,电流表示数均为0.2 A,所以两种接法 的总电阻一样,所以内部电路图如图所示: 根据欧姆定律,电源电压为U=IR=0.2 A×30 Ω=6 V接A、C接线柱时电路中的电流为I= = = =0.1 A电路消耗的总功率为P=UI=6 V×0.1 A=0.6 W故选C、D。
2.(2020天津河西一模,6,2分)白炽灯长期使用后,钨丝会变细。变细后的钨丝与原来相比 ( )A.密度变小 B.电阻变大C.质量不变 D.熔点变高
答案 B 同种物质密度相同,在此过程中钨丝的密度不变,故A错误;白炽灯灯泡长期使用后由于灯丝 变细,即横截面积减小,在材料、长度不变的情况下,横截面积越小,导体的电阻越大,故B正确;白炽灯长 期使用后,钨丝升华为钨蒸气,钨丝会变细,质量变小,故C错误;晶体的熔点与质量无关,钨丝虽然会变细, 但钨的熔点不变,故D错误。故选B。
知识归纳 (1)导体的长度、材料相同时,横截面积越小,电阻越大;(2)物体所含物质的多少叫质量;密度 是物质的一种特性,同种物质(状态不变)密度相同,不同物质密度一般不同,密度与物体的质量、体积无 关;晶体在熔化时的温度叫熔点,熔点不变。
3.(2018四川成都外国语学校一模,14)如图所示,闭合开关后,滑片向左移动过程中,下列说法正确的是 ( ) A.电流表示数增大,灯泡变亮B.电压表示数增大,灯泡变暗C.电流表示数不变,灯泡亮度不变D.电压表示数减小,灯泡变暗
答案 A 滑片向左移动,滑动变阻器R接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,电流增大,故电流表示数 增大,灯泡变亮,根据串联电路分压规律可知电压表示数也会增大。故选A。
4.(2019四川内江联考,19)固原市高速公路收费站于去年开始对过往的超载货车实施计重收费,某同学结 合所学物理知识设计了如图所示的称重计原理图,以下说法正确的是 ;A.称重计相当于一个电压表B.电路中的R1是没有作用的C.当车辆越重时,称重计的示数越小D.当车辆越重时,称重计的示数越大选择理由: 。
答案 D 当车辆越重时,变阻器R接入电路的阻值越小,由欧姆定律可知,电路中电流越大,所以称重计 的示数越大
解析 由图知,称重计与电阻串联,所以称重计相当于一个电流表,故A错误;当车辆很重,滑片滑到最下端 时,如果没有电阻R1,会造成电源短路,烧坏电源和称重计,因此电路中的R1具有保护电源和称重计的作用, 故B错误;当车辆越重时,滑片向下滑动得越多,变阻器R接入电路的阻值越小,由欧姆定律可知,电路中电 流越大,即称重计的示数越大,故D正确,C错误。选择理由:当车辆越重时,变阻器R接入电路的阻值越小,由欧姆定律可知,电路中电流越大,所以称重计的 示数越大。
考点二 探究电流与电压、电阻的关系
1.(2020山西师大附中模拟,13改编)小华在“探究电流跟电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电 路。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。(2)小华先将5 Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数如图丙所示, 记下此时的电流值。取下5 Ω的电阻,再分别接入10 Ω、15 Ω的电阻,移动滑动变阻器的滑片,使电压表 的示数均为 V,记下对应的电流值。通过实验可得出的结论是:当电压一定时,电流与电阻成 。
答案 (1)如图所示 (2)1.5 反比
解析 (1)根据电路图,变阻器左下接线柱连入电路中,电源电压为3 V,故电压表选用小量程与电阻并联, 如答案图所示。(2)小华先将5 Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数如图丙,电压 表选用小量程,分度值为0.1 V,电压为1.5 V,记下此时的电流值;研究电流与电阻关系时,要控制电阻两端 的电压一定,故取下5 Ω的电阻,再分别接入10 Ω、15 Ω的电阻,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数 均为1.5 V,记下对应的电流值。可以得到当电压一定时,电流与电阻成反比。
2.(2018天津部分区县一模,22)在“探究电流与电压的关系”实验中:(1)请以笔画线代替导线,完成图中的电路连接。(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于如图所示位置,出现这种故障的原因 是 (选填字母)。
A.R断路B.R短路C.滑动变阻器断路(3)根据实验需求在虚线框内设计一个记录表格。
答案 (1)电路连接如图所示(2)A(3)表格如下
解析 (1)连接实物图时先不考虑电压表,将其他元件串联起来,再把电压表并联到电阻两端。要注意电 源为两节干电池,电压表应选用0~3 V量程;(2)调节变阻器时电流表示数始终为零,电压表示数为电源电压,故障应该是电阻R断路,故选择A。(3)研究电流与电压的关系,要控制电阻不变,改变电压,记录相应的电流值,设计的表格见答案。
1.(2020江苏苏州高新一模,30,6分)某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大 小和电阻Rx的阻值,电源电压U0为2~3 V,Rx的阻值为6~7 Ω。实验室提供如下器材:导线若干、开关、电 流表(量程0~0.6 A,0~3 A)、电压表(量程0~3 V,0~15 V)、滑动变阻器R(最大阻值为30 Ω)。请你思考完 成下列问题:
考点三 电阻的测量
(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图;(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:U= ;(3)正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为 (选填“最大”“零”或 “中间值”);(4)移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,并记录在表中,电源电压U0= V,电阻Rx = Ω。
答案 (1)见解析 (2)U0-IRx (3)最大 (4)3 6
解析 (1)连接实物图时,需要注意和电路图一一对应,另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接 线柱,如图所示。 (2)已知电源电压U0,电阻Rx和滑动变阻器串联,电路中电流为I,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由串 联电路的电压特点和欧姆定律,电压表的示数U=U0-Ux=U0-IRx
(3)为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值。(4)电阻Rx和滑动变阻器串联,根据欧姆定律可得U0=U+IRx选择表格中两组数据,代入得U0=2.4 V+0.1 A×Rx①U0=1.8 V+0.2 A×Rx②由①②可得U0=3 VRx=6 Ω
2.(2020四川成都成华二诊,34,4分)某兴趣小组整理他们的电学笔记,发现测量电阻的实验还真不少,可以 用如图所示的方法测量热敏电阻的阻值,若热敏电阻阻值随温度变化的图像如图甲所示,为了准确测出 室温为32 ℃时热敏电阻Rx的阻值,兴趣小组找到一些实验器材(如表所示),并设计了如图乙所示的电 路。请根据要求完成下列问题:
(1)电压表的量程应选择 ;定值电阻应选择 (选填“R1”或“R2”);(2)请帮他们完成实验步骤:①断开开关S2,闭合S1,读出电压表示数为U1;② ,读出电压表示数为U2;③待测电阻大小为Rx= (用U1、U2和R1或R2表示)。
1.(2020江苏南京玄武一模,11,2分)如图所示,热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小,它在温度为80 ℃和 100 ℃时的阻值分别为240 Ω和200 Ω;报警器(阻值不计)在电流达到12 mA时开始报警,超过25 mA时将 损坏;其他器械规格已在图中标明,下列说法正确的是( ) A.当电路开始报警的温度为100 ℃时,滑动变阻器接入电路的阻值是100 ΩB.若要提高该电路开始报警时的温度,可将滑片P向右移C.可以求出该电路的最高报警温度D.适当增大电源电压,可使最高报警温度升高
考点四 电路的动态分析
答案 B 当电路开始报警的温度为100 ℃时,热敏电阻的阻值是200 Ω,报警器在电流达到12 mA时开 始报警,电路的总电阻R总= = =250 Ω滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R总-Rt=250 Ω-200 Ω=50 Ω报警电流不变,即总电阻250 Ω不变,要提高该电路开始报警时的温度,热敏电阻Rt的阻值减小,变阻器接 入电路中的电阻变大,可将滑片P向右移,故A错误,B正确;热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,但题中没有具体电阻和温度的关系图像,因而无法求解,故C错误;增大电源电压,报警电流不变,由欧姆定律可知总电阻变大,变阻器电阻一定时,需要热敏电阻变大,根据 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小来看,此时温度更低,所以最高报警温度会降低,故D错误。故选B。
方法归纳 串联电路动态分析:(1)先判断电流表、电压表所测的对象;(2)根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻特点R总=R1+R2,判断总电阻变化情况;(3)根据I总=U总/R总,判断电流的变化情况;(4)先根据U1=I1R1判断定值电阻(小灯泡)两端电压的变化情况;(5)最后根据串联电路电压特点U总=U1+U2,判断滑动变阻器两端的电压变化情况。
2.(2020江苏苏州高新一模,10,2分)如图所示,电源电压不变,L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S,当 滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中,关于两灯的亮度情况,说法正确的是 ( ) A.L1逐渐变亮B.L1先变亮再逐渐变暗C.L2逐渐变暗D.L2逐渐变亮
3.(2018重庆江津六校联考,12改编)交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为 8 V,传感器电阻R0的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R0的阻值为60 Ω。使 用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6 V,滑动变 阻器R接入电路的阻值为 Ω。调零后,R的阻值保持不变,某酒驾驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,则电流表的示数将 ,电压表的示数将 。(后两空选填“变大”“变小”或“不变”)
答案 20 变大 变小
一、选择题(每小题3分,共15分)
1.(2020四川成都成华二模,13)用同种材料制成的粗细均匀的某段金属导体,对于其电阻大小下列说法正 确的是( )A.电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关B.当导体两端电压和通过导体的电流为零时,导体的电阻为零C.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,它的电阻减小为原来的一半D.电阻是导体本身的一种性质,无论温度如何变化,电阻不可能为零
答案 A 电阻是导体本身的属性,与电压和通过导体的电流的大小无关,导体两端电压和通过导体的 电流为零时,导体电阻不会变为零,故A正确,B错误;当导体被均匀拉长至原来的二倍时,则它的长度增加, 同时横截面积减小,则导体的电阻会增大,故C错误;电阻是导体本身的一种性质,但在一定的温度下,电阻 可能变为零,如超导体,故D错误。故选A。
2.(2020天津河西一模,10)如图所示,电源电压保持不变。下列操作中,能使电压表和电流表的示数同时 变小的是 ( )A.闭合开关SB.移动R2的滑片C.用阻值更大的电阻替换R1D.用阻值更小的电阻替换R1
3.(2019陕西西安铁一中模拟,5)如图所示,灯L1和L2的灯丝电阻之比是1∶2,则A1表和A2表的示数之比是 ( )A.2∶3 B.3∶1C.1∶2 D.2∶1
4.(2019山东滨州二模,6)如图是电阻甲和乙的U-I图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是 ( ) A.将甲和乙串联,若电流为0.3 A,则它们两端的总电压为2 VB.将甲和乙并联,若电压为1 V,则它们的干路电流为0.4 AC.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 AD.当乙两端电压为2.5 V,其电阻值为10 Ω
5.(2019安徽,17)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,向左移动滑片P,则 ( )A.电压表的示数变大,电流表的示数变大B.电压表的示数变大,电流表的示数变小C.电压表的示数不变,电流表的示数变大D.电压表的示数变小,电流表的示数变大
答案 A 由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,闭合开关后,滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电 路的阻值变小,则电路中总电阻变小;在电源电压不变的情况下,此时电路中的电流变大,电流表示数变 大;R为定值电阻,由U=IR可知电路中电流变大时,定值电阻两端电压变大,即电压表示数变大。故A正确, B、C、D错误。
规律总结 1.做此类题的一般步骤:(1)首先识别电路的连接情况是属于串联电路还是并联电路;(2)然后找出电路中有几个电表(电流表或电压表),并分别判断它们各测哪部分电路;(3)根据欧姆定律写出所测物理量的计算表达式;(4)分析题目所给条件,根据已知电流(或电压)的变化判断计算表达式所表达物理量的大小变化。
易错警示 本题的易错点在于判断电压表测量哪个用电器两端的电压,图中电压表测量的是定值电阻 两端的电压,而不是滑动变阻器两端的电压。
2.电表示数变化通常有两个原因:①开关的断开、闭合;②滑动变阻器接入电路的阻值发生改变。
二、填空题(每空1分,共10分)
6.(2019黑龙江齐齐哈尔,21)如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,电流表A1的示 数 ,电压表V与电流表A3示数的比值 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
答案 变小 变大
答案 变小 变大
解析 由电路图可知,R1与R2并联,A1测R1中的电流,A2测R2中的电流,A3测通过R1与R2的总电流;V测电源 电压,示数保持不变,当滑片P向右移动时,R1连入电路的电阻增大,U不变,故A1示数变小;A2示数不变,A3示 数变小,故V与A3示数的比值变大。
7.(2020江苏苏州相城一模,22)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器规格为“20 Ω 2 A”,a、b为其两端 点,闭合开关,当变阻器滑片分别在b端和ab中点时,电流表的示数之比为2∶3,电压表的示数之差为4 V。 则R的阻值为 Ω,滑片在ab中点时,电流表示数为 A。
答案 10 1.2
8.(2020河南平顶山二模)某校物理兴趣小组设计了一种“电子秤”,实际上是压力测量仪,可用它来称量 物体的重力,其原理结构如图所示。图中A为金属片,B为金属板,R1=24 Ω,R2是最大值为72 Ω的滑动变阻 器,电源电压为12 V不变。图中的重量表应该用 表改装而成,R1的主要作用是 ,当称量 物体重力达到最大值时,重量表的示数为 。
答案 电压 保护电路 9 V
9.(2018江苏扬州树人中学二模,17)如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑 动变阻器R2的滑片P从a向b移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应乙图中的 (选 填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)点。
答案 6 10 B
10.(2019内蒙古呼和浩特,14)小艳同学在测量定值电阻Rx(大约几十 Ω)实验中,实验室只有如下器材:电 源、开关、导线若干、定值电阻R0=15 Ω、两个电压表 和 、滑动变阻器。她设计的电路图如图所示,物理孙老师检查后,认为不完整。 (1)请你将正确完整的电路图画出来;(2)闭合开关之前,滑动变阻器的滑动端应滑至 (选填“最左端”或“最右端”或“任意位 置”);(3)她经过这次实验后,自己进一步设计出没有电压表,只有两个电流表的实验电路图三个,若已知电流表
三、实验探究题(共5分)
的电阻,你认为 种设计测量更精确(选填“A”或“B”或“C”)。
答案 (1)如图所示 (2)最右端(3)C
规律总结 串联电路:①电流处处相等;②总电压等于每个电阻两端电压之和;③总电阻等于每个电阻之 和。并联电路:①干路电流等于各支路电流之和;②各支路两端电压相等;③总电阻的倒数等于每个并联 电阻倒数之和。
中考物理
专题十二 欧姆定律
考点一 电阻和变阻器
A组 2020年全国中考题组
1.(2020北京,1,2分)如图所示的滑动变阻器上标记的各部件中,通常情况下,属于绝缘体的是 ( ) A.金属杆 B.瓷筒C.电阻丝 D.金属滑片
答案 B 通常情况下,金属容易导电,属于导体,A、C、D错误;瓷不容易导电,属于绝缘体,B正确。故选B。
2.(2020内蒙古呼和浩特,5,2分)科学方法在物理问题的研究中,起到了重要的作用。比如,两个定值电阻, 一个5 Ω,一个10 Ω,粗细均匀。以下描述正确的是 ( )A.如果这两个电阻的材料相同,则5 Ω的长度一定大于10 Ω的长度B.如果这两个电阻的材料不同,则5 Ω的长度一定小于10 Ω的长度C.如果这两个电阻的材料、横截面积相同,则5 Ω的长度一定小于10 Ω的长度D.如果这两个电阻的材料、长度相同,则5 Ω的横截面积一定小于10 Ω的横截面积
答案 C 影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积,根据题目可知两个定值电阻粗细均匀。只有 两个定值电阻的材料和横截面积相同时才能比较定值电阻的长短,电阻大的定值电阻长,故A、B错误,C 正确;如果两个定值电阻的材料和长度相同,定值电阻的电阻越小,横截面积越大,故D错误。
3.(2020湖南长沙,26,3分)如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的。闭合开关S,小灯泡L发 光,钨丝不发光;向钨丝吹气时,小灯泡L变亮;用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭。由实验 可知 ( )A.钨丝的电阻随温度升高而减小B.向钨丝吹气时,钨丝电阻变小C.给钨丝加热时,电路中的电流变大D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
答案 B 由题意可知,给钨丝加热,灯泡变暗,说明电流变小,钨丝电阻变大;向钨丝吹气,钨丝温度降低, 灯泡变亮,说明电流变大,钨丝电阻变小。由以上分析可得钨丝电阻随温度升高而增大。故A、C错误,B 正确。钨丝和灯泡构成串联电路,电流相等,选项D错误。
知识归纳 本题考查导体的电阻和温度的关系。同一导体的电阻会随导体温度的变化而变化,一般情 况下,导体温度越高,电阻越大。所以,当导体的材料、长度和横截面积均不变时,导体的温度变化会导致 导体电阻值发生变化。
4.(2020广东广州,10,3分)小明测量不同型号铅笔在纸上涂划所得线条的电阻,实验步骤如下:(1)用铅笔在纸上画出两段长为15 cm的线条,在其中一段线条上重复涂划3次,另一段6次;(2)换用不同型号铅笔重复(1)的操作,得到多组等长等宽的线条如图;(3)测出每段线条两端的电阻记录在表中。
根据实验数据,可推测电阻最小的是 ( )A.① B.② C.③ D.④
答案 D 通过实验判断电阻的大小与铅笔型号和重复涂划次数之间的关系。由表可知,含碳量越高, 重复涂划次数越多,则线条两端电阻越小,故D正确。
考点二 探究电流与电压、电阻的关系
1.(2020天津,5,3分)如图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图像,该导体的阻值为 ( ) A.40 Ω B.30 Ω C.20 Ω D.10 Ω
2.(2020重庆A,16,8分)图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5 Ω、10 Ω、 15 Ω的定值电阻进行探究。 (1)请用笔画线代替缺少的2根导线,将图甲的电路连接完整(要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电 路中的电流变大)。(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);排除故障后,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图乙所示,为 V。
表:实验数据
(3)将不同小组的数据汇总后,得到表中的数据,分析可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体 两端的电压成 比。
(4)在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中:①若保持定值电阻两端的电压为1.5 V不变,在表1的数据中有 组可用于分析;②为得到更多的实验数据,老师给每个小组再提供一个30 Ω的定值电阻R0,某小组在实验中,无论怎样移 动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5 V,其原因是滑动变阻器的最大阻值太 (选填“大”或 “小”),该小组所使用的滑动变阻器的规格可能是 (选填下列选项前的字母)。A.10 Ω 3 A B.20 Ω 2 A C.50 Ω 1 A
3.(2020广东,17,7分)做“探究电流与电阻的关系”实验时,可供选择的器材有:电压为6 V的电源,电流表 (0~0.6 A),电压表(0~3 V),开关,阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω的定值电阻各1个,最大阻值分别为1 0 Ω和50 Ω的滑动变阻器各1个,导线若干。 (1)如图所示的实验电路中,正确的是 ,应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。(2)若按图乙所示电路图连接好电路后,闭合开关,可观察到电流表的指针 (选填“向右”“反 向”或“几乎不”)偏转。(3)按正确电路图连接电路,闭合开关,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片时,两表的示 数均保持不变,经判断是接线有误,错误可能是 。
(4)纠正错误后,依次更换定值电阻,并控制定值电阻两端电压为2.5 V进行实验。请将记录实验数据的表 格补充完整。①U= V
答案 (1)甲 50 (2)几乎不 (3)滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路 (4)①2.5 ②定值电阻阻值 R/Ω ③通过定值电阻的电流I/A
1.(2020山西,32,8分)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5 V (阻值约为10 Ω),滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。 甲 乙
考点三 电阻的测量
丙(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉) 。(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有 作用。同学们把电路元件接入电路,刚接 好最后一根导线, 灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 。(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片P,观察到 ,表明小灯泡正常发 光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为 Ω。继续向左移动滑片,则可能 出现的现象有 (写出一条即可)。(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图像,分析图像可得出结论: 。
答案 (1)如图所示 (2)改变小灯泡两端电压 电路连接过程中开关未断开 (3)电压表示数为2.5 V 8.3 小灯泡亮度变 亮(4)小灯泡两端电压与通过它的电流之比不是定值(答案合理即可)
解析 (1)根据“伏安法”测电阻的原理连接电路,连接时要注意滑动变阻器和电表的正确连接方式。 (2)通过改变滑动变阻器连入电路的电阻,可以改变小灯泡两端的电压。若电路连接过程中开关未断开, 连好电路最后一根导线电路中就有电流,小灯泡发光,如果连接的电路有错误可能会烧坏电路,所以应当 在连接前先断开开关。 (3)小灯泡正常发光的条件是它两端的电压为额定电压,即2.5 V。由题干可知小 灯泡的额定电流约为 =0.25 A,从题图乙中可看出电流表示数为0.3 A,小灯泡此时的电阻R= = ≈8.3 Ω。继续向左移动滑动变阻器的滑片,其连入电路的阻值变小,小灯泡亮度变亮。(4)在I-U图像中,定值电阻的图线是通过原点的斜直线,但题图丙中的图线是曲线,说明小灯泡两端电压与通过它的 电流之比不是定值。
2.(2020天津,25,6分)为了比较方便地测量出未知电阻的阻值,物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测 量盒”:将一个电源(电压不变)、一个阻值为R0的定值电阻、一个开关和一个电流表用导线连接起来装 入一个盒内,并引出两根导线到盒外,如图甲所示。未使用时,盒内开关断开,电流表无示数。使用时,将 盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,读取开关闭合时电流表的示数I1、开关断开时电流表的 示数I2,经计算得知Rx的阻值。 甲 乙
请你解答如下问题:(1)在图乙的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图;(2)在你所设计的电路中任选一种,推导出待测电阻Rx的数学表达式。(请注明所选择的电路,Rx表达式用 已知量和测量量表示)
3.(2020北京,30,6分)如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻R0=30 Ω。 请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。 甲 乙
(1)实验步骤①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1。② ,读出并记录电流表示数I2(如图乙所示)。③计算Rx的阻值。(2)数据记录与处理(请你补充完整表中①②位置的数据)
表 实验数据记录表(定值电阻R0=30 Ω)
答案 (1)②只闭合开关S、S2 (2)①0.5 ②20
4.(2020安徽,20,8分)一小灯泡额定电压为2.5 V,图a是测量其电阻的实验电路图。 图a 图b
图c
分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越低,其灯丝的电阻越 。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整;(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.50 V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图c所示,则此时 通过小灯泡的电流为 A;(3)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程 中灯丝的温度 (选填“升高”、“不变”或“降低”);(4)测量数据如表所示。
答案 (1)如图所示 (2)0.28 (3)降低 (4)小
解析 (1)由图a可知,滑片向左移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,所以滑动变阻器的下接线柱 接B,由图c可知,电流表的量程选择0~0.6 A;(2)电流表的分度值是0.02 A,故电流表的示数是0.28 A;(3)灯 泡变暗说明灯泡的实际功率变小,即灯丝的发热功率变小,单位时间内产生的热量变小,灯丝的温度降 低;(4)根据表格中的数据可以算出,随着小灯泡两端电压的降低,灯丝的电阻变小,故小灯泡两端的电压 越低,灯丝的电阻越小。
1.(2020天津,8,3分)如图所示是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少 时,滑动变阻器的滑片P向上移动,则电路中 ( ) A.总电阻增大,电流减小B.总电阻增大,电流增大C.总电阻减小,电流增大D.总电阻减小,电流减小
考点四 电路的动态分析
2.(2020安徽,17,2分)在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右 滑动,则 ( )A.电流表A的示数减小B.电压表V2的示数减小C.电压表V1与电流表A的示数比值减小D.电压表V2与电流表A的示数比值减小
答案 C 由题图可知,电路为串联电路,电压表V1测量滑动变阻器R1两端的电压,电压表V2测量定值电 阻R2两端的电压,电流表测量串联电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P由左向右滑动时,滑动变阻器R1 接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,由公式I= 可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,定值电阻R2两端的电压变大,即V2的示数变大,故A、B错误;根据串联电路电压的特点知,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,所以电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变小,故C正确;电压表V2测量R2两端的电压,电流表A测量流过R2的电流,故电压表V2与电流表A的示数的比值为R2,R2的阻值不变,故D错误。
3.(2020重庆A,8,3分)灯泡L标有“6 V”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实 验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30 Ω 1 A”。闭合开关后,将变阻器的滑片P从a端 向右缓慢移动,直到电压表示数达到6 V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的I-U图像,下列判断正 确的是 ( )A.闭合开关,在移动滑片P的过程中,灯L的最小电阻为10 Ω
B.变阻器的滑片P移到b端时,灯L正常发光且灯的额定功率为3.6 WC.灯L与5 Ω的定值电阻R1并联接入电压为6 V的电路,电路总功率为7.2 WD.灯L与10 Ω的定值电阻R2串联接入电压为9 V的电路,R2每秒消耗电能为2.5 J
答案 D 由题图可知,移动滑片的过程中,当电流为0.2 A时,L的电阻最小,RL= = =5 Ω,故A错;当滑片在a端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,为30 Ω,结合图像信息可知,此时电路中的电流I=0.2 A,UL =1 V,则电源电压U总=UL+U变=1 V+0.2 A×30 Ω=7 V,故当滑片移到b端时,灯L两端电压等于电源电压7 V, 7 V>U额,灯L不会正常发光,有可能被烧坏,故B错;当灯泡L与5 Ω的R1并联在6 V的电路中时,由图像可知 通过灯L的电流IL=0.6 A,通过R1的电流I1= = =1.2 A,则干路中的电流I=IL+I1=0.6 A+1.2 A=1.8 A,电路总功率P=UI=6 V×1.8 A=10.8 W,故C错;灯L与10 Ω的R2串联在9 V的电路中时,结合图像可知,当电流I'= 0.5 A时,灯L两端的电压UL'=4 V,则R2两端电压U2=9 V-4 V=5 V,R2的阻值R2= = =10 Ω,符合题意,故R2每秒消耗的电能W=U2I't=5 V×0.5 A×1 s=2.5 J,D正确。
4.(2020河南,5,3分)在如图所示的电路中,电阻R0为6 Ω,电源电压不变。把“6 V 3 W”的小灯泡接在AB 间,CD间接电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电源电压为 V,电流表的示数为 A。 如果把这个小灯泡接在CD间,AB间接电压表,闭合开关S,若灯丝电阻与正常发光时相同,则电压表的示 数为 V。
答案 6 1.5 2
1.(2019北京,1,2分)通常情况下,下列物质属于导体的是( )A.橡胶 B.玻璃 C.塑料 D.金属
考点一 电阻和变阻器
B组 2016—2019年全国中考题组
答案 D 通常情况下,橡胶、塑料和玻璃都是绝缘体,A、B、C错误;金属是导体,D正确。
2.(2019福建,13,2分)在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是 ( )A.铜线的电阻一定比铝线的小B.长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等C.长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大D.粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大
答案 D 影响导体的电阻大小的因素为导体的材料、长度、横截面积以及温度,在其他三个条件相同 时,横截面积越大,导体的电阻越小,可知C选项错误;由于A选项中未确定两种材料的长度与横截面积,故 无法比较两导体电阻的大小,A错误;对于B选项,虽然温度、长度和横截面积均相等,但由于材料不同,因 此,电阻也不会相等,B错误;温度、材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大, D正确。故选D。
知识拓展 掌握决定电阻大小的因素及控制变量法是解决本题的关键。
3.(2016天津,2,3分)将一根金属导线均匀拉长后,其电阻( )A.变大 B.变小C.不变 D.无法判断
答案 A 导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,将一根金属导线均匀拉长后, 其长度变长,横截面积变小,其他因素不变,故电阻变大,本题应选A。
4.(2016宁夏,24,3分)小明对中考体育测试使用的身高测量仪感兴趣,为了了解它的测量原理,他尝试设计 了如图所示的四个电路,其中能够实现身高越高、电压表示数越大的电路是 ( )
答案 B 四个选项图中A、B、C三图是串联电路,D是并联电路。D中并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压,又电源电压保持不变,则无论滑片如何移动,电压表示数不变,故排除D项。C图中电压表测电源电压,滑片移动时电压表示数不变,所以C项错。A、B两图中滑片向上移动时,R‘接入电路中的阻值变小,根据串联电路分压规律,可知R‘两端电压会减小,定值电阻R两端的电压会增大,所以B图正确,A图错。
思路分析 身高增加,R'连入电路的阻值减小,再结合串联电路分压规律分析求解。
1.(2017北京,28,2分)(多选)如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,实验时,干电池两端电压会随电路中 电阻的变化而改变。在不拆改电路的情况下,下列选项中的探究问题,利用这个电路进行实验能完成的 是 ( )A.电路中的电流一定时,电阻两端的电压与电阻成正比吗?B.电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比吗?
C.电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比吗?D.电阻一定时,电阻消耗的电功率与电阻两端的电压的平方成正比吗?
考点二 探究电流与电压、电阻的关系
答案 BD “电路中的电流一定时,电阻两端的电压与电阻成正比吗”中自变量是电阻,实验时需要改 变多次,而在不拆改电路的情况下,不能改变R2的电阻,所以A错误;“电阻一定时,通过电阻的电流与电阻 两端的电压成正比吗”中的自变量是电阻两端的电压,可以通过移动滑动变阻器的滑片来改变,因变量 是电流,可以直接用电流表测量,所以B正确;“电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比吗” 中自变量是电阻,实验时需要改变多次,而在不拆改电路的情况下,不能改变R2的电阻,所以C错误;“电阻 一定时,电阻消耗的电功率与电阻两端的电压的平方成正比吗”中的自变量是电阻两端的电压,可以通 过移动滑动变阻器的滑片来改变,因变量是电功率,可以通过电压表和电流表的示数乘积得到,所以D正 确。故选B、D。
解题关键 根据实验电路图可知,由于R2的阻值不能改变,因此,不能探究电阻两端的电压或电流与电阻 的关系,只能探究在电阻一定时其他两个量之间的关系。
易错警示 可探究的科学问题中的自变量必须能改变,且能观察或能测量。
2.(2018陕西,31,9分)甲、乙两个实验小组先后完成了如下实验:(1)甲小组根据图1所示电路图连接成图2的实物电路,探究“通过导体的电流与电阻的关系”。 图1 图2
①连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数。他们将导线EF的E端取下,依次接在滑动 变阻器的C、A接线柱上时,观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压。则电路故 障可能为 。
A.滑动变阻器短路B.电阻R断路C.A、E间导线断路③排除故障后,开始实验。实验时始终保持 表示数不变。记录数据如下,请根据表中数据,在图 3中用描点法画出通过导体的电流I与电阻R的关系图像。
图3分析图像发现:在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增
大,电流的变化量越来越 ,可见,若连入电路的定值电阻阻值均太大,不易发现通过导体的电流随 电阻的变化规律。(2)甲小组实验后,乙小组用该实物电路测新买的电热毯(规格“220 V 40 W”)的电热丝阻值。在连接电路检查无误后,闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电流表示数始终很小,电压表的指针始终接近 最大测量值,说明:电热毯的阻值远比滑动变阻器的最大阻值 ,不能较准确测量。更换合适电源 并改变电压表所选量程后,较准确地测得电热毯的阻值约为120 Ω,这个测量值与电热毯正常工作时的阻 值相差10倍左右,这是因为导体的电阻与 有关。
答案 (1)①断开 B ②C ③电压 如图所示 小 (2)大 温度
解析 (1)①连接电路,为了安全,开关必须断开,为了保护电路,闭合开关前滑片移到阻值最大处,即B端; ②电压表和电流表均无示数,最大可能是电路中有断开的地方,且断开的位置不是与电压表并联的电阻, 又知导线EF的E端连接C、A时,电压表有示数,故为A、E间导线断路;③探究电流与电阻的关系应该控 制电阻两端的电压不变,根据给出的实验数据,描点画出图像,仔细观察图像可以发现,图线越靠近横轴, 越平缓,说明电阻越大,电流的变化量越小。(2)电流表的示数始终很小,说明电路的总电阻很大,且电压表的示数接近最大测量值,说明滑动变阻器的 最大阻值远小于电热毯的阻值,不能准确测量。利用该实验器材测量电热毯的阻值,电热毯阻值比正常 工作时的阻值小得多,是因为电阻受温度的影响。
1.(2017甘肃兰州,11,3分)如图所示的电路,电源电压均不变,R0为定值电阻,R为最大阻值已知的滑动变阻 器,利用下列电路图能够测出待测电阻Rx阻值的是 ( )
考点三 电阻的测量
答案 D 在图A中无法得到Rx中的电流,不能测出Rx的阻值,A错误;在图B中只能测出干路电流,不能测 出Rx的阻值,B错误;在图C中不能得到Rx两端的电压,不能测出Rx的阻值,C错误;在图D中,当滑片在最右端 时,滑动变阻器连入电路的电阻为零,能测得Rx中的电流,当滑片在最左端时,能测得串联电路中的电流, 利用电源电压不变列出方程,即可解得Rx的阻值,D正确。故选D。
2.(2017湖南衡阳,20,3分)(多选)某物理兴趣小组用图甲所示的电路来测量一个软性材质的电阻R的阻 值。电源电压恒定,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,把每次实验中得到 表和 表示数描点在U-I图像中,然后连接这些点得到如图乙所示的U-I图像,则由图可知( )A.电阻R的阻值为10 ΩB.当 表示数为2 V时,R消耗的电功率为0.4 W
C.若将R均匀拉长后,再重新进行实验,则描出的图线应在U-I图像中的Ⅰ区D.滑片P左移,电路总功率变小
答案 ABC 由甲图可知,开关闭合后,该电路为串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端 的电压。当滑片左移时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中电流变大,而电源电压(U电源)保持不 变,由P总=U电源I可知,电路总功率(P总)变大,D错;由乙图可知,当R两端电压为1 V时,通过它的电流为0.1 A, 由R= 可求得R=10 Ω,A正确;当电压表示数为2 V时,电流表示数为0.2 A,由P=UI可求得R消耗的电功率为0.4 W,B正确;若将R均匀拉长后,由于它的长度变大,横截面积变小,所以它的电阻会变大,那么当它两 端加一样的电压时,电流会比原来小,所以描出的图线应在Ⅰ区,C正确。故选A、B、C。
3.(2019北京,31,6分)某同学测量额定电压为2.5 V的小灯泡L在不同电压下的电阻。(1)他连接了如图甲所示的实验电路,其中有一个元件与导线连接有误,这个元件是: 。 甲(2)改正(1)中的错误后,闭合开关,调节滑动变阻器,进行多次测量,测量的数据如下表所示。
请完成下列问题:①小灯泡L正常发光时的电阻RL= Ω。(结果保留一位小数)②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图乙所示。闭合开关,调节滑动变 阻器,使电压表的示数为1.8 V,则电流表的示数应为 A。 乙
答案 (1)滑动变阻器 (2)①8.9 ②0.18
易错警示 受温度影响,不同电压下小灯泡的电阻不同,要根据所提问题具体分析,不能乱套公式。
考点四 电路的动态分析
1.(2018湖北黄冈,3,3分)如图所示是调光台灯的简化电路图,L标有“220 V 40 W”。闭合开关S,不考 虑灯泡电阻的变化,则 ( )A.当滑片P从b端向a端移动时,电路总电阻变大B.当滑片P从a端向b端移动时,灯泡变亮C.当滑片P在a端时,灯泡正常发光D.当滑片P在b端时,电路总功率最大
答案 C 当滑片P从b端移向a端时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路电阻的特点可知, 电路的总电阻变小,故A错误;当滑片P从a端移向b端时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,根据串联电路 电阻的特点可知,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路的电流变小,灯泡变暗,故B错误;当滑片P在 a端时,滑动变阻器连入电路的阻值为零,电路中只有灯泡工作,灯泡两端的电压等于电源电压220 V,即等 于其额定电压,灯泡正常工作,故C正确;当滑片P在b端时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,根据串联电 路电阻的特点可知,电路的总电阻最大,根据欧姆定律可知电路的电流最小,电压不变,电路总功率最小, 故D错误。
2.(2017陕西,8,2分)如图1所示,电源电压恒为6 V,R为热敏电阻,其阻值随温度变化如图2所示,R0是阻值为 10 Ω的定值电阻,闭合开关S。通过分析,下列说法 的是 ( ) 图1 图2
A.图1中的R0有保护电路的作用B.温度升高时,电压表的示数会变小C.温度为40 ℃时,电流表的示数为0.2 AD.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
答案 D 电阻R0的作用是当热敏电阻很小时,防止电流过大,起到保护电路的作用;温度升高,R阻值减 小,分压减小,电压表示数变小;温度为40 ℃时,R为20 Ω,总电阻为30 Ω,电流为0.2 A;电压表与电流表示数 的比值为R的阻值,温度降低时R的阻值变大,比值变大,故选D。
3.(2019湖南衡阳,22,4分)如图所示,R为定值电阻,R'为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端 逐渐滑动到b端,发现 表示数从2 V变化到6 V,而 表示数从4 V变化到0,则电流表示数从0.2 A变化到 A,R= Ω。
答案 0.6 10
考点一 电阻和变阻器
1.(2019北京,11,2分)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。如果将 滑动变阻器的滑片P向右滑动,则下列说法中正确的是 ( )A.电流表的示数变大,灯L变亮B.电流表的示数变大,灯L变暗C.电流表的示数变小,灯L变亮D.电流表的示数变小,灯L变暗
答案 D 将滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大, 总电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,灯的实际功率变小,灯变暗,D正确。
解题思路 从滑动变阻器的滑片P向右滑动切入,由电阻变化得出电流的变化,进而得出灯实际功率的 变化及灯亮暗变化。
C组 教师专用题组
2.(2017吉林长春,6,2分)材料、横截面积均相同的a、b两根电阻丝(温度相同),a的长度大于b的长度,则 ( )A.a的电阻小于b的电阻B.a的电阻等于b的电阻C.a的电阻大于b的电阻D.无法判断a与b电阻的大小关系
答案 C 导体的电阻大小与材料、长度、横截面积和温度都有关系,当电阻丝的材料、横截面积和温 度相同时,导体长度越大,则电阻越大,所以a的电阻大于b的电阻,故选C项。
3.(2020北京,31,3分)在其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电 路中,R1是甲种材料制成的电阻丝,R2是乙种材料制成的电阻丝,它们的横截面积相同,长度分别为L1、L2, 且L1>L2。闭合开关S后,观察到电流表A1的示数I1大于电流表A2的示数I2。请分析并判断甲、乙两种材 料导电性能的强弱。
答案 见解析
4.(2020四川成都,A21,4分)实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电 阻箱阻值由5 Ω调为9 Ω,电压表示数会 ,要继续探究,应该将滑片P向 移。
答案 变大 右
5.(2018辽宁沈阳,16,2分)如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙为电位器的内 部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则 需将 (选填“a和b”、“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料,应该 选用 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
答案 b和c 镍铬合金丝
解析 顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮,则电位器接入电路的电阻减小,即连入电路的电阻丝变短,故应将b 和c接线柱接入电路。电位器上电阻丝的阻值应足够大,可以对电路中电流产生明显影响,故应选用镍铬 合金丝。
6.(2018新疆乌鲁木齐,20,5分)某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系,如图所示是该 实验的电路图。 (1)闭合开关,向右移动铅笔芯上的滑片P1,电路中的电流 (选填“变大”“变小”或“不 变”)。(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,应该将滑动变阻器的滑片P2向 移动。(3)移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯A、P1之间的距离和电压表的示数,数据如下:
通过数据反映出的规律和 可以推出导体的电阻与导体的长度成 比的结论。若图 示位置时电压表示数为0.9 V,滑片P2向右移动一段距离,电压表示数变为1.2 V,滑片P2再向右移动一段相 同的距离,电压表示数为 V。
1.(2020河南,19,9分)某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为3 V,滑动变阻器 最大阻值为20 Ω。(1)他们先用5 Ω的定值电阻探究电流与电压的关系,实验电路图如图甲所示。①请根据图甲的电路图把图乙的实物电路连接完整。 甲 乙
考点二 探究电流与电压、电阻的关系
②连接完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关。请你提出其中一项需要检查的内容: 。③检查完毕后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了5组数据。测第6组数据时,电压表的示数为2.6 V,电流 表的示数如图丙所示。
丙 丁请在图丁的坐标系中描绘出第6组数据对应的点,并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I-U图像。
④分析画出的I-U图像可得出结论:在电阻一定时, 。⑤为了使结论具有普遍性,还应进行的操作是: 。(2)接着他们在原有5 Ω定值电阻的基础上,又准备了阻值为10 Ω、15 Ω、20 Ω的三个定值电阻,以探究 电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变,每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器,使定值 电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?实验小组的同学分别提出了0.5 V、1 V 和2 V三个电压值,为使实验顺利进行,大家进行了分析与讨论,你认为应选这三个电压值中的 V。
答案 (1)①(2分)如图所示 ②(1分)电流表、电压表的正、负接线柱是否接反;电流表、电压表选用的量程是否恰当;所有元件的接 线柱是否有松动;滑动变阻器是否“一上一下”接入电路;滑动变阻器的滑片是否位于最大阻值处等③(2分)如图所示
④(1分)通过导体的电流与导体两端的电压成正比⑤(1分)更换阻值不同的定值电阻,进行多次实验(2)(2分)2
解析 (1)①根据电路图连接实物图,需要注意滑动变阻器遵循“一上一下”连接原则,滑片向左移动,连 入电路中阻值变小,所以导线一端应该连接左下接线柱,另一端连接到定值电阻右侧,电压表测量定值电 阻两端的电压,电源电压是3 V,所以将3 V的接线柱与定值电阻右侧相连,如答案图所示。②从正确连接 电路、保护电路安全的角度去检查电路,写出一条即可。③由题图丙可知电流为0.52 A,在题图丁坐标 系中标出第6组数据,用光滑“曲线”连接各点,画出图像,使大多数点落在一条直线上。④根据图线是 通过原点的倾斜直线可知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。⑤为了使结论具有 普遍性,应该更换阻值不同的定值电阻,多次实验。(2)根据串联分压原理,滑动变阻器最大阻值为20 Ω, 电源电压为3 V,所以,当定值电阻选择最大阻值20 Ω时, 其两端的最小电压为1.5 V, 故只能选择2 V的电 压值。
2.(2020湖南长沙,36,6分)为了探究电流与电压的关系,小英连接了如图甲所示的电路。 甲
(1)请你用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑片向右移动时,能使电流表的示数变小;(2)小英连好电路后,经检查电路连接无误。闭合开关,发现电压表和电流表示数均为零,移动滑片,电表 的指针也都不偏转。她尝试用一根导线的两端分别触接电路中各点时,电压表和电流表指针偏转情况 的部分记录如上表所示。请你指出电路的故障: ;(3)排除故障后,小英继续进行实验,将数据记录在下表中。请你分析数据,在图乙中画出电阻R的I-U图像。
乙
答案 (1)如图所示(2)a、b间导线和b、c间电阻R同时断路(3)如图所示
解析 (1)滑动变阻器与电阻R、电流表串联,滑片右移,电流表示数变小,说明电路中电流减小,滑动变阻 器接入电路的阻值变大,因此需要将滑动变阻器下面的左端接线柱接入电路。(2)连好电路,闭合开关,电压表和电流表示数均为零,可确定电路故障为断路;用导线接触a、c,电流表有 示数说明除a、c间,其余电路都是通路;用导线接触b、c两点,两表都没示数,说明b、c间断路;用导线接 触a、b两点,电压表有示数,电流表无示数,说明b、c间也断路,综上所述,a、b间导线和b、c间电阻R同时 断路。(3)在图乙中描出各点后要舍掉第3个点,将其余各点连接起来得到一条过原点的直线。
3.(2019山东潍坊,21,10分)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组利用电阻箱等连接了如图甲所 示的实物电路(电源电压恒为6 V)。 甲 乙
(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值 变大);(2)将第一次实验得到的数据填入表格,然后将电阻箱接入电路的阻值由10 Ω调至20 Ω,滑动变阻器的滑 片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到 为止,此时电流表指针位置如图乙 所示,其示数为 A;(3)根据以上实验数据得出结论:电流与电阻成反比。请对上述探究写出一条改进性建议 。(4)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种 情况的原因可能是 。
答案 (1)如图所示 (2)B 电压表的示数为4 V 0.2 (3)进行多次实验(或结论中添加“电压一定” 的前提) (4)电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器最大阻值太小) 评分标准:(1)小题2分,每画对一条1分,(2)小题第2空2分,其余每空1分,(3)(4)小题每空2分,本题共计10 分。其他答案只要合理,即可得分。
解析 (1)根据实验要求,滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大,则必须接A接线柱。(2)在 探究电流跟电阻的关系时,必须保证电压不变,由表中数据可知,电压为4 V不变,电阻由10 Ω变为20 Ω后, 电路中的电流变小,此时滑动变阻器两端的电压变小,由U=U1+U2可知,电阻箱两端的电压变大,所以滑动 变阻器滑片应向B端移动,直到电阻箱两端的电压降为4 V;由于电流表的量程为0~0.6 A,故其读数为0.2 A。(3)由表中数据可知,只有两组数据,不具有普遍性,建议进行多次实验,得出结论:在电压一定时,导体 中电流跟导体的电阻成反比。(4)根据串联电路中分压原理,若电阻箱接入电路的阻值越大,电阻箱两端 的电压就越大,要使电阻箱分压保持4 V不变,则滑动变阻器分压必须变大,即滑动变阻器的最大电阻必 须较大,否则无法使电阻箱两端的电压保持4 V不变。
审题分析 研究“电流与电阻的关系”,要控制所研究电阻两端的电压不变,由分压原理分析滑动变阻 器接入电路的电阻的变化情况。
1.(2020湖南常德,27,6分)某实验小组想要探究某热敏电阻的阻值和温度的关系,已接入电路中的器材有: 电源、电压表 、阻值为R0的定值电阻,滑动变阻器R1、单刀开关S1,如图甲所示;置于温控室(图中虚线区域,温度可调且自动显示)中的热敏电阻RT暂未接入电路,符号如图a所示。 可供选择的器材有:电压表 电阻箱R2(阻值可以直接读出的变阻器),符号如图b所示单刀开关2只,导线若干。
考点三 电阻的测量
(1)小明同学选择电压表 与热敏电阻RT按图乙所示接入M、N之间。在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移动到 (填“A”或“B”)端;当温控室的温度为t1时,两电压表示数分别为U1、U2,则此时热敏电 阻的阻值RT= (用已知量和测量值表示)。(2)小惠同学没有选择电压表 ,而是选择了电阻箱R2,请你在图甲中帮她完善电路图。(3)在小惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT满足的关系式为 ( )
A.RT=R0 B.RT=R1 C.RT=R2(4)通过实验探究,小明和小惠都得出了热敏电阻的阻值随温度变化的规律,如图丙中的图像曲线所示,此 规律是: 。 图丙
答案 (1)B(1分) (1分)(2)如图所示(2分) (3)C(1分)(4)热敏电阻的阻值随温度的升高而减小(1分)
解析 (1)在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移动到阻值最大处的B端。R0和RT串联,当温控室的温度为t1时, 两电压表示数分别为U1、U2,根据分压原理可知 = ,则此时热敏电阻的阻值RT= 。(2)小惠同学没有选择电压表V2,而是选择了电阻箱R2,先将热敏电阻接入电路中,记录电压表V1的示数,随 后热敏电阻与电路断开,再将电阻箱接入电路中,通过改变电阻箱的电阻,控制电压表V1示数不变,根据等 效替代法可求出热敏电阻阻值。(3)小惠选择的是等效替代法,所以在小惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT满足的关系式为RT=R2,故 选C。(4)由图丙中的图像可知,随温度的升高,热敏电阻阻值变小。
2.(2020江苏南京,26,8分)有两个阻值未知的定值电阻R1、R2(R1约6 Ω,R2约500 Ω)和一个电水壶。要求测 出未知电阻的阻值和电水壶的额定功率。 甲
乙 丙
(1)图甲是测量R1阻值的部分实物图,电源为两节干电池。①用一根导线将电路连接完整(连线不得交叉)。②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端。③闭合开关,移动滑片P,发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是导线 (选填“a”“b”或 “c”)内部断路。④排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为1.2 V时,电流表示数如图乙所示,则R1= Ω。(2)小明从图甲中的器材和电阻箱(符号 ,规格“0~9 999 Ω 5 A”)、若干开关及导线中,选择器材,连成图丙所示的电路,测出了R2的阻值。请将所选元件符号填入虚线框内。(3)小华利用家里的电子式电能表和秒表估测电水壶的额定功率。她只让电水壶正常工作,记下电能表 的指示灯闪烁n1次所用时间为t1。由于电能表常数被遮挡,她借助额定功率为P0的电热水器,只让电热水 器正常工作,记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2。则电水壶的额定功率为 。
答案 (1)①见图答1 ②B ③b ④5 图答1(2)见图答2
图答2(3) P0
3.(2019湖南衡阳,27,8分)某实验小组采用了如图甲所示的电路来测量注射器内导电液体的阻值Rx,其中 表所用的量程为0~3 A, 表所用的量程为0~0.6 A,定值电阻R=20 Ω,电源是电压可调的学生电源。 (1)根据图甲的实物电路,在虚线框内画出对应的电路图。(必须标明R、Rx、 、 )(2)如果 表示数为I1、 表示数为I2,则Rx= (用I1、I2和R表示)。
(3)改变电源电压,将每次实验中 表的示数I1和 表的示数I2描在I1-I2图像上,连接这些点,得到如图乙中实线a,由图可知,Rx= Ω。(4)若该实验小组还是用同样的液体做这个实验,但只做了一项改变,导致I1-I2的关系变成如图乙中实线b 所示,则这项改变可能是 。(双选,改变后注射器中没有气泡)A.增加液体的体积B.减少液体的体积C.将注射器中的液体全部倒入横截面积更大的注射器D.将注射器中的液体全部倒入横截面积更小的注射器
答案 (1)如图所示 (2) (3)100(4)BC
解析 (1)由图甲所示的实物电路知,R与Rx并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量Rx所在支路的电 流,故电路图如答案图所示。(2)由并联电路的特点知,并联部分的电压U=(I1-I2)R,由欧姆定律知道,导电液体的阻值Rx= = 。(3)由图乙中a图线知道,当I1=3 A时,I2=0.5 A,则Rx= = =100 Ω。(4)若I1-I2的关系变成如图乙中实线b所示,说明在通过Rx的电流不变的情况下,干路的总电流减小了,由Rx = 知Rx减小了,结合影响电阻大小的因素可知,只有B、C符合题意。
方法技巧 根据实物图画电路图的步骤:先找电源正极,用铅笔尖沿电流方向前进直到回到电源负极,明 确每个元件的位置,然后作图。
1.(2020北京,10,2分)如图所示是一种温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏元件(阻值随温度升高而 减小,电路图符号 )。电源两端的电压不变,闭合开关S,当所测物体温度升高时,下列判断正确的是 ( )A.电流表示数变小B.电流表示数不变C.电压表示数变小D.电压表示数变大
考点四 电路的动态分析
2.(2020四川南充,9,3分)如图所示电路,当闭合开关,灯泡正常发光,滑动变阻器滑片向右移动时,下列说法 正确的是 ( ) A.灯L亮度变暗B.电压表V与电流表A1示数之比不变C.电路的总功率变小D.电压表示数变大
3.(2020福建,15,2分)图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻,当光照射的强度增大时其 阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时 ( ) A.通过R1的电流变大B.R1两端的电压变小C.R2两端的电压变大D.R2两端的电压变小
答案 D 由图可知R2与监控并联后与R1串联,当挡住光线时,光照强度减弱,R1的电阻增大,则电路的总 电阻增大,电路中电流减小,故A错误,由R1增大可知,R1分得的电压增大,即R1两端的电压变大,则R2两端的 电压变小,故B、C错误,D正确。
4.(2020陕西,10,2分)如图-1所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P 从一端滑到另一端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图-2所示。下列说法正确的 是 ( ) 图-1 图-2
A.滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变小B.滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变C.电源电压为6 VD.电路消耗的最大功率为3.6 W
答案 C 首先分析电路:题图-1中滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电 流表测量串联电路中的电流。在滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端的过程中,滑动变阻器连入电路 中阻值变小,电路的总电阻也变小,根据欧姆定律I= 可知总电流会变大,电流表示数变大,所以A项错误。电压表与电流表的示数之比是滑动变阻器连入电路的阻值,滑片移动时,滑动变阻器连入电路的阻 值发生改变,所以示数之比也发生改变,所以B项错误。题图-2体现了滑动变阻器连入电路的不同阻值与 对应的电压表示数变化关系,当 =5 Ω时,其两端电压为U变1=3 V,当 =10 Ω时,其两端电压为U变2=4 V,根据串联电路特点列出方程: = ,将两组数据代入得: = ①, = ②,两式联立得:U=6 V,R0=5 Ω,所以C项正确。电路中的电源电压不变,根据P=UI可知,当电路中的电流最大时,总 功率最大,所以当滑动变阻器连入电路中的阻值为0时,电路达到最大功率P= UI= = =7.2 W。所以D项错误。
5.(2019福建,16,2分)如图电路,电源电压恒定,R1=12 Ω,R2=6 Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关 S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为 ( ) A.0.3 A B.0.6 AC.0.9 A D.1.2 A
思路分析 应用欧姆定律解电学有关问题,首先要明确有几个未知量,若有两个或两个以上的未知量时, 则要考虑列方程组解题。列方程或方程组的关键在于寻找等量关系。
6.(2017江西,21,7分)如图所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6 V 0.5 A”的字样(不考虑温度对小灯泡 电阻的影响),电流表量程:0~0.6 A,电压表量程:0~3 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。 (1)电源电压调至6 V,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A, 则电压表的示数是多少?R0的阻值是多少?(2)电源电压调至8 V,断开开关S1、闭合开关S2,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围。
答案 (1)0 V 60 Ω(2)4 Ω≤R≤7.2 Ω
解析 (1)灯正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0 Ω,故电压表的示数为0 V(1分)∵电流表示数I=0.6 A∴R0= = = =60 Ω(2分)(2)为了保证电路安全,当电压表示数U1=3 V时,可求滑动变阻器连入电路的最大阻值。灯的电阻RL= = =12 Ω(1分)电路中的电流I1= = = = ARmax= = =7.2 Ω(1分)为了保证电路安全,当电路中电流I2=IL=0.5 A时,可求滑动变阻器连入电路的最小阻值,Rmin=R总-RL= -RL= -12 Ω=4 Ω(1分)
滑动变阻器的阻值变化范围为:4 Ω≤R≤7.2 Ω(1分)
考点一 电阻和变阻器
1.(2020北京东城一模,20,2分)(多选)如图甲所示,正方形线框表示一“黑盒”,盒内有两个阻值都为30 Ω 的定值电阻组成的简单电路。A、B、C表示从盒内电路引出的三个接线柱,已查明任意两个接线柱之 间都有定值电阻。某同学将一电源和量程满足要求的电流表串联组成试探电路(如图乙所示),进行了如 下实验: 甲 乙①将“黑盒”的A、B两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2 A;②将“黑盒”的B、C两接线柱接入试探电路,电流表示数为0.2 A;
下列说法正确的是 ( )A.电源电压为3 VB.A、B接线柱间有两个电阻C.接A、C接线柱时电路中的电流为0.1 AD.接A、C接线柱时电路消耗的总功率为0.6 W
答案 CD 将“黑盒”的A、B或者B、C两接线柱接入试探电路,电流表示数均为0.2 A,所以两种接法 的总电阻一样,所以内部电路图如图所示: 根据欧姆定律,电源电压为U=IR=0.2 A×30 Ω=6 V接A、C接线柱时电路中的电流为I= = = =0.1 A电路消耗的总功率为P=UI=6 V×0.1 A=0.6 W故选C、D。
2.(2020天津河西一模,6,2分)白炽灯长期使用后,钨丝会变细。变细后的钨丝与原来相比 ( )A.密度变小 B.电阻变大C.质量不变 D.熔点变高
答案 B 同种物质密度相同,在此过程中钨丝的密度不变,故A错误;白炽灯灯泡长期使用后由于灯丝 变细,即横截面积减小,在材料、长度不变的情况下,横截面积越小,导体的电阻越大,故B正确;白炽灯长 期使用后,钨丝升华为钨蒸气,钨丝会变细,质量变小,故C错误;晶体的熔点与质量无关,钨丝虽然会变细, 但钨的熔点不变,故D错误。故选B。
知识归纳 (1)导体的长度、材料相同时,横截面积越小,电阻越大;(2)物体所含物质的多少叫质量;密度 是物质的一种特性,同种物质(状态不变)密度相同,不同物质密度一般不同,密度与物体的质量、体积无 关;晶体在熔化时的温度叫熔点,熔点不变。
3.(2018四川成都外国语学校一模,14)如图所示,闭合开关后,滑片向左移动过程中,下列说法正确的是 ( ) A.电流表示数增大,灯泡变亮B.电压表示数增大,灯泡变暗C.电流表示数不变,灯泡亮度不变D.电压表示数减小,灯泡变暗
答案 A 滑片向左移动,滑动变阻器R接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,电流增大,故电流表示数 增大,灯泡变亮,根据串联电路分压规律可知电压表示数也会增大。故选A。
4.(2019四川内江联考,19)固原市高速公路收费站于去年开始对过往的超载货车实施计重收费,某同学结 合所学物理知识设计了如图所示的称重计原理图,以下说法正确的是 ;A.称重计相当于一个电压表B.电路中的R1是没有作用的C.当车辆越重时,称重计的示数越小D.当车辆越重时,称重计的示数越大选择理由: 。
答案 D 当车辆越重时,变阻器R接入电路的阻值越小,由欧姆定律可知,电路中电流越大,所以称重计 的示数越大
解析 由图知,称重计与电阻串联,所以称重计相当于一个电流表,故A错误;当车辆很重,滑片滑到最下端 时,如果没有电阻R1,会造成电源短路,烧坏电源和称重计,因此电路中的R1具有保护电源和称重计的作用, 故B错误;当车辆越重时,滑片向下滑动得越多,变阻器R接入电路的阻值越小,由欧姆定律可知,电路中电 流越大,即称重计的示数越大,故D正确,C错误。选择理由:当车辆越重时,变阻器R接入电路的阻值越小,由欧姆定律可知,电路中电流越大,所以称重计的 示数越大。
考点二 探究电流与电压、电阻的关系
1.(2020山西师大附中模拟,13改编)小华在“探究电流跟电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电 路。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。(2)小华先将5 Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数如图丙所示, 记下此时的电流值。取下5 Ω的电阻,再分别接入10 Ω、15 Ω的电阻,移动滑动变阻器的滑片,使电压表 的示数均为 V,记下对应的电流值。通过实验可得出的结论是:当电压一定时,电流与电阻成 。
答案 (1)如图所示 (2)1.5 反比
解析 (1)根据电路图,变阻器左下接线柱连入电路中,电源电压为3 V,故电压表选用小量程与电阻并联, 如答案图所示。(2)小华先将5 Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数如图丙,电压 表选用小量程,分度值为0.1 V,电压为1.5 V,记下此时的电流值;研究电流与电阻关系时,要控制电阻两端 的电压一定,故取下5 Ω的电阻,再分别接入10 Ω、15 Ω的电阻,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数 均为1.5 V,记下对应的电流值。可以得到当电压一定时,电流与电阻成反比。
2.(2018天津部分区县一模,22)在“探究电流与电压的关系”实验中:(1)请以笔画线代替导线,完成图中的电路连接。(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于如图所示位置,出现这种故障的原因 是 (选填字母)。
A.R断路B.R短路C.滑动变阻器断路(3)根据实验需求在虚线框内设计一个记录表格。
答案 (1)电路连接如图所示(2)A(3)表格如下
解析 (1)连接实物图时先不考虑电压表,将其他元件串联起来,再把电压表并联到电阻两端。要注意电 源为两节干电池,电压表应选用0~3 V量程;(2)调节变阻器时电流表示数始终为零,电压表示数为电源电压,故障应该是电阻R断路,故选择A。(3)研究电流与电压的关系,要控制电阻不变,改变电压,记录相应的电流值,设计的表格见答案。
1.(2020江苏苏州高新一模,30,6分)某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大 小和电阻Rx的阻值,电源电压U0为2~3 V,Rx的阻值为6~7 Ω。实验室提供如下器材:导线若干、开关、电 流表(量程0~0.6 A,0~3 A)、电压表(量程0~3 V,0~15 V)、滑动变阻器R(最大阻值为30 Ω)。请你思考完 成下列问题:
考点三 电阻的测量
(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图;(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:U= ;(3)正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为 (选填“最大”“零”或 “中间值”);(4)移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,并记录在表中,电源电压U0= V,电阻Rx = Ω。
答案 (1)见解析 (2)U0-IRx (3)最大 (4)3 6
解析 (1)连接实物图时,需要注意和电路图一一对应,另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接 线柱,如图所示。 (2)已知电源电压U0,电阻Rx和滑动变阻器串联,电路中电流为I,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由串 联电路的电压特点和欧姆定律,电压表的示数U=U0-Ux=U0-IRx
(3)为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值。(4)电阻Rx和滑动变阻器串联,根据欧姆定律可得U0=U+IRx选择表格中两组数据,代入得U0=2.4 V+0.1 A×Rx①U0=1.8 V+0.2 A×Rx②由①②可得U0=3 VRx=6 Ω
2.(2020四川成都成华二诊,34,4分)某兴趣小组整理他们的电学笔记,发现测量电阻的实验还真不少,可以 用如图所示的方法测量热敏电阻的阻值,若热敏电阻阻值随温度变化的图像如图甲所示,为了准确测出 室温为32 ℃时热敏电阻Rx的阻值,兴趣小组找到一些实验器材(如表所示),并设计了如图乙所示的电 路。请根据要求完成下列问题:
(1)电压表的量程应选择 ;定值电阻应选择 (选填“R1”或“R2”);(2)请帮他们完成实验步骤:①断开开关S2,闭合S1,读出电压表示数为U1;② ,读出电压表示数为U2;③待测电阻大小为Rx= (用U1、U2和R1或R2表示)。
1.(2020江苏南京玄武一模,11,2分)如图所示,热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小,它在温度为80 ℃和 100 ℃时的阻值分别为240 Ω和200 Ω;报警器(阻值不计)在电流达到12 mA时开始报警,超过25 mA时将 损坏;其他器械规格已在图中标明,下列说法正确的是( ) A.当电路开始报警的温度为100 ℃时,滑动变阻器接入电路的阻值是100 ΩB.若要提高该电路开始报警时的温度,可将滑片P向右移C.可以求出该电路的最高报警温度D.适当增大电源电压,可使最高报警温度升高
考点四 电路的动态分析
答案 B 当电路开始报警的温度为100 ℃时,热敏电阻的阻值是200 Ω,报警器在电流达到12 mA时开 始报警,电路的总电阻R总= = =250 Ω滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R总-Rt=250 Ω-200 Ω=50 Ω报警电流不变,即总电阻250 Ω不变,要提高该电路开始报警时的温度,热敏电阻Rt的阻值减小,变阻器接 入电路中的电阻变大,可将滑片P向右移,故A错误,B正确;热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,但题中没有具体电阻和温度的关系图像,因而无法求解,故C错误;增大电源电压,报警电流不变,由欧姆定律可知总电阻变大,变阻器电阻一定时,需要热敏电阻变大,根据 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小来看,此时温度更低,所以最高报警温度会降低,故D错误。故选B。
方法归纳 串联电路动态分析:(1)先判断电流表、电压表所测的对象;(2)根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻特点R总=R1+R2,判断总电阻变化情况;(3)根据I总=U总/R总,判断电流的变化情况;(4)先根据U1=I1R1判断定值电阻(小灯泡)两端电压的变化情况;(5)最后根据串联电路电压特点U总=U1+U2,判断滑动变阻器两端的电压变化情况。
2.(2020江苏苏州高新一模,10,2分)如图所示,电源电压不变,L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S,当 滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中,关于两灯的亮度情况,说法正确的是 ( ) A.L1逐渐变亮B.L1先变亮再逐渐变暗C.L2逐渐变暗D.L2逐渐变亮
3.(2018重庆江津六校联考,12改编)交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为 8 V,传感器电阻R0的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R0的阻值为60 Ω。使 用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6 V,滑动变 阻器R接入电路的阻值为 Ω。调零后,R的阻值保持不变,某酒驾驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,则电流表的示数将 ,电压表的示数将 。(后两空选填“变大”“变小”或“不变”)
答案 20 变大 变小
一、选择题(每小题3分,共15分)
1.(2020四川成都成华二模,13)用同种材料制成的粗细均匀的某段金属导体,对于其电阻大小下列说法正 确的是( )A.电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流无关B.当导体两端电压和通过导体的电流为零时,导体的电阻为零C.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,它的电阻减小为原来的一半D.电阻是导体本身的一种性质,无论温度如何变化,电阻不可能为零
答案 A 电阻是导体本身的属性,与电压和通过导体的电流的大小无关,导体两端电压和通过导体的 电流为零时,导体电阻不会变为零,故A正确,B错误;当导体被均匀拉长至原来的二倍时,则它的长度增加, 同时横截面积减小,则导体的电阻会增大,故C错误;电阻是导体本身的一种性质,但在一定的温度下,电阻 可能变为零,如超导体,故D错误。故选A。
2.(2020天津河西一模,10)如图所示,电源电压保持不变。下列操作中,能使电压表和电流表的示数同时 变小的是 ( )A.闭合开关SB.移动R2的滑片C.用阻值更大的电阻替换R1D.用阻值更小的电阻替换R1
3.(2019陕西西安铁一中模拟,5)如图所示,灯L1和L2的灯丝电阻之比是1∶2,则A1表和A2表的示数之比是 ( )A.2∶3 B.3∶1C.1∶2 D.2∶1
4.(2019山东滨州二模,6)如图是电阻甲和乙的U-I图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是 ( ) A.将甲和乙串联,若电流为0.3 A,则它们两端的总电压为2 VB.将甲和乙并联,若电压为1 V,则它们的干路电流为0.4 AC.当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 AD.当乙两端电压为2.5 V,其电阻值为10 Ω
5.(2019安徽,17)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,向左移动滑片P,则 ( )A.电压表的示数变大,电流表的示数变大B.电压表的示数变大,电流表的示数变小C.电压表的示数不变,电流表的示数变大D.电压表的示数变小,电流表的示数变大
答案 A 由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,闭合开关后,滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电 路的阻值变小,则电路中总电阻变小;在电源电压不变的情况下,此时电路中的电流变大,电流表示数变 大;R为定值电阻,由U=IR可知电路中电流变大时,定值电阻两端电压变大,即电压表示数变大。故A正确, B、C、D错误。
规律总结 1.做此类题的一般步骤:(1)首先识别电路的连接情况是属于串联电路还是并联电路;(2)然后找出电路中有几个电表(电流表或电压表),并分别判断它们各测哪部分电路;(3)根据欧姆定律写出所测物理量的计算表达式;(4)分析题目所给条件,根据已知电流(或电压)的变化判断计算表达式所表达物理量的大小变化。
易错警示 本题的易错点在于判断电压表测量哪个用电器两端的电压,图中电压表测量的是定值电阻 两端的电压,而不是滑动变阻器两端的电压。
2.电表示数变化通常有两个原因:①开关的断开、闭合;②滑动变阻器接入电路的阻值发生改变。
二、填空题(每空1分,共10分)
6.(2019黑龙江齐齐哈尔,21)如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,电流表A1的示 数 ,电压表V与电流表A3示数的比值 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
答案 变小 变大
答案 变小 变大
解析 由电路图可知,R1与R2并联,A1测R1中的电流,A2测R2中的电流,A3测通过R1与R2的总电流;V测电源 电压,示数保持不变,当滑片P向右移动时,R1连入电路的电阻增大,U不变,故A1示数变小;A2示数不变,A3示 数变小,故V与A3示数的比值变大。
7.(2020江苏苏州相城一模,22)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器规格为“20 Ω 2 A”,a、b为其两端 点,闭合开关,当变阻器滑片分别在b端和ab中点时,电流表的示数之比为2∶3,电压表的示数之差为4 V。 则R的阻值为 Ω,滑片在ab中点时,电流表示数为 A。
答案 10 1.2
8.(2020河南平顶山二模)某校物理兴趣小组设计了一种“电子秤”,实际上是压力测量仪,可用它来称量 物体的重力,其原理结构如图所示。图中A为金属片,B为金属板,R1=24 Ω,R2是最大值为72 Ω的滑动变阻 器,电源电压为12 V不变。图中的重量表应该用 表改装而成,R1的主要作用是 ,当称量 物体重力达到最大值时,重量表的示数为 。
答案 电压 保护电路 9 V
9.(2018江苏扬州树人中学二模,17)如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑 动变阻器R2的滑片P从a向b移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应乙图中的 (选 填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)点。
答案 6 10 B
10.(2019内蒙古呼和浩特,14)小艳同学在测量定值电阻Rx(大约几十 Ω)实验中,实验室只有如下器材:电 源、开关、导线若干、定值电阻R0=15 Ω、两个电压表 和 、滑动变阻器。她设计的电路图如图所示,物理孙老师检查后,认为不完整。 (1)请你将正确完整的电路图画出来;(2)闭合开关之前,滑动变阻器的滑动端应滑至 (选填“最左端”或“最右端”或“任意位 置”);(3)她经过这次实验后,自己进一步设计出没有电压表,只有两个电流表的实验电路图三个,若已知电流表
三、实验探究题(共5分)
的电阻,你认为 种设计测量更精确(选填“A”或“B”或“C”)。
答案 (1)如图所示 (2)最右端(3)C
规律总结 串联电路:①电流处处相等;②总电压等于每个电阻两端电压之和;③总电阻等于每个电阻之 和。并联电路:①干路电流等于各支路电流之和;②各支路两端电压相等;③总电阻的倒数等于每个并联 电阻倒数之和。
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