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串联电路的电阻与电压的比值关系及计算典型考点
归纳练 2025年中考物理二轮复习备考
一、单选题
1.如图是两个定值电阻 R1、R2的内部结构图,R1、R2所用电阻丝(涂有绝缘漆) 粗细均匀、材料相同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2串联在电路中工作一段时间,下列说法中正确的是( )
A.R1的电阻小于R2的电阻
B.通过 R1的电流大于通过 R2的电流
C.R1两端的电压等于R2两端的电压
D.R1两端的电压大于R2两端的电压
2.某校科技兴趣小组的同学们为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路,如图所示。已知电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,机翼状探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动(注:水流速度越大,探头上下表面的压力差越大)。则下列分析中正确的是( )
A.水流速度越小,电压表与电流表的示数之比越小
B.水流速度越小,电路的总电阻越小
C.水流速度越大,电压表的示数越大
D.水流速度越大,电流表的示数越大
3.如图为电阻 R1和R2的 I-U图像,由图可知( )
A.电阻 R1的阻值是5Ω
B.电阻 R1的阻值大于电阻R2的阻值
C.串联时电阻 R1和 R2两端电压之比为1︰1
D.并联时通过电阻 R1和R2的电流之比为1︰1
4.如图所示,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,将滑片P从右端向左端移动过程中,下列说法正确的是( )
A.V1和V2示数不变,A示数变大 B.V2和A示数的乘积先变大后变小
C.V2和A示数之比变小 D.V1和A示数之比不变
5.粮食在正常储存过程中含水量应低于12%。图甲是小晋设计的监测含水量变化的电路图。电源电压恒为6V,R0是滑动变阻器,湿敏电阻R的阻值随含水量的变化关系如图乙所示,报警仪由量程为的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,当含水量达到12%时,报警仪指针指在表盘中央。下列说法正确的是( )
A.含水量增加时,电路中的电流变大
B.此时滑动变阻器连入电路的阻值为10
C.当电路电流为0.1A时,指针指在安全区
D.将滑片向左移动,报警仪的安全区范围会变小
6.如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,电流表的示数为0.3A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为6V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.电阻R2的阻值为5Ω
C.两表位置互换后,电流表测的是通过R2的电流
D.两表位置互换前,电阻R1与R2两端的电压之比为1︰3
7.在探究“通过导体的电流与电阻的关系”时,现有可调电压电源1个,标有“50Ω 1.0A”的滑动变阻器,电流表、电压表、开关,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。连接如图所示的电路,为了完成对所有电阻的探究,电源电压可调节的最大值为( )
A.17.5V B.55V C.10.5V D.33 V
8.如图所示的电路中,开关S从断开到闭合,电流表A两次示数之比为2∶5;若将电阻R1、R2串联在电路中,则它们两端的电压之比为( )
A.2∶3 B.3∶2
C.2∶5 D.5∶2
二、填空题
9.如图所示电路,甲,乙为两只完全相同的电表,当只闭合开关S1时,甲、乙两表示数之比为2∶3,则两表应均为 (选填“电流”或“电压”)表,两电阻大小之比R1∶R2为 。
10.如图所示,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关、,测得;则 ;若只断开开关,拆去电压表并在甲、乙两处分别接入电流表,则此时 ,此时电路连接方式为 联。
11.如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端,得到电压表示数与电流表示数的关系图像如图乙所示,当电流表的示数为0.3A时,R1与R2接入电路的阻值之比为 。
12.在“测定小灯泡功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8V,灯丝的电阻约为5Ω,如图所示是小明同学做这个实验连好的电路,请指出图中存在的三处错误:(1) ;(2) ;(3) 。
13.小锋设计如图所示的电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化。选用的器材有:3V电源、湿度传感器(其电阻的阻值随相对湿度的增大而减小)、定值电阻、一只电压表(量程为0~3V)等。当相对湿度为时,,电压表示数为2V,则电压表是并联在 的两端。当电压表示数变大时,教室里相对湿度 。(填“增大”、“减小”)
三、实验题
14.下面是探究“电流与电阻的关系”的实验。已知电源电压为6V且保持不变。
(1)此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 ;
(2)小明根据实验目的连接了如图甲所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线;
(3)经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障可能是 ;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 端,如图乙所示,闭合开关后移动滑片到某一位置时,电流表的示数为 A;
(4)图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 V,当电阻由10Ω更换为15Ω时,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向 端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
15.小胜同学利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为3V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为、、、、,滑动变阻器的规格为“”,电压表,电流表以及充足的导线。
(1)如图乙的实物电路中存在连线错误,只需要改接一根导线就可以更正实物图连接,请你把接错的那根导线打上“×”,再画出正确的接线;
(2)连接电路时,开关应处于 ;滑动变阻器的滑片应置于 端;(选填“左”或“右”)
(3)小胜正确连接电路后,闭合开关S,发现电流表指针几乎未偏转,电压表指针偏转到满偏刻度,出现这一现象的原因可能是______;
A.定值电阻断路 B.滑动变阻器断路 C.定值电阻短路
(4)排除故障后,闭合开关S进行实验,他首先将的定值电阻接入电路中,正确操作后,闭合开关发现,电压表示数很小,电流表示数也很小,他接下来的操作是______;
A.更换新的电阻
B.更换新的滑动变阻器
C.调节滑动变阻器滑片
(5)将的定值电阻更换为的后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数恢复到控制电压不变的值;
(6)根据图丙中正确的几组数据,可得“电流与电阻的关系”为 ;
(7)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 V不变。
16.实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究:
(1)最初探究串联电路电压规律时,把电压表接入电路,有时要试触。试触不能达的到目的是________。
A.检查电压表是否完好
B.检查电压表的连接方式是否正确
C.检查整个电路连接是否正确
D.选择最合适的量程
(2)测量电源及灯泡两端电压:当电压表接在C、D两点,电压表的示数(如图乙所示)是 V。
(3)测量电路中导线的电压:测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较 (选填:“粗”或“细”)的导线。
参考答案
1.D
A.同一根电阻丝,长度越长,横截面积越小,电阻越大,R1电阻丝的横截面积比R2电阻丝细,且R1电阻丝的长度比R2电阻丝长,故R1的电阻大于R2的电阻,故A错误;
B.由于两个电阻串联,根据串联电路中电流处处相等,故通过 R1的电流等于通过 R2的电流,故B错误;
CD.根据串联分压,即在串联电路中,电阻越大,分担的电压越大,故R1两端的电压大于R2两端的电压,故C错误;D正确。
故选D。
2.D
AB.由电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中电流,电压表测R两端电压,探头的上表面水的流速大,压强小,下表面水的流速小,压强大,会产生向上的压力差,使得滑片上移,水流速度越小,则压力差小,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,则电压表与电流表示数之比越大,电路中的总电阻也越大,故AB错误;
CD.当水的流速越大时,滑动变阻器连入电路中的阻值越小,则电路的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,即电流表示数越大,由串联电路电阻等比例分压可知,R两端电压越小,即电压表的示数越小。故C错误,故D正确。
故选D。
3.B
A.由图像可知,R1的阻值是
故A不符合题意;
B.由图像可知,R2的阻值是
电阻 R1的阻值大于电阻R2的阻值,故B符合题意;
C.串联时,通过两电阻的电流相等,电阻 R1和 R2两端电压之比为
故C不符合题意;
D.并联时,两电阻两端电压相等,通过电阻 R1和R2的电流之比为
故D不符合题意。
故选B。
4.C
A.如图,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源电压,所以V2示数不变;闭合开关S,将滑片P从右端向左端移动过程中,滑动变阻器的阻值变小,由串联分压原理可知,电压表V1的示数变小;由欧姆定律可知,电流表A的示数变大,故A错误;
B.V2示数不变,电流表A的示数变大,故V2和A示数的乘积变大,故B错误;
C.由欧姆定律知,V2和A示数之比等于滑动变阻器和定值电阻的总电阻,总电阻变小,所以V2和A示数之比变小,故C正确;
D.由欧姆定律知,V1和A示数之比等于滑动变阻器的阻值,滑动变阻器接入电路的阻值变小,所以V1和A示数之比变小,故D错误。
故选C。
5.D
A.由图乙可知,含水量增大时,湿敏电阻R的阻值增大,电路为串联电路,总电阻等于各用电器电阻之和,所以总电阻变大,由可知,电路中电流变小,故A错误;
B.报警仪为电压表,测量湿敏电阻R两端的电压,由图乙可知,此时湿敏电阻R的阻值为10,报警仪指针指在表盘中央,即湿敏电阻R两端的电压为1.5V,串联电路电压比等于电阻比,则滑动变阻器连入电路的阻值为
解得
故B错误;
C.当电路电流为0.1A时,滑动变阻器两端的分压为
电源电压为6V,串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和,所以湿敏电阻R两端的电压也为3V,由图甲可知,指针指在报警区,故C错误;
D.将滑片向左移动,滑动变阻器连入电路的阻值变大,由串联分压的特点可知,当含水量达到12%时,湿敏电阻R两端的电压变小,所以报警仪的安全区范围会变小,故D正确。
故选D。
6.D
AC.如图所示,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合,此时两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量通过R1的电流,因为此时电压表的示数为6V,所以电源电压为6V,故AC错误;
B.将电流表和电压表的位置互换,开关S1、S2均闭合,此时两电阻并联,根据并联电压规律可知,电压相等,电流表测量通过R1的电流,示数为1.2A,则R1的电阻为
电流表和电压表的位置互换前,只闭合开关S1,两电阻串联,电流表的示数为0.3A,此时总电阻为
则电阻R2的阻值为
R2=R总-R1=20Ω-5Ω=15Ω
故B错误;
D.两表位置互换前,因为串联电流相等,所以
即电阻R1与R2两端的电压之比为1︰3,故D正确。
故选D。
7.C
由电路图可知,电压表所选量程为0~3V,故定值电阻两端的最大电压为3V,当接入阻值为20Ω的定值电阻,滑动电阻器的阻值也最大时,电源电压最大,则最大电压为
即
解得U=10.5V,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.B
开关S断开时,单独工作,电流表测R1的电流;开关S闭合时,、并联,电流表测干路电流。电流表A两次示数之比为2∶5,根据并联电流规律可知,、并联时的电流之比为2∶3。根据并联分流规律可知,、阻值之比为。若将电阻R1、R2串联在电路中,根据串联分压规律,则它们两端的电压之比为。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 电流 2∶1
[1]根据题意知道,甲,乙为两只完全相同的电表,由图知道,若量表均为电压表,则当只闭合开关S1时,两表测量的都是电源电压,示数相同,根据题意知道,此时甲、乙两表示数之比为2∶3,故两表均为电流表。
[2]当闭合S1时,两电阻并联,乙表测量干路电流,甲表测量过R2的电流,所以,应是乙表的示数大于甲表的示数,甲、乙两表示数之比为2∶3,根据串联分压特点知道
10. 4∶3 4∶3 并
[1]若在甲、乙两处分别接入电压表,两电阻串联,电压表甲测量R1电压,电压表乙测量R2电压,串联电路中电流处处相等,由欧姆定律得
[2][3]若只断开开关,拆去电压表并在甲、乙两处分别接入电流表,电流分别经过两电阻,两电阻并联,电流表甲测量R2电流,电流表乙测量R1电流,并联电路电压相等,由欧姆定律得
11.5∶1
由题电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当R2接入电路的阻值为零时,电路中的电流最大,此时R1两端的电压即为电源电压,由题图乙可知,电路中的最大电流为0.6 A,此时R1两端的电压为3 V,所以电源电压为 3 V,由欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值
当电流表的示数为 0.5A 时,电路的总电阻
此时滑动变阻器R2接入电路的阻值
则R1与R2接入电路的阻值之比为
12. 滑动变阻器两根导线全接在下面两个接线柱 电流表量程选择小了 电压表正负接线柱接反了
[1]将滑动变阻器下面两个接线柱连入,起不到变阻作用,应一上一下的接入,所以滑动变阻器两根导线全接在下面两个接线柱是错误的。
[2]小灯泡的额定电压为3.8V,电阻丝为10Ω,正常工作电流
电压表应选大量程0-15V,电流表选小量程0-0.6A,所以电流表量程选择小了。
[3]电流表在使用过程中,电流应从正接线柱流入负接线柱流出,根据电流方向可知,电流表正负接线柱接反了。
13. 定值电阻R 增大
[1]由题图可知,两电阻串联,由串联电路分压原理可得
因为电源电压为3V,电压表示数为2V,所以电压表测量的是定值电阻R两端的电压,即电压表并联在定值电阻R的两端。
[2]电压表示数变大,即定值电阻两端电压变大,由欧姆定律可得,流过电路的电流变大,则电路的总电阻变小,可知湿度传感器的电阻减小,所以教室里的相对湿度增大。
14. 控制定值电阻两端电压不变 电阻R断路 A 0.12 1.5 左 75
(1)[1]研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,故此实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有控制定值电阻两端电压不变。
(2)[2]原电路图中,电压表和定值电阻没有接入电路是错误的,在探究“电流与电阻的关系”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,如下图所示:
(3)[3]经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源连通,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,若电路中只有一处故障可能是电阻R断路。
[4]为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即A端。
[5]由图乙可知,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.12A。
(4)[6]研究电流与电阻关系时要控制电压不变,由图丙可知,定值电阻两端电压为
[7]实验中,当把10欧姆的电阻换成15欧姆的电阻后,根据分压原理,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,故应把滑动变阻器滑片向左端滑动。
[8]实验中使用的定值电阻阻值最大为25欧姆,定值电阻两端的电压始终保持1.5V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的3倍,根据分压原理,当接入25欧姆电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于75欧姆。
15.(1)
(2) 断开状态 右
(3)A
(4)C
(5)右
(6)电压一定时,电流与电阻的成反比
(7)1
(1)定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量定值电阻的电流,改动方法是:去掉定值电阻右侧与滑动变阻器连接的导线,然后把该导线与开关左侧接线柱连接,如图所示:
(2)[1][2]为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;滑动变阻器的阻值调到最大,即滑片应置于右端。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,电流表指针几乎未偏转,电路可能断路;电压表指针偏转到满偏刻度,是因为与电压表并联部分断路,即定值电阻断路,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)将的定值电阻接入电路中,电压表示数很小,电流表示数也很小,原因可能是滑动变阻器连入电路的阻值太大,接下来应调节滑动变阻器滑片,减小连入电路的电阻,观察两电表的示数,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(5)将的定值电阻更换为的后,根据串联分压原理可知,电压表示数会变大;要保持电压表示数不变,根据串联电路电压特点及串联分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路的电阻值,即滑片向右滑动。
(6)分析图丙中正确的几组数据,每次实验,通过定值电阻的电流与其电阻的乘积为定值,可知在电压一定时,电流与电阻的成反比。
(7)根据串联电路电压特点及分压原理可得
当定值电阻最大为25Ω、滑动变阻器最大为50Ω时,有
解得定值电阻两端的最小电压为:。
16.(1)C
(2)1.7
(3)细
(1)把电压表接入电路,在不知道被测电路两端电压的情况下要要进行试触,通过试触可以判断电压表是否完好,可以检查电压表的连接方式是否正确,可以根据电压表指针的偏转大小选择合适的量程;但不能检查整个电路的连接情况。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)由图乙可知电压表接小量程,分度值是0.1V,电压表示数为1.7V。
(3)根据串联分压规律,电阻越大,分压越高;在长度和材料相同时,越细的导线电阻越大,所以为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较细的导线。
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