2025年中考物理重难点热点专练
专题06 电路特点、电流与电压电阻关系
实验 考点 三年考情分析 2025考向预测
电路特点 1.串并联电路识别 2.串并联电路电流特点 3.串并联电路电压特点 4.电路故障判断 5.滑动变阻器对电路的影响 6.多开关控制问题 7.验证串并联电路的特点的实验 2023 常州(2) 2022 南通(2) 1.设计实验验证串并联电路特点,或分析实验数据误差 2.结合家庭电路、新能源设备等实际场景,考查电路设计与故障排查 3.含滑动变阻器、多开关的混合电路分析,或结合热量计算的综合题 4.根据需求设计串并联混合电路,并说明开关控制逻辑
电流与电压、电阻关系 1.欧姆定律公式 I=U/R 的直接计算, 2.串联/并联电路的分压、分流问题。 3.由图像判断定值电阻或非线性元件的电阻变化 4.实验设计中控制变量法的应用 5.电流表、电压表的连接,滑动变阻器的调节作用 6.误差分析:电压不恒定,或温度对电阻的影响 7.滑动变阻器引起的电路变化分析 8.多开关电路的分状态分析 9.结合生活场景的实际问题 10.根据电流表、电压表示数异常判断短路或断路 11.电表量程选择与读数 2022 盐城(3) 2022 南通(6) 2023 南通(4) 1.设计实验验证电流与电压、电阻的关系 2.结合传感器或数字化实验设备测量动态数据,绘制图像并分析 3.结合新能源设备或智能家居电路,分析电路中电压、电流的变化规律 4.通过家庭电路故障排查考查欧姆定律应用 5.含滑动变阻器、多开关的混合电路,分状态计算各电表示数 6.结合电功率、焦耳定律的综合计算 7.根据实验数据绘制 I U或 I R 图像,判断电阻特性或计算斜率物理意义 8.分析非线性元件的伏安特性曲线
【题型解读】
1.电路特点
选择题:电路识别与基本特点判断、电流、电压规律应用、动态电路分析、电路故障判断
填空题:串并联电路的核心特点、电表作用、电路图分析、
实验探究题:验证电流、电压规律、电路故障排查
计算题:简单电路计算、单一串联或并联电路中电流、电压、电阻的计算、
综合应用题:结合滑动变阻器、多开关的混合电路分状态计算。 跨学科整合:结合运动学公式与功率公式解决多过程问题
2.电流与电压、电阻关系
选择题:欧姆定律基本应用与图像分析、动态电路分析、实验操作与误差判断
填空题:规律表述与数据计算、实验步骤补充、
实验探究题:验证欧姆定律实验、故障排查与仪器使用
计算题:串并联电路中电流、电压、电阻的计算;分压、分流问题的定量分析
综合应用题:结合滑动变阻器、多开关的混合电路分状态计算。3.探究影响动能大小的因素
【知识必备】
1.电路特点
(1)电路组成与状态
基本元件:电源(能量转换核心)、用电器(耗能)、开关(控制通路)、导线(导电通路)
三种状态:
通路:正常工作的闭合回路(电流存在)。
断路(开路):某处断开,无电流(如开关断开、导线断裂)。
短路:电源两极直接连通,电流极大(可能损坏电源)
电路图规范
符号标准(如电阻、灯泡、电表等),导线连接点用实心点标注,避免交叉
(2)串联与并联电路核心特点
串联电路
电流特点:电流路径唯一,处处相等
电压特点:总电压等于各用电器电压之和
电阻特点:总电阻等于各电阻之和
并联电路
电流特点:总电流等于各支路电流之和
电压特点:各支路两端电压相等
典型应用:家庭电路(各用电器独立工作)
2.电流与电压、电阻关系
欧姆定律:
导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,公式 I=U/R
适用条件:同一导体或同一电路,且为纯电阻电路
变形式:U=IR、R=U/I,注意单位统一
电阻特性
导体的电阻是材料、长度、横截面积和温度的函数,与电压、电流无关。
定值电阻的 I U 图像为过原点的直线,小灯泡因温度变化导致电阻非线性变化
【重难解读】
1.电路特点
一、动态电路分析与设计
(一)动态电路
滑动变阻器影响:
串联电路中,滑片移动改变总电阻,导致电流变化,电压重新分配(如分压式接法)。
并联电路中,滑片移动仅影响所在支路的电流,其他支路不受影响
敏感元件应用:
光敏电阻、热敏电阻等引起电路参数变化的分析
(二)电路设计
设计原则:根据需求选择串联或并联结构,明确开关位置(干路或支路)。
典型题型:
智能家居电路(如光控+声控开关组合)
多挡位电器(如电饭锅高温/保温档)通过开关切换实现不同功率
二、电路故障与检测
常见故障类型:
断路:电压表并联处若有示数,则断路点在该处或其与电源之间。
短路:用电器被短路时两端电压为0,但电路可能仍有电流
检测工具:
电压表:判断断路位置(示数接近电源电压处为断路点)
电流表:若示数为0,可能为断路;若过大,可能为短路
2.电流与电压、电阻关系
(1)实验探究核心要点
控制变量法的应用:电流与电压关系:保持电阻不变,通过滑动变阻器调节电压,观察电流变化
电流与电阻关系:保持电压不变,更换电阻并调节滑动变阻器
滑动变阻器的作用:
保护电路(闭合开关前滑片置于阻值最大端)
电流与电压关系:调节电压
电流与电阻关系:保持定值电阻两端电压恒定
实验操作规范:连接电路时开关应断开,电表量程选择需试触法确定
电压表需并联,电流表需串联,正负接线柱不可接反
(2)电路分析与故障排查
动态电路分析:滑动变阻器滑片移动时,分析电流、电压变化、多开关电路分状态分析
常见故障判断:
电压表有示数、电流表无示数:与电压表并联的用电器断路
电表均无示数:干路断路或电源故障
(3)综合应用与计算
串并联电路规律:串联分压:总电压等于各电阻电压之和
并联分流:总电流等于各支路电流之和
生活场景应用:油量表(电流表改装):油量减少→浮子下沉→滑动变阻器阻值增大→电流减小
安全用电:安全电压不高于36V,短路时电流过大易引发火灾或触电
一.选择题(共8小题)
1.如图所示,闭合开关,发现灯泡不发光,电路中只有一处故障,可能是:(1)电池与电池盒接触不良;(2)开关刀片与触点接触不良;(3)灯泡灯丝断了;(4)导线DE内部断路。在闭合开关且不拆开导线的情况下,用完好的电压表正确操作进行检测,发现CD和EF间电压为零。据此可以判断,故障是( )
A.(1)或(3) B.(1)或(4) C.(2)或(3) D.(2)或(4)
2.在“探究并联电路电流特点”的活动中,部分电路如图所示,R1=10Ω,R2=20Ω,电流表有“0~0.6A”和“0~3A”两个量程,测量了电阻R1的电流为0.3A。为完成实验探究,做法正确的是( )
A.使用“0~3A”量程,只测量R2的电流
B.使用“0~0.6A”量程,只测量R2的电流
C.使用“0~3A”量程,分别测量R2支路和干路的电流
D.使用“0~0.6A”量程,分别测量R2支路和干路的电流
3.在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
4.电冰箱冷藏室中的照明灯L由门控开关S1控制,压缩机(电动机)由温控开关S2控制,要求照明灯和压缩机既能单独工作又能同时工作,下列电路中符合上述特点的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示电路,闭合开关,电路所处的状态是( )
A.通路 B.断路 C.短路 D.无法判断
6.某学校电动门既可以用遥控器开启,也可以用按钮开关开启。电动门开启时,电动机工作,警示灯L亮起。若取下警示灯L,电动机仍能工作,按下遥控器相当于S1闭合,按下按钮开关相当于S2闭合,符合上述要求的电路是( )
A. B.
C. D.
7.某款电子垃圾桶可以将湿的厨余垃圾变干,作为动物饲料。将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶,电路检测到桶内垃圾湿时,就吹风,吹风过程中:当桶内温度低时,吹热风;当桶内温度高时,吹冷风……直至垃圾变干,之后,整个电路结束工作。开关S湿控在垃圾湿时闭合、干时断开;开关S温控在桶内温度低(≤60℃)时闭合、温度高(>60℃)时断开。下列电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8.用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①② B.只有①④ C.只有③④ D.只有①③④
二.填空题(共2小题)
9.如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。
(1)用电压表测量电压,该水果电池电压为 V,水果电池是将 能转化为电能。
(2)该水果电池正极是 (填“铁片”或“铜片”)。
(3)为获得更高电压,可以将多个水果电池 联。
10.一节新干电池电压为 V,如图所示测量7号干电池长度,读数方法正确的是 (选填“A”或“B”),长度为 cm。
三.作图题(共1小题)
11.在图中完成探究电流与电压关系的电路连接,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
四.实验探究题(共7小题)
12.探究串联电路中电流的特点。
(1)猜想:由于用电器阻碍,电流流过用电器会减小;
(2)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间。闭合开关发现电压表有示数,说明L可能存在 故障;
(3)排除故障后,用电流表测出A点电流,如图乙所示,则IA= A,再测出B点电流,得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡,重复上述实验,都得到相同结论。由此判断猜想是 的;
(4)为进一步得出两个灯串联时电流的规律,小明按图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出IA=IB=IC;小华认为不需要再测量,在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,请写出小华的推理过程: 。
13.小明在学习电阻概念的过程中,经历了以下三个探究活动。
活动一:在如图甲所示电路中的A、B两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,通电后观察到灯泡的亮度分别为:亮、较亮、较暗。
(1)该实验现象说明: 。
活动二:小明将三个不同的导体分别接入如图乙所示电路中的M、N两点间,分别测出不同导体两端的电压U和通过的电流I,实验结果记录在表1中。
表1
导体 导体a 导体b 导体c
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电压/V 2 4 6 1 2 3 4 6 8
电流/A 0.2 0.4 0.6 0.2 0.4 0.6 0.2 0.3 0.4
(2)①请用笔画线代替导线把图乙电路连接完整,要求当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大。
②分析表1数据,可知,同一导体, ;不同导体, 。可见, 反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻。
活动三:利用表2中提供的导体,探究影响电阻大小的因素。
表2
导体序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
材料 镍铬 镍铬 镍铬 镍铬 锰铜 锰铜
长度/m 1 0.8 1 0.5 1 0.8
横截面积/mm2 0.5 0.8 1.8 0.5 0.5 1.2
(3)为了探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的 (填导体的序号)导体作为研究对象,若仅选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系,你觉得是否可行?请作出判断并说出理由: 。
(4)电阻的定义方法,反映了导体阻碍电流的物理性质。物理学上还有一些用这种方法定义的、能反映出物质或物体某种物理性质的物理量,请列举一个: 。
14.如图所示,小明用铅笔芯做滑动变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯。器材有:电池(电压为3V)、小灯泡(2.5V 0.3A)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。
(1)铅笔芯和小灯泡的连接方式是 联。
(2)闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变 。
(3)把电压表和小灯泡并联,调节回形针的位置,当电压表的示数为 V时,在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯,回形针向左调节不能超过此位置。
(4)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω,乙的电阻为10Ω。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比 。
A.调节范围大,调节精度高
B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高
D.调节范围小,调节精度低
15.小明用阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻关系,电源电压为3V且保持不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变大)。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,电路出现的故障是 。
(4)根据实验数据描绘电流与电阻的倒数关系图象,如图乙所示。由图象可知,电阻R两端的电压为 V。得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成 比。
(5)本实验中滑动变阻器的作用是 。分析实验数据可知,本实验所选用的滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
16.小明用图1电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变,已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 出现了 故障,故障排除后,移动滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图2中图线甲所示,从而得出结论。
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 两端的导线,在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示。
①小明遗漏的实验操作是 。
②小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。
遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 。
③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图2中的图线 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
17.在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材有:
电源(电压6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器(0~20Ω)、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片P向右移动时,变阻器接入电路的阻值变大。
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,故障可能是 。
(3)排除故障后,移动滑片P使电压表示数为4V,请在图乙中标出指针的位置,记录数据;将5Ω电阻换成10Ω,按规范调整电路,继续操作,使电压表示数仍为4V,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次 。
(4)将测得的数据在图丙中描点连线,发现有一组数据错误,究其原因是 ;进一步分析数据得出结论。
(5)仅用电阻箱(最小倍率是×1)替换滑动变阻器,仍控制定值电阻两端电压为4V,利用上述器材能否完成实验探究,简述你的判断依据: 。
18.小组同学探究“欧姆定律”。
(一)小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为:3节干电池(每节电池的电压恒为1.5V)、开关S、定值电阻R0、电流表、电压表、滑动变阻器Rx、导线。
(1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接,要求:电流表、电压表均使用大量程(测量时再选择合适的量程),电压表测量R0的电压。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (A/B)端。
(3)闭合开关S,发现电流表无示数、电压表有示数,则电路故障可能是 。
A.R0处发生短路;B.R0处发生断路;C.Rx处发生短路;D.Rx处发生断路。
(4)排除电路故障,移动滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。进行实验④时,电压表、电流表的示数如图乙所示,请将数据记录在表一内。
表一
实验序号 ① ② ③ ④
U/V 1.0 2.0 3.0
I/A 0.2 0.4 0.6
(5)分析实验数据,可得探究结论: 。
(二)小华利用如图甲所示的电路,附加数个阻值不同的定值电阻,探究“电流与电阻的关系”,测得实验数据如表二所示。
表二
实验序号 ① ② ③ ④
R/Ω 5 10 15 20
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
(6)小华完成实验①后,进行实验②,具体操作为:首先,断开开关S,将定值电阻由5Ω换成10Ω;接着,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P时,眼睛应观察 表直至其示数为 。
(7)分析实验数据,可得探究结论: 。
参考答案
1.B
【解析】解:(1)如果电池与电池盒接触不良,则电路中任何两点之间的电压都为零;
(2)如果开关刀片与触点接触不良,则用电压表测量C、D间的电压时,电压表应该有示数;
(3)如果灯泡灯丝断了,则用电压表测量E、F间的电压时,电压表应该有示数;
(4)如果导线DE内部断路,则电压表解C、D两点或接E、F两点,都不能与电源接通,电压表的示数都为零。
综上可知,故障可能是(1)(4)。
故选:B。
2.D
【解析】解:由图可知,R1和R2并联,测量了电阻R1的电流为0.3A,根据欧姆定律可知,电阻R1两端的电压为:
U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,
根据并联电路电压特点,U2=U1=3V,则通过电阻R2的电流为:
I20.15A,
干路电流为:
I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A<0.6A,
在“探究并联电路电流特点”的活动中,需分别用电流表测出各支路和干路电流,
因此做法正确的是:使用“0~0.6A”量程,分别测量R2支路和干路的电流,故ABC错误,D正确。
故选:D。
3.B
【解析】解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量灯泡L2两端的电压,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数;
两个小灯泡都不发光,不可能是L1短路或L2短路,如果L1短路,L2会发光,如果L2短路,L1会发光;
可能出现了断路,电压表无示数,说明是灯L1断路,如果灯L2断路,电压表会有示数。
故选:B。
4.A
【解析】解:经分析可知,灯泡与电动机并联,且照明灯与开关S1串联,电动机与门控开关S2串联,故A正确、BCD错误。
故选:A。
5.C
【解析】解:由图可知,电源两极直接用导线连接起来,形成了电源短路,因此灯泡都不发光。
故选:C。
6.D
【解析】解:某学校电动门既可以用遥控器开启,也可以用按钮开关开启,说明两个开关独立工作,是并联的,电动门开启时,电动机工作,警示灯L亮起。若取下警示灯L,电动机仍能工作,说明电动机和指示灯并联,故D正确,ABC错误。
故选:D。
7.B
【解析】解:由题知,当桶内温度低时,吹热风;当桶内温度高时,吹冷风,由此可知电热丝与电动机并联,温控开关与电热丝在一条支路;
垃圾变干整个电路结束工作,湿控开关在干路上。故B符合题意、ACD不符合题意。
故选:B。
8.B
【解析】解:①用1节干电池作为电源,定值电阻的电压为U=1.2V,滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=1.5V﹣1.2V=0.3V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:0.3V=20Ω:R滑;
解得R滑=5Ω,小于最大阻值20Ω,故可行;
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V;滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣2V=1V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,2V:1V=20Ω:R滑;
解得R滑=10Ω,小于最大阻值20Ω,但这时前面的数据不可以用,故不可行;
③保持设定电压1.2V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣1.2V=1.8V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:1.8V=20Ω:R滑;
解得R滑=30Ω,将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间代替原来的滑动变阻器的作用,则小于30Ω,不可行,
④保持设定电压1.2V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣1.2V=1.8V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:1.8V=20Ω:R滑;
解得R滑=30Ω,将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间,则可行。
综上所述,①④可行。
故选:B。
9.(1)0.6;化学;(2)铜片;(3)串。
【解析】解:
(1)由图知电压表选择的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V,水果电池工作时,将消耗化学能,产生电能,所以是将化学能转化为电能;
(2)电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜片为正极,铁片是电池的负极;
(3)如果想增大水果电池的电压,可将多个水果电池串联。
故答案为:(1)0.6;化学;(2)铜片;(3)串。
10.1.5;A;4.20。
【解析】解:(1)由物理常识可知,一节新干电池电压为1.5V;
(2)用刻度尺测量7号干电池的长度,读数时视线要与尺面垂直,则读数方法正确的是A;
由图知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以每个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值是0.1cm;图中干电池的左侧与0刻度线对齐,右侧与4.20cm对齐,所以该干电池的长度为4.20cm。
故答案为:1.5;A;4.20。
11.【解析】解:根据电压表使用方法可知,电压表与被测部分电路并联,为了读数准确,电压表应该使用0~3V量程,滑动变阻器应该一上一下接入电路,由图可知,滑片在最右端,则应该把左下接线柱接入电路,如图所示
12.(2)断路;(3)0.3;错误;(3)IA=IB、IB=IC、IA=IB=Ic。
【解析】解:(2)接好电路,闭合开关后发现灯不亮,说明电路可能断路或灯泡短路,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间。闭合开关发现电压表有示数,说明电压表与电源两极接通,且电压表没有被短路,则L可能存在断路故障;
(3)如图乙所示,则IA=0.3A,再测出B点电流,得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡,重复上述实验,都得到相同结论。由此判断该猜想是错误的;
(4)在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,IA=IB、IB=IC、IA=IB=Ic。
故答案为:(2)断路;(3)0.3;错误;(3)IA=IB、IB=IC、IA=IB=Ic。
13.(1)导体导电能力与导体的材料有关;(2)①见解答图;②电压与电流的比值相同;电压与电流的比值不相同;电压与电流的比值;(3)①、③、④、⑤;不可行,没有控制导体的材料相同;(4)密度。
【解析】解:(1)实验中在A、B两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,即接入电阻的材料不同,通电后灯泡的亮度不同,说明导体导电能力与导体的材料有关;
(2)①滑片P向左滑,变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以右电阻丝连入电路中,如下所示:
②由表1知导体a电压与电流的比为10,导体b电压与电流的比为5,导体c电压与电流的比为20,故可以得出:同一导体,电压与电流的比值相同;不同导体,电压与电流的比值不相同。可见,电压与电流的比值反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻;
(3)为了探究导体电阻的大小与导体的材料的关系,需要控制长度和横截面积相同,改变导体的材料,①、⑤符合题意;
为了探究导体电阻的大小与长度的关系,需要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度,①、④符合题意;
为了探究导体电阻的大小与横截面积的关系,需要控制长度和导体的材料相同,改变导体的横截面积,①、③符合题意;
故要探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的①、③、④、⑤导体作为研究对象;
由表格数据知③和⑤的长度相同,材料不同,横截面积不同,由于没有控制导体的材料相同,所以不能选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系;
(4)用电压与电流的比值表示电阻,这种方法叫比值定义法,物理学中用某种物质的质量与其体积的比值来表示这种物质的密度。
故答案为:(1)导体导电能力与导体的材料有关;(2)①见解答图;②电压与电流的比值相同;电压与电流的比值不相同;电压与电流的比值;(3)①、③、④、⑤;不可行,没有控制导体的材料相同;(4)密度。
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(1);(2)断开;(3)定值电阻断路;(4)2;反;(5)保护电路,保持定值电阻两端的电压不变;10。
【解析】解:(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变大,根据欧姆定律可知总电阻变小,故滑动变阻器接入电路的阻值变小,可将滑动变阻器的右下接线柱和电源的负极接线柱相连;
(2)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态;
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,电流表无示数,则电路断路,电压表有示数,则电压表和电源接通,故电路出现的故障是定值电阻断路;
(4)由图象可知,当电路中电流为0.4A时,0.2Ω﹣1,电阻R=5Ω;
根据欧姆定律可知两端的电压为U=IR=0.4A×5Ω=2V。
得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)本实验中滑动变阻器的作用是保护电路,保持定值电阻两端的电压不变。
分析实验数据可知,电路中电流最小值为0.1A,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知滑动变阻器的阻值R滑10Ω,本实验所选用的滑动变阻器的最大阻值应不小于10Ω。
故答案为:(1)如图;(2)断开;(3)定值电阻断路;(4)2;反;(5)保护电路,保持定值电阻两端的电压不变;10。
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(1);
(2)右;
(3)定值电阻;断路;
(4)电源;①电压表调零;②实验时定值电阻两端电压仍保持为定值;③乙。
【解析】解:(1)探究电流与电阻关系时,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
;
(2)为保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处,即最右端;
(3)闭合开关,电流表指针不偏转,故障可能是断路;电压表指针有明显偏转,说明与电源连通,故故障在与电压表并联的部分,即可能是定值电阻断路;
(4)防止拆电路时发生短路,故拆电路时先拆电源上的导线;
①在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示,需要调零;
②探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;故遗漏的实验操作并未影响结论,原因是实验时定值电阻两端电压保持为定值;
③正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,则电流与电阻倒数,即IR增大,故应选乙。
故答案为:(1);
(2)右;
(3)定值电阻;断路;
(4)电源;①电压表调零;②实验时定值电阻两端电压仍保持为定值;③乙。
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(1);
(2)R短路或电压表短路或电压表断路;
(3)如答图乙所示;大;
(4)从接入10Ω进行实验时,电流表已改用小量程,读数时误读大量程;
(5)答案一:能,电压表分度值大,接入5Ω、15Ω、25Ω时,调节电阻箱,虽不能使R两端电压准确达到4V,但差异很小;或:实验时,将5Ω、15Ω分别与25Ω串联,可分别当作30Ω与40Ω的定值电阻使用;
答案二:不能,因为电阻箱最小倍率是×1,接入5Ω、15Ω、25Ω实验时,调节电阻箱无法使R两端电压准确达到4V。
【解析】解:(1)滑片P向右移动时,变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,电压表并联在电路中,如下所示:
;
(2)电路正确连接后,闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,说明电路没有断路;电压表没有示数,说明与电压表并联的定值电阻短路或电压表短路或电压表断路;
(3)移动滑片P使电压表示数为4V,指针的位置如下图所示:
;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,即此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次大;
(4)由图象知开始实验时电流表选用大量程,随着电阻的变化,从接入10Ω进行实验时,电流表已改用小量程,当接入20Ω的电阻时电路中的电流应该是I0.2A,但图中是1.0A,图中的读数是0.2A的5倍,所以读数时误读大量程;
(5)答案一:能,电压表分度值大,接入5Ω、15Ω、25Ω时,调节电阻箱,虽不能使R两端电压准确达到4V,但差异很小;或:实验时,将5Ω、15Ω分别与25Ω串联,可分别当作30Ω与40Ω的定值电阻使用;
答案二:不能,因为电阻箱最小倍率是×1,接入5Ω、15Ω、25Ω实验时,调节电阻箱无法使R两端电压准确达到4V。
故答案为:(1)见解答图;
(2)R短路或电压表短路或电压表断路;
(3)如答图乙所示;大;
(4)从接入10Ω进行实验时,电流表已改用小量程,读数时误读大量程;
(5)答案一:能,电压表分度值大,接入5Ω、15Ω、25Ω时,调节电阻箱,虽不能使R两端电压准确达到4V,但差异很小;或:实验时,将5Ω、15Ω分别与25Ω串联,可分别当作30Ω与40Ω的定值电阻使用;
答案二:不能,因为电阻箱最小倍率是×1,接入5Ω、15Ω、25Ω实验时,调节电阻箱无法使R两端电压准确达到4V。
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(1);(2)B;(3)B;(4)4.0;0.8;(5)在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(6)电压表;3V;(7)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解析】解:(1)将R0串联、电压表并联在R0两端即可,如图所示。
(2)滑片初始时应连接阻值最大的一端,即B端。
(3)电流表无示数判断为断路,电压表有示数判断其所在位置,即R0断路。
(4)根据乙图电表读数,得到电压为4.0V、电流为0.8A。
(5)分析实验数据,导体的电阻一定时,其电流与电压比值不变,即电流与电压成正比。
(6)探究“电流与电阻关系实验”中,应保持电压不变,故需要调节电压表,眼睛观察电压表直至电压表与之前示数相同。表中所控制电压为U=IR=0.6A×5Ω=3V,故电压表应调节至3V。
(7)分析实验数据,导体的电压一定时,其电流与电阻乘积不变,即电流与电阻成反比。
故答案为:(1)如图所示;(2)B;(3)B;(4)4.0;0.8;(5)在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(6)电压表;3V;(7)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。