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第5章 《欧姆定律》素养提升训练
1.(2025年广东深圳中考题)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入_________(填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最_____(选填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是___________。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1 1.6 2.4 2.8
电流I/A 0.2 0.32 0.48 0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值_______,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是___________。
【答案】(1)定值电阻 (2)右 (3)定值电阻断路 (4)不变 (5)选用的定值电阻不同
【解析】(1)探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,通过改变电压来测量电流,所以电路中需要接入定值电阻。
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到接入电路电阻值最大处。由图可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,接入电路的电阻值最大。
(3)实验中,电流表无示数,说明电路中没有电流通过,电路出现断路故障;电压表指针有较大偏转,说明电压表与电源连通,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)根据表格中的数据,分别计算四次实验定值电阻两端电压与通过的电流的比值为,可知电压与电流的比值不变。
(5)导致甲组数据与乙和丙不同的原因是选用的定值电阻阻值不同。当定值电阻阻值不同时,在相同电压下,通过导体的电流不同,所以会导致I﹣U图象不同。
2.(2025年江苏苏州中考题)小明用电压为6V的电源、定值电阻R1、电压表、电流表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R2、开关等器材,探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
(1)根据图甲所示电路图,将图乙的实物图连接完整;
(2)电路连接正确,规范操作后,闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表示数为6V,电路中仅有一处故障,则故障可能是______;
(3)排除故障后继续实验,小明的实验数据如下表:
实验序号 1 2 3 4 5
电压/V 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5
电流/A 0.15 0.25 0.35 0.45 0.54
老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的,请你判断这组数据的实验序号是______;
(4)通过实验得出初步结论:______时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【答案】(1) (2)定值电阻断路 (3)1 (4)电阻一定
【解析】(1)由图甲可知,电压表与定值电阻并联,测量定值电阻两端的电压。在图乙所示电路中,用笔画线代替导线,将电压表标“15”的正接线柱和定值电阻左端的接线柱连接起来即可。
(2)闭合开关,电流表无示数,说明电路发生断路,电压表示数为6V,等于电源电压,说明电压表与电源两端相连通,电路中仅有一处故障,则故障可能是定值电阻断路。
(2)第1组数据中,电流为0.15A,电压表示数为1.5V,滑动变阻器两端电压U滑=U-UR=6V-1.5V=4.5V,滑动变阻器接入电路的电阻值为,大于滑动变阻器R2最大电阻值20Ω,,所以第1组数据是无法从实验中测得的。
(4)由表中记录的实验数据可知,定值电阻两端的电压与通过的电流的比值为,定值电阻两端的电压与通过定值电阻的电流的比值为定值,由此可得:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
3.(2025年吉林中考题)某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω 1A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一个,导线若干。
(1)按照图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最_____端。
(2)经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。由图像可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成___________比。
(3)实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是___________。
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行“探究电流与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将15Ω的定值电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数为______A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻阻值应不超过_______Ω.
【答案】(1)右 (2)正 (3)灯丝电阻随温度的变化而变化 0.2 40
【解析】(1)连接实验电路时,为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至使接入电路电阻值最大的位置,由图甲可知应把滑片调至最右端。
(2)由图乙可知,定值电阻的电流与电压的关系图像为一条过原点的斜向上直线,定值电阻两端的电压和通过的电流的比值不变,则可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)探究电阻一定时电流与电压关系,要控制电阻不变,而灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故该实验方案不可行;
由图丙可知电流表选用的测量范围是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A;
探究电压一定时电流与电阻的关系实验中,将15Ω的定值电阻接入a、b间,电流表的示数为0.2A,则定值电阻两端电压为UR=IR=0.2A×15Ω=3V,由于保持定值电阻两端电压不变,则滑动变阻器两端电压为U滑=U-UR=4.5V-3V=1.5V.滑动变阻器接入电路电阻最大时,此时电路中电流为,为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻的最大电阻为.
4.(2025年河北中考题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了___________;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6V,电路的故障(仅有一处)是___________;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为___________A;
接线位置 A B E C F D
电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0
电流I/A 0.3 ① 0.5 0.6 0.8 1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,___________;
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:___________(写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6A量程,把另一电压表V1接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R0替换R,使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2:3.则满足上述条件的R0的取值范围是___________Ω.
【答案】(1) (2)保护电路 (3)定值电阻R断路 (4)0.4 (5)电流和电压成正比 (6) (7)6~22.5
【解析】(1)连接实验电路,将电流表串联接入电路中,测量电路中的电流,将开关右端的接线柱和电流表的负接线柱连接起来即可。
(2)连接电路时,在闭合开关前,将滑动变阻器的全部电阻接入电路,是为了保护电路,防止电路中的电流过大,烧坏用电器。
(3)闭合开关接通电路,电流表无示数,电路中没有电流,可能电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源的两极连接,与电压表并联的电阻断路。
(4)由图可知,电流表选用的测量范围是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A.
(5)由表中记录的实验数据可知,定值电阻两端电压增大几倍,通过定值电阻的电流也增大几倍,由此可以得到的实验结论是:电阻一定时,电流和电压成正比。
(6)为使小蜡块熔化得更快,电流通过电阻丝产生的热量更多,可以更换电压更大的电源,使电路中的电流更大。
(7)在图示电路中,把另一电压表V1接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上,变阻器和定值电阻R0串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,电压表V2测量定值电阻R0两端的电压;
由表中记录的实验数据可知,接线A位置时电路中的电流最小,变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路的电压规律得,变阻器两端电压为U滑=U-UA=6V-1.5V=4.5V,,变阻器的最大阻值;
变阻器和定值电阻R0串联,电流相等,即,,即
,可以得到R0最大=22.5Ω;
实验中,电流表选用0~0.6A的测量范围,当电路中的电流最大为0.6A时,变阻器连入电路的电阻最小,R0的阻值最小,电压表V1和图中的电压表示数之比是2:3.,即,
U2=1.5U1,由串联电路电压的规律可得U1+U2=U1+1.5U1=U=6V,U1=2.4V,U2=3.6V,R0的最小阻值,R0的阻值取值范围是6~22.5Ω.
1.(2025年北京中考题)某同学利用干电池、数字电流表A、数字电压表V、多个阻值不同且已知的定值电阻、滑动变阻器、开关及导线,探究通过导体的电流与导体的电阻的关系。
(1)请画出实验电路图。
(2)该同学分析下表实验数据,发现________,由此可得实验结论:________。
电阻R/Ω 5 10 15 20 25 40
电流I/A 0.40 0.20 0.14 0.10 0.08 0.05
【答案】(1) (2) 导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)在探究通过导体的电流与导体的电阻的关系的实验中,电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联,电压表并联在定值电阻两端测量定值电阻两端的电压。
(2)分析表中实验数据U=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=……=0.05A×40Ω=2V,且电流随电阻的增大而减小,故可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
2.(2025年山东中考题)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为_____。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为________。
(4)断开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:__________________,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
R/Ω 4 5 8 10 20
0.25 0.2 0.125 0.1 0.05
I/A 0.40 0.32 0.21 0.16 0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想,请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与__________成正比,即电流与_________成反比。
【答案】(1)(2)导线PM断路 (3)0.52A (4)向左调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0V (5)(6) 电阻
【解析】(1)根据电路图甲,滑动变阻器与定值电阻串联,且采用 “一上一下” 的接法(电路图中滑动变阻器右下端接线柱接入电路,故选右下端接线柱)。电压表并联在定值电阻两端(电源为2节电池,故电压表选用0~3V的测量服范围)。
(2)实验过程中,电流表、电压表均无示数,说明电路存在断路。将电压表两端依次连接图乙中的M与N、N与O,显示示数为0V,说明MN、NO之间没有断路;而连接O与P时显示示数为3.0V,等于电源电压,说明OP之间存在断路,即导线PM断路。
(3)由图可知,电流表选用的测量范围是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.52A.
(4)用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,电路中电流减小,滑动变阻器两端电压减小,定值电阻两端电压增大。要探究电压一定时电流与电阻的关系,需保持定值电阻两端电压不变,所以接下来应向左调节滑动变阻器的滑片,调大滑动变阻器接入电路的电阻,使电路中的电流减小,使电压表的示数减小为2.0V.
(5)根据表格中记录的实验数据,在坐标纸上描出对应的点,然后将这些点连接起来,作出图像,为过原点的斜向上的直线。
(6)从作出的图像可以看出,在允许的实验误差范围内,图像是一条过原点的直线,说明在电压一定的情况下,通过导体的电流与成正比,即电流与电阻成反比。
3.(2025年辽宁中考题)在探究电流与电阻的关系实验中,实验器材如下:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40Ω 1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)图(a)为使用5Ω定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图(a)中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不能交叉)。
(2)改正错误后,将滑动变阻器的滑片P移到最____端。闭合开关,移动滑片P使电压表的示数达到所要控制的电压U0时,电流表的示数如图(b)所示,为____A.
(3)将不同阻值的定值电阻分别接入电路中,重复实验,记录的数据如下表。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.24 0.16 0.12 0.10
分析表中数据,在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似____(填“相等”或“不相等”),从而得出结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成____比。
(4)利用本实验提供的器材____(填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】(1)(2)右 0.48 (3)相等 反 (4)能
【解析】(1)探究“电流与电阻的关系”时,定值电阻与滑动变阻器、电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路连接如图所示。
(2)为了保护电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于接入电路阻值最大处,应将滑动变阻器的滑片置于最右端。图示的电流表使用的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.48A.
(3)分析表中数据可知,2、3、4、5次实验中电流表示数和电压表示数的乘积依次是:、、、、、、
在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似相等。由此可以得出结论:当导体两端电压一定时,电阻增大,电流减小,且二者的乘积恒定。即:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)阻值已知的定值电阻,可利用滑动变阻器改变电路中的电流,记录多组电压、电流值,所以可以探究电阻一定时,电流与电压的关系。
4.(2025年西藏中考题)如图所示,某实验小组“探究电压一定时电流与电阻的关系”。
(1)实验时须注意安全用电,因此,连接电路时开关应处于______状态。
(2)请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于A端。
(3)闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是:______。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录此时电流表的示数。更换不同阻值的定值电阻,调节滑片的位置使电压表的示数保持不变,记录电流表的示数并填入表格。图丙是第2次实验时电流表指针的位置,其示数为______A.
次数 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 20 50
电流I/A 0.40 0.10 0.04
(5)分析表中的数据可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______。
【答案】(1)断开 (2) (3)定值电阻R断路 (4)0.2 (5)反比
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的电阻应最大,所以应将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻相连。
(2)闭合实验电路中的开关,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,说明电压表与电源两极是连通的,所以故障原因可能是定值电阻R断路。
(4)由图丙可知,电流表选择使用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数是0.2A.
(5)分析表中记录的实验数据可知,每一次实验中电流与电阻的乘积为一个定值,则可以得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
1.(2025年黑龙江大庆中考题)物理学中经常看到形如公式,一种情况是x的大小与y、z都有关,另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情况的是【 】
A. 物质的密度 B. 导体中的电流
C. 物质的比热容 D. 燃料的热值
【答案】B
【解析】A.物质的密度是物质的一种性质,由物质本身决定,大小等于质量(m)和体积(V)的比值,但与质量(m)和体积(V)无关;
B.导体中的电流大小由导体两端的电压和导体的电阻共同决定。导体中的电流大小既跟导体两端的电压有关,也和导体的电阻有关。电阻一定时,电流与电压成正比,;电压一定时,电流与电阻成反比。;
C.比热容是物质的一种特性,大小等于热量与质量和温度变化量乘积之比,但与热量(Q)、质量(m)、温度变化量⊿t均无关;
D.燃料的热值是燃料的一种特性,反映燃料燃烧放热能力。燃料的热值等于热量(Q)和质量(m)的比值,但与热量(Q)和质量(m)无关。
2.(2025年山东烟台经开区期中考试题)由欧姆定律I= 变形可得R=,以下说法正确的是【 】
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
【答案】C
【解析】导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,大小等于导体两端的电压和通过的电流之比,但与导体两端的电压和通过的电流无关。
3.(2025年山东临沂期中考试题)一段导体两端电压为6V 时,导体中的电流为0.2A ;当导体两端电压变为原来的3倍时,导体中的电流为____A.当它两端电压变为0时,该导体的电阻为____Ω.
【答案】0.6 30
【解析】导体的电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,一段导体的电阻一定,两端电压为U=6V时,导体中的电流为I=0.2A ;当导体两端电压变为原来的3倍,为U′=3U时,导体中的电流也随着变为原来的三倍,为I′=3I=3×0.2A=0.6A .
由欧姆定律得,导体的电阻.导体的电阻是导体本身的性质,与加在导体两端的电压无关,因此当它两端电压变为0时,导体的电阻仍为30Ω.
4.(2024年天津中考题)(双选题)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则【 】
R1的电阻为5Ω
B. R2的电阻为7.5Ω
C. 前一种情况中a表的示数为3V
D. 后一种情况中b表的示数为1.2A
【答案】BC
【解析】图示电路中,当a、b同为电流表时,闭合S1和S2,电路被短路;
当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,两电阻串联,电压表a测量的是R1和R2组成的串联电路两端的总电压,为3V,电源电压U=3V.电压表b测量R2两端的电压,为1V,由串联电路中电压的规律得R1两端的电压U1=U-U2=3V-1V=2V.将a、b换为电流表,闭合S1、断开S2,两电阻并联。电流表b测量干路的电流,电流表a测量R2中的电流,为0.4A,由欧姆定律得,电阻R2的阻值为;
当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,两电阻串联,串联电路中的电流为,
由欧姆定律得,R1的电阻为;
当a、b换为电流表,闭合S1、断开S2,两电阻并联。
电流表a测量的是通过R2的电流,为0.4A,通过R1的电流,
电流表b测量并联电路的总电流,b的示数为I总=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A
1.(2025年湖南衡阳期中考试题)在如图所示的电路中,定值电阻R=6Ω ,开关S 闭合时,电压表V和V1 的示数如图甲、乙所示,则该电路中的电流为____A.
【答案】0.6
【解析】图示电路中,灯泡和电阻R串联,电压表V测量电源两端的电压U,电压表V1 测量灯泡两端的电压UL,根据串联电路中电压的规律可知,则电压表V的示数要大于V1的示数,所以V 使用的测量范围是0~15V,示数为6V;V1 使用的测量范围是0~3V,示数是2.4V ;根据串联电路中电压的规律得,电阻R两端的电压是UR=U-UL=6V 2.4V=3.6V ,则电路中的电流
2.(2024年山东滨州中考题)如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,则通过灯泡L2的电流为______A,灯泡L1的阻值为______Ω.
【答案】0.4 15
【解析】图示电路中,L1、L2并联,电流表A1测量并联电路干路中的电流I,电流表A2测L1中的电流I1。根据并联电路中电流的规律得,通过灯泡L2的电流I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A;
并联电路中各支路两端电压均等于电源电压,由欧姆定律得,则灯泡L1的阻值为
3.(2025年四川甘孜州中考题)如图所示,电阻R1=30Ω,闭合S1、断开S2时,电流表的示数为0.4A;闭合S1和S2时,电流表的示数为0.5A。则电源两端的电压为_____V,电阻R2的阻值为_____Ω.
【答案】12 120
【解析】图示电路中,闭合S1、断开S2时,电路只有R1通电工作,电流表的示数为0.4A,则通过R1的电流I1=0.4A,由欧姆定律得,R1两端电压U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V,电源电压U=U1=12V;
闭合S1和S2时,两电阻并联,电流表测量干路中的电流,由于R1两端的电压不变,流过R1的电流不变,仍为I1=0.4A;电流表的示数为I=0.5A,则通过R2的电流I2=I-I1=0.5A-0.4A=0.1A;
电阻R2两端的电压U2=U=12V,由欧姆定律得,电阻R2的阻值.
4.(2023年四川内江中考题)有一只小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流是 A.如果我们只有电压为6V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个 Ω的电阻。
【答案】0.3 8
【解析】小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流为I=0.3A.电源电压为U=6V,要使小灯泡正常发光,则要使小灯泡两端的电压为UL=3.6V,此时通过小灯泡的电流为I=0.3A,根据串联电路中电压、电流的规律得,和小灯泡串联的电阻两端的电压UR=U﹣UL=6V﹣3.6V=2.4V,通过串联电路的电流I=0.3A,由欧姆定律得,需要串联的电阻的阻值为R=.
1.(2025年江苏淮安中考题)如图甲所示为测量定值电阻阻值的实物电路。
(1)连接电路前应______开关;
(2)用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到______(选填“A”或“B”)端;
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,为______A,计算出定值电阻的阻值为______Ω;
(5)不增加器材,利用该电路还可以进行的实验是______。
【答案】(1)断开 (2) (3)B (4)0.3 9
(5)探究电流与电压的关系
【解析】
(1)连接电路时,开关处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路接通,损坏元件。
(2)实验中滑动变阻器的金属棒和电阻丝两端的接线柱各选择一个接到电路中,滑动变阻器电阻丝两端的接线柱已选定一个接入了电路,金属棒两端的接线柱任意选择一个接入电路即可。
(3)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到接入电路阻值最大处,即移到B端。
(4)由图甲可知,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,图乙中电流表示数为0.3A,由欧姆定律得,定值电阻的阻值为
(5)由于定值电阻的阻值一定,不增加器材,利用该电路还可以进行的实验是“探究电流与电压的关系”。
2.(2025年山东潍坊中考题)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻R、干电池两节(每节电压为1.5V)、滑动变阻器R1(10Ω 1A)、滑动变阻器R2(20Ω 0.5A)、电流表、电压表、开关、导线若干。
次数 电压U/V 电流I/A
1 1.21 0.12
2 1.52 0.15
3 2.14 0.21
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大;
(2)正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表所示。根据实验数据,回答下列问题:
①待测电阻R的阻值为___________Ω(结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为___________(选填“R1”或“R2”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为___________Ω(结果保留1位小数)。
【答案】(1) (2)①10.1 ②R2 ③4.1
【解析】(1)滑动变阻器串联接在电路中,金属棒和电阻丝两端的接线柱各选择一个接入电路。要求闭合开关后滑片向右移动时电流表示数变大,电路中的电流变大,电路的总电阻变小,滑动变阻器接入电路的电阻变小。因此需将滑动变阻器电阻丝右端的接线柱和定值电阻右端的接线柱用导线连接起来。
(2)①伏安法测量电阻中,为减小误差,需根据每次实验测得的电压和电流值,利用欧姆定律的变形公式分别计算待测电阻的阻值,最后求出各次测量的电阻值的平均值作为测量结果。
三次测量的电阻值依次是、、,
待测电阻的平均值
②电源电压U=3V,由串联电路中电压的规律得,滑动变阻器两端电压U滑=U-UR.当待测电阻两端电压最小时(第1次实验时UR =1.21V),滑动变阻器两端电压最大,此时滑动变阻器接入的电阻也最大。第一次实验中,电路电流 I1=0.12A,滑动变阻器两端电压U滑=U-UR=3V-1.21V=1.79V,由欧姆定律得,.滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω,无法满足此次实验中需要接入约14.9Ω电阻的要求;而滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,能满足阻值需求,且此次实验电路中的电流 0.12A小于R2的允许通过的最大电流 0.5A,因此实验中选择的滑动变阻器应为R2.
③第3次测量时,电源电压U=3V,待测电阻两端电压U3=2.14V,电路电流 I3=0.21A.根据串联电路中电压的规律,滑动变阻器两端电压U滑3=U-U3=3V-2.14V=0.86V,由欧姆定律得,滑动变阻器连入电路的电阻.
3.(2024年四川内江中考题)在“测量定值电阻阻值”的实验中,提供的实验器材有:
A.两节新干电池;B.电压表(量程0~3V,0~15V);C.电流表(量程0~0.6A,0~3A);
D.滑动变阻器R(20Ω,1A);E.待测电阻Rx(阻值约为几欧);F.开关一个,导线若干。
(1)图甲是实验中设计的电路图,请在图中圆圈内正确填写表示电表的字母符号;
(2)连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,此时需要进行的操作是 。连接电路时,开关应该 (选填“断开”或“闭合”);
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻Rx/Ω
1 1.6 0.20 8.0
2 2.0 0.24 8.3
3 0.30
(3)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线,把图丙中的实物图连接成完整电路(有两条导线未连接),要求开关闭合时电流表示数最小,测量时电表示数尽可能精确;
(4)测得的部分数据已记录在表格中,表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是 。在第3次测量时,电压表的示数如图丁所示,根据这三次测得的数据,Rx阻值的平均值为 Ω.
【答案】(1) (2)调零 断开 (3) (4) Rx阻值的平均值R平均/Ω 8.1
【解析】(1)根据电路图可知,上面圆圈内的电表串联在电路中,为电流表;下面圆圈内的电表与Rx并联,为电压表。
(2)连接电路前,电流表的指针指在零刻度线左侧,需要进行的操作是对电流表指针调零,使指针指在零刻线处;为了保护电路,连接电路时,开关应该断开。
(3)实验要求开关闭合时电流表示数最小,即电路中的电流最小,需要将滑动变阻器的左下端接线柱与Rx的右端接线柱连接;为了使测量时电表示数尽可能精确,电压表选用0~3V 量程,将电压表标“3”的正接线柱与Rx的左端接线柱连接。
(4)在伏安法测量电阻的实验中,采用多次测量取平均值的方法减小测量误差,故表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是“Rx阻值的平均值R平均/Ω”;电压表选用的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,由欧姆定律得,第三次测量的Rx的阻值;则Rx阻值的平均值
4.(2024年黑龙江齐齐哈尔中考题) 在“伏安法测电阻”实验中,老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器(铭牌上标有“20Ω 1A”)等器材。所有器材均完好。
(1)小夏按照实验操作要求,在检查实验器材时,发现电流表指针的位置如图1所示,出现这一现象的原因是:______________________________。
(2)解决问题后,小夏设计并连接了如图2所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图2的电路连接完整(要求:导线不可交叉)。
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端。此时,滑动变阻器的作用是:__________________。
(4)检查电路连接无误,闭合开关。在实验的过程中,电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为0.若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻R____________。
(5)排除故障后,小夏继续进行实验,当电压表示数为1.2V时,读出如图3所示的电流表示数,并计算定值电阻的阻值R=______Ω.小夏认为实验已经完成,小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠,原因是:________________________________________________。
【答案】(1)电流表指针未调到零刻度线处 (2) (3)右 保护电路 (4)断路 (5)10 没有多次测量取平均值,减小误差
【解析】(1)电流表指针没有指在零刻度线上,说明电流表在使用前没有校零。
(2)电源电压为3V,所以电压表选择使用0~3V量程,电压表与电阻并联连接。
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至接入电路阻值最大处,即滑片移到最右端,此时滑动变阻器的作用是保护电路。
(4)实验过程中,电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为0,说明电压表与电源两极相连,电压表正负接线柱两侧的电路不存在断路,是与电压表并联的电阻断路。
(5)由图3可知,电流表使用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A,由欧姆定律得,定值电阻的阻值.
实验中,只进行一次实验测量的定值电阻的阻值存在较大的误差,为了减小误差,应多次测量求平均值作为测量结果,所以小夏认为实验已经完成,小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠。
1.(2025年山东青岛中考题)图像可以直观地反映物理量间的关系,通过图像对物理过程进行分析是研究物理问题的常用方法。下列图像分析不正确的是【 】
A. B. C. D.
A.如图是物体做匀速直线运动时路程与时间的关系图像
B.如图是同种物质质量与体积的关系图像
C.如图是晶体熔化时温度随时间变化的图像
D.图是小灯泡的电压与电流的关系图像
【答案】C
【解析】A.物体做匀速直线运动时通过的路程s与运动时间t成正比,路程s与时间t的关系图像是过原点的斜向上直线;
B.同种物质的质量m与体积V成正比,质量m与体积V的关系图像是过原点的斜向上直线;
C.晶体物质有固定的熔点。晶体熔化过程中,吸收热量,温度保持不变。温度和加热时间的关系图像是平行于加热时间轴的直线;
D.小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,随着电阻增大,电流增大的速度小于电压增大的速度,即电流比电压增大的慢,小灯泡的U-I图像向电压轴靠近。
2.(2023年黑龙江哈尔滨中考题)如图所示是电阻R1、R2的电压﹣电流关系图像,下列说法正确的是【 】
A.电阻 R1两端电压为4V时,通过R1的电流是0.3A
B.电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端总电压为3V
C.电阻 R1、R2并联到2V电压下,干路中的电流是0.3A
D.电阻 R1和R2的阻值之比是1:2
【答案】B
【解析】A.由图可知,当电阻R1两端电压为4V时,通过R1的电流为0.4A;
B.由图像可知,若电阻 R1、R2串联,当电路中的电流为0.2A时,R1、R2两端电压分别为2V、1V,R1、R2两端总电压U=U1+U2=2V+1V=3V;
C.由图像可知,电阻 R1、R2并联接到电压为2V的电源两端时,通过R1、R2的电流分别为0.2A、0.4A,并联电路干路中的电流I=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A;
D.由图像可知,R1、R2为定值电阻,若电阻 R1、R2串联,当电路中的电流为0.2A时,R1、R2两端电压分别为2V、1V,根据欧姆定律可得:,,电阻 R1和R2的阻值之比为R1:R2=10Ω:5Ω=2:1.
3.(2024年黑龙江龙东中考题)如图为灯泡L和定值电阻R的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为__________A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为_________。
【答案】0.6 1:3
【解析】将L和R并联在电源电压为3V的电路中,由并联电路中各支路电压等于电源电压可知,L和R两端电压都为3V,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,为I=IL+IR=0.4A+0.2A=0.6A;
串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压,串联电路中电流处处相等。将L和R串联在电源电压为4V的电路中,由图可得,L两端电压为1V,R两端电压为3V,电路中的电流为0.2A,L的电阻值,R的阻值,L与R的阻值之比RL:R=5Ω:15Ω=1:3.
4.(2025年吉林长春中考题)科创小组为学校科技周展会设计了一款提示器,可以提示展台上有无展品。图甲是该提示器的原理图,展台的结构由木板、弹簧、阻值不计的金属片(A、B、C)以及提示电路组成,A可将B、C接通或断开。工作时,闭合开关S,通过提示灯L是否发光可判断展台上有无展品。提示灯L和电阻R的I-U图像如图乙所示,电源电压恒定,提示灯L的额定电压为6V,实际电压不低于3V即可达到亮度要求。
(1)金属片A和弹簧的共同作用相当于电路中的___________。
(2)闭合开关S,当展台上无展品时,提示灯L正常发光,提示灯L和电阻R的连接方式是___,此时电路中的电流为___________A.
(3)若电阻R损坏,为达到提示灯L的亮度要求,需更换阻值不超过_______Ω的电阻。
(4)科创小组发现:闭合开关S,展台上有展品时,提示灯L不发光,无法判断该装置是否正在工作。针对此现象,请对图甲虚线框内的电路提出一条改进建议:___________。
【答案】(1)开关 (2)串联 0.5 (3)20 (4)串联一个电流表
【解析】(1)由图甲可知弹簧上的金属片A和弹簧的共同作用相当于开关,闭合时将电灯短路,此时灯不亮。当把物品搬离展台时,金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开,灯泡和电阻串联,此时灯亮。
(2)闭合电路中的开关S,展台上无展品时,此时金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开,提示灯L正常发光,由图甲可知,提示灯L和电阻R是串联接入电路。
提示灯L正常发光,则灯泡两端电压为6V,由图乙可知通过灯泡的电流为0.5A,此时电路中的电流为0.5A,定值电阻两端电压为3V,根据串联电路中电压的规律可知,电源电压为U=UL+UR=6V+3V=9V.
为达到提示灯L的亮度要求,即灯泡两端电压最小为3V,由图乙可知此时电路中电流为0.3A,由串联电路中电压的规律得,定值电阻两端最大电压U1=U-UL1=9V-3V=6V,则更换电阻的最大阻值为
(4)闭合开关S,展台上有展品时,提示灯L不发光,有可能是灯泡被短路,也可能是灯泡断路,无法判断该装置是否正在工作,所以可以在电路中串联一个电流表,观察电流表是否有示数即可判断装置是否正在工作。
1.(2025年河南中考题)某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于______(填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是________________。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图乙所示,为_________A,此时小灯泡的电阻为__________Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图所示,该图像不是一条直线,其原因是___________________________________。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图为三位同学画出的图像,其中正确的是______(填“A”、“B”或“C”),你判断的理由是__________________________________。
【答案】(1) (2)B 灯泡断路 (3)0.26 8.1
(4)灯的电阻随温度的升高而变大 C 灯泡与变阻器串联,变阻器和灯泡中的电流变化量相同,两端电压变化量也相同。由灯泡的I—U图像可知,随着灯泡电路中的电流增大,灯泡两端电压增大的越来越快,变阻器两端电压减小的也会越来越快,使灯泡两端电压与变阻器两端电压之和等于电源电压保持不变。
【解析】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,所以连接电路时,电压表选择0~3V的测量范围与灯泡并联,滑动变阻器与灯泡、电流表串联,变阻器电阻丝两端的接线柱和金属棒两端的接线柱各选择按一个连入电路中。
(2)连接好实验电路,闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片调至使接入电路阻值最大处,变阻器的滑片移到B端;
闭合开关接通电路后,电流表无示数,说明电路中没有电流,电路可能发生断路。电压表有示数,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,已知导线、电表均完好且接触良好,则原因可能是灯泡断路。
(3)由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.26A,由欧姆定律得,此时小灯泡的电阻为.
(4)由于灯泡的电阻随温度的升高而变大,所以小灯泡的I-U图象不是一条直线。
电路中灯泡与滑动变阻器串联,由串联电路的电流规律和电压规律可知,滑动变阻器和灯泡中的电流变化量相同,两端电压变化量也相同。由灯泡的I—U图像可知,随着灯泡电路中的电流增大,灯泡两端电压增大的越来越快,滑动变阻器两端电压减小的也会越来越快,使灯泡两端电压U灯与变阻器两端电压U变之和等于电源电压保持不变。滑动变阻器的I-U图像为图中的C.
2.(2025年陕西中考题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图-1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”.
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.14 0.18 0.22 0.24
电阻R/Ω 3.6 5.6 6.8 8.3
(1)该实验的原理是___________。
(2)连接电路时,开关应处于_________状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图-1中所示的___________(选填“a”或“b”)端,电压表应选择___________(选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是______(填选项字母)。
A. 滑动变阻器短路
B. 滑动变阻器M点右侧附近有断路
C. 滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,其读数为______A.
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由_______________________________________________________________________。
【答案】(1) (2)断开 b 0~3V (3)B (4)0.28 (5)分析表格中记录的实验数据可知,灯泡电阻是变化的,所以用该实验器材不能探究电阻一定时电流与电压的关系。
【解析】(1)测量小灯泡电阻的实验中,通过测量通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压,根据即可算出小灯泡的电阻,所以该实验的实验原理是.
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。闭合开关接通电路前,滑动变阻器的滑片要移到使接入电路阻值最大的位置,即变阻器的滑片移到b端。实验中使用的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表应选择“0~3V”的量程。
(3)闭合开关接通电路后,移动变阻器的滑片P,小灯泡始终不亮,电流表、电压表均无示数,说明电路发生了断路;直至移动变阻器的滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,此时电路为通路,说明滑动变阻器M点左侧部分没有断路,则发生断路的是滑动变阻器M点右侧附近。
(4)由图-2可知,电流表使用的测量范围是0~0.6A,,分度值为0.02A,示数为0.28A.
(5)探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,分析表格中记录的实验数据可知,灯泡电阻是变化的,所以用该实验器材不能探究电阻一定时电流与电压的关系。
3.(2024年湖北中考题)某小组想测量标有“2.5V 0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。
(2)移动滑动变阻器的滑片至最 端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为 A.
(3)根据实验数据绘制U-I图像如图丙,小灯泡未发光时电阻可能为 。
A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω
(4)随着电流增大,滑动变阻器两端的电压 ,小灯泡的电阻 ,整个电路中的电阻 。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】(1)(2)左 0.12 (3)B (4)减小 增大 减小
【解析】(1)在图示实验电路中,用笔画线代替导线将滑动变阻器金属棒两端的接线柱任选一个和开关右端的接线柱连接起来即可组成实验电路。
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处在接入电路电阻最大处,即最左端;由乙图可知,电流表使用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A.
(3)由丙图可知,当灯泡两端的电压为0.42V时,通过灯泡的电流为0.12A,由欧姆定律得,开始发光时灯泡的电阻,小灯泡未发光时的电阻要比3.5Ω小.
(4)串联电路两端中总电压等于用电器两端电压之和。实验电路中的电源电压不变,随着电路中的电流增大,电路的总电阻减小。灯泡两端的电压增大,小灯泡的电阻增大,滑动变阻器两端的电压减小。
4.(2024年甘肃临夏州中考题)科技兴趣小组测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,实验装置如图甲所示。
请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)正确连接电路后,滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中(实验过程中曾改变电压表的量程),测得了如表所示的实验数据,根据第 次数据可知,电路出现故障,故障原因是 ,由此也可知电源电压是 V;
实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 灯泡亮度
1 1 0.2 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.8 0.32 强烈发光
4 6 0 不发光
(3)实验中滑动变阻器的作用: 、 。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L正常发光时的电阻约为 (结果保留一位小数);
(4)兴趣小组的其中一位同学对灯泡的电阻提出了不同看法,他认为应将5所测电阻取平均值以减小实验误差,你同意该同学的看法吗? ;说说自己的理由: ;
(5)实验装置中有“20Ω 1.5A”“50Ω 2.0A ”两种规格的滑动变阻器,此实验中选用的滑动变阻器规格应为 。
【答案】(1)(2)4 灯泡L断路 6 (3)保护电路改变小灯泡两端电压,方便进行多次测量 8.3 (4)不同意 灯泡的电阻不是一个固定值,受灯丝温度的影响,灯丝温度越高,灯泡的电阻越大 (5)“50Ω 2.0A ”
【解析】(1)在图示实验电路中,用笔画线代替导线将滑动变阻器金属棒两端的接线柱任选一个和开关右端的接线柱连接起来即可组成实验电路。
(2)由表格中第4组实验数据可知,电压表示数为6V,说明电压表与电源接通;电流表示数为0,电路中无电流,说明电路存在断路;灯泡不发光,故障原因是灯泡L断路。由于灯泡L断路,使得电压表串联在电路中,此时电压表示数等于电源电压,由此可知电源电压是6V.
(3)滑动变阻器在实验电路中可以起到限制电流,保护电路的作用。为了测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,所以滑动变阻器的另一个作用是改变灯泡两端的电压。
小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,由图甲可知,电流表所选量程为0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,已知灯泡L的额定电压为2.5V,由欧姆定律得,灯泡L正常发光时的电阻约为.
(4)由表格中前三次实验数据可求得每一次实验灯泡L的电阻,发现灯泡L的电阻并不是固定值,将所测电阻取平均值作为测量结果没有意义,所以不同意该同学的看法。因为灯泡的电阻不是一个固定值,受灯丝温度的影响,灯丝温度越高,灯泡的电阻越大。
(5)由表格中第1组数据可知,电压表的示数为1V,即灯泡L两端的电压为1V,电源电压为6V,所以滑动变阻器两端的电压为5V,此时电路中的电流等于电流表的示数0.2A,由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路中的阻值为,所以此实验中选用的滑动变阻器规格应为“50Ω2.0A”.
1.引入“电路的等效电阻”概念时运用的科学方法是_________(填“等效替代”或“控制变量”)法。阻值为10Ω和40Ω的两个电阻,串联在电路中,其等效电阻为_______Ω;并联在电路中,其等效电阻为_________Ω.两个导体串联后的等效电阻大于其中任何一个导体的电阻,因为导体串联起来相当于______________;两个导体并联后的等效电阻小于其中任何一个导体的电阻,因为导体并联起来相当于______________。
【答案】等效替代 50 8 增大了导体的长度 增大了横截面积
【解析】一个电阻接到电路中产生的效果和几个电阻连接起来接到电路中共同产生的效果相同,这个电阻就叫做那几个电阻的等效电阻。引入“电路的等效电阻”概念时运用的科学方法是等效替代法。
阻值为10Ω和40Ω的两个电阻,串联在电路中,其等效电阻为R=R1+R2=10Ω+40Ω=50Ω;
阻值为10Ω和40Ω的两个电阻,并联在电路中,其等效电阻为R,,
R=8Ω;
两个导体串联后的等效电阻大于其中任何一个导体的电阻,因为导体串联起来相当于增大了导体的长度,在材料、横截面积一定的情况下,导体的长度增大,电阻增大;两个导体并联后的等效电阻小于其中任何一个导体的电阻,因为导体并联起来相当于增大了横截面积,在材料、长度一定的情况下,导体的横截面积增大,电阻减小。
2.(广西桂林中考题)如图甲所示反映的是电阻_______联规律,其表示的含义是电阻串联,相当于增加了电阻的________。图乙反映的是电阻________联规律,其表示的含义是电阻并联,相当于增加了电阻的_________。
【答案】串 长度 并联 横截面积
【解析】如图甲所示反映的是电阻串联规律,其表示的含义是电阻串联,相当于增加了电阻的长度。由图甲可以看出,两段导体串联起来后导体的长度比任何一段导体的长度都要大,因此导体串联起来后的电阻比任何一段导体的电阻都大。
图乙反映的是电阻并联规律,其表示的含义是电阻并联,相当于增加了电阻的横截面积。由图乙可以看出,两段导体并联起来后导体的横截面积比任何一段导体的横截面积都要大,因此导体并联起来后的电阻比任何一段导体的电阻都小。
3.(浙江湖州中考题)一只3Ω的电阻和一只6Ω的电阻,它们串联起来后的总电阻为____Ω;它们并联起来后的总电阻为____Ω.
【答案】9 2
【解析】3Ω和6Ω的电阻,串联起来后的总电阻为R=R1+R2=3Ω+6Ω=9Ω;
3Ω和6Ω的电阻,并联起来后的总电阻为R,有,R=2Ω.
4.现在有两个阻值相同的电阻,可利用如图所示的装置探究电阻串、并联后总电阻比原来大了还是小了。
(1)在该实验中,通过_________________________________________来显示电阻的大小。
(2)首先将一个电阻接在A、B之间,闭合开关S,记下电流表的示数;再将两个电阻串联接入A、B间,闭合开关,再记下电流表的示数。发现电流表的示数变小了,说明:________________________。
(3)再将两个电阻并联接入A、B间,闭合开关S,再记下电流表的示数。与单个电阻接入时相比,发现电流表的示数变大了,说明:_________________________________________________。
【答案】(1)电流表示数的变化或灯泡明暗的变化 (2)两个电阻串联后的总电阻比原来的任意一个都大 (3)两个电阻并联后的总电阻比原来的任意一个都小
【解析】(1)电阻的电阻值不能直接测量,在该探究实验电路中,通过电流表示数的变化或灯泡明暗的变化来显示电阻的大小。
(2)将两个电阻串联接入A、B间,闭合开关,电流表的示数变小了,说明电路的电阻变大了,由此可知,电阻串联后总电阻比原来大。
(3)将两个电阻并联接入A、B间,闭合开关,电流表的示数变大了,说明电路的电阻变小了,由此可知,电阻并联后总电阻比原来小。
5.(双选题)如图所示,闭合开关S后,电压表的示数为6V,电流表的示数为3A,则右边方框内的电阻连接情况可能为【 】
A.1Ω和1Ω的电阻并联
B.1Ω和1Ω的电阻串联
C.6Ω和3Ω的电阻并联
D.6Ω和3Ω的电阻串联
【答案】B C
【解析】由欧姆定律得,方框内的电路的等效电阻为.
A.两个1Ω的电阻并联,总电阻小于1Ω;
B.两个1Ω的电阻串联,总电阻R总=1Ω+1Ω=2Ω;
C.6Ω和3Ω的电阻并联,总电阻为R,有,R=2Ω.
D.6Ω和3Ω的电阻串联,总电阻R总=6Ω+3Ω=9Ω.
6.(2023年河南三门峡期末考试题)电工师傅在修理电器时,急需一只8Ω的电阻,但手边只有阻值为20Ω、5Ω、10Ω和40Ω的电阻各一只,下列做法能帮他解决问题的是【 】
A.将20Ω和5Ω的电阻串联 B.将20Ω和10Ω的电阻串联
C.将5Ω和40Ω的电阻并联 D.将10Ω和40Ω的电阻并联
【答案】D
【解析】串联导体的总电阻等于各导体的电阻之和。
A、B. 20Ω和5Ω的电阻串联,等效电阻R=20Ω+5Ω=25Ω; 20Ω和10Ω的电阻串联,等效电阻R=20Ω+10Ω=30Ω;
并联导体的总电阻的倒数等于各导体电阻的倒数之和。并联导体的总电阻比任何一个导体的电阻都要小。
C.5Ω和40Ω的电阻并联,总电阻小于5Ω和40Ω的电阻并联
D.10Ω和40Ω的电阻并联,总电阻为R,则R=8Ω.
7.(2023年四川凉山州中考题)如图所示,甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,将L和R先后以乙、丙图两种方式连在同一电源上,若乙图中U1:U2=a,丙图中I1:I2=b,则下列选项中不正确的是【 】
A.a>1 B.b<1 C.a>b D.ab=1
【答案】D
【解析】图乙中,灯泡与电阻串联,串联电路各处电流相等,由欧姆定律可知,当电流相同时,U1:U2=RL乙:R=a;图丙中,灯泡与电阻并联,并联电路各支路两端电压相等,由欧姆定律可知,当电压相同时,I1:I2=R:RL丙=b;RL乙:RL丙=ab.
由图象甲可知,灯泡电阻随电压增大而增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,所以RL乙<RL丙,RL乙:RL丙=ab<1,则a<;由图象甲可知,在电流相同时,灯泡两端的电压较大,即U1>U2,则U1:U2=a>1,由此可知1<a<,则可得b<1,比较可知a>b.
8.(2020年浙江舟山中考题)学习了并联电路特点和欧姆定律后,科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和各分电阻之间的关系,开展了以下探究。
【实验步骤】
①设计电路,根据电路图连接实物;
②闭合开关,分别读出电压表和电流表的示数并记录;
③计算总电阻并填入表格;
④换用不同规格的电阻重复上述实验。
实验次数 电阻R1/Ω 电阻R2/Ω 电压U/V 电流I/A 总电阻R/Ω
1 10 30 3 0.4 7.5
2 30 30 3 0.2 15
3 30 15 3 0.3 10
请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整。
【得出结论】并联电路总电阻小于任何一个分电阻。
【思考讨论】
①请根据影响导体电阻大小的因素解释上述结论。
②分析表中数据,若增大其中一个分电阻的阻值,则总电阻将 。
【答案】
①电阻并联后相当于增大了导体的横截面积,在导体材料、长度、温度不变时,横截面积越大,导体的电阻越小 ②增大。
【解析】图示电路中,电流表没有接入电路;根据表中数据可知,电流表应选择0~0.6A的量程,且电流表应串联接在干路中:
①因为电阻并联后相当于增大了导体的横截面积,在导体材料、长度、温度不变时,横截面积越大,导体的电阻越小,所以可得出上述结论;
②根据表中1、2两次的实验数据可知,R2的阻值不变,当R1的阻值增大时,电路的总电阻变大,因此并联电路中,增大其中一个分电阻的阻值,则总电阻会增大。
1.在许多情况下,人们常利用作用的_______来认识和处理复杂的问题,由此我们也可以用一个简单的电路代替复杂电路,使问题得到简化,这个简单的电路就是复杂电路的________电路。
【答案】等效性 等效
【解析】在处理复杂问题时,利用的是作用的等效性,即一个简单电路在某些方面产生的效果与复杂电路产生的效果相同,从而可以用简单电路(等效电路)来代替复杂电路,使问题简化。
2.“等效替代法”是科学研究中的一种常用方法,其实质是在效果相同的情况下,将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题,找出其中的规律。下列四个实例中体现了“等效替代法”的是【 】
A.选用一个10Ω的电阻代替两个20Ω并联时的电阻
B.选用带箭头的直线来表示光线
C.选用轻绳探究使用定滑轮的特点
D.选用同一电阻探究电流与电压的关系
【答案】A
【解析】A.一个10Ω的电阻在电路中产生的效果与两个20Ω的电阻并联在电路中产生的效果相同,选用一个10Ω的电阻代替两个20Ω并联时的电阻,采用的是等效替代法。
B.光线实际不存在,选用带箭头的直线表示光传播路径和方向,采用的是建立物理模型法。
C.探究使用定滑轮的特点的实验中,由于绳的重力对该实验有影响,所以可选用轻绳,以便忽略其影响。采用的不是等效替代法。
D.研究电流与电压的关系,需要保持电阻一定,采用的是控制变量法。
3.(2020年安徽中考题)有一个量程为0~1mA的小量程电流表G,内阻Rg=30Ω,选择一定值电阻R0与它并联起来,如图所示。将A、B两端接入电路(图中I表示电流表G与电阻R0并联后的总电流)。
(1)调节电路,使电流表的指针指在最大刻度处(即1mA),这时电流I为0.6A,求电阻R0的值(计算结果保留两位小数);
(2)继续调节电路,使电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5mA),此时电流I变为多少?
【答案】(1)0.05Ω (2)0.3A
【解析】(1)G与定值电阻并联组成的电路,等效为一个量程为0~0.6A的电流表。为调节电路,使电流表的指针指在最大刻度处(即1mA),由欧姆定律得,其两端的电压为
U=I×Rg=0.001A×30Ω=0.03V;
G与定值电阻并联电路的干路电流I=0.6A,由并联电路中电流的规律得,通过定值电阻的电流为
I0=I-Ig=0.6A﹣0.001A=0.599A,
由欧姆定律得,电阻R0==≈0.05Ω;
(2)电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5mA),即通过电流表的电流为原来的二分之一,由欧姆定律得,电流表两端的电压也为原来的二分之一,通过定值电阻的电流为原来的二分之一,由并联电路中电流的规律可知,此时电流I变为的来的二分之一,即为0.3A。
4.如图所示的电路中,电阻R 的阻值为20 Ω,电源电压不变。当S 、S 断开,S 闭合时,电流表的示数为0.45 A;当 S1断开, S 、S3闭合时, 电流表的示数为0.75A.求:
(1)电源电压为多少
(2)R 的阻值为多少
(3)S 、S3断开,S 闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少
【答案】(1)9V (2)30Ω (3)3.6V
【解析】(1) 当 S 、S 断开、 S 闭合时,电阻R 断路,电阻R 接在电源两端。由欧姆定律得,电源电压U=U1=I1R1=0.45A×20Ω=9V
(2)当S 断开. S 、S3闭合时. 电阻R 和R 并联。由并联电路中电流的规律得,通过R 的电流 0.3A. 电阻
(3)当 S 、S 断 开, S 闭 合时,电阻R 和R 串联。电路中的电流 由欧姆定律得,电阻R 两端的电压
1.【科学方法】(2025年北京中考题)某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1,________,记录电压表的示数U.
③闭合S1,________,使电压表的示数仍为U.
④记录电阻箱的阻值R0.
(2)待测电阻的阻值Rx=________.(用测量量表示)
【答案】(1) ②开关S2与触点2闭合 ③开关S2与触点1闭合,调节电阻箱 (2)R0
【解析】(1)由电路图可知,将滑动变阻器接入电路的电阻值调到最大,闭合S1,开关S2与触点2闭合,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,记录电压表的示数U;闭合S1,开关S2与触点1闭合,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,则待测电阻的电阻值与电阻箱接入电路的阻值相同。
(2)由实验步骤可知,当待测电阻与滑动变阻器串联时,电压表测量滑动变阻器两端的电压;当电阻箱与滑动变阻器串联时,电压表仍测量滑动变阻器两端的电压,电压表示数不变,滑动变阻器两端的电压不变,电源电压不变,电阻Rx两端电压和电阻箱两端的电压相等,Rx的电阻值等于电阻箱接入电路的电阻值R0,即Rx=R0.
2.【科学思维】(2025年江苏宿迁中考题)噪声是污染环境公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻R0、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是【 】
A.R0 阻值为20Ω
B. 电源电压为24V
C. 电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D. 当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
【答案】D
【解析】A、B.由图甲可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻的电压。
噪声为70dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R=20Ω;
噪声为40dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R'=50Ω;
串联电路中各用电器中的电流相等,电阻两端的电压之比等于电阻之比,
故有R0∶R=U0∶UR=U0∶(U-U0)
则得R0∶20Ω=6V∶(U-6V), R0∶50Ω=3V∶(U-3V)
解方程得U=18V,R0=10Ω;
C.由图乙可知,当声音强度增大时,声敏电阻阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,根据U=IR可知,R0两端的电压变大,即电压表示数变大;
D.当电压表示数为4.5V时,根据R0∶R″=U0∶UR=U0∶(U-U0)得到10Ω∶R″=4.5V∶(18V-4.5V)
解得R″=30Ω,根据乙图可知,噪声强度为50dB.
3.【科学思维】(2025年黑龙江龙东中考题)(多选题)如图所示,电源电压恒定为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,2A”的字样,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,当开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中,下列说法中正确的是【 】
A. 电压表示数变化范围是1~3V
B. 电流表示数变化范围是0.18~0.6A
C. 滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V
D. 滑动变阻器的阻值变化范围是20~10Ω
【答案】BC
【解析】A、B.如图,开关S闭合,P在b端时,滑动变阻器R2与R1串联,电流表测电路电流,电压表测R1两端电压。因为此时滑动变阻器R2阻值最大,则此时电路总电阻最大,
R总max=R1+R2max=5Ω+20Ω=25Ω,此时电路中电流最小,为
则电流表示数最小为,由欧姆定律,则此时R1两端电压最小,为U1min=IminR1=0.18A×5Ω=0.9V,
则电压表示数最小为0.9V,因为电流表量程0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流2A,电压表量程为0~3V,滑片由b端移到a端的过程中,当R1两端电压为3V时,通过R1的电流最大,则,电路中的最大电流Imax=0.6A.则电流表最大示数为0.6A,电压表最大示数为3V.所以电压表示数变化范围是0.9~3V,电流表示数变化范围是0.18~0.6A;
C.电源电压恒定为4.5V,根据串联电路中电压的规律,当R1两端电压最大为3V时,R2两端电压最小,则最小电压U2min=U-U1max=4.5V-3V=1.5V;
当R1两端电压最小为0.9V时,R2两端电压最大,则最大电压U2max=U-U1min=4.5V-0.9V=3.6V;所以滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~~1.5V;
D.当电路最大电流Imax=0.6A时,电源电压恒定,由欧姆定律可知,此时电路总电阻最小,最小总电阻,此时R2阻值最小,最小阻值R2min=R总min-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω;
R2阻值取最大20Ω时,电路安全,所以滑动变阻器的阻值变化范围是20~2.5Ω.
4.【科学探究】(2025年天津中考题)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压U0为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器R1(最大阻值约为50Ω)和R2(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1) (2)见解析 (3)
【解析】(1)电流表量程为0~0.6A,由欧姆定律得,电路总电阻最小为
所以为确保电路安全,变阻器使用R2,设计电路图如图。
(2)实验步骤:①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1;
③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表示数I2.
(3)闭合开关S1、S2,变阻器R2单独接入电路,电流表测量电路中的电流,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1,则变阻器R2接入电路阻值为;
断开开关S2,Rx和变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2,则电路的总电阻为;
由串联电路中电阻的特点得,Rx的阻值为/ 让教学更有效 精品试卷 | 初中物理
第5章 《欧姆定律》素养提升训练
1.(2025年广东深圳中考题)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入_________(填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最_____(选填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是___________。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1 1.6 2.4 2.8
电流I/A 0.2 0.32 0.48 0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值_______,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是___________。
2.(2025年江苏苏州中考题)小明用电压为6V的电源、定值电阻R1、电压表、电流表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R2、开关等器材,探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
(1)根据图甲所示电路图,将图乙的实物图连接完整;
(2)电路连接正确,规范操作后,闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表示数为6V,电路中仅有一处故障,则故障可能是______;
(3)排除故障后继续实验,小明的实验数据如下表:
实验序号 1 2 3 4 5
电压/V 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5
电流/A 0.15 0.25 0.35 0.45 0.54
老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的,请你判断这组数据的实验序号是______;
(4)通过实验得出初步结论:______时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
3.(2025年吉林中考题)某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω 1A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一个,导线若干。
(1)按照图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最_____端。
(2)经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。由图像可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成___________比。
(3)实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是___________。
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行“探究电流与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将15Ω的定值电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数为______A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻阻值应不超过_______Ω.
4.(2025年河北中考题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了___________;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6V,电路的故障(仅有一处)是___________;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为___________A;
接线位置 A B E C F D
电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0
电流I/A 0.3 ① 0.5 0.6 0.8 1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,___________;
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:___________(写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6A量程,把另一电压表V1接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R0替换R,使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2:3.则满足上述条件的R0的取值范围是___________Ω.
1.(2025年北京中考题)某同学利用干电池、数字电流表A、数字电压表V、多个阻值不同且已知的定值电阻、滑动变阻器、开关及导线,探究通过导体的电流与导体的电阻的关系。
(1)请画出实验电路图。
(2)该同学分析下表实验数据,发现________,由此可得实验结论:________。
电阻R/Ω 5 10 15 20 25 40
电流I/A 0.40 0.20 0.14 0.10 0.08 0.05
2.(2025年山东中考题)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为_____。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为________。
(4)断开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:__________________,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
R/Ω 4 5 8 10 20
0.25 0.2 0.125 0.1 0.05
I/A 0.40 0.32 0.21 0.16 0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想,请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与__________成正比,即电流与_________成反比。
3.(2025年辽宁中考题)在探究电流与电阻的关系实验中,实验器材如下:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40Ω 1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)图(a)为使用5Ω定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图(a)中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不能交叉)。
(2)改正错误后,将滑动变阻器的滑片P移到最____端。闭合开关,移动滑片P使电压表的示数达到所要控制的电压U0时,电流表的示数如图(b)所示,为____A.
(3)将不同阻值的定值电阻分别接入电路中,重复实验,记录的数据如下表。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.24 0.16 0.12 0.10
分析表中数据,在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似____(填“相等”或“不相等”),从而得出结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成____比。
(4)利用本实验提供的器材____(填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
4.(2025年西藏中考题)如图所示,某实验小组“探究电压一定时电流与电阻的关系”。
(1)实验时须注意安全用电,因此,连接电路时开关应处于______状态。
(2)请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于A端。
(3)闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是:______。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录此时电流表的示数。更换不同阻值的定值电阻,调节滑片的位置使电压表的示数保持不变,记录电流表的示数并填入表格。图丙是第2次实验时电流表指针的位置,其示数为______A.
次数 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 20 50
电流I/A 0.40 0.10 0.04
(5)分析表中的数据可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______。
1.(2025年黑龙江大庆中考题)物理学中经常看到形如公式,一种情况是x的大小与y、z都有关,另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于前一种情况的是【 】
A. 物质的密度 B. 导体中的电流
2.(2025年山东烟台经开区期中考试题)由欧姆定律I= 变形可得R=,以下说法正确的是【 】
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
3.(2025年山东临沂期中考试题)一段导体两端电压为6V 时,导体中的电流为0.2A ;当导体两端电压变为原来的3倍时,导体中的电流为____A.当它两端电压变为0时,该导体的电阻为____Ω.
4.(2024年天津中考题)(双选题)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则【 】
R1的电阻为5Ω
B. R2的电阻为7.5Ω
C. 前一种情况中a表的示数为3V
D. 后一种情况中b表的示数为1.2A
1.(2025年湖南衡阳期中考试题)在如图所示的电路中,定值电阻R=6Ω ,开关S 闭合时,电压表V和V1 的示数如图甲、乙所示,则该电路中的电流为____A.
2.(2024年山东滨州中考题)如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,则通过灯泡L2的电流为______A,灯泡L1的阻值为______Ω.
3.(2025年四川甘孜州中考题)如图所示,电阻R1=30Ω,闭合S1、断开S2时,电流表的示数为0.4A;闭合S1和S2时,电流表的示数为0.5A。则电源两端的电压为_____V,电阻R2的阻值为_____Ω.
4.(2023年四川内江中考题)有一只小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流是 A.如果我们只有电压为6V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个 Ω的电阻。
1.(2025年江苏淮安中考题)如图甲所示为测量定值电阻阻值的实物电路。
(1)连接电路前应______开关;
(2)用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到______(选填“A”或“B”)端;
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,为______A,计算出定值电阻的阻值为______Ω;
(5)不增加器材,利用该电路还可以进行的实验是______。
2.(2025年山东潍坊中考题)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻R、干电池两节(每节电压为1.5V)、滑动变阻器R1(10Ω 1A)、滑动变阻器R2(20Ω 0.5A)、电流表、电压表、开关、导线若干。
次数 电压U/V 电流I/A
1 1.21 0.12
2 1.52 0.15
3 2.14 0.21
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大;
(2)正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表所示。根据实验数据,回答下列问题:
①待测电阻R的阻值为___________Ω(结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为___________(选填“R1”或“R2”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为___________Ω(结果保留1位小数)。
3.(2024年四川内江中考题)在“测量定值电阻阻值”的实验中,提供的实验器材有:
A.两节新干电池;B.电压表(量程0~3V,0~15V);C.电流表(量程0~0.6A,0~3A);
D.滑动变阻器R(20Ω,1A);E.待测电阻Rx(阻值约为几欧);F.开关一个,导线若干。
(1)图甲是实验中设计的电路图,请在图中圆圈内正确填写表示电表的字母符号;
(2)连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,此时需要进行的操作是 。连接电路时,开关应该 (选填“断开”或“闭合”);
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻Rx/Ω
1 1.6 0.20 8.0
2 2.0 0.24 8.3
3 0.30
(3)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线,把图丙中的实物图连接成完整电路(有两条导线未连接),要求开关闭合时电流表示数最小,测量时电表示数尽可能精确;
(4)测得的部分数据已记录在表格中,表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是 。在第3次测量时,电压表的示数如图丁所示,根据这三次测得的数据,Rx阻值的平均值为 Ω.
4.(2024年黑龙江齐齐哈尔中考题) 在“伏安法测电阻”实验中,老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器(铭牌上标有“20Ω 1A”)等器材。所有器材均完好。
(1)小夏按照实验操作要求,在检查实验器材时,发现电流表指针的位置如图1所示,出现这一现象的原因是:______________________________。
(2)解决问题后,小夏设计并连接了如图2所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图2的电路连接完整(要求:导线不可交叉)。
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端。此时,滑动变阻器的作用是:__________________。
(4)检查电路连接无误,闭合开关。在实验的过程中,电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为0.若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻R____________。
(5)排除故障后,小夏继续进行实验,当电压表示数为1.2V时,读出如图3所示的电流表示数,并计算定值电阻的阻值R=______Ω.小夏认为实验已经完成,小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠,原因是:________________________________________________。
1.(2025年山东青岛中考题)图像可以直观地反映物理量间的关系,通过图像对物理过程进行分析是研究物理问题的常用方法。下列图像分析不正确的是【 】
A. B. C. D.
A.如图是物体做匀速直线运动时路程与时间的关系图像
B.如图是同种物质质量与体积的关系图像
C.如图是晶体熔化时温度随时间变化的图像
D.图是小灯泡的电压与电流的关系图像
2.(2023年黑龙江哈尔滨中考题)如图所示是电阻R1、R2的电压﹣电流关系图像,下列说法正确的是【 】
A.电阻 R1两端电压为4V时,通过R1的电流是0.3A
B.电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端总电压为3V
C.电阻 R1、R2并联到2V电压下,干路中的电流是0.3A
D.电阻 R1和R2的阻值之比是1:2
3.(2024年黑龙江龙东中考题)如图为灯泡L和定值电阻R的I-U图像,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,干路电流为__________A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为_________。
4.(2025年吉林长春中考题)科创小组为学校科技周展会设计了一款提示器,可以提示展台上有无展品。图甲是该提示器的原理图,展台的结构由木板、弹簧、阻值不计的金属片(A、B、C)以及提示电路组成,A可将B、C接通或断开。工作时,闭合开关S,通过提示灯L是否发光可判断展台上有无展品。提示灯L和电阻R的I-U图像如图乙所示,电源电压恒定,提示灯L的额定电压为6V,实际电压不低于3V即可达到亮度要求。
(1)金属片A和弹簧的共同作用相当于电路中的___________。
(2)闭合开关S,当展台上无展品时,提示灯L正常发光,提示灯L和电阻R的连接方式是___,此时电路中的电流为___________A.
(3)若电阻R损坏,为达到提示灯L的亮度要求,需更换阻值不超过_______Ω的电阻。
(4)科创小组发现:闭合开关S,展台上有展品时,提示灯L不发光,无法判断该装置是否正在工作。针对此现象,请对图甲虚线框内的电路提出一条改进建议:___________。
1.(2025年河南中考题)某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于______(填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是________________。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图乙所示,为_________A,此时小灯泡的电阻为__________Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图所示,该图像不是一条直线,其原因是___________________________________。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图为三位同学画出的图像,其中正确的是______(填“A”、“B”或“C”),你判断的理由是__________________________________。
2.(2025年陕西中考题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图-1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”.
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.14 0.18 0.22 0.24
电阻R/Ω 3.6 5.6 6.8 8.3
(1)该实验的原理是___________。
(2)连接电路时,开关应处于_________状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图-1中所示的___________(选填“a”或“b”)端,电压表应选择___________(选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是______(填选项字母)。
A. 滑动变阻器短路
B. 滑动变阻器M点右侧附近有断路
C. 滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,其读数为______A.
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由_______________________________________________________________________。
3.(2024年湖北中考题)某小组想测量标有“2.5V 0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。
(2)移动滑动变阻器的滑片至最 端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为 A.
(3)根据实验数据绘制U-I图像如图丙,小灯泡未发光时电阻可能为 。
A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω
(4)随着电流增大,滑动变阻器两端的电压 ,小灯泡的电阻 ,整个电路中的电阻 。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
4.(2024年甘肃临夏州中考题)科技兴趣小组测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,实验装置如图甲所示。
请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)正确连接电路后,滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中(实验过程中曾改变电压表的量程),测得了如表所示的实验数据,根据第 次数据可知,电路出现故障,故障原因是 ,由此也可知电源电压是 V;
实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 灯泡亮度
1 1 0.2 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.8 0.32 强烈发光
4 6 0 不发光
(3)实验中滑动变阻器的作用: 、 。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L正常发光时的电阻约为 (结果保留一位小数);
(4)兴趣小组的其中一位同学对灯泡的电阻提出了不同看法,他认为应将5所测电阻取平均值以减小实验误差,你同意该同学的看法吗? ;说说自己的理由: ;
(5)实验装置中有“20Ω 1.5A”“50Ω 2.0A ”两种规格的滑动变阻器,此实验中选用的滑动变阻器规格应为 。
1.引入“电路的等效电阻”概念时运用的科学方法是_________(填“等效替代”或“控制变量”)法。阻值为10Ω和40Ω的两个电阻,串联在电路中,其等效电阻为_______Ω;并联在电路中,其等效电阻为_________Ω.两个导体串联后的等效电阻大于其中任何一个导体的电阻,因为导体串联起来相当于______________;两个导体并联后的等效电阻小于其中任何一个导体的电阻,因为导体并联起来相当于______________。
2.(广西桂林中考题)如图甲所示反映的是电阻_______联规律,其表示的含义是电阻串联,相当于增加了电阻的________。图乙反映的是电阻________联规律,其表示的含义是电阻并联,相当于增加了电阻的_________。
3.(浙江湖州中考题)一只3Ω的电阻和一只6Ω的电阻,它们串联起来后的总电阻为____Ω;它们并联起来后的总电阻为____Ω.
4.现在有两个阻值相同的电阻,可利用如图所示的装置探究电阻串、并联后总电阻比原来大了还是小了。
(1)在该实验中,通过_________________________________________来显示电阻的大小。
(2)首先将一个电阻接在A、B之间,闭合开关S,记下电流表的示数;再将两个电阻串联接入A、B间,闭合开关,再记下电流表的示数。发现电流表的示数变小了,说明:________________________。
(3)再将两个电阻并联接入A、B间,闭合开关S,再记下电流表的示数。与单个电阻接入时相比,发现电流表的示数变大了,说明:_________________________________________________。
5.(双选题)如图所示,闭合开关S后,电压表的示数为6V,电流表的示数为3A,则右边方框内的电阻连接情况可能为【 】
A.1Ω和1Ω的电阻并联
B.1Ω和1Ω的电阻串联
C.6Ω和3Ω的电阻并联
D.6Ω和3Ω的电阻串联
6.(2023年河南三门峡期末考试题)电工师傅在修理电器时,急需一只8Ω的电阻,但手边只有阻值为20Ω、5Ω、10Ω和40Ω的电阻各一只,下列做法能帮他解决问题的是【 】
A.将20Ω和5Ω的电阻串联 B.将20Ω和10Ω的电阻串联
C.将5Ω和40Ω的电阻并联 D.将10Ω和40Ω的电阻并联
7.(2023年四川凉山州中考题)如图所示,甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,将L和R先后以乙、丙图两种方式连在同一电源上,若乙图中U1:U2=a,丙图中I1:I2=b,则下列选项中不正确的是【 】
A.a>1 B.b<1 C.a>b D.ab=1
8.(2020年浙江舟山中考题)学习了并联电路特点和欧姆定律后,科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和各分电阻之间的关系,开展了以下探究。
【实验步骤】
①设计电路,根据电路图连接实物;
②闭合开关,分别读出电压表和电流表的示数并记录;
③计算总电阻并填入表格;
④换用不同规格的电阻重复上述实验。
实验次数 电阻R1/Ω 电阻R2/Ω 电压U/V 电流I/A 总电阻R/Ω
1 10 30 3 0.4 7.5
2 30 30 3 0.2 15
3 30 15 3 0.3 10
请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整。
【得出结论】并联电路总电阻小于任何一个分电阻。
【思考讨论】
①请根据影响导体电阻大小的因素解释上述结论。
②分析表中数据,若增大其中一个分电阻的阻值,则总电阻将 。
1.在许多情况下,人们常利用作用的_______来认识和处理复杂的问题,由此我们也可以用一个简单的电路代替复杂电路,使问题得到简化,这个简单的电路就是复杂电路的________电路。
2.“等效替代法”是科学研究中的一种常用方法,其实质是在效果相同的情况下,将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题,找出其中的规律。下列四个实例中体现了“等效替代法”的是【 】
A.选用一个10Ω的电阻代替两个20Ω并联时的电阻
B.选用带箭头的直线来表示光线
C.选用轻绳探究使用定滑轮的特点
D.选用同一电阻探究电流与电压的关系
3.(2020年安徽中考题)有一个量程为0~1mA的小量程电流表G,内阻Rg=30Ω,选择一定值电阻R0与它并联起来,如图所示。将A、B两端接入电路(图中I表示电流表G与电阻R0并联后的总电流)。
(1)调节电路,使电流表的指针指在最大刻度处(即1mA),这时电流I为0.6A,求电阻R0的值(计算结果保留两位小数);
(2)继续调节电路,使电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5mA),此时电流I变为多少?
4.如图所示的电路中,电阻R 的阻值为20 Ω,电源电压不变。当S 、S 断开,S 闭合时,电流表的示数为0.45 A;当 S1断开, S 、S3闭合时, 电流表的示数为0.75A.求:
(1)电源电压为多少
(2)R 的阻值为多少
(3)S 、S3断开,S 闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少
1.【科学方法】(2025年北京中考题)某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1,________,记录电压表的示数U.
③闭合S1,________,使电压表的示数仍为U.
④记录电阻箱的阻值R0.
(2)待测电阻的阻值Rx=________.(用测量量表示)
2.【科学思维】(2025年江苏宿迁中考题)噪声是污染环境公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻R0、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是【 】
A.R0 阻值为20Ω
B. 电源电压为24V
C. 电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D. 当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
3.【科学思维】(2025年黑龙江龙东中考题)(多选题)如图所示,电源电压恒定为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω,2A”的字样,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。在保证电路安全的前提下,当开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动的过程中,下列说法中正确的是【 】
A. 电压表示数变化范围是1~3V
B. 电流表示数变化范围是0.18~0.6A
C. 滑动变阻器R2两端的电压变化范围是3.6~1.5V
D. 滑动变阻器的阻值变化范围是20~10Ω
4.【科学探究】(2025年天津中考题)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压U0为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器R1(最大阻值约为50Ω)和R2(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。