1、1.(2018河南,19,8分)小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5 。 (1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。 (2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”)。 甲,A组 20152019年河南中考题组,乙 (3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接 在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件 有故障,该故障是 。,(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图丙所示。由
2、图像可得Rx = 。 丙 (5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知 且恒定不变。测量步骤如下: 当开关 时,电流表读数为I1;,当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2; 待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示) 丁,答案 (1)(2分)如图所示 (2)(1分)B (3)(1分)滑动变阻器断路 (4)(1分)4.0 (5)(1分)S1闭合、S2断开 (2分),解析 (1)分析电路图可知,待测电阻与变阻器串联,电压表与待测电阻并联,电流表与待测电阻串联,电路中 电流最大约为I= = =0.6 A,所以电流表量程选00.6
3、A;(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最大 阻值处,所以应在B端;(3)闭合开关后,电路连接完好,电压表和电流表均无示数,只有一个元件有故障,所以应 是电路出现断路。用完好的电压表检测,将电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,接在a、 c之间,电压表无示数,故可判断是滑动变阻器断路;(4)根据图像可知,当待测电阻两端电压为2.0 V时,电流为 0.5 A,待测电阻Rx= = =4.0 ;(5)当开关S1闭合、S2断开时,电源电压U=I1(R0+Rx),当开关S1、S2都闭合 时,只有定值电阻R0工作,所以U=I2R0,电源电压不变,所以有I1(R0+Rx)=I2R0,即
4、Rx= 。 评分标准 参考以上标准,其他答案只要合理同样给分。,2.(2017河南,19,8分)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小强选用了4 、8 、10 、20 四个定值 电阻,电源电压恒为3 V。 (1)请按图甲所示的电路图,将实物图乙连接完整。 甲,乙 丙 (2)闭合开关试触时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现 象的原因可能是 。 (3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当选用4 的电阻时,电流表示数如图丙所示,记为 A;以后 每更换一个阻值更大的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动, 使电压表的示数
5、,同时记下对应的电流值。,(4)根据实验数据,小强作出了如图丁所示的I-R图像,由于此图线为曲线,小强认为不便直观判断I与R的定量 关系,于是对图像中的坐标进行了巧妙变换,从而直观判断出了I与R的关系。你认为小强的改进方法是: 。 丁,答案 (1)(2分)如图所示 (2)(1分)定值电阻断路 (3)(3分)0.50 B 保持不变 (4)(2分)作出I- 图像,解析 (1)根据电路图连接实物图,定值电阻应当与变阻器串联在电路中;电压表应当与定值电阻并联,因电 源电压为3 V,所以应连接电压表的03 V量程。(2)当定值电阻断路时,电压表串联在电路中,因为电压表自 身电阻极大,这样会导致电路中的电
6、流几乎为零,电压表测量电源电压。(3)图中电流表选的是00.6 A的量 程,所以其示数应当为0.5 A。实验采用的是控制变量法,所以更换电阻的过程中应当保持定值电阻两端的 电压不变,当更换为较大阻值的电阻后,根据串联分压的比例关系U1U2=R1R2,可知滑动变阻器的阻值应 当同步调大,所以应当将滑片向B端调节。(4)如果I与1/R的关系图线是通过原点的倾斜直线,则可以说明两 者关系是正比例关系,这样就可判断I与R的关系为反比例关系。,3.(2019河南,21,9分)某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示,电源电压U恒为15 V,定值电阻R0=10 ,R1 为一竖直固定光滑金属棒,总长40 cm
7、,阻值为20 ,其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定, 滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂 在弹簧下端,重80 N,高60 cm,底面积为100 cm2。当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰 好在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量L的 关系如图乙所示。闭合开关S,试问: (1)当水位下降时,金属棒接入电路的长度 ,电压表示数 。(两空均选填“增大”或“减小”) (2)当水位处于位置A时,电压表的示数为多少? (3)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增
8、加了多少?电压表的示数变化了多少?(已知水=1.0103 kg/m3, g取10 N/kg),答案 (1)减小 减小 (2)10 V (3)30 cm 5 V 解析 (1)(2分)当水位下降时,M所受浮力减小,对弹簧的拉力增大,滑片下移,金属棒接入电路的长度减小, 即接入电路的电阻减小,根据“串联分压”可知,R1两端电压减小,电压表示数减小 (2)(2分)当水位处于A时,设电压表示数为U1 根据串联电路特点 = ,则U1= U= 15 V=10 V (3)(5分)当水位处于A时,M所受浮力F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg10010-40.6 m3=60 N M所受拉力FA
9、=G-F浮=80 N-60 N=20 N 当水位处于B时,M所受拉力FB=G=80 N 由此可知拉力的变化量F=FB-FA=60 N (说明:以上解法也可通过对M的受力分析,直接求出当水位由A降至B时,拉力变化量F=F浮=水gV排=1.0 103 kg/m310 N/kg10010-40.6 m3=60 N) 水位由A降至B,由图乙可知,弹簧的长度增加了L=30 cm,当水位处于B时,金属棒接入电路的长度为40 cm-,30 cm=10 cm 设金属棒接入电路的阻值为R1,由题意知: = 得出R1=5 设此时电压表示数为U1 根据串联电路特点, = 则U1= U= 15 V=5 V 水位由A降
10、至B,电压表的示数变化了U=U1-U1=10 V-5 V=5 V 易错警示 涉及金属棒的工作过程分析,首先要分清连入电路中的电阻是哪一部分,然后才能根据滑片移 动方向判断连入电路的电阻大小变化情况。,4.(2017河南,21,9分)小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置,工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆,O为 支点,OAOB=51,当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到6 V时,报警器R0开始发出报警信号,已知电 路中电源电压为8 V,R0的阻值恒为15 。压力传感器R固定放置,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所 示,踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问: (1)由图乙可知,压力传感器R的
11、阻值随压力F的增大而 ; (2)当踏板空载时,闭合开关,电压表的示数为多少? (3)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少? (4)若电源电压略有降低,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,则踏板触点B应向 (选填“左”或“右”)移动,并简要说明理由。,甲 乙,答案 (1)减小 (2)3 V (3)40 N (4)见解析 解析 (1)(1分)由图乙可知,压力传感器R的阻值随压力F的增大而减小。 (2)(2分)当踏板空载时,压力传感器受到的压力为0,由图乙可知R=25 设电压表示数为U0,根据串联电路特点 = 则U0= U= 8 V=3 V (3)(3分)当报警器开始报警时,电压
12、表示数为U0=6 V 电路中电流I= = =0.4 A 压力传感器两端的电压UR=U-U0=8 V-6 V=2 V 压力传感器的阻值R= = =5 由图乙可知,此时压力传感器受到的压力大小为8 N 设A处所受支持力大小为FA,B处所受压力大小为FB,由杠杆平衡条件得:FAOA=FBOB FA=F=8 N 则踏板设定的最大压力值FB= FA= 8 N=40 N (4)(3分)若电源电压略有降低,此时电压表示数减小。为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警, 电压表示数应为6 V,此时应减小R的阻值,可通过增大压力来完成,由杠杆平衡条件判断出应增大OB,即踏 板触点B向左移动。,审题技巧 本题
13、属于图表信息题,图甲是动态电路和简单机械的组合,首先从杠杆分析压力变化规律,然后 再判断两个电阻之间的连接方式和电压表的测量对象。分析乙图中图像表示的函数关系时,首先应当观察 坐标轴表示的物理量名称,然后根据图像分析电阻随压力变化规律。 采分要点 (1)本空属于客观题,答对得分;(2)解答过程应当明确表达出两个电阻之间的串联关系,然后才能 根据串联的关系进行求解;(3)此问每一步的解题过程上下关联密切,解题过程中应当通过适当的文字表述 出所求物理量(基本的物理原理,如欧姆定律、串联电路各部分电压关系和杠杆平衡条件应当准确表述)。 (4)调整踏板触点B的理由应包括两个要点:压力传感器的阻值对电压
14、表示数的影响;根据杠杆平衡条件 分析增大压力的方法。,考点一 电阻及变阻器,C组 教师专用题组,1.(2018江西,5,2分)如图所示,卡通动物的对话,形象地描述了导体的电阻大小与导体的材料、 和 有关。,答案 长度 横截面积 解析 比较前两图对白中的“挤”与“舒服”可以看出,同种材料的导体横截面积越大,越容易通过,所以 电阻与导体的横截面积有关。对白“累死了”表示导体的长度越长,电阻越大,说明导体的电阻与导体的 长度有关。 方法技巧 在比较过程中应当注意控制变量,只有在其他因素相同的条件下才能进行比较。,2.(2018四川成都,A17,4分)小佑收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯。
15、如图所示,是他用身 边的器材自制的简易调光灯电路。闭合开关,夹子A向右移动的过程中灯泡亮度应该 (选填“变 亮”、“变暗”或“不变”);夹子A从最左端移到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调 换更 (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。,答案 变亮 细 解析 导体电阻的大小与导体的材料、横截面积和长度等因素有关。在其他条件相同时,电阻的大小与长 度成正比;在其他条件相同时,电阻的大小与横截面积成反比。当A向右移动时,铅笔芯接入电路的长度减 小,电阻减小,电流变大,灯泡变亮。若变化不明显,说明电阻变化量小,需要更换更细的铅笔芯来增大单位长 度的电阻。,3.(2019吉林,4,2分
16、)有甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,把它们并联在同一电路中,它们两端的电 压分别为U甲和U乙,下列判断中正确的是 ( ) A.U甲=U乙 B.U甲U乙 D.无法判断,答案 A 由题知,两根镍铬合金丝并联在同一电路中,由并联电路的电压特点可知,它们两端的电压相等, 即U甲=U乙。 审题指导 本题两个电阻并联,根据并联电路的特点即可答题。,4.(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
17、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。,5.(2019天津,5,3分)如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻 变小的是 ( ),答案 A A中滑片向左移动时
18、,连入电路中的电阻丝长度变短,所以,连入电路中的电阻变小,A正确;B中滑 动变阻器连入电路中的是金属杆,所以,连入电路中的电阻始终为零,B错误;C中滑动变阻器连入电路中的 是整个电阻丝,所以,连入电路中的电阻不变,C错误;D中滑片向左移动时,连入电路中的电阻丝长度变长,所 以,连入电路中的电阻变大,D错误。,6.(2018北京,12,2分)小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图所示,其中电源两端电压保持不变,R0 是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另 一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑
19、片P向上移动,从而 引起电流表的示数发生变化。下列说法中正确的是 ( ) A.电流表示数变小时,表明油箱中的油量减少 B.电流表示数变小时,电阻R0两端电压变大,C.当油箱中的油量减少时,电流表示数变大 D.当油箱中的油量减少时,变阻器R连入电路的电阻变小,答案 A 电流表示数变小时,说明滑动变阻器连入电路的电阻变大,滑片向上移动,表明油量减少,A选项 正确;电流变小时,由U0=IR0可知,R0两端电压变小,B选项错误;当油量减少时,浮子向下运动,滑片向上滑动,滑 动变阻器连入电路的电阻变大,由I= 可知,U不变,R总变大,则I变小,C、D选项错误。,7.(2019陕西,32,8分)物理小组想
20、探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系。他们用 长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连 接如图1所示,将电极M、N分别固定在水槽左右两侧底部的中央。 图1,(1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端。 (2)实验中,通过调节 来保持电极M、N间的电压恒为3 V。控制其他条件不变,通过向水 槽中添加食盐水,从而达到改变食盐水的 的目的,用电流表测出相应的电流值。食盐水导电性的 强弱可以由 来判断。实验数据如表:,图2 (3)依据表格中的数据在图2中描点,作出电流I随横截面积S变化的I-S
21、图像。 (4)分析表格中的数据或图像,可得到初步结论:其他条件不变,横截面积增大时,食盐水的导电性 。 (5)为验证实验结论是否具有普遍性,应采取的做法是:,。,答案 (1)右 (2)滑动变阻器的滑片 横截面积 电流表的示数(或电流的大小) (3)如图所示 (4)先增大后不变(先增大,后不变各1分) (5)换不同导电液体,多次实验(或换不同浓度的食盐水,多次实验) 解析 (1)为保护电路,闭合开关前应当将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即将滑片调到最右端。(2)设 计的电路是滑动变阻器和食盐水串联,所以调节滑片可以改变滑动变阻器连入电路的阻值,根据串联分压 原理调节食盐水两端电压恒为3 V。水
22、槽中水量变化会导致导电部分横截面积不同,根据欧姆定律,保持电 极M、N间的电压不变,观察电流表的示数。(3)根据表格中的数据描点连线。(4)从实验原理可知,电压一定,时,电流越大表示食盐水导电性越好,从图像中可以看出电流先变大后不变,说明食盐水导电性是先增大后 不变。(5)为了使实验具有普遍性,应换不同导电液体,多次实验(或换不同浓度的食盐水,多次实验)。,8.(2017内蒙古呼和浩特,14,3分)导体电阻的大小与哪些因素有关呢?对于这个问题,小明想起课堂上老师把 电压比作水压,把电流比作水流。于是他想:电阻也可以比作是水管对水流的阻力,他还想到水管内部粗糙程 度、有无杂物和它的长短粗细都可能
23、导致水管对水流的阻力不同。因此经过分析,他提出了以下几种猜想: 猜想1:导体的电阻可能跟导体的材料有关; 猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关; 猜想3:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关。 为了验证自己的猜想,实验室有如下表格中的7种电阻丝,则:,(1)若要探究电阻跟横截面积的关系,可依次把如图中M、N跟电阻丝 、 (选填导线代号) 的两端连接;闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝电阻大小。 (2)若依次把M、N跟电阻丝C、F的两端连接;闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝的电阻大 小,这时探究的是电阻跟导体的 的关系。,(3)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是
24、通过电流表的示数反映出来的,电流表的示数越大,说 明电阻丝的电阻越 。,答案 (1)A D (2)材料 (3)小 解析 (1)探究电阻跟横截面积的关系,自变量是横截面积,控制的变量是材料和长度,因此要选择材料和长 度相同而横截面积不同的电阻丝; (2)电阻丝C、F的长度和横截面积相同,材料不同,所以选C、F可探究电阻跟导体的材料的关系; (3)电流表示数越大,说明导体对电流阻碍作用越小,电阻越小。 解题关键 要明确探究的问题中的自变量、因变量和控制变量,保持控制变量不变,改变自变量。,考点二 欧姆定律的探究及应用 1.(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
25、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= 。,答案 0.6 10 解析 由图知道,定值电阻R与滑动变阻器R串联,电压表V1测量R两端的电压,V2测量R两端的电压;根据题 意知,当滑片在a端时滑动变阻器的电阻丝全部接入电路,且V1的示数是2 V,V2的示数是4 V,此时电路电流 是0.2 A,说明电源电压是2 V+4 V=6 V,由欧姆定律知, 定值电阻R的阻值R= =10 , 滑动变阻器的最大阻值R最大= =20 ; 当滑片在b端时,电路中只有R,此时电路的电流I= =0.6 A,即
26、电流表示数从0.2 A变化到0.6 A。,2.(2017北京,35,2分)在串联电路中,探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时,记录的 实验数据如下表所示。请根据表中数据判断:当电阻R=5 时,电压U= V。,答案 4.5 解析 本题为数学与物理综合,考查数学中的一次函数方程组,根据六组数据,通过计算得出表达式,再代入 其中一个量的某个具体值,算出另一个量与之对应的具体数值。,3.(2016广西南宁,20,2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移 动时,电流表示数将 ,电压表示数将 。,答案 变小 变小 解析 由题图可知,定值电阻R与滑
27、动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。滑动变 阻器的滑片P向左移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I= 可知,电路中的电流变小,即 电流表的示数变小,由U=IR可知,R两端的电压变小,即电压表的示数变小。,4.(2019内蒙古呼和浩特,8,2分)用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲 的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是 ( ) A.用电器甲电阻不变,大小为0.1 B.用电器乙电阻随着电流增大而变大,最大值为10 C.如果把这两个用电器串联接在6 V的电源上,干路中的电流是0.43 A D.如果把这两个用电器并联接在4 V的
28、电源上,干路中的电流是0.65 A,答案 D 甲用电器电流与电压成正比,故其电阻R= = =10 ,A项错误;乙用电器电阻是变化的,取特 殊值可知,其阻值逐渐变小,故10 不是其最大值,B项错误;若甲、乙串联,当I=0.25 A时,U=U甲+U乙=2.5 V+ 4 V=6.5 V,则当U总=6 V时,电流I不可能是0.43 A,C项错误;若甲、乙并联,U=4 V时,I甲=0.4 A,I乙=0.25 A,所以I总 =I甲+I乙=0.4 A+0.25 A=0.65 A,D项正确。,5.(2019安徽,17,3分)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 ( )
29、 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。 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
30、。,6.(2018黑龙江齐齐哈尔,10,2分)如图所示,电源电压不变,先闭合S1,再闭合S2,下列说法正确的是 ( ) A.电压表、电流表示数均变小 B.电压表示数变大,电路总功率变大 C.电压表示数不变,总电阻变小,电流表示数变大 D.电压表与电流表示数的比值变大,答案 B 只闭合S1时,R1与R2串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路中的电流;再闭合S2,R2被短路,只有R1 接入电路,电压表仍测R1两端电压,电路中总电阻减小,根据欧姆定律知,电流增大,则电压表示数变大,总电 压不变,由P=UI知,电路总功率变大,电压表与电流表示数的比值为R1的阻值,故两示数比值不变。故选B。 思路分析
31、 只闭合S1时,R1与R2串联,I1= ,电压表示数U1=I1R1;再闭合S2,R2被短路,I2= ,电压表示数为电 源电压。 易错警示 总功率P=UI,总电压U不变,I增大时,P也增大;电压表与电流表示数的比值为R1阻值,故两表示数 比值不变。,7.(2016广西南宁,15,2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=20 。闭合开关S,移动滑动变阻器R2的 滑片P到中点c时,电流表的示数为0.4 A;移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.3 A。则电源电压和滑 动变阻器的最大阻值分别为 ( ) A.6 V 20 B.12 V 20 C.6 V 30 D.12 V 30 ,答案 B
32、当P滑到中点c时,电流表示数为0.4 A,由I= 得, =0.4 A;当P滑到最左端a时,电流表示 数为0.3 A,则 =0.3 A;解得,U=12 V,R2=20 ,故选B。,8.(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 调至20 ,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
33、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
34、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 变为20 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00.6 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
35、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 电路电阻的变化情况。,9.(2019浙江温州,34,10分)温州地区常受台风侵袭。为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理 如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相 连。挡风板的挡风面积为0.2米2,均匀电阻丝AB长为20厘米,阻值为10欧,电源电压U0恒为6伏,保护电阻R0为 14欧,电压表量程03伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的
36、关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处。有风 时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。,表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力)。测量时保证风 垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力。 甲,(1)在滑片P左移的过程中,电路的总电阻 。(选填“变大”、“不变”或“变小”) (2)当电压表示数U为2伏时,风速仪所测的风为几级?(写出计算过程) (3)小明想在风速仪的电压表上直接标出风速,查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正 比。经计算,他画出风速v与电压表示数U的关系曲线,如图丙所示。后因保护电阻R0损坏,他将其换成了阻,值为
37、5欧的电阻,请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线,并在曲线上 标出所能测量的最大风速的对应点Q。,答案 (1)不变 (2)五级(计算过程见解析) (3)如图所示 解析 (1)因电压表与滑片相连且电压表在电路中相当于断路,所以,电流要流经全部电阻丝,在滑片P左移 的过程中,始终是全部电阻丝与电阻R0串联,所以电路的总电阻不变; (2)由图知,电压表测滑片以右电阻丝两端的电压, 根据串联电路电阻的规律和欧姆定律可得,电路中的电流为: I= = =0.25 A,当电压表示数U为2 V时,由欧姆定律可得,AP段电阻丝的阻值: RAP= = =8 , 因均匀电阻丝AB长为
38、20 cm,阻值为10 , 故AP段电阻丝的长度:LAP= 20 cm=16 cm, 由图乙知,此时弹簧的弹力F=14 N, 此时风对挡风板的压强(风压)为:p= = =70 Pa; 由表知,此时风力为五级; (3)由图丙可知,风速最大时,原来电压表最大示数为2.5 V, 由欧姆定律可得,AP段电阻丝的最大电阻为: RAP= = =10 , 因均匀电阻丝AB长为20 cm,阻值为10 ,故弹簧的最大压缩长度为20 cm,由图乙知,此时弹力F=14 N+ =17.5 N; 若换成了阻值为5 的电阻,电路中的电流: I= = =0.4 A, 因电压表量程为03 V,故电压表最大示数为3 V,由欧姆
39、定律可得,AP段电阻丝的最大电阻为: RAP= = =7.5 , 此时AP段电阻丝的长度:LAP= 20 cm=15 cm, 弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系为过原点的直线,由图乙可知F与x的关系为F= N/cmx, 则当LAP=15 cm时,弹簧的弹力F= N/cm15 cm=13.125 N; 因该挡风板所受的风力与风速的平方成正比, 故有 = ,解得此时的最大风速:v0.87v最大, 即UV=3 V时,v0.87v最大,可在图像中大致描出Q点, 此时风速v与电压表示数UV的大致关系曲线,如答案图所示。,考点三 电阻的测量 1.(2017四川成都,A17,4分)在用伏安法测电阻的实验中,
40、电压表的示数为4.8 V,电流表的指针如图所示,则电 流表的示数为 ,被测电阻的阻值为 。,答案 0.32 A 15 解析 由题图可知,电流表量程为00.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.32 A;被测电阻的阻值R= = =15 。,2.(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1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: 。 图1 (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: 小灯泡L正常发光时的电阻RL= 。(结果保留一位小数) 若将与上述
41、小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图2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。 图2,答案 (1)滑动变阻器 (2)8.9 0.18 解析 (1)滑动变阻器的正确连接方法是接上、下各一个接线柱。(2)小灯泡正常发光时的电阻RL= = =8.9 ;规格完全相同的两个小灯泡串联时,它们的总电压为1.8 V,每只小灯泡两端的电压为0.9 V, 从实验记录表中可知,通过小灯泡的电流为0.18 A,则电流表的示数应为0.18 A。 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。,3.(2018山西,32
42、,8分)小亮同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值。实验器材有:待测定值电阻Rx(约10 )、电压表、电流表、滑动变阻器(20 1 A)、开关、电源(电压恒定)各一个,导线若干。 (1)该实验的原理是 。 (2)如图甲所示,是小亮连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,在图中将电路连接完整。要求:当滑动变阻 器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大。(2分),(3)请你为实验需要测量和计算的物理量,设计一个实验数据记录表格。(2分) (4)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,调节滑动变阻器滑片,电压表示数无明显变化,电流表示数 为零,造成该故障的可能原因是 。 (5)排除故障,通过实验测出了
43、两组数据后,电压表突然坏了。请你利用现有器材,帮助他设计电路,再测一次 该定值电阻的阻值,并在图乙虚线框内画出你设计的电路图。(2分)(开放性试题,答案合理即可),答案 (1)R= (2)如图所示,(3),(4)电阻Rx处断路 (5)如图所示 解析 (1)由R= 可知,要想测出未知电阻,只需测得电阻两端的电压和通过它的电流。因此,伏安法测电阻 的实验原理是R= 。 (2)要想滑动变阻器滑片向右移动时,电路中的电流变大,就要使滑动变阻器接入电路中的电阻变小,接入电 路中的电阻丝长度变短,因此,应连接右下端接线柱。,(3)伏安法测电阻要进行多次测量(一般测量三次),利用每次测得的电压、电流算出电阻
44、值,然后求平均值作 为待测电阻的阻值,减小实验误差。 (4)电流表示数为零,说明电路中某处可能断路,电压表的示数约为电源电压,且移动滑片,电压表示数无明显 变化,说明Rx处断路。 (5)在没有电压表的情况下,利用最大阻值已知的滑动变阻器和电流表,也能测出Rx的阻值。具体方法是:将 滑动变阻器的电阻丝全部连入电路,记录电流表示数为I1;使滑动变阻器连入电路的阻值为零,记录电流表 示数为I2;利用电源电压不变可得I1(Rx+20 )=I2Rx,解方程可求出Rx的阻值。,4.(2018四川成都,B6,4分)某科技小组同学发现实验室有一只标有“ k”的电阻(为模糊不清的一个数 字),为了测出这只电阻的
45、阻值,他们进行了如下探究: (1)首先设计的实验电路如图甲所示,使用的器材有:两节新干电池、待测电阻Rx、电压表V(0 3 V、0 15 V量程)、电流表A(0 0.6 A、 0 3 A量程)、滑动变阻器(标有“50 1 A”)、开关、导线若干。实验后 发现,该方案无法测出电阻Rx的值,其主要原因是 。 甲,乙 (2)经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材,重新设计了测量电阻Rx的实验方案。小李设计的实验电 路如图乙所示,其中定值电阻R0=2 k。他连接电路后,闭合S1,断开S2,想先测出电源电压,但读出电压表示数 U=2 V,与两节干电池能提供的电压相差很大。请教老师后才知道,电压表相当于
46、一个能显示自身两端电压 的定值电阻。则根据小李的测量数据和电源电压(取3 V),可估算出电压表自身的电阻为 k。 (3)小组其他同学设计的实验电路如图丙所示,在电源电压恒定且已测出的条件下,能先测出电压表自身电 阻后,再测出Rx阻值的电路是 。,丙 (4)他们选择正确方案测出Rx的阻值后,又有同学提出,应该通过多次测量求平均值来减小误差。在正确方 案的基础上,通过下列操作, 能实现多次测量Rx阻值的是 。 A.改变电源电压,B.将R0换成50 的定值电阻 C.将电压表换成“00.6 A”的电流表,答案 (1)电流太小,电流表无法读数(1分) (2)4(1分) (3)C(1分) (4)A(1分)
47、 解析 (1)Rx与滑动变阻器串联, = ,Rx远大于滑动变阻器的阻值,所以此时电压表的示数近似等于电源 电压。而且由于电源电压较小,所以电流几乎为零,无法读数。 (2)闭合S1,断开S2时,电压表与R0串联,由于R0=2 k,此时电压表相当于定值电阻,设阻值为r, = , = ,解得:r=4 k。 (3)A.S2左右拨动时,电压表正负接线柱必有一次是接反的,故A错误。 B.无法求出通过Rx的电流,所以无法计算其阻值,故B错误。 C.S2接R0时测量RV,S2接Rx时测量Rx,故C正确。 D.无法测量RV、Rx,故D错误。 (4)多次实验可减小误差,A更换电源,正确; B将R0换成50 的定值
48、电阻,将和(1)一样无法测量,错误;,C因为电源电压较小,电阻很大,所以电流很小,无法准确读数,错误。 思路分析 (1)根据电路图可知,理论上可以测量出电阻值,实际无法测量,因为待测电阻太大,电路中的电流 太小,无法测量出电流。 (2)只闭合S1相当于电压表与定值电阻串联,电压表的示数显示的是电压表两端的电压,根据串联电路的电 压特点求出定值电阻两端的电压,根据串联分压求出电压表的内阻。 (3)根据第二问可知,要想测量出电压表的内阻必须让电压表与已知电阻串联。,考点一 电阻及变阻器,C组 教师专用题组,1.(2019北京,21,4分)(1)如图1所示,电阻箱的示数为 。 (2)如图2所示,电流表的示数为 A。 图1 图2,答案 (1)2 035 (2)0.52 解析 (1)电阻箱示数为21 000 +0100 +310 +51 =2 035 ; (2)电流表使用的是0 0.6 A的量程,分度值为0.02 A,电流表示数为0.52 A。,2.(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
