1、 中考物理 （河南专用） 专题十二 欧姆定律 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 。 (1)他们先用5 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。 请根据图甲的电路图把图乙的实物电路连接完整。 甲 A组 20162020年河南中考题组 乙 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: 。 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 乙 请在图乙的坐标系中描绘出第6组数据对应的
2、点,并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I-U图像。 分析画出的I-U图像可得出结论:在电阻一定时, 。 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 定值电阻的基础上,又准备了阻值为10 、15 、20 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。 答案答案 (1)(2分)如图所示 (1分)电流表、电压表的正、
3、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 (2分)如图所示 (1分)通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (1分)更换阻值不同的定值电阻,进行多次实验 (2)(2分)2 解析解析 (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。从正确连接 电路、保护电路安全的角度
4、去检查电路,写出一条即可。由题图15可知电流为0.52 A,在题图16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。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。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 , 电源电压为3 V,所以,当定值电阻选择最大阻值20 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.(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
5、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 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
6、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) 210 1 ()II R I 解析解析 (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 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
7、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Rx= 。 参考以上标准,其他答案只要合理同样给分。 x U R 3V 5 U I 2.0V 0.5A 210 1 ()II R I 3.(
8、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 ,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
9、-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 1 R 解析解析 (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流几乎为零,电压表测量电源电压。(3)图中电流表选的是
10、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。 4.(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,阻值为20 ,其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上
11、 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,弹簧的长度增加了多少?电压表的示数变化了多少?(已知水=1.010
12、3 kg/m3,g 取10 N/kg) 答案答案 (1)减小 减小 (2)10 V (3)30 cm 5 V 解析解析 (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=G-F浮=80 N-60 N=20 N 当水位处于B
13、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) 1 1 U UU 1 0 R R 1 01 R RR 20 1020 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
14、位由A降至B,电压表的示数变化了U=U1-U1=10 V-5 V=5 V 1 20 R 10cm 40cm 1 1 U UU 1 0 R R 1 01 R RR 5 105 易错警示易错警示 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。 5.(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,
15、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 答案答案 (1)减小 (2)3 V (3)40 N (4)见解析 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
16、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 0 0 U R 0 UU R 0 0 R RR 15 2515 0 0 U R 6V 15 R U I 2V 0.4A 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
17、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。 OA OB 5 1 审题技巧审题技巧 本题属于图表信息题,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
18、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 B组 20162020年全国中考题组 1.(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。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
19、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。 答案答案 变亮 细 解析解析 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。 2.(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 答案答案 B
20、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。 3.(2019吉林,4,2分)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(
21、 ) 答案答案 A A中滑片向左移动时,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。 5.(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 ,一个10 ,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 的长度一定大于10 的长度 B.如果这两个电阻的材料
22、不同,则5 的长度一定小于10 的长度 C.如果这两个电阻的材料、横截面积相同,则5 的长度一定小于10 的长度 D.如果这两个电阻的材料、长度相同,则5 的横截面积一定小于10 的横截面积 答案答案 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。 方法指导方法指导 根据电阻的大小比较导体的长短和粗细时,当材料和长度相同时,根据电阻的大小关系可比 较横截面积大小;当材料和横截面
23、积相同时,根据电阻的大小关系可以比较导体的长短。 6.(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: 导线代号 A B C D E F G 长度(m) 1.0
24、 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5 横截面积 (mm2) 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2 材料 锰铜 钨 镍铬 锰铜 钨 锰铜 镍铬 (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 。 答案答案
25、 (1)A D (2)材料 (3)小 解析解析 (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。 考点二 欧姆定律的探究及应用 1.(2020黑龙江齐齐哈尔,22,2分)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2。当S1闭合,S2断开时, 电压表示数为3 V,电流表示数为0.4 A,电阻R1为 ;当S1断开,S2闭合时,电流表示数为 A。 答案答案 30
26、0.3 解析解析 当S1闭合,S2断开时,R1与R2并联,电流表测干路中的电流,I=0.4 A,R1=3R2,则I1=I=0.1 A,电阻R1= =30 ;当S1断开,S2闭合时,R1、R2并联在电路中,此时电流表测通过R2的电流,I2=3I1=30.1 A=0.3 A。 1 4 1 1 U I 3V 0.1A 2.(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= 。 答案答案 0.6 10 解析解析 由图知道,定值电阻
27、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,电路中只有定值电阻R,此时电路的电流I=0.6 A,即电流表示数从0.2 A变化到0.6 A。 2V 0.2A 4V 0.2A 6V 10 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
28、流表示数将 ,电压表示数将 。 答案答案 变小 变小 解析解析 由题图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,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。 U R 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
29、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的电源上,干路中的电流是0.65 A 答案答案 D 甲用电器中的电流与其两端的电压成正比,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。 U I 5V 0
30、.5A 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 ( ) 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。
31、 易错警示易错警示 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。 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
32、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。 思路分析思路分析 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。 12 U RR 1 U R 易错警示易错警示 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.(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
33、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
34、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。 U R 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 序号 电压(V) 电阻() 电流(A) 1 4 10 0.4 2 20 (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
35、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。 解析解析 (1)根据实验要求,滑
36、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 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0.2A。 (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
37、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。 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 B.30 C.20 D.10 考点三 电阻的测量 答案答案 D 根据图像可知,当导体两端的电压为1 V时,通过导体的电流为0.1 A,则R=10 ,因此 D选项正确。 U I 1V 0.1A 规律总结规律总结 解答图像类问题时,首先明白横
38、坐标和纵坐标代表的物理量,再从图线中找出需要的数值,根 据公式求解即可。 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。 电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 电流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26 0.28 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
39、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 答案答案 (1)滑动变阻器 (2)8.9 0.18 解析解析 (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。 U I 2.5V 0.28A 易错警示易错警示 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,32,8分)小
40、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,通过实验测出了两组数据
41、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) 答案答案 (1)R= (2)如图所示 U I (3) 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻Rx/ 电阻平均值Rx/ 1 2 3 (4)电阻Rx处断路 (5)如图所示 解析解析 (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。 (
42、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。 U I U I 4.(2020浙江温州,26,9分
43、)在研究“电流与电压的关系”时,小明连接了如图甲的电路,电源电压U为3伏。 甲 乙 (1)闭合开关后,小明发现电流表指针如图乙,出现这种现象的原因是 。 (2)改正错误操作后,小明分别将电阻R0为5欧、10欧和20欧的定值电阻接入电路,测得电阻R0的电压U0和 电流I0数据,如表一所示。小明想进一步研究“电阻R0的电流变化量大小I0与电压变化量大小U0的关 系”,根据数据计算出部分电压变化量大小U0和相应的电流变化量大小I0,如表二所示,则表二中的a 为 。 表一 组别 第1组 第2组 第3组 R0(欧) 5 10 20 U0(伏) 1.0 2.2 2.5 1.2 1.8 2.4 1.6 2.
44、4 2.8 I0(安) 0.20 0.44 0.50 0.12 0.18 0.24 0.08 0.12 0.14 表二 组别 U0(伏) I0(安) 第1组 1.5 a 第2组 0.6 0.06 第3组 0.8 0.04 (3)小明发现,滑动变阻器电压变化量大小UR与电流变化量大小IR的比值,总是等于定值电阻R0的 阻值,请结合上表数据和所学电学知识解释此规律。 答案答案 (1)正负接线柱接反 (2)0.30 (3)见解析 解析解析 (1)闭合开关后,小明发现电流表指针向零刻度线左侧偏转,原因是电流表正负接线柱接反了。(2) 由表二的第2组数据可得:=10欧,第3组数据可得:=20欧,则第1组
45、数据中:a= 0.30安。(3)根据串联电路电压特点U=U0+UR,得UR=U0;根据串联电路电流特点IR=I0,得IR=I0,所以 UR与IR的比值等于U0与I0的比值。据表二数据可知,U0与I0的比值等于R0,则UR与IR的比值等于R0。 0 0 U I 0.6 0.06 伏 安 0 0 U I 0.8 0.04 伏 安 1.5 5 伏 欧 解题关键解题关键 本题考查了电流表的正确使用和欧姆定律的应用,分析表格数据得出规律是解题的关键。 考点一 电阻及变阻器 C组 教师专用题组 1.(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
46、,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L1L2。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。 答案答案 见解析 解析解析 根据R=知,因为两电阻两端电压相等,I1I2,所以R1R2;若只是将甲材料制成的电阻丝的长度减 小至L2,则其电阻减小为R1,R1R1,又因为R1R2,所以R1R2,即当甲、乙两种材料制成的电阻丝的长度和 横截面积都相等时,R1R2,所以甲材料的导电性能较强。(其他解法正确的,均可相应得分) U I 一题多解一题多解 R1和R2并联,R1两端的
47、电压等于R2两端的电压,通过R1的电流I1大于通过R2的电流I2,由R=可 知,R1L2,所以单位长度电阻值满足U2 I1I2 B.U1I2 C.U1=U2 I1I2 D.U1U2 I1I2 答案答案 B 当S1闭合、S接2时,被短路,示数U1=0,R0和R2并联,在干路上,测电路中总电流I1;当S1断开、 S接1且滑片移至最左端时,电路中只有R1工作,且电路电阻R=R1=R2,比R0和R2并联的总电阻大,由欧姆定 律可知,电流表示数I2U1。故选B。 6.(2018黑龙江齐齐哈尔,26,10分)小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,电路如图 甲所示,电源电压保持不变,R为定值电阻。 (1)请用笔画线代替导线,将图中的电路按甲图连接完
