2024年中考物理专题练
专题十四 欧姆定律及其应用
5年中考
考点1 利用欧姆定律进行相关计算
考向1 电路的简单计算
1.(2023安徽,10,2分)如图所示的电路中,电阻R0=12 Ω,闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a端,电压表示数为2.5 V;将S2切换到b端,电压表示数为1.5 V,则电阻Rx的阻值为 Ω。
2.(2023吉林,17,5分)在如图所示的电路中,R1的阻值是30 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2 A,电流表A的示数是0.5 A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
3.(2023天津,22,6分)如图所示的电路,电源电压为5 V,四个定值电阻的阻值均为5 Ω。请完成下列任务:
(1)画出开关均断开时的等效电路图(只画出电路中工作电阻的连接方式);
(2)当开关均闭合时,求电流表的示数。
考向2 电路的比值计算
4.(2022天津,19,4分)如图所示电路,电阻R1为3 Ω,R2为1 Ω。当开关S闭合后,通过电阻R1、R2的电流之比为 ,电压表 V1、 V2的示数之比为 。
5.(2022四川南充,21,2分)如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,R1与R2两个电阻是 联(选填“串”或“并”),此时甲乙两表的示数比是2∶3;如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲、乙两表示数之比是 。
考向3 图像信息类
6.(2022安徽,16,2分)图示为电阻R1和R2的I-U图像,由图可知( )
A.R1的阻值为5 Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
7.(2023湖南常德,22,4分)如图是两灯电流随电压变化的图像,两灯额定电压均为6 V。若将两灯并联后接入电路,则干路电流最大为 A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为 V。
考向4 动态电路的计算
8.(2022湖南张家界,8,2分)如图所示,电源电压保持不变,R1=10 Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )
A.6 V 20 Ω B.4 V 20 Ω
C.6 V 10 Ω D.4 V 10 Ω
9.(2022江苏扬州,20,4分)在如图所示的电路中,电源电压6 V,R1=12 Ω。电压表量程为0~15 V,电流表A量程为0~3 A、A1量程为0~0.6 A,闭合开关S,电压表的示数为 V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数 ,电压表示数与电流表A1示数的比值 (选填“变大”“不变”或“变小”)。为确保电表安全,R2连入电路的阻值最小为 Ω。
10.(2022重庆A,13,2分)如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6 V 0.3 A”字样,电流表量程0~0.6 A、电压表量程0~3 V。在保障电路安全的前提下,只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端,小灯泡恰好正常发光,则小灯泡10 s内消耗的电能为 J,再移动滑片P,电流表示数与R2关系如图乙a所示;当断开S1闭合S、S2、S3时,电流表示数与R2的关系如图乙b所示,则I1= A(忽略小灯泡电阻变化)。
考向5 综合计算
11.(2023河南,21,9分)某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示。电路中电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,电压表的量程为0~ 3 V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)当检测板所受压力增大时,电压表的示数 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)检测板不受压力时,电压表的示数为多少
(3)该装置所能测量的最大压力为多少
(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。
12.(2022山东济宁,22,4分)长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发射,搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前,检验飞船舱体的气密性至关重要。某兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中,设计了如图所示的电路,模拟检验飞船舱体的气密性。若密闭容器不漏气,则密闭容器与真空室中的气压不发生变化;若密闭容器漏气,则密闭容器中的气压减小,真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105 Pa,电源电压U=12 V,定值电阻R0=18 Ω;R1和R2是两个相同的压敏电阻,其阻值随环境气压的变化如表中所示。
环境气压/(×105 Pa) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
压敏电阻阻值/Ω 36 22 12 6 3 2
按要求回答下列问题:
(1)当开关S接a时,若电压表的示数为10.8 V,请通过计算判断密闭容器是否漏气;
(2)若密闭容器漏气,开关S接b时,电流表的示数为0.3 A,求此时真空室中的环境气压。
考点2 动态电路分析
考向1 滑片移动引起的电路变化
13.(2023吉林,6,2分)如图所示,滑动变阻器的滑片从B端向A端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数变小
C.电路总电阻变大 D.R0不能保护电路
14.(2023山东烟台,13,2分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变
B.电流表A1的示数变小
C.电压表V的示数变大
D.电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小
15.(2023江苏连云港,10,2分)如图是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,R0为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.地磅的量程与R0大小无关
B.货车的质量变大时,电流表的示数变小
C.将电流表换成电压表也能测量货车的质量
D.仅增大R0,称量同一货车质量时,电流表示数变小
考向2 敏感电阻引起的电路变化
16.(2023安徽,16,2分)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数都变小
D.电压表示数变大,电流表示数变小
17.(2023湖北黄冈、孝感、咸宁,6,3分)课后服务时间,老师和物理兴趣小组同学用一个热敏电阻与其他电学元件组成了如图甲电路。电源电压恒定不变,R1是定值电阻,R是热敏电阻,其阻值R与温度t的关系如图乙所示。开关S闭合,热敏电阻温度升高时,下列说法正确的是 ( )
A.电压表V的示数减小
B.电流表A2的示数减小
C.电流表A2与A1示数之差不变
D.电压表V与电流表A1示数之比增大
考向3 开关通断引起的电路变化
18.(2021江苏连云港,5,2分)如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合开关S1后,当再闭合开关S2时,则( )
A.电流表A1示数变大
B.电流表A1示数变小
C.电路的总功率变大
D.电路的总功率变小
19.(2022江西,7,2分)如图所示,电源电压不变。当开关S1断开时,电压表的示数 ,电流表的示数 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
考点3 电路故障分析
考向1 根据电表判断
20.(2023广东广州,15,4分)小明按图示电路图正确连接电路,电阻R标有“5 Ω”,灯L标有“3.8 V 0.3 A”。闭合开关S,L发光,电流表A和A1正常工作,示数均为0.24 A。小明认为出现上述现象的原因是R被短路。
该说法是否正确 ;若正确,写出理由;若不正确,分析出现该实验现象的原因并写出分析过程。
。
考向2 用仪器排查
21.(2022山东东营,7,3分)如图所示,闭合开关,灯L1、L2均不亮,小华用电压表去判断电路故障,当他将电压表接在L1两端时,电压表无示数;当他将电压表接在L2两端时,电压表有示数。由此可以判断( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
22.(2021湖北宜昌,5,2分)如图所示是小勇连接的实验电路,他检查导线连接无误后,闭合开关,发现灯泡L1、L2均不发光,于是他用一根导线来排査故障。当导线连接L1两端时两灯仍不发光,连接L2两端时L1发光、L2不发光。由此判断电路的故障是( )
A.L1断路 B.L2断路
C.L1短路 D.L2短路
考点4 探究电流与电压、电阻的关系
23.(2022江西,20,7分)探究电流与电压的关系
【提出问题】电流与电压有怎样的关系呢
【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因,猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而 。
【设计实验】如图1所示,是该实验的电路图。请判断虚线框内的电表,它们的符号分别是:甲 乙 。
【进行实验】按电路图连接电路,闭合开关,电流表指针位置如图2所示,此时电流表的示数为 A。保持电阻R=5 Ω不变,移动滑片,测得的几组数据如表所示。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
【分析与论证】请在图3的坐标轴上制定标度;把表中的实验数据在坐标系中描点,并绘出图像。
【结论】在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
24.(2022河北,34,7分)在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(可调为1.5 V、3.0 V、4.5 V、6.0 V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、30 Ω)、滑动变阻器(10 Ω 1 A)、电压表和电流表做了如下实验:
甲
乙
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,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。(连线不要交叉)
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端。
(3)实验时小明设计了一个表格,通过表格可以看出,他的实验目的是探究通过导体的电流与 的关系。
实验次数 1 2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 30
I/A
(4)小明将电源电压调为3 V时,按(3)设计的方案进行实验。
①图丙是第2次实验时电流表的示数,示数为 A。
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为
Ω。
(5)小明根据实验数据描绘出了如图丁所示的图像,可以得出结论: 。
丙
丁
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验:
①按图甲连接电路,将电源电压调到某个值,在电路安全条件下闭合开关,移动滑片直到电压表示数为2.5 V。
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发现电压表示数恰好为2.5 V。
通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
考点5 测电阻
考向1 伏安法测小灯泡电阻
25.(2023重庆A,16,8分)在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5 V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3 V,其原因可能是小灯泡 。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 端滑动。
(4)如表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 。
次数 1 2 3 4
U/V 1 2 2.5 2.8
I/A 0.18 0.28 0.30 0.31
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是 。
考向2 伏安法测定值电阻
26.(2023江苏连云港,20,8分)某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻Rx的阻值,图中电源电压恒为6 V,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“A”或“B”)。
(2)实验过程中向左移动滑片P,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)实验中测量多组电压和电流值的目的是 。
(4)若Rx为10 Ω,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是 。
考向3 特殊方法测电阻
27.(2023天津,13,3分)(多选)如图所示的“电阻测量盒”,内有电源(电压不变且未知)、阻值已知的定值电阻R0、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以算出Rx的阻值。设计的盒内电路图中符合要求的是( )
A B
C D
28.(2023福建,28,9分)学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30 ℃之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律。
①根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物电路连接完整。
②连接电路的过程中,应将开关 ;将电阻箱的阻值调至最大,起到 的作用。
③将热敏电阻置于0 ℃的环境中,闭合S1、断开S2,记录电流表示数I0;然后 (描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为 ,此时Rt=R0。
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复步骤③,测得的数据如表:
温度t/℃ 0 10 20 30 40
阻值Rt/Ω 2 800 1 800 1 200 800 600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而 。
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。
实验器材:电源(恒为12 V)、热敏电阻Rt、电阻箱R0(0~9 999 Ω)、数字电压表(U≥7.2 V时报警)、数字电流表(I≥6 mA时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求:小屋温度t≥30 ℃或t≤10 ℃时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整。
②设计的电路中,电阻箱R0应调为 Ω。当温度降低到10 ℃时电路报警,此时电流表的示数为 mA。
考向4 开放性和创新性实验
29.(2023天津,24,6分)小明要测出一个电压约为30 V的电源电压(电压保持不变),手边可供选用的器材如下:待测电源;一块电压表(量程0~15 V);一块电流表(量程0~0.6 A);两个阻值已知的电阻,分别为R1(20 Ω)和R2(40 Ω);一个开关及若干导线。请你合理选择器材,设计实验测出该电源的电压。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出电源电压的表达式(用已知量和测量量表示)。
3年模拟
5·3基础练
时间:30分钟
一、选择题(每小题2分,共8分)
1.(2023天津)定值电阻R的U-I关系图像如图所示,当该电阻两端电压为3 V时,通过它的电流为( )
A.1 A B.2 A C.3 A D.4 A
2.(2023湖南常德)图中甲、乙两个滑动变阻器的外形、尺寸完全相同,滑片均位于中点,已知甲的最大阻值比乙的最大阻值大,闭合S后将两个滑动变阻器的滑片同时向左或向右移动,且移动时始终保持两滑片之间的距离不变。下列说法中正确的是( )
A.向左移动时,电流表示数变小
B.无论向左还是向右移动,电流表示数都变小
C.滑片位于滑动变阻器中点时,电流表的示数最小
D.滑片移动到滑动变阻器最右端时,电流表的示数最小
3.(2023山西)小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6 V
D.当电路中电流为0.15 A时,空气湿度为50%
4.(2023山东烟台)在电学实验中,遇到电路故障时常用电压表来检测。如图所示,电源电压恒为4.5 V,闭合开关后两灯均不亮,用电压表先后测得ad、ac和ab两端的电压均为4.5 V,则故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
二、填空题(每空1分,共9分)
5.(2022黑龙江哈尔滨)一只灯泡的额定电压是6 V,额定电流是0.4 A,若将该灯泡接在10 V的电源上,为使其正常发光,应 联一个 Ω的定值电阻。
6.(2022广西北部湾)图中,甲、乙为两只相同的电压表或电流表,若断开开关,甲、乙两表示数之比为2∶1,通过R1的电流为I1,此时R1与R2 联。更换两表种类,闭合开关,两表均有示数,此时两表均为 表,通过R2的电流为I2,则I1∶I2= 。
7.(2023湖南常德)在今天的生活中传感器的应用越来越广泛。小明想可不可以利用压力传感器和初中所学的物理知识来设计一个可以直接测量压力大小的“压力计”呢 他找到一个压力传感器,知道它的阻值R与受压力大小F的对应关系图像如图甲所示,当0≤F≤200 N时图像为直线。下面他设计了“压力计”电路图如图乙所示。已知电源电压为12 V,电流表的量程为0~50 mA。
(1)请根据电路图完善图丙的实物连接,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大。
(2)闭合开关S,不施加压力,调节滑动变阻器接入电路部分的阻值,从最大值逐渐减小,当电流表读数为40 mA时电压表读数为4 V,可知R0= Ω。
(3)闭合开关S,不施加压力,继续调节滑动变阻器R1,电流表指针指表盘正中间位置,将此位置标记刻度为F=0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值为
Ω。
(4)此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下,逐渐对传感器施加压力,并将对应的压力值标记到电流表上,制成了一个简易的“压力计”。若此“压力计”测得的F=160 N时,电流表对应的示数为 mA。
三、实验题(每题6分,共12分)
8.(2023山东烟台)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)设计实验时,小明制定了探究的总体思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系;
保持电压不变,探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫作 。
(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中,小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端。闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A。
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,小明将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确 理由是什么
(4)小明根据实验数据绘制了I-U和I-R的图像,如图丙、丁所示。由图像可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成 ;在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成 。
9.(2023河南)在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池、额定电压为2.5 V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 。(选填字母代号)
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为2.5 V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留一位小数)。
(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,通过分析图像,写出一条你发现的结论: 。
四、计算题(6分)
10.(2023天津和平一模)如图所示电路,R2=3 Ω,R3=6 Ω,当S1、S2都闭合时,电流表的示数为2 A;当S1、S2都断开时,电流表的示数为0.5 A。设电源电压恒定不变。
(1)求电源电压;
(2)请用两种方法求出电阻R1的阻值。
5·3提升练
时间:40分钟
一、选择题(每小题2分,共10分)
1.(2022黑龙江哈尔滨)如图所示,是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像,下列说法正确的是 ( )
A.电阻R的电阻值是10 Ω
B.当通过L的电流是0.2 A的时候,其消耗的电功率是0.8 W
C.仅把L、R并联在电压是2 V的电路中,干路里的电流是0.4 A
D.仅把L、R串联在电路中,当电流是0.2 A时,它们两端总电压是4 V
2.(2023浙江宁波)如图,电路中电流I大小始终不变,R0为定值电阻。闭合开关S,据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U-R图线①;断开开关S,据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U-R图线②。把IR0记为U0,下列能正确表示图线①、②的是( )
A B
C D
3.(2023重庆A)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的I-U图像。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5 V
B.图像b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5 V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
4.(2023湖南常德)如图所示的电路,闭合开关后两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零,现将两灯泡位置互换后再次闭合开关,电流表示数仍为零,电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路故障可能为( )
A.L1断路 L2断路 B.L1断路 L2通路
C.L1通路 L2断路 D.L1短路 L2断路
5.(2023云南)(多选)如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向下移动,则( )
A.电压表V1和电流表A的示数之比不变
B.电压表V2和电流表A的示数之比变大
C.电压表V1示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值变大
D.电压表V2示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值不变
二、填空题(每空1分,共6分)
6.(2022陕西A)如图1所示电路,电源电压不变,L是额定电压为2.5 V的小灯泡,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P在某两点间移动的过程中,电流表A与电压表V1的示数变化关系如图2所示。当电流表示数为0.2 A时,两电压表的示数相等,则电源电压为 V。小灯泡正常工作时的电流为 A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω,电路的总功率为 W。
图1 图2
7.(2023重庆一模)在如图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P从最右端至最左端过程中,两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示,根据图像中信息可知:电源电压为 V,电阻R0的阻值为 Ω。
三、实验题(第8题6分,第9 题8分,共14分)
8.(2023河北)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小明把电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表和开关连成电路进行实验。
(1)图1是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的指针都不偏转。图中a为电源的正极,b、c分别为滑动变阻器上电阻丝右侧的接线柱和金属杆右端的接线柱,用一条导线的两端分别连接a和b、a和c进行检测,结果如表一所示。发生故障的元件是 。
表一
导线连接点 a和b a和c
电压表指针是否偏转 否 是
电流表指针是否偏转 否 是
排除故障后进行实验。某次实验时,电压表的示数如图2所示,示数为
V。移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据填入表二。
表二
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.2 1.4 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.10 0.12 0.14 0.28 0.20 0.24
(4)小明根据表二中的数据画出图像,如图3所示。从图像可以看出,第 (选填数据序号)组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉。
根据以上数据,小明得出结论:电阻两端的电压与通过电阻的电流之比为定值。
(5)小红按图4连接电路,测量并记录几组电压和电流值,如表三所示,其中R1=10 Ω、R2=5 Ω,U1、U2、I分别表示电压表V1、V2和电流表A的示数。小红在与小明的交流中,发现用图像法处理数据可以更直观地看出两个量之间的变化关系,于是她也利用表三中的数据在坐标系中画出了三条直线①②③,如图5所示,其中 是由表三中的I和U2的数据画出的。小明认为小红的实验相当于探究了三个定值电阻的电流与电压的关系,证据更充分。交流评估后得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
表三
数据序号 1 2 3 4 5
电压U1/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
电压U2/V 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
【拓展】某小灯泡L的额定电流是I0,但额定电压的标识模糊不清,为测定L正常发光时的电阻,小明设计了如图6所示的电路,其中定值电阻R0和滑动变阻器的最大阻值R已知,但电源电压未知。为保证电路安全,滑动变阻器均不能调到最小阻值。实验时各电路中的小灯泡L都能调至正常发光。以下电路中,能够达到目的的有 。
图6
9.(2023江苏苏州)小明选取了两根长度相等材料不同的合金丝a和b,连接成图甲电路。M为合金丝b的左端点,N为合金丝a的右端点,Q为在合金丝上可移动的触点。闭合开关,将滑动变阻器滑片移至适当位置后,移动Q,发现电流表指针保持图乙所示位置不动,电压表读数U随QN之间的距离x的变化如图丙所示。
(1)电流表示数为 A。
(2)合金丝a的长度为 cm,其阻值为 Ω。合金丝b两端电压为 V。
(3)小明再利用合金丝a和其他器材测量一个未知电阻Rx的阻值,电路如图丁所示。
①请在图戊中用笔画线代替导线帮他完成电路连接;
②电路连接好后,闭合开关S、S1,发现电压表无示数,检查发现是由于滑动变阻器出现 (断路/短路);
③排除故障后,先闭合开关S和S1,移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示数U1;再断开S1,闭合S2,读出此时电压表示数U2,则待测电阻阻值为 (合金丝a的电阻用Ra表示);
④若在步骤③中,小明在测量U2时,将S2闭合前,忘记断开S1,仍用原方法算出的待测电阻阻值 (大于/等于/小于)真实值。
四、计算题(10分)
10.(2023湖南衡阳)近几年衡阳市进行老旧小区改造,不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图,它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成,轿厢质量为400 kg,配重质量为300 kg,绳重和摩擦忽略不计。为了安全,电梯设置了超载自动报警系统,如图乙。闭合控制开关S1,电梯没有超载时,再闭合运行开关S2,电动机正常工作;超载时(即控制电路中的电流I≥0.1 A),电铃发出报警铃声,即使闭合S2,电动机也不工作。控制电路电源电压为9 V,定值电阻R1的阻值为30 Ω,电磁铁线圈电阻不计,轿厢内底面压力传感器R2的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。g取10 N/kg。
(1)该电梯空载静止时,与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N;超载时,图乙中触点将与 (选填“A”或“B”)点接触,电铃发出报警铃声。
(2)该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8 000 N,试通过计算判断电梯是否超载。
(3)如图丁所示是某次电梯上升时的v-t图像,若轿厢内人和货物总重为5 000 N,求电梯匀速上升运行阶段,电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率。
5年中考
1.答案 8
2.答案 (1)6 V (2)20 Ω
3.答案 (1)如图
(2)2 A
4.答案 1∶1 3∶4
5.答案 并 3∶1
6.C
7.答案 1.5 8
8.A
9.答案 6 变大 不变 2.4
10.答案 18 0.45
11.答案 (1)增大
(2)由图像可知,检测板不受压力时,力敏电阻的阻值R=80 Ω
此时电路中的电流
I====0.06 A
R0两端的电压U0=IR0=0.06 A×20 Ω=1.2 V
即电压表的示数为1.2 V
(3)当电压表示数达到3 V时,该装置测量的压力达到最大值
此时电路中的电流I'===0.15 A
R两端的电压UR=U-U0'=6 V-3 V=3 V
R===20 Ω
由图像可知,该装置所能测量的最大压力为6×103 N
(4)将定值电阻R0换为阻值较小的电阻(或在定值电阻R0两端并联一个阻值适当的电阻等)。
12.答案 (1)见解析 (2)0.2×105 Pa
A
14.D
15.D
16.D
17.C
18.C
19.答案 不变 变小
20.答案 否(不正确) 故障是R断路。分析:由电路图可知,L与R并联,A1测量L支路的电流,A测量干路电流。已知L发光,电流表A和A1正常工作,且示数相等。若R被短路,则灯泡L和电源也被短路,A1无示数,A示数将超出量程,与题目条件不符。据以上分析可知,电路故障应为R断路,L、A、A1串联,A和A1示数相等。
21.B
22.B
23.答案 【猜想与假设】增大 【设计实验】 【进行实验】0.06 【分析与论证】如图
【结论】正比
24.答案 (1)
(2)最左 (3)电阻 (4)①0.2 ②30 (5)在电压一定的条件下,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【拓展】4
25.答案 (1)如图
(2)断开 断路(开路) (3)2.2 左 (4)8.3 大 (5)捏滑片增加了滑片与电阻丝接触的面积减小了电阻(或捏滑片减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,减小了电阻)
26.答案 (1)A (2)变大 (3)多次测量取平均值减小误差 (4)10 Ω~50 Ω
27.ABD
28.答案 (1)①如图1或图2
②断开 保护电路
③断开S1、闭合S2 I0(或闭合S1、S2 2I0)
④减小
(2)①如图
②1 200 4
答案
方法一:
(1)如图甲
(2)①按照电路图连接电路
②闭合开关S,读出电压表的示数U1
(3)U=U1
方法二:
(1)如图乙
(2)①按照电路图连接电路
②闭合开关S,读出电流表的示数I
(3)U=I(R1+R2)
3年模拟
5·3基础练
1.A
2.D
3.D
4.A
5.答案 串 10
6.答案 并 电压 3∶1
7.答案 (1)如图所示
(2)100 (3)380 (4)30
8.答案 (1)控制变量法 (2)A 0.4 (3)不正确,没有控制定值电阻两端的电压不变。 (4)正比 反比
9.答案 (1)如图所示
(2)A (3)B (4)0.28 8.9 (5)小灯泡的电阻是变化的(或小灯泡两端的电压与通过它的电流的比值不是定值)
10.答案 (1)4 V (2)
当S1、S2都断开时,R1和R3串联,等效电路如图2。
解法一:I=
U3=I'R3=0.5 A×6 Ω=3 V
U=U1+U3
U1=U-U3=4 V-3 V=1 V
R1===2 Ω
解法二:I=
U3=I'R3=0.5 V×6 V=3 V
U=U1+U3
U1=U-U3=4 V-3 V=1 V
==
==
R1=R3=×6 Ω=2 Ω
5·3提升练
C
2.B
3.C
4.C
5.ABD
6.答案 3 0.25 2 0.75
7.答案 12 2
8.答案 (1)如图所示
(2)滑动变阻器 (3)1.2 (4)4 (5)③
【拓展】ACD
9.答案 (1)0.4
(2)10 20 2
(3)①如图(其他连线方式,正确也可)
②断路 ③ ④大于
10.答案 (1)3 000 A (2)超载 (3)1.2×104 W
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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