江苏省2018-2020年三年中考物理真题分类汇编专题：17欧姆定律含解析 67页

1 专题 17 欧姆定律 一．选择题 1．（2020•镇江）测温模拟电路如图 1 所示，温度表由量程为 3V 的电压表改装而成，电源电 压 U 为 6V，R 的阻值为 40Ω，热敏电阻的阻值 Rt 随温度 t 变化的关系如图 2 所示。则当 开关 S 闭合后（ ） A．电路可测量的最高温度为 50°C B．温度表的 0°C 应标在电压表零刻度处 C．若增大 U，电路可测量的最高温度将增大 D．若 U 增大 3V，R 增大 45Ω，电路可测量的最高温度将增大 【答案】D 【解析】由 a 图可知，R、Rt 串联，电压表测 Rt 两端电压， A、当电压表的示数最大，即 Ut＝3V 时，电路允许测量的温度最高， 根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得： 定值电阻 R 两端的电压：UR＝U﹣Ut＝6V﹣3V＝3V， 则电路中的电流： I＝ ＝ ＝0.075A， 热敏电阻的阻值： Rt＝ ＝ ＝40Ω， 由图象可知，此电路允许的最高环境温度为 30℃，故 A 错误； 2 B、当温度表的示数为 0°C 时，热敏电阻 Rt 的阻值不为零，根据串联电路的分压作用知， 热敏电阻 Rt 两端的电压不为零，电压表的示数不为零，故 B 错误； C、若增大电源电压 U，电压表的量程仍为 0﹣3V，根据串联电路的分压作用知，定值电 阻两端的电压增大，由欧姆定律 I＝ 知电路的电流增大，热敏电阻的阻值 Rt 的阻值减 小，电路可测量的最高温度减小，故 C 错误； D、若 U 增大 3V，即电源电压为 3V+6V＝9V，R 增大 45Ω，此时电压表的量程仍为 0﹣3V， 根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压增大，变为 9V﹣3V＝6V，由欧姆定律 I＝ 知此时电路的电流为 I′＝ ＝ ＝ A，热敏电阻的阻值 Rt 的阻值 为 Rt′＝ ＝ ＝42.5Ω，由图 2 知此时电路可测量的最高温度大于 30℃，即电 路可测量的最高温度将增大，故 D 正确。 故选：D。 2．（2019•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关 S，灯 L1、L2 都发光，一段 间后，有一盏灯突然熄灭，电流表无示数，电压表有示数，电路故障可（ ） A．L1 短路 B．L1 断路 C．L2 短路 D．L2 断路 【答案】D 【解析】由图知，闭合开关，两灯泡并联，电流表测灯 L2 中电流，电压表测电源电压。 A、如果灯泡 L1 短路，将会形成电源短路，两灯都不亮，电压表示数变为零，故 A 不符合 题意； B、如果灯泡 L1 断路，L1 不发光，L2 支路的电流不受影响，即电流表示数不变；电压表还 是测量电源电压，电压表示数不变，故 B 不符合题意； 3 C、如果灯泡 L2 短路，整个电路短路，两灯都不亮，电压表示数变为零，故 C 不符合题意； D、如果灯泡 L2 断路，L2 不发光，电流表无示数，但电压表还是测量电源电压，示数不变， 故 D 符合题意。 故选：D。 3．（2019•淮安）如图（a）所示是电阻甲和乙的 I﹣U 图象（b）、（c）是它们的部分电路连 接示意图，下列说法错误的是（ ） A．当电阻乙两端电压为 2.5V 时，它的阻值和甲的阻值相等 B．图（b）中，当电压 U 为 3V 时，乙的电阻为 5Ω C．图（c）中，当电压 U 为 2V 时，干路总电流为 0.6A D．图（c）中，在电压 U 从 0 增大到 2.5V 的过程中，通过甲、乙两电阻的电流之差先变 大后变小 【答案】B 【解析】 A．由图（a）可知，当电阻甲、乙两端电压为 2.5V 时，通过两者的电流均为 0.5A，则由 I＝ 的变形式 R＝ 可知，电阻甲、乙的阻值相等，故 A 正确； B．图（b）中，两电阻串联，由图（a）可知，当电路中的电流 I＝0.2A、U 甲＝1V、U 乙 ＝2V 时，电压 U 为 3V，此时乙的电阻 R 乙＝ ＝ ＝10Ω，故 B 错误； C．图（c）中，两电阻并联，由图（a）可知，当电压 U＝2V、I 甲＝0.4A、I 乙＝0.2A 时， 干路总电流为 0.6A，故 C 正确； D．图（c）中，两电阻并联，由图（a）可知，在电压 U 从 0 增大到 2.5V 的过程中，通 4 过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小，故 D 正确。 故选：B。 4．（2019•宿迁）如图所示，电源电压为 3V 保持不变，闭合开关，电压表示数为 2V．下列 选项符合题意的是（ ） A．电压表测 R2 两端电压 B．R1、R2 组成并联电路 C．若开关断开，电压表示数为 0 D．R1、R2 电阻之比 2：1 【答案】D 【解析】 ABD、由图知，开关闭合后，电阻 R1、R2 串联，电压表并联在 R1 两端的电压，测量电阻 R1 两端的电压，其大小 U1＝2V；电阻 R2 两端的电压 U2＝U﹣U1＝3V﹣2V＝1V， 因为两电阻串联，所以由欧姆定律可知 I＝ ＝ ， 则 R1：R2＝U1：U2＝2V：1V＝2：1；故 AB 错、D 正确； C、若开关断开，电压表通过电阻 R2 接在电源上，测量电源电压，示数不为 0，故 C 错。 故选：D。 5．（2019•连云港）如图所示，电源电压 U 恒定，闭合开关，L1、L2 两灯均正常发光，电流 表和电压表均有示数。过一会儿，其中一只灯泡突然熄灭，两个电表示数均不变，假设 故障是由其中某只灯泡引起的，则造成此现象的原因可能是（ ） 5 A．L1 短路 B．L2 短路 C．L1 断路 D．L2 断路 【答案】D 【解析】 由图知，两个灯泡是并联的，电流表测量 L1 的电流，电压表测量 L2 的电压，也就是测量 整个电路的电压（并联电路中各支路的电压等于电源电压）； 根据题意可知，原来 L1、L2 两灯均正常发光，电流表和电压表均有示数；过一会儿，其 中一只灯泡突然熄灭，两个电表示数均不变； AB、如果 L1 短路或 L2 短路，整个电路都会短路，电源会被烧坏，电压表的示数减小为 0， 故 AB 都错误。 C、如果 L1 断路，电流表会没有示数，不符合题意，所以假设错误，故 C 错误。 D、如果 L2 断路，L2 不发光，L1 的支路没有问题，L1 仍然发光，电流表示数不变，此时电 压表测量电源电压，其示数也不变，故 D 正确。 故选：D。 6．（2018•常州）如何从外部检测植物含水量的变化呢？科学家用条状石墨烯制成的湿敏电 阻 Rx 附着在叶片上，植物含水量变低，Rx 变小，电表示数变小；植物含水量变高，Rx 变 大，电表示数变大，电源电压恒定，R0 为定值电阻，下列电路图中符合要求的是（ ） A． B． 6 C． D． 【答案】C 【解析】 A、由电路图可知，两电阻串联，电流表测量电路的电流； 当植物含水量变低时，Rx 变小，电路的总电阻变小，电源电压不变，根据 I＝ 知，电流 表示数变大，故 A 不符合题意； B、由电路图可知，两电阻串联，电压表测量定值电阻 R0 两端的电压； 当植物含水量变低时，Rx 变小，电路的总电阻变小，电流变大；根据 U＝IR 知，定值电 阻 R0 两端的电压变大，即电压表示数变大，故 B 不符合题意； C、由电路图可知，两电阻串联，电压表测量湿敏电阻 Rx 两端的电压； 当植物含水量变低时，Rx 变小，由 B 项解答可知，R0 两端的电压变大，根据串联电路电压 的规律可知，Rx 两端的电压减小，即电压表示数变小，故 C 符合题意； D、由电路图可知，两电阻串联，电压表测量电源电压； 因电源电压不变，所以电压表示数始终不变，故 D 不符合题意。 故选：C。 7．（2018•南通）图示电路中，R1、R2 是定值电阻，开关 S 闭合一段时间后，电流表示数突 然减小。用电压表检测电路，当电压表接 a、b 两点时，电压表有示数；接 b、c 两点时， 电压表无示数。则故障原因可能是（ ） A．仅 R1 断路 B．仅 R2 断路 C．电流表断路 D．ac 导线断路 【答案】D 7 【解析】 根据电路图可知，定值电阻 R1、R2 并联连接，电流表测量的是干路的电流； 开关 S 闭合一段时间后，电流表示数突然减小，说明某一条支路出现了断路； 当电压表接 a、b 两点时，电压表有示数，说明 a 到电源的负极与 b 到电源的正极之间是 接通的； 电压表接 b、c 两点时，电压表无示数，说明 c 到电源的负极与 b 到电源的正极之间是断 开的，由前面解答可知 a 到电源的负极、b 到电源的正极之间是接通的，故 ac 间导线出 现了断路。 故选：D。 8．（2018•徐州）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关 S，电流表和电压表都有示 数。如果某时刻电路出现故障，两表的示数都变大了，那么故障可能是（ ） A．电阻 R1 短路 B．电阻 R1 断路 C．电阻 R2 短路 D．电阻 R2 断路 【答案】C 【解析】 由图可知，电阻 R1、R2 串联，电压表测量 R1 两端的电压，电流表测量电路中的电流； A、若电阻 R1 短路，则电阻 R1 两端的电压为零，即电压表示数变为零，由于电路中电阻变 小，电流变大，即电流表示数变大，故 A 不符合题意； B、若电阻 R1 断路，电流表示数变为零，电压表与 R2 串联接入电路，此时电压表测电源电 压，电压表示数将变大，故 B 不符合题意； C、若电阻 R2 短路，电路为 R1 的简单电路，电路中电阻变小，电流变大，即电流表示数变 大，此时电压表测电源电压（电压表示数变大），所以两表的示数都变大，故 C 符合题意； D、若电阻 R2 断路，电阻 R1、电压表、电流表都没有接入电路，则两表示数均为零，故 D 8 不符合题意。 故选：C。 9．（2018•南京）如图所示电路，闭合开关，甲乙两灯均发光，两电表均有示数，过一会儿， 其中一个灯泡突然熄灭，一只电表示数增大，另一只电表示数减小到几乎为零，造成此 现象的原因可能是（ ） A．甲灯短路 B．乙灯短路 C．甲灯断路 D．乙灯断路 【答案】B 【解析】由图知，两灯泡串联，电流表测量电路的电流，电压表测量灯泡乙两端的电压； A、如果甲灯短路，乙灯泡发光，电路中有电流，电流表有示数，电压表与电源两端相连， 电压表有示数，故 A 不符合题意； B、若乙灯短路，电压表也同时被短路，没有示数，即电压表示数减小到零，甲灯泡发光， 由于乙灯泡被短路，电路的电阻减小，电路中的电流增大，电流表示数增大，故 B 符合 题意； C、若甲灯灯断路，乙灯泡不发光，电流表没有示数，电压表与电源两端不相连，电压表 没有示数，故 C 不符合题意； D、若乙灯灯断路，甲灯泡不发光，电流表没有示数，电压表与电源两端相连，电压表有 示数，故 D 不符合题意。 故选：B。 10．（2018•盐城）在探究串联电路电压特点的实验中，小红按图正确连接好电路，闭合开关 9 后发现两电压表指针偏转角度相同。为寻找电路故障，小红用一根检测导线分别并联在 灯 L1 或 L2 的两端，发现两电压表指针所指位置没有任何变化。由此可以推断（ ） A．L1 一定短路 B．L2 一定断路 C．L1 短路，同时 L2 断路 D．检测导线一定断路 【答案】D 【解析】由电路图知两灯泡串联一个电压表测量电源电压，一个电压表测量 L2 两端的电 压，闭合开关后发现两电压表指针偏转角度相同，说明两表示数都为电源电压，所以故 障可能为灯泡 L2 断路或灯泡 L1 短路，L1 短路同时 L2 断路； 小红用一根检测导线分别并联在灯 L1 或 L2 的两端，当两电压表指针所指位置没有任何变 化，示数都为电源电压，只能是检测导线一定断路造成的，故 D 正确。 故选：D。 11．（2018•扬州）如图所示，闭合开关后两灯不亮，用电压表先后测得 UAD＝UAC＝UAB＝4.5V， 则故障可能是（ ） A．灯 L1 发生断路 B．灯 L2 发生断路 C．灯 L1 发生短路 D．灯 L2 发生短路 【答案】A 【解析】 10 由题意可知，闭合开关后两灯都不亮，测得 UAD＝UAC＝UAB＝4.5V，说明电源电压为 4.5V； A、若灯 L1 发生断路，电压表并联在 L1 两端时与电源相通由示数且等于电源电压，故 A 符合题意； B、若灯 L2 发生断路，电压表并联在 L2 两端时与电源不相通，没有示数，故 B 不符合题意； C、若灯 L1 发生短路，电压表同时被短路没有示数，灯泡 L2 发光，故 C 不符合题意； D、若灯 L2 发生短路，灯泡 L1 发光，灯泡 L2 不发光，故 D 不符合题意。 故选：A。 12．（2018•宿迁）如图所示，电源电压保持不变，先闭合开关 S1，电压表示数为 U1；再闭合 开关 S2，电压表示数为 U2，电阻 R1、R2 的阻值之比为（ ） A．U1：U2 B．U2：UI C．U2：（U2﹣U1） D．U1：（U2﹣U1） 【答案】D 【解析】 闭合开关 S1、S2 时，只有电阻 R1 连入电路，电压表测量电源电压，则电源电压为 U＝U2， 只闭合开关 S1 时，定值电阻 R1、R2 串联，电压表测量 R1 的电压，则 R1 的电压为 U′＝U1； 因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和， 所以 R2 的电压：U″＝U﹣U′＝U2﹣U1； 串联时通过 R1、R2 的电流相等， 根据欧姆定律可得 R1、R2 的阻值之比： ＝ ＝ ＝ 。 故选：D。 二．填空题 11 13．（2020•宿迁）如图所示，电路中电源电压恒定，定值电阻 R1＝20Ω，只闭合开关 S1，电 流表示数为 0.3A，则电源电压为 6 V；同时闭合开头 S1、S2，电流表示数为 0.5A，则 R2 的阻值为 30 Ω。 【答案】6；30。 【解析】 （1）电路中电源电压恒定，定值电阻 R1＝20Ω，只闭合开关 S1，为 R1 的简单电路，电流 表示数为 0.3A，由欧姆定律 I＝ ，则电源电压为：U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V； （2）同时闭合开关 S1、S2，两灯并联，电流表测干路的电流，电流表示数为 0.5A，由并 联电路各支路互不影响，通过 R1 的电流不变，由并联电路电流的的规律，R2 的电流为： I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A， 由欧姆定律，R2＝ ＝ ＝30Ω。 14．（2019•宿迁）随着我国经济的飞达发展，汽车已经进入寻常百姓人家。如图是一种自动 测定汽车油箱内油面高度的装置。R0 为定值电阻，R 是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠 杆的一端。从油量表（用电流表改装）指针所指的刻度就可知道油箱内油面高低，当油 面下降时，滑动变阻器连入电路的阻值将 变大 ，电流表的示数将 变小 （选填“变 大”、“变小”或“不变”）。若换用电压表改装成油量表，要求油面升高时电压表示数变 大，电压表应并联在图 R0 元件两端。 【答案】变大；变小；R0。 12 【解析】 由图知，R0 和变阻器 R 串联，电流表测电路中电流，当油箱中油面下降时，滑片向上滑 动，变阻器连入电路的长度变大，阻值变大，电路中总电阻变大，电源电压一定，由欧 姆定律可知电路中电流变小； 油面升高时，滑片向下滑动，变阻器连入电路的阻值变小，由串联电路的分压原理知， 变阻器分得电压减小，R0 分得电压变大，根据题目要求电压表示数变大，所以电压表应 并联在 R0 两端。 15．（2019•盐城）小芳用铅笔芯制作如图所示的“模拟调光灯”。闭合开关后，左右移动回 形针，小灯泡始终不亮，为检查电路故障，小芳将电压表接到 A、B 两点，测得电压为 3.0V， 则 A、B 间 断路 （短路/断路），这种故障可能的情况是 小灯泡灯丝断了 、 AB 间接触不良 。 【答案】断路；小灯泡灯丝断了；AB 间接触不良。 【解析】闭合开关后，左右移动回形针，小灯泡始终不亮，为检查电路故障，小芳将电 压表接到 A、B 两点，测得电压为 3.0V，电压表有示数则说明有微弱电流从电源正极经过 滑动变阻器再经过电压表回到电源负极，说明变阻器是通的是好的，则 A、B 间断路；这 种故障可能的情况是小灯泡灯丝断了或者 AB 间接触不良。 16．（2019•泰州）如图甲，定值电阻 R2 的阻值为 40Ω．闭合开关，电流表 A1、A2 的指针偏 转均如图乙所示，则电流表 A1 的读数为 1.5 A，电流表 A2 的读数为 0.3 A，电源电 压为 12 V，R1 的阻值为 10 Ω。 13 【答案】1.5；0.3；12；10。 【解析】 （1）由电路图可知：两电阻并联，电流表 A1 测的是干路电流，电流表 A2 测的是通过 R2 的电流； 已知两个电流表指针偏转相同，由于并联电路中，干路中的电流等于各支路电流之和， 所以，A1 选择的量程是 0～3A，分度值为 0.1A，则 A1 的示数为 I 总＝1.5A，即干路电流为 1.5A； 电流表 A2 选择的量程是 0～0.6A，分度值是 0.02A，则 A2 的示数为 I2＝0.3A，即通过电阻 R2 的电流为 0.3A； 则通过电阻 R1 的电流为：I1＝I 总﹣I2＝1.5A﹣0.3A＝1.2A。 （2）由并联电路的特点和欧姆定律可得电源电压： U＝U2＝I2R2＝0.3A×40Ω＝12V， R1 的阻值： R1＝ ＝ ＝ ＝10Ω。 17．（2018•苏州）如图，将一根镍铬合金丝连接在电路中的 M、N 之间，闭合开关 S，灯泡 不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障是 PLQ 间某处断路 ，排除故障 后闭合开关，“2.5V 0.5W”的灯泡 L 恰能正常发光，则电流表的示数为 0.2 A，若将 这根镍铬合金丝拉长后再接入 M、N 之间，灯泡亮度将 变暗 。 14 【答案】PLQ 间某处断路；0.2；变暗。 【解析】灯与镍铬合金丝串联，电压表测灯的电压，电流表测电路中的电流： （1）经分析，将一根镍铬合金丝连接在电路中的 M、N 之间，闭合开关 S，灯泡不发光， 电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障是 PLQ 间某处断路； （2）排除故障后闭合开关，“2.5V 0.5W”的灯泡 L 恰能正常发光，根据 P＝UI，灯的额 定电流： I＝ ＝ ＝0.2A，即则电流表的示数为 0.2A； （3）若将这根镍铬合金丝拉长后再接入 M、N 之间，横截面积变小，其电阻变大，根据 电阻的串联，总电阻变大，由欧姆定律，电路中的电流变小，根据 P＝I2R，灯的实际功 率变小，灯泡亮度将变暗。 18．（2018•淮安）如图所示为小王同学设计的遮光感应烟雾探测器部分工作原理图。在一个 外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一光敏电阻 R0（光照越强，R0 阻值越小，反之则越大）的电路，R 为定值电阻，电源电压恒定。烟雾进入烟室后，激光 被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化，烟雾越来越浓时，电路中电流表示数逐渐 减 小 ，当电压表示数达到某一固定值时，探测器便会发出警报。如果要使烟雾浓度较小 时探测器就能发出警报，你认为对电路中的 R 应如何调整？答： R 应调小一点 【答案】减小；R 应调小一点。 15 【解析】（1）由图可知 R 与 R0 串联，电压表测量光敏电阻两端的电压，电流表测量电路 中的电流； 由感光电阻的性质知：当烟雾进入烟室并越来越浓时，使光照变弱，感光电阻阻值增大， 则电路中的总电阻增大， 电源电压不变，由 I＝ 可知：电路中电流减小，即电流表示数减小； 由 U＝IR 可知，定值电阻 R 两端的电压会减小，则根据串联电路的电压特点知，感光电 阻 R0 两端的电压增大，即电压表的示数会变大。 （2）如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报，即电压表示数在 R0 阻值较小时就达 到某一固定值，根据串联电路的分压特点可知：应减小 R 的电阻值，所以，电路中的 R 应调小一点。 19．（2018•淮安）如图甲所示是电阻 R 和灯泡 L 的 I﹣U 图象。由图可知，电阻 R 的阻值是 10 Ω．将电阻 R 和灯泡 L 接在图乙电路中，S 闭合，电流表示数为 0.3A，则电源电压 为 4 V。 【答案】10；4。 【解析】 （1）根据图象，由 I＝ 可得，电阻 R 的阻值：R＝ ＝ ＝10Ω； （2）由电路图可知，电阻 R 和灯泡 L 串联，电流表测电路中的电流， 串联电路中各处的电流相等，由图象可知，电流 I＝0.3A 时，UL＝1V，UR＝3V， 则电源电压：U＝UL+UR＝1V+3V＝4V； 20．（2018•泰州）如图是电阻 A、B 的 I﹣U 图象。由图可知：B 电阻的阻值是 10 Ω；将 16 电阻 A、B 串联后接入电路，当通过 A 的电流为 0.3A 时，A 和 B 两端的总电压是 4.5 V； 将电阻 A、B 并联后接入某电路，当通过 B 的电流为 0.2A 时，A 两端的电压是 2.0 V。 【答案】10；4.5；2.0。 【解析】（1）由图象可知，A、B 两元件是定值电阻，由 I＝ 的变形式 R＝ 可知， B 的电阻：RB＝ ＝ ＝10Ω； （2）因串联电路中各处的电流相等， 所以，通过 A 的电流为 0.3A 时，通过 B 的电流也为 0.3A， 由图象可知，通过 AB 两端的电压分别为 UA＝1.5V，UB＝3V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，A 和 B 两端的电压总和： UAB＝UA+UB＝1.5V+3V＝4.5V； （2）因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，将 A、B 并联后接入电路中时，它们两端的电压相等， 由图象可知，当通过 B 的电流为 0.2A 时，两端的电压为 2.0V，也是 A 两端的电压。 三．实验探究题 21．（2020•宿迁）图是小华为学校设计的楼道照明系统自动控制装置，已知控制电路电压 U 恒为 6V，电磁继电器线圈电阻 R1 为 20Ω，R2 为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减 小。图中 AC 可绕 O 点转动，OA 长为 0.5cm，OB 长为 1cm，AC 部分的重力、触点间的压力 以及各处的摩擦力均忽略不计。 17 （1）闭合控制电路中开关 S，电磁铁上端为 S 极。 （2）为了实现光照减弱时，受控电路接通，灯 L 发光，图中导线 M 应接 触点 1 （选 填“触点 1”或“触点 2”）。 （3）电磁铁对衔铁的吸引力 F 等效集中作用在 B 点，吸引力 F 与控制电路中电流 I 的关 系如图所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对 A 点的拉力为 2.4N，则此时光敏电阻 R2 的阻 值为 230 Ω。 【答案】（1）S；（2）触点 1；（3）230。 【解析】（1）闭合控制电路中开关 S，由右手螺旋法则，电磁铁下端为 N 极，电磁铁上端 为 S 极； （2）光照减弱时，光敏电阻变大，由欧姆定律，控制电路的电流变小，电磁铁磁性变弱， C 与触点 1 连通，要求灯 L 发光，图中导线 M 应接触点 1； （3）电磁铁对衔铁的吸引力 F 等效集中作用在 B 点，吸引力 F 与控制电路中电流 I 的关 系如图所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对 A 点的拉力为 2.4N，根据杠杆的平衡条件： FA×OA＝FB×OB， FB＝ ＝ ×2.4N＝1.2N， 由图 2 知，吸引力 F 与控制电路中电流 I 成正比，故当引力为 1.2N 时，对应的电流大小 为： I＝ ×40mA＝24mA 根据串联电路的规律及欧姆定律，光敏电阻： 18 R2＝ ﹣R1＝ ﹣20Ω＝230Ω。 22．（2020•徐州）如图所示，小明用新干电池、定值电阻 R 和规格为“10Ω 2A”的滑动变 阻器探究通过导体的电流与电压的关系。 （1）请用笔画线代替导线把电路连接完整。 （2）连接电路时，开关应该 断开 （填“断开”或“闭合”）。 （3）第 3 次实验时，电流表指针如图 b 所示，则电流表的示数为 0.48 A。 （4）小明一直用两节电池进行实验，记录的数据如表所示，老师认为其中一组数据有拼 凑的嫌疑，请你指出该组实验序号并说明判断理由： ①；因为此时滑动变阻器的电阻 为 R＝ ＝ ＝13.75Ω＞10Ω，超过了滑动变阻器的最大值 。 实验序号 ① ② ③ ④ 电压 U/V 0.8 1.6 2.4 3.0 电流 I/A 0.16 0.32 0.60 【答案】（1）如上所示；（2）断开；（3）0.48；（4）①；因为此时滑动变阻器的电阻为 R ＝ ＝ ＝13.75Ω＞10Ω，超过了滑动变阻器的最大值。 【解析】 （1）电源电压为 3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下图所示： 19 （2）连接电路过程中，为保护电路，开关必须处于断开状态； （3）第 3 次实验时，电流表接入的 0﹣0.6A，分度值为 0.02A，此时指针过了 0.4A 后 4 个小格，读数为 0.48A； （4）因为两节新干电池串联后的总电压 3V，在序号①的数据中，电阻两端电压为 0.8V， 电路电流为 0.16A，此时滑动变阻器的电压为 3V﹣0.8V＝2.2V，滑动变阻器的电阻应为 R ＝ ＝ ＝13.75Ω＞10Ω，超过了滑动变阻器的最大值，所以序号①的数据是拼 凑的；。 23．（2020•常州）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：6V 蓄电池开关 S、电压表、电流表、 滑动变阻器（20Ω 2A）、未知阻值的定值电阻 R0。 （1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：滑动变阻器此时接入电路的电 阻最大。 （2）闭合开关 S，发现电流表有示数、电压表无示数，则电路故障不可能是 B 。 20 A．R0 处发生短路 B．R0 处发生断路 C．导线 EG 断路 （3）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片 P，得到多组数据。实验③时，电压表、电 流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表格内。 实验序号 ① ② ③ ④ U/V 1 2 3 4 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 （4）分析实验数据可得探究结论： 电阻一定时，电流与电压成正比 。 （5）本实验还可测得定值电阻 R0 的阻值为 10 Ω。 （二）小华利用图甲所示电路，以及阻值不同的四个定值电阻，探究“电流与电阻的关 系”。 实验序号 ① ② ③ ④ R/Ω 5 10 15 25 I/A 0.6 0.3 0.2 0.12 （6）实验④时，小华无论怎样移动滑动变阻器的滑片 P，电压表虽有示数、但无法达到 她想要的 3 V，原因是 变阻器的最大电阻太小 （写出一点即可）。 （7）根据已测数据可得探究结论： 电压一定时，电流与电阻成反比 。 【答案】（1）如上所示；（2）B；（3）3；0.3；（4）电阻一定时，电流与电压成正比；（5） 10；（6）3；变阻器的最大电阻太小；（7）电压一定时，电流与电阻成反比。 【解析】 （一）探究“电流与电压的关系”： （1）要求滑动变阻器此时接入电路的电阻最大，故应将变阻器左下接线柱连入电路中， C 或 D 再连入电路中与电阻串联，如下所示： 21 （2）A．若 R0 处发生短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，A 可能； B．若 R0 处发生断路，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数， B 不可能； C．导线 EG 断路，电路为通路，电流表有示数，电压表没有连入电路中，电压表没有示 数，C 可能； 故选 B； （3）实验③时，电压表、电流表的示数如图乙所示，电压表选用大量程，分度值为 0.5V， 电压为 3V； 电流表选用小量程，分度值为 0.02A，电流为 0.3A，如下表所示： 实验序号 ① ② ③ ④ U/V 1 2 3 4 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 （4）由实验数据可知，电压与电流之比为： R＝ ＝ ＝ ＝﹣﹣﹣﹣ ＝10Ω，为一定值，故探究结论：电阻一定 时，电流与电压成正比； （5）本实验还可测得定值电阻 R0 的阻值为 10Ω； （二）探究“电流与电阻的关系”时，要控制电阻的电压不变， 由第二个表知，电阻两端的电压始终保持： UV＝IR＝0.6A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.1A×15Ω＝3V，根据串联电路电压的规律，变阻器 分得的电压：U 滑＝U﹣UV＝6V﹣3V＝3V，变阻器分得的电压为电压表示数的 1 倍，根据分 22 压原理，当接入 25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为： R 滑＝1×25Ω＝25Ω＞20Ω，即大于变阻器的最大电阻，故实验④时，小华无论怎样移动 滑动变阻器的滑片 P，电压表虽有示数、但无法达到她想要的 3V，原因是变阻器的最大 电阻太小； （7）因电流与电阻之积为一定值，故根据已测数据可得探究结论：电压一定时，电流与 电阻成反比。 24．（2020•南通）小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时，找来一支铅笔芯，测量其长 度，并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。 （1）图甲是测铅笔芯电阻的电路，请用笔画线代替导线将其连接完整。 ①闭合开关，发现两电表均无示数，为排查故障他将电压表改接在变阻器两端，发现电 压表有示数，则电路故障可能是 变阻器断路 。 ②排除故障，移动滑片 P，电流表示数为 0.14A 时，电压表示数如图乙，为 2.8 V，测 出的电阻为 20 Ω。 （2）移动回形针，改变并测量铅笔芯接入电路的长度，实验时发现电流表损坏，他又设 计了图丙电路测量电阻。 23 ①正确连好电路，闭合开关 S，将开关 S1 先拨至 b。移动滑动变阻器滑片 P，使电压表示 数为 U。 ②再将 S1 拨至 a，调节电阻箱旋钮至图丁位置，观察到电压表示数略大于 U，他把“×1” 档的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于 U，此时他 不应 （选填“应”或“不应”） 再调节滑动变阻器，以使电压表的示数恰好为 U。 ③推断铅笔芯接入电路的阻值 14Ω＜R 铅＜15Ω （填写范围）。 （3）小明由上述两次实验，得出铅笔芯电阻与长度的关系。请评价他在探究过程中的不 足之处： 第一次只测了一组数据，具有偶然性、误差大；第二次不能测出铅笔芯具体 的阻值，只能是一个范围值 。 【答案】（1）如图所示；①变阻器断路；②2.8； 20；（2）②不应；③14Ω＜R 铅＜15Ω； （3）第一次只测了一组数据，具有偶然性、误差大；第二次不能测出铅笔芯具体的阻值， 只能是一个范围值。 【解析】 （1）根据测量电阻的要求，铅笔芯应串联接入电路，由题图甲，开关的右接线柱连接铅 笔芯的右边的金属回形针。根据电源电压 2 节干电池（3V），则电压表的“3”接线柱连 接铅笔芯的右边金属回形针： 24 ①由题意，将电压表改接在变阻器两端，电压表有示数，说明此时电压表能与电源正负 极相连通，故电路故障可能是变阻器断路； ②根据电压表应用的“3V”量程，乙图电压表的读数为 2.8V，由欧姆定律，测出电阻为： R＝ ＝ ＝20Ω； （2）如题图丙，当 S 闭合，S1 拨至 b 时，R 铅与滑动变阻器 R 串联，电压表测 R 铅两端的 电压。再将 S1 拨至 a，电阻箱 R0 与滑动变阻器 R 串联，电压表测 R0 两端的电压。如题图 丁，电阻箱读数为 15Ω，电压表的示数大于 U，根据串联电路的分压原理可得：R 铅＜15Ω； 当把“×1”挡旋转一格，即电阻箱接入的阻值为 14Ω或 16Ω，电压表的示数小于 U，则 电阻箱接入的阻值为 14Ω，得 R 铅＞14Ω，此时不能调节滑动变阻器，故铅笔芯接入的阻 值是 14Ω＜R 铅＜15Ω； （3）第一次实验，只测了一组数据，就测出铅笔芯的阻值，使误差太大，应多测出几组 数据，分别计算出铅笔芯的阻值，最后计算平均值；第二次实验，电阻箱接入电路的阻 值是跳跃的，只能测出铅笔芯阻值的一个范围，不能测出具体的阻值。 25．（2020•宿迁）小红利用图所示装置探究“电流与电压的关系”。 序号 U/V I/A ① 1.0 0.10 ② 2.0 0.20 ③ 3.0 0.32 （1）请用笔画线代替导线，按要求将实物图连接完整（要求：当滑片 P 向右移动时变阻 25 器接入电路的阻值变大）。 （2）在连接电路时，开关必须处于 断开 （选填“闭合”或“断开”）状态。 （3）实验中，发现电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压，原因可能是 R 断 路 。 （4）排除故障后，经过多次实验测得数据如表所示，由此可得出结论为： 电阻一定时， 电流与电压成正比 。 （5）请你根据表中数据，帮小红算一算，电路中所用电阻 R 的阻值为 9.8 Ω．（结果 保留一位小数） 【答案】（1）如上图所示；（2）断开；（3）R 断路；（4）电阻一定时，电流与电压成正比； （5）9.8。 【解析】 （1）当滑片 P 向右移动时变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器左下接线柱连入电路中， 如下所示： （2）在连接电路时，为保护电路，开关必须处于断开状态； （3）实验中，发现电流表示数几乎为零，电路可能断路，电压表示数接近电源电压，电 26 压表与电源连通，原因可能是 R 断路； （4）根据表中数据，考虑到误差因素，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原 来的几倍，可得出结论为：电阻一定时，电流与电压成正比； （5）由欧姆定律，第 1 次测量的电阻大小： R1＝ ＝ ＝10.0Ω，同理，第 2、3 次电阻大小分别为：10.0Ω和 9.4Ω， 为减小误差，取平均值作为测量结果： 电路中所用电阻： R＝ ＝9.8Ω。 26．（2020•盐城）小明和小华一起探究电流与电阻的关系。器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、 20Ω的定值电阻各一只，“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只，导线 若干。 （1）用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小； （2）将滑动变阻器滑片移动到最 右 端。闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电 压，可能是定值电阻 R 出现了 断路 故障； （3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数为 1V，此时电流表示数如图乙 所示，大小为 0.24 A； （4）小明逐一将 10Ω和 20Ω的电阻接入电路，继续进行实验。当 20 Ω的电阻接入 电路后，无法将电压表示数调节到 1V．于是，他改变定值电阻两端电压，重新依次进行 实验。调节后的电压值应该不低于 1.5 V； （5）实验结束后，小华觉得可以通过调整顺序来避免实验中存在的问题。合理的顺序是 先后将 20Ω和 10Ω和 5Ω的定值电阻接入电路，变阻器的滑片从阻值最大处向阻值较小 27 处滑动，控制定值电阻两端的电压不变，进行实验，可以避免实验中存在的问题 。 【答案】（1）如上所示； （2）右；断路； （3）0.24； （4）20；1.5； （5）先后将 20Ω和 10Ω和 5Ω的定值电阻接入电路，变阻器的滑片从阻值最大处向阻值 较小处滑动，控制定值电阻两端的电压不变，进行实验，可以避免实验中存在的问题。 【解析】 （1）滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联， 电源电压为 3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下图所示： （2）为了保护电路，变阻器的滑片移动到阻值最大处，将滑动变阻器滑片移动到最右端； 闭合开关，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电阻 之外的电路是连通的，与电压表并联的电阻断路了； （3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值是 0.02A，电流表的示数是 0.24A； （4）若电压表示数为 1V，根据串联电路电压的特点，变阻器分得的电压为：U 滑 1＝3V﹣ 1V＝2V 变阻器分得的电压是电阻电压的 2 倍，将 20Ω的电阻接入电路后，为保持电压不变，根 据分压原理，变阻器连入电路中的阻值为 2×20Ω＝40Ω， 而题中变阻器的最大阻值为 20Ω，所以，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，也不能使 电压表示数为 1V。 由串联电路电压的规律及分压原理有： 28 ＝ ， 方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值 电阻应最大，此时，电阻的电压最小， 即： ＝ ， UV＝1.5V，所以调节后的电压值应该不低于 1.5V； （5）研究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由（4）知，当定值电阻连入 电路的电阻越大时，变阻器连入电路的电阻越大，故为避免实验中存在的问题（因定值 电阻的电压过小，导致用较大的定值电阻时，因变阻器的最大电阻过小而无法完成实验）： 合理的顺序是：先后将 20Ω和 10Ω和 5Ω的定值电阻接入电路，变阻器的滑片从阻值最 大处向阻值较小处滑动，控制定值电阻两端的电压不变，进行实验，可以避免实验中存 在的问题。 27．（2020•无锡）小明和小华在进行“测量定值电阻的阻值”实验，器材有：干电池两节， 开关、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 1.5A）、电阻箱（0～9999Ω 5A）各一个， 待测电阻 R1、R2，导线若干。 （1）连接电路前，小明发现电流表指针如图甲所示，于是他将电流表指针调至 零刻度 29 线处 。 （2）①图乙是他们连接的测量 R1 阻值的部分电路。请用笔画线代替导线，将电路连接完 整。 ②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于最 右 （选填“左”、“右”）端。 ③在正确完成上述操作后，闭合开关移动滑片 P，当电流表示数为 0.2A 时，电压表示数 如图丙所示，则电阻两端的电压为 0.4 V．多次实验所测量的结果如表所示，则 R1 的 阻值为 2.1 Ω． 实验序号 电压表示数 U/V 电流表示数 I/A 电阻 R1/Ω ① 0.2 ② 0.6 0.3 ③ 0.88 0.4 ④测量 R1 阻值的过程中，老师提醒他们要尽量缩短通电时间，并用较小的电流来测量， 这样做的理由是： 电阻随温度的升高而变大，根据 Q＝I2Rt 可知，在电阻一定时，电流 越小，通电时间越短，电流产生的热量越小，对电阻的阻值影响较小 。 （3）为测量电阻 R2 的阻值，他们在已连接好的图乙的电路中，用 R2 替换 R1 接入电路。 测量过程中，发现电流表示数始终小于分度值。于是，他们按照如图丁所示的电路图， 重新连接了电路，闭合开关后，改变电阻箱接入的阻值进行多次测量。记录下电阻箱的 阻值 R 及对应的电压表示数 U，并根据记录的数据绘制出 ﹣ 图象，如图戊所示，则所 测电阻 R2 的阻值为 176 Ω。 【答案】（1）零刻度线处；（2）①如上所示；②右；③0.4；2.1；④电阻随温度的升高 而变大，根据 Q＝I2Rt，在电阻一定时，电流越小，通过时间越小，电流产生的热量越小， 对电阻的阻值影响较小； （3）176。 【解析】（1）连接电路前，小明发现电流表指针如图甲所示，于是他将电流表指针调至 零刻度线处； 30 （2）①电源电压为 3V，电压表选用小量程与灯并联，如下所示： ②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于阻值最大处，即最右端； ③在正确完成上述操作后，闭合开关移动滑片 P，当电流表示数为 0.2A 时，电压表示数 如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为 0.1V，则电阻两端的电压为 0.4V， 由欧姆定律得，R11＝ ＝ ＝2.0Ω； 同理，第 2、3 次测量的电阻分别为：2.0Ω和 2.2Ω， 为减小误差，取平均值作为测量结果： R1＝ ≈2.1Ω； ④测量 R1 阻值的过程中，老师提醒他们要尽量缩短通电时间，并用较小的电流来测量， 这样做的理由是：根据 Q＝I2Rt 可知，在电阻一定时，电流越小，通电时间越短，电流产 生的热量越小； （3）图戊中，电阻箱与 R2 串联，电压表表测电阻箱的电压； 由图戊知，当 ＝0.025Ω﹣1； ＝1.80V﹣1； 即 R＝40Ω时，U＝ V，由欧姆定律，电路的电流为： I＝ ＝ ＝ A， 因电源电压为 3V，由串联电路电压的规律，R2 的电压为： U2＝3V﹣ V＝ V， 由欧姆定律得，所测电阻 R2 的阻值： 31 R2＝ ＝ ＝176Ω。 28．（2020•泰州）小明想利用小红的实验器材测量一未知电阻 Rx 的阻值，发现电流表已经 损坏。聪明的小明利用小红实验中小灯泡的额定电压和测得的额定电流，设计了如图丙 所示的电路，测出了电阻 Rx 的阻值。请你帮助小明补全实验步骤： （1）闭合开关 S，将单刀双掷开关 S1 拨向触点 2 ，移动滑动变阻器滑片， 使电压 表示数为 U 额 ； （2）开关 S 仍闭合，再将单刀双掷开关 S1 拨向另一触点，应 保持滑片 P 的位置不动 （填 滑动变阻器滑片位置的变化情况），读出电压表示数为 U； （3）写出 Rx 的表达式：Rx＝ （用所测物理量和已知量的符号表示）。 【答案】（1）2；使电压表示数为 U 额；（2）保持滑片 P 的位置不动；（3） 。 【解析】（1）闭合开关 S，将 S1 拨到触点 2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 U 额，此时小灯泡正常发光，电路中的电流 I 额； （2）再将开关 S1 拨到另一触点 1，保持滑动变阻器的滑片 P 位置不动，读出电压表的示 数为 U； （3）在（2）中，电压表测灯与未知电阻的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变， 灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时未知电阻 Rx 的电压为 Ux＝U﹣U 额，此时 流过未知电阻 Rx 的电流为 I 额， 则 Rx 的表达式为：Rx＝ 29．（2020•泰州）在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示。 32 （1）请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片； （2）闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为 B ； A．导线④断路 B．导线③断路 C．导线②断路 D．导线①断路 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为 1V 时，读出电流表示数并记 录在上表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为 2V 和 3V 时电流表的示数，并依 次记录在表格中。 实验序号 U/V I/A ① 1.0 0.20 ② 2.0 0.40 ③ 3.0 0.58 （4）分析表中数据，可得出的结论是： 电阻一定时，电流与电压成正比 ； （5）实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数 据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数 据差异可能是由于 温度变化导致 R 变大 造成的。由此反思实验过程：实验时每次读 取数据后要 断开开关 （写具体操作），再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。 33 【答案】（1）如上所示；（2）B；（4）温度变化导致 R 变大；（5）断开开关。 【解析】 （1）闭合开关前，变阻器的最大电阻连入电路中，即变阻器左下接线柱连入电路中，如 下所示： （2）闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为； A．若导线④断路，整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意； B．若导线③断路，电路为通路，电流表有示数，电压表没有示数，符合题意； C．若导线②断路，整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意； D．若导线①断路，整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意； 选 B； （4）分析表中数据，考虑到误差因素，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍， 可得出的结论是电阻一定时，电流与电压成正比； （5）由欧姆定律可知，第三组数据测量出电阻的阻值是： R3＝ ＝ ≈5.2Ω， 同理，第二组数据测量出电阻的阻值是 5Ω，由于电阻受温度的影响，所以数据差异可能是 由于温度变化导致 R 变大造成的。 每次读取数据后要及时断开开关，避免长时间通电导致电阻温度过高，从而对实验结果造成 影响。 30．（2019•镇江）小兵利用图 1 电路来探究电流与电阻的关系，他在实验中控制电压表示数 34 为 U0 不变，相关器材规格已在图中标明。 （1）请用笔画线代替导线将电压表接入电路； （2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于图中最 左 （选填“左”或“右”）端； （3）闭合开关，将电阻箱调至某阻值，调节滑动变阻器时，他发现电压表示数始终为零而 电流表示数有明显变化，经检查是由于某处被短路而造成的，被短路的是 电阻箱 ； （4）小兵调节电阻箱阻值 R，进行多次实验，所绘制的 I 与 关系图线如图 2 所示，由此 可知 U0＝ 2 V，实验结论是：在电压一定时， 通过导体的电流与导体的电阻成反比 ； （5）若由于电池电量不足，小兵换用 4.5V 电源后继续实验，进行了如下操作： ①将电阻箱阻值先调至 4Ω进行实验，实验完成后断开开关； ②再将电阻箱阻值调至 15Ω后，闭合开关进行实验； 则由于小兵在上述操作中的一个疏漏，将会导致 电阻箱两端的电压超过电压表量程 。 （6）小华利用图 1 电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究在 5Ω～25Ω范围内，他 将电阻箱阻值 R 调至 5 个不同的值分别进行了实验，则他根据实验数据描点所绘制的与 I 与 关系图线不可能是图 3 中的 乙 （选填“甲”或“乙”），理由是 当电阻箱阻值为 25Ω时，滑动变阻器的最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压 0.75V 。 【答案】（1）见上图；（2）左；（3）电阻箱；（4）2；通过导体的电流与导体的电阻成反比； （5）电阻箱两端的电压超过电压表量程；（6）乙；当电阻箱阻值为 25Ω时，滑动变阻器的 35 最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压 0.75V。 【解析】（1）将电压表并联在电阻箱的两端，且保证正进负出，如下图所示： （2）为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，即最左端； （3）电流表示数不为 0，说明电路是短路，电压表示数为 0，说明与电压表并联的部分短路， 即电阻箱短路了； （4）由 I 与 关系图线知，当电流为 0.1A 时， 为 0.05，则 R＝20Ω，关图线可知 U0＝IR ＝0.1A×20Ω＝2V； 根据图象知，电流与导体电阻的倒数成正比，则电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻 成反比； （5）断开开关，当把电阻箱的电阻从 4Ω换为 15Ω时，必须把滑动变阻器调到阻值最大处 的位置，如果没有调，使得电阻箱分得的电压过大，会超过电压表的量程； （6）对于图 3 乙图线，当电阻为 5Ω是，倒数为 0.2，对应的电流为 0.15A，则电阻箱两端 的电压 U′0＝I′R′0＝0.15A×5Ω＝0.75V，此时滑动变阻器两端的电压为 3V﹣0.75V＝ 2.25V，此时滑动变阻器两端的电压为电阻箱两端电压的 3 倍，滑动变阻器接入电路的电阻 也为电阻箱接入电路的 3 倍，当电阻箱接入电路的电阻是 25Ω时，滑动变阻器接入电路的 电阻必须调到 75Ω才能满足要求，而滑动变阻器的最大电阻只有 50Ω，因此此图线不可能 是实验测量的。 31．（2019•苏州）小明要测量定值电阻 Rx 的阻值（约十几欧）现有器材：电源（6V）、滑动 变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。 36 （1）他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线，将该电路连接完整； （2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至最 左 端闭合开关，移动滑片 到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时 Rx 两端的电压为 1.2 V。 （3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为 0．他用一条导线检查电 路故障，当将该导线两端分别接到 a、d 接线柱上，发现电流表有示数，电压表示数仍为 0； 当将该导线两端分别接到 c、f 接线柱上，发现电压表有示数，电流表示数仍为 0；则由此 可以判断故障是： cd 间断路 ； （4）排除故障后继续实验，却不慎将电流表损坏。小明发现桌上有一根标有长度刻度、总 长为 20.0cm、总阻值为 10Ω的均匀电阻丝，还有一根带有鳄鱼夹的导线（如图丙所示）。查 阅资料了解到，均匀电阻丝阻值与长度成正比，经过思考，重新设计了如图丁所示的电路（AB 为电阻丝，C 为鳄鱼夹），继续进行实验。 ①根据已知条件判断，电压表量程应选用 0﹣3 V； ②按照图丁所示电路连接好器材，多次实验测得数据如下表所示 次数 1 2 3 AC 长度（cm） 4.0 14.0 20.0 电压表示数（V） 0.8 2.0 2.4 37 求出第 1 次实验时电路中的电流 I1＝ 0.4 A；利用表中所有数据求出待测电阻 Rx＝ 14 Ω。 【答案】（1）如上所示；（2）左；1.2；（3）cd 间断路；（4）①0﹣3V；②0.4；14。 【解析】（1）变阻器按一下一上连入电路中，如下所示： （2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即最左端，闭合开 关，移动滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为 0.1V， 此时 Rx 两端的电压为 1.2V； （3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为 0，说明电路断路，他用 一条导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到 a、d 接线柱上，发现电流表有示数，则 说明电流表、变阻器、开关和电源之间是通路；当将该导线两端分别接到 c、f 接线柱上， 发现电压表有示数，说明电源、待测电阻是连通的，电流表示数仍为 0，则由此可以判断故 障是：cd 间断路； （4）①根据表中电压大小，电压表量程应选用 0﹣3 V； ②AC 电阻丝与待测电阻串联，电压表则 AC 的电压，电流表测电路中的电流， AC 部分的电阻： RAC＝ ×10Ω＝2Ω，由欧姆定律，第 1 次实验时电路中的电流： I1＝ ＝ ＝0.4A，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，待测电阻： RX1＝ ＝ ＝13Ω； 第 2 次测量，RAC＝ ×10Ω＝7Ω，由欧姆定律，第 2 次实验时电路中的电流： 38 I2＝ ＝ ，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，待测电阻： RX2＝ ＝ ＝14Ω； 同理，RX3＝15Ω； 为减小误差，取平均值作为测量结果： R 测＝ ＝14Ω。 32．（2019•泰州）小华在“探究电流与电阻关系”的实验中： （1）按要求将实物图连接完整（要求：滑片 P 向右滑时变阻器接入电路的电阻变大）。 （2）在连接电路的过程中，开关必须处于 断开 （闭合/断开）状态，滑动变阻器的滑片 P 应放在最 右 （左/右）端。 （3）小华用三只阻值分别为 15Ω、10Ω和 5Ω的电阻探究“电流与电阻关系”的过程中， 将 15Ω电阻换成 10Ω时，应在闭合电路后，将滑片向 左 （左/右）移动，其目的是 控 制电阻的电压不变 。 【答案】（1）如上；（2）断开；右；（3）左；控制电阻的电压不变。 【解析】（1）要求滑片 P 向右滑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，如下所示： 39 （2）在连接电路的过程中，开关必须处于断开状态，滑动变阻器的滑片 P 应放在阻值最大 处，即最右端。 （3）根据串联分压原理可知，将定值电阻由 15Ω改接成 10Ω的电阻，电阻减小，其分得的 电压减小； 探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压 的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电 阻，所以滑片应向左端移动，控制电阻的电压不变。 33．（2019•连云港）某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”，提供 的实验器材有：电源（6V）、电流表、电压表定值电阻（10Ω）、滑动变阻器（40Ω 0.5A）、 开关和导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整； （2）闭合开关前，应该将滑片 P 置于 A 端（选填“A”或“B）； （3）小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示数为 0.2A，此时定值电阻消耗的功 率为 0.4 W，变阻器接入电路的阻值为 20 Ω。 （4）同组的小红同学想要探究“导体中电流和电阻的关系”，她又找来了两个阻值分别为 5Ω和 20Ω的电阻，用图示电路，为完成三次实验，则定值电阻两端电压的最小预设值是 2 V。 40 【答案】（1）如上所示；（2）A；（3）0.4；20；（4）2。 【解析】（1）电源电压为 6V，定值电阻为 10Ω，由欧姆定律，电路的最大电流为： I＝ ＝ ＝0.6A，故电流表选用小量程与灯串联，如下所示： （2）闭合开关前，应该将滑片 P 置于阻值最大处的 A 端； （3）小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示数为 0.2A，此时定值电阻消耗的功 率为： P＝I1 2R1＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W； 根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器接入电路的阻值为： R 滑＝ ﹣R1＝ ﹣10Ω＝20Ω。 （4）研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变，当用 20Ω的最大电阻时，变阻器连 入电路的电阻也最大（电压表示数最小）， 根据串联电路的规律和分原理有： 41 ＝ ， 即 ＝ ， 则定值电阻两端电压的最小预设值是： UV＝2V。 34．（2019•南京）有两只阻值未知的定值电阻 R1、R2。 （1）图甲是用伏安法测 R1 阻值的实物电路，电源电压恒为 3V，滑动变阻器最大阻值为 10Ω。 ①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”并在图上改正（所画的导线用实线且 不能交叉）。 ②改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可 能是 A （填字母）。 A．滑动变阻器断路 B．R1 断路 C．R1 短路 ③故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为 1.2V 时，电流表示数如图 乙所示，则待测电阻 R1＝ 4 Ω。 ④现有以下三组数据，分析可知，不可能通过以上实验获得的数据有 1、3 （填序号）。 实验序号 U/V I/A R1/Ω 1 0.8 0.2 2 1.6 0.4 3 1.9 0.475 （2）图丙是能巧测 R2 阻值的实验电路图。图中 R 为电阻箱，R0 为定值电阻（阻值未知）。要 求仅利用电阻箱读数表达 R2 的阻值请在空白处填上适当内容。 ①将开关接 a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片 P 至适当位置，记下 电流表的示数 I 和电阻 箱的阻值 RA ； ②将开关接 b，调节 电阻箱 ，保持 电流表示数 I 不变，记下 电阻箱 R 的阻值 RB ； ③则 R2＝ RA﹣RB 。 42 【答案】（1）①如上所示； ②A；③4；④1、3； （2）①电流表的示数 I 和电阻箱的阻值 RA ②电阻箱；电流表示数 I；电阻箱 R 的阻值 RB； ③RA﹣RB。 【解析】（1）①电阻与变阻器并联，电压表串联在电路是错误的，电阻与电流串联，电压表 与电阻并联，如下所示： ②A．若滑动变阻器断路，整个电路断路，两表都没有示数，符合题意； B．若 R1 断路，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，不符合题意； C．若 R1 短路，电流表有示数，不符合题意； 故选 A； 43 ③故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为 1.2V 时，电流表示数如图 乙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，电流为 0.3A，由欧姆定律，则待测电阻： R1＝ ＝ ＝4Ω； ④根据电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为： I 小＝ ＝ ≈0.21A＞0.2A， 电流表分度值为 0.02A，故不能得到 0.475A， 即不可能通过以上实验获得的数据有 1、3； （2）①将开关接 a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片 P 至适当位置，记下电流表的示数 I 和 电阻箱的阻值 RA； ②将开关接 b，调节电阻箱，保持电流表示数 I 不变，记下电阻箱 R 的阻值 RB； ③根据等效替代法，则 RA＝R2+RB， 故 R2＝RA﹣RB。 35．（2018•无锡）某小组同学准备探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验器材有： 干电池 2 节，滑动变阻器（20Ω，1A）、电流表、电压表、开关各一个，不同阻值的定值电 阻及导线若干，图甲是他们连接的实验电路。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P 移到 B （选填“A”或“B”）端 （2）闭合开关后，他们移动滑动变阻器的滑片至某一位置，电压表示数为 0.7V，电流表示 数如图乙所示，接着继续探究，把所测数据填在了下表中 实验次数 1 2 3 4 5 44 电压 U/V 0.7 1 1.1 1.5 1.7 电流 I/A 0.18 0.20 0.26 0.30 ①图乙中电流的示数为 0.12 A。 ②图丙是以电流Ⅰ为纵坐标、电压 U 为横坐标建立的平面直角坐标系，请根据他们所测数据、 在坐标系中描点，画出 I﹣U 图象，并标标记为 a。 （3）图丙中 b、c、d 三条 I﹣U 图象，是其他组同学选择 5Ω、10Ω和 20Ω的定值电阻，按 图甲电路测量数据所画。 ①单独分析图丙中每条 I﹣U 图象，可以得到的结论是 电阻一定时，电流与电压成正比 。 ②该小组同学发现，分析图丙中的 I﹣U 图象，还能得到：“当导体两端电压一定时，导体中 的电流与导体的电阻成反比”这一规律。请写出分析方法： 控制变量法 。 ③验证②中的规律，该小组的同学选择了 5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，准备分别接入图甲 电路，测量电流进行探究，有同学提议：既然探究时需要保持电阻两端电压不变，图甲中可 以不用连接滑动变阻器和电压表。他们按照提议分别将三只电阻由小到大接入电路，闭合开 关后，读出电流表示数分别为 0.42A，0.24A，0.13A，发现无法验证②中的规律。于是他们 计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值 U．为确保完成 验证，则这个电压值 U 的范围为 B 。 A.1.5V＜U≤3V B.1.3V＜U＜2.1V C.1.3V＜U≤2.6V D.2.1V＜U＜2.6V 【答案】（1）B；（2）①0.12；②如上图所示；（3）①电阻一定时，电流与电压成正比：② 控制变量法；③B。 【解析】（1）据题意可知，闭合开关前，滑片必须处于最大阻值处，即应将滑动变阻器的滑 片 P 移到 B 端； （2）①图乙中电流表选用小量程，分度值为 0.02A，电流表的示数为 0.12A； 45 ②图丙是以电流Ⅰ为纵坐标、电压 U 为横坐标建立的平面直角坐标系，根据他们所测数据、 在坐标系中描点，画出 I﹣U 图象，并标记为 a，如下所示： （3）①单独分析图丙中每条 I﹣U 图象，因为过原点的直线，故可以得到的结论是电阻一定 时，电流与电压成正比； ②由上图知，当电压为 0.8V 时，对应的电流大小约为 0.032A、0.066A、0.16A，结合电阻 大小分别为 20Ω、10Ω、5Ω，考虑到误差因素，电流与对应的电阻之积为一定值，故还能 得到：当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律； 分析方法采用了控制变量法； ③根据欧姆定律 I＝ 有 U＝IR，3 次实验中电阻的电压分别为 2.1V、2.4V 和 2.6V，都小于 电源电压 3V，是因为电源有内阻，设电源本身的电压为 E，对外（R 与 R′串联）提供的电 压为 U，根据串联电路的规律及欧姆定律可得： 电路的电流： I＝ ， R 与 R′的电压为： U＝ （R+R′） 则 ＝ + × ， 对外提供的电压 U 的倒数与串联电阻的倒数为一次函数的关系，即 ＝k× +b， 根据选择了5Ω和10Ω的定值电阻时，电源内阻之外的电阻获得的电压分别为2.1V和 2.4V， 46 将已知量代入上式有： ＝k× +b； ＝k× +b； 解方程组得： k＝ ，b＝ ﹣ ，故这个一次函数为： ＝ × + ﹣ ， 按图甲实验，因要控制当电阻的电压值 U 为一定值，根据串联电路电压的规律，变阻器的电 压也为一定值，由分压原理，定值电阻和变阻器的电压之比为一定值，故当电阻 20Ω时， 变阻器连入电路的电阻最大为 20Ω，这时的总电阻为 40Ω，代入上式得： ＝ × + ﹣ ， U＝2.6V，变阻器与电阻的电阻相等，由分压原理，电压表示数为 1.3V； 当电阻最小为 5Ω时，电路的电流最大，变阻器连入电路的电阻最小，此时电压表有最大值， 当变阻器电阻连入电路中的电阻为 0 时，将 5Ω代入这个关系式有： ＝ × + ﹣ ，U＝2.1V， 故为确保完成验证，则这个电压值 U 的范围为 1.3V＜U＜2.1V。 选 B。 36．（2018•镇江）小军利用图 1 电路探究电流与电阻的关系，所用器材规格已在图中标明。 （1）请用笔画线代替导线将电路连接完整，使滑片 P 向左移动时，滑动图变阻器接入电路 的阻值增大； （2）完成连接后进行实验。闭合开关前，滑片 P 应置于最 左 （选填“左”或“右”）端； （3）实验中，若无论如何调节滑动变阻器，电流表的示数为零，电压表示数始终为 3V．经 检查发现是某根导线出现了断路，该导线是 ② （选填导线编号）； （4）测量结束后，应先 断开开关 ，拆除 电源 两端导线后，再拆除其他导线并整理 好器材； （5）将电流表示数记为 I，电阻箱和滑动变阻器接入电路的阻值分别记为 R1 和 R2．小军根 47 据实验数据绘制的 I 与 之间关系的图线如图 2 所示。 ①根据图 2 可得出“在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 反比 ”的实验结论； ②在图 3 的选项中，能正确反映 I 与 之间关系的是 A ，你的理由是： 滑动变阻器 两端的电压保持不变 。 【答案】（1）见上图；（2）左；（3）②；（4）断开开关；电源；（5）①反比；②A；滑动变 阻器两端的电压保持不变。 【解析】（1）滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，故变阻器滑片以右的电阻 丝连入电路中，如下所示： （2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，即最左端； 48 （3）电流表无示数，电路断路。电压表示数为 3V，测电源电压，与电源连通，所以电压表 并联的那部分断路，所以导线②断路。 （4）为了保护电路，实验结束后，应先断开开关，先拆除电源两端导线后，再拆除其他导 线并整理好器材； （5）①根据图 2 描出的图象，电流与导体电阻的倒数成正比，则电压一定时，通过导体的 电流与导体的电阻成反比； ②由图 2 知电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即 U＝IR＝0.1A× ＝2V， 根据串联电路电源压的特点知：滑动变阻器两端的电压保持不变，为 3V﹣2V＝1V； 则电流与滑动变阻器的阻值成反比关系，则 I 与 的图象关系是 A 图所示图线。 37．（2018•常州）（一）小明发现：漆黑夜间上洗手间，很难摸到墙上开关，于是动手自制 夜间照明电路。 器材：6V 新蓄电池、规格为“2.5V0.5A”的新灯泡 L、定值电阻 R0、开关 S、导线若干。 （1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：夜晚闭合开关 S，电压表显示电 源电压，灯泡正常发光；白天断开开关 S，电压表指针指零，灯泡熄灭。 （2）定值电阻 R0＝ 7 Ω （3）灯泡的规格也可标记为“2.5V 1.25 W” （二）数月后，小明发现：闭合开关 S，灯泡发光，亮度有所下降 小明猜想：可能是长期使用，蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低 49 （4）闭合开关，如图乙所示，电压表显示旧蓄电池的输出电压为 4.5 V 小明还猜想：可能是长期使用，灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。 （5）灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生 A A．先升华后凝华 B．先汽化后液化 C．先熔化后凝固 D．先升华后凝固 （三）小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的 I﹣U 图象 （6）请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应置于 A 端。 （7）请根据图丁将实验⑥的电流表示数填入表格。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ U/V 0 0.5 1 1.5 2 2.5 I/A 0 0.18 0.28 0.34 0.38 （8）请在图戊中画出旧灯泡的 I﹣U 图象 （9）小明发现旧灯泡的 I﹣U 图象不是正比例函数图象，原因是： 灯丝的电阻随温度的变 化而变化 。 由第⑥组数据可知，长时间使用后，同样在 2.5V 额定电压下，旧灯泡的电阻 大于 （大 于/等于/小于）新灯泡的电阻。 【答案】（一）（1）见上图；（2）7；（3）1.25； （二）（4）4.5；（5）A （三）（6）见上图；（7）0.4；（8）见上图；（9）灯丝的电阻随温度的变化而变化；大于。 50 【解析】 （一）（1）闭合开关 S，灯泡正常发光，电压表显示电源电压，说明电压表可并联在电源两 端或并联在灯泡和定值电阻的两端；断开开关 S，灯泡熄灭，电压表指针指零，说明电压表 并联在灯泡和定值电阻的两端，电源电压为 6V，所以电压表选用 0﹣15V 量程，实物连接如 图所示： （2）由图知，灯泡与电阻串联，由题知，闭合开关 S，灯泡正常发光，即 UL＝2.5V，电路 中电流为 0.5A， 由串联电路特点和欧姆定律可得，R0 的阻值： R0＝ ＝ ＝ ＝7Ω； （3）已知灯泡的额定电压和正常发光电流，所以灯泡的额定功率： P＝ULI＝2.5V×0.5A＝1.25W， 灯泡的规格也可标记为“2.5V 1.25W“。 （二）（4）由图乙知，电压表使用 0﹣15V 量程，分度值 0.5V，示数为 4.5V； （5）灯泡的钨丝在温度较高时会直接变成气体，发生了升华现象；当这种气体遇到冷的玻 璃时，又会直接变成固体附着在灯泡上，发生了凝华现象。 即：先升华后凝华，故选 A； （三）（6）变阻器应一上一下串联入电路中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应置于 A 端，即最大值端，所以应将 B 接线柱接入电路中，电路图如图所示： 51 （7）由图丁知，电流表使用 0﹣0.6A 量程，分度值 0.02A，示数为 0.4A； （8）根据表中数据，描点连线画出旧灯泡的 I﹣U 图象，如图所示： （9）灯的 U﹣I 图象不是正比例函数图象，是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化； 长时间使用，由于灯泡灯丝的升华，使得灯丝变细，而灯丝的材料和长度不变，所以在额定 电压下旧灯泡的电阻大于新灯泡。 38．（2018•南通）小明和小虎设计如图甲所示的电路测量未知电阻 Rx 的阻值。实验器材有： 电源（电压 4.5V）、滑动变阻器 R（0～20Ω）、电阻箱 R0（0﹣999.9Ω）、电流表、单刀双掷 开关及导线若干。 （1）请根据图甲所示的电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。 （2）小明将 S 拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为 0.36A．再将 S 拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数为 0.36 A，此时电阻箱的示数如图丙所示，则待 测电阻的阻值 Rx＝ 9 Ω。 52 （3）把电阻箱的阻值从 10.0Ω调到丙图所示的阻值时，小虎想先把“×10”档从 1 调到 0， 再调“×1”档。你认为他的想法是否妥当？答： 否 （选填“是”或“否”），理由是： 电阻箱的电阻突然减小，可能导致电路的电流太大损坏元件 。 （4）测量结束断开开关后，应首先拆除 电源 （选填“电源”或“电流表”）两端导线。 【答案】（1）见上图；（2）0.36；9；（3）否；电阻箱的电阻突然减小，可能导致电路的电 流太大损坏元件；（4）电源。 【解析】（1）由图甲知开关放在 1 时，控制 Rx，放在 2 时，控制电阻箱 R0，开关与滑动变阻 器 R 串联，滑动变阻器接左下接线柱，如图所示： （2）小明将 S 拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为 0.36A．再将 S 拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数仍为 0.36A，此时两条电路对电流的阻碍作用相同， 此时电阻箱的示数即为待测电阻的阻值； 电阻箱的示数：R0＝0×100Ω+0×10Ω+9×1Ω+0×0.1Ω＝9Ω，则待测电阻的阻值 Rx＝9Ω。 （3）把电阻箱的阻值从 10.0Ω调到电阻箱的 9Ω时，小虎想先把“×10”档从 1 调到 0， 53 会使电路中的电阻突然变小，根据 I＝ 知，会使电路中的电流突然增大，超出电流表的量 程将电流表损坏； （4）测量结束后，在拆除电路时，为了安全，应断开开关，先拆除电源两端的导线，再拆 除其他导线。 39．（2018•徐州）小明和小华分别用“伏安法”测量定值电阻的阻值。 （1）小明实验的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线把电路连接完整。 （2）小明第 1 次测量时，电压表示数如图乙所示，则电压为 1.5 V。 （3）小明测量的数据如表一所示，则定值电阻的阻值为 4.9 Ω。 表一 实验次数 1 2 3 电压 U/V 2.0 2.5 电流 I/A 0.30 0.41 0.52 表二 实验次数 1 2 3 电压 U/V 1.5 2.0 2.5 电流 I/A 0.30 0.20 0.10 （4）小华测量的数据如表二所示，则小华实验中存在的问题可能是： 电压表并联在滑动 变阻器两端了 。 【答案】（1）如图所示；（2）1.5；（3）4.9；（4）电压表并联在滑动变阻器两端了。 54 【解析】 （1）变阻器按一上一下接入电路中，如下所示： （2）小明第 1 次测量时，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为 0.1V，则 电压为 1.5V， （3）小明测量的数据如表一所示，由欧姆定律，第 1 次实验定值电阻的阻值为： R1＝ ＝ ＝5Ω，同理：R2＝ ＝ ≈4.9Ω R3＝ ＝ ≈4.8Ω，为提高测量的准确度，取平均值作为测量结果： R 测＝ ＝ ＝4.9Ω； （3）由表二数据，电流越来越小，由欧姆定律的变形公式 U＝IR，定值电阻的电压变小， 由串联电路电压的规律，变阻器的电压变大，故电压表并联在滑动变阻器两端了。 40．（2018•苏州）某班同学做“探究电流与电阻的关系”的实验，某小组连接了如图甲所示 的实物电路。 55 （1）请在答题卡的方框内画出对应的电路图（电阻箱符号为 ） （2）连接电路时，开关应 断开 。连好电路后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移 动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值 U0，记录电流表的示数和 电阻箱的阻 值 。 （3）改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使 电压表的示数仍为 U0 ，并记录相 应数据。 （4）再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到（3）中的要求， 引起这种情况的直接原因是 电阻箱的电阻调得太大了 。 （5）重复步骤（3）多次实验，根据所得数据画出电流随电阻变化的图象如图乙所示。你认 为该小组实验时的 U0＝ 6 V。 （6）进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等，由此可 以得出的实验结论是 当电压一定时，电流与电阻成反比 。 （7）实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丙所示，你 56 认为图象不同的原因是 这两个小组所控制的电阻箱两端电压不相同 。 【答案】（1）如上图所示；（2）断开；电阻箱的阻值；（3）电压表的示数仍为 U0；（4）电阻 箱的电阻调得太大了；（5）6；（6）当电压一定时，电流与电阻成反比；（7）这两个小组所 控制的电阻箱两端电压不相同。 【解析】（1）根据图甲，由电路元件的连接顺序可得电路图如右所示： （2）为保护电路，在连接电路的过程中，开关应处于断开状态；因为要探究电流与电阻的 关系，所以须记录电流及电阻的数据进行分析，即要记录电阻箱的阻值； （3）要探究电流与电阻的关系，须控制电阻箱两端的电压不变，即电压表的示数仍为 U0； （4）电阻越大，分得的电压越多，但电阻箱的电阻不断变大时，要使电阻箱两端电压达到 U0，须使变阻器的电阻值变大，但不能达到 U0 时，表明滑动变阻器提供的电阻已达最大值， 因而是电阻箱的电阻调得太大了； （5）由图可知：U0＝IR＝3.0A×2Ω＝6V； （6）由图乙可知，其横轴和纵轴所表示的物理量分别为电阻 R 及通过的电流 I，面积不变， 即 IR 的乘积不变，故表明：当电压一定时，电流与电阻成反比； （7）由图两可知，电阻箱两端的电压 U0'＝I'R'＝3A×1Ω＝3V≠U0．即两个小组所画出的 图象不同，是因为他们所控制的电阻箱两端电压不同。 41．（2018•连云港）小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系“时，他用如图所示的 电路进行实险，可供选择的定值电阻分别为 2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．实验 中电阻 R 两端的电压始终保持 3V 不变，滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”。 （1）请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片 P 向 B 端移 动时接入电路的电阻变大。 （2）闭合开关后，小明发现电流表示数为 0，电压表示数很大，故障原因可能是 R 断路 。 57 （3）实验中，不能被选用的电阻为 2.5 Ω。 （4）保证可用电阻均能正常进行实验，电源电压应该控制在 3 V 至 4.8 V 之间。 【答案】（1）如上图；（2）R 断路；（3）2.5；（4）3；4.8。 【解析】（1）因要求滑片 P 向 B 端移动时接入电路的电阻变大，故滑片以左电阻丝连入电路 中，如下所示： ； （2）小明发现电流表示数为 0，说明不是短路，电压表示数很大，说明问题出在电压表两 接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为 0），只能是开路：R 断路； （3）当电压表示数最大 U1＝3V 且 R1＝2.5Ω时，电路中的电流最大， 则 I 大＝ ＝ ＝1.2A， 滑动变阻器的规格为“15Ω1A”，滑动变阻器的最大电流不能超过 1A，故 2.5Ω不能用； （3）由题意知，滑动变阻器的最大阻值为 15Ω，定值电阻的最大电阻为 25Ω；根据串联电 路的电压关系： ＝ ， ＝ 解得：U 滑＝1.8V， 58 电源电压：U 电源＝3V+1.8V＝4.8V 所以电源的电压只能在 3V 到 4.8V 之间。 四．计算题 42．（2019•徐州）定值电阻 R1 两端加 4.5V 电压时，通过的电流为 0.45 A．如图所示电路， 电源电压不变，R1 和定值电阻 R0 并联，电流表示数为 0.50A；用阻值为 30Ω的电阻 R2 替换 R1，电流表示数变为 0.30 A．求： （1）R1 的阻值； （2）电源电压。 【答案】答：（1）R1 的阻值为 10Ω （2）电源电压为 3V。 【解析】（1）根据 I＝ 可得： R1＝ ＝ ＝10Ω； （2）根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知： R1 和定值电阻 R0 并联时， + ＝I， 即： + ＝0.50A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① R2 和定值电阻 R0 并联时， + ＝I， 即： + ＝0.30A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 根据①式减②式可得：U＝3V。 59 答：（1）R1 的阻值为 10Ω （2）电源电压为 3V。 43．（2018•扬州）用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。保持电源电 压和电阻箱 R1 的阻值不变，移动滑动变阻器 R2 的滑片 P，测得电流、电压如表 1 所示；然后 将滑片移到适当位置保持不变，仅改变电阻箱 R1 的阻值，测得相应的电流值，如表 2 所示。 表 1 次数 U1/V I/A ① 1.0 0.20 ② 1.5 0.30 ③ 2.0 0.40 表 2 次数 R1/Ω I/A ① 3.0 0.50 ② 6.0 0.33 ③ 9.0 0.25 （1）根据表 1 中的数据，你得出什么结论？求出 R1 的阻值。 （2）分析表 2 中的数据，指出实验操作中存在的问题，并说出判断的理由。 （3）请利用表 2 中的数据求电源电压。 【答案】答：（1）电阻不变时，电流与电压成正比，R1 的阻值为 5Ω。 （2）没有移动变阻器的滑片，使电压表示数不变；研究电流与电阻关系时，要控制电阻电 压不变； 60 （3）电源电压为 3V。 【解析】（1）第 1 次实验，保持电源电压和电阻箱 R1 的阻值不变，纵向比较表中数据，电 压表为原来几倍，通过的电流也为原来的几倍，即电阻不变时，电流与电压成正比； 由欧姆定律，R1＝ ＝ ＝5Ω； （2）研究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由表中数据，根据 U＝IR，电阻 电压是不同的，即没有移动变阻器的滑片，使电压表示数不变； （3）由表二第 1、3 次实验数据，根据电阻的串联和欧姆定律，由变阻器连入电路中的电阻 不变列方程： ﹣R1＝ ﹣R3，即 ﹣3Ω＝ ﹣9Ω， 故电源电压：U＝3V。 答：（1）电阻不变时，电流与电压成正比，R1 的阻值为 5Ω。 （2）没有移动变阻器的滑片，使电压表示数不变；研究电流与电阻关系时，要控制电阻电 压不变； （3）电源电压为 3V。 五．综合能力题 44．（2020•镇江）图 1 是蓄水池水位自动控制模拟装置：可绕 O 点转动的轻质杠杆 A 端用轻 绳系一正方体浮块，B 端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻 RF 保持水平 接触挤压，杠杆保持水平平衡。已知：AO 长为 1m，BO 长为 2m；浮块边长为 20cm，密度为 5 ×103kg/m3，下表面距池底 2m；当电磁铁线圈中的电流 I≤0.02A 时，衔铁 K 被释放，水泵 开始工作向水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压 U ＝6V，电阻箱 R 调至 75Ω；设 RF 的阻值与支架所施加压力 F 的关系图线如图 2 所示。g 取 10N/kg。 61 （1）浮块的重力为 400 N．在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支 架对 RF 的压力将 减小 。 （2）当池内达到所设定的最高水位时，求： ①轻绳对浮块的拉力。 ②池内水面距池底的高度。 （3）为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱 R 接入 电路的阻值应满足的条件是 50Ω≤R＜90Ω 。 【答案】（1）400；减小；（2）①轻绳对浮块的拉力为 350N；②池内水面距池底的高度 2.125m； （3）50Ω≤R＜90Ω。 【解析】（1）浮块的重力为： G＝mg＝ρ物 gV＝5×103kg/m3×10N/kg×（0.2m）3＝400N； 在达到最高水位之前，根据 F 浮＝ρ液 gV 排知，随着浮块排开水的体积逐渐增大，物体受到的 浮力增大，根据杠杆平衡条件和力的作用是相互的可知，支架对 RF 的压力将减小； （2）①由图 1 可知，压敏电阻与电阻箱串联， 当池内达到所设定的最高水位时，电路中的电流最大为 0.2A， 由欧姆定律得，此时电路的总电阻为： R 总＝ ＝ ＝300Ω， 此时压敏电阻为：RF＝R 总﹣R＝300Ω﹣75Ω＝225Ω， 由图 2 知，此时压敏电阻受到的压力为 175N， 62 根据力的作用是相互的可知，杠杆 B 端受到的压力 FB＝F＝175N 根据杠杆的平衡条件知，F 拉×OA＝FB×OB， 所以，F 拉＝ ＝ ＝350N； ②此时物体受到的浮力为： F 浮＝G﹣F 拉＝400N﹣350N＝50N， 根据 F 浮＝ρ液 gV 排知，物体浸入水中的体积为： V 排＝ ＝ ＝5×10﹣3m3， 根据 V＝Sh 知，物体浸入水中的深度为： h 水＝ ＝ ＝0.125m， 因为开始时物体下表面距池底 2m，所以池内水面距池底的高度： h＝h 水+h′＝0.125m+2m＝2.125m； （3）为使该装置能自动控制水池内的最高水位，水池的最低水位不能低于物体没有进入水 中时的水位，为 2m，最高水位为物体刚好完全浸没，为 2m+0.2m＝2.2m； 当水位为 2m 时，轻绳对浮块的拉力为物体的重力，为 400N， 根据杠杆的平衡条件 F 拉′×OA＝FB′×OB 知， 此时的压敏电阻的压力为：F′＝FB′＝ ＝ ＝200N， 由图 2 知，此时的压敏电阻为 Rt′＝250Ω， 电阻箱的最小值为：R 小＝R 总﹣Rt′＝300Ω﹣250Ω＝50Ω； 当水位为 2.2m 时，物体刚好完全浸没， 物体受到的浮力为： F 浮′＝ρ水 gV＝ρ水 ga3＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.2m）3＝80N； 此时 G 杠杆 A 端受到的拉力物体受到的拉力为： FA″＝F 拉″＝G﹣F 拉′＝400N﹣80N＝320N， 根据杠杆的平衡条件 FA″×OA＝FB″×OB 知，此时的压敏电阻的压力为： 63 F″＝FB″＝ ＝ ＝160N， 由图象知压敏电阻与压力成一次函数关系，关系式为 Rt＝kF+b， 将（200N，250Ω）和（0，50Ω）代入关系式得， 解得：k＝1Ω/N， 所以关系式为 Rt＝1Ω/N×F+50Ω， 当压力为 160N 时，压敏电阻为 Rt″＝210Ω， 电阻箱的最大值为：R 大＝R 总﹣Rt″＝300Ω﹣210Ω＝90Ω； 综合分析电阻箱 R 接入电路的阻值范围为 50Ω≤R＜90Ω。 45．（2019•无锡）小红家有一支电子体温计，查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏 电阻，其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻，准备设计和制作一支模拟电 子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值，按照图甲所示连接了实验电路。 RT 为热敏电阻，实验时，RT 置于温控箱（图中虚线区域）中电源电压保持不变，R1 为定值电 阻，R2 为电阻箱（0～9999Ω），S2 单刀双掷开关，开关 S1 和 S2 闭合前，小红将电阻箱 R2 的 阻值调到最大。 （1）小红首先调节温控箱的温度，使 RT 温度为 42.0℃，闭合 S1，将 S2 接 2，读出电压表的 示数为 3V。 ①为测量此时 RT 的阻值，接下来的操作是：将 S2 接 1 （选填“1”或“2”），调节电阻箱 R2 的阻值，使电压表示数为 3 V，读出此时 R2 的阻值即为 42.0℃时 RT 的阻值。 ②逐渐降低温控箱的温度，根据上述方法测量出 RT 在不同温度时的阻值，若依据小红所测 数据画出的 RT 阻值随温度变化的图象如图乙所示，且当 RT 的温度降至 32.0℃时，闭合 S1， 将 S2 接 2，电压表示数为 2.4V．求电阻 R1 的阻值。 （2）在获得如图乙所示的 RT 阻值随温度变化的关系后，为了自制模拟电子体温计，小红将 S2 始终接 2，闭合 S1 后，通过电压表的示数大小来显示温度高低，如果将 RT 用绝缘布包好后 置于正常人腋窝中央，保持腋窝合拢，闭合 S1，当电压表示数稳定后，电压表示数最接近 64 C 。 A.2.25V B.2.45V C.2.65V D.2.85V 【答案】（1）①1；3；②R1＝400Ω；（2）C。 【解析】（1）①为测量此时 RT 的阻值，接下来的操作是：将 S2 接 1，调节电阻箱 R2 的阻值， 使电压表示数为 3V，根据等效替代法，读出此时 R2 的阻值即为 42.0℃时 RT 的阻值。 ②在①中，RT 与 R1 串联，由欧姆定律，电路中的电流为： I1＝ ，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，电源电压：U＝I1RT1+UV1＝ ×400Ω+3V， 同理在②中， U＝I2RT2+UV2＝ ×600Ω+2.4V， 因电源电压不变， 故 ×400Ω+3V＝ ×600Ω+2.4V， R1＝400Ω； U＝ ×400Ω+3V＝6V， （2）由图结合数学知识，正常人腋窝中央的体温是 37°C，ME 为三角形的中位线，故此时 R′T＝500Ω 如下所示： 65 小红将 S2 始终接 2，闭合 S1 后，R1 与 R′T 串联，电压表测 R1 的电压，由电阻的串联和欧姆 定律，电路的电流： I＝ ＝ ＝ A， 由欧姆定律，电压表示数： UV＝IR1＝ A×400Ω≈2.67V，故选 C。 六．解答题 46．（2020•苏州）小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压 3V，电阻 R 有 4 个阻值（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω）供选用，滑动变阻器 Rp 规格为“10Ω 2A”。 （1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片 P 移到最 右 （左/右）端；闭合开关后，小明发 现电流表、电压表示数均为 0，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触 a、b、c、 d 各接线柱，当接触到 d 时，电压表开始有示数且为 3V，电流表示数仍为 0，经进一步检查， 电流表及各接线处均完好，则电路中所有可确定的故障是 滑动变阻器 RP（cd 间）断路； 电阻 R 断路 。 （2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时 R 的阻值为 5Ω．闭合开关，调节滑片 P， 66 使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，该示数为 0.4 A．接着将 R 阻值换成 10Ω，向 右 （左/右）端移动滑动变阻器滑片，以保持电压表的示数不变。 （3）将 R 阻值换成 15Ω重复上述操作。三组数据如表所示，由此可得：电压一定时，电流 与电阻成 反比 。为提高结论的可靠性，换用阻值为 25Ω的电阻继续上述实验，是否可 行？ 不可行 （可行/不可行） 实验序号 R/Ω I/A ① 5 ② 10 0.20 ③ 15 0.13 （4）下列图象中，能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 C 【答案】（1）右；滑动变阻器 RP（cd 间）断路；电阻 R 断路；（2）0.4；右；（3）反比；不 可行；（4）C。 【解析】（1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片 P 移到阻值最大处的右端； 由题意，闭合开关后，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触 a、b、c 各接线柱， 电流表、电压表示数均为 0，说明电源正极和 c 之外的电路有断路； 当接触到 d 时，电流表示数仍为 0，电路可能断路，电压表开始有示数且为 3V，说明电压表 与电源连通，则可能是与电压表并联的电路断路了，因电流表及各接线处均完好，故原因是 R 断路，导致电压表串联在电路中，综上，电路中所有可确定的故障是：滑动变阻器 RP（cd 间）断路；电阻 R 断路； （2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时 R 的阻值为 5Ω．闭合开关，调节滑片 P， 67 使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，该示数为 0.4A； 根据串联分压原理可知，将定值电阻由 5Ω改接成 10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增 大； 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，所以滑片应向右端移动，以保持电压表的示数不变； （3）将 R 阻值换成 15Ω重复上述操作，根据表中数据，考虑到误差因素，电流与电阻之积 为： UV＝IR＝0.4A×5Ω＝0.20A×10Ω＝0.13A×15Ω≈2V 为一定值，由此可得：电压一定时， 电流与电阻成反比； 电阻两端的电压始终保持 UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U 滑＝U﹣ UV＝3V﹣2V＝1V，定值电阻分得的电压为电压表示数的 2 倍，根据分压原理，当变阻器的最 大电阻 10Ω连入电路中时，对应的定值电阻最大值为： R 滑＝2×10Ω＝20Ω＜25Ω，换用阻值为 25Ω的电阻继续上述实验不可行。 （4）A、因电压表示数不变，即电流与 R 之积为一定值，故电流随 R 的变化关系为反比例函 数，A 错误； B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，B 错误； C、定值电阻的电压为 2V，变阻器的电压为 1V，由分压原理，变阻器与 R 的比值为 1：2， 故变阻器连入电路的电阻与 R 的关系为一过原点的直线 C，C 正确； D、根据 P＝ ，定值电阻的功率： PR＝ ，即电阻的电功率与 R 之积为一定值，电阻的电功率随 R 变化关系为反比例函 数，D 错误。 故选 C。