2024中考一轮复习物理-第十五讲-电路动态分析、故障分析-解析版

第十五讲--电路动态分析、故障分析一、思维导图题型1题型1欧姆定律基础概念题型2开关通断引起的动态变化题型3滑片引起的动态分析常规题题型4滑动电压表题型5常规式图像分析题型6函数式图像分析问题题型7取值范围问题题型8变化量问题题型9电路故障分析题型10欧姆定律的计算三、知识梳理考点1欧姆定律1.内容：导体中的电流和导体两端的电压成,与导体的电阻成 .2.公式3.变形式：求电压U=；求电阻R=【答案】1.正比，反比；2.I=U/R；3.U=IR,R=U/I考点2欧姆定律串并联电路特点电路类型串联电路并联电路连接方式电流规律I总=I1=I2I总=I1+I2电压规律U总=U1+U2U总=U1=U2电阻规律电阻关系R总=电阻关系R总=分压作用串联分压跟阻值成正比分流作用并联分流与阻值成反比口诀串正并反考点3串联电路动态分析此时R2向右移，问电阻R1两端电压U1,R2两端电压U2，电路中电流I怎么变?考点4并联电路动态分析电路动态分析步骤：1.分析清楚电路类型（串联还是并联）2.分析清楚电压表电流表测量对象3.结合欧姆定律分析考点5电路故障分析1.电路故障有短路和断路两种类型：①电路中出现短路时，电路中有电流通过（电流表有示数），被短路两点之间没有电压；②电路中出现断路时，断路部分没有电流通过（电流表无示数），断路两点之间有电压。2.利用电流表、电压表判断电路故障的方法：电流表电路故障电压表故障位置无示数电路断路有示数和电压表并联部分断路无示数和电压表并联部分以外的电路断路有示数电路短路有示数和电压表并联部分以外的电路短路无示数和电压表并联部分短路考点6变化量问题总结:1.明确公式R定=只能求定值电阻阻值，不可用于求变化的电阻（如滑动变阻器的阻值）而公式是电阻的计算式，适用于求任何纯电阻电路中的电阻2.对于电压表的示数变化，明确它的意义:考点7取值范围问题1.滑动变阻器接入电阻的范围滑动变阻器取值范围确定方法：①滑片往左移动，分析各电表示数变化，观察是否触碰极限②滑片往左移动，分析各电表示数变化，观察是否触碰极限2.电路的电流、电压的极值：电压电流极限应该取保证安全的最低值以此题为例：如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V，滑动变阻器规格“50Ω如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V，滑动变阻器规格“50Ω

1A”，小灯泡规格“2.5V0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（）

电流表增大触碰电流极限对应R滑min电流表增大触碰电流极限对应R滑minR滑减小R总减小R滑减小R总减小滑片左移不会触碰电压极限电压表示数减小不会触碰电压极限电压表示数减小不会触碰电流极限电流表减小不会触碰电流极限电流表减小R滑增大R总增大R滑增大R总增大滑片右移触碰电压表的电压极限对应R滑max触碰电压表的电压极限对应R滑max电压表示数增大四、题型分类题型1欧姆定律基础概念1.(2022秋·余杭区期末)对于欧姆定律公式的理解，下列说法中错误的是()A.对某一导体来说，导体中的电流与其两端电压成正比B.在电压相同的条件下，不同导体中的电流与导体的电阻成反比C.导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关D.由得,说明R与U成正比,与I成反比【答案】D【解答】解:A、对某一导体来说,导体中的电流与其两端电压成正比。“对某一导体来说”。就说明电阻是一定的，所以导体中的电流与其两端电压成正比。故A正确:B、在电压相同的条件下，不同导体电阻不同，所以在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。故B正确;C、导体中的电流与导体的电阻及其两端的电压有关，因为当电阻变大时,电流变小，反之，电阻变小,电流变大。故C正确；D、因为电阻是导体本身的一种特性，只与本身的材料、长度、横截面积和温度有关,与电流电压无关。故D错误，故选:D。2.(2023秋·青浦区期末)电路中通过同一盏灯的电流与灯两端电压的关系是()A.电流会随电压的减小而增大B.电流会随电压的增大而增大C.电流会随电压的增大而减小D.电流不会随电压的变化而变化【答案】B【解答】解:由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，当电路中同一盏灯两端的电压增大时,电流也会增大，且电压的增幅大于电流的增幅，即电流会随电压的增大而增大，故B正确，ACD错误。故选:B。题型2开关通断引起的动态变化1.如图所示电路,下列有关说法正确的是(A.断开S，通过L1的电流比L2大B.断开S，通过L1与L2的电流一样大C.闭合S，L1和L2都会亮D.闭合S，L2会更亮【答案】B【解析】AB、串联电路中，电流处处相等，所以断开S，通过L与L2的电流一样大，故A错误，B正确;CD、闭合S，Li亮，但L2短路，不会亮，故CD错误。故选:B。2.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电键S1、S2同时闭合时，电路中（）A．电压表V的示数不变B．电流表A1的示数变大C．电压表V示数与电流表A1示数的比值不变D．电压表V示数与电流表A示数的乘积变大【答案】B。【解析】当电键S1、S2同时闭合时，电路为R1的简单电路，电压表无示数，两电流表均测通过R1的电流，当电键S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电压表测电源的电压，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流；根据电源的电压可知电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1电流的变化，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化，然后判断选项得出答案。题型3滑片引起的动态分析常规题解题步骤：1.简化电路，分析用电器的连接方式，到底是串联还是并联。2.看电压表和电流表的测量对象是谁。3.动态分析1.（2023•拱墅区模拟）如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，各电表的示数变化情况正确的是（）A．电流表A1示数变小，A2示数变大，A3示数变小；电压表V1示数变小，V2示数变大 B．电流表A1示数变大，A2示数变大，A3示数变小；电压表V1示数变小，V2示数变大 C．电流表A1示数变小，A2示数变小，A3示数变小；电压表V1示数变小，V2示数变大 D．电流表A1示数变小，A2示数变大，A3示数变大；电压表V1示数变小，V2示数变大【答案】A【解答】解：因滑片右移，则滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；则由欧姆定律可知，干路电流减小，即A1示数减小；则R1两端的电压减小，即V1示数减小；因总电压不变，则并联部分电压增大，即V2示数增大；则对R2由欧姆定律可得，流过R2的电流增大；因干路电流减小，故通过R3的电流减小，故A3示数减小；故选：A。2.（2021•西湖区校级模拟）如图所示电路，电源电压6V保持不变，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，当开关闭合滑片由b端向a端移动过程中，以下说法正确的是（）A．电压表的示数减少 B．当滑片移到中点时，电压表示数为2V C．当滑片移到a端时，电流表示数为0.2A D．电压表示数与电流表示数的比值不变【解答】解：A、滑片由b端向a端移动滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知定值电阻两端的电压变大，所以A错误；B、当滑片移到中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知定值电阻两端的电压为电源电压的一半，电压表示数为3V，故B错误。C、当滑片移到a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，根据欧姆定律可知I=UD、电压表示数与电流表示数的比值是定值电阻的阻值，导体的电阻不会改变，所以D正确。故选：D。题型4滑动电压表1.（2023•鄞州区校级一模）如图所示的电路，闭合开关S，保持电源电压不变，当滑片P向左移动过程中（）A．小灯泡变暗 B．电流表示数变大 C．电压表示数不变 D．电路的总功率不变【答案】D【解答】解：由电路图知，闭合开关S，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测量电路中的电流，电压表串联在滑片上，相当于断路，因而滑动变阻器接入电路的电阻值始终不变，根据串联电路的电阻规律知，总电阻不变，根据欧姆定律知，电路中的电流不变，因而灯泡的亮度不变，故A、B错误；电压表测量滑片右侧部分电阻的电压，根据欧姆定律知，电压表示数U＝IR，电流不变，当滑片P向左移动过程中电压表所测电压部分的电阻变大，则电压表示数变大，故C错误；电路的电压不变，电流不变，根据P＝UI可知电路的总功率不变，故D正确。故选：D。2.（2023•杭州模拟）小明同学想测出未知电阻R1的阻值，他连接的电路如图。若电源电压不变，开关S闭合后，他将滑片向左移动。此时（）A．电流表示数变大，两电表示数之比不变 B．电压表示数变小，两电表示数之比不变 C．电流表示数变大，电压表示数变小 D．电压表示数变大，电流表示数变小【答案】A【解答】解：由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表V测未知电阻R1两端电压；由电路图可知，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路的总电阻变小，由I＝可得，电路电流变大，即电流表的示数变大；由U＝IR可知，未知电阻R1两端电压变大，即电压表V示数变大；由欧姆定律可知，电压表V示数与电流表A示数的比值等于未知电阻R1的阻值，因此电压表V示数与电流表A示数之比不变。综上可知，A正确、BCD错误。故选：A。题型5常规式图像分析1.（2021•杭州模拟）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是（）A．图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B．电源电压为18V C．R1的阻值是15Ω D．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，由图象可知，A为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象，B为电阻R1的U﹣I图象，故A错误；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由U﹣I图象可知，电路中的最小电流I＝0.2A，R1两端的电压U1＝4V，R2两端的电压U2＝14V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压：U＝U1+U2＝14V+4V＝18V，故B正确；由I=UR可得，定值电阻RR1=U1I=4V0.2A=20故选：B。2.（2023春•鄞州区期末）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端的整个过程中，电流表示数l与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是（）A．电源电压是6V B．定值电阻R1的阻值是10Ω C．滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为0Ω～10Ω D．当电流表示数为0.2A时，定值电阻R1和滑动变阻器R2两端电压之比是2：1【答案】C【解答】解：AB.由图甲知，电路为定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压，由图乙数据，根据欧姆定律和串联电路电压规律可列出方程：U总＝2V+0.2AR1……①U总＝0.6AR1……②解得：U总＝3V，R1＝5Ω，故AB错误。C.由图乙知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，其两端的电压最大，电流最小，故滑动变阻器的最大阻值R2最大＝＝＝10Ω，故C正确。D.当电流表示数为I2＝0.2A时，定值电阻R1两端的电压U1＝U总﹣U2＝3V﹣2V＝1V，定值电阻R1和滑动变阻器R2两端电压之比是1：2，故D错误。故选：C。3.（2021•鄞州区模拟）如图甲所示滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）A．滑片向左移动时，电压表示数变大 B．滑动变阻器的最大阻值为60Ω C．电源电压为5V，R0的阻值为10Ω D．滑片移动过程中，两电表变化量的比值不变【解答】解：A、由图甲可知，该电路为R0和R的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压；当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由串联电路的分压规律可知滑动变阻器两端的电压变小，即电压表示数变小，故A错误；B、当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电路总电阻最大，由欧姆定律可知电路中的电流最小，由图乙可知最小电流为I小＝0.1A，此时电压表示数为5V，即滑动变阻器两端的电压为UR＝5V，由I=UR可知滑动变阻器的最大阻值为：C、由图乙可知，当电路中的电流为I1＝0.6A时，电压表示数为0V，即滑动变阻器两端的电压为0V，则电源电压为：U＝I1R0＝0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣①当电路中的电流为I2＝0.4A时，电压表的示数为2V，即滑动变阻器两端的电压为UR′＝2V，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压为：U＝UR′+I2R0＝2V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②解得：U＝6V，R0＝10Ω；故C错误；D、由上述分析可知，电压表并联在R两端，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知电压表V示数变化量：ΔU＝（U﹣I1R0）﹣（U﹣I2R0）＝I2R0﹣I1R0＝ΔIR0，则ΔUΔI=R综上可知，无论滑片左移或右移时，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值一定不变，故D正确。故选：D。题型6函数式图像分析问题1.（2023•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．【解答】解：由欧姆定律I=U闭合开关S，R0定值电阻短路，只有电阻箱R接入电路，电压表测量电阻箱R两端电压U＝IR，又知电流I大小始终不变，可知U﹣R图线①U＝IR是正比例函数关系，是一条从原点出发的射线（U、R均为正数）；断开开关S，定值电阻R0和电阻箱R串联接入电路，电压表测量电阻箱R和定值电阻R两端电压，由串联电路电压规律可知：U＝UR+UR0=IR+IR0，又知电流I大小始终不变，R0是定值电阻，可知U﹣R图线②U＝IR+IR0＝IR+U0是一次函数关系，且与纵轴交点为（0，U故ACD错误，B正确。故选：B。2.（2023•温州一模）已知导体的电阻跟导体的长度成正比。在如图所示的电路中，粗细均匀的电阻丝ab长为L，滑片P与ab接触良好，并可自由滑动，R0为定值电阻，电源电压不变。若以P离a点的距离x为横坐标，电压表示数U为纵坐标，闭合开关S，U随x变化的图线为（）A． B． C． D．【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与电阻丝串联，电压表测滑片P左侧电阻丝两端的电压。因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，滑片移动时，电路中的总电阻不变，由I=U又因导体的电阻跟导体的长度成正比，所以，由U＝IR可知，电压表示数与P离a点的距离x成正比，则U随x变化的图线应为过原点的一条斜直线，故B正确、ACD错误。故选：B。3.（2023•鹿城区校级一模）将一定值电阻与一恒流源（电源输出的电流恒定，电源电压可变）连接成如图所示的电路，闭合开关后，谓节滑动变阻器的滑片，读取电压表示数U和电流表示数I，多次测量后作出U随I变化的图像，其中正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【解答】解：由电路图可知，R与滑动变阻器并联，电压表测电源电压，电流表测通过滑动变阻器的电流；因为并联电路各支路两端的电压相等，等于电源电压，所以电源电压：U＝UR，因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，则通过电阻R的电流为：IR＝I总﹣I，由欧姆定律可得：电压表示数：U＝UR＝IRR＝（I总﹣I）R＝I总R﹣IR，因干路中的总电流不变，由此可知，U与I成一次函数关系，故B正确，ACD错误。故选：B。题型7取值范围问题1.（2023•湖州模拟）如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”闭合开关S、在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中不正确的是（）A．电源电压为16V B．小灯泡的额定功率为3.6W C．当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.75W D．若将电压表量程换为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω【解答】解：由电路图可知，灯泡L和滑动变阻器R串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流；A、当电流表示数为0.6A时，由图乙可知电压表示数为6V，即灯泡两端的电压UL＝6V；由图丙可知滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω，则滑动变阻器两端的电压为：UR＝IR＝0.6A×10Ω＝6V，由串联电路电压的特点可知电源电压为：U＝UL+UR＝6V+6V＝12V，故A错误；B、由题知灯泡的额定电流为0.6A，由图乙可知，当电流为0.6A时，电压表示数为6V，即灯泡两端的额定电压UL＝6V，则灯泡的额定功率为：PL＝IUL＝0.6A×6V＝3.6W；故B正确；C、当电流表示数为0.25A时，由图乙可知电压表示数为1V，即灯泡两端的电压UL′＝1V，根据串联电路电压的特点可知滑动变阻器两端的电压为：UR′＝U﹣UL′＝12V﹣1V＝11V，则滑动变阻器消耗的电功率为：PR＝I′UR′＝0.25A×11V＝2.75W，故C正确；D、若将电压表量程换为0～3V，则灯泡两端电压最大为：ULmax＝3V，则由图乙可知，电路中的电流为0.5A，由串联电路电压特点可知滑动变阻器两端电压最小为：URmin＝U﹣ULmax＝12V﹣3V＝9V，滑动变阻器连入电路的最小阻值为：Rmin=URminI″=9V0.5A=18Ω故选：A。2.（2023春•余姚市月考）如图所示，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电源电压为6V。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片P滑动过程中，在保证电流表、电压表不被烧坏的情况下，下列说法正确的是（）A．滑动变阻器的滑片P允许滑到最左端 B．电流表的示数范围为0.3A～0.6A C．电压表最小示数是1V D．滑动变阻器允许接入的最大阻值为10Ω【答案】C【解答】解：A、当滑片滑到最左端时，电源电压全部提供给R1，其电压为6V，超过电压表量程，故A不符合题意；B、由于电压表最大示数为3V，此时电路中电流最大，I＝＝0.3A，故B不符合题意；C、当滑片在最右端时，电压表示数最小，R＝R1+R2＝10Ω+50Ω＝60Ω，I＝＝0.1A，U1＝IR1＝0.1A×10Ω＝1V，故C符合题意；D、此电路中电压表示数越大，电流表示数也越大，当电压表为3V时，为了安全，不能再大了，此时电流才是0.3A，所以电压表先达到最大量程，此时滑动变阻器接入电阻为10Ω，所以滑动变阻器接入电阻最小为10Ω，故D不符合题意；故选：C。题型8变化量问题1.（2023秋•舟山月考）在如图所示的电路中，电源电压保持U不变。电路中定值电阻R大于R0。将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、ΔV2、ΔV3，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列判断不正确的是（）A．ΔV1大于ΔV2 B．ΔV2大于ΔI•R0 C．电压表V2的示数减小 D．电路总功率变大【答案】B【解答】解：分析电路时，电压表所在电路可视断路，则可知变阻器、R0、R串联，电流表测电路的电流，电压表V1、V2、V3分别测量R、R与变阻器两端的总电压、变阻器两端的电压。A、根据串联电路电压的规律和欧姆定律可得电压表V2的示数：U2＝U﹣IR0，根据欧姆定律可得电压表V1的示数：U1＝IR，则可得：＝R0﹣﹣﹣﹣﹣①，＝R﹣﹣﹣﹣﹣﹣②已知R＞R0，由①②得：＞，故ΔV1大于ΔV2，故A正确；B、由①可得：ΔV2＝ΔIR0，故B错误；CD、当滑动变阻器滑片向下滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流增大，电源电压保持U不变，根据P＝UI可知电路的总功率变大，故D正确；由于电路中电流增大，且U2＝U﹣IR0，所以电压表V2的示数减小，故C正确；故选：B。2.（2023秋•涪城区校级期末）（多选）如图所示，电源电压不变，已知定值电阻R1＞R2，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，电压表V1、V2示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2，电流表示数的变化量为ΔI。下列判断正确的是（）A． B．ΔU1＝ΔU2 C． D．ΔU1＞ΔU2【答案】CD【解答】解：由电路图可知，R1与R0、R2串联，电压表V1测R0与R2两端的电压之和，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，设移动前后电路中的电流分别为I1、I2，由I＝可得，电压表V2示数的变化量：ΔU2＝U2﹣U2′＝I1R2﹣I2R2＝（I1﹣I2）R2＝ΔIR2，则：|ΔU2|＝|ΔIR2|；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表V1示数的变化量：ΔU1＝U1﹣U1′＝（U﹣I1R1）﹣（U﹣I2R1）＝（I2﹣I1）R1＝﹣ΔIR1，则|ΔU1|＝|ΔIR1|，所以，，故C正确、A错误；已知定值电阻R1＞R2，则：|ΔU1|＞|ΔU2|，故B错误、D正确。故选：CD。题型9电路故障分析1.（2022•兰溪市模拟）如图所示电路，电源电压3V保持不变，电流表量程是0～0.6A，电压表量程是0～3V，定值电阻R1＝15Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为15Ω。请完成下列问题：（1）为保证电路安全，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为。（2）闭合开关S，电流表的示数为0.2A，无论怎么移动滑动变阻器滑片P，发现电流表示数不变，出现此故障的原因可能是。【答案】（1）7.5Ω；（2）滑动变阻器断路。【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1和滑动变阻器R2并联，电压表测量电源电压，电流表测量干路中的电流；（1）根据并联电路的电压规律可知，U1＝U2＝U＝3V，则通过R1的电流I1＝＝＝0.2A；电流表所选量程为0～0.6A，则干路允许通过的最大电流I＝0.6A，由并联电路的电流规律可知，通过滑动变阻器R2的最大电流I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值R2＝＝＝7.5Ω；（2）并联电路各支路互不影响，通过R1的电流I1＝0.2A始终不变，移动变阻器滑片P，发现电流表示数始终等于0.2A不变，说明通过滑动变阻器的电流为0，因而电路的故障是滑动变阻器断路。故答案为：（1）7.5Ω；（2）滑动变阻器断路。题型10欧姆定律的计算1.（2022•淳安县校级一模）小金设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理图如图甲所示其中，电源电压4V（恒定不变），电压表的量程为0～3V，R0是阻值为150Ω定值电阻，Rt是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后，试回答：（1）电压表的示数会随着环境温度的升高而（选填“变小”“变大”或“不变”）。（2）当环境温度为20℃时，电压表的示数是多少？（3）该电路允许的最高环境温度是多少？【解答】解：由电路图可知，R0与Rt串联，电压表测R0两端的电压。（1）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻的阻值随环境温度升高而减小，根据串联分压原理可知热敏电阻两端的电压变小，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电压表的示数会随着环境温度的升高而变大；（2）由图乙可知，当环境温度为20℃时，热敏电阻Rt的阻值为250Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I=U则电压表的示数：U0＝IR0＝0.01A×150Ω＝1.5V；（3）由题意可知，电压表示数允许最大值为3V，则R0两端电压的最大值为3V，此时电路能够测量的温度最高，因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以，Rt两端的电压：Ut＝U﹣U0＝4V﹣3V＝1V，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流为：I0=U由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值：Rt=UtI由图乙可知，热敏电阻的阻值为50Ω时对应温度为100℃，即最高环境温度为100℃。答：（1）变大；（2）当环境温度为20℃时，电压表的示数是1.5V；（3）电路所允许的最高环境温度为100℃。2.（2021•杭州模拟）传感器可以把力学物理量转化成电学信号，然后通过相互之间的函数关系，直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器，工作原理如图所示，其中M、N均为绝缘材料，M、N间有可收缩的导线（电阻大小不计），弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压恒为12V，已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S，压力F0＝0时，滑片P在最上端；压力F1＝1N时，电流表示数为1A，电压表示数为3V，当滑片P滑至最下端时，电压表示数为7.5V．求：（1）定值电阻R1的大小；压力F1与R2阻值之比k；（2）当滑片P滑至最下端时，压力F2的大小；（3）压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。【解答】解：（1）由图可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，当F1＝1N时，电流表示数为1A，电压数为3V，由串联电路特点可知，此时U1＝U﹣U2＝12V﹣3V＝9V，并且：I1＝I2＝1A，由欧姆定律可得，R1的阻值：R1=U1I此时R2连入电路的阻值：R2=U2I所以压力F1与R2阻值之比：k=F1R（2）当滑片P滑至最下端时，变阻器连入阻值最大，电压表示数为7.5V，此时电路中电流：I'＝I2′＝I1′=U所以R2的最大值：R2最大=U2'因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系，即：F＝kR2，所以压力F2=13N/Ω×R2最大=13N/（3）由F＝kR2有：R2=F串联电路特点和欧姆定律表示电压表示数：UV＝IR2=UR1+化简可得：F=3答：（1）定值电阻R1为9Ω；压力F1与R2阻值之比k为13N/Ω（2）当滑片P滑至最下端时，压力F2为5N；（3）压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式为F=3五、课后巩固1.（2021•萧山区校级模拟）如图所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，当滑片P从a点滑到b点过程中，电流表的示数从Ia变为Ib．下列各图中，能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是（）A． B． C． D．【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I=UU＝U电源﹣IR0，据此可知，U﹣I图象是一次函数图象，故CD错误；当滑片位于a点时，变阻器接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，由U＝U电源﹣IR0可知，电压表的示数较小，故A错误、B正确。故选：B。2.（2023•杭州模拟）如图所示是一种风速测定装置。其中风速表是由电压表改装而成，R为定值电阻，R1为滑动变阻器，“T”型管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片相连。则风速变大时（）A．活塞上方气压变大，活塞向下移动 B．活塞上方气压变小，活塞向下移动 C．R1接入电路的电阻变大，风速表示数变大 D．R1接入电路的电阻变小，风速表示数变大【答案】D【解答】解：当风速变大时，活塞上方气压变小，活塞向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，定值电阻两端电压变大，即电压表（风速表）示数变大。故选：D。3.如图所示电路中，电源电压保持不变，先闭合开关S1，观察电流表、电压表的示数；再闭合开关S2、S3，电表示数的变化情况正确的是（）A．电流表示数变大，电压表示数变大B．电流表示数变小，电压表示数变小C．电流表示数变大，电压表示数变小D．电流表示数变小，电压表示数变大【答案】A4.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。下列电路中，符合电表示数随压力增大而减小的电路是（）A． B．

CD．【答案】A。【解析】（1）定值电阻R0与压敏电阻串联时，根据压敏电阻与温度的关系得出阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知压敏电阻两端的电压变化，然后分析电压表的位置进行判断；（2）定值电阻R0与压敏电阻并联时，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知压力变化时通过R0的电流不变，根据压敏电阻与温度的关系得出阻值的变化，根据欧姆定律可知通过压敏电阻电流的变化，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化，然后分析电流表的位置进行判断。5.在如图所示的电子压力计中，滑动变阻器滑片P与弹簧上端固定在一起，弹簧的压缩长度与受到的

压力大小成正比，滑动变阻器PB段电阻为R1，当闭合开关S后（）A．电路中电流表的读数随压力的增大而增大B．电路中电压表的读数随压力的增大而增大C．滑动变阻器R1的阻值随压力增大而增大D．把电压表改成压力机时表盘刻度均匀【答案】D。【解析】由图示电路图可知，电压表测滑片P下方电阻两端的电压，电流表测电路中的电流。根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知，滑片移动时变阻器接入电路中的电阻不变，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，根据U=IR分析电压表的示数变化和改成压力表时表盘刻度是否均匀。6．（2023•宁波模拟）小宁利用如图甲所示电路研究“电流与电压关系”时，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片从最右端移动到最左端的整个过程中，定值电阻R1的U﹣I关系图像如图乙所示（U0、Um、I0均为已知量），电源电压保持不变。用U0、Um、I0表达滑片分别在最右端、最左端时，滑动变阻器U﹣I关系图像中端点的坐标是（）A．、（I0，Um﹣U0） B．（I0，Um﹣U0）、 C．、（I0，Um﹣U0） D．、（I0，U0）【答案】B【解答】解：滑动变阻器的滑片移动到左端时，滑动变阻器阻值为0，此时定值电阻单独接入电路，定值电阻两端电压最大，为电源电压，分析图乙可知电源电压值是Um；当滑动变阻器在最右端时，阻值最大，电流最小，结合图乙分析可知电流为I0；定值电阻R0＝，滑动变阻器和定值电阻串联，所以滑动变阻器两端的电压UP＝Um﹣U0；滑动变阻器的滑片移动到左端时，滑动变阻器阻值为0，此时定值电阻单独接入电路，此时电流I′＝＝。。，故B正确，ACD错误。故选：B。7．（2023•鹿城区一模）如图所示的电路，电源电压U不变，R0为定值电阻，滑动变阻器规格为“60Ω1A”，R0的电功率为PR0，则当滑片P从右端向左端移动时，PR0与电流表示数IA图像关系正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【解答】解：由图可知，该电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压；根据P＝I2R可知：PR0＝R0，R0为定值电阻，所以PR0与电流表的示数IA成二次函数关系，其图像是开口向上的抛物线的一部分，由于电路中的电流不可能为0，所以该图像不过原点，根据选项可知，B正确。故选：B。8．（2023•温州模拟）如图是小榕设计的风速测试仪原理图，其中探头安装在虚线框中，探头与金属杆、滑片P相连。当滑片向上移动时，电压表读数越大，表示风力越大。能够实现“电压表读数越大，表示风力越大”的探头形状是（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：当滑片向上移动时，电压表读数越大，表示风力越大。要实现“电压表读数越大，表示风力越大”。风速越大，产生向上的升力要越大，使滑片向上移动，即探头方空气流速大，压强小；探头下方空气流速小，压强大，探头受到一个向上的压强、压力差，C中探头形状符合要求，故C正确，ABD错误。故选：C。9．（2022•绵阳）如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器滑片调到适当位置，电流表A示数为I1，电压表V示数为U1；再将滑动变阻器滑片向右移动少许，电流表A示数为I2，电压表V示数为U2，则（）A．I1＜I2，U1＜U2 B．I1＞I2，U1＞U2 C．， D．，【答案】D【解答】解：（1）由图可知，闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，将滑动变阻器滑片调到适当位置，电流表A示数为I1，电压表V示数为U1，再将滑动变阻器滑片向右移动少许，电流表A示数为I2，电压表V示数为U2，此时滑动变阻器接入电路的电阻变大，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以电路总电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻两端的电压变小，所以I1＜I2，U1＜U2，故A正确，B错误；根据欧姆定律可知表示滑动变阻器第一次接入电路的阻值，表示滑动变阻器第一次接入电路的阻值，所以＜，故C错误；（2）串联电路总电压等于各部分电压之和，第一次定值电阻两端的电压为U﹣U1，第一次定值电阻两端的电压为U﹣U2，根据欧姆定律可得定值电阻的阻值：R0＝＝，整理可得R0＝＝，故D正确。故选：D。10．（2023•宁波模拟）如图甲所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器最大阻值为100Ω，电路电流在0.1～0.4A之间时电子元件均能正常工作，通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，电子元件正常工作时（）A．通过电子元件的电流与其两端的电压成正比 B．滑动变阻器取值范围为5Ω～40Ω C．当电流为0.1A时，电子元件的阻值为10Ω D．当电流为0.4A时，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω【答案】B【解答】解：A、由乙图可知，通过电子元件的电流与其两端电压的关系图象不是一条过原点的直线，所以通过电子元件的电流与其两端的电压不成正比，故A错误；B、电流在0.1A～0.4A之间时电子元件均能正常工作，当电路电流最大为0.4A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，由图象可知，电子元件两端的最大电压为4V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的最小电压：U1＝U﹣U电子＝6V﹣4V＝2V，由I＝可得，滑动变阻器接入电路最小阻值：R小＝＝＝5Ω；当电路电流最小为0.1A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由图象可知，电子元件两端的最小电压为2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的最大电压：U2＝U﹣U电子′＝6V﹣2V＝4V，由I＝可得，滑动变阻器接入电路最大阻值：R大＝＝＝40Ω。则滑动变阻器取值范围为5Ω～40Ω，故B正确；C、由乙图可知，当电路中的电流为0.1A时，电子元件两端的电压为2V，电子元件的电阻为R电子＝＝＝20Ω，故C错误；D、当电路中的电流为0.4A时，滑动变阻器接入电路的阻值为R滑＝R小＝5Ω，故D错误。故选：B。11．（2022秋•游仙区期末）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝R2。当开关S1、S2闭合，S3断开时，电流表与电压表的示数分别为I1和U1；当开关S1、S3闭合，S2断开时，滑片P向左端移动一段距离后，此时电流表与电压表的示数分别为I2和U2，则（）A．I1＞I2U1＞U2 B．＞R1，＝ C．I1＜I2U1＜U2 D．＝R2，＜【答案】D【解答】解：如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝R2，当开关S1、S2闭合，S3断开时，电路中R2、R3串联，电压表测量R3两端电压，电流表测量电路中电流，电流表与电压表的示数分别为I1和U1，且R3＝，当开关S1、S3闭合，S2断开时，滑片P向左端移动一段距离后，R3变大，且R3′＝，根据串联分压原理可知，R3两端电压变大，电路中电流变小，即I1＞I2，U1＜U2，故A、C错误；当开关S1、S2闭合，S3断开时，R2两端电压可表示为U＝I1R2，当开关S1、S3闭合，S2断开时，R1两端电压可表示为U′＝I2R1＝I2R2，由此可得：U﹣U′＝I1R2﹣I2R2＝（I1﹣I2）R2，根据串联分压原理可知U2﹣U1＝U﹣U′，则＝＝R1，R3＜R3′，即：＜，故B错误、D正确。故选：D。12.（2023•西湖区校级三模）如图甲所示，电源电压恒为6V，R为热敏电阻，其阻值随温度变化如图乙所示，R0是阻值为10Ω的定值电阻，闭合开关S，通过分析，下列说法错误的是（）A．图甲中的R0有保护电路的作用 B．温度升高时，电压表的示数会变小 C．温度为40℃时，电流表的示数为0.2A D．温度降低时，电压表与电流表示数的比值变小【解答】解：由电路图可知，热敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。A、由图乙可知，温度升高时R的阻值变小，如果电路中没有R0，当温度过高时，R的阻值过小，会造成电路中的电流过大，烧坏电流表和电源，所以R0有保护电路的作用，故A正确；B、由图乙可知，温度升高时R的阻值变小，由串联电路的分压特点可知，R两端的电压变小，即电压表的示数变小，故B正确；C、由图乙可知，温度为40℃时，R＝20Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电流表的示数：I=UD、由图乙可知，温度降低时，R的阻值变大，根据R=U故选：D。13.（2023•柯桥区一模）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为6V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是（）A．该同学研究的是电流和电压的关系 B．实验中电压表的示数保持0.5V不变 C．滑动变阻器阻值变化范围为7欧～35欧 D．将Rx从15欧换成10欧后，应将滑片P向右移【解答】解：A、根据控制变量法，更换5个定值电阻Rx，即改变电阻的大小，故研究电流与电阻的关系，A错误；B、由图中数据知：电阻的电压为：U＝IR＝0.5A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×25Ω＝2.5V，实验中电压表的示数保持2.5V不变，B错误；C、由图乙知，电路的最大电流为0.5A，由串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的最小电阻：R小=UI1−R1x=6电路的最小电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的最大电阻：R大=UI2−R5x=6V0.1A−25ΩD、将Rx从15Ω换成10Ω后，电阻变小，根据分压原理，电压表示数变小，因要控制电阻的电压不变，故应减小变阻器分得的电压，应减小变阻器连入电路的电阻，应将滑片P向左移，D错误。故选：C。14.（2021•鹿城区校级二模）小明同学设计如图甲所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数与电路中电流变化如图乙所示。当他将电阻R2的最大阻值改为10Ω，则此时两电压表的示数与电路中电流变化的图像最接近于下列图中的（）A． B． C． D．【解答】解：由电路图可知，R1、R2串联，电流表测量串联电路中的电流，电压表V1测量R1两端电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压；从图中信息可以看出，b图像中的电压值可以为零，因此b对应的电压表为V2示数变化的图像，a对应的电压表为V1示数变化的图像；当滑动变阻器两端电压为零时，电压表V1示数即为电源电压，故从图像中可以看出，电源电压为12V；由图象可知，电路中的电流I1＝0.2A，R1两端的电压U1＝6V，电阻R1的阻值：R1=U1I将电阻R2的阻值改为10Ω，当滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，阻值为0，根据欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压为0，电压表V2的示数为零；根据串联电路特点可知，R1两端的电压等于电源电压，即电压表V1的示数为12V；此时则电路中的电流最大，电流表的示数为I左=U当滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，电流表的示数I右=U电压表V1的示数为：U1′＝I右R1＝0.3A×30Ω＝9V；电压表V2的示数为：U2′＝I右R2＝0.3A×10Ω＝3V。由于R1的阻值始终大于滑动变阻器R2的阻值，根据串联分压的特点可知，R1两端的电压始终大于R2两端的电压，故C图符合题意。故选：C。15.（2023•鹿城区模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最左端滑到最右端，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程的图线如图乙所示。则（）A．图线B反映电压表V1示数随电流的变化 B．改变R1的值，其他条件不变，两条图线一定有交点 C．改变R1的值，图线B一定与横轴相交，图线A的延长线不一定过坐标原点 D．滑动变阻器的最大阻值等于R1的阻值【解答】解：A、滑片在最左端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，由图象可得，图线B反映电压表V2示数随电流的变化，故A选项错误；B、串联电路起分压作用，因此当R1的值大于R2的最大阻值时，电压表V1和电压表V2的示数一定不会相等，则两条图线一定没有交点，故B选项错误；C、根据U＝IR可知，当R一定时，电压与电流成正比，因此图线A的延长线一定过坐标原点；故C选项错误；D、从图形中可以看出，电路中电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，并且此时两电压表的示数相等，故