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文档简介
1.(2023•赤峰)【实验设计】小明同学想设计电子秤电路原理图。选用的器材有:电源、开关、导线、电压
表、一个阻值随压力增大而减小的压敏电阻R1(元件符号为)、一个定值电阻R2。要求:电子秤
刻度盘是由电压表改装而成,且示数随着压敏电阻所受压力的增大而增大。请你帮小明设计出符合条件
的电路图。
考点一探究电流与电压、电阻的关系
2.(2025•内蒙古)物理探究合作小组已经知道“加在导体两端的电压越大,电流就越大。”他们为了进一步
探究电流与电压之间的定量关系,进行了如下实验。(电源电压保持不变,定值电阻R的阻值为5)
Ω
(1)连接电路时,开关应处于状态;
(2)连接的电路如图甲所示,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表示数有变化,电压表示数无
变化。经检查有一根导线连接错误,请你在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不
得交叉);
(3)正确连接后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录实验数据如表,其中第5次测量时的电压表示
数如图乙所示,示数为V;
实验次数12345
电压U/V1.11.62.02.5
电流I/A0.220.300.400.500.56
(4)①请你根据表中数据在图丙中描点作出图像;
②分析图像可初步得出结论:在电阻一定的情况下,;
(5)进一步分析,发现上述探究方案有不足的地方。请你提出科学合理的建议:。
(写出一条即可)
3.(2024•通辽)某物理学习小组在“探究导体中电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路(电
源电压保持4.5V不变)。
实验次数123
电阻R/51015
电流
I/AΩ0.600.260.20
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动,电路中的电流
变大)。
(2)连接好电路,闭合开关发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障可能是定值电
阻R(填“断路”或“短路”)。
(3)实验时改变的阻值,通过移动滑动变阻器的滑片P来控制保持不变,测
出多组数据进行分析,得出结论。
(4)如表是实验数据记录表格,分析可知实验操作存在的问题是。
(5)完成实验后该组同学又想到了用“等效替代法”测量一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,
设计了图乙所示的电路,其中R'为电阻箱。请把下面步骤②中未完成的操作补充完整。
①将开关S与a连接,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额。
②,使电压表示数仍为U额。读出电阻箱阻值即为小灯泡正常发光时的电阻。
4.(2024•包头)学生小组利用现有器材:电源(6V)、阻值不超过20的多个定值电阻、待测电阻、电流
表、电压表、滑动变阻器(50,2A)、开关、导线若干,完成多个Ω电学实验。
Ω
(1)研究电流与电压的关系。
①设计电路并画出电路图如图甲所示。
②依据电路图选用部分器材连接电路。请用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整,导线不要交叉。
③将滑片调至阻值最大处,闭合开关,移动滑片,发现电流表与电压表均无示数,故障可能是
(写出一处即可),查找故障,排除故障。
④闭合开关,移动滑片,多次改变定值电阻两端的电压和通过它的电流。记录数据并绘制如图丙所示的
I﹣U图象。分析图象可得:电阻一定时,。本实验选用的是的定值
电阻。Ω
(2)将图乙中的定值电阻调换为,还可以完成实验(写出一个实验名称
即可)。此时实验收集多组数据的目的是。
5.(2024•赤峰)(1)在电学综合复习时,某组同学做了“探究电流与电压的关系”实验,电路图如图甲所示。
①请用笔画线代替导线将实物图乙补充完整。
②根据实验测得的数据,绘制出定值电阻R的I﹣U图像,如图丙,由图像可以得出:电阻一定时,通
过导体的电流与导体两端的电压成。
(2)该组同学又做了“探究串联电路电压规律”实验。
实验中,他们按图丁连接电路,用电压表分别测出两个小灯泡两端电压和电源电压,并记录这组实验数
据;接下来应该,重做上述实验,根据数据得出实验结论。其中一次实验中,
他们发现两个小灯泡的亮度明显不同,请分析其原因。
考点二欧姆定律的简单计算
6.(2023•呼伦贝尔)如图所示为电阻R1和R2的I﹣U图象,由图象可知()
A.R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.R1与R2的电阻之比为2:1
C.将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1:2
D.将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1:2
7.(2024•呼和浩特)如图甲所示,是L1、L2两个灯泡的I﹣U图象,请根据图像所给信息进行计算:
(1)若两灯泡串联在电路中(如图乙所示),此时电流表的示数为0.3A。求此时两灯泡的电阻;
(2)保持电源电压不变,将两灯泡的连接方式改为并联(如图丙所示),求此时电流表的示数。
考点三电阻的测量
8.(2023•呼和浩特)小含同学在“伏安法测电阻”的实验中,器材如下:待测电阻Rx,阻值已知的定值电阻
R0,电流表、电压表各一只,开关、导线若干,电源一个(电压恒定,大小未知)。
UU
(1)该实验的实验原理是(选填“I”或“R”或“UIR”);
RI
(2)如果实验中只有一只电压表或只有一只电流表,其他器材不变,则下列四种电路设计,能测出Rx
的是。
9.(2024•呼和浩特)为了测量一个标有“3V”字样的小灯泡的电阻,小伟同学用两节干电池、标有“20,2A”
字样的滑动变阻器,以及开关、电压表和电流表设计了如图1所示的电路。Ω
(1)小伟连接好电路后,检查发现电路中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画
线代替导线画出正确的导线;
(2)再次连接电路时,小伟又发现电压表无法正常使用。无奈、思考、创新,小伟用剩余实验仪器,重
新设计了如图2所示的电路。并按照如下步骤操作:
①将滑动变阻器调到最右端,闭合开关,读出此时电流表示数为0.12A;
②再将滑动变阻器调到最左端,闭合开关,读出此时电流表示数为0.30A;
(3)如果认为灯丝电阻不变,根据以上数据,小伟顺利地计算出了灯泡的电阻值为;
(4)小伟操作后反思,认为灯丝的电阻受到温度的影响,电阻值会发生变化,因此测出的灯泡的电阻值
并不准确,与真实值相比,应该比真实值(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
10.(2024•呼伦贝尔)在测量小灯泡电阻的实验中,某同学选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
(1)如图甲所示连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,
电压表示数为零,其原因可能是小灯泡。
(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P,电流表的示数如图乙所示为A,为测量小灯泡
正常发光时的电阻,应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动。
(3)分析表格中记录的实验数据,可知小灯泡正常发光时的电阻约为(结果保留小数点后
一位);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Ω。
(4)某同学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。请依据影响导体电阻大
小的因素分析,产生这一现象的原因可能是。
次数1234
U/V1.02.02.52.8
I/A0.180.280.300.32
考点四欧姆定律的应用
11.(2024•通辽)2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到,飞船在发射前需要
检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路,电源电压12V保持不变,R0为50的定值
电阻,R为压敏电阻,其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内,舱体位于真空室Ω中,舱
体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时,R0两端的电压;
(2)舱体不漏气时,电路工作10min消耗的电能;
(3)电压表示数为8V时,舱体内的气压值。
12.(2024•呼伦贝尔)某同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为
2
4N,圆柱形浮筒B底面积为100cm,重为18N。电路中电源电压恒定,R0为定值电阻,压敏电阻Rx(表
2
面绝缘,厚度不计)固定于容器C底部,Rx上表面面积为50cm,Rx阻值随所受水的压力变化关系如图
乙所示。关闭排水阀,向C中注入适量水后关闭进水阀,装置静止时,测得C中水深为10cm,B浸入
水中的深度为8cm(未浸没),闭合开关S,此时电流表示数I1=20mA;再次打开进水阀,向C中缓慢
注入一定质量的水,浮筒B上升,使A下降60cm,稳定后电流表示数I2=12mA。不计绳重和摩擦,水
33
的密度水1.010kg/m,g取10N/kg。求:
(1)B浸入水中的深度为8cm时所受的浮力;
(2)动滑轮的重力;
(3)C中水深为10cm时Rx所受水的压力;
(4)R0的阻值。
13.(2023•呼伦贝尔)“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙是学习
小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,定值电阻R0=10,滑动变
阻器R1由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为1/cm,允许通过的最大电流为0Ω.3A。为保
护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端ΩO点5cm处。测试时,通过推动塑料挡板
带动滑片P从起始位置A向右移动,并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等
级与滑片P移动距离L的关系。
初三女生测试等级标准不合格合格良好优秀
滑片移动距离L/cm<3.73.7≤L<16.716.7≤L<20.1≥20.1
(1)滑片P在起始位置A点时,闭合开关S,通过R0的电流为0.3A,请计算此时R0两端电压大小。
(2)请推导出电压表示数U测与滑片移动距离L之间的关系式;为保护电路安全,说明滑片移动的范围。
(3)该测试仪不能测出表中所有的等级,在保证电路各元件安全的情况下,通过替换R0来实现最大程
度增加测试范围,请计算替换电阻R2的最小值。
考点五电功率的简单计算
14.(2024•通辽)小明家原有用电器的总功率是3800W,又新购买了电热水器和空调各一台,热水器的铭
牌上标有“220V,2200W”字样,空调的铭牌上标有“220V,1900W”字样,他家的电能表如图所示。下列
说法不正确的是()
A.电热水器是利用电流热效应工作的
B.单独使用空调比单独使用热水器电能表表盘转速快
C.正常使用相同时间,热水器比空调消耗的电能多
D.小明家现有的用电器可以同时使用
15.(2024•赤峰)电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点,得到了快速发展,但仍然存在一些制约其
发展的因素,目前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的电动汽车部分参数如表所示。
电池容量48kW•h
百公里耗电量12kW•h/100km
(1)①如果用120kW的“快充”充电桩给该车充电,汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%,则给
该车从最低电量到充满电需多长时间;
②就解决电动汽车充电时间长的问题提出一条合理建议。
(2)电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素,若此电动汽车的能量利用率是75%,计算该车的续
航里程(按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算)。
(3)同样条件下,电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L,则电动汽车和燃
油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳。(汽油的密度=0.7×103kg/m3,汽油的热值q=4.6×107J/kg)
16.(2023•呼和浩特)铭牌分别为“220V800W”的电锅和“2ρ20V1200W”的空调,接入如图所示的家庭电路
中,求:
(1)只闭合开关S1,电锅正常工作,流过电路的电流;
(2)开关S1和S2都闭合,正常工作15分钟,电路消耗的电能是多少度。
17.(2024•呼伦贝尔)如图所示,电水壶的规格为“220V1210W”、电热水器的规格为“220V2420W”、电能
表上标着“3000revs/(kW•h)”。当电路中单独使用电水壶烧水时,铝盘转动165转,用时180s;在电路
中单独使用电热水器时,用时6min。导线、电水壶和电热水器的电阻不随温度变化。求:
(1)电水壶和电热水器的电阻;
(2)单独使用电热水器时导线上产生的热量。
考点六动态电路的分析与计算
18.(2024•呼和浩特)如图所示电路,R1是不为零的定值电阻,R2是滑动变阻器。电源电压恒定,开关S1、
S2、S3处于断开状态。下列判断正确的是()
A.只闭合S1和S3,向右移动R2的滑片,电流表读数减小,电压表读数变大
B.只闭合S2,向左移动R2的滑片,电流表读数减小,电压表读数减小
C.只闭合S1和S3,电流表读数为I1;只闭合S2,电流表读数为I2。则I2≥4I1
D.只闭合S3,电压表读数为U1;只闭合S2,电压表读数为U2,此时,无论如何调节滑动变阻器,U2
总是小于U1
19.(2024•赤峰)图中电路中,电源电压为6V恒定不变,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表所示。
定值电阻R0阻值为200,闭合开关后,下列说法正确的是()
温度t/℃Ω051015202530
电阻R/600550500450420390360
Ω
A.温度升高时,电流表示数变小
B.温度升高时,电压表示数变小
C.温度降低时,电压表示数与电流表示数的比值不变
D.当温度为30℃时,电路总功率为0.18W
20.(2023•呼和浩特)电梯超载容易引发安全隐患,其超载报警电路简图,如图所示。电源电压恒定不变,
R0为保护电阻,R为压敏电阻,阻值大小随电梯内压力增大而减小,电流表的示数超过临界值就会自动
报警。电梯正常工作,当有人进入电梯后,则()
A.电流表示数减小
B.电压表示数增大
C.电压表与电流表示数之比减小
D.因为电阻R0是定值电阻,所以它的电压和电流不变
21.(2024•呼伦贝尔)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端
滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的
是()
A.b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B.电源电压为8V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2~40
D.灯泡的额定功率为3.5WΩ
考点七电功率综合计算
(多选)22.(2024•通辽)如图甲所示电路,电源电压恒定,将滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯
泡正常发光为止,并根据电流表和电压表的示数绘制I﹣U的关系图象如图乙。则下列说法正确的有
()
A.曲线a是电流表与电压表V2示数的关系图象
B.电源电压为11V
C.灯泡的额定电压为3V
D.灯泡的额定功率为4.8W
(多选)23.(2023•通辽)如图所示,电源电压不变,定值电阻R0=15,小灯泡标有“6V3W”字样(灯丝
电阻不变),电流表量程为0~3A。当只闭合开关S,滑动变阻器的滑Ω片P从阻值最大处移动到某一位置
时,滑动变阻器连入电路中的阻值减小了12,电流表示数变化了0.1A,此时小灯泡恰好正常发光。在
保证电路安全的情况下,下列说法正确的是(Ω)
A.滑动变阻器的最大阻值为48
B.电源电压为12VΩ
C.所有开关闭合后,滑动变阻器的最大功率为33.6W
D.电路消耗的最小功率为9.6W
24.(2023•赤峰)如图所示,电源电压保持不变,R2=30,R3=10。当闭合开关S,断开开关S1、S2时,
电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A,则电源电压Ω为ΩV;当开关S、S1、S2都闭合时,则电
路消耗的总功率为W。
25.(2024•包头)图甲为低温液化制酒示意图。天锅内装有1m高的冷水,底部连有控制排水与注水的装置,
该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V,Rt为热敏电阻,其阻值随天锅中水温变化关系如
图丙所示,当水温达到50℃时,排水口打开将水全部排出;RP为压敏电阻,其阻值随水对锅底的压强变
化关系如图丁所示,当水压为0时,注水口打开排水口关闭,将冷水注入天锅,注水高度达到1m时注
33
水口关闭。(水110kg/m,g取10N/kg,不考虑水的蒸发)求:
(1)水高为1m时,RP的阻值;
(2)排水口刚打开时,电路中的电流;
(3)排水过程中,当Rt的功率为1W时,RP的阻值(设排水过程中水温保持50℃不变)。
26.(2023•包头)某电热水器内部简化电路如图甲所示,由控制电路和加热电路组成。控制电路中电源电压
恒为12V,R0为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随水温的变化关系如图乙所示,电流鉴别器相当于电
流表;加热电路中电源电压为220V,加热电阻R1阻值为48.4。当热水器中水温降到40℃时,鉴别器
中电流减小到30mA,开关S2闭合,加热电路开始加热;当水温升Ω至某温度时,鉴别器中电流增大到40mA,
开关S2断开,加热电路停止加热。
(1)开关S2闭合,求加热电路的电功率;
(2)求定值电阻R0的阻值;
(3)求加热电路停止加热时水的温度。
27.(2024•呼和浩特)为了保证设备能够正常运转,某大型实验室设计了如图所示的应急供电线路系统。其
中发电机为柴油发电机,输出电压为260V,发电机到实验室的距离为200m,每条输电线每千米电阻为
0.5,实验室得到的电压为220V,则:
(1Ω)发电机发电的过程是将燃料的转化为电能(选填“机械能”或“化学能”);
(2)求输电线路上的电流大小;
(3)求实验室中所有用电器的总功率;
(4)若该发电机的效率为40%,则应急供电1h消耗柴油多少kg。(柴油的热值为4.0×107J/kg)
28.(2023•赤峰)小明给家里买电热水壶,他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶,它们的铭牌如表所示。
3
均正常工作,都把质量为1kg的水从20℃加热到42℃,甲用时125s,乙用时120s。[c水=4.2×10J(/kg•℃)]
(1)甲电热水壶正常工作时电阻是多大?
(2)质量为1kg的水从20℃加热到42℃,吸收的热量是多少?
(3)如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶,通过计算分析,他应该选择哪一款?
甲
额定电压220V
额定功率880W
频率50Hz
乙
额定电压220伏
额定功率1000瓦
频率50赫兹
考点八测量小灯泡的电功率
29.(2023•呼伦贝尔)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电
源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种
规格的滑动变阻器R1(10,0.5A)、R2(50,0.Ω5A)、R3(200,0.2A)可供选择。
ΩΩΩ
(1)通过估算,滑动变阻器应选择(选填“R1”“R2”或“R3”)。选择合适变阻器后,请用笔画线
表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗。
(2)滑片P置于阻值最大处,闭合开关试触时,发现电压表示数很大,电流表几乎无示数,出现的电路
故障原因可能是。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为V;若
要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动。根据图丙图象信息,可计
算出小灯泡的额定功率是W。
30.(2023•通辽)小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压3V且保持不变,小灯
泡额定电压为2.5V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时,灯变亮)。
(2)闭合开关后,小华发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,则电路故障可
能是。
(3)排除电路故障后,重新开始实验,小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯
泡I﹣U图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。
(4)测出小灯泡的额定功率后,小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率
11
不等于其额定功率的,此时它的实际功率P额(选填“大于”或“小于”),原因
44
是。
(5)实验中,有甲“152A”、乙“252A”、丙“302A”三种规格的滑动变阻器供选择,小华在该实验
中选用的是(选Ω填“甲”、“乙”Ω或“丙”)。Ω
考点九电热器挡位问题
31.(2024•包头)许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置,该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能,
保持镜面清晰,确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示,R1和R2为加热电阻。下列分析正确的是()
A.除雾状态,电路中只有R1工作
B.除霜状态,电路中只有R2工作
C.除雾状态,电路的总电流最大
D.除霜状态,电路的总功率最大
32.(2023•包头)某电饭锅有加热和保温两种功能,其简化电路如图所示,R1、R2为加热电阻,S为电源开
关,S1为
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