第九讲 电压与电阻-【名师导航】备考2026中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)(解析版+原卷版)

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【名师导航】备考2026中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
第九讲 电压与电阻
讲义目录
考情分析........................................................................................................1 思维导图........................................................................................................2 夯实基础........................................................................................................2 知识清单...........................................................................................................2 重要考点解题指南与例题解析及变式练......................................................18 考点1 电压及电压表.....................................................................................18 考点2 探究串并联电路电压的规律.............................................................20 考点3 电阻及影响电阻的因素.....................................................................23 考点4 变阻器及其应用.................................................................................24 考点5 跨学科实践:制作简易调光灯.........................................................27 易错点警示与例题突破..................................................................................29 真题在线.......................................................................................................33
课标要求
1. 从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。 2. 知道电压和电阻。会使用电压表。 3. 探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电压及电压表 ★★ 电压、电阻是电学基础,每年考查1道题,分值为2-4分左右。考查题型有选择、填空、实验,难度系数为0.65。2026年电路故障以及探究串并联电路电压特点是中考重要类型题。电路图实物图应该在实验题中渗透考查。跨学科实践:制作简易调光灯是命题新素材。
考点2 探究串并联电路电压的规律 ★★
考点3 电阻及影响电阻的因素 ★
考点4 变阻器及其应用 ★
考点5 跨学科实践:制作简易调光灯 ★
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
知识点1 电压
一、电压
1. 电压的概念:电压是形成电流的原因,能推动电荷定向流动。电源是提供电压的装置。
类比法 抽水机提供水压形成水流, 电源提供电压形成电流。 电源类似于抽水机, 电压类似于水压。
2. 电压的符号:物理学中常用字母 U表示电压。
3.电压的单位:伏特,简称伏,符号V。
常用单位:千伏(kV) 毫伏(mV)。
4.单位的换算:1kV=103V=106mV=109uV
5.生活中常见的电压
二、电压的测量
1.认识电压表
(1)电压表的作用:测量电压的大小的仪器。
(2)电压表的电路符号:
(3)电压表的电路符号:刻度盘、指针、正/负接线柱、调零螺母、单位等。
2. 电压表的读数
(1)明确所选电压表的测量范围:0~3V 或 0~15V。
(2)确定电压表的分度值 ,即表盘的一个小格所代表的电压大小。
(3)同一个指针位置,若选择不同量程,选择大量程时候的读数是选择小量程时候的5倍。
3.电压表的使用
(1)使用前,观察电压表的指针是否对准零刻度线。若没有,可以使用调零旋钮进行调零。
(2)电压表要与待测电路并联。
(3)电流必须从电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱从流出。
(2)必须正确选择电流表的测量范围。
测量前,先估测电路电压。若无法估测,则先用大量程,采用试触法。
4.电压表与电流表的比较
符号 电压表 电流表
用途 测量电路两端的电压 测量电路中的电流
连接方式 并联在被测电路两端 串联在被测电路中
与电源相连 能直接并联在电源两极上 绝不允许不经过用电器直接接在电源两极上
分析电路时 电压表可看做断路 电流表看成一条导线
相同点 ①使用前要调零,弄清分度值、量程。 ②使用时都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出; ③都要选择合适的量程,使指针稳定后再读数; ④不能估计出电流、电压值时,可用试触法判断选量程。
三、用电压表测量电压
【实验器材】2.5V灯泡1只、电压表1只、电池2节、开关1个、导线若干。
【实验过程】如图所示,先将电压表接在小灯泡两端,接通电路,读取的数据;再将电压表接在电源两端,接通电路,读取的数据。电压表两次的示数是否相同?
【实验结论】在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
知识点2 串、并联电路中电压的规律
一、串联电路的电压规律
1.实验:探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系
【实验思路】按照下图所示连接串联电路,用电压表分别测出:电池两端的电压,灯泡L1、灯泡L2两端的电压,导线上两点间的电压,分析这些电压之间的关系,即可找出串联电路中电压的规律。
【猜想与假设】
猜想1:各用电器两端的电压之和等于电源电压。
猜想2:各用电器两端的电压与各导线两端电压之和等于电源电压。
猜想3:各用电器两端的电压相等,且等于电源电压。
【实验器材】2.0V,2.5V灯泡各2只、电压表1只、电池2节、开关1个、导线若干。
【实验过程】
设计实验电路 并画出电路图;
选用不同规格的小灯泡L1、L2连接电路;
将电压表的两端分别连接小灯泡L1、L2及电源两端,测量电压U1、U2、U总,并设计表格记录数据。(4)换用不同规格的两个小灯泡,重做上述实验。
实验数据:
实验结论:串联电路两端的电压等于串联电路中各部分两端的电压之和。
表达式:U总=U1+U2
交流与合作:
(1)实验中采用不同规格的灯泡进行多次实验的目的是什么呢
应选用不同规格灯泡进行多次实验,目的是避免偶然性,寻找普遍规律。
(2)生活中常把一节电池的负极和另一节电池的正极连在一起组成电池组。用这样的办法可以把更多节电池串联起来使用。它们之间有什么关系?
串联电池组两端的电压等于每节电池两端的电压之和
几节干电池串联后,其电源电压为U=1.5V×n(n为电池节数)。
2.串联电路的电压规律
在串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端的电压之和。数学表达式:U=U1+U2
二、并联电路的电压规律
1. 实验:探究并联电路中各处电压的关系
【实验思路】
采用规格相同或者规格不同的两个灯泡并联,分别测出电路AB、CD、EF之间的电压,并将实验数据记录在表格中。
【实验器材】不同规格的灯泡2只、电压表1只、电池2节、开关1个、导线若干。
【实验数据】
实验结论:并联电路中各支路两端的电压相等且等于电路两端的电压。
表达式:U总=U1+U2
2. 并联电路的电压规律
在并联电路中,电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等。数学表达式:U=U1=U2
知识点3 电阻
一、电阻
1. 实验:做一个导体导电性检测器
将电流表、小灯泡、开关、电源等串联起来,并接出两条导线A、B,就做成了一个导电性检测器。在导线间分别接入铜线、铁线、铅笔芯等导体(长度和直径相同),观察小灯泡的亮度和电流表的示数。
实验数据:
实验结论:电池提供的电压是相同的,当电路中接入不同导体时,电流表的示数通常不同。并导体容易导电,但对电流也有一定的阻碍作用。
2. 电阻的概念:在物理学中,把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻。常用字母 R表示。
3. 电阻的单位
(1)国际单位:欧姆,简称欧 ,符号Ω
(2)常用单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
(3)换算关系:1MΩ =103kΩ=106Ω
4. 生活中常见的电阻大小
5. 电阻的理解
(1)导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
在相同的电压下,导体对电流的阻碍作用(电阻)越大,电路中的电流越小。绝缘体之所以起绝缘作用,就是由于其电阻很大。
(2)导体的电阻是导体本身的一种性质,由自身情况决定。
6. 电路图中用符号:
7. 电阻的实物图:
二、影响电阻大小的因素
1. 实验:导体电阻的大小与导体的哪些因素有关
【提出问题】电阻大小跟什么因素有关?
【猜想与假设】
电阻的大小可能与导体的材料有关;
电阻的大小可能与导体的长度有关;
电阻的大小可能与导体的横截面积有关;
电阻的大小可能与导体的温度等有关。
【实验设计】
在实验中应采用控制变量法进行研究,画出实验电路图,连接电路,电流表测量电路中电流,观察电流表的示数来判断导体电阻的大小(转换法)。
(1)控制变量法:只改变其中的一个因素,而控制其余几个因素不变。
(2)转换法:通过灯的亮度或电流的大小判断接入导体电阻大小。
【实验过程】
(1)探究电阻的大小与导体的材料的关系
选用横截面积和长度相同镍铬合金丝和锰铜丝, 分别将它们接入电路,观察电流表的示数。
结论二:导体电阻与导体的材料有关。长度、横载面积相同的导体,材料不同,电阻不同。
(2)探究电阻的大小与导体的长度关系
选用横截面积相同、 长度不同的镍铬合金丝, 分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。
结论二:导体的电阻与其长度有关。同种材料、横截面积相同导体,长度越长,电阻越大。
(3)探究电阻的大小与导体横截面积的关系
选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过横截面积不同的镍铬合金丝的电流大小。
结论三:导体的电阻跟它的横截面积有关。同种材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大。
(4)探究电阻的大小与导体温度的关系
选用一根镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表的示数,用酒精灯对合金丝进行加热,观察电流表的示数,比较通过镍铬合金丝的电流大小。
结论四:导体的电阻跟温度有关。金属导体的电阻在一定条件下,温度越高,电阻越大。归纳总结:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积和温度等因素。
在材料和横截面积不变时,导体的长度越长,电阻越大;在材料和长度不变时,导体的横截面积越小,电阻越大。在一定条件下,金属导体的电阻随温度的升高而增大。
三、物体的导电性
1. 导体和绝缘体
(1)导体:物体对电流阻碍作用较小,容易导电,叫做导体。
(2)绝缘体:物体对电流阻碍作用很大,不容易导电,叫做绝缘体。
2. 半导体
(1)概念:导体导电性能好,绝缘体导电性能比较差。例如锗、硅,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称做半导体。温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响。
(2)常见半导体:二极管、三极管等。
3. 超导现象
(1)概念:当温度降低到某个临界值时一些全属的电阻会突然消失,这种现象叫超导现象。
(2)特点:①零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。②出现超导现象的临界温度低于-250.15℃。
知识点4 变阻器
一、变阻器
1. 定义:通过改变电阻来控制电流的装置,这种装置叫作变阻器。
2. 常见的变阻器(实验室)
(1)滑动变阻器:能逐渐改变连入电路的电阻,不能够显示连入电路的电阻值。
(2)变阻箱:能准确表示连入电路的电阻值,不能连续改变电阻值。
二、滑动变阻器的使用
1. 认识滑动变阻器
(1)工作原理:改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电阻,从而改变电流。
(2)滑动变阻器的结构:电阻丝、接线柱、瓷管、滑片等。
(3)实物图与结构示意图
(4)元件符号:
(5)滑动变阻器的作用:
通过改变连入电路中的电阻来改变电路中的电流;改变部分电路两端的电压;还起到保护电路的作用。滑动变阻器和电阻箱在接入电路中时,闭合开关之前,都应调节到最大阻值。
(6)滑动变阻器的铭牌
每一个滑动变阻器都有最大的电阻值和允许通过的最大电流值。使用时,要根据电路中的电流变化范围,选择适当变阻器,不要使电流超过它的最大值,否则会损坏变阻器。
2. 连接滑动变阻器
(1)要使滑动变阻器和用电器中的电流相同,滑动变阻器应与用电器串联。
(2)滑动变阻器的六种接法
(3)总结归纳:
①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式,与用电器串联接入电路中。
②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱,上端两个接线柱中任何一个连入电路,接法是等效的。
③滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻变小,滑片向远离下接线柱的方向移动,电阻变大,可简记为:“近下电阻变小,远下电阻变大”。
3. 用滑动变阻器改变通过灯泡的电流
实验设计:根据电路图,将小灯泡与变阻器串联,电流表串联在电路中,改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,观察电流表的示数变化。
实验过程:
(1)根据电路图连接好电路,接通电路前应将滑片放到阻值最大值处(最右端),闭合开关, 观察电流表示数及小灯泡的亮度;
(2)将滑片向左滑动至最左端,观察电流表示数及小灯泡的亮度。
实验结论:滑动变阻器起到控制电路中电流的作用(即限流作用)。
三、 电阻箱
1. 电阻箱
(1)定义:电阻箱由若干个不同阻值的定值电阻,按一定的方式连接而成。是一种可以调节电阻大小并且能够表示出电阻阻值的变阻器。
(2)符号:
(3)分类:旋转式电阻箱和插孔式电阻箱等
(4)读数
①旋转式电阻箱:将各旋钮对应指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后相加。
R=3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω
②旋转式电阻箱:当铜塞插入插孔时,对应电阻短路,阻值为0,电流不经过此电阻丝。
电阻箱的阻值是:0欧 电阻箱的阻值是:3欧
四、变阻器的应用
1. 电位器:电器中用于音量调节的器件也是一种变阻器,通常称为电位器。
2. 分类:
(1)机械式电位器
工作原理:通过机械式旋钮调节阻值的大小。
(2)数字电位器
工作原理:利用数字信号控制电阻值的器件。
3. 电位器在生产和生活中的应用
知识点5 跨学科实践:制作简易调光台灯
一、项目原理基础
1.调光核心原理——电阻、电流与亮度的关系
具体规律:变阻器接入电阻变大→电路总电阻变大→电流变小→灯泡两端电压变小→灯泡变暗;反之则变亮。
2.电路组成与连接——串联电路的应用
简易调光台灯的核心电路为串联电路,必含元件:电源(提供电压)、开关(控制通断)、变阻器(调节电阻)、光源(小灯泡/LED,消耗电能发光),元件连接顺序:电源正极→开关→变阻器→光源→电源负极。
3.串联电路特性:电流只有一条路径,各元件电流相等,总电压等于各元件两端电压之和——解释“变阻器分压,改变灯泡两端电压”的本质。
4.变阻器工作特性——接入方式与调节效果
(1)接线规则:必须“一上一下”接线。
(2)滑片调节规律:根据接线柱判断电阻变化(如接“左下+右上”,滑片右移→接入电阻丝变长→电阻变大;接“右下+左上”,滑片左移→接入电阻丝变长→电阻变大)。
二、项目实施前提
1.光源选择——小灯泡vs发光二极管(LED)
光源类型 特点(选择依据) 适用场景
实验室小灯泡 结构简单、接线方便、亮度随电流变化明显,无需额外限流元件 新手制作(易观察调光效果)
发光二极管(LED) 节能、寿命长、单向导电(需注意正负极连接),部分需串联限流电阻(避免电流过大烧毁) 追求实用性、节能的制作
2.变阻器选择——滑动变阻器vs电位器
(1)核心要求:选择的变阻器需“最大阻值匹配电路”(避免阻值过小无法有效调光,或过大导致电流过小、灯泡过暗),且“允许通过的最大电流≥电路最大电流”(避免超流烧毁)。
(2)常见选择:实验室优先选滑动变阻器(调节直观,易接线);追求美观便携可选电位器(体积小,可集成在底座,调节旋钮更美观)——理由:二者均通过改变接入电阻丝长度调节电阻,符合调光需求。
3.电源与光源的规格匹配
核心原则:电源电压需与光源额定电压适配(避免电压过高烧毁光源,或过低导致亮度不足)。
示例:若光源为“2.5V 0.3A”小灯泡,电源可选2节干电池(总电压3V,略高于额定电压,通过变阻器分压保护灯泡);若为“3VLED”,电源可选3V低压电源(直接匹配,变阻器调节亮度)。
滑动变阻器阻值选择要合适
变阻器最大阻值不宜过小(如 10Ω 变阻器接 3V、2.5V 小灯泡,最小电流仍较大,调光范围窄),也不宜过大(如 100Ω 变阻器接 3V 电源,电流过小,灯泡过暗甚至不亮),建议选 “20~50Ω” 变阻器(适配低压小功率光源)。
三、功能与美观兼顾
1.支架设计——结构稳定性与实用性
(1)材料选择:优先选“方便易得、易固定”的材料(如木板、塑料板做底座,金属/塑料管做灯杆),需满足“台灯能稳定立在桌面”(底座重量足够,重心低)。
(2)布局要求
元件(电池盒、开关、变阻器)固定在底座上,位置紧凑且“不影响操作”(如变阻器调节旋钮便于手指转动,开关易按压);
灯杆长度适中(光源高度适合看书,避免过矮刺眼或过高亮度不足)。
2.灯罩设计——反光与安全
(1)核心功能:灯罩需具备反光性能(可选铝箔、白色硬纸板等材料),将光源发出的散射光集中到照射区域(提升照明效率,减少光浪费);同时可遮挡光源直射(避免刺眼,符合“看书不刺眼”的项目需求)。
(2)结构要求:灯罩需与灯杆/光源适配(如扣在小灯泡外,不触碰光源,避免高温损坏),开口朝向照射区域(如朝下对着桌面)。
3.导线整理——安全性与美观度
要求:导线需“隐藏或固定”(如从灯杆内部穿线,避免裸露在外缠绕),接线柱连接牢固(防止接触不良导致灯泡闪烁),导线长度适中(不冗余、不拉扯元件)。
重心低 + 固定牢
底座需选“厚重且面积稍大”的材料(如木板、塑料盒),避免头重脚轻(灯杆过高导致台灯倾倒);元件(电池盒、变阻器)固定在底座时,用螺丝或双面胶贴牢,不允许松动(防止调节滑片时元件移位,导致导线脱落)。
四、项目实施保障
1.供电安全——低压供电防触电
必须使用低压电源(如干电池组、3~6V直流电源),禁止使用家庭电路(220V交流电),避免触电风险——符合“安全用电”基本要求。
2.接线与调试安全——保护电路与元件
(1)接线前:必须断开开关,将变阻器滑片移至最大阻值处(此时电路总电阻最大,电流最小,避免闭合开关时电流过大烧毁光源、变阻器)。
(2)调试时:闭合开关后缓慢移动滑片,观察亮度变化,若出现“灯泡不亮、导线发热、变阻器冒烟”,立即断开开关排查故障(禁止通电状态下拔插导线)。
3.元件使用安全——避免超规格操作
(1)光源:不超过其额定电压/电流(如“2.5V小灯泡”不接超过3V的电源);
(2)变阻器:通过的电流不超过其允许的最大电流(如“20Ω0.5A”变阻器,电路电流需≤0.5A)。
断电操作 + 规范接线
接线前必须断开开关,调试时若需调整接线,先断开电源;导线剥绝缘皮时,只剥 1~2cm(过长易裸露短路,过短接触不良),铜芯不允许分叉(需拧成一股再接接线柱)。
五、实践流程(项目完整环节)
1.设计环节——两步核心
(1)画“电路原理图”(标注元件符号、接线方式,确保变阻器“一上一下”);
(2)画“结构草图”(标注底座、灯杆、灯罩的形状与元件位置,兼顾功能与美观)。
2.制作环节——操作步骤
(1)固定元件(将电池盒、开关、变阻器用螺丝/胶带固定在底座,灯杆固定在底座边缘);
(2)连接电路(按原理图接线,导线剥去1~2cm绝缘皮,绕紧在接线柱上并拧紧);
(3)安装灯罩(扣在光源外,调整位置确保反光效果)。
3.调试环节——故障排查逻辑(从“电源→开关→变阻器→光源”逐步检查):
(1)灯泡不亮:可能是电源正负极接反、开关接触不良、变阻器接线错误(同上/同下)、光源损坏;
(2)无法调光:可能是变阻器接线错误(同上/同下)、滑片接触不良;
(3)调试目标:移动滑片时,灯泡亮度能“连续变化”(从暗到亮或从亮到暗)。
4.展示交流环节——核心内容:
(1)介绍作品(电路设计、元件选择理由、调光效果);
(2)交流改进方向(如优化灯罩反光材料、缩小底座体积、更换更节能的LED)。
先查电路再通电
通电前手动移动滑片,确认滑片能顺畅滑动(无卡顿,避免调节时接触不良);观察导线是否有 “交叉缠绕”“接错接线柱”(如电源正负极直接连,无经过用电器,会短路烧毁电源);闭合开关前,将滑片移至最大阻值处(此时电流最小,保护光源和变阻器)。
【温馨提醒】解决这个跨学科实践问题的方法技巧
方法技巧1 双图设计法(电路图 + 结构草图)
(1) 画电路原理图:用标准符号标注,明确元件连接顺序,重点标注变阻器 “一上一下” 接线柱;
(2)画结构草图:标注底座尺寸、元件位置(如电池盒在左、变阻器在右,方便操作)、灯杆高度,用虚线标注导线走向(优先隐藏式,如灯杆穿线)。
方法技巧2 三匹配原则
(1)电压匹配:电源电压≈光源额定电压 + 变阻器分压(如 2.5V 灯→3V 电源);
(2)电流匹配:变阻器允许电流≥光源额定电流(如 0.3A 灯→0.5A 变阻器);
(3)功能匹配:新手选小灯泡(易接线),追求节能选 LED(需注意正负极)。
方法技巧3 三先三后接线法 + 牢固固定法
(1)接线:
先断开关后接线
先接串联主电路(电源→开关→变阻器→光源)后接装饰元件
先接电源负极后接正极(减少触电风险);
(2)固定:
元件用螺丝 / 双面胶固定(接线柱朝上,方便接线);
导线用卡子或胶带贴在底座边缘(避免缠绕);
灯杆用胶水固定在底座中心或边缘(确保垂直)。
方法技巧4 故障排查三步法
(1)看现象:观察灯泡是否亮、亮度是否随滑片移动变化;
(2)查接线:重点查变阻器 “一上一下”、光源正负极(LED)、导线接触;
(3)测元件:用电流表(串联)测电路电流(若电流为 0→断路,电流过大→短路或接线错误),判断故障原因。
【重要考点解题指南与例题解析及变式练】
考点1 电压及电压表
一、电压基本概念
①电源提供电压,电压使电荷定向移动形成电流,所以电压是形成电流的原因。
②电压的符号U,单位伏特,符号V,常用单位千伏(kV)、毫伏(mV),换算关系:1kV=1000V,1mV=10-3V
③常见的电压:常用干电池1.5V,铅蓄电池2V,手机电池3.7V,我国的家庭电路220V,人体安全电压不高于36V,等。
注意:有电流一定有电压,但有电压不一定有电流,因为还需要闭合回路。
二、电压表使用与读数
①电压测量工具:电压表。
②电压表的结构(如图)
三个接线柱:负接线柱,“3”接线柱对应测量范围为0~3V,分度值为0.1V,“15”接线柱对应测量范围为0~15V,分度值为0.5V。
③电压表的使用:
调零:将指针调至零刻度线处。
连接:选择合适的测量范围,未知待测电流值时,则选用较大测量范围先闭合开关,再迅速断开开关进行试触。将电压表与被测对象并联,且负接线柱靠近电源负极,零一个接线柱靠近电源正极(正进负出)。
读数:先确定测量范围和分度值,然后根据指针位置进行读数。
注意:①电压表接入电路中测量电压时时,有非常小的电流通过,这个非常小的电流可以忽略不计,所以电压表在电路中可以看成断路。
②电压表测量对象判断方法:将电压表短路(看成一根导线)谁不工作就测谁,另外要注意如果电压表接在电源两端,则测电源电压。
③若测量范围选大了,则指针偏转角度小,测量不精确。若量程选小了,则指针偏转角度过大,会损坏电压表。
④若正负接线柱接反了,通电流时指针反偏。
⑤两个测量范围同一刻度线对应读数为5倍关系。
【例题1】(2025·长沙卷)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个自制电池。它可以将化学能转化为______能。如图所示,用电压表测量它两端的电压为______V。
【答案】 电 0.5
【解析】将铜片和锌片放在盐水中,电池内部发生化学反应,可以实现将化学能转化为电能。
由图可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.5V。
【变式练1】(2025江苏徐州一模)如图所示的电路与“水路”进行类比:电路中 类比为水路中的水流,电路中的 类比为“水路”中的水压,水轮机在“水路”中的作用相当于电路中的 。
【变式练2】(2025福建一模)如图所示,用电压表测灯泡L1两端的电压,下列接法正确的是 (  )
A.B.C.D.
【变式练3】用铜片和锌片作电极插入柠檬便可以制成一个水果电池。在如圈所示的电路中,下列说法正确的是(  )
A.铜片相当于电源的正极 B.锌片相当于电源的正极
C.柠檬是电路中的用电器 D.此时电压表示数为
考点2 探究串并联电路电压的规律
①连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
②实验中两只灯泡的规格应不同。
③为了得到普遍的规律,应更换不同规格的灯泡或电源,多次实验。
④改进:同时用三个电压表测量两灯泡和电源两端电压。
【例题2】(2025·四川成都)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图。
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量 两端的电压。
(2)他们没有将电压表与小灯泡串联的原因是 。(写出一条即可)
(3)某次操作中他们将电压表并联在两端,闭合开关,发现灯泡不亮,灯泡发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是(  )
A.断路 B.短路
C.电阻比电阻小 D.电阻比电阻大
【答案】(1)和 (2)电压表应与所测用电器并联 (3)C
【解析】(1)由图乙可知电压表并联在和两端,则电压表测量的是和两端的总电压。
(2)根据电压表的使用方法,电压表应并联在用电器两端,如果电压表串联在电路中,整个电路相当于断路,电压表测量电源电压。
(3)根据题意可知灯泡发光,所以电路不可能断路;电压表有较小示数,说明不可能短路;灯泡不亮,说明的实际功率太小,串联电路电流处处相等,根据可知,电阻比电阻小,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【变式练1】如图甲所示,在探究“并联电路的电压规律”的实验中,小露使用了两个相同的灯泡。
(1)实验前,发现电压表指针指向“0”刻度的左侧,如图乙所示。小露接下来应该进行的操作是   。
(2)连接好电路后闭合开关S,小露发现灯L1亮、灯L2不亮,她用手按一下灯L2,两灯都亮,松开手后仍然是灯L1亮、灯L2不亮,则电路故障可能是    。
(3)排除故障后,在如图甲所示的电路图中,将电压表接在ab两点之间,闭合开关S,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为    V。
(4)依次将电压表接入到电路中的ab、cd、ef两点之间,小露发现电压表示数相等。由此她得出结论:并联电路中,各支路两端的电压相等。此结论    (选填“科学”或“不科学”),接下来应该进行的操作是    (填字母)。
A.更换不同规格的灯泡,再次实验;
B.将灯L1、L2的位置交换,再次探究;
C.保持电源、灯泡不变,多测量几次电路中三处的电压。
【变式练2】(2025四川成都一模)某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。

(1)下列操作不正确的是
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C. 将电压表A接点连线转接至C接点,测量两端电压
(2)测量灯泡两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 ;
(3)该小组同学用电阻箱代替故障灯泡,继续进行实验,记录数据如下表所示。
实验次数
第1次 0.8 2.0 2.8
第2次 1.0 1.8 2.8
第3次 1.4 1.4 2.7
分析表中实验数据,在误差允许范围内,可得出的结论是 。
A. 串联电路中各处电流相等
B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C. 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大
D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
【变式练3】在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:

(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是 ;
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示,为 V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
考点3 电阻及影响电阻的因素
一、电阻基本知识
①定义:表示导体对电流的阻碍作用。符号R。
②单位:欧姆,符号Ω,常用单位千欧kΩ,兆欧MΩ,换算关系:1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。
③定值电阻符号:
二、探究影响电阻大小的因素
1.实验方法:
(1)控制变量法:影响电阻大小的因素有横截面积、长度、材料等,所以需采用控制变量法进行探究。
(2)转换法:将电阻大小转换为灯泡的亮度或电流表的示数。
2.结论:①导体的电阻跟它的长度和横截面积有关,其他因素相同时,长度越长,电阻越大;横截面积越小,电阻越大。
②导体的电阻还与导体的材料有关,银的导电性能最好,其次为铜、金、铝、铁等。
③导体的电阻与温度有关,对于金属导体,温度越高,电阻越大。
三、超导体与半导体
①导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫作半导体,如锗、硅等材料。
②半导体材料可与制作二极管、三极管,二极管、三极管及其他元件可以制成芯片。
③当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失,这种现象叫作超导现象。零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。
超导技术的应用:核磁共振成像、高能加速器、超导磁悬浮列车等。
【例题3】(2025·广西)在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热。发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是(  )
A. 质量 B. 长短 C. 粗细 D. 温度
【答案】D
【解析】由题意可知,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热,镍铬合金丝的温度升高,镍铬合金丝的阻值变大,所以导致镍铬合金丝阻值变化的主要因素是温度,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D
【变式练1】(2025广西一模)如图所示的电路元件是(  )
A. 电阻 B. 电池 C. 开关 D. 灯泡
【变式练2】(2025湖北一模)小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了知下器材:导线a、b、c粗细相同,a、b、d长度相同,但导线d比b粗。

(1)该实验是通过观察 间接地比较导线电阻的大小,这种方法叫 ;
(2)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 有关;
(3)选用导线 分别接入电路中,是为探究电阻大小跟导体的横截面积有关;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (选填“一”“二”或“三”)的实验验证。
【变式练3】(2025甘肃金昌一模)2022年我国在超导领域取得重大突破。超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质,应用领域非常广泛。常温下的超导体,最适合制作(  )
A. 家用保险丝 B. 白炽灯泡的灯丝 C. 电熨斗发热体 D. 高压输电线
考点4 变阻器及其应用
一、变阻器
①原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。电路图中的符号:。
②结构:
四个接线柱,金属杆(电阻为0)、滑片、电阻丝等,
结构图:。
③滑动变阻器应串联接入电路中,接线时要“一上一下”。
④参数:如“50Ω 2A”表示最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为2A。
⑤作用:改变电流、调节电压。
二、变阻器应用
①电位器:
通过改变接入电路中电阻片的长度来改变电阻,用于调节音量、风扇调风速等。
②电阻箱:
电路图符号:。其电阻可变可读,图中电阻为2096Ω。
③插孔式变阻箱:
铜塞插入时,下方电阻被短路。图中电阻为5Ω+2Ω=7Ω。
【例题4】(2025·四川成都)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是(  )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】根据题目信息,接入的滑动变阻器与小灯泡构成串联,要求滑片向左滑动灯泡变暗,即总电流变小,总电阻变大,根据串联电阻规律,滑动变阻器阻值要增大,说明向左滑动远离下接线柱,下接线柱接右边,且要“一上一下”连接,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
【变式练1】(2025云南一模)下图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
【变式练2】(2025天津一模)电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构和连入电路的示意图,A、B、C是接线柱。当滑片向A端旋转时,连入电路的电阻(  )
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 先变大后变小
【变式练3】如图所示是插入式电阻箱的结构示意图,它的最大阻值是 Ω,图中 A、B 两个接线柱之间的电阻是 Ω。

考点5 跨学科实践:制作简易调光灯
1. 物理核心知识(原理基础)
(1)调光核心原理 —— 电阻、电流与亮度的关系:变阻器接入电阻变大→电流小 →灯泡电压变小→灯泡 暗 ;反之则变亮。
(2)电路组成与连接 —— 串联电路应用:核心电路为串联电路,必含元件:电源、开关、变阻器、光源;连接顺序:电源正极→开关→变阻器→光源→电源负极。电流路径唯一,各元件电流相等(I灯=I变阻器),总电压等于各元件电压之和(U总=U灯+U变阻器)。
(3)变阻器工作特性
接线规则:必须一上一下接线(“同上” 电阻为0 ,“同下” 电阻最大且不变,均无法调光)。
滑片调节:接 “左下 + 右上” 时,滑片右移→接入电阻丝长→电阻变大;接 “右下 + 左上” 时,滑片左移→接入电阻丝长→电阻变大。
2. 元件选择知识(实施前提)
(1)光源选择 —— 小灯泡 vs 发光二极管(LED)
实验室小灯泡:结构简单、无需额外限流元件,适合新手制作;
LED:节能、寿命长、单向导电(长脚接正极),部分需串联限流电阻,适合追求实用性。
(2)变阻器选择 —— 滑动变阻器 vs 电位器
核心要求:最大阻值匹配电路(20~50Ω为宜),允许通过电流 大于电路最大电流;
实验室优先选滑动变阻器(调节直观),追求美观选电位器(体积小)。
(3)电源与光源的规格匹配:电源电压略高于光源额定电压(避免烧毁或亮度不足);
3. 工程设计知识(跨学科核心)
(1)支架设计 —— 结构稳定性与实用性
材料选择:底座用木板/塑料板,灯杆用金属/塑料管(方便易得、易固定);
布局要求:元件位置紧凑,变阻器旋钮便于操作,灯杆高度适合看书(30~40cm)。
(2)灯罩设计 —— 反光与安全
反光材料:选铝箔/白色硬纸板(集中光线);
结构要求:不触碰光源(防高温),开口朝向桌面。
(3)导线整理 —— 安全性与美观度:要求导线 隐藏/固定 (如灯杆内部穿线),接线柱牢固连接(防接触不良)。
4. 安全操作知识(实施保障)
(1)供电:用3~6V低压,禁220V;
(2)调试:接线前滑片移最大阻值处,异常立即断开关;
(3)元件:不超额定电压/电流。
5. 实践流程知识(完整环节)
(1)设计环节:画电路原理图(标元件符号、变阻器接线柱)和结构草图(标元件位置)。
(2)制作环节:①固定元件→②按原理图接线(导线剥1~2cm 绝缘皮)→③安装灯罩。
(3)调试环节:故障排查顺序:电源→开关→变阻器→ 光源;调试目标:滑片移动时亮度连续变化。
(4)展示交流:介绍电路设计、调光效果,交流改进方向(如优化反光材料)
【例题5】(2025兰州二模)生活处处有创新。小华同学自己动手制作一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下:两节干电池,一个小灯泡,若干导线,开关,一个废旧的电位器(实物如图甲,其内部结构如图乙)。小华设计了如图丙所示的电路,并根据电路图连接好各元件。

(1)电位器是通过改变接入电路中电阻的 来改变电阻的,结合图甲和图乙,若要实现顺时针转动旋钮,台灯变亮,则图丙电路中M连接B引脚,N连接 (选填“A引脚”、“B引脚”或“C引脚”);
(2)小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮,发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳,发现碳膜电阻片(如图乙黑色弧形部分)磨损严重。这种电位器接在电路中,会造成 (选填“断路”或者“短路”);
(3)为了解决上述问题,小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上,问题得到解决,用这种材料是因为铅笔芯内的石墨属于 体。
【答案】 (1)长度 A引脚 (2) 断路(3) 导
【解析】(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的。
由图知道,要实现顺时针转动旋钮,台灯变亮,说明电位器连入电路的电阻变小,则图丙电路中M连接B引脚,N连接A引脚。
(2)由题意知道,电位器的碳膜电阻片磨损严重,这种电位器接在电路中,会使电位器的电流不畅,会造成断路。
(3)石墨是良好的导体材料,涂抹在碳膜电阻片上可以将碳膜片修复。
【变式练1】兴趣小组设计以下“模拟的调光灯”电路,小灯泡规格为“;0.5A”,R阻值是。要求:闭合开关调节滑片,灯泡不会被烧坏,亮度能连续调节且能正常发光,符合要求的电路是(  )
A.B.C.D.
【变式练2】某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。
(1)能改变接入电路中电阻大小的元件叫做 ,其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器,如图甲所示;还有一种是如图乙所示的电位器,其内部结构如图丙所示,它们都是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中电阻大小的;
(2)学习完“练习使用滑动变阻器”后,该同学从网上买了一个合适规格的电位器,准备制作一个简易的调光台灯。如图丁所示,若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮,则应将电位器的 两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连,闭合开关后,旋转旋钮,台灯 (填“能”或“不能”)完全熄灭。
【易错点警示与例题突破】
【易错点1】电表类型的判断
判断电路中电表的类型是中学物理考试中常考的题型。解答此类问题,一般有四种方法:
方法 解读
直接观察法 根据电流表、电压表接入电路的方式来判断。电流表串联在电路中,电压表并联在电路中。
电流路径法 根据题中要求,画出电路中电流的路径,在路径中的电表是电流表,不在电流路径中的电表是电压表
去表分析法 如果把电路中电表去掉,影响了某些用电器的工作,则去掉的是电流表;反之,去掉的是电压表
假设判断法 先假设电路中的电表是电流表或电压表,再分析电路对否出现故障,或是否符合要求。如无故障或符合要求,则假设正确;若出现短路、断路等电路故障或不符合要求,则假设错误
【例1】(2025·山东烟台)(多选)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是(  )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联 B.若乙为电流表,则乙测L1的电流
C.若丙为电流表,则丙测L1的电流 D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
【答案】AC
【解析】电流表在电路中相当于导线,应串联在被测电路中,电压表在电路中相当于断路,应并联在被测电路两端,当两个小灯泡均能发光时,电路处于通路状态,故两只小灯泡只有并联与串联两种连接方式:
当小灯泡串联时:
电路中电流只有一条路径经过灯泡L1和L2,故电流流过途径如图所示:
故甲、乙为电压表,丙为电流表,甲测量L1和L2的总电压,乙测量L2两端的电压,丙测量电路电流,也可以认为是测量通过L1或L2的电流。
当小灯泡并联时:
电路中电流有两条路径,分别经过灯泡L1和L2,故电流流过途径如图所示:
故甲、乙为电流表,丙为电压表,甲与L2串联,测量通过L2的电流,乙接在干路上,测量电路总电流,丙接在L2两端,也可以认为是接在电源或L1两端,可以认为是测量L2、 L1或电源两端的电压。
A.当甲为电流表,则两灯一定并联,故A正确;
B.若乙为电流表,乙测干路电流,故B错误;
C.若丙为电流表,两灯一定串联,丙可以测L1的电流,故C正确;
D.若甲为电流表,则乙一定为电流表,故D错误。
故选AC。
【易错点1的针对性训练】
1. (2025湖南一模)如图所示的电路,请在虚线框里填上电表符号(选填“A”或“V”),使开关S闭合后,电阻R1、R2都可正常工作。
2.(2025苏州一模)请在如图电路的“〇”中填适当电表符号,使开关闭合后R1和R2均能工作。

【易错点2】利用电流表和电压表判断电路故障
初中阶段的电路故障一般可以概括为断路、短路两种。分析和判断电路故障的一般思路是先判断故障原因是断路还是短路,然后再判断判断故障位置。常见故障见下表:
现象 分析 故障
电流表有示数而电压表无示数 电流表有示数,表明电路是通路;电压表无示数,表明无电流通过电压表 电压表损坏
电压表接触不良
与电压表并联的用电器短路
电压表有示数,而电流表无示数 电压表有示数,表明电路中有电流流过电压表;电流表无示数,表明没有或几乎没有电流流过电流表 电流表短路
与电压表并联的用电器断路,此时电流表与电压表串联(电压表内阻很大),电路中的电流太小,致使电流表无明显示数,但电压表示数几乎等于电源电压
两表均无示数 无电流通过两电表 两表同时短路
与电压表并联的用电器之外的部分断路
灯泡不亮 无电流通过小灯泡 灯丝被烧断
灯泡被短路
灯泡接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路
【例2】(2025海南二模)如图所示的电路,闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮.调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,但灯泡L2始终不亮。出现这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L2灯丝断了 B.滑动变阻器短路了
C.灯泡L2短路了 D.滑动变阻器接触不良
【答案】C
【解析】闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮,说明电路没有断路。调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,说明滑动变阻器正常,但灯泡L2始终不亮,说明灯泡L2短路。
【易错点2的针对性训练】
3.(2025山东潍坊一模)在图中所示的电路中,电源电压不变。闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,两电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是(  )

A.灯短路 B.灯断路 C.电阻断路 D.电阻短路
4.(2025湖南一模)如图所示,闭合开关,电路正常工作,一段时间后,其中一个电表示数突然变大。为判断故障,在此电路中把电阻R1与R2位置互换,闭合开关后,两电表都有示数,则故障原因是(  )

A.R1内部短路 B.R1内部断路
C.R2内部短路 D.R2内部断路
一、电压及电压表
1.(2025·四川凉山)下列电路元件与所对应的符号不相符的是(  )
A. B.
C. D.
2. (2025内蒙古一模)下列关于电压值的说法错误的是(  )
A. 一节干电池的电压是1.5V
B. 电子手表内氧化银电池电压是1.5V
C. 我国家庭电路的电压是110V
D. 对人体安全的电压不高于36V
3. (2025江苏扬州一模)在学习“电压”时,我们引入“水压”进行对比,如图所示,下列说法错误的是(  )
A.我们把电源比作抽水机,电流比作水流
B.只要有水压就有水流,只要有电压就会有电流
C.水压是形成水流的原因,电压是形成电流的原因
D.这一研究方法被称为“类比法”
4.(2025上海一模)下列电表示数为1.4A的是( )
5.(2025长沙一模)学生在使用电压表测电压时,下列做法错误的是(  )
A.将电压表与被测用电器串联
B.所用量程的最大值必须大于被测电路两端的电压
C.应该使标有“﹣”号的接线柱靠近电源的负极,另一端接线柱靠近电源的正极
D.如果被测电压不超过3V,为提高读数的准确性,可以用最大量程值为3V的量程
6.(2025福建一模)如图所示,能正确测出小灯泡L1两端电压的电路是(  )
A B C D
7.(2025·陕西·B卷) 如图,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:小灯泡L1与L2串联,电压表测量小灯泡L1两端的电压。
二、探究串并联电路电压的规律
1.(2025深圳一模)某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
(1)下列操作不正确的是______
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C. 将电压表A接点连线转接至C接点,测量两端电压
(2)测量灯泡两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是______;
(3)该小组同学用电阻箱代替故障灯泡,继续进行实验,记录数据如下表所示。
实验次数
第1次 0.8 2.0 2.8
第2次 1.0 1.8 2.8
第3次 1.4 1.4 2.7
分析表中实验数据,在误差允许范围内,可得出的结论是______。
A.串联电路中各处电流相等
B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C. 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大
D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
2.(2025宁夏一模)小明和小红设计了如图甲所示实验电路图来探究并联电路的电流和电压规律。
(1)如图乙,小明选用两个不同规格的小灯泡L1和L2探究并联电路的电流规律。
①若要测量干路电流,请你帮他完成该电路的连接。
②小明用电流表分别测出L1和L2两条支路的电流数据如表所示,测量干路电流时的表盘示数如图丙所示,请读出并填入表格中。
位置 干路 L1支路 L2支路
电流/A    0.20 0.18
③据此,小明得出结论:并联电路干路电流等于各支路中的电流之和。
小明实验中的不足之处是   ,改进方法是   。
(2)小红选用两个相同规格的小灯泡L3和L4组成并联电路,探究并联电路的电压规律。她分别用1节、2节、3节干电池做电源进行3次实验,每次都用电压表分别测量小灯泡L3、L4两端的电压和电源两端的电压。
①请你帮小红设计出记录实验数据的表格。
②小红实验中的不足之处是   ,改进方法是   。
三、电阻及影响电阻的因素
1.(2025·福建)空间站中,发光二极管为金鱼藻提供光照,其主要材料属于(  )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
2.(2025·吉林卷) 如图所示,电工用钳的手柄把套通常是塑料材质的,塑料属于(  )
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
3.(2025·湖南)如图,某学生发明的塑料插座盖,将暂时不用的插座孔盖起来防止触电。这主要是利用塑料的(  )
A.绝缘性 B.弹性 C.导电性 D.导热性
4.(2025·山西)2025年春节,小明观看了电影《哪吒2》。电影中,“哪吒”高呼:“冰不导电”。小明对此片段印象深刻,并产生疑问:冰真的不可以导电吗?请你帮他设计一个可操作的实验方案进行验证。
5.(2025·湖北)有横截面积相同的1.0m长的镍铬丝、0.8m长的锰铜丝和0.5m长的康铜丝各一根,小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响。其他器材有:干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1m长的刻度尺。
长度/cm 60.0 40.0 20.0 …
电流/A
1.33 2.61 …
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。
(2)要研究长度对电阻的影响,应选择______(填“同一”或“不同”)金属丝。当镍铬丝接入电路的长度为60.0cm时,电流表示数如图乙,读数为______A。改变长度并记录电流值填入上表,随着长度减小,电路中电流变______,表明电阻变______。
(3)要研究材料对电阻的影响,可使上述三根金属丝接入电路的长度均为______m(填“0.4”“0.7”或“0.9”)。
(4)完成探究后,小晶将镍铬丝与小灯泡串联接入电路,模拟一个简易调光台灯。当观察到小灯泡变暗时,可推断镍铬丝接入电路的长度变______。
6. (2025湖南一模)在“探究影响导体电阻大小的因素”中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关
A、导体的材料 B、导体的长度 C.导体的横截面积
为了验证上述猜想,他用如图甲所示的器材进行实验,编号①②③是镍铭合金导体,④是锰铜导体。
(1)为避免误操作引起短路现象,保护电路各个元件,连接电路时要求开关处于 状态。
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想 (选填猜想因素选项“A”“B”或“C”)。
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的 有关。
(4)用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,读数为 V,此时电路中电流表示数为0.2A,则②导体的电阻为 Ω。
四、变阻器及其应用
1.(2025云南三模)关于如图所示的滑动变阻器,下列说法不正确的是(  )
A.③是金属杆,是用电阻较小的合金制成的
B.接线柱C、D都能通过滑片②与电阻丝相连接
C.滑动变阻器使用时应串联在电路中
D.要使滑片②右移时电路阻值变大,可以连接B、C接线柱
2.(2025海南三模)如图所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动使得电压表示数变大,电路的E、F端与滑动变阻器接线柱的连接情况正确的是(  )
A.E接A、F接B B.E接A、F接D
C.E接C、F接B D.E接C、F接D
3.(2025武汉三模)生活中可以调节亮度的台灯内部主要结构是一个变阻器。如图是其内部结构图,A、B、C是它的三个接线柱,A、C分别与弧形电阻丝的两端相连,B与金属滑片P相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度。对此现象分析不正确的是( )
A.变阻器与灯泡是串联的
B.若只将A、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
C.若只将B、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D.若只将A、B接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
4.(2025长沙三模)如图甲所示,电阻箱的示数为 Ω;如图乙所示是旋转式变阻器的结构图,它通过改变接入电路中电阻片的 (选填“粗细”、“长度”或“材料”)改变电阻,从而改变电路中的电流。A、B、C为它的三个接线柱,P为旋转触针。若将它放入电路中调节灯泡的亮度,逆时针旋转能使灯泡的亮度变大,则应将 (选填“A、B”、“B、C”或“A、C”)接线柱连入电路中。
5.(2025·四川达州)一节新干电池电压约为 V,如图所示电阻箱阻值读数为 Ω。
五、跨学科实践:制作简易调光灯
1.(2025河南三模)为了保护视力,需设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
2. (2025济南三模)如图, 甲为某调光台灯, 乙为该调光台灯用到的电位器结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱。转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是(  )
A.电位器应与调光台灯的灯泡串联
B.电位器和滑动变阻器的工作原理相同
C.若只将A、B接入电路, 顺时针旋转滑片, 灯泡变亮
D.若只将A、C接入电路, 顺时针旋转滑片, 灯泡亮度不变
3. (2025湖南三模)跨学科实践:制作简易调光台灯
【项目提出】
台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力,在不同使用场景(例如书写文字和使用电脑)时,对光亮度有着不同的需求,因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。
【项目分析】
要制作一个简易调光台灯,需要完成以下任务。
(1)了解简易调光台灯的工作原理。
(2)设计一台简易调光台灯。
(3)选择元件,完成制作。
【项目实施】
(1)了解简易调光台灯的工作原理。
由电学知识可知,灯泡的发光亮度由灯泡的实际电功率决定。因此只要改变灯泡的实际电功率,就可以实现调节灯泡亮度的功能。
(2)设计一台简易调光台灯
电源电压不变,为了改变灯泡的实际电功率,可以将灯泡与一个滑动变阻器 联(填“串”或“并”)。通过改变滑动变阻器接入电路的电阻,从而改变灯泡的实际功率,实现调光的目的。
(3)选择元件,完成制作
某同学选择电源、开关、滑动变阻器、小灯泡各一个,导线若干。连接如图甲所示电路。
进行调试时,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡忽明忽暗,出现这种现象的原因是 。
由于滑动变阻器体积较大,于是同学们找来电位器来代替滑动变阻器,电位器的结构图如乙所示,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动旋钮可以改变接入电路的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮,则应该连接的接线柱为( )
A.A 和 B B.B和C C. A 和 C
【展示交流】
(1)同学们展示了自己制作的调光台灯,闭合控制开关,旋转电位器的旋钮,小灯泡可以改变亮度,当旋钮旋转到一端时,发现小灯泡不发光。小组同学思考既然可以通过旋转旋钮调节小灯泡从发光到不发光,就可以去掉电路中的控制开关,不必断电。从节能的角度思考,他们这样做是否正确?
(2)有的同学发现有的台灯还配有声控开关,可以用按钮开关或声控开关分别控制台灯,则下列开关部分电路的设计图正确的是( )中小学教育资源及组卷应用平台
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第九讲 电压与电阻
讲义目录
考情分析........................................................................................................1 思维导图........................................................................................................2 夯实基础........................................................................................................2 知识清单...........................................................................................................2 重要考点解题指南与例题解析及变式练......................................................18 考点1 电压及电压表.....................................................................................18 考点2 探究串并联电路电压的规律.............................................................20 考点3 电阻及影响电阻的因素.....................................................................24 考点4 变阻器及其应用.................................................................................27 考点5 跨学科实践:制作简易调光灯.........................................................29 易错点警示与例题突破..................................................................................32 真题在线.......................................................................................................37
课标要求
1. 从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。 2. 知道电压和电阻。会使用电压表。 3. 探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电压及电压表 ★★ 电压、电阻是电学基础,每年考查1道题,分值为2-4分左右。考查题型有选择、填空、实验,难度系数为0.65。2026年电路故障以及探究串并联电路电压特点是中考重要类型题。电路图实物图应该在实验题中渗透考查。跨学科实践:制作简易调光灯是命题新素材。
考点2 探究串并联电路电压的规律 ★★
考点3 电阻及影响电阻的因素 ★
考点4 变阻器及其应用 ★
考点5 跨学科实践:制作简易调光灯 ★
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
知识点1 电压
一、电压
1. 电压的概念:电压是形成电流的原因,能推动电荷定向流动。电源是提供电压的装置。
类比法 抽水机提供水压形成水流, 电源提供电压形成电流。 电源类似于抽水机, 电压类似于水压。
2. 电压的符号:物理学中常用字母 U表示电压。
3.电压的单位:伏特,简称伏,符号V。
常用单位:千伏(kV) 毫伏(mV)。
4.单位的换算:1kV=103V=106mV=109uV
5.生活中常见的电压
二、电压的测量
1.认识电压表
(1)电压表的作用:测量电压的大小的仪器。
(2)电压表的电路符号:
(3)电压表的电路符号:刻度盘、指针、正/负接线柱、调零螺母、单位等。
2. 电压表的读数
(1)明确所选电压表的测量范围:0~3V 或 0~15V。
(2)确定电压表的分度值 ,即表盘的一个小格所代表的电压大小。
(3)同一个指针位置,若选择不同量程,选择大量程时候的读数是选择小量程时候的5倍。
3.电压表的使用
(1)使用前,观察电压表的指针是否对准零刻度线。若没有,可以使用调零旋钮进行调零。
(2)电压表要与待测电路并联。
(3)电流必须从电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱从流出。
(2)必须正确选择电流表的测量范围。
测量前,先估测电路电压。若无法估测,则先用大量程,采用试触法。
4.电压表与电流表的比较
符号 电压表 电流表
用途 测量电路两端的电压 测量电路中的电流
连接方式 并联在被测电路两端 串联在被测电路中
与电源相连 能直接并联在电源两极上 绝不允许不经过用电器直接接在电源两极上
分析电路时 电压表可看做断路 电流表看成一条导线
相同点 ①使用前要调零,弄清分度值、量程。 ②使用时都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出; ③都要选择合适的量程,使指针稳定后再读数; ④不能估计出电流、电压值时,可用试触法判断选量程。
三、用电压表测量电压
【实验器材】2.5V灯泡1只、电压表1只、电池2节、开关1个、导线若干。
【实验过程】如图所示,先将电压表接在小灯泡两端,接通电路,读取的数据;再将电压表接在电源两端,接通电路,读取的数据。电压表两次的示数是否相同?
【实验结论】在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
知识点2 串、并联电路中电压的规律
一、串联电路的电压规律
1.实验:探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系
【实验思路】按照下图所示连接串联电路,用电压表分别测出:电池两端的电压,灯泡L1、灯泡L2两端的电压,导线上两点间的电压,分析这些电压之间的关系,即可找出串联电路中电压的规律。
【猜想与假设】
猜想1:各用电器两端的电压之和等于电源电压。
猜想2:各用电器两端的电压与各导线两端电压之和等于电源电压。
猜想3:各用电器两端的电压相等,且等于电源电压。
【实验器材】2.0V,2.5V灯泡各2只、电压表1只、电池2节、开关1个、导线若干。
【实验过程】
设计实验电路 并画出电路图;
选用不同规格的小灯泡L1、L2连接电路;
将电压表的两端分别连接小灯泡L1、L2及电源两端,测量电压U1、U2、U总,并设计表格记录数据。(4)换用不同规格的两个小灯泡,重做上述实验。
实验数据:
实验结论:串联电路两端的电压等于串联电路中各部分两端的电压之和。
表达式:U总=U1+U2
交流与合作:
(1)实验中采用不同规格的灯泡进行多次实验的目的是什么呢
应选用不同规格灯泡进行多次实验,目的是避免偶然性,寻找普遍规律。
(2)生活中常把一节电池的负极和另一节电池的正极连在一起组成电池组。用这样的办法可以把更多节电池串联起来使用。它们之间有什么关系?
串联电池组两端的电压等于每节电池两端的电压之和
几节干电池串联后,其电源电压为U=1.5V×n(n为电池节数)。
2.串联电路的电压规律
在串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端的电压之和。数学表达式:U=U1+U2
二、并联电路的电压规律
1. 实验:探究并联电路中各处电压的关系
【实验思路】
采用规格相同或者规格不同的两个灯泡并联,分别测出电路AB、CD、EF之间的电压,并将实验数据记录在表格中。
【实验器材】不同规格的灯泡2只、电压表1只、电池2节、开关1个、导线若干。
【实验数据】
实验结论:并联电路中各支路两端的电压相等且等于电路两端的电压。
表达式:U总=U1+U2
2. 并联电路的电压规律
在并联电路中,电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等。数学表达式:U=U1=U2
知识点3 电阻
一、电阻
1. 实验:做一个导体导电性检测器
将电流表、小灯泡、开关、电源等串联起来,并接出两条导线A、B,就做成了一个导电性检测器。在导线间分别接入铜线、铁线、铅笔芯等导体(长度和直径相同),观察小灯泡的亮度和电流表的示数。
实验数据:
实验结论:电池提供的电压是相同的,当电路中接入不同导体时,电流表的示数通常不同。并导体容易导电,但对电流也有一定的阻碍作用。
2. 电阻的概念:在物理学中,把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻。常用字母 R表示。
3. 电阻的单位
(1)国际单位:欧姆,简称欧 ,符号Ω
(2)常用单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
(3)换算关系:1MΩ =103kΩ=106Ω
4. 生活中常见的电阻大小
5. 电阻的理解
(1)导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
在相同的电压下,导体对电流的阻碍作用(电阻)越大,电路中的电流越小。绝缘体之所以起绝缘作用,就是由于其电阻很大。
(2)导体的电阻是导体本身的一种性质,由自身情况决定。
6. 电路图中用符号:
7. 电阻的实物图:
二、影响电阻大小的因素
1. 实验:导体电阻的大小与导体的哪些因素有关
【提出问题】电阻大小跟什么因素有关?
【猜想与假设】
电阻的大小可能与导体的材料有关;
电阻的大小可能与导体的长度有关;
电阻的大小可能与导体的横截面积有关;
电阻的大小可能与导体的温度等有关。
【实验设计】
在实验中应采用控制变量法进行研究,画出实验电路图,连接电路,电流表测量电路中电流,观察电流表的示数来判断导体电阻的大小(转换法)。
(1)控制变量法:只改变其中的一个因素,而控制其余几个因素不变。
(2)转换法:通过灯的亮度或电流的大小判断接入导体电阻大小。
【实验过程】
(1)探究电阻的大小与导体的材料的关系
选用横截面积和长度相同镍铬合金丝和锰铜丝, 分别将它们接入电路,观察电流表的示数。
结论二:导体电阻与导体的材料有关。长度、横载面积相同的导体,材料不同,电阻不同。
(2)探究电阻的大小与导体的长度关系
选用横截面积相同、 长度不同的镍铬合金丝, 分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。
结论二:导体的电阻与其长度有关。同种材料、横截面积相同导体,长度越长,电阻越大。
(3)探究电阻的大小与导体横截面积的关系
选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。比较通过横截面积不同的镍铬合金丝的电流大小。
结论三:导体的电阻跟它的横截面积有关。同种材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大。
(4)探究电阻的大小与导体温度的关系
选用一根镍铬合金丝,接入电路中,观察电流表的示数,用酒精灯对合金丝进行加热,观察电流表的示数,比较通过镍铬合金丝的电流大小。
结论四:导体的电阻跟温度有关。金属导体的电阻在一定条件下,温度越高,电阻越大。归纳总结:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积和温度等因素。
在材料和横截面积不变时,导体的长度越长,电阻越大;在材料和长度不变时,导体的横截面积越小,电阻越大。在一定条件下,金属导体的电阻随温度的升高而增大。
三、物体的导电性
1. 导体和绝缘体
(1)导体:物体对电流阻碍作用较小,容易导电,叫做导体。
(2)绝缘体:物体对电流阻碍作用很大,不容易导电,叫做绝缘体。
2. 半导体
(1)概念:导体导电性能好,绝缘体导电性能比较差。例如锗、硅,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称做半导体。温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响。
(2)常见半导体:二极管、三极管等。
3. 超导现象
(1)概念:当温度降低到某个临界值时一些全属的电阻会突然消失,这种现象叫超导现象。
(2)特点:①零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。②出现超导现象的临界温度低于-250.15℃。
知识点4 变阻器
一、变阻器
1. 定义:通过改变电阻来控制电流的装置,这种装置叫作变阻器。
2. 常见的变阻器(实验室)
(1)滑动变阻器:能逐渐改变连入电路的电阻,不能够显示连入电路的电阻值。
(2)变阻箱:能准确表示连入电路的电阻值,不能连续改变电阻值。
二、滑动变阻器的使用
1. 认识滑动变阻器
(1)工作原理:改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电阻,从而改变电流。
(2)滑动变阻器的结构:电阻丝、接线柱、瓷管、滑片等。
(3)实物图与结构示意图
(4)元件符号:
(5)滑动变阻器的作用:
通过改变连入电路中的电阻来改变电路中的电流;改变部分电路两端的电压;还起到保护电路的作用。滑动变阻器和电阻箱在接入电路中时,闭合开关之前,都应调节到最大阻值。
(6)滑动变阻器的铭牌
每一个滑动变阻器都有最大的电阻值和允许通过的最大电流值。使用时,要根据电路中的电流变化范围,选择适当变阻器,不要使电流超过它的最大值,否则会损坏变阻器。
2. 连接滑动变阻器
(1)要使滑动变阻器和用电器中的电流相同,滑动变阻器应与用电器串联。
(2)滑动变阻器的六种接法
(3)总结归纳:
①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式,与用电器串联接入电路中。
②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱,上端两个接线柱中任何一个连入电路,接法是等效的。
③滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻变小,滑片向远离下接线柱的方向移动,电阻变大,可简记为:“近下电阻变小,远下电阻变大”。
3. 用滑动变阻器改变通过灯泡的电流
实验设计:根据电路图,将小灯泡与变阻器串联,电流表串联在电路中,改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,观察电流表的示数变化。
实验过程:
(1)根据电路图连接好电路,接通电路前应将滑片放到阻值最大值处(最右端),闭合开关, 观察电流表示数及小灯泡的亮度;
(2)将滑片向左滑动至最左端,观察电流表示数及小灯泡的亮度。
实验结论:滑动变阻器起到控制电路中电流的作用(即限流作用)。
三、 电阻箱
1. 电阻箱
(1)定义:电阻箱由若干个不同阻值的定值电阻,按一定的方式连接而成。是一种可以调节电阻大小并且能够表示出电阻阻值的变阻器。
(2)符号:
(3)分类:旋转式电阻箱和插孔式电阻箱等
(4)读数
①旋转式电阻箱:将各旋钮对应指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后相加。
R=3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω
②旋转式电阻箱:当铜塞插入插孔时,对应电阻短路,阻值为0,电流不经过此电阻丝。
电阻箱的阻值是:0欧 电阻箱的阻值是:3欧
四、变阻器的应用
1. 电位器:电器中用于音量调节的器件也是一种变阻器,通常称为电位器。
2. 分类:
(1)机械式电位器
工作原理:通过机械式旋钮调节阻值的大小。
(2)数字电位器
工作原理:利用数字信号控制电阻值的器件。
3. 电位器在生产和生活中的应用
知识点5 跨学科实践:制作简易调光台灯
一、项目原理基础
1.调光核心原理——电阻、电流与亮度的关系
具体规律:变阻器接入电阻变大→电路总电阻变大→电流变小→灯泡两端电压变小→灯泡变暗;反之则变亮。
2.电路组成与连接——串联电路的应用
简易调光台灯的核心电路为串联电路,必含元件:电源(提供电压)、开关(控制通断)、变阻器(调节电阻)、光源(小灯泡/LED,消耗电能发光),元件连接顺序:电源正极→开关→变阻器→光源→电源负极。
3.串联电路特性:电流只有一条路径,各元件电流相等,总电压等于各元件两端电压之和——解释“变阻器分压,改变灯泡两端电压”的本质。
4.变阻器工作特性——接入方式与调节效果
(1)接线规则:必须“一上一下”接线。
(2)滑片调节规律:根据接线柱判断电阻变化(如接“左下+右上”,滑片右移→接入电阻丝变长→电阻变大;接“右下+左上”,滑片左移→接入电阻丝变长→电阻变大)。
二、项目实施前提
1.光源选择——小灯泡vs发光二极管(LED)
光源类型 特点(选择依据) 适用场景
实验室小灯泡 结构简单、接线方便、亮度随电流变化明显,无需额外限流元件 新手制作(易观察调光效果)
发光二极管(LED) 节能、寿命长、单向导电(需注意正负极连接),部分需串联限流电阻(避免电流过大烧毁) 追求实用性、节能的制作
2.变阻器选择——滑动变阻器vs电位器
(1)核心要求:选择的变阻器需“最大阻值匹配电路”(避免阻值过小无法有效调光,或过大导致电流过小、灯泡过暗),且“允许通过的最大电流≥电路最大电流”(避免超流烧毁)。
(2)常见选择:实验室优先选滑动变阻器(调节直观,易接线);追求美观便携可选电位器(体积小,可集成在底座,调节旋钮更美观)——理由:二者均通过改变接入电阻丝长度调节电阻,符合调光需求。
3.电源与光源的规格匹配
核心原则:电源电压需与光源额定电压适配(避免电压过高烧毁光源,或过低导致亮度不足)。
示例:若光源为“2.5V 0.3A”小灯泡,电源可选2节干电池(总电压3V,略高于额定电压,通过变阻器分压保护灯泡);若为“3VLED”,电源可选3V低压电源(直接匹配,变阻器调节亮度)。
滑动变阻器阻值选择要合适
变阻器最大阻值不宜过小(如 10Ω 变阻器接 3V、2.5V 小灯泡,最小电流仍较大,调光范围窄),也不宜过大(如 100Ω 变阻器接 3V 电源,电流过小,灯泡过暗甚至不亮),建议选 “20~50Ω” 变阻器(适配低压小功率光源)。
三、功能与美观兼顾
1.支架设计——结构稳定性与实用性
(1)材料选择:优先选“方便易得、易固定”的材料(如木板、塑料板做底座,金属/塑料管做灯杆),需满足“台灯能稳定立在桌面”(底座重量足够,重心低)。
(2)布局要求
元件(电池盒、开关、变阻器)固定在底座上,位置紧凑且“不影响操作”(如变阻器调节旋钮便于手指转动,开关易按压);
灯杆长度适中(光源高度适合看书,避免过矮刺眼或过高亮度不足)。
2.灯罩设计——反光与安全
(1)核心功能:灯罩需具备反光性能(可选铝箔、白色硬纸板等材料),将光源发出的散射光集中到照射区域(提升照明效率,减少光浪费);同时可遮挡光源直射(避免刺眼,符合“看书不刺眼”的项目需求)。
(2)结构要求:灯罩需与灯杆/光源适配(如扣在小灯泡外,不触碰光源,避免高温损坏),开口朝向照射区域(如朝下对着桌面)。
3.导线整理——安全性与美观度
要求:导线需“隐藏或固定”(如从灯杆内部穿线,避免裸露在外缠绕),接线柱连接牢固(防止接触不良导致灯泡闪烁),导线长度适中(不冗余、不拉扯元件)。
重心低 + 固定牢
底座需选“厚重且面积稍大”的材料(如木板、塑料盒),避免头重脚轻(灯杆过高导致台灯倾倒);元件(电池盒、变阻器)固定在底座时,用螺丝或双面胶贴牢,不允许松动(防止调节滑片时元件移位,导致导线脱落)。
四、项目实施保障
1.供电安全——低压供电防触电
必须使用低压电源(如干电池组、3~6V直流电源),禁止使用家庭电路(220V交流电),避免触电风险——符合“安全用电”基本要求。
2.接线与调试安全——保护电路与元件
(1)接线前:必须断开开关,将变阻器滑片移至最大阻值处(此时电路总电阻最大,电流最小,避免闭合开关时电流过大烧毁光源、变阻器)。
(2)调试时:闭合开关后缓慢移动滑片,观察亮度变化,若出现“灯泡不亮、导线发热、变阻器冒烟”,立即断开开关排查故障(禁止通电状态下拔插导线)。
3.元件使用安全——避免超规格操作
(1)光源:不超过其额定电压/电流(如“2.5V小灯泡”不接超过3V的电源);
(2)变阻器:通过的电流不超过其允许的最大电流(如“20Ω0.5A”变阻器,电路电流需≤0.5A)。
断电操作 + 规范接线
接线前必须断开开关,调试时若需调整接线,先断开电源;导线剥绝缘皮时,只剥 1~2cm(过长易裸露短路,过短接触不良),铜芯不允许分叉(需拧成一股再接接线柱)。
五、实践流程(项目完整环节)
1.设计环节——两步核心
(1)画“电路原理图”(标注元件符号、接线方式,确保变阻器“一上一下”);
(2)画“结构草图”(标注底座、灯杆、灯罩的形状与元件位置,兼顾功能与美观)。
2.制作环节——操作步骤
(1)固定元件(将电池盒、开关、变阻器用螺丝/胶带固定在底座,灯杆固定在底座边缘);
(2)连接电路(按原理图接线,导线剥去1~2cm绝缘皮,绕紧在接线柱上并拧紧);
(3)安装灯罩(扣在光源外,调整位置确保反光效果)。
3.调试环节——故障排查逻辑(从“电源→开关→变阻器→光源”逐步检查):
(1)灯泡不亮:可能是电源正负极接反、开关接触不良、变阻器接线错误(同上/同下)、光源损坏;
(2)无法调光:可能是变阻器接线错误(同上/同下)、滑片接触不良;
(3)调试目标:移动滑片时,灯泡亮度能“连续变化”(从暗到亮或从亮到暗)。
4.展示交流环节——核心内容:
(1)介绍作品(电路设计、元件选择理由、调光效果);
(2)交流改进方向(如优化灯罩反光材料、缩小底座体积、更换更节能的LED)。
先查电路再通电
通电前手动移动滑片,确认滑片能顺畅滑动(无卡顿,避免调节时接触不良);观察导线是否有 “交叉缠绕”“接错接线柱”(如电源正负极直接连,无经过用电器,会短路烧毁电源);闭合开关前,将滑片移至最大阻值处(此时电流最小,保护光源和变阻器)。
【温馨提醒】解决这个跨学科实践问题的方法技巧
方法技巧1 双图设计法(电路图 + 结构草图)
(1) 画电路原理图:用标准符号标注,明确元件连接顺序,重点标注变阻器 “一上一下” 接线柱;
(2)画结构草图:标注底座尺寸、元件位置(如电池盒在左、变阻器在右,方便操作)、灯杆高度,用虚线标注导线走向(优先隐藏式,如灯杆穿线)。
方法技巧2 三匹配原则
(1)电压匹配:电源电压≈光源额定电压 + 变阻器分压(如 2.5V 灯→3V 电源);
(2)电流匹配:变阻器允许电流≥光源额定电流(如 0.3A 灯→0.5A 变阻器);
(3)功能匹配:新手选小灯泡(易接线),追求节能选 LED(需注意正负极)。
方法技巧3 三先三后接线法 + 牢固固定法
(1)接线:
先断开关后接线
先接串联主电路(电源→开关→变阻器→光源)后接装饰元件
先接电源负极后接正极(减少触电风险);
(2)固定:
元件用螺丝 / 双面胶固定(接线柱朝上,方便接线);
导线用卡子或胶带贴在底座边缘(避免缠绕);
灯杆用胶水固定在底座中心或边缘(确保垂直)。
方法技巧4 故障排查三步法
(1)看现象:观察灯泡是否亮、亮度是否随滑片移动变化;
(2)查接线:重点查变阻器 “一上一下”、光源正负极(LED)、导线接触;
(3)测元件:用电流表(串联)测电路电流(若电流为 0→断路,电流过大→短路或接线错误),判断故障原因。
【重要考点解题指南与例题解析及变式练】
考点1 电压及电压表
一、电压基本概念
①电源提供电压,电压使电荷定向移动形成电流,所以电压是形成电流的原因。
②电压的符号U,单位伏特,符号V,常用单位千伏(kV)、毫伏(mV),换算关系:1kV=1000V,1mV=10-3V
③常见的电压:常用干电池1.5V,铅蓄电池2V,手机电池3.7V,我国的家庭电路220V,人体安全电压不高于36V,等。
注意:有电流一定有电压,但有电压不一定有电流,因为还需要闭合回路。
二、电压表使用与读数
①电压测量工具:电压表。
②电压表的结构(如图)
三个接线柱:负接线柱,“3”接线柱对应测量范围为0~3V,分度值为0.1V,“15”接线柱对应测量范围为0~15V,分度值为0.5V。
③电压表的使用:
调零:将指针调至零刻度线处。
连接:选择合适的测量范围,未知待测电流值时,则选用较大测量范围先闭合开关,再迅速断开开关进行试触。将电压表与被测对象并联,且负接线柱靠近电源负极,零一个接线柱靠近电源正极(正进负出)。
读数:先确定测量范围和分度值,然后根据指针位置进行读数。
注意:①电压表接入电路中测量电压时时,有非常小的电流通过,这个非常小的电流可以忽略不计,所以电压表在电路中可以看成断路。
②电压表测量对象判断方法:将电压表短路(看成一根导线)谁不工作就测谁,另外要注意如果电压表接在电源两端,则测电源电压。
③若测量范围选大了,则指针偏转角度小,测量不精确。若量程选小了,则指针偏转角度过大,会损坏电压表。
④若正负接线柱接反了,通电流时指针反偏。
⑤两个测量范围同一刻度线对应读数为5倍关系。
【例题1】(2025·长沙卷)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个自制电池。它可以将化学能转化为______能。如图所示,用电压表测量它两端的电压为______V。
【答案】 电 0.5
【解析】将铜片和锌片放在盐水中,电池内部发生化学反应,可以实现将化学能转化为电能。
由图可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.5V。
【变式练1】(2025江苏徐州一模)如图所示的电路与“水路”进行类比:电路中 类比为水路中的水流,电路中的 类比为“水路”中的水压,水轮机在“水路”中的作用相当于电路中的 。
【答案】 电流 电压 电灯
【解析】水的流动形成水流,电荷的定向移动形成电流,所以我们常把电路中的电流类比为水路中的水流。水压使水流动形成水流,电压推动电荷定向移动形成电流,所以我们常把电路中的电压类比为水路中的水压。
水流动推动水轮机转动,电流通过电灯,灯工作,所以水轮机在“水路”中的作用相当于电路中的电灯。
【变式练2】(2025福建一模)如图所示,用电压表测灯泡L1两端的电压,下列接法正确的是 (  )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】A.图中电压表并联在了灯泡L1两端,但正负接线柱接反了,故A错误;
B. 图中电压表串联接入了电路,故B错误;
C. 图中电压表与灯泡L1并联,且电流正进负出,测的是灯泡L1两端的电压,故C正确;
D.图中电压表并联在L1 和L2两端,测量的是L1 和L2的总电压,不是L1 两端的电压,故D错误。故选C。
【变式练3】用铜片和锌片作电极插入柠檬便可以制成一个水果电池。在如圈所示的电路中,下列说法正确的是(  )
A.铜片相当于电源的正极 B.锌片相当于电源的正极
C.柠檬是电路中的用电器 D.此时电压表示数为
【答案】A
【解析】AB.电压表有明确的正负接线柱之分,据图可知,铜片与电压表的正接线柱相连,锌片与电压表的负接线柱相连,且电压表的指针正确发生偏转,则说明铜片是电源的正极,锌片是电源的负极,故A正确,B错误;
C.柠檬向外提供电压,说明是电路中的电源,故C错误;
D.图中电压表选择的是小量程,分度值是0.1V,读数为0.6V,故D错误。故选A。
考点2 探究串并联电路电压的规律
①连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
②实验中两只灯泡的规格应不同。
③为了得到普遍的规律,应更换不同规格的灯泡或电源,多次实验。
④改进:同时用三个电压表测量两灯泡和电源两端电压。
【例题2】(2025·四川成都)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图。
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量 两端的电压。
(2)他们没有将电压表与小灯泡串联的原因是 。(写出一条即可)
(3)某次操作中他们将电压表并联在两端,闭合开关,发现灯泡不亮,灯泡发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是(  )
A.断路 B.短路
C.电阻比电阻小 D.电阻比电阻大
【答案】(1)和 (2)电压表应与所测用电器并联 (3)C
【解析】(1)由图乙可知电压表并联在和两端,则电压表测量的是和两端的总电压。
(2)根据电压表的使用方法,电压表应并联在用电器两端,如果电压表串联在电路中,整个电路相当于断路,电压表测量电源电压。
(3)根据题意可知灯泡发光,所以电路不可能断路;电压表有较小示数,说明不可能短路;灯泡不亮,说明的实际功率太小,串联电路电流处处相等,根据可知,电阻比电阻小,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【变式练1】如图甲所示,在探究“并联电路的电压规律”的实验中,小露使用了两个相同的灯泡。
(1)实验前,发现电压表指针指向“0”刻度的左侧,如图乙所示。小露接下来应该进行的操作是   。
(2)连接好电路后闭合开关S,小露发现灯L1亮、灯L2不亮,她用手按一下灯L2,两灯都亮,松开手后仍然是灯L1亮、灯L2不亮,则电路故障可能是    。
(3)排除故障后,在如图甲所示的电路图中,将电压表接在ab两点之间,闭合开关S,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为    V。
(4)依次将电压表接入到电路中的ab、cd、ef两点之间,小露发现电压表示数相等。由此她得出结论:并联电路中,各支路两端的电压相等。此结论    (选填“科学”或“不科学”),接下来应该进行的操作是    (填字母)。
A.更换不同规格的灯泡,再次实验;
B.将灯L1、L2的位置交换,再次探究;
C.保持电源、灯泡不变,多测量几次电路中三处的电压。
【答案】(1)对电压表进行校零;(2)L2接触不良;(3)2.8;(4)不科学;A。
【解析】(1)实验前,电压表指针指向“0”刻度的左侧,小露接下来应该进行的操作是将电压表校零。
(2)L1亮、L2不亮,说明L1正常,L1所在支路正常,L2没有电流通过,用手按一下L2,两灯都亮,松开手仍然是L1亮、L2不亮,说明L1所在支路正常,问题在L2与灯座接触不良。
(3)据图甲,电压表所连量程为0~3V小量程,据图丙可知,电压表分度值为0.1V,电压表示数2.8V。
(4)依次将电压表接入到电路中的ab、cd、ef两点之间,小露发现电压表示数相等。由此他得到结论:并联电路中,各支路两端的电压相等。此结论不科学,接下来应该进行的操作是更换不同规格的灯泡,再次实验,避免实验结论的偶然性。故A正确,BC错误。 故选:A。
【变式练2】(2025四川成都一模)某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。

(1)下列操作不正确的是
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C. 将电压表A接点连线转接至C接点,测量两端电压
(2)测量灯泡两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 ;
(3)该小组同学用电阻箱代替故障灯泡,继续进行实验,记录数据如下表所示。
实验次数
第1次 0.8 2.0 2.8
第2次 1.0 1.8 2.8
第3次 1.4 1.4 2.7
分析表中实验数据,在误差允许范围内,可得出的结论是 。
A. 串联电路中各处电流相等
B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C. 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大
D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
【答案】(1) C (2) 开路(断路)(3) D
【解析】(1)A.为了安全,连接电路时,开关S应处于断开状态,故A正确,不符合题意;
B.根据电压表的使用规则可知,连接电压表时,试触后再选择合适量程,故B正确,不符合题意;
C.将电压表A接点连线转接至C接点,电压表的正负极接反了,无法测量两端电压,故C错误,符合题意;故选C。
(2)由于两灯都熄灭,可知电路中没有电流,又电压表的示数为零,可知灯泡L2断路或者L2开路。
(3)根据表格中的数据可知,电压关系有,在误差范围内,串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和。故选D。
【变式练3】在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:

(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是 ;
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示,为 V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
【答案】 (1)断开 (2) 见解析(3) 灯泡L2断路 (4) 3 相等
【解析】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,电压表和灯泡L1并联,如图所示:

(3)并联电路中各个支路互不影响,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,可能灯泡L2断路。
(4)由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数为3V。
更换不同规格的小灯泡多次测量,电压表的示数是3V,说明并联电路中各支路用电器两端的电压相等,都等于电源电压。
考点3 电阻及影响电阻的因素
一、电阻基本知识
①定义:表示导体对电流的阻碍作用。符号R。
②单位:欧姆,符号Ω,常用单位千欧kΩ,兆欧MΩ,换算关系:1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。
③定值电阻符号:
二、探究影响电阻大小的因素
1.实验方法:
(1)控制变量法:影响电阻大小的因素有横截面积、长度、材料等,所以需采用控制变量法进行探究。
(2)转换法:将电阻大小转换为灯泡的亮度或电流表的示数。
2.结论:①导体的电阻跟它的长度和横截面积有关,其他因素相同时,长度越长,电阻越大;横截面积越小,电阻越大。
②导体的电阻还与导体的材料有关,银的导电性能最好,其次为铜、金、铝、铁等。
③导体的电阻与温度有关,对于金属导体,温度越高,电阻越大。
三、超导体与半导体
①导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫作半导体,如锗、硅等材料。
②半导体材料可与制作二极管、三极管,二极管、三极管及其他元件可以制成芯片。
③当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失,这种现象叫作超导现象。零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。
超导技术的应用:核磁共振成像、高能加速器、超导磁悬浮列车等。
【例题3】(2025·广西)在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热。发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是(  )
A. 质量 B. 长短 C. 粗细 D. 温度
【答案】D
【解析】由题意可知,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热,镍铬合金丝的温度升高,镍铬合金丝的阻值变大,所以导致镍铬合金丝阻值变化的主要因素是温度,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D
【变式练1】(2025广西一模)如图所示的电路元件是(  )
A. 电阻 B. 电池 C. 开关 D. 灯泡
【答案】A
【解析】由图可知,上面有不同颜色的环形条纹,电路元件为电阻。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
【变式练2】(2025湖北一模)小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了知下器材:导线a、b、c粗细相同,a、b、d长度相同,但导线d比b粗。

(1)该实验是通过观察 间接地比较导线电阻的大小,这种方法叫 ;
(2)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 有关;
(3)选用导线 分别接入电路中,是为探究电阻大小跟导体的横截面积有关;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (选填“一”“二”或“三”)的实验验证。
【答案】(1)电流表示数的大小 转换法 (2) 长度(3)b、d (4) 三
【解析】(1)实验中是通过观察电流表示数的大小间接比较导线电阻大小的,电流表的示数越大,说明导体的电阻越小,这种实验探究方法是转换法。
(2)选用导线b、c分别接入电路中,由图中信息可知,两导线的材料和横截面积相同,而导线的长度不同,故探究的是电阻跟导体长度的关系。
(3)为了验证“导体电阻大小与导体的横截面积有关”,应控制导体的材料和长度不变,改变横截面积,可将导体b、d分别接入电路中进行实验。
(4)要探究电阻大小与导体材料的关系时,需保证电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想三的实验验证。
【变式练3】(2025甘肃金昌一模)2022年我国在超导领域取得重大突破。超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质,应用领域非常广泛。常温下的超导体,最适合制作(  )
A. 家用保险丝 B. 白炽灯泡的灯丝 C. 电熨斗发热体 D. 高压输电线
【答案】D
【解析】A.保险丝是利用电流的热效应,当电流过大时,自动熔断来保护电路的,超导体的电阻为零,无法将电能转化为内能,无法熔断,故A不符合题意;
B.白炽灯泡的灯丝需要将电能转化为内能和光能,超导体的电阻为零,电阻为零无法将电能转化为内能,故B不符合题意;
C.电炉丝需要将电能转化为内能,超导体电阻为零,无法将电能转化为内能,故C不符合题意;
D.超导体的电阻为零,可以远距离输电,当电阻为零时,可使导线损耗为零,便可提高传输效率,故D符合题意。故选D。
考点4 变阻器及其应用
一、变阻器
①原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。电路图中的符号:。
②结构:
四个接线柱,金属杆(电阻为0)、滑片、电阻丝等,
结构图:。
③滑动变阻器应串联接入电路中,接线时要“一上一下”。
④参数:如“50Ω 2A”表示最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为2A。
⑤作用:改变电流、调节电压。
二、变阻器应用
①电位器:
通过改变接入电路中电阻片的长度来改变电阻,用于调节音量、风扇调风速等。
②电阻箱:
电路图符号:。其电阻可变可读,图中电阻为2096Ω。
③插孔式变阻箱:
铜塞插入时,下方电阻被短路。图中电阻为5Ω+2Ω=7Ω。
【例题4】(2025·四川成都)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是(  )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】根据题目信息,接入的滑动变阻器与小灯泡构成串联,要求滑片向左滑动灯泡变暗,即总电流变小,总电阻变大,根据串联电阻规律,滑动变阻器阻值要增大,说明向左滑动远离下接线柱,下接线柱接右边,且要“一上一下”连接,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
【变式练1】(2025云南一模)下图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
【答案】D
【解析】A. 当滑片P向右滑动时,左侧电阻丝接入电路,电阻变大;
B. 当滑片P向右滑动时,电阻丝没有接入电路,电阻不变,也就是接入的电阻为0Ω;
C. 当滑片P向右滑动时,电阻丝得电阻全部接入电路,电阻不变;
D. 当滑片P向右滑动时,右侧电阻丝接入电路,电阻变小。
【变式练2】(2025天津一模)电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构和连入电路的示意图,A、B、C是接线柱。当滑片向A端旋转时,连入电路的电阻(  )
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 先变大后变小
【答案】B
【解析】由图可知,A、B接线柱接入电路中,则从滑片到A点这部分电阻片接入电路中,当滑片向A端旋转时,电阻片接入电路中的长度变短,则连入电路的电阻变小,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式练3】如图所示是插入式电阻箱的结构示意图,它的最大阻值是 Ω,图中 A、B 两个接线柱之间的电阻是 Ω。

【答案】 15 7
【解析】如图,当插销插入,对应下方的电阻丝被短路,拔出时,电阻丝接入电路,故当所有插销全部拔出,电阻最大,最大值为5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω
如图, A、B 两个接线柱之间的电阻是5Ω+2Ω=7Ω
考点5 跨学科实践:制作简易调光灯
1. 物理核心知识(原理基础)
(1)调光核心原理 —— 电阻、电流与亮度的关系:变阻器接入电阻变大→电流小 →灯泡电压变小→灯泡 暗 ;反之则变亮。
(2)电路组成与连接 —— 串联电路应用:核心电路为串联电路,必含元件:电源、开关、变阻器、光源;连接顺序:电源正极→开关→变阻器→光源→电源负极。电流路径唯一,各元件电流相等(I灯=I变阻器),总电压等于各元件电压之和(U总=U灯+U变阻器)。
(3)变阻器工作特性
接线规则:必须一上一下接线(“同上” 电阻为0 ,“同下” 电阻最大且不变,均无法调光)。
滑片调节:接 “左下 + 右上” 时,滑片右移→接入电阻丝长→电阻变大;接 “右下 + 左上” 时,滑片左移→接入电阻丝长→电阻变大。
2. 元件选择知识(实施前提)
(1)光源选择 —— 小灯泡 vs 发光二极管(LED)
实验室小灯泡:结构简单、无需额外限流元件,适合新手制作;
LED:节能、寿命长、单向导电(长脚接正极),部分需串联限流电阻,适合追求实用性。
(2)变阻器选择 —— 滑动变阻器 vs 电位器
核心要求:最大阻值匹配电路(20~50Ω为宜),允许通过电流 大于电路最大电流;
实验室优先选滑动变阻器(调节直观),追求美观选电位器(体积小)。
(3)电源与光源的规格匹配:电源电压略高于光源额定电压(避免烧毁或亮度不足);
3. 工程设计知识(跨学科核心)
(1)支架设计 —— 结构稳定性与实用性
材料选择:底座用木板/塑料板,灯杆用金属/塑料管(方便易得、易固定);
布局要求:元件位置紧凑,变阻器旋钮便于操作,灯杆高度适合看书(30~40cm)。
(2)灯罩设计 —— 反光与安全
反光材料:选铝箔/白色硬纸板(集中光线);
结构要求:不触碰光源(防高温),开口朝向桌面。
(3)导线整理 —— 安全性与美观度:要求导线 隐藏/固定 (如灯杆内部穿线),接线柱牢固连接(防接触不良)。
4. 安全操作知识(实施保障)
(1)供电:用3~6V低压,禁220V;
(2)调试:接线前滑片移最大阻值处,异常立即断开关;
(3)元件:不超额定电压/电流。
5. 实践流程知识(完整环节)
(1)设计环节:画电路原理图(标元件符号、变阻器接线柱)和结构草图(标元件位置)。
(2)制作环节:①固定元件→②按原理图接线(导线剥1~2cm 绝缘皮)→③安装灯罩。
(3)调试环节:故障排查顺序:电源→开关→变阻器→ 光源;调试目标:滑片移动时亮度连续变化。
(4)展示交流:介绍电路设计、调光效果,交流改进方向(如优化反光材料)
【例题5】(2025兰州二模)生活处处有创新。小华同学自己动手制作一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下:两节干电池,一个小灯泡,若干导线,开关,一个废旧的电位器(实物如图甲,其内部结构如图乙)。小华设计了如图丙所示的电路,并根据电路图连接好各元件。

(1)电位器是通过改变接入电路中电阻的 来改变电阻的,结合图甲和图乙,若要实现顺时针转动旋钮,台灯变亮,则图丙电路中M连接B引脚,N连接 (选填“A引脚”、“B引脚”或“C引脚”);
(2)小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮,发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳,发现碳膜电阻片(如图乙黑色弧形部分)磨损严重。这种电位器接在电路中,会造成 (选填“断路”或者“短路”);
(3)为了解决上述问题,小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上,问题得到解决,用这种材料是因为铅笔芯内的石墨属于 体。
【答案】 (1)长度 A引脚 (2) 断路(3) 导
【解析】(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的。
由图知道,要实现顺时针转动旋钮,台灯变亮,说明电位器连入电路的电阻变小,则图丙电路中M连接B引脚,N连接A引脚。
(2)由题意知道,电位器的碳膜电阻片磨损严重,这种电位器接在电路中,会使电位器的电流不畅,会造成断路。
(3)石墨是良好的导体材料,涂抹在碳膜电阻片上可以将碳膜片修复。
【变式练1】兴趣小组设计以下“模拟的调光灯”电路,小灯泡规格为“;0.5A”,R阻值是。要求:闭合开关调节滑片,灯泡不会被烧坏,亮度能连续调节且能正常发光,符合要求的电路是(  )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】A.该电路电灯泡的电压一直为3V,无法调节亮度,故A不符合题意;
B.该电路由于串联一个定值电阻后,因电源电压又只有3V,当滑动变阻器不接入时,电路中所通过的电流比较小,不能正常发光,故B不符合题意;
C.移动滑片能改变灯泡亮度,但当滑片在左端时,变阻器连入阻值为0,灯泡电压等于电源电压9V,超过额定电压,会被烧坏,故C不符合题意;
D.根据电源电压9V,电路中的最大电流为0.5A,则电路中最小的电阻为18Ω,已知小灯泡的电阻也为6Ω,串联一个12Ω电阻,则滑动变阻器阻值为零时,此时小灯泡正常发光,再将滑片往右滑动,阻值变大,灯泡变暗,故D符合题意。故选D。
【变式练2】某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。
(1)能改变接入电路中电阻大小的元件叫做 ,其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器,如图甲所示;还有一种是如图乙所示的电位器,其内部结构如图丙所示,它们都是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中电阻大小的;
(2)学习完“练习使用滑动变阻器”后,该同学从网上买了一个合适规格的电位器,准备制作一个简易的调光台灯。如图丁所示,若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮,则应将电位器的 两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连,闭合开关后,旋转旋钮,台灯 (填“能”或“不能”)完全熄灭。
【答案】(1) 变阻器 长度 (2) b、c 不能
【解析】(1)导体电阻与长度有关,长度越长,电阻越大。能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器,其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器,如图甲所示;还有一种是如图乙所示的电位器,其内部结构如图丙所示,它们都是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中电阻大小的。
(2)将电位器的b、c两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连,闭合开关后,顺时针旋转旋钮,电位器连入电路的电阻丝变短,电阻变小,则电流变大,台灯变亮。
电位器只能调节灯泡的亮暗,灯泡中始终有电流通过,所以台灯不能完全熄灭。
【易错点警示与例题突破】
【易错点1】电表类型的判断
判断电路中电表的类型是中学物理考试中常考的题型。解答此类问题,一般有四种方法:
方法 解读
直接观察法 根据电流表、电压表接入电路的方式来判断。电流表串联在电路中,电压表并联在电路中。
电流路径法 根据题中要求,画出电路中电流的路径,在路径中的电表是电流表,不在电流路径中的电表是电压表
去表分析法 如果把电路中电表去掉,影响了某些用电器的工作,则去掉的是电流表;反之,去掉的是电压表
假设判断法 先假设电路中的电表是电流表或电压表,再分析电路对否出现故障,或是否符合要求。如无故障或符合要求,则假设正确;若出现短路、断路等电路故障或不符合要求,则假设错误
【例1】(2025·山东烟台)(多选)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是(  )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联 B.若乙为电流表,则乙测L1的电流
C.若丙为电流表,则丙测L1的电流 D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
【答案】AC
【解析】电流表在电路中相当于导线,应串联在被测电路中,电压表在电路中相当于断路,应并联在被测电路两端,当两个小灯泡均能发光时,电路处于通路状态,故两只小灯泡只有并联与串联两种连接方式:
当小灯泡串联时:
电路中电流只有一条路径经过灯泡L1和L2,故电流流过途径如图所示:
故甲、乙为电压表,丙为电流表,甲测量L1和L2的总电压,乙测量L2两端的电压,丙测量电路电流,也可以认为是测量通过L1或L2的电流。
当小灯泡并联时:
电路中电流有两条路径,分别经过灯泡L1和L2,故电流流过途径如图所示:
故甲、乙为电流表,丙为电压表,甲与L2串联,测量通过L2的电流,乙接在干路上,测量电路总电流,丙接在L2两端,也可以认为是接在电源或L1两端,可以认为是测量L2、 L1或电源两端的电压。
A.当甲为电流表,则两灯一定并联,故A正确;
B.若乙为电流表,乙测干路电流,故B错误;
C.若丙为电流表,两灯一定串联,丙可以测L1的电流,故C正确;
D.若甲为电流表,则乙一定为电流表,故D错误。
故选AC。
【易错点1的针对性训练】
1. (2025湖南一模)如图所示的电路,请在虚线框里填上电表符号(选填“A”或“V”),使开关S闭合后,电阻R1、R2都可正常工作。
【答案】如图所示.
【解析】电压表电阻较大,在电路中一般视为开路;电流表电阻很小,在电路中视为导线。由图可知,电流从电源正极流出,必须经过上方的虚线框内的电表,所以该电表是电流表;开关S闭合后,电阻R1、R2都可正常工作,电流必须流经R1、R2所在的电路,下方虚线框内的电表与R1、R2并联,如果是电流表,会造成R1、R2短路,所以下方虚线框内是电压表,如图所示.
2.(2025苏州一模)请在如图电路的“〇”中填适当电表符号,使开关闭合后R1和R2均能工作。

【答案】如图所示

【解析】上边的〇与R2并联,应是电压表,下边的〇与电源串联,应是电流表,如图所示:

【易错点2】利用电流表和电压表判断电路故障
初中阶段的电路故障一般可以概括为断路、短路两种。分析和判断电路故障的一般思路是先判断故障原因是断路还是短路,然后再判断判断故障位置。常见故障见下表:
现象 分析 故障
电流表有示数而电压表无示数 电流表有示数,表明电路是通路;电压表无示数,表明无电流通过电压表 电压表损坏
电压表接触不良
与电压表并联的用电器短路
电压表有示数,而电流表无示数 电压表有示数,表明电路中有电流流过电压表;电流表无示数,表明没有或几乎没有电流流过电流表 电流表短路
与电压表并联的用电器断路,此时电流表与电压表串联(电压表内阻很大),电路中的电流太小,致使电流表无明显示数,但电压表示数几乎等于电源电压
两表均无示数 无电流通过两电表 两表同时短路
与电压表并联的用电器之外的部分断路
灯泡不亮 无电流通过小灯泡 灯丝被烧断
灯泡被短路
灯泡接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路
【例2】(2025海南二模)如图所示的电路,闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮.调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,但灯泡L2始终不亮。出现这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L2灯丝断了 B.滑动变阻器短路了
C.灯泡L2短路了 D.滑动变阻器接触不良
【答案】C
【解析】闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮,说明电路没有断路。调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,说明滑动变阻器正常,但灯泡L2始终不亮,说明灯泡L2短路。
【易错点2的针对性训练】
3.(2025山东潍坊一模)在图中所示的电路中,电源电压不变。闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,两电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是(  )

A.灯短路 B.灯断路 C.电阻断路 D.电阻短路
【答案】A
【解析】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是电阻两端的电压。
A.若灯L短路,则电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电流表示数变大,此时电压表测量的是电源电压,示数变大,故A符合题意;
B.若灯L断路,则整个电路是断开的,电流表和电压表示数都会变为0,故B不符合题意;
C.若电阻R断路,则电流表示数变为0,此时电压表测量的是电源电压,示数变大,故C不符合题意;
D.若电阻R短路,则电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电流表示数变大,此时电压表也被短路,电压表的示数为0,故D不符合题意。故选A。
4.(2025湖南一模)如图所示,闭合开关,电路正常工作,一段时间后,其中一个电表示数突然变大。为判断故障,在此电路中把电阻R1与R2位置互换,闭合开关后,两电表都有示数,则故障原因是(  )

A.R1内部短路 B.R1内部断路
C.R2内部短路 D.R2内部断路
【答案】A
【解析】由图可知,闭合开关,电路正常工作时,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R1两端的电压,由串联电路的电压特点可知,此时电压表的示数小于电源电压。
A.若R1内部短路,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,由于R1内部短路,电压表示数为0,示数减小,与题意相符;若把电阻R1与R2位置互换,此时电压表测量的是电源电压,电压表示数变大,电流表示数不变,两电表都有示数,与题意相符,故A符合题意;
B.若R1内部断路,电路中无电流,电流表示数减小为0,此时电压表与R2串联,电压表测电源电压,其示数变大,符合题意;把电阻R1与R2位置互换,由于R1内部断路,则闭合开关后,整个电路断路,所以电流表和电压表均没有示数,与题意不符,故B符合题意;
C.若R2内部短路,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,此时电压表测量的是电源电压,示数也变大,与题意不符,故C不符合题意;
D.若R2内部断路,整个电路断路,所以电流表和电压表均没有示数,与题意不符,故D不符合题意。
故选A。
一、电压及电压表
1.(2025·四川凉山)下列电路元件与所对应的符号不相符的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由图可知,灯泡、电池、开关与所对应的电路符号是相符的,而电流表的电路符号是,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2. (2025内蒙古一模)下列关于电压值的说法错误的是(  )
A. 一节干电池的电压是1.5V
B. 电子手表内氧化银电池电压是1.5V
C. 我国家庭电路的电压是110V
D. 对人体安全的电压不高于36V
【答案】C
【解析】A.根据标准,一节新干电池电压为1.5V, 故A正确,不符合题意;
B.一只氧化银电池的电压是1.5V,故B正确,不符合题意;
C.我国家庭电路的电压是220V,故C错误,符合题意;
D.为保护人用电安全,对人体安全的电压不高于36V,故D正确,不符合题意。故选C。
3. (2025江苏扬州一模)在学习“电压”时,我们引入“水压”进行对比,如图所示,下列说法错误的是(  )
A.我们把电源比作抽水机,电流比作水流
B.只要有水压就有水流,只要有电压就会有电流
C.水压是形成水流的原因,电压是形成电流的原因
D.这一研究方法被称为“类比法”
【答案】B
【解析】A.在电路中,电源相当于抽水机,电流相当于水流,电源的作用是在用电器两端形成电压,相当于抽水机形成水压,故A正确,不符合题意;
BC.水压是水流形成的原因,电压也是电流形成的原因,没有水压不会形成水流,同样没有电压就不会有电流,但是电压是形成电流的条件之一,如果用电器发生断路,即使两端有电压,同样不会产生电流,所以B错误,符合题意,C正确不符合题意;
D.根据水流的形成原理,将电源看作“抽水机”、电压比作“水压”、电流比作“水流”,应用了类比的方式研究物理知识,故D正确,不符合题意。故选B。
4.(2025上海一模)下列电表示数为1.4A的是( )
【答案】B
【解析】图B中,量程为3A,从上面表盘读数,每个大格为1A,分度值为0.1A,指针指在第14个刻度上。读数为1.4A .
5.(2025长沙一模)学生在使用电压表测电压时,下列做法错误的是(  )
A.将电压表与被测用电器串联
B.所用量程的最大值必须大于被测电路两端的电压
C.应该使标有“﹣”号的接线柱靠近电源的负极,另一端接线柱靠近电源的正极
D.如果被测电压不超过3V,为提高读数的准确性,可以用最大量程值为3V的量程
【答案】A
【解析】A.电压表应与被测电路并联,故A错误;
B.电压表所用量程的最大值必须大于被测电路两端的电压,否则电压表容易被损坏,故B正确;
C.电压表在使用时,应该使标有“﹣”号的接线柱靠近电源的负极,另一端接线柱靠近电源的正极,故C正确;
D.如果被测电压不超过3V,可以用最大量程值为3V的量程,此时的分度值较小,读数更精确,故D正确。
6.(2025福建一模)如图所示,能正确测出小灯泡L1两端电压的电路是(  )
A B C D
【答案】C
【解析】A、图中电压表与灯泡L1并联了,测量的是灯泡L1两端的电压,“+”、“﹣”接线柱接法也正确,故A错误;
B.图中电压表与灯泡L1并联了,测量的是灯泡L1两端的电压,但电压表的正负接线柱接反了,故B错误;
C.图中电压表与灯泡L1并联了,测量的是灯泡L1两端的电压,“+”、“﹣”接线柱接法正确,故C正确;
D.图中电压表与电源并联了,测量的是电源两端的电压,是灯泡L1和L2串联后的总电压,故D错误。故选:C。
7.(2025·陕西·B卷) 如图,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:小灯泡L1与L2串联,电压表测量小灯泡L1两端的电压。
【答案】如图所示
【解析】小灯泡L1与L2串联,则小灯泡L1右端接小灯泡L2左端;电压表测量小灯泡L1两端的电压,则电压表负接线柱接L1左端,连接如下图所示:
二、探究串并联电路电压的规律
1.(2025深圳一模)某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
(1)下列操作不正确的是______
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C. 将电压表A接点连线转接至C接点,测量两端电压
(2)测量灯泡两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是______;
(3)该小组同学用电阻箱代替故障灯泡,继续进行实验,记录数据如下表所示。
实验次数
第1次 0.8 2.0 2.8
第2次 1.0 1.8 2.8
第3次 1.4 1.4 2.7
分析表中实验数据,在误差允许范围内,可得出的结论是______。
A.串联电路中各处电流相等
B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C. 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大
D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
【答案】(1)C (2)开路(断路) (3)D
【解析】(1)A.为了安全,连接电路时,开关S应处于断开状态,故A正确,不符合题意;
B.根据电压表的使用规则可知,连接电压表时,试触后再选择合适量程,故B正确,不符合题意;
C.将电压表A接点连线转接至C接点,电压表的正负极接反了,无法测量两端电压,故C错误,符合题意;
故选C。
(2)由于两灯都熄灭,可知电路中没有电流,又电压表的示数为零,可知灯泡L2断路或者L2开路。
(3)根据表格中的数据可知,电压关系有,在误差范围内,串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和。故选D。
2.(2025宁夏一模)小明和小红设计了如图甲所示实验电路图来探究并联电路的电流和电压规律。
(1)如图乙,小明选用两个不同规格的小灯泡L1和L2探究并联电路的电流规律。
①若要测量干路电流,请你帮他完成该电路的连接。
②小明用电流表分别测出L1和L2两条支路的电流数据如表所示,测量干路电流时的表盘示数如图丙所示,请读出并填入表格中。
位置 干路 L1支路 L2支路
电流/A    0.20 0.18
③据此,小明得出结论:并联电路干路电流等于各支路中的电流之和。
小明实验中的不足之处是   ,改进方法是   。
(2)小红选用两个相同规格的小灯泡L3和L4组成并联电路,探究并联电路的电压规律。她分别用1节、2节、3节干电池做电源进行3次实验,每次都用电压表分别测量小灯泡L3、L4两端的电压和电源两端的电压。
①请你帮小红设计出记录实验数据的表格。
②小红实验中的不足之处是   ,改进方法是   。
【答案】(1)①见解析图;②0.38;③只根据一次数据得出结论具有偶然性;换用不同规格的小灯泡,并进行多次测量;
(2)①见解析图;②选用两个相同规格的小灯泡;选用两个不相同规格的小灯泡进行实验。
【解析】(1)①测量干路电流,两电流表并联,电流表接在干路中,电流从正接线柱流入,负接线柱流出,如图

②电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.38A;
③为了使结论具有更普遍的意义,需要进行多次测量,所以实验的改进方法:换用不同规格的小灯泡,并进行多次测量;
(2)①实验数据的表格应记录三次实验中小灯泡L3、L4两端的电压和电源两端的电压,如下图:
实验次数 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V 电源两端电压U/V
1
2
3
②选用两个相同规格的小灯泡,改进方法是选用两个不相同规格的小灯泡进行实验。
【点评】本题为探究并联电路中的电流和电压规律实验,能否知道换用不同的灯泡进行实验测量是本题的解题关键。
三、电阻及影响电阻的因素
1.(2025·福建)空间站中,发光二极管为金鱼藻提供光照,其主要材料属于(  )
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
【答案】B
【解析】发光二极管,也就是LED,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电能转化为光能,LED的核心是一个半导体晶片,其主要材料为半导体材料。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
2.(2025·吉林卷) 如图所示,电工用钳的手柄把套通常是塑料材质的,塑料属于(  )
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
【答案】B
【解析】如图所示,电工用钳的手柄把套通常是塑料材质的,塑料不容易导电,可以防止触电,因此塑料是绝缘体。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.(2025·湖南)如图,某学生发明的塑料插座盖,将暂时不用的插座孔盖起来防止触电。这主要是利用塑料的(  )
A.绝缘性 B.弹性 C.导电性 D.导热性
【答案】A
【解析】A.绝缘性是指物体不导电的性质。插座中存在电流,如果人不小心接触到插座孔内的带电部分,就会发生触电事故。而塑料具有良好的绝缘性,用塑料制作插座盖,将暂时不用的插座孔盖起来,可以防止人接触到插座孔内的带电部分,从而避免触电事故的发生。所以这主要是利用了塑料的绝缘性,故A符合题意。;
B.弹性是指物体在受力变形后能够恢复原状的性质。虽然塑料可能具有一定的弹性,但弹性并不是制作插座盖防止触电的主要原因,弹性主要与插座盖的安装和使用的便利性有关,而不是与防止触电的功能直接相关,故B不符合题意;
C.导电性是指物体能够传导电流的性质。如果塑料具有导电性,那么用它制作的插座盖就无法起到防止触电的作用,反而会使触电的风险增加。所以制作插座盖不能利用塑料的导电性,故C不符合题意;
D.导热性是指物体传导热量的能力。插座盖的主要作用是防止触电,与导热性无关。而且在正常使用插座时,插座产生的热量通常较小,不需要利用塑料的导热性来散热,故D不符合题意。故选A。
4.(2025·山西)2025年春节,小明观看了电影《哪吒2》。电影中,“哪吒”高呼:“冰不导电”。小明对此片段印象深刻,并产生疑问:冰真的不可以导电吗?请你帮他设计一个可操作的实验方案进行验证。
【答案】见解析
【解析】方案一:实验器材:电源、小灯泡、冻有两个铜片做接线柱的冰块、开关各一个,若干导线。实验步骤:①按照设计的电路图连接各实验器材;
②闭合开关,观察小灯泡是否发光。
实验结论:若小灯泡发光,说明冰可以导电;若小灯泡不发光,说明冰不可以导电。
方案二:实验器材:电源、电流表、电阻、冻有两个铜片做接线柱的冰块、开关各一个,若干导线。实验步骤:①按照设计的电路图连接各实验器材;
②闭合开关,观察电流表指针是否发生偏转;
实验结论:若电流表指针偏转,说明冰可以导电;若电流表指针不偏转,说明冰不可以导电。
5.(2025·湖北)有横截面积相同的1.0m长的镍铬丝、0.8m长的锰铜丝和0.5m长的康铜丝各一根,小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响。其他器材有:干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1m长的刻度尺。
长度/cm 60.0 40.0 20.0 …
电流/A
1.33 2.61 …
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。
(2)要研究长度对电阻的影响,应选择______(填“同一”或“不同”)金属丝。当镍铬丝接入电路的长度为60.0cm时,电流表示数如图乙,读数为______A。改变长度并记录电流值填入上表,随着长度减小,电路中电流变______,表明电阻变______。
(3)要研究材料对电阻的影响,可使上述三根金属丝接入电路的长度均为______m(填“0.4”“0.7”或“0.9”)。
(4)完成探究后,小晶将镍铬丝与小灯泡串联接入电路,模拟一个简易调光台灯。当观察到小灯泡变暗时,可推断镍铬丝接入电路的长度变______。
【答案】(1)
(2) 同一 0.9 大 小 (3)0.4 (4)大
【解析】(1)电路必须形成完整回路,电流才能流通。实物电路(图甲)应包括干电池提供电压,开关控制通断,电流表测量电流(注意正负接线柱,避免反接),金属丝接入电路中(通过夹子固定)。连接原则是电流从电源正极出发,经开关保护电路,通过电流表测量后,流经金属丝,最后返回电源负极。这样连接后,改变金属丝长度或材料时,电流表可读数值。如图所示:
(2)研究长度影响需控制变量,材料必须相同,只改变长度,若用不同材料,材料差异会干扰结论。
电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,读数为0.9A。
由表格可知,随着长度减小,电流增大,根据转换法,电阻的变化通过电流表示数变化来反映,故电流增大,说明电阻变小。
(3)根据控制变量法,研究材料影响需控制变量,长度必须相同,只改变材料。选择0.4m,所有丝均可达,排除0.7m和0.9m,因为有的材料无法达到相同长度,故选择0.4m。
(4)镍铬丝与小灯泡串联,灯泡亮度取决于电流(电流I减小时亮度变暗)。欧姆定律可知,总电阻增大时电流减小。因此灯泡变暗指电流减小,即镍铬丝长度增大导致总电阻增大。反之,长度减小时电阻减小,电流增大,灯泡变亮。
6. (2025湖南一模)在“探究影响导体电阻大小的因素”中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关
A、导体的材料 B、导体的长度 C.导体的横截面积
为了验证上述猜想,他用如图甲所示的器材进行实验,编号①②③是镍铭合金导体,④是锰铜导体。
(1)为避免误操作引起短路现象,保护电路各个元件,连接电路时要求开关处于 状态。
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想 (选填猜想因素选项“A”“B”或“C”)。
(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的 有关。
(4)用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,读数为 V,此时电路中电流表示数为0.2A,则②导体的电阻为 Ω。
【答案】(1)断开 (2)B (3)材料 (4)2.4 12
【解析】(1)为避免误操作引起短路现象,保护电路各个元件,连接电路时要求开关断开。
(2)两根导体的材料和模截面积相同,长度不同,根据控制变量法的要求,选择编号①②分别接入电路进行实验,可验证猜想导体的电阻与导体长度的关系,即验证猜想B。
(3)两根导体的长度和横截面积相同,材料不同,分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,说明电路中的电阻不同,由此可知:在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的材料有关。
(4)如图乙,电压表使用的是的量程,分度值为0.2V,示数是2.4V。
电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻为
四、变阻器及其应用
1.(2025云南三模)关于如图所示的滑动变阻器,下列说法不正确的是(  )
A.③是金属杆,是用电阻较小的合金制成的
B.接线柱C、D都能通过滑片②与电阻丝相连接
C.滑动变阻器使用时应串联在电路中
D.要使滑片②右移时电路阻值变大,可以连接B、C接线柱
【答案】D
【解析】AB.由图可知,③是金属杆,是用电阻较小的金属制成的,滑片与金属杆之间是接通的,所以接线柱C、D都能通过滑片②与电阻丝相连接,故AB正确,不符合题意;
C.滑动变阻器是一个可变的电阻,使用过程中,将滑动变阻器串联在电路中,故C正确,不符合题意;
D.要使滑片②右移时电路阻值变大,可以连接A、C接线柱或A、D接线柱,故D错误,符合题意。
2.(2025海南三模)如图所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动使得电压表示数变大,电路的E、F端与滑动变阻器接线柱的连接情况正确的是(  )
A.E接A、F接B B.E接A、F接D
C.E接C、F接B D.E接C、F接D
【答案】B
【解析】A.由图意知,当E接A,F接B时,此时滑动变阻器全部接入电路,无论怎样移动滑片,滑动变阻器接入电路的阻值始终为最大值,根据串联电路分压原理,此时滑动变阻器两端电压不变,故A不符合题意;
B.由图意知,当E接A,F接D,此时滑片的左边的电阻丝接入电路,当滑片向右移动,接入电路的电阻变大,根据串电路分压原理可知,此时滑动变阻器两端的电压变大,由于电压表并联在滑动变阻器两端,则电压表示数变大,故B符合题意;
C.由图意知,当E接C,F接B,此时滑片的右边的电阻丝接入电路,故滑片向右移动,接入电路的电阻变小,根据串电路分压原理可知,此时滑动变阻器两端的电压变小,由于电压表并联在滑动变阻器两端,则电压表示数变小,故C不符合题意;
D.由图意知,当E接C,F接D,此时滑动变阻器接入电路的阻值为零,相当于一条导线,则电压表被短路,电压表的示数为0,故D不符合题意。故选B。
3.(2025武汉三模)生活中可以调节亮度的台灯内部主要结构是一个变阻器。如图是其内部结构图,A、B、C是它的三个接线柱,A、C分别与弧形电阻丝的两端相连,B与金属滑片P相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度。对此现象分析不正确的是( )
A.变阻器与灯泡是串联的
B.若只将A、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
C.若只将B、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D.若只将A、B接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
【答案】B
【解析】A.台灯内变阻器的作用是改变电路中的电流,从而改变灯泡的亮度,根据串、并联电路特点,变阻器与灯泡是串联的,故A正确,不符合题意;
B.若只将A、C接入电路,变阻器接入了最大阻值,相当于一个定值电阻,不能改变接入阻值的大小,也不能调节灯泡的亮度,故B错误,符合题意;
C.若只将B、C接入电路,变阻器右边电阻接入电路,顺时针转动旋钮时接入电阻变大,电流变小,灯泡变暗,故C正确,不符合题意;
D.若只将A、B接入电路,变阻器左边电阻接入电路,顺时针转动旋钮时接入电阻变小,电流变大,灯泡变亮,故D正确,不符合题意。故选B。
4.(2025长沙三模)如图甲所示,电阻箱的示数为 Ω;如图乙所示是旋转式变阻器的结构图,它通过改变接入电路中电阻片的 (选填“粗细”、“长度”或“材料”)改变电阻,从而改变电路中的电流。A、B、C为它的三个接线柱,P为旋转触针。若将它放入电路中调节灯泡的亮度,逆时针旋转能使灯泡的亮度变大,则应将 (选填“A、B”、“B、C”或“A、C”)接线柱连入电路中。
【答案】1615 长度 B、C
【解析】由图可知,电阻箱的示数为
如图乙,旋转滑片时,电阻片连入电路的长度发生变化,从而改变了变阻器连入电路的电阻值。
逆时针旋转要使灯泡的亮度变大,需增大电路的电流,减小变阻器连入电路的电阻,即减小电阻片连入电路的长度,应将B、C接线柱连入电路中。
5.(2025·四川达州)一节新干电池电压约为 V,如图所示电阻箱阻值读数为 Ω。
【答案】1.5 2096
【解析】不同电源的电压不同,一节新干电池电压约为1.5V。
由图可知,此变阻箱接入电路的电阻为2×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+6×1Ω=2096Ω。
五、跨学科实践:制作简易调光灯
1.(2025河南三模)为了保护视力,需设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.当开关闭合后,灯与定值电阻串联,电路不变化,电流也不变化,所以灯的亮度也不会变化,故A不符合题意;
B.滑动变阻器能改变与之串联的用电器两端的电压和电路中的电流,当开关闭合后,灯与滑动变阻器串联,灯的亮度能逐渐变化,所以能连续调节亮度,故B符合题意;
C.当开关闭合后,灯与定值电阻并联,电路不变化,灯的电流也不变化,所以灯的亮度也不会变化,故C不符合题意;
D.当开关闭合后,台灯与滑动变阻器并联,并联电路互相不影响,所以滑片滑动时,灯的亮度不变 ,故D不符合题意。故选B。
2. (2025济南三模)如图, 甲为某调光台灯, 乙为该调光台灯用到的电位器结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱。转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是(  )
A.电位器应与调光台灯的灯泡串联
B.电位器和滑动变阻器的工作原理相同
C.若只将A、B接入电路, 顺时针旋转滑片, 灯泡变亮
D.若只将A、C接入电路, 顺时针旋转滑片, 灯泡亮度不变
【答案】C
【解析】A.电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,图中电位器应与灯泡串联,转动滑片可调节灯泡亮度,故A正确,不符合题意;
B.电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的,是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的,故B正确,不符合题意;
C.若只将A、B接入电路,滑片左边的电阻丝接入电路,即滑片顺时针转动旋钮时,电阻变大,灯泡变暗,故C错误,符合题意;
D.若只将A、C接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变灯泡的亮度,故D正确,不符合题意。故选C。
3. (2025湖南三模)跨学科实践:制作简易调光台灯
【项目提出】
台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力,在不同使用场景(例如书写文字和使用电脑)时,对光亮度有着不同的需求,因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。
【项目分析】
要制作一个简易调光台灯,需要完成以下任务。
(1)了解简易调光台灯的工作原理。
(2)设计一台简易调光台灯。
(3)选择元件,完成制作。
【项目实施】
(1)了解简易调光台灯的工作原理。
由电学知识可知,灯泡的发光亮度由灯泡的实际电功率决定。因此只要改变灯泡的实际电功率,就可以实现调节灯泡亮度的功能。
(2)设计一台简易调光台灯
电源电压不变,为了改变灯泡的实际电功率,可以将灯泡与一个滑动变阻器 联(填“串”或“并”)。通过改变滑动变阻器接入电路的电阻,从而改变灯泡的实际功率,实现调光的目的。
(3)选择元件,完成制作
某同学选择电源、开关、滑动变阻器、小灯泡各一个,导线若干。连接如图甲所示电路。
进行调试时,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡忽明忽暗,出现这种现象的原因是 。
由于滑动变阻器体积较大,于是同学们找来电位器来代替滑动变阻器,电位器的结构图如乙所示,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动旋钮可以改变接入电路的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮,则应该连接的接线柱为( )
A.A 和 B B.B和C C. A 和 C
【展示交流】
(1)同学们展示了自己制作的调光台灯,闭合控制开关,旋转电位器的旋钮,小灯泡可以改变亮度,当旋钮旋转到一端时,发现小灯泡不发光。小组同学思考既然可以通过旋转旋钮调节小灯泡从发光到不发光,就可以去掉电路中的控制开关,不必断电。从节能的角度思考,他们这样做是否正确?
(2)有的同学发现有的台灯还配有声控开关,可以用按钮开关或声控开关分别控制台灯,则下列开关部分电路的设计图正确的是( )
【答案】串 滑动变阻器滑片与电阻丝接触不良 B 见解析 A
【解析】电源电压不变,为了改变灯泡的实际电功率,可以将灯泡与一个滑动变阻器串联。通过改变滑动变阻器接入电路的电阻,以此改变灯泡通过的电流和灯泡两端的电压,达到改变灯泡实际功率的目的。
进行调试时,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡忽明忽暗,出现这种现象的原因是滑动变阻器滑片与电阻丝接触不良。
电位器的结构图如乙所示,为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮,则顺时针旋转时接入电路的电阻长度变短,电阻变小,因此应该连接的接线柱为B和C。
故选B。
从节能角度看,旋钮旋转到使灯泡不发光时,电路中仍有电流通过电位器等元件,会消耗电能。而控制开关可在不需要使用台灯时彻底切断电路,达到节能目的。
[5]有的同学发现有的台灯还配有声控开关,可以用按钮开关或声控开关分别控制台灯,即按钮开关和声控开关均可单独控制台灯亮灭,则两开关应并联。故电路设计图正确的是A。

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