八上第3章 电路探秘 易错题与重难点 举一反三(含解析)

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八上第3章 电路探秘 易错题与重难点 举一反三(含解析)

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第三章 易错题与重难点
易错点一、电路图与原理图的连接
典例1:(2026八上·海曙期末)(1)现有电路如下,其中电源为三节铅蓄电池串联,标有“6V0.5A”的两只灯泡接在电路中,请用笔画线代替导线,根据电路图把实物图连接补充完整。
(2)根据如图所示的实物图,在框中画出电路图。
变式1:(2026八上·鹿城期末)下列选项中,与实物图相对应的电路图是(  )
A. B.
C. D.
变式2:根据电路图,用笔画线代替导线连接实物图。要求:
①电压表量程用0~3V,电流表量程用0~0.6A。
②滑动变阻器的滑片置于 a 端时,接入电路的阻值最大。
变式3:作图题(1)小明连接了如图甲所示的实物电路,请在图乙的虚线框内画出它的电路图。
(2)如图所示的电路中有一根导线连接错误,请将该导线用“×”标出,并画出正确的连接方式。要求:改正后,灯泡和电动机并联,开关 S 控制所有用电器,S1 只控制电动机。
易错点二、电阻的大小由什么因素来决定
将金属丝拉长为原来的两倍,长度变为原来的两倍,横截面积减小为原来的一半,电阻变为原来的四倍;将金属丝对折,长度减小为原来的一半,横截面积变为原来的两倍,电阻减小为原来的1/4。
典例1:(2026八上·杭州月考)某兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
猜想1:可能与盐水的浓度有关。
猜想2:可能与盐水的液柱横截面积有关。
猜想3:可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)兴趣小组同学通过注水口向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光;根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,下面实例中也是运用这种研究方法的是______。
A.学习电流时,将电流比作水流
B.用压强计研究液体压强
C.利用木块移动的距离研究摩擦力大小的影响因素
(2)在探究猜想2时用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水后观察小灯泡亮暗,接着探究猜想3时,兴趣小组调节活塞使之   (填“向中间”或“向外侧”)移动到合适位置时,观察小灯泡的亮度变化,请问何为合适位置?   。
变式1:(2026八上·宁波期末)在探究“导体的电流与电阻的关系”的过程中,小宁和同学们用6V的电源,电流表(0~0.6A),电压表(0~3V),开关,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各1个,规格为“20Ω,1A”滑动变阻器1个,导线若干,进行了以下实验:
(1)图甲是小宁连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
(2)小宁连接好电路并检查无误后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3V,此时电流表示数如图乙所示,此时接入的定值电阻为   Ω。
(3)实验反思:当定值电阻换成25Ω电阻时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表始终无法达到3V,导致未能完成五次实验,其原因可能是   。
变式2:(2026八上·鹿城期末)小科为测量小灯泡在不同发光情况下的电阻,设计了如图1所示的电路图,图2为实物图。
(1)图2中导线a端应与滑动变阻器的   (填图中字母)接线柱连接。
(2)实验过程中,要使电流表示数变小滑片P应向   (填“B”或“C”)接线柱移动。
(3)移动滑片P,进行实验,数据记录及处理结果列于下表:
实验序号 小灯泡发光情况 U/V I/A R/Ω
1 不发光 0.40 0.12 3.3
2 发出很微弱的光 0.90 0.16 5.6
3 发出微弱的光 1.50 0.20 7.5
4 发出较强的光 0.24
①第4次实验中,电压表指针位置如图3所示,其示数为   V。
②分析数据,发现小灯泡在不同发光情况下的电阻是变化的,小灯泡的图像与图4中的   (填“a”“b”或“c”)相似。
变式3:(2026八上·海曙期末)如图是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置,已知电源恒为3伏。实验中用四根电阻丝作被测导体,A、B、C三根电阻丝等长,D最长。将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压2伏不变,进行测量并记录,数据如表。
实验组 电阻丝 材料 横截面积(厘米) 电流(安培)
I A 锰铜合金 0.4 0.56
2 B 镍铬合金 0.4 0.44
3 C 镍铬合金 0.2 0.22
4 D 镍铬合金 0.2 0.10
(1)将电阻丝 A 的两端接入电路,闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至线圈最   (填“左”或“右”)侧。
(2)分析上表中实验组3和4,得到的结论是:   
(3)为完成上述实验,所选用的滑动变阻器可能是____(填字母)。
A. “5Ω 0.6A” B. “10Ω 0.5A” C. “15Ω 0.6A’
(4)工业上将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后雕刻成螺旋状,生产出不同阻值的定值电阻。下列是用相同的金属膜雕刻成的三个阻值不同的定值电阻R1、R2、R3(虚线表示背面剩余金属膜)。你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由:   。
易错点三、滑动变阻器移动对电路是否有影响(有效电阻可能改变)
典例1:(2026八上·仙居期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片一端连着浮球,油面高度改变时,金属滑片会绕着O点转动。闭合开关S,从油量表(即电流表)指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度,下列说法中正确的是(  )
A.油面升高,R2的阻值变大 B.电路中电阻R1作用是保护电路
C.油面升高,油量表示数变小 D.油面升高,R2两端的电压变大
变式1:某项目化小组制作了一个利用电表测物体重力的小作品,其原理图如图所示。当秤盘上不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电流表示数和电压表示数的变化情况是(  )
A.电流表示数增大,电压表示数增大
B.电流表示数不变,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数减小,电压表示数不变
变式2:(2026八上·缙云月考)如图甲所示,已知电源电压为10V,将滑动变阻器滑片P移到最左端,闭合开关S,灯泡发光,电流表示数为0.35A,电压表示数(如图乙所示)为   V,则此时滑动变阻器滑片P向右移动的过程中灯泡亮度   (选填“变亮”“不变”或“变暗”)。
变式3:(2026八上·嘉兴期末)图甲为某款智能台灯,它能根据环境光线强弱,自动调整亮度,让眼睛始终保持舒适状态。图乙是它自动调光的电路图,可在环境光线强弱改变时,自动改变调光电阻R的阻值(相当于滑动变阻器)。已知台灯的电源电压为12V,灯L的电阻为10Ω。
(1)光线传感器接收到环境光线变暗信息时,智能芯片会调节电阻R阻值变   (选填“大”或“小”),相当于乙图中滑片P向   (选填“左”或“右”端滑动,从而改变灯L 的亮度,以保证眼睛舒适。
(2)在某光照强度时,为使灯光柔和不刺眼,智能芯片调节电阻R阻值,使灯L 两端实际电压为8V,则此时电阻R的阻值应调节到多少欧?
易错点四、电表刻度相同时的分析
典例1:(2026八上·杭州期末)图甲所示电路中,当闭合开关 S 后,两个电压表指针偏转角度相同。指针位置如图乙所示。电阻 R2 两端的电压为   V,电阻 R1、R2 的阻值之比为   。
变式1:(2025八上·杭州月考)如图甲电源电压U=4V,电阻闭合开关S,当滑动变阻器的滑片从最左端 P 点移动到中点时,电流表 A 的示数如图乙所示。下列说法中,正确的是 (  )
A.滑片位于 P 点时通过R1的电流为0.2A
B.滑动变阻器的最大阻值为2.5Ω
C.滑片位于中点时电流表A 的示数为0.4A
D.滑片从P 点移动到中点时电流表A 的示数改变了0.8A
变式2:(2026八上·钱塘期末)在如图所示的电路中,电源电压8.8V 保持不变,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图所示,则电流表A1的示数为   ,电阻R1的电阻阻值是   。若把电流表A2换成电压表,则电压表的示数是   。
变式3:如图所示的电路,电源电压为4.5V。当开关S断开时,A、B是电流表,两表偏转的角度均如图乙所示,则流过 R1 的电流为   A。闭合开关S后,A、B是电压表,两表示数 VA : VB为5 :4,则 R1 两端的电压为   V。
重难点五、电路故障分析
典例1:(2025八上·义乌期中)如图所示是家庭门窗报警器的内部电路结构示意图,开关S处于闭合状态,关闭门窗使金属片B与金属片A、C接触,此时灯亮电铃不响;当门窗被打开时,金属片B与A、C分离,此时电铃   (选填“响”或“不响”);某次当门窗被打开,灯泡不发光但电铃响,电路发生的故障是     。
变式1:小宁所在的科学探究小组在练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时,发生的现象是(  )
A.灯泡亮、电压表有示数 B.灯泡亮、电压表无示数
C.灯泡不亮、电压表有示数 D.灯泡不亮、电压表无示数
变式2:如图所示,当开关S闭合时,发现灯泡L1、L2均不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,根据上述现象,下列判断正确的是(  )
A.灯泡L2断路 B.电流表断路 C.灯泡L1断路 D.灯泡L2短路
变式3:在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变。现用另一定值电阻R3替换R2, 替换后电流表的示数再次变小。若故障只可能发生在电阻R1、R2、R3上,则下列判断正确的是(  )
A.R1一定断路 B.R2可能断路 C.R2一定断路 D.R3可能断路
重难点六、电路的动态变化
典例1:(2026八上·鹿城期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,R是一种特制的滑动变阻器,AB是一根可绕P点转动的金属导体,从油量表(即电流表)指针所指的刻度可以知道油面高度,下列正确的是(  )
A.油面升高,R变大,油量表示数变小
B.油面降低,R变大,油量表示数变大
C.油面升高,R变小,油量表示数变大
D.油面降低,R变小,油量表示数变大
变式1:(2025八上·黄岩期末)如图甲所示是数显式圆规,它可以直接显示出所画圆的半径r。其内部等效电路如图乙所示,当r增大时,滑片P向右移动,数显表盘示数变大。下列说法中,正确的是(  )
A.半径r变大时,电流表示数变大
B.半径r变小时,电压表示数变大
C.圆规的数显表盘对应图乙中的电流表示数
D.半径r变大时,电压表示数与电流表示数的比值增大
变式2:某同学设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中R是滑动变阻器,R0是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电压表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值________(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),压力表示数________。
变式3:(2026八上·温州月考)如图是某拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起,电压表量程为0~3V,电源电压U=6V, 电阻R0=10Ω, 均匀电阻丝MN长为10cm, 阻值为20Ω。弹簧受到的拉力每增加100N,弹簧伸长1cm。P与MN间的摩擦不计,在弹性限度内使用弹簧。
(1)闭合开关S,电压表示数随拉力大小的变化是   (填“均匀”或“不均匀”)的。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于M端。闭合开关S,拉动拉环使弹簧伸长2.5cm, 则电压表示数为   V。
(3)若要增大拉力表的测量范围,保证电阻丝MN不变,只允许改动电路中的一个元件,则你采取的措施是   。
重难点七、电路的实验探究
典例1:(2026八上·杭州月考)小明用“伏安法”测量定值电阻的阻值,实验提供的实验器材有:
A.待测电阻(阻值约为200Ω);
B.两节干电池(每节干电池的电压约为1.5V);
C.电压表一个(量程0~3V,0~15V);
D.电流表一个(0~0.6A,0~3A);
E.滑动变阻器(已知的最大阻值为,允许通过的最大电流为2A);
F.开关S一个,导线若干。则:
(1)小育用如图1所示的电路来测量待测电阻的阻值,电路中的最大电流约为   A。
(2)小育同学在实验过程中发现由于电流表分度值偏大,导致该实验不能较精确地测量出待测电阻的阻值。那么,能否不用电流表也能较精确地测出的阻值呢?小育利用提供的部分器材重新设计一种可行的电路图,如下方图2的图甲所示。
①根据电路图,请用铅笔线代替导线,在图乙中将所涉及到的实物连接起来,使之成为符合要求的电路。   
②简述主要的实验步骤:
第一步:滑动变阻器的滑片移到   (选填“a端”或“b端”),电压表测量电源电压U。
第二步:   ,电压表测量两端的电压。
③写出待测电阻的表达式=   (用实验步骤和题中的相关字母表示)。
变式1:在“探究电流与电压的关系”实验中,选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)、定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)某同学根据图甲所示电路图,准备在图乙中实物连线。请你帮助把图乙补画完整。
(2)滑动变阻器在本次实验中除了保护电路,还有一个作用   。
(3)确认电路无误后,闭合开关,共进行4次实验,他们记录的数据如表所示,你认为是第   组(填写实验序号)有可能是伪造的,理由   。
实验序号 ① ② ③ ④
电压/V 0.5 1.2 1.8 2.5
电流/A 0.10 0.24 0.36 0.5
变式2:(2026八上·拱墅期末) 在探究“影响导体电阻的因素”时,小乐猜想导体的电阻可能与下列因素有关:导体的长度、横截面积及材料。因此小乐进行如图甲所示的实验,其中实验板上固定的四条金属电阻丝规格如下表:
金属丝 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 锰钢 1 20
b 镍铬 1 20
c 锰钢 1 30
d 锰钢 0.5 20
(1)在探究电阻跟长度的关系时,小乐依次把M、N跟     (填写字母)两电阻丝的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较金属丝电阻的大小,得到相应结论。
(2)依次把M、N跟a、c两端连接,闭合开关,记下电流表示数Ia、Ic,发现     ,由此得到“在导体材料与长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小”的结论。
(3)小乐选择b、c两根电阻丝按图乙连接电路,闭合开关S后,电流表A1示数如图丙,A2示数如图丁,则通过b、c的电流分别是     A和     A。
变式3:(2026八上·缙云月考)小美利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5、10、15、20、25。
(1)请根据图甲电路图将图乙实物图连接完整。(导线不允许交叉)
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图所示的I-R图像。
①由实验图像可得出的结论:   。
②上述实验中,断开开关,保持滑片位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω,再次闭合开关,发现电压表示数   2.5V(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)为完成整个实验,根据上述定值电阻,应选择最大阻值至少为   的滑动变阻器,若实验室只有最大阻值为20的滑动变阻器,上述定值电阻中有   个不能完成上述实验。
1.如图所示,小应错把电流表并联在灯泡L1两端,此时若闭合开关,一定会发生(  )
A.电流表损坏 B.电源短路 C.L1不亮 D.L2灯丝烧断
2.在如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻R1=R2。当闭合开关时,若发现两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( )
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
3.如图各电路中,同种元件的参数均相同,能利用滑动变阻器调节灯从亮到熄灭的正确电路是(  )
A. B. C. D.
4.有一块长方体铁块,如图所示,分别沿不同方向接入电路,则 (  )
A.沿AB 方向接入电路时电阻最大
B.沿CD 方向接入电路时电阻最大
C.沿 EF 方向接入电路时电阻最大
D.沿各个方向接入电路时电阻一样大
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A1和A2示数变化情况分别是(  )
A.变小、变小 B.变大、变大 C.变大、不变 D.变小、不变
6.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是(  )
A.滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大
B.滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大
C.滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小
D.滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大
7.公共场所严禁吸烟。小明设计了一种简易烟雾报警控制器,如图所示。电路中R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,烟雾增大到一定程度使电压表的指针偏转到某区域时触发报警系统。以下做法能使控制器在烟雾较淡时就触发报警的是(  )
A.电压表改成大量程 B.减小光照强度
C.增大R0阻值 D.减小电源电压
8.如图所示,研究电路中电流的规律时,闭合开关,电流表A1 的示数为0.5 A,A2的示数为0.22 A。下列分析中,正确的是 (  )
A.灯 L1 和灯 L2 串联在电路中 B.电流表 测干路中的电流
C.通过灯L1 的电流为0.5 A D.通过灯 的电流为0.22 A
9.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则电源电压是   V,灯L1两端的电压为   V。
10.小明在“探究并联电路的电流特点”时,按如图甲所示的电路图连接好电路,闭合开关S和S1,观察示数,再闭合开关 S2,示数保持不变的电流表是   (电源电压不变),同时小明观察到电流表 A 的示数如图乙所示,为了使测量结果更精确,断开开关后,接下来的操作是   。
11.小明连接了如图甲所示的实物电路,请在图乙的虚线框内画出它的电路图。
12.根据电路图连接实物图。
13.小明用电流表和滑动变阻器设计了如图甲所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到的压力大小。其中 R'是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电流表。
(1)当开关S闭合,金属片受到的压力增大时,变阻器接入电路的阻值   ,电流表的示数   (以上均填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)我们将电流表中的电流刻度换成相应的力的刻度,就能直接显示金属片受到的压力大小。如果刻度盘中 100 N 的位置如图乙所示,则120 N 的刻度线应在 100 N 刻度线的   (填“左”或“右”)边。
14.如图所示,当滑动变阻器的滑片移动时,电压表和电流表的示数各将怎样变化
(1)图甲:若滑片向右移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
(2)图乙:若滑片向左移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
(3)图丙:若滑片向右移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
15.在“测量未知电阻 Rx阻值”的实验中,小科和小明设计了如图甲所示的电路,电源电压为3 V,且恒定不变。
(1)闭合开关后,小明发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近 3 V,电路故障的原因可能是   。
(2)小科排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则Rx 的阻值为   Ω。接着通过移动滑动变阻器的滑片位置,多次测得未知电阻两端的电压,及通过未知电阻的电流,其目的是   。
(3)小明用规格相同的另一组器材进行实验,由实验得到的数据作出U-I关系图像如图丙所示。请你分析小明实验中可能存在的问题是   。
16.(2025八上·滨江期末) 在“探究电流与电压的关系”实验中,小江设计并连接了如图甲所示的电路,其中电源为三节新的干电池(每节电池电压为1.5V,且保持不变)。
(1)连接电路后,可以先用开关进行试触,若试触时,发现电压表的指针有明显偏转,而电流表的指针没有偏转。则出现这种现象的原因可能是定值电阻   。 (选填“断路”或“短路”)
(2)检查好电路后,移动滑动变阻器的滑片,进行6次实验,并将测得的实验数据记录在表格中。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.6 2.2 2.8 3.4 4.0
电流I/A 0.10 0.16 0.22 0.28 0.34 0.40
分析表中数据可知:在电阻一定的情况下,   ;
(3)同桌的小滨分别用两个阻值未知的电阻R1和R2进行实验,得到两个电阻的I-U图象,如图乙所示。由图象可判断出R1   R2。 (选填“>” “<”或“=”)
17.在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中,三名同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻跟长度有关。
乙:导体的电阻跟材料有关。
丙:导体的电阻跟横截面积有关。
(1)电阻描述的是导体对电流的阻碍作用,丙同学由此想到长度相同的水管,管子越粗、阻力越小,于是猜想导体的横截面积越大,它的电阻越小。丙同学在猜想中用到了____(填字母)。
A.控制变量法 B.类比法 C.转换法 D.等效法
(2)选用B、C两根电阻丝进行对比实验,是为了验证   同学的猜想。
(3)若要验证乙同学的猜想,则应该选用   两根电阻丝进行对比实验。
(4)分别将 A、B、C、D四根电阻丝接入电路中,观察电流表的示数,电流表的示数越大,表示接入电阻丝的阻值越   。
(5)若将电流表换成灯泡,则通过比较   也可以比较电阻丝阻值的大小,但存在不足之处:   。
18.小科利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。可供选择的器材如下:电源(两节新干电池),电流表,电压表,开关,阻值分别为5 Ω、10 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,规格分别为“10 Ω 2 A”的滑动变阻器. 和“20Ω 1.5 A”的滑动变阻器 ,导线若干。
实验次序 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 25
电流I/A 0.4 0.2 0.08
(1)实验中电压表示数保持   V不变。
(2)断开开关,拆下5 Ω的电阻,改接10 Ω的电阻。继续操作有以下几步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大位置;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片 P 移到适当位置。合理的操作顺序是   (填序号)。
(3)换用25Ω的电阻重复操作,要顺利完成本实验,应选用的滑动变阻器是   (填“R1”或“R2”)。
(4)分析表格数据,可得出的结论是   。
19.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,为了使实验操作简便,小敏用电阻箱来代替不同的定值电阻,电阻箱能提供的阻值是0~9999 Ω之间的任意整数值。现提供的器材:电源(恒为 6 V)、滑动变阻器(“50 Ω 1 A”)、电压表(0~3 V)、电流表(0~0.6A)、电阻箱、开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求滑片在最右端时滑动变阻器接入电路的阻值最大)。
(2)实验中滑动变阻器的作用是   。
(3)实验开始时,调节电阻箱使接入阻值为5 Ω,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,电流表示数如图乙所示,则此时电压表的示数为   V。
(4)小敏多次改变电阻箱的接入阻值,测得相应电流,并得出了实验结论。根据所给量程和设定电压,电阻箱可调节的范围是   。
20.小美利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
(1)实验小组的同学们根据电路图连接的实物电路如图乙所示,经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画一根导线连接成正确的电路。
(2)改正电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最   (填“左”或“右”)端。
(3)实验中多次改变R 的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的I-R图像。
①由实验图像可得出的结论:   。
②上述实验中,小明利用5Ω的电阻完成实验后,接下来的操作是将10 Ω的电阻接入电路中,闭合开关,向   (填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为   V,读出电流表的示数。
(4)图丙中阴影部分的面积表示   。
(5)为完成整个实验,根据上述电阻的阻值,应选择最大阻值至少为   Ω的滑动变阻器,若实验室只有最大阻值为20Ω的滑动变阻器,上述定值电阻中有   个不能完成上述实验。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第三章 易错题与重难点
易错点一、电路图与原理图的连接
典例1:(2026八上·海曙期末)(1)现有电路如下,其中电源为三节铅蓄电池串联,标有“6V0.5A”的两只灯泡接在电路中,请用笔画线代替导线,根据电路图把实物图连接补充完整。
(2)根据如图所示的实物图,在框中画出电路图。
【答案】(1) (2)
【解析】【分析】(1)电流表串联在电路中,电压表并联在测量对象两端,电流从电表的正接线柱流入,负接线柱流出,根据灯泡的规格可知,电压表连接大量程。
(2)根据实物图画电路图,先分析电路的串并联,若为并联电路找到分支点,分别画出支路和干路。
【解答】(1)由图可知,电路为并联电路,电流表测量所在支路的电流,变阻器与串联,电压表测量测量电源电压,如图所示
。
(2)由实物图可知,电路为并联电路,一个开关接在干路上,一个开关接在支路上,如图所示
。
变式1:(2026八上·鹿城期末)下列选项中,与实物图相对应的电路图是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】(1)串联电路:用电器依次首尾相连,电流只有一条通路;并联电路:用电器两端分别对接,电流存在多条支路。
(2)开关放置在干路时,可以控制电路内所有用电器;开关安置在某一支路时,仅能控制这条支路上的用电器。
【解答】A、两灯并联,开关仅与 L2 处在同一条支路,只能单独控制 L2 ,与实物电路不一致,A 不符合题意;
B、两灯并联,开关只接入 L1 所在支路,只能单独控制 L1 ,和实物电路不匹配,B 不符合题意;
C、两个灯泡并联开关接在干路上,能够同时控制两盏灯,和实物图连接方式完全一致,C 符合题意;
D、灯泡 L1 、 L2 首尾相连形成串联电路,电流只有一条路径,和实物电路结构不同,D 不符合题意。
故答案为:C。
变式2:根据电路图,用笔画线代替导线连接实物图。要求:
①电压表量程用0~3V,电流表量程用0~0.6A。
②滑动变阻器的滑片置于 a 端时,接入电路的阻值最大。
【答案】
【解析】【分析】电路为串联电路,连接电路时注意电流表和电压表中电流均从正接线柱连入,负接线柱流出。
【解答】由图可知,变阻器向左移阻值变大,可知应将左侧上接线柱连入电路后右侧下面的接线柱连入电路,电压表并联在灯泡两端,测量灯泡两端的电压,如图所示
变式3:作图题(1)小明连接了如图甲所示的实物电路,请在图乙的虚线框内画出它的电路图。
(2)如图所示的电路中有一根导线连接错误,请将该导线用“×”标出,并画出正确的连接方式。要求:改正后,灯泡和电动机并联,开关 S 控制所有用电器,S1 只控制电动机。
【答案】(1)
(2)
【解析】【分析】(1)电路图的绘制规则:根据实物电路画电路图时,需明确电路的连接方式(串联或并联)、开关的控制对象。实物电路中,电流从电源正极流出,经开关、用电器后回到负极,需按电流路径对应画出元件符号。
(2)电路的连接与故障修正:并联电路中各用电器两端分别连接到电源两端;干路开关控制所有用电器,支路开关仅控制所在支路的用电器。需根据要求调整导线连接,使电路符合 “并联、开关控制对应用电器” 的条件。
【解答】 (1)分析图甲的实物电路:电流从电源正极流出,经开关S1后分为两条支路 —— 一条经灯泡L1 ;另一条经开关S2 、灯泡L2 ,两条支路汇合后回到电源负极。
(2)原电路中,灯泡与电动机的连接不符合 开关控制逻辑错误。修正方法:找到连接错误的导线(电动机与灯泡之间的导线),用 “×” 标出;重新连接导线,使灯泡和电动机分别接在电源两端(形成并联),同时保证开关S在干路(控制所有用电器),开关S1在电动机的支路(仅控制电动机)。
易错点二、电阻的大小由什么因素来决定
将金属丝拉长为原来的两倍,长度变为原来的两倍,横截面积减小为原来的一半,电阻变为原来的四倍;将金属丝对折,长度减小为原来的一半,横截面积变为原来的两倍,电阻减小为原来的1/4。
典例1:(2026八上·杭州月考)某兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
猜想1:可能与盐水的浓度有关。
猜想2:可能与盐水的液柱横截面积有关。
猜想3:可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)兴趣小组同学通过注水口向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光;根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,下面实例中也是运用这种研究方法的是______。
A.学习电流时,将电流比作水流
B.用压强计研究液体压强
C.利用木块移动的距离研究摩擦力大小的影响因素
(2)在探究猜想2时用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水后观察小灯泡亮暗,接着探究猜想3时,兴趣小组调节活塞使之   (填“向中间”或“向外侧”)移动到合适位置时,观察小灯泡的亮度变化,请问何为合适位置?   。
【答案】(1)B;C
(2)向中间;使盐水液柱横截面积与探究猜想1时相同。
【解析】【分析】(1)转换法是物理学中常用的研究方法,对于无法直接观察或测量的物理量,通过直观、易观察的现象来间接判断其大小。本实验中盐水电阻的大小无法直接观测,通过小灯泡的亮度变化来间接反映,运用了转换法;类比法是将陌生的物理量与熟悉的事物做类比,和转换法的研究逻辑不同。
(2)探究多个因素对电阻的影响时,需要使用控制变量法:每次只改变一个要探究的因素,控制其余所有因素保持不变,来研究该因素对物理量的影响。探究盐水电阻与液柱长度的关系时,需要控制盐水的浓度、液柱的横截面积不变,只改变液柱的长度。
【解答】(1)实验中根据小灯泡亮度判断盐水电阻大小,运用了转换法。
A、学习电流时将电流比作水流,是利用类比法帮助理解电流,不符合题意;
B、用压强计研究液体压强,通过 U 形管两侧液面的高度差反映液体压强的大小,将不易观察的压强转换为直观的液面高度差,属于转换法,符合题意;
C、利用木块移动的距离研究摩擦力大小,将摩擦力的大小转换为木块移动的距离,属于转换法,符合题意。
(2)探究猜想 3 时,需要控制盐水浓度和液柱横截面积不变,只改变液柱的长度。探究猜想 2 时抽取了部分盐水,液柱横截面积发生了改变,因此要调节活塞向中间移动;合适的位置是使盐水液柱横截面积与探究猜想 1 时相同,保证横截面积保持一致,只改变液柱长度这一变量。
故答案为:(1)BC;
(2)向中间;使盐水液柱横截面积与探究猜想 1 时相同。
(1)实验中根据灯泡的亮度判断盐水电阻的大小,盐水电阻越大灯泡越暗,实验运用了转换法。
A.学习电流时,将电流比作水流,采用的是类比法,故A不符合题意;
B.用压强计研究液体压强,用U形管两侧液面高度差反映液体压强大小,采用了转换法,故B符合题意;
C.利用木块移动的距离反映摩擦力的大小,采用了转换法,故C符合题意。故选BC。
(2)[1][2]探究猜想3,即盐水电阻大小与盐水液柱长度的关系时,需要控制盐水浓度、横截面积不变,改变液柱的长度,所以调节活塞使之向中间移动到合适的位置时,观察小灯泡的亮度变化,合适的位置是指使盐水液柱横截面积与探究猜想1时相同。
变式1:(2026八上·宁波期末)在探究“导体的电流与电阻的关系”的过程中,小宁和同学们用6V的电源,电流表(0~0.6A),电压表(0~3V),开关,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各1个,规格为“20Ω,1A”滑动变阻器1个,导线若干,进行了以下实验:
(1)图甲是小宁连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
(2)小宁连接好电路并检查无误后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3V,此时电流表示数如图乙所示,此时接入的定值电阻为   Ω。
(3)实验反思:当定值电阻换成25Ω电阻时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表始终无法达到3V,导致未能完成五次实验,其原因可能是   。
【答案】(1)
(2)10
(3)滑动变阻器最大阻值太小
【解析】(1)图甲中,电压表与变阻器并联是错误的,本实验中电压表要与R并联,据此改正;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律得出此时接入的定值电阻;
(3)根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压,根据分压原理得出当接入2532电阻时变阻器连入电路中的电阻分析。
【解答】(1)探究“导体的电流与电阻的关系”的实验中,电压表需要并联在定值电阻两端,图中电压表并联在了滑动变阻器两端,应将电压表并联在定值电阻两端,改法如图所示:
(2)由图乙可知,电流表选择了0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.3A,则接入的定值电阻
(3)电源电压为6V,当定值电阻为25Ω时,为了使其两端电压为3V,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压应为3V,需要的滑动变阻器的最大阻值应为25Ω;题目中滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,其最大阻值为20Ω,小于所需的25Ω,因此滑动变阻器两端电压无法达到3V,所以未能完成五次实验,其原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小。
(1)探究“导体的电流与电阻的关系”的实验中,电压表需要并联在定值电阻两端,图中电压表并联在了滑动变阻器两端,应将电压表并联在定值电阻两端,改法如图所示:
(2)由图乙可知,电流表选择了0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.3A,则接入的定值电阻
(3)电源电压为6V,当定值电阻为25Ω时,为了使其两端电压为3V,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压应为3V,需要的滑动变阻器的最大阻值应为25Ω;题目中滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,其最大阻值为20Ω,小于所需的25Ω,因此滑动变阻器两端电压无法达到3V,所以未能完成五次实验,其原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小。
变式2:(2026八上·鹿城期末)小科为测量小灯泡在不同发光情况下的电阻,设计了如图1所示的电路图,图2为实物图。
(1)图2中导线a端应与滑动变阻器的   (填图中字母)接线柱连接。
(2)实验过程中,要使电流表示数变小滑片P应向   (填“B”或“C”)接线柱移动。
(3)移动滑片P,进行实验,数据记录及处理结果列于下表:
实验序号 小灯泡发光情况 U/V I/A R/Ω
1 不发光 0.40 0.12 3.3
2 发出很微弱的光 0.90 0.16 5.6
3 发出微弱的光 1.50 0.20 7.5
4 发出较强的光 0.24
①第4次实验中,电压表指针位置如图3所示,其示数为   V。
②分析数据,发现小灯泡在不同发光情况下的电阻是变化的,小灯泡的图像与图4中的   (填“a”“b”或“c”)相似。
【答案】(1)A
(2)B
(3)2.2;a
【解析】【分析】(1)滑动变阻器接线要求遵循 “一上一下” 原则,实物图中下方接线柱 C 已经接入电路,因此上方需要任选 A 或 B 接线柱接入电路,对照电路图确定接线位置。
(2)欧姆定律:电源电压不变,电路总电阻越大,电路电流越小。滑动变阻器下端接 C,滑片向 B 移动时,接入电路电阻丝变长,电阻增大,电路电流减小。
(3)电压表读数:选用 0~3V 量程时,每一大格 1V,每一小格分度值 0.1V;小灯泡灯丝电阻受温度影响,温度越高电阻越大。U-I 图像中,斜率代表电阻大小,随着电流、电压增大,灯丝温度上升,电阻不断变大,图像倾斜程度逐渐变大。
【解答】(1)滑动变阻器接入电路要遵守 “一上一下” 接线规则,实物接线中下端接线柱 C 已经接入电路,所以导线 a 端需要接滑动变阻器上方的 A 接线柱。
(2)想要电流表示数减小,依据欧姆定律能够推出,电路总电阻需要增大。滑动变阻器下端接线柱选定 C,滑片朝着 B 端移动时,接入电路的电阻丝长度增加,电阻随之变大,因此滑片 P 向 B 接线柱移动。
(3)①观察电压表接线方式,选用 0~3V 量程,该量程下每一小格代表 0.1V,对照指针位置读出电压数值为 2.2V。
②分析表格实验数据能够发现,小灯泡灯丝电阻会受温度影响,电压、电流升高,灯丝温度上升,电阻持续增大。U-I 图像里任意一点与原点连线的斜率代表电阻大小,电阻不断变大,曲线倾斜程度持续增加,对应图线 a。
(1)根据滑动变阻上下接线柱各选一个接入电路,故导线a端应与滑动变阻器的A接线柱连接。
(2)要使电流表示数变小,根据欧姆定律可知,电路的总电阻变大,变阻器连入电路的电阻变大,下方接入的是C,故滑片P应向B接线柱移动。
(3)①[1]由图3可知,电压表量程是0~3V,分度值0.1V,示数为2.2V。
②[2]由表中数据可知,灯泡电阻随着温度升高而变大,电流均匀增大时,电阻变大,根据欧姆定律可知,灯泡两端电压的变化量大于通过灯泡的电流变化量,故是a图像。
变式3:(2026八上·海曙期末)如图是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置,已知电源恒为3伏。实验中用四根电阻丝作被测导体,A、B、C三根电阻丝等长,D最长。将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压2伏不变,进行测量并记录,数据如表。
实验组 电阻丝 材料 横截面积(厘米) 电流(安培)
I A 锰铜合金 0.4 0.56
2 B 镍铬合金 0.4 0.44
3 C 镍铬合金 0.2 0.22
4 D 镍铬合金 0.2 0.10
(1)将电阻丝 A 的两端接入电路,闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至线圈最   (填“左”或“右”)侧。
(2)分析上表中实验组3和4,得到的结论是:   
(3)为完成上述实验,所选用的滑动变阻器可能是____(填字母)。
A. “5Ω 0.6A” B. “10Ω 0.5A” C. “15Ω 0.6A’
(4)工业上将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后雕刻成螺旋状,生产出不同阻值的定值电阻。下列是用相同的金属膜雕刻成的三个阻值不同的定值电阻R1、R2、R3(虚线表示背面剩余金属膜)。你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由:   。
【答案】(1)右
(2)在材料和横截面积相同时,长度越长,电阻阻值越大
(3)C
(4)R3;理由:其螺旋线最密集,等效长度最长,横截面积最小,因此电阻最大
【解析】【分析】(1)滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
(2)根据表中数据和欧姆定律进行分析,注意控制变量法的使用。
(3)串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,电流处处相等,结合欧姆定律计算变阻器的阻值。
(4)导体的电阻与材料、横截面积和长度有关,材料相同时,长度越长、横截面积越小,电阻越大。
【解答】(1)为了电路安全,在闭合开关前,要将变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端。
(2)由表中数据可知,3和4材料和横截面积相同,4电阻丝长度更长,电压一定时,经过的电流更小,由可知,4阻值更大,故可得:在材料和横截面积相同时,长度越长,电阻阻值越大。
(3)电阻两端电压不变,电流越小,说明电阻越大,4中定值电阻两端电压为2V,电流为0.1A,此时变阻器两端电压为3V-2V=1V,变阻器阻值为,A最大阻值太小。由表中数据可知,电路中最大电流为0.56A,可知B变阻器允许通过的最大电流太小,所以选择的是C变阻器。
故答案为:C。
(4)由(2)可知,材料和横截面积相同时,长度越长,电阻越大;由实验2和3可知,材料和长度相同时,横截面积更小的3电流更小,说明电阻更大。R3的螺旋线间距最小,说明相同圆筒长度下金属膜的实际导电路径最长,且剩余横截面积最小,故电阻最大。
易错点三、滑动变阻器移动对电路是否有影响(有效电阻可能改变)
典例1:(2026八上·仙居期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是一种特制的滑动变阻器,它的金属滑片一端连着浮球,油面高度改变时,金属滑片会绕着O点转动。闭合开关S,从油量表(即电流表)指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度,下列说法中正确的是(  )
A.油面升高,R2的阻值变大 B.电路中电阻R1作用是保护电路
C.油面升高,油量表示数变小 D.油面升高,R2两端的电压变大
【答案】B
【解析】【分析】当油面上升或下降时,浮标随之上升或下降,通过类似杠杆的装置改变了电路中电阻的大小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化。
【解答】A、油面升高时,滑片向下转动,R2 接入电路的阻值变小,而非变大,故该选项错误。
B、电阻R1 的作用是防止R2 阻值过小时电路电流过大,起到保护电路的作用,故该选项正确。
C、油面升高,R2 阻值变小,总电阻变小,根据,电路电流变大,油量表示数变大,故该选项错误。
D、油面升高,R2 阻值变小,根据串联分压规律,R2 两端的电压变小,故该选项错误。
故答案为:B。
变式1:某项目化小组制作了一个利用电表测物体重力的小作品,其原理图如图所示。当秤盘上不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电流表示数和电压表示数的变化情况是(  )
A.电流表示数增大,电压表示数增大
B.电流表示数不变,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大
D.电流表示数减小,电压表示数不变
【答案】B
【解析】【分析】电压表接在滑片上,滑片相当于断路,可知移动滑片,变阻器连入电路的阻值不变,电路中电流不变。
【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测量aP之间电阻两端的电压; 由于电压表的内阻很大,在电路中可看作开路,所以R始终以最大阻值接入电路,则滑片P移动时,电路中的总电阻一直不变,在电源电压一定时,由欧姆定律可知,电路中的电流保持不变;当秤盘上所放钩码个数增多时,滑片P向下移动,电压表所测的a、P间的电阻增大,在电路中电流不变时,由可知,aP两端的电压即电压表的示数增大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
变式2:(2026八上·缙云月考)如图甲所示,已知电源电压为10V,将滑动变阻器滑片P移到最左端,闭合开关S,灯泡发光,电流表示数为0.35A,电压表示数(如图乙所示)为   V,则此时滑动变阻器滑片P向右移动的过程中灯泡亮度   (选填“变亮”“不变”或“变暗”)。
【答案】7;不变
【解析】【分析】(1)根据电压表所选量程,确定分度值,再进行读数。
(2)电压表接在滑片上,此时的变阻器相当于一个定值电阻,所以移动滑片,电阻不变,电流不变,灯亮度不变。
【解答】(1)根据图乙可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,则此时电压表的示数为7V。
(2)根据图甲可知,变阻器R与灯泡串联,电压表测量滑片右边变阻器分担的电压。由于电压表的内阻很大,因此变阻器的阻值始终全部接入电路。当变阻器的滑片向右移动时,通过灯泡的电流不变,因此灯泡亮度不变。
变式3:(2026八上·嘉兴期末)图甲为某款智能台灯,它能根据环境光线强弱,自动调整亮度,让眼睛始终保持舒适状态。图乙是它自动调光的电路图,可在环境光线强弱改变时,自动改变调光电阻R的阻值(相当于滑动变阻器)。已知台灯的电源电压为12V,灯L的电阻为10Ω。
(1)光线传感器接收到环境光线变暗信息时,智能芯片会调节电阻R阻值变   (选填“大”或“小”),相当于乙图中滑片P向   (选填“左”或“右”端滑动,从而改变灯L 的亮度,以保证眼睛舒适。
(2)在某光照强度时,为使灯光柔和不刺眼,智能芯片调节电阻R阻值,使灯L 两端实际电压为8V,则此时电阻R的阻值应调节到多少欧?
【答案】(1)小;左
(2)灯两端电压为8V,此时电路中的电流为,电阻的阻值为。
【解析】【分析】(1)滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
(2)串联电路电流处处相等,电源电压等于各用电器两端电压之和。
【解答】(1)当环境光线变暗时,为了保持眼睛舒适,需要增加灯L的亮度,可知滑片会向左移动,减小变阻器连入电路的阻值,从而增大电路中的电流,使灯变亮。
易错点四、电表刻度相同时的分析
典例1:(2026八上·杭州期末)图甲所示电路中,当闭合开关 S 后,两个电压表指针偏转角度相同。指针位置如图乙所示。电阻 R2 两端的电压为   V,电阻 R1、R2 的阻值之比为   。
【答案】1.6;4:1
【解析】【分析】电源电压为U,电阻 R1 和 R2 串联连接。电压表 V1 测量的是电源两端的电压U。电压表 V2 测量的是 R2 两端的电压 U2。串联电路中,电流处处相等,电源电压等于各电阻两端电压之和。两个电压表的指针偏转角度相同,意味着它们测量的电压值相同或成比例关系。电压表的量程会影响指针偏转相同角度时的实际电压值。
【解答】图乙电压表若为小量程读数为1.6V,若为大量程读数为8V。电压表V1 测量的是电源两端的电压U,电压表V2 测量的是R2 两端的电压 U2。根据电源电压等于各电阻两端电压之和,故电压表V1的示数大于电压表V2的示数,因此电压表V1的示数U1为8V,电压表V2的示数U2为1.6V。
根据串联电压规律可得电阻R1 两端的电压U1=U-U2=8V-1.6V=6.4V。因为各个电阻两端的电压与其电阻值成正比,则电阻 R1、R2 的阻值之比等于电阻两端电压之比,为6.4V:1.6V=4:1。
故正确答案为:1.6;4:1。
变式1:(2025八上·杭州月考)如图甲电源电压U=4V,电阻闭合开关S,当滑动变阻器的滑片从最左端 P 点移动到中点时,电流表 A 的示数如图乙所示。下列说法中,正确的是 (  )
A.滑片位于 P 点时通过R1的电流为0.2A
B.滑动变阻器的最大阻值为2.5Ω
C.滑片位于中点时电流表A 的示数为0.4A
D.滑片从P 点移动到中点时电流表A 的示数改变了0.8A
【答案】D
【解析】【分析】 A.首先根据并联电路的电压规律计算出R1两端电压,然后利用即可求出通过R1的电流;
BC.根据并联电路的电流规律比较两个电流表的示数大小,进而确定电流表的量程和分度值,进而读出示数。根据并联电路的电流规律求出通过滑动变阻器的电流,然后根据即可求出滑动变阻器接入电路的电阻,进一步求出滑动变阻器的最大阻值;
D.当滑片在最左端P点时,分析变阻器接入电路中的电阻值,根据欧姆定律和并联电路的电流规律求出电流表A的示数,然后求出电流表A示数的变化量。
【解答】 A.根据甲图可知,闭合开关S时,定值电阻R1和变阻器R2并联,电流表A1测通过R1的电流,A测干路电流。
电源电压U=4V,由并联电路的电压特点可得:U1=U2=U=4V,
则通过R1的电流为:,故A错误;
BC.根据甲图可知,电流表A测干路上的总电流,肯定大于电流表A1的示数,即I总>0.4A,
则图乙中电流表使用的是0~3A量程,分度值为0.1A,则示数为I总=2A;
则通过变阻器的电流:I2=I总-I1=2A-0.4A=1.6A,
此时变阻器接入电路的阻值:,
则滑动变阻器的最大阻值:R滑=2R中=5Ω,故BC错误;
D.当滑动变阻器的滑片P移到最左端时,变阻器的最大阻值接入电路且与R1并联,
则电流表A的示数:,
所以滑片从P点移动中点时电流表A的示数变化量为:ΔI=I总-I总'=2A-1.2A=0.8A,故D正确。
故选D。
变式2:(2026八上·钱塘期末)在如图所示的电路中,电源电压8.8V 保持不变,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图所示,则电流表A1的示数为   ,电阻R1的电阻阻值是   。若把电流表A2换成电压表,则电压表的示数是   。
【答案】2.2A;;8.8V
【解析】【分析】并联电路支路电压等于电源电压,干路电流等于支路电流之和。
【解答】由图可知,电路为并联电路,电流表接在干路上,测量总电流,电流表接在所在的支路上,测量经过的电流。由并联电路的电流特点可知,干路电流大于支路电流,可知连接的是大量程,示数为2.2A,连接的是小量程,示数为0.44A。经过的电流为,的阻值为。
把电流表A2换成电压表, 电压表与串联,由于电压表阻值很大,分压很大,两端电压忽略不计,电压表示数等于电源电压等于8.8V。
变式3:如图所示的电路,电源电压为4.5V。当开关S断开时,A、B是电流表,两表偏转的角度均如图乙所示,则流过 R1 的电流为   A。闭合开关S后,A、B是电压表,两表示数 VA : VB为5 :4,则 R1 两端的电压为   V。
【答案】2;0.9
【解析】【分析】串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,电流处处相等。
并联电路支路电压等于电源电压,干路电流等于支路电流之和。
【解答】当开关S断开时,A、B是电流表,由电路图可知,电路为并联电路,电流表A测量经过的电流,电流表测量干路电流,由并联电路的电流特点可知,B的示数大于A,可知B连接的是大量程,示数为2.5A,A连接的是小量程,示数为0.5A,可知经过的电流为2.5A-0.5A=2.0A。
闭合开关S后,A、B是电压表, 电路为串联电路,电压表A测量电源电压,电压表B测量两端电压,并联电路电源电压等于各用电器两端电压之和,电源电压为4.5V,两电表之比为5:4,可知R1 两端的电压占电源电压的五分之一,可知电压为。
重难点五、电路故障分析
典例1:(2025八上·义乌期中)如图所示是家庭门窗报警器的内部电路结构示意图,开关S处于闭合状态,关闭门窗使金属片B与金属片A、C接触,此时灯亮电铃不响;当门窗被打开时,金属片B与A、C分离,此时电铃   (选填“响”或“不响”);某次当门窗被打开,灯泡不发光但电铃响,电路发生的故障是     。
【答案】响;灯泡短路
【解析】【分析】分析图中电路,判断金属片B与金属片A、C接触或不接触时,对电路工作的影响,从而判断电铃与灯泡的工作状态。同时根据短路、断路的概念可分析电路实际工作情况。
【解答】分析图中电路可知,当金属片B与金属片A、C接触时,电铃被短路,此时灯亮电铃不响;当门窗被打开时,金属片B与A、C分离,此时电铃和灯泡形成串联电路,所以二者都能工作;
某次当门窗被打开,灯泡不发光但电铃响,说明电路是通路,此时电路发生的故障可能是灯泡短路。
故答案为:响;灯泡短路。
变式1:小宁所在的科学探究小组在练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时,发生的现象是(  )
A.灯泡亮、电压表有示数 B.灯泡亮、电压表无示数
C.灯泡不亮、电压表有示数 D.灯泡不亮、电压表无示数
【答案】C
【解析】根据电压表的特点和使用方法分析判断。
【解答】根据图片可知,灯泡L与电压表串联。由于电压表的内阻很大,因此通过灯泡的电流很小,则灯泡不亮。由于串联电路中电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电压,即示数接近电源电压。故选C。
变式2:如图所示,当开关S闭合时,发现灯泡L1、L2均不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,根据上述现象,下列判断正确的是(  )
A.灯泡L2断路 B.电流表断路 C.灯泡L1断路 D.灯泡L2短路
【答案】A
【解析】电压表有示数,则说明它与电源两极直接连通;否则,它与两极之间存在断路。当电压表和电流表串联时,由于电压表的内阻很大,也会导致电流表的示数几乎为零,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,开关S闭合时,发现灯泡L1、L2均不发光,电流表无示数,说明电路断路。电压表示数约等于电源电压,说明电压表的正、负接线柱与电源正、负极之间是连通的,即电压表测量的用电器发生断路,故灯泡L2断路。故选A。
变式3:在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变。现用另一定值电阻R3替换R2, 替换后电流表的示数再次变小。若故障只可能发生在电阻R1、R2、R3上,则下列判断正确的是(  )
A.R1一定断路 B.R2可能断路 C.R2一定断路 D.R3可能断路
【答案】A
【解析】电压表示数不变,说明电源完好;电流表示数变小,说明有支路出现断路;
若R1断路,用定值电阻R3替换R2, 如果R3>R2, 那么电流表的示数减小,电压表的示数不变;
若R2断路,用定值电阻R3替换R2, 电流表的示数增大,电压表的示数不变;
所以R1一定断路、R2没有断路。
若R3断路,用定值电阻R3替换R2前不会出现不会出现电流表示数变小的情况,所以R3不可能断路。
故B、C、D错误,而A正确。
重难点六、电路的动态变化
典例1:(2026八上·鹿城期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,R是一种特制的滑动变阻器,AB是一根可绕P点转动的金属导体,从油量表(即电流表)指针所指的刻度可以知道油面高度,下列正确的是(  )
A.油面升高,R变大,油量表示数变小
B.油面降低,R变大,油量表示数变大
C.油面升高,R变小,油量表示数变大
D.油面降低,R变小,油量表示数变大
【答案】C
【解析】【分析】(1)串联电路电阻特点:滑动变阻器 R 和定值电阻 R'串联,电路总电阻等于两个电阻阻值之和。浮标升降带动金属导体转动,可以改变滑动变阻器接入电路的电阻大小。
(2)欧姆定律:导体电阻不变时,电路两端总电压恒定,电路中的电流与总电阻成反比;总电阻越大,电路电流越小;总电阻越小,电路电流越大。油量表是电流表,电流大小直接反映油面高度。
【解答】A、油面升高,浮标上浮,滑动变阻器接入电路的阻值 R 变小,电路总电阻减小,电路电流变大,油量表示数变大,A 错误;
B、油面降低,浮标下沉,滑动变阻器接入电路的阻值 R 变大,电路总电阻增大,电路电流变小,油量表示数变小,B 错误;
C、油面升高,浮标上浮,滑动变阻器接入电路的阻值 R 变小,电路总电阻减小,电路电流变大,油量表示数变大,C 正确;
D、油面降低,浮标下沉,滑动变阻器接入电路的阻值 R 变大,电路总电阻增大,电路电流变小,油量表示数变小,D 错误;
故答案为:C。
变式1:(2025八上·黄岩期末)如图甲所示是数显式圆规,它可以直接显示出所画圆的半径r。其内部等效电路如图乙所示,当r增大时,滑片P向右移动,数显表盘示数变大。下列说法中,正确的是(  )
A.半径r变大时,电流表示数变大
B.半径r变小时,电压表示数变大
C.圆规的数显表盘对应图乙中的电流表示数
D.半径r变大时,电压表示数与电流表示数的比值增大
【答案】D
【解析】根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联接入电路中,电流表测量电路电流,电压表并联在R2两端,测量其两端电压;根据半径的变化分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化和总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化;根据串联电路的分压规律可知电压表示数的变化;根据两表示数变化情况分析电压表示数与电流表示数的比值的变化。
【解答】A、由图乙可知,两电阻串联,电流表测量串联电路中电流,电压表测量R2两端电压,半径r变大时,滑片P向右移动,R2的阻值增大,则电路中电阻增大,则电路中电流变小,所以电流表示数变小,故A错误;
B、半径r变小时,滑片P向左移动,R2的阻值减小,由串联分压特点可知,R2两端电压减小,所以电压表示数变小,故B错误;
C、圆规的数显表盘示数应随半径变大而变大,由于半径r变大时,电流表示数变小;半径r变小时,电流表示数变大,所以圆规的数显表盘不是图乙中的电流表示数,故C错误;
D、半径r变大时,滑片P向右移动,R2的阻值增大,电压表示数与电流表示数的比值等于R2的阻值,所以电压表示数与电流表示数的比值增大,故D正确。
故答案为:D。
变式2:某同学设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中R是滑动变阻器,R0是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电压表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值________(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),压力表示数________。
【答案】变大;变大
【解析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,即电阻越大,它分得的电压越大;
(2)金属片受到压力时向下运动,据此分析变阻器的阻值变化,最后根据串联电路的分压规律判断电压表的示数变化。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。
当金属片受到的压力增大时,滑片向下运动,此时变阻器的阻值变大,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,压力表的示数变大。
变式3:(2026八上·温州月考)如图是某拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起,电压表量程为0~3V,电源电压U=6V, 电阻R0=10Ω, 均匀电阻丝MN长为10cm, 阻值为20Ω。弹簧受到的拉力每增加100N,弹簧伸长1cm。P与MN间的摩擦不计,在弹性限度内使用弹簧。
(1)闭合开关S,电压表示数随拉力大小的变化是   (填“均匀”或“不均匀”)的。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于M端。闭合开关S,拉动拉环使弹簧伸长2.5cm, 则电压表示数为   V。
(3)若要增大拉力表的测量范围,保证电阻丝MN不变,只允许改动电路中的一个元件,则你采取的措施是   。
【答案】(1)均匀
(2)1
(3)换用更大阻值的定值电阻
【解析】【分析】(1)电压表阻值很大,相当于断路,所以图中的变阻器相当于一个定值电阻。
(2)串联电路电流等于电源电压与各用电器阻值之和,结合电阻与长度的关系进行电压表并联部分电阻的阻值,由欧姆定律计算电压大小。
(3)根据最大电压和变阻器阻值不变进行分析判断。
【解答】(1)由图可知,电路为串联电路,电压表接在滑片上,移动滑片,变阻器连入电路的阻值不变,电源电压不变,由U=IR可知,电压变化量与电阻变化量成正比,可知电压表示数随压力大小的变化是均匀的。
(2)电路中的电流为,拉动拉环使弹簧伸长2.5cm,即滑片移动2.5cm, 均匀电阻丝MN长为10cm, 阻值为20Ω,可知与电压表并联部分的电阻大小为,电压表示数为。
(3)电压表量程为0-3V,可知电压表示数最大为3V,要增大测量范围,即长度变化量更大,与电压表并联部分的电阻变大,要保持最大电压不变,则应减小电路中的电流,所以应增大定值电阻的阻值。
重难点七、电路的实验探究
典例1:(2026八上·杭州月考)小明用“伏安法”测量定值电阻的阻值,实验提供的实验器材有:
A.待测电阻(阻值约为200Ω);
B.两节干电池(每节干电池的电压约为1.5V);
C.电压表一个(量程0~3V,0~15V);
D.电流表一个(0~0.6A,0~3A);
E.滑动变阻器(已知的最大阻值为,允许通过的最大电流为2A);
F.开关S一个,导线若干。则:
(1)小育用如图1所示的电路来测量待测电阻的阻值,电路中的最大电流约为   A。
(2)小育同学在实验过程中发现由于电流表分度值偏大,导致该实验不能较精确地测量出待测电阻的阻值。那么,能否不用电流表也能较精确地测出的阻值呢?小育利用提供的部分器材重新设计一种可行的电路图,如下方图2的图甲所示。
①根据电路图,请用铅笔线代替导线,在图乙中将所涉及到的实物连接起来,使之成为符合要求的电路。   
②简述主要的实验步骤:
第一步:滑动变阻器的滑片移到   (选填“a端”或“b端”),电压表测量电源电压U。
第二步:   ,电压表测量两端的电压。
③写出待测电阻的表达式=   (用实验步骤和题中的相关字母表示)。
【答案】(1)0.015
(2);a端;当滑片滑到b端;
【解析】【分析】(1)欧姆定律指出,导体中的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,公式为。电源电压保持不变时,电路总电阻越小,电路中的电流越大;当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路总电阻最小,电流达到最大值。
(2)串联电路中各处电流相等,总电压等于各部分电路两端电压之和。当电流表无法精确测量电流时,可利用已知最大阻值的滑动变阻器与待测电阻串联,通过两次电压测量结合串联分压规律计算待测电阻,该方法称为伏阻法。
(3)连接实物电路时,串联部分沿电流路径依次连接各元件,电压表并联在待测电路两端;滑动变阻器采用 “一上一下” 的接线方式,滑片移动可改变接入电路的电阻大小。
【解答】(1)两节干电池串联,电源总电压U=2×1.5V=3V。当滑动变阻器滑片移到 a 端时,接入电路的电阻为 0,电路总电阻等于待测电阻的阻值,此时电路电流最大。
根据欧姆定律计算得:
(2)①实物电路连接:从电源正极出发,依次连接滑动变阻器的上端接线柱、待测电阻Rx、开关 S,回到电源负极;电压表选择 0~3V 量程,并联在Rx两端,保证电流从正接线柱流入、负接线柱流出。
②第一步:测量电源电压时,需要让滑动变阻器接入电路的阻值为 0,因此将滑动变阻器的滑片移到 a 端,此时电压表的示数等于电源电压 U。
③第二步:测量Rx两端电压时,需要让滑动变阻器接入最大阻值,因此将滑动变阻器的滑片移到 b 端,此时滑动变阻器阻值为R1,与Rx串联,电压表测量Rx两端的电压Ux。得所以。
(1)电源是两节干电池,电压为3V,滑片滑到a端,只有接入电路,电路最小电阻约为200Ω,所以电路最大电流约为
(2)[1]根据电路图连接实物图,从电源正极开始,依次经过滑动变阻器、、开关到电源的负极,电压表并联在两端,电源电压约为3V,电压表选择0 3V测量范围,据此作图。
[2][3][4]由于电路最大电流太小,电流表指针偏转太小,不能准确测量的电流值,只使用电压表测量电压,使滑动变阻器与串联,电压表并联在两端,当滑片滑到a端,电压表测量电源电压U;当滑动变阻器的滑片滑到b端,电压表测量两端的电压Ux,根据串联电路电流相等可得
所以。
变式1:在“探究电流与电压的关系”实验中,选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)、定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)某同学根据图甲所示电路图,准备在图乙中实物连线。请你帮助把图乙补画完整。
(2)滑动变阻器在本次实验中除了保护电路,还有一个作用   。
(3)确认电路无误后,闭合开关,共进行4次实验,他们记录的数据如表所示,你认为是第   组(填写实验序号)有可能是伪造的,理由   。
实验序号 ① ② ③ ④
电压/V 0.5 1.2 1.8 2.5
电流/A 0.10 0.24 0.36 0.5
【答案】(1)
(2)改变定值电阻两端的电压
(3)①;如表数据所示,第①组实验时,电压表示数0.5V,电流0.1A,则滑动变阻器的电压为U滑=U-UR=3V-0.5V=2.5V,滑动变阻器连入的阻值R滑=U滑/I=2.5V/0.1A=25Ω,而实验器材中滑动变阻器最大的阻值为20Ω,所以第①组实验数据有拼凑的嫌疑(合理即可)
【解析】(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,电压表选用小量程与定值电阻并联;
(2)根据控制变量法,研究电流与电压的关系时,需调节定值电阻两端的电压;
(3)根据表中数据,由得出第①次实验的电阻;电源电压为3V,根据 U滑=U-UR 计算出变阻器两端的电压,再根据计算变阻器接入的阻值,最后与变阻器的最大阻值进行比较即可。
【解答】(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,电压表选用小量程与定值电阻并联,如图所示:
;
(2)根据控制变量法,研究电流与电压的关系时,滑动变阻器需调节定值电阻两端的电压。
变式2:(2026八上·拱墅期末) 在探究“影响导体电阻的因素”时,小乐猜想导体的电阻可能与下列因素有关:导体的长度、横截面积及材料。因此小乐进行如图甲所示的实验,其中实验板上固定的四条金属电阻丝规格如下表:
金属丝 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 锰钢 1 20
b 镍铬 1 20
c 锰钢 1 30
d 锰钢 0.5 20
(1)在探究电阻跟长度的关系时,小乐依次把M、N跟     (填写字母)两电阻丝的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较金属丝电阻的大小,得到相应结论。
(2)依次把M、N跟a、c两端连接,闭合开关,记下电流表示数Ia、Ic,发现     ,由此得到“在导体材料与长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小”的结论。
(3)小乐选择b、c两根电阻丝按图乙连接电路,闭合开关S后,电流表A1示数如图丙,A2示数如图丁,则通过b、c的电流分别是     A和     A。
【答案】(1)a、d
(2)
(3)0.5;1
【解析】【分析】(1)控制变量法的应用:在探究导体电阻与某一因素的关系时,需控制其他因素不变,只改变研究的因素。探究电阻与长度的关系,要控制材料、横截面积相同,改变长度;探究电阻与横截面积的关系,要控制材料、长度相同,改变横截面积。
(2)电阻与电流的关系:在电压一定的电路中,导体的电阻是阻碍电流的物理量,电阻越小,电路中的电流越大,可通过电流表示数的大小间接反映电阻的大小,这是转换法的应用。
(3)并联电路的电流特点与电流表读数:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;电流表读数时,需先确定量程,再看分度值,最后读取指针示数,不同量程的分度值不同,0~0.6A 量程分度值为 0.02A,0~3A 量程分度值为 0.1A。
【解答】(1)探究电阻跟长度的关系,需控制材料和横截面积相同、长度不同。分析表格数据,a、d 两根电阻丝材料均为锰钢,横截面积均为 20mm2,长度分别为 1m 和 0.5m,符合控制变量的要求。
(2)a、c 两根电阻丝材料为锰钢、长度为 1m,a 的横截面积 20mm2 小于 c 的 30mm2。根据 “导体材料与长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小” 的结论,c 的电阻更小。电路电压不变,电阻越小电流越大,因此通过 c 的电流Ic 大于通过 a 的电流Ia 。
(3)图乙中 b、c 电阻丝并联,电流表A1 测干路电流,A2 测 b 支路电流。干路电流大于支路电流,因此A1 选 0~3A 量程(分度值 0.1A),指针指在1.5A 处,读数为 1.5A;
A2 选 0~0.6A 量程(分度值 0.02A),指针指在 0.5A 处,读数为 0.5A。
计算通过 c 的电流:根据并联电路电流规律,通过 c 的电流 Ic =I Ib =1.5 A 0.5 A=1.0 A。
故答案为:(1) a、d;(2) Ia 变式3:(2026八上·缙云月考)小美利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5、10、15、20、25。
(1)请根据图甲电路图将图乙实物图连接完整。(导线不允许交叉)
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图所示的I-R图像。
①由实验图像可得出的结论:   。
②上述实验中,断开开关,保持滑片位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω,再次闭合开关,发现电压表示数   2.5V(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)为完成整个实验,根据上述定值电阻,应选择最大阻值至少为   的滑动变阻器,若实验室只有最大阻值为20的滑动变阻器,上述定值电阻中有   个不能完成上述实验。
【答案】(1)
(2)电压一定,电流与电阻成反比;大于
(3)35;3
【解析】【分析】(1)滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。实物图和电路图中移动滑片后阻值变化情况应一致。
(2)根据串联电路电阻越大,分压越大进行分析。
(3)根据串联电路电阻比等于电压比进行计算,注意要控制定值电阻两端电压相同。
【解答】(1)根据图甲电路图,滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路,电压表并联在定值电阻两端,按照此规则完成图乙实物图连接。如图:
(2)①由实验图像可知,在电压一定时,电阻增大,电流减小,且电流与电阻的乘积为定值,所以可得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
[2]在探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,由图知,电阻两端的电压始终保持不变,即.
将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,根据串联分压原理,电阻增大,其分得的电压增大,所以再次闭合开关,发现电压表示数大于2.5V。
(3)实验中定值电阻两端电压需保持2.5V不变,电源电压6V,因此滑动变阻器两端电压
当定值电阻取最大值25Ω时,电路中电流
根据欧姆定律,滑动变阻器需接入的最大电阻
即滑动变阻器最大阻值至少为35Ω。
故答案为:35。
若滑动变阻器最大阻值为20Ω,同理根据串联分压,代入,,,可得:
即定值电阻需才能完成实验。而实验用电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,其中15Ω、20Ω、25Ω均大于14.29Ω,共3个不能完成实验。
故答案为:3。
1.如图所示,小应错把电流表并联在灯泡L1两端,此时若闭合开关,一定会发生(  )
A.电流表损坏 B.电源短路 C.L1不亮 D.L2灯丝烧断
【答案】C
【解析】根据图片分析用电器的串并联关系即可。
【解答】根据图片可知,灯泡L1与L2串联,电流表与L1并联。此时电流表将灯泡L1短路,则L1不发光,而L2能够发光,电流表有示数。
2.在如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻R1=R2。当闭合开关时,若发现两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( )
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
【答案】B
【解析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,两个电阻并联,它们两端的电压都等于电源电压,且它们的阻值相等,根据可知,通过两个电阻的电流也相等。电流表A1测总电流,A2测通过电阻R2的电流,根据I总=I1+I2可知,前者的示数应该是后者的2倍。
A.R1短路时,R2同时被短路,A2的示数为零,A1的示数会很大,超出正常范围,故A不合题意;
B.R1断路时,只有R2工作,此时两个电流表都测通过它的电流,因此示数相等,故B符合题意;
C.R2短路时,R1同时被短路,A2的示数为零,A1的示数会很大,超出正常范围,故C不合题意;
D.R2断路时,A2的示数为零,A1的示数不为零,故D不合题意。
3.如图各电路中,同种元件的参数均相同,能利用滑动变阻器调节灯从亮到熄灭的正确电路是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对各个电路图进行分析,首先确定灯泡能否正常发光,然后判断灯泡的电压能否变成零即可。
【解答】A.滑动变阻器与灯泡并联,当滑 P滑到最左端时,会引起电源短路,故A不合题意;
B.滑动变阻器与灯泡串联,当滑片 P左右滑动时,只能改变灯泡的亮度,不能使灯泡熄灭,故B不合题意;
C.滑动变阻器与灯泡串联,滑片 P 使灯泡处于短路状态,无论怎样滑动滑片灯泡都不亮,故C不合题意;
D.滑动变阻器的右半部分与灯泡并联,当滑片P滑到最右端时,会引起灯泡短路,实现灯泡由亮到灭的变化,故D符合题意。故选D。
4.有一块长方体铁块,如图所示,分别沿不同方向接入电路,则 (  )
A.沿AB 方向接入电路时电阻最大
B.沿CD 方向接入电路时电阻最大
C.沿 EF 方向接入电路时电阻最大
D.沿各个方向接入电路时电阻一样大
【答案】A
【解析】导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在材料和温度相同时,长度越长、横截面积越小,电阻越大;反之,电阻越小。
【解答】A、沿 AB 方向接入电路时,铁块的长度最长,横截面积最小,根据电阻与长度、横截面积的关系,此时电阻最大,故该选项正确。
B、沿 CD 方向接入电路时,铁块的长度较短,横截面积较大,电阻较小,故该选项错误。
C、沿 EF 方向接入电路时,铁块的长度和横截面积情况使得电阻不是最大的,故该选项错误。
D、由于沿不同方向接入电路时,铁块的长度和横截面积不同,所以电阻不一样大,故该选项错误。
故答案为:A。
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A1和A2示数变化情况分别是(  )
A.变小、变小 B.变大、变大 C.变大、不变 D.变小、不变
【答案】D
【解析】由图可知:R1和R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路电流,并联电路中支路与支路间互不干扰,所以滑片P向左移动时,R2支路上电流不变,即电流表A2示数不变;滑动变阻器R1接入电路的阻值变大,由I=可知R1支路电流变小,根据并联电路的电流特点,总电流变小,即电流表A1示数变小.故ABC错误,D正确.
由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路电流;
根据滑片移动方向判断滑动变阻器接入电路阻值如何变化,根据并联电路特点和欧姆定律分析答题
6.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是(  )
A.滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大
B.滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大
C.滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小
D.滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大
【答案】D
【解析】根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表测总电流。
【解答】AB.当滑片向右滑动时,变阻器的阻值增大,总电阻增大,而总电流减小。根据U=IR可知,电压表的示数减小,故A、B错误。
CD.当滑片向左滑动时,变阻器的阻值减小,总电阻减小,而总电流增大。根据U=IR可知,电压表的示数增大,故C错误,D正确。
7.公共场所严禁吸烟。小明设计了一种简易烟雾报警控制器,如图所示。电路中R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,烟雾增大到一定程度使电压表的指针偏转到某区域时触发报警系统。以下做法能使控制器在烟雾较淡时就触发报警的是(  )
A.电压表改成大量程 B.减小光照强度
C.增大R0阻值 D.减小电源电压
【答案】B
【解析】由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压。根据光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小可知,当烟雾增大时,光敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端电压的变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化量,据此得出控制器在烟雾较淡时就触发报警时分得的电压变化,然后分析选项得出答案。
【解答】由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压。
因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以当烟雾增大时(即光照强度减弱),光敏电阻的阻值增大,电路中的总电阻增大,
由可知,电路中的电流减小,
由U=IR可知,R0两端的电压减小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R两端的电压增大,即电压表的示数增大,电压增大到一定程度使电压表的指针偏转到某区域时触发报警系统;
要控制器在烟雾较淡时就触发报警,就应在烟雾较淡时光敏电阻两端的电压达到报警系统触发电压,
即增大气敏电阻分得的电压;
A.电压表改成大量程时,不能改变气敏电阻两端的电压,故A错误;
B.减小激光强度(即光照强度减弱),光敏电阻的阻值变大,其分得的电压变大,故B正确;
C.增大R0阻值时,R0分得的电压增加,则光敏电阻分得的电压减小,故C错误;
D.减小电源电压时,光敏电阻分得的电压也变小,故D错误。
故答案为:B。
8.如图所示,研究电路中电流的规律时,闭合开关,电流表A1 的示数为0.5 A,A2的示数为0.22 A。下列分析中,正确的是 (  )
A.灯 L1 和灯 L2 串联在电路中 B.电流表 测干路中的电流
C.通过灯L1 的电流为0.5 A D.通过灯 的电流为0.22 A
【答案】D
【解析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A测干路电流,由此可知L1的电流和干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过灯L2的电流;
电路中的电流方向是从电源正极出发经用电器流回负极。
【解答】 由电路图可知,电流从电源正极流出经过开关、电流表A1,分为两个支路,一支通过L2、A2,另一支通过L1,回到电源负极,所以两灯是并联的,电流表A2测L2支路的电流,电流表A1测干路电流,所以干路电流为0.5A,L2的电流为0.22A;由于并联电路电流规律:I=I1+I2,故通过灯L1的电流:I1=I-I2=0.5A-0.22A=0.28A。
故答案为:D。
9.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则电源电压是   V,灯L1两端的电压为   V。
【答案】8.5;6.8
【解析】由电路图可知,电灯L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压;根据串联电路的电压特点确定两电压表的量程并读数,从而得到电源电压以及两灯的电压。
【解答】由电路图可知,电灯L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压。
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数应大于V2的示数;
而两个电压表指针偏转相同,所以电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,示数为8.5V,即电源电压U=8.5V;
电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数1.7V,即L2两端的电压U2=1.7V,
由串联电路的特点可知,L1两端的电压:U1=U-U2=8.5V-1.7V=6.8V。
10.小明在“探究并联电路的电流特点”时,按如图甲所示的电路图连接好电路,闭合开关S和S1,观察示数,再闭合开关 S2,示数保持不变的电流表是   (电源电压不变),同时小明观察到电流表 A 的示数如图乙所示,为了使测量结果更精确,断开开关后,接下来的操作是   。
【答案】A1;改接电流表A 的小量程
【解析】并联电路各支路互不影响,所以的闭合与断开对所在的支路没有影响。
【解答】由图可知,测量所在支路电流,测量所在支路电流,A测量干路电流。 闭合开关S和S1,此时A和有示数,没有示数,再闭合开关,有示数,各支路互不干扰,可知示数不变,干路电流等于支路电流之和,可知A示数变大。
由图可知,电流表连接的是大量程,指针偏转角度较小,应改接到小量程。
11.小明连接了如图甲所示的实物电路,请在图乙的虚线框内画出它的电路图。
【答案】
【解析】根据实物图确定电器元件的串并联关系,以及连接的先后顺序,据此画出对应的电路图即可。
【解答】根据实物图可知,灯泡L1和L2并联,开关S1在靠近正极一侧的干路上,开关S2和灯泡L2串联在同一支路上,如下图所示:
12.根据电路图连接实物图。
【答案】
【解析】根据甲图确定电路的串并联关系,以及连接的先后顺序,据此连接实物即可。
【解答】根据电路图可知,灯泡L1和L2并联,开关S1与灯泡L1串联在同一支路上,开关S2在靠近正极一侧的干路上,如下图所示:
13.小明用电流表和滑动变阻器设计了如图甲所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到的压力大小。其中 R'是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电流表。
(1)当开关S闭合,金属片受到的压力增大时,变阻器接入电路的阻值   ,电流表的示数   (以上均填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)我们将电流表中的电流刻度换成相应的力的刻度,就能直接显示金属片受到的压力大小。如果刻度盘中 100 N 的位置如图乙所示,则120 N 的刻度线应在 100 N 刻度线的   (填“左”或“右”)边。
【答案】(1)变大;变小 (2)左
【解析】(1)滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。由欧姆定律可知,总电阻越大,电路中电流越小。
(2)电路为串联电路,总电阻等于各用电器电阻之和,由欧姆定律可知,电源电压一定时时,电阻越大,电路中电流越小。
【解答】(1)当金属片受到的压力增大时,金属片下移,R'接入电路中的电阻丝变长,即变阻器接入电路的电阻变大,则电路中的电流变小,电流表的示数变小。
(2)将电流表中的电流刻度换成相应的力的刻度,120 N 的力比 100 N的力大,金属片受到的压力为 120 N 时 R'接入电路的电阻比金属片受到的压力为 100 N 时R'接入电路的电阻大,则金属片受到的压力为120 N 时电流表的示数比金属片受到的压力为100 N 时小,故120 N 的刻度应在100 N 刻度的左边。
14.如图所示,当滑动变阻器的滑片移动时,电压表和电流表的示数各将怎样变化
(1)图甲:若滑片向右移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
(2)图乙:若滑片向左移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
(3)图丙:若滑片向右移动,则电流表的示数   ,电压表的示数   。
【答案】(1)变小;变小
(2)变大;变小
(3)不变;变小
【解析】(1)串联电路的特点:串联电路中总电阻等于各部分电阻之和;在电源电压不变时,根据欧姆定律,电路中总电阻变化会引起电流变化。
(2)欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,公式为,变形可得U=IR,可用于分析电阻两端电压的变化。
【解答】(1)图甲中,R与R'串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片向右移动时,滑动变阻器R ' 接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大。因为电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I变小,即电流表的示数变小。又因为U=IR,R的阻值不变,电流I变小,所以R两端的电压变小,即电压表的示数变小。
(2)图乙中,R与R ' 串联,电压表测R ' 两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片向左移动时,滑动变阻器R ' 接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小。由于电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I变大,即电流表的示数变大。根据U=IR,R的阻值不变,电流I变大,所以R两端的电压变大。
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,即U=UR +UR',所以R ' 两端的电压UR' =U UR变小,即电压表的示数变小。
(3)图丙中,R与R' 串联,电压表测R' 滑片右侧部分电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变(因为是滑片右侧部分,滑片移动不改变接入电路的总电阻),所以电路的总电阻不变。
由于电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I不变,即电流表的示数不变。而电压表所测的R'滑片右侧部分电阻变小,根据U=IR,电流I不变,电阻变小,所以电压表的示数变小。
15.在“测量未知电阻 Rx阻值”的实验中,小科和小明设计了如图甲所示的电路,电源电压为3 V,且恒定不变。
(1)闭合开关后,小明发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近 3 V,电路故障的原因可能是   。
(2)小科排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则Rx 的阻值为   Ω。接着通过移动滑动变阻器的滑片位置,多次测得未知电阻两端的电压,及通过未知电阻的电流,其目的是   。
(3)小明用规格相同的另一组器材进行实验,由实验得到的数据作出U-I关系图像如图丙所示。请你分析小明实验中可能存在的问题是   。
【答案】(1)电阻R 开路
(2)15;减小误差
(3)电压表没有调零,指针偏右(或电流表没有调零,指针偏左)
【解析】 (1)闭合开关后,小明发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数且示数接近3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(2)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用求出Rx的阻值;为了减小误差,应多次测量取平均值;
(3)根据图丙中电流为0时,电压不为0分析解答。
【解答】 (1)闭合开关后,小明发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数且示数接近3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路故障原因可能是电阻Rx断路;
(2)小科排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器,电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.16A,则Rx的阻值为:
;
为了减小误差,应多次测量取平均值;
(3)图丙中,当电流为0时,电压表有示数,可能是电压表没有调零,指针偏右,或者是电流表没有调零,指针偏左。
16.(2025八上·滨江期末) 在“探究电流与电压的关系”实验中,小江设计并连接了如图甲所示的电路,其中电源为三节新的干电池(每节电池电压为1.5V,且保持不变)。
(1)连接电路后,可以先用开关进行试触,若试触时,发现电压表的指针有明显偏转,而电流表的指针没有偏转。则出现这种现象的原因可能是定值电阻   。 (选填“断路”或“短路”)
(2)检查好电路后,移动滑动变阻器的滑片,进行6次实验,并将测得的实验数据记录在表格中。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.6 2.2 2.8 3.4 4.0
电流I/A 0.10 0.16 0.22 0.28 0.34 0.40
分析表中数据可知:在电阻一定的情况下,   ;
(3)同桌的小滨分别用两个阻值未知的电阻R1和R2进行实验,得到两个电阻的I-U图象,如图乙所示。由图象可判断出R1   R2。 (选填“>” “<”或“=”)
【答案】(1)断路
(2)通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3)<
【解析】(1)根据电流表判断故障类型,再根据电压表判断故障位置;
(2)分析表中数据,得出结论;
(3)根据进行分析。
【解答】 (1)闭合开关后,电流表的指针几乎没有偏转,说明故障可能是断路,电压表的指针有明显的偏转,说明电压表与电源连通,则并联部分断路,即定值电阻断路;
(2)分析表中数据可知,每组数据中电压和电流的比值相等,那么得到:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(3)由图象可知,在电流相同时,R2两端的电压小于R1两端的电压,根据可知,R1<R2。
17.在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中,三名同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻跟长度有关。
乙:导体的电阻跟材料有关。
丙:导体的电阻跟横截面积有关。
(1)电阻描述的是导体对电流的阻碍作用,丙同学由此想到长度相同的水管,管子越粗、阻力越小,于是猜想导体的横截面积越大,它的电阻越小。丙同学在猜想中用到了____(填字母)。
A.控制变量法 B.类比法 C.转换法 D.等效法
(2)选用B、C两根电阻丝进行对比实验,是为了验证   同学的猜想。
(3)若要验证乙同学的猜想,则应该选用   两根电阻丝进行对比实验。
(4)分别将 A、B、C、D四根电阻丝接入电路中,观察电流表的示数,电流表的示数越大,表示接入电阻丝的阻值越   。
(5)若将电流表换成灯泡,则通过比较   也可以比较电阻丝阻值的大小,但存在不足之处:   。
【答案】(1)B
(2)甲
(3)A、B
(4)小
(5)灯泡的亮度若所选电阻丝的阻值相差太小;灯泡的亮度变化不明显,则难以判断
【解析】(1)类比法也叫“比较类推法”,是指由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法;
(2)(3)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,实验探究时应采用控制变量法;
在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时,应控制导体的长度和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变;
(4)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(5)在电源电压一定的情况下,导体电阻越大,电路电流越小,灯泡越暗;导体电阻越小,电路电流越大,灯泡越亮,因此可以通过观察灯泡的亮度来判断电阻的大小;如果电路中的电流变化比较明显时,灯泡的亮度变化也会比较明显;但电流变化较小时,灯泡的亮度变化不容易观察出来。
【解答】(1)据生活中的现象:粗细相同的水管,管子越长,阻力越大,可知,类比电阻与导体长度的关系是:在材料、横截面积相同时,导体越长,它的电阻可能越大,故B正确;
(2)选用B、C两根电阻丝可知,两者的材料和横截面积相同、长度不同,是验证导体的电阻与导体的长度是否有关,即验证甲同学的猜想;
(3)若要验证乙同学的猜想导体的电阻与导体的横截面积有关时,应控制导体的材料和长度相同,横截面积不同,编号A、B的电阻丝符合;
(4)实验中采用了转换法比较电阻大小,即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小,电流表的示数越大,表示接入的电阻丝阻值越小;
(5)若将电流表换成小灯泡,可通过通过观察灯泡亮度来判断电阻的大小;
不足之处是:电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡的亮度变化不明显,因此不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况。
18.小科利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。可供选择的器材如下:电源(两节新干电池),电流表,电压表,开关,阻值分别为5 Ω、10 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,规格分别为“10 Ω 2 A”的滑动变阻器. 和“20Ω 1.5 A”的滑动变阻器 ,导线若干。
实验次序 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 25
电流I/A 0.4 0.2 0.08
(1)实验中电压表示数保持   V不变。
(2)断开开关,拆下5 Ω的电阻,改接10 Ω的电阻。继续操作有以下几步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大位置;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片 P 移到适当位置。合理的操作顺序是   (填序号)。
(3)换用25Ω的电阻重复操作,要顺利完成本实验,应选用的滑动变阻器是   (填“R1”或“R2”)。
(4)分析表格数据,可得出的结论是   。
【答案】(1)2
(2)②①④③
(3)R2
(4)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)根据表中数据利用U=IR求出定值电阻两端电压;
(2)为保护电路,应将滑片移到阻值最大处;再闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到适当位置,记录电流表示数;
(3)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,确定滑动变阻器选用的规格;
(4)根据定值电阻两端电压为一定值分析得出结论。
【解答】(1)由表中数据可知,根据欧姆定律得定值电阻两端电压为U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.08A×25Ω=2V,故实验中电压表示数保持2V不变;
(2)从安全和规范角度考虑,正确的顺序是:
②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;
①闭合开关;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置;
③记录电流表示数;
故正确的顺序是②①④③;
(3)两节新干电池的电压为3V,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=3V-2V=1V
根据分压原理得,即,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=12.5Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少12.5Ω的滑动变阻器,本次实验中选择较合适的滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”,即R2;
(4)根据表格中数据可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,故可得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
19.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,为了使实验操作简便,小敏用电阻箱来代替不同的定值电阻,电阻箱能提供的阻值是0~9999 Ω之间的任意整数值。现提供的器材:电源(恒为 6 V)、滑动变阻器(“50 Ω 1 A”)、电压表(0~3 V)、电流表(0~0.6A)、电阻箱、开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求滑片在最右端时滑动变阻器接入电路的阻值最大)。
(2)实验中滑动变阻器的作用是   。
(3)实验开始时,调节电阻箱使接入阻值为5 Ω,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,电流表示数如图乙所示,则此时电压表的示数为   V。
(4)小敏多次改变电阻箱的接入阻值,测得相应电流,并得出了实验结论。根据所给量程和设定电压,电阻箱可调节的范围是   。
【答案】(1)
(2)保护电路和控制定值电阻两端的电压不变
(3)2
(4)4~25Ω
【解析】(1)根据滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大确定滑动变阻器接入的接线柱;
(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,据此分析滑动变阻器的作用;
(3)根据图乙电流表所选量程确定分度值读数,根据欧姆定律求出电阻箱两端的电压,即为电压表的示数;
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当变阻器连入电路中的电阻最大时电阻箱接入电路的阻值,根据滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中最大电流,根据欧姆定律求出电阻箱接入电路的最小电阻,进而确定电阻箱可调节的范围。
【解答】 (1)滑动变阻器串联在电路中,滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大,故滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
;
(2)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,因此实验中滑动变阻器的作用控制定值电阻两端的电压不变,同时还有保护电路的作用;
(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,则电阻箱两端的电压为:UV=IR=0.4A×5Ω=2V,即电压表的示数为2V;
(4)由(3)可知,电阻箱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=6V-2V=4V,
则电阻箱两端的电压为变阻器分得电压的倍,根据分压原理,当变阻器连入电路中的电阻最大50Ω时,电阻箱接入电路的电阻为:R大=0.5×50Ω=25Ω;因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,
由串联电路的电流特点可知,电路中允许通过的最大为0.6A,由欧姆定律可知,此时电阻箱接入电路的最小电阻:,
由电阻箱的特点可知,电阻箱接入电路的最小电阻为4Ω,
因此电阻箱可调节的范围为4Ω~25Ω。
20.小美利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
(1)实验小组的同学们根据电路图连接的实物电路如图乙所示,经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画一根导线连接成正确的电路。
(2)改正电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最   (填“左”或“右”)端。
(3)实验中多次改变R 的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的I-R图像。
①由实验图像可得出的结论:   。
②上述实验中,小明利用5Ω的电阻完成实验后,接下来的操作是将10 Ω的电阻接入电路中,闭合开关,向   (填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为   V,读出电流表的示数。
(4)图丙中阴影部分的面积表示   。
(5)为完成整个实验,根据上述电阻的阻值,应选择最大阻值至少为   Ω的滑动变阻器,若实验室只有最大阻值为20Ω的滑动变阻器,上述定值电阻中有   个不能完成上述实验。
【答案】(1)
(2)右
(3)电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比;右;2.5
(4)电阻R 两端的电压
(5)35;3
【解析】(1)根据滑片右移时电流变小确定变阻器的连接,电压表与电阻并联;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)①由图丙,根据电流与电阻之积进行分析;
②根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)阴影部分的电阻为电流和电阻的乘积;
(5)由图丙找出实验时电路的最小电流,由串联电路的特点及欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值,据此确定滑动变阻器的最大阻值。欧姆定律求出定值电阻的最小电阻,据此分析回答。
【解答】(1)滑动变阻器要求“一上一下”接入电路,与电阻串联,电压表与电阻并联;如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最右端;
(3)①由图知,电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0.5A×5Ω=----=0.1A×25Ω=2.5V,为一定值,故得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比;
②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,使电压表的示数为2.5V;
(4)由图丙可知,电路的最小电流为0.1A,电阻R的最大阻值为25Ω;
则定值电阻两端的电压为U=IR=0.1A×25Ω=2.5V;
滑动变阻器两端的电压为:U'=6V-2.5V=3.5V;
则滑动变阻器接入电路的阻值:;
即滑动变阻器的最大阻值至少为35Ω;
根据串联电路的分压作用,在电流一定时,电压与电阻成正比,即,
若实验室只有最大阻值为20Ω的滑动变阻器,所以,
所以定值电阻的最大阻值为:R″≈14.29Ω,
故15Ω、20Ω、25Ω都不能使用,即有3个电阻不能使用。
典例分析
举一反三
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举一反三
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举一反三
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举一反三
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举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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