资源简介

专题16电压和电阻
第一部分
基础练习
一、选择题
1.用电压表测灯泡正常发光时的电压时，误将电压表与灯泡串联，这样引起的后果（　　）。
A．灯泡可能烧坏
B．电压表烧坏
C．灯泡不亮
D．电压表无读数
2.在下图所示的电路中，闭合开关S，电压表能测量L1两端电压的是（　　）。
A
B
C
D
3.如图所示，电源电压9V保持不变，当开关S闭合时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表示数为3V，则灯泡L1两端的电压是（　　）。
A．3V
B．6V
C．4.5V
D．9V
4.如图所示电路中，当接通开关S后，发现电流表指针偏转，电压表指针不动，则故障可能是（
）。
A．L1的灯丝断了
B．L2的灯丝断了
C．L1的接线短路
D．L2的接线短路
5.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，电压表示数为10V，电流表示数为1A，断开S2后，电压表示数变为2V，则R2的电阻和电源电压分别是（　）。
A．10Ω、15V；B．40Ω、10V；C．40Ω、15V；D．10Ω、10V
6.在图中所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，电路正常工作。一段时间后，有一个电表的示数增大；然后将电流表A与电阻R1位置互换后，发现电压表的示数不变。若故障只发生在电阻R1、R2上，则（
）。
A．R1一定短路；B．R2一定短路；C．R1可能短路；D．R2可能断路
7.在如图所示的电路中，能用电压表正确测出灯L1两端电压的是（　）。
A
B
C
D
8.如图所示，电源电压是5V并保持不变，开关S闭合后电压表的示数为3V，则（　　）。
A．L1两端的电压为3V
B．L2两端的电压为3V
C．L2两端的电压为2V
D．L1两端的电压为5V
9.如图所示的电路图，开关S接到a时，电压表示数为9V，开关S接到b时，电压表示数为4V，下列说法不正确的是（　　）。
A．电源电压为9V
B．灯L1两端的电压为4V
C．灯L2两端的电压为4V
D．灯L1和灯L2的总电压为9V
10.在如图所示的电路中，当闭合开关S后，发现两灯都不亮，电流表指针几乎指在零刻度线，电压表指针则有明显偏转，如果把灯L1和L2对调位置，两个表均无示数，该电路中的故障可能是（　）。
A．灯泡L1断路；B．灯泡L2短路；C．灯泡L2断路；D．两个灯泡都断路
11.如图所示的电路中，当开关S闭合后（　　）。
A．若甲是电流表，乙是电压表，则两灯并联；
B．若甲是电流表，乙是电流表，则两灯串联；
C．若甲是电压表，乙是电流表，则两灯并联；
D．若甲是电压表，乙是电压表，则两灯串联；
12.如图所示，在保证安全的情况下，肯定能用滑动变阻器调节小灯泡由亮到灭的是（
）。
A．
B．
C.D．
13.将两滑动变阻器如图所示串联起来，如果把a、b两条导线接入电路后，要使这两只变阻器的总电阻最大，滑片P1和P2所处的位置是（　　）。
A．P1在最右端，P2在最左端
B．P1在最左端，P2在最左端
C．P1在最左端，P2在最右端
D．P1在最右端，P2在最右端
14.在如图所示的各电路中，能用滑动变阻器调节灯泡亮度的是（
）。
二、填空题
15.小明按图甲所示的电路进行实验，当闭合开关用电器正常工作时，电压表V1和V2的指针位置完全一样，如图乙所示，则L2两端的电压为　
V，L1两端的电压为　　　V。
16.在一次测L1、L2灯串联的电路电压的实验中，电路两端的总电压值如图甲所示，则总电压为　　　　　　V，灯泡L1的电压如图乙所示，则灯L1的电压为　　　　　　V，灯L2的电压为　　　　　　V。
17.如图所示电路中，电源电压不变，当变阻器的滑片向左移动时，图中各表的示数变化情况是：A表___________，表___________，表___________。
18.滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的________来改变接入电路的电阻的，在使用滑动变阻器时，应先将滑动变阻器滑片置于________。
三、作图题
19.（1）在下图的甲、乙的○内填上适当的电表符号，要求闭合开关后灯泡都能发光。
（2）根据丙标出的电流方向，从电池组、电压表、电流表三个元件中选出两个元件符号，分别填进丙电路的空缺处，填进后要求灯泡L1和L2串联，且都能发光。
四、实验探究题
20.按照课本要求探究串联电路中电压的规律，小明设计的电路如图所示。根据电路图把电压表分别接入到电路中的AB、BC、AC之间，测出它们的电压，填入表中：
实验次数
AB间电压
BC间电压
AC间电压
1
2.5V
3.5V
　　
　　V
（1）AC之间电压如图乙所示，将读出的结果填入表中。
（2）在表格中记录数据后，下一步首先应该做的是　　　　　　
A．整理器材，结束实验
B．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值
C．分析数据，得出结论
D．换用电压表的另一量程，再测出一组电压值
（3）通过对上面数据的分析，可以得出的结论是：　　
　　。
（4）指出表格的设计有哪个地方不合理？　　　　
　　。
21.现有几根锰铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如右表所示．请你设计实验方案，在不剪断合金丝的前提下，比较锰铜合金丝和镍铬合金丝这两种材料的导电性能。
(1)应选用编号为　_________　的锰铜合金丝和编号为　_________　的镍铬合金丝进行实验．
(2)选择实验器材并根据所选器材，画出一个能反映实验方案的电路图。
第二部分
提高练习
一、选择题
1．（2020·四川乐山）小华设计了如图所示的输液提示器，在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时（　　）。
A.
电压表示数减小，灯泡亮度变暗；B.
电压表示数减小，灯泡亮度变亮；
C.
电压表示数增大，灯泡亮度变暗；D.
电压表示数增大，灯泡亮度变亮
2.（2020·江苏连云港）如图所示电源电压恒定闭合开关，滑动变阻器滑片向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　）。
A.
电流表示数增大；
B.
电压表示数减小；
C.
定值电阻R两端的电压增大；
D.
电压表示数与电流表示数比值增大
3.（2019·邵阳）在如图中，要使L1与L2串联，在“〇”处接入电流表或电压表，测量电路中的电流、L1两端的电压。以下做法正确的是（
）。
A．a为电流表，b为电流表
B．a为电压表，b为电流表
C．a为电流表，b为电压表
D．a为电压表，b为电压表
4.（2020·山东济宁）如图是已连接的部分电路，表中的结果符合
ab间、ac间、bc间的连接情况的是（
）。
选项
ab间连接
ac间连接
bc间连接
结果
A
2V的电源
不接
不接
电流表示数为0.04A
B
不接
一根导线
2V的电源
电路总功率为0.08W
C
一根导线
2V的电源
不接
电路的总电阻为25Ω
D
2V的电源
电压表
一根导线
电流表示数为0.5A
A.
A
B.
B
C.
C
D.
D
5.（2020·宁夏）如图甲所示，是某款手持式电子测温仪，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0，为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成?在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是（
）。
A.
显示仪是由电流表改装成的；
B.
热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大；
C.
被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大；
D.
将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
6．（2020·宿迁）取一个橙子，把铜片、铁片插入其中，就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示，下列说法正确的是（　　）。
A．铁片是水果电池的正极；
B．两个相同水果电池串联后可提供更高电压；
C．该水果电池的电压是3V；
D．水果电池将内能转化为电能
7.（2020·广安）利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”字样?闭合开关，实验操作过程中出现了以下几种情况，分析错误的是（　　）。
A.
无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电压表的示数几乎等于电源电压，电流表几乎无示数，原因是小灯泡断路；
B.
无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱；
C.
当小灯泡的实际电压为2.5V时，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向左移动；
D.
电压表无示数，小灯泡不亮，可能是小灯泡短路
二、填空题
8.（2020·广元）如图所示，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表读数之比U甲∶U乙=4∶1，则R1∶R2=______；当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，通过两电表的电流之比I1∶I2=______。
三、作图题
9．（2020·湘西）请用笔画线表示导线，将电压表连入实物图中，使电压表能够测量小灯泡两端的电压大小，要求电压表选用3V的量程。
10．（2020·眉山）如图所示，是AB两地间的输电示意图，双横线为输电线，每千米输电线的电阻约为0.2Ω．输电线在B地某处发生了短路，为确定短路的位置距A处的距离，检修员在A地利用电压表、电流表、开关、导线和电源接成电路进行测量计算，便可知道短路处到A地的距离。请在虚线框内帮检修员设计并画出电路图。
四、实验探究题
11.（2020·南通）小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时，找来一支铅笔芯，测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
(1)图甲是测铅笔芯电阻的电路，请用笔画线代替导线将其连接完整。_____
①闭合开关，发现两电表均无示数，为排查故障他将电压表改接在变阻器两端，发现电压表有示数，则电路故障可能是____?
②排除故障，移动滑片P，电流表示数为0.14A时，电压表示数如图乙，为____V，测出的电阻为____Ω?
(2)移动回形针，改变并测量铅笔芯接入电路的长度，实验时发现电流表损坏，他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路，闭合开关S，将开关S1先拨至b，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U。
②再将S1拨至a，调节电阻箱旋钮至图丁位置，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，此时他_____（选填“应”或“不应”）再调节滑动变阻器，以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值_____（填写范围）。
(3)小明由上述两次实验，得出铅笔芯电阻与长度的关系，请评价他在探究过程中的不足之处∶______?
参考答案
第一部分
基础练习
一、选择题
1.【答案】C。
【解析】当电压表与灯泡串联时，由于电压表的电阻很大，接入电路中相当于断路，所以，灯泡不亮；故C正确，A错误；此时电压表测的是电源电压，故电压表有示数，故BD错误；故选C。
2.【答案】D。
【解答】因为A
B
C选项均为串联电路，并且电压表都是并联在L2的两端，故ABC选项均不符合题意；
D选项中L1和L2两灯并联，电压表与两灯并联，并且两灯两端电压相等，故D选项符合题意。故选
D。
3.【答案】B。
【解析】因为L1与L2串联，电压表测L2两端的电压，并且串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡L1两端的电压：U1=U-U2=9V-3V=6V。故选B。
4.【答案】C
。
【解析】如果L1的灯丝断了，电压表测电源电压，指针应偏转，此选项不符合题意；如果L2的灯丝断了，电路开路，电流表、电压表都无示数．此选项不符合题意；如果L1短路，此处相当于导线，电阻为零，所以电压表的示数为零，指针基本不动；电流可以通过电流表，所以电流表指针偏转，此选项符合题意；如果L2短路，此处相当于导线，电压表测电源电压，指针应偏转．此选项不符合题意。
5.【答案】B。
【解析】由电路图知，闭合开关S1、S2时，只有R1连入电路中，此时电压表示数为10V，所以电源电压：U=10V；由欧姆定律可得：；当断开S2后，R1、R2串联，电压表测R1两端电压，由串联电路的电压特点知，U2=U﹣U1=10V﹣2V=8V；由串联电路的分压原理知：，即：，所以：R2=40Ω。
6.【答案】A。
【解析】电流表内阻看做零，电压表内阻看作无穷大，电流表测量的是电路总电流，电压表示数是电源电压；如果电流表与电阻R1互换，电压表示数不变，说明电流表和电阻R1对电路影响相同；故应该是电阻R1短路。正确答案是A。
7.【答案】D。
【解析】A：由图可知，电压表接到了L1的两端，且正负接线柱接反了，故A错误。
B：由图可知，电压表测的是两灯串联的总电压，或电源电压，故B错误。
C：由图可知，电压表接到了L2的两端，测的是L2的两端电压，故C错误。
D：由图可知，电压表与L1并联，正负接线柱正确，故D正确。
8.【答案】B。
【解析】由电路图可知，两灯泡串联，电压表测L2两端电压，根据串联电路特点分析答题。
由电路图可知，两灯泡串联，电压表测L2两端电压，电压表示数是3V，则L2两端电压U2=3V，故B正确、C错误；
灯L1两端电压U1=U-U2=5V-3V=2V，故AD错误。故选B。
9.【答案】B。
【解析】当开关S接到a时，两灯泡串联，电压表测电源的电压；当开关接到b时，两灯泡仍然串联，电压表测L2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯L1两端的电压。
当开关S接到a时，两灯泡串联，电压表测电源的电压，即电源的电压U=9V，故AD正确；
当开关接到b时，两电阻仍然串联，电压表测L2两端的电压，即灯L2两端的电压U2=4V，故C正确；
因为串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，所以灯L1两端的电压U1=U-U2=9V-4V=5V，故B错误。故选B。
10.【答案】C。
【解析】由电路图可知，L1与L2串联，电压表测L2两端的电压，电流表测电路中的电流，因电压表指针则有明显偏转，所以，电压表两接线柱与电源之间是通路，因电流表指针几乎指在零刻度线，所以，电路断路，即电压表并联部分断路，该电路中的故障可能是灯泡L2断路，故A、B错误，C正确。
两个灯泡都断路时，电路断路，电压表无示数，故D错误。
11.【答案】C。
【解析】先分析用电器的连接方式，然后根据电压表与被测用电器并联，电流表与被测用电器串联进行分析。
A、甲是电流表，乙是电压表，一个灯泡被短路，电路为另一个灯泡的基本电路，故A错误；
B、甲是电流表，乙是电流表，将形成电源短路，故B错误；
C、甲是电压表，乙是电流表，两灯泡并列连接，因此两灯并联，故C正确；
D、甲是电压表，乙是电压表，电路为一个灯泡的基本电路，故D错误。故选C。
12.【答案】D。
【解析】A、图A中滑动变阻器与灯泡并联，当滑片P滑到左端时，会引起灯泡短路，实现灯泡由亮到灭，但不安全，故A错误；
B、图中滑动变阻器与灯泡串联，当滑片P左右滑动时，只能改变灯泡亮度，不能使灯泡熄灭，故B错误。
C、图C中滑动变阻器与灯泡并联，当滑片P滑到右端时，会引起电源短路，故C错误。
D、图B中滑动变阻器与灯泡并联，当滑片P滑到右端时，会引起灯泡短路，实现灯泡由亮到灭，故D正确。故选D。
13.【答案】C。
【解析】如图，要使滑动变阻器的阻值最大，则两个滑动变阻器的电阻线都应连入电路，故P1在最左端，P2在最右端。故选C。
14.【答案】C。
【解析】A、D、灯泡被短路，灯泡始终不会发光，故AD选项不符合题意；
B、该电路为并联电路，并联电路各支路互不影响，因此灯泡的亮度不变，故B选项不符合题意；
C、灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器可以改变灯泡中的电流，即灯泡亮度可以调节，故C选项符合题意；故选C。
二、填空题
15.【答案】2；8。
【解析】从图中可以看出V1测电源电压，V2测L2两端电压，而两表指针一样，说明V1选的是大量程，V2的是小量程，则V1的示数为10V；V2示数为2V；
又因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，则灯L2两端电压为2V；灯L1两端电压为10V-2V=8V。
故答案为：2；8。
16.【答案】2.5；1.1；1.4。
【解析】由图可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，
所以甲图总电压U=2.5V，乙图灯泡L1的电压U1=1.1V，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以灯L2的电压：U2=U-U1=2.5V-1.1V=1.4V。
故答案为：2.5；1.1；1.4。
17.【答案】增大、不变、不变。
【解析】本题中滑片上接有电压表，而电压表的电阻相当于无限大，故电压表所在的地方相当于开路，相当于把变阻器下面的两个接线柱接在电路中，此时变阻器不起变阻作用，故滑片移动时，电表A和的示数不变。
至于电压表的示数变化可以这样分析：当滑片P在b端时，电压表被短路，故示数为零；当滑片P在a端时，电压表测的是整个的最大电压，故滑片向左移动时，电压表的示数增大。
答案：增大、不变、不变。
18.【解析】①滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的长度来改变电阻，从而逐渐改变电路中的电流大小；
②滑动变阻器接入电路后，为保护电路，在开关闭合前应使连入电路的阻值最大．
故答案为：长度；阻值最大处。
三、作图题
19.【解析】图甲中，中间的一个是串联在电路中的，只能连电流表，而上边的是与灯泡并联的，所以应连电压表；图乙是一个由两只灯泡组成的并联电路，下边的电表是串联在干路中的，只能连电流表，中间一个应连电压表，并且如果中间一个连电流表的话，会造成电路的短路；图丙中，电池组是必不可少的，可先将其确定；根据电流方向，又因为要求两灯串联，且都能发光，所以左边一定是电池组，且正极朝上，右边选择电压表可以测L2的电压，但如果选择电流表则会将L2短路，所以应选电压表。
【答案】如图甲、乙、丙所示。
四、实验探究题
20.【答案】（1）6；（2）B；（3）在串联电路中，各部分电压之和等于总电压；（4）此实验数据表格只设计了一次实验，为了得出普遍规律，应该多设计几次。
【解析】（1）由于电压表选择的是大量程，所以其分度值是0.5V，故电压表的示数是6V；
（2）通过实验数据分析总电压与各部分电路电压之间的关系，只能验证一次，所以发现实验次数太少，需要多次测量，为使多次测量更具普遍性，要更换灯泡规格，或改变电源电压；
（3）据表中的数据能看出，串联电路中，各个部分的电压之和等于总电压；
（4）为了得出普遍规律，一次实验是不够的，故此实验数据表格只设计了一次实验，为了得出普遍规律，应多设计出几次实验的数据记录表来；
故答案为：（1）6；（2）B；（3）在串联电路中，各部分电压之和等于总电压；（4）此实验数据表格只设计了一次实验，为了得出普遍规律，应该多设计几次。
21.【解析】(1)对于多变量的探究题目，要采用控制变量的思想来设计实验；探究的是不同材料的合金丝的导电性能，就需要保持合金丝的材料不同，而控制其他因素保持一致。回归此题，锰铜合金丝和镍铬合金丝的材料不同，要想探究它们的导电性能就必须控制长度和横截面积保持一致，据此来选择实验材料。
(2)合金丝导电性能的好坏无法直接看出，所以需要运用“转换法”将其转化为易观察的现象；方法有多种，可在电路中接入一个小灯泡，通过小灯泡的明暗程度来判断它们的导电性，但这样的实验效果不是太明显；也可以在电路中接入一个电流表，通过电流表的示数来间接判断它们的导电性能。
【答案】(1)由控制变量法知，应控制两种材料的长度和横截面积相等来进行研究，表格中，D、H两根导线符合要求。
故答案为：D、H。
(2)由分析可知，在电路中串联一电流表，通过电流表的示数来判断它们的导电性能；
器材：电源、电流表、开关一个、导线若干、D导线和H导线各一根；
方法：在A、B之间分别接入D、H两根导线，观察电流表的示数的不同．若电流大，则表示导电性能好。作图如下：
第二部分
提高练习
一、选择题
1．【答案】B。
【解析】由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压；当袋中药液量减少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的分压特点可知，变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，灯泡亮度变亮。故选B。
2.【答案】D。
【解析】ABC．由图可知，电阻R和变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，滑动变阻器滑片向右移动，变阻器连入电路的电阻变大，由电阻的串联可知电路的总电阻变大，由I=可知通过电路的电流变小，即电流表的示数变小，由U=IR可知定值电阻R两端的电压变小，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大，故ABC错误；
D．电压表的示数变大，电流表的示数变小，电压表示数与电流表示数比值增大，故D正确。故选D。
3.【答案】B。
【解析】由图可知，a表跟灯泡L1并联，所以a应为电压表；b表串联在电路中，所以b应为电流表，此时电流表测量电路中的电流，电压表测量L1两端的电压。故选B。
4.【答案】D。
【解析】A．在ab间连接2V的电源，ac、bc间不连接，此时电路为R1的简单电路，可算出电流表示数：；A不符合题意；
B．ab间不连接，ac间连接一根导线，bc间连接2V电源，此时电路为R1的简单电路，可算出电路总功率为：；B不符合题意；
C．ab间连接一根导线，ac间连接2V电源，bc间不连接，此时电路为R2的简单电路，此时电路的总电阻为20Ω，C不符合题意；
D．ab间连接2V电源，ac间连接电压表，bc间连接一根导线，此时电路为R1、R2并联的电路，电流表测总电流，可算出并联后的电阻为：
电流表示数为：
；D符合题意。故选D。
5.【答案】B。
【解析】A．由图乙结合题意分析可知，显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．因为测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，即热敏电阻R两端的电压变大，结合欧姆定律和串联电路电压的特点分析可知，此时R的阻值增大，即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大，故B正确；
C．被测温者体温越高，热敏电阻R的阻值越大，电路的总电阻增大，因为电源的电压不变，由欧姆定律可知，电路的电流变小，所以电路消耗的电功率越小，故C错误；
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，由于电路得总电阻变大，所以电流变小，热敏电阻R两端的电压与原来相比将变小，即显示仪示数变小，故D错误。故选B。
6．【答案】B。
【解析】A、电压表使用时，电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出，即电压表的正接线柱与电源的正极相连接，因此铜电极为正极，故A错误；
B、两个相同水果电池串联后可提供更高电压，故B正确；
C、由图知电压表的量程为0﹣3V，分度值为0.1V，水果电池的电压为0.6V，故C错误；
D、水果电池工作时，将消耗化学能，产生电能，所以是将化学能转化为电能，故D错误。故选：B。
7.【答案】C。
【解析】A．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电流表几乎无示数，可能电路中出现断路，电压表的示数几乎等于电源电压，可能是小灯泡断路，故A正确，不符合题意；
B．小灯泡一直很暗，通过小灯泡的电流很小，由欧姆定律可知电路中的电阻很大，滑片移动，灯泡的亮度不变，说明滑动变阻器接入电路的阻值不变，可能是因为滑动变阻器同时接了下面两个接线柱，故B正确，不符合题意；
C．灯泡的额定电压是3.8V，当小灯泡的实际电压为2.5V时，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到3.8V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向右端移动，使电压表的示数为3.8V为止，故C错误，符合题意；
D．电压表和灯泡并联，如果电压表无示数，小灯泡不亮，可能是灯泡被短路，故D正确，不符合题意。故选C。
二、填空题
8.【答案】(1)3∶1；(2)3∶4。
【解析】当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，则两电阻两端的电压之比为
因串联电路中各处的电流相等，由可得，两电阻的阻值之比
当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，甲电流表测R2支路的电流，乙电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，则两支路的电流之比
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，两电流表的示数之比
。
三、作图题
9．【解析】电压表使用的0～3V量程，并联在灯泡两端，电流从正接线柱流入、负接线柱流出。如图所示：
。
10．【解析】已知输电线每千米的电阻为0.2Ω，要想求短路位置，需要用电流表测量电流，电压表测量电压，根据欧姆定律算出输电线的电阻，所以虚线框内需要有电流表、电压表和电源及开关，电流表串联在电路中，电压表并联在电源的两端，如图所示：
四、实验探究题
11.【答案】(1)如图；(2)滑动变阻器断路；(3)2.8V；(4)20；(5)不应；(6)14Ω~15Ω；(7)见解析。
【解析】(1)电源为2节干电池，电压小于3V，所以电压表量程应选0~3V的量程，电压表与铅笔芯并联，铅笔芯串联接入电路。连接电路如图所示：
①闭合开关，电流表无示数说明电路断路，电压表接在铅笔芯两端无示数，而接在滑动变阻器两端有示数，说明滑动变阻器断路。
②电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，所以图乙中电压表的示数为2.8V。
由欧姆定律可知电阻为
(2)
②应用等效法测电阻时，滑动变阻器的电阻应该保持不变，使S1接b时铅笔芯两端电压与S1接a时电阻箱两端电压相等，即分压效果相等，电阻箱的电阻等于铅笔芯电阻。所以实验时不应该移动滑动变阻器。
图丙中电阻箱的阻值为15Ω，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，则由串联分压规律可知此时电阻箱阻值变小，即电阻箱的阻值调为14Ω，所以铅笔芯接入电路的阻值为14Ω~15Ω。
(3)实验次数太少，具有偶然性。
1专题16电压和电阻
一、知识梳理
一、电压
1.什么是电压
（1）电压作用是使电路中的自由电荷定向移动，形成电流；电源是提供电压的装置。
（2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是通路。
注：说电压时，要说“某电路或AB”两端的电压（如图（1）所示，1、2两端电压或者2、3两端电压）；说电流时，要说通过“某电阻、某支路或某元件（如图（1），通过电池的电流或者通过电阻R1的电流）”的电流。
2.电压的单位：在国际单位制中，电压单位是伏特（简称为伏，符号是V）；电压常用单位还有：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。
换算关系：1kV＝1000V，1V＝1000mV，1mV＝1000μV。
（2）生活中常见电压值：一节干电池1.5V，一节蓄电池2V，家庭用电电压220V，安全电压不高于36V。
图（1）常见电路
图（2）电流表
图（3）电压表
3.电压测量（如图（3）所示）：（1）测量仪器：电压表，符号是；
（2）读数时，看清接线柱上标的量程（3V、15V两个量程）、分度值（3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V）；
（3）使用规则：①电压表要并联在电路中；②电流从电压表的“正接线柱”流入，“负接线柱”流出，否则指针会反偏。③被测电压不要超过电压表的最大量程。
注意：①被测电压超过电压表的最大量程时，不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯，甚至烧坏电压表。②选择量程：实验室用电压表有两个量程，0～3V和0～15V。测量时，先选大量程，若被测电压在3V～15V可测量；若被测电压小于3V则换用小的量程，若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。
4.电流表、电压表的比较：见表（1）。
表（1）电流表与电压表比较（以表（2）、表（3）为例）
比较
内容
电流表
电压表
异
符号
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量?
程
0.6A、3A
3V、15V
每大格
0.2A、1A
1V、5V
每小格
0.02A、0.1A
0.1V、0.5V
内阻
很小，几乎为零，相当于短路（相当于导线）
很大相当于开路
同
调零；读数时看清量程和分度值；正接线柱流入，负接线柱流出；不能超过最大测量值
5.利用电流表、电压表判断电路故障：
（1）电流表示数正常而电压表无示数，则故障原因可能是：①电压表损坏；②电压表接触不良；③与电压表并联的用电器短路。
（2）电压表有示数而电流表无示数，则故障原因可能是：①电流表短路②和电压表并联的用电器开路。
（3）电流表电压表均无示数，除了两表同时短路外，最大的可能是主电路断路导致无电流。
二、电阻
1.定义：电阻表示导体对电流阻碍作用的大小；用符号R表示。
2.单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆（符号是Ω）（规定：如果导体两端的电压是1V，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻是1Ω）；常用单位还有千欧（符号kΩ）、兆欧（MΩ）；换算：1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω。
3.影响导体电阻大小的因素：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。材料、横截面积一定时，导体越长，电阻越大；材料、长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大；大多数导体的电阻随温度的升高而增大。
三、变阻器
1.变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件。常见的变阻器可分为滑动变阻器和电阻箱。
2.滑动变阻器
（1）构造：由瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱组成；变阻原理：通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻，如图（1）所示。
图（1）滑动变阻器
（2）原理：改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。
（3）作用：通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压。
（4）铭牌：如一个滑动变阻器标有“50Ω、2A”表示的意义是最大阻值是50Ω，允许通过的最大电流是2A。
（5）正确使用：①应串联在电路中使用；②接线要“一上一下”；③通电前应把阻值调至最大的地方。
3.电阻箱：是能够表示出电阻值的变阻器，如图（2）所示，图（3）是变阻箱的面板。
图（2）
图（3）
（1）原理：通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻。
（2）优点：能够直接读出连入电路的电阻值；
缺点：不能连续地改变连入电路的电阻值。
（3）读数方法：旋盘下面的“△”所对应的示数乘以相应的倍数之和。
二、重点与难点
★重点一：电压概念与电压测量
1.电压
（1）电压的作用：电压是形成电流的原因：电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。电路中有电压不一定有电流，有电流电路的两端必有电压。
（2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是连通的。
（3）电压的国际单位是伏特，简称伏，符号V；常用单位是：千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。1kV=103V，1V=103mV1mV=103μV。
（4）记住一些电压值：一节干电池1.5V；一节蓄电池2V；家庭电压220V；对人体安全电压不高于36V。
电池组串联：U=U1+U2+U3；
电池组并联：U=U1=U2=U3；2节干电池串联是3V，2节干电池并联是1.5V。
（5）电压测量：仪器：电压表；符号：。
读数时，应先看量程
，再看分度值，最后读数。
使用规则：
①电压表应与被测用电器并联
。
②电压表介入电路时，应使电流从电压表的“
正接线柱
”流入，从“
负接线柱
”流出。否则指针会反偏。
③被测电压不要超过电压表的量程
。
④量程范围内，电压表可直接接到电源两极上，测电源电压
。
⑤在预先不能预测被侧电压值时，应先进行试触。
危害：被测电压超过电压表的最大量程时，不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。
选择量程：实验室用电压表有两个量程，0～3V和0～15V。测量时，先选大量程，进行试触，若被测电压在3V～15V可测量，若被测电压小于3V则换用小的量程，若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。
（6）电流表、电压表的比较
电流表
电压表
异
符号
连接方式
串联
并联
直接连接电源两极
不能
能
量程
0-0.6A；0-3A
0-3V；0-15V
每大格
0.2A；1A
1V；5V
每小格
0.02A；0.1A
0.1V；0.5V
分析电路时
内阻很小，视为短路
内阻很大，视为开路
同
使用前应先调零；读数时，分清量程和分度值，电流从“正”接线柱流入，从“负”接线柱流出，测量不能超过最大测量值
★重点二：电阻概念
1.电阻
（1）电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小。符号:R。
（2）国际单位：欧姆。规定：如果导体两端的电压是1V，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻是1Ω。
常用单位：千欧、兆欧。1MΩ=106Ω，1kΩ=103Ω。
（3）了解一些电阻值：手电筒的小灯泡，灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯，灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的铜线，电阻小于百分之几欧。
★重点三：串并联电路电压关系
1.串并联电路的电压规律：
（1）串联电路：串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2+…
（2）并联电路：在并联电路中，各支路用电器两端的电压相等；且等于总电压（U=U1=U2=…）。
2.串联分压：因为串联电路中，电流只有1条路可走，所以各处电流相等，而电压却因为有电阻而被分了，所以串联电路中，各处电流相等，各段电压等于总电压(串联电路分压)。
，（两个电阻串联）。
★难点一：变阻器
（1）滑动变阻器：构造：瓷筒、电阻丝（阻值很大）、滑片P、金属杆、接线柱。
（2）变阻原理：通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻。
（3）使用方法：①根据铭牌选择合适的滑动变阻器；②滑动变阻器应
串
联在电路中；③接法是“
一上一下”接；④接入电路前（闭合开关前）应将滑动变阻器调到
阻值最大处
。
（4）铭牌：某滑动变阻器标有“50Ω、1.5A”字样，50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0～50Ω。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。
（5）作用：①通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压；②保护电路。
（6）优缺点：能够逐渐连续改变连入电路的电阻，但不能表示连入电路的阻值是多少。
（7）电阻箱的读数方法
A：旋盘式：各旋盘下小三角指示的数×面板上标记的倍数，然后加在一起，就是电阻箱接入电路的电阻值。
B：插孔式：插入的不读，不插入的读。
三、考查方向
1.电压与电压测量
典例一：（2020·绥化）如图所示的电路中，电源电压不变，当开关S断开时，灯泡L正常发光；当开关S闭合时，下列说法正确的是（　　）。
A．电流表示数不变
B．电压表示数变小
C．灯泡L变亮
D．灯泡L与电阻R并联
【答案】D。
【解析】D、当开关S断开时，为灯的简单电路，电流表测灯的电流，电压表测电源电压，灯泡L正常发光；当开关S闭合时灯与R并联，D正确；
B、当开关S闭合时，电流表测干路电流，电压表测电源电压，电压表示数不变，B错误；
AC、根据并联电路各支路互不影响，通过灯的电流不变，灯的亮度不变，C错误，
由并联电路电流的规律，电流表示数变大，A错误。故选：D。
典例二：（2020·广东）如图所示，图甲中电压表的分度值为______V，读数为______V；若使用前出现如图乙所示的情况，则原因是______。
【答案】(1)01；(2)2.3；(3)电压表未调零。
【解析】由甲图知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.3V。
由乙图知，电压表的指针未指在0刻度线处，原因是电压表未调零。
2.影响导体电阻的因素
影响因素：（材料、长短L、横截面积S、温度T）。
1.实验原理：在电压不变的情况下，通过电流的变化来研究导体电阻的变化。（也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化）
2.实验方法：控制变量法。
3.结论：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的
材料
、
长度和横截面积，还与
温度
有关。与电压和电流的大小无关。
4.结论理解：
导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关，所以导体的电阻是导体本身的一种性质。
典例三：（2020·襄阳）某物理兴趣小组在“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验中，他们在如图所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定。忽略电阻丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如表格所示。
序号
材料
长度
横截面积
1
碳钢合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
2L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
2S
(1)他们应选择序号为______的两根电阻丝来研究；
(2)从表中所给电阻丝的规格看，还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验，即探究导体电阻大小与导体______的关系，这次你应该选择序号为______的两根电阻丝来做实验。
【答案】(1)3、4；(2)横截面积；(3)2、4。
【解析】(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系，根据控制变量法的思路，应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格中可知，序号3和序号4的材料、横截面积都相同，所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究。
(2)从表中所给电阻丝的规格看，序号2、3、4的材料都相同，长度和横截面积不完全相同，而序号2和4的材料、长度都相同，只有横截面积不同，故可以用2、4探究电阻与横截面积的关系。
典例四：（2019·海南）如图所示是某电子秤内部简化电路。R0是定值电阻，Rx是压敏电阻，阻值随压力增大而减小，电源电压保持不变。闭合开关，当Rx上压力增大时，随之减小的是（
）。
A．通过Rx的电流
B．通过R0的电流
C．Rx两端的电压
D．R0两端的电压
【答案】C。
【解析】由图知，R0与Rx串联接在电路中，当Rx上压力增大时，其阻值减小，则电路中的电流I增大，即通过Rx和R0的电流均增大；又由欧姆定律U0=IR0，得R0两端的电压U0增大；根据串联电路的电压规律U=U0+Ux，得Ux=U－U0，由于U不变，U0增大，则压敏电阻两端的电压Ux减小。故应选C。
典例五：（2020·长沙）如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的，闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨线吹气时，小灯泡L变亮，用酒精灯给钨丝加热，小灯泡L逐渐变暗直至熄灭，由实验可知（　　）。
A．钨丝的电阻随温度升高而减小；
B．向钨丝吹气时，钨丝电阻变小；
C．给钨丝加热时，电路中的电流变大；
D．小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
【答案】B。
【解析】闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨线吹气时，小灯泡L变亮，说明通过小灯泡的电流变大，则钨丝的电阻减小；
用酒精灯对白炽灯的钨丝加热，钨丝的温度升高，观察到小灯泡L的亮度明显变暗，说明通过小灯泡L的电流变小，钨丝的电阻增大；
由于钨丝和小灯泡串联接入电路中，则通过它们的电流是相同的；
综上所述，ACD错误，B正确。故选：B。
3.变阻器的连接
典例五：（2019·天津）如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变小的是（
）。
A.
B.
C.
D.
【答案】A。
【解析】A、图中滑片向左移动时，电阻丝接入部分变短，连入的阻值变小，符合题意；
B、同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动，接入电阻不变，不合题意；
C、同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动，接入的电阻值不变，不合题意；
D、滑片向左移动时，电阻丝接入部分变长，接入电路中的电阻变大，不符合题意。故选A。
4.串并联电路电压关系
典例六：（2020·扬州）在“探究串联电路电压的特点”实验中：
某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表：
U/V
U1/V
U2/V
2.6
1.3
1.3
（1）该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是　
　（用题中物理量符号表示）。
（2）实验过程中，若L1灯丝断了，观察到电压表V1示数为　
　，电压表V2示数为　
　。
（3）该实验还有待改进，请写出其中一点：　
　。
【解答】解：（1）由图表可知，该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是：U1+U2＝U；
（2）实验过程中，若L1灯丝断了，电压表V1测灯Ll两端的电压此时是电源的电压，电压表V1示数为2.6V；由于电路断路，电压表V2测灯L2两端的电压，示数为0V；
（3）该实验还有待改进，电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
故答案为：（1）U1+U2＝U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
5.电路故障分析
1.电流表示数正常而电压表无示数
“电流表示数正常”表明主电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表。
则故障原因可能是：①电压表损坏；②电压表接触不良；③与电压表并联的用电器短路。
2.电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过电压表，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表，则故障原因可能是：①电流表短路；②或电压表并联的用电器开路，此时电流表所在电路中串联了大电阻（电压表内阻）使电流太小，电流表无明显示数。
3.电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，最大的可能是主电路断路导致无电流（即电压表之外的电路有断路）。
典例七：（2019·天津）如图所示的电路中，两个小灯泡的规格相同。闭合开关后，只有一个小灯泡发光，电压表指针偏转明显。则故障原因可能是（
）。
A.
L1短路；
B.
L1断路；
C.
L2短路；
D.L2断路
【答案】A。
【解析】由电路图可知，两灯泡串联，电压表测灯L2两端电压；当开关闭合时，其中一个灯亮，说明电路是通路，则另一个灯泡不亮的原因可能是灯泡短路。而电压表有示数，说明L2没有短路，则故障原因可能是L1短路，故A正确，BCD错误。故选A。
典例八：（2020·广元）如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，灯泡L发光，电流表有示数，电压表的示数几乎为零，则下列判断中正确的是（　　）。
A.
电阻R短路
B.
电阻R短路
C.
灯L断路
D.
灯L短路
【答案】B。
【解析】A．如果电阻R断路，灯泡不发光，电流表示数减小为零，电压表测量电源电压示数增大，故A不符合题意；
B．如果电阻R短路，灯泡发光，电路电阻减小电流增大，电流表示数增大；电压表相当于与导线并联示数减小为零，故B符合题意；
C．如果灯泡断路不发光，整个电路断路，两表示数都减小为零，故C不符合题意；
D．如果灯泡短路不发光，电路电阻减小电流增大，电流表示数增大；电压表测量电源电压示数增大，故D不符合题意。故选B。
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