文档内容
专题 14 欧姆定律及其应用【三大题型】
(多选)1.(2025•北京中考)【实际应用】图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图,将一根细金
属丝置于圆柱形通道内,设定其工作温度为t 。使用时接通电路,金属丝升温到t ,风流过通道时,会
0 0
带走部分热量,风速仪通过改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度不变,此时单位时间内金属丝产生
的热量与风带走的热量相等,风速仪通过测量金属丝两端的电压、风进入通道时风的温度,从而实现对
风速的测量。已知风速越大、金属丝和风的温度差越大,单位时间内风带走的热量越多;当风速一定
时,单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比。金属丝电阻 R随温度t变化的关系如图乙
所示。假设空气密度始终不变,下列说法正确的是( )
A.金属丝升温到t 的过程中阻值不变
0
B.流入风速仪的风的温度不变时,所测风速增大,金属丝两端的电压增大
C.若风速仪测得的电压越大,流入风速仪的风的温度越高,则风速越大
D.若t =150℃,风速仪测得温度为0℃与30℃的风速相同,则金属丝两端的电压之比为2:❑√5
0
解:A、由图乙可知,金属丝升温到t 的过程中阻值变大,故A错误;
0
B、流入风速仪的风的温度不变时,所测风速增大,风带走的热量增多,为了维持温度不变,需要增大
流过金属丝的电流,由于温度不变,金属丝电阻不变,由 U=IR可知金属丝两端的电压增大,故B正
确;
C、风速仪测得的电压越大,相等时间内产生的热量越多,流入风速仪的风的温度越高,金属丝和风的
温度差变小,带走的热量少了,为了维持恒温,需要调大风速,故C正确;
D、风速一定时,单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比,风速仪测得温度为 0℃,温
度差为Δt =150℃﹣0℃=150℃
1
风速仪测得温度为30℃,温度差为Δt =150℃﹣30℃=120℃
2
风带走的热量 代入数据得恒温时,单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等,所以
由以上分析可知
代入数据得 ,故D错误;
答案:BC。
2.(2025•北京中考)某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R 为定值电阻,逐渐改
1
变滑动变阻器R 连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如表所示。该实验所用的电路是
2
( )
I/A 0.08 0.09 0.10 0.14 0.16 0.19
U/V 0.82 0.90 1.05 1.44 1.65 1.94
A. B.
C. D.
解:根据表格数据知,在误差范围内,电压增大几倍,电流也增大几倍,即电流与电压成正比,表示所
测部分的电阻保持不变,因而电压表必须接在定值电阻的两端,故 B正确,A测的是滑动变阻器的电
压,而CD电压表测量的是电源电压,都不符合题意。
答案:B。
3.(2025•北京中考)某同学利用干电池、数字电流表A、数字电压表V、多个阻值不同且已知的定值电
阻、滑动变阻器、开关及导线,探究通过导体的电流与导体的电阻的关系。
(1)请画出实验电路图。
(2)该同学分析如表实验数据,发现 电流与电阻乘积为一定值 ,由此可得实验结论: 导体两
端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比 。电阻R/ 5 10 15 20 25 40
电流I/A 0.40 0.20 0.14 0.10 0.08 0.05
Ω
解:(1)用导线把电源、开关、用电器、电阻、电流表串联在一起,电压表与电阻并联,电路图如
下:
(2)由表格数据可知,电流与电阻的乘积为U=IR=0.4A×5 =...=0.05A×40 =2V,电流与电阻的乘
积为一定值,故由表格数据可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反
Ω Ω
比。
答案:(1)见解答图;(2)电流与电阻乘积为一定值;导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体
的电阻成反比。
4.(2025•北京中考)某同学利用滑动变阻器R 、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计
P
了测量电阻R 的实验电路,如图所示。
x
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S , 将 s 拨到 2 的位置,调节滑动变阻器的滑片到适当位置 ,记录电压表的示数U。
1 2
③闭合S , 将 s 拨到 1 的位置,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱 R 的阻值 ,使电压
1 2
表的示数仍为U。
④记录电阻箱的阻值R 。
0
(2)待测电阻的阻值R = R 。(用测量量表示)
x 0
解:(1)①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②只闭合开关S ,将s 拨到2的位置,此时R 与R 串联,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记录电
1 2 P x
压表的示数U;③闭合S ,将s 拨到1的位置,此时R 与R串联,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱 R的
1 2 P
阻值,使电压表的示数仍为U;
④记录此时电阻箱的阻值R 。
0
(2)待测电阻的阻值R =R 。
x 0
答案:(1)②将s 拨到2的位置,调节滑动变阻器的滑片到适当位置;③将s 拨到1的位置,保持滑
2 2
动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱R的阻值;(2)R 。
0
5.(2024•北京中考)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源”
是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻 R变化时,通过R的电流大小保持不变。电
阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从
20℃上升到30℃,电压表的示数变化了8mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该
测温装置的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A.每升高1℃,R的阻值增大1.65
B.通过R的电流为20mA Ω
C.环境温度为20℃时,电压表的示数为216mV
D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源
解:根据图像,温度上升80℃,对应电阻增大32 ,故每升高1℃,R的阻值增大值为32 ÷80=0.4 。
故A选项错误。
Ω Ω Ω
根据欧姆定律 ,在恒定电流状态下,U与R成正比,故电压变化量△U与电阻变化量△R成正
比,即 ,两者的比值即为恒定电流的值。从 20℃到30℃,电阻增加量为0.4×10 =4 ,故恒
Ω Ω
定电流值为 ,B选项错误。
C、环境温度变为20℃时,电阻为108 ,电流不变仍为2mA,故电压U=IR=2mA×108 =216mV,C
选项正确。
Ω Ω
D、为了增大改装置的灵敏度,应该在温度变化量相同时,变化更大的电压,根据欧姆定律变形公式U=IR可知,恒流状态下,电流I越大,电压U变化量越大,装置更灵敏,故应该换一个电流更大的恒流
源,D选项错误。
答案:C。
(多选)6.(2023•北京中考)如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两
端电压保持不变,电阻R 、R 中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,
1 2
其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。电压表示数为U
时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是( )
A.R 为压敏电阻
1
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒油量将变大
解:根据电路图可知,电阻R 、R 串接入电路中,电压表测量电阻R 两端的电压;
1 2 1
AB、压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大,当油箱中的油量减少时,压敏电阻的阻值变大,根
据串联电路的分压规律可知,压敏电阻分担电压变大;根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端电
压变小,由于电压表示数大于某一值U时,就会触发报警,所以R 是压敏电阻;此时电路的总电阻变
1
大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,故A正确、B错误;
C、电压表的报警电压不变,定值电阻两端电压不变,若换用阻值更大的定值电阻,根据欧姆定律可
知,电路中的电流变小,根据 可知,压敏电阻的阻值变大,警戒油量将变小,故C正确;
D、电压表的报警电压不变,若换用电压更大的电源,定值电阻两端电压变大,根据欧姆定律可知,电
路中的电流变大,根据 可知,压敏电阻的阻值变小,警戒油量将变大,故D正确
答案:ACD。
7.(2023•北京中考)小京在复习时,用两端电压不变的电源及其他器材再次做了如图所示的实验。她将
电阻丝R 、R 先后分别接入电路中的a、b两端,闭合开关后,观察到接入R 时,小灯泡的亮度更亮,
1 2 2
电流表的示数更大。已知灯泡亮度变亮时,灯丝电阻变大。请分析并判断R 与R 阻值的大小关系。
1 2
(可画电路图辅助说明)答:R 、R 分别接入电路中,等效电路如图甲、乙所示
1 2
电源电压U不变,电流I <I ,灯丝电阻R <R ′,
1 2 L L
由欧姆定律可得:U =I R ,U ′=I R ′,可知U <U ′
L 1 L L 2 L L L
由串联电路的电压关系可得:U =U﹣U ,U =U﹣U ′,U >U ,
1 L 2 L 1 2
由欧姆定律 可得, , ,可知,R >R 。
1 2
8.(2022•北京中考)如图所示的电路中,电阻阻值R <R 。开关S闭合后,R 、R 两端的电压分别为
1 2 1 2
U 、U ,通过R 、R 的电流分别为I 、I 。下列判断正确的是( )
1 2 1 2 1 2
A.U >U B.U <U C.I >I D.I =I
1 2 1 2 1 2 1 2
解:
AB、由并联电路的电压特点可知,R 、R 两端的电压都等于电源电压,即U =U =U,故AB错误;
1 2 1 2
CD、由欧姆定律可知,电压相同时,电阻越大,电流越小,因为电阻阻值R <R ,所以通过R 的电流
1 2 1
I 大于通过R 的电流I ,即I >I ,故C正确、D错误。
1 2 2 1 2
答案:C。
9.(2022•北京中考)为研究热敏电阻R 的阻值与温度的关系,小京按如图所示的电路进行实验,其中电
2
源两端电压U不变,R 为定值电阻。实验中,他将已做防水处理的热敏电阻R 先后浸没在温度为t 、t
1 2 1 2和t 的水中,闭合开关,分别读出对应电流表A的示数I 、I 和I ,发现I <I <I 。已知t <t <t ,请
3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
分析并说明热敏电阻R 的阻值与温度的关系。
2
解:由图可知,定值电阻R 与热敏电阻R 串联接入电路,电流表测量电路中的电流,
1 2
根据欧姆定律可得, ,根据串联电路电阻规律可知,总电阻R总 =R
1
+R
2
,
所以热敏电阻R
2
的阻值R
2
=R总 ﹣R
1
= ﹣R
1
,
由于电源电压U不变,R 为定值电阻,所以电路中的电流越大,热敏电阻R 的阻值越小,
1 2
由题意可知,在t <t <t 的情况下,I <I <I ,所以热敏电阻R 的阻值逐渐减小,
1 2 3 1 2 3 2
即热敏电阻R 的阻值随温度的升高而减小。
2
答:由图可知,定值电阻R 与热敏电阻R 串联接入电路,电流表测量电路中的电流,
1 2
根据欧姆定律可得,R总 = ,根据串联电路电阻规律可知,总电阻R总 =R
1
+R
2
,
所以热敏电阻R
2
的阻值R
2
=R总 ﹣R
1
= ﹣R
1
,
由于电源电压U不变,R 为定值电阻,所以电路中的电流越大,热敏电阻R 的阻值越小,
1 2
由题意可知,在t <t <t 的情况下,I <I <I ,所以热敏电阻R 的阻值逐渐减小,
1 2 3 1 2 3 2
即热敏电阻R 的阻值随温度的升高而减小。
2
10.(2021•北京中考)小圆想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系,他利用干电池、电流表、
电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线,设计了如图所示的电路。实验中,他将定值电
阻R接入电路中,读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数,记录实验数据。将 R换为不同阻值
的另一个电阻后,小圆观察到电压表的示数增大了。小圆意识到自己的实验设计不能实现探究目的。
(1)请你写出小圆的实验设计不能实现探究目的的原因: 没有保持电阻两端电压不变 ;
(2)请你画出能够实现探究目的的电路图(可以添加适当的实验器材);
(3)依据你设计的电路图,针对小圆不能实现探究目的的原因,写出操作的方法。解:(1)由题意可知,小圆的实验设计不能实现探究目的的原因:没有保持电阻两端电压不变
(2)要能够实现探究目的,需要在电路中串联一个滑动变阻器,通过移动滑片使定值电阻两端的电压
保持不变,电路图如图所示:
(3)①开关断开,将滑动变阻器调至最大处,电压表和电流表调零,按电路图连接电路;
②闭合开关,移动滑动变阻器到适当位置,读出电压表和电流表的示数,把U、I 和R 记录到表格中;
1 1
③断开开关,更换不同的定值电阻,将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,调节滑片 P,使电压表
的示数仍为U,记录I 、R ;
2 2
④仿照步骤③再做几次实验,把电流和电阻记录在表格中。
答案:(1)没有保持电阻两端电压不变;(2)见上图;
(3))①开关断开,将滑动变阻器调至最大处,电压表和电流表调零,按电路图连接电路;
②闭合开关,移动滑动变阻器到适当位置,读出电压表和电流表的示数,把U、I 和R 记录到表格中;
1 1
③断开开关,更换不同的定值电阻,将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,调节滑片 P,使电压表
的示数仍为U,记录I 、R ;
2 2
④仿照步骤③再做几次实验,把电流和电阻记录在表格中。
考点01 电流与电压和电阻的关系
11.(2025•顺义区模拟)小力用图甲所示的电路探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
(1)在本实验中,滑动变阻器的作用是 改变定值电阻两端电压 和保护电路。(2)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,电流表和电压表示数如图乙、丙所示,此时
电路中的电流为 0. 3 A,电阻R两端的电压为 4. 5 V。
(3)小力根据实验数据绘制出I﹣U图象,如图丁所示,分析图象可得出实验结论: 当电阻一定时,
通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
解:(1)在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中,需要改变导体两端的电压来测量多组
数据,从而得出普遍规律。滑动变阻器通过改变自身接入电路的电阻,进而改变电路中的总电阻,根据
串联电路的分压原理,就能改变定值电阻两端的电压。同时,在闭合开关前,将滑动变阻器滑片置于最
大阻值处,可以使电路中的电流最小,起到保护电路中各元件的作用。
(2)电流表量程哦0﹣0.6A,其分度值为0.02A,从图乙中可读出此时电路中的电流为0.3A;
电压表量程为0﹣15V,其分度值为0.5V,从图丙中可读出电阻R两端的电压为4.5V;
(3)从绘制出的图丁可以看出,图象是一条过原点的直线,这表明在电阻一定的情况下,导体两端的
电压增大几倍,通过导体的电流也随之增大几倍,即当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压
成正比。
答案:(1)改变定值电阻两端电压;(2)0.3;4.5;(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端
的电压成正比。
12.(2025•朝阳区校级模拟)某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持
3V不变,定值电阻的阻值为4 ,滑动变阻器的规格为“20 0.5A”。
Ω Ω
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线;
(2)该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验,将得到的实验数据填入表格。
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 15 1.8 2.1 2.4
电流I/A 0.15 0.23 0.30 0.38
分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论: 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压
成正比 。
(3)为了进一步验证这个结论,该同学利用现有器材在不改变电路连接的情况下,表格里余下的 4次
实验中,他还能完成 1 次。
解:(1)原电路图中,电流表和电压表串联后与定值电阻并联是错误的,在探究电流与电压的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)由表中数据可知,但电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结
论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(3)由滑动变阻器的规格为“20 ,0.5A”可知,滑动变阻器的最大阻值为20 ,允许通过的最大电流
为0.5A,当定值电阻两端电压为UΩ=0.3V时,滑动变阻器两端的电压应为: Ω
1
U滑 =U﹣U
1
=3V﹣0.3V=2.7V,
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的9倍,根据分压原理,滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑 =9×4 =36 >20 ,所以此实验不能完成;
由滑动变阻Ω器的Ω规格可Ω知,电路中允许通过的最大电流为0.5A,此时定值电阻两端的最大电压为:
U′=0.5A×4 =2V,所以电压为2.1V和2.4V的两次实验不能完成,只有电压为1.8V的这一次实验可
以完成;
Ω
综上所述,表格里余下的4次实验中,他还能完成1次。
答案:(1)见解答图;(2)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(3)1。
13.(2025•西城区校级模拟)小明为了研究小灯泡的电学特性,连接了如图甲所示的电路,其中小灯泡
的额定电压为2.5V。请回答下列问题:
(1)小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是
C (选填字母序号)。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路C.调节滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(2)解决问题后,小明闭合开关S,调滑动变阻器的滑片P,测量了多组小灯泡的电流与其两端电压的
数据,并根据这些数据绘制出小灯泡的I﹣U图像如图乙所示,由图像可得,小灯泡两端电压为1V时,
小灯泡的电阻R= 5 。
(3)小明认为利用该电路Ω也可以探究导体中的电流与导体两端电压的关系。你认为这种想法是 错误
的(选填“正确”或“错误”),理由是 灯丝电阻随温度的升高而增大,不能控制电阻一定 。
解:(1)闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太
大,电路中电流太小所致,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,即应进行C项操
作。
(2)由图乙可知小灯泡两端电压为1V时,对应的电流I=0.2A,根据R= = =5 。
(3)探究导体中的电流与导体两端电压的关系,应控制电阻不变,由图丙可知,当灯Ω泡两端电压增
大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增
大,故小明的说法是错误的;
答案:(1)C;(2)5;(3)错误;灯丝电阻随温度的升高而增大,不能控制电阻一定。
14.(2025•海淀区校级模拟)小华在“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为 6V
的电源一个,定值电阻6个(阻值分别为5 、10 、15 、20 、25 、30 ),规格为“50 1A”的滑
动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω
(1)小华设计并连接了如图所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请
你用笔画线代替导线,帮助他把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);
(2)请你帮小华把实验步骤补充完整;
①将5 的电阻接在a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 U ,读出电流表的
0
示数I,Ω并把相关数据记录在表格中;
②断开开关,把其它五个电阻依次替换a、b间的电阻,闭合开关, 移动滑动变阻器,使电压表示数
为 U ,分别读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
0
(3)请你帮小华设计出实验数据记录表格;
(4)小华进行实验时,把U 定为2V,然后从小到大更换电阻,当他用 30 的电阻替换25 的电阻
0
后,发现电压表示数始终不能调为U 。为继续完成此次探究,其他同学帮他Ω一起设计了如下方Ω案,下
0
列方案可行的一项是 AC 。
A.将原滑动变阻器更换为“60 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电Ω压为10V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使U 为2.25V
0解:(1)电压表与定值电阻并联接入电路,注意接线柱正进负出,由图乙可知控制电压为 2V,正接线
柱选择“3“接线柱,如下图所示:
(2)研究电流与电阻关系时要控制电压不变,跟换电阻后,应移动滑动变阻器,使电压表示数为 U ,
0
分别读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
(3)由(2)数据,设计表格如图所示:
电阻R/
电流I/A
Ω
(4)A、由图可知,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为4V,根据串联
分压原理得R定 :R变 =U
V
:U变 =2V:4V=1:2,滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,当他们用
30 的电阻替换25 的电阻后,则解得R变 =60 ,如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大
阻Ω值至少为60 ,因Ω此该方法可行,故A符合题Ω意;
B、如果重新开Ω始实验,只更换电源,将电压为6V的电源更换为电压为10V的电源,定值电阻两端电
压保持不变为2V,滑动变阻器两端电压为8V,根据串联分压原理得R定 :R变 =U
V
:U变 =2V:8V=
1:4,滑动变阻器的阻值是定值电阻的4倍,当他们用30 的电阻替换25 的电阻后,则解得R变 =
120 ,因此该方法不可行,故B不符合题意; Ω Ω
C、Ω如果重新开始实验,只改变控制电压U
0
,使U
0
为2.25V,电源电压为6V,电阻两端的电压保持不
变,定值电阻两端电压为2.25V,滑动变阻器两端电压为3.75V,根据串联分压原理得R定 :R变 =U
V
:
U变 =2.25V:3.75V=3:5,滑动变阻器的阻值是定值电阻的 倍,当他们用30 的电阻替换25 的电
Ω Ω阻后,则解得R变 =30 × =50 ,在滑动变阻器的量程内,因此该方法可行,故C正确,符合题意。
答案:(1)见解答图;Ω(2)移Ω动滑动变阻器的滑片使得电压表的示数始终为U ;(3)见上图;
0
(4)A C。
考点02 电阻的测量
15.(2025•西城区模拟)如图甲所示是测量未知电阻R 的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻 R =
x 0
20 。
(Ω1)请你不拆改电路,只添加一根导线,并用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)实验步骤:
①只闭合开关S ,读出并记录电流表示数I =0.2A。
1 1
②闭合开关S 、S ,读出并记录电流表示数I = 0. 5 A(如图乙所示)。
1 2 2
③计算出R 的阻值为 3 0 。
x
解:(1)图中缺少电压表,采Ω用并联使得电压相等,故将已知电阻与待测电阻并联,如图所示:(2)①只闭合开关S ,读出并记录电流表示数I =0.2A。测量的是R 的电流;
1 1 x
②闭合开关S 、S ,读出并记录电流表示数如图乙所示,使用小量程,分度值0.02A,测量的是干路中
1 2
的电流,示数I =0.5A。
2
③通过R 的电流I'=I ﹣I =0.5A﹣0.2A=0.3A;
0 2 1
根据并联电路的特点和欧姆定律有:I'R =I R ;即:0.3A×20 =0.2A×R ;
0 1 x x
解得R 的阻值为R =30 。 Ω
x x
答案:(1)见解答;(2Ω)0.5;30。
16.(2025•通州区模拟)晓彤用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材,测量
小灯泡在额定电压2.5V时的电阻。
(1)晓彤连接好图甲所示电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡,观察电压表、电流表均有示
数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数均不变,出现这种现象的原因是 将滑动变阻器下
端两个接线柱同时接入了电路 。
(2)晓彤改正实验错误后,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5V时,发现电流表示数如图
乙所示,由此可知,此时通过小灯泡L的电流为 0. 3 A,小灯泡L的电阻为 8 (取整数)。
Ω
解:(1)闭合开关S,电压表、电流表均有示数,表明电路是通路且小灯泡两端有电压,小灯泡没有
短路;小灯泡L发光暗淡,说明电路中电流过小;移动滑动变阻器的滑片 P,电压表、电流表示数均不
变,说明滑动变阻器没有起到变阻的作用,这是因为将滑动变阻器下端两个接线柱同时接入了电路。
(2)电流表0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.3A,
小灯泡L的电阻为
答案:(1)将滑动变阻器下端两个接线柱同时接入了电路;(2)0.3;8。
17.(2025•西城区校级模拟)小晴做“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验,所用器材有:学生电源
(输出电压恒为6V),额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压
表、开关和导线。图甲是小晴还没有连接完成的实物电路。(1)请你用笔画线代替导线,帮小晴将实物电路连接完整;
(2)小晴正确连接电路后闭合开关S,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电
流表无示数,则故障的原因可能是 小灯泡 (选填“小灯泡”或“滑动变阻器”)出现断路;
(3)排除故障后闭合开关S,小晴发现电压表示数为2.2V。于是,她调节变阻器滑片P向 B (选
填“A”或“B”)端移动,直至 电压表示数为额定电压 2.5V ;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小晴测出小灯泡的电阻是 8. 9 。(结果保留
一位小数)
Ω
解:(1)电流表与灯泡串联接入电路,电压表应与灯泡并联接入电路中,如下所示:
(2)移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,电压表有示数,说
明电压表与电源连通,与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的小灯泡断路了,所
以故障的原因可能是小灯泡出现断路;
(3)灯在额定电压下正常发光,此时灯泡两端电压小于灯的额定电压2.5V,所以应增大灯泡的电压,
根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理可知应减小变阻器连入电路中的电阻,故
滑片应向B移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;
(4)电流表接入电路的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由图乙可知电流表示数为0.28A,由欧姆定
律可得小灯泡的电阻是:
答案:(1)如上所示;(2)小灯泡;(3)B;电压表示数为额定电压2.5V;(4)8.9。
18.(2025•东城区模拟)在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为
2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线:(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向右移动时,灯变亮;
(2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 B
(选填字母代号);
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电
流为 0.2 8 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 8. 9 (结果保留一位小数);
(4)该小组同学们进一步实验,利用电源(电压未知但恒Ω定不变),阻值为 R的定值电阻、电流表、
开关等器材,设计了如图丙的电路也能测量R 的阻值:
x
①闭合开关S 、断开S ,读出电流表的示数I ;
1 2 1
② 同时闭合 S 、 S ,读出电流表的示数I ;
1 2 2
③根据实验数据,计算出待测电阻R = (用R、I 、I 表示)。
x 1 2
解:(1)电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,滑片P向右移动时,灯变亮,接入阻值变小,所以
应该接右下接线柱,如图所示:
(2)电流表有示数,说明电路有短路,电压表无示数,则电压表并联的电路短路,因此故障灯泡短路
了,答案:B;
(3)乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.28A。小灯泡正常发光时的电阻约为 ;
(4)据丙图可知,闭合开关S 、断开S ,电路为定值电阻和未知电阻串联,电流表测电路中的电流,
1 2
电源电压可表示为U=I (R+R )﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
1 x
接下来闭合开关S 、S ,电路为未知电阻单独串联,可得电源电压为U=I R ﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
1 2 2 x
由于电源电压不变,联立①②可得未知电阻的阻值为
答案:(1)见解答图;(2)B;(3)0.28;8.9;(4) 。
19.(2025•海淀区二模)小明设计实验测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻。
(1)他连接的电路如图1所示,闭合开关S,向左移动滑片P,电压表示数 减小 (选填“增大”
“减小”或“不变”)。
(2)闭合开关S,移动滑片P,使电压表示数为 2. 5 V,此时观察到电流表示数如图2所示,则L
正常发光时的电阻测量值为 5 。
解:(1)他连接的电路如图1所示Ω,变阻器与灯串联,电压表测灯的电压,闭合开关 S,向左移动滑
片P,变阻器连入电路的电阻变大,由分压原理,变阻器的电压变大,根据串联电路电压的规律,电压
表示数减小。
(2)灯在额定电压下正常发光,闭合开关S,移动滑片P,使电压表示数为 2.5V,此时观察到电流表
示数如图 2 所示,电流表选用小量程,电流为 0.5A,则 L 正常发光时的电阻测量值为
答案:(1)减小;(2)2.5;5。
20.(2025•朝阳区二模)如图所示的是测量未知电阻 R 的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻阻值
x
为R 。请补充完成主要实验步骤。
0
(1)只闭合开关S、S ,读出并记录电流表示数I 。
1 1
(2) 只闭合 开关 S 、 S 2 ,读出并记录电流表示数I 。
2(3)计算R 的阻值为: (用R 、I 、I 表示)。
x 0 1 2
解:步骤(2):只闭合 开关 S、S ,读出这时电流表的示数为 I 。
2 2
步骤(3):设电源电压为 U,当只闭合S、S 时,R 与R 并联,电流表测通过R 的电流,则电源电
1 0 x 0
压U = I R ,
1 0
当只闭合 S、S ,电流表测干路电流,则通过R 支路的电流为I ﹣I ,则电源电压U=(I ﹣I )R 。
2 x 2 1 2 1 x
联立可得(I ﹣I )R = I R ,
2 1 x 1 0
解得R = 。
x
答案:(2)只闭合 开关S、S ;(3) 。
2
21.(2025•西城区二模)小亮用“伏安法”测量额定电压为1.5V小灯泡正常发光时的电阻。
(1)请你用笔画线代替导线,帮助小亮完成图甲所示电路连接,要求:开关闭合前,滑动变阻器接入
电路的阻值最大。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表的示数等于电源电压,电流表无示数,说明电路中 小
灯泡 (选填“滑动变阻器”或“小灯泡”)处有 断路 (选填“断路”或“短路”)故障。
(3)排除故障后,改变滑动变阻器接入电路的电阻值,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所
示,此时小灯泡的电阻为 7. 5 。
解:(1)要求:开关闭合前,滑动Ω变阻器接入电路的阻值最大,则下面的接线柱选右接线柱;再任选上面的接线柱连入电路,如图所示:
(2)闭合开关,电压表的示数等于电源电压,电流表无示数,说明电压表的两个接线柱与电源正负极
之间是通路,断路在电压表两接线柱之间的小灯泡;
(3)当小灯泡正常发光时,U
L
=U额 =1.5V,电流表选用的量程为0﹣0.6A、对应的分度值为0.02A,
示数为0.2A,即通过小灯泡的电流为I =0.2A,由欧姆定律可得此时小灯泡的电阻:
L
答案:(1)见解答图;(2)小灯泡;断路;(3)7.5。
22.(2025•东城区二模)某同学为了测量未知电阻R 的阻值进行如下实验。实验中所用器材均完好。
x
(1)用图甲所示电路测量未知电阻R 的阻值。
x
①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 A (选填“A”或“B”)端。
②闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,测出多组未知电阻两端电压U及通过它的电流I,并根据实
验数据绘制I与U之间的关系图像如图乙所示,则此未知电阻的阻值为 1 0 。
(2)该同学利用(1)中的电源、电流表,另一阻值已知的定值电阻R,设计了Ω如图丙所示的电路,再
次测量未知电阻R 的阻值。计划进行如下操作:
x
①闭合开关S 、断开开关S ,读出电流表的示数,记为I ;
1 2 1
②闭合开关S ,断开开关S ,读出电流表的示数,记为I ;
2 1 2
③利用I 、I 和R求得R 。已知电源电压恒定。
1 2 x
有同学指出实验设计存在问题,无法完成实验。该实验存在的问题是 在 ①② 步骤中,两次电流表的
正负接线柱接反了 。解:(1)①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,这样可以保护电路。在图甲中,滑
片置于A端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大。
②根据欧姆定律 ,U﹣I 图像的斜率表示电阻。从图乙中可以看出,该直线的斜率是定值,取直
线上一点(2.0V,0.2A),
则
(2)实验设计存在问题,无法完成实验。该实验存在的问题是在①②步骤中,两次电流表的正负接线
柱接反了。
答案:(1)①A;②10;(2)在①②步骤中,两次电流表的正负接线柱接反了。
考点03 欧姆定律的应用
23.(2025•海淀区校级模拟)家庭用的燃气报警器一般安装在厨房,当燃气浓度达到报警设定值时,燃
气报警器发出声光报警信号。图甲所示为小阳设计的燃气泄漏检测电路,其中电源电压恒定不变,R
0
为定值电阻,R为气敏电阻,其阻值随燃气浓度 的变化图线如图乙所示。闭合开关S后,当发生燃气
泄漏时,下列判断正确的是( )
β
A.电路中的电流变大 B.电路消耗电能变慢
C.电压表的示数变小 D.电路消耗电能变少
解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量R两端的电压;
由图乙可知,气敏电阻R的阻值随燃气浓度的升高而变大,闭合开关S后,当发生燃气泄漏时,燃气浓
度升高,R的阻值变大,根据串联电路的分压规律可知,R分担的电压变大,电压表示数变大;
电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,根据P=UI可知,电路的总功率变小,电路
消耗电能变慢;由于不知道工作时间,根据W=Pt可知,无法判定消耗电能的多少;
综上所述,B正确,ACD错误。
答案:B。
24.(2025•朝阳区校级模拟)如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源
电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R 是300 的定值电阻,R 是热敏电阻,其阻值随环
0 1
境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,下列说法中正Ω确的是( )A.环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是150
B.电压表的示数越大,说明环境温度越低 Ω
C.环境温度为0℃时,电压表的示数是1.5V
D.此电路允许的最高环境温度为60℃
解:A、由图b可知,环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是200 ,故A错误;
B、由电路图可知,R
1
与R
0
串联,电压表测量R
0
两端的电压,因Ω串联电路中各处的电流相等,
所以,由 可知,当电压表V示数越大时,电路中的电流越大,
由 可知,电路中的总电阻越小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,热敏电阻的阻值越小,
由图乙可知,环境的温度越高,故B错误;
C、由图象可知温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大R
1大
=300 ,此时电压表的示数最小,
Ω
此时电路中的电流: ,
电压表的最小示数:U
0小
=I小R
0
=0.0075A×300 =2.25V,故C错误;
D、当电压表的示数U =3V时,电路允许测量的Ω温度最高,
0
此时电路中的电流:
电路中的总电阻:
热敏电阻的阻值:R =R﹣R =450 ﹣300 =150 ,
1 0
由图象可知,此电路允许的最高环境Ω温度为Ω60℃,Ω故D正确。
答案:D。
25.(2025•东城区校级模拟)某科技小组设计了一个监测水位变化的装置,其原理如图所示。电路中电源电压保持不变,R 为定值电阻,R是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向
0
上下移动,AP与R接触良好,当电流表的示数达到某一数值I时,报警器发出响声,提醒监测员水位
达到警戒值。下列说法正确的是( )
A.当水位升高时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.当水位升高时,电压表示数与电流表示数的比值变大
C.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大电源电压
D.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大定值电阻R 阻值
0
解:
A、由图示知,R与定值电阻R 串联在电路中,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;水位
0
升高时,金属滑杆向上移动,R接入电路的阻值变小,据串联电路的分压特点知,R两端的电压变小,
电压表示数变小,电路的总阻值变小,根据欧姆定律可知,电路的电流变大,电流表示数变大,故 A
错误;
B、根据 可知,电压表示数与电流表示数的比值为R接入电路的阻值,水位升高时,R接入电路
的阻值变小,所以两电表示数的比值变小,故B错误;
CD、警戒水位值调小,则金属滑杆AP向下移动,变阻器接入电路的阻值变大,而报警器发出响声时的
电流值不变,则可增大电源电压或减小定值R 的阻值,故C正确,D错误。
0
答案:C。
26.(2025•石景山区模拟)图甲所示是小石同学新买的一款握力器的原理图。其中电源电压 U=6V且保
持不变,力量计由一个量程为0~0.6A的电流表改装而成,定值电阻R =12 ,R是一根长为9cm,阻
1
值为18 的均匀电阻丝,滑片 P与绝缘板相连且同步上下移动。滑片 P在Ωa端时,力量计的示数为
0N。C是
Ω
一根弹簧,其所受压力F与压缩量x的关系如图乙所示。下列说法中正确的是( )A.当力量计的示数为0N时,电路中的电流为0A
B.当电路中的电流为0.3A时,力量计的示数为300N
C.定值电阻R 的作用是保护电路,它的阻值应不小于8
1
D.某攀岩运动员的最大握力约为600N,可以用此握力器Ω测出该值
解:
A、由图甲可知,R 与R串联,由电流表改装的力量计串联在电路中测量电路中的电流;
1
当力量计的示数为0N时,滑片P在a端,R的接入电阻最大:R=18 ,
根据串联电路规律可得,电路的总电阻:R总=R1+R=12 +18 =30Ω,
Ω Ω Ω
由欧姆定律可得,电路中的电流: ,故A错误;
B、当电路中的电流为I′=0.3A时,
根据欧姆定律可得,电路的总电阻:
由串联电路电阻规律可得,R的接入电阻值:R′=R′
总
﹣R
1
=20 ﹣12 =8 ,
Ω Ω Ω
根据R是一根长为9cm,阻值为18 的均匀电阻丝,R接入电路的长度L′= •9cm=4cm,
弹簧压缩量:x′=L﹣L′=9cm﹣Ω4cm=5cm,
由乙图可知,受压力F=300N,压缩量x=3cm,受压力F与压缩量x的关系为正比例函数:
F= •x,
弹簧压缩量x′=5cm时,力量计的示数(即握力计所受压力):F′= ×5cm=300N,故B正
确;
C、根据电流表的量程,由欧姆定律可得,R 的最小阻值: ,
1
所以定值电阻R 的作用是保护电路,它的阻值应不小于10 ,故C错误;
1
Ω
D、若握力为600N时,握力计弹簧的压缩量:x″= ×600N=10cm,
因为弹簧的压缩量大于R的长度L,所以握力计不可用,故D错误。
答案:B。
27.(2025•通州区模拟)于家务乡富各庄食用菌基地是孕育“通州蘑菇”的摇篮,也是农业种植的品牌
地。生物学习小组在参观完食用菌试验示范棚后,准备设计一个家庭食用菌观赏箱,如图甲所示。食用菌的生长环境温度不能超过30℃,并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。物理小组为其设计的
温、湿度报警触发电路如图乙所示。电源为可调恒流电源,即能够使所在电路中的电流恒等于“预先设
定的电流”。完全相同的防水热敏电阻R 、R ,阻值随温度的变化规律如图丙所示。将“预先设定的
1 2
电流”设置为2×10﹣3A后进行报警触发设置。温度报警触发设置:30℃时R 两端电压为3.6V,将该电
1
压设为温度报警触发值U。湿度报警触发设置:用一端浸在水中的湿纱布敷在R 上,使R 温度降低,
2 2
导致R 两端电压与R 两端电压产生电压差ΔU。环境越干燥,湿纱布中水蒸发的越快,使 R 温度降低
2 1 2
的越多,R 与R 温差Δt越大,ΔU也越大,当Δt≥5℃时触发湿度报警。下列说法错误的是( )
2 1
A.当R 两端实际电压U ≤U时,触发温度报警
1 1
B.每升高1℃,R 的阻值减小75
1
C.当Δt=5℃湿度报警触发时,ΔΩU为0.8V
D.若使装置在Δt≥8℃且ΔU为0.8V时触发湿度报警,需要减小“预先设定的电流”
解:(1)电路中电流不变,根据图像知,温度升高,电阻减小,U=IR,故R 两端实际电压减小,即
1
R 两端实际电压U ≤U时,触发温度报警,故A正确;
1 1
B 、 根 据 30℃ 时 R 两 端 电 压 为 3.6V , 以 及 2×10﹣ 3A , 得 到 30℃ 时 R 阻 值 为
1 1
,故每降低1℃,电阻阻值增加量为: ,故
B正确;
C、初始两个电阻阻值相同,电压相同,均为3.6V。随着R 上的湿纱布水的蒸发吸热,R 阻值增大,
2 2
当 Δt=5℃时,R 阻值增加量为 ΔR =5℃×75 /℃=375 ,故其电压增加量为 ΔU=IΔR =2×10﹣
2 2 2
3A×375 =0.75V,故C错误。 Ω Ω
D、ΔUΩ为0.8V时,Δt=8℃时,电阻增加量为ΔR' =8℃×75 /℃=600 ,
2
Ω Ω
此时电流为 ,小于原来的2×10﹣3A,故D正确。
答案:C。
28.(2025•东城区校级模拟)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向R 的红外线时,R 的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,
1 1
能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,R 为定值电阻,某一段时间AB
2
间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB 两端电压为6V时,计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R 的红外线时,R 的阻值是R 的4倍
1 1 2
C.绳子没有挡住射向R 的红外线时和挡住射向R 的红外线时电路中电流之比为2:1
1 1
D.绳子没有挡住射向R 的红外线时和挡住射向R 的红外线时R 的阻值之比为1:6
1 1 1
解:A、由甲图知R 和R 串联,AB间的电压为R 两端的电压,当绳子挡住了射向R 的红外线时,R
1 2 2 1 1
的电阻会变大,根据串联电路分压规律知,R 两端的电压会变大,电源电压不变,R 两端的电压U =
1 2 2
U﹣U 会变小,自动计数器会计数一次,由乙图知,此时R 两端的电压即AB间的电压为U =2V,故
1 2 2
A错误;
B、绳子没有挡住射向R 的红外线时,R 两端的电压为6V,此时R 两端的电压为
1 2 1
U ′=U﹣U ′=10V﹣6V=4V,
1 2
R 和R 的电阻之比: ,则R ′= R ,即:没有挡住射向R 的红外线
1 2 1 2 1
时,R 的阻值R ′是R 的 ,故B错误;
1 1 2
C、绳子没有挡住射向R 的红外线时,R 两端的电压为6V,此时电路中电流:I′= ,
1 2
挡住射向R 的红外线时,R 两端的电压为2V,此时电路中电流:I= ,
1 2
则绳子没有挡住射向R 的红外线时和挡住射向R 的红外线时电路中电流之比为:
1 1I′:I= : =U ′:U =6V:2V=3:1,故C错误;
2 2
D、挡住射向R 的红外线时,R 两端的电压为2V,此时R 两端的电压为U =U﹣U =10V﹣2V=8V,
1 2 1 1 2
R 和R 的电阻之比: ,则R =4R ,
1 2 1 2
则绳子没有挡住射向R 的红外线时和挡住射向R 的红外线时R 的阻值之比为:
1 1 1
R ′:R = R :4R =1:6,故D正确。
1 1 2 2
答案:D。
29.(2025•西城区二模)在相距50km的甲、乙两地间沿直线架设两条输电线,已知每条输电线每1千米
的电阻为0.2 。若输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修人员在甲地利用电源、电压表和
电流表连接成
Ω
如图所示的电路进行测量;当电压表的示数为4V时,电流表的示数为0.5A。由此可判断
短路位置离甲地的距离为( )
A.40km B.30km C.20km D.10km
解:根据欧姆定律可得,接入该电路的输电线的电阻:R= =8 ;
Ω
已知每条输电线每千米的电阻为0.2 ,所以短路位置离甲地的电线总长度为:L= =40km,
Ω
则短路位置离甲地的距离等于电线总长度的一半,即s= L= ×40km=20km。
答案:C。
30.(2025•石景山区二模)为了监测学生的体重情况,小石同学设计了一台由电流表改装而成的简易体
重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒为6V,定值电阻R =5 ,R为压敏电阻,其阻值与所受到
0
的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,脚踏板重力忽略不Ω计。将该体重计水平放置在竖直上
升的电梯内,某质量 m=55kg 的同学站在体重计上进行监测。电梯从 t=0 时刻由静止开始上升,先
加速,再匀速,最后减速至停止。体重计示数m的变化如图丙所示,(g=10N/kg)则( )A.闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0A
B.电流表示数为0.3A时,电梯运行时间是在2s~5s时间段内
C.若用电压表改装体重计,且体重增加时示数增大,电压表应并联在R两端
D.若用量程为 0~3V的电压表并联在R 上进行改装,则最大称量值是140kg
0
解:由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R 与压敏电阻R串联,电流表测量电路中的电流,
0
A、由图乙可知当压力为0N时,R
A
=45 ,根据串联电路电阻规律可得总电阻R总A =R
A
+R
0
=45 +5
Ω Ω Ω
=50 ,则电流表示数为: ,故A错误;
Ω
B、当电流表示数为0.3A时,根据 可得总电阻 ,根据串联电路电阻规
律可得R
B
=R总B ﹣R
0
=20 ﹣5 =15 ,
Ω Ω Ω
由图乙可知当R =15 时,压力为600N,根据G=mg可知体重计的示数为:m= =
B
60kg,由图丙可知此时Ω运行时间是在0s~2s时间段内加速,故B错误;
C、根据图乙可知压力越大R的电阻越小,根据串联电路的分压特点可知R两端的电压变小,定值定值
R 两端的电压变大,所以若用电压表改装体重计,且体重增加时示数增大,电压表应并联在R 两端,
0 0
故C错误;
D、若用量程为 0~3V的电压表并联在R 上进行改装,当电压表示数最大为3V时电路中电流为:
0
I′= =0.6A,根据串联电路的电压特点可得R两端的电压:U =U﹣U =6V﹣3V=3V,
R 0
根据 可得:R= =5 ,由图乙可知当R =5 时,压力为1400N,根据G=mg可知
B
Ω Ω
体重计的最大示数为:m= =140kg,故D正确。答案:D。
(多选)31.(2025•西城区校级三模)自动售货机是一种能根据投入的钱币自动付货的机器,其硬币识
别原理简化图如图甲所示,自动售货机开机时,开关 S呈闭合状态。OAB为一轻质杠杆,O为支点,
OA与OB的长度之比为l :l =1:10;电源电压恒为14V,R =15 ,电压表经改造后,量程为0~
OA OB 0
12V;电阻R为压敏电阻,其阻值随压力的变化如图乙所示。使用该自Ω动售货机购买一件商品可以多次
投入硬币,但一次只能投入一枚硬币,投入的硬币沿着斜面平稳、缓慢地滑入储币盒内(储币盒质量不
计),当硬币投入储币盒后,售货机会根据R 两端的电压值,判断投入硬币的种类和数量。已知:1枚
0
1角硬币的质量为3g,1枚5角硬币的质量为4g,1枚1元硬币的质量为6g,g取10N/kg。则( )
A.投入硬币数量越多,电压表示数变大
B.投入1枚1元硬币和1枚5角硬币后,力敏电阻R受到的压力10N
C.投入1枚1元硬币时,预设的电压表的示数为8.4V
D.按照自动售货机器的设计,最多能投入硬币的面值是4元
解:A、投入硬币数量越多,B点的压力越大,A点的压力也越大;
由乙图可知,电阻R阻值随压力变大而变小,
A点压力变大,R阻值变小,电路电流变大,电压表示数变大,故A正确;
B、投入1枚1元硬币和1枚5角硬币后,B点的压力为F =(0.006kg+0.004kg)×10N/kg=0.1N,
B
根据杠杆平衡条件,A点的压力为F = =1N,即力敏电阻R受到的压力为1N,故B错误;
A
C、投入1枚1元硬币时,B点的压力为F =0.006kg×10N/kg=0.06N,
B1
根据杠杆平衡条件,A点的压力为F = =0.6N,
A1
由乙图可知,0.6N对应的R的阻值为10 ,
Ω
此时电压表示数为U =IR = ×15 =8.4V,故C正确;
0 0
D、当电压表达到最大量程12V时,不能再投Ω币,此时通过R 的电流为 =0.8A,
0
R的阻值为 =2.5 ,
Ω
乙图中,R与F的函数关系是:R= ,
当R为2.5 时,F为 =2.4N,即A点的压力为2.4N,
Ω
此时B点的压力为 =0.24N,
硬币的质量和m= =0.024kg=24g,
此时投入1元硬币4枚所达到的面值最大,为 ×1元=4元,故D正确;
答案:ACD。
(多选)32.(2025•平谷区模拟)某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所
示,电路中电源电压恒为6V,定值电阻R 的阻值为20 ,电压表的量程为0﹣3V,轻质绝缘的压力检
0
测板M与可变电阻R相连。R的阻值与压力F的关系如Ω图乙所示,闭合开关S后,下列说法正确的是
( )
A.当检测板所受压力增大时,电压表的示数增大
B.检测板不受压力时,电压表的示数为1.2V
C.该装置所能测量的最大压力7×103N
D.在不改变电源电压和电压表量程的情况下,更换大阻值的R 可提高最大压力值
0
解:A、由图甲可知,R、R 串联,电压表测R 两端的电压,由图乙可知,当检测板所受压力增大时,
0 0
R的阻值减小,根据串联的电阻特点可知,电路中的总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,R 是定值电阻,根据欧姆定律可知,R 两端的电压增大,即电压表示数增大,故 A
0 0
正确;
B、由图乙可知,当检测板不受压力时,R的阻值为:R=80 ,
根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻为:R总 =R+ΩR
0
=80 +20 =100 ,
Ω Ω Ω
此时电路中的电流为:I= = =0.06A,
电压表的示数为:U =IR =0.06×20 =1.2V,故B正确;
0 0
C、当电压表的示数最大为3V时,电Ω路中的最大电流为:
I大 = = =0.15A,
此时电路的总电阻的最小值为:
R总小 = = =40 ,
则R接入电路的最小阻值为Ω:
R小 =R总小 ﹣R
0
=40 ﹣20 =20 ,
由图乙可知,此时最Ω大压力Ω为6×Ω103N,故C错误;
D、压力越大,R的阻值越小,由于R 两端的最大电压一定,电源电压不变时,R两端的最小电压也不
0
变,由串联电路的分压规律可知,可将定值电阻 R 换为阻值较小的电阻,根据欧姆定律可知电路中电
0
流变大,R接入电路的阻值变小,由图乙可知可提高该装置所能测量的最大压力值,故D错误。
答案:AB。
33.(2025•朝阳区模拟)为开展科技活动,小阳设计了一个用开关 S 控制阻值为R 的电阻两端电压的工
2 1
作电路,如图甲所示,电源电压恒为19V。此外,利用实验测得通过R 的电流与其两端电压的关系如
1
图乙所示。求:
(1)电阻R 的阻值。
1
(2)闭合开关S ,要使S 断开时R 两端的电压变为16V,电阻R 的阻值。
1 2 1 2解:(1)根据欧姆定律R = ,已知从图乙中选取R 的电压U=19V,对应的电流I=0.95A,
1 1
则R = = =20 。
1
(2)当闭合开关S ,S 断Ω开时,R 与R 串联。已知电源电压U=19V,R 两端电压U =16V。根据
1 2 1 2 1 1
串联电路电压特点U=U +U ,R 两端电压U =U−U =19V−16V=3V。因为R =20 ,U =16V,串
1 2 2 2 1 1 1
Ω
联电路中的电流处处相等I=I =I ,电路中的电流I=I = = =0.8A。最后由欧姆定律可得
1 2 1
R = = =3.75 。
2
答:(1)电阻R 的阻值为Ω 20 ;
1
(2)电阻R 的阻值为3.75 。Ω
2
34.(2025•房山区模拟)小阳Ω设计了一个测定油箱内油量的模拟装置,如图甲所示。其中电源电压为6V
且保持不变,R 是定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片
0
P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子
随油面下降,带动滑杆使滑片向上移动。当油箱清空时,滑片滑至电阻片的最上端;当油箱内的油量达
到最大值时,滑片滑至电阻片的最下端。小阳为了将电流表上的示数改为油量值,通过测量绘制出R接
入电路中的阻值随油箱内油量变化的关系图像如图乙所示。已知油箱清空时,电流表的示数为 0.1A。
求:
(1)R 的阻值。
0
(2)电流表表盘的刻度为0.2A时对应标的油量值。
解:(1)滑动变阻器R与定值电阻R 串联,电流表测量电路中的电流,油箱清空时,即油量为零时,
0
滑片P在最上端时,滑动变阻器接入电阻最大,由图乙可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 50 ,
此时电路中的电流最小为0.1A,
Ω
则电路中的总电阻为:R总 = = =60 ,
Ω则R
0
的阻值为:R0=R总 ﹣R大 =60 ﹣50 =10 ;
(2)当电流表表盘的刻度为0.2A时Ω, Ω Ω
电路的总电阻为:R'总 = = =30 ,
此时滑动变阻器接入电路的阻值为: Ω
R=R'总 ﹣R
0
=30 ﹣10 =20 ,
由图乙可知,此时Ω的油Ω量值为Ω600cm3。
答:(1)R 的阻值为10 ;
0
(2)电流表表盘的刻度为Ω0.2A时对应标的油量值为600cm3。