資源簡介

例1-1.（2021江蘇泰州） 如圖所示電路，電源電壓保持不變，開關S閉合后，在滑動變阻器滑片P向右移動過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 電壓表V的示數變大
B. 電壓表V的示數變小
C. 電壓表V與電流表A1的示數之比不變
D. 電壓表V與電流表A的示數之比變小
例1-2．（2020 濱州）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻。閉合開關S，滑動變阻器R2的滑片P向右滑動的過程中，關于電壓表和電流表的示數變化，下列判斷正確的是（　　）
A．電壓表示數變小，電流表示數變大
B．電壓表示數不變，電流表示數變小
C．電壓表示數變大，電流表示數不變
D．電壓表示數變大，電流表示數變小
例1-3．在研究“一定電壓下，電流與電阻的關系”時，電路如圖所示。電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“15Ω 1A”字樣。在a、b間先后接入不同阻值的定值電阻，移動滑片P，使電壓表示數為1.5V，讀出電流表的示數。當20Ω的電阻接入a、b間時，電壓表示數始終無法達到1.5V，其原因可能是(　 　)
A．電源電壓3V太高 B．滑動變阻器阻值太大
C．20Ω的阻值太小 D．控制的電壓1.5V太高
例1-4.（2021·寧波）小寧用如圖所示電路研究電阻的并聯。
（1）按電路圖連接電路，閉合開關S，電流表A1、A2、A3的示數分別為0A、0.40A和1.20A。如果電路元件完好，接線時發生了錯誤，該錯誤是________ 。
（2）使用電流表時，當被測電流值大于電流表量程的一半時，能減小實驗誤差。本實驗所用電源電壓為8V，電流表有兩個量程(0~0.6A、0~3A)。為減小實驗誤差，小寧重新選擇定值電阻，實驗室里可供選擇的定值電阻的阻值有：5Ω、10Ω、20Ω、50Ω，應該選用的2個電阻阻值分別為________ 。
例1-5.（2017·金華）某興趣小組用二節新干電池，規格為“10Ω 1.5A”的滑動變阻器等器材，來測導體電阻。請分析回答：
實驗序號 電壓/V 電流/A
1 2.0 0.20
2 2.5 _________
3 2.8 0.28
（1）連接好電路，閉合開關，向右移動滑動變阻器滑片，當滑片移到C點時，發現兩表才有示數，示數分別為2V、0.2A。根據以上信息思考該電路的連接方式，并用筆畫線代替導線按該連接方式，將圖1電路連接完整。
（2）繼續調節滑動變阻器進行測量，測得數據如表所示。第二次測量時電流表示數如圖2所示，據圖把表中所缺數據填寫完整。
（3）該實驗多次測量的目的是 。
（4）該小組同學用這套器材（所有器材不變）和阻值為5Ω、10Ω、20Ω的三個定值電阻繼續探究“電流與電阻的關系”。實驗中要控制電阻兩端的電壓不變，那么電阻兩端電壓最小能控制到 _________V。
1．（2020 自貢）在圖的電路中，電源電壓保持不變，R為定值電阻。閉合開關S后，將滑動變阻器的滑片P從最右端移到中間某個位置，電壓表和電流表的示數分別變化了△U和△I．下列分析正確的是（　　）
A．變大 B．變小
C．不變 D．先變小后變大
2.（2021湖北荊州）如圖所示的電路中，電源電壓不變，閉合開關S，電路正常工作，當滑片P向右移動的過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 燈泡L變亮
B. 電壓表示數變小
C. 電路的總電阻變小
D. 電壓表示數與電流表示數比值變大
3.（2018·溫州）如圖甲是某身高體重量儀，當體檢者站在臺面上時，能自動顯示其身高，體重。
（1）若體檢者重600牛，雙腳與臺面的接觸面積為0.05米2 ， 則他對臺面的壓強為________帕。
（2）小明利用某壓敏電阻R及相關電路元件設計身高體重測量儀電路，壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關系如圖乙所示，現要求用電壓表、電流表分別顯示身高和體重的大小，且電壓表、電流表的示數分別隨身高、體重的增大而增大。下列電路設計最合理的是________。
4．（2018·溫州）為了探究“電流與電阻的關系”，小明用阻值不同的定值電阻、電壓為6伏的電源、滑動變阻器（20Ω 2.5A）等器材按圖甲方式連接電路，進行如下實驗。
甲 乙 丙 丁
①將4歐的R1接入電路，當電壓表示數為4伏時，記錄電流表的示數。
②用R2替換R1，發現無論如何左右移動滑片P，電壓表指針在4伏的刻度左右擺動，但無法準確指在4伏的刻度線上。
老師告知小明：滑動變阻器的線圈結構如圖乙所示，因此無法連續改變接入電路的有效阻值，當定值電阻與滑動變阻器最大阻位相比過小時，會導致步聚②現象發生。
③用一根阻值為0.5歐的電阻絲制作一個可連續改變阻值的旋鈕式變阻器，并按圖丙方式接人電路，繼續實驗。通過調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏，此時電流表示數如圖丁所示。
（1）圖丁中電流表的示數為 安。
（2）步驟③中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時，電壓表示數略超過4伏，則小明應如何調節滑片P和旋鈕觸片Q，使電壓表示數為4伏？ 。
（3）小明利用圖甲電路繼續他的探究實驗，仍保持定值電阻兩端的電壓為4伏，則下列定值電阻可用來替換R1進行實驗的有 （可多選）。
A、15歐 B、25歐 C、35歐 D、45歐
例2-1．如圖所示的四個電路中，R0為已知阻值的定值電阻，不可以測出未知電阻Rx的電路是(　 　)
例2-2．（2018·臺州）某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗，電源電壓恒為3伏，更換5個定值電阻Rx ， 得到如圖乙所示的圖象。以下有關敘述正確的是（　　）
A. 該同學研究的是電流和電壓的關系 B. 實驗中電壓表的示數保持0.5伏不變
C. 滑動變阻器阻值變化范圍為1歐～5歐 D. 將Rx從5歐換成10歐后，應將滑片P向左移
例2-3．（2019·溫州）溫州地區常受臺風侵襲。為測量風速，小明設計了一臺簡易風速儀，其工作原理如圖甲所示。裝有擋風板和滑片P的輕質滑塊與輕質彈簧套在滑桿MN上，彈簧左端固定，右端與滑塊相連。擋風板的擋風面積為0.2米2 ， 均勻電阻絲AB長為20厘米，阻值為10歐，電源電壓U0恒為6伏，保護電阻R0為14歐，電壓表量程0~3伏。彈簧彈力F與彈簧長度改變量x的關系如圖乙所示。無風時，滑片P在A處。有風時，滑塊移動，穩定后讀出電壓表示數，計算并查閱下表數據可知風速及風級。
風級 一級 二級 三級 四級 五級 六級
風速v（米/秒） 0.3~1.5 1.6~3.33 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8
風壓p（帕) 0.055~1.4 1.6~6.8 7.2~18 18.9~39 40~72 72.9~119
表中風壓p是指與風向垂直的受風面上單位面積增加的壓力（即單位面積受到的風力）。測量時保證風垂直吹在擋風板上，不計一切摩擦阻力。
（1）在滑片P左移的過程中，電路的總電阻________ 。（選填“變大”、“不變”或“變小”）
（2）當電壓表示數U為2伏時，風速儀所測的風為幾級？（寫出計算過程）
（3）小明想在風速儀的電壓表上直接標出風速，查閱資料后獲知該擋風板所受的風力與風速的平方成正比。經計算，他畫出了風速v與電壓表示數U的關系曲線，如圖丙所示。后因保護電阻R。損壞，他將其換成了阻值為5歐的電阻，請你在圖丙坐標系中大致畫出更換電阻后的風速v與電壓表示數U的關系曲線，并在曲線上標出所能測量的最大風速的對應點Q。
1.（2021·衢州）如圖是小科利用實驗室常用儀器，設計測量未知電阻Rx阻值的四種電路，電源電壓恒定且未知，R0是已知阻值的定值電阻，滑動變阻器R最大阻值未知，實驗中只能閉合或斷開開關及移動滑動變阻器滑片，其中能夠測量出Rx阻值的電路( )
A. 只有① B. 只有② C. 只有②③ D. 只有②③④
2.據史料記載，歐姆曾用如圖電路來研究電流的影響因素。該電路的溫差電源中，銅與鉍的兩個接觸面分別放在冰水混合物和沸水中，AB兩端存在電壓，其電壓大小由溫度差決定。
歐姆將粗細均勻的鐵絲兩端插入水銀中，接通電路。當電路中有電流通過時，小磁針會發生偏轉，轉動金屬絲上端手柄，扭轉金屬絲，使小磁針回到原位置，記錄手柄轉過角度。他用粗細相同、長度不同的鐵絲多次重復上述實驗，部分數據如表。已知手柄轉過角度與電流大小成正比，粗細相同的鐵絲電阻阻值與其長度成正比。
實驗組別 1 2 3 4
鐵絲長度（英寸） 2 4 6 10
手柄轉過角度（度） 305 281.5 259 224
（1）在實驗中始終保持“溫差電源”的溫度差不變的目的是________。
（2）小明查閱資料發現：除鐵絲外，歐姆還考慮了電路中水銀、銅絲等導體的電阻R'，才得出正確的電流與電阻關系。結合表中數據，判斷R'的阻值大約相當于本實驗中多少長度鐵絲的阻值？________
A.5英寸
B.10英寸
C.15英寸
D.20英寸
（3）歐姆用粗細相同的金絲、鉛絲代替鐵絲重復上述實驗，發現當手柄轉過角度相同時，金絲的長度比鉛絲長。據此推測，若金絲和鉛絲的長度與粗細都相同，哪一金屬絲阻更大？簡要說明理由。________。
3.（2021·溫州）常用的密度計使用時需要較多待測液體（如圖甲)。小明設計了一臺只需少量待液體就能直接測量其密度大小的簡易密度儀（如圖乙其工作原理為：桶中無液體時，滑片P指向A處；測量時，將待液體加滿小桶，裝有滑輪和滑片P的滑塊向下移動x，彈簧彈力增加F，待滑塊穩定后閉合開關S，就能從已標注相應密度值的電流表刻度盤上讀出待測液體密度。電源電壓U0恒為6伏，定值電阻R0的阻值為12歐，電流表量程為0~0.6安，小桶的容積為10厘米3 ， 粗細均勻的電阻絲AB總長為20厘米，其阻值隨長度變化如表。F與x的關系如圖丙所示。（不計摩擦，桶距底座高度足夠)。
電阻絲的長度（厘米） 0 5 10 15 20
電阻絲的阻值（歐姆） 0 10 20 30 40
（1）閉合開關S，滑片P在A點和B點時，電流表示數分別為Ia、Ib，則Ia、Ib的大小關系是________。
（2）某次測量時，電流表示數為0.2安，則所測液體密度為多少克/厘米3？
（3）為了方便在電流表的表盤上標注對應的密度值，需根據上述信息，分析密度與電流的關系并確定量程。
①寫出密度ρ與電流I的關系式:ρ=________。
②該密度儀能測量的最大密度為________克/厘米3。
例3-1．（2020·紹興）某款感應式垃圾桶如圖所示，其工作原理如下：啟動開關閉合后，垃圾桶才能正常使用，此時指示燈亮起；扔垃圾時只需將手伸到感應區上方一定距離內，感應開關自動閉合，動力裝置工作，垃圾桶蓋緩緩打開；手離開5秒后動力裝置會控制桶蓋閉合，然后感應開關自動斷開，下列電路符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
例3-2．某熨燙機電路主要由發熱體、熔絲、控制開關盒等組成，其連接如圖所示，其中控制開關盒內有開關、指示燈和分壓保護電阻等元件。當該熨燙機接入家庭電路后，閉合開關，指示燈發光，發熱體工作。現由于某種原因熔絲熔斷，發熱體不工作，但指示燈仍發光。下列控制開關盒內元件的連接方式符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
1.（2020 金華）高鐵軌道中的螺絲會因震動而松動，檢修工作非常艱苦且重要。青少年科技創新大賽的獲獎作品（5G高鐵軌道螺絲警報器），設計了檢測螺絲松動的報警方案。其主要的科學原理是：螺絲（螺絲在電路圖中用虛線框表示，其電阻不計）連接在電路中，當螺絲松動時，它會與下端的導線分離而斷開，此時電燈亮起而發出警報，及時提醒工人修理。下列符合題意的電路圖是（　　）
2.（2021·寧波）使用電風扇時，有時候因為忘記斷開風扇開關S而浪費能源。小寧在父母指導下對風扇電路進行了改裝：加裝一個紅外感應開關S1和指示燈L。加裝后，若S斷開，指示燈和風扇都不工作；當S閉合時，L工作，此時當紅外感應裝置感應到有人時，S1才閉合，風扇工作。小寧設計的電路圖可能是（ ）
A. B.
C. D.
例4-1．（2019·溫州）如圖所示，電源電壓保持6 V不變，電流表的量程為0～0.6 A，電壓表的量程為0～3 V，定值電阻的規格為“10Ω 0.5A”，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”。閉合開關，為了保證電路安全，在變阻器滑片移動過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 變阻器R2接入電路的阻值允許變化范圍為2 Ω～20 Ω
B. 電流表示數允許的變化范圍為0.2 A～0.5 A
C. 電阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4 W～0.9 W
D. 電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2 W～3 W
例4-2．（6 分）如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為 12V．閉合開關 S 后，當滑片 P 從最右端滑到最左端的過程中，小燈泡的 I-U 關系圖像如圖乙所示．求：
小燈泡的額定功率．
滑動變阻器的最大阻值及燈泡正常工作 10 分鐘消耗的電能．
例4-3．(2019·湖州)現有規格分別為“6V 3W”和“6V 6W”兩個小燈泡L1、L2，已知它們的電流與電壓間關系如圖所示。
（1）由圖可知，L1、L2的燈絲電阻都隨電流的增大而 (選填“增大”“減小”或“不變”)。
（2）若將L1、L2并聯接在學生電源間，電源電壓調節為6伏，通電5分鐘，則兩燈泡消耗的總電能為多少焦？
（3）若將L1、L2串聯接在學生電源間，調節電源電壓，在保證每個燈泡兩端電壓不超過其額定電壓的情況下，L1、L2消耗的實際總功率最大值是多少？
1.（2020 蘇州）如圖所示為學校實驗室中某電能表的表盤。
（1）該電能表示數為　 　kW h。
（2）小明利用該電能表和秒表檢測一只標識為“220V 10W”節能燈的額定功率。他關閉其他用電器，將該節能燈接入220V的測量電路，設計了以下三種測量方案：
方案一：測量出電能表顯示消耗1kW h電能所用的時間t；
方案二：測量出1min時間內電能表轉盤轉過的圈數n；
方案三：測量出電能表轉盤轉過1圈所用時間t。
①若使用方案二，小明計算額定功率的關系式應該為：P＝　 　（單位：W）。（用數字和n表示）
②比較三種方案，最可行的是方案　 　。
2.（2021·湖州）小萍同學想利用圖甲所示電路研究通過小燈泡(額定電壓為3伏)的電流與它兩端電壓的關系。她根據圖甲完成圖乙的部分連接，待連接完整后，移動滑動變阻器滑片，記錄了多組數據，作出了圖像a，還作出了電流大小與電源電壓大小的關系圖像b(如圖丙所示)。(已知滑動變阻器最大阻值為20歐)。
（1）根據圖甲將圖乙中的實物圖連接完整。(要求：滑動變阻器滑片向右移動，小燈泡變亮)
（2）根據圖像a，描述通過小燈泡的電流與小燈泡兩端電壓的關系。________
（3）當電流表示數為0.12A時，電壓表的示數為多少
（4）圖丙陰影部分的面積表示________。
例5-1.如圖所示，為“探究電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”的實驗電路，以下說法正確的是（　　）
A. 閉合開關S1、S2 ， 通過三根電阻絲的電流相同
B. 先閉合開關S1 ， 再閉合開關S2 ， 電流表示數保持不變
C. 先閉合開關S1 ， 再閉合開關S2 ， 通過右容器中電阻絲的電流變小
D. 閉合開關S1、S2一段時間后，右邊U形管內的液面比左邊U形管內的液面高
【答案】C
【解析】本題考查了學生對焦耳定律的認識，注重了探究實驗的考查，同時在該實驗中利用了控制變量法和轉換法，是中考物理常見題型。（1）首先分析各個電阻的連接方式，然后根據串聯、并聯電路的電流特點，結合歐姆定律的應用分析；（2）吸熱多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現的是轉換思想。
A、由圖可知，右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，故閉合開關S1、S2 ， 通過三根電阻絲的電流不相同，故A錯誤；
B、先閉合開關S1 ， 電流左邊電阻和右下電阻串聯，當再閉合開關S2 ， 右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，此時電路中總電阻減小，由歐姆定律可知，電流表示數應變大，故B錯誤；
C、先閉合開關S1 ， 電流左邊電阻和右下電阻串聯，由于兩電阻相等，故兩電阻等值分壓，當再閉合開關S2 ， 右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，此時右邊電阻分壓較小，由歐姆定律可知，電流表示數應變小，故C正確；
D、由C可知，閉合開關S1、S2一段時間后，通過右容器中電阻絲的電流變小，由Q=I2Rt可得，電流通過左邊電阻產生熱量的多，則應該是左邊U形管內的液面比右邊U形管內的液面高，故D錯誤。
例5-2.（2021·嘉興）學習了電學知識后，某科學興趣小組開展制作“電熱水壺”的項目化學習。
【項目任務】制作一款電熱水壺。經過小組同學討論后確定電熱水壺的要求如下：容積：1L：
功能：①加熱：②保溫：
性能：能在7分鐘內將1L水從20℃加熱到100℃(不計熱量損失)。
（1）【方案設計】為實現上述功能，同學們利用兩個不同阻值的電阻（R1（2）【器材選擇】若該壺是按照方案一設計的，根據項目任務中的性能要求，選擇的加熱電阻阻值最大為多少歐姆 [Q吸= cm(t-to) ，c水=4.2×103J/(kg℃) ]
（3）【方案反思】有同學認為電器設計還應考慮使用安全，從安全角度提出一條設計建議________。
1.（2016 溫州）某興趣小組利用圖甲裝置探究電流熱效應的影響因素，實驗步驟如下：
①將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路．
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時電流表的讀數I，通電一段時間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為△h1、△h2．
③斷開開關，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置．
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的讀數為2I，當通電時間與步驟②相同時，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為△h3、△h4，實驗數據如表．
（1）步驟②中的電流表示數如圖乙所示，此時電流為________安．
（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？________．
（3）小明認為：只要選擇“△h1、△h2、△h3、△h4”四個量中的某兩個量進行比較，就能說明“對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請比較這兩個量的大小關系：________．
電流大小 燒瓶玻璃管內液面的變化高度
A燒瓶（RA=10歐） B燒瓶（RB=20歐）
I △h1 △h2
2I △h3 △h4
2．(2019·紹興)電加熱眼罩對緩解眼疲勞有一定效果。如圖甲是一款市場上的產品，小敏查閱使用說明書，其相關參數如下表乙。
（1）當該款眼罩還剩10%的電池容量時，在額定電壓下充電，充滿電至少需要多少時間
（2）圖丙是小敏設計的可以手動調節高、中、低三檔加熱的電熱眼罩原理圖。電源電壓U恒為4.8伏，已知電熱絲R1阻值為4歐，電熱絲R2阻值為6歐，開關S3只接a或b。
①丙圖電路中S1閉合，S2斷開，S3接a時，加熱電路為 (選填“高”、“中”或“低”)溫檔。
②中溫檔功率為多少瓦？
③高溫檔工作20分鐘，眼罩消耗的電能為多少焦
3.如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，燈泡L上標有“6V 2.4W"字樣，其燈絲電阻隨溫度的升高而增大；OA、OB、OC是三條阻值不同且不變、粗細均勻的金屬絲(同一條金屬絲的阻值與其長度成正比)。閉合開關S，當滑片P從A點滑到O點過程中，電流表示數和燈泡L亮度均保持不變。
（1）求燈泡L正常發光時，通過燈泡L的電流大小。
（2）金屬絲OA的電阻Ra=________Ω。
（3）繼續滑動圖甲中滑片P到OB段，當PB= OB時，電流表示數為0.36A；當PB= OB時，小燈泡正常發光。用圖甲中的電源、小燈泡和三條金屬絲連成圖乙所示電路。閉合開關S，使滑片P在OC上移動，當PO= OC時，電壓表示數為4.8V；當PO= OC時，電壓表示數為6.0V。求金屬絲OC的電阻Rc的大小和電源電壓大小。 om
2例1-1.（2021江蘇泰州） 如圖所示電路，電源電壓保持不變，開關S閉合后，在滑動變阻器滑片P向右移動過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 電壓表V的示數變大
B. 電壓表V的示數變小
C. 電壓表V與電流表A1的示數之比不變
D. 電壓表V與電流表A的示數之比變小
答案：C
解析：從圖中可以看出，滑動變阻器R1與定值電阻R2并聯，電壓表V測量電源電壓，電流表A1測量定值電阻R2的電流，電流表A測量干路電流。
AB．開關S閉合后，在滑動變阻器滑片P向右移動過程中，電壓表V的示數始終等于電源電壓，因此電壓表V一定不變。故AB錯誤；
C．電壓表V與電流表A1的示數之比等于定值電阻R2的阻值。故C正確；
D．電壓表V與電流表A的示數之比等于電路的總電阻。開關S閉合后，在滑動變阻器滑片P向右移動過程中，電路總電阻變大，因此電壓表V與電流表A的示數之比變大。故D錯誤。
例1-2．（2020 濱州）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻。閉合開關S，滑動變阻器R2的滑片P向右滑動的過程中，關于電壓表和電流表的示數變化，下列判斷正確的是（　　）
A．電壓表示數變小，電流表示數變大
B．電壓表示數不變，電流表示數變小
C．電壓表示數變大，電流表示數不變
D．電壓表示數變大，電流表示數變小
【解答】由電路圖可知，R1與R2并聯，電壓表測電源兩端的電壓，電流表測干路電流，
因電源電壓保持不變，所以，滑片移動時，電壓表的示數不變；
因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，滑片移動時，通過R1的電流不變，
滑動變阻器R2的滑片P向右滑動的過程中，接入電路中的電阻變大，由I＝可知，通過R2的電流變小，因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路電流變小，即電流表的示數變小，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
例1-3．在研究“一定電壓下，電流與電阻的關系”時，電路如圖所示。電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“15Ω 1A”字樣。在a、b間先后接入不同阻值的定值電阻，移動滑片P，使電壓表示數為1.5V，讀出電流表的示數。當20Ω的電阻接入a、b間時，電壓表示數始終無法達到1.5V，其原因可能是(　A　)
A．電源電壓3V太高 B．滑動變阻器阻值太大
C．20Ω的阻值太小 D．控制的電壓1.5V太高
【解析】由題意知，電源電壓為3V，電阻兩端的電壓為1.5V，則滑動變阻器兩端的電壓應為3V－1.5V＝1.5V；根據串聯分壓的知識：＝＝＝；因為滑動變阻器的最大阻值為15Ω，電阻的阻值為滑動變阻器阻值的＝倍，其兩端的電壓也為滑動變阻器兩端電壓的倍，其定值電阻太大或滑動變阻器的最大阻值太小，而造成了電壓表示數始終大于1.5V，而無法達到1.5V，BCD錯誤；若減小電源電壓，則電阻兩端的電壓會減小，故A正確。故選A。
例1-4.（2021·寧波）小寧用如圖所示電路研究電阻的并聯。
（1）按電路圖連接電路，閉合開關S，電流表A1、A2、A3的示數分別為0A、0.40A和1.20A。如果電路元件完好，接線時發生了錯誤，該錯誤是________ 。
（2）使用電流表時，當被測電流值大于電流表量程的一半時，能減小實驗誤差。本實驗所用電源電壓為8V，電流表有兩個量程(0~0.6A、0~3A)。為減小實驗誤差，小寧重新選擇定值電阻，實驗室里可供選擇的定值電阻的阻值有：5Ω、10Ω、20Ω、50Ω，應該選用的2個電阻阻值分別為________ 。
答案.（1）接線時使電流表A1短路
（2）5Ω、20Ω
解析：（1）根據電路圖可知，R1與R2并聯，電流表A1測R1的電流，A2測R2的電流，A3測總電流。如果A1斷路，那么A2和A3的示數應該相等，實際上二者不相等，說明R1的工作正常，那么只能是電流表A1短路。
（2）根據分別計算出通過各個電阻的電流，選擇對應量程，并確定是否大于量程的一半即可。
（1）按電路圖連接電路，閉合開關S，電流表A1、A2、A3的示數分別為0A、0.40A和1.20A。如果電路元件完好，接線時發生了錯誤，該錯誤是：接線時使電流表A1短路 。
（2）根據公式得到： ， 選擇量程0~3A，大于量程的一半；
， 選擇量程0~3A，小于量程的一半；
， 選擇量程0~0.6A，大于量程的一半；
， 選擇量程0~0.6A，小于量程的一半。 那么應該選用的兩個電阻為5Ω和20Ω。
例1-5.（2017·金華）某興趣小組用二節新干電池，規格為“10Ω 1.5A”的滑動變阻器等器材，來測導體電阻。請分析回答：
實驗序號 電壓/V 電流/A
1 2.0 0.20
2 2.5 _________
3 2.8 0.28
（1）連接好電路，閉合開關，向右移動滑動變阻器滑片，當滑片移到C點時，發現兩表才有示數，示數分別為2V、0.2A。根據以上信息思考該電路的連接方式，并用筆畫線代替導線按該連接方式，將圖1電路連接完整。
（2）繼續調節滑動變阻器進行測量，測得數據如表所示。第二次測量時電流表示數如圖2所示，據圖把表中所缺數據填寫完整。
（3）該實驗多次測量的目的是 。
（4）該小組同學用這套器材（所有器材不變）和阻值為5Ω、10Ω、20Ω的三個定值電阻繼續探究“電流與電阻的關系”。實驗中要控制電阻兩端的電壓不變，那么電阻兩端電壓最小能控制到 _________V。
（1）
（2）0.24 （3）為了減小實驗誤差 （4）2.4
1．（2020 自貢）在圖的電路中，電源電壓保持不變，R為定值電阻。閉合開關S后，將滑動變阻器的滑片P從最右端移到中間某個位置，電壓表和電流表的示數分別變化了△U和△I．下列分析正確的是（　　）
A．變大 B．變小
C．不變 D．先變小后變大
【解答】由電路圖可知，定值電阻R與滑動變阻器串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
設滑片移動前后電路中的電流分別為I1、I2，則△I＝I2﹣I1，
由I＝可得，電壓表的示數分別為：
U1＝I1R，U2＝I2R，
電壓表示數的變化量：
△U＝U2﹣U1＝I2R﹣I1R＝（I2﹣I1）R＝△IR，
即＝R，
所以，不變。
故選：C。
2.（2021湖北荊州）如圖所示的電路中，電源電壓不變，閉合開關S，電路正常工作，當滑片P向右移動的過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 燈泡L變亮
B. 電壓表示數變小
C. 電路的總電阻變小
D. 電壓表示數與電流表示數比值變大
答案：B
解析：
由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的
電流;
ABC．當滑片P向右移動過程中時，接入電路中的電阻增大，電路中的總電阻增大，電路中電流減小，燈泡兩端的電壓減小，電壓表示數變小，燈泡變暗，故A錯誤，B正確；C錯誤；
D．電壓表示數與電流表示數的比值正好是小燈泡的電阻，隨著燈泡兩端電壓減小，燈泡的電阻減小，電壓表示數與電流表示數的比值應變小，故D錯誤。
故選B。
3.（2018·溫州）如圖甲是某身高體重量儀，當體檢者站在臺面上時，能自動顯示其身高，體重。
（1）若體檢者重600牛，雙腳與臺面的接觸面積為0.05米2 ， 則他對臺面的壓強為________帕。
（2）小明利用某壓敏電阻R及相關電路元件設計身高體重測量儀電路，壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關系如圖乙所示，現要求用電壓表、電流表分別顯示身高和體重的大小，且電壓表、電流表的示數分別隨身高、體重的增大而增大。下列電路設計最合理的是________。
【答案】 （1）1.2×104（2）C
【解析】（1）體檢者站在臺面上時，對臺面的壓力等于體檢者的重力：F=G=600N；
則他對臺面的壓強為：p= = =1.2×104Pa；故答案為：1.2×104；（2）根據題目要求，電壓表、電流表的示數分別隨身高、體重的增大而增大。由圖乙知，人的體重越大，對壓敏電阻的壓力越大，壓敏電阻的阻值越小；A、滑動變阻器與壓敏電阻并聯，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，因并聯電路各支路兩端的電壓相等且等于電源電壓，所以滑動變阻器和壓敏電阻的阻值變化時，電壓表的示數不變，故A錯誤；
B、壓敏電阻與滑動變阻器串聯，電壓表測量壓敏電阻兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；當人的體重增加時，壓敏電阻的阻值變小，人的身高增大時（滑片上移），變阻器的阻值變小，根據串聯電路中電壓與電阻成正比的關系可知，電壓表的示數變化無法確定，故B錯誤；
C、滑動變阻器與壓敏電阻并聯，由圖知，人的身高越高，滑片位置越向上，但變阻器接入電路中的阻值不變，該支路的電流不變，但電壓表所測的電阻變大，根據U=IR可知，電壓表的示數變大；人的體重越大，壓敏電阻的阻值越小，根據I= 可知該支路的電流越大，電流表的示數越大，故C正確；
D、滑動變阻器和壓敏電阻串聯，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；當人身高同時增大時，滑片向上移動，變阻器的阻值變大，但同時人的體重增加時，壓敏電阻的阻值變小，總電阻無法判斷，所以無法判斷電流表的示數變化，故D錯誤。故答案為：C；
4．（2018·溫州）為了探究“電流與電阻的關系”，小明用阻值不同的定值電阻、電壓為6伏的電源、滑動變阻器（20Ω 2.5A）等器材按圖甲方式連接電路，進行如下實驗。
甲 乙 丙 丁
①將4歐的R1接入電路，當電壓表示數為4伏時，記錄電流表的示數。
②用R2替換R1，發現無論如何左右移動滑片P，電壓表指針在4伏的刻度左右擺動，但無法準確指在4伏的刻度線上。
老師告知小明：滑動變阻器的線圈結構如圖乙所示，因此無法連續改變接入電路的有效阻值，當定值電阻與滑動變阻器最大阻位相比過小時，會導致步聚②現象發生。
③用一根阻值為0.5歐的電阻絲制作一個可連續改變阻值的旋鈕式變阻器，并按圖丙方式接人電路，繼續實驗。通過調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏，此時電流表示數如圖丁所示。
（1）圖丁中電流表的示數為 安。
（2）步驟③中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時，電壓表示數略超過4伏，則小明應如何調節滑片P和旋鈕觸片Q，使電壓表示數為4伏？ 。
（3）小明利用圖甲電路繼續他的探究實驗，仍保持定值電阻兩端的電壓為4伏，則下列定值電阻可用來替換R1進行實驗的有 （可多選）。
A、15歐 B、25歐 C、35歐 D、45歐
（1）2（2）將滑片P向右移，使電壓表示數略小于4伏，再將觸片Q沿逆時針轉動，直至電壓表示數為4伏
（3）ABC
例2-1．如圖所示的四個電路中，R0為已知阻值的定值電阻，不可以測出未知電阻Rx的電路是(　D　)
【解題思路】　A．開關S閉合時，電壓表測量電源電壓；開關S斷開時，電壓表測量Rx兩端的電壓；根據串聯電路總電壓等于各分電壓之和，求出定值電阻兩端的電壓，根據I＝求出通過定值電阻的電流，根據串聯電路電流處處相等，通過Rx電流等于通過定值電阻電流Ix＝I0，根據Rx＝求出電阻，故A可以。B.由電路圖可知，當S斷開時，電路為R0的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律可求電源的電壓；當開關S閉合時，R0、Rx并聯，電流表測干路電流，因通過R0的電流不變，根據并聯電路的電流特點可求通過Rx的電流，再根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律即可求出Rx阻值，故B可以；
例2-2．（2018·臺州）某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗，電源電壓恒為3伏，更換5個定值電阻Rx ， 得到如圖乙所示的圖象。以下有關敘述正確的是（　　）
A. 該同學研究的是電流和電壓的關系 B. 實驗中電壓表的示數保持0.5伏不變
C. 滑動變阻器阻值變化范圍為1歐～5歐 D. 將Rx從5歐換成10歐后，應將滑片P向左移
【答案】 C 【解析】A、研究電流和電壓的關系時，要控制電阻不變，由圖乙知，電阻是變化的，故A說法錯誤。B、由題意和圖象可知,，該同學研究的是電流和電阻的關系，實驗中要控制Rx兩端的電壓不變（即電壓表示數不變）；由圖乙知，電流與電阻之積（即Rx兩端的電壓）U=IRx=0.5A×5=2.5V，即電壓表保持2.5伏不變，故B說法錯誤。
C、由圖乙知，電流最大為0.5A時，對應的電阻為5 ， 根據歐姆定律和串聯電路的規律，變阻器接入的電阻R小=R總-R1=
由圖乙知,電流最小為0.1A時，對應的電阻為25，根據歐姆定律和串聯電路的規律,變阻器接入的電阻R大=R總-R2=
所以，滑動變阻器阻值變化范圍為1歐~5歐，故C說法正確。
D、根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5改接成10的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大（大于2.5V）；探究電流與電阻的實驗中應控制電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，使電壓表的示數減小為2.5V，由分壓原理,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向端移動，故D說法錯誤。故答案為：C
例2-3．（2019·溫州）溫州地區常受臺風侵襲。為測量風速，小明設計了一臺簡易風速儀，其工作原理如圖甲所示。裝有擋風板和滑片P的輕質滑塊與輕質彈簧套在滑桿MN上，彈簧左端固定，右端與滑塊相連。擋風板的擋風面積為0.2米2 ， 均勻電阻絲AB長為20厘米，阻值為10歐，電源電壓U0恒為6伏，保護電阻R0為14歐，電壓表量程0~3伏。彈簧彈力F與彈簧長度改變量x的關系如圖乙所示。無風時，滑片P在A處。有風時，滑塊移動，穩定后讀出電壓表示數，計算并查閱下表數據可知風速及風級。
風級 一級 二級 三級 四級 五級 六級
風速v（米/秒） 0.3~1.5 1.6~3.33 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8
風壓p（帕) 0.055~1.4 1.6~6.8 7.2~18 18.9~39 40~72 72.9~119
表中風壓p是指與風向垂直的受風面上單位面積增加的壓力（即單位面積受到的風力）。測量時保證風垂直吹在擋風板上，不計一切摩擦阻力。
（1）在滑片P左移的過程中，電路的總電阻________ 。（選填“變大”、“不變”或“變小”）
（2）當電壓表示數U為2伏時，風速儀所測的風為幾級？（寫出計算過程）
（3）小明想在風速儀的電壓表上直接標出風速，查閱資料后獲知該擋風板所受的風力與風速的平方成正比。經計算，他畫出了風速v與電壓表示數U的關系曲線，如圖丙所示。后因保護電阻R。損壞，他將其換成了阻值為5歐的電阻，請你在圖丙坐標系中大致畫出更換電阻后的風速v與電壓表示數U的關系曲線，并在曲線上標出所能測量的最大風速的對應點Q。
【答案】 （1）不變
（2）解：l=U0/（R+R0)=6伏/(10+14）歐=0.25安
RAP=U/I=2伏/0.25安=8歐
8歐/x=10歐/20厘米得：x=16厘米
查圖乙得：F=14牛
p=F/S=14牛/0.2米2=70帕
據表可知，風級為五級。
答：當電壓表示數為2伏時，風速儀所測的風為五級。
（3）解：如圖
【解析】（1））電壓表所在的位置可以看做斷路，因此滑動變阻器始終全部接入電路，那么當滑片移動過程中，電路的總電阻不變；
（3）當R0=5Ω時，
電路電流為： l'=U總/（R+R'0)=6V/(10+5）Ω=04A；
變阻器接入的電阻為：RAP'=U'/I'=3V/0.4A=7.5Ω；
彈簧被壓縮的長度：7.5Ω/x=10Ω/20cm 得：x=15cm；
根據乙圖得：F'/17.5N=15cm/20cm，得到：F=13.125N；
壓強為：p'=F'/S=13.125N/0.2m2=65.625Pa;
查表得：風力為五級，但是比圖上標注的五級風速要小一些。
如下圖：
1.（2021·衢州）如圖是小科利用實驗室常用儀器，設計測量未知電阻Rx阻值的四種電路，電源電壓恒定且未知，R0是已知阻值的定值電阻，滑動變阻器R最大阻值未知，實驗中只能閉合或斷開開關及移動滑動變阻器滑片，其中能夠測量出Rx阻值的電路( )
A. 只有① B. 只有② C. 只有②③ D. 只有②③④
【答案】 D
【考點】伏安法測電阻的探究實驗
【解析】【分析】對各個電路圖進行分析，通過開關的組合，結合歐姆定律，確定是否能夠測量除Rx的阻值即可。
【解答】①：當開關S接1時，電壓表測R0的電壓，此時電壓表上面的接線柱為“-”接線柱；當開關S接2時，電壓表測Rx的電壓，但是此時電壓表的上面接線柱卻與正極相連，接法錯誤，不能測定Rx的阻值，故A錯誤；
②：當開關S2閉合時，R0被短路，此時電壓表測電源電壓U總；當開關S2斷開時，電壓表測Rx的電壓Ux。可根據U0=U總-Ux計算出R0的電壓，再根據“串聯電路電壓與電阻成正比”計算出Rx的阻值，即 ， 故②可以測出Rx；
③：當開關S2閉合時，R0被短路，只有Rx，記下電流表的示數Ix；根據U總=I總R總得到：U總=IxRx；
當開關S2斷開時，R0與Rx串聯，，記下電流表的示數I總；根據U總=I總R總得到：U總=I總（Rx+R0）。兩個方程聯立可以計算出Rx的阻值，故③可以測出Rx；
④：當開關S接2時，只有R0 ， 記下電流表的示數I0；當開關S接1時，只有Rx ， 記下電流表的示數Ix。
根據并聯電路U0=Ux得到：I0R0=IxRx ， 故④可以測出Rx。
那么能夠測出Rx的電路為②③④。
故D正確，而B、C錯誤。
2.據史料記載，歐姆曾用如圖電路來研究電流的影響因素。該電路的溫差電源中，銅與鉍的兩個接觸面分別放在冰水混合物和沸水中，AB兩端存在電壓，其電壓大小由溫度差決定。
歐姆將粗細均勻的鐵絲兩端插入水銀中，接通電路。當電路中有電流通過時，小磁針會發生偏轉，轉動金屬絲上端手柄，扭轉金屬絲，使小磁針回到原位置，記錄手柄轉過角度。他用粗細相同、長度不同的鐵絲多次重復上述實驗，部分數據如表。已知手柄轉過角度與電流大小成正比，粗細相同的鐵絲電阻阻值與其長度成正比。
實驗組別 1 2 3 4
鐵絲長度（英寸） 2 4 6 10
手柄轉過角度（度） 305 281.5 259 224
（1）在實驗中始終保持“溫差電源”的溫度差不變的目的是________。
（2）小明查閱資料發現：除鐵絲外，歐姆還考慮了電路中水銀、銅絲等導體的電阻R'，才得出正確的電流與電阻關系。結合表中數據，判斷R'的阻值大約相當于本實驗中多少長度鐵絲的阻值？________
A.5英寸
B.10英寸
C.15英寸
D.20英寸
（3）歐姆用粗細相同的金絲、鉛絲代替鐵絲重復上述實驗，發現當手柄轉過角度相同時，金絲的長度比鉛絲長。據此推測，若金絲和鉛絲的長度與粗細都相同，哪一金屬絲阻更大？簡要說明理由。________。
【答案】 （1）控制電源電壓相同
（2）D
（3）鉛絲阻值更大。實驗中長金絲與短鉛絲阻值相同，又因為橫截面積相同的同種導體長度越長阻值越大，當金絲與鉛絲長度相同時，鉛絲阻值更大。 21世紀教育網版權所有
【解析】【分析】（1）溫差電源的電壓與溫度差有關，即溫度差越大，電源電壓越大；
（2）在實驗中，鐵絲和電阻R’串聯，根據U總=I總R總列出方程，代入表格數據計算即可；
（3）導體的電阻與橫截面積成反比，與長度成正比，據此分析判斷。
【解答】（1）在實驗中始終保持“溫差電源”的溫度差不變的目的是控制電源電壓相同。
（2）在實驗中，鐵絲和電阻R’串聯，設1英寸鐵絲的電阻為R鐵 ， 手柄轉過1°電流為I，
根據表格中第1、2組數據，利用U總=I總R總得到：
U總=（2R鐵+R'）×305I ①；
U總=（4R鐵+R'）×281.5I ②；
①②聯立解得：R'≈20R鐵；
故選D。21cnjy.com
（3）據此推測，若金絲和鉛絲的長度與粗細都相同，則鉛絲阻值更大，理由是：實驗中長金絲與短鉛絲阻值相同，又因為橫截面積相同的同種導體長度越長阻值越大，當金絲與鉛絲長度相同時，鉛絲阻值更大。
3.（2021·溫州）常用的密度計使用時需要較多待測液體（如圖甲)。小明設計了一臺只需少量待液體就能直接測量其密度大小的簡易密度儀（如圖乙其工作原理為：桶中無液體時，滑片P指向A處；測量時，將待液體加滿小桶，裝有滑輪和滑片P的滑塊向下移動x，彈簧彈力增加F，待滑塊穩定后閉合開關S，就能從已標注相應密度值的電流表刻度盤上讀出待測液體密度。電源電壓U0恒為6伏，定值電阻R0的阻值為12歐，電流表量程為0~0.6安，小桶的容積為10厘米3 ， 粗細均勻的電阻絲AB總長為20厘米，其阻值隨長度變化如表。F與x的關系如圖丙所示。（不計摩擦，桶距底座高度足夠)。
電阻絲的長度（厘米） 0 5 10 15 20
電阻絲的阻值（歐姆） 0 10 20 30 40
（1）閉合開關S，滑片P在A點和B點時，電流表示數分別為Ia、Ib，則Ia、Ib的大小關系是________。
（2）某次測量時，電流表示數為0.2安，則所測液體密度為多少克/厘米3？
（3）為了方便在電流表的表盤上標注對應的密度值，需根據上述信息，分析密度與電流的關系并確定量程。
①寫出密度ρ與電流I的關系式:ρ=________。
②該密度儀能測量的最大密度為________克/厘米3。
答案.（1）Ia（2）解：R總= =30歐
R=R總-R0=30歐-12歐=18歐
得：x=9厘米
F=(20-9)厘米×0.02牛/厘米=0.22牛
G= F= ×0.22牛=0.11牛
m= =0.011千克=11克
ρ= =1.1克/厘米3
答：所測液體密度為1.1克/厘米3
（3）ρ=2.6- (克/厘米3)；2
解析：（1）根據“電流與電阻的反比關系”比較兩個電流的大小；
（2）首先根據 計算出電路的總電阻，再根據R=R總-R0計算出此時變阻器的阻值，接下來根據“電阻與長度成正比”，借助表格數據計算出此時變阻器接入電路的長度。
此時彈簧向下移動的距離等于AB的總長度減去接入的長度，再根據丙圖“彈簧的彈力與形變量成正比”計算出此時彈簧受到的壓力。
對定滑輪進行受力分析，確定液體重力與彈簧壓力的數量關系，從而計算出液體的重力，再借助重力公式 計算出液體的質量，最后根據密度公式 計算出液體的密度即可。
（3）①根據（2）中的計算過程推導密度和電流的數量關系式；
②根據電流表的量程確定電流的最大值，然后代入關系式計算即可。
（1）閉合開關S，滑片P在A點時，AB與R0串聯，總電阻為Ra；滑片在B點時，AB的阻值為零，此時只有R0 ， 總電阻為Rb，那么Ra>Rb。根據“電流與電阻的反比關系”可知，電流Ia（3）①根據密度公式得到： ①；
因為導體的電阻與長度成正比，那么得到：
則；
則 ②；
將②代入①得到：
（kg/m3）=（g/cm3）。
②電流表的量程為0~0.6A，則該密度計能測量的最大密度為：=（g/cm3）。
例3-1．（2020·紹興）某款感應式垃圾桶如圖所示，其工作原理如下：啟動開關閉合后，垃圾桶才能正常使用，此時指示燈亮起；扔垃圾時只需將手伸到感應區上方一定距離內，感應開關自動閉合，動力裝置工作，垃圾桶蓋緩緩打開；手離開5秒后動力裝置會控制桶蓋閉合，然后感應開關自動斷開，下列電路符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 C
【解析】 啟動開關閉合后，垃圾桶才能正常使用，所以啟動開關是總開關，控制指示燈和動力裝置；啟動開關閉合，指示燈亮，而感應開關閉合，動力裝置才開始工作，所以指示燈與動力裝置并聯，且感應開關只控制動力裝置；故C符合題意； 故答案為：C。
例3-2．某熨燙機電路主要由發熱體、熔絲、控制開關盒等組成，其連接如圖所示，其中控制開關盒內有開關、指示燈和分壓保護電阻等元件。當該熨燙機接入家庭電路后，閉合開關，指示燈發光，發熱體工作。現由于某種原因熔絲熔斷，發熱體不工作，但指示燈仍發光。下列控制開關盒內元件的連接方式符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】分壓
【詳解】由于閉合開關，指示燈發光，發熱體工作；當發熱體斷路不工作時，但指示燈仍發光，所以，這表明發熱體和燈泡是并聯接入電路中的；開關控制整個電路，故B符合題意。
1.（2020 金華）高鐵軌道中的螺絲會因震動而松動，檢修工作非常艱苦且重要。青少年科技創新大賽的獲獎作品（5G高鐵軌道螺絲警報器），設計了檢測螺絲松動的報警方案。其主要的科學原理是：螺絲（螺絲在電路圖中用虛線框表示，其電阻不計）連接在電路中，當螺絲松動時，它會與下端的導線分離而斷開，此時電燈亮起而發出警報，及時提醒工人修理。下列符合題意的電路圖是（　　）
【解答】根據題意可知，螺絲連接在電路中，當螺絲松動時，它會與下端的導線分離而斷開，螺絲不接入電路中，即螺絲所在電路發生了斷路，此時指示燈會發光，這表明螺絲與燈泡是并聯在電路中的，由于螺絲的電阻很小，能把燈泡短路；為了保護電路，防止電源短路，在干路中應該接上一個保護電阻，故D符合題意。
故選：D。
2.（2021·寧波）使用電風扇時，有時候因為忘記斷開風扇開關S而浪費能源。小寧在父母指導下對風扇電路進行了改裝：加裝一個紅外感應開關S1和指示燈L。加裝后，若S斷開，指示燈和風扇都不工作；當S閉合時，L工作，此時當紅外感應裝置感應到有人時，S1才閉合，風扇工作。小寧設計的電路圖可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 D
【考點】串、并聯電路的設計
【解析】【分析】①用電器相互影響為串聯，不相互影響為并聯；
②在并聯電路中，干路開關控制所有用電器；支路開關只能控制它所在支路上的用電器，據此分析判斷即可。
【解答】①當S閉合后，燈泡L肯定工作，但是風扇不一定工作，即二者不相互影響，應該為并聯；
②S斷開，指示燈和風扇都不工作，則S控制所有用電器，即它在干路上；當S和S1都閉合時，風扇工作，則開關S1只能控制風扇，即它和風扇串聯在同一支路上，如下圖所示：
故D正確，而A、B、C錯誤。
故選D。
例4-1．（2019·溫州）如圖所示，電源電壓保持6 V不變，電流表的量程為0～0.6 A，電壓表的量程為0～3 V，定值電阻的規格為“10Ω 0.5A”，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”。閉合開關，為了保證電路安全，在變阻器滑片移動過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 變阻器R2接入電路的阻值允許變化范圍為2 Ω～20 Ω
B. 電流表示數允許的變化范圍為0.2 A～0.5 A
C. 電阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4 W～0.9 W
D. 電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2 W～3 W
【答案】 C
【解析】解：A、R2的阻值最小時，也就是電流最大時，電壓表的示數最大為3V,此時的電流為0.3A，電路的總電阻為20Ω，所以此時滑動變阻器的電阻為10Ω，所以A錯；
B、當電壓表示數最大時，此時的電流最大為I==0.3A，所以A錯；
C、當電壓表示數為3V時，電阻R1消耗的電功率最大為0.9W，當電壓表示數最小時，也就是滑動變阻器的阻值最大時，此時電流I==0.2A，電壓表的示數U=IR=0.2A×10Ω=2V，所以此時的電功率P=IR=2V×0.2A=0.4W，所以C正確；
D、電路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W,最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W，所以D錯。故選C。
例4-2．（6 分）如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為 12V．閉合開關 S 后，當滑片 P 從最右端滑到最左端的過程中，小燈泡的 I-U 關系圖像如圖乙所示．求：
小燈泡的額定功率．
滑動變阻器的最大阻值及燈泡正常工作 10 分鐘消耗的電能．
例4-3．(2019·湖州)現有規格分別為“6V 3W”和“6V 6W”兩個小燈泡L1、L2，已知它們的電流與電壓間關系如圖所示。
（1）由圖可知，L1、L2的燈絲電阻都隨電流的增大而 (選填“增大”“減小”或“不變”)。
（2）若將L1、L2并聯接在學生電源間，電源電壓調節為6伏，通電5分鐘，則兩燈泡消耗的總電能為多少焦？
（3）若將L1、L2串聯接在學生電源間，調節電源電壓，在保證每個燈泡兩端電壓不超過其額定電壓的情況下，L1、L2消耗的實際總功率最大值是多少？
答案：（1）增大
（2）兩燈并聯，U總=6V時，L1和L2都正常發光，
W總=P總t=(3瓦+6瓦)×5×60秒=2700焦
（3）L1和L2的額定電流分別為I1===0.5安 I2===1安
L1和L2串聯時，最大電流為0.5安。
P1=UL1I=6伏×0.5安=3瓦 P2=UL2I=2伏×0.5安=1 瓦
所以L1和L2實際消耗的最大功率P=P1+ P2=3瓦+1瓦=4瓦
1.（2020 蘇州）如圖所示為學校實驗室中某電能表的表盤。
（1）該電能表示數為　 　kW h。
（2）小明利用該電能表和秒表檢測一只標識為“220V 10W”節能燈的額定功率。他關閉其他用電器，將該節能燈接入220V的測量電路，設計了以下三種測量方案：
方案一：測量出電能表顯示消耗1kW h電能所用的時間t；
方案二：測量出1min時間內電能表轉盤轉過的圈數n；
方案三：測量出電能表轉盤轉過1圈所用時間t。
①若使用方案二，小明計算額定功率的關系式應該為：P＝　 　（單位：W）。（用數字和n表示）
②比較三種方案，最可行的是方案　 　。
【解答】 （1）電能表單位是kw h，最后一位是小數位，由圖知電能表的示數是1469.5kW h。
（2）①方案二：2000r/kW h表示每消耗1kW h的電能，電能表的轉盤轉2000轉，
則節能燈1min消耗的電能：W＝kW h，
節能燈的實際電功率：P＝＝＝0.03nkW＝30nW；②節能燈的功率：P＝10W＝0.01kW，
電能表轉盤轉一圈消耗的電能為：W＝kW h，節能燈需要工作的時間：t＝＝＝0.05h＝180s；
由以上分析可知：方案一：因節能燈功率較小，測量出電能表顯示消耗1kW h電能所用的時間t較長，不易操作；方案二：因節能燈功率較小，小燈泡工作1min“電能表轉動不到一圈，無法測量；
方案三：電能表轉盤轉動1圈消耗的電能可供節能燈工作180s，比較容易測量。
比較可知，方案三容易操作，實驗誤差較小，最可行。故答案為：（1）1469.5；（2）①30n；方案三。
2.（2021·湖州）小萍同學想利用圖甲所示電路研究通過小燈泡(額定電壓為3伏)的電流與它兩端電壓的關系。她根據圖甲完成圖乙的部分連接，待連接完整后，移動滑動變阻器滑片，記錄了多組數據，作出了圖像a，還作出了電流大小與電源電壓大小的關系圖像b(如圖丙所示)。(已知滑動變阻器最大阻值為20歐)。
（1）根據圖甲將圖乙中的實物圖連接完整。(要求：滑動變阻器滑片向右移動，小燈泡變亮)
（2）根據圖像a，描述通過小燈泡的電流與小燈泡兩端電壓的關系。________
（3）當電流表示數為0.12A時，電壓表的示數為多少
（4）圖丙陰影部分的面積表示________。
答案.（1）
（2）通過小燈泡的電流隨電壓的增大而增大，但增加相同的電壓，電流的增加值越來越 小。
（3）解：U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V
U燈=U-U滑=3V-2.4V=0.6V
（4）滑動變阻器的電功率
解析：（1）根據圖甲確定電路的串并聯關系，主要電表的量程和接線柱的選擇，還要注意變阻器接線“一上一下”。
（2）根據丙圖中a圖像的形狀，分析通過燈泡電流與電壓的關系；
（3）當變阻器的阻值最大時，通過燈泡的電流最小。首先根據U滑=IR滑計算出變阻器兩端的電壓，再根據U燈=U-U滑計算出電壓表的示數。
（4）根據P=UI分析即可。
（1）根據甲圖可知，除了電壓表與燈泡并聯外，其它的都是串聯。
①電壓表的“-”接線柱已經與燈泡左端相連，只需將“3”接線柱與燈泡右端接線柱相連即可；
②變阻器與開關串聯，只需將它右下角的接線柱與開關右端的接線柱相連即可，如上圖所示：
（2）根據圖丙可知，圖像a總體是上升的，但是上升的速度越來越慢，則得到結論：通過小燈泡的電流隨電壓的增大而增大，但增加相同的電壓，電流的增加值越來越小。
（3）變阻器兩端的電壓：U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V；
燈泡兩端的電壓：U燈=U-U滑=3V-2.4V=0.6V。
（4）根據圖丙可知，圖像a上某點的橫坐標就是燈泡的電壓，則長方形陰影的寬就是電源電壓與燈泡電壓之差，根據U總=U+U變可知，長方形陰影的寬就是變阻器的電壓。長方形陰影的長就是圖像a上某點的縱坐標，也就是通過變阻器的電流。根據P=UI結合長方形的面積公式s=長×寬可知，陰影部分的面積表示滑動變阻器的電功率。
例5-1.如圖所示，為“探究電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”的實驗電路，以下說法正確的是（　　）
A. 閉合開關S1、S2 ， 通過三根電阻絲的電流相同
B. 先閉合開關S1 ， 再閉合開關S2 ， 電流表示數保持不變
C. 先閉合開關S1 ， 再閉合開關S2 ， 通過右容器中電阻絲的電流變小
D. 閉合開關S1、S2一段時間后，右邊U形管內的液面比左邊U形管內的液面高
【答案】C
【解析】本題考查了學生對焦耳定律的認識，注重了探究實驗的考查，同時在該實驗中利用了控制變量法和轉換法，是中考物理常見題型。（1）首先分析各個電阻的連接方式，然后根據串聯、并聯電路的電流特點，結合歐姆定律的應用分析；（2）吸熱多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現的是轉換思想。
A、由圖可知，右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，故閉合開關S1、S2 ， 通過三根電阻絲的電流不相同，故A錯誤；
B、先閉合開關S1 ， 電流左邊電阻和右下電阻串聯，當再閉合開關S2 ， 右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，此時電路中總電阻減小，由歐姆定律可知，電流表示數應變大，故B錯誤；
C、先閉合開關S1 ， 電流左邊電阻和右下電阻串聯，由于兩電阻相等，故兩電阻等值分壓，當再閉合開關S2 ， 右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，此時右邊電阻分壓較小，由歐姆定律可知，電流表示數應變小，故C正確；
D、由C可知，閉合開關S1、S2一段時間后，通過右容器中電阻絲的電流變小，由Q=I2Rt可得，電流通過左邊電阻產生熱量的多，則應該是左邊U形管內的液面比右邊U形管內的液面高，故D錯誤。
例5-2.（2021·嘉興）學習了電學知識后，某科學興趣小組開展制作“電熱水壺”的項目化學習。
【項目任務】制作一款電熱水壺。經過小組同學討論后確定電熱水壺的要求如下：容積：1L：
功能：①加熱：②保溫：
性能：能在7分鐘內將1L水從20℃加熱到100℃(不計熱量損失)。
（1）【方案設計】為實現上述功能，同學們利用兩個不同阻值的電阻（R1（2）【器材選擇】若該壺是按照方案一設計的，根據項目任務中的性能要求，選擇的加熱電阻阻值最大為多少歐姆 [Q吸= cm(t-to) ，c水=4.2×103J/(kg℃) ]
（3）【方案反思】有同學認為電器設計還應考慮使用安全，從安全角度提出一條設計建議________。
答案.（1）
（2）解：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3 m3=1kg
Q吸= cm(t-to)= 4.2×103J/(kg℃) × 1kg×(100℃-20℃) =3.36× 105J
∵W=Pt=Q ∴
∵P= ∴
答：選擇的加熱電阻阻值最大為60.5Ω
（3）在加熱的支路上增加溫度控制開關（合理即可）
解析：（1）根據功率的公式可知，在電壓相同時，只有使總電阻變小，才能使總功率變大，據此分析解答。
（2）根據密度公式m=ρV計算出水的質量，根據公式Q吸= cm(t-t0)計算出水吸收的熱量，再根據公式計算出加熱電阻的功率，最后根據 計算出加熱電阻的阻值。
（3）如果人大意了沒有按時關閉電源，那么加熱時間過長，可能會發生火災，因此可以在電路上安裝溫控開關，讓其到達溫度后自動斷開，這樣會更安全。
（1）根據功率的公式可知，在電壓相同時，只有使總電阻變小，才能使總功率變大。
方案一：將兩個電阻串聯，開關與其中一個電阻并聯。當這個開關閉合后，短路電阻，這時總電阻變小，總功率增大，符合要求；
方案二：將兩個電阻并聯，一個開關與其中一個電阻串聯。閉合這個開關后，總電阻變小，總功率增大，符合要求，如下圖所示：
1.（2016 溫州）某興趣小組利用圖甲裝置探究電流熱效應的影響因素，實驗步驟如下：
①將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路．
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時電流表的讀數I，通電一段時間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為△h1、△h2．
③斷開開關，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置．
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的讀數為2I，當通電時間與步驟②相同時，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為△h3、△h4，實驗數據如表．
（1）步驟②中的電流表示數如圖乙所示，此時電流為________安．
（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？________．
（3）小明認為：只要選擇“△h1、△h2、△h3、△h4”四個量中的某兩個量進行比較，就能說明“對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請比較這兩個量的大小關系：________．
電流大小 燒瓶玻璃管內液面的變化高度
A燒瓶（RA=10歐） B燒瓶（RB=20歐）
I △h1 △h2
2I △h3 △h4
【答案】（1）0.24
（2）電流和通電時間
（3）△h3＞△h2
【解析】（1）電流表的讀數，要先觀察選用的量程及對應的分度值，再根據指針位置讀數；（2）在串聯電路中電流處處相等，串聯的兩個電阻同時工作、同時停止工作，通電時間相同；（3）由第一行、第二列數據，改變電流、電阻的倍數相同，觀察玻璃管內液面的變化△h2、△h3的關系得出吸熱關系，進而得出對電流產生熱量影響較大的因素．本題為電流熱效應的影響因素的實驗探究題目，考查了電流表的讀數方法、控制變量法的使用，以及分析實驗數據得出結論的能力，有難度。
解：（1）由圖可知，電流表選用的是0﹣0.6A量程，分度值為0.02A，根據指針位置可得電流I=0.24A；（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制電流和通電時間相同；（3）由第一行數據可知，通過的電流相同，使電阻變為原來的2倍，觀察玻璃管內液面的變化△h2可得吸收熱量的變化；由第二列數據可知，電阻相同，使通過的電流變為原來的2倍，觀察玻璃管內液面的變化△h3可得吸收熱量的變化；電流和電阻都是變為原來的二倍，通過比較得出△h2＜△h3 ， 可以得出對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大．
故答案為：（1）0.24；（2）電流和通電時間；（3）△h3＞△h2 ．
2．(2019·紹興)電加熱眼罩對緩解眼疲勞有一定效果。如圖甲是一款市場上的產品，小敏查閱使用說明書，其相關參數如下表乙。
（1）當該款眼罩還剩10%的電池容量時，在額定電壓下充電，充滿電至少需要多少時間
（2）圖丙是小敏設計的可以手動調節高、中、低三檔加熱的電熱眼罩原理圖。電源電壓U恒為4.8伏，已知電熱絲R1阻值為4歐，電熱絲R2阻值為6歐，開關S3只接a或b。
①丙圖電路中S1閉合，S2斷開，S3接a時，加熱電路為 (選填“高”、“中”或“低”)溫檔。
②中溫檔功率為多少瓦？
③高溫檔工作20分鐘，眼罩消耗的電能為多少焦
答案．（1）t=800mAh×(1-10%)/500mA=1.44h
（2）①低
②當S1閉合，S2閉合，S3接a時為中溫檔：P1＝U2/R1＝(4.8伏)2/4歐＝5.76瓦
③當S1閉合，S2閉合，S3接b時為高溫檔
R2的功率:P2＝U2/R2＝(4.8伏)2/6歐＝3.84瓦
R1的功率:P1＝5.76瓦
總功率:P＝P1+P2＝5.76瓦+3.84瓦＝9.6瓦
消耗的總電能:W＝Pt＝9.6瓦×20×60秒＝11520焦
3.如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，燈泡L上標有“6V 2.4W"字樣，其燈絲電阻隨溫度的升高而增大；OA、OB、OC是三條阻值不同且不變、粗細均勻的金屬絲(同一條金屬絲的阻值與其長度成正比)。閉合開關S，當滑片P從A點滑到O點過程中，電流表示數和燈泡L亮度均保持不變。
（1）求燈泡L正常發光時，通過燈泡L的電流大小。
（2）金屬絲OA的電阻Ra=________Ω。
（3）繼續滑動圖甲中滑片P到OB段，當PB= OB時，電流表示數為0.36A；當PB= OB時，小燈泡正常發光。用圖甲中的電源、小燈泡和三條金屬絲連成圖乙所示電路。閉合開關S，使滑片P在OC上移動，當PO= OC時，電壓表示數為4.8V；當PO= OC時，電壓表示數為6.0V。求金屬絲OC的電阻Rc的大小和電源電壓大小。 21*cnjy*com
【答案】 （1）解：燈泡L正常發光時，通過的電流I= =0.4A
答：燈泡L正常發光時，通過燈泡L的電流大小為0.4A。
（2）0
（3）解：本題的電路可以用下圖表示：
根據題意，可得四種電路連接情況：
①圖甲中，當PB= OB時，R變1= Rb ， 電路中的電流I1=0.36A
②圖甲中，當PB= OB時，R變2= Rb ， 燈L正常發光，電路中的電流l2= 0.4A
③圖乙中，當PO= OC時，R變3= Rc，燈L兩端電壓UL3=4.8V
④圖乙中，當PO= OC時，R變4= Rc，燈L兩端電壓UL4=6.0V，燈L正常發光)
由于②和④時，L都正常發光，即②和④電路是等效的
所以R變2=R變4 ， 即 Rb= Rc ,2Rb=Rc
因為U=U變+UL=I變R變+UL
所以由④得：U=I2R變4+UL4=0.4A× Rc+6.0V----(1)式
①中R變1= Rb= Rc ， 與R變3= Rc等大，即①和③電路是等效的
因為U=U變+UL=I變R變+UL
所以由③得：U=I3R變3+UL3=0.36A× Rc+4.8V-----(2)式
由(1)式和(2)式可解得：Rc=60Ω U=12V
答：金屬絲OC的電阻Rc的大小為60Ω，電源電壓為12V
【解析】【分析】（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據計算通過燈泡的電流。
（2）根據甲圖可知，當滑片移動時，燈泡亮度不變，即通過電路的電流不變，也就是電路的總電阻不變。OP段的長度發生改變但阻值不變，則金屬絲OA的阻值為零。
（3）將題干描述的4中情況羅列出來，首先根據燈泡正常發光確定Rb和Rc的數量關系，然后將這兩種情況合并在一起。然后根據Rb和Rc的數量關系分析另外兩種情況，確定它們是等效的，可以合并為一種情況。接下來根據公式U=U變+UL=I變R變+UL列出兩個方程，聯立計算得到金屬絲OC的阻值和電源電壓的數值。
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