浙教版科学2020年中考压轴题专题12 电路探究(解析版)

专题12 电路探究

【考点1】欧姆定律探究

【例1-1】在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为

4.5Ⅴ)，电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，两只滑动变阻器(规

格分别为“20Ω2A”、“50Ω1A”)，导线若干。

（1）请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整(注意电流表的量程选择)。

（2）小李实验时，在c、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为1.5Ⅴ，并记下相应的电流值；再改接10Ω的电阻，此时滑片P应向F端移动，小李移动变阻器滑片P的目的是：________。

（3）小李为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是50Ω，1A。他这样选择的理由是：________。

【答案】（1）

（2）保持电阻两段的电压为1.5V不变

（3）“50Ω，1A”;当20Ω的电阻接入a、b间时，为使电压表的示数为1.5V，滑动变阻器接入电路中的阻值是40Ω，若选用规格为“20Ω，2A”滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5V.

【解析】【分析】（1）探究电流与电阻的关系时，除了电压表与定值电阻并联外，其它元件都是串联；主要电表的串并联关系和量程的选择，滑动变阻器接线“一上一下”原则；

（2）根据控制变量法的要求，探究电流和电阻的关系时，必须控制电阻两端的电压相等而改变电阻的阻值；

（3）变阻器的最大阻值决定了它的调节能力；当定值电阻的阻值为20Ω时，电压表的示数为1.5V，根据欧姆定律计算出这时变阻器的阻值就是它接入电路的最大阻值。

【解答】（1）根据甲图可知，只有电流表没有接入电路。将电流表的“-”接线柱与电阻右边的b接线柱相连，将电流表的“0.6”的接线柱与开关右边的接线柱相连即可，如下图：

（2）小李实验时，在c、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为1.5Ⅴ，并记下相应的电流值；再改接10Ω的电阻，此时滑片P应向F端移动，小李移动变阻器滑片P的目的是：保持电阻两段的电压为1.5V不变。

（3）当定值电阻的阻值为20Ω时，电压表的示数为1.5V，

那么通过串联电路的电流I=U

R =1.5V

20Ω

=0.075A；

变阻器两端的电压为：U变=U总-U=4.5V-1.5V=3V；

变阻器接入电路的阻值为：R

变=

U

变

I

变

=3V

0.075A

=40Ω。

小李为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是50Ω，1A。他这样选择的理由是：当20Ω的电阻接入a、b间时，为使电压表的示数为1.5V，滑动变阻器接入电路中的阻值是40Ω，若选用规格为“20Ω，2A”滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5V。

【变式1-1】小科利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。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5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；

（2）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I 随电阻R 变化的图像；

Ⅴ由图像可以得出结论：电压一定时，________；

Ⅴ实验中，小科用5Ω 的电阻做完实验后，断开开关，然后用10Ω 的电阻换下5Ω 的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为________V时，然后再读出电流表的示数；

（3）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于________Ω 的滑动变阻器。

【答案】（1）解；如图所示：

（2）通过导体的电流与电阻成反比；2.5

（3）35

【解析】【分析】（1）根据电路图判断各个电器元件的串并联关系，然后将实物图中缺少的部分补充完整即可；

（2）Ⅴ从丙图中找到对应的电流和电阻，然后相乘，如果乘积相等，它们就是反比例关系；

Ⅴ从丙图中找到一组对应的电流和电阻值，根据U=IR计算出即可；

（3）变阻器的最大阻值决定了它的调节能力，而定值电阻的阻值越大，需要变阻器接入的阻值越大。从丙图中找到电阻25Ω时的电流，根据欧姆定律计算出变阻器的阻值即可。

【解答】（1）对照电路图可知，定值电阻与变阻器之间，定值电阻与电压表的接线缺失。变阻器接线要“一上一下”，即将电阻右端与变阻器上面的接线柱相连。电压表的正接线柱已经接好，只要从负接线柱引线与定值电阻的右端接线柱相连即可。如下图：

（2）Ⅴ根据丙图可知，每组对应的电流和电阻的乘积都相等，即：电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比；

Ⅴ据丙图可知，当电阻为5Ω时电流为0.5A，因此电压表示数为：U=IR=0.5A×5Ω=2.5V。

（3）据丙图可知，电阻25Ω时的电流为0.1A，

这时的总电阻为：R

总=

U

总

I

总

=6V

0.1A

=60Ω；

变阻器的最小阻值为：R变=R总-R=60Ω-25Ω=35Ω。

故答案为：（1）同解析；（2）Ⅴ通过导体的电流与电阻成反比；Ⅴ2.5；（3）35

【例1-2】.小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻Rx阻值（范围为400~600Ω)的实验。

器材：干电池两节（总电压为2~3V），电压表（量程0~3V、0~15V）电流表（量程0~0．6A、0~3A）、滑动变阻器（500Ω0．5A）各一个，开关、导线若干。

（1）要求一：测算出R x，且实验过程中不能拆接电路。

小科设计实验电路如图甲。请分析：

Ⅴ小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是________。Ⅴ实验时，先将变阻器滑片P移到某一位置a处，读出电压表示数为U1，U1即为电源电压；再将变阻器滑片P移到另一位置b处，读出电压表示数为U2，则U1-U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是：________。

（2）要求二：增加一个电学器材实现R x阻值的直接读取，且电路只能连接一次。

小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y，重新设计了图乙电路。实验步骤如下：Ⅴ先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2V；Ⅴ再断开开关S1，闭合开关S2，________，读取此时Y的数值。Y的示数即为R x的阻值。