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=UR =1.5V20Ω=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=3V0.075A=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=6V0.1A=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。

【答案】（1）被测电阻阻值范围为400~600欧姆，2节干电池的总电压最大为3伏特，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值0.02安培小得多，因此电流表无法测量电路中电流。

；a点在最右端，b点在最左端（2）调节Y的阻值，使电压表示数为2V【解析】【分析】欧姆定律是：在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。

【解答】（1）由提供的器材可知，该实验电路的最大电压是3V，而待测电阻大约是400~600Ω，其电流最大为I=UR =3V400Ω=0.075A，远比电流表的的最小刻度0.02A小的多，所以电流无法读取；由甲图可知，电压表测量的是待测电阻两端的电压，现将变阻器滑片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，则说明电路中只有待测电阻接入电路，则滑动变阻器没有接入，故处于最右端；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，滑动变阻器接入电路且是最大值，故此时滑片处于最左端；（2）由实验步骤可知，乙电路是通过可读数的变阻器来读取待测电阻的阻值，而电路中可知，Y与Rx并联且电压测的是Y与Rx的电压，所以断开开关S1，闭合开关S2，使电压表的示数也为2V，则Y的阻值与Rx相等；故答案为：（1）Ⅴ被测电阻阻值范围为400~600欧姆，2节干电池的总电压最大为3伏特，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值0.02安培小得多，因此电流表无法测量电路中电流。

Ⅴa点在最右端，b点在最左端；（2）调节Y的阻值，使电压表示数为2V。

【变式1-2】在伏安法测电阻的实验中，小明同学连接的电路如图所示．（1）电路中有一根导线连接错了，请你在接错的导线上打一个叉，并画出正确的连线．（2）请在图乙方框内画出改正后的电路图．（3）改正后当滑片P在某点时，电压表的示数是1.7V，电流表示数如图丙所示，则被测电阻R的阻值是________．（4）电路正确连接后若闭合开关后发现电流表指针偏转，电压表指针没有偏转，该故障的原因是．A.电阻R接线短路B.电阻R接线断路C.电源接触不良D.电流表接线短路【答案】（1）解：如图所示：（2）解：如下图所示：（3）1（4）A【解析】【分析】（1）电流表应该与电阻串联，电压表应该与电阻并联，滑动变阻器接线“一上一下”，据此判断甲图中接线是否正确；（2）根据实物图画出电路图；（3）首先根据丙图读出电流表的示数，然后根据R=U计算出电阻；I（4）分析各个选项中的故障，将可能出现的现象与实际现象比较，哪个相符，哪个就是正确选项。

【解答】（1）分析甲图可知，电压表应该只与电阻并联，不应该与开关和电阻两个并联。

将电阻右端和开关相接的线头拆下，接在开关右侧的接线柱上即可。

如下图：（2）根据实物图可知，电流从正极出发，依次经过变阻器、开关、电流表流回电源负极，电压表与电阻并联，电路图如下：（3）根据丙图可知，这时电流为1.7A，那么电阻R的阻值为：R=UI =1.7V1.7A=1Ω；（4）A.如果电阻R接线短路，那么电压表被短路，它的示数为0，而电流表正常偏转，故A正确；B.如果电阻R短路，那么电压表的示数接近电源电压，电流表的示数为0，故B错误；C.如果电源接触不良，那么电压表和电流表都没有示数，故C错误；D.如果电流表接线短路，那么电流表的示数为0，故D错误。

故选A。

故答案为：（1）同解析；（2）同解析；（3）1Ω；（4）A【考点2】小灯泡额定功率探究【例2-1】在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为25V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的最大阻值为40Ω。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。

（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是________。

（3）另有一只额定电流为0.2A的小灯泡，小黄设计了图乙所示电路测量其额定功率。

【实验步骤】Ⅴ闭合开关S1，开关S2接b，R1阻值调到0，电流表的示数为0.3AⅤ将R1阻值调到最大，闭合开关S1，S2接a，再调节R1使电流表示数为0.2AⅤ保持R1的阻值不变，闭合开关S1，开关S2接b，电流表的示数为0.15A。

已知R0=20Ω，根据以上实验数据，可求得该灯泡的额定功率为________。