《2026年河北中考必备卷物理》

18. (7分)小超同学利用图12甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压恒定，有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器标有“10Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
(2)连接电路前发现电压表指针如图乙所示，则需要对电压表调零。
(3)排除故障后，当接入5Ω的定值电阻，调节滑片P使电压表示数达到所要控制的电压U₁时，电流表指针如图丙所示，其示数为0.4A；更换为10Ω的电阻继续实验，发现滑动变阻器调到最大阻值时，才能使电压表示数达到U₁，则电源电压为4V。
(4)当更换为20Ω的电阻时，为了顺利完成实验，需要换用最大阻值至少为20Ω的滑动变阻器。
【拓展】当小超同学做完上述实验后又做“测小灯泡的电功率”实验，他将电源(电压为1.5V的整数倍且保持不变)、待测小灯(如图13所示)、滑动变阻器、电流表、开关串联，并将电压表并联入电路。闭合开关，移动变阻器滑片，记录的部分数据及现象见下表。

根据相关信息计算出电源电压U=6V、小灯泡的额定功率P额=0.836W。

答案：
18.
(1)如图所示

(2)调零
(3)0.4 4
(4)20
(5)6 0.836
[解析]
(1)由题图甲可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，当接入$5\Omega$的定值电阻，由题图丙可知，电流表的示数是0.4A，电压表的示数$U_V=I_1R_1=0.4A×5\Omega=2V$，所以电压表选择0~3V的量程，电压表需并联在定值电阻的两端，如图所示；
(2)实验前需对电表进行调零，由题图乙可知电压表的指针未指在零刻度线处，因此需进行调零。
(3)由题图甲可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，当接入$5\Omega$的定值电阻，由题图丙可知，电流表的示数是0.4A，电压表的示数$U_V=I_1R_1=0.4A×5\Omega=2V$；当接入$10\Omega$电阻时，调节滑动变阻器的滑片，滑动变阻器恰好达到最大阻值为$10\Omega$，根据串联电路分压原理，既然定值电阻电压为2V，则滑动变阻器两端的电压同样为2V，可知电源电压$U=U_V+U_{滑}=2V+2V=4V$。
(4)实验中使用的定值电阻阻值为$10\Omega$，定值电阻两端的电压始终保持$U_V=2V$，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压$U_{滑}=U - U_V=4V - 2V=2V$，滑动变阻器分得的电压与定值电阻两端电压相等，根据分压原理，当接入$20\Omega$电阻时，电路中电流$I=\frac{U_V}{R_x}=\frac{2V}{20\Omega}=0.1A$，滑动变阻器连入电路中的电阻$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I}=\frac{2V}{0.1A}=20\Omega$，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于$20\Omega$。
(5)由题图可知，灯的额定电流为0.22A，额定电压不小于3.0V，如果电压表示数与电流表示数的比值等于灯泡的电阻，由表中第1次数据可知，电流表的示数是0.22A，灯泡正常发光，灯泡的电阻是$10\Omega$，灯泡两端的电压$U_L=I_1R_L=0.22A×10\Omega=2.2V＜3.0V$，所以电压表没有测量灯泡两端的电压，电压表测量变阻器两端的电压，变阻器两端的电压是2.2V，电源电压不小于$U=2.2V+3.0V=5.2V$，因电源电压为1.5V的整数倍，故电源电压为6V。在第1次实验中，可知灯的额定电压$U_{额}=U - U_1=6V - 2.2V=3.8V$，灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_L=3.8V×0.22A=0.836W$。

19. （6分）在图14甲所示的电路中，电源电压为18V且保持不变，滑动变阻器R₂上标有“1A”字样，电压表表盘如图14乙所示。
（1）若电阻R₁两端的电压为6V，通过R₁的电流为0.4A，求通电10s电流通过电阻R₁所做的功W₁。
（2）若R₁的阻值为10Ω，移动变阻器R₂的滑片，发现电路中最小的电流为0.3A，求变阻器R₂允许接入电路的最大电阻R₂max。
（3）在保证电路安全工作的前提下，移动变阻器R₂的滑片时，发现滑片不能移到变阻器的任意一端，电压表数的最大变化量为12V，求R₁的阻值。

答案： 19.解：
(1)由题图可知，$R_1$、$R_2$串联，电压表测$R_2$两端的电压，通电10s电流通过电阻$R_1$所做的功$W_1=U_1I_1t=6V×0.4A×10s=24J$
(2)当电路中最小的电流为0.3A，电路的总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{小}}=\frac{18V}{0.3A}=60\Omega$
变阻器$R_2$允许接入电路的最大电阻$R_{2max}=R_{总}-R_1=60\Omega - 10\Omega=50\Omega$
(3)因为滑动变阻器的滑片不能移到滑动变阻器最大阻值一端，所以电压表的最大示数$U_{2大}=15V$
电压表示数的最大变化量为12V，则电压表的最小示数$U_{2小}=U_{2大}-\Delta U_V=15V - 12V=3V$
则$R_1$两端的最大电压$U_{1大}=U - U_{2小}=18V - 3V=15V$
因为滑动变阻器的滑片也不能移到最小端，所以电路中的最大电流为滑动变阻器允许通过的最大电流，即电路中的最大电流$I_{大}=1A$，则$R_1$的阻值$R_1=\frac{U_{1大}}{I_{大}}=\frac{15V}{1A}=15\Omega$