2020-2021备战中考物理复习欧姆定律专项易错题附答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.两江的物理大组长在测完电阻后, 把测量过的一个灯泡和一个定值电阻串联起来进行实验.图甲中的A 、B 分别为小灯泡和定值电阻的I U -图象, 小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8 V ,下列说法正确的是
A .小灯泡电阻随温度的增大而减小
B .灯泡的实际电功率为0.6 W
C .定值电阻的阻值为0.05Ω
D .定值电阻的电功率为0.8 W 【答案】B 【解析】 【详解】 A .由图甲结合U
R I
=
可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大;此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度也在升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A 错误; B .灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A 时,灯泡两端电压为2V ,定值电阻两端电压为6V ,总电压为8V ,则灯泡的实际功率:
2V 0.3A 0.6W L L P U I ==⨯=
故B 正确;
C .由B 项数据可知,电阻的阻值:
6V
20Ω0.3A
R U R I =
==, 故C 错误;
D .电阻的实际功率:
6V 0.3A 1.8W R R P U I ==⨯=,
故D 错误。
2.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S 后,滑片 P 从 b 端移动到 a 端的过程中,电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A .电源电压为 4V
B .电路总功率的最大值为 2.4W
C .R 1 电功率的最小值为 0.4W
D .R 2 的最大阻值为 10Ω
【答案】C 【解析】 【详解】
由图甲可知,两电阻串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片于a 端时,其接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I 1=0.6A ,由U
I R
=可得,电源的电压
1110.6A U I R R ==⨯…①
当滑片于b 端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I 2=0.2A ,U 2=4V ,则滑动变阻器的最大阻值
2224V
=20Ω0.2A
U R I =
= 故D 错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
21210.2A 4V U I R U R =+=⨯+…②
因电源的电压不变,由①②可得
110.6A 0.2A 4V R R ⨯=⨯+
解得:R 1=10Ω,电源的电压
10.6A 0.6A 10Ω6V U R =⨯=⨯=
故A 错误; 电路消耗的最大功率
116V 0.6A 3.6W P UI ==⨯=
故B 错误;
R 1电路消耗的最小功率
221210.2A 10Ω0.4W P I R ==
⨯=() 故C 正确。
故选C 。
3.小李连接了图甲所示的电路,电源电压不变,电流表量程均为0.6A ,定值电阻
R1=10Ω,闭合开关S后再闭合开关S1或S2,将滑动变阻器滑片从最右端向左调节至中点的过程,电压表与电流表A2示数的I-U图象如图乙,下列说法正确的是()
A.开关S1、S2闭合,电路中最小电流为0.15A B.电源电压为4V
C.滑动变阻器的最大阻值为20ΩD.整个电路通过的最大电流为0.3A
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
当闭合开关S和S1时,电路为滑动变阻器与定值电阻R1串联,电压表测R1两端电压,电流表A2测整体电流,则由欧姆定律可知电压表与电流示数之比为定值电阻R1的阻值
10Ω,观察乙图可知,a曲线表示闭合开关S和S1时的电表变化,则b曲线表示闭合开关S 和S2时的电表变化。
当闭合开关S和S1时,当滑片位于中点时,电路电阻最小,由乙图可知此时对应电流最大为0.3A,对应电压为3V,当滑片位于最右端时,滑动变阻器全部接入电路,此时电路电流最小,为0.2A,对应电压为2V,则由欧姆定律及串联分压可得
12
1
3V0.3A
2
U U U R
=+=+⨯
滑
12
2V0.2A
U U U R
''
=+=+⨯
滑
解得电源电压为6V,滑动变阻器最大阻值为20Ω;当闭合开关S和S2时对应曲线b,电路为R2与滑动变阻器串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路电流,则由乙图可求R2阻值为
2
2
2
4V
20Ω
0.2A
U
R
I
===
则当开关S1、S2闭合,电路为R1与R2并联,整体与滑动变阻器串联,则若要电路电流最小,则应电阻最大,滑动变阻器滑到最大阻值处,此时电路总电阻为
12
12
10Ω20Ω80
20ΩΩ
10Ω20Ω3
R R
R R
R R
⨯
'=+=+=
++
滑
总
则最小电流为
min 6V
0.225A 80Ω3
U I R =
=
='
总 当闭合开关S 、S 1、S 2,滑动变阻器滑到最左端时,电路为R 1与R 2并联,此时电路电阻最小,电流最大,为
max 12126V 6V
0.9A 10Ω20Ω
U U I I I R R ''=+=+=+=
电流表量程均为0.6A ,故电路中最大电流为0.6A ,故D 错误。
故选C 。
4.明明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,R 是定值电阻,R ′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大,而且示数与身高成正比的电路是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】B 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,电压表测的是电源电压,身高越高,电压表示数还是不变,这与题意不符合,A 项不合题意;
B .从图中可以看到,身高越高时,电压表测量的电阻阻值越大,根据U IR =可知,电压
表示数越大,设人的身高是h ,由题意可知'
'
-h l R S
ρ=,可得到
''
--h l I I l U I h S S S
ρρρ==⋅ 由此式可知电压表示数与身高成正比,选项B 符合题意;
C .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电压表的示数越大,可得到关系式
'
'--U h l U h l S R S
ρ
ρ=⋅+电源 可知电压表示数与身高不成正比,C 项不合题意;
D.从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电阻R两端的电压越小,即电压表的示数越小,这与题意不符合,D项不合题意;
故选B。
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片移到a 端时,R1的功率为P1,电流表A1和A2的示数之比为3:4;若再断开S2,则电流表A1和A2的示数之比为1:2,当S1和S3断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片移到b端时,电压表的示数为3V
,R1的功率为P1′,已知R1=6Ω,P1:P1′=16:1,下列判断错误的是()
A.电源电压为9V
B.R2的阻值为3Ω
C.R2和R3的阻值相等
D.R4的最大阻值为12Ω
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
BC.当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片移到a端时,等效电路图如图1所示;若再断开S2,等效电路图如图2所示;当S1和S3断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片移到b端时,等效电路图如图3所示:
图2中,因并联电路中各支路两端的电压相等,且电流表A1和A2的示数之比为3:4,即
1
3
1
2
I
I
=
所以由
U
I
R
=得
311313
21
U
I R I U R I I === 则
3111
6Ω3Ω22
R R =
=⨯= 图1中,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以
A11212A22321324
I I I I I I I I I I ++===++ 整理可得
1212
I I = 则
112212
21
U
R I I U R I I === 即
2111
6Ω3Ω22
R R =
=⨯= 故BC 正确,不符合题意; D .图1和图3中,R 1的功率之比
221
111221
1161P I R I P I R I '=== 解得
14
1
I I = 因电压一定时,电流与电压成正比,所以
12341141
R R R R I I R +++== 即
46Ω+3Ω+3Ω+4
6Ω1
R =
解得
412ΩR =
故D 正确,D 不符合题意;
A .图
3中的电流
443V
=0.25A 12Ω
U I R =
= 电源的电压
12340.25A 6Ω+3Ω+3Ω+12Ω=6V U I R R R R =+++=⨯()()
故A 错误,A 符合题意。
故选A 。
6.如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当闭合开关S 2和S 3,断开S 1,灯泡L 正常发光;当闭合开关S 1和S 3,断开S 2,电压表示数为6V ,电流表示数为1.6A ;当只闭合开关S 2时,灯泡L 消耗的实际功率为其额定功率的1
9
,R 1与R 2消耗的功率之比为3∶1,下列说法正确的是( )
A .电源电压为10V
B .灯泡L 的额定功率为3.6W
C .R 2的阻值为15Ω
D .当只闭合S 2时,R 1的电功率为1.2W 【答案】B 【解析】 【分析】
【详解】
A .当闭合开关S 1和S 3,断开S 2时,电阻R 1与R 2并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压,即电源电压为6V ,故A 错误;
BCD .当只闭合开关S 2时,电阻R 1、R 2与灯泡串联,电压表测R 1两端的电压,由R 1与R 2消耗的功率之比为3∶1,根据2P I R =可知,R 1与R 2之比为3∶1,即R 1=3R 2;则电阻R 1与R 2并联时的电流之比为1∶3,根据并联电路的电流规律可知
12113 1.6A I I I I I =+=+=
解得:10.4A I =,2 1.2A I =;根据欧姆定律可知,R 1与R 2的阻值分别为
116V 15Ω0.4A U R I =
==,226V 5Ω1.2A
U R I === 当闭合开关S 2和S 3,断开S 1时,电路为灯泡的简单电路,此时灯泡L 正常发光,则灯泡L
的额定电压为6V ;又灯泡L
消耗的实际功率为其额定功率的19,根据2
U P R
=可知,灯泡
L 的实际电压为额定电压的
1
3
,即实际电压为 11
6V 2V 33
U U ==⨯=额实
根据串联电路的电压规律可知,R 1与R 2的总电压为
6V 2V 4V U U U =-=-=总实
此时电路中的电流为
124V
0.2A 15Ω5Ω
U I R R '=
==++总
则灯泡L 的额定功率为
9992V 0.2A 3.6W P P U I '===⨯⨯=额实实
当只闭合S 2时,R 1的电功率为
()2
21
10.2A 15Ω0.6W P I R '==⨯= 故B 正确,CD 错误; 故选B 。
7.如图是一款外出购物好帮手电子秤,它的工作原理如图甲,其中E 为干电池;电子秤示数表盘由电流表A 改装而成;R 是一根长为6cm 阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a 端时,电流表示数为0.6A ;在b 端时,电流表示数为0.15A .C 是一根弹簧,其所受压力F 与压缩量△L 的关系如图乙所示.(挂钩的重力不计,g 取10N/㎏,不称重物时滑片P 刚好在电阻丝的a 端,所称物重最大时P 在b 端).下列说法正确的是()
A .该电子秤中R 0阻值为0.5Ω
B .闭合开关,不称重物时电阻R 0两端电压为6V
C .电子称工作时电路中电阻R 0消耗的电功率范围是0.1125W ~1.8W
D .当电路中的电流为0.3A 时,电子称称重示数为4kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流I a=0.6A,
由I=可得,电源的电压:
U=I a R0=0.6A×R0,
滑片在b端时,R与R0串联,电路中的电流I b=0.15A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I b(R+R0)=0.15A×(15Ω+R0),
因电源的电压不变,
所以,0.6A×R0=0.15A×(15Ω+R0),
解得:R0=5Ω,A错误;
则电源电压U=I a R0=0.6A×5Ω=3V,
所以,不称量重物时R0两端的电压为3V,B错误;
当滑片在a端时,电阻R0消耗的电功率最大,则
P最大=I a2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W,
在b端时,电阻R0消耗的电功率最小,则
P最小=I b2R0=(0.15A)2×5Ω=0.1125W,
所以,电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8W,C正确;
当电路中的电流为O.3A处时,电路中的总电阻:
R总===10Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器连入电路的阻值:
R′=R总﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,
由题意可知,此时弹簧的压缩量:
L=×5Ω=2cm ,
由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G=F=20N,
由G=mg可得,物体的质量:
m===2kg,故D错误.
故选C.
8.已知甲、乙两灯的额定电压均为6V,如图是甲、乙两灯电流随其两端电压变化的曲线.现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则电路的工作电流和电源最大电压为
A.0.5A 12V B.1.5A 12V C.1.5A 8V D.0.5A 8V
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
已知甲、乙两灯的额定电压均为6V,由图可以看出:甲灯的额定电流为1A,乙灯的额定电流为0.5A.两灯串联后通过两灯的电流相等,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,正常发光的应是额定电流较小的乙灯,所以电路的工作电流
I=0.5A。
由图可知
U甲=2V,U乙=6V,
则电源电压
U=U甲+U乙=2V+6V=8V。
答案为D.选项A、B、C不符合题意.
9.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的字样,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~12Ω,当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,两灯都正常发光。
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则()
A.电源电压为12V
B.两灯都正常发光时电流表的示数为3A
C.整个电路的最小功率2.25W
D.整个电路的最大功率9W
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡L1和灯泡L2并联,两灯泡均正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源的电压。
(2)根据P UI
=求出两灯泡都正常发光时通过的电流,根据并联电路的电流特点求出两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)根据欧姆定律求出两灯泡的电阻,两灯泡的最大电阻和R的最大阻值串联时电路中的总
电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和
2
U
P UI
R
==求出电路的最小总功率。
(4)当S 1、S 2、S
3都闭合且滑片位于a 端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,此时两灯泡的实际功率和额定功率相等,两灯泡的功率之和即为电路的总功率。
【详解】
A .当S 1、S 2、S 3都闭合,滑动变阻器滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯都正常发光,则电源的电压
126V U U U ===
故A 错误;
B .由P UI =可得,两灯泡都正常发光时通过的电流
1113W 0.5A 6V P I U ===,2226W 1A 6V
P I U === 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则两灯都正常发光时电流表的示数
120.5A 1A 1.5A I I I =+=+=
故B 错误;
C .由U I R
=可得,两灯泡的电阻 1116V 12Ω0.5A U R I ===,2226V 6Ω1A
U R I === 当S 1、S 3闭合且滑片位于b 端时,R 1与R 的最大阻值串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路的最小总功率
()2
2126V 1.5W 12Ω12ΩU P R R =
==++小 故C 错误; D .当S 1、S 2、S 3都闭合且滑片位于a 端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率
123W 6W 9W P P P =+=+=大
故D 正确。
故选D 。
10.如图所示,电源电压保持不变。
闭合开关S 后,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,则( )
A .电压表V 示数与电流表A 1示数的比值变小
B .只有电压表V 的示数不发生变化
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
D.电压表V示数与电流表A2示数的乘积变小
【答案】D
【解析】
【详解】
从图中可以看到,这是一个并联电路,当移动滑动变阻器R2滑片P的位置时,电阻R1两
端的电压大小等于电源电压,大小不变,电阻阻值不变,那么根据
U
I
R
=可知,流过电阻
R1的电流大小不变,即电流表A1示数不变,而电流表A1示数与电流表A2示数的比值变
大,这说明了电流表A2示数在变小,根据
U
R
I
=可知,电阻R2的阻值在变大;
A.电压表V示数等于电源电压大小,即示数大小不变,由上述可知电流表A1示数不变,那么电压表V示数与电流表A1示数的比值也不变,A项不合题意;
B.由上述可知,电压表V示数不变,电流表A1示数也不变,B项不合题意;
C.电压表V示数不变,电流表A2示数在变小,那么电压表V示数与电流表A2示数的比值在变大,C项不合题意;
D.电压表V示数不变,电流表A2示数在变小,那么电压表V示数与电流表A2示数的乘积在变小,选项D符合题意。
11.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,为已知阻值的定值电阻,则四个电路中无法测出未知电阻阻值的电路是
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源电压
U=I0R0;
开关S闭合时,R0与R x并联,电流表测干路电流I,此时通过R x的电流
I x=I−I0,
由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻R x阻值:
R x=,
故A可行,不符合题意;
B.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与R x串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出R x两端的电压,从而无法测出R x的阻值,故B不可行,符合题意;
C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R x的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与R x串联,电压表测R x两端的电压U x,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压
U0=U−U x,
由串联电路中各处的电流相等可得,电路中的电流
I==,
则
R x==,
故C可行,不符合题意;
D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源电压
U=I1R0;
当开关S断开时,R0与R x串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻
R==,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得
R x=R−R0=−R0,
故D可行,不符合题意。
12.小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表的读数如表所示,分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个()
电压表示数U/V0.600.700.800.90 1.00 1.10
电流表示数I/A0.180.210.240.270.300.33
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由表中数据可知,当电压表的示数增大时,电流表的示数也增大,再分析四个电路图,当滑片向上移动时的电压表和电流表的变化得出答案。
【详解】
A.电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;滑动变阻器分压变小,电压表的示数变小,故A不符合题意;
B.电压表测量电阻R1两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;电压表的示数也变大,故B符合题意;CD.都是测量下面电阻和滑动变阻器两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;电阻和滑动变阻器串联后两端的电压变小,电压表的示数变小,故CD不符合题意。
故选B。
【点睛】
解决此类电路图连接问题,要结合题意实际要求去分析,不可盲目猜测。
13.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P 向右移动,下列说法正确的是()
A.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
D .电压表V 2与电流表A 的示数之比保持不变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
观察电路图分析可得:R 1与R 2串联,电流表A 测串联电路电流,电压表V 1测串联电路总电压(电源电压),电压表V 2测滑动变阻器R 2两端电压。
读题知电源电压不变,所以电压表V 1的示数不变,将滑动变阻器的滑片P 向右移动时,R 2阻值变大,电路中电流变小,即电流表A 的示数变小,由U=IR 得R 1两端电压变小,由串联电路电压规律知,R 2两端电压变小,即V 2示数变大,故B 正确。
故选B 。
【点睛】
动态电路分析;电压表、电流表、滑动变阻器使用;串联电路电压规律应用;欧姆定律应用。
14.仅将灯1L 、2L 连接在电压为0U 的电源上,此时两灯均发光;已知灯1L 的电阻为0R ,测得通过灯2L 的电流为0I ,则下列判断正确的是(电源电压保持不变,1L 和2L 电阻不随温度变化)( )
A .2L 的电阻可能为0000
I U I R - B .1L 和2L 的电阻之比可能为000
I R U C .通过1L 和2L 中的电流之比可能为1:1 D .1L 和2L 两端的电压之比可能为
00000I R U I R - 【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A .0000 I U I R -是电流与电压的比值,由U I R =得,U R I =,故0000
I U I R -不可能是2L 的电阻,故A 不符合题意;
C .若两电阻串联:根据串联电路各处的电流都相等,通过L 1和L 2中的电流之比为1:1,故C 符合题意;
D .由欧姆定律可知,灯L 1的电压为100U I R =,根据串联电路电压规律,灯L 2中的电压为
2000U U I R -=
根据分压原理,L 1
和L 2电阻之比等于电压之比,即为00000
I R U I R -,故D 符合题意; B .若两灯并联,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,L 2的电阻是
020
U R R =
则L 1和L 2的电阻之比为 000000
R I R U U I =
故B 符合题意。
故选BCD 。
15.把标有“6V 3W ”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V 的电路中,各电表选择的量程如图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A .在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变小
B .电路的总功率最大值为10.8W
C .小灯泡的电功率最小值为0.75W
D .滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω
【答案】ACD
【解析】
【分析】
分析实物图可知:灯泡与滑动变阻器是串联关系;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V )。
(1)滑片向左移动时,根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化;再判定总电阻的变化,根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况;
(2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻,确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻,利用P UI =求电路的总功率最大值;
(3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压;再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻;最后利用P UI =求小灯泡的电功率最小值;
(4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。
【详解】
A .由图知道,由实物电路图可知:灯泡与滑动变阻器串联;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V ),当滑片向左移动时,则滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压不变,由U I R
=
知道,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;滑动变阻器连入电路的电阻变小、分压变小,所以电压表示数的变小,故A 正确; B .由P UI =可知,当灯正常发光时的电流
3W 0.5A 6V
P I U ===额额额 由于电路中的最大电流是0.5A ,则滑动变阻器连入电路的最小电阻 min max 18V 6V 24Ω0.5A U U R I --=
=
=额 此时电路中电功率最大 max max 18V 0.5A 9W P UI ==⨯=
故B 错误;
C .由2
U P R
=可知,灯泡的电阻 22
L (6V)12Ω3W
U R P ===额
额 由图知道,为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,由串联电路电压特点可知,小灯泡两端的最小电压是 L R 18V 15V 3V U U U =-=-=
此时电路中的电流
L R L L 3V 0.25A 12Ω
U I I I R ===
== 所以滑动变阻器连入的最大电阻 R max R 15V 60Ω0.25A
U R I =
== 此时小灯泡的最小电功率 min L L 3V 0.25A 0.75W P U I ==⨯=
故C 正确;
D .由以上计算知道,滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω,故D 正确。
故选ACD 。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。
1R是光敏电阻,信号处理系统记录ab间的电压,每当绳子挡住射向1R的红外线时,1R的阻值会变大,自动计数器会计数一次。
若电源电压为6V,ab间电压随时间变化的图像如图乙所示;则()
A.有红外线照射时,1R与2R阻值之比为21:
B.自动计数器计数一次时,ab间的电压2V
C.若该同学匀速连续跳,1min可跳的次数为120次
D.有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为1:4
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由甲图电路知,R1与R2串联,ab间电压为R1两端的电压;
AB.由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图像知,此时
1
4V
ab
U U
==
因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即ab间电压为4V计数一次,故B不符合题意;
由串联电路的分压原理有
111
212
U U R
U U U R
==
-
即
1
2
4V2
6V-4V1
R
R
==
即当射向R1的激光被挡时,R1与R2阻值之比为2:1,R1=2R2,当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图像知,此时
1
''2V
ab
U U
==
由串联电路的分压原理有
111
212
2V1
6V-2V2
U U R
U U U R
'''
====
'-'
有红外线照射时,R 1与
R 2阻值之比为1:2,1212
R R '=
,故A 不符合题意; C .由图乙知,跳动一次的时间为 0.4s+0.2s=0.6s
所以1min 可跳的次数为
60s 1000.6s
=次 故C 不符合题意;
D .有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为
2112112 24
R R R R '== 故D 符合题意。
故选D 。
17.如图甲所示,电源电压恒为6V ,R 为热敏电阻,其电阻随温度变化如图乙所示,R 0是阻值为10Ω的定值电阻,闭合开关S ,通过分析,下列说法错误的是
A .图甲中的R 0有保护电路的作用
B .温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
C .温度为40℃时,电流表的示数为0.2A
D .温度升高时,电压表的示数会变小
【答案】B
【解析】
【详解】
A .由图可知,R 与R 0串联在电路中,当热敏电阻随温度的升高而过小时,电路中的总电阻R 串=R +R 0而不致过小,因此R 0起到保护电路的作用,故A 正确,但不符合题意;
B .由图可知电压表测R 两端电压U ,电流表测电路电流即R 电流I ,由欧姆定律可知,UI=R ,即电压表与电流表示数的比值表示的是热敏电阻的值,当温度降低时,由图乙可知,其阻值变大,即电压表与电流表的示数比值变大,故B 错误,但符合题意;
C .由图可知,温度为40℃时,热敏电阻的值为R =20Ω,则电流表示数
06V 0.2A 2010U I R R ===+Ω+Ω
,故C 正确,但不符合题意; D .由图乙而知,当温度升高时,R 会变小,根据串联电路的分压特点可知,热敏电阻两端的电压会变小,即电压表示数会变小,故D 正确,但不符合题意。
18.如图,电源电压恒为18V,R0标有“36Ω0.5A”字样,R1标有“10Ω1A”字样,滑动变阻器R的规格为“40Ω2A”,电流表的量程为“0-3A”,电压表的量程为“0-15V”,为保证电路安全,下列说法错误的是()
A.S、S3闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,电流表的变化范围是0.36A-1A
B.S、S3闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω-40Ω
C.S、S1、S2都闭合,S3断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是7.2Ω-40Ω
D.S、S1、S2都闭合,S3断开时,滑动变阻器可接入电路的最小阻值为9Ω
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)S、S3闭合,S1、S2都断开,电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流;由电阻R1允许通过的最大电流,即为电路中的最大电流,根
据
U
R
I
=求出此时电路的总阻值,即可求出此时滑动变阻器接入的阻值,即为最小阻值;
当滑动变阻器的滑片移到最大阻值处时,根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压值,与电压表的最大量程比较,取其中较小的电压值;若较小电压值为滑动变阻两端
的电压值,则滑动变阻器可全部接入电路,再根据
U
I
R
=求出对应的电流,此时的电流即
为最小电流;若最小电压值为电压表的最大量程值,根据串联电路的电压规律求出电阻R1
两端的电压值,根据
U
I
R
=求出对应的电流,再根据
U
R
I
=求出此时滑动变阻器接入的阻
值,即为可接入的最大阻值;
(2)S、S1、S2都闭合,S3断开时,R0与滑动变阻器R并联,电流表测干路电流,而干路电流的最大值为电流表量程的最大值,根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器R电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,即为可接入的最小阻值.
【详解】。