2020-2021中考物理培优专题复习欧姆定律问题练习题及答案解析
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一、初中物理欧姆定律问题
1.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R0阻值为0.5Ω
B.闭合开关,不称重物时电阻R0两端电压为6V
C.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
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﹣R 0=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 .
2.如图所示,电源电压不变,P 置于中点,a 为电流表或电压表。
任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )
A .a 是电压表
B .只闭合S 1,P 向右滑动,a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值变小
C .闭合S 1、S 3,断开S 2,A 1的示数大于A 2的示数
D .闭合S 1、S 2、S 3,P 向左滑动,A 1的示数减小 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A .由电路图可知,当S 1与S 2闭合时,电表a 与电源串联,若a 为电流表,会造成电源短路,故a 不是电流表;此时电路是安全的,说明a 是电压表,故A 正确;
B .只闭合S 1,R 1和滑动变阻器串联,电压表a 测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,设P 向右滑动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I =
U
R
可得,电压表a 示数的变化量 ΔU 2=U 滑﹣U 滑′=(U ﹣I 1R 1)﹣(U ﹣I 2R 1)=(I 2﹣I 1)R 1=ΔIR 1
则
2
U I
∆∆=R 1,即a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值不变,故B 错误; C .闭合S 1、S 3,断开S 2,R 2与滑动变阻器并联后再与R 1串联,电流表A 1测干路电流,电
流表A 2测变阻器支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表A 1的示数大于支路电流表A 2的示数,故C 正确;
D .闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与滑动变阻器并联,R 1和A 1被短路,A 1示数为0,滑片移动时电流表A 1的示数仍然为0,即示数不变,故D 错误。
故选AC 。
3.在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中电流表取0~0.6A 的量程,电压表取0~15V 的量程,选择阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻,先后与滑动变阻器R 2串联,在能完成实验的前提下,下列判断正确的是( )
A .若电源电压4.5V 不变,控制电压为3V ,则变阻器R 2最大阻值至少为10Ω
B .若变阻器R 2最大阻值为20Ω,控制电压为2V ,则电源的选取范围是2~3V
C .若R 2变阻器最大阻值为40Ω,电源电压为6V 不变,则控制电压的选取范围是2~6V
D .若电源电压6V 不变,控制电压为2V ,R 2最大阻值为30Ω,则只能完成三次实验 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A .由于电源电压不变为4.5V ,定值电阻两端电压保持为3V ,则滑动变阻器两端电压始终为1.5V ,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
1.5V 1
3V 2
R U R U ===滑滑定定 则当定值电阻接入阻值最大为20Ω时,对应滑动变阻器接入阻值最大,为
11
20Ω=10Ω22
R R =
=⨯滑定 故A 正确;
B .控制电压为2V ,则电源电压最小为2V ,此时滑动变阻器在整个实验接入阻值均为0,由串联分压可知,当定值电阻换用最大阻值时,滑动变阻器接入阻值越大,此时电源电压越大,则当定值电阻接20Ω,滑动变阻器滑到20Ω时,此时电源电压最大,此时电压之比等于电阻之比,则滑动变阻器两端电压也为2V ,则最大电压为4V ,则电源的选取范围是2~4V ,故B 错误;
C .由于始终保证定值电阻两端电压不变,则当换用更大阻值的定值电阻时,由串联分压可知,滑动变阻器接入阻值应相应增大,则当定值电阻接入最大阻值时,滑动变阻器滑到最大阻值处,可使定值电阻电压最小,此时电流为
min
4max
6V
0.1A 40Ω20Ω
U
I
R R
===
++
滑
则定值电阻两端最小电压为
min min4
0.1A20Ω=2V
U I R
==⨯
由于电流表量程为0~0.6A,则电流最大为0.6A,当定值电阻阻值最小时,电流最大,则最大电压为
max max1
0.6A5Ω=3V
U I R
==⨯
综合范围为2~3V,故C错误;
D.由于电源电压不变为6V,定值电阻两端电压保持为2V,则滑动变阻器两端电压始终为4V,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
2V1
4V2
R U
R U
===
定定
滑滑
则当滑动变阻器接入阻值最大为20Ω时,对应可进行实验的最大阻值,为
11
30Ω=15Ω
22
R R
==⨯
滑
定
则只能进行前三次实验,故D正确。
故选AD。
4.定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。
当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比1221
U U=
::,电流表的示数
I1=1A;滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比1225
U U
''=
::。
当开关S1断开,S2闭合,两个电压表V1和V2的示数之比12
''''31
U U=
::,通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W。
下列说法正确的是()
A.电源的电压为24V
B.滑动变阻器的最大阻值是24Ω
C.当开关S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32W
D.当开关S1合,S2断开,调节滑片P位置,R3消耗的最大功率为9W
【答案】AD
【解析】
【分析】 【详解】
A .当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于a 点时等效电路为图1所示:
;
当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于最右端时等效电路为图2所示:
;
当开关S 1断开,S 2闭合的等效电路如图3所示:
;
在可能得到的各种电路中,只有当开关S 1、S 2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:
;
图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且1221U U =::
,根据U
I R
=可得 1
111221
21
a U R I U U R U I === 所以
112
a R R =
根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压
1111113
1A (1A 22
())a U I R R R R R =+=⨯+=⨯…①
图2中:根据U
I R
=
可得 1121222
25
b U R I U U R U I ''==='' 即
152
b R R =
图3中:根据串联电路的电阻特点和U
I R
=
可得 ()31211223223
1
I R R U R R U I R R +"+===" 解得
211
2
R R =
图4中
222
min
121
111
9W 15422
b U U U P R R R R R R R ====++++…②
由①②两式可得:R 1=16Ω,U =24V ,故A 正确; B .滑动变阻器的最大阻值
155
16Ω40Ω22
b R R =
=⨯= 故B 错误; C .电阻R 2的阻值
2111
16Ω8Ω22
R R =
=⨯= 当开关S 1断开,S 2闭合,则电阻R 1与R 2串联,电路消耗的功率
()2
2
1224V =24W 16Ω+8Ω
U P R R ==+
故C 错误;
D .当开关S 1闭合,S 2断开,电阻R 1与R 3串联,R 3消耗的功率
()22
2
3332
13131
3
)(4U U P I R R R R R R R R ==⨯=+-+
所以,当R 3=R 1时,R 3消耗的功率最大,为
(
)2
23124V =9W 44?16Ω
U P R ==最大
故D 正确。
故选AD 。
5.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~6V ,滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”。
闭合开关S 后,调节滑动变阻器的滑片P ,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。
在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A .R 1的阻值为20Ω
B .电压表的变化范围是3V~6V
C .滑动变阻器的取值范围是6Ω~40Ω
D .电路总功率的变化范围是1.28W~4W 【答案】B 【解析】 【分析】
根据图像,利用串联电路特点和欧姆定律,求出电源电压和电阻R 1的值,根据变阻器铭牌和电表的量程,求出变阻器接入电路的阻值范围,由P UI =求电路的总功率。
【详解】
A .由甲图知道,R 1 与R 2 串联,电压表测R 2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知
1111.3V A 50U U I R R =+=+⨯滑------① 2112.5V A 30U U I R R =+=+⨯滑------②
由①②解得:R 1 =10Ω,U =8V ,故A 错误;
BCD .由滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”,当移动滑片使电流表示数达到I 大=0.5A 时,变阻器接入电路的电阻最小,电压表的示数最小,由P=UI 可得此时电路的总功率最大,则电压表的示数最小为
18V 0.5A 10Ω=3V U U I R --⨯==小大
变阻器接入电路的最小电阻
Ω3V
0 6.5A
R U I =
==小小大 电路的最大总功率
8V 0.5A 4W P UI ==⨯=大大
根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,最高电压不超
过6V ,定值电阻R 1两端的电压为
18V 6V 2V U U U =-=-=大
此时的总电流为
112V 0.2A 10Ω
U I R =
==小 滑动变阻器的最大电阻为
6V
30Ω0.2A
U R I =
==大大小 电路的最小功率为
22
1W ()8V 1.610Ω30Ω
U P R R ===++小大 综上所述,电压表的变化范围是3V~6V ;滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω;电路总功率的变化范围是1.6W~4W ,故B 正确、CD 错误。
故选B 。
6.如图所示的四个电路,整个实验过程中电池的电压不变,R 已知,则不能测出R x 阻值的电路是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .当S 闭合S 1断开时,电路为R 的简单电路,电流表测电路电流,读出此时电流表示数I 1,则可由欧姆定律求出电源电压为I 1R ,当闭合开关S 、S 1,电路为R 与R x 并联电路,电流表测干路电流,R 所在支路不受影响,读出电流表示数为I 2,由并联分流及电压规律可求R x 电阻如下:
x 1x x 21
U I R
R I I I =
=- 故A 不符合题意;
B .闭合S 、S 1时,R x 被短路,电路为R 的简单电路,电压表测电源电压,读出示数为U 1,
闭合S 断开S 1,电路为R 与R x 串联电路,电压表测R 两端电压,读出示数为U 2,由串联分压及电压之比等于电阻之比可求R x 阻值为:
x x 2
12
R R U U R U U U ==- 解得:
2x 12
U R
R U U =
-
故B 不符合题意;
C .当开关S 闭合后,电路为R 与R x 串联电路,电压表测R 两端电压,电流表测电路电流,由于不知道电源电压,则只能得到R x 电流,无法得到电压,无法测量其电阻大小,故C 符合题意;
D .闭合S 断开S 1时,电路为R 与R x 串联电路,读出电流表示数为I 1,闭合S 和S 1时,电路为R x 简单电路,读出电流表示数I 2,由于电源电压不变,设电源电压为U ,则有:
1x ()U I R R =+
2x U I R =
解得:
1x 21
I R
R I I =
- 故D 不符合题意。
7.如图电路,电源电压保持不变.闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P 的过程中,下列说法正确的是( )
A .滑片可在R 2上向右任意移动
B .电流表A 1示数不变,A 2示数变小
C .电压表V 示数与电流表A 2示数的比值变大
D .滑动变阻器功率的变化量与整个电路功率变化的量相等 【答案】D 【解析】 【详解】
A .从电路图可以看到,当滑片P 向右移动到最右端时,此时滑动变阻器接入电路中的电阻阻值为零,电路会被短路,电路会损坏,没有电流流过电阻1R ,所以滑片不可在R 2上
向右任意移动,A 错误;
B .从电路图可以看到,这是一个并联电路,电阻1R 和滑动变阻器2R 并联接在电路中,
1R 两端的电压是电源电压,大小不变,自身电阻大小不变,根据欧姆定律可知,流过1
R 的电流大小不变,即电流表A 1示数不变,但是滑动变阻器2R 接入电路的电阻在变小,那么流过2R 的电流在变大,电流表A 2测的是干路电流大小,根据并联电路电流规律,干路电流在变大,即电流表A 2示数在变大,B 错误;
C .从电路图可以看到,电压表V 示数是电阻1R 两端电压大小,也是电源电压大小,大小不变,但是电流表A 2示数在变大,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的比值变小,C 错误;
D .当滑动变阻器接入电路的阻值从2R 变为'
2R 时,电功率的变化量为
22
'22
2'22
U U P P P
R R ∆=-=-
整个电路电功率变化的量为
22
'
''121222
U U U U U U P P P U U R R R R R R ⎛⎫⎛⎫∆=-=+-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
即2P P ∆=∆,滑动变阻器功率的变化量与整个电路功率变化的量相等,D 正确。
8.如图所示,MN 间电压恒定,1R 为定值电阻,滑动变阻器2R 的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P 处于a 端时,电流表示数为0.25安;当滑片P 处于ab 中点时,电流表示数为0.40安,则MN 间的电压是
A .6伏
B .5伏
C .4伏
D .3伏
【答案】D 【解析】 【详解】
R 1与滑动变阻器R 2并联,设MN 间的电压为U ,根据并联电路的电流关系,
则
21
0.25U U
A R R +=……………….① 120.41
2
U U
A
R R +=………………②
联立①②,将R2=20Ω代入,解得 U=3V。
故D正确为答案.
9.如图所示,电源电压不变,P置于中点,任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是()
A.当开关S闭合,S1,S2断开时,滑片向b端滑动,电压表示数变小
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,滑片向a端滑动,电流表示A1数变大
C.当开关S、S1,S2都闭合时,滑片向b端滑动,A1示数与A2示数的差值不变
D.当开关S闭合,S1,S2断开时,滑片向b端滑动,电压表示数变化量与A1示数变化量的比值不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A.当开关S闭合,S1,S2断开时,三个电阻串联,电压表测R1的电压,滑片向b端滑动,变阻器的电阻变大,由电阻的串联,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变 ,电压表示数变小,A正确;
小,根据U IR
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,为R3的简单电路,滑片向a端滑动,电流表示A1测电路的电流,由欧姆定律,电流表示A1数不变,B错误;
C.当开关S、S1,S2都闭合时,三个电阻并联,A2测R1、R2的电流,A1测R1、R2、R3的总电流,A1示数与A2示数的差值,即通过R3的电流,由欧姆定律,通过R3的电流不变;
滑片向b端滑动,A1示数与A2示数的差值不变,C正确;
D.当开关S闭合,S1,S2断开时,三个电阻串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流,由欧姆定律,电压表示数变化量与A1示数变化量的比值即R1的电阻大小,保持不变,D正确;
故选ACD。
10.小梦将定值电阻R1与滑动变阻器R2接入电源电压不变的电路中,如图所示.闭合开
关S ,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到一定位置过程中,电流表、电压表V 1和V 2示数变化量分别为ΔI 、ΔU 1、ΔU 2.下列说法正确的是
A .V 1示数不变,V 2示数变大
B .V 1示数变小,V 1示数和电流表示数之比变小
C .V 2示数变大,ΔU 1>ΔU 2
D .电流表示数变小,1U I
∆∆ 不变 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由图知:定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V 1测量定值电阻两端电压,电压表V 2测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流。
A .在串联电路中,电阻具有分压作用。
滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,滑动变阻器两端电压增大,即电压表V 2示数增大,而电源电压一定,所以电压表V 1示数减小.此选项错误;
B .由A 知,电压表V 1示数减小,但定值电阻阻值一定,所以V 1示数和电流表示数之比即定值电阻阻值不变。
此选项错误;
C .由A 知,电压表V 2示数增大,但电源电压一定,前后两种情况下定值电阻和滑动变阻器两端电压变化程度相同,即,ΔU 1=ΔU 2。
此选项错误;
D .定值电阻阻值不变,滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,电路总电阻增大,电源电压一定,由欧姆定律知,电路电流减小,所以电流表示数减小。
滑片在不同位置时,定值电阻两端电压变化量与通过的电流变化量之比为R 1,而R 1是定值电阻,所以不变。
此选项正确。
故选D 。
11.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S 后,将滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是:
A .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数不变
B .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数变大
C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变
D.电压表V2与电流表A的示数之比不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
R1和R2是串联,V1测量的是电源电源,V2测量的是R2两端的电压,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变所以A是正确的.
12.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则
A.电源电压为20V
B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D.整个电路的最大功率为14.4W
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.由图甲可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测串联电路的电流。
滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。
因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P 在A点时,V1示数最大为电源电压,则电源电压U=12V,故AB错误;
C.当滑片在B端时,由图乙可知,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,
R2=2
8V 0.4A
U
I
=20Ω
故C错误;
D.电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A时,电路的总功率最大
P=UI=12V×1.2A=14.4W,
故D正确;
故选D。
13.图甲是某温度报警器的原理图,阻值不计的报警器在电流达到某一值时开始报警,超过10mA 时将损坏;热敏电阻R 1的阻值随温度变化关系如图乙所示。
滑动变阻器的规格为“200Ω 2A ”,滑动变阻器接人电路的阻值为100Ω时,此报警器在温度为37℃时开始报警。
则下列选项正确的是( )
A .报警器开始报警时电路电流最小值为4mA
B .报警器开始报警时电路的总功率为0.015W
C .将P 向左移,可提高该电路开始报警时的温度
D .利用此电路,不能将开始报警时的温度设定为42°C
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .根据乙图图像可以知道当温度为37℃时,R 1阻值为500Ω,此时电流
3V 0.005A 5mA 100Ω500Ω
U I R =
===+ 故A 错误;
B .报警时电路总功率为 3V 0.005A 0.015W P UI ==⨯=
故B 正确;
C .报警时电流不变,所以总电阻为600Ω不变,当P 向左移时滑动变阻器电阻变小,所以R 1将变大,由乙图可知,报警温度将变低,故C 错误;
D .当温度为42℃时,R 1为400Ω,所以滑动变阻器阻值为200Ω,可以达到,故D 错误。
故选B 。
14.如图所示的电路中,电源电压恒定,0R 为定值电阻,闭合开关后,在移动滑动变阻器滑片过程中,下列图像中不正确的是( )
A .电压表示数随电流表示数变化图像
B .电流表示数随变阻器变化图像
C .变阻器的功率和定值电阻的功率的比值Q 随变阻器电阻R 的变化 图像
D .电流表示数变化量△I 随电压表示数变化量△U 的变化图像
【答案】B
【解析】
【详解】
A .从图中可以看到,定值电阻R 和滑动变阻器串联接在电路中,在移动滑动变阻器滑片过程中,设电流表的示数是I ,电压表的示数是U ,电源电压的大小是U 电,由题意可以得到
U U R I I
=+电 化简可得到
-U IR U =+电
I 和U 电大小不变,可知电压U 与I 是一次函数关系,A 正确,不合题意;
B .设电流表的示数是I ,滑动变阻器的电阻大小是R ,电源电压的大小是U 电,由欧姆定律可以得到
0U R R I
=+电 变换可得
01I U R R =⋅+电
从这条式子可以看到,随着滑动变阻器的电阻R 的增大,电流表的示数变小,电流减小得越来越慢,这个图像不对,B 错误,符合题意;
C .由题意可知,变阻器的功率是2R P I R =,定值电阻的功率是02
R 0P I R =,那么变阻器的功率和定值电阻的功率的比值是
02R 2R 00
1P I R Q R P I R R ===⋅ 从这条式子可以看到,Q 与 R 成正比,那么它的关系图像是一条过原点的直线,C 正确,不合题意;
D .设滑动变阻器接入电路中的阻值在变小,从A R 变小到B R ,那么电流表示数变化量是
00-B A
U U I R R R R ∆=
++ 同样可以知道电压表示数变化量是 00-A B A B
U U U R R R R R R ∆=⋅⋅++ 00000-1-B A A B A B
U U R R R R I U U U R R R R R R R ++∆==∆⋅⋅++ 即
1I U R ∆=⋅∆ 从这条式子可以知道,电流表示数变化量△I 随电压表示数变化量△U 的变化图像是一条过原点的直线,D 正确,不合题意。
15.如图所示,电源电压不变,1R 、2R 为定值电阻,R 为滑动变阻器,a 、b 是电流表或电压表,当只闭合开关S 、S 1时,a 、b 的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P 向左移动,a 的示数不变,b 的示数有变化。
以下说法正确的是( )
A .b 可能是电流表、也可能是电压表
B .只闭合S 、S 2,移动滑片P ,则a 示数的变化量与b 示数的变化量的比值可能等于12R R +
C .若将b 换成另一种电表,只闭合S 、S 2,将滑片P 向右移动,2R 消耗的功率一定变大
D .若将a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,则a 的示数与b 的示数的比值可能等于2R
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .假设b 是电流表,a 是电流表,当只闭合开关S 、S 1时,R 与R 2并联接在电路中,a 、b 的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R
=可知,a 的示数是不变的,b 的示数有变化,这种情况符合题意,所以b 可能是电流表;假设b 是电压表,a 是电流表,当只闭合开关S 、S 1时,有电流流过R 2,但没有电流流过R ,a 的指针明显偏转,b 表测的是电源电压,也明显偏转,但是将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R =可知,a 的示数是不变的,b 的示数是不变的,这种情况与题意不符合,所以这个假设不成立;假设b 是电压表,a 是电压表,当只闭合开关S 、S 1时,两个电压表测的都是电源电压,指针均明显偏转,但是将位于中点的滑片P 向左移动,电源电压不变,那么两表的示数是不变的,这情况与题意不符合,所以这个假设也不成立;综上所述,b 不可能是电压表,只能是电流表,A 错误;
B .假设b 是电流表,a 是电压表,当只闭合开关S 、S 1时,有电流流过b 表,b 表有示数,a 表测的是电源电压,也有示数,将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R =可知,b 的示数有变化,a 的示数是不变的,大小还是等于电源电压,这种情况符合题意,所以b 可能是电流表,a 可能是电压表;只闭合S 、S 2,这时R 1与R 串联,电压表a 测的是R 两端的电压,电流表测的是电路中的电流,则可知1U R I
∆=∆,即电压表a 示数的变化量与电流表b 示数的变化量的比值等于R 1;当b 是电流表,a 是电流表时,只闭合S 、S 2,R 、R 2被短路,电路是R 1的简单电路,即使移动滑片P ,a 、b 两表的示数都不会变化;综上所述,a 示数的变化量与b 示数的变化量的比值不可能等于12R R +;B 错误;
C .把b 换成电压表,a 是电压表时,只闭合S 、S 2,R 1、R 2与R 串联,滑片P 向右移动,
电阻变小,电路的总电阻变小,电流变大,根据22P I R =可知,R 2消耗的功率变大;如果
把b 换成电压表,a 是电流表时,只闭合S 、S 2,R 被短路,R 1、R 2串联,滑片P 向右移
动,电阻不变,电路的总电阻不变,电流不变,根据22P I R =可知,R 2消耗的功率不变;
C 错误;
D .a 是电压表,b 是电流表时,若把a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,R 被短路,R 1、R 2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 2两端的电压,那么a 的示数与b 的示数的比值是R 2;当a 、b 都是电流表时,若把a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,R 、R 2被短路,只有R 1接在电路中,两电流表的示数相等,它们的比值是1;D 正确。
故选D 。
16.如图a 所示是电阻甲和乙的I —U 图像,下列说法不正确的是( )
A .电阻甲为定值电阻,电阻乙的阻值随着温度的升高而减小
B .当电阻甲两端电压为1V 时,R 甲=5Ω,此时甲的实际电功率为0.2W
C .如图b 所示,当开关闭合,电路电流为0.5A 时,电路总电阻是10Ω
D .如图c 所示,当开关闭合,电源电压为2V 时,电路总功率为0.8W
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,据此结合图像分析甲、乙电阻是否变化,再根据乙电阻热功率与阻值的关系分析作答;
(2)由图像可知,当甲两端的电压为1V 时对应的电流,根据欧姆定律求出R 甲,根据P UI =求出此时甲的实际电功率;
(3)甲和乙串联,由图b 读出电路电流为0.5A 时甲和乙电阻两端的电压,利用欧姆定律可求出R 乙,根据串联电路的电阻特点可得总电阻;
(4)甲和乙并联,由图c 读出电源电压为2V 时甲和乙电阻对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出总电流,再根据P UI =求出此时电路的总功率。
【详解】
A .由图a 可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变;随着电压的增加,乙电阻的热功率增加,温度升高,其阻值变小,故A 正确,不符合题意;
B .由图a 可知,当甲两端的电压为1V 时,通过的电流为0.2A ,根据欧姆定律可得 1V 052A
Ω.U R I =
==甲甲甲 此时甲的实际电功率 1V 0.2A 0.2W P U I ==⨯=甲甲甲
故B 正确,不符合题意;
C .如图b 所示,甲、乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.5A 时,由图a 可知,甲和乙两端的电压均为2.5V ,根据U R I
=可知,此时甲乙的阻值相同,则电路总电阻 5Ω5Ω10ΩR R R =+=+=甲乙
故C 正确,不符合题意;
D .如图c 所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V 时,由图a 可知
0.4A I =甲,0.2A I =乙
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流
0.4A 0.2A 0.6A I I I =+=+=甲乙
则此时电路的总功率
2V 0.6A 1.2W P UI ==⨯=
故D 错误,符合题意。
故选D 。
17.小明利用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I —1R
图像,如图乙,由图可知( )
A .定值电阻两端电压控制为2V 不变
B .当电流为0.2A 时,电阻R 为0.1Ω
C .当滑片向右移时,电压表数变大
D .当电流分别为0.25A 和0.5A 时,接入电路的导体的电阻之比为1:2
【答案】A
【解析】
【分析】。