中考物理备考之欧姆定律压轴突破训练∶培优易错试卷篇附详细答案
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、初中物理欧姆定律问题
1.在图所示的电路中,电源电压U保持不变。
现有如下两种操作:①用电压为2U的电源替换原来的电源;②将滑动变阻器滑片向右移。
其中可以使电流表A1示数与A2示数的比值变大的操作有
A.只有①可行B.只有②可行
C.①②都不行D.①②都可行
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R2的电流,用电压为2U的电源替换原来的电源,两电阻不变,由I=
U
R
可知电流表A1示数与A2示数大小不变,两电表示数之比也不变,不可行;
并联电路中各个用电器两端的电压相等,由并联电路电流的特点和欧姆定律可知,电流表A1示数与A2示数的比值
12112
2221
2
111
U
I I I R R
I
U
I I I R
R
+
==+=+=+,
将滑动变阻器滑片向右移,接入电路中的电阻变大,即R2的阻值变大,R1的阻值不变,2
1
R
R变大,
2
I
I变大,电流表A1示数与A2示数的比值变大,②可行,故选B。
2.如图所示的电路中,电源电压为 6V且保持不变,滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A”,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”。
只闭合开关 S、S2,当滑动变阻器R 的滑片 P分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。
则下列判断正确的是()
① 只闭合开关 S 、S 1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变
② 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω ③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,定值电阻 R 1 的功率变化范围是 0.144W~0.9 W ④ 定值电阻 R 2 的阻值是10Ω A .① ② B .① ③
C .② ④
D .① ④
【答案】B 【解析】 【详解】
① 从图中可以看到,当只闭合开关 S 、S 1时,R 1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 1的电压,将R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由U IR =可知,两次电压表的读数分别是111U I R =、221U I R =,两式相减,可得到
121121--U U I R I R =
即1U IR ∆=∆,可得到1U
R I
∆=
∆,由于R 1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;
② 滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A ”,表示R 的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A ,定值电阻R 1的规格是“10Ω 0.5A ”,表示R 1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A ,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A ,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V ,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是
6V-3V 3V =
由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻110ΩR =,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是
'6V
0.3A 0.5A 10Ω10Ω
I =
=<+
变阻器R 连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器R 连入电路的最大电阻是40Ω,故只闭合开关S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;
③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,根据2
U P R
=可知,当1R 的电压最小时,其功率
也最小,当1R 的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时R 的电压为1R 电压的4倍,由串联电路电压规律可知,1R 的最小电压是
1min 1
6V 1.2V 5
U =⨯=
这时定值电阻1R 的最小功率是
()2
2
1min
1min
1 1.2V 0.144W 10Ω
U P R === 电压表的示数最大为3V ,这时定值电阻1R 的最大功率是
()2
2
V
1max
13V 0.9W 10Ω
U P R === 所以定值电阻1R 的功率变化范围是0.144W~0.9 W ,③ 正确;
④ 只闭合开关 S 、S 2,则2R 与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测2R 的电压,滑动变阻器的滑片分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为8:9,根据2P I R =可知
()2212892R I R I ⎛⎫=
⎪⎝⎭
:: 解得122:3I I =:;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知
22
122
R R I R I R +=+
解得220ΩR =,④ 错误。
故选B 。
3.如图所示,电源电压为4.5V ,电流表量程为“0~0.6A ”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A ”,小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )
A .小灯泡的额定电流是0.6A
B .电流表的示数变化范围是0.3A ~0.6A
C .电压表的示数变化范围是2V ~3V
D .滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是6Ω~10Ω 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”,由
2
U P UI R
==
得小灯泡的额定电流为
1.25W 0.5A
2.5V
P I U =
== A 选项错误;
BCD .由于不考虑温度对灯丝电阻的影响,则根据欧姆定律得灯泡的电阻
L 2.5V
5Ω0.5A
U R I =
== 串联电路电流值处处相等,则电路中的最大电流
max L R 0.5A I I I ===
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,其两端电压也最小。
根据串联电路电压规律,得滑动变阻器两端最小电压为
min 总L 4.5V 2.5V 2V U U U =-=-=
此时滑动变阻器接入电路最小阻值为
min min
min 2V 4Ω0.5A
U R I === 当滑动变阻接入电路阻值最大时,电压表示数最大,电路电流最小。
由题知
max 10ΩR =
则电路最小电流
总min L max 4.5V
0.3A 5Ω10Ω
U I R R =
==++
此时滑动变阻器两端最大电压
max max 0.3A 10Ω3V U IR ==⨯=
由此得电流表的示数变化范围是0.3A ~0.5A ,电压表的示数变化范围是2V ~3V ,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω。
BD 选项错误,C 选项正确。
故选C 。
4.如图所示,电源电压不变,电阻115ΩR =,210ΩR =,开关S 、S 1闭合,S 2断开,电流表读数为0.4A ,则开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电流表读数可能为( )
A .0.4A
B .0.5A
C .0.6A
D .0.7A
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
当开关S 、S 1闭合,S 2断开时,电阻R 0与R 1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R 1两端的电压是
1110.4A 15Ω6V U I R ==⨯=
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
011R R R =+总
当开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电阻R 0与R 2串联,同理
022R R R =+总
因为12R R >,所以12R R >总总,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得
210.4A I I >=
因为开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电路中的电流变大,那么R 0的电压变大,由于电源电压不变,根据串联电路的电压规律可知,R 2两端的电压变小,即
216V U U <=
所以
1226V 0.6A 10Ω
U I R <
== 则可知电流表的读数在0.4~0.6A 之间。
故选B 。
5.如图所示的电路图,R 1与 R 2 都是定值电阻,R 3 是一个滑动变阻器,当开关闭合后,滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,以下说法中正确的是( )
A.电压表 V5示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变
B.电压表 V4的变化量与电流表示数变化量的比值变大
C.电压表 V3示数的变化量与电流表示数的变化量比值变小
D.电流表示数变大,表 V1、V2与电流表示数比值都不变,V3与电流表示数比值变大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
闭合开关S后,三电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电压表V3测R3两端的电压,电压表V4测R1和R2两端的电压之和,电压表V5测R2和R3两端的电压之和,电流表测电路中的电流;
A.由以上分析知
U V5=U−U1=U−IR1,U V5′=U−U1′=U−I′R1
△U V5= U V5− U V5′= U−IR1−( U−I′R1)=(I′−I) R1=△I R1
即
V5
U
I
=R1
故该比值保持不变,故A正确;
B.同理可知
U V4= U−U1−U2 =U−IR1−IR2,U V3′=U−U1′− U2′ =U−I′R1−I′R2△U V4= U V4− U V4′= U−IR1−IR2−( U−I′R1−I′R2)=(I′−I) R1+(I′−I) R2=△I (R1+ R2)
即
V4
U
I
= R1+ R2
故该比值保持不变,故B错误;
C.电源电压U= U V4+ U V3,故电压表 V3示数的变化量等于电压表 V4的变化量,则电压表V3示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变,故C错误;
D.滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由
I=U
R
可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U=IR可知,定值电阻R1和R2
两端的电压变大,即电压表V l 、V 2的示数变大;因为串联电路中的总电压等于各分电压之和,且R 1和R 2两端的电压变大,V 3等于电源电压减去R 1和R 2两端的电压,所以电压表V 3
的示数变小,由R 1=
1U I , R 2=2U
I , R 3=3U I
可知,电压表V 1、V 2与电流表示数之比不变,V 3与电流表示数比值变小,故D 错误。
故选A 。
6.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 .电压表V 1与电压表V 2的示数之和不变
B .电压表V 2与电流表A 的示数之比不变
C .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数变大
D .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数不变 【答案】D 【解析】 【分析】
由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表V 1测电源的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据电源的电压可知电压表V 1示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R 1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R 2两端的电压变化,然后判断电压表V 1与电压表V 2的示数之和、电压表V 2与电流表A 的示数之比的变化。
【详解】
C .由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表V 1测电源的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电源电压保持不变,所以滑片移动时,电压表V 1的示数不变,故C 错误;
D .将滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由U
I R
=
可知,电路中的电流变小,即电流表A 的示数变小,故D 正确; A .由U IR =可知,R 1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R 2两端的电压变大,即电压表V 2的示数变大;由电压表V 1的示数不变、电压表V 2的示数变大可知,电压表V 1与电压表V2的示数之和变大,故A 错误;
B .由电压表V 2的示数变大、电流表A 的示数变小可知,电压表V 2与电流表A 的示数之比变大,故B 错误。
【点睛】
此题为一道经典的动态电路综合性题,重点考察电路的动态分析及欧姆定律的应用,均为中考物理电学部分的重难点,需要学生熟练掌握相关知识,并进行综合应用分析。
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R2上向右任意移动
B.电流表A1示数不变,A2示数变小
C.电压表V示数与电流表A2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R2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,1
R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A1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A2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A2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A2示数在变大,那么电压表V示数与电流表A2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
'
222'
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.如图甲所示,是一定量的水的体积随温度的变化图象;在盛水的烧杯中固定一只压敏电阻(其阻值不受温度影响,阻值随压力的增大而减小),与一电压表和两个合适阻值的电阻、电源组成电路,如图乙所示.当给烧杯中的水从0℃缓慢加热到10℃的过程中(不考虑水质量变化的影响),则电压表的示数变化是()
A.变大
B.变小
C.先变小后变大
D.先变大后变小
【答案】C
【解析】
【详解】
由图甲可知,0℃缓慢加热到10℃的过程中,水的体积先减小后增大,由ρ=m
V
可知,水的
质量一定时,水的密度先增大后减小;因为压敏电阻在烧杯中的位置一定,即压敏电阻下面水的体积一定,并且压敏电阻下面部分水的质量先增大后减小,则压敏电阻上面水的质量先减小后增大,所以水平面上物体的压力和自身的重力相等,即压敏电阻受到的压力先减小后增大;又因为压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,所以电路中的总电阻先增大后
减小;由I=U
R
可知,电路中的电流先减小后增大;由U=IR可知,定值电阻R1两端的电
压先减小后增大,即电压表的示数先变小后变大,故选C。
9.如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V”字样,通过灯泡L的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V的量程,电流表选择0~3A的量程。
闭合开关S,断开S1和S2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V变化到4V,电流表的示数变化了0.4A,已知R1:R2=1:4,R2为滑动变阻器的最大阻值。
在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是()
A .R 1的阻值为5Ω
B .电源的电压为11V
C .整个电路的最大电功率是11W
D .整个电路的最小电功率是4.4W
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .闭合开关S ,断开S 1和S 2时,灯泡L 与定值电阻R 1、滑动变阻器R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数由U 2′=8V 变化到U 2″=4V 时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,则两种情况下电路中的电流分别为:I ′=0.4A ,
I ″=0.4A+0.4A=0.8A ,
由图象可知,两种情况情况下灯泡两端的电压分别为'L U =1V ,''
L U =3V ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:
U = 'L U +I ′R 1+'
2U =1V+0.4A ×R 1+8V , U = ''
L U +I ″R 1+ ''
2U =3V+0.8A ×R 1+4V ,
因电源的电压不变,所以,
1V+0.4A ×R 1+8V=3V+0.8A ×R 1+4V ,
解得:
R 1=5Ω,
故A 正确,不符合题意; B .电源的电压:
'
L U +I ′R 1+ '2U =1V+0.4A ×5Ω+8V=11V ,
故B 正确,不符合题意;
C .当开关S 、S 2闭合,断开S 2时,电路为R 2的简单电路,因电源的电压小于电压表的量程,所以,当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I 大=3A 时,电路消耗的电功率最大,则:
P 大=UI 大=11V ×3A=33W ,
故C 错误,符合题意;
D .当闭合开关S ,断开S 1和S 2,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电功
率最小,则电源的电压:
U L 小+I 小(R 1+ R 2)= U L 小+I 小(R 1+4 R 1)= U L 小+ I 小×5 R 1
11V= U L 小+ I 小×25Ω,
由图象可知,当I 小=0.4A ,U L 小=1V 符合,则电路的最小电功率:
P 小=UI 小=11V ×0.4A=4.4W ,
故D 正确,不符合题意。
故选C 。
10.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,电压表示数的变化量分别为∆U 1、∆U 2,电流表示数的变化量为∆I ,阻值相同的定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为∆P 1、∆P 2。
则下列判断正确的是( )
A .21212P P I R R ∆+∆∆+=()
B .12U U ∆=∆
C .1212∆∆+=+∆∆U U R R I I
D .12U U ∆<∆
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】 由电路图可知,R 1与R 0、R 2串联,电压表V 1测R 0与R 2两端的电压之和,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A .定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为∆P 1、∆P 2,则
∆P 1+∆P 2=(I 12﹣I 22)(R 1+R 2)=(I 1﹣I 2)(I 1+I 2)(R 1+R 2)=∆I (I 1+I 2)(R 1+R 2)
故A 错误。
BD .将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,
由U I R
=可得,电压表V 2示数的变化量为 ∆U 2=U 2﹣U 2′=I 1R 2﹣I 2R 2=(I 1﹣I 2)R 2=∆IR 2
则|∆U 2|=|∆IR 2|
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表V 1示数的变化量为
∆U 1=U 1﹣U 1′=(U ﹣I 1R 1)﹣(U ﹣I 2R 1)=(I 2﹣I 1)R 1=﹣∆IR 1
则|∆U 1|=|∆IR 1|
因R 1、R 2的阻值相同,所以|∆U 1|=|∆U 2|,故B 正确,D 错误;
C .由11U R I ∆∆=、22U R I
∆∆=可知 1212++U U R R I I
∆∆∆∆= 故C 正确;
故选BC 。
11.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2U 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 。
12.小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R 是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5 Ω,电路各部分均接触良好.物体M 只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P 移动,电压表示数可反映物体M 移动的距离.开始测量前,将金属滑片P 置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5 V 和0.2 A .由此可知
A .电阻丝的总电阻为7.5 Ω
B .当电压表示数为2 V 时,物体M 向左移动了5 cm
C .当电压表示数为1 V 时,物体M 向左移动了5 m
D .若开始测量前,将金属滑片P 置于电阻丝某端点,可测量的最大距离30 cm
【答案】BD
【解析】 【分析】
滑片移动时,电阻丝接入电路的电阻不变,一直等于其总电阻,所以电流表示数保持0.2A 不变,但由于与电压表并联的那部分电阻丝的长度变化,所以电压表的示数改变,滑片向左移动时,电压表示数变大,向右移动时,示数变小。
【详解】
A .滑片在中点时,电压表测量的是一半电阻丝分得的电压,其阻值为
1.5V '7.50.2A
U R I ===Ω 则电阻丝的总电阻为15Ω,所以A 错;
B .当电压表示数为2 V 时,比滑片在中点时增大了0.5V ,则与电压表并联的电阻增大了
110.5V =2.5Ω0.2A
U R I =
= 电阻丝的长度增加了 2.5Ω=
=5cm 0.5Ω/cm l ∆ 所以物体M 向左移动了5 cm ,B 对;
C .当电压表示数为1 V 时,比滑片在中点时减小了0.5V ,则与电压表并联的电阻减小了
2.5Ω,电阻丝的长度减小了5cm ,所以物体M 向右移动了5 cm ,C 错;
D .若开始测量前,如果将金属滑片P 置于电阻丝的左端,电压表测的是整根电阻丝的电压,所以可测量的最大距离是
max 15Ω=
=30cm 0.5Ω/cm
l D 对。
故选BD 。
13.如图甲所示,闭合开关S ,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。
电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。
下列说法中正确的是( )
A .电源电压为9V
B .滑动变阻器的最大阻值为14Ω
C .小灯泡的额定功率为6W
D .电路总功率的变化范围是6W~12W
【答案】BCD
【解析】
【分析】 由电路图可知,灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和,电压表V 2测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V 1测电源两端的电压,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P UI =求出灯泡的电功率即为额定功率,利用P UI =求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图像读出V 1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R 两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用P UI =求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
【详解】
由电路图可知,灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和,电压表V 2测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;
AC .当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V 1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流max 1.0A I =,电压表V 2的示数06V U =,电压表V 1的示数为12V ,即电源的电压U =12V ;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端的电压
L 012V 6V 6V U U U =-=-=
因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率
L L max 6V 1.0A 6W P U I ==⨯=
电路的最大总功率
max max
12V 1.0A12W
P UI
==⨯=
故A错误、C正确;
BD.当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图像可知,电路中的最小电流min0.5A
I=,电压表V1的示数U1=5V,此时滑动变阻器两端的电压
R1
12V5V7V
U U U
=-=-=
由
U
I
R
=可得,滑动变阻器的最大阻值
R
min
7V
14Ω
0.5A
U
R
I
===
电路的最小总功率
min min
12V0.5A6W
P UI
==⨯=
则电路总功率的变化范围是6W∼12W,故BD正确。
故选BCD。
14.如图电路,电源电压不变,闭合S,当滑片P从a端向b端滑动时()
A.电压表V1示数与电流表A示数比值不变
B.电流表A示数变大,电压表V2不变
C.电压表V1示数与电流表A示数的乘积增大
D.电压表V2示数与电流表A示数的乘积不变
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,R1与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A测电路中的电流,电压表V1示数与电流表A示数比值为定值电阻R1的阻值,所以其比值不变,故A正确;
B.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,R2接入电路中的电阻变小,所以分得的电压变小,即V2示数变小;电路中的总电阻变小,所以电路中的电流变大,即A示数变大,故B错误;
C .当滑动变阻器的滑片P 从a
端向b 端滑动时,R 2接入电路中的电阻变小,V 2示数变小,所以V 1示数变大,电流表A 的示数也变大,所以电压表V 1示数与电流表A 示数的乘积增大,故C 正确;
D .电压表V 2示数与电流表A 示数的乘积为滑动变阻器R 2的功率
22
2
22221112211222()()42U U U P I R R R R R R R R R R R R ====+-+++ 由上式可知,R 2的电功率随着R 2阻值的变化而变化,当R 2与R 1阻值相等时,R 2功率最大,故D 错误。
故选AC 。
15.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,S 1,S 2断开时,滑片向b 端滑动,电压表示数变小
B .当开关S 、S 1闭合,S 2断开时,滑片向a 端滑动,电流表示A 1数变大
C .当开关S 、S 1,S 2都闭合时,滑片向b 端滑动,A 1示数与A 2示数的差值不变
D .当开关S 闭合,S 1,S 2断开时,滑片向b 端滑动,电压表示数变化量与A 1示数变化量的比值不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A .当开关S 闭合,S 1,S 2断开时,三个电阻串联,电压表测R 1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,电路的电流变小,根据U IR =,电压表示数变小,A 正确;
B .当开关S 、S 1闭合,S 2断开时,为R 3的简单电路,滑片向a 端滑动,电流表示A 1测电路的电流,由欧姆定律,电流表示A 1数不变,B 错误;
C .当开关S 、S 1,S 2都闭合时,三个电阻并联,A 2测R 1、R 2的电流,A 1测R 1、R 2、R 3的总电流,A 1示数与A 2示数的差值,即通过R 3的电流,由欧姆定律,通过R 3的电流不变; 滑片向b 端滑动,A 1示数与A 2示数的差值不变,C 正确;
D .当开关S 闭合,S 1,S 2断开时,三个电阻串联,电压表测R 1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A 1示数变化量的比值即R 1的电阻大小,保持不
变,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,R 1与R 2串联,ab 间电压为R 1两端的电压;
AB .由题知,当射向R 1的激光被挡时,R 1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R 1分得电压增大,R 2分得电压减小,由图像知,此时
14V ab U U ==
因为R 1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
111212
U U R U U U R ==-
即 124V 2 6V-4V 1R
R == 即当射向R 1的激光被挡时,R 1与R 2阻值之比为2:1,R 1=2R 2,当射向R 1的激光没有被挡时,R 1阻值变小,R 1分得电压减小,R 2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
1112122V 1 6V-2V 2U 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,电源电压恒为18V ,R 0标有“36Ω0.5A ”字样,R 1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( )。