中考物理复习欧姆定律的计算问题专项易错题
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一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图所示,电源电压不变,当开关S 闭合时,电流表的示数为0.8A .开关S 断开后,电流表的示数改变了0.5A .则R 1与R 2的阻值之比为( )
A .13:5
B .3:5
C .5:3
D .5:13
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
开关S 断开时电路为R 1的简单电路,当开关S 闭合时两电阻并联,电流表测干路电流;∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,∴开关S 断开后,通过R 1的电流不变,改变的电流是通过R 2的电流即I 2=0.5A ,∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,∴通过R 1的电流:
120.8A-0.5A=0.3A I I I ==-,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,∴根据欧姆定律可得:
1122
12
0.5A 50.3A 3
U
R I I U R I I ====。
故选C 。
2.如图所示,电源电压为5V ,灯泡标有“3V 、1.5W ”字样,滑动变阻器R 的规格为“30Ω1A ”,定值电阻010ΩR =,电压表量程“0~3V ”,电流表量程为
“0~0.6A ”。
在电路安全的情况下,下列判断错误的是(不计温度对灯丝电阻的影响)( )
A .灯泡L 正常发光时的电阻为6Ω
B .闭合开关1S S 、,断开开关2S 时,滑动变阻器R 允许接入电路的阻值范围是4~15Ω
C .闭合开关2S S 、,断开开关1S 时,该电路的最大电功率是0.625W
D .闭合开关2S S 、,断开开关1S 时,1min 定值电阻0R 消耗的电能最多是150J 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A .由2
U P UI R
==可得,灯泡正常发光时的电阻
()2
2L L L 3V 6Ω1.5W
U R P === 故A 正确,不符合题意;
B .闭合开关1S S 、,断开开关2S 时,滑动变阻器R 与灯泡L 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡正常发光时的电流
L L L 3V
=0.5A 6Ω
U I R =
= 因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A ,所以,电路中的最大电流I 大=0.5A ,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路的总电阻
5V =10Ω0.5A
U R I =
=总大 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,变阻器接入电路中的最小阻值
L 10Ω-6Ω=4ΩR R R =-=小总
当电压表的示数U R =3V 时,电路中的电流最小,变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时灯泡两端电压
L R 5V-3V=2V U U U '=-=
此时电路中的电流
L R
L U U I R R '=
=小大
即
2V 3V 6ΩR =大
解得:R 大=9Ω,所以,滑动变阻器的取值范围是4Ω~9Ω,故B 错误,符合题意; C .闭合开关2S S 、,断开开关1S 时,滑动变阻器R 与R 0串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器的滑片移到最左端时,电路中的功率最大,最大功率为
22
0(5V)==2.5W 10Ω
U P R =大
故C错误,符合题意;
D.由C可知,定值电阻R0的最大功率是2.5W,1min定值电阻R0消耗的电能最多是
0= 2.5W60s150J
W P t=⨯=
大大
故D正确,不符合题意。
故选BC。
3.如图,电源电压不变,电路元件及导线均完好,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。
下列分析正确的是()
A.只闭合S1时,电流表、电压表均有示数
B.只闭合S3时,滑片右移,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
C.闭合S1、S2、S3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
D.闭合S1、S3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】ABD
【解析】
【分析】
(1)只闭合S1时,电路为R2的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流;
(2)只闭合S3时,R1与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路特点和欧姆定律判断两表变化量比值的变化;
(3)同时闭合S1、S2、S3时,R2与R并联,电压表测电源电压,电流表测干路中的电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R2的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过滑动变阻器通过的电流,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化;
(4)同时闭合S1、S3时,R1与R串联后再与R2并联,电压表测R两端的电压,电流表测干路电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,由串联电路的电压特点确定电压表示数的变化,根据并联电路的电流特点确定电流表示数的变化。
【详解】
A.只闭合S1时,电路为R2的简单电路,等效电路图如下图所示:
图中电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,则电流表、电压表均有示数,故A 正确;
B .只闭合S 3时,R 1与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,等效电路图如下图所示:
滑片P 向右移动时,接入电路中的电阻变大,由串联电路的分压原理知,R 两端电压变大,R 1两端电压变小,由串联电路的电压特点可得
1R U U ∆=∆
而电流表测串联电路中的电流,则有
1R
1U U R I I
∆∆=
=∆∆ 即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故B 正确;
C .同时闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与R 并联,电压表测电源电压,则其示数不变,电流表测干路中的电流,等效电路图如下图所示:
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,则滑片移动时,通过R 2的电流不变,滑片P 向
右移动,接入电路中的电阻变大,由U
I R
=
可知,通过滑动变阻器的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则干路电流变小,即电流表示数变小,故C 错误;
(4)同时闭合S 1、S 3时,R 1与R 串联后再与R 2并联,电压表测R 两端的电压,电流表测干路电流,等效电路图如下图所示:
滑片P 向右移动时,接入电路中的电阻变大,由
U
I R
可知,滑动变阻器所在支路的电流变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电压表的示数变大,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,则通过R 2的电流不变,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则电流表的示数变小,故D 正确。
故选ABD 。
4.如图甲所示的电路,电源电压U =10V (恒定不变),R 2=8Ω,闭合开关S 后,V 2表的示数为7V ,把甲电路中的两个电压表换成两个电流表,如图乙所示,闭合开关S 后,A 1表的示数为1.75A ,下列说法正确的是( )
A .甲电路中V 1表的示数为3V
B .乙电路中A 2表的示数为2.25A
C .R 1=12Ω
D .乙电路中R 3的电流为0.5A
【答案】CD 【解析】 【详解】
A .图甲中R 1、R 2和R 3串联,V 1表的测量电阻R 1和R 2的电压,V 2表的测量电阻R 2和R 3的电压,电源电压U =10V ,闭合开关S 后,V 2表的示数为7V ,根据串联电路电压规律,R 1两端电压为:
10V-7V=3V
V 1表的示数肯定大于3V ,故A 错误;
BCD .图乙中三个电阻并联,电流表A 1测量R 2和R 3中的电流,电流表A 2测量R 1和R 2中的电流,通过R 2的电流:
I 2=
2U R =10V 8Ω
=1.25A 通过R 3的电流:
I 3=I A1−I 2=1.75A−1.25A=0.5A
故D 正确;
根据欧姆定律可得,R 3的阻值:
R 3=
3U I =10V 0.5A
=20
Ω 图甲中,三个电阻串联,电路中的电流:
I =V223U R R +=7V 8Ω20Ω
+=0.25A 根据串联电路电压的特点,
U 1=U −U V2=10V−7V =3V
由I =
U
R
可得,R 1的阻值: R 1=
1U I =3V 0.25A
=12Ω 故C 正确;
图乙中三个电阻并联,电流表A 2测量R 1和R 2中的电流,
I A2=I ′1+I 2=1U R +I 2=10V
12Ω
+1.25A=0.83A+1.25A=2.08A
故B 错误;
5.如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。
机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P 上下移动,电源电压恒定不变,闭合开关S ,随着水流速度的改变,下列说法不正确的是( )
A .当水流速度增大时,电压表的示数变小
B .当水流速度增大时,电流表的示数变大
C .当水流速度减小时,电压表与电流表的示数之比变大
D .当水流速度减小时,电压表与电流表的示数的乘积不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
流体的压强和流速有关,流速越大的位置,压强越小;水流速度增大时,机翼状的探头上
下表面的压强不同,下表面压强大于上表面压强,滑片上移,接入的阻值减小,两个电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器两端电压:
A .当水流速度增大时,根据串联电阻分压特点,滑动变阻器两端电压减小,即电压表的示数变小,故A 正确,A 不符合题意;
B .当水流速度增大时,电路总电阻减小,电流表的示数变大,故B 正确,B 不符合题意;
C .当水流速度减小时,滑片下移,接入的阻值增大,电压表与电流表的示数之比就是滑动变阻器接入的电阻,即变大,故C 正确,C 不符合题意;
D .当水流速度减小时,滑片下移,接入的阻值增大,电压表与电流表的示数的乘积表示滑动变阻器的功率,表达式为
22
2
2222
212()U R P U I U R R R ===+
即功率随着接入的阻值不同而变化,故D 错误,D 符合题意。
故选D 。
6.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示。
电源电压恒为 4.5V ,电压表量程“0~3V ”,滑动变阻器规格“20Ω 1A ”,灯泡L 标有“3V 1.5W ”字样(忽略灯丝电阻变化)。
在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( )
A .滑动变阻器两端的最大电压是3V
B .该电路的最大总功率是4.5W
C .电路中电流变化的范围是0.173A~0.5A
D .滑动变阻器阻值变化的范围是3Ω~10Ω 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A .灯泡L 的电阻
()2
2
L
L L 3V 6Ω1.5W
U R P ===
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,其两端的电压最大,设这个电压大小U 滑,根据欧姆定律可知
4.5V -6Ω20Ω
U U I =
=滑滑
解得 3.5V U ≈滑,A 错误;
B .由题意可知,灯泡L 的额定电流
L L L
1.5W 0.5A 3V
P I U =
== 可知道电路中的最大电流只能是0.5A ,不能再大了,当电流是0.5A 时,电路的总电阻
4.5V
9Ω0.5A
R =
=总 这种情况符合题意,所以该电路的最大总功率
max 4.5V 0.5A 2.25W P UI ==⨯=
该电路的最大总功率是2.25W ,B 错误;
C .当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路的电流最小,其电流值
min 4.5V
0.173A 6Ω20Ω
I =
≈+
电压表的示数
min L 0.173A 6Ω 1.038V U I R ==⨯=电压
这个电压值没有超过电压表的量程,电路是安全的,所以电路中的最小电流可以是0.173A ,由上述可知,电路中电流变化的范围是0.173A~0.5A ,C 正确;
D .由上述可知,电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值是20Ω;电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是
L -9Ω-6Ω=3ΩR R R ==滑总
那么滑动变阻器阻值变化的范围是3Ω~20Ω,D 错误。
故选C 。
7.如图所示的电路中,电源电压恒为12V ,灯泡L 上标有“12 V 6 W”字样,滑动变阻器R 的规格是“50 Ω 2 A”,电流表A 1的量程是“0—0.6 A”,电流表A 2的量程是“0~3 A”。
闭合开关S ,移动滑动变阻器滑片,在不损坏电路元件的情况下,下列说法错误的是( )
A .电压表V 的示数和电流表A 1的示数之比不变
B .滑动变阻器接入电路的最小阻值是6 Ω
C .电流表A 2的示数变化范围是0.74~2.5 A
D .电路消耗的最大功率是36 W 【答案】D 【解析】 【详解】
A .电压表V 的示数和电流表A 1的示数之比等于灯泡的电阻,在不考虑灯泡的电阻受温度
的影响时,电压表V的示数和电流表A1的示数之比不变,故A正确,不符合题意;B.电流表A2是测干路的电流,电流表A1测灯泡的电流,当灯泡正常发光的电流为
1 1
16W
0.5A
12V
P
I
U
===
当流经滑动变阻器的电流为最大2A时,干路中的电流为
max12
+0.5A+2A 2.5A3A
I I I
===<
电流表A2安全,此时滑动变阻器接入电路的最小阻值为
min
max
12V
6Ω
2A
U
R
I
===
故B正确,不符合题意;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为50Ω时,电流表A2的示数最小,此时滑动变阻器的电流为
2
2
12V
0.24A
50Ω
U
I
R
===
干路中的电流为
12
+0.5A+0.24A0.74A
I I I
===
由以上的B详解知干路中的最大电流为2.5A,故C正确,不符合题意;
D.电路消耗的最大功率为
max max
12V 2.5A30W
P UI
==⨯=
故D错误,符合题意。
8.如图甲所示电路中,电源电压8V且保持不变,标有“8V,8W”小灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P由A端滑到B端过程中,根据两电压表与电流表示数绘制出的U-I图像,两图像交于Q点,如图乙所示,下列说法正确的是()
A.Q点处滑动变阻器两端电压U>4V B.Q点处流过小灯泡的电流I<0.5A
C.Q点处整个电路总功率P<4W D.Q点处小灯泡实际功率P灯>2W
【答案】D
【解析】
【详解】
由甲可知,该电路是灯泡与电阻器串联,电压表V1测灯泡L电压,电压表V2测变阻器R 的电压,二者电流相等,电流表测电流I。
对甲电路进行动态分析可得,当滑片往A移
动,滑动变阻器R电阻变小,电路电流变大,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小。
A.从图中可以获得信息,Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等即
I R=I L,U R=U L
灯泡与变阻器串联,所以二者电压之和等于电源电压,即
U L+U R=8V
所以
U R = U L =4V
故A错误;
B.设灯泡正常发光时的灯丝电阻为R L1,灯泡两端电压为4V的时候灯丝电阻为R L2,
R L1=
2 U P
额
额
=
()2
8V
8W
=8Ω
灯泡L的电阻在变化,随着电压增大,灯丝的温度变高,电阻变大。
电压减少时,灯丝温度较低,电阻较小,即:R L1>R L2,则:R L2<8Ω。
Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等。
所以Q点时电流,
I Q=
L2
U
R
'
=
L2
4V
R
>
4V
8Ω
=0.5A
故B错误;
C.由于I Q>0.5A,所以此时电路总功率
P Q=UI Q>8V×0.5A=4W
故C错误;
D.灯泡的实际功率
P LS=UI L2=4V×I L2>4V×0.5A=2W
故D正确。
故选D。
9.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,在10s内定值电阻1R产生的热量为36J;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V。
下列结果正确的是()
A.1R先后两次消耗的电功率之比为9∶16
B.滑动变阻器2R的最大阻值为10Ω
C.电源电压为12V
D.1R的阻值为10Ω
【答案】ABCD
【解析】 【分析】 【详解】
由电路分析可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测R 2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以当滑片滑到B 端时,电路中电流为
1122
6V U I R R =
= 因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源电压为
11112
6V
6V U I R U R R =+=
⨯+ 当滑片滑到中点时,R 2接入电路的电阻变小,电压表示数应减小,即滑片滑到中点时,滑动变阻器两端电压为
216V 2V 4V U U U =-∆=-=
此时电路中的电流为
2222222224V 8V
2
U U I R R R R ⨯=
=== 则电源电压为
21212
8V
4V U I R U R R =+=
⨯+ 因电源的电压不变,则
1122
6V 8V 6V 4V R R R R ⨯+=⨯+ 解得:R 1=R 2,则电源的电压为
1111121
6V 6V
6V 6V 12V U I R U R R R R =+=
⨯+=⨯+= 当滑片滑到B 点时,R 1两端电压为
3112V 6V 6V U U U =-=-=
由2
U Q t R
=可得,R 1的阻值为 22
31(6V)10s 10Ω36J
U R t Q ==⨯=
因R 1=R 2,故R 2的最大阻值为10Ω,滑片在B 点时和滑片在中点时,电路中的电流之比为
1222
6V 38V 4
I R I R == R 1先后两次消耗的电功率之比为
222
1
1112221239()416
P I R I P I R I ====() 故选ABCD 。
10.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S 1、S 2都闭合时,电流表的示数为0.3A ,电压表的示数为3V ;将电压表、电流表的位置互换,当开关S 1断开、S 2闭合,电流表的示数为0.2A ,则错误的是( )
A .电压表、电流表的位置互换前R 1、R 2并联
B .电源电压3V
C .电阻R 1的阻值为10Ω
D .电阻R 2的阻值为15Ω
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .电压表、电流表的位置互换前,从图中可以看到,电流从电源正极流出,流过开关S 1,然后分成两部分电流,一部分电流流过电阻R 1,流过电流表、开关S 2,最后回负极,另一部分电流流过电阻R 2,流过开关S 2,最后回负极;可知R 1、R 2是并联的,A 正确,不合题意;
B .由题意可知,电压表、电流表的位置互换前,这是一个并联电路,电压表并联在电阻R 1的两端,电压表的示数是3V ,根据并联电路中电压的规律可知,电源电压的大小是3V ,B 正确,不合题意;
C .由题意可知,电压表的示数是3V ,即电阻R 1的电压是3V ,流过电阻R 1的电流大小是0.3A ,根据U
R I
=
可知,电阻R 1的阻值大小 1113V 10Ω0.3A
U R I =
== 电阻R 1的阻值大小是10Ω,C 正确,不合题意;
D .将电压表、电流表的位置互换,当开关S 1断开、S 2闭合,两电阻串联在电路中,电流表测串联电路的电流,根据U
R I =
可知,电路中的总电阻大小是 3V 15Ω0.2A
U R I =
==总 两电阻串联,电阻R 2的阻值大小是
21-15Ω-10Ω5ΩR R R ===总
电阻R2的阻值大小是5Ω,D错误,符合题意。
故选D。
11.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S1、S2、S3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S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器滑到a端时,灯泡L1和灯泡L2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
1
113W 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
2
126V 1.5W 12Ω12Ω
U 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 。
12.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R 2=3Ω,滑动变阻器的最大阻值为R 。
将滑动变阻器的滑片P 移至右端,只闭合开关S 1,电压表V 1示数为U 1,电压表V 2的示数为U 2,电流表A 的示数为0.4A ;再将滑动变阻器的滑片P 置于左端时,电压表V 1示数为U 1′,电压表V 2示数为U 2′。
已知U 1:U 1′=2:1,U 2:U 2′=1:3,以下说法不正确的是( )
A .R 的电阻为10Ω
B .当开关都闭合,电路消耗的最小功率为30W
C .电源电压为6V
D .只闭合开关S 1时,电路消耗的最大功率为7.2W 【答案】B 【解析】 【分析】
【详解】
将滑动变阻器的滑片P 移至右端接入阻值最大,只闭合开关S 1时,三个电阻串联,电压表V 1测量电阻R 与定值电阻R 1两端电压,电压表V 2测量定值电阻R 2两端电压,电流表测量电路电流,此时
111()U R R I =+ 2213Ω0.4A 1.2V U R I ==⨯=
且
012U U U =+
再将滑动变阻器的滑片P 置于左端时接入阻值为零,此时
112U R I '=
222U R I '=
且
012U U U ''=+
已知U 1:U 1′=2:1,U 2:U 2′=1:3,联立可得
11212232
U
U U U U U ''+=+=+
即
U 1:U 2=4:1
则电源电压为
012255 1.2V 6V U U U U =+==⨯=
1244 1.2V 4.8V U U ==⨯=
故C 正确,C 不符合题意; 滑片P 置于左端时电路电流为
2222233 1.2V
1.2A 3ΩU U I R R '⨯=
=== 即定值电阻R 1为
1212222 1.2V
2Ω1.2A
U U R I I '⨯=
=== 则滑动变阻器的最大阻值为
111111 4.8V 2Ω10Ω0.4A
U U R R R I I =
-=-=-= 故A 正确,A 不符合题意;
只闭合开关S 1时,由P=UI 可知当滑片P 置于左端时接入阻值为零时,电路消耗功率最大,为
26V 1.2A 7.2W P UI ===⨯
故D 正确,D 不符合题意;
当开关都闭合时,三个电阻并联,电路消耗功率为
2212
2
R R U U P R
U '=++
可知,当滑动变阻器的滑片P 移至右端接入阻值最大时,电路功率最小,为
222
6V 6V 6V 10Ω3()()()Ω2Ω
33.6W P '=++=
故B 错误,B 符合题意。
故选B 。
13.如图所示,电源电压保持12V 不变,小灯泡L 上标有“6V 3W ”字样,滑动变阻器最大电阻值R =48Ω,闭合开关,若不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )
A .要使电压表的示数增大1V ,小灯泡L 两端的电压就会减小1V
B .当滑片P 移到最右端时,通电100s 滑动变阻器消耗的电能是192J
C .当滑片P 移到变阻器的中点时,小灯泡L 正常发光
D .当滑片P 移到变阻器的中点时,电阻R 的实际功率是3.6W 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .从图中可以看到,这是一个串联电路,电压表测的是小灯泡L 两端的电压,所以电压表的示数增大1V ,小灯泡L 两端的电压也会增大1V ,A 错误;
B .可知,小灯泡L 的电阻是
()2
2
L
L L 6V 12Ω3W
U R P ==
= 这是一个串联电路,电路中的电流大小是
L 12V 0.2A 48Ω12Ω
U I R R =
==++ 通电100s 滑动变阻器消耗的电能是
()2
20.2A 48Ω100s 192J W I Rt ==⨯⨯=
B 正确;
C .当滑片P 移到变阻器的中点时,电路中的电流大小是
'L 12V 1
A
1
24
Ω12Ω32
U I R R =
=
=++
小灯泡L 的电压是
'
'L L 1A 12Ω4V 3
U I R ==⨯=
小灯泡不会正常发光,C 错误;
D .当滑片P 移到变阻器的中点时,电路中的电流大小是1
A 3
,变阻器接入电路的电阻大
小是24Ω,则滑动变阻器R 的实际功率是
()
2
2
'11A 24Ω 2.7W 23P I
R ⎛⎫⎛⎫
==⨯≈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
D 错误; 故选B 。
14.如图所示,电源电压不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从中点向右滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A .电流表A 1的示数变小,灯泡的亮度不变
B .电流表A 2的示数变大,电压表V 的示数不变
C .电压表的示数与电流表A 1的示数的比值变小
D .电压表V 的示数与电流表A 2的示数的比值变小 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB .看图分析可知,滑动变阻器与灯泡并联,电流表A 2测量干路总电流,A 1测量滑动变阻器所在支路的电流,电压表测量该并联电路的电源电压。
滑动变阻器的滑片P 从中点向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,电源电压和灯泡所在支路不受滑动变阻器阻值变化的影响,即电压表示数不变,灯泡亮度不变。
并联电路中各支路两端电压等于电源电压,由欧姆定律
R
R
U I R
=
总
总总
U I R =
可知,电压不变,滑动变阻器所在支路电流随滑动变阻器电阻变大而减小,即A 1示数变小;并联电路总电流随总阻值变大而减小,即A 2示数变小。
A 选项正确,B 选项错误。
CD .由欧姆定律可得
U R I
=
电压表的示数与电流表A 1的示数的比值等于滑动变阻器阻值,电压表V 的示数与电流表A 2的示数的比值等于电路总阻值。
由题已知滑动变阻器阻值变大,电路总电阻变大,故电压表的示数与电流表A 1的示数的比值、电压表V 的示数与电流表A 2的示数的比值均变大,CD 两选项错误。
故选A 。
15.额定电压均为6V 的甲、乙两灯的I ﹣U 图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A .甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B .甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,电阻之比为2∶3
D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,实际功率之比为1∶9 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P UI =求出甲、乙两灯的额定功率之比;
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V ,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P UI =求出两灯泡的实际功率之比。
【详解】
A .由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V 、6V 时,通过甲的电流依次为0.3A 、0.6A ,通过乙的电流依次为0.2A 、0.3A ,由U I R =
的变形式U R I
=可知,甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A 正确,不符合题意;
B .甲、乙两灯的额定电压均为6V ,通过的电流I 甲额=0.6A ,I 乙额=0.3A ,则甲、乙两灯的额定功率之比:
6V 0.6A 2
6V 0.3A 1
U I P P U I ⨯=
=
=⨯甲额甲额甲额乙额
乙额乙额
,
则B 正确,不符合题意;
C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,由图像可知,通过的电流分别为I 甲=0.3A ,I 乙=0.2A ,此时两灯泡的电阻之比:
0.2A 20.3A 3U R I I U R I I ====甲
甲甲乙乙乙甲乙
, 则C 正确,不符合题意;
D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于
8V ,由图像可知,当电路中的电流0.3A I '=、2V U '甲
=、6V U '乙=时符合,则两灯泡的实际功率之比:
2V 0.3A 16V 0.3A 3U I P P U I ''⨯===''⨯甲甲
乙
乙,
则D 错误,符合题意; 故选D 。
16.如图所示,电源电压保持不变,R 1、R 2为定值电阻,R 2的阻值为10Ω.当开关S 1闭合,S 2断开,滑动变阻器R 的滑片从a 移至b 处时,电压表先后的示数之比为4:3,电流表先后的示数之比为2:3.当开关S 2闭合,S 1断开,滑动变阻器R 的滑片在a 处时,电流表的示数为0.3A ,滑动变阻器的滑片在b 处时,电流表示数为0.5A .滑片在a 处时,滑动变阻器的阻值为R a ,滑片在b 处时,滑动变阻器的阻值为R b .则以下说法正确的是( )
A .R b =30Ω
B .电源电压为12V
C .R 1:R 2=2:1
D .该电路能达到的最大电流为1.6A
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
ABC .当开关S 1闭合,S 2断开,R 1和R 串联,电压表测R 两端的电压,滑动变阻器R 的滑片从a 移至b 处时,电压表先后的示数之比为4:3,即:
a
1a b
1b
R U R R R U R R ⨯+⨯+=4
3
;
即:
a 1
b b 1a R R R R R R +⨯+=43
①; 电流表先后的示数之比为2:3,即:
1a 1b
U
R R U R R ++=2
3, 即:
1b 1a R R R R ++=2
3
②;
联立①②可得:
R a =2R b ;
当开关S 2闭合,S 1断开,R 2和R 串联,滑动变阻器R 的滑片在a 处时,电流表的示数为0.3A ,即:
I 1=
2a U R R +=b
10Ω2U
R +=0.3A ③
滑动变阻器的滑片在b 处时,电流表示数为0.5A ,即:
I 2=1b U R R
+=b
10ΩU R +=0.5A ④, 联立③④解得: U =15V ,
R b =20Ω;
则:
R a =2R b =40Ω ⑤;
把⑤代入②解得:
R 1=20Ω;
则:
R 1:R 2=20Ω:10Ω=2:1;
故AB 错误,C 正确;
D .当S 1、S 2同时闭合,R 阻值为0时,该电路电流最大,最大电流为:
I =1U R +2U R =15V 20Ω+15V 10Ω
=2.25A; 故D 错误.
17.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是
A .U =6V ,R 2=20Ω
B .U =9V ,R 3=30Ω
C .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2
D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则
23
U R R +=0.3A ,P =0.3U。