全国中考物理欧姆定律的综合中考真题汇总及答案解析
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一、初中物理欧姆定律问题
1.
在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则
A.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大
B.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小
C.电流表A示数与电流表A1示数的比值变大
D.电流表A示数与电流表A1示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB. 滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,接入电路电阻变大,通过的电流变小,即电流表A1示数变小,但通过定值电阻R2的电流不变,电流表A示数与电流表A1示数的差值就等于通过定值电阻R2的电流,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值不变,故A、B错误;
CD.根据欧姆定律可知,I1
1
U
R
=;干路电流I
U
R
总
=,电流表A示数与电流表A
1示数的比值为
1112
12
12
12
+
==
+
R R R R
I
R R
I R R
R R
=
总
,
因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作;过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R或灯L上,则下列判断中正确的是
A.电阻R一定断路B.电阻R一定短路
C.灯L可能变亮D.灯L的亮度可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:
电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;
电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭.
由以上分析可得,A、B、D判断均错误,C判断正确.
3.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。
4.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
0.4A0.2A0.6A
I I I
=+=+=
甲乙
则此时电路的总功率
2V0.6A 1.2W
P UI
==⨯=
故D错误,符合题意。
故选D。
5.如图是小成测量未知电阻R x的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻.当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电流表示数为I1;当开关S、S2闭合,开关S1断开时,电流表示数为I2.则下列四个选项中,R x的表达式正确的是()
A.R x=21
2
I I
I
-
R0B.R x=20
1
I R
I
C.R x=20
12
I R
I I
-D.R x=
1
21
I
I I
-R0
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与R x并联,电流表测干路的电流,记为I1,当开关S、S2闭合,开关S1断开时,R0与R x并联,电流表测R0支路电流,示数为I2,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R x的电流:I x=I1-I2,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压:U=I2R0,,则R x的阻值:R x=20
12
I R
I I
-
故选C。
6.如图所示电路,电源电压恒为6V,定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω
0.5A ”,电压表量程为0~3V ,电流表量程为0~0.6 A 。
则( )
A .电压表测量的是电阻R 1两端的电压
B .当变阻器R 2的滑片P 向左移动时,电压表的示数变小
C .为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R 2接入电路的阻值范围是2~10Ω
D .当变阻器R 2接入电路中的阻值是8Ω时,通电1min 电阻R 1产生的热量是53.3J
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件;
(2)由电路图可知,R 1与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,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电压表的示数变化;
(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R 1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值,从而得出答案;
(4)当变阻器R 2接入电路中的阻值是8Ω时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电
流,根据2Q I Rt =求出1min 电阻R 1产生的热量。
【详解】
A .由电路图可知,R 1与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,故A 错误;
B .由电路图可知,滑动变阻器滑片右侧接入电路,当变阻器R 2的滑片P 像左移动时,接入电路的电阻增加,电压表的示数变大,故B 错误;
C .因为滑动变阻器R 2的规格为“20Ω0.5A ”,所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A ,电路的最小电阻是
6V 12Ω0.5A
U R I =
== 滑动变阻器接入电路中的最小电阻 112Ω10Ω2ΩR R R -=-==小
当电压表的最大测量值为3V 时,滑动变阻器接入的电阻最大,为10Ω,故C 正确; D .当变阻器R 2接人电路中的阻值是8Ω时,电路的总电阻
1210Ω8Ω18ΩR R R '=+=+=
此时电路中的电流
6V 1A 18Ω3
U I R '=
==' 通电1min 电阻R 1产生的热量 2211(A)10Ω160s 66.7J 3
Q I R t '==⨯⨯⨯≈ 故D 错误。
故选C 。
7.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R 1=2R 2,闭合S 、S 1,断开S 2时,电压表示数为5V ,闭合S 、S 2,断开S 1时,电压表示数为7V ,则R:R 2为
A .3:2
B .2:3
C .7:5
D .5:7
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 闭合S 、S 1,断开S 2时,R 1、R 串联接入电路,电压表测量的是R 两端电压,示数为U R =5V ,则由串联分压得,即①;闭合S 、S 2,断开S 1时,R 2、R 串联接入电路,电压表测量的是R 两端电压,示数为U R′=7V ,则由串联分压得
,即②,由①②解得R:R 2=3:2.故选A .
8.如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R 的阻值为10Ω.闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离,使变阻器阻值增大了5Ω,电流表示数减小了0.04A ,则电压表示数的变化是
A .增加了0.2 V
B .减少了0.2 V
C .增加了0.4 V
D .减少了0.4 V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离,设通过电路的电流分别为I1、I2,R两端的电压分别为U1、U2,因变阻器连入电路中的电阻变大,由分压原理,电压表示数增大,由串联电路电压的规律,R的电压减小;
1221
12
U U U U U U
I I
R R R
---
-=-=,
2112
()0.04A10Ω0.4V
U U I I R
-=-=⨯=,
根据串联电路电压的规律得到变阻器增加的电压等于R减小的电压,即电压表示数增加了0.4V.
故选C.
9.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图像,则下列判断正确的是
A.实验中电压表的示数保持1V不变
B.当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.5A
C.滑动变阻器连入电路的阻值范围为0-25Ω
D.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移
【答案】D
【解析】
【详解】
A.探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端的电压不变,由图象可知,电流与电阻之积(即R两端的电压):
0.5A5Ω0.1A25Ω 2.5V
U IR
==⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=,
即电压表示数保持2.5伏不变,故A错误;
B.由图象可知:当电阻为10Ω时,电流为0.25A,故B错误;
C.由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的定值电阻为5Ω,由欧姆定律和串联电路的规律可得,变阻器连入电路中的电阻:
11
1
3V
5Ω1Ω
0.5A
U
R R R R
I
=-=-=-=
滑1总
;
由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的定值电阻为25Ω,由欧姆定律和串联电路的规律可
得,此时变阻器连入电路中的电阻:
22
2
2
3V
25Ω5Ω
0.1A
U
R R R R
I
'
=-=-=-=
滑总
;
所以,滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω,故C错误;
D.将R从5Ω换成10Ω后,电路的总电阻变大,由
U
I
R
=可知,电路中的电流变小,由U=IR可知滑动变阻器两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 两端的电压变大,要使R两端的电压不变(即R的电压减小为原来的电压值),应减小电路中的电流,增大变阻器接入电路中的电阻,即滑片P向右移,故 D正确。
10.如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关S后,在滑动变阻器滑片P由左端向右移到中点的过程中,下列判断正确的是()
A.电压表V和电流表A1、A2的示数都变大
B.电流表A1的示数与电流表A2的示数之差保持不变
C.电流表A1示数变大,电流表A2和电压表V的示数不变
D.电流表A2示数变大,电流表A1和电压表V的示数不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
因为R1和R2组成的是一个并联电路,电压表测量的是R2两端的电压,故U1=U2=U,而电源两端电压保持不变,所以电压表示数保持不变;电流表A2测量的是通过定值电阻R2的电流,U2不变,R2不变,由公式I=可知,电流表A2的示数保持不变;电流表A1测量的是干路电路中的总电流,滑动变阻器滑片P由左端向右移时,其连入电路中的电阻变小,因此电路中的总电阻在变小,而U不变,由公式I=可知,电流表A1的示数变大;电流表A2的示数保持不变,电流表A1的示数与电流表A2的示数之差变大.A、B和D不符合题意.
故选 C.
11.在图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中,电压表与电流表示数的变化规律如图乙所示。
下列说法正确的是
()
A.电源电压为4.0V
B.定值电阻R0的阻值为8Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0﹣20Ω
D.当滑片P位于b端时,电路的总功率最大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电路为定值电阻与滑动变阻器串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑片P位于a端时,滑动变阻器接入阻值为0Ω,电路为定值电阻简单电路,则电压表示数为0V,由乙图可知此时电流为0.6A,则由欧姆定律可求电源电压为
U=I1R0=0.6A×R0
当滑片P位于b端时,滑动变阻器全部接入电路,由串联分压可知此时对应电压最大,由乙图可知此时电压表示数为4V,电流表示数为0.2A,则可求滑动变阻器最大阻值及电源电压为
2
4V
==20
0.2A
U
R
I
=Ω
滑
滑
U=U0+U滑=0.2A×R0+4V
联立求解可得电源电压为6V,电阻R0阻值为10Ω,由于电源电压不变,则由
2
U
P
R
=可知,当电路电阻最小时,电路总功率最大,即滑片位于a端,综合可知,故选C。
12.如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”字样(阻值保持不变),
R1=20Ω。
滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”。
电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为
0~3V。
下列说法正确的是()
A .闭合S 2,断开S 1、S 3时,通过电阻R 1电流为0.2A
B .断开S 2,闭合S 1、S 3时,滑动变阻器R 2连入阻值范围5Ω~10Ω
C .闭合开关S 3,断开S 1、S 2时,电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9W
D .闭合所有开关,滑动变阻器R 2消耗的最大功率和最小功率之比为3:1
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A .从图中可以看到,闭合S 2,断开S 1、S 3时,灯泡和电阻R 1串联接在电路中,灯泡的电阻大小是
()2
2L L L 4V 10Ω1.6W U R P === 根据欧姆定律可知,通过电阻R 1电流大小是
1L 16V 0.2A 10Ω20Ω
U I I R R ====++ 即通过电阻R 1电流是0.2A ,A 正确;
B .断开S 2,闭合S 1、S 3时,只有滑动变阻器R 2接入电路,电流表的量程为0~0.6A ,当电路的电流最大是0.6A ,滑动变阻器接入电路的阻值大小是
2max 6V 10Ω0.6A
U R I === 这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值,所以滑动变阻器R 2连入阻值范围是10Ω~30Ω,B 错误;
C .闭合开关S 3,断开S 1、S 2时,灯泡和变阻器R 2串联接在电路中,根据2P I R =可知,当电路中的电流最小时,灯泡的电功率最小,这时电路中的总电阻最大,电路中的电流大小是
min 6V 0.15A 10Ω30Ω
I ==+ 这个电流值大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的最大电流限度 电压表的示数是
L 0.15A 10Ω 1.5V U =⨯=
这个电压值没有超过电压表的量程,这时灯泡的最小电功率是
()2
2Lmin min L 0.15A 10Ω0.225W P I R ==⨯= 当电路中的电流最大时,灯泡的电功率最大,这时电路中的总电阻最小,假如电流大小是0.6A ,那么电压表的示数是
L 0.6A 10Ω6V U =⨯=
这个电压的数值大过了电压表的量程,所以电流不能是0.6A ,假如电压表的示数达到最大3V ,这时电流最大,大小是
max 3V 0.3A 10ΩI =
= 这个电流值大小符合电路的安全要求,所以灯泡的最大电功率是 ()22Lmax max L 0.3A 10Ω0.9W P I R ==⨯=
综上所述,电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9W ,C 正确;
D .闭合所有开关,灯泡被短路,电阻R 1、R 2并联接在电路中,根据2
U P R
=可知,当R 2的电阻最小时,其电功率最大,流过它的电流最大,是0.6A ,其阻值大小是
2min 6V 10Ω0.6A
R =
= 电功率大小是 ()2
2
2max 2min 6V 3.6W 10Ω
U P R === 当R 2的电阻最大时,其电功率最小,流过它的电流最小,假如R 2的电阻是30Ω,其电流大小是
2min 2max 6V 0.2A 30Ω
U I R === 这个电流大小符合电路的安全要求,那么其电功率大小是
()22
2min 2max 6V 1.2W 30Ω
U P R === 那么滑动变阻器R 2消耗的最大功率和最小功率之比是
2max 2min : 3.6W :1.2W 3:1P P ==
D 正确。
故选ACD 。
13.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 。
14.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 1.0A 12W 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min 0.5A I =,电压表V 1的示数U 1=5V ,此时滑动变阻器两端的电压
R 112V 5V 7V U U U =-=-= 由U I R
=可得,滑动变阻器的最大阻值 R min 7V 14Ω0.5A
U R I === 电路的最小总功率
min min 12V 0.5A 6W P UI ==⨯=
则电路总功率的变化范围是6W ∼12W ,故BD 正确。
故选BCD 。
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,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。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.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 、S 3闭合,S 1、S 2都断开,调节滑动变阻器,电流表的变化范围是0.36A-1A
B .S 、S 3闭合,S 1、S 2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω-40Ω
C .S 、S 1、S 2都闭合,S 3断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是7.2Ω-40Ω
D .S 、S 1、S 2都闭合,S 3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 、S 3闭合,S 1、S 2都断开,电阻R 1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R 1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R 1
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 、S 1、S 2都闭合,S 3断开时,R 0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】
AB .S 、S 3闭合,S 1、S 2都断开,电阻R 1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R 1允许通过的最大电流,可知电路中的最大电流为max I =1A ,根据U R I
=可知此时电路的总阻值为:
max 18V 18Ω1A
U R I =
==总, 则滑动变阻器接入的最小阻值为: min 118Ω10Ω8ΩR R R =-=-=总,
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可知滑动变阻器两端的电压值为:
R 140Ω18V 14.4V 15V 40Ω10Ω
R U U R R ==⨯=<++, 则滑动变阻器可全部接入电路,再根据U I R
=可知此时电路中的最小电流为: min 1max 18V 0.36A +10Ω40Ω
U I R R ===+, 则S 、S 3闭合,S 1、S 2都断开,调节滑动变阻器,电流表的变化范围是0.36A-1A ,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω-40Ω,故AB 正确,不符合题意;
CD .S 、S 1、S 2都闭合,S 3断开时,R 0与滑动变阻器R 并联,电流表测干路电流,由电流表的量程为0-3A 可知,干路中的最大电流为0.3A ,根据U I R
=可知通过R 0的电流为: 0018V 0.5A 36Ω
U I R ===, 根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器R 电流为:
R max max
3A 0.5A 2.5A I I I '=-=-=, 再根据U R I
=可知此时滑动变阻器接入电路的最小为: min Rmax 18V 7.2Ω2.5A
U R I '===, 则S 、S 1、S 2都闭合,S 3断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是7.2Ω-40Ω,故C 正确,不符合题意;D 错误,符合题意.
【点睛】
本题为动态电路中欧姆定律运用的经典题型,要求学生对串并联电路的分析及电流、电压规律的熟练运用,再根据欧姆定律按电表量程及用电器的要求进行范围计算,综合性比较强.
17.如图1所示,L 上标有“6V 3W ”字样,电流表量程为0~0.6A ,电压表量程为0~15V ,变阻器R 的最大电阻为100Ω。
只闭合S 1,滑片置于a 点时,变阻器连入电路中的电阻为R a ,电流表示数为I a 。
只闭合S 2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示;当滑片置于b 点时,电压表示数U b =8V ,电流表示数为I b 。
已知Ra :R 0=12:5,I a :I b =3:5.(灯丝电阻不随温度变化)。
则以下说法错误的是( )
A .小灯泡的电阻12Ω
B .电源电压18V
C .为保护电路,只闭合S 1时,变阻器连入电路的最小电阻为24Ω
D .为保护电路,只闭合S 2时,电路消耗的最小功率为3W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
当开关S 1闭合、S 2 断开,滑片P 置于a 点时,等效电路如图甲所示;
当只闭合S 2,滑片P 置于
b 点时,等效电路如图乙所示
A .由2
U P R
=可得,小灯泡电阻为 22
L L L (6V)=12Ω3W
U R P == 故A 正确,不符合题意;
B .当只闭合S 2,滑片P 置于b 点时,R 与R 0串联,U b = 8V ,由题图可知电阻R b = 16Ω,则电流
8V =0.5A 16Ω
b b b U I R == 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压
()()000.5A 16b b U I R R R =+=⨯Ω+①
只闭合S 1,滑片置于a 点时,Ra 与L 串联,因I a :I b =3:5,所以
330.5A=0.3A 55
a b I I ==⨯。