2020-2021备战中考物理复习欧姆定律专项易错题及详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电调电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在保证电路安全的情况下,下列判断正确的是()
A.电路中电流变化的范围是0A~0.5A
B.滑动变阻阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C.灯泡的最小功率是0.45 W
D.该电路的最大功率是1.25W
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.当灯泡的电压最大时,即L 2.5V
U=,此时电路中的电流大小为
L
L
L
1.25W
0.5A
2.5V
P
I
U
===
这个电流值没有超过滑动变阻器的最大电流,滑动变阻器两端电压是
R L
- 4.5V-2.5V 2.0V
U U U
===
这个电压大小也没有超过电压表的量程,此时滑动变阻器接入电路中的电阻值大小为
R
R
2.0V
4Ω
0.5A
U
R
I
===
这个阻值大小也没有超过滑动变阻器的最大阻值,故电路中的电流最大是0.5A;
由题意可知,滑动变阻器两端的电压最大只能是3V,此时灯泡的电压是1.5V,电路中的电流大小为
L
L
L
1.5V
0.3A
5Ω
U
I I
R
====
这个电流大小没有超过滑动变阻器的最大电流,滑动变阻器接入电路中的阻值大小为
R
R
3V
10Ω
0.3A
U
R
I
===
这个阻值大小也在滑动变阻器阻值范围之内,所以电路中的电流大小最小可以为0.3A,综上所述,电路中电流变化的范图是0.3A~0.5A,滑动变阻阻值变化的范围是4Ω~10Ω,A 错误、B错误;
C .当灯泡的功率最小时,电路中的电流大小最小,即L 0.3A I =,灯泡的最小功率是
()2
2
L L L 0.3A 5Ω0.45W P I R ==⨯=
C 正确;
D .该电路的电流最大时,根据P UI =,电路中的功率最大,大小为
4.5V 0.5A 2.25W P UI ==⨯=
D 错误。
2.如图甲是一个用电压表的示数反映温度变化的电路图,其中电源电压 U =4.5 V ,电压表量程为 0~3 V ,R 0是阻值为 200 Ω的定值电阻,R 1 是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示。
闭合开关 S ,下列说法正确的是( )
A .环境温度越高,电压表的示数越小
B .电压表示数的变化范围 0~3V
C .此电路允许的最高环境温度为 80℃
D .环境温度越高,R 1 消耗的电功率越大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 1与R 0串联,电压表测R 0两端的电压;
A .由图乙可知,环境温度越高时,热敏电阻R 1的阻值越小,电路中的总电阻越小,由
U
I R
=
可知,电路中的电流越大,由U IR =可知,R 0两端的电压越大,即电压表的示数越大,故A 错误;
B .由图乙可知,R 1与t 的关系为一次函数,设
1R kt b =+
把R 1=250Ω、t =20℃和R 1=200Ω、t =40℃代入可得
250Ω20k b =⨯+℃,200Ω40k b =⨯+℃
解得k =-2.5Ω/℃,b =300Ω,即
1( 2.5Ω/300R t =-⨯+℃)℃
当t =0℃时,热敏电阻的阻值R 1=300℃,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,
电路中的电流
101 4.5V
=0.009A 200Ω+300Ω
U
I R R =+=
此时电压表的示数
0100.009A 200Ω 1.8V U I R ==⨯=
所以,电压表示数的变化范围为1.8V ~3V ,故B 错误;
C .当电压表的示数'
03V U =时,热敏电阻的阻值最小,测量的环境温度最高,因串联电
路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流
'0203V =0.015A 200Ω
U I R ==
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时热敏电阻两端的电压
10 4.5V-3V=1.5V U U U '
=-=
则此时热敏电阻的阻值
112 1.5V
=100Ω0.015A
U R I '=
= 由图像可知,此电路允许的最高环境温度为80℃,故C 正确; D .热敏电阻的阻值为R 1时,电路中的电流
01
U
I R R =
+
R 1消耗的电功率
()()2222
2
111222222
001100110101010101111
(2244)U U U U U P I R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R ======++-++++-+
当R 1=R 0=200Ω时,热敏电阻消耗的电功率最大,因环境温度升高时,热敏电阻的阻值从300Ω减小到100Ω,所以,R 1消耗的电功率先增大后减小,故D 错误。
故选C 。
3.图为复杂电路的一部分,电阻R 1、R 2、R 3的阻值之比为1:2:3,通过这三个电阻的电流之比为4:1:2.则电流表A 1、A 2的示数之比为( )
A .1:1
B .2:1
C .3:1
D .4:1
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
三个电阻R 1、R 2、R 3的电流之比为4:1:2,设比例中的每一份为1A ,则I 1=4A ,I 2=1A ,I 3=2A ;电阻R 1、R 2、R 3的阻值之比为1:2:3,设比例中的每一份为1Ω,则R 1=1Ω,R 2=2Ω,R 3=3Ω;根据欧姆定律U IR =可得:三个电阻两端电压分别为:U 1=4V ,U 2=2V ,U 3=6V ;又因为R 1与R 2的左端电势相等,可知只有当R 1与R 2的电流反向时,才能使R 3两端的电压等于6V ,故画出电流可能的流向,有两种情况,如图所示:
因所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和,则: 图1中
113A 4A+2A=6A I I =+= 232A 2A+1A=3A I I =+=
故流过A 1、A 2的示数之比为2:1; 图2中
113A 4A+2A=6A I I =+= 232A 2A+1A=3A I I =+=
故流过A 1、A 2的示数之比仍为2:1; 故A 、C 、D 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
4.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 从最上端向下端滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2、U 3表示,电表示数变化量的大小分别用I ∆、1U ∆、2U ∆和3U ∆表示,电阻R 1、R 2、R 3(R 2>R 1+R 3)消耗的电功率分别用P 1、P 2、P 3表示,下列判断不正确的是( )
A .
1U I
不变,1
U I ∆∆不变
B .
2U I
变大,2
U I ∆∆不变
C .3U I 变大,3U I
∆∆变大
D .滑动变阻器的滑片向下滑动时,P 1变小,P 2先变大后变小,P 3变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .从图中可以看到,电压表V 1测的是电阻R 1的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 1的电流大小,可知1
1R U I =
,电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I
不变;滑片P 从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流
分别是I 、'I ,电压表V 1的示数前后分别是1U 、'1U ,可知11U IR =、''
11U I R =,那么
()''111--U U I I R =
变换可得
'111
1'
--U U U R I I I
∆==∆ 由于电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I ∆∆不变;综上所述,1U I
不变,1
U I ∆∆不变;A 正确,不合题意;
B .从图中可以看到,电压表V 2测的是变阻器R 2的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 2的电流大小,可知22U R I
=
,电阻R 2的阻值在变大,那么2U
I 变大;滑片P 从最上端向
下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I 、'I ,那么电阻R 1和R 3的电压之和在变小,电源电压大小不变,变阻器R 2的电
压在变大,那么前后的电压大小'22U U <,这个电压变化量'
22-U U 大小等于电阻R 1和R 3
的电压之和变化量,即
''
131322--U U U U =
这个电流变化量I ∆也等于电阻R 1和R 3的电流变化量,可知道
''1313
222''
----U U U U U I I I I I
∆==∆ 根据U IR =可知
()1313U I R R =+
()'
'1313U I R R =+
两式相减可得
()()'
'131313--U U I I R R =+
变换可得
'
1313
13'
--U U R R I I +=
由上述可知
'
13132
13'
--U U U R R I I I
∆+==∆ 由于电阻R 1和R 3的阻值大小不变,那么2U I ∆∆的大小不变;综上所述,2U
I 变大,2U I
∆∆的
大小不变;B 正确,不合题意;
C .从图中可以看到,电压表V 3测的是电阻R 1和R 2的电压之和,电流表的示数大小等于流过电阻R 1和R 2的电流大小,可知3
12U R R I
+=,因为电阻R 1和R 2的阻值之和在变大,那么
3
U I
在变大;由上述可知,电路中的电流在变小,电阻R 3的电压在变小,电阻R 1和R 2的电压之和在变大,前后的电压大小'33U U <,这个电压变化量'
33-U U 大小等于电阻R 3的
电压变化量,即
33
''33R R --U U U U = 这个电流变化量I ∆也等于电阻R 3的电流变化量,可知道
33
''R R 333''
----U U U U U I I I I I
∆==∆ 根据U IR =可知
3R 3U IR =
3
''
R 3U I R = 两式相减可得
()33
''
R R 3--U U I I R = 变换可得
33
'
R R
3'
--U U R I I
=
由上述可知
33
'
R R
3
3'
--U U U R I I I
∆=
=
∆ 由于电阻R 3的阻值大小不变,那么3U I
∆∆的大小不变;综上所述,3U I 变大,3
U I ∆∆不变,
C 错误,符合题意;
D .由上述可知,电流在变小,根据2P I R =可知,电阻R 1和R 3的电功率在变小,即P 1、
P3在变小;而变阻器的功率
()
22
2
2222
123132
2
U U
P I R R
R R R R R R
R
⎛⎫
===
⎪
++++
⎝⎭
让电阻R1和R3串联的电阻是R13,那么上式可转化为
()()
22
222
132132132
22
-4
U U
P
R R R R R R
R R
==
++
由上式可知,当213
R R
=时,分母部分最小,电功率P2最大,所以当滑动变阻器的滑片向下滑动,当213
R R
=时,功率最大,电功率P2先变大后变小;D正确,不合题意。
故选C。
5.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“20Ω0.5A”,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R1两端的电压
B.当变阻器R2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R2接入电路的阻值范围是2~10Ω
D.当变阻器R2接入电路中的阻值是8Ω时,通电1min电阻R1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,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,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R1两端的电压变化,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R1两端的电压,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R2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2
Q I Rt
=求出1min电阻R1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 。
6.小梦将定值电阻R 1与滑动变阻器R 2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,1
U 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V2示数增大,而电源电压一定,所以电压表V1示数减小.此选项错误;B.由A知,电压表V1示数减小,但定值电阻阻值一定,所以V1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V2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,ΔU1=ΔU2。
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R1,而R1是定值电阻,所以不变。
此选项正确。
故选D。
7.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
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 。
8.小明设计了一种输液提示器,能让护士在护士站通过观察电压表的示数知道药液量的多少,并且当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小。
下列电路图中符合要求的是
A .
B .
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A.电压表测滑动变阻器电压,电压表的读数始终都不变,故A不符合题意;
B.电压表测滑动变阻器下部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之增大,故B 不符合题意;
C.电压表测滑动变阻器上部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小,故C 符合题意;
D.电压表测电源电压,当袋中药液量减少时,电压表示数不变,故D不符合题意。
9.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V2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:R1与R2串联,电流表A测串联电路电流,电压表V1测串联电路总电压(电源电压),电压表V2测滑动变阻器R2两端电压。
读题知电源电压不变,所以电压表V1的示数不变,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2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R1两端电压变小,由串联电路电压规律知,R2两端电压变小,即V2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。
10.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
000
I U I R -
B .1L 和2L 的电阻之比可能为
00
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00
000
I 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0000I 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00
000
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
20
U R R =
则L 1和L 2的电阻之比为
000
000
R I R U U I = 故B 符合题意。
故选BCD 。
11.定值电阻R 1、R 2和滑动变阻器R 3接入如图电路中,电源电压不变。
当开关S 1闭合,S 2
断开,滑片P 位于a 点时,电压表V 1和V 2的示数之比1221U U =::
,电流表的示数I 1=1A ;滑片P 位于最右端时,电压表V 1和V 2的示数之比1225U U ''=::。
当开关S 1断
开,S 2闭合,两个电压表V 1和V 2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S 1断开,S 2闭合,电路消耗的功率为32W
D .当开关S 1合,S 2断开,调节滑片P 位置,R 3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
16Ω40Ω
22
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 。
12.如图所示,电源电压不变,a 、b 、c 为电流表或电压表。
滑动变阻器最大阻值为R 3,先闭合S 1再闭合S 2,发现b 表和c 表的读数均有明显变化。
下列判断正确的是( )
A .a 表可能是电压表,也可能是电流表
B .若b 表是电流表,先闭合S 1,再闭合S 2,a 表读数变大
C .若b 表是电压表,闭合S 1断开S 2移动变阻器的滑片时,b 、c 两表示数变化量的比值不变
D .若R 1=R 2=R 3,则控制开关状态和滑片位置,得到电路最大功率为最小功率的4倍 【答案】CD 【解析】 【详解】
A .由题意可知,c 表应该是电流表,不能是电压表,否则整个电路没有电流;假设a 表是
电流表,b 表是电流表,那么整个电路会短路,这样不符合题意,所以b 表不能是电流表,假设b 表是电压表,那么电流流过变阻器后,就不会再流过电阻R 1、R 2,而是流过下面的a 表,即使再闭合S 2,c 表的示数都不会变化,这与题意不符合,所以a 表不能是电流表,只能是电压表,A 错误;
B .若b 表是电流表,先闭合S 1,那么滑动变阻器就会被短路,电路只有电阻R 1接入,再闭合S 2,电路有电阻R 1、R 2并联接入,这样a 表的读数是不变的,都是电源电压的大小,B 错误;
C .若b 表是电压表,闭合S 1断开S 2,只有电阻R 1、R 3串联接入电路,移动变阻器的滑片时,假设从'
3R 变到''
3R 时,b 表的示数从''3U 到'
3U ,c 表的读数从''I 到'I ,可得到
''31U U I R =-
''''31U U I R =-
b 表示数变化量是
()'''
'''331U U U I I R ∆=-=-
c 表示数变化量是
'''I I I ∆=-
那么b 、c 两表示数变化量的比值是
()'''
1
1'''I I R U R I I I
-∆==-∆- 即这个比值大小不变,C 正确;
D .假设123R R R R ===,并且b 表是电压表,那么这个电路是电阻R 1、R 2并联后再和R 3串联,当R 3接入电路的电阻为零时,并且S 1、S 2都闭合时,R 1和R 2并联,电路中的总
电阻最小,根据2
U P R
=可知,电路的总功率最大,大小是
22222max
122U U U U U P R R R R R
=+=+= 当R 3接入电路的电阻最大时,并且S 1闭合,S 2断开时,R 1和R 3串联,这时电路的总电阻
最大,根据2
U P R
=可知,电路的总功率最小,大小是
22min
132U U P R R R
==+ 那么
22max min
2::4:12U U P P R R
== 即max min 4P P =,可得到电路最大功率为最小功率的4倍,D 正确。
13.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 18V6V
24
Ω
0.5A
U U
R
I
--
===
额
此时电路中电功率最大
max max
18V0.5A9W
P UI
==⨯=
故B错误;
C.由
2
U
P
R
=可知,灯泡的电阻
22
L
(6V)
12Ω
3W
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
18V15V3V
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
60Ω
0.25A
U
R
I
===
此时小灯泡的最小电功率
min L L
3V0.25A0.75W
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。
14.小华连接了如图甲所示的电路,电流表的量程为0~3A,两滑动变阻器的最大阻值相等,闭合开关S、S1,将变阻器R2滑片置于最下端,将变阻器R1滑片从最下端向最上端移动;闭合开关S、S2,将变阻器R2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端。
两种情况电流表示数与电压表示数变化情况如图乙,下列说法正确的是()
A .电源电压为6V
B .定值电阻R 0的阻值为10Ω
C .电路中消耗的最大功率为3. 6W
D .同时闭合三开关,将变阻器R 2滑片置于最上端,滑动变阻器R 1的取值范围为2. 5Ω~20Ω 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A .闭合开关S 、S 1,1R 与2R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测1R 两端的电压,将变阻器R 2滑片置于最下端,则是将2R 的最大阻值连入了电路,将变阻器R 1滑片从最下端向最上端移动,1R 连入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,根据I =
U
R
可知2R 两端电压变大,则电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而减小的图像知,1R 阻值最大时,分压最大为3V ,因两滑动变阻器的最大阻值相等,所以电源电压为
U 电源=3V+3V=6V
由图像可知1R 阻值为0时,此时电路中的电流最大为0.3A ,两滑动变阻器的最大阻值相等,1R 与2R 的最大阻值为
1R 大=
6V
0.30A
=20Ω 故A 正确;
B .闭合开关S 、S 2,0R 与2R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测0R 两端的电压,将变阻器R 2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端,2R 连入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,根据I =
U
R
可知0R 两端电压变大,即电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而增大的图像知,2R 阻值为0时,电路中电流最大为0.6A ,0R 两端电压最大为电源电压6V ,所以0R 的阻值为
0R =
U I 大=6V 0.6A
=10Ω 故B 正确。
C .只闭合开关S 、S 2时,电路的最大功率为
P 大=U I 大=6V 0.6A=3.6W
当闭合开关S 、1S 、2S 时,用电器并联,电路总电阻减小,电流增大,总功率肯定比3.6W 大,故C 错误;
D .同时闭合三开关,将变阻器R 2滑片置于最上端,0R 与1R 并联,通过0R 的电流0.6A 不
变,电流表的量程为0~3A ,通过1R 的最大电流
3A -0.6A=2.4A
1R 允许连入电路的最小电阻为
1R 小=
6V
2.4A
=2.5Ω 由A 解析可知1R 的最大电阻为20Ω,电阻越大电流越小,电流表不会损坏,所以同时闭合三个开关,将变阻器R 2滑片置于最上端,滑动变阻器R 1的取值范围为2.5Ω~20Ω,故D 正确。
故选ABD 。
15.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V 1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V 2不变
C .电压表V 1示数与电流表A 示数的乘积增大
D .电压表V 2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,R 1与R 2串联,电压表V 1测R 1两端的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表A 测电路中的电流,电压表V 1示数与电流表A 示数比值为定值电阻R 1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,R 2接入电路中的电阻变小,所以分得的电压变小,即V 2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。