2020-2021备战中考物理 欧姆定律 培优易错试卷练习(含答案)及详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如下图所示,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大的电路是
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图知,R与R′串联,电压表并联在电源两端测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故A不符合题意;
B.由图知,R与R′并联,电压表串联在电路中测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故B不符合题意;
CD.电路中R与R′串联,当身高越高时,滑片上移,R′接入电路中的电阻越大,电路中的
总电阻越大,由
U
I
R
=可知,电路中的电流越小,由U IR
=可知,R两端的电压越小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以,R′两端的电压变大;C选项中电压表测R′两端的电压,身高越高时,其示数越大,故C符合题意;
D选项中电压表测R两端的电压,身高越高时,其示数越小,故D不符合题意.
故选C.
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,标有“8V
8W”的小灯泡L恰好正常发光;若保持定值电阻R不变,将L换成另一只标有“8V 4W”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率
A.大于4W B.等于4W C.小于4W D.无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】 【详解】 根据公式
可知,当额定电压相同时,额定功率越大,电阻越小,所以“8V 8W”的灯泡
电阻小,“8V 4W ”的灯泡电阻大;根据串联电路电阻的分压特点可知,改接后,灯泡两端的电压变大,大于8V ,所以这只灯泡消耗的功率大于4W .
3.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V 不变,灯泡上标有“2.5V ,?A ”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A ”。
闭合开关,将滑片P 滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是( )
A .此时灯泡的电阻为8Ω
B .此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7
C .该电路能探究串联电路电流的特点
D .该电路能探究电流与电压的关系 【答案】D 【解析】 【分析】
由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
【详解】 A .此时灯泡电阻
L 2.4V
8Ω0.3A
U R I =
== 故A 正确,不符合题意; B .滑动变阻器两端电压
L = 4.5V 2.4V 2.1V U U U -=-=滑
此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比
L L 2.4V 82.1V 7
R U R U ===滑滑 故B 正确,不符合题意;
C.利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C正确,不符合题意。
D.探究电流与电压的关系,应控制电阻阻值不变,而灯泡电阻随温度升高而增大,因此该电路不能探究电流与电压的关系,故D错误,符合题意。
故选D。
4.如图电路,电源两端电压为4.5V且保持不变.电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是()
A.定值电阻R1的最大功率为3.6W
B.电流表A的示数变化范围为0.15A~0.45A
C.滑动变阻器的最小功率为0.45W
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为0Ω~20Ω
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻R1和滑动变阻器R2串联在一起,电压表V1测的是电阻R1两端的电压,电压表V2测的是滑动变阻器R2接入电路中电阻两端电压,要求定值电阻R1的最大功率,那么需要定值电阻R1两端的电压最大,由题意可知,当R1两端的电压是3V时,电压表V1的量程没有超出,流过R1的电流为
1
1
1
3V
==0.3A
10Ω
U
I
R
=
此电流大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器R2的最大电流,那么滑动变阻器R2两端的电压为
21
4.5V3V 1.5V
U U U
=-=-=
这个电压大小也没有超过电压表V2的量程,所以当R1两端的电压是3V时能够保证电路安全,此时定值电阻R1的最大功率为
()2
2
1
1
1
3V
0.9W
10Ω
U
P
R
===
A错误;
B.当电流表的示数最小时,电路中电阻最大,滑动变阻器R2接入电路中电阻最大,即2
20Ω
R=,电路中的电流大小为
12
4.5V
0.15A
10Ω20Ω
U
I
R R
===
++
这个电流大小没有超过滑动变阻器R 2的最大电流,也没有超过电流表的量程,此时R 1
两端的电压是
1R 10.15A 10Ω 1.5V U IR ==⨯=
R 2两端电压为
21R R - 4.5V -1.5V 3V U U U ===
这也没有超过两电压表的量程,所以电路中的电流最小可以为0.15A ; 当电流表的示数最大时,假设0.45A I =,此时R 1两端的电压是
1R 10.45A 10Ω 4.5V U IR ==⨯=
这个电压大小超过了电压表的量程,所以0.45A I ≠,所以电流表A 的示数变化范围不为0.15A~0.45A ,B 错误;
CD .当滑动变阻器R 2的电阻最小时,此时电路中电流最大,R 1两端的电压最大,只能是3V ,由上述可知0.3A I =,R 2两端的电压为2R 1.5V U =,R 2的最小值为
2
R 2 1.5V
5Ω0.3A
U R I
=
=
= 由上述可知,滑动变阻器R 2的电阻可取20Ω,这也是R 2的最大值,所以滑动变阻器R 2的阻值取值范围为5Ω~20Ω;
设电路中的电流为I ,由题意可知道滑动变阻器的功率为
()()2
222
22222
121212121
2
-4-4U U U P I R R R R R R R R R R R R R ⎛⎫==⋅=⋅= ⎪++⎝⎭
+ 要使电功率P 最小,那么()2
12
2
-R R R 要最大,当R 2是5Ω或者20Ω时,()2
12
2
-R R R 最大,
滑动变阻器的电功率最小,大小为0.45W P =,可知,C 正确、D 错误。
5.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、S1闭合,S2断开时,电阻R0与R1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R1两端的电压是
111
0.4A15Ω6V
U I R
==⨯=
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
01
1
R R R
=+
总
当开关S、S2闭合,S1断开时,电阻R0与R2串联,同理
02
2
R R R
=+
总
因为12
R R
>,所以
12
R R
>
总总
,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得
21
0.4A
I I
>=
因为开关S、S2闭合,S1断开时,电路中的电流变大,那么R0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,R2两端的电压变小,即
21
6V
U U
<=
所以
1
2
2
6V
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。
6.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
01
I 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2
R 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
1
P 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
1
I 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。
7.明明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,R 是定值电阻,R ′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大,而且示数与身高成正比的电路是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】B 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,电压表测的是电源电压,身高越高,电压表示数还是不变,这与题意不符合,A 项不合题意;
B .从图中可以看到,身高越高时,电压表测量的电阻阻值越大,根据U IR =可知,电压
表示数越大,设人的身高是h ,由题意可知'
'
-h l R S
ρ=,可得到
''
--h l I I l U I h S S S
ρρρ==⋅ 由此式可知电压表示数与身高成正比,选项B 符合题意;
C .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电压表的示数越大,可得到关系式
'
'
--U h l U h l S R S
ρρ=⋅+电源 可知电压表示数与身高不成正比,C 项不合题意;
D .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越
大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电阻R 两端的电压越小,即电压表的示数越小,这与题意不符合,D 项不合题意; 故选B 。
8.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R 。
若只闭合开关 S 1,将滑动变阻器的滑片P 置于A 端时, 电压表V 1示数为 U 1,电压表V 2示数为 U 2;若此时将滑动变阻器的滑片P 移至B 端,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 1的示数为0.4A 。
已知:U 1:U 1′=1:2,U 2:U 2′=3:1,R 2=3Ω。
以下说法错误的是( )
A .R 1 的电阻为2Ω
B .电源电压为6V
C .当开关都闭合,电路消耗的最小功率为30W
D .只闭合开关S 1时,电路消耗的最大功率为7.2 W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
若只闭合开关 S 1时,电路如下图甲所示,将滑动变阻器的滑片P 置于A 端时,变阻器连入电路的电阻为0,简化后的电路如下图乙所示。
此时,R 1、R 2两端电压分别为U 1、U 2。
将滑动变阻器的滑片 P 移至 B 端时,电路如下图所示
此时,R 2两端电压为U 2′,变阻器和R 1两端的总电压为U 1′。
此时,电流表示数为I 丙=0.4A ,R 2=3Ω,据U IR =可知,R 2两端电压U 2′为1.2V 。
根据
U 2:U 2′=3:1
结合U 2′为1.2V ,可以推得U 2为3.6V 乙图中,电流表示数I 乙为
22 3.6V
1.2A 3U I R =
==Ω
乙 已知
U 1:U 1′=1:2
根据欧姆定律,有
111
()2
I R I R R =+乙丙
即
111.2A 1
0.4A ()2
R R R ⨯=⨯+
整理得
15R R =
乙图中,电流表示数为1.2A ,根据欧姆定律有
21
U
I R R =
+乙
即
11.2A 3U
R =
Ω+……①
丙图中,电流表示数为0.4A ,根据欧姆定律有
21
U
I R R R =
++丙
即
11
0.4A 35U
R R =
Ω++……②
结合①②,有
1
6V
2
U
R
=
=Ω
则
1
510
R R
==Ω
只闭合开关S1时,当变阻器滑片在A端时,电路中电阻最小,电路总功率最大,为
6V 1.2A7.2W
P UI
==⨯=
当所有开关都闭合时,电路为
三个用电器并联,当变阻器连入电路中电阻为其最大阻值时,电路的总功率最小,为
222222
12
12
(6V)(6V)(6V)
=33.6W
3102
U U U
P P P P
R R R
=++=++++=
ΩΩΩ
滑
滑
故选项A、B、D正确,不符合题意;选项C错误,符合题意。
故选C。
9.在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20Ω 0.5A",当滑片P 由c点移到a端的过程中,电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化情况如图乙所示,R1的最小功率是0.4 W。
在保证电路元件安全的条件下,下列说法正确的是
()
A.电源电压为5 V B.R1的阻值为20Ω
C.R2接入电路的最小阻值为2ΩD.R2的最小功率是0.8 W
【答案】C
【解析】
【分析】
由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;
(1)根据P =I 2R 可知:电路中电流最小时R 1的功率最小,所以当R 1的功率最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,即在a 点,由图乙可知,R 2为20Ω时,电压表的示数为2V ,根据P =UI 求出此时电路的电流,然后根据欧姆定律求出两端的电压,根据串联电路的电压特点即可求出电源电压;
(2)根据欧姆定律求出R 1的阻值;
(3)由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”,则电路中的最大电流为0.5A ,根据欧姆定律求出电路中最小电阻,利用电阻的串联特点即可求出R 2接入电路的最小阻值;
(4)根据电路中的电流变化范围,利用P =UI 求出滑动变阻器的功率变化范围,据此得出R 2的最小功率。
【详解】
由图甲所示电路图可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测定值电阻R 1两端电压;
A .由于R 1是定值电阻,根据P =I 2R 可知,电路中电流最小时R 1的功率最小,当电流最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,则由图乙知,滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω,此时电压表的示数为2V ,根据P =UI 可得,此时电路的电流
110.4W 0.2A 2V
P I U ===最小最小
根据U
I R
=
和串联电路的电压特点可得电源电压 210.2A 20Ω2V 6V U I R U =+=⨯+=最小最大
故A 错误; B .根据U
I R
=
可得R 1的阻值 112V
10Ω0.2A
U R I =
==最小 故B 错误;
C .由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”,则电路中的最大电流为0.5A ,根据U I R
=可得最小总电阻
6V
12Ω0.5A
U R I =
==最小最大 则此时滑动变阻器的最小阻值为
1212Ω10Ω2ΩR R R =-=-=最小最小
故C 正确;
D .由前面解答可知,电路中电流的取值范围为0.2A ∼0.5A ,滑动变阻器消耗的功率
()()2
2222116V 10Ω0.9W 100.3W P U I U U I UI I R I I I ==-=-=⨯-⨯=--
所以当0.30I -=时,即I =0.3A 时,R 2的功率最大P 最大=0.9W ;根据前面推出的变阻器消
耗功率与电流的二次函数表达式作出P −I 图像,如图所示:
根据图像可知,当电流最大为0.5A 时,滑动变阻器消耗的电功率最小,滑动变阻器消耗的最小电功率
()2
2
216V 0.5A 10Ω0.5A 0.5W P UI I R =-=⨯-⨯=最小最大最大
故D 错误。
故选C 。
10.如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当闭合开关S 2和S 3,断开S 1,灯泡L 正常发光;当闭合开关S 1和S 3,断开S 2,电压表示数为6V ,电流表示数为1.6A ;当只闭合开关S 2时,灯泡L 消耗的实际功率为其额定功率的1
9
,R 1与R 2消耗的功率之比为3∶1,下列说法正确的是( )
A .电源电压为10V
B .灯泡L 的额定功率为3.6W
C .R 2的阻值为15Ω
D .当只闭合S 2时,R 1的电功率为1.2W 【答案】B 【解析】 【分析】
【详解】
A .当闭合开关S 1和S 3,断开S 2时,电阻R 1与R 2并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压,即电源电压为6V ,故A 错误;
BCD .当只闭合开关S 2时,电阻R 1、R 2与灯泡串联,电压表测R 1两端的电压,由R 1与R 2消耗的功率之比为3∶1,根据2P I R =可知,R 1与R 2之比为3∶1,即R 1=3R 2;则电阻R 1与R 2并联时的电流之比为1∶3,根据并联电路的电流规律可知
12113 1.6A I I I I I =+=+=
解得:10.4A I =,2 1.2A I
=;根据欧姆定律可知,R 1与R 2的阻值分别为
116V 15Ω0.4A U R I =
==,226V 5Ω1.2A
U R I === 当闭合开关S 2和S 3,断开S 1时,电路为灯泡的简单电路,此时灯泡L 正常发光,则灯泡L
的额定电压为6V ;又灯泡L 消耗的实际功率为其额定功率的19,根据2
U P R
=可知,灯泡
L 的实际电压为额定电压的
1
3
,即实际电压为 11
6V 2V 33
U U ==⨯=额实
根据串联电路的电压规律可知,R 1与R 2的总电压为
6V 2V 4V U U U =-=-=总实
此时电路中的电流为
124V
0.2A 15Ω5Ω
U I R R '=
==++总
则灯泡L 的额定功率为
9992V 0.2A 3.6W P P U I '===⨯⨯=额实实
当只闭合S 2时,R 1的电功率为
()2
2110.2A 15Ω0.6W P I R
'==⨯= 故B 正确,CD 错误; 故选B 。
11.如图甲所示,电源电压恒定,R 1是定值电阻,R 2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V 1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。
12.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,为已知阻值的定值电阻,则四个电路中无法测出未知电阻阻值的电路是
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源电压
U=I0R0;
开关S闭合时,R0与R x并联,电流表测干路电流I,此时通过R x的电流
I x=I−I0,
由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻R x阻值:
R x=,
故A可行,不符合题意;
B.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与R x串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出R x两端的电压,
从而无法测出R x的阻值,故B不可行,符合题意;
C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R x的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与R x串联,电压表测R x两端的电压U x,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压
U0=U−U x,
由串联电路中各处的电流相等可得,电路中的电流
I==,
则
R x==,
故C可行,不符合题意;
D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源电压
U=I1R0;
当开关S断开时,R0与R x串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻
R==,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得
R x=R−R0=−R0,
故D可行,不符合题意。
13.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S1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 1
R ,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。
14.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。
15.如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。
空气中尘埃量较少时,光源发出来的光被挡板挡住了。
当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电阻上,衔铁被吸下,开启自动除尘模式。
若图中a、b一个是除尘器,一个是指示灯,则下列说法正确的是()
A.电磁继电器利用电磁感应原理工作
B.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大
C.控制电路的电流随光照强度的增大而增大
D.a是指示灯,b是除尘器
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A.电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的,A错误;
BC.由题意可知,衔铁被吸下,说明电磁铁的磁性增强了,电路中的电流变大,电源电压
不变,根据
U
R
I
=可知,电路中的电阻变小,即光敏电阻的阻值变小,这时光照强度是增
强的,所以光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,控制电路的电流随光照强度的增大而增大,B错误、C正确;
D.当空气中尘埃量达到一定值时,除尘器开始工作,衔铁是被吸下的,这时b接入电路,a没有接入电路,所以b应该是除尘器,a是指示灯,D正确。
故选CD。
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、S3闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,电流表的变化范围是0.36A-1A
B.S、S3闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω-40Ω
C.S、S1、S2都闭合,S3断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是7.2Ω-40Ω
D.S、S1、S2都闭合,S3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、S3闭合,S1、S2都断开,电阻R1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R1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R1
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 140Ω
18V 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.李明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表和电流表的示数,如表所示,根据数据分析,图中所示的电路图可能是()
U/A0.30.60.9 1.2 1.5 1.8
I/A0.450.400.350.300.250.20
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
解:A、根据电路图可知,电压表测量定值电阻两端电压,当电压表示数变大时,电流表示数也变大,且比值不变,故A不符合题意;
BD、根据电路图可知,电压表测电源的电压,示数不变,故B、D不符合题意;
C、根据电路图可知,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流,当电压表示数变大时,说明变阻器接入电路的阻值增大,则电流表示数减小,且比值改变,故C 符合题意.
故选C.
【点评】题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是会分析表格中的数据得出电表所测的电路元件,并能正确的分析选项中电路图的特点.
18.如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻的规格为“10Ω0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是()
A.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W。