全国备战中考物理欧姆定律的计算备战中考模拟和真题汇总及答案
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一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.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 当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则
1U R +2
U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则
2
U R =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得
U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3
所以D 正确。
故选D 。
2.如图甲所示的电路中,R 0、R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器,电源电压不变,移动滑动变阻器的滑片,使其从阻值最大处移动到图甲中所示a 点处,在此过程中两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中.根据以上条件可知( )
A.R0的阻值为10ΩB.电源电压为6V
C.滑片在a点时,滑动变阻器的阻值为15Ω D.R1的阻值为10Ω
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,开关闭合,R0、R1、R2串联,电压表V1测R1、R2串联的总电压,电压表V2测R1的电压,电流表测电路中的电流.滑动变阻器的滑片从阻值最大处移动到图甲中所示a 点处,电压表V1示数随串联总阻值的减小而减小,电压表V2示数增大,据图,R1的电压为0.5V时,对应的电流为0.1A,则R1的阻值为:
R1===5Ω;
由题知,电压表V1的示数变化电压等于R0两端的电压变化量,则:
R0===5Ω;
滑片在a点时,电压表V1的示数为4.5V,电压表V2的示数为1.5V,则滑动变阻器两端的电压为:
U2=U V1U V2=4.5V 1.5V=3V,
滑动变阻器的阻值为:
R a===10Ω;
电源电压:
U=I2(R1+R a+R0)=0.3A(5Ω+10Ω+5Ω)=6V.
故B正确,符合题意.
3.两灯L1和L2规格分別为“6V,3W”和“3V,3W”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是()
A.两灯L1和L2灯丝电阻之比为2:1
B.两灯串联,电路两端允许加的最大电压为9V
C.两灯并联,当一盏灯正常发光时,通过另一盏灯的电流为1.0A
D .两灯并联在3V 电压下,灯L 1和L 2消耗的实际功率之比为1:4
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .根据2
U P R
=可知,两灯L 1和L 2灯丝电阻之比是 ()()22
221212126V 3V :::4:13W 3W U U R R P P === 两灯L 1和L 2灯丝电阻之比是4:1,A 错误;
B .两灯串联,假设电路两端允许加的最大电压为9V ,根据上述可知,灯L 1的电压是
149V 7.2V 5
U =⨯= 灯L 2的电压是
219V 1.8V 5
U =⨯= 灯L 1的电压已经超过其自身的额定电压,这样不符合安全要求,所以两灯串联,电路两端允许加的最大电压不能是9V ,B 错误;
C .两灯并联,当一盏灯正常发光时,假设是灯L 1正常发光,那么电源电压是6V ,灯L 2的电压是6V ,这已经超过灯L 2的额定电压,灯L 2会被烧坏;假设是灯L 2正常发光,那么电源电压是3V ,灯L 1的电压是3V ,由题意可知,灯L 1的电阻大小是
()21
6V 12Ω3W R ==
那么流过灯L 1的电流大小是 13V 0.25A 12Ω
I =
= C 错误; D .根据2
U P R
=可知,两灯并联在3V 电压下,灯L 1和L 2消耗的实际功率之比是 22121212
11:::1:4U U P P R R R R === 实际功率之比为1:4;D 正确。
故选D 。
4.图示电路中,电源电压不变,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器。
闭合开关S ,移动滑片P ,多次记录电压表示数U 和对应的电流表示数I ,则绘出的U -I 关系图象正确的是( )
A.B.C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
由图知,变阻器R2与R1串联,电压表测的是R2两端的电压,电流表测的是整个电路的电
流,根据欧姆定律
U
I
R
=和串联电路的电压特点
12
U U U
=+可得
1
2
R
U U IR
=-
U、R定值,则U与I的关系为一次函数,一次函数图为直线,且电流越大,滑动变阻器两端的电压越小,所以图像B反应了上述关系。
故选B。
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2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S1断开、S2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R1、R2并联B.电源电压3V
C.电阻R1的阻值为10ΩD.电阻R2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
S1,然后分成两部分电流,一部分电流流过电阻R1,流过电流表、开关S2,最后回负极,另一部分电流流过电阻R2,流过开关S2,最后回负极;可知R1、R2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R1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R1的电压是3V,流过电阻R1的电流大小是
0.3A,根据
U
R
I
=可知,电阻
R1的阻值大小
1
1
1
3V
10Ω
0.3A
U
R
I
===
电阻R1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S1断开、S2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
15Ω
0.2A
U
R
I
===
总
两电阻串联,电阻R2的阻值大小是
21
-15Ω-10Ω5Ω
R R R
===
总
电阻R2的阻值大小是5Ω,D错误,符合题意。
故选D。
6.如图所示,电源电压恒为6V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为
“0~3V”。
灯泡上标有“2.5V 1.25W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R的规格为“15Ω 1A”。
闭合开关,在保证电路安全的情况下,在移动滑片的过程中,下列说法正确的是()
A.电压表的示数为2.5V时电流表的示数为0.6A
B .滑动变阻器接入电路的最小阻值为5Ω
C .灯泡消耗的最小电功率为0.45W
D .电路消耗的最大电功率为2W
【答案】C
【解析】
【详解】
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A .电压表的示数为2.5V 时灯泡正常发光,根据P UI =可得,灯的额定电流:
L L L 1.25W 0.5A 2.5V
P I U ===额额额 因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A ,所以,电路中的最大电流(即电流表的最大示数)为
max L 0.5A I I ==额
A 错误;
B .由U I R
=可得,灯泡的电阻: L L L 2.5V 5Ω0.5A
U R I =
==额额 电流最大时,电路中的总电阻: max 6V 12Ω0.5A
U R I === 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
L -12Ω-5Ω7ΩR R R ===滑
B 错误;
C .当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中电流最小,灯泡的功率最小,则电路中的最小电流:
min L max 6V 0.3A 5Ω15U I R R =
==++Ω
滑 灯泡的最小功率: ()()22Lmin min L 0.3A 5Ω0.45W P I R ==⨯=
C 正确;
D .该电路的最大功率:
max max 6V 0.5A 3W P UI ==⨯=
D 错误。
7.如图所示的电路中,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器,电源电压不变。
闭合开关S
后,滑片P 从a 端移动到b 端,电流表示数I 与电压表示数U 的变化关系如图所示,根据图像信息,下列判断正确的是( )
A .电源电压是6V
B .定值电阻R 1的阻值是15Ω
C .滑动变阻R 2的最大阻值是20Ω
D .滑片移到中点时,电路中的电流是0.3A
【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,两电阻串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流; C .当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图2可知,I 1=0.6A ,由欧姆定律可得,电源的电压:
1110.6A U I R R ==⨯,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图2可知,I 2=0.2A ,U 2=3V ,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值:
2223V =15Ω0.2A
U R I =
=, 故C 错误; B .串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压:
21210.2A 3V U I R U R =+=⨯+,
电源的电压不变,
110.6A 0.2A 3V R R ⨯=⨯+,
解得:R 1=7.5Ω,故B 错误;
A .电源的电压:
10.6A 0.6A 7.5Ω 4.5V U R =⨯=⨯=,
故A 错误;
D .滑片移到中点时,电路中的电流是:
12 4.5V 0.3A 117.5Ω15Ω22
U I R R =
==++⨯, 故D 正确;
故选D 。
8.如图所示,电源电压为18V ,R 0=60Ω,滑动变阻器的规格为“100Ω 2A ”,电流表的量程为“0~0.6A ”,小灯泡上标有“12V 6W ”字样。
不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
A .S 、S 1、S 2都闭合,电路消耗的总功率最小值为5.4W
B .S 、S 1、S 2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
C .S 闭合,S 1、S 2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6~100Ω
D .S 闭合,S 1、S 2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是0.5~6W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .S 、S 1、S 2都闭合,灯被短路,滑动变阻器与R 0并联,电流表测干路电流,通过定值电阻的电流
0018V =0.3A 60Ω
U I R == 当滑动变阻器接入电路阻值最大时,通过滑动变阻器的最小电流
min 18V =0.18A 100Ω
U I R ==滑 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
0min 0.3A+0.18A=0.48A I I I =+=
电路消耗的总功率最小值
18V 0.48A=8.64W P UI ==⨯小
故A 错误;
B .由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A ,此时通过滑动变阻器的最大电流
00.6A-0.3A=0.3A I I I ''=-=滑
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
18V =60Ω0.3A
U R I ''==滑滑 故B 错误;
C .S 闭合,S 1、S 2都断开,滑动变阻器与L 串联,电流表测电路中的电流,由P = UI 可得,灯泡的额定电流
L L L 6W =0.5A 12V P I U =
= 因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为2A ,电流表的量程为0~ 0.6A 所以,电路中的最大电流
0.5A I =大
由U I R
=可得,灯泡的电阻和电路中的最小总电阻分别为 L L L 12V 240.5A
U R I ===Ω 18V 360.5A
U R I ===Ω大 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值
L 362412R R R =-=Ω-Ω=Ω滑小
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围是12 ~ 100Ω,故C 错误;
D .当变阻器的最大电阻连入电路中时,电路中电流最小,灯的实际功率最小,串联电阻的规律
L 24100124R R R =+=Ω+Ω=Ω滑总
由欧姆定律,电路小的最小电流
18V 9=A 124Ω62
U I R =
=最小总 灯的最小功率 2L 9A 240.5W 62P I R ⎛⎫=⨯=⨯Ω≈ ⎪⎝⎭
灯最小 故灯泡的功率变化范围是0.5~ 6W ,故D 正确。
故选D 。
9.如图所示电路,当S 闭合后,电压表1V 的示数为4V ,电压表2V 的示数为6V ,电流表A 的示数为1A ,将R 1、R 2对换位置后,1V 、2V 、A 三只表的示数均不变,则( )
A .通过三只电阻R 1、R 2、R 3的电流之和是1A
B . R 1的电阻值是2Ω
C .电源电压 =10V U
D . R 2两端的电压为3V
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .由电路图知,三个电阻串联,所以串联电路中电流处处相等,故A 不符合题意;
B .由题意可得,电压表1V 测R 1、R 2的总电阻,电压表2V 测R 2、R 3的总电阻,故 1124V 4Ω1A U R R I +=
== 2236V 6Ω1A
U R R I +=== 将R 1和R 2对换位置后,电流表、电压表示数均不变,说明
12R R =
则
122ΩR R ==
34ΩR =
故B 符合题意;
C .电源电压
()1231A (2Ω2Ω4Ω)8V U IR I R R R ==++=⨯++=
故C 不符合题意;
D .R 2两端的电压
221A 2Ω2V U IR ==⨯=
故D 不符合题意。
故选B 。
10.灯泡L 标有“6V ”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω、1A ”。
闭合开关后,将变动变阻器的滑片P 从a 端向右缓慢移动,直到电压表示数达到6V 时为止。
图乙是用获得的实验数据作出的U -1图像,下列判断正确的是( )
A .闭合开关,在移动滑片P 的过程中,灯L 的最小电阻为10Ω
B .变阻器的滑片P 移到b 端时,灯L 正常发光的额定功率为3.6W
C .灯L 与5Ω的定值电阻R 1,并联接人电压为6V 电路,电路的总功率为7.2W
D .灯L 与10Ω的定值电阻R 2串联接人电压为9V 的电路,R 2每秒消耗电能为2.5J
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .由图乙可知,当电压表示数为1V 时,灯泡的电流为0.2A ,此时其阻值最小
min 1V =5Ω0.2A
U R I =
= 故A 错误; B .当滑片P 在a 端时,连入阻值最大,为30Ω。
由图乙得,此时电路中电流为0.2A ,小灯泡电压为1V ,滑动变阻器两端的电压为
=30Ω×0.2A=6V U RI =滑
电源电压为
L =1V+6V=7V U U U =+滑
当滑片P 移动到b 端时,滑变接入电路阻值为0,灯泡两端电压为7V ,超过了额定电压,灯泡不能正常发光,可能烧坏。
故B 错误;
C .灯L 与5Ω的定值电阻R 1,并联接人电压为6V 电路,此时灯泡与定值电阻两端的电压均为6V ,电路的总功率
()2L 16V =6V?0.6A+=10.8W 5ΩP P
P +=总
故C 错误; D .灯L 与10Ω的定值电阻R 2串联接人电压为9V 的电路,假设R 2每秒消耗电能为2.5J ,根据电功计算公式可得
222=1s=2.5J 10Ω
U U W t R =⨯ 解得R 2两端的电压U 2=5V ;则根据串联电路分压规律可知灯泡两端的电压为4V ,电路中的电流为0.5A ,灯泡的电阻为
4V ==8Ω0.5A
U R I = 此时灯泡与定值电阻电压之比等于电阻之比,符合题意,故假设成立,故D 正确。
故选D 。
11.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 。
12.如图,电源电压不变,电路元件及导线均完好,R 1、R 2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,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 。
13.如图所示,电源电压6V 保持不变,定值电阻R 1标有“10 Ω 0.5 A”字样;滑动变阻器R 2标有“20 Ω 1 A”字样,电流表量程为0~0.6 A ,电压表量程为0~3 V ,闭合开关S ,下列做法能够保证电路安全的是 ( )
A .电路中电流不超过0.6 A
B .R 1两端电压不超过5V
C .滑动变阻器连入电路的阻值在2~10Ω范围内变化
D .电路的总功率在1.8~3 W 范围内变化
【答案】BCD
【解析】
【详解】
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。
A .当电压表的示数U 2=3V 时,电路中的电流为
12min 116V 3V 0.3A 10Ω
U U U I R R --====, 因串联电路中各处的电流相等,且R 1允许通过的最大电流为0.5A ,电流表的量程为0~0.6A ,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A ,所以最大电流为0.5A ,故A 不符合题意; B .R 1两端的电压最大:
110.5A 10Ω5V U I R ==⨯=大大,
故B 符合题意;
C .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,电路消耗的总功率最大,电路中的总电阻:
6V 12Ω0.5A
U R I ===大, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
2112Ω10Ω2ΩR R R =-=-=小,
当电压表的示数U 2=3V 时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大为:
min 3V 10Ω0.3A
U R I ===滑滑, 则滑动变阻器R 2接入电路的阻值允许变化范围可以为2Ω~10Ω,故C 符合题意; D .电路消耗的最大功率:
6V 0.5A 3W P UI ==⨯=大大;
当电压表的示数U 2=3V 时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路
消耗的总功率最小,电路消耗的最小功率:
==⨯=
P UI
6V0.3A 1.8W
,
小小
所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,故D符合题意。
14.如图所示电路图,把端点A、B接在电压U不变的电源两端,只闭合开关S1,电压表的示数为U1,电流表A1的示数为I1;把端点C、D接同一电源两端,只闭合开关S2,电压表的示数为U2,电流表A2的示数为I2;把端点A、D接同一电源两端,只闭合开关S1,电压表的示数为U3,电流表A1的示数为I3;把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S2,电压表的示数为U4,电流表的示数为I4。
己知:R1=R3=12Ω,U1=8V,U1∶U3=4∶3,I3:
I4=3∶5。
下列说法正确的是()
A.电源电压为30V
B.把端点B、C接同一电源两端,闭合开关S1、S2,总电阻R=2.4Ω
C.定值电阻R2=3Ω
D.把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S1,总功率P=300W
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AC.把端点A、B接在电源两端,只闭合开关S1,电阻R1与R2串联,电压表测量R2两端电压,U1∶U3=4∶3,则
U=I1(R1+R2)
U1=I1R2=8V
U3=6V
把端点A、D接在电源两端,只闭合开关S1,电阻R2与R4串联,电压表测量R2两端电压,则
U=I3(R1+R2+R4)
U3=I3R2=6V
可得
I1:I3=4:3
把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S2,电路中只有电阻R3,电压表测量R3两端电压,为电源电压,则
U4=I4R3=U
即
I1(R1+R2)=I3(R1+R2+R4)=I4R3
将R1=R3=12Ω,I3:I4=3∶5代入可得
R2=3Ω,R4=5Ω
代回上述各式得
I3=2A,U=40V
故A错误、C正确;
B.把端点B、C接同一电源两端,闭合开关S1、S2,电阻R2与R3并联,可得总电阻为
23 23
3Ω12Ω
2.4Ω3Ω12Ω
R R R
R R ⨯
===
++
故B正确;
D.把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S1,电路中只有电阻R2,可得总功率为
2 240V40V
533.3W 3Ω
U P
R ⨯
===
故D错误。
故选BC。
15.学校的科技小组设计了一种自动计数器,可以自动记录跳绳的次数,其简化电路如图甲所示。
其中R1是光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,这时自动计数器会计数一次。
R2是定值电阻,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。
已知电源电压为12 V,某时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是
A.AB两端电压为2 V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的5倍
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图乙知,此时U2=U AB=2V,因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次,故A项正确;
B .由串联分压的特点可知 12112222U U U IR R
U U IR R -===, 即
1212V-2V 5=2V 1
R R =, 所以R 1=5R 2,故B 项错误;
C .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,由图乙知,此时
U 2'=U AB '=6V ,
由串联电路的分压原理有:
121122
22U U U I R R I R R U U ''''-===''', 即
1212V-6V 1=6V 1
R R '=, 所以12R R '=,故C 项错误;
D .结合BC 项,115R R '=,即绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍,故D 项正确。
二、初中物理电路类问题
16.如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。
关于该装置,下列说法正确的是( )
A .装置中的温度计使用的水银是绝缘体
B .装置中的电磁继电器与电动机原理相同
C .当温度达到90℃时,铃响灯不亮
D .当温度低于90℃时,铃响灯不亮
【答案】C
【解析】
【详解】
A.装置中的温度计使用的水银是导体,这样才符合条件,使电路能够导电,A错误;B.装置中的电磁继电器是利用电流的磁效应,电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动,这两个原理不同,B错误;
C.从图中可以看到,当温度达到90℃时,电路接通,电磁铁会把上面的金属吸下来,此时工作电路中电铃接通,电铃会响,灯没有接入电路,灯不亮,C正确;
D.当温度低于90℃时,控制电路断开,电磁铁不会把上面的金属吸下来,此时工作电路中灯接入电路,电铃没有接入电路,灯亮,电铃不响,D错误。
17.如图所示,电流表A1、A2、A3的示数分别为30mA、50mA、70mA,则电流表
A.A的示数是150mA
B.A的示数是70mA
C.A'的示数是80mA
D.A'的示数是30mA
【答案】C
【解析】
【详解】
由电路图知,电流由左侧流入,则分为两支,一支流入A1、左侧灯泡,另一支流入A;由A流出的电流一支流入中间灯泡、A2,另一支流入A3、右侧灯泡,A1、左侧灯泡与中间灯泡、A2的电流汇合后再与A3、右侧灯泡汇合流向负极;故三个灯泡为并联关系,如图所示:
由并联电路的规律可知,A示数等于A2、A3示数之和;A'示数A1、A2的示数之和,
即A的示数:
I=I2+I3=50mA+70mA=120mA;
A'的电流
I'=I1+I2=30mA+50mA=80mA;
故选C。
18.某商场安装的新型火灾报警器有手动报警和自动报警两种模式,当发生火灾,室内烟雾浓度超过设定值时,安装在电路中的感应器会使得开关1S闭合,报警器响(符号同电铃)且窗户自动打开(窗户制动机符号为M);或人手动按下报警按钮,开关2S闭合,报
警器响且窗户自动打开.图中符合上述要求的电路图是 ( )
A .
B .
C .
D .
【答案】A
【解析】
【分析】
串并联电路的识别。
【详解】
由题意可知,传感器会使开关1S 闭合,报警器响,且窗户自动打开,可知1S 和电铃、电动机是一个串联电路;同时也可手动闭合开关2S ,报警器响且窗户自动打开,由此可得开关2S 与1S 并联,2S 和电铃与电动机串联,符合要求的只有电路A ,故选A 。
【点睛】
较难题。
失分原因:一是没有理解题干中的要求;二是不会根据串并联电路的特点逆向推断所设计的电路中用电器和开关的串并联关系。
19.2019年10月18日凌晨,位于西双版纳的橄榄坝澜沧江大桥顺利合龙,为中老铁路全线按期建成奠定了坚实基础,由昆明呈贡坐高铁出境变为现实。
高铁内如果两个相邻的洗手间都有人并且锁住时(锁住相当于开关闭合),红灯亮,表示“有人”,如果两洗手间都没有人或者只有一个有人时,灯不亮,表示可以使用。
如下图所示的电路图中符合这一情况的是( )
A .
B .
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,只有一个洗手间锁住时,两个开关中只有一个会闭合,这时红灯会亮,这与题意不符合,A项不合题意;
B.从图中可以看到,只有S1闭合时,即只有一个洗手间锁住时,红灯是会亮的,这与题意不符合,B项不合题意;
C.从图中可以看到,两个洗手间都锁上时,两个开关都是闭合的,这时红灯会亮;如果两个洗手间都没有锁上,两个开关是断开的,这时灯不会亮;只有一个洗手间锁上时,那么只有一个开关是闭合的,这样灯是不能亮的;上述各种情况都符合题意,选项C符合题意;
D.从图中可以看到,两个洗手间都锁上时,两个开关都是闭合的,电流不会流过红灯,红灯不亮,这与题意不符合,D项不合题意。
故选C。
20.如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,a、b是电流表或电压表。
当只闭合开关 S、S1时,a、b的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a 的示数不变,b的示数有变化。
下列说法正确的是()
A.a是电流表
B.只闭合S、S2,将滑片P 向右移动,a的示数一定变小
C.只闭合S、S2,将滑片P向右移动,R1消耗的功率一定变大
D.只闭合 S、S1,将滑片P向右移动,整个电路消耗的总功率一定变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.当只闭合开关 S、S1时,定值电阻R1短路, a、b的指针均明显偏转,滑动变阻器R与表b串联,将位于中点的滑片P向左移动,b的示数有变化,则表b一定是电流表;定值电阻R2与表a串联,若a是电流表,此时滑动变阻器R与定值电阻R2并联,根据并联等。