全国备战中考物理欧姆定律的综合备战中考真题汇总含详细答案
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是:
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变
D.电压表V2与电流表A的示数之比不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
R1和R2是串联,V1测量的是电源电源,V2测量的是R2两端的电压,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变所以A是正确的.
2.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S 后,滑片 P 从b端移动到 a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是
()
A.电源电压为 4V B.电路总功率的最大值为 2.4W
C.R1电功率的最小值为 0.4W D.R2的最大阻值为10Ω
【答案】C
【解析】
【详解】
由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片于a
端时,其接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,由
U
I
R
可得,电
源的电压
1110.6A U I R R ==⨯…①
当滑片于b 端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I 2=0.2A ,U 2=4V ,则滑动变阻器的最大阻值
2224V
=20Ω0.2A
U R I =
= 故D 错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
21210.2A 4V U I R U R =+=⨯+…②
因电源的电压不变,由①②可得
110.6A 0.2A 4V R R ⨯=⨯+
解得:R 1=10Ω,电源的电压
10.6A 0.6A 10Ω6V U R =⨯=⨯=
故A 错误; 电路消耗的最大功率
116V 0.6A 3.6W P UI ==⨯=
故B 错误;
R 1电路消耗的最小功率
221210.2A 10Ω0.4W P I R ==
⨯=() 故C 正确。
故选C 。
3.如图所示的电路中,电源电压为 6V 且保持不变,滑动变阻器 R 的规格为“40Ω 1A ”,定值电阻 R 1的规格为“10Ω 0.5A ”。
只闭合开关 S 、S 2,当滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在 B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。
则下列判断正确的是( )
① 只闭合开关 S 、S 1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变
② 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω ③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,定值电阻 R 1 的功率变化范围是 0.144W~0.9 W ④ 定值电阻 R 2 的阻值是10Ω A .① ② B .① ③
C .② ④
D .① ④
【答案】B 【解析】 【详解】
① 从图中可以看到,当只闭合开关 S 、S 1时,R 1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 1的电压,将R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由U IR =可知,两次电压表的读数分别是111U I R =、221U I R =,两式相减,可得到
121121--U U I R I R =
即1U IR ∆=∆,可得到1U
R I
∆=
∆,由于R 1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;
② 滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A ”,表示R 的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A ,定值电阻R 1的规格是“10Ω 0.5A ”,表示R 1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A ,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A ,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V ,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是
6V-3V 3V =
由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻110ΩR =,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是
'6V
0.3A 0.5A 10Ω10Ω
I =
=<+
变阻器R 连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器R 连入电路的最大电阻是40Ω,故只闭合开关S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;
③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,根据2
U P R
=可知,当1R 的电压最小时,其功率
也最小,当1R 的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时R 的电压为1R 电压的4倍,由串联电路电压规律可知,1R 的最小电压是
1min 1
6V 1.2V 5
U =⨯=
这时定值电阻1R 的最小功率是
()2
2
1min
1min
1 1.2V 0.144W 10Ω
U P R ===
电压表的示数最大为3V ,这时定值电阻1R
的最大功率是
()2
2
V
1max
13V 0.9W 10Ω
U P R === 所以定值电阻1R 的功率变化范围是0.144W~0.9 W ,③ 正确;
④ 只闭合开关 S 、S 2,则2R 与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测2R 的电压,滑动变阻器的滑片分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为8:9,根据2P I R =可知
()2212892R I R I ⎛⎫=
⎪⎝⎭
:: 解得122:3I I =:;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知
22122
R R I R I R +=+
解得220ΩR =,④ 错误。
故选B 。
4.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 。
5.小李连接了图甲所示的电路,电源电压不变,电流表量程均为0.6A,定值电阻
R1=10Ω,闭合开关S后再闭合开关S1或S2,将滑动变阻器滑片从最右端向左调节至中点的过程,电压表与电流表A2示数的I-U图象如图乙,下列说法正确的是()
A.开关S1、S2闭合,电路中最小电流为0.15A B.电源电压为4V
C.滑动变阻器的最大阻值为20ΩD.整个电路通过的最大电流为0.3A
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
当闭合开关S和S1时,电路为滑动变阻器与定值电阻R1串联,电压表测R1两端电压,电流表A2测整体电流,则由欧姆定律可知电压表与电流示数之比为定值电阻R1的阻值
10Ω,观察乙图可知,a曲线表示闭合开关S和S1时的电表变化,则b曲线表示闭合开关S 和S2时的电表变化。
当闭合开关S和S1时,当滑片位于中点时,电路电阻最小,由乙图可知此时对应电流最大为0.3A,对应电压为3V,当滑片位于最右端时,滑动变阻器全部接入电路,此时电路电流最小,为0.2A,对应电压为2V,则由欧姆定律及串联分压可得
12
1
3V0.3A
2
U U U R
=+=+⨯
滑
12
2V0.2A
U U U R
''
=+=+⨯
滑
解得电源电压为6V,滑动变阻器最大阻值为20Ω;当闭合开关S和S2时对应曲线b,电路为R2与滑动变阻器串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路电流,则由乙图可求R2阻值为
2
2
2
4V
20Ω
0.2A
U
R
I
===
则当开关S1、S2闭合,电路为R1与R2并联,整体与滑动变阻器串联,则若要电路电流最小,则应电阻最大,滑动变阻器滑到最大阻值处,此时电路总电阻为
12
12
10Ω20Ω80
20ΩΩ
10Ω20Ω3
R R
R R
R R
⨯
'=+=+=
++
滑
总
则最小电流为
min 6V
0.225A
80
Ω
3
U
I
R
===
'
总
当闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器滑到最左端时,电路为R1与R2并联,此时电路电阻最小,电流最大,为
max12
12
6V6V
0.9A
10Ω20Ω
U U
I I I
R R
''
=+=+=+=
电流表量程均为0.6A,故电路中最大电流为0.6A,故D错误。
故选C。
6.如图所示,电源电压为4.5V,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω
1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是()
A.小灯泡的额定电流是0.6A
B.电流表的示数变化范围是0.3A~0.6A
C.电压表的示数变化范围是2V~3V
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是6Ω~10Ω
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.小灯泡L标有“2.5V 1.25W”,由
2
U
P UI
R
==
得小灯泡的额定电流为
1.25W
0.5A
2.5V
P
I
U
===
A选项错误;
BCD.由于不考虑温度对灯丝电阻的影响,则根据欧姆定律得灯泡的电阻
L
2.5V
5Ω
0.5A
U
R
I
===
串联电路电流值处处相等,则电路中的最大电流
max L R
0.5A
I I I
===
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,其两端电压也最小。
根据串联电路电压规律,得滑动变阻器两端最小电压为
min 总L
4.5V 2.5V 2V U U U =-=-=
此时滑动变阻器接入电路最小阻值为
min min min 2V
4Ω0.5A
U R I =
== 当滑动变阻接入电路阻值最大时,电压表示数最大,电路电流最小。
由题知
max 10ΩR =
则电路最小电流
总min
L max 4.5V
0.3A 5Ω10Ω
U I R R ===++ 此时滑动变阻器两端最大电压
max max 0.3A 10Ω3V U IR ==⨯=
由此得电流表的示数变化范围是0.3A ~0.5A ,电压表的示数变化范围是2V ~3V ,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω。
BD 选项错误,C 选项正确。
故选C 。
7.如图所示,电源电压为4.5V ,电流表量程为“0~0.6A ”,滑动变阻器规格为
“10Ω1A ”,小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
在保证所有元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )
A .向左移动滑片,两表示数都变大
B .电流表的示数变化范围是0.3~0.6A
C .电压表的示数变化范围是0~3V
D .滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω 【答案】D 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,向左移动滑片,变阻器接入电路的电阻在变大,这是一个串联电路,电路的总电阻在变大,根据U
I R
=
可知,电路中的电流在变小,电流表的示数在变小;灯丝的电阻是不变的,那么灯泡两端的电压是变小的,根据串联电路电压规律可知,变阻器两端的电压是变大的,即电压表的示数是变大的;A 错误; BCD .小灯泡的电阻是
()2 2
L
L
L
2.5V
5Ω
1.25W
U
R
P
===
为保证灯泡正常工作,流过灯泡的电流最大是
L
Lmax
L
2.5V
0.5A
5Ω
U
I
R
===
这也是电路中的最大电流,所以电流表的最大读数是0.5A,这时电路中的总电阻大小是
min
max
4.5V
9Ω
0.5A
U
R
I
===
总
则滑动变阻器的最小电阻是
L
min min
-9Ω-5Ω4Ω
R R R
===
滑总
由于灯泡的电阻不变,那么这时灯泡两端的电压是最大的,则滑动变阻器的电压是最小的,大小是
max
min min
0.5A4Ω2V
U I R
==⨯=
滑滑
即电压表的最小示数是2V;
当滑动变阻器的电阻最大时,即大小达到10Ω,这时电路中的电流最小,大小是
min
max
4.5V
0.3A
10Ω5Ω
U
I
R
===
+
总
这个电流大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的规格要求,也没有超过小灯泡的额定电流,所以滑动变阻器的阻值可达到10Ω,电流表的读数最小可以是0.3A,这时滑动变阻器的电压是
min
max max
0.3A10Ω3V
U I R
==⨯=
滑滑
即电压表的最大示数是3V;综上所述,电流表的示数变化范围是0.3~0.5A,电压表的示数变化范围是2~3V,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω。
故选D。
8.如图所示的电路图,R1与R2都是定值电阻,R3是一个滑动变阻器,当开关闭合后,滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,以下说法中正确的是()
A.电压表 V5示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变
B .电压表 V 4 的变化量与电流表示数变化量的比值变大
C .电压表 V 3 示数的变化量与电流表示数的变化量比值变小
D .电流表示数变大,表 V 1、V 2 与电流表示数比值都不变,V 3与电流表示数比值变大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
闭合开关S 后,三电阻串联,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,电压表V 3测R 3两端的电压, 电压表V 4测R 1和R 2两端的电压之和,电压表V 5测R 2和R 3两端的电压之和,电流表测电路中的电流; A .由以上分析知
U V5=U −U 1=U −IR 1,U V5′=U −U 1′=U −I ′R 1 △U V5= U V5− U V5′= U −IR 1−( U −I ′R 1)=(I ′−I ) R 1=△I R 1
即
V5
U I
=R 1 故该比值保持不变,故A 正确; B .同理可知
U V4= U−U 1−U 2 =U −IR 1−I R 2,U V3′=U −U 1′− U 2′ =U −I ′R 1−I ′R 2
△U V4= U V4− U V4′= U −IR 1−IR 2−( U −I ′R 1−I ′R 2)=(I ′−I ) R 1+(I ′−I ) R 2=△I (R 1+ R 2) 即
V4
U I
= R 1+ R 2 故该比值保持不变,故B 错误;
C .电源电压U = U V4+ U V3,故电压表 V 3 示数的变化量等于电压表 V 4 的变化量,则电压表 V 3 示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变,故C 错误;
D .滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I =
U
R
可知,电路中的电流变大,即电流表A 的示数变大,由U =IR 可知,定值电阻R 1和R 2两端的电压变大,即电压表V l 、V 2的示数变大;因为串联电路中的总电压等于各分电压之和,且R 1和R 2两端的电压变大,V 3等于电源电压减去R 1和R 2两端的电压,所以电压表V 3的示数变小,由R 1=
1U I , R 2=2U
I , R 3=3U I
可知,电压表V 1、V 2与电流表示数之比不变,V 3与电流表示数比值变小,故D 错误。
故选A 。
9.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L 1、L 2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S 1、S 2和S 3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S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2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
1113W 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
1 1
1
6V
12Ω
0.5A
U
R
I
===,2
2
2
6V
6Ω
1A
U
R
I
===
当S1、S3闭合且滑片位于b端时,R1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
12
6V
1.5W
12Ω12Ω
U
P
R R
===
++
小
故C错误;
D.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,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率
12
3W6W9W
P P P
=+=+=
大
故D正确。
故选D。
10.如图所示的电路中,当开关闭合,将滑动变阻器的滑片慢慢向右滑动的过程中,电流表与电压表的示数变化府况,下列说法正确的是
A.电流表A l的示数变大
B.电流表A2的示数变小
C.电压表示数与电流表A l的示数的比值变小
D.电压表示数与电流表A2的示数的比值变小、
【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测定值电阻支路的电流,电流表A2测变阻器支路的电流,电压表测电源两端的电压。
AC.因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变,即电流表A1的示数不变,所以电压表示数与电流表A1示数的比值也不变,故AC错误;
B.将滑动变阻器滑片慢慢向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,由
U
I
R
=可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A2的示数变大,故B错误;
D.电压表示数不变而电流表A2示数变大,所以电压表示数与电流表A2示数的比值变小,故D正确。
11.实验中,某同学认为在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R 0也可以测量未知电阻R x 的阻值,并设计了电路图,下列图中不可以实现测量R x 阻值的电路图是()
A .
B .
C .
D .
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .当开关闭合时,R 0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U 1;当开关断开时,R 0与R x 串联,电压表测R x 的电压,设此时示数为U 2,则此时R 0两端的电压为U 1-U 2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
1220X
U U U R R -= R x 可求出,故此电路可以测出R x 阻值;故A 不符合题意;
B .当开关闭合时,R x 被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,R X 与R 0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过R x 的电流,故此电路不能测出R x 阻值;故B 符合题意;
C .当开关掷到1档时,只有R X 接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U 1,当开关掷到2档时,R x 与R 0串联,电压表测R x 的电压,设此时示数为U 2,则此时R 0两端电压为U 1-U 2,根据串联电路电流处处相等可列出等式
212X 0
U U U R R -= 可求出出R x ,故此电路可以测出R X 阻值;故C 不符合题意;
D .当开关掷到1档时,只有R 0接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U 1,当开关掷到2档时,R x 与R 0串联,电压表测R 0的电压,设此时示数为U 2,则此时R X 两端电压为U 1-U 2,根据串联电路电流处处相等可列出等式
212X 0
U U U R R -= 可求出出R x ,故此电路可以测出R x 阻值;故D 不符合题意。
故选B 。
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
()'''11'''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 22
max 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.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S 1时,电流表、电压表均有示数
B .只闭合S 3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S 1、S 2、S 3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
D .闭合S 1、S 3,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S 1时,电路为R 2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,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S 1、S 2、S 3时,R 2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R 2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,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S 1时,电路为R 2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R2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,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R2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。
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.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。