物理 电路类问题的专项 培优 易错 难题练习题及详细答案
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一、初中物理电路类问题
1.如图所示电路中开关S闭合后,只有一个电表指针发生偏转,故障可能出现在电阻R、灯L上,则下列判断中正确的是
A.若L发光,则R一定无故障B.若L发光,则R一定有故障
C.若L不发光,则L一定无故障D.若L不发光,则L一定有故障
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
观察电路图可知,若L断路,两表皆无示数,不合题意;
若L短路,两表皆有示数.不符合题意;
若R短路,电压表也短路,电流表有示数,符合题意;
若R断路,电压表有示数,电流表无示数,符合题意.
所以若灯L发光,则故障一定是R短路,故B正确,A错误.
若灯L不发光,则故障可能是L短路、且R断路,此时电流表无示数,电压表有示数,符合题意.也可能是L无故障,但R断路,故CD错误;
故选B.
【点睛】
重点是根据欧姆定律判断电路故障,要理解当与电压表并联的电阻断路时,电压表实际串联在电路中,由于电压表的电阻很大,所以电流表无示数,而电压表有示数且接近电源电压.
2.如图所示,当开关S闭合后,下列说法正确的是()
A.灯L1与灯L2并联,电压表测的是灯L2两端的电压
B.灯L1与灯L2串联,电压表测的是灯L2两端的电压
C.电流表A1测的是灯L1的电流
D.电流表A2测的是总电流
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.从图中可以看到,电流从电源正极流出,流过开关、电流表A1,然后分成两部分电流,一部分电流流过灯泡L1,最后回负极;另一部分电流流过电流表A2,再流过灯泡L2,最后回负极;电压表并联在灯泡L2两端,可知灯L1与灯L2并联,电压表测的是灯L2两端的电压;A正确、B错误;
C.电流表A1接在干路中,测的是干路电流,不是测灯L1的电流,C错误;
D.电流表A2与灯L2串联,测的是灯L2的电流,不是总电流,D错误。
故选A。
3.压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的.小坤同学想设计一个通过电表示数反应压敏电阻所受压力大小的电路,其中R0是定值电阻,R代表压敏电阻,要求压力增大时电表示数增大且符合电路安全,在下图所示电路中符合要求的是:()
A.B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0并联,电流表测R0支路的电流,当压力增
大时,压敏电阻R压的阻值减小,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由I=U
R
可
知,电流表的示数不变,故A不符合题意;
B.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0并联,电压表测电源电压,电源电压不变,故B不符合题意;
C.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,定值电阻两端电压增大,电压表示数增大,故C符合题意.
D.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0串联,电压表测R压两端的电压,当压力增大时,压敏电阻R压的阻值减小,由串联电路中电阻越大分得的电压越大可知,电压表的示数减小,故D不符合题意.
4.有一种能够节省电能的楼道灯控制开关。
晚上有人走动发出声音,电路接通,灯亮,过一会儿灯才自动熄灭。
不过,只有在晚上天黑后灯才亮;白天无论声音多大,灯都不亮。
这种的“光敏”和“声敏”自动装置比较复杂,我们不妨用、这样的两个符号表示,实际上,这就是两个开关:有声音时,是闭合的,环境光线非常暗时,是闭合的。
下列电路图中能实现以上功能的正确电路图是()
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知,这“光敏”和“声敏”自动装置相当于两个开关,有声音时,“声敏”自动装置闭合,环境光线非常暗时,“光敏”自动装置闭合,要求两个开关都闭合时,灯才亮,所以两个开关应该是串联,开关能够控制灯泡,所以灯泡应该与开关串联的。
故选B。
5.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重.电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R 的阻值随压力增大而增大,滑片P 随身高增高而上滑.下列分析正确的是()
A.身高越高电压表示数大B.身高越高通过R0流越小
C.体重越大电流表示数越大D.体重越大压敏电阻两端电压越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R0接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路
独立工作、互不影响,所以,由I=U
R
可知,通过R0的电流不变,故B错误;当身高越高
时,滑片上移,滑片P下方电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,滑片P下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确;
C D.当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可
知,R的阻值越大,由I=U
R
可知,通过R的电流越小,即电流表的示数越小,故C错误;
压敏电阻R两端的电压不变,仍等于电源电压,故D错误.
6.如图,电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是()
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变小B.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值不变
C.电流表A的示数变小,电压表V2的示数不变D.电压表V1与电压表V2的示数之和不变
【答案】D
【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,电流表测电路中的电流,将滑动变阻器R 2的滑片P 向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由=
U I R
可知,电路中的电流变小,即电流表A 的示数变小,故A 错误;
B .由电压表V 2 的示数变大、电流表A 的示数变小可知,电压表V 2的示数与电流表A 的示数的比值变大,故B 错误;
C .由=U IR 可知,R 1两端的电压变小,即电压表V 1的示数变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 2两端的电压变大,即电压表V 2的示数变大,故C 错误;
D .因电源电压保持不变,两电压表的示数之和即为电源的电压,所以,电压表V 1与电压表V 2的示数之和不变,故D 正确。
7.如图所示电路,闭合开关后,两灯正常发光,比较a b c d 、、、四处电流的大小,其中可能正确的是( )
A .a d I I >
B .a b I I <
C .b c I I >
D .c d I I =
【答案】C
【解析】
【详解】 A .由图知两灯并联a 、d 均为干路,电流相等,故A 错误;
BD .由图知两灯并联,并联电路中干路电流大于支路电流,故BD 错误;
C .没有给出两灯泡的其他信息,当两灯规格相同时,两灯电流相等,当两灯规格不同时,电阻小的,电流大,b 处电流可能大于c 处电流,故C 正确。
故选C 。
8.如图所示,电源电压不变,R 1、R 2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 、S 1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 、S 2,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,根据并联等压的规律以及欧姆定律可判断,a是电流表时示数不变,若a是电压表,因为内阻很大,此时相当于测电源电压示数不变,所以a可能是电流表,也可能是电压表。
故A错误;BC.只闭合S、S2时,若a、b都是电流表,滑动变阻器R与定值电阻R2被短路,电流表a 测通过定值电阻R1的电流,由于定值电阻R1两端电压、阻值不变,所以电流表a的示数不变,根据P=UI可知R1消耗的功率不变;若a、b都是电压表,滑动变阻器R、定值电阻R1、定值电阻R2串联,电压表a测滑动变阻器R两端电压,将滑片P向右移动,滑动变阻器R接入阻值变小,电路通过电流变大,根据串联分压的规律可知滑动变阻器R两端电压变小,即电压表a的示数变小,根据P=I2R可知R1消耗的功率变大;若a是电流表,b是电压表,滑动变阻器R被短路,定值电阻R1、定值电阻R2串联,电流表a电路电流,由于定值电阻R1、定值电阻R2阻值不变,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路电流不变,就电流表a的示数不变,根据P=I2R可知R1消耗的功率不变;若a是电压表,b是电流表,定值电阻R2被短路,滑动变阻器R、定值电阻R1串联,电压表a测滑动变阻器R两端电压,将滑片P 向右移动,滑动变阻器R接入阻值变小,电路通过电流变大,根据串联分压的规律可知滑动变阻器R两端电压变小,即电压表a的示数变小,根据P=I2R可知R1消耗的功率变大。
故BC错误;
D.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;当a、b都是电流表时,此时滑动变阻器R与定值电阻R2并联,根据并联等压的规律以及公式P=UI可知定值电阻R2消耗的功率不变;将滑片P 向右移动,滑动变阻器R接入阻值变小,电路通过电流变大,根据并联等压的规律以及公式P=UI可知滑动变阻器R消耗的功率变大,则整个电路消耗的总功率变大;当a是电流表,b是电压表时,因为电压表内阻很大,此时定值电阻R2不在电路中,只有滑动变阻器接入电路,将滑片P 向右移动,滑动变阻器R接入阻值变小,电路通过电流变大,根据并联等压的规律以及公式P=UI可知滑动变阻器R消耗的功率变大,即整个电路消耗的总功率变大;故整个电路消耗的总功率一定变大。
故D正确。
故选D。
9.图中,用滑动变阻器来控制6伏小灯的亮暗。
要求从正常发光到完全熄灭连续变化,电源为4节干电池,应采取的接法是()
A.C接M,B接N B.A接M,B接N,D接N
C.A接Q,C接M,B接N D.A接N,B接Q,C接M,M接N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意可知:电源的电压为6V,当灯泡两端的电压为额定电压6V时正常发光,滑动变阻器的移动使灯泡两端的电压发生变化,从而改变灯泡的亮暗,且电路会出现灯泡被短路而熄灭的现象。
A.C接M,B接N,当滑片移到右端时接入电路的电阻为0,此时灯泡正常发光,当滑片向左移动时灯泡两端分得的电压变小,灯泡变暗,不能使灯泡完全熄灭,所以不符合要求,故A不符合题意;
B.A接M,B接N,D接N,当滑片移到左端时接入电路的电阻为0,此时灯泡正常发光,当滑片向右移动时灯泡两端分得的电压变小,灯泡变暗,不能使灯泡完全熄灭,所以不符合要求,故B不符合题意;
C.A接Q,C接M,B接N,灯泡与滑动变阻器AP部分并联后与PB部分串联,当滑片P 移至A端时灯泡被短路熄灭,当滑片从A端向B端移动时灯泡两端分得的电压变大,灯泡由熄灭变亮,当移至B端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联灯泡正常发光,符合题意,故C符合题意;
D.A接N,B接Q,C接M,M接N,滑动变阻器与灯泡并联,滑片的移动不能改变灯泡两端的电压,即灯泡的亮暗不变,故D不符合题意。
故选C。
10.小明为自家的花卉大棚设计了一套智能电路管理系统,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现。
当大棚内光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡;当需要给大棚通风时,闭合开关S4,启动风机。
灯泡和风机均可独立工作,以下简化电路图符合要求的是()
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
由题知,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现,说明两开关能独立工作、互不影响,则S1和S2应并联在干路上;由题知,光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡提供照明,说明开关S3与灯泡串联,闭合开关S4,启动风机,说明开关S4与风机串联,而灯泡和风机均可独立工作,所以灯泡与风机应并联,综上结合选项可知,ABD不符合题意,C符合题意。
11.现有三个轻质小球,实验发现其中任意两个小球相互靠近(未接触)都相互吸引.由此可判断()
A.两个小球带负电,一个小球带正电
B.两个小球带正电,一个小球带负电
C.一个小球带正电,一个小球带负电,一个小球不带电
D.一个小球带电,两个小球不带电
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由题可知,三个轻质小球任意两个小球相互靠近(未接触)都相互吸引;
若两个小球带负电,一个小球带正电,或者两个小球带正电,一个小球带负电,则一定会出现带同种电荷的两个小球互相排斥;所以不可能是三个小球都带电,故A、B错误;
若两个小球带异种电荷,另一个小球不带电,则两个带异种电荷的小球靠近时相互吸引,同时两个带电小球都会吸引不带电的小球,故C正确;
若两个小球不带电,另一个小球带电,则两个不带电的小球靠近时不会相互吸引,故D错误;故应选C.
12.如图所示的电路中,闭合开关时,下列说法正确的是()
A.两个灯泡串联
B.开关只能控制灯L1
C.电流表测的是灯泡L1的电流
D.电流方向从电流表到开关
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,两灯泡并列连接,因此两个灯泡并联,故A错误;
BD.电流从电源正极流出,再到开关,然后分为两条路径,一条从电流表到灯L1,另一条经过灯L2;汇合后回到负极,则开关控制整个电路,故BD错误;
C.电流表A串联在L1支路上,测通过灯泡L1的电流,故C正确。
故选C。
二、初中物理电功率的综合计算问题
13.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2 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的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是()
A.电源的电压为 6V
B.电路的最大总功率为 3.6W
C.R2消耗的电功率先变大后变小,最大功率为 0.9W
D.滑片位于中点位置时候滑动变阻器的功率为 0.8W
【来源】重庆八中2019-2020学年九年级3月月考物理试题
【答案】D
【解析】
【详解】
由图甲可知,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。
A .当滑片位于a 端时,接入电路的电阻为0Ω,电路为R 1的简单电路,电路中的电流最大,由图象可知,I a =0.6A ,由I =U R
可得,电源的电压 U =I a R 1=0.6A ×R 1
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,电压表的示数最大,由图象可知,I b =0.2A ,U b =4V ,则滑动变阻器的最大阻值
R 2=b b U I =4V 0.2A
=20Ω 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U =I b R 1+U b =0.2A ×R 1+4V
因电源的电压不变,所以
0.6A ×R 1=0.2A ×R 1+4V
解得:R 1=10Ω,电源的电压
U =I a R 1=0.6A ×10Ω=6V
故A 正确,不符合题意;
B .电路的最大总功率
P 最大=UI a =6V ×0.6A=3.6W
故B 正确,不符合题意;
C .电路中的电流
I =
12U R R +=2
6V 10ΩR + 滑动变阻器消耗的电功率 P 2=I 2R 2=(26V 10ΩR +)2×R 2=()()2222
6V 10ΩR R +=()()22226V 10Ω410ΩR R -+⨯ 当R 2=10Ω时 P 2max =()26V 40Ω=0.9W 当R 2=0Ω时,P a =0W ,当R 2=20Ω时,
P b =(6V 10Ω20Ω
+)2×20Ω=0.8W 综上可知,滑片P 从a 端移动到b 端,R 2消耗的电功率先变大后变小,最大功率为 0.9W ,故C 正确,不符合题意;
D .由C 知,滑片位于中点位置时,即当R 2=10Ω时,滑动变阻器的功率为 0.9W ,故D 错误,符合题意。
故选D 。
14.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~6V ,滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”。
闭合开关S 后,调节滑动变阻器的滑片P ,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。
在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A .R 1的阻值为20Ω
B .电压表的变化范围是3V~6V
C .滑动变阻器的取值范围是6Ω~40Ω
D .电路总功率的变化范围是1.28W~4W
【来源】江苏省扬州市梅岭中学2019届九年级中考二模物理试题 【答案】B 【解析】 【分析】
根据图像,利用串联电路特点和欧姆定律,求出电源电压和电阻R 1的值,根据变阻器铭牌和电表的量程,求出变阻器接入电路的阻值范围,由P UI =求电路的总功率。
【详解】
A .由甲图知道,R 1 与R 2 串联,电压表测R 2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知
1111.3V A 50U U I R R =+=+⨯滑------① 2112.5V A 30U U I R R =+=+⨯滑------②
由①②解得:R 1 =10Ω,U =8V ,故A 错误;
BCD .由滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”,当移动滑片使电流表示数达到I 大=0.5A 时,变阻器接入电路的电阻最小,电压表的示数最小,由P=UI 可得此时电路的总功率最大,则电压表的示数最小为
18V 0.5A 10Ω=3V U U I R --⨯==小大
变阻器接入电路的最小电阻
Ω3V 0 6.5A
R U I ===小小大
电路的最大总功率
8V 0.5A 4W P UI ==⨯=大大
根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,最高电压不超过6V ,定值电阻R 1两端的电压为
18V 6V 2V
U U U =-=-=大
此时的总电流为
112V 0.2A 10Ω
U I R =
==小 滑动变阻器的最大电阻为
6V
30Ω0.2A
U R I =
==大大小 电路的最小功率为
22
1W ()8V 1.610Ω30Ω
U P R R ===++小大 综上所述,电压表的变化范围是3V~6V ;滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω;电路总功率的变化范围是1.6W~4W ,故B 正确、CD 错误。
故选B 。
15.如图甲所示,电源电压恒为9V.滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电子元件R 在0.1A~0. 4A 的电流范围内均能正常工作,若该电子元件的U -I 图像如图乙所示,则该电子元件在其正常工作的范围内,下列判断正确的是( )
A .该电子元件两端的电压增大时,其电阻增大
B .该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为4:1
C .该电子元件在某个正常工作状态下,它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率
D .滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~100Ω
【来源】湖北省武汉市第三寄宿学校2019~2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】
A .由该电子元件的U -I 图像可知,当电压为2V 时,电流为0.1A ;由欧姆定律得,此时的电阻是:
2V
20Ω0.1A
U R I =
== 当电压为4V 时,电流为0.4A ;由欧姆定律得,此时的电阻是:
''
'4V 10Ω0.4A
U R I ===
可知,该电子元件两端的电压增大时,其电阻减小;故A 项错误;
B .由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.1A 时,电压为2V ;此时消耗的电功率是;
2V 0.1A 0.2W P UI ==⨯=
由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.4A 时,电压为4V ;此时消耗的电功率是;
'''4V 0.4A 1.6W P U I ==⨯=
该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为:
1.6W 8
0.2W 1
= 故B 项错误;
CD .由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.4A 时,电压为4V ;此时消耗的电功率是1.6W ;此时滑动变阻器两端的电压是:
==9V 4V=5V U U U --滑电子
由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:
==0.4A I I 滑电子
此时滑动变阻器消耗的电功率是:
5V 0.4A 2W P U I ==⨯=滑滑滑
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,为:
5V
12.5Ω0.4A
U R I =
==滑滑滑 由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.1A 时,电压为2V ;此时消耗的电功率是0.2W ;此时滑动变阻器两端的电压是:
''==9V 2V=7V U U U --滑电子
由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:
''==0.1A I I 滑电子
此时滑动变阻器消耗的电功率是:
'''7V 0.1A 0.7W P U I ==⨯=滑滑滑
此时滑动变阻器接入电路的阻值是:
''
'7V 70Ω0.1A
U R I ===滑滑滑
所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω;
由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.2A 时,电压为3V ;此时消耗的电功率是;
''''''3V 0.2A 0.6W P U I ==⨯=
此时滑动变阻器两端的电压是:
''''''==9V 3V=6V U U U --滑电子
由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:
''''
==0.3A
I I
滑电子
此时滑动变阻器消耗的电功率是:
''''''6V0.3A 1.8W
P U I
==⨯=
滑滑滑
可见该电子元件在某个正常工作状态下,它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率;故C项正确、D项错误;
16.如图所示,电源电压保持不变,开关S断开后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为5∶3,此时灯L1和L2的电功率之比为()
A.2∶3 B.3∶2 C.3∶5 D.5∶3
【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,开关S断开后,如果甲、乙为电压表将会造成电路断路,两灯泡均不发光,不符合题意,因此甲、乙都为电流表,此时灯L1、L2并联连接,电流表甲测干路电流,电流表乙测通过L2的电流;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过
L1、L2的电流之比
1
2
3
3
3
52
I I
I
I I
--
===
甲乙
乙
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两灯泡的电功率之比为
111
222
2
3
P UI I
P UI I
===
故选A。
17.如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则此过程中下列选项正确的是( )
A .电路总功率的最大值为43.2W
B .滑动变阻器最大功率为3.6W
C .滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D .定值电阻电功率的变化值为8.1W
【来源】江苏省苏州市高新区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
R 1、R 2串联电路中,当I =1.2A 时:
1.2R 1=U ……①
当I =0.3A 时,U 2=9V ,可得:
0.3R 1+9V=U ……②
由①②式解得:R 1=10Ω,U =12V 。
A .当I =1.2A 时,电路总功率最大:
==12V 1.2A=14.4W P UI ⨯大大。
故A 错误;
B .由滑动变阻器的功率公式得:
()2
22
2222
121212=4U R U P I R R R R R R R R ⎛⎫== ⎪+-+⎝⎭
滑, 当R 2=R 1=10Ω时,P 滑有最大值2P 大:
()2
212V =
=3.6W 410Ω
P ⨯大
,
故B 正确;
C .滑动变阻器最大阻值为:
9V
=
=30Ω0.3A
U R I =滑, 故C 错误;
D .当I =0.3A 时,定值电阻电功率为:
()2
2
11
0.3A10Ω=0.9W
P I R
==⨯,
当I=1.2A时,定值电阻电功率为:
()2
2
11
1.2A10Ω=14.4W
P I R
==⨯
',
所以定值电阻电功率的变化值为:
11
1
14.4W0.9W=13.5W
P
P P'-=-
∆=。
故D错误。
18.如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A。
图乙中A、B分别是小灯泡和电阻R1两端的电压随电流变化关系图象。
只闭合开关S、S1,滑动变阻器的滑片P 移至a端时,电路中的电流为0.2A;滑动变阻器的滑片移至b端时,小灯泡恰好正常发光。
只闭合开关S、S3,调节滑片P,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V。
则()
A.电源电压为10V
B.小灯泡L的额定功率6W
C.只闭合开关S、S2,滑动变阻器的滑片移至a端时,1.5min电流通过R1产生的热量为64J
D.闭合开关S,改变其它开关的通断及滑片的位置,电路消耗的最小功率可以达到1.2W 【来源】辽宁省葫芦岛市连山区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于灯泡灯丝电阻受温度影响,定值电阻阻值不发生变化,则小灯泡灯丝两端的电压随电流变化关系图象为曲线,定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线,则由乙图数据可求R1阻值为
1
1
1
4V
==40
0.1A
I
R
U
=Ω
已知闭合S、S3,调节滑片P,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V,此时电路为小灯泡与两电阻串联电路,由乙图可知此时电路电流为0.2A,则电源电压为
L 12=2V+0.2A 40+0.2A 10=12V U U U U '=++⨯Ω⨯Ω
故A 不符合题意;
B .当闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片移至b 端时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器接入阻值为0Ω,此时电路为小灯泡的简单电路,小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V ,对应乙图可知此时电流为0.5A ,则额定功率为
12V 0.5A=6W P U I ==⨯额额额
故B 符合题意;
C .只闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片P 移至a 端时,电路中的电流为0.2A ,此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路,且滑动变阻器接入阻值最大,由乙图可知此时小灯泡两端电压为2V ,电源电压为12V ,则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V ,由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为
2max 2max 210V
=500.2A
U R I =
=Ω 则当闭合开关S 、S 2,滑动变阻器的滑片移至a 端时,电路为R 1与R 2串联电路,由串联分压可求R 1两端电压为
1112404812V=V 40509
R U U R R Ω''=
=⨯+Ω+Ω 由于R 1为纯电阻,则1.5min 电流通过R 1产生的热量为
2
211148V 9 1.560s=64J
40U W t R ⎛⎫
⎪''⎝⎭
==⨯⨯Ω
故C 符合题意;
D .由于电源电压不变,则由2
U P R
=可知,当电路阻值最大时,电路总功率最小,则闭
合开关S 、S 3,滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大,功率最小,若最小功率为1.2W ,则此时电路电流为
min min 1.2W
=0.1A 12V
P I U =
= 则此时电路总电阻为
max min 12V
=1200.1A
U R I =
=Ω 则小灯泡此时电阻应为
R L 实=R max -R 1-R 2max =120Ω-40Ω-50Ω=30Ω
此时小灯泡分得电压应为
U L 实=I min R L 实=0.1A×30Ω=3V
但由乙图可知,当小灯泡电流为0.1A 时,小灯泡两端电压不足2V ,前后冲突,故D 不符合题意。