中考物理 欧姆定律 培优练习(含答案)附详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示,电源电压不变,1R 、2R 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。以下说法正确的是( )
A .b 可能是电流表、也可能是电压表
B .只闭合S 、S 2,移动滑片P ,则a 示数的变化量与b 示数的变化量的比值可能等于12R R +
C .若将b 换成另一种电表,只闭合S 、S 2,将滑片P 向右移动,2R 消耗的功率一定变大
D .若将a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,则a 的示数与b 的示数的比值可能等于2R
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .假设b 是电流表,a 是电流表,当只闭合开关S 、S 1时,R 与R 2并联接在电路中,a 、b 的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R
=可知,a 的示数是不变的,b 的示数有变化,这种情况符合题意,所以b 可能是电流表;假设b 是电压表,a 是电流表,当只闭合开关S 、S 1时,有电流流过R 2,但没有电流流过R ,a 的指针明显偏转,b 表测的是电源电压,也明显偏转,但是将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R
=可知,a 的示数是不变的,b 的示数是不变的,这种情况与题意不符合,所以这个假设不成立;假设b 是电压表,a 是电压表,当只闭合开关S 、S 1时,两个电压表测的都是电源电压,指针均明显偏转,但是将位于中点的滑片P 向左移动,电源电压不变,那么两表的示数是不变的,这情况与题意不符合,所以这个假设也不成立;综上所述,b 不可能是电压表,只能是电流表,A 错误;
B .假设b 是电流表,a 是电压表,当只闭合开关S 、S 1时,有电流流过b 表,b 表有示数,a 表测的是电源电压,也有示数,将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R
=可知,b 的示数有变化,a 的示数是不变的,大小还是等于电源电压,这种情况符合题意,所以b 可能是电流表,a 可能是电压表;只闭合S 、S 2,这时R 1与R 串联,电压表a 测的是R 两
端的电压,电流表测的是电路中的电流,则可知1U R I
∆=∆,即电压表a 示数的变化量与电流表b 示数的变化量的比值等于R 1;当b 是电流表,a 是电流表时,只闭合S 、S 2,R 、R 2被短路,电路是R 1的简单电路,即使移动滑片P ,a 、b 两表的示数都不会变化;综上所述,a 示数的变化量与b 示数的变化量的比值不可能等于12R R +;B 错误;
C .把b 换成电压表,a 是电压表时,只闭合S 、S 2,R 1、R 2与R 串联,滑片P 向右移动,
电阻变小,电路的总电阻变小,电流变大,根据22P I R =可知,R 2消耗的功率变大;如果
把b 换成电压表,a 是电流表时,只闭合S 、S 2,R 被短路,R 1、R 2串联,滑片P 向右移
动,电阻不变,电路的总电阻不变,电流不变,根据22P I R =可知,R 2消耗的功率不变;
C 错误;
D .a 是电压表,b 是电流表时,若把a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,R 被短路,R 1、R 2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 2两端的电压,那么a 的示数与b 的示数的比值是R 2;当a 、b 都是电流表时,若把a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,R 、R 2被短路,只有R 1接在电路中,两电流表的示数相等,它们的比值是1;D 正确。
故选D 。
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
111222222001100110101010101111(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 。