中考物理二轮 欧姆定律 专项培优易错试卷及详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作;过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R或灯L上,则下列判断中正确的是
A.电阻R一定断路B.电阻R一定短路
C.灯L可能变亮D.灯L的亮度可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:
电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;
电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭.
由以上分析可得,A、B、D判断均错误,C判断正确.
2.在图所示的电路中,电源电压U保持不变。
现有如下两种操作:①用电压为2U的电源替换原来的电源;②将滑动变阻器滑片向右移。
其中可以使电流表A1示数与A2示数的比值变大的操作有
A.只有①可行B.只有②可行
C.①②都不行D.①②都可行
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R2的电流,
用电压为2U的电源替换原来的电源,两电阻不变,由I=U
R
可知电流表A1示数与A2示数
大小不变,两电表示数之比也不变,不可行;
并联电路中各个用电器两端的电压相等,由并联电路电流的特点和欧姆定律可知,电流表A 1示数与A
2示数的比值
121
1222212
111U I I I R R I U I I I R R +==+=+=+,
将滑动变阻器滑片向右移,接入电路中的电阻变大,即R 2的阻值变大,R 1的阻值不变,
2
1R R 变大,2I I 变大,电流表A 1示数与A 2示数的比值变大,②可行,故选B 。
3.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 、S 1闭合,S 2断开时,电阻R 0与R 1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R 1两端的电压是
1110.4A 15Ω6V U I R ==⨯=
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
011R R R =+总
当开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电阻R 0与R 2串联,同理
022R R R =+总
因为12R R >,所以12R R >总总,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得
210.4A I I >=
因为开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电路中的电流变大,那么R 0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,R 2两端的电压变小,即
216V 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。
4.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=I2R可知:电路中电流最小时R1的功率最小,所以当R1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,R2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R1的阻值;
(3)由于滑动变阻器R2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R2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R2的最小功率。
【详解】
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;
A.由于R1是定值电阻,根据P=I2R可知,电路中电流最小时R1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 。
5.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。
6.小明设计了一种输液提示器,能让护士在护士站通过观察电压表的示数知道药液量的多少,并且当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小。
下列电路图中符合要求的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A.电压表测滑动变阻器电压,电压表的读数始终都不变,故A不符合题意;
B.电压表测滑动变阻器下部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之增大,故B 不符合题意;
C.电压表测滑动变阻器上部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小,故C 符合题意;
D.电压表测电源电压,当袋中药液量减少时,电压表示数不变,故D不符合题意。
7.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。
8.如图的电路中,电路元件及连接均完好,电源电压恒为6V,小灯泡L1、L2和L3各自正常工作时流过的电流均为0.5A,下列说法正确的是()
A.开关S1和S2断开,电压表的示数为6V,再闭合S2,电压表示数变小
B.开关S1和S2断开,电流表A1测L2的电流,再闭合S2,A1仍测L2的电流
C.先闭合开关S2,再闭合开关S1,电流表A1示数不变,A2示数变大
D.开关S1和S2闭合,有电流流过的灯泡恰好都正常发光,电流表A1的示数为1.5A
【答案】B
【解析】
【详解】
A.从实物图可以看到,当开关S1和S2断开时,只有灯泡L2和L3串联接入电路,电压表测的是电源电压,示数为6V;再闭合S2时,L3被短路,只有灯泡L2接入电路,电压表测的是电源电压,示数不变;A错误;
B.开关S1和S2断开,只有灯泡L2和L3串联接入电路,电流表A1是测L2的电流,再闭合S2,只有灯泡L2接入电路,A1仍测L2的电流,B正确;
C.先闭合开关S2,电流表A1只测L2的电流,A2所在支路断路,示数为零;再闭合开关
S1,电流表A1测L1和L2的总电流,即电流表A1示数变大,A2测L2的电流,示数变大;C 错误;
D .开关S 1和S 2闭合,有电流流过的灯泡恰好都正常发光,这时只有L 1、L 2并联接入电路,流过它们的电流都是0.5A ,电流表A 1测的是总电流,大小为1.0A ,D 错误。
9.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
122
0X
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
212
X0
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。
10.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片在滑动过程中,电压表V1、数的变化量的大小
分别为
1
U
∆和
2
U
∆,那么()
A.12
U U
∆∆
<
B.12
U U
∆∆
>
C.12
U U
∆=∆
D.因为无具体数据,故无法比较
【答案】B
【解析】
【详解】
滑动变阻器R与电阻1R并联,再与2R、3R串联,电压表V1测并联部分电路两端的电压;V2测中间定值电阻2R两端的电压;当滑动变阻器滑片由B向A移动时,滑动变阻器的阻值减小,引起并联电路部分的总电阻变小,即电压表V1的示数变小,变化量为1
U
∆,根据串联电路的电阻分压特点可知,定值电阻2R、3R两端的电压变大;因为:
123
U U U U
=--
所以:
123
U U U
∆=∆+∆
故:
12
U U
∆>∆
故B项符合题意、ACD项不符合题意;
11.定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。
当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比1221
U U=
::,电流表的示数
I1=1A;滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比1225
U U
''=
::。
当开关S1断
开,S 2闭合,两个电压表V 1和V 2的示数之比12''''
31
U U ::,通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W 。
下列说法正确的是( )
A .电源的电压为24V
B .滑动变阻器的最大阻值是24Ω
C .当开关S 1断开,S 2闭合,电路消耗的功率为32W
D .当开关S 1合,S 2断开,调节滑片P 位置,R 3消耗的最大功率为9W 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A .当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于a 点时等效电路为图1所示:
;
当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于最右端时等效电路为图2所示:
;
当开关S 1断开,S 2闭合的等效电路如图3所示:
;
在可能得到的各种电路中,只有当开关S 1、S 2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:
;
图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且1221U U =::
,根据U
I R
=可得 1
111221
21
a U R I U U R U I === 所以
112
a R R =
根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压
1111113
1A (1A 22
())a U I R R R R R =+=⨯+=⨯…①
图2中:根据U
I R
=
可得 1121222
25
b U R I U U R U I ''==='' 即
152
b R R =
图3中:根据串联电路的电阻特点和U
I R
=
可得 ()31211223223
1
I R R U R R U I R R +"+===" 解得
211
2
R R =
图4中
222
min
121
111
9W 15422
b U U U P R R R R R R R ====++++…②
由①②两式可得:R 1=16Ω,U =24V ,故A 正确; B .滑动变阻器的最大阻值
155
16Ω40Ω
22
b R R =
=⨯= 故B 错误; C .电阻R 2的阻值
2111
16Ω8Ω22
R R =
=⨯= 当开关S 1断开,S 2闭合,则电阻R 1与R 2串联,电路消耗的功率
()2
2
1224V =24W 16Ω+8Ω
U P R R ==
+ 故C 错误;
D .当开关S 1闭合,S 2断开,电阻R 1与R 3串联,R 3消耗的功率
()22
2
3332
13131
3
)(4U U P I R R R R R R R R ==⨯=+-+
所以,当R 3=R 1时,R 3消耗的功率最大,为
()2
23124V =9W 44?16Ω
U P R ==最大
故D 正确。
故选AD 。
12.在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中电流表取0~0.6A 的量程,电压表取0~15V 的量程,选择阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻,先后与滑动变阻器R 2串联,在能完成实验的前提下,下列判断正确的是( )
A .若电源电压4.5V 不变,控制电压为3V ,则变阻器R 2最大阻值至少为10Ω
B .若变阻器R 2最大阻值为20Ω,控制电压为2V ,则电源的选取范围是2~3V
C .若R 2变阻器最大阻值为40Ω,电源电压为6V 不变,则控制电压的选取范围是2~6V
D .若电源电压6V 不变,控制电压为2V ,R 2最大阻值为30Ω,则只能完成三次实验 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A .由于电源电压不变为4.5V ,定值电阻两端电压保持为3V ,则滑动变阻器两端电压始终为1.5V ,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
1.5V 1
3V 2
R U R U ===滑滑定定 则当定值电阻接入阻值最大为20Ω时,对应滑动变阻器接入阻值最大,为
11
20Ω=10Ω22
R R =
=⨯滑定 故A 正确;
B .控制电压为2V ,则电源电压最小为2V ,此时滑动变阻器在整个实验接入阻值均为0,由串联分压可知,当定值电阻换用最大阻值时,滑动变阻器接入阻值越大,此时电源电压越大,则当定值电阻接20Ω,滑动变阻器滑到20Ω时,此时电源电压最大,此时电压之比等于电阻之比,则滑动变阻器两端电压也为2V ,则最大电压为4V ,则电源的选取范围是2~4V ,故B 错误;
C .由于始终保证定值电阻两端电压不变,则当换用更大阻值的定值电阻时,由串联分压可知,滑动变阻器接入阻值应相应增大,则当定值电阻接入最大阻值时,滑动变阻器滑到最大阻值处,可使定值电阻电压最小,此时电流为
min 4max 6V
0.1A 40Ω20Ω
U I R R =
==++滑
则定值电阻两端最小电压为
min min 40.1A 20Ω=2V U I R ==⨯
由于电流表量程为0~0.6A ,则电流最大为0.6A ,当定值电阻阻值最小时,电流最大,则最大电压为
max max 10.6A 5Ω=3V U I R ==⨯
综合范围为2~3V ,故C 错误;
D .由于电源电压不变为6V ,定值电阻两端电压保持为2V ,则滑动变阻器两端电压始终为4V ,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
2V 1
4V 2
R U R U ===定定滑滑 则当滑动变阻器接入阻值最大为20Ω时,对应可进行实验的最大阻值,为
11
30Ω=15Ω22
R R =
=⨯滑定 则只能进行前三次实验,故D 正确。
故选AD 。
13.如图所示电路,电源电压保持不变,灯丝电阻不随温度变化。
闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向右端滑动时,下列说法正确的是( )
A .电灯L 的亮度变暗
B .电压表V 1示数变化量小于V 2表的示数变化量
C .电压表V 3示数变大
D .电压表V 1示数变化量与电流表A 示数变
化量之比变大 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】
A .由电路图知,电压表V 1测电阻R 1、R 2两端的电压,电压表V 2测灯泡和电阻R 1两端的电压,V 3测电源电压。
滑动变阻器的滑片从中点向右端滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,那么电路中的电流变小,而电灯的电阻不变,据P =I 2R 得,电灯的功率变小,所以亮度变暗,故A 正确;
B .设变阻器的滑片在中点时,电压表V 1的示数为U 1,V 2的示数为U 2,此时电路的电流为I 1;滑片滑至最右端时V 1的示数为U 1',V 2的示数为U 2',此时电路电流为I 2,根据串联电路的特点有
U 1+U 2-I 1R 1=U 1'+U 2'-I 2R 1
即
U 2-U 2'=U 1'-U 1+I 1R 1-I 2R 1
变阻器的滑片向右移动的过程中,电流是变小的,即I 2<I 1,那么
I 1R 1-I 2R 1>0
所以电压表V 1的示数变化量小于V 2的示数变化量,故B 正确;
C .在变阻器滑片滑动的过程中,电源的电压不变,则电压表V 3的示数不变,故C 错误;
D .电源电压恒定,根据串联电路的分压特点,V 1的变化量等于灯泡两端电压的变化量,即
L U
R I
∆=
∆ 所以电压表V 1示数变化量与电流表A 示数变化量之比不变,故D 错误。
故选AB 。
14.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 。
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.如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R的阻值为10Ω.闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离,使变阻器阻值增大了5Ω,电流表示数减小了0.04A,则电压表示数的变化是
A.增加了0.2 V B.减少了0.2 V
C.增加了0.4 V D.减少了0.4 V
【答案】C
【解析】 【分析】 【详解】
电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离,设通过电路的电流分别为I 1、I 2,R 两端的电压分别为U 1、U 2,因变阻器连入电路中的电阻变大,由分压原理,电压表示数增大,由串联电路电压的规律,R 的电压减小;
1221
12U U U U U U I I R R R
----=
-=, 2112()0.04A 10Ω0.4V U U I I R -=-=⨯=,
根据串联电路电压的规律得到变阻器增加的电压等于R 减小的电压,即电压表示数增加了0.4V . 故选C .
17.如右图甲所示电路,电源电压保持不变。
闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 从右端滑到左端的过程中,R 1、R 2的I-U 关系图象如图乙所示。
则下列判断不正确的是
A .电源电压为18V
B .R 1的阻值是20Ω
C .滑动变阻器R 2的最大阻值为30Ω
D .图线A 与图线B 相交处电流是0.45A 【答案】C 【解析】 【详解】
如图甲所示,闭合开关,R 1与R 2串联,V 1测R 1两端的电压,V 2测R 2两端的电压,当滑动变阻器的滑片P 从右端滑到左端,R 2的阻值减小,通过的电路电流增大,根据U=IR 可知V 1的示数变大,根据串联分压的特点V 2的示数减小,结合图乙可得:A 是R 2的I-U 关系图象,B 是R 1的I-U 关系图象。
A .当滑动变阻器的滑片在最左端时,没有接入电路,只有R 1的简单电路,电路电流最大为I 大=0.9A ,此时V 1的示数即为电源电压U=U 1=18V ,故A 项正确,不符合题意;
B .R 1是定值电阻,当通过R 1
的电流I 大=0.9A 时,R 1两端的电压U=U 1=18V ,根据U I R
=得R 1的阻值是:
1118V 20Ω0.9A
U R I =
==大, 故B 项正确,不符合题意;
C .当滑动变阻器的滑片在最右端时,R 1与R 2串联,R 2的阻值最大,电路电流最小,由图乙可知I 小=0.2A ,此时V 2的示数,即R 2两端的电压U 2=14V ,根据U
I R
=得R 2的最大阻值是:
2214V
70Ω0.2A
U R I =
==小, 故C 项错误,符合题意;
D .图线A 与图线B 相交处,此时R 2接入的阻值
2120ΩR R '==,
则电路电流为:
1218V
0.45A 20Ω20Ω
U I R R '=
=
=+'
+,
故D 项正确,不符合题意。
18.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 从b 端移动到a 端的过程中,定值电阻R 0两端的电压随滑动变阻器R 1接入电路的阻值变化情况如图乙所示,下列说法错误的是( )
A .电源电压为6V
B .定值电阻R 0的阻值为10Ω
C .当滑片P 在b 端时,通过R 0的电流为0.6A
D .当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,R 0消耗的电功率为0.4W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图乙可知,当滑动变阻器R 1接入电路的阻值为0时,定值电阻R 0两端的电压为6V ,
此时定值电阻R0两端的电压等于电源电压,故A项正确,不符合题意;
BC
.当滑片P在b端时,由图乙可知,滑动变阻器R1接入电路的阻值最大为50Ω,此时定
值电阻R0两端的电压为1V,根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端的电压为
106V1V5V
U U U
=-=-=因为串联电路电流处处相等,则通过R0的电流为
01 01
5V
=0.1A 50Ω
U U
I
R R
===
根据
U
I
R
=可得定值电阻R0的阻值
1V
10Ω
0.1A
U
R
I
===
故B项正确,不符合题意,C项错误,符合题意;
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,由图乙可知,此时定值电阻R0两端的电压为
2V,根据
2
U
P
R
=可得R0消耗的电功率
()()
2
2
2V
0.4W
10Ω
U
P
R
'
===
故D项正确,不符合题意。
故选C。
19.右图是电阻甲和乙的I U
-图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是()
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
D.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由I-U图象可知,A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误.
B . 当乙两端电压为2.5V 时,通过乙的电流为0.5A ,所以此时乙的阻值为
2.5V 50.5A
U R I =
==Ω 故B 错误.
C . 将甲和乙串联,若电流为0.3A ,则它们两端的电压:
U =U 甲+U 乙=1.5V+0.5V=2 V ,
故C 正确为答案.
D .将甲和乙并联,若电压为1V ,则它们的干路电流:
I =I 甲+I 乙=0.2A+0.4A=0.6A ,
故D 错误.
20.某同学在探究“电阻上电流跟两端电压的关系”时,利用图甲所示电路,在a 、b 两点分别接入定值电阻R 1 , R 2 , 通过调节滑动变阻器测得多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U ﹣I 关系图象,如图乙所示,若将R 1 , R 2组成并联电路,当通过R 1的电流为1A 时,通过R 2的电流为( )
A .0.5A
B .1A
C .2A
D .3A
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由图中U-I 关系图像可见,当R 1、R 2两端电压相同(等效于并联)时,通过R 2的电流是通过R 1的电流的一半,若将R 1,R 2组成并联电路,当通过R 1的电流为1A 时,通过R 2的电流为0.5A 。
21.小组同学设计电子身高测量仪,电源电压恒定,R 0是定值电阻,R X 是滑动变阻器,滑动变阻器的滑片P 与被测人头顶齐平。
闭合开关S ,被测人身高越高,电流表、电压表示数都变大的电路是。