物理欧姆定律的专项培优易错试卷练习题含详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.两江的物理大组长在测完电阻后, 把测量过的一个灯泡和一个定值电阻串联起来进行实验.图甲中的A 、B 分别为小灯泡和定值电阻的I U -图象, 小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8 V ,下列说法正确的是
A .小灯泡电阻随温度的增大而减小
B .灯泡的实际电功率为0.6 W
C .定值电阻的阻值为0.05Ω
D .定值电阻的电功率为0.8 W 【答案】B 【解析】 【详解】 A .由图甲结合U
R I
=
可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大;此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度也在升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A 错误; B .灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A 时,灯泡两端电压为2V ,定值电阻两端电压为6V ,总电压为8V ,则灯泡的实际功率:
2V 0.3A 0.6W L L P U I ==⨯=
故B 正确;
C .由B 项数据可知,电阻的阻值:
6V
20Ω0.3A
R U R I =
==, 故C 错误;
D .电阻的实际功率:
6V 0.3A 1.8W R R P U I ==⨯=,
故D 错误。
2.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 从最上端向下端滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2、U 3表示,电表示数变化量的大小分别用I ∆、1U ∆、2U ∆和3U ∆表示,电阻R 1、R 2、R 3(R 2>R 1+R 3)消耗的电功率分别用P 1、P 2、P 3表示,下列判断不正确的是( )
A .
1U I
不变,1
U I ∆∆不变
B .2U I
变大,2U I ∆∆不变
C .3U I 变大,3U I
∆∆变大
D .滑动变阻器的滑片向下滑动时,P 1变小,P 2先变大后变小,P 3变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .从图中可以看到,电压表V 1测的是电阻R 1的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 1的电流大小,可知1
1R U I =
,电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I
不变;滑片P 从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流
分别是I 、'I ,电压表V 1的示数前后分别是1U 、'1U ,可知11U IR =、''
11U I R =,那么
()''111--U U I I R =
变换可得
'111
1'--U U U R I I I
∆==
∆ 由于电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I ∆∆不变;综上所述,1U I
不变,1
U I ∆∆不变;A 正确,不合题意;
B .从图中可以看到,电压表V 2测的是变阻器R 2的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 2的电流大小,可知22U R I
=
,电阻R 2的阻值在变大,那么2U
I 变大;滑片P 从最上端向
下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I 、'I ,那么电阻R 1和R 3的电压之和在变小,电源电压大小不变,变阻器R 2的电
压在变大,那么前后的电压大小'22U U <,这个电压变化量'
22-U U 大小等于电阻R 1和R 3
的电压之和变化量,即
''
131322--U U U U =
这个电流变化量I ∆也等于电阻R 1和R 3的电流变化量,可知道
''
1313
222''
----U U U U U I I I I I
∆==∆ 根据U IR =可知
()1313U I R R =+
()'
'1313U I R R =+
两式相减可得
()()'
'131313--U U I I R R =+
变换可得
'
1313
13'
--U U R R I I +=
由上述可知
'
13132
13'
--U U U R R I I I
∆+==∆ 由于电阻R 1和R 3的阻值大小不变,那么2U I ∆∆的大小不变;综上所述,2U
I 变大,2U I
∆∆的
大小不变;B 正确,不合题意;
C .从图中可以看到,电压表V 3测的是电阻R 1和R 2的电压之和,电流表的示数大小等于流过电阻R 1和R 2的电流大小,可知3
12U R R I
+=,因为电阻R 1和R 2的阻值之和在变大,那么
3
U I
在变大;由上述可知,电路中的电流在变小,电阻R 3的电压在变小,电阻R 1和R 2的电压之和在变大,前后的电压大小'33U U <,这个电压变化量'
33-U U 大小等于电阻R 3的
电压变化量,即
33
''33R R --U U U U = 这个电流变化量I ∆也等于电阻R 3的电流变化量,可知道
33
''R R 333''
----U U U U U I I I I I
∆==∆ 根据U IR =可知
3R 3U IR =
3
''
R 3U I R = 两式相减可得
()33
''
R R 3--U U I I R = 变换可得
33
'
R R
3'
--U U R I I
=
33
'
R R
3
3
'
--U U U R I I I
∆=
=
∆ 由于电阻R 3的阻值大小不变,那么3U I
∆∆的大小不变;综上所述,3U I 变大,3
U I ∆∆不变,
C 错误,符合题意;
D .由上述可知,电流在变小,根据2P I R =可知,电阻R 1和R 3的电功率在变小,即P 1、P 3在变小;而变阻器的功率
()2
22
2222
1
231322
U U P I R R R R R R R R R ⎛⎫=== ⎪++++⎝⎭ 让电阻R 1和R 3串联的电阻是R 13,那么上式可转化为
()
()
2
2
22
2
1321321322
2
-4U U P R R R R R R R R =
=
++
由上式可知,当213R R =时,分母部分最小,电功率P 2最大,所以当滑动变阻器的滑片向下滑动,当213R R =时,功率最大,电功率P 2先变大后变小;D 正确,不合题意。
故选C 。
3.如图是小成测量未知电阻R x 的实验电路,电源两端电压不变,其中R 0为阻值已知的定值电阻.当开关S 、S 1闭合,开关S 2断开时,电流表示数为I 1;当开关S 、S 2闭合,开关S 1断开时,电流表示数为I 2.则下列四个选项中,R x 的表达式正确的是( )
A .R x =21
2I I I -R 0
B .R x =20
1I R I
C .R x =20
12
I R I I -
D .R x =1
21
I I I -R 0
【答案】C 【解析】
【详解】
由电路图可知,当开关S 、S 1闭合,开关S 2断开时,R 0与R x 并联,电流表测干路的电流,记为I 1,当开关S 、S 2闭合,开关S 1断开时,R 0与R x 并联,电流表测R 0支路电流,示数为
I 2,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R x 的电流:I x =I 1-I 2
,因并联
电路中各支路两端的电压相等,电源的电压:U =I 2R 0,,则R x 的阻值:R x =20
12
I R I I 故选C 。
4.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。
5.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
【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 .
6.如图所示,电源电压保持不变。
闭合开关S 后,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,则( )
A .电压表V 示数与电流表A 1示数的比值变小
B .只有电压表V 的示数不发生变化
C .电压表V 示数与电流表A 2示数的比值变小
D .电压表V 示数与电流表A 2示数的乘积变小 【答案】D 【解析】 【详解】
从图中可以看到,这是一个并联电路,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时,电阻R 1两端的电压大小等于电源电压,大小不变,电阻阻值不变,那么根据U
I R
=
可知,流过电阻R 1的电流大小不变,即电流表A 1示数不变,而电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,这说明了电流表A 2示数在变小,根据U
R I
=
可知,电阻R 2的阻值在变大; A .电压表V 示数等于电源电压大小,即示数大小不变,由上述可知电流表A 1示数不变,那么电压表V 示数与电流表A 1示数的比值也不变,A 项不合题意;
B .由上述可知,电压表V 示数不变,电流表A 1示数也不变,B 项不合题意;
C .电压表V 示数不变,电流表A 2示数在变小,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的比值在变大,C 项不合题意;
D .电压表V 示数不变,电流表A 2示数在变小,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的乘
积在变小,选项D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.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是()
A.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
D.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
观察电路图分析可得:R1与R2串联,电流表A测串联电路电流,电压表V1测串联电路总电压(电源电压),电压表V2测滑动变阻器R2两端电压。
读题知电源电压不变,所以电压表V1的示数不变,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2阻值变大,电路中电流变小,即电流表A的示数变小,由U=IR得R1两端电压变小,由串联电路电压规律知,R2两端电压变小,即V2示数变大,故B正确。
故选B。
【点睛】
动态电路分析;电压表、电流表、滑动变阻器使用;串联电路电压规律应用;欧姆定律应用。
9.在图示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S后,当滑动变阻器的滑片向右移动时()
A .电压表V 2示数与V 1示数的比值一定变小
B .电压表V 2示数与V 1示数的比值一定不变
C .电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值一定变大
D .电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值一定不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,两电阻串联,电压表V 1测R 1两端的电流,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB .闭合电键S 后,由U
I R
=
可知,电压表V 2示数与V 1示数的比值等于R 2接入电路中的电阻与R 1的比值,当滑动变阻器的滑片向右移动时,R 2接入电路中的电阻变大,R 1的阻值不变,则电压表V 2示数与V 1示数的比值变大,故AB 不符合题意; CD .因串联电路中总电压等于各分电压之和, R 2两端的电压
U 2=U −IR 1 U 2′=U −I ′R 1
电压表V 2示数变化量
()()()2221111U U U U I R U IR I I R IR '
∆=--'-=-'∆=-=-
所以电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值
21
1U IR R I I
∆-∆==-∆∆ 因此,电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值一定不变,故C 不符合题意,D 符合题意。
故选D 。
10.定值电阻R 1、R 2和滑动变阻器R 3接入如图电路中,电源电压不变。
当开关S 1闭合,S 2
断开,滑片P 位于a 点时,电压表V 1和V 2的示数之比1221U U =::
,电流表的示数I 1=1A ;滑片P 位于最右端时,电压表V 1和V 2的示数之比1225U U ''=::。
当开关S 1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S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32W
D.当开关S1合,S2断开,调节滑片P位置,R3消耗的最大功率为9W
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于a点时等效电路为图1所示:
;
当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于最右端时等效电路为图2所示:
;
当开关S1断开,S2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S1、S2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 。
11.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 。
12.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 。
13.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等,闭合开关S 、S 1,将变阻器R 2滑片置于最下端,将变阻器R 1滑片从最下端向最上端移动;闭合开关S 、S 2,将变阻器R 2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端。
两种情况电流表
示数与电压表示数变化情况如图乙,下列说法正确的是( )
A .电源电压为6V
B .定值电阻R 0的阻值为10Ω
C .电路中消耗的最大功率为3. 6W
D .同时闭合三开关,将变阻器R 2滑片置于最上端,滑动变阻器R 1的取值范围为2. 5Ω~20Ω 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A .闭合开关S 、S 1,1R 与2R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测1R 两端的电压,将变阻器R 2滑片置于最下端,则是将2R 的最大阻值连入了电路,将变阻器R 1滑片从最下端向最上端移动,1R 连入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,根据I =
U
R
可知2R 两端电压变大,则电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而减小的图像知,1R 阻值最大时,分压最大为3V ,因两滑动变阻器的最大阻值相等,所以电源电压为
U 电源=3V+3V=6V
由图像可知1R 阻值为0时,此时电路中的电流最大为0.3A ,两滑动变阻器的最大阻值相等,1R 与2R 的最大阻值为
1R 大=
6V
0.30A
=20Ω 故A 正确;
B .闭合开关S 、S 2,0R 与2R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测0R 两端的电压,将变阻器R 2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端,2R 连入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,根据I =
U
R
可知0R 两端电压变大,即电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而增大的图像知,2R 阻值为0时,电路中电流最大为
0.6A ,0R 两端电压最大为电源电压6V ,所以0R 的阻值为
0R =
U I 大=6V 0.6A
=10Ω 故B 正确。
C .只闭合开关S 、S 2时,电路的最大功率为
P 大=U I 大=6V 0.6A=3.6W
当闭合开关S 、1S 、2S 时,用电器并联,电路总电阻减小,电流增大,总功率肯定比3.6W 大,故C 错误;
D .同时闭合三开关,将变阻器R 2滑片置于最上端,0R 与1R 并联,通过0R 的电流0.6A 不变,电流表的量程为0~3A ,通过1R 的最大电流
3A -0.6A=2.4A
1R 允许连入电路的最小电阻为
1R 小=
6V
2.4A
=2.5Ω 由A 解析可知1R 的最大电阻为20Ω,电阻越大电流越小,电流表不会损坏,所以同时闭合三个开关,将变阻器R 2滑片置于最上端,滑动变阻器R 1的取值范围为2.5Ω~20Ω,故D 正确。
故选ABD 。
14.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。
15.为了测出未知电阻R x的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)()
A.B.
C.D.
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.开关S1闭合,S2断开时R0和R x串联,电流表可以测出通过R x的电流I x;S2闭合时为R x 的简单电路,不能直接或间接测量出R x的电压,所以不能求出R x的电阻。
故A不符合题意;
B.开关S1闭合,S2接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S2接2时电路为未知电阻R x的简单电路,电流表测通过R x的电流I x,电压则为电源电压,根据欧姆定律求出电阻。
故B符合题意;
C.开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和R x串联,电压表仍测电源的电压,无法测出R x两端的电压,所以不能求出R x的电阻。
故C不符合题意;
D.开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和R x串联,电压表直接测量R x两端的电压U x,根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压:
U0=U-U x,
根据0
U
I
R
=,求出通过定值电阻的电流。
根据串联电路电流处处相等,通过R
x电流等于
通过定值电阻电流I x=I0,根据x
x
x
U
R
I
=求出电阻。
故D符合题意。
故选BD。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.灯泡L的电流随电压变化关系如图甲所示,现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,电
路中电源的电压保持不变,闭合开关
S,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列判断正确
的是
A.电路消耗的总功率保持不变
B.电压表与电流表示数的比值变小
C.电流表的示数增大,电压表的示数减小
D.灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AC.灯与R串联,电压表测L的电压,电流表测电路的电流,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,变阻器连入的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,根据P UI
=,电路消耗的总功率变大;通过灯的电流变大,灯的电压变大,故AC错误;B.由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值即灯的电阻,如下所示,通过灯的电流随电压变大而变大,而且电压的增大量大于电流的增大量,由欧姆定律,灯的电阻变大,即电压表与电流表示数的比值变大,B错误;
D.电路的总电阻变小,故灯泡电阻的增大量小于滑动变阻器接入电路电阻的减小量,即灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量,D正确。
故选D。
17.如图所示的电路,电路接通后,移动滑动变阻器的滑片,电压表的最大值为6V,电流表的最大值为3A、最小值为1A,由此可以确定()
A.电源电压为9V
B.定值电阻的阻值为6Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为2Ω
D.定值电阻最大功率为18W
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,电路为定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入阻值最大时,由串联分压及欧姆定律可知,电压表此时示数最大为6V,对应电流最小为1A,此时电源电压为
U=U1+U2=1A×R1+6V
当滑动变阻器接入阻值最小为0Ω时,电路为R1的简单电路,由欧姆定律可知此时电流最大为3A,此时电源电压为
1211
=3A
U U I R R
'
==⨯
联立求解可得电源电压为9V,电阻R1阻值为3Ω,当滑动变阻器全部接入时,电路总电阻为
1
9V
=9
1A
U
R
I
==Ω
总
则滑动变阻器最大阻值为
R滑=R总-R1=9Ω-3Ω=6Ω
定值电阻阻值不变,由
2
U
P
R
=可知定值电阻两端电压最大时,功率最大,当滑动变阻器接入阻值为0Ω时,定值电阻两端电压最大,等于电源电压9V,此时功率为
()2
2
1max
1
9V
==27W
3
U
P
R
=
Ω
故选A。
18.如图所示热敏电阻1R的阻值随温度的升高而减小,它在温度为 80℃和 100℃时的阻值分别为 240Ω和200Ω;阻值不计的报警器在电流达到 12mA 时开始报警,超过 25mA 时。