中考物理 欧姆定律的计算问题 培优易错试卷练习(含答案)含详细答案
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一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图所示,电源电压恒为6V ,电流表的量程为“0~0.6A ”,电压表的量程为
“0~3V ”。
灯泡上标有“2.5V 1.25W ”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R 的规格为“15Ω 1A ”。
闭合开关,在保证电路安全的情况下,在移动滑片的过程中,下列说法正确的是( )
A .电压表的示数为2.5V 时电流表的示数为0.6A
B .滑动变阻器接入电路的最小阻值为5Ω
C .灯泡消耗的最小电功率为0.45W
D .电路消耗的最大电功率为2W
【答案】C
【解析】
【详解】
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A .电压表的示数为2.5V 时灯泡正常发光,根据P UI =可得,灯的额定电流:
L L L 1.25W 0.5A 2.5V
P I U ===额额额 因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A ,所以,电路中的最大电流(即电流表的最大示数)为
max L 0.5A I I ==额
A 错误;
B .由U I R
=可得,灯泡的电阻: L L L 2.5V 5Ω0.5A
U R I =
==额额 电流最大时,电路中的总电阻: max 6V 12Ω0.5A
U R I === 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
L -12Ω-5Ω7ΩR R R ===滑
B 错误;
C .当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中电流最小,灯泡的功率最小,则电路中的最小电流:
min L max 6V
0.3A 5Ω15U I R R =
==++Ω
滑 灯泡的最小功率: ()()22Lmin min L 0.3A 5Ω0.45W P I R ==⨯=
C 正确;
D .该电路的最大功率:
max max 6V 0.5A 3W P UI ==⨯=
D 错误。
2.如图,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω,电源电压保持不变。
闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,电压表V 1的示数从10V 变化到20V ,电压表V 2的示数从14V 变化到34V ,则下列说法中正确的是()
A .电源电压为34V
B .电阻R 1的阻值为12Ω
C .电路中最小电流为1A
D .灯L 的阻值始终是4Ω
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】 由图可知灯泡L 、定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表V 1测定值电阻R 1两端的电压,电压表V 2测灯泡L 与定值电阻R 1两端的电压,所以灯泡两端电压等于电压表V 2的示数减去电压表V 1的示数。
A .当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,电压表V 2的示数即为电源电压是34V ,故A 项正确;
BC .当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小,电压表V 1的示数是10V ,电压表V 2的示数是14V ,根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端分得的电压为
R 2234V 14V 20V U U U =-=-= 由U I R
=可得通过电路最小电流 R 2220V 1A 20Ω
U I R ===小 由U I R
=可得定值电阻R 1的阻值 1110V 10Ω1A
U R I =
==小 故B 项错误,C 项正确; D .当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小为1A ,电压表V 1的示数是10V ,电压表V 2的示数是14V ,则灯泡两端电压为
L 2114V 10V 4V U U U =-=-= 由U I R
=可得此时灯泡L 的电阻 L L 4V 4Ω1A
U R I ===小 当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,此时通过电路电流最大,电压表V 1的示数是20V ,电压表V 2的示数是34V ,则灯泡两端电压为
L 2134V 20V 14V U U U '''=-=-= 由U I R
=可得此时电路电流 1120V 2A 10Ω
U I R '===大 则由U I R
=可得此时灯泡L 的电阻 L L 14V 7Ω2A
U R I ''===大 电路通过电流最大、最小时灯泡L 的阻值不同,故D 项错误。
故选AC 。
3.如下图甲的电路中,闭合开关S 后,电压表的示数为2V ,两个电流表的指针偏转至表盘的同一位置,则( )
A.L1中的电流为0.2安
B.L1、L2中的电流之比I1∶I2=4∶1
C.电路的总电阻是10欧
D.L1、L2消耗的电功率之比P1∶P2=4∶1
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知:开关闭合后,两灯泡并联,一个电流表测量的是总电流,一个电流表测量的是灯泡L2电流,电压表测量测量灯泡L2两端的电压;
A.根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知:测量总电流的电流表量程是0~3A,所以电流表的示数为1A;则电路总电流I=1A;测量灯泡L2电流的量程是0~0.6A,所以电流表示数为0.2A,也就是电灯L2中的电流I2=0.2A,所以L1的电流为
121A-0.2A=0.8A
I I I
=-=故A不符合题意;
B.通过两只灯泡的电流之比为
1 20.8A4
= 0.2A1
I
I
=故B符合题意;
C.由于两灯泡并联,则U=U2=2V,根据
U
I
R
=可得
2V
=2Ω
1A
U
R
I
==故C不符合题意;
D.两灯泡消耗的电功率之比
111 2224 1
P UI I
P UI I
===故D符合题意。
故选BD。
4.如图所示,电源电压为3V ,闭合开关S ,电压表的示数为2V ,忽略温度对灯丝电阻的影响。
则( )
A .通过灯泡L 1的电流比L 2的电流大
B .灯泡L 1两端的电压是1V
C .灯泡L 1和L 2的电阻之比是2∶1
D .若灯泡L 2灯丝烧断,电压表示数为零
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A .从图中可以看到,这是一个串联电路,串联电路电流处处相等,所以通过灯泡L 1的电流和L 2的电流一样大,A 项不合题意;
B .从图中可以看到,电压表测的是灯泡L 1的电压,电压表的示数是2V ,那么灯泡L 1两端的电压是2V ,B 项不合题意;
C .根据串联电路的电压规律可知,灯泡L 2两端的电压是
21-3V -2V 1V U U U ===
那么灯泡L 1和L 2的电阻之比是
121212:::2V :1V 2:1U U R R U U I I
==== 灯泡L 1和L 2的电阻之比是2∶1,选项C 符合题意;
D .若灯泡L 2灯丝烧断,那么没有电流流过L 2,也没有电流流过电压表,电压表示数为零,选项D 符合题意。
故选CD 。
5.定值电阻R 1标有“10Ω 2A”,R 2标有“20Ω 1.5A”的字样。
则以下说法正确的是( ) A .若将两只电阻串联使用,则允许通过电阻的最大电流为2A
B .若将两只电阻串联使用,允许加在它们两端总电压的最大值是45V
C .若将两只电阻并联使用,则干路允许通过的电流最大值是3A
D .若将两只电阻并联使用,电路允许的总电功率最大值是60W
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A .定值电阻R 1允许通过的最大电流为2A ,R 2允许通过的最大电流为1.5A ,根据串联电路中电流处处相等,为不损坏定值电阻,则允许通过电阻的最大电流为1.5A ,故A 错误;
B .由A 解析知,允许通过电阻的最大电流为1.5A ,根据I =U
R 可得加在它们两端总电压的最大值为 U 大=I R ⨯大总=1.5A ⨯(10Ω+20Ω)=45V
故B 正确;
C .由定值电阻1R 、2R 的铭牌可知,加在它们两端的最大电压分别为
1U =11I R ⨯=2A ⨯10Ω=20V ,2U =22I R ⨯=1.5A ⨯20Ω=30V
根据并联电路中各用电器两端电压相等,可知它们两端的电压最大为20V ,则通过定值电阻1R 的电流为2A ,通过定值电阻2R 的电流为
'2I =
12U R =20V 20Ω
=1A 干路允许通过的电流最大值为 I 并大=2A+1A=3A
故C 正确;
D .若将两只电阻并联使用,电路允许的总电功率最大值为
P 大=1U I 并大=20V ⨯3A=60W
故D 正确。
故选BCD 。
6.如图所示电路中,电源电压U =6V 不变,R 1为滑动变阻器,R 2为定值电阻,开关S 闭合后,当滑片P 在变阻器的a 、b 两端之间滑动的过程中,电流表的示数在1.2A~0.4A 之间变化,则下列结论正确的是( )
A .R 2=10Ω
B .R 1的最大电阻为5Ω
C .电压表的最大示数为4.8V
D .电阻R 2的电功率变化范围是0.8W 至
7.2W
【答案】D
【解析】
【分析】 当滑片位于a 端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,R 1、R 2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,电路中的电阻最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小以及滑动变阻器的最大电阻,根据串联电路的分压特点可知电压表的示数最大,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压;当滑片位于b 端时,电路为R 2的简单电路,此时电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压,因电源的电压不变建
立等式即可求出R 2的阻值,进一步得出电源电压;再根据2P I R =求出电阻R 2的电功率变化范围。
【详解】
ABC .当滑片位于a 端时,R 1、R 2串联,电路中的电流最小即I =0.4A ,电压表的示数最大U 1=4V ,由U I R =可知,R 1的最大电阻 114V 10Ω0.4A
U R I === 则电源的电压
1224V 0.4A U U IR R =+=+⨯-------①
当滑片位于b 端时,电路为R 2的简单电路,此时电路中的电流最大,即 1.2A I '=,则电源的电压
221.2A U I R R ='=⨯-------②
因为电源的电压不变,联立①②可得:R 2=5Ω,U =6V ,故ABC 错误;
D .电阻R 2消耗的最大电功率
()2
22max 2 1.2A 5Ω7.2W P I R ='=⨯=
电阻R 2消耗的最小电功率 ()2
22min 20.4A 5Ω0.8W P I R ==⨯=
故电阻R 2的电功率变化范围是0.8∼
7.2W ,故D 正确。
故选D 。
7.如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。
机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P 上下移动,电源电压恒定不变,闭合开关S ,随着水流速度的改变,下列说法不正确的是( )
A .当水流速度增大时,电压表的示数变小
B .当水流速度增大时,电流表的示数变大
C .当水流速度减小时,电压表与电流表的示数之比变大
D .当水流速度减小时,电压表与电流表的示数的乘积不变
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
流体的压强和流速有关,流速越大的位置,压强越小;水流速度增大时,机翼状的探头上下表面的压强不同,下表面压强大于上表面压强,滑片上移,接入的阻值减小,两个电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器两端电压:
A .当水流速度增大时,根据串联电阻分压特点,滑动变阻器两端电压减小,即电压表的示数变小,故A 正确,A 不符合题意;
B .当水流速度增大时,电路总电阻减小,电流表的示数变大,故B 正确,B 不符合题意;
C .当水流速度减小时,滑片下移,接入的阻值增大,电压表与电流表的示数之比就是滑动变阻器接入的电阻,即变大,故C 正确,C 不符合题意;
D .当水流速度减小时,滑片下移,接入的阻值增大,电压表与电流表的示数的乘积表示滑动变阻器的功率,表达式为
2222222212()
U R P U I U R R R ===+ 即功率随着接入的阻值不同而变化,故D 错误,D 符合题意。
故选D 。
8.如图甲所示电路,小灯泡额定电压为5V ,滑动变阻器1R 、2R 允许通过的最大电流均为1A ,电流表量程为0~0.6A ,电源电压保持不变。
闭合开关S 、S 1,断开开关S 2,1R 的滑片从最右端滑到最左端后,保持1R 的滑片不动;再闭合开关S 、S 2,断开开关S 1,在保证所有元件安全的情况下,将2R 的滑片从最右端向左进行最大范围移动。
图乙中是两次移动滑片的过程中电流表和电压表的示数关系图像。
下列说法正确的是( )
A .电源电压为9V
B .小灯泡的额定功率为1.67W
C .滑动变阻器1R 和2R 的最大阻值相等
D .整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率
是0.6W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】 AB .闭合开关S 、S 1,断开开关S 2,灯泡与滑动变阻器1R 串联,由于电压表接在滑片上,
所以变阻器1R 始终以最大值连入电路,则1R 的滑片从最右端滑到最左端的过程中,电路中总电阻不变,通过的电流不变,由图知可知,此时电路中的电流为0.5A ,当变阻器1R 的滑片移动到最左端时,电压表测整个变阻器1R 的电压,且此时电压表的示数最大,由图可知,此时1R 的电压为6V ,由欧姆定律可得变阻器1R 的最大阻值
1max 1max 6V 12Ω0.5A
U R I === 再闭合开关S 、S 2,断开开关S 1时,灯泡与滑动变阻2R 串联,电压表测2R 两端的电压,在保证所有元件安全的情况下,将2R 的滑片从最右端向左进行最大范围移动,灯与变阻器2R 、电流表串联,通过的电流相等,由图象知,最大电流为0.5A ,而
0.5A 0.6A 1A <<
故可知灯的额定电流为0.5A ,故小灯泡的额定功率为
L 5V 0.5A 2.5W P U I ==⨯=额额额
由图像可知,电压表示数为6V ,即变阻器2R 的电压为6V ,此时灯泡正常发光,则由串联电路电压的规律,电源电压为
25V 6V 11V U U U =+=+=额
故AB 错误;
C .灯泡与变阻器2R 串联时,滑片在最右端时,变阻器2R 接入的阻值最大,其分得的电压最大,电流最小,由图像可知变阻器2R 最大电压为9V ,最小电流为0.3A ,则变阻器2R 的最大阻值为
2max 2max 9V 30Ω0.3A
U R I =
== 故C 错误; D .通过灯的电流最小时,消耗的功率最小,由图像知,此时最小电流为0.3A ,变阻器的电压为9V ,由串联电路分压的规律知,此时灯的电压为
Lmin 2max 11V 9V 2V U U U =-=-=
则小灯泡消耗的最小功率为
Lmin Lmin min 2V 0.3A 0.6W P U I ==⨯=
故D 正确。
故选D 。
9.如图所示,电源电压保持不变,只闭合开关S 1时,电压表V 的示数为U 1,电阻R 1消耗的功率P 1为1.8W ;只闭合开关S 2、S 3时,电压表V 的示数为U 2,电流表A 1和A 2的示数分别为I 1和I 2;所有开关都闭合时,电流表A 2的示数比I 2增加了0.9A ;已知12:1:3U U =,12:4:1I I =,则( )
A.电阻R2和R3的比值为4:1
B.电阻R1的阻值为20Ω
C.电源电压为20V
D.电流表A1示数I1为2.4A
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
只闭合开关S1时,等效电路图如图甲所示:
;
只闭合开关S2、S3时,等效电路图如图乙所示:
;
所有开关都闭合时,等效电路图如图丙所示:
;
A .由图乙可知
23231232
4 1U U R R R R I U I R R +
+===
所以
233
1
R R =…① 故A 不符合题意;
BC .由图乙可知电压表测的是电源的电压,因为12:1:3U U =,所以由图甲可得
11231 3
R R R R =++ 即
1232R R R =+…②
由①②两式可得132R R =,所以
2
2111123
(
1.8)W U
P I R R R R R ===++
即
2116.2U R =…③
由图乙、丙可知
220.9A I I '=+
即
1
0.9A U
R =…④ 由③④两式可得R 1=20Ω,代入④式可得U =18V ;故B 符合题意,C 不符合题意; D .由图乙可得:电路的总电阻
2333311233333313
34428
R R R R R R R R R R R R ⨯=
===⨯=++
所以
11188
0.9A 2.4A
333
8
U U U I R R R =
==⨯=⨯= 故D 符合题意; 故选BD 。
10.如图所示电路,电源电压为9V 保持不变,滑片P 由A 点滑到B 点时(图中未标出),电压表的示数由6V 变为3V ,电流表的示数变化了0.3A 。
关于变阻器接入电路的阻值R A 和R B 的大小关系、定值电阻R 0的电功率变化量△P 0,下列选项正确的是( )
A .R A >R
B 、△P 0=2.7W B .R A >R B 、△P 0=1.9W
C .R A <R B 、△P 0=2.7W
D .R A <R B 、△P 0=0.9W
【答案】A 【解析】 【详解】
滑片P 由A 点滑到B 点时,电压表的示数由6V 变为3V ,滑动变阻器接入电路中的阻值两端的电压变小,那么根据串联电路电压规律可知,定值电阻R 0的两端电压变大,根据欧姆定律U
I R
=
可知,流过定值电阻R 0的电流变大,根据串联电路电流规律可知,流过滑动变阻器的电流也变大,根据欧姆定律的变换式U
R I
=
可知,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,那么R A >R B ;设滑片P 在A 点时电路的电流是A I ,滑到B 点时电路的电流是
0.3A B A I I =+
滑片P 在A 点时,电压表的示数是6V ,定值电阻R 0的电压是3V ,那么电路中的电流是
3V
A I R =
,滑片P 在B 点时,电压表的示数是3V ,定值电阻R 0的电压是6V ,那么电路中的电流是0
6V
B I R =
,可以得到 00
6V 3V
0.3A R R =+ 化简计算可得010ΩR =;由题意可知定值电阻R 0的电功率变化量△P 0是
()()2
2
22
0006V 3V --- 2.7W 10Ω10Ω
B A
B A U U P P P R R ∆===
=
故选A 。
11.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V 不变,灯泡上标有“2.5V ,?A ”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A ”。
闭合开关,将滑片P 滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是( )
A .此时灯泡的电阻为8Ω
B .此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7
C .该电路能探究串联电路电流的特点
D .该电路能探究电流与电压的关系 【答案】D 【解析】 【分析】
由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
【详解】 A .此时灯泡电阻
L 2.4V
8Ω0.3A
U R I =
== 故A 正确,不符合题意; B .滑动变阻器两端电压
L = 4.5V 2.4V 2.1V U U U -=-=滑
此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比
L L 2.4V 82.1V 7
R U R U ===滑滑 故B 正确,不符合题意;
C .利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C 正确,不符合题意。
D .探究电流与电压的关系,应控制电阻阻值不变,而灯泡电阻随温度升高而增大,因此该电路不能探究电流与电压的关系,故D 错误,符合题意。
故选D 。
12.如图,电源的电压U 保持6V 不变,R =5Ω,当开关S 闭合前后,通过电灯的电流变化了0.2A ,则灯泡的电阻是( )
A .5Ω
B .10Ω
C .15Ω
D .25Ω
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
如图所示,当开关S 闭合时,电路中只有电灯,此时电路中的电流为
16V =U I R R =
灯灯
当开关S 未闭合,电灯和电阻R 串联,此时电路中的电流为
26V
=5ΩU I R R R =
++灯灯
因为开关S 闭合前后,通过电灯的电流变化了0.2A ,所以
126V 6V
=0.2A 5ΩI I R R -=
-+灯灯
解之得R 灯=10Ω。
故选B 。
13.如图甲所示电路中,电源电压8V 且保持不变,标有“8V ,8W ”小灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P 由A 端滑到B 端过程中,根据两电压表与电流表示数绘制出的U -I 图像,两图像交于Q 点,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A .Q 点处滑动变阻器两端电压U >4V
B .Q 点处流过小灯泡的电流I <0.5A
C .Q 点处整个电路总功率P <4W
D .Q 点处小灯泡实际功率P 灯>2W
【答案】D 【解析】 【详解】
由甲可知,该电路是灯泡与电阻器串联,电压表V 1测灯泡L 电压,电压表V 2测变阻器R
的电压,二者电流相等,电流表测电流I。
对甲电路进行动态分析可得,当滑片往A移动,滑动变阻器R电阻变小,电路电流变大,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小。
A.从图中可以获得信息,Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等即
I R=I L,U R=U L
灯泡与变阻器串联,所以二者电压之和等于电源电压,即
U L+U R=8V
所以
U R = U L =4V
故A错误;
B.设灯泡正常发光时的灯丝电阻为R L1,灯泡两端电压为4V的时候灯丝电阻为R L2,
R L1=
2 U P
额
额
=
()2
8V
8W
=8Ω
灯泡L的电阻在变化,随着电压增大,灯丝的温度变高,电阻变大。
电压减少时,灯丝温度较低,电阻较小,即:R L1>R L2,则:R L2<8Ω。
Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等。
所以Q点时电流,
I Q=
L2
U
R
'
=
L2
4V
R
>
4V
8Ω
=0.5A
故B错误;
C.由于I Q>0.5A,所以此时电路总功率
P Q=UI Q>8V×0.5A=4W
故C错误;
D.灯泡的实际功率
P LS=UI L2=4V×I L2>4V×0.5A=2W
故D正确。
故选D。
14.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.3A,电压表的示数为3V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.2A,则错误的是()
A.电压表、电流表的位置互换前R1、R2并联B.电源电压3V
C.电阻R1的阻值为10ΩD.电阻R2的阻值为15Ω
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.电压表、电流表的位置互换前,从图中可以看到,电流从电源正极流出,流过开关
S1,然后分成两部分电流,一部分电流流过电阻R1,流过电流表、开关S2,最后回负极,另一部分电流流过电阻R2,流过开关S2,最后回负极;可知R1、R2是并联的,A正确,不合题意;
B.由题意可知,电压表、电流表的位置互换前,这是一个并联电路,电压表并联在电阻R1的两端,电压表的示数是3V,根据并联电路中电压的规律可知,电源电压的大小是3V,B 正确,不合题意;
C.由题意可知,电压表的示数是3V,即电阻R1的电压是3V,流过电阻R1的电流大小是
0.3A,根据
U
R
I
=可知,电阻
R1的阻值大小
1
1
1
3V
10Ω
0.3A
U
R
I
===
电阻R1的阻值大小是10Ω,C正确,不合题意;
D.将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,两电阻串联在电路中,电流表测串联电路的电流,根据
U
R
I
=可知,电路中的总电阻大小是
3V
15Ω
0.2A
U
R
I
===
总
两电阻串联,电阻R2的阻值大小是
21
-15Ω-10Ω5Ω
R R R
===
总
电阻R2的阻值大小是5Ω,D错误,符合题意。
故选D。
15.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R2=3Ω,滑动变阻器的最大阻值为R。
将滑动变阻器的滑片P移至右端,只闭合开关S1,电压表V1示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表A的示数为0.4A;再将滑动变阻器的滑片P置于左端时,电压表V1示数为U1′,电压表V2示数为U2′。
已知U1:U1′=2:1,U2:U2′=1:3,以下说法不正确的是()
A.R的电阻为10Ω
B.当开关都闭合,电路消耗的最小功率为30W
C.电源电压为6V
D .只闭合开关S 1时,电路消耗的最大功率为7.2W 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
将滑动变阻器的滑片P 移至右端接入阻值最大,只闭合开关S 1时,三个电阻串联,电压表V 1测量电阻R 与定值电阻R 1两端电压,电压表V 2测量定值电阻R 2两端电压,电流表测量电路电流,此时
111()U R R I =+ 2213Ω0.4A 1.2V U R I ==⨯=
且
012U U U =+
再将滑动变阻器的滑片P 置于左端时接入阻值为零,此时
112U R I '=
222U R I '=
且
012U U U ''=+
已知U 1:U 1′=2:1,U 2:U 2′=1:3,联立可得
11212232
U
U U U U U ''+=+=+
即
U 1:U 2=4:1
则电源电压为
012255 1.2V 6V U U U U =+==⨯=
1244 1.2V 4.8V U U ==⨯=
故C 正确,C 不符合题意; 滑片P 置于左端时电路电流为
2222233 1.2V 1.2A 3Ω
U U I R R '⨯====
即定值电阻R 1为
1212222 1.2V 2Ω1.2A
U U R I I '⨯====
则滑动变阻器的最大阻值为
111111 4.8V 2Ω10Ω0.4A
U U R R R I I =
-=-=-=
故A 正确,A 不符合题意;
只闭合开关S 1时,由P=UI 可知当滑片P 置于左端时接入阻值为零时,电路消耗功率最大,为
26V 1.2A 7.2W P UI ===⨯
故D 正确,D 不符合题意;
当开关都闭合时,三个电阻并联,电路消耗功率为
2212
2
R R U U P R
U '=++
可知,当滑动变阻器的滑片P 移至右端接入阻值最大时,电路功率最小,为
222
6V 6V 6V 10Ω3()()()Ω2Ω
33.6W P '=++=
故B 错误,B 符合题意。
故选B 。
16.图示电路中,电源电压不变,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器。
闭合开关S ,移动滑片P ,多次记录电压表示数U 和对应的电流表示数I ,则绘出的U -I 关系图象正确的是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】B 【解析】 【详解】
由图知,变阻器R 2 与R 1串联,电压表测的是R 2两端的电压,电流表测的是整个电路的电流,根据欧姆定律U
I R
=
和串联电路的电压特点12U U U =+可得
12R U U IR =-
U 、R 定值,则U 与I 的关系为一次函数,一次函数图为直线,且电流越大,滑动变阻器两端的电压越小,所以图像B 反应了上述关系。
故选B 。
17.两灯L 1和L 2规格分別为“6V ,3W ”和“3V ,3W ”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是( )
A .两灯L 1和L 2灯丝电阻之比为2:1
B .两灯串联,电路两端允许加的最大电压为9V
C .两灯并联,当一盏灯正常发光时,通过另一盏灯的电流为1.0A
D .两灯并联在3V 电压下,灯L 1和L 2消耗的实际功率之比为1:4 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .根据2
U P R
=可知,两灯L 1和L 2灯丝电阻之比是
()()2
2
22
12
121
26V 3V :::4:13W 3W U U R R P P ===
两灯L 1和L 2灯丝电阻之比是4:1,A 错误;
B .两灯串联,假设电路两端允许加的最大电压为9V ,根据上述可知,灯L 1的电压是
14
9V 7.2V 5
U =⨯=
灯L 2的电压是
21
9V 1.8V 5
U =⨯=
灯L 1的电压已经超过其自身的额定电压,这样不符合安全要求,所以两灯串联,电路两端允许加的最大电压不能是9V ,B 错误;
C .两灯并联,当一盏灯正常发光时,假设是灯L 1正常发光,那么电源电压是6V ,灯L 2的电压是6V ,这已经超过灯L 2的额定电压,灯L 2会被烧坏;假设是灯L 2正常发光,那么电源电压是3V ,灯L 1的电压是3V ,由题意可知,灯L 1的电阻大小是
()2
1
6V 12Ω3W
R ==
那么流过灯L 1的电流大小是
13V
0.25A 12Ω
I =
= C 错误;
D.根据
2
U P
R
=
可知,两灯并联在3V电压下,灯L1和L2消耗的实际功率之比是
22
12
1212
11
:::1:4
U U
P P
R R R R
===
实际功率之比为1:4;D正确。
故选D。
18.在如图所示的两电路中,电源电压相等且保持不变闭合图(a)中电键
1
S,将该图中滑动变阻器3R的滑片P从最左端移到最右端,发现电流表A l的最大示数是最小示数的3倍;再将图(a)中滑动变阻器3R的滑片P移到最左端、将图(b)中滑动变阻器3R滑片P 移到最右端后,闭合电键1S和2S,发现电流表A l、A2的示数相同下列关于电阻1R、2R 和滑动变阻器3R最大阻值的大小关系正确的是
A.1R∶2R∶3R= 1∶2∶3 B.1R∶2R∶3R=3∶2∶1
C.1R∶2R∶3R= 1∶2∶2 D.1R∶2R∶3R=2∶2∶1
【答案】C
【解析】
【详解】
设电源电压为U图(a)中P移动到最左端时电流最大为1
1
U
I
R
=;移动到最右端时电流表示
数最小为1
13
U
I
R R
'=
+
13
11
11
13
3
1
U
R R
I R
U
I R
R R
+
===
'
+
所以31
2
R R
=
图(b)中P移至最右端时,3R中电流
3
31
2
U U
I
R R
==
此时2R中电流
213111222U U U U I I I R R R R =-=
-== 所以212R R = 123111:::2:21:2:2R R R R R R ==
故选C
19.额定电压均为6V 的甲、乙两灯的I ﹣U 图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A .甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B .甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,电阻之比为2∶3
D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,实际功率之比为1∶9
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P UI =求出甲、乙两灯的额定功率之比;
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V ,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P UI =求出两灯泡的实际功率之比。
【详解】
A .由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V 、6V 时,通过甲的电流依次为0.3A 、0.6A ,通过乙的电流依次为0.2A 、0.3A ,由U I R =的变形式U R I
=可知,甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A 正确,不符合题意;
B .甲、乙两灯的额定电压均为6V ,通过的电流I 甲额=0.6A ,I 乙额=0.3A ,则甲、乙两灯的额定功率之比:
6V 0.6A 26V 0.3A 1U I P P U I
⨯===⨯甲额甲额甲额
乙额
乙额乙额, 则B 正确,不符合题意; C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,由图像可知,通过的电流分别为I 甲=0.3A ,I 乙=0.2A ,此时两灯泡的电阻之比:
0.2A 20.3A 3U R I I U R I I ====甲
甲甲乙乙
乙甲乙
, 则C 正确,不符合题意;
D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于
8V ,由图像可知,当电路中的电流0.3A I '=、2V U '甲
=、6V U '乙=时符合,则两灯泡的实际功率之比:
2V 0.3A 16V 0.3A 3U I P P U I ''⨯===''⨯甲甲乙
乙, 则D 错误,符合题意;
故选D 。
20.一灯泡标有“6V 6W ”字样,其工作时I U -图像如图甲所示。
将小灯泡和标有“10Ω 1A ”字样的滑动变阻器连接在图乙所示的电路中,电源电压恒定不变。
当滑片P 最左端时,小灯泡恰好正常发光,电流表量程为0~3A ,电压表量程为0~3V 。
闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,为保证电路安全,下列说法正确的是( )
①小灯泡的最小功率为0.75W
②滑动变阻器的阻值变化范围是0~4Ω
③电流表的变化范围是0.5A ~1A
④电路的总功率变化范围4.5W ~6W
A .只有②④
B .只有①②④
C .只有①③
D .只有③④
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
①②灯泡标有“6V 6W”字样,表示灯的额定电压为6V ,额定功率为6W ,由图乙知,变阻。