2020-2021精选备战中考物理易错题专题复习电路类问题含详细答案
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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.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,A1 示数为 0.4A,A2示数为 0.5A 若灯 L 2断路,则电流表 A1、A2、A 的示数分别为
A.0.4A、0A、0.9A
B.0.4A、0.5A、0.9A
C.0.9A、0A、0.9A
D.0.4A、0A、0.4A
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
所示电路为并联电路,L1、L2两端的电压相等,若灯 L 2断路,通过L2的电流为0,由于电源电压不变,L1的电阻不变,所以通过L1的电流不变, A1的示数仍为0.4A, A1、A串联,所以示数相同,故选D.
3.图所示的电路中,能够实现每个开关都可以单独控制两盏灯同时工作的是()A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,当开关S1闭合时,四盏灯都被短路,这种情况不符合要求,A项不合题意;
B.从图中可以看到,灯L1和灯L2并联后再和开关S1串联,灯L3和灯L4并联后再和开关S2串联,当开关S1闭合后,只控制灯L1和灯L2两灯亮,当开关S2闭合后,只控制灯L3和灯L4两灯亮,这种情况符合要求,选项B符合题意;
C.从图中可以看到,灯L1和灯L2并联后再和开关S1串联,但开关S2接在干路中,当开关S2断开时,四盏灯都不能亮,这不是每个开关都可以单独控制两盏灯同时工作,C项不合题意;
D.从图中可以看到,当开关S1闭合,开关S2断开时,灯L3和灯L4能亮,灯L1和灯L2不能亮,当开关S1断开,开关S2断开时,灯L3和灯L4还能亮,灯L1和灯L2还是不能亮,不能实现每个开关都可以单独控制两盏灯同时工作,D项不合题意。
4.下列电路正确的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
选项A中电压表的正负接线柱接反;B中电流表的正负接线柱接反;C中两灯并联,正确;D中若开关闭合会造成短路.故选C.
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则()
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B .电流表示数变小,电压表示数变小
C .电流表示数变大,电压表示数变小
D .电流表示数变小,电压表示数变大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 1与滑动变阻器R 3并联后,与R 2串联,电流表测通过R 3的电流,电压表测R 1两端电压。
当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,R 3接入电路中电阻增大,则电路中总电阻变大,根据
U
I R =
可知,电路中总电流变小;又根据U IR =可知,R 2两端电压U 2变小,因为电压表示数 2U U U =-源
电源电压保持不变,所以电压表示数变大。
根据U
I R
=
可知,电压表示数变大时,通过R 1的电流变大,又因为电路中总电流变小,由并联电路的电流规律可知,通过R 3的电流变小,即电流表示数变小。
故选D 。
6.在如图所示的电路中,闭合开关S ,电路正常工作一段时间后灯L 熄灭,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变为零,将两用电器位置互换后再次闭合开关S ,两个电表指针均发生明显偏转.若电路中只有一处故障,且只发生在灯L 或电阻R 上,则( )
A .灯L 短路
B .灯L 断路
C .电阻R 断路
D .电阻R 短路
【答案】A 【解析】 【详解】
A .当灯L 短路时,电压表示数为零,电流表示数变大;对调后,灯L 相当于导线,电流表和电压表均有示数,故A 符合题意;
B .当灯L 断路时,将灯L 和电阻R 对调,电路处于断路状态,电流表和电压表示数均为零,故B 不符合题意;
C .当电阻R 断路时,整个电路断路,电压表和电流表均没有示数,故C 不符合题意;
D .当电阻R 短路时,电灯发光,对调后,电压表示数为零,故D 不符合题意.
7.某商场安装的新型火灾报警器有手动报警和自动报警两种模式,当发生火灾,室内烟雾浓度超过设定值时,安装在电路中的感应器会使得开关1S 闭合,报警器响(符号同电铃)且窗户自动打开(窗户制动机符号为M );或人手动按下报警按钮,开关2S 闭合,报警器响且窗户自动打开.图中符合上述要求的电路图是 ( )
A .
B .
C .
D .
【答案】A 【解析】 【分析】
串并联电路的识别。
【详解】
由题意可知,传感器会使开关1S 闭合,报警器响,且窗户自动打开,可知1S 和电铃、电动机是一个串联电路;同时也可手动闭合开关2S ,报警器响且窗户自动打开,由此可得开关
2S 与1S 并联,2S 和电铃与电动机串联,符合要求的只有电路A ,故选A 。
【点睛】
较难题。
失分原因:一是没有理解题干中的要求;二是不会根据串并联电路的特点逆向推断所设计的电路中用电器和开关的串并联关系。
8.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L 1
C .电流表测的是灯泡L 1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L 1,另一条经过灯L 2;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L 1支路上,测通过灯泡L 1的电流,故C 正确。
故选C 。
9.如图所示,电源电压U 保持不变,滑动变阻器R 0的最大电阻是20Ω。
当开关S 1闭合、S 2和S 3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U 1,R 1的功率是P 1;当开关
S 2闭合、S 1和S 3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是1
U ',R 2和R 3的功率之和是1.6W ;当开关S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R 1的功率是
1P ',已知R 2∶R 3=1∶3,1U ∶1U ' =9∶5,11
:P P ' =1∶25,下列结论正确的是( )
A .电源电压是8V
B .R 2的阻值是30Ω
C.电流表的最大示数是2.7A D.该电路的最大功率是27W
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.第一过程:当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1,如图甲。
第二过程:当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1′,如图乙。
已知23
:1:3
R R=,串联电路中功率比等于电阻比,所以23
:1:3
P P=,R2和R3的功率之和是1.6W
P2 +P3=1.6W
所以
P2 =0.4W,P3 =1.2W
第三过程:当开关S1、S2和 S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3并联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是电源电压U,电流表测量R1、R2的总电流,如图丙。
甲图,电压表示数是U1,R1的电压是U1,R1的功率是P1;丙图中电压表示数是U,R1的电压是U,R1的功率是P1 ′;11
:1:25
P P'=,对于同一导体
22
111
''
11
1
()()
25
P U U
P U U
===
所以
1
1
5
U
U
=
所以
1
1
5
U U
=
因为,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,所以
4
5
U U
=
因为,R0=20Ω,串联电路中电压比等于电阻比,所以
15ΩR =
甲图,电压表示数是U 1,R 1的电压是U 1,乙图,电压表示数是U 1′,R 1的电压是U 1′,
11:9:5U U '=又因为115U U =,所以,11
9
U U '=,所以乙图中
11
9U U '=
2389
U U U ''
+=
1231
8
U U U '''
=+ R 1、R 2、R 3 串联在电路中,串联电路中电压比等于电阻比,15ΩR =
2340ΩR R +=
已知23:1:3R R =,所以
210R =Ω,330ΩR =
又因为20.4W P =,3 1.2W P =,所以
()
2
222
U P R '=
()
2
2
0.4W 10Ω
U '
=
解得
22V U '=
同理解得
36V U '=
所以
232V 6V 8V U U ''
+=+=
又因为
1231
8
U U U '''
=+ 所以
11V U '=
所以电源电压为
1231V 8V 9V U U U U '''
=++=+=
故AB 错误;
C .甲乙都是串联电路,电阻大,电流小,丙是并联电路,电流大,电流表测量R 1、R 2的电流
11
9V 1.8A 5Ω
U I R =
== 229V 0.9A 10ΩU I R === 339V 0.3A 30Ω
U I R =
== 电流表测量R 1、R 2 的电流,所以,电流表示数最大为
'12 1.8A 0.9A 2.7A I I I =+=+=
故C 正确;
D .电路中并联电路电阻最小,电流最大,最大电流为
123 1.8A 0.9A 0.3A 3A I I I I =++=++=
所以电路最大功率为
9V 3A 27W P UI ==⨯=
故D 正确。
故选CD 。
10.如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关 S ,将滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动一段距离,电压表V 1、V 2、V 3示数的变化量的绝对值分别为1U ∆、2U ∆、
3U ∆,电流表示数的变化量的绝对值为 I ∆.下列判断正确的是
A .电压表V 1示数变小,电压表V 2示数变大,电压表V 1与V 2的示数之和不变
B .电压表V 3示数变大,电压表V 3与电流表示数的比值变大
C .滑动变阻器的滑片 P 滑过的那一段距离对应的阻值为2U I
D .1U ∆大于3U ∆ 【答案】ABD 【解析】 【详解】
A .由题中的电路图可知,当滑动变阻器的滑片P 向b 端滑动一段距离时,三电阻串联,电压表V 1测1R 与2R 两端的电压之和,电压表V 2测3R 两端的电压,电压表V 3测2R 与3R 两端的电压之和,电流表测电路中的电流;将滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动一段
距离时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,由U IR =可知,1R 与2R 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,且电源的电压不变,所以电压表V 1与V 2的示数之和等于电源的电压即不变,则电压表V 2的示数变大,故A 项正确;
B .因电压表V 3的示数等于电源的电压减去1R 两端的电压,所以电压表V 3的示数变大,因电压表V 3与电流表示数的比值为23R R +的阻值,所以电压表V 3与电流表示数的比值变大,故B 项正确;
C .由欧姆定律得,滑动变阻器的滑片P 滑过的那一段距离对应的阻值为:
2
3U R I
=
故C 项错误;
D .当滑动变阻器的滑片P 在a 端时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律得,V 3示数是:
31U U IR =-
当滑动变阻器的滑片P 向b 端滑动一段距离时,V 3测量电阻2R 、3R 两端的电压3U ',根据串联电路的电压特点和欧姆定律得:
31U U I R ''=-
则:
3311131U U U U I R U IR I I R IR '''=-=---=-=()()
由题意可得:
211U I R R +=()
所以1U ∆大于3U ∆;故D 项正确;
11.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
12
1212:::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 。
12.如图所示是某电子秤的结构示意图,其中P 是一个可以紧贴AB 滑动的金属滑片,S 为自动控制开关。
闭合开关S ,秤盘内不放物体时,电子秤刻度表示数为0;在秤盘内放入物体时,就可以从电子秤刻度表上读出该物体的质量;当被测物体的质量超过电子秤量程时,开关S 自动断开,电子秤无示数。
则下列判断正确的是( )
A .电子秤的刻度表是一个电流表,它的示数越大说明所称物体质量越大
B .电子秤的刻度表是一个电压表,它的示数越小说明所称物体质量越大
C .电子秤的AB 部分是一个滑动变阻器,且A 端与P 接触的地方为绝缘体
D .0R 电阻去掉后,也能保证电路安全工作 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A B .电子秤刻度表串联在电路中,电子秤刻度表应该是电流表,不是电压表;当盘中放入物体质量越大时,滑片下移,变阻器连入电路的电阻越小,由欧姆定律可知,电流越大,即它的示数越大,故A 正确,B 错误;
C .金属片P 和AB 构成了一个滑动变阻器,闭合开关S ,秤盘内不放物体时,滑片在A 端,电子秤刻度表示数为0,说明电路是断路,则A 端是绝缘体,故C 正确;
D.R0电阻为保护电路的电阻,可以避免电路中电流过大,不能去掉R0,故D错误。
故选AC。
二、初中物理电功率的综合计算问题
13.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
【来源】2020年四川省雅安市中考物理试题
【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 。
14.如图所示电路,电源电压不变。
闭合开关 S ,当滑片 P 置于变阻器的 b 端时,电压表的示数为6V ,当滑片 P 置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了 2V ,从 P 置于中点开始在 20s 内定值电 阻 R 1 产生的热量为 64J ,则下列判断正确的是
A.R1 的阻值为10Ω
B.滑动变阻器 R 的最大阻值为20Ω
C.电源电压为 10V
D.R1先后两次消耗的电功率之比为 3:4
【来源】湖南师大附中博才学校2018-2019学年九年级(上)期末考试物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
由电路图可知,当滑片P置于变阻器的b端时,定值电阻R1与滑动变阻器的最大阻值串联;当滑片P置于变阻器的中点时,定值电阻R1与滑动变阻器阻值的一半串联。
AB.根据串联电路的分压特点可知,当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为:
6V−2V=4V,
∵串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和,
∴根据欧姆定律可得:
U=I1R1+6V,
U=I2R1+4V,
I1=6V
R
,
I2=4V
1
2
R=
8V
R
,
∵电源的电压不变,
∴
I1R1+6V= I2R1+4V 即:
6V R R1+6V=
8V
R
R1+4V
简化可得:
R1=R,
根据Q=I2Rt可得,P置于中点时,在20s内定值电阻R1产生的热量:
Q1=I22 R1t=(8V
R
)2 R1×20s=
()2
2
8V
R
×R×20s=
()2
8V
R
×20s=64J,
解得:
R=20Ω,
即;
R 1=20Ω,
故A 不正确、B 正确; C .电源的电压:
U = I 1R 1+6V=
6V R R 1+6V=6V
20Ω
×20Ω+6V=12V , 故C 不正确;
D .根据P=I 2R 可得,R 1先后两次消耗的电功率之比:
P 1:P ′1=(I 1)2 R 1:(I 2)2 R 1=(I 1)2: (I 2)2=(
6V R )2:(8V R
)2
=9:16, 故D 不正确。
15.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 。
16.将两个定值电阻串联接到电压为 U 的电源两端,R 1 消耗的功率为 P 1,R 2 消耗的功率为 3P 1.将这两个定值电阻并联接在电压为U 的电源两端时,下列说法中正确的是( ) A .R 1 与 R 2 的电阻之比为 3:1 B .并联时通过 R 1 与 R 2 的电流之比为 1:1 C .并联时 R 2 消耗的功率为
163
P 1 D .并联时两电阻消耗的总功率为
16
3
P 1 【来源】湖南省长沙市广益实验中学2019-2020学年九年级(下)开学考试物理试题
【答案】C 【解析】 【详解】
A .串联电流相等,由2=P I R 可知,两电阻功率之比等于电阻之比,即:
111221
133R P P R P P ===; 故A 错误;
B .并联电压相等,电阻与电流成反比,即:
122131
I R I R =
=; 故B 错误;
C .在串联中时,R 1 消耗的功率:
()2
222
11112
121
1164U U U P I R R R R R R R ⎛⎫==== ⎪+⎝⎭; 所以有:
2
11
=16U P R ;
并联时R 2消耗的功率:
2221121116=16333
U U P P P R R '==⨯=;
故C 正确; D .并联时总功率:
2211111216464
=1616333
U U P P P P P R R +=+=⨯=总
; 故D 错误。
17.在如图甲所示的电路中,电源电压U 保持不变,R 1、R 2为定值电阻,R 为滑动变阻器。
闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从最右端滑到最左端的过程中,电压表V 1、V 2的示数随电流表A 的示数变化分别如图乙中图线①、②所示。
变阻器的滑片P 从最右端滑到最左端的过程中,下列说法错误的是( )
A .R 1、R 2的电压之比始终等于2∶1
B .滑动变阻器的最大电阻为15Ω
C .电源电压为6V
D .R 2消耗的功率增大了1.2W
【来源】2019年湖北省武汉市洪山区中考一模物理试题
【答案】D 【解析】 【分析】
【详解】
电路为三个电阻串联,滑动变阻器滑片从右端滑到最左端过程中,滑动变阻器接入阻值变小,由欧姆定律可知电路电流逐渐变大,R1两端电压变大,由此可得①表示电压表V1,②表示电压表V2;当滑片位于最左端时,电路电阻最小,电流最大为I max=0.4A,为R1与R2串联电路,此时R1两端电压U1=4V,则可求R1电阻为:
1
1
max
4V
10Ω
0.4A
U
R
I
===
由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知:
U=U1+I max R2=4V+0.4A×R2
当滑片位于最右端时,电路为三个电阻串联,此时电流最小为I min=0.2A,R两端电压
U R=3V,R1两端电压U1’=2V,则滑动变阻器最大阻值为:
R
min
3V
15Ω
0.2A
U
R
I
===
由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知:
U=U R+U1’+I min R2=3V+2V+0.2A×R2
联立求解可得:U=6V,R2=5Ω;由于串联电路电流处处相等,则由P=I2R可知,R1与R2消耗的功率之比始终等于电阻之比,即:
P1:P2=R1:R2=10Ω:5Ω=2:1
滑动变阻器滑片位于最右端时,R2消耗功率为:
P2右=I min2R2=(0.2A)2×5Ω=0.2W
滑动变阻器滑片位于最左端时,R2消耗功率为:
P2左=I max2R2=(0.4A)2×5Ω=0.8W
则R2消耗的功率增大:
△P=P2左-P2右=0.8W-0.2W=0.6W
故选D。
18.如图甲所示电路,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是()
A.滑动变阻器的最大电功率为0.8W
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.当滑片在a端时,R0的功率为0.4W
D.当滑片在b端时,电路的总功率为1.2W
【来源】辽宁省沈阳市和平区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。
A B .当滑片位于a 端时,接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,由图像可知,电路中的最大电流I 大 = 0.6A ,由U
I R
=
可得,电源的电压 000.6A U I R R ==⨯大
当滑片位于b 端时接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,由图像可知,U 滑 = 4V ,电路中的最小电流I 小 = 0.2A 。
则滑动变阻器的最大阻值为
4V 20Ω0.2A
U R I ===滑滑小
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压
()()000.24A 20ΩU I R R R =+=⨯+滑
因电源电压不变,所以
()000.6A 0.24A 20ΩR R ⨯=⨯+
解得010ΩR =,电源电压为
000.6A 0.6A 10Ω6V U I R R ==⨯=⨯=大
滑动变阻器与电阻R 0串联,设滑动变阻器的电功率P 2,两端电压为U 2,通过的电流为I 2
222
2
2222
220000()(0)
11()()4U U U P U I I R R R R R R R R R R R R =====≠++-+滑滑滑滑
滑滑滑滑
滑动变阻器的电功率最大时, 滑动变阻器的阻值为
010ΩR R ==滑
根据串联分压的特点,滑动变阻器两端的电压为总电压的一半,由图可知,当滑动变阻器两端电压为R 3V U =,通过滑动变阻器的电流为0.3A ,所以滑动变阻器的最大功率为
R 3V 0.3A 0.9W P U I ==⨯=
故A 错误,B 正确;
C .当滑片在a 端时,R 0的功率为
06V 0.6A =3.6W P UI ==⨯大
故C 错误;
D .当滑片在b 端时,由图可知,此时电路中的电流I 小 = 0.2A ,电路的总功率为
6V 0.2A 1.2W P UI ==⨯=小
故D正确。
故选BD。
19.如图所示的电路中,电源电压12V且保持不变,灯丝电阻不随温度变化,灯泡L的额定功率为7.2W。
当开关S1、S2都闭合时,通过灯泡的电流为I1,灯泡正常发光;当开关S1闭合S2断开时,通过灯泡的电流为I2,灯泡的功率是3.2W,则下列计算结果不正确的是()
A.灯泡电阻是20Ω
B.电阻R的阻值是20Ω
C.当开关S1闭合S2断开时,电阻R的功率是1.6W
D.I1∶I2=9∶4
【来源】四川省成都南开为明学校2019-2020学年九年级4月月考物理试题(在线考试)【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.当开关S1、S2都闭合时,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常工作,电源的电压为12V,电路中的电流
I1=
7.2W
12V
P
U
=
额=0.6A
灯泡的电阻
R L=
1
12V
0.6A
U
I
==20Ω
故A正确,不符合题意;
BC.当开关S1闭合S2断开时,灯泡和电阻R串联,电路中的电流
I2
L
3.2W
=
20
P
RΩ
实=0.4A
电路中的总电阻
R总=
2
12V
0.4A
U
I
==30Ω
R的阻值
R=R总-R L=30Ω-20Ω=10Ω
电阻R的功率
P R=I22R=(0.4A)2×10Ω=1.6W
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D .两次通过灯泡的电流之比
I 1∶I 2=0.6A ∶0.4A=3∶2
故D 错误,符合题意。
故选BD 。
20.如图所示,电源电压U 保持不变,滑动变阻器R 2的最大阻值为30Ω,灯泡L 的电阻是20Ω。
当S 闭合,S 1断开,且滑片P 在b 端时,电流表示数为0.3A ;当S 、S 1都闭合,且滑片P 在a 端时,此时小灯泡正常发光,电流表的示数为0.8A (不考虑温度对电阻的影响),则下列说法正确的是( )
A .电源电压为12V
B .电阻R 1的阻值为250Ω
C .电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为8:5
D .小灯泡的额定功率是11.25W
【来源】广东省广州市第六十五中学2019-2020学年九年级4月月考物理试题(线上检测)
【答案】D
【解析】
【分析】
当S 闭合,S 1断开,且滑片P 在b 端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;当S 、S 1都闭合,且滑片P 在a 端时,灯泡与R 1并联,电流表测干路电流,灯泡正常发光,先计算其电流,再由P UI =计算其额定功率;根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R 1的电流,再根据欧姆定律求出R 1的阻值;当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小,根据P UI =求出其大小;当灯泡与R 1并联时电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据P UI =求出其大小,进一步求出两者的比值。
【详解】
A .由图知,当S 闭合,S 1断开,且滑片P 在b 端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,由串联电路特点和欧姆定律可得,电源的电压
L 2()0.3A 20Ω30Ω15V ()U I R R =+=⨯+=
故A 错误;
BCD .当S 、S 1都闭合,且滑片P 在a 端时,灯泡与R 1并联,电流表测干路电流,此时小灯泡正常发光,则灯泡的额定电压
15V U U ==额。