中考物理 欧姆定律综合试题及答案
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一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.如图所示电路中,R 为定值电阻闭合开关后当滑片P 在某两点之间滑动时电流表的示数变化范围是0.5~1.5A ,电压表的示数变化范围是3~6V 小丽通过推算,得出四个结论,错误的是()
A .变阻器连入电路的电阻变化范围为2~12Ω
B .定值电阻R 的阻值为3Ω
C .实验中R 两端的电压变化范围为2V~4.5V
D .电路消耗的总功率的变化范围约为3.75W~11.25W 【答案】C 【解析】 【分析】
根据电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;滑动变阻器接入电路阻值越大,电路电流越小,电压表示数越大。
【详解】
A .电流表示数变化范围是0.5~1.5A ,电压表的示数变化范围3~6V ,由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值为
min min max 3V
215A
U R I .===Ω滑 max max min 6V
1205A
U R I .=
==Ω滑 则变阻器连入电路的阻值变化范围为2Ω~12Ω,故A 正确,A 不符合题意; B .由欧姆定律得,当电压表示数为3V 时,电源电压
V 3V+1.5A U U IR R =+=⨯
当电压表示数为6V 时,电源电压
V 6V+0.5A U U IR R =+=⨯
联立解得
3R =Ω ,7.5V U
故B 正确,B 不符合题意;
C 、当电流表示数为0.5A 时,R 两端的电压
1105A 315V U I R ..==⨯Ω=
当电流表示数为1.5A 时,R 两端的电压
2215A 345V U I R ..==⨯Ω=
R两端的电压变化范围是1.5~4.5V,故C错误,C符合题意;
D.电路消耗的最大电功率
⨯
P UI..
==75V15A=11.25W
最大最大
电路消耗的最小电功率
P UI..
⨯
==75V05A=3.75W
最小最小
则电路消耗的总功率的变化范围约为3.75W~11.25W,故D正确,D不符合题意;
故选C。
2.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,下列说法正确的是()
A.只闭合开关 S1,变阻器滑片向左移动时,电压表 V1 无示数,电压表 V2 与电流表 A 示数的比值不变
B.只闭合开关 S3,移动变阻器滑片,电压表 V1示数变化量与电流表 A 示数变化量的比值不变
C.只闭合开关 S2,移动变阻器滑片,电压表 V1示数的变化量等于电压表 V2的示数的变化量
D.若不考虑电表量程等元件安全问题,当闭合开关 S1、S3,变阻器滑片置于最左端时,R1消耗的功率最大
【答案】BD
【解析】
只闭合开关S1,R1和V1没有接入电路,电压表V1无示数;R2、R3串联,电压表V2测变阻器R3的电压,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知,电压表V2与电流表A示数的比值即为变阻器连入电路中的电阻大小,故当滑片向左移动时,该比值变小,A错误;
只闭合开关S3,R1、R3串联,电压表V1测R1的电压,电流表测电路中的电流,由I=U/R 可得,前后两次电阻R1的大小:R1 =U1/I1=U2/I2,由合分比定理可得R1 =U1−U2/I1−I2,即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变,B正确;
只闭合开关S2,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R3的电压;根据串联电路电压的规律,移动变阻器滑片,R3的电压变化量等于R1、R2的电压变化量之和,即电压表V1示数的变化量小于电压表V2的示数的变化量,故C错误;
若不考虑电表量程等元件安全问题,当闭合开关S1、S3,变阻器滑片置于最左端时,变阻器连入电路中的电阻为0,此时R1与R2并联,R1的电压等于电源电压最大,根据
P=UI=U2/R可知,R1消耗的功率最大,故D正确,故选BD.
3.小灯泡L的额定电压为3V,它的I—U图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端。
闭合开关S,电压表示数为1.5V,再将滑片P
向左移动直到电压表示数为3V ,已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有上“10Ω 2A ”字样。
下列说法中正确的是( )
A .电源电压为4.5V
B .小灯泡的额定功率为0.45W
C .小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为0.75W
D .小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω 【答案】ACD 【解析】 【详解】
A .当滑动变阻器的滑片P 移至
B 端时,滑动变阻器的最大阻值接入电路,与灯泡串联,由图象甲可知,当电压表示数为L 1.5V U =,电路中的电流为0.3A I =,由欧姆定律
U
I R
=
可得,滑动变阻器两端的电压 0.3103滑滑A ΩV U IR ==⨯=
根据串联电路电压的特点可得,电源电压为
1.53 4.5L 滑V V V U U U =+=+=
故A 正确;
B .由图甲可知,当灯泡两端的电压3额V U =时,电路中的电流0.5A I '=,由P UI =可得,灯泡的额定功率
30.5 1.5额额V A W P U I '==⨯=
故B 错误;
C .小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
4.53 1.5滑
额V V V U U U '=-=-= 由P UI =可得,滑动变阻器消耗的功率
1.50.50.75滑
滑V A W P U I '''==⨯= 故C 正确; D .由U
R I
=
可得,滑动变阻器接入电路的电阻 1.530.5滑
滑V =ΩA
U R I ''=='
故D 正确。
故选ACD 。
4.如图所示,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,在①②③④各种情况中,数据变大的有
①电压表V 的示数 ②电流表A 2的示数
③电压表V 的示数与电流表A 的示数的比值 ④电流表A 1与电流表A 的示数的比值 A .只有① B .②和③
C .只有③
D .③和④
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
首先分析电路,滑动变阻器和电阻R1是串联,电流表A 测量干路电流,A1表测量R1的电流,电流表A2测量滑动变阻器的电流,当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值增大,通过它的电流A2减小,干路电流A 减小,但支路R1的电流不发生变化,电压表测量电源电压,也是各个支路电压,电压表与电流表A 的比值是电路中的总电阻,总电阻是变大的,③正确;电流表A 1不变,电流表A 的示数减小,因此两表的比值增大,④正确,选D 。
5.甲、乙两地相距40 km ,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知所用的输电线每千米的电阻为0.2 Ω.现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻R 0和电源接成如图所示电路进行测量.当电压表的示数为3.0 V ,电流表的示数为0.5 A ,则短路位置离甲地的距离为
A .7.5 km
B .15 km
C .25 km
D .30 km
【答案】B 【解析】 【详解】
当电压表的示数为3.0V ,电流表的示数为0.5A ,线路总电阻R 为:
3V =6Ω0.5A
U R I =
=
输电线每千米的电阻为0.2Ω.所以输电线的长为:
6Ω
=30km
0.2Ω/km
,
又因为是两条输电线,故短路点距甲地为:
30km
=15km
2
,
选B.
6.小组同学设计电子身高测量仪,电源电压恒定,R0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
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.两电阻串联,电压表测R X两端的电压,电流表测电路中的电流,身高越高时,R X接入
电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=U
R
可知,电路中的电流变大,即电流表的
示数变大,由U=IR可知,R0两端的电压变大,则R X两端的电压变小,即电压表的示数变小, A不符合题意;
B.两电阻串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,身高越高时,R X接入
电路的电阻变小,总电阻变小,由I=U
R
可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变
大,由U=IR可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,B符合题意;
C.两电阻串联,电压表测R X两端的电压,电流表测电路中的电流,身高越高时,R X接入
电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=U
R
可知,电路中的电流变小,即电流表的
示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R X两端的电压变大,即电压表的示数变大,C不符合题意;
D.两电阻串联,电压表测R X两端的电压,电流表测电路中的电流,身高越高时,R X接入
电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=U
R
可知,电路中的电流变小,即电流表的
示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,即电压表的示数变小,D不符合题意。
故选B。
7.某同学设计的煤气检测电路如图所示,电源电压不变,R 为定值电阻,Q 为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而增大,闭合开关S ,当煤气浓度升高时,下列判断正确的是( )
A .电流表示数变小,输出信号电压U ab 变大
B .电流表示数变大,输出信号电压U ab 变大
C .电流表示数变小,输出信号电压U ab 不变
D .电流表示数变大,输出信号电压U ab 减小 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
BD .由电路图知道,定值电阻与气敏元件串联,电流表测电路中的电流,输出信号即气敏元件的电压U ab ;由于当煤气浓度升高时,气敏元件电阻增大,由电阻的串联知道,总电阻变大,电路中的电流变小,即电流表示数变小,故BD 错误;
AC .此时由欧姆定律的变形U=IR 可知,R 的电压变小,由串联电路电压的规律知道,输出信号电压U ab 会变大,故A 正确,C 错误, 故选A .
8.所示电路中,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B 端向A 端滑动一段距离,电压表1V 、2V 示数的变化量分别为1U ∆、2U ∆,电流表示数的变化量为I ∆。
下列判断中正确的是( )
A .定值电阻1R 的阻值为
2
U I
∆∆
B .电阻1R 消耗的电功率增大了1U I ∆⋅∆
C .电压表1V 示数变大,电压表2V 示数变大,电流表示数变大
D .电压表2V 示数与电流表示数的比值不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A .由题图可知,两电阻与滑动变阻器串联,电压表2V 测量2R 与滑动变阻器两端的电压,电压表1V 测量1R 两端的电压,1R 两端的电压是
12R U U U =-
所以
R12U U ∆=∆
故
R12
1U U R I I
∆∆=
=∆∆ 故A 正确;
B .滑片由B 端向A 端滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以电路电流减小,由2P I R =可知,电阻1R 消耗的电功率减小,而不是增大,故B 错误;
C .将滑动变阻器的滑片P 由B 端向A 端滑动一段距离,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,电路中的电流变小即电流表的示数变小,所以1R 两端的电压变小即电压表1V 的示数变小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以2R 和滑动变阻器两端的电压之和变大即电压表2V 的示数变大,故C 错误;
D .由于电压表2V 的示数变大,电流表的示数变小,所以电压表2V 示数与电流表示数的比值变大,故D 错误。
故选A 。
9.如图所示电路中,电源电压保持不变,开关S 闭合后将滑片P 向右移动时,下列说法中正确的是(灯丝电阻变化忽略不计)( )
A .电路消耗的总功率变小
B .小灯泡两端电压变化量和V 2示数变化量相当
C .电压表V 1示数和电压表V 2示数之和不变
D .电压表V 1示数变化量与电流表A 示数变化量之比不变 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
设灯泡电阻为R L ,由电路图可知,开关S 闭合后,R 0、R 1、R L 串联,V 1测R 1和R L 两端电压之和,V 2测R 0和R 1两端电压之和,A 测电路电流;滑片P 移动前,R L 、R 0、R 1两端电压分别为U L 、U 0、U 1,电路电流为I 1,滑片P 移动后,R L 、R 0、R 1两端电压分别为'
L U 、'
0U 、
'1U ,电路电流为I 2;将滑片P 向右移动时,R 1接入电路电阻变大,电路总电阻变大,电源
电压恒定,由欧姆定律U
I R
=
可知,电路电流变小。
A .由=P UI 可知,电源电压恒定,电路电流变小,电路总功率变小,故A 正确;
B .将滑片P 向右移动时,电路电流变小,R L 和R 0阻值一定,由U
I R
=
可知,R L 和R 0分压变小,由串联电路分压规律可知,R 1分压变大。
则R L 两端电压变化量
'
L L L =-U U U ∆
V 2示数变化量
()()()()2'''
'V 0101L L L L U U U U U U U U U U U ∆=+-+=---=-
则
2V L =U U ∆∆
所以小灯泡两端电压变化量和V 2示数变化量相当,故B 正确; C .滑片P 移动前,电压表V 1示数和电压表V 2示数之和为
L 1011U U U U U U +++=+
滑片P 移动后,电压表V 1示数和电压表V 2示数之和为
'''
''L 1011U U U U U U +++=+
因为R 1分压变大,所以电压表V 1示数和电压表V 2示数之和变大。
故C 错误; D .根据串联电路分压规律,总电压等于各部分电压之和,所以,电压表V 1示数变化量
1V 20101200=()()()U U I R U I R I I R IR ∆---=-=∆
所以
1V 0U R I
∆=∆
即电压表V 1示数变化量与电流表A 示数变化量之比不变,故D 正确。
故选ABD 。
10.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S ,滑片P 从A 点向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A .电压表V 示数变大,电流表A 1示数不变
B .电流表A 1示数变大,电流表A 2示数不变
C .电压表V 示数与电流表A 1示数的乘积不变
D .电压表V 示数与电流表A 1示数的比值变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .由电路图可知,R 0与R 1并联,电流表A 1测R 0支路的电流,电流表A 2测R 1支路的电流,电流表A 测干路电流,电压表测电源两端的电压。
滑片P 从A 点向右移动的过程中,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R 0的电流不变,电流表A 1示数不变,电源电压不变,所以电压表V 的示数不变,故A 错误;
B .电源电压不变,通过R 0的电流不变,电流表A 1的示数不变,滑动变阻器接入电路中的
电阻变大,由U
I R
=
可知,通过R 1的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A 2的示数变小,故B 错误;
CD .电压表V 的示数不变,电流表A 1的示数不变,故电压表V 示数与电流表A 1示数的乘积不变、电压表V 示数与电流表A 1示数的比值不变,故C 正确、D 错误。
故选C 。
11.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V 1、数的变化量的大小分别为1U ∆和2U ∆,那么( )
A .12U U ∆∆<
B .12U U ∆∆>
C .12U 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V 1测并联部分电路两端的电压;V 2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V 1的示数变小,变化量为1U ∆,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:
123U U U U =--
所以:
123U U U ∆=∆+∆
故:
12U U ∆>∆
故B 项符合题意、ACD 项不符合题意;
12.如图所示,电源电压不变,L 1、L 2两个灯泡的规格相同。
闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 都从中点向右滑动的过程中,关于两灯的亮度情况,说法正确的是( )
A .L 1逐渐变亮
B .L 1先变亮再逐渐变暗
C .L 2逐渐变暗
D .L 2逐渐变亮
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
左图为串联电路,滑动变阻器的滑片P 从中点向右滑动,阻值变大,电流变小,L 1变暗。
右图中定值电阻和滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P 从中点向右滑动,滑动变阻器分得的电压变大,因为灯泡L 2和滑动变阻器并联,故L 2两端电压也变大,根据公式
2
U P R
=知,灯泡实际功率变大,亮度也变亮。
故选D 。
13.李明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表和电流表的示数,如表所示,根据数据分析,图中所示的电路图可能是( )
U/A0.30.60.9 1.2 1.5 1.8
I/A0.450.400.350.300.250.20
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
解:A、根据电路图可知,电压表测量定值电阻两端电压,当电压表示数变大时,电流表示数也变大,且比值不变,故A不符合题意;
BD、根据电路图可知,电压表测电源的电压,示数不变,故B、D不符合题意;
C、根据电路图可知,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流,当电压表示数变大时,说明变阻器接入电路的阻值增大,则电流表示数减小,且比值改变,故C 符合题意.
故选C.
【点评】题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是会分析表格中的数据得出电表所测的电路元件,并能正确的分析选项中电路图的特点.
14.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 时将损坏;相关器材规格已在图中标明.当电路开始报警温度为 100℃时,滑动变阻器接入电路的阻值和电路的最高报警温度分别用0R和0t表示,则
A.将 P 向左移,可降低该电路开始报警时的温度
B.能求得0t的值
C.利用此电路,可将开始报警时的温度设定为 80℃
D.不能求得0R的值
【答案】A
【解析】
【详解】
A.报警电流不变,即总电阻
10250Ω
R R
+=
不变,将P向左移,则变阻器接入电路中的电阻变小,1R接入电路中的电阻会变大,而1
R的阻值随温度的升高而减小,即其电阻变大时,温度应该变低,故A项符合题意;B.热敏电阻1R的阻值随温度的升高而减小,但题中没有具体的图象,因而无法求解;故B项不符合题意;
C.将开始报警时的温度设定为80℃,由题可知,1R接入电路中的电阻为240Ω,则变阻器接入电路的电阻为:
'250Ω240Ω10Ω
R=-=
在变阻器的阻值变化范围以内,但移动滑片,只能判断变阻器接入电路中的阻值变化,而不能读出其接入电路中的具体阻值.故C项不符合题意;
D.1R与变阻器0R串联,温度为100℃时,1R=200Ω,可得:
01250Ω200Ω50Ω
R R R
=-=-=
总
故D项不符合题意;
15.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,R1、R2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.R1的阻值是20Ω
C.滑动变阻器R2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,R1与R2串联,V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端,R2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。
16.如图1所示,L 上标有“6V 3W ”字样,电流表量程为0~0.6A ,电压表量程为0~15V ,变阻器R 的最大电阻为100Ω。
只闭合S 1,滑片置于a 点时,变阻器连入电路中的电阻为R a ,电流表示数为I a 。
只闭合S 2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示;当滑片置于b 点时,电压表示数U b =8V ,电流表示数为I b 。
已知Ra :R 0=12:5,I a :I b =3:5.(灯丝电阻不随温度变化)。
则以下说法错误的是( )
A .小灯泡的电阻12Ω
B .电源电压18V
C .为保护电路,只闭合S 1时,变阻器连入电路的最小电阻为24Ω
D .为保护电路,只闭合S 2时,电路消耗的最小功率为3W 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
当开关S 1闭合、S 2 断开,滑片P 置于a 点时,等效电路如图甲所示; 当只闭合S 2,滑片P 置于b 点时,等效电路如图乙所示
A .由2
U P R
=可得,小灯泡电阻为
22
L L L (6V)=12Ω3W
U R P ==
故A 正确,不符合题意;
B .当只闭合S 2,滑片P 置于b 点时,R 与R 0串联,U b = 8V ,由题图可知电阻R b = 16Ω,则电流
8V =0.5A 16Ω
b b b U I R =
= 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压
()()000.5A 16b b U I R R R =+=⨯Ω+①
只闭合S 1,滑片置于a 点时,Ra 与L 串联,因I a :I b =3:5,所以
33
0.5A=0.3A 55
a b I I ==⨯
则电源的电压
()()0.3A 12a a L a U I R R R =+=⨯+Ω②
由①②式和R a :R 0=12:5可得
R 0=20Ω R a =48Ω U =18V
故B 正确,不符合题意; C .灯泡的额定电流
L L L 3W
=0.5A 6V
P I U
=
=
额额额
开关S 1闭合、S 2断开,滑片P 置于变阻器上的a 点时,电流表的量程大于灯的额 定电流,则电路中最大电流等于灯的额定电流0.5A
L 18V
=0.5A +12Ω
a U I R R R =
=+小大小
解得变阻器接入电路的最小电阻24R =Ω小故C 正确,不符合题意;
D .只闭合S 2时,滑动变阻器和定值电阻R 0串联,要使电路消耗的功率最小,则滑动变阻器这时连入电路的阻值达到最大值设为R 最大,即此时变阻器两端的电压可以达到电压表的最大量程15V ,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得
U U U R R -=
最大
最大最大
即
18V -15V 15V
=20ΩR 最大
解得
100R =Ω最大
而变阻器R 的最大电阻为100Ω,即滑动变阻器连入电路的阻值可以最大达到100Ω。
则电路中的电流最小为
15V
=0.15A 100Ω
U I R =
=
最大最小最大
消耗的最小功率
18V 0.15A=2.7W P UI ==⨯最小最小
故D 错误,符合题意。
故选D 。
17.如图所示,将定值电阻R 0和滑动变阻器R P 先后以甲、乙两种方式连接在电源上,如果图甲中U 1︰U 2= m ,图乙中I 1︰I 2= n ,则下列关于m 、n 与滑动变阻器接入电路的电阻R 的变化关系图像,可能正确的是
A .
B .
C .
D .
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.将定值电阻R0和滑动变阻器R P串联在电路中,根据串联电路电压的分配可
得:
1
2P
R
U
U R
==m,即mR
P=R0,R0为定值电阻,所以m与R成反比,故AB错误.
CD.电路如图乙方式连接,则R0、R P并联,有I1=I2+I0,I0大小不变,且I2≠0,故I1随I2的增大而增大,故C错误,D正确;
故选D。
18.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻。
闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a端向b端移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则()
A.定值电阻R1阻值为20Ω
B.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的B点
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的C点
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的D点
【答案】B
【解析】
【分析】
(1)当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,电路中的电流最小,由图像读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压;当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源的
电压;
(2)当滑动变阻器的滑片P在中点时,连入电路的阻值为1
2
R2,根据电阻的串联和和欧姆定
律求出电路中的电流,由图像找到对应点。
【详解】
A.当滑片P在a端时,由图像可知这时电路中电流为I a=0.2A,U2=4V,
由
U
I
R
=可得,R2的阻值:
2
2
4V
20Ω
0.2A
a
U
R
I
===,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得,电源的电压:
121
0.2A4V
a
U I R U R
=+=⨯+------①;
当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,由图像可知这时电路中电流为I b=0.6A,电源电压加在R1上,则有:
11
0.6A
b
U I R R
==⨯------②;
联立①②解得:R1=10Ω,U=6V,则A错误;
BCD.当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为:
22
11
20Ω10Ω
22
R R
'==⨯=,
则电流表的示数为:
12
6V
0.3A
+10Ω10Ω
U
I
R R
'===
'+,
由图像可知,电流表示数为0.3A时对应的点是B,则B正确、CD错误;
故选B。
【点睛】
本题关键是欧姆定律及其变形的灵活运用,难点是明白滑片移动过程中电路的变化情况,本题重点考查了应用图像解决问题,这是以后学习的重点。
19.在图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中,电压表与电流表示数的变化规律如图乙所示。
下列说法正确的是
()
A.电源电压为4.0V
B.定值电阻R0的阻值为8Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0﹣20Ω
D.当滑片P位于b端时,电路的总功率最大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电路为定值电阻与滑动变阻器串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑片P位于a端时,滑动变阻器接入阻值为0Ω,电路为定值电阻简单电路,则电压表示数为0V,由乙图可知此时电流为0.6A,则由欧姆定律可求电源电压为
U=I1R0=0.6A×R0
当滑片P位于b端时,滑动变阻器全部接入电路,由串联分压可知此时对应电压最大,由乙图可知此时电压表示数为4V,电流表示数为0.2A,则可求滑动变阻器最大阻值及电源电压为
2
4V =
=20
0.2A
U
R
I
=Ω
滑
滑
U=U0+U滑=0.2A×R0+4V
联立求解可得电源电压为6V,电阻R0阻值为10Ω,由于电源电压不变,则由
2
U
P
R
=可知,当电路电阻最小时,电路总功率最大,即滑片位于a端,综合可知,故选C。
20.某实验小组设计了一种测定水平方向风力的装置(如图甲),绝缘轻弹簧的左端固定在压敏电阻R上,右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连,一起套在粗细均匀的水平金属杆上,迎风板与金属杆之间的摩擦忽略不计,电源电压保持7.5 V不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,小灯泡上标有“6 V 3 W”字样,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变),压敏电阻R的阻值随压力的变化规律如图乙所示,为了保证电路安全,下列说法正确的是()
A.电路中的最大电流值为0.8 A
B .压敏电阻的阻值变化范围是0~18 Ω
C .当压敏电阻所受的压力为0时,小灯泡的实际功率为0.75 W
D .当压力由0变大到5 N 时,电压表的示数从1.5 V 变大到4.5 V 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A .由P UI =和U
I R
=
可知小灯泡的电阻 ()2
6V 12Ω3W
L U
R P ==
=灯 由P UI =得小灯泡正常发光时的电流
3W 0.5A 6V
P I U =
== 所以为了保证电路安全,电路中的最大电流值是0.5 A ,A 错误;
B .当电路中的最大电流值是0.5 A 时,压敏电阻阻值最小,灯泡两端的电压U 灯=6 V ,压敏电阻两端的电压
7.5V 6V 1.5V R U U U --===灯
由U
I R
=
得压敏电阻的阻值 1.5V
3Ω0.5A
R U R I =
== 由图乙可知,当F =0时,压敏电阻的阻值最大,压敏电阻此时的阻值是18 Ω,所以压敏电阻的阻值变化范围是3~18 Ω,B 错误;
C .当压敏电阻所受的压力为0时,压敏电阻R =18 Ω,电路中的电流为
7.5V 0.25A 12Ω18ΩU U I R R R '=
===++总灯 小灯泡的实际电压为
0.25A 12Ω3V U I R '⨯===灯灯
小灯泡的实际功率为
3V 0.25A 0.75W P U I '⨯===灯灯
C 正确;
D .当压力为0时,压敏电阻R =18 Ω,压敏电阻的电压为
0.25A 18Ω 4.5V U I R ='=⨯=
当压力为5 N 时,压敏电阻R =4 Ω,电路中电流
7.5V 15A 12Ω4Ω32
U I R R ''===++灯。