2020-2021备战中考物理欧姆定律的综合热点考点难点附详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.如图电路,电源两端电压为4.5V且保持不变.电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是()
A.定值电阻R1的最大功率为3.6W
B.电流表A的示数变化范围为0.15A~0.45A
C.滑动变阻器的最小功率为0.45W
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为0Ω~20Ω
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻R1和滑动变阻器R2串联在一起,电压表V1测的是电阻R1两端的电压,电压表V2测的是滑动变阻器R2接入电路中电阻两端电压,要求定值电阻R1的最大功率,那么需要定值电阻R1两端的电压最大,由题意可知,当R1两端的电压是3V时,电压表V1的量程没有超出,流过R1的电流为
1
1
1
3V
==0.3A
10Ω
U
I
R
=
此电流大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器R2的最大电流,那么滑动变阻器R2两端的电压为
21
4.5V3V 1.5V
U U U
=-=-=
这个电压大小也没有超过电压表V2的量程,所以当R1两端的电压是3V时能够保证电路安全,此时定值电阻R1的最大功率为
()2
2
1
1
1
3V
0.9W
10Ω
U
P
R
===
A错误;
B.当电流表的示数最小时,电路中电阻最大,滑动变阻器R2接入电路中电阻最大,即2
20Ω
R=,电路中的电流大小为
12
4.5V
0.15A
10Ω20Ω
U
I
R R
===
++
这个电流大小没有超过滑动变阻器R2的最大电流,也没有超过电流表的量程,此时R1两端的电压是
1R 10.15A 10Ω 1.5V
U IR ==⨯=
R 2两端电压为
21R R - 4.5V -1.5V 3V U U U ===
这也没有超过两电压表的量程,所以电路中的电流最小可以为0.15A ;
当电流表的示数最大时,假设0.45A I =,此时R 1两端的电压是
1R 10.45A 10Ω 4.5V U IR ==⨯=
这个电压大小超过了电压表的量程,所以0.45A I ≠,所以电流表A 的示数变化范围不为0.15A~0.45A ,B 错误;
CD .当滑动变阻器R 2的电阻最小时,此时电路中电流最大,R 1两端的电压最大,只能是3V ,由上述可知0.3A I =,R 2两端的电压为2R 1.5V U =,R 2的最小值为
2
R 2 1.5V 5Ω0.3A
U R I === 由上述可知,滑动变阻器R 2的电阻可取20Ω,这也是R 2的最大值,所以滑动变阻器R 2的阻值取值范围为5Ω~20Ω;
设电路中的电流为I ,由题意可知道滑动变阻器的功率为
()()222
2222221212121212
-4-4U U U P I R R R R R R R R R R R R R ⎛⎫==⋅=⋅= ⎪++⎝⎭
+ 要使电功率P 最小,那么()212
2-R R R 要最大,当R 2是5Ω或者20Ω时,()2122-R R R 最大,
滑动变阻器的电功率最小,大小为0.45W P =,可知,C 正确、D 错误。
2.如图甲是一个用电压表的示数反映温度变化的电路图,其中电源电压 U =4.5 V ,电压表量程为 0~3 V ,R 0是阻值为 200 Ω的定值电阻,R 1 是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示。
闭合开关 S ,下列说法正确的是( )
A .环境温度越高,电压表的示数越小
B .电压表示数的变化范围 0~3V
C .此电路允许的最高环境温度为 80℃
D .环境温度越高,R 1 消耗的电功率越大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,R 1与R 0串联,电压表测R 0两端的电压;
A .由图乙可知,环境温度越高时,热敏电阻R 1的阻值越小,电路中的总电阻越小,由
U I R
=
可知,电路中的电流越大,由U IR =可知,R 0两端的电压越大,即电压表的示数越大,故A 错误;
B .由图乙可知,R 1与t 的关系为一次函数,设 1R kt b =+
把R 1=250Ω、t =20℃和R 1=200Ω、t =40℃代入可得
250Ω20k b =⨯+℃,200Ω40k b =⨯+℃
解得k =-2.5Ω/℃,b =300Ω,即
1( 2.5Ω/300R t =-⨯+℃)℃
当t =0℃时,热敏电阻的阻值R 1=300℃,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
101 4.5V =0.009A 200Ω+300Ω
U I R R =+=
此时电压表的示数 0100.009A 200Ω 1.8V U I R ==⨯=
所以,电压表示数的变化范围为1.8V ~3V ,故B 错误;
C .当电压表的示数'03V U =时,热敏电阻的阻值最小,测量的环境温度最高,因串联电
路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流
'0203V =0.015A 200Ω
U I R == 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时热敏电阻两端的电压
10 4.5V-3V=1.5V U U U '=-=
则此时热敏电阻的阻值
112 1.5V =100Ω0.015A
U R I '== 由图像可知,此电路允许的最高环境温度为80℃,故C 正确;
D .热敏电阻的阻值为R 1时,电路中的电流
01
U I R R =
+ R 1消耗的电功率
(
)()2222
2
111222222001100110101010101111(2244)U U U U U P I R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R ======++-++++-+
当R 1=R 0=200Ω时,热敏电阻消耗的电功率最大,因环境温度升高时,热敏电阻的阻值从300Ω减小到100Ω,所以,R 1消耗的电功率先增大后减小,故D 错误。
故选C 。
3.在图所示的电路中,W 为一个稳压管,其作用是确保C 、D 之间的电压U CD 不变,只要流过稳压管W 的电流在5mA 和25mA 之间,U CD 将稳定为15V 。
R 2为一可变电阻,它的最小值为1000Ω,最大值为无穷大(即断路)。
设电源电压U 为25V ,则当R 2变化时,为了确保U CD 为15V ,则R 1阻值为范围应为( )
A .250Ω~2000Ω
B .400Ω~500Ω
C .250Ω~400Ω
D .500Ω~2000Ω
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】 当R 2的电阻是1000Ω时,通过R 2的电流为
15V =0.015A=15mA 1000Ω
由于稳压管的电流范围是5mA 到25mA ,则通过R 1的电流为20mA 到40mA ,根据欧姆定律可以计算出R 1的电阻范围
10V =5000.02A Ω,10V =2500.04A
Ω 即R 1的电阻范围500Ω~250Ω之间;同理,当R 2的电阻是无穷大时,由于稳压管的电流范围是5mA 到25mA ,可以计算出R 1的电阻范围在2000Ω~400Ω之间;而这两部分的公共部分是400Ω~500Ω。
故选B 。
4.如图所示的电路中,电源电压恒定,0R 为定值电阻,闭合开关后,在移动滑动变阻器滑片过程中,下列图像中不正确的是( )
A .电压表示数随电流表示数变化图像
B .电流表示数随变阻器变化图像
C .变阻器的功率和定值电阻的功率的比值Q 随变阻器电阻R 的变化 图像
D .电流表示数变化量△I 随电压表示数变化量△U 的变化图像
【答案】B
【解析】
【详解】
A .从图中可以看到,定值电阻R 和滑动变阻器串联接在电路中,在移动滑动变阻器滑片过程中,设电流表的示数是I ,电压表的示数是U ,电源电压的大小是U 电,由题意可以得到
U U R I I
=+电 化简可得到
-U IR U =+电
I 和U 电大小不变,可知电压U 与I 是一次函数关系,A 正确,不合题意;
B .设电流表的示数是I ,滑动变阻器的电阻大小是R ,电源电压的大小是U 电,由欧姆定律可以得到
0U R R I
=+电 变换可得
01I U R R =⋅+电
从这条式子可以看到,随着滑动变阻器的电阻R 的增大,电流表的示数变小,电流减小得越来越慢,这个图像不对,B 错误,符合题意;
C .由题意可知,变阻器的功率是2R P I R =,定值电阻的功率是02
R 0P I R =,那么变阻器的功率和定值电阻的功率的比值是
02R 2R 00
1P I R Q R P I R R ===⋅ 从这条式子可以看到,Q 与 R 成正比,那么它的关系图像是一条过原点的直线,C 正确,不合题意;
D .设滑动变阻器接入电路中的阻值在变小,从A R 变小到B R ,那么电流表示数变化量是
00-B A
U U I R R R R ∆=
++ 同样可以知道电压表示数变化量是 00-A B A B
U U U R R R R R R ∆=⋅⋅++ 00000-1-B A A B A B
U U R R R R I U U U R R R R R R R ++∆==∆⋅⋅++ 即
1I U R ∆=⋅∆ 从这条式子可以知道,电流表示数变化量△I 随电压表示数变化量△U 的变化图像是一条过原点的直线,D 正确,不合题意。
5.如图所示的电路图,R 1与 R 2 都是定值电阻,R 3 是一个滑动变阻器,当开关闭合后,滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,以下说法中正确的是( )
A.电压表 V5示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变
B.电压表 V4的变化量与电流表示数变化量的比值变大
C.电压表 V3示数的变化量与电流表示数的变化量比值变小
D.电流表示数变大,表 V1、V2与电流表示数比值都不变,V3与电流表示数比值变大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
闭合开关S后,三电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电压表V3测R3两端的电压,电压表V4测R1和R2两端的电压之和,电压表V5测R2和R3两端的电压之和,电流表测电路中的电流;
A.由以上分析知
U V5=U−U1=U−IR1,U V5′=U−U1′=U−I′R1
△U V5= U V5− U V5′= U−IR1−( U−I′R1)=(I′−I) R1=△I R1
即
V5
U
I
=R1
故该比值保持不变,故A正确;
B.同理可知
U V4= U−U1−U2 =U−IR1−IR2,U V3′=U−U1′− U2′ =U−I′R1−I′R2△U V4= U V4− U V4′= U−IR1−IR2−( U−I′R1−I′R2)=(I′−I) R1+(I′−I) R2=△I (R1+ R2)
即
V4
U
I
= R1+ R2
故该比值保持不变,故B错误;
C.电源电压U= U V4+ U V3,故电压表 V3示数的变化量等于电压表 V4的变化量,则电压表V3示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变,故C错误;
D.滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,接入电路中的电阻变小,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A的示数变大,由U=IR可知,定值电阻R1和R2
两端的电压变大,即电压表V
l 、V 2的示数变大;因为串联电路中的总电压等于各分电压之和,且R 1和R 2两端的电压变大,V 3等于电源电压减去R 1和R 2两端的电压,所以电压表V 3的示数变小,由R 1=
1U I , R 2=2U I , R 3=3U I
可知,电压表V 1、V 2与电流表示数之比不变,V 3与电流表示数比值变小,故D 错误。
故选A 。
6.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 =212
I I I -R 0 B .R x =201I R I C .R x =2012
I R I I - D .R x =121
I I I -R 0 【答案】C
【解析】
【分析】
【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 =
2012
I R I I - 故选C 。
7.如图所示电路,电源电压恒为6V ,定值电阻R 1为10Ω,滑动变阻器R 2的规格为“20Ω 0.5A ”,电压表量程为0~3V ,电流表量程为0~0.6 A 。
则( )
A .电压表测量的是电阻R 1两端的电压
B .当变阻器R 2的滑片P 向左移动时,电压表的示数变小
C .为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R 2接入电路的阻值范围是2~10Ω
D .当变阻器R 2接入电路中的阻值是8Ω时,通电1min 电阻R 1产生的热量是53.3J
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件;
(2)由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R 1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变化;
(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R 1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值,从而得出答案;
(4)当变阻器R 2接入电路中的阻值是8Ω时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电
流,根据2Q I Rt =求出1min 电阻R 1产生的热量。
【详解】
A .由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流,故A 错误;
B .由电路图可知,滑动变阻器滑片右侧接入电路,当变阻器R 2的滑片P 像左移动时,接入电路的电阻增加,电压表的示数变大,故B 错误;
C .因为滑动变阻器R 2的规格为“20Ω0.5A ”,所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A ,电路的最小电阻是
6V 12Ω0.5A
U R I =
== 滑动变阻器接入电路中的最小电阻 112Ω10Ω2ΩR R R -=-==小
当电压表的最大测量值为3V 时,滑动变阻器接入的电阻最大,为10Ω,故C 正确; D .当变阻器R 2接人电路中的阻值是8Ω时,电路的总电阻
1210Ω8Ω18ΩR R R '=+=+=
此时电路中的电流
6V 1A 18Ω3
U I R '=
==' 通电1min 电阻R 1产生的热量 2211(A)10Ω160s 66.7J 3
Q I R t '==⨯⨯⨯≈ 故D 错误。
故选C 。
8.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S 后,将滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是( )
A .电压表V 1与电压表V 2的示数之和不变
B .电压表V 2与电流表A 的示数之比不变
C .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数变大
D .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数不变
【答案】D
【解析】
【分析】
由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表V 1测电源的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据电源的电压可知电压表V 1示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R 1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R 2两端的电压变化,然后判断电压表V 1与电压表V 2的示数之和、电压表V 2与电流表A 的示数之比的变化。
【详解】
C .由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表V 1测电源的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电源电压保持不变,所以滑片移动时,电压表V 1的示数不变,故C 错误;
D .将滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由U I R
=可知,电路中的电流变小,即电流表A 的示数变小,故D 正确; A .由U IR =可知,R 1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R 2两端的电压变大,即电压表V 2的示数变大;由电压表V 1的示数不变、电压表V 2的示数变大可知,电压表V 1与电压表V2的示数之和变大,故A 错误;
B .由电压表V 2的示数变大、电流表A 的示数变小可知,电压表V 2与电流表A 的示数之比变大,故B 错误。
【点睛】 此题为一道经典的动态电路综合性题,重点考察电路的动态分析及欧姆定律的应用,均为中考物理电学部分的重难点,需要学生熟练掌握相关知识,并进行综合应用分析。
9.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;
122112U 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 .
10.如图电路,电源电压保持不变.闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P 的过程中,下列说法正确的是( )
A .滑片可在R 2上向右任意移动
B .电流表A 1示数不变,A 2示数变小
C .电压表V 示数与电流表A 2示数的比值变大
D .滑动变阻器功率的变化量与整个电路功率变化的量相等 【答案】D
【解析】
【详解】
A .从电路图可以看到,当滑片P 向右移动到最右端时,此时滑动变阻器接入电路中的电阻阻值为零,电路会被短路,电路会损坏,没有电流流过电阻1R ,所以滑片不可在R 2上向右任意移动,A 错误;
B .从电路图可以看到,这是一个并联电路,电阻1R 和滑动变阻器2R 并联接在电路中,1R 两端的电压是电源电压,大小不变,自身电阻大小不变,根据欧姆定律可知,流过1R 的电流大小不变,即电流表A 1示数不变,但是滑动变阻器2R 接入电路的电阻在变小,那么流过2R 的电流在变大,电流表A 2测的是干路电流大小,根据并联电路电流规律,干路电流在变大,即电流表A 2示数在变大,B 错误;
C .从电路图可以看到,电压表V 示数是电阻1R 两端电压大小,也是电源电压大小,大小不变,但是电流表A 2示数在变大,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的比值变小,C 错误;
D .当滑动变阻器接入电路的阻值从2R 变为'
2R 时,电功率的变化量为 22
'22
2'22U U P P P R R ∆=-=- 整个电路电功率变化的量为
22
'
''121222U U U U U U P P P U U R R R R R R ⎛⎫⎛⎫∆=-=+-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 即2P P ∆=∆,滑动变阻器功率的变化量与整个电路功率变化的量相等,D 正确。
11.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
1220X
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
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D 不符合题意。
故选B 。
12.如图所示,电源电压不变,a 、b 、c 为电流表或电压表。
滑动变阻器最大阻值为R 3,先闭合S 1再闭合S 2,发现b 表和c 表的读数均有明显变化。
下列判断正确的是( )
A .a 表可能是电压表,也可能是电流表
B .若b 表是电流表,先闭合S 1,再闭合S 2,a 表读数变大
C .若b 表是电压表,闭合S 1断开S 2移动变阻器的滑片时,b 、c 两表示数变化量的比值不变
D .若R 1=R 2=R 3,则控制开关状态和滑片位置,得到电路最大功率为最小功率的4倍
【答案】CD
【解析】
【详解】
A .由题意可知,c 表应该是电流表,不能是电压表,否则整个电路没有电流;假设a 表是电流表,b 表是电流表,那么整个电路会短路,这样不符合题意,所以b 表不能是电流表,假设b 表是电压表,那么电流流过变阻器后,就不会再流过电阻R 1、R 2,而是流过下面的a 表,即使再闭合S 2,c 表的示数都不会变化,这与题意不符合,所以a 表不能是电流表,只能是电压表,A 错误;
B .若b 表是电流表,先闭合S 1,那么滑动变阻器就会被短路,电路只有电阻R 1接入,再闭合S 2,电路有电阻R 1、R 2并联接入,这样a 表的读数是不变的,都是电源电压的大小,B 错误;
C .若b 表是电压表,闭合S 1断开S 2,只有电阻R 1、R 3串联接入电路,移动变阻器的滑片时,假设从'3R 变到''3R 时,b 表的示数从''3U 到'
3U ,c 表的读数从''I 到'I ,可得到 ''31U U I R =-
''''31U U I R =-
b 表示数变化量是
()''''''331U U U I I R ∆=-=-
c 表示数变化量是
'''I I I ∆=-
那么b 、c 两表示数变化量的比值是 ()'''11'''I I R U R I I I
-∆==-∆- 即这个比值大小不变,C 正确;
D .假设123R R R R ===,并且b 表是电压表,那么这个电路是电阻R 1、R 2并联后再和R 3串联,当R 3接入电路的电阻为零时,并且S 1、S 2都闭合时,R 1和R 2并联,电路中的总
电阻最小,根据
2
U
P
R
=可知,电路的总功率最大,大小是
22222
max
12
2
U U U U U
P
R R R R R
=+=+=
当R3接入电路的电阻最大时,并且S1闭合,S2断开时,R1和R3串联,这时电路的总电阻最大,根据
2
U
P
R
=可知,电路的总功率最小,大小是
22
min
13
2
U U
P
R R R
==
+
那么
22
max min
2
::4:1
2
U U
P P
R R
==
即max min
4
P P
=,可得到电路最大功率为最小功率的4倍,D正确。
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V1示数变化量小于V2表的示数变化量
C.电压表V3示数变大D.电压表V1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V1测电阻R1、R2两端的电压,电压表V2测灯泡和电阻R1两端的电压,V3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=I2R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V1的示数为U1,V2的示数为U2,此时电路的电流为I1;滑片滑至最右端时V1的示数为U1',V2的示数为U2',此时电路电流为I2,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.如图所示,电源电压不变,P 置于中点,a 为电流表或电压表。
任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )
A .a 是电压表
B .只闭合S 1,P 向右滑动,a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值变小
C .闭合S 1、S 3,断开S 2,A 1的示数大于A 2的示数
D .闭合S 1、S 2、S 3,P 向左滑动,A 1的示数减小
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A .由电路图可知,当S 1与S 2闭合时,电表a 与电源串联,若a 为电流表,会造成电源短路,故a 不是电流表;此时电路是安全的,说明a 是电压表,故A 正确;
B .只闭合S 1,R 1和滑动变阻器串联,电压表a 测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,设P 向右滑动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I =U R
可得,电压表a 示数的变化量 ΔU 2=U 滑﹣U 滑′=(U ﹣I 1R 1)﹣(U ﹣I 2R 1)=(I 2﹣I 1)R 1=ΔIR 1
则2U I
∆∆=R 1,即a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值不变,故B 错误; C .闭合S 1、S 3,断开S 2,R 2与滑动变阻器并联后再与R 1串联,电流表A 1测干路电流,电流表A 2测变阻器支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表A 1的示数大于支路电流表A 2的示数,故C 正确;
D .闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与滑动变阻器并联,R 1和A 1被短路,A 1示数为0,滑片移动时电流表A 1的示数仍然为0,即示数不变,故D 错误。
故选AC 。
15.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。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.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V1的示数变大,根据串联分压的特点V2的示数减小,结合图乙可得:A是R2的I-U关系图象,B是R1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R1的简单电路,电路电流最大为I大=0.9A,此时V1的示数即为电源电压U=U1=18V,故A项正确,不符合题意;
B.R1是定值电阻,当通过R1的电流I大=0.9A时,R1两端的电压U=U1=18V,根据
U
I
R
=得
R1的阻值是:。