大连备战中考物理培优易错试卷(含解析)之欧姆定律
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一、初中物理欧姆定律问题
1.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R2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是:
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变
D.电压表V2与电流表A的示数之比不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
R1和R2是串联,V1测量的是电源电源,V2测量的是R2两端的电压,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变所以A是正确的.
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作;过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R或灯L上,则下列判断中正确的是
A.电阻R一定断路B.电阻R一定短路
C.灯L可能变亮D.灯L的亮度可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:
电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;
电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R 断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭.
由以上分析可得,A 、B 、D 判断均错误,C 判断正确.
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R 为定值电阻,当开关闭合时,标有“8V 8W ”的小灯泡L 恰好正常发光;若保持定值电阻R 不变,将L 换成另一只标有“8V 4W ”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率
A .大于4W
B .等于4W
C .小于4W
D .无法确定 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
根据公式可知,当额定电压相同时,额定功率越大,电阻越小,所以“8V 8W”的灯泡电阻小,“8V 4W ”的灯泡电阻大;根据串联电路电阻的分压特点可知,改接后,灯泡两端的电压变大,大于8V ,所以这只灯泡消耗的功率大于4W .
4.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S 后,滑片 P 从 b 端移动到 a 端的过程中,电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A .电源电压为 4V
B .电路总功率的最大值为 2.4W
C .R 1 电功率的最小值为 0.4W
D .R 2 的最大阻值为 10Ω
【答案】C
【解析】
【详解】 由图甲可知,两电阻串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片于a 端时,其接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I 1=0.6A ,由U I R
=
可得,电源的电压 1110.6A U I R R ==⨯…①
当滑片于
b 端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I 2=0.2A ,U 2=4V ,则滑动变阻器的最大阻值
2224V =20Ω0.2A
U R I =
= 故D 错误; 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
21210.2A 4V U I R U R =+=⨯+…②
因电源的电压不变,由①②可得
110.6A 0.2A 4V R R ⨯=⨯+
解得:R 1=10Ω,电源的电压
10.6A 0.6A 10Ω6V U R =⨯=⨯=
故A 错误;
电路消耗的最大功率
116V 0.6A 3.6W P UI ==⨯=
故B 错误;
R 1电路消耗的最小功率
221210.2A 10Ω0.4W P I R ==
⨯=() 故C 正确。
故选C 。
5.如图所示的电路,电源电压不变,R 1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.闭合开关S ,当监控区的温度升高时,电压表示数U 与电流表示数I 的关系图象是
A .
B .
C .
D .
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 1两端的电压,电流表测电路中的电流。
A .因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度升高时,热敏电阻R 1的阻值变小,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;热敏电阻R 1的阻值变小,由串联分压原理可知,R 1两端的电压减小,即电压表的示数减小;由上述分析可知,当电流表示数I 变大时,电压表的示数U 减小,故A 图象错误; BCD .根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电压表示数
U 1=U 总−U 2=U 总−IR 2
因U 总、R 2是定值,所以,电压表示数U 1与I 为一次函数,其图象是一条倾斜的直线,且电流增大时,电压变小,故C 图象正确,BD 图象错误。
故选C 。
【点睛】
由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 1两端的电压,电流表测电路中的电流.由题意可知温度升高时热敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中的电流和R 2两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化,进而分析可得图象。
6.如图所示,电源电压不变,电阻115ΩR =,210ΩR =,开关S 、S 1闭合,S 2断开,电流表读数为0.4A ,则开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电流表读数可能为( )
A .0.4A
B .0.5A
C .0.6A
D .0.7A
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】 当开关S 、S 1闭合,S 2断开时,电阻R 0与R 1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R 1两端的电压是
1110.4A 15Ω6V U I R ==⨯=
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
011R R R =+总
当开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电阻R 0与R 2串联,同理
022R R R =+总
因为12
R R
>,所以
12
R R
>
总总
,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得
21
0.4A
I I
>=
因为开关S、S2闭合,S1断开时,电路中的电流变大,那么R0的电压变大,由于电源电压不变,根据串联电路的电压规律可知,R2两端的电压变小,即
21
6V
U U
<=
所以
1
2
2
6V
0.6A
10Ω
U
I
R
<==
则可知电流表的读数在0.4~0.6A之间。
故选B。
7.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则
A.电源电压为20V
B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D.整个电路的最大功率为14.4W
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.由图甲可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测串联电路的电流。
滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。
因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P 在A点时,V1示数最大为电源电压,则电源电压U=12V,故AB错误;
C.当滑片在B端时,由图乙可知,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,
R2=2
8V
0.4A
U
I
==20Ω
故C错误;
D.电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A时,电路的总功率最大
P=UI=12V×1.2A=14.4W,
故D 正确;
故选D 。
8.小梦将定值电阻R 1与滑动变阻器R 2接入电源电压不变的电路中,如图所示.闭合开关S ,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到一定位置过程中,电流表、电压表V 1和V 2示数变化量分别为ΔI 、ΔU 1、ΔU 2.下列说法正确的是
A .V 1示数不变,V 2示数变大
B .V 1示数变小,V 1示数和电流表示数之比变小
C .V 2示数变大,ΔU 1>ΔU 2
D .电流表示数变小,
1U I
∆∆ 不变 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由图知:定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V 1测量定值电阻两端电压,电压表V 2测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流。
A .在串联电路中,电阻具有分压作用。
滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,滑动变阻器两端电压增大,即电压表V 2示数增大,而电源电压一定,所以电压表V 1示数减小.此选项错误;
B .由A 知,电压表V 1示数减小,但定值电阻阻值一定,所以V 1示数和电流表示数之比即定值电阻阻值不变。
此选项错误;
C .由A 知,电压表V 2示数增大,但电源电压一定,前后两种情况下定值电阻和滑动变阻器两端电压变化程度相同,即,ΔU 1=ΔU 2。
此选项错误;
D .定值电阻阻值不变,滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,电路总电阻增大,电源电压一定,由欧姆定律知,电路电流减小,所以电流表示数减小。
滑片在不同位置时,定值电阻两端电压变化量与通过的电流变化量之比为R 1,而R 1是定值电阻,所以不变。
此选项正确。
故选D 。
9.如图所示的电路中,当开关闭合,将滑动变阻器的滑片慢慢向右滑动的过程中,电流表与电压表的示数变化府况,下列说法正确的是
A.电流表A l的示数变大
B.电流表A2的示数变小
C.电压表示数与电流表A l的示数的比值变小
D.电压表示数与电流表A2的示数的比值变小、
【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测定值电阻支路的电流,电流表A2测变阻器支路的电流,电压表测电源两端的电压。
AC.因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变,即电流表A1的示数不变,所以电压表示数与电流表A1示数的比值也不变,故AC错误;
B.将滑动变阻器滑片慢慢向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,由
U
I
R
可知,
通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A2的示数变大,故B错误;
D.电压表示数不变而电流表A2示数变大,所以电压表示数与电流表A2示数的比值变小,故D正确。
10.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图像,则下列判断正确的是
A.实验中电压表的示数保持1V不变
B.当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.5A
C.滑动变阻器连入电路的阻值范围为0-25Ω
D.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移
【答案】D
【解析】
【详解】 A
.探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端的电压不变,由图象可知,电流与电阻之积(即R 两端的电压):
0.5A 5Ω0.1A 25Ω 2.5V U IR ==⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=,
即电压表示数保持2.5伏不变,故A 错误;
B .由图象可知:当电阻为10Ω时,电流为0.25A ,故B 错误;
C .由图乙知,电流最大为0.5A 时,对应的定值电阻为5Ω,由欧姆定律和串联电路的规律可得,变阻器连入电路中的电阻:
1113V 5Ω1Ω0.5A
U R R R R I =-=-=-=滑1总; 由图乙知,电流最小为0.1A 时,对应的定值电阻为25Ω,由欧姆定律和串联电路的规律可得,此时变阻器连入电路中的电阻:
222 23V 25Ω5Ω0.1A
U R R R R I '=-=-=-=滑总; 所以,滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω,故C 错误;
D .将R 从5Ω换成10Ω后,电路的总电阻变大, 由 U I R
=可知,电路中的电流变小,由U =IR 可知滑动变阻器两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 两端的电压变大,要使R 两端的电压不变(即R 的电压减小为原来的电压值),应减小电路中的电流,增大变阻器接入电路中的电阻,即滑片P 向右移,故 D 正确。
11.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
211U 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 。
12.在图甲所示的电路中,电源电压不变,R 0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R 0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 =I 1R 0=0.6A×R 0
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
24V ==200.2A
U R I =Ω滑滑 U =U 0+U 滑=0.2A×R 0+4V
联立求解可得电源电压为6V ,电阻R 0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 。
13.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 13V 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
1120Ω=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 min4
0.1A20Ω=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 max1
0.6A5Ω=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
2V1
4V2
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=15Ω
22
R R
==⨯
滑
定
则只能进行前三次实验,故D正确。
故选AD。
14.如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离,下列判断正确的是()
A.电压表V1的示数一定变大
B.定值电阻R1与R2消耗的电功率之和一定变小
C.电压表V1示数的变化的大小小于电压表V2示数的变化的大小
D.电压表V1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
实物图转化为电路图,如下图所示;从电路图可以看到,这是一个串联电路,滑动变阻器、定值电阻R 1、R 2串联接在电路中,电压表V 1测的是滑动变阻器的电压,电压表V 2测的是定值电阻R 1和R 2的电压之和;
A .闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 向左滑动一段距离,电路中的总电阻变大,电流变小,根据U IR =可知,定值电阻R 1、R 2的总阻值大小不变,那么它们两端的电压在变小,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器的电压在变大,即电压表V 1的示数在变大,A 正确;
B .由上述可知,定值电阻R 1与R 2的总阻值之和是不变的,其电流在变小,根据2P I R =可知,定值电阻R 1与R 2消耗的电功率之和一定变小,B 正确;
C .这是一个串联电路,电压表V 1的示数与电压表V 2示数之和等于电源电压的大小,电源电压大小不变,那么在将滑动变阻器的滑片P 向左滑动一段距离过程中,电压表V 1的示数增加量等于电压表V 2示数的减小量,即电压表V 1示数的变化的大小等于电压表V 2示数的变化的大小,不是小于,C 错误;
D .电压表V 1示数的变化的大小等于电压表V 2示数的变化的大小,根据U IR =可知
()()'
'12221212--U U U U I R R I R R ∆=∆==++
那么
221
12'-U U U R R I I I I
∆∆∆+=
==∆∆ 由于定值电阻R 1与R 2的总阻值之和是不变的,即12R R +大小不变,那么
1
U I
∆∆大小不变,即电压表V 1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变;D 正确。
故选ABD 。
15.在如图所示的电路中,电源电压U 保持不变,R 1,R 2,R 3为定值电阻.移动滑动变阻器的滑片,使电压表V 1,V 2的示数分别增大△U 1,△U 2,在这个过程中( )
A .△U 2<△U 1
B .通过电阻R 1的电流增加△U 1/R 1
C .通过电阻R 2的电流减小△U 2/R 3
D .电阻 R 3两端的电压增大△U 2
【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】
A .根据串联电路电压的规律有:
U =U 1+U R2+△U R3,
即原来:
U 1=U -(U R2+△U R3)-----①,
移动滑片后,
U 1′=U -(U R2′+△U R3′)----②
②-①得:
U 1′-U 1=(U R2+△U R3)-(U R2′+△U R3′)=(U R2-U R2′)+(△U R3-△U R3′)=△U R2+△U R3, 即:
△U 1=△U R2+△U R3---③,
根据串联电路各部分电压之和不变,故:
△U 2=△U R3----④,
由③④得:
△U 2<△U 1
故A 正确;
B .由欧姆定律,原来通过R 1的电流:
I 1=
1
1
U R ------⑤ 移动滑片后:
I 1′='
11
U R -----⑥
⑥-⑤得:
I 1′-I 1='11U R -11U R ='11
1
U U R -;
故通过电阻R 1的电流增加△I 1=1
1
U R ,故B 正确;
CD .由串联电路电压的规律,R 3两端电压减小△U 2,故D 错误;
类似B 选项,故通过R 3两的电流减小2
3U R ,由串联电路的规律,流经R 2、R 3的电流相
等,故通过电阻R 2的电流减小2
3
U R ,故C 正确.
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.在图甲所示的电路中,电源电压不变,R 0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R 0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 =I 1R 0=0.6A×R 0
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
24V
==200.2A
U R I =
Ω滑滑 U =U 0+U 滑=0.2A×R 0+4V
联立求解可得电源电压为6V ,电阻R 0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 。
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.如图所示电路,电源电压保持不变·当闭合开关S,调节滑片的位置,使滑动变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U-I”关系图像如图所示,则下列判断正确的是
A.滑动变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3 A B.定值电阻的阻值为20 Ω
C.图象乙反映了的U-I关系D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10 Ω【答案】A
【解析】 【详解】
C .从“
U-I ”关系图像可以看出,甲为滑动变阻器的关系图像,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,乙为电阻R 1的图像,故C 错误;
B .当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,电路中的电流最小;由图乙可知,此时电路中的电流I =0.2A ,电阻R 1的电压U 1=2V ,滑动变阻器两端的电压U 2=4V ;因为串联电路总电压等于各支路电压之和,所以电源电压为
122V 4V 6V U U U =+=+=;
根据欧姆定律可得,定值电阻R 1的阻值:
112V
=10Ω0.2A
U R I =
=, 故B 错误;
D .滑动变阻器的阻值最大为:
224V =20Ω0.2A
U R I =
=, 即滑动变阻器R 2的阻值变化范围为0~20Ω,故D 错误;
A .因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以变阻器滑片在中点时,电流表示数:
126V
0.3A 1110Ω20Ω
22
U I R R '=
==++⨯, 故A 正确。
19.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 。
20.如图所示,用弹簧挂一条形磁铁放在螺线管的正上方,闭合开关,待弹簧稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动.下列说法正确的是( )
A .电压表示数变大,电流表示数也变大
B .电压表示数变小,电流表示数也变小
C .螺线管上端是S 极,弹簧缩短
D .螺线管上端是N 极,弹簧伸长 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
如图滑动变阻器与螺线管串联,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,此时螺线管的磁性会增强;根据串联电路分压特点
111
222
U IR R U IR R ==,滑动变阻器接入电路的电阻变小,分得的电压变小,所以电压表示数变小,电流表示数变大;根据安培定则可知螺线管上端是S 极,由于同名磁极相互排斥,所以弹簧会缩短。
21.光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小.如图所示,是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,1R 为光敏电阻,2R 为滑动变阻器,A 、B 间接监控装置.则( )
A .当有人通过通道而遮蔽光线时,A 、
B 间电压升高 B .当有人通过通道而遮蔽光线时,A 、B 间电压减小
C .图中2R 的滑动头向下移动时,通过1R 的电流变大
D .图中2R 的滑动头向上移动时,可提高A 、B 间电压 【答案】B 【解析】 【详解】
由电路图可知,两电阻串联,监控装置与2R 并联.由题知,光敏电阻1R 的特点是有光照射它时阻值变小;
AB .当有人通过通道而遮蔽光线时,1R 阻值变大,电路中的总电阻变大;根据U I R
=
可知,电路中的电流变小,根据U IR =可知,2R 阻值不变时,其两端的电压变小,即A 、B 间电压降低,故B 项符合题意;A 项不符合题意;
C .2R 的滑动头向下移动时,2R 连入电路中的阻值变大,电路中的电阻变大; 根据U
I R
=
可知,电路中的电流变小,故C 项不符合题意; D .2R 的滑动头向上移动时,2R 连入电路中的阻值变小,电路中的电阻变小;根据
U
I R
=
可知,电路中的电流变大,根据U IR =可知,1R 阻值不变时,其两端的电压变大,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,2R 两端的电压变小,即A 、B 间电压降低,故D 项不符合题意;
22.如图是某研究性学习小组自制的电子秤原理图,它利用电压表的示数来指示物体的质量.托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起, 托盘和弹簧的质量不计,OA 间有可收缩的导线,当盘中没有放物体时,电压表的示数为 0.已知电阻R 0=5Ω,滑动变阻器最大阻值为 15Ω,电源电压 U =3V ,电压表的量程为 0~3V .现将1kg 的物体放在托盘中,滑片刚好指在距 R 上端
1
3
处(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内),以下正确的是( )
A .将1kg 的物体放在托盘中时,电压表的示数为1.5V
B .该电子秤能测量的最大质量是2.5kg
C .最大质量数应标在电压表2.25V 的位置上
D .最大质量数应标在电压表3V 的位置上 【答案】AC。