中考物理综合题专题复习【欧姆定律的计算】附答案
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一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图是一款外出购物好帮手电子秤,它的工作原理如图甲,其中E为干电池;电子秤示数表盘由电流表A改装而成;R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A.C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示.(挂钩的重力不计,g取10N/㎏,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端).下列说法正确的是()
A.该电子秤中R0阻值为0.5Ω
B.闭合开关,不称重物时电阻R0两端电压为6V
C.电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8W
D.当电路中的电流为0.3A时,电子称称重示数为4kg
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流I a=0.6A,
由I=可得,电源的电压:
U=I a R0=0.6A×R0,
滑片在b端时,R与R0串联,电路中的电流I b=0.15A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I b(R+R0)=0.15A×(15Ω+R0),
因电源的电压不变,
所以,0.6A×R0=0.15A×(15Ω+R0),
解得:R0=5Ω,A错误;
则电源电压U=I a R0=0.6A×5Ω=3V,
所以,不称量重物时R0两端的电压为3V,B错误;
当滑片在a端时,电阻R0消耗的电功率最大,则
P最大=I a2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W,
在b端时,电阻R0消耗的电功率最小,则
P最小=I b2R0=(0.15A)2×5Ω=0.1125W,
所以,电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8W,C正确;
当电路中的电流为O.3A 处时,电路中的总电阻: R 总===10Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,滑动变阻器连入电路的阻值: R′=R 总﹣R 0=10Ω﹣5Ω=5Ω, 由题意可知,此时弹簧的压缩量: L=×5Ω=2cm ,
由图象可知,此时弹簧所受压力为20N ,即G=F=20N , 由G=mg 可得,物体的质量: m==
=2kg ,故D 错误. 故选C .
2.如图所示,MN 间电压恒定,1R 为定值电阻,滑动变阻器2R 的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P 处于a 端时,电流表示数为0.25安;当滑片P 处于ab 中点时,电流表示数为0.40安,则MN 间的电压是
A .6伏
B .5伏
C .4伏
D .3伏
【答案】D 【解析】 【详解】
R 1与滑动变阻器R 2并联,设MN 间的电压为U ,根据并联电路的电流关系,
则
21
0.25U U A R R +=……………….① 120.41
2
U U
A
R R +=………………② 联立①②,将R 2=20Ω代入,解得 U=3V 。故D 正确为答案.
3.小宇按照图甲所示的电路进行实验,R 0是定值电阻,R 是滑动变阻器。闭合开关S ,将滑动变阻器滑片P 从最右端移到最左端,利用电压表和电流表测得多组数据,并描绘出图乙所示的AB 线段,延长B 与坐标交于C 点。下列判断正确的是( )
A .R 0阻值为40Ω
B .电源电压为4V
C .电路消耗的总功率最大为2.5W
D .滑动变阻器的最大阻值为10Ω
【答案】C 【解析】 【详解】
由电路图知,闭合开关S ,变阻器与R 0串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流;
AB .由图乙知,C 点的电流为0,表示滑动变阻器断路,电压表与电源连通,测量的是电源电压,由图乙可知电源电压U =5V ;故B 错误;
由图乙中A 点坐标可知,电压表示数为0,表示当P 移动到最右端时,变阻器阻值为0,电路中只有R 0连入,电路中的电流最大为0.5A ,由欧姆定律可得R 0的阻值
05V
=10Ω0.5A
U R I =
=最大 故A 错误;
C .电源电压U =5V ,电路中的电流最大为0.5A ,电路的最大功率是
5V 0.5A 2.5W P UI ==⨯=总最大
故C 正确;
D .当变阻器滑片P 滑到最左端时,变阻器阻值最大;根据串联分压原理可知,电压表示数最大,对应图乙中B 点所示坐标,即变阻器两端的电压为4V ,电流为0.1A ,根据欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值
4V
=40Ω0.1A
B U R I =
=滑大最小 故D 错误。 故选C 。
4.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 2
6V 0.3A 1
U 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 3
U R I I U R I I ====甲
甲甲乙乙乙甲乙
,