中考物理欧姆定律题试题含答案
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一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.图甲是模拟调光灯。电源电压为4V ,小灯泡额定电压为2.5V ,电流随电压变化的I-U 图像如图乙所示,小灯泡两端电压达到0.4V 时“刚亮”,铅笔芯长15cm 、阻值为 30Ω,其阻值与长度成正比。回形针 A 固定在铅笔芯右端,回形针 P 可以在铅笔芯上自由滑动。该调光灯在使用时,以下说法正确的是( )
A .闭合开关,移动P 不能连续调光
B .闭合开关,P 滑到距A 点10cm 处,小灯泡的实际功率为0.15W
C .在距A 点 2.5cm 处做标记,可以提醒P 向 A 滑过此处,小灯泡将不安全
D .小灯泡工作时,从“刚亮”到正常发光,实际功率变化范围为0.064W~0.75W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A .当铅笔芯电阻全部接入电路中时,因串联电路中总电压等于各分电压之和,其各处 的电流相等,所以由U I R
=可知,电源电压为 L L P U U I R =+
即
L L 4.0V 30U I =+⨯Ω
由图乙可知,灯泡两端的电压U = 0.4V ,通过灯泡的电流I L = 0.12A 时符合,此时小灯泡两端电压达到0.4V “刚亮”,所以,闭合开关,移动P 能连续调光,故A 错误; B .因铅笔芯长15cm 、阻值为30N ,其阻值与长度成正比,所以,P 滑到距A 点10cm 处,接入电路中的电阻
'P 30Ω10cm 2015cm
R =⨯=Ω 则电源的电压
L L P U U I R '''=+ 即
L 'L 4.0V 20U I '=+⨯Ω
由图象可知,灯泡两端的电压L =8V U ',通过灯泡的电流'
L =0.16A I 时符合,此时小灯泡的实际功率
L L L 0.8V 0.16A=0.128W P U I ''==⨯ 故B 错误;
C .P 滑到距A 点2.5cm 处,接入电路中的电阻
P 30 2.5cm 515cm
R ''Ω=⨯=Ω 则电源的电压
L L P U U I R ''''''=+ 即
L L 4.0V 5U I ''''=+⨯Ω
由图象可知,灯泡两端的电压U "= 2.5V ,通过灯泡的电流I "= 0.3A 时符合,此时灯泡正常发光, 所以,在距A 点2.5cm 处做标记,可以提醒P 向A 滑过此处,小灯泡两端的电压超过额定电压将不安全,故C 正确;
D .小灯泡“刚亮”时的实际功率
L L L 0.4V 0.12A=0.048W P U I '==⨯
小灯泡正常发光时的实际功率
L L L 2.5V 0.3A=0.75W P U I ''''''==⨯
所以,小灯泡工作时,从“刚亮’到正常发光,实际功率变化范围为0.048W~0.75W ,故D 错误。
故选C 。
2.在图甲所示电路中,R 0、R 2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表。滑动变阻器R 1的滑片由一端移到另一端,电压表V 1、V 2和电流表A 的示数均要发生变化。两电压表示数随电流表示数的变化图线如图乙所示。则下列判断中正确的是( )
A .电阻R 0为2Ω
B .V 2示数变化图线为b
C .电源电压为14V
D .滑动变阻器R 1的阻值最大为9Ω
【答案】AD
【解析】
【分析】 由电路图可知,滑动变阻器R 1、电阻R 2、电阻R 0串联在电路中,电压表V 1测量R 1和R 2两端的总电压,电压表V 2测量R 2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当滑片P 向左移动时,滑动变阻器R 1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R 0两端的电压变大,R 2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R 1和R 2两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分b 为电压表V 1示数变化图线,下半部分a 为电压表V 2示数变化图线;
(2)由图像可知:当电压表V 1的示数(R 1和R 2两端的电压)为10V 时,此时电压表V 2的示数(R 2两端的电压)为1V ,电路中的电流为1A ,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,再根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值,最后利用电阻的串联表示出电源的电压;
(3)由图像可知:当滑片P 移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,此时电路中的总电阻最小,电路中的电流最大为4A ,此时两电压表的示数都为4V ,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出R 0和电源电压。
【详解】
由电路图可知,滑动变阻器R 1、电阻R 2、电阻R 0串联在电路中,电压表V 1测量R 1和R 2两端的总电压,电压表V 2测量R 2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
B .当滑片P 向左移动时,滑动变阻器R 1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R 0两端的电压变大,R 2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R 1和R 2两端的总电压变小,据此判断:图像中上半部分b 为电压表V 1示数变化图线,下半部分a 为电压表V 2示数变化图线,故B 错误;
D .由图像可知:当R 1和R 2两端的电压为10V 时,R 2两端的电压为1V ,电路中的电流为1A ,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压:
112210V 1V 9V U U U =-=-=,
根据欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的阻值:
119V 9Ω1A
U R I =
==, 故D 正确; AC .根据串联电路的总电压等于各分电压之和,有电源的电压:
100010V 10V 1A U U U IR R =+=+=+⨯------①
当滑片P 移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R 1两端的电压,示数都为4V ,电路中的电流最大为4A ,电源的电压:
2
0max 004V 4V 4A U U U I R R ''=+=+=+⨯------② 联立①②式,解得:R 0=2Ω,U =12V ,故A 正确、C 错误。
【点睛】
本题综合考查欧姆定律在串联电路中的应用,要求学生对电学知识掌握全面且熟练,通过方程组的思想来解答,一道很经典的考题。
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