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中考物理欧姆定律-经典压轴题附详细答案

2021-09-02 来源:小奈知识网


一、初中物理欧姆定律问题

1.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 【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

B.等于4W

C.小于4W

D.无法确定

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.

2.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V不变,灯泡上标有“2.5V,?A”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”。闭合开关,将滑片P滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是( )

A.此时灯泡的电阻为8Ω

B.此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7 C.该电路能探究串联电路电流的特点 D.该电路能探究电流与电压的关系 【答案】D 【解析】 【分析】

由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。

【详解】 A.此时灯泡电阻

R故A正确,不符合题意; B.滑动变阻器两端电压

UL2.4V8Ω I0.3AU滑=UUL4.5V2.4V2.1V

此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比

RLUL2.4V8 R滑U滑2.1V7故B正确,不符合题意;

C.利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C正确,不符合题意。

D.探究电流与电压的关系,应控制电阻阻值不变,而灯泡电阻随温度升高而增大,因此该电路不能探究电流与电压的关系,故D错误,符合题意。 故选D。

3.小明利用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I—

1图像,如图乙,由图可知( ) R

A.定值电阻两端电压控制为2V不变 B.当电流为0.2A时,电阻R为0.1Ω C.当滑片向右移时,电压表数变大

D.当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为1:2 【答案】A 【解析】 【分析】

由题意可知,本题考查了“通过导体的电流与电阻的关系”,可以运用欧姆定律和串联电路的特点进行分析判断。 【详解】 AB.由I—

1图象可得,当导体中电流为0.2A时,其对应的电阻为10,该实验利用控R

制变量法,需控制定值电阻两端电压不变

UIR0.2A10Ω2V

故A符合题意,B不符合题意;

C.滑片右移时,R电阻增大,由串联电路的分压原理可知,R两端电压增大,而电源总电压保持不变,所以R两端电压减小,即电压表示数减小,故C不符合题意; D.电流分别为0.25A和0.5A时,通过R的电流之比为

I10.25A1 I20.5A2实验中,需保持R两端电压不变,则由欧姆定律可得

UI1R1R21 UI2R12R2由上式可得

R12 R21故D不符合题意。 故选A。

4.如图a所示是电阻甲和乙的I—U图像,下列说法不正确的是( )

A.电阻甲为定值电阻,电阻乙的阻值随着温度的升高而减小 B.当电阻甲两端电压为1V时,R甲=5Ω,此时甲的实际电功率为0.2W C.如图b所示,当开关闭合,电路电流为0.5A时,电路总电阻是10Ω D.如图c所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总功率为0.8W 【答案】D 【解析】 【分析】

(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,据此结合图像分析甲、乙电阻是否变化,再根据乙电阻热功率与阻值的关系分析作答;

(2)由图像可知,当甲两端的电压为1V时对应的电流,根据欧姆定律求出R甲,根据

PUI求出此时甲的实际电功率;

(3)甲和乙串联,由图b读出电路电流为0.5A时甲和乙电阻两端的电压,利用欧姆定律可求出R乙,根据串联电路的电阻特点可得总电阻;

(4)甲和乙并联,由图c读出电源电压为2V时甲和乙电阻对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出总电流,再根据PUI求出此时电路的总功率。 【详解】

A.由图a可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变;随着电压的增加,乙电阻的热功率增加,温度升高,其阻值变小,故A正确,不符合题意; B.由图a可知,当甲两端的电压为1V时,通过的电流为0.2A,根据欧姆定律可得

R甲此时甲的实际电功率

U甲1V5Ω I甲0.2AP甲U甲I甲1V0.2A0.2W

故B正确,不符合题意;

C.如图b所示,甲、乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.5A时,由图a可知,甲和乙两端的电压均为2.5V,根据RU可知,此时甲乙的阻值相同,则电路总电阻 IRR甲R乙5Ω5Ω10Ω

故C正确,不符合题意;

D.如图c所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图a可知

I甲0.4A,I乙0.2A

根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流

II甲I乙0.4A0.2A0.6A

则此时电路的总功率

PUI2V0.6A1.2W

故D错误,符合题意。 故选D。

5.如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )

A.R1的阻值为20 Ω

B.当R2接入阻值为50 Ω时它的功率最大

C.电源电压为6 V

D.该电路消耗的最大电功率为0.9 W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

AC.从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是2V时,其功率是0.8W,可计算得到这时电路中的电流是

I1P0.8W10.4A U12V同理,当滑动变阻器两端电压是5V时,其功率是0.5W,电路中的电流是

I2P20.5W0.1A U25V设电源电压是U电源,可以得到关系式

0.4AR12VU电源 0.1AR15VU电源

解得R110Ω、U电源6V;A错误、C正确;

B.从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是5V时,其功率是0.5W,这时滑动变阻器接入电路的阻值大小是

R25V20.5W50Ω

当R2接入阻值为50 Ω时它的功率不是最大,B错误;

D.当电路中的电阻最小时,即滑动变阻器接入电路的阻值是0时,电路中的总电阻最小,电路消耗的电功率最大,大小是

26VU电源3.6W R110Ω2PmaxD错误。 故选C。

6.如图所示,电源电压不变,电阻R115Ω,R210Ω,开关S、S1闭合,S2断开,电流表读数为0.4A,则开关S、S2闭合,S1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、S1闭合,S2断开时,电阻R0与R1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R1两端的电压是

U1I1R10.4A15Ω6V

因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以

R总1R0R1

当开关S、S2闭合,S1断开时,电阻R0与R2串联,同理

R总2R0R2

因为R1R2,所以R总1R总2,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得

I2I10.4A

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

U2U16V

所以

I2U16V0.6A R210Ω则可知电流表的读数在0.4~0.6A之间。 故选B。

7.如图所示,电源电压为4.5V,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为

“10Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证所有元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )

A.向左移动滑片,两表示数都变大 B.电流表的示数变化范围是0.3~0.6A C.电压表的示数变化范围是0~3V

D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω 【答案】D 【解析】 【详解】

A.从图中可以看到,向左移动滑片,变阻器接入电路的电阻在变大,这是一个串联电路,电路的总电阻在变大,根据IU可知,电路中的电流在变小,电流表的示数在变R小;灯丝的电阻是不变的,那么灯泡两端的电压是变小的,根据串联电路电压规律可知,变阻器两端的电压是变大的,即电压表的示数是变大的;A错误; BCD.小灯泡的电阻是

22.5V5Ω ULRLPL1.25W2为保证灯泡正常工作,流过灯泡的电流最大是

ILmaxUL2.5V0.5A RL5ΩU4.5V9Ω Imax0.5A这也是电路中的最大电流,所以电流表的最大读数是0.5A,这时电路中的总电阻大小是

R总min则滑动变阻器的最小电阻是

R滑minR总min-RL9Ω-5Ω4Ω

由于灯泡的电阻不变,那么这时灯泡两端的电压是最大的,则滑动变阻器的电压是最小的,大小是

U滑minImaxR滑min0.5A4Ω2V

即电压表的最小示数是2V;

当滑动变阻器的电阻最大时,即大小达到10Ω,这时电路中的电流最小,大小是

IminUR总max4.5V0.3A

10Ω5Ω这个电流大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的规格要求,也没有超过小灯泡的额定电流,所以滑动变阻器的阻值可达到10Ω,电流表的读数最小可以是0.3A,这时滑动变阻器的电压是

U滑maxIminR滑max0.3A10Ω3V

即电压表的最大示数是3V;综上所述,电流表的示数变化范围是0.3~0.5A,电压表的示数变化范围是2~3V,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω。 故选D。

8.在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20Ω 0.5A\",当滑片P由c点移到a端的过程中,电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化情况如图乙所示,R1的最小功率是0.4 W。在保证电路元件安全的条件下,下列说法正确的是( )

A.电源电压为5 V

C.R2接入电路的最小阻值为2Ω 【答案】C 【解析】 【分析】

B.R1的阻值为20Ω D.R2的最小功率是0.8 W

由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;

(1)根据P=I2R可知:电路中电流最小时R1的功率最小,所以当R1的功率最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,即在a点,由图乙可知,R2为20Ω时,电压表的示数为2V,根据P=UI求出此时电路的电流,然后根据欧姆定律求出两端的电压,根据串联电路的电压特点即可求出电源电压;

(2)根据欧姆定律求出R1的阻值;

(3)由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”,则电路中的最大电流为0.5A,根据欧姆定律求出电路中最小电阻,利用电阻的串联特点即可求出R2接入电路的最小阻值;

(4)根据电路中的电流变化范围,利用P=UI求出滑动变阻器的功率变化范围,据此得出R2的最小功率。 【详解】

由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;

A.由于R1是定值电阻,根据P=I2R可知,电路中电流最小时R1的功率最小,当电流最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,则由图乙知,滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω,此时电压表的示数为2V,根据P=UI可得,此时电路的电流

I最小根据IP0.4W1最小0.2A U12VU和串联电路的电压特点可得电源电压 RUI最小R2最大U10.2A20Ω2V6V

故A错误; B.根据IU可得R1的阻值 RR1U12V10Ω I最小0.2A

故B错误;

C.由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”,则电路中的最大电流为0.5A,根据I得最小总电阻

U可RR最小则此时滑动变阻器的最小阻值为

U6V12Ω I最大0.5AR2最小R最小R112Ω10Ω2Ω

故C正确;

D.由前面解答可知,电路中电流的取值范围为0.2A∼0.5A,滑动变阻器消耗的功率

P2U2IUU1IUII2R16VI10ΩI20.9W10I0.3W

所以当I0.30时,即I=0.3A时,R2的功率最大P最大=0.9W;根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P−I图像,如图所示:

2

根据图像可知,当电流最大为0.5A时,滑动变阻器消耗的电功率最小,滑动变阻器消耗的最小电功率

2P2最小UI最大I最大R16V0.5A10Ω0.5A0.5W

2故D错误。 故选C。

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Al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Al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I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。

U可知,R

10.如图所示的四个电路,整个实验过程中电池的电压不变,R已知,则不能测出Rx阻值的电路是( )

A. B.

C. D.

【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A.当S闭合S1断开时,电路为R的简单电路,电流表测电路电流,读出此时电流表示数I1,则可由欧姆定律求出电源电压为I1R,当闭合开关S、S1,电路为R与Rx并联电路,电流表测干路电流,R所在支路不受影响,读出电流表示数为I2,由并联分流及电压规律可求Rx电阻如下:

Rx故A不符合题意;

UxIR1 IxI2I1B.闭合S、S1时,Rx被短路,电路为R的简单电路,电压表测电源电压,读出示数为U1,闭合S断开S1,电路为R与Rx串联电路,电压表测R两端电压,读出示数为U2,由串联分压及电压之比等于电阻之比可求Rx阻值为:

RxUxU2 RURU1U2

解得:

Rx故B不符合题意;

U2R

U1U2C.当开关S闭合后,电路为R与Rx串联电路,电压表测R两端电压,电流表测电路电流,由于不知道电源电压,则只能得到Rx电流,无法得到电压,无法测量其电阻大小,故C符合题意;

D.闭合S断开S1时,电路为R与Rx串联电路,读出电流表示数为I1,闭合S和S1时,电路为Rx简单电路,读出电流表示数I2,由于电源电压不变,设电源电压为U,则有:

UI1(RRx)

UI2Rx

解得:

Rx故D不符合题意。

I1R I2I1

11.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )

A.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变 B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大 C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大 D.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

观察电路图分析可得:R1与R2串联,电流表A测串联电路电流,电压表V1测串联电路总电压(电源电压),电压表V2测滑动变阻器R2两端电压。读题知电源电压不变,所以电压表V1的示数不变,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2阻值变大,电路中电流变小,即电流表A的示数变小,由U=IR得R1两端电压变小,由串联电路电压规律知,R2两端电压变小,即V2示数变大,故B正确。 故选B。

【点睛】

动态电路分析;电压表、电流表、滑动变阻器使用;串联电路电压规律应用;欧姆定律应用。

12.如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V”字样,通过灯泡L的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V的量程,电流表选择0~3A的量程。闭合开关S,断开S1和S2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V变化到4V,电流表的示数变化了0.4A,已知

R1:R2=1:4, R2为滑动变阻器的最大阻值。在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是( )

A.R1的阻值为5Ω

C.整个电路的最大电功率是11W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

B.电源的电压为11V

D.整个电路的最小电功率是4.4W

A.闭合开关S,断开S1和S2时,灯泡L与定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数由U2′=8V变化到U2″=4V时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,则两种情况下电路中的电流分别为:I′=0.4A,

I″=0.4A+0.4A=0.8A,

由图象可知,两种情况情况下灯泡两端的电压分别为UL=1V,UL=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:

U= UL+I′R1+U2 =1V+0.4A×R1+8V, U= UL+I″R1+ U2=3V+0.8A×R1+4V,

因电源的电压不变,所以,

1V+0.4A×R1+8V=3V+0.8A×R1+4V,

解得:

R1=5Ω,

故A正确,不符合题意;

'''''''''

B.电源的电压:

''UL+I′R1+ U2=1V+0.4A×5Ω+8V=11V,

故B正确,不符合题意;

C.当开关S、S2闭合,断开S2时,电路为R2的简单电路,因电源的电压小于电压表的量程,所以,当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I大=3A时,电路消耗的电功率最大,则:

P大=UI大=11V×3A=33W,

故C错误,符合题意;

D.当闭合开关S,断开S1和S2,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电功率最小,则电源的电压:

UL小+I小(R1+ R2)= UL小+I小(R1+4 R1)= UL小+ I小×5 R1

11V= UL小+ I小×25Ω,

由图象可知,当I小=0.4A,UL小=1V符合,则电路的最小电功率:

P小=UI小=11V×0.4A=4.4W,

故D正确,不符合题意。 故选C。

13.仅将灯L1、L2连接在电压为U0的电源上,此时两灯均发光;已知灯L1的电阻为

R0,测得通过灯L2的电流为I0,则下列判断正确的是(电源电压保持不变,L1和L2电

阻不随温度变化)( ) A.L2的电阻可能为

I0

U0I0R0I0R0 U0B.L1和L2的电阻之比可能为

C.通过L1和L2中的电流之比可能为1:1

I0R0D.L1和L2两端的电压之比可能为

U0I0R0【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】

I0I0UU A.是电流与电压的比值,由I得,R,故不可能是L2的U0I0R0UIRRI000电阻,故A不符合题意;

C.若两电阻串联:根据串联电路各处的电流都相等,通过L1和L2中的电流之比为1:1,故C符合题意;

D.由欧姆定律可知,灯L1的电压为U1I0R0,根据串联电路电压规律,灯L2中的电压为

U2U0I0R0

I0R0根据分压原理,L1和L2电阻之比等于电压之比,即为,故D符合题意;

U0I0R0B.若两灯并联,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,L2的电阻是

R2则L1和L2的电阻之比为

U0 R0R0I0R0U0U0 I0故B符合题意。 故选BCD。

14.定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S1闭合,S2

1,电流表的示数断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比U1:U22:5 。当开关S1断I1=1A;滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比U1:U22:'''':,通过开关的闭合与断开及调开,S2闭合,两个电压表V1和V2的示数之比U1:U231节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W。下列说法正确的是( )

A.电源的电压为24V

B.滑动变阻器的最大阻值是24Ω

C.当开关S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32W

D.当开关S1合,S2断开,调节滑片P位置,R3消耗的最大功率为9W 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

A.当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于a点时等效电路为图1所示:

当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于最右端时等效电路为图2所示:

当开关S1断开,S2闭合的等效电路如图3所示:

在可能得到的各种电路中,只有当开关S1、S2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:

1,根据I图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且U1:U22:U可得 RU1R1IU211 RaU2U21I1所以

Ra1R1 2根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压

13UI1(R1Ra)1A(R1R1)1AR1…①

22图2中:根据IU可得 R

U1R1IU221 RbU2U25I2即

Rb图3中:根据串联电路的电阻特点和I5R1 2U可得 RU1I3R1R2R1R23 U2I3R2R21解得

R2图4中

1R1 2PminU2U2U29W…② 15R1R2RbRRR4R111122由①②两式可得:R1=16Ω,U=24V,故A正确; B.滑动变阻器的最大阻值

Rb故B错误; C.电阻R2的阻值

55R116Ω40Ω 22R211R116Ω8Ω 222当开关S1断开,S2闭合,则电阻R1与R2串联,电路消耗的功率

24VU2P=24W

R1R216Ω+8Ω故C错误;

D.当开关S1闭合,S2断开,电阻R1与R3串联,R3消耗的功率

UU22P3IR3()R32R1R3R1R34R

1R32所以,当R3=R1时,R3消耗的功率最大,为

P3最大故D正确。

U224V=9W 4R14?16Ω2

故选AD。

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

R'U1.5V7.5 I0.2A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

R1电阻丝的长度增加了

U10.5V=2.5Ω I0.2A2.5Ω=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

2.5,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

lmax=15Ω=30cm

0.5Ω/cm

D对。 故选BD。

二、初中物理欧姆定律的实际应用问题

16.如图所示的电路,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是(假定灯泡的电阻不变)

A.电流表示数变小 B.电压表示数变大

C.电压表和电流表示数的比值变小 D.电压表和电流表的示数都变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

AD.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,电路中的总电阻不变,由欧姆定律可知电路中电流不变,即电流表示数不变;AD都不符合题意.

B.将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,滑片P与b之间的电阻减小,由UIR可知电压表示数减小;不符合题意.

C.电压表与电流表示数的比值等于滑片P与b之间的电阻,故电压表和电流表示数的比值变小;符合题意.

17.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重.电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻 R 的阻值随压力增大而增大,滑片P 随身高增高而上滑.下列分析正确的是( )

A.身高越高电压表示数大 C.体重越大电流表示数越大 【答案】A

B.身高越高通过R0流越小 D.体重越大压敏电阻两端电压越小

【解析】 【分析】 【详解】

AB.由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R0接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路独立工作、互不影响,所以,由I=

U可知,通过R0的电流不变,故B错误;当身高越高R时,滑片上移,滑片P下方电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,滑片P下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确;

C D.当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可

U可知,通过R的电流越小,即电流表的示数越小,故C错误;R压敏电阻R两端的电压不变,仍等于电源电压,故D错误.

知,R的阻值越大,由I=

18.在如右图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合后,滑片P在滑动变阻器R2的某两点之间滑动的过程中,电流表的示数变化范围是2~3 A,电压表的示数变化范围是3~8 V。则电源电压和定值电阻R1的阻值分别为

A.18 V 5 Ω C.11 V 4 Ω 【答案】A 【解析】 【详解】

B.18 V 4 Ω D.11 V 5 Ω

电压表测量的是滑动变阻器的电压,所以当电压表示数变大时,电流表示数减小,当电压表示数减小时,电流表示数变大。当电流表示数为2A时,电压表示数为8V;电流表示数为3A时,电压表示数为3V。设电源电压为U,则有:

U8V2A R1U3V3A R1解得U18V,R15Ω。故选A。

19.如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω 0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保

证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )

A.电流表示数变化范围为0~0.5A B.电压表示数变化范围为0~3V

C.滑动变阻器连入电路的阻值在10Ω~20Ω范围内变化 D.电路的总功率在1.8W~3W范围内变化 【答案】D 【解析】 【分析】

由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后根据欧姆定律的应用求滑动变阻器接入电路的最大阻值;根据定值电阻允许通过的最大电流、滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流;根据欧姆定律的应用求出定值电阻R1两端的最大电压,然后根据串联电路电阻规律求出滑动变阻器两端的最小电压,再利用欧姆定律的应用求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;最后根据P=UI求出电路消耗的最大功率和最小功率。 【详解】

A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流:

IminU1UU26V3V0.3A, R1R110ΩU23V10Ω, Imin0.3A此时滑动变阻器接入电路的阻值最大:

R2max因串联电路中各处电流相等,R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以最大电流为0.5A,则A错误; BC.R1两端电压最大:

U1maxImaxR10.5A10Ω5V,

因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的最小电压:

U2minUU1max6V5V1V,

此时滑动变阻器接入电路的最小阻值:

R2minU2min1V2Ω, Imax0.5A因此电压表的示数范围为1V~3V,滑动变阻器连入电路的阻值范围为2Ω~10Ω,则BC错

误;

D.当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,即

PmaxUImax6V0.5A3W,

当电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小,即

PminUImin6V0.3A1.8W,

故电路的总功率范围为1.8W~3W,则D正确; 故选D。

20.如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻的规格为“10Ω0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是( )

A.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W B.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A C.电路消耗总功率允许的变化范围为l.2W~3W D.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω 【答案】D 【解析】 【分析】

滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流;根据串联电路的分压原理(电阻越大,电阻两端的电压越高),当电压表的示数最大时,变阻器接入电路的电阻最大;当电流表的示数达到最大值时,变阻器接入电路的电阻最小;根据欧姆定律的应用可分别求出电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值,同时可以确定电压表示数、电流表示数以及电路中总功率的变化。 【详解】

由图知,R2与定值电阻R1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流; AB.由题意知,当电压表的最大测量值为3V时,由串联电路特点知,此时定值电阻R1两端的电压U1=3V,由欧姆定律可得此时电路中的电流:

II2I1U13V0.3A, R110Ω因此电路中的最小电流为0.3A,故B错误; 电阻R1消耗功率最小功率:

P1minU1I3V0.3A0.9W,

故A错误;

C.电路消耗的最小功率:

PminUI6V0.3A1.8W;

故C错误;

D.此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大:

R2max电路中的总电阻最小:

U2max3V10Ω; I0.3A当电路中的电流最大为0.5A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由欧姆定律可知此时

R总min滑动变阻器接入电路中的电阻最小:

U6V12Ω, Imax0.5AR2minR总minR112Ω10Ω2Ω,

则变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故D正确。

21.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,R1和R2中的某个电阻,其“I-U”关系图象如图所示,作出另一个电阻的“I-U ”关系图象,其中正确的是()

A. B. C. D.

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

由图2可知,电压和电流值没有为零的坐标,故图2为R1的“I-U”图象,当滑片P在最左端时,两端的电压最大,即为电源的电压,则电源的电压UUR16V,根据I可得

UR

R1UUR16V=10Ω II0.6A当滑片在最右端时,R1与R2串联,电路中的电流最小,R2两端的电压最大,由图象可知,R1两端的电压U12V,因串联电路中总电压等于各分电压之和

U2UU16 V-2 V=4 V

由IU可得,滑动变阻器两端的电压 RU2U-U1U-IR1=6V-10I

综上可知,滑动变阻器的图线为一条倾斜的线段,令U2=0,则I=0.6A;令U2=4V,I=0.2A,则故D正确。 故选D。

22.小丽用光敏电阻设计了一种“智能家居照明灯”电路,如图所示。照明灯L标有“220V 40w”字样,在天暗时L自动点亮,天亮时L自动熄灭。以下有关描述正确的是( )

A.导线B应连接家庭电路中的火线

B.小丽选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变大 C.闭合开关S后,电磁铁的上端为N极

D.要减少夜间的照明时间,应将滑动变阻器的滑片P向b端移动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A.根据安全用电的原则可知,当灯泡不工作时其两端应无电,所以A是火线,B是零线,故A错误;

B.天暗时灯自动亮,说明此时照明电路闭合即衔铁断开,由图可知此时电磁铁的磁性减弱即电路中的电流变小,根据RU可知电路中的电阻变大即此时光敏电阻的阻值变大;反I之天亮时光敏电阻的阻值变小,所以她选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变小,故B错误;

C.闭合开关S后,电流从电磁铁的上端流入,下端流出,根据安培定则可判断电磁铁的上端为S极,下端为N极,故C错误;

D.要减少夜间的照明时间,可通过增加电磁铁的磁性来实现,电磁铁通过的电流越大,磁性越大;根据I故D正确。 故选D。

U可知可以减小电路的阻值,可将滑动变阻器的滑片P向b端移动,R

23.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而增大,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是( )

A.体重越大电流表示数越小 B.身高越高通过R0的电流越大 C.身高越高电压表示数越小 D.体重越大电路消耗总功率越大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

A.当体重增大时,压敏电阻的阻值增大,而电源电压不变,因此电流表的示数变小,故A正确;

B.身高增大影响与电压表并联的电阻值变化,但不能影响变阻器阻值的大小,电源电压不变,因此通过R0的电流不变,故B错误;

C.身高越高,电压表并联部分的电阻越大,根据串联电路电压规律可知,电压表示数增大,故C错误;

D.当体重增大时,压敏电阻的电流变小,而变阻器的电流不变,根据并联电路电流特点可知,电路的总电流变小;根据PUI可知电路消耗的总功率变小,故D错误。 故选A。

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