2022-2022全国中考物理欧姆定律的计算问题的综合中考真题汇总附
更新时间:2023-04-13 14:56:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图,电源的电压U 保持6V 不变,R =5Ω,当开关S 闭合前后,通过电灯的电流变化了0.2A ,则灯泡的电阻是( )
A .5Ω
B .10Ω
C .15Ω
D .25Ω
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
如图所示,当开关S 闭合时,电路中只有电灯,此时电路中的电流为 16V =U I R R =灯灯
当开关S 未闭合,电灯和电阻R 串联,此时电路中的电流为
26V =5ΩU I R R R =++灯灯
因为开关S 闭合前后,通过电灯的电流变化了0.2A ,所以 126V 6V =0.2A 5ΩI I R R -=
-+灯灯 解之得R 灯=10Ω。
故选B 。
2.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S ,当滑片P 置于变阻器的B 端时,电压表的示数为6V ,在10s 内定值电阻1R 产生的热量为36J ;当滑片P 置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V 。下列结果正确的是( )
A .1R 先后两次消耗的电功率之比为9∶16
B .滑动变阻器2R 的最大阻值为10Ω
C .电源电压为12V
D .1R 的阻值为10Ω
【答案】ABCD
【解析】
【分析】
【详解】
由电路分析可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测R 2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以当滑片滑到B 端时,电路中电流为
1122
6V U I R R == 因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源电压为
11112
6V 6V U I R U R R =+=?+ 当滑片滑到中点时,R 2接入电路的电阻变小,电压表示数应减小,即滑片滑到中点时,滑动变阻器两端电压为
216V 2V 4V U U U =-?=-=
此时电路中的电流为
2222222224V 8V 2
U U I R R R R ?=
=== 则电源电压为 212128V 4V U I R U R R =+=
?+ 因电源的电压不变,则
1122
6V 8V 6V 4V R R R R ?+=?+ 解得:R 1=R 2,则电源的电压为
1111121
6V 6V 6V 6V 12V U I R U R R R R =+=?+=?+= 当滑片滑到B 点时,R 1两端电压为
3112V 6V 6V U U U =-=-= 由2
U Q t R
=可得,R 1的阻值为 22
31(6V)10s 10Ω36J
U R t Q ==?= 因R 1=R 2,故R 2的最大阻值为10Ω,滑片在B 点时和滑片在中点时,电路中的电流之比为
12226V
38V 4
I R I R ==
R 1先后两次消耗的电功率之比为
2221
1112221239()416
P I R I P I R I ====() 故选ABCD 。
3.如图甲,滑动变阻器标有“20Ω 2A”,闭合开关S ,滑动变阻器的滑片从最右端滑至某一位置时,小灯泡正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是( )
A .电源电压为12V
B .小灯泡的额定功率为6W
C .电路的总功率变化范围是7.5W ?15W
D .小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为3Ω
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A .从图甲可以看到,这是一个串联电路,电压表V 2测的是电阻R 0的电压,电压表V 1测的是电阻R 0和灯泡L 的电压之和,当电流表的示数是0.5A 时,滑动变阻器处于最右端,两电压表的读数是5V 、3V ,由于电压表V 1的示数大于电压表V 2的示数,所以15V U =、23V U =,滑动变阻器的电压是
0.5A 20Ω10V U IR ==?=滑滑
所以电源电压是
15V 10V 15V U U U =+=+=滑电源
A 错误;
B .由题意可知,当电路中电流是1.0A 时,小灯泡正常发光,电压表V 2的示数是6V ,电压表V 1的示数是12V ,那么这时小灯泡的电压是
12V -6V 6V U ==灯
那么小灯泡的额定功率是
6V 1A 6W P U I ==?=灯灯灯
B 正确;
C .电路的电流变化范围是0.5A 到1A ,那么电路的总功率最小是
min min 15V 0.5A 7.5W P U I ==?=电源
电路的总功率最大是
max max 15V 1A 15W P U I ==?=电源
所以电路的总功率变化范围是7.5W ?15W ,C 正确;
D .当小灯泡正常发光时,电路中电流是1.0A ,滑动变阻器连入电路的电阻两端电压是
'15V -12V 3V U ==滑
滑动变阻器连入电路的电阻为
'''3V 3Ω1A U R I ===滑滑
滑 D 正确。
4.如图,电阻丝R 1、R 2的材料和长度均相同,阻值R 1∶R 2=2∶1,甲、乙为电表(电流表或电压表),开关S 处于闭合状态,R 1、R 2均接入电路中。以下说法中,正确的有:( )
A .R 1的横截面积比R 2的大
B .甲为电流表,乙为电压表
C .R 1、R 2上的电压之比为2∶1
D .R 1、R 2中的电流之比为1∶2
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A .导体的电阻跟导体的横截面积有关,长度相同的同种材料的导体,横截面积越大,电阻越小。因为电阻丝R 1、R 2的材料和长度均相同,阻值R 1∶R 2=2∶1,所以R 1的横截面积比R 2的小,故A 错误;
B .若甲为电流表,乙为电压表,开关S 处于闭合状态时,R 1、R 2并联接入电路中,甲测通过R 1的电流,乙测电源电压,故B 正确;
C .因为R 1、R 2并联,故R 1、R 2上的电压之比为1∶1,故C 错误;
D .因为R 1、R 2并联,根据欧姆定律,R 1、R 2中的电流之比 122112
12U U I I R R R R =
==∶∶∶∶ 故D 正确。
故选BD 。
5.如图甲所示的电路,电源电压U =10V (恒定不变),R 2=8Ω,闭合开关S 后,V 2表的示数为7V ,把甲电路中的两个电压表换成两个电流表,如图乙所示,闭合开关S 后,A 1表
的示数为1.75A ,下列说法正确的是( )
A .甲电路中V 1表的示数为3V
B .乙电路中A 2表的示数为2.25A
C .R 1=12Ω
D .乙电路中R 3的电流为0.5A
【答案】CD
【解析】
【详解】 A .图甲中R 1、R 2和R 3串联,V 1表的测量电阻R 1和R 2的电压,V 2表的测量电阻R 2和R 3的电压,电源电压U =10V ,闭合开关S 后,V 2表的示数为7V ,根据串联电路电压规律,R 1两端电压为:
10V-7V=3V
V 1表的示数肯定大于3V ,故A 错误;
BCD .图乙中三个电阻并联,电流表A 1测量R 2和R 3中的电流,电流表A 2测量R 1和R 2中的电流,通过R 2的电流:
I 2=2U R =10V 8Ω
=1.25A 通过R 3的电流:
I 3=I A1?I 2=1.75A?1.25A=0.5A
故D 正确;
根据欧姆定律可得,R 3的阻值:
R 3=3U I =10V 0.5A
=20Ω 图甲中,三个电阻串联,电路中的电流:
I =V223U R R +=7V 8Ω20Ω
+=0.25A 根据串联电路电压的特点,
U 1=U ?U V2=10V?7V=3V
由I =U R
可得,R 1的阻值: R 1=1U I =3V 0.25A
=12Ω 故C 正确;
图乙中三个电阻并联,电流表A2测量R1和R2中的电流,
I A2=I′1+I2=
1
U R +I2=
10V
12Ω
+1.25A=0.83A+1.25A=2.08A
故B错误;
6.某同学做“调节灯泡亮度”的实验,电路图如图所示,电源电压恒定为4.5V,电压表量程为“0-3V”,电流表量程为“0-0.6A”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻受温度的影响),为保证电路安全,小灯泡两端电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。则以下判断不正确的是()
A.变阻器滑片向右滑动时,电压表示数变大,电流表示数变小
B.灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为3Ω
C.当电压表示数为3V时,电路消耗的总功率最大
D.当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,灯泡的功率为0.54W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电路为串联电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流。
A.变阻器滑片向右滑动时,滑动变阻器接入阻值变大,由欧姆定律以及串联分压的特点可知滑动变阻器两端电压变大,即电压表示数变大,通过电路电流变小,即电流表示数变小,故A正确,不符合题意;
B.灯泡正常发光时,由P=UI可得电路电流为
L L
L 1.5W
0.5A 3V
P
I I
U
====根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为
L 4.5V3V 1.5V
U U U
=-=-=滑
由
U
I
R
=可得滑动变阻器接入阻值
1.5V
3Ω
0.5A
U
R
I
===
滑
滑
故B正确,不符合题意;
C.根据P=UI可知,要想电路消耗的总功率最大,则电路电流应该最大,考虑电路安全,
电路最大电流应该为0.6A,由
2
U
P
R
=可得灯泡的阻值
()3
2L L L 3V 6Ω1.5W
U R P === 此时由U I R
=可得灯泡两端电压 L L 0.6A 6Ω 3.6V U I R ''==?=
根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为
L 4.5V 3.6V 0.9V U U U ''=-=-=滑
即电压表示数为0.9V 时,电路消耗的总功率最大,故C 错误,符合题意;
D .当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,电路总电阻
9Ω6Ω15ΩR =+=
此时电路电流
4.5V 0.3A 15ΩU I R ''=
== 由U I R
=可得灯泡两端电压 L L 0.3A 6Ω 1.8V U I R ''''==?=
则灯泡的功率
L L 0.3A 1.8V 0.54W P I U '''''==?=
故D 正确,不符合题意。
故选C 。
7.灯泡L 标有“6V ”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω、1A ”。闭合开关后,将变动变阻器的滑片P 从a 端向右缓慢移动,直到电压表示数达到6V 时为止。图乙是用获得的实验数据作出的U -1图像,下列判断正确的是( )
A .闭合开关,在移动滑片P 的过程中,灯L 的最小电阻为10Ω
B .变阻器的滑片P 移到b 端时,灯L 正常发光的额定功率为3.6W
C .灯L 与5Ω的定值电阻R 1,并联接人电压为6V 电路,电路的总功率为7.2W
D .灯L 与10Ω的定值电阻R 2串联接人电压为9V 的电路,R 2每秒消耗电能为2.5J
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .由图乙可知,当电压表示数为1V 时,灯泡的电流为0.2A ,此时其阻值最小
min 1V =5Ω0.2A
U R I =
= 故A 错误; B .当滑片P 在a 端时,连入阻值最大,为30Ω。由图乙得,此时电路中电流为0.2A ,小灯泡电压为1V ,滑动变阻器两端的电压为
=30Ω×0.2A=6V U RI =滑
电源电压为
L =1V+6V=7V U U U =+滑
当滑片P 移动到b 端时,滑变接入电路阻值为0,灯泡两端电压为7V ,超过了额定电压,灯泡不能正常发光,可能烧坏。故B 错误;
C .灯L 与5Ω的定值电阻R 1,并联接人电压为6V 电路,此时灯泡与定值电阻两端的电压均为6V ,电路的总功率
()2L 16V =6V?0.6A+=10.8W 5ΩP P
P +=总
故C 错误; D .灯L 与10Ω的定值电阻R 2串联接人电压为9V 的电路,假设R 2每秒消耗电能为2.5J ,根据电功计算公式可得
222=1s=2.5J 10Ω
U U W t R =? 解得R 2两端的电压U 2=5V ;则根据串联电路分压规律可知灯泡两端的电压为4V ,电路中的电流为0.5A ,灯泡的电阻为
4V ==8Ω0.5A
U R I = 此时灯泡与定值电阻电压之比等于电阻之比,符合题意,故假设成立,故D 正确。 故选D 。
8.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示。电源电压恒为 4.5V ,电压表量程“0~3V ”,滑动变阻器规格“20Ω 1A ”,灯泡L 标有“3V 1.5W ”字样(忽略灯丝电阻变化)。在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( )
A .滑动变阻器两端的最大电压是3V
B .该电路的最大总功率是4.5W
C .电路中电流变化的范围是0.173A~0.5A
D .滑动变阻器阻值变化的范围是3Ω~10Ω
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A .灯泡L 的电阻
()2
2L L L 3V 6Ω1.5W U R P === 当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,其两端的电压最大,设这个电压大小U 滑,根据欧姆定律可知
4.5V -6Ω20Ω
U U I =
=滑滑 解得 3.5V U ≈滑,A 错误;
B .由题意可知,灯泡L 的额定电流 L L L 1.5W 0.5A 3V
P I U === 可知道电路中的最大电流只能是0.5A ,不能再大了,当电流是0.5A 时,电路的总电阻
4.5V 9Ω0.5A
R ==总 这种情况符合题意,所以该电路的最大总功率
max 4.5V 0.5A 2.25W P UI ==?=
该电路的最大总功率是2.25W ,B 错误;
C .当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路的电流最小,其电流值
min 4.5V 0.173A 6Ω20Ω
I =
≈+ 电压表的示数 min L 0.173A 6Ω 1.038V U I R ==?=电压
这个电压值没有超过电压表的量程,电路是安全的,所以电路中的最小电流可以是0.173A ,由上述可知,电路中电流变化的范围是0.173A~0.5A ,C 正确;
D .由上述可知,电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值是20Ω;电路中的电
流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是
L -9Ω-6Ω=3ΩR R R ==滑总
那么滑动变阻器阻值变化的范围是3Ω~20Ω,D 错误。
故选C 。
9.如图所示电路图,把端点A 、B 接在电压U 不变的电源两端,只闭合开关S 1,电压表的示数为U 1,电流表A 1的示数为I 1;把端点C 、D 接同一电源两端,只闭合开关S 2,电压表的示数为U 2,电流表A 2的示数为I 2;把端点A 、D 接同一电源两端,只闭合开关S 1,电压表的示数为U 3,电流表A 1的示数为I 3;把端点B 、C 接同一电源两端,只闭合开关S 2,电压表的示数为U 4,电流表的示数为I 4。己知:R 1=R 3=12Ω,U 1=8V ,U 1∶U 3=4∶3,I 3:I 4=3∶5。下列说法正确的是( )
A .电源电压为30V
B .把端点B 、
C 接同一电源两端,闭合开关S 1、S 2,总电阻R =2.4Ω C .定值电阻R 2=3Ω
D .把端点B 、C 接同一电源两端,只闭合开关S 1,总功率P =300W
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AC .把端点A 、B 接在电源两端,只闭合开关S 1,电阻R 1与R 2串联,电压表测量R 2两端电压,U 1∶U 3=4∶3,则
U =I 1(R 1+R 2)
U 1=I 1R 2=8V
U 3=6V
把端点A 、D 接在电源两端,只闭合开关S 1,电阻R 2与R 4串联,电压表测量R 2两端电压,则
U =I 3(R 1+R 2+R 4)
U 3=I 3R 2=6V
可得
I 1:I 3=4:3
把端点B 、C 接同一电源两端,只闭合开关S 2,电路中只有电阻R 3,电压表测量R 3两端电压,为电源电压,则
U 4=I 4R 3=U
即
I 1(R 1+R 2)=I 3(R 1+R 2+R 4)=I 4R 3
将R1=R3=12Ω,I3:I4=3∶5代入可得
R2=3Ω,R4=5Ω
代回上述各式得
I3=2A,U=40V
故A错误、C正确;
B.把端点B、C接同一电源两端,闭合开关S1、S2,电阻R2与R3并联,可得总电阻为
23 23
3Ω12Ω
2.4Ω3Ω12Ω
R R R
R R ?
===
++
故B正确;
D.把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S1,电路中只有电阻R2,可得总功率为
2 240V40V
533.3W 3Ω
U P
R ?
===
故D错误。
故选BC。
10.如图甲所示电路,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.A图线是电阻R2的I-U关系图象
B.电源电压为 18V
C.R1的阻值是20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0;由图象可知,A为滑动变阻器R2的U?I关系图象,B为电阻R1的U?I图象,故A正确,不符合题意;
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小;由U?I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电
压等于各分电压之和,所以,电源电压:
U=U1+U2=14V+4V=18V 故B正确,不符合题意;
C.由I=U
R
可得,定值电阻R1的阻值
R1=1
U
I
=
4V
0.2A
=20Ω
故C正确,不符合题意;
D.由I=U
R
可得,滑动变阻器的最大阻值:
R2=2
U
I
=
14V
0.2A
=70Ω
故D错误,符合题意。
11.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+R 0)=0.15A×(15Ω+R 0),
因电源的电压不变,
所以,0.6A×R 0=0.15A×(15Ω+R 0),
解得:R 0=5Ω,A 错误;
则电源电压U=I a R 0=0.6A×5Ω=3V ,
所以,不称量重物时R 0两端的电压为3V ,B 错误;
当滑片在a 端时,电阻R 0消耗的电功率最大,则
P 最大=I a 2R 0=(0.6A )2×5Ω=1.8W ,
在b 端时,电阻R 0消耗的电功率最小,则
P 最小=I b 2R 0=(0.15A )2×5Ω=0.1125W ,
所以,电子称工作时电路中电阻R 0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 .
12.如图所示的电路,将A 、B 两端接入10V 电源,电压表示数为4V ;拆去A 、B 两端电源,再将C 、D 两端接入20V 电源,电压表示数为12V ,则R 1∶R 3的值为( )
A .3∶2
B .1∶1
C .9∶4
D .4∶9
【答案】C
【解析】
【详解】 当将A 、B 两端接入10V 电源,电压表示数为4V ,即R 2两端的电压是4V ,根据串联电路电压规律可知,R 1两端的电压是
12-10V -4V 6V U U U ===
根据串联电路电流规律可知
126V 4V I R R ==
可得1232
R R =;拆去A 、B 两端电源,再将C 、D 两端接入20V 电源,电压表示数为12V ,即R 2两端的电压是12 V ,可知R 3两端的电压是
'''3220V 12V 8V U U U =-=-=
可知
'2312V 8V I R R =
= 可得3223
R R =;那么 213232::9:423
R R R R == 故选C 。
13.如图电路,电源电压恒定,R 1=12Ω,R 2=6Ω,R 3是定值电阻,闭合开关S 1,单刀双掷开关S 2接a 时电流表的示数为0.4A ,接b 时电流表的示数可能为( )
A .0.2A
B .0.4A
C .0.6A
D .0.8A
【答案】C
【解析】
【分析】 由电路图可知,闭合开关S 1,单刀双掷开关S 2接a 时,R 1与R 3串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;当闭合开关S 1,单刀双掷开关S 2接接b 时,R 2与R 3串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电流表的示数,然后结合R 3=0、R 3→∞得出电流表示数的变化范围,即可得出答案。
【详解】
由电路图可知,闭合开关S 1,单刀双掷开关S 2接a 时,R 1与R 3串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以由可得,电源的电压:
,
当闭合开关S 1,单刀双掷开关S 2接接b 时,R 2与R 3串联,电流表测电路中的电流,则电流表的示数:
,
当R 3=0时,
,
当R 3→∞时,
,
由R 3是定值电阻可知,
,
则C 正确;
故选C 。
14.如图所示,电源电压保持12V 不变,小灯泡L 上标有“6V 3W ”字样,滑动变阻器最大电阻值R =48Ω,闭合开关,若不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )
A .要使电压表的示数增大1V ,小灯泡L 两端的电压就会减小1V
B .当滑片P 移到最右端时,通电100s 滑动变阻器消耗的电能是192J
C .当滑片P 移到变阻器的中点时,小灯泡L 正常发光
D .当滑片P 移到变阻器的中点时,电阻R 的实际功率是3.6W
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .从图中可以看到,这是一个串联电路,电压表测的是小灯泡L 两端的电压,所以电压表的示数增大1V ,小灯泡L 两端的电压也会增大1V ,A 错误;
B .可知,小灯泡L 的电阻是
()2
2L L L 6V 12Ω3W U R P === 这是一个串联电路,电路中的电流大小是
L 12V 0.2A 48Ω12Ω
U I R R ===++ 通电100s 滑动变阻器消耗的电能是 ()220.2A 48Ω100s 192J W I Rt ==??=
B 正确;
C .当滑片P 移到变阻器的中点时,电路中的电流大小是
'L 12V 1A 124Ω
12Ω32U I R R =
==++
小灯泡L 的电压是 ''L L 1A 12Ω4V 3
U I R ==?= 小灯泡不会正常发光,C 错误;
D .当滑片P 移到变阻器的中点时,电路中的电流大小是1A 3
,变阻器接入电路的电阻大小是24Ω,则滑动变阻器R 的实际功率是
()2
2'11A 24Ω 2.7W 23P I
R ????==?≈ ? ????? D 错误;
故选B 。
15.如图,电源电压保持不变,两根均匀的相同电阻丝ae 和bf 平行放置,其他导线电阻不计,c 、d 两环始终与电阻丝接触良好。闭合开关,当cd 处于图中位置时,电压表的示数为6V ;当电阻R 与cd 段导线一起向右移动一段距离后,电压表的示数变为5V ;若电阻R 与cd 段导线一起由图中位置向左移动一段相同距离后,电压表的示数变为( )
A .6.5V
B .7V
C .7.5V
D .8V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
设1ac bd R R R ==,则在如图的电压可表示为 ()112U U R R R
=+ ① 当电阻R 与cd 段导线一起向右移动一段距离后,电源电压可表为
()2122U U R R R R =+?+ ②
当电阻R 与cd 段导线一起向左移动一段相同距离后,电源电压可表为 ()
3122U U R R R R
=
-?+ ③ 由①②得 126RU R R +=
,60RU R ?= 代入③得
37.5V U =
故选C 。
16.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L 标有“5V 2.5W”的字样,滑动变阻器 R 1 的最大阻值为40 Ω,定值电阻R 2 的阻值为 20Ω,电压表量程为0~3V ,电流表量程为 0~3A ,灯丝电阻不随温度变化。当 S 1、S 2 和 S 3 都闭合,滑动变阻器的滑片滑到端点 a 时,小灯泡L 恰好正常发光。在保证电路安全的前提下,以下说法正确的是:( )
A .电源电压为 10V
B .闭合 S 2、S 3,断开 S 1 时,电路中最小电流为 0.1A
C .闭合 S 1、S 3,断开 S 2 时,滑动变阻器取值范围为 0~20Ω
D .滑片在 a 端,S 1、S 2和S 3 都闭合时,整个电路的功率最大,最大值为 3.75W
【答案】D
【解析】
【详解】
根据2U P R
= 可得,小灯泡的电阻: ()2L L L 5V 2==10Ω2.5W U R P =额额;
A .当S 、S 1和S 2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡与电阻2R 并联;此时小灯泡L 恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡的额定电压,L ==5V U U 额,故A 错误;
B .闭合S 2、S 3,断开S 1时,1R 与L 串联,电压表测变阻器1R 的电压,当滑动变阻器的两端电压等于电压表的最大值,即=3V U 滑时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,
则最小电流:
L 5V-3V ===0.2A 10ΩU U I R -滑;
故B 错误;
C .闭合S 1、S 3,断开S 2时,1R 与2R 串联,电压表测变阻器1R 的电压,由串联分压规律可知,当电压表示数最大为1=3V U 时,变阻器1R 接入电路的阻值最大,因串联电路电流处处相等,结合欧姆定律可得: 1212U U R
R =; 即:
13V 5V-3V =20Ω
R ; 解得1=30ΩR ,变阻器1R 接入电路的阻值最大为30Ω,故C 错误;
D .当S 、S 1和S 2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡与电阻2R 并联,因并联电路的总电阻最小,所以由2U P R
=
可知,此时整个电路的功率最大,则整个电路的最大功率: ()2
22L L 25V =2.5W+=3.75W 20Ω
U P P P P R =+=+最大
额额; 故D 正确。
17.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 26V 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
, 则C 正确,不符合题意;
D .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 ,由图像可知,当电路中的电流0.3A I '=、2V U '甲
=、6V U '乙=时符合,则两灯泡的实际功率之比:
2V 0.3A 16V 0.3A 3U I P P U I ''?===''?甲甲乙乙
, 则D 错误,符合题意;
故选D 。
18.如图所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V ,电流表量程是0~0.6A 。只闭合S 、S 1,在滑动变阻器R 1的滑片从最右端向左滑至a 点的过程中,灯泡、R 1的I-U 图像如图乙所示,滑片在a 点时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5.5V
B.只闭合S、S1时,整个电路的最大功率为2.7W
C.只闭合S、S1时,灯泡2s内最少消耗2.4J电能
D.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R2允许连入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω
【答案】D
【解析】
【详解】
A.分析乙图可知在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,滑动变阻器阻值逐渐减小,电压减小,回路中电流增大,故左侧的图像为小灯泡的I-U图像,刚开始时小灯泡两端电压为0.5V,滑动变阻器两端电压为4V,设电源电压为0
U,则有
0R L 4V0.5V=4.5V
U U U
=+=+
故A错误;
B.只闭合S、S1时,当电流最大时,整个电路的功率最大,设最大功率为m P,则有
m0m 4.5V0.5A 2.25W
P U I
==?=
故B错误;
C.只闭合S、S1时,灯泡最小功率为刚开始时的功率,设为P小,则有
0.5V0.3A0.15W
P U I
==?=
小小小
设2s内最少消耗电能为W,则有
0.15W2s0.3J
W P t
==?=
小
故C错误;
D.滑片在a点1R的电阻为
1 1
1
3V
6 0.5A
U
R
I
===Ω
只闭合S、S2,1R与2R串联,设R2允许连入电路的阻值最大电阻为2R,此时电压表示数达到最大,设为2
U,由欧姆定律可得此时电路中的电流为
0221-
4.5V-3V ==0.25A 6U U I R =
Ω
则滑动变动器最大阻值 2223V =
==120.25A U R I Ω 设滑动变阻器最小电阻为3R ,此时电流数示数达到最大值,设为3I ,则有
03133
4.5V ===0.6A +6+U I R R R Ω 解得3=1.5R Ω。故R 2允许连入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω,故D 正确。
故选D 。
19.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S 1和S 2,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R 1:R 2=1:4, R 2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 .R 1的阻值为5Ω
B .电源的电压为11V
C .整个电路的最大电功率是11W
D .整个电路的最小电功率是4.4W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 A .闭合开关S ,断开S 1和S 2时,灯泡L 与定值电阻R 1、滑动变阻器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,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U 2′=8V 变化到U 2″=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'L U =1V ,''L U =3V ,因串联电路中总电
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