一、初中物理电路类问题
1.小强把台灯的插头插在如图所示的插座上,插座上有一个开关S1和一个指示灯L1(相当于电阻很大的灯泡),台灯开关和灯泡用S2、L2表示,当只闭合S2时,台灯不发光,当闭合S1时,指示灯发光,再闭合S2时,台灯发光;如果指示灯损坏,S1和S2时都闭合,台灯也能发光,如图中设计的电路符合要求的是()
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,该电路为串联电路,只有两个开关都闭合时,灯泡L1和L2都发光,断开其中任意一个开关,都不发光,故A不符合题意;
B.由图可知,只闭合开关S2,灯泡L2亮,故B不符合题意;
C.由图可知,当灯泡L1损坏时,整个电路是断开的,灯L2不会发光,故C不符合题意;D.由图可知,该电路为并联电路,只闭合S2时,电路中无电流,台灯不发光;当闭合S1时,指示灯发光,再闭合S2时,电路是通路,台灯发光;根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,指示灯损坏,S1和S2时都闭合,台灯也能发光,故D符合题意。
故选D。
2.压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的.小坤同学想设计一个通过电表示数反应压敏电阻所受压力大小的电路,其中R0是定值电阻,R代表压敏电阻,要求压力增大时电表示数增大且符合电路安全,在下图所示电路中符合要求的是:()
A.B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0并联,电流表测R0支路的电流,当压力增
大时,压敏电阻R压的阻值减小,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由I=U
R
可
知,电流表的示数不变,故A不符合题意;
B.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0并联,电压表测电源电压,电源电压不变,故B不符合题意;
C.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,定值电阻两端电压增大,电压表示数增大,故C符合题意.
D.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0串联,电压表测R压两端的电压,当压力增大时,压敏电阻R压的阻值减小,由串联电路中电阻越大分得的电压越大可知,电压表的示数减小,故D不符合题意.
3.如图所示,电流表A1、A2、A3的示数分别为30mA、50mA、70mA,则电流表
A.A的示数是150mA
B.A的示数是70mA
C.A'的示数是80mA
D.A'的示数是30mA
【答案】C
【解析】
【详解】
由电路图知,电流由左侧流入,则分为两支,一支流入A1、左侧灯泡,另一支流入A;由A流出的电流一支流入中间灯泡、A2,另一支流入A3、右侧灯泡,A1、左侧灯泡与中间灯泡、A2的电流汇合后再与A3、右侧灯泡汇合流向负极;故三个灯泡为并联关系,如图所示:
由并联电路的规律可知,A示数等于A2、A3示数之和;A'示数A1、A2的示数之和,
即A的示数:
I=I2+I3=50mA+70mA=120mA;
A'的电流
I'=I1+I2=30mA+50mA=80mA;
故选C。
4.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B.身高越高通过R0流越小
C.体重越大电流表示数越大D.体重越大压敏电阻两端电压越小
【答案】A
【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
R
可知,通过R0的电流不变,故B错误;当身高越高
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
知,R的阻值越大,由I=U
R
可知,通过R的电流越小,即电流表的示数越小,故C错误;
压敏电阻R两端的电压不变,仍等于电源电压,故D错误.
5.如图所示电路,闭合开关,电压表V1的示数为6V,V2的示数为3.4V,下列说法不正确的是()
A.电源电压为6V
B.将电压表V2换成电流表,则L1与L2并联
C.将电压表V2换成电流表,则L1亮,L2不亮
D.L1两端电压为2.6V
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,电压表V1测量的是灯泡L1和L2组成的串联电路的总电压,电压表V1的示数为6V,即电源电压为6V,故A正确,A不符合题意;
B C.将电压表V2换成电流表,则灯泡L2被短路,电路为L1的简单电路,因此灯泡L1亮,L2不亮,故B错误,C正确,B符合题意,C不符合题意;
D.电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是灯泡L2两端的电压。电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为3.4V,根据串联电路电压规律,因此L1两端电压为2.6V,故D正确,D不符合题意。
故选B。
6.某商场安装的新型火灾报警器有手动报警和自动报警两种模式,当发生火灾,室内烟雾浓度超过设定值时,安装在电路中的感应器会使得开关1S 闭合,报警器响(符号同电铃)且窗户自动打开(窗户制动机符号为M );或人手动按下报警按钮,开关2S 闭合,报警器响且窗户自动打开.图中符合上述要求的电路图是 ( )
A .
B .
C .
D .
【答案】A 【解析】 【分析】
串并联电路的识别。 【详解】
由题意可知,传感器会使开关1S 闭合,报警器响,且窗户自动打开,可知1S 和电铃、电动机是一个串联电路;同时也可手动闭合开关2S ,报警器响且窗户自动打开,由此可得开关
2S 与1S 并联,2S 和电铃与电动机串联,符合要求的只有电路A ,故选A 。
【点睛】
较难题。失分原因:一是没有理解题干中的要求;二是不会根据串并联电路的特点逆向推断所设计的电路中用电器和开关的串并联关系。
7.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V 1的示数是7.5V ,电压表V 2的示数为9V ,若电源电压U 为12V ,则L 2两端电压是( )
A .4.5V
B .5.5V
C .3V
D .2V
【答案】A 【解析】 【详解】
由电路图可知,三灯泡串联,V1测L1、L2两端的电压,V2测L2、L3两端的电压,则
127.5V---
U U
+=①,
239V---
U U
+=②,
12312V---
U U U=
++③;
解得U2=4.5V;
故选A。
8.如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,a、b是电流表或电压表。当只闭合开关 S、S1时,a、b的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a 的示数不变,b的示数有变化。下列说法正确的是()
A.a是电流表
B.只闭合S、S2,将滑片P 向右移动,a的示数一定变小
C.只闭合S、S2,将滑片P向右移动,R1消耗的功率一定变大
D.只闭合 S、S1,将滑片P向右移动,整个电路消耗的总功率一定变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.当只闭合开关 S、S1时,定值电阻R1短路, a、b的指针均明显偏转,滑动变阻器R与表b串联,将位于中点的滑片P向左移动,b的示数有变化,则表b一定是电流表;定值电阻R2与表a串联,若a是电流表,此时滑动变阻器R与定值电阻R2并联,根据并联等压的规律以及欧姆定律可判断,a是电流表时示数不变,若a是电压表,因为内阻很大,此时相当于测电源电压示数不变,所以a可能是电流表,也可能是电压表。故A错误;BC.只闭合S、S2时,若a、b都是电流表,滑动变阻器R与定值电阻R2被短路,电流表a 测通过定值电阻R1的电流,由于定值电阻R1两端电压、阻值不变,所以电流表a的示数不变,根据P=UI可知R1消耗的功率不变;若a、b都是电压表,滑动变阻器R、定值电阻R1、定值电阻R2串联,电压表a测滑动变阻器R两端电压,将滑片P向右移动,滑动变阻器R接入阻值变小,电路通过电流变大,根据串联分压的规律可知滑动变阻器R两端电压变小,即电压表a的示数变小,根据P=I2R可知R1消耗的功率变大;若a是电流表,b是电压表,滑动变阻器R被短路,定值电阻R1、定值电阻R2串联,电流表a电路电流,由于定值电阻R1、定值电阻R2阻值不变,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路电流不变,就电流表a的示数不变,根据P=I2R可知R1消耗的功率不变;若a是电压表,b是电流表,定值电阻R2被短路,滑动变阻器R、定值电阻R1串联,电压表a测滑动变阻器R两端电
压,将滑片P 向右移动,滑动变阻器R 接入阻值变小,电路通过电流变大,根据串联分压的规律可知滑动变阻器R 两端电压变小,即电压表a 的示数变小,根据P=I 2R 可知R 1消耗的功率变大。故BC 错误;
D .当只闭合开关 S 、S 1时,定值电阻R 1短路, a 、b 的指针均明显偏转,滑动变阻器R 与表b 串联,将位于中点的滑片P 向左移动, b 的示数有变化,则表b 一定是电流表;当a 、b 都是电流表时,此时滑动变阻器R 与定值电阻R 2并联,根据并联等压的规律以及公式P=UI 可知定值电阻R 2消耗的功率不变;将滑片P 向右移动,滑动变阻器R 接入阻值变小,电路通过电流变大,根据并联等压的规律以及公式P=UI 可知滑动变阻器R 消耗的功率变大,则整个电路消耗的总功率变大;当a 是电流表,b 是电压表时,因为电压表内阻很大,此时定值电阻R 2不在电路中,只有滑动变阻器接入电路,将滑片P 向右移动,滑动变阻器R 接入阻值变小,电路通过电流变大,根据并联等压的规律以及公式P=UI 可知滑动变阻器R 消耗的功率变大,即整个电路消耗的总功率变大;故整个电路消耗的总功率一定变大。故D 正确。 故选D 。
9.小明用两个小灯泡L 1、L 2按如图所示电路“探究串联电路中的电压关系”。闭合开关后,用电压表分别测量U ab 、U bc 、U ac 三处电压。关于在实验过程中出现的情况,下列说法正确的是( )
A .测出U ab 间电压后,保持b 不动,将a 改接到c ,就可以测出U bc
B .若实验时电压表示数0ab ac U U =≠,可能是a 、b 之间发生了断路
C .若实验时电压表示数0ab U =,0bc ac U U =≠,则一定是a 、b 间短路了
D .测ac 间电压时电压表的偏转角度一定是测ab 间电压表偏转角度的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】
A .用电压表测ab 间的电压,那么与a 端相接的是电压表的正接线柱,与b 端相接的是电压表负接线柱,如果测出U ab 间电压后,保持b 不动,将a 改接到c ,那么电流就会从b 端流入,即是从电压表负接线柱流入,正接线柱流出,这样是不能测出U bc 的,A 错误;
B .假设a 、b 之间发生了断路,那么ab U U =电源,当电压表并联在a 、c 两端时,电流往电压表流,那么ac U U =电源,这与题干条件相符合,那么可能是a 、b 之间发生了断路;假设a 、b 之间发生了短路,那么0ab U =,这与题干条件不符合,所以不可能是a 、b 之
间发生短路;假设b 、c 之间发生了断路,那么0ab U =,这与题干条件不符合,所以不可能是b 、c 之间发生断路;假设b 、c 之间发生了短路,那么ab U U =电源,ac U U =电源,这与题干条件相符合,所以可能是b 、c 之间发生了短路;综上所述,可能是a 、b 之间发生了断路,B 正确;
C .假设a 、b 之间发生了断路,那么ab U U =电源,这与题干条件不符合,所以不可能是a 、b 之间发生了断路;假设a 、b 间发生短路,那么0ab U =,bc ac U U U ==电源,这与题干条件相符合,所以可能是a 、b 间发生短路;假设b 、c 间发生了断路,那么
0ab U =,0bc ac U U =≠,这与题干条件相符合,所以可能是b 、c 间发生了断路;假设
b 、
c 间发生了短路,那么ab U U =电源,这与题干条件不符合,所以不可能是b 、c 间发生了短路;综上所述,可能是a 、b 间发生短路,也可能是b 、c 间发生了断路,C 错误; D .如果两灯泡的电阻大小不相等,那么两灯泡两端的电压是不相等的,ac 间电压是电源电压,ab 间电压是灯L 1的电压,那么测ac 间电压时电压表的偏转角度不是测ab 间电压表偏转角度的2倍,D 错误。
10.小荣听了交通安全教育专题讲座后,对学校附近十字路口人行横道的红、绿交通信号灯的电路产生了浓厚兴趣,经过观察、思考,他画出了下列红,绿灯连接的电路图,你认为正确的是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
由题,十字路口人行横道的红、绿交通信号灯应能独立工作,互不影响,故应为并联电路。
A .两灯泡串联,两开关均闭合时红、绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A 错误;
B .只闭合开关S 1时绿灯亮,只闭合开关S 2时红灯亮,两灯并联,独立工作,互不影响,故B 正确;
C .两开关都闭合时会造成电源短路且两灯泡不发光,任何一个开关断开时红绿交通信号灯同时发光,故C 错误;
D.当只闭合开关S2时,两灯泡都发光;只闭合S1时绿灯亮,故D错误。
故选B。
11.如图所示电路,闭合开关 S1、S2,下列对电路的分析正确的是()
A.L1 与 L2并联,电流表 A1测 L2的电流
B.L1 与 L2 串联,电流表 A2 测干路上的电流
C.当开关 S2 断开时,通过 L1的电流不变, A2的示数变小
D.当开关 S2断开时, A2的示数不变,通过 L1的电流变大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由图可知,闭合开关 S1、S2,L1 与 L2并联,电流表 A1与 L2在同一支路,所以的电流表 A1测 L2的电流,电流表 A2测量干路电流,故A正确、B错误;
CD.并联电路各支路互不影响,由图可知,当开关 S2 断开时,L2所在支路断开,通过L2电流为0,通过 L1的电流不变,干路电流表A2示数变小,故C正确、D错误。
12.如图(a)所示的电路中,当开关S闭合后,电路中通过的电流是0.1 A,电压表V1和V2的示数如图(b)所示,则灯L1、L2两端的电压可能是
A.0.9 V,3.6 V B.0.9 V,0 V
C.4.5 V,0 V D.4.5 V,4.5 V
【答案】ABC
【解析】
【详解】
由电路图可知,两灯泡串联,电压表V2测电源的电压,V1测灯L1两端的电压。电路可能会存在以下几种情况:
(1)若电路正常时:
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且V2偏转的角度等于V1偏转的角度,所以,电压表V2选择的量程为0~15V,分度值为0.5V,电源的电压U=4.5V;电压表V1选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,灯泡L1两端的电压U1=0.9V;则灯泡L2两端的电压为:
U2=U-U1=4.5V-0.9V=3.6V;
(2)若L1短路,V1偏转的角度为零,图中没有这种情况;
(3)若L2短路,则L2的电压为零,V1和V2测L1的电压,也就是电源电压,即示数相同,若都是大量程,即都是4.5V,若都是小量程,即都是0.9V;即则灯L1、L2两端的电压可能是4.5V、0;或0.9V、0;
(4)若L1断路,V1和V2测电源电压,即示数相同,若都是大量程,即都是4.5V,若都是小量程,即都是0.9V,但电路中无电流,不符合题意;
(5)若L2断路,V1不能和电源相连,故示数为零;V2测电源电压,若是大量程,即是4.5V,若是小量程,即是0.9V,但电路中无电流,不符合题意;
故选ABC
二、初中物理电功率的综合计算问题
13.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 B.R1的阻值为20Ω
C.R2接入电路的最小阻值为2ΩD.R2的最小功率是0.8 W
【来源】2020年四川省雅安市中考物理试题
【答案】C
【解析】
【分析】
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R 1的阻值;
(3)由于滑动变阻器R 2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R 2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R 2的最小功率。 【详解】
由图甲所示电路图可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测定值电阻R 1两端电压;
A .由于R 1是定值电阻,根据P =I 2R 可知,电路中电流最小时R 1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
110.4W 0.2A 2V
P I U =
==最小
最小 根据U
I R
=
和串联电路的电压特点可得电源电压 210.2A 20Ω2V 6V U I R U =+=?+=最小最大
故A 错误; B .根据U
I R
=
可得R 1的阻值 112V
10Ω0.2A
U R I =
==最小 故B 错误;
C .由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”,则电路中的最大电流为0.5A ,根据U I R
=可得最小总电阻
6V
12Ω0.5A
U R I =
==最小最大 则此时滑动变阻器的最小阻值为
1212Ω10Ω2ΩR R R =-=-=最小最小
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
()()2
2222116V 10Ω0.9W 100.3W P U I U U I UI I R I I I ==-=-=?-?=--
所以当0.30I -=时,即I =0.3A 时,R 2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:
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
()2
2
216V 0.5A 10Ω0.5A 0.5W P UI I R =-=?-?=最小最大最大
故D 错误。 故选C 。
14.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I 图象如图所示,则有关此小灯泡功率P 与 U 2或P 与I 2的图象可能正确的是
A .
B .
C .
D .
【来源】2014年初中毕业升学考试(山东泰安卷)物理(带解析) 【答案】D 【解析】 【分析】
在U ﹣I 图象中,图线的斜率表示电阻,根据图象斜率判断灯泡电阻的变化关系,然后根据
公式P =I 2
R 分析P 与I 2
的图象,根据公式P =2
U R
分析P 与U 2的图象.
【详解】
由U ﹣I 图象可知,电压和电流增大时,灯泡的实际功率增大,灯泡的温度升高,且图线的斜率越来越大,即灯泡的电阻随温度的升高而增大;
AB .由P =I 2
R =2
U R
可知,在P ﹣U 2图象中,图象上某点切线的斜率为电阻的倒数1R ,因随
温度的升高R 增大因而
1
R
应减小,故AB 错误; CD .同理,在P ﹣I 2图象中,图象上某点切线的斜率为电阻R ,而电阻R 又随温度的升高而
增大,故C错误,D正确。
故选D。
15.如图所示,电源电压保持不变,开关S断开后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为5∶3,此时灯L1和L2的电功率之比为()
A.2∶3 B.3∶2 C.3∶5 D.5∶3
【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,开关S断开后,如果甲、乙为电压表将会造成电路断路,两灯泡均不发光,不符合题意,因此甲、乙都为电流表,此时灯L1、L2并联连接,电流表甲测干路电流,电流表乙测通过L2的电流;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过
L1、L2的电流之比
1
2
3
3
3
52
I I
I
I I
--
===
甲乙
乙
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两灯泡的电功率之比为
111
222
2
3
P UI I
P UI I
===
故选A。
16.有甲、乙两只灯泡,甲标有“15V 15W”,乙标有“10V 5W”。现把它们串联起来,则该电路两端,允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)()
A.25V B.35V C.17.5V D.12.5V
【来源】广东省深圳市福田区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题
【答案】C
【解析】
【详解】
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则甲灯电阻:
()2
215V
==15Ω
15W
U
R
P
=1
1
1
;
乙灯电阻:
(
)2
222210V ==20Ω5W
U R P =; 串联电流相等,乙灯电阻大,乙灯可以达到额定电压,由串联电路比例关系
11
22
U R U R =可知甲灯此时的电压为:
112215Ω=
=10V=7.5V 20Ω
R U U R '?; 该电路两端允许加的最高电压为:
12=7.5V+10V=17.5V U U U '=+;
故C 正确。 故选C 。
17.定值电阻R 1、R 2和滑动变阻器R 3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S 1闭合,S 2
断开,滑片P 位于a 点时,电压表V 1和V 2的示数之比1221U U =::
,电流表的示数I 1=1A ;滑片P 位于最右端时,电压表V 1和V 2的示数之比1225U U ''=::
。当开关S 1断开,S 2闭合,两个电压表V 1和V 2的示数之比12''''
31
U U =::,通过开关的闭合与断开及调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S 1断开,S 2闭合,电路消耗的功率为32W
D .当开关S 1合,S 2断开,调节滑片P 位置,R 3消耗的最大功率为9W 【来源】2019年四川省成都市青羊区树德实验中学中考二模物理试题 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A .当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于a 点时等效电路为图1所示:
;
当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于最右端时等效电路为图2所示:
;
当开关S 1断开,S 2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S 1、S 2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:
;
图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且1221U U =::
,根据U
I R
=可得 1
111221
21
a U R I U U R U I === 所以
112
a R R =
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
1111113
1A (1A 22
())a U I R R R R R =+=?+=?…①
图2中:根据U
I R
=
可得
1121222
25
b U R I U U R U I ''==='' 即
152
b R R =
图3中:根据串联电路的电阻特点和U
I R
=
可得 ()31211223223
1
I R R U R R U I R R +"+===" 解得
211
2
R R =
图4中
222
min
121
111
9W 15422
b U U U P R R R R R R R ====++++…②
由①②两式可得:R 1=16Ω,U =24V ,故A 正确; B .滑动变阻器的最大阻值
155
16Ω40Ω22
b R R =
=?= 故B 错误; C .电阻R 2的阻值
2111
16Ω8Ω22
R R =
=?= 当开关S 1断开,S 2闭合,则电阻R 1与R 2串联,电路消耗的功率
()2
2
1224V =24W 16Ω+8Ω
U P R R ==+
故C 错误;
D .当开关S 1闭合,S 2断开,电阻R 1与R 3串联,R 3消耗的功率
()22
2
3332
13131
3
)(4U U P I R R R R R R R R ==?=+-+
所以,当R 3=R 1时,R 3消耗的功率最大,为
()2
23124V =9W 44?16Ω
U P R ==最大
故D 正确。
故选AD。
18.如图所示,电源的电压为12V,且保持不变,R0为“100Ω0.5A”的滑动变阻器,
R2=10Ω。c、d和e、f为两对接线柱,另有一只定值电阻R1和一根导线接在两对接线柱上。电路1:当闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,滑动变阻器消耗的功率为P1=1W;电路2:当闭合S、S2,断开S1,滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗的功率为P2,下列说法正确的是()
A.R1接在cd之间,导线接在ef之间
B.R1的阻值为20Ω
C.电路2中,当滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗的功率P2=4W
D.闭合S、S2,断开S1,使R2消耗的功率不小于0.9W,且保持电路安全工作,则滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω~30Ω
【来源】2019年四川省成都市成华区中考二模物理试题
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.假设导线的位置在ef之间,定值电阻R1的位置在cd之间,当闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,电路为R0最大阻值的简单电路,则滑动变阻器消耗的功率
P0=
2
U
R
=
()2
12V
100Ω
=1.44W≠1W
所以,此种情况不符合题意,故A错误;
BC.假设导线的位置在cd之间,定值电阻R1的位置在ef之间,当闭合S、S1、断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,R1与R0最大阻值串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I2R可得,电路中的电流
I
'
P
R
1W
100Ω
=0.1A
由欧姆定律可得,电路中的总电阻
R=
U
I
=
12V
0.1A
=120Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R1的阻值
R1=R-R0=120Ω-100Ω=20Ω
当闭合S、S2,断开S1,滑片P置于中点时,R2与 0.5R0串联,因串联电路中总电阻等于各
分电阻之和,所以,电路中的电流
I ′=000.5U R R +=12V
10Ω50Ω
+=0.2A
滑动变阻器消耗的功率
P 0=(I ′)2×0.5 R 0=(0.2A )2×0.5×100Ω=2W
所以,此种情况符合题意,且R 1的电阻为20Ω,故B 正确,C 错误;
D .闭合S 、S 2,断开S 1,R 2与R 0串联,因R 2消耗的功率不小于0.9W ,所以,电路中的最小电流
I 小
=0.3A 电路中的总电阻
R ′=U I 小=12V 0.3A
=40Ω
根据电阻的串联,变阻器接入电路中的最大阻值
R 0大=R ′-R 2=40Ω-10Ω=30Ω
由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为0.5A ,此时变阻器接入电路中的电阻最小,电路的总电阻
R ″=
U I 大=12V 0.5A
=24Ω 变阻器接入电路中的最小阻值
R 0小=R ″-R 2=24Ω-10Ω=14Ω
所以,滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω~30Ω,故D 正确。 故选BD 。
19.在如图的电路中,电源电压保持不变,R 0为定值电阻,滑动变阻器R 的最大阻值为R M ,移动滑动变阻器的滑片P 从A 端到B 端,滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图线如图,图线中a 、b 两点对应的电功率均为P 1,且c 点对应的是滑动变阻器的最大电功率P 2,且12:3:4P P =,则图线中b 点对应的电路状态中,滑动变阻器接入电路中的电阻大小( )
A .
2
R B .
3
R C .2R 0 D .3R 0
【来源】2020年江苏省苏州市昆山市中考二模物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 0、R 串联在电路中,当滑片在c 点时,变阻器消耗的最大功率为P 2,此时变阻器将接入电路的阻值为R ,则有
()()()2
222
2222
000000
44U U R U R U P R R R R R R R R R R R R R
??==== ?++++-??
+ 由上面等式可知,当R=R 0时,变阻器消耗的电功率最大,即
2
20
4U P R =
因为12:3:4P P =,则有
2
22
01202
00003333444163U R U
U P P R R R R R ??==?== ?+??
即当R=3R 0时,满足关系式12:3:4P P =,故ABC 错误,D 正确。 故选D 。
20.如果加在某定值电阻两端的电压从8 V 升高到10 V,通过该电阻的电流变化了0.1 A,则该电阻的电功率变化了 A .0.2 W B .1.8 W
C .2.0 W
D .8.0 W
【来源】2018届九年级人教版物理中考复习测试:第十八章 电功率
【答案】B 【解析】 【详解】
电阻两端的电压变化,电阻保持不变,当电阻两端的电压为8V 时,通过电阻的电流为
118U V
I R R
=
=----①,当电阻两端的电压为10V 时,通过电阻的电流为
2210-V
U I R
R =
=---②,由于电流的变化量210.1I I I A ?=-=----③,由①②③解得R=20Ω,电阻电功率变化量:()()2
2
222121108 1.82020V V U U P P P W R R ?=-=-=-=ΩΩ
. 故答案为1.8.