一、初中物理电路类问题
1.如图所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器滑片由左向右移动时,电压表V 1示数变化量(绝对值)为?U 1,电压表V 2示数变化量(绝对值)为?U 2,则
A .21U U ?>?
B .21U U ?=?
C .21U U ?
D .无法比较
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
电阻R 1、R 3和滑动变阻器R 2串联,当滑动变阻器滑片由左向右移动时,电路中的总电阻变大,根据串联电路的电阻分压特点可知,电阻R 1、R 2两端的电压变小,滑动变阻器两端的电压变大;因为:
U 2=U -U 1-U 3
所以:
△U 2=△U 1+△U 3
故:
△U 2>△U 1。
故选A 。
2.如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关 S ,将滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动一段距离,电压表V 1、V 2、V 3示数的变化量的绝对值分别为1U ?、2U ?、
3U ?,电流表示数的变化量的绝对值为 I ?.下列判断正确的是
A .电压表V 1示数变小,电压表V 2示数变大,电压表V 1与V 2的示数之和不变
B .电压表V 3示数变大,电压表V 3与电流表示数的比值变大
C .滑动变阻器的滑片 P 滑过的那一段距离对应的阻值为2U I
D .1U ?大于3U ? 【答案】ABD 【解析】 【详解】
A .由题中的电路图可知,当滑动变阻器的滑片P 向b 端滑动一段距离时,三电阻串联,电压表V 1测1R 与2R 两端的电压之和,电压表V 2测3R 两端的电压,电压表V 3测2R 与3R 两端的电压之和,电流表测电路中的电流;将滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动一段距离时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,由U IR =可知,1R 与2R 两端的电压变小,即电压表V 1的示数变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以电压表V 1与V 2的示数之和等于电源的电压即不变,则电压表V 2的示数变大,故A 项正确;
B .因电压表V 3的示数等于电源的电压减去1R 两端的电压,所以电压表V 3的示数变大,因电压表V 3与电流表示数的比值为23R R +的阻值,所以电压表V 3与电流表示数的比值变大,故B 项正确;
C .由欧姆定律得,滑动变阻器的滑片P 滑过的那一段距离对应的阻值为:
2
3U R I
=
故C 项错误;
D .当滑动变阻器的滑片P 在a 端时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律得,V 3示数是:
31U U IR =-
当滑动变阻器的滑片P 向b 端滑动一段距离时,V 3测量电阻2R 、3R 两端的电压3U ',根据串联电路的电压特点和欧姆定律得:
31U U I R ''=-
则:
3311131U U U U I R U IR I I R IR '''=-=---=-=()()
由题意可得:
211U I R R +=()
所以1U ?大于3U ?;故D 项正确;
3.如图所示,电源电压U 保持不变,滑动变阻器R 0的最大电阻是20Ω。当开关S 1闭合、S 2和S 3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U 1,R 1的功率是P 1;当开关
S 2闭合、S 1和S 3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是1
U ',R 2和R 3的功率之和是1.6W ;当开关S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R 1的功率是
1P ',已知R 2∶R 3=1∶3,1U ∶1U ' =9∶5,11
:P P ' =1∶25,下列结论正确的是( )
A .电源电压是8V
B .R 2的阻值是30Ω
C .电流表的最大示数是2.7A
D .该电路的最大功率是27W
【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
AB .第一过程:当开关S 1闭合、S 2和S 3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R 1和滑动变阻器R 0的全部串联在电路中,电压表测量R 1的电压,电压表示数是U 1,如图甲。第二过程:当开关S 2闭合、S 1和S 3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R 1、R 2、R 3串联在电路中,电压表测量R 1的电压,电压表示数是U 1′,如图乙。 已知23:1:3R R =,串联电路中功率比等于电阻比,所以23:1:3P P =,R 2和R 3的功率之和是1.6W
P 2 +P 3=1.6W
所以
P 2 =0.4W ,P 3 =1.2W
第三过程:当开关S 1、S 2和 S 3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R 1、R 2、R 3 并联在电路中,电压表测量R 1的电压,电压表示数是电源电压U , 电流表测量R 1、R 2的总电流,如图丙。
甲图,电压表示数是U 1,R 1的电压是U 1,R 1的功率是P 1;丙图中电压表示数是U ,R 1的电压是U ,R 1的功率是P 1 ′;11:1:25P P '=,对于同一导体
221
11''11
1()()25P U U P U U === 所以
115
U U = 所以
115
U U =
因为,R 1和滑动变阻器R 0的全部串联在电路中,所以
045
U U =
因为,R 0 =20Ω,串联电路中电压比等于电阻比,所以
15ΩR =
甲图,电压表示数是U 1,R 1的电压是U 1,乙图,电压表示数是U 1′,R 1的电压是U 1′,
11:9:5U U '=又因为115U U =,所以,11
9
U U '=,所以乙图中
11
9U U '=
2389
U U U ''
+=
1231
8
U U U '''
=+ R 1、R 2、R 3 串联在电路中,串联电路中电压比等于电阻比,15ΩR =
2340ΩR R +=
已知23:1:3R R =,所以
210R =Ω,330ΩR =
又因为20.4W P =,3 1.2W P =,所以
()
2
222
U P R '=
()2
2
0.4W 10Ω
U '
=
解得
22V U '=
同理解得
36V U '=
所以
232V 6V 8V U U ''
+=+=
又因为
1231
8
U U
U '''
=+ 所以
11V U '=
所以电源电压为
1231V 8V 9V U U U U '''
=++=+=
故AB 错误;
C .甲乙都是串联电路,电阻大,电流小,丙是并联电路,电流大,电流表测量R 1、R 2的电流
119V
1.8A 5Ω
U I R =
== 229V 0.9A 10ΩU I R === 339V 0.3A 30Ω
U I R =
== 电流表测量R 1、R 2 的电流,所以,电流表示数最大为
'12 1.8A 0.9A 2.7A I I I =+=+=
故C 正确;
D .电路中并联电路电阻最小,电流最大,最大电流为
123 1.8A 0.9A 0.3A 3A I I I I =++=++=
所以电路最大功率为
9V 3A 27W P UI ==?=
故D 正确。 故选CD 。
4.如实物图所示,以下判断正确的是( )
A .灯L 1与灯L 2并联,电压表测灯L 1两端的电压
B .灯L 1与灯L 2并联,电压表测灯L 2两端的电压
C .灯L 1与灯L 2串联,电压表测灯L 1两端的电压
D .灯L 1与灯L 2串联,电压表测灯L 2两端的电压 【答案】C 【解析】 【分析】
由实物图可知,电流从正极出发经开关、电流表、灯泡L2、L1回负极,电压表并联在L1两端,则灯L1与灯L2串联,电压表与灯L1并联,所以电压表测灯L1两端的电压,故C正确,ABD错误.故选C.
5.小强同学在探究串联电路电流规律的实验中,按下图连接好了电路,闭合开关S后,观察实验,两灯均不发光.为检测出电路故障,他做了以下操作:将电压表接到b、c两点,观察电压表、电流表均无示数.将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,而电流表示数几乎为零,则电路故障可能是
A.灯L2断路B.灯L2短路C.电流表烧坏了D.灯L1断路
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
开关闭合后,两个灯泡都不发光,电流表的指针几乎不动,说明电路是断路.将电压表并联在b、c两点,电压表无示数,说明电压表的正负接线柱不能与电源两极相连,即灯L2断路,L1完好,或L1短路;将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,说明灯L2断路,故选A.
6.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,下列描述不正确的是()
A.L1两端电压为2V B.L1两端电压为4V
C.L2两端电压为4V D.L1和L2两端电压之和为6V
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,L 1、L 2串联,电源电压为6 V ,故开关闭合后,两个灯泡的总电压是6 V , 电压表测L 2两端的电压,则L 2两端的电压:24V U =. 因为两灯串联,根据串联电路电压关系,
则L 1两端的电压:126?
V 4?V 2?V U U U =-=-=.所以B 错误,ACD 正确. 故选ACD
7.下列有关说法正确的是( ) A .电路两端有电压,电路中一定有电流 B .影响电阻大小的因素是材料和长度 C .电动机工作时产热的多少可用Q=UIt 计算 D .电功率是表示电流做功快慢的物理量 【答案】D 【解析】 【分析】
电压是形成电流的原因;电路中有电压且电路是通路,电路中才有电流.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关.电动机工作时产热多少克通过焦耳定律计算,即
2Q I Rt =.电功率的物理意义是表示电流做功快慢的物理量.
【详解】
A 、电路两端有电压,电路中不一定有电流,还要看电路是否是通路;故A 错误;
B 、导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关.故B 错误;
C 、电动机不属于纯电阻电路,故产热多少只能用2Q I Rt =计算.故C 错误;
D 、电功率是表示电流做功快慢的物理量;故D 正确; 故选D . 【点睛】
此题考查电学的多个知识点,理解电压与电流的关系、明确影响电阻的诸多因素、理解电动机属于非纯电阻电路、理解电功率的意义;可解答此题.
8.如图所示的电路中,当开关S 1,S 2都闭合时,则
A .电压表被烧坏
B .电流表将被烧坏
C .灯L 1亮,灯L 2不亮
D .两只灯泡都将被烧坏
【答案】B
【分析】 【详解】
开关1S 和2S 都闭合时,两灯以及电压表都被短路,电流表直接和电源连接。电压表被短路,不会被烧坏;电流表与电源两端直接相连,将被烧坏;两灯都被短路,故灯1L 和2L 都不亮,且都不会被烧坏,故选B 。
9.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V 1和V 2的示数如图(b )所示,则灯L 1、L 2两端的电压可能是
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V 2测电源的电压,V 1测灯L 1两端的电压。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V 2偏转的角度等于V 1偏转的角度,所以,电压表V 2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V 1选择的量程为0~3V ,分度值为0.1V ,灯泡L 1两端的电压U 1=0.9V ;则灯泡L 2两端的电压为:
U 2=U-U 1=4.5V-0.9V=3.6V ;
(2)若L 1短路,V 1偏转的角度为零,图中没有这种情况;
(3)若L 2短路,则L 2的电压为零,V 1和V 2测L 1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L 1、L 2两端的电压可能是4.5V 、0;或0.9V 、0;
(4)若L 1断路,V 1和V 2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L 2断路,V 1不能和电源相连,故示数为零;V 2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
10.如图新型落地扇有一个电源开关S 1,闭合S 1,电动机正常作,其内部还有个防倾倒开关S 2,S 2处于常闭状态,当落地扇倾斜时S 2能自动断开,使电动机停止工作,图中电路中
符合这一功能的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
ABCD.由题意可以得出,当开关S1和S2同时闭合时,电动机工作,当开关S2断开时,电动机就停止工作,因此两开关应该为串联关系,故ABD选项不符合题意,C选项符合题意。
故选C。
11.用毛皮摩擦过的橡胶棒A带负电。如图甲,用橡胶棒A接触不带电的验电器的金属球B时,验电器的金属箔张开;如图乙,让橡胶棒A靠近(不接触)不带电的验电器的金属球B,验电器的金属箔也会张开。下列说法正确的是()
A.毛皮与橡胶棒相比,毛皮的原子核对电子的束缚能力强
B.图甲中,金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
C.图乙中,橡胶棒靠近金属球B时,橡胶棒A所带电荷量减小
D.图乙中,金属球B上的一部分电子转移到金属箔上
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.摩擦起电的实质是电子的转移,原子核对电子的束缚能力强,物体得到电子带负电。橡胶棒A带负电,说明橡胶棒得到电子,即橡胶棒的原子核对电子的束缚能力强,故A错
误;
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故B错误;
C.橡胶棒A没有接触验电器的金属球B,所以橡胶棒A所带电荷量不变,故C错误;D.橡胶棒A带负电,接近金属球B上,B上的自由电子被排斥而远离,转移到金属箔上,故D正确。
故选D。
12.某银行金库大门是由电动机控制的,钥匙(电路开关)分别由两名工作人员保管,一把钥匙无法打开,要两把钥匙同时使用才能使电动机工作从而把大门打开.下图中符合这一要求的电路图是
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】
A 两个钥匙是串联的,只要都闭合时,电路才接通,只闭合一个是断路.符合题意
B 开关是并联的,只要闭合一个开关,电路就接通,电动机就工作了,不符合要求
C 只闭合钥匙1的开关,电路就接通了,两开光都闭合了,就短路了,不符合要求
D 只能用钥匙1来控制电动机工作,钥匙2只要闭合,电路就短路了,不符合要求
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则()
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变小,电压表示数变大
【答案】D
【解析】
【分析】 【详解】
由电路图可知,R 1与滑动变阻器R 3并联后,与R 2串联,电流表测通过R 3的电流,电压表测R 1两端电压。
当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,R 3接入电路中电阻增大,则电路中总电阻变大,根据
U
I R =
可知,电路中总电流变小;又根据U IR =可知,R 2两端电压U 2变小,因为电压表示数 2U U U =-源
电源电压保持不变,所以电压表示数变大。
根据U
I R
=
可知,电压表示数变大时,通过R 1的电流变大,又因为电路中总电流变小,由并联电路的电流规律可知,通过R 3的电流变小,即电流表示数变小。 故选D 。
14.如图所示,闭合开关,两只灯泡甲和乙能发光,则关于1、2、3三个学生实验电表(电流表或电压表),下列说法正确的是( )
A .1、2、3都是电流表
B .1、2、3都是电压表
C .1、2一定是同类型的表
D .1和3一定是同类型的表
【答案】D 【解析】 【详解】
第一种情况:如果把2去掉,这样我们就能看出电路中有两条支路:L 乙与 1串联在一条支路中,所以1就是电流表; L 甲与3串联在一条支路中,所以3是电流表;2与两个灯泡并联,是电压表。 第二种情况:如果把1和3去掉,这样我们就能看出L 甲、2、L 乙在一条支路上,此时电路为串联电路,所以2就是电流表;1因为与灯L 甲并联,所以是电压表;3与灯L 乙并联,所以是电压表。 由此分析可知:1、2、3是电流表,还是电压表,取决于灯泡的连接方式,但1、3一定是同类型的表。故选D 。
15.下列电路正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
选项A中电压表的正负接线柱接反;B中电流表的正负接线柱接反;C中两灯并联,正确;D中若开关闭合会造成短路.故选C.
16.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,灯熄灭了,两个电表中只有一个电表的示数变大,则下列判断中正确的是()
A.可能灯短路
B.一定灯断路
C.电阻R断路
D.以上情况都有可能
【答案】C
【解析】
【详解】
假设灯短路,那么灯会不亮,电压表测的是电阻R两端的电压,此时大小等于电源电压大
小,电压表的示数变大,根据欧姆定律
U
I
R
可知,流过电阻R的电流变大,即电流表的
示数变大,两表的示数都变大,这与题意不符合,所以不可能灯短路;假设灯断路,那么没有电流流过灯泡,灯会不亮,电流表没有示数,电压表也没有示数,两表的示数都变小,这与题意不符合,所以不可能灯断路;假设电阻R断路,那么没有电流流过灯泡,灯会不亮,电流表没有示数,电压表此时测的是电源电压,电压示数变大,这与题意相符合;故选C。
17.图所示的电路中,能够实现每个开关都可以单独控制两盏灯同时工作的是()A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,当开关S1闭合时,四盏灯都被短路,这种情况不符合要求,A项不合题意;
B.从图中可以看到,灯L1和灯L2并联后再和开关S1串联,灯L3和灯L4并联后再和开关S2串联,当开关S1闭合后,只控制灯L1和灯L2两灯亮,当开关S2闭合后,只控制灯L3和灯L4两灯亮,这种情况符合要求,选项B符合题意;
C.从图中可以看到,灯L1和灯L2并联后再和开关S1串联,但开关S2接在干路中,当开关S2断开时,四盏灯都不能亮,这不是每个开关都可以单独控制两盏灯同时工作,C项不合题意;
D.从图中可以看到,当开关S1闭合,开关S2断开时,灯L3和灯L4能亮,灯L1和灯L2不
能亮,当开关S1断开,开关S2断开时,灯L3和灯L4还能亮,灯L1和灯L2还是不能亮,不能实现每个开关都可以单独控制两盏灯同时工作,D项不合题意。
18.如图乙所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L.上标有“4V"字样,它的电流随它两端电压变化的图象如图甲所示。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时,灯泡L正常发光。当开关S断开,滑动变阻器的滑片P移到距a端某一长度处时,电压表示数为3V。前后两种情况中,变阻器消耗的功率之比为4:3。则下列说法错误的是
A.电源电压为4V
B.当开关S断开时,滑动变阻器的滑片P移到了距a端长度3
4
ab
处
C.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时电流表示数为0.56A
D.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时变阻器消耗的功率为0.8 W
【答案】C
【解析】
【详解】
A.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时,小灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联,电流表测干路电流;因为并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以电源的电压
U=U L额=4V
故A正确,不符合题意;
BCD.当开关S断开时,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表和滑动变阻器并联,测滑动变阻器两端的电压,因为电压表示数为3V,根据串联电路电压规律可得,小灯泡两端电压为:
L
U=4V-3V=1V
由图像知,此时通过小灯泡的电流为0.2A,根据串联电路电流规律,通过滑动变阻器的电流也为0.2A,则滑动变阻器的电功率为:
P
滑后
=3V 0.2A=0.6W
滑动变阻器此时的电阻为:
R
滑后=
3
0.2
V
A
=15Ω
前后两种情况中,变阻器消耗的功率之比为4:3,所以
P 滑前=
0.63
W
4=0.8W 故D 正确,不符合题意;
当开关S 闭合,通过滑动变阻器的电流为:
I 滑前=
0.8W
4V
=0.2A 由图像知,小灯泡正常工作时,通过小灯泡的电流为0.5A ,当开关S 闭合,滑动变阻器的滑片P 移到a 端时,干路上的电流表示数为
I 总=0.2A+0.5A=0.7A
故C 错误,符合题意;
当开关S 闭合,滑动变阻器的滑片P 移到a 端,即滑动变阻器的最大阻值为:
R 滑前=
4V
0.2A
=20Ω R R 滑后滑前=15Ω20Ω=3
4
当开关S 断开时,滑动变阻器的滑片P 移到了距a 端长度34
ab
处,故B 正确,不符合题意。
19.关于如图所示电路的判断,正确的是( )
A .只闭合开关1S 时,灯泡1L 、3L 并联
B .只闭合开关2S 时,灯泡2L 、3L 并联
C .只闭合开关2S 、3S 时,灯泡2L 、3L 串联
D .闭合所有开关时灯泡1L 、2L 并联,3L 短路 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .从图中可以看到,只闭合开关1S 时,电流从电源正极流出,流过灯泡3L ,流过开关
1S ,再流过灯泡1L ,最后回负极,这时灯泡1L 、3L 是串联的,A 错误;
B .从图中可以看到,只闭合开关2S 时,电流从电源正极流出,流过灯泡3L ,流过开关
2S ,再流过灯泡2L ,最后回负极,这时灯泡2L 、3L 是串联的,B 错误;
C .从图中可以看到,只闭合开关2S 、3S 时,电流从电源正极流出,不会流过灯泡3L ,会流过开关3S ,接着电流不会流过开关2S ,因为开关1S 是断开的,电流会流过灯泡2L ,最后回负极,这情况下只有灯泡2L 接在电路中,C 错误;
D .从图中可以看到,闭合所有开关时,电流从电源正极流出,不会流过灯泡3L ,会流过开关3S ,然后分为两部分电流,一部分电流往上流,流过开关2S 、1S 、灯泡1L ,最后回负极,另一部分电流流过灯泡2L ,最后回负极,由上述可知,灯泡1L 、2L 并联,3L 被短路了,D 正确。 故选D 。
20.用滑动变阻器改变电路中小灯泡的亮度。如图所示的滑动变阻器的四种接法中,闭合开关后能直接进行实验的是( ) A .
B .
C .
D .
【答案】A 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,这种接法会让滑动变阻器接入电路的阻值最大,闭合开关后能直接进行实验,选项A 符合题意;
B .从图中可以看到,这种接法会让滑动变阻器接入电路的阻值最小,为零,闭合开关后不能调节电路中小灯泡的亮度,B 项不合题意;
C .从图中可以看到,这种接法会让滑动变阻器滑片左边的电阻,即部分电阻接入电路,虽然能够调节电路中小灯泡的亮度,但是闭合开关后不能直接进行实验,C 项不合题意;
D .从图中可以看到,这种接法会让滑动变阻器滑片右边的电阻,即部分电阻接入电路,虽然能够调节电路中小灯泡的亮度,但是闭合开关后不能直接进行实验,D 项不合题意。