2020-2021中考物理 欧姆定律 综合题及答案
- 格式：doc
- 大小：813.00 KB
- 文档页数：22
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1．如图，电源电压恒定，灯L的规格为“24V 72W”且工作时电阻保持不变，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～3A，滑动变阻器R2的规格为“？Ω 2A”，在电路安全的前提下，操作如下：
①当只闭合S、S3时，电路中的总功率为P1，电流表示数为I1；
②当只闭合S2、S3时，移动滑片使滑动变阻器的阻值为R，电流表示数为I2，电阻R1和滑动变阻器的总功率为10W；再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R，电流表示数为I3，灯L和滑动变阻器的总功率为9.72W；
③当只闭合S、S1、S2时，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的最小总功率为P4，此时电流表示数为I4。已知P1：P4＝5：6，I2：I3＝10：9。
则下列数据错误的是（ ）
A．电源电压为20V
B．电流表的示数I1：I4＝5：6
C．R1的电阻为8Ω
D．该电路消耗的功率最小时，滑动变阻器R2的阻值为32Ω
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
①当只闭合S、S3时，只有灯泡连入电路，如图A所示；
②当只闭合S2、S3时，电阻R1、滑动变阻器和灯泡串联，滑动变阻器的阻值为R，如图所示B；再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R，如图C所示；
③当只闭合S、S1、S2时，电阻R1、滑动变阻器并联，如图D所示；
B．由2UPR可得灯泡的电阻 22(24V)=8Ω72WLURP额额
电源电压不变，在图AD中，由P＝UI得
11144456PIPUPIPU
故B正确，不符合题意；
AC．在图B中，其总电阻
R总2＝R1+R+RL
在图C中，其总电阻
R总3＝R1+2R+RL，
则
212LUUIRRRR总
3132LUUIRRRR总
已知I2：I3＝10：9，则
111092LLUURRRRRR： ：
化简可得
R1＝8R﹣RL＝8R﹣8Ω①
图B中电阻R1和滑动变阻器的总功率
P′＝I22（R1+R）
即
I22（R1+R）＝10W②
图C中灯泡和滑动变阻器的总功率
P″＝I32（RL+2R）
即
I32（8Ω+2R）＝9.72W③
由于I2：I3＝10：9，则由②③化简可得
3R1＝20Ω+2R④
解①④方程得
R＝2Ω
R1＝8Ω
故C正确，不符合题意；
由②得 2110W=1A8Ω+2ΩPIRR
根据图B可知，电源电压
U＝I2（R1+R+RL）＝1A×（8Ω+2Ω+8Ω）＝18V
故A错误，符合题意；
D．由电路图可知，只闭合S2、S3时，R1、灯泡和滑动变阻器串联，总电阻最大，此时该电路消耗的功率最小，由于此时电压表测量R1和滑动变阻器两端的电压，则电压表示数U′为最大15V时，电路中的电阻最大，电流最小，此时的总功率最小；串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，所以此时灯泡两端的电压
UL＝U﹣U′＝18V﹣15V＝3V
此时电路中的电流
L3V=0.375A8ΩLLUIIR
由UIR得此时电路的最大电阻为
18V480.375AURI最大
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知，滑动变阻器连入电路的最大阻值
R滑＝R最大﹣R1﹣RL＝48Ω﹣8Ω﹣8Ω＝32Ω
故D正确，不符合题意。
故选A。
2．如图所示，电源电压不变，a、b为电流表或电压表，滑片P在滑动变阻器R3的中点，电路在工作时均安全。只闭合S1时，a、b均有示数；先闭合S1，再闭合S2，b示数有变化。下列判断正确的是（ ）
A．a是电压表
B．先闭合S1，再闭合S2，b示数可能变大
C．只闭合S1，滑片P向右滑动，b示数的变化量大于a示数的变化量
D．若将b换成另一种电表，开关均闭合，滑片P向左滑动，a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于23RR 【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．若a是电流表，当S1闭合后，电源短路，所以a是电压表，故A正确；
B．只闭合S1，电路为串联电路，三电阻串联，再闭合S2，R1被短路，如果b是电流表，因为R1和R2一直被短路，电路总电阻不变，b的读数不变。如果b是电压表，R1被短路后，电压表测量的阻值变小，分得电压变小，读数变小，由题意可得，b示数有变化，所以b是电压表，示数一定变小，故B错误；
C．只闭合S1，电路为串联电路，a测量R2和滑动变阻器两端电压，b测R1和R2两端电压，滑片P向右滑动，阻值变小，则
12b12a22=PPIRRURRUIRRRR
分子不变，分母变小，所以Ub：Ua越来越大，所以b示数的变化量大于a示数的变化量，故C正确；
D．若将b换成另一种电表，即换成电流表，则R1和R2均被短路，a测量滑动变阻器两端电压，b测通过滑动变阻器的电流，所以ab的比值为滑动变阻器的阻值，故D错误。
故选AC。
3．如图所示电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后将滑片P向右移动时，下列说法中正确的是（灯丝电阻变化忽略不计）（ ）
A．电路消耗的总功率变小
B．小灯泡两端电压变化量和V2示数变化量相当
C．电压表V1示数和电压表V2示数之和不变
D．电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
设灯泡电阻为RL，由电路图可知，开关S闭合后，R0、R1、RL串联，V1测R1和RL两端电压之和，V2测R0和R1两端电压之和，A测电路电流；滑片P移动前，RL、R0、R1两端电压分别为UL、U0、U1，电路电流为I1，滑片P移动后，RL、R0、R1两端电压分别为'LU、'0U、'1U，电路电流为I2；将滑片P向右移动时，R1接入电路电阻变大，电路总电阻变大，电源电压恒定，由欧姆定律UIR可知，电路电流变小。
A．由=PUI可知，电源电压恒定，电路电流变小，电路总功率变小，故A正确；
B．将滑片P向右移动时，电路电流变小，RL和R0阻值一定，由UIR可知，RL和R0分压变小，由串联电路分压规律可知，R1分压变大。则RL两端电压变化量
'LLL=-UUU
V2示数变化量
2''''V0101LLLLUUUUUUUUUUU
则
2VL=UU
所以小灯泡两端电压变化量和V2示数变化量相当，故B正确；
C．滑片P移动前，电压表V1示数和电压表V2示数之和为
L1011UUUUUU
滑片P移动后，电压表V1示数和电压表V2示数之和为
'''''L1011UUUUUU
因为R1分压变大，所以电压表V1示数和电压表V2示数之和变大。故C错误；
D．根据串联电路分压规律，总电压等于各部分电压之和，所以，电压表V1示数变化量
1V20101200=()()()UUIRUIRIIRIR
所以
1V0URI
即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变，故D正确。
故选ABD。
4．如图所示是A、 B两定值电阻的U-I图像，由图像中的信息可知
A．若将A、B两电阻串联在某电源两端，则A两端的电压大
B．若将A、B两电阻串联在某电源两端，则B的功率大 C．若将A、B两电阻并联在某电源两端，则通过A的电流大
D．若将A、B两电阻并联在某电源两端，则A的功率小
【答案】AD
【解析】
【详解】
由图像可以看出，当电压一定时，通过A的电流较小，由UIR的变形公式URI可知，RA>RB；
A．若将RA、RB两电阻串联在某电源两端，因串联电路中各处的电流相等，且RA>RB，所以，由UIR的变形式UIR可知，RA两端的电压大，故A符合题意；
B．由公式2PIR可知，RA的实际功率大，故B不符合题意；
C．若将RA、RB两电阻并联在某电源两端，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由UIR可知，通过RB的电流大，故C不符合题意；
D．若将RA、RB两电阻并联在某电源两端，因并联电路中各支路两端的电压相等，由2UPR可知，RA的实际功率小，故D符合题意。
5．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PUI可知电路消耗的总功率变小，故D错误。
故选A。
6．如图所示，电源电压为 5V，闭合开关 S，电压表的示数为 1V。则
A．通过灯泡 L1的电流比 L2的电流大
B．灯泡 L2两端的电压是 1V
C．灯泡 L1和 L2的电阻之比是 4：1
D．若灯泡 L2灯丝烧断，电压表示数为零
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图知，两灯串联在电路中，电压表测L1两端电压，即L1两端的电压是1V， 串联电路中电流处处相等，所以通过灯泡的电流和的电流相等，故A不符合题意；
B．由串联电路的电压特点知，灯泡 L2两端的电压是：
U2=U-U1=5V-1V=4V,
故B不符合题意；
C．通过两灯电流相等，由欧姆定律有：11UR=22UR，即：
12RR=12UU=1V4V=14，
故C不符合题意;
D．由图知，若灯泡灯丝烧断，则整个电路断路，所以电压表示数为零，故D符合题意。
7．甲、乙两地相距40 km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知所用的输电线每千米的电阻为0.2 Ω.现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻R0和电源接成如图所示电路进行测量．当电压表的示数为3.0 V，电流表的示数为0.5 A，则短路位置离甲地的距离为
