历年备战中考物理易错题汇编-欧姆定律问题练习题及答案解析
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一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是()A.电压表V1与电压表V2的示数之和不变B.电压表V2与电流表A的示数之比不变C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大D.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变【答案】D【解析】【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据电源的电压可知电压表V1示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压变化,然后判断电压表V1与电压表V2的示数之和、电压表V2与电流表A的示数之比的变化。
【详解】C.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电源电压保持不变,所以滑片移动时,电压表V1的示数不变,故C错误;D.将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由UIR=可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故D正确;A.由U IR=可知,R1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大;由电压表V1的示数不变、电压表V2的示数变大可知,电压表V1与电压表V2的示数之和变大,故A错误;B.由电压表V2的示数变大、电流表A的示数变小可知,电压表V2与电流表A的示数之比变大,故B错误。
【点睛】此题为一道经典的动态电路综合性题,重点考察电路的动态分析及欧姆定律的应用,均为中考物理电学部分的重难点,需要学生熟练掌握相关知识,并进行综合应用分析。
2.如图所示,电源电压不变,P置于中点,a为电流表或电压表。
任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是()A .a 是电压表B .只闭合S 1,P 向右滑动,a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值变小C .闭合S 1、S 3,断开S 2,A 1的示数大于A 2的示数D .闭合S 1、S 2、S 3,P 向左滑动,A 1的示数减小 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A .由电路图可知,当S 1与S 2闭合时,电表a 与电源串联,若a 为电流表,会造成电源短路,故a 不是电流表;此时电路是安全的,说明a 是电压表,故A 正确;B .只闭合S 1,R 1和滑动变阻器串联,电压表a 测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,设P 向右滑动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I =UR可得,电压表a 示数的变化量 ΔU 2=U 滑﹣U 滑′=(U ﹣I 1R 1)﹣(U ﹣I 2R 1)=(I 2﹣I 1)R 1=ΔIR 1则2U I∆∆=R 1,即a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值不变,故B 错误; C .闭合S 1、S 3,断开S 2,R 2与滑动变阻器并联后再与R 1串联,电流表A 1测干路电流,电流表A 2测变阻器支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表A 1的示数大于支路电流表A 2的示数,故C 正确;D .闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与滑动变阻器并联,R 1和A 1被短路,A 1示数为0,滑片移动时电流表A 1的示数仍然为0,即示数不变,故D 错误。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图甲所示是灯泡L的电流与其两端电压关系的图像。
现将L与阻值为10Ω的电阻R 连入图乙所示电路。
闭合开关S,L的实际功率为1.8W,下列说法正确的是()A.由图像可知不同电压下灯泡灯丝的电阻是定值B.电源电压是3VC.通过R的电流是0.4AD.电阻R的实际电功率是3.6W【答案】D【解析】【分析】【详解】A.这个图像是一条曲线,不是直线,可知斜率1IkU R==斜率在变化,则电阻在变化,所以不同电压下灯泡灯丝的电阻不是定值,A错误;B.由于L的实际功率为1.8W,从图甲可以看到,这时灯泡的电压是6V,流过灯泡的电流是0.3A,从图乙可以看到,这是一个并联电路,电源电压的大小等于灯泡的电压大小,即电源电压是6V,B错误;C.根据欧姆定律可知,通过R的电流是6V 10Ω0.6AUIR===C错误;D.根据P UI=可知,电阻R的实际电功率是6V0.6A 3.6WP UI==⨯=D正确;故选D。
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∶16B .滑动变阻器2R 的最大阻值为10ΩC .电源电压为12VD .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11226V 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111126V6V 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 8V2U U I R R R R ⨯==== 则电源电压为212128V4V U I R U R R =+=⨯+ 因电源的电压不变,则11226V 8V 6V 4V R R R R ⨯+=⨯+ 解得:R 1=R 2,则电源的电压为11111216V 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2U Q t R=可得,R 1的阻值为 2231(6V)10s 10Ω36JU 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 4I R I R == R 1先后两次消耗的电功率之比为22211112221239()416P I R I P I R I ====() 故选ABCD 。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.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0.5ΩB.闭合开关,不称重物时电阻R0两端电压为6VC.电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8WD.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+R0)=0.15A×(15Ω+R0),因电源的电压不变,所以,0.6A×R0=0.15A×(15Ω+R0),解得:R0=5Ω,A错误;则电源电压U=I a R0=0.6A×5Ω=3V,所以,不称量重物时R0两端的电压为3V,B错误;当滑片在a端时,电阻R0消耗的电功率最大,则P最大=I a2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W,在b端时,电阻R0消耗的电功率最小,则P最小=I b2R0=(0.15A)2×5Ω=0.1125W,所以,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,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﹣R0=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.2.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—1R图像,如图乙,由图可知()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0.1ΩC.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。
可编辑修改精选全文完整版物理欧姆定律题20套(带答案)及解析一、欧姆定律选择题1.如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是()A. 灯L断路B. 灯L短路C. 变阻器R断路D. 变阻器R 短路【答案】B【解析】【解答】A. 灯L断路时,电压表串联在电路中,会有示数,而电压表的电阻很大,所以电流表无示数,A不符合题意;B. 灯L短路时,电压表同时被短路,不会有示数,此时电路是通路,所以电流表会有示数,B符合题意;C. 变阻器R断路时,整个电路是断路状态,两电表都不会有示数,C不符合题意;D. 变阻器R短路时,只有灯连接在电路中,电压表和电流表都应该有示数,D不符合题意;故答案为:B。
【分析】本题利用了串联电路的电流特点分析电路故障,小灯泡不发光说明灯泡短路或电路中电流过小或电路某处断路.2.如图所示,若电路中电源两端的电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中()A. 电压表V1的示数变大,电流表A的示数变大B. 电压表V2的示数变大,电流表A的示数变小C. 电压表V1的示数变大,电流表A的示数变小D. 电压表V2的示数变大,电流表A的示数变大【答案】 A【解析】【解答】解:由图知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量串联电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中,滑动变阻器的电阻变小,由串联分压的规律可知,变阻器分担的电压变小,即电压表V2示数变小;电源电压不变,所以定值电阻两端的电压就变大,即电压表V1示数变大;定值电阻的阻值不变,滑动变阻器的电阻变小,所以整个电路的总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流就变大,即电流表的示数就变大。
BCD不符合题意,A 符合题意。
2024年中考物理复习真题训练—欧姆定律(含答案解析)一、选择题1.(2023·四川甘孜·统考中考真题)如图所示的电路中,电阻阻值R1>R2。
开关S闭合后,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2。
则()A.U1>U2B.U1<U2C.I1<I2D.I1=I2【答案】C【详解】AB.如图所示,电阻R1、R2并联,根据并联电路电压特点,闭合开关,各支路两端的电压相等,即U1=U2,故AB不符合题意;CD.在并联电路中,每条支路两端的电压相等,因为R1>R2,根据I=U/R可得,通过电阻R1的电流较小,即I1<I2,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
2.(2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题)如图所示,电源电压不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是()A.电流表示数变小B.电压表示数变大C.小灯泡变亮D.滑动变阻器阻值变大【答案】C【详解】BD.由图可知,滑动变阻器和小灯泡串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端的电压,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,故BD错误;AC.电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流变大,所以小灯泡变亮,故C 正确,A错误。
故选C。
3.(2023·辽宁大连·统考中考真题)下列各电路中,电源电压不变。
先闭合开关S,再闭合开关S1,电流表示数不变的是()A.B.C.D.【答案】C【详解】A.当S闭合时,电阻R1和电阻R2串联,根据欧姆定律得到此时电流表示数I=UR1+R2再闭合S1后,R2被短路,只有R1接入电路,此时电流表示数I′=U/RS1断开前后电流表示数不相等,发生了变化,故A不符合题意;B.当S闭合时,只有电阻R2的简单电路,电流表的示数为零,再闭合S1后,两个电阻并联,电流表测量通过电阻R1支路的电流,此时电流表有示数,所以电流表示数发生了变化,故B不符合题意;C.当S闭合时,电阻R1和电流表串联接入电路,此时电流表测量通过电阻R1的电流,再闭合S1后,两个电阻并联,由并联电路的特点可知,通过R1的电流不变,此时电流表仍然测量通过电阻R1的电流,电流表的示数不变,故C符合题意;D.当S闭合时,电阻R1和电流表串联接入电路,此时电流表测量通过电阻R1的电流,再闭合S1后,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电流的特点可知此时电流表的示数变大,故D不符合题意。
一、初中物理欧姆定律问题1.已知甲、乙两灯的额定电压均为6V ,如图是甲、乙两灯电流随其两端电压变化的曲线.现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则电路的工作电流和电源最大电压为A .0.5A 12VB .1.5A 12VC .1.5A 8VD .0.5A 8V【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】已知甲、乙两灯的额定电压均为6V ,由图可以看出:甲灯的额定电流为1A ,乙灯的额定电流为0.5A .两灯串联后通过两灯的电流相等,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,正常发光的应是额定电流较小的乙灯,所以电路的工作电流I =0.5A 。
由图可知U 甲=2V ,U 乙=6V ,则电源电压U =U 甲+U 乙=2V+6V=8V 。
答案为D .选项A 、B 、C 不符合题意.2.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''''31U 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24VB.滑动变阻器的最大阻值是24ΩC.当开关S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32WD.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:;图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且1221U U =::,根据UI R=可得 111122121a U R I U U R U I === 所以112a 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11111131A (1A 22())a U I R R R R R =+=⨯+=⨯…①图2中:根据UI R=可得 112122225b U R I U U R U I ''==='' 即152b R R =图3中:根据串联电路的电阻特点和UI R=可得 ()312112232231I R R U R R U I R R +"+===" 解得2112R R =图4中222min1211119W 15422b 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15516Ω40Ω22b R R ==⨯= 故B 错误; C .电阻R 2的阻值211116Ω8Ω22R 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()221224V =24W 16Ω+8ΩU 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()2223332131313)(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()223124V =9W 44?16ΩU P R ==最大故D 正确。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图甲所示电路中,电源电压8V 且保持不变,标有“8V ,8W ”小灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P 由A 端滑到B 端过程中,根据两电压表与电流表示数绘制出的U -I 图像,两图像交于Q 点,如图乙所示,下列说法正确的是( )A .Q 点处滑动变阻器两端电压U >4VB .Q 点处流过小灯泡的电流I <0.5AC .Q 点处整个电路总功率P <4WD .Q 点处小灯泡实际功率P 灯>2W【答案】D 【解析】 【详解】由甲可知,该电路是灯泡与电阻器串联,电压表V 1测灯泡L 电压,电压表V 2测变阻器R 的电压,二者电流相等,电流表测电流I 。
对甲电路进行动态分析可得,当滑片往A 移动,滑动变阻器R 电阻变小,电路电流变大,电压表V 1示数变大,电压表V 2示数变小。
A . 从图中可以获得信息,Q 点为二者的交点,Q 点表示二者此刻的电流、电压都相等即I R =I L ,U R =U L灯泡与变阻器串联,所以二者电压之和等于电源电压,即U L +U R =8V所以U R = U L =4V故A 错误;B . 设灯泡正常发光时的灯丝电阻为R L1,灯泡两端电压为4V 的时候灯丝电阻为R L2,R L1=2U P 额额=()28V 8W=8Ω灯泡L 的电阻在变化,随着电压增大,灯丝的温度变高,电阻变大。
电压减少时,灯丝温度较低,电阻较小,即:R L1>R L2,则:R L2<8Ω。
Q 点为二者的交点,Q 点表示二者此刻的电流、电压都相等。
所以Q 点时电流,I Q =L2U R '=L24V R >4V 8Ω=0.5A 故B 错误;C . 由于I Q >0.5A ,所以此时电路总功率P Q =UI Q >8V ×0.5A=4W故C 错误; D . 灯泡的实际功率P LS =UI L2=4V ×I L2>4V ×0.5A=2W故D 正确。
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,滑片P从A点向右移动的过程中,下列说法正确的是()A.电压表V示数变大,电流表A1示数不变B.电流表A1示数变大,电流表A2示数不变C.电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变D.电压表V示数与电流表A1示数的比值变小【答案】C【解析】【分析】【详解】A.由电路图可知,R0与R1并联,电流表A1测R0支路的电流,电流表A2测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源两端的电压。
滑片P从A点向右移动的过程中,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R0的电流不变,电流表A1示数不变,电源电压不变,所以电压表V的示数不变,故A错误;B.电源电压不变,通过R0的电流不变,电流表A1的示数不变,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,由UIR可知,通过R1的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A2的示数变小,故B错误;CD.电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,故电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变、电压表V示数与电流表A1示数的比值不变,故C正确、D错误。
故选C。
2.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,下列说法正确的是()A.只闭合开关 S1,变阻器滑片向左移动时,电压表 V1 无示数,电压表 V2 与电流表 A 示数的比值不变B.只闭合开关 S3,移动变阻器滑片,电压表 V1示数变化量与电流表 A 示数变化量的比值不变C.只闭合开关 S2,移动变阻器滑片,电压表 V1示数的变化量等于电压表 V2的示数的变化D.若不考虑电表量程等元件安全问题,当闭合开关 S1、S3,变阻器滑片置于最左端时,R1消耗的功率最大【答案】BD【解析】只闭合开关S1,R1和V1没有接入电路,电压表V1无示数;R2、R3串联,电压表V2测变阻器R3的电压,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知,电压表V2与电流表A示数的比值即为变阻器连入电路中的电阻大小,故当滑片向左移动时,该比值变小,A错误;只闭合开关S3,R1、R3串联,电压表V1测R1的电压,电流表测电路中的电流,由I=U/R 可得,前后两次电阻R1的大小:R1 =U1/I1=U2/I2,由合分比定理可得R1 =U1−U2/I1−I2,即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变,B正确;只闭合开关S2,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R3的电压;根据串联电路电压的规律,移动变阻器滑片,R3的电压变化量等于R1、R2的电压变化量之和,即电压表V1示数的变化量小于电压表V2的示数的变化量,故C错误;若不考虑电表量程等元件安全问题,当闭合开关S1、S3,变阻器滑片置于最左端时,变阻器连入电路中的电阻为0,此时R1与R2并联,R1的电压等于电源电压最大,根据P=UI=U2/R可知,R1消耗的功率最大,故D正确,故选BD.3.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U—I”关系图像如图乙所示,则下列判断正确的是()A.电源电压为10VB.定值电阻R1的阻值为10ΩC.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3AD.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω【答案】BC【解析】【分析】从“U—I”关系图像可以看出,甲为滑动变阻器的关系图像,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,乙为电阻R1的图像;当滑动变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,根据图像读出电表的示数,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,利用欧姆定律求出电阻R1的电阻和滑动变阻器的最大阻值;根据电阻的串联和欧姆定律求出变阻器滑片在中点时,电路中的电流。
一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是:A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变D.电压表V2与电流表A的示数之比不变【答案】A【解析】【分析】【详解】R1和R2是串联,V1测量的是电源电源,V2测量的是R2两端的电压,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变所以A是正确的.2.如图所示,电源电压恒为9V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“24Ω 0.8A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样。
闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是()A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~24ΩB.电流表示数的变化范围是0.1A~0.5AC.电压表示数的变化范围是1V~3VD.灯泡的最小功率是0.54W【答案】D【解析】【详解】可知灯的额定电流是从图中可以看到,灯泡和滑动变阻器串联,根据电功率公式P UIL L L 1.5W 0.5A 3V P I U ===额额额还可知道灯泡的电阻是 L L L 3V 6Ω0.5A U R I ===额额 因为电压表的量程是0到3V ,所以当灯泡两端的电压是3V ,电路中的电流最大,大小是max L 0.5A I I ==额由此可计算得电路中的最小总电阻是min max 9V 18Ω0.5AU R I ===总 那么滑动变阻器接入电路的最小阻值是L min min -18Ω-6Ω12ΩR R R ===滑总而当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,灯泡两端的电压最小,电流也是最小的,电路是安全的,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是12Ω~24Ω;电路中的最大总电阻是L max 6Ω24Ω30ΩR R R =+=+=总电路中的最小电流是min max 9V 0.3A 30ΩUI R ===总 所以电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A ;也可知道灯泡两端的电压最小值是Lmin min L 0.3A 6Ω 1.8V U I R ==⨯=所以电压表示数的变化范围是1.8V~3V ;当电路中电流最小时,灯泡的电功率最小,大小是()22Lmin min L 0.3A 6Ω0.54W P I R ==⨯= 故选D 。
一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示电路,电源电压恒为6V ,定值电阻R 1为10Ω,滑动变阻器R 2的规格为“20Ω 0.5A ”,电压表量程为0~3V ,电流表量程为0~0.6 A 。
则( )A .电压表测量的是电阻R 1两端的电压B .当变阻器R 2的滑片P 向左移动时,电压表的示数变小C .为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R 2接入电路的阻值范围是2~10ΩD .当变阻器R 2接入电路中的阻值是8Ω时,通电1min 电阻R 1产生的热量是53.3J【答案】C【解析】【分析】(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件;(2)由电路图可知,R 1与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,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R 1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变化;(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R 1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值,从而得出答案;(4)当变阻器R 2接入电路中的阻值是8Ω时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据2Q I Rt =求出1min 电阻R 1产生的热量。
【详解】A .由电路图可知,R 1与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,故A 错误;B .由电路图可知,滑动变阻器滑片右侧接入电路,当变阻器R 2的滑片P 像左移动时,接入电路的电阻增加,电压表的示数变大,故B 错误;C .因为滑动变阻器R 2的规格为“20Ω0.5A ”,所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A ,电路的最小电阻是6V 12Ω0.5AU R I === 滑动变阻器接入电路中的最小电阻 112Ω10Ω2ΩR R R -=-==小当电压表的最大测量值为3V 时,滑动变阻器接入的电阻最大,为10Ω,故C 正确;D .当变阻器R 2接人电路中的阻值是8Ω时,电路的总电阻1210Ω8Ω18ΩR R R '=+=+=此时电路中的电流 6V 1A 18Ω3U I R '===' 通电1min 电阻R 1产生的热量 2211(A)10Ω160s 66.7J 3Q I R t '==⨯⨯⨯≈ 故D 错误。
故选C 。
2.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 ΩB .当电压表示数为2 V 时,物体M 向左移动了5 cmC .当电压表示数为1 V 时,物体M 向左移动了5 mD .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1.5V '7.50.2AU R I ===Ω 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110.5V =2.5Ω0.2AU R I == 电阻丝的长度增加了2.5Ω==5cm0.5Ω/cml∆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2.5Ω,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max15Ω==30cm 0.5Ω/cmlD对。
故选BD。
3.如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R=5 Ω,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω.闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是( )A.电压表的示数变化范围是0~3VB.电压表与电流表示数的比值不变C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10ΩD.电流表的示数变化范围是0~0.3 A【答案】C【解析】【分析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化;(2)根据欧姆定律结合滑动变阻器的阻值确定电压表与电流表的示数比值的变化;(3)当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值和两端的最小电压;当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后得出答案.【详解】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;B.由URI=可知,电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻,则滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化,电压表与电流表的示数比值变化,故B错误;ACD.当电流表的示数maxI=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,定值电阻的功率最大,此时电路中的总电阻:max4.5V7.5Ω0.6AURI===总,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值:min7.5Ω5Ω 2.5ΩR R R=-=-=滑总,此时电压表的示数:min max min0.6A 2.5Ω 1.5VU I R==⨯=滑;当电压表的示数maxU=3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R两端的电压:R max4.5V3V 1.5VU U U=-=-=,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:Rmin1.5V0.3A5ΩUIR===,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:maxmaxmin3V10Ω0.3AURI===滑,故电压表的变化范围是1.5~3V,电流表的变化范围是0.3∼0.6A,滑动变阻器的阻值变化范围为2.5∼10Ω,故AD错误、C正确.【点睛】本题为动态电路中有关求解最值、范围的经典题,要求学生熟练掌握欧姆定律在串、并联电路中的应用.4.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图像,则下列判断正确的是A.实验中电压表的示数保持1V不变B.当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.5AC.滑动变阻器连入电路的阻值范围为0-25ΩD.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移【答案】D【解析】【详解】A.探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端的电压不变,由图象可知,电流与电阻之积(即R两端的电压):0.5A5Ω0.1A25Ω 2.5VU IR==⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=,即电压表示数保持2.5伏不变,故A错误;B.由图象可知:当电阻为10Ω时,电流为0.25A,故B错误;C.由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的定值电阻为5Ω,由欧姆定律和串联电路的规律可得,变阻器连入电路中的电阻:1113V5Ω1Ω0.5AUR R R RI=-=-=-=滑1总;由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的定值电阻为25Ω,由欧姆定律和串联电路的规律可得,此时变阻器连入电路中的电阻:22223V25Ω5Ω0.1AUR R R RI'=-=-=-=滑总;所以,滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω,故C错误;D.将R从5Ω换成10Ω后,电路的总电阻变大,由UIR=可知,电路中的电流变小,由U=IR可知滑动变阻器两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 两端的电压变大,要使R两端的电压不变(即R的电压减小为原来的电压值),应减小电路中的电流,增大变阻器接入电路中的电阻,即滑片P向右移,故 D正确。
5.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~6V,滑动变阻器R2的规格为“40Ω 0.5A”。
闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。
在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是()A.R1的阻值为20ΩB.电压表的变化范围是3V~6VC.滑动变阻器的取值范围是6Ω~40ΩD.电路总功率的变化范围是1.28W~4W【答案】B【解析】【分析】根据图像,利用串联电路特点和欧姆定律,求出电源电压和电阻R 1的值,根据变阻器铭牌和电表的量程,求出变阻器接入电路的阻值范围,由P UI =求电路的总功率。
【详解】A .由甲图知道,R 1 与R 2 串联,电压表测R 2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知1111.3V A 50U U I R R =+=+⨯滑------①2112.5V A 30U U I R R =+=+⨯滑------②由①②解得:R 1 =10Ω,U =8V ,故A 错误;BCD .由滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”,当移动滑片使电流表示数达到I 大=0.5A 时,变阻器接入电路的电阻最小,电压表的示数最小,由P=UI 可得此时电路的总功率最大,则电压表的示数最小为18V 0.5A 10Ω=3V U U I R --⨯==小大变阻器接入电路的最小电阻Ω3V 0 6.5AR U I ===小小大 电路的最大总功率 8V 0.5A 4W P UI ==⨯=大大根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,最高电压不超过6V ,定值电阻R 1两端的电压为18V 6V 2V U U U =-=-=大此时的总电流为112V 0.2A 10ΩU I R ===小 滑动变阻器的最大电阻为 6V 30Ω0.2AU R I ===大大小 电路的最小功率为 221W ()8V 1.610Ω30ΩU P R R ===++小大 综上所述,电压表的变化范围是3V~6V ;滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω;电路总功率的变化范围是1.6W~4W ,故B 正确、CD 错误。