备战中考物理复习《欧姆定律》专项综合练习及答案解析
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一、初中物理欧姆定律问题
1.在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则
A.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大
B.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小
C.电流表A示数与电流表A1示数的比值变大
D.电流表A示数与电流表A1示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB. 滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,接入电路电阻变大,通过的电流变小,即电流表A1示数变小,但通过定值电阻R2的电流不变,电流表A示数与电流表A1示数的差值就等于通过定值电阻R2的电流,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值不变,故A、B错误;
CD.根据欧姆定律可知,I11UR;干路电流IUR总,电流表A示数与电流表A1示数的比值为
1112121212+==+RRRRIRRIRRRR总,
因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.
2.洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如下图所示,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大的电路是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图知,R与R′串联,电压表并联在电源两端测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故A不符合题意;
B.由图知,R与R′并联,电压表串联在电路中测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故B不符合题意;
CD.电路中R与R′串联,当身高越高时,滑片上移,R′接入电路中的电阻越大,电路中的总电阻越大,由UIR 可知,电路中的电流越小,由UIR可知,R两端的电压越小,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,R′两端的电压变大;
C选项中电压表测R′两端的电压,身高越高时,其示数越大,故C符合题意;
D选项中电压表测R两端的电压,身高越高时,其示数越小,故D不符合题意.
故选C.
3.灯泡L的电流随电压变化关系如图甲所示,现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,电路中电源的电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列判断正确的是
A.电路消耗的总功率保持不变
B.电压表与电流表示数的比值变小
C.电流表的示数增大,电压表的示数减小
D.灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AC.灯与R串联,电压表测L的电压,电流表测电路的电流,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,变阻器连入的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,根据PUI,电路消耗的总功率变大;通过灯的电流变大,灯的电压变大,故AC错误;
B.由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值即灯的电阻,如下所示,通过灯的电流随电压变大而变大,而且电压的增大量大于电流的增大量,由欧姆定律,灯的电阻变大,即电压表与电流表示数的比值变大,B错误;
D.电路的总电阻变小,故灯泡电阻的增大量小于滑动变阻器接入电路电阻的减小量,即灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量,D正确。
故选D。
4.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S 后,滑片 P 从 b 端移动到 a端的过程中,电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是(
)
A.电源电压为 4V B.电路总功率的最大值为 2.4W
C.R1 电功率的最小值为 0.4W D.R2 的最大阻值为 10Ω
【答案】C
【解析】
【详解】
由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片于a端时,其接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,由UIR可得,电源的电压
1110.6AUIRR…①
当滑片于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I2=0.2A,U2=4V,则滑动变阻器的最大阻值
2224V=20Ω0.2AURI
故D错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
21210.2A4VUIRUR…②
因电源的电压不变,由①②可得
110.6A0.2A4VRR
解得:R1=10Ω,电源的电压
10.6A0.6A10Ω6VUR
故A错误;
电路消耗的最大功率
116V0.6A3.6WPUI
故B错误;
R1电路消耗的最小功率
221210.2A10Ω0.4WPIR()
故C正确。
故选C。
5.如图所示的电路,电源电压不变,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.闭合开关S,当监控区的温度升高时,电压表示数U与电流表示数I的关系图象是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;热敏电阻R1的阻值变小,由串联分压原理可知,R1两端的电压减小,即电压表的示数减小;由上述分析可知,当电流表示数I变大时,电压表的示数U减小,故A图象错误;
BCD.根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电压表示数
U1=U总−U2=U总−IR2
因U总、R2是定值,所以,电压表示数U1与I为一次函数,其图象是一条倾斜的直线,且电流增大时,电压变小,故C图象正确,BD图象错误。
故选C。
【点睛】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.由题意可知温度升高时热敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中的电流和R2两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化,进而分析可得图象。
6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移到中间某个位置,R1、R2两端电压和电路中电流的示数分别变化了△U1、△U2和△I(皆绝对值),则△U1______△U2(选填“大于”、“小于”或“等于”),再向左移动,△U2和△I的比值将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。( )
A.大于 减小 B.大于 不变 C.小于 增大 D.小于 不变
【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则:
△I=I2-I1,
由欧姆定律可得,电路中的电流为I1时,此时的电压分别为:
U1=I1R1,
U2=U-U1-UL=U-I1R1-I1RL,
电路中的电流为I2时,电压分别为:
U1′=I2R1,
U2′=U-U1′- UL =U-I2R1-I2RL,
那么:
△U1=U1′-U1 =I2R1-I1R1=(I2-I1)R1=△IR1,
即:
11RUI,
所以,△U1和△I的比值不变;
△U2=U2′-U2=( I1-I2)( R1+RL)=△IR1+△IRL=△U1+△IRL,
则△U1<△U2;
故选D。
7.小李连接了图甲所示的电路,电源电压不变,电流表量程均为0.6A,定值电阻R1=10Ω,闭合开关S后再闭合开关S1或S2,将滑动变阻器滑片从最右端向左调节至中点的过程,电压表与电流表A2示数的I-U图象如图乙,下列说法正确的是( )
A.开关S1、S2闭合,电路中最小电流为0.15A B.电源电压为4V
C.滑动变阻器的最大阻值为20Ω D.整个电路通过的最大电流为0.3A
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
当闭合开关S和S1时,电路为滑动变阻器与定值电阻R1串联,电压表测R1两端电压,电流表A2测整体电流,则由欧姆定律可知电压表与电流示数之比为定值电阻R1的阻值10Ω,观察乙图可知,a曲线表示闭合开关S和S1时的电表变化,则b曲线表示闭合开关S和S2时的电表变化。当闭合开关S和S1时,当滑片位于中点时,电路电阻最小,由乙图可知此时对应电流最大为0.3A,对应电压为3V,当滑片位于最右端时,滑动变阻器全部接入电路,此时电路电流最小,为0.2A,对应电压为2V,则由欧姆定律及串联分压可得
1213V0.3A2UUUR滑
122V0.2AUUUR滑
解得电源电压为6V,滑动变阻器最大阻值为20Ω;当闭合开关S和S2时对应曲线b,电路为R2与滑动变阻器串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路电流,则由乙图可求R2阻值为
2224V20Ω0.2AURI
则当开关S1、S2闭合,电路为R1与R2并联,整体与滑动变阻器串联,则若要电路电流最小,则应电阻最大,滑动变阻器滑到最大阻值处,此时电路总电阻为
121210Ω20Ω8020ΩΩ10Ω20Ω3RRRRRR滑总
则最小电流为
min6V0.225A80Ω3UIR总
当闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器滑到最左端时,电路为R1与R2并联,此时电路电阻最小,电流最大,为
max12126V6V0.9A10Ω20ΩUUIIIRR
电流表量程均为0.6A,故电路中最大电流为0.6A,故D错误。故选C。
8.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2Ω D.R2的最小功率是0.8 W
【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R1的阻值;
(3)由于滑动变阻器R2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R2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R2的最小功率。