备战中考物理 欧姆定律的计算综合试题附答案解析
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一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图所示,MN 间电压恒定,1R 为定值电阻,滑动变阻器2R 的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P 处于a 端时,电流表示数为0.25安;当滑片P 处于ab 中点时,电流表示数为0.40安,则MN 间的电压是A .6伏B .5伏C .4伏D .3伏【答案】D 【解析】 【详解】R 1与滑动变阻器R 2并联,设MN 间的电压为U ,根据并联电路的电流关系, 则210.25U U A R R +=……………….① 120.412U UAR R +=………………② 联立①②,将R 2=20Ω代入,解得 U=3V 。
故D 正确为答案.2.如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L 上标有“6V ”字样,通过灯泡L 的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V 的量程,电流表选择0~3A 的量程。
闭合开关S ,断开S 1和S 2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A ;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V 变化到4V ,电流表的示数变化了0.4A ,已知R 1:R 2=1:4, R 2为滑动变阻器的最大阻值。
在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是( )A .R 1的阻值为5ΩB .电源的电压为11VC .整个电路的最大电功率是11WD .整个电路的最小电功率是4.4W【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .闭合开关S ,断开S 1和S 2时,灯泡L 与定值电阻R 1、滑动变阻器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,因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数由U 2′=8V 变化到U 2″=4V 时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,则两种情况下电路中的电流分别为:I ′=0.4A ,I ″=0.4A+0.4A=0.8A ,由图象可知,两种情况情况下灯泡两端的电压分别为'L U =1V ,''L U =3V ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U = 'L U +I ′R 1+'2U =1V+0.4A ×R 1+8V , U = ''L U +I ″R 1+ ''2U =3V+0.8A ×R 1+4V ,因电源的电压不变,所以,1V+0.4A ×R 1+8V=3V+0.8A ×R 1+4V ,解得:R 1=5Ω,故A 正确,不符合题意; B .电源的电压:'L U +I ′R 1+ '2U =1V+0.4A ×5Ω+8V=11V ,故B 正确,不符合题意;C .当开关S 、S 2闭合,断开S 2时,电路为R 2的简单电路,因电源的电压小于电压表的量程,所以,当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I 大=3A 时,电路消耗的电功率最大,则:P 大=UI 大=11V ×3A=33W ,故C 错误,符合题意;D .当闭合开关S ,断开S 1和S 2,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电功率最小,则电源的电压:U L 小+I 小(R 1+ R 2)= U L 小+I 小(R 1+4 R 1)= U L 小+ I 小×5 R 111V= U L 小+ I 小×25Ω,由图象可知,当I 小=0.4A ,U L 小=1V 符合,则电路的最小电功率:P 小=UI 小=11V ×0.4A=4.4W ,故D 正确,不符合题意。
故选C 。
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UR I=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max I =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:max 4.5V7.5Ω0.6AU R I ===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:min 7.5Ω5Ω 2.5ΩR R R =-=-=滑总,此时电压表的示数:min max min 0.6A 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 max 4.5V3V 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:R min 1.5V0.3A5ΩUIR===,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.如图电路,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=6Ω,R3是定值电阻,闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.4A,接b时电流表的示数可能为()A.0.2A B.0.4A C.0.6A D.0.8A【答案】C【解析】【分析】由电路图可知,闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,R1与R3串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;当闭合开关S1,单刀双掷开关S2接接b时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电流表的示数,然后结合R3=0、R3→∞得出电流表示数的变化范围,即可得出答案。
【详解】由电路图可知,闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,R1与R3串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以由可得,电源的电压:,当闭合开关S1,单刀双掷开关S2接接b时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,则电流表的示数:,当R3=0时,,当R3→∞时,,由R3是定值电阻可知,,则C正确;故选C。
5.两灯L1和L2规格分別为“6V,3W”和“3V,3W”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是()A.两灯L1和L2灯丝电阻之比为2:1B.两灯串联,电路两端允许加的最大电压为9VC.两灯并联,当一盏灯正常发光时,通过另一盏灯的电流为1.0AD.两灯并联在3V电压下,灯L1和L2消耗的实际功率之比为1:4【答案】D【解析】【分析】【详解】A.根据2UPR=可知,两灯L1和L2灯丝电阻之比是()()22221212126V3V:::4:13W3WU UR RP P===两灯L1和L2灯丝电阻之比是4:1,A错误;B.两灯串联,假设电路两端允许加的最大电压为9V,根据上述可知,灯L1的电压是149V7.2V 5U=⨯=灯L2的电压是219V 1.8V 5U=⨯=灯L1的电压已经超过其自身的额定电压,这样不符合安全要求,所以两灯串联,电路两端允许加的最大电压不能是9V,B错误;C.两灯并联,当一盏灯正常发光时,假设是灯L1正常发光,那么电源电压是6V,灯L2的电压是6V,这已经超过灯L2的额定电压,灯L2会被烧坏;假设是灯L2正常发光,那么电源电压是3V,灯L1的电压是3V,由题意可知,灯L1的电阻大小是()216V 12Ω3WR ==那么流过灯L 1的电流大小是13V0.25A 12ΩI == C 错误;D .根据2U P R=可知,两灯并联在3V 电压下,灯L 1和L 2消耗的实际功率之比是2212121211:::1:4U U P P R R R R === 实际功率之比为1:4;D 正确。
故选D 。
6.图示电路中,电源电压不变,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器。
闭合开关S ,移动滑片P ,多次记录电压表示数U 和对应的电流表示数I ,则绘出的U -I 关系图象正确的是( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【详解】由图知,变阻器R 2 与R 1串联,电压表测的是R 2两端的电压,电流表测的是整个电路的电流,根据欧姆定律UI R=和串联电路的电压特点12U U U =+可得12R U U IR =-U 、R 定值,则U 与I 的关系为一次函数,一次函数图为直线,且电流越大,滑动变阻器两端的电压越小,所以图像B 反应了上述关系。
故选B 。
7.如图所示的电路,将A 、B 两端接入10V 电源,电压表示数为4V ;拆去A 、B 两端电源,再将C 、D 两端接入20V 电源,电压表示数为12V ,则R 1∶R 3的值为( )A .3∶2B .1∶1C .9∶4D .4∶9【答案】C 【解析】 【详解】当将A 、B 两端接入10V 电源,电压表示数为4V ,即R 2两端的电压是4V ,根据串联电路电压规律可知,R 1两端的电压是12-10V -4V 6V U U U ===根据串联电路电流规律可知126V 4VI R R == 可得1232R R =;拆去A 、B 两端电源,再将C 、D 两端接入20V 电源,电压表示数为12V ,即R 2两端的电压是12 V ,可知R 3两端的电压是'''3220V 12V 8V U U U =-=-=可知'2312V 8VI R R == 可得3223R R =;那么 213232::9:423R R R R == 故选C 。