2020-2021全国各地中考模拟试卷物理分类：欧姆定律问题及答案解析

一、初中物理欧姆定律问题

1．如图是小成测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，其中R0为阻值已知的定值电阻．当开关S、S1闭合，开关S2断开时，电流表示数为I1；当开关S、S2闭合，开关S1断开时，电流表示数为I2．则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（ ）

A．Rx＝212IIIR0 B．Rx＝201IRI

C．Rx＝2012IRII D．Rx＝121IIIR0

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

由电路图可知，当开关S、S1闭合，开关S2断开时，R0与Rx并联，电流表测干路的电流，记为I1，当开关S、S2闭合，开关S1断开时，R0与Rx并联，电流表测R0支路电流，示数为I2，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过Rx的电流：Ix＝I1-I2，因并联电路中各支路两端的电压相等，电源的电压：U＝I2R0，，则Rx的阻值：Rx＝2012IRII

故选C。

2．把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，各电表选择的量程如图所示，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变），下列说法正确的是（ ）

A．在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变小

B．电路的总功率最大值为10.8W

C．小灯泡的电功率最小值为0.75W

D．滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω

【答案】ACD

【解析】

【分析】

分析实物图可知：灯泡与滑动变阻器是串联关系；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V）。

(1)滑片向左移动时，根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化；再判定总电阻的变化，根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况；

(2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻，确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻，利用PUI求电路的总功率最大值；

(3)为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压；再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻；最后利用PUI求小灯泡的电功率最小值；

(4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。

【详解】

A．由图知道，由实物电路图可知：灯泡与滑动变阻器串联；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V），当滑片向左移动时，则滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由于电源电压不变，由UIR知道，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；滑动变阻器连入电路的电阻变小、分压变小，所以电压表示数的变小，故A正确；

B．由PUI可知，当灯正常发光时的电流

3W0.5A6VPIU额额额

由于电路中的最大电流是0.5A，则滑动变阻器连入电路的最小电阻

minmax18V6V24Ω0.5AUURI额 此时电路中电功率最大

maxmax18V0.5A9WPUI

故B错误；

C．由2UPR可知，灯泡的电阻

22L(6V)12Ω3WURP额额

由图知道，为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，由串联电路电压特点可知，小灯泡两端的最小电压是

LR18V15V3VUUU

此时电路中的电流

LRLL3V0.25A12ΩUIIIR

所以滑动变阻器连入的最大电阻

RmaxR15V60Ω0.25AURI

此时小灯泡的最小电功率

minLL3V0.25A0.75WPUI

故C正确；

D．由以上计算知道，滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω，故D正确。

故选ACD。

3．如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，电压表示数的变化量分别为U1、U2，电流表示数的变化量为I，阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为P1、P2。则下列判断正确的是（ ）

A．21212PPIRR（）

B．12UU

C．1212UURRII

D．12UU

【答案】BC 【解析】

【分析】

【详解】

由电路图可知，R1与R0、R2串联，电压表V1测R0与R2两端的电压之和，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；

A．定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为P1、P2，则

P1+P2＝(I12﹣I22)(R1+R2)＝(I1﹣I2)(I1+I2)(R1+R2)＝I(I1+I2)(R1+R2)

故A错误。

BD．将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，设移动前后电路中的电流分别为I1、I2，

由UIR＝可得，电压表V2示数的变化量为

U2＝U2﹣U2′＝I1R2﹣I2R2＝(I1﹣I2)R2＝IR2

则|U2|＝|IR2|

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表V1示数的变化量为

U1＝U1﹣U1′＝(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)＝(I2﹣I1)R1＝﹣IR1

则|U1|＝|IR1|

因R1、R2的阻值相同，所以|U1|＝|U2|，故B正确，D错误；

C．由11URI＝、22URI＝可知

1212++UURRII＝

故C正确；

故选BC。

4．如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离，下列判断正确的是（ ）

A．电压表V1的示数一定变大

B．定值电阻R1与R2消耗的电功率之和一定变小

C．电压表V1示数的变化的大小小于电压表V2示数的变化的大小

D．电压表V1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变

【答案】ABD

【解析】 【分析】

【详解】

实物图转化为电路图，如下图所示；从电路图可以看到，这是一个串联电路，滑动变阻器、定值电阻R1、R2串联接在电路中，电压表V1测的是滑动变阻器的电压，电压表V2测的是定值电阻R1和R2的电压之和；

A．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离，电路中的总电阻变大，电流变小，根据UIR可知，定值电阻R1、R2的总阻值大小不变，那么它们两端的电压在变小，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器的电压在变大，即电压表V1的示数在变大，A正确；

B．由上述可知，定值电阻R1与R2的总阻值之和是不变的，其电流在变小，根据2PIR可知，定值电阻R1与R2消耗的电功率之和一定变小，B正确；

C．这是一个串联电路，电压表V1的示数与电压表V2示数之和等于电源电压的大小，电源电压大小不变，那么在将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离过程中，电压表V1的示数增加量等于电压表V2示数的减小量，即电压表V1示数的变化的大小等于电压表V2示数的变化的大小，不是小于，C错误；

D．电压表V1示数的变化的大小等于电压表V2示数的变化的大小，根据UIR可知

''12221212--UUUUIRRIRR

那么

22112'-UUURRIIII

由于定值电阻R1与R2的总阻值之和是不变的，即12RR大小不变，那么1UI大小不变，即电压表V1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变；D正确。

故选ABD。

5．如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表。滑动变阻器最大阻值为R3，先闭合S1再闭合S2，发现b表和c表的读数均有明显变化。下列判断正确的是（ ）

A．a表可能是电压表，也可能是电流表

B．若b表是电流表，先闭合S1，再闭合S2，a表读数变大

C．若b表是电压表，闭合S1断开S2移动变阻器的滑片时，b、c 两表示数变化量的比值不变

D．若R1=R2=R3，则控制开关状态和滑片位置，得到电路最大功率为最小功率的4倍

【答案】CD

【解析】

【详解】

A．由题意可知，c表应该是电流表，不能是电压表，否则整个电路没有电流；假设a表是电流表，b表是电流表，那么整个电路会短路，这样不符合题意，所以b表不能是电流表，假设b表是电压表，那么电流流过变阻器后，就不会再流过电阻R1、R2，而是流过下面的a表，即使再闭合S2，c表的示数都不会变化，这与题意不符合，所以a表不能是电流表，只能是电压表，A错误；

B．若b表是电流表，先闭合S1，那么滑动变阻器就会被短路，电路只有电阻R1接入，再闭合S2，电路有电阻R1、R2并联接入，这样a表的读数是不变的，都是电源电压的大小，B错误；

C．若b表是电压表，闭合S1断开S2，只有电阻R1、R3串联接入电路，移动变阻器的滑片时，假设从'3R变到''3R时，b表的示数从''3U到'3U，c表的读数从''I到'I，可得到

''31UUIR

''''31UUIR

b表示数变化量是

''''''331UUUIIR

c表示数变化量是

'''III

那么b、c 两表示数变化量的比值是

'''11'''IIRURIII

即这个比值大小不变，C正确；

D．假设123RRRR，并且b表是电压表，那么这个电路是电阻R1、R2并联后再和R3串联，当R3接入电路的电阻为零时，并且S1、S2都闭合时，R1和R2并联，电路中的总电阻最小，根据2UPR可知，电路的总功率最大，大小是

22222max122UUUUUPRRRRR

当R3接入电路的电阻最大时，并且S1闭合，S2断开时，R1和R3串联，这时电路的总电阻最大，根据2UPR可知，电路的总功率最小，大小是

22min132UUPRRR

那么

22maxmin2::4:12UUPPRR

即maxmin4PP，可得到电路最大功率为最小功率的4倍，D正确。

6．定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中，电源电压不变。当开关S1闭合，S2断开，滑片P位于a点时，电压表V1和V2的示数之比1221UU：：，电流表的示数I1=1A；滑片P位于最右端时，电压表V1和V2的示数之比1225UU：： 。当开关S1断开，S2闭合，两个电压表V1和V2的示数之比12''''31UU：：，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24V

B．滑动变阻器的最大阻值是24Ω

C．当开关S1断开，S2闭合，电路消耗的功率为32W

D．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：