备战中考物理欧姆定律的综合复习附详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题1.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】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 UI=可知灯的额定电流是LLL1.5W0.5A3VPIU===额额额还可知道灯泡的电阻是LLL3V6Ω0.5AURI===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 L0.5AI I==额由此可计算得电路中的最小总电阻是minmax9V18Ω0.5AURI===总那么滑动变阻器接入电路的最小阻值是Lmin 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Lmax6Ω24Ω30ΩR R R=+=+=总电路中的最小电流是minmax9V0.3A30ΩUIR===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 。
2.如图所示,电源电压为4.5V ,电流表量程为“0~0.6A ”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A ”,小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )A .小灯泡的额定电流是0.6AB .电流表的示数变化范围是0.3A ~0.6AC .电压表的示数变化范围是2V ~3VD .滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是6Ω~10Ω 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”,由2U P UI R==得小灯泡的额定电流为1.25W 0.5A2.5VP I U === A 选项错误;BCD .由于不考虑温度对灯丝电阻的影响,则根据欧姆定律得灯泡的电阻L 2.5V5Ω0.5AU R I === 串联电路电流值处处相等,则电路中的最大电流max L R 0.5A I I I ===此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,其两端电压也最小。
根据串联电路电压规律,得滑动变阻器两端最小电压为min 总L 4.5V 2.5V 2V U U U =-=-=此时滑动变阻器接入电路最小阻值为minminmin2V4Ω0.5AURI===当滑动变阻接入电路阻值最大时,电压表示数最大,电路电流最小。
由题知max10ΩR=则电路最小电流总minL max4.5V0.3A5Ω10ΩUIR R===++此时滑动变阻器两端最大电压max max0.3A10Ω3VU IR==⨯=由此得电流表的示数变化范围是0.3A~0.5A,电压表的示数变化范围是2V~3V,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω。
BD选项错误,C选项正确。
故选C。
3.如图所示,电源电压不变,电阻115ΩR=,210ΩR=,开关S、S1闭合,S2断开,电流表读数为0.4A,则开关S、S2闭合,S1断开时,电流表读数可能为()A.0.4A B.0.5A C.0.6A D.0.7A【答案】B【解析】【分析】【详解】当开关S、S1闭合,S2断开时,电阻R0与R1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R1两端的电压是1110.4A15Ω6VU I R==⨯=因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以011R R R=+总当开关S、S2闭合,S1断开时,电阻R0与R2串联,同理022R R R=+总因为12R R>,所以12R R>总总,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得210.4AI I>=因为开关S、S2闭合,S1断开时,电路中的电流变大,那么R0的电压变大,由于电源电压不变,根据串联电路的电压规律可知,R2两端的电压变小,即216VU U<=所以1226V0.6A10ΩUIR<==则可知电流表的读数在0.4~0.6A之间。
故选B。
4.如图所示的电路中,电源电压恒定,0R为定值电阻,闭合开关后,在移动滑动变阻器滑片过程中,下列图像中不正确的是( )A.电压表示数随电流表示数变化图像B.电流表示数随变阻器变化图像C.变阻器的功率和定值电阻的功率的比值Q随变阻器电阻R的变化图像D.电流表示数变化量△I随电压表示数变化量△U的变化图像【答案】B【解析】【详解】A .从图中可以看到,定值电阻R 和滑动变阻器串联接在电路中,在移动滑动变阻器滑片过程中,设电流表的示数是I ,电压表的示数是U ,电源电压的大小是U 电,由题意可以得到U UR I I=+电 化简可得到-U IR U =+电I 和U 电大小不变,可知电压U 与I 是一次函数关系,A 正确,不合题意;B .设电流表的示数是I ,滑动变阻器的电阻大小是R ,电源电压的大小是U 电,由欧姆定律可以得到0U R R I=+电变换可得1I U R R =⋅+电 从这条式子可以看到,随着滑动变阻器的电阻R 的增大,电流表的示数变小,电流减小得越来越慢,这个图像不对,B 错误,符合题意;C .由题意可知,变阻器的功率是2R P I R =,定值电阻的功率是02R 0P I R =,那么变阻器的功率和定值电阻的功率的比值是02R 2R 001P I R Q R P I R R ===⋅从这条式子可以看到,Q 与 R 成正比,那么它的关系图像是一条过原点的直线,C 正确,不合题意;D .设滑动变阻器接入电路中的阻值在变小,从A R 变小到B R ,那么电流表示数变化量是00-B AU UI R R R R ∆=++同样可以知道电压表示数变化量是00-A B A BU UU R R R R R R ∆=⋅⋅++00000-1-B A A B A BU UR R R R I U U U R R R R R R R ++∆==∆⋅⋅++即1I U R ∆=⋅∆ 从这条式子可以知道,电流表示数变化量△I 随电压表示数变化量△U 的变化图像是一条过原点的直线,D 正确,不合题意。
5.明明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,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,而且示数与身高成正比的电路是( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【详解】A .从图中可以看到,电压表测的是电源电压,身高越高,电压表示数还是不变,这与题意不符合,A 项不合题意;B .从图中可以看到,身高越高时,电压表测量的电阻阻值越大,根据U IR =可知,电压表示数越大,设人的身高是h ,由题意可知''-h l R Sρ=,可得到''--h l I I l U I h S S Sρρρ==⋅ 由此式可知电压表示数与身高成正比,选项B 符合题意;C .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电压表的示数越大,可得到关系式''--U h l U h l S R Sρρ=⋅+电源 可知电压表示数与身高不成正比,C 项不合题意;D .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电阻R 两端的电压越小,即电压表的示数越小,这与题意不符合,D 项不合题意; 故选B 。
6.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的字样,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~12Ω,当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,两灯都正常发光。
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则()A.电源电压为12VB.两灯都正常发光时电流表的示数为3AC.整个电路的最小功率2.25WD.整个电路的最大功率9W【答案】D【解析】【分析】(1)当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡L1和灯泡L2并联,两灯泡均正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源的电压。
(2)根据P UI=求出两灯泡都正常发光时通过的电流,根据并联电路的电流特点求出两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)根据欧姆定律求出两灯泡的电阻,两灯泡的最大电阻和R的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和2UP UIR==求出电路的最小总功率。
(4)当S1、S2、S3都闭合且滑片位于a端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,此时两灯泡的实际功率和额定功率相等,两灯泡的功率之和即为电路的总功率。
【详解】A.当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器滑到a端时,灯泡L1和灯泡L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯都正常发光,则电源的电压126VU U U===故A错误;B.由P UI=可得,两灯泡都正常发光时通过的电流1113W0.5A6VPIU===,2226W1A6VPIU===因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则两灯都正常发光时电流表的示数120.5A 1A 1.5A II I =+=+=故B 错误; C .由UI R=可得,两灯泡的电阻 1116V 12Ω0.5A U R I ===,2226V 6Ω1AU R I === 当S 1、S 3闭合且滑片位于b 端时,R 1与R 的最大阻值串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路的最小总功率()22126V 1.5W 12Ω12ΩU P R R ===++小 故C 错误;D .当S 1、S 2、S 3都闭合且滑片位于a 端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率123W 6W 9W P P P =+=+=大故D 正确。
故选D 。
7.如图所示,电源电压保持不变。
闭合开关S 后,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,则( )A .电压表V 示数与电流表A 1示数的比值变小B .只有电压表V 的示数不发生变化C .电压表V 示数与电流表A 2示数的比值变小D .电压表V 示数与电流表A 2示数的乘积变小 【答案】D 【解析】 【详解】从图中可以看到,这是一个并联电路,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时,电阻R 1两端的电压大小等于电源电压,大小不变,电阻阻值不变,那么根据UI R=可知,流过电阻R 1的电流大小不变,即电流表A 1示数不变,而电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,这说明了电流表A 2示数在变小,根据UR I=可知,电阻R 2的阻值在变大; A .电压表V 示数等于电源电压大小,即示数大小不变,由上述可知电流表A 1示数不变,那么电压表V 示数与电流表A 1示数的比值也不变,A 项不合题意;B .由上述可知,电压表V 示数不变,电流表A 1示数也不变,B 项不合题意;C .电压表V 示数不变,电流表A 2示数在变小,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的比值在变大,C 项不合题意;D .电压表V 示数不变,电流表A 2示数在变小,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的乘积在变小,选项D 符合题意。