备战中考物理 欧姆定律综合试题附答案解析

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一、初中物理欧姆定律问题

1.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电调电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在保证电路安全的情况下,下列判断正确的是( )

A.电路中电流变化的范围是0A~0.5A

B.滑动变阻阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω

C.灯泡的最小功率是0.45 W

D.该电路的最大功率是1.25W

【答案】C

【解析】

【详解】

AB.当灯泡的电压最大时,即L2.5VU,此时电路中的电流大小为

LLL1.25W0.5A2.5VPIU

这个电流值没有超过滑动变阻器的最大电流,滑动变阻器两端电压是

RL-4.5V-2.5V2.0VUUU

这个电压大小也没有超过电压表的量程,此时滑动变阻器接入电路中的电阻值大小为

RR2.0V4Ω0.5AURI

这个阻值大小也没有超过滑动变阻器的最大阻值,故电路中的电流最大是0.5A;

由题意可知,滑动变阻器两端的电压最大只能是3V,此时灯泡的电压是1.5V,电路中的电流大小为

LLL1.5V0.3A5ΩUIIR

这个电流大小没有超过滑动变阻器的最大电流,滑动变阻器接入电路中的阻值大小为

RR3V10Ω0.3AURI

这个阻值大小也在滑动变阻器阻值范围之内,所以电路中的电流大小最小可以为0.3A,综上所述,电路中电流变化的范图是0.3A~0.5A,滑动变阻阻值变化的范围是4Ω~10Ω,A错误、B错误;

C.当灯泡的功率最小时,电路中的电流大小最小,即L0.3AI,灯泡的最小功率是

22LLL0.3A5Ω0.45WPIR

C正确;

D.该电路的电流最大时,根据PUI,电路中的功率最大,大小为

4.5V0.5A2.25WPUI

D错误。

2.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。

3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片移到a端时,R1的功率为P1,电流表A1和A2的示数之比为3:4;若再断开S2,则电流表A1和A2的示数之比为1:2,当S1和S3断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片移到b端时,电压表的示数为3V,R1的功率为P1′,已知R1=6Ω,P1:P1′=16:1,下列判断错误的是( )

A.电源电压为9V

B.R2的阻值为3Ω

C.R2和R3的阻值相等

D.R4的最大阻值为12Ω

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

BC.当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片移到a端时,等效电路图如图1所示;若再断开S2,等效电路图如图2所示;当S1和S3断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片移到b端时,等效电路图如图3所示:

图2中,因并联电路中各支路两端的电压相等,且电流表A1和A2的示数之比为3:4,即

1312II

所以由UIR得

31131321UIRIURII

31116Ω3Ω22RR

图1中,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以

A11212A22321324IIIIIIIIII

整理可得

1212II

11221221URIIURII

21116Ω3Ω22RR

故BC正确,不符合题意;

D.图1和图3中,R1的功率之比

2211112211161PIRIPIRI

解得

141II

因电压一定时,电流与电压成正比,所以

12341141RRRRIIR

46Ω+3Ω+3Ω+46Ω1R

解得

412ΩR

故D正确,D不符合题意;

A.图3中的电流

443V=0.25A12ΩUIR

电源的电压

12340.25A6Ω+3Ω+3Ω+12Ω=6VUIRRRR()()

故A错误,A符合题意。

故选A。

4.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则

A.电源电压为20V

B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像

C.滑动变阻器的最大阻值为10Ω

D.整个电路的最大功率为14.4W

【答案】D

【解析】

【详解】

AB.由图甲可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测串联电路的电流。滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P在A点时,V1示数最大为电源电压,则电源电压U=12V,故AB错误;

C.当滑片在B端时,由图乙可知,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,

R2=28V0.4AUI=20Ω

故C错误;

D.电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A时,电路的总功率最大

P=UI=12V×1.2A=14.4W,

故D正确;

故选D。

5.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。

6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=2R2,闭合S、S1,断开S2时,电压表示数为5V,闭合S、S2,断开S1时,电压表示数为7V,则R:R2为

A.3:2 B.2:3 C.7:5 D.5:7

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

闭合S、S1,断开S2时,R1、R串联接入电路,电压表测量的是R两端电压,示数为

UR=5V,则由串联分压得,即①;闭合S、S2,断开S1时,R2、R串联接入电路,电压表测量的是R两端电压,示数为UR′=7V,则由串联分压得,即②,由①②解得R:R2=3:2.故选A.

7.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】

R1与滑动变阻器R2并联,设MN间的电压为U,根据并联电路的电流关系,

则210.25UUARR……………….①

120.412UUARR………………②

联立①②,将R2=20Ω代入,解得 U=3V。故D正确为答案.

8.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,为已知阻值的定值电阻,则四个电路中无法测出未知电阻阻值的电路是

A. B.

C. D.

【答案】B

【解析】

【详解】

A.由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源电压

U=I0R0;

开关S闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流I,此时通过Rx的电流

Ix=I−I0,

由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻Rx阻值:

Rx=,

故A可行,不符合题意;

B.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出Rx两端的电压,从而无法测出Rx的阻值,故B不可行,符合题意;

C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压

U0=U−Ux,

由串联电路中各处的电流相等可得,电路中的电流

I==,

Rx==,

故C可行,不符合题意;

D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源电压

U=I1R0;

当开关S断开时,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻

R==,

由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得

Rx=R−R0=−R0,

故D可行,不符合题意。

9.如图电路,电源电压保持不变.闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,下列说法正确的是( )