2020-2021全国中考物理欧姆定律的综合中考真题分类汇总附答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作;过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R或灯L上,则下列判断中正确的是
A.电阻R一定断路 B.电阻R一定短路
C.灯L可能变亮 D.灯L的亮度可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:
电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;
电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭.
由以上分析可得,A、B、D判断均错误,C判断正确.
2.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V不变,灯泡上标有“2.5V,?A”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”。闭合开关,将滑片P滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是( )
A.此时灯泡的电阻为8Ω
B.此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7
C.该电路能探究串联电路电流的特点
D.该电路能探究电流与电压的关系
【答案】D
【解析】
【分析】
由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
【详解】
A.此时灯泡电阻
L2.4V8Ω0.3AURI
故A正确,不符合题意;
B.滑动变阻器两端电压
L=4.5V2.4V2.1VUUU滑
此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比
LL2.4V82.1V7RURU滑滑
故B正确,不符合题意;
C.利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C正确,不符合题意。
D.探究电流与电压的关系,应控制电阻阻值不变,而灯泡电阻随温度升高而增大,因此该电路不能探究电流与电压的关系,故D错误,符合题意。
故选D。
3.小明利用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I—1R图像,如图乙,由图可知( )
A.定值电阻两端电压控制为2V不变
B.当电流为0.2A时,电阻R为0.1Ω
C.当滑片向右移时,电压表数变大
D.当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为1:2
【答案】A
【解析】
【分析】
由题意可知,本题考查了“通过导体的电流与电阻的关系”,可以运用欧姆定律和串联电路的特点进行分析判断。
【详解】
AB.由I—1R图象可得,当导体中电流为0.2A时,其对应的电阻为10,该实验利用控制变量法,需控制定值电阻两端电压不变
0.2A10Ω2VUIR
故A符合题意,B不符合题意;
C.滑片右移时,R电阻增大,由串联电路的分压原理可知,R两端电压增大,而电源总电压保持不变,所以R两端电压减小,即电压表示数减小,故C不符合题意;
D.电流分别为0.25A和0.5A时,通过R的电流之比为
120.25A10.5A2II
实验中,需保持R两端电压不变,则由欧姆定律可得
11221212UIRRUIRR
由上式可得
1221RR
故D不符合题意。
故选A。
4.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。
5.在图所示的电路中,W为一个稳压管,其作用是确保C、D之间的电压UCD不变,只要流过稳压管W的电流在5mA和25mA之间,UCD将稳定为15V。R2为一可变电阻,它的最小值为1000Ω,最大值为无穷大(即断路)。设电源电压U为25V,则当R2变化时,为了确保UCD为15V,则R1阻值为范围应为( )
A.250Ω~2000Ω B.400Ω~500Ω C.250Ω~400Ω D.500Ω~2000Ω
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
当R2的电阻是1000Ω时,通过R2的电流为
15V=0.015A=15mA1000
由于稳压管的电流范围是5mA到25mA,则通过R1的电流为20mA到40mA,根据欧姆定律可以计算出R1的电阻范围
10V=5000.02A,10V=2500.04A
即R1的电阻范围500Ω~250Ω之间;同理,当R2的电阻是无穷大时,由于稳压管的电流范围是5mA到25mA,可以计算出R1的电阻范围在2000Ω~400Ω之间;而这两部分的公共部分是400Ω~500Ω。
故选B。
6.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。
7.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最上端向下端滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示,电表示数变化量的大小分别用I、1U、2U和3U表示,电阻R1、R2、R3(R2>R1+R3)消耗的电功率分别用P1、P2、P3表示,下列判断不正确的是( )
A.1UI不变,1UI不变
B.2UI变大,2UI不变
C.3UI变大,3UI变大
D.滑动变阻器的滑片向下滑动时,P1变小,P2先变大后变小,P3变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图中可以看到,电压表V1测的是电阻R1的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R1的电流大小,可知11RUI,电阻R1的阻值大小不变,那么1UI不变;滑片P从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I、'I,电压表V1的示数前后分别是1U、'1U,可知11UIR、''11UIR,那么
''111--UUIIR
变换可得
'1111'--UUURIII
由于电阻R1的阻值大小不变,那么1UI不变;综上所述,1UI不变,1UI不变;A正确,不合题意;
B.从图中可以看到,电压表V2测的是变阻器R2的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R2的电流大小,可知22URI,电阻R2的阻值在变大,那么2UI变大;滑片P从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I、'I,那么电阻R1和R3的电压之和在变小,电源电压大小不变,变阻器R2的电压在变大,那么前后的电压大小'22UU,这个电压变化量'22-UU大小等于电阻R1和R3的电压之和变化量,即
''131322--UUUU
这个电流变化量I也等于电阻R1和R3的电流变化量,可知道
''1313222''----UUUUUIIIII
根据UIR可知
1313UIRR
''1313UIRR
两式相减可得
''131313--UUIIRR
变换可得
'131313'--UURRII
由上述可知