中考物理压轴题专题电路类问题的经典综合题及答案解析
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一、初中物理电路类问题
1.两个灯泡L1和L2分别标有“6V、2A”和“9V、1A”字样,不考虑温度的影响,将它们连入同一电路中,为确保两灯均不坏,下列说法正确的是()
A.将它们串联时,电路两端允许最大电压是15V B.将它们并联时,干路中允许最大电流是3A
C.将它们并联时,电路中允许最大总功率是21W D.将它们串联时,L1允许的最大功率是3W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由灯泡L1标有“6V、2A”,可以求出
R1===3Ω,
由灯泡L2标有“9V、1A”,可以求出
R2===9Ω,
通过它们的电流和两端电压都不能超过额定值,否则会损坏灯泡;
将它们串联时,则干路最大电流是1A,总电压为
1A×(3Ω+9Ω)=12V,
故A不符合题意;
将它们并联时,干路两端的最大电压为6v,所以干路中允许最大电流
I=+ 2.67A
故B不符合题意;
将它们并联时,电路中允许最大总功率
P=+=16W,
故C不符合题意;
将它们串联时,L1允许的最大电流是1A,所以最大功率
P=I2R==3W,
故D符合题意;
故选D。
2.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑片置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,R1的功率为3.6W;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V.下列判断正确的是
A .电源电压为10V
B .R 1的阻值为20Ω
C .滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω
D .滑片P 在中点时,R 1的电功率为6.4W 【答案】D 【解析】 【分析】
本题考查动态电路,主要应用串联电路的特点、欧姆定律、电功率来解答 【详解】
A .由电路图可得,两个电阻串联,电压表测变阻器的电压,当滑片P 置于
B 端时,R 2的阻值最大。此时电阻R 2的电压U 2=6V ,R 1的电功率P 1=3.6W 。假设此时R 1两端的电压是U 1,则有:
12
12
U U I R R =
= 即得①式
112
6V U R R = 当P 置于变阻器中点时,变阻器的电阻变为
21
2
R 。即变阻器的电阻变小,根据串联电路的电阻特点得,电路总电阻变小,而电源电压不变,再由欧姆定律U I R =
总
总
得,电路电流变大。而电阻R 1的阻值不变,那么它的电压变大,变阻器两端的电压会变小,所以电压表示数变化了2V ,即是变阻器此时的电压
U 2´= U 2-2V=6V -2V=4V
电阻R 1的电压
U 1´= U 1+2V
则有:
121´´
´
2´U U I R R ==
即得②式
11
22V 4V
12
U R R +=
联合①②式得
R 1=R 2
而U 2=6V ,根据串联电路的特点:串联电路中,两个电阻的阻值相等,那么两个电阻两端的电压也相等,可得,
U 1=U 2=6V
所以电源电压
U =U 1+U 2=6V+6V=12V
故A 不正确
BC .滑片P 置于变阻器的B 点时,电阻R 1的功率P 1=3.6W ,则
()2
21
11
6V 10Ω3.6W
U R P =
=
=
变阻器的最大阻值R 2=R 1=10Ω,故BC 都不正确 D .当滑片P 置于变阻器中点时,变阻器的电阻
22´1
5Ω2
R R =
= 此时电路的总电阻
1´210Ω5Ω15ΩR R R =+=+=总
电流
´12V 0.8A 15Ω
U I R =
==总 那么R 1的电功率
11´22´(0.8A)10Ω 6.4W P I R ==⨯=
故D 正确
3.两个定值电阻,甲标有“10Ω 2A ”,乙标有“20Ω 0. 5A ”。如将它们并联起来,电路中的最大总功率及将它们串联起来电路两端允许加的最大电压为( ) A .30W 30V B .15W 10V
C .15W 15V
D .30W 60V
【答案】C 【解析】 【分析】
根据欧姆定律求出两电阻两端允许所加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个,再根据欧姆定律和并联电路电流的特点求出干路电流,利用P UI =求出电路中的最大总功率;已知两电阻允许通过的最大电流,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,再根据串联电路电阻的特点和欧姆定律求出电路的最大电压。 【详解】 AD .根据U
I R
=
可得,两电阻两端允许所加的最大电压 2A 10Ω20V U I R ==⨯=甲甲甲,0.5A 20Ω10V U I R ==⨯=乙乙乙
因并联电路中各支路两端的电压相等,则两只电阻并联时,电路中的最大电压
10V U U ==乙
通过乙电阻的电流
110V 1A 10Ω
U I R =
==甲 则并联电路中的最大总功率
1()10V (1A 0.5A)15W P UI U I I ==+=⨯+=乙
故AD 错误;
BC .因串联电路中各处的电流相等,则两只电阻串联时,电路中的最大电流
0.5A I I '==乙
根据U
I R
=
可得,串联电路两端允许加的最大电压 ()0.5A ()15V 10Ω20ΩI R U R I R '+'''==+=⨯=乙甲
故B 错误、C 正确。 故选C 。
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,则( )
A .电流表示数变大,电压表示数变大
B .电流表示数变小,电压表示数变小
C .电流表示数变大,电压表示数变小
D .电流表示数变小,电压表示数变大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 1与滑动变阻器R 3并联后,与R 2串联,电流表测通过R 3的电流,电压表测R 1两端电压。
当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,R 3接入电路中电阻增大,则电路中总电阻变大,根据
U
I R
=
可知,电路中总电流变小;又根据U IR =可知,R 2两端电压U 2变小,因为电压表示数