中考物理专题复习欧姆定律问题题附答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.已知甲、乙两灯的额定电压均为6V,如图是甲、乙两灯电流随其两端电压变化的曲线.现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则电路的工作电流和电源最大电压为
A.0.5A 12V B.1.5A 12V C.1.5A 8V D.0.5A 8V
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
已知甲、乙两灯的额定电压均为6V,由图可以看出:甲灯的额定电流为1A,乙灯的额定电流为0.5A.两灯串联后通过两灯的电流相等,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,正常发光的应是额定电流较小的乙灯,所以电路的工作电流
I=0.5A。
由图可知
U甲=2V,U乙=6V,
则电源电压
U=U甲+U乙=2V+6V=8V。
答案为D.选项A、B、C不符合题意.
2.在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,R1,R2,R3为定值电阻.移动滑动变阻器的滑片,使电压表V1,V2的示数分别增大△U1,△U2,在这个过程中( )
A.△U2△U1 B.通过电阻R1的电流增加△U1/R1
C.通过电阻R2的电流减小△U2/R3 D.电阻 R3两端的电压增大△U2
【答案】ABC 【解析】
【分析】
【详解】
A.根据串联电路电压的规律有:
U=U1+UR2+△UR3,
即原来:
U1=U-(UR2+△UR3)-----①,
移动滑片后,
U1′=U-(UR2′+△UR3′)----②
②-①得:
U1′-U1=(UR2+△UR3)-(UR2′+△UR3′)=(UR2-UR2′)+(△UR3-△UR3′)=△UR2+△UR3,
即:
△U1=△UR2+△UR3---③,
根据串联电路各部分电压之和不变,故:
△U2=△UR3----④,
由③④得:
△U2<△U1
故A正确;
B.由欧姆定律,原来通过R1的电流:
I1=11UR------⑤
移动滑片后:
I1′='11UR-----⑥
⑥-⑤得:
I1′-I1='11UR-11UR='111UUR;
故通过电阻R1的电流增加△I1=11UR,故B正确;
CD.由串联电路电压的规律,R3两端电压减小△U2,故D错误;
类似B选项,故通过R3两的电流减小23UR,由串联电路的规律,流经R2、R3的电流相等,故通过电阻R2的电流减小23UR,故C正确.
3.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V B.滑动变阻器的最大阻值为14Ω
C.小灯泡的额定功率为6W D.电路总功率的变化范围是6W~12W
【答案】BCD
【解析】
【分析】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用PUI求出灯泡的电功率即为额定功率,利用PUI求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图像读出V1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用PUI求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
【详解】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
AC.当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流max1.0AI,电压表V2的示数06VU,电压表V1的示数为12V,即电源的电压U=12V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端的电压
L012V6V6VUUU
因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率
LLmax6V1.0A6WPUI
电路的最大总功率
maxmax12V1.0A12WPUI
故A错误、C正确;
BD.当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图像可知,电路中的最小电流min0.5AI,电压表V1的示数U1=5V,此时滑动变阻器两端的电压
R112V5V7VUUU 由UIR可得,滑动变阻器的最大阻值
Rmin7V14Ω0.5AURI
电路的最小总功率
minmin12V0.5A6WPUI
则电路总功率的变化范围是6W∼12W,故BD正确。
故选BCD。
4.如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”字样(阻值保持不变),R1=20Ω。滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”。电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。下列说法正确的是( )
A.闭合S2,断开S1、S3时,通过电阻R1电流为0.2A
B.断开S2,闭合S1、S3时,滑动变阻器R2连入阻值范围5Ω~10Ω
C.闭合开关S3,断开S1、S2时,电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W
D.闭合所有开关,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3:1
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图中可以看到,闭合S2,断开S1、S3时,灯泡和电阻R1串联接在电路中,灯泡的电阻大小是
22LLL4V10Ω1.6WURP
根据欧姆定律可知,通过电阻R1电流大小是
1L16V0.2A10Ω20ΩUIIRR
即通过电阻R1电流是0.2A,A正确;
B.断开S2,闭合S1、S3时,只有滑动变阻器R2接入电路,电流表的量程为0~0.6A,当电路的电流最大是0.6A,滑动变阻器接入电路的阻值大小是
2max6V10Ω0.6AURI 这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值,所以滑动变阻器R2连入阻值范围是10Ω~30Ω,B错误;
C.闭合开关S3,断开S1、S2时,灯泡和变阻器R2串联接在电路中,根据2PIR可知,当电路中的电流最小时,灯泡的电功率最小,这时电路中的总电阻最大,电路中的电流大小是
min6V0.15A10Ω30ΩI
这个电流值大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的最大电流限度
电压表的示数是
L0.15A10Ω1.5VU
这个电压值没有超过电压表的量程,这时灯泡的最小电功率是
22LminminL0.15A10Ω0.225WPIR
当电路中的电流最大时,灯泡的电功率最大,这时电路中的总电阻最小,假如电流大小是0.6A,那么电压表的示数是
L0.6A10Ω6VU
这个电压的数值大过了电压表的量程,所以电流不能是0.6A,假如电压表的示数达到最大3V,这时电流最大,大小是
max3V0.3A10ΩI
这个电流值大小符合电路的安全要求,所以灯泡的最大电功率是
22LmaxmaxL0.3A10Ω0.9WPIR
综上所述,电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W,C正确;
D.闭合所有开关,灯泡被短路,电阻R1、R2并联接在电路中,根据2UPR可知,当R2的电阻最小时,其电功率最大,流过它的电流最大,是0.6A,其阻值大小是
2min6V10Ω0.6AR
电功率大小是
222max2min6V3.6W10ΩUPR
当R2的电阻最大时,其电功率最小,流过它的电流最小,假如R2的电阻是30Ω,其电流大小是
2min2max6V0.2A30ΩUIR
这个电流大小符合电路的安全要求,那么其电功率大小是 222min2max6V1.2W30ΩUPR
那么滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是
2max2min:3.6W:1.2W3:1PP
D正确。
故选ACD。
5.在图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中,电压表与电流表示数的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.0V
B.定值电阻R0的阻值为8Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0﹣20Ω
D.当滑片P位于b端时,电路的总功率最大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电路为定值电阻与滑动变阻器串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑片P位于a端时,滑动变阻器接入阻值为0Ω,电路为定值电阻简单电路,则电压表示数为0V,由乙图可知此时电流为0.6A,则由欧姆定律可求电源电压为
U=I1R0=0.6A×R0
当滑片P位于b端时,滑动变阻器全部接入电路,由串联分压可知此时对应电压最大,由乙图可知此时电压表示数为4V,电流表示数为0.2A,则可求滑动变阻器最大阻值及电源电压为
24V==200.2AURI滑滑
U=U0+U滑=0.2A×R0+4V
联立求解可得电源电压为6V,电阻R0阻值为10Ω,由于电源电压不变,则由 2UPR可知,当电路电阻最小时,电路总功率最大,即滑片位于a端,综合可知,故选C。
6.如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关S后,在滑动变阻器滑片P由左端向右移到中点的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表V和电流表A1、A2的示数都变大
B.电流表A1的示数与电流表A2的示数之差保持不变
C.电流表A1示数变大,电流表A2和电压表V的示数不变
D.电流表A2示数变大,电流表A1和电压表V的示数不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
因为R1和R2组成的是一个并联电路,电压表测量的是R2两端的电压,故U1=U2=U,而电源两端电压保持不变,所以电压表示数保持不变;电流表A2测量的是通过定值电阻R2的电流,U2不变,R2不变,由公式I=可知,电流表A2的示数保持不变;电流表A1测量的是干路电路中的总电流,滑动变阻器滑片P由左端向右移时,其连入电路中的电阻变小,因此电路中的总电阻在变小,而U不变,由公式I=可知,电流表A1的示数变大;电流表A2的示数保持不变,电流表A1的示数与电流表A2的示数之差变大.A、B和D不符合题意.
故选 C.
7.如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V”字样,通过灯泡L的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V的量程,电流表选择0~3A的量程。闭合开关S,断开S1和S2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V变化到4V,电流表的示数变化了0.4A,已知R1:R2=1:4,
R2为滑动变阻器的最大阻值。在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是( )