中考物理培优专题复习欧姆定律练习题及答案解析

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一、初中物理欧姆定律问题1.如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是()A.R1的阻值为20 ΩB.当R2接入阻值为50 Ω时它的功率最大C.电源电压为6 VD.该电路消耗的最大电功率为0.9 W【答案】C【解析】【分析】【详解】AC.从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是2V时,其功率是0.8W,可计算得到这时电路中的电流是1110.8W0.4A2VPIU===同理,当滑动变阻器两端电压是5V时,其功率是0.5W,电路中的电流是2220.5W0.1A5VPIU===设电源电压是U电源,可以得到关系式10.4A2VR U⋅+=电源10.1A5VR U⋅+=电源解得110ΩR=、6VU=电源;A错误、C正确;B.从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是5V时,其功率是0.5W,这时滑动变阻器接入电路的阻值大小是()225V50Ω0.5WR==当R2接入阻值为50 Ω时它的功率不是最大,B错误;D.当电路中的电阻最小时,即滑动变阻器接入电路的阻值是0时,电路中的总电阻最小,电路消耗的电功率最大,大小是()22max16V3.6W10ΩUPR===电源D错误。

故选C。

2.如图所示的电路中,电源电压为 6V且保持不变,滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A”,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”。

只闭合开关 S、S2,当滑动变阻器R 的滑片 P分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。

则下列判断正确的是()① 只闭合开关 S、S1,将R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变② 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是2Ω~40Ω③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,定值电阻R1的功率变化范围是 0.144W~0.9 W④ 定值电阻R2的阻值是10ΩA.① ②B.① ③C.② ④D.① ④【答案】B【解析】【详解】① 从图中可以看到,当只闭合开关 S、S1时,R1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1的电压,将R的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由U IR=可知,两次电压表的读数分别是111U I R=、221U I R=,两式相减,可得到121121--U U I R I R=即1U IR∆=∆,可得到1URI∆=∆,由于R1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;② 滑动变阻器R的规格为“40Ω 1A”,表示R的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A,定值电阻R1的规格是“10Ω 0.5A”,表示R1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是6V-3V 3V =由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻110ΩR =,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是'6V0.3A 0.5A 10Ω10ΩI ==<+变阻器R 连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器R 连入电路的最大电阻是40Ω,故只闭合开关S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,根据2U P R=可知,当1R 的电压最小时,其功率也最小,当1R 的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时R 的电压为1R 电压的4倍,由串联电路电压规律可知,1R 的最小电压是1min 16V 1.2V 5U =⨯=这时定值电阻1R 的最小功率是()221min1min1 1.2V 0.144W 10ΩU P R === 电压表的示数最大为3V ,这时定值电阻1R 的最大功率是()22V1max13V 0.9W 10ΩU P R === 所以定值电阻1R 的功率变化范围是0.144W~0.9 W ,③ 正确;④ 只闭合开关 S 、S 2,则2R 与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测2R 的电压,滑动变阻器的滑片分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为8:9,根据2P I R =可知()2212892R I R I⎛⎫= ⎪⎝⎭:: 解得122:3I I =:;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知22122R R I R I R +=+解得220ΩR =,④ 错误。

故选B 。

3.在如图甲所示的电路中,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2上标有“20Ω 0.5A",当滑片P由c点移到a端的过程中,电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化情况如图乙所示,R1的最小功率是0.4 W。

在保证电路元件安全的条件下,下列说法正确的是()A.电源电压为5 V B.R1的阻值为20ΩC.R2接入电路的最小阻值为2ΩD.R2的最小功率是0.8 W【答案】C【解析】【分析】由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;(1)根据P=I2R可知:电路中电流最小时R1的功率最小,所以当R1的功率最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,即在a点,由图乙可知,R2为20Ω时,电压表的示数为2V,根据P=UI求出此时电路的电流,然后根据欧姆定律求出两端的电压,根据串联电路的电压特点即可求出电源电压;(2)根据欧姆定律求出R1的阻值;(3)由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”,则电路中的最大电流为0.5A,根据欧姆定律求出电路中最小电阻,利用电阻的串联特点即可求出R2接入电路的最小阻值;(4)根据电路中的电流变化范围,利用P=UI求出滑动变阻器的功率变化范围,据此得出R2的最小功率。

【详解】由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;A.由于R1是定值电阻,根据P=I2R可知,电路中电流最小时R1的功率最小,当电流最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,则由图乙知,滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω,此时电压表的示数为2V,根据P=UI可得,此时电路的电流110.4W0.2A2VPIU===最小最小根据UIR=和串联电路的电压特点可得电源电压210.2A20Ω2V6VU I R U=+=⨯+=最小最大故A错误;B .根据UI R=可得R 1的阻值 112V10Ω0.2AU R I ===最小 故B 错误;C .由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”,则电路中的最大电流为0.5A ,根据U I R=可得最小总电阻6V12Ω0.5AU R I ===最小最大 则此时滑动变阻器的最小阻值为1212Ω10Ω2ΩR R R =-=-=最小最小故C 正确;D .由前面解答可知,电路中电流的取值范围为0.2A ∼0.5A ,滑动变阻器消耗的功率()()22222116V 10Ω0.9W 100.3W P U I U U I UI I R I I I ==-=-=⨯-⨯=--所以当0.30I -=时,即I =0.3A 时,R 2的功率最大P 最大=0.9W ;根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P −I 图像,如图所示:根据图像可知,当电流最大为0.5A 时,滑动变阻器消耗的电功率最小,滑动变阻器消耗的最小电功率()22216V 0.5A 10Ω0.5A 0.5W P UI I R =-=⨯-⨯=最小最大最大故D 错误。

故选C 。

4.如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当闭合开关S 2和S 3,断开S 1,灯泡L 正常发光;当闭合开关S 1和S 3,断开S 2,电压表示数为6V ,电流表示数为1.6A ;当只闭合开关S 2时,灯泡L 消耗的实际功率为其额定功率的19,R 1与R 2消耗的功率之比为3∶1,下列说法正确的是( )A .电源电压为10VB .灯泡L 的额定功率为3.6WC .R 2的阻值为15ΩD .当只闭合S 2时,R 1的电功率为1.2W 【答案】B 【解析】 【分析】【详解】A .当闭合开关S 1和S 3,断开S 2时,电阻R 1与R 2并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压,即电源电压为6V ,故A 错误;BCD .当只闭合开关S 2时,电阻R 1、R 2与灯泡串联,电压表测R 1两端的电压,由R 1与R 2消耗的功率之比为3∶1,根据2P I R =可知,R 1与R 2之比为3∶1,即R 1=3R 2;则电阻R 1与R 2并联时的电流之比为1∶3,根据并联电路的电流规律可知12113 1.6A I I I I I =+=+=解得:10.4A I =,2 1.2A I =;根据欧姆定律可知,R 1与R 2的阻值分别为116V 15Ω0.4A U R I ===,226V 5Ω1.2AU R I === 当闭合开关S 2和S 3,断开S 1时,电路为灯泡的简单电路,此时灯泡L 正常发光,则灯泡L的额定电压为6V ;又灯泡L 消耗的实际功率为其额定功率的19,根据2U P R=可知,灯泡L 的实际电压为额定电压的13,即实际电压为 116V 2V 33U U ==⨯=额实根据串联电路的电压规律可知,R 1与R 2的总电压为6V 2V 4V U U U =-=-=总实此时电路中的电流为124V0.2A 15Ω5ΩU I R R '===++总则灯泡L 的额定功率为9992V 0.2A 3.6W P P U I '===⨯⨯=额实实当只闭合S 2时,R 1的电功率为()22110.2A 15Ω0.6W P I R'==⨯= 故B 正确,CD 错误; 故选B 。

5.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S 后,将滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是( )A .电压表V 1与电压表V 2的示数之和不变B .电压表V 2与电流表A 的示数之比不变C .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数变大D .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数不变 【答案】D 【解析】 【分析】由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表V 1测电源的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。

根据电源的电压可知电压表V 1示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R 1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R 2两端的电压变化,然后判断电压表V 1与电压表V 2的示数之和、电压表V 2与电流表A 的示数之比的变化。