中考物理(欧姆定律问题提高练习题)压轴题训练附答案
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一、初中物理欧姆定律问题1.如图是小成测量未知电阻R x 的实验电路,电源两端电压不变,其中R 0为阻值已知的定值电阻.当开关S 、S 1闭合,开关S 2断开时,电流表示数为I 1;当开关S 、S 2闭合,开关S 1断开时,电流表示数为I 2.则下列四个选项中,R x 的表达式正确的是( )A .R x =212I I I -R 0B .R x =201I R IC .R x =2012I R I I -D .R x =121I I I -R 0【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由电路图可知,当开关S 、S 1闭合,开关S 2断开时,R 0与R x 并联,电流表测干路的电流,记为I 1,当开关S 、S 2闭合,开关S 1断开时,R 0与R x 并联,电流表测R 0支路电流,示数为I 2,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R x 的电流:I x =I 1-I 2,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压:U =I 2R 0,,则R x 的阻值:R x =2012I R I I - 故选C 。
2.如图所示,电源电压保持不变,R 1、R 2为定值电阻,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 向左滑动一段距离,下列判断正确的是( )A .电压表V 1的示数一定变大B .定值电阻R 1与R 2消耗的电功率之和一定变小C .电压表V 1示数的变化的大小小于电压表V 2示数的变化的大小D .电压表V 1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】实物图转化为电路图,如下图所示;从电路图可以看到,这是一个串联电路,滑动变阻器、定值电阻R 1、R 2串联接在电路中,电压表V 1测的是滑动变阻器的电压,电压表V 2测的是定值电阻R 1和R 2的电压之和;A .闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 向左滑动一段距离,电路中的总电阻变大,电流变小,根据U IR =可知,定值电阻R 1、R 2的总阻值大小不变,那么它们两端的电压在变小,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器的电压在变大,即电压表V 1的示数在变大,A 正确;B .由上述可知,定值电阻R 1与R 2的总阻值之和是不变的,其电流在变小,根据2P I R =可知,定值电阻R 1与R 2消耗的电功率之和一定变小,B 正确;C .这是一个串联电路,电压表V 1的示数与电压表V 2示数之和等于电源电压的大小,电源电压大小不变,那么在将滑动变阻器的滑片P 向左滑动一段距离过程中,电压表V 1的示数增加量等于电压表V 2示数的减小量,即电压表V 1示数的变化的大小等于电压表V 2示数的变化的大小,不是小于,C 错误;D .电压表V 1示数的变化的大小等于电压表V 2示数的变化的大小,根据U IR =可知()()''12221212--U U U U I R R I R R ∆=∆==++那么22112'-U U U R R I I I I∆∆∆+===∆∆ 由于定值电阻R 1与R 2的总阻值之和是不变的,即12R R +大小不变,那么1U I∆∆大小不变,即电压表V 1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变;D 正确。
故选ABD 。
3.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是A .U =6V ,R 2=20ΩB .U =9V ,R 3=30ΩC .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则23UR R =0.3A ,P =0.3U当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则1U R +2U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则2UR =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3所以D 正确。
故选D 。
4.如图甲所示,是一定量的水的体积随温度的变化图象;在盛水的烧杯中固定一只压敏电阻(其阻值不受温度影响,阻值随压力的增大而减小),与一电压表和两个合适阻值的电阻、电源组成电路,如图乙所示.当给烧杯中的水从0℃缓慢加热到10℃的过程中(不考虑水质量变化的影响),则电压表的示数变化是( )A.变大B.变小C.先变小后变大D.先变大后变小【答案】C【解析】【详解】由图甲可知,0℃缓慢加热到10℃的过程中,水的体积先减小后增大,由ρ=mV可知,水的质量一定时,水的密度先增大后减小;因为压敏电阻在烧杯中的位置一定,即压敏电阻下面水的体积一定,并且压敏电阻下面部分水的质量先增大后减小,则压敏电阻上面水的质量先减小后增大,所以水平面上物体的压力和自身的重力相等,即压敏电阻受到的压力先减小后增大;又因为压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,所以电路中的总电阻先增大后减小;由I=UR可知,电路中的电流先减小后增大;由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压先减小后增大,即电压表的示数先变小后变大,故选C。
5.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~6V,滑动变阻器R2的规格为“40Ω 0.5A”。
闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。
在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是()A.R1的阻值为20ΩB.电压表的变化范围是3V~6VC.滑动变阻器的取值范围是6Ω~40ΩD.电路总功率的变化范围是1.28W~4W【答案】B【解析】【分析】根据图像,利用串联电路特点和欧姆定律,求出电源电压和电阻R 1的值,根据变阻器铭牌和电表的量程,求出变阻器接入电路的阻值范围,由P UI =求电路的总功率。
【详解】A .由甲图知道,R 1 与R 2 串联,电压表测R 2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知1111.3V A 50U U I R R =+=+⨯滑------① 2112.5V A 30U U I R R =+=+⨯滑------②由①②解得:R 1 =10Ω,U =8V ,故A 错误;BCD .由滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”,当移动滑片使电流表示数达到I 大=0.5A 时,变阻器接入电路的电阻最小,电压表的示数最小,由P=UI 可得此时电路的总功率最大,则电压表的示数最小为18V 0.5A 10Ω=3V U U I R --⨯==小大变阻器接入电路的最小电阻Ω3V0 6.5AR U I ===小小大 电路的最大总功率8V 0.5A 4W P UI ==⨯=大大根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,最高电压不超过6V ,定值电阻R 1两端的电压为18V 6V 2V U U U =-=-=大此时的总电流为112V 0.2A 10ΩU I R ===小 滑动变阻器的最大电阻为6V30Ω0.2AU R I ===大大小 电路的最小功率为221W ()8V 1.610Ω30ΩU P R R ===++小大 综上所述,电压表的变化范围是3V~6V ;滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω;电路总功率的变化范围是1.6W~4W ,故B 正确、CD 错误。
故选B 。
6.实验中,某同学认为在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R 0也可以测量未知电阻R x 的阻值,并设计了电路图,下列图中不可以实现测量R x 阻值的电路图是()A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .当开关闭合时,R 0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U 1;当开关断开时,R 0与R x 串联,电压表测R x 的电压,设此时示数为U 2,则此时R 0两端的电压为U 1-U 2;根据串联电路电流处处相等可列出等式1220XU U U R R -= R x 可求出,故此电路可以测出R x 阻值;故A 不符合题意;B .当开关闭合时,R x 被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,R X 与R 0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过R x 的电流,故此电路不能测出R x 阻值;故B 符合题意;C .当开关掷到1档时,只有R X 接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U 1,当开关掷到2档时,R x 与R 0串联,电压表测R x 的电压,设此时示数为U 2,则此时R 0两端电压为U 1-U 2,根据串联电路电流处处相等可列出等式212X 0U U U R R -= 可求出出R x ,故此电路可以测出R X 阻值;故C 不符合题意;D .当开关掷到1档时,只有R 0接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U 1,当开关掷到2档时,R x 与R 0串联,电压表测R 0的电压,设此时示数为U 2,则此时R X 两端电压为U 1-U 2,根据串联电路电流处处相等可列出等式212X 0U U U R R -= 可求出出R x ,故此电路可以测出R x 阻值;故D 不符合题意。
故选B 。
7.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L 1、L 2分别标有“6V 3W ”和“6V 6W ”的字样,滑动变阻器R 的阻值变化范围为0~12Ω,当S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,两灯都正常发光。
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则( )A .电源电压为12VB .两灯都正常发光时电流表的示数为3AC .整个电路的最小功率2.25WD .整个电路的最大功率9W 【答案】D 【解析】 【分析】(1)当S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2并联,两灯泡均正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源的电压。
(2)根据P UI =求出两灯泡都正常发光时通过的电流,根据并联电路的电流特点求出两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)根据欧姆定律求出两灯泡的电阻,两灯泡的最大电阻和R 的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和2U P UI R==求出电路的最小总功率。
(4)当S 1、S 2、S 3都闭合且滑片位于a 端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,此时两灯泡的实际功率和额定功率相等,两灯泡的功率之和即为电路的总功率。