南京精选中考物理易错题专题复习欧姆定律
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S ,滑片P 从A 点向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A .电压表V 示数变大,电流表A 1示数不变
B .电流表A 1示数变大,电流表A 2示数不变
C .电压表V 示数与电流表A 1示数的乘积不变
D .电压表V 示数与电流表A 1示数的比值变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .由电路图可知,R 0与R 1并联,电流表A 1测R 0支路的电流,电流表A 2测R 1支路的电流,电流表A 测干路电流,电压表测电源两端的电压。滑片P 从A 点向右移动的过程中,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R 0的电流不变,电流表A 1示数不变,电源电压不变,所以电压表V 的示数不变,故A 错误;
B .电源电压不变,通过R 0的电流不变,电流表A 1的示数不变,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,由U
I R
=
可知,通过R 1的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A 2的示数变小,故B 错误;
CD .电压表V 的示数不变,电流表A 1的示数不变,故电压表V 示数与电流表A 1示数的乘积不变、电压表V 示数与电流表A 1示数的比值不变,故C 正确、D 错误。 故选C 。
2.如图所示,电源电压保持不变,R 1为滑动变阻器,R 2、R 3为定值电阻,电压表V 1、V 2示数变化量分别为1U ?和2U ?,电流表A 1、A 2示数变化量分别为1I ?和2I ?。下列说法正确的是( )
A .闭合开关S 1、S 2,向右调节滑片P ,A 1、A 2示数变小,且变化量相等
B .保持滑片P 位置不变,开关S 1保持断开,S 2由断开到闭合,A 1示数增大,V 2示数不变
C .断开开关S 1、S 2,向左调节滑片P ,V 1示数变大,V 2示数变小,A 1示数变小
D .断开开关S 1、S 2,向右适当调节滑片P ,R 2阻值等于21
11
U U I I ??-?? 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A .闭合开关S 1、S 2时,变阻器R 1和定值电阻R 2、R 3并联,电流表A 1测量的是干路电流,电流表A 2测量的通过变阻器R 1的电流,当向右调节滑片P 时,变阻器R 1的接入电阻变大,故其电流变小,即电流表A 2的示数变小;电流表A 1的示数为R 1、R 2、R 3所在的三条支路电流之和,R 2和R 3所在支路电阻不变,所以这两条支路的电流也未发生变化,所以A 1的示数因A 2的示数变小而变小,且两电流表示数变化量相等,故A 正确;
B .保持滑片P 位置不变, S 1和S 2都断开时,变阻器R 1和定值电阻R 2、R 3串联;S 1保持断开,S 2由断开到闭合时,定值电阻R 2、R 3以及电压表V 2同时被短路;从中可以看出开关S 1保持断开,S 2由断开到闭合时,电路中的总电阻变小,故总电流变大,即电流表A 1示数增大;同时电压表V 2短路,所以V 2示数从有到无,即它的示数会减小,故B 错误;
C .断开开关S 1、S 2时,变阻器R 1和定值电阻R 2、R 3串联,向左调节滑片P 时,变阻器R 1的接入电阻会减小,而R 2和R 3的电阻不变;电压表V 1示数为R 1和R 2两端电压之和,由串联电路的分压原理可知,其示数会减小;电压表V 2示数为R 2和R 3两端电压之和,其示数会变大;A 1示数为此串联电路中的电流,它会因为总电阻的减小而增大,故C 错误;
D .断开开关S 1、S 2,变阻器R 1和定值电阻R 2、R 3串联;当变阻器的滑片P 右移时,变阻器接入电路中的电阻变大,故电流表A 1的示数会变小。若电流表A 1的示数变化量为1I ?,由于电压表V 2测量的是R 2、R 3的电压之和,R 2、R 3都为定值电阻,故电压表V 2的示数会变小,其变化量
1223()I R R U =??+?
电压表V 1示数为R 1和R 2两端电压之和,其示数变化量和定值电阻R 3两端电压变化量相等
131I R U ??=?
由以上两式可得
1231312
211111
2121()I R R I R U U U I R R I I I I I U -??+-????-====????????? 故D 正确。 故选AD 。
3.如图是某研究性学习小组自制的电子秤原理图,它利用电压表的示数来指示物体的质量.托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起, 托盘和弹簧的质量不计,OA 间有可收缩的导线,当盘中没有放物体时,电压表的示数为 0.已知电阻R 0=5Ω,滑动变阻器最
大阻值为 15Ω,电源电压U=3V,电压表的量程为 0~3V.现将1kg的物体放在托盘中,滑
片刚好指在距 R
上端
1
3
处(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内),以下正确的是()
A.将1kg的物体放在托盘中时,电压表的示数为1.5V
B.该电子秤能测量的最大质量是2.5kg
C.最大质量数应标在电压表2.25V的位置上
D.最大质量数应标在电压表3V的位置上
【答案】AC
【解析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压.
A.将1kg的物体放在托盘中,滑片刚好指在距R上端1
3
处,此时,滑动变阻器接入电路
中的电阻:
R滑=1
3
×15Ω=5Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:
I=
3V
=
5Ω+5ΩU
R R
+
滑
=0.3A,
电压表的示数:
U滑=IR滑=0.3A×5Ω=1.5V,
故A正确;
B.弹性限度内,弹簧的弹力与伸长量成正比,且将1kg的物体放在托盘中,滑片刚好指
在距R上端1
3
处,所以,滑片指到R最下端时,就是该电子秤所能测量的最大质量,应为
3kg,故B错误;
C D.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流:
I′=
3V
=
5Ω+15ΩU
R R'
+
滑
= 0.15A,
电压表的示数:
U滑′=I′R滑′=0.15A×15Ω=2.25V,
即最大质量数应标在电压表2.25V的位置上,故C正确,D错误.
4.如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时,光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电阻上,衔铁被吸下,开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器,一个是指示灯,则下列说法正确的是()
A.电磁继电器利用电磁感应原理工作
B.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大
C.控制电路的电流随光照强度的增大而增大
D.a是指示灯,b是除尘器
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A.电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的,A错误;
BC.由题意可知,衔铁被吸下,说明电磁铁的磁性增强了,电路中的电流变大,电源电压
不变,根据
U
R
I
可知,电路中的电阻变小,即光敏电阻的阻值变小,这时光照强度是增
强的,所以光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,控制电路的电流随光照强度的增大而增大,B错误、C正确;
D.当空气中尘埃量达到一定值时,除尘器开始工作,衔铁是被吸下的,这时b接入电路,a没有接入电路,所以b应该是除尘器,a是指示灯,D正确。
故选CD。
5.光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小.如图所示,是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,1R为光敏电阻,2R为滑动变阻器,A、B间接监控装置.则()
A.当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压升高
B.当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压减小
C .图中2R 的滑动头向下移动时,通过1R 的电流变大
D .图中2R 的滑动头向上移动时,可提高A 、B 间电压 【答案】B 【解析】 【详解】
由电路图可知,两电阻串联,监控装置与2R 并联.由题知,光敏电阻1R 的特点是有光照射它时阻值变小;
AB .当有人通过通道而遮蔽光线时,1R 阻值变大,电路中的总电阻变大;根据U I R
=
可知,电路中的电流变小,根据U IR =可知,2R 阻值不变时,其两端的电压变小,即A 、B 间电压降低,故B 项符合题意;A 项不符合题意;
C .2R 的滑动头向下移动时,2R 连入电路中的阻值变大,电路中的电阻变大; 根据U
I R
=
可知,电路中的电流变小,故C 项不符合题意; D .2R 的滑动头向上移动时,2R 连入电路中的阻值变小,电路中的电阻变小;根据
U
I R
=
可知,电路中的电流变大,根据U IR =可知,1R 阻值不变时,其两端的电压变大,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,2R 两端的电压变小,即A 、B 间电压降低,故D 项不符合题意;
6.如图所示,电源电压保持不变,R 1为滑动变阻器, R 2为定值电阻。闭合S ,当R 1的滑片P 向右滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A .电压表V 的示数变小
B .电压表V 的示数与电流表A 1的示数的比值变小
C .电流表A 1的示数变大
D .电压表V 的示数与电流表A 2的示数的乘积不变 【答案】D 【解析】 【详解】
A .由图可以看到,电压表V 并联接在电源的两端,测的就是电源电压,滑片P 向右滑动
的过程中,电源电压依旧不变,那么电压表V 的示数也不变,A 错误;
B .电流表A 1测的是电路的总电流,滑片P 向右滑动的过程中,R 1的大小在变大,那么总电阻R 总也在变大,根据欧姆定律的变换式U R I =总
总总
,电压表V 的示数与电流表A 1的示数的比值就是R 总,那么它应该变大,B 错误;
C .由上述可以知道,滑片P 向右滑动的过程中,总电阻R 总在变大,那么根据欧姆定律
U I R =
总
总总
,电源电压不变,那么I 总变小,即电流表A 1的示数变小,C 错误; D .滑片P 向右滑动的过程中,2R 两端的电压大小不变,2R 本身的电阻大小也不变,根据欧姆定律可知,流过2R 的电流大小也不变,电压表V 的示数可以是2R 两端的电压大小,电流表A 2的示数就是流过2R 的电流大小,可知电压表V 的示数与电流表A 2的示数的乘积不变,D 正确。
7.随着人们安全意识的加强,酒驾的危害也越发引起人们的重视。小林出于好奇设计了一种酒精气体浓度测试电路。图中R 0为定值电阻,R 为酒精气敏元件,其阻值随被测气体中酒精气体浓度的变化规律如图所示。小林希望随着气体中酒精气体浓度的增大,电表的示数也增大。若电源两端的电压不变,则闭合开关S 后,能够实现上述功能的电路是( )
A .
B .
C .
D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根据图像知气敏元件阻值随酒精浓度的变化情况,由此结合各选项的电路图分析解答。【详解】
由图像知,酒精气敏元件R,它在电路中的作用相当于一个可变电阻,其阻值随被测的酒精气体浓度的增大而增大;
A.R与R0并联,电压表测电源电压,所以R的阻值变化不会引起电源电压的变化,即电
压表示数不变,故A错误;
B.R与R0串联,电压表测R两端电压,由串联电路的分压原理可知,R阻值增大时,它分得的电压增大,即电压表示数变大,故B正确;
C.R与R0并联,电流表测R支路的电流,由并联电路电压特点知R两端电压不变,由U
=可知,R变大时,电流表示数变小,故C错误;
I
R
D.R与R0并联,电流表测电路中电流,R变大时,总电阻变大,电源电压不变,由
U
=可知,电流表示数变小,故D错误。
I
R
故选B。
8.某同学设计的煤气检测电路如图所示,电源电压不变,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而增大,闭合开关S,当煤气浓度升高时,下列判断正确的是()
A.电流表示数变小,输出信号电压U ab变大
B.电流表示数变大,输出信号电压U ab变大
C.电流表示数变小,输出信号电压U ab不变
D.电流表示数变大,输出信号电压U ab减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
BD.由电路图知道,定值电阻与气敏元件串联,电流表测电路中的电流,输出信号即气敏元件的电压U ab;由于当煤气浓度升高时,气敏元件电阻增大,由电阻的串联知道,总电阻变大,电路中的电流变小,即电流表示数变小,故BD错误;
AC.此时由欧姆定律的变形U=IR可知,R的电压变小,由串联电路电压的规律知道,输出信号电压U ab会变大,故A正确,C错误,
故选A.
9.小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路图如图甲所示。其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),电压表量程为0~3V,R0是阻值为300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,则下列说法正确的是()
A.R1的阻值随温度升高而减小B.环境温度升高时,电路的总功率变小C.此电路所允许的最高环境温度是80℃D.当环境温度为40℃时,R1两端的电压为2V
【答案】AC
【解析】
【详解】
A.由乙图可知,随温度升高R1的阻值逐渐降低,故A正确;
B.由于电源电压不变,当环境温度升高时,R1的阻值变小,电路总电阻变小,则由2
U
P
R
=可知,电路总功率变大,故B错误;
C.由于温度越高R1阻值越小,则由串联分压可知,R0两端电压越大,由于电压表测量R0两端电压,量程为0~3V,则电压最大不超过3V,当电压表为3V时,对应环境最高温度,此时电路电流为
0 10
3V
0.01A 300Ω
U
I I I
R
=====则此时R1阻值为
1 1
14V3V
100Ω0.01A
U R
I -
===由乙图得对应最高温度为80℃,故C正确;
D .当环境温度为40℃时,由乙图得R 1阻值为200Ω,则电路总阻值为500Ω,电路电流为
4V 0.008A 500Ω
U I R '=
==总 由于串联,则流过R 1电流为0.008A ,此时R 1两端电压为
1110.008A 200Ω=1.6V U I R '''==?
故D 错误。 故选AC 。
10.某实验小组设计了一种测定水平方向风力的装置(如图甲),绝缘轻弹簧的左端固定在压敏电阻R 上,右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连,一起套在粗细均匀的水平金属杆上,迎风板与金属杆之间的摩擦忽略不计,电源电压保持7.5 V 不变,电流表的量程为0~0.6 A ,电压表的量程为0~15 V ,小灯泡上标有“6 V 3 W ”字样,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变),压敏电阻R 的阻值随压力的变化规律如图乙所示,为了保证电路安全,下列说法正确的是( )
A .电路中的最大电流值为0.8 A
B .压敏电阻的阻值变化范围是0~18 Ω
C .当压敏电阻所受的压力为0时,小灯泡的实际功率为0.75 W
D .当压力由0变大到5 N 时,电压表的示数从1.5 V 变大到4.5 V 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A .由P UI =和U
I R
=
可知小灯泡的电阻 ()2
6V 12Ω3W
L U R P ===灯 由P UI =得小灯泡正常发光时的电流
3W 0.5A 6V
P I U =
== 所以为了保证电路安全,电路中的最大电流值是0.5 A ,A 错误;
B .当电路中的最大电流值是0.5 A 时,压敏电阻阻值最小,灯泡两端的电压U 灯=6 V ,压敏电阻两端的电压
7.5V 6V 1.5V R U U U --===灯
由U
I R
=
得压敏电阻的阻值 1.5V
3Ω0.5A
R U R I =
== 由图乙可知,当F =0时,压敏电阻的阻值最大,压敏电阻此时的阻值是18 Ω,所以压敏电阻的阻值变化范围是3~18 Ω,B 错误;
C .当压敏电阻所受的压力为0时,压敏电阻R =18 Ω,电路中的电流为
7.5V 0.25A 12Ω18ΩU U I R R R '=
===++总灯 小灯泡的实际电压为
0.25A 12Ω3V U I R '?===灯灯
小灯泡的实际功率为
3V 0.25A 0.75W P U I '?===灯灯
C 正确;
D .当压力为0时,压敏电阻R =18 Ω,压敏电阻的电压为
0.25A 18Ω 4.5V U I R ='=?=
当压力为5 N 时,压敏电阻R =4 Ω,电路中电流
7.5V 15A 12Ω4Ω32
U I R R ''===++灯
则
15
A 4Ω 1.875V 32
R U I R "=
?== 当压力由0增大到5 N 时,电压表的示数会从4.5 V 减小到1.875 V ,D 错误; 故选C 。
11.如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R 的阻值为10Ω.闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离,使变阻器阻值增大了5Ω,电流表示数减小了0.04A ,则电压表示数的变化是
A .增加了0.2 V
B .减少了0.2 V
C .增加了0.4 V
D .减少了0.4 V
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离,设通过电路的电流分别为I 1、I 2,R 两端的电压分别为U 1、U 2,因变阻器连入电路中的电阻变大,由分压原理,电压表示数增大,由串联电路电压的规律,R 的电压减小;
1221
12U U U U U U I I R R R
----=
-=, 2112()0.04A 10Ω0.4V U U I I R -=-=?=,
根据串联电路电压的规律得到变阻器增加的电压等于R 减小的电压,即电压表示数增加了0.4V . 故选C .
12.如图所示电路中,R 为定值电阻闭合开关后当滑片P 在某两点之间滑动时电流表的示数变化范围是0.5~1.5A ,电压表的示数变化范围是3~6V 小丽通过推算,得出四个结论,错误的是()
A .变阻器连入电路的电阻变化范围为2~12Ω
B .定值电阻R 的阻值为3Ω
C .实验中R 两端的电压变化范围为2V~4.5V
D .电路消耗的总功率的变化范围约为3.75W~11.25W 【答案】C 【解析】 【分析】
根据电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;滑动变阻器接入电路阻值越大,电路电流越小,电压表示数越大。 【详解】
A .电流表示数变化范围是0.5~1.5A ,电压表的示数变化范围3~6V ,由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值为
min min max
3V
215A
U R I .=
==Ω滑 max max min 6V
1205A
U R I .=
==Ω滑 则变阻器连入电路的阻值变化范围为2Ω~12Ω,故A 正确,A 不符合题意; B .由欧姆定律得,当电压表示数为3V 时,电源电压
V 3V+1.5A U U IR R =+=?
当电压表示数为6V 时,电源电压
V 6V+0.5A U U IR R =+=?
联立解得
3R =Ω ,7.5V U
故B 正确,B 不符合题意;
C 、当电流表示数为0.5A 时,R 两端的电压
1105A 315V U I R ..==?Ω=
当电流表示数为1.5A 时,R 两端的电压
2215A 345V U I R ..==?Ω=
R 两端的电压变化范围是1.5~4.5V ,故C 错误,C 符合题意; D .电路消耗的最大电功率
==75V 15A=11.25W P UI ..?最大最大
电路消耗的最小电功率
==75V 05A=3.75W P UI ..?最小最小
则电路消耗的总功率的变化范围约为3.75W~11.25W ,故D 正确,D 不符合题意; 故选C 。
13.如图所示的电路中,闭合开关S ,当滑动变阻器R 3滑动触头向下移动时,四个理想电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2、U 3表示,电表的示数变化量大小分别用?I 、?U 1、?U 2、?U 3表示,下列判断正确的是( )
A .U 2变大,I 变大
B .U 2 变大,I 变小
C .2
U I 变大,2U I
??不变 D .
3U I 变大,3
U I ??不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AB .分析电路图知,三个电阻串联在电路中,电压表V 1测电阻R 2和滑动变阻器R 2的总电压,V 2测电阻R 2的电压,V 3测变阻器R 3的电压。当滑动变阻器的触头向下移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则电路中的总电阻变大,据欧姆定律得,电路中的电流变小,而电阻R 2的阻值不变,其两端的电压U 2应变小,故AB 都错误; C .据题意得22U R I =,而R 2是定值电阻,所以2U
I 不变,2U I
??不变,故C 错误;
D .据题意得3
3U R I =,而R 3的阻值变大,则3U I 变大,3U I
??不变,故D 正确。 故选D 。
14.如图所示,电源电压保持6V 不变,电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~3V ,定值电阻的规格为“10Ω0.5A ”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A ”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是( )
A .电阻R 1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W
B .电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A
C .电路消耗总功率允许的变化范围为l.2W~3W
D .变阻器R 2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω 【答案】D 【解析】 【分析】
滑动变阻器R 2与定值电阻R 1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流;根据串联电路的分压原理(电阻越大,电阻两端的电压越高),当电压表的示数最大时,变阻器接入电路的电阻最大;当电流表的示数达到最大值时,变阻器接入电路的电阻最小;根据欧姆定律的应用可分别求出电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值,同时可以确定电压表示数、电流表示数以及电路中总功率的变化。 【详解】
由图知,R2与定值电阻R1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流;AB.由题意知,当电压表的最大测量值为3V时,由串联电路特点知,此时定值电阻R1两端的电压U1=3V,由欧姆定律可得此时电路中的电流:
1 21
13V
0.3A
10Ω
U
I I I
R
=====,
因此电路中的最小电流为0.3A,故B错误;
电阻R1消耗功率最小功率:
1min1
3V0.3A0.9W
P U I
==?=,
故A错误;
C.电路消耗的最小功率:
min
6V0.3A 1.8W
P UI
==?=;
故C错误;
D.此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大:
2max
2max
3V
10Ω
0.3A
U
R
I
===;
当电路中的电流最大为0.5A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由欧姆定律可知此时电路中的总电阻最小:
min
max
6V
12Ω
0.5A
U
R
I
===
总
,
滑动变阻器接入电路中的电阻最小:
min1
min
12Ω10Ω2Ω
R R R
=-=-=
2总
,
则变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故D正确。
15.如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω 0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是()
A.电流表示数变化范围为0~0.5A
B.电压表示数变化范围为0~3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10Ω~20Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8W~3W范围内变化
【答案】D
【解析】
【分析】
由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后根据欧姆定律的应用求滑动变阻器接入电路的最大阻值;根据定值电阻允许通过的最大电流、滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流;根据欧姆定律的应用求出定值电阻R 1两端的最大电压,然后根据串联电路电阻规律求出滑动变阻器两端的最小电压,再利用欧姆定律的应用求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;最后根据P =UI 求出电路消耗的最大功率和最小功率。 【详解】
A .由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;当电压表的示数U 2=3V 时,电路中的电流:
1211min 6V 3V 0.3A 10Ω
U U U R R I --=
===, 此时滑动变阻器接入电路的阻值最大:
2min 2max 3V
10Ω0.3A
R U I =
==, 因串联电路中各处电流相等,R 1允许通过的最大电流为0.5A ,电流表的量程为0~0.6A ,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A ,所以最大电流为0.5A ,则A 错误; BC .R 1两端电压最大:
1max max 10.5A 10Ω5V U I R ==?=,
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的最小电压:
2min 1max 6V 5V 1V U U U =-=-=,
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值:
ma 2min 2m x in 1V
2Ω0.5A
R I U =
==, 因此电压表的示数范围为1V ~3V ,滑动变阻器连入电路的阻值范围为2Ω~10Ω,则BC 错误;
D .当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,即
max max 6V 0.5A 3W P UI ==?=,
当电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小,即
min min 6V 0.3A 1.8W P UI ==?=,
故电路的总功率范围为1.8W ~3W ,则D 正确; 故选D 。
16.体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。1R 是光敏电阻,信号处理系统记录ab 间的电压,每当绳子挡住射向1R 的红外线时,1R 的阻值会变大,自动计数器会计数一次。若电源电压为6V ,ab 间电压随时间变化的图像如图乙所示;则( )
A .有红外线照射时,1R 与2R 阻值之比为21:
B .自动计数器计数一次时,ab 间的电压2V
C .若该同学匀速连续跳,1min 可跳的次数为120次
D .有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为1:4 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由甲图电路知,R 1与R 2串联,ab 间电压为R 1两端的电压;
AB .由题知,当射向R 1的激光被挡时,R 1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R 1分得电压增大,R 2分得电压减小,由图像知,此时
14V ab U U ==
因为R 1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即ab 间电压为4V 计数一次,故B 不符合题意;
由串联电路的分压原理有
111212
U U R U U U R ==- 即
124V 2 6V-4V 1
R R == 即当射向R 1的激光被挡时,R 1与R 2阻值之比为2:1,R 1=2R 2,当射向R 1的激光没有被挡时,R 1阻值变小,R 1分得电压减小,R 2分得电压增大,由图像知,此时
1''2V ab U U ==
由串联电路的分压原理有
1112122V 1 6V-2V 2U U R U U U R '''===='
-' 有红外线照射时,R 1与R 2阻值之比为1:2,121
2
R R '= ,故A 不符合题意; C .由图乙知,跳动一次的时间为
0.4s+0.2s=0.6s
所以1min 可跳的次数为
60s
1000.6s
=
次 故C 不符合题意;
D .有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为
2112112 24
R
R R R '== 故D 符合题意。 故选D 。
17.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重.电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻 R 的阻值随压力增大而增大,滑片P 随身高增高而上滑.下列分析正确的是( )
A .身高越高电压表示数大
B .身高越高通过R 0流越小
C .体重越大电流表示数越大
D .体重越大压敏电阻两端电压越小
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由电路图可知,R 与R 0并联,电压表测滑片P 下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R 支路的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R 0接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路独立工作、互不影响,所以,由I =
U
R
可知,通过R 0的电流不变,故B 错误;当身高越高时,滑片上移,滑片P 下方电阻丝的阻值变大,由U =IR 可知,滑片P 下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A 正确;
C D .当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R 的阻值随压力增大而增大可
知,R 的阻值越大,由I =
U
R
可知,通过R 的电流越小,即电流表的示数越小,故C 错误;压敏电阻R 两端的电压不变,仍等于电源电压,故D 错误.
18.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R 1为定值电阻。闭合开关S ,将滑动变阻器R 2的滑片P 从a 端向b 端移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则( )
A .定值电阻R 1阻值为20Ω
B .当滑动变阻器的滑片P 在中点时,两电表的示数对应于乙图中的B 点
C .当滑动变阻器的滑片P 在中点时,两电表的示数对应于乙图中的C 点
D .当滑动变阻器的滑片P 在中点时,两电表的示数对应于乙图中的D 点 【答案】B 【解析】 【分析】
(1)当滑片P 在a 端时滑动变阻器全部接入,R 1与R 2串联,电路中的电流最小,由图像读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压;当滑片P 在b 端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R 1的阻值和电源的电压;
(2)当滑动变阻器的滑片P 在中点时,连入电路的阻值为1
2
R 2,根据电阻的串联和和欧姆定律求出电路中的电流,由图像找到对应点。 【详解】
A .当滑片P 在a 端时,由图像可知这时电路中电流为I a =0.2A ,U 2=4V , 由U
I R
=
可得,R 2的阻值: 224V
20Ω0.2A
a U R I =
==, 根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得,电源的电压:
1210.2A 4V a U I R U R =+=?+------①;
当滑片P 在b 端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,由图像可知这时电路中电流为I b =0.6A ,电源电压加在R 1上,则有:
110.6A b U I R R ==?------②;
联立①②解得:R 1=10Ω,U =6V ,则A 错误;
BCD .当滑动变阻器的滑片P 在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为:
2
211
20Ω
10Ω22
R R '==?=, 则电流表的示数为:
12
6V 0.3A +10Ω10ΩU I R R '=
=='+, 由图像可知,电流表示数为0.3A 时对应的点是B ,则B 正确、CD 错误; 故选B 。 【点睛】
本题关键是欧姆定律及其变形的灵活运用,难点是明白滑片移动过程中电路的变化情况,本题重点考查了应用图像解决问题,这是以后学习的重点。
19.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片在滑动过程中,电压表V 1、数的变化量的大小分别为1U ?和2U ?,那么( )
A .12U U ??<
B .12U U ??>
C .12U U ?=?
D .因为无具体数据,故无法比较 【答案】B 【解析】 【详解】
滑动变阻器R 与电阻1R 并联,再与2R 、3R 串联,电压表V 1测并联部分电路两端的电压;V 2测中间定值电阻2R 两端的电压;当滑动变阻器滑片由B 向A 移动时,滑动变阻器的阻值减小,引起并联电路部分的总电阻变小,即电压表V 1的示数变小,变化量为1U ?,根据串联电路的电阻分压特点可知,定值电阻2R 、3R 两端的电压变大;因为:
123U U U U =--
所以:
123U U U ?=?+?
故:
12U U ?>?
故B项符合题意、ACD项不符合题意;
20.如图所示,电源电压恒定,灯L的规格为“24V72W”且工作时电阻保持不变,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A,滑动变阻器R2的规格为“?Ω2A”,在电路安全的前提下,操作如下:
①当只闭合S、S3时,电路中的总功率为P1,电流表示数为I1;
②当只闭合S2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1和滑动变阻器的总功率为10W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L 和滑动变阻器的总功率为9.72W;
③当只闭合S、S1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电流表示数为I4.已知P1:P4=5:6,I2:I3=10:9.则下列数据错误的是()
A.电源电压为24V
B.R1的电阻为8Ω
C.电流表的示数I1:I4=5:6
D.该电路消耗的功率最小时,滑动变阻器R2的阻值为32Ω
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
①当只闭合S、S3时,只有灯泡连入电路,如图A所示;
②当只闭合S2、S3时,电阻R1、滑动变阻器和灯泡串联,滑动变阻器的阻值为R,如图所示B;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,如图C所示;
③当只闭合S、S1、S2时,电阻R1、滑动变阻器并联,如图D所示;
B.由
2
U
P
R
=可得灯泡的电阻
22
(24V)
=8Ω
72W
L
U
R
P
==
额
额