中考物理欧姆定律的计算综合经典题及答案解析.docx
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中考物理欧姆定律的计算综合经典题及答案解析
一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变小,灯泡的亮度不变
B.电流表A2的示数变大,电压表V的示数不变
C.电压表的示数与电流表A1的示数的比值变小
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.看图分析可知,滑动变阻器与灯泡并联,电流表A2测量干路总电流,A1测量滑动变阻器所在支路的电流,电压表测量该并联电路的电源电压。
滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,电源电压和灯泡所在支路不受滑动变阻器阻值变化的影响,即电压表示数不变,灯泡亮度不变。
并联电路中各支路两端电压等于电源电压,由欧姆定律
可知,电压不变,滑动变阻器所在支路电流随滑动变阻器电阻变大而减小,即A1示数变小;并联电路总电流随总阻值变大而减小,即A2示数变小。
A选项正确,B选项错误。
CD.由欧姆定律可得
电压表的示数与电流表A1的示数的比值等于滑动变阻器阻值,电压表V的示数与电流表A2的示数的比值等于电路总阻值。
由题已知滑动变阻器阻值变大,电路总电阻变大,故电压表的示数与电流表A1的示数的比值、电压表V的示数与电流表A2的示数的比值均变大,CD两选项错误。
故选A。
2.如图所示,电源电压保持12V不变,小灯泡L上标有“6V3W”字样,滑动变阻器最大电阻值R=48Ω,闭合开关,若不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是()
A.要使电压表的示数增大1V,小灯泡L两端的电压就会减小1V
B.当滑片P移到最右端时,通电100s滑动变阻器消耗的电能是192J
C.当滑片P移到变阻器的中点时,小灯泡L正常发光
D.当滑片P移到变阻器的中点时,电阻R的实际功率是3.6W
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图中可以看到,这是一个串联电路,电压表测的是小灯泡L两端的电压,所以电压表的示数增大1V,小灯泡L两端的电压也会增大1V,A错误;
B.可知,小灯泡L的电阻是
这是一个串联电路,电路中的电流大小是
通电100s滑动变阻器消耗的电能是
B正确;
C.当滑片P移到变阻器的中点时,电路中的电流大小是
小灯泡L的电压是
小灯泡不会正常发光,C错误;
D.当滑片P移到变阻器的中点时,电路中的电流大小是,变阻器接入电路的电阻大小是,则滑动变阻器R的实际功率是
D错误;
故选B。
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=2R2,闭合S、S1,断开S2时,电压表示数为5V,闭合S、S2,断开S1时,电压表示数为7V,则R:
R2为()
A.3∶2
B.2∶3
C.7∶5
D.5∶7
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
当闭合S、S1,断开S2时,R1与R串联,电压表测R两端的电压;当闭合S、S2,断开S1时,R2与R串联,电压表测R两端的电压;由可得,两种情况下的电流之比
因电源的电压一定时,电流与电阻成反比,所以
整理可得
故选A。
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.3A,电压表的示数为3V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.2A,则错误的是( )
A.电压表、电流表的位置互换前R1、R2并联B.电源电压3V
C.电阻R1的阻值为10ΩD.电阻R2的阻值为15Ω
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.电压表、电流表的位置互换前,从图中可以看到,电流从电源正极流出,流过开关S1,然后分成两部分电流,一部分电流流过电阻R1,流过电流表、开关S2,最后回负极,另一部分电流流过电阻R2,流过开关S2,最后回负极;可知R1、R2是并联的,A正确,不合题意;
B.由题意可知,电压表、电流表的位置互换前,这是一个并联电路,电压表并联在电阻R1的两端,电压表的示数是3V,根据并联电路中电压的规律可知,电源电压的大小是3V,B正确,不合题意;
C.由题意可知,电压表的示数是3V,即电阻R1的电压是3V,流过电阻R1的电流大小是0.3A,根据可知,电阻R1的阻值大小
电阻R1的阻值大小是,C正确,不合题意;
D.将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,两电阻串联在电路中,电流表测串联电路的电流,根据可知,电路中的总电阻大小是
两电阻串联,电阻R2的阻值大小是
电阻R2的阻值大小是,D错误,符合题意。
故选D。
5.如图所示,电源电压恒为6V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”。
灯泡上标有“2.5V 1.25W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R的规格为“15Ω 1A”。
闭合开关,在保证电路安全的情况下,在移动滑片的过程中,下列说法正确的是()
A.电压表的示数为2.5V时电流表的示数为0.6A
B.滑动变阻器接入电路的最小阻值为5Ω
C.灯泡消耗的最小电功率为0.45W
D.电路消耗的最大电功率为2W
【答案】C
【解析】
【详解】
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.电压表的示数为2.5V时灯泡正常发光,根据可得,灯的额定电流:
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流(即电流表的最大示数)为
A错误;
B.由可得,灯泡的电阻:
电流最大时,电路中的总电阻:
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
B错误;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中电流最小,灯泡的功率最小,则电路中的最小电流:
灯泡的最小功率:
C正确;
D.该电路的最大功率:
D错误。
6.如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。
闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图所示,根据图像信息,下列判断正确的是()
A.电源电压是6V
B.定值电阻R1的阻值是15Ω
C.滑动变阻R2的最大阻值是20Ω
D.滑片移到中点时,电路中的电流是0.3A
【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图2可知,I1=0.6A,由欧姆定律可得,电源的电压:
,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图2可知,I2=0.2A,U2=3V,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值:
,
故C错误;
B.串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压:
,
电源的电压不变,
,
解得:
R1=7.5Ω,故B错误;
A.电源的电压:
,
故A错误;
D.滑片移到中点时,电路中的电流是:
,
故D正确;
故选D。
7.如图所示,电源电压为18V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“100Ω2A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“12V6W”字样。
不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则()
A.S、S1、S2都闭合,电路消耗的总功率最小值为5.4W
B.S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
C.S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6~100Ω
D.S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是0.5~6W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.S、S1、S2都闭合,灯被短路,滑动变阻器与R0并联,电流表测干路电流,通过定值电阻的电流
当滑动变阻器接入电路阻值最大时,通过滑动变阻器的最小电流
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
电路消耗的总功率最小值
故A错误;
B.由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,此时通过滑动变阻器的最大电流
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
故B错误;
C.S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电流表测电路中的电流,由P=UI可得,灯泡的额定电流
因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表的量程为0~0.6A所以,电路中的最大电流
由可得,灯泡的电阻和电路中的最小总电阻分别为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围是12~100Ω,故C错误;
D.当变阻器的最大电阻连入电路中时,电路中电流最小,灯的实际功率最小,串联电阻的规律
由欧姆定律,电路小的最小电流
灯的最小功率
故灯泡的功率变化范围是0.5~6W,故D正确。
故选D。
8.灯泡L标有“6V”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω、1A”。
闭合开关后,将变动变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动,直到电压表示数达到6V时为止。
图乙是用获得的实验数据作出的U-1图像,下列判断正确的是( )
A.闭合开关,在移动滑片P的过程中,灯L的最小电阻为10Ω
B.变阻器的滑片P移到b端时,灯L正常发光的额定功率为3.6W
C.灯L与5Ω的定值电阻R1,并联接人电压为6V电路,电路的总功率为7.2W
D.灯L与10Ω的定值电阻R2串联接人电压为9V的电路,R2每秒消耗电能为2.5J
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图乙可知,当电压表示数为1V时,灯泡的电流为0.2A,此时其阻值最小
故A错误;
B.当滑片P在a端时,连入阻值最大,为30Ω。
由图乙得,此时电路中电流为0.2A,小灯泡电压为1V,滑动变阻器两端的电压为
电源电压为
当滑片P移动到b端时,滑变接入电路阻值为0,灯泡两端电压为7V,超过了额定电压,灯泡不能正常发光,可能烧坏。
故B错误;
C.灯L与5Ω的定值电阻R1,并联接人电压为6V电路,此时灯泡与定值电阻两端的电压均为6V,电路的总功率
故C错误;
D.灯L与10Ω的定值电阻R2串联接人电压为9V的电路,假设R2每秒消耗电能为2.5J,根据电功计算公式可得
解得R2两端的电压U2=5V;则根据串联电路分压规律可知灯泡两端的电压为4V,电路中的电流为0.5A,灯泡的电阻为
此时灯泡与定值电阻电压之比等于电阻之比,符合题意,故假设成立,故D正确。
故选D。
9.小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好.物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离.开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A.由此可知
A.电阻丝的总电阻为7.5Ω
B.当电压表示数为2V时,物体M向左移动了5cm
C.当电压表示数为1V时,物体M向左移动了5m
D.若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离30cm
【答案】BD
【解析】
【分析】
滑片移动时,电阻丝接入电路的电阻不变,一直等于其总电阻,所以电流表示数保持0.2A不变,但由于与电压表并联的那部分电阻丝的长度变化,所以电压表的示数改变,滑片向左移动时,电压表示数变大,向右移动时,示数变小。
【详解】
A.滑片在中点时
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- 中考 物理 欧姆定律 计算 综合 经典 答案 解析