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中考物理欧姆定律(大题培优 易错 难题)

来源:锐游网


一、初中物理欧姆定律的实际应用问题

1.小丽用光敏电阻设计了一种“智能家居照明灯”电路,如图所示。照明灯L标有“220V 40w”字样,在天暗时L自动点亮,天亮时L自动熄灭。以下有关描述正确的是( )

A.导线B应连接家庭电路中的火线

B.小丽选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变大 C.闭合开关S后,电磁铁的上端为N极

D.要减少夜间的照明时间,应将滑动变阻器的滑片P向b端移动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A.根据安全用电的原则可知,当灯泡不工作时其两端应无电,所以A是火线,B是零线,故A错误;

B.天暗时灯自动亮,说明此时照明电路闭合即衔铁断开,由图可知此时电磁铁的磁性减弱即电路中的电流变小,根据RU可知电路中的电阻变大即此时光敏电阻的阻值变大;反I之天亮时光敏电阻的阻值变小,所以她选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变小,故B错误;

C.闭合开关S后,电流从电磁铁的上端流入,下端流出,根据安培定则可判断电磁铁的上端为S极,下端为N极,故C错误;

D.要减少夜间的照明时间,可通过增加电磁铁的磁性来实现,电磁铁通过的电流越大,磁性越大;根据I故D正确。 故选D。

U可知可以减小电路的阻值,可将滑动变阻器的滑片P向b端移动,R

2.如图所示,电源电压不变,a、b为电流表或电压表,滑片P在滑动变阻器R3的中点,电路在工作时均安全。只闭合S1时,a、b均有示数;先闭合S1,再闭合S2,b示数有变化。下列判断正确的是( )

A.a是电压表

B.先闭合S1,再闭合S2,b示数可能变大

C.只闭合S1,滑片P向右滑动,b示数的变化量大于a示数的变化量

D.若将b换成另一种电表,开关均闭合,滑片P向左滑动,a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R2R3 【答案】AC 【解析】 【分析】

【详解】

A.若a是电流表,当S1闭合后,电源短路,所以a是电压表,故A正确;

B.只闭合S1,电路为串联电路,三电阻串联,再闭合S2,R1被短路,如果b是电流表,因为R1和R2一直被短路,电路总电阻不变,b的读数不变。如果b是电压表,R1被短路后,电压表测量的阻值变小,分得电压变小,读数变小,由题意可得,b示数有变化,所以b是电压表,示数一定变小,故B错误;

C.只闭合S1,电路为串联电路,a测量R2和滑动变阻器两端电压,b测R1和R2两端电压,滑片P向右滑动,阻值变小,则

UbIR1R2R1R2= UaIR2RPR2RP分子不变,分母变小,所以Ub:Ua越来越大,所以b示数的变化量大于a示数的变化量,故C正确;

D.若将b换成另一种电表,即换成电流表,则R1和R2均被短路,a测量滑动变阻器两端电压,b测通过滑动变阻器的电流,所以ab的比值为滑动变阻器的阻值,故D错误。 故选AC。

3.两个小灯泡L1和L2,规格分别是“6V,3W”和“3V,3W”,分别如图甲乙所示接入电路,闭合开关S,两灯泡发光,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )

A.甲电路中,当电源电压为9V时,两个小灯泡都正常发光 B.甲电路中允许最大的电流为0.5A

C.乙电路中,当L2正常发光时,干路电流为1.25A D.乙电路中,电路消耗的最大功率为3W 【答案】BC 【解析】 【详解】

A.由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:

I1P3W10.5A, U16VP23W1A, U23VI2因两灯泡的额定电流不相等,由于两只灯泡串联,所以,两只灯泡不可能同时正常发光,故A错误;

B.因串联电路中各处的电流相等, 所以,电路中的最大电流

II10.5A,

故B正确; C.由IU可得,两灯泡的电阻分别为: RU6VR1112Ω ,

I10.5AR2U23V3Ω, I21A两灯的额定电压分别为U1 =6V,U2 =3V, 由于并联电路各支路两端的电压相等, 所以,两灯泡并联时,电源电压不超过3V,则两支路的电流分别为:

U'13VI0.25A,

R112Ω1U23VI1A,

R23Ω2则并联接入电路中时,干路的最大电流:

II1I20.25A1A1.25A。

故C正确;

D.乙电路中,U=3V,I=1.25A电路消耗的最大功率为

PUI3V1.25A3.75W。

故D错误。

4.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R0=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处(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内),以下正确的是( ) 3

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上端中的电阻:

R滑=

1处,此时,滑动变阻器接入电路31×15Ω=5Ω, 3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:

U3V=I==0.3A,

R0R滑5Ω+5Ω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33kg,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′=

电压表的示数:

UR0R滑=3V= 0.15A,

5Ω+15ΩU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.

5.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.体重越大电流表示数越小 B.身高越高通过R0的电流越大 C.身高越高电压表示数越小 D.体重越大电路消耗总功率越大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

A.当体重增大时,压敏电阻的阻值增大,而电源电压不变,因此电流表的示数变小,故A正确;

B.身高增大影响与电压表并联的电阻值变化,但不能影响变阻器阻值的大小,电源电压不变,因此通过R0的电流不变,故B错误;

C.身高越高,电压表并联部分的电阻越大,根据串联电路电压规律可知,电压表示数增大,故C错误;

D.当体重增大时,压敏电阻的电流变小,而变阻器的电流不变,根据并联电路电流特点可知,电路的总电流变小;根据PUI可知电路消耗的总功率变小,故D错误。 故选A。

6.如图所示,电源电压保持不变,当变阻器滑片P滑到A端时,闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,以下说法正确的是( )

A.滑片P仍在A端,开关S1断开,S2闭合,灯泡L仍正常发光 B.滑片P仍在A端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 C.滑片P滑到B端,同时闭合开关S1和S2,灯泡L仍正常发光 D.滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

A.当变阻器的滑片滑至A端,闭合开关S1和S2,变阻器和灯泡并联,此时灯泡两端的电压等于电源电压,灯泡正常发光;由于开关S1为干路中的开关,因此开关S1断开,电路为断路,灯泡不发光;

B.当开关S1闭合,S2断开,为灯泡的基本电路,并且灯泡两端的电压等于电源电压,故灯泡正常发光.

C.当滑片P滑到B端,同时闭合两个开关,灯泡被短路,因此灯泡不会发光; D.当滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,变阻器和灯泡串联,因为串联电路中各部分电压等于各部分电压之和,因此灯泡两端的电压小于电源电压,故灯泡不会正常发光. 故选 B.

7.如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )

A.电流表A1读数变大;电压表V读数变小 B.电压表V读数与电流表A1读数的比值变大 C.电流表A2读数变小;电压表V读数变大 D.电压表V读数与电流表A2读数的比值变小 【答案】D 【解析】 【分析】

由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测

R2支路的电流;根据电源的电压可知滑片移动时电压表读数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知该支路电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,进一步求出电压表V读数与电流表A2读数的比值和电压表V与电流表A1的比值变化。 【详解】

AC.由图知:电阻R1、R2并联,电流表A1测量的是干路电流,电流表A2测量的是通过R2的电流,电压表测量的是电源电压故不变,故AC错误;

BD.滑动变阻器接入电路中的电阻是左半部分,当滑片向左移动时,R2变小即电压表读数与电流表A2读数的比值变小,电路中的总电阻变小即电压表读数与电流表A1读数的比值变小,故B错误、D正确。 故选D。

8.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;

.由PU2BR可得灯泡的电阻

U2额(24V)2RLP=8Ω

额72W电源电压不变,在图AD中,由P=UI得

PI11IUP15 4P4P46U故B正确,不符合题意; AC.在图B中,其总电阻

R总2=R1+R+RL

在图C中,其总电阻

R总3=R1+2R+RL,

IU2RURR 总2R1LIUU3R2RR 总3R1L已知I2:I3=10:9,则

UURRR: 10:1LR12RRL化简可得

R1=8R﹣RL=8R﹣8Ω①

图B中电阻R1和滑动变阻器的总功率

P′=I22(R1+R)

I22(R1+R)=10W②

图C中灯泡和滑动变阻器的总功率

P″=I32(RL+2R)

I32(8Ω+2R)=9.72W③

9

由于I2:I3=10:9,则由

②化简可得 ③3R1=20Ω+2R④

解①④方程得

R=2Ω R1=8Ω

故C正确,不符合题意; 由②得

I2根据图B可知,电源电压

P10W=1A R1R8Ω+2ΩU=I2(R1+R+RL)=1A×(8Ω+2Ω+8Ω)=18V

故A错误,符合题意;

D.由电路图可知,只闭合S2、S3时,R1、灯泡和滑动变阻器串联,总电阻最大,此时该电路消耗的功率最小,由于此时电压表测量R1和滑动变阻器两端的电压,则电压表示数U′为最大15V时,电路中的电阻最大,电流最小,此时的总功率最小;串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,所以此时灯泡两端的电压

UL=U﹣U′=18V﹣15V=3V

此时电路中的电流

IIL由IUL3V=0.375A RL8ΩU得此时电路的最大电阻为 RR最大U18V48 I0.375A根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器连入电路的最大阻值

R滑=R最大﹣R1﹣RL=48Ω﹣8Ω﹣8Ω=32Ω

故D正确,不符合题意。 故选A。

9.学校的科技小组设计了一种自动计数器,可以自动记录跳绳的次数,其简化电路如图甲所示。其中R1是光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,这时自动计数器会计数一次。R2是定值电阻,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。已知电源电压为12 V,某时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是

A.AB两端电压为2 V时,跳绳自动计数器会计数一次 B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等 C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍 D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的5倍 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

A.由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图乙知,此时U2=UAB=2V,因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次,故A项正确; B.由串联分压的特点可知

U1UU2IR1R1, U2U2IR2R2即

R112V-2V5=, R22V1所以R1=5R2,故B项错误;

C.当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图乙知,此时

U2'=UAB'=6V,

由串联电路的分压原理有:

U1UU2IR1R1,

IRRU2U222即

R112V-6V1=, R26V1所以R1R2,故C项错误;

D.结合BC项,R15R1,即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的5倍,故D项正确。

10.如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R3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、U1、U2、U3表示,电表的示数变化量大小分别用∆I、∆U1、∆U2、∆U3表示,下列判断正确的是( )

A.U2变大,I变大 B.U2 变大,I变小 C.D.

U2U2变大,不变 IIU3U3变大,不变 II【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V1测电阻R2和滑动变阻器R2的总电压,V2测电阻R2的电压,V3测变阻器R3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R2的阻值不变,其两端的电压U2应变小,故AB都错误; C.据题意得R2D.据题意得R3故选D。

U2U2U,而R2是定值电阻,所以2不变,不变,故C错误;

IIIUU3U3,而R3的阻值变大,则3变大,不变,故D正确。 III

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 C.增加了0.4 V 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

B.减少了0.2 V D.减少了0.4 V

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I1、I2,R两端的电压分别为U1、U2,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;

I1I2UU1UU2U2U1, RRRU2U1(I1I2)R0.04A10Ω0.4V,

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,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0. 6A”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2. 5V 1. 25W”(灯丝电阻不变),在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )

A.小灯泡的额定电流是0.6A

B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~ 10Ω C.电压表示数变化范围是0~3V D.电流表示数范围是0.2~0.5A 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

A.由题意知,小灯泡的额定电流

I故A错误;

P额U额1.25W0.5A 2.5WB.结合题意及电路图知,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器的电压,其最大电压为3V,电路中允许通过的最大电流为0.5A,小灯泡的电阻

RU额I2.5V=5Ω 0.5A当变阻器接入电路的阻值最大时,其两端的电压最大为3V,则小灯泡两端的电压为1.5V,据串联电路的特点得

ULUR RLRmax即

1.5V3V 5ΩRmax此时变阻器的电阻

Rmax=10Ω

当变阻器接入电路中电阻最小时,电路中的电流最大为0.5A,则小灯泡的电压为2.5V,变阻器两端的电压为2V,据串联电路的特点得

2.5V2V 5ΩRmin所以此时变阻器接入电路的电阻

Rmin=4Ω

故B正确;

C.电压表测变阻器的电压,而变阻器接入电路中的电阻最小为4Ω,最小电压为2V,则变阻器两端的电压不能为0,故C错误;

D.当电路中的电阻最大时,电流最小,此时电流为

Imin故D错误。 故选B。

UR3V0.3A Rmax10Ω

13.如图所示,电源电压不变,L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中,关于两灯的亮度情况,说法正确的是( )

A.L1逐渐变亮 C.L2逐渐变暗 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

B.L1先变亮再逐渐变暗 D.L2逐渐变亮

左图为串联电路,滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动,阻值变大,电流变小,L1变暗。 右图中定值电阻和滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动,滑动变阻器分得的电压变大,因为灯泡L2和滑动变阻器并联,故L2两端电压也变大,根据公式

U2知,灯泡实际功率变大,亮度也变亮。 PR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R1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R2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;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:

II2I1U13V0.3A, R110Ω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:

P1minU1I3V0.3A0.9W,

故A错误;

C.电路消耗的最小功率:

PminUI6V0.3A1.8W;

故C错误;

D.此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大:

R2max电路中的总电阻最小:

U2max3V10Ω; I0.3A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

R总min滑动变阻器接入电路中的电阻最小:

U6V12Ω, Imax0.5AR2minR总minR112Ω10Ω2Ω,

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.如图所示电路中闭合S2,断开S1和S3,两个电表均有示数,再断开S2,闭合S1和S3,则下面判断正确的是( )

A.电流表示数变小,电压表示数变大 B.电流表示数变大,电压表示数不变 C.电压表示数和电流表示数的比值变小 D.电压表示数和电流表示数的乘积变小 【答案】C 【解析】 【详解】

AB.由题中的电路图可知,闭合S2、断开S1和S3时,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;再断开S2同时闭合S1和S3时,两电阻并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,并联电路

中各支路两端的电压等于电源电压,所以电压表的示数由测串联电路中R2两端的电压变为测电源两端的电压,所以电压表的示数变大;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以两电阻并联时的总电阻小于串联时的总电阻,由欧姆定律可知,电路中的总电流变大,即电流表的示数变大,故AB项错误; C.由欧姆定律可知,电压表示数和电流表示数的比值原来等于R2的阻值、现在等于两电阻并联后的总电阻,所以电压表示数和电流表示数的比值变小,故C项正确;

D.当闭合S2,断开S1和S3时,电压表示数和电流表示数的乘积表示R2消耗的电功率;断开S2,闭合S1和S3时,电压表示数和电流表示数的乘积表示电路消耗的电功率,所以电压表示数和电流表示数的乘积变大;故D项错误;

16.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中,定值电阻R0两端的电压随滑动变阻器R1接入电路的阻值变化情况如图乙所示,下列说法错误的是( )

A.电源电压为6V

B.定值电阻R0的阻值为10Ω

C.当滑片P在b端时,通过R0的电流为0.6A

D.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,R0消耗的电功率为0.4W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A.由图乙可知,当滑动变阻器R1接入电路的阻值为0时,定值电阻R0两端的电压为6V,此时定值电阻R0两端的电压等于电源电压,故A项正确,不符合题意;

BC.当滑片P在b端时,由图乙可知,滑动变阻器R1接入电路的阻值最大为50Ω,此时定值电阻R0两端的电压为1V,根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端的电压为

U1UU06V1V5V

因为串联电路电流处处相等,则通过R0的电流为

I根据IU0U15V=0.1A R0R150ΩU可得定值电阻R0的阻值 RR0U01V10Ω I0.1A故B项正确,不符合题意,C项错误,符合题意;

D.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,由图乙可知,此时定值电阻R0两端的电压为

U22V,根据P可得R0消耗的电功率

RPU0R0故D项正确,不符合题意。 故选C。

22V210Ω0.4W

17.小强爱好电子制作,在一次综合实践活动中,他使用热敏电阻、电压触发器、蜂鸣器和其他一些器件设计火警报警器,即在发生火警时蜂鸣器报警。已知该热敏电阻在常温下电阻值约为20kΩ,温度越高,阻值越小,当温度高于80℃时阻值低于100Ω.电压触发器(相当于电压表)检测到电压低于1V时,触发蜂鸣器报警。下列电路设计中最符合要求的是

A. B.

C. D.

【答案】B 【解析】 【详解】

由题意知,当温度高于80℃时,电压触发器(相当于电压表)检测到电压低于1V时,触发蜂鸣器报警:

A.由图知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表测热敏电阻两端电压,根据串联电路的分压原理知,在常温下:

U定值R定值100kΩ5=, U热敏R热敏20kΩ1因为:

U=U定值+U热敏=5V,

所以

11U热敏U×5V<1V ;

66即电压表示数小于1V,蜂鸣器报警;当温度高于80℃后,热敏电阻阻值变小,所以其分得电压更小,即电压表示数仍小于1V,蜂鸣器报警,故A不符合题意; B.由图知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表热敏电阻两端电压,在常温下:

U定值R定值1kΩ1=, U热敏R热敏20kΩ20那么:

U热敏2020U×5V>1V, 2121即电压表示数大于1V,蜂鸣器不报警,当温度高于80℃后,热敏电阻阻值变小,且低于100Ω:

U定值R定值1000Ω10=, U热敏R热敏100Ω1则:

U热敏11U×5V<1V 1111即电压表示数小于1V,蜂鸣器报警,故B符合题意;

C.由图知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,在常温下:

U热敏2020U×5V>1V 2121即电压表示数大于1V,蜂鸣器不报警,当温度高于80℃后,热敏电阻阻值变小,且低于100Ω,所以其分得电压更小,定值电阻分得电压更大,即电压表示数仍大于1V,蜂鸣器不报警,故C不合题意;

D.由图知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,在常温下:

U定值R定值1kΩ1=, U热敏R热敏20kΩ20U热敏11U×5V<1V 2121即电压表示数小于1V,蜂鸣器报警,故D不合题意。

18.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2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R1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,R1与R2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R1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Ia=0.2A,U2=4V, 由I1R2,根据电阻的串联和和欧姆定2U可得,R2的阻值: RR2U24V20Ω, Ia0.2A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:

UIaR1U20.2AR14V------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Ib=0.6A,电源电压加在R1上,则有:

UIbR10.6AR1------②;

联立①②解得:R1=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:

R2则电流表的示数为:

11R220Ω10Ω, 22IU6V0.3A, 10Ω10ΩR1+R2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V1、数的变化量的大小分别为U1和U2,那么( )

A.U1<U2 B.U1>U2 C.U1U2

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R1并联,再与R2、R3串联,电压表V1测并联部分电路两端的电压;V2测中间定值电阻R2两端的电压;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V1的示数变小,变化量为U1,根据串联电路的电阻分压特点可知,定值电阻R2、R3两端的电压变大;因为:

U1UU2U3

所以:

U1U2U3

故:

U1U2

故B项符合题意、ACD项不符合题意;

20.所示电路中,电源两端电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由B端向

A端滑动一段距离,电压表V1、V2示数的变化量分别为U1、U2,电流表示数的变化量为I。下列判断中正确的是( )

A.定值电阻R1的阻值为

U2 IB.电阻R1消耗的电功率增大了U1I

C.电压表V1示数变大,电压表V2示数变大,电流表示数变大 D.电压表V2示数与电流表示数的比值不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

A.由题图可知,两电阻与滑动变阻器串联,电压表V2测量R2与滑动变阻器两端的电压,电压表V1测量R1两端的电压,R1两端的电压是

UR1UU2

所以

UR1U2

R1故A正确;

UR1U2 IIB.滑片由B端向A端滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以电路电流减小,由PI2R可知,电阻R1消耗的电功率减小,而不是增大,故B错误;

C.将滑动变阻器的滑片P由B端向A端滑动一段距离,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小即电流表的示数变小,所以R1两端的

电压变小即电压表V1的示数变小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2和滑动变阻器两端的电压之和变大即电压表V2的示数变大,故C错误;

D.由于电压表V2的示数变大,电流表的示数变小,所以电压表V2示数与电流表示数的比值变大,故D错误。 故选A。

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