中考物理欧姆定律题试题及答案.docx
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中考物理欧姆定律题试题及答案
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.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
可得灯泡的电阻
电源电压不变,在图AD中,由P=UI得
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,
则
已知I2:
I3=10:
9,则
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)
即
I22(R1+R)=10W②
图C中灯泡和滑动变阻器的总功率
P″=I32(RL+2R)
即
I32(8Ω+2R)=9.72W③
由于I2:
I3=10:
9,则由
化简可得
3R1=20Ω+2R④
解①④方程得
R=2Ω
R1=8Ω
故C正确,不符合题意;
由②得
根据图B可知,电源电压
U=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
由
得此时电路的最大电阻为
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。
2.如图所示,R1是定值电阻,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片自B向A移动的过程中
A.电压表V1示数变小,V2示数变大,电流表A的示数变大
B.电压表V1示数与电流表A示数之比不变,电压表V2示数与电流表A示数之比变大
C.电流表A的示数变大,电路消耗的总功率变大,电压表V2示数变小
D.电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量之比不变
【答案】CD
【解析】
【详解】
由图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路电流,V1并联在定值电阻两端,测R1两端电压,V2并联在定值电阻两端,测R2两端电压;
A.当滑动变阻器的滑片自B向A移动时,R2的阻值减小,则通过的电流变大,即电流表示数变大,根据U=IR,R1是定值电阻,阻值不变,通过的电流增大,则分得的电压增大,即V1的示数变大,根据串联分压的特点以及电源电压恒定,则R2分得的电压就减小,即V2的示数减小,故A项不符合题意;
B.电压表V2示数与电流表A示数之比,即R2的阻值在减小,电压表V1示数与电流表A示数之比,即R1的阻值是一个定值,故B项不符合题意;
C.电路消耗的总功率根据公式P=UI可知,电源电压不变,通过的电流增大,则电路消耗的总功率变大,故C项符合题意;
D.根据串联分压的特点,则有
,
,
则
,
即
,
所以,电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量之比不变,故D项符合题意。
3.如图所示是A、B两定值电阻的U-I图像,由图像中的信息可知
A.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则A两端的电压大
B.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B的功率大
C.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则通过A的电流大
D.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则A的功率小
【答案】AD
【解析】
【详解】
由图像可以看出,当电压一定时,通过A的电流较小,由
的变形公式
可知,RA>RB;
A.若将RA、RB两电阻串联在某电源两端,因串联电路中各处的电流相等,且RA>RB,所以,由
的变形式
可知,RA两端的电压大,故A符合题意;
B.由公式
可知,RA的实际功率大,故B不符合题意;
C.若将RA、RB两电阻并联在某电源两端,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由
可知,通过RB的电流大,故C不符合题意;
D.若将RA、RB两电阻并联在某电源两端,因并联电路中各支路两端的电压相等,由
可知,RA的实际功率小,故D符合题意。
4.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,Rt是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。
若闭合开关S,则( )
A.环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是150Ω
B.电压表V示数越小,环境温度越高
C.电压表的最小示数是1.5V
D.此电路允许的最高环境温度为60℃
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由甲图可知,R0、R1串联,电压表测R0两端电压
A.由图乙可知,环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是200Ω,故A不符合题意;
B.因串联电路中各处的电流相等,由I=
可知,当电压表V示数越小时,电路中的电流越小,由R=
可知,电路中的总电阻越大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,热敏电阻的阻值越大,由图乙可知,环境的温度越低,故B不符合题意;
C.由图象可知,温度每升高20℃,R1的阻值减小50Ω,所以温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大R1大=300Ω,由串联电路的分压原理可知,此时电压表的示数最小,此时电路中的电流
I最小=
=0.0075A
电压表的最小示数
U0最小=I最小R0=0.0075A×300Ω=2.25V
故C不符合题意;
D.当电压表的示数最大,即U0=3V时,电路允许测量的温度最高,此时电路中的电流
I=
=0.01A
电路中的总电阻
R=
=450Ω
热敏电阻连入的阻值
R1=R
R0=450Ω
300Ω=150Ω
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为60℃,故D符合题意。
故选D。
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
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,电源电压为5V,闭合开关S,电压表的示数为1V。
则
A.通过灯泡L1的电流比L2的电流大
B.灯泡L2两端的电压是1V
C.灯泡L1和L2的电阻之比是4:
1
D.若灯泡L2灯丝烧断,电压表示数为零
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由图知,两灯串联在电路中,电压表测L1两端电压,即L1两端的电压是1V,串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡的电流和的电流相等,故A不符合题意;
B.由串联电路的电压特点知,灯泡L2两端的电压是:
U2=U-U1=5V-1V=4V,
故B不符合题意;
C.通过两灯电流相等,由欧姆定律有:
=
,即:
=
=
=
,
故C不符合题意;
D.由图知,若灯泡灯丝烧断,则整个电路断路,所以电压表示数为零,故D符合题意。
8.如图所示,用弹簧挂一条形磁铁放在螺线管的正上方,闭合开关,待弹簧稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动.下列说法正确的是()
A.电压表示数变大,电流表示数也变大
B.电压表示数变小,电流表示数也变小
C.螺线管上端是S极,弹簧缩短
D.螺线管上端是N极,弹簧伸长
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
如图滑动变阻器与螺线管串联,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,此时螺线管的磁性会增强;根据串联电路分压特点
,滑动变阻器接入电路的电阻变小,分得的电压变小,所以电压表示数变小,电流表示数变大;根据安培定则可知螺线管上端是S极,由于同名磁极相互排斥,所以弹簧会缩短。
9.如图所示的四个电路图中,电源电压不变,R0为已知阻值的定值电阻,图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是()
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过Rx的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出Rx的阻值,故A正确;
B.由电路图可知,无论开关闭合还是断开,电压表始终测电源的电压,即无法测出或间接的得出Rx两端的电压,故此电路图不能测出Rx的阻值,故B不正确;
C.开关S闭合时,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据
求出通过定值电阻的电流,根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流,即
,根据
求出Rx的阻值,故C正确;
D.由电路图可知,当开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压
当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电源电压
由于
求出Rx的阻值,故D正确。
故选ACD。
10.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Uab变大
B.电流表示数变大,输出信号电压Uab变大
C.电流表示数变小,输出信号电压Uab不变
D.电流表示数变大,输出信号电压Uab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Uab;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Uab会变大,故A正确,C错误,
故选A.
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作;过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R或灯L上,则下列判断中正确的是
A.电阻R一定断路B.电阻R一定短路
C.灯L可能变亮D.灯L的亮度可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:
电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;
电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭.
由以上分析可得,A、B、D判断均错误,C判断正确.
12.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A1示数不变B.电流表A1示数变大,电流表A2示数不变
C.电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变D.电压表V示数与电流表A1示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,R0与R1并联,电流表A1测R0支路的电流,电流表A2测R1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R0的电流不变,电流表A1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R0的电流不变,电流表A1的示数不变,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,由
可知,通过R1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A2的示数变小,故B错误;
CD.电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,故电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变、电压表V示数与电流表A1示数的比值不变,故C正确、D错误。
故选C。
13.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“10Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V1.25W”(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
故A错误;
B.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
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
即
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
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
故D错误。
故选B。
14.左图中所示的装置是水位监测仪,图甲是该水位监测装置的模拟电路图。
柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平。
已知电源电压恒为6V,小灯泡标有“2V2W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h的倒数,即x=h-1)。
则下列说法中正确的是( )
A.容器内水柱越高,两金属板间的湖水电阻R越大
B.将电流表改为水位计,水位越高电流表示数越大
C.当湖水水位高于警戒水位5m时,灯泡的实际功率大于2W
D.当湖水水位高于警戒水位0.4m时,电流表示数为0.6A
【答案】B
【解析】
【分析】
(1)容器内水位上升时,根据图乙判断其电阻的变化;
(2)由
计算灯泡电阻,根据图像得出R与x的关系式,再根据电阻的串联和欧姆定律得出I与h的关系式,分析关系式中I与h的关系判断两者的变化情况;
(3)由B中I与h表达式计算湖水水位高于警戒水位5m时,电流表示数,再根据
求出此时灯泡的实际功率,据此判断;
(4)由B中I与h表达式计算湖水水位高于警戒水位0.4m时,电流表示数。
【详解】
由图甲可知灯泡、电流表与金属块间湖水电阻串联,由图乙可知,R与h-1成正比,所以h越大,R越小;
A.容器内水柱越高时,则A内湖水电阻R变小,故A错误;
B.由
可得,灯泡电阻
由图像可知,R=4Ω时,x=0.2m−1,R=8Ω时,x=0.4m−1,设R=kx+b,则
,
解得:
k=20Ω·m,b=0,则R与x的关系式
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以I与h的关系式
由表达式可知,水位越高电流表示数越大,故B正确;
C.由B中I与h的表达式可知,当h1=5m时,电流表示数
此时灯泡的实际功率
故C错误;
D.由B中I与h的表达式可知,当h2=0.4m时,电流表示数
故D错误。
故选B。
15.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B.L1先变亮再逐渐变暗
C.L2逐渐变暗D.L2逐渐变亮
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
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
知,灯泡实际功率变大,亮度也变亮。
故选D。
16.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
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
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
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
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;
17.如图所示,将定值电阻R0和滑动变阻器RP先后以甲、乙两种方式连接在电源上,如果图甲中U1︰U2=m,图乙中I1︰I2=n,则下列关于m、n与滑动变阻器接入电路的电阻R的变化关系图像,可能正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.将定值电阻R0和滑动变阻器RP串联在电路中,根据串联电路电压的分配可得:
m,即mRP=R0,R0为定值电阻,所以m与R成反比,故AB错误.
CD.电路如图乙方式连接,则R0、RP并联,有I1=I2+I0,I0大小不变,且I2≠0,故I1随I2的增大而增大,故C错误,D正确;
故选D。
18.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中()
A.电流表A1的示数变小
B.总电阻R总的阻值变小
C.电流表A2示数与电流表A示数的比值变小
D.电流表A1示数与电流表A2示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【详解】
从图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量通过R2的电流,电流表A测量电路总电流;电源的电压保持不变。
A.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻R1两端的电压和电阻都不变,根据欧姆定律
可知,通过电阻R1的电流不变,所以电流表A1示数不变,A项不合题意;
B.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据
可得
由于R2在变大,那么可知
在变大,B项不合题意;
C.电流表A2示数可知是
,电流表A1示数是
,电流表A示数是
电流表A2示数与电流表A示数的比值是
由于R2在变大,那么可知
在变小,选项C符合题意;
D.电流表A1示数与电流表A2示数的比值是
由于R2在变大,那么可知
在变大,D项不合题意。
19.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R0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R0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,
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