一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图所示,MN间电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P处于a端时,电流表示数为0.25安;当滑片P处于ab中点时,电流表示数为0.40安,则MN间的电压是
A.6伏 【答案】D 【解析】 【详解】
B.5伏 C.4伏 D.3伏
R1与滑动变阻器R2并联,设MN间的电压为U,根据并联电路的电流关系, 则
UU0.25A……………….① R2R1UU0.4A………………② 1R2R12联立①②,将R2=20Ω代入,解得 U=3V。故D正确为答案.
2.小明利用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I—
1图像,如图乙,由图可知( ) R
A.定值电阻两端电压控制为2V不变 B.当电流为0.2A时,电阻R为0.1Ω C.当滑片向右移时,电压表数变大
D.当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为1:2 【答案】A
【解析】 【分析】
由题意可知,本题考查了“通过导体的电流与电阻的关系”,可以运用欧姆定律和串联电路的特点进行分析判断。 【详解】
1图象可得,当导体中电流为0.2A时,其对应的电阻为10,该实验利用控R制变量法,需控制定值电阻两端电压不变
AB.由I—
UIR0.2A10Ω2V
故A符合题意,B不符合题意;
C.滑片右移时,R电阻增大,由串联电路的分压原理可知,R两端电压增大,而电源总电压保持不变,所以R两端电压减小,即电压表示数减小,故C不符合题意; D.电流分别为0.25A和0.5A时,通过R的电流之比为
I10.25A1 I20.5A2实验中,需保持R两端电压不变,则由欧姆定律可得
UI1R1R21 UI2R12R2由上式可得
R12 R21故D不符合题意。 故选A。
3.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20Ω
B.电压表的变化范围是3V~6V C.滑动变阻器的取值范围是6Ω~40Ω D.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R1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PUI求电路的总功率。 【详解】
A.由甲图知道,R1 与R2 串联,电压表测R2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知
UU滑1I1R15V0.3AR1------① UU滑2I2R13V0.5AR1------②
由①②解得:R1 =10Ω,U=8V,故A错误;
BCD.由滑动变阻器R2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
U小=UI大R18V0.5A10Ω3V
变阻器接入电路的最小电阻
R小电路的最大总功率
U小3V 6Ω I大0.5AP大UI大8V0.5A4W
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R1两端的电压为
U1UU大8V6V2V
此时的总电流为
I小滑动变阻器的最大电阻为
U12V0.2A R110ΩR大电路的最小功率为
U大6V30Ω I小0.2AU2(8V)2P1.6W 小R1R大10Ω30Ω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。
4.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样,滑动变阻器 R1 的最大阻值为40 Ω,定值电阻R2 的阻值为 20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为 0~3A,灯丝电阻不随温度变化。当 S1、S2 和 S3 都闭合,滑动变阻器的滑片滑到端点 a 时,小灯泡L恰
好正常发光。在保证电路安全的前提下,以下说法正确的是:( )
A.电源电压为 10V
B.闭合 S2、S3,断开 S1 时,电路中最小电流为 0.1A C.闭合 S1、S3,断开 S2 时,滑动变阻器取值范围为 0~20Ω
D.滑片在 a 端,S1、S2和S3 都闭合时,整个电路的功率最大,最大值为 3.75W 【答案】D 【解析】 【详解】 根据PU2 可得,小灯泡的电阻: RRLU2L额PL额=5V2=10Ω2.5W;
A.当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻R2并联;此时小灯泡L恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡的额定电压,U=UL额=5V,故A错误; B.闭合S2、S3,断开S1时,R1与L串联,电压表测变阻器R1的电压,当滑动变阻器的两端电压等于电压表的最大值,即U滑=3V时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小, 则最小电流:
I=故B错误;
UU滑5V-3V==0.2A; RL10ΩC.闭合S1、S3,断开S2时,R1与R2串联,电压表测变阻器R1的电压,由串联分压规律可知,当电压表示数最大为U1=3V时,变阻器R1接入电路的阻值最大,因串联电路电流处处相等,结合欧姆定律可得:
U1U2; R1R2即:
3V5V-3V=; R120Ω解得R1=30Ω,变阻器R1接入电路的阻值最大为30Ω,故C错误;
D.当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻R2并联,因并联电
路的总电阻最小,所以由P率:
U2可知,此时整个电路的功率最大,则整个电路的最大功RP最大PL额P2PL额故D正确。
UR225V=2.5W+220Ω=3.75W;
5.如图所示的电路,将A、B两端接入10V电源,电压表示数为4V;拆去A、B两端电源,再将C、D两端接入20V 电源,电压表示数为12V,则R1∶R3的值为( )
A.3∶2 【答案】C 【解析】 【详解】
B.1∶1 C.9∶4 D.4∶9
当将A、B两端接入10V电源,电压表示数为4V,即R2两端的电压是4V,根据串联电路电压规律可知,R1两端的电压是
U1U-U210V-4V6V
根据串联电路电流规律可知
I可得R16V4V R1R23R2;拆去A、B两端电源,再将C、D两端接入20V 电源,电压表示数为2'U3'U'U220V12V8V
12V,即R2两端的电压是12 V,可知R3两端的电压是
可知
I'可得R312V8V R2R32R2;那么 3R1:R332R2:R29:4 23故选C。
6.如图所示,电源电压不变,当开关S闭合时,电流表的示数为0.8A.开关S断开后,电
流表的示数改变了0.5A.则R1与R2的阻值之比为( )
A.13:5 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
B.3:5 C.5:3 D.5:13
开关S断开时电路为R1的简单电路,当开关S闭合时两电阻并联,电流表测干路电流;∵并联电路中各支路工作、互不影响,∴开关S断开后,通过R1的电流不变,改变的电流是通过R2的电流即I2=0.5A,∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,∴通过R1的电流:
I1II20.8A-0.5A=0.3A,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,∴根据欧姆定律可得:
UR1I1I20.5A5。 R2UI10.3A3I2故选C。
7.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 从右端滑到左端的过程中, R 1、R 2的 I-U 关系图象如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.A图线是电阻 R2 的 I-U 关系图象 B.电源电压为 18V C.R1 的阻值是20Ω
D.滑动变阻器 R2的最大阻值为30Ω 【答案】D 【解析】 【详解】
A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流
表测电路中的电流。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,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0;由图象可知,A为滑动变阻器R2的U−I关系图象,B为电阻R1的U−I图象,故A正确,不符合题意;
B.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U−I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:
U=U1+U2=14V+4V=18V
故B正确,不符合题意; C.由I=
U可得,定值电阻R1的阻值 RR1=
U14V==20Ω I0.2A故C正确,不符合题意; D.由I=
U可得,滑动变阻器的最大阻值: RR2=
U214V==70Ω I0.2A故D错误,符合题意。
8.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示。电源电压恒为 4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω 1A”,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻变化)。在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器两端的最大电压是3V B.该电路的最大总功率是4.5W C.电路中电流变化的范围是0.173A~0.5A D.滑动变阻器阻值变化的范围是3Ω~10Ω 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.灯泡L的电阻
23V6Ω ULRLPL1.5W2当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,其两端的电压最大,设这个电压大小U滑,根据欧姆定律可知
4.5V-U滑U滑I
6Ω20Ω解得U滑3.5V,A错误; B.由题意可知,灯泡L的额定电流
ILPL1.5W0.5A UL3V可知道电路中的最大电流只能是0.5A,不能再大了,当电流是0.5A时,电路的总电阻
R总4.5V9Ω 0.5A这种情况符合题意,所以该电路的最大总功率
PmaxUI4.5V0.5A2.25W
该电路的最大总功率是2.25W,B错误;
C.当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路的电流最小,其电流值
Imin电压表的示数
4.5V0.173A
6Ω20ΩU电压IminRL0.173A6Ω1.038V
这个电压值没有超过电压表的量程,电路是安全的,所以电路中的最小电流可以是0.173A,由上述可知,电路中电流变化的范围是0.173A~0.5A,C正确;
D.由上述可知,电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值是20Ω;电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是
R滑R总-RL9Ω-6Ω=3Ω
那么滑动变阻器阻值变化的范围是3Ω~20Ω,D错误。 故选C。
9.把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中,各电表选择的量程如图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A.在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变小
B.电路的总功率最大值为10.8W C.小灯泡的电功率最小值为0.75W D.滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω 【答案】ACD 【解析】 【分析】
分析实物图可知:灯泡与滑动变阻器是串联关系;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V)。
(1)滑片向左移动时,根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化;再判定总电阻的变化,根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况; (2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻,确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻,利用PUI求电路的总功率最大值; (3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入的电阻最大,利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压;再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻;最后利用PUI求小灯泡的电功率最小值; (4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。 【详解】
A.由图知道,由实物电路图可知:灯泡与滑动变阻器串联;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V),当滑片向左移动时,则滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压不变,由IU知道,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;滑动变阻器连入电路的电R阻变小、分压变小,所以电压表示数的变小,故A正确; B.由PUI可知,当灯正常发光时的电流
I额P额U额3W0.5A 6V18V6V24Ω
0.5A由于电路中的最大电流是0.5A,则滑动变阻器连入电路的最小电阻
Rmin此时电路中电功率最大
UU额ImaxPmaxUImax18V0.5A9W
故B错误;
U2C.由P可知,灯泡的电阻
R(6V)2RL12Ω
P额3W由图知道,为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入的电
2U额阻最大,由串联电路电压特点可知,小灯泡两端的最小电压是
ULUUR18V15V3V
此时电路中的电流
IIRIL所以滑动变阻器连入的最大电阻
UL3V0.25A RL12ΩRmax此时小灯泡的最小电功率
UR15V60Ω IR0.25APminULIL3V0.25A0.75W
故C正确;
D.由以上计算知道,滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω,故D正确。 故选ACD。
10.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V
C.小灯泡的额定功率为6W 【答案】BCD 【解析】 【分析】
B.滑动变阻器的最大阻值为14Ω D.电路总功率的变化范围是6W~12W
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用PUI求出灯泡的电功率即为额定功率,利用PUI求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图像读出V1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用PUI求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。 【详解】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
AC.当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流Imax1.0A,电压表V2的示数U06V,电压表V1的示数为12V,即电源的电压U=12V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端的电压
ULUU012V6V6V
因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率
PLULImax6V1.0A6W
电路的最大总功率
PmaxUImax12V1.0A12W
故A错误、C正确;
BD.当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图像可知,电路中的最小电流Imin0.5A,电压表V1的示数U1=5V,此时滑动变阻器两端的电压
URUU112V5V7V
由IU可得,滑动变阻器的最大阻值 RRUR7V14Ω Imin0.5A电路的最小总功率
PminUImin12V0.5A6W
则电路总功率的变化范围是6W∼12W,故BD正确。 故选BCD。
11.定值电阻R1标有“10Ω 2A”,R2标有“20Ω 1.5A”的字样。则以下说法正确的是( ) A.若将两只电阻串联使用,则允许通过电阻的最大电流为2A B.若将两只电阻串联使用,允许加在它们两端总电压的最大值是45V C.若将两只电阻并联使用,则干路允许通过的电流最大值是3A D.若将两只电阻并联使用,电路允许的总电功率最大值是60W 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A.定值电阻R1允许通过的最大电流为2A,R2允许通过的最大电流为1.5A,根据串联电路中电流处处相等,为不损坏定值电阻,则允许通过电阻的最大电流为1.5A,故A错误;
B.由A解析知,允许通过电阻的最大电流为1.5A,根据I=的最大值为
U可得加在它们两端总电压RU大=I大R总=1.5A(10Ω+20Ω)=45V
故B正确;
C.由定值电阻R1、R2的铭牌可知,加在它们两端的最大电压分别为
U1=I1R1=2A10Ω=20V,U2=I2R2=1.5A20Ω=30V
根据并联电路中各用电器两端电压相等,可知它们两端的电压最大为20V,则通过定值电阻R1的电流为2A,通过定值电阻R2的电流为
I2'=
干路允许通过的电流最大值为
U120V==1A R220ΩI并大=2A+1A=3A
故C正确;
D.若将两只电阻并联使用,电路允许的总电功率最大值为
P大=U1I并大=20V3A=60W
故D正确。 故选BCD。
12.如图所示的电路中,电阻R2的阻值为15Ω。当开关S1、S2闭合时,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为10Ω
B.S1、S2闭合时,通过电阻R1的电流为0.5A C.S1、S2闭合时,电流表A1测量的是通过R1的电流 D.开关S2断开时,电流表A2示数为0.2A 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
ABC.把实物图转化为电路图,如下图所示
从电路图可以看到,电流表A1测量的是总电流,电流表A2测量的是R2的电流,从题中条件可知,R2的电压是
U2I2R20.2A15Ω3V
这个电压大小等于电源电压的大小,根据并联电路电流规律可知,通过电阻R1的电流是
I1I总-I20.5A-0.2A0.3A
并且可知电阻R1的阻值是
R1A正确,B、C错误;
U13V10Ω I10.3AD.开关S2断开时,只有电阻R2接在电路中,电流表A2示数是
I2D正确。 故选AD。
U23V0.2A R215Ω
13.如图电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片移到滑动变阻器的b端时,电压表的示数为8伏,10秒内定值电阻R1做功为20焦;当滑片P移到滑动变阻器的中点时,电压表的示数为6伏。下列结果正确的是( )
A.电源电压为12伏
B.滑动变阻器R的最大阻值为8欧 C.滑片在b端时,电流表示数为0.75安 D.电路先后两次消耗的总电功率之比为2:3 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A.由电路图可知,R1与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,从图可
知,当滑片滑到b端时,变阻器接入电路的电阻最大为R且与电阻R1串联,滑动变阻器两端电压是Umax8V,即
UmaxIbRUR8V……① R1R当滑片在中点时,变阻器接入电路的电阻
UCD且与R1串联,这时滑动变阻器两端电压为2Umid6V,由欧姆定律可得,电路中电流
Imid即
UR1R 2UmidImidRUR6V……② 2RR212联立①②可解得R2R1,U12V,A正确;
BC.当滑片移到滑动变阻器的b端时,电压表的示数是8V,R1两端的电压是
UR1U-Umax12V-8V4V
由题知,这时10秒内定值电阻R1做功为20焦,由WUIt可得到这时电路中的电流
IC错误;变阻器的最大阻值
W20J0.5A UR1t4V10sUmax8V16Ω I0.5ARB错误;
2UD.由上述可知,R2R1,根据P可得电路先后两次消耗的总功率之比是
RRR1PbU2 2PmidRR1U232D正确。 故选AD。
14.如图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电源电压保持不变。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,电压表V1的示数从10V变化到20V,电压表V2的示数从14V变化到34V,则下列说法中正确的是()
A.电源电压为34V C.电路中最小电流为1A 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
B.电阻R1的阻值为12Ω D.灯L的阻值始终是4Ω
由图可知灯泡L、定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1两端的电压,电压表V2测灯泡L与定值电阻R1两端的电压,所以灯泡两端电压等于电压表V2的示数减去电压表V1的示数。
A.当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,电压表V2的示数即为电源电压是34V,故A项正确;
BC.当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小,电压表V1的示数是10V,电压表V2的示数是14V,根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端分得的电压为
UR2UU234V14V20V
由IU可得通过电路最小电流 RI小UR220V1A R220Ω由IU可得定值电阻R1的阻值 RR1故B项错误,C项正确;
U110V10Ω I小1AD.当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小为1A,电压表V1的示数是10V,电压表V2的示数是14V,则灯泡两端电压为
ULU2U114V10V4V
由IU可得此时灯泡L的电阻 RRLUL4V4Ω I小1A当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,此时通过电路电流最大,电压表V1的示数是20V,电压表V2的示数是34V,则灯泡两端电压为
ULU2U134V20V14V
由IU可得此时电路电流 RU120VI大2A
R110Ω则由IU可得此时灯泡L的电阻 RUL14VRL7Ω I大2A电路通过电流最大、最小时灯泡L的阻值不同,故D项错误。 故选AC。
15.如图所示电路图,把端点A、B接在电压U不变的电源两端,只闭合开关S1,电压表的示数为U1,电流表A1的示数为I1;把端点C、D接同一电源两端,只闭合开关S2,电压表的示数为U2,电流表A2的示数为I2;把端点A、D接同一电源两端,只闭合开关S1,电压表的示数为U3,电流表A1的示数为I3;把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S2,电压表的示数为U4,电流表的示数为I4。己知:R1=R3=12Ω,U1=8V,U1∶U3=4∶3,I3:I4=3∶5。下列说法正确的是( )
A.电源电压为30V
B.把端点B、C接同一电源两端,闭合开关S1、S2,总电阻R=2.4Ω C.定值电阻R2=3Ω
D.把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S1,总功率P=300W 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
AC.把端点A、B接在电源两端,只闭合开关S1,电阻R1与R2串联,电压表测量R2两端电压,U1∶U3=4∶3,则
U=I1(R1+R2)
U1=I1R2=8V U3=6V
把端点A、D接在电源两端,只闭合开关S1,电阻R2与R4串联,电压表测量R2两端电压,则
U=I3(R1+R2+R4) U3=I3R2=6V
可得
I1:I3=4:3
把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S2,电路中只有电阻R3,电压表测量R3两端电压,为电源电压,则
U4=I4R3=U
即
I1(R1+R2)=I3(R1+R2+R4)=I4R3
将R1=R3=12Ω,I3:I4=3∶5代入可得
R2=3Ω,R4=5Ω
代回上述各式得
I3=2A,U=40V
故A错误、C正确;
B.把端点B、C接同一电源两端,闭合开关S1、S2,电阻R2与R3并联,可得总电阻为
R故B正确;
R2R33Ω12Ω2.4Ω
R2R33Ω12ΩD.把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S1,电路中只有电阻R2,可得总功率为
U240V40VP533.3W
R23Ω故D错误。 故选BC。
二、初中物理电路类问题
16.用毛皮摩擦过的橡胶棒A带负电。 如图甲,用橡胶棒A接触不带电的验电器的金属球B时,验电器的金属箔张开;如图乙,让橡胶棒A靠近(不接触)不带电的验电器的金属球B,验电器的金属箔也会张开。 下列说法正确的是( )
A.毛皮与橡胶棒相比,毛皮的原子核对电子的束缚能力强
B.图甲中,金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
C.图乙中,橡胶棒靠近金属球B时,橡胶棒A所带电荷量减小 D.图乙中,金属球B上的一部分电子转移到金属箔上 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.摩擦起电的实质是电子的转移,原子核对电子的束缚能力强,物体得到电子带负电。橡胶棒A带负电,说明橡胶棒得到电子,即橡胶棒的原子核对电子的束缚能力强,故A错误;
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故B错误;
C.橡胶棒A没有接触验电器的金属球B,所以橡胶棒A所带电荷量不变,故C错误; D.橡胶棒A带负电,接近金属球B上,B上的自由电子被排斥而远离,转移到金属箔上,故D正确。 故选D。
17.电动自行车两刹车手柄中各有一只开关在行驶过程中,开关处于闭合状态,电动机正常运转.用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动自行车停止工作,图中电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A.从图中可以看到,三个开关处于闭合状态,符合在行驶过程中的情况,电动机正常运转;用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,此时电路中没有电流,电动机停止工作,选项A符合题意;
B.从图中可以看到,在行驶过程中,两开关处于闭合状态,电动机正常运转;但是用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机依然有电流流过,还在工作;B项不合题意;
C.从图中可以看到,在行驶过程中要求两开关处于闭合状态,这时没有电流流过电动机,电动自行车就不能正常运作,这种情况矛盾,C项不合题意;
D.从图中可以看到,没有电源,无论开关闭合还是断开,电动自行车都行驶不了,D项不
合题意.
18.下列电路正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
选项A中电压表的正负接线柱接反;B中电流表的正负接线柱接反;C中两灯并联,正确;D中若开关闭合会造成短路.故选C.
19.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是7.5V,电压表V2的示数为9V,若电源电压U为12V,则L2两端电压是( )
A.4.5V 【答案】A 【解析】 【详解】
B.5.5V C.3V D.2V
由电路图可知,三灯泡串联,V1测L1、L2两端的电压,V2测L2、L3两端的电压,则
U1U2=7.5V---①, U2U3=9V---②, U1U2U312V---③;
解得U2=4.5V; 故选A。
20.用滑动变阻器改变电路中小灯泡的亮度。如图所示的滑动变阻器的四种接法中,闭合开关后能直接进行实验的是( ) A.
B.
C.【答案】A 【解析】 【详解】
D.
A.从图中可以看到,这种接法会让滑动变阻器接入电路的阻值最大,闭合开关后能直接进行实验,选项A符合题意;
B.从图中可以看到,这种接法会让滑动变阻器接入电路的阻值最小,为零,闭合开关后不能调节电路中小灯泡的亮度,B项不合题意;
C.从图中可以看到,这种接法会让滑动变阻器滑片左边的电阻,即部分电阻接入电路,虽然能够调节电路中小灯泡的亮度,但是闭合开关后不能直接进行实验,C项不合题意; D.从图中可以看到,这种接法会让滑动变阻器滑片右边的电阻,即部分电阻接入电路,虽然能够调节电路中小灯泡的亮度,但是闭合开关后不能直接进行实验,D项不合题意。
21.小荣听了交通安全教育专题讲座后,对学校附近十字路口人行横道的红、绿交通信号灯的电路产生了浓厚兴趣,经过观察、思考,他画出了下列红,绿灯连接的电路图,你认为正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
由题,十字路口人行横道的红、绿交通信号灯应能工作,互不影响,故应为并联电路。
A.两灯泡串联,两开关均闭合时红、绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A错误;
B.只闭合开关S1时绿灯亮,只闭合开关S2时红灯亮,两灯并联,工作,互不影响,故B正确;
C.两开关都闭合时会造成电源短路且两灯泡不发光,任何一个开关断开时红绿交通信号灯同时发光,故C错误;
D.当只闭合开关S2时,两灯泡都发光;只闭合S1时绿灯亮,故D错误。 故选B。
22.小强同学在探究串联电路电流规律的实验中,按下图连接好了电路,闭合开关S后,观察实验,两灯均不发光.为检测出电路故障,他做了以下操作:将电压表接到b、c两点,观察电压表、电流表均无示数.将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,而电流表示数几乎为零,则电路故障可能是
A.灯L2断路 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
开关闭合后,两个灯泡都不发光,电流表的指针几乎不动,说明电路是断路.将电压表并联在b、c两点,电压表无示数,说明电压表的正负接线柱不能与电源两极相连,即灯L2
B.灯L2短路
C.电流表烧坏了
D.灯L1断路
断路,L1 完好,或L1短路;将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,说明灯L2 断路,故选A.
23.如图所示电路,电源电压为3V,当开关S闭合后,只有一盏灯泡发光且电压表的示数为3V,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1处短路 B.灯泡L2处短路 C.灯泡L1处断路 D.灯泡L2处断路 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图知,两灯泡串联,电压表测量L2两端的电压,因为闭合开关后,有一盏灯泡发光,因此电路发生短路故障;又因为电压表有示数,并且等于电源电压,所以L1被短路. 故选A.
24.如图所示电路,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 a端向 b端滑动一段距离,电压表V1、V2、V3示数的变化量的绝对值分别为U1、U2、
U3,电流表示数的变化量的绝对值为 I.下列判断正确的是
A.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大,电压表V1与V2的示数之和不变 B.电压表V3示数变大,电压表V3与电流表示数的比值变大 C.滑动变阻器的滑片 P滑过的那一段距离对应的阻值为D.U1大于U3
U2I
【答案】ABD 【解析】 【详解】
A.由题中的电路图可知,当滑动变阻器的滑片P向b端滑动一段距离时,三电阻串联,电压表V1测R1与R2两端的电压之和,电压表V2测R3两端的电压,电压表V3测R2与R3两端的电压之和,电流表测电路中的电流;将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动一段距离时,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,由UIR可知,R1与R2两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以电压表V1与V2的示数之和等于电源的电压即不变,则电压表V2的示数变大,故A项正确;
B.因电压表V3的示数等于电源的电压减去R1两端的电压,所以电压表V3的示数变大,因电压表V3与电流表示数的比值为R2R3的阻值,所以电压表V3与电流表示数的比值变大,故B项正确;
C.由欧姆定律得,滑动变阻器的滑片P滑过的那一段距离对应的阻值为:
R3故C项错误;
U2 ID.当滑动变阻器的滑片P在a端时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律得,V3示数是:
U3UIR1
当滑动变阻器的滑片P向b端滑动一段距离时,V3测量电阻R2、R3两端的电压U3,根据串联电路的电压特点和欧姆定律得:
U3UIR1
则:
U3U3U3UIR1(UIR1)(II)R1IR1
由题意可得:
U1(IR1R2)
所以U1大于U3;故D项正确;
25.如图所示电路,闭合开关 S1、S2,下列对电路的分析正确的是( )
A.L1 与 L2 并联,电流表 A1 测 L2 的电流 B.L1 与 L2 串联,电流表 A2 测干路上的电流
C.当开关 S2 断开时,通过 L1 的电流不变, A2 的示数变小 D.当开关 S2 断开时, A2 的示数不变,通过 L1 的电流变大 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
AB.由图可知,闭合开关 S1、S2,L1 与 L2 并联,电流表 A1 与 L2 在同一支路,所以的电流表 A1 测 L2 的电流,电流表 A2测量干路电流,故A正确、B错误;
CD.并联电路各支路互不影响,由图可知,当开关 S2 断开时,L2 所在支路断开,通过L2电流为0,通过 L1 的电流不变,干路电流表A2示数变小,故C正确、D错误。
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