一、欧姆定律选择题
1.在如右图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是( )
A. 灯 L1、L2 是串联的 B. 电流表的量程应选0~3A C. 电压表的量程应选0~3V D. 电压表测的是灯 L1两端的电压 【答案】B
【解析】【解答】根据电路图可以看出灯 L1、L2 是串联的,A不符合题意;电压表并联在L1两端,测的是灯 L1两端的电压,D不符合题意;因为电源电压为3伏,所以电压表的量程应选0~3V,C不符合题意;因为L1、L2发光时的电阻均为5欧,串联在一起,总电阻
,根据
故答案为:B
【分析】根据电路中的电源电压和总电阻,利用欧姆定律计算电流的大小.
,电流表的量程应选0~0.6A,B符合题意。
2.在一次物理实验中,小于同学连接了如图所示的电路,电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针,闭合开关后,下列说法错误的是( )
A. 电磁铁的A端为N极
B. 小磁针静止时,N极水平指向左
C. 利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 D. 当滑动变阻器滑动片P向右端移动,电磁铁磁性增强 【答案】 C
【解析】【解答】解:A、由图知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的A端是N极,B端是S极,A不符合题意;
B、电磁铁的B端是S极,由磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是N极,即N极水平指向左,B不符合题意;
C、该实验表明了电能生磁,利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁,C错误,符合题意;
D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,则电磁铁的磁性变强,D不符合题意; 故答案为:C。
【分析】首先利用安培定则判断螺线管的磁极,再由磁极间的作用规律判断小磁针的指向;电磁感应是发电机的原理;由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化,则可得出螺线管中磁场的变化.
3.小明用如图甲所示电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率,电源电压恒为4.5V,小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据,测得小灯泡的U﹣I图象如图乙所示.针对该实验过程,下列结果正确的是( )
A. 小灯泡的额定功率为6.25W B. 小灯泡正常工作时的电阻为5Ω C. 滑动变阻器的最大阻值为40Ω D. 电路消耗的最小功率为0.05W 【答案】C
【解析】【解答】解:
由电路图知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端电压,电流表测电路中电流, A、小灯泡的额定电压为2.5V,由图象可知此时通过灯泡的电流为0.4A, 所以小灯泡的额定功率:P额=U额I=2.5V×0.4A=1W,故A错误; B、由I= 可得,灯泡正常工作时的电阻:RL=
=
=6.25Ω,故B错误;
C、电源电压一定,由I= 可知,当变阻器连入电路的阻值最大时,电路中电流最小;由图象知电路的最小电流为0.1A,此时灯泡两端电压为0.5V; 电路的最大总电阻:R总最大= 此时灯泡的电阻:RL=
=
=
=45Ω,
=5Ω,
滑动变阻器的最大阻值:R滑最大=R总最大﹣RL=45Ω﹣5Ω=40Ω,故C正确; D、由P=UI可得电路消耗的最小功率: P总最小=U总I最小=4.5V×0.1A=0.45W,故D错误. 故选C.
【分析】(1)由图象可知,灯泡正常发光时的电流,由P=UI计算小灯泡的额定功率;(2)由I= 计算灯泡正常工作时的电阻;(3)变阻器连入阻值最大时,电路中电流最小,由图象读出此时灯泡的电压和电流,由串联电路特点和欧姆定律计算变阻器的最大值;(4)由P=UI计算电路的最小功率.
4.如图甲所示,粗细均匀的电阻丝AB通过滑片连入电路(电阻丝的阻值不随温度变
化),小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U图象关系如图乙所示.则下列计算结果正确的是( )
A. 电源电压为9V B. 小灯泡的额定功率为3W
C. 电阻丝AB的最大阻值为6Ω D. 滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比为1:8 【答案】D
【解析】【解答】解:(1)由图甲可知,当滑片位于B端时,电路为L的简单电路,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,通过灯泡的电流为1A,灯泡两端的电压为6V,即电源的电压U=6V,故A错误;
灯泡的额定功率PL=ULIL=6V×1A=6W,故B错误;(2)当滑片P在最左端A时,电阻丝AB完全接入电路中,电路中的电流最小,
由图乙可知,通过小灯泡的电流为I=0.5A,灯泡两端电压UL′=1.5V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电阻丝AB两端电压: UAB=U﹣UL′=6V﹣1.5V=4.5V, 因串联电路中各处的电流相等, 所以,由I= 可得,电阻丝AB的阻值: RAB=
=
=9Ω,故C错误,
灯泡的电功率:
PL′=UL′I=1.5V×0.5A=0.75W,
则滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比: PL′:PL=0.75W:6W=1:8,故D正确. 故选D.
【分析】(1)由图甲可知,当滑片位于B端时,电路为L的简单电路,此时电路中的电流最大,根据图乙可知通过灯泡的电流以及两端的电压即为电源的电压,根据P=UI求出灯泡的额定功率;(2)滑片P在最左端A时,电阻丝AB完全接入电路中,电路中的电流最小,根据图乙读出灯泡两端的电压和通过的电流,根据串联电路的电压特点求出AB两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电阻丝AB的阻值,根据P=UI求出灯泡
的电功率,然后得出滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比.
5.如甲图所示的电路中,电源电压为8V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断错误的是( )
A. R0的阻值是5Ω B. 电路的最大总功率12.8W C. R0的最小功率是1.6W D. 滑动变阻器最大阻值是35Ω 【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,此时电路的总功率最大, 由乙图可知,电路中的最大电流I大=1.6A, 由I=可得,R0的阻值: R0=
==5Ω,A符合题意;
电路的最大总功率:
P大=UI大=8V×1.6A=12.8W,B符合题意;(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表的示数最大,电流表的示数最小,R0的功率最小,
由乙图可知,电路中的最小电流I小=0.2A,变阻器R两端的电压UR=7V, 则R0的最小功率:
P0小=I小2R0=(0.2A)2×5Ω=0.2W,C不符合题意; 滑动变阻器的最大阻值: R大=
=
=35Ω,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路中的电流最大,此时电路的功率最大,根据图象读出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出R0的阻值,利用P=UI求出电路的最大功率;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表的示数最大,电流表的示数最小,R0的功率最小,根据图象读出电路的最小电流和变阻器两端的电压,根据P=UI=I2R求出R0的最小功率,再利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值.
6.标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示.若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,灯泡的电阻和实际功率约为( )
A. 24Ω 0.67W B. 20Ω 0.96W C. 24Ω 0.96W D. 20Ω 0.8W 【答案】D
【解析】【解答】解:把这种规格的三只灯泡串联接在12V的电源两端,则每只灯泡两端的电压都为4V,
从图象上可以看出,此时电路电流为0.2A, 由欧姆定律得,每只灯泡的电阻: R= =
=20Ω;
则每只灯泡的实际功率:
P实=UI=4V×0.2A=0.8W,故ABC 错误,D正确. 故选:D.
【分析】三只完全相同的灯泡串联,灯泡的电阻相等,通过的电流相等,根据欧姆定律可知,三只灯泡两端的电压相等,
再从图象上找到对应的电压和电流,根据相应的公式分别算出每只灯泡的实际电阻和实际功率.
7.地磅工作时,重物越重,电表的示数就越大。下列四幅电路图中, R′是滑动变阻器, R 是定值电阻。其中符合地磅工作原理的是( )
A. B.
C.
【答案】 B
D.
【解析】【解答】A.当物重增大时,滑片向下运动,变阻器的阻值增大,电流表的示数变小,故A不合题意;
B.电阻R和变阻器R'串联,电压表测电阻R的电压;当物重增大时,滑片向下运动,变阻器阻值变小,它的电压变小;而总电压不变,因此电压表的示数变大,故B符合题意; C.电流表将滑动变阻器短路,当物重增大时,电流表的示数不变,故C不合题意; D.电压表串联在电路里,当物重增大时,电压表的示数几乎不变,故D不合题意。 故选B。
【分析】(1)当电压不变时,电阻越大,电流越小;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即电阻越大,电压越大;
(3)当物重增大时,判断滑动变阻器的滑片的运动方向,进而得到其阻值的变化,接下来再判断电表的示数变化。
8.当一导体两端的电压是6V,通过的电流是0.6A,则该导体的电阻是( ) A. 10Ω B. 3.6Ω C. 6.6Ω D. 5.4Ω 【答案】A
【解析】【解答】解:由I= 可得,导体的电阻: R= = 故选A.
【分析】已知导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻.
=10Ω.
9.要测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx.提供的器材有:干电池两节,学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A )、电阻箱R2(0~9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是( )
A. ①②③ B. ②④ C. ③④ D. 只有
② 【答案】D
【解析】【解答】解:①由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量电阻Rx两端电压,电流表测量通过电路的电流,但由于Rx=500Ω>>R1=10Ω;所以电路中的电流几乎不变,无法多次测量减小求平均值;
②由电路图可知,闭合总开关,单刀双掷开关可以使电压表分别测量Rx两端电压和电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用
即可求出被测电阻,由于电阻箱的阻值变化
范围比较大,可以改变电阻箱的位置起到多次测量减小求平均值,减小误差;
③由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合总开关,当单刀双掷开关与Rx连接,读出电流表示数,当单刀双掷开关与R2连接,保持滑动变阻器的滑片不动,调节R2的阻值,使电流表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R2值,即为Rx的阻值,可以进行多次测量;由于电阻箱R2的阻值不是连续的,则测量的值只能精确到1Ω;
④由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合总开关,当单刀双掷开关与Rx连接,电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数;当单刀双掷开关与R2连接,保持滑动变阻器的滑片不动,调节R2的阻值,使电压表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R2值,即为Rx的阻值,可以进行多次测量;由于电阻箱R2的阻值不是连续的,则测量的值只能精确到1Ω;
综合上面的分析可知,可以较准确地测出Rx阻值的是②。 故答案为:D。
【分析】要测量未知电阻的阻值,需要测量测未知电阻两端电压和通过的电流,根据各选项的电路逐个分析判断.
10.如图所示的电路中,电源电压为20V,定值电阻为20Ω,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样,电压表选用的量程是0~15V,在该电路正常使用的情况下,则:( )
A. 电路允许通过的最大电流为1A B. 电路消耗的最小功率为8W
C. 电压表的最小示数为5V D. 滑动变阻器接入电路的最小阻值为10Ω 【答案】 B
【解析】【解答】由于电压表量程为“0~15V”,则当UR=15V时,
.
此时电流小于滑动变阻器的最大电流1A,所以电路中的最大电流为Imax=IR =0.75A,故A错误.
根据串联电路的电压特点可知:U滑min=U-UR=20V-15V=5V,
根据欧姆定律得:
当滑动变阻器全部连入电路时,
;故D错误;
则根据电阻的串联特点得:R总max=R+R滑=20Ω+30Ω=50Ω, 所以,
,
根据欧姆定律得:电压表的最小示数URmin=IminR=0.4A×20Ω=8V,故C错误. 电路消耗的最小功率Pmin=UImin=20V×0.4A=8W,故B正确. 故答案为:B.
【分析】(1)当电压表示数为15V时,根据
算出电路中的电流,再与滑动变阻器上
允许通过的最大电流相比较即可确定电路中的最大电流; (2)电路中电流最大时,滑动变阻器最值最小,根据再根据U=IR求出电压表的示数; (4)根据P=UI算出电路消耗的最小功率.
算出滑动变阻器的最小阻值;
(3)当滑动变阻器阻值最大时,电路中电流最小,根据欧姆定律求出电路中的最小电流,
11.在综合实践活动课上,小明把一只用半导体材料制成的电阻Rx与滑动变阻器R串联接在电压恒为6V的电路中,如图甲所示.闭合开关,滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中,电流表和电压表示数变化情况如图乙所示,针对该实验过程,下列结果正确的是( )
A. Rx是定值电阻,其阻值为6Ω B. 电路消耗的最小功率为0.6W
C. 滑动变阻器的最大阻值为50Ω D. 当P从a端移向b端时,Rx的阻值变大 【答案】 B
【解析】【解答】由电路图可知,电阻Rx与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;
当滑动变阻器的滑片P位于a端,滑动变阻器接入电路的阻值最大, 电路总电阻最大,电路中的电流最小,由图象可知,最小电流I最小:P最小=UI最小=6V×0.1A=0.6W,故B正确. 当电路中的电流最小时,对应电压表示数U值:
滑
最小
=0.1A,电路消耗的功率
=4.5V,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻
,故C错误.
根据串联电路电压规律可知,电阻Rx两端的电压:Ux=U-U滑=6V-5.0V=1V, 此时Rx的阻值:
当滑动变阻器的滑片P位于b端,滑动变阻器接入电路的阻值为零,电路总电阻最小,电路中的电流最大,由图象可知,最大电流I最大=1.0A,则电阻Rx两端的电压:Ux′=U=6V, 此时Rx的值
由上述可知,Rx不是定值电阻,故A错误. 当P从a端移向b端时,Rx的阻值变小,故D错误. 故答案为:B.
【分析】分析电路图确定滑动变阻器和Rx的连接方式及电压表所测的电压,分析出滑片在a端和b端时滑动变阻器应用的阻值,由图象乙确定出对应的电流值,由欧姆定律和电功率的公式进行计算即可解答.
12.如图所示,开关闭合后.当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时,观察到灯泡变暗,该过程中( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变小 B. 电流表示数变大,电压表示数变大 C. 电流表示数变小,电压表示数变小 D. 电流表示数变小,电压表示数变大 【答案】 D
【解析】【解答】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时,灯泡变暗,则灯泡的实际功率变小,因串联电路中各处的电流相等,由P=I2R可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,AB不符合题意;由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,C不符合题意、D符合题意。 故答案为:D
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时,观察到灯泡变暗,则灯泡的实际功率变小,根据串联电路的电流特点和P=UI=I2R可知电路中电流的变化,再根据欧姆定律可知灯泡两端的电压变化,利用串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端电压变化.
13.如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻
器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),由图象可知( )
A. 电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比 B. R0的电阻值是10Ω
C. 该电路最小功率0.05W D. 滑动变阻器R的电功率变化范围0﹣0.45W 【答案】D
【解析】【解答】解:(1)因为电流随电压的变化图象为正比例函数图象,且呈一条直线,所以通过R0的电流与R0两端的电压成正比,由电压是产生电流的原因可知,不能说电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比,故A错误;(2)当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,电路中的电流最大,由图乙可知,电源的电压U=3.0V,电路中的最大电流I大=0.6A,由I= 可得,R0的阻值:R0=
=
=5Ω,故B错
误;(3)当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.1A,电路中的总电阻:R总= 功率:P
=UI
=
=30Ω,因串联电路中总电阻等
于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R大=R总﹣R0=30Ω﹣5Ω=25Ω,电路的最小
小
小
=3.0V×0.1A=0.3W,故C错误;(4)滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω
=
时,消耗的功率为0W;当变阻器接入电路的电阻为R时,电路中的电流:I=
,变阻器消耗电功率:PR=I2R=( )2R= =
= =
,则当R=5Ω,变阻器消耗的电功率最大,PR大=
所以,滑动变阻器R的电功率变化范围0~0.45W,故D正确.故选D.
=0.45W,
【分析】(1)由图象可知,R0两端的电压和电流关系是一个正比例函数图象,要注意电压是电流产生的原因;(2),当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,此时电路中的电流最大,根据图象读出电表的示数,利用欧姆定律求出R0的电阻
值;(3)当滑片位于a端时,滑动变阻器的电阻完全接入电路中,电路中的电流最小,由图象读出电表的示数,根据P=UI求出电路中的最小功率;(4)滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω时,消耗的功率为0W;根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率,然后根据数学知识确定滑动变阻器消耗的最大功率,进一步得出滑动变阻器消耗电功率的变化.
14.如图所示电路中,R1:R2=2:3,开关闭合后,电路的总功率为P0。若将R1的阻值增大2Ω,R2的阻值减小2Ω,电路的总功率仍为P0;若将R1的阻值减小2Ω,R2的阻值增大2Ω,电路的总功率为P;则P:P0等于( )
A. 3:2 B. 4:3 C. 5:4 D. 6:5 【答案】 A
【解析】【解答】两个滑动变阻器并联;由题意可知,R1:R2=2:3,-------①,开关闭合后,电路的总功率:P0= 总功率:P0= 所以P0=
=
-------②,若将R1的阻值增大2Ω,R2的阻值减小2Ω,电路的
--------③,由以上①②③式可解得:R1=4Ω,R2=6Ω; ,若将R1的阻值减小2Ω,R2的阻值增大2Ω,此时电 =
,P:P0=
:
路的总功率:P= =3:2。 故答案为:A
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式,先根据P=表示出电路的总功率P0 , 将R1的阻值增大2Ω,R2的阻值减小2Ω,再根据P=表示出电路的总功率仍为P0 , 结合R1:R2=2:3可求出R1、R2的阻值;若将R1的阻值减小2Ω,R2的阻值增大2Ω,根据P=表示出电路的总功率为P,将R1、R2的阻值代入P0和P的表达式,联立即可得出答案.
15.用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与
其两端电压关系图。下列说法正确的是( )
A. 用电器甲电阻不变,大小为0.1Ω
B. 用电器乙电阻随着电流增大而变大,最大值10Ω
C. 如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,干路中的电流是0.43A D. 如果把这两个用电器并联接在4V的电源上,干路中的电流是0.65A 【答案】 D
【解析】【解答】A.由图像可知,用电器甲电阻的I-U图像为过原点的倾斜直线,则用电器甲的电阻不变,由图像可知,当U甲=5V时通过的电流I甲=0.5A,由 甲的电阻
可得,用电器
,A不符合题意;B.由图像可知,当用电器乙可得的
电压分别为1.5V、2.5V、4V、4.5V、5V时,对应的电流分别为0.05A、0.1A、0.25A、0.35A、0.5A,由
可得,对应的电阻分别为30Ω、25Ω、16Ω、12.9Ω、10Ω,所以,用
电器乙的电阻随着电流增大而变小,B不符合题意;C.如果把这两个用电器串联且电路中的电流为0.43A时,用电器甲电阻两端的电压
=0.43A×10Ω=4.3V,由图像可知,
用电器乙两端的电压大于4.5V,则电源的电压大于4.3V+4.5V=8.8V,所以,如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,电路中的电流不可能是0.43A,C不符合题意;D.因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,如果把这两个用电器并联接在4V的电源上时,它们两端的电压均为4V,由图像可知,通过两电阻的电流分别为I甲′=0.4A、I乙′=0.25A,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I′=I符合题意。 故答案为:D
【分析】由图象可知,通过用电器甲电阻的电流与两端的电压成正比例函数,则其为定值电阻,从图象中读出任意一种电流和电压值,利用欧姆定律求出其电阻.
同理,根据图象读出用电器乙几组电流与电压值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后判断其阻值的变化以及最大阻值.
如果把这两个用电器串联且电路中的电流为0.43A时,根据欧姆定律求出用电器甲两端的电压,根据图象读出用电器乙两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,然后比较判断.
如果把这两个用电器并联接在4V的电源上时它们两端的电压相等,根据图象读出通过两电阻的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流.
甲
′+I
乙
′=0.4A+0.25A=0.65A,D
16.在如图所示的电路中,闭合开关后,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A. 灯泡L变亮 B. 电压表V示数变大 C. 电流表A1示数变小 D. 电流表A2示数变大 【答案】 C
【解析】【解答】解:由图可知,该电路为并联电路;电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过灯泡的电流;电压表测量的是支路两端的电压,亦即电源电压,保持不变,B不符合题意;
根据并联电路的特点可知,滑动变阻器滑片移动时,对灯泡所在的支路无影响,灯泡的电流和电压都不变,故电流表A2示数不变,灯泡亮度不变,AD不符合题意;
当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小;通过灯泡的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流减小,即电流表A1示数变小,C符合题意。 故答案为:C。
【分析】电流表测量干路中的电流,电流表测量通过灯泡的电流;电压表测量的是支路两端的电压;根据滑动变阻器滑片移动的方向判定其阻值变化,根据欧姆定律判定其电流变化,根据并联电路的电流、电压特点判定电表示数的变化.
17.为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. AB两端电压为6V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的阻值会变为原来的5倍 【答案】D
【解析】【解答】解(1)当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1电阻变大,计数器会计数一次,信号处理系统记录的是AB间每一时刻的电压(AB间的电压即R2两端的电压),因
为R1、R2串联,根据串联电路的分压原理可知,此时R2两端的电压较低,所以应该是AB两端电压为2V时,跳绳自动计数器会计数一次,A不符合题意;因为电源电压12V,所以此时R1两端电压是12V-2V=10V,根据串联电路电流处处相等:
,解得R1=5R2 , B不
符合题意;由乙图可以看出,当没有挡住射向R1的激光, U2'=UAB'=6V,由串联电路的分压原理可知此时两电阻相等,C不符合题意;且R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】两电阻串联,AB间电压为R2两端电压,射向R1的激光被挡时它的电阻变化,由串联电路分压原理,结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题.
18.生活处处有物理,下列说法错误的是( )
A. 用筷子夹取食物时,利用了摩擦力
B. 公交车内的破窗锤是通过增大受力面积的方法来减小压强 C. 打开醋瓶能闻到酸味说明分子做无规则运动
D. 驾驶员在驾驶车辆时需系上安全带是防止惯性带来的伤害 【答案】 B
【解析】【解答】A、筷子能夹住食物放入嘴里而不掉下来,主要是靠筷子和食物之间存在摩擦力,该选项说法正确;
B、公交车内的破窗锤是通过减小受力面积的方法来增大压强,该选项说法错误; C、打开醋瓶能迅速闻到醋的酸味,是扩散现象,说明了分子在运动,该选项说法正确; D、当汽车突然刹车时,驾驶员和坐在前排的乘客由于惯性仍保持原来的向前运动的状态,容易撞上前挡风玻璃,从而造成伤害,故必须系好安全带.该选项说法正确; 故选B.
【分析】A、两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力;
B、增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强.在受力面积一定时,增大压力来增大压强;
C、物质是由分子组成的,组成物质的分子永不停息地做无规则运动;
D、一切物体都有保持原有运动状态不变的性质,这就是惯性.系安全带可以在很大程度上防止车辆因紧急刹车时,人由于惯性向前倾可能造成的伤害.
19.小灯泡L的额定电压为3V,它的I﹣U图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V.已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω 2A”.下列说法中错误的是( )
A. 电源电压为4.5V B. 小灯泡的额定功率为1.5W
C. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为2.5W 【答案】D
【解析】【解答】解:(1)当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联,
由图象可知,当电压表示数为1.5V时,电路中的电流I=0.3A, 由I= 可得,滑动变阻器两端的电压: U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电源的电压: U=UL+U
滑
=1.5V+3V=4.5V,故A正确,不符合题意;(2)由图象可知,灯泡两端的电压为
3V时,电路中的电流I′=0.5A,
因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等, 所以,灯泡的额定功率:
PL额=UL额I′=3V×0.5A=1.5W,故B正确,不符合题意; 此时滑动变阻器两端的电压: U滑′=U﹣UL额=4.5V﹣3V=1.5V, 滑动变阻器接入电路中的电阻:
R滑′ =
=3Ω,故C正确,不符合题意;
滑动变阻器消耗的电功率:
P滑′=U滑′I′=1.5V×0.5A=0.75W,故D不正确,符合题意. 故选:D.
【分析】(1)当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联,根据图象读出电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;(2)由图象可知电压表的示数为3V时对应的电流,根据P=UI求出灯泡的额定功率,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,根据P=UI求出此时滑动变阻器消耗的电功率.
20.通过初中物理的学习,同学们知道了一些物理学家以及他们的研究成果,以下叙述错
误的是( )
A. 牛顿第一定律是牛顿直接从自己做的实验中得出的结论
B. 欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确的结论 C. 焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系” D. 奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象 【答案】A
【解析】【解答】解:A、“一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态”牛顿第一定律.由于没有不受力的物体,所以牛顿第一定律无法用实验直接验证.故A错误;
B、欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确结论,欧姆定律就是欧姆得出的.故B正确;
C、焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”,即焦耳定律,故C正确;
D、奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象.故D正确. 故选A.
【分析】(1)牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的论证而得出的.不能用实验直接验证,但经受了实践的检验,是大家公认的力学基本定律之一.(2)欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究;(3)焦耳得出了焦耳定律.(4)奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象.
21.某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. 只有 B. 只有 【答案】 D
【解析】【解答】解:由图知,
①只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2 , 两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I-I0)Rx可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
②只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0 , 根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I0R0可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
③闭合开关S、S2 , 两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2 , 闭合
C. 只有
D.
都可以
S1 , 电压表测量电阻R0两端电压U0 , 根据电路电流相等列式 值,故能测出Rx阻值;
= 可求出Rx的阻
④闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表测量Rx两端电压为Ux , 根据电路电流相等列式 = 可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值。
故答案为:D。
【分析】缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口.
22.如图甲所示,R2为电阻箱调节R2时电流表示数I随之变化。如图乙所示是电阻箱阻值R2与电流表示数的倒数 的图象。则定值电阻R1与电源电压U的大小分别为( )
A. 5Ω 30V B. 5Ω 2.5V C. 10Ω 20V D. 10Ω 10V 【答案】B
【解析】【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,当R2=0Ω时, =2A1 , 则电路中的电流I1=0.5A,此时只有R1接入电路,则由I= 可得,电源的电压:U=I1R1=0.5A×R1 , ﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,当R2=10Ω时, =6A1 , 则电路中的电流I2= A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I2(R1
R2)= A×(R1
10Ω),﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,因电源的电压不变,所以,0.5A×R1
﹣
﹣
= A×(R1 10Ω),解得:R1=5Ω,电源电压U=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V.A、C、D不符合
题意;B符合题意. 故答案为:B。
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,当R2=0Ω
时, 1 I =2A1 , 则电路中的电流I1=0.5A,此时只有R1接入电路,根据欧姆定律求解即可.
﹣
23.在如图所示的电路中,电源电压为4.5V保持不变,电压表量程0~3V,电流表量程0﹣0.6A,滑动变阻器R的规格是“10Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 0.5A”字样,若闭合开关S,两电表示数均不超过所选的量程,灯泡两端电压不允许超过额定电压,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变化范围0.3A~0.6A B. 灯泡消耗的最小功率为0.9W
C. 电路消耗的最大总功率为2.7W D. 滑动变阻器允许调节的阻值范围是4Ω~10Ω 【答案】 D
【解析】【解答】灯泡和滑动变阻器是并联的,电流表测量整个电路电流,电压表测量灯泡的电压。 灯泡电阻:RL
则会烧坏最小电流的用电器。 ①当滑动变阻器电阻最小时,
电流表示数:0.5A(照顾元件中最小的电流值)
电压表示数为:2.5V(当电流为0.5A时,灯泡正常工作,电压表测量灯泡电压,故电压表示数为2.5V) 此时滑动变阻器电阻:R ②当滑动变阻器电阻最大时,
电路电流最小电流表不会被烧坏,电压表示数也变小也不会被烧坏,所以滑动变阻器可以取最大值10Ω 电路电流为:I总
电压表示数为:U'L=I总RL=0.3A×5Ω=1.5V 滑动变阻器可以取最大值:10Ω。 ③综合上面的①②得,
A、电流表的示数变化范围0.3A~0.5A,A不符合题意。
B、灯泡的最小电流为0.3A,最小电压是1.5V,灯泡消耗的最小功率:P'=UI总=1.5V×0.3A=0.45W,B不符合题意。
0.3A
4Ω
5Ω
当滑动变阻器向左移动时,电路中最大电流为0.5A,因为要照顾元件中最小的电流值,否
C、电源电压是4.5V,最大电流是0.5A,电路最大功率:P=UI=4.5V×0.5A=2.25W.C不符合题意。
D、滑动变阻器的电阻变化范围是4Ω﹣﹣10Ω,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】结合电路图,理清依据的连接方式及电表的测量对象,利用欧姆定律求得灯泡的电阻;当滑动变阻器向左移动到最小值时,电路在电阻最小时,电流最大,最大电流不能超过各元件中最小的电流值,此时计算电流表、电压表和的变阻器的阻值;当滑动变阻器向右移动到最大值时,电路在电阻最大,电流最小,此时计算电流表、电压表和的变阻器的阻值.
24.如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。S闭合,滑动变阻器滑片P由a向b滑动,下列说法正确的是( )
A. 电压表V1示数与电压表V2示数之和变大 B. 电压表V1示数与电流表A示数的乘积变大
C. 电压表V1示数与电流表A示数的比值变大 D. 电压表V2示数与电流表A示数的比值变大 【答案】D
【解析】【解答】等效电路图如下,R1与R2串联,V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压。
A、开关S闭合,当滑片P由a向b滑动时,由串联电路的电压特点可知,电压表V1示数与电压表V2示数之和等于电源电压,则两个电压表示数之和不变,A不符合题意; BCD、滑片P由a向b滑动,变阻器R2接入电路的阻值变大,总电阻变大,由I= 知电路中电流变小,电流表A的示数变小;由U=IR可知,定值电阻Rl两端电压变小,即V1的示数变小,则V2示数就会变大;
所以,电压表V1示数与电流表A示数的乘积变小,B不符合题意; 电压表V2示数与电流表A示数的比值变大,D符合题意;
由欧姆定律可知,电压表V1与A的示数之比等于定值电阻R1的阻值,所以该比值不变,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】先画出等效电路图,确认电路的连接方式为串联和电表的测量对象,根据串联电路的特点分析.
25.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像相符的是 〔 〕
A. 电阻一定时,电流随着电压的增大而增大 B. 电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C. 电压一定时,电流随着电阻的增大而减小 D. 电压一定时,电阻随着电流的增大而减小 【答案】 C
【解析】点拨:从图中可以看出,当电阻增大时,电流在减小,电流与电阻成反比例函数,结合欧姆定律可以知道这个前提是电阻两端的电压一定。并且是因为电阻的变化而导致电流发生变化,所以应该是电流随着电阻的变化而变化。
全解;C
回味:在电路中是因为电阻变化使电流随着变化,电阻是因,电流是果。在物理上这种因果关系不能颠倒,如在光学中光的反射定律中只能讲反射光线与入射光线的关系。
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