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【物理】物理电路类问题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)及详细答案

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一、初中物理电路类问题

1.如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,a、b是电流表或电压表,当只闭合开关S、S1时,a、b的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a的示数不变,b的示数有变化。以下说法正确的是( )

A.b可能是电流表、也可能是电压表

B.只闭合S、S2,移动滑片P,则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于

R1R2

C.若将b换成另一种电表,只闭合S、S2,将滑片P向右移动,R2消耗的功率一定变大 D.若将a与b的位置互换,只闭合S、S2,则a的示数与b的示数的比值可能等于R2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A.假设b是电流表,a是电流表,当只闭合开关S、S1时,R与R2并联接在电路中,a、b的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,根据IU可知,a的示数是不变R的,b的示数有变化,这种情况符合题意,所以b可能是电流表;假设b是电压表,a是电流表,当只闭合开关S、S1时,有电流流过R2,但没有电流流过R,a的指针明显偏转,b表测的是电源电压,也明显偏转,但是将位于中点的滑片P向左移动,根据IU可R知,a的示数是不变的,b的示数是不变的,这种情况与题意不符合,所以这个假设不成立;假设b是电压表,a是电压表,当只闭合开关S、S1时,两个电压表测的都是电源电压,指针均明显偏转,但是将位于中点的滑片P向左移动,电源电压不变,那么两表的示数是不变的,这情况与题意不符合,所以这个假设也不成立;综上所述,b不可能是电压表,只能是电流表,A错误;

B.假设b是电流表,a是电压表,当只闭合开关S、S1时,有电流流过b表,b表有示数,a表测的是电源电压,也有示数,将位于中点的滑片P向左移动,根据IU可知,bR的示数有变化,a的示数是不变的,大小还是等于电源电压,这种情况符合题意,所以b可能是电流表,a可能是电压表;只闭合S、S2,这时R1与R串联,电压表a测的是R两

端的电压,电流表测的是电路中的电流,则可知R1U,即电压表a示数的变化量与电I流表b示数的变化量的比值等于R1;当b是电流表,a是电流表时,只闭合S、S2,R、R2被短路,电路是R1的简单电路,即使移动滑片P,a、b两表的示数都不会变化;综上所述,a示数的变化量与b示数的变化量的比值不可能等于R1R2;B错误;

C.把b换成电压表,a是电压表时,只闭合S、S2,R1、R2与R串联,滑片P向右移动,

2电阻变小,电路的总电阻变小,电流变大,根据PIR2可知,R2消耗的功率变大;如果

把b换成电压表,a是电流表时,只闭合S、S2,R被短路,R1、R2串联,滑片P向右移

2动,电阻不变,电路的总电阻不变,电流不变,根据PIR2可知,R2消耗的功率不变;

C错误;

D.a是电压表,b是电流表时,若把a与b的位置互换,只闭合S、S2,R被短路,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,那么a的示数与b的示数的比值是R2;当a、b都是电流表时,若把a与b的位置互换,只闭合S、S2,R、R2被短路,只有R1接在电路中,两电流表的示数相等,它们的比值是1;D正确。 故选D。

2.两个灯泡L1和L2分别标有“6V、2A”和“9V、1A”字样,不考虑温度的影响,将它们连入同一电路中,为确保两灯均不坏,下列说法正确的是( ) A.将它们串联时,电路两端允许最大电压是15V 电流是3A

C.将它们并联时,电路中允许最大总功率是21W 率是3W 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

由灯泡L1标有“6V、2A”,可以求出

R1=

由灯泡L2标有“9V、1A”,可以求出

R2=

=

=9Ω, =

=3Ω,

D.将它们串联时,L1允许的最大功B.将它们并联时,干路中允许最大

通过它们的电流和两端电压都不能超过额定值,否则会损坏灯泡; 将它们串联时,则干路最大电流是1A,总电压为

1A×(3Ω+9Ω)=12V,

故A不符合题意;

将它们并联时,干路两端的最大电压为6v,所以干路中允许最大电流

I=

+

2.67A

故B不符合题意;

将它们并联时,电路中允许最大总功率

P=

故C不符合题意;

将它们串联时,L1允许的最大电流是1A,所以最大功率

P=I2R=

故D符合题意; 故选D。

=3W,

+

=16W,

3.如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置,下列说法正确的是( )

A.装置中的温度计使用的水银是绝缘体 B.装置中的电磁继电器与电动机原理相同 C.当温度达到90℃时,铃响灯不亮 D.当温度低于90℃时,铃响灯不亮 【答案】C 【解析】 【详解】

A.装置中的温度计使用的水银是导体,这样才符合条件,使电路能够导电,A错误; B.装置中的电磁继电器是利用电流的磁效应,电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动,这两个原理不同,B错误;

C.从图中可以看到,当温度达到90℃时,电路接通,电磁铁会把上面的金属吸下来,此时工作电路中电铃接通,电铃会响,灯没有接入电路,灯不亮,C正确;

D.当温度低于90℃时,控制电路断开,电磁铁不会把上面的金属吸下来,此时工作电路中灯接入电路,电铃没有接入电路,灯亮,电铃不响,D错误。

4.受新型冠状病毒的影响,一“罩”难求。一般医用口罩至少要有三层,外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾沫等飞溅物,中间层经过静电处理,可以阻挡细菌等微小颗粒(潮湿环境中会失去静电),内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。某口罩的构造如图所示。下列说法正确的是( )

A.口罩潮湿后防护能力降低

C.口罩的中间层静电熔喷布能吸引小磁针 形成 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

B.佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝外 D.佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气升华

A.潮湿环境中会失去静电,口罩潮湿后,会失去静电,中间层不可以阻挡细菌等微小颗粒, 口罩防护能力降低,A正确;

B.由题意可知,内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等,那么白色吸水无纺布应该是内层,有吸水能力,佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝内,B错误;

C.带电体能吸引轻小物体,所以中间层静电熔喷布能吸引细菌等微小颗粒,但它不是磁体,不能吸引小磁针,C错误;

D.佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气液化形成的,D错误。 故选A。

5.如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变,定值电阻R1 的阻值为10Ω,滑动变阻器R2 标有“50Ω 0.5A”字样,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。当开关S闭合,为保证电路安全,下列说法中正确的是

A.滑动变阻器的阻值变化范围是0Ω~50Ω B.滑动变阻器的阻值变化范围是2Ω~50Ω C.电流表的示数变化范围为0.1A~0.6A D.电压表的示数变化范围为1V~3V 【答案】D 【解析】 【分析】

【详解】

由题意知当电压表示数为3V时,滑动变阻器的阻值最小,此时的电流最大,此时电流的大小为

II2I1此时滑动变阻器的两端电压为

U3V=0.3A R110ΩU2UU16V-3V=3V

此时滑动变阻器的阻值为

R2U23V=10Ω I20.3A当滑动变阻器的阻值R250Ω时,电流最小,电压表的示数最小,此时电流的大小为

I电压表的示数为

UU6V==0.1A RR1+R210Ω+50ΩU1IR10.1A10Ω=1V

所以滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~50Ω,电流表的示数变化范围为0.1A~0.3A,电压表的示数变化范围为1V~3V,故选D。

6.如图所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器滑片由左向右移动时,电压表V1示数变化量(绝对值)为∆U1,电压表V2示数变化量(绝对值)为∆U2,则

A.U2U1 C.U2U1 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

B.U2U1 D.无法比较

电阻R1、R3和滑动变阻器R2串联,当滑动变阻器滑片由左向右移动时,电路中的总电阻变大,根据串联电路的电阻分压特点可知,电阻R1、R2两端的电压变小,滑动变阻器两端的电压变大;因为:

U2=U-U1-U3

所以:

△U2=△U1+△U3

故:

△U2>△U1。

故选A。

7.图中,用滑动变阻器来控制6伏小灯的亮暗。要求从正常发光到完全熄灭连续变化,电源为4节干电池,应采取的接法是( )

A.C接M,B接N C.A接Q,C接M,B接N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

B.A接M,B接N,D接N D.A接N,B接Q,C接M,M接N

根据题意可知:电源的电压为6V,当灯泡两端的电压为额定电压6V时正常发光,滑动变阻器的移动使灯泡两端的电压发生变化,从而改变灯泡的亮暗,且电路会出现灯泡被短路而熄灭的现象。

A.C接M,B接N,当滑片移到右端时接入电路的电阻为0,此时灯泡正常发光,当滑片向左移动时灯泡两端分得的电压变小,灯泡变暗,不能使灯泡完全熄灭,所以不符合要求,故A不符合题意;

B.A接M,B接N,D接N,当滑片移到左端时接入电路的电阻为0,此时灯泡正常发光,当滑片向右移动时灯泡两端分得的电压变小,灯泡变暗,不能使灯泡完全熄灭,所以不符合要求,故B不符合题意;

C.A接Q,C接M,B接N,灯泡与滑动变阻器AP部分并联后与PB部分串联,当滑片P移至A端时灯泡被短路熄灭,当滑片从A端向B端移动时灯泡两端分得的电压变大,灯泡由熄灭变亮,当移至B端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联灯泡正常发光,符合题意,故C符合题意;

D.A接N,B接Q,C接M,M接N,滑动变阻器与灯泡并联,滑片的移动不能改变灯泡两端的电压,即灯泡的亮暗不变,故D不符合题意。 故选C。

8.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。

9.如图所示的电路中,当开关S1,S2都闭合时,则

A.电压表被烧坏 C.灯L1亮,灯L2不亮 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

B.电流表将被烧坏 D.两只灯泡都将被烧坏

开关S1 和S2 都闭合时,两灯以及电压表都被短路,电流表直接和电源连接。电压表被短路,不会被烧坏;电流表与电源两端直接相连,将被烧坏;两灯都被短路,故灯L1 和L2都不亮,且都不会被烧坏,故选B。

10.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.

11.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0的最大电阻是20Ω。当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当

,R2和R3的开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1功率之和是1.6W;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率

 =9∶5,P:P =1∶25,下列结论正确的是( ) 是P1,已知R2∶R3=1∶3,U1∶U111

A.电源电压是8V

C.电流表的最大示数是2.7A 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】

B.R2的阻值是30Ω D.该电路的最大功率是27W

AB.第一过程:当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1,如图甲。第二过程:当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1′,如图乙。 已知R2:R31:3,串联电路中功率比等于电阻比,所以P2:P31:3,R2和R3的功率之和是1.6W

P2 +P3=1.6W

所以

P2 =0.4W,P3 =1.2W

第三过程:当开关S1、S2和 S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3 并联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是电源电压U, 电流表测量R1、R2的总电流,如图丙。

甲图,电压表示数是U1,R1的电压是U1,R1的功率是P1;丙图中电压表示数是U,R1的电压是U,R1的功率是P1 ′;P1:P11:25,对于同一导体

PU12U1211()() ''PUU2511所以

U11 U5所以

1U1U

5因为,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,所以

4U0U

5因为,R0 =20Ω,串联电路中电压比等于电阻比,所以

R15Ω

甲图,电压表示数是U1,R1的电压是U1,乙图,电压表示数是U1′,R1的电压是U1′,

11U1:U19:5又因为U1U,所以,U1U,所以乙图中

591U1U

98U2U3U

9U11 U2U38R1、R2、R3 串联在电路中,串联电路中电压比等于电阻比,R15Ω

R2R340Ω

已知R2:R31:3,所以

R210,R330Ω

又因为P20.4W,P31.2W,所以

2P2U2R2

20.4W解得

U210Ω

U22V

同理解得

U36V

所以

U2U32V6V8V

又因为

U11 U2U38所以

U11V

所以电源电压为

UU1U2U31V8V9V

故AB错误;

C.甲乙都是串联电路,电阻大,电流小,丙是并联电路,电流大,电流表测量R1、R2的电流

I1I2I3U9V1.8A R15ΩU9V0.9A R210ΩU9V0.3A R330Ω电流表测量R1、R2 的电流,所以,电流表示数最大为

I'I1I21.8A0.9A2.7A

故C正确;

D.电路中并联电路电阻最小,电流最大,最大电流为

II1I2I31.8A0.9A0.3A3A

所以电路最大功率为

PUI9V3A27W

故D正确。 故选CD。

12.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=I1R1=2A10Ω=20V,U2=I2R2=1.5A20Ω=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=20V3A=60W

故D正确。 故选BCD。

二、初中物理电功率的综合计算问题

13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R。若只闭合开关

S1,将滑动变阻器的滑片P 置于A端时, 电压表V1示数为 U1,电压表V2示数为 U2;若此时将滑动变阻器的滑片P移至B端,电压表V1示数为U1′,电压表V2的示数为U2′,电流表A1的示数为0.4A。已知:U1:U1′=1:2,U2:U2′=3:1,R2=3Ω。以下说法错误的是( )

A.R1 的电阻为2Ω B.电源电压为6V

C.当开关都闭合,电路消耗的最小功率为30W D.只闭合开关S1时,电路消耗的最大功率为7.2 W

【来源】2020年湖北省武汉外国语学校美加分校中考线上诚信检测理综物理试题 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

若只闭合开关 S1时,电路如下图甲所示,将滑动变阻器的滑片P 置于A端时,变阻器连入电路的电阻为0,简化后的电路如下图乙所示。此时,R1、R2两端电压分别为U1、U2。

将滑动变阻器的滑片 P 移至 B 端时,电路如下图所示

此时,R2两端电压为U2′,变阻器和R1两端的总电压为U1′。

此时,电流表示数为I丙=0.4A,R2=3Ω,据UIR可知,R2两端电压U2′为1.2V。 根据

U2:U2′=3:1

结合U2′为1.2V,可以推得U2为3.6V 乙图中,电流表示数I乙为

I乙已知

U23.6V1.2A R23U1:U1′=1:2

根据欧姆定律,有

I乙R11

I丙(RR1)2即

1.2AR11

0.4A(RR1)2整理得

R5R1

乙图中,电流表示数为1.2A,根据欧姆定律有

I乙即

U

R2R11.2AU……①

3R1U

R2RR1丙图中,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律有

I丙即

0.4A结合①②,有

U……②

35R1R1U6V

R12则

R5R110

只闭合开关S1时,当变阻器滑片在A端时,电路中电阻最小,电路总功率最大,为

PUI6V1.2A7.2W

当所有开关都闭合时,电路为

三个用电器并联,当变阻器连入电路中电阻为其最大阻值时,电路的总功率最小,为

U2U2U2(6V)2(6V)2(6V)2PP=33.6W 1P2滑PR1R滑R23102故选项A、B、D正确,不符合题意;选项C错误,符合题意。 故选C。

14.两个灯泡L1和L2分别标有“6V、2A”和“9V、1A”字样,不考虑温度的影响,将它们连入同一电路中,为确保两灯均不坏,下列说法正确的是( ) A.将它们串联时,电路两端允许最大电压是15V 电流是3A

C.将它们并联时,电路中允许最大总功率是21W 率是3W

【来源】2017-2018学年人教版九年级物理第十七章 第三节 电阻的测量 同步测试 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

由灯泡L1标有“6V、2A”,可以求出

R1=

由灯泡L2标有“9V、1A”,可以求出

R2=

=

=9Ω, =

=3Ω,

D.将它们串联时,L1允许的最大功B.将它们并联时,干路中允许最大

通过它们的电流和两端电压都不能超过额定值,否则会损坏灯泡; 将它们串联时,则干路最大电流是1A,总电压为

1A×(3Ω+9Ω)=12V,

故A不符合题意;

将它们并联时,干路两端的最大电压为6v,所以干路中允许最大电流

I=

故B不符合题意;

将它们并联时,电路中允许最大总功率

+

2.67A

P=

故C不符合题意;

+=16W,

将它们串联时,L1允许的最大电流是1A,所以最大功率

P=I2R=

故D符合题意; 故选D。

=3W,

15.如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )

A.电源电压为10V B.定值电阻R1的阻值为20Ω

C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω D.变阻器滑片在中点时,电路消耗的总功率为1.8W

【来源】2015届江苏省泰兴市济川中学初三上学期期末考试物理卷(带解析) 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A.由图示可知,当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,干路电流最小;根据图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,电阻R1的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V;串联电路总电压等于各支路电压之和,电源电压为

U=U1+U2=2V+4V=6V

故A错误;

B.由欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值

R1=

故B错误;

C.滑动变阻器的阻值最大为

R2=

U16V==10Ω I10.6AU24V==20Ω I0.2A

即滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,故C错误;

D.串联电路中总电阻等于各分电阻之和,变阻器滑片在中点时,电流表示数:I=0.3A,电路消耗的功率

P=UI=6V×0.3A=1.8W

故D正确。 应选D。

16.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

【来源】江苏省扬州市梅岭中学2019届九年级中考二模物理试题 【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PUI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

UU滑1I1R15V0.3AR1------① UU滑2I2R13V0.5AR1------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=UI大R18V0.5A10Ω3V

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 6Ω I大0.5A

P大UI大8V0.5A4W

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

U1UU大8V6V2V

此时的总电流为

I小滑动变阻器的最大电阻为

U12V0.2A R110ΩR大电路的最小功率为

U大6V30Ω I小0.2AU2(8V)2P1.6W 小R1R大10Ω30Ω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。

17.如图甲所示,电源电压恒为9V.滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电子元件R在0.1A~0. 4A的电流范围内均能正常工作,若该电子元件的U-I图像如图乙所示,则该电子元件在其正常工作的范围内,下列判断正确的是( )

A.该电子元件两端的电压增大时,其电阻增大 B.该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为4:1

C.该电子元件在某个正常工作状态下,它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率

D.滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~100Ω

【来源】湖北省武汉市第三寄宿学校2019~2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】

A.由该电子元件的U-I图像可知,当电压为2V时,电流为0.1A;由欧姆定律得,此时的电阻是:

RU2V20Ω I0.1A当电压为4V时,电流为0.4A;由欧姆定律得,此时的电阻是:

U'4VR'10Ω

I0.4A'可知,该电子元件两端的电压增大时,其电阻减小;故A项错误;

B.由该电子元件的U-I图像可知,当电流为0.1A时,电压为2V;此时消耗的电功率是;

PUI2V0.1A0.2W

由该电子元件的U-I图像可知,当电流为0.4A时,电压为4V;此时消耗的电功率是;

P'U'I'4V0.4A1.6W

该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为:

1.6W8 0.2W1故B项错误;

CD.由该电子元件的U-I图像可知,当电流为0.4A时,电压为4V;此时消耗的电功率是1.6W;此时滑动变阻器两端的电压是:

U滑=UU电子=9V4V=5V

由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:

I滑=I电子=0.4A

此时滑动变阻器消耗的电功率是:

P滑U滑I滑5V0.4A2W

此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,为:

R滑U滑5V12.5Ω I滑0.4A由该电子元件的U-I图像可知,当电流为0.1A时,电压为2V;此时消耗的电功率是0.2W;此时滑动变阻器两端的电压是:

U滑'=UU电子'=9V2V=7V

由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:

I滑'=I电子'=0.1A

此时滑动变阻器消耗的电功率是:

P滑'U滑'I滑'7V0.1A0.7W

此时滑动变阻器接入电路的阻值是:

U滑'7VR滑'70Ω

I滑0.1A'所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω;

由该电子元件的U-I图像可知,当电流为0.2A时,电压为3V;此时消耗的电功率是;

P''U''I''3V0.2A0.6W

此时滑动变阻器两端的电压是:

U滑''=U''U电子''=9V3V=6V

由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:

I滑''=I电子''=0.3A

此时滑动变阻器消耗的电功率是:

P滑''U滑''I滑''6V0.3A1.8W

可见该电子元件在某个正常工作状态下,它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率;故C项正确、D项错误;

18.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 【来源】天津市2018年中考物理模拟试题 【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PUI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PUI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

U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;

变,由IB.由PUI可知,当灯正常发光时的电流

I额P额U额3W0.5A 6V18V6V24Ω

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

UU额ImaxPmaxUImax18V0.5A9W

故B错误;

U2C.由P可知,灯泡的电阻

R(6V)2RL12Ω

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

2U额ULUUR18V15V3V

此时电路中的电流

IIRIL所以滑动变阻器连入的最大电阻

UL3V0.25A RL12ΩRmax此时小灯泡的最小电功率

UR15V60Ω IR0.25APminULIL3V0.25A0.75W

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。

19.如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在图甲中

灯L1的功率为4W,在图乙中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是

A.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3:2 B.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2:3 C.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2:1 D.乙图中灯L1、L2的功率之比是2:1

【来源】河南省焦作市2018-2019学年九年级(上)期末检测物理试题 【答案】BC 【解析】 【详解】

U2B.由图甲知道,两灯串联,根据题意,由P知道,

RU12P4W, 1R1U2由图乙知道,两灯并联,所以U=U1′=U2′,由P知道,

R2UP9W, 1R1所以,

U12PR1U124W4122, UU9W9P1R1解得甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是:

U1U12 ,UU13

故B正确;

12C.由于U1 =U ,根据串联电路的电压特点知道,U2 =U,由串联电路的分压原理知

33道,L1、L2两灯灯丝电阻之比是:

2UR1U132 , R2U21U13

故C正确;

U2D.乙图中灯L1、L2并联,两端电压相等,由P知道,灯L1、L2的功率之比是:

RP1P2故D错误;

A.甲电路中电流是:

U2RR1122, UR12R2I串=乙电路中电流是:

UUU

R1R22R2R23R2I并=UUUU3U, R1R22R2R22R2由P=UI知道,甲、乙两图电路消耗的总功率之比是:

UP3R22甲=,

3UP9乙U2R2U故A错误。

20.在如图的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,滑动变阻器R的最大阻值为RM,移动滑动变阻器的滑片P从A端到B端,滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图线如图,图线中a、b两点对应的电功率均为P1,且c点对应的是滑动变阻器的最大电功率P2,且P1:P23:4,则图线中b点对应的电路状态中,滑动变阻器接入电路中的电阻大小( )

A.

R0 2B.

R0 3C.2R0 D.3R0

【来源】2020年江苏省苏州市昆山市中考二模物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

由电路图可知,R0、R串联在电路中,当滑片在c点时,变阻器消耗的最大功率为P2,此时变阻器将接入电路的阻值为R,则有

2UU2RU2RU2P2R222RRR0RR0R4R0RR0R4R 00R由上面等式可知,当R=R0时,变阻器消耗的电功率最大,即

U2P2

4R0因为P1:P23:4,则有

233U2U23R0UPP3R0 12444R016R02R3R00即当R=3R0时,满足关系式P1:P23:4,故ABC错误,D正确。 故选D。

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