专题14 欧姆定律及应用 —2022年中考物理真题分项汇编(全国通用)(第1期)
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专题14 欧姆定律及应用(解析版)
(第1期)
一、选择题
1.(2022·四川自贡)如图所示电路,开关闭合后两灯L1、L2均发光,以下说法正确的是( )。
A. 电流表A的示数一定等于A1的示数 B. 电流表A的示数一定等于A1示数的2倍
C. 电压表V的示数一定小于V1的示数 D. 电压表V的示数一定等于V1的示数
【答案】D。
【解析】AB.由电路图可知,小灯泡L1与L2并联,电流表A1测流过小灯泡L1的支路电路,电流表A测干路电流,因干路电流大于各支路电流,故电流表A的示数一定大于A1的示数,因两灯泡的规格未给出,则流过两灯泡的电流不一定相等,故电流表A的示数不一定等于A1示数的2倍,故AB错误;
CD.由电路图可知,电压表V1测L1两端电压,电压表V测电源电压,因两灯泡并联,故两灯泡两端电压均等于电源电压,则电压表V的示数一定等于V1的示数,故C错误,D正确。故选D。
2.(2022·安徽省)图示为电阻R1和R2的I-U图像,由图可知( )。
A. R1的阻值为5Ω;
B. R1的阻值小于R2的阻值;
C. 将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端电压大于R2两端的电压;
D. 将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
【答案】C。
【解析】AB.由图知电阻R1和R2的I-U图像,都是过原点的斜线,说明电阻R1和R2两端的电压与通过它们的电流成正比,两电阻的阻值是固定不变的。当电压为1V时,通过电阻R1和R2的电流分别为0.10A、0.20A,由欧姆定律可知,电阻R1和R2的阻值分别为
由计算可知,R1的阻值大于R2的阻值。故AB不符合题意;
C.将R1、R2串联接入电路,由串联电路电流处处都相等可知,通过电阻R1和R2的电流相同,因R1的阻值大于R2的阻值,由U=IR可知,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压。故C符合题意;
D.将R1、R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,电阻R1和R2两端的电压相等,因R1的阻值大于R2的阻值,由可知,通电后通过R1的电流小于通过R2的电流。故D不符合题意。
故选C。
3.(2022·湖南衡阳)在“探究电流与电压的关系”实验中,小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻和的图像,如图所示,下列说法正确的是( )。
A. 与的阻值之比是1∶2;
B. 与串联接在3V的电源两端,消耗的功率是0.9W;
C. 与串联接在3V的电源两端,通过与的电流之比是2∶1;
D. 与并联接在3V的电源,电路消耗的总功率是2.7W
【答案】D。
【解析】A.由图可知,当R1两端的电压是6V时,通过R1的电流是0.6A,R1的阻值
当R2两端的电压是3V时,通过R2的电流是0.6A,R2的阻值
R1和R2的阻值之比
故A错误;
B.与串联接在3V的电源两端,通过电路的电流
消耗的功率是P1=I2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W
故B错误;
C.与串联接在3V的电源两端,由串联电路电流的规律可知,通过与的电流相等,它们的电流之比是1∶1,故C错误;
D.与并联接在3V的电源,电路消耗的总功率
故D正确。故选D。
4.(2022·四川内江)如图是利用数字化电压—电流传感器测量电阻后绘出的不同电阻的图像。由图可知,以下判断正确的是( )。
A. B.
C. D. 无法比较、、大小
【答案】B。
【解析】由图像可知,当电压一定时,通过R1、R2、R3的电流关系大小为I1<I2<I3
根据欧姆定律可得
所以三个电阻的大小关系为
故ACD错误,B正确。故选B。
二、填空题
5.(2022·四川自贡)如图甲所示电路中,电源电压、灯泡、的电阻均保持不变,且灯泡的电阻为5Ω。只闭合开关时,电流表指针如图乙所示。随后断开开关,调整电流表接线柱后,同时闭合开关和时,电流表指针如图乙所示。同时闭合开关和时,通过灯泡的电流为___________A,电压表示数为___________V。
【答案】①0.2;②4。
【解析】[1]由图甲可知,当只闭合开关时,灯泡接入电路,电流表测通过灯泡的电流;当同时闭合开关和时,灯泡、接入电路且两者并联,根据并联电路电流的特点,所以电流表测通过灯泡、的电流之和,又因为、的大小都如图乙所示,可能为0.2A或1A,又因为,所以,。
[2] 当同时闭合开关和时,灯泡、接入电路且两者并联且电压表测的是灯泡两端电压,根据并联电路中电流的规律,可求出通过灯泡的电流为
因为灯泡的电阻为5Ω,所以根据欧姆定律可求出灯泡两端电压
故电压表的示数为4V。
6.(2022·四川自贡)如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为___________。电源电压为___________V。
【答案】①8;②12。
【解析】[1][2]由图甲知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联在电路中,电压表测变阻器R两端的电压。电流表测电路中的电流。滑片由a端滑至中点的过程中,变阻器接入电路的阻值变小,电压表两端的电压变小。由图乙知,当滑片滑至中点时,电压表示数为4.0V,此时电路中的电流
据串联电路的特点有
当滑片置于a端时,变阻器接入电路的阻值最大,据串联电路的特点有
解以上两式得,电源电压及变阻器的最大阻值分别为U=12V,R=8Ω。
7.(2022·重庆A)如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 0.3A”字样,电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下,只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端,小灯泡恰好正常发光,则小灯泡10s内消耗的电能为___________J,再移动滑片P,电流表示数与R2关系如图乙a所示,当断开S1闭合S、S2、S3时,电流表示数与R2的关系如图乙b所示,则I1=___________A(忽略小灯泡电阻变化)。
【答案】①18;②0.45。
【解析】[1]如图甲所示电路中,只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端,电路中只有灯泡L接入电路,此时灯泡正常发光,小灯泡L标有“6V 0.3A”字样,则小灯泡10s内消耗的电能为
[2]由上可知,电路中只有灯泡L接入电路中,此时灯泡正常发光,说明电源电压为
再移动滑片P,小灯泡电阻不变,灯泡L与R2一起串联在电路中,电流表测电路中的电流,此时电压表测量R2两端的电压,其中灯泡电阻为
电流表示数与R2关系如图乙a所示,随着电阻R2增大,电流表示数减小,电压表示数增大,在保障电路安全的前提下,当电压表示数U2最大为3V时,此时利用串联电路电流相等可知
则此时滑动变阻器接入电路的电阻为
当断开S1闭合S、S2、S3时,灯泡L被短路,定值电阻R1与R2并联在电路中,电流表测量干路上的电流,此时当R2电阻为20Ω时,电路中电流最大,在保障电路安全的前提下,此时最大电流为0.6A,其中通过R2电阻的电流为
通过R1的电流为
可以求出定值电阻R1电阻为
如图乙b所示,随着电阻R2增大,电流表示数减小,当滑动变阻器阻值为
此时该支路的电流为
则此时对应干路上的电流
此时图中总电流I1示数为0.45A。
8.(2022·四川南充)如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,R1与R2两个电阻是___________联(选填“串”或“并”),此时甲乙两表的示数比是2∶3:如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲乙两表示数之比是___________。
【答案】①并;②3∶1。
【解析】[1]当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,由图中可知,此时电流有两条流经路径,一条从电源正极出发,经过R1,再经过乙电流表回到电源负极,一条从电源正极出发,经过甲电流表,再经过R2,然后经过乙电流表,最后回到电源负极,可知此时R1与R2两个电阻是并联的。
[2]由电路图可知,此时甲电流表测过R2支路的电流,乙电流表测干路电流,此时两表的示数之比为2∶3,因干路电流等于各支路电流之和,故可知流过R1和R2支路的电流之比为I1∶I2=1∶2
因并联电路两端电压相等,故由欧姆定律可得,R1和R2的电阻之比为R1∶R2=2∶1
如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,由图中可知,此时R1和R2串联,甲电压表测R1和R2两端电压之和,乙电压表测R2两端电压,因串联电路中电流相等,故由欧姆定律可得,此时甲乙两电压表示数之比等于R1与R2电阻之和与R2的电阻之比,即U1∶U2=(R1+R2)∶R2=3∶1。
9.(2022·安徽省)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.8A, 电流表A的示数为1.2A,则电阻 R2=______Ω。
【答案】30。
【解析】由图可知,闭合开关S,R1和R2并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量R1的电流。根据欧姆定律可得R1两端的电压为U1=I1R1=0.8A×15Ω=12V
根据并联电路电压关系,R2两端电压U2=U1=12V
根据并联电路电流特点,通过R2的电流I2=I-I1=1.2A-0.8A=0.4A
则。
10.(2022·浙江宁波)老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电源电压不变)进行实验:在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知:
(1)电源电压U为______V。
(2)RMN为______。
(3)图乙中曲线______(填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
(4)老师告诉小宁,暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻:一个阻值为R0(R0值已知),另一个阻值未知,假设为Rx。求Rx的值。( )(用R0、RMN表示)
【答案】①6;②10Ω;③B ;④。
【解析】(1)[1](2)[2](3)[3]当开关S、S1闭合时,RMN短路,只有R1接入电路,电流表测电流,R1两端电压等于电源电压;当开关S闭合,S1断开时,RMN与R1串联。由图乙得,B曲线当R1为30欧时,电流为0.2A,A曲线当R1为20欧时,电流为0.2A,根据串联总电阻关系,B曲线为开关S、S1闭合,A曲线为开关S闭合,S1断开。电源电压为
解得,
(4)[4]暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻,一个阻值为R0,则另一电阻为。
11.(2022·江苏扬州)在如图所示的电路中,电源电压6V,。电压表量程为0~15V,电流表A量程为0~3A、量程为0~0.6A,闭合开关S,电压表的示数为___________V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数___________,电压表示数与电流表示数的比值___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。为确保电表安全,连入电路的阻值最小为___________Ω。
【答案】①6;②变大;③不变;④2.4。
【解析】[1] 由图可知,电压表测电源电压,而电源电压恒定为6V,所以电压表示数为6V。
[2][3] 由图可知,滑动变阻器和电阻R1并联,电流表A测干路上的总电流,而A1测通过电阻R1的电流,根据并联电路各支路独立工作互不影响的特点,移动滑片P对电流表A1的示数没有影响,只对A的示数有影响,当滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值变小,通过滑动变阻器的电流要变大,所以干路上电流表A的示数也要增大,而电流表A1的示数和电压表的示数将不变,所以电压表示数与电流表A1的示数的比值不变。
[4]根据并联电路电流的规律可知,电流表A的示数等于电流表A1的示数加上通过滑动变阻器的电流,而电流表A的示数即为通过电阻R1的电流,根据公式可知通过电阻R1的电流为
保证电流表A1安全的情况下,允许通过它的最大电流为它所能测量的最大值,即3A ,所以通过滑动变阻器的最大电流3A -0.5A=2.5A
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为。
12.(2022·四川内江)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则______ (“AB”或“BC”)段是电压表示V2数变化的图像,电源电压为______ V。
【答案】①BC;②12。
【解析】[1]由电路图可知,三个电阻串联,电压表V1测R2、R3的总电压,电压表V2测定值电阻R2的电压,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,滑动变阻器电阻连入电路的阻值变大,电路中电流变小,电阻R2电压随着电流变小,电压也变小,则BC段是电压表示V2数变化的图像。
[2]当滑片在a端时,电源电压为U=4.8V+0.6A×R1①
当滑片在b端时,电源电压为U=9.6V+0.2A×R1②
联立①②得U=12V。
13.(2022·山东临沂)二极管具有单向导电性,硅二极管正向导通时,其两端电压为0.7V。如图所示,将一个硅二极管和阻值为23Ω的定值电阻串联,闭合开关,二极管导通,电流表的示数为0.1A。则定值电阻两端的电压为______V,电功率为______W;电源电压为______V。
【答案】①2.3;②0.23;③3。
【解析】[1]一个硅二极管和阻值为23Ω的定值电阻串联,电流处处相等,定值电阻两端的电压为
[2]定值电阻的电功率为
[3]电源电压为。
14.(2022·陕西省)如图-1所示电路,电源电压不变,L是额定电压为2.5V的小灯泡,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P在某两点间移动的过程中,电流表A与电压表V1的示数变化关系如图-2所示。当电流表示数为0.2A时,两电压表的示数相等,则电源电压为___________V。小灯泡正常工作时的电流为___________A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω,电路的总功率为___________W。
【答案】①3;②0.25;③2;④0.75。
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
[1]由图-2可知,当电流表示数为0.2A时,V1表示数为1.5V,由于此时两电压表的示数相等,所以电源电压为U=U1+U2=1.5V+1.5V=3V
[2]由图-2可知,当电压表V1示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电路中电流为0.25A,所以小灯泡正常工作时的电流为0.25A。
[3]根据串联电路电压特点可知,当电压表V1示数为2.5V时,电压表V2的示数为
U2′=U-U1′=3V-2.5V=0.5V
电路中的电流为0.25A,所以此时滑动变阻器接入电路的阻值为
[4]电路的总功率为P=UI′=3V×0.25A=0.75W。
三、计算题
15.(2022·云南省)如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.2A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.5A。求
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功。
【答案】(1)6V;(2);(3)108J。
【解析】(1)当S闭合,S1断开时,只有R1接入电路,此时电流表的示数为0.2A,电源电压为
(2)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测量电路总电流,电流表的示数为0.5A,则通过R2的电流为
则R2的阻值为
(3)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,通电1min电流通过R2做的功为
答:(1)电源电压为6V;(2)R2的阻值为;(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功为108J。
16.(2022·湖南衡阳)如图甲所示,电源两端电压恒为3V,开关S闭合,当滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时,电压表的示数1.8V,电流表的示数如图乙所示。
(1)读出电流表的示数为___________A;
(2)求定值电阻的阻值;( )
(3)求此时滑动变阻器的电功率。( )
【答案】①0.3;②;③。
【解析】(1)[1]由图甲可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,图乙中,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,由串联电路电流的规律可知通过电阻R1和变阻器R2的电流都是0.3A。
(2)[2]定值电阻的阻值
(3)[3]由串联电路电压的规律可知此时滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=3V-1.8V=1.2V
此时滑动变阻器的电功率。
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