四川省成都市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-05电磁学(欧姆定律)
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一、单选题
1.(2020·四川成都·统考中考真题)图是R1、R2两电阻的U-I图像。将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知( )
A.R1的阻值比R2的阻值小
B.通过R1、R2的电流相等
C.R1的电压比R2的电压小
D.R1的功率比R2的功率小
二、多选题
2.(2022·四川成都·统考中考真题)如图所示电路,电源电压U恒定不变,电流表A1量程为0~3A,A2量程为0~0.6A,电压表V量程为0~3V或0~15V,闭合S,断开S1、S2,滑片P移到最左端,A1表的示数为0.35A,R1和R3消耗的电功率之比P1:P3=3:1;滑片P向右移到某一位置的过程中,A1表的示数变化了0.3A,V表的示数变化了3V,三个开关都闭合时,在确保电路安全的前提下,R2允许接入的最小阻值为R2 小,电路消耗的最大电功率为P大。下列结论正确的是( )
A.R3=10Ω B.电压表选用的量程为0~3V
C.R2小=40Ω D.P大=28W
3.(2021·四川成都·统考中考真题)如图所示电路,电源电压,电流表量程(0~3A),电压表量程(0~15V),定值电阻,,为滑动变阻器。在确保电路安全情况下:当断开,、闭合,滑片位于a端时,电流表的示数为,电路总功率为P1;当断开,、闭合,滑片位于b端时,电流表的示数为,电压表的示数为;当、断开,闭合时,电流表的示数为;当开关都闭合,滑片位于a端时,电流表的示数为,电路总功率为P2。已知,下列结果正确的是( )
A.的最大阻值为或 B.
C. D.
4.(2020·四川成都·统考中考真题)如图所示电路,电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3V、1.5W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化),闭合S、S1、S2,断开S3,滑片P移到某一位置时电流表示数为I,再向上移动一段距离,R的阻值变化了5Ω,电流表示数变化了0.1A,L恰好正常发光;当A、B间换接为R3,闭合S、S3断开S1、S2,电压表示数为U2,R1的功率为P1,R2的功率为P2,P1≠P2,电路的总功率为5W。R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是( )
A.I=0.4A B.U=12V
C.U2可能是2.5V D.P1可能是2.25W
三、填空题
5.(2022·四川成都·统考中考真题)图是小华探究电流与电阻关系的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间______不变。换接电阻多次实验,是为了______。
6.(2021·四川成都·统考中考真题)小毅同学用图所示电路测未知电阻的阻值,闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片移到______端。实验时,他移动滑片,多次测量求的平均值是为了______。
7.(2020·四川成都·统考中考真题)实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电阻箱阻值由50调为90,电压表示数会 _________ ,要继续探究,应该将滑片P向 ______ 移。
四、实验题
8.(2020·四川成都·统考中考真题)小华找到了一张测定汽车油箱内油量的装置图,如图所示,他与同组同学对相关问题进行了探究。
(1)把油量信息转化为电信息,有利于信息的传递。装置中,信息转化的关键环节为:油量变化→杠杆绕O点转动→电路的 ______ 变化→电流变化;
(2)若圆弧形电阻丝最大阻值为100Ω,其他可供选择的器材有:恒压电源E1(电压3V)和E2(电压18V);电流表A1(量程0~0.6A)和A2(量程0~0.1A);定值电阻R1=5Ω、R2=30Ω和R3=100Ω。为了节约能源,并且实现油量最大时,电流表示数最大,器材选择的最佳组合为 ______ ;
A.E2、A2、R3
B.E1、A2、R2
C.E1、A2、R1
D.E2、A1、R3
(3)合理选择器材后,他们通过测量,得到了下表所示的结果(其中V是油箱的容积,Ig是电流表的最大示数):
液体体积 | V | 0 | ||
电流表示数 | Ig |
依据测量结果,可以将电流表的刻度改为油量体积。分析数据可知,当液体体积为时,电流表示数 ______ (选填“大于”、“等于”或“小于);
(4)关于探究过程的反思,下列说法中不正确的是 ____ 。
A.调整圆弧形电阻丝的位置,要让圆心在O点
B.为保证安全和方便,测量时用水来灌装油箱
C.为节约空间,应该使电路元件尽量靠近油箱
D.该装置还存在一些缺陷,应继续探究并改进
五、计算题
9.(2022·四川成都·统考中考真题)如图所示,电源电压U=5V,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,电压表的量程为3V,电流表的量程为0.6A。
(1)开关S1、S2、S3均闭合时,求电路消耗的总功率;
(2)S1闭合,S2、S3断开,为保证电路元件安全,求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围。
10.(2021·四川成都·统考中考真题)如图所示电路,电源电压,定值电阻R1=10。
(1)当开关闭合、断开,滑动变阻器R2的滑片位于a端时,电流表的示数为0.2A。求此时定值电阻R3的电功率。
(2)当开关、都闭合,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中,电压表示数的变化范围。
11.(2020·四川成都·统考中考真题)图所示的电路,电源电压U恒定为3V,电阻R1=10Ω、R2=6Ω,导体棒DE总电阻为RDE=15Ω,开关闭合前,滑片P与导体棒最左端接触。
(1)开关S1接M,S、S2闭合,求5min内电路消耗的电能;
(2)开关S1接N,S2断开,S闭合,移动滑片P的过程中,导体棒接入电路的电阻为Rx时,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,ΔU=U1-U2。请写出ΔU的字母表达式(用U、R1、R2、Rx表示),并求出ΔU的最大值。
参考答案:
1.D
【详解】A.图中R1的斜率更大,所以R1的阻值更大,故A错误;
B.两电阻并联,而两电阻阻值不同,所以通过R1、R2的电流不同,故B错误;
C.两电阻并联,所以两电阻两端电压相同,故C错误;
D.根据可得,R1的功率比R2的功率小,故D正确。
故选D。
2.AD
【详解】A.由电路图可知,闭合S,断开S1、S2,此时定值电阻R1、R3与滑动变阻器R2串联,电流表A1测电路中电流,电压表V测R3两端电压,滑片P移到最左端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,此时A1表的示数为0.35A,故由欧姆定律可得
①
此时R1和R3消耗的电功率之比为
P1:P3=3:1
因R1和R3串联,故流过R1和R3的电流相等,则由P=I2R可得,R1和R3消耗的电功率之比等于电阻之比,即
P1∶P3=R1∶R3=3∶1②
滑片P向右移到某一位置的过程中,A1表的示数变化了ΔI=0.3A,V表的示数变化了ΔU=3V,由欧姆定律可得,ΔU和ΔI的比值为电阻R3的阻值,故可得
将R3=10Ω代入②中,解得R1=30Ω,再将R1和R3的值代入①中解得,电源电压为U=14V,故A正确;
B.当滑片P移到最左端时,此时R1和R3串联,R2接入电路中的阻值为0,此时电路中总电阻为
R总=R1+R3=30Ω+10Ω=40Ω
由欧姆定律可得,电路中电流为
故此时R3两端电压为
U3=IR3=0.35A×10Ω=3.5V
可知此时R3两端电压大于3V,故电压表V选用的量程为0~15V,故B错误;
C.三个开关都闭合时,由电路图可知,此时电阻R1、滑动变阻器R2与定值电阻R3并联,其两端电压都等于电源电压,电流表A2测电阻R1和滑动变阻器R2并联的总电流,电流表A1测干路电流,电压表V测电源电压,因电流表A2的最大量程为I2=0.6A,由欧姆定律可得,通过电阻R1的电流为
则通过滑动变阻器R2的最大电流为
此时滑动变阻器R2允许接入的最小电阻为
故C错误;
D.由C中可知,通过定值电阻R3的电流为
故可得干路电流的最大值为
I大=I2+I3=0.6A+1.4A=2A
由P=UI可得,电路消耗的最大电功率为
P大=UI大=14V×2A=28W
故D正确。
故选AD。
3.BC
【详解】A.当断开,、闭合,滑片位于a端时,R2与R3的最大阻值并联,电流表测干路电流,电压表测导线的电压,示数为0,其简化电路如图
此时电流表的示数
①
当断开,、闭合,滑片位于b端时,R1与R3的最大阻值串联,R2被短路,电流表测电路中的电流,电压表测R3两端的电压,其简化电路如图
此时电流表的示数
②
因为,故由①②可得
解得的最大阻值为
或
经检验知不符合题意,故,故A错误;
C.电压表的示数为
故C正确;
B.当、断开,闭合时,、R1、R2与R3的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2与R3的总电压,其简化电路如图
此时电流表的示数
当开关都闭合,滑片位于a端时,R1、R2、R3并联,电流表测干路电流,电压表测导线的电压,示数为0,其简化电路如图
此时电流表的示数
故
故B正确;
D.由A知
由B知
故
故D错误。
故选BC。
4.AD
【详解】AB.当A、B间接入标有“3V、1.5W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化),闭合S、S1、S2,断开S3,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,灯泡的电阻
RL==6Ω
灯泡正常发光的电流
IL==0.5A
向上移动一段距离,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知通过电路的电流变大,由题意可知
R′=R-5Ω①
IL-I=0.1A
0.5A-I=0.1A
I=0.4A
②
③
由①②③得到
R=19Ω,U=10V
故A正确,B错误;
CD.当A、B间换接为R3,闭合S、S3断开S1、S2,电阻R1、变阻器R2和电阻R3串联,电压表测量变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流,电路的总功率为5W,电路中的电流
I总=
总电阻
R总==20Ω
R1的功率为P1,R2的功率为P2,P1≠P2,串联电路中各处的电流相等,由P=I2R可知R1和R2的阻值不相等,每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能,由串联电路电阻的规律可知要得到
R总=R1+R2+R3=20Ω
可知
R1=2Ω或R1=9Ω
R2=9Ω或R2=2Ω
R3=9Ω
电压表示数为U2的示数
U2=I总R2=0.5A×9Ω=4.5V
或
U2=I总R2=0.5A×2Ω=1V
R1的功率为
P1=I总2R1=(0.5A)2×2Ω=0.5W
或
P1=I总2R1=(0.5A)2×9Ω=2.55W
故C错误,D正确。
故选AD。
5. 电压 寻找普遍规律
【详解】[1]探究电流与电阻关系的实验中,在更换电阻的过程中需控制电阻两端的电压保持不变,即控制AB间电压保持不变。
[2]在AB间更换不同的电阻进行多次实验,得出多组数据,根据多组数据进行分析,得出电流与电阻关系,这样得出的结论具有普遍性。所以换接电阻多次实验,是为了寻找普遍规律。
6. b 减小误差
【详解】[1][2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到b端或右端,使其阻值最大;调整变阻器的滑片继续测量的目的是:多次测量求平均值,减小实验误差。
7. 变大 右
【详解】[1]从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻箱阻值由50调为90,电阻值在变大,根据串联电路的分压原理可知,电阻箱两端的电压在变大,即电压表示数会变大。
[2]探究“电流与电阻的关系”需要保持电阻两端的电压不变,要继续探究,那么滑动变阻器接入电路的电阻应该变大,从图中可看到,应该将滑片P向右移动。
8. 总电阻 B 小于 C
【详解】(1)[1]杠杆绕O点转动,电阻值接入电路的阻值变化,电路总电阻变化,电流变化。
(2)[2]为了节约能源,需要电压较小的,电流较小,则选择电源E1和电流表A2,当油量最大时,电流表示数最大,圆弧形电阻丝接入电路阻值为0,则需要定值电阻为
综上,故选B。
(3)[3]如果液体体积和电流表示数成正比,则当液体体积为时,电流表示数等于,分析电流表的示数可知,电流减小的变化量越来越小,所以当液体体积为时,电流表示数小于。
(4)[4] A.让圆心在O点,则两边力臂大小相同,变化量相同,故A正确,不符合题意;
B.水不可燃,容易获取,测量时用水来灌装油箱,故B正确,不符合题意;
C.电路元件会由于电流热效应,温度较高,油是可燃物,电路元件尽量靠近油箱容易燃烧,故C错误,不符合题意;
D.当油量最小时,电阻丝接入电路最大,电流最小,但是电流表示数不为0,所以需要对电流表的示数最小位置进行标记为油量为0,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.(1)3.75W;(2)0~15Ω
【详解】解:(1)S1、S2、S3均闭合时,R1、R2并联,滑动变阻器R、电压表、电流表被短接,电源电压U=5V,电路中定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,电路中的总电阻R总为
即推出
电路消耗的总功率
(2)S1闭合,S2、S3断开,R1与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,当滑动变阻器R接入电阻为0时,电路中总电阻最小,电路中的电流最大,此时电路中的电流为
由以上分析可知,电路中电流最大时并未超过电流表的量程,故滑动变阻器阻值可选取的最小值为Rmin=0。
根据串联电路中的电阻分压原理,滑动变阻器的电阻越大,其两端电压越大,电压表的示数也就越大,但电压表由于量程限制,最大示数只能到3V,此时是滑动变阻器达到电路安全允许的最大值,根据串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和
可知,当滑动变阻器R两端的电压达到电压表的量程Umax=3V时,定值电阻R1两端电压最小,此时电路中电流最小为
由以上分析可知,当时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,滑动变阻器接入电路中的最大阻值为
滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,所以可以取到15Ω,综上可总结出滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15Ω。
答:(1)开关S1、S2、S3均闭合时,电路消耗的总功率为3.75W。
(2)S1闭合,S2、S3断开,为保证电路元件安全,滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15。
10.(1)0.8W;(2)0~4V
【详解】解:(1)此时电路为与串联,两端的电压为
两端的电压为
的电功率
(2)此时电路为与变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压。变阻器的滑片从a端移至b端的过程中,其阻值不断增大,电压表示数也不断增大。滑片在a端时,变阻器阻值为0,电压表示数也为0。的滑片位于中点时,其阻值为,此时电路总电阻为
滑片在b端时,变阻器阻值最大,电压表示数也最大。此时电路中电流为
变阻器两端的电压为
即电压表示数的变化范围为0~4V。
答:(1)定值电阻R3的电功率0.8W;
(2)电压表示数的变化范围为0~4V。
11.(1)450J;(2);0.75V
【详解】(1)开关S1接M,S、S2闭合,R1和导体棒DE并联,则R1在5min内电路消耗的电能为
W
导体棒DE在5 min内电路消耗的电能为
所以5min内电路消耗的电能
(2)开关S1接N,S2断开,S闭合,电路为串联电路,V1测R1和导体棒DE的电压,V2测R2和导体棒DE的电压,根据题可得
当电流最大时,ΔU最大,即当滑动变阻器阻值最小,电流最大为
则ΔU的字母表达式为
则
答:(1)开关S1接M,S、S2闭合,5min内电路消耗的电能为450J。
(2)开关S1接N,S2断开,S闭合,移动滑片P的过程中,导体棒接入电路的电阻为Rx时,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,ΔU=U1-U2。ΔU的字母表达式为,ΔU的最大值为0.75V。
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