【学霸夯基】2022年中考物理二轮专题复习——电压、电阻和欧姆定律
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学霸夯基——中考物理二轮复习
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一、单选题
1.如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关,滑片从端移动到端,记录了多次电流表与电压表的示数并绘制了图像(如图乙所示),则下列判断正确的是( )
A.电源电压为
B.当电压表的示数为3V时,电路的总功率为1.8W
C.当滑片P位于中点时,R2的功率为0.8W
D.滑片移动的过程中,R2的功率逐渐变大
【答案】B
【解析】A.由图甲可知,两电阻串联,电压表测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,由图乙可知I1=0.6A,由可得,电源的电压U=I1R1=0.6A×R1
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,由图乙可知,I2=0.2A,U2=4V,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=I2R1+U2=0.2A×R1+4V
因电源的电压不变,所以0.6A×R1=0.2A×R1+4V
解得R1=10Ω
电源的电压U=0.6A×R1=0.6A×10Ω=6V
A不符合题意;
B.当电压表的示数为时,由图乙可知电路中的电流I3=0.3A,电路的总功率为P=UI3=6V×0.3A=
B符合题意;
C.由A得滑动变阻器的最大值
当滑片位于中点时,电路的总电阻
的功率为
C不符合题意;
D.滑动变阻器的电功率P2=U2I=(U-IR1)I=(6V-I×10Ω)I=6V×I-I2×10Ω=10(0.6V×I-I2×1Ω)=10(0.6V×I-I2×1Ω-0.09W+0.09W)=0.9W-(I-0.3A)2×10Ω
由0.2A≤I≤0.6A
可知,滑片移动过程中,R2消耗的电功率先变大后变小,D不符合题意。
2.图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.图中变阻器滑片左侧接入电路,当滑片P向左滑动时,接入的电阻变小,A不符合题意;
BC.滑动变阻器应遵循“一上一下”接法,同时接上或接下移动滑片时接入电阻不变,BC不符合题意;
D.图中变阻器滑片右侧接入电路,当滑片P向左滑动时,接入的电阻变大,D符合题意。
3.灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.若L和R并联且干路为电流2.5A时,电路两端电压为8V
B.若L和R串联且电流为0.75A时,电路两端电压为8V
C.若L和R并联,则电路两端电压越大灯丝电阻越大
D.若L和R串联,则电路两端电压越大灯丝电阻越小
【答案】D
【解析】A.由图可知,若L和R并联,则他们电压相等,当L和R电压为8V时,L电流为1.5A,R电流为1A,则干路电流为1.5A+1A=2.5A
A正确,不符合题意;
B.若L和R串联则两用电器电流相等,若电流为0.75A时,则L两端电压为2V,R两端电压为6V,则电源电压为2V+6V=8V
B正确,不符合题意;
C.若L和R并联,则L和R两端的电压相等,由图像可知,电压越大,灯丝电阻越大, C正确,不符合题意;
D.若L和R串联,则流过L和R的电流相等,由图像可知,电压越大,灯丝电阻越大, D错误,符合题意。
4.灯泡L上标有“6V 6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示,现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为6V
B.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
C.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为9V
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为10W
【答案】C
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流
A.灯泡正常发光时的电压UL=6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以灯泡L正常发光时,电压表的示数UR=U﹣UL=10V-6V=4V
A不符合题意;
B.由图甲可知,当灯泡两端的电压为1V、2V时,通过的电流分别为0.4A、0.6A,由的变形式可得,对应的电阻分别为2.5Ω、3.3Ω,电压表对应的示数分别为9V、8V,则灯泡L的电阻值随电压表的示数的减小而增大,B不符合题意;
C.由图像可知,当电流表示数为I=0.4A时,灯泡两端的电压UL=1V,则电压表的示数UR=U﹣UL=10V-1V=9V
C符合题意;
D.由图像可知,当UL=6V灯泡正常发光,电路中的电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,为保护电路安全,所以电路中的最大电流I大=0.6A,则电路消耗的最大电功率P大=UI大=10V×0.6A=6W
D不符合题意。
5.如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.A示数变大,V1示数变小,V2示数变大
B.V1示数的变化量与A示数的变化量之比不变
C.A示数不变,V1示数与A示数之比变大
D.A示数变大,V2示数与A示数之比不变
【答案】B
【解析】由图可知,滑动变阻器与电阻串联,电流表A测量电路中的电流,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源电压。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器接入的阻值变小,所以电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大。根据分压规律可知,滑动变阻器接入的电阻变小,则两端的电压变小,即V1的示数变小,因为电源电压不变,所以V2的示数始终不变。
A.电流表A示数变大,V1示数变小,V2示数不变,A不符合题意;
B.电源电压不变,若滑动变阻器移动前后电流表的示数为I1、I2,结合串联电路电压规律可知,电压表V1示数的变化量为
即
所以V1示数的变化量与A示数的变化量之比不变,B符合题意;
C.V2示数不变,V1示数变小,A示数变大,V1示数与A示数之比变小,C不符合题意;
D.A示数变大,V2示数不变,V2示数与A示数之比变小,D不符合题意。
6.如图所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,灯L的额定电压为6V,其I-U图像如图所示。当滑片P处于最右端,分别闭合开关S1和S2时,电路中的电流都为0.3A,则下列说法错误的是( )
A.电源电压为9V
B.定值电阻R=10Ω
C.只闭合S2,使电流表示数为0.5A,再断开S2,闭合S1后,灯L能正常发光
D.只闭合S1,移动滑片P,使灯L正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω
【答案】C
【解析】A.当滑片P处于最右端,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,闭合开关S1,滑动变阻器和灯泡串联,电路中电流为0.3A,从图乙可知灯泡两端的电压为3V,根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压为U滑=IR滑=0.3A×20Ω=6V
则电源电压U=6V+3V=9V
A正确,不符合题意;
B.当滑片P处于最右端,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,闭合开关S2,滑动变阻器和定值电阻串联,电路中电流为0.3A,则滑动变阻器两端的电压为6V不变,根据欧姆定律可知定值电阻的阻值R=
B正确,不符合题意;
CD.只闭合S2,滑动变阻器和定值电阻串联,电流表测量电路电流,示数为0.5A,则定值电阻两端的电压UR′=I′R=0.5A×10Ω=5V
滑动变阻器两端的电压为U滑′=9V-5V=4V
滑动变阻器接入电路的阻值R滑′=
断开S2,闭合S1后,滑动变阻器和灯泡串联,灯L的额定电压为6V,从图乙可知灯泡正常发光的电流为0.5A,若灯泡正常发光,则滑动变阻器两端的电压U滑″=9V-6V=3V
滑动变阻器接入电路的阻值R滑″=
故再断开S2,闭合S1后,灯L不能能正常发光,只闭合S1,移动滑片P,使灯L正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω;C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
7.“模拟调光灯”的电路如图甲,电源电压4.5V,电压表量程“0~3V”,电流表量程“0~0.6A”,滑动变阻器(20Ω、1A),灯泡L标有“2.5V、1.25W”,调节滑动变阻器测得多组数据,作出U﹣I图线如图乙,下列判断正确的是( )
A.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值是10Ω
B.随电压的增加,小灯泡的电阻减小
C.电路中最小电流是0.18A
D.灯泡正常发光时,电路的总功率是2.25W
【答案】D
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流
A.灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为2.5V,由图乙可知,通过灯泡的电流即电路中的电流0.5A,则由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V
滑动变阻器接入电路中的电阻
A不符合题意;
B.由图乙可知,随着灯泡两端电压的增大,通过灯泡的电流增大,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯丝的温度升高,由灯泡的电阻随温度的升高而增大可知,灯泡的电阻变大,B不符合题意;
C.灯泡正常发光时的电阻
因滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流越小,灯泡的实际功率越小,温度越低,其阻值越小,则R总<R+RL
所以,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的最小电流
C不符合题意;
D.灯泡正常发光时其两端的电压为2.5V,由图乙可知,通过灯泡的电流即电路中的电流0.5A,则电路的总功率P=UI=4.5V×0.5A=2.25W
D符合题意。
8.小明用如图所示实验装置探究影响电阻大小的因素,a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。以下操作与判断正确的是( )
A.镍铬合金丝a和b未接入电路时,电阻均为零
B.为准确比较两根合金丝的电阻,可以在电路中串联一只电压表
C.利用此装置只能探究导体电阻的大小与导体横截面积的关系
D.用夹子分别将a、b接入电路,接入a时小灯泡暗一些
【答案】D
【解析】A.电阻是导体自身的性质,无论是否接入电路,自身的性质不变,其电阻的大小不变,A不符合题意;
B.电压表需要并联在电路中,B不符合题意;
C.利用此装置不仅能探究导体电阻的大小与导体横截面积的关系,也可以探究导体电阻的大小与长度的关系,可以用同一根电阻丝,改变接入的长度即可,C不符合题意;
D.用夹子分别将a、b接入电路,接入a时,横截面积比b小,A的电阻比b大,而电源电压相同,故电路中的接a时电流比较小,故接入a时小灯泡暗一些,D符合题意。
9.图甲电路电源电压恒定不变,小灯泡标有“3V”字样。第一次只闭合S1、S3,将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端。第二次只闭合开关S2,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时,电压表V2的示数为1.5V;滑到最上端时,小灯泡恰好正常发光。图乙是两次实验中电流表A的示数与电压表V1、V2示数的关系图象,则下列判断不正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.75W
B.定值电阻R0的阻值为12Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值为15Ω
D.第一次移动滑片时电路消耗的最小功率为0.36W
【答案】B
【解析】A.电压表V1测量电源电压,一直不变,故与电压轴垂直的直线是电压表V1的示数,那么曲线是电压表V2的示数,第一次只闭合S1、S3,R0与滑动变阻器串联,将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端,V2没有接入,故没有示数;第二次只闭合开关S2,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表V2测量的小灯泡的电压,当滑到最上端时,小灯泡恰好正常发光,此时只有小灯泡接入,小灯泡的电压即为电源电压,而此时小灯泡正常发光,故此时电压表的示数为3V,电源电压为3V,根据图乙可知,电流表的示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为
A符合题意,A不符合题意;
B.根据电压表V1的图像可知,电路中最大电流为0.3A,第一次只闭合S1、S3,R0与滑动变阻器串联,将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端,滑动变阻器的阻值慢慢变小,电流慢慢变大,当滑动变阻器的阻值为零时,只有定值电阻接入电路,故此时定值电阻的阻值为
B不符合题意,B符合题意;
C.第二次只闭合开关S2,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表V2测量的小灯泡的电压,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时,电压表V2的示数为1.5V,此时电流为0.2A,电源的电压为3V,则滑动变阻器的阻值两端的电压为1.5V,此时滑动变阻器的阻值为
则滑动变阻器全部接入时的阻值为
C符合题意,C不符合题意;
D.第一次移动滑片时,定值电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器串联时,总电阻最大,电流最小,此时电路消耗的的总功率最小,故最小的电功率为
D符合题意,D不符合题意。
10.有甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,把它们串联在同一电路中,它们两端电压分别为U甲和U乙,则( )
A.U甲=U乙 B.U甲>U乙 C.U甲<U乙 D.无法确定
【答案】B
【解析】材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小,甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,所以甲的电阻大于乙的电阻,把它们串联在同一电路中,串联电路各处电流相等,由可得,因甲的电阻大于乙的电阻,所以甲两端的电压大于乙两端的电压,ACD不符合题意,B符合题意。
二、填空题
11.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻的阻值为,电阻的阻值为,当开关S闭合时,电压表示数为,则:电流表的示数为 A,电源两端的电压为 V。
【答案】0.5;12
【解析】如图,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中电流。电流表示数为
R2两端电压为
电源电压为
12.图示为电阻A和B的I-U图像.若将A.B串联接入某电源两端,则闭合开关后,它们两端的电压UA、UB之比是 ;若将A、B并联接入电源两端,闭合开关后,测得干路电流为0.6A,则电源电压是 V.
【答案】1:2;2
【解析】由图像可知,当UA=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A由可得:;;若将A.B串联接入某电源两端,根据串联电路的特点,导体两端的电压与电阻成正比,所以;当将A、B两电阻并联后接在电源两端时,总电阻 ,电源电压.
13.如图所示的电路中电源电压为,S闭合后电压表的示数为 V,小灯泡两端的电压是 V。
【答案】2.4;3.6
【解析】由图可知,电压表V1选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.4V。
根据串联电路电压规律可知,总电压为6V,灯泡L1的电压为2.4V,则灯泡L2的电压为
14.一只电热水壶的铭牌上标着“”的字样,它正常工作时,通过的电流是 A,电阻是 。
【答案】4.55;48.4
【解析】根据题意,“”表示额定电压为,额定功率为,则正常工作时通过的电流是
电阻为
15.如图所示电路中,电源电压为6V且不变,定值电阻R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“3V 1.5W”字样,且灯丝电阻不变。若要保证电路安全,当S闭合,S1,S2都断开,变阻器接入电路最小电阻是 Ω;当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最大值为 W。
【答案】6;3.6
【解析】当S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测电路电流,串联电路各处电流相等,所以通过灯泡和滑动变阻器的电流相等,由可得,小灯泡电阻RL===6Ω
由P=UI可得,小灯泡正常发光时的电流IL=
所以,当灯泡正常发光时,电路中电流最大为I最大=IL=0.5A
此时总电阻最小,根据欧姆定律可得,总电阻为R总最小===12Ω
则根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得,滑动变阻器接入电路的最小阻值R小=R总最小-RL=12Ω-6Ω=6Ω
当S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,电流表测干路的电流,其量程为“0~0.6A”,故干路上的电流I大=0.6A
电路消耗的总功率最大值P最大=UI最大=6V×0.6A=3.6W
16.2020年6月23日,北斗卫星导航系统全球组网完成,该导航系统依靠 传递信息,卫星里集成电路中的二极管和三极管,是用 (选填“半导体”或“超导”)材料制成的。
【答案】电磁波;半导体
【解析】电磁波能传递信息,且电磁波的传递不需要介质,太空中是真空,北斗卫星导航系统就是依靠电磁波传递信息的。
半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,集成电路中的二极管和三极管就是用半导体材料制成的。
三、实验探究题
17.在探究“电阻大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导体,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,b、c粗细相同而长短不同。导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 。
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表的示数如图乙所示,测试电流为 A。
导线代号 | a | b | c | d |
电流表示数 |
|
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与 的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用两根导线是 (填写导线代号)。
②由此可知,导线长度越 ,横截面积越 ,则导线的电阻越大。
【答案】(1)小
(2)0.22;横截面积;b、d;长;细
【解析】(1)实验中电流表与导线串联,电流表的示数越大,说明电路中的电阻越小,即对应的导线电阻越小。
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表的示数如图乙所示,电流表接入小量程,分度值为0.02A,则测试的电流为0.22A。
①选长度、材料相同的导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与横截面积的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用两根导线是长度、横截面积相同的b、d。
②由表中数据可知,导线长度越长,横截面积越细,则导线的电阻越大。
四、综合题
18.如图所示,电源电压6V恒定不变,R1阻值为15Ω,电流表量程为0~0.6A。
(1)开关S、S1都闭合,滑片P不能移到a端的原因是会造成电路 ( 选填“通路”、“短路”或“断路”);
(2)开关S闭合、S1断开时,求电流表示数;
(3)开关S、S1都闭合时,为了电流表不超量程,求变阻器R2连入电路的最小阻值。
【答案】(1)短路
(2)0.4A
(3)开关S、S1都闭合时,电流表测干路电流,通过R1的电流为0.4A不变,故通过变阻器的最大电流为I2=0.6A-0.4A=0.2A
变阻器R2连入电路的最小阻值
【解析】(1)开关S、S1都闭合,电阻R1和变阻器R2并联,当滑片P移到a端时,变阻器连入电路的电阻为0,会造成电路短路。
(2)开关S闭合、S1断开时,为R1的简单电路,由欧姆定律得到电流表示数
19.小明自制了一种测定风速的装置,如图所示,电源电压保持不变,探头和金属杆可带动滑片P在圆弧形电阻丝R′上上下滑动。
(1)当风速增大时,电流表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)当风速增大时,整个电路消耗总功率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)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,并且实现风速最大时,电流表偏转角度最大,器材选择的最佳组合为____。
A.E2、A2、R3 B.E1、A2、R2 C.E1、A1、R1 D.E2、A1、R3
(4)合理选择器材后,他们通过测量,得到了下表所示的结果(其中是风速,是电流表的最大示数)。
风速 | 0 | |||
电流表示数 |
依据测量结果,可以将电流表的刻度改为风速仪的风速。分析数据可知,当风速为时,电流表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)变大
(2)变大
(3)B
(4)小于
【解析】(1)当风速增大时,探头上方空气流速大,压强小,探头下方空气流速小,压强大,故产生一个向上的升力,拉着金属杆向上,而滑片P此时向下滑动,滑动变阻器阻值变小,总电压不变,总电阻变小,故电流变大。
(2)当风速增大时,电源电压不变,电流变大,故整个电路消耗总功率变大。
(3)为了节约能源,电压尽可能小,即可,故答案为:择E1即3V,由于电压比较小,电流表也选小量程即可,即0—0.1A,当风速最大时,电流最大为0.1A,滑动变阻器的阻值最小,为零,此时的电阻为 30Ω,
(4)当风速为零时,电流为原来的 ,则总电阻为
则滑动变阻器的电阻为90Ω;
当风速为时,电流为原来的 ,则总电阻为
则滑动变阻器的阻值为60Ω;
当风速为时,电流为原来的,则总电阻为
则此时滑动变阻器的阻值为30Ω,则风速均匀变大时,接入的滑动变阻器的阻值均匀变小,故当风速为时,此时滑动变阻器的接入的阻值为45Ω,则此时的电流为
则
则应该填小于。
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