2025年中考物理一轮复习备考考点突破—电学图像专题
2025-02-15
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内容正文:
2025年中考物理一轮复习备考考点突破—电学图像专题
一.选择题(共30小题)
1.如图所示,是A、B两定值电阻的U﹣I图象,由图象中信息可知( )
A.从图像可知,A的电阻大于B的电阻
B.若电阻A、B两端的电压为0V,则A、B的电阻为0Ω
C.若将A、B电阻串联在一起,通过A的电流更大
D.若将A、B电阻并联在电压为2V的电源上,则总电流为0.6A
2.如图所示是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I﹣U图像
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
3.如图是电阻甲和乙的U﹣I图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.乙导体两端的电压与电流成正比
B.当乙两端电压为1V时,其电阻值为0.4Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.4A,则电路两端的总电压为3V
D.将甲和乙并联,若电压为2.5V,则电路中干路电流为0.5A
4.同学利用如图所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换4个定值电阻R0,得到I﹣R图像。以下有关叙述正确的是( )
A.探究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持1V不变
C.将R0从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移动
D.将电压表并联在R两端,其他操作不变,也可得出相同的结论
5.用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图像,如图所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的U﹣I图像,图乙是小灯泡的U﹣I图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
6.张华同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像下列说法正确的是( )
A.导体a的电阻大于导体b的电阻
B.a、b两导体串联后总电阻的I﹣U图像应在Ⅰ区
C.将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
D.将a、b两导体并联后接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.4A
7.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑片使滑动变阻器连入电路的阻值从最大变化到最小,两个电阻的R1﹣R2关系图像如图乙所示,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.变阻器R2连入电路的阻值变化范围为0﹣30Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
8.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录电表示数:图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图像,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是10Ω
B.电源电压为5.0V
C.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是5~15Ω
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表的示数是0.3A
9.小安同学利用图﹣1所示的电路进行实验,电源电压恒为5V,更换5个定值电阻Rx,得到图﹣2所示的图像。下列有关叙述正确的是( )
A.该同学探究的是“电流和电压的关系”
B.滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω
C.实验中电压表的示数保持0.5V不变
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
10.如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像,将小灯泡和电阻R接入图乙所示的电路中,电源电压保持不变;只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。若再闭合开关S2,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,灯变亮
B.电路总电阻变大
C.电流表的示数变化0.2A
D.若将L和R串联在5V的电源上,电流表的示数是0.3A
11.如图甲、乙所示,分别是探究“电流与电压”、“电流与电阻”关系时绘制的图像。关于这两个图像,下列说法错误的是( )
A.甲图像表明:导体的电阻为5Ω
B.乙图像表明:电压保持1V不变
C.甲图像表明:在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
D.乙图像表明:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
12.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I﹣U图像,如图所示,如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,下列说法中( )
①R1>R2 ②R并在Ⅲ区域 ③R串在Ⅱ区域 ④R串在I区域
A.只有①②④正确 B.只有①②③正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
13.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2滑片从最左端移至最右端,两电阻的I﹣U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图像
B.电阻R1的阻值是10Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
D.该电路的电源电压为14V
14.如图甲所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω
C.如图乙所示,当开关闭合,电路中的电流为0.2A,R乙的电阻为10Ω
D.如图丙所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路的总电流为0.4A
15.某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值进行了测量,根据实验数据作出它们的U﹣I图像,如图所示。以下是小组成员的交流内容,其中错误的是( )
A.图甲是定值电阻的图像
B.对R1、R2的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确
C.将R1和R2并联时,通过R1、R2的电流可能相等
D.将R1和R2串联接在5V的电源两端,R1、R2的电阻之比为3:2
16.如图甲所示电路,电源电压不变,电流表的量程0~0.6A,电压表的量程0~15V,小灯泡的参数模糊不清,第一次只闭合S、S1,保证电路的安全,将滑动变阻器的滑片P在最大范围内移动;第二次只闭合S、S2,保证电路的安全,将滑动变阻器的滑片P在最大范围内移动。图乙是根据这两次实验绘制的电压表与电流表关系的图像。下列选项错误的是( )
A.电源电压是8V
B.R0的阻值为20Ω
C.灯泡正常发光的电阻是12.5Ω
D.第二次滑动变阻器的滑片P移动过程中,变阻器的阻值取值范围为12.5~20Ω
17.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,其中一个电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,电压表V1与电流表A的比值将变大
B.电源电压U=8V
C.当电压表V1的示数为5V时,滑动变阻器接入电路的阻值R2=14Ω
D.当滑动变阻器R2的滑片滑到AB的中点时,电压表V1的示数为7V
18.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑到a点程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。滑片在a点和b点时的接入阻值分别为Ra和Rb,则下列说法正确的是( )
A.Rb的电阻为10Ω
B.电源电压是10V
C.定值电阻R0的阻值是10Ω
D.图乙中线段dc表示电压表V1随电流表示数变化的图像
19.如图所示是甲、乙两定值电阻的I﹣U图像,由图像中的信息可知( )
A.若甲、乙两电阻串联则乙的电功率大,若甲、乙两电阻并联则甲的电功率大
B.若甲、乙两电阻串联则乙的电功率大,若甲、乙两电阻并联则乙的电功率大
C.若甲、乙两电阻串联则甲的电功率大,若甲、乙两电阻并联则甲的电功率大
D.若甲、乙两电阻串联则甲的电功率大,若甲、乙两电阻并联则乙的电功率大
20.小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U﹣I图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最左端
B.小灯泡的电阻约为12.7Ω
C.小灯泡正常发光10min,消耗的电能为684J
D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为8.8W
21.如图甲所示的是一款甲醛检测仪的工作原理图,电源电压恒为6V,R0是10Ω的定值电阻,R为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图像如图乙所示。污染指数在50以下为轻度污染,50~150之间为中度污染,150以上为重度污染,下列说法正确的是( )
A.甲醛污染指数越大,电压表的示数越小
B.甲醛污染指数越大,电路消耗的总功率越小
C.当电压表示数为1.5V时,属于中度污染
D.当污染指数为100时,电路中的电流为0.2A
22.小灯泡L的额定电压为3V,它的I﹣U图像如图甲所示。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.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为2.5W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
D.小灯泡的额定功率为1.5W
23.如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列选项对图像信息判断正确的是( )
A.当乙两端的电压为2.5V时,其阻值为10Ω
B.甲是一个定值电阻,阻值为10Ω
C.将甲和乙并联,若电源电压为1V,则电路中的总功率为0.6W
D.将甲和乙串联,若电路中的总功率为0.6W,则电源电压为3V
24.如图甲电路,电源电压保持不变。当闭合开关时,将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中,两电压表V1、V2示数与电流表示数的变化关系如图乙,下列说法正确的是( )
A.图像a表示V1示数变化
B.电源电压为12V
C.滑片移至最左端时R1的功率为0.6W
D.电路消耗的最大功率为3.6W
25.如图甲所示的电路,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端,记录电压表示数U、电流表示数I,作出U﹣I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有( )
A.电源电压为3V
B.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
C.R0的阻值为10Ω
D.当电压表示数为1V时,R0消耗的功率为0.4W
26.图甲所示的电路中,电源两端电压保持不变,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从右端移动到左端的过程中,读出相应的电流表和电压表的示数,记录实验数据。根据数据作出I—U的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源两端电压为3V
B.电路总功率最大时,电流表的示数为0.1A
C.滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω
D.电压表示数最大时,电路总功率最小
27.如图是灯泡L的I﹣U图像。结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.当通过灯泡L的电流为0.4A时,其实际功率为4.5W
B.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
C.将三个完全相同的灯泡L串联在1.8V电源两端,电路总功率为0.36W
D.将灯泡L和5Ω的定值电阻并联在3V的电源两端,干路电流为1A
28.如图是电阻甲和乙的U﹣I图像,下列说法中正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则甲、乙的总功率为0.6W
D.将甲和乙并联,若电压为2.5V,则它们的干路电流为0.5A
29.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中,电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻R0的阻值为6Ω
C.滑片P在b端时,电路中电流为1A
D.电路消耗的最大功率为27W
30.如图甲所示电路的电源电压为3V。小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗
B.电流表示数为0.4A时,灯泡的电阻是25Ω
C.电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W
二.填空题(共8小题)
31.如图甲所示,R1为定值电阻,Rp为滑动变阻器,闭合开关,Rp的滑片从一端移动到另一端,得到的电压表与电流表示数的图像图乙所示,则电源电压为为 V。当电流为0.4A时,R1与Rp连入电路的阻值之比为 。
32.如图甲所示,电路中电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。R1的阻值变化范围为0~20Ω,R2为定值电阻。闭合开关,滑片P在某两点间移动时电流与电压表示数的变化关系图像如图乙,则R2= Ω,电源电压U= V;在保证电路安全的情况下,电压表的最大示数与最小示数之差是 V。
33.如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示。由图乙所示图像分析可知,电源电压为 V,滑动变阻器最大阻值为 Ω。
34.如图﹣1所示的电路中。电源电压保持不变,R1为定值电阻。当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时,滑动变阻器的U﹣I图像如图﹣2所示。在滑片P移动过程中,电压表的示数与电流表的示数比值 (选填“变大”“变小”或“不变”);电源电压为 V;定值电阻R1的阻值为 Ω;滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
35.如图甲所示是电阻R和灯泡L的两端电压随电流变化的U﹣I图像,现将电阻R与灯泡L按照如图乙所示的方式连接,则当通过灯泡的电流为0.4A时,此时电路中的总功率为 W。
36.图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,干路电流为 A,此时灯泡L的电功率为 W。
37.如图1所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时,滑动变阻器的U﹣I图像如图2所示。在滑片P移动过程中,电压表的示数与电流表的示数比值 (选填“变大”“变小”或“不变”);电源电压为 V;定值电阻R1的阻值为 Ω,该电路消耗的最大电功率为 W。
38.如图甲电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则R1的阻值为 Ω;图乙中阴影部分面积表示某一时刻R2的 (填一物理量);在移动滑片过程中,电路总功率的变化量ΔP为 W。
2025年中考物理一轮复习备考考点突破—电学图像专题
参考答案
一.选择题(共30小题)
1.如图所示,是A、B两定值电阻的U﹣I图象,由图象中信息可知( )
A.从图像可知,A的电阻大于B的电阻
B.若电阻A、B两端的电压为0V,则A、B的电阻为0Ω
C.若将A、B电阻串联在一起,通过A的电流更大
D.若将A、B电阻并联在电压为2V的电源上,则总电流为0.6A
【分析】(1)在横轴取相同的电压,根据电流大小确定电阻大小关系;
(2)电阻是导体本身的一种属性,与导体是否有电压、电流无关;
(3)串联电路中电流处处相等;
(4)A和B并联在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压相等,由图象得出对于的电流,再根据并联电路的电流特点求出通过A和B的总电流。
【解答】解:A.由图可知,当电阻A两端的电压为2.0V时,电流为0.4A,则电阻A的阻值为:
;
当电阻B两端的电压为2.0V时,电流为0.2A,则电阻B的阻值为:
;
所以A的电阻小于B的电阻,故A错误;
B.导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关,与导体两端的电压无关,若电阻A、B两端的电压为0,电阻A的电阻依然是5Ω,电阻B的电阻依然是10Ω,故B错误;
C.串联电路中电流处处相等,故若将A、B电阻串联在一起,通过A、B的电流相等,故C错误•;
D.若将A、B电阻并联在电压为2V的电源上,由并联电路电压的规律知A、B电阻两端的电压均为2V,由图可知,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,则总电流为:
I=IA+IB=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。
故选:D。
【点评】运用图象法解答问题的一般步骤是:①明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么;②注意认清横坐标和纵坐标上各表示的最小分格的数值大小和单位;③明确图象所表示的物理意义;④根据图象对题目提出的问题作出判断,得到结论。
2.如图所示是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I﹣U图像
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
【分析】(1)定值电阻的阻值不变,由I可知通过的电流和两端的电压成正比,据此分析;
(2)从图像中读取电压值和对应的电流值,利用I的变形式求出定值电阻的阻值;
(3)并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,由图可读出当电源电压为4V时,通过L和R的电流,并联电路中干路的电流等于各个支路的电流之和,据此求出干路电流;
(4)串联电路各处电流相等,由图可知当通过电路的电流为0.4A时灯泡两端的电压和定值电阻两端的电压,根据串联电路电压规律计算电源电压。
【解答】解:A、定值电阻的阻值不变,其通过的电流和两端的电压成正比,由此可知,图像乙是定值电阻R的I﹣U图像,则图像甲是灯泡L的I﹣U图像,故A错误;
B、由图像可知,定值电阻R两端的电压为4V时,通过R的电流为IR=0.4A,由I可知定值电阻R的阻值为:R10Ω,故B错误;
C、并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,由图像可知,定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,通过L的电流为IL=0.8A,通过R的电流为IR=0.4A,由并联电路的电流特点可知干路的电流为:I=IL+IR=0.8A+0.4A=1.2A,故C正确;
D、串联电路各处电流相等,由图像可知当通过电路的电流为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为4V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时的电源电压:U=UL+UR=1V+4V=5V,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串并联电路的特点\欧姆定律的应用,关键是从图象中得出灯泡和R电流与电压之间的关系。
3.如图是电阻甲和乙的U﹣I图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.乙导体两端的电压与电流成正比
B.当乙两端电压为1V时,其电阻值为0.4Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.4A,则电路两端的总电压为3V
D.将甲和乙并联,若电压为2.5V,则电路中干路电流为0.5A
【分析】(1)根据图像可知乙两端的电压与电流的关系;
(2)当乙两端的电压1V时,通过乙的电流都为0.4A,根据欧姆定律求出乙的电阻;
(3)根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压,利用串联电路的电压特点求出它们两端的电压;
(4)根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流。
【解答】解:A、由图像可知,乙导体两端的电压与电流不成正比,故A错误;
B、由图象可知,当乙两端的电压为1V时,通过乙的电流为0.4A,根据欧姆定律可得,
乙的电阻为:R乙2.5Ω,故B错误;
C、甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.4A时,通过甲、乙的电流均为0.4A,
由图象可知,U甲=2V,U乙=1V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,电源的电压U=U甲+U乙=2V+1V=3V,故C正确;
D、甲、乙并联在2.5V电源时,根据并联电路的电压特点可知,
两电阻两端的电压为2.5V,由图象可知,I甲=I乙′=0.5A,
由于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甲+I乙′=0.5A+0.5A=1A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查串、并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象得出相关的信息。
4.同学利用如图所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换4个定值电阻R0,得到I﹣R图像。以下有关叙述正确的是( )
A.探究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持1V不变
C.将R0从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移动
D.将电压表并联在R两端,其他操作不变,也可得出相同的结论
【分析】(1)电流与电压和电阻有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(2)根据图乙读出一组电阻值和电流值,然后利用欧姆定律的变形公式U=IR可求出电压表的示数;(3)由图可知电路的最大和最小电流,由串联电路的规律及欧姆定律得出此时变阻器连入电路的最小和最大电阻;(4)根据串联电路分压分析。
【解答】解:A、根据控制变量法,更换5个定值电阻R0,即改变电阻的大小,故研究电流与电阻的关系,故A错误;
B、由图中数据知:电阻的电压为:U=IR=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω=2V,实验中电压表的示数保持2V不变,故B错误
C、根据图乙可知,当R=10Ω时,通过R0的电流为0.25A,故B错误;C、将R0从5Ω换成10Ω后,电阻变大,根据分压原理,电压表示数变大,因要控制电阻的电压不变,故应增大变阻器分得的电压,应增大变阻器连入电路的电阻,应将滑片P向右移,故C错误
D、根据串联分压可知,只需控制滑动变阻器两端的电压不变,即可控制定值电阻两端的电压不变,可以探究电流与电阻的关系;故D正确。故选:D。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用以及串联电路的分压特点等,关键是分析图象得出电流与电阻之间的关系。
5.用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图像,如图所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的U﹣I图像,图乙是小灯泡的U﹣I图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
【分析】AB、电阻一定时,电流与电压成正比;由此分析图像可知两图像是哪个的U﹣I图像;
C、根据作图法,分析灯泡U﹣I图像可知灯泡电阻与温度的关系;
D、灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能用取平均值的方法来减小误差,多次测量是为了寻找普遍规律,得出灯的电阻与温度的关系。
【解答】解:A、根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,所以图甲是定值电阻的U﹣I图像,则图乙是灯泡的U﹣I图像,故A正确;
B、由图像甲可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比,故B正确;
C、由乙图可知,电流与电压不成正比,如下所示,且电压变化比电流变化快,
由欧姆定律R可知灯泡电阻逐渐增大,灯泡电压和电流越大,根据P=UI可知灯的实际功率越大,灯丝的温度越高,由此可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确;
D、灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能取多次测量的平均值减小误差,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了对图像的分析和对欧姆定律的运用,要明确多次测量的不同目的和数据处理的方法,关键会根据图像判断电阻是否为定值电阻。
6.张华同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像下列说法正确的是( )
A.导体a的电阻大于导体b的电阻
B.a、b两导体串联后总电阻的I﹣U图像应在Ⅰ区
C.将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
D.将a、b两导体并联后接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.4A
【分析】A、由由图得出a、b电阻大小在进行对比;
B、串联总电阻等于各电阻阻值之和得出总电阻变大,根据欧姆定律进行分析;
CD、根据I进行分析。
【解答】解:A、由由图可知,5Ω,10Ω,a的电阻小于b的电阻,故A错误;
B、根据串联总电阻等于各电阻阻值之和可知,a、b两导体串联后总电阻变大,当电流一定时,根据U=IR可知,总电压变大,由图像可知,应该在Ⅲ区,故B错误;
C、由图可知,Ra=5Ω,Rb=10Ω,将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流I0.2A,故C正确;
D、将a、b两导体并联后接到电压为2V的电源上时,由图可知,两支路电流分别为0.2A和0.4A,干路电流等于各支路电流之和,故干路电流等于0.6A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”实验,难度适中。
7.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑片使滑动变阻器连入电路的阻值从最大变化到最小,两个电阻的R1﹣R2关系图像如图乙所示,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.变阻器R2连入电路的阻值变化范围为0﹣30Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
【分析】(1)从“U﹣I”关系图象可以看出,甲为滑动变阻器的关系图象,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,b为电阻R1的图象;
当滑动变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,根据图象读出电表的示数,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,利用欧姆定律求出电阻R1的电阻和滑动变阻器的最大阻值;
(2)根据电阻的串联和欧姆定律求出变阻器滑片在中点时,电路中的电流。
【解答】解:从“U﹣I”关系图象可以看出,a为滑动变阻器R2的“U﹣I”关系图象,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,b为电阻R1的图象;
(1)当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,电路中的电流最小;
由图乙可知,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;
因为串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和,
所以电源电压为U=U1+U2=2V+4V=6V,故A错误;
根据欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值:R110Ω,故B错误;
滑动变阻器的阻值最大为:R220Ω,
因滑动变阻器的阻值可以从最大变化到最小,则滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,故C错误;
(2)变阻器滑片在中点时,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,R总=R1R2=10Ω20Ω=20Ω,
所以变阻器滑片在中点时,电流表示数:I′0.3A,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是理解U﹣I图象中的信息以及欧姆定律的应用。
8.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录电表示数:图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图像,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是10Ω
B.电源电压为5.0V
C.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是5~15Ω
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表的示数是0.3A
【分析】由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)由图乙可知,当滑动变阻器两端的电压为0时,电路中的电流最大为I大=0.6A,根据欧姆定律可知,电源电压U=I大R0;
当滑动变阻器两端的电压为3V时,电路中的电流I=0.2A,根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压U=U滑+IR0,据此可解得R0的阻值和电源电压;
(2)当电压表示数为0时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,当电压表示数为3V时,通过电路中的电流为0.2A,根据欧姆定律可知滑动变阻器连入电路的最大阻值;
(3)知道变阻器连入电路的最大阻值,则可知当滑动变阻器的滑片P移至中点时变阻器连入电路的阻值,根据串联电路的电阻特点可知电路中的总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流,据此可知电流表的示数。
【解答】解:由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
AB、由图乙可知,当滑动变阻器两端的电压为0时,电路中的电流最大为I大=0.6A,当滑动变阻器两端的电压为3V时,电路中的电流I=0.2A,
根据欧姆定律和串联电路的特点可知,电源电压为:U=I大R0=0.6A×R0+0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U=U滑+IR0=3V+0.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得:定值电阻R0=7.5Ω,电源电压U=4.5V,故A错误、B正确;
C、当电压表示数为0时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,
当电压表示数为3V时,通过电路中的电流为0.2A,
由欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的最大阻值为:
;
所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0~15Ω,故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,滑动变阻器接入电路中的电阻为
;
根据串联电路的特点可知,电路中的总电阻为
R=R滑中+R0=7.5Ω+7.5Ω=15Ω
此时电路中的电流
;
即电流表示数为0.3A,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律以及动态电路分析,解题的关键是从图像中获取有用的信息。
9.小安同学利用图﹣1所示的电路进行实验,电源电压恒为5V,更换5个定值电阻Rx,得到图﹣2所示的图像。下列有关叙述正确的是( )
A.该同学探究的是“电流和电压的关系”
B.滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω
C.实验中电压表的示数保持0.5V不变
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
【分析】AC.由题图像可知,电流与电阻之积为2.5V,即电压不变,根据控制变量法,是研究电流与电阻的关系;
B.当电路中的电流最小时滑动变阻器接入电路阻值最大,由串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器的最大电阻;
D.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路分压原理可知,当Rx阻值换大后,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻。
【解答】解:AC.由题图像可知,电流与电阻之积为:U=IR=0.5Ax5Ω=……=0.1Ax25Ω=2.5V,即电压不变,根据控制变量法,是研究电流与电阻的关系,故A与C均错误;
B.由图中数据可知,电路中的最小电流为Imin=0.1A,对应的定值电阻为25Ω,此时滑动变阻器接入电路阻值最大,由串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器的最大电阻R大,故B正确;
D.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持定值电阻两端的电压不变,Rx从5Ω换成10Ω后,根据串联电路分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故D错误。
故选:B。
【点评】本题综合考查对探究电路与电阻关系实验,难度稍大。
10.如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像,将小灯泡和电阻R接入图乙所示的电路中,电源电压保持不变;只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。若再闭合开关S2,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,灯变亮
B.电路总电阻变大
C.电流表的示数变化0.2A
D.若将L和R串联在5V的电源上,电流表的示数是0.3A
【分析】(1)由电路图可知,只闭合开关S1,只有灯泡L连入电路;再闭合开关S2,则电阻和灯泡并联,电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和判断出电流表示数的变化;
根据并联电路各支路互不影响的特点判断出通过灯泡电流的变化,由P=UI判断出小灯泡实际功率的变化,进而判断出小灯泡亮度的变化;
(2)根据总电流的变化,由R判断出电路总电阻的变化;
(3)根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知电流表示数的变化量等于通过R的电流,由图判断出电流表示数的变化量;
(4)串联电路各处电流相等、串联电路总电压等于各部分电压之和。
【解答】解:ABC、由电路图可知,只闭合S1时,电流表测量灯泡的电流,电流表的示数为0.5A,由图甲可知,此时灯泡两端的电压:UL=4V,即电源电压为:U=4V;
再闭合S2,灯泡L与R并联,电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知电流表的示数变大;
根据并联电路各支路互不影响的特点可知通过灯泡的电流不变,由P=UI知小灯泡的实际功率不变,小灯泡的亮度不变,故A错误;
由于总电流变大,电源电压不变,由R知电路的总电阻变小,故B错误;
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知电流表示数的变化量等于通过R的电流;由于并联电路各支路两端的电压相等,由图甲可知,此时通过电阻的电流为0.2A,即电流表的示数变化0.2A,故C正确;
D、若将L和R串联在5V的电源上,若通过灯泡L的电流为0.2A,由图可知此时灯泡两端的电压:UL′=1V,R两端的电压:UR=4V,则电源电压为:U=UL′+UR=1V+4V=5V,电流表的示数是0.2A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了并联电路的特点,从图像中获取有用的信息是关键。
11.如图甲、乙所示,分别是探究“电流与电压”、“电流与电阻”关系时绘制的图像。关于这两个图像,下列说法错误的是( )
A.甲图像表明:导体的电阻为5Ω
B.乙图像表明:电压保持1V不变
C.甲图像表明:在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
D.乙图像表明:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
【分析】(1)探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,根据欧姆定律和图甲中的数据,可求导体的阻值;
(2)探究电流与电阻的关系时,要控制导体两端的电压不变,根据欧姆定律和图乙中的数据,可求导体两端的电压;
(3)在电压一定时,导体的电流与电阻成反比;在电阻一定时,通过导体的电流跟电压成正比。
【解答】解:
A、探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,根据欧姆定律和图甲中的数据,可求导体的阻值R,故A正确;
B、乙图中,图线上各点所对的电流与电阻的乘积为定值1V,根据欧姆定律,电压保持1V不变,故B正确;
C、甲图中,在电阻一定时,通过导体的电流跟电压成正比,故C正确。
D、乙图像表明:在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比;导体的电阻与它两端的电压和流过它的电流无关,故D错误。
故选:D。
【点评】此题结合图像电流与电阻和电压的关系。答题的关键是从图像中提取有用信息。
12.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I﹣U图像,如图所示,如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,下列说法中( )
①R1>R2 ②R并在Ⅲ区域 ③R串在Ⅱ区域 ④R串在I区域
A.只有①②④正确 B.只有①②③正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
【分析】根据电阻的物理意义、欧姆定律和图像分析并联电路的电阻特点。
【解答】解:根据串联电路的电阻特点知:R串比每一个串联的分电阻都要大;根据并联电路中电阻的特点可知:R并比每一个并联的分电阻都要小。
①.由I﹣U图像可知,当通过R1、R2的电流相同时,R1的两端电压大于R2的两端电压,根据可知,R1>R2,故①正确;
②.根据并联电路的电阻规律可知:R并比每一个并联的分电阻都要小,即比R2的阻值还小,当通过的电流相同时,R并的两端电压小于R2的两端电压,所以,R并在Ⅲ区域,故②正确;
③④.根据串联电路的电阻规律可知:R串比每一个串联的分电阻都要大,即比R1的阻值还大,当通过的电流相同时,R串的两端电压大于R1的两端电压,所以,R串在I区域,故③错误,④正确。
综上所述,①②④正确,④错误。
故选:A。
【点评】本题考查的是I﹣U图像的识别,会根据图像判断电阻的大小,属于中档题目。
13.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2滑片从最左端移至最右端,两电阻的I﹣U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图像
B.电阻R1的阻值是10Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
D.该电路的电源电压为14V
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;
(2)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,电阻R1的功率最小,根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.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,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,
由图象可知,A为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象,B为电阻R1的U﹣I图象,故A错误;
BCD.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U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压:
U=U1+U2=14V+4V=18V,故D错误;
由I可得,定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值:
R120Ω,R270Ω,故B错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,要明白电路各个用电器的连接情况,还要会看“U﹣I”关系图象。在电学中,有些题目的信息是通过图象给出的,所以要会读电路图中的信息和U﹣I图象中的信息。
14.如图甲所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω
C.如图乙所示,当开关闭合,电路中的电流为0.2A,R乙的电阻为10Ω
D.如图丙所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路的总电流为0.4A
【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析图象甲、乙电阻的变化;
(2)由图象可知,当甲两端电压为2V时对应的电流,根据欧姆定律求出R甲的阻值;
(3)根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压,根据欧姆定律求出R乙的阻值;
(4)根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流。
【解答】解:
A、由图像可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲电阻为定值电阻,乙电阻的阻值是变化的,故A错误;
B、由图像可知,当甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,则R甲5Ω,故B错误;
C、由图乙可知,甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,通过甲、乙的电流均为0.2A,由图像可知,此时乙两端的电压为:U乙=2V,
则乙的电阻为:R乙10Ω,故C正确;
D、由图丙可知,甲、乙并联在2V电源时,根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压为2V,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
15.某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值进行了测量,根据实验数据作出它们的U﹣I图像,如图所示。以下是小组成员的交流内容,其中错误的是( )
A.图甲是定值电阻的图像
B.对R1、R2的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确
C.将R1和R2并联时,通过R1、R2的电流可能相等
D.将R1和R2串联接在5V的电源两端,R1、R2的电阻之比为3:2
【分析】(1)电阻一定时,电流与电压成正比;根据图甲判断该电阻是否为定值电阻;
(2)根据甲、乙图判断电阻的特点,然后分析多次测量的目的;
(3)将R1和R2并联时,它们两端的电压相等,由图象可以看出它们两端电压都是4V时各自的电流相等;
(4)将R1和R2串联接在5V的电源两端时通过它们的电流相等,且总电压等于各分电压之和,根据图象读出符合的电压和电流值,由串联电路分压特点求出此时两电阻的阻值之比。
【解答】解:A、根据图甲可知,电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,故A正确;
B、由图甲可知,R1是定值电阻,多次测量取平均值可以使测量结果更准确;由图乙可知,小灯泡的电阻不是定值,随温度的升高而增大,测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故B错误;
C、将R1和R2并联时,其两端电压相等,由图甲、乙可知,当R1和R2两端电压为4V时,流过R1和R2的电流相等,均为0.2A,故C正确;
D、将R1和R2串联接在5V的电源两端,由串联电路的电流规律可知,此时流过R1和R2的电流相等,且R1和R2两端电压之和等于5V,由图甲、乙可知,当R1和R2的电流均为0.15A时,此时R1两端电压为U1=3V,R2两端电压为U2=2V,故由串联电路分压特点可得,此时R1和R2的电阻之比为:
,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了图象分析、欧姆定律、并联电路的特点,以及导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电压和电流的改变而改变;关键会根据图象判断电阻是否为定值电阻以及根据串联电路的电压特点和电流特点得出符合题意的电压、电流值。
16.如图甲所示电路,电源电压不变,电流表的量程0~0.6A,电压表的量程0~15V,小灯泡的参数模糊不清,第一次只闭合S、S1,保证电路的安全,将滑动变阻器的滑片P在最大范围内移动;第二次只闭合S、S2,保证电路的安全,将滑动变阻器的滑片P在最大范围内移动。图乙是根据这两次实验绘制的电压表与电流表关系的图像。下列选项错误的是( )
A.电源电压是8V
B.R0的阻值为20Ω
C.灯泡正常发光的电阻是12.5Ω
D.第二次滑动变阻器的滑片P移动过程中,变阻器的阻值取值范围为12.5~20Ω
【分析】(1)第一次只闭合S、S1,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电压表与电流表关系的图像为一直线,根据图像可知,结合串联电路的特点和欧姆定律列出电源电压的表达式,解方程计算定值电阻和电源电压;
(2)第二次只闭合S、S2,L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,根据最大电流和欧姆定律计算灯泡的电阻,根据最大和最小电流结合欧姆定律计算滑动变阻器的范围。
【解答】解:AB.闭合S、S1,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,由于定值电阻的大小不变,图像是直线,当电流为0.2A时,滑动变阻器两端电压为4V,当电流为0.4A,滑动变阻器两端电压为0,根据串联电路的特点和欧姆定律知,电源电压为
U=0.2A×R0=0.4A×R0+4V;
解方程可得电源电压是8V,R0的阻值为20Ω,故AB正确;
C.第二次只闭合S、S2,L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,L灯泡的电阻随温度改变而改变,电压表与电流表关系的图像为曲线。在电路安全的情况下,灯泡正常发光时电流最大,电流为0.4A,此时滑动变阻器两端电压为3V,灯泡的电压为
UL=U﹣U1=8V﹣3V=5V;
此时灯泡的电阻是
;
故C正确;
D.第二次滑动变阻器的滑片P移动过程中,当电流为0.4A时,电压为3V,变阻器的阻值为
;
当电流为0.32A时,电压为6.4V,变阻器的阻值为
;
故滑动变阻器取值范围为7.5~20Ω,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律以及图像分析,属于中档题,难度适中。
17.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,其中一个电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,电压表V1与电流表A的比值将变大
B.电源电压U=8V
C.当电压表V1的示数为5V时,滑动变阻器接入电路的阻值R2=14Ω
D.当滑动变阻器R2的滑片滑到AB的中点时,电压表V1的示数为7V
【分析】由甲电路图可知,两个电阻串联,电流表测电路中电流,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,由题意可知,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中电流增大,定值电阻两端的电压增大,根据串联电路电压定律可知滑动变阻器两端的电压减小;
A、根据欧姆定律可知电压表V1与电流表A的比值等于定值电阻的阻值;
B、由图乙可知当R2的电阻最小为0时,电路中的电流最大,根据U=IR表示电源电压,
当R2的电阻最大时电路中的电流最小,根据欧姆定律表示电源电压,联立解方程可得电源电压;
C、当电压表V1的示数为5V时,根据串联电路电压规律计算R2两端电压,
由图乙可知此时的电流为,根据欧姆定律计算此时滑动变阻器接入电路的阻值;
D、根据欧姆定律计算滑动变阻器最大阻值,
当滑动变阻器R2的滑片滑到AB的中点时,此时滑动变阻器接入电路的阻值的一半,根据串联电路电压规律计算电压表V1的示数为7V时R2两端电压,
由图乙可知此时的电流,根据欧姆定律计算此时滑动变阻器接入电路的阻值。
故选:C。
【解答】解:由甲电路图可知,两个电阻串联,电流表测电路中电流,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,
由图乙可知,电压表示数随电流表示数的增大而减小,
由题意可知,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中电流增大,定值电阻两端的电压增大,根据串联电路电压定律可知滑动变阻器两端的电压减小,因此乙图为R2的图线;
A、根据欧姆定律可知电压表V1与电流表A的比值等于定值电阻的阻值,滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,电压表V1与电流表A的比值比值不变,故A错误;
B、由图乙可知,当R2的电阻最小为0时,电路中的电流最大,电源电压U=1.2A×R1……①,
当R2的电阻最大时,电路中的电流最小,电源电压U=0.4A×R1+8V……②
联立①②两式,解得:电源电压U=12V,R1的阻值为10Ω,故B错误;
C、当电压表V1的示数为5V时,串联电路总电压等于各部分电压之和,则R2两端电压为U2=U﹣U1=12V﹣5V=7V,
由图乙可知,此时电流为0.5A,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为,故C正确;
D、由图乙可知,滑动变阻器最大阻值为,
当滑动变阻器R2的滑片滑到AB的中点时,滑动变阻器接入电路的电阻为知道阻值的一半,此时滑动变阻器接入电路的阻值为,
若此时电压表V1的示数为7V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路电压定律可知R2两端电压为U2中=U﹣U1'=12V﹣7V=5V,
由图乙可知,此时电流为0.7A,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
18.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑到a点程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。滑片在a点和b点时的接入阻值分别为Ra和Rb,则下列说法正确的是( )
A.Rb的电阻为10Ω
B.电源电压是10V
C.定值电阻R0的阻值是10Ω
D.图乙中线段dc表示电压表V1随电流表示数变化的图像
【分析】由电路图可知,电阻R0与变阻器R串联,电压表V1测R0两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。
(1)滑片P从b点滑到a点的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端电压变化,利用串联电路的电压特点可知R两端的电压变化,然后结合乙图判断两电流表和电压表对应的图线关系;根据欧姆定律计算电阻;
(2)当变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最大,根据图乙读出电表的示数,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,再根据欧姆定律求出定值电阻R0的阻值;
【解答】解:由电路图可知,电阻R0与变阻器R串联,电压表V1测R0两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。AD、滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,即V1的示数变大,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R两端的电压变小,即V2的示数变小,
所以,图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线,故D错误;
当滑片位于b点时,电流为1A;滑动变阻器的电压为10V,则Rb10Ω,故A正确;
BC、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,电路中的最小电流I=1A,此时R两端的电压UR=10V,R0两端的电压U0=2V,
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=UR+U0=10V+2V=12V,故B错误;
由I可得,定值电阻R0的阻值:R02Ω,故C错误。
故选:A。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
19.如图所示是甲、乙两定值电阻的I﹣U图像,由图像中的信息可知( )
A.若甲、乙两电阻串联则乙的电功率大,若甲、乙两电阻并联则甲的电功率大
B.若甲、乙两电阻串联则乙的电功率大,若甲、乙两电阻并联则乙的电功率大
C.若甲、乙两电阻串联则甲的电功率大,若甲、乙两电阻并联则甲的电功率大
D.若甲、乙两电阻串联则甲的电功率大,若甲、乙两电阻并联则乙的电功率大
【分析】(1)由图象可知,甲、乙图象表示电流与电压成正比,即甲、乙的阻值不变,根据电流一定时,导体两端的电压越大,导体的电阻越大得出两电阻之间的关系;
(2)将甲、乙两电阻串联时,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电压关系,根据P=UI=I2R得出实际功率关系;
(3)将甲、乙两电阻并联时,根据并联电路的电压关系可知两电阻电压之间的关系,根据P=UI得出实际功率关系。
【解答】解:
由图像可知,当电流相同时,乙电阻两端的电压大于甲电阻两端的电压,由欧姆定律可知R乙>R甲;
(1)若将甲、乙两电阻串联在某电源两端,因串联电路中各处的电流相等,且R乙>R甲,由公式P=I2R可知,所以乙电阻的实际功率大;
(2)若将甲、乙两电阻并联在某电源两端,因并联电路中各支路两端的电压相等,且R乙>R甲,由P可知,所以此时甲电阻的实际功率大。
综上可知,A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点,关键是根据电功率公式的灵活运用和根据图象、利用欧姆定律得出两电阻之间的关系。
20.小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U﹣I图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最左端
B.小灯泡的电阻约为12.7Ω
C.小灯泡正常发光10min,消耗的电能为684J
D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为8.8W
【分析】A.闭合开关S前,为了保护电路,滑动变阻器应移至阻值最大处;
B.灯泡的电阻随温度的升高而变大,不是一个定值;
C.小灯泡正常发光10min,根据W=UIt可知消耗的电能;
D.由乙图可知电路中的电流,根据串联电路的电压特点得出滑动变阻器两端电压,根据P=UI可知滑动变阻器消耗的电功率。
【解答】解:
A.闭合开关S前,为了保护电路,滑动变阻器应移至阻值最大处,即最右端,故A错误;
B.小灯泡的U﹣I图像为曲线,根据欧姆定律可知灯泡的电阻会变化,故B错误;
C.小灯泡正常发光10min,根据W=UIt可知消耗的电能为
W=UIt=3.8V×0.3A×10×60s=684J,
故C正确;
D.小灯泡两端电压为2.0V时,由乙图可知电路中的电流为0.22A,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端电压为
UP=U﹣UL=6V﹣2V=4V,
滑动变阻器消耗的电功率为
PP=UPI′=4V×0.22A=0.88W,
故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,是一道综合题。
21.如图甲所示的是一款甲醛检测仪的工作原理图,电源电压恒为6V,R0是10Ω的定值电阻,R为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图像如图乙所示。污染指数在50以下为轻度污染,50~150之间为中度污染,150以上为重度污染,下列说法正确的是( )
A.甲醛污染指数越大,电压表的示数越小
B.甲醛污染指数越大,电路消耗的总功率越小
C.当电压表示数为1.5V时,属于中度污染
D.当污染指数为100时,电路中的电流为0.2A
【分析】(1)(2)由图象可知,污染指数越大,可变电阻的阻值越小,根据欧姆定律分析电压表示数变化;根据P=UI分析电路中消耗总功率的变化;
(3)电压表示数为1.5V时,根据串联电路的分压特点求出可变电阻两端电压,再根据欧姆定律求出可变电阻连入电路中的阻值,根据污染程度图象分析;
(4)由图象可知,污染指数为100时,可变电阻连入电路中的阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律求出电流。
【解答】解:AB.如图甲,R0与R串联,电压表测量R0两端的电压;甲醛污染指数越大,其电阻越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,根据U=IR可知,电压表示数越大;根据P=UI可知,电路的总功率越大,故AB错误;
C.当电压表的示数为1.5V时,R两端的电压为UR=U﹣U0=6V﹣1.5V=4.5V;
由串联分压原理可知:3,则:R=3R0=3×10Ω=30Ω,由图乙可知,此时污染指数为100,属于中度污染,故C正确;
D.当污染指数为100时,由图乙可知,此时R=30Ω,根据串联电路的特点和欧姆定律知,电路中的电流为:I0.15A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用,属于中档题。
22.小灯泡L的额定电压为3V,它的I﹣U图像如图甲所示。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.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为2.5W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
D.小灯泡的额定功率为1.5W
【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的灯泡串联,根据图像读出电路中的电流,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)由图像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。
【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,
由图像可知,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;
(2)由图像可知,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D正确;
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;
滑动变阻器消耗的电功率:
P滑′=U滑′I′=1.5V×0.5A=0.75W,故B错误。
故选:B。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是根据图像得出电压对应的电流,要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等。
23.如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列选项对图像信息判断正确的是( )
A.当乙两端的电压为2.5V时,其阻值为10Ω
B.甲是一个定值电阻,阻值为10Ω
C.将甲和乙并联,若电源电压为1V,则电路中的总功率为0.6W
D.将甲和乙串联,若电路中的总功率为0.6W,则电源电压为3V
【分析】(1)当乙两端的电压为2.5V时,根据图像读出电流值,根据欧姆定律求出此时乙的阻值;
(2)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比,根据图像读出一组数据,根据欧姆定律求出甲的阻值;
(3)并联电路各支路两端的电压相等,根据图像可知甲、乙两端的电压为1V时通过它们的电流,根据并联电路的电流规律可知干路中的电流大小,根据P=UI算出总功率;
(4)将甲和乙串联,若电路中的电流为0.3A,根据图读出各自两端的电压值,根据串联电路电压规律可求出电路两端的总电压。
【解答】解:A、由图可知,当乙两端的电压为2.5V时,电流为0.5A,其阻值为R乙5Ω,故A错误;
B、由图可知,甲电阻是一个定值电阻,甲两端的电压为2.5V时,电流为0.5A,其阻值为R甲5Ω,故B错误;
C、将甲和乙并联,若电源电压为1V,由图可得,此时通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.4A,由并联电路电流规律可得,此时电路总电流为I=0.2A+0.4A=0.6A,则电路消耗的总功率为:P=UI=1V×0.6A=0.6W,故C正确;
D、将甲和乙串联,若电路中的电流为0.3A,由图可知,甲两端的电压为1.5V,乙两端的电压为0.5V,则此时电路两端的电压为U=1.5V+0.5V=2V,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
24.如图甲电路,电源电压保持不变。当闭合开关时,将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中,两电压表V1、V2示数与电流表示数的变化关系如图乙,下列说法正确的是( )
A.图像a表示V1示数变化
B.电源电压为12V
C.滑片移至最左端时R1的功率为0.6W
D.电路消耗的最大功率为3.6W
【分析】(1)由电路图可知,电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压,电流表测量电路中的电流。所以电压表V2的示数大于电压表V1的示数,可以判断ab图像的物理意义;
(2)根据电源电压不变,建立方程组求出电源电压和R1;
(3)当滑片P向左移动时,滑动变阻器连入的电阻变大,电路中的总电阻变大,当滑片在最左端时,电阻最大,电流最小,利用公式计算最小功率;
(4)当滑片在最右端时,电阻最小,电流最大,利用公式计算最大功率。
【解答】解:A.由电路图可知,电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压。所以电压表V2的示数大于电压表V1的示数,由乙图可知,电流相同时,a的电压大于b的电压,所以图像a表示V2示数变化,故A错误;
B.由于电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联,
则由乙图可知当I=0.2A时(滑片在最左端时),U=12V,R60Ω,U总=0.2A×(60Ω+R1);
则由乙图可知当I=0.6A时(滑片在最右端时),U=6V,R10Ω,U总=0.6A×(10Ω+R1);
解上面的方程组得:U总=15V,R1=15Ω,故B错误;
C.当滑片在最左端时,电阻最大,电流最小,R1的功率P=UI=I2R1=(0.2A)2×15Ω=0.6W,故C正确;
D.当滑片在最右端时,电阻最小,电流最大,电路消耗的最大功率P=U总I=15V×0.6A=9W,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查学生对欧姆定律公式和电功率公式的理解和应用。
25.如图甲所示的电路,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端,记录电压表示数U、电流表示数I,作出U﹣I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有( )
A.电源电压为3V
B.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
C.R0的阻值为10Ω
D.当电压表示数为1V时,R0消耗的功率为0.4W
【分析】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,由乙图可知通过电路的电流为0.1A时,滑动变阻器两端的电压为2.5V,通过电路的电流为0.4A时,滑动变阻器两端的电压为1V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=IR0+UV,代入数据可得解得R0的阻值,从而知电源电压;
(2)当电流最小为0.1A时,滑动变阻器两端的电压为2.5V,根据欧姆定律算出滑动变阻器的最大阻值;
(3)由乙图可知,当电压表示数为1V时,通过电路的电流为0.4A,由P=I2R算出R0消耗的功率。
【解答】解:AC、闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,由乙图可知通过电路的电流为0.1A时,滑动变阻器两端的电压为2.5V,通过电路的电流为0.4A时,滑动变阻器两端的电压为1V,串联电路总电压等于各部分电压之和,
电源电压U=IR0+UV,即0.1A×R0+2.5V=0.4A×R0+1V,
解得:R0的阻值R0=5Ω,
则电源电压U=IR0+UV=0.1A×5Ω+2.5V=3V,故A正确,C错误;
B、当电流最小为0.1A时,滑动变阻器两端的电压为2.5V,滑动变阻器的最大阻值为:
R滑25Ω,故B错误;
D、由乙图可知,当电压表示数为1V时,通过电路的电流为0.4A,R0消耗的功率为:P0=I′2R0=(0.4A)2×5Ω=0.8W,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查欧姆定律在串联电路中的应用;要解除此题需要利用电源电压不变这个点作为突破口。
26.图甲所示的电路中,电源两端电压保持不变,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从右端移动到左端的过程中,读出相应的电流表和电压表的示数,记录实验数据。根据数据作出I—U的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源两端电压为3V
B.电路总功率最大时,电流表的示数为0.1A
C.滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω
D.电压表示数最大时,电路总功率最小
【分析】根据电路图可知,闭合开关S,R1与R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R1两端电压;
(1)滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为0,电路为R1的简单电路,电路电流最大,电源电压等于R1两端电压;
(2)根据P=UI可知,在电压一定时,电路的电流最大时,电路总功率最大;
(3)当电路的电流最小时,变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路的规律及欧姆定律求出变阻器的最大电阻;
(4)根据P=UI进行分析。
【解答】解:根据电路图可知,闭合开关S,R1与R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R1两端电压;
A、滑动变阻器R2连入电路的电阻为0时,电路的电流最大,由图乙可知,此时R1两端电压为2.5V,即电源电压为2.5V,故A错误;
B、因为电源电压不变,根据P=UI可知,在电压一定时,电路的电流最大时,电路总功率最大,由图乙可知,最大电流为0.5A,故B错误;
C、当电路的电流最小时,变阻器连入电路的电阻最大,根据串联分压原理可知,此时滑动变阻器两端电压最大,由串联电路的电压特点可得,此时滑动变阻器两端电压为2.5V﹣0.5V=2V,此时电流最小为0.1A,
由I可得,滑动变阻器的最大阻值:Rmax20Ω,故C正确;
D、滑动变阻器R2连入电路的电阻为0时,电路的电流最大,由图乙可知,此时电压表示数即R1两端电压最大且为2.5V,根据P=UI可知此时电路总功率最大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是从图中获取有效的信息。
27.如图是灯泡L的I﹣U图像。结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.当通过灯泡L的电流为0.4A时,其实际功率为4.5W
B.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
C.将三个完全相同的灯泡L串联在1.8V电源两端,电路总功率为0.36W
D.将灯泡L和5Ω的定值电阻并联在3V的电源两端,干路电流为1A
【分析】(1)根据图像可知通过灯泡L的电流为0.4A时灯泡两端的电压,根据P=UI求出此时灯泡的实际功率;
(2)根据灯泡L的I﹣U图像为曲线分析判断通过灯泡L的电流与其两端的电压关系;
(3)将三个完全相同的灯泡L串联在1.8V的电源两端时,根据串联电路的分压特点可知每个灯泡两端的电压,根据图像可知此时电路中的电流,根据P=UI求出电路的总功率;
(4)将灯泡L和5Ω的定值电阻并联在3V的电源两端时,由并联电路的电压特点可知灯泡和定值电阻两端的电压,根据图像可知此时通过灯泡的电流,再根据欧姆定律求出通过定值电阻的电流,然后根据并联电路的电流特点求出干路电流。
【解答】解:A.当通过灯泡L的电流为0.4A时,由图像可知,灯泡L两端的电压为1.8V,小灯泡的实际功率为:P=UI=1.8V×0.4A=0.72W,故A错误;
B.由图可知,灯泡L的I﹣U图像是一条曲线,说明通过它的电流与电压不成正比关系,故B错误;
C.将三个完全相同的灯泡L串联在1.8V的电源两端,根据串联分压的规律,各小灯泡分得的电压为0.6V,由图像可知,此时电路中的电流为0.2A,则电路的总功率为:P'=UI'=1.8V×0.2A=0.36W,故C正确;
D.将灯泡L和5Ω的定值电阻并联在3V的电源两端,由图可知,此时小灯泡的电流为0.5A,并联电路的电压相同,所以定值电阻的电流为:IR0.6A;
干路电流为:I并=IL+IR=0.5A+0.6A=1.1A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
28.如图是电阻甲和乙的U﹣I图像,下列说法中正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则甲、乙的总功率为0.6W
D.将甲和乙并联,若电压为2.5V,则它们的干路电流为0.5A
【分析】(1)当甲两端电压为0.5V时,从图中可知通过它的电流;
(2)当乙两端电压为2V时,从图中可知通过乙的电流,根据欧姆定律求出R乙的阻值;
(3)甲、乙串联在电路中时通过它们的电流相等,根据图象读出它们两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;
(4)甲、乙并联在电路中时它们两端的电压相等,根据图象读出通过它们的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流,再根据P=UI求出电路的总功率。
【解答】解:
A、当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B、当乙两端电压为2.5V时,通过乙的电流为0.5A,根据欧姆定律可知其电阻为R乙5Ω,故B错误;
C、将甲和乙串联,若电流为0.3A,通过它们的电流均为0.3A,由图象可知,它们两端的电压U甲=1.5V、U乙=0.5V,由串联电路的总电压等于各分电压之和可知,电源的电压U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2V,
甲、乙的总功率P=UI=2V×0.3A=0.6W,故C正确;
D、将甲和乙并联,若电压为2.5V,它们两端的电压均为2.5V,由图象可知,通过两电阻的电流I甲=0.5A、I乙=0.5A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=I甲+I乙=0.5A+0.5A=1A,电路总功率P′=U′I′=2.5V×1A=2.5W,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
29.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中,电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻R0的阻值为6Ω
C.滑片P在b端时,电路中电流为1A
D.电路消耗的最大功率为27W
【分析】由图甲可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)由图甲可知,滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路为R0的简单电路,由欧姆定律可知此时电路中的电流最大,根据图乙可知此时电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源电压,滑片在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由欧姆定律可知此时电路中电流最小,由图乙可知此时电路中的电流和滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压,解方程求出R0的阻值和电源电压;
(2)根据P=UI求出电路消耗的最大功率。
【解答】解:由图甲可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
ABC、由图甲可知,滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路为R0的简单电路,由欧姆定律可知此时电路中的电流最大,
由图乙可知,此时电路中的电流为3A,故C错误;
由欧姆定律可知,电源电压:U=I大R0=3A×R0……①
滑片在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由欧姆定律可知此时电路中电流最小,
由图乙可知此时电路中的电流为1A,滑动变阻器两端的电压为6V,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=U滑+U0=U滑+I小R0=6V+1A×R0……②
由①②解得:R0=3Ω,U=9V,故AB错误;
D、电路消耗的最大功率:P大=UI大=9V×3A=27W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
30.如图甲所示电路的电源电压为3V。小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗
B.电流表示数为0.4A时,灯泡的电阻是25Ω
C.电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W
【分析】A、由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片P向左滑动时,分析电路中的电阻变化,由欧姆定律确定电路中的电流变化,根据P=UI确定灯的实际功率,从而得出灯泡亮度变化;
B、由图象知,当电流为0.4A时,对应的电压为1V,由欧姆定律得出灯的电阻;
C、电压表示数为2.5V时,由串联电路电压的规律得出灯的电压,由图知此时通过灯泡的电流,根据P=UI得出小灯泡的功率;
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流,根据串联电路电压的规律求出变阻器的电压,根据P=UI求出变阻器的功率。
【解答】解:A、由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知灯泡两端电压变大,根据P=UI可知灯泡的实际功率增大,则灯泡变亮,故A错误;
B、由灯泡的I﹣U图象可知,当电流为0.4A时,灯泡的电压为1V,由欧姆定律可得,灯的电阻:RL2.5Ω,故B错误;
C、电压表示数为2.5V时,由串联电路电压的规律可得灯两端的电压为:UL′=U﹣U滑′=3V﹣2.5V=0.5V,
由图象可知,灯的电压为0.5V时电流为0.3A,则小灯泡的功率:PL′=UL′I′=0.5V×0.3A=0.15W,故C错误;
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流为0.5A,
根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U滑=U﹣UL额=3V﹣2.5V=0.5V,
此时滑动变阻器的功率:P滑=U滑I滑=0.5V×0.5A=0.25W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是从图中获取有效的信息。
二.填空题(共8小题)
31.如图甲所示,R1为定值电阻,Rp为滑动变阻器,闭合开关,Rp的滑片从一端移动到另一端,得到的电压表与电流表示数的图像图乙所示,则电源电压为为 3 V。当电流为0.4A时,R1与Rp连入电路的阻值之比为 2:1 。
【分析】由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器RP串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,
(1)当滑片位于左端时,接入电路中的电阻为0,此时电流表和电压表的示数最大,电压表示数即电源电压;
(2)由图乙可知,当电流为0.4A 时,R1两端的电压U1=2V,根据串联电路电压规律计算RP两端的电压,根据串联电路分压特点计算R1与Rp连入电路的阻值之比。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器RP串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)当滑片位于左端时,接入电路中的电阻为0,此时电流表和电压表的示数最大,由图乙可知,电源的电压U=3V;
(2)由图乙可知,当电流为0.4A 时,R1两端的电压U1=2V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以RP两端的电压为:UP=U﹣U1=3V﹣2V=1V,
根据串联电路的分压特点可得:。
故答案为:3;2:1。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
32.如图甲所示,电路中电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。R1的阻值变化范围为0~20Ω,R2为定值电阻。闭合开关,滑片P在某两点间移动时电流与电压表示数的变化关系图像如图乙,则R2= 5 Ω,电源电压U= 9 V;在保证电路安全的情况下,电压表的最大示数与最小示数之差是 1.2 V。
【分析】(1)由图甲可知闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,根据串联电路电压规律结合欧姆定律以及图乙数据表示电源电压,解方程可得定值电阻的阻值和电源电压;
(2)电流表的量程为0~0.6A,故电路电流最大为0.6A,根据欧姆定律可知R2两端的电压,根据串联电路的电压特点可知电压表的示数;
滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据欧姆定律可知电路电流,根据欧姆定律可知电压表示数,据此计算电路中电压表的示数变化范围,求得电压表的最大示数与最小示数之差。
【解答】解:由图甲可知闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,
由图乙可知,当电压表示数为7.0V时,电流为0.4A,根据串联电路总电压等于各部分电压之和和欧姆定律可得电源电压:
U=U1+U2=U1+I1R2=7.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电压表示数为6.5V时,电流为0.5A,根据串联电路总电压等于各部分电压之和和欧姆定律可得电源电压:
U=U1'+U2'=U1'+I2R2=6.5V+0.5A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②得:R2=5Ω,U=9V;
当滑动变阻器阻值增大时,电路中电流减小,由欧姆定律可知,定值电阻两端电压变小,由于电源电压不变,则滑动变阻器两端电压变大,所以当滑动变阻器阻值最大时,即为20Ω时,电压表示数最大,此时电路中的电流为
,
此时滑动变阻器两端的电压,即电压表最大示数为:
Umax=IR1=0.36A×20Ω=7.2V,
当滑动变阻器阻值减小时,电路中电流增大,由欧姆定律可知,定值电阻两端电压变大,由于电源电压不变,则滑动变阻器两端电压变小,所以当电路中电流最大时,电压表示数最小,由于电流表量程为0~0.6A,所以电路中电路最大为0.6A,此时定值电阻两端电压为:
U2“=ImaxR2=0.6A×5Ω=3V,
此时滑动变阻器两端电压,即电压表最小示数为:
Umin=U﹣U2“=9V﹣3V=6V,
则电压表的最大示数与最小示数之差:ΔU=Umax﹣Umin=7.2V﹣6V=1.2V。
故答案为:5;9;1.2。
【点评】本题考查欧姆定律的应用,是一道综合题。
33.如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示。由图乙所示图像分析可知,电源电压为 6 V,滑动变阻器最大阻值为 20 Ω。
【分析】由图甲可知,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流;
从图乙中读取两组电流值,及对应的电压表示数(即R2两端的电压),利用电源电压不变,结合串联电路的电压特点和欧姆定律将电源电压表示出来,再将两组表达式联立即可解出电源电压U,根据欧姆定律求出滑动变阻器最大阻值。
【解答】解:(1)由图甲可知,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测量在R2两端的电压;
由图乙可知,当电路中的电流最大为I1=0.6A时,电压表的示数为0V,即R2两端的电压为0V,
由欧姆定律可知电源电压为:U=U1=I1R1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
当电路中的电流为I2=0.2A时,电压表的示数为4V,即R2两端的电压为U2=4V,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压为:U=U1′+U2=I2R1+4V=0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
联立①②可解得:U=6V,R1=10Ω;
(2)滑动变阻器连入电路的阻值最大时电路中电流最小,
由I可得,R2的阻值:R220Ω。
故答案为:6;20。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用。
34.如图﹣1所示的电路中。电源电压保持不变,R1为定值电阻。当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时,滑动变阻器的U﹣I图像如图﹣2所示。在滑片P移动过程中,电压表的示数与电流表的示数比值 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”);电源电压为 18 V;定值电阻R1的阻值为 30 Ω;滑动变阻器的最大阻值为 30 Ω。
【分析】由图﹣1知R1与R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;由图﹣2知当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时电流表的示数变大,由欧姆定律知滑动变阻器的电阻变小,由欧姆定律判断出电压表的示数与电流表的示数比值的变化;根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源的电压;
【解答】解:由图﹣1知道,R1与R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。
由图﹣2知道,当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时电流表的示数变大,由欧姆定律知滑动变阻器的电阻变小,由知道,电压表的示数与电流表的示数比值等于滑动变阻器的阻值,即电压表的示数与电流表的示数比值变小。
由图像知道,此时电路中的电流Ia=0.3A,R2两端的电压U2=9V,此时滑动变阻器全部连入电路,其阻值为:R230Ω;
串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压为:U=IaR1+U2=0.3A×R1+9V①
由图像知道,这时电路中电流为Ib=0.4A,R2两端的电压U2′=6V,
则:U=IbR1+U2′=0.4A×R1+6V②
联立①②解得:R1=30Ω,U=18V。
故答案为:变小;18;30;30。
【点评】本题关键是欧姆定律及其变形的灵活运用,难点是明白滑片移动过程中电路的变化情况,本题重点考查了应用图象解决问题,这是以后学习的重点。
35.如图甲所示是电阻R和灯泡L的两端电压随电流变化的U﹣I图像,现将电阻R与灯泡L按照如图乙所示的方式连接,则当通过灯泡的电流为0.4A时,此时电路中的总功率为 1.2 W。
【分析】由图乙可知,灯泡L与定值电阻R串联,由串联电路中的电流规律可得通过两个元件的电流,由图甲可知两个元件两端的电压,由串联电路电压规律可得电源电压,根据UI可知此时电路中的总功率。
【解答】解:由图乙可知,灯泡L与定值电阻R串联,由串联电路中的电流规律可得通过两个元件的电流都为0.4A,
由图甲可知灯泡两端的电压UL=1V,电阻R两端的电压UR=2V,
由串联电路电压规律可得,电源电压:U=UL+UR=1V+2V=3V。
根据UI可知此时电路中的总功率P=UI=3V×0.4A=1.2W;
故答案为:1.2。
【点评】本题考查串联电路规律,是基础题。
36.图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,干路电流为 0.45 A,此时灯泡L的电功率为 0.5 W。
【分析】(1)由欧姆定律求得电阻R两端的电压即为电源电压;
(2)由图甲得出通过灯泡的电流IL,由并联电路电流规律得干路电流;
(3)由P=UI计算灯泡的电功率。
【解答】解:(1)已知电阻R的阻值R=10Ω,电流表测通过电阻R的电流,则IR=0.2A,由欧姆定律求得电阻R两端的电压UR=IRR=0.2A×10Ω=2V,根据并联电路电压规律可知电源电压U=UR=2V;
(2)根据并联电路电压规律得UL=U=2V,由图甲可知此时通过灯泡的电流为IL=0.25A,由并联电路电流规律干路电流为I=IL+IR=0.25A+0.2A=0.45A;
(3)由P=UI可得此时灯泡的电功率PL=ULIL=2V×0.25A=0.5W。
故答案为:0.45;0.5。
【点评】本题考查了并联电路的电压和电流规律以及欧姆定律和电功率的计算,是一道基础题。
37.如图1所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时,滑动变阻器的U﹣I图像如图2所示。在滑片P移动过程中,电压表的示数与电流表的示数比值 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”);电源电压为 18 V;定值电阻R1的阻值为 30 Ω,该电路消耗的最大电功率为 10.8 W。
【分析】由图1知R1与R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)由图﹣2知当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时电流表的示数变大,由欧姆定律知滑动变阻器的电阻变小,由欧姆定律判断出电压表的示数与电流表的示数比值的变化;
(2)根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源的电压,(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路消耗的电功率最大,根据P算出该电路消耗的最大电功率。
【解答】解:由图1知R1与R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)由图﹣2知当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时电流表的示数变大,由欧姆定律知滑动变阻器的电阻变小,由R知电压表的示数与电流表的示数比值等于滑动变阻器的阻值,即电压表的示数与电流表的示数比值变小;
(2)由图象可知此时电路中的电流Ia=0.3A,R2两端的电压U2=9V,
串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:U=IaR1+U2=0.3A×R1+9V…①
由图象可知这时电路中电流为Ib=0.4A,R2两端的电压U2′=6V,则U=IbR1+U2′=0.4A×R1+6V﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得:R1=30Ω,U=18V;
(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路消耗的电功率最大,该电路消耗的最大电功率为:
P10.8W。
故答案为:变小;18;30;10.8。
【点评】本题关键是欧姆定律及其变形的灵活运用,难点是明白滑片移动过程中电路的变化情况,本题重点考查了应用图象解决问题,这是以后学习的重点。
38.如图甲电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则R1的阻值为 10 Ω;图乙中阴影部分面积表示某一时刻R2的 电功率 (填一物理量);在移动滑片过程中,电路总功率的变化量ΔP为 3 W。
【分析】(1)由图甲可知,两个电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑片P由A端移动到B端的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值由0变到最大,
P置于A端时,电路中只有R1工作,由图乙可知,此时电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源电压,
当滑片P移到B端时,R1、R2串联,由图乙可知电路中的电流和R2两端的电压,根据欧姆定律和串联电路电压规律表示出电源电压,联立方程可求出电源电压和R1的阻值;
(2)由图乙可知,阴影部分面积是对应电压与电流的乘积;
(3)P置于A端时,电路中的电流最大,此时电路总功率最大,当滑片P移到B端时,由图乙可知电路中的电流最小,此时电路总功率最小,根据P=UI总电功率的嘴大和最小值。
【解答】解:(1)P置于A端时,电路中只有R1工作,由图乙可知,此时电路中的电流为I1=0.6A,
电源电压U=U1=I1R1=0.6A×R1..........①
当滑片P移到B端时,R1、R2串联,由图乙可知电路中的电流I2=0.1A和R2两端的电压U2=5V,根据欧姆定律和串联电路电压规律可得,电源电压U=U1+U2=0.1A×R1+5V...........②
解①②两式可得电源电压U=6V,R1=10Ω;
(2)由图乙可知,阴影部分面积是对应电压与电流的乘积,据P=UI可知,阴影部分面积表示某一时刻R2对应的电功率;
(3)P置于A端时,电路中的电流为I1=0.6A,此时电路总功率最大为P1=UI1=6V×0.6A=3.6W,
当滑片P移到B端时,由图乙可知电路中的电流I2=0.1A,此时电路总功率最小为P2=UI2=6V×0.1A=0.6W,所以,在移动滑片过程中,电路总功率的变化量ΔP=P1﹣P2=3.6W﹣0.6W=3W。
故答案为:10;电功率;3。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算,理解并能从图象中获取有用信息是解题的关键。
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