专题11 欧姆定律及其应用(河北专用)-【好题汇编】5年(2021-2025)中考1年模拟物理真题分类汇编
2025-07-21
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内容正文:
专题11 欧姆定律及其应用
1.(2025•河北中考)【实际应用】如图是某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图,电源电压不变,R1为压敏电阻,它的阻值随风速v的增加而减小,R2为定值电阻。当风速v1<v<v2时,两电表都不报警。当风速v≤v1时,两表中的一个会报警;当风速v≥v2时,另一个表会报警。已知:v1>0,两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下,下列说法正确的是( )
A.风速减小时,R2的功率会增大
B.风速变化时,电压表示数一定不变
C.当v=v2时,触发报警的表是电流表
D.风速变化时,电压表和电流表示数之比不变
解:A、风速减小时,压敏电阻R1的阻值增大,整个串联电路的总电阻增大,电路中的电流减小,根据P=I2R可知:R2的功率会减小,故A错误;
B、风速变化时,压敏电阻R1的阻值发生变化,串联电路的总电阻发生变化,电路中的电流发生变化,
R2两端电压发生变化,电源电压不变,R1两端电压一定变化,
电压表测量的是压敏电阻R1两端的电压,电压表示数一定发生变化,故B错误;
C、当风速逐渐增大到v2时,压敏电阻R1的阻值逐渐变小,电压表示数逐渐变小不会报警,电流表示数逐渐增大到设定值会报警,故C正确;
D、电压表和电流表示数之比为R1的阻值,风速变化时,R1的阻值会变化,故D错误;
答案:C。
2.(2025•河北中考)如图1所示,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,小灯泡L的I﹣U图象如图2所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻。
(2)求电源电压。
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2~0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
解:(1)由欧姆定律可知,灯泡正常发光时的电阻:;
(2)由图1可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中的电流,
此时电路中的电流为0.5A,则小灯泡刚好正常发光,根据小灯泡规格可知,小灯泡两端的电压为6V,
根据串联电路的特点可知,电源电压:U=UL+UR=6V+2V=8V;
(3)当电路中的电流为0.5A,滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电源电压最小,此时的最小电源电压:Umin=UL=6V;
当电路中的电流为0.2A,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,由欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压:UR=IminR=0.2A50=10V<15V,
由图2可知,此时灯泡两端的电压UL′=1V,
此时电源电压最大,根据串联电路的特点可知,最大电源电压:Umax=UL′+UR=1V+10V=11V,
所以电源电压的取值范围为:6V~11V。
答:(1)小灯泡L正常发光时的电阻为12Ω。(2)电源电压为8V;
(3)电源电压的取值范围为:6V~11V。
3.(2024•河北中考)如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
解:(1)由图可知,R1、R2和R串联,电压表V1测R2和R两端总电压,电压表V2测R2两端电压;闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V,根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,电路中的电流为:;
(2)R1两端电压为:UR1=I2R1=0.2A×20Ω=4V,
则电源电压为:U=UR1+U1=4V+14V=18V;
(3)当电压表V1满偏时,即U1'=15V,滑动变阻器R接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律可知,R1两端电压为UR1'=U﹣U1'=18V﹣15V=3V,
此时电路中的电流为:,
R2两端电压为:U2'=I'R2=0.15A×10Ω=1.5V,
滑动变阻器R两端电压为:UR=U1'﹣U2'=15V﹣1.5V=13.5V,
则滑动变阻器R接入电路的最大阻值为:;
当电压表V2满偏时,即U2''=3V,滑动变阻器R接入电路的阻值最小;
此时电路中的电流为:,
电路的总电阻为:,
则滑动变阻器R接入电路的最小阻值为:RR小=R总﹣R1﹣R2=60Ω﹣20Ω﹣10Ω=30Ω,
故R在替换前的阻值变化范围为30~90Ω;
用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,要使电路总功率最大,即电路中的电流最大,当电压表V2满偏时,电路中的电流最大,此时电路中的电流为I''=0.3A,电路的总电阻为R总=60Ω;
根据电阻的串联可知,
R0+R2+R=60Ω,即R0+R=60Ω﹣R2=60Ω﹣10Ω=50Ω,
因R仅可以在替换前的范围内变化,
当R=30Ω时,R0=20Ω;
当电压表V1满偏时,根据串联分压原理可知,
,
带入数据,即5R0﹣R=10Ω,
因R0+R=50Ω,解得R0=10Ω,
故R0接入电路的阻值范围为10~20Ω。
答:(1)滑片置于A时,电路中的电流为0.2A;
(2)电源电压为18V;
(3)R0接入电路的阻值范围为10~20Ω。
4.(2023•河北中考)如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1后,电流表的示数为0.4A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合后,电流表的示数为1A,电压表的示数为6V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.电阻R2的阻值为15Ω
C.两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比为2:5
D.两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为9:25
解:
A、当将电压表、电流表的位置互换后开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测R1支路的电流,
电压表测量电源电压,则电源电压为6V,故A正确;
B、电压表、电流表的位置互换后,根据可得:,
两表位置互换前,只闭合开关S1后,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据I=可得总电阻:
,
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得R2的阻值为:R2=R﹣R1=15Ω﹣6Ω=9Ω,故B错误;
C、两表位置互换前,根据可得R1两端的电压:U1=IR1=0.4A×6Ω=2.4V;两表位置互换后R1两端的电压为电源电压6V,则两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比为:
U1:U1=2.4V:6V=2:5,故C正确;
D、两表位置互换前R2的功率:P2=I2R2=(0.4A)2×9Ω=1.44W,两表位置互换后R2的功率:P2′=,则两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为:P2:P2′=1.44W:4W=9:25,故D正确。
答案:ACD。
5.(2023•河北中考)如图1所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”,灯泡L的额定电流为0.3A。图2是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,当滑片P移至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
(1)求电源电压;
(2)在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,灯泡的最小功率是多少?
(3)用定值电阻R1替换灯泡L,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A,这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω,求定值电阻R1的可能值。
解:
(1)闭合S,灯L与滑动变阻器R串联,当I=0.25A时,U滑=2.5V,由图2可知,UL=2V,
根据串联电路电压的特点得U电源=UL+U滑=2V+2.5V=4.5V;
(2)由题意知,当电压表示数最大为3V时,灯L两端电压最小,此时灯L的功率最小;
灯L两端最小电压:UL小=U电源﹣U滑′=4.5V﹣3V=1.5V,
由图2知,灯L的最小电流I小=0.2A,
灯L的最小功率:P=UL小I小=1.5V×0.2A=0.3W;
(3)用定值电阻R1替换灯泡L后,调节滑动变阻器的滑片P,电路中最大电流有两种可能:I大=0.6A或I大<0.6A,且这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω;
①若I大=0.6A时,则最小电流I小=I大﹣ΔI=0.6A﹣0.3A=0.3A,此时电压表示数最大为3V,
R1中的最小电流:,
即,解得R1=5Ω;
②若I大<0.6A时,由题意可得,最大电流,最小电流,
则ΔI=I大﹣I小,
即,
代入数据可得:,
解得R1=10Ω;
故定值电阻R1的可能值为5Ω或10Ω。
答:(1)电源电压是4.5V;(2)灯泡的最小功率是0.3W;
(3)定值电阻R1的可能值为5Ω或10Ω。
考点01 动态电路的定性分析与定量计算
6.(2025•保定•莲池区模拟)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数变大
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数与电流表A2示数比值变小,电压表示数与电流表A1示数乘积不变
D.电压表示数与电流表A1示数比值不变,电压表示数与电流表A2示数乘积不变
解:由电路图可知,R2与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源两端的电压;
AB、电源电压不变,则滑片移动过程中电压表示数不变;
滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;
因并联电路中各支路互不影响,则通过R1的电流不变,即电流表A1示数不变;
根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表A2示数变大,故AB错误;
C、电压表示数与电流表A2示数比值变小,电压表示数与电流表A1示数乘积不变,故C正确;
D、电压表示数与电流表A1示数比值不变,电压表示数与电流表A2示数乘积变大,故D错误。
答案:C。
7.(2025•石家庄•新华区三模)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从一端滑至另一端的过程中,电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.电源电压为8V
B.滑动变阻器的最大阻值为35Ω
C.a图像是电流表随电压表V1的关系图像
D.某一时刻将灯泡与电压表V1的位置对调后,三只电表的示数都不变
解:由电路图可知,闭合开关S,滑动变阻器和灯泡L、定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测灯L两端的电压,电压表V2测灯L和R0两端的电压之和。
A、当滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,此时电路中电流最大,电压表V2测电源两端的电压,其示数最大,由图乙可知,电压表V2的最大示数为8V,则电源的电压U=8V,故A正确;
B、当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2A,电压表V2的示数U2=3V,
此时滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣U1=8V﹣3V=5V,
则滑动变阻器的最大阻值:R滑大===25Ω,故B错误。
C、根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知电压表V2的示数大于电压表V1的示数,
所以,图乙中,a图线是电压表V1示数与电流表A示数关系图像,b图线是电压表V2示数与电流表A示数关系图像,故C正确;
D、某一时刻将灯泡与电压表V1的位置对调后,滑动变阻器和灯泡L、定值电阻R0串联,则电路连接方式不变,电压表V1仍然测灯L两端的电压,电压表V2仍然测灯L和R0两端的电压之和,所以三只电表的示数都不变,故D正确;
答案:B。
8.(2025•邯郸二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧。闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片移到某一位置时,电流表A的示数为1.8安。
(1)求此时R2两端的电压U2。
(2)将一个表盘如图(b)所示的电压表接入电路。当电压表并联在某个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为8伏;当电压表并联在另一个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为4伏。求滑动变阻器R2的规格。
解:由电路图可知,R1与R2串联;电流表测量电路中的电流,
(1)当滑动变阻器R2的滑片移到某一位置时,电流表A的示数为1.8A,R1两端的电压:U1=IR1=1.8A×10Ω=18V,
因此变阻器R2两端电压:U2=U﹣U1=24V﹣18V=6V;
(2)当电压表并联在某一个元件两端时,移动滑片的过程中,电压表示数的最小值为8V,由(1)可知滑动变阻器两端的电压为6V,由此判断电压表接在了定值电阻两端且滑动变阻器接入了最大值,由串联电路的分配规律得:,,
R滑大=20Ω,
当把电压表并联在滑动变阻器两端时,电压表示数最小值为4V,
故此时电路中允许的最大电流为,
故滑动变阻器的规格为:20Ω,2A
答:(1)此时变阻器R2两端电压时6V;
(2)滑动变阻器R2的规则为20Ω 2A。
9.(2025•石家庄模拟)在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏,电阻R1的阻值为20欧,电压表、电流表的规格如图(b)所示。闭合开关S,电压表的示数为10伏。(各电表量程选择合适且保持不变)
①求通过电阻R1的电流I1。
②求电阻R2的阻值。
③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数一个变大,一个变小,且某一个电表指针正好达到某量程的满刻度。请判断被电阻R0所替换的电阻,并求出电阻R0的阻值。
解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
①通过电阻R1的电流:I1===0.5A;
②因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电阻R2两端的电压:
U2=U﹣U1=18V﹣10V=8V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电阻R2的阻值:R2====16Ω;
③若用R0替换电阻R2时,由U=IR可知,电路中的电流增大时R1两端的电压即电压表的示数也增大,反之都减小,
所以,应用电阻R0替换电阻R1;
因替换前R1两端的电压为10V,电路中的电流为0.5A,且各电表量程选择合适且保持不变,
所以,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,
又因替换后,发现两电表的示数一个变大,一个变小,且某一个电表指针正好达到某量程的满刻度,
所以,当电流表的示数满刻度即I大=0.6A时,电路中的总电阻:R===30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R0的阻值:R0=R﹣R2=30Ω﹣16Ω=14Ω;
当电压表的示数满刻度即U0=15V时,R2两端的电压:U2=U﹣U0=18V﹣15V=3V,
此时电路中的电流:I===A,
则电阻R0的阻值:R0===80Ω。
答:①通过电阻R1的电流为0.5A;
②电阻R2的阻值为16Ω;
③被电阻R0所替换的电阻为R1,电阻R0的阻值可能为14Ω,也可能为80Ω。
10.(2025•廊坊模拟)如图所示,灯L上标有“12V,3.6W”,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω,1A”。闭合S1、S2,灯L正常发光。
(1)求电源电压;
(2)求灯L正常发光时的电阻;
(3)断开S1、S2,用一个新的电源去替代原来的电源,电流表、电压表的量程分别为0~0.6A、0~3V。移动滑动变阻器滑片的过程中,要求两个电表先后均能达到满刻度,且电路正常工作。求允许替换电源的范围。
解:(1)闭合S1、S2,灯L与滑动变阻器R2并联,电流表测量干路中的电流;
由于灯L正常发光,则电源电压U=UL额=12V;
(2)由P=可得灯泡电阻:RL===40Ω;
(3)断开S1、S2,R1、R2串联;
当电流表示数最大时,I最大=0.6A,
电源电压U最小=I最大R总最小=0.6A×10Ω=6V;
当电压表示数最大时,U2=3V,U=U1+U2=10Ω×+3V=3.6V,
此时电流表不可能达到最大,所以3.6V舍去。
当I最大=0.6A且U2最大=3V时,
电源电压U′最大=U1+U2=0.6A×10Ω+3V=9V;
因题中要求两个电表先后均能达到满刻度,所以最大电压应小于9V;
则允许替换电源的范围为6V≤U<9V。
答:(1)求电源电压为12V;
(2)灯L正常发光时的电阻为40Ω;
(3)允许替换电源的范围为6V≤U<9V。
11.(2025•保定模拟)如图甲所示电路,灯泡L电阻为5Ω,变阻器R1上标有“10Ω 1A”字样,移动滑片,当电压表示数为2V,电流表示数为0.5A时,灯泡恰好正常发光(灯丝电阻保持不变),求:
(1)此时的电源电压;
(2)若电流表采用0~0.6A量程,电压表采用0~3V量程,电路安全的情况下,滑动变阻器允许的调节范围;
(3)用另一个定值电阻R2替换小灯泡,并更换电源,移动滑片到某一个位置,电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变),当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时,其中一个电表指针达到满偏,另一个电表指针在刻度盘处,则定值电阻R2的可能值。
解:(1)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯正常发光,
所以,电源的电压:U=UL+U1=IRL+U1=0.5A×5Ω+2V=4.5V;
(2)由题意可知,灯泡正常发光时的电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为1A,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路中的总电阻:R总===9Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,变阻器接入电路中的最小阻值:R1小=R总﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω,
当电压表的示数U1大=3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时灯泡两端的电压:UL小=U﹣U1大=4.5V﹣3V=1.5V,
此时电路中的电流:I小==,即=,
解得:R1大=10Ω,
所以,滑动变阻器在此电路中允许的调节范围为4Ω~10Ω;
(3)因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,此时电路中的电流I1=0.5A,
若电压表的量程为0~15V其示数为12V,电压表的量程为0~3V其示数为2.4V,
则滑动变阻器接入电路中的电阻:
R1′===24Ω>10Ω,R1′===4.8Ω<10Ω,
所以,电压表的量程为0~3V,示数为2.4V;
①设电流表达到满量程,则电流表示数增大了ΔI=0.6A﹣0.5A=0.1A,
电压表示数减小了ΔU=2.4V﹣×3V=0.4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端电压表示数的变化量和电压表示数的变化量相等,
则定值电阻的阻值R2===4Ω;
②设电压表达到满量程,则电压表示数增大了ΔU=3V﹣2.4V=0.6V,
电流表示数减小了ΔI=0.5A﹣×0.6A=0.1A,
则定值电阻的阻值R2===6Ω。
答:(1)此时的电源电压为4.5V;
(2)滑动变阻器在此电路中允许的调节范围为4Ω~10Ω;
(3)定值电阻R2的可能值是4Ω或6Ω。
考点02 欧姆定律的应用
12.(2025•石家庄•新乐市模拟)噪声污染是当代社会四大污染之一。如图是噪声监测仪的电路图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=10Ω,R为声敏电阻,其阻值随声音强弱发生变化,电流表使用0~0.6A量程。在某次测试中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为40dB时,电流表示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.声敏电阻R的阻值随声音强度的增大而增大
B.当噪声为40dB时,声敏电阻R的阻值为30Ω
C.当噪声为80dB时,定值电阻R0两端可以接测量范围为0~3V的电压表
D.仅电源电压变大,则此噪声监测仪的噪声监测范围变小
解:A、由电路图可知,定值电阻R0与声敏电阻R串联,电流表测电路中的电流。由题可知,声音强度的增大时,电流中的电流也增大,根据欧姆定律可知电路中的电阻变小,根据串联电路的电阻规律可知声敏电阻的阻值变小,即声敏电阻R的阻值随声音强度的增大而减小,故A错误;
B、当噪声为40dB时,电流表示数为0.2A,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,
R的阻值:R=R总﹣R0=﹣R0=﹣10Ω=20Ω,故B错误;
C、当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得,
R0两端的电压:U0=IR0=0.4A×10Ω=4V,
比较可知,R0两端的电压大于3V,
故定值电阻R0两端不可以接测量范围为0~3V的电压表,故C错误;
D、若电源电压变大,根据欧姆定律可知,当电流表的最大示数一定时,R的阻值变大,所监测的声音强度减小,即噪声监测仪的噪声监测范围变小,故D正确。
答案:D。
13.(2025•保定•徐水区模拟)如图为小明在跨学科实践活动中设计的简易水的流速监测装置。电源电压为4.5V,定值电阻R1的阻值为10Ω,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,机翼状探头通过连杆带动滑动变阻器R2的滑片P上下移动。已知探头浸没在静水中时,滑片P在最下端。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.水的流速增大,电压表示数变大
B.水的流速增大,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比变大
C.随着水流变化,电路中的最大电流可达0.6A
D.若将电压表改装成监测装置的流速表,R2的最大阻值不大于20Ω
解:由图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器R2的电压,电流表测电路的电流:
AB、流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小;当水流速度增大时,机翼状的探头上下表面受到的压强不同,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,R2的滑片上移,R2接入电路的阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律知,电流表示数变大,根据串联电路的分压特点可知,变阻器R2的电压减小,即电压表示数减小,根据串联电路的特点知,电压表示数变化量等于定值电阻的电压变化量,由U=IR知,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比等于地定值电阻大小,故保持不变,故AB错误;
CD、当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流:I===0.45A,达不到0.6A,故C错误;
当电压表的示数最大为U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时R1的电压:U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,
则电路中最小的电流:I小===0.15A;
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2大===20Ω,R2的最大阻值不大于20Ω,D正确。
答案:D。
14.(2025•邯郸模拟)为防止燃气泄漏,许多家庭都安装了燃气泄漏自动保护装置。当泄漏的燃气达到一定浓度时,燃气阀门自动关闭。图甲为小伟设计的模拟电路示意图,图中两个虚线框一个接气敏电阻R、一个接定值电阻R0。已知电源电压恒为6V,气敏电阻R的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。当燃气浓度升高到0.4%时,燃气装置阀门两端电压恰好增大至2V,燃气管道阀门自动关闭(不考虑燃气管道阀门对电路的影响)。下列说法正确的是( )
A.气敏电阻R应接在虚线框1处
B.接入定值电阻R0的阻值为5Ω
C.当燃气浓度为0.1%时,电路中电流为0.24A
D.若虚线框内两元件对调,阀门自动关闭时的燃气浓度为0.6%
解:由图甲和题意可知,闭合开关后,气敏电阻R和定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流;
A、由图乙可知气敏电阻的阻值随燃气浓度升高而减小,由串联分压原理可知燃气浓度升高时气敏电阻两端电压减小,根据串联电路的电压规律可知定值电阻R0两端的电压变大,而由题意可知燃气浓度升高时燃气装置阀门两端电压增大,所以定值电阻R0应接在虚线框1处,气敏电阻R应接在虚线框2处,如下面图1所示,故A错误;
B、由图乙可知当燃气浓度升高到0.4%时,气敏电阻的阻值R=10Ω,且此时燃气装置阀门两端电压
U0=2V,
根据串联电路的特点和欧姆定律可知此时电路中的电流:I=IR===0.4A,
则根据欧姆定律可得定值电阻的阻值:R0===5Ω,故B正确;
C、由图乙可知当燃气浓度为0.1%时,气敏电阻的阻值R′=25Ω,
因串联电路总电阻等于各分电阻之和,则根据欧姆定律可得此时电路中的电流:
I′===0.2A,故C错误;
D、若虚线框内两元件对调,燃气装置阀门两端电压恰好增大至2V时(即UR=2V),电路中的电流:
I″=I0″===0.8A,
此时气敏电阻的阻值:R″===2.5Ω,
则由图乙可知阀门自动关闭时的燃气浓度大于0.6%,故D错误。
答案:B。
15.(2025•石家庄•裕华区模拟)一种跳绳自动计数器的简化电路如图甲所示。电源电压恒为10V,R1是光敏电阻,R2是定值电阻,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间的电压。某次测试时AB间电压随时间变化的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向 R1的红外线时,R2的阻值是R1的3倍
C.R1受到红外线照射时和不受红外线照射时,电路中电流之比为3:1
D.R1受到红外线照射时的电阻和不受红外线照射时的电阻之比为1:4
解:A、由甲图知R1和R2串联,AB间的电压为R2两端的电压,当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,根据串联电路分压规律知,R1两端的电压会变大,电源电压不变,R2两端的电压U2=U﹣U1会变小,自动计数器会计数一次,由乙图知,此时R2两端的电压即AB间的电压为U2=2V,故A错误;
B、绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为6V,此时R1两端的电压为
U1′=U﹣U2′=10V﹣6V=4V,
R1和R2的电阻之比:====,则R1′=R2,即:没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值R1′是R2的,故B错误;
C、R1受到红外线照射时,R2两端的电压为6V,此时电路中电流:I′=,
R1不受红外线照射时,R2两端的电压为2V,此时电路中电流:I=,
则R1受到红外线照射时和不受红外线照射时,电路中电流之比为:
I′:I=:=U2′:U2=6V:2V=3:1,故C正确;
D、R1不受红外线照射时,R2两端的电压为2V,此时R1两端的电压为U1=U﹣U2=10V﹣2V=8V,
R1和R2的电阻之比:====4,则R1=4R2,
则R1受红外线照射时和R1不受红外线照射时R1的阻值之比为:
R1′:R1=R2:4R2=1:6,故D错误。
答案:C。
16.(2025•秦皇岛•海港区模拟)如图所示,图甲是某导体材料的电阻R随温度变化的关系图像。根据这种导体材料电阻的特性,小明同学设计了如图乙所示的电路,用来测量某环境的温度。已知电流表所选量程为0﹣0.6A,电压表所选量程为0﹣15V,定值电阻R0=10Ω,已知环境温度为32℃时,电流表的示数为0.5A,电源电压未知且保持不变。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.环境温度越高,电路中电流越大
C.电路可以测量环境的最低温度是0℃
D.电路可以测量环境的最高温度是80℃
解:
A、由图丙可设:R=kt+b,代入图像数据可知,R=0.5t+10,由图可知,由图可知,R,R0串联,电压表测R两端电压,当t=32℃时R=0.5×32+10=26Ω,电源电压U=I(R+R0)=0.5A×(10Ω+26Ω)=18V;故A错误;
B、根据图像知,电阻随温度的升高而增大,环境温度越高,电阻越大,根据欧姆定律知,电路中电流越小,故B错误;
C、因为电流表量程0~0.6A,当电流最大时,电阻R最小,故R总min===30Ω,
Rmin=R总min﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω;根据图像知,对应的温度为20℃;故C错误;
D、温度升高,R分得的电压增大,电压表所选量程为0~15V,当电压最大时,电阻R最大,当R两端电压为15V时,U0=U﹣UR=18V﹣15V=3V,UR:=R:R0=15V:3V=5:1,R=50Ω;即50Ω=0.5t+10,解得t=80℃,故D正确。
答案:D。
17.(2025•廊坊•广阳区模拟)图甲是一种握力计,图乙为它的工作原理图。电源两端电压为3V保持不变,握力显示表是由电流表改装而成,R1是一根长度为6cm的电阻丝(该电阻丝阻值大小与长度成正比),定值电阻R2起保护电路作用。不施加力时弹簧一端的滑片P在R1的最上端,当施加的力最大时滑片P移动到R1的最下端(弹簧的电阻不计),施加的力F与弹簧压缩量ΔL的关系如图丙所示。握力计测量范围为0~60N,电路中电流表变化范围0.1~0.6A,则下列说法正确的是( )
A.握力60N时电路中电流为0.6A
B.R2电阻为20Ω
C.R1连入电路阻值变化的范围是0~30Ω
D.当电流表示数为0.3A时,握力大小为12N
解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
A、握力为60N时,滑片P移动到R1的最下端,R1接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,
由电路中电流表变化范围0.1~0.6A可知,电路中的电流I1=0.1A,故A错误;
B、不施加力时弹簧一端的滑片P在R1的最上端,其接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,
由电路中电流表变化范围0.1~0.6A可知,电路中的电流I2=0.6A,
由I=可得,R2电阻:R2===5Ω,故B错误;
C、握力为60N时,电路的总电阻:R===30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1的最大阻值:R1=R﹣R2=30Ω﹣5Ω=25Ω,
即R1连入电路阻值变化的范围是0~25Ω,故C错误;
D、当电流表示数为0.3A时,电路中的总电阻:R′===10Ω,
此时变阻器接入电路中的电阻:R1′=R′﹣R2=10Ω﹣5Ω=5Ω,
因R1是一根长度为6cm的电阻丝(该电阻丝阻值大小与长度成正比),
所以,电阻丝接入电路中的长度即弹簧的压缩量:ΔL=×6cm=1.2cm,
由图丙可知,F与ΔL成正比,
所以,=,
解得:F=12N,即此时的握力为12N,故D正确。
答案:D。
18.(2025•石家庄模拟)粮食在正常储存过程中含水量应低于12%。图甲是小晋设计的监测含水量变化的电路图。电源电压恒为6V,R0是滑动变阻器,湿敏电阻R的阻值随含水量的变化关系如图乙所示,报警仪由量程为0~3V的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,当含水量达到12%时,报警仪指针指在表盘中央。下列说法正确的是( )
A.含水量增加时,电路中的电流变大
B.此时滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω
C.当电路电流为0.1A时,指针指在安全区
D.将滑片向左移动,报警仪的安全区范围会变小
解:A、由电路图知,电路中的滑动变阻器R0与湿敏电阻R串联,由图乙可知,含水量增大时,湿敏电阻R的阻值增大,根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可知总电阻变大,电路中电流变小,故A错误;
B.报警仪与R并联,故为电压表,测量湿敏电阻R两端的电压,由图乙可知,此时湿敏电阻R的阻值为10Ω,量程为0~3V的电压表改装而成,报警仪指针指在表盘中央,即湿敏电阻R两端的电压为1.5V,串联电路电压比等于电阻比,则滑动变阻器连入电路的阻值为:,解得:R滑=30Ω,故B错误;
C.当电路电流为0.1A时,根据欧姆定律I=可知,滑动变阻器两端的电压为:
U滑′=I′R滑=0.1A×30Ω=3V,
根据串联电路的电压特点可知湿敏电阻R两端的电压也U'=U﹣U滑=6V﹣3V=3V,由图甲可知,指针指在报警区,故C错误;
D.将滑片向左移动,滑动变阻器连入电路的阻值变大,由串联分压的特点可知,当含水量达到12%时,湿敏电阻R两端的电压变小,所以报警仪的安全区范围会变小,故D正确。
答案:D。
19.(2025•唐山•古冶区二模)如图甲所示,是一电子秤的原理示意图,电源电压为6V,保护电阻R0=60Ω,电压表量程为0~3V,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示。托盘放在传感器上,电路就接通,电源电压恒定不变,不计托盘的质量,(g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.托盘不装物品时,电压表的示数为0.5V
B.当托盘上被测物品的质量增大时,则电压表示数减小
C.若将电压表改装成电子秤的表盘,表盘刻度是均匀的
D.当电压表的示数为1.5V时,托盘上被测物品的质量为20kg
解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)当托盘上被测物品的质量增大时,物体对托盘的压力增大,
由图乙可知,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,
由I=可知,电路中的电流增大,
由U=IR可知,R0两端的电压增大,即电压表的示数增大,故B错误;
(2)由图乙可知,R与F是一次函数,设R=kF+b,
把F=0时R=300Ω、F=300N时R=120Ω代入可得:
300Ω=b,120Ω=k×300N+b,
解得:k=﹣0.6Ω/N,b=300Ω,
则R=﹣0.6Ω/N×F+300Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:I===
则电压表的示数:U0=IR0=×60Ω,
因U0与F不成正比,
所以,该电子秤的刻度是不均匀的,故C错误;
①当托盘不装物品时,F=0,则电压表的示数:
U0=×60Ω=×60Ω=1V,故A错误;
②当电压表的示数为1.5V时,则有
×60Ω=1.5V,
解得:F=200N,
即m==20kg,故D正确。
答案:D。
20.(2025•唐山•迁安市二模)初三实验小组的同学决定设计一个如图所示的简易身高测量仪。他们的设想:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器,将电压表改装成身高测量仪,且当电压表的示数最大时,测量仪测量身高的值恰好达到最大。已知电路中电源电压恒为12V、电压表量程为0~3V、均匀电阻丝R2(0.5Ω/cm)长为80cm、电阻丝R1阻值不变。对身高为170cm的小欣进行测量时,电压表的示数为1.5V。则下列说法正确的是( )
A.所测身高越高,电路中的电流越小
B.电阻丝R1的阻值为100Ω
C.若想要增大测量仪的测量范围,可以换用更大量程的电压表
D.测量小明身高时,电压表的示数为1.8V,则小明身高为178cm
解:A、由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,
所以,身高变化(即滑片移动)时,R2接入电路中的电阻不变,由I=可知,电路中的电流不变,故A错误;
B、电阻线的最大阻值R2=80cm×0.5Ω/cm=40Ω,
当滑片位于电阻线的上端且电压表的示数为3V时,测量仪测量身高的范围最大,且测量精确度最高,因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流为:I===0.075A,
此时电路中的总电阻始终为:R总===160Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,定值电阻R1阻值R1=R总﹣R2=160Ω﹣40Ω=120Ω,故B错误;
C、电路中总电阻不变,总电流不变,滑动变阻器电阻最大时分得电压不变,换用大量程的电压表对测量范围没有影响,故C错误;
D、电路中的电流始终为0.075A不变,对身高为170cm的小欣进行测量时,则电压表所测电阻丝的阻值:
R小欣===20Ω,
同理,对小明进行测量时电压表所测电阻丝的阻值:
R小琳===24Ω,
两次电阻的差值为:ΔR=24Ω﹣20Ω=4Ω,
由电阻丝的阻值为0.5Ω/cm可得,电阻丝相差的长度,即两个同学身高的差值:
ΔL==8cm,
小明进行测量时电压表的示数较大,说明小明的身高要高一些,即小明的身高为170cm+8cm=178cm,故D正确。
答案:D。
21.(2025•石家庄•栾城区二模)如图甲所示,RG是光敏电阻,R是阻值为10kΩ 的定值电阻,电源电压U=9V,光敏电阻RG的阻值与光的照度(光照越强,照度越大,单位为Lux)关系如图乙所示。将量程为0~3V的电压表接入图甲电路中,将其改装成照度表,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,则下列说法正确的是( )
A.当照度增大时,RG的阻值将增大
B.该电压表应并联在RG两端
C.所改装的照度表能够测量的最大照度为1.2Lux
D.改装完成后,若将电源换为电压可调电源(调节范围为12~15V),且将R换为可调电阻(调节范围为5~20kΩ),则该装置所能测量的最大照度为1.6Lux
解:A、由图2可知,光敏电阻R0的阻值随光的照度的增大而变小,所以,当照度增大时,RG的阻值将变小,故A错误;
B、由图1可知,两电阻串联。根据串联电路的分压原理可知,当光的照度增大时,RG两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,R两端的电压增大,
故为使光的照度增大时电压表的示数也增大,应将电压表并联在定值电阻R的两端;故B错误;
C、光的照度增大时电压表的示数也增大,故当电压表示数达到3V时,光的照度最大。
根据串联分压规律知,R:RG=UV:(U﹣UV)代入数据有10kΩ:RG=3V:(9V﹣3V);
解得:RG=20kΩ,由图乙可知,此时光的最大照度为1.2Lux;故C正确;
D、根据题意,换成可调电源和可调电阻后,要想使照度增大,则RG的对应阻值应变小,根据串联电路的分压原理可知,应选择较小的电源电压和较小的定值电阻,当电源电压为12V,电阻调至5kΩ时,电压表仍并联在可调电阻的两端,当电压表示数达到3V时,光的照度最大。根据串联分压规律知,R':R'G=UV:(U﹣UV)代入数据有5kΩ:RG=3V:(12V﹣3V);
解得:RG=15kΩ,由图乙可知,此时光的最大照度为1.4Lux;故D错误。答案:C。
22.(2025•廊坊二模)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻,R1为光敏电阻,激光被遮挡一次,计数器示数变大自动计数一次(计数器可视为电压表)。下列说法正确的是( )
A.光敏电阻R1的阻值随光照强度的增大而减小
B.开关S闭合前,电阻R2的阻值为零
C.闭合开关S,激光被遮挡的瞬间,通过R1的电流变大
D.闭合开关S,激光被遮挡的瞬间,电阻R2两端的电压变大
解:由电路图可知,开关S闭合后R1与R2串联,可视为电压表的计数器与R1并联,
A.由题意可知,激光被遮挡一次,光敏电阻接收的光照强度减弱,此时计数器(电压表)示数变大自动计数一次,根据串联电路的分压特点可知,光敏电阻R1的阻值增大,则光敏电阻R1的阻值随光照强度的减小而增大,反之光敏电阻R1的阻值随光照强度的增大而减小,故A正确;
B.因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,所以开关S闭合前,虽然电阻R2两端的电压和通过的电流为零,但其阻值不为零,故B错误;
CD.由A可知,闭合开关S,激光被遮挡的瞬间,光敏电阻R1的阻值增大,电路的总电阻增大,由I=可知,电路中的电流减小,由串联电路中各处的电流相等可知通过R1的电流变小,由U=IR可知电阻R2两端的电压变小,故CD错误。
答案:A。
23.(2025•石家庄二模)小明根据所学的知识设计了一个电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,半圆弧电阻MN的总电阻为30Ω,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6V,R0为电阻箱,此时电阻调节为10Ω。下列说法正确的是( )
A.所测角度θ越大,电流表示数越小,电压表示数越小
B.当电压表示数为2V时,量角器所测角度θ为40°
C.为保证电路安全,此量角器所测角度θ的范围为0~60°
D.将电压表表盘改装为角度指示盘,为满足测量角度范围最大,且精度最高,变阻箱R0的阻值应调节为60Ω
解:A、由图可知变阻器接入电阻为MP,变阻器与定值电阻串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
角度θ越大时,电阻RMP接入的阻值变大,则电路中电流变小,电流表的示数减小,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变小,根据串联电路的电压特点可知电压表示数变大,故A错误;
B、当电压表示数为2V时,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I===0.4A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:R1===5Ω,
所测角的度数θ=×180°=30°,故B错误;
C、已知电压表的量程为0~3V,根据串联电路总电压等于各部分电压之和,当电压表示数最大为3V时测量的角度最大,
根据欧姆定律可知此时电路中电流为:I小===0.3A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:R大===10Ω,
MN是一段阻值为30Ω的半圆弧电阻,所测角度θ的最大值:θ大=×180°=60°,
滑动变阻器接入电路的电阻为0时,通过电路的电流:I′===0.6A,
则电流表能正常使用,所以该电子“量角器”的测量范围为0∼60°,故C正确;
D、根据串联电路的分压作用可知不改变电压表量程,要使该装置测量角度的范围是0~180°,即电阻RMN全部接入,角度范围最大,精度最高,需要增大R0的阻值,根据串联电路电路特点结合欧姆定律可得=,代入数据可得:=,解方程可得R′0=30Ω,故D错误。
答案:C。
24.(2025•石家庄•裕华区模拟)为设计电子拉力计,小硕将电流表改装为拉力计的表盘,如图甲是其原理图。弹簧右端和滑动变阻器R的金属片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R间的摩擦力不计)。定值电阻R0=6Ω,AB是一根长为6cm的均匀电阻丝其阻值为24Ω,电源电压U=6V,电流表的量程为0~0.6A,当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于A端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。
(1)拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表表盘多少刻度处?
(2)开关S闭合后,当电流表指针在0.6A处,作用在拉环上水平向右的拉力为多少?
(3)在电流表量程不可改的情况下,若要把该装置所能测量的最大拉力为600N,请通过计算,说出一种可行的办法(要求只更换一个元件)。
解:(1)如图所示,当不拉拉环时RAB=24Ω,定值电阻R0=6Ω,定值电阻R0与可变电阻RAB组成串联电路,电源电压U=3V,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以当不拉拉环时电流表的示数为:
I===0.2A,
所以拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的0.2A处;
(2)电流表表盘示数为0.6A,电路中的电阻为:R===10Ω,
电路中电阻:RAB=R﹣R0=10Ω﹣6Ω=4Ω,
所以AB电阻丝经拉动拉环后变化量是24Ω﹣4Ω=20Ω,而1cm对应电阻值是Ω,即4Ω/cm,所以可知弹簧伸长了5cm,从图像乙可知此时对应的拉力是500N;
(3)根据题意可知表盘为0.6A时,该拉力计的最大测量值是600N,由图乙可知弹簧伸长6cm,此时电路为定值电阻的简单电路,
根据欧姆定律可得R0′===10Ω,
所以可将定值电阻换为阻值为10Ω的电阻。
答:(1)拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表盘0.2A处;
(2)开关S闭合后,当电流表指针指在0.6A处,作用在拉环上水平向右的拉力为500N;
(3)将定值电阻换为阻值为10Ω的电阻。
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专题11 欧姆定律及其应用
1.(2025•河北中考)【实际应用】如图是某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图,电源电压不变,R1为压敏电阻,它的阻值随风速v的增加而减小,R2为定值电阻。当风速v1<v<v2时,两电表都不报警。当风速v≤v1时,两表中的一个会报警;当风速v≥v2时,另一个表会报警。已知:v1>0,两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下,下列说法正确的是( )
A.风速减小时,R2的功率会增大
B.风速变化时,电压表示数一定不变
C.当v=v2时,触发报警的表是电流表
D.风速变化时,电压表和电流表示数之比不变
2.(2025•河北中考)如图1所示,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,小灯泡L的I﹣U图象如图2所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻。
(2)求电源电压。
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2~0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
3.(2024•河北中考)如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
4.(2023•河北中考)如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1后,电流表的示数为0.4A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合后,电流表的示数为1A,电压表的示数为6V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.电阻R2的阻值为15Ω
C.两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比为2:5
D.两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为9:25
5.(2023•河北中考)如图1所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”,灯泡L的额定电流为0.3A。图2是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,当滑片P移至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
(1)求电源电压;
(2)在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,灯泡的最小功率是多少?
(3)用定值电阻R1替换灯泡L,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A,这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω,求定值电阻R1的可能值。
考点01 动态电路的定性分析与定量计算
6.(2025•保定•莲池区模拟)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数变大
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数与电流表A2示数比值变小,电压表示数与电流表A1示数乘积不变
D.电压表示数与电流表A1示数比值不变,电压表示数与电流表A2示数乘积不变
7.(2025•石家庄•新华区三模)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从一端滑至另一端的过程中,电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.电源电压为8V
B.滑动变阻器的最大阻值为35Ω
C.a图像是电流表随电压表V1的关系图像
D.某一时刻将灯泡与电压表V1的位置对调后,三只电表的示数都不变
8.(2025•邯郸二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧。闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片移到某一位置时,电流表A的示数为1.8安。
(1)求此时R2两端的电压U2。
(2)将一个表盘如图(b)所示的电压表接入电路。当电压表并联在某个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为8伏;当电压表并联在另一个元件两端时,移动滑片过程中电压表示数的最小值为4伏。求滑动变阻器R2的规格。
9.(2025•石家庄模拟)在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏,电阻R1的阻值为20欧,电压表、电流表的规格如图(b)所示。闭合开关S,电压表的示数为10伏。(各电表量程选择合适且保持不变)
①求通过电阻R1的电流I1。
②求电阻R2的阻值。
③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数一个变大,一个变小,且某一个电表指针正好达到某量程的满刻度。请判断被电阻R0所替换的电阻,并求出电阻R0的阻值。
10.(2025•廊坊模拟)如图所示,灯L上标有“12V,3.6W”,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω,1A”。闭合S1、S2,灯L正常发光。
(1)求电源电压;
(2)求灯L正常发光时的电阻;
(3)断开S1、S2,用一个新的电源去替代原来的电源,电流表、电压表的量程分别为0~0.6A、0~3V。移动滑动变阻器滑片的过程中,要求两个电表先后均能达到满刻度,且电路正常工作。求允许替换电源的范围。
11.(2025•保定模拟)如图甲所示电路,灯泡L电阻为5Ω,变阻器R1上标有“10Ω 1A”字样,移动滑片,当电压表示数为2V,电流表示数为0.5A时,灯泡恰好正常发光(灯丝电阻保持不变),求:
(1)此时的电源电压;
(2)若电流表采用0~0.6A量程,电压表采用0~3V量程,电路安全的情况下,滑动变阻器允许的调节范围;
(3)用另一个定值电阻R2替换小灯泡,并更换电源,移动滑片到某一个位置,电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变),当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时,其中一个电表指针达到满偏,另一个电表指针在刻度盘2/3处,则定值电阻R2的可能值。
考点02 欧姆定律的应用
12.(2025•石家庄•新乐市模拟)噪声污染是当代社会四大污染之一。如图是噪声监测仪的电路图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=10Ω,R为声敏电阻,其阻值随声音强弱发生变化,电流表使用0~0.6A量程。在某次测试中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为40dB时,电流表示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.声敏电阻R的阻值随声音强度的增大而增大
B.当噪声为40dB时,声敏电阻R的阻值为30Ω
C.当噪声为80dB时,定值电阻R0两端可以接测量范围为0~3V的电压表
D.仅电源电压变大,则此噪声监测仪的噪声监测范围变小
13.(2025•保定•徐水区模拟)如图为小明在跨学科实践活动中设计的简易水的流速监测装置。电源电压为4.5V,定值电阻R1的阻值为10Ω,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,机翼状探头通过连杆带动滑动变阻器R2的滑片P上下移动。已知探头浸没在静水中时,滑片P在最下端。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.水的流速增大,电压表示数变大
B.水的流速增大,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比变大
C.随着水流变化,电路中的最大电流可达0.6A
D.若将电压表改装成监测装置的流速表,R2的最大阻值不大于20Ω
14.(2025•邯郸模拟)为防止燃气泄漏,许多家庭都安装了燃气泄漏自动保护装置。当泄漏的燃气达到一定浓度时,燃气阀门自动关闭。图甲为小伟设计的模拟电路示意图,图中两个虚线框一个接气敏电阻R、一个接定值电阻R0。已知电源电压恒为6V,气敏电阻R的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。当燃气浓度升高到0.4%时,燃气装置阀门两端电压恰好增大至2V,燃气管道阀门自动关闭(不考虑燃气管道阀门对电路的影响)。下列说法正确的是( )
A.气敏电阻R应接在虚线框1处
B.接入定值电阻R0的阻值为5Ω
C.当燃气浓度为0.1%时,电路中电流为0.24A
D.若虚线框内两元件对调,阀门自动关闭时的燃气浓度为0.6%
15.(2025•石家庄•裕华区模拟)一种跳绳自动计数器的简化电路如图甲所示。电源电压恒为10V,R1是光敏电阻,R2是定值电阻,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间的电压。某次测试时AB间电压随时间变化的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向 R1的红外线时,R2的阻值是R1的3倍
C.R1受到红外线照射时和不受红外线照射时,电路中电流之比为3:1
D.R1受到红外线照射时的电阻和不受红外线照射时的电阻之比为1:4
16.(2025•秦皇岛•海港区模拟)如图所示,图甲是某导体材料的电阻R随温度变化的关系图像。根据这种导体材料电阻的特性,小明同学设计了如图乙所示的电路,用来测量某环境的温度。已知电流表所选量程为0﹣0.6A,电压表所选量程为0﹣15V,定值电阻R0=10Ω,已知环境温度为32℃时,电流表的示数为0.5A,电源电压未知且保持不变。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电源电压为16V
B.环境温度越高,电路中电流越大
C.电路可以测量环境的最低温度是0℃
D.电路可以测量环境的最高温度是80℃
17.(2025•廊坊•广阳区模拟)图甲是一种握力计,图乙为它的工作原理图。电源两端电压为3V保持不变,握力显示表是由电流表改装而成,R1是一根长度为6cm的电阻丝(该电阻丝阻值大小与长度成正比),定值电阻R2起保护电路作用。不施加力时弹簧一端的滑片P在R1的最上端,当施加的力最大时滑片P移动到R1的最下端(弹簧的电阻不计),施加的力F与弹簧压缩量ΔL的关系如图丙所示。握力计测量范围为0~60N,电路中电流表变化范围0.1~0.6A,则下列说法正确的是( )
A.握力60N时电路中电流为0.6A
B.R2电阻为20Ω
C.R1连入电路阻值变化的范围是0~30Ω
D.当电流表示数为0.3A时,握力大小为12N
18.(2025•石家庄模拟)粮食在正常储存过程中含水量应低于12%。图甲是小晋设计的监测含水量变化的电路图。电源电压恒为6V,R0是滑动变阻器,湿敏电阻R的阻值随含水量的变化关系如图乙所示,报警仪由量程为0~3V的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,当含水量达到12%时,报警仪指针指在表盘中央。下列说法正确的是( )
A.含水量增加时,电路中的电流变大
B.此时滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω
C.当电路电流为0.1A时,指针指在安全区
D.将滑片向左移动,报警仪的安全区范围会变小
19.(2025•唐山•古冶区二模)如图甲所示,是一电子秤的原理示意图,电源电压为6V,保护电阻R0=60Ω,电压表量程为0~3V,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示。托盘放在传感器上,电路就接通,电源电压恒定不变,不计托盘的质量,(g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.托盘不装物品时,电压表的示数为0.5V
B.当托盘上被测物品的质量增大时,则电压表示数减小
C.若将电压表改装成电子秤的表盘,表盘刻度是均匀的
D.当电压表的示数为1.5V时,托盘上被测物品的质量为20kg
20.(2025•唐山•迁安市二模)初三实验小组的同学决定设计一个如图所示的简易身高测量仪。他们的设想:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器,将电压表改装成身高测量仪,且当电压表的示数最大时,测量仪测量身高的值恰好达到最大。已知电路中电源电压恒为12V、电压表量程为0~3V、均匀电阻丝R2(0.5Ω/cm)长为80cm、电阻丝R1阻值不变。对身高为170cm的小欣进行测量时,电压表的示数为1.5V。则下列说法正确的是( )
A.所测身高越高,电路中的电流越小
B.电阻丝R1的阻值为100Ω
C.若想要增大测量仪的测量范围,可以换用更大量程的电压表
D.测量小明身高时,电压表的示数为1.8V,则小明身高为178cm
21.(2025•石家庄•栾城区二模)如图甲所示,RG是光敏电阻,R是阻值为10kΩ 的定值电阻,电源电压U=9V,光敏电阻RG的阻值与光的照度(光照越强,照度越大,单位为Lux)关系如图乙所示。将量程为0~3V的电压表接入图甲电路中,将其改装成照度表,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,则下列说法正确的是( )
A.当照度增大时,RG的阻值将增大
B.该电压表应并联在RG两端
C.所改装的照度表能够测量的最大照度为1.2Lux
D.改装完成后,若将电源换为电压可调电源(调节范围为12~15V),且将R换为可调电阻(调节范围为5~20kΩ),则该装置所能测量的最大照度为1.6Lux
22.(2025•廊坊二模)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻,R1为光敏电阻,激光被遮挡一次,计数器示数变大自动计数一次(计数器可视为电压表)。下列说法正确的是( )
A.光敏电阻R1的阻值随光照强度的增大而减小
B.开关S闭合前,电阻R2的阻值为零
C.闭合开关S,激光被遮挡的瞬间,通过R1的电流变大
D.闭合开关S,激光被遮挡的瞬间,电阻R2两端的电压变大
23.(2025•石家庄二模)小明根据所学的知识设计了一个电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,半圆弧电阻MN的总电阻为30Ω,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6V,R0为电阻箱,此时电阻调节为10Ω。下列说法正确的是( )
A.所测角度θ越大,电流表示数越小,电压表示数越小
B.当电压表示数为2V时,量角器所测角度θ为40°
C.为保证电路安全,此量角器所测角度θ的范围为0~60°
D.将电压表表盘改装为角度指示盘,为满足测量角度范围最大,且精度最高,变阻箱R0的阻值应调节为60Ω
24.(2025•石家庄•裕华区模拟)为设计电子拉力计,小硕将电流表改装为拉力计的表盘,如图甲是其原理图。弹簧右端和滑动变阻器R的金属片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R间的摩擦力不计)。定值电阻R0=6Ω,AB是一根长为6cm的均匀电阻丝其阻值为24Ω,电源电压U=6V,电流表的量程为0~0.6A,当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于A端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。
(1)拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表表盘多少刻度处?
(2)开关S闭合后,当电流表指针在0.6A处,作用在拉环上水平向右的拉力为多少?
(3)在电流表量程不可改的情况下,若要把该装置所能测量的最大拉力为600N,请通过计算,说出一种可行的办法(要求只更换一个元件)。
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