文档内容
专题14-欧姆定律复杂计算题(含滑动变阻器)-学易金卷:
2023年中考物理一模试题分项汇编(上海专用)(解析版)
一、计算题
1.(2023·上海长宁·统考一模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电
阻R 的阻值为10欧,滑动变阻器上标有“1安”字样。闭合电键S,电压表示数为5
1
伏。
(1)求通过电阻R 的电流I;
1 1
(2)求此时滑动变阻器R 连入电路中的电阻值;
2
(3)移动滑动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大值为6,求电
压表最大示数和最小示数的差值ΔU。
1
【答案】(1)0.5A;(2)26Ω;(3)7V
【解析】解:(1)根据电路图可知,R 与R 串联,电压表测量R 两端的电压,又因
1 2 1
为R=10Ω,所以通过电阻R 的电流
1 1
(2)根据串联电路电压规律,此时R 两端电压为
2
串联电路电流处处相等,则I=0.5A,此时滑动变阻器R 连入电路中的电阻值为
2 2
(3)电源电压和电压表示数的比值最大为6,此时电压表示数为最小值,则有
解得
滑动变阻器R 上标有“1A”字样,表示变阻器允许通过的最大电流为1A,即电路的最
2
大电流为1A,此时电压表示数有最大值电压表最大示数和最小示数的差值
2.(2023·上海·校联考一模)在如图(a)所示的电路中,电源电压为12伏保持不
变,电阻R 的阻值为10欧,滑动变阻器R 上标有“20Ω 2A”字样,电流表的表盘如图
1 2
(b)所示。闭合开关S,求:
(1)通过电阻R 的电流I。
1 1
(2)移动变阻器滑片P过程中,电流表A示数的最大变化量ΔI 。
大
(3)变阻器连入电路的最小电阻R 。
2小
【答案】(1)1.2安(2)1.2安(3)6.7欧
【解析】(1)从图中可以看到,这是一个并联电路,电阻R 两端的电压等于电源电压大
1
小,由欧姆定律可知
(2)假设电流表的示数最大,即 ,那么这时流过滑动变阻器的电流是
这个电流大小没有超过量程,这时接入电路中的电阻大小是
这个电阻大小也没有超过量程,所以说 符合题意
流过滑动变阻器的电流最小是
电流表的最小示数是电流表A示数的最大变化量是
(3)当电流表的示数最大时,流过滑动变阻器的电流最大,可知
变阻器连入电路的最小电阻是
3.(2023·上海长宁·统考一模)在图所示的电路中,电源电压为15伏。电阻R 的阻
1
值为10欧,滑动变阻器R 上标有“50欧 1安”字样。闭合开关S,移动滑片P至某
2
位置时,电压表示数为5伏。求:
(1)通过电阻R 的电流I;
1 1
(2)滑动变阻器接入电路的阻值R。
2
(3)现将滑动变阻器R 的滑片P移至另一位置,然后将电压表V从电阻R 两端并联
2 1
到滑动变阻器R 两端,发现电压表改接位置前、后示数变化了3伏,求滑动变阻器R
2 2
可能的阻值。
【答案】(1)0.5A;(2)20Ω;(3)15Ω或6.7Ω
【解析】解:(1)闭合开关S,电阻R、R 串联,电压表测R 两端的电压。当电压表
1 2 1
示数为5V,通过电阻R 的电流为
1
(2)根据串联电流和电压特点可知
I2=I=0.5A
1
U=U-U=15V-5V=10V
2 1
所以滑动变阻器接入电路的阻值为
(3)改位置前电压表示数为U′,则有①
电压表改接位置前、后示数变化了3V,则有
15V-U′=U+3V②
或
15V-U′=U′-3V③
解②得
U′=6V④
解③得
U′=9V⑤
将④代入①得
R=15Ω
2
将⑤代入①得
R≈6.7Ω
2
将15Ω、6.7Ω分别代入得,电路中的电流为
都符合要求,故滑动变阻器R 可能的阻值为15Ω或6.7Ω。
2
4.(2023·上海奉贤·统考一模)在图(a)所示,电源电压为12伏保持不变,电阻
的阻值为12欧,滑动变阻器 上标有“50欧2安”字样,闭合开关S,电流表A 的
1
示数如图(b)所示。求:
①通过电阻 的电流 ;
②滑动变阻器连入电路的阻值 ;
③当移动滑动变阻器滑片P在某位置时,两电表示数偏转角度恰好相同,求此时电路
中的总电阻 。【答案】(1)1A;(2)24Ω;(3)9.6Ω
【解析】解:(1)通过定值电阻的电流为
(2)定值电阻与变阻器关联,电流表A 测量干路上的电流。通过定值电阻的电流为
1
1A,则电流表A 的示数应该大于1A。此时干路上的电流表按小量程读数,示数为
1
0.5A,按大量程读数其示数为1.5A。故干路上电流为1.5A,则变阻器连入电路的阻值
为
(3)电流表两个量程中,最大测量值是5倍关系,即指针指在相同的位置上,不同量程
中的示数是5倍关系。由两个电流表的指针偏转角度相同,有
定值电阻中的电流为1A保持不变,有
解得
则电路中的总电流为
电路的总电阻为5.(2023·上海杨浦·统考一模)在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,定值电
阻R 阻值为10Ω,滑动变阻器R 上标有“1A”字样。闭合开关S,通过R 的电流为
1 2 1
0.4A。
(1)求R 两端的电压U;
1 1
(2)求通电10s电流通过R 所做的功W。
1 1
(3)若用阻值为20Ω的定值电阻R 替换R,并在图(a)中正确连接一个电流表和一
3 1
个电压表,电表的表盘如图(b)(c)所示。闭合开关S,在保证电路元件均安全的
情况下移动变阻器滑片P,观察到电压表示数的最大值为15V,电流表示数的最大值为
0.9A。求电源电压U和滑动变阻器连入电路中的阻值范围。
【答案】(1)4V;(2)16J;(3)18V,0~100Ω
【解析】解:(1)根据欧姆定律 可得,R 两端的电压U 为
1 1
(2)由电功的计算公式 可得,通电10s电流通过R 所做的功W 为
1 1
(3)由题意知,R 的额定电流为1A,而电流表的最大示数为0.9A,由欧姆定律
2
可知,此时滑动变阻器接入电路的最小阻值为0Ω,则此时R 两端的电压与电源
3
电压相同,即
由题意知,电压表的最大示数为15V,根据以上分析,此时电压表是与R 并联,根据
2
串联电路中电阻分压的规律可知,当电压表的示数最大时,此时与之并联的电阻阻值
最大,即当 时,此时R 的阻值最大,则此时R 两端的电压为
2 3根据欧姆定律 ,此时流过R 的电流为
3
由于串联电路中电流处处相等,则此时R 的阻值为
2
根据以上分析,R 的取值范围是0Ω~100Ω。
2
6.(2023·上海虹口·一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R 的阻值为
1
20欧,滑动变阻器R 上标有“20Ω 1A”字样。仅闭合开关S,电流表A和A 的示数
2 1
分别为0.7安、0.3安。
(1)求电源电压U;
(2)求此时变阻器R 连入电路的阻值;
2
(3)移动变阻器滑片P可以使电流表A示数变化,求电流表A示数的最大变化量
ΔI 。
max
【答案】(1)6V;(2)15Ω;(3)0.7A
【解析】解:由图可知,电阻R 和变阻器R 并联,电流表A测量干路中的电流,电流
1 2
表A 测量通过R 的电流。
1 1
(1)由题意可知,通过电阻R 的电流是0.3A,电阻R 两端的电压
1 1
U=IR=0.3A×20Ω=6V
1 1 1
由并联电路电压的规律可知电源电压
U=U=6V
1
(2)由并联电路电流的规律可知通过变阻器的电流
I=I-I=0.7A-0.3A=0.4A
2 1
由并联电路电压的规律和欧姆定律得到此时变阻器R 连入电路的阻值
2(3)通过滑动变阻器R 的最大电流是1A,由并联电路的特点可知移动变阻器滑片
2
P,通过R 的电流不变,所以电流表A的最大示数是
1
I =I +I=1A+0.3A=1.3A
最大 2最大 1
滑动变阻器最大阻值是20Ω,当变阻器连入电路的阻值最大时,通过它的电流最小,
最小电流
由并联电路的特点可知移动变阻器滑片P,通过R 的电流不变,所以电流表A的最小
1
示数是
I =I +I=0.3A+0.3A=0.6A
最小 2最小 1
电流表A示数的最大变化量
ΔI =I -I =1.3A-0.6A=0.7A
max 最大 最小
7.(2023·上海杨浦·统考一模)在图(a)所示电路中,电源电压为12伏保持不变,
滑动变阻器R 上标有“50Ω,1A”字样,电流表的表盘如图(b)所示。闭合开关S,
2
通过电阻R 的电流为2.4安。
1
(1)求R 的阻值;
1
(2)在保证电路元件均安全的情况下移动变阻器滑片P,求变阻器R 的最小阻值。
2
【答案】(1)5欧;(2)20欧
【解析】解:(1)由电路图知道,R 与R 并联,因并联电路中各支路两端的电压相
1 2
等,所以,由 知道,电阻R 的阻值
1
(2)由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则干路电流一定大于2.4A,所以
电流表的量程为0~3A,当滑动变阻器允许通过的电流最大时,滑动变阻器连入电路的
电阻最小,则当电流表示数最大时通过R 的电流为
2
I=I -I=3A-2.4A=0.6A<1A
2 最大 1由 知道, R 接入电路中的最小电阻
2
8.(2023·上海静安·统考一模)在如图所示的电路中,电源电压为15伏,电阻 的阻
值为10欧,闭合开关S,移动滑动变阻器 的滑片P至某位置时,电压表V示数为9
伏。
(1)求此时电阻 两端的电压 ;
(2)求此时滑动变阻器 连入电路的阻值;
(3)移动滑动变阻器 的滑片P,电流表A的示数变化范围为0.5安 安,求滑动
变阻器 的规格。
【答案】(1)6V;(2) ;(3)20Ω,1A
【解析】解:(1)由电路图可知,电阻 与滑动变阻器 串联,电流表测量电路中
的电流,电压表测量 两端的电压。因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的
电压之和,所以此时 两端的电压为
(2)根欧姆定律可知通过 的电流为因为串联电路中各处的电流相等,所以通过 的电流为
滑动变阻器接入电路的阻值为
(3)当 接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,因为串联电路的总电阻等于
各串联电阻之和,此时总电阻
滑动变阻器接入电路的阻值为
电路允许的最大电流为 ,故滑动变阻器的规格为“ , ”。
9.(2023·上海金山·统考一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R 上标有“50
2
欧”字样,闭合开关S。
(1)若电源电压为10伏,电压表示数为8伏,电阻R 的阻值为20欧,求:电流表的
2
示数和电阻R 的阻值。
1
(2)若电源电压未知的情况下,在电路安全的前提下,R 允许接入电路的范围是10
2
欧~30欧,电压表示数的最大变化量为5伏。求电源电压U。
【答案】(1)0.4A,5Ω;(2)26.25V
【解析】解:(1)由电路图可知,电阻R 和变阻器R 串联,电压表测R 两端电压,
1 2 2
电流表测量电路中的电流,由串联电路电流的规律可知电流表的示数
由串联电路电压的规律可知电阻R 两端的电压
1
U=U-U=10V-8V=2V
1 2
由串联电路电流的规律和欧姆定律得到电阻R 的阻值
1(2)当R 接入电路的电阻为10Ω时,电路的总电阻较小,由欧姆定律可知电路中的
2
电流最大为I ,此时电压表的示数为
大
I R =U
大 2小 2小
10ΩI =U ……①
大 2小
当R 接入电路的电阻为30Ω时,电路的总电阻较大,由欧姆定律可知电路中的电流最
2
小为I ,电压表示数的最大变化量为5V,由串联分压可知电压表的示数变大5V,此
小
时电压表的示数为
I R =U +5V
小 2大 2小
30ΩI =U +5V……②
小 2小
由①和②得到
30ΩI -10ΩI =5V……③
小 大
当R 接入电路的电阻为10Ω时,根据串联电路电阻的特点和欧姆定律可知电源电压
2
I (R +R)=U
大 2小 1
I (10Ω+5Ω)=U
大
15ΩI =U……④
大
当R 接入电路的电阻为30Ω时,根据串联电路电阻的特点和欧姆定律可知电源电压
2
I (R +R)=U
小 2大 1
I (30Ω+5Ω)=U
小
35ΩI =U……⑤
小
由④和⑤得到
15ΩI =35ΩI ……⑥
大 小
由③和⑥得到
I =1.75A
大
代入④,则电源电压
U =I (10Ω+5Ω)=1.75A×15Ω=26.25V
大
10.(2023·上海宝山·统考一模)在图(a)电路中,电源电压6伏且保持不变,电阻
R 的阻值为20欧,滑动变阻器R 上标有“50Ω 1.8A”字样。闭合开关S,电路正常工
1 2
作。
(1)求电流表A 的示数I;
1 1
(2)若在电路中再串联一只电流表A,其示数如图(b)所示,求此时滑动变阻器连
入电路的阻值R。
2【答案】(1)0.3A;(2)15Ω或3.53Ω
【解析】解(1)电源电压6伏且保持不变,电阻R 的阻值为20欧,电流表A 的示数
1 1
(2)当电流表量程选0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.4A,串联在R 支
2
路上时,R 的阻值
2
串联在干路上时,R 的阻值
2
(舍去)
当电流表量程选0~3A,分度值为0.1A,电流表的示数为2A,当串联在支路上时,
2A>1.8A(舍去);当串联在干路上时,R 的阻值
2
11.(2023·上海崇明·统考一模)在图所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电
阻R 的阻值为10欧,滑动变阻器R 上标有“50Ω 1.5A”字样。闭合电键S后,电流表
1 2
A的示数为1安。试求:
(1)求电阻R 两端的电压U ;
1
(2)求此时滑动变阻器R
2
的₁阻值;
(3)在电路安全工作的情况下,移动变阻器R 的滑片,请你通过计算求出电流表示
2
数的最大变化量ΔI 。
最大
【答案】(1)10V;(2)14Ω;(3)0.6A
【解析】解:(1)由图可知,电阻R 和变阻器R 串联,电压表测量变阻器两端的电
1 2
压,电流表测量电路中的电流,电阻R 两端的电压
1U=IR =1A×10Ω=10V
1 1
(2)由串联电路电压的规律可知变阻器R 两端的电压
2
U=U-U=24V-10V=14V
2 1
由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为1A,此时滑动变阻器R 的阻值
2
(3)闭合电键S后,电流表A的示数为1A,电流表选择0~3A的量程,通过变阻器的
最大电流是1.5A,电路中最大电流是1.5A,由(2)可知变阻器R 两端的电压是
2
14V,电压表选择0~15V的量程,当电压表的示数最大是15V,变阻器连入电路的电
阻最大,电路的总电阻最大,由 可知通过电路的电流最小,最小电流
电流表示数的最大变化量
ΔI =I -I =1.5A-0.9A=0.6A
最大 大 小
12.(2023·上海松江·统考一模)如图(a)所示的电路中,电源电压为18V且保持不
变。电阻 的阻值为5Ω,滑动变阻器上标有“2A”字样。闭合开关S后,电压表的示
数为8V,电压表盘如图(b)所示。求:
(1)通过电阻 的电流 ;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值 ;
(3)移动滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全工作的情况下,电压表示数最小值与
最大值之比为3∶10。求滑动变阻器 的最大阻值。
【答案】(1)1.6A;(2)6.25Ω;(3)25Ω
【解析】解:(1)R、R 串联,电压表测量R 两端电压U=8V,R=5Ω,电源电压
1 2 1 1 1U=18V,通过电阻 的电流
(2) 两端电压
滑动变阻器接入电路的阻值
(3) 减小时,电压表V示数增大,电路中电流增大,最大电流 ,此时电路
中总电阻
可得滑变器最小阻值
两端最大电压
最大时电压表V示数最小为 ,电路中电流最小;已知
解得 ,此时滑变器 两端电压最大值为
滑变器阻最大阻值为 ,根据串联分压
解得 。13.(2023·上海嘉定·统考一模)在图(a)所示的电路中,电阻R 的阻值为5欧,滑
1
动变阻器R 上标有“10Ω 2Α”字样。闭合开关S后,移动滑片P至变阻器R 的中点
2 2
(即R 接入电路的阻值为5欧),电压表示数如图(b)所示。
2
(1)求通过滑动变阻器R 的电流I 和电源电压U。
2 2
(2)若用一个新的电源替换原来的电源,在保证电路安全的情况下,求电源电压的最
大值U 。
最大
【答案】(1)0.8A,8V;(2)25V
【解析】解:(1)电压表示数如图(b)所示,示数为4V,则
因为R 和R 串联,所以
1 2
I=I=0.8A
1 2
电阻R 电压
1
电源电压
(2)要保证电压表安全
U =15V
2最大
因为电路允许通过的最大电流为2A,所以电阻R 最大电压
1
电源最大电压