一、初中物理电路类问题
1.两个定值电阻,甲标有“10Ω 2A ”,乙标有“20Ω 0. 5A ”。如将它们并联起来,电路中的最大总功率及将它们串联起来电路两端允许加的最大电压为( ) A .30W 30V B .15W 10V
C .15W 15V
D .30W 60V
【答案】C 【解析】 【分析】
根据欧姆定律求出两电阻两端允许所加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个,再根据欧姆定律和并联电路电流的特点求出干路电流,利用P UI =求出电路中的最大总功率;已知两电阻允许通过的最大电流,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,再根据串联电路电阻的特点和欧姆定律求出电路的最大电压。 【详解】 AD .根据U
I R
=
可得,两电阻两端允许所加的最大电压 2A 10Ω20V U I R ==?=甲甲甲,0.5A 20Ω10V U I R ==?=乙乙乙
因并联电路中各支路两端的电压相等,则两只电阻并联时,电路中的最大电压
10V U U ==乙
通过乙电阻的电流
110V 1A 10Ω
U I R =
==甲 则并联电路中的最大总功率
1()10V (1A 0.5A)15W P UI U I I ==+=?+=乙
故AD 错误;
BC .因串联电路中各处的电流相等,则两只电阻串联时,电路中的最大电流
0.5A I I '==乙
根据U
I R
=
可得,串联电路两端允许加的最大电压 ()0.5A ()15V 10Ω20ΩI R U R I R '+'''==+=?=乙甲
故B 错误、C 正确。 故选C 。
2.如实物图所示,以下判断正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由实物图可知,电流从正极出发经开关、电流表、灯泡L2、L1回负极,电压表并联在L1两端,则灯L1与灯L2串联,电压表与灯L1并联,所以电压表测灯L1两端的电压,故C正确,ABD错误.故选C.
3.如图所示电路,电源电压为3V,当开关S闭合后,只有一盏灯泡发光且电压表的示数为3V,产生这一现象的原因可能是()
A.灯泡L1处短路
B.灯泡L2处短路
C.灯泡L1处断路
D.灯泡L2处断路
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图知,两灯泡串联,电压表测量L2两端的电压,因为闭合开关后,有一盏灯泡发光,因此电路发生短路故障;又因为电压表有示数,并且等于电源电压,所以L1被短路.故选A.
4.如图所示是一种定时课间音乐播放装置的原理图,“播放器”是有电流通过时会播放音乐的装罝;“定时开关”是到达设定时间会自动断开的开关.闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,指示灯① (填“会”或“不会”)亮,播放器② (填“会”或“不会”)播放音乐;到达设定时间定时开关”处于③ (填“闭合”成“断开”)状态,“播放
器”播放音乐,下列选项中正确的是( )
A.①会,②不会,③断开B.①不会,②会,③闭合
C.①不会,②会,③断开D.①会,②不会,③闭合
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由题意知,闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,播放器被短路,指示灯会亮,则播放器中没有电流通过,播放器不会播放音乐;到达设定时间“定时开关”处于断开状态,播放器与指示灯串联,“播放器”有电流通过,“播放器”播放音乐,故选A.
5.小明为自家的花卉大棚设计了一套智能电路管理系统,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现。当大棚内光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡;当需要给大棚通风时,闭合开关S4,启动风机。灯泡和风机均可独立工作,以下简化电路图符合要求的是()
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
由题知,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现,说明两开关能独立工作、互不影响,则S1和S2应并联在干路上;由题知,光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡提供照明,说明开关S3与灯泡串联,闭合开关S4,启动风机,说明开关S4与风机串联,而灯泡和风机均可独立工作,所以灯泡与风机应并联,综上结合选项可知,ABD不符合题意,C符合题意。
6.小荣听了交通安全教育专题讲座后,对学校附近十字路口人行横道的红、绿交通信号灯的电路产生了浓厚兴趣,经过观察、思考,他画出了下列红,绿灯连接的电路图,你认为正确的是()
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
由题,十字路口人行横道的红、绿交通信号灯应能独立工作,互不影响,故应为并联电路。
A.两灯泡串联,两开关均闭合时红、绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A错误;
B.只闭合开关S1时绿灯亮,只闭合开关S2时红灯亮,两灯并联,独立工作,互不影响,故B正确;
C.两开关都闭合时会造成电源短路且两灯泡不发光,任何一个开关断开时红绿交通信号灯同时发光,故C错误;
D.当只闭合开关S2时,两灯泡都发光;只闭合S1时绿灯亮,故D错误。
故选B。
7.如图新型落地扇有一个电源开关S1,闭合S1,电动机正常作,其内部还有个防倾倒开关S2,S2处于常闭状态,当落地扇倾斜时S2能自动断开,使电动机停止工作,图中电路中符合这一功能的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
ABCD.由题意可以得出,当开关S1和S2同时闭合时,电动机工作,当开关S2断开时,电动机就停止工作,因此两开关应该为串联关系,故ABD选项不符合题意,C选项符合题意。
故选C。
8.如图所示,开关闭合灯不亮,用电压表测量ab间有电压,则电路故障可能是()
A.灯丝断路B.灯内部短路
C.开关接触不良D.变阻器滑片接触不良
【答案】A
【解析】
【详解】
A.灯丝断了闭合开关电路中没有电流,灯不亮,用电压表测量ab间是得到电源的电压,故A符合题意;
B.灯内部短路闭合开关,灯不亮,用电压表测量ab间电压,电压表是测灯炮两端电压因此电压表是没有示数的,故B不符合题意;
C.开关接触不良闭合开关电路中没有电流,灯不亮,用电压表测量ab,由于b点没有连接到电源的负极,所以电压表没有示数,故C不符合题意;
D . 变阻器滑片接触不良闭合开关电路中没有电流,灯不亮,用电压表测量ab,由于b点没有连接到电源的负极,所以电压表没有示数,故D不符合题意。
9.如图所示的电路中,R0是定值电阻,L是小灯泡,R是滑动变阻器,闭合开关S,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不发光。现用一只电压表检测这一现象产生的原因,当电压表接ab两点时,电压表无示数;接ac两点时,电压表有示数,则产生上述现象的原因可能是()
A.L短路B.L断路C.R断路D.R0短路
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
从图中可看到,这是一个串联电路,R、L、R0串联在一起。
A.假设L短路,电路中是有电流的,当电压表接ab两点时,电压表是没有示数的;接ac 两点时,电压表测R0的电压,有电流流过R0,那么电压表有示数;这些情况符合题中条件,所以可能是L短路,选项A符合题意;
B.假设L断路,那么电路中是没有电流的,当电压表接ab两点时,有微小的电流流过电压表,电压表测的是电源电压,有示数;接ac两点时,没有电流流过电压表,电压表是没有示数的;这些情况不符合题中条件,所以不可能是L断路,B项不合题意;
C.假设R断路,那么电路中是没有电流的,当电压表接ab两点时,没有电流流过电压表,电压表是没有示数的;接ac两点时,也没有电流流过电压表,电压表是没有示数的;这些情况不符合题中条件,所以不可能是R断路,C项不合题意;
D.假设R0短路,电路中是有电流的,当电压表接ab两点时,有电流流过灯L,电压表有示数;接ac两点时,电压表是没有示数的;这些情况不符合题中条件,所以不可能是R0短路,D项不合题意。
故选A。
10.如图所示电路,闭合开关 S1、S2,下列对电路的分析正确的是()
A.L1 与 L2并联,电流表 A1测 L2的电流
B.L1 与 L2 串联,电流表 A2 测干路上的电流
C.当开关 S2 断开时,通过 L1的电流不变, A2的示数变小
D.当开关 S2断开时, A2的示数不变,通过 L1的电流变大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由图可知,闭合开关 S1、S2,L1 与 L2并联,电流表 A1与 L2在同一支路,所以的电流表 A1测 L2的电流,电流表 A2测量干路电流,故A正确、B错误;
CD.并联电路各支路互不影响,由图可知,当开关 S2 断开时,L2所在支路断开,通过L2电流为0,通过 L1的电流不变,干路电流表A2示数变小,故C正确、D错误。
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,灯熄灭了,两个电表中只有一个电表的示数变大,则下列判断中正确的是()
A.可能灯短路
B.一定灯断路
C.电阻R断路
D.以上情况都有可能
【答案】C
【解析】
【详解】
假设灯短路,那么灯会不亮,电压表测的是电阻R两端的电压,此时大小等于电源电压大
小,电压表的示数变大,根据欧姆定律
U
I
R
可知,流过电阻R的电流变大,即电流表的
示数变大,两表的示数都变大,这与题意不符合,所以不可能灯短路;假设灯断路,那么没有电流流过灯泡,灯会不亮,电流表没有示数,电压表也没有示数,两表的示数都变小,这与题意不符合,所以不可能灯断路;假设电阻R断路,那么没有电流流过灯泡,灯会不亮,电流表没有示数,电压表此时测的是电源电压,电压示数变大,这与题意相符合;故选C。
12.如图所示,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“1A 15Ω”的字样.当滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关S,通过灯泡的电流为0.4A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是()
A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
C.R接入电路的阻值变化范围是5Ω﹣15Ω
D.电路总电阻的最大值为5Ω
【答案】D
【解析】
【详解】
A .由电路图可知,滑动变阻器与灯泡并联,由于并联电路独立工作、互不影响,所以滑片的移动不能改变灯泡的亮暗,故A 错误;
B .当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由于并联电路中各支路两端的电压相等,则通过滑动变阻器的最小电流:
13V
=
=0.2A 15min R I U =Ω
最大 则干路的电流
I min =I L +R 1min =0.4A+0.2A=0.6A ,
故B 错误;
C .由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为1A ,根据欧姆定律可得滑动变阻器的最小电阻为:
3V
31A
min Rmax
U R I =
=
=Ω 所以R 接入电路的阻值变化范围是3Ω﹣15Ω,故C 错误;
D .由于当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电阻最大,干路电流最小,所以,根据欧姆定律可得最大总电阻为:
3V
50.6A
max Rmin
U R I =
=
=Ω 故D 正确.
13.压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的.小坤同学想设计一个通过电表示数反应压敏电阻所受压力大小的电路,其中R 0是定值电阻,R 代表压敏电阻,要求压力增大时电表示数增大且符合电路安全,在下图所示电路中符合要求的是:( )
A .
B .
C .
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0并联,电流表测R0支路的电流,当压力增
大时,压敏电阻R压的阻值减小,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由I=U
R
可
知,电流表的示数不变,故A不符合题意;
B.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0并联,电压表测电源电压,电源电压不变,故B不符合题意;
C.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,定值电阻两端电压增大,电压表示数增大,故C符合题意.
D.由电路图可知,压敏电阻R压与定值电阻R0串联,电压表测R压两端的电压,当压力增大时,压敏电阻R压的阻值减小,由串联电路中电阻越大分得的电压越大可知,电压表的示数减小,故D不符合题意.
14.如图,三个不同的灯泡接在电源上,A1的示数为I1,A2的示数为I2,A3的示数为I3,各表读数关系正确的是()
A.I1=I2=I3B.I1=I2+I3C.I3>I2>I1D.I1>I2>I3
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知三灯泡并联,A3测通过L3的电流,A2测通过L2、L3的电流,A1测干路电流,则由并联电路的电流规律可知三表中电流的大小关系。
【详解】
由图可知三灯泡并联,A3测通过L3的电流,A2测通过L2、L3的电流,故一定有
I2>I3
A1测通过三个灯泡的电流,故一定有
I 1>I 2
所以
I 1>I 2>I 3
故选D 。
15.如图所示的电路较为复杂,但采用合理的估算,就可以算出电流表A 与毫安表mA 的示数分别为( ).
A .0.13 A .30 mA
B .0.11 A, 10 mA
C .0.33 A,30 mA
D .0.31 A, 10 mA 【答案】A 【解析】 【详解】
通过电路图分析可知,1Ω和2个1000Ω的是并联的,所以可以忽略通过2个1000Ω的电流,这样电路就简化成300Ω和1Ω、1000Ω的并联,这样mA 表测得是1Ω和1000Ω串联电路的电流,在计算电流时,可以近似认为:
30V 30mA 1000ΩU I R ===
通过300Ω的电流:
30V 0.1A 300Ω
I R U '=
==' 所以电流表A 的读数是:
0.1A 0.03A 0.13A +=
故A 项符合题意;BCD 项不符合题意;
16.如图乙所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L.上标有“4V"字样,它的电流随它两端电压变化的图象如图甲所示。当开关S 闭合,滑动变阻器的滑片P 移到a 端时,灯泡L 正常发光。当开关S 断开,滑动变阻器的滑片P 移到距a 端某一长度处时,电压表示数为3V 。前后两种情况中,变阻器消耗的功率之比为4:3。则下列说法错误的是
A.电源电压为4V
B.当开关S断开时,滑动变阻器的滑片P移到了距a端长度3
4
ab
处
C.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时电流表示数为0.56A
D.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时变阻器消耗的功率为0.8 W
【答案】C
【解析】
【详解】
A.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时,小灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联,电流表测干路电流;因为并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以电源的电压
U=U L额=4V
故A正确,不符合题意;
BCD.当开关S断开时,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表和滑动变阻器并联,测滑动变阻器两端的电压,因为电压表示数为3V,根据串联电路电压规律可得,小灯泡两端电压为:
L
U=4V-3V=1V
由图像知,此时通过小灯泡的电流为0.2A,根据串联电路电流规律,通过滑动变阻器的电流也为0.2A,则滑动变阻器的电功率为:
P
滑后
=3V?0.2A=0.6W
滑动变阻器此时的电阻为:
R
滑后=
3
0.2
V
A
=15Ω
前后两种情况中,变阻器消耗的功率之比为4:3,所以
P 滑前=
0.6
3
W
?4=0.8W
故D正确,不符合题意;
当开关S闭合,通过滑动变阻器的电流为:
I
滑前=
0.8W
4V
=0.2A
由图像知,小灯泡正常工作时,通过小灯泡的电流为0.5A,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时,干路上的电流表示数为
I 总=0.2A+0.5A=0.7A
故C 错误,符合题意;
当开关S 闭合,滑动变阻器的滑片P 移到a 端,即滑动变阻器的最大阻值为:
R 滑前=
4V
0.2A
=20Ω R R 滑后滑前=15Ω20Ω=3
4
当开关S 断开时,滑动变阻器的滑片P 移到了距a 端长度34
ab
处,故B 正确,不符合题意。
17.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,A 1 示数为 0.4A ,A 2 示数为 0.5A 若灯 L 2 断路,则电流表 A 1、A 2、A 的示数分别为
A .0.4A 、0A 、0.9A
B .0.4A 、0.5A 、0.9A
C .0.9A 、0A 、0.9A
D .0.4A 、0A 、0.4A 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
所示电路为并联电路,L 1、L 2两端的电压相等,若灯 L 2 断路,通过L 2的电流为0,由于电源电压不变,L 1的电阻不变,所以通过L 1的电流不变, A 1的示数仍为0.4A, A 1、A 串联,所以示数相同,故选D .
18.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V 不变,灯泡上标有“2.5V ,?A ”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A ”。闭合开关,将滑片P 滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是( )
A .此时灯泡的电阻为8Ω
B .此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7
C .该电路能探究串联电路电流的特点
D .该电路能探究电流与电压的关系 【答案】D 【解析】 【分析】
由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。 【详解】 A .此时灯泡电阻
L 2.4V
8Ω0.3A
U R I =
== 故A 正确,不符合题意; B .滑动变阻器两端电压
L = 4.5V 2.4V 2.1V U U U -=-=滑
此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比
L L 2.4V 82.1V 7
R U R U ===滑滑 故B 正确,不符合题意;
C .利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C 正确,不符合题意。
D .探究电流与电压的关系,应控制电阻阻值不变,而灯泡电阻随温度升高而增大,因此该电路不能探究电流与电压的关系,故D 错误,符合题意。 故选D 。
19.关于如图所示电路的判断,正确的是( )
A .只闭合开关1S 时,灯泡1L 、3L 并联
B .只闭合开关2S 时,灯泡2L 、3L 并联
C .只闭合开关2S 、3S 时,灯泡2L 、3L 串联
D .闭合所有开关时灯泡1L 、2L 并联,3L 短路 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .从图中可以看到,只闭合开关1S 时,电流从电源正极流出,流过灯泡3L ,流过开关
1S ,再流过灯泡1L ,最后回负极,这时灯泡1L 、3L 是串联的,A 错误;
B .从图中可以看到,只闭合开关2S 时,电流从电源正极流出,流过灯泡3L ,流过开关
2S ,再流过灯泡2L ,最后回负极,这时灯泡2L 、3L 是串联的,B 错误;
C .从图中可以看到,只闭合开关2S 、3S 时,电流从电源正极流出,不会流过灯泡3L ,会流过开关3S ,接着电流不会流过开关2S ,因为开关1S 是断开的,电流会流过灯泡2L ,最后回负极,这情况下只有灯泡2L 接在电路中,C 错误;
D .从图中可以看到,闭合所有开关时,电流从电源正极流出,不会流过灯泡3L ,会流过开关3S ,然后分为两部分电流,一部分电流往上流,流过开关2S 、1S 、灯泡1L ,最后回负极,另一部分电流流过灯泡2L ,最后回负极,由上述可知,灯泡1L 、2L 并联,3L 被短路了,D 正确。 故选D 。
20.两个灯泡L 1和L 2分别标有“6V 、2A”和“9V 、1A”字样,不考虑温度的影响,将它们连入同一电路中,为确保两灯均不坏,下列说法正确的是( ) A .将它们串联时,电路两端允许最大电压是15V B .将它们并联时,干路中允许最大
电流是3A
C .将它们并联时,电路中允许最大总功率是21W
D .将它们串联时,L 1允许的最大功率是3W 【答案】D 【解析】
【分析】
【详解】
由灯泡L1标有“6V、2A”,可以求出
R1===3Ω,
由灯泡L2标有“9V、1A”,可以求出
R2===9Ω,
通过它们的电流和两端电压都不能超过额定值,否则会损坏灯泡;
将它们串联时,则干路最大电流是1A,总电压为
1A×(3Ω+9Ω)=12V,
故A不符合题意;
将它们并联时,干路两端的最大电压为6v,所以干路中允许最大电流
I=+ 2.67A
故B不符合题意;
将它们并联时,电路中允许最大总功率
P=+=16W,
故C不符合题意;
将它们串联时,L1允许的最大电流是1A,所以最大功率
P=I2R==3W,
故D符合题意;
故选D。
21.击剑比赛中,当甲方运动员的剑击中乙方的导电服时(相当于如图中“S甲”闭合),乙方指示灯L乙亮;当乙方运动员的剑击中甲方的导电服时(相当于如图中“S乙”闭合),甲方指示灯L甲亮.在如图所示的四个电路中,可能实现上述功能的是()
A.B.C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】
根据情景和题意可知,甲击中乙,相当于甲闭合了乙灯的开关,乙灯亮.相同的道理,乙
控制着甲灯的开关,两个灯能够单独发光,也能够同时发光,说明两灯是并联的,因此正确的电路应是D.
22.在如图所示的电路中,闭合开关S,电路正常工作一段时间后灯L熄灭,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变为零,将两用电器位置互换后再次闭合开关S,两个电表指针均发生明显偏转.若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,则()
A.灯L短路B.灯L断路
C.电阻R断路D.电阻R短路
【答案】A
【解析】
【详解】
A.当灯L短路时,电压表示数为零,电流表示数变大;对调后,灯L相当于导线,电流表和电压表均有示数,故A符合题意;
B.当灯L断路时,将灯L和电阻R对调,电路处于断路状态,电流表和电压表示数均为零,故B不符合题意;
C.当电阻R断路时,整个电路断路,电压表和电流表均没有示数,故C不符合题意;D.当电阻R短路时,电灯发光,对调后,电压表示数为零,故D不符合题意.