中考物理专题四类型二电学中的图像问题复习练习

中考物理专题四类型二电学中的图像问题复习练习

类型二　电学中的图像问题 一．I－U、U－I 图像 15. (2017 巴中)如图所示是定值电阻甲和小灯泡乙(6 V、3 W)的 U－I 图像，将它们串 联在电路中，下列说法正确的是(　　) 第 15 题图 A. 该电路允许的最大电压为 12 V B. 当小灯泡正常发光时，电阻消耗的功率为 3 W C. 当电源电压为 7 V 时，电路消耗的总功率为 2.8 W D. 若将两者并联起来，电路消耗的最大功率为 7.2 W 16. (2017 高新二校模拟)如图甲所示，电源电压恒为 8 V，滑动变阻器的最大阻值为 80 Ω，电流在 0.1 A～0.4 A 之间时电子元件均能正常工作．此电子元件电流与其两端电压的关 系如图乙所示．下列说法正确的是(　　) 第 16 题图 A. 电子元件的电阻随电流的变大而变大 B. 为使电子元件处于正常工作状态，滑动变阻器的阻值范围应控制在 10 Ω～80 Ω C. 当变阻器阻值为 10 Ω时，电子元件与滑动变阻器的电压之比为 1∶1 D. 电子元件处于正常工作状态时，电路消耗的最小功率为 0.6 W 17. (2017 滨州)如图甲所示 ，将额定电压为 2.5 V 的小灯泡接入电源电压为 4.5 V 的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P，记录相应电压表和电流表示数绘制成如 图乙所示的 U－I 图像，则小灯泡的额定功率为________W，小灯泡正常发光时，滑动变阻器 接入电路的电阻是________Ω. 第 17 题图 18. (2017 莲湖区模拟)如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为 6 V，闭 合开关 S 后，当滑片 P 从 R 的一端滑到另一端的过程中，小灯泡的 I－U 关系图像如图乙所 示．则小灯泡的额定功率为______W，电源电压为______V，滑动变阻器的最大阻值为 ________Ω. 第 18 题图 19.(2017 兰州)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，将变阻器滑片从 一端移动到另一端的过程中，两只电压表与电流表示数的变化关系图线如图乙所示，则电源 电压为________V，滑片移至最左端时 10 s 内电流通过 R1 产生的热量为________J. 第 19 题图 二．I－R、U－R 图像 20. 某同学用图甲电路研究导体中的电流与电阻的关系，电源电压恒为 6 V．改变电阻 R 的阻值，调节滑动变阻器的滑片，保持 R 两端的电压不变，记下四次实验相应的电流和电 阻值，并用黑点描在乙图中．实验过程中，移动变阻器的滑片时，眼睛应注视的目标以及所 选滑动变阻器的规格合理的是(　　) 第 20 题图 A. 电压表示数　“20 Ω　1 A” B. 电压表示数　“50 Ω　2 A” C. 电流表示数　“20 Ω　1 A” D. 电流表示数　“50 Ω　2 A” 21.(2017 爱知中学模拟)在图甲所示的电路中，当滑片 P 由 b 移到 a 的过程中，电压表 示数 U 及滑动变阻器接入电路的电阻 R2 的变化情况如图乙所示．则电源电压为________V； 电阻 R1 的阻值为________Ω；当滑片 P 移到中点时，通过 R1 的电流为________A，此时，电 路消耗的总功率为________W. 第 21 题图 22. (2017 铁一中模拟)甲、乙两小组同学用图甲所示的电路进行了一些实验探究． 第 22 题图 (1)甲小组选取的定值电阻为 10Ω，电阻箱阻值如图乙所示，其值为________Ω，此时 电压表的示数为 3.5V，则电源的电压为________V；实验中若增大电阻箱阻值，电路中的电 流将________(选填“变大”“变小”或“不变”)． (2)乙小组选用其他规格的电源和定值电阻进行实验，他们通过调节电阻箱，得到几组 电阻箱的阻值和对应的电压值，并作出 U－R 图像(如图丙)．由图像可知，电阻箱阻值为 20 Ω时，电压表的示数是________V，该组所选用定值电阻的阻值为________Ω. 三．其他电学相关图像 23.(2017 交大附中模拟)图甲所示电路中，R0 为定值电阻，R1 为滑动变阻器，图乙是该 滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像．则下列判断中正确的是(　　) 第 23 题图 A. 该滑动变阻器 R1 的最大值是 10 Ω B. 定值电阻 R0 的阻值 10 Ω C. 电源电压是 10 V D. 该电路的最大电流是 0.4 A 24. 一种电子体重计如图甲所示，人站立在承重面上，体重数自动显示在电子屏上．查 阅资料后知道，其中用到了阻值随压力变化的压敏电阻，其阻值随压力变化的情况如图乙所 示，工作原理如图丙所示，数据处理器(一种把电压值转化成体重数值的电子元件)连接在 ab 端或 cd 端，电源电压不变，则下面判断正确的是(　　) 第 24 题图 A. 电子体重计所称量人的体重越大，消耗的电能少 B. 如果数据处理器接在 ab 端，电子体重计的读数越大，数据处理器接收到的电压值越 大 C. 如果数据处理器接在 cd 端，数据处理器接收到的电压值越大，所称量人的体重越小 D. 如果数据处理器能把从小到大的电压值处理成从小到大的体重值，则该处理器应该 在 cd 端 25.(2017 重庆 B 卷)如图所示甲为一个超声波加湿器，图乙为其内部湿度监测装置的简 化电路图．已知电源电压为 12 V，定值电阻 R0 的阻值为 30 Ω，电流表的量程为 0～200 mA，电压表的量程为 1～9 V．湿敏电阻 R 的阻值随湿度 RH 变化的关系图像如图丙所示，其 阻值最大为 120 Ω(图中未画出)．则在电路安全工作的前提下，计算可得出(　　) 第 25 题图 A. R 的电流最小值为 80 mA B. R 的电功率最大值为 0.9 W C. R0 的电功率最小值为 0.3 W D. 装置能监测湿度最大值为 90% 26.(2017 交大附中模拟)在课外活动中，同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量 小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图甲所示，放在水平轻质传送带上的物品，经过装 有压敏电阻 R 的检测区时，使 R 的阻值发生变化，其阻值随压力 F 变化的关系如图乙所示， 已知电源电压为 12 V，R0 为定值电阻，当电路中电压表示数小于 2.4 V 时，机械装置启动， 将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能． 第 26 题图 (1)当检测区上没有物品时，电压表的示数为 2 V，R0 的阻值为多少________Ω； (2)当电压表示数为 2.4 V 时，压敏电阻的阻值为________Ω； (3)质量低于________kg 的物品是不达标的． 答案 类型二　电学中的图像问题 15. C　【解析】小灯泡的额定电流为 I＝ P额 U额＝ 3 W 6 V＝0.5 A，将小灯泡和定值电阻串联 后，电路中允许通过的最大电流为 0.5 A，由图像可知，此时定值电阻两端的电压为 5 V，所 以该电路允许的最大电压为 6 V＋5 V＝11 V，故 A 选项错误；灯泡正常发光时，电压为 6 V，由图像可知，电路电流为 0.5 A，则定值电阻的电压为 5 V，即电阻消耗的功率为 P＝UI ＝5 V×0.5 A＝2.5 W，故 B 选项错误；从图像可以看出，当电源电压为 7 V 时，即定值电阻 和小灯泡的电压分别为 4 V 和 3 V 时，电路中的电流为 0.4 A，故电路消耗的总功率为 P 总＝ U 总 I＝7 V×0.4 A＝2.8 W，故 C 选项正确；若将两者并联起来，当它们两端的电压均为 6 V 时，电路消耗的功率最大，此时从图像中可以看出，通过它们的电流分别是 0.5 A 和 0.6 A，故总电流为 1.1 A，电路消耗的最大功率为 P＝UI＝6 V×1.1 A＝6.6 W，故 D 选项错误．故 选 C. 16. C　【解析】由乙图可知通过电阻的电流与电阻两端的电压不成正比，所以工作时 电子元件的阻值发生变化，电子元件的电阻随电流的变大而变小，A 错误；当电流为 0.1 A 时，变阻器的阻值为 R1＝ U－U1 I1 ＝ 8 V－2 V 0.1 A ＝60 Ω；当电流为 0.4 A 时，变阻器的阻值为 R2＝ U－U2 I2 ＝ 8 V－4 V 0.4 A ＝10 Ω，所以滑动变阻器的阻值范围应控制在 10 Ω～60 Ω，B 错 误；如果电压之比为 1∶1，那么电子元件两端的电压为 4 V，通过变阻器的电流大小为 I＝ U R＝ 4 V 10 Ω＝0.4 A，由于串联电路中电流处处相等，而由乙图知此时通过电子元件的电流为 0.4 A，C 正确；由 P＝UI 知，电流为 0.1 A 时电路消耗的功率最小，为 P＝UI＝8 V×0.1 A ＝0.8 W，D 错误．故选 C. 17. 0.625　8　【解析】由图乙可知，当小灯泡两端的电压为U 额＝2.5 V 时，通过小灯 泡的电流 I 额＝0.25 A，则小灯泡的额定功率：P＝U 额 I 额＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W；由电 路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，当小灯泡正常发光时， U 额＝2.5 V，电路中的电流 I＝I 额＝0.25 A，根据串联电路电压规律可知，此时滑动变阻器 两端的电压：U 滑＝U－U 额＝4.5 V－2.5 V＝2 V，由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的电 阻：R 滑＝ U滑 I ＝ 2 V 0.25 A＝8 Ω. 18. 1.2　6　45　【解析】由题图甲可知，小灯泡 L 与滑动变阻器 R 组成串联电路，电 流表测串联电路中的电流，而电压表测小灯泡两端的电压．由图乙可知，灯泡两端的电压为 6 V 时，通过的电流为 0.2 A，则灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝6 V×0.2 A＝1.2 W．由电路图 可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时，电路为灯泡的简单电路，由图像可知，电源 的电压 U＝UL＝6V．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，由图像可 知，灯泡两端的电压 UL′＝1.5 V，电路中的电流 I′＝0.1 A，因串联电路中总电压等于各 分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：UR＝U－UL′＝6 V－1.5 V＝4.5 V，由 I＝ U R可 得，滑动变阻器的最大阻值：R＝ UR I′＝ 4.5 V 0.1 A＝ 45 Ω. 19. 15　6　【解析】由电路图可知，滑动变阻器与 R1 和 R2 串联，电压表 测 R2 两端 的电压，电压表 测量滑动变阻器与 R2 电压之和，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器 的滑片向右移动时，电路中电压表 示数变大， 示数减小，电路中的电流增大，由图乙 可知，当滑片移到最左端时，由欧姆定律可得 U－12 V R1 ＝0.2 A，当滑片移动最右端时，由 欧姆定律可得 U－6 V R1 ＝0.6 A，组成方程组解之得 U＝15 V，R1＝15 Ω，当滑片移到最左端 时，R1 在 10 s 产生的热量 Q＝I2Rt＝(0.2 A)2×15 Ω×10 s＝6 J. 20. B　【解析】探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，所以眼睛应注 视电压表示数；由图像可知，电阻两端的电压 U＝IR＝0.2 A×10 Ω＝2 V；当电阻值为 20 Ω 时，电路中电流为 0.1 A，变阻器的阻值 R 滑＝ U滑 I ＝ 6 V－2 V 0.1 A ＝40 Ω，所以变阻器的最大 阻值应大于 40 Ω，A、C、D 错误，B 正确．故选 B. 21. 6　10　0.3　1.8　【解析】由图像可得：当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时， 电压表测量的是电源电压，故由图乙可得电源电压是 6 V；由图还可得滑动变阻器接入电路 中的最大电阻是 20 Ω，这时加在定值电阻两端电压是 2 V，滑动变阻器两端电压是 UP＝U－ U1＝6 V－2 V＝4 V，所以电路中的电流是 I＝ UP RP＝ 4 V 20 Ω＝0.2 A，所以定值电阻的阻值是 R1 ＝ U1 I ＝ 2 V 0.2 A＝10 Ω；当滑片移到中点时，滑动变阻器接入电路中的电阻是 10 Ω，这时定 值电阻两端电压 U1′＝3 V，所以电路中的电流是 I′＝ U1′ R1 ＝ 3 V 10 Ω＝0.3 A，所以电路消 耗的总功率是 P＝UI′＝6 V×0.3 A＝1.8 W. 22. (1)35　4.5　变小　(2)3　20　【解析】(1)电阻箱的示数：0×1 000 Ω＋0×100 Ω＋3×10 Ω＋5×1 Ω＝35 Ω；电路中的电流：I＝ U电阻箱 R电阻箱＝ 3.5 V 35 Ω＝0.1 A，定值电阻两端 的电压：U 定＝IR 定＝0.1 A×10 Ω＝1 V，电源电压：U＝U 定＋U 电阻箱＝1 V＋3.5 V＝4.5 V；定值电阻与电阻箱串联在电路中，所以若增大电阻箱阻值，电路中的总电阻就会增大， 根据欧姆定律可知，电路中的电流会减小．(2)由图像丙可知，当电阻箱的阻值为 20 Ω 时， 对应的电压为 3 V，则此时电路中的电流为 I′＝ 3 V 20 Ω＝0.15 A，定值电阻两端的电压为 U 定′＝0.15 A×R 定′，电源电压 U＝0.15 A×R 定′＋3 V，由图像可知，当电阻箱的阻值为 40 Ω 时，对应的电压为 4 V，则此时电路中的电流为 I″＝ U″ R″＝ 4 V 40 Ω＝0.1 A，定值电阻 两端的电压为 U 定″＝0.1 A×R 定′，电源电压 U＝0.1 A×R 定′＋4 V，因为电源电压不变， 所以 0.15 A×R 定′＋3 V＝0.1 A×R 定′＋4 V，解得：R 定′＝20 Ω. 23. B　【解析】由电路图可知，R0 与 R1 串联，电压表测滑动变阻器 R1 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最大时，电路中的电流最小，由图像 可知，电路中的最小电流 I＝0.2 A 时，R1 的电功率 P1＝2.0 W，由 P＝I2R 可得，滑动变阻器 的最大阻值：R1＝ P1 I2＝ 2 W （0.2 A）2＝50 Ω，A 错误；当电路中的电流 I′＝0.4 A 时，R1 的 电功率 P1′＝3.2 W，此时滑动变阻器 R1 接入电路中的电阻：R1′＝ P1′ I′2＝ 3.2 W （0.4 A）2＝20 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由 I＝ U R可得，电源的电压：U＝I′(R0＋R1′)＝ 0.4 A×(R0＋20 Ω)，当电路中的电流为 I＝0.2 A 时，电源的电压：U＝I(R0＋R1)＝0.2 A×(R0 ＋50 Ω)，因电源电压不变，所以 0.4 A×(R0＋20 Ω)＝0.2 A×(R0＋50 Ω)，解得：R0＝ 10 Ω，B 正确；电源电压：U＝I(R0＋R1)＝0.2 A×(10 Ω＋50 Ω)＝12 V，C 错误；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，则电路中的最大电流：I″＝ U R0＝ 12 V 10 Ω ＝1.2 A，D 错误．故选 B. 24. D　【解析】由图丙可知，R0 与 R1 串联，由图乙可知，电子体重计所称量人的体重 越大时，压力 F 越大，R1 的阻值越小，电路中的总电阻越小，由 I＝ U R可知，电路中的电流 越大，由 U＝IR 可知，R0 两端的电压越大，则如果数据处理器接在 cd 端，数据处理器接收 到的电压值越大，所称量人的体重越大，故 C 错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R1 两端的电压变小，如果数据处理器接在 ab 端，电子体重计的读数越大，数据处理 器接收到的电压值越小，故 B 错误；由 W＝UIt 可知，通电时间不确定，不能比较消耗电能 的多少，故 A 错误；综上可知，如果数据处理器能把从小到大的电压值处理成从小到大的体 重值，则该处理器应该在 cd 端，故 D 正确．故选 D. 25. C　【解析】当电压表示数为 9 V 时，R 能够接入电路中的电阻达到最大，此时电路 中的电流最小，此时 I0 min＝ U0 R0＝ 12 V－9 V 30 Ω ＝0.1 A＝100 mA，A 错误；当 R＝R0 时，R 的功 率最大，此时电路的电流为 I＝ U总 R总＝ 12 V 30 Ω＋30 Ω＝0.2 A＝200 mA(没超过电流表的量程)， R 的最大功率为 P＝I2 R＝(0.2 A)2×30 Ω＝1.2 W，B 错误；R0 的最小功率为 Pmin＝I 20 min R0＝(0.1 A)2×30 Ω＝0.3 W，C 正确；由丙图可知，R 的阻值越大，能监测到的湿度越大， 当电压表示数为 9 V 时，R 能接入的电阻达到最大，由前面分析可知，此时电路中的电流为 0.1 A，R 的阻值为 R＝ UR IR＝ 9 V 0.1 A＝90 Ω，由丙图可知，此时的湿度为 80%，D 错误．故选 C. 26. (1)20　(2)80　(3)1　【解析】(1)由题图可知，当检测区没有物品时，压敏电阻 的阻值 R＝100 Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以压敏电阻 R 两端的电压： UR＝U－U0＝12 V－2 V＝10 V，因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：I＝ UR R ＝ U0 R0，即 10 V 100 Ω＝ 2 V R0 ，解得：R0＝20 Ω；(2)当电压表示数 U0′＝2.4 V 时，压敏电阻 R 两 端的电压：UR′＝U－U0′＝12 V－2.4 V＝9.6 V，此时电路中的电流：I′＝ U0′ R0 ＝ UR′ R′ ，即 2.4 V 20 Ω＝ 9.6 V R′ ，解得：R′＝80 Ω；(3)由题图可知，当压敏电阻 R′＝80 Ω 时，受到的 压力 F＝10 N，因水平面上的物体对传送带的压力和自身的重力相等，由 G＝mg 可得，m＝ G g ＝ F g＝ 10 N 10 N/kg＝1 kg.则该装置能够剔除质量小于 1 kg 的物品．