物理 欧姆定律综合试题及答案

物理 欧姆定律综合试题及答案
物理 欧姆定律综合试题及答案

一、初中物理欧姆定律问题

1.

在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则

A.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大

B.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小

C.电流表A示数与电流表A1示数的比值变大

D.电流表A示数与电流表A1示数的比值变小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB. 滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,接入电路电阻变大,通过的电流变小,即电流表A1示数变小,但通过定值电阻R2的电流不变,电流表A示数与电流表A1示数的差值就等于通过定值电阻R2的电流,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值不变,故A、B错误;

CD.根据欧姆定律可知,I1

1

U

R

=;干路电流I

U

R

=,电流表A示数与电流表A

1示数的比值为

1112

12

12

12

+

==

+

R R R R

I

R R

I R R

R R

=

因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.

2.两江的物理大组长在测完电阻后,把测量过的一个灯泡和一个定值电阻串联起来进行实验.图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I U

-图象,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8 V,下列说法正确的是

A.小灯泡电阻随温度的增大而减小

B.灯泡的实际电功率为0.6 W

C.定值电阻的阻值为0.05Ω

D .定值电阻的电功率为

0.8 W

【答案】B

【解析】

【详解】

A .由图甲结合U R I

=可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大;此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度也在升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A 错误; B .灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A 时,灯泡两端电压为2V ,定值电阻两端电压为6V ,总电压为8V ,则灯泡的实际功率:

2V 0.3A 0.6W L L P U I ==?=

故B 正确;

C .由B 项数据可知,电阻的阻值:

6V 20Ω0.3A

R U R I =

==, 故C 错误;

D .电阻的实际功率: 6V 0.3A 1.8W R R P U I ==?=,

故D 错误。

3.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电调电压恒为4.5V ,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω 1A”,灯泡L 标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在保证电路安全的情况下,下列判断正确的是( )

A .电路中电流变化的范围是0A ~0.5A

B .滑动变阻阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω

C .灯泡的最小功率是0.45 W

D .该电路的最大功率是1.25W

【答案】C

【解析】

【详解】

AB .当灯泡的电压最大时,即L 2.5V U =,此时电路中的电流大小为

L L L 1.25W 0.5A 2.5V

P I U ===

这个电流值没有超过滑动变阻器的最大电流,滑动变阻器两端电压是 R L

- 4.5V -2.5V 2.0V U U U ===

这个电压大小也没有超过电压表的量程,此时滑动变阻器接入电路中的电阻值大小为

R R 2.0V 4Ω0.5A

U R I === 这个阻值大小也没有超过滑动变阻器的最大阻值,故电路中的电流最大是0.5A ;

由题意可知,滑动变阻器两端的电压最大只能是3V ,此时灯泡的电压是1.5V ,电路中的电流大小为

L L L 1.5V 0.3A 5Ω

U I I R ==== 这个电流大小没有超过滑动变阻器的最大电流,滑动变阻器接入电路中的阻值大小为

R R 3V 10Ω0.3A

U R I === 这个阻值大小也在滑动变阻器阻值范围之内,所以电路中的电流大小最小可以为0.3A ,综上所述,电路中电流变化的范图是0.3A ~0.5A ,滑动变阻阻值变化的范围是4Ω~10Ω,A 错误、B 错误;

C .当灯泡的功率最小时,电路中的电流大小最小,即L 0.3A I =,灯泡的最小功率是

()2

2L L L 0.3A 5Ω0.45W P I R ==?= C 正确;

D .该电路的电流最大时,根据P UI =,电路中的功率最大,大小为

4.5V 0.5A 2.25W P UI ==?=

D 错误。

4.如图a 所示是电阻甲和乙的I —U 图像,下列说法不正确的是( )

A .电阻甲为定值电阻,电阻乙的阻值随着温度的升高而减小

B .当电阻甲两端电压为1V 时,R 甲=5Ω,此时甲的实际电功率为0.2W

C .如图b 所示,当开关闭合,电路电流为0.5A 时,电路总电阻是10Ω

D .如图c 所示,当开关闭合,电源电压为2V 时,电路总功率为0.8W

【答案】D

【解析】

【分析】

(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,据此结合图像分析甲、乙电阻是否变化,再根据乙电阻热功率与阻值的关系分析作答;

(2)由图像可知,当甲两端的电压为1V 时对应的电流,根据欧姆定律求出R 甲,根据P UI =求出此时甲的实际电功率;

(3)甲和乙串联,由图b 读出电路电流为0.5A 时甲和乙电阻两端的电压,利用欧姆定律可求出R 乙,根据串联电路的电阻特点可得总电阻;

(4)甲和乙并联,由图c 读出电源电压为2V 时甲和乙电阻对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出总电流,再根据P UI =求出此时电路的总功率。

【详解】

A .由图a 可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变;随着电压的增加,乙电阻的热功率增加,温度升高,其阻值变小,故A 正确,不符合题意;

B .由图a 可知,当甲两端的电压为1V 时,通过的电流为0.2A ,根据欧姆定律可得

1V 052A

Ω.U R I =

==甲甲甲 此时甲的实际电功率 1V 0.2A 0.2W P U I ==?=甲甲甲

故B 正确,不符合题意;

C .如图b 所示,甲、乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.5A 时,由图a 可知,甲和乙两端的电压均为2.5V ,根据U R I

=可知,此时甲乙的阻值相同,则电路总电阻 5Ω5Ω10ΩR R R =+=+=甲乙

故C 正确,不符合题意;

D .如图c 所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V 时,由图a 可知

0.4A I =甲,0.2A I =乙

根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流

0.4A 0.2A 0.6A I I I =+=+=甲乙

则此时电路的总功率

2V 0.6A 1.2W P UI ==?=

故D 错误,符合题意。

故选D 。

5.如图所示的电路中,电源电压为 6V 且保持不变,滑动变阻器 R 的规格为“40Ω 1A ”,定值电阻 R 1的规格为“10Ω 0.5A ”。只闭合开关 S 、S 2,当滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在 B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。则下列判断正确的是( )

① 只闭合开关 S 、S 1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变

② 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω ③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,定值电阻 R 1 的功率变化范围是 0.144W~0.9 W ④ 定值电阻 R 2 的阻值是10Ω

A .① ②

B .① ③

C .② ④

D .① ④

【答案】B

【解析】

【详解】

① 从图中可以看到,当只闭合开关 S 、S 1时,R 1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 1的电压,将R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由U IR =可知,两次电压表的读数分别是111U I R =、221U I R =,两式相减,可得到 121121--U U I R I R =

即1U IR ?=?,可得到1U R I

?=?,由于R 1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;

② 滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A ”,表示R 的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A ,定值电阻R 1的规格是“10Ω 0.5A ”,表示R 1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A ,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A ,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V ,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是

6V-3V 3V =

由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻110ΩR =,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是

'6V 0.3A 0.5A 10Ω10Ω

I ==<+ 变阻器R 连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器R 连入电路的最大电阻是40Ω,故只闭合开关S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;

③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,根据2

U P R

=可知,当1R 的电压最小时,其功率也最小,当1R 的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时R 的电压为1R 电压的4倍,由串联电路电压规律可知,1R 的最小电压是

1min 16V 1.2V 5

U =?= 这时定值电阻1R 的最小功率是

()2

21min 1min 1 1.2V 0.144W 10ΩU P R === 电压表的示数最大为3V ,这时定值电阻1R 的最大功率是

()2

2V 1max 13V 0.9W 10ΩU P R === 所以定值电阻1R 的功率变化范围是0.144W~0.9 W ,③ 正确;

④ 只闭合开关 S 、S 2,则2R 与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测2R 的电压,滑动变阻器的滑片分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为8:9,根据2P I R =可知

()2212892R I R I ??= ???

:: 解得122:3I I =:;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知

22122

R R I R I R +=+ 解得220ΩR =,④ 错误。

故选B 。

6.如图所示,电源电压不变,1R 、2R 为定值电阻,R 为滑动变阻器,a 、b 是电流表或电压表,当只闭合开关S 、S 1时,a 、b 的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P 向左移动,a 的示数不变,b 的示数有变化。以下说法正确的是( )

A .b 可能是电流表、也可能是电压表

B .只闭合S 、S 2,移动滑片P ,则a 示数的变化量与b 示数的变化量的比值可能等于12R R +

C .若将b 换成另一种电表,只闭合S 、S 2,将滑片P 向右移动,2R 消耗的功率一定变大

D .若将a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,则a 的示数与b 的示数的比值可能等于2R

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A .假设b 是电流表,a 是电流表,当只闭合开关S 、S 1时,R 与R 2并联接在电路中,a 、b 的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R

=可知,a 的示数是不变的,b 的示数有变化,这种情况符合题意,所以b 可能是电流表;假设b 是电压表,a 是电流表,当只闭合开关S 、S 1时,有电流流过R 2,但没有电流流过R ,a 的指针明显偏转,b 表测的是电源电压,也明显偏转,但是将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R

=可知,a 的示数是不变的,b 的示数是不变的,这种情况与题意不符合,所以这个假设不成立;假设b 是电压表,a 是电压表,当只闭合开关S 、S 1时,两个电压表测的都是电源电压,指针均明显偏转,但是将位于中点的滑片P 向左移动,电源电压不变,那么两表的示数是不变的,这情况与题意不符合,所以这个假设也不成立;综上所述,b 不可能是电压表,只能是电流表,A 错误;

B .假设b 是电流表,a 是电压表,当只闭合开关S 、S 1时,有电流流过b 表,b 表有示数,a 表测的是电源电压,也有示数,将位于中点的滑片P 向左移动,根据U I R

=可知,b 的示数有变化,a 的示数是不变的,大小还是等于电源电压,这种情况符合题意,所以b 可能是电流表,a 可能是电压表;只闭合S 、S 2,这时R 1与R 串联,电压表a 测的是R 两端的电压,电流表测的是电路中的电流,则可知1U R I

?=?,即电压表a 示数的变化量与电流表b 示数的变化量的比值等于R 1;当b 是电流表,a 是电流表时,只闭合S 、S 2,R 、R 2被短路,电路是R 1的简单电路,即使移动滑片P ,a 、b 两表的示数都不会变化;综上所述,a 示数的变化量与b 示数的变化量的比值不可能等于12R R +;B 错误;

C .把b 换成电压表,a 是电压表时,只闭合S 、S 2,R 1、R 2与R 串联,滑片P 向右移动,

电阻变小,电路的总电阻变小,电流变大,根据22P I R =可知,R 2消耗的功率变大;如果

把b 换成电压表,a 是电流表时,只闭合S 、S 2,R 被短路,R 1、R 2串联,滑片P 向右移

动,电阻不变,电路的总电阻不变,电流不变,根据22P I R =可知,R 2消耗的功率不变;

C 错误;

D .a 是电压表,b 是电流表时,若把a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,R 被短路,R 1、R 2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 2两端的电压,那么a 的示数与b 的示数的比值是R 2;当a 、b 都是电流表时,若把a 与b 的位置互换,只闭合S 、S 2,R 、R 2被短路,只有R 1接在电路中,两电流表的示数相等,它们的比值是1;D 正确。

故选D 。

7.如图甲所示,电源电压恒定,R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器,闭合开关S ,移动滑动变阻器的滑片P 从B 端至A 端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U -I 图像如图乙所示,则

A .电源电压为20V

B .EF 是V 1表示数随A 表示数变化的图像

C .滑动变阻器的最大阻值为10Ω

D .整个电路的最大功率为14.4W

【答案】D

【解析】

【详解】

AB .由图甲可知,R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表V 1测R 1两端的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测串联电路的电流。滑片P 从B 端至A 端的过程中,R 2变小,根据串联分压原理,V 2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V 1示数变大。因此图乙中EF 是V 2表示数随A 表示数变化的图像,图线MN 是V 1表示数随A 表示数变化的图像;当滑片P 在A 点时,V 1示数最大为电源电压,则电源电压U =12V ,故AB 错误;

C .当滑片在B 端时,由图乙可知,R 2两端电压U 2=8V ,此时对应的电流I =0.4A ,由欧姆定律可得,

R 2=

28V 0.4A

U I ==20Ω 故C 错误;

D .电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A 时,电路的总功率最大

P =UI =12V×1.2A=14.4W ,

故D正确;

故选D。

8.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是()

A.电压表V1与电压表V2的示数之和不变

B.电压表V2与电流表A的示数之比不变

C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大

D.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变

【答案】D

【解析】

【分析】

由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。根据电源的电压可知电压表V1示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压变化,然后判断电压表V1与电压表V2的示数之和、电压表V2与电流表A的示数之比的变化。

【详解】

C.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。因电源电压保持不变,所以滑片移动时,电压表V1的示数不变,故C错误;

D.将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻

变大,由

U

I

R

=可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故D正确;

A.由U IR

=可知,R1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大;由电压表V1的示数不变、电压表V2的示数变大可知,电压表V1与电压表V2的示数之和变大,故A错误;

B.由电压表V2的示数变大、电流表A的示数变小可知,电压表V2与电流表A的示数之比变大,故B错误。

【点睛】

此题为一道经典的动态电路综合性题,重点考察电路的动态分析及欧姆定律的应用,均为中考物理电学部分的重难点,需要学生熟练掌握相关知识,并进行综合应用分析。

9.小明设计了一种输液提示器,能让护士在护士站通过观察电压表的示数知道药液量的多

少,并且当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小。下列电路图中符合要求的是A.B.

C.D.

【答案】C

【解析】

【详解】

A.电压表测滑动变阻器电压,电压表的读数始终都不变,故A不符合题意;

B.电压表测滑动变阻器下部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之增大,故B 不符合题意;

C.电压表测滑动变阻器上部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小,故C 符合题意;

D.电压表测电源电压,当袋中药液量减少时,电压表示数不变,故D不符合题意。

10.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,为已知阻值的定值电阻,则四个电路中无法测出未知电阻阻值的电路是

A.B.

C.D.

【答案】B

【解析】

【详解】

A.由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源电压

U=I0R0;

开关S闭合时,R0与R x并联,电流表测干路电流I,此时通过R x的电流

I x=I?I0,

由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻R x阻值:

R x=,

故A可行,不符合题意;

B.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与R x串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出R x两端的电压,从而无法测出R x的阻值,故B不可行,符合题意;

C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R x的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与R x串联,电压表测R x两端的电压U x,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压

U0=U?U x,

由串联电路中各处的电流相等可得,电路中的电流

I==,

R x==,

故C可行,不符合题意;

D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源电压

U=I1R0;

当开关S断开时,R0与R x串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻

R==,

由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得

R x=R?R0=?R0,

故D可行,不符合题意。

11.如图的电路中,电路元件及连接均完好,电源电压恒为6V,小灯泡L1、L2和L3各自正常工作时流过的电流均为0.5A,下列说法正确的是()

A.开关S1和S2断开,电压表的示数为6V,再闭合S2,电压表示数变小

B .开关S 1和S 2断开,电流表A 1测L 2的电流,再闭合S 2,A 1仍测L 2的电流

C .先闭合开关S 2,再闭合开关S 1,电流表A 1示数不变,A 2示数变大

D .开关S 1和S 2闭合,有电流流过的灯泡恰好都正常发光,电流表A 1的示数为1.5A

【答案】B

【解析】

【详解】

A .从实物图可以看到,当开关S 1和S 2断开时,只有灯泡L 2和L 3串联接入电路,电压表测的是电源电压,示数为6V ;再闭合S 2时,L 3被短路,只有灯泡L 2接入电路,电压表测的是电源电压,示数不变;A 错误;

B .开关S 1和S 2断开,只有灯泡L 2和L 3串联接入电路,电流表A 1是测L 2的电流,再闭合S 2,只有灯泡L 2接入电路,A 1仍测L 2的电流,B 正确;

C .先闭合开关S 2,电流表A 1只测L 2的电流,A 2所在支路断路,示数为零;再闭合开关S 1,电流表A 1测L 1和L 2的总电流,即电流表A 1示数变大,A 2测L 2的电流,示数变大;C 错误;

D .开关S 1和S 2闭合,有电流流过的灯泡恰好都正常发光,这时只有L 1、L 2并联接入电路,流过它们的电流都是0.5A ,电流表A 1测的是总电流,大小为1.0A ,D 错误。

12.如图所示的四个电路,整个实验过程中电池的电压不变,R 已知,则不能测出R x 阻值的电路是( )

A .

B .

C .

D .

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A .当S 闭合S 1断开时,电路为R 的简单电路,电流表测电路电流,读出此时电流表示数I 1,则可由欧姆定律求出电源电压为I 1R ,当闭合开关S 、S 1,电路为R 与R x 并联电路,电流表测干路电流,R 所在支路不受影响,读出电流表示数为I 2,由并联分流及电压规律可求R x 电阻如下:

x 1x x 21

U I R R I I I =

=- 故A 不符合题意;

B .闭合S 、

S 1时,R x 被短路,电路为R 的简单电路,电压表测电源电压,读出示数为U 1,闭合S 断开S 1,电路为R 与R x 串联电路,电压表测R 两端电压,读出示数为U 2,由串联分压及电压之比等于电阻之比可求R x 阻值为:

x x 212

R R U U R U U U ==- 解得:

2x 12

U R R U U =

- 故B 不符合题意; C .当开关S 闭合后,电路为R 与R x 串联电路,电压表测R 两端电压,电流表测电路电流,由于不知道电源电压,则只能得到R x 电流,无法得到电压,无法测量其电阻大小,故C 符合题意;

D .闭合S 断开S 1时,电路为R 与R x 串联电路,读出电流表示数为I 1,闭合S 和S 1时,电路为R x 简单电路,读出电流表示数I 2,由于电源电压不变,设电源电压为U ,则有:

1x ()U I R R =+

2x U I R =

解得:

1x 21

I R R I I =

- 故D 不符合题意。

13.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 向右移动,下列说法正确的是( )

A .电压表V 1与电压表V 2的示数之和保持不变

B .电流表A 的示数变小,电压表V 2的示数变大

C .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数变大

D .电压表V 2与电流表A 的示数之比保持不变

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

观察电路图分析可得:R 1与R 2串联,电流表A 测串联电路电流,电压表V 1测串联电路总

电压(电源电压),电压表V2测滑动变阻器R2两端电压。读题知电源电压不变,所以电压表V1的示数不变,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2阻值变大,电路中电流变小,即电流表A的示数变小,由U=IR得R1两端电压变小,由串联电路电压规律知,R2两端电压变小,即V2示数变大,故B正确。

故选B。

【点睛】

动态电路分析;电压表、电流表、滑动变阻器使用;串联电路电压规律应用;欧姆定律应用。

14.如图所示电路,电源电压保持不变,灯丝电阻不随温度变化。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向右端滑动时,下列说法正确的是()

A.电灯L的亮度变暗B.电压表V1示数变化量小于V2表的示数变化量

C.电压表V3示数变大D.电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比变大

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】

A.由电路图知,电压表V1测电阻R1、R2两端的电压,电压表V2测灯泡和电阻R1两端的电压,V3测电源电压。滑动变阻器的滑片从中点向右端滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,那么电路中的电流变小,而电灯的电阻不变,据P=I2R得,电灯的功率变小,所以亮度变暗,故A正确;

B.设变阻器的滑片在中点时,电压表V1的示数为U1,V2的示数为U2,此时电路的电流为I1;滑片滑至最右端时V1的示数为U1',V2的示数为U2',此时电路电流为I2,根据串联电路的特点有

U1+U2-I1R1=U1'+U2'-I2R1

U2-U2'=U1'-U1+I1R1-I2R1

变阻器的滑片向右移动的过程中,电流是变小的,即I2

I1R1-I2R1>0

所以电压表V1的示数变化量小于V2的示数变化量,故B正确;

C .在变阻器滑片滑动的过程中,电源的电压不变,则电压表V 3的示数不变,故C 错误;

D .电源电压恒定,根据串联电路的分压特点,V 1的变化量等于灯泡两端电压的变化量,即

L U R I

?=? 所以电压表V 1示数变化量与电流表A 示数变化量之比不变,故D 错误。

故选AB 。

15.把标有“6V 3W ”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V 的电路中,各电表选择的量程如图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )

A .在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变小

B .电路的总功率最大值为10.8W

C .小灯泡的电功率最小值为0.75W

D .滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω

【答案】ACD

【解析】

【分析】

分析实物图可知:灯泡与滑动变阻器是串联关系;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V )。

(1)滑片向左移动时,根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化;再判定总电阻的变化,根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况;

(2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻,确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻,利用P UI =求电路的总功率最大值;

(3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压;再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻;最后利用P UI =求小灯泡的电功率最小值;

(4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。

【详解】

A .由图知道,由实物电路图可知:灯泡与滑动变阻器串联;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V ),当滑

片向左移动时,则滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压不变,由U I R

=

知道,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;滑动变阻器连入电路的电阻变小、分压变小,所以电压表示数的变小,故A 正确; B .由P UI =可知,当灯正常发光时的电流

3W 0.5A 6V

P I U ===额额额 由于电路中的最大电流是0.5A ,则滑动变阻器连入电路的最小电阻 min max 18V 6V 24Ω0.5A U U R I --=

=

=额 此时电路中电功率最大 max max 18V 0.5A 9W P UI ==?=

故B 错误;

C .由2

U P R

=可知,灯泡的电阻 22

L (6V)12Ω3W

U R P ===额

额 由图知道,为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,由串联电路电压特点可知,小灯泡两端的最小电压是 L R 18V 15V 3V U U U =-=-=

此时电路中的电流

L R L L 3V 0.25A 12Ω

U I I I R ===

== 所以滑动变阻器连入的最大电阻 R max R 15V 60Ω0.25A

U R I =

== 此时小灯泡的最小电功率 min L L 3V 0.25A 0.75W P U I ==?=

故C 正确;

D .由以上计算知道,滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω,故D 正确。

故选ACD 。

二、初中物理欧姆定律的实际应用问题

16.在如图(a )、(b )所示的电路中,所有元件均完好,电源电压相等且保持不变。已知 R 1、R 2、R 3为定值电阻,R 4为滑动变阻器(滑片在中点附近某位置),现有两个电流表的示数相同,则下列判断正确的是( )

①A 1与A 2示数相同,R 1<R 2 ②A 1与A 3示数相同,R 1=R 2

③A 2与A 4示数相同,R 2>R 3 ④A 3与A 4示数相同,R 2=R 3

A .①和②

B .②和③

C .③和④

D .①和④ 【答案】B

【解析】

【详解】

① ②从图(a)可以看到,这是一个并联电路,A 2测的是干路电流,A 1测的是R 1的电流,根据并联电路电流规律可知,A 1与A 2示数不可能相同,① 错误;假设A 1与A 3示数相同,根据欧姆定律的变换式U R I

=可知,R 1和R 2两端电压相等,那么R 1=R 2,② 正确; ③由于电源电压相等,假设A 2与A 4示数相同,根据欧姆定律的变换式U R I =

可知,图(a)中的总电阻是等于图(b)中的总电阻,即'R R =,而图(a)中的总电阻

1212

R R R R R =

+ 图(b)中的总电阻 '34R R R =+ 即

123412

R R R R R R =++ 化简可得

123412

-R R R R R R =

+ 那么 1212223242424121212

----0R R R R R R R R R R R R R R R R R R R ??==+=?+> ?+++?? 可知32R R >,③ 正确;

④ 由题意可知,图(a)中R 2两端的电压是等于图(b)中的电源电压,并且A 3与A 4示数相同,根据欧姆定律的变换式U R I

=可知 234R R R =+

那么23R R ≠,④ 错误;

故选B。

17.如图所示热敏电阻1R的阻值随温度的升高而减小,它在温度为 80℃和 100℃时的阻值分别为 240Ω和200Ω;阻值不计的报警器在电流达到 12mA 时开始报警,超过 25mA 时将损坏;相关器材规格已在图中标明.当电路开始报警温度为 100℃时,滑动变阻器接入电路的阻值和电路的最高报警温度分别用0R和0t表示,则

A.将 P 向左移,可降低该电路开始报警时的温度

B.能求得0t的值

C.利用此电路,可将开始报警时的温度设定为 80℃

D.不能求得0R的值

【答案】A

【解析】

【详解】

A.报警电流不变,即总电阻

10250Ω

R R

+=

不变,将P向左移,则变阻器接入电路中的电阻变小,1R接入电路中的电阻会变大,而1

R的阻值随温度的升高而减小,即其电阻变大时,温度应该变低,故A项符合题意;B.热敏电阻1R的阻值随温度的升高而减小,但题中没有具体的图象,因而无法求解;故B项不符合题意;

C.将开始报警时的温度设定为80℃,由题可知,1R接入电路中的电阻为240Ω,则变阻器接入电路的电阻为:

'250Ω240Ω10Ω

R=-=

在变阻器的阻值变化范围以内,但移动滑片,只能判断变阻器接入电路中的阻值变化,而不能读出其接入电路中的具体阻值.故C项不符合题意;

D.1R与变阻器0R串联,温度为100℃时,1R=200Ω,可得:

01250Ω200Ω50Ω

R R R

=-=-=

故D项不符合题意;

18.小强爱好电子制作,在一次综合实践活动中,他使用热敏电阻、电压触发器、蜂鸣器和其他一些器件设计火警报警器,即在发生火警时蜂鸣器报警。已知该热敏电阻在常温下

电阻值约为20k Ω,温度越高,阻值越小,当温度高于80℃时阻值低于100Ω.电压触发器(相当于电压表)检测到电压低于1V 时,触发蜂鸣器报警。下列电路设计中最符合要求的是

A .

B .

C .

D .

【答案】B 【解析】 【详解】

由题意知,当温度高于80℃时,电压触发器(相当于电压表)检测到电压低于1V 时,触发蜂鸣器报警:

A .由图知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表测热敏电阻两端电压,根据串联电路的分压原理知,在常温下:

100k Ω5=20k Ω1

U R U R ==定值定值热敏热敏, 因为:

U =U 定值+U 热敏=5V ,

所以

11×5V 1V 66

U U ==热敏< ; 即电压表示数小于1V ,蜂鸣器报警;当温度高于80℃后,热敏电阻阻值变小,所以其分得电压更小,即电压表示数仍小于1V ,蜂鸣器报警,故A 不符合题意;

B .由图知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表热敏电阻两端电压,在常温下:

1k Ω1=20k Ω20

U R U R ==定值定值热敏热敏, 那么:

2020×5V>1V 2121U U ==热敏, 即电压表示数大于1V ,蜂鸣器不报警,当温度高于80℃后,热敏电阻阻值变小,且低于100Ω:

1000Ω10=100Ω1

U R U R ==定值定值热敏热敏, 则:

11×5V<1V 1111

U U ==热敏 即电压表示数小于1V ,蜂鸣器报警,故B 符合题意;

C .由图知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,在常温下:

2020×5V>1V 2121

U U ==热敏 即电压表示数大于1V ,蜂鸣器不报警,当温度高于80℃后,热敏电阻阻值变小,且低于100Ω,所以其分得电压更小,定值电阻分得电压更大,即电压表示数仍大于1V ,蜂鸣器不报警,故C 不合题意;

D .由图知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,在常温下:

1k Ω1=20k Ω20

U R U R ==定值定值热敏热敏, 11×5V<1V 2121

U U ==热敏 即电压表示数小于1V ,蜂鸣器报警,故D 不合题意。

19.如图所示电路中,R 为定值电阻闭合开关后当滑片P 在某两点之间滑动时电流表的示数变化范围是0.5~1.5A ,电压表的示数变化范围是3~6V 小丽通过推算,得出四个结论,错误的是()

A .变阻器连入电路的电阻变化范围为2~12Ω

B .定值电阻R 的阻值为3Ω

C .实验中R 两端的电压变化范围为2V~4.5V

D .电路消耗的总功率的变化范围约为3.75W~11.25W

【答案】C

【解析】

【分析】

根据电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;滑动变阻器接入电路阻值越大,电路电流越小,电压表示数越大。

【详解】

A .电流表示数变化范围是0.5~1.5A ,电压表的示数变化范围3~6V ,由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值为

min min max 3V 215A

U R I .===Ω滑

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