中考物理专题复习分类练习 欧姆定律综合解答题附详细答案
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
总
=,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
=
总
,
因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.
2.洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如下图所示,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大的电路是
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图知,R与R′串联,电压表并联在电源两端测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故A不符合题意;
B.由图知,R与R′并联,电压表串联在电路中测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故B不符合题意;
CD.电路中R与R′串联,当身高越高时,滑片上移,R′接入电路中的电阻越大,电路中的
总电阻越大,由
U
I
R
=可知,电路中的电流越小,由U IR
=可知,R两端的电压越小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以,R′两端的电压变大;C选项中电压表测R′两端的电压,身高越高时,其示数越大,故C符合题意;
D选项中电压表测R两端的电压,身高越高时,其示数越小,故D不符合题意.
故选C.
3.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 。
4.如图电路,电源两端电压为4.5V 且保持不变.电阻R 1为10Ω,滑动变阻器R 2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
A .定值电阻R 1的最大功率为3.6W
B .电流表A 的示数变化范围为0.15A~0.45A
C .滑动变阻器的最小功率为0.45W
D .滑动变阻器R 2的阻值取值范围为0Ω~20Ω 【答案】C 【解析】
【详解】
A .从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻R 1和滑动变阻器R 2串联在一起,电压表V 1测的是电阻R 1两端的电压,电压表V 2测的是滑动变阻器R 2接入电路中电阻两端电压,要求定值电阻R 1的最大功率,那么需要定值电阻R 1两端的电压最大,由题意可知,当R 1两端的电压是3V 时,电压表V 1的量程没有超出,流过R 1的电流为
1113V ==0.3A 10Ω
U I R =
此电流大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器R 2的最大电流,那么滑动变阻器R 2两端的电压为
21 4.5V 3V 1.5V U U U =-=-=
这个电压大小也没有超过电压表V 2的量程,所以当R 1两端的电压是3V 时能够保证电路安全,此时定值电阻R 1的最大功率为
()2
21113V 0.9W 10Ω
U P R === A 错误;
B .当电流表的示数最小时,电路中电阻最大,滑动变阻器R 2接入电路中电阻最大,即
220ΩR =,电路中的电流大小为
12 4.5V 0.15A 10Ω20Ω
U I R R =
==++
这个电流大小没有超过滑动变阻器R 2的最大电流,也没有超过电流表的量程,此时R 1两端的电压是
1R 10.15A 10Ω 1.5V U IR ==?=
R 2两端电压为
21R R - 4.5V -1.5V 3V U U U ===
这也没有超过两电压表的量程,所以电路中的电流最小可以为0.15A ; 当电流表的示数最大时,假设0.45A I =,此时R 1两端的电压是
1R 10.45A 10Ω 4.5V U IR ==?=
这个电压大小超过了电压表的量程,所以0.45A I ≠,所以电流表A 的示数变化范围不为0.15A~0.45A ,B 错误;
CD .当滑动变阻器R 2的电阻最小时,此时电路中电流最大,R 1两端的电压最大,只能是3V ,由上述可知0.3A I =,R 2两端的电压为2R 1.5V U =,R 2的最小值为
2
R 2 1.5V
5Ω0.3A
U R I
=
=
= 由上述可知,滑动变阻器R 2的电阻可取20Ω,这也是R 2的最大值,所以滑动变阻器R 2的阻值取值范围为5Ω~20Ω;
设电路中的电流为I ,由题意可知道滑动变阻器的功率为
()
()2
222
22222
121212121
2
-4-4U U U P I R R R R R R R R R R R R R ??==?=?= ?++??
+ 要使电功率P 最小,那么()2
12
2
-R R R 要最大,当R 2是5Ω或者20Ω时,()2
12
2
-R R R 最大,
滑动变阻器的电功率最小,大小为0.45W P =,可知,C 正确、D 错误。
5.如图所示,电源电压为4.5V ,电流表量程为“0~0.6A ”,滑动变阻器规格为
“10Ω1A ”,小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证所有元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )
A .向左移动滑片,两表示数都变大
B .电流表的示数变化范围是0.3~0.6A
C .电压表的示数变化范围是0~3V
D .滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω 【答案】D 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,向左移动滑片,变阻器接入电路的电阻在变大,这是一个串联电路,电路的总电阻在变大,根据U
I R
=
可知,电路中的电流在变小,电流表的示数在变小;灯丝的电阻是不变的,那么灯泡两端的电压是变小的,根据串联电路电压规律可知,变阻器两端的电压是变大的,即电压表的示数是变大的;A 错误; BCD .小灯泡的电阻是
()2
2
L
L L 2.5V 5Ω1.25W
U R P ==
= 为保证灯泡正常工作,流过灯泡的电流最大是
L Lmax L 2.5V
0.5A 5ΩU I R =
== 这也是电路中的最大电流,所以电流表的最大读数是0.5A ,这时电路中的总电阻大小是
min max 4.5V
9Ω0.5A
U R I =
==总 则滑动变阻器的最小电阻是
L
min min -9Ω-5Ω4ΩR R R ===滑总
由于灯泡的电阻不变,那么这时灯泡两端的电压是最大的,则滑动变阻器的电压是最小的,大小是
max min min 0.5A 4Ω2V U I R ==?=滑滑
即电压表的最小示数是2V ;
当滑动变阻器的电阻最大时,即大小达到10Ω,这时电路中的电流最小,大小是
min max
4.5V
0.3A 10Ω5Ω
U I R =
=
=+总
这个电流大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的规格要求,也没有超过小灯泡的额定电流,所以滑动变阻器的阻值可达到10Ω,电流表的读数最小可以是0.3A ,这时滑动变阻器的电压是
min max max 0.3A 10Ω3V U I R ==?=滑滑
即电压表的最大示数是3V ;综上所述,电流表的示数变化范围是0.3~0.5A ,电压表的示数变化范围是2~3V ,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω。 故选D 。
6.图甲是某温度报警器的原理图,阻值不计的报警器在电流达到某一值时开始报警,超过10mA 时将损坏;热敏电阻R 1的阻值随温度变化关系如图乙所示。滑动变阻器的规格为“200Ω 2A ”,滑动变阻器接人电路的阻值为100Ω时,此报警器在温度为37℃时开始报警。则下列选项正确的是( )
A .报警器开始报警时电路电流最小值为4mA
B .报警器开始报警时电路的总功率为0.015W
C .将P 向左移,可提高该电路开始报警时的温度
D .利用此电路,不能将开始报警时的温度设定为42°C 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .根据乙图图像可以知道当温度为37℃时,R 1阻值为500Ω,此时电流
3V 0.005A 5mA 100Ω500Ω
U I R =
===+ 故A 错误;
B .报警时电路总功率为
3V 0.005A 0.015W P UI ==?=
故B 正确;
C .报警时电流不变,所以总电阻为600Ω不变,当P 向左移时滑动变阻器电阻变小,所以R 1将变大,由乙图可知,报警温度将变低,故C 错误;
D .当温度为42℃时,R 1为400Ω,所以滑动变阻器阻值为200Ω,可以达到,故D 错误。 故选B 。
7.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S 后,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,则( )
A .电压表V 示数与电流表A 1示数的比值变小
B .只有电压表V 的示数不发生变化
C .电压表V 示数与电流表A 2示数的比值变小
D .电压表V 示数与电流表A 2示数的乘积变小 【答案】D 【解析】 【详解】
从图中可以看到,这是一个并联电路,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时,电阻R 1两端的电压大小等于电源电压,大小不变,电阻阻值不变,那么根据U
I R
=
可知,流过电阻R 1的电流大小不变,即电流表A 1示数不变,而电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,这说明了电流表A 2示数在变小,根据U
R I
=
可知,电阻R 2的阻值在变大; A .电压表V 示数等于电源电压大小,即示数大小不变,由上述可知电流表A 1示数不变,那么电压表V 示数与电流表A 1示数的比值也不变,A 项不合题意;
B .由上述可知,电压表V 示数不变,电流表A 1示数也不变,B 项不合题意;
C .电压表V 示数不变,电流表A 2示数在变小,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的比值在变大,C 项不合题意;
D .电压表V 示数不变,电流表A 2示数在变小,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的乘积在变小,选项D 符合题意。
8.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==,
则
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,R 0与R x 串联,电流表测电路中的电流I 2,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 ?R 0=
?R 0, 故D 可行,不符合题意。
9.如图甲所示,是一定量的水的体积随温度的变化图象;在盛水的烧杯中固定一只压敏电阻(其阻值不受温度影响,阻值随压力的增大而减小),与一电压表和两个合适阻值的电阻、电源组成电路,如图乙所示.当给烧杯中的水从0℃缓慢加热到10℃的过程中(不考虑水质量变化的影响),则电压表的示数变化是( )
A .变大
B .变小
C .先变小后变大
D .先变大后变小 【答案】C 【解析】 【详解】
由图甲可知,0℃缓慢加热到10℃的过程中,水的体积先减小后增大,由ρ=
m
V
可知,水的质量一定时,水的密度先增大后减小;因为压敏电阻在烧杯中的位置一定,即压敏电阻下面水的体积一定,并且压敏电阻下面部分水的质量先增大后减小,则压敏电阻上面水的质量先减小后增大,所以水平面上物体的压力和自身的重力相等,即压敏电阻受到的压力先减小后增大;又因为压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,所以电路中的总电阻先增大后
减小;由I =
U
R
可知,电路中的电流先减小后增大;由U =IR 可知,定值电阻R 1两端的电压先减小后增大,即电压表的示数先变小后变大,故选C 。
10.定值电阻R 1、R 2和滑动变阻器R 3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S 1闭合,S 2
断开,滑片P 位于a 点时,电压表V 1和V 2的示数之比1221U U ::
,电流表的示数
I 1=1A ;滑片P 位于最右端时,电压表V 1和V 2的示数之比1225U U ''=::
。当开关S 1断开,S 2闭合,两个电压表V 1和V 2的示数之比12''''
31
U U =::,通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W 。下列说法正确的是( )
A .电源的电压为24V
B .滑动变阻器的最大阻值是24Ω
C .当开关S 1断开,S 2闭合,电路消耗的功率为32W
D .当开关S 1合,S 2断开,调节滑片P 位置,R 3消耗的最大功率为9W 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A .当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于a 点时等效电路为图1所示:
;
当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于最右端时等效电路为图2所示:
;
当开关S 1断开,S 2闭合的等效电路如图3所示:
;
在可能得到的各种电路中,只有当开关S 1、S 2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:
;
图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且1221U U =::
,根据U
I R
=可得 1
111221
21
a U R I U U R U I === 所以
112
a R R =
根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压
1111113
1A (1A 22
())a U I R R R R R =+=?+=?…①
图2中:根据U
I R
=
可得 1121222
25
b U R I U U R U I ''==='' 即
152
b R R =
图3中:根据串联电路的电阻特点和U
I R
=
可得 ()31211223223
1
I R R U R R U I R R +"+===" 解得
211
2
R R =
图4中
222
min
121
111
9W 15422
b U U U P R R R R R R R ====++++…②
由①②两式可得:R 1=16Ω,U =24V ,故A 正确; B .滑动变阻器的最大阻值
155
16Ω40Ω
22
b R R =
=?= 故B 错误; C .电阻R 2的阻值
2111
16Ω8Ω22
R R =
=?= 当开关S 1断开,S 2闭合,则电阻R 1与R 2串联,电路消耗的功率
()2
2
1224V =24W 16Ω+8Ω
U P R R ==
+ 故C 错误;
D .当开关S 1闭合,S 2断开,电阻R 1与R 3串联,R 3消耗的功率
()22
2
3332
13131
3
)(4U U P I R R R R R R R R ==?=+-+
所以,当R 3=R 1时,R 3消耗的功率最大,为
()2
23124V =9W 44?16Ω
U P R ==最大
故D 正确。 故选AD 。
11.如图所示,电源电压不变,a 、b 、c 为电流表或电压表。滑动变阻器最大阻值为R 3,先闭合S 1再闭合S 2,发现b 表和c 表的读数均有明显变化。下列判断正确的是( )
A .a 表可能是电压表,也可能是电流表
B .若b 表是电流表,先闭合S 1,再闭合S 2,a 表读数变大
C .若b 表是电压表,闭合S 1断开S 2移动变阻器的滑片时,b 、c 两表示数变化量的比值不变
D .若R 1=R 2=R 3,则控制开关状态和滑片位置,得到电路最大功率为最小功率的4倍 【答案】CD 【解析】 【详解】
A .由题意可知,c 表应该是电流表,不能是电压表,否则整个电路没有电流;假设a 表是
电流表,b 表是电流表,那么整个电路会短路,这样不符合题意,所以b 表不能是电流表,假设b 表是电压表,那么电流流过变阻器后,就不会再流过电阻R 1、R 2,而是流过下面的a 表,即使再闭合S 2,c 表的示数都不会变化,这与题意不符合,所以a 表不能是电流表,只能是电压表,A 错误;
B .若b 表是电流表,先闭合S 1,那么滑动变阻器就会被短路,电路只有电阻R 1接入,再闭合S 2,电路有电阻R 1、R 2并联接入,这样a 表的读数是不变的,都是电源电压的大小,B 错误;
C .若b 表是电压表,闭合S 1断开S 2,只有电阻R 1、R 3串联接入电路,移动变阻器的滑片时,假设从'
3R 变到''
3R 时,b 表的示数从''3U 到'
3U ,c 表的读数从''I 到'I ,可得到
''31U U I R =-
''''31U U I R =-
b 表示数变化量是
()'''
'''331U U U I I R ?=-=-
c 表示数变化量是
'''I I I ?=-
那么b 、c 两表示数变化量的比值是
()'''
1
1'''I I R U R I I I
-?==-?- 即这个比值大小不变,C 正确;
D .假设123R R R R ===,并且b 表是电压表,那么这个电路是电阻R 1、R 2并联后再和R 3串联,当R 3接入电路的电阻为零时,并且S 1、S 2都闭合时,R 1和R 2并联,电路中的总
电阻最小,根据2
U P R
=可知,电路的总功率最大,大小是
22222max
122U U U U U P R R R R R
=+=+= 当R 3接入电路的电阻最大时,并且S 1闭合,S 2断开时,R 1和R 3串联,这时电路的总电阻
最大,根据2
U P R
=可知,电路的总功率最小,大小是
22min
132U U P R R R
==+ 那么
22max min
2::4:12U U P P R R
== 即max min 4P P =,可得到电路最大功率为最小功率的4倍,D 正确。
12.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移
动一段距离,电压表示数的变化量分别为?U 1、?U 2,电流表示数的变化量为?I ,阻值相同的定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为?P 1、?P 2。则下列判断正确的是( )
A .2
1212P P I R R ?+??+=()
B .12U U ?=?
C .
12
12??+=+??U U R R I I
D .12U U ? 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 1与R 0、R 2串联,电压表V 1测R 0与R 2两端的电压之和,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A .定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为?P 1、?P 2,则
?P 1+?P 2=(I 12﹣I 22)(R 1+R 2)=(I 1﹣I 2)(I 1+I 2)(R 1+R 2)=?I (I 1+I 2)(R 1+R 2)
故A 错误。
BD .将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为I 1、I 2, 由U
I R
=
可得,电压表V 2示数的变化量为 ?U 2=U 2﹣U 2′=I 1R 2﹣I 2R 2=(I 1﹣I 2)R 2=?IR 2
则|?U 2|=|?IR 2|
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表V 1示数的变化量为
?U 1=U 1﹣U 1′=(U ﹣I 1R 1)﹣(U ﹣I 2R 1)=(I 2﹣I 1)R 1=﹣?IR 1
则|?U 1|=|?IR 1|
因R 1、R 2的阻值相同,所以|?U 1|=|?U 2|,故B 正确,D 错误; C .由
11U R I ??=、2
2U R I
??=可知 12
12++U U R R I I
????= 故C 正确; 故选BC 。
13.如图所示,电源电压不变,P 置于中点,a 为电流表或电压表。任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )
A .a 是电压表
B .只闭合S 1,P 向右滑动,a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值变小
C .闭合S 1、S 3,断开S 2,A 1的示数大于A 2的示数
D .闭合S 1、S 2、S 3,P 向左滑动,A 1的示数减小 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A .由电路图可知,当S 1与S 2闭合时,电表a 与电源串联,若a 为电流表,会造成电源短路,故a 不是电流表;此时电路是安全的,说明a 是电压表,故A 正确;
B .只闭合S 1,R 1和滑动变阻器串联,电压表a 测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,设P 向右滑动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I =
U
R
可得,电压表a 示数的变化量 ΔU 2=U 滑﹣U 滑′=(U ﹣I 1R 1)﹣(U ﹣I 2R 1)=(I 2﹣I 1)R 1=ΔIR 1
则
2
U I
??=R 1,即a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值不变,故B 错误; C .闭合S 1、S 3,断开S 2,R 2与滑动变阻器并联后再与R 1串联,电流表A 1测干路电流,电流表A 2测变阻器支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表A 1的示数大于支路电流表A 2的示数,故C 正确;
D .闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与滑动变阻器并联,R 1和A 1被短路,A 1示数为0,滑片移动时电流表A 1的示数仍然为0,即示数不变,故D 错误。 故选AC 。
14.在如图所示的电路中,电源电压U 保持不变,R 1,R 2,R 3为定值电阻.移动滑动变阻器的滑片,使电压表V 1,V 2的示数分别增大△U 1,△U 2,在这个过程中( )
A .△U 2<△U 1
B .通过电阻R 1的电流增加△U 1/R 1
C .通过电阻R 2的电流减小△U 2/R 3
D .电阻 R 3两端的电压增大△U 2
【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】
A .根据串联电路电压的规律有:
U =U 1+U R2+△U R3,
即原来:
U 1=U -(U R2+△U R3)-----①,
移动滑片后,
U 1′=U -(U R2′+△U R3′)----②
②-①得:
U 1′-U 1=(U R2+△U R3)-(U R2′+△U R3′)=(U R2-U R2′)+(△U R3-△U R3′)=△U R2+△U R3, 即:
△U 1=△U R2+△U R3---③,
根据串联电路各部分电压之和不变,故:
△U 2=△U R3----④,
由③④得:
△U 2<△U 1
故A 正确;
B .由欧姆定律,原来通过R 1的电流:
I 1=11
U R ------⑤ 移动滑片后:
I 1′='
11
U R -----⑥
⑥-⑤得:
I 1′-I 1='11U R -11U R ='11
1
U U R -;
故通过电阻R
1的电流增加△I 1=
1
1
U R ,故B 正确; CD .由串联电路电压的规律,R 3两端电压减小△U 2,故D 错误; 类似B 选项,故通过R 3两的电流减小2
3
U R ,由串联电路的规律,流经R 2、R 3的电流相等,故通过电阻R 2的电流减小
2
3
U R ,故C 正确.
15.如图所示,电源电压不变,P 置于中点,任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )
A .当开关S 闭合,S 1,S 2断开时,滑片向b 端滑动,电压表示数变小
B .当开关S 、S 1闭合,S 2断开时,滑片向a 端滑动,电流表示A 1数变大
C .当开关S 、S 1,S 2都闭合时,滑片向b 端滑动,A 1示数与A 2示数的差值不变
D .当开关S 闭合,S 1,S 2断开时,滑片向b 端滑动,电压表示数变化量与A 1示数变化量的比值不变 【答案】ACD 【解析】 【详解】
A .当开关S 闭合,S 1,S 2断开时,三个电阻串联,电压表测R 1的电压,滑片向b 端滑动,变阻器的电阻变大,由电阻的串联,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变小,根据U IR ,电压表示数变小,A 正确;
B .当开关S 、S 1闭合,S 2断开时,为R 3的简单电路,滑片向a 端滑动,电流表示A 1测电路的电流,由欧姆定律,电流表示A 1数不变,B 错误;
C .当开关S 、S 1,S 2都闭合时,三个电阻并联,A 2测R 1、R 2的电流,A 1测R 1、R 2、R 3的总电流,A 1示数与A 2示数的差值,即通过R 3的电流,由欧姆定律,通过R 3的电流不变; 滑片向b 端滑动,A 1示数与A 2示数的差值不变,C 正确;
D .当开关S 闭合,S 1,S 2断开时,三个电阻串联,电压表测R 1的电压,电流表测电路的电流,由欧姆定律,电压表示数变化量与A 1示数变化量的比值即R 1的电阻大小,保持不变,D 正确; 故选ACD 。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作;过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R或灯L上,则下列判断中正确的是
A.电阻R一定断路B.电阻R一定短路
C.灯L可能变亮D.灯L的亮度可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:
电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;
电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭.
由以上分析可得,A、B、D判断均错误,C判断正确.
17.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R1、R2、R3为定值电阻,R4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()
①A1与A2示数相同,R1<R2②A1与A3示数相同,R1=R2
③A2与A4示数相同,R2>R3 ④A3与A4示数相同,R2=R3
A.①和②B.②和③C.③和④D.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
12
12
R R R R R =
+ 图(b)中的总电阻
'34R R R =+
即
12
3412
R R R R R R =++
化简可得
12
3412
-R R R R R R =
+ 那么
12122
23242424121212----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 。
18.小明同学将定值电阻R 与滑动变阻器接入电源电压不变的电路中,如图所示闭合开关S ,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置过程中,电流表、电压表的示数变化量分别为△I 、△U 1、△U 2.下列说法正确的是
A.V1示数不变,V2示数变大B.V1示数变小,V1示数和电流表示数之比变小
C.电流表示数变小,△U1和△I之比不变D.电流表示数变小,△U2和△I之比变小【答案】C
【解析】
【详解】
A.在串联电路中,电阻具有分压作用。滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,滑动变阻器两端电压增大,即电压表V2示数增大,而电源电压一定,所以电压表V1示数减小。此选项错误;B.由A知,电压表V1示数减小,但定值电阻阻值一定,所以V1示数和电流表示数之比不变,此选项错误;
C.定值电阻阻值不变,滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,电路总电阻增大,电源电压一定,由欧姆定律知,电路电流减小,所以电流表示数减小。滑片在不同位置时,定值电阻两端电压变化量与通过的电流变化量之比为R1,而R1是定值电阻,所以不变,此选项正确;
D.由C可知,电流表示数减小。滑片在不同位置时,其两端电压变化量与通过的电流变化量之比为R2,滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,所以△U2和△I之比变大;此选项错误。
19.在如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中()
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大B.电流表的示数变大,电压表的示数不变C.电流表的示数变小,电压表的示数变小D.电流表的示数变小,电压表的示数不变【答案】D
【解析】
【详解】