物理欧姆定律综合经典题及答案

物理欧姆定律综合经典题及答案
物理欧姆定律综合经典题及答案

一、初中物理欧姆定律问题

1.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.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变

B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大

C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变

D.电压表V2与电流表A的示数之比不变

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

R1和R2是串联,V1测量的是电源电源,V2测量的是R2两端的电压,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变所以A是正确的.

2.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,标有“8V

8W”的小灯泡L恰好正常发光;若保持定值电阻R不变,将L换成另一只标有“8V 4W”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率

A.大于4W B.等于4W C.小于4W D.无法确定

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

根据公式可知,当额定电压相同时,额定功率越大,电阻越小,所以“8V 8W”的灯泡

电阻小,“8V 4W”的灯泡电阻大;根据串联电路电阻的分压特点可知,改接后,灯泡两端的电压变大,大于8V,所以这只灯泡消耗的功率大于4W.

3.灯泡L的电流随电压变化关系如图甲所示,现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,电路

中电源的电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列判断正确的是

A.电路消耗的总功率保持不变

B.电压表与电流表示数的比值变小

C.电流表的示数增大,电压表的示数减小

D.灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AC.灯与R串联,电压表测L的电压,电流表测电路的电流,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,变阻器连入的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,根据 ,电路消耗的总功率变大;通过灯的电流变大,灯的电压变大,故AC错误;

P UI

B.由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值即灯的电阻,如下所示,通过灯的电流随电压变大而变大,而且电压的增大量大于电流的增大量,由欧姆定律,灯的电阻变大,即电压表与电流表示数的比值变大,B错误;

D.电路的总电阻变小,故灯泡电阻的增大量小于滑动变阻器接入电路电阻的减小量,即灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量,D正确。

故选D。

4.在图所示的电路中,电源电压U保持不变。现有如下两种操作:①用电压为2U的电源替换原来的电源;②将滑动变阻器滑片向右移。其中可以使电流表A1示数与A2示数的比值变大的操作有

A .只有①可行

B .只有②可行

C .①②都不行

D .①②都可行

【答案】B 【解析】 【详解】

由图可知,R 1和R 2并联,电流表A 1测量干路中的电流,电流表A 2测量通过R 2的电流,用电压为2U 的电源替换原来的电源,两电阻不变,由I =U

R

可知电流表A 1示数与A 2示数大小不变,两电表示数之比也不变,不可行;

并联电路中各个用电器两端的电压相等,由并联电路电流的特点和欧姆定律可知,电流表A 1示数与A 2示数的比值

121

1222212

111U I I I R R I U I I I R R +==+=+=+,

将滑动变阻器滑片向右移,接入电路中的电阻变大,即R 2的阻值变大,R 1的阻值不变,

2

1R R 变大,2I I 变大,电流表A 1示数与A 2示数的比值变大,②可行,故选B 。

5.如图所示,电源电压恒为9V ,电压表的量程为0~3V ,电流表的量程为0~0.6A ,滑动变阻器的规格为“24Ω 0.8A ”,灯泡标有“3V 1.5W ”字样。闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是( )

A .滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~24Ω

B .电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A

C .电压表示数的变化范围是1V~3V

D .灯泡的最小功率是0.54W 【答案】D 【解析】 【详解】

从图中可以看到,灯泡和滑动变阻器串联,根据电功率公式P UI =可知灯的额定电流是

L L L 1.5W

0.5A 3V

P I U =

=

=额额额

还可知道灯泡的电阻是

L L

L

3V

0.5A

U

R

I

===

因为电压表的量程是0到3V,所以当灯泡两端的电压是3V,电路中的电流最大,大小是

max L

0.5A

I I

==

由此可计算得电路中的最小总电阻是

min

max

9V

18Ω

0.5A

U

R

I

===

那么滑动变阻器接入电路的最小阻值是

L

min min

-18Ω-6Ω12Ω

R R R

===

滑总

而当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,灯泡两端的电压最小,电流也是最小的,电路是安全的,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是12Ω~24Ω;电路中的最大总电阻是

L

max

6Ω24Ω30Ω

R R R

=+=+=

电路中的最小电流是

min

max

9V

0.3A

30Ω

U

I

R

===

所以电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A;也可知道灯泡两端的电压最小值是

Lmin min L

0.3A6Ω 1.8V

U I R

==?=

所以电压表示数的变化范围是1.8V~3V;当电路中电流最小时,灯泡的电功率最小,大小是

()2

2

Lmin min L

0.3A6Ω0.54W

P I R

==?=

故选D。

6.在图所示的电路中,W为一个稳压管,其作用是确保C、D之间的电压U CD不变,只要流过稳压管W的电流在5mA和25mA之间,U CD将稳定为15V。R2为一可变电阻,它的最小值为1000Ω,最大值为无穷大(即断路)。设电源电压U为25V,则当R2变化时,为了确保U CD为15V,则R1阻值为范围应为()

A.250Ω~2000ΩB.400Ω~500ΩC.250Ω~400ΩD.500Ω~2000Ω

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

当R 2的电阻是1000Ω时,通过R 2的电流为

15V

=0.015A=15mA 1000Ω

由于稳压管的电流范围是5mA 到25mA ,则通过R 1的电流为20mA 到40mA ,根据欧姆定律可以计算出R 1的电阻范围

10V =5000.02A Ω,10V

=2500.04A

Ω 即R 1的电阻范围500Ω~250Ω之间;同理,当R 2的电阻是无穷大时,由于稳压管的电流范围是5mA 到25mA ,可以计算出R 1的电阻范围在2000Ω~400Ω之间;而这两部分的公共部分是400Ω~500Ω。 故选B 。

7.明明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,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,而且示数与身高成正比的电路是( )

A .

B .

C .

D .

【答案】B 【解析】 【详解】

A .从图中可以看到,电压表测的是电源电压,身高越高,电压表示数还是不变,这与题意不符合,A 项不合题意;

B .从图中可以看到,身高越高时,电压表测量的电阻阻值越大,根据U IR =可知,电压

表示数越大,设人的身高是h ,由题意可知'

'

-h l R S

ρ=,可得到

''

--h l I I l U I h S S S

ρρρ==? 由此式可知电压表示数与身高成正比,选项B 符合题意;

C .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电压表的示数越大,可得到关系式

'

'

-

-

U h l

U

h l S

R

S

ρ

ρ

=?

+

电源

可知电压表示数与身高不成正比,C项不合题意;

D.从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电阻R两端的电压越小,即电压表的示数越小,这与题意不符合,D项不合题意;

故选B。

8.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最上端向下端滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示,电表示数变化量的大小分别用I?、1

U

?、

2

U

?和

3

U

?表示,电阻R1、R2、R3(R2>R1+R3)消耗的电功率分别用P1、P2、P3表示,下列判断不正确的是()

A.1

U

I

不变,1

U

I

?

?

不变

B.2

U

I

变大,2

U

I

?

?

不变

C.3

U

I

变大,3

U

I

?

?

变大

D.滑动变阻器的滑片向下滑动时,P1变小,P2先变大后变小,P3变小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.从图中可以看到,电压表V1测的是电阻R1的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R1

的电流大小,可知1

1

R

U

I

=,电阻R1的阻值大小不变,那么1

U

I

不变;滑片P从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I、'I,电压表V1的示数前后分别是1U、'1U,可知11

U IR

=、''

11

U I R

=,那么

()

''

111

--

U U I I R

=

变换可得

'111

1'

--U U U R I I I

?==? 由于电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I ??不变;综上所述,1U I

不变,1

U I ??不变;A 正确,不合题意;

B .从图中可以看到,电压表V 2测的是变阻器R 2的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 2的电流大小,可知22U R I

=

,电阻R 2的阻值在变大,那么2U

I 变大;滑片P 从最上端向

下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I 、'I ,那么电阻R 1和R 3的电压之和在变小,电源电压大小不变,变阻器R 2的电

压在变大,那么前后的电压大小'22U U <,这个电压变化量'

22-U U 大小等于电阻R 1和R 3

的电压之和变化量,即

''

131322--U U U U =

这个电流变化量I ?也等于电阻R 1和R 3的电流变化量,可知道

''1313

222''

----U U U U U I I I I I

?==? 根据U IR =可知

()1313U I R R =+

()'

'1313U I R R =+

两式相减可得

()()'

'131313--U U I I R R =+

变换可得

'

1313

13'

--U U R R I I +=

由上述可知

'

13132

13'

--U U U R R I I I

?+==? 由于电阻R 1和R 3的阻值大小不变,那么2U I ??的大小不变;综上所述,2U

I 变大,2U I

??的

大小不变;B 正确,不合题意;

C .从图中可以看到,电压表V 3测的是电阻R 1和R 2的电压之和,电流表的示数大小等于流过电阻R 1和R 2的电流大小,可知3

12U R R I

+=,因为电阻R 1和R 2的阻值之和在变大,那么

3

U I

在变大;由上述可知,电路中的电流在变小,电阻R 3的电压在变小,电阻R 1和R 2的电压之和在变大,前后的电压大小'33U U <,这个电压变化量'

33-U U 大小等于电阻R 3的

电压变化量,即

33

''33R R --U U U U = 这个电流变化量I ?也等于电阻R 3的电流变化量,可知道

33

''R R 333''

----U U U U U I I I I I

?==? 根据U IR =可知

3R 3U IR =

3

''

R 3U I R = 两式相减可得

()33

''

R R 3--U U I I R = 变换可得

33

'

R R

3'

--U U R I I

=

由上述可知

33

'

R R

3

3'

--U U U R I I I

?=

=

? 由于电阻R 3的阻值大小不变,那么3U I

??的大小不变;综上所述,3U I 变大,3

U I ??不变,

C 错误,符合题意;

D .由上述可知,电流在变小,根据2P I R =可知,电阻R 1和R 3的电功率在变小,即P 1、P 3在变小;而变阻器的功率

()2

22

2222

1231322

U U P I R R R R R R R R R ??=== ?++++??

让电阻R 1和R 3串联的电阻是R 13,那么上式可转化为

()

()

2

2

22

2

1321321322

2

-4U U P R R R R R R R R =

=

++

由上式可知,当213R R =时,分母部分最小,电功率P 2最大,所以当滑动变阻器的滑片向下滑动,当213R R =时,功率最大,电功率P 2先变大后变小;D 正确,不合题意。 故选C 。

9.如图是小成测量未知电阻R x 的实验电路,电源两端电压不变,其中R 0为阻值已知的定值电阻.当开关S 、S 1闭合,开关S 2断开时,电流表示数为I 1;当开关S 、S 2闭合,开关S 1断开时,电流表示数为I 2.则下列四个选项中,R x 的表达式正确的是( )

A

.R x =21

2I I I -R 0 B .R x =20

1

I R I C .R x =

20

12

I R I I -

D .R x =

1

21

I I I -R 0 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

由电路图可知,当开关S 、S 1闭合,开关S 2断开时,R 0与R x 并联,电流表测干路的电流,记为I 1,当开关S 、S 2闭合,开关S 1断开时,R 0与R x 并联,电流表测R 0支路电流,示数为

I 2,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R x 的电流:I x =I 1-I 2,因并联

电路中各支路两端的电压相等,电源的电压:U =I 2R 0,,则R x 的阻值:R x =20

12

I R I I - 故选C 。

10.如图是一款外出购物好帮手电子秤,它的工作原理如图甲,其中E 为干电池;电子秤示数表盘由电流表A 改装而成;R 是一根长为6cm 阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a 端时,电流表示数为0.6A ;在b 端时,电流表示数为0.15A .C 是一根弹簧,其所受压力F 与压缩量△L 的关系如图乙所示.(挂钩的重力不计,g 取10N/㎏,不称重物时滑片P 刚好在电阻丝的a 端,所称物重最大时P 在b 端).下列说法正确的是()

A .该电子秤中R 0阻值为0.5Ω

B .闭合开关,不称重物时电阻R 0两端电压为6V

C .电子称工作时电路中电阻R 0消耗的电功率范围是0.1125W ~1.8W

D.当电路中的电流为0.3A时,电子称称重示数为4kg

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流I a=0.6A,

由I=可得,电源的电压:

U=I a R0=0.6A×R0,

滑片在b端时,R与R0串联,电路中的电流I b=0.15A,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以,电源的电压:

U=I b(R+R0)=0.15A×(15Ω+R0),

因电源的电压不变,

所以,0.6A×R0=0.15A×(15Ω+R0),

解得:R0=5Ω,A错误;

则电源电压U=I a R0=0.6A×5Ω=3V,

所以,不称量重物时R0两端的电压为3V,B错误;

当滑片在a端时,电阻R0消耗的电功率最大,则

P最大=I a2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W,

在b端时,电阻R0消耗的电功率最小,则

P最小=I b2R0=(0.15A)2×5Ω=0.1125W,

所以,电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8W,C正确;

当电路中的电流为O.3A处时,电路中的总电阻:

R 总===10Ω,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以,滑动变阻器连入电路的阻值:

R′=R总﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,

由题意可知,此时弹簧的压缩量:

L=×5Ω=2cm ,

由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G=F=20N,

由G=mg可得,物体的质量:

m===2kg,故D错误.

故选C.

11.小梦将定值电阻R1与滑动变阻器R2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一定位置过程中,电流表、电压表V1和V2示数变化量分别为ΔI、ΔU1、ΔU2.下列说法正确的是

A .V 1示数不变,V 2示数变大

B .V 1示数变小,V 1示数和电流表示数之比变小

C .V 2示数变大,ΔU 1>ΔU 2

D .电流表示数变小,1

U I

?? 不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

由图知:定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V 1测量定值电阻两端电压,电压表V 2测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流。

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V 2示数增大,而电源电压一定,所以电压表V 1示数减小.此选项错误;

B .由A 知,电压表V 1示数减小,但定值电阻阻值一定,所以V 1示数和电流表示数之比即定值电阻阻值不变。此选项错误;

C .由A 知,电压表V 2示数增大,但电源电压一定,前后两种情况下定值电阻和滑动变阻器两端电压变化程度相同,即,ΔU 1=ΔU 2。此选项错误;

D .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R 1,而R 1是定值电阻,所以不变。此选项正确。 故选D 。

12.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。

13.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R1两端的电

压先减小后增大,即电压表的示数先变小后变大,故选C。

14.如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离,下列判断正确的是()

A.电压表V1的示数一定变大

B.定值电阻R1与R2消耗的电功率之和一定变小

C.电压表V1示数的变化的大小小于电压表V2示数的变化的大小

D.电压表V1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变

【答案】ABD

【解析】

【分析】 【详解】

实物图转化为电路图,如下图所示;从电路图可以看到,这是一个串联电路,滑动变阻器、定值电阻R 1、R 2串联接在电路中,电压表V 1测的是滑动变阻器的电压,电压表V 2测的是定值电阻R 1和R 2的电压之和;

A .闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 向左滑动一段距离,电路中的总电阻变大,电流变小,根据U IR =可知,定值电阻R 1、R 2的总阻值大小不变,那么它们两端的电压在变小,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器的电压在变大,即电压表V 1的示数在变大,A 正确;

B .由上述可知,定值电阻R 1与R 2的总阻值之和是不变的,其电流在变小,根据2P I R =可知,定值电阻R 1与R 2消耗的电功率之和一定变小,B 正确;

C .这是一个串联电路,电压表V 1的示数与电压表V 2示数之和等于电源电压的大小,电源电压大小不变,那么在将滑动变阻器的滑片P 向左滑动一段距离过程中,电压表V 1的示数增加量等于电压表V 2示数的减小量,即电压表V 1示数的变化的大小等于电压表V 2示数的变化的大小,不是小于,C 错误;

D .电压表V 1示数的变化的大小等于电压表V 2示数的变化的大小,根据U IR =可知

()()'

'12221212--U U U U I R R I R R ?=?==++

那么

221

12'

-U U U R R I I I I

???+=

==?? 由于定值电阻R 1与R 2的总阻值之和是不变的,即12R R +大小不变,那么

1

U I

??大小不变,即电压表V 1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变;D 正确。 故选ABD 。

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,S1,S2断开时,滑片向b端滑动,电压表示数变小

B.当开关S、S1闭合,S2断开时,滑片向a端滑动,电流表示A1数变大

C.当开关S、S1,S2都闭合时,滑片向b端滑动,A1示数与A2示数的差值不变

D.当开关S闭合,S1,S2断开时,滑片向b端滑动,电压表示数变化量与A1示数变化量的比值不变

【答案】ACD

【解析】

【详解】

A.当开关S闭合,S1,S2断开时,三个电阻串联,电压表测R1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 ,电压表示数变小,A正确;

小,根据U IR

B.当开关S、S1闭合,S2断开时,为R3的简单电路,滑片向a端滑动,电流表示A1测电路的电流,由欧姆定律,电流表示A1数不变,B错误;

C.当开关S、S1,S2都闭合时,三个电阻并联,A2测R1、R2的电流,A1测R1、R2、R3的总电流,A1示数与A2示数的差值,即通过R3的电流,由欧姆定律,通过R3的电流不变;

滑片向b端滑动,A1示数与A2示数的差值不变,C正确;

D.当开关S闭合,S1,S2断开时,三个电阻串联,电压表测R1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A1示数变化量的比值即R1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,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻的规格为“10Ω0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是()

A .电阻R 1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W

B .电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A

C .电路消耗总功率允许的变化范围为l.2W~3W

D .变阻器R 2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω 【答案】D 【解析】 【分析】

滑动变阻器R 2与定值电阻R 1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流;根据串联电路的分压原理(电阻越大,电阻两端的电压越高),当电压表的示数最大时,变阻器接入电路的电阻最大;当电流表的示数达到最大值时,变阻器接入电路的电阻最小;根据欧姆定律的应用可分别求出电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值,同时可以确定电压表示数、电流表示数以及电路中总功率的变化。 【详解】

由图知,R 2与定值电阻R 1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流; AB .由题意知,当电压表的最大测量值为3V 时,由串联电路特点知,此时定值电阻R 1两端的电压U 1=3V ,由欧姆定律可得此时电路中的电流:

12113V 0.3A 10Ω

U I I I R ===

==, 因此电路中的最小电流为0.3A ,故B 错误; 电阻R 1消耗功率最小功率:

1min 13V 0.3A 0.9W P U I ==?=,

故A 错误;

C .电路消耗的最小功率:

min 6V 0.3A 1.8W P UI ==?=;

故C 错误;

D .此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大:

2max 2max 3V

10Ω0.3A

U R I =

==; 当电路中的电流最大为0.5A 时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由欧姆定律可知此时

电路中的总电阻最小:

min max 6V 12Ω0.5A

U R I =

==总, 滑动变阻器接入电路中的电阻最小:

min1

min

12Ω10Ω2Ω

R R R

=-=-=

2总

则变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故D正确。

17.如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0. 6A”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2. 5V 1. 25W”(灯丝电阻不变),在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是()

A.小灯泡的额定电流是0.6A

B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~ 10Ω

C.电压表示数变化范围是0~3V

D.电流表示数范围是0.2~0.5A

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.由题意知,小灯泡的额定电流

1.25W

0.5A

2.5W

P

I

U

===

故A错误;

B.结合题意及电路图知,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器的电压,其最大电压为3V,电路中允许通过的最大电流为0.5A,小灯泡的电阻

2.5V

=5Ω

0.5A

U

R

I

==

当变阻器接入电路的阻值最大时,其两端的电压最大为3V,则小灯泡两端的电压为1.5V,据串联电路的特点得

L

L max

R

U U

R R

=

max

1.5V3V

5ΩR

=

此时变阻器的电阻

R max=10Ω

当变阻器接入电路中电阻最小时,电路中的电流最大为0.5A,则小灯泡的电压为2.5V,变

阻器两端的电压为2V

,据串联电路的特点得

min

2.5V 2V

5ΩR = 所以此时变阻器接入电路的电阻

R min =4Ω

故B 正确;

C .电压表测变阻器的电压,而变阻器接入电路中的电阻最小为4Ω,最小电压为2V ,则变阻器两端的电压不能为0,故C 错误;

D .当电路中的电阻最大时,电流最小,此时电流为

min max 3V

0.3A 10Ω

R U I R =

== 故D 错误。 故选B 。

18.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】

由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测滑动变阻器支路的电流,电压表测电源的电压;电源电压不变,滑片移动时,电压表的示数不变,当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,接入电路中的电阻变大,因并联电路中各支路两端的电压相等,且均等于电源的电压,所以由I U

R

=

可知,该支路的电流变小,即电流表的示数变小.故D 正确.

19.如图所示,用弹簧挂一条形磁铁放在螺线管的正上方,闭合开关,待弹簧稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动.下列说法正确的是( )

A.电压表示数变大,电流表示数也变大

B.电压表示数变小,电流表示数也变小

C.螺线管上端是S极,弹簧缩短

D.螺线管上端是N极,弹簧伸长

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

如图滑动变阻器与螺线管串联,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,此时螺线管的磁性会增强;根据串联电路分压特点111

222

U IR R

U IR R

==,滑动变阻器接入电路的电阻变小,分得的电压变小,所以电压表示数变小,电流表示数变大;根据安培定则可知螺线管上端是S极,由于同名磁极相互排斥,所以弹簧会缩短。

20.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而增大,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是()

A.体重越大电流表示数越小

B.身高越高通过R0的电流越大

C.身高越高电压表示数越小

D.体重越大电路消耗总功率越大

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A.当体重增大时,压敏电阻的阻值增大,而电源电压不变,因此电流表的示数变小,故A 正确;

B.身高增大影响与电压表并联的电阻值变化,但不能影响变阻器阻值的大小,电源电压不变,因此通过R0的电流不变,故B错误;

C.身高越高,电压表并联部分的电阻越大,根据串联电路电压规律可知,电压表示数增大,故C错误;

D.当体重增大时,压敏电阻的电流变小,而变阻器的电流不变,根据并联电路电流特点

可知电路消耗的总功率变小,故D错误。

可知,电路的总电流变小;根据P UI

故选A。

21.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,下列说法正确的是()

A.只闭合开关 S1,变阻器滑片向左移动时,电压表 V1 无示数,电压表 V2 与电流表 A 示数的比值不变

B.只闭合开关 S3,移动变阻器滑片,电压表 V1示数变化量与电流表 A 示数变化量的比值不变

C.只闭合开关 S2,移动变阻器滑片,电压表 V1示数的变化量等于电压表 V2的示数的变化量

D.若不考虑电表量程等元件安全问题,当闭合开关 S1、S3,变阻器滑片置于最左端时,R1消耗的功率最大

【答案】BD

【解析】

只闭合开关S1,R1和V1没有接入电路,电压表V1无示数;R2、R3串联,电压表V2测变阻器R3的电压,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知,电压表V2与电流表A示数的比值即为变阻器连入电路中的电阻大小,故当滑片向左移动时,该比值变小,A错误;

只闭合开关S3,R1、R3串联,电压表V1测R1的电压,电流表测电路中的电流,由I=U/R 可得,前后两次电阻R1的大小:R1 =U1/I1=U2/I2,由合分比定理可得R1 =U1?U2/I1?I2,即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变,B正确;

只闭合开关S2,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R3的电压;根据串联电路电压的规律,移动变阻器滑片,R3的电压变化量等于R1、R2的电压变化量之和,即电压表V1示数的变化量小于电压表V2的示数的变化量,故C错误;

若不考虑电表量程等元件安全问题,当闭合开关S1、S3,变阻器滑片置于最左端时,变阻

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