中考物理—欧姆定律压轴题专题复习及答案

一、初中物理欧姆定律的实际应用问题

1．左图中所示的装置是水位监测仪，图甲是该水位监测装置的模拟电路图。柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为6V，小灯泡标有“2V 2W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示（x为容器内水柱高度h 的倒数，即x=h-1）。则下列说法中正确的是（）

A．容器内水柱越高，两金属板间的湖水电阻R越大

B．将电流表改为水位计，水位越高电流表示数越大

C．当湖水水位高于警戒水位5m时，灯泡的实际功率大于2W

D．当湖水水位高于警戒水位0.4m时，电流表示数为0.6A

【答案】B

【解析】

【分析】

(1)容器内水位上升时，根据图乙判断其电阻的变化；

(2)由

2

U

P

R

=计算灯泡电阻，根据图像得出R与x的关系式，再根据电阻的串联和欧姆定

律得出I与h的关系式，分析关系式中I与h的关系判断两者的变化情况；

(3)由B中I与h表达式计算湖水水位高于警戒水位5m时，电流表示数，再根据2

P I R

=

求出此时灯泡的实际功率，据此判断；

(4)由B中I与h表达式计算湖水水位高于警戒水位0.4m时，电流表示数。

【详解】

由图甲可知灯泡、电流表与金属块间湖水电阻串联，由图乙可知，R与h-1成正比，所以h 越大，R越小；

A．容器内水柱越高时，则A内湖水电阻R变小，故A错误；

B．由

2

U

P

R

=可得，灯泡电阻

()22L 2V 2Ω2W U R P

===额

额

由图像可知，R =4Ω时，x =0.2m −1，R =8Ω时，x =0.4m −1，设R =kx +b ，则

14Ω0.2m k b -=⨯+，18Ω0.4m k b -=⨯+

解得：k =20Ω·m ，b =0，则R 与x 的关系式

20Ωm 20Ωm R x h

⋅=⋅⨯= 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以I 与h 的关系式

L 6V 20Ωm 2ΩU I R R h

==⋅++

由表达式可知，水位越高电流表示数越大，故B 正确；

C ．由B 中I 与h 的表达式可知，当h 1=5m 时，电流表示数

116V 6V 1A 20Ωm 20Ωm 2Ω2Ω5m

I h ===⋅⋅++ 此时灯泡的实际功率

()2211A 2Ω2W P I R ==⨯=实 故C 错误；

D ．由B 中I 与h 的表达式可知，当h 2=0.4m 时，电流表示数

226V 6V 0.12A 20Ωm 20Ωm 2Ω2Ω0.4m

I h ==≈⋅⋅++ 故D 错误。

故选B 。

2．在图甲所示电路中，R 0、R 2为定值电阻，电流表、电压表都是理想电表。滑动变阻器R 1的滑片由一端移到另一端，电压表V 1、V 2和电流表A 的示数均要发生变化。两电压表示数随电流表示数的变化图线如图乙所示。则下列判断中正确的是（ ）

A ．电阻R 0为2Ω

B ．V 2示数变化图线为b

C ．电源电压为14V

D ．滑动变阻器R 1的阻值最大为9Ω

【答案】AD

【解析】

【分析】

由电路图可知，滑动变阻器R 1、电阻R 2、电阻R 0串联在电路中，电压表V 1测量R 1和R 2两端的总电压，电压表V 2测量R 2两端的电压，电流表测量电路中的电流；

(1)当滑片P 向左移动时，滑动变阻器R 1连入的电阻变小，从而使电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，R 0两端的电压变大，R 2两端的电压变大，由串联电路电压的特点可知，R 1和R 2两端的总电压变小，由此可知图象中上半部分b 为电压表V 1示数变化图线，下半部分a 为电压表V 2示数变化图线；

(2)由图像可知：当电压表V 1的示数（R 1和R 2两端的电压）为10V 时，此时电压表V 2的示数（R 2两端的电压）为1V ，电路中的电流为1A ，根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压，再根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值，最后利用电阻的串联表示出电源的电压；

(3)由图像可知：当滑片P 移至最左端，滑动变阻器连入电阻为0，此时电路中的总电阻最小，电路中的电流最大为4A ，此时两电压表的示数都为4V ，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，根据电源的电压不变得出等式即可求出R 0和电源电压。

【详解】

由电路图可知，滑动变阻器R 1、电阻R 2、电阻R 0串联在电路中，电压表V 1测量R 1和R 2两端的总电压，电压表V 2测量R 2两端的电压，电流表测量电路中的电流；

B ．当滑片P 向左移动时，滑动变阻器R 1连入的电阻变小，从而使电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，R 0两端的电压变大，R 2两端的电压变大，由串联电路电压的特点可知，R 1和R 2两端的总电压变小，据此判断：图像中上半部分b 为电压表V 1示数变化图线，下半部分a 为电压表V 2示数变化图线，故B 错误；

D ．由图像可知：当R 1和R 2两端的电压为10V 时，R 2两端的电压为1V ，电路中的电流为1A ，根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压：

112210V 1V 9V U U U =-=-=，

根据欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的阻值：

119V 9Ω1A

U R I =

==， 故D 正确； AC ．根据串联电路的总电压等于各分电压之和，有电源的电压：

100010V 10V 1A U U U IR R =+=+=+⨯------①

当滑片P 移至最左端，滑动变阻器连入电阻为0，两电压表都测量电阻R 1两端的电压，示数都为4V ，电路中的电流最大为4A ，电源的电压：

2

0max 004V 4V 4A U U U I R R ''=+=+=+⨯------② 联立①②式，解得：R 0=2Ω，U =12V ，故A 正确、C 错误。

【点睛】

本题综合考查欧姆定律在串联电路中的应用，要求学生对电学知识掌握全面且熟练，通过方程组的思想来解答，一道很经典的考题。