培优欧姆定律的计算辅导专题训练及答案
【物理】培优欧姆定律辅导专题训练附答案解析

一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.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R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9WB.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5AC.电路消耗总功率允许的变化范围为l.2W~3WD.变阻器R2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R2与定值电阻R1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,R2与定值电阻R1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R1两端的电压U1=3V,由欧姆定律可得此时电路中的电流:1 2113V0.3A 10ΩUI I IR=====,因此电路中的最小电流为0.3A,故B错误;电阻R1消耗功率最小功率:1min13V0.3A0.9WP U I==⨯=,故A错误;C.电路消耗的最小功率:min 6V0.3A 1.8WP UI==⨯=;故C错误;D.此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大:2max 2max3V10Ω0.3AURI===;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 6V12Ω0.5AU R I ===总, 滑动变阻器接入电路中的电阻最小: min 1min 12Ω10Ω2ΩR R R =-=-=2总,则变阻器R 2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故D 正确。
2020-2021培优欧姆定律的计算辅导专题训练含答案

一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图所示,MN 间电压恒定,1R 为定值电阻,滑动变阻器2R 的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P 处于a 端时,电流表示数为0.25安;当滑片P 处于ab 中点时,电流表示数为0.40安,则MN 间的电压是A .6伏B .5伏C .4伏D .3伏【答案】D【解析】【详解】 R 1与滑动变阻器R 2并联,设MN 间的电压为U ,根据并联电路的电流关系, 则210.25UU A R R +=……………….① 120.412U U A R R +=………………② 联立①②,将R 2=20Ω代入,解得 U=3V 。
故D 正确为答案.2.如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V ,电流表的量程为0~0.6 A ,电压表的量程为0~3 V ,定值电阻R =5 Ω,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω.闭合开关S ,移动滑片P 的过程中,下列说法正确的是( )A .电压表的示数变化范围是0~3VB .电压表与电流表示数的比值不变C .滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10ΩD .电流表的示数变化范围是0~0.3 A【答案】C【解析】【分析】由电路图可知,定值电阻R 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表(1)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;(2)根据欧姆定律结合滑动变阻器的阻值确定电压表与电流表的示数比值的变化;(3)当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值和两端的最小电压;当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R 两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后得出答案.【详解】由电路图可知,定值电阻R 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;B .由U R I=可知,电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻,则滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化,电压表与电流表的示数比值变化,故B 错误;ACD .当电流表的示数max I =0.6A 时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,定值电阻的功率最大,此时电路中的总电阻:max 4.5V 7.5Ω0.6AU R I ===总, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值:min 7.5Ω5Ω 2.5ΩR R R =-=-=滑总,此时电压表的示数:min max min 0.6A 2.5Ω 1.5V U I R ==⨯=滑;当电压表的示数max U =3V 时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R 两端的电压:R max 4.5V 3V 1.5V U U U =-=-=,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:R min 1.5V 0.3A 5ΩU I R ===, 滑动变阻器接入电路中的最大阻值:max max min 3V 10Ω0.3A U R I ===滑, 故电压表的变化范围是1.5~3V ,电流表的变化范围是0.3∼0.6A ,滑动变阻器的阻值变化范围为2.5∼10Ω,故AD 错误、C 正确.【点睛】本题为动态电路中有关求解最值、范围的经典题,要求学生熟练掌握欧姆定律在串、并联3.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是A .U =6V ,R 2=20ΩB .U =9V ,R 3=30ΩC .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15【答案】D【解析】【分析】【详解】当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则23U R R =0.3A ,P =0.3U 当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则1U R +2U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则2U R =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3所以D 正确。
【物理】培优欧姆定律辅导专题训练含答案解析

一、初中物理欧姆定律问题1.用电流表和电压表测电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。
关于这两种接法,下列说法中正确的是()A.甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小B.乙图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小C.若考虑甲图电流表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏小D.若考虑乙图电压表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏大【答案】A【解析】【分析】【详解】A.由图甲所示电路图可知,电流表采用内接法,由于电流表的分压作用,所测电压偏大,试验误差是由电流表的分压造成的,当待测电阻阻值远大于电流量表内阻时,即甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小,故A正确;B.由图乙所示电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,使所测电流偏大,实验误差来源于电压表分流,当电压表内阻远大于待测定值阻值时,即乙图适合测量阻值较小的电阻,误差会减小,故B错误;C.甲电路是安培表内接法,如果不考虑操作的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验,甲图中电压表两侧的电压是待测电阻上的电压与电流表上的电压的和,所以甲图中电阻测量值R A RU U URR R+=>甲即测量值与真实值相比偏大,故C错误;D.乙电路是安培表外接法,流过电流表的电流是待测电阻上的电流与电压表上电流的和,所以乙图中电阻测量值R V RU URI I I=<+乙即测量值与真实值相比偏小,故D错误。
故选A。
2.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R 1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 =2500.04AΩ 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。
【物理】物理 欧姆定律问题的专项 培优练习题含答案

一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示,电源电压不变,电阻115ΩR =,210ΩR =,开关S 、S 1闭合,S 2断开,电流表读数为0.4A ,则开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电流表读数可能为( )A .0.4AB .0.5AC .0.6AD .0.7A【答案】B【解析】【分析】【详解】 当开关S 、S 1闭合,S 2断开时,电阻R 0与R 1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R 1两端的电压是1110.4A 15Ω6V U I R ==⨯=因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以011R R R =+总当开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电阻R 0与R 2串联,同理022R R R =+总因为12R R >,所以12R R >总总,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得210.4A I I >=因为开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电路中的电流变大,那么R 0的电压变大,由于电源电压不变,根据串联电路的电压规律可知,R 2两端的电压变小,即216V U U <=所以1226V 0.6A 10ΩU I R <== 则可知电流表的读数在0.4~0.6A 之间。
故选B 。
2.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()'''11'''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2UPR=可知,电路的总功率最大,大小是22222max122U U U U UPR R R R R=+=+=当R3接入电路的电阻最大时,并且S1闭合,S2断开时,R1和R3串联,这时电路的总电阻最大,根据2UPR=可知,电路的总功率最小,大小是22min132U UPR R R==+那么22max min2::4:12U UP PR R==即max min4P P=,可得到电路最大功率为最小功率的4倍,D正确。
物理 欧姆定律 培优练习(含答案)含答案

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,I11UR=;干路电流IUR总=,电流表A示数与电流表A1示数的比值为1112121212+==+R R R RIR RI R RR R=总,因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.2.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A1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 =UR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1211222212111U 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,21R 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 。
2020-2021【物理】培优欧姆定律辅导专题训练含答案

一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.如图所示,电源电压为 5V ,闭合开关 S ,电压表的示数为 1V 。
则A .通过灯泡 L 1的电流比 L 2的电流大B .灯泡 L 2两端的电压是 1VC .灯泡 L 1和 L 2的电阻之比是 4:1D .若灯泡 L 2灯丝烧断,电压表示数为零【答案】D【解析】【详解】A .由图知,两灯串联在电路中,电压表测L 1两端电压,即L 1两端的电压是1V , 串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡的电流和的电流相等,故A 不符合题意;B .由串联电路的电压特点知,灯泡 L 2两端的电压是:U 2=U-U 1=5V-1V=4V ,故B 不符合题意;C .通过两灯电流相等,由欧姆定律有:11U R =22U R ,即: 12R R =12U U =1V 4V =14, 故C 不符合题意;D .由图知,若灯泡灯丝烧断,则整个电路断路,所以电压表示数为零,故D 符合题意。
2.如图所示,电源电压不变,a 、b 为电流表或电压表,滑片P 在滑动变阻器R 3的中点,电路在工作时均安全。
只闭合S 1时,a 、b 均有示数;先闭合S 1,再闭合S 2,b 示数有变化。
下列判断正确的是( )A .a 是电压表B .先闭合S 1,再闭合S 2,b 示数可能变大C .只闭合S 1,滑片P 向右滑动,b 示数的变化量大于a 示数的变化量D .若将b 换成另一种电表,开关均闭合,滑片P 向左滑动,a 示数的变化量与b 示数的变化量的比值等于23R R +【答案】AC【解析】【分析】【详解】A .若a 是电流表,当S 1闭合后,电源短路,所以a 是电压表,故A 正确;B .只闭合S 1,电路为串联电路,三电阻串联,再闭合S 2,R 1被短路,如果b 是电流表,因为R 1和R 2一直被短路,电路总电阻不变,b 的读数不变。
如果b 是电压表,R 1被短路后,电压表测量的阻值变小,分得电压变小,读数变小,由题意可得,b 示数有变化,所以b 是电压表,示数一定变小,故B 错误;C .只闭合S 1,电路为串联电路,a 测量R 2和滑动变阻器两端电压,b 测R 1和R 2两端电压,滑片P 向右滑动,阻值变小,则()()12b 12a 22=P PI R R U R R U I R R R R ∆+∆+=∆∆++ 分子不变,分母变小,所以∆U b :∆U a 越来越大,所以b 示数的变化量大于a 示数的变化量,故C 正确;D .若将b 换成另一种电表,即换成电流表,则R 1和R 2均被短路,a 测量滑动变阻器两端电压,b 测通过滑动变阻器的电流,所以ab 的比值为滑动变阻器的阻值,故D 错误。
【物理】培优欧姆定律辅导专题训练及详细答案

一、初中物理欧姆定律问题1.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.2.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P UI=,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;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。
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“20Ω1A”,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~0.5AB.滑动变阻阻值变化的范围是2.5Ω~10ΩC.灯泡的最小功率是0.45 WD.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 2.5VU=,此时电路中的电流大小为LLL1.25W0.5A2.5VPIU===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 4Ω0.5AU 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 5ΩU 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 10Ω0.3AU 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()22L 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。
2020-2021培优欧姆定律辅导专题训练含答案

一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.如图所示的电路中,闭合开关S ,当滑动变阻器R 3滑动触头向下移动时,四个理想电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2、U 3表示,电表的示数变化量大小分别用∆I 、∆U 1、∆U 2、∆U 3表示,下列判断正确的是( )A .U 2变大,I 变大B .U 2 变大,I 变小C .2U I 变大,2U I∆∆不变 D .3U I 变大,3U I ∆∆不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB .分析电路图知,三个电阻串联在电路中,电压表V 1测电阻R 2和滑动变阻器R 2的总电压,V 2测电阻R 2的电压,V 3测变阻器R 3的电压。
当滑动变阻器的触头向下移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则电路中的总电阻变大,据欧姆定律得,电路中的电流变小,而电阻R 2的阻值不变,其两端的电压U 2应变小,故AB 都错误; C .据题意得22U R I =,而R 2是定值电阻,所以2UI 不变,2U I∆∆不变,故C 错误;D .据题意得33U R I =,而R 3的阻值变大,则3U I 变大,3U I∆∆不变,故D 正确。
故选D 。
2.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,当闭合开关S ,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U —I ”关系图像如图乙所示,则下列判断正确的是( )A .电源电压为10VB .定值电阻R 1的阻值为10ΩC .变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3AD .滑动变阻器R 2的阻值变化范围为0~10Ω 【答案】BC 【解析】 【分析】从“U —I ”关系图像可以看出,甲为滑动变阻器的关系图像,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,乙为电阻R 1的图像;当滑动变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,根据图像读出电表的示数,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,利用欧姆定律求出电阻R 1的电阻和滑动变阻器的最大阻值;根据电阻的串联和欧姆定律求出变阻器滑片在中点时,电路中的电流。
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一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2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20VB.EF是V1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10ΩD.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,R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测串联电路的电流。
滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。
因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P 在A点时,V1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,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,R2=28V 0.4AUI=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。
2.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的字样,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~12Ω,当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,两灯都正常发光。
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则()A .电源电压为12VB .两灯都正常发光时电流表的示数为3AC .整个电路的最小功率2.25WD .整个电路的最大功率9W【答案】D【解析】【分析】(1)当S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2并联,两灯泡均正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源的电压。
(2)根据P UI =求出两灯泡都正常发光时通过的电流,根据并联电路的电流特点求出两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)根据欧姆定律求出两灯泡的电阻,两灯泡的最大电阻和R 的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和2U P UI R==求出电路的最小总功率。
(4)当S 1、S 2、S 3都闭合且滑片位于a 端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,此时两灯泡的实际功率和额定功率相等,两灯泡的功率之和即为电路的总功率。
【详解】A .当S 1、S 2、S 3都闭合,滑动变阻器滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯都正常发光,则电源的电压126V U U U ===故A 错误;B .由P UI =可得,两灯泡都正常发光时通过的电流1113W 0.5A 6V P I U ===,2226W 1A 6VP I U === 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则两灯都正常发光时电流表的示数120.5A 1A 1.5A I I I =+=+=故B 错误;C .由U I R=可得,两灯泡的电阻1 116V12Ω0.5AURI===,2226V6Ω1AURI===当S1、S3闭合且滑片位于b端时,R1与R的最大阻值串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路的最小总功率()22126V1.5W12Ω12ΩUPR R===++小故C错误;D.当S1、S2、S3都闭合且滑片位于a端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率123W6W9WP P P=+=+=大故D正确。
故选D。
3.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V不变,灯泡上标有“2.5V,?A”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”。
闭合开关,将滑片P滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是()A.此时灯泡的电阻为8ΩB.此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7C.该电路能探究串联电路电流的特点D.该电路能探究电流与电压的关系【答案】D【解析】【分析】由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
【详解】A.此时灯泡电阻L2.4V8Ω0.3AURI===故A 正确,不符合题意;B .滑动变阻器两端电压L = 4.5V 2.4V 2.1V U U U -=-=滑此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比 L L 2.4V 82.1V 7R U R U ===滑滑 故B 正确,不符合题意;C .利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C 正确,不符合题意。
D .探究电流与电压的关系,应控制电阻阻值不变,而灯泡电阻随温度升高而增大,因此该电路不能探究电流与电压的关系,故D 错误,符合题意。
故选D 。
4.小明利用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I —1R图像,如图乙,由图可知( )A .定值电阻两端电压控制为2V 不变B .当电流为0.2A 时,电阻R 为0.1ΩC .当滑片向右移时,电压表数变大D .当电流分别为0.25A 和0.5A 时,接入电路的导体的电阻之比为1:2【答案】A【解析】【分析】由题意可知,本题考查了“通过导体的电流与电阻的关系”,可以运用欧姆定律和串联电路的特点进行分析判断。
【详解】AB .由I —1R图象可得,当导体中电流为0.2A 时,其对应的电阻为10Ω,该实验利用控制变量法,需控制定值电阻两端电压不变 0.2A 10Ω2V U IR ==⨯=故A 符合题意,B 不符合题意;C .滑片右移时,R '电阻增大,由串联电路的分压原理可知,R '两端电压增大,而电源总电压保持不变,所以R两端电压减小,即电压表示数减小,故C不符合题意;D.电流分别为0.25A和0.5A时,通过R的电流之比为1 20.25A1 0.5A2II==实验中,需保持R两端电压不变,则由欧姆定律可得11221212UI R RUI RR===由上式可得1221RR=故D不符合题意。
故选A。
5.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动的过程中,下列说法中正确的是()A.电流表A1的示数变小,灯泡的亮度不变B.电流表A2的示数变大,电压表V的示数不变C.电压表的示数与电流表A1的示数的比值变小D.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变小【答案】A【解析】【分析】【详解】AB.看图分析可知,滑动变阻器与灯泡并联,电流表A2测量干路总电流,A1测量滑动变阻器所在支路的电流,电压表测量该并联电路的电源电压。
滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,电源电压和灯泡所在支路不受滑动变阻器阻值变化的影响,即电压表示数不变,灯泡亮度不变。
并联电路中各支路两端电压等于电源电压,由欧姆定律R RU I R= 总总总U I R = 可知,电压不变,滑动变阻器所在支路电流随滑动变阻器电阻变大而减小,即A 1示数变小;并联电路总电流随总阻值变大而减小,即A 2示数变小。
A 选项正确,B 选项错误。
CD .由欧姆定律可得U R I= 电压表的示数与电流表A 1的示数的比值等于滑动变阻器阻值,电压表V 的示数与电流表A 2的示数的比值等于电路总阻值。
由题已知滑动变阻器阻值变大,电路总电阻变大,故电压表的示数与电流表A 1的示数的比值、电压表V 的示数与电流表A 2的示数的比值均变大,CD 两选项错误。
故选A 。
6.如图,电源电压为12V ,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A ”,L 1和L 2分别标有“6V 3W ”和“6V 9W ”的字样。
闭合开关S 后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下(不考虑温度对灯丝电阻的影响),下列说法不正确的是( )A .L 2不能正常发光B .滑动变阻器连入电路的最小阻值是8ΩC .电流表示数的变化范围是0~0.5AD .电路消耗的最大功率是6W【答案】C【解析】【分析】【详解】A .由电路图可知,两个灯泡和滑动变阻器串联,根据P UI =可知L 1和L 2额定电流分别为1113W 0.5A 6VP I U === 2229W 1.5A 6VP I U === 在保证电路安全的情况下,电路电流不能大于L 1的额定电流,故L 2不能正常发光,故A 正确,A 不符合题意;B .L 1和L 2电阻分别为1116V 12Ω0.5A U R I === 2226V 4Ω1.5AU R I === 电路电流不应超出L 1的额定电流时,此时滑动变阻器连入电路的最小,即 12V 24Ω0.5A U R I ===总 则1224Ω12Ω4Ω8ΩR R R R =--=--=滑总故B 正确,B 不符合题意;C .滑动变阻器阻值达到最大时,电流表示数最小,为1212V 0.18A 50Ω12Ω4ΩU I R R R '===++++ 故C 错误,C 符合题意; D .电路消耗的最大功率是为12V 0.5A 6W P UI ==⨯=故D 正确,D 不符合题意。
故选C 。
7.如图甲所示的电路中,R 0、R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器,电源电压不变,移动滑动变阻器的滑片,使其从阻值最大处移动到图甲中所示a 点处,在此过程中两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中.根据以上条件可知( )A.R0的阻值为10ΩB.电源电压为6VC.滑片在a点时,滑动变阻器的阻值为15Ω D.R1的阻值为10Ω【答案】B【解析】【分析】【详解】由图可知,开关闭合,R0、R1、R2串联,电压表V1测R1、R2串联的总电压,电压表V2测R1的电压,电流表测电路中的电流.滑动变阻器的滑片从阻值最大处移动到图甲中所示a 点处,电压表V1示数随串联总阻值的减小而减小,电压表V2示数增大,据图,R1的电压为0.5V时,对应的电流为0.1A,则R1的阻值为:R1===5Ω;由题知,电压表V1的示数变化电压等于R0两端的电压变化量,则:R0===5Ω;滑片在a点时,电压表V1的示数为4.5V,电压表V2的示数为1.5V,则滑动变阻器两端的电压为:U2=U V1U V2=4.5V 1.5V=3V,滑动变阻器的阻值为:R a===10Ω;电源电压:U=I2(R1+R a+R0)=0.3A(5Ω+10Ω+5Ω)=6V.故B正确,符合题意.8.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“10Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V1.25W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是()①小灯泡的额定电流是0.6A②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω-10Ω③电压表示数变化范围是0-3V④电流表示数变化范围是0.3-0.5AA .只有①、③正确B .只有②、③正确C .只有①、④正确D .只有②、④正确【答案】D【解析】【分析】【详解】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。