物理 欧姆定律问题的专项 培优 易错 难题练习题

一、初中物理欧姆定律问题1．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L 1、L 2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S 1、S 2和S 3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120.5A1A 1.5AI I I=+=+=故B错误；C．由UIR=可得，两灯泡的电阻1116V12Ω0.5AURI===，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。

2．如图甲所示的电路，电源电压U＝10V（恒定不变），R2＝8Ω，闭合开关S后，V2表的示数为7V，把甲电路中的两个电压表换成两个电流表，如图乙所示，闭合开关S后，A1表的示数为1.75A，下列说法正确的是（）A．甲电路中V1表的示数为3V B．乙电路中A2表的示数为2.25AC．R1=12ΩD．乙电路中R3的电流为0.5A【答案】CD【解析】【详解】A．图甲中R1、R2和R3串联，V1表的测量电阻R1和R2的电压，V2表的测量电阻R2和R3的电压，电源电压U＝10V，闭合开关S后，V2表的示数为7V，根据串联电路电压规律，R1两端电压为：10V-7V=3VV1表的示数肯定大于3V，故A错误；BCD ．图乙中三个电阻并联，电流表A 1测量R 2和R 3中的电流，电流表A 2测量R 1和R 2中的电流，通过R 2的电流：I 2=2U R =10V 8Ω=1.25A通过R 3的电流：I 3=I A1−I 2=1.75A−1.25A=0.5A故D 正确；根据欧姆定律可得，R 3的阻值：R 3=3U I =10V 0.5A=20Ω 图甲中，三个电阻串联，电路中的电流：I =V223U R R +=7V 8Ω20Ω+=0.25A 根据串联电路电压的特点，U 1=U −U V2=10V−7V=3V由I =U R可得，R 1的阻值： R 1=1U I =3V 0.25A=12Ω 故C 正确；图乙中三个电阻并联，电流表A 2测量R 1和R 2中的电流，I A2=I ′1+I 2=1U R +I 2=10V 12Ω+1.25A=0.83A+1.25A=2.08A 故B 错误；3．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10.8WC ．小灯泡的电功率最小值为0.75WD ．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 6VP 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2U P R=可知，灯泡的电阻 22L (6V)12Ω3WU 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 18V15V3VU U U=-=-=此时电路中的电流LR LL3V0.25A12ΩUI I IR=====所以滑动变阻器连入的最大电阻RmaxR15V60Ω0.25AURI===此时小灯泡的最小电功率min L L3V0.25A0.75WP 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。

4．小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪，R是一根粗细均匀的电阻丝，其每厘米长的电阻为0.5 Ω，电路各部分均接触良好．物体M只能在导轨上做直线运动，并带动与之相连的金属滑片P移动，电压表示数可反映物体M移动的距离．开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝中点，此时电压表和电流表示数分别为1.5 V和0.2 A．由此可知A．电阻丝的总电阻为7.5 ΩB．当电压表示数为2 V时，物体M向左移动了5 cmC．当电压表示数为1 V时，物体M向左移动了5 mD．若开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝某端点，可测量的最大距离30 cm【答案】BD【解析】【分析】滑片移动时，电阻丝接入电路的电阻不变，一直等于其总电阻，所以电流表示数保持0.2A 不变，但由于与电压表并联的那部分电阻丝的长度变化，所以电压表的示数改变，滑片向左移动时，电压表示数变大，向右移动时，示数变小。

【详解】A．滑片在中点时，电压表测量的是一半电阻丝分得的电压，其阻值为1.5V'7.50.2AURI===Ω则电阻丝的总电阻为15Ω，所以A错；B．当电压表示数为2 V时，比滑片在中点时增大了0.5V，则与电压表并联的电阻增大了110.5V=2.5Ω0.2AU R I == 电阻丝的长度增加了 2.5Ω==5cm 0.5Ω/cm l ∆ 所以物体M 向左移动了5 cm ，B 对；C ．当电压表示数为1 V 时，比滑片在中点时减小了0.5V ，则与电压表并联的电阻减小了2.5Ω，电阻丝的长度减小了5cm ，所以物体M 向右移动了5 cm ，C 错；D ．若开始测量前，如果将金属滑片P 置于电阻丝的左端，电压表测的是整根电阻丝的电压，所以可测量的最大距离是max 15Ω==30cm 0.5Ω/cml D 对。

故选BD 。

5．如图所示，电源电压恒为6V ，小灯泡L 标有“4V 1.6W ”字样（阻值保持不变），R 1=20Ω。

滑动变阻器R 2标有“30Ω 1A ”。

电流表的量程为0~0.6A ，电压表的量程为0~3V 。

下列说法正确的是（ ）A ．闭合S 2，断开S 1、S 3时，通过电阻R 1电流为0.2AB ．断开S 2，闭合S 1、S 3时，滑动变阻器R 2连入阻值范围5Ω~10ΩC ．闭合开关S 3，断开S 1、S 2时，电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9WD ．闭合所有开关，滑动变阻器R 2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A ．从图中可以看到，闭合S 2，断开S 1、S 3时，灯泡和电阻R 1串联接在电路中，灯泡的电阻大小是()22L L L 4V 10Ω1.6W UR P ===根据欧姆定律可知，通过电阻R 1电流大小是1L 16V 0.2A 10Ω20ΩU I I R R ====++即通过电阻R 1电流是0.2A ，A 正确；B ．断开S 2，闭合S 1、S 3时，只有滑动变阻器R 2接入电路，电流表的量程为0~0.6A ，当电路的电流最大是0.6A ，滑动变阻器接入电路的阻值大小是2max 6V 10Ω0.6AU R I === 这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值，所以滑动变阻器R 2连入阻值范围是10Ω~30Ω，B 错误；C ．闭合开关S 3，断开S 1、S 2时，灯泡和变阻器R 2串联接在电路中，根据2P I R =可知，当电路中的电流最小时，灯泡的电功率最小，这时电路中的总电阻最大，电路中的电流大小是min 6V 0.15A 10Ω30ΩI ==+ 这个电流值大小没有超过电流表的量程，也没有超过滑动变阻器的最大电流限度 电压表的示数是L 0.15A 10Ω 1.5V U =⨯=这个电压值没有超过电压表的量程，这时灯泡的最小电功率是()22Lmin min L 0.15A 10Ω0.225W P I R ==⨯= 当电路中的电流最大时，灯泡的电功率最大，这时电路中的总电阻最小，假如电流大小是0.6A ，那么电压表的示数是L 0.6A 10Ω6V U =⨯=这个电压的数值大过了电压表的量程，所以电流不能是0.6A ，假如电压表的示数达到最大3V ，这时电流最大，大小是max 3V 0.3A 10ΩI == 这个电流值大小符合电路的安全要求，所以灯泡的最大电功率是 ()22Lmax max L 0.3A 10Ω0.9W P I R ==⨯=综上所述，电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9W ，C 正确；D ．闭合所有开关，灯泡被短路，电阻R 1、R 2并联接在电路中，根据2U P R=可知，当R 2的电阻最小时，其电功率最大，流过它的电流最大，是0.6A ，其阻值大小是2min 6V 10Ω0.6AR == 电功率大小是 ()222max 2min 6V 3.6W 10ΩU P R === 当R 2的电阻最大时，其电功率最小，流过它的电流最小，假如R 2的电阻是30Ω，其电流大小是2min2max 6V0.2A30ΩUIR===这个电流大小符合电路的安全要求，那么其电功率大小是()222min2max6V1.2W30ΩUPR===那么滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是2max2min: 3.6W:1.2W3:1P P==D正确。