中考物理欧姆定律的计算问题-经典压轴题含答案

一、欧姆定律的计算问题难题易错题1．如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R 2=3Ω，滑动变阻器的最大阻值为R 。

将滑动变阻器的滑片P 移至右端，只闭合开关S 1，电压表V 1示数为U 1，电压表V 2的示数为U 2，电流表A 的示数为0.4A ；再将滑动变阻器的滑片P 置于左端时，电压表V 1示数为U 1′，电压表V 2示数为U 2′。

已知U 1：U 1′=2：1，U 2：U 2′=1：3，以下说法不正确的是（ ）A ．R 的电阻为10ΩB ．当开关都闭合，电路消耗的最小功率为30WC ．电源电压为6VD ．只闭合开关S 1时，电路消耗的最大功率为7.2W 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】将滑动变阻器的滑片P 移至右端接入阻值最大，只闭合开关S 1时，三个电阻串联，电压表V 1测量电阻R 与定值电阻R 1两端电压，电压表V 2测量定值电阻R 2两端电压，电流表测量电路电流，此时111()U R R I =+ 2213Ω0.4A 1.2V U R I ==⨯=且012U U U =+再将滑动变阻器的滑片P 置于左端时接入阻值为零，此时112U R I '= 222U R I '=且012U U U ''=+已知U 1：U 1′=2：1，U 2：U 2′=1：3，联立可得11212232UU U U U U ''+=+=+U 1：U 2=4：1则电源电压为012255 1.2V 6V U U U U =+==⨯=1244 1.2V 4.8V U U ==⨯=故C 正确，C 不符合题意； 滑片P 置于左端时电路电流为2222233 1.2V 1.2A 3ΩU U I R R '⨯====即定值电阻R 1为1212222 1.2V2Ω1.2AU U R I I '⨯==== 则滑动变阻器的最大阻值为111111 4.8V 2Ω10Ω0.4AU U R R R I I =-=-=-= 故A 正确，A 不符合题意；只闭合开关S 1时，由P=UI 可知当滑片P 置于左端时接入阻值为零时，电路消耗功率最大，为26V 1.2A 7.2W P UI ===⨯故D 正确，D 不符合题意；当开关都闭合时，三个电阻并联，电路消耗功率为22122R R U U P R U '=++可知，当滑动变阻器的滑片P 移至右端接入阻值最大时，电路功率最小，为2226V 6V 6V 10Ω3()()()Ω2Ω33.6W P '=++=故B 错误，B 符合题意。

故选B 。

2．如图甲，滑动变阻器标有“20Ω 2A”，闭合开关S ，滑动变阻器的滑片从最右端滑至某一位置时，小灯泡正常发光。

电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。

下列说法中正确的是（ ）A．电源电压为12VB．小灯泡的额定功率为6WC．电路的总功率变化范围是7.5W〜15WD．小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为3Ω【答案】BCD【解析】【详解】A．从图甲可以看到，这是一个串联电路，电压表V2测的是电阻R0的电压，电压表V1测的是电阻R0和灯泡L的电压之和，当电流表的示数是0.5A时，滑动变阻器处于最右端，两电压表的读数是5V、3V，由于电压表V1的示数大于电压表V2的示数，所以15VU=、23VU=，滑动变阻器的电压是0.5A20Ω10VU IR==⨯=滑滑所以电源电压是15V10V15VU U U=+=+=滑电源A错误；B．由题意可知，当电路中电流是1.0A时，小灯泡正常发光，电压表V2的示数是6V，电压表V1的示数是12V，那么这时小灯泡的电压是12V-6V6VU==灯那么小灯泡的额定功率是6V1A6WP U I==⨯=灯灯灯B正确；C．电路的电流变化范围是0.5A到1A，那么电路的总功率最小是min min 15V0.5A7.5WP U I==⨯=电源电路的总功率最大是max max 15V1A15WP U I==⨯=电源所以电路的总功率变化范围是7.5W〜15W，C正确；D．当小灯泡正常发光时，电路中电流是1.0A，滑动变阻器连入电路的电阻两端电压是'15V-12V3VU==滑滑动变阻器连入电路的电阻为'''3V 3Ω1A U R I ===滑滑滑D 正确。

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UI 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3W0.5A 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 max18V 6V24Ω0.5AU 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 18V 15V 3V U U U =-=-=此时电路中的电流L R L L 3V0.25A 12ΩU I I I R ===== 所以滑动变阻器连入的最大电阻R max R 15V60Ω0.25AU R I === 此时小灯泡的最小电功率min L L 3V 0.25A 0.75W P 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．如图所示，电源电压为4.5V 且保持不变，两电压表的量程均为0~3V ，电流表量程为0~0.6A ，小灯泡L 标有“3V 1.5W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，闭合开关S ，移动滑片P ，在保证电路中各元件都不损坏的情况下，下列说法中不正确的有（ ）.A ．电流表示数的变化范围是0.25~0.5AB ．电压表V 1示数的变化范围是1.5～3VC ．电路中小灯泡的实际功率的变化范围是0.375～1.5WD ．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3~20Ω 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由图知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表1V 测灯泡两端的电压，2V 测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流． 由P UI =可得，灯泡正常工作电流：1.5W==0.5A 3VP I U =额额额， 灯泡的电阻：22(3V)=6Ω1.5WL U R P ==额额， 因串联电路中电流处处相等，所以，为了电路安全，则电路中的最大电流：0.5A I I ==额最大，此时灯泡正常发光，电压表1V 的示数最大为：3V L U U ==额最大，则灯泡的最大功率：1.5W L P P ==额最大，由串联电路特点和欧姆定律可得，变阻器接入电路的最小阻值：4.5V -3V=3Ω0.5AL R U U U R I I -===最大滑小最大最大； 当变阻器两端的电压（2V 示数）最大3V 时，灯泡两端的电压最小，此时变阻器连入电路的阻值最大，电路中电流最小，灯泡的最小电压(1V 的最小示数)4.5V -3V =1.5V L R U U U =-=最小最大，电路中的最小电流：1.5V=0.25A 6ΩL L LU I I R ===最小最小最小，灯泡的最小功率：1.5V?0.25A =0.375W L L P U I ==最小最小最小，变阻器连入电路的最大阻值：3V=12Ω0.25AR U R I ==最大滑大最小． 综上可知，电流表示数的变化范围是0.25A ~0.5A ， 电压表1V 示数的变化范围是1.5V ~3V ，电路中小灯泡的实际功率的变化范围是0.375W ~1.5W ，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3~12Ω，故选D ．5．如图所示，电源电压为18V ，R 0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“100Ω 2A ”，电流表的量程为“0~0.6A ”，小灯泡上标有“12V 6W ”字样。

不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则( )A ．S 、S 1、S 2都闭合，电路消耗的总功率最小值为5.4WB ．S 、S 1、S 2都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是30ΩC ．S 闭合，S 1、S 2都断开，滑动变阻器接入电路的阻值范围是6~100ΩD ．S 闭合，S 1、S 2都断开，调节滑动变阻器，灯泡的功率变化范围是0.5~6W 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A ．S 、S 1、S 2都闭合，灯被短路，滑动变阻器与R 0并联，电流表测干路电流，通过定值电阻的电流0018V =0.3A 60ΩU I R == 当滑动变阻器接入电路阻值最大时，通过滑动变阻器的最小电流min 18V =0.18A 100ΩU I R ==滑 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0min 0.3A+0.18A=0.48A I I I =+=电路消耗的总功率最小值18V 0.48A=8.64W P UI ==⨯小故A 错误；B ．由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A ，此时通过滑动变阻器的最大电流00.6A-0.3A=0.3A I I I ''=-=滑滑动变阻器接入电路中的最小阻值18V=60Ω0.3AU R I ''==滑滑 故B 错误；C ．S 闭合，S 1、S 2都断开，滑动变阻器与L 串联，电流表测电路中的电流，由P = UI 可得，灯泡的额定电流L L L 6W =0.5A 12VP I U == 因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为2A ，电流表的量程为0~ 0.6A 所以，电路中的最大电流0.5A I =大由UI R=可得，灯泡的电阻和电路中的最小总电阻分别为 L L L 12V240.5AU R I ===Ω 18V 360.5AU R I ===Ω大 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L 362412R R R =-=Ω-Ω=Ω滑小因此滑动变阻器接入电路的阻值范围是12 ~ 100Ω，故C 错误;D ．当变阻器的最大电阻连入电路中时，电路中电流最小，灯的实际功率最小，串联电阻的规律L 24100124R R R =+=Ω+Ω=Ω滑总由欧姆定律，电路小的最小电流18V 9=A 124Ω62U I R ==最小总 灯的最小功率2L 9A 240.5W 62P I R ⎛⎫=⨯=⨯Ω≈ ⎪⎝⎭灯最小故灯泡的功率变化范围是0.5~ 6W ，故D 正确。