专题20 欧姆定律与电功率(解析版)
【物理】物理电功率题20套(带答案)及解析
【物理】物理电功率题20套(带答案)及解析一、电功率选择题1．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中保持不变的是（）A. 用电器消耗的总功率B. 电压表V的示数与电流表A的示数的比值C. 电流表A的示数与电流表A1的示数的差值D. 电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积【答案】D【解析】【解答】由电路图知道，R1与R2并联，电流表A1测R1的电流，电流表A测并联电路的总电流，电压表测电源电压，所以无论滑片如何移动，电压表的示数不变；当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变大，由P=U2/R知道，用电器消耗的总功率变小，A不符合题意；由图知道，电压表V的示数与电流表A的示数的比值等于电路的总电阻，由于滑动变阻器的滑片P向右移动而使总电阻变大，所以该比值变大，B 不符合题意；因为并联电路中各支路互不影响，所以当滑动变阻器的滑片P向右移动时，通过R1的电流不变，即电流表A1示数不变，但变阻器由于连入电路中的电阻变大，而使通过变阻器的电流变小，由于电流表A的示数与电流表A1的示数的差值等于通过变阻器的电流，所以，该差值会变小，C不符合题意；又因为电压表示数不变、电流表A1示数不变，所以电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积不变，D符合题意，故答案为：D。
【分析】结合电路图判断电阻的连接方式及电表的测量对象，通过滑动变阻器的滑片P向右移动时变阻器连入电路中的电阻变化，结合欧姆定律、并联电路的规律、电功率公式进行分析即可.2．小明利用电能表测量某个家用电器的电功率，当电路中只有这个电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为1.2kW•h，那么用这个电器是（）A. 液晶电视机B. 台式计算机C. 家用空调D. 电冰箱【答案】C【解析】【解答】解：用电器在t=1h内消耗的电能为W=1.2kW•h，用电器的电功率：P= = =1.2kW=1200W，液晶电视机的电功率约为100W，台式计算机的电功率约为200W，空调的电功率约为1000W，电冰箱的功率约为100W，所以电功率是1200W的用电器是空调．故选C．【分析】根据用电器在1h内消耗的电能，结合公式P= ，求出电功率，再与题目中给出的用电器的功率比较即可．3．小龙家上月初电能表示数为，电能表的部分参数及上月末的示数如图所示，表盘上“3200imp/（kW•h）”表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次，下列选项正确的是（）A. 小龙家上月消耗的电能为680kW•hB. 小龙家同时使用的用电器总功率不可超过2200WC. 指示灯闪烁的次数越多，电能表所在电路接入的用电器总功率越大D. 断开其它用电器，只让阻值是100Ω的电热棒单独工作3min，指示灯闪烁64次，此时小龙家的实际电压是200V【答案】D【解析】【解答】解：A、电能表的读数时，最后一位是小数，单位kW•h，小龙家上月消耗的电能为772.3kW•h ﹣704.3kW•h=68kW•h，故A错；B、小龙家同时使用的用电器最大总功率P=UI=220V×20A=4400W，故B错；C、电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，而指示灯闪烁的次数多表示，电能表所在电路消耗的电能多，总功率不一定大，故C错；D、电能表上的指示灯闪烁了64次消耗的电能：W= kW•h=0.02kW•h；电热棒的电功率：P= = =0.4kW=400W．由P= 得实际电压：U= = =200V，故D正确．故选D．【分析】（1）电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数；②最后一位是小数；③单位kW•h；求出本月消耗的电能；（2）10（20）A，10A是指电能表的标定电流，20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，利用P=UI求小龙家同时使用的用电器最大总功率；（3）电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢；（4）3200imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次，从而可求闪烁64次消耗的电能；根据公式P= 求出电热棒的电功率，再利用P= 求实际电压．4．如图所示的电路，电源电压不变，灯L标有“6V3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化。
初中物理考点讲练考第15讲—欧姆定律(考点精讲)(解析版)
第15讲—欧姆定律2023年中考物理一轮复习讲练测一、思维导图二、考点精讲考点1 电阻上的电流跟两端电压的关系1. 当电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
2. 当电压一定时，导体的电流跟导体的电阻成反比。
考点2 欧姆定律及其应用1. 欧姆定律（1）内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
（德国物理学家欧姆）（2）公式：I = UR R=UI U=IRU—电压—伏特（V）；R—电阻—欧姆（Ω）；I—电流—安培（A）（3）使用欧姆定律时需注意：R=UI 不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。
因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度，其大小跟导体的电流和电压无关。
人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
拓展：对欧姆定律的理解1．U ＝IR 电压与电流成正比，电压是形成电流的原因（电阻不确定）．2．R ＝U I ⎩⎪⎨⎪⎧电阻与电压成正比电阻与电流成反比此变形式只是提供一种测量、计算电阻的方法，电阻的大小与电压和电流无关．2. 电阻的串联和并联电路规律的比较减小，则总电阻随着减小。
拓展：欧姆定律在串、并联电路中的应用 1．串联电路电阻和电压的定性关系（1）串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和，即R ＝R1＋R2＋…＋Rn. （2）串联电路的电压：U1U2＝R1R2，U1U ＝R1R.即U ＝U1＋U2.2．并联电路电阻和电流的定性关系（1）即1R ＝1R1＋1R2＋…＋1Rn .（2）并联电路的电流：I1I2＝R2R1，I1I ＝RR1.即I ＝I1＋I2.考点3 电阻的测量1. 伏安法测量小灯泡的电阻 （1）实验原理：R=UI（2）实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
（3）实验电路：（4）实验步骤】 ①按电路图连接实物。
②检查无误后闭合开关，使小灯泡发光，记录电压表和电流表的示数，代入公式R=UI 算出小灯泡的电阻。
初三物理欧姆定律题20套(带答案)及解析
初三物理欧姆定律题20套(带答案)及解析一、欧姆定律选择题1．生活处处有物理，下列说法错误的是（）A. 用筷子夹取食物时，利用了摩擦力B. 公交车内的破窗锤是通过增大受力面积的方法来减小压强C. 打开醋瓶能闻到酸味说明分子做无规则运动D. 驾驶员在驾驶车辆时需系上安全带是防止惯性带来的伤害【答案】 B【解析】【解答】A、筷子能夹住食物放入嘴里而不掉下来，主要是靠筷子和食物之间存在摩擦力，该选项说法正确；B、公交车内的破窗锤是通过减小受力面积的方法来增大压强，该选项说法错误；C、打开醋瓶能迅速闻到醋的酸味，是扩散现象，说明了分子在运动，该选项说法正确；D、当汽车突然刹车时，驾驶员和坐在前排的乘客由于惯性仍保持原来的向前运动的状态，容易撞上前挡风玻璃，从而造成伤害，故必须系好安全带．该选项说法正确；故选B．【分析】A、两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力；B、增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积来增大压强．在受力面积一定时，增大压力来增大压强；C、物质是由分子组成的，组成物质的分子永不停息地做无规则运动；D、一切物体都有保持原有运动状态不变的性质，这就是惯性．系安全带可以在很大程度上防止车辆因紧急刹车时，人由于惯性向前倾可能造成的伤害．2．如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（）A. 电源电压为8VB. R1的阻值为20ΩC. 电路前后电流之比为1：3D. 电路总功率变化了1.2W【答案】 D【解析】【解答】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑片在B处时，电路中的电流：I1＝，则滑动变阻器两端的电压：U2＝I1×R2＝ ×R2＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，即此时滑动变阻器两端电压为U2＝4V﹣1V＝3V，同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：U2′＝ × ＝3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②用①式比②式可得：＝，解得：R2＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③将③代入①式可得：＝4V，解得：U＝6V，A不符合题意；（2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻两端的电压为U1＝6V﹣4V＝2V，此时定值电阻R1的功率为0.8W，即；P1＝＝＝0.8W，解得：R1＝5Ω，则R2＝2R1＝2×5Ω＝10Ω，B不符合题意；（3）电路前后电流之比为I1：I2＝：＝：＝，C不符合题意；（4）电路总功率变化了：△P＝P2总﹣P1总＝﹣＝﹣＝1.2W，D符合题意。
物理欧姆定律题20套(带答案)及解析【可编辑全文】
可编辑修改精选全文完整版物理欧姆定律题20套(带答案)及解析一、欧姆定律选择题1．如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图，当闭合开关时，发现灯L不亮，电流表有明显示数，电压表示数为零，若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处，则下列判断正确的是（）A. 灯L断路B. 灯L短路C. 变阻器R断路D. 变阻器R 短路【答案】B【解析】【解答】A. 灯L断路时，电压表串联在电路中，会有示数，而电压表的电阻很大，所以电流表无示数，A不符合题意；B. 灯L短路时，电压表同时被短路，不会有示数，此时电路是通路，所以电流表会有示数，B符合题意；C. 变阻器R断路时，整个电路是断路状态，两电表都不会有示数，C不符合题意；D. 变阻器R短路时，只有灯连接在电路中，电压表和电流表都应该有示数，D不符合题意；故答案为：B。
【分析】本题利用了串联电路的电流特点分析电路故障，小灯泡不发光说明灯泡短路或电路中电流过小或电路某处断路.2．如图所示，若电路中电源两端的电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中（）A. 电压表V1的示数变大，电流表A的示数变大B. 电压表V2的示数变大，电流表A的示数变小C. 电压表V1的示数变大，电流表A的示数变小D. 电压表V2的示数变大，电流表A的示数变大【答案】 A【解析】【解答】解：由图知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，V1测量R1两端的电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量串联电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中，滑动变阻器的电阻变小，由串联分压的规律可知，变阻器分担的电压变小，即电压表V2示数变小；电源电压不变，所以定值电阻两端的电压就变大，即电压表V1示数变大；定值电阻的阻值不变，滑动变阻器的电阻变小，所以整个电路的总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流就变大，即电流表的示数就变大。
BCD不符合题意，A 符合题意。
(物理)物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)及解析
（物理）物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y 轴方向没有变化，与横坐标x 的关系如图2所示，图线是双曲线（坐标轴是渐进线）；顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON 固定在水平面内，ON 与x 轴重合，一根与ON 垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON 向右滑动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．已知t=0时，导体棒位于顶角O 处；导体棒的质量为m=2kg ；OM 、ON 接触处O 点的接触电阻为R=0.5Ω，其余电阻不计；回路电动势E 与时间t 的关系如图3所示，图线是过原点的直线．求：（1）t=2s 时流过导体棒的电流强度I 2的大小； （2）1～2s 时间内回路中流过的电量q 的大小；（3）导体棒滑动过程中水平外力F （单位：N ）与横坐标x （单位：m ）的关系式． 【答案】（1）t=2s 时流过导体棒的电流强度I 2的大小为8A ； （2）1～2s 时间内回路中流过的电量q 的大小为6C ；（3）导体棒滑动过程中水平外力F 与横坐标x 的关系式为F=（4+4）N ．【解析】试题分析：（1）根据E —t 图像中的图线是过原点的直线特点 有：EI R=得：28I A =（2分） （2）可判断I —t 图像中的图线也是过原点的直线 （1分） 有：t=1s 时14I A =可有：122I I q I t t +=∆=∆（2分） 得：6q C =（1分）（3）因θ=45°，可知任意t 时刻回路中导体棒有效切割长度L=x （2分） 再根据B —x 图像中的图线是双曲线特点：Bx=1 有：()E BLv Bx v ==且2E t =（2分）可得：2v t =，所以导体棒的运动是匀加速直线运动，加速度22/a m s =（2分） 又有：()F BIL BIx Bx I 安===且I 也与时间成正比 （2分） 再有：F F ma -=安（2分）212x at =（2分） 得：44F x =+（2分）考点：本题考查电磁感应、图像、力与运动等知识，意在考查学生读图、试图的能力，利用图像和数学知识解决问题的能力．2．有三盘电灯L1、L2、L3，规格分别是“110V，100W”，“110V，60W”，“110V，25W”要求接到电压是220V的电源上，使每盏灯都能正常发光．可以使用一直适当规格的电阻，请按最优方案设计一个电路，对电阻的要求如何？【答案】电路如图所示，电阻的要求是阻值为806.7Ω，额定电流为A．【解析】将两个电阻较大的电灯“110V 60W”、“110V 25W”与电阻器并联，再与“110V100W”串连接在220V的电源上，电路连接如图所示，当左右两边的总电阻相等时才能各分压110V，使电灯都正常发光．由公式P=UI得L1、L2、L3的额定电流分别为：I1==A=A，I2==A=A，I3=A=A则通过电阻R的电流为 I=I1﹣I2﹣I3=A=AR==Ω=806.7Ω答：电路如图所示，电阻的要求是阻值为806.7Ω，额定电流为A．【点评】本题考查设计电路的能力，关键要理解串联、并联电路的特点，知道用电器在额定电压下才能正常工作，设计好电路后要进行检验，看是否达到题目的要求．3．图示为汽车蓄电池与车灯、小型启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω，电表可视为理想电表。
第6课 专题 欧姆定律图像专题(解析版)-2023-2024学年九年级物理上册同步学与练(苏科版)
第6课专题欧姆定律图像专题1.进一步熟练、巩固欧姆定律的应用2.了解欧姆定律中不同图像的含义3.掌握图像题的答题方法与注意点1.串并联电路特点1串联电路：电流关系：I=I1=I2电压关系：U=U1+U2电阻关系：R=R1+R2 2并联电路：电流关系：I=I1+I2电压关系：U=U1=U2电阻关系：1/R=1/R1+1/R22.欧姆定律1内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比.2公式：I=U/R3变形公式：U=IR R=U/I4电流与电压电阻的关系当电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当电压一定时，导体的电流跟导体的电阻成反比。
知识点一：定值电阻的I-U或U-I图像1．弄清图像的纵坐标和横坐标所表示的物理量及单位；2．观察图像形状，初中阶段常见的图像有三种：①直线形式；②曲线形式；③折线形式。
【探究重点】一般情况下，在I-U 图象中，找一点读出对应的电流和电压，根据欧姆定律R=U/I 求出元件A 、B 的电阻；根据串联分压及并联分流的原理求解即可。
【例题精讲】1.（2022·安徽省）图示为电阻R 1和R 2的I -U 图像，由图可知（）。
A.R 1的阻值为5Ω；B.R 1的阻值小于R 2的阻值；C.将R 1、R 2串联接入电路，通电后R 1两端的电压大于R 2两端的电压；D.将R 1、R 2并联接入电路，通电后通过R 1的电流大于通过R 2的电流【答案】C。
【解析】AB．由图知电阻R 1和R 2的I -U 图像，都是过原点的斜线，说明电阻R 1和R 2两端的电压与通过它们的电流成正比，两电阻的阻值是固定不变的。
当电压为1V 时，通过电阻R 1和R 2的电流分别为0.10A、0.20A，由欧姆定律可知，电阻R 1和R 2的阻值分别为111V10Ω0.10AU R I ===221V 5Ω0.20AU R I ===由计算可知，R 1的阻值大于R 2的阻值。
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)及解析
高中物理闭合电路的欧姆定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示，R 1=R 2=2.5Ω，滑动变阻器R 的最大阻值为10Ω，电压表为理想电表。
闭合电键S ，移动滑动变阻器的滑片P ，当滑片P 分别滑到变阻器的两端a 和b 时，电源输出功率均为4.5W 。
求 (1)电源电动势；(2)滑片P 滑动到变阻器b 端时，电压表示数。
【答案】(1) 12V E = (2) 7.5V U = 【解析】 【详解】(1)当P 滑到a 端时，21124.5RR R R R R =+=Ω+外 电源输出功率：22111(E P I R R R r==+外外外） 当P 滑到b 端时，1212.5R R R =+=Ω外电源输出功率：22222(E P I R R R r==+'外外外） 得：7.5r =Ω 12V E =(2)当P 滑到b 端时，20.6A EI R r==+'外电压表示数：7.5V U E I r ='=-2．如图所示电路中，19ΩR =，230ΩR =，开关S 闭合时电压表示数为11.4V ，电流表示数为0.2A ，开关S 断开时电流表示数为0.3A ，求： (1)电阻3R 的值．(2)电源电动势和内电阻．【答案】（1）15Ω （2）12V 1Ω 【解析】 【详解】(1)由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：21123()IR U I R IR R =++ 解得：315ΩR =(2) 由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：213()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+联立解得：12V E =1Ωr =3．手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。
高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)
高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．在如图甲所示电路中，已知电源的电动势E＝6 V、内阻r＝1 Ω，A、B两个定值电阻的阻值分别为R A＝2 Ω和R B＝1 Ω，小灯泡的U－I图线如图乙所示，求小灯泡的实际电功率和电源的总功率分别为多少？【答案】0.75 W(0.70 W～0.80 W均算正确)；10.5 W(10.1 W～10.9 W均算正确)【解析】【详解】设小灯泡两端电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律有E＝U＋（I+） (R A＋r)代入数据有U＝1.5－0.75I作电压与电流的关系图线，如图所示：交点所对应的电压U＝0.75 V(0.73 V～0.77 V均算正确)电流I＝1 A(0.96 A～1.04 A均算正确)则灯泡的实际功率P＝UI＝0.75 W(0.70 W～0.80 W均算正确)电源的总功率P总＝E（I+）＝10.5 W(10.1 W～10.9 W均算正确)2．为了检查双线电缆CE、FD中的一根导线由于绝缘皮损坏而通地的某处，可以使用如图所示电路。
用导线将AC、BD、EF连接，AB为一粗细均匀的长L AB=100厘米的电阻丝，接触器H可以在AB上滑动。
当K1闭合移动接触器，如果当接触器H和B端距离L1=41厘米时，电流表G中没有电流通过。
试求电缆损坏处离检查地点的距离（即图中DP的长度X）。
其中电缆CE=DF=L=7．8千米，AC、BD和EF段的电阻略去不计。
【答案】6.396km【解析】【试题分析】由图得出等效电路图，再根据串并联电路规律及电阻定律进行分析，联立可求得电缆损坏处离检查地点的距离．等效电路图如图所示：电流表示数为零，则点H和点P的电势相等。
由得，则又由以上各式得：X=6.396km【点睛】本题难点在于能否正确作出等效电路图，并明确表头电流为零的意义是两端的电势相等．3．如图25甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料．图25乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连．质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场．已知A、B两极板间加速电压为U0，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为n．尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集．通过调整高压直流电源的输出电压U 可以改变收集效率η（被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值）．尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计．在该装置处于稳定工作状态时：（1）求在较短的一段时间Δt 内，A 、B 两极板间加速电场对尘埃所做的功； （2）若所有进入通道的尘埃都被收集，求通过高压直流电源的电流； （3）请推导出收集效率η随电压直流电源输出电压U 变化的函数关系式． 【答案】（1）nbd ΔtqU 02qU m （2）02qU m（3）若y <d ，即204L U dU <d ，则收集效率η＝y d ＝2204L U d U (U < 2024d U L) ；若y ≥d 则所有的尘埃都到达下极板，收集效率η＝100% (U ≥2024d U L) 【解析】试题分析：（1）设电荷经过极板B 的速度大小为0v ，对于一个尘埃通过加速电场过程中，加速电场做功为00W qU =在t ∆时间内从加速电场出来的尘埃总体积是0V bdv t =∆ 其中的尘埃的总个数()0N nV n bdv t ==∆总故A 、B 两极板间的加速电场对尘埃所做的功()000W N qU n bdv t qU ==∆总 对于一个尘埃通过加速电场过程，根据动能定理可得20012qU mv = 故解得02qU W nbd tqU m=∆（2）若所有进入矩形通道的尘埃都被收集，则t ∆时间内碰到下极板的尘埃的总电荷量()0Q N q nq bdv t ∆==∆总通过高压直流电源的电流002qU QI nQbdv t m∆===∆ （3）对某一尘埃，其在高压直流电源形成的电场中运动时，在垂直电场方向做速度为0v 的匀速直线运动，在沿电场力方向做初速度为0的匀加速直线运动 根据运动学公式有：垂直电场方向位移0x v t =，沿电场方向位移212y at =根据牛顿第二定律有F qE qU am m md ===距下板y处的尘埃恰好到达下板的右端边缘，则x=L解得24L UydU=若y d<，即24L UddU<，则收集效率22224()4d Uy L UUd d U Lη==<若y d≥，则所有的尘埃都到达下极板，效率为100％224()d UUL≥考点：考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直线或曲线），然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化的观点，选用动能定理和功能关系求解4．一台电动机额定电压为220V，线圈电阻R=0．5Ω，电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4A，电动机正常工作10s，求：（1）消耗的电能．（2）产生的热量．（3）输出的机械功率．【答案】（1）消耗的电能为8800J；（2）产生的热量为80J；（3）输出的机械能为8720J．【解析】试题分析：（1）电动机额定电压为220V，电流为4A，电动机正常工作10s，消耗的电能：W=UI t=220×4×10=8800J；（2）产生的热量：Q=I2Rt=42×0．5×10=80J；（3）根据能量守恒定律，输出的机械能为：E机=W﹣Q=8800﹣80=8720J；考点：电功、电功率．5．如图所示电路中，灯L标有“6V，3W”，定值电阻R1=4Ω，R2=10Ω，电源内阻r=2Ω，当滑片P滑到最下端时，理想电流表读数为1A，此时灯L恰好正常发光，试求：（1）滑线变阻器最大值R；（2）当滑片P 滑到最上端时，电流表的读数 【答案】 【解析】试题分析：（1）灯L 的电阻为：R L =LLP U 2=12Ω当P 滑到下端时，R 2被短路，灯L 与整个变阻器R 并联，此时灯正常发光，通过灯L 的电流为：I L =LLU P =0．5A 通过变阻器R 的电流为：I R =I A -I L =1A-0．5A=0．5A 则I R =I L ，即得滑线变阻器最大值为：R=R L =12Ω （2）电源电动势：1()12V L LRR E I R r R R =++=+=当P 滑到上端时，灯L 、变阻器R 及电阻R 2都被短路，此时电流表的读数为：I′=r R E+=2A 考点：【名师点睛】闭合电路的欧姆定律6．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S 、长为l 的直导线，单位体积内有n 个自由电子，一个电子电量为e ．该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为U ，假设自由电子定向移动的速率均为v ． （1）求导线中的电流I ；（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t 内电流做功W 为多少，小红和小明给出了不同的想法：小红记得老师上课讲过，W =UIt ，因此将第（1）问求出的I 的结果代入，就可以得到W 的表达式．但是小红不记得老师是怎样得出W =UIt 这个公式的．小明提出，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即=U E l ，设导体中全部电荷为q 后，再求出电场力做的功=UW qEvt q vt l=，将q 代换之后，小明没有得出W =UIt 的结果．请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程．（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j ，导线的电阻率为ρ，试证明：Uj lρ=． 【答案】（1）I neSv =（2）见解析（3）见解析【解析】（1）电流定义式QI t=，在t 时间内，流过横截面的电荷量Q nSvte =，因此I neSv =； （2）小红和小明说的都有一定道理a.小红说的对．由于QI t=，在t 时间内通过某一横截面的电量Q =It ，对于一段导线来说，每个横截面通过的电量均为Q ，则从两端来看，相当于Q 的电荷电势降低了U ，则W QU UIt ==．b.小明说的对．恒定电场的场强UE l=，导体中全部电荷为q nSle =， 电场力做的功=U UW qEvt qvt nSel vt nSevUt l l===； 又因为I neSv =，则W UIt =．（3）由欧姆定律：、U IR =，、由电阻定律：lR Sρ=； 则l U I S ρ=，则U I l Sρ=； 由电流密度的定义：Q Ij St S==； 故Uj lρ=；7．如图所示，P 是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L ，直径为D ，镀膜的厚度为d .管两端有导电金属箍M 、N .现把它接入电路中，测得它两端电压为U ，通过它的电流为I .则金属膜的电阻为多少？镀膜材料的电阻率为多少？【答案】U IU Dd IL π【解析】 【详解】根据欧姆定律得，金属膜的电阻U R I=． 由于金属膜的厚度很小，所以，在计算横截面积时，近似的计算方法是：若将金属膜剥下，金属膜可等效为长为L ，宽为πD （周长），高为厚度为d 的长方体金属膜的长度为L ，横截面积s =πDd ;根据LR sρ=，求得 Rs DdU L ILπρ==.【点睛】解决本题的关键掌握欧姆定律的公式和电阻定律的公式，并能灵活运用．8．如图所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12V ，电解槽内阻R A ＝2Ω，当S 1闭合，S 2、S 3断开时，电流表示数为6A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，电流表示数为5A ，且电动机输出功率为35W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，电流表示数为4A ．求：(1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少． 【答案】(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 【解析】试题分析：（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律U I R= 得12UR I ==Ω 其发热功率为：1126?W=72?W R P UI ==⨯ （2）电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得222M UI I r P =+输出所以2221M UI P r I -==Ω输出（3）电解槽工作时，由能量守恒定律得：23316?W A P UI I r =-=化考点：闭合电路欧姆定律点评：注意纯电阻电路与非纯电阻电路在的区别9．用一个标有额定电压为12V 的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图线如图所示，求：（1）设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为300K ，求正常发光条件下灯丝的温度。
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专题20 欧姆定律与电功率
一、选择题
1.（2020·贵州省黔东南州）如图甲所示的电路中，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器，电源电压保持3V 不变，闭合开关S 后，滑片P 从a 端移动到b 端，电流表示数I 与电压表示数U 的变化关系如图乙所示，下列说法不正确的是 ( )
A. 定值电阻 R 1的阻值是5Ω
B. 滑动变阻器的阻值范围是0~10Ω
C. 当滑片P 移到b 端时，电路消耗的总功率为1.8W
D. 若滑动变阻器R 2出现接触不良时，电流表示数为0， 电压表示数为3V
【答案】C
【解析】
【详解】A ．由图甲可知，两电阻串联，电压表测量R 2两端的电压，电流表测量电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时，电路中电流最大，由图乙可知最大电流为0.6A ，可得电源电压为
111=0.6A U I R R =⨯
因串联电阻中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压为
2121+0.2A +2V U I R U R ==⨯
因电源电压不变，所以
110.6A =0.2A +2V R R ⨯⨯
所以可得
12V 2V ===5Ω0.6A-0.2A 0.4A
R 故A 正确，A 不符合题意；
B ．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电流为0.2A ，电压表示数为2V ，滑动变阻器的最大阻值为
2max 22V
=100.2A
U R I ==Ω滑 所以，滑动变阻器的阻值范围是 0~10Ω，故B 正确，B 不符合题意；
C ．当滑片P 移到b 端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大为10Ω，因为电阻R 1的阻值为5Ω，所以此时电路中的总功率为
2221max (+)=(0.2A)(5Ω+10Ω)=0.6W P I R R =⨯滑
故C 错误，C 符合题意；
D ．若滑动变阻器R 2出现接触不良时，即R 2断路时，电路是串联电路，整个电路断路，所以电流表示数为0，此时电压表测量的就是电路总电压，总电压由选项A 分析可知
11==0.6A 5Ω=3V U I R ⨯
所以电压表的示数为3V ，故D 正确，D 不符合题意。
故选C 。
二、填空题
2.（2020·重庆A ）图8中电源电压为6 V 并保持不变，定值电限R 为10Ω.滑动变阳器R 标有" 20Ω 0.5A"字样，电流表量程为“0-0.6A" .电压表量程为-0-3V"。
闭合开关，移动滑片p 的过程中，为保证电路元件安全滑动变阻器R'接人电路的最小阻值为 Ω 定值电阻R 的最大功率为 W 。
答案：10Ω；0.9W
解析:当电流最大为0.5A 或定值电阻电压最大为3V 时滑到变阻器电阻最小，定值电阻的电功率最大
当U 定=3V 时；A V R U I 3.0103=Ω
==定定定,小于0.5A 所以当电流等于0.3A 时，滑动变阻器电阻最小，定值电阻的电功率最大
Ω===203.06ax A
V I U R M 总总
Ω=Ω-Ω=-=101020'min 定总R R R
W A V I U P 9.03.03max =⨯==定定定
3.（2020·四川省南充市）将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12V ，通过的电流为3A ，则该电阻丝电阻为________Ω；若将该电阻丝两端电压由12V 降至6V ，则电功率变化了________W 。
【答案】 (1). 4 (2). 27
【解析】
【详解】[1]电阻丝的电阻
R =12V 3A U I ==4Ω [2]将该电阻丝两端电压由12V 降至6V ，则电功率变化
ΔP =()()22
221212V 6V -=27W 44U U R R -=ΩΩ 4.（2020·贵州省黔东南州）有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为24 V,灯泡L 的额定电压为24 V,通过灯泡L 的电流跟其两端电压的关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为____ Ω．调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2 W 时,滑动变阻器R 连入电路的阻值是____ Ω．观察图象发现灯泡L 的电阻是在增大的,这是因为
___________________．
【答案】 (1). 60 (2). 90 (3). 灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】
【详解】灯泡两端的电压为24V 时,灯泡正常发光,由图乙可以知道此时通过灯泡的电流I L =0.4A,
根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻: 24V =
==600.4A L L U R I Ω; (2)由图乙可以知道,当灯泡两端的电压为6V,通过的电流为0.2A 时,灯泡的实际功率为1.2W,
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,灯泡的实际功率为1.2W 时,滑动变阻器两端的电压124V 6V 18V L U U U =-=-=滑, 串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得,滑动变阻器R 连入电路的阻值: 18V ===900.2A
U R I Ω滑滑 (3)在材料、长度和横截面积一定时,灯丝电阻还与温度有关,并且灯丝电阻随温度的升高而增大. 因此，本题正确答案是:60;90;灯丝电阻随温度的升高而增大.
.
【点睛】(1)额定电压下灯泡正常发光,根据图乙读出对应的电流,根据欧姆定律求出此时灯丝的电阻;
(2)由图可以知道找出灯泡的实际功率为1.2W 时灯泡两端的电压和电流,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,再根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器R 连入电路的阻值;
(3)灯丝的电阻与温度有关.
三、计算题
5. （2020·重庆A ）如图18的电路中，R 1为10Ω.R 2为30Ω.闭合开关S 后，电流表的示数为1A ,电源电压保持不变。
求:
(1)R 1两端的电压U 1:
(2)R 2在10 s 内所消耗的电能W 2
答案：
解：（1）由欧姆定律：V A R I U 10101111=Ω⨯==
（2）J s A t R I W 300103012222
2=⨯Ω⨯==）（ 6.（2020·重庆B ）如图所示，电源电压不变，定值电阻R 1阻值为10Ω，定值电阻R 2阻值为20Ω，当开关S 闭合后，电流表为0.2A 。
求：
(1)R 1两端的电压；
(2)在10s 内，电流通过R 2做的电功。
【答案】(1)2V ；(2)8J
【解析】
【详解】(1)由图可知，两电阻串联，由欧姆定律可知，R 1两端的电压
1110.2A 10Ω2V U I R ==⨯=
(2) R 2两端的电压
2220.2A 20Ω4V U I R ==⨯=
在10s 内，电流通过R 2做的电功
22V 0.2A s 4108J W U I t ⨯=⨯==
答：(1) R 1两端的电压是2V ；
(2)在10s 内，电流通过R 2做的电功是8J 。
7.（2020·山东省聊城市）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S 1、S 2，将滑动变阻器的滑片P 移到a 端时，灯泡正常发光，电压表V 的示数为6V ，电流表A 2的示数为0.4A 。
只闭合开关S 1。
将滑动变阻器的滑片P 移到b 端时，电流表A 1的示数为0.2A ，灯泡的实际功率为0.4W （不考虑温度对灯丝电阻的影响）。
求：
(1)电阻R 1的阻值；
(2)灯泡L 的额定功率；
(3)滑动变阻器R 2的最大阻值。
【答案】(1)15Ω；(2)3.6W ；(3)20Ω
【解析】
【详解】(1)闭合开关S 1、S 2，滑动变阻器的滑片P 移到a 端时，电阻R 1和灯泡L 并联，电压表测电阻R 1两端的电压，电流表A 2测通过电阻R 1的电流，所以电阻R 1的阻值
116V 150.4A
===ΩU R I (2)闭合开关S 1、S 2，滑动变阻器的滑片P 移到a 端时，电阻R 1和灯泡L 并联，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压为6V ，只闭合开关S 1，滑动变阻器的滑片P 移到b 端时。
滑动变阻器和灯泡串联，电流表A 1测电路中的电流，则灯泡的灯丝电阻
22
0.4W 10(0.2A)实实=
==ΩL P R I 灯泡L 的额定功率 22
L (6V) 3.6W 10额额
===ΩU P R (3)滑动变阻器的滑片P 移到b 端时阻值最大，只闭合开关S 1，滑动变阻器的滑片P 移到b 端时，电路中的总电阻
6V 300.2A
总实===ΩU R I 滑动变阻器R 2的最大阻值
R 2=R 总-R L =30Ω- 10Ω=20Ω
答：(1)电阻R 1的阻值是15Ω；
(2)灯泡L 的额定功率是3.6W ；
(3)滑动变阻器R 2的最大阻值是20Ω。