物理 欧姆定律的专项 培优 易错 难题练习题含答案

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

()2

2

L 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

()2

2

11A 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．小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路图如图甲所示。其中，电源两端电压U =4V （恒定不变），电压表量程为0~3V ，R 0是阻值为300Ω的定值电阻，R 1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）

A ．R 1的阻值随温度升高而减小

B ．环境温度升高时，电路的总功率变小

C．此电路所允许的最高环境温度是80℃D．当环境温度为40℃时，R1两端的电压为2V

【答案】AC

【解析】

【详解】

A．由乙图可知，随温度升高R1的阻值逐渐降低，故A正确；

B．由于电源电压不变，当环境温度升高时，R1的阻值变小，电路总电阻变小，则由2

U

P

R

=可知，电路总功率变大，故B错误；

C．由于温度越高R1阻值越小，则由串联分压可知，R0两端电压越大，由于电压表测量R0两端电压，量程为0~3V，则电压最大不超过3V，当电压表为3V时，对应环境最高温度，此时电路电流为

10

3V

0.01A

300Ω

U

I I I

R

=====

则此时R1阻值为

1

1

1

4V3V

100Ω

0.01A

U

R

I

-

===

由乙图得对应最高温度为80℃，故C正确；

D．当环境温度为40℃时，由乙图得R1阻值为200Ω，则电路总阻值为500Ω，电路电流为

4V

0.008A

500Ω

U

I

R

'===

总

由于串联，则流过R1电流为0.008A，此时R1两端电压为

111

0.008A200Ω=1.6V

U I R

'''

==⨯

故D错误。

故选AC。

3．如图，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电源电压保持不变。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中，电压表V1的示数从10V变化到20V，电压表V2的示数从14V变化到34V，则下列说法中正确的是（）

A．电源电压为34V B．电阻R1的阻值为12Ω