【物理】物理 欧姆定律的计算问题的专项 培优练习题附答案
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一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S 后,滑片 P 从 b 端移动到 a 端的过程中,电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )A .电源电压为 4VB .电路总功率的最大值为 2.4WC .R 1 电功率的最小值为 0.4WD .R 2 的最大阻值为 10Ω【答案】C【解析】【详解】 由图甲可知,两电阻串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片于a 端时,其接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I 1=0.6A ,由U I R=可得,电源的电压 1110.6A U I R R ==⨯…①当滑片于b 端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I 2=0.2A ,U 2=4V ,则滑动变阻器的最大阻值2224V =20Ω0.2AU R I == 故D 错误; 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压21210.2A 4V U I R U R =+=⨯+…②因电源的电压不变,由①②可得110.6A 0.2A 4V R R ⨯=⨯+解得:R 1=10Ω,电源的电压10.6A 0.6A 10Ω6V U R =⨯=⨯=故A 错误;电路消耗的最大功率116V 0.6A 3.6W P UI ==⨯=故B 错误;R 1电路消耗的最小功率221210.2A 10Ω0.4W P I R ==⨯=() 故C 正确。
故选C 。
2.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~6V ,滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”。
闭合开关S 后,调节滑动变阻器的滑片P ,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。
在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )A .R 1的阻值为20ΩB .电压表的变化范围是3V~6VC .滑动变阻器的取值范围是6Ω~40ΩD .电路总功率的变化范围是1.28W~4W【答案】B【解析】【分析】根据图像,利用串联电路特点和欧姆定律,求出电源电压和电阻R 1的值,根据变阻器铭牌和电表的量程,求出变阻器接入电路的阻值范围,由P UI =求电路的总功率。
一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示电路,电源电压恒为6V ,定值电阻R 1为10Ω,滑动变阻器R 2的规格为“20Ω 0.5A ”,电压表量程为0~3V ,电流表量程为0~0.6 A 。
则( )A .电压表测量的是电阻R 1两端的电压B .当变阻器R 2的滑片P 向左移动时,电压表的示数变小C .为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R 2接入电路的阻值范围是2~10ΩD .当变阻器R 2接入电路中的阻值是8Ω时,通电1min 电阻R 1产生的热量是53.3J 【答案】C 【解析】 【分析】(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件;(2)由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流,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和R 1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变化;(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时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,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,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 1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值,从而得出答案;(4)当变阻器R 2接入电路中的阻值是8Ω时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据2Q I Rt =求出1min 电阻R 1产生的热量。
【详解】A .由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流,故A 错误;B .由电路图可知,滑动变阻器滑片右侧接入电路,当变阻器R 2的滑片P 像左移动时,接入电路的电阻增加,电压表的示数变大,故B 错误;C .因为滑动变阻器R 2的规格为“20Ω0.5A ”,所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A ,电路的最小电阻是6V 12Ω0.5AU R I === 滑动变阻器接入电路中的最小电阻112Ω10Ω2ΩR R R -=-==小当电压表的最大测量值为3V 时,滑动变阻器接入的电阻最大,为10Ω,故C 正确;D .当变阻器R 2接人电路中的阻值是8Ω时,电路的总电阻1210Ω8Ω18ΩR R R '=+=+=此时电路中的电流6V 1A 18Ω3U I R '===' 通电1min 电阻R 1产生的热量2211(A)10Ω160s 66.7J 3Q I R t '==⨯⨯⨯≈故D 错误。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.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0.2A10Ω2VU 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112 2121 2UI R RUI RR===由上式可得1221RR=故D不符合题意。
故选A。
2.如图甲所示的电路中,电源电压U保持不变,R0为定值电阻。
闭合开关,电流表A的示数为I,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2;将滑动变阻器R的滑片从一端移动到另一端,U1、U2随I变化的关系如图乙所示;则下列说法正确的是()A.电源电压为5.5 VB.滑片在最右端时,定值电阻R0的功率为6WC.滑动变阻器的最大阻值为12.5 ΩD.电灯的电阻随着电流的增大而减小【答案】B【解析】【分析】【详解】由图可知,灯泡L与R0、R组成串联电路,电压表V2测量L两端的电压,电压表V1测量灯泡L与R两端的总电压,当电流表的示数变大时,电压表V2变大,电压表V1变小,所以U2-I的图线为BQ, U1-I图线应该为AQ;ABC.由图像乙知,Q点U1和U2相等,则此时滑动变阻器两端的电压为零,电阻为零,电压表的示数都是3V,电路中的电流为2.0A,所以3V 2.0R U+=电源…①当滑动变阻器的滑片移到最左端时,电路中的电流最小为1.0A,由图像知:电压表V1的示数为4.5V,电压表V2的示数为1V,所以4.5V 1.0=R U+电源…②由①②得:U电源=6V,R0=1.5Ω,故A错误;此时滑动变阻器两端的电压为12= 4.5V-1V=3.5VU U U-=滑滑动变阻器的最大阻值为3.5V===3.5Ω1.0AU R I 滑滑大小 故C 错误;滑片在最右端时,U 1和U 2相等都是3V ,电路中的电流为2.0A ,已知R 0=1.5Ω,定值电阻R 0的功率为2200(2.0A) 1.5Ω=6W P I R ==⨯故B 正确;D .通过灯泡的电流增大时,灯泡两端的电压变大,温度升高,灯丝的电阻变大,故D 错误。
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,R1=2R2,闭合S、S1,断开S2时,电压表示数为5V,闭合S、S2,断开S1时,电压表示数为7V,则R:R2为A.3:2 B.2:3 C.7:5 D.5:7【答案】A【解析】【分析】【详解】闭合S、S1,断开S2时,R1、R串联接入电路,电压表测量的是R两端电压,示数为U R=5V,则由串联分压得,即①;闭合S、S2,断开S1时,R2、R串联接入电路,电压表测量的是R两端电压,示数为U R′=7V,则由串联分压得,即②,由①②解得R:R2=3:2.故选A.2.如图的电路图,电源电压恒为30V,定值电阻R2=40Ω,R3=30Ω,滑动变阻器R1的规格为“80Ω 1A”,电流表A1的量程为0-3A,电流表A2的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-15V,下列说法不正确的是A.只闭合开关S,R1和R3串联,将滑片P从a端滑至中点,电路中电流变大B.只闭合开关S、S3,调节滑片P的位置并保证电路安全,则R1两端电压的范围是12V~15VC.只闭合开关S、S1、S2,调节滑片P的位置并保证电路安全,则R1接入电路的阻值范围是30Ω~80ΩD.只闭合开关S、S1、S2,调节滑片P在R1的a端,此时电流表A1的示数为1.125A 【答案】C【解析】【分析】【详解】A.只闭合开关S,R1和R3串联,将滑片P从a端滑至中点,变阻器连入电路的电阻变小,总电阻变小,由I=UR可知电路中电流变大,故A正确,不符合题意;B.只闭合开关S、S3,R1和R3串联,电压表测量R1两端的电压,电流表A1和A2测量电路中的电流,电流表A1的量程为0-3A,电流表A2的量程为0-0.6A,滑动变阻器R1的规格为“80Ω1A”,由串联电路电流的规律可知通过电路的最大电流为0.6A,R3两端的电压U3=IR3=0.6A×30Ω=18V,R1两端的最小电压U1最小=U- U3=30V-18V=12V,电压表的量程为0-15V,电压表的示数最大值为15V,R1两端的电压为U1=30V-15V=15V,变阻器两端的电压和R1两端的电压相等,由串联分压可知,变阻器连入电路的阻值等于R1的阻值为30Ω,滑动变阻器R1的规格为“80Ω1A”,变阻器连入电路的阻值小于最大阻值,所以电压表的最大示数是15V,R1两端电压的范围是12V~15V,故B正确,不符合题意;C.只闭合开关S、S1、S2,R3被短路,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过变阻器的电流,并联电路中各个支路的电压相等,通过R2的电流I2=230V 40ΩUR==0.75A,电流表A2的量程为0-0.6A,如果通过变阻器的最大电流为0.6A,总电流为0.75A+0.6A=1.35A<3A,所以通过变阻器的最大电流为0.6A,并联电路中各个支路的电压相等,R1接入电路的最小值R1最小=130V =0.6AUI最大=50Ω,滑动变阻器R1的规格为“80Ω1A”,R1最大阻值是80Ω,R1接入电路的阻值范围是50Ω~80Ω,故C错误,符合题意;D.只闭合开关S、S1、S2,R3被短路,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过变阻器的电流,滑片P在R1的a端,变阻器连入电路的阻值最大,电流表A1的示数I1=1230V30V+80Ω40ΩU UR R+==0.375A+0.75A=1.125A,故D正确,不符合题意.3.小宇按照图甲所示的电路进行实验,R0是定值电阻,R是滑动变阻器。
一、初中物理欧姆定律问题1.在如图甲所示的电路中,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2上标有“20Ω 0.5A",当滑片P 由c 点移到a 端的过程中,电压表示数U 随滑动变阻器R 2接入电路的阻值变化情况如图乙所示,R 1的最小功率是0.4 W 。
在保证电路元件安全的条件下,下列说法正确的是( )A .电源电压为5 VB .R 1的阻值为20ΩC .R 2接入电路的最小阻值为2ΩD .R 2的最小功率是0.8 W【答案】C 【解析】 【分析】由图甲所示电路图可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测定值电阻R 1两端电压;(1)根据P =I 2R 可知:电路中电流最小时R 1的功率最小,所以当R 1的功率最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,即在a 点,由图乙可知,R 2为20Ω时,电压表的示数为2V ,根据P =UI 求出此时电路的电流,然后根据欧姆定律求出两端的电压,根据串联电路的电压特点即可求出电源电压;(2)根据欧姆定律求出R 1的阻值;(3)由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”,则电路中的最大电流为0.5A ,根据欧姆定律求出电路中最小电阻,利用电阻的串联特点即可求出R 2接入电路的最小阻值;(4)根据电路中的电流变化范围,利用P =UI 求出滑动变阻器的功率变化范围,据此得出R 2的最小功率。
【详解】由图甲所示电路图可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测定值电阻R 1两端电压;A .由于R 1是定值电阻,根据P =I 2R 可知,电路中电流最小时R 1的功率最小,当电流最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,则由图乙知,滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω,此时电压表的示数为2V ,根据P =UI 可得,此时电路的电流110.4W 0.2A 2VP I U ===最小最小 根据UI R=和串联电路的电压特点可得电源电压210.2A 20Ω2V 6V U I R U =+=⨯+=最小最大故A 错误; B .根据UI R=可得R 1的阻值 112V10Ω0.2AU R I ===最小 故B 错误;C .由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”,则电路中的最大电流为0.5A ,根据U I R=可得最小总电阻6V12Ω0.5AU R I ===最小最大 则此时滑动变阻器的最小阻值为1212Ω10Ω2ΩR R R =-=-=最小最小故C 正确;D .由前面解答可知,电路中电流的取值范围为0.2A ∼0.5A ,滑动变阻器消耗的功率()()22222116V 10Ω0.9W 100.3W P U I U U I UI I R I I I ==-=-=⨯-⨯=--所以当0.30I -=时,即I =0.3A 时,R 2的功率最大P 最大=0.9W ;根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P −I 图像,如图所示:根据图像可知,当电流最大为0.5A 时,滑动变阻器消耗的电功率最小,滑动变阻器消耗的最小电功率()22216V 0.5A 10Ω0.5A 0.5W P UI I R =-=⨯-⨯=最小最大最大故D 错误。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图是一款外出购物好帮手电子秤,它的工作原理如图甲,其中E为干电池;电子秤示数表盘由电流表A改装而成;R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A.C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示.(挂钩的重力不计,g取10N/㎏,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端).下列说法正确的是()A.该电子秤中R0阻值为0.5ΩB.闭合开关,不称重物时电阻R0两端电压为6VC.电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8WD.当电路中的电流为0.3A时,电子称称重示数为4kg【答案】C【解析】【分析】【详解】滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流I a=0.6A,由I=可得,电源的电压:U=I a R0=0.6A×R0,滑片在b端时,R与R0串联,电路中的电流I b=0.15A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I b(R+R0)=0.15A×(15Ω+R0),因电源的电压不变,所以,0.6A×R0=0.15A×(15Ω+R0),解得:R0=5Ω,A错误;则电源电压U=I a R0=0.6A×5Ω=3V,所以,不称量重物时R0两端的电压为3V,B错误;当滑片在a端时,电阻R0消耗的电功率最大,则P最大=I a2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W,在b端时,电阻R0消耗的电功率最小,则P最小=I b2R0=(0.15A)2×5Ω=0.1125W,所以,电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8W,C正确;当电路中的电流为O.3A处时,电路中的总电阻:R 总===10Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器连入电路的阻值:R′=R总﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,由题意可知,此时弹簧的压缩量:L=×5Ω=2cm,由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G=F=20N,由G=mg可得,物体的质量:m===2kg,故D错误.故选C.2.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”。
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。
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 。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 从右端滑到左端的过程中, R1、R2的 I-U关系图象如图乙所示。
则下列判断不正确的是()A.A图线是电阻R2的I-U关系图象B.电源电压为 18VC.R1的阻值是20ΩD.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【答案】D【解析】【详解】A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0;由图象可知,A为滑动变阻器R2的U−I关系图象,B为电阻R1的U−I图象,故A正确,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U−I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V故B正确,不符合题意;C.由I=UR可得,定值电阻R1的阻值R1=1UI=4V0.2A=20Ω故C正确,不符合题意;D.由I=UR可得,滑动变阻器的最大阻值:R2=2UI=14V0.2A=70Ω故D错误,符合题意。
2.如图,电源电压保持不变,闭合开关S 。
将滑动变阻器滑片P 从b 端向中点滑动的过程中,电流表和电压表都有示数。
下列说法正确的是( )A .电流表的示数变小B .1R 的功率变大C .1R 的电流变化量小于滑动变阻器的电流变化量D .电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变【答案】BCD【解析】【分析】【详解】由电路图知,滑动变阻器与电阻2R 并联后,再与电阻1R 串联,电流表测的是干路的电流,电压表测的滑动变阻器和电阻2R 两端的电压;当滑片从b 端向中点滑动时,并联后的总电阻减小,整个电路中的电阻减小。
A .由欧姆定律U I R=知,整个电路中的电流将增大,即电流表的示数变大,故错误; B .由串联电路的分压的规律知,电压表的示数减小,电阻1R 分压的电压增大,因通过1R 的电流增大,由P UI =知,1R 的功率变大,故B 正确;C .1R 的电流变化量,即为干路电流变化量,等于2R 电流的减小量与滑动变阻器电流的增加量之和,故C 正确;D .电压表示数变化量与电流表示数变化量之比为1U R I∆=∆ 因电阻1R 的阻值不变,即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故D 正确。
可编辑修改精选全文完整版物理欧姆定律专题练习(及答案)含解析一、欧姆定律选择题1.在综合实践活动课上,小明把一只用半导体材料制成的电阻R x与滑动变阻器R串联接在电压恒为6V的电路中,如图甲所示.闭合开关,滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中,电流表和电压表示数变化情况如图乙所示,针对该实验过程,下列结果正确的是()A. R x是定值电阻,其阻值为6ΩB. 电路消耗的最小功率为0.6WC. 滑动变阻器的最大阻值为50ΩD. 当P从a端移向b端时,R x的阻值变大【答案】 B【解析】【解答】由电路图可知,电阻R x与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;当滑动变阻器的滑片P位于a端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路总电阻最大,电路中的电流最小,由图象可知,最小电流I最小=0.1A,电路消耗的功率最小:P最小=UI最小=6V×0.1A=0.6W,故B正确.当电路中的电流最小时,对应电压表示数U滑=4.5V,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值:,故C错误.根据串联电路电压规律可知,电阻R x两端的电压:Ux=U-U滑=6V-5.0V=1V,此时R x的阻值:当滑动变阻器的滑片P位于b端,滑动变阻器接入电路的阻值为零,电路总电阻最小,电路中的电流最大,由图象可知,最大电流I最大=1.0A,则电阻R x两端的电压:U x′=U=6V,此时R x的值由上述可知,R x不是定值电阻,故A错误.当P从a端移向b端时,R x的阻值变小,故D错误.故答案为:B.【分析】分析电路图确定滑动变阻器和R x的连接方式及电压表所测的电压,分析出滑片在a端和b端时滑动变阻器应用的阻值,由图象乙确定出对应的电流值,由欧姆定律和电功率的公式进行计算即可解答.2.有两只分别标有”6V3W“和”9V3W“的小灯泡L1、L2,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()A. L1和L2正常工作时的电流一样大B. L1和L2串联在一起同时使用时,两灯一样亮C. L1和L2并联在一起同时使用时,两灯消耗的功率一样大D. 将L1串联在一个12Ω的电阻,接在电源电压为12V的电路中,L1也能正常发光【答案】D【解析】【解答】解:A.由P=UI可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:I1= = =0.5A,I2= = = A,所以两灯泡正常发光时的电流不一样,故A错误;B.由P=UI= 可得,两灯泡的电阻分别为:R1= = =12Ω,R2= = =27Ω,两灯泡串联时通过的电流相等,但灯泡的电阻不同,由P=I2R可知,两灯泡的实际功率不相等,亮度不同,故B错误;C.L1和L2并联在一起同时使用时,它们两端的电压相等,但灯泡的电阻不同,由P= 可知,两灯泡消耗的电功率不相等,故C错误;D.将L1串联在一个12Ω的电阻时,电路中的总电阻R总=R1+R=12Ω+12Ω=24Ω,电路中的电流I= = =0.5A,因电路中的电流和灯泡L1正常发光时的电流相等,所以L1能正常发光,故D正确.故选D.【分析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出两灯泡的正常发光时的电流,然后比较两者的关系;(2)根据P=UI= 求出两灯泡的电阻,根据串联电路的电流特点和P=I2R比较两灯泡的实际功率关系,实际功率大的灯泡较亮;(3)L1和L2并联在一起同时使用时,它们两端的电压相等,根据P= 比较两灯泡消耗的电功率关系;(4)将L1串联在一个12Ω的电阻时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,然后与灯泡L1正常发光时的电流相比较判断其是否能正常发光.3.如图所示的电路,闭合开关S,当滑片P向左移动时,不考虑灯丝电阻受温度影响.下列说法正确的是()A. 小灯泡变亮B. 电流表示数变大C. 电压表示数变小D. 电路的总功率不变【答案】D【解析】【解答】解:因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,接入电路中的电阻不变,此时灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑片右侧部分两端的电压,电流表测电路中的电流,由I= 可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变,故B错误;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率不变,亮暗不变,故A错误;由P=UI可知,电路的总功率不变,故D正确;当滑片P向左移动时,电压表并联部分的电阻变大,由U=IR可知,电压表的示数变大,故C错误.故选D.【分析】根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知滑片移动时接入电路中的电阻不变,此时灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑片右侧部分两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,进一步判断亮暗的变化,根据P=UI可知电路总功率的变化,根据滑片的移动可知滑片右侧部分电阻的变化,根据欧姆定律可知电压表示数的变化.4.对于某一确定的导体,影响该导体电流大小的物理量是()A. 通电时间B. 电荷量C. 电压D. 质量【答案】 C【解析】【解答】解:(1)由欧姆定律可知,对于某一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,所以对于某一确定的导体,通过导体电流大小决定于导体两端的电压,故C正确;(2)导体电阻和电压决定了通过导体的电流大小,即在一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少,电流的大小与质量无关,故ABD错误.故选C.【分析】对于某一导体,电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析选择.5.在如图所示电路中,电源电压相同且不变,电路元件均完好,电流表A1的示数比A2大,下列方案中有可能使两电流表示数相同的有()方案:①用一个更小的电阻替换R3②将如图(a)中的R2与(b)中的R1互换③用一个更大的电阻替换R2④将如图(a)中的R1与(b)中的R3互换A. 0个B. 1个C. 2个D. 3个【答案】C【解析】【解答】a图R1、R2并联,电流表A1在干路上,b图R1、R3串联,电源电压相同且不变,电流表A1的示数比A2大,要使两电流表示数相同,可以减小A1的示数或者增大A2的示数,根据欧姆定律可知,可以用一个更小的电阻替换R3或者用一个更大的电阻替换R2,故①③符合题意;因R1、R2、R3的大小未知,故②④不确定。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图甲所示电路,小灯泡额定电压为5V,滑动变阻器1R、2R允许通过的最大电流均为1A,电流表量程为0~0.6A,电源电压保持不变。
闭合开关S、S1,断开开关S2,1R的滑片从最右端滑到最左端后,保持1R的滑片不动;再闭合开关S、S2,断开开关S1,在保证所有元件安全的情况下,将2R的滑片从最右端向左进行最大范围移动。
图乙中是两次移动滑片的过程中电流表和电压表的示数关系图像。
下列说法正确的是()A.电源电压为9V B.小灯泡的额定功率为1.67WC.滑动变阻器1R和2R的最大阻值相等D.整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率是0.6W【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡与滑动变阻器1R串联,由于电压表接在滑片上,所以变阻器1R始终以最大值连入电路,则1R的滑片从最右端滑到最左端的过程中,电路中总电阻不变,通过的电流不变,由图知可知,此时电路中的电流为0.5A,当变阻器1R的滑片移动到最左端时,电压表测整个变阻器1R的电压,且此时电压表的示数最大,由图可知,此时1R的电压为6V,由欧姆定律可得变阻器1R的最大阻值1max 1max6V12Ω0.5AURI===再闭合开关S、S2,断开开关S1时,灯泡与滑动变阻2R串联,电压表测2R两端的电压,在保证所有元件安全的情况下,将2R的滑片从最右端向左进行最大范围移动,灯与变阻器2R、电流表串联,通过的电流相等,由图象知,最大电流为0.5A,而0.5A0.6A1A<<故可知灯的额定电流为0.5A,故小灯泡的额定功率为L 5V0.5A 2.5WP U I==⨯=额额额由图像可知,电压表示数为6V,即变阻器2R的电压为6V,此时灯泡正常发光,则由串联电路电压的规律,电源电压为25V6V11VU U U=+=+=额故AB错误;C.灯泡与变阻器2R串联时,滑片在最右端时,变阻器2R接入的阻值最大,其分得的电压最大,电流最小,由图像可知变阻器2R最大电压为9V,最小电流为0.3A,则变阻器2R的最大阻值为2max 2max9V30Ω0.3AURI===故C错误;D.通过灯的电流最小时,消耗的功率最小,由图像知,此时最小电流为0.3A,变阻器的电压为9V,由串联电路分压的规律知,此时灯的电压为Lmin2max 11V9V2VU U U=-=-=则小灯泡消耗的最小功率为Lmin Lmin min 2V0.3A0.6WP U I==⨯=故D正确。
故选D。
2.如图所示电路图,把端点A、B接在电压U不变的电源两端,只闭合开关S1,电压表的示数为U1,电流表A1的示数为I1;把端点C、D接同一电源两端,只闭合开关S2,电压表的示数为U2,电流表A2的示数为I2;把端点A、D接同一电源两端,只闭合开关S1,电压表的示数为U3,电流表A1的示数为I3;把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S2,电压表的示数为U4,电流表的示数为I4。
己知:R1=R3=12Ω,U1=8V,U1∶U3=4∶3,I3:I4=3∶5。
下列说法正确的是()A.电源电压为30VB.把端点B、C接同一电源两端,闭合开关S1、S2,总电阻R=2.4ΩC.定值电阻R2=3ΩD.把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S1,总功率P=300W【答案】BC【解析】【分析】【详解】AC.把端点A、B接在电源两端,只闭合开关S1,电阻R1与R2串联,电压表测量R2两端电压,U1∶U3=4∶3,则U=I1(R1+R2)U1=I1R2=8VU3=6V把端点A、D接在电源两端,只闭合开关S1,电阻R2与R4串联,电压表测量R2两端电压,则U=I3(R1+R2+R4)U3=I3R2=6V可得I1:I3=4:3把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S2,电路中只有电阻R3,电压表测量R3两端电压,为电源电压,则U4=I4R3=U即I1(R1+R2)=I3(R1+R2+R4)=I4R3将R1=R3=12Ω,I3:I4=3∶5代入可得R2=3Ω,R4=5Ω代回上述各式得I3=2A,U=40V故A错误、C正确;B.把端点B、C接同一电源两端,闭合开关S1、S2,电阻R2与R3并联,可得总电阻为23 233Ω12Ω2.4Ω3Ω12ΩR R RR R ⨯===++故B正确;D.把端点B、C接同一电源两端,只闭合开关S1,电路中只有电阻R2,可得总功率为2 240V40V533.3W 3ΩU PR ⨯===故D错误。
故选BC。
3.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,在10s内定值电阻1R产生的热量为36J;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V。
下列结果正确的是()A.1R先后两次消耗的电功率之比为9∶16B .滑动变阻器2R 的最大阻值为10ΩC .电源电压为12VD .1R 的阻值为10Ω【答案】ABCD【解析】【分析】【详解】由电路分析可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测R 2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以当滑片滑到B 端时,电路中电流为11226V U I R R == 因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源电压为111126V 6V U I R U R R =+=⨯+ 当滑片滑到中点时,R 2接入电路的电阻变小,电压表示数应减小,即滑片滑到中点时,滑动变阻器两端电压为216V 2V 4V U U U =-∆=-=此时电路中的电流为2222222224V 8V 2U U I R R R R ⨯==== 则电源电压为 212128V 4V U I R U R R =+=⨯+ 因电源的电压不变,则11226V 8V 6V 4V R R R R ⨯+=⨯+ 解得:R 1=R 2,则电源的电压为11111216V 6V 6V 6V 12V U I R U R R R R =+=⨯+=⨯+= 当滑片滑到B 点时,R 1两端电压为3112V 6V 6V U U U =-=-= 由2U Q t R=可得,R 1的阻值为 2231(6V)10s 10Ω36JU R t Q ==⨯= 因R 1=R 2,故R 2的最大阻值为10Ω,滑片在B 点时和滑片在中点时,电路中的电流之比为12226V 38V 4I R I R == R 1先后两次消耗的电功率之比为22211112221239()416P I R I P I R I ====() 故选ABCD 。
4.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V 2测的是电阻R 0的电压,电压表V 1测的是电阻R 0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V 1的示数大于电压表V 2的示数,所以15V U =、23V U =,滑动变阻器的电压是0.5A 20Ω10V U IR ==⨯=滑滑所以电源电压是15V 10V 15V U 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V 2的示数是6V ,电压表V 1的示数是12V ,那么这时小灯泡的电压是12V -6V 6V U ==灯那么小灯泡的额定功率是6V 1A 6W P 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 15V 0.5A 7.5W P U I ==⨯=电源电路的总功率最大是max max 15V 1A 15W P 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 -12V 3V U ==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。
5.如图所示的电路中,S 1 闭合 S 2 断开时,甲、乙是电流表,I 甲︰I 乙=1︰4,此时电路的总功率为 P 1;当 S 1、S 2 都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为 P 2,则下列说法正确的是( )A .电阻大小之比 R 1︰R 2=3︰1B .当 S 1 闭合、S 2 断开时,通过 R 1 和 R 2 电流之比为 I 1︰I 2=3︰1C .S 1、S 2 闭合时,甲乙电压表示数之比 U 甲︰U 乙=3︰1D .总功率之比 P 1︰P 2=16︰3【答案】BD【解析】【详解】由图可知,当S 1闭合、S 2断开时,甲、乙是电流表,R 1、R 2并联,甲电流表测的是R 2支路电流,乙电流表测的是干路电流,则I 甲=I 2,I 乙=I 1+I 2,由题知I 甲:I 乙=1:4,即21214I I I +=:():解得I 1:I 2=3:1,故B 正确;并联电路各支路两端的电压相等,即12U U U ==,根据欧姆定律可得电阻之比12211213U U R R I I II ===:::: 故A 错误; 当S 1、S 2都闭合时,甲、乙两表都是电压表,R 1、R 2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R 2两端的电压,串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律得,甲电压表的示数12U I R R '=+甲()乙电压表的示数:2U IR '=乙,所以12212213343U U I R R IR R R R ''=+=+=+=甲乙:():():()::故C 错误;前后两次的总功率分别为22121=R P U U R + 2212U P R R =+ 所以2222212121212121313163U U U P P R R R R R R R R =+=+=+⨯=+:():():():(): 故D 正确。
故选BD 。
6.如图所示,电源电压为3V ,闭合开关S ,电压表的示数为2V ,忽略温度对灯丝电阻的影响。
则( )A .通过灯泡L 1的电流比L 2的电流大B .灯泡L 1两端的电压是1VC .灯泡L 1和L 2的电阻之比是2∶1D .若灯泡L 2灯丝烧断,电压表示数为零【答案】CD【解析】【分析】【详解】A .从图中可以看到,这是一个串联电路,串联电路电流处处相等,所以通过灯泡L 1的电流和L 2的电流一样大,A 项不合题意;B .从图中可以看到,电压表测的是灯泡L 1的电压,电压表的示数是2V ,那么灯泡L 1两端的电压是2V ,B 项不合题意;C .根据串联电路的电压规律可知,灯泡L 2两端的电压是21-3V -2V 1V U U U ===那么灯泡L 1和L 2的电阻之比是121212:::2V :1V 2:1U U R R U U I I==== 灯泡L 1和L 2的电阻之比是2∶1,选项C 符合题意;D .若灯泡L 2灯丝烧断,那么没有电流流过L 2,也没有电流流过电压表,电压表示数为零,选项D 符合题意。