(物理)物理欧姆定律试题类型及其解题技巧含解析
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(物理)物理欧姆定律试题类型及其解题技巧含解析
一、欧姆定律选择题
1.根据欧姆定律公式I=U/R,可变形得到R=U/I、U=IR下列说法中正确的是( )
A. 由U=IR可得:导体两端的电压与通过导体的电流成正比,与导体的电阻成反比
B. 由R=U/I可得:某段导体两端电压为0时,导体电阻为0
C. 由R=U/I可得:导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D. 由R=U/I可得:导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
【答案】 C
【解析】【解答】解:A、电压是产生电流的原因,没有电压不会产生电流,因此根据欧姆定律的内容正确的说法为:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,A不符合题意;
BD、电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;某段导体两端电压为0时,导体的电阻不为0,BD不符合题意;
C、由欧姆定律的变形公式R= 可知,导体电阻大小等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)欧姆定律的内容:一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。(2)电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。
2.如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω0.5A”字样:滑动变阻器R2标有“20Ω1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是( )
A. 电路中电流不超过
B. 两端电压不超过3V
C. 滑动变阻器连入电路的阻值在 范围内变化
D. 电路的总功率在 范围内变化
【答案】 D
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流, Imin= = = =0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故最大电流为0.5A,A不符合题意;
R1两端电压最大:U1大=I大R1=0.5A×10Ω=5V,B不符合题意
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,
电路中的总电阻:R= = =12Ω,
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:
R2小=R-R1=12Ω-10Ω=2Ω,
当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大为:
R滑= = =10Ω,
则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围可以为2Ω~10Ω,C不符合题意;
电路消耗的最大功率:
P大=UI大=6V×0.5A=3W;(2)当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,
电路消耗的最小功率:
P小=UI小=6V×0.3A=1.8W,
所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后与定值电阻允许通过的最大电流、滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,R1消耗的电功率最大,电路消耗的总功率最大,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,根据P=UI求出电路消耗的最大功率;同理,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,电路消耗的总功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=UI求出电路消耗的最小功率.
3.我国刑法规定,从201年5月1日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任.为了打击酒驾行为,交警常用酒精浓度监测仪对驾驶人员进行酒精测试,如图甲所示是一款酒精浓度监测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示.当接通电源时,下列说法正确的是( )
A. 当酒精浓度减小时,R的阻值减少
B. 当酒精浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值变大
C. 当酒精浓度增大时,电压表的示数变大
D. 当酒精浓度增大时,电流表的示数变小
【答案】 C
【解析】【解答】解:根据图象可知酒精气体的浓度越小传感器的电阻越大,故A错误;
由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,所以电压表的示数与电流表的示数的比值为定值电阻的阻值,它是不变的,故B错误;
由题知,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,
测试到的酒精气体浓度越大,酒精气体传感器的电阻越小,
根据欧姆定律可知,电路电流越大,定值电阻两端的电压越大,即电压表示数越大;故C正确;
当酒精气体浓度增大时,酒精气体传感器的电阻减小,
根据欧姆定律可知,电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,故D错误.
故选C.
【分析】由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压;根据图象可知酒精气体的浓度越小传感器的电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流的变化、定值电阻两端电压的变化,再由串联电路的电压特点可知传感器两端的电压变化.
4.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R1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. R1先后两次消耗的电功率之比为3:4 B. 滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω
C. 电源电压为10V D. R1的阻值为20Ω
【答案】 B
【解析】【解答】由电路分析可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当滑片P置于变阻器的B端时滑动变阻器的阻值最大,根据Q= 得R2=
=10Ω,B符合题意;滑片P置于变阻器的B端时电路中的电流I1=
=0.6A,U总=U1+U2=0.6AR1+6V……①,当R1=10Ω时电压表的示数=6V-2V=4V,此时电路中的电流I’= =0.8A,U总=U1+U2=0.8AR1+4V……②,根据P=I2R得P1:P1’=(0.3A)2R1:(0.4A)2R1=9:16,A不符合题意;解由①②组成的方程组得:电源电压为12V、R1的阻值为10Ω,C、D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据Q= 求出R2的值,根据欧姆定律I= 求出滑片P置于变阻器的B端和位于中点时电路中的电流,根据P=I2R得出R1的功率之比,根据串联电路电压的规律列出方程①②,求出电源电压、R1的阻值。
5.小华设计了一种输液提示器,能在护士站观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时,为使电压表示数随之减小,符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】 C
【解析】【解答】解:当袋中药液量减少时,整个药液袋的重力减小,对弹簧的拉力减小,弹簧的伸长量减小,所以滑片会向上移动;
A、由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;
当袋中药液量减少时,滑片的上移不会改变变阻器连入电路的电阻,则电路中的电流不变,变阻器两端的电压不变,即电压表的示数也不变,A不符合要求;
B、由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;
当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变大,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,B不符合要求;
C、由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;
当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,C符合要求;
D、由图可知,变阻器与灯泡并联,电压表测量电源电压,
由于电源电压不变,所以,当袋中药液量减少时,电压表的示数不变,D不符合要求。
故答案为:C
【分析】本题主要考查了欧姆定律的应用,①明确药液量减少时滑片会向上移动;②正确分析电路的连接情况;③利用串联电路的分压特点.
6.甲图是小灯泡L和电阻R的I-U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是()
A. 只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4 B. 再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
C. 再闭合开关S2时,电路总功率为1.4W D. 再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量为240J
【答案】 D
【解析】【解答】(1) 闭合开关S 1 时 ,灯泡的功率为1W,因为P L=U LI L , 所以从甲图中找到电压和电流乘积为1的点,这时的电流就是灯泡的额定电流,电压就是灯泡的额定电压,也是电源电压;
(2) 再闭合开关S2时,电阻R和灯泡L并联,电流表示数增加量就是电阻R的电流,从甲图中找到对应的电流即可;
(3)
再闭合开关S2时, 根据P=UI计算出电阻R的功率,然后根据P总=PL+P计算总功率;
(4)已知R的功率和时间根据Q=W=Pt计算产生的热量。
【分析】A.闭合开关S1时 ,灯泡的功率为1W,据甲图可知,当灯泡电压为2V,电流为0.5A时,灯泡功率PL=ULIL=2V×0.5A=1W,因此电源电压是2V,灯泡电阻:
, 故A正确不合题意;
B.再闭合开关S2时,电阻R和灯泡L并联,电流表示数增加量就是电阻R的电流;据甲图可知,当R电压为2V时,它的电流是0.2A,因此电流表示数增加0.2A,故B正确不合题意;
C.再闭合开关S
2时,电阻R的功率P=UI=2V×0.2A=0.4W,电路的总功率为:P总=PL+P=1W+0.4W=1.4W,故C正确不合题意;
D.再闭合开关S2时,1min内电阻R产生的热量为:Q=W=Pt=0.4W×60s=24J,故D错误符合题意。
故选D。
7.有两只分别标有”6V 3W“和”9V 3W“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