备战中考物理欧姆定律问题综合题及答案

一、初中物理欧姆定律问题

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0.5Ω

B．闭合开关，不称重物时电阻R0两端电压为6V

C．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

D．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Ia=0.6A，

由I=可得，电源的电压：

U=IaR0=0.6A×R0，

滑片在b端时，R与R0串联，电路中的电流Ib=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=Ib（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=IaR0=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=Ia2R0=（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=Ib2R0=（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．如图所示，电源电压不变，P置于中点，a为电流表或电压表。任意闭合开关，电路都是安全的，下列说法正确的是（ ）

A．a是电压表

B．只闭合S1，P向右滑动，a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小

C．闭合S1、S3，断开S2，A1的示数大于A2的示数

D．闭合S1、S2、S3，P向左滑动，A1的示数减小

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】

A．由电路图可知，当S1与S2闭合时，电表a与电源串联，若a为电流表，会造成电源短路，故a不是电流表；此时电路是安全的，说明a是电压表，故A正确；

B．只闭合S1，R1和滑动变阻器串联，电压表a测滑动变阻器两端的电压，两电流表测电路中的电流，设P向右滑动前后电路中的电流分别为I1、I2，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I=UR可得，电压表a示数的变化量

ΔU2=U滑﹣U滑′=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=ΔIR1

则2UI=R1，即a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值不变，故B错误；

C．闭合S1、S3，断开S2，R2与滑动变阻器并联后再与R1串联，电流表A1测干路电流，电流表A2测变阻器支路的电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流表A1的示数大于支路电流表A2的示数，故C正确；

D．闭合S1、S2、S3时，R2与滑动变阻器并联，R1和A1被短路，A1示数为0，滑片移动时电流表A1的示数仍然为0，即示数不变，故D错误。

故选AC。

3．如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离，下列判断正确的是（ ）

A．电压表V1的示数一定变大

B．定值电阻R1与R2消耗的电功率之和一定变小

C．电压表V1示数的变化的大小小于电压表V2示数的变化的大小

D．电压表V1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】

实物图转化为电路图，如下图所示；从电路图可以看到，这是一个串联电路，滑动变阻器、定值电阻R1、R2串联接在电路中，电压表V1测的是滑动变阻器的电压，电压表V2测的是定值电阻R1和R2的电压之和；

A．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离，电路中的总电阻变大，电流变小，根据UIR可知，定值电阻R1、R2的总阻值大小不变，那么它们两端的电压在变小，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器的电压在变大，即电压表V1的示数在变大，A正确；

B．由上述可知，定值电阻R1与R2的总阻值之和是不变的，其电流在变小，根据2PIR可知，定值电阻R1与R2消耗的电功率之和一定变小，B正确；

C．这是一个串联电路，电压表V1的示数与电压表V2示数之和等于电源电压的大小，电源电压大小不变，那么在将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离过程中，电压表V1的示数增加量等于电压表V2示数的减小量，即电压表V1示数的变化的大小等于电压表V2示数的变化的大小，不是小于，C错误；

D．电压表V1示数的变化的大小等于电压表V2示数的变化的大小，根据UIR可知

''12221212--UUUUIRRIRR

那么

22112'-UUURRIIII

由于定值电阻R1与R2的总阻值之和是不变的，即12RR大小不变，那么1UI大小不变，即电压表V1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变；D正确。

故选ABD。

4．如图所示的电路，电源电压恒为4.5 V，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，定值电阻R＝5 Ω，滑动变阻器的最大阻值为50 Ω．闭合开关S，移动滑片P的过程中，下列说法正确的是( )

A．电压表的示数变化范围是0~3V

B．电压表与电流表示数的比值不变

C．滑动变阻器允许的调节范围是2.5～10Ω

D．电流表的示数变化范围是0～0.3 A

【答案】C

【解析】

【分析】

由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；

(1)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；

(2)根据欧姆定律结合滑动变阻器的阻值确定电压表与电流表的示数比值的变化；

(3)当电流表的示数最大时，滑动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，再根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值和两端的最小电压；当电压表的示数最大时，电路中的电流最小，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两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后得出答案． 【详解】

由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；

B．由URI可知，电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻，则滑片移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化，电压表与电流表的示数比值变化，故B错误；

ACD．当电流表的示数maxI=0.6A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，定值电阻的功率最大，此时电路中的总电阻：

max4.5V7.5Ω0.6AURI总，

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：

min7.5Ω5Ω2.5ΩRRR滑总，

此时电压表的示数：

minmaxmin0.6A2.5Ω1.5VUIR滑；

当电压表的示数maxU=3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R两端的电压：

Rmax4.5V3V1.5VUUU，

因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：

Rmin1.5V0.3A5ΩUIR，

滑动变阻器接入电路中的最大阻值：

maxmaxmin3V10Ω0.3AURI滑，

故电压表的变化范围是1.5~3V，电流表的变化范围是0.3∼0.6A，滑动变阻器的阻值变化范围为2.5∼10Ω，故AD错误、C正确．

【点睛】

本题为动态电路中有关求解最值、范围的经典题，要求学生熟练掌握欧姆定律在串、并联电路中的应用．

5．在图示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S后，当滑动变阻器的滑片向右移动时（ ）

A．电压表V2示数与V1示数的比值一定变小 B．电压表V2示数与V1示数的比值一定不变

C．电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量的比值一定变大

D．电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量的比值一定不变

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

由电路图可知，两电阻串联，电压表V1测R1两端的电流，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

AB．闭合电键S后，由UIR可知，电压表V2示数与V1示数的比值等于R2接入电路中的电阻与R1的比值，当滑动变阻器的滑片向右移动时，R2接入电路中的电阻变大，R1的阻值不变，则电压表V2示数与V1示数的比值变大，故AB不符合题意；

CD．因串联电路中总电压等于各分电压之和， R2两端的电压

U2＝U−IR1

U2′＝U−I′R1

电压表V2示数变化量

2221111UUUUIRUIRIIRIR=-＝-

所以电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量的比值

211UIRRII

因此，电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量的比值一定不变，故C不符合题意，D符合题意。

故选D。

6．如图所示电路，电源两端电压保持不变．闭合开关S后，在滑动变阻器滑片P由左端向右移到中点的过程中，下列判断正确的是（ ）

A．电压表V和电流表A1、A2的示数都变大

B．电流表A1的示数与电流表A2的示数之差保持不变

C．电流表A1示数变大，电流表A2和电压表V的示数不变

D．电流表A2示数变大，电流表A1和电压表V的示数不变

【答案】C

【解析】

【分析】