【物理】欧姆定律经典例题经典
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【物理】欧姆定律经典例题经典一、欧姆定律选择题1.如图甲所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A.只闭合S、S1,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡、R1的I-U图像如图乙,滑片在a点时灯泡恰好正常发光.保证电路安全的情况下,下列说法错误的是()A. 灯泡的额定功率是0.75WB. 只闭合S、S1时,电路的最大功率为2.7WC. 只闭合S、S1时,灯泡2s内最小消耗0.3J电能D. 只闭合S、S2,R1的滑片在a 点,R2允许接入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω【答案】B【解析】【解答】(1)只闭合S、S1,灯泡、变阻器R1串联,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R1的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,灯泡两端的电压变大,由此可知:图乙中,左边的曲线为灯泡的I−U图象,则右边的曲线为R1的I−U图象;如图所示:滑片在a点时R1的阻值最小(允许接入的最小阻值),电路中的电流最大,由于灯泡恰好正常发光,则根据I−U图象可知:小灯泡正常工作时的电压为1.5V,电流为0.5A,此时R1两端的电压为3V,则灯泡的额定功率:P额=U L I最大=1.5V×0.5A=0.75W;A符合题意;电源电压:U=U L+U1=1.5V+3V=4.5V,电路的最大功率:P最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W;B不符合题意;只闭合S、S1,灯泡、变阻器R1串联,由灯泡的I−U图象可知,灯泡两端的最小电压为0.5V,最小电流为0.3A,此时灯泡消耗的功率最小,则灯泡2s内最少消耗的电能:W L=U L最小I L最小t=0.5V×0.3A×2s=0.3J;C符合题意;(2)由I=可得,R1的滑片在a点时R1的电阻:R1==6Ω;由图可知,只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;由于串联电路中各处的电流相等,电流表的量程为0∼0.6A,所以,电路中的最大电流I′最大=0.6A,此时滑动变阻器R2接入电路中的电阻最小,由I=可得最小总电阻:R总最小==7.5Ω,根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得,滑动变阻器R2接入电路中的最小电阻:R2小=R总最小−R1=7.5Ω−6Ω=1.5Ω;由于电压表采用0∼3V量程,当电压表的示数U2最大=3V时,滑动变阻器R2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,此时R1两端的电压:U′1=U−U2最大=4.5V−3V=1.5V,电路中的最小电流:I最小===0.25A,则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2最大==12Ω,所以,滑动变阻器R2允许的取值范围是1.5Ω∼12Ω,D符合题意;故答案为:B。
【分析】(1)只闭合S、S1,灯泡、R1串联,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R1的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,根据图象即可读出滑片在a点时小灯泡正工作时灯泡、R1的电压和电流,根据P=UI求出灯泡的功率和电路的最大功率;根据灯泡的I-U图象得出灯泡功率最小时的电压和电流值,利用W=UIt求出灯泡2s 内消耗的最少电能;(2)根据欧姆定律求出R1的滑片在a点R1的电阻;只闭合S、S2, R1的滑片在a点,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据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变阻器R2接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出变阻器R2接入电路中的电阻,然后得出滑动变阻器R2允许的取值范围.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。
故答案为:A。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,串联电路的电阻起分担电压的作用,电阻越大,分担的电压就越大.3.甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V 3W”和“4V 2W”字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列判断错误的是()A. 若把它们并联在4V电路中,乙灯正常发光B. 若把它们并联在4V电路中,甲灯比乙灯亮C. 若把它们串联在10V电路中,两灯都可以正常发光D. 若把它们串联在10V电路中,甲灯比乙灯亮【答案】 B【解析】【解答】解:由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:I甲===0.5A,I乙===0.5A,由I=可得,两灯泡的电阻分别为:R甲===12Ω,R乙===8Ω。
AB、两灯泡并联在4V电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,只有乙灯泡能正常发光,其实际功率为P乙实=P乙=2W;甲灯泡不能正常发光,其实际功率为P甲实==≈1.33W<P乙实,所以乙灯比甲灯亮,A不符合题意,B错误,符合题意;CD、两灯泡串联在10V电路时,两灯的总电阻为R=R甲+R乙=12Ω+8Ω=20Ω,此时电路中的电流为I串===0.5A,因串联电路中各处的电流相等,且此时的电流与两灯泡的额定电流相等,所以,两灯泡可以同时正常发光;此时两灯实际功率都等于各自的额定功率,因为P甲>P乙(即3W>2W),所以甲灯较亮,C、D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合小灯泡的铭牌,根据P=UI是求出额定电流,根据I=求出两灯泡的电阻;两灯泡并联时它们两端的电压相等,两灯泡两端的电压和额定电压相等时正常发光,否则不能正常发光;两灯泡串联时通过它们的电流相等,且两灯泡的额定电流相等,实际电流等于额定电流时才能正常发光.4.灯L1标有“6V 6W”字样,灯L2标有“12V 12W”字样,将L1、L2连成如图所示电路,闭合开关S,两灯都能发光,则()A. 灯L2比L1亮B. 灯L1、L2实际电压之比为1:2C. 若一电表示数突然减小,另两电表示数不变,则可能是灯L2灯丝断了D. 若将灯L1、L2串联后接入电路,两灯都能发光,则实际功率之比为1:2【答案】 D【解析】【解答】解:由P=可知,灯泡电阻:R1===6Ω,R2===12Ω;由图示电路图可知,两灯泡并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流;A、两灯泡并联,灯泡两端电压U相等,R1<R2,由P=可知:P1>P2,灯L1比L2亮,故A错误;B、两灯泡并联,它们两端的电压相等,灯泡实际电压之比为1:1,故B错误;C、电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,如果灯L2灯丝断了,通过L2的电流为零,两电流表示数都变小,电压表示数不变,不符合题意,故C错误;D、若将灯L1、L2串联后接入电路,通过两灯泡的电流I相等,两灯都能发光,则实际功率之比:===,故D正确;故选D.【分析】已知灯泡额定电压与额定功率,应用电功率公式求出灯泡的电阻,然后应用串并联电路特点与电功率公式比较灯泡实际功率大小,再分析答题.5.图是一种输液时所用报警电路:电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻R M发生变化,导致电压表的示数增大而触犯警报器(图中未画出)报警,则M接触药液后()A. M的电阻R M变大B. 电路消耗的总功率变大C. 电压表与电流表的示数乘积不变D. 电压表与电流表的示数之比变大【答案】B【解析】【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与传感器电阻M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.由题意可知,M接触药液后,警报器报警,电压表V的示数增大,由I= 的变形式U=IR可知,电压表示数增大时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,则电压表与电流表的乘积变大,故C错误;由P=UI可知,电源电压不变时,电路消耗的总功率变大,故B正确;由R= 可知,电路中的总电阻变小,因串联电路中总电阻等于各分电压之和,所以,M的电阻R M变小,故A错误;由R= 可知,电压表V与电流表A的比值等于定值电阻R的阻值,则电压表与电流表的比值不变,故D错误.故选B.【分析】由电路图可知,定值电阻R与传感器电阻M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.根据题意可知,M接触药液后,警报器报警,电压表V的示数增大,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,进一步可知电压表V与电流表A的乘积变化;根据P=UI可知电路消耗总功率的变化,根据欧姆定律可知电路中总电阻的变化,根据电阻的串联可知M的电阻变化;根据欧姆定律结合定值电阻的阻值可知电压表V与电流表A的比值变化.6.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.7.如图甲,R1为定值电阻,R p为滑动变阻器,闭合开关,R p的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流图像如图乙,下列说法正确的是()A. 电源电压为3V,R1阻值为18ΩB. 电路消耗的最小功率为0.2WC. 当R p总阻值的接入电路时,它与定值电阻消耗的功率之比为6:5D. 当电流为0.4A时,R1与R p连入电路的阻值之比为1:2【答案】 C【解析】【解答】A.据乙图可知,当滑片滑到最左端时,此时电流最大为0.6A,电阻R 1两端的电压是3V,因此电源电压U 总=3V;电阻R 1的阻值为:,故A错误;B.据乙图可知,电路的最小电流为0.2A,那么电路消耗的最小功率为:P总=U总I总=3V×0.2=0.6W,故B错误;C.当滑片滑到最右端时,变阻器全部使用,此时电流最小为0.2A,这时的总电阻为:;那么滑动变阻器的最大阻值为:R P=R总-R1=15Ω-5Ω=10Ω;当R p总阻值的接入电路时,它与定值电阻消耗的功率之比:,故C正确;D.当电流为0.4A时,总电阻;滑动变阻器接入的电阻为:R P=R总-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω;R1与R p连入电路的阻值之比:,故D错误。