2020-2021南京备战中考物理欧姆定律的计算问题(大题培优易错试卷)
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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UI 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.小宇按照图甲所示的电路进行实验,R 0是定值电阻,R 是滑动变阻器。
闭合开关S ,将滑动变阻器滑片P 从最右端移到最左端,利用电压表和电流表测得多组数据,并描绘出图乙所示的AB 线段,延长B 与坐标交于C 点。
下列判断正确的是( )A .R 0阻值为40ΩB .电源电压为4VC .电路消耗的总功率最大为2.5WD .滑动变阻器的最大阻值为10Ω【答案】C 【解析】 【详解】由电路图知,闭合开关S ,变阻器与R 0串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流;AB .由图乙知,C 点的电流为0,表示滑动变阻器断路,电压表与电源连通,测量的是电源电压,由图乙可知电源电压U =5V ;故B 错误;由图乙中A 点坐标可知,电压表示数为0,表示当P 移动到最右端时,变阻器阻值为0,电路中只有R 0连入,电路中的电流最大为0.5A ,由欧姆定律可得R 0的阻值05V=10Ω0.5AU R I ==最大 故A 错误;C .电源电压U =5V ,电路中的电流最大为0.5A ,电路的最大功率是5V 0.5A 2.5W P UI ==⨯=总最大故C 正确;D .当变阻器滑片P 滑到最左端时,变阻器阻值最大;根据串联分压原理可知,电压表示数最大,对应图乙中B 点所示坐标,即变阻器两端的电压为4V ,电流为0.1A ,根据欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值4V=40Ω0.1AB U R I ==滑大最小 故D 错误。
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.如图所示的电路中,闭合开关S ,当滑动变阻器R 3滑动触头向下移动时,四个理想电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2、U 3表示,电表的示数变化量大小分别用∆I 、∆U 1、∆U 2、∆U 3表示,下列判断正确的是( )A .U 2变大,I 变大B .U 2 变大,I 变小C .2U I 变大,2U I∆∆不变 D .3U I 变大,3U I ∆∆不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB .分析电路图知,三个电阻串联在电路中,电压表V 1测电阻R 2和滑动变阻器R 2的总电压,V 2测电阻R 2的电压,V 3测变阻器R 3的电压。
当滑动变阻器的触头向下移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则电路中的总电阻变大,据欧姆定律得,电路中的电流变小,而电阻R 2的阻值不变,其两端的电压U 2应变小,故AB 都错误; C .据题意得22U R I =,而R 2是定值电阻,所以2UI 不变,2U I∆∆不变,故C 错误;D .据题意得33U R I =,而R 3的阻值变大,则3U I 变大,3U I∆∆不变,故D 正确。
故选D 。
2.如图所示是A 、 B 两定值电阻的U-I 图像,由图像中的信息可知A.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则A两端的电压大B.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B的功率大C.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则通过A的电流大D.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则A的功率小【答案】AD【解析】【详解】由图像可以看出,当电压一定时,通过A的电流较小,由UIR=的变形公式URI=可知,R A>R B;A.若将R A、R B两电阻串联在某电源两端,因串联电路中各处的电流相等,且R A>R B,所以,由UIR=的变形式U IR=可知,R A两端的电压大,故A符合题意;B.由公式2P I R=可知,R A的实际功率大,故B不符合题意;C.若将R A、R B两电阻并联在某电源两端,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由UIR=可知,通过R B的电流大,故C不符合题意;D.若将R A、R B两电阻并联在某电源两端,因并联电路中各支路两端的电压相等,由2UPR=可知,R A的实际功率小,故D符合题意。
一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作;过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R或灯L上,则下列判断中正确的是A.电阻R一定断路B.电阻R一定短路C.灯L可能变亮D.灯L的亮度可能不变【答案】C【解析】【分析】【详解】两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭.由以上分析可得,A、B、D判断均错误,C判断正确.2.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【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1 22 1RR=故D不符合题意。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L 1、L 2分别标有“6V 3W ”和“6V 6W ”的字样,滑动变阻器R 的阻值变化范围为0~12Ω,当S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,两灯都正常发光。
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则( )A .电源电压为12VB .两灯都正常发光时电流表的示数为3AC .整个电路的最小功率2.25WD .整个电路的最大功率9W【答案】D【解析】【分析】(1)当S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2并联,两灯泡均正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源的电压。
(2)根据P UI =求出两灯泡都正常发光时通过的电流,根据并联电路的电流特点求出两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)根据欧姆定律求出两灯泡的电阻,两灯泡的最大电阻和R 的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和2U P UI R==求出电路的最小总功率。
(4)当S 1、S 2、S 3都闭合且滑片位于a 端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,此时两灯泡的实际功率和额定功率相等,两灯泡的功率之和即为电路的总功率。
【详解】A .当S 1、S 2、S 3都闭合,滑动变阻器滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯都正常发光,则电源的电压126V U U U ===故A 错误;B .由P UI =可得,两灯泡都正常发光时通过的电流1113W 0.5A 6V P I U ===,2226W 1A 6VP I U ===因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则两灯都正常发光时电流表的示数120.5A1A 1.5AI I I=+=+=故B错误;C.由UIR=可得,两灯泡的电阻1116V12Ω0.5AURI===,2226V6Ω1AURI===当S1、S3闭合且滑片位于b端时,R1与R的最大阻值串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路的最小总功率()22126V1.5W12Ω12ΩUPR R===++小故C错误;D.当S1、S2、S3都闭合且滑片位于a端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率123W6W9WP P P=+=+=大故D正确。
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UI 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 、S 1,在滑动变阻器R 1的滑片从最右端向左滑至a 点的过程中,灯泡、R 1的I-U 图像如图乙所示,滑片在a 点时灯泡恰好正常发光。
下列说法正确的是( )A .电源电压为5.5VB .只闭合S 、S 1时,整个电路的最大功率为2.7WC .只闭合S 、S 1时,灯泡2s 内最少消耗2.4J 电能D .只闭合S 、S 2,R 1的滑片在a 点,R 2允许连入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω 【答案】D 【解析】 【详解】A .分析乙图可知在滑动变阻器R 1的滑片从最右端向左滑至a 点的过程中,滑动变阻器阻值逐渐减小,电压减小,回路中电流增大,故左侧的图像为小灯泡的I-U 图像,刚开始时小灯泡两端电压为0.5V ,滑动变阻器两端电压为4V ,设电源电压为0U ,则有0R L 4V 0.5V=4.5V U U U =+=+故A 错误;B .只闭合S 、S 1时,当电流最大时,整个电路的功率最大,设最大功率为m P ,则有m 0m 4.5V 0.5A 2.25W P U I ==⨯=故B 错误;C .只闭合S 、S 1时,灯泡最小功率为刚开始时的功率,设为P 小,则有0.5V 0.3A 0.15W P U I ==⨯=小小小设2s 内最少消耗电能为W ,则有0.15W 2s 0.3J W P t ==⨯=小故C 错误;D .滑片在a 点1R 的电阻为1113V 60.5AU RI ===Ω 只闭合S 、S 2,1R 与2R 串联,设R 2允许连入电路的阻值最大电阻为2R ,此时电压表示数达到最大,设为2U ,由欧姆定律可得此时电路中的电流为0221- 4.5V-3V==0.25A 6U U I R =Ω则滑动变动器最大阻值2223V===120.25AU R I Ω 设滑动变阻器最小电阻为3R ,此时电流数示数达到最大值,设为3I ,则有031334.5V===0.6A +6+U I R R R Ω 解得3=1.5R Ω。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图所示电路,电源电压为9V 保持不变,滑片P 由A 点滑到B 点时(图中未标出),电压表的示数由6V 变为3V ,电流表的示数变化了0.3A 。
关于变阻器接入电路的阻值R A 和R B 的大小关系、定值电阻R 0的电功率变化量△P 0,下列选项正确的是( )A .R A >RB 、△P 0=2.7W B .R A >R B 、△P 0=1.9WC .R A <R B 、△P 0=2.7WD .R A <R B 、△P 0=0.9W【答案】A 【解析】 【详解】滑片P 由A 点滑到B 点时,电压表的示数由6V 变为3V ,滑动变阻器接入电路中的阻值两端的电压变小,那么根据串联电路电压规律可知,定值电阻R 0的两端电压变大,根据欧姆定律UI R=可知,流过定值电阻R 0的电流变大,根据串联电路电流规律可知,流过滑动变阻器的电流也变大,根据欧姆定律的变换式UR I=可知,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,那么R A >R B ;设滑片P 在A 点时电路的电流是A I ,滑到B 点时电路的电流是0.3A B A I I =+滑片P 在A 点时,电压表的示数是6V ,定值电阻R 0的电压是3V ,那么电路中的电流是3VA I R =,滑片P 在B 点时,电压表的示数是3V ,定值电阻R 0的电压是6V ,那么电路中的电流是06VB I R =,可以得到 006V 3V0.3A R R =+ 化简计算可得010ΩR =;由题意可知定值电阻R 0的电功率变化量△P 0是()()22220006V 3V --- 2.7W 10Ω10ΩB AB A U U P P P R R ∆==== 故选A 。
2.如图电路中,电源电压保持不变。
闭合开关S ,当滑片移到滑动变阻器的b 端时,电压表的示数为8伏,10秒内定值电阻R 1做功为20焦;当滑片P 移到滑动变阻器的中点时,电压表的示数为6伏。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则A.电源电压为20VB.EF是V1表示数随A表示数变化的图像C.滑动变阻器的最大阻值为10ΩD.整个电路的最大功率为14.4W【答案】D【解析】【详解】AB.由图甲可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测串联电路的电流。
滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。
因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P 在A点时,V1示数最大为电源电压,则电源电压U=12V,故AB错误;C.当滑片在B端时,由图乙可知,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,R2=28V 0.4AUI=20Ω故C错误;D.电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A时,电路的总功率最大P=UI=12V×1.2A=14.4W,故D正确;故选D。
2.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电调电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在保证电路安全的情况下,下列判断正确的是()A .电路中电流变化的范围是0A ~0.5AB .滑动变阻阻值变化的范围是2.5Ω~10ΩC .灯泡的最小功率是0.45 WD .该电路的最大功率是1.25W 【答案】C 【解析】 【详解】AB .当灯泡的电压最大时,即L 2.5V U =,此时电路中的电流大小为L L L 1.25W 0.5A 2.5VP I U === 这个电流值没有超过滑动变阻器的最大电流,滑动变阻器两端电压是R L - 4.5V -2.5V 2.0V U U U ===这个电压大小也没有超过电压表的量程,此时滑动变阻器接入电路中的电阻值大小为R R 2.0V4Ω0.5AU R I === 这个阻值大小也没有超过滑动变阻器的最大阻值,故电路中的电流最大是0.5A ; 由题意可知,滑动变阻器两端的电压最大只能是3V ,此时灯泡的电压是1.5V ,电路中的电流大小为L L L 1.5V0.3A 5ΩU I I R ==== 这个电流大小没有超过滑动变阻器的最大电流,滑动变阻器接入电路中的阻值大小为R R 3V 10Ω0.3AU R I === 这个阻值大小也在滑动变阻器阻值范围之内,所以电路中的电流大小最小可以为0.3A ,综上所述,电路中电流变化的范图是0.3A ~0.5A ,滑动变阻阻值变化的范围是4Ω~10Ω,A 错误、B 错误;C .当灯泡的功率最小时,电路中的电流大小最小,即L 0.3A I =,灯泡的最小功率是()22L L L 0.3A 5Ω0.45W P I R ==⨯=C 正确;D .该电路的电流最大时,根据P UI =,电路中的功率最大,大小为4.5V 0.5A 2.25W P UI ==⨯=D 错误。
一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示的电路中,电源电压为 6V 且保持不变,滑动变阻器 R 的规格为“40Ω 1A ”,定值电阻 R 1的规格为“10Ω 0.5A ”。
只闭合开关 S 、S 2,当滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在 B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。
则下列判断正确的是( )① 只闭合开关 S 、S 1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变② 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω ③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,定值电阻 R 1 的功率变化范围是 0.144W~0.9 W ④ 定值电阻 R 2 的阻值是10ΩA .① ②B .① ③C .② ④D .① ④【答案】B【解析】【详解】① 从图中可以看到,当只闭合开关 S 、S 1时,R 1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 1的电压,将R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由U IR =可知,两次电压表的读数分别是111U I R =、221U I R =,两式相减,可得到 121121--U U I R I R =即1U IR ∆=∆,可得到1U R I∆=∆,由于R 1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;② 滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A ”,表示R 的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A ,定值电阻R 1的规格是“10Ω 0.5A ”,表示R 1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A ,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A ,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V ,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是6V-3V 3V =由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻110ΩR =,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是'6V 0.3A 0.5A 10Ω10ΩI ==<+ 变阻器R 连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器R 连入电路的最大电阻是40Ω,故只闭合开关S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,根据2U P R=可知,当1R 的电压最小时,其功率也最小,当1R 的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时R 的电压为1R 电压的4倍,由串联电路电压规律可知,1R 的最小电压是1min 16V 1.2V 5U =⨯= 这时定值电阻1R 的最小功率是()221min 1min 1 1.2V 0.144W 10ΩU P R === 电压表的示数最大为3V ,这时定值电阻1R 的最大功率是()22V 1max 13V 0.9W 10ΩU P R === 所以定值电阻1R 的功率变化范围是0.144W~0.9 W ,③ 正确;④ 只闭合开关 S 、S 2,则2R 与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测2R 的电压,滑动变阻器的滑片分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为8:9,根据2P I R =可知()2212892R I R I ⎛⎫= ⎪⎝⎭:: 解得122:3I I =:;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知22122R R I R I R +=+ 解得220ΩR =,④ 错误。
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,电源电压不变,小灯泡L 上标有“6V ”字样,通过灯泡L 的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V 的量程,电流表选择0~3A 的量程。
闭合开关S ,断开S 1和S 2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A ;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V 变化到4V ,电流表的示数变化了0.4A ,已知R 1:R 2=1:4, R 2为滑动变阻器的最大阻值。
在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是( )A .R 1的阻值为5ΩB .电源的电压为11VC .整个电路的最大电功率是11WD .整个电路的最小电功率是4.4W【答案】C【解析】【分析】【详解】 A .闭合开关S ,断开S 1和S 2时,灯泡L 与定值电阻R 1、滑动变阻器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,因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数由U 2′=8V 变化到U 2″=4V 时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,则两种情况下电路中的电流分别为:I ′=0.4A ,I ″=0.4A+0.4A=0.8A ,由图象可知,两种情况情况下灯泡两端的电压分别为'L U =1V ,''L U =3V ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U = 'L U +I ′R 1+'2U =1V+0.4A ×R 1+8V ,U = ''L U +I ″R 1+ ''2U =3V+0.8A ×R 1+4V ,因电源的电压不变,所以,1V+0.4A ×R 1+8V=3V+0.8A ×R 1+4V ,解得:R 1=5Ω,故A 正确,不符合题意;B .电源的电压:'L U +I ′R 1+ '2U =1V+0.4A ×5Ω+8V=11V ,故B 正确,不符合题意;C .当开关S 、S 2闭合,断开S 2时,电路为R 2的简单电路,因电源的电压小于电压表的量程,所以,当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I 大=3A 时,电路消耗的电功率最大,则:P 大=UI 大=11V ×3A=33W ,故C 错误,符合题意;D .当闭合开关S ,断开S 1和S 2,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电功率最小,则电源的电压:U L 小+I 小(R 1+ R 2)= U L 小+I 小(R 1+4 R 1)= U L 小+ I 小×5 R 111V= U L 小+ I 小×25Ω,由图象可知,当I 小=0.4A ,U L 小=1V 符合,则电路的最小电功率:P 小=UI 小=11V ×0.4A=4.4W ,故D 正确,不符合题意。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.某同学想用一只“1.5V 、5Ω”的小灯泡制作一个简易手电筒,采用电压为6V 的蓄电池作电源。
为了保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,该同学又从实验室里找到了一捆标有“1Ω/cm 0.2A ”的电阻线。
该同学应如何利用这捆电阻线才能保证小灯泡正常发光( )A .应并联一段15cm 长的电阻线B .应串联一段20cm 长的电阻线C .二段30cm 长的电阻线并联后与灯串联D .应串联一段15cm 长的电阻线【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .电源电压6V ,小灯泡额定电压1.5V ,根据串并联电路电压规律,应串联一段合适长度的电阻线进行分压,才能保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,A 选项不符合题意;BCD .串联电路中电流值处处相等,由题可知电阻线允许通过的最大电流为0.2A ,小灯泡的额定电流1.5V 0.3A 5ΩU I R === 由于灯的额定电流大于电阻线允许通过的最大电流,故单纯将电阻线与灯泡串联不能保证灯泡正常发光,需将电阻线并联分流后再与灯泡串联。
又由串联电路电源电压等于各部分用电器两端电压之和。
则串联上的电阻线部分两端电压总灯-6V-1.5V 4.5V U U U ===根据串联分压灯灯R UR U = 有4.5V5Ω1.5VR=解得电阻线并联后总阻值并15ΩR =。
电阻线规格为“1Ω/cm 0.2A ”,则30cm 长的电阻线的阻值R =L ⨯1Ω/cm =30cm ⨯1Ω/cm=30Ω两根30cm 长的电阻线并联后总电阻12并1215Ω2R R RR R R ===+BD 不符合题意,C 符合题意。
故选C 。
2.如图所示电路中,电源电压不变,灯泡的额定电压等于电源电压,灯泡电阻不变,下列说法正确的是( )A .开关都闭合,P 向右滑动,电流表的示数变小B .只闭合S 1、S 2,P 滑到a 端,灯泡正常发光C .只闭合S 3,P 向右滑动,电压表示数变化量与电流表示数的变化量的比值不变D .先闭合S 3,再闭合S 2,滑片P 不动,电压表的示数变小 【答案】ABC 【解析】 【分析】【详解】A .开关都闭合,灯泡、电阻R 2被短路,电流表与滑动变阻器串联在电路中,P 向右滑动,电路有效电阻变大,电流表的示数变小,故A 正确;B .只闭合S 1、S 2,灯泡与电阻R 2并联,P 滑到a 端滑动变阻器阻值为零,灯泡两端为电源电压,因灯泡的额定电压等于电源电压,能正常发光,故B 正确;C .只闭合S 3,灯泡、电阻R 2与滑动变阻器串联在电路中,电压表测量滑动变阻器两端电压,P 向右滑动,电压表示数变化量U ∆与电流表示数的变化量I ∆的比值为1212()R R IU R R I I+∆∆==+∆∆ 保持不变,故C 正确;D .先闭合S 3,灯泡、电阻R 2与滑动变阻器串联在电路中,再闭合S 2,灯泡被短路,滑片P 不动时电路总电阻变小,电流变大,电压表的示数变大,故D 错误。
故选ABC 。
3.已知R 1:R 2=2:3,开关S 由断开到闭合,图中电流表先后示数之比为2:5的电路是( )A .B .C .D .【答案】AD 【解析】 【详解】A .从图中可以看到,开关S 断开时,电阻R 1和R 2串联在一起,根据欧姆定律可知,电路中的电流大小是'125U UI R R R ==+当开关S 闭合时,只有电阻R 1接入电路中,根据欧姆定律可知,电路中的电流大小是''12U U I R R== 所以电流表先后示数之比是'''::2:552U U I I R R== 选项A 符合题意;B .从图中可以看到,开关S 断开时,电阻R 1和R 2串联在一起,电路中的电流大小是'125U UI R R R ==+当开关S 闭合时,只有电阻R 2接入电路,电路中的电流大小是''23U U I R R== 所以电流表先后示数之比是'''::3:553U U I I R R== B 项不合题意;C .从图中可以看到,开关S 断开时,只有电阻R 1接入电路中,电路中的电流大小是'12U U I R R== 当开关S 闭合时,电阻R 1和R 2并联在一起,电路中的总电阻大小是121265R R RR R R ==+总电路中的电流大小是''56U UI R R==总 所以电流表先后示数之比是'''5::3:526U U I I R R== C 项不合题意;D .从图中可以看到,开关S 断开时,只有电阻R 2接入电路,电路中的电流大小是'23U U I R R== 当开关S 闭合时,电阻R 1和R 2并联在一起,电路中的总电阻大小是65RR =总,电路中的电流大小是''56U U I R R==总 所以电流表先后示数之比是'''5::2:536U U I I R R== 选项D 符合题意4.如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。
其中S 为激光源,1R 为光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),2R 为定值电阻,a 、b 间接电压表,电压表示数如下,水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S 与1R 之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住。
若传送带上的产品为均匀正方体,电压随时间变化如图乙所示。
已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V ,保护电阻2R 的阻值为400Ω,则( )A .有光照射时光敏电阻1R 的阻值为800ΩB .有光照和无光时保护电阻2R 两端的电压之比为1:2C .有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1:4D .每1h 通过S 与1R 之间的产品个数为6000个 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A .R 1与R 2串联,有激光照R 1时,其阻值较小,由图象可得U 1=2V根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得U 2=U − U 1=6V−2V =4V所以,根据串联电路的电流处处相等可得2224V0.01A 400U I I R ===Ω=根据欧姆定律可得112V 2000.01AU R I ===Ω 故A 错误;B .R 1无激光照时,阻值较大,由图象可得U 1′=4V根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得U 2′=U −U 1′=6V−4V=2V则有光照和无光时保护电阻2R 两端的电压之比为U 2∶U 2′=4V ∶2V=2∶1故B 错误; C .R 1无激光照时22''22V'0.005A 400U I I R ====Ω根据欧姆定律可得此时电阻R 1的阻值11'''4V000.005AU R I ==Ω=8有光照射和无光照射时光敏电阻R 1的光敏电阻的阻值之比为R 1∶R 1′=200Ω:800Ω=1:4故C 正确;D .由图象可知:每经过0.6s ,就有一个产品通过计数装置,则每1h 通过S 与R 1之间的产品个数为3600s60000.6s= 故D 正确。
故选CD 。
5.如下图甲的电路中,闭合开关S 后,电压表的示数为2V ,两个电流表的指针偏转至表盘的同一位置,则( )A .L 1中的电流为0.2安B .L 1、L 2中的电流之比I 1∶I 2=4∶1C .电路的总电阻是10欧D .L 1、L 2消耗的电功率之比P 1∶P 2=4∶1 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】由图可知:开关闭合后,两灯泡并联,一个电流表测量的是总电流,一个电流表测量的是灯泡L 2电流,电压表测量测量灯泡L 2两端的电压;A .根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知:测量总电流的电流表量程是0~3A ,所以电流表的示数为1A ;则电路总电流I =1A ;测量灯泡L 2电流的量程是0~0.6A ,所以电流表示数为0.2A ,也就是电灯L 2中的电流I 2=0.2A ,所以L 1的电流为121A-0.2A=0.8A I I I =-=故A 不符合题意;B .通过两只灯泡的电流之比为120.8A 4 =0.2A 1I I= 故B 符合题意;C .由于两灯泡并联,则U =U 2=2V ,根据UI R=可得 2V =2Ω1AU R I == 故C 不符合题意;D .两灯泡消耗的电功率之比1112224 1P UI I P UI I === 故D 符合题意。
故选BD 。
6.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111126V6V 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 8V2U U I R R R R ⨯==== 则电源电压为212128V4V 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 6V6V 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 。
7.灯泡L 标有“6V ”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω、1A ”。