中考物理知识点过关培优易错试卷训练∶欧姆定律的计算问题及答案
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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,R0、R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,电源电压不变,移动滑动变阻器的滑片,使其从阻值最大处移动到图甲中所示a点处,在此过程中两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中.根据以上条件可知()A.R0的阻值为10ΩB.电源电压为6VC.滑片在a点时,滑动变阻器的阻值为15Ω D.R1的阻值为10Ω【答案】B【解析】【分析】【详解】由图可知,开关闭合,R0、R1、R2串联,电压表V1测R1、R2串联的总电压,电压表V2测R1的电压,电流表测电路中的电流.滑动变阻器的滑片从阻值最大处移动到图甲中所示a 点处,电压表V1示数随串联总阻值的减小而减小,电压表V2示数增大,据图,R1的电压为0.5V时,对应的电流为0.1A,则R1的阻值为:R1===5Ω;由题知,电压表V1的示数变化电压等于R0两端的电压变化量,则:R0===5Ω;滑片在a点时,电压表V1的示数为4.5V,电压表V2的示数为1.5V,则滑动变阻器两端的电压为:U2=U V1U V2=4.5V 1.5V=3V,滑动变阻器的阻值为:R a===10Ω;电源电压:U=I2(R1+R a+R0)=0.3A(5Ω+10Ω+5Ω)=6V.故B正确,符合题意.2.如图所示,电源电压保持不变,只闭合开关S 1时,电压表V 的示数为U 1,电阻R 1消耗的功率P 1为1.8W ;只闭合开关S 2、S 3时,电压表V 的示数为U 2,电流表A 1和A 2的示数分别为I 1和I 2;所有开关都闭合时,电流表A 2的示数比I 2增加了0.9A ;已知12:1:3U U =,12:4:1I I =,则( )A .电阻R 2和R 3的比值为4:1B .电阻R 1的阻值为20ΩC .电源电压为20VD .电流表A 1示数I 1为2.4A 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】只闭合开关S 1时,等效电路图如图甲所示:;只闭合开关S 2、S 3时,等效电路图如图乙所示:;所有开关都闭合时,等效电路图如图丙所示:;A .由图乙可知232312324 1U U R R R R I U I R R ++===所以2331R R =…① 故A 不符合题意;BC .由图乙可知电压表测的是电源的电压,因为12:1:3U U =,所以由图甲可得11231 3R R R R =++ 即1232R R R =+…②由①②两式可得132R R =,所以22111123(1.8)W UP I R R R R R ===++即2116.2U R =…③由图乙、丙可知220.9A I I '=+即10.9A UR =…④ 由③④两式可得R 1=20Ω,代入④式可得U =18V ;故B 符合题意,C 不符合题意; D .由图乙可得:电路的总电阻233331123333331334428R R R R R R R R R R R R ⨯====⨯=++所以111880.9A 2.4A3338U U U I R R R ===⨯=⨯= 故D 符合题意; 故选BD 。
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.右图是电阻甲和乙的I U -图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是 ( )A .当甲两端电压为0.5V 时,通过它的电流为0.3AB .当乙两端电压为2.5V 时,其电阻值为10ΩC .将甲和乙串联,若电流为0.3A ,则它们两端的电压为2VD .将甲和乙并联,若电压为1V ,则它们的干路电流为0.4A 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A . 由I -U 图象可知,A.当甲两端电压为0.5V 时,通过它的电流为0.1A ,故A 错误.B . 当乙两端电压为2.5V 时,通过乙的电流为0.5A ,所以此时乙的阻值为2.5V 50.5AU R I ===Ω 故B 错误.C . 将甲和乙串联,若电流为0.3A ,则它们两端的电压:U =U 甲+U 乙=1.5V+0.5V=2 V ,故C 正确为答案.D .将甲和乙并联,若电压为1V ,则它们的干路电流:I =I 甲+I 乙=0.2A+0.4A=0.6A ,故D 错误.2.小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路图如图甲所示。
其中,电源两端电压U =4V (恒定不变),电压表量程为0~3V ,R 0是阻值为300Ω的定值电阻,R 1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )A .R 1的阻值随温度升高而减小B .环境温度升高时,电路的总功率变小C .此电路所允许的最高环境温度是80℃D .当环境温度为40℃时,R 1两端的电压为2V 【答案】AC 【解析】 【详解】A .由乙图可知,随温度升高R 1的阻值逐渐降低,故A 正确;B .由于电源电压不变,当环境温度升高时,R 1的阻值变小,电路总电阻变小,则由2U P R=可知,电路总功率变大,故B 错误; C .由于温度越高R 1阻值越小,则由串联分压可知,R 0两端电压越大,由于电压表测量R 0两端电压,量程为0~3V ,则电压最大不超过3V ,当电压表为3V 时,对应环境最高温度,此时电路电流为01003V0.01A 300ΩU I I I R ===== 则此时R 1阻值为1114V 3V 100Ω0.01AU R I -=== 由乙图得对应最高温度为80℃,故C 正确;D .当环境温度为40℃时,由乙图得R 1阻值为200Ω,则电路总阻值为500Ω,电路电流为4V 0.008A 500ΩU I R '===总 由于串联,则流过R 1电流为0.008A ,此时R 1两端电压为1110.008A 200Ω=1.6V U I R '''==⨯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,R 1=2R 2,闭合S 、S 1,断开S 2时,电压表示数为5V ,闭合S 、S 2,断开S 1时,电压表示数为7V ,则R :R 2为( )A .3∶2B .2∶3C .7∶5D .5∶7【答案】A【解析】【分析】【详解】当闭合S 、S 1,断开S 2时,R 1与R 串联,电压表测R 两端的电压;当闭合S 、S 2,断开S 1时,R 2与R 串联,电压表测R 两端的电压;由U I R = 可得,两种情况下的电流之比 R R 12R R ===5V 7V=57U U I I U U R R''::::: 因电源的电压一定时,电流与电阻成反比,所以()()()()122122==2=57I I R R R R R R R R :+:++:+:整理可得2=32R R ::故选A 。
2.如图甲所示的电路中,电源电压为12V 保持不变,R 2是定值电阻。
闭合开关S ,将滑动变阻器R 1的滑片从最左端向右滑动直到小灯泡L 正常发光。
图乙是这一过程中两电压表与电流表示数变化关系的图像。
下列说法正确的是( )A .定值电阻R 2的阻值是20ΩB .小灯泡的额定功率为1.8WC .小灯泡正常发光时,R 1的阻值为5ΩD .滑动变阻器R 1的最大阻值为35Ω【答案】BCD【解析】【分析】【详解】由电路图可知,滑动变阻器R1、R2和灯泡L串联在电路中,电压表V1测量滑动变阻器R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。
当滑片P 从最左端向右滑动时,滑动变阻器连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据I=UR可知,电路中的电流变大;由U=IR可知,灯泡L和R2两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,R1和R2两端的总电压变小,由此可知:图像中上半部分为电压表V1示数变化图线,下半部分为电压表V2示数变化图线;A.由图像可知,当灯泡L正常发光时电路中的电流最大,为0.3A,此时电压表V1的示数为滑动变阻器R1和R2两端的总电压U V1=6V,电压表V2的示数为R2两端的电压U2=4.5V,根据I=UR可得R2=2UI最大=4.5V0.3A=15Ω故A错误;B.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡L正常发光时灯泡两端的电压U L=U﹣U V1=12V﹣6V=6V所以P额=P L=U L I最大=6V×0.3A=1.8W故B正确;C.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡L正常发光时R1两端的电压U1=U V1﹣U2=6V﹣4.5V=1.5V根据I=UR可得R1=1UI最大=1.5V0.3A=5Ω故C正确;D.当滑片P在最左端时,滑动变阻器连入的电阻最大,则电路中的电流最小;由图像可知,电路中最小电流值为I最小=0.2A,此时电压表V1的示数U V1′=10V,根据I=UR可得此时R2两端的电压U2′=I最小R2=0.2A×15Ω=3V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U1′=U V1′﹣U2′=10V﹣3V=7V根据I=UR可得R 1最大='1U I 最小=7V 0.2A=35Ω 故D 正确。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图所示,MN 间电压恒定,1R 为定值电阻,滑动变阻器2R 的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P 处于a 端时,电流表示数为0.25安;当滑片P 处于ab 中点时,电流表示数为0.40安,则MN 间的电压是A .6伏B .5伏C .4伏D .3伏【答案】D 【解析】 【详解】R 1与滑动变阻器R 2并联,设MN 间的电压为U ,根据并联电路的电流关系, 则210.25UU A R R +=……………….① 120.412U UAR R +=………………② 联立①②,将R 2=20Ω代入,解得 U=3V 。
故D 正确为答案.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。
【详解】A .由甲图知道,R 1 与R 2 串联,电压表测R 2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知1111.3V A 50U U I R R =+=+⨯滑------① 2112.5V A 30U U I R R =+=+⨯滑------②由①②解得:R 1 =10Ω,U =8V ,故A 错误;BCD .由滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”,当移动滑片使电流表示数达到I 大=0.5A 时,变阻器接入电路的电阻最小,电压表的示数最小,由P=UI 可得此时电路的总功率最大,则电压表的示数最小为18V 0.5A 10Ω=3V U U I R --⨯==小大变阻器接入电路的最小电阻Ω3V0 6.5AR U I ===小小大 电路的最大总功率8V 0.5A 4W P UI ==⨯=大大根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,最高电压不超过6V ,定值电阻R 1两端的电压为18V 6V 2V U U U =-=-=大此时的总电流为112V 0.2A 10ΩU I R ===小 滑动变阻器的最大电阻为6V30Ω0.2AU R I ===大大小 电路的最小功率为221W ()8V 1.610Ω30ΩU P R R ===++小大 综上所述,电压表的变化范围是3V~6V ;滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω;电路总功率的变化范围是1.6W~4W ,故B 正确、CD 错误。
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.2.两江的物理大组长在测完电阻后,把测量过的一个灯泡和一个定值电阻串联起来进行实验.图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I U-图象,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8 V,下列说法正确的是A.小灯泡电阻随温度的增大而减小B.灯泡的实际电功率为0.6 WC.定值电阻的阻值为0.05ΩD .定值电阻的电功率为0.8 W【答案】B【解析】【详解】A .由图甲结合U R I=可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大;此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度也在升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A 错误; B .灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A 时,灯泡两端电压为2V ,定值电阻两端电压为6V ,总电压为8V ,则灯泡的实际功率:2V 0.3A 0.6W L L P U I ==⨯=故B 正确;C .由B 项数据可知,电阻的阻值:6V 20Ω0.3AR U R I ===, 故C 错误;D .电阻的实际功率: 6V 0.3A 1.8W R R P U I ==⨯=,故D 错误。
一、初中物理欧姆定律问题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 4V B.电路总功率的最大值为 2.4WC.R1电功率的最小值为 0.4W D.R2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R2两端的电压,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I1=0.6A,由UIR=可得,电源的电压1110.6AU 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,I2=0.2A,U2=4V,则滑动变阻器的最大阻值2224V=20Ω0.2AURI==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21210.2A4VU I R U R=+=⨯+…②因电源的电压不变,由①②可得110.6A0.2A4VR R⨯=⨯+解得:R1=10Ω,电源的电压10.6A0.6A10Ω6VU R=⨯=⨯=故A错误;电路消耗的最大功率116V0.6A 3.6WP UI==⨯=故B错误;R1电路消耗的最小功率221210.2A10Ω0.4WP I R==⨯=()故C正确。
故选C。
2.如图电路,电源两端电压为4.5V且保持不变.电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是()A.定值电阻R1的最大功率为3.6WB.电流表A的示数变化范围为0.15A~0.45AC.滑动变阻器的最小功率为0.45WD.滑动变阻器R2的阻值取值范围为0Ω~20Ω【答案】C【解析】【详解】A.从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻R1和滑动变阻器R2串联在一起,电压表V1测的是电阻R1两端的电压,电压表V2测的是滑动变阻器R2接入电路中电阻两端电压,要求定值电阻R1的最大功率,那么需要定值电阻R1两端的电压最大,由题意可知,当R1两端的电压是3V时,电压表V1的量程没有超出,流过R1的电流为1113V==0.3A10ΩUIR=此电流大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器R2的最大电流,那么滑动变阻器R2两端的电压为214.5V3V 1.5VU U U=-=-=这个电压大小也没有超过电压表V2的量程,所以当R1两端的电压是3V时能够保证电路安全,此时定值电阻R1的最大功率为()221113V0.9W10ΩUPR===A错误;B.当电流表的示数最小时,电路中电阻最大,滑动变阻器R2接入电路中电阻最大,即220ΩR=,电路中的电流大小为124.5V0.15A10Ω20ΩUIR R===++这个电流大小没有超过滑动变阻器R2的最大电流,也没有超过电流表的量程,此时R1两1R 10.15A 10Ω 1.5V U IR ==⨯=R 2两端电压为21R R - 4.5V -1.5V 3V U U U ===这也没有超过两电压表的量程,所以电路中的电流最小可以为0.15A ; 当电流表的示数最大时,假设0.45A I =,此时R 1两端的电压是1R 10.45A 10Ω 4.5V U IR ==⨯=这个电压大小超过了电压表的量程,所以0.45A I ≠,所以电流表A 的示数变化范围不为0.15A~0.45A ,B 错误;CD .当滑动变阻器R 2的电阻最小时,此时电路中电流最大,R 1两端的电压最大,只能是3V ,由上述可知0.3A I =,R 2两端的电压为2R 1.5V U =,R 2的最小值为2R 2 1.5V5Ω0.3AU R I=== 由上述可知,滑动变阻器R 2的电阻可取20Ω,这也是R 2的最大值,所以滑动变阻器R 2的阻值取值范围为5Ω~20Ω;设电路中的电流为I ,由题意可知道滑动变阻器的功率为()()2222222221212121212-4-4U U U P I R R R R R R R R R R R R R ⎛⎫==⋅=⋅= ⎪++⎝⎭+ 要使电功率P 最小,那么()2122-R R R 要最大,当R 2是5Ω或者20Ω时,()2122-R R R 最大,滑动变阻器的电功率最小,大小为0.45W P =,可知,C 正确、D 错误。
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、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.在如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S ,在滑动变阻器的滑片P 向左移动的过程中( )A .电流表的示数变小,电压表的示数变大B .电流表的示数变大,电压表的示数不变C .电流表的示数变小,电压表的示数变小D .电流表的示数变小,电压表的示数不变【答案】D【解析】【详解】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测滑动变阻器支路的电流,电压表测电源的电压;电源电压不变,滑片移动时,电压表的示数不变,当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,接入电路中的电阻变大,因并联电路中各支路两端的电压相等,且均等于电源的电压,所以由IU R=可知,该支路的电流变小,即电流表的示数变小.故D 正确.2.如图所示,电源电压保持不变,R 1为滑动变阻器,R 2、R 3为定值电阻,电压表V 1、V 2示数变化量分别为1U ∆和2U ∆,电流表A 1、A 2示数变化量分别为1I ∆和2I ∆。
下列说法正确的是( )A .闭合开关S 1、S 2,向右调节滑片P ,A 1、A 2示数变小,且变化量相等B .保持滑片P 位置不变,开关S 1保持断开,S 2由断开到闭合,A 1示数增大,V 2示数不变C .断开开关S 1、S 2,向左调节滑片P ,V 1示数变大,V 2示数变小,A 1示数变小D .断开开关S 1、S 2,向右适当调节滑片P ,R 2阻值等于2111U U I I ∆∆-∆∆ 【答案】AD【解析】【分析】【详解】A .闭合开关S 1、S 2时,变阻器R 1和定值电阻R 2、R 3并联,电流表A 1测量的是干路电流,电流表A 2测量的通过变阻器R 1的电流,当向右调节滑片P 时,变阻器R 1的接入电阻变大,故其电流变小,即电流表A 2的示数变小;电流表A 1的示数为R 1、R 2、R 3所在的三条支路电流之和,R 2和R 3所在支路电阻不变,所以这两条支路的电流也未发生变化,所以A 1的示数因A 2的示数变小而变小,且两电流表示数变化量相等,故A 正确;B .保持滑片P 位置不变, S 1和S 2都断开时,变阻器R 1和定值电阻R 2、R 3串联;S 1保持断开,S 2由断开到闭合时,定值电阻R 2、R 3以及电压表V 2同时被短路;从中可以看出开关S 1保持断开,S 2由断开到闭合时,电路中的总电阻变小,故总电流变大,即电流表A 1示数增大;同时电压表V 2短路,所以V 2示数从有到无,即它的示数会减小,故B 错误;C .断开开关S 1、S 2时,变阻器R 1和定值电阻R 2、R 3串联,向左调节滑片P 时,变阻器R 1的接入电阻会减小,而R 2和R 3的电阻不变;电压表V 1示数为R 1和R 2两端电压之和,由串联电路的分压原理可知,其示数会减小;电压表V 2示数为R 2和R 3两端电压之和,其示数会变大;A 1示数为此串联电路中的电流,它会因为总电阻的减小而增大,故C 错误;D .断开开关S 1、S 2,变阻器R 1和定值电阻R 2、R 3串联;当变阻器的滑片P 右移时,变阻器接入电路中的电阻变大,故电流表A 1的示数会变小。
一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.某同学做“调节灯泡亮度”的实验,电路图如图所示,电源电压恒定为4.5V,电压表量程为“0-3V”,电流表量程为“0-0.6A”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻受温度的影响),为保证电路安全,小灯泡两端电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。
则以下判断不正确的是()A.变阻器滑片向右滑动时,电压表示数变大,电流表示数变小B.灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为3ΩC.当电压表示数为3V时,电路消耗的总功率最大D.当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,灯泡的功率为0.54W【答案】C【解析】【分析】【详解】电路为串联电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流。
A.变阻器滑片向右滑动时,滑动变阻器接入阻值变大,由欧姆定律以及串联分压的特点可知滑动变阻器两端电压变大,即电压表示数变大,通过电路电流变小,即电流表示数变小,故A正确,不符合题意;B.灯泡正常发光时,由P=UI可得电路电流为L LL 1.5W0.5A 3VPI IU====根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为L 4.5V3V 1.5VU U U=-=-=滑由UIR=可得滑动变阻器接入阻值1.5V3Ω0.5AURI===滑滑故B正确,不符合题意;C.根据P=UI可知,要想电路消耗的总功率最大,则电路电流应该最大,考虑电路安全,电路最大电流应该为0.6A,由2UPR=可得灯泡的阻值()32LLL3V6Ω1.5WURP===此时由U I R =可得灯泡两端电压 L L 0.6A 6Ω 3.6V U I R ''==⨯= 根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为L 4.5V 3.6V 0.9V U U U ''=-=-=滑即电压表示数为0.9V 时,电路消耗的总功率最大,故C 错误,符合题意;D .当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,电路总电阻9Ω6Ω15ΩR =+=此时电路电流4.5V 0.3A 15ΩU I R ''=== 由U I R=可得灯泡两端电压 L L 0.3A 6Ω 1.8V U I R ''''==⨯=则灯泡的功率L L 0.3A 1.8V 0.54W P I U '''''==⨯=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 U R U = 有4.5V 5Ω1.5VR= 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 R R 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 I U 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.学校的科技小组设计了一种自动计数器,可以自动记录跳绳的次数,其简化电路如图甲所示。
其中R 1是光敏元件,每当绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的电阻会变大,这时自动计数器会计数一次。
R 2是定值电阻,信号处理系统能记录AB 间每时刻的电压。
已知电源电压为12 V ,某时段AB 间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是A .AB 两端电压为2 V 时,跳绳自动计数器会计数一次B .绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1和R 2的阻值相等C .绳子没有挡住射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的3倍D .绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍【答案】AD【解析】【分析】【详解】A .由题知,当射向R 1的激光被挡时,R 1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R 1分得电压增大,R 2分得电压减小,由图乙知,此时U 2=U AB =2V ,因为R 1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB 间电压为2V 计数一次,故A 项正确;B .由串联分压的特点可知12112222U U U IR R U U IR R -===, 即1212V-2V 5=2V 1R R =, 所以R 1=5R 2,故B 项错误;C .当射向R 1的激光没有被挡时,R 1阻值变小,R 1分得电压减小,R 2分得电压增大,由图乙知,此时U 2'=U AB '=6V ,由串联电路的分压原理有:12112222U U U I R R I R R U U ''''-===''', 即1212V-6V 1=6V 1R R '=,所以12R R '=,故C 项错误;D .结合BC 项,115R R '=,即绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍,故D 项正确。
4.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 U I 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 U I 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 R R R R ==+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::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65R R =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 I I ===:::: 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.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,下列说法正确的是()A.只闭合开关 S1,变阻器滑片向左移动时,电压表 V1 无示数,电压表 V2 与电流表 A 示数的比值不变B.只闭合开关 S3,移动变阻器滑片,电压表 V1示数变化量与电流表 A 示数变化量的比值不变C.只闭合开关 S2,移动变阻器滑片,电压表 V1示数的变化量等于电压表 V2的示数的变化量D.若不考虑电表量程等元件安全问题,当闭合开关 S1、S3,变阻器滑片置于最左端时,R1消耗的功率最大【答案】BD【解析】只闭合开关S1,R1和V1没有接入电路,电压表V1无示数;R2、R3串联,电压表V2测变阻器R3的电压,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知,电压表V2与电流表A示数的比值即为变阻器连入电路中的电阻大小,故当滑片向左移动时,该比值变小,A错误;只闭合开关S3,R1、R3串联,电压表V1测R1的电压,电流表测电路中的电流,由I=U/R 可得,前后两次电阻R1的大小:R1 =U1/I1=U2/I2,由合分比定理可得R1 =U1−U2/I1−I2,即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变,B正确;只闭合开关S2,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R3的电压;根据串联电路电压的规律,移动变阻器滑片,R3的电压变化量等于R1、R2的电压变化量之和,即电压表V1示数的变化量小于电压表V2的示数的变化量,故C错误;若不考虑电表量程等元件安全问题,当闭合开关S1、S3,变阻器滑片置于最左端时,变阻器连入电路中的电阻为0,此时R1与R2并联,R1的电压等于电源电压最大,根据P=UI=U2/R可知,R1消耗的功率最大,故D正确,故选BD.7.如图所示,电源电压为5V,灯泡标有“3V、1.5W”字样,滑动变阻器R的规格为R ,电压表量程“0~3V”,电流表量程为“30Ω1A”,定值电阻010Ω“0~0.6A”。