欧姆定律题型总结(解析版)
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一、动态电路分析问题
【开关造成的动态电路】
例1、如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S1、S2,两电表均有示数.若断开开关S2,则()
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表和电压表的示数都变小D.电流表和电压表的示数都变大
【答案】C
【解析】由图可知,当两个开关都闭合时,电阻R1被短路了,电路中只有R2,电压表测的是电阻R2两端电压,即电源电压U(因为电路中只有电阻R2,所以电阻R2两端电压就是电源电压),电流表的示数为:I=U
;
R2
若断开开关S2,则电阻R1与R2是串联,此时电压表与电阻R2并联,测的是R2两端的电压U2,电流表的示数为:I′=U
。
R1+R2
根据串联电路电压规律可知,U2<U,所以电压表的示数变小了;
因为串联时的总电阻大于各串联电阻,根据欧姆定律可知,在电源电压一定时,电流与电阻成反比,所以I′<I,即电流表的示数变小了。
故选:C。
练习1.1 如图所示,闭合电键S,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A1的示数;电流表A2的示数;电压表的示数.(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】变大;不变;不变。
【解析】此题需要分析电路连接状态,需要知道电表测量的不同状态的电阻有什么变化,需要老师带着学生逐一分析,最后还是要总结,电阻是否变化。
练习1.2 在图所示的电路中,电源电压不变,当电键S由闭合到断开时,电压表()
A.V1示数减小,V2示数减小B.V1示数增大,V2示数增大
C.V1示数减小,V2示数增大D.V1示数增大,V2示数减小
【答案】D
【解析】电键S闭合时,电路中只有电阻R2,故此时电压表的示数都等于电源电压;电键S由闭合到断开时,R1和R2串联接入电路中;电压表V1测量R1两端的电压,故电压表V1示数变大,电压表V2测量R2两端的电压,电阻两端的电压都小于电源电压,故电压表V2示数减小。
【滑动变阻器造成的动态电路】
例2 如图所示的电路,电源电压不变,开关S闭合后,将滑片P向左移动的过程中,电流表和电压表将()
A.电流表示数变小;电压表示数变大B.电流表示数变小;电压表示数不变
C.电流表示数变大;电压表示数变小D.电流表示数不变;电压表示数变小
【答案】B
【解析】由电路图可知,电阻R和滑动变阻器R2并联,电流表测R2支路的电流,电压表测电源的电压,因为电源的电压不变,所以电压表的示数不变;滑片从中间向左端移动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,由于并联电路中各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可知,该支路的电流变小,即电流表的示数变小,故B正确.
故选B.
练习2.1 如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中()
A.电压表V1示数变大,V2示数变大,电流表A的示数变大
B.电压表V1示数不变,V2示数变大,电流表A的示数变小
C.电压表V1示数不变,V2示数变小,电流表A的示数变大
D.电压表V1示数变小,V2示数变大,电流表A的示数变小
【答案】D
【解析】题最关键的是电路识别,V1测R1,V2测R2。滑变电阻变大电流变小,滑变电压也变大,其他定值电阻电压变小。(讲解变化问题时,尽量按照一定顺序提问或讲解,有顺序,学生可以养成正确思考习惯。)
练习2.2 如图所示,电源电压保持不变.闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右移动时()
A.电流表示数变大B.电压表示数变小
C.小灯泡亮度不变D.电压表示数不变
【答案】C
【解析】闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路电流不变,电流表示数不变;灯泡两端的电压不变,所以灯泡的亮度不变;电压表测量电阻R的左端与滑片之间电阻的电压变大;电压表示数变大.
【特殊电阻造成的动态电路】
例3 如图所示为某科技创新小组设计的水位计工作原理图,容器中的绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的滑片P升降,并通过电压表V显示的数据来反应水位的升降情况.L是一个指示灯,电路各部分接触良好.当容器中的水位最低时,滑片P位于变阻器R的a端,则()
A.当水位不变时,电压表V示数不变,指示灯L不亮
B.当水位上升时,电压表V示数变小,指示灯L变亮
C.当水位上升时,电压表V示数变大,指示灯L变暗
D.当水位下降时,电压表V示数变大,指示灯L变亮
【答案】C
【解析】(1)当水位不变时,当水位不变时,电路处于通路状态,灯泡发光,此时变阻器接入电路中的电阻不变,变阻器两端的电压不变,即电压表的示数不变,故 A 不正确;
可知,电路中的电流变(2)当水位上升时,浮子带动滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=U
R
小,指示灯两端的电压变小;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以变阻器两端的电压变大,即电压的示数变大;由P=UI可知,指示灯的实际功率变小,灯泡变暗,故 B 不正确, C 正确;反之,当水位下降时,浮子带动滑片下移,接入电路中的电阻变小,指示灯的实际功率变大,指示灯变亮,电压表的示数变小,故 D 不正确.
练习3.1 如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当油面上升时()
A.电压表和油量表示数都变大B.电压表和油量表示数都变小
C.电压表示数变小,油量表示数变大D.电压表示数变大,油量表示数变小
【答案】C
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,油量表(电流表)测电路中的电
可知,电路流.当油面上升时,滑片下移,R2接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=U
R
中的电流变大,即油量表的示数变大,故 BD 不正确;
由U=IR可知,R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,
所以,R2两端的电压变小,即电压表的示数变小,故 A 不正确, C 正确.
练习3.2 高速公路收费站对过往车辆实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重原理图,以下说法正确的是()