物理专题复习分类练习 欧姆定律综合解答题及详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是:
A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
C.电压表V1与电压表V2的示数之和不变
D.电压表V2与电流表A的示数之比不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
R1和R2是串联,V1测量的是电源电源,V2测量的是R2两端的电压,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变所以A是正确的.
2.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.
3.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~0.5A
B.滑动变阻阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C.灯泡的最小功率是0.45 W
D.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
2.5V
P
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
2.0V
4Ω
0.5A
U
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
1.5V
0.3A
5Ω
U
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
10Ω
0.3A
U
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
()2
2L 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。
4.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0.1Ω
C .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
【解析】
【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 0.2A 10Ω2V U 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 0.5A2
I
I
==
实验中,需保持R两端电压不变,则由欧姆定律可得
112
21
2
1
2
U
I R R
U
I R
R
===
由上式可得
1
2
2
1
R
R
=
故D不符合题意。
故选A。
5.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 2.4W
C.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
U
I
R
=可得,电源的电压
111
0.6A
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,
I2=0.2A,U2=4V,则滑动变阻器的最大阻值
2
2
2
4V
=20Ω
0.2A
U
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