中考物理易错题精选-欧姆定律练习题附详细答案
一、初中物理欧姆定律问题
1.两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 W
C .定值电阻的阻值为0.05Ω
D .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
20Ω0.3A
R 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。
2.洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如下图所示,R 是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大的电路是
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图知,R与R′串联,电压表并联在电源两端测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故A不符合题意;
B.由图知,R与R′并联,电压表串联在电路中测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故B不符合题意;
CD.电路中R与R′串联,当身高越高时,滑片上移,R′接入电路中的电阻越大,电路中的
总电阻越大,由
U
I
R
=可知,电路中的电流越小,由U IR
=可知,R两端的电压越小,
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,R′两端的电压变大;C选项中电压表测R′两端的电压,身高越高时,其示数越大,故C符合题意;
D选项中电压表测R两端的电压,身高越高时,其示数越小,故D不符合题意.
故选C.
3.灯泡L的电流随电压变化关系如图甲所示,现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,电路中电源的电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列判断正确的是
A.电路消耗的总功率保持不变
B.电压表与电流表示数的比值变小
C.电流表的示数增大,电压表的示数减小
D.灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量
【解析】
【分析】
【详解】
AC.灯与R串联,电压表测L的电压,电流表测电路的电流,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,变阻器连入的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,根据 ,电路消耗的总功率变大;通过灯的电流变大,灯的电压变大,故AC错误;
P UI
B.由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值即灯的电阻,如下所示,通过灯的电流随电压变大而变大,而且电压的增大量大于电流的增大量,由欧姆定律,灯的电阻变大,即电压表与电流表示数的比值变大,B错误;
D.电路的总电阻变小,故灯泡电阻的增大量小于滑动变阻器接入电路电阻的减小量,即灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量,D正确。
故选D。
4.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R1的规格为“10Ω 0.5A”。只闭合开关 S、S2,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、S1,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、S1,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、S1,为保证电路安全,定值电阻R1的功率变化范围是 0.144W~0.9 W
④ 定值电阻R2的阻值是10Ω
A.① ②B.① ③C.② ④D.① ④
【答案】B
【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 10Ω10Ω
I =
=<+
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2
U 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 1
6V 1.2V 5
U =?=
这时定值电阻1R 的最小功率是
()2
2
1min
1min
1 1.2V 0.144W 10Ω
U 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
()2
2
V
1max
13V 0.9W 10Ω
U 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
()2
212892R 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
22122
R R I R I R +=+
解得220ΩR =,④ 错误。 故选B 。
5.如图所示的电路中,电源电压恒定,0R 为定值电阻,闭合开关后,在移动滑动变阻器滑片过程中,下列图像中不正确的是( )
A .电压表示数随电流表示数变化图像
B .电流表示数随变阻器变化图像
C .变阻器的功率和定值电阻的功率的比值Q 随变阻器电阻R 的变化
图像
D .电流表示数变化量△I 随电压表示数变化量△U 的变化图像
【答案】B 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,定值电阻R 和滑动变阻器串联接在电路中,在移动滑动变阻器滑片过程中,设电流表的示数是I ,电压表的示数是U ,电源电压的大小是U 电,由题意可以得到
U U
R I I
=+电 化简可得到
-U IR U =+电
I 和U 电大小不变,可知电压U 与I 是一次函数关系,A 正确,不合题意;
B .设电流表的示数是I ,滑动变阻器的电阻大小是R ,电源电压的大小是U 电,由欧姆定律可以得到
0U R R I
=+电
变换可得
01
I U R R =
?+电
从这条式子可以看到,随着滑动变阻器的电阻R 的增大,电流表的示数变小,电流减小得越来越慢,这个图像不对,B 错误,符合题意;
C .由题意可知,变阻器的功率是2
R P I R =,定值电阻的功率是02
R 0P I R =,那么变阻器
的功率和定值电阻的功率的比值是
02R 2R 00
1
P I R Q R P I R R ===?
从这条式子可以看到,Q 与 R 成正比,那么它的关系图像是一条过原点的直线,C 正确,不合题意;
D .设滑动变阻器接入电路中的阻值在变小,从A R 变小到B R ,那么电流表示数变化量是
00-B A
U U
I R R R R ?=
++
同样可以知道电压表示数变化量是
00-A B A B
U U
U R R R R R R ?=
??++
00000-1-B A A B A B
U U
R R R R I U U U R R R R R R R ++?==???++
即
1
I U R ?=
?? 从这条式子可以知道,电流表示数变化量△I 随电压表示数变化量△U 的变化图像是一条过原点的直线,D 正确,不合题意。
6.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 从最上端向下端滑动时,四个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,电表示数变化量的大小分别用I ?、1U ?、2U ?和3U ?表示,电阻R 1、R 2、R 3(R 2>R 1+R 3)消耗的电功率分别用P 1、P 2、P 3表示,下列判断不正确的是( )
A .1U I
不变,1
U I ??不变
B .
2U I
变大,2
U I ??不变
C .3U I 变大,3U I
??变大
D .滑动变阻器的滑片向下滑动时,P 1变小,P 2先变大后变小,P 3变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .从图中可以看到,电压表V 1测的是电阻R 1的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 1的电流大小,可知1
1R U I =
,电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I
不变;滑片P 从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流
分别是I 、'I ,电压表V 1的示数前后分别是1U 、'1U ,可知11U IR =、''
11U I R =,那么
()''111--U U I I R =
变换可得
'111
1'--U U U R I I I
?==
? 由于电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I ??不变;综上所述,1U I
不变,1
U I ??不变;A 正确,不合题意;
B .从图中可以看到,电压表V 2测的是变阻器R 2的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 2的电流大小,可知22U R I
=
,电阻R 2的阻值在变大,那么2U
I 变大;滑片P 从最上端向
下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I 、'I ,那么电阻R 1和R 3的电压之和在变小,电源电压大小不变,变阻器R 2的电
压在变大,那么前后的电压大小'22U U <,这个电压变化量'
22-U U 大小等于电阻R 1和R 3
的电压之和变化量,即
''
131322--U U U U =
这个电流变化量I ?也等于电阻R 1和R 3的电流变化量,可知道
''1313
222''
----U U U U U I I I I I ?==
? 根据U IR =可知
()1313U I R R =+
()'
'1313U I R R =+
两式相减可得
()()'
'131313--U U I I R R =+
变换可得
'
1313
13'
--U U R R I I
+= 由上述可知
'
13132
13'--U U U R R I I I
?+==
? 由于电阻R 1和R 3的阻值大小不变,那么2U I ??的大小不变;综上所述,2U
I 变大,2U I
??的
大小不变;B 正确,不合题意;
C .从图中可以看到,电压表V 3测的是电阻R 1和R 2的电压之和,电流表的示数大小等于流过电阻R 1和R 2的电流大小,可知3
12U R R I
+=,因为电阻R 1和R 2的阻值之和在变大,那么
3
U I
在变大;由上述可知,电路中的电流在变小,电阻R 3的电压在变小,电阻R 1和R 2
的电压之和在变大,前后的电压大小'33U U <,这个电压变化量'
33-U U 大小等于电阻R 3的
电压变化量,即
33
''33R R --U U U U = 这个电流变化量I ?也等于电阻R 3的电流变化量,可知道
33
''R R 333''
----U U U U U I I I I I
?==? 根据U IR =可知
3R 3U IR =
3
''
R 3U I R = 两式相减可得
()33
''
R R 3--U U I I R = 变换可得
33
'
R R
3'
--U U R I I
=
由上述可知
33
'
R R
3
3'
--U U U R I I I
?=
=
? 由于电阻R 3的阻值大小不变,那么3U I
??的大小不变;综上所述,3U I 变大,3
U I ??不变,
C 错误,符合题意;
D .由上述可知,电流在变小,根据2P I R =可知,电阻R 1和R 3的电功率在变小,即P 1、P 3在变小;而变阻器的功率
()2
22
2222
1231322
U U P I R R R R R R R R R ??=== ?++++??
让电阻R 1和R 3串联的电阻是R 13,那么上式可转化为
()
()
2
2
22
2
1321321322
2
-4U U P R R R R R R R R =
=
++
由上式可知,当213R R =时,分母部分最小,电功率P 2最大,所以当滑动变阻器的滑片向下滑动,当213R R =时,功率最大,电功率P 2先变大后变小;D 正确,不合题意。 故选C 。
7.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R 。若只闭合开关 S 1,将滑动变阻器的滑片P 置于A 端时, 电压表V 1示数为 U 1,电压表V 2示数为 U 2;若此
时将滑动变阻器的滑片P移至B端,电压表V1示数为U1′,电压表V2的示数为U2′,电流表A1的示数为0.4A。已知:U1:U1′=1:2,U2:U2′=3:1,R2=3Ω。以下说法错误的是()
A.
R1的电阻为2Ω
B.电源电压为6V
C.当开关都闭合,电路消耗的最小功率为30W
D.只闭合开关S1时,电路消耗的最大功率为7.2 W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
若只闭合开关 S1时,电路如下图甲所示,将滑动变阻器的滑片P 置于A端时,变阻器连入电路的电阻为0,简化后的电路如下图乙所示。此时,R1、R2两端电压分别为U1、U2。
将滑动变阻器的滑片 P 移至 B端时,电路如下图所示
此时,R2两端电压为U2′,变阻器和R1两端的总电压为U1′。
此时,电流表示数为I丙=0.4A,R2=3Ω,据U IR
=可知,R2两端电压U2′为1.2V。
根据
U2:U2′=3:1
结合U2′为1.2V,可以推得U2为3.6V
乙图中,电流表示数I乙为
2
2
3.6V
1.2A
3
U
I
R
===
Ω
乙
已知
U 1:U 1
′=1:2
根据欧姆定律,有
111
()2
I R I R R =+乙丙
即
111.2A 1
0.4A ()2
R R R ?=?+
整理得
15R R =
乙图中,电流表示数为1.2A ,根据欧姆定律有
21
U
I R R =
+乙
即
1
1.2A 3U
R =
Ω+……①
丙图中,电流表示数为0.4A ,根据欧姆定律有
21
U
I R R R =
++丙
即
11
0.4A 35U
R R =
Ω++……②
结合①②,有
16V
2U R ==Ω
则
1510R R ==Ω
只闭合开关S 1时,当变阻器滑片在A 端时,电路中电阻最小,电路总功率最大,为
6V 1.2A 7.2W P UI ==?=
当所有开关都闭合时,电路为
三个用电器并联,当变阻器连入电路中电阻为其最大阻值时,电路的总功率最小,为
222222
12
12
(6V)(6V)(6V)
=33.6W
3102
U U U
P P P P
R R R
=++=++++=
ΩΩΩ
滑
滑
故选项A、B、D正确,不符合题意;选项C错误,符合题意。
故选C。
8.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20V
B.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10Ω
D.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=2
8V
0.4A
U
I
==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。
9.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2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S1、S2和S3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12V
B .两灯都正常发光时电流表的示数为3A
C .整个电路的最小功率2.25W
D .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2
U 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
1
113W 0.5A 6V P I U =
==,2226W 1A 6V
P 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
120.5A 1A 1.5A I I I =+=+=
故B 错误; C .由U
I R
=
可得,两灯泡的电阻
1116V 12Ω0.5A U R I =
==,2226V 6Ω1A
U R I === 当S 1、S 3闭合且滑片位于b 端时,R 1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
()2
212
6V 1.5W 12Ω12Ω
U P R R ==
=++小 故C 错误;
D .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,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率
123W 6W 9W P P P =+=+=大
故D 正确。 故选D 。
10.小明设计了一种输液提示器,能让护士在护士站通过观察电压表的示数知道药液量的多少,并且当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小。下列电路图中符合要求的是
A .
B .
C .
D .
【答案】C 【解析】 【详解】
A .电压表测滑动变阻器电压,电压表的读数始终都不变,故A 不符合题意;
B .电压表测滑动变阻器下部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之增大,故B 不符合题意;
C .电压表测滑动变阻器上部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小,故C 符合题意;
D .电压表测电源电压,当袋中药液量减少时,电压表示数不变,故D 不符合题意。
11.在图示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S 后,当滑动变阻器的滑片向右移动时( )
A .电压表V 2示数与V 1示数的比值一定变小
B .电压表V 2示数与V 1示数的比值一定不变
C .电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值一定变大
D .电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值一定不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,两电阻串联,电压表V 1测R 1两端的电流,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。 AB .闭合电键S 后,由U
I R
=
可知,电压表V 2示数与V 1示数的比值等于R 2接入电路中的电阻与R 1的比值,当滑动变阻器的滑片向右移动时,R 2接入电路中的电阻变大,R 1的阻值不变,则电压表V 2示数与V 1示数的比值变大,故AB 不符合题意; CD .因串联电路中总电压等于各分电压之和, R 2两端的电压
U 2=U ?IR 1 U 2′=U ?I ′R 1
电压表V 2示数变化量
()()()2221111U U U U I R U IR I I R IR '
?=--'-=-'?=-=-
所以电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值
21
1U IR R I I
?-?==-?? 因此,电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值一定不变,故C 不符合题意,D 符合题意。 故选D 。
12.如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V ,电流表的量程为0~0.6 A ,电压表的量程为0~3 V ,定值电阻R =5 Ω,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω.闭合开关S ,移动滑片P 的过程中,下列说法正确的是( )
A .电压表的示数变化范围是0~3V
B .电压表与电流表示数的比值不变
C .滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10Ω
D .电流表的示数变化范围是0~0.3 A 【答案】C
【解析】 【分析】
由电路图可知,定值电阻R 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化; (2)根据欧姆定律结合滑动变阻器的阻值确定电压表与电流表的示数比值的变化; (3)当电流表的示数最大时,滑动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,再根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值和两端的最小电压;当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R 两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后得出答案. 【详解】
由电路图可知,定值电阻R 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流; B .由U
R I
=
可知,电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻,则滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化,电压表与电流表的示数比值变化,故B 错误;
ACD .当电流表的示数max I =0.6A 时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,定值电阻的功率最大,此时电路中的总电阻:
max 4.5V
7.5Ω0.6A
U R I =
==总, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
min 7.5Ω5Ω 2.5ΩR R R =-=-=滑总,
此时电压表的示数:
min max min 0.6A 2.5Ω 1.5V U I R ==?=滑;
当电压表的示数max U =3V 时,电路中的电流最小,滑动变阻器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R 两端的电压:
R max 4.5V 3V 1.5V U U U =-=-=,
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:
R min 1.5V
0.3A 5Ω
U I R =
==, 滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
max max min 3V
10Ω0.3A
U R I ===滑,
故电压表的变化范围是1.5~3V ,电流表的变化范围是0.3~0.6A ,滑动变阻器的阻值变化范
围为2.5~10Ω,故AD错误、C正确.
【点睛】
本题为动态电路中有关求解最值、范围的经典题,要求学生熟练掌握欧姆定律在串、并联电路中的应用.
13.如图所示电路,电源电压保持不变,灯丝电阻不随温度变化。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向右端滑动时,下列说法正确的是()
A.电灯L的亮度变暗B.电压表V1示数变化量小于V2表的示数变化量
C.电压表V3示数变大D.电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比变大
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图知,电压表V1测电阻R1、R2两端的电压,电压表V2测灯泡和电阻R1两端的电压,V3测电源电压。滑动变阻器的滑片从中点向右端滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,那么电路中的电流变小,而电灯的电阻不变,据P=I2R得,电灯的功率变小,所以亮度变暗,故A正确;
B.设变阻器的滑片在中点时,电压表V1的示数为U1,V2的示数为U2,此时电路的电流为I1;滑片滑至最右端时V1的示数为U1',V2的示数为U2',此时电路电流为I2,根据串联电路的特点有
U1+U2-I1R1=U1'+U2'-I2R1
即
U2-U2'=U1'-U1+I1R1-I2R1
变阻器的滑片向右移动的过程中,电流是变小的,即I2 I1R1-I2R1>0 所以电压表V1的示数变化量小于V2的示数变化量,故B正确; C.在变阻器滑片滑动的过程中,电源的电压不变,则电压表V3的示数不变,故C错误;D.电源电压恒定,根据串联电路的分压特点,V1的变化量等于灯泡两端电压的变化量,即 L U R I ? = ? 所以电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变,故D错误。 故选AB。 14.如图电路,电源电压不变,闭合S,当滑片P从a端向b端滑动时() A.电压表V1示数与电流表A示数比值不变 B.电流表A示数变大,电压表V2不变 C.电压表V1示数与电流表A示数的乘积增大 D.电压表V2示数与电流表A示数的乘积不变 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A.由电路图可知,R1与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A测电路中的电流,电压表V1示数与电流表A示数比值为定值电阻R1的阻值,所以其比值不变,故A正确; B.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,R2接入电路中的电阻变小,所以分得的电压变小,即V2示数变小;电路中的总电阻变小,所以电路中的电流变大,即A示数变大,故B错误; C.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,R2接入电路中的电阻变小,V2示数变小,所以V1示数变大,电流表A的示数也变大,所以电压表V1示数与电流表A示数的乘积增大,故C正确; D.电压表V2示数与电流表A示数的乘积为滑动变阻器R2的功率 22 22 22 2 1 1 12 21 12 2 2 () ()4 2 U U U P I R R R R R R R R R R R R ==== ++ ++ 由上式可知,R2的电功率随着R2阻值的变化而变化,当R2与R1阻值相等时,R2功率最大,故D错误。 故选AC。 15.如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时,光源发出来的 光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电阻上,衔铁被吸下,开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器,一个是指示灯,则下列说法正确的是() A.电磁继电器利用电磁感应原理工作 B.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 C.控制电路的电流随光照强度的增大而增大 D.a是指示灯,b是除尘器 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】 A.电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的,A错误; BC.由题意可知,衔铁被吸下,说明电磁铁的磁性增强了,电路中的电流变大,电源电压 不变,根据 U R I 可知,电路中的电阻变小,即光敏电阻的阻值变小,这时光照强度是增 强的,所以光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,控制电路的电流随光照强度的增大而增大,B错误、C正确; D.当空气中尘埃量达到一定值时,除尘器开始工作,衔铁是被吸下的,这时b接入电路,a没有接入电路,所以b应该是除尘器,a是指示灯,D正确。 故选CD。 二、初中物理欧姆定律的实际应用问题 16.如图所示的电路,电路接通后,移动滑动变阻器的滑片,电压表的最大值为6V,电流表的最大值为3A、最小值为1A,由此可以确定() A.电源电压为9V B.定值电阻的阻值为6Ω C.滑动变阻器的最大阻值为2Ω D.定值电阻最大功率为18W 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 由图可知,电路为定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入阻值最大时,由串联分压及欧姆定律可知,电压表此时示数最大为6V,对应电流最小为1A,此时电源电压为 U=U1+U2=1A×R1+6V 当滑动变阻器接入阻值最小为0Ω时,电路为R1的简单电路,由欧姆定律可知此时电流最大为3A,此时电源电压为 1211 =3A U U I R R ' ==? 联立求解可得电源电压为9V,电阻R1阻值为3Ω,当滑动变阻器全部接入时,电路总电阻为 1 9V =9 1A U R I ==Ω 总 则滑动变阻器最大阻值为 R滑=R总-R1=9Ω-3Ω=6Ω 定值电阻阻值不变,由 2 U P R =可知定值电阻两端电压最大时,功率最大,当滑动变阻器接入阻值为0Ω时,定值电阻两端电压最大,等于电源电压9V,此时功率为 ()2 2 1max 1 9V ==27W 3 U P R = Ω 故选A。 17.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,向右移动滑动变阻器滑片P 的过程中() A.电流表A1的示数变小 B.总电阻R总的阻值变小 C.电流表A2示数与电流表A示数的比值变小 D.电流表A1示数与电流表A2示数的比值变小 【答案】C 【解析】 【详解】