物理复习欧姆定律专项综合练含详细答案
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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 2.4W
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
2121
0.2A4V
U I R U R
=+=⨯+…②
因电源的电压不变,由①②可得
11
0.6A0.2A4V
R R
⨯=⨯+
解得:R1=10Ω,电源的电压
1
0.6A0.6A10Ω6V
U R
=⨯=⨯=
故A错误;
电路消耗的最大功率
11
6V0.6A 3.6W
P UI
==⨯=
故B错误;
R1电路消耗的最小功率
22
1210.2A 10Ω0.4W P I R ==
⨯=() 故C 正确。
故选C 。
2.在图所示的电路中,W 为一个稳压管,其作用是确保C 、D 之间的电压U CD 不变,只要流过稳压管W 的电流在5mA 和25mA 之间,U CD 将稳定为15V 。
R 2为一可变电阻,它的最小值为1000Ω,最大值为无穷大(即断路)。
设电源电压U 为25V ,则当R 2变化时,为了确保U CD 为15V ,则R 1阻值为范围应为( )
A .250Ω~2000Ω
B .400Ω~500Ω
C .250Ω~400Ω
D .500Ω~2000Ω
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
当R 2的电阻是1000Ω时,通过R 2的电流为
15V
=0.015A=15mA 1000Ω
由于稳压管的电流范围是5mA 到25mA ,则通过R 1的电流为20mA 到40mA ,根据欧姆定律可以计算出R 1的电阻范围
10V =5000.02A Ω,10V
=2500.04A
Ω 即R 1的电阻范围500Ω~250Ω之间;同理,当R 2的电阻是无穷大时,由于稳压管的电流范围是5mA 到25mA ,可以计算出R 1的电阻范围在2000Ω~400Ω之间;而这两部分的公共部分是400Ω~500Ω。
故选B 。
3.明明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,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,而且示数与身高成正比的电路是( )
A .
B .
C . D
.
【答案】B 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,电压表测的是电源电压,身高越高,电压表示数还是不变,这与题意不符合,A 项不合题意;
B .从图中可以看到,身高越高时,电压表测量的电阻阻值越大,根据U IR =可知,电压
表示数越大,设人的身高是h ,由题意可知'
'
-h l R S
ρ=,可得到
''
--h l I I l U I h S S S
ρρρ==⋅ 由此式可知电压表示数与身高成正比,选项B 符合题意;
C .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电压表的示数越大,可得到关系式
'
'--U h l U h l S R S
ρ
ρ=⋅+电源 可知电压表示数与身高不成正比,C 项不合题意;
D .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电阻R 两端的电压越小,即电压表的示数越小,这与题意不符合,D 项不合题意; 故选B 。
4.在如图甲所示的电路中,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2上标有“20Ω 0.5A",当滑片P 由c 点移到a 端的过程中,电压表示数U 随滑动变阻器R 2接入电路的阻值变化情况如图乙所示,R 1的最小功率是0.4 W 。
在保证电路元件安全的条件下,下列说法正确的是( )
A .电源电压为5 V
B .R 1的阻值为20Ω
C .R 2接入电路的最小阻值为2Ω
D .R 2的最小功率是0.8 W
【答案】C 【解析】 【分析】
由图甲所示电路图可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测定值电阻R 1两端电压;
(1)根据P =I 2R 可知:电路中电流最小时R 1的功率最小,所以当R 1的功率最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,即在a 点,由图乙可知,R 2为20Ω时,电压表的示数为2V ,根据P =UI 求出此时电路的电流,然后根据欧姆定律求出两端的电压,根据串联电路的电压特点即可求出电源电压;
(2)根据欧姆定律求出R 1的阻值;
(3)由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”,则电路中的最大电流为0.5A ,根据欧姆定律求出电路中最小电阻,利用电阻的串联特点即可求出R 2接入电路的最小阻值;
(4)根据电路中的电流变化范围,利用P =UI 求出滑动变阻器的功率变化范围,据此得出R 2的最小功率。
【详解】
由图甲所示电路图可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测定值电阻R 1两端电压;
A .由于R 1是定值电阻,根据P =I 2R 可知,电路中电流最小时R 1的功率最小,当电流最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,则由图乙知,滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω,此时电压表的示数为2V ,根据P =UI 可得,此时电路的电流
110.4W 0.2A 2V
P I U =
==最小
最小 根据U
I R
=
和串联电路的电压特点可得电源电压 210.2A 20Ω2V 6V U I R U =+=⨯+=最小最大
故A 错误; B .根据U
I R
=
可得R 1的阻值 112V
10Ω0.2A
U R I =
==最小 故B 错误;
C .由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”,则电路中的最大电流为0.5A ,根据U I R
=可得最小总电阻
6V
12Ω0.5A
U R I =
==最小最大 则此时滑动变阻器的最小阻值为
1212Ω10Ω2ΩR R R =-=-=最小最小
故C 正确;
D .由前面解答可知,电路中电流的取值范围为0.2A ∼0.5A ,滑动变阻器消耗的功率
()()2
2222116V 10Ω0.9W 100.3W P U I U U I UI I R I I I ==-=-=⨯-⨯=--
所以当0.30I -=时,即I =0.3A 时,R 2的功率最大P 最大=0.9W ;根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P −I 图像,如图所示:
根据图像可知,当电流最大为0.5A 时,滑动变阻器消耗的电功率最小,滑动变阻器消耗的最小电功率
()2
2
216V 0.5A 10Ω0.5A 0.5W P UI I R =-=⨯-⨯=最小最大最大
故D 错误。
故选C 。
5.如图甲所示,电源电压恒定,R 1是定值电阻,R 2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V 1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,R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表V 1测R 1两端的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测串联电路的电流。
滑片P 从B 端至A 端的过程中,R 2变小,根据串联分压原理,V 2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V 1示数变大。
因此图乙中EF 是V 2表示数随A 表示数变化的图像,图线MN 是V 1表示数随A 表示数变化的图像;当滑片P 在A 点时,V 1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。
6.如图所示,电源电压保持不变。
闭合开关S后,当移动滑动变阻器R2滑片P的位置时电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大,则( )
A.电压表V示数与电流表A1示数的比值变小
B.只有电压表V的示数不发生变化
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
D.电压表V示数与电流表A2示数的乘积变小
【答案】D
【解析】
【详解】
从图中可以看到,这是一个并联电路,当移动滑动变阻器R2滑片P的位置时,电阻R1两
端的电压大小等于电源电压,大小不变,电阻阻值不变,那么根据
U
I
R
=可知,流过电阻
R1的电流大小不变,即电流表A1示数不变,而电流表A1示数与电流表A2示数的比值变
大,这说明了电流表A2示数在变小,根据
U
R
I
=可知,电阻R2的阻值在变大;
A.电压表V示数等于电源电压大小,即示数大小不变,由上述可知电流表A1示数不变,那么电压表V示数与电流表A1示数的比值也不变,A项不合题意;
B.由上述可知,电压表V示数不变,电流表A1示数也不变,B项不合题意;
C.电压表V示数不变,电流表A2示数在变小,那么电压表V示数与电流表A2示数的比值在变大,C项不合题意;
D.电压表V示数不变,电流表A2示数在变小,那么电压表V示数与电流表A2示数的乘积在变小,选项D符合题意。
7.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,为已知阻值的定值电阻,则四个电路中无法测出未知电阻阻值的电路是
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源电压
U=I0R0;
开关S闭合时,R0与R x并联,电流表测干路电流I,此时通过R x的电流
I x=I−I0,
由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻R x阻值:
R x=,
故A可行,不符合题意;
B.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与R x串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出R x两端的电压,从而无法测出R x的阻值,故B不可行,符合题意;
C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R x的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与R x串联,电压表测R x两端的电压U x,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压
U0=U−U x,
由串联电路中各处的电流相等可得,电路中的电流
I==,
则
R x==,
故C可行,不符合题意;
D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源电压
U=I1R0;
当开关S断开时,R0与R x串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻
R ==
,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得
R x =R −R 0=
−R 0,
故D 可行,不符合题意。
8.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V 不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω
的定值电阻R 连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描
绘出如图乙所示的图像,则下列判断正确的是
A .实验中电压表的示数保持1V 不变
B .当R 的电阻为10Ω时,通过R 的电流为0.5A
C .滑动变阻器连入电路的阻值范围为0-25Ω
D .将R 从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移 【答案】D 【解析】 【详解】
A .探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端的电压不变,由图象可知,电流与电阻之积(即R 两端的电压):
0.5A 5Ω0.1A 25Ω 2.5V U IR ==⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=,
即电压表示数保持2.5伏不变,故A 错误;
B .由图象可知:当电阻为10Ω时,电流为0.25A ,故B 错误;
C .由图乙知,电流最大为0.5A 时,对应的定值电阻为5Ω,由欧姆定律和串联电路的规律可得,变阻器连入电路中的电阻:
1113V 5Ω1Ω0.5A
U R R R R I =-=
-=-=滑1总; 由图乙知,电流最小为0.1A 时,对应的定值电阻为25Ω,由欧姆定律和串联电路的规律可得,此时变阻器连入电路中的电阻:
222 23V
25Ω5Ω0.1A
U R R R R I '
=-=
-=-=滑总; 所以,滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω,故C 错误;
D .将R 从5Ω换成10Ω后,电路的总电阻变大, 由 U
I R
=
可知,电路中的电流变小,由U =IR 可知滑动变阻器两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 两端的电压变大,要使R 两端的电压不变(即R 的电压减小为原来的电压值),应减小电路中的电流,增大变阻器接入电路中的电阻,即滑片P 向右移,故 D 正确。
9.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 。
10.仅将灯1L 、2L 连接在电压为0U 的电源上,此时两灯均发光;已知灯1L 的电阻为
0R ,测得通过灯2L 的电流为0I ,则下列判断正确的是(电源电压保持不变,1L 和2L 电
阻不随温度变化)( ) A .2L 的电阻可能为
000
I U I R -
B .1L 和2L 的电阻之比可能为
00
I R U C .通过1L 和2L 中的电流之比可能为1:1 D .1L 和2L 两端的电压之比可能为00
000
I R U I R -
【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A .0000 I U I R -是电流与电压的比值,由U I R =得,U R I
=,故0000I U I R -不可能是2L 的电阻,故A 不符合题意;
C .若两电阻串联:根据串联电路各处的电流都相等,通过L 1和L 2中的电流之比为1:1,故C 符合题意;
D .由欧姆定律可知,灯L 1的电压为100U I R =,根据串联电路电压规律,灯L 2中的电压为
2000U U I R -=
根据分压原理,L 1和L 2电阻之比等于电压之比,即为00
000
I R U I R -,故D 符合题意;
B .若两灯并联,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,L 2的电阻是
20
U R R =
则L 1和L 2的电阻之比为
000
000
R I R U U I = 故B 符合题意。
故选BCD 。
11.如图所示,电源电压不变,a 、b 、c 为电流表或电压表。
滑动变阻器最大阻值为R 3,先闭合S 1再闭合S 2,发现b 表和c 表的读数均有明显变化。
下列判断正确的是( )
A .a 表可能是电压表,也可能是电流表
B .若b 表是电流表,先闭合S 1,再闭合S 2,a 表读数变大
C .若b 表是电压表,闭合S 1断开S 2移动变阻器的滑片时,b 、c 两表示数变化量的比值不变
D .若R 1=R 2=R 3,则控制开关状态和滑片位置,得到电路最大功率为最小功率的4倍
【答案】CD
【解析】
【详解】
A .由题意可知,c 表应该是电流表,不能是电压表,否则整个电路没有电流;假设a 表是电流表,b 表是电流表,那么整个电路会短路,这样不符合题意,所以b 表不能是电流表,假设b 表是电压表,那么电流流过变阻器后,就不会再流过电阻R 1、R 2,而是流过下面的a 表,即使再闭合S 2,c 表的示数都不会变化,这与题意不符合,所以a 表不能是电流表,只能是电压表,A 错误;
B .若b 表是电流表,先闭合S 1,那么滑动变阻器就会被短路,电路只有电阻R 1接入,再闭合S 2,电路有电阻R 1、R 2并联接入,这样a 表的读数是不变的,都是电源电压的大小,B 错误;
C .若b 表是电压表,闭合S 1断开S 2,只有电阻R 1、R 3串联接入电路,移动变阻器的滑片时,假设从'3R 变到''3R 时,b 表的示数从''3U 到'
3U ,c 表的读数从''I 到'I ,可得到 ''31U U I R =-
''''31U U I R =-
b 表示数变化量是
()''''''331U U U I I R ∆=-=-
c 表示数变化量是
'''I I I ∆=-
那么b 、c 两表示数变化量的比值是 ()'''11'''I I R U R I I I
-∆==-∆- 即这个比值大小不变,C 正确;
D .假设123R R R R ===,并且b 表是电压表,那么这个电路是电阻R 1、R 2并联后再和R 3串联,当R 3接入电路的电阻为零时,并且S 1、S 2都闭合时,R 1和R 2并联,电路中的总
电阻最小,根据
2
U
P
R
=可知,电路的总功率最大,大小是
22222
max
12
2
U U U U U
P
R R R R R
=+=+=
当R3接入电路的电阻最大时,并且S1闭合,S2断开时,R1和R3串联,这时电路的总电阻最大,根据
2
U
P
R
=可知,电路的总功率最小,大小是
22
min
13
2
U U
P
R R R
==
+
那么
22
max min
2
::4:1
2
U U
P P
R R
==
即max min
4
P P
=,可得到电路最大功率为最小功率的4倍,D正确。
12.如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”字样(阻值保持不变),R1=20Ω。
滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”。
电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为
0~3V。
下列说法正确的是()
A.闭合S2,断开S1、S3时,通过电阻R1电流为0.2A
B.断开S2,闭合S1、S3时,滑动变阻器R2连入阻值范围5Ω~10Ω
C.闭合开关S3,断开S1、S2时,电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W
D.闭合所有开关,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3:1
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图中可以看到,闭合S2,断开S1、S3时,灯泡和电阻R1串联接在电路中,灯泡的电阻大小是
()2
2
L
L
L
4V
10Ω
1.6W
U
R
P
===
根据欧姆定律可知,通过电阻R1电流大小是
1L 16V 0.2A 10Ω20Ω
U I I R R ====++ 即通过电阻R 1电流是0.2A ,A 正确;
B .断开S 2,闭合S 1、S 3时,只有滑动变阻器R 2接入电路,电流表的量程为0~0.6A ,当电路的电流最大是0.6A ,滑动变阻器接入电路的阻值大小是
2max 6V 10Ω0.6A
U R I === 这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值,所以滑动变阻器R 2连入阻值范围是10Ω~30Ω,B 错误;
C .闭合开关S 3,断开S 1、S 2时,灯泡和变阻器R 2串联接在电路中,根据2P I R =可知,当电路中的电流最小时,灯泡的电功率最小,这时电路中的总电阻最大,电路中的电流大小是
min 6V 0.15A 10Ω30Ω
I ==+ 这个电流值大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的最大电流限度 电压表的示数是
L 0.15A 10Ω 1.5V U =⨯=
这个电压值没有超过电压表的量程,这时灯泡的最小电功率是
()2
2Lmin min L 0.15A 10Ω0.225W P I R ==⨯= 当电路中的电流最大时,灯泡的电功率最大,这时电路中的总电阻最小,假如电流大小是0.6A ,那么电压表的示数是
L 0.6A 10Ω6V U =⨯=
这个电压的数值大过了电压表的量程,所以电流不能是0.6A ,假如电压表的示数达到最大3V ,这时电流最大,大小是
max 3V 0.3A 10Ω
I == 这个电流值大小符合电路的安全要求,所以灯泡的最大电功率是 ()22Lmax max L 0.3A 10Ω0.9W P I R ==⨯=
综上所述,电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9W ,C 正确;
D .闭合所有开关,灯泡被短路,电阻R 1、R 2并联接在电路中,根据2
U P R
=可知,当R 2的电阻最小时,其电功率最大,流过它的电流最大,是0.6A ,其阻值大小是
2min 6V 10Ω0.6A
R =
= 电功率大小是 ()2
2
2max 2min 6V 3.6W 10Ω
U P R ===
当R
2的电阻最大时,其电功率最小,流过它的电流最小,假如R 2的电阻是30Ω,其电流大小是
2min 2max 6V 0.2A 30Ω
U I R === 这个电流大小符合电路的安全要求,那么其电功率大小是
()22
2min 2max 6V 1.2W 30Ω
U P R === 那么滑动变阻器R 2消耗的最大功率和最小功率之比是
2max 2min : 3.6W :1.2W 3:1P P ==
D 正确。
故选ACD 。
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V 1示数变化量小于V 2表的示数变化量
C .电压表V 3示数变大
D .电压表V 1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V 1测电阻R 1、R 2两端的电压,电压表V 2测灯泡和电阻R 1两端的电压,V 3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 =I 2R 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V 1的示数为U 1,V 2的示数为U 2,此时电路的电流为I 1;滑片滑至最右端时V 1的示数为U 1',V 2的示数为U 2',此时电路电流为I 2,根据串联电路的特点有
U 1+U 2-I 1R 1=U 1'+U 2'-I 2R 1
即
U 2-U 2'=U 1'-U 1+I 1R 1-I 2R 1
变阻器的滑片向右移动的过程中,电流是变小的,即I 2<I 1,那么
I 1R 1-I 2R 1>0
所以电压表V 1的示数变化量小于V 2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V 3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,V 1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V 1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,电源电压不变,电路元件及导线均完好,R 1、R 2为定值电阻,R 为滑动变阻器。
下列分析正确的是( )
A .只闭合S 1时,电流表、电压表均有示数
B .只闭合S 3时,滑片右移,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
C .闭合S 1、S 2、S 3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
D .闭合S 1、S 3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】ABD
【解析】
【分析】
(1)只闭合S 1时,电路为R 2的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流;
(2)只闭合S 3时,R 1与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路特点和欧姆定律判断两表变化量比值的变化;
(3)同时闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与R 并联,电压表测电源电压,电流表测干路中的电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R 2的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过滑动变阻器通过的电流,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化;
(4)同时闭合S 1、S 3时,R 1与R 串联后再与R 2并联,电压表测R 两端的电压,电流表测干路电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,由串联电路的电压特点确定电压表示数的变化,根据并联电路的电流特点确定电流表示数的变化。
【详解】
A .只闭合S 1时,电路为R 2的简单电路,等效电路图如下图所示:
图中电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,则电流表、电压表均有示数,故A 正确;
B .只闭合S 3时,R 1与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,等效电路图如下图所示:
滑片P 向右移动时,接入电路中的电阻变大,由串联电路的分压原理知,R 两端电压变大,R 1两端电压变小,由串联电路的电压特点可得
1R U U ∆=∆
而电流表测串联电路中的电流,则有
1R 1U U R I I
∆∆==∆∆ 即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故B 正确;
C .同时闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与R 并联,电压表测电源电压,则其示数不变,电流表测干路中的电流,等效电路图如下图所示:
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,则滑片移动时,通过R 2的电流不变,滑片P 向
右移动,接入电路中的电阻变大,由U I R
=
可知,通过滑动变阻器的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则干路电流变小,即电流表示数变小,故C 错误; (4)同时闭合S 1、S 3时,R 1与R 串联后再与R 2并联,电压表测R 两端的电压,电流表测干
路电流,等效电路图如下图所示:
滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,由
U
I
R
可知,滑动变阻器所在支路的电流
变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电压表的示数变大,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,则通过R2的电流不变,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则电流表的示数变小,故D正确。
故选ABD。
15.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V 2
示数与电流表A 示数的乘积为滑动变阻器R 2的功率
22
2
22221112211222()()42U U U P I R R R R R R R R R R R R ====+-+++ 由上式可知,R 2的电功率随着R 2阻值的变化而变化,当R 2与R 1阻值相等时,R 2功率最大,故D 错误。
故选AC 。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R 1为定值电阻。
闭合开关S ,将滑动变阻器R 2的滑片P 从a 端向b 端移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则( )
A .定值电阻R 1阻值为20Ω
B .当滑动变阻器的滑片P 在中点时,两电表的示数对应于乙图中的B 点
C .当滑动变阻器的滑片P 在中点时,两电表的示数对应于乙图中的C 点
D .当滑动变阻器的滑片P 在中点时,两电表的示数对应于乙图中的D 点
【答案】B
【解析】
【分析】
(1)当滑片P 在a 端时滑动变阻器全部接入,R 1与R 2串联,电路中的电流最小,由图像读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压;当滑片P 在b 端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R 1的阻值和电源的电压;
(2)当滑动变阻器的滑片P 在中点时,连入电路的阻值为
12R 2,根据电阻的串联和和欧姆定律求出电路中的电流,由图像找到对应点。
【详解】
A .当滑片P 在a 端时,由图像可知这时电路中电流为I a =0.2A ,U 2=4V ,
由U I R
=可得,R 2的阻值:。