南昌全国各地备战中考物理分类:欧姆定律综合题汇编
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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.在图所示的电路中,电源电压U保持不变。
现有如下两种操作:①用电压为2U的电源替换原来的电源;②将滑动变阻器滑片向右移。
其中可以使电流表A1示数与A2示数的比值变大的操作有
A.只有①可行B.只有②可行
C.①②都不行D.①②都可行
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R2的电流,
用电压为2U的电源替换原来的电源,两电阻不变,由I=U
R
可知电流表A1示数与A2示数
大小不变,两电表示数之比也不变,不可行;
并联电路中各个用电器两端的电压相等,由并联电路电流的特点和欧姆定律可知,电流表
A1示数与A2示数的比值
12112
2221
2
111
U
I I I R R
I
U
I I I R
R
+
==+=+=+,
将滑动变阻器滑片向右移,接入电路中的电阻变大,即R2的阻值变大,R1的阻值不变,2
1
R
R变大,
2
I
I变大,电流表A1示数与A2示数的比值变大,②可行,故选B。
3.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—
1
R
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—
1
R
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
0.2A10Ω2V
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。
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
【解析】
【详解】
① 从图中可以看到,当只闭合开关 S、S1时,R1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1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111
U I R
=、
221
U 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
()2212892R 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
22
122
R R I R I R +=+
解得220ΩR =,④ 错误。
故选B 。
5.如图所示,电源电压为4.5V ,电流表量程为“0~0.6A ”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A ”,小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )
A .小灯泡的额定电流是0.6A
B .电流表的示数变化范围是0.3A ~0.6A
C .电压表的示数变化范围是2V ~3V
D .滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是6Ω~10Ω 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”,由
2
U P UI R
==
得小灯泡的额定电流为
1.25W 0.5A
2.5V
P I U =
== A 选项错误;
BCD .由于不考虑温度对灯丝电阻的影响,则根据欧姆定律得灯泡的电阻
L 2.5V
5Ω0.5A
U R I =
== 串联电路电流值处处相等,则电路中的最大电流
max L R 0.5A I I I ===
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,其两端电压也最小。
根据串联电路电压规律,得滑动变阻器两端最小电压为
min 总L 4.5V 2.5V 2V U U U =-=-=
此时滑动变阻器接入电路最小阻值为
min
min
min
2V
4Ω
0.5A
U
R
I
===
当滑动变阻接入电路阻值最大时,电压表示数最大,电路电流最小。
由题知
max
10Ω
R=
则电路最小电流
总
min
L max
4.5V
0.3A
5Ω10Ω
U
I
R R
===
++
此时滑动变阻器两端最大电压
max max
0.3A10Ω3V
U IR
==⨯=
由此得电流表的示数变化范围是0.3A~0.5A,电压表的示数变化范围是2V~3V,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω。
BD选项错误,C选项正确。
故选C。
6.图为复杂电路的一部分,电阻R1、R2、R3的阻值之比为1:2:3,通过这三个电阻的电流之比为4:1:2.则电流表A1、A2的示数之比为()
A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.4:1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
三个电阻R1、R2、R3的电流之比为4:1:2,设比例中的每一份为1A,则I1=4A,I2=1A,I3=2A;电阻R1、R2、R3的阻值之比为1:2:3,设比例中的每一份为1Ω,则R1=1Ω,
R2=2Ω,R3=3Ω;根据欧姆定律U IR
=可得:三个电阻两端电压分别为:U1=4V,U2=2V,U3=6V;又因为R1与R2的左端电势相等,可知只有当R1与R2的电流反向时,才能使R3两端的电压等于6V,故画出电流可能的流向,有两种情况,如图所示:
因所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和,则:
图1中
113A 4A+2A=6A I I =+= 232A 2A+1A=3A I I =+=
故流过A 1、A 2的示数之比为2:1; 图2中
113A 4A+2A=6A I I =+= 232A 2A+1A=3A I I =+=
故流过A 1、A 2的示数之比仍为2:1; 故A 、C 、D 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
7.图甲是某温度报警器的原理图,阻值不计的报警器在电流达到某一值时开始报警,超过10mA 时将损坏;热敏电阻R 1的阻值随温度变化关系如图乙所示。
滑动变阻器的规格为“200Ω 2A ”,滑动变阻器接人电路的阻值为100Ω时,此报警器在温度为37℃时开始报警。
则下列选项正确的是( )
A .报警器开始报警时电路电流最小值为4mA
B .报警器开始报警时电路的总功率为0.015W
C .将P 向左移,可提高该电路开始报警时的温度
D .利用此电路,不能将开始报警时的温度设定为42°C 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .根据乙图图像可以知道当温度为37℃时,R 1阻值为500Ω,此时电流
3V 0.005A 5mA 100Ω500Ω
U I R =
===+ 故A 错误;
B .报警时电路总功率为
3V 0.005A 0.015W P UI ==⨯=
故B 正确;
C.报警时电流不变,所以总电阻为600Ω不变,当P向左移时滑动变阻器电阻变小,所以R1将变大,由乙图可知,报警温度将变低,故C错误;
D.当温度为42℃时,R1为400Ω,所以滑动变阻器阻值为200Ω,可以达到,故D错误。
故选B。
8.如图是一款外出购物好帮手电子秤,它的工作原理如图甲,其中E为干电池;电子秤示数表盘由电流表A改装而成;R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A.C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示.(挂钩的重力不计,g取10N/㎏,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端).下列说法正确的是()
A.该电子秤中R0阻值为0.5Ω
B.闭合开关,不称重物时电阻R0两端电压为6V
C.电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8W
D.当电路中的电流为0.3A时,电子称称重示数为4kg
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流I a=0.6A,
由I=可得,电源的电压:
U=I a R0=0.6A×R0,
滑片在b端时,R与R0串联,电路中的电流I b=0.15A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I b(R+R0)=0.15A×(15Ω+R0),
因电源的电压不变,
所以,0.6A×R0=0.15A×(15Ω+R0),
解得:R0=5Ω,A错误;
则电源电压U=I a R0=0.6A×5Ω=3V,
所以,不称量重物时R0两端的电压为3V,B错误;
当滑片在a端时,电阻R0消耗的电功率最大,则
P最大=I a2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W,
在b端时,电阻R0消耗的电功率最小,则
P最小=I b2R0=(0.15A)2×5Ω=0.1125W,
所以,电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W~1.8W,C正确;
当电路中的电流为O.3A处时,电路中的总电阻:
R 总===10Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器连入电路的阻值:
R′=R总﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,
由题意可知,此时弹簧的压缩量:
L=×5Ω=2cm,
由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G=F=20N,
由G=mg可得,物体的质量:
m===2kg,故D错误.
故选C.
9.小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表的读数如表所示,分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个()
电压表示数U/V0.600.700.800.90 1.00 1.10
电流表示数I/A0.180.210.240.270.300.33
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由表中数据可知,当电压表的示数增大时,电流表的示数也增大,再分析四个电路图,当滑片向上移动时的电压表和电流表的变化得出答案。
【详解】
A.电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;滑动变阻器分压变小,电压表的示数变小,故A不符合题意;
B.电压表测量电阻R1两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;电压表的示数也变大,故B符合题意;CD.都是测量下面电阻和滑动变阻器两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;电阻和滑动变阻器串联后两端的电压变小,电压表的示数变小,故CD不符合题意。
故选B。
【点睛】
解决此类电路图连接问题,要结合题意实际要求去分析,不可盲目猜测。
10.如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V”字样,通过灯泡L的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V的量程,电流表选择0~3A的量程。
闭合开关S,断开S1和S2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V变化到4V,电流表的示数变化了0.4A,已知
R1:R2=1:4, R2为滑动变阻器的最大阻值。
在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是()
A.R1的阻值为5ΩB.电源的电压为11V
C.整个电路的最大电功率是11W D.整个电路的最小电功率是4.4W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.闭合开关S,断开S1和S2时,灯泡L与定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数由U2′=8V变化到U2″=4V时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,则两种情况下电路中的电流分别为:I′=0.4A,
I″=0.4A+0.4A=0.8A,
由图象可知,两种情况情况下灯泡两端的电压分别为'L U =1V ,''L U =3V ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:
U = 'L U +I ′R 1+'2U =1V+0.4A ×R 1+8V ,
U = ''L U +I ″R 1+ ''
2U =3V+0.8A ×R 1+4V ,
因电源的电压不变,所以,
1V+0.4A ×R 1+8V=3V+0.8A ×R 1+4V ,
解得:
R 1=5Ω,
故A 正确,不符合题意;
B .电源的电压:
'L U +I ′R 1+ '2U =1V+0.4A ×5Ω+8V=11V , 故B 正确,不符合题意;
C .当开关S 、S 2闭合,断开S 2时,电路为R 2的简单电路,因电源的电压小于电压表的量程,所以,当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I 大=3A 时,电路消耗的电功率最大,则:
P 大=UI 大=11V ×3A=33W ,
故C 错误,符合题意;
D .当闭合开关S ,断开S 1和S 2,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电功率最小,则电源的电压:
U L 小+I 小(R 1+ R 2)= U L 小+I 小(R 1+4 R 1)= U L 小+ I 小×5 R 1
11V= U L 小+ I 小×25Ω,
由图象可知,当I 小=0.4A ,U L 小=1V 符合,则电路的最小电功率:
P 小=UI 小=11V ×0.4A=4.4W ,
故D 正确,不符合题意。
故选C 。
11.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片在滑动过程中,电压表V 1、数的变化量的大小分别为1U ∆和2U ∆,那么( )
A .12U U ∆∆<
B .12U U ∆∆>
C .12U U ∆=∆
D .因为无具体数据,故无法比较
【答案】B
【解析】
【详解】
滑动变阻器R 与电阻1R 并联,再与2R 、3R 串联,电压表V 1测并联部分电路两端的电压;V 2测中间定值电阻2R 两端的电压;当滑动变阻器滑片由B 向A 移动时,滑动变阻器的阻值减小,引起并联电路部分的总电阻变小,即电压表V 1的示数变小,变化量为1U ∆,根据串联电路的电阻分压特点可知,定值电阻2R 、3R 两端的电压变大;因为:
123U U U U =--
所以:
123U U U ∆=∆+∆
故:
12U U ∆>∆
故B 项符合题意、ACD 项不符合题意;
12.如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关S 后,在滑动变阻器滑片P 由左端向右移到中点的过程中,下列判断正确的是( )
A .电压表V 和电流表A 1、A 2的示数都变大
B .电流表A 1的示数与电流表A 2的示数之差保持不变
C .电流表A 1示数变大,电流表A 2和电压表V 的示数不变
D .电流表A 2示数变大,电流表A 1和电压表V 的示数不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
因为R 1和R 2组成的是一个并联电路,电压表测量的是R 2两端的电压,故U 1=U 2=U ,而电源两端电压保持不变,所以电压表示数保持不变;电流表A 2测量的是通过定值电阻R 2的电流,U 2不变,R 2不变,由公式I=可知,电流表A 2的示数保持不变;电流表A 1测量的是干路电路中的总电流,滑动变阻器滑片P 由左端向右移时,其连入电路中的电阻变小,
因此电路中的总电阻在变小,而U 不变,由公式I=可知,电流表A 1的示数变大;电流表A 2的示数保持不变,电流表A 1的示数与电流表A 2的示数之差变大.A 、B 和D 不符合题意.
故选 C .
13.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0000
I U I R - B .1L 和2L 的电阻之比可能为000
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
00000I 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00000
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
020
U R R =
则L 1和L 2的电阻之比为 000000
R I R U U I =
故B 符合题意。
故选BCD 。
14.如图所示,电源电压不变,P 置于中点,a 为电流表或电压表。
任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )
A .a 是电压表
B .只闭合S 1,P 向右滑动,a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值变小
C .闭合S 1、S 3,断开S 2,A 1的示数大于A 2的示数
D .闭合S 1、S 2、S 3,P 向左滑动,A 1的示数减小
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A .由电路图可知,当S 1与S 2闭合时,电表a 与电源串联,若a 为电流表,会造成电源短路,故a 不是电流表;此时电路是安全的,说明a 是电压表,故A 正确;
B .只闭合S 1,R 1和滑动变阻器串联,电压表a 测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,设P 向右滑动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I =U R
可得,电压表a 示数的变化量 ΔU 2=U 滑﹣U 滑′=(U ﹣I 1R 1)﹣(U ﹣I 2R 1)=(I 2﹣I 1)R 1=ΔIR 1
则2U I
∆∆=R 1,即a 的示数的变化量与A 2示数的变化量的比值不变,故B 错误; C .闭合S 1、S 3,断开S 2,R 2与滑动变阻器并联后再与R 1串联,电流表A 1测干路电流,电流表A 2测变阻器支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表A 1的示数大于支路电流表A 2的示数,故C 正确;
D .闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与滑动变阻器并联,R 1和A 1被短路,A 1示数为0,滑片移动时电流表A 1的示数仍然为0,即示数不变,故D 错误。
故选AC 。
15.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S1时,电流表、电压表均有示数
B.只闭合S3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S1、S2、S3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
D.闭合S1、S3,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S1时,电路为R2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S3时,R1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S1、S2、S3时,R2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R2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S1、S3时,R1与R串联后再与R2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S1时,电路为R2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S3时,R1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R 2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。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,标有“8V
8W”的小灯泡L恰好正常发光;若保持定值电阻R不变,将L换成另一只标有“8V 4W”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率
A.大于4W B.等于4W C.小于4W D.无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
根据公式可知,当额定电压相同时,额定功率越大,电阻越小,所以“8V 8W”的灯泡
电阻小,“8V 4W”的灯泡电阻大;根据串联电路电阻的分压特点可知,改接后,灯泡两端的电压变大,大于8V,所以这只灯泡消耗的功率大于4W.
17.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
【答案】D
【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
P UI =,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; 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 。
18.如图是设计的四种用于测定油箱内油量的装置,其中R 是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可绕固定轴O 转动,另一端固定着一个浮子。
在这四个设计中,当油量增加时,电压表和电流表示数都变大的是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】A
【解析】
【详解】
A .由图可知,R 0与滑动变阻器串联,电压表测R 0电压,当油量增加时,变阻器接入电路的电阻变小,由0R R R =+滑串可知总电阻变小,则电路中的电流即电流表示数变大,由0U IR =可知,R 0两端的电压即电压表示数变大;故A 符合题意;
B .由图可知,滑动变阻器全部接入电路与R 0串联,电压表测R 滑上面部分电压,当油量增加时,变阻器接入电路的电阻不变,由欧姆定律可知,电流表示数不变,但变阻器上半部分电阻会变大,根据串联电路分压特点可知电压表示数变大,故B 不符合题意;
C .由图可知,R 0与滑动变阻器串联,电压表测R 滑电压,当油量增加时,变阻器接入电路的电阻变小,即电流表示数会变大,根据串联电路分压特点可知,R 滑两端的电压即电压表示数变小,故C 不符合题意;
D .由图可知,R 0与滑动变阻器串联,电压表测R 滑电压,当油量增加时,变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路分压特点可知,R 滑两端的电压即电压表示数变大,由
0R R R =+滑串可知总电阻变大,则电路中的电流即电流表示数变小,故D 不符合题意。
19.如图中R 0为定值电阻,R 1为酒精气体传感器的电阻是随着酒精气体浓度的增大而减小,如果测试时要求酒精浓度增大时,仪表示数增大,则下列符合要求的电路是( ) A .
B .
C .
D .
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
因为酒精气体传感器和定值电阻需要串联在电路中,酒精气体传感器的电阻是随着酒精气体浓度的增大而减小,所以测试时酒精浓度增大时,酒精气体传感器的电阻减小,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知:定值电阻两端的电压变大,根据串联电路的电压特点,酒精气体传感器两端的电压减小,所以电压表应测定值电阻0R 两端的电压。
故ACD 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
20.某实验小组设计了一种测定水平方向风力的装置(如图甲),绝缘轻弹簧的左端固定在压敏电阻R 上,右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连,一起套在粗细均匀的水平金属杆上,迎风板与金属杆之间的摩擦忽略不计,电源电压保持7.5 V 不变,电流表的量程为0~0.6 A ,电压表的量程为0~15 V ,小灯泡上标有“6 V 3 W ”字样,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变),压敏电阻R 的阻值随压力的变化规律如图乙所示,为了保证电路安全,下列说法正确的是( )
A .电路中的最大电流值为0.8 A
B .压敏电阻的阻值变化范围是0~18 Ω
C .当压敏电阻所受的压力为0时,小灯泡的实际功率为0.75 W
D .当压力由0变大到5 N 时,电压表的示数从1.5 V 变大到4.5 V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A .由P UI =和U I R
= 可知小灯泡的电阻 ()2
6V 12Ω3W
L U R P ===灯 由P UI =得小灯泡正常发光时的电流。