物理专题训练---欧姆定律的综合题分类

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．如图电路,电源两端电压为4.5V且保持不变．电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是（）A．定值电阻R1的最大功率为3.6WB．电流表A的示数变化范围为0.15A~0.45AC．滑动变阻器的最小功率为0.45WD．滑动变阻器R2的阻值取值范围为0Ω~20Ω【答案】C【解析】【详解】A．从图中可以看到，这是一个串联电路，电阻R1和滑动变阻器R2串联在一起，电压表V1测的是电阻R1两端的电压，电压表V2测的是滑动变阻器R2接入电路中电阻两端电压，要求定值电阻R 1的最大功率，那么需要定值电阻R 1两端的电压最大，由题意可知，当R 1两端的电压是3V 时，电压表V 1的量程没有超出，流过R 1的电流为1113V ==0.3A 10ΩU I R =此电流大小没有超过电流表的量程，也没有超过滑动变阻器R 2的最大电流，那么滑动变阻器R 2两端的电压为21 4.5V 3V 1.5V U U U =-=-=这个电压大小也没有超过电压表V 2的量程，所以当R 1两端的电压是3V 时能够保证电路安全，此时定值电阻R 1的最大功率为()221113V 0.9W 10ΩU P R === A 错误；B ．当电流表的示数最小时，电路中电阻最大，滑动变阻器R 2接入电路中电阻最大，即220ΩR =，电路中的电流大小为12 4.5V 0.15A 10Ω20ΩU I R R ===++这个电流大小没有超过滑动变阻器R 2的最大电流，也没有超过电流表的量程，此时R 1两端的电压是1R 10.15A 10Ω 1.5V U IR ==⨯=R 2两端电压为21R R - 4.5V -1.5V 3V U U U ===这也没有超过两电压表的量程，所以电路中的电流最小可以为0.15A ； 当电流表的示数最大时，假设0.45A I =，此时R 1两端的电压是1R 10.45A 10Ω 4.5V U IR ==⨯=这个电压大小超过了电压表的量程，所以0.45A I ≠，所以电流表A 的示数变化范围不为0.15A~0.45A ，B 错误；CD ．当滑动变阻器R 2的电阻最小时，此时电路中电流最大，R 1两端的电压最大，只能是3V ，由上述可知0.3A I =，R 2两端的电压为2R 1.5V U =，R 2的最小值为2R 2 1.5V5Ω0.3AU R I=== 由上述可知，滑动变阻器R 2的电阻可取20Ω，这也是R 2的最大值，所以滑动变阻器R 2的阻值取值范围为5Ω~20Ω；设电路中的电流为I ，由题意可知道滑动变阻器的功率为()()2222222221212121212-4-4U U U P I R R R R R R R R R R R R R ⎛⎫==⋅=⋅= ⎪++⎝⎭+要使电功率P最小，那么()2122-R RR要最大，当R2是5Ω或者20Ω时，()2122-R RR最大，滑动变阻器的电功率最小，大小为0.45WP=，可知，C正确、D错误。

3．如图所示，电源电压不变，1R、2R为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表，当只闭合开关S、S1时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a 的示数不变，b的示数有变化。

以下说法正确的是（）A．b可能是电流表、也可能是电压表B．只闭合S、S2，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于12R R+C．若将b换成另一种电表，只闭合S、S2，将滑片P向右移动，2R消耗的功率一定变大D．若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，则a的示数与b的示数的比值可能等于2R【答案】D【解析】【分析】【详解】A．假设b是电流表，a是电流表，当只闭合开关S、S1时，R与R2并联接在电路中，a、b 的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，根据UIR=可知，a的示数是不变的，b的示数有变化，这种情况符合题意，所以b可能是电流表；假设b是电压表，a是电流表，当只闭合开关S、S1时，有电流流过R2，但没有电流流过R，a的指针明显偏转，b表测的是电源电压，也明显偏转，但是将位于中点的滑片P向左移动，根据UIR=可知，a的示数是不变的，b的示数是不变的，这种情况与题意不符合，所以这个假设不成立；假设b是电压表，a是电压表，当只闭合开关S、S1时，两个电压表测的都是电源电压，指针均明显偏转，但是将位于中点的滑片P向左移动，电源电压不变，那么两表的示数是不变的，这情况与题意不符合，所以这个假设也不成立；综上所述，b不可能是电压表，只能是电流表，A错误；B．假设b是电流表，a是电压表，当只闭合开关S、S1时，有电流流过b表，b表有示数，a表测的是电源电压，也有示数，将位于中点的滑片P向左移动，根据UIR=可知，b的示数有变化，a 的示数是不变的，大小还是等于电源电压，这种情况符合题意，所以b 可能是电流表，a 可能是电压表；只闭合S 、S 2，这时R 1与R 串联，电压表a 测的是R 两端的电压，电流表测的是电路中的电流，则可知1UR I∆=∆，即电压表a 示数的变化量与电流表b 示数的变化量的比值等于R 1；当b 是电流表，a 是电流表时，只闭合S 、S 2，R 、R 2被短路，电路是R 1的简单电路，即使移动滑片P ，a 、b 两表的示数都不会变化；综上所述，a 示数的变化量与b 示数的变化量的比值不可能等于12R R +；B 错误；C ．把b 换成电压表，a 是电压表时，只闭合S 、S 2，R 1、R 2与R 串联，滑片P 向右移动，电阻变小，电路的总电阻变小，电流变大，根据22P I R =可知，R 2消耗的功率变大；如果把b 换成电压表，a 是电流表时，只闭合S 、S 2，R 被短路，R 1、R 2串联，滑片P 向右移动，电阻不变，电路的总电阻不变，电流不变，根据22P I R =可知，R 2消耗的功率不变；C 错误；D ．a 是电压表，b 是电流表时，若把a 与b 的位置互换，只闭合S 、S 2，R 被短路，R 1、R 2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R 2两端的电压，那么a 的示数与b 的示数的比值是R 2；当a 、b 都是电流表时，若把a 与b 的位置互换，只闭合S 、S 2，R 、R 2被短路，只有R 1接在电路中，两电流表的示数相等，它们的比值是1；D 正确。

故选D 。

4．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0.6AB ．电流表的示数变化范围是0.3A ～0.6AC ．电压表的示数变化范围是2V ～3VD ．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2U P UI R==得小灯泡的额定电流为1.25W 0.5A2.5VP IU === 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 2.5V5Ω0.5AU 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 2V4Ω0.5A 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 10ΩR =则电路最小电流总min L max 4.5V0.3A 5Ω10ΩU I R R ===++此时滑动变阻器两端最大电压max max 0.3A 10Ω3V 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 。

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“10Ω1A ”，小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。

在保证所有元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项正确的是（ ）A ．向左移动滑片，两表示数都变大B ．电流表的示数变化范围是0.3~0.6AC ．电压表的示数变化范围是0~3VD ．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω 【答案】D 【解析】 【详解】A ．从图中可以看到，向左移动滑片，变阻器接入电路的电阻在变大，这是一个串联电路，电路的总电阻在变大，根据UI R=可知，电路中的电流在变小，电流表的示数在变小；灯丝的电阻是不变的，那么灯泡两端的电压是变小的，根据串联电路电压规律可知，变阻器两端的电压是变大的，即电压表的示数是变大的；A 错误； BCD ．小灯泡的电阻是()22LL L 2.5V 5Ω1.25WU R P ===为保证灯泡正常工作，流过灯泡的电流最大是L Lmax L 2.5V0.5A 5ΩU I R === 这也是电路中的最大电流，所以电流表的最大读数是0.5A ，这时电路中的总电阻大小是min max 4.5V9Ω0.5AU R I ===总 则滑动变阻器的最小电阻是L min min -9Ω-5Ω4ΩR R R ===滑总由于灯泡的电阻不变，那么这时灯泡两端的电压是最大的，则滑动变阻器的电压是最小的，大小是max min min 0.5A 4Ω2V U I R ==⨯=滑滑即电压表的最小示数是2V ；当滑动变阻器的电阻最大时，即大小达到10Ω，这时电路中的电流最小，大小是min max4.5V0.3A 10Ω5ΩU I R ===+总这个电流大小没有超过电流表的量程，也没有超过滑动变阻器的规格要求，也没有超过小灯泡的额定电流，所以滑动变阻器的阻值可达到10Ω，电流表的读数最小可以是0.3A ，这时滑动变阻器的电压是min max max 0.3A 10Ω3V U I R ==⨯=滑滑即电压表的最大示数是3V ；综上所述，电流表的示数变化范围是0.3~0.5A ，电压表的示数变化范围是2~3V ，滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω。