【物理】培优欧姆定律辅导专题训练
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一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.如图,电源电压U不变,开关S断开与闭合时,电压表的示数之比是5:8,则电阻R1 与R2 的阻值之比是
A.3:5 B.5:3 C.5:8 D.8:5
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
开关断开时,两电阻串联,电压表测量R1上的电压U1;开关闭合时,R2被短路,电压表测量总电压U。因串联电路总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,则
U1:U2=(U-U2):U2=3:5
又因串联电路各处的电流相等,且U=IR,所以
R1:R2=U1:U2=3:5
故选A。
2.如图所示的四个电路图中,电源电压不变,R0为已知阻值的定值电阻,图中可实现测量R x阻值的正确电路图是()
A.B.
C.D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、R x并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过R x的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆
定律即可求出R x 的阻值,故A 正确;
B .由电路图可知,无论开关闭合还是断开,电压表始终测电源的电压,即无法测出或间接的得出R x 两端的电压,故此电路图不能测出R x 的阻值,故B 不正确;
C .开关S 闭合时,电压表测量电源电压;开关S 断开时,电压表测量R x 两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据0U
I R
=求出通过定值电阻的电流,根据串联电路电流处处相等,通过R x 电流等于通过定值电阻电流,即0x I I =,根据x x x
U R I =求出R x 的阻值,故C 正确; D .由电路图可知,当开关S 闭合时,电路为R x 的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压
1x U I R =⨯
当开关S 断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电源电压
()20x U I R R =⨯+
由于
()120x x I R I R R ⨯=⨯+
求出R x 的阻值,故D 正确。
故选ACD 。
3.学校的科技小组设计了一种自动计数器,可以自动记录跳绳的次数,其简化电路如图甲所示。其中R 1是光敏元件,每当绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的电阻会变大,这时自动计数器会计数一次。R 2是定值电阻,信号处理系统能记录AB 间每时刻的电压。已知电源电压为12 V ,某时段AB 间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是
A .A
B 两端电压为2 V 时,跳绳自动计数器会计数一次
B .绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1和R 2的阻值相等
C .绳子没有挡住射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的3倍
D .绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A .由题知,当射向R 1的激光被挡时,R 1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R 1分得电压增大,R 2分得电压减小,由图乙知,此时U 2=U A
B =2V ,因为R 1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB 间电压为2V 计数一次,故A 项正确;
B .由串联分压的特点可知 12112222U U U IR R U
U IR R -===, 即
1212V-2V 5=2V 1
R R =, 所以R 1=5R 2,故B 项错误;
C .当射向R 1的激光没有被挡时,R 1阻值变小,R 1分得电压减小,R 2分得电压增大,由图乙知,此时
U 2'=U AB '=6V ,
由串联电路的分压原理有:
121122
22U U U I R R I R R U U ''''-===''', 即
1212V-6V 1=6V 1
R R '=, 所以12R R '=,故C 项错误;
D .结合BC 项,115R R '=,即绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍,故D 项正确。
4.如图,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω,电源电压保持不变。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,电压表V 1的示数从10V 变化到20V ,电压表V 2的示数从14V 变化到34V ,则下列说法中正确的是()
A .电源电压为34V
B .电阻R 1的阻值为12Ω
C .电路中最小电流为1A
D .灯L 的阻值始终是4Ω
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】 由图可知灯泡L 、定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表V 1测定值电阻R 1两端的电压,电压表V 2测灯泡L 与定值电阻R 1两端的电压,所以灯泡两端电压等于电压表V 2的示数减去电压表V 1的示数。
A .当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,电压表V 2的示数即为电源电压是34V ,故A 项正确;
BC .当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小,电压表V 1的示数是10V ,电压表V 2的示数是14V ,根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端分得的电压为
R 2234V 14V 20V U U U =-=-= 由U I R
=可得通过电路最小电流 R 2220V 1A 20Ω
U I R ===小 由U I R
=可得定值电阻R 1的阻值 1110V 10Ω1A
U R I =
==小 故B 项错误,C 项正确; D .当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小为1A ,电压表V 1的示数是10V ,电压表V 2的示数是14V ,则灯泡两端电压为
L 2114V 10V 4V U U U =-=-= 由U I R
=可得此时灯泡L 的电阻 L L 4V 4Ω1A
U R I ===小 当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,此时通过电路电流最大,电压表V 1的示数是20V ,电压表V 2的示数是34V ,则灯泡两端电压为
L 2134V 20V 14V U U U '''=-=-= 由U I R
=可得此时电路电流