物理欧姆定律(大题培优)附详细答案

一、初中物理欧姆定律问题

1．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．

2．如图所示，电源电压恒为9V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为“24Ω 0.8A”，灯泡标有“3V 1.5W”字样。闭合开关，在电路安全的情况下（不考虑灯丝电阻的变化），则下列说法中正确的是（）

A．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~24Ω

B．电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A

C．电压表示数的变化范围是1V~3V

D．灯泡的最小功率是0.54W

【答案】D

【解析】

【详解】

从图中可以看到，灯泡和滑动变阻器串联，根据电功率公式P UI

=可知灯的额定电流是

L

L

L

1.5W

0.5A

3V

P

I

U

===

额

额

额

还可知道灯泡的电阻是

L L

L

3V

6Ω

0.5A

U

R

I

===

额

额

因为电压表的量程是0到3V，所以当灯泡两端的电压是3V，电路中的电流最大，大小是

max L

0.5A

I I

==

额

由此可计算得电路中的最小总电阻是

min

max

9V

18Ω

0.5A

U

R

I

===

总

那么滑动变阻器接入电路的最小阻值是

L

min min

-18Ω-6Ω12Ω

R R R

===

滑总

而当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，灯泡两端的电压最小，电流也是最小的，电路是安全的，所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是12Ω~24Ω；电路中的最大总电阻是

L

max

6Ω24Ω30Ω

R R R

=+=+=

总

电路中的最小电流是

min

max

9V

0.3A

30Ω

U

I

R

===

总

所以电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A；也可知道灯泡两端的电压最小值是

Lmin min L

0.3A6Ω 1.8V

U I R

==⨯=

所以电压表示数的变化范围是1.8V~3V；当电路中电流最小时，灯泡的电功率最小，大小是

()2

2

Lmin min L

0.3A6Ω0.54W

P I R

==⨯=

故选D。

3．如图a所示是电阻甲和乙的I—U图像，下列说法不正确的是（）

A．电阻甲为定值电阻，电阻乙的阻值随着温度的升高而减小

B．当电阻甲两端电压为1V时，R甲＝5Ω，此时甲的实际电功率为0.2W

C．如图b所示，当开关闭合，电路电流为0.5A时，电路总电阻是10Ω

D．如图c所示，当开关闭合，电源电压为2V时，电路总功率为0.8W

【答案】D

【解析】

【分析】

(1)根据欧姆定律可知，电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，据此结合图像分析甲、乙电阻是否变化，再根据乙电阻热功率与阻值的关系分析作答；

(2)由图像可知，当甲两端的电压为1V 时对应的电流，根据欧姆定律求出R 甲，根据

P UI =求出此时甲的实际电功率；

(3)甲和乙串联，由图b 读出电路电流为0.5A 时甲和乙电阻两端的电压，利用欧姆定律可求出R 乙，根据串联电路的电阻特点可得总电阻；

(4)甲和乙并联，由图c 读出电源电压为2V 时甲和乙电阻对应的电流，再根据并联电路的电流特点得出总电流，再根据P UI =求出此时电路的总功率。 【详解】

A ．由图a 可知，甲对应的电流与电压成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变；随着电压的增加，乙电阻的热功率增加，温度升高，其阻值变小，故A 正确，不符合题意；

B ．由图a 可知，当甲两端的电压为1V 时，通过的电流为0.2A ，根据欧姆定律可得

1V

052A

Ω.U R I =

==甲甲甲 此时甲的实际电功率

1V 0.2A 0.2W P U I ==⨯=甲甲甲

故B 正确，不符合题意；

C ．如图b 所示，甲、乙串联，通过两电阻的电流相等，当电路电流为0.5A 时，由图a 可知，甲和乙两端的电压均为2.5V ，根据U

R I

=

可知，此时甲乙的阻值相同，则电路总电阻 5Ω5Ω10ΩR R R =+=+=甲乙

故C 正确，不符合题意；

D ．如图c 所示，甲、乙并联，两电阻两端的电压相等，当电源电压为2V 时，由图a 可知

0.4A I =甲，0.2A I =乙

根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流

0.4A 0.2A 0.6A I I I =+=+=甲乙

则此时电路的总功率

2V 0.6A 1.2W P UI ==⨯=

故D 错误，符合题意。 故选D 。

4．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（ ）