专题20 欧姆定律与电功率(解析版)

专题20 欧姆定律与电功率

一、选择题

1.（2020·贵州省黔东南州）如图甲所示的电路中，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器，电源电压保持3V 不变，闭合开关S 后，滑片P 从a 端移动到b 端，电流表示数I 与电压表示数U 的变化关系如图乙所示，下列说法不正确的是 ( )

A. 定值电阻 R 1的阻值是5Ω

B. 滑动变阻器的阻值范围是0~10Ω

C. 当滑片P 移到b 端时，电路消耗的总功率为1.8W

D. 若滑动变阻器R 2出现接触不良时，电流表示数为0， 电压表示数为3V

【答案】C

【解析】

【详解】A ．由图甲可知，两电阻串联，电压表测量R 2两端的电压，电流表测量电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时，电路中电流最大，由图乙可知最大电流为0.6A ，可得电源电压为

111=0.6A U I R R =⨯

因串联电阻中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压为

2121+0.2A +2V U I R U R ==⨯

因电源电压不变，所以

110.6A =0.2A +2V R R ⨯⨯

所以可得

12V 2V ===5Ω0.6A-0.2A 0.4A

R 故A 正确，A 不符合题意；

B ．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电流为0.2A ，电压表示数为2V ，滑动变阻器的最大阻值为

2max 22V

=100.2A

U R I ==Ω滑 所以，滑动变阻器的阻值范围是 0~10Ω，故B 正确，B 不符合题意；

C ．当滑片P 移到b 端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大为10Ω，因为电阻R 1的阻值为5Ω，所以此时电路中的总功率为

2221max (+)=(0.2A)(5Ω+10Ω)=0.6W P I R R =⨯滑

故C 错误，C 符合题意；

D ．若滑动变阻器R 2出现接触不良时，即R 2断路时，电路是串联电路，整个电路断路，所以电流表示数为0，此时电压表测量的就是电路总电压，总电压由选项A 分析可知

11==0.6A 5Ω=3V U I R ⨯

所以电压表的示数为3V ，故D 正确，D 不符合题意。

故选C 。

二、填空题

2.（2020·重庆A ）图8中电源电压为6 V 并保持不变，定值电限R 为10Ω.滑动变阳器R 标有" 20Ω 0.5A"字样，电流表量程为“0-0.6A" .电压表量程为-0-3V"。闭合开关，移动滑片p 的过程中，为保证电路元件安全滑动变阻器R'接人电路的最小阻值为 Ω 定值电阻R 的最大功率为 W 。

答案：10Ω；0.9W

解析:当电流最大为0.5A 或定值电阻电压最大为3V 时滑到变阻器电阻最小，定值电阻的电功率最大

当U 定=3V 时；A V R U I 3.0103=Ω

==定定定,小于0.5A 所以当电流等于0.3A 时，滑动变阻器电阻最小，定值电阻的电功率最大

Ω===203.06ax A

V I U R M 总总

Ω=Ω-Ω=-=101020'min 定总R R R

W A V I U P 9.03.03max =⨯==定定定

3.（2020·四川省南充市）将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12V ，通过的电流为3A ，则该电阻丝电阻为________Ω；若将该电阻丝两端电压由12V 降至6V ，则电功率变化了________W 。

【答案】 (1). 4 (2). 27

【解析】

【详解】[1]电阻丝的电阻

R =12V 3A U I ==4Ω [2]将该电阻丝两端电压由12V 降至6V ，则电功率变化

ΔP =()()22

221212V 6V -=27W 44U U R R -=ΩΩ 4.（2020·贵州省黔东南州）有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为24 V,灯泡L 的额定电压为24 V,通过灯泡L 的电流跟其两端电压的关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为____ Ω．调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2 W 时,滑动变阻器R 连入电路的阻值是____ Ω．观察图象发现灯泡L 的电阻是在增大的,这是因为

___________________．

【答案】 (1). 60 (2). 90 (3). 灯丝电阻随温度的升高而增大

【解析】

【详解】灯泡两端的电压为24V 时,灯泡正常发光,由图乙可以知道此时通过灯泡的电流I L =0.4A,

根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻: 24V =

==600.4A L L U R I Ω; (2)由图乙可以知道,当灯泡两端的电压为6V,通过的电流为0.2A 时,灯泡的实际功率为1.2W,

因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,灯泡的实际功率为1.2W 时,滑动变阻器两端的电压124V 6V 18V L U U U =-=-=滑, 串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得,滑动变阻器R 连入电路的阻值: 18V ===900.2A

U R I Ω滑滑 (3)在材料、长度和横截面积一定时,灯丝电阻还与温度有关,并且灯丝电阻随温度的升高而增大. 因此，本题正确答案是:60;90;灯丝电阻随温度的升高而增大.

.

【点睛】(1)额定电压下灯泡正常发光,根据图乙读出对应的电流,根据欧姆定律求出此时灯丝的电阻;

(2)由图可以知道找出灯泡的实际功率为1.2W 时灯泡两端的电压和电流,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,再根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器R 连入电路的阻值;

(3)灯丝的电阻与温度有关.

三、计算题

5. （2020·重庆A ）如图18的电路中，R 1为10Ω.R 2为30Ω.闭合开关S 后，电流表的示数为1A ,电源电压保持不变。求:

(1)R 1两端的电压U 1:

(2)R 2在10 s 内所消耗的电能W 2

答案：

解：（1）由欧姆定律：V A R I U 10101111=Ω⨯==

（2）J s A t R I W 300103012222

2=⨯Ω⨯==）（ 6.（2020·重庆B ）如图所示，电源电压不变，定值电阻R 1阻值为10Ω，定值电阻R 2阻值为20Ω，当开关S 闭合后，电流表为0.2A 。求：

(1)R 1两端的电压；

(2)在10s 内，电流通过R 2做的电功。

【答案】(1)2V ；(2)8J

【解析】