一、初中物理欧姆定律问题
1．为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向 R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。若己知电源电压为12V，某时段AB 间的电压随时间变化的图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次 B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1两端的电压是R2两端电压的3倍 D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1两端的电压是R2两端电压的5倍 【答案】D 【解析】 【详解】
A．由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端电压。由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R1分得电压增大，R2分得电压减小，由图象知，此时U2＝UAB＝2V，因为R1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错误； B．由串联电路的分压原理有：
U1U?U2R1??， U2U2R2即：
12V?2VR1?， 2VR2所以：R1＝5R2，故B错误；
C．当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图象知，此时，
??U2?UAB?6V
由串联电路的分压原理有：
?U1?U?U2R1???， ??U2U2R2即：
12V?6VR1?， 6VR2所以：
R1'＝R2，
故C错误； D．由C知
R1'＝R2
且
R1＝5R1'，
即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍，故D正确。
2．如图所示，电源电压恒为6V，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样（阻值保持不变），R1=20Ω。滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”。电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S2，断开S1、S3时，通过电阻R1电流为0.2A
B．断开S2，闭合S1、S3时，滑动变阻器R2连入阻值范围5Ω~10Ω C．闭合开关S3，断开S1、S2时，电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W D．闭合所有开关，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A．从图中可以看到，闭合S2，断开S1、S3时，灯泡和电阻R1串联接在电路中，灯泡的电阻大小是
?4V??10Ω URL??PL1.6W2L2根据欧姆定律可知，通过电阻R1电流大小是
I1?I?U6V??0.2A
RL?R110Ω?20Ω即通过电阻R1电流是0.2A，A正确；
B．断开S2，闭合S1、S3时，只有滑动变阻器R2接入电路，电流表的量程为0~0.6A，当电路的电流最大是0.6A，滑动变阻器接入电路的阻值大小是
R2?U6V??10Ω Imax0.6A这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值，所以滑动变阻器R2连入阻值范围是10Ω~30Ω，B错误；
C．闭合开关S3，断开S1、S2时，灯泡和变阻器R2串联接在电路中，根据P?I2R可知，当电路中的电流最小时，灯泡的电功率最小，这时电路中的总电阻最大，电路中的电流大小是
Imin?6V?0.15A
10Ω?30Ω这个电流值大小没有超过电流表的量程，也没有超过滑动变阻器的最大电流限度 电压表的示数是
UL?0.15A?10Ω?1.5V
这个电压值没有超过电压表的量程，这时灯泡的最小电功率是
2PLmin?IminRL??0.15A??10Ω?0.225W
2当电路中的电流最大时，灯泡的电功率最大，这时电路中的总电阻最小，假如电流大小是0.6A，那么电压表的示数是
UL?0.6A?10Ω?6V
这个电压的数值大过了电压表的量程，所以电流不能是0.6A，假如电压表的示数达到最大3V，这时电流最大，大小是
Imax?3V?0.3A 10Ω2这个电流值大小符合电路的安全要求，所以灯泡的最大电功率是
2PLmax?ImaxRL??0.3A??10Ω?0.9W
综上所述，电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W，C正确；
U2D．闭合所有开关，灯泡被短路，电阻R1、R2并联接在电路中，根据P?可知，当R2
R的电阻最小时，其电功率最大，流过它的电流最大，是0.6A，其阻值大小是
R2min?电功率大小是
6V?10Ω 0.6A2P2max6V??U2???3.6W R2min10Ω当R2的电阻最大时，其电功率最小，流过它的电流最小，假如R2的电阻是30Ω，其电流大小是
I2min?U6V??0.2A R2max30Ω这个电流大小符合电路的安全要求，那么其电功率大小是
P2min6V??U2???1.2W R2max30Ω2那么滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是
P2max:P2min?3.6W:1.2W?3:1
D正确。 故选ACD。
3．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A1、A2的示数都变大 B．电流表A1的示数与电流表A2的示数之差保持不变 C．电流表A1示数变大，电流表A2和电压表V的示数不变 D．电流表A2示数变大，电流表A1和电压表V的示数不变 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
因为R1和R2组成的是一个并联电路，电压表测量的是R2两端的电压，故U1=U2=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A2测量的是通过定值电阻R2的电流，U2不变，R2不变，由公式I=可知，电流表A2的示数保持不变；电流表A1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A1的示数变大；电流表A2的示数保持不变，电流表A1的示数与电流表A2的示数之差变大．A、B和D不符合题意． 故选 C．
4．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V1、数的变化量的大小分别为?U1和?U2，那么（ ）
A．?U1＜?U2 B．?U1＞?U2 C．?U1??U2
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R1并联，再与R2、R3串联，电压表V1测并联部分电路两端的电压；V2测中间定值电阻R2两端的电压；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V1的示数变小，变化量为?U1，根据串联电路的电阻分压特点可知，定值电阻R2、R3两端的电压变大；因为：
U1?U?U2?U3
所以：
?U1??U2??U3
故：
?U1??U2
故B项符合题意、ACD项不符合题意；
5．如图甲所示，已知电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~6V，滑动变阻器R2的规格为“40Ω 0.5A”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法中正确的是（ ）
A．R1的阻值为20Ω
B．电压表的变化范围是3V~6V C．滑动变阻器的取值范围是6Ω~40Ω
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