一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1．左图中所示的装置是水位监测仪，图甲是该水位监测装置的模拟电路图。柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为6V，小灯泡标有“2V 2W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示（x为容器内水柱高度h的倒数，即x=h-1）。则下列说法中正确的是（ ）
A．容器内水柱越高，两金属板间的湖水电阻R越大 B．将电流表改为水位计，水位越高电流表示数越大 C．当湖水水位高于警戒水位5m时，灯泡的实际功率大于2W D．当湖水水位高于警戒水位0.4m时，电流表示数为0.6A 【答案】B 【解析】 【分析】
(1)容器内水位上升时，根据图乙判断其电阻的变化；
U2(2)由P?计算灯泡电阻，根据图像得出R与x的关系式，再根据电阻的串联和欧姆定
R律得出I与h的关系式，分析关系式中I与h的关系判断两者的变化情况；
(3)由B中I与h表达式计算湖水水位高于警戒水位5m时，电流表示数，再根据P?I2R求出此时灯泡的实际功率，据此判断；
(4)由B中I与h表达式计算湖水水位高于警戒水位0.4m时，电流表示数。 【详解】
由图甲可知灯泡、电流表与金属块间湖水电阻串联，由图乙可知，R与h-1成正比，所以h越大，R越小；
A．容器内水柱越高时，则A内湖水电阻R变小，故A错误；
U2B．由P?可得，灯泡电阻
RRL?U额P额2?2V??2W2?2Ω
由图像可知，R=4Ω时，x=0.2m?1，R=8Ω时，x=0.4m?1，设R=kx+b，则
4Ω?k?0.2m?1?b，8Ω?k?0.4m?1?b
解得：k=20Ω·m，b=0，则R与x的关系式
R?20Ω?m?x?20Ω?m h串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以I与h的关系式
I?U6V?RL?R2Ω?20Ω?m
h由表达式可知，水位越高电流表示数越大，故B正确； C．由B中I与h的表达式可知，当h1=5m时，电流表示数
I1?6V6V??1A20Ω?m20Ω?m 2Ω?2Ω?h15m2P?I1R??1A??2Ω?2W 实2此时灯泡的实际功率
故C错误；
D．由B中I与h的表达式可知，当h2=0.4m时，电流表示数
I2?6V6V??0.12A20Ω?m20Ω?m 2Ω?2Ω?h20.4m故D错误。 故选B。
2．如图所示电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后将滑片P向右移动时，下列说法中正确的是（灯丝电阻变化忽略不计）（ ）
A．电路消耗的总功率变小
B．小灯泡两端电压变化量和V2示数变化量相当 C．电压表V1示数和电压表V2示数之和不变
D．电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变 【答案】ABD 【解析】
【分析】 【详解】
设灯泡电阻为RL，由电路图可知，开关S闭合后，R0、R1、RL串联，V1测R1和RL两端电压之和，V2测R0和R1两端电压之和，A测电路电流；滑片P移动前，RL、R0、R1两端电压分别为UL、U0、U1，电路电流为I1，滑片P移动后，RL、R0、R1两端电压分别为UL、U0、
''U1'，电路电流为I2；将滑片P向右移动时，R1接入电路电阻变大，电路总电阻变大，电源
电压恒定，由欧姆定律I?U可知，电路电流变小。 RU可知，RL和R0分压RA．由P=UI可知，电源电压恒定，电路电流变小，电路总功率变小，故A正确； B．将滑片P向右移动时，电路电流变小，RL和R0阻值一定，由I?变小，由串联电路分压规律可知，R1分压变大。则RL两端电压变化量
'?UL=UL-UL
V2示数变化量
''?UV2??U0?U1'???U0?U1???U?UL???U?UL??UL?UL'
则
?UL=?UV2
所以小灯泡两端电压变化量和V2示数变化量相当，故B正确； C．滑片P移动前，电压表V1示数和电压表V2示数之和为
UL?U1?U0?U1?U?U1
滑片P移动后，电压表V1示数和电压表V2示数之和为
''UL?U1'?U0?U1'?U?U1'
因为R1分压变大，所以电压表V1示数和电压表V2示数之和变大。故C错误； D．根据串联电路分压规律，总电压等于各部分电压之和，所以，电压表V1示数变化量
?UV1=(U?I2R0)?(U?I1R0)?(I1?I2)R0??IR0
所以
?UV1?I故选ABD。
?R0
即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变，故D正确。
3．两个小灯泡L1和L2，规格分别是“6V，3W”和“3V，3W”，分别如图甲乙所示接入电路，闭合开关S，两灯泡发光，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．甲电路中，当电源电压为9V时，两个小灯泡都正常发光 B．甲电路中允许最大的电流为0.5A
C．乙电路中，当L2正常发光时，干路电流为1.25A D．乙电路中，电路消耗的最大功率为3W 【答案】BC 【解析】 【详解】
A．由P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
I1?P3W1??0.5A， U16VP23W??1A， U23VI2?因两灯泡的额定电流不相等，由于两只灯泡串联，所以，两只灯泡不可能同时正常发光，故A错误；
B．因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的最大电流
I?I1?0.5A，
故B正确； C．由I?U可得，两灯泡的电阻分别为： RU6VR1?1??12Ω ，
I10.5AR2?U23V??3Ω， I21A两灯的额定电压分别为U1 =6V，U2 =3V， 由于并联电路各支路两端的电压相等， 所以，两灯泡并联时，电源电压不超过3V，则两支路的电流分别为：
U'13VI???0.25A，
R112Ω?1?U23VI???1A，
R23Ω?2则并联接入电路中时，干路的最大电流：
?I?I1??I2?0.25A?1A?1.25A。
故C正确；
D．乙电路中，U=3V，I=1.25A电路消耗的最大功率为
P?UI?3V?1.25A?3.75W。
故D错误。
4．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“U—I”关系图像如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为10V B．定值电阻R1的阻值为10Ω
C．变阻器滑片在中点时，电流表示数为0.3A D．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～10Ω 【答案】BC 【解析】 【分析】
从“U—I”关系图像可以看出，甲为滑动变阻器的关系图像，因为最后电压变为0，此时滑动变阻器的电阻为0，乙为电阻R1的图像；当滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小，根据图像读出电表的示数，利用串联电路的电压特点求出电源的电压，利用欧姆定律求出电阻R1的电阻和滑动变阻器的最大阻值；根据电阻的串联和欧姆定律求出变阻器滑片在中点时，电路中的电流。 【详解】
A．当滑动变阻器的阻值最大时，两电阻串联，干路电流最小；由图乙可知，此时电路中的电流I=0.2A，电阻R1的电压U1=2V，滑动变阻器两端的电压U2=4V；串联电路总电压等于各支路电压之和，则电源电压为：
U?U1?U2?2V?4V?6V，
则A错误； B．由I?U可得，定值电阻R1的阻值： RR1?U12V??10Ω， I0.2A则B正确；
CD．滑动变阻器的阻值最大为：
中考物理专题《欧姆定律》综合检测试卷
