一、初中物理欧姆定律问题
1.洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如下图所示,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大的电路是
A. B.
C. D.
【答案】C 【解析】 【详解】
A.由图知,R与R′串联,电压表并联在电源两端测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故A不符合题意;
B.由图知,R与R′并联,电压表串联在电路中测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故B不符合题意;
CD.电路中R与R′串联,当身高越高时,滑片上移,R′接入电路中的电阻越大,电路中的总电阻越大,由I?U 可知,电路中的电流越小,由U?IR可知,R两端的电压越小,R因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以,R′两端的电压变大; C选项中电压表测R′两端的电压,身高越高时,其示数越大,故C符合题意; D选项中电压表测R两端的电压,身高越高时,其示数越小,故D不符合题意. 故选C.
2.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 【答案】A 【解析】
B.等于4W
C.小于4W
D.无法确定
【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.
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
R甲?此时甲的实际电功率
U甲1V??5Ω I甲0.2A
P甲?U甲I甲?1V?0.2A?0.2W
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R?U可知,此时甲乙的阻值相同,则电路总电阻 IR?R甲?R乙?5Ω?5Ω?10Ω
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
I甲?0.4A,I乙?0.2A
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
I?I甲?I乙?0.4A?0.2A?0.6A
则此时电路的总功率
P?UI?2V?0.6A?1.2W
故D错误,符合题意。 故选D。
4.如图所示,电源电压不变,电阻R1?15Ω,R2?10Ω,开关S、S1闭合,S2断开,电流表读数为0.4A,则开关S、S2闭合,S1断开时,电流表读数可能为( )
A.0.4A 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B.0.5A C.0.6A D.0.7A
当开关S、S1闭合,S2断开时,电阻R0与R1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R1两端的电压是
U1?I1R1?0.4A?15Ω?6V
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
R总1?R0?R1
当开关S、S2闭合,S1断开时,电阻R0与R2串联,同理
R总2?R0?R2
因为R1?R2,所以R总1?R总2,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得