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,R1=2R2,闭合S、S1,断开S2时,电压表示数为5V,闭合S、S2,断开S1时,电压表示数为7V,则R:R2为
A.3:2 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
B.2:3 C.7:5 D.5:7
闭合S、S1,断开S2时,R1、R串联接入电路,电压表测量的是R两端电压,示数为UR=5V,则由串联分压得
,即
①;闭合S、S2,断开S1时,
R2、R串联接入电路,电压表测量的是R两端电压,示数为UR′=7V,则由串联分压得
,即
②,由①②解得R:R2=3:2.故选A.
2.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V
C.小灯泡的额定功率为6W 【答案】BCD 【解析】 【分析】
B.滑动变阻器的最大阻值为14Ω D.电路总功率的变化范围是6W~12W
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,接
入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P?UI求出灯泡的电功率即为额定功率,利用P?UI求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图像读出V1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用P?UI求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。 【详解】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
AC.当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流Imax?1.0A,电压表V2的示数U0?6V,电压表V1的示数为12V,即电源的电压U=12V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端的电压
UL?U?U0?12V?6V?6V
因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率
PL?ULImax?6V?1.0A?6W
电路的最大总功率
Pmax?UImax?12V?1.0A?12W
故A错误、C正确;
BD.当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图像可知,电路中的最小电流Imin?0.5A,电压表V1的示数U1=5V,此时滑动变阻器两端的电压
UR?U?U1?12V?5V?7V
由I?U可得,滑动变阻器的最大阻值 RR?UR7V??14Ω Imin0.5A电路的最小总功率
Pmin?UImin?12V?0.5A?6W
则电路总功率的变化范围是6W~12W,故BD正确。 故选BCD。
3.如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离,下列判断正确的是( )
A.电压表V1的示数一定变大
B.定值电阻R1与R2消耗的电功率之和一定变小
C.电压表V1示数的变化的大小小于电压表V2示数的变化的大小 D.电压表V1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
实物图转化为电路图,如下图所示;从电路图可以看到,这是一个串联电路,滑动变阻器、定值电阻R1、R2串联接在电路中,电压表V1测的是滑动变阻器的电压,电压表V2测的是定值电阻R1和R2的电压之和;
A.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离,电路中的总电阻变大,电流变小,根据U?IR可知,定值电阻R1、R2的总阻值大小不变,那么它们两端的电压在变小,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器的电压在变大,即电压表V1的示数在变大,A正确;
B.由上述可知,定值电阻R1与R2的总阻值之和是不变的,其电流在变小,根据P?I2R可知,定值电阻R1与R2消耗的电功率之和一定变小,B正确;
C.这是一个串联电路,电压表V1的示数与电压表V2示数之和等于电源电压的大小,电源电压大小不变,那么在将滑动变阻器的滑片P向左滑动一段距离过程中,电压表V1的示数增加量等于电压表V2示数的减小量,即电压表V1示数的变化的大小等于电压表V2示数的变化的大小,不是小于,C错误;
D.电压表V1示数的变化的大小等于电压表V2示数的变化的大小,根据U?IR可知
'?U1??U2?U2-U2?I?R1?R2?-I'?R1?R2?
那么
R1?R2??U2?U2?U1?? I-I'?I?I?U1大小不变,?I即电压表V1示数的变化的大小与电流表示数的变化的大小的比值不变;D正确。 故选ABD。
由于定值电阻R1与R2的总阻值之和是不变的,即R1?R2大小不变,那么
4.仅将灯L1、L2连接在电压为U0的电源上,此时两灯均发光;已知灯L1的电阻为
R0,测得通过灯L2的电流为I0,则下列判断正确的是(电源电压保持不变,L1和L2电
阻不随温度变化)( ) A.L2的电阻可能为
I0
U0?I0R0B.L1和L2的电阻之比可能为
I0R0 U0I0R0
U0?I0R0C.通过L1和L2中的电流之比可能为1:1 D.L1和L2两端的电压之比可能为【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
I0I0UU A.是电流与电压的比值,由I?得,R?,故不可能是L2的U0?I0R0U0?I0R0RI电阻,故A不符合题意;
C.若两电阻串联:根据串联电路各处的电流都相等,通过L1和L2中的电流之比为1:1,故C符合题意;
D.由欧姆定律可知,灯L1的电压为U1?I0R0,根据串联电路电压规律,灯L2中的电压为
U2?U0?I0R0
I0R0根据分压原理,L1和L2电阻之比等于电压之比,即为,故D符合题意;
U0?I0R0B.若两灯并联,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,L2的电阻是
R2?则L1和L2的电阻之比为
U0 R0R0I0R0?U0U0 I0故B符合题意。 故选BCD。
5.图所示电路中,电源两端电压为U,且保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻,已知R1=5Ω,当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.3A,电路消耗的总功率为P;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A,电路消耗的总功率为P′,当只断开开关S1时,电流表的示数为0.45A,电路消耗的总功率为P′′,下列判断正确的是
A.U=6V,R2=20Ω B.U=9V,R3=30Ω C.R3=10Ω,P∶P′′=3∶2 D.R2=20Ω,P∶P′=2∶15 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
当只闭合开关S2时,电阻R2、R3串联,则
U=0.3A,P=0.3U
R2?R3当三个开关都闭合时,电阻R1、R2并联,则
UU+=0.3A+1.95A,P′=2.25U R1R2当只断开开关S1时,电路中只有R2,则
U=0.45A,P′′=0.45U R2解三式得
U=9v,R2=20Ω,R3=10Ω,P∶P′=2∶15,P∶P′′=2∶3
所以D正确。 故选D。
6.如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R=5 Ω,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω.闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是( )