一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中,定值电阻R0两端的电压随滑动变阻器R1接入电路的阻值变化情况如图乙所示,下列说法错误的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.当滑片P在b端时,通过R0的电流为0.6A
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,R0消耗的电功率为0.4W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.由图乙可知,当滑动变阻器R1接入电路的阻值为0时,定值电阻R0两端的电压为6V,此时定值电阻R0两端的电压等于电源电压,故A项正确,不符合题意;
BC.当滑片P在b端时,由图乙可知,滑动变阻器R1接入电路的阻值最大为50Ω,此时定值电阻R0两端的电压为1V,根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端的电压为
U1?U?U0?6V?1V?5V
因为串联电路电流处处相等,则通过R0的电流为
I?根据I?U0U15V?=?0.1A R0R150ΩU可得定值电阻R0的阻值 RR0?U01V??10Ω I0.1A故B项正确,不符合题意,C项错误,符合题意;
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,由图乙可知,此时定值电阻R0两端的电压为
U22V,根据P?可得R0消耗的电功率
R??P?U0?R022V???210Ω?0.4W
故D项正确,不符合题意。 故选C。
2.如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中,电源电压恒为 6 V,保护电阻R0= 20 Ω是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒,总长为40 cm,其接入电路的电阻与接人电路的棒长成正比;金属棒cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。小明用该测量仪对甲、乙和丙三位同学的身高进行了测量,其数据见下表,若已知乙同学测量时,滑片恰在电阻棒的中点位置,则根据题中提供的信息可知
甲同学 乙同学 丙同学 电流表读数I/A 0.2 0.15 0.12 电压表读数U/V 2 3 3.6 身高h/m 1.6
A.电阻棒的总电阻是40 Ω
C.甲的身高是1.5 m,丙的身高是1.8 m 是1.4~1.8 m 【答案】AD 【解析】 【详解】
B.甲的身高是1.7 m,丙的身高是1.5 m D.从理论上分析,该测量仪的身高测量范围
由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;
A.乙测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置,两电表的示数分别为:U=3V,I=0.15A,则电阻棒的总电阻:
R总?2?故A符合题意;
U3V?2??40Ω, I0.15ABC.已知电阻棒总长为40cm,其总电阻为40Ω,所以电阻棒上1cm的电阻为1Ω,由表格
数据可得,甲测量身高时,变阻器接入电路的电阻为
R1?U12V?=10Ω, I10.2A则电阻棒接入电路的长度为10cm,所以甲的身高是
160cm-20cm+10cm=150cm=1.5m;
丙测量身高时,变阻器接入电路的电阻为
R2?U23.6V?=30Ω, I20.12A则电阻棒接入电路的长度为30cm,所以丙的身高是
160cm-20cm+30cm=170cm=1.7m,
故B、C不符合题意;
D.当滑片在a点时,滑动变阻器全部接入电路,所以测量范围最大是
160cm-20cm+40cm=180cm=1.8m,
当滑片在b点时,滑动变阻器接入电路电阻为0,所以测量范围最小是
160cm-20cm=140cm=1.4m,
即从理论上分析,该测量仪的身高测量范围是1.4~1.8m,故D符合题意。
3.如图,电源电压恒定,电阻R1=10Ω,R2=15Ω,R阻值一定但未知。当单刀双掷开关S掷向a(同时与b断开)时,电压表示数为2.0V。若掷向b(同时与a断开),电压表示数可能为( )
A.3.0V 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
B.2.5V C.2.2V D.1.5V
由图S接b时,R2与R串联,由欧姆定律知,此时电压表测R2两端电压为
U??I?R2?U?15Ω--------------①
R?15ΩU?10Ω------------②
R?10ΩS接a时,R1与R串联,此时电压表测R1两端电压,示数为2V,则有
2V?IR1?①÷②可得